JPH05110201A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH05110201A JPH05110201A JP3297969A JP29796991A JPH05110201A JP H05110201 A JPH05110201 A JP H05110201A JP 3297969 A JP3297969 A JP 3297969A JP 29796991 A JP29796991 A JP 29796991A JP H05110201 A JPH05110201 A JP H05110201A
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- laser device
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- 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
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-
- H—ELECTRICITY
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- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
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- H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速光通信システムにおいて用いられる半導
体レーザへの入力電流を増加させて長距離伝送を可能な
らしめる。 【構成】 入力端子１１とストリップライン１４との特
性インピーダンスは、駆動回路の出力インピーダンス
（例えば５０Ω）に整合されているが、ストリップライ
ンから薄膜抵抗１４および半導体レーザ１７を見たイン
ピーダンスは、駆動回路の出力インピーダンスより低く
（例えば、半導体レーザの入力インピーダンスが５Ωで
あるとき、薄膜抵抗１４の抵抗値を２０Ωとする）設定
する。
体レーザへの入力電流を増加させて長距離伝送を可能な
らしめる。 【構成】 入力端子１１とストリップライン１４との特
性インピーダンスは、駆動回路の出力インピーダンス
（例えば５０Ω）に整合されているが、ストリップライ
ンから薄膜抵抗１４および半導体レーザ１７を見たイン
ピーダンスは、駆動回路の出力インピーダンスより低く
（例えば、半導体レーザの入力インピーダンスが５Ωで
あるとき、薄膜抵抗１４の抵抗値を２０Ωとする）設定
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ装置に関
し、特に幹線系光通信システム等の高速光通信システム
において用いられる半導体レーザ装置に関する。
し、特に幹線系光通信システム等の高速光通信システム
において用いられる半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】幹線系光通信システムにおいては、動的
単一軸モードで安定して発振できるＤＦＢ−ＬＤ（分布
帰還型レーザダイオード）、高効率・高感度のＡＰＤ
（アバランシェフォトダイオード）の開発、実用化に伴
い、１Ｇｂ／ｓ〜２Ｇｂ／ｓのシステムが既に実用化さ
れている。
単一軸モードで安定して発振できるＤＦＢ−ＬＤ（分布
帰還型レーザダイオード）、高効率・高感度のＡＰＤ
（アバランシェフォトダイオード）の開発、実用化に伴
い、１Ｇｂ／ｓ〜２Ｇｂ／ｓのシステムが既に実用化さ
れている。
【０００３】これまで実用・商用化に達した１Ｇｂ／ｓ
〜２Ｇｂ／ｓの幹線系光通信システムでは、各々の素子
の動作速度については様々な検討がなされてきたが、こ
れらの実装および素子間の接続によって生じる動特性の
劣化については、使用領域が比較的低周波領域だったこ
ともあり十分な検討や対策がなされてこなかった。
〜２Ｇｂ／ｓの幹線系光通信システムでは、各々の素子
の動作速度については様々な検討がなされてきたが、こ
れらの実装および素子間の接続によって生じる動特性の
劣化については、使用領域が比較的低周波領域だったこ
ともあり十分な検討や対策がなされてこなかった。
【０００４】具体的には、発光素子・受光素子や駆動回
路・初段増幅器はそれぞれ単体で個々のパッケージに封
入れており、各々の素子は回路基板上に実装されたのち
リード線等を用いて接続されていた。この方法では、各
素子を予め動特性等の選別を行うことが可能であるとい
う利点があるが、素子を封入している個々のパッケージ
に寄生容量や寄生インピーダンスが付随しているために
これらの素子の実装および接続によって動特性が劣化し
てしまうという大きな欠点を有している。
路・初段増幅器はそれぞれ単体で個々のパッケージに封
入れており、各々の素子は回路基板上に実装されたのち
リード線等を用いて接続されていた。この方法では、各
素子を予め動特性等の選別を行うことが可能であるとい
う利点があるが、素子を封入している個々のパッケージ
に寄生容量や寄生インピーダンスが付随しているために
これらの素子の実装および接続によって動特性が劣化し
てしまうという大きな欠点を有している。
【０００５】一方、現在、中継間隔の一層の長距離化、
超高速変調による大容量化をめざした次世代光通信シス
テムに対する研究開発も活発に行われている。このよう
な超高速光通信システムにおいては、発光素子・受光素
子に直結される駆動回路、初段増幅器それぞれが超高速
動作化されるだけでなく、これらの回路と発光素子・受
光素子との接続に際し、周波数応答性の劣化防止や高効
率の信号伝達について対策を立てることが重要となる。
超高速変調による大容量化をめざした次世代光通信シス
テムに対する研究開発も活発に行われている。このよう
な超高速光通信システムにおいては、発光素子・受光素
子に直結される駆動回路、初段増幅器それぞれが超高速
動作化されるだけでなく、これらの回路と発光素子・受
光素子との接続に際し、周波数応答性の劣化防止や高効
率の信号伝達について対策を立てることが重要となる。
【０００６】図４は、２Ｇｂ／ｓ以上の高速光通信シス
テム用に開発された従来の発光モジュールの斜視図であ
る。入力端子３１から入力された信号は、ボンディング
ワイヤ３２を介して半導体レーザ素子のマウント基板３
３上のストリップライン３４に到達する。ストリップラ
インを伝送された電気信号は、インピーダンス整合用に
構成された薄膜抵抗３５に達し、さらにボンディングワ
イヤ３６を介して半導体レーザ３７に入力される。マウ
ント基板３３の表面の大部分は接地パターン３８で覆わ
れており、半導体レーザ３７は、マウント基板３３の凹
部の接地パターン上に搭載されたヒートシンク３９上に
マウントされている。
テム用に開発された従来の発光モジュールの斜視図であ
る。入力端子３１から入力された信号は、ボンディング
ワイヤ３２を介して半導体レーザ素子のマウント基板３
３上のストリップライン３４に到達する。ストリップラ
インを伝送された電気信号は、インピーダンス整合用に
構成された薄膜抵抗３５に達し、さらにボンディングワ
イヤ３６を介して半導体レーザ３７に入力される。マウ
ント基板３３の表面の大部分は接地パターン３８で覆わ
れており、半導体レーザ３７は、マウント基板３３の凹
部の接地パターン上に搭載されたヒートシンク３９上に
マウントされている。
【０００７】ここで、薄膜抵抗は、入力端子、ストリッ
プラインのインピーダンスと半導体レーザの入力インピ
ーダンスとの整合を取るためのものである。通常、これ
らのインピーダンスは、測定装置自体が５０Ω系に統一
されていることから、入出力を５０Ω系に整合するよう
に求められることが多く、このためにストリップライン
は５０Ωに整合するように設計され、また半導体レーザ
の入力インピーダンスが数Ω（３〜５Ω）であることか
ら、抵抗自身は４５〜４７Ωのものが用いられる。な
お、薄膜抵抗の材料としてはＮｉＣｒが用いられ、その
抵抗値の調整にはレーザトリミング法が用いられる。
プラインのインピーダンスと半導体レーザの入力インピ
ーダンスとの整合を取るためのものである。通常、これ
らのインピーダンスは、測定装置自体が５０Ω系に統一
されていることから、入出力を５０Ω系に整合するよう
に求められることが多く、このためにストリップライン
は５０Ωに整合するように設計され、また半導体レーザ
の入力インピーダンスが数Ω（３〜５Ω）であることか
ら、抵抗自身は４５〜４７Ωのものが用いられる。な
お、薄膜抵抗の材料としてはＮｉＣｒが用いられ、その
抵抗値の調整にはレーザトリミング法が用いられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の半
導体レーザ装置では、５０Ωにインピーダンス整合され
たストリップラインと４５〜４７Ωのシート抵抗を用い
ることによって、モジュールの入力端子から半導体レー
ザに至るまでの電気信号の伝送路がすべて５０Ωにイン
ピーダンス整合されていた。
導体レーザ装置では、５０Ωにインピーダンス整合され
たストリップラインと４５〜４７Ωのシート抵抗を用い
ることによって、モジュールの入力端子から半導体レー
ザに至るまでの電気信号の伝送路がすべて５０Ωにイン
ピーダンス整合されていた。
【０００９】一方、この半導体レーザ装置を駆動する回
路にも発光素子と同様に２Ｇｂ／ｓ以上の超高速化が求
められているが、このような高速化された駆動回路の集
積回路においては、出力段のインピーダンスを制御する
ことで高速化を図ることができることが知られている。
しかし高速化と同時に出力電圧振幅まで小さくなるた
め、２Ｇｂ／ｓ以上の超高速動作を可能とする集積回路
は、より低速動作に最適化された集積回路に比べて出力
電圧振幅が小さくなる。その結果、半導体レーザ装置の
光出力が小さくなり、十分な中継間隔を得ることが困難
となっていた。
路にも発光素子と同様に２Ｇｂ／ｓ以上の超高速化が求
められているが、このような高速化された駆動回路の集
積回路においては、出力段のインピーダンスを制御する
ことで高速化を図ることができることが知られている。
しかし高速化と同時に出力電圧振幅まで小さくなるた
め、２Ｇｂ／ｓ以上の超高速動作を可能とする集積回路
は、より低速動作に最適化された集積回路に比べて出力
電圧振幅が小さくなる。その結果、半導体レーザ装置の
光出力が小さくなり、十分な中継間隔を得ることが困難
となっていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ装
置は、駆動回路の出力信号が入力される入力端子と、前
記入力端子に一端が接続された伝送線路と、前記伝送線
路の他端に接続されたインピーダンス素子と、前記イン
ピーダンス素子に接続された半導体レーザと、を備える
ものであって、前記入力端子および前記伝送線路の前記
入力端子に接続された部分の特性インピーダンスは前記
駆動回路の出力インピーダンスに整合され、かつ前記伝
送線路から前記インピーダンス素子および前記半導体レ
ーザを見込むインピーダンスは前記駆動回路の出力イン
ピーダンスより低く設定されていることを特徴としてい
る。
置は、駆動回路の出力信号が入力される入力端子と、前
記入力端子に一端が接続された伝送線路と、前記伝送線
路の他端に接続されたインピーダンス素子と、前記イン
ピーダンス素子に接続された半導体レーザと、を備える
ものであって、前記入力端子および前記伝送線路の前記
入力端子に接続された部分の特性インピーダンスは前記
駆動回路の出力インピーダンスに整合され、かつ前記伝
送線路から前記インピーダンス素子および前記半導体レ
ーザを見込むインピーダンスは前記駆動回路の出力イン
ピーダンスより低く設定されていることを特徴としてい
る。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す斜視
図である。本実施例の半導体レーザ装置は、５０Ωにイ
ンピーダンス整合された入力端子１１とマウント基板１
３上に形成された、同じく５０Ωにインピーダンス整合
されたストリップライン１４と、入力端子１１とストリ
ップライン１４との間を接続するボンディングワイヤ１
２と、ＮｉＣｒからなる薄膜抵抗１５と、半導体レーザ
１７と、薄膜抵抗１５と半導体レーザ１７とを接続する
ためのボンディングワイヤ１６とから構成されている。
て説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す斜視
図である。本実施例の半導体レーザ装置は、５０Ωにイ
ンピーダンス整合された入力端子１１とマウント基板１
３上に形成された、同じく５０Ωにインピーダンス整合
されたストリップライン１４と、入力端子１１とストリ
ップライン１４との間を接続するボンディングワイヤ１
２と、ＮｉＣｒからなる薄膜抵抗１５と、半導体レーザ
１７と、薄膜抵抗１５と半導体レーザ１７とを接続する
ためのボンディングワイヤ１６とから構成されている。
【００１２】ここで、薄膜抵抗１５の抵抗値は、ストリ
ップライン１４から半導体レーザ側をみたときのインピ
ーダンスが２５Ωになるように調整されている。即ち、
半導体レーザの入力インピーダンスは３〜５Ωであるの
で、薄膜抵抗１５の抵抗値は２０〜２２Ωになされてい
る。
ップライン１４から半導体レーザ側をみたときのインピ
ーダンスが２５Ωになるように調整されている。即ち、
半導体レーザの入力インピーダンスは３〜５Ωであるの
で、薄膜抵抗１５の抵抗値は２０〜２２Ωになされてい
る。
【００１３】具体的には、マウント基板１３としてアル
ミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）基板を用い、ストリップライン１４
の幅は約０．６mm、また、２５Ωにインピーダンス整合
された薄膜抵抗の大きさは、幅約１．２〜１．５mm、長
さ約０．６mm程度になる（ＮｉＣｒ膜を用いた場合）。
ミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）基板を用い、ストリップライン１４
の幅は約０．６mm、また、２５Ωにインピーダンス整合
された薄膜抵抗の大きさは、幅約１．２〜１．５mm、長
さ約０．６mm程度になる（ＮｉＣｒ膜を用いた場合）。
【００１４】このように、５０Ωに整合された半導体レ
ーザ装置の入力インピーダンスを薄膜抵抗でより低いイ
ンピーダンスに変換することにより、具体的には薄膜抵
抗の抵抗値を４５〜４７Ωから２０〜２２程度まで小さ
くすることによって、反射特性は悪化するものの、半導
体レーザの入力電流を従来例の約２倍にすることができ
る。従って、本実施例により超高速で動作する駆動集積
回路の出力電圧振幅が不足することを補い、中継距離の
長距離化を達成することができる。
ーザ装置の入力インピーダンスを薄膜抵抗でより低いイ
ンピーダンスに変換することにより、具体的には薄膜抵
抗の抵抗値を４５〜４７Ωから２０〜２２程度まで小さ
くすることによって、反射特性は悪化するものの、半導
体レーザの入力電流を従来例の約２倍にすることができ
る。従って、本実施例により超高速で動作する駆動集積
回路の出力電圧振幅が不足することを補い、中継距離の
長距離化を達成することができる。
【００１５】図２は、本発明の第２の実施例を示す斜視
図である。同図において、図１の実施例の部分と対応す
る部分には下１桁が共通する参照番号が付されている。
図である。同図において、図１の実施例の部分と対応す
る部分には下１桁が共通する参照番号が付されている。
【００１６】本実施例の図１に示す先の実施例と相違す
る点は、ストリップライン２４が、入力端子２１と接続
された部分の特性インピーダンスは５０Ωになされてい
るが、薄膜抵抗２５に向かって徐々に幅が拡げられてい
ることであって（従って、特性インピーダンスは徐々に
低くなっている）、これ以外の点では両者に異なるとこ
ろはない。
る点は、ストリップライン２４が、入力端子２１と接続
された部分の特性インピーダンスは５０Ωになされてい
るが、薄膜抵抗２５に向かって徐々に幅が拡げられてい
ることであって（従って、特性インピーダンスは徐々に
低くなっている）、これ以外の点では両者に異なるとこ
ろはない。
【００１７】本実施例は、以上のように構成したことに
より先の実施例と同様の効果を奏することができる外、
先の実施例に対し反射特性を改善することができる。即
ち、ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical NETwork ）に規
定するＳ１１（反射特性）を入力端子から観測すると、
図３に示されるように、２．５Ｇｂ／ｓ以上の高周波領
域において、−１０ｄＢ以下と第１の実施例より良い結
果が得られる。
より先の実施例と同様の効果を奏することができる外、
先の実施例に対し反射特性を改善することができる。即
ち、ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical NETwork ）に規
定するＳ１１（反射特性）を入力端子から観測すると、
図３に示されるように、２．５Ｇｂ／ｓ以上の高周波領
域において、−１０ｄＢ以下と第１の実施例より良い結
果が得られる。
【００１８】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。例え
ば、ストリップ線路は他の伝送線路と置き換えることが
でき、また、薄膜抵抗と半導体レーザの合計のインピー
ダンスも２５Ω以外の値に設定することができる。
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。例え
ば、ストリップ線路は他の伝送線路と置き換えることが
でき、また、薄膜抵抗と半導体レーザの合計のインピー
ダンスも２５Ω以外の値に設定することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体レ
ーザ装置は、伝送線路の入力端子と接続される部分の特
性インピーダンスを駆動回路の出力インピーダンスと整
合させ、かつ、伝送線路から半導体レーザ側を見たとき
のインピーダンスをそれより低くしたものであるので、
本発明によれば、半導体レーザへの入力電流を大きくす
ることができる。したがって、本発明によれば、測定・
評価装置に対して求められているインピーダンス整合条
件を大きく損なうことなく、超高速で動作する駆動集積
回路の出力電圧振幅の不足を補い、伝送距離の長距離化
を達成することができる。
ーザ装置は、伝送線路の入力端子と接続される部分の特
性インピーダンスを駆動回路の出力インピーダンスと整
合させ、かつ、伝送線路から半導体レーザ側を見たとき
のインピーダンスをそれより低くしたものであるので、
本発明によれば、半導体レーザへの入力電流を大きくす
ることができる。したがって、本発明によれば、測定・
評価装置に対して求められているインピーダンス整合条
件を大きく損なうことなく、超高速で動作する駆動集積
回路の出力電圧振幅の不足を補い、伝送距離の長距離化
を達成することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す斜視図。
【図２】本発明の第２の実施例を示す斜視図。
【図３】本発明の第２の実施例の効果を説明するための
特性図。
特性図。
【図４】従来例の斜視図。
Claims (4)
- 【請求項１】 駆動回路の出力信号が入力される入力端
子と、前記入力端子に一端が接続された伝送線路と、前
記伝送線路の他端に接続されたインピーダンス素子と、
前記インピーダンス素子に接続された半導体レーザと、
を備える半導体レーザ装置において、 前記入力端子および前記伝送線路の前記入力端子に接続
された部分の特性インピーダンスは前記駆動回路の出力
インピーダンスに整合され、かつ前記伝送線路から前記
インピーダンス素子および前記半導体レーザを見込むイ
ンピーダンスは前記駆動回路の出力インピーダンスより
低く設定されていることを特徴とする半導体レーザ装
置。 - 【請求項２】 前記伝送線路と前記インピーダンス素子
が、ストリップラインとこれに直結された薄膜抵抗によ
って構成されている請求項１記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 前記ストリップラインおよび前記薄膜抵
抗が、前記半導体レーザが搭載されたマウント基板上に
形成されている請求項２記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項４】 前記ストリップラインは、前記薄膜抵抗
に向かってその特性インピーダンスが徐々に低下してい
る請求項２又は３記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297969A JPH05110201A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3297969A JPH05110201A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05110201A true JPH05110201A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17853440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3297969A Pending JPH05110201A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05110201A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0961372A1 (de) * | 1998-05-26 | 1999-12-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochfrequenz-Lasermodul und Verfahren zur Herstellung desselben |
| WO2003063309A2 (en) * | 2002-01-18 | 2003-07-31 | Oepic, Inc. | High-speed to-can optoelectronic packages |
| EP1389812A1 (en) * | 2002-08-13 | 2004-02-18 | Agilent Technologies Inc | A mounting arrangement for high frequency electro-optical components |
| US7139296B2 (en) | 2002-11-26 | 2006-11-21 | Nec Corporation | Semiconductor laser chip unit and semiconductor laser module using the same |
| JP2016181542A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | 日本電信電話株式会社 | 高周波伝送線路および光回路 |
| WO2020043728A1 (en) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | Finisar Sweden Ab | Laser carrier-on-chip device |
-
1991
- 1991-10-18 JP JP3297969A patent/JPH05110201A/ja active Pending
Cited By (12)
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