JP4124405B2 - 光モジュール - Google Patents
光モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP4124405B2 JP4124405B2 JP2001161319A JP2001161319A JP4124405B2 JP 4124405 B2 JP4124405 B2 JP 4124405B2 JP 2001161319 A JP2001161319 A JP 2001161319A JP 2001161319 A JP2001161319 A JP 2001161319A JP 4124405 B2 JP4124405 B2 JP 4124405B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical module
- pattern
- transmission line
- matching circuit
- gold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/0555—Shape
- H01L2224/05552—Shape in top view
- H01L2224/05554—Shape in top view being square
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/30107—Inductance
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3011—Impedance
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光通信システムにおいて使用する光モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来の光モジュールの概要構成を示す図である。また、図１２は、図１１に示した光モジュールの等価回路を示す回路図である。図１１および図１２において、この光モジュール６は、プリアンプＩＣであるプリアンプ１、フォトダイオード素子２、レンズ３、光ファイバ４、伝送線路基板５、金細線７、金パターン８、フォトダイオード素子２の出力電極９、プリアンプ１の入力電極１０、プリアンプ１の出力電極１１を備える。
【０００３】
また、図１２において、金細線７は寄生インダクタンス７ａを有し、プリアンプ１の出力電極１１は寄生キャパシタンス１１ａを有する。プリアンプ１は、トランスインピーダンスアンプ１０１、帰還抵抗１０２、差動アンプ１０３、出力段のエミッタフォロア１０４、整合抵抗１０５を有する。
【０００４】
ここで、フォトダイオード素子２の出力電極９とプリアンプ１の入力電極１０との間、およびプリアンプ１の出力電極１１と伝送線路基板５の金パターン８との間は、それぞれ金細線７によって電気的に接続されている。また、伝送線路基板５の金パターン８は、高周波信号が損失なく伝搬するように、適切な特性インピーダンスに設定されている。さらに、レンズ３は、光ファイバ４から入射された入射光１２がフォトダイオード素子２に効率よく入射するように配設されている。
【０００５】
つぎに、この光モジュール６の動作について説明する。この光モジュール６は、光通信システムの受信側で用いられる光モジュールであり、受信した入力光信号を効率よく電気信号に変換する機能を有するものである。光ファイバ４から入射された入力光信号は、レンズ３を介して効率よくフォトダイオード素子２に結合される。
【０００６】
フォトダイオード素子２によって、入力光信号は電流信号に変換され、この電流信号はプリアンプ１内のトランスインピーダンスアンプ１０１によって、電圧信号に変換されるとともに、増幅される。この電圧信号は、後段の差動アンプ１０３によって、単相信号から差動信号に変換されるとともに、さらに増幅され、プリアンプ１の最終段であるエミッタフォロア１０４から差動の電気信号として出力される。この電気信号は、伝送線路基板５を介して、光モジュール６外部に出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の光モジュールでは、高周波信号が損失なく出力され、伝搬するように、整合抵抗１０５の抵抗値を調整して、光モジュール６外部の負荷のインピーダンスと等しくなるようにしている。
【０００８】
しかしながら、プリアンプ１の出力電極１１の寄生キャパシタンス１１ａや、プリアンプ１と伝送線路基板５とを電気的に接続する金細線７の寄生インダクタンス７ａの値によっては、高周波的にインピーダンスの不整合が生じ、高周波信号の伝搬損失が大きくなるという問題があった。すなわち、光モジュール６の出力部における高周波反射減衰量が劣化するために、光モジュール６の負荷との間で多重反射が生じ、高周波特性が劣化するという問題があった。
【０００９】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくし、高周波特性に優れた光モジュールを得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる光モジュールは、光電変換用のフォトダイオード素子と、入力された光信号を前記フォトダイオード素子に結合させる結合光学系と、前記フォトダイオード素子によって光電変換された電気信号を増幅するプリアンプと、この電気信号を出力する伝送線路基板とを備えた光モジュールにおいて、前記プリアンプと前記伝送線路基板との間に設けられたインピーダンス整合回路を備え、前記インピーダンス整合回路は、グランドに対してキャパシタンス成分を有するとともに、直列にインダクタンス成分を有する回路であり、前記インピーダンス整合回路のインダクタンス成分は、前記伝送線路基板に配設された第１の金属パターンによって形成され、該第１の金属パターンは、前記伝送線路基板に配設され、前記インピーダンス整合回路のキャパシタンス成分として機能する第２の金属パターンと、前記伝送線路基板に配設され、該伝送線路基板上の伝送線路として機能する第３の金属パターンとを接続してなることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、プリアンプと伝送線路基板との間に、インピーダンス整合回路を設け、このインピーダンス整合回路のキャパシタンス値およびインダクタンス値を適切な値に設定することによって、高周波におけるＳ２２特性を改善することができ、光モジュール出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができるとともに、インピーダンス整合回路のインダクタンス成分として機能する第１の金属パターンと、インピーダンス整合回路のキャパシタンス成分として機能する第２の金属パターンと、伝送線路基板上の伝送線路として機能する第３の金属パターンとの伝送路基板上での接続が可能となる。
【００１２】
つぎの発明にかかる光モジュールは、前記第１の金属パターンは、前記第２の金属パターンよりもパターン長が長く、かつ、パターン幅が細く形成され、さらに、前記第３の金属パターンよりもパターン幅が細く形成されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第１の金属パターンを、第２の金属パターンよりもパターン長を長く、かつ、パターン幅を細く形成し、さらに、第３の金属パターンよりもパターン幅を細く形成することで、インダクタンス成分と、キャパシタンス成分との調整を容易としている。
【００１６】
つぎの発明にかかる光モジュールは、上記の発明において、前記インピーダンス整合回路のキャパシタンス成分は、平行平板型のマイクロチップコンデンサによって形成されることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、前記インピーダンス整合回路のキャパシタンス成分を、平行平板型のマイクロチップコンデンサによって具体的に形成するようにしている。
【００１８】
つぎの発明にかかる光モジュールは、上記の発明において、前記マイクロチップコンデンサは、容量調整が可能なマイクロチップコンデンサであることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、前記マイクロチップコンデンサを、容量調整が可能なマイクロチップコンデンサとし、最適なキャパシタンス成分に設定できるようにしている。
【００２２】
つぎの発明にかかる光モジュールは、前記第２の金属パターンは、容量調整が可能なパターンであることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、第２の金属パターンは、容量調整が可能なパターンとし、たとえば金属パターン自体の大きさを変化させ、あるいは隣接させた金属パターンを並列接続させることによって、容量調整を行うようにしている。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光モジュールの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１である光モジュールの概要構成を示す図である。また、図２は、図１に示した光モジュールの等価回路を示す回路図である。図１および図２において、この光モジュール６は、プリアンプＩＣであるプリアンプ１、フォトダイオード素子２、レンズ３、光ファイバ４、伝送線路基板５、金細線７、金パターン８、フォトダイオード素子２の出力電極９、プリアンプ１の入力電極１０、プリアンプ１の出力電極１１、キャパシタンス成分およびインダクタンス成分を有する整合回路１３を備える。
【００３２】
ここで、図２に示すように、各金細線７は寄生インダクタンス７ａを有し、プリアンプ１の出力電極９は寄生キャパシタンス１１ａを有する。さらに、プリアンプ１は、トランスインピーダンスアンプ１０１、帰還抵抗１０２、差動アンプ１０３、出力段のエミッタフォロア１０４、整合抵抗１０５を有する。整合回路１３は、インダクタンス成分１３１ａおよびキャパシタンス成分１３２ａを有する。なお、整合回路１３のキャパシタンス成分１３２ａはシャント接続され、インダクタンス成分１３１ａは直列接続されている。
【００３３】
フォトダイオード素子２の出力電極９とプリアンプ１の入力電極１０との間、プリアンプ１の出力電極１１と整合回路１３との間、および整合回路１３と伝送線路基板５の金パターン８との間は、それぞれ金細線７によって電気的に接続されている。伝送線路基板５の金パターン８は、高周波信号が損失なく伝搬すべく、適切な特性インピーダンスに設定されている。また、レンズ３は、光ファイバ４から入射された入射光１２がフォトダイオード素子２に効率よく入射するように配設されている。
【００３４】
ここで、この光モジュール６の動作について説明する。この光モジュール６は、光通信システムの受信側において用いられる光モジュールであり、受信した光信号を効率よく電気信号に変換する機能を有する。光ファイバ４から入射された入力光信号は、レンズ３を介して効率よくフォトダイオード素子２に結合される。フォトダイオード素子２は、この入力光信号を電流信号に変換し、この電流信号はプリアンプ１内のトランスインピーダンスアンプ１０１によって、電圧信号に変換されるとともに増幅される。
【００３５】
この電圧信号は、後段の差動アンプ１０３によって、単相信号から差動信号に変換されるとともに、さらに増幅され、プリアンプ１の最終段であるエミッタフォロア１０４から差動の電気信号として出力される。この電気信号は、整合回路１３によってインピーダンス整合された後に、伝送線路基板５を介して、光モジュール６の外部に出力される。
【００３６】
ここで、この光モジュール６では、高周波信号が損失なく出力され、伝搬するように、整合抵抗１０５の抵抗値を調整して、光モジュール６外部の負荷のインピーダンスと直流的に等しくなるようにしており、直流的には、光モジュール６は負荷に対して整合がとれている。
【００３７】
一方、整合抵抗１０５の後段には、プリアンプ１の出力電極１１の寄生キャパシタンス１１ａや、プリアンプ１と伝送線路基板５とを電気的に接続するための金細線７の寄生インダクタンス７ａが存在するために、高周波的に不整合が生じることとなるが、寄生キャパシタンス１１ａおよび寄生インダクタンス７ａを考慮し、整合回路１３のインダクタンス値およびキャパシタンス値を最適化することによって、高周波におけるインピーダンスの不整合を抑制でき、高周波信号の伝搬損失が抑えることが可能となる。すなわち、光モジュール６の出力部における高周波反射減衰量を大きくすることができる。
【００３８】
ここで、整合回路１３におけるインダクタンス値およびキャパシタンス値の最適化について、図３を参照して説明する。図３は、図１および図２に示した光モジュール６の出力部の回路構成を変化させた場合の高周波反射減衰特性、すなわちＳ２２特性をスミスチャートで示した概念図である。
【００３９】
まず、図３（ａ）は、整合抵抗１０５の後段に何も接続されていない場合におけるＳ２２特性の概念図を示しており、プリアンプ１の出力電極１１の寄生キャパシタンス１１ａを追加した場合、スミスチャートの等コンダクタンス線上を時計回りに移動するため、図３（ｂ）に示すＳ２２特性となる。さらに、金細線７の寄生インダクタンス７ａをも追加した場合、等レジスタンス線上を時計回りに移動するため、図３（ｃ）に示すＳ２２特性となり、寄生インダクタンス７ａが大きいほど、高周波におけるＳ２２特性が劣化することになる。
【００４０】
さらに、整合回路１３を追加した場合を考える。まず、キャパシタンス成分１３２ａのみ追加した場合、等コンダクタンス線上を時計回りに移動するため、図３（ｄ）に示すＳ２２特性となり、最適点でも高周波特性の改善効果は小さいことがわかる。さらに、インダクタンス成分１３１ａを追加すると、等レジスタンス線上を時計回りに移動するために、図３（ｅ）に示すＳ２２特性となり、高周波特性を大きく改善できることがわかる。
【００４１】
したがって、整合回路１３のキャパシタンス値およびインダクタンス値を適切な値とすることによって、図３（ｃ）〜図３（ｅ）に示すように、高周波におけるＳ２２特性を改善できる。これによって、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができ、高周波特性に優れた光モジュールを得ることができる。
【００４２】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。図４は、この発明の実施の形態２である光モジュールの概要構成を示す図である。また、図５は、図４に示した光モジュールの等価回路を示す回路図である。図４および図５において、整合回路１３のキャパシタンス成分を、金細線７で接続可能なマイクロチップコンデンサ１４で構成し、プリアンプ１の出力電極１１とマイクロチップコンデンサ１４との間、およびマイクロチップコンデンサ１４と伝送線路基板５の金パターン８との間は、それぞれ金細線７によって電気的に接続されている。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４３】
ここで、マイクロチップコンデンサ１４とは、平行平板型のコンデンサであり、マイクロチップコンデンサ１４の下面を半田等によってグランド面に実装し、上面を金細線で接続することによって、シャント接続のキャパシタンスを容易に実現できるものである。なお、このマイクロチップコンデンサ１４の容量調整は可能である。また、マイクロチップコンデンサ１４と伝送線路基板５の金パターン８とを接続する金細線７によって、整合回路１３のインダクタンス成分を実現できるため、整合回路１３と伝送線路基板５とを接続する金細線を別途用意する必要もなくなる。
【００４４】
たとえば、実施の形態１では、整合回路１３と伝送線路基板５とを接続するための金細線を別途用意する必要があり、この金細線のインダクタンス成分によって、整合回路１３を挿入したにもかかわらず、再度インピーダンスの不整合によって、高周波特性が劣化する可能性があったが、この実施の形態２では、整合回路１３のインダクタンス成分と、整合回路１３と伝送線路基板５とを接続するための金細線とを、一本の金細線７で兼用できるため、光モジュール６の電気信号出力端において良好な高周波特性を得ることができる。
【００４５】
また、光モジュール６の組立時に、この金細線７の長さを変化させることで、整合回路１３のインダクタンス値を調整することが可能であり、プリアンプ１やフォトダイオード素子２の特性のバラツキや、組立時の金細線長のバラツキに応じて、柔軟に対応できるようになる。これによって、歩留まりを向上させることができる。
【００４６】
すなわち、この実施の形態２では、簡単な構成によって、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができ、高周波特性に優れ、かつ高歩留まりの光モジュールを得ることができる。
【００４７】
実施の形態３．
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。図６は、この発明の実施の形態３である光モジュールの概要構成を示す図である。図６において、この実施の形態３では、整合回路１３のキャパシタンス成分を、伝送線路基板５上の金パターン８１によって形成し、プリアンプ１の出力電極１１と金パターン８１との間、および金パターン８１と金パターン８とは、一本の金細線７によって電気的に接続されている。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４８】
ここで、伝送線路基板５上の金パターン８１は、実施の形態２に示したマイクロチップコンデンサ１４と同様に、平行平板のキャパシタンスとして機能し、金パターン８１の大きさを変えることによって、キャパシタンス値を変化させることができる。伝送線路基板５と同一の基板上に、整合回路１３のキャパシタンス成分を形成しているため、光モジュール６を構成する部品数の削減が可能であるとともに、組立工程数も削減可能であるため、簡単な構成によって、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができ、高周波特性に優れ、かつ高歩留まりで安価な光モジュールを得ることができる。
【００４９】
実施の形態４．
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。図７は、この発明の実施の形態４である光モジュールの概要構成を示す図である。図７において、この実施の形態４では、整合回路１３のインダクタンス成分を、伝送線路基板５上の金パターン８２によって形成し、この金パターン８２は、整合回路１３のキャパシタンス成分として機能する金パターン８１と、伝送線路として機能する金パターン８とを各々接続している。その他の構成は、実施の形態３と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００５０】
ここで、伝送線路基板５上の金パターン８２は、パターン幅を細くし、パターン長を長くすると、金細線と同様にインダクタンスとして機能する。伝送線路基板５と同一の基板上に、整合回路１３のインダクタンス成分を形成しているため、接続用の金細線が不要となり、組立工程数が削減可能であるため、簡単な構成によって、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができ、高周波特性に優れ、かつ安価な光モジュールを得ることができる。
【００５１】
実施の形態５．
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。図８は、この実施の形態５である光モジュールの概要構成を示す図である。図８において、この実施の形態５では、整合回路１３のキャパシタンス成分およびインダクタンス成分を、伝送線路基板５上の金パターン８１および金パターン８２によって形成し、整合回路１３のキャパシタンス成分として機能する金パターン８１、整合回路１３のインダクタンス成分として機能する金パターン８２、および伝送線路として機能する金パターン８は、各々接続されている。さらに、金パターン８１の近傍には、いずれの金パターン８，８１，８２に接続されていない金パターン８３が配設されている。
【００５２】
ここで、整合回路１３のキャパシタンス成分として機能する金パターン８１と、その近傍に配設されている金パターン８３とを、たとえば金細線７０で接続した場合、整合回路１３のキャパシタンス値が変化することになり、簡単な調整によって、プリアンプ１やフォトダイオード素子２の特性のバラツキ、あるいは組立時の金細線長のバラツキに応じて、柔軟に対応できるようになる。これは歩留まりの向上につながる。なお、キャパシタンス値の調整の手順としては、あらかじめ金パターン８１と金パターン８３とを、金細線７０で接続しておき、調整時に金細線を切断するようにしてもよい。
【００５３】
この実施の形態５では、簡単な構成によって、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができ、高周波特性に優れ、かつ高歩留まりで安価な光モジュールを得ることができる。
【００５４】
実施の形態６．
つぎに、この発明の実施の形態６について説明する。図９は、この発明の実施の形態６である光モジュールの概要構成を示す図である。図９において、この実施の形態６では、整合回路１３のキャパシタンス成分およびインダクタンス成分を、伝送線路基板５上の金パターン８１および金パターン８２によって形成し、整合回路１３のキャパシタンス成分として機能する金パターン８１、整合回路１３のインダクタンス成分として機能する金パターン８２、および伝送線路として機能する金パターン８は、各々接続されている。さらに、金パターン８１と金パターン８２は、所望のキャパシタンス値およびインダクタンス値が得られるパターンの大きさよりも若干大きめに形成されている。
【００５５】
ここで、整合回路１３のキャパシタンス成分として機能する金パターン８１と、整合回路１３のインダクタンス成分として機能する金パターン８２とが、所望のキャパシタンス値およびインダクタンス値が得られるパターンの大きさよりも若干大きめに形成されているため、パターンをトリミングすることによって、キャパシタンス値は小さく、インダクタンス値は大きくなる方向に調整することが可能となる。したがって、簡単な調整によって、プリアンプ１やフォトダイオード素子２の特性のバラツキ、あるいは組立時の金細線長のバラツキに応じて、柔軟に対応できるようになる。これは歩留まりの向上につながる。
【００５６】
この実施の形態６では、簡単な構成によって、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができ、高周波特性に優れ、かつ高歩留まりで安価な光モジュールを得ることができる。
【００５７】
実施の形態７．
つぎに、この発明の実施の形態７について説明する。図１０は、この発明の実施の形態７である光モジュールの概要構成を示す図である。図１０において、この実施の形態７では、プリアンプ１の出力電極１１と、整合回路１３とを接続する金細線７１，７２が、互いに近接して配設されている。
【００５８】
金細線７１，７２同士が近接して配設されている場合、各金細線７１，７２に電流を流すと相互インダクタンスが生じることが一般に知られている。また、これらの金細線７１，７２に、それぞれ逆方向の電流が流れる場合には、唯一の金細線が存在するときに生じる自己インダクタンスから相互インダクタンスを差し引いた値が、等価的にそれぞれの金細線に生じるインダクタンス値となる。この実施の形態７においては、プリアンプ１の2つの出力電極１１から差動の電気信号が出力されるため、すなわち、それぞれ各金細線７１，７２に逆方向の電流が出力されるため、金細線７１，７２同士が近接しているほど相互インダクタンスが大きくなり、それぞれの金細線７１，７２に生じる等価的なインダクタンス値は小さくなり、高周波特性の劣化を抑制できる。従って、整合回路１３のキャパシタンス値およびインダクタンス値を小さくでき、もしくは整合回路１３を不要にすることができる。
【００５９】
この実施の形態７では、簡単な構成によって、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができ、高周波特性に優れ、かつ安価な光モジュールを得ることができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、プリアンプと伝送線路基板との間に、インピーダンス整合回路を設け、このインピーダンス整合回路のキャパシタンス値およびインダクタンス値を適切な値に設定することによって、高周波におけるＳ２２特性を改善することができ、光モジュール出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができるので、高周波特性に優れた光モジュールを実現することができるという効果を奏する。また、この発明によれば、インピーダンス整合回路のインダクタンス成分として機能する第１の金属パターンと、インピーダンス整合回路のキャパシタンス成分として機能する第２の金属パターンと、伝送線路基板上の伝送線路として機能する第３の金属パターンとの伝送路基板上での接続が可能となるので、簡易な構成によって、高周波特性に優れた光モジュールを実現することができるという効果を奏する。
【００６１】
つぎの発明によれば、第１の金属パターンを、第２の金属パターンよりもパターン長を長く、かつ、パターン幅を細く形成し、さらに、第３の金属パターンよりもパターン幅を細く形成するようにしているので、インダクタンス成分と、キャパシタンス成分との調整が容易になるという効果を奏する。
【００６３】
つぎの発明によれば、前記インピーダンス整合回路のキャパシタンス成分を、平行平板型のマイクロチップコンデンサによって具体的に形成するようにしているので、簡易な構成によって、高周波特性に優れ、高い歩留まりをもった光モジュールを実現できるという効果を奏する。
【００６４】
つぎの発明によれば、前記マイクロチップコンデンサを、容量調整が可能なマイクロチップコンデンサとし、最適なキャパシタンス成分に設定できるようにしているので、簡易な構成によって最適なキャパシタンス成分を確実に設定でき、高周波特性に優れた光モジュールを実現することができるという効果を奏する。
【００６６】
つぎの発明によれば、第２の金属パターンは、容量調整が可能なパターンとし、たとえば金属パターン自体の大きさを変化させ、あるいは隣接させた金属パターンを並列接続させることによって、容量調整を行うようにしているので、最適な容量調整を簡易かつ迅速に行うことができ、高周波特性に優れた光モジュールを実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１である光モジュールの概要構成を示す図である。
【図２】 図１に示した光モジュールの等価回路を示す回路図である。
【図３】 図１および図２に示した光モジュール出力部の回路構成を変化させた場合の高周波反射減衰特性であるＳ２２特性をスミスチャートで示した概念図である。
【図４】 この発明の実施の形態２である光モジュールの概要構成を示す図である。
【図５】 図４に示した光モジュールの等価回路を示す回路図である。
【図６】 この発明の実施の形態３である光モジュールの概要構成を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態４である光モジュールの概要構成を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態５である光モジュールの概要構成を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態６である光モジュールの概要構成を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態７である光モジュールの概要構成を示す図である。
【図１１】 従来のモジュールの概要構成を示す図である。
【図１２】 図１１に示した光モジュールの等価回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１ プリアンプ、２ フォトダイオード素子、３ レンズ、４ 光ファイバ、５ 伝送線路基板、６ 光モジュール、７，７０，７１，７２ 金細線、７ａ 寄生インダクタンス、８，８１，８２，８３ 金パターン、９，１１ 出力電極、１０ 入力電極、１１ａ 寄生キャパシタンス、１２ 入射光、１３ 整合回路、１４ マイクロチップコンデンサ、１０１ トランスインピーダンスアンプ、１０２ 帰還抵抗、１０３ 差動アンプ、１０４ エミッタフォロア、１０５整合抵抗、１３１ａ インダクタンス成分、１３２ａ キャパシタンス成分。
【発明の属する技術分野】
この発明は、光通信システムにおいて使用する光モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来の光モジュールの概要構成を示す図である。また、図１２は、図１１に示した光モジュールの等価回路を示す回路図である。図１１および図１２において、この光モジュール６は、プリアンプＩＣであるプリアンプ１、フォトダイオード素子２、レンズ３、光ファイバ４、伝送線路基板５、金細線７、金パターン８、フォトダイオード素子２の出力電極９、プリアンプ１の入力電極１０、プリアンプ１の出力電極１１を備える。
【０００３】
また、図１２において、金細線７は寄生インダクタンス７ａを有し、プリアンプ１の出力電極１１は寄生キャパシタンス１１ａを有する。プリアンプ１は、トランスインピーダンスアンプ１０１、帰還抵抗１０２、差動アンプ１０３、出力段のエミッタフォロア１０４、整合抵抗１０５を有する。
【０００４】
ここで、フォトダイオード素子２の出力電極９とプリアンプ１の入力電極１０との間、およびプリアンプ１の出力電極１１と伝送線路基板５の金パターン８との間は、それぞれ金細線７によって電気的に接続されている。また、伝送線路基板５の金パターン８は、高周波信号が損失なく伝搬するように、適切な特性インピーダンスに設定されている。さらに、レンズ３は、光ファイバ４から入射された入射光１２がフォトダイオード素子２に効率よく入射するように配設されている。
【０００５】
つぎに、この光モジュール６の動作について説明する。この光モジュール６は、光通信システムの受信側で用いられる光モジュールであり、受信した入力光信号を効率よく電気信号に変換する機能を有するものである。光ファイバ４から入射された入力光信号は、レンズ３を介して効率よくフォトダイオード素子２に結合される。
【０００６】
フォトダイオード素子２によって、入力光信号は電流信号に変換され、この電流信号はプリアンプ１内のトランスインピーダンスアンプ１０１によって、電圧信号に変換されるとともに、増幅される。この電圧信号は、後段の差動アンプ１０３によって、単相信号から差動信号に変換されるとともに、さらに増幅され、プリアンプ１の最終段であるエミッタフォロア１０４から差動の電気信号として出力される。この電気信号は、伝送線路基板５を介して、光モジュール６外部に出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の光モジュールでは、高周波信号が損失なく出力され、伝搬するように、整合抵抗１０５の抵抗値を調整して、光モジュール６外部の負荷のインピーダンスと等しくなるようにしている。
【０００８】
しかしながら、プリアンプ１の出力電極１１の寄生キャパシタンス１１ａや、プリアンプ１と伝送線路基板５とを電気的に接続する金細線７の寄生インダクタンス７ａの値によっては、高周波的にインピーダンスの不整合が生じ、高周波信号の伝搬損失が大きくなるという問題があった。すなわち、光モジュール６の出力部における高周波反射減衰量が劣化するために、光モジュール６の負荷との間で多重反射が生じ、高周波特性が劣化するという問題があった。
【０００９】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくし、高周波特性に優れた光モジュールを得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる光モジュールは、光電変換用のフォトダイオード素子と、入力された光信号を前記フォトダイオード素子に結合させる結合光学系と、前記フォトダイオード素子によって光電変換された電気信号を増幅するプリアンプと、この電気信号を出力する伝送線路基板とを備えた光モジュールにおいて、前記プリアンプと前記伝送線路基板との間に設けられたインピーダンス整合回路を備え、前記インピーダンス整合回路は、グランドに対してキャパシタンス成分を有するとともに、直列にインダクタンス成分を有する回路であり、前記インピーダンス整合回路のインダクタンス成分は、前記伝送線路基板に配設された第１の金属パターンによって形成され、該第１の金属パターンは、前記伝送線路基板に配設され、前記インピーダンス整合回路のキャパシタンス成分として機能する第２の金属パターンと、前記伝送線路基板に配設され、該伝送線路基板上の伝送線路として機能する第３の金属パターンとを接続してなることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、プリアンプと伝送線路基板との間に、インピーダンス整合回路を設け、このインピーダンス整合回路のキャパシタンス値およびインダクタンス値を適切な値に設定することによって、高周波におけるＳ２２特性を改善することができ、光モジュール出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができるとともに、インピーダンス整合回路のインダクタンス成分として機能する第１の金属パターンと、インピーダンス整合回路のキャパシタンス成分として機能する第２の金属パターンと、伝送線路基板上の伝送線路として機能する第３の金属パターンとの伝送路基板上での接続が可能となる。
【００１２】
つぎの発明にかかる光モジュールは、前記第１の金属パターンは、前記第２の金属パターンよりもパターン長が長く、かつ、パターン幅が細く形成され、さらに、前記第３の金属パターンよりもパターン幅が細く形成されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第１の金属パターンを、第２の金属パターンよりもパターン長を長く、かつ、パターン幅を細く形成し、さらに、第３の金属パターンよりもパターン幅を細く形成することで、インダクタンス成分と、キャパシタンス成分との調整を容易としている。
【００１６】
つぎの発明にかかる光モジュールは、上記の発明において、前記インピーダンス整合回路のキャパシタンス成分は、平行平板型のマイクロチップコンデンサによって形成されることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、前記インピーダンス整合回路のキャパシタンス成分を、平行平板型のマイクロチップコンデンサによって具体的に形成するようにしている。
【００１８】
つぎの発明にかかる光モジュールは、上記の発明において、前記マイクロチップコンデンサは、容量調整が可能なマイクロチップコンデンサであることを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、前記マイクロチップコンデンサを、容量調整が可能なマイクロチップコンデンサとし、最適なキャパシタンス成分に設定できるようにしている。
【００２２】
つぎの発明にかかる光モジュールは、前記第２の金属パターンは、容量調整が可能なパターンであることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、第２の金属パターンは、容量調整が可能なパターンとし、たとえば金属パターン自体の大きさを変化させ、あるいは隣接させた金属パターンを並列接続させることによって、容量調整を行うようにしている。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光モジュールの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１である光モジュールの概要構成を示す図である。また、図２は、図１に示した光モジュールの等価回路を示す回路図である。図１および図２において、この光モジュール６は、プリアンプＩＣであるプリアンプ１、フォトダイオード素子２、レンズ３、光ファイバ４、伝送線路基板５、金細線７、金パターン８、フォトダイオード素子２の出力電極９、プリアンプ１の入力電極１０、プリアンプ１の出力電極１１、キャパシタンス成分およびインダクタンス成分を有する整合回路１３を備える。
【００３２】
ここで、図２に示すように、各金細線７は寄生インダクタンス７ａを有し、プリアンプ１の出力電極９は寄生キャパシタンス１１ａを有する。さらに、プリアンプ１は、トランスインピーダンスアンプ１０１、帰還抵抗１０２、差動アンプ１０３、出力段のエミッタフォロア１０４、整合抵抗１０５を有する。整合回路１３は、インダクタンス成分１３１ａおよびキャパシタンス成分１３２ａを有する。なお、整合回路１３のキャパシタンス成分１３２ａはシャント接続され、インダクタンス成分１３１ａは直列接続されている。
【００３３】
フォトダイオード素子２の出力電極９とプリアンプ１の入力電極１０との間、プリアンプ１の出力電極１１と整合回路１３との間、および整合回路１３と伝送線路基板５の金パターン８との間は、それぞれ金細線７によって電気的に接続されている。伝送線路基板５の金パターン８は、高周波信号が損失なく伝搬すべく、適切な特性インピーダンスに設定されている。また、レンズ３は、光ファイバ４から入射された入射光１２がフォトダイオード素子２に効率よく入射するように配設されている。
【００３４】
ここで、この光モジュール６の動作について説明する。この光モジュール６は、光通信システムの受信側において用いられる光モジュールであり、受信した光信号を効率よく電気信号に変換する機能を有する。光ファイバ４から入射された入力光信号は、レンズ３を介して効率よくフォトダイオード素子２に結合される。フォトダイオード素子２は、この入力光信号を電流信号に変換し、この電流信号はプリアンプ１内のトランスインピーダンスアンプ１０１によって、電圧信号に変換されるとともに増幅される。
【００３５】
この電圧信号は、後段の差動アンプ１０３によって、単相信号から差動信号に変換されるとともに、さらに増幅され、プリアンプ１の最終段であるエミッタフォロア１０４から差動の電気信号として出力される。この電気信号は、整合回路１３によってインピーダンス整合された後に、伝送線路基板５を介して、光モジュール６の外部に出力される。
【００３６】
ここで、この光モジュール６では、高周波信号が損失なく出力され、伝搬するように、整合抵抗１０５の抵抗値を調整して、光モジュール６外部の負荷のインピーダンスと直流的に等しくなるようにしており、直流的には、光モジュール６は負荷に対して整合がとれている。
【００３７】
一方、整合抵抗１０５の後段には、プリアンプ１の出力電極１１の寄生キャパシタンス１１ａや、プリアンプ１と伝送線路基板５とを電気的に接続するための金細線７の寄生インダクタンス７ａが存在するために、高周波的に不整合が生じることとなるが、寄生キャパシタンス１１ａおよび寄生インダクタンス７ａを考慮し、整合回路１３のインダクタンス値およびキャパシタンス値を最適化することによって、高周波におけるインピーダンスの不整合を抑制でき、高周波信号の伝搬損失が抑えることが可能となる。すなわち、光モジュール６の出力部における高周波反射減衰量を大きくすることができる。
【００３８】
ここで、整合回路１３におけるインダクタンス値およびキャパシタンス値の最適化について、図３を参照して説明する。図３は、図１および図２に示した光モジュール６の出力部の回路構成を変化させた場合の高周波反射減衰特性、すなわちＳ２２特性をスミスチャートで示した概念図である。
【００３９】
まず、図３（ａ）は、整合抵抗１０５の後段に何も接続されていない場合におけるＳ２２特性の概念図を示しており、プリアンプ１の出力電極１１の寄生キャパシタンス１１ａを追加した場合、スミスチャートの等コンダクタンス線上を時計回りに移動するため、図３（ｂ）に示すＳ２２特性となる。さらに、金細線７の寄生インダクタンス７ａをも追加した場合、等レジスタンス線上を時計回りに移動するため、図３（ｃ）に示すＳ２２特性となり、寄生インダクタンス７ａが大きいほど、高周波におけるＳ２２特性が劣化することになる。
【００４０】
さらに、整合回路１３を追加した場合を考える。まず、キャパシタンス成分１３２ａのみ追加した場合、等コンダクタンス線上を時計回りに移動するため、図３（ｄ）に示すＳ２２特性となり、最適点でも高周波特性の改善効果は小さいことがわかる。さらに、インダクタンス成分１３１ａを追加すると、等レジスタンス線上を時計回りに移動するために、図３（ｅ）に示すＳ２２特性となり、高周波特性を大きく改善できることがわかる。
【００４１】
したがって、整合回路１３のキャパシタンス値およびインダクタンス値を適切な値とすることによって、図３（ｃ）〜図３（ｅ）に示すように、高周波におけるＳ２２特性を改善できる。これによって、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができ、高周波特性に優れた光モジュールを得ることができる。
【００４２】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。図４は、この発明の実施の形態２である光モジュールの概要構成を示す図である。また、図５は、図４に示した光モジュールの等価回路を示す回路図である。図４および図５において、整合回路１３のキャパシタンス成分を、金細線７で接続可能なマイクロチップコンデンサ１４で構成し、プリアンプ１の出力電極１１とマイクロチップコンデンサ１４との間、およびマイクロチップコンデンサ１４と伝送線路基板５の金パターン８との間は、それぞれ金細線７によって電気的に接続されている。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４３】
ここで、マイクロチップコンデンサ１４とは、平行平板型のコンデンサであり、マイクロチップコンデンサ１４の下面を半田等によってグランド面に実装し、上面を金細線で接続することによって、シャント接続のキャパシタンスを容易に実現できるものである。なお、このマイクロチップコンデンサ１４の容量調整は可能である。また、マイクロチップコンデンサ１４と伝送線路基板５の金パターン８とを接続する金細線７によって、整合回路１３のインダクタンス成分を実現できるため、整合回路１３と伝送線路基板５とを接続する金細線を別途用意する必要もなくなる。
【００４４】
たとえば、実施の形態１では、整合回路１３と伝送線路基板５とを接続するための金細線を別途用意する必要があり、この金細線のインダクタンス成分によって、整合回路１３を挿入したにもかかわらず、再度インピーダンスの不整合によって、高周波特性が劣化する可能性があったが、この実施の形態２では、整合回路１３のインダクタンス成分と、整合回路１３と伝送線路基板５とを接続するための金細線とを、一本の金細線７で兼用できるため、光モジュール６の電気信号出力端において良好な高周波特性を得ることができる。
【００４５】
また、光モジュール６の組立時に、この金細線７の長さを変化させることで、整合回路１３のインダクタンス値を調整することが可能であり、プリアンプ１やフォトダイオード素子２の特性のバラツキや、組立時の金細線長のバラツキに応じて、柔軟に対応できるようになる。これによって、歩留まりを向上させることができる。
【００４６】
すなわち、この実施の形態２では、簡単な構成によって、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができ、高周波特性に優れ、かつ高歩留まりの光モジュールを得ることができる。
【００４７】
実施の形態３．
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。図６は、この発明の実施の形態３である光モジュールの概要構成を示す図である。図６において、この実施の形態３では、整合回路１３のキャパシタンス成分を、伝送線路基板５上の金パターン８１によって形成し、プリアンプ１の出力電極１１と金パターン８１との間、および金パターン８１と金パターン８とは、一本の金細線７によって電気的に接続されている。その他の構成は、実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００４８】
ここで、伝送線路基板５上の金パターン８１は、実施の形態２に示したマイクロチップコンデンサ１４と同様に、平行平板のキャパシタンスとして機能し、金パターン８１の大きさを変えることによって、キャパシタンス値を変化させることができる。伝送線路基板５と同一の基板上に、整合回路１３のキャパシタンス成分を形成しているため、光モジュール６を構成する部品数の削減が可能であるとともに、組立工程数も削減可能であるため、簡単な構成によって、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができ、高周波特性に優れ、かつ高歩留まりで安価な光モジュールを得ることができる。
【００４９】
実施の形態４．
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。図７は、この発明の実施の形態４である光モジュールの概要構成を示す図である。図７において、この実施の形態４では、整合回路１３のインダクタンス成分を、伝送線路基板５上の金パターン８２によって形成し、この金パターン８２は、整合回路１３のキャパシタンス成分として機能する金パターン８１と、伝送線路として機能する金パターン８とを各々接続している。その他の構成は、実施の形態３と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。
【００５０】
ここで、伝送線路基板５上の金パターン８２は、パターン幅を細くし、パターン長を長くすると、金細線と同様にインダクタンスとして機能する。伝送線路基板５と同一の基板上に、整合回路１３のインダクタンス成分を形成しているため、接続用の金細線が不要となり、組立工程数が削減可能であるため、簡単な構成によって、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができ、高周波特性に優れ、かつ安価な光モジュールを得ることができる。
【００５１】
実施の形態５．
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。図８は、この実施の形態５である光モジュールの概要構成を示す図である。図８において、この実施の形態５では、整合回路１３のキャパシタンス成分およびインダクタンス成分を、伝送線路基板５上の金パターン８１および金パターン８２によって形成し、整合回路１３のキャパシタンス成分として機能する金パターン８１、整合回路１３のインダクタンス成分として機能する金パターン８２、および伝送線路として機能する金パターン８は、各々接続されている。さらに、金パターン８１の近傍には、いずれの金パターン８，８１，８２に接続されていない金パターン８３が配設されている。
【００５２】
ここで、整合回路１３のキャパシタンス成分として機能する金パターン８１と、その近傍に配設されている金パターン８３とを、たとえば金細線７０で接続した場合、整合回路１３のキャパシタンス値が変化することになり、簡単な調整によって、プリアンプ１やフォトダイオード素子２の特性のバラツキ、あるいは組立時の金細線長のバラツキに応じて、柔軟に対応できるようになる。これは歩留まりの向上につながる。なお、キャパシタンス値の調整の手順としては、あらかじめ金パターン８１と金パターン８３とを、金細線７０で接続しておき、調整時に金細線を切断するようにしてもよい。
【００５３】
この実施の形態５では、簡単な構成によって、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができ、高周波特性に優れ、かつ高歩留まりで安価な光モジュールを得ることができる。
【００５４】
実施の形態６．
つぎに、この発明の実施の形態６について説明する。図９は、この発明の実施の形態６である光モジュールの概要構成を示す図である。図９において、この実施の形態６では、整合回路１３のキャパシタンス成分およびインダクタンス成分を、伝送線路基板５上の金パターン８１および金パターン８２によって形成し、整合回路１３のキャパシタンス成分として機能する金パターン８１、整合回路１３のインダクタンス成分として機能する金パターン８２、および伝送線路として機能する金パターン８は、各々接続されている。さらに、金パターン８１と金パターン８２は、所望のキャパシタンス値およびインダクタンス値が得られるパターンの大きさよりも若干大きめに形成されている。
【００５５】
ここで、整合回路１３のキャパシタンス成分として機能する金パターン８１と、整合回路１３のインダクタンス成分として機能する金パターン８２とが、所望のキャパシタンス値およびインダクタンス値が得られるパターンの大きさよりも若干大きめに形成されているため、パターンをトリミングすることによって、キャパシタンス値は小さく、インダクタンス値は大きくなる方向に調整することが可能となる。したがって、簡単な調整によって、プリアンプ１やフォトダイオード素子２の特性のバラツキ、あるいは組立時の金細線長のバラツキに応じて、柔軟に対応できるようになる。これは歩留まりの向上につながる。
【００５６】
この実施の形態６では、簡単な構成によって、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができ、高周波特性に優れ、かつ高歩留まりで安価な光モジュールを得ることができる。
【００５７】
実施の形態７．
つぎに、この発明の実施の形態７について説明する。図１０は、この発明の実施の形態７である光モジュールの概要構成を示す図である。図１０において、この実施の形態７では、プリアンプ１の出力電極１１と、整合回路１３とを接続する金細線７１，７２が、互いに近接して配設されている。
【００５８】
金細線７１，７２同士が近接して配設されている場合、各金細線７１，７２に電流を流すと相互インダクタンスが生じることが一般に知られている。また、これらの金細線７１，７２に、それぞれ逆方向の電流が流れる場合には、唯一の金細線が存在するときに生じる自己インダクタンスから相互インダクタンスを差し引いた値が、等価的にそれぞれの金細線に生じるインダクタンス値となる。この実施の形態７においては、プリアンプ１の2つの出力電極１１から差動の電気信号が出力されるため、すなわち、それぞれ各金細線７１，７２に逆方向の電流が出力されるため、金細線７１，７２同士が近接しているほど相互インダクタンスが大きくなり、それぞれの金細線７１，７２に生じる等価的なインダクタンス値は小さくなり、高周波特性の劣化を抑制できる。従って、整合回路１３のキャパシタンス値およびインダクタンス値を小さくでき、もしくは整合回路１３を不要にすることができる。
【００５９】
この実施の形態７では、簡単な構成によって、光モジュール６出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができ、高周波特性に優れ、かつ安価な光モジュールを得ることができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、プリアンプと伝送線路基板との間に、インピーダンス整合回路を設け、このインピーダンス整合回路のキャパシタンス値およびインダクタンス値を適切な値に設定することによって、高周波におけるＳ２２特性を改善することができ、光モジュール出力部の高周波反射減衰量を大きくすることができるので、高周波特性に優れた光モジュールを実現することができるという効果を奏する。また、この発明によれば、インピーダンス整合回路のインダクタンス成分として機能する第１の金属パターンと、インピーダンス整合回路のキャパシタンス成分として機能する第２の金属パターンと、伝送線路基板上の伝送線路として機能する第３の金属パターンとの伝送路基板上での接続が可能となるので、簡易な構成によって、高周波特性に優れた光モジュールを実現することができるという効果を奏する。
【００６１】
つぎの発明によれば、第１の金属パターンを、第２の金属パターンよりもパターン長を長く、かつ、パターン幅を細く形成し、さらに、第３の金属パターンよりもパターン幅を細く形成するようにしているので、インダクタンス成分と、キャパシタンス成分との調整が容易になるという効果を奏する。
【００６３】
つぎの発明によれば、前記インピーダンス整合回路のキャパシタンス成分を、平行平板型のマイクロチップコンデンサによって具体的に形成するようにしているので、簡易な構成によって、高周波特性に優れ、高い歩留まりをもった光モジュールを実現できるという効果を奏する。
【００６４】
つぎの発明によれば、前記マイクロチップコンデンサを、容量調整が可能なマイクロチップコンデンサとし、最適なキャパシタンス成分に設定できるようにしているので、簡易な構成によって最適なキャパシタンス成分を確実に設定でき、高周波特性に優れた光モジュールを実現することができるという効果を奏する。
【００６６】
つぎの発明によれば、第２の金属パターンは、容量調整が可能なパターンとし、たとえば金属パターン自体の大きさを変化させ、あるいは隣接させた金属パターンを並列接続させることによって、容量調整を行うようにしているので、最適な容量調整を簡易かつ迅速に行うことができ、高周波特性に優れた光モジュールを実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１である光モジュールの概要構成を示す図である。
【図２】 図１に示した光モジュールの等価回路を示す回路図である。
【図３】 図１および図２に示した光モジュール出力部の回路構成を変化させた場合の高周波反射減衰特性であるＳ２２特性をスミスチャートで示した概念図である。
【図４】 この発明の実施の形態２である光モジュールの概要構成を示す図である。
【図５】 図４に示した光モジュールの等価回路を示す回路図である。
【図６】 この発明の実施の形態３である光モジュールの概要構成を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態４である光モジュールの概要構成を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態５である光モジュールの概要構成を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態６である光モジュールの概要構成を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態７である光モジュールの概要構成を示す図である。
【図１１】 従来のモジュールの概要構成を示す図である。
【図１２】 図１１に示した光モジュールの等価回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１ プリアンプ、２ フォトダイオード素子、３ レンズ、４ 光ファイバ、５ 伝送線路基板、６ 光モジュール、７，７０，７１，７２ 金細線、７ａ 寄生インダクタンス、８，８１，８２，８３ 金パターン、９，１１ 出力電極、１０ 入力電極、１１ａ 寄生キャパシタンス、１２ 入射光、１３ 整合回路、１４ マイクロチップコンデンサ、１０１ トランスインピーダンスアンプ、１０２ 帰還抵抗、１０３ 差動アンプ、１０４ エミッタフォロア、１０５整合抵抗、１３１ａ インダクタンス成分、１３２ａ キャパシタンス成分。
Claims (5)
- 光電変換用のフォトダイオード素子と、入力された光信号を前記フォトダイオード素子に結合させる結合光学系と、前記フォトダイオード素子によって光電変換された電気信号を増幅するプリアンプと、この電気信号を出力する伝送線路基板とを備えた光モジュールにおいて、
前記プリアンプと前記伝送線路基板との間に設けられたインピーダンス整合回路を備え、
前記インピーダンス整合回路は、グランドに対してキャパシタンス成分を有するとともに、直列にインダクタンス成分を有する回路であり、
前記インピーダンス整合回路のインダクタンス成分は、前記伝送線路基板に配設された第１の金属パターンによって形成され、該第１の金属パターンは、前記伝送線路基板に配設され、前記インピーダンス整合回路のキャパシタンス成分として機能する第２の金属パターンと、前記伝送線路基板に配設され、該伝送線路基板上の伝送線路として機能する第３の金属パターンとを接続してなることを特徴とする光モジュール。 - 前記第１の金属パターンは、前記第２の金属パターンよりもパターン長が長く、かつ、パターン幅が細く、かつ、前記第３の金属パターンよりもパターン幅が細く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
- 前記インピーダンス整合回路のキャパシタンス成分は、平行平板型のマイクロチップコンデンサによって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
- 前記マイクロチップコンデンサは、容量調整が可能なマイクロチップコンデンサであることを特徴とする請求項３に記載の光モジュール。
- 前記第２の金属パターンは、容量調整が可能なパターンであることを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001161319A JP4124405B2 (ja) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | 光モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001161319A JP4124405B2 (ja) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | 光モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002353493A JP2002353493A (ja) | 2002-12-06 |
| JP4124405B2 true JP4124405B2 (ja) | 2008-07-23 |
Family
ID=19004617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001161319A Expired - Fee Related JP4124405B2 (ja) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | 光モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4124405B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007134385A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Yokogawa Electric Corp | 光受信モジュールの製造方法 |
| JP4970837B2 (ja) * | 2006-04-25 | 2012-07-11 | 日本オプネクスト株式会社 | 受光素子モジュール |
| JP4973239B2 (ja) * | 2006-05-19 | 2012-07-11 | 日立電線株式会社 | 多チャンネル光受信モジュール |
| US8936405B2 (en) | 2006-05-19 | 2015-01-20 | Hitachi Metals, Ltd. | Multi-channel optical receiver module |
| JP5003368B2 (ja) * | 2007-09-10 | 2012-08-15 | 富士ゼロックス株式会社 | 光信号伝送装置及び光信号送信装置 |
| KR101391890B1 (ko) | 2007-12-04 | 2014-05-07 | 교세미 가부시키가이샤 | 광전변환모듈 |
| JP2012065277A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Ntt Docomo Inc | 光受信機 |
| CN107342819A (zh) * | 2016-05-03 | 2017-11-10 | 珠海天启技术有限公司 | 光接收器及其制作方法、内匹配电路 |
| WO2023240949A1 (zh) * | 2022-06-14 | 2023-12-21 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 一种光模块 |
-
2001
- 2001-05-29 JP JP2001161319A patent/JP4124405B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002353493A (ja) | 2002-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3970393B2 (ja) | 等化フィルタ及び波形等化制御方法 | |
| US7149024B2 (en) | Optical modulator module | |
| JP2001209017A (ja) | 光電変換半導体装置 | |
| JP2003134051A (ja) | 光受信モジュール、光受信器及び光ファイバ通信機器 | |
| JP4124405B2 (ja) | 光モジュール | |
| JP5492116B2 (ja) | 光受信モジュール | |
| EP1528669A1 (en) | Driver Circuit | |
| EP1473830A2 (en) | Photo-amplifier circuit with improved power supply rejection | |
| US11329729B2 (en) | Optical receiver circuit, optical receiver, optical terminal device, and optical communication system | |
| JP2011054667A (ja) | 光受信モジュール及び光受信器 | |
| US7282993B2 (en) | Frequency characteristics-variable amplifying circuit and semiconductor integrated circuit device | |
| JP5118151B2 (ja) | 光電変換モジュール | |
| JP2013229801A (ja) | 光受信モジュールおよび光受信機 | |
| KR0181896B1 (ko) | 고속 광 모듈의 광대역화 장치 | |
| JP4160354B2 (ja) | 光受信装置 | |
| JP4139594B2 (ja) | 光信号受信モジュール | |
| JP6420222B2 (ja) | 光受信回路および光受信モジュール | |
| JP7487612B2 (ja) | 受信回路及び光受信回路 | |
| JP3937426B2 (ja) | プリアンプ回路 | |
| JP2012244293A (ja) | 光受信回路 | |
| JP2001127561A (ja) | 光高周波受信回路 | |
| JP4652279B2 (ja) | 光電気変換器、光受信回路および光受信モジュール | |
| JP6649718B2 (ja) | 増幅器 | |
| JP3505392B2 (ja) | 光受信回路 | |
| JP3852603B2 (ja) | 周波数イコライザ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050413 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080131 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080205 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080404 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080430 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080501 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140516 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |