JPH06138346A - 高速伝送用受光モジュール - Google Patents

高速伝送用受光モジュール

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JPH06138346A
JPH06138346A JP4286147A JP28614792A JPH06138346A JP H06138346 A JPH06138346 A JP H06138346A JP 4286147 A JP4286147 A JP 4286147A JP 28614792 A JP28614792 A JP 28614792A JP H06138346 A JPH06138346 A JP H06138346A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
conversion element
optical fiber
coaxial cable
connecting means
Prior art date
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Pending
Application number
JP4286147A
Other languages
English (en)
Inventor
Ichirou Karauchi
一郎 唐内
Kenji Hirayama
憲司 平山
Takeshi Fujitani
剛 藤谷
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光信号を電気信号に光電変換する受光モジュ
ールであって、高域周波数の信号を低損失で取出すこと
ができ、また小形化を図ることができ、更には多様な用
途に柔軟に適合しうる高速伝送用受光モジュールを提供
する。 【構成】 SMA型コネクタ13は、外側端子11と、
中心端子1を備えている。この中心端子1の端面1aに
は、光電変換素子4が搭載され、この素子4の一方の電
極が中心端子1に接続される。また、この素子4の他方
の電極は、引出し線5と外側電極3を介して外側端子1
1に接続される。ここで、FC型コネクタ16に接続さ
れた光ファイバーから光信号が照射されると、この光信
号は、レンズ14を通じて光電変換素子4に達する。光
電変換素子4は、この光信号を電気信号に変換する。こ
の電気信号は、SMA型コネクタ13、および該SMA
型コネクタ13に接続されるもう1つのコネクタを通じ
て、同軸ケーブルへと伝送される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバーからの
光を受光して、この光を光電変換する高速伝送用受光モ
ジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の受光モジュールとして
は、例えば図4(a),(b)に示すようなレンズホル
ダー101とFC型コネクタ102を組合せたものがあ
った。前者のレンズホルダー101には、分布屈折型レ
ンズ103と、PINフォトダイオード、アバランシェ
フォトダイオード等の光電変換素子104と、この光電
変換素子104を囲むキャップ105とが内蔵されると
ともに、平行ケーブル106が接続されている。また、
後者のFC型コネクタ102には、光ファイバー(図示
せず)が接続される。このFC型コネクタ102に接続
された光ファイバーからは、光信号が照射され、この光
信号は、分布屈折型レンズ103を通過して集光され、
更にキャップ105の窓105aを通じて光電変換素子
104に至る。光電変換素子104は、光信号を受光す
ると、この光信号を電気信号に光電変換し、この電気信
号を平行ケーブル106に送出する。
【0003】図5(a),(b)には、従来の他の受光
モジュールが例示されている。この受光モジュールで
は、光電変換素子121と、この光電変換素子121の
出力を増幅する増幅素子122をパッケージ123に内
蔵し、このパッケージ123の両側にSMA型コネクタ
124およびFC型コネクタ125を固定している。前
者のSMA型コネクタ124には、同軸ケーブル(図示
せず)が接続され、後者のFC型コネクタ125には、
光ファイバー(図示せず)が接続される。このFC型コ
ネクタ125側の光ファイバーから照射された光信号
は、該FC型コネクタ125に配設されている球形状の
レンズ126を通じて集光され、光電変換素子121に
至る。この光電変換素子121は、この光信号を電気信
号に光電変換し、この電気信号を増幅素子122に加え
る。この増幅素子122は、この電気信号を増幅し、増
幅された信号をSMA型コネクタ124を通じて同軸ケ
ーブルに送出する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示した受光モジュールのように平行ケーブル106を通
じて信号を取出す場合は、この信号の周波数が高くなる
と、この信号の伝送損失が著しく大きくなるという問題
があった。具体的には、周波数1(GHz)程度までの
信号を支障無く取出すことができても、この周波数を越
えると、信号の減衰量が問題となる程に大きくなる。ま
た、この平行ケーブル106を後段の同軸ケーブルに接
続して、この同軸ケーブルを通じて信号を伝送する場合
には、平行ケーブル106と同軸ケーブル間で、インピ
ーダンスの変化が不連続になるので、この部位で信号の
反射が増大するという欠点があった。
【0005】一方、図5に示した受光モジュールでは、
高域周波数での伝送損失が低い同軸ケーブルをSMA型
コネクタ124に接続し、かつSMA型コネクタ124
と光電変換素子121間に増幅素子122を介在させて
いるので、周波数15(GHz)程度までの信号を低損
失で取出すことができる。
【0006】ところが、SMA型コネクタ124と光電
変換素子121間に増幅素子122を介在させる構造で
あることから、この受光モジュールが大型化する傾向に
あり、小形化を図ることが困難であった。また、増幅素
子122を内蔵しているので、この増幅素子122の回
路構成によって、後段の回路並びに周辺回路が制約され
てしまった。つまり、多様な用途に柔軟に適合するもの
ではなかった。
【0007】そこで、この発明の課題は、高域周波数の
信号を低損失で取出すことができ、また小形化を図るこ
とができ、更には多様な用途に柔軟に適合する高速伝送
用受光モジュールを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明においては、同軸ケーブルの中心導体およ
び外側導体にそれぞれ接続される中心端子および外側端
子を有し、前記同軸ケーブルに対するインピーダンス整
合がなされた同軸ケーブル用接続手段と、この同軸ケー
ブル用接続手段の中心端子に搭載された光電変換素子
と、この光電変換素子に光を照射する光ファイバーを保
持し、前記同軸ケーブル用接続手段に連結される光ファ
イバー用接続手段とを備え、前記光電変換素子は、少な
くとも2つの電極を有し、一方の電極が前記同軸ケーブ
ル用接続手段の中心端子に接続され、他方の電極が該同
軸ケーブル用接続手段の外側端子に接続されている。
【0009】
【作用】この発明によれば、光電変換素子を同軸ケーブ
ル用接続手段の中心端子に搭載したことから、この光電
変換素子の2つの電極のうちの一方の電極を該中心端子
に最短距離で接続することができ、この光電変換素子か
ら出力される電気信号の伝送損失を極めて小さく抑える
ことができる。しかも、同軸ケーブルに対するインピー
ダンス整合が同軸ケーブル用接続手段でなされているの
で、これにより高域周波数の信号を低損失で取出すこと
ができる。また、光電変換素子から出力された信号を処
理する回路を内蔵しないので、小形化を図ることができ
るばかりでなく、後段の回路および周辺回路に何等制約
を与えず、多様な用途に柔軟に適合することができる。
【0010】
【実施例】図1は、この発明の高速伝送用受光モジュー
ルの一実施例を示しており、図2並びに図3は、この実
施例の受光モジュールの製造工程を示している。これら
の図を参照しつつ、この実施例の受光モジュールをその
製造工程を追って説明する。
【0011】まず、図2(a)に示すように、棒状の中
心端子1は、コバールガラスをドラム状に形成してなる
絶縁スリーブ2の中央を貫通しており、ここに支持され
ている。この絶縁スリーブ2の周面には、外側電極3が
形成されている。
【0012】ここで、中心端子1の端面1aには、光電
変換素子4が搭載される。この光電変換素子4は、例え
ば長波長帯通信用で、インジウム燐/インジウム・ガリ
ウム・ひ素(InP/InGaAs)系のPINフォト
ダイオードチップであり、高融点のSnPb半田によっ
て中心端子1の端面1aにダイボンドされる。このPI
Nフォトダイオードチップは、n型InP単結晶の基板
上に形成され、この基板の裏面には、n側電極が形成さ
れている。したがって、このPINフォトダイオードチ
ップを中心端子1の端面1aにダイボンドすることによ
り、このダイオードチップのn側電極を中心端子1に接
続することとなる。
【0013】この後、ワイヤーボンドによって形成され
た引出し線5(例えばAuを主成分とする)を通じて、
PINフォトダイオードチップのp側電極と外側電極3
間を接続する。
【0014】次に、乾燥処理を施して、図2(b)に示
すように、ガラス窓6a付きのキャップ6を光電変換素
子4に被せ、このキャップ6と外側電極3間をプロジェ
ックション溶接によって気密封止する。このとき、乾燥
窒素等の不活性ガスをキャップ6内部に封入し、キャッ
プ6内部の露点を例えば摂氏−40度以下に設定する。
これにより、この受光モジュールを摂氏−40度以下の
環境で使用しても、光電変換素子4の受光面に結露する
ことがなくなり、優れた特性を安定して保つことができ
る。
【0015】次に、図2(c)に示すように、中心端子
1の左側を適宜に切断して、長さを調節し、この中心端
子1に絶縁スリーブ7を嵌め入れる。そして、この絶縁
スリーブ7から突出している中心端子1の左端にSMA
型コネクタ用の接続用スリーブ8を半田9によって接続
する。
【0016】引き続き、図3(d)に示すように、中心
端子1が挿入された絶縁スリーブ7を外側端子11の右
側の小孔11aに挿入し、外側端子11の右端周縁に半
田10を盛る。これにより、中心端子1に搭載された光
電変換素子4は、引出し線5、および外側電極3を介し
て外側端子11に接続される。つまり、PINフォトダ
イオードチップのp側電極が引出し線5、および外側電
極3を介して外側端子11に接続されたこととなる。
【0017】さらに、図3(e)に示すように、外側端
子11の左側の大孔11bに絶縁スリーブ12を挿入す
ると、この受光モジュールの出力側、つまり電気信号を
出力するSMA型コネクタ13が組上がる。
【0018】なお、光電変換素子4を中心端子1の端面
1aにダイボンドするための半田として、SnPb半田
を例示しているが、この部位の半田、および他の部位の
各半田9,10として、どのような種類のものを適用し
ても構わない。例えば、AuSn,AuGe,AuSi
共晶半田を利用することができる。また、導電性樹脂を
適用することもできる。
【0019】一方、図3(f)に示すように、レンズ1
4を内蔵するレンズホルダー15の右側に光ファイバー
用のFC型コネクタ16を嵌め込み、両者間をYAG溶
接によって接続する。
【0020】この後、このFC型コネクタ16に光ファ
イバー(図示せず)を接続して、レンズホルダー15を
外側端子11のフランジ11cの右側端面に当接し、こ
こにレンズホルダー15をYAG溶接によって固定す
る。このとき、FC型コネクタ16に接続された光ファ
イバーから一定強度の光を照射させつつ、レンズホルダ
ー15の位置を調節し、この光を受光する光電変換素子
4の光電変換出力が最大になる位置でレンズホルダー1
5を固定する。これにより、光ファイバーの端面から照
射された光が光電変換素子4の受光面に的確に入射する
ようになる。
【0021】なお、レンズホルダー15を固定する際に
も、乾燥窒素等の不活性ガスを該ホルダー15内に封入
しても構わない。
【0022】こうして受光モジュールの入力側が組上が
ると、図1に示すような受光モジュールが完成する。な
お、レンズホルダー15に内蔵のレンズ14としては、
球面レンズ、非球面レンズ、球形状のレンズ、分布屈折
型レンズ等がある。また、FC型コネクタ16を固定す
るには、YAG溶接ばかりでなく、プロジェクション溶
接や、半田付けを利用しても構わない。
【0023】さて、この受光モジュールのSMA型コネ
クタ13には、図示されない同軸ケーブルに接続された
他のコネクタが接続される。すなわち、外側端子11の
左側には、もう1つのコネクタがねじ込まれ、このもう
1つのコネクタを通じて、同軸ケーブルの外側導体がS
MA型コネクタ13の外側端子11に接続されるととも
に、同軸ケーブルの中心導体がSMA型コネクタ13の
中心端子1に接続される。したがって、このSMA型コ
ネクタ13に内蔵された光電変換素子4は、該SMA型
コネクタ13と、もう1つのコネクタを介して、同軸ケ
ーブルの外側導体および中心導体に接続されることとな
る。
【0024】ここで、FC型コネクタ16に接続されて
いる光ファイバーから光信号が照射されると、この光信
号は、レンズ14によって集光され、光電変換素子4の
受光面に達する。光電変換素子4は、光信号を受光する
と、この光信号を電気信号に光電変換する。この電気信
号は、SMA型コネクタ13、および該SMA型コネク
タ13に接続されるもう1つのコネクタを通じて、同軸
ケーブルへと伝送されることとなる。
【0025】このような構成において、光電変換素子4
の2つの電極のうちの一方の電極は、SMA型コネクタ
13の中心端子1に最短距離で接続されている。このた
め、この光電変換素子4から出力される電気信号の伝送
損失を極めて小さく抑えることができる。しかも、SM
A型コネクタ13が光電変換素子4と同軸ケーブル間に
介在しているので、同軸ケーブルに対するインピーダン
ス整合がなされ、これにより例えば15(GHz)とい
う極めて高い周波数の信号を低損失で取出すことができ
る。
【0026】また、この受光モジュールは、光電変換素
子4以外の回路を内蔵しないので、小形化を図ることが
できるばかりでなく、後段の回路および周辺回路に何等
制約を与えず、多様な用途に柔軟に適合する。例えば、
任意の増幅率を持ち、かつ同軸コネクタを入力側に備え
るアンプをSMA型コネクタ13に接続すれば、この受
光モジュールの出力信号を任意の増幅率で増幅すること
ができる。勿論、このときには、受光モジュールからア
ンプへと信号が低損失で伝送されるので、この信号は、
効率的に増幅されることとなる。このように同軸コネク
タを入力側に備える高周波用部品は、アンプばかりでな
く、種々のものが市販されているので、この受光モジュ
ールに様々な回路を組合わせることができる。
【0027】ところで、上記実施例では、同軸ケーブル
用のコネクタとして、SMA型コネクタ13を例示して
いるが、この他にもN型コネクタ、BNC型コネクタ、
SMB型コネクタ、SMC型コネクタ、C型コネクタ、
HN型コネクタ等を適用することができ、更には規格か
ら外れる構造のコネクタを適用しても構わない。また、
このようなコネクタの外周には、必要に応じてフランジ
を形成すれば良いし、コネクタとフランジ間に絶縁体を
介在させても良い。同様に、光ファイバ用のコネクタと
しては、FC型コネクタ16ばかりでなく、ST型コネ
クタ、ミニBNC型コネクタ、SC型コネクタ等を適用
することができ、このようなコネクタの外周には、必要
に応じてフランジを形成したり、コネクタとフランジ間
に絶縁体を介在させても良い。
【0028】また、レンズホルダー15に内蔵のレンズ
14を取外して、このレンズ14の代わりに、キャップ
6のガラス窓6aをレンズにしても良い。さらに、光フ
ァイバーと光電変換素子4間にレンズを介在させる代わ
りに、これらの間に短い他の光ファイバーを挿入し、こ
れにより光信号を光電変換素子4へと導くこともでき
る。この場合、光電変換素子4に対向する該他の光ファ
イバーの端面をテーパ加工したり、この端面を球面加工
し、これにより光電変換素子4に対して集光するように
しても良いし、また必要に応じて該他の光ファイバーの
端を斜めに切断して、その端面を研磨加工しても構わな
い。
【0029】さらに、適宜の抵抗値を持つ終端抵抗を光
電変換素子4に並列接続し、これにより伝送損失の周波
数特性を改善しても構わない。このとき、光電変換素子
4に直流バイアス電圧を印加しているならば、終端抵抗
にコンデンサを直列接続すれば良い。このように終端抵
抗を用いる場合は、信号伝送経路におけるインピーダン
スの不連続点で反射して戻ってきた反射波を該終端抵抗
によって吸収することができるので、信号の波形の乱れ
を減少させることができる。
【0030】また、ここでは、光電変換素子4として、
PINフォトダイオードチップを例示したが、他の各種
の光電変換素子を適用できることは言うまでもない。
【0031】
【効果】以上説明したように、この発明によれば、光電
変換素子を同軸ケーブル用接続手段の中心端子に搭載し
たことから、この光電変換素子の2つの電極のうちの一
方の電極を該中心端子に最短距離で接続することができ
る。しかも、同軸ケーブルに対するインピーダンス整合
が同軸ケーブル用接続手段でなされているので、これに
より高域周波数の信号を低損失で取出すことができる。
また、光電変換素子から出力された信号を処理する回路
を内蔵しないので、小形化を図ることができるばかりで
なく、後段の回路および周辺回路に何等制約を与えず、
多様な用途に柔軟に適合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の高速伝送用受光モジュールの一実施
例を側方から見て示す断面図
【図2】この実施例の受光モジュールの製造工程を説明
するために用いられた図
【図3】この実施例の受光モジュールの製造工程を説明
するために用いられた図
【図4】従来の受光モジュールを示す図
【図5】従来の受光モジュールの他の例を示す図
【符号の説明】
1 中心端子 2,7,12 絶縁スリーブ 3 外側電極 4 光電変換素子 5 引出し線 6 キャップ 8 接続用スリーブ 9,10 半田 11 外側端子 13 SMA型コネクタ 14 レンズ 15 レンズホルダー 16 FC型コネクタ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同軸ケーブルの中心導体および外側導体
    にそれぞれ接続される中心端子および外側端子を有し、
    前記同軸ケーブルに対するインピーダンス整合がなされ
    た同軸ケーブル用接続手段と、 この同軸ケーブル用接続手段の中心端子に搭載された光
    電変換素子と、 この光電変換素子に光を照射する光ファイバーを保持
    し、前記同軸ケーブル用接続手段に連結される光ファイ
    バー用接続手段とを備え、 前記同軸ケーブル用接続手段の中心と、前記光ファイバ
    ー用接続手段の中心が一致するように、これらの接続手
    段が配置され、 前記光電変換素子は、少なくとも2つの電極を有し、一
    方の電極が前記同軸ケーブル用接続手段の中心端子に接
    続され、他方の電極が該同軸ケーブル用接続手段の外側
    端子に接続される高速伝送用受光モジュール。
  2. 【請求項2】 前記光電変換素子を気密封止するキャッ
    プを更に備え、 このキャップは、前記光ファイバーから該光電変換素子
    に至る光を透過する窓を有する請求項1記載の高速伝送
    用受光モジュール。
  3. 【請求項3】 前記キャップの窓は、レンズ状であっ
    て、前記光ファイバーからの光を前記光電変換素子に集
    光する請求項2記載の高速伝送用受光モジュール。
  4. 【請求項4】 前記光ファイバーと前記光電変換素子間
    には、この光ファイバーから照射された光を該光電変換
    素子に集光する集光手段が配設される請求項1記載の高
    速伝送用受光モジュール。
  5. 【請求項5】 前記光ファイバーと前記光電変換素子間
    には、この光ファイバーから照射された光を該光電変換
    素子に導く別の光ファイバが挿入される請求項1記載の
    高速伝送用受光モジュール。
  6. 【請求項6】 前記光電変換素子に並列接続される終端
    抵抗を更に備える請求項1記載の高速伝送用受光モジュ
    ール。
JP4286147A 1992-10-23 1992-10-23 高速伝送用受光モジュール Pending JPH06138346A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100322579B1 (ko) * 1998-10-08 2002-03-08 윤종용 광 커넥터 모듈
WO2020100283A1 (ja) * 2018-11-16 2020-05-22 三菱電機株式会社 受光モジュール

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