JP2022144126A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】隣り合うチャネル間のクロストークの抑制。【解決手段】第１伝送線路は、第１端子と電気的に接続される第１外端と、光半導体装置の第１パッドと第１ボンディングワイヤを介して電気的に接続される第１内端と、を有し、第２伝送線路は、第２端子と電気的に接続される第２外端と、光半導体装置の第２パッドと第２ボンディングワイヤを介して電気的に接続される第２内端と、を有し、第１端子に入力された第１電気信号に応じて、第１端子と第２端子との間の電磁界結合によって第２外端に生じた信号を第１干渉信号とし、第１干渉信号を第２外端に生じさせた直後に第１伝送線路を介して第１内端に伝達された第１電気信号に応じて、両ボンディングワイヤの間の電磁界結合によって第２内端に生じた信号を第２干渉信号とするとき、第１干渉信号は、第２伝送線路を介して第２内端に伝達されたとき、第２干渉信号によって低減される、光モジュール。【選択図】図２

Description

本開示は、光モジュールに関する。

ドライバへの入力を中継する中継基板において、ＲＦ電極の長さをチャネル間で等しくすることで、チャネル間のスキューを調整する光通信モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、光信号を電気信号に変換するＯＥ変換部と、出力端子とを等配線長で接続する光受信モジュールが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１９－１５９０７５号公報 特開２０１１－１９３３４７号公報

しかしながら、電気信号を伝達する複数のチャネルのうち隣り合うチャネル間のクロストークが大きくなる場合がある。

本開示は、隣り合うチャネル間のクロストークを抑制可能な光モジュールを提供する。

本開示は、
第１電気信号および第２電気信号に応じて光信号を生成する光モジュールであって、
互いに近接して配置された第１パッドおよび第２パッドを有し、前記第１パッドで受けた前記第１電気信号と前記第２パッドで受けた前記第２電気信号とに応じて前記光信号を生成する光半導体装置と、
内部に前記光半導体装置が載置され、外部に面して互いに近接して並置された第１端子および第２端子と、前記第１端子と前記光半導体装置との間に設けられた第１伝送線路と、前記第２端子と前記光半導体装置との間に設けられた第２伝送線路と、を有するパッケージと、を備え、
前記第１伝送線路は、前記第１端子と電気的に接続される第１外端と、前記第１パッドと第１ボンディングワイヤを介して電気的に接続される第１内端と、前記第１外端を前記第１内端に接続する第１線路と、を有し、
前記第２伝送線路は、前記第２端子と電気的に接続される第２外端と、前記第２パッドと第２ボンディングワイヤを介して電気的に接続される第２内端と、前記第２外端を前記第２内端に接続する第２線路と、を有し、
前記第１端子に入力された前記第１電気信号に応じて、前記第１端子と前記第２端子との間の電磁界結合によって前記第２外端に生じた信号を第１干渉信号とし、前記第１干渉信号を前記第２外端に生じさせた直後に前記第１伝送線路を介して前記第１内端に伝達された前記第１電気信号に応じて、前記第１ボンディングワイヤと前記第２ボンディングワイヤとの間の電磁界結合によって前記第２内端に生じた信号を第２干渉信号とするとき、
前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第２内端に伝達されたとき、前記第２干渉信号によって低減される、光モジュールを提供する。

また、本開示は、
光信号に応じて第１電気信号および第２電気信号を生成する光モジュールであって、
互いに近接して配置された第１パッドおよび第２パッドを有し、前記光信号に応じて、前記第１パッドから出力される前記第１電気信号と前記第２パッドから出力される前記第２電気信号を生成する光半導体装置と、
内部に前記光半導体装置が載置され、外部に面して互いに近接して並置された第１端子および第２端子と、前記第１端子と前記光半導体装置との間に設けられた第１伝送線路と、前記第２端子と前記光半導体装置との間に設けられた第２伝送線路と、を有するパッケージと、を備え、
前記第１伝送線路は、前記第１端子の一端と電気的に接続される第１外端と、前記第１パッドと第１ボンディングワイヤを介して電気的に接続される第１内端と、前記第１外端を前記第１内端に接続する第１線路と、を有し、
前記第２伝送線路は、前記第２端子の一端と電気的に接続される第２外端と、前記第２パッドと第２ボンディングワイヤを介して電気的に接続される第２内端と、前記第２外端を前記第２内端に接続する第２線路と、を有し、
前記第１パッドから前記第１ボンディングワイヤに入力された前記第１電気信号に応じて、前記第１ボンディングワイヤと前記第２ボンディングワイヤとの間の電磁界結合によって前記第２内端に生じた信号を第１干渉信号とし、前記第１干渉信号を前記第２内端に生じさせた後に前記第１伝送線路を介して前記第１外端に伝達された前記第１電気信号に応じて、前記第１端子と前記第２端子との間の電磁界結合によって前記第２外端に生じた信号を第２干渉信号とするとき、
前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第２外端に伝達されたとき、前記第２干渉信号によって低減される、光モジュールを提供する。

また、本開示は、
差動電気信号である第１電気信号および第２電気信号に応じて光信号を生成する光モジュールであって、
互いに近接して配置された第１パッド対および第２パッド対を有し、前記第１パッド対で受けた前記第１電気信号と前記第２パッド対で受けた前記第２電気信号とに応じて前記光信号を生成する光半導体装置と、
内部に前記光半導体装置が載置され、外部に面して互いに近接して並置された第１端子対および第２端子対と、前記第１端子対と前記光半導体装置との間に設けられた第１伝送線路と、前記第２端子対と前記光半導体装置との間に設けられた第２伝送線路と、を有するパッケージと、を備え、
前記第１伝送線路は、前記第１端子対のそれぞれと電気的に接続される第１外端対と、前記第１パッド対のそれぞれと第１ボンディングワイヤ対を介して電気的に接続される第１内端対と、前記第１外端対を前記第１内端対に接続する第１線路対と、を有し、
前記第２伝送線路は、前記第２端子対のそれぞれと電気的に接続される第２外端対と、前記第２パッド対のそれぞれと第２ボンディングワイヤ対を介して電気的に接続される第２内端対と、前記第２外端対を前記第２内端対に接続する第２線路対と、を有し、
前記第１端子対に入力された前記第１電気信号に応じて、前記第１端子対と前記第２端子対との間の電磁界結合によって前記第２外端対に生じた信号を第１干渉信号とし、前記第１干渉信号を前記第２外端対に生じさせた直後に前記第１伝送線路を介して前記第１内端対に伝達された前記第１電気信号に応じて、前記第１ボンディングワイヤ対と前記第２ボンディングワイヤ対との間の電磁界結合によって前記第２内端対に生じた信号を第２干渉信号とするとき、
前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第２内端対に伝達されたとき、前記第２干渉信号によって低減される、光モジュールを提供する。

本開示によれば、隣り合うチャネル間のクロストークを抑制できる。

図１は、第１実施形態における光モジュールのＺＸ平面での断面図である。 図２は、第１実施形態における光モジュールのＺ軸方向の負側からの視点で示す底面図である。 図３は、第２実施形態における光モジュールのＺ軸方向の負側からの視点で示す底面図である。 図４は、第３実施形態における光モジュールのＺ軸方向の負側からの視点で示す底面図である。 図５は、第４実施形態における光モジュールのＺ軸方向の負側からの視点で示す底面図である。 図６は、チャネルＣｈ１からチャネルＣｈ２への遠端クロストークの測定結果の一例を示す図である。 図７は、チャネルＣｈ３からチャネルＣｈ２への遠端クロストークの測定結果の一例を示す図である。 図８は、チャネル間の近端クロストークおよび各ポートの時間領域反射（ＴＤＲ）の測定結果の一例を示す図である。 図９は、ＴＤＲ測定用のサンプルのＺ軸方向の負側からの視点で示す底面図である。 図１０は、隣り合うチャネル間の電気長の差の絶対値（｜ΔＬ｜）と、２つのクロストーク箇所で干渉がない状態のクロストークと干渉がある状態のクロストークとの差（ΔＸ－ｔａｌｋ）との関係を例示する図である。 図１１は、２つのクロストーク箇所で発生する２つの干渉信号の電圧の比（Ｃ_２／Ｃ_１）と、差（ΔＸ－ｔａｌｋ）との関係を例示する図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態を列記して説明する。

本開示の一実施形態における光モジュールは、第１電気信号および第２電気信号に応じて光信号を生成する光モジュールである。この光モジュールは、互いに近接して配置された第１パッドおよび第２パッドを有し、前記第１パッドで受けた前記第１電気信号と前記第２パッドで受けた前記第２電気信号とに応じて前記光信号を生成する光半導体装置と、内部に前記光半導体装置が載置され、外部に面して互いに近接して並置された第１端子および第２端子と、前記第１端子と前記光半導体装置との間に設けられた第１伝送線路と、前記第２端子と前記光半導体装置との間に設けられた第２伝送線路と、を有するパッケージと、を備える。前記第１伝送線路は、前記第１端子と電気的に接続される第１外端と、前記第１パッドと第１ボンディングワイヤを介して電気的に接続される第１内端と、前記第１外端を前記第１内端に接続する第１線路と、を有する。前記第２伝送線路は、前記第２端子と電気的に接続される第２外端と、前記第２パッドと第２ボンディングワイヤを介して電気的に接続される第２内端と、前記第２外端を前記第２内端に接続する第２線路と、を有する。前記第１端子に入力された前記第１電気信号に応じて、前記第１端子と前記第２端子との間の電磁界結合によって前記第２外端に生じた信号を第１干渉信号とする。前記第１干渉信号を前記第２外端に生じさせた直後に前記第１伝送線路を介して前記第１内端に伝達された前記第１電気信号に応じて、前記第１ボンディングワイヤと前記第２ボンディングワイヤとの間の電磁界結合によって前記第２内端に生じた信号を第２干渉信号とする。このとき、前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第４端に伝達されたとき、前記第２干渉信号によって低減される。

上記の一実施形態における光モジュールによれば、前記第１干渉信号は、前記第１端子に入力された前記第１電気信号に応じて、前記第１端子と前記第２端子との間の電磁界結合によって前記第２外端に生じた信号である。一方、前記第２干渉信号は、前記第１干渉信号を前記第２外端に生じさせた直後に前記第１伝送線路を介して前記第１内端に伝達された前記第１電気信号に応じて、前記第１ボンディングワイヤと前記第２ボンディングワイヤとの電磁界結合によって前記第２内端に生じた信号である。このとき、前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第２内端に伝達されたとき、前記第２干渉信号によって低減される。これにより、前記第２内端に伝達された前記第１干渉信号と前記第２内端に生じた前記第２干渉信号との強め合いが抑制されるので、前記第１電気信号を伝達する第１チャネルと前記第２電気信号を伝達する第２チャネルとの間（つまり、隣り合うチャネル間）のクロストークを抑制できる。

また、上記の一実施形態における光モジュールでは、前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第２内端に伝達されたとき、前記第２干渉信号の電圧と反対の極性の電圧を有する前記第２干渉信号の電圧と反対の極性の電圧を有してもよい。これにより、前記第２内端に伝達された前記第１干渉信号の電圧は、前記第2内端に生じた前記第2干渉信号の電圧と反対の極性なので、前記第２内端に伝達された前記第１干渉信号と前記第２内端に生じた前記第２干渉信号とが打ち消し合う。その結果、前記第１電気信号を伝達する第１チャネルと前記第２電気信号を伝達する第２チャネルとの間（つまり、隣り合うチャネル間）のクロストークをより抑制できる。

また、本開示の他の一実施形態における光モジュールは、光信号に応じて第１電気信号および第２電気信号を生成する光モジュールである。この光モジュールは、互いに近接して配置された第１パッドおよび第２パッドを有し、前記光信号に応じて、前記第１パッドから出力される前記第１電気信号と前記第２パッドから出力される前記第２電気信号を生成する光半導体装置と、内部に前記光半導体装置が載置され、外部に面して互いに近接して並置された第１端子および第２端子と、前記第１端子と前記光半導体装置との間に設けられた第１伝送線路と、前記第２端子と前記光半導体装置との間に設けられた第２伝送線路と、を有するパッケージと、を備える。前記第１伝送線路は、前記第１端子の一端と電気的に接続される第１外端と、前記第１パッドと第１ボンディングワイヤを介して電気的に接続される第１内端と、前記第１外端を前記第１内端に接続する第１線路と、を有する。前記第２伝送線路は、前記第２端子の一端と電気的に接続される第２外端と、前記第２パッドと第２ボンディングワイヤを介して電気的に接続される第２内端と、前記第２外端を前記第２内端に接続する第２線路と、を有する。前記第１パッドから前記第１ボンディングワイヤに入力された前記第１電気信号に応じて、前記第１ボンディングワイヤと前記第２ボンディングワイヤとの間の電磁界結合によって前記第２内端に生じた信号を第１干渉信号とする。前記第１干渉信号を前記第２内端に生じさせた直後に前記第１伝送線路を介して前記第１外端に伝達された前記第１電気信号に応じて、前記第１端子と前記第２端子との間の電磁界結合によって前記第２外端に生じた信号を第２干渉信号とする。このとき、前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第２外端に伝達されたとき、前記第２干渉信号によって低減される。

上記の他の一実施形態における光モジュールによれば、前記第１干渉信号は、前記第１パッドから前記第１ボンディングワイヤに入力された前記第１電気信号に応じて、前記第１ボンディングワイヤと前記第２ボンディングワイヤとの間の電磁界結合によって前記第２内端に生じた信号である。一方、前記第２干渉信号は、前記第１干渉信号を前記第２内端に生じさせた直後に前記第１伝送線路を介して前記第１外端に伝達された前記第１電気信号に応じて、前記第１端子と前記第２端子との間の電磁界結合によって前記第２外端に生じた信号である。このとき、前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第２外端に伝達されたとき、前記第２干渉信号によって低減される。これにより、前記第２外端に伝達された前記第１干渉信号と前記第２外端に生じた前記第２干渉信号との強め合いが抑制されるので、前記第１電気信号を伝達する第１チャネルと前記第２電気信号を伝達する第２チャネルとの間（つまり、隣り合うチャネル間）のクロストークを抑制できる。

また、上記の他の一実施形態における光モジュールでは、前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第２外端に伝達されたとき、前記第２干渉信号の電圧と反対の極性の電圧を有してもよい。これにより、前記２外端に伝達された前記第１干渉信号の電圧は、前記第２外端に生じた前記第２干渉信号の電圧と反対の極性なので、前記第２外端に伝達された前記第１干渉信号と前記第２外端に生じた前記第２干渉信号とが打ち消し合う。これにより、前記第１電気信号を伝達する第１チャネルと前記第２電気信号を伝達する第２チャネルとの間（つまり、隣り合うチャネル間）のクロストークをより抑制できる。

また、上記の各実施形態における光モジュールでは、前記第１電気信号および前記第２電気信号は、ボーレートＰボー（Ｐは２５ギガ以上）で変調された信号であり、前記第１線路の第１電気長と、前記第２線路の第２電気長との差の絶対値は、前記第１電気信号および前記第２電気信号に含まれる周波数（３／４×Ｐ）ヘルツの電気信号の波長の０．４倍以上０．６倍以下でもよい。これにより、前記第１干渉信号と前記第２干渉信号とが打ち消し合う頻度が高まるので、前記第１電気信号を伝達する第１チャネルと前記第２電気信号を伝達する第２チャネルとの間（つまり、隣り合うチャネル間）のクロストークをより抑制できる。

また、上記の各実施形態における光モジュールでは、前記第１電気信号および前記第２電気信号は、ボーレートＰボー（Ｐは２５ギガ以上）で変調された信号であり、前記第１線路の第１電気長と、前記第２線路の第２電気長との差の絶対値は、前記第１電気信号および前記第２電気信号に含まれる（０．６２５×Ｐ）ヘルツ以上０．９３７５×Ｐヘルツ以下の範囲内の特定の周波数の電気信号の半波長と等しくてもよい。これにより、前記第１干渉信号と前記第２干渉信号とが打ち消し合う頻度が高まるので、前記第１電気信号を伝達する第１チャネルと前記第２電気信号を伝達する第２チャネルとの間（つまり、隣り合うチャネル間）のクロストークをより抑制できる。

また、上記の各実施形態における光モジュールでは、第１線路は、接地パターンに近接してもよく、前記第２線路は、接地パターンに近接してもよい。接地パターンが前記第１線路および前記第２線路に近接することで、前記第１伝送線路と前記第２伝送線路との間の電磁界結合が抑制されるので、前記第１電気信号を伝達する第１チャネルと前記第２電気信号を伝達する第２チャネルとの間（つまり、隣り合うチャネル間）のクロストークをより抑制できる。

また、上記の各実施形態における光モジュールでは、前記第１線路は、マイクロストリップ線路を形成してもよく、前記第２線路は、マイクロストリップ線路を形成してもよい。これにより、前記第１伝送線路と前記第２伝送線路との間の電磁界結合の発生が抑制されるので、前記第１電気信号を伝達する第１チャネルと前記第２電気信号を伝達する第２チャネルとの間（つまり、隣り合うチャネル間）のクロストークをより抑制できる。

また、上記の各実施形態における光モジュールでは、前記第１線路の第１物理長は、前記第２線路の第２物理長と等しく、前記第１伝送線路および前記第２伝送線路のうちの一方は、セラミックで覆われてもよい。これにより、前記第１電気信号を伝達する第１チャネルにおける前記第１物理長が前記第２電気信号を伝達する第２チャネルにおける前記第２物理長と等しくても、第１チャネルと第２チャネルとの間のクロストークが抑制されるように前記第１干渉信号と前記第２干渉信号との間に位相差をつけることができる。

また、上記の各実施形態における光モジュールでは、前記第１内端及び前記第２内端は、平面視したときに、前記第１外端及び前記第２外端が並ぶ方向と平行な第１方向に並び、前記第２外端を通り前記第１方向に直交する仮想直線に対して前記第１外端の位置する側とは反対側に位置してもよい。これにより、前記第１伝送線路の物理長と前記第２伝送線路の物理長との差が大きくなるので、第１チャネルと第２チャネルとの間のクロストークが抑制されるように前記第１干渉信号と前記第２干渉信号との間に位相差をつけることができる。

また、本開示の更なる他の一実施形態における光モジュールは、差動電気信号である第１電気信号および第２電気信号に応じて光信号を生成する光モジュールである。この光モジュールは、互いに近接して配置された第１パッド対および第２パッド対を有し、前記第１パッド対で受けた前記第１電気信号と前記第２パッド対で受けた前記第２電気信号とに応じて前記光信号を生成する光半導体装置と、内部に前記光半導体装置が載置され、外部に面して互いに近接して並置された第１端子対および第２端子対と、前記第１端子対と前記光半導体装置との間に設けられた第１伝送線路と、前記第２端子対と前記光半導体装置との間に設けられた第２伝送線路と、を有するパッケージと、を備える。前記第１伝送線路は、前記第１端子対のそれぞれと電気的に接続される第１外端対と、前記第１パッド対のそれぞれと第１ボンディングワイヤ対を介して電気的に接続される第１内端対と、前記第１外端対を前記第１内端対に接続する第１線路対と、を有する。前記第２伝送線路は、前記第２端子対のそれぞれと電気的に接続される第２外端対と、前記第２パッド対のそれぞれと第２ボンディングワイヤ対を介して電気的に接続される第２内端対と、前記第２外端対を前記第２内端対に接続する第２線路対と、を有する。前記第１端子対に入力された前記第１電気信号に応じて、前記第１端子対と前記第２端子対との間の電磁界結合によって前記第２外端対に生じた信号を第１干渉信号とする。前記第１干渉信号を前記第２外端対に生じさせた直後に前記第１伝送線路を介して前記第１内端対に伝達された前記第１電気信号に応じて、前記第１ボンディングワイヤ対と前記第２ボンディングワイヤ対との間の電磁界結合によって前記第２内端対に生じた信号を第２干渉信号とする。このとき、前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第２内端対に伝達されたとき、前記第２干渉信号によって低減される。

これにより、上記の一実施形態における光モジュールと同様に、前記第２内端対に伝達された前記第１干渉信号と前記第２内端対に生じた前記第２干渉信号との強め合いが抑制されるので、前記第１電気信号を伝達する第１チャネルと前記第２電気信号を伝達する第２チャネルとの間（つまり、隣り合うチャネル間）のクロストークを抑制できる。また、前記第１伝送線路および前記第２伝送線路は、差動信号を伝える伝送線路であり、前記第１電気信号および前記第２電気信号は、いずれも、差動信号であるので、前記第１電気信号および前記第２電気信号のノイズに対する耐性が向上する。

また、上記の一実施形態における光モジュールでは、前記光半導体装置は、前記第１電気信号および前記第２電気信号を増幅する半導体増幅装置と、前記半導体増幅装置により増幅された前記第１電気信号および前記第２電気信号を前記光信号に変換する光半導体素子とを有してもよい。これにより、前記第１パッドで受けた前記第１電気信号と前記第２パッドで受けた前記第２電気信号を、前記光半導体素子への入力に適した強度に増幅できるので、それらの両パッドと前記光半導体素子との間で伝送される信号のノイズに対する耐性が向上する。

また、上記の他の一実施形態における光モジュールでは、前記光半導体装置は、前記光信号を少なくとも一つの信号に変換する光半導体素子と、前記光半導体素子により変換された前記信号を増幅して前記第１電気信号および前記第２電気信号を生成する半導体増幅装置とを有してもよい。これにより、前記光半導体素子により変換された前記信号を、前記第１パッドおよび前記第２パッドへの入力に適した強度に増幅できるので、それらの両パッドと前記光半導体素子との間で伝送される信号のノイズに対する耐性が向上する。

次に、本開示の実施形態における光モジュールの具体例を、図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

なお、説明において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、互いに直交する方向を表す。また、ＸＹ平面は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に平行な平面、ＹＺ平面は、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に平行な平面、ＺＸ平面は、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に平行な平面を表す。

［第１実施形態の第１構成例の詳細］
図１は、第１実施形態における光モジュールのＺＸ平面における断面図である。図２は、第１実施形態における光モジュールのＺ軸方向の負側からの視点で示す底面図である。なお、図１では、パッケージにおける端子、線路及び接地パターンのＺ軸方向の位置関係を示すために、端子及び線路を同一のＺＸ平面上に模式的に示す。また、図２では、図１に示す基板２００の図示が省略されている。基板２００は、光モジュールが実装される固定面であり、例えばＰＣＢ（Printed Circuit Board）である。

第１実施形態の第１構成例では、光モジュール１０１は、隣り合うチャネルで伝達される複数の電気信号に応じて、少なくとも一つの光信号を生成する。図１，２に示す例では、光モジュール１０１は、４つの隣り合うチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，Ｃｈ４で伝送される４つの単相（シングルエンド）の電気信号を、４つの光信号に変換して生成する。４つの単相の電気信号は、それぞれ、ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４から入力され、４つの光信号は、それぞれ、ポートＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８から出力される。

光モジュール１０１は、光半導体装置１００およびパッケージ８０を備える。

光半導体装置１００は、隣り合うチャネルで伝達される複数の電気信号に応じて、少なくとも一つの光信号を生成する光信号生成回路を有する。光信号生成回路は、例えば、集積基板上に形成された回路であり、複数の電気信号を少なくとも一つの光信号に変換する光信号変換回路である。光信号変換回路は、例えば、複数の電気信号のそれぞれに対して設けられる複数の変調器を有し、複数の変調器は、それぞれに対応する電気信号に応じて、不図示の光源から供給される光を変調して複数の光信号を出力する。

図１，２に示す例では、光半導体装置１００は、半導体増幅装置７０及び光半導体素子１７０を有する。光半導体装置１００は、半導体増幅装置７０と光半導体素子１７０とを一体化した構成を有する装置でもよい。

半導体増幅装置７０は、複数の電気信号をそれぞれ増幅して出力する装置であり、例えば、光半導体素子１７０を駆動するドライバＩＣ（Integrated Circuit）である。図２に示す例では、半導体増幅装置７０は、複数のパッド７１，７２，７３，７４のそれぞれで受けた４つの電気信号を増幅して光半導体素子１７０に供給する。

光半導体素子１７０は、半導体増幅装置７０により増幅された複数の電気信号を少なくとも一つの光信号に変換して出力する素子であり、例えば、複数の電気信号に応じて、不図示の光源から供給される光を変調して少なくとも一つの光信号を出力する光変調器である。

半導体増幅装置７０は、複数のパッド７１，７２，７３，７４で受けた複数の電気信号を、光半導体素子１７０への入力に適した強度に増幅できるので、それらのパッドと光半導体素子１７０との間で伝送される信号のノイズに対する耐性が向上する。

第１実施形態の第１構成例では、光半導体装置１００の半導体増幅装置７０は、互いに近接して配置されたパッド７１，７２，７３，７４，７５を有する。複数のパッド７１，７２，７３，７４，７５は、光半導体装置１００の半導体増幅装置７０のＸ軸方向の第１端辺に沿ってＹ軸方向に配列されている。パッド７１，７２，７３，７４は、電気信号が入力される信号電極である。パッド７５は、接地パターン５０に電気的に接続される接地電極であり、接地パターン５０と同電位の接地用パッド５１にボンディングワイヤ６５を介して電気的に接続される。複数のパッド７５は、パッド７１，７２，７３，７４のそれぞれの両側に位置するように配置されているので、隣り合うパッド７１，７２，７３，７４間のクロストークが抑制される。

第１実施形態の第１構成例では、光半導体装置１００の半導体増幅装置７０は、互いに近接して配置されたパッド７６，１７５，１７６，１７７，１７８を有する。複数のパッド７６，１７５，１７６，１７７，１７８は、光半導体装置１００の半導体増幅装置７０のＸ軸方向の第２端辺（第１端辺に対向する端辺）に沿ってＹ軸方向に配列された電極である。パッド１７５，１７６，１７７，１７８は、増幅された電気信号が出力される信号電極である。パッド７６は、パッド７５を介して接地パターン５０に電気的に接続される接地電極である。複数のパッド７６は、パッド１７５，１７６，１７７，１７８のそれぞれの両側に位置するように配置されているので、隣り合うパッド１７５，１７６，１７７，１７８間のクロストークが抑制される。

第１実施形態の第１構成例では、光半導体装置１００の光半導体素子１７０は、互いに近接して配置されたパッド１７１，１７２，１７３，１７４，１７９を有する。複数のパッド１７１，１７２，１７３，１７４，１７９は、光半導体装置１００の光半導体素子１７０のＸ軸方向の第１端辺に沿ってＹ軸方向に配列されている。パッド１７１，１７２，１７３，１７４は、半導体増幅装置７０により増幅された電気信号がボンディングワイヤ１６１，１６２，１６３，１６４を介して入力される信号電極である。パッド１７９は、接地パターン５０に電気的に接続される接地電極であり、接地パターン５０と同電位のパッド７５にボンディングワイヤ１６５を介して電気的に接続される。複数のパッド１７９は、パッド１７１，１７２，１７３，１７４のそれぞれの両側に位置するように配置されているので、隣り合うパッド１７１，１７２，１７３，１７４間のクロストークが抑制される。

第１実施形態の第１構成例では、光半導体装置１００の光半導体素子１７０は、互いに近接して配置されたポートＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８を有する。複数のポートＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８は、光半導体装置１００の光半導体素子１７０のＸ軸方向の第２端辺（第１端辺に対向する端辺）に沿ってＹ軸方向に配列された光出射口である。ポートＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８は、電気信号から変換された光信号が出力される光出射口である。

このように、第１実施形態の第１構成例では、光半導体装置１００は、パッド７１～７４のそれぞれで受けた４つの電気信号に応じて、ポートＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８から出力される互いに独立した４つの光信号を生成する。

パッケージ８０は、その内部に光半導体装置１００が載置される筐体であり、光半導体装置１００を収容する。パッケージは、ＰＫＧとも略される。パッケージ８０は、外部に面して互いに近接して並置された複数の端子１１～１９と、複数の端子１１，１２，１３，１４と光半導体装置１００との間に設けられた複数の伝送線路３１，３２，３３，３４とを有する。図示の例では、複数の伝送線路３１，３２，３３，３４は、複数の端子１１，１２，１３，１４と半導体増幅装置７０との間に配置されている。

複数の端子１１～１９は、パッケージ８０から露出する外端部とパッケージ８０の内側に位置する内端部を有するリード端子であり、Ｙ軸方向に配列されている。複数の端子１１～１９は、Ｘ軸方向に向けて延伸する。複数の端子１１～１９は、パッケージ８０からＸ軸方向の負側に向けて延び出る外端部を有し、基板２００に形成されたパターンに外端部で電気的に接続される。複数の端子１１～１４のそれぞれの内端部は、対応する線路の線路端２１～２４に、例えば、ハンダにより接合される。また、複数の端子１５～１９のそれぞれの内端部は、接地パターン５０に接続するビアの端部に、例えば、ハンダにより接合される。

複数の端子１１，１２，１３，１４は、互いに独立した電気信号が入力されるポートである。端子１１，１２，１３，１４は、それぞれ、ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に相当する。複数の端子１５，１６，１７，１８，１９は、パッケージ８０内の接地パターン５０と基板２００に形成された接地パターンとを電気的に接続する。複数の端子１５，１６，１７，１８，１９は、端子１１，１２，１３，１４のそれぞれの両側に位置するように配置されているので、隣り合う端子１１，１２，１３，１４間のクロストークが抑制される。

伝送線路３１は、端子１１の内端部と電気的に接続される線路端２１と、パッド７１とボンディングワイヤ６１を介して電気的に接続される線路端２５とを有する線路４１を含む。伝送線路３２は、端子１２の内端部と電気的に接続される線路端２２と、パッド７２とボンディングワイヤ６２を介して電気的に接続される線路端２６とを有する線路４２を含む。伝送線路３３は、端子１３の内端部と電気的に接続される線路端２３と、パッド７３とボンディングワイヤ６３を介して電気的に接続される線路端２７とを有する線路４３を含む。伝送線路３４は、端子１４の内端部と電気的に接続される線路端２４と、パッド７４とボンディングワイヤ６４を介して電気的に接続される線路端２８とを有する線路４４を含む。線路端２１，２２，２３，２４は、それぞれに対応する端子の内端部の上端（この例では、Ｚ軸方向の正側の端）に接続される。線路端２５，２６，２７，２８は、それぞれに対応するボンディングワイヤの端に接続される。

線路端２１～２４は、それぞれ、外端の一例である。線路端２５～２８は、それぞれ、内端の一例である。線路４１～４４は、それぞれ、外端を内端に接続する線路の一例である。

線路４１，４２，４３，４４は、接地パターン５０に近接し、この例では、セラミック等の誘電体９０を介してＺ軸方向で接地パターン５０と対向する。誘電体９０は、線路４１，４２，４３，４４と接地パターン５０との間だけでなく、接地パターン５０に対して線路４１，４２，４３，４４のある側とは反対側にあってもよい。接地パターン５０は、複数に分割されてもよい。

チャネルＣｈ１用の信号線は、端子１１、伝送線路３１及びボンディングワイヤ６１を含む。チャネルＣｈ２用の信号線は、端子１２、伝送線路３２及びボンディングワイヤ６２を含む。チャネルＣｈ３用の信号線は、端子１３、伝送線路３３及びボンディングワイヤ６３を含む。チャネルＣｈ４用の信号線は、端子１４、伝送線路３４及びボンディングワイヤ６４を含む。

第１実施形態における光モジュール１０１は、パッケージ８０に内蔵される接地パターン５０を備える。接地パターン５０がパッケージ８０に内蔵される線路４１，４２，４３，４４に近接することによって、隣り合う線路４１，４２，４３，４４間のクロストークが抑制される。よって、接地パターン５０が線路４１，４２，４３，４４から離れている形態、または、接地パターン５０が無い形態に比べて、隣り合うチャネル間のクロストークを抑制できる。これに対し、隣り合うチャネル間のクロストークは、パッケージ８０の外部に露出する端子１１，１２，１３，１４と、線路４１，４２，４３，４４と光半導体装置１００とを接続するボンディングワイヤ６１，６２，６３，６４とで顕著に現れる。これは、端子１１，１２，１３，１４およびボンディングワイヤ６１，６２，６３，６４は、接地パターン５０から離れた箇所に位置するからである。

このように、隣り合うチャネルの端子間の箇所（以下、"第１クロストーク箇所"ともいう）と、同じ隣り合うチャネルのボンディングワイヤ間の箇所（以下、"第２クロストーク箇所"ともいう）とで、クロストークが発生する状態が起こり得る。この２箇所でクロストークが発生する状態で、隣り合うチャネル間の信号線の電気長が等しいと、この２箇所で発生したクロストークにより生じた干渉信号の位相が一致する場合がある。

例えば、端子１２に入力された第１電気信号に応じて、隣り合うチャネルＣｈ２，Ｃｈ３の端子１２，１３間のクロストークによって線路端２３に生じた信号を第１干渉信号とする。第１干渉信号を線路端２３に生じさせた後に伝送線路３２を介して線路端２６に伝達された第１電気信号に応じて、隣り合うチャネルＣｈ２，Ｃｈ３のボンディングワイヤ６２，６３間のクロストークによって線路端２７に生じた信号を第２干渉信号とする。線路端２６に一端が接続されるボンディングワイヤ６２は、線路端２７に一端が接続されるボンディングワイヤ６３に近接するので、第１電気信号が線路端２６に伝達されることで、ボンディングワイヤ６２，６３間のクロストークによる第２干渉信号が線路端２７に生じる。このとき、隣り合うチャネル間の信号線の電気長が等しいと、伝送線路３３を介して線路端２７に伝達された第１干渉信号の位相が、線路端２７に生じた第２干渉信号の位相と一致する場合がある。

第１干渉信号の位相が第２干渉信号の位相と線路端２７で一致すると、それらの２つの干渉信号が線路端２７で強め合うため、隣り合うチャネル間のクロストークが大きくなるおそれがある。

これに対し、第１実施形態では、第１クロストーク箇所により生じた第１干渉信号が、第２クロストーク箇所に伝達されたとき、第２クロストーク箇所で生じた第２干渉信号によって低減されるように、第１クロストーク箇所と第２クロストーク箇所との間の伝送線路の電気長を隣り合うチャネル間で相違させる。これにより、隣り合うチャネル間のクロストークを抑制できる。

第１実施形態の第１構成例では、例えば、端子１１に入力された第１電気信号に応じて、隣り合うチャネルＣｈ１，Ｃｈ２の端子１１，１２間のクロストークによって線路端２２に生じた信号を第１干渉信号とする。第１干渉信号を線路端２２に生じさせた後に伝送線路３１を介して線路端２５に伝達された第１電気信号に応じて、隣り合うチャネルＣｈ１，Ｃｈ２のボンディングワイヤ６１，６２間のクロストークによって線路端２６に生じた信号を第２干渉信号とする。線路端２５に一端が接続されるボンディングワイヤ６１は、線路端２６に一端が接続されるボンディングワイヤ６２に近接するので、第１電気信号が線路端２５に伝達されることで、ボンディングワイヤ６１，６２間のクロストークによる第２干渉信号が線路端２６に生じる。このとき、第１干渉信号が、伝送線路３２を介して線路端２６に伝達されたとき、線路端２６に生じた第２干渉信号によって低減されるように、線路端２１と線路端２５との間の伝送線路３１の電気長と線路端２２と線路端２６との間の伝送線路３２の電気長とを相違させる。これにより、伝送線路３２を介して線路端２６に伝達された第１干渉信号と線路端２６に生じた第２干渉信号との強め合いが抑制されるので、隣り合うチャネルＣｈ１，Ｃｈ２間のクロストークを抑制できる。同様の考えを、他の隣り合うチャネル間に適用することで、当該他の隣り合うチャネル間のクロストークを抑制できる。

第１実施形態の第１構成例では、例えば、隣り合うチャネルＣｈ１，Ｃｈ２において、第１干渉信号が伝送線路３２を介して線路端２６に伝達されたとき、線路端２６に伝達された第１干渉信号の電圧が線路端２６に生じた第２干渉信号の電圧と反対の極性であってもよい。これにより、第１干渉信号と第２干渉信号は線路端２６で打ち消し合うので、隣り合うチャネルＣｈ１，Ｃｈ２間のクロストークを抑制できる。さらに、線路端２６に伝達された第１干渉信号の位相が線路端２６に生じた第２干渉信号の位相に対して１８０°異なっても、そのようなクロストークを抑制できる。同様の考えを、他の隣り合うチャネル間に適用することで、当該他の隣り合うチャネル間のクロストークを抑制できる。

伝送線路３１，３２，３３，３４は、例えば、接地パターン５０に対向する線路４１，４２，４３，４４を有するマイクロストリップ線路である。これにより、隣り合うチャネルの伝送線路間のクロストークの発生が抑制されるので、隣り合うチャネル間のクロストークをより抑制できる。なお、伝送線路は、マイクロストリップ線路に限られず、ストリップ線路やコプレーナ線路などの他の形式の伝送線路でもよい。

［第１実施形態の第２構成例の詳細］
第１実施形態の第１構成例では、光モジュール１０１は、隣り合うチャネルで伝達される複数の電気信号に応じて、少なくとも一つの光信号を生成する。しかし、光モジュール１０１は、少なくとも一つの光信号に応じて、隣り合うチャネルで伝達される複数の電気信号を生成するものでもよい（第１実施形態の第２構成例）。次に、第１実施形態の第２構成例の詳細について説明する。なお、第１実施形態の第２構成例において、第１実施形態の第１構成例と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。

第１実施形態の第２構成例において、図１，２に示す例では、光モジュール１０１は、４つの光信号を、４つの隣り合うチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，Ｃｈ４で伝達される４つの単相（シングルエンド）の電気信号に変換して生成する。４つの単相の電気信号は、それぞれ、ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４から出力され、４つの光信号は、それぞれ、ポートＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８から入力される。

光半導体装置１００は、少なくとも一つの光信号に応じて、隣り合う複数のチャネルで伝達される複数の電気信号を生成する電気信号生成回路を有する。電気信号生成回路は、例えば、集積基板上に形成された回路であり、少なくとも一つの光信号を複数の電気信号に変換する電気信号変換回路である。電気信号変換回路は、例えば、複数の光信号のそれぞれに対して設けられる複数のハイブリッドミキサおよび複数の受光素子を有し、それぞれに対応する光信号を光電変換して、複数の電気信号を出力する。

第１実施形態の第２構成例では、光半導体素子１７０は、少なくとも一つの光信号を少なくとも一つの信号に変換して出力する素子であり、例えば、少なくとも一つの光信号を光電変換して複数の電気信号を出力する光電変換素子である。図２に示す例では、光半導体素子１７０は、複数のポートＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８から入力された４つの光信号を光電変換して半導体増幅装置７０に供給する。

第１実施形態の第２構成例では、半導体増幅装置７０は、光半導体素子１７０により変換された複数の信号を増幅して複数の第２電気信号を生成する装置であり、例えば、光半導体素子１７０から出力される電流信号を電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプである。図２に示す例では、半導体増幅装置７０は、増幅された複数の電気信号をパッド７１，７２，７３，７４から出力する。

半導体増幅装置７０は、光半導体素子１７０により変換された複数の電気信号を、パッド７１，７２，７３，７４への入力に適した強度に増幅できるので、それらのパッドと光半導体素子１７０との間で伝送される信号のノイズに対する耐性が向上する。

このように、第１実施形態の第２構成例では、パッド７１，７２，７３，７４は、電気信号が出力される信号電極であり、ポートＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８は、光信号が入力される光入射口である。光半導体装置１００は、ポートＰ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８のそれぞれで受けた４つの光信号に応じて、パッド７１～７４から出力される互いに独立した４つの電気信号を生成する。複数の端子１１，１２，１３，１４は、互いに独立した電気信号が出力されるポートである。

第１実施形態の第２構成例では、例えば、パッド７１からボンディングワイヤ６１に入力された第１電気信号に応じて、隣り合うチャネルＣｈ１，Ｃｈ２のボンディングワイヤ６１，６２間のクロストークによって線路端２６に生じた信号を第１干渉信号とする。第１干渉信号を線路端２６に生じさせた後に伝送線路３１を介して線路端２１に伝達された第１電気信号に応じて、端子１１，１２間のクロストークによって線路端２２に生じた信号を第２干渉信号とする。線路端２１に一端が接続される端子１１は、線路端２２に一端が接続される端子１２に近接するので、第１電気信号が線路端２１に伝達されることで、端子１１，１２間のクロストークによる第２干渉信号が線路端２２に生じる。このとき、第１干渉信号が、伝送線路３２を介して線路端２２に伝達されたとき、線路端２２に生じた第２干渉信号によって低減されるように、線路端２１と線路端２５との間の伝送線路３１の電気長と線路端２２と線路端２６との間の伝送線路３２の電気長とを相違させる。これにより、伝送線路３２を介して線路端２２に伝達された第１干渉信号と線路端２２に生じた第２干渉信号との強め合いが抑制されるので、隣り合うチャネルＣｈ１，Ｃｈ２間のクロストークを抑制できる。同様の考えを、他の隣り合うチャネル間に適用することで、当該他の隣り合うチャネル間のクロストークを抑制できる。

第１実施形態の第２構成例では、例えば、隣り合うチャネルＣｈ１，Ｃｈ２において、第１干渉信号が伝送線路３２を介して線路端２２に伝達されたとき、線路端２２に伝達された第１干渉信号の電圧が線路端２２に生じた第２干渉信号の電圧と反対の極性であってもよい。これにより、第１干渉信号と第２干渉信号は線路端２２で打ち消し合うので、隣り合うチャネルＣｈ１，Ｃｈ２間のクロストークを抑制できる。さらに、線路端２２に伝達された第１干渉信号の位相が線路端２２に生じた第２干渉信号の位相に対して１８０°異なっても、そのようなクロストークを抑制できる。同様の考えを、他の隣り合うチャネル間に適用することで、当該他の隣り合うチャネル間のクロストークを抑制できる。

［第２実施形態の詳細］
図３は、第２実施形態における光モジュールのＺ軸方向の負側からの視点で示す底面図である。第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。第２実施形態も、第１実施形態と同様に、光モジュール１０２は、隣り合うチャネルで伝達される複数の電気信号に応じて、少なくとも一つの光信号を生成するものでも、少なくとも一つの光信号に応じて、隣り合うチャネルで伝達される複数の電気信号を生成するものでもよい。

第１実施形態における光モジュール１０１では、複数の電気信号のそれぞれが単相（シングルエンド）の電気信号である。これに対し、第２実施形態における光モジュール１０２では、複数の電気信号のそれぞれが一対の差動の電気信号である。第２実施形態も、第１実施形態と同様の考えの適用により、隣り合うチャネル間のクロストークを抑制できる。

パッド７１～７５は、それぞれ、パッド対の一例である。端子１１～１４は、それぞれ、端子対の一例である。線路端２１～２４は、それぞれ、外端対の一例である。線路端２５～２８は、それぞれ、内端対の一例である。線路４１～４４は、それぞれ、外端対を内端対に接続する線路対の一例である。

また、複数の伝送線路３１，３２，３３，３４は、差動信号を伝える伝送線路なので、複数の電気信号を、いずれも、差動信号とすることができる。よって、それらの電気信号のノイズに対する耐性が向上する。

［第３実施形態の詳細］
図４は、第３実施形態における光モジュールのＺ軸方向の負側からの視点で示す底面図である。第３実施形態において、上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。第３実施形態も、上述の実施形態と同様に、光モジュール１０２は、隣り合うチャネルで伝達される複数の電気信号に応じて、少なくとも一つの光信号を生成するものでも、少なくとも一つの光信号に応じて、隣り合うチャネルで伝達される複数の電気信号を生成するものでもよい。

第３実施形態における光モジュール１０３は、セラミック９１を更に備える点で、第１及び第２実施形態と異なる。セラミック９１は、例えば、線路４３，４４に対して接地パターン５０が存在する側とは反対側に存在する。

光モジュール１０３では、チャネルＣｈ１における線路端２１から線路端２５までの物理長Ｌ１は、チャネルＣｈ４における線路端２４から線路端２８までの物理長Ｌ４と等しい。また、光モジュール１０３では、チャネルＣｈ２における線路端２２から線路端２６までの物理長Ｌ２は、チャネルＣｈ３における線路端２３から線路端２７までの物理長Ｌ３と等しい。チャネルＣｈ３の伝送線路３３の線路４３は、セラミック９１で覆われているが、チャネルＣｈ２の伝送線路３２の線路４２は、セラミック９１で覆われていない。これにより、物理長Ｌ２が物理長Ｌ３と等しくても、チャネルＣｈ２，Ｃｈ３間のクロストークが抑制されるように、一の線路端（例えば、線路端２７）で第１干渉信号と第２干渉信号との間に位相差をつけることができる。

［第４実施形態の詳細］
図５は、第４実施形態における光モジュールのＺ軸方向の負側からの視点で示す底面図である。第４実施形態において、上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略する。第４実施形態も、上述の実施形態と同様に、光モジュール１０２は、隣り合うチャネルで伝達される複数の電気信号に応じて、少なくとも一つの光信号を生成するものでも、少なくとも一つの光信号に応じて、隣り合うチャネルで伝達される複数の電気信号を生成するものでもよい。

第４実施形態における光モジュール１０４では、線路端２５，２６は、線路端２１，２２が並ぶ方向と平行なＹ軸方向に並んでいる。また、線路端２５，２６は、線路端２２を通りＹ軸方向に直交するＸ軸方向の仮想直線に対して、線路端２１の位置する側とは反対側に位置する。これにより、伝送線路３１の物理長と伝送線路３２の物理長との差が大きくなるので、チャネルＣｈ１，Ｃｈ２間のクロストークが抑制されるように、一の線路端（例えば、線路端２６）で第１干渉信号と第２干渉信号との間に位相差をつけることができる。複数の端子１１，１２，１３，１４と半導体増幅装置７０とをＹ軸方向にずらすことにより、全ての伝送線路３１，３２，３３，３４間の物理長の差が大きくなる。よって、全てのチャネル間のクロストークが抑制されるように各線路端での干渉信号間の位相差を異ならせることができる。

［クロストークの測定］
次に、本実施形態の光モジュールにおいて、隣り合うチャネル間に発生するクロストークについて測定した結果の一例を示す。

図６は、図３に示す第２実施形態の光モジュール１０２において、チャネルＣｈ１からチャネルＣｈ２への遠端クロストークの測定結果の一例を示す図である。図７は、図３に示す第２実施形態の光モジュール１０２において、チャネルＣｈ３からチャネルＣｈ２への遠端クロストークの測定結果の一例を示す図である。

図６，７の測定時において、チャネルＣｈ１における線路端２１から線路端２５までの電気長Ｌ１は、チャネルＣｈ４における線路端２４から線路端２８までの電気長Ｌ４と等しい。また、チャネルＣｈ２における線路端２２から線路端２６までの電気長Ｌ２は、チャネルＣｈ３における線路端２３から線路端２７までの電気長Ｌ３と等しい。電気長Ｌ１，Ｌ４は、電気長Ｌ２，Ｌ３よりも長い。

図６，７に示す遠端クロストークは、ポートＰ６（パッド１７６）に接続したネットワークアナライザによって測定されたデータである。図６に示すチャネルＣｈ１からチャネルＣｈ２への遠端クロストークは、ポートＰ１とポートＰ６との間のディファレンシャルモード挿入損失Ｓｄｄ２１によって見積もられたデータである。図７に示すチャネルＣｈ３からチャネルＣｈ２への遠端クロストークは、ポートＰ３とポートＰ６との間のディファレンシャルモード挿入損失Ｓｄｄ２１によって見積もられたデータである。

図６，７によれば、電気長が等しいチャネル間（チャネルＣｈ３からチャネルＣｈ２へ）の遠端クロストークは、電気長が異なるチャネル間（チャネルＣｈ１からチャネルＣｈ２へ）の遠端クロストークよりも大きくなる。

図８は、図３に示す第２実施形態の光モジュール１０２のサンプルを用いて、チャネル間の近端クロストークを測定した結果の一例と、図９に示すＴＤＲ測定用のサンプルを用いて、各ポートの時間領域反射（ＴＤＲ）を測定した結果の一例とを示す図である。図９に示すサンプル１０２Ａは、図３に示す第２実施形態の光モジュール１０２から、ボンディングワイヤ６１，６２，６３，６４および光半導体装置１００を取り外したものである。サンプル１０２Ａを用いることで、ポートＰ１等から入力した電気信号は、ボンディングワイヤ手前の線路端で全反射する。図６，７の場合と同様に、サンプル１０２Ａでは、電気長Ｌ１（＝Ｌ４）は、電気長Ｌ２（＝Ｌ３）よりも長い。

図８は、周波数５０ＧＨｚの電気信号が伝送線路を伝達するときに、ポートＰ１からポートＰ２への近端クロストーク、ポートＰ２からポートＰ３への近端クロストーク、ポートＰ３からポートＰ４への近端クロストークを時間領域に変換した結果を示す。図８に示されるように、隣り合うチャネル間の近端クロストークは、パッケージ８０に入力する端子部（第１クロストーク箇所）と、複数の伝送線路と光半導体装置１００との間のボンディングワイヤ部（第２クロストーク箇所）とで起こっている。

ＴＤＲは、ポートＰ１からポートＰ１へのＳパラメータおよびポートＰ２からポートＰ２へのＳパラメータをフーリエ変換して求められ、ステップ波を入射した場合の反射波の時間から、反射位置が見積もられる。同様に、ポートＰ１からポートＰ２へのＳパラメータをフーリエ変換して、ポートＰ１にステップ波を入射した場合、ポートＰ２に生じる電圧の時間から、クロストークする位置が見積もられる。入射したステップ波は、ピークツーピークが１ボルトの差動電圧である。

図９のサンプル１０２Ａでは、ボンディングワイヤ以降の回路が無いので、信号は、ボンディングワイヤ手前の線路端で全反射する。図８によれば、チャネルＣｈ１，Ｃｈ４の伝送線路３１，３４を信号が伝達する時間と、チャネルＣｈ２，Ｃｈ３の伝送線路３２，３３を信号が伝達する時間との差Δｔは、８ｐｓと見積もられる（ＴＤＲは往復の差であるので、片道の差は、ＴＤＲの半分である）。

図６，７，８の測定時、伝送線路３１の電気長Ｌ１と伝送線路３２の電気長Ｌ２との差ΔＬは、伝送線路を伝達する電気信号の波長をλとすると、周波数５０ＧＨｚの電気信号において約０．４λに相当する。伝送線路に接する誘電体９０の比誘電率が約９の場合、伝送線路を伝達する電気信号の速度は、約１．０×１０^８［ｍ／ｓ］である。このとき、周波数５０ＧＨｚの電気信号の波長λは、約２ｍｍとなり、伝送線路３１の物理長と伝送線路３２の物理長との差は約０．８ｍｍである。

［クロストークについての考察その１］
周波数ｆの電気信号がポートＰ１から入力された場合、ポートＰ１からポートＰ６に電磁的結合により生ずる電圧（チャネルＣｈ１からチャネルＣｈ２への遠端クロストーク）を、Ｖ_１６（ｆ）とする。第１クロストーク箇所で起こるクロストークの係数および第２クロストーク箇所で起こるクロストークの係数を、Ｃ（ｆ）とする（簡略化のため同じ係数とする）。チャネルＣｈ１の伝送線路３１とチャネルＣｈ２の伝送線路３２との経路差により生ずる時間差を、Δｔとする。このとき、以下の関係式が成立する。

Δｔ＝８ｐｓの場合、ｆ＝０［Ｈｚ］においてcos（πｆΔｔ）＝１となり、ｆ＝６２．５［ＧＨｚ］においてcos（πｆΔｔ）＝cos（０．５π）＝０となる。したがって、Ｖ_１６（ｆ）は、周波数ｆが０［Ｈｚ］から６２．５［ＧＨｚ］に高くなるほど、漸減する。

一方、周波数ｆの電気信号がポートＰ３に入力された場合、ポートＰ３からポートＰ６に電磁的結合により生ずる電圧（チャネルＣｈ３からチャネルＣｈ２への遠端クロストーク）を、Ｖ_３６（ｆ）とする。Ｖ_３６（ｆ）は、上記のＶ_１６（ｆ）の関係式において、Δｔ＝０とすればよいので、以下の関係式が成立する。

したがって、電気長が異なるチャネル間（チャネルＣｈ１からチャネルＣｈ２へ）の遠端クロストークは、電気長が等しいチャネル間（チャネルＣｈ３からチャネルＣｈ２へ）の遠端クロストークに比べて、小さくなるといえる。

また、第１実施形態（図２）および第２実施形態（図３）では、物理長も電気長もチャネルＣｈ２とチャネルＣｈ３とで等しくしている。しかしながら、第３実施形態（図４）のように、伝送線路３２を覆わずに伝送線路３３を覆うセラミック９１を設けることにより、電気長をチャネルＣｈ２とチャネルＣｈ３とで相違させることができる。その結果、一の線路端で干渉信号間に位相差がつけられるので、物理長が等しいチャネルＣｈ２，Ｃｈ３間のクロストークを低減できる。

また、パッケージ８０の壁（誘電体）のうち、伝送線路３２に近接する壁部分よりも、伝送線路３３に近接する壁部分を厚くすることにより、電気長をチャネルＣｈ２とチャネルＣｈ３とで相違させることができる。その結果、一の線路端で干渉信号間に位相差がつけられるので、物理長が等しいチャネルＣｈ２，Ｃｈ３間のクロストークを低減できる。

なお、チャネルＣｈ１，Ｃｈ２の信号とチャネルＣｈ３，Ｃｈ４の信号とが互いに直交する偏波を持つ光で搬送される場合、チャネルＣｈ１，Ｃｈ２の信号とチャネルＣｈ３，Ｃｈ４の信号とは、互いに独立している。よって、チャネルＣｈ１，Ｃｈ２間のスキューがチャネルＣｈ３，Ｃｈ４間のスキューと異なっても問題にならない場合、それらのスキューは存在してもよい。また、チャネルＣｈ１の信号とチャネルＣｈ２の信号が同じ偏波の光で搬送される場合、光の角周波数をω_ｐとすると、それぞれのチャネルの偏波は、cos（ω_ｐｔ）とsin（ω_ｐｔ）との互いに直交する成分を有する。よって、チャネルＣｈ１の信号とチャネルＣｈ２の信号とを独立に取り出すことでき、チャネルＣｈ１，Ｃｈ２間のスキューは存在してもよい。波長多重等の他の方法でも、各チャネルの信号は、互いに直交する何らかの成分に載せられるので、独立に取り出すことができ、各チャネル間のスキューは存在してもよい。ただし、スキューが無いほうが、同一のクロックにより信号を抽出できるので、有利な場合がある。

［クロストークについての考察その２］
隣り合うチャネルにおいて、一方のチャネルに周波数ｆの電気信号が入力された場合、一方のチャネルから他方のチャネルへの遠端クロストークＦＥＸＴは、以下の式

で表すことができる。

ここで、
Ｃ_１：第１クロストーク箇所でのクロストークによりVictim側（被害側）のチャネルに生じる電圧
Ｃ_２：第２クロストーク箇所でのクロストークによりVictim側（被害側）のチャネルに生じる電圧
Ｌ：第１クロストーク箇所と第２クロストーク箇所との間のAggressor側（加害側）の伝送線路の電気長
Ｌ＋ΔＬ：第１クロストーク箇所と第２クロストーク箇所との間のVictim側（被害側）の伝送線路の電気長
λ：周波数ｆの電気信号の波長
である。

αは、以下の２式

を満たす。

この式から、係数Ｃを小さくすることで、一方のチャネルから他方のチャネルへの遠端クロストークを小さくできる。

図１０は、隣り合うチャネル間の電気長の差の絶対値（｜ΔＬ｜）と、２つのクロストーク箇所で干渉がない状態のクロストークと干渉がある状態のクロストークとの差（ΔＸ－ｔａｌｋ）との関係を例示する図である。図１１は、２つのクロストーク箇所で発生する２つの干渉信号の電圧の比（Ｃ_２／Ｃ_１）と、差（ΔＸ－ｔａｌｋ）との関係を例示する図である。ΔＸ－ｔａｌｋは、遠端クロストークＦＥＸＴを表す上記の式の係数Ｃに対応する。具体的には、ΔＸ－ｔａｌｋとは、"ΔＬ＝０"と"Ｃ_１=０かつＣ_２=０"とのいずれかの場合（２つのクロストーク箇所の干渉がない状態）のクロストークと、"ΔＬ≠０かつＣ_１≠０かつＣ_２≠０"の場合（２つのクロストーク箇所の干渉がある状態）のクロストークとの差を表す。

Ｃ_１，Ｃ_２を調整する方法には、例えば、隣り合うチャネルの線路間に挟まれる接地配線（例えば、接地パターン５０に接地されるワイヤボンディング）の本数を調整する、リードピンを樹脂で埋める、リードピンの下に電波吸収体を敷くなどの方法がある。

図１０および図１１において、ΔＸ－ｔａｌｋが約－１０ｄＢ以下のときを、クロストークが抑制したと判定する基準とすると、｜ΔＬ｜は０．４λ以上０．６λ以下で、かつ、（Ｃ_２／Ｃ_１）は０．５以上２以下であれば、隣り合うチャネル間のクロストークは抑制される。伝送線路に接する誘電体９０の比誘電率が約９の場合、伝送線路を伝達する電気信号の速度は、約１．０×１０^８［ｍ／ｓ］である。このとき、５０ＧＨｚの電気信号の波長λは、約２ｍｍとなるので、ΔＬを０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下とすることで、隣り合うチャネル間のクロストークは抑制される。

したがって、例えば、隣り合うチャネルに入力される第１電気信号および第２電気信号がボーレートＰボー（Ｐは２５ギガ以上）で変調された信号とする。この場合、隣り合うチャネルにおいて、一方の伝送線路の第１電気長と他方の伝送線路の第２電気長との差の絶対値（｜ΔＬ｜）は、第１電気信号および第２電気信号に含まれる周波数（３／４×Ｐ）ヘルツの電気信号の波長λの０．４倍以上０．６倍以下であれば、隣り合うチャネル間のクロストークを抑制できる。

また、
ボーレートＰボーで変調された信号の基本周波数：ｆ_ｐ（＝Ｐ［Ｈｚ］）
基準とする周波数：ｆ_ａ（＝３／４×ｆ_ｐ）
伝搬時間差：｜Δｔ_ａ｜
とする。このとき、「０．４×λ≦｜ΔＬ｜≦０．６×λ」を「（０．４／ｆ_ａ）≦｜Δｔ_ａ｜≦（０．６／ｆ_ａ）」と変形できる。ここで、｜Δｔ_ａ｜＝０．５／ｆとすると、
（０．４／ｆ_ａ）≦（０．５／ｆ）≦（０．６／ｆ_ａ）
↓
（ｆ_ａ／０．６）≦（ｆ／０．５）≦（ｆ_ａ／０．４）
↓
（（１５／２４）×ｆ_ｐ）≦ｆ≦（（１５／１６）×ｆ_ｐ）
↓
（０．６２５×ｆ_ｐ）≦ｆ≦（０．９３７５×ｆ_ｐ）
と順次変形できる。

したがって、例えば、隣り合うチャネルに入力される第１電気信号および第２電気信号がボーレートＰボー（Ｐは２５ギガ以上）で変調された信号とする。この場合、隣り合うチャネルにおいて、一方の伝送線路の第１電気長と他方の伝送線路の第２電気長との差の絶対値（｜ΔＬ｜）は、第１電気信号および第２電気信号に含まれる（０．６２５×Ｐ）ヘルツ以上０．９３７５×Ｐヘルツ以下の範囲内の特定の周波数の電気信号の半端長と等しければ、隣り合うチャネル間のクロストークを抑制できる。

以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が可能である。

１１，１２，１３，１４、１５，１６，１７，１８，１９ 端子
２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８ 線路端
３１，３２，３３，３４ 伝送線路
４１，４２，４３，４４ 線路
５０ 接地パターン
５１ 接地用パッド
６１，６２，６３，６４，６５ ボンディングワイヤ
７０ 半導体増幅装置
７１，７２，７３，７４，７５，７６ パッド
８０ パッケージ
９０ 誘電体
９１ セラミック
１００ 光半導体装置
１０１，１０２，１０３，１０４ 光モジュール
１０２Ａ サンプル
１６１，１６２，１６３，１６４，１６５ ボンディングワイヤ
１７０ 光半導体素子
１７１，１７２，１７３，１７４，１７５，１７６，１７７，１７８，１７９ パッド
２００ 基板
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８ ポート
Ｃｈ１，Ｃｈ２，Ｃｈ３，Ｃｈ４ チャネル

Claims (13)

1. 第１電気信号および第２電気信号に応じて光信号を生成する光モジュールであって、
   互いに近接して配置された第１パッドおよび第２パッドを有し、前記第１パッドで受けた前記第１電気信号と前記第２パッドで受けた前記第２電気信号とに応じて前記光信号を生成する光半導体装置と、
   内部に前記光半導体装置が載置され、外部に面して互いに近接して並置された第１端子および第２端子と、前記第１端子と前記光半導体装置との間に設けられた第１伝送線路と、前記第２端子と前記光半導体装置との間に設けられた第２伝送線路と、を有するパッケージと、を備え、
   前記第１伝送線路は、前記第１端子と電気的に接続される第１外端と、前記第１パッドと第１ボンディングワイヤを介して電気的に接続される第１内端と、前記第１外端を前記第１内端に接続する第１線路と、を有し、
   前記第２伝送線路は、前記第２端子と電気的に接続される第２外端と、前記第２パッドと第２ボンディングワイヤを介して電気的に接続される第２内端と、前記第２外端を前記第２内端に接続する第２線路と、を有し、
   前記第１端子に入力された前記第１電気信号に応じて、前記第１端子と前記第２端子との間の電磁界結合によって前記第２外端に生じた信号を第１干渉信号とし、前記第１干渉信号を前記第２外端に生じさせた直後に前記第１伝送線路を介して前記第１内端に伝達された前記第１電気信号に応じて、前記第１ボンディングワイヤと前記第２ボンディングワイヤとの間の電磁界結合によって前記第２内端に生じた信号を第２干渉信号とするとき、
   前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第２内端に伝達されたとき、前記第２干渉信号によって低減される、光モジュール。
2. 前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第２内端に伝達されたとき、前記第２干渉信号の電圧と反対の極性の電圧を有する、請求項１に記載の光モジュール。
3. 光信号に応じて第１電気信号および第２電気信号を生成する光モジュールであって、
   互いに近接して配置された第１パッドおよび第２パッドを有し、前記光信号に応じて、前記第１パッドから出力される前記第１電気信号と前記第２パッドから出力される前記第２電気信号を生成する光半導体装置と、
   内部に前記光半導体装置が載置され、外部に面して互いに近接して並置された第１端子および第２端子と、前記第１端子と前記光半導体装置との間に設けられた第１伝送線路と、前記第２端子と前記光半導体装置との間に設けられた第２伝送線路と、を有するパッケージと、を備え、
   前記第１伝送線路は、前記第１端子の一端と電気的に接続される第１外端と、前記第１パッドと第１ボンディングワイヤを介して電気的に接続される第１内端と、前記第１外端を前記第１内端に接続する第１線路と、を有し、
   前記第２伝送線路は、前記第２端子の一端と電気的に接続される第２外端と、前記第２パッドと第２ボンディングワイヤを介して電気的に接続される第２内端と、前記第２外端を前記第２内端に接続する第２線路と、を有し、
   前記第１パッドから前記第１ボンディングワイヤに入力された前記第１電気信号に応じて、前記第１ボンディングワイヤと前記第２ボンディングワイヤとの間の電磁界結合によって前記第２内端に生じた信号を第１干渉信号とし、前記第１干渉信号を前記第２内端に生じさせた直後に前記第１伝送線路を介して前記第１外端に伝達された前記第１電気信号に応じて、前記第１端子と前記第２端子との間の電磁界結合によって前記第２外端に生じた信号を第２干渉信号とするとき、
   前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第２外端に伝達されたとき、前記第２干渉信号によって低減される、光モジュール。
4. 前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第２外端に伝達されたとき、前記第２干渉信号の電圧と反対の極性の電圧を有する、請求項３に記載の光モジュール。
5. 前記第１電気信号および前記第２電気信号は、ボーレートＰボー（Ｐは２５ギガ以上）で変調された信号であり、
   前記第１線路の第１電気長と、前記第２線路の第２電気長との差の絶対値は、前記第１電気信号および前記第２電気信号に含まれる周波数（３／４×Ｐ）ヘルツの電気信号の波長の０．４倍以上０．６倍以下である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光モジュール。
6. 前記第１電気信号および前記第２電気信号は、ボーレートＰボー（Ｐは２５ギガ以上）で変調された信号であり、
   前記第１線路の第１電気長と、前記第２線路の第２電気長との差の絶対値は、前記第１電気信号および前記第２電気信号に含まれる（０．６２５×Ｐ）ヘルツ以上０．９３７５×Ｐヘルツ以下の範囲内の特定の周波数の電気信号の半波長と等しい、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光モジュール。
7. 前記第１線路は、接地パターンに近接し、
   前記第２線路は、接地パターンに近接する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光モジュール。
8. 前記第１線路は、マイクロストリップ線路を形成し、
   前記第２線路は、マイクロストリップ線路を形成する、請求項７に記載の光モジュール。
9. 前記第１線路の第１物理長は、前記第２線路の第２物理長と等しく、
   前記第１伝送線路および前記第２伝送線路のうちの一方は、セラミックで覆われた、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の光モジュール。
10. 前記第１内端及び前記第２内端は、平面視したときに、前記第１外端及び前記第２外端が並ぶ方向と平行な第１方向に並び、前記第２外端を通り前記第１方向に直交する仮想直線に対して前記第１外端の位置する側とは反対側に位置する、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光モジュール。
11. 差動電気信号である第１電気信号および第２電気信号に応じて光信号を生成する光モジュールであって、
    互いに近接して配置された第１パッド対および第２パッド対を有し、前記第１パッド対で受けた前記第１電気信号と前記第２パッド対で受けた前記第２電気信号とに応じて前記光信号を生成する光半導体装置と、
    内部に前記光半導体装置が載置され、外部に面して互いに近接して並置された第１端子対および第２端子対と、前記第１端子対と前記光半導体装置との間に設けられた第１伝送線路と、前記第２端子対と前記光半導体装置との間に設けられた第２伝送線路と、を有するパッケージと、を備え、
    前記第１伝送線路は、前記第１端子対のそれぞれと電気的に接続される第１外端対と、前記第１パッド対のそれぞれと第１ボンディングワイヤ対を介して電気的に接続される第１内端対と、前記第１外端対を前記第１内端対に接続する第１線路対と、を有し、
    前記第２伝送線路は、前記第２端子対のそれぞれと電気的に接続される第２外端対と、前記第２パッド対のそれぞれと第２ボンディングワイヤ対を介して電気的に接続される第２内端対と、前記第２外端対を前記第２内端対に接続する第２線路対と、を有し、
    前記第１端子対に入力された前記第１電気信号に応じて、前記第１端子対と前記第２端子対との間の電磁界結合によって前記第２外端対に生じた信号を第１干渉信号とし、前記第１干渉信号を前記第２外端対に生じさせた直後に前記第１伝送線路を介して前記第１内端対に伝達された前記第１電気信号に応じて、前記第１ボンディングワイヤ対と前記第２ボンディングワイヤ対との間の電磁界結合によって前記第２内端対に生じた信号を第２干渉信号とするとき、
    前記第１干渉信号は、前記第２伝送線路を介して前記第２内端対に伝達されたとき、前記第２干渉信号によって低減される、光モジュール。
12. 前記光半導体装置は、前記第１電気信号および前記第２電気信号を増幅する半導体増幅装置と、前記半導体増幅装置により増幅された前記第１電気信号および前記第２電気信号を前記光信号に変換する光半導体素子とを有する、請求項１又は請求項２に記載の光モジュール。
13. 前記光半導体装置は、前記光信号を少なくとも一つの信号に変換する光半導体素子と、前記光半導体素子により変換された前記信号を増幅して前記第１電気信号および前記第２電気信号を生成する半導体増幅装置とを有する、請求項３又は請求項４に記載の光モジュール。

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