JP2009283859A - Optical module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信あるいは光情報処理の光源として利用される光モジュールに関し、特に面発光型半導体レーザ素子を用いた光モジュールに関する。 The present invention relates to an optical module used as a light source for optical communication or optical information processing, and more particularly to an optical module using a surface emitting semiconductor laser element.
光通信や光記録等の技術分野において、面発光型半導体レーザ(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser:以下VCSELと呼ぶ)の光源への関心が高まっている。VCSELは、しきい値電流が低く消費電力が小さい、円形の光スポットが容易に得られる、ウエハ状態での評価や光源の2次元アレイ化が可能であるといった、端面発光型半導体レーザにはない優れた特長を有する。これらの特長を生かし、光通信や光情報処理の分野において、光源としての利用が期待されている。そこで、VCSELを用いた半導体発光装置に関する技術がいくつかの特許文献により開示されている。 In the technical fields such as optical communication and optical recording, interest in a light source of a surface-emitting semiconductor laser (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser: hereinafter referred to as VCSEL) is increasing. VCSELs are not available for edge-emitting semiconductor lasers that have low threshold currents, low power consumption, can easily obtain a circular light spot, and can be evaluated in a wafer state or two-dimensionally arrayed light sources. Has excellent features. Utilizing these features, it is expected to be used as a light source in the fields of optical communication and optical information processing. Thus, technologies relating to semiconductor light emitting devices using VCSELs are disclosed in several patent documents.
非特許文献1は、レーザ光を出射するVCSELが形成された基板と同一基板上に、受信用PD(フォトダイオード)を形成することにより、発光素子と受光素子がモノリシックに形成された双方向通信用モジュールを開示している。
Non-Patent
VCSELの故障モードの1つにVCSELの発光が突然停止してしまう頓死と呼ばれるものがある。複数のVCSELを同時点灯するようなアレイ光源の場合に、その1つのVCSELが頓死しても大きな問題にはならないが、単一のVCSELを変調して光通信を行っている場合に、そのVCSELが頓死してしまうと、それは、高い信頼性が要求される通信分野において大きな問題となる。VCSELの頓死の原因を解明する研究が行われているが、未だ頓死を防止するための策は見出されていない。他方、頓死の可能性のあるVCSELを用いた光通信分野において、VCSELに頓死が発生した場合に、それに対処決する効果的な策もまた何ら講じられていないのが現状である。 One of the failure modes of VCSEL is called death that causes the VCSEL to stop emitting light suddenly. In the case of an array light source in which a plurality of VCSELs are turned on at the same time, it is not a big problem if one VCSEL is killed. However, when optical communication is performed by modulating a single VCSEL, the VCSEL If this happens, it becomes a big problem in the communication field where high reliability is required. Although research has been conducted to elucidate the cause of the death of VCSELs, no measures have yet been found to prevent death. On the other hand, in the field of optical communication using a VCSEL that has a possibility of death, no effective measures have been taken to deal with the occurrence of failure in the VCSEL.
本発明は、このような課題を解決するものであり、故障した半導体素子の代替を行うことができる信頼性を向上させた光モジュールを提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide an optical module with improved reliability that can replace a failed semiconductor element.
本発明に係る光モジュールは、少なくとも第1導電型の第1の半導体多層膜、活性領域、および第1の半導体多層膜とともに共振器を構成する第2導電型の第2の半導体多層膜を含む半導体素子が基板上に複数形成された半導体素子アレイと、前記複数の半導体素子の中の第1の半導体素子を順方向バイアスで駆動し、第1の半導体素子に隣接する第2の半導体素子を逆方向バイアスで駆動する駆動手段と、第1の半導体素子の発光状態に応答して得られた第2の半導体素子の出力信号を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づき第2の半導体素子の駆動を逆バイアスから順方向バイアスに切り替える切換手段とを有する。 An optical module according to the present invention includes a second semiconductor multilayer film of a second conductivity type that forms a resonator together with at least a first semiconductor multilayer film of a first conductivity type, an active region, and the first semiconductor multilayer film. A semiconductor element array in which a plurality of semiconductor elements are formed on a substrate, a first semiconductor element among the plurality of semiconductor elements is driven with a forward bias, and a second semiconductor element adjacent to the first semiconductor element is A driving means for driving with a reverse bias, a detecting means for detecting an output signal of the second semiconductor element obtained in response to the light emission state of the first semiconductor element, and a second based on the detection result of the detecting means. Switching means for switching the driving of the semiconductor element from the reverse bias to the forward bias.
好ましくは検出手段は、第2の半導体素子からの出力信号がしきい値以下であるか否かを比較し、前記切替手段は、前記出力信号がしきい値以下であるとき、第2の半導体素子の駆動を逆バイアスから順方向バイアスに切り替える。好ましくは、複数の半導体素子は、レーザ光の発光部となるポストをそれぞれ含み、第2の半導体素子は、第1の半導体素子のポストから放出された光の反射光または漏れ光を受光し、当該受光に応答した電気信号を出力する。 Preferably, the detecting means compares whether or not the output signal from the second semiconductor element is equal to or lower than a threshold value, and the switching means is configured to compare the second semiconductor when the output signal is equal to or lower than the threshold value. The element drive is switched from reverse bias to forward bias. Preferably, each of the plurality of semiconductor elements includes a post serving as a laser light emitting unit, and the second semiconductor element receives reflected light or leakage light of light emitted from the post of the first semiconductor element, An electrical signal in response to the received light is output.
好ましくは駆動手段は、順方向バイアス駆動回路と逆方向バイアス駆動回路を含み、前記切替手段は、前記順方向バイアス駆動回路を第1の半導体素子に接続し、前記逆方向バイアス駆動回路を第2の半導体素子に接続し、さらに前記切替手段は、前記検出手段により第1の半導体素子の故障が検出されたとき、前記順方向バイアス駆動回路を第2の半導体素子に接続する。また、好ましくは複数の半導体素子の各ポストは、基板上に等間隔で配置され、また、複数の半導体素子のポストは、基板上に線対称に配置されていることが好ましい。複数の半導体素子は、例えば面発光型半導体レーザ素子である。 Preferably, the drive means includes a forward bias drive circuit and a reverse bias drive circuit, and the switching means connects the forward bias drive circuit to a first semiconductor element, and the reverse bias drive circuit is a second bias drive circuit. The switching means connects the forward bias drive circuit to the second semiconductor element when the detecting means detects a failure of the first semiconductor element. Preferably, the posts of the plurality of semiconductor elements are arranged at equal intervals on the substrate, and the posts of the plurality of semiconductor elements are arranged symmetrically on the substrate. The plurality of semiconductor elements are, for example, surface emitting semiconductor laser elements.
本発明に係る光通信システムは、上記構成の光モジュールと、前記光モジュールから出射された光信号を伝達する光ファイバと、前記光ファイバによって伝送された光信号を受信する受信モジュールとを有する。 An optical communication system according to the present invention includes the optical module configured as described above, an optical fiber that transmits an optical signal emitted from the optical module, and a receiving module that receives an optical signal transmitted by the optical fiber.
本発明によれば、第1の半導体素子の発光状態を第2の半導体素子の出力信号により検出し、その検出結果に基づき、第2の半導体素子の駆動を逆バイアスから順方向バイアスに切り替えることで、連続的または継続的な発光を得ることができる。これにより、光モジュールの半導体素子の頓死のような故障に対する信頼性を改善することができる。 According to the present invention, the light emission state of the first semiconductor element is detected by the output signal of the second semiconductor element, and the driving of the second semiconductor element is switched from the reverse bias to the forward bias based on the detection result. Thus, continuous or continuous light emission can be obtained. As a result, it is possible to improve the reliability against a failure such as the death of the semiconductor element of the optical module.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例に係る光モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施例に係る光モジュール10は、金属製の円盤状のステム12と、ステム12の上面に取り付けされたサブマウント14と、サブマウント14上に搭載されたVCSELアレイ16と、サブマウント14上に搭載された集積回路チップ18と、ステム12に接続された円筒状のキャップ20と、ステム12の底面側に取り付けられた複数の導電性金属からなるリード端子22a、22b、22cとを含んでいる。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an optical module according to an embodiment of the present invention. The optical module 10 according to this embodiment includes a metal disc-
キャップ20の上面中央には円形状の開口20aが形成され、開口20aを塞ぐように内側にガラス平板20bが取り付けられている。ガラス平板20bは、VCSELアレイ16から出射されたレーザ光を透過する。キャップ20およびガラス平板20bによりステム12上に形成された空間は、好ましくは気密封止され、VCSELアレイ16および集積回路チップ18を外部環境から保護する。
A
ステム12には、リード端子22a〜22cを挿入するための貫通孔(図示省略)が形成されている。各リード端子は、貫通孔のガラス等の皮膜によりステム12と電気的に絶縁されている。リード端子22a〜22cは、内部空間内に通じ、VCSELアレイ16や集積回路チップ18と電気的に接続される。例えば、リード端子22aは、VCSEL素子を駆動するための入力信号を入力する端子、リード端子22bは、集積回路チップ18への電力供給端子、リード端子22cは、共通のグランド端子である。
The
図2は、図1に示すVCSELアレイの平面図、図3は、図2のA−A線断面図である。本実施例では、VCSELアレイ16に、2つのVCSEL素子を形成する例を示すが、これは一例であり、それより多くのVCSEL素子を形成することができる。
2 is a plan view of the VCSEL array shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. In the present embodiment, an example is shown in which two VCSEL elements are formed in the
図2に示すように、VCSELアレイ16を構成する矩形状の半導体チップ(基板)のほぼ中心を通る中心線Cを線対称にして、左側部分にはVCSEL素子Aが形成され、右側部分にはVCSEL素子Bが形成されている。VCSEL素子AおよびBの基本的な構成は同一であり、それぞれ同一構成については同一参照番号を付してある。
As shown in FIG. 2, a VCSEL element A is formed on the left side, and a center line C passing through the substantially center of the rectangular semiconductor chip (substrate) constituting the
VCSELアレイ16は、図3に示すように、絶縁性基板100上に、p型のGaAs層102、Al組成の異なるAlGaAsの対を複数含む半導体多層膜からなるp型の下部DBR(Distributed Bragg Reflector:分布ブラッグ型反射鏡)104、p型のAlAsからなる電流狭窄層106、量子井戸活性層を含む活性領域108、Al組成の異なるAlGaAsの対を複数含む半導体多層膜からなるn型の上部DBR110、n型のGaAsコンタクト層112を含む半導体層を積層している。積層された半導体層をエッチングすることにより円筒状のポスト(またはメサ)Pが形成されている。
As shown in FIG. 3, the
ポストPの底部、側部および頂部を覆うように基板全面にSiON、SiOx等の層間絶縁膜114が形成され、次いで、層間絶縁膜114には、VCSEL素子との電気的なコンタクトをとるためのコンタクトホールホール114a、114bが形成されている。コンタクトホール114aは、ポストPの頂部において、n型のコンタクト層112を露出するような環状またはリング状の開口であり、コンタクトホール114bは、ポスト底部においてp型の下部DBR104を露出するための円弧状の開口(図2に破線で示す)である。
An
ポストPの頂部の層間絶縁膜114上には、導電性材料からなる環状のn側電極116が形成され、n側電極116は、コンタクトホール114aを介してコンタクト層112にオーミック接続されている。n側電極116には、例えば、腐食に強いAuまたはAu/Tiの積層が用いられる。環状のn側電極116の中央に形成された開口は、レーザ光の出射領域を規定する。出射領域の開口は、好ましくは出射保護膜118により保護されている。この出射保護膜118は、層間絶縁膜114と同一の絶縁性材料であってもよい。ポストPの底部には、コンタクトホール114bを介して下部DBR104に電気的に接続されるp側電極120が形成される。p側電極120は、例えばAuまたはAu/Tiから構成される。
An annular n-
下部DBR104と上部DBR110は、共振器構造を形成し、これらの間に電流狭窄層106および活性領域108が介在される。電流狭窄層106は、ポストPの側面において露出されたAlAsを選択的に酸化させた酸化領域106aと酸化領域によって包囲された円形状の導電性領域を含み、導電性領域内に電流および光の閉じ込めを行う。この導電性領域の中心は、n側電極116の開口の中心に一致する。
基板100には、中心線Cを通る溝Dが形成されている。溝Dは、好ましくは、基板100に到達する深さであり、その間隔dは、約5μmである。溝Dを形成することにより、アレイ上のVCSEL素子AとVCSEL素子Bとの電気的な絶縁が行われる。
A groove D passing through the center line C is formed in the
図2に示すように、VCSEL素子A、BのポストPの周辺にはパッド形成領域Fがそれぞれ形成されている。パッド形成領域Fには、n側電極116から配線パターン34を介して接続された電極パッド30と、p側電極120から配線パターン36を介して接続された電極パッド32とが形成されている。これらの電極パッド30、32は、層間絶縁膜114によって上部DBRとは電気的に絶縁されている。このように構成されたVCSEL素子A、Bは、順方向バイアス電流を印加することで、例えば850nmのレーザ光をn側電極116の開口から基板と垂直方向に出射することができる。
As shown in FIG. 2, pad formation regions F are formed around the posts P of the VCSEL elements A and B, respectively. In the pad formation region F, an
図4は、集積回路チップに形成された回路の構成を示すブロック図である。集積回路チップ18には、受光素子として動作させたVCSEL素子からの電気信号を増幅する増幅回路50、増幅回路50により増幅された電気信号としきい値とを比較し、発光素子として動作させたVCSEL素子が故障したか否かを検出する故障検出回路52、VCSEL素子を順バイアスで駆動するための順バイアス駆動回路54、VCSEL素子を逆バイアスで駆動するための逆バイアス駆動回路56、および故障検出回路52からの出力に基づきVCSEL素子の順バイアスと逆バイアスの駆動を切り替える切替回路58とを備えている。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a circuit formed on the integrated circuit chip. The
本実施例では、順バイアス駆動回路54は、リード端子22aからの入力信号に応答してVCSEL素子を駆動するのに十分な順バイアス駆動電流を供給する。逆バイアス駆動回路56は、後述するようにVCSEL素子を受光素子として動作させるのに十分な逆バイアス電圧を提供する。
In the present embodiment, the forward
次に、本実施例の光モジュールの動作について説明する。光モジュールは、初期使用時すなわち通常時に、図5(a)に示すように、VCSEL素子Aを順方向バイアスで駆動させ、VCSEL素子Bを逆バイアスで駆動させる。すなわち、順バイアス駆動回路54は、VCSEL素子Aの電極パッド30、32に順方向の駆動電流を供給し、VCSEL素子Aを発光素子として動作させる。逆バイアス駆動回路56は、VCSEL素子Bの電極パッド30、32に逆バイアス電圧を印加し、VCSELBを受光素子として動作させる。
Next, the operation of the optical module of this embodiment will be described. As shown in FIG. 5A, the optical module drives the VCSEL element A with a forward bias and drives the VCSEL element B with a reverse bias during initial use, that is, during normal use. That is, the forward
このときの動作を図6に示す。VCSEL素子Aにおいて、n側電極116から電子が注入され、p側電極120から正孔が注入され、注入された電子および正孔は、活性領域108で再結合し、光が発生する。発生した光は、下部DBR104と上部DBR110により形成された共振器において増幅され、一定の光強度レベルに達した光はレーザ光Lとしてn側電極116の中央の開口から出射される。このとき、レーザ光は僅かではあるが横方向にも広がり、活性領域108近傍から漏れ光Sが発生する。漏れ光Sは、ポストPの側面から層間絶縁膜114を透過し、隣接するVCSEL素子BのポストPの側面に到達する。
The operation at this time is shown in FIG. In the VCSEL device A, electrons are injected from the n-
漏れ光SがVCSEL素子Bの活性領域108に入射されると、その光によって活性領域108には電子・正孔対が発生する。また、VCSEL素子AのポストPからの漏れ光S以外にも、VCSEL素子Aから出射されたレーザ光Lの一部がガラス平板20b等により反射し、その反射光がVCSEL素子Bに入射されてもよい。VCSEL素子Bは、逆方向にバイアスされているため、電子は、正側にバイアスされたn側電極116へ引き寄せられ、正孔は、負側にバイアスされたp側電極120に引き寄せられ、VCSEL素子Bにおいて、入射光に応じた微小電流が発生される。
When the leaked light S is incident on the
VCSEL素子Bで発生された微小電流は、増幅回路50により増幅され、次いで、故障検出回路52へ出力される。故障検出回路52は、増幅された電気信号としきい値とを比較し、電気信号がしきい値よりも小さいとき、VCSEL素子Aが故障したと判定する。仮に、VCSEL素子Aが頓死したのであれば、VCSEL素子Bは、漏れ光Sまたは反射光を全く入射しないので、電気信号出力されないか電気信号はゼロである。言い換えれば、このような電気信号を検出したとき、VCSEL素子Aが頓死したと認定することができる。こうして、VCSEL素子BによってVCSEL素子Aの発光状態あるいは故障が監視される。
The minute current generated in the VCSEL element B is amplified by the
故障検出回路52は、VCSEL素子Bの出力信号がしきい値以下またはゼロとなったとき、VCSEL素子Aが頓死したと認定し、この結果を切替回路58へ出力する。これに応答して、切替回路58は、図5(b)に示すように、VCSEL素子Bの駆動を逆バイアスから順方向バイアスに切り替え、これにより、VCSEL素子Bを発光素子として動作させる。
The
図7は、VCSEL素子Aが故障した時、つまりVCSEL素子Bを発光素子として動作させるときの説明図である。VCSEL素子Aが故障すると、VCSEL素子Bの活性領域108において、漏れ光Sによる電子・正孔対が生成されなくなり、電流は発生しない。このため、故障検出回路52は、VCSEL素子Aが故障したと判定する。切替回路58は、VCSEL素子Aの故障に応答して、順方向駆動回路54により生成された順方向バイアス電流をVCSEL素子Bに提供する。これにより、VCSEL素子Bは、ポストPの頂部から変調されたレーザ光Lを出射する。
FIG. 7 is an explanatory diagram when the VCSEL element A fails, that is, when the VCSEL element B is operated as a light emitting element. When the VCSEL element A fails, no electron / hole pair due to the leaked light S is generated in the
このように本実施例によれば、発光素子として動作されたVCSEL素子Aの発光状態を隣接するVCSEL素子Bで監視することで、VCSEL素子Aの頓死等の故障を容易に検出することができ、VCSEL素子Aの故障に応答してVCSEL素子Bを発光素子として動作させることができる。これにより、本実施例の光モジュールは、連続的または継続的に発光を行うことができ、見かけ上、動作寿命が改善され、高い信頼性が要求される光通信システムの光源に利用することができる。 As described above, according to the present embodiment, by monitoring the light emission state of the VCSEL element A operated as the light emitting element by the adjacent VCSEL element B, it is possible to easily detect a failure such as the death of the VCSEL element A. In response to the failure of the VCSEL element A, the VCSEL element B can be operated as a light emitting element. Thereby, the optical module of the present embodiment can emit light continuously or continuously, and can be used for a light source of an optical communication system that apparently has improved operational life and requires high reliability. it can.
次に、本実施例の変形例について説明する。上記実施例では、VCSEL素子AとVCSEL素子Bを電気的に絶縁するために、基板に到達する溝Dを形成したが、これに限らず、図8に示すように、溝D1を下部DBR104の途中で停止するようにしてもよい。この場合、VCSEL素子AとVCSEL素子Bのp側の素子領域が共通となるが、n側の素子領域が電気的に分離されているので、n側電極116にそれぞれ所望のバイアス電圧を印加する。さらに、基板は、絶縁性である必要はなく、p型のGaAs基板を用いることができ、また、p側電極を基板裏面に形成することができる。
Next, a modification of the present embodiment will be described. In the above embodiment, the groove D reaching the substrate is formed in order to electrically insulate the VCSEL element A and the VCSEL element B. However, the present invention is not limited to this, and the groove D1 is formed in the
また上記実施例は、下部DBRをp型、上部DBRをn型としたが、この導電型は反対であってもよい。さらに、VCSELアレイに形成されるVCSEL素子は、2つに限らず、3つ以上であってよい。図9は、VCSELアレイのレイアウト例を示す模式的な平面図である。図9(a)に示すように、VCSELアレイ16A上には、3つのVCSEL素子のポストP1、P2、P3が正三角形の頂点を構成するように等間隔Lで配置されている。例えば、ポストP1が発光素子として使用されているとき、ポストP2がポストP1の発光状態を監視する受光素子として使用され、ポストP1が故障したとき、受光素子として用いられていたポストP2が発光素子に切り替わり、ポストP3がポストP2の発光状態を監視する受光素子として用いられる。ポストP2が故障したとき、ポストP3が発光素子に切り替わる。
In the above embodiment, the lower DBR is p-type and the upper DBR is n-type. However, the conductivity types may be opposite. Further, the number of VCSEL elements formed in the VCSEL array is not limited to two, and may be three or more. FIG. 9 is a schematic plan view showing a layout example of the VCSEL array. As shown in FIG. 9A, on the
図9(b)は、VCSELアレイ16Bに4つのVCSEL素子のポストP1、P2、P4が正方形の頂点を構成するように配置されている。この場合にも、上記と同様に、隣接するポストを発光素子と受光素子に割り当て、ポストP1からP4に向けて故障が発生するたびに発光素子を切り替えることができる。
In FIG. 9B, the posts P1, P2, and P4 of the four VCSEL elements are arranged on the
さらに、複数のVCSEL素子を同時に駆動する場合には、それぞれのVCSEL素子の動作状態を複数のVCSEL素子で監視し、いずれかのVCSEL素子が故障したとき、当該故障を検出したVCSEL素子を発光素子に切替えるようにしてもよい。例えば、図9(b)において、ポストP1とポストP3を発光素子として同時駆動し、ポストP2とポストP4をポストP1とP3の発光状態を監視する受光素子として使用してもよい。 Furthermore, when simultaneously driving a plurality of VCSEL elements, the operation state of each VCSEL element is monitored by the plurality of VCSEL elements, and when one of the VCSEL elements fails, the VCSEL element that has detected the failure is designated as a light emitting element. You may make it switch to. For example, in FIG. 9B, the posts P1 and P3 may be simultaneously driven as light emitting elements, and the posts P2 and P4 may be used as light receiving elements for monitoring the light emission states of the posts P1 and P3.
図10は、本実施例の切替回路の他の例を示す図である。図10(a)の通常時に示すように、第1の駆動回路59aは、切替回路58のスイッチSW1を閉じることによりVCSEL素子Aの電極パッド30、32に順バイアスの駆動電流を供給する。第2の駆動回路59bは、スイッチSW2に第1の選択をさせることによりVCSEL素子Bの電極30、32に逆バイアス電圧を印加する。
FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the switching circuit of the present embodiment. 10A, the first drive circuit 59a supplies a forward bias drive current to the
VCSEL素子Aの故障が検出されると、スイッチSW1が開き、第1の駆動回路59aはVCSEL素子Aから切り離される。第2の駆動回路59bは、スイッチSW2に第2の選択をさせることによりVCSEL素子Bの電極パッド30、32に順バイアスの駆動電流を供給し、VCSEL素子Bを発光素子として駆動する。なお、第1および第2の駆動回路59a、59bは、必ずしも個別の回路とする必要はなく、1つの駆動回路によって上記動作を実現するようにしてもよい。さらに、上記実施例では、VCSEL素子の故障の検出方法として、受光素子から出力された電気信号としきいち値とを比較したが、これに限らず、マイクロコンピュータを用いてVCSEL素子の故障の判定を行うようにしてもよい。
When a failure of the VCSEL element A is detected, the switch SW1 is opened and the first drive circuit 59a is disconnected from the VCSEL element A. The second drive circuit 59b supplies the forward bias drive current to the
さらに、図1における光モジュールは、キャンタイプのパッケージを例示したが、光モジュールは、これに限らずセラミックパッケージや樹脂封止パッケージであってもよい。樹脂封止の場合には、樹脂は光透過性の材料を用いるか、光透過用の窓を含む。さらに、上記実施例では、VCSELアレイと集積回路チップとを同一のパッケージ内に搭載したが、集積回路チップを他のパッケージに搭載するようにしてもよい。さらに光モジュールは、平板ガラスに限らず、凹凸レンズ、球レンズなどをレーザ光の出射領域に配置するものであってもよい。 Furthermore, although the optical module in FIG. 1 illustrates a can-type package, the optical module is not limited to this and may be a ceramic package or a resin-encapsulated package. In the case of resin sealing, the resin uses a light transmitting material or includes a light transmitting window. In the above embodiment, the VCSEL array and the integrated circuit chip are mounted in the same package. However, the integrated circuit chip may be mounted in another package. Further, the optical module is not limited to the flat glass, and may be an uneven lens, a spherical lens, or the like arranged in the laser light emission region.
次に、本実施例に係る光モジュールを提供した光通信システムを図11に示す。光通信システム200は、本実施例の光モジュールを包含する送信モジュール210と、送信モジュール210から送信された光信号を伝送するマルチモード光ファイバ(MMF)220と、MMF220が伝送する光信号を受光する受信モジュール230を含んでいる。
Next, an optical communication system that provides an optical module according to the present embodiment is shown in FIG. The optical communication system 200 receives a
送信モジュール210には、通常時、VCSEL素子Aにより駆動変調されたレーザ光を送信し、VCSEL素子BによりVCSEL素子Aの故障が検出されると、VCSEL素子Bが発光素子に切替り、VCSEL素子Bが駆動変調されたレーザ光を送信する。このように、光モジュールは、1つのVCSEL素子が故障してもその代替を行うことができるので、光モジュールの耐用年数が事実上が長くなり、光通信システムの信頼性を向上させることができる。
The
以上説明した実施例は例示的なものであり、これによって本発明の範囲が限定的に解釈されるべきものではなく、本発明の構成要件を満足する範囲内で他の方法によっても実現可能であることは言うまでもない。 The embodiment described above is an exemplification, and the scope of the present invention should not be construed in a limited manner, and can be realized by other methods within the scope satisfying the constituent requirements of the present invention. Needless to say.
本発明に係る光モジュールは、光通信、光学デバイス、光学システム等の各分野における光源に利用することができる。 The optical module according to the present invention can be used as a light source in various fields such as optical communication, optical devices, and optical systems.
10:光モジュール 12:ステム
14:サブマウント 16:VCSEL
18:集積回路チップ 20:キャップ
22a、22b、22c:リード端子 30、32:電極パッド
34、36:配線パターン 50:増幅回路
52:故障検出回路 54:順バイアス駆動回路
56:逆バイアス駆動回路 58:切替回路
59a、59b:駆動回路
200:光通信システム 210:送信モジュール
220:マルチモード光ファイバ 230:受信モジュール
A、B:VCSEL素子 F:パッド形成領域
10: Optical module 12: Stem 14: Submount 16: VCSEL
18: integrated circuit chip 20:
Claims (8)
前記複数の半導体素子の中の第1の半導体素子を順方向バイアスで駆動し、第1の半導体素子に隣接する第2の半導体素子を逆方向バイアスで駆動する駆動手段と、
第1の半導体素子の発光状態に応答して得られた第2の半導体素子の出力信号を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づき第2の半導体素子の駆動を逆バイアスから順方向バイアスに切り替える切換手段と、
を有する光モジュール。 A plurality of semiconductor elements including at least a first semiconductor multilayer film of the first conductivity type, an active region, and a second semiconductor multilayer film of the second conductivity type constituting a resonator together with the first semiconductor multilayer film are formed on the substrate. A semiconductor element array,
Driving means for driving a first semiconductor element of the plurality of semiconductor elements with a forward bias and driving a second semiconductor element adjacent to the first semiconductor element with a reverse bias;
Detecting means for detecting an output signal of the second semiconductor element obtained in response to the light emission state of the first semiconductor element;
Switching means for switching the driving of the second semiconductor element from the reverse bias to the forward bias based on the detection result of the detection means;
An optical module.
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- 2008-05-26 JP JP2008137009A patent/JP2009283859A/en active Pending
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