JP3553222B2 - 光変調器モジュール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光変調器モジュールに関し、特に光変調器モジュールにおける半導体光変調器への配線法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０（ａ） は、従来の光変調器モジュールにおける半導体光変調器への配線法を模式的に示した上面図であり、図において、２５は光変調器集積型レーザチップであり、該光変調器集積型レーザチップ２５に半導体レーザ２，及び該半導体レーザ２に光結合された半導体光変調器１が形成されており、該半導体光変調器１は、さらにレンズ（図示せず）に光結合されている。光変調器集積型レーザチップ２５はサブマウント９上に載置され、該サブマウント９上の端部には第１のボンディングパッド２１，及びレーザ用ボンディングパッド２２が設置され、サブマウント９は導体からなるキャリア２０上に配設されている。
【０００３】
また、キャリア２０上には、上記サブマウント９に沿うように所定の厚みを有する帯状のアルミナ誘電体２３が配設され、該アルミナ誘電体２３の上面の中央部に所定の幅を有するストリップ導体２４が配設されており、これらの，導体からなるキャリア２０、アルミナ誘電体２３、及びストリップ導体２４が平行平板線路の一種であるストリップライン３を構成している。該ストリップライン３は、例えば、ストリップ導体２４の幅が２５０μｍ、アルミナ誘電体２３の厚みが２５０μｍ、その特性インピーダンスＺ０ が５０Ωのものが用いられる。上記アルミナ誘電体２３の終端部の上面には薄膜抵抗からなる終端抵抗５が形成され、該終端抵抗５の一方の端子は上記ストリップ導体２４の終端に接続され、他方の端子は接地されたスルーホール６に接続されている。終端抵抗５の抵抗値は、上記ストリップライン３を整合線路とするため、該ストリップライン３の上記特性インピーダンスＺ０ に等価な５０Ωとなっている。ストリップ導体２４の始端は信号源８に接続されている。そして、半導体光変調器１の信号入力端子は、第１のボンディングパッド２１を経由して第１のワイヤ４でストリップ導体２４の終端に接続されている。第１のワイヤとして、例えば、φ２５μｍの金線が用いられる。なお、７は、半導体レーザ２に電力を供給するための給電ワイヤ、２２は該給電ワイヤ７を中継するためのレーザ用ボンディングパッドである。
【０００４】
図１０（ｂ） は、信号源８から入力される高周波電気信号が半導体光変調器１に伝わるまでの等価回路を示す回路図である。この等価回路において、Ｌ１ は第１のワイヤ４が有するインダクタンス、Ｃは半導体光変調器１が有する容量、Ｒは終端抵抗５の抵抗、Ｚ０ はストリップライン３の特性インピーダンスであり、信号源８に特性インピーダンスＺ０ のストリップライン３が接続され、該ストリップライン３に、インダクタンスＬ１ と容量Ｃからなる直列回路と、抵抗Ｒとが並列に接続されている。第１のワイヤ４のインダクタンスＬ１ はその長さに比例する。
【０００５】
次に、この従来の光変調器モジュールの動作を説明する。半導体レーザ２はレーザ光を出射し、この出射されたレーザ光は半導体光変調器１に入射する。半導体光変調器１の信号入力端子には、信号源８から高周波電気信号がストリップライン３，及び第１のワイヤ４を介して入力され、この高周波電気信号に基づき上記入射光を変調し、レンズに出射する。この高周波電気信号の周波数は約２〜１０ＧＨｚである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように半導体光変調器１を高周波電気信号で変調動作させる場合、信号源８から見た回路のインピーダンスと、該回路から見た信号源８のインピーダンスとが等しくないときは、信号源８から入力される高周波電気信号のうちのいくらかが半導体光変調器１に達せず、信号源８の方へ戻ってくる。これは高周波の反射又はリターンロスＳ１１と呼ばれ、次式で定義される。
リターンロスＳ１１＝１０ｌｏｇ （反射パワー／入力パワー）
このリターンロスＳ１１は、図１０（ｂ） からわかるように、信号源８から見た回路のインピーダンスが、第１のワイヤ４のインダクタンスＬ１ に依存するため、半導体光変調器１の実装法に大きく左右される。そして、このリターンロスＳ１１が大きいと、上記高周波電気信号の波形に乱れが生じるため、リターンロスＳ１１はできるだけ小さいほうがよい。
【０００７】
しかるに、上述の従来の光変調器モジュールでは、例えば２．５ＧＨｚでのリターンロスＳ１１は−５ｄＢ程度あり、これを−１０ｄＢ程度まで低減する必要があった。
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、終端抵抗を、ワイヤを介してストリップラインの終端に接続することにより、リターンロスを少なくすることができる光変調器モジュールを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）に係る光変調器モジュールは、サブマント上に設置された，半導体レーザから出力されるレーザ光を高周波電気信号に基づき変調する半導体光変調器と、信号源から入力される上記高周波電気信号を伝送するためのストリップラインと、その一方の端子がアースされた，上記ストリップラインを終端させるための終端抵抗と、上記半導体光変調器の信号入力端子と上記ストリップラインの終端との間を接続する第１のワイヤと、上記終端抵抗の非アース側の端子と上記半導体光変調器の信号入力端子との間を接続する第２のワイヤとを備え、上記ストリップラインの終端と上記終端抵抗の非アース側の端子とが、上記半導体変調器の信号入力端子をはさむ位置に設けられているものである。
【００１０】
本発明（請求項２）に係る光変調器モジュールは、上記の光変調器モジュール（請求項１）に記載の光変調器モジュールにおいて、上記終端抵抗を上記サブマウント上に設けたものである。
【００１１】
本発明（請求項３）に係る光変調器モジュールは、上記の光変調器モジュール（請求項１）に記載の光変調器モジュールにおいて、上記サブマウントに、上記第２のワイヤを中継するボンディングパッドを設置したものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
構成１．
本発明の実施の形態１における光変調器モジュールは、図１，図７〜９に示されるように、サブマント９上に設置された，半導体レーザ２から出力されるレーザ光を高周波電気信号に基づき変調する半導体光変調器１と、信号源８から入力される上記高周波電気信号を伝送するためのストリップライン３と、その一方の端子がアースされた，上記ストリップライン３を終端させるための終端抵抗５と、上記半導体光変調器１の信号入力端子と上記ストリップライン３の終端との間を接続する第１のワイヤ４と、上記終端抵抗５の非アース側の端子と上記半導体光変調器１の信号入力端子との間を接続する第２のワイヤ１０とを備えたものである。これにより、信号源８と終端抵抗５との間に、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ2 と第１のワイヤ４によるインダクタンスＬ1 とが存在することとなり、周波数が高くなると、終端抵抗５を流れる電流が減少し、半導体光変調器１を流れる電流の増加分が補償され、トータルの電流の周波数依存性が小さくなる。その結果、信号源８から見た回路のインピーダンスの所定値からのずれが小さくなり、リターンロスＳ11が小さくなる。
【００２６】
構成２．
本発明の実施の形態１における光変調器モジュールは、図８に示されるように、上記の構成１の光変調器モジュールにおいて、上記終端抵抗５を上記サブマウント９上に設けてなるものである。これにより、サブマウント９の空きスペースを有効に利用することができ、光変調器モジュールのスペースを節約することができる。
【００２７】
構成３．
本発明の実施の形態１における光変調器モジュールは、図９に示されるように、上記の構成１の光変調器モジュールにおいて、上記終端抵抗５が、その設置場所を変えることができる抵抗からなるものである。これにより、終端抵抗５の設置場所を変えて第２のワイヤの長さを変えることができ、該第２のワイヤ１０のインダクタンスが最適値となるようその長さを調整して、リターンロスＳ11を最小とすることができる。
【００２８】
構成４．
本発明の実施の形態１における光変調器モジュールは、図７に示されるように、上記の構成１の光変調器モジュールにおいて、上記サブマウントに、上記第２のワイヤを中継するボンディングパッドを設置したものである。これにより、第２のワイヤ１０は、半導体光変調器１とボンディングパッド１１との間を接続する部分１０ａ，及びボンディングパッド１１と終端抵抗５との間を接続する部分１０ｂに分割され、それぞれの長さが短くなるため、該第２のワイヤ１０の強度が向上する。
【００２９】
構成５．
本発明の実施の形態１における光変調器モジュールは、図６に示されるように、サブマント９上に設置された，半導体レーザ２から出力されるレーザ光を高周波電気信号に基づき変調する半導体光変調器１と、信号源８から入力される上記高周波電気信号を伝送するためのストリップライン３と、その一方の端子がアースされた，上記ストリップラインを終端させるための終端抵抗５と、上記半導体光変調器１の信号入力端子と上記ストリップライン３の終端との間を接続する第１のワイヤ４と、上記終端抵抗５の非アース側の端子と上記第１のワイヤ４の中間部との間を接続する第２のワイヤ１０とを備えたものである。これにより、信号源８と終端抵抗５との間に、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ2 と第１のワイヤ４の一部によるインダクタンスとが存在することとなり、周波数が高くなると、終端抵抗５を流れる電流が減少し、半導体光変調器１を流れる電流の増加分が補償され、トータルの電流の周波数依存性が小さくなる。その結果、信号源８から見た回路のインピーダンスの所定値からのずれが小さくなり、信号源８から見た回路のインピーダンスの所定値からのずれが小さくなり、リターンロスＳ11が小さくなる。
【００３０】
構成６．
本発明の実施の形態１における光変調器モジュールは、図６に示されるように、上記の構成１又は５の光変調器モジュールにおいて、上記終端抵抗５を上記ストリップライン３の終端に隣接するよう配置したものである。これにより、ストリップライン３の設置スペースを利用して終端抵抗を設置することができ、光変調器モジュールのスペースを節約することができる。
【００３１】
構成７．
本発明の実施の形態１における光変調器モジュールは、図１，５に示されるように、上記の構成１又は５の光変調器モジュールにおいて、上記第２のワイヤ１０のインダクタンスをＬ（ｎＨ）、上記半導体光変調器１の容量をＣ（ｐＦ）とするとき、上記インダクタンスＬを、式
Ｌ（ｎＨ）＝Ｃ（ｐＦ）×ｍ（ｍ＝０．７〜２．５ｎＨ／ｐＦ）
に基づいて設定するものである。これにより、第２のワイヤ１０のインダクンスＬが、上記半導体光変調器１の容量Ｃに応じた最適な値に設定される。
【００３２】
実施の形態２．
構成１．
本発明の実施の形態２における光変調器モジュールの製造方法は、図１，図６〜９に示されるように、半導体レーザ２から出力されるレーザ光を高周波電気信号に基づき変調する半導体光変調器１がマウントされたサブマウント９をキャリア２０上に配置し、信号源８から入力される上記高周波電気信号を伝送するためのストリップライン３をキャリア２０上に配置し、その一方の端子がアースされた，上記ストリップライン３を終端させるための終端抵抗５をキャリア２０上に配置し、上記半導体光変調器１の信号入力端子と上記ストリップライン３の終端との間を第１のワイヤ４で接続し、上記終端抵抗５の非アース側の端子と上記半導体光変調器１の信号入力端子との間を第２のワイヤ１０で接続するようにしたものである。これにより、信号源８と終端抵抗５との間に、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ2 と第１のワイヤ４によるインダクタンスＬ1 とが存在することとなり、周波数が高くなると、終端抵抗５を流れる電流が減少し、半導体光変調器１を流れる電流の増加分が補償され、トータルの電流の周波数依存性が小さくなる。その結果、信号源８から見た回路のインピーダンスの所定値からのずれが小さくなり、リターンロスＳ11が小さくなる。
【００３３】
構成２．
本発明の実施の形態２における光変調器モジュールの製造方法は、図８に示されるように、上記の構成１の光変調器モジュールの製造方法において、上記終端抵抗５を上記サブマウント９上に設けるようにしたものである。これにより、サブマウント９の空きスペースを有効に利用することができ、光変調器モジュールのスペースを節約することができる。
【００３４】
構成３．
本発明の実施の形態２における光変調器モジュールの製造方法は、図９に示されるように、上記の構成１の光変調器モジュールの製造方法において、上記終端抵抗５を配置する位置を変えて上記第２のワイヤ１０の長さを調整するようにしたものである。これにより、該第２のワイヤ１０のインダクタンスが最適値となるようその長さを調整して、リターンロスＳ11を最小とすることができる。
【００３５】
構成４．
本発明の実施の形態２における光変調器モジュールの製造方法は、図７に示されるように、上記の構成１の光変調器モジュールの製造方法において、上記サブマウント９に、上記第２のワイヤ１０を中継するボンディングパッド１１を設置するようにしたものである。これにより、第２のワイヤ１０が、半導体光変調器１とボンディングパッド１１との間を接続する部分１０ａ，及びボンディングパッド１１と終端抵抗５との間を接続する部分１０ｂに分割され、それぞれの長さが短くなり、該第２のワイヤ１０の強度が向上する。
【００３６】
構成５．
本発明の実施の形態２における光変調器モジュールの製造方法は、図６に示されるように、半導体レーザ２から出力されるレーザ光を高周波電気信号に基づき変調する半導体光変調器１がマウントされたサブマウント９をキャリア２０上に配置し、信号源８から入力される上記高周波電気信号を伝送するためのストリップライン３をキャリア２０上に配置し、その一方の端子がアースされた，上記ストリップライン３を終端させるための終端抵抗５をキャリア２０上に配置し、上記半導体光変調器１の信号入力端子と上記ストリップライン３の終端との間を第１のワイヤ４で接続し、上記終端抵抗５の非アース側の端子と上記第１のワイヤの中間部との間を第２のワイヤ１０で接続するようにしたものである。これにより、信号源８と終端抵抗５との間に、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ2 と第１のワイヤ４の一部によるインダクタンスとが存在することとなり、周波数が高くなると、終端抵抗５を流れる電流が減少し、半導体光変調器１を流れる電流の増加分が補償され、トータルの電流の周波数依存性が小さくなる。その結果、信号源８から見た回路のインピーダンスの所定値からのずれが小さくなり、リターンロスＳ11が小さくなる。
【００３７】
構成６．
本発明の実施の形態２における光変調器モジュールの製造方法は、図６に示されるように、上記の構成１又は５の光変調器モジュールの製造方法において、上記終端抵抗５を上記ストリップライン３の終端に隣接して配置するようにしたものである。これにより、ストリップライン３の設置スペースを利用して終端抵抗を設置することができ、光変調器モジュールのスペースを節約することができる。
【００３８】
構成７．
本発明の実施の形態２における光変調器モジュールの製造方法は、図５に示されるように、上記の構成１又は５の光変調器モジュールの製造方法において、上記第２のワイヤ１０のインダクタンスをＬ（ｎＨ）、上記半導体光変調器１の容量をＣ（ｐＦ）とするとき、上記インダクタンスＬを、式
Ｌ（ｎＨ）＝Ｃ（ｐＦ）×ｍ（ｍ＝０．７〜２．５ｎＨ／ｐＦ）
に基づいて設定するようにしたものである。これにより、第２のワイヤ１０のインダクンスＬが、上記半導体光変調器１の容量Ｃに応じた最適な値に設定される。
【００３９】
実施例１．
本発明の実施の形態１，２における一実施例について説明する。
図１（ａ） は本実施例１による光変調器モジュールにおける半導体光変調器への配線法を模式的に示した上面図であり、図において、２５は光変調器集積型レーザチップであり、該光変調器集積型レーザチップ２５に半導体レーザ２，及び該半導体レーザ２に光結合された半導体光変調器１が形成されており、該半導体光変調器１は、さらにレンズ（図示せず）に光結合されている。光変調器集積型レーザチップ２５はサブマウント９上に載置され、該サブマウント９上の端部には第１のボンディングパッド２１，及びレーザ用ボンディングパッド２２が設置され、サブマウント９は導体からなるキャリア２０上に配設されている。
【００４０】
また、該キャリア２０上には上記サブマウント９の両側に、該サブマウント９に隣接してストリップライン３と終端抵抗５とが配設されている。すなわち、サブマウント９の図面右側に、該サブマウント９に沿うように、所定の厚みを有する帯状のアルミナ誘電体２３が配設され、該アルミナ誘電体２３の上面の中央部に所定の幅を有するストリップ導体２４が配設されており、これらのキャリア２０、アルミナ誘電体２３、及びストリップ導体２４が平行平板線路の一種であるストリップライン３を構成している。該ストリップライン３は、例えば、ストリップ導体２４の幅が２５０μｍ、アルミナ誘電体２３の厚みが２５０μｍ、その特性インピーダンスＺ０ が５０Ωのものが用いられる。そして、ストリップライン３は、そのストリップ導体２４の終端部を、第１のワイヤ４で半導体光変調器１の信号入力端子に接続され、そのストリップ導体２４の始端を信号源８に接続されている。該第１のワイヤ４は、第１のボンディングパッド２１で中継されている。これは、半導体光変調器１への配線を行う前に、サブマウント９をサブアッセンブリしておくためである。また、第１のワイヤとして、例えばφ２５μｍの金線が用いられる。
【００４１】
また、サブマウント９の図面左側にアルミナ基板２６が配設され、該アルミナ基板２６上に薄膜抵抗からなる終端抵抗５が形成されている。該終端抵抗５は、その一方の端子を、半導体光変調器１の信号入力端子に第２のワイヤ１０で接続され、他方の端子を、接地されたスルーホール６に接続されている。終端抵抗５の抵抗値は、上記ストリップライン３を整合線路とするため、該ストリップライン３の上記特性インピーダンスＺ０ に等価な５０Ωとされる。また、第２のワイヤは、上記第１のワイヤと同じものが用いられる。なお、７は、半導体レーザ２に電力を供給するための給電ワイヤ、２２は該給電ワイヤ７を中継するためのレーザ用ボンディングパッドである。
【００４２】
図１（ｂ） は、信号源８から入力される高周波電気信号が半導体光変調器１に伝わるまでの等価回路を示す回路図である。この等価回路において、Ｌ１ は第１のワイヤ４が有するインダクタンス、Ｌ２ は台第２のワイヤ１０が有するインダクタンス、Ｃは半導体光変調器１が有する容量、Ｒは終端抵抗５の抵抗、Ｚ０ はストリップライン３の特性インピーダンスであり、信号源８に特性インピーダンスＺ０ のストリップライン３が接続され、該ストリップライン３にインダクタンスＬ１ が接続され、該インダクタンスＬ１ に、インダクタンスＬ２ と抵抗Ｒとからなる直列回路と、容量Ｃとが並列に接続されている。
【００４３】
従来例では、終端抵抗５はストリップライン３と直接接続されていたが、本実施例１では、終端抵抗５は第２のワイヤ１０及び第１のワイヤ４を介してストリップライン３と接続されているから、高周波電気信号のリターンロスＳ１１が、従来例より少なくなる。例えば、図１０（ｂ） の従来例の等価回路と図１（ｂ） の本実施例１の等価回路において、半導体光変調器１の容量Ｃを０．８ｐＦ、第１のワイア４のインダクタンスＬ１ を０．５ｎＨ、第２のワイア１０のインダクタンスＬ２ を１．２ｎＨ、終端抵抗５の抵抗Ｒを５０Ωとして、リターンロスＳ１１を計算すると、図２のようになる。図２は周波数（ＧＨｚ）とリターンロスＳ１１（ｄＢ）との関係を示す図であり、図に示されるように、本実施例１及び従来例におけるリターンロスＳ１１は、共に、使用周波数範囲である２〜１０ＧＨｚの範囲では、ほぼ周波数の増加に伴い増加する。そして、例えば、２．５ＧＨｚで両者を比較すると、本実施例１におけるリターンロスＳ１１は、従来例におけるリターンロスＳ１１より約１０ｄＢ低減されている。すなわち約１／１０に低減されている。
【００４４】
本実施例１の作用は、次のように、定性的に説明される。リターンロスＳ１１は、信号源８からみて、該信号源８に接続されている回路のインピーダンスが、ストリップライン３の特性インピーダンス値の５０Ωに等しいとき最低になる。しかるに、従来例の場合は、図３（ａ） からわかるように、周波数が高くなっても、終端抵抗の抵抗Ｒ＝５０Ωを流れる電流ＩＲ は一定である。一方、この終端抵抗と並列に接続されている，第１のワイヤによるインダクタンスＬ１ と半導体光変調器の容量Ｃからなる直列回路においては、使用周波数範囲である２〜１０ＧＨｚの範囲では、周波数が高くなると、容量Ｃのリアクタンスが、インダクタンスＬ１ のリアクタンスの増加を上回って減少するため、半導体光変調器の容量Ｃを流れる電流ＩＣ は、周波数が高くなると増加する。このため、入力端子からみた回路のトータルのインピーダンスが５０Ωより小さくなり、リターンロスＳ１１が増加する。ところが、本実施例１の場合は、図３（ｂ） からわかるように、終端抵抗５の抵抗Ｒと入力端子との間に第１のワイヤ４によるインダクタンスＬ１ と第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ２ があるため、周波数が高くなると、終端抵抗５の抵抗Ｒを流れる電流ＩＲ が減少する。その結果、半導体光変調器１の容量Ｃを流れる電流ＩＣ の増加分を補償することとなり、トータルの電流ＩＲ ＋ＩＣ の周波数依存性が小さくなる。つまり、信号源８から見た回路のインピーダンスの５０Ωからのずれが小さくなるために、本実施例１ではリターンロスＳ１１が従来例よりも小さくなる。
【００４５】
次に、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ２ の最適な大きさを検討する。第１のワイヤ４のインダクタンスＬ１ は通常０．５ｎＨ程度（φ２５μｍの金線ワイアの長さに換算して５００μｍ程度）であり、半導体光変調器１の容量Ｃは０．４〜０．８ｐＦである。容量Ｃをそれぞれ０．４、０．６、０．８、１．０ｐＦとした４つの場合についてリターンロスＳ１１を計算すると図４のようになる。図４は２．５ＧＨｚにおけるリターンロスＳ１１のインダクタンスＬ２ に対する依存性を示す図である。図に示されるように、リターンロスＳ１１が最も小さくなるインダクタンスＬ２ の最適値は容量Ｃの値によって変化するが、この最適なインダクタンスＬ２ は、おおよそ、式
Ｌ２ （ｎＨ）＝Ｃ（ｐＦ）×ｍ（ｎＨ／ｐＦ） （１）
で表すことができる。ここで、ｍは比例定数であり、ｍ＝０．７〜２．５程度である。
【００４６】
例えば、容量Ｃ＝０．４ｐＦのとき、最適なインダクタンスＬ２ は図４より約０．５ｎＨであるから、この場合のｍを（１） 式より求めるとｍ＝１．２５となる。
【００４７】
このようにして求めた容量Ｃと最適なインダクタンスＬ２ との関係を図５示す。図において、○印と●印はそれぞれ２．５ＧＨｚと１０ＧＨｚにおける最適なインダクタンスＬ２ の値を示している。この図から、図中の全てのプロットがｍ＝０．７から２．５の間の値をとり、（１） 式が妥当であることがわかる。
【００４８】
上記の図４，及び図５の結果は第１のワイヤ４のインダクタンスＬ１ が０．５ｎＨである場合について検討した結果であるが、インダクタンスＬ１ が０．５ｎＨ以外である場合も、（１） 式のｍ＝０．７〜２．５という条件を満たし、これらの場合にも（１） 式を適用することができる。その検討は、上記と同様に行うことができる。
【００４９】
以上のように、本実施例１においては、終端抵抗５を、第２のワイヤ１０を介して半導体光変調器１の信号入力端子に接続するから、信号源８と終端抵抗５との間に、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ２ と第１のワイヤ４によるインダクタンスＬ１ とが存在することとなり、周波数が高くなった場合、終端抵抗５を流れる電流が減少し、周波数が高くなった場合における，半導体光変調器１を流れる電流の増加が補償されるから、リターンロスＳ１１を小さくすることができる。
【００５０】
また、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ２ を、上記の（１） 式に基づいて設定するから、該インダクタンスＬ２ が、半導体光変調器１の容量Ｃに応じた最適な値に設定される。
【００５１】
実施例２．
本発明の実施の形態１，２における他の実施例について説明する。
図６は本実施例２による光変調器モジュールにおける半導体光変調器の実装法を模式的に示した上面図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、図１と異なる点は、終端抵抗５がストリップライン３の終端に隣接して配置され、かつ該終端抵抗５が第２のワイヤ１０で第１のボンディングパッド２１に接続されている点である。すなわち、ストリップライン３の延長上に、該ストリップライン３の終端に隣接してアルミナ基板２６が配設され、該アルミナ基板２６上に、終端抵抗５が、ストリップライン３の幅方向に延在するよう設置されている。そして、終端抵抗５は、その一方の端子が、接地されたスルーホール６に接続され、その他方の端子が第２のワイヤ１０で第１のボンディングパッド２１に接続されている。すなわち、終端抵抗５の非アース側の端子は、第２のワイヤ１０と第１のワイヤ４の一部を介してストリップライン３の終端に接続されている。
【００５２】
本実施例２においては、このように、終端抵抗５がストリップライン３の終端に隣接して配置されているから、ストリップライン３の設置スペースを利用して終端抵抗を設置することができ、これにより光変調器モジュールのスペースを節約することができる。
【００５３】
また、本実施例２においては、図１の場合と異なり、終端抵抗５が第２のワイヤ１０で第１のワイヤ４の中間部に接続されているが、かかる場合においても、信号源８と終端抵抗５との間に、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ２ と第１のワイヤ４の一部によるインダクタンスＬ１ とが存在することとなり、周波数が高くなった場合、終端抵抗５を流れる電流が減少し、周波数が高くなった場合における，半導体光変調器１を流れる電流の増加が補償されるから、図１の場合と同様にリターンロスＳ１１を小さくすることができる。
【００５４】
実施例３．
本発明の実施の形態１，２における他の実施例について説明する。
図７は本実施例３による光変調器モジュールにおける半導体光変調器の実装法を模式的に示した上面図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、１１はサブマウント９上の，終端抵抗５と半導体光変調器１とを結ぶ中間の部分に設置された，第２のワイヤ１０を中継するための第２のボンディングパッドである。
【００５５】
本実施例３においては、サブマウント９上に第２のワイヤ１０を中継する第２のボンディングパッド１１が設置されているから、該第２のワイヤ１０は、半導体光変調器１と第２のボンディングパッド１１との間を接続する部分１０ａ，及び第２のボンディングパッド１１と終端抵抗５との間を接続する部分１０ｂに分割され、それぞれの長さが短くなり、該第２のワイヤ１０の強度が向上する。
【００５６】
実施例４．
本発明の実施の形態１，２における他の実施例について説明する。
図８は本実施例４による光変調器モジュールにおける半導体光変調器への配線法を模式的に示した上面図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、図１と異なる点は、終端抵抗５がサブマウント９上に設置されている点である。すなわち、終端抵抗５は、サブマウント９の図面左側端部に、空きスペースを利用して設置され、その一方の端子は、第２のワイヤ１０で半導体光変調器１に接続された，第２のボンディングパッド１１に直接接続され、その他方の端子は第３のワイヤ２７で接地されている［（図示せず）］。
【００５７】
本実施例４においては、終端抵抗５がサブマウント９上に設置されているから、サブマウント９の空きスペースを有効に利用することができ、光変調器モジュールのスペースを節約することができる。
【００５８】
実施例５．
本発明の実施の形態１，２における他の実施例について説明する。
図９は本実施例５による光変調器モジュールにおける半導体光変調器への配線法を模式的に示した上面図であり、図において、図７と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、図７と異なる点は、終端抵抗５が、その設置場所を変えることができる抵抗からなる点である。すなわち、終端抵抗５は、例えば、チップ抵抗からなり、アルミナ基板２６上に固定されている。該アルミナ基板２６は、光変調器モジュールを組立てる際にハンダ付け等でキャリア２０の所定の位置に固定するようになっている。終端抵抗５は、その一方の端子を、第２のワイヤ１０で第２のボンディングパッド１１を経由して半導体光変調器１に接続し、その他方の端子を、第３のワイヤ２７で接地するようになっている。このように、終端抵抗５の他方の端子を，図７のようにスルーホールで接地するのではなく、第３のワイヤ２７で接地するようにしているので、アルミナ基板２６は、キャリア２０に固定する前は移動可能である。
【００５９】
これにより、例えば、光変調器モジュールを組立後、検査工程で光変調器モジュールのリターンロスＳ１１が大きいため不良となった場合に、アルミナ基板２６を移動させて、リターンロスＳ１１が最小となるような長さとなる位置に変更し、該光変調器モジュールを良品化することができる。また、例えば、光変調器モジュールを組立てる際に、予め半導体光変調器１の容量Ｃを測定してランク付けし、終端抵抗５を、第２のワイヤ１０の長さが各ランクの容量Ｃに応じた最適な長さとなるような位置に設置することにより、量産における光変調器モジュールのリターンロスＳ１１を低減することができる。
【００６０】
以上のように本実施例５においては、終端抵抗５が、その設置場所を変えることができる抵抗からなるから、該第２のワイヤ１０のインダクタンスが最適値となるようその長さを調整して、リターンロスＳ１１を最小とすることができる。
【００６１】
なお、上記の実施例においては、終端抵抗を、第２のワイヤで半導体光変調器の信号入力端子又は第１のワイヤの中間部に接続する場合を説明したが、終端抵抗を第２のワイヤでストリップラインの終端に直接接続してもかまわない。かかる場合にも、信号源と終端抵抗との間に、第２のワイヤによるインダクタンスが存在することとなり、周波数が高くなった場合、終端抵抗を流れる電流が減少し、周波数が高くなった場合における，半導体光変調器を流れる電流の増加が補償され、これにより、リターンロスＳ１１が小さくなる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１による光変調器モジュールを模式的に示す上面図（ａ） ，及びその等価回路を示す回路図（ｂ） である。
【図２】本発明の実施例１の効果を示す，周波数とリターンロスの関係を表すグラフ図である。
【図３】本発明の実施例１の作用を説明するための回路図である。
【図４】本発明の実施例１における，第２のワイヤのインダクタンスとリターンロスの関係を示すグラフ図である。
【図５】本発明の実施例１における，第２のワイヤの最適なインダクタンスと半導体光変調器の容量の関係を示すグラフ図である。
【図６】本発明の実施例２による光変調器モジュールを模式的に示す上面図である。
【図７】本発明の実施例３による光変調器モジュールを模式的に示す上面図である。
【図８】本発明の実施例４による光変調器モジュールを模式的に示す上面図である。
【図９】本発明の実施例５による光変調器モジュールを模式的に示す上面図である。
【図１０】従来の光変調器モジュールを模式的に示す上面図（ａ） ，及びその等価回路を示す回路図（ｂ） である。
【符号の説明】
１ 半導体光変調器、２ 半導体レーザ、３ ストリップライン、４ 第１のワイヤ、５ 終端抵抗、８ 信号源、９ サブマウント、１０ 第２のワイヤ、１１ 第２のボンディングパッド、２０ キャリア、２１ 第１のボンディングパッド。
【発明の属する技術分野】
本発明は光変調器モジュールに関し、特に光変調器モジュールにおける半導体光変調器への配線法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０（ａ） は、従来の光変調器モジュールにおける半導体光変調器への配線法を模式的に示した上面図であり、図において、２５は光変調器集積型レーザチップであり、該光変調器集積型レーザチップ２５に半導体レーザ２，及び該半導体レーザ２に光結合された半導体光変調器１が形成されており、該半導体光変調器１は、さらにレンズ（図示せず）に光結合されている。光変調器集積型レーザチップ２５はサブマウント９上に載置され、該サブマウント９上の端部には第１のボンディングパッド２１，及びレーザ用ボンディングパッド２２が設置され、サブマウント９は導体からなるキャリア２０上に配設されている。
【０００３】
また、キャリア２０上には、上記サブマウント９に沿うように所定の厚みを有する帯状のアルミナ誘電体２３が配設され、該アルミナ誘電体２３の上面の中央部に所定の幅を有するストリップ導体２４が配設されており、これらの，導体からなるキャリア２０、アルミナ誘電体２３、及びストリップ導体２４が平行平板線路の一種であるストリップライン３を構成している。該ストリップライン３は、例えば、ストリップ導体２４の幅が２５０μｍ、アルミナ誘電体２３の厚みが２５０μｍ、その特性インピーダンスＺ０ が５０Ωのものが用いられる。上記アルミナ誘電体２３の終端部の上面には薄膜抵抗からなる終端抵抗５が形成され、該終端抵抗５の一方の端子は上記ストリップ導体２４の終端に接続され、他方の端子は接地されたスルーホール６に接続されている。終端抵抗５の抵抗値は、上記ストリップライン３を整合線路とするため、該ストリップライン３の上記特性インピーダンスＺ０ に等価な５０Ωとなっている。ストリップ導体２４の始端は信号源８に接続されている。そして、半導体光変調器１の信号入力端子は、第１のボンディングパッド２１を経由して第１のワイヤ４でストリップ導体２４の終端に接続されている。第１のワイヤとして、例えば、φ２５μｍの金線が用いられる。なお、７は、半導体レーザ２に電力を供給するための給電ワイヤ、２２は該給電ワイヤ７を中継するためのレーザ用ボンディングパッドである。
【０００４】
図１０（ｂ） は、信号源８から入力される高周波電気信号が半導体光変調器１に伝わるまでの等価回路を示す回路図である。この等価回路において、Ｌ１ は第１のワイヤ４が有するインダクタンス、Ｃは半導体光変調器１が有する容量、Ｒは終端抵抗５の抵抗、Ｚ０ はストリップライン３の特性インピーダンスであり、信号源８に特性インピーダンスＺ０ のストリップライン３が接続され、該ストリップライン３に、インダクタンスＬ１ と容量Ｃからなる直列回路と、抵抗Ｒとが並列に接続されている。第１のワイヤ４のインダクタンスＬ１ はその長さに比例する。
【０００５】
次に、この従来の光変調器モジュールの動作を説明する。半導体レーザ２はレーザ光を出射し、この出射されたレーザ光は半導体光変調器１に入射する。半導体光変調器１の信号入力端子には、信号源８から高周波電気信号がストリップライン３，及び第１のワイヤ４を介して入力され、この高周波電気信号に基づき上記入射光を変調し、レンズに出射する。この高周波電気信号の周波数は約２〜１０ＧＨｚである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように半導体光変調器１を高周波電気信号で変調動作させる場合、信号源８から見た回路のインピーダンスと、該回路から見た信号源８のインピーダンスとが等しくないときは、信号源８から入力される高周波電気信号のうちのいくらかが半導体光変調器１に達せず、信号源８の方へ戻ってくる。これは高周波の反射又はリターンロスＳ１１と呼ばれ、次式で定義される。
リターンロスＳ１１＝１０ｌｏｇ （反射パワー／入力パワー）
このリターンロスＳ１１は、図１０（ｂ） からわかるように、信号源８から見た回路のインピーダンスが、第１のワイヤ４のインダクタンスＬ１ に依存するため、半導体光変調器１の実装法に大きく左右される。そして、このリターンロスＳ１１が大きいと、上記高周波電気信号の波形に乱れが生じるため、リターンロスＳ１１はできるだけ小さいほうがよい。
【０００７】
しかるに、上述の従来の光変調器モジュールでは、例えば２．５ＧＨｚでのリターンロスＳ１１は−５ｄＢ程度あり、これを−１０ｄＢ程度まで低減する必要があった。
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、終端抵抗を、ワイヤを介してストリップラインの終端に接続することにより、リターンロスを少なくすることができる光変調器モジュールを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）に係る光変調器モジュールは、サブマント上に設置された，半導体レーザから出力されるレーザ光を高周波電気信号に基づき変調する半導体光変調器と、信号源から入力される上記高周波電気信号を伝送するためのストリップラインと、その一方の端子がアースされた，上記ストリップラインを終端させるための終端抵抗と、上記半導体光変調器の信号入力端子と上記ストリップラインの終端との間を接続する第１のワイヤと、上記終端抵抗の非アース側の端子と上記半導体光変調器の信号入力端子との間を接続する第２のワイヤとを備え、上記ストリップラインの終端と上記終端抵抗の非アース側の端子とが、上記半導体変調器の信号入力端子をはさむ位置に設けられているものである。
【００１０】
本発明（請求項２）に係る光変調器モジュールは、上記の光変調器モジュール（請求項１）に記載の光変調器モジュールにおいて、上記終端抵抗を上記サブマウント上に設けたものである。
【００１１】
本発明（請求項３）に係る光変調器モジュールは、上記の光変調器モジュール（請求項１）に記載の光変調器モジュールにおいて、上記サブマウントに、上記第２のワイヤを中継するボンディングパッドを設置したものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
構成１．
本発明の実施の形態１における光変調器モジュールは、図１，図７〜９に示されるように、サブマント９上に設置された，半導体レーザ２から出力されるレーザ光を高周波電気信号に基づき変調する半導体光変調器１と、信号源８から入力される上記高周波電気信号を伝送するためのストリップライン３と、その一方の端子がアースされた，上記ストリップライン３を終端させるための終端抵抗５と、上記半導体光変調器１の信号入力端子と上記ストリップライン３の終端との間を接続する第１のワイヤ４と、上記終端抵抗５の非アース側の端子と上記半導体光変調器１の信号入力端子との間を接続する第２のワイヤ１０とを備えたものである。これにより、信号源８と終端抵抗５との間に、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ2 と第１のワイヤ４によるインダクタンスＬ1 とが存在することとなり、周波数が高くなると、終端抵抗５を流れる電流が減少し、半導体光変調器１を流れる電流の増加分が補償され、トータルの電流の周波数依存性が小さくなる。その結果、信号源８から見た回路のインピーダンスの所定値からのずれが小さくなり、リターンロスＳ11が小さくなる。
【００２６】
構成２．
本発明の実施の形態１における光変調器モジュールは、図８に示されるように、上記の構成１の光変調器モジュールにおいて、上記終端抵抗５を上記サブマウント９上に設けてなるものである。これにより、サブマウント９の空きスペースを有効に利用することができ、光変調器モジュールのスペースを節約することができる。
【００２７】
構成３．
本発明の実施の形態１における光変調器モジュールは、図９に示されるように、上記の構成１の光変調器モジュールにおいて、上記終端抵抗５が、その設置場所を変えることができる抵抗からなるものである。これにより、終端抵抗５の設置場所を変えて第２のワイヤの長さを変えることができ、該第２のワイヤ１０のインダクタンスが最適値となるようその長さを調整して、リターンロスＳ11を最小とすることができる。
【００２８】
構成４．
本発明の実施の形態１における光変調器モジュールは、図７に示されるように、上記の構成１の光変調器モジュールにおいて、上記サブマウントに、上記第２のワイヤを中継するボンディングパッドを設置したものである。これにより、第２のワイヤ１０は、半導体光変調器１とボンディングパッド１１との間を接続する部分１０ａ，及びボンディングパッド１１と終端抵抗５との間を接続する部分１０ｂに分割され、それぞれの長さが短くなるため、該第２のワイヤ１０の強度が向上する。
【００２９】
構成５．
本発明の実施の形態１における光変調器モジュールは、図６に示されるように、サブマント９上に設置された，半導体レーザ２から出力されるレーザ光を高周波電気信号に基づき変調する半導体光変調器１と、信号源８から入力される上記高周波電気信号を伝送するためのストリップライン３と、その一方の端子がアースされた，上記ストリップラインを終端させるための終端抵抗５と、上記半導体光変調器１の信号入力端子と上記ストリップライン３の終端との間を接続する第１のワイヤ４と、上記終端抵抗５の非アース側の端子と上記第１のワイヤ４の中間部との間を接続する第２のワイヤ１０とを備えたものである。これにより、信号源８と終端抵抗５との間に、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ2 と第１のワイヤ４の一部によるインダクタンスとが存在することとなり、周波数が高くなると、終端抵抗５を流れる電流が減少し、半導体光変調器１を流れる電流の増加分が補償され、トータルの電流の周波数依存性が小さくなる。その結果、信号源８から見た回路のインピーダンスの所定値からのずれが小さくなり、信号源８から見た回路のインピーダンスの所定値からのずれが小さくなり、リターンロスＳ11が小さくなる。
【００３０】
構成６．
本発明の実施の形態１における光変調器モジュールは、図６に示されるように、上記の構成１又は５の光変調器モジュールにおいて、上記終端抵抗５を上記ストリップライン３の終端に隣接するよう配置したものである。これにより、ストリップライン３の設置スペースを利用して終端抵抗を設置することができ、光変調器モジュールのスペースを節約することができる。
【００３１】
構成７．
本発明の実施の形態１における光変調器モジュールは、図１，５に示されるように、上記の構成１又は５の光変調器モジュールにおいて、上記第２のワイヤ１０のインダクタンスをＬ（ｎＨ）、上記半導体光変調器１の容量をＣ（ｐＦ）とするとき、上記インダクタンスＬを、式
Ｌ（ｎＨ）＝Ｃ（ｐＦ）×ｍ（ｍ＝０．７〜２．５ｎＨ／ｐＦ）
に基づいて設定するものである。これにより、第２のワイヤ１０のインダクンスＬが、上記半導体光変調器１の容量Ｃに応じた最適な値に設定される。
【００３２】
実施の形態２．
構成１．
本発明の実施の形態２における光変調器モジュールの製造方法は、図１，図６〜９に示されるように、半導体レーザ２から出力されるレーザ光を高周波電気信号に基づき変調する半導体光変調器１がマウントされたサブマウント９をキャリア２０上に配置し、信号源８から入力される上記高周波電気信号を伝送するためのストリップライン３をキャリア２０上に配置し、その一方の端子がアースされた，上記ストリップライン３を終端させるための終端抵抗５をキャリア２０上に配置し、上記半導体光変調器１の信号入力端子と上記ストリップライン３の終端との間を第１のワイヤ４で接続し、上記終端抵抗５の非アース側の端子と上記半導体光変調器１の信号入力端子との間を第２のワイヤ１０で接続するようにしたものである。これにより、信号源８と終端抵抗５との間に、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ2 と第１のワイヤ４によるインダクタンスＬ1 とが存在することとなり、周波数が高くなると、終端抵抗５を流れる電流が減少し、半導体光変調器１を流れる電流の増加分が補償され、トータルの電流の周波数依存性が小さくなる。その結果、信号源８から見た回路のインピーダンスの所定値からのずれが小さくなり、リターンロスＳ11が小さくなる。
【００３３】
構成２．
本発明の実施の形態２における光変調器モジュールの製造方法は、図８に示されるように、上記の構成１の光変調器モジュールの製造方法において、上記終端抵抗５を上記サブマウント９上に設けるようにしたものである。これにより、サブマウント９の空きスペースを有効に利用することができ、光変調器モジュールのスペースを節約することができる。
【００３４】
構成３．
本発明の実施の形態２における光変調器モジュールの製造方法は、図９に示されるように、上記の構成１の光変調器モジュールの製造方法において、上記終端抵抗５を配置する位置を変えて上記第２のワイヤ１０の長さを調整するようにしたものである。これにより、該第２のワイヤ１０のインダクタンスが最適値となるようその長さを調整して、リターンロスＳ11を最小とすることができる。
【００３５】
構成４．
本発明の実施の形態２における光変調器モジュールの製造方法は、図７に示されるように、上記の構成１の光変調器モジュールの製造方法において、上記サブマウント９に、上記第２のワイヤ１０を中継するボンディングパッド１１を設置するようにしたものである。これにより、第２のワイヤ１０が、半導体光変調器１とボンディングパッド１１との間を接続する部分１０ａ，及びボンディングパッド１１と終端抵抗５との間を接続する部分１０ｂに分割され、それぞれの長さが短くなり、該第２のワイヤ１０の強度が向上する。
【００３６】
構成５．
本発明の実施の形態２における光変調器モジュールの製造方法は、図６に示されるように、半導体レーザ２から出力されるレーザ光を高周波電気信号に基づき変調する半導体光変調器１がマウントされたサブマウント９をキャリア２０上に配置し、信号源８から入力される上記高周波電気信号を伝送するためのストリップライン３をキャリア２０上に配置し、その一方の端子がアースされた，上記ストリップライン３を終端させるための終端抵抗５をキャリア２０上に配置し、上記半導体光変調器１の信号入力端子と上記ストリップライン３の終端との間を第１のワイヤ４で接続し、上記終端抵抗５の非アース側の端子と上記第１のワイヤの中間部との間を第２のワイヤ１０で接続するようにしたものである。これにより、信号源８と終端抵抗５との間に、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ2 と第１のワイヤ４の一部によるインダクタンスとが存在することとなり、周波数が高くなると、終端抵抗５を流れる電流が減少し、半導体光変調器１を流れる電流の増加分が補償され、トータルの電流の周波数依存性が小さくなる。その結果、信号源８から見た回路のインピーダンスの所定値からのずれが小さくなり、リターンロスＳ11が小さくなる。
【００３７】
構成６．
本発明の実施の形態２における光変調器モジュールの製造方法は、図６に示されるように、上記の構成１又は５の光変調器モジュールの製造方法において、上記終端抵抗５を上記ストリップライン３の終端に隣接して配置するようにしたものである。これにより、ストリップライン３の設置スペースを利用して終端抵抗を設置することができ、光変調器モジュールのスペースを節約することができる。
【００３８】
構成７．
本発明の実施の形態２における光変調器モジュールの製造方法は、図５に示されるように、上記の構成１又は５の光変調器モジュールの製造方法において、上記第２のワイヤ１０のインダクタンスをＬ（ｎＨ）、上記半導体光変調器１の容量をＣ（ｐＦ）とするとき、上記インダクタンスＬを、式
Ｌ（ｎＨ）＝Ｃ（ｐＦ）×ｍ（ｍ＝０．７〜２．５ｎＨ／ｐＦ）
に基づいて設定するようにしたものである。これにより、第２のワイヤ１０のインダクンスＬが、上記半導体光変調器１の容量Ｃに応じた最適な値に設定される。
【００３９】
実施例１．
本発明の実施の形態１，２における一実施例について説明する。
図１（ａ） は本実施例１による光変調器モジュールにおける半導体光変調器への配線法を模式的に示した上面図であり、図において、２５は光変調器集積型レーザチップであり、該光変調器集積型レーザチップ２５に半導体レーザ２，及び該半導体レーザ２に光結合された半導体光変調器１が形成されており、該半導体光変調器１は、さらにレンズ（図示せず）に光結合されている。光変調器集積型レーザチップ２５はサブマウント９上に載置され、該サブマウント９上の端部には第１のボンディングパッド２１，及びレーザ用ボンディングパッド２２が設置され、サブマウント９は導体からなるキャリア２０上に配設されている。
【００４０】
また、該キャリア２０上には上記サブマウント９の両側に、該サブマウント９に隣接してストリップライン３と終端抵抗５とが配設されている。すなわち、サブマウント９の図面右側に、該サブマウント９に沿うように、所定の厚みを有する帯状のアルミナ誘電体２３が配設され、該アルミナ誘電体２３の上面の中央部に所定の幅を有するストリップ導体２４が配設されており、これらのキャリア２０、アルミナ誘電体２３、及びストリップ導体２４が平行平板線路の一種であるストリップライン３を構成している。該ストリップライン３は、例えば、ストリップ導体２４の幅が２５０μｍ、アルミナ誘電体２３の厚みが２５０μｍ、その特性インピーダンスＺ０ が５０Ωのものが用いられる。そして、ストリップライン３は、そのストリップ導体２４の終端部を、第１のワイヤ４で半導体光変調器１の信号入力端子に接続され、そのストリップ導体２４の始端を信号源８に接続されている。該第１のワイヤ４は、第１のボンディングパッド２１で中継されている。これは、半導体光変調器１への配線を行う前に、サブマウント９をサブアッセンブリしておくためである。また、第１のワイヤとして、例えばφ２５μｍの金線が用いられる。
【００４１】
また、サブマウント９の図面左側にアルミナ基板２６が配設され、該アルミナ基板２６上に薄膜抵抗からなる終端抵抗５が形成されている。該終端抵抗５は、その一方の端子を、半導体光変調器１の信号入力端子に第２のワイヤ１０で接続され、他方の端子を、接地されたスルーホール６に接続されている。終端抵抗５の抵抗値は、上記ストリップライン３を整合線路とするため、該ストリップライン３の上記特性インピーダンスＺ０ に等価な５０Ωとされる。また、第２のワイヤは、上記第１のワイヤと同じものが用いられる。なお、７は、半導体レーザ２に電力を供給するための給電ワイヤ、２２は該給電ワイヤ７を中継するためのレーザ用ボンディングパッドである。
【００４２】
図１（ｂ） は、信号源８から入力される高周波電気信号が半導体光変調器１に伝わるまでの等価回路を示す回路図である。この等価回路において、Ｌ１ は第１のワイヤ４が有するインダクタンス、Ｌ２ は台第２のワイヤ１０が有するインダクタンス、Ｃは半導体光変調器１が有する容量、Ｒは終端抵抗５の抵抗、Ｚ０ はストリップライン３の特性インピーダンスであり、信号源８に特性インピーダンスＺ０ のストリップライン３が接続され、該ストリップライン３にインダクタンスＬ１ が接続され、該インダクタンスＬ１ に、インダクタンスＬ２ と抵抗Ｒとからなる直列回路と、容量Ｃとが並列に接続されている。
【００４３】
従来例では、終端抵抗５はストリップライン３と直接接続されていたが、本実施例１では、終端抵抗５は第２のワイヤ１０及び第１のワイヤ４を介してストリップライン３と接続されているから、高周波電気信号のリターンロスＳ１１が、従来例より少なくなる。例えば、図１０（ｂ） の従来例の等価回路と図１（ｂ） の本実施例１の等価回路において、半導体光変調器１の容量Ｃを０．８ｐＦ、第１のワイア４のインダクタンスＬ１ を０．５ｎＨ、第２のワイア１０のインダクタンスＬ２ を１．２ｎＨ、終端抵抗５の抵抗Ｒを５０Ωとして、リターンロスＳ１１を計算すると、図２のようになる。図２は周波数（ＧＨｚ）とリターンロスＳ１１（ｄＢ）との関係を示す図であり、図に示されるように、本実施例１及び従来例におけるリターンロスＳ１１は、共に、使用周波数範囲である２〜１０ＧＨｚの範囲では、ほぼ周波数の増加に伴い増加する。そして、例えば、２．５ＧＨｚで両者を比較すると、本実施例１におけるリターンロスＳ１１は、従来例におけるリターンロスＳ１１より約１０ｄＢ低減されている。すなわち約１／１０に低減されている。
【００４４】
本実施例１の作用は、次のように、定性的に説明される。リターンロスＳ１１は、信号源８からみて、該信号源８に接続されている回路のインピーダンスが、ストリップライン３の特性インピーダンス値の５０Ωに等しいとき最低になる。しかるに、従来例の場合は、図３（ａ） からわかるように、周波数が高くなっても、終端抵抗の抵抗Ｒ＝５０Ωを流れる電流ＩＲ は一定である。一方、この終端抵抗と並列に接続されている，第１のワイヤによるインダクタンスＬ１ と半導体光変調器の容量Ｃからなる直列回路においては、使用周波数範囲である２〜１０ＧＨｚの範囲では、周波数が高くなると、容量Ｃのリアクタンスが、インダクタンスＬ１ のリアクタンスの増加を上回って減少するため、半導体光変調器の容量Ｃを流れる電流ＩＣ は、周波数が高くなると増加する。このため、入力端子からみた回路のトータルのインピーダンスが５０Ωより小さくなり、リターンロスＳ１１が増加する。ところが、本実施例１の場合は、図３（ｂ） からわかるように、終端抵抗５の抵抗Ｒと入力端子との間に第１のワイヤ４によるインダクタンスＬ１ と第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ２ があるため、周波数が高くなると、終端抵抗５の抵抗Ｒを流れる電流ＩＲ が減少する。その結果、半導体光変調器１の容量Ｃを流れる電流ＩＣ の増加分を補償することとなり、トータルの電流ＩＲ ＋ＩＣ の周波数依存性が小さくなる。つまり、信号源８から見た回路のインピーダンスの５０Ωからのずれが小さくなるために、本実施例１ではリターンロスＳ１１が従来例よりも小さくなる。
【００４５】
次に、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ２ の最適な大きさを検討する。第１のワイヤ４のインダクタンスＬ１ は通常０．５ｎＨ程度（φ２５μｍの金線ワイアの長さに換算して５００μｍ程度）であり、半導体光変調器１の容量Ｃは０．４〜０．８ｐＦである。容量Ｃをそれぞれ０．４、０．６、０．８、１．０ｐＦとした４つの場合についてリターンロスＳ１１を計算すると図４のようになる。図４は２．５ＧＨｚにおけるリターンロスＳ１１のインダクタンスＬ２ に対する依存性を示す図である。図に示されるように、リターンロスＳ１１が最も小さくなるインダクタンスＬ２ の最適値は容量Ｃの値によって変化するが、この最適なインダクタンスＬ２ は、おおよそ、式
Ｌ２ （ｎＨ）＝Ｃ（ｐＦ）×ｍ（ｎＨ／ｐＦ） （１）
で表すことができる。ここで、ｍは比例定数であり、ｍ＝０．７〜２．５程度である。
【００４６】
例えば、容量Ｃ＝０．４ｐＦのとき、最適なインダクタンスＬ２ は図４より約０．５ｎＨであるから、この場合のｍを（１） 式より求めるとｍ＝１．２５となる。
【００４７】
このようにして求めた容量Ｃと最適なインダクタンスＬ２ との関係を図５示す。図において、○印と●印はそれぞれ２．５ＧＨｚと１０ＧＨｚにおける最適なインダクタンスＬ２ の値を示している。この図から、図中の全てのプロットがｍ＝０．７から２．５の間の値をとり、（１） 式が妥当であることがわかる。
【００４８】
上記の図４，及び図５の結果は第１のワイヤ４のインダクタンスＬ１ が０．５ｎＨである場合について検討した結果であるが、インダクタンスＬ１ が０．５ｎＨ以外である場合も、（１） 式のｍ＝０．７〜２．５という条件を満たし、これらの場合にも（１） 式を適用することができる。その検討は、上記と同様に行うことができる。
【００４９】
以上のように、本実施例１においては、終端抵抗５を、第２のワイヤ１０を介して半導体光変調器１の信号入力端子に接続するから、信号源８と終端抵抗５との間に、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ２ と第１のワイヤ４によるインダクタンスＬ１ とが存在することとなり、周波数が高くなった場合、終端抵抗５を流れる電流が減少し、周波数が高くなった場合における，半導体光変調器１を流れる電流の増加が補償されるから、リターンロスＳ１１を小さくすることができる。
【００５０】
また、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ２ を、上記の（１） 式に基づいて設定するから、該インダクタンスＬ２ が、半導体光変調器１の容量Ｃに応じた最適な値に設定される。
【００５１】
実施例２．
本発明の実施の形態１，２における他の実施例について説明する。
図６は本実施例２による光変調器モジュールにおける半導体光変調器の実装法を模式的に示した上面図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、図１と異なる点は、終端抵抗５がストリップライン３の終端に隣接して配置され、かつ該終端抵抗５が第２のワイヤ１０で第１のボンディングパッド２１に接続されている点である。すなわち、ストリップライン３の延長上に、該ストリップライン３の終端に隣接してアルミナ基板２６が配設され、該アルミナ基板２６上に、終端抵抗５が、ストリップライン３の幅方向に延在するよう設置されている。そして、終端抵抗５は、その一方の端子が、接地されたスルーホール６に接続され、その他方の端子が第２のワイヤ１０で第１のボンディングパッド２１に接続されている。すなわち、終端抵抗５の非アース側の端子は、第２のワイヤ１０と第１のワイヤ４の一部を介してストリップライン３の終端に接続されている。
【００５２】
本実施例２においては、このように、終端抵抗５がストリップライン３の終端に隣接して配置されているから、ストリップライン３の設置スペースを利用して終端抵抗を設置することができ、これにより光変調器モジュールのスペースを節約することができる。
【００５３】
また、本実施例２においては、図１の場合と異なり、終端抵抗５が第２のワイヤ１０で第１のワイヤ４の中間部に接続されているが、かかる場合においても、信号源８と終端抵抗５との間に、第２のワイヤ１０によるインダクタンスＬ２ と第１のワイヤ４の一部によるインダクタンスＬ１ とが存在することとなり、周波数が高くなった場合、終端抵抗５を流れる電流が減少し、周波数が高くなった場合における，半導体光変調器１を流れる電流の増加が補償されるから、図１の場合と同様にリターンロスＳ１１を小さくすることができる。
【００５４】
実施例３．
本発明の実施の形態１，２における他の実施例について説明する。
図７は本実施例３による光変調器モジュールにおける半導体光変調器の実装法を模式的に示した上面図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、１１はサブマウント９上の，終端抵抗５と半導体光変調器１とを結ぶ中間の部分に設置された，第２のワイヤ１０を中継するための第２のボンディングパッドである。
【００５５】
本実施例３においては、サブマウント９上に第２のワイヤ１０を中継する第２のボンディングパッド１１が設置されているから、該第２のワイヤ１０は、半導体光変調器１と第２のボンディングパッド１１との間を接続する部分１０ａ，及び第２のボンディングパッド１１と終端抵抗５との間を接続する部分１０ｂに分割され、それぞれの長さが短くなり、該第２のワイヤ１０の強度が向上する。
【００５６】
実施例４．
本発明の実施の形態１，２における他の実施例について説明する。
図８は本実施例４による光変調器モジュールにおける半導体光変調器への配線法を模式的に示した上面図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、図１と異なる点は、終端抵抗５がサブマウント９上に設置されている点である。すなわち、終端抵抗５は、サブマウント９の図面左側端部に、空きスペースを利用して設置され、その一方の端子は、第２のワイヤ１０で半導体光変調器１に接続された，第２のボンディングパッド１１に直接接続され、その他方の端子は第３のワイヤ２７で接地されている［（図示せず）］。
【００５７】
本実施例４においては、終端抵抗５がサブマウント９上に設置されているから、サブマウント９の空きスペースを有効に利用することができ、光変調器モジュールのスペースを節約することができる。
【００５８】
実施例５．
本発明の実施の形態１，２における他の実施例について説明する。
図９は本実施例５による光変調器モジュールにおける半導体光変調器への配線法を模式的に示した上面図であり、図において、図７と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、図７と異なる点は、終端抵抗５が、その設置場所を変えることができる抵抗からなる点である。すなわち、終端抵抗５は、例えば、チップ抵抗からなり、アルミナ基板２６上に固定されている。該アルミナ基板２６は、光変調器モジュールを組立てる際にハンダ付け等でキャリア２０の所定の位置に固定するようになっている。終端抵抗５は、その一方の端子を、第２のワイヤ１０で第２のボンディングパッド１１を経由して半導体光変調器１に接続し、その他方の端子を、第３のワイヤ２７で接地するようになっている。このように、終端抵抗５の他方の端子を，図７のようにスルーホールで接地するのではなく、第３のワイヤ２７で接地するようにしているので、アルミナ基板２６は、キャリア２０に固定する前は移動可能である。
【００５９】
これにより、例えば、光変調器モジュールを組立後、検査工程で光変調器モジュールのリターンロスＳ１１が大きいため不良となった場合に、アルミナ基板２６を移動させて、リターンロスＳ１１が最小となるような長さとなる位置に変更し、該光変調器モジュールを良品化することができる。また、例えば、光変調器モジュールを組立てる際に、予め半導体光変調器１の容量Ｃを測定してランク付けし、終端抵抗５を、第２のワイヤ１０の長さが各ランクの容量Ｃに応じた最適な長さとなるような位置に設置することにより、量産における光変調器モジュールのリターンロスＳ１１を低減することができる。
【００６０】
以上のように本実施例５においては、終端抵抗５が、その設置場所を変えることができる抵抗からなるから、該第２のワイヤ１０のインダクタンスが最適値となるようその長さを調整して、リターンロスＳ１１を最小とすることができる。
【００６１】
なお、上記の実施例においては、終端抵抗を、第２のワイヤで半導体光変調器の信号入力端子又は第１のワイヤの中間部に接続する場合を説明したが、終端抵抗を第２のワイヤでストリップラインの終端に直接接続してもかまわない。かかる場合にも、信号源と終端抵抗との間に、第２のワイヤによるインダクタンスが存在することとなり、周波数が高くなった場合、終端抵抗を流れる電流が減少し、周波数が高くなった場合における，半導体光変調器を流れる電流の増加が補償され、これにより、リターンロスＳ１１が小さくなる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１による光変調器モジュールを模式的に示す上面図（ａ） ，及びその等価回路を示す回路図（ｂ） である。
【図２】本発明の実施例１の効果を示す，周波数とリターンロスの関係を表すグラフ図である。
【図３】本発明の実施例１の作用を説明するための回路図である。
【図４】本発明の実施例１における，第２のワイヤのインダクタンスとリターンロスの関係を示すグラフ図である。
【図５】本発明の実施例１における，第２のワイヤの最適なインダクタンスと半導体光変調器の容量の関係を示すグラフ図である。
【図６】本発明の実施例２による光変調器モジュールを模式的に示す上面図である。
【図７】本発明の実施例３による光変調器モジュールを模式的に示す上面図である。
【図８】本発明の実施例４による光変調器モジュールを模式的に示す上面図である。
【図９】本発明の実施例５による光変調器モジュールを模式的に示す上面図である。
【図１０】従来の光変調器モジュールを模式的に示す上面図（ａ） ，及びその等価回路を示す回路図（ｂ） である。
【符号の説明】
１ 半導体光変調器、２ 半導体レーザ、３ ストリップライン、４ 第１のワイヤ、５ 終端抵抗、８ 信号源、９ サブマウント、１０ 第２のワイヤ、１１ 第２のボンディングパッド、２０ キャリア、２１ 第１のボンディングパッド。
Claims (3)
- サブマント上に設置された，半導体レーザから出力されるレーザ光を高周波電気信号に基づき変調する半導体光変調器と、
信号源から入力される上記高周波電気信号を伝送するためのストリップラインと、
その一方の端子がアースされた，上記ストリップラインを終端させるための終端抵抗と、
上記半導体光変調器の信号入力端子と上記ストリップラインの終端との間を接続する第１のワイヤと、
上記終端抵抗の非アース側の端子と上記半導体光変調器の信号入力端子との間を接続する第２のワイヤとを備え、
上記ストリップラインの終端と上記終端抵抗の非アース側の端子とが、上記半導体変調器の信号入力端子をはさむ位置に設けられていることを特徴とする光変調器モジュール。 - 請求項１に記載の光変調器モジュールにおいて、
上記終端抵抗を上記サブマウント上に設けたことを特徴とする光変調器モジュール。 - 請求項１に記載の光変調器モジュールにおいて、
上記サブマウントに、上記第２のワイヤを中継するボンディングパッドを設置したことを特徴とする光変調器モジュール。
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