JPH08152541A - 半導体レーザモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変調周波数が高い場合でもモジュール内で変
調信号の反射や損失を低下させることができ、高速化に
十分対処することのできる半導体レーザモジュールを得
ること。 【構成】 モジュールパッケージ１１内の半導体レーザ
１３を駆動する変調信号１９は、光ファイバ１５の光軸
と直角方向に配置された第２のマイクロストリップ線路
３４を進行し、この端部からボンディングワイヤ３６を
経て、光ファイバ１５の光軸と平行に配置された第１の
マイクロストリップ線路３２を伝搬されてレーザ光の変
調を行う。第１および第２のマイクロストリップ線路３
２、３４はそれぞれ折れ曲がった部分が存在せず、ボン
ディングワイヤ３６によって接続されているので、マイ
クロストリップ線路を折り曲げた従来のものと比べて変
調信号の反射や損失を防止することができ、高速化を可
能にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ伝送システム
等に使用される半導体レーザを備えた半導体レーザモジ
ュールに係わり、特に２０ＧＨｚ以上の変調周波数帯域
を有する場合に好適な半導体レーザモジュールに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザモジュールは、例えば光フ
ァイバ伝送システムで電気信号を光信号に変換するため
に使用されている。半導体レーザモジュール内には半導
体レーザや半導体レーザ駆動回路が配置されており、半
導体レーザを所定の電気信号で駆動することにより変調
された信号光を得ることができる。

【０００３】図３は従来提案された半導体レーザモジュ
ールの一例を表わしたものである。例えば特開昭６２−
２０５６８３号公報や特開平４−１０１４８４号公報に
開示されたこのような半導体レーザモジュールでは、モ
ジュールパッケージ１１の図で中央よりもやや右側に片
寄って基板等からなるキャリア１２が配置されており、
その上には半導体レーザ１３が配置されている。半導体
レーザ１３から出力されるレーザ光はレンズ１４によっ
て集光されて、その光軸に軸心を一致させた光ファイバ
１５と結合するようになっている。また、このモジュー
ルパッケージ１１の外部端子の１つと共用されているマ
イクロストリップ線路１７と半導体レーザ１３はボンデ
ィングワイヤ１８によって接続されており、図示しない
変調回路から供給される変調信号１９によって半導体レ
ーザ１３の変調が行われるようになっている。

【０００４】なお、この図ではモジュールパッケージ１
１に植設された他の外部端子や、これらの外部端子に接
続されたモジュールパッケージ１１内の他の回路部分は
煩雑さを避けるため図示していない。

【０００５】このような従来の半導体レーザモジュール
では、マイクロストリップ線路１７と半導体レーザ１３
をボンディングワイヤ１８によって接続する関係でマイ
クロストリップ線路１７が光ファイバ１５の取り付けら
れた側のパッケージ側壁やレンズ１４と近接して配置さ
れている。このため、ワイヤボンディングが困難である
という問題があった。また、モジュールパッケージ１１
の図で左側に寄った位置に配置されている図示しない外
部端子から変調信号を印加するようにピン配置を変更す
ることができず、設計上の自由度が少ないという問題も
あった。

【０００６】図４は、このような問題点を解決するため
に提案された他の半導体レーザモジュールの構造を表わ
したものである。図３と同一部分には同一の符号を付し
ており、これらの説明を適宜省略する。また、この図で
も外部端子やモジュールパッケージ１１内の本発明と関
係ない部分の図示は省略している。

【０００７】この図４に示した半導体レーザモジュール
は、例えば特開平５−１１０２１０号公報に開示されて
いるものである。このモジュールでは、モジュールパッ
ケージ１１内のほぼ中央位置にキャリア２１が配置され
ている。キャリア２１の表面には変調信号の伝送路とし
ての第１のマイクロストリップ線路２２が形成されてい
る。この第１のマイクロストリップ線路２２上には半導
体レーザ１３が配置されている。第１のマイクロストリ
ップ線路２２はその方向変換部２４の箇所で直角に折れ
曲がっており、変調信号の伝搬方向を直角に変換してい
る。

【０００８】この直角に折れ曲がった第１のマイクロス
トリップ線路２２の端部と対向するように第２のマイク
ロストリップ線路２５がモジュールパッケージ１１を貫
通しており外部端子と共用されている。第２のマイクロ
ストリップ線路２５には、モジュールパッケージ１１の
外部から変調信号１９が入力されるようになっている。
また、第２のマイクロストリップ線路２５の内部側の端
部と第１のマイクロストリップ線路２２のこれに対向す
る端部は、ボンディングワイヤ２６によって接続されて
おり、変調信号１９が第２のマイクロストリップ線路２
５から第１のマイクロストリップ線路２２へと伝達され
るようになっている。そして、この変調信号１９によっ
て半導体レーザ１４が変調され、変調信号光は光ファイ
バ１５と結合して矢印で示す光軸方向２７に進行するよ
うになっている。

【０００９】このように図４に示した半導体レーザモジ
ュールでは、第１のマイクロストリップ線路２２におけ
る光ファイバ１５の光軸と平行な部分の長さ分だけ第２
のマイクロストリップ線路２５をモジュールパッケージ
１１の図で左側に寄せて配置することができる。これに
より、ワイヤボンディングが容易になると共に、変調信
号１９を印加するための外部端子の配置の自由度が増
す。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで光ファイバ伝
送システムでは、その高速化の要求に対応して、半導体
レーザモジュールの高速化が求められている。特にＧ
（ギガ）Ｈｚ帯のように高速の半導体レーザモジュール
を実現するためには、半導体レーザ駆動回路と半導体レ
ーザの間の電気的な接続における損失や反射を抑える必
要がある。このためには、図３および図４で示したよう
にストリップ線路１７、２２、２５を用いることが有効
である。

【００１１】ところが図４に示した従来提案の半導体レ
ーザモジュールでは、図３に示した半導体レーザモジュ
ールに存在する問題を解決するために、第１のマイクロ
ストリップ線路２２に方向変換部２４が設けられてお
り、変調信号の伝搬方向を直角に変換している。このた
め、この部分で変調信号の反射や損失が生じるおそれが
ある。したがって、このような問題を避けるためには半
導体レーザモジュールの変調周波数を２０ＧＨｚ程度よ
りも低い周波数にする必要があり、高速化を図る上での
重大な障害となっていた。

【００１２】そこで本発明の目的は、変調周波数が高い
場合でもモジュール内で変調信号の反射や損失を低下さ
せることができ、高速化に十分対処することのできる半
導体レーザモジュールを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）モジュールパッケージと、（ロ）このモジュ
ールパッケージ内部に設けられた直線状の第１のマイク
ロストリップ線路と、（ハ）この第１のマイクロストリ
ップ線路上に配置されこの信号伝搬方向とレーザ光の射
出する方向を一致させた半導体レーザと、（ニ）第１の
マイクロストリップ線路の信号伝搬方向と異なった方向
に信号伝搬方向を設定しモジュールパッケージの外部か
ら供給される半導体レーザ変調信号を内部に伝達する直
線状の第２のマイクロストリップ線路と、（ホ）モジュ
ールパッケージ外部に配置された光ファイバと、（ヘ）
半導体レーザとこの光ファイバを結合する結合手段と、
（ト）第１のマイクロストリップ線路と第２のマイクロ
ストリップ線路の間を接続したボンディングワイヤとを
半導体レーザモジュールに具備させる。

【００１４】すなわち請求項１記載の発明では、第１の
マイクロストリップ線路上に信号伝搬方向とレーザ光の
射出する方向を一致させて半導体レーザを配置する一方
で、これとは異なった方向に第２のマイクロストリップ
線路を配置し、これらの間をボンディングワイヤで接続
することで、折れ曲がった方向変換部を不要とし、変調
周波数が高い場合でもモジュール内で変調信号の反射や
損失を低下させることを可能にした。

【００１５】請求項２記載の発明では、第１のマイクロ
ストリップ線路に対して第２のマイクロストリップ線路
はほぼ直角方向に配置されていることとし、外部端子と
の接続あるいは第２のマイクロストリップ線路と外部端
子との共用を容易にした。

【００１６】請求項３記載の発明では、第２のマイクロ
ストリップ線路はモジュールパッケージから外部に突出
している外部端子の１つと一体的に構成されていること
にし、構成を簡略化した。

【００１７】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施例における半導体レ
ーザモジュールの構成を表わしたものである。図３およ
び図４と同一部分には同一の符号を付しており、これら
の説明を適宜省略する。本実施例の半導体レーザモジュ
ールでは、モジュールパッケージ１１内におけるレンズ
１４の入射側には図示しないペルチエ素子の上に金属板
等からなるキャリア３１が配置されており、その上には
セラミック板と金属板を重ね合わせた形の第１のマイク
ロストリップ線路３２が光ファイバ１５の光軸方向と平
行に配置されている。更に、この第１のマイクロストリ
ップ線路３２のレンズ１４側の端部近傍の表面には、レ
ンズ１４の光軸と射出方向を一致させるようにして半導
体レーザ１３が配置されている。

【００１９】また、第１のマイクロストリップ線路３２
の他端部と近接させて、かつ第１のマイクロストリップ
線路３２と直角になるようにして、第２のマイクロスト
リップ線路３４の一端部が配置されている。第２のマイ
クロストリップ線路３４は、モジュールパッケージ１１
の側壁を貫通して外部に突き出しており、このパッケー
ジ１１の両側部から突出している複数の外部端子の１つ
（他の外部端子およびこれらに関連する回路部分は図示
せず）を構成している。この第２のマイクロストリップ
線路３４には、外部から変調信号１９が印加されるよう
になっている。前記した第１のマイクロストリップ線路
３２の他端部と第２のマイクロストリップ線路３４の内
部側の端部の間は、ボンディングワイヤ３６によって接
続されている。

【００２０】なお、第２のマイクロストリップ線路３４
と変調信号１９を印加する外部端子は一体に構成される
必要はなく、別々に構成されていてもよい。

【００２１】このような構成の本実施例の半導体レーザ
モジュールでは、第２のマイクロストリップ線路３４に
外部から印加された変調信号はボンディングワイヤ３６
によって第１のマイクロストリップ線路３２に伝搬され
る。そして、第１のマイクロストリップ線路３２によっ
て変調信号の伝搬する方向が９０度回転させられ、半導
体レーザ１３に伝達される。半導体レーザ１３はこの変
調信号を印加され、変調信号光を出力する。この変調信
号光は、レンズ１４によって集光され、光ファイバ１５
に結合することになる。

【００２２】図２は、本実施例の半導体レーザモジュー
ルの変調周波数特性を図４に示した従来の半導体レーザ
モジュールと対比して表わしたものである。この図で横
軸はモジュールパッケージ１１の該当するピンに印加さ
れる変調周波数（ＧＨｚ）を示しており、縦軸は周波数
が比較的低い場合の光強度を共に“０”に設定した場合
の相対強度をｄＢ（デシベル）で表わしたものである。
一方の特性曲線４１が本実施例の半導体レーザモジュー
ルの特性を示しており、他方の特性曲線４２が図４に示
した従来の半導体レーザモジュールの特性を示してい
る。

【００２３】この図で破線で示したように、図４に示し
た従来の半導体レーザモジュールの３ｄＢ帯域は１８Ｇ
Ｈｚである。これに対して、本実施例の半導体レーザモ
ジュールは２５ＧＨｚとなっている。前者については、
図４に示した第１のマイクロストリップ線路２２の方向
変換部２４で変調信号の反射や損失が生じるための影響
で変調周波数帯域がこのように２０ＧＨｚ以下に制限さ
れている。

【００２４】これに対して本実施例の半導体レーザモジ
ュールでは、第１および第２のマイクロストリップ線路
３２、３４をボンディングワイヤ３６で接続している。
このため変調信号の方向変換はこのボンディングワイヤ
３６の部分で行われる。ボンディングワイヤ３６は、３
０ＧＨｚ程度まで変調信号の伝搬方向にほとんど依存し
ないという伝送特性を有している。したがって、第１お
よび第２のマイクロストリップ線路３２、３４が互いに
直角になるように配置されていても、伝送特性の劣化を
生じることなく変調信号の方向変換が行われる。この結
果、本実施例の半導体レーザモジュールでは２０ＧＨｚ
以上の変調周波数帯域を得ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
では、第１のマイクロストリップ線路上に信号伝搬方向
とレーザ光の射出する方向を一致させて半導体レーザを
配置する一方で、これとは異なった方向に第２のマイク
ロストリップ線路を配置し、これらの間をボンディング
ワイヤで接続することにしたので、マイクロストリップ
線路から折れ曲がった方向変換部がなくなり、変調周波
数が高い場合でもモジュール内で変調信号の反射や損失
を低下させることができる。したがって、方向変換部が
存在した場合と比べて、ボンディングワイヤ部分の変調
信号の伝送特性によって受ける変調信号の周波数の上限
まで変調周波数を高めることができ、変調周波数帯域が
広くなるという効果がある。

【００２６】また、請求項２記載の発明によれば、第１
のマイクロストリップ線路に対して第２のマイクロスト
リップ線路をほぼ直角方向に配置することにしたので、
外部端子との接続あるいは第２のマイクロストリップ線
路と外部端子との共用を容易にすることができる。

【００２７】更に請求項３記載の発明によれば、第２の
マイクロストリップ線路はモジュールパッケージから外
部に突出している外部端子の１つと一体的に構成されて
いるので、半導体レーザモジュールのコストダウンを図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における半導体レーザモジュ
ールの要部の構成を表わした断面図である。

【図２】本実施例の半導体レーザモジュールの変調周波
数特性を従来の半導体レーザモジュールと対比して表わ
した特性図である。

【図３】従来提案された半導体レーザモジュールの一例
についてその構成を表わした断面図である。

【図４】従来提案された半導体レーザモジュールの他の
例についてその構成を表わした断面図である。

【符号の説明】

１１ モジュールパッケージ １３ 半導体レーザ １４ レンズ １５ 光ファイバ １９ 変調信号 ３１ キャリア ３２ 第１のマイクロストリップ線路 ３４ 第２のマイクロストリップ線路 ３６ ボンディングワイヤ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モジュールパッケージと、 このモジュールパッケージ内部に設けられた直線状の第
   １のマイクロストリップ線路と、 この第１のマイクロストリップ線路上に配置されこの信
   号伝搬方向とレーザ光の射出する方向を一致させた半導
   体レーザと、 前記第１のマイクロストリップ線路の信号伝搬方向と異
   なった方向に信号伝搬方向を設定し前記モジュールパッ
   ケージの外部から供給される半導体レーザ変調信号を内
   部に伝達する直線状の第２のマイクロストリップ線路
   と、 前記モジュールパッケージ外部に配置された光ファイバ
   と、 前記半導体レーザとこの光ファイバを結合する結合手段
   と、 前記第１のマイクロストリップ線路と第２のマイクロス
   トリップ線路の間を接続したボンディングワイヤとを具
   備することを特徴とする半導体レーザモジュール。
2. 【請求項２】 前記第１のマイクロストリップ線路に対
   して第２のマイクロストリップ線路はほぼ直角方向に配
   置されていることを特徴とする請求項１記載の半導体レ
   ーザモジュール。
3. 【請求項３】 前記第２のマイクロストリップ線路はモ
   ジュールパッケージから外部に突出している外部端子の
   １つと一体的に構成されていることを特徴とする請求項
   １記載の半導体レーザモジュール。