JP2015204398A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】高周波特性を向上し、低コストを実現できる光モジュールを提供する。【解決手段】光モジュール２０は、半導体レーザー４と、電気的に接地されているステム１を含み、半導体レーザー４を収容している筐体１３とを有している。リード端子２Ａ、２Ｂはステム１を貫通し、筐体１３の外側にステム１から突出している突出部２ｂを有している。光モジュール２０は、リード端子２Ａ、２Ｂの突出部２ｂから出る電磁界を吸収する電波吸収体９を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は光モジュールの高周波特性を向上するための技術に関する。

光通信で使用されるＣＡＮ型光モジュールは、電気的に接地されているステムと、ステムを貫通し且つステムから絶縁されているリード端子とを有している。ステムとステムに取り付けられるキャップとによって、光半導体素子を収容する筐体が構成されている。リード端子とステムは同軸線路を構成している。リード端子の一方の端部は光半導体素子に接続される。リード端子の他方の端部は、信号線路とそれに沿って形成されるグランドとを有しているフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）などの配線基板を介して、変調電気信号を出力する駆動デバイスに接続される。

通信速度の上昇に伴って駆動デバイスから出力される変調電気信号の周波数が高くなってきている。例えば、近年では１０Ｇｂｉｔ／ｓ級の通信速度を実現するために、変調電気信号の周波数が１０ＧＨｚを超える場合がある。電気信号の高周波化に起因して、伝送線路における特性インピーダンスの不整合箇所で電気信号の反射が生じ易くなっている。特性インピーダンスの不整合は、例えば、リード端子とステムとによって形成される同軸線路と、ＦＰＣなどの配線基板との間で生じやすい。特性インピーダンスの不整合は、リード端子とステムとによって形成される同軸線路と、リード端子のステムから突出している部分との間で生じる場合もある。インピーダンスの不整合箇所で反射が生じた場合、その反射波が駆動デバイスでさらに反射し、伝送線路内で多重反射が発生する場合がある。このような反射が生じると、本来の変調電気信号に歪みが生じ、光信号の波形品質が低下する。

下記特許文献１及び２では、インピーダンスの不整合を抑えるための構造が提案されている。特許文献１では、光モジュールとＦＰＣとの間でのインピーダンスの変化が緩やかとなるようにＦＰＣの配線パターンに加工が施されている。特許文献２が開示する光モジュールは、その筐体の内側に、リード端子と平行に配置される誘電体を有している。誘電体によってリード端子のインダクタンスが低下し、インピーダンスの整合が図られている。

特開２００９−２９５７１７号公報 特開２００６−２５３６３９号公報

近年、光モジュールの低コスト化のために、光半導体素子のみならず、これを収容する筐体や周辺部材について安価な構成が要求されている。従来は、インピーダンス不整合が小さくなるように駆動デバイスの特性や光半導体素子の特性に合わせて特別に設計した筺体や周辺部材が用いられ、このことが低価格化への妨げとなっていた。大量生産が可能な低速光通信用の廉価モジュールで用いられる部品で、例えば１０Ｇｂｉｔ／ｓ級の高速光通信用の光モジュールを構成することができれば、通信の高速化と低コスト化の要求を満たすことができる。しかしながら、このような低速光通信用の光モジュールは低い伝送速度での使用が前提となっているので、例えば１０Ｇｂｉｔ／ｓ級の高速光通信で使用する場合、インピーダンスの不整合箇所で電気信号の反射が発生してしまう。特許文献１や２で提案されるようにインピーダンスの不整合を抑えるための特別な設計を光モジュールやＦＰＣに設けると、その分コストが増すので、低速光通信用のモジュールを利用するメリットが享受できなくなる。

本発明の目的は、高周波特性を向上し、低コストを実現できる光モジュールを提供することにある。

（１）本発明の一態様に係る光モジュールは、光半導体素子と、電気的に接地されている壁部材を含み、前記光半導体素子を収容している筐体と、前記壁部材を貫通し、前記光半導体素子の変調電気信号を伝送するためのリード端子であって、前記筐体の内側又は前記筐体の外側の少なくとも一方に前記壁部材から突出している突出部を有しているリード端子と、前記リード端子の突出部から出る電磁界を吸収する電波吸収体と、を備える。

リード端子の近くで反射が生じた場合、反射波による電磁界が伝送線路に沿って形成される。リード端子の突出部は壁部材から突出しているので、リード端子の突出部から出る電磁界は、その他の伝送線路（例えば、リード端子と壁部材とで構成される同軸線路や、リード線に接続されるＦＰＣなどの配線基板）での電磁界より大きく広がりやすい。本発明では、リード端子の突出部から出る電磁界を吸収するように電波吸収体が配置されるので、反射が生じた場合でも突出部から出る反射波の電磁界が電波吸収体によって吸収され、その結果、伝送線路において多重反射が生じることを抑えることができる。これにより、伝送線路の高周波特性を向上できる。また、本発明によれば、インピーダンスの不整合を抑えるための特別な設計（例えば、リード端子の径や、ステムの貫通孔の径、伝送部材に形成される線路の幅などについての特別な設計）が必要とされないので、低コストを実現できる。

（２）（１）の光モジュールにおいて、差動方式の変調電気信号を伝送する第１リード端子と第２リード端子とが前記リード端子として設けられ、前記電波吸収体の少なくとも一部は前記第１リード端子の突出部と前記第２リード端子の突出部との間に位置してもよい。第１リード端子の突出部と第２リード端子の突出部との間には電磁界が形成され易い。そのため、電波吸収体の少なくとも一部を２つのリード端子の突出部の間に位置させることにより、反射波の電磁界を効果的に吸収できる。

（３）（２）の光モジュールにおいて、前記第１リード端子と前記第２リード端子は前記筐体の外側に前記突出部を有し、前記電波吸収体は前記筐体の外側に配置され、その少なくとも一部は前記第１リード端子の突出部と前記第２リード端子の突出部との間に位置してもよい。一般的に、特性インピーダンスの不整合は２つの位置で生じ易い。すなわち、特性インピーダンスの不整合は、リード端子と壁部材とによって形成される同軸線路と、リード端子に接続される配線基板との間で生じやすい。また、特性インピーダンスの不整合は、リード端子と壁部材とによって形成される同軸線路と、筐体の内側に向かって壁部材から突出しているリード端子の突出部との間で生じ易い。（３）の形態では、前記電波吸収体は前記筐体の外側に配置されているので、２つのインピーダンス不整合点で発生した反射波の双方の電磁界を吸収できる。

（４）（１）乃至（３）の光モジュールにおいて、前記電波吸収体は前記リード端子の突出部又は前記リード端子に接続されている信号ラインに触れてもよい。これによれば、電波吸収体と突出部との距離が小さくなるので、より効果的に電磁界を吸収できる。

（５）（１）乃至（４）の光モジュールにおいて、前記電波吸収体は前記リード端子の突出部を取り囲んでもよい。これによれば、電磁界をより効果的に吸収できる。ここで、前記電波吸収体は突出部の外周面を囲むだけでもよいし、突出部の外周面を囲むとともに突出部の端部を覆ってもよい。

（６）（５）の光モジュールにおいて、前記電波吸収体は前記リード端子の外形に対応した形状を有してもよい。これによれば、電磁界をより効果的に吸収できる。

（７）（１）乃至（６）の光モジュールにおいて、前記リード端子は前記筐体の外側に前記突出部を有し、前記筐体の外側には、前記リード端子に接続する信号ラインを有する配線基板が配置され、前記電波吸収体は前記配線基板に取り付けられてもよい。これによれば、電波吸収体の取り付け作業を容易化できる。

（８）（１）乃至（６）の光モジュールにおいて、前記リード端子は前記筐体の外側に前記突出部を有し、前記筐体の外側には、前記リード端子に接続する信号ラインを有する配線基板が配置され、前記配線基板は電波吸収体の層を有してもよい。これによれば、電波吸収体の面積を確保することが容易となり、電磁界を効果的に吸収できる。

（９）本発明の一態様に係る光モジュールは、光半導体素子と、変調電気信号を出力する駆動デバイスと前記光半導体素子とを繋ぐ信号線路と、前記信号線路に沿って形成されているグランドとを含んでいる伝送線路と、を備える。前記伝送線路は、その一部に、前記信号線路に沿って形成されるグランドが設けられていない部分を有している。前記伝送線路の前記一部の信号線路から出る電磁界を吸収する電波吸収体が設けられている。

インピーダンスの不整合点で電気信号の反射が生じた場合、伝送線路に沿って反射波による電磁界が形成される。信号線路に沿って形成されるグランドを有していない伝送線路の一部では、その信号線路から出る電磁界が信号線路のその他の部分から出る電磁界に比べて大きく広がりやすい。（９）の光モジュールによれば、反射が生じた場合であっても、伝送線路の上述の一部の信号線路から出る反射波の電磁界を電波吸収体で吸収できる。その結果、その反射波が駆動デバイスまで伝わることを抑えることができ、伝送線路の高周波特性を向上できる。（９）の光モジュールによれば、インピーダンスの不整合を抑えるための特別な設計（例えば、リード端子の径や、ステムの貫通孔の径、伝送部材に形成される線路の幅などについての特別な設計）が必要とされないので、低コストを実現できる。

（１０）（９）の光モジュールにおいて、前記伝送線路は、差動方式で伝送される変調電気信号がそれぞれ流れる第１信号線路と第２信号線路とを有し、前記電波吸収体の少なくとも一部は、前記伝送線路の前記一部における前記第１信号線路と、前記伝送線路の前記一部における前記第２信号線路との間に位置してもよい。伝送線路の前記一部における第１信号線路と、伝送線路の前記一部における第２信号線路との間には電磁界が形成され易い。そのため、電波吸収体の少なくとも一部をこれら２つの信号線路の間に位置させることにより、反射波の電磁界を効果的に吸収できる。

本発明の一実施形態に係る光モジュールを示す斜視図である。 図１に示す光モジュールを別の角度から臨む斜視図である。 図１に示す光モジュールが備えるＦＰＣの断面図である。図３（ａ）は図２のａ−ａ線で示される切断面で得られる断面図であり、図３（ｂ）は図２のｂ−ｂ線で示される切断面で得られる断面図である。 駆動デバイスから光モジュールの半導体レーザーに至る伝送線路を表す図である。 光モジュールの変形例を示す斜視図である。 図５に示すＶＩ−ＶＩ線での断面図である。 光モジュールのさらに別の変形例を示す断面図である。この図ではＦＰＣの断面が示されている。 光モジュールのさらに別の変形例を示す断面図である。 光モジュールのさらに別の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１及び図２は本発明の一実施形態に係る光モジュール２０を示す斜視図である。図１では光モジュール２０が備える筐体１３の内側が示され、図２では筐体１３の外側（後述するステム１の裏面）が示されている。ここでは、ＣＡＮ型の光モジュールについて説明するが、本発明は他の形態のモジュールに適用されてもよい。

光モジュール２０は光半導体素子を有している。図１及び図２に示す光モジュール２０は光半導体素子として半導体レーザー４を有している。また、光モジュール２０はステム１を有している。図１に示すように、ステム１の表面には台座１ａが固定され、半導体レーザー４は台座１ａによって支持されている。ステム１は金属によって形成され、後述するフレキシブル配線基板（以下においてＦＰＣと称する）７に形成されるグランドラインと接続されており、電気的に接地される。図１に示すように、ステム１は例えば円盤状に形成される。ステム１には半導体レーザー４を覆うようにキャップ１１が接合される。ステム１とキャップ１１とによって、半導体レーザー４を収容する筐体１３が構成される。すなわち、ステム１とキャップ１１は筐体１３の壁部材として機能している。筐体１３は気密性が確保されている。キャップ１１には開口が形成され、この開口には半導体レーザー４からの光を集めるレンズ１２が設けられている。

光モジュール２０はリード端子２Ａ、２Ｂを有している。リード端子２Ａ、２Ｂは半導体レーザー４の変調電気信号を伝送するための端子である。より具体的には、リード端子２Ａ、２Ｂは、半導体レーザー４に変調電気信号を供給するための端子である。ここで説明する例の光モジュール２０は差動方式で駆動される。そのため、光モジュール２０は、差動方式の変調電気信号を伝送する２つのリード端子２Ａ、２Ｂを有している。差動方式の変調電気信号、すなわち互いに逆位相の変調電気信号が、リード端子２Ａ、２Ｂを通して半導体レーザー４に加えられる。

リード端子２Ａ、２Ｂは互いに平行に配置されている。また、リード端子２Ａ、２Ｂはステム１を貫通し且つステム１とは電気的に絶縁されている。詳細には、ステム１は、ステム１を厚さ方向に貫通する貫通孔を有している。この貫通孔の内側にリード端子２Ａ、２Ｂが配置されている。リード端子２Ａ、２Ｂは、貫通孔に充填されたガラス材などの絶縁体３によって、貫通孔の内側で保持されている。

リード端子２Ａ、２Ｂは、図１に示すように、その一方の端部に、ステム１から筐体１３の内側に向かって突出する内側突出部２ａを有している。また、リード端子２Ａ、２Ｂは、図２に示すように、その他方の端部に、ステム１から筐体１３の外側に向かって突出している外側突出部２ｂを有している。２つのリード端子２Ａ、２Ｂの内側突出部２ａのそれぞれは半導体レーザー４に繋がっている。図１に示す例では、ステム１に固定されている台座１ａには、半田材や導電性接着剤などを用いて放熱用基板５が取り付けられている。放熱用基板５は、高い熱伝導率を有し且つ半導体レーザー４に近い熱膨張係数を有する絶縁性の材料（例えば、窒化アルミニウム）によって形成される。放熱用基板５の表面にはメタライズ部５ａが形成されている。リード端子２Ａ、２Ｂの内側突出部２ａはワイヤー６を介してメタライズ部５ａに接続されている。半導体レーザー４とメタライズ部５ａもワイヤー６を介して互いに接続されている。リード端子２Ａ、２Ｂの内側突出部２ａは、このようにして半導体レーザー４に繋がっている。リード端子２Ａ、２Ｂの外側突出部２ｂには、図２に示すように、後において詳説するＦＰＣ７の変調信号ライン８Ａ、８Ｂがそれぞれ接続されている。

内側突出部２ａと半導体レーザー４とを接続する構造は、図１に示されるものに限られず、種々の変更がなされてもよい。例えば、ここでは、変調電気信号がそのまま半導体レーザー４に供給される直接変調方式で駆動する光モジュール２０において採用される構造について説明した。しかしながら、光モジュール２０は外部変調方式で駆動してもよい。この場合、光半導体素子は半導体レーザー４と変調器とを含み、この変調器とリード端子２Ａ、２Ｂの内側突出部２ａとが接続される。

図２に示す例の光モジュール２０は、さらにリード端子２Ｃ、２Ｄを有している。リード端子２Ｄはステム１に接合され、ステム１の裏面から突出するように配置されている。リード端子２ＤにはＦＰＣ７が備えるグランドライン８Ｄが接続される。リード端子２Ｃは、例えば、半導体レーザー４から出力される光信号の強度をモニタするためのフォトダイオードに接続する。他の例では、リード端子２Ｃは、半導体レーザー４の温度をモニタするためのサーミスタに接続してもよい。リード端子２Ｃも、リード端子２Ａ、２Ｂと同様に、ステム１を貫通している。そして、リード端子２Ｃの端部（突出部）２ｂはＦＰＣ７のセンサ信号ライン８Ｃに接続される。なお、光モジュール２０は必ずしもリード端子２Ｃを有していなくてもよい。

光モジュール２０は、半導体レーザー４の変調電気信号を伝送するための配線基板を有している。配線基板は筐体１３の外側（より具体的には、ステム１の裏面）に取り付けられ、配線基板が有する信号ラインとリード端子２Ａ、２Ｂが接続される。ここで説明する例の光モジュール２０は配線基板としてＦＰＣ７を有している。ＦＰＣ７は、例えば接着剤（不図示）によって筐体１３の外側に取り付けられる。配線基板は必ずしもＦＰＣに限られず、リジットの基板でもよい。図３はＦＰＣ７の例を示す断面図である。図３（ａ）は図２のａ−ａ線で示される切断面で得られる断面図であり、図３（ｂ）は図２のｂ−ｂ線で示される切断面で得られる断面図である。

上述したように、ＦＰＣ７には変調信号ライン８Ａ、８Ｂが形成されている。変調信号ライン８Ａ、８Ｂは後述する駆動デバイス１０に接続され、駆動デバイス１０が出力する変調電気信号を半導体レーザー４に向けて伝送する。また、ここで説明する例では、ＦＰＣ７はセンサ信号ライン８Ｃと、グランドライン８Ｄとを有している。上述したように、信号ライン８Ａ、８Ｂ、８Ｃはリード端子２Ａ、２Ｂ、２Ｃの外側突出部２ｂに接続されている。図２及び図３（ａ）に示すように、信号ライン８Ａ、８Ｂ、８Ｃの端部にランドパターン８ａが形成されている。ランドパターン８ａが形成されている部分には貫通孔が形成される。リード端子２Ａ、２Ｂ、２Ｃの外側突出部２ｂはそれぞれこの貫通孔に嵌められ、例えば半田によって、ランドパターン８ａに取り付けられる。外側突出部２ｂはＦＰＣ７の貫通孔に嵌められ、ＦＰＣ７から突出している。リード端子２Ｄは上述したようにグランドライン８Ｄに接続されている。図２に示す例のＦＰＣ７は、グランドライン８Ｄの端部にもランドパターン８ａを有している。リード端子２Ｄはこのランドパターン８ａの貫通孔に嵌められ、ランドパターン８ａに半田付けされる。

グランドライン８Ｄは信号ライン８Ａ、８Ｂ、８Ｃとに沿って形成されている。ＦＰＣ７の一例は、図３（ｂ）で示されるように、マイクロストリップ線路を構成する。すなわち、グランドライン８Ｄは層状であり、少なくとも変調信号ライン８Ａ、８Ｂの全体の幅に対応した幅を有する。グランドライン８Ｄは、例えばポリイミドによって形成される誘電体層７ａを挟んで信号ライン８Ａ、８Ｂ、８Ｃとは互いに反対側に形成されている。ＦＰＣ７の伝送線路の一部では、信号ライン８Ａ、８Ｂ、８Ｃに沿って形成されるグランドライン８Ｄが設けられていない。具体的には、図２及び図３（ａ）に示すように、ＦＰＣ７の端部（ランドパターン８ａが形成されている部分）では、信号ライン８Ａ、８Ｂ、８Ｃに沿って形成されるグランドライン８Ｄが設けられていない。

ＦＰＣ７はマイクロストリップ線路に限られず、例えばコプレーナ線路を有してもよい。すなわち、ＦＰＣ７に信号ライン８Ａ、８Ｂ、８Ｃに沿って伸びている複数のグランドラインが形成され、信号ライン８Ａ、８Ｂ，８Ｃのそれぞれが２つのグランドラインの間に形成されてもよい。また、ＦＰＣ７はストリップ線路を有してもよい。すなわち、信号ライン８Ａ、８Ｂ，８Ｃが形成されている層が、２つのグランド層の間に配置されてもよい。図３に示すように、ポリイミドなどの基材７ｂと、ランドパターン８ａを除いて信号ライン８Ａ、８Ｂ、８Ｃを覆うカバー層７ｃとを有してよい。

図４は、駆動デバイス１０から光モジュール２０の半導体レーザー４に至る伝送線路を表す図である。駆動デバイス１０は半導体レーザー４に供給するための変調電気信号を出力する。駆動デバイス１０は伝送線路Ｌ７、Ｌ２、Ｌ２ａを介して半導体レーザー４に接続されている。

伝送線路Ｌ７はＦＰＣ７の変調信号ライン８Ａ、８Ｂとグランドライン８Ｄとによって構成される伝送線路（マイクロストリップ線路）である。変調信号ライン８Ａ、８Ｂの線幅を調節することにより、伝送線路Ｌ７の特性インピーダンスを調節することができる。ここで説明する例では、駆動デバイス１０の出力インピーダンスと伝送線路Ｌ７の特性インピーダンスは整合している。例えば、駆動デバイス１０の出力インピーダンスと伝送線路Ｌ７の特性インピーダンスは２５Ωに設定される。

伝送線路Ｌ２はリード端子２Ａ、２Ｂとステム１とによって構成される伝送線路である。上述したように、変調信号ライン８Ａ、８Ｂはリード端子２Ａ、２Ｂに接続されている。ステム１はＦＰＣ７のグランドライン８Ｄに電気的に接続される。リード端子２Ａ、２Ｂはステム１を貫通している。そのため、リード端子２Ａ、２Ｂとステム１とによって構成される伝送線路Ｌ２は同軸線路となっている。したがって、伝送線路Ｌ２の特性インピーダンスは、リード端子２Ａ、２Ｂの径と、ステム１の貫通孔の径と、その貫通孔に充填されている絶縁体３の比誘電率とによって決まる。ここで説明する例では、伝送線路Ｌ２の特性インピーダンスはＦＰＣ７の伝送線路Ｌ７の特性インピーダンスよりも小さい。

伝送線路Ｌ２の特性インピーダンスは、一般的に次のような制約を受けるため、伝送線路Ｌ７の特性インピーダンスに一致させるのは難しい。上述したように、伝送線路Ｌ２の特性インピーダンスは、リード端子２Ａ、２Ｂの径と、ステム１の貫通孔の径とにより調整できる。しかしながら、リード端子２Ａ、２Ｂの最小径はその加工精度の制限を受ける。また、ステム１の直径は規格やモジュールの小型化の要請により制限を受け、ステム１の貫通孔の最大径も、ステム１に部品を搭載するための領域を確保する必要があることから制限を受ける。つまり、リード端子２Ａ、２Ｂの径を小さくし且つ貫通孔の径を大きくして、伝送線路Ｌ２の容量性を小さくすること、すなわち伝送線路Ｌ２の特性インピーダンスを大きくすることは難しい。そのため、ここで説明する例では、伝送線路Ｌ２の特性インピーダンスは伝送線路Ｌ７の特性インピーダンスよりも低い。光モジュールの一例では、ステム１の貫通孔の直径は１ｍｍで、リード端子２Ａ、２Ｂの直径は０．４５ｍｍである。また、絶縁体３の比誘電率は６．５である。そのため、伝送線路Ｌ２の特性インピーダンスはおよそ１８Ωとなり、ＦＰＣ７の伝送線路Ｌ７よりも低くなる。

伝送線路Ｌ２ａはリード端子２Ａ、２Ｂの内側突出部２ａで構成される線路である。内側突出部２ａはステム１で取り囲まれていない。そのため、伝送線路Ｌ２ａは大きな誘導性を有し、伝送線路Ｌ２ａの特性インピーダンスは伝送線路Ｌ２よりも高くなる。光モジュールの一例では、伝送線路Ｌ２ａの特性インピーダンスは約４０Ωとなる。

以上説明したように、駆動デバイス１０から半導体レーザー４に至る伝送線路では、特性インピーダンスの不整合が、伝送線路Ｌ７と伝送線路Ｌ２との間と、伝送線路Ｌ２と伝送線路Ｌ２ａとの間とで生じる。これら２つのインピーダンス不整合点で変調電気信号の反射が生じる。すなわち、伝送線路Ｌ７と伝送線路Ｌ２との間の接続部Ｃ１と、伝送線路Ｌ２と伝送線路Ｌ２ａとの間の接続部Ｃ２とで変調電気信号の反射が生じる。このような反射は高周波の電気信号について生じ易い。例えば、１０ＧＨｚの矩形波の電気信号は、１０ＧＨｚよりも高い周波数の信号、例えば１５ＧＨｚの信号や２０ＧＨｚの信号を含んでいる。このような高周波の信号について特に反射が生じやすい。また、反射波の周波数が高くなるほど、駆動デバイス１０の反射耐性は低くなり、駆動デバイス１０でも反射が生じ易くなる。特に、駆動デバイス１０の反射耐性は反射波の周波数が１０ＧＨｚを超えると低くなる。そのため、周波数の高い反射波（例えば、１５ＧＨｚや２０ＧＨｚの反射波）が駆動デバイス１０に到達すると、伝送線路において多重反射が発生する。この場合、半導体レーザー４に加えられる変調電気信号に歪みが生じ、半導体レーザー４から出力される光信号の波形品質が劣化する。

光モジュール２０は、このような高周波の反射波が駆動デバイス１０に到達するのを抑えるため、反射波の電磁界を吸収する電波吸収体を有している。伝送線路は、変調信号ライン８Ａ、８Ｂやリード端子２Ａ、２Ｂなどによって構成される信号線路と、信号線路に沿って形成され且つ信号線路に沿って伸びているグランド（ＦＰＣ７のグランドライン８Ｄ及びステム１を含む）とを有している。ところが、伝送線路の一部では、信号線路に沿って形成されるグランドが設けられていない。すなわち、伝送線路の一部では、信号線路に沿って伸びており且つ信号線路に対してその延伸方向に直交する方向に位置しているグランドが設けられていない。このような信号線路の一部から出る電磁界は、グランドまでの距離が遠いため、空間的に広がりやすい。そこで、電波吸収体は、信号線路の上述の一部から出る電磁界を吸収するように配置される。すなわち、電波吸収体は、信号線路の上述の一部から出る電気力線を遮るように配置される。なお、信号線路の上述の一部は、伝送線路におけるインピーダンスの不整合点又は不整合点よりも駆動デバイス１０寄りの部分である。ここで説明する光モジュール２０は、図２に示すように、筐体１３の外側に配置され、リード端子２Ａ、２Ｂの外側突出部２ｂから出る電磁界を吸収する電波吸収体９を有している。電波吸収体９は外側突出部２ｂから出る電気力線を遮る位置に配置されている。図２に示す例では、ＦＰＣ７の端部（ランドパターン８ａが形成されている部分）はステム１の外面に沿って配置され、電波吸収体９はＦＰＣ７の端部に取り付けられている。

上述したように、外側突出部２ｂは電気的に接地されているステム１から突出している。そのため、伝送線路は、外側突出部２ｂに沿って形成されているグランドを有していない。すなわち、伝送線路は、外側突出部２ｂに沿って伸びており且つ、外側突出部２ｂに対してその延伸方向に直交する方向に位置するグランドを有していない。また、ＦＰＣ７は、その端部にグランドライン８Ｄを有していない（図３（ａ）参照）。外側突出部２ｂは、ＦＰＣ７の端部を超えて突出している。そのため、外側突出部２ｂでは、他の部分に比して、信号の電磁界が広がりやすい。例えば、マイクロストリップ線路を構成する上述の伝送線路Ｌ７（図４）では変調信号ライン８Ａ、８Ｂとグランドライン８Ｄとの間に電磁界が形成され、電磁界は大きくは広がらない。また、同軸線路を構成する上述の伝送線路Ｌ２（図４）では、リード端子２Ａ、２Ｂとステム１との間に電磁界が形成され、電磁界は大きくは広がらない。これに対して、外側突出部２ｂでは、これに沿って形成されるグランドが設けられていないため、電磁界が広がりやすい。また、外側突出部２ｂは、互いに特性インピーダンスが異なる伝送線路Ｌ２と伝送線路Ｌ７との間に位置している。換言すると、外側突出部２ｂは伝送線路Ｌ２よりも駆動デバイス１０寄りに位置している。このため、伝送線路Ｌ２と伝送線路Ｌ７との間で反射が生じた場合、外側突出部２ｂの周囲に反射波による電磁界が形成される。また、伝送線路Ｌ２と伝送線路Ｌ２ａとの間で反射が生じた場合も、外側突出部２ｂの周囲に反射波による電磁界が形成される。そして、光モジュール２０では、これら２箇所で生じた反射波の電磁界を電波吸収体９によって吸収できる。その結果、反射波が駆動デバイス１０まで伝わることを抑えることができ、伝送線路における多重反射の発生を抑えることができる。

なお、信号はその周波数が高くなるほど反射し易いため、反射波には高周波成分が多く含まれる。信号の周波数が高くなるほど、その信号による電磁界は空間的に大きく広がりやすい。また、反射は伝送線路Ｌ２と伝送線路Ｌ７の間で発生するため、反射波は伝送線路Ｌ２から駆動デバイス１０に向けて戻るのに対して、本来の電気信号はリード端子２Ａ、２Ｂを通り筐体１３の内部へと伝達される。そのため、外側突出部２ｂの近くでは、反射波の電磁界は空間的に大きく広がっているものの、本来の電気信号の電磁界はリード端子２Ａ、２Ｂの近くにあり、反射波と比較して空間的な広がりは狭くなる。そのため、外側突出部２ｂから出る電磁界を吸収するように電波吸収体９を配置することにより、反射波による電磁界を効率的に吸収できる。すなわち、変調電気信号の電磁界の吸収（すなわち変調電気信号の損失）を抑えながら、反射波の電磁界を吸収できる。なお、伝送線路Ｌ７では電磁界は信号ライン８Ａ、８Ｂとグランドライン８Ｄとの間に分布しているために、電波吸収体を伝送線路Ｌ７の信号ライン８Ａ、８Ｂ上に配置した場合、反射波を十分に吸収することは難しい。仮に十分に反射波を吸収させる為に大きな電波吸収体を設置した場合には、反射波だけではなく、本来の電気信号そのものも多く吸収してしまい、結果的に光信号の波形品質に影響を与えてしまう。

ここで説明する例の光モジュール２０は、差動方式の変調電気信号（すなわち、互いに逆位相の変調電気信号）を伝送する２つのリード端子２Ａ、２Ｂを有している。電波吸収体９は、少なくともその一部が、２つのリード端子２Ａ、２Ｂの外側突出部２ｂの間に位置するように配置されている。２つのリード端子２Ａ、２Ｂには逆位相の電気信号が流れるので、２つのリード端子２Ａ、２Ｂの外側突出部２ｂの間に電磁界が形成され易い。そのため、電波吸収体９のこのような配置によれば、効果的に反射波の電磁界を吸収できる。なお、ここで説明する例のＦＰＣ７は、上述したように、その端部にグランドライン８Ｄを有していない。そのため、変調信号ライン８Ａ、８Ｂの端部やランドパターン８ａの周りにも反射波の電磁界が形成される。電波吸収体９によれば、この電磁界も吸収できる。

図２に示す例の電波吸収体９はシート状であり、ＦＰＣ７の表面に配置されている。このような電波吸収体９を使用することにより、光モジュール２０のコストの増大を抑えることができる。図２に示す例では、電波吸収体９は、２つのリード端子２Ａ、２Ｂの外側突出部２ｂの間の位置に配置されている。より具体的には、電波吸収体９の全体が２つのリード端子２Ａ、２Ｂの外側突出部２ｂの間に位置している。電波吸収体９の一例はＦＰＣ７の表面に貼り付けられる部材である。また、電波吸収体９の他の例は、ＦＰＣ７の表面に塗布されてもよい。電波吸収体９の位置や形状はこれに限られない。例えば、電波吸収体９は、リード端子２Ａ、２Ｂに対応する位置に開口が形成され且つＦＰＣ７の表面に貼り付けられるシート状の部材でもよい。電波吸収体９の厚さは、好ましくは、変調電気信号の強度に応じて決定される。

電波吸収体９は、外側突出部２ｂ又は外側突出部２ｂに接続されるランドパターン８ａに触れていることが好ましい。このような電波吸収体９によれば、電波吸収体９と外側突出部２ｂとの距離が小さくなるため、より効果的に外側突出部２ｂから出る電磁界を吸収できる。図２に示す例では、電波吸収体９はランドパターン８ａの縁に触れている。

電波吸収体９は、例えば、磁性材料を含み、その磁気損失を利用して電波を吸収する電波吸収体である。また、電波吸収体９は、誘電損失を利用して電波を吸収する誘電性の電波吸収体でもよい。電波吸収体９は好ましくは絶縁体である。絶縁体の電波吸収体を用いることにより、リード端子２Ａ、２Ｂの短絡を防止できる。

図５及び図６は光モジュール２０の変形例を示す図である。図５は変形例の斜視図であり、図６は図５に示すＶＩ−ＶＩ線での断面図である。これらの図では、これまで説明した箇所と同一箇所には同一符合を付している。

図５に示す光モジュール１２０は電波吸収体１０９を有している。電波吸収体１０９はリード端子２Ａ、２Ｂの外側突出部２ｂを取り囲んでいる。より具体的には、電波吸収体１０９はリード端子２Ａ、２Ｂの外側突出部２ｂを覆っている（図６参照）。電波吸収体１０９は２つのリード端子２Ａ、２Ｂの外側突出部２ｂをそれぞれ覆っている。このような電波吸収体１０９によれば、外側突出部２ｂから出る電気力線をより効果的に遮ることができる。すなわち、外側突出部２ｂ周りに形成される電磁界をより効果的に吸収できる。なお、電波吸収体１０９は２つのリード端子２Ａ、２Ｂの外側突出部２ｂをそれぞれ覆っているため、図６に示すように２つの外側突出部２ｂの間に位置する部分１０９ｂを有している。

電波吸収体１０９の一例は、磁性電波吸収材料を含んだゴム状の電波吸収体である。この場合、電波吸収体１０９は、リード端子２Ａ、２Ｂの外側突出部２ｂを覆うように、外側突出部２ｂに取り付けられる。また、電波吸収体１０９はリード端子２Ａ、２Ｂの外側突出部２ｂの外形に対応した形状を有している。すなわち、外側突出部２ｂが嵌まっている電波吸収体１０９の凹部は、図６に示すように、外側突出部２ｂの外形に対応した形状を有している。凹部の内面１０９ａは外側突出部２ｂの外面に密着している。この形態においては、絶縁性の電波吸収体１０９が利用される。

図５に示すように、電波吸収体１０９の一例は、２つのリード端子２Ａ、２Ｂの外側突出部２ｂを覆い、残りのリード端子２Ｃ、２Ｄの外側突出部２ｂは覆っていない。しかしながら、電波吸収体１０９は、残りのリード端子２Ｃ、２Ｄの外側突出部２ｂを覆うように、これらの外側突出部２ｂに取り付けられてもよい。これによれば、電波吸収体１０９の固定安定性を向上できる。この場合、電波吸収体１０９はＦＰＣ７の伝送線路Ｌ７（変調信号ライン８Ａ、８Ｂとグランドライン８Ｄとによって構成されるマイクロストリップ線路）を覆わないように配置されることが好ましい。また、電波吸収体１０９は、残りのリード端子２Ｃ、２Ｄの外側突出部２ｂのうち一方の外側突出部２ｂを覆うように、当該一方の外側突出部２ｂに取り付けられてもよい。

図７は光モジュール２０のさらに別の変形例を示す図である。図７ではこの変形例による光モジュールが備えるＦＰＣ２０７の断面が示されている。図７の切断面は図３（ａ）と同様である。

図７に示すように、ＦＰＣ２０７は、その端部（ランドパターン８ａが形成され且つグランドライン８Ｄが形成されていない部分）に、電波吸収体２０９の層を含んでいる。電波吸収体２０９は２つのリード端子２Ａ、２Ｂの外側突出部２ｂの間に位置する部分を有している。電波吸収体２０９の層は、好ましくは、ランドパターン８ａに接するように形成されるが、必ずしもこれに限られない。図７の例では、電波吸収体２０９の層はＦＰＣ７の内層（最表面に露出していない層）である。具体的には、電波吸収体２０９の層は、カバー層７ｃによって覆われている。電波吸収体２０９の層の他の例は、ＦＰＣ７の最表面の層である。電波吸収体２０９の厚さは、好ましくは、変調電気信号の強度に応じて決定される。

図８は光モジュール２０のさらに別の変形例を示す斜視図である。この図は、図１と同様に、ステム１の表面（筐体１３の内面）を示している。この図でも、これまで説明した箇所と同一箇所には同一符合を付している。

上述したように、リード端子２Ａ、２Ｂは、ステム１から筐体１３の内側に向かって突出している内側突出部２ａを有している。図８に示す光モジュール３２０は筐体１３の内側に電波吸収体３０９を有している。電波吸収体３０９は内側突出部２ａから出る電磁界を吸収する。より詳細には、電波吸収体３０９は内側突出部２ａの基部から出る電磁界を吸収する。図４を参照して説明したように、伝送線路Ｌ２と伝送線路Ｌ２ａとの間でも特性インピーダンスの不整合が生じている。伝送線路Ｌ２は、上述したように、リード端子２Ａ、２Ｂとステム１とによって構成される同軸線路であり、伝送線路Ｌ２ａは内側突出部２ａによって構成される線路である。内側突出部２ａの基部から出る電磁界を吸収するように電波吸収体３０９を配置することにより、伝送線路Ｌ２と伝送線路Ｌ２ａとの間のインピーダンスの不整合によって生じる反射波の電磁界を電波吸収体３０９で吸収できる。その結果、その反射波が駆動デバイス１０に伝わることを抑えることができ、伝送線路における多重反射の発生を抑えることができる。

なお、内側突出部２ａはステム１から突出しており、ステム１によって囲まれていない。すなわち、内側突出部２ａは、これに沿って形成されるグランドを有していない。そのため、内側突出部２ａでは、他の部分（具体的には、伝送線路Ｌ７、Ｌ２）に比して電磁界が広がりやすい。また、上述したように、反射波の電磁界は、本題の電気信号の電磁界よりも空間的に大きく広がりやすい。そのため、電波吸収体３０９によれば、反射波による電磁界を効果的に吸収できる。

電波吸収体３０９は、その少なくとも一部が２つのリード端子２Ａ、２Ｂの内側突出部２ａの間に位置するように配置されている。２つのリード端子２Ａ、２Ｂには逆位相の電気信号が流れるので、２つのリード端子２Ａ、２Ｂの内側突出部２ａの間に電磁界が形成され易い。そのため、電波吸収体３０９のこのような配置によれば、効果的に反射波の電磁界を電波吸収体３０９によって吸収できる。図８に示す例の電波吸収体３０９はシート状であり、ステム１上に配置されている。電波吸収体３０９は、２つのリード端子２Ａ、２Ｂの内側突出部２ａの間の位置に配置されている。より具体的には、電波吸収体３０９の全体が２つのリード端子２Ａ、２Ｂの内側突出部２ａの間に位置している。電波吸収体３０９の一例はステム１の表面に貼り付けられる部材である。なお、図８に示す例では、電波吸収体３０９に加えて、筐体１３の外側に上述の電波吸収体９、１０９、２０９のいずれかが設けられてもよい。

２つの内側突出部２ａの間には半導体レーザー４から出力される光信号の強度をモニタするフォトダイオードが配置されてもよい。この場合、電波吸収体３０９はそのフォトダイオードの位置を避ける形状を有してよい。例えば、電波吸収体３０９はフォトダイオードの位置に開口を有してもよい。また、２つの内側突出部２ａの間にはフォトダイオードが配置されない形態においては、図８に示すように電波吸収体３０９は矩形でもよい。

図９は光モジュール２０のさらに別の変形例を示す斜視図である。この図は、図８と同様に、ステム１の表面（筐体１３の内面）を示している。この図でも、これまで説明した箇所と同一箇所には同一符合を付している。

図９に示す光モジュール４２０も、図８の光モジュール３２０と同様に、リード端子２Ａ、２Ｂの内側突出部２ａから出る電磁界を吸収する電波吸収体４０９を有している。電波吸収体４０９は内側突出部２ａの基部を取り囲むように形成されている。また、電波吸収体４０９は内側突出部２ａの基部の外面に密着している。このような電波吸収体４０９によれば、内側突出部２ａから出る電磁界をより効果的に吸収できる。図９の例では、電波吸収体４０９は、その両端部に、２つのリード端子２Ａ、２Ｂの内側突出部２ａのそれぞれを取り囲む部分を有している。また、電波吸収体４０９は２つの内側突出部２ａの間に位置する部分を有している。

電波吸収体４０９の一例は、電波吸収体１０９と同様に、磁性電波吸収材料を含んだゴム状の電波吸収体である。この場合、電波吸収体４０９は、リード端子２Ａ、２Ｂの内側突出部２ａの基部を取り囲むように、内側突出部２ａの基部に取り付けられる。電波吸収体４０９は内側突出部２ａの外面に密着している。そのため、電波吸収体４０９としては、絶縁性の電波吸収体が利用される。

以上説明したように、リード端子２Ａ、２Ｂはステム１から突出している突出部２ｂ、２ａを有している。そして、電波吸収体９、１０９、２０９、３０９、４０９は突出部２ｂ、２ａから出る電磁界を吸収するように配置されている。突出部２ｂ、２ａでは、これらに沿って形成されるグランドが設けられていないため、電磁界が広がりやすい。光モジュール２０では、この電磁界を電波吸収体９、１０９、２０９、３０９、４０９によって吸収できる。その結果、反射波が駆動デバイス１０まで伝わることを抑えることができ、伝送線路における多重反射の発生を抑えることができる。

なお、以上説明した光モジュールは、差動方式で伝送される変調電気信号を受けて駆動するモジュールであった。しかしながら、本発明は、シングルエンドの伝送方式で伝送される変調電気信号を受けて駆動するモジュールに適用されてもよい。この場合、電波吸収体は、リード端子の突出部の外面と、接地されている部分（具体的にはステム１）とを結ぶ直線と交差するように配置される。例えば、電波吸収体はリード端子の突出部を取り囲むように、ＦＰＣに取り付けられる。電波吸収体をこのように配置することにより、リード端子の突出部から出る電磁界を電波吸収体で吸収できる。

また、本発明は、以上説明した光モジュールに限られず、光半導体素子が搭載される壁部材とそれを貫くリード端子を有する光モジュールであれば異なる構造を有する光モジュールにも適用できる。

本明細書では、ＦＰＣ７のグラインドライン８Ｄがリード端子２Ｄとグランドライン８Ｄの接続部付近まで伸びている例を説明した。しかしながら、グランドライン８Ｄはリード端子２Ｄを超えてもよい。例えば、グランドライン８Ｄは、リード端子２Ａ，２Ｂ、２Ｃを超えた位置まで伸びてもよい。また、グランドライン８ＤはＦＰＣ７の全域に設けられてもよい。この場合であっても、外側突出部２ｂには、これに沿ったグランドラインが設けられていないので、外側突出部２ｂの近くに電波吸収体９を配置することにより反射を低減できる。

１ ステム、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ リード端子、２ａ 内側突出部、２ｂ 外側突出部、４ 半導体レーザー、７ ＦＰＣ、８Ａ、８Ｂ 変調信号ライン、８Ｃ センサ信号ライン、８Ｄ グランドライン、８ａ ランドパターン、９，１０９，２０９，３０９，４０９ 電波吸収体、１０ 駆動デバイス、１３ 筐体、２０，１２０，３２０，４２０ 光モジュール、Ｌ２，Ｌ２ａ，Ｌ７ 伝送線路。

Claims (10)

1. 光半導体素子と、
   電気的に接地されている壁部材を含み、前記光半導体素子を収容している筐体と、
   前記壁部材を貫通し、前記光半導体素子の変調電気信号を伝送するためのリード端子であって、前記筐体の内側又は前記筐体の外側の少なくとも一方に前記壁部材から突出している突出部を有しているリード端子と、
   前記リード端子の突出部から出る電磁界を吸収する電波吸収体と、を備える
   ことを特徴とする光モジュール。
2. 請求項１に記載に光モジュールにおいて、
   差動方式の変調電気信号を伝送する第１リード端子と第２リード端子とが前記リード端子として設けられ、
   前記電波吸収体の少なくとも一部は前記第１リード端子の突出部と前記第２リード端子の突出部との間に位置している、
   ことを特徴とする光モジュール。
3. 請求項２に記載の光モジュールにおいて、
   前記第１リード端子と前記第２リード端子は前記筐体の外側に前記突出部を有し、
   前記電波吸収体は前記筐体の外側に配置され、その少なくとも一部は前記第１リード端子の突出部と前記第２リード端子の突出部との間に位置している、
   ことを特徴とする光モジュール。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
   前記電波吸収体は前記リード端子の突出部又は前記リード端子に接続されている信号ラインに触れている、
   ことを特徴とする光モジュール。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
   前記電波吸収体は前記リード端子の突出部を取り囲んでいる、
   ことを特徴とする光モジュール。
6. 請求項５に記載の光モジュールにおいて、
   前記電波吸収体は前記リード端子の前記突出部の外形に対応した形状を有している、
   ことを特徴とする光モジュール。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
   前記リード端子は前記筐体の外側に前記突出部を有し、
   前記筐体の外側には、前記リード端子に接続する信号ラインを有する配線基板が配置され、
   前記電波吸収体は前記配線基板に取り付けられている、
   ことを特徴とする光モジュール。
8. 請求項１乃至６のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
   前記リード端子は前記筐体の外側に前記突出部を有し、
   前記筐体の外側には、前記リード端子に接続する信号ラインを有する配線基板が配置され、
   前記配線基板は電波吸収体の層を有している、
   ことを特徴とする光モジュール。
9. 光半導体素子と、
   変調電気信号を出力する駆動デバイスと前記光半導体素子とを繋ぐ信号線路と、前記信号線路に沿って形成されているグランドとを含んでいる伝送線路と、を備え、
   前記伝送線路は、その一部に、前記信号線路に沿って形成されるグランドが設けられていない部分を有し、
   前記伝送線路の前記一部の信号線路から出る電磁界を吸収する電波吸収体が設けられている、
   ことを特徴とする光モジュール。
10. 請求項９に記載の光モジュールにおいて、
    前記伝送線路は、差動方式で伝送される変調電気信号がそれぞれ流れる第１信号線路と第２信号線路とを有し、
    前記電波吸収体の少なくとも一部は、前記伝送線路の前記一部における前記第１信号線路と、前記伝送線路の前記一部における前記第２信号線路との間に位置している、
    ことを特徴とする光モジュール。

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