JP4526767B2 - Optical semiconductor device and optical transmission device - Google Patents

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JP4526767B2 JP2003021962A JP2003021962A JP4526767B2 JP 4526767 B2 JP4526767 B2 JP 4526767B2 JP 2003021962 A JP2003021962 A JP 2003021962A JP 2003021962 A JP2003021962 A JP 2003021962A JP 4526767 B2 JP4526767 B2 JP 4526767B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光半導体装置および光伝送装置に関するものであり、特に、電気信号に基づいて変調された光信号を出力する光半導体素子を備えた光半導体装置および光伝送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体レーザを駆動して光信号を出射させる半導体レーザ駆動回路を備え、この半導体レーザ駆動回路と半導体レーザとの間に、インピーダンス整合素子と立ち下がり時間調節抵抗素子とを設けて半導体レーザに光変調信号を供給する光半導体装置がある(例えば、特許文献1を参照)。この立ち下がり時間調節抵抗素子は、半導体レーザに並列に配置され、半導体レーザとインピーダンス整合素子の有するインピーダンス誤差によって、半導体レーザ駆動回路との間に生じるインピーダンスの不整合を補正する。さらに、この立ち下がり時間調節抵抗素子は、光信号の立ち下がり時間を調節している。
【0003】
また、従来から、半導体レーザおよびダンピング抵抗からなる直列接続体に対し、有限の寄生インダクタンス成分を含む外付け抵抗を並列に接続する光半導体装置が知られている(例えば、特許文献2を参照)。この文献においては、半導体レーザ、ダンピング抵抗、外付け抵抗などの並列接続素子全体でのインダクタンス量が、駆動回路側から見て抵抗が接続されない場合に比べて低減される技術が開示されており、光送信波形上での立ち下がり時間の増大を伴うことなく、リンギングを抑圧した光出力波形が得られている。
【0004】
さらに、従来技術として、差動増幅回路とインピーダンス整合素子と駆動振幅調整電流源と電源とを有し、差動増幅回路への信号入力端子と差動増幅器との間に波形整形回路を接続する光半導体装置がある(例えば、特許文献3を参照)。この文献に記載された光半導体装置では、光変調素子の駆動波形が調整され、最適かつ高速な光出力波形が得られている。また、この駆動波形の調整においては、光出力波形のクロスポイントが最適な状態に設定されている。
【0005】
また、従来から、立ち上がり時間や立ち下がり時間が比較的に長い半導体レーザ駆動回路に対して、その立ち上がり特性または立ち下がり特性を改善しようとするとき、この半導体レーザ駆動回路にピーキング特性を持たせるように調整することによって、僅かなリンギングが発生することが知られている(例えば、非特許文献1を参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−327617号公報(第4−8頁、図1)
【特許文献2】
特開平7−46194号公報(第3−4頁、図1)
【特許文献3】
特開平11−223802号公報(第1、3−5頁、図3)
【非特許文献1】
A Versatile Si-Bipolar Driver Circuit with High Output Voltage Swing for External and Direct Laser Modulation in 10 Gb/s Optical-Fiber Links IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, Vol. 29, No.9(第1014−1017頁、図3)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の光半導体装置では、立ち下がり時間の長い光信号を改善するため、半導体レーザと半導体レーザ駆動回路との間に、インピーダンス整合素子またはダンピング抵抗を設け、これと並列に抵抗素子を接続していた。しかし、並列接続の抵抗素子を介して高周波信号が接地面に漏れ出るため、大きな電力損失を伴うという問題点があった。
【0008】
また、従来の光半導体装置では、光出力波形のクロスポイントのずれを解消するために、波形整形回路でクロスポイントの位置を調整し、クロスポイントのずれの範囲内で光出力波形における見かけ上の立ち下がり時間を短縮するようにしていた。しかし、光出力波形の立ち下がりの勾配(立ち下がりの速度)が小さくなって、光出力波形のアイ開口が非対称な形状に歪んでしまうような場合には、立ち下り時間をより早くするような調整、すなわち、立ち下がりの勾配をより大きくするような調整ができず、短縮できる時間にも自ずと限界があった。
【0009】
また、立ち下がり時間が比較的に長い半導体レーザ駆動回路の立ち下がり特性を改善するために半導体レーザ駆動回路にピーキング特性を持たせるように調整する技術について上述したが、この技術は、リンギング現象を生じさせて光波形を劣化させるものであり、従来は、排除もしくは低減すべきものであるとして取り扱われており(特許文献2、非特許文献1を参照)、このピーキング特性を積極的に活用しようという考え方はなかった。
【0010】
しかし、たとえ、光波形が半導体レーザ駆動回路のリンギング特性で波打っていたとしても、受信器で光電気変換され、電気フィルタを通過した後の電気波形のアイ開口が改善されていればよい。
【0011】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、光半導体素子から出力される光出力波形の立ち下がり時間を改善せしめる光半導体装置および光伝送装置を得ることを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる光半導体装置にあっては、光半導体素子と、前記光半導体素子に駆動電流を出力する駆動回路とを備え、前記駆動回路は、方形波の駆動電流と、当該駆動電流の最大繰り返し周波数に対して、3倍の周波数かそれ以上の周波数の正弦波成分を含むリンギングによる交流信号電流と、を重ね合わせた信号電流を出力するとともに時間とともに減衰する前記交流信号電流、前記方形波の駆動電流の立ち上がりとともに印加することを特徴とする。
【0013】
この発明によれば、光半導体素子に駆動電流を出力するために光半導体装置に備えられた駆動回路は、方形波の駆動電流と、当該駆動電流の最大繰り返し周波数に対して3倍の周波数かそれ以上の周波数正弦波成分を含む交流信号電流と、を重ね合わせた信号電流を駆動信号として出力することで、フィルタで等化した後の電気信号の立ち下がり特性を改善する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる光半導体装置および光半導体装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0015】
図1は、実施の形態1にかかる光半導体装置の一例を示す回路構成図である。同図において、レーザダイオード駆動回路(以下、LD駆動回路)1は、差動型の入力構成を有する入力バッファ11と、逆相信号および正相信号を出力する差動構成を成す一対の差動トランジスタ12、13、定電流動作をするトランジスタ14、差動トランジスタ12、13のコレクタの負荷であり、インピーダンス整合をとるための抵抗15、16をそれぞれ備えている。
【0016】
入力バッファ11は、入力される逆相信号と正相信号の波形を整形し、差動トランジスタ12および13のベースへ入力する調整された逆相信号と正相信号を生成する。
【0017】
差動構成を成す一対の差動トランジスタ12、13とトランジスタ14は、差動増幅器を構成する。差動トランジスタ12および13のそれぞれのコレクタ側は、抵抗15および16の一方側に接続されている。抵抗15、16の他方側は接地端子に接続される。差動トランジスタ12および13のそれぞれのエミッタは、定電流動作をするトランジスタ14に接続されている。
【0018】
差動トランジスタ12のベースには入力バッファ11の逆相信号出力端子が接続され、差動トランジスタ13のベースには入力バッファ11の正相信号出力端子が接続されている。トランジスタ14のエミッタ側、および入力バッファ11の電圧入力端子は、ともに負電源(Vee)に接続されている。
【0019】
差動トランジスタ12、13のコレクタ側の出力端子は、マイクロストリップ線路やグランデッドコプレーナ線路などで構成される分布定数回路18、整合抵抗19a、19bを介してレーザダイオード(以下、LD)20の一対の電極(アノードと、カソード)にそれぞれ接続されている。
【0020】
なお、差動トランジスタ12、13は、電界効果型トランジスタ(FET)を用いても良い。この場合、LD20のアノード、カソードともに、電界効果型トランジスタのドレイン側にそれぞれ接続される。
【0021】
LDモジュール2側は、分布定数回路18と、20Ω程度のインピーダンス整合用の整合抵抗19a、19bとを介して、高周波インピーダンスが5Ω程度のLD20と接続される。LD20のアノード側は整合抵抗19bに電気的に接続された導体線路に半田などで接合され、LD20のカソード側はワイヤボンド29を介して、整合抵抗19aと電気的に接続された導体線路に接続される。
【0022】
分布定数回路18は、LD駆動回路1の差動型の差動トランジスタ13、12のそれぞれの出力端子と、整合抵抗19a、19bのそれぞれとの間を、差動線路やワイヤボンドで接続して構成される。差動線路は、2つの導体線路(第1、第2の導体線路)を近接して配置して分布定数線路を構成する。差動線路を構成する導体線路は、誘電体基板の表面に形成されたストリップ導体と、誘電体基板の裏面に形成された地導体とで、マイクロストリップ線路を構成する。または、これ以外の導体線路として、ストリップ導体がコプレーナ線路や、グランデッドコプレーナ線路や、トリプレート線路などの他のマイクロ波伝送用の線路であっても良い。差動線路は、2つの導体線路に対する入力信号の、一方が正相信号、他方が逆相信号となるようにして信号伝送を行うことにより、2線路間の電気的結合度を高め、電界の漏洩損失を低減することができる。このため、差動線路は、結合線路とも呼ばれる。
【0023】
ここで、例えば、LD駆動回路1の出力端子の一端(正相信号出力端子または逆相信号出力端子)をLD20のカソードに接続し、LD20のアノードをグランドに接地する従来の単相駆動方式の場合について考える。この場合、LDを駆動した大電流が接地を経由してLD駆動回路に帰還するので、接地電位が変動する。このため、光受信系の電子回路を近接して設置した場合、微弱電流を検出する光受信系の電子回路(例えばプリアンプ、トランスインピーダンスアンプなど)に悪影響が出ることがある。
【0024】
これに対し、この実施の形態では、差動線路を用いて、LDをプッシュ・プル動作しているので、大電流は差動線路を流れ、接地電位の変動が少なくなり、周辺回路への影響が出にくいという利点がある。
【0025】
差動線路は、上述した2本の信号伝送用の導体線路(第1、第2の導体線路)を近接して配置した差動型のマイクロストリップ線路(マイクロストリップ差動線路)、あるいは差動型のグランデッドコプレーナ線路(グランデッドコプレーナ差動線路)や、2本の導体ピンを近接して配置した差動ピン(あるいはリード)などによって構成される。
【0026】
高周波に対するインピーダンスが大きいソレノイド21a(第1のインダクタンス素子)と、このソレノイド21aに並列に接続され共振防止のためにQ値を下げる抵抗22aとから第1のバイアス回路28aが構成される。また、高周波に対するインピーダンスが大きいソレノイド21b(第2のインダクタンス素子)と、このソレノイド21bに並列に接続され共振防止のためにQ値を下げる抵抗22bとから第2のバイアス回路28bが構成される。ソレノイド21a、21bには、バイアス電流(直流)を通過させるとともに、LD駆動回路1から出力される変調信号(数百kHz〜数十GHzの電気信号)が第1、第2のバイアス回路28a、28bから漏れ出るのを抑圧する、すなわち高周波信号を遮断するために空心コイルを用いている。
【0027】
第1のバイアス回路28aのソレノイド21a、および第2のバイアス回路28bのソレノイド21bとも、それぞれワイヤボンド23a、23bを介して、それぞれの一端側が、LD20のアノードおよびカソードに電気的に接続されたそれぞれの導体線路と接続される。これによって、バイアス回路28aは、ワイヤボンド23aを介して整合抵抗19aに電気的に接続された導体線路と接続されて、ワイヤボンド29を介してLD20のカソードに接続される。また、バイアス回路28bは、ワイヤボンド23bを介して整合抵抗19bに電気的に接続された導体線路と接続されて、LD20のアノードの半田付けされた導体線路(パッド)に接続される。
【0028】
LD20のアノード側は、ワイヤボンド23b、第2のバイアス回路28bの並列回路を介して接地端子に接続されている。LD20のカソード側は、ワイヤボンド23a、第2のバイアス回路28aの並列回路を介してトランジスタ24に接続される。トランジスタ24は、エミッタ側が負電圧源(Vee)に接続され、定電流動作を行う。この負電源は、LD駆動回路1のトランジスタ14が接続される負電源(Vee)と同じ電圧としているが、異なる電圧にしても良い。なお、バイアス回路28a、28bは、ワイヤボンド23a、23bなどとともに、高周波的には非接地の開放端子の如く作用する。
【0029】
このLD20の駆動構成によれば、LD20のアノード、カソードに一対の第1、第2のバイアス回路28a、28bを介して直流バイアス電流が供給され、かつ差動型の一対の差動トランジスタ12、13によってLD20のアノード、カソードに高周波の変調電流が差動で入力されている。
【0030】
すなわち、LD駆動回路1の差動トランジスタ12がONからOFF(差動トランジスタ13がOFFからON)になると、LD20に変調電流が流れ、LD20からのレーザ光出力はOFFからONとなる。また、差動トランジスタ13がONからOFF(差動トランジスタ12がOFFからON)になると、LD20に流れる変調電流が小さくなり、LD20からのレーザ光出力はONからOFFとなる。
【0031】
したがって、LD駆動回路1の差動的に構成された差動トランジスタ12、13から出力された変調電気信号は、分布定数回路18などを通じてLD20に伝送され、LD20において変調電気信号が光変調信号に変換される。LD20から発生された光変調信号は、集光レンズ25によって光ファイバ26に集光され、この光ファイバ26を通じて出力される。
【0032】
ここで、図2は、負電圧で駆動される一般的なLD駆動回路から出力される電気信号波形のアイパターンの一例を示す図である。このLD駆動回路は、負電圧で駆動されているので、光信号パルスの立ち上がり部に対応する電気信号パルスの立ち上がり部は下方に向かう部分であり、逆に、光信号パルスの立ち下がり部に対応する電気信号パルスの立ち下がり部は上方に向かう部分である。いま、立ち下がり時間をTfとし、立ち上がり時間をTrとすると、同図に示すように、TfがTrに比較して略40%長くなっている。
【0033】
図3(a)は、LD駆動回路1の一対の差動トランジスタ12、13の立ち上がり、立ち下がり特性を模式的に示す説明図であり、図3(b)は、一対の差動トランジスタ12、13の立ち上がり、立ち下がり特性が平均化される原理を示す説明図である。
【0034】
一対の差動トランジスタ12、13のそれぞれの特性は同等と仮定すると、図2に示したように、立ち下がり時間Tfと立ち上がり時間Trとの間には、Tr<Tfの関係があり、この関係を模式的に示すと、図3(a)に示すような波形となる。
【0035】
一方、図1に示したように、正相信号と逆相信号とが分布定数回路18を経由し、いずれか一つが整合抵抗19aを介してLD20のカソードに接続され、他方が整合抵抗19bを介してLD20のアノードに接続されている。これらの接続により、差動トランジスタ12が立ち上がるときは差動トランジスタ13が同時に立ち下がり、差動トランジスタ12が立ち下がるときは差動トランジスタ13が同時に立ち上がるので、LD20から見れば一対の差動トランジスタ12、13からプシュ・プルで駆動されていることになる。
【0036】
したがって、図1に示すこの発明の光半導体装置の回路は、このようなプシュ・プル動作を行うので、分布定数回路18が差動線路となりLD20に対する電流の押し込み(push)と吸い出し(pull)とを同時に行い、LD20から見れば差動トランジスタ12の立ち上がり時間(Tr)と、差動トランジスタ13の立ち下がり時間(Tf)との平均時間((Tr+Tf)/2)で動作していることになる。この結果、図3(b)に示すような、立ち上がり時間と立ち下がり時間とが平均化され、対称形を成した、立ち上がり/立ち下がり特性となる。
【0037】
図4は、リンギングの周波数を変化させて、光波形と等化後の電気波形とを、それぞれ重ね書きした図である。同図に示す波形は、光半導体であるInGaAsP系のレーザダイオード素子のレート方程式を、NRZ(Non Return to Zero)、27−1のPRBS(Pseudo−Random Binary Sequence)の方形波をした注入電流波形(方形波デジタル出力の電気波形)にそれぞれの周波数の正弦波振幅(正弦波的な電気波形)を重ね合わせた際に出力される光波形(同図中央に示す「フィルタなし」)と、この光出力波形を(4次の)ベッセルフィルタで等化した後の電気波形(同図右側に示す「フィルタあり」)とをシュミレーションしたものである。
【0038】
このシュミレーション結果から明らかなように、方形波信号の最大繰り返し周波数が5GHzであるのに対してリンギングの周波数を、ほぼ3倍の15GHz付近か、それ以上にするとフィルタで等化した後の電気信号の立ち下がりが上昇して、アイ開口の大きなより品質のよい光出力波形が得られることが分かる。
【0039】
ここで、この正弦波的な電気波形を有する信号電流は、正弦波的な振幅を時間とともに減衰させるとともに、当該正弦波的な振幅を少なくとも1.5周期の間で有意に持続していることを特徴としている。
【0040】
例えば、光出力波形のアイ開口における波形線が幾重にも重なりを生じて波形品質が劣化する場合、光出力信号の伝送先(光受信装置側)でビットエラーが増大する。従来の光半導体装置では、そのような波形改善効果において限界があった。
【0041】
しかし、この実施の形態では、LD駆動回路の方形波デジタル出力の電気波形に、その電気波形の最大繰り返し周波数のほぼ3倍の正弦波的な電気波形を重ね合わせることにより、アイ開口の大きなより品質のよい光出力波形を得ている。
【0042】
図5(a)は、この発明の実験例である光波形を示す図であり、図5(b)は、この発明の実験例であるフィルタ等価後の電気波形を示す図である。また、図6は、この発明を用いない場合のフィルタ等価後の電気波形を示す図である。
【0043】
図5(a)に示す波形は、実際にこの原理を応用した光半導体装置(または光送信装置)が出力する光波形である。一見すると、この図が示すように、アイ開口が小さくなり、光信号が劣化したように見受けられる。しかしながら、図示を省略している光受信装置に設けられたベッセルフィルタで等化した後の電気波形を示すものである図5(b)に示す波形を見れば、良好なアイパターンが得られていることが分かる。また、この原理を使用していない場合の電気出力波形の例である図6と比較して、十分な改善効果が得られていることが分かる。なお、ここではベッセルフィルタを用いた場合について示したが、これ以外の他の低域通過フィルタを用いてもよい。
【0044】
なお、最大繰り返し周波数は、NRZ方式では伝送レートが10Gビット/秒のときには5GHzであり、RZ(Return to Zero)方式の場合は10Gビット/秒のときには10GHzであり、信号パターンによってその周波数が異なる。
【0045】
また、光送信装置から伝送された光信号は光ファイバを介して伝送された後、ベッセルフィルタの設けられた光受信装置で受信される。光ファイバの伝送距離が100kmを超える長距離に渡って伝送される場合、光波長の分散特性の影響によって波形が劣化する。このため、この実施の形態の光半導体装置から出力される光信号の波長(LD20の出力波長)は、波長分散特性の影響の生じ難い1.3μm帯が好適である。ただし、波長分散特性の影響を受けない範囲内であれば、1.5μm帯などの他の波長帯の光信号を出力するLD20を用いても良い。
【0046】
この実施の形態によれば、LD駆動回路の方形波デジタル出力の電気波形に、その電気波形の最大繰り返し周波数のほぼ3倍の正弦波的な電気波形が重ね合わされているので、光半導体素子の立ち下がりの開始時には光強度が比較的に大きくなっている。このため、その立ち下がり時間が同等であっても光出力変化の勾配が大きくなり、結果として良好なアイ開口を得ることができる。
【0047】
以上説明したように、この実施の形態の光半導体装置によれば、光半導体素子に駆動電流を出力するために光半導体装置に備えられた駆動回路が、方形波の駆動電流と当該駆動電流の最大繰り返し周波数の略3倍の周波数かそれ以上の周波数を有する正弦波的な信号電流とを重ね合わせた信号電流を駆動信号として出力するようにしているので、フィルタで等化した後の電気信号の立ち下がり特性が改善され、アイ開口の大きなより品質のよい光出力波形が得られるという効果を奏する。
【0048】
また、この実施の形態の光半導体装置によれば、駆動回路が出力する方形波の駆動電流に、正弦波的な振幅が時間とともに減衰し、この正弦波的な振幅が少なくとも方形波の駆動電流の最大繰り返し周期の略1.5倍の周期の間で有意に維持されている信号電流が重ね合わされることにより、電気信号の立ち下がり特性の改善が効果的に実現できるという効果を奏する。なお、ここでいうところの有意とは、電気信号の立ち下がり特性の改善効果が生ずる程度に、方形波の駆動電流に重ね合わされる正弦波的な信号が出力されることを意味する。
【0049】
また、この実施の形態の光伝送装置によれば、光半導体装置から出力された光信号を受光して光電変換する光電変換素子(図示省略)および当該光電変換素子の後段に接続された低域通過フィルタを有した光受信装置(図示省略)と、上述した光半導体装置とを備えることにより、アイ開口の大きなより品質のよい光出力波形が得られるという効果を奏する。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる光半導体装置によれば、光半導体素子に駆動電流を出力するために光半導体装置に備えられた駆動回路が、方形波の駆動電流と当該駆動電流の最大繰り返し周波数の略3倍の周波数かそれ以上の周波数を有する正弦波的な信号電流とを重ね合わせた信号電流を駆動信号として出力するようにしているので、フィルタで等化した後の電気信号の立ち下がり特性が改善され、アイ開口の大きなより品質のよい光出力波形が得られるという効果を奏する。
【0051】
また、この発明にかかる光半導体装置を用いれば、光信号の伝送に有用な光伝送装置を提供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】 実施の形態1にかかる光半導体装置の一例を示す回路構成図である。
【図2】 負電圧で駆動される一般的なLD駆動回路から出力される電気信号波形のアイパターンの一例を示す図である。
【図3】 (a)は、LD駆動回路の一対の差動トランジスタの立ち上がり、立ち下がり特性を模式的に示す説明図であり、(b)は、一対の差動トランジスタの立ち上がり、立ち下がり特性が平均化される原理を示す説明図である。
【図4】 リンギングの周波数を変化させて、光波形と等化後の電気波形とを、それぞれ重ね書きした図である。
【図5】 (a)は、この発明の実験例である光波形を示す図であり、(b)は、この発明の実験例であるフィルタ等価後の電気波形を示す図である。
【図6】 この発明を用いない場合のフィルタ等価後の電気波形を示す図である。
【符号の説明】
1 LD駆動回路、2 LDモジュール、11 入力バッファ、12,13 差動トランジスタ、14,24 トランジスタ、15,22a,22b 抵抗、18 分布定数回路、19a,19b 整合抵抗、20 LD、21a,21bソレノイド、23a,23b,29 ワイヤボンド、25 集光レンズ、26光ファイバ、28a,28b バイアス回路、Tf 立ち下がり時間、Tr 立ち上がり時間。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical semiconductor device and an optical transmission device, and more particularly to an optical semiconductor device and an optical transmission device that include an optical semiconductor element that outputs an optical signal modulated based on an electrical signal.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor laser driving circuit that drives a semiconductor laser to emit an optical signal is provided, and an impedance matching element and a fall time adjusting resistor element are provided between the semiconductor laser driving circuit and the semiconductor laser. There is an optical semiconductor device that supplies an optical modulation signal (see, for example, Patent Document 1). The fall time adjusting resistor element is arranged in parallel with the semiconductor laser, and corrects an impedance mismatch between the semiconductor laser and the semiconductor laser driving circuit due to an impedance error of the semiconductor laser and the impedance matching element. Further, the fall time adjusting resistor element adjusts the fall time of the optical signal.
[0003]
Conventionally, there is known an optical semiconductor device in which an external resistor including a finite parasitic inductance component is connected in parallel to a serial connection body composed of a semiconductor laser and a damping resistor (see, for example, Patent Document 2). . In this document, a technique is disclosed in which the amount of inductance in the entire parallel connection element such as a semiconductor laser, a damping resistor, and an external resistor is reduced as compared with the case where the resistor is not connected when viewed from the drive circuit side, An optical output waveform in which ringing is suppressed is obtained without increasing the fall time on the optical transmission waveform.
[0004]
Furthermore, as a conventional technique, a differential amplifier circuit, an impedance matching element, a drive amplitude adjustment current source, and a power source are provided, and a waveform shaping circuit is connected between a signal input terminal to the differential amplifier circuit and the differential amplifier. There is an optical semiconductor device (see, for example, Patent Document 3). In the optical semiconductor device described in this document, the drive waveform of the light modulation element is adjusted, and an optimum and high-speed light output waveform is obtained. Further, in the adjustment of the drive waveform, the cross point of the optical output waveform is set to an optimum state.
[0005]
Conventionally, when a semiconductor laser drive circuit having a relatively long rise time or fall time is intended to improve its rise characteristic or fall characteristic, the semiconductor laser drive circuit should have peaking characteristics. It is known that slight ringing occurs by adjusting to (for example, see Non-Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-5-327617 (page 4-8, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP 7-46194 A (page 3-4, FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP-A-11-223802 (first and third pages, FIG. 3)
[Non-Patent Document 1]
A Versatile Si-Bipolar Driver Circuit with High Output Voltage Swing for External and Direct Laser Modulation in 10 Gb / s Optical-Fiber Links IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, Vol. 29, No. 9 (pages 1014-1017, Fig. 3)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional optical semiconductor device as described above, in order to improve an optical signal having a long fall time, an impedance matching element or a damping resistor is provided between the semiconductor laser and the semiconductor laser driving circuit, and in parallel therewith. A resistive element was connected. However, since a high-frequency signal leaks to the ground plane through the parallel-connected resistance elements, there is a problem that a large power loss is involved.
[0008]
Further, in the conventional optical semiconductor device, in order to eliminate the deviation of the cross point of the optical output waveform, the position of the cross point is adjusted by the waveform shaping circuit, and the apparent optical output waveform is within the range of the deviation of the cross point. The fall time was shortened. However, when the fall gradient (falling speed) of the optical output waveform is reduced and the eye opening of the optical output waveform is distorted into an asymmetric shape, the fall time is made faster. Adjustment, that is, adjustment that makes the falling gradient larger, cannot be made, and the time that can be shortened is naturally limited.
[0009]
In addition, the technique for adjusting the semiconductor laser driving circuit to have peaking characteristics in order to improve the falling characteristic of the semiconductor laser driving circuit having a relatively long falling time has been described above. In the past, it was handled as something that should be eliminated or reduced (see Patent Document 2 and Non-Patent Document 1), and this peaking characteristic is to be actively utilized. There was no way of thinking.
[0010]
However, even if the optical waveform undulates due to the ringing characteristics of the semiconductor laser driving circuit, it is sufficient that the eye opening of the electrical waveform after being photoelectrically converted by the receiver and passing through the electrical filter is improved.
[0011]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical semiconductor device and an optical transmission device that can improve the fall time of the optical output waveform output from the optical semiconductor element.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the optical semiconductor device according to the present invention includes an optical semiconductor element and a drive circuit that outputs a drive current to the optical semiconductor element, and the drive circuit Outputs a signal current that is a superposition of a square-wave drive current and an AC signal current generated by ringing that includes a sine wave component at a frequency that is three or more times the maximum repetition frequency of the drive current. as well as, the alternating signal current to decay with time, and applying with the rise of the driving current of the square wave.
[0013]
According to the invention, the drive circuit provided in the optical semiconductor device to output a drive current to the optical semiconductor element includes a drive current of a square wave, or maximum repetition 3 times the frequency to the frequency of the drive current by outputting the alternating signal current containing more sinusoidal components of the frequency, a signal current obtained by superimposing a drive signal, to improve the falling characteristics of the electrical signal after equalized by the filter.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an optical semiconductor device and an optical semiconductor device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
[0015]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram illustrating an example of an optical semiconductor device according to the first embodiment. In the figure, a laser diode driving circuit (hereinafter referred to as an LD driving circuit) 1 includes an input buffer 11 having a differential input configuration and a pair of differentials having a differential configuration for outputting a negative phase signal and a positive phase signal. The transistors 12 and 13 are the loads of the collectors of the transistors 14 and 13 that operate at a constant current and the differential transistors 12 and 13, respectively, and are provided with resistors 15 and 16 for impedance matching, respectively.
[0016]
The input buffer 11 shapes the waveform of the input negative phase signal and the positive phase signal, and generates the adjusted negative phase signal and the positive phase signal that are input to the bases of the differential transistors 12 and 13.
[0017]
A pair of differential transistors 12 and 13 and a transistor 14 forming a differential configuration constitute a differential amplifier. The collector side of each of differential transistors 12 and 13 is connected to one side of resistors 15 and 16. The other side of the resistors 15 and 16 is connected to the ground terminal. The emitters of the differential transistors 12 and 13 are connected to a transistor 14 that operates at a constant current.
[0018]
The base of the differential transistor 12 is connected to the negative phase signal output terminal of the input buffer 11, and the base of the differential transistor 13 is connected to the positive phase signal output terminal of the input buffer 11. Both the emitter side of the transistor 14 and the voltage input terminal of the input buffer 11 are connected to a negative power source (Vee).
[0019]
The collector-side output terminals of the differential transistors 12 and 13 are a pair of laser diodes (hereinafter referred to as LDs) 20 via a distributed constant circuit 18 constituted by a microstrip line or a grounded coplanar line, and matching resistors 19a and 19b. The electrodes (anode and cathode) are respectively connected.
[0020]
The differential transistors 12 and 13 may be field effect transistors (FETs). In this case, both the anode and the cathode of the LD 20 are connected to the drain side of the field effect transistor.
[0021]
The LD module 2 side is connected to an LD 20 having a high frequency impedance of about 5Ω via a distributed constant circuit 18 and matching resistors 19a and 19b for impedance matching of about 20Ω. The anode side of the LD 20 is joined to a conductor line electrically connected to the matching resistor 19b by solder or the like, and the cathode side of the LD 20 is connected to a conductor line electrically connected to the matching resistor 19a via a wire bond 29. Is done.
[0022]
The distributed constant circuit 18 connects the output terminals of the differential type differential transistors 13 and 12 of the LD drive circuit 1 and the matching resistors 19a and 19b by differential lines or wire bonds. Composed. The differential line forms a distributed constant line by arranging two conductor lines (first and second conductor lines) close to each other. A conductor line constituting the differential line constitutes a microstrip line with a strip conductor formed on the surface of the dielectric substrate and a ground conductor formed on the back surface of the dielectric substrate. Alternatively, as another conductor line, the strip conductor may be another microwave transmission line such as a coplanar line, a grounded coplanar line, or a triplate line. The differential line increases the electrical coupling between the two lines by performing signal transmission such that one of the input signals to the two conductor lines is a positive phase signal and the other is a reverse phase signal. Leakage loss can be reduced. For this reason, the differential line is also called a coupled line.
[0023]
Here, for example, one end (normal phase signal output terminal or negative phase signal output terminal) of the output terminal of the LD drive circuit 1 is connected to the cathode of the LD 20 and the anode of the LD 20 is grounded to the ground. Think about the case. In this case, since the large current that has driven the LD returns to the LD drive circuit via the ground, the ground potential varies. For this reason, when the optical circuit of the optical receiving system is installed close to the electronic circuit (for example, a preamplifier, a transimpedance amplifier, etc.) that detects a weak current may be adversely affected.
[0024]
On the other hand, in this embodiment, since the LD is pushed and pulled using the differential line, a large current flows through the differential line, and the fluctuation of the ground potential is reduced, which affects the peripheral circuit. There is an advantage that is hard to come out.
[0025]
The differential line is a differential microstrip line (microstrip differential line) in which the above-described two signal transmission conductor lines (first and second conductor lines) are arranged close to each other, or differential. It is constituted by a type of grounded coplanar line (grounded coplanar differential line), a differential pin (or lead) in which two conductor pins are arranged close to each other.
[0026]
A first bias circuit 28a is composed of a solenoid 21a (first inductance element) having a high impedance to a high frequency and a resistor 22a connected in parallel to the solenoid 21a and reducing the Q value to prevent resonance. A second bias circuit 28b is composed of a solenoid 21b (second inductance element) having a high impedance to high frequency and a resistor 22b connected in parallel to the solenoid 21b and reducing the Q value to prevent resonance. The solenoids 21a and 21b pass a bias current (DC), and a modulation signal (an electric signal of several hundred kHz to several tens GHz) output from the LD drive circuit 1 is supplied to the first and second bias circuits 28a, An air-core coil is used to suppress leakage from 28b, that is, to block high-frequency signals.
[0027]
The solenoid 21a of the first bias circuit 28a and the solenoid 21b of the second bias circuit 28b are both electrically connected to the anode and cathode of the LD 20 through wire bonds 23a and 23b, respectively. It is connected to the conductor line. As a result, the bias circuit 28 a is connected to the conductor line electrically connected to the matching resistor 19 a via the wire bond 23 a and connected to the cathode of the LD 20 via the wire bond 29. The bias circuit 28b is connected to a conductor line electrically connected to the matching resistor 19b through the wire bond 23b, and is connected to a soldered conductor line (pad) of the anode of the LD 20.
[0028]
The anode side of the LD 20 is connected to a ground terminal through a parallel circuit of a wire bond 23b and a second bias circuit 28b. The cathode side of the LD 20 is connected to the transistor 24 through a parallel circuit of a wire bond 23a and a second bias circuit 28a. The transistor 24 has an emitter side connected to a negative voltage source (Vee) and performs a constant current operation. This negative power source is the same voltage as the negative power source (Vee) to which the transistor 14 of the LD drive circuit 1 is connected, but may be a different voltage. Note that the bias circuits 28a and 28b work together with the wire bonds 23a and 23b and the like as an ungrounded open terminal in terms of high frequency.
[0029]
According to the driving configuration of the LD 20, a direct current bias current is supplied to the anode and the cathode of the LD 20 via the pair of first and second bias circuits 28a and 28b, and a pair of differential type differential transistors 12, 13, a high-frequency modulation current is differentially input to the anode and cathode of the LD 20.
[0030]
That is, when the differential transistor 12 of the LD driving circuit 1 is turned from ON to OFF (the differential transistor 13 is turned from OFF to ON), a modulation current flows through the LD 20, and the laser light output from the LD 20 is turned from OFF to ON. Further, when the differential transistor 13 is turned from ON to OFF (the differential transistor 12 is turned from OFF to ON), the modulation current flowing through the LD 20 is reduced, and the laser light output from the LD 20 is turned from ON to OFF.
[0031]
Therefore, the modulated electric signal output from the differential transistors 12 and 13 of the LD driving circuit 1 which are differentially configured is transmitted to the LD 20 through the distributed constant circuit 18 and the like, and the modulated electric signal is converted into an optical modulation signal in the LD 20. Converted. The light modulation signal generated from the LD 20 is condensed on the optical fiber 26 by the condenser lens 25 and is output through the optical fiber 26.
[0032]
Here, FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an eye pattern of an electric signal waveform output from a general LD driving circuit driven with a negative voltage. Since this LD drive circuit is driven with a negative voltage, the rising portion of the electrical signal pulse corresponding to the rising portion of the optical signal pulse is the downward portion, and conversely, corresponds to the falling portion of the optical signal pulse. The falling portion of the electric signal pulse to be performed is a portion directed upward. Assuming that the fall time is Tf and the rise time is Tr, Tf is approximately 40% longer than Tr as shown in FIG.
[0033]
FIG. 3A is an explanatory diagram schematically showing the rising and falling characteristics of the pair of differential transistors 12 and 13 of the LD driving circuit 1, and FIG. 3B is a diagram illustrating the pair of differential transistors 12 and 13. It is explanatory drawing which shows the principle by which the rise and fall characteristics of 13 are averaged.
[0034]
Assuming that the characteristics of the pair of differential transistors 12 and 13 are the same, as shown in FIG. 2, there is a relationship of Tr <Tf between the fall time Tf and the rise time Tr. Is a waveform as shown in FIG.
[0035]
On the other hand, as shown in FIG. 1, the positive phase signal and the negative phase signal pass through the distributed constant circuit 18, one of which is connected to the cathode of the LD 20 via the matching resistor 19a, and the other is the matching resistor 19b. To the anode of the LD 20. With these connections, when the differential transistor 12 rises, the differential transistor 13 falls simultaneously, and when the differential transistor 12 falls, the differential transistor 13 rises simultaneously. , 13 is driven by push-pull.
[0036]
Therefore, since the circuit of the optical semiconductor device of the present invention shown in FIG. 1 performs such a push-pull operation, the distributed constant circuit 18 becomes a differential line, and the current is pushed into and pulled out from the LD 20. When viewed from the LD 20, the operation is performed with an average time ((Tr + Tf) / 2) of the rise time (Tr) of the differential transistor 12 and the fall time (Tf) of the differential transistor 13. . As a result, as shown in FIG. 3B, the rise time and the fall time are averaged, and a rising / falling characteristic having a symmetrical shape is obtained.
[0037]
FIG. 4 is a diagram in which the optical waveform and the electric waveform after equalization are overwritten by changing the ringing frequency. The waveform shown in the figure is an injection current in which the rate equation of an InGaAsP laser diode element, which is an optical semiconductor, is a square wave of NRZ (Non Return to Zero) and 2 7 −1 PRBS (Pseudo-Random Binary Sequence). A light waveform ("no filter" shown in the center of the figure) that is output when a sine wave amplitude (sine wave-like electric waveform) of each frequency is superimposed on the waveform (electric waveform of a square wave digital output), This optical output waveform is simulated with an electrical waveform ("with filter" shown on the right side of the figure) after equalizing with a (fourth order) Bessel filter.
[0038]
As is clear from the simulation results, the maximum repetition frequency of the square wave signal is 5 GHz, whereas the ringing frequency is approximately three times 15 GHz or higher, and the electrical signal after equalization by the filter It can be seen that a higher quality optical output waveform with a large eye opening is obtained.
[0039]
Here, the signal current having a sinusoidal electric waveform attenuates the sinusoidal amplitude with time, and the signal current has a significant duration for at least 1.5 cycles. It is characterized by.
[0040]
For example, when the waveform line in the eye opening of the optical output waveform overlaps several times and the waveform quality deteriorates, the bit error increases at the transmission destination (optical receiver side) of the optical output signal. The conventional optical semiconductor device has a limit in such a waveform improvement effect.
[0041]
However, in this embodiment, by superposing a sinusoidal electric waveform approximately three times the maximum repetition frequency of the electric waveform on the electric waveform of the square wave digital output of the LD driving circuit, the eye opening having a larger eye opening is superposed. A high-quality optical output waveform is obtained.
[0042]
FIG. 5A is a diagram showing an optical waveform which is an experimental example of the present invention, and FIG. 5B is a diagram showing an electric waveform after filter equivalence which is an experimental example of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing an electrical waveform after filter equivalence when the present invention is not used.
[0043]
The waveform shown in FIG. 5A is an optical waveform output from an optical semiconductor device (or optical transmission device) that actually applies this principle. At first glance, as shown in this figure, the eye opening becomes smaller and the optical signal appears to have deteriorated. However, a good eye pattern can be obtained by looking at the waveform shown in FIG. 5B, which shows the electrical waveform after equalization by the Bessel filter provided in the optical receiver not shown. I understand that. Further, it can be seen that a sufficient improvement effect is obtained as compared with FIG. 6 which is an example of an electric output waveform when this principle is not used. In addition, although the case where the Bessel filter was used was shown here, other low-pass filters other than this may be used.
[0044]
The maximum repetition frequency is 5 GHz when the transmission rate is 10 Gbit / sec in the NRZ system, and 10 GHz when the transmission rate is 10 Gbit / sec in the RZ (Return to Zero) system, and the frequency varies depending on the signal pattern. .
[0045]
The optical signal transmitted from the optical transmitter is transmitted via an optical fiber and then received by an optical receiver provided with a Bessel filter. When the transmission distance of the optical fiber is transmitted over a long distance exceeding 100 km, the waveform deteriorates due to the influence of the dispersion characteristic of the optical wavelength. For this reason, the wavelength of the optical signal output from the optical semiconductor device of this embodiment (the output wavelength of the LD 20) is preferably in the 1.3 μm band where the influence of chromatic dispersion characteristics hardly occurs. However, an LD 20 that outputs an optical signal in another wavelength band such as a 1.5 μm band may be used as long as it is within the range not affected by the wavelength dispersion characteristics.
[0046]
According to this embodiment, the electrical waveform of the square wave digital output of the LD drive circuit is superimposed with a sinusoidal electrical waveform that is approximately three times the maximum repetition frequency of the electrical waveform. At the start of the fall, the light intensity is relatively high. For this reason, even if the fall times are the same, the gradient of the light output change becomes large, and as a result, a good eye opening can be obtained.
[0047]
As described above, according to the optical semiconductor device of this embodiment, the drive circuit provided in the optical semiconductor device for outputting the drive current to the optical semiconductor element includes the square-wave drive current and the drive current. Since a signal current obtained by superimposing a sinusoidal signal current having a frequency approximately three times the maximum repetition frequency or higher is output as the drive signal, the electric signal after equalization by the filter As a result, the optical output waveform having a large eye opening and a higher quality can be obtained.
[0048]
Also, according to the optical semiconductor device of this embodiment, the sine wave amplitude attenuates with time in the square wave drive current output from the drive circuit, and this sine wave amplitude is at least a square wave drive current. By superimposing signal currents that are significantly maintained during a period of approximately 1.5 times the maximum repetition period, the effect of improving the falling characteristics of the electrical signal can be effectively achieved. Here, “significant” means that a sinusoidal signal superimposed on the square-wave drive current is output to the extent that an effect of improving the falling characteristics of the electric signal is produced.
[0049]
In addition, according to the optical transmission device of this embodiment, a photoelectric conversion element (not shown) that receives and photoelectrically converts an optical signal output from the optical semiconductor device, and a low band connected to the subsequent stage of the photoelectric conversion element By providing an optical receiving device (not shown) having a pass filter and the above-described optical semiconductor device, an optical output waveform having a large eye opening and a higher quality can be obtained.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical semiconductor device of the present invention, the driving circuit provided in the optical semiconductor device for outputting the driving current to the optical semiconductor element includes the square-wave driving current and the maximum of the driving current. Since a signal current obtained by superimposing a sinusoidal signal current having a frequency approximately three times the repetition frequency or higher is output as the drive signal, the electric signal after equalization by the filter is output. The falling characteristic is improved, and an optical output waveform having a larger eye opening and a higher quality can be obtained.
[0051]
Moreover, if the optical semiconductor device according to the present invention is used, an optical transmission device useful for optical signal transmission can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram illustrating an example of an optical semiconductor device according to a first embodiment;
FIG. 2 is a diagram showing an example of an eye pattern of an electric signal waveform output from a general LD driving circuit driven with a negative voltage.
3A is an explanatory diagram schematically showing rise and fall characteristics of a pair of differential transistors of an LD drive circuit, and FIG. 3B is a rise and fall characteristic of a pair of differential transistors. It is explanatory drawing which shows the principle by which is averaged.
FIG. 4 is a diagram in which an optical waveform and an electric waveform after equalization are overwritten by changing the ringing frequency.
5A is a diagram showing an optical waveform which is an experimental example of the present invention, and FIG. 5B is a diagram showing an electric waveform after filter equivalence which is an experimental example of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an electric waveform after filter equivalence when the present invention is not used.
[Explanation of symbols]
1 LD driving circuit, 2 LD module, 11 input buffer, 12, 13 differential transistor, 14, 24 transistor, 15, 22a, 22b resistance, 18 distributed constant circuit, 19a, 19b matching resistance, 20 LD, 21a, 21b solenoid , 23a, 23b, 29 Wire bond, 25 Condensing lens, 26 optical fiber, 28a, 28b Bias circuit, Tf fall time, Tr rise time.

Claims (7)

光電変換素子および当該光電変換素子の後段に接続された低域通過フィルタを有する光受信装置に光信号を送信する光半導体装置であって、
光信号を出力する光半導体素子と、
前記光半導体素子に駆動電流を出力する駆動回路とを備え、
前記駆動回路は、方形波の駆動電流と、当該駆動電流の最大繰り返し周波数に対して、3倍の周波数かそれ以上の周波数の正弦波成分を含むリンギングによる交流信号電流と、を重ね合わせた信号電流を出力するとともに時間とともに減衰する前記交流信号電流、前記方形波の駆動電流の立ち上がりとともに印加
前記交流信号電流の振幅は、少なくとも前記方形波の駆動電流の最大繰り返し周期の1.5倍の周期の間で有意に維持されていることを特徴とする光半導体装置。
An optical semiconductor device that transmits an optical signal to an optical receiver having a photoelectric conversion element and a low-pass filter connected to a subsequent stage of the photoelectric conversion element,
An optical semiconductor element that outputs an optical signal ;
A driving circuit that outputs a driving current to the optical semiconductor element;
The drive circuit is a signal obtained by superimposing a square-wave drive current and an AC signal current caused by ringing including a sine wave component having a frequency three times or higher than the maximum repetition frequency of the drive current. The AC signal current that outputs current and decays with time is applied with the rise of the square-wave drive current,
The amplitude of the AC signal current is maintained significantly at least for a period of 1.5 times the maximum repetition period of the square-wave drive current .
光電変換素子および当該光電変換素子の後段に接続された低域通過フィルタを有する光受信装置に光信号を送信する光半導体装置であって、
光信号を出力する光半導体素子と、
前記光半導体素子に駆動電流を出力する駆動回路とを備え、
前記駆動回路は、方形波の駆動電流と、当該駆動電流の最大繰り返し周波数に対して、3倍の周波数かそれ以上の周波数の正弦波成分を含むリンギングによる交流信号電流と、を重ね合わせた信号電流を出力するとともに時間とともに減衰する前記交流信号電流、前記方形波の駆動電流の立ち上がりおよび立ち下がりとともに印加し、
前記交流信号電流の振幅は、少なくとも前記方形波の駆動電流の最大繰り返し周期の1.5倍の周期の間で有意に維持されていることを特徴とする光半導体装置。
An optical semiconductor device that transmits an optical signal to an optical receiver having a photoelectric conversion element and a low-pass filter connected to a subsequent stage of the photoelectric conversion element,
An optical semiconductor element that outputs an optical signal ;
A driving circuit that outputs a driving current to the optical semiconductor element;
The drive circuit is a signal obtained by superimposing a square-wave drive current and an AC signal current caused by ringing including a sine wave component having a frequency three times or higher than the maximum repetition frequency of the drive current. The AC signal current that outputs current and decays with time is applied with the rising and falling of the driving current of the square wave ,
The amplitude of the AC signal current is maintained significantly at least for a period of 1.5 times the maximum repetition period of the square-wave drive current .
前記光半導体素子の出力光信号は、10GbpsのNRZ(Non Return to Zero)信号であって、前記最大繰り返し周波数は5GHzであることを特徴とする請求項1または2に記載の光半導体装置。 3. The optical semiconductor device according to claim 1, wherein an output optical signal of the optical semiconductor element is a 10 Gbps NRZ (Non Return to Zero) signal, and the maximum repetition frequency is 5 GHz. 前記光半導体素子の出力光信号は、10GbpsのRZ(Return to Zero)信号であって、前記最大繰り返し周波数は10GHzであることを特徴とする請求項1または2に記載の光半導体装置。 3. The optical semiconductor device according to claim 1, wherein an output optical signal of the optical semiconductor element is a 10 Gbps RZ (Return to Zero) signal, and the maximum repetition frequency is 10 GHz. 光電変換素子および当該光電変換素子の後段に接続された低域通過フィルタを有する光受信装置に光信号を送信する光半導体装置であって、
光信号を出力する光半導体素子と、
前記光半導体素子に駆動電流を出力する駆動回路とを備え、
前記駆動回路は、方形波の駆動電流と、当該駆動電流の最大繰り返し周波数に対して、3倍の周波数かそれ以上の周波数の正弦波成分を含むリンギングによる交流信号電流と、を重ね合わせた信号電流を出力するとともに時間とともに減衰する前記交流信号電流、前記方形波の駆動電流の立ち上がりとともに印加
前記駆動回路は差動増幅器で構成され、一対の正相信号および逆相信号を出力する一対の出力端子を有し、
一端部が前記駆動回路の有する一対の出力端子の一方に接続され、他端部が前記光半導体素子の有する一対の電極の一方に接続された第1の導体線路と、
一端部が前記駆動回路の有する一対の出力端子の他方に接続され、他端部が前記光半導体素子の有する一対の電極の他方に接続されて、前記第1の導体線路とともに一対の差動線路を成す第2の導体線路と、
前記第1の導体線路と、前記光半導体素子の一方の電極の接続部に接続され、バイアス電流が流れる第1のインダクタンス素子と、
前記第2の導体線路と、前記光半導体素子の他方の電極の接続部に接続され、バイアス電流が流れる第2のインダクタンス素子と、
を備えたことを特徴とする光半導体装置。
An optical semiconductor device that transmits an optical signal to an optical receiver having a photoelectric conversion element and a low-pass filter connected to a subsequent stage of the photoelectric conversion element,
An optical semiconductor element that outputs an optical signal ;
A driving circuit that outputs a driving current to the optical semiconductor element;
The drive circuit is a signal obtained by superimposing a square-wave drive current and an AC signal current caused by ringing including a sine wave component having a frequency three times or higher than the maximum repetition frequency of the drive current. The AC signal current that outputs current and decays with time is applied with the rise of the square-wave drive current,
The drive circuit is composed of a differential amplifier, and has a pair of output terminals for outputting a pair of positive phase signals and a negative phase signal,
A first conductor line having one end connected to one of the pair of output terminals of the drive circuit and the other end connected to one of the pair of electrodes of the optical semiconductor element;
One end is connected to the other of the pair of output terminals of the drive circuit, the other end is connected to the other of the pair of electrodes of the optical semiconductor element, and the pair of differential lines together with the first conductor line A second conductor line comprising:
A first inductance element connected to a connection portion between the first conductor line and one electrode of the optical semiconductor element, and through which a bias current flows;
A second inductance element connected to a connection portion of the second conductor line and the other electrode of the optical semiconductor element and through which a bias current flows;
The optical semiconductor device you comprising the.
前記光半導体装置は、1.3μm帯の波長の光信号を出力することを特徴とする請求項1〜のいずれか一つに記載の光半導体装置。The optical semiconductor device, an optical semiconductor device according to any one of claims 1-5, characterized in that output optical signals of wavelengths of 1.3μm band. 請求項1〜のいずれか一つに記載の光半導体装置と、
前記光半導体装置から出力された光信号を受光して光電変換する光電変換素子および当該光電変換素子の後段に接続された低域通過フィルタを有した光受信装置と、
を備えたことを特徴とする光伝送装置。
An optical semiconductor device according to any one of claims 1 to 6 ,
A light receiving device having a photoelectric conversion element that receives and photoelectrically converts an optical signal output from the optical semiconductor device, and a low-pass filter connected to a subsequent stage of the photoelectric conversion element;
An optical transmission device comprising:
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