JP3823743B2 - 高周波信号入力端子付光送信モジュール - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信で光源として用いられる光送信モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来技術による光送信モジュール９０の典型的な構成を示す斜視図である。光通信で光源として用いる従来技術による光送信モジュール９０において、２．５ＧＨｚ以上の高周数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号をパッケージ外部からパッケージ内部に伝送するのに、正相信号と逆相信号のインピーダンス整合を目的として、一般的なバタフライ型パッケージ９２の側面にＳＭＡ型またはＧＰＯ型などの同軸コネクタ９１ｂを備えた構成とするのが一般的であった。そして同軸コネクタ９１ｂは、同軸コネクタ９１ｂ自体の大きさによる制約から、光ファイバ９４が固定された光ファイバ支持面９３と対向するパッケージ側面に備えることができず、光ファイバ９４が固定された光ファイバ支持面９３と直交するパッケージ側面に備えるのが一般的であった。
【０００３】
図６は、従来技術による光送信モジュール９０を回路基板９５に実装した典型的な構成を示す図である。回路基板９５は主に、同軸コネクタ９１ｂを備えた光送信モジュール９０と、電気素子９８及び同軸コネクタ９１ａを含むこの光送信モジュール９０を制御するための電気回路部９６から構成されている。そして、従来技術による光送信モジュール９０では、２．５GHz以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号を光送信モジュール９０に入力するために光送信モジュール９０と回路基板９５の電気回路部９６との間は、電気回路部９６に設けた同軸コネクタ９１ａと光送信モジュール９０に設けられた同軸コネクタ９１bとを同軸ケーブル９７で結ぶのが一般的であった。ここで、光送信モジュール９０には、光送信モジュール９０から出射される光を導出する光ファイバ９４が備えられており、この光ファイバ９４が備えられた光送信モジュール９０の光ファイバ支持面９３は回路基板９５からの光信号の出力端として、回路基板９５の一辺９５ａに沿うように配置する必要がある。また電気回路部９６は、回路基板９５を設計する際の自由度を確保する観点から回路基板９５の一辺９５ａと対向する他辺９５ｂに沿うように配置する必要がある。ここで、同軸ケーブル９７を伝送する高周波信号を劣化させないために、電気回路部９６に設けた同軸コネクタ９１ａと光送信モジュール９０に設けた同軸コネクタ９１bとを結ぶ同軸ケーブル９７は緩やかな曲率の円弧に沿うよう回路基板９５に配置され、同軸ケーブル９７の長さは少なくとも４〜５ｃｍが必要とされた。しかし、この構成では回路基板９５には同軸ケーブル９７の配置部が必要となり、この配置部が回路基板９５の小型化に対して制約要素になるという大きな問題点があった。
【０００４】
更に、同軸コネクタ９１b自体の外形寸法上の制約は、光送信モジュール９０自体の低背化への制約となっていた。光送信モジュール９０の小型化、とりわけ光送信モジュール９０のパッケージ部分の小型化は近年の光伝送装置の小型化に対して求められる命題でもあった。
【０００５】
このような問題点と併せて解決が望まれている問題として、高速動作が可能な光送信モジュールが求められている。例えば、最近では、光送信モジュールに対して、１０ＧＨｚ以上の周波数成分を含む駆動信号で動作することが求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号を入力して動作する光送信モジュールにおいて、この光送信モジュールを実装した回路基板の設計上の自由度を損なうことなく回路基板の小型化を可能にする小型な光送信モジュールを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の光送信モジュールは、光を出射する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子を搭載するためのチップ搭載部品と、該半導体レーザ素子を駆動する半導体回路素子と、上記半導体レーザ素子、チップ搭載部品、および半導体回路素子とを搭載する搭載部材と、上記半導体レーザ素子から出射する光を伝送する光ファイバを固定する光ファイバ支持面からなるパッケージとを備え、上記パッケージは、上記半導体レーザ素子、上記チップ搭載部品、上記半導体回路素子、及び上記搭載部材とを内包し、さらに、該パッケージの上記光ファイバ支持面と直交する第１の側面と第２の側面と、上記支持面と対向する対向面とに、それぞれリードピンを備え、上記対向面に設けられたリードピンは、正相信号を上記半導体回路素子に入力する正相信号用リードピンと、逆相信号を上記半導体回路素子に入力する逆相信号用リードピンであり、
上記半導体回路素子は、高周波数成分を含む上記正相信号及び上記逆相信号の相補的な信号を受けこれを単相信号に変換して上記半導体レーザ素子に出力するように上記半導体レーザ素子に電気的に接続され、上記半導体回路素子と上記半導体レーザ素子を搭載したチップ搭載部品とが上記光ファイバ支持面と垂直な方向に順番に、隣接して配置されていることを特徴とする。
【０００８】
光送信モジュールに入力する高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子を同軸コネクタに変えてリードピンとしたことにより、回路基板と光送信モジュールの電気的な接続はこのリードピンを回路基板上の電気回路部とハンダ材などを介して電気的に接続することによって実現することが出来る。このため、回路基板から正相信号と逆相信号の相補的な信号を光送信モジュールに入力する際に用いる同軸ケーブルが不要となり、よって回路基板上に同軸ケーブルの配置部が不要となる。従って、本発明による光送信モジュールによれば実装する回路基板の小型化を実現することが出来る。
【０００９】
加えて、光送信モジュールに入力する高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子を同軸コネクタに変えてリードピンとしたことにより、光ファイバを固定する光ファイバ支持面と対向する小さな対向面であっても正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子を設けることが可能となる。従って、本発明の光送信モジュールによれば実装する回路基板の設計上の自由度を損なうことなく小型化することが出来る。
【００１０】
更に、光送信モジュールに入力する高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子を同軸コネクタに変えてリードピンとしたことにより、パッケージの対向面に、正相信号のリードピンと逆相信号のリードピンはパッケージ底面と平行となる平面上に設けることが可能となる。このため、パッケージの対向面に、同軸コネクタの場合と比較して正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子をパッケージの高さ方向に対して小さく備えることが可能となる。従って、パッケージの高さが同軸コネクタの大きさに制約されることがなくなり、よって光送信モジュールを低背化することが出来る。
【００１１】
本発明の光送信モジュールは、正相信号用リードピン及び逆相信号用リードピンはパッケージ底面と平行となる平面上において上記対向面に対して略垂直になるよう設けられ、更に上記正相信号用リードピン及び上記逆相信号用リードピンが設けられた上記平面であって、上記正相信号用リードピンと上記逆相信号用リードピンとの間、および両リードピンの両側とに、さらに接地用リードピンを備えることが好適である。
【００１２】
これによって、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号においても、パッケージの対向面からそれぞれ外側へ突出した正相信号用リードピンの正相信号と逆相信号用リードピンの逆相信号との相互干渉を抑制することが可能になり、従ってパッケージの対向面からそれぞれ外側へ突出した正相信号用リードピンと逆相信号用リードピンのインピーダンスを整合させることが出来る。
【００１３】
本発明の光送信モジュールは、正相信号用リードピンと、逆相信号用リードピンと、接地用リードピン、のパッケージ内部はコプレーナ型伝送路とすることが好適である。
【００１４】
これによって、高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号においても、パッケージ内部における正相信号用リードピンと逆相信号用リードピンのインピーダンスを整合させることが出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の説明する以下の詳細な記述から容易に明らかになる。
【００１６】
図１は本実施形態にかかる光送信モジュール１０の平面断面図、図２は図１におけるＡ−Ｂの縦断面図である。また、図３は本実施形態にかかる光送信モジュールを実装した回路基板の構成図である。
【００１７】
図１及び図２において、光送信モジュール１０は、光を出射する半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２を駆動する半導体回路素子１４とを含む半導体素子アセンブリ２０がパッケージ２２によって内包されており、半導体レーザ素子１２から出射する光を入射させる光ファイバ１６がパッケージ２２の光ファイバ支持面２２ａに固定され、光ファイバ支持面２２ａに対向するパッケージ２２の対向面２２ｂには１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号を入力するためのリードピン３０を備えている。
【００１８】
このため、図３において、回路基板９５から正相信号と逆相信号の相補的な信号を光送信モジュールに入力する際に用いる同軸ケーブルが不要となり、よって回路基板上に同軸ケーブルの配置部が不要となる。従って、光送信モジュール１０を実装する回路基板９５を小型化することが出来る。
【００１９】
加えて、光送信モジュール１０は、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子として同軸コネクタに変えてリードピン３０としたため、パッケージ２２の対向面２２ｂのような小さな側面であっても高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子を備えることが出来る。従って、光送信モジュール１０を実装する回路基板９５の設計上の自由度を損なうことがない。
【００２０】
更に、図１及び図２において光送信モジュール１０は、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子として同軸コネクタに変えてリードピン３０を備えているため、パッケージ２２の高さが同軸コネクタの大きさに制約されることがなくなり、よって光送信モジュールを低背化することが出来る。
【００２１】
パッケージ２２は、Ａ−Ｂ軸と平行に沿って伸びる第１側面２２ｃ及び第２側面２２ｄと、Ａ−Ｂ軸と垂直となり光ファイバの一端部が固定される光ファイバ支持面２２ａ、光ファイバ支持面と対向する対向面２２ｂを備える。
【００２２】
１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号を入力するためのリードピン３０は正相信号用リードピン３１と逆相信号用リードピン３２を含み、正相信号用リードピン３１と逆相信号用リードピン３２はパッケージ２２の底面２２ｅと平行となる平面上において上記対向面２２ｂに対して略垂直になるよう設けられる。そして、正相信号用リードピン３１と逆相信号用リードピン３２はパッケージ外部とパッケージ内部をパッケージの対向面２２ｂで貫通するよう設けられている。
【００２３】
更に、正相信号用リードピン３１は、パッケージ外部で入力端子となる正相信号用外部リードピン３１ａと、パッケージの対向面２２ｂを外部から内部へ貫通する正相信号用貫通リードピン３１ｂと、パッケージ内部の正相信号用内部リードピン３１ｃとから構成されている。逆相信号用リードピン３２も同様に、逆相信号用外部リードピン３２ａと、逆相信号用貫通リードピン３２ｂと、逆相信号用内部リードピン３２ｃから構成されている。
【００２４】
パッケージ２２の対向面２２ｂには、正相信号用リードピン３１及び逆相信号用リードピン３２が設けられた平面と同一な上記平面であって上記正相信号用リードピン３１及び逆相信号用リードピン３２の両側に上記対向面２２ｂに対して略垂直に貫通するよう接地用リードピン５０が設けられている。そして、接地用リードピン５０はパッケージ外部とパッケージ内部をパッケージの対向面２２ｂで貫通するよう設けられている。
【００２５】
接地用リードピン５０は、パッケージ外部の接地用外部リードピン（接地用外部導体）５０ａと、パッケージ２２の対向面２２ｂを外部から内部へ貫通する接地用貫通リードピン（接地用貫通部導体）５０ｂと、パッケージ内部での接地用内部リードピン（接地用内部導体）５０ｃから構成されている。
【００２６】
正相信号用外部リードピン３１ａ、逆相信号用外部リードピン３２ａ、接地用外部リードピン５０ａは互いに長さ及び断面形状がほぼ等しくなるよう設けられている。そして、パッケージ低面２２ｅと平行となる平面上において、接地用外部リードピン５０ａ、正相信号用外部リードピン３１ａ、接地用外部リードピン５０ａ、逆相信号用外部リードピン３２ａ、接地用外部リードピン５０ａの順に配列されている。
【００２７】
よって、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号においても、正相信号用外部リードピン３１ａの正相信号と逆相信号用外部リードピン３２ａの逆相信号の相互干渉を抑制することが可能であり、よって正相信号用外部リードピン３１ａと逆相信号用外部リードピン３２ａのインピーダンスを整合させることが出来る。
【００２８】
パッケージ２２の対向面２２ｂであって、正相信号用貫通リードピン３１ｂと、逆相信号用貫通リードピン３２ｂと、接地用貫通リードピン５０ｂ、それぞれの周辺部分は電気的絶縁材料で形成されている。このため、正相信号用貫通リードピン３１ｂの正相信号と逆相信号用貫通リードピン３２ｂの逆相信号の相互干渉を抑制することが可能であり、よって正相信号用貫通リードピン３１ｂと逆相信号用貫通リードピン３２ｂのインピーダンスを整合させることが出来る。
【００２９】
正相信号用リードピン３１と、逆相信号用リードピン３２と、接地用リードピン５０のパッケージ２２内部は、以下に詳述するようコプレーナ型伝送路として形成される。
【００３０】
正相信号用内部リードピン３１ｃ、逆相信号用内部リードピン３２ｃ、接地用内部リードピン（接地用内部導体）５０ｃは、誘電体材料からなる内部基板５４の上面５４ａに搭載されている。
【００３１】
正相信号用内部リードピン３１ｃと逆相信号用内部リードピン３２ｃは、ストライプ形状を有して直線的に延伸し、延伸する長さ及び延伸方向に直交する断面の形状が互いに等しくなるよう設けられている。
【００３２】
正相信号用内部リードピン３１ｃ及び逆相信号用内部リードピン３２ｃ、それぞれの両側には接地用内部リードピン（接地用内部導体）５０ｃが設けられている。接地用リードピン（接地用内部導体）５０ｃは正相信号用内部リードピン３１ｃ又は逆相信号用内部リードピン３２ｃと一定の間隙を残して内部基板５４の上面５４ａを覆うよう設けられる。
【００３３】
よって、１０ＧＨｚ以上の周波数成分を含む正相信号及び逆相信号においても、正相信号用内部リードピン３１ｃの正相信号と逆相信号用内部リードピン３２ｃの逆相信号の相互干渉を抑制することが可能であり、よって正相信号用内部リードピン３１ｃと逆相信号用内部リードピン３２ｃのインピーダンスを整合させることが出来る。
【００３４】
内部基板５４の上面５４ａのパッケージ底面２２ｅからの高さは、正相信号用リードピン３１及び逆相信号用リードピン３２が対向面２２ｅに対して略垂直に延伸するよう規定される。
【００３５】
パッケージ第１側面２２ｃ及びパッケージ第２側面２２ｄには、それぞれの側面においてパッケージ外部とパッケージ内部を貫通するよう、高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の入力以外に用いられる複数のリードピン（以下、第１側面リードピン６０及び第２側面リードピン６１）が設けられている。
【００３６】
第１側面リードピン６０及び第２側面リードピン６１のパッケージ底面２２ｅからの高さは、対向面２２ｂに設けられた正相信号用リードピン３１、逆相信号用リードピン３２、接地用リードピン５０のパッケージ底面からの高さとほほ等しくなるよう規定されている。また第１側面リードピン６０及び第２側面リードピン６１は、パッケージ底面２２ｅと略平行となるよう設けられている。
【００３７】
第１側面リードピン６０及び第２側面リードピン６１は、後述する受光素子（図示せず）、温度検知素子６２の信号入出力端子、半導体回路素子１４のバイアス電流供給用端子などとして用いられる。
【００３８】
半導体素子アセンブリ２０は、更に半導体回路素子１４と半導体レーザ素子１２を搭載する搭載面６４ａとレンズ支持部６４ｂを有する搭載部材６４を備える。
レンズ支持部６４ｂは搭載面６４ａに略垂直となるよう延伸している。
【００３９】
半導体回路素子１４、半導体レーザ素子１２はこの順に、内部基板５４からＡ−Ｂ軸に沿って互いに近接して搭載面６４ａに搭載され、搭載部材６４を介してパッケージ底面２２ｅに固定されている。
【００４０】
半導体レーザ素子１２は更に、チップキャリアなどのチップ搭載部品６３を介して搭載部材６４に固定されている。そして半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸は、Ａ−Ｂ軸と平行となるよう設けられている。
【００４１】
正相信号用内部リードピン３１ｃ及び逆相信号用内部リードピン３２ｃと半導体回路素子１４との電気的接続のため、正相信号用内部リードピン３１ｃ及び逆相信号用内部リードピン３２ｃの上面６７のパッケージ底面２２ｅからの高さと、半導体回路素子１４ａに設けられた正相信号用及び逆相信号用それぞれのワイヤリングパッド（図示せず）のパッケージ底面２２ｅからの高さは、ほぼ等しくなるよう規定される。
【００４２】
そして、正相信号用内部リードピン端３１ｄ及び逆相信号用内部リードピン端３２ｄと半導体回路素子上面１４ａに設けられたワイヤリングパッドとの間は、それぞれ互いに長さ、断面形状の等しいボディングワイヤ７０で電気的に接続されている。
【００４３】
同様に、チップ搭載部品６３の上面６３ａには半導体レーザ素子１２と電気的に接続した半導体レーザ素子１２への高周数信号の入力部となるワイヤリングパッド（図示せず）が設けられ、上記ワイヤリングパッドのパッケージ底面２２ｅからの高さと半導体素子上面１４ａに設けられたワイヤリングパッドのパッケージ底面２２ｅからの高さは、ほぼ等しくなるよう規定される。
【００４４】
そして、正相信号用内部リードピン端３１ｄ及び逆相信号用内部リードピン端３２ｄ、半導体回路素子１４、半導体レーザ素子１２を搭載したチップ搭載部品６３は、Ａ−Ｂ軸に沿って互いにそれぞれ近接して配置される。よって、正相信号用内部リードピン端３１ｄと半導体回路素子１４との間、逆相信号用内部リードピン端３２ｄと半導体回路素子１４との間、半導体回路素子１４とチップ搭載部品６３との間のボンディングワイヤ７０，７１は、短い長さで構成することが出来る。
【００４５】
上記の通り、光送信モジュール１０の正相信号用リードピン３１と逆相信号用リードピン３２は、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号に対してインピーダンスが整合し、またボンディングワイヤ７０、７１は互いに長さ、断面形状の等しく短い長さで構成されるため、インピーダンス不整合に起因する信号伝送特性の劣化、誤動作が防止され、光送信モジュール１０の安定動作が実現する。
【００４６】
半導体レーザ素子１２は、第１出射面１２ａと、これに対向するは第２出射面１２ｂを有する。
【００４７】
半導体回路素子１４は、図４に示すような構成となつている。すなわち、入力端子Ｉ１から入力された正相信号、入力端子Ｉ２から入力された逆相信号を増幅して出力する増幅器８０と、増幅器８０から出力された信号によって駆動する差動アンプとから主に構成される。差動アンプは、増幅器８０によって増幅された正相信号がゲートに入力されるＦＥＴ１と、増幅器８０によって増幅された逆相信号がゲートに入力されるＦＥＴ２がとからなり、ＦＥＴ１のソースとＦＥＴ２のソースとは互いに接続され共通なソースとなっている。この共通ソースには、変調電流制御用ＦＥＴ３が接続されており、この変調電流制御用ＦＥＴ３によって、ＦＥＴ１及びＦＥＴ２に振り分ける総電量が制御される。上記の構成によって、ＦＥＴ１側のドレイン側からは正相信号が出力され、ＦＥＴ２側ドレイン側からは逆相信号が出力されることになる。また、ＦＥＴ２のドレインと変調電流制御用ＦＥＴ３のソース間には、半導体レーザ素子１２に対して、上記正相信号と逆相信号に加えてバイアス電流（直流電流）を与えるためのバイアス電流制御用ＦＥＴ４が設けられている。バイアス電流制御用ＦＥＴ４により、半導体レーザ素子が駆動するしきい値電流をバイアスする電流として与えることで、上記正相信号及び逆相信号によってのみ半導体レーザの発光、消光を制御することが可能となる。より具体的には、半導体レーザ素子のアノード側は接地電位となっていることから、カソード側の電位が負となることで半導体レーザ素子を発光することになる。バイアス電流は、図１においてパッケージ第１側面に設けられた第１側面リードピン６０ａ及び第１側面リードピン６０ａと半導体回路素子を結ぶボンディングワイヤ８１を介して供給される。
【００４８】
図１及び図２において、光ファイバ１６は、一端１６ａとこれに対向する他端（図示せず）を有し、光ファイバの一端１６ａにはフェルール１９が備えられ、一端１６ａと対向する光ファイバ１６の他端（図示せず）には光結合デバイス（図示せず）が備えられている。
【００４９】
パッケージ２２のファイバ支持面２２ａには、半導体レーザ素子１２から出射する光を透過させる光透過板８２、円筒形状を有し光透過板８２の位置に合わせて設けられるガイド部８３、光ファイバの一端１６ａに備えられたフェルール１９をガイド部８３に固定するスリーブ８４が備えられている。
【００５０】
フェルール１９は、その一端１９ａをガイド部８３に挿入した状態で半導体レーザ素子１２の第１出射面１２ａからの出射光に対して、光送信モジュール１０として最適な出力光となるよう位置調整された後に、スリーブ８４を介してガイド部８３に溶接などで固定される。
【００５１】
光送信モジュール１０は、更に受光素子（図示せず）、サーミスター等の温度検知素子６２、集光レンズからなる集光レンズ部８５を備えてもよい。
【００５２】
受光素子は、半導体レーザ素子の第２出射面１２ｂから出射される光を受光可能なよう第２出射面１２ｂと対向面２２ｂの間となる搭載部材６４の上面６４ａ又は内部基板５４の上面５４ａ上に配置され、半導体レーザ素子１２の第２出射面１２ｂから出射される光を検出し電気信号に変換する。変換された電気信号は受光素子とパッケージ第２側面２２ｄの第２側面リードピン６１ａ、６１ｂを結ぶボンディングワイヤ（図示せず）、第２側面リードピン６１ａ、６１ｂを介してパッケージの外に出力される。
【００５３】
サーミスター等の温度検知素子６２は、半導体レーザ素子１２に近接して配置される。そして検出した電気信号は、温度検知素子６２とパッケージ第１側面２２ｃの第１側面リードピン６０ｃを結ぶボンディングワイヤ８６、パッケージ第１側面の第１側面リードピン６０ｃを介してパッケージの外に出力される。
【００５４】
集光レンズ部８５は、半導体レーザ素子１２ａから出射される光を集光し光ファイバ端１６ａに入射させるよう搭載部材６４のレンズ支持部６４ｂに固定される。
【００５５】
ここで、半導体レーザモジュール１０は、１０ＧＨｚ以上の周波数成分を含む正相信号及び逆相信号を差動入力により正相信号リードピン３１及び逆相信号用リードピン３２に入力してもよい。
【００５６】
これにより、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号は、パッケージ外部から飛来する電磁ノイズ等による擾乱に対する耐性が向上し、光送信モジュールの動作をより安定的にすることが出来る。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係わる光送信モジュールでは、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子をリードピンとすることが出来る。これにより、回路基板から１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号を入力する際に同軸ケーブルが不要となり回路基板上に同軸ケーブルの配置を設ける必要がなくなる。その結果、回路基板を小型化することが出来る。
【００５８】
更に、本発明に係わる光送信モジュールでは、光ファイバを固定する光ファイバ支持面と対向する対向面に、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子として、正相信号用リードピンと逆相信号用リードピンを備えることが可能となる。その結果、発明にかかわる光送信モジュールを実装する回路基板の設計上の自由度を損なうことがない。
【００５９】
また、本発明に係わる光送信モジュールでは、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子をリードピンとしたことにより、正相信号のリードピンと逆相信号のリードピンはパッケージ底面と平行となる平面上に設けることが可能となる。よって、パッケージの高さが同軸コネクタの大きさに制約されなくなり、その結果光送信モジュールの低背化をすることが出来る。
【００６０】
更に、正相信号用リードピンと逆相信号用リードピンは、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号に対してもインピーダンスが整合し、更にボンディングワイヤ７０と７１は互いに長さ、断面形状の等しい短い長さで構成されるため、インピーダンス不整合に起因する信号伝送特性の劣化、誤動作が防止され、光送信モジュール１０の安定動作が実現する。
【００６１】
従って、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号を入力して動作する光送信モジュールにおいて、この光送信モジュールを実装した回路基板の設計上の自由度を損なうことなく回路基板の小型化を可能にする小型な光送信モジュールが提供された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる光送信モジュールの平面断面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる図１のＡ−Ｂの縦断面図である
【図３】本発明の光送信モジュールを実装した回路基板の構成図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる半導体回路素子の回路構成図である。
【図５】従来技術による光送信モジュールの斜視図である。
【図６】従来技術による光送信モジュールを実装した回路基板の構成図である。
【符号の説明】
１０、９０…光送信モジュール、１２…半導体レーザ素子、１４…半導体回路素子、１６、９４…光ファイバ、１９…フェルール、２０…半導体素子アセンブリ、２２、９２…パッケージ、３１…正相信号用リードピン、３２…逆相信号用リードピン、２２ｃ…パッケージ第１側面、２２ｄ…パッケージ第２側面、２２ａ、９３…ファイバ支持側面、２２ｂ、９９…対向面、５０…接地用リードピン、５４…内部基板、６０…第１側面リードピン、６１…第２側面リードピン、６２…温度検知素子、６３…チップ搭載部品、６４…搭載部材、７０、７１、８１、８７…ボンディングワイヤ、８２…光透過板、８３…ガイド部、８４…スリーブ、８５…集光レンズ部、９１ａ、９１ｂ…同軸コネクタ、９５…回路基板、９６…電気回路部、９７…同軸ケーブル、９８…電気素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信で光源として用いられる光送信モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来技術による光送信モジュール９０の典型的な構成を示す斜視図である。光通信で光源として用いる従来技術による光送信モジュール９０において、２．５ＧＨｚ以上の高周数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号をパッケージ外部からパッケージ内部に伝送するのに、正相信号と逆相信号のインピーダンス整合を目的として、一般的なバタフライ型パッケージ９２の側面にＳＭＡ型またはＧＰＯ型などの同軸コネクタ９１ｂを備えた構成とするのが一般的であった。そして同軸コネクタ９１ｂは、同軸コネクタ９１ｂ自体の大きさによる制約から、光ファイバ９４が固定された光ファイバ支持面９３と対向するパッケージ側面に備えることができず、光ファイバ９４が固定された光ファイバ支持面９３と直交するパッケージ側面に備えるのが一般的であった。
【０００３】
図６は、従来技術による光送信モジュール９０を回路基板９５に実装した典型的な構成を示す図である。回路基板９５は主に、同軸コネクタ９１ｂを備えた光送信モジュール９０と、電気素子９８及び同軸コネクタ９１ａを含むこの光送信モジュール９０を制御するための電気回路部９６から構成されている。そして、従来技術による光送信モジュール９０では、２．５GHz以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号を光送信モジュール９０に入力するために光送信モジュール９０と回路基板９５の電気回路部９６との間は、電気回路部９６に設けた同軸コネクタ９１ａと光送信モジュール９０に設けられた同軸コネクタ９１bとを同軸ケーブル９７で結ぶのが一般的であった。ここで、光送信モジュール９０には、光送信モジュール９０から出射される光を導出する光ファイバ９４が備えられており、この光ファイバ９４が備えられた光送信モジュール９０の光ファイバ支持面９３は回路基板９５からの光信号の出力端として、回路基板９５の一辺９５ａに沿うように配置する必要がある。また電気回路部９６は、回路基板９５を設計する際の自由度を確保する観点から回路基板９５の一辺９５ａと対向する他辺９５ｂに沿うように配置する必要がある。ここで、同軸ケーブル９７を伝送する高周波信号を劣化させないために、電気回路部９６に設けた同軸コネクタ９１ａと光送信モジュール９０に設けた同軸コネクタ９１bとを結ぶ同軸ケーブル９７は緩やかな曲率の円弧に沿うよう回路基板９５に配置され、同軸ケーブル９７の長さは少なくとも４〜５ｃｍが必要とされた。しかし、この構成では回路基板９５には同軸ケーブル９７の配置部が必要となり、この配置部が回路基板９５の小型化に対して制約要素になるという大きな問題点があった。
【０００４】
更に、同軸コネクタ９１b自体の外形寸法上の制約は、光送信モジュール９０自体の低背化への制約となっていた。光送信モジュール９０の小型化、とりわけ光送信モジュール９０のパッケージ部分の小型化は近年の光伝送装置の小型化に対して求められる命題でもあった。
【０００５】
このような問題点と併せて解決が望まれている問題として、高速動作が可能な光送信モジュールが求められている。例えば、最近では、光送信モジュールに対して、１０ＧＨｚ以上の周波数成分を含む駆動信号で動作することが求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号を入力して動作する光送信モジュールにおいて、この光送信モジュールを実装した回路基板の設計上の自由度を損なうことなく回路基板の小型化を可能にする小型な光送信モジュールを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の光送信モジュールは、光を出射する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子を搭載するためのチップ搭載部品と、該半導体レーザ素子を駆動する半導体回路素子と、上記半導体レーザ素子、チップ搭載部品、および半導体回路素子とを搭載する搭載部材と、上記半導体レーザ素子から出射する光を伝送する光ファイバを固定する光ファイバ支持面からなるパッケージとを備え、上記パッケージは、上記半導体レーザ素子、上記チップ搭載部品、上記半導体回路素子、及び上記搭載部材とを内包し、さらに、該パッケージの上記光ファイバ支持面と直交する第１の側面と第２の側面と、上記支持面と対向する対向面とに、それぞれリードピンを備え、上記対向面に設けられたリードピンは、正相信号を上記半導体回路素子に入力する正相信号用リードピンと、逆相信号を上記半導体回路素子に入力する逆相信号用リードピンであり、
上記半導体回路素子は、高周波数成分を含む上記正相信号及び上記逆相信号の相補的な信号を受けこれを単相信号に変換して上記半導体レーザ素子に出力するように上記半導体レーザ素子に電気的に接続され、上記半導体回路素子と上記半導体レーザ素子を搭載したチップ搭載部品とが上記光ファイバ支持面と垂直な方向に順番に、隣接して配置されていることを特徴とする。
【０００８】
光送信モジュールに入力する高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子を同軸コネクタに変えてリードピンとしたことにより、回路基板と光送信モジュールの電気的な接続はこのリードピンを回路基板上の電気回路部とハンダ材などを介して電気的に接続することによって実現することが出来る。このため、回路基板から正相信号と逆相信号の相補的な信号を光送信モジュールに入力する際に用いる同軸ケーブルが不要となり、よって回路基板上に同軸ケーブルの配置部が不要となる。従って、本発明による光送信モジュールによれば実装する回路基板の小型化を実現することが出来る。
【０００９】
加えて、光送信モジュールに入力する高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子を同軸コネクタに変えてリードピンとしたことにより、光ファイバを固定する光ファイバ支持面と対向する小さな対向面であっても正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子を設けることが可能となる。従って、本発明の光送信モジュールによれば実装する回路基板の設計上の自由度を損なうことなく小型化することが出来る。
【００１０】
更に、光送信モジュールに入力する高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子を同軸コネクタに変えてリードピンとしたことにより、パッケージの対向面に、正相信号のリードピンと逆相信号のリードピンはパッケージ底面と平行となる平面上に設けることが可能となる。このため、パッケージの対向面に、同軸コネクタの場合と比較して正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子をパッケージの高さ方向に対して小さく備えることが可能となる。従って、パッケージの高さが同軸コネクタの大きさに制約されることがなくなり、よって光送信モジュールを低背化することが出来る。
【００１１】
本発明の光送信モジュールは、正相信号用リードピン及び逆相信号用リードピンはパッケージ底面と平行となる平面上において上記対向面に対して略垂直になるよう設けられ、更に上記正相信号用リードピン及び上記逆相信号用リードピンが設けられた上記平面であって、上記正相信号用リードピンと上記逆相信号用リードピンとの間、および両リードピンの両側とに、さらに接地用リードピンを備えることが好適である。
【００１２】
これによって、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号においても、パッケージの対向面からそれぞれ外側へ突出した正相信号用リードピンの正相信号と逆相信号用リードピンの逆相信号との相互干渉を抑制することが可能になり、従ってパッケージの対向面からそれぞれ外側へ突出した正相信号用リードピンと逆相信号用リードピンのインピーダンスを整合させることが出来る。
【００１３】
本発明の光送信モジュールは、正相信号用リードピンと、逆相信号用リードピンと、接地用リードピン、のパッケージ内部はコプレーナ型伝送路とすることが好適である。
【００１４】
これによって、高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号においても、パッケージ内部における正相信号用リードピンと逆相信号用リードピンのインピーダンスを整合させることが出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の説明する以下の詳細な記述から容易に明らかになる。
【００１６】
図１は本実施形態にかかる光送信モジュール１０の平面断面図、図２は図１におけるＡ−Ｂの縦断面図である。また、図３は本実施形態にかかる光送信モジュールを実装した回路基板の構成図である。
【００１７】
図１及び図２において、光送信モジュール１０は、光を出射する半導体レーザ素子１２と、半導体レーザ素子１２を駆動する半導体回路素子１４とを含む半導体素子アセンブリ２０がパッケージ２２によって内包されており、半導体レーザ素子１２から出射する光を入射させる光ファイバ１６がパッケージ２２の光ファイバ支持面２２ａに固定され、光ファイバ支持面２２ａに対向するパッケージ２２の対向面２２ｂには１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号を入力するためのリードピン３０を備えている。
【００１８】
このため、図３において、回路基板９５から正相信号と逆相信号の相補的な信号を光送信モジュールに入力する際に用いる同軸ケーブルが不要となり、よって回路基板上に同軸ケーブルの配置部が不要となる。従って、光送信モジュール１０を実装する回路基板９５を小型化することが出来る。
【００１９】
加えて、光送信モジュール１０は、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子として同軸コネクタに変えてリードピン３０としたため、パッケージ２２の対向面２２ｂのような小さな側面であっても高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子を備えることが出来る。従って、光送信モジュール１０を実装する回路基板９５の設計上の自由度を損なうことがない。
【００２０】
更に、図１及び図２において光送信モジュール１０は、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子として同軸コネクタに変えてリードピン３０を備えているため、パッケージ２２の高さが同軸コネクタの大きさに制約されることがなくなり、よって光送信モジュールを低背化することが出来る。
【００２１】
パッケージ２２は、Ａ−Ｂ軸と平行に沿って伸びる第１側面２２ｃ及び第２側面２２ｄと、Ａ−Ｂ軸と垂直となり光ファイバの一端部が固定される光ファイバ支持面２２ａ、光ファイバ支持面と対向する対向面２２ｂを備える。
【００２２】
１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号を入力するためのリードピン３０は正相信号用リードピン３１と逆相信号用リードピン３２を含み、正相信号用リードピン３１と逆相信号用リードピン３２はパッケージ２２の底面２２ｅと平行となる平面上において上記対向面２２ｂに対して略垂直になるよう設けられる。そして、正相信号用リードピン３１と逆相信号用リードピン３２はパッケージ外部とパッケージ内部をパッケージの対向面２２ｂで貫通するよう設けられている。
【００２３】
更に、正相信号用リードピン３１は、パッケージ外部で入力端子となる正相信号用外部リードピン３１ａと、パッケージの対向面２２ｂを外部から内部へ貫通する正相信号用貫通リードピン３１ｂと、パッケージ内部の正相信号用内部リードピン３１ｃとから構成されている。逆相信号用リードピン３２も同様に、逆相信号用外部リードピン３２ａと、逆相信号用貫通リードピン３２ｂと、逆相信号用内部リードピン３２ｃから構成されている。
【００２４】
パッケージ２２の対向面２２ｂには、正相信号用リードピン３１及び逆相信号用リードピン３２が設けられた平面と同一な上記平面であって上記正相信号用リードピン３１及び逆相信号用リードピン３２の両側に上記対向面２２ｂに対して略垂直に貫通するよう接地用リードピン５０が設けられている。そして、接地用リードピン５０はパッケージ外部とパッケージ内部をパッケージの対向面２２ｂで貫通するよう設けられている。
【００２５】
接地用リードピン５０は、パッケージ外部の接地用外部リードピン（接地用外部導体）５０ａと、パッケージ２２の対向面２２ｂを外部から内部へ貫通する接地用貫通リードピン（接地用貫通部導体）５０ｂと、パッケージ内部での接地用内部リードピン（接地用内部導体）５０ｃから構成されている。
【００２６】
正相信号用外部リードピン３１ａ、逆相信号用外部リードピン３２ａ、接地用外部リードピン５０ａは互いに長さ及び断面形状がほぼ等しくなるよう設けられている。そして、パッケージ低面２２ｅと平行となる平面上において、接地用外部リードピン５０ａ、正相信号用外部リードピン３１ａ、接地用外部リードピン５０ａ、逆相信号用外部リードピン３２ａ、接地用外部リードピン５０ａの順に配列されている。
【００２７】
よって、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号においても、正相信号用外部リードピン３１ａの正相信号と逆相信号用外部リードピン３２ａの逆相信号の相互干渉を抑制することが可能であり、よって正相信号用外部リードピン３１ａと逆相信号用外部リードピン３２ａのインピーダンスを整合させることが出来る。
【００２８】
パッケージ２２の対向面２２ｂであって、正相信号用貫通リードピン３１ｂと、逆相信号用貫通リードピン３２ｂと、接地用貫通リードピン５０ｂ、それぞれの周辺部分は電気的絶縁材料で形成されている。このため、正相信号用貫通リードピン３１ｂの正相信号と逆相信号用貫通リードピン３２ｂの逆相信号の相互干渉を抑制することが可能であり、よって正相信号用貫通リードピン３１ｂと逆相信号用貫通リードピン３２ｂのインピーダンスを整合させることが出来る。
【００２９】
正相信号用リードピン３１と、逆相信号用リードピン３２と、接地用リードピン５０のパッケージ２２内部は、以下に詳述するようコプレーナ型伝送路として形成される。
【００３０】
正相信号用内部リードピン３１ｃ、逆相信号用内部リードピン３２ｃ、接地用内部リードピン（接地用内部導体）５０ｃは、誘電体材料からなる内部基板５４の上面５４ａに搭載されている。
【００３１】
正相信号用内部リードピン３１ｃと逆相信号用内部リードピン３２ｃは、ストライプ形状を有して直線的に延伸し、延伸する長さ及び延伸方向に直交する断面の形状が互いに等しくなるよう設けられている。
【００３２】
正相信号用内部リードピン３１ｃ及び逆相信号用内部リードピン３２ｃ、それぞれの両側には接地用内部リードピン（接地用内部導体）５０ｃが設けられている。接地用リードピン（接地用内部導体）５０ｃは正相信号用内部リードピン３１ｃ又は逆相信号用内部リードピン３２ｃと一定の間隙を残して内部基板５４の上面５４ａを覆うよう設けられる。
【００３３】
よって、１０ＧＨｚ以上の周波数成分を含む正相信号及び逆相信号においても、正相信号用内部リードピン３１ｃの正相信号と逆相信号用内部リードピン３２ｃの逆相信号の相互干渉を抑制することが可能であり、よって正相信号用内部リードピン３１ｃと逆相信号用内部リードピン３２ｃのインピーダンスを整合させることが出来る。
【００３４】
内部基板５４の上面５４ａのパッケージ底面２２ｅからの高さは、正相信号用リードピン３１及び逆相信号用リードピン３２が対向面２２ｅに対して略垂直に延伸するよう規定される。
【００３５】
パッケージ第１側面２２ｃ及びパッケージ第２側面２２ｄには、それぞれの側面においてパッケージ外部とパッケージ内部を貫通するよう、高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の入力以外に用いられる複数のリードピン（以下、第１側面リードピン６０及び第２側面リードピン６１）が設けられている。
【００３６】
第１側面リードピン６０及び第２側面リードピン６１のパッケージ底面２２ｅからの高さは、対向面２２ｂに設けられた正相信号用リードピン３１、逆相信号用リードピン３２、接地用リードピン５０のパッケージ底面からの高さとほほ等しくなるよう規定されている。また第１側面リードピン６０及び第２側面リードピン６１は、パッケージ底面２２ｅと略平行となるよう設けられている。
【００３７】
第１側面リードピン６０及び第２側面リードピン６１は、後述する受光素子（図示せず）、温度検知素子６２の信号入出力端子、半導体回路素子１４のバイアス電流供給用端子などとして用いられる。
【００３８】
半導体素子アセンブリ２０は、更に半導体回路素子１４と半導体レーザ素子１２を搭載する搭載面６４ａとレンズ支持部６４ｂを有する搭載部材６４を備える。
レンズ支持部６４ｂは搭載面６４ａに略垂直となるよう延伸している。
【００３９】
半導体回路素子１４、半導体レーザ素子１２はこの順に、内部基板５４からＡ−Ｂ軸に沿って互いに近接して搭載面６４ａに搭載され、搭載部材６４を介してパッケージ底面２２ｅに固定されている。
【００４０】
半導体レーザ素子１２は更に、チップキャリアなどのチップ搭載部品６３を介して搭載部材６４に固定されている。そして半導体レーザ素子１２から出射される光の光軸は、Ａ−Ｂ軸と平行となるよう設けられている。
【００４１】
正相信号用内部リードピン３１ｃ及び逆相信号用内部リードピン３２ｃと半導体回路素子１４との電気的接続のため、正相信号用内部リードピン３１ｃ及び逆相信号用内部リードピン３２ｃの上面６７のパッケージ底面２２ｅからの高さと、半導体回路素子１４ａに設けられた正相信号用及び逆相信号用それぞれのワイヤリングパッド（図示せず）のパッケージ底面２２ｅからの高さは、ほぼ等しくなるよう規定される。
【００４２】
そして、正相信号用内部リードピン端３１ｄ及び逆相信号用内部リードピン端３２ｄと半導体回路素子上面１４ａに設けられたワイヤリングパッドとの間は、それぞれ互いに長さ、断面形状の等しいボディングワイヤ７０で電気的に接続されている。
【００４３】
同様に、チップ搭載部品６３の上面６３ａには半導体レーザ素子１２と電気的に接続した半導体レーザ素子１２への高周数信号の入力部となるワイヤリングパッド（図示せず）が設けられ、上記ワイヤリングパッドのパッケージ底面２２ｅからの高さと半導体素子上面１４ａに設けられたワイヤリングパッドのパッケージ底面２２ｅからの高さは、ほぼ等しくなるよう規定される。
【００４４】
そして、正相信号用内部リードピン端３１ｄ及び逆相信号用内部リードピン端３２ｄ、半導体回路素子１４、半導体レーザ素子１２を搭載したチップ搭載部品６３は、Ａ−Ｂ軸に沿って互いにそれぞれ近接して配置される。よって、正相信号用内部リードピン端３１ｄと半導体回路素子１４との間、逆相信号用内部リードピン端３２ｄと半導体回路素子１４との間、半導体回路素子１４とチップ搭載部品６３との間のボンディングワイヤ７０，７１は、短い長さで構成することが出来る。
【００４５】
上記の通り、光送信モジュール１０の正相信号用リードピン３１と逆相信号用リードピン３２は、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号に対してインピーダンスが整合し、またボンディングワイヤ７０、７１は互いに長さ、断面形状の等しく短い長さで構成されるため、インピーダンス不整合に起因する信号伝送特性の劣化、誤動作が防止され、光送信モジュール１０の安定動作が実現する。
【００４６】
半導体レーザ素子１２は、第１出射面１２ａと、これに対向するは第２出射面１２ｂを有する。
【００４７】
半導体回路素子１４は、図４に示すような構成となつている。すなわち、入力端子Ｉ１から入力された正相信号、入力端子Ｉ２から入力された逆相信号を増幅して出力する増幅器８０と、増幅器８０から出力された信号によって駆動する差動アンプとから主に構成される。差動アンプは、増幅器８０によって増幅された正相信号がゲートに入力されるＦＥＴ１と、増幅器８０によって増幅された逆相信号がゲートに入力されるＦＥＴ２がとからなり、ＦＥＴ１のソースとＦＥＴ２のソースとは互いに接続され共通なソースとなっている。この共通ソースには、変調電流制御用ＦＥＴ３が接続されており、この変調電流制御用ＦＥＴ３によって、ＦＥＴ１及びＦＥＴ２に振り分ける総電量が制御される。上記の構成によって、ＦＥＴ１側のドレイン側からは正相信号が出力され、ＦＥＴ２側ドレイン側からは逆相信号が出力されることになる。また、ＦＥＴ２のドレインと変調電流制御用ＦＥＴ３のソース間には、半導体レーザ素子１２に対して、上記正相信号と逆相信号に加えてバイアス電流（直流電流）を与えるためのバイアス電流制御用ＦＥＴ４が設けられている。バイアス電流制御用ＦＥＴ４により、半導体レーザ素子が駆動するしきい値電流をバイアスする電流として与えることで、上記正相信号及び逆相信号によってのみ半導体レーザの発光、消光を制御することが可能となる。より具体的には、半導体レーザ素子のアノード側は接地電位となっていることから、カソード側の電位が負となることで半導体レーザ素子を発光することになる。バイアス電流は、図１においてパッケージ第１側面に設けられた第１側面リードピン６０ａ及び第１側面リードピン６０ａと半導体回路素子を結ぶボンディングワイヤ８１を介して供給される。
【００４８】
図１及び図２において、光ファイバ１６は、一端１６ａとこれに対向する他端（図示せず）を有し、光ファイバの一端１６ａにはフェルール１９が備えられ、一端１６ａと対向する光ファイバ１６の他端（図示せず）には光結合デバイス（図示せず）が備えられている。
【００４９】
パッケージ２２のファイバ支持面２２ａには、半導体レーザ素子１２から出射する光を透過させる光透過板８２、円筒形状を有し光透過板８２の位置に合わせて設けられるガイド部８３、光ファイバの一端１６ａに備えられたフェルール１９をガイド部８３に固定するスリーブ８４が備えられている。
【００５０】
フェルール１９は、その一端１９ａをガイド部８３に挿入した状態で半導体レーザ素子１２の第１出射面１２ａからの出射光に対して、光送信モジュール１０として最適な出力光となるよう位置調整された後に、スリーブ８４を介してガイド部８３に溶接などで固定される。
【００５１】
光送信モジュール１０は、更に受光素子（図示せず）、サーミスター等の温度検知素子６２、集光レンズからなる集光レンズ部８５を備えてもよい。
【００５２】
受光素子は、半導体レーザ素子の第２出射面１２ｂから出射される光を受光可能なよう第２出射面１２ｂと対向面２２ｂの間となる搭載部材６４の上面６４ａ又は内部基板５４の上面５４ａ上に配置され、半導体レーザ素子１２の第２出射面１２ｂから出射される光を検出し電気信号に変換する。変換された電気信号は受光素子とパッケージ第２側面２２ｄの第２側面リードピン６１ａ、６１ｂを結ぶボンディングワイヤ（図示せず）、第２側面リードピン６１ａ、６１ｂを介してパッケージの外に出力される。
【００５３】
サーミスター等の温度検知素子６２は、半導体レーザ素子１２に近接して配置される。そして検出した電気信号は、温度検知素子６２とパッケージ第１側面２２ｃの第１側面リードピン６０ｃを結ぶボンディングワイヤ８６、パッケージ第１側面の第１側面リードピン６０ｃを介してパッケージの外に出力される。
【００５４】
集光レンズ部８５は、半導体レーザ素子１２ａから出射される光を集光し光ファイバ端１６ａに入射させるよう搭載部材６４のレンズ支持部６４ｂに固定される。
【００５５】
ここで、半導体レーザモジュール１０は、１０ＧＨｚ以上の周波数成分を含む正相信号及び逆相信号を差動入力により正相信号リードピン３１及び逆相信号用リードピン３２に入力してもよい。
【００５６】
これにより、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号は、パッケージ外部から飛来する電磁ノイズ等による擾乱に対する耐性が向上し、光送信モジュールの動作をより安定的にすることが出来る。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係わる光送信モジュールでは、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子をリードピンとすることが出来る。これにより、回路基板から１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号を入力する際に同軸ケーブルが不要となり回路基板上に同軸ケーブルの配置を設ける必要がなくなる。その結果、回路基板を小型化することが出来る。
【００５８】
更に、本発明に係わる光送信モジュールでは、光ファイバを固定する光ファイバ支持面と対向する対向面に、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子として、正相信号用リードピンと逆相信号用リードピンを備えることが可能となる。その結果、発明にかかわる光送信モジュールを実装する回路基板の設計上の自由度を損なうことがない。
【００５９】
また、本発明に係わる光送信モジュールでは、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号の入力端子をリードピンとしたことにより、正相信号のリードピンと逆相信号のリードピンはパッケージ底面と平行となる平面上に設けることが可能となる。よって、パッケージの高さが同軸コネクタの大きさに制約されなくなり、その結果光送信モジュールの低背化をすることが出来る。
【００６０】
更に、正相信号用リードピンと逆相信号用リードピンは、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号に対してもインピーダンスが整合し、更にボンディングワイヤ７０と７１は互いに長さ、断面形状の等しい短い長さで構成されるため、インピーダンス不整合に起因する信号伝送特性の劣化、誤動作が防止され、光送信モジュール１０の安定動作が実現する。
【００６１】
従って、１０ＧＨｚ以上の高周波数成分を含む正相信号及び逆相信号の相補的な信号を入力して動作する光送信モジュールにおいて、この光送信モジュールを実装した回路基板の設計上の自由度を損なうことなく回路基板の小型化を可能にする小型な光送信モジュールが提供された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる光送信モジュールの平面断面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる図１のＡ−Ｂの縦断面図である
【図３】本発明の光送信モジュールを実装した回路基板の構成図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる半導体回路素子の回路構成図である。
【図５】従来技術による光送信モジュールの斜視図である。
【図６】従来技術による光送信モジュールを実装した回路基板の構成図である。
【符号の説明】
１０、９０…光送信モジュール、１２…半導体レーザ素子、１４…半導体回路素子、１６、９４…光ファイバ、１９…フェルール、２０…半導体素子アセンブリ、２２、９２…パッケージ、３１…正相信号用リードピン、３２…逆相信号用リードピン、２２ｃ…パッケージ第１側面、２２ｄ…パッケージ第２側面、２２ａ、９３…ファイバ支持側面、２２ｂ、９９…対向面、５０…接地用リードピン、５４…内部基板、６０…第１側面リードピン、６１…第２側面リードピン、６２…温度検知素子、６３…チップ搭載部品、６４…搭載部材、７０、７１、８１、８７…ボンディングワイヤ、８２…光透過板、８３…ガイド部、８４…スリーブ、８５…集光レンズ部、９１ａ、９１ｂ…同軸コネクタ、９５…回路基板、９６…電気回路部、９７…同軸ケーブル、９８…電気素子
Claims (3)
- 光を出射する半導体レーザ素子と、
前記半導体レーザ素子を搭載するためのチップ搭載部品と、
前記半導体レーザ素子を駆動する半導体回路素子と、
前記半導体レーザ素子、チップ搭載部品、および半導体回路素子とを搭載する搭載部材と、
前記半導体レーザ素子から出射する光を伝送する光ファイバを固定する光ファイバ支持面からなるパッケージとを備え、
前記パッケージは、前記半導体レーザ素子、前記チップ搭載部品、前記半導体回路素子、及び前記搭載部材とを内包し、
さらに、該パッケージの前記光ファイバ支持面と直交する第１の側面と第２の側面と、 前記支持面と対向する対向面とに、それぞれリードピンを備え、
前記対向面に設けられたリードピンは、正相信号を前記半導体回路素子に入力する正相信号用リードピンと、逆相信号を前記半導体回路素子に入力する逆相信号用リードピンであり、
前記半導体回路素子は、高周波数成分を含む前記正相信号及び前記逆相信号の相補的な信号を受けこれを単相信号に変換して前記半導体レーザ素子に出力するように前記半導体レーザ素子に電気的に接続され、
前記半導体回路素子と前記半導体レーザ素子を搭載したチップ搭載部品とが前記光ファイバ支持面と垂直な方向に順番に、隣接して配置されていることを特徴とする光送信モジュール。 - 前記正相信号用リードピン及び前記逆相信号用リードピンはパッケージ底面と平行となる平面上において前記対向面に対して略垂直になるよう設けられ、更に前記正相信号用リードピン及び前記逆相信号用リードピンが設けられた前記平面であって、前記正相信号用リードピンと前記逆相信号用リードピンとの間、および両リードピンの両側とに、さらに接地用リードピンを備えることを特徴とする請求項１に記載の光送信モジュール。
- 前記正相信号用リードピンと、前記逆相信号用リードピンと、前記接地用リードピンの前記パッケージ内部はコプレーナ型伝送路であることを特徴とする請求項２に記載の光送信モジュール。
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