JP3624863B2 - 光半導体モジュールにおける素子配置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信ネットワークにおける光半導体モジュール関し、特に発光素子駆動回路を内蔵した光半導体モジュール内部の素子配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光半導体モジュールでは、通常は半導体レーザなどの発光素子光から出射される光出力レベルを一定に保つ等の目的から、発光素子から出力される信号光の一部を受光素子により受光してモニタする。モニタ用受光素子は、温度変化や経年劣化による発光素子の光出力の変化を感知し、常に一定の出力がえられるように駆動電流のフィードバック制御を行っている。発光素子と発光素子駆動回路を備えた筐体との信号配線が短ければ短いほど浮遊容量などの影響が少なくなる。
【０００３】
図５、図６は従来の光半導体モジュールの一例を示す構成図である。
【０００４】
図５は発光素子と発光素子駆動回路を備えた筐体は直近に配置されている。図６では、発光素子の後方出力光をモニタするために発光素子の後方にモニタ用受光素子が配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５では発光素子と発光素子駆動回路を備えた筐体を直近に配置すると、光出力の面の側面から電気信号入力になる。また図６では発光素子がモニタ用受光素子の後ろに配置された場合、ワイヤボンディングとマイクロストリップラインを用いた配線となり、発光素子が浮遊容量の影響を受けるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は発光素子と発光素子駆動回路を備えた筐体を直近に配置することで、浮遊容量などの影響を低減することにある。
【０００７】
また他の目的として光出力の反対側から電気信号入力が可能となり、小型化光半導体モジュールを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の光半導体モジュールは基板上に信号光を出射する発光素子と、前記信号光の一部を受光するモニタ用受光素子と、発光素子を駆動させるための発光素子駆動回路を備えた光半導体モジュールであって、発光素子の光出力と発光素子駆動回路への電気信号入力が直線的に配置され、また前記信号光の後方光を発光素子駆動回路を備えた筐体の側面に反射させて、モニタ用受光素子に入射するように配置されていることを特徴としている。この配置によって発光素子の後方光はモニタ用受光素子では７〜２８％受光でき、十分な受光電流を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本願発明の各々の実施形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１は本願発明の第１の実施の形態を示す構成図である。図１において、本願発明の光半導体モジュールは、基板１、発光素子２、発光素子駆動回路を備えた筐体を備えた筐体３、モニタ用受光素子４から構成されている。また、発光素子２から出射された後方光を反射する反射部が筐体３に形成されている。
【００１１】
発光素子２から出射された後方光は、発光素子駆動回路を備えた筐体を備えた筐体３の反射部５に反射されモニタ用受光素子４で受光される。なお、反射部５は独立して配置しても構わない。
【００１２】
発光素子駆動回路を備えた筐体３は発光素子２の後方直近に配置され、発光素子２と発光素子駆動回路を備えた筐体３はできるだけ距離を近づけることにより、ワイヤボンディングの長さを短くすることができる。
【００１３】
発光素子駆動回路を備えた筐体の反射部５は鏡面加工され、金・銀・アルミなどがコーティングされいる。反射部５には誘電体の膜を実装することもできる。誘電体膜を発光素子駆動回路を備えた筐体の鏡面部分に利用することで、加工精度による反射効率の影響が低減できる。また、発光素子駆動回路を備えた筐体にＧａＡｓ−ＩＣを用いることもできる。反射部５を凹面鏡にすることで発光素子の後方光をモニタ用受光素子へ集光することで受光量が増加することができる。
【００１４】
基板１からモジュールの端子まではマイクロストリップラインによって接続され、基板上の各部からマイクロストリップラインまではワイヤボンディングにて接続される。このようにして発光素子２と発光素子駆動回路を備えた筐体３との距離をできる限り近づけることでワイヤボンディングの長さを短くすることができる。
【００１５】
図２は第１の実施の形態の回路の構成図である。
【００１６】
発光素子２から出射された後方光はモニタ用受光素子４において電流量として測定される。これが電流電圧変換の後、ＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御により発光素子駆動回路を備えた筐体３の駆動電流（バイアス電流Ｉｂ及びＩｐ）のフィードバック制御を行う。発光素子駆動回路を備えた筐体３は制御されたバイアス電流と入力信号に合わせた振幅のパルス電流を発光素子へ流すことで、発光素子駆動回路を備えた筐体３への電気信号入力が発光素子２から光信号として出射される。
【００１７】
図３は第２の実施の形態の構成図である。
【００１８】
発光素子駆動回路を備えた筐体の筐体の角度をある程度にまで傾けると一定の受光量を保ったまま、発光素子と筐体の距離は短くすることができる。
【００１９】
図４は第３の実施の形態の構成図である。発光素子駆動回路を備えた筐体の一角を切り取り、その断面を反射部５とする点に特徴を有する。これにより基板をより小さくすることができ、モジュールを小型にすることができる。
【００２０】
【実施例】
第１の実施の形態について具体的に説明する。
【００２１】
反射部にＧａＡｓ−ＩＣを用いた場合、発光素子駆動回路を備えた筐体の反射部５は高さ２００μｍ幅８００μｍで発光素子の後方光をモニタ用受光素子４へ反射させることができる。
【００２２】
また、発光素子駆動回路を備えた筐体３の素子の厚さが４００μｍの場合、反射部５の高さを４００μｍに広げることができる。よって、発光素子駆動回路を備えた筐体３の反射時の損失を減らすことができ、モニタ用受光素子４での受光量も増加することができる。
【００２３】
第２の実施の形態について具体的に説明する。
【００２４】
発光素子駆動回路を備えた筐体３の角度を発光素子２に対して３０度とすると、発光素子２と発光素子駆動回路を備えた筐体３の距離は０．７３ｍｍ、発光素子駆動回路を備えた筐体３とモニタ用受光素子４の距離は０．７３ｍｍ、反射部５の幅を１ｍｍとすると、モニタ用受光素子４では発光素子２の後方出力光の１２〜４９％を受光することになり、受光量が増加する。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、発光素子からの後方光を発光素子駆動回路を備えた筐体の側面で反射させてモニタ用受光素子で受光させることによって、発光素子と発光素子駆動回路を備えた筐体の距離を短くすることで、浮遊容量・寄生インダクタンスを低減することができる。これにより、基板をより小さくすることができ、モジュールの小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の光半導体モジュールの第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】本願発明の光半導体モジュールの第１の実施の形態の回路構成を示す図である。
【図３】本願発明の光半導体モジュールの第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図４】本願発明の光半導体モジュールの第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図５】従来の光半導体モジュールの一例を示す構成図である。
【図６】従来の光半導体モジュールの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 発光素子
３ 発光素子駆動回路を備えた筐体
４ モニタ用受光素子
５ 反射部

Claims (9)

1. 前方と後方のそれぞれに信号光を出射する発光素子と、
   前記後方の信号光を反射する反射部と、
   前記反射部において反射された前記信号光を受信するモニタ用受光素子と、
   前記発光素子の駆動回路を備えた筐体と
   を備え、
   前記反射部が前記筐体に形成されていることを特徴とする光半導体モジュール。
2. 前記反射部は前記発光素子を受光する基板に対して垂直に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光半導体モジュール。
3. 前記反射部は鏡面加工を施していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光半導体モジュール。
4. 前記反射部は誘電体膜を施していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光半導体モジュール。
5. 前記反射部は凹面鏡を施していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光半導体モジュール。
6. 前方と後方のそれぞれに信号光を出射する発光素子と、
   前記発光素子駆動回路を備えた筐体と、
   前記後方の信号光を反射する反射部と、
   前記反射部において反射された前記信号光を受信するモニタ用受光素子であって、
   前記反射部は前記筐体の角を切断した断面に形成されていることを特徴とする
   光半導体モジュール。
7. 前記反射部は鏡面加工を施していることを特徴とする請求項６記載の光半導体モジュール。
8. 前記反射部は誘電体膜を施していることを特徴とする請求項６記載の光半導体モジュール。
9. 前記反射部は凹面鏡を施していることを特徴とする請求項６記載の光半導体モジュール。

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