JP4134564B2 - 光通信モジュールおよび光通信モジュール生産物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信モジュールおよび光通信モジュール生産物に関する。
【0002】
【従来の技術】
光通信モジュールは、半導体レーザと、この半導体レーザからの光を受ける光ファイバと、この半導体レーザからの光をモニタする受光素子と、受光素子及び半導体レーザ及び光ファイバを収容するパッケージとを備えている。このパッケージは、その一対の壁部のみに複数のリード端子を有している。半導体レーザには、これらのリード端子を介して入力された信号及び電力が提供される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
発明者は、高速波信号を伝送する光通信モジュールの開発に携わっている。光通信モジュールに対して、光信号の伝送レートが10Gbps程度の高速信号を処理する要求がある。発明者は、このような高速の信号を光通信モジュールにおいて処理するために検討を行っている。
【0004】
このような要求を満たすために、発明者は、半導体レーザを駆動するための集積回路素子を光通信モジュール内に内蔵することが必要であると考えている。また、この集積回路素子に与える電気信号を光通信モジュール内に導入するための構造も必要である。これらの電気信号には、半導体レーザに電力を供給するための高周波信号と、集積回路素子のための制御信号とが含まれる。さらに、光通信モジュールのリード端子は、この他にも、例えば、半導体レーザを駆動するためのパワー端子並びにモニタ用受光素子のための電源端子及びモニタ電流端子として利用される。しかしながら、発明者が詳細に検討したところ、光信号の伝送レートが高くなると、制御信号といった他の信号と高周波信号とを互いに分離して取り扱う必要があることが明らかになった。この他の信号のためのリード端子に高周波信号のためのリード端子が隣接していると、制御信号と高周波信号との間の干渉が生じる可能性がある。また、この光通信モジュールを搭載する基板上の配線層についても、この干渉が生じる可能性がある。
【0005】
本発明の目的は、高周波信号とこの他の信号との間の干渉が低減できる構造を有する光通信モジュール及び光通信モジュール生産物を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面は、光通信モジュールに関する。光通信モジュールは、ハウジングと、半導体発光素子と、半導体素子と、複数のフランジとを備える。ハウジングは、第1〜第4の壁部を有する。第1の壁部は、所定の軸方向に伸びている光ファイバ収容部が配置されている。第2および第3の壁部の各々は、所定の軸方向に伸びており、各々は複数のリード端子を有する。第4の壁部は、第1の壁部に対向するように設けられ、複数のリード端子を有する。複数のフランジは、第4の壁部と異なる壁部に設けられている。半導体素子は、第1群の入力端子、出力端子、および第2群の複数の端子を有する。第1群の入力端子は、半導体発光素子を駆動するための差動信号を受ける。出力端子は、差動信号から生成された駆動信号を提供する。第2群の複数の端子は、入力端子及び出力端子とは別個に設けられている。半導体素子の第2群の複数の端子は、第2および第3の壁部の複数のリード端子に接続されている。半導体発光素子は、半導体素子に接続されている。半導体素子の第2群の端子は、第2の壁部のリード端子に接続されている。
【0007】
第4の壁部の複数のリード端子は、第1のリード端子、第2のリード端子、および第3のリード端子のみから成る。第1のリード端子は、差動信号の一方の信号を受けると共に半導体素子の入力端子の一方に接続されている。第2のリード端子は、差動信号の他方の信号を受けると共に半導体素子の入力端子の他方に接続されている。第3のリード端子は、第1及び第2のリード端子の各々の両側に配置されており、基準電位線に接続されるように設けられている。
【0008】
あるいは、第4の壁部の複数のリード端子は、第1〜第5のリード端子のみから成る。第1のリード端子は、差動信号の一方の信号を受けると共に半導体素子の入力端子の一方に接続されている。第2のリード端子は前記差動信号の他方の信号を受けると共に半導体素子の入力端子の他方に接続されている。第3〜第5のリード端子は第1及び第2のリード端子の各々の両側に配置され基準電位線に接続可能なように設けられている。
【0009】
この光通信モジュールでは、半導体素子の差動信号端子に接続されるリード端子の壁部は、半導体素子の第2群の端子に接続されるリード端子が設けられている壁部と異なる。故に、差動信号端子に加えられる信号と第2群の端子に加えられる信号との間に干渉が生じる可能性が低減される。
【0010】
光通信モジュールは、第4の壁部と異なる壁部に設けられた複数のフランジを更に備えることができる。この構成によれば、差動信号が入力するリード端子が設けられている壁部と異なる壁部にフランジが配置される。
【0011】
光通信モジュールでは、半導体素子の第2群の端子は、第2の壁部のリード端子に接続されているようにしてもよい。半導体素子の第2群の端子のためのリード端子を第2の壁部にまとめて配置できる。
【0012】
光通信モジュールでは、第2群の端子上に信号は、アナログ値を有する信号および当該半導体素子の電源である。差動信号端子に加えられる信号とアナログ信号との間に干渉が生じる可能性が低減される。
【0013】
光通信モジュールは、半導体発光素子からの光をモニタするための受光素子を更に備えることができる。受光素子の端子は、第3の壁部のリード端子に接続されている。半導体素子の第2群の端子は、第2の壁部のリード端子に接続されている。この構成によれば、受光素子からのモニタ信号が第3の壁部のリード端子に接続されるので、半導体素子の第2群の端子をリード端子に接続するときの制約が低減される。
【0014】
光通信モジュールは、第4の壁部と半導体素子との間に配置されたコプレーナ型伝送路を備えることができる。半導体素子はコプレーナ型伝送路を介して第4の壁部の複数のリード端子に接続されている。コプレーナ型伝送路が第4の壁部と半導体素子との間に配置されているので、半導体素子の第2群の端子上の信号線が第4の壁部と半導体素子との間に位置しない。
【0015】
光通信モジュールは、半導体発光素子は、光を発生する発光素子部と、発光素子部からの光を変調するための半導体変調素子部とを含むことができる。半導体素子の第2群の端子は、第2の壁部の前記リード端子に接続されており、発光素子部の端子は第3の壁部のリード端子に接続されている。発光素子部の端子が第3の壁部上のリード端子に接続されるので、半導体素子の第2群の端子をリード端子に接続するときの制約が低減される。
【0016】
光通信モジュールでは、半導体発光素子は半導体レーザ素子を含むことができる。半導体レーザ素子のアノード及びカソードの一方は半導体素子の出力端子に接続されており、アノード及びカソードの他方は基準電位線に接続されている。
【0017】
光通信モジュールでは、ハウジングに収容され一対の端子を有するペルチェ素子部を更に備えることができる。ペルチェ素子部の一対の端子の一方は第2の壁部のリード端子に接続され、他方は第3の壁部のリード端子に接続されている。
【0018】
本発明の別の側面は、光通信モジュール生産物に係わる。光通信モジュール生産物は、光通信モジュールと、電子部品と、基板とを備える。電子部品は、半導体発光素子を駆動するための差動信号を発生する。基板は、配線部材および搭載部材を備える。配線部材は、電子部品と光通信モジュールの第1及び第2のリード端子とを接続する配線層を有する。搭載部材は、光通信モジュール、電子部品及び配線部材を搭載する。配線部材は、光通信モジュールを収容できるように設けられた切り欠き部を有している。切り欠き部は、第4の壁部に隣接するように設けられた辺を有している。
【0019】
この光通信モジュール生産物によれば、光通信モジュールにおいて、第4の壁部に設けられた第1及び第2のリード端子を半導体素子の差動信号端子に接続すると共に、第2および第3の壁部の複数のリード端子を半導体素子の第2群の端子に接続している。この接続形態に加えて、配線部材は、第4の壁部に隣接するように設けられた辺を有する切り欠き部を有している。故に、配線部材において、半導体素子の第2群の端子に接続される配線層を、半導体素子の差動信号端子に接続される配線層から離すことができる。
【0020】
光通信モジュール生産物では、搭載部材は、フランジに位置合わせされた取付部を有することができる。フランジは、第2の壁部に対面する辺と第2の壁部との間及び第3の壁部に対面する辺と第3の壁部との間に位置している。また、光通信モジュール生産物では、切り欠き部は、第2の壁部に対面する辺と第3の壁部に対面する辺とを有する。
【0021】
本発明の上記の目的および他の目的、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形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の光通信モジュールに係わる実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【0023】
(第1の実施の形態)
図1は光通信モジュールを示す斜視図である。図2は光通信モジュールの内部構造を示す平面図である。図3は光通信モジュールの外観を示す斜視図である。
【0024】
図1を参照すると、光通信モジュール1は、光通信モジュール主要部2、ハウジング4、光結合部6、および光ファイバ8を備える。光モジュール主要部2は、ハウジング4内に配置されており、信号光を発生する。ハウジング4としては、バタフライ型パッケージが例示される。ハウジング4は、収容部4a、光ファイバ支持部4b、リード端子4c、および光通過孔4dを有する。収容部4aは、光モジュール主要部2を収容する収容空間を規定している。収容部4aは、底部5a、第1の壁部5b、第2の壁部5c、第3の壁部5d、第4の壁部5e、蓋部5fおよびフランジ5gから成る。光ファイバ支持部4bは、収容部4aの前壁5b上に設けられており、光ファイバ8が光モジュール主要部2と光学的に結合するように光ファイバ8を支持している。リード端子4cは、収容部4aの側壁5c及び5d並びに後壁5eに設けられており、光モジュール主要部2に電気的に接続されている。光通過孔4dは、収容部4aの前壁5bに設けられており、光モジュール主要部2aから光ファイバ支持部4bに向かう光が通過する。光通過孔4dには、ハーメチックガラス10が配置されており、これよって、収容空間が気密にされる。
【0025】
光結合部6は、レンズ12、レンズホルダ14、フェルール16、およびフェルールホルダ18を含む。光結合部6は、光ファイバ支持部4bに配置されている。光ファイバ支持部4bには、レンズホルダ14が配置されている。レンズホルダ14には、フェルールホルダ16が固定されている。フェルールホルダ16は、光ファイバ8を保持するフェルール16を収容している。レンズホルダ14は、光モジュール主要部2を光ファイバ8の一端に光学的に結合するように、レンズ12を保持している。この構成により、光モジュール主要部2からの光が光ファイバ8に提供される。
【0026】
レンズ保持部30には、レンズ38を保持するレンズ保持部材40が固定されている。レンズ38は、半導体発光素子34からの光を受けるように配置されており、また半導体発光素子34の出力からの光をレンズ12を介して光ファイバ8の一端に提供できるように配置されている。
【0027】
引き続いて、図1を参照しながら、光モジュール主要部2の詳細な形態を説明する。光モジュール主要部2は、光通信モジュール1のリード端子を介して入力された電気信号に従って変調された光を発生する。
【0028】
光モジュール主要部2aは、底部5a上に固定されたペルチェ素子24といった熱電子冷却素子を有する。ペルチェ素子24は、半導体発光素子34の温度を調整するために利用される。ペルチェ素子24上には、搭載部材26が配置されている。搭載部品26には、様々な光学部品および電子部品が搭載されている。搭載部品26は、ペルチェ素子24上に搭載部材30、32、36を含む。
【0029】
ペルチェ素子24上には、Lキャリアといった搭載部材30が配置されている。搭載部材30は、素子搭載部30aおよびレンズ保持部30bを有する。素子搭載部30a上には、チップキャリアといった素子搭載部材36が配置されている。素子搭載部材36の搭載面36a上には、半導体発光素子34が配置されている。半導体発光素子34としては、半導体レーザ素子(例えば、ファブリペロー型半導体レーザ素子、DFB型半導体レーザ素子)、変調器付き半導体レーザ素子、半導体光増幅器が例示されるが、これに限定されるものではない。半導体発光素子34は、P型クラッド層とN型クラッド層との間に配置された半導体発光層を有している。また、搭載面36a上には、サーミスタといった温度感応素子35が半導体発光素子34に隣接して配置されている。
【0030】
素子搭載部30a上には、部品搭載部材32が配置されている。部品搭載部材32は搭載面32aを有する。搭載面32a上には半導体素子42が配置されている。半導体素子42は、半導体発光素子34を駆動する単相の駆動信号を生成する。
【0031】
素子搭載部材36上には、搭載部材28が配置されている。搭載部材28の主面上には、半導体発光素子34の光を監視できるように光検出器44を搭載されている。この配置により、光検出器44は半導体発光素子34と光学的に結合される。光検出器44としてはフォトダイオードといった半導体受光素子がある。
【0032】
図4は、半導体素子42に集積されている回路の一例を示す回路図である。図4を参照すると、半導体素子42は、駆動回路部43aおよび信号処理回路部43bを備える。本実施の形態では、駆動回路部43aおよび信号処理回路部43bを単一の半導体集積回路として構成しているけれども、駆動回路部43aおよび制御回路部43bを別個の半導体素子として構成するようにしてもよい。
【0033】
駆動回路部43aは、駆動用の一対のトランジスタ43c1及び43c2と、バイアス電流を提供するためのトランジスタ43dと、変調電流を提供するためのトランジスタ43dを備える。一対のトランジスタ43c1及び43c2は差動対を構成するように設けられている。トランジスタ43c1及び43c2の各々において、一方の電流端子(ソース)は共通ノード43fに接続されている。トランジスタ43cの他方の電流端子(ドレイン)は電源線に接続されている。トランジスタ43dの他方の電流端子(ドレイン)は、ノード43gにおいて半導体発光素子34のアノード及びカソードの一方(図ではカソード)に接続されている。ノード43gには、トランジスタ43c2の一方の電流端子(ドレイン)が接続されており、その他方の電流端子は接地電位線に接続されている。共通ノード43fには、トランジスタ43eの一方の電流端子(ドレイン)が接続されており、その他方の電流端子は接地電位線に接続されている。
【0034】
信号処理回路部43bは、信号増幅部43hを含む。信号増幅部43hは、制御信号を受ける端子43iと、差動信号50を受ける一対の入力43jと、この信号を増幅して生成された信号を提供する一対の出力43kとを備える。出力43kは、それぞれ、差動対トランジスタ43c1及び43c2の制御端子(ゲート)に接続されている。半導体素子42は、いくつかの制御信号を制御入力端子51aから51eに受ける。端子51aにはバイアス電流を制御するための信号Vbを受けると共に、端子51bには変調電流を制御するための信号Vmを受ける。端子51aはトランジスタ43dの制御端子に接続されている。端子51bはトランジスタ43eの制御端子に接続されている。半導体素子42は、端子51c及び51dにおいて制御信号Vx1及びVx2をそれぞれ受ける。これらの信号は、信号増幅部の入力43iに与えられる。制御信号Vx1及びVx2は、アナログ信号であり、光出力波形のクロスポイントを制御するために利用される。
【0035】
半導体発光素子34が半導体素子42により駆動されて、光ファイバ8に光Lsignalを提供すると共に、光検知器44に光Lmonitorを提供する。
【0036】
図2及び図3を参照すると、光通信モジュール1は、第2〜4の壁部5c〜5eにリード端子4cが設けられている。第2の壁部5cには、所定の軸と交差する方向に伸びる複数のリード端子4c1からなる群が設けられている。第3の壁部5dには、所定の軸と交差する方向に伸びる複数のリード端子4c2からなる群が設けられている。第4の壁部5eには、所定の軸方向に伸びる複数のリード端子4c3からなる群が設けられている。
【0037】
リード端子4c3の群は、半導体発光素子34を駆動するための差動信号50を受けるために利用される。リード端子4c3の群は、差動信号50の一方50aを取り入れるために利用されるリード端子52a、差動信号50の他方50bを取り入れるために利用されるリード端子52b、リード端子52aの両側に配置されるリード端子52c及び52d、リード端子52bの両側に配置されるリード端子52d及び52eから構成される。リード端子52c、52d、52eは、光通信モジュール1a内の接地電位線といった基準電位線に接続されている。この端子配置により、リード端子4c3の群は、ハウジング4内においては、コプレーナ伝送路を介して半導体素子42に接続できるようになる。このコプレーナ伝送路は、配線部材54に設けられている。リード端子4c3の群は、差動信号50をハウジング4内に取り入れるためにのみ利用されている。本実施の形態においては、差動信号を取り入れるためにたった5本のリード端子が必要である。これらのリード端子を設けるために壁部5eの幅を大きくする必要がないので、光通信モジュールの幅を小さくできる。
【0038】
リード端子4c1及び4c2の群は、半導体素子42の制御および半導体発光素子のモニタのための信号並びに電源に入力・出力端子を提供するために利用される。壁部5c及び5dの幅は、壁部5eの幅より大きいので、より多くの数のリード端子を設けることができる。これら多数の信号を接続するためのリード端子をリード端子4c1及び4c2の群から選ぶことができる。これらの接続は、第2及び第3の壁部5c及び5dに隣接して配置された配線部材55a及び55bを介して行われる。
【0039】
図5は、光通信モジュール1aにおけるリード端子の割り当ての一例を示す模式図である。この光通信モジュール1aでは、半導体発光素子34としてDFB半導体レーザと光変調器とが集積された光集積素子が用いられている。リード端子4c3の群は、差動信号50を半導体素子42の信号入力端子42a、42bに提供するためにのみ利用されている。この差動信号50は、半導体素子42において処理されて、出力端子42dを介して光変調器に提供される。
【0040】
半導体素子42の制御端子及び電源端子42cは、リード端子4c1の群のうちのリード端子54a〜54eに接続されている。これらの制御端子には、アナログ信号Vm、Vb、Vx1、Vx2のための端子が含まれており、電源端子には、これらのアナログ信号を受ける回路のVss電源のための端子が含まれている。温度感知素子35の一端子は、リード端子4c1の群のうちのリード端子54fに接続されている。ペルチェ素子24のアノード及びカソードの一方は、リード端子4c1の群のうちのリード端子54gに接続されている。
【0041】
光検知器44のアノード及びカソードは、リード端子4c2の群のうちのリード端子56a及び56bに接続されている。半導体発光素子34のDFB半導体レーザへの電源は、リード端子4c2の群のうちのリード端子56dに接続されている。ペルチェ素子24のアノード及びカソードの他方は、リード端子4c2の群のうちのリード端子56gに接続されている。リード端子4c2の群のうちのリード端子56c、56e及び56fは、光通信モジュール1a内の接地電位線といった基準電位線に接続されている。
【0042】
光通信モジュール1aでは、光通信モジュールのリード端子を3つの群に分類している。第1の群のリード端子は、半導体発光素子を駆動する高周波信号を入力するために利用されている。第2の群及び第3の群のリード端子は、高周波信号以外の信号および電源を入力するために利用されている。特に、光通信モジュール1aでは、半導体素子42のアナログ制御信号(Vm、Vb、Vx1、Vx2)及び電源(Vss)は、第2の群のリード端子を介して入力されている。したがって、アナログ信号と高周波信号との相互干渉を低減できる。また、第3の群のリード端子は、高周波信号以外並びに半導体素子42のための制御信号および電源以外の信号及び電源を入力または出力するために利用されている。したがって、第3の壁部のリード端子上に信号と第2の壁部のリード端子上の信号とを互いに分離できる。
【0043】
図6(a)は比較用の光通信モジュール100の平面図であり、図6(b)は光通信モジュール100のリード端子の配置を示す模式図である。光通信モジュール100は、ハウジング102を備える。ハウジング102からは、光ファイバ108が所定の軸方向に伸び出している。ハウジング102は、光ファイバ108を支持する光ファイバ支持部が配置されている壁部102a、所定の軸方向に伸びる壁部102b及び102c、壁部102aと対向する壁部102d、並びに複数のフランジ102eを備える。リード端子104は、壁部102b及び102cにのみ設けられ、所定の軸と交差する方向に伸びている。フランジ102eは、壁部102a及び102dに所定の軸方向に向くように設けられている。
【0044】
光通信モジュール100内には、半導体レーザ素子LD、ペルチェ素子TEC、モニタ用受光素子PD、およびサーミスタThが含まれている。これらの素子の端子は、図6(b)に示されるように、一方の壁部に設けられているリード端子に接続されている。
【0045】
この光通信モジュール100に半導体レーザ素子を駆動するための半導体素子を加えるとすると、この半導体素子のために制御信号の入力及び出力は、2つの壁部のいずれかのリード端子を介して行わなければならない。故に、リード端子の割り当てはさらに複雑になる。
【0046】
(第2の実施の形態)
図7は、光通信モジュール1bにおけるリード端子の割り当ての一例を示す模式図である。この光通信モジュール1bは、半導体発光素子34と、半導体素子42と、光検知器44とを備える。光通信モジュール1bでは、半導体発光素子34として半導体レーザ素子が用いられている。第1の実施の形態と同様に、リード端子4c3の群は、半導体素子42の信号入力端子42a及び42bに差動信号50を提供するためにのみ利用されている。この差動信号50は、半導体素子42により処理されて、出力端子42dを介して半導体レーザ素子に提供される。
【0047】
半導体素子42の制御端子および電源端子42cは、リード端子4c1の群のうちのリード端子58a〜58eに接続されている。リード端子4c1の群のうちのリード端子58fには何も接続されていないけれども、リード端子58gは、光通信モジュール1b内の接地電位線といった基準電位線に接続されている。
【0048】
光検知器44のアノード及びカソードは、リード端子4c2の群の内のリード端子60a及び60bに接続されている。リード端子4c2の群の内のリード端子60c〜60fには何も接続されていないが、リード端子60gは、光通信モジュール1b内の接地電位線といった基準電位線に接続されている。
【0049】
光通信モジュール1bでは、光通信モジュール1aと同様に、光通信モジュールのリード端子を3つの群に分類している。第1の群のリード端子は、半導体発光素子を駆動するための高周波信号を入力するために利用されている。第2の群及び第3の群のリード端子は、高周波信号以外の信号および電源を入力するために利用されている。特に、光通信モジュール1bでは、駆動用の半導体素子42の制御信号(Vm、Vb、Vx1、Vx2)及び電源(Vss)は、第2の群のリード端子を介して入力及び出力されている。第3の群のリード端子は、高周波信号以外並びに半導体素子のための制御信号及び電源以外の信号及び電源を入力または出力するために利用されている。
【0050】
(第3の実施の形態)
図8は、光通信モジュール1cにおけるリード端子の割り当ての一例を示す模式図である。この光通信モジュール1cは、半導体発光素子34と、半導体素子42と、光検知器44とを備える。
【0051】
半導体素子42の制御端子および電源端子42cは、リード端子4c1の群のうちのリード端子62a、62d〜62fだけでなく、リード端子4c2の群のうちのリード端子62c〜62fにも接続されている。リード端子62a上には、半導体素子を安定して動作させるためのVref1が提供され、リード端子62d〜62f上には、Vb、バイアス電流をモニタするためのVbmon、Vssがそれぞれ提供されている。また、リード端子64c〜64f上には、半導体素子を安定して動作させるための別端子Vref2、Vm、変調電流をモニタするためのVmmon、Vssがそれぞれ提供されている。これらは、アナログ信号であり、信号Vref1、Vref2、Vb、Vmは半導体素子42に入力されるものであり、信号Vbmon及びVmmonは半導体素子42から出力されるものである。変調電流に関する信号(Vm及びVmmon)とバイアス電流に係わる信号(Vb及びVbmon)とを別個の壁部のリード端子に付与している理由は、光モジュール内部での両信号の干渉を抑えるためである。リード端子4c1の群のうちのリード端子62b、62c、62gは、光通信モジュール1c内の接地電位線といった基準電位線に接続されている。
【0052】
光検知器44のアノード及びカソードは、リード端子4c2の群のうちのリード端子64a及び64bに接続されている。リード端子4c2の群のリード端子64gは、光通信モジュール1cの接地電位線といった基準電位線に接続されている。Vssと光検知器44に係わる信号とを別個の壁部のリード端子に付与している理由は、電源と微少なモニタ電流との干渉を抑えるためである。
【0053】
光通信モジュール1cでは、光通信モジュール1aと同様に、光通信モジュールのリード端子を3つの群に分類している。第1の群のリード端子は、半導体発光素子を駆動するための高周波信号を入力するために利用されている。第2の群及び第3の群のリード端子は、高周波信号以外の信号および電源の入力及び出力を行うために利用されている。つまり、光通信モジュール1cの一壁部に配置されたリード端子のみを介して高周波信号の入力を行っているので、他の2壁部に位置しているリード端子を、他の信号線を入力及び/又は出力するために利用できる。故に、ピン配置に対する制約が緩和される。したがって、光通信モジュール1cが搭載される基板の設計が容易になる。
【0054】
(第4の実施の形態)
図9は、光通信モジュール生産物の構成部品を示す図である。光通信モジュール生産物70は、光通信モジュール1と、電子部品72と、基板74とを備える。電子部品72は、半導体発光素子(図1の34)を駆動するための差動信号(図2の50)を発生する。基板74は配線部材76及び搭載部材78を含む。搭載部材78は、光通信モジュール1及び配線部材76を搭載する。
【0055】
図10は、光通信モジュール生産物を示す斜視図である。図9及び図10を参照すると、配線部材76は、光通信モジュール1を収容できるように設けられた切り欠き部80を有している。切り欠き部80は、配線部材76の一辺からへこむように設けられて、切り欠き部80においては搭載部材78が現れている。霧か基部80により、光通信モジュール1を搭載部材78上に搭載する領域78aが提供される。搭載部材78は、この領域78a内に、光通信モジュール1の複数のフランジ5gに位置合わせされた取付部82を有する。取付部82は、搭載部材78の一方の面から他方の面に貫通する取付孔であってもよい。フランジ5gは、一方の面から他方の面に貫通する取付孔といった取付部5hを有する。光通信モジュール1は、取付部82、フランジ5g及び固定部材84(84a、84b)により、搭載部材78に取り付けられる。例示的に説明すれば、取付孔5hを取付部82の取付孔に位置あわせて、これらの取付孔にボルトといった固定部材84aを挿入して、ナットといった固定部材84bで固定する。
【0056】
また、切り欠き部80は、光通信モジュール1の3つ壁部に対面する辺80a、80b、80cを有する。辺80aは、第4の壁部5eに対面するように設けられている。辺80bは、第3の壁部5dに対面するように設けられている。辺80cは、第2の壁部5cに対面するように設けられている。光通信モジュール1は、辺80bと80cとの間に配置されている。光通信モジュール生産物70において、光通信モジュール1の壁部5eと辺80aとの間隔は、光通信モジュール1の壁部5cと辺80cとの間隔及び壁部5dと辺80bとの間隔より小さい。なぜなら、光通信モジュール1のフランジ5gが、壁部5cと辺80cとの間及び壁部5dと辺80bとの間に位置しているからである。
【0057】
配線部材76は、電子部品72と光通信モジュール1のリード端子52a及び52bとを接続する配線層76a及び76bを有する。電子部品72は配線部材76上において光通信モジュール1の後壁5eに隣接するように配置されている。この配置により、配線長を短縮できる。配線層76a〜76eの各々は、電子部品72に接続された一端と第4の壁部の辺に隣接する領域に位置する他端とを有している。また、配線部材76は、光通信モジュール1のリード端子52c〜52eに接続された配線層76c〜76eを有しており、配線部材76は、光通信モジュール1のリード端子52c〜52eに接続された配線層76c〜76eを有する。これらの配線層76c〜76eは、接地電位線といった基準電位線に接続される。配線層76a〜76eは、所定の軸方向(光ファイバが入射する方向)に伸びている。
【0058】
配線部材76は、光通信モジュール1のリード端子54c〜54gに接続された配線層76f〜76hを有する。配線層76f〜76hの各々は、辺80bに面して位置する一端から所定の軸と交差する方向に伸びている。また、配線部材76は、光通信モジュール1のリード端子56c〜64gに接続された配線層76j〜76kを有する。配線層76j〜76kの各々は、辺80cに面して位置する一端から所定の軸と交差する方向に伸びている。
【0059】
この光通信モジュール生産物70によれば、光通信モジュール1において、第4の壁部5eに設けられたリード端子52a及び52bを半導体素子42の差動信号端子に接続すると共に、壁部5c及び5dのリード端子54a〜54g及び56a〜56gを半導体素子42の制御端子及び電源端子に接続している。故に、配線部材78において、半導体素子42の制御端子及び電源端子に接続される配線層76f〜76hと、高周波信号が伝搬する配線層76a及び76bとを互いに離すことができる。
【0060】
図10を参照すると、配線部材76上には、電子素子86および88が更に搭載されている。第1の実施の形態の光通信モジュール1a(そして第2の実施の形態の光通信モジュール1bも同様に)では、半導体素子42に係わる配線を一方の壁部5dに位置するリード端子54a〜54e(光通信モジュール1bでは58a〜58e)のみに接続している。半導体素子42は電源変動に敏感であるので、発明者は、半導体素子42と接続される信号線および電子素子86は電源変動を受け難いように配置されることが好ましいと考えている。電源変動を受け難い構成を得るために、半導体素子42を制御するための電子素子86を搭載基板76上において壁部5dに隣接して配置している。発明者の知見によれば、半導体素子42を制御する電子素子を配線部材76上の一カ所に集めることは、電源変動に対する耐性を高める上で有効である。
【0061】
また、図10に示された形態では、電子素子88を搭載基板76上において壁部5cに隣接して配置している。電子素子88は、モニタ用受光素子用の制御回路、ペルチェ素子用の制御回路、半導体発光素子のDC電源回路といった電源電圧変動にあまり敏感では無い回路を含むことができる。
【0062】
つまり、光通信モジュールを基板上に搭載したときに、光通信モジュールの3壁部のリード端子の信号線をノイズ敏感度に応じて分けて、電子素子をそれぞれ異なる壁部に配置している。この配置によれば、光通信モジュール1のための制御回路を含む他の電子素子86と、他の電子素子88と、10Gbpsといった高速信号に係わる電子素子72とを相互の雑音および干渉を避けるように離すことができる。
【0063】
図11(a)及び11(b)は、光通信モジュール1のフランジの位置と高周波信号の配線長との関係を説明するために模式図である。図11(a)は、図10に示された光通信モジュール生産物70を示している。図11(b)は、比較用光通信モジュール生産物90を示している。光通信モジュール生産物90は、光通信モジュール92と、電子部品72と、基板75とを備える。基板75は、配線部材77及び搭載部材79を備える。搭載部材79は、光通信モジュール92及び配線部材77を搭載する。光通信モジュール92の第1及び第4の壁部には、フランジ92gが設けられている。故に、高周波信号端子と半導体素子72とを接続する配線長が、図11(a)に示された光通信モジュール生産物70における配線長に比べて長さDだけ長い。
【0064】
これまでに説明された発明の実施の形態では、第2及び第3の壁部にそれぞれ5本〜7本のリード端子が設けられ、第4の壁部に5本のリード端子が設けられている。この光通信モジュールは合計15本〜19本のリード端子を持つ。
【0065】
以上、上記の発明の実施の形態によれば、光通信モジュールの第2及び第3の壁部に制御端子を配置すると共に第4の壁部に高周波信号に係わる入力リード端子を配置することにより、信号の分離が可能になる。これに対応して、光通信モジュール生産物においても、第4の壁部に対面する配線部材の辺には、高周波信号に係わる信号線が設けられる。故に、光通信モジュールおよび配線部材の両方において、高周波信号と制御信号との間の電気的な分離が容易になり、両信号の干渉を低減できる。
【0066】
また、光通信モジュールにおいて半導体素子の制御端子を一方の壁部のみに配置することにより、これに対応して、光通信モジュール生産物においても、当該壁部に対面する配線部材の辺には、制御信号に係わる信号線を設けることになる。故に、配線部材上の素子配置および配線パターンの設計が容易になる。
【0067】
光通信モジュールのフランジを第2及び第3の壁部に配置すれば、第4の壁部に隣接してフランジの配置領域を設ける必要が無くなる。故に、フランジの配置に関する制約無しに、光通信モジュールの高周波信号端子に配線部材の高周波信号線を接続できる。
【0068】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。例えば、本実施の形態では、トランジスタとしては、電界効果トランジスタに限定されることなく、バイポーラトランジスタも使用できる。また、ハウジングとしては、バタフライ型パッケージを例示的に説明したが、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。更に、半導体発光素子としては、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【0069】
【発明の効果】
以上説明したように、高周波信号とこの他の信号との間の干渉が低減できる構造を有する光通信モジュールおよび光通信モジュール生産物が提供された。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、光通信モジュールを示す斜視図である。
【図2】図2は、光通信モジュールの内部構造を示す平面図である。
【図3】図3は、光通信モジュールの外観を示す斜視図である。
【図4】図4は、半導体素子に集積されている回路の一例を示す回路図である。
【図5】図5は、通信モジュールのリード端子の配置の一例を示す模式図である。
【図6】図6(a)は比較のための光通信モジュールの平面図であり、図6(b)は、比較のための光通信モジュールのリード端子の配置を示す模式図である。
【図7】図7は、別の光通信モジュールにおけるリード端子の配置の一例を示す模式図である。
【図8】図8は、更に別の光通信モジュールのリード端子配置例を示す模式図である。
【図9】図9は、光通信モジュール生産物の構成部品を示す図である。
【図10】図10は、光通信モジュール生産物を示す斜視図である。
【図11】図11(a)及び11(b)は、光通信モジュールのフランジの位置と高周波信号の配線長との関係を説明するために模式図である。
【符号の説明】
1、1a、1b、1c…光通信モジュール、2…光モジュール主要部、4…ハウジング、5g…フランジ、24…ペルチェ素子、26…搭載部品、34…半導体発光素子、35…温度感応素子、42…半導体素子、44…パワーモニタ用光検知器、52a、52b…リード端子
Claims (7)
- 所定の軸方向に伸びる光ファイバ収容部が配置された第1の壁部、前記所定の軸方向に伸び各々が複数のリード端子を有する第2および第3の壁部、並びに前記第1の壁部に対向するように設けられ複数のリード端子を有する第4の壁部を有するハウジングと、
差動信号を受ける第1群の入力端子、前記差動信号から生成された駆動信号を提供する出力端子、並びに前記入力端子及び前記出力端子と別個の第2群の複数の端子を有する半導体素子と、
前記半導体素子の出力端子に接続された半導体発光素子と、
前記第4の壁部と異なる壁部に設けられた複数のフランジと
を備え、
前記半導体素子の前記第2群の複数の端子は、前記第2および第3の壁部の前記複数のリード端子に接続されており、
前記第4の壁部の前記複数のリード端子は、第1〜第5のリード端子のみから成り、前記第1のリード端子は、前記差動信号の一方の信号を受けると共に前記半導体素子の前記入力端子の一方に接続されており、前記第2のリード端子は前記差動信号の他方の信号を受けると共に前記半導体素子の前記入力端子の他方に接続されており、並びに前記第3〜第5のリード端子は前記第1及び第2のリード端子の各々の両側に配置され基準電位線に接続されるように設けられており、
前記半導体素子の前記第2群の端子は、前記第2の壁部の前記リード端子に接続されている、光通信モジュール。 - 所定の軸方向に伸びる光ファイバ収容部が配置された第1の壁部、前記所定の軸方向に伸び各々が複数のリード端子を有する第2および第3の壁部、並びに前記第1の壁部に対向するように設けられ複数のリード端子を有する第4の壁部を有するハウジングと、
差動信号を受ける第1群の入力端子、前記差動信号から生成された駆動信号を提供する出力端子、並びに前記入力端子及び前記出力端子と別個の第2群の複数の端子を有する半導体素子と、
前記半導体素子の出力端子に接続された半導体発光素子と、
前記第4の壁部と異なる壁部に設けられた複数のフランジと
を備え、
前記第4の壁部の前記複数のリード端子は、前記差動信号の一方の信号を受けると共に前記半導体素子の前記入力端子の一方に接続された第1のリード端子、前記差動信号の他方の信号を受けると共に前記半導体素子の前記入力端子の他方に接続された第2のリード端子、並びに前記第1及び第2のリード端子の各々の両側に配置され基準電位線に接続される第3のリード端子のみからなり、
前記半導体素子の前記第2群の複数の端子は、前記第2および第3の壁部の前記複数のリード端子に接続されており、
前記半導体素子の前記第2群の端子は、前記第2の壁部の前記リード端子に接続されている、光通信モジュール。 - 前記半導体発光素子は、光を発生する発光素子部と、前記発光素子部からの光を変調するための半導体変調素子部とを含み、
前記発光素子部の端子は前記第3の壁部の前記リード端子に接続されている、請求項1または請求項2に記載の光通信モジュール。 - 前記半導体発光素子は半導体レーザ素子を含んでおり、
前記半導体レーザ素子のアノード及びカソードの一方は、前記半導体素子の前記出力端子に接続されており、前記半導体レーザ素子のアノード及びカソードの他方は、基準電位線に接続されている、請求項1または請求項2に記載の光通信モジュール。 - 前記第2群の端子は、アナログ値を有する信号が加えられる端子および当該半導体素子の電源端子を含む、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の光通信モジュール。
- 前記第4の壁部と前記半導体素子との間に配置されたコプレーナ型伝送路を更に備え、
前記半導体素子は前記コプレーナ型伝送路を介して前記第4の壁部の前記複数のリード端子に接続されている、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の光通信モジュール。 - 前記請求項1〜6のいずれかに記載された光通信モジュールと、
前記半導体発光素子を駆動するための差動信号を発生する電子部品と、
前記電子部品と前記光通信モジュールの第1及び第2のリード端子とを接続する配線層を有する配線部材並びに前記光通信モジュール及び前記配線部材を搭載する搭載部材を備える基板と
を備え、
前記配線部材は、前記光通信モジュールを収容できるように設けられた切り欠き部を有しており、該切り欠き部は、前記第4の壁部に隣接するように設けられた辺を有する、光通信モジュール生産物。
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