JP2009253064A - Bidirectional optical module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bidirectional optical module which reduces the transmission of LD-generated signals to a PD through a stem, by a simple and cheap method without using a large-sized package and without electrically separating the stem therefrom. <P>SOLUTION: The bidirectional optical module has a metal stem 3 whereon a light emitting element 4 for emitting a transmitting light and a photodetector 5 for receiving a receiving light are mounted, a first lead pin group electrically connected with the light emitting element 4 passing through the stem 3 and a second lead pin group electrically connected with the photodetector and a grounding flange 11 positioned in the region or the vicinity region for mounting the light emitting element 4 in the surface opposite to the principal surface for mounting the light emitting element 4 and the photodetector, and connected with the stem 3 electrically and mechanically. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、1つのパッケージ内に発光素子及び受光素子を搭載し、光信号の送受信に用いられる双方向光モジュールに関する   The present invention relates to a bidirectional optical module in which a light emitting element and a light receiving element are mounted in one package and used for transmission / reception of an optical signal.

光通信技術の進展に伴い、FTTH(Fiber To The Home)に代表される加入者系通信網(アクセス系)では、より高速で大容量の即時通信が、適切なコストで可能となるPON(Passive Optical Network)システムの導入が進んでいる。PONシステムは、一芯双方向通信方式の採用により、局側とユーザ側との間の光ファイバ伝送路のファイバ本数を減らし、メタルケーブル並みの低価格で、より高速なサービスを実現している。具体的には、1本の光ファイバで、1.31μm帯と1.55μm帯(又は1.49μm帯)の2波長で送受信を行う波長多重方式(WDM:Wavelength Division Multiplexing)である。   With the advancement of optical communication technology, PON (Passive), which enables higher-speed and large-capacity immediate communication at an appropriate cost, in the subscriber network (access system) represented by FTTH (Fiber To The Home) The introduction of the Optical Network system is progressing. The PON system adopts a single-core bidirectional communication system, reduces the number of fibers in the optical fiber transmission line between the station side and the user side, and realizes a high-speed service at the same low price as a metal cable. . Specifically, it is a wavelength division multiplexing (WDM: Wavelength Division Multiplexing) in which transmission and reception are performed with two wavelengths of a 1.31 μm band and a 1.55 μm band (or 1.49 μm band) using one optical fiber.

このようなPONシステムに用いるための一芯双方向光モジュール(Bi−D:Bi−Directional Module )では、レーザダイオード等の発光素子(以下、LDという)から出射される送信光を光ファイバに結合させる一方で、光ファイバを伝送してきた受信光をフォトダイオード等の受光素子(以下、PDという)に結合させている。光ファイバと送受信光との結合方法及び結合装置については、今までにも多くの提案がなされている。   In a single-core bidirectional optical module (Bi-D: Bi-Directional Module) for use in such a PON system, transmission light emitted from a light emitting element such as a laser diode (hereinafter referred to as LD) is coupled to an optical fiber. On the other hand, the received light transmitted through the optical fiber is coupled to a light receiving element (hereinafter referred to as PD) such as a photodiode. Many proposals have been made for a method and an apparatus for coupling an optical fiber and transmitted / received light.

従来は、送信用のLDを内蔵するCANパッケージと受信用のPDを内蔵するCANパッケージを用いた2パッケージ構造の光モジュールが、組立ても従来方法で行えるということで開発が進められた。しかし、冒頭に記したように、低価格の要求が強い一芯双方向の通信で、更なるコストダウンを図ることが必要とされ、1つのCANパッケージ内にLDとPDの両方を内蔵させた1パッケージ構造の一芯双方向光モジュールについても、開発が進められている。   Conventionally, development has progressed because an optical module having a two-package structure using a CAN package containing a transmission LD and a CAN package containing a reception PD can be assembled by a conventional method. However, as described at the beginning, it is necessary to further reduce the cost by single-core bidirectional communication, which has a strong demand for low prices, and both LD and PD are built in one CAN package. Development is also underway for single-core bidirectional optical modules with a single package structure.

しかし、1つのCANパッケージに送信用のLDと受信用のPDを内蔵させた「1パッケージBi−D」においては、LDの駆動時に発生する電磁界が、微弱な受信信号へのノイズとなる、いわゆる、電気クロストークの問題が顕在化する。この電気クロストークの問題においては、例えば、LDとPDを搭載したステムを電気的に分離することによりノイズの結合を遮断し、電気クロストークを低減する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、LDの駆動配線として接地を強化し、また、PD側にはシールドを配し、LDとPDの配線基板を直交させるなどの、構造・配置を工夫する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開2005−203553号公報 特開2006−41234号公報
However, in “1 package Bi-D” in which a transmission LD and a reception PD are built in one CAN package, an electromagnetic field generated when the LD is driven becomes noise to a weak reception signal. The so-called electric crosstalk problem becomes apparent. In the problem of this electrical crosstalk, for example, a method is known in which the coupling of noise is cut off by electrically separating a stem on which an LD and a PD are mounted to reduce the electrical crosstalk (for example, Patent Documents). 1). Further, there is known a method for improving the structure and arrangement such as strengthening grounding as an LD drive wiring, arranging a shield on the PD side, and orthogonally crossing the LD and PD wiring boards (for example, Patent Document 2).
JP 2005-203553 A JP 2006-41234 A

しかし、上記特許文献1に開示の技術は、LDとPDを実装する金属板を分離・独立して設けるため、パッケージ内のスペースを増加させ、また、CAN型パッケージには適用が難しい構造となっている。また、特許文献2においても、接地強化のための基板の追加とそのためのスペースが増加する。いずれも、接地・シールド強化のための部品の追加とスペースを必要とし、大型化とコストアップを伴うものである。   However, since the technique disclosed in Patent Document 1 separately and independently provides a metal plate for mounting LD and PD, it increases the space in the package and is difficult to apply to a CAN type package. ing. Also in Patent Document 2, the addition of a substrate for grounding reinforcement and the space for that increase. All of them require additional parts and space for grounding and shielding reinforcement, and increase the size and cost.

図9は、従来のCAN型の1パーケージを用いた一芯双方向光モジュールの一例で、パッケージ1には、複数本のリードピン2が配設されたステム3に、信号光を送信するLD4を冷却のためのヒートシンク部材等を介して搭載し、また、受信光を受光するPD5をサブマウント等を介して搭載している。また、ステム3上に搭載されたLD4及びPD5とその他の電子部品を封止するようにして、送信光(LD光)及び受信光を集光するレンズ7を設けたキャップ8が取付けられる。キャップ8には、光ファイバとの接続を形成するスリーブ部材(図示せず)を位置決めして保持するホルダ9が取付け固定されている。   FIG. 9 shows an example of a conventional single-core bidirectional optical module using a CAN-type single package. The package 1 includes an LD 4 that transmits signal light to a stem 3 on which a plurality of lead pins 2 are arranged. It is mounted via a heat sink member or the like for cooling, and a PD 5 that receives received light is mounted via a submount or the like. A cap 8 provided with a lens 7 for condensing transmission light (LD light) and reception light is attached so as to seal the LD 4 and PD 5 mounted on the stem 3 and other electronic components. A holder 9 for positioning and holding a sleeve member (not shown) that forms a connection with the optical fiber is attached and fixed to the cap 8.

レンズ7とLD4及びPD5の光学経路上には、送信光を反射させると共に受信光を透過させるWDMフィルタ6が配置される。LD4から出射された送信光は、WDMフィルタ6で反射され、レンズ7で集光されてホルダ9の開口を通って、スリーブ部材に固定されているファイバスタブ10のファイバ部10aに入射され、外部の光ファイバ伝送路に送出される。外部の光ファイバ伝送路から送られてきた受信光は、ファイバスタブ10のファイバ部10aから出射され、ホルダ9の開口を通ってレンズ7で集光され、WDMフィルタ6を透過してPD5に入射される。   A WDM filter 6 that reflects the transmission light and transmits the reception light is arranged on the optical path of the lens 7 and the LD 4 and PD 5. The transmitted light emitted from the LD 4 is reflected by the WDM filter 6, collected by the lens 7, passes through the opening of the holder 9, and is incident on the fiber portion 10 a of the fiber stub 10 fixed to the sleeve member. To the optical fiber transmission line. The received light transmitted from the external optical fiber transmission line is emitted from the fiber portion 10a of the fiber stub 10, is collected by the lens 7 through the opening of the holder 9, is transmitted through the WDM filter 6, and is incident on the PD 5. Is done.

図10は、LD4及びPD5が実装されたステム3を示す図である。ステム3は、通常、直径5.6mm程度の円形のもので、1パッケージBi−Dとして、LD4及びPD5の実装領域の周囲には、複数のリードピン2が低融点ガラスなどの絶縁封止部材3aにより配設されている。これらのリードピン2は、給電、電気信号の入出力端子として利用され、各リードピンとLD4,PD5とは直径25μmの極細ワイヤで接続される。   FIG. 10 is a diagram showing the stem 3 on which the LD 4 and the PD 5 are mounted. The stem 3 is usually circular with a diameter of about 5.6 mm. As one package Bi-D, around the mounting area of the LD 4 and PD 5, a plurality of lead pins 2 are insulated sealing members 3 a such as low melting glass. It is arranged by. These lead pins 2 are used as power supply and input / output terminals for electrical signals, and each lead pin is connected to the LD 4 and PD 5 with a fine wire having a diameter of 25 μm.

ヒートシンク4aを介して搭載されたLD4の領域、および、サブマウント5aを介して搭載されたPD5の領域は、狭小領域内で互いに近接配置されるため、LD駆動時にLD4の領域から発生する電磁界が、PD5の領域に回り込むやすく、電気クロストークの問題が顕著となる。また、LD4とPD5を搭載する同軸型のステム3は、一般的なプレス加工で製造されるものであるため、LDとPDの接地導体部分を電気的に分離することは、容易ではなく現実的でない。   Since the region of the LD 4 mounted via the heat sink 4a and the region of the PD 5 mounted via the submount 5a are arranged close to each other within a narrow region, an electromagnetic field generated from the region of the LD 4 during LD driving However, it is easy to go around to the region of PD5, and the problem of electric crosstalk becomes remarkable. In addition, since the coaxial stem 3 on which the LD 4 and the PD 5 are mounted is manufactured by a general press process, it is not easy and realistic to electrically separate the ground conductor portions of the LD and PD. Not.

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、パッケージの形状を大型化することなく、また、ステムを電気的に分離したりすることなく簡単・安価な方法で、LDから発生した信号がステムを介してPDに伝搬するのを低減した双方向光モジュールを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the signal generated from the LD can be obtained in a simple and inexpensive manner without increasing the size of the package and without electrically separating the stem. An object of the present invention is to provide a bi-directional optical module in which propagation of light to a PD via a stem is reduced.

本発明による双方向光モジュールは、送信光を発光する発光素子と受信光を受光する受光素子が搭載された金属製のステムと、ステムを貫通する発光素子に電気的に接続される第1のリードピン群と受光素子群に電気的に接続される第2のリードピン群とを備え、発光素子および受光素子が搭載される主面と反対側の面に、発光素子が搭載される領域あるいはその近傍領域に位置して、ステムと電気的および機械的に接続された接地用フランジを備えている。   The bidirectional optical module according to the present invention includes a metal stem on which a light emitting element for emitting transmission light and a light receiving element for receiving reception light are mounted, and a first electrically connected to the light emitting element that penetrates the stem. A lead pin group and a second lead pin group electrically connected to the light receiving element group, and a region where the light emitting element is mounted or its vicinity on a surface opposite to the main surface on which the light emitting element and the light receiving element are mounted Located in the region is a grounding flange electrically and mechanically connected to the stem.

前記の接地用フランジは、発光素子が搭載される領域と受光素子が搭載される領域の間に位置するように設けるようにしてもよく、また、第1のリードピン群と第2のリードピン群との境界部分に沿って設けるようにしてもよい。また、接地用フランジ側に凸部を設け、該凸部をステム側に設けた凹部に嵌合して位置決めされようにし、接地用フランジをステム側に設けた溝部に嵌合して結合される構成としてもよい。   The grounding flange may be provided so as to be positioned between a region where the light emitting element is mounted and a region where the light receiving element is mounted, and the first lead pin group and the second lead pin group You may make it provide along the boundary part. Further, a convex portion is provided on the grounding flange side, the convex portion is fitted into a concave portion provided on the stem side so as to be positioned, and the grounding flange is fitted and coupled to a groove portion provided on the stem side. It is good also as a structure.

本発明によれば、発光素子の領域からの発生する電磁界が受光素子側に対して干渉するのを、ステムに設けた接地用フランジにより効率よく低減することができる。接地用フランジは、ステムの主面と反対の背面側に取付けるだけの簡単な構成であるので、パッケージの形状を大型化することなく、また、ステムを電気的に分離したりすることなく、LDから発生された信号がステムを介してPDに伝搬するのを効果的に低減することができる。   According to the present invention, the interference of the electromagnetic field generated from the region of the light emitting element with the light receiving element can be efficiently reduced by the grounding flange provided on the stem. The grounding flange is simply configured to be mounted on the back side opposite to the main surface of the stem, so that the size of the package is not increased, and the LD is not electrically separated from the stem. It is possible to effectively reduce the signal generated from the signal propagating to the PD via the stem.

図により本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明による双方向光モジュールの概略を説明する図、図2は本発明の要部を説明する図である。図中、1はパッケージ、2はリードピン、3はステム、3aは絶縁封止部材、3bは主面、3cは背面、4はレーザダイオード(LD)、4aはヒートシンク、5はフォトダイオード(PD)、5aはサブマウント、6はWDMフィルタ、7はレンズ、8はキャップ、9はホルダ、10はファイバスタブ、10aはファイバ部、11は接地用フランジ、12は端子を示す。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of a bidirectional optical module according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining a main part of the present invention. In the figure, 1 is a package, 2 is a lead pin, 3 is a stem, 3a is an insulating sealing member, 3b is a main surface, 3c is a back surface, 4 is a laser diode (LD), 4a is a heat sink, and 5 is a photodiode (PD). 5a is a submount, 6 is a WDM filter, 7 is a lens, 8 is a cap, 9 is a holder, 10 is a fiber stub, 10a is a fiber part, 11 is a grounding flange, and 12 is a terminal.

本発明による双方向光モジュールの基本的な構成は、図9,10で説明したのと同様なCAN型の1パーケージ構造の一芯双方向光モジュールで、例えば、図1に示すような構成である。パッケージ1は、金属性のステム3の主面(上面)3bに、信号光を送信するレーザダイオード4(以下、LDという)が冷却のためのヒートシンク4a等介して搭載され、また、受信光を受光するフォトダイオード5(以下,PDという)がサブマウント5a等を介して搭載される。そして、LD4およびPD5を囲うように、低融点ガラスなどの絶縁封止部材3aにより複数本のリードピン2が配設されている。   The basic configuration of the bidirectional optical module according to the present invention is a single-core bidirectional optical module of a CAN type single package structure similar to that described with reference to FIGS. 9 and 10. For example, the configuration shown in FIG. is there. The package 1 has a laser diode 4 (hereinafter referred to as LD) for transmitting signal light mounted on a main surface (upper surface) 3b of a metallic stem 3 via a heat sink 4a for cooling, and receives received light. A photodiode 5 (hereinafter referred to as PD) for receiving light is mounted via a submount 5a or the like. A plurality of lead pins 2 are arranged by an insulating sealing member 3a such as low melting glass so as to surround the LD 4 and the PD 5.

ステム3上に搭載されたLD4及びPD5とその他の電子部品等は、送信光(LD光)及び受信光を集光させるレンズ7を設けたキャップ8の取付けにより封止される。キャップ8には、光ファイバとの接続を形成するスリーブ部材(図示せず)を位置決めして保持するホルダ9が取付け固定されている。そして、レンズ7とLD4及びPD5の光学経路上には、送信光を反射させると共に受信光を透過させるWDMフィルタ6が配置される。   The LD 4 and PD 5 mounted on the stem 3 and other electronic components are sealed by attaching a cap 8 provided with a lens 7 for condensing transmission light (LD light) and reception light. A holder 9 for positioning and holding a sleeve member (not shown) that forms a connection with the optical fiber is attached and fixed to the cap 8. A WDM filter 6 that reflects the transmitted light and transmits the received light is disposed on the optical path between the lens 7 and the LD 4 and PD 5.

上記構成の双方向光モジュールは、LD4から出射された送信光がWDMフィルタ6で反射され、レンズ7で集光されてホルダ9の開口を通って、スリーブ部材に固定されているファイバスタブ10のファイバ部10aに入射され、外部の光ファイバ伝送路に送出される。そして、外部の光ファイバ伝送路から送られてきた受信光は、ファイバスタブ10のファイバ部10aから出射され、ホルダ9の開口を通ってレンズ7で集光され、WDMフィルタ6を透過してPD5に入射される。   In the bidirectional optical module having the above configuration, the transmission light emitted from the LD 4 is reflected by the WDM filter 6, condensed by the lens 7, passes through the opening of the holder 9, and is fixed to the sleeve member. The light enters the fiber unit 10a and is sent to an external optical fiber transmission line. The received light transmitted from the external optical fiber transmission line is emitted from the fiber portion 10a of the fiber stub 10, is collected by the lens 7 through the opening of the holder 9, is transmitted through the WDM filter 6, and is transmitted through the PD5. Is incident on.

本発明においては、上記構成の双方向光モジュールで、LD4およびPD5が搭載されるステム3の主面3b側と反対の背面(下面)3c側に、銅等の電気良導体で形成された接地用フランジ11を、電気的および機械的に接続して設けた構成を特徴としている。この接地用フランジ11は、図2(A),(B)に示すように、複数のリードピン2とは接触しないようにステム3の背面3cを横断するような形状とされ、その少なくとも一方の端部に外部装置の接地部に、電気的に接地接続するための端子12を備えたものとする。   In the present invention, in the bidirectional optical module having the above-described configuration, the grounding surface formed of a good electrical conductor such as copper on the back surface (lower surface) 3c side opposite to the main surface 3b side of the stem 3 on which the LD 4 and the PD 5 are mounted. A feature is that the flange 11 is provided by being electrically and mechanically connected. As shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B), the grounding flange 11 is shaped so as to cross the back surface 3c of the stem 3 so as not to contact the plurality of lead pins 2, and at least one end thereof. It is assumed that the terminal is provided with a terminal 12 for electrical ground connection to the grounding part of the external device.

接地用フランジ11は、例えば、ステム3の中央部分に搭載されるLD4の領域あるいはその近傍領域に対応する背面位置で、電気的に接続されて設けられる。また、接地用フランジ11は、LD4の搭載領域とLD5の搭載領域の間に位置するように設けるようにしてもよい。この他、LD4を囲うLD駆動用のリードピン、信号用のリードピンからなる第1のリードピン群L、または、PD5を囲うPDのバイアス電圧用のリードピン、プリアンプ等のリードピンからなる第2のリードピン群Pとの境界部分に沿って設けるようにしてもよい。なお、ステム3の背面3cに接地用フランジ11を電気的、機械的に接続する方法は、後述するように種々の方法を用いることができる。   The grounding flange 11 is provided by being electrically connected, for example, at a back surface position corresponding to the region of the LD 4 mounted on the central portion of the stem 3 or the vicinity thereof. The grounding flange 11 may be provided so as to be positioned between the LD4 mounting area and the LD5 mounting area. In addition, a first lead pin group L composed of LD drive lead pins and signal lead pins surrounding LD4, or a second lead pin group P composed of lead pins for PD bias voltage and preamplifier surrounding PD5. You may make it provide along the boundary part. As a method for electrically and mechanically connecting the grounding flange 11 to the back surface 3c of the stem 3, various methods can be used as will be described later.

上記のように、LD4の搭載領域あるいはその近傍領域に接地用フランジ11を接続して設けることにより、他の領域を経由することなく、LD4の駆動電流、信号電流を最短距離で接地用フランジ11を介して効果的に接地電路にリターンさせることができる。この結果、前記の駆動電流、信号電流による電磁界が、隣接するPD5に干渉するのを低減させることができ、PD5に対する電気クロストークを軽減し、通信特性の劣化を防止することができる。   As described above, the grounding flange 11 is connected to the LD4 mounting region or the vicinity thereof, so that the driving current and signal current of the LD4 can be supplied to the grounding flange 11 at the shortest distance without passing through other regions. Can be effectively returned to the grounding circuit. As a result, it is possible to reduce the electromagnetic field caused by the drive current and signal current from interfering with the adjacent PD 5, reduce electrical crosstalk with respect to the PD 5, and prevent deterioration of communication characteristics.

図3〜図7は、上述した接地用フランジの種々の形態とステムとの結合例を説明する図である。
図3は、ステム3の背面3cにLD4の領域に対応する位置で、接地用フランジ11を部分的に電気的に接続して結合する形態を示す図である。接地用フランジ11を電気的に接続する部分13は、例えば、ステム3の主面3bにLD4を実装するヒートシンク4aの真下で、少なくともヒートシンク4aと同等の面積範囲とすることができる。電気的な接続部分13で、ステム3と接地用フランジ11との接続は、例えば、半田等で電気的に直接接続することができ、この場合、機械的な結合も実現することもできる。
3-7 is a figure explaining the example of a coupling | bonding with the various forms and stem of the grounding flange mentioned above.
FIG. 3 is a view showing a form in which the grounding flange 11 is partially electrically connected and coupled to the back surface 3c of the stem 3 at a position corresponding to the region of the LD4. For example, the portion 13 that electrically connects the grounding flange 11 can have an area range at least equivalent to that of the heat sink 4a immediately below the heat sink 4a on which the LD 4 is mounted on the main surface 3b of the stem 3. In the electrical connection portion 13, the stem 3 and the grounding flange 11 can be directly connected electrically, for example, with solder or the like. In this case, mechanical coupling can also be realized.

この構成において、LD4を実装するヒートシンク4aが導電金属で形成されている場合は、LD4のカソード電極を直接接続することができ、ヒートシンク4aと接続部分11aを経由する最短経路の接地電路を形成することができる。なお、接地用フランジ11は、LD4が発生する熱の放熱体としても機能させることができる。   In this configuration, when the heat sink 4a on which the LD 4 is mounted is formed of a conductive metal, the cathode electrode of the LD 4 can be directly connected to form a shortest grounding circuit that passes through the heat sink 4a and the connection portion 11a. be able to. The grounding flange 11 can also function as a heat radiator for the heat generated by the LD 4.

図4および図5は、ステム3の背面3cにLD4とPD5の領域の間に対応する位置で、接地用フランジ11を電気的に接続して結合する形態を示す図である。なお、接地用フランジ11を電気的に接続する部分は、図3で説明したように、ヒートシンク4aと同等の面積範囲としてもよいが、接地用フランジ11の接合面の全長で行うようにしてもよい。また、接地用フランジ11は、図4に示すように、LD4とこれを取り囲む第1のリードピン群Lに沿う形状で形成するようにしてもよい。また、図5に示すように、PD5とこれを取り囲む第2のリードピン群Pに沿う形状で形成するようにしてもよい。   4 and 5 are views showing a form in which the grounding flange 11 is electrically connected and coupled to the back surface 3c of the stem 3 at a position corresponding to the area between the LD4 and the PD5. As described with reference to FIG. 3, the portion where the grounding flange 11 is electrically connected may have the same area as the heat sink 4 a, but may be the entire length of the joint surface of the grounding flange 11. Good. Further, the grounding flange 11 may be formed in a shape along the LD 4 and the first lead pin group L surrounding the LD 4 as shown in FIG. Moreover, as shown in FIG. 5, you may make it form in shape along PD5 and the 2nd lead pin group P which surrounds this.

図6は、接地用フランジ11をステム3に位置決めして結合する構成例を示す図である。接地用フランジ11のステム3への結合部分に、例えば、凸起11aを一体に設け、ステム3側に前記の凸起11aが嵌合される凹部14を設ける。接地用フランジ11に設けた凸起11aを凹部14に嵌合させることにより、接地用フランジ11の取付けの位置決めが行われ、組立てを容易にすることができる。なお、凸起11aと凹部14の嵌合を密にして、電気的接続と機械的結合を形成するようにしてもよく、この場合、半田接続を併用するようにしてもよい。なお、凹部14の位置は、図3〜5で説明したLD4の領域の真下、または、LD4の領域とPD5の領域の間に形成するようにしてもよい。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example in which the grounding flange 11 is positioned and coupled to the stem 3. For example, a protrusion 11 a is integrally provided at a portion where the grounding flange 11 is connected to the stem 3, and a recess 14 into which the protrusion 11 a is fitted is provided on the stem 3 side. By fitting the protrusion 11a provided on the grounding flange 11 to the concave portion 14, the mounting of the grounding flange 11 can be positioned and the assembly can be facilitated. The protrusion 11a and the recess 14 may be closely fitted to form electrical connection and mechanical coupling. In this case, solder connection may be used together. The position of the recess 14 may be formed directly below the LD4 region described in FIGS. 3 to 5 or between the LD4 region and the PD5 region.

図7は、接地用フランジ11をステム3に結合する他の構成例を示す図である。この例は、ステム3の背面3c側に、LD4の領域の真下、または、LD4の領域とPD5の領域の間を通るように凹溝15を設け、この凹溝15内に接地用フランジ11の縁部を嵌合させて結合する。この場合、図6の場合と同様に、接地用フランジ11と凹溝15の嵌合を密にして、電気的接続と機械的結合を形成するようにしてもよく、また、半田接続を併用するようにしてもよい。   FIG. 7 is a diagram illustrating another configuration example in which the grounding flange 11 is coupled to the stem 3. In this example, a concave groove 15 is provided on the back surface 3c side of the stem 3 so as to pass directly under the LD4 region or between the LD4 region and the PD5 region, and the grounding flange 11 is provided in the concave groove 15. Fitting the edges together. In this case, as in the case of FIG. 6, the grounding flange 11 and the concave groove 15 may be closely fitted to form an electrical connection and a mechanical connection, and a solder connection is used in combination. You may do it.

図8は、上述した接地用フランジによる電気クロストーク低減の効果を検証した結果を示す図で、図8(A)は、縦軸に符号誤り率(BER)、横軸に受信感度(dBm)を示し、図8(B)は縦軸に雑音電力(dBm)、横軸に周波数(GHz)を示した図である。   FIG. 8 is a diagram showing the result of verifying the effect of reducing the electric crosstalk by the above-described grounding flange. FIG. 8A shows the code error rate (BER) on the vertical axis and the reception sensitivity (dBm) on the horizontal axis. FIG. 8B shows the noise power (dBm) on the vertical axis and the frequency (GHz) on the horizontal axis.

図8(A)に示すように、LDオフ(同一パッケージ内のLDが駆動されていない状態)のときが、最も小さいPDの受信感度で、最も小さい符号誤り率を示している。これに対し、LDオンとしたとき、LDからPDへのノイズの伝搬(電気クロストーク)の影響により、受信感度が劣化する。この受信感度の劣化は、クロストークペナルチィと言われているが、BERが1.0E−13における従来品(接地非補強)の受信感度が2.0dBと大きく劣化しているのに対し、本発明品(接地補強)の場合は、0.8dB程度と従来品の半分以下に抑えることができる。   As shown in FIG. 8A, when the LD is off (in a state where the LD in the same package is not driven), the smallest PD error rate is obtained with the smallest PD reception sensitivity. On the other hand, when the LD is turned on, the reception sensitivity deteriorates due to the influence of noise propagation (electric crosstalk) from the LD to the PD. This deterioration in reception sensitivity is said to be a crosstalk penalty, whereas the reception sensitivity of a conventional product (non-grounded reinforcement) with a BER of 1.0E-13 is greatly degraded to 2.0 dB. In the case of the product of the present invention (ground reinforcement), about 0.8 dB, which is less than half of the conventional product.

また、図8(B)の雑音電力の周波数特性で示すように、周波数が低い1GHz以下の領域で、従来品(接地非補強)の場合はノイズフロアとの差分が3.5dB程度あるのに対し、本発明品(接地補強)の場合は1.0dBであった。
以上の結果から、本発明のようにLDの搭載領域あるいはその近傍領域で、ステムの背面側に接地用フランジを電気的に接続させて配置することで、LDから発生した電気的なノイズがPDに伝搬するのを抑制し、電気クロストークを低減することが可能となる。
In addition, as shown in the frequency characteristics of noise power in FIG. 8B, in the region of 1 GHz or less where the frequency is low, the difference from the noise floor is about 3.5 dB in the case of the conventional product (ground non-reinforced). On the other hand, in the case of the product of the present invention (ground reinforcement), it was 1.0 dB.
From the above results, by arranging the grounding flange on the back side of the stem in the region where the LD is mounted or in the vicinity thereof as in the present invention, the electrical noise generated from the LD is reduced to the PD. It is possible to suppress the propagation of the electric crosstalk and reduce the electric crosstalk.

本発明による双方向光モジュールの概略を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the bidirectional | two-way optical module by this invention. 本発明の要部を説明する図である。It is a figure explaining the principal part of this invention. 本発明で、ステムの背面に接地用フランジを電気的に接続する一例を示す図である。In this invention, it is a figure which shows an example which electrically connects the flange for grounding to the back surface of a stem. 本発明で、ステムの背面に接地用フランジを電気的に接続する他の例を示す図である。In this invention, it is a figure which shows the other example which electrically connects the grounding flange to the back surface of a stem. 本発明で、ステムの背面に接地用フランジを電気的に接続するその他の例を示す図である。In this invention, it is a figure which shows the other example which electrically connects the flange for grounding to the back surface of a stem. 本発明による接地用フランジをステムに位置決めする一例を示す図である。It is a figure which shows an example which positions the flange for earthing | grounding by this invention to a stem. 本発明による接地用フランジをステムに結合する一例を示す図である。It is a figure which shows an example which couple | bonds the grounding flange by this invention with a stem. 本発明の効果を検証した結果を説明する図である。It is a figure explaining the result of having verified the effect of the present invention. 従来の双方向光モジュールの概略を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the conventional bidirectional optical module. 従来の双方向光モジュールのステムの概略を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the stem of the conventional bidirectional optical module.

符号の説明Explanation of symbols

1…パッケージ、2…リードピン、3…ステム、3a…絶縁封止部材、3b…主面、3c…背面、4…レーザダイオード(LD)、4a…ヒートシンク、5…フォトダイオード(PD)、5a…サブマウント、6…WDMフィルタ、7…レンズ、8…キャップ、9…ホルダ、10…ファイバスタブ、10a…ファイバ部、11…接地用フランジ、11a…凸起、12…端子、13…接続部分、14…凹部、15…凹溝。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Package, 2 ... Lead pin, 3 ... Stem, 3a ... Insulation sealing member, 3b ... Main surface, 3c ... Back surface, 4 ... Laser diode (LD), 4a ... Heat sink, 5 ... Photodiode (PD), 5a ... Submount, 6 ... WDM filter, 7 ... Lens, 8 ... Cap, 9 ... Holder, 10 ... Fiber stub, 10a ... Fiber part, 11 ... Grounding flange, 11a ... Protrusion, 12 ... Terminal, 13 ... Connection part, 14 ... concave, 15 ... concave groove.

Claims (5)

送信光を発光する発光素子と受信光を受光する受光素子が搭載された金属製のステムと、前記ステムを貫通する前記発光素子に電気的に接続される第1のリードピン群と前記受光素子群に電気的に接続される第2のリードピン群と、を備えた双方向光モジュールであって、
前記発光素子および受光素子が搭載される主面と反対側の面に、前記発光素子が搭載される領域あるいはその近傍領域に位置して、前記ステムと電気的および機械的に接続された接地用フランジを備えていることを特徴とする双方向光モジュール。
A metal stem on which a light emitting element that emits transmission light and a light receiving element that receives reception light are mounted, a first lead pin group that is electrically connected to the light emitting element that penetrates the stem, and the light receiving element group A bi-directional optical module comprising a second lead pin group electrically connected to
For grounding electrically and mechanically connected to the stem on the surface opposite to the main surface on which the light emitting element and the light receiving element are mounted, located in a region where the light emitting element is mounted or in the vicinity thereof A bidirectional optical module comprising a flange.
前記接地用フランジは、前記発光素子が搭載される領域と前記受光素子が搭載される領域の間に位置するように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の双方向光モジュール。   The bidirectional optical module according to claim 1, wherein the grounding flange is provided so as to be positioned between a region where the light emitting element is mounted and a region where the light receiving element is mounted. 前記接地用フランジは、前記第1のリードピン群と第2のリードピン群との境界部分に沿って設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の双方向光モジュール。   3. The bidirectional optical module according to claim 1, wherein the grounding flange is provided along a boundary portion between the first lead pin group and the second lead pin group. 前記接地用フランジに凸部を設け、該凸部を前記ステム側に設けた凹部に嵌合して位置決めされていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の双方向光モジュール。   The bidirectional according to any one of claims 1 to 3, wherein a convex portion is provided on the grounding flange, and the convex portion is positioned by fitting into a concave portion provided on the stem side. Optical module. 前記接地用フランジを前記ステム側に設けた溝部に嵌合して結合されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の双方向光モジュール。   The bidirectional optical module according to any one of claims 1 to 3, wherein the grounding flange is fitted and coupled to a groove provided on the stem side.
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