JPH09307169A - 半導体レーザモジュール - Google Patents
半導体レーザモジュールInfo
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- JPH09307169A JPH09307169A JP8125103A JP12510396A JPH09307169A JP H09307169 A JPH09307169 A JP H09307169A JP 8125103 A JP8125103 A JP 8125103A JP 12510396 A JP12510396 A JP 12510396A JP H09307169 A JPH09307169 A JP H09307169A
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- semiconductor laser
- input impedance
- laser module
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マイクロ波信号を変調信号として直接入力す
る半導体レーザモジュールにおいて、レーザダイオード
チップに直列に挿入する負荷抵抗による電力損失を抑制
し、小電力信号で高い変調度が得られるようにする。 【解決手段】 レーザダイオードチップ２を収納すると
共に変調信号入力端子６を備えたモジュールパッケージ
１の内部に、レーザダイオードチップ２と変調信号入力
端子６とを接続するボンディングワイヤ３及びマイクロ
ストリップライン４を構成素子の一部として含む入力イ
ンピーダンス整合回路８を備えている。好ましくは、キ
ャパシタンス素子８１，８２がボンディングワイヤ３及
びマイクロストリップライン４とグランドとの間に接続
されている。これらの回路素子の定数を調整することに
より１又は複数の周波数帯域で入力インピーダンスを整
合させて高い伝送効率を得る。
る半導体レーザモジュールにおいて、レーザダイオード
チップに直列に挿入する負荷抵抗による電力損失を抑制
し、小電力信号で高い変調度が得られるようにする。 【解決手段】 レーザダイオードチップ２を収納すると
共に変調信号入力端子６を備えたモジュールパッケージ
１の内部に、レーザダイオードチップ２と変調信号入力
端子６とを接続するボンディングワイヤ３及びマイクロ
ストリップライン４を構成素子の一部として含む入力イ
ンピーダンス整合回路８を備えている。好ましくは、キ
ャパシタンス素子８１，８２がボンディングワイヤ３及
びマイクロストリップライン４とグランドとの間に接続
されている。これらの回路素子の定数を調整することに
より１又は複数の周波数帯域で入力インピーダンスを整
合させて高い伝送効率を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直接変調方式の光
通信システムに用いられる半導体レーザモジュールに関
する。
通信システムに用いられる半導体レーザモジュールに関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レーザモジュールは、ＣＡ
ＴＶ、公衆通信など、マイクロ波周波数領域の信号を取
り扱う通信分野への適用が盛んに試みられ、実用化が始
まっている。このなかで、雑音や信号歪みの累積が少な
い数百ｍ〜数ｋｍの短中距離伝送においては、高周波信
号を変調信号として半導体レーザモジュールに直接入力
して光信号に変換する直接強度変調方式が、設備の簡便
性及びコストの面で有利である。
ＴＶ、公衆通信など、マイクロ波周波数領域の信号を取
り扱う通信分野への適用が盛んに試みられ、実用化が始
まっている。このなかで、雑音や信号歪みの累積が少な
い数百ｍ〜数ｋｍの短中距離伝送においては、高周波信
号を変調信号として半導体レーザモジュールに直接入力
して光信号に変換する直接強度変調方式が、設備の簡便
性及びコストの面で有利である。
【０００３】図２に、従来の半導体レーザモジュールの
第１の構成例の電気的等価回路を示す。図２において、
１はモジュールパッケージ、２はレーザダイオードチッ
プ、３はボンディングワイヤ、４はマイクロストリップ
ライン、５はＤＣバイアス回路、６は変調信号入力端
子、７は規定の特性インピーダンスの伝送路、１０は入
力インピーダンス整合用抵抗である。
第１の構成例の電気的等価回路を示す。図２において、
１はモジュールパッケージ、２はレーザダイオードチッ
プ、３はボンディングワイヤ、４はマイクロストリップ
ライン、５はＤＣバイアス回路、６は変調信号入力端
子、７は規定の特性インピーダンスの伝送路、１０は入
力インピーダンス整合用抵抗である。
【０００４】まず、ＤＣバイアス回路５からＤＣ駆動電
流を投入して、レーザダイオードチップ２を励起発振さ
せる。次に、前記の変調信号入力端子６から高周波変調
信号を入力してレーザダイオードチップ２を直接変調す
る。通常、レーザダイオードチップ２の負荷は数Ωであ
り、伝送路７の特性インピーダンスは５０Ωである。そ
こで、負荷抵抗１０を挿入することによって、伝送路７
の特性インピーダンスと半導体レーザモジュールの入力
インピーダンスの整合を実現させている。
流を投入して、レーザダイオードチップ２を励起発振さ
せる。次に、前記の変調信号入力端子６から高周波変調
信号を入力してレーザダイオードチップ２を直接変調す
る。通常、レーザダイオードチップ２の負荷は数Ωであ
り、伝送路７の特性インピーダンスは５０Ωである。そ
こで、負荷抵抗１０を挿入することによって、伝送路７
の特性インピーダンスと半導体レーザモジュールの入力
インピーダンスの整合を実現させている。
【０００５】また、図３に示す従来の半導体レーザモジ
ュールの第２の構成例では、ＬＣ型インピーダンス整合
回路９を挿入し、ＬＣ回路定数を適切に設定することに
より、所望の周波数帯域における伝送路７の特性インピ
ーダンスと半導体レーザモジュールの入力インピーダン
スとの整合を実現させている。
ュールの第２の構成例では、ＬＣ型インピーダンス整合
回路９を挿入し、ＬＣ回路定数を適切に設定することに
より、所望の周波数帯域における伝送路７の特性インピ
ーダンスと半導体レーザモジュールの入力インピーダン
スとの整合を実現させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
第１の従来構成では、レーザダイオードチップの数Ωの
負荷に対して、直列に挿入された負荷抵抗が数倍大きい
ため、変調信号電力の多くが負荷抵抗部分で消費されて
しまう。このため、レーザダイオードチップ２が変換す
る入力電力効率が低下し、変調度が小さくなる。
第１の従来構成では、レーザダイオードチップの数Ωの
負荷に対して、直列に挿入された負荷抵抗が数倍大きい
ため、変調信号電力の多くが負荷抵抗部分で消費されて
しまう。このため、レーザダイオードチップ２が変換す
る入力電力効率が低下し、変調度が小さくなる。
【０００７】例えば、レーザダイオードチップの負荷を
３Ω、負荷抵抗を３９Ωとしたとき、インピーダンス整
合を電圧定在波比ＶＳＷＲで表すと図４のようになる。
また、このときの光出力レベルを変調信号入力電流と光
出力電力との比で表したグラフを図５に示す。図４から
分かるように、入力インピーダンス整合用の負荷抵抗１
０を挿入したことによりＶＳＷＲが低くなり、整合が実
現されている。しかし、図５から分かるように、抵抗で
消費される電力が大きいため、レーザダイオードチップ
が変換できる変調信号電力及び出力レベルは低い。した
がって、所望の変調度を得るためには大きな変調信号電
力を投入する必要があり、その結果、前段増幅器を新た
に設ける必要、あるいは既存の前段増幅器の高利得化の
必要が生じ、システムの複雑化、大型化、高コスト化の
要因となる。
３Ω、負荷抵抗を３９Ωとしたとき、インピーダンス整
合を電圧定在波比ＶＳＷＲで表すと図４のようになる。
また、このときの光出力レベルを変調信号入力電流と光
出力電力との比で表したグラフを図５に示す。図４から
分かるように、入力インピーダンス整合用の負荷抵抗１
０を挿入したことによりＶＳＷＲが低くなり、整合が実
現されている。しかし、図５から分かるように、抵抗で
消費される電力が大きいため、レーザダイオードチップ
が変換できる変調信号電力及び出力レベルは低い。した
がって、所望の変調度を得るためには大きな変調信号電
力を投入する必要があり、その結果、前段増幅器を新た
に設ける必要、あるいは既存の前段増幅器の高利得化の
必要が生じ、システムの複雑化、大型化、高コスト化の
要因となる。
【０００８】また、第２の従来構成では、ボンディング
ワイヤ２及びマイクロストリップライン３がインダクタ
ンス成分として機能し、このためモジュールパッケージ
外部のＬＣ型インピーダンス整合回路９による整合可能
な周波数領域を制限してしまう。図６はインピーダンス
整合を電圧定在波比ＶＳＷＲで表した周波数特性のグラ
フであり、図７はこのときの光出力レベルを変調信号入
力電流と光出力電力の比で表した周波数特性のグラフで
ある。インピーダンス整合回路９を挿入したことによ
り、ＶＳＷＲが低くなり、しかもレーザダイオード２が
変換できる変調信号電力が大きいので、周波数６００Ｍ
Ｈｚにおいて高い光出力レベルが実現できることが図６
及び７から分かる。しかし、ボンディングワイヤ３及び
マイクロストリップライン４が電気長を有するので、こ
れらの影響により、所望する周波数領域、例えば１２０
０ＭＨｚでの入力インピーダンス整合が実現できない。
ワイヤ２及びマイクロストリップライン３がインダクタ
ンス成分として機能し、このためモジュールパッケージ
外部のＬＣ型インピーダンス整合回路９による整合可能
な周波数領域を制限してしまう。図６はインピーダンス
整合を電圧定在波比ＶＳＷＲで表した周波数特性のグラ
フであり、図７はこのときの光出力レベルを変調信号入
力電流と光出力電力の比で表した周波数特性のグラフで
ある。インピーダンス整合回路９を挿入したことによ
り、ＶＳＷＲが低くなり、しかもレーザダイオード２が
変換できる変調信号電力が大きいので、周波数６００Ｍ
Ｈｚにおいて高い光出力レベルが実現できることが図６
及び７から分かる。しかし、ボンディングワイヤ３及び
マイクロストリップライン４が電気長を有するので、こ
れらの影響により、所望する周波数領域、例えば１２０
０ＭＨｚでの入力インピーダンス整合が実現できない。
【０００９】また、無線信号の光伝送に際して複数の帯
域の信号を伝送する必要があるが、この場合、入力イン
ピーダンスの整合とレーザモジュールの効率的な変調駆
動がより困難になる。
域の信号を伝送する必要があるが、この場合、入力イン
ピーダンスの整合とレーザモジュールの効率的な変調駆
動がより困難になる。
【００１０】本発明は上記のような従来の問題点を解決
するためになされたものであり、単一または複数の周波
数帯域における入力インピーダンス整合を実現し、少な
い変調信号電力で高い変調度が得られる半導体レーザモ
ジュールを提供することを目的とする。
するためになされたものであり、単一または複数の周波
数帯域における入力インピーダンス整合を実現し、少な
い変調信号電力で高い変調度が得られる半導体レーザモ
ジュールを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の半導体レーザモジュールは、レーザダイオー
ドチップを収納すると共に変調信号入力端子を備えたモ
ジュールパッケージの内部に、前記レーザダイオードチ
ップと前記変調信号入力端子とを接続するボンディング
ワイヤ及びマイクロストリップラインを構成素子として
含む入力インピーダンス整合回路を備えたことを特徴と
する。
に本発明の半導体レーザモジュールは、レーザダイオー
ドチップを収納すると共に変調信号入力端子を備えたモ
ジュールパッケージの内部に、前記レーザダイオードチ
ップと前記変調信号入力端子とを接続するボンディング
ワイヤ及びマイクロストリップラインを構成素子として
含む入力インピーダンス整合回路を備えたことを特徴と
する。
【００１２】好ましくは、前記入力インピーダンス整合
回路が、さらにリアクタンス素子を構成要素として含
み、前記リアクタンス素子が前記ボンディングワイヤ及
びマイクロストリップラインと前記レーザダイオードチ
ップのグランド側との間に接続されている。例えば、リ
アクタンス素子であるキャパシタンス素子の一端側が、
ボンディングワイヤとマイクロストリップラインとの接
続点に接続され、キャパシタンス素子の他端側がレーザ
ダイオードチップのグランド側（即ちリターンライン
側）に接続される。キャパシタンス素子に代えてインダ
クタンス素子を用いてもよい。
回路が、さらにリアクタンス素子を構成要素として含
み、前記リアクタンス素子が前記ボンディングワイヤ及
びマイクロストリップラインと前記レーザダイオードチ
ップのグランド側との間に接続されている。例えば、リ
アクタンス素子であるキャパシタンス素子の一端側が、
ボンディングワイヤとマイクロストリップラインとの接
続点に接続され、キャパシタンス素子の他端側がレーザ
ダイオードチップのグランド側（即ちリターンライン
側）に接続される。キャパシタンス素子に代えてインダ
クタンス素子を用いてもよい。
【００１３】そして、前記ボンディングワイヤのワイヤ
径、ワイヤ長さ、ボンディング本数、及びボンディング
位置のうちの少なくとも一つを制御することにより最適
のインダクタンス値を得、前記入力インピーダンス整合
回路が所望の周波数帯域における入力インピーダンス整
合を実現している。この際、単一の周波数帯域でのイン
ピーダンス整合のみならず、複数の周波数帯域において
伝送効率が良好となるようにインピーダンス整合をとっ
てもよい。
径、ワイヤ長さ、ボンディング本数、及びボンディング
位置のうちの少なくとも一つを制御することにより最適
のインダクタンス値を得、前記入力インピーダンス整合
回路が所望の周波数帯域における入力インピーダンス整
合を実現している。この際、単一の周波数帯域でのイン
ピーダンス整合のみならず、複数の周波数帯域において
伝送効率が良好となるようにインピーダンス整合をとっ
てもよい。
【００１４】前記入力インピーダンス整合回路が、さら
に抵抗素子を構成要素として含み、前記抵抗素子が前記
ボンディングワイヤ及びマイクロストリップラインと直
列に接続されていることにより、レーザダイオードチッ
プのインピーダンスが変動したときの整合状態および駆
動電流の変化を抑制することができる。但し、挿入損失
を抑える観点から、抵抗素子の抵抗値は１０Ω以下であ
ることが望ましい。
に抵抗素子を構成要素として含み、前記抵抗素子が前記
ボンディングワイヤ及びマイクロストリップラインと直
列に接続されていることにより、レーザダイオードチッ
プのインピーダンスが変動したときの整合状態および駆
動電流の変化を抑制することができる。但し、挿入損失
を抑える観点から、抵抗素子の抵抗値は１０Ω以下であ
ることが望ましい。
【００１５】さらに、モジュールパッケージの内部に設
けた上記のような入力インピーダンス整合回路の他に、
モジュールパッケージの外部に第２の入力インピーダン
ス整合回路を設けて、両方の入力インピーダンス整合回
路で１又は複数の周波数帯域におけるインピーダンス整
合をとるようにしてもよい。
けた上記のような入力インピーダンス整合回路の他に、
モジュールパッケージの外部に第２の入力インピーダン
ス整合回路を設けて、両方の入力インピーダンス整合回
路で１又は複数の周波数帯域におけるインピーダンス整
合をとるようにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。 （実施形態１）図１に、本発明の実施形態１に係る半導
体レーザモジュールの等価回路を示す。図１において、
従来例の説明に用いた図２と同じ回路要素については同
じ番号を付している。図１は以下の点で図２と異なって
いる。つまり、ボンディングワイヤ３の両側とグランド
との間に、リアクタンス素子としてのキャパシタンス素
子８１及び８２が接続されている。そして、ボンディン
グワイヤ３及びマイクロストリップライン４とキャパシ
タンス素子８１及び８２とが入力インピーダンス整合回
路８を構成している。
基づいて説明する。 （実施形態１）図１に、本発明の実施形態１に係る半導
体レーザモジュールの等価回路を示す。図１において、
従来例の説明に用いた図２と同じ回路要素については同
じ番号を付している。図１は以下の点で図２と異なって
いる。つまり、ボンディングワイヤ３の両側とグランド
との間に、リアクタンス素子としてのキャパシタンス素
子８１及び８２が接続されている。そして、ボンディン
グワイヤ３及びマイクロストリップライン４とキャパシ
タンス素子８１及び８２とが入力インピーダンス整合回
路８を構成している。
【００１７】ＤＣバイアス回路５からＤＣ駆動電流が供
給されると、レーザダイオードチップ２が励起されて発
振する。そして、変調信号入力端子６から高周波変調信
号を入力することにより、レーザダイオードチップ２を
直接変調することができる。レーザダイオードチップ２
の数Ωの負荷と、伝送路７の特性インピーダンス５０Ω
とのインピーダンス整合をとる働きを入力インピーダン
ス整合回路８が担う。つまり、入力インピーダンス整合
回路８を構成する各要素の定数を適切に設定することに
よって、所望の周波数信号帯域において伝送路７の特性
インピーダンスとレーザダイオードチップ２の負荷イン
ピーダンスとを整合させる。
給されると、レーザダイオードチップ２が励起されて発
振する。そして、変調信号入力端子６から高周波変調信
号を入力することにより、レーザダイオードチップ２を
直接変調することができる。レーザダイオードチップ２
の数Ωの負荷と、伝送路７の特性インピーダンス５０Ω
とのインピーダンス整合をとる働きを入力インピーダン
ス整合回路８が担う。つまり、入力インピーダンス整合
回路８を構成する各要素の定数を適切に設定することに
よって、所望の周波数信号帯域において伝送路７の特性
インピーダンスとレーザダイオードチップ２の負荷イン
ピーダンスとを整合させる。
【００１８】具体的には、ボンディングワイヤ３のワイ
ヤ径、ワイヤ長さ、ボンディング本数、ボンディング位
置のうちの少なくとも一つを調整することにより、直列
インダクタンス値を変えて入力インピーダンス整合回路
８の特性を変えることができる。あるいは、キャパシタ
ンス素子８１，８２の容量値を変えることにより、さら
にはキャパシタンス素子８１，８２のボンディングワイ
ヤ及びマイクロストリップライン側接続位置を変えるこ
とによっても入力インピーダンス整合回路８の特性を変
えることができる。
ヤ径、ワイヤ長さ、ボンディング本数、ボンディング位
置のうちの少なくとも一つを調整することにより、直列
インダクタンス値を変えて入力インピーダンス整合回路
８の特性を変えることができる。あるいは、キャパシタ
ンス素子８１，８２の容量値を変えることにより、さら
にはキャパシタンス素子８１，８２のボンディングワイ
ヤ及びマイクロストリップライン側接続位置を変えるこ
とによっても入力インピーダンス整合回路８の特性を変
えることができる。
【００１９】具体例としてキャパシタンス素子８１の容
量を４．５ｐＦ、キャパシタンス素子８２の容量を７ｐ
Ｆに設定し、１２００ＭＨｚにおける入力インピーダン
ス整合を行った例を図８及び９に示す。図８はインピー
ダンス整合を電圧定在波比ＶＳＷＲで表したグラフであ
り、図９はそのときの光出力レベルを変調信号入力電流
と光出力電力との比で表したグラフである。これらのグ
ラフから分かるように、所望の周波数１２００ＭＨｚに
おいてＶＳＷＲ＜１．２が得られ、光出力も高レベルと
なり、レーザダイオードが変換する変調信号を大きくす
ることができた。
量を４．５ｐＦ、キャパシタンス素子８２の容量を７ｐ
Ｆに設定し、１２００ＭＨｚにおける入力インピーダン
ス整合を行った例を図８及び９に示す。図８はインピー
ダンス整合を電圧定在波比ＶＳＷＲで表したグラフであ
り、図９はそのときの光出力レベルを変調信号入力電流
と光出力電力との比で表したグラフである。これらのグ
ラフから分かるように、所望の周波数１２００ＭＨｚに
おいてＶＳＷＲ＜１．２が得られ、光出力も高レベルと
なり、レーザダイオードが変換する変調信号を大きくす
ることができた。
【００２０】以上のように本実施形態によれば、モジュ
ールパッケージ１の内部に入力インピーダンス整合回路
８を設けることにより、所望の周波数帯域においてイン
ピーダンスを整合させ、小電力の変調信号入力であって
も、高い光出力レベル及び大きな変調度が得られる半導
体レーザモジュールを実現することができる。
ールパッケージ１の内部に入力インピーダンス整合回路
８を設けることにより、所望の周波数帯域においてイン
ピーダンスを整合させ、小電力の変調信号入力であって
も、高い光出力レベル及び大きな変調度が得られる半導
体レーザモジュールを実現することができる。
【００２１】なお、本実施形態ではモジュールパッケー
ジ１の内部に設けた入力インピーダンス整合回路８の構
成要素のうち、ボンディングワイヤ３及びマイクロスト
リップライン４とグランドとの間に接続するリアクタン
ス素子として二つのキャパシタンス素子８１，８２を用
いたが、リアクタンス素子の数は１個でも３個以上でも
よく、またキャパシタンス素子に代えてインダクタンス
素子を用いてもよい。
ジ１の内部に設けた入力インピーダンス整合回路８の構
成要素のうち、ボンディングワイヤ３及びマイクロスト
リップライン４とグランドとの間に接続するリアクタン
ス素子として二つのキャパシタンス素子８１，８２を用
いたが、リアクタンス素子の数は１個でも３個以上でも
よく、またキャパシタンス素子に代えてインダクタンス
素子を用いてもよい。
【００２２】（実施形態２）次に、本発明の実施形態２
に係る半導体レーザモジュールの等価回路を図１０に示
す。この回路が実施形態１の図１と異なる点は抵抗素子
（以下、「負荷抵抗」という）８４がボンディングワイ
ヤ３とレーザダイオードチップ２との間に直列に挿入さ
れている点である。この負荷抵抗８４は、レーザダイオ
ードチップ２のインピーダンスの変動による整合状態の
変化、および駆動電流の変化を抑制する機能を有する。
つまり、レーザダイオードチップ２のインピーダンスと
負荷抵抗８４の抵抗値との合成値を、レーザダイオード
のインピーダンスに対して十分大きい値に設定すること
により、レーザダイオードチップ２のインピーダンスの
変動によるインピーダンス不整合の発生が抑制される。
また、二次もしくは三次の相互変調歪みの増大も抑制さ
れる。負荷抵抗８４の値は１０Ω以下、望ましくは５Ω
以下とするのが良い。
に係る半導体レーザモジュールの等価回路を図１０に示
す。この回路が実施形態１の図１と異なる点は抵抗素子
（以下、「負荷抵抗」という）８４がボンディングワイ
ヤ３とレーザダイオードチップ２との間に直列に挿入さ
れている点である。この負荷抵抗８４は、レーザダイオ
ードチップ２のインピーダンスの変動による整合状態の
変化、および駆動電流の変化を抑制する機能を有する。
つまり、レーザダイオードチップ２のインピーダンスと
負荷抵抗８４の抵抗値との合成値を、レーザダイオード
のインピーダンスに対して十分大きい値に設定すること
により、レーザダイオードチップ２のインピーダンスの
変動によるインピーダンス不整合の発生が抑制される。
また、二次もしくは三次の相互変調歪みの増大も抑制さ
れる。負荷抵抗８４の値は１０Ω以下、望ましくは５Ω
以下とするのが良い。
【００２３】以上のように本実施形態の半導体レーザモ
ジュールによれば、モジュールパッケージ内部にボンデ
ィングワイヤ３およびマイクロストリップライン４と直
列接続された抵抗素子８４を含む入力インピーダンス整
合回路８が備えられていることにより、所望の周波数帯
域におけるインピーダンス整合を行い、小電力の変調信
号入力であっても大きな変調度を得ることができ、かつ
動作状態が変化したときのインピーダンス不整合の発生
が抑制される。
ジュールによれば、モジュールパッケージ内部にボンデ
ィングワイヤ３およびマイクロストリップライン４と直
列接続された抵抗素子８４を含む入力インピーダンス整
合回路８が備えられていることにより、所望の周波数帯
域におけるインピーダンス整合を行い、小電力の変調信
号入力であっても大きな変調度を得ることができ、かつ
動作状態が変化したときのインピーダンス不整合の発生
が抑制される。
【００２４】なお、負荷抵抗の挿入位置は、ボンディン
グワイヤ３とレーザダイオードチップ２との間に限ら
ず、例えばマイクロストリップライン４とボンディング
ワイヤ３との間に挿入してもよい。
グワイヤ３とレーザダイオードチップ２との間に限ら
ず、例えばマイクロストリップライン４とボンディング
ワイヤ３との間に挿入してもよい。
【００２５】（実施形態３）次に、本発明の実施形態３
に係る半導体レーザモジュールの等価回路を図１１に示
す。実施形態２の図１０と比較すると、本実施形態で
は、さらにキャパシタンス素子８３がマイクロストリッ
プライン４の入力側とグランドとの間に接続されてい
る。このような構成によれば、ボンディングワイヤ３の
ワイヤ径、ワイヤ長さ、ボンディング本数、ボンディン
グ位置、キャパシタンス素子８１、８２及び８３の実装
位置および挿入位置の少なくとも一つを調整することに
より、２つの周波数帯域における入力インピーダンスの
整合を行うことができる。
に係る半導体レーザモジュールの等価回路を図１１に示
す。実施形態２の図１０と比較すると、本実施形態で
は、さらにキャパシタンス素子８３がマイクロストリッ
プライン４の入力側とグランドとの間に接続されてい
る。このような構成によれば、ボンディングワイヤ３の
ワイヤ径、ワイヤ長さ、ボンディング本数、ボンディン
グ位置、キャパシタンス素子８１、８２及び８３の実装
位置および挿入位置の少なくとも一つを調整することに
より、２つの周波数帯域における入力インピーダンスの
整合を行うことができる。
【００２６】具体例としてキャパシタンス素子８１の容
量を７ｐＦ、キャパシタンス素子８２の容量を２．５ｐ
Ｆ、キャパシタンス素子８３の容量を４．５ｐＦに設定
し、９００ＭＨｚ及び１５００ＭＨｚの２領域における
入力インピーダンス整合を行った例を図１２及び１３に
示す。図１２は入力インピーダンス整合を電圧定在波比
ＶＳＷＲで表したグラフであり、図１３はそのときの光
出力レベルを変調信号入力電流と光出力電力との比で表
したグラフである。９５０ＭＨｚではＶＳＷＲ＝１．
６、１５００ＭＨｚではＶＳＷＲ＝１．４が得られ、光
出力も両方の周波数領域で高い出力レベルとなり、レー
ザダイオードが変換する変調信号を大きくすることがで
きた。
量を７ｐＦ、キャパシタンス素子８２の容量を２．５ｐ
Ｆ、キャパシタンス素子８３の容量を４．５ｐＦに設定
し、９００ＭＨｚ及び１５００ＭＨｚの２領域における
入力インピーダンス整合を行った例を図１２及び１３に
示す。図１２は入力インピーダンス整合を電圧定在波比
ＶＳＷＲで表したグラフであり、図１３はそのときの光
出力レベルを変調信号入力電流と光出力電力との比で表
したグラフである。９５０ＭＨｚではＶＳＷＲ＝１．
６、１５００ＭＨｚではＶＳＷＲ＝１．４が得られ、光
出力も両方の周波数領域で高い出力レベルとなり、レー
ザダイオードが変換する変調信号を大きくすることがで
きた。
【００２７】以上のように本実施形態によれば、半導体
レーザモジュールのパッケージ内部に入力インピーダン
ス整合回路８を設け、二つの周波数帯域において伝送効
率が良好となるように入力インピーダンス整合を実現す
ることができる。なお、さらにインダクタンス素子及び
キャパシタンス素子を追加して、三つ以上の周波数帯域
において入力インピーダンス整合を実現することも可能
である。
レーザモジュールのパッケージ内部に入力インピーダン
ス整合回路８を設け、二つの周波数帯域において伝送効
率が良好となるように入力インピーダンス整合を実現す
ることができる。なお、さらにインダクタンス素子及び
キャパシタンス素子を追加して、三つ以上の周波数帯域
において入力インピーダンス整合を実現することも可能
である。
【００２８】（実施形態４）次に、本発明の実施形態４
に係る半導体レーザモジュールの等価回路を図１４に示
す。この回路が実施形態１の図１の構成と異なる点は、
モジュールパッケージ１の外部に第２の入力インピーダ
ンス整合回路を有する点である。この場合、所望の周波
数帯域における入力インピーダンス整合を行うために
は、モジュールパッケージ１の内部および外部の両方の
入力インピーダンス整合回路の定数を調整する。
に係る半導体レーザモジュールの等価回路を図１４に示
す。この回路が実施形態１の図１の構成と異なる点は、
モジュールパッケージ１の外部に第２の入力インピーダ
ンス整合回路を有する点である。この場合、所望の周波
数帯域における入力インピーダンス整合を行うために
は、モジュールパッケージ１の内部および外部の両方の
入力インピーダンス整合回路の定数を調整する。
【００２９】したがって、モジュールパッケージ１の内
部の入力インピーダンス整合回路だけでは調整が困難な
周波数帯域におけるインピーダンス整合が、第２の入力
インピーダンス整合回路を併用することによって容易に
なる。特に、２つ以上の周波数帯域での入力インピーダ
ンス整合を実現したい場合に有効である。このように、
任意の所望の周波数帯域におけるインピーダンスを整合
させ、小電力の変調信号入力であっても、大きな変調度
が得られる半導体レーザモジュールを実現することがで
きる。
部の入力インピーダンス整合回路だけでは調整が困難な
周波数帯域におけるインピーダンス整合が、第２の入力
インピーダンス整合回路を併用することによって容易に
なる。特に、２つ以上の周波数帯域での入力インピーダ
ンス整合を実現したい場合に有効である。このように、
任意の所望の周波数帯域におけるインピーダンスを整合
させ、小電力の変調信号入力であっても、大きな変調度
が得られる半導体レーザモジュールを実現することがで
きる。
【００３０】なお、本実施形態ではモジュールパッケー
ジ１の外部に設けた第２のインピーダンス整合回路９を
１つのインダクタンス素子と２つのキャパシタンス素子
とによるπ型回路で構成したが、これに限らず他の構成
を採用してもよい。
ジ１の外部に設けた第２のインピーダンス整合回路９を
１つのインダクタンス素子と２つのキャパシタンス素子
とによるπ型回路で構成したが、これに限らず他の構成
を採用してもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明は、モジュールパッ
ケージの内部に、ボンディングワイヤ及びマイクロスト
リップラインを構成要素として含む入力インピーダンス
整合回路を備えたことにより、所望の周波数帯域におけ
る入力インピーダンス整合を実現し、少ない変調信号電
力で高い変調度が得られる半導体レーザモジュールを提
供することができる。
ケージの内部に、ボンディングワイヤ及びマイクロスト
リップラインを構成要素として含む入力インピーダンス
整合回路を備えたことにより、所望の周波数帯域におけ
る入力インピーダンス整合を実現し、少ない変調信号電
力で高い変調度が得られる半導体レーザモジュールを提
供することができる。
【図１】本発明の実施形態１に係る半導体レーザモジュ
ールの等価回路図
ールの等価回路図
【図２】従来例１に係る半導体レーザモジュールの等価
回路図
回路図
【図３】従来例２に係る半導体レーザモジュールの等価
回路図
回路図
【図４】従来例１の半導体レーザモジュールにおける入
力変調信号周波数とＶＳＷＲとの関係を示すグラフ
力変調信号周波数とＶＳＷＲとの関係を示すグラフ
【図５】従来例１の半導体レーザモジュールにおける入
力変調信号周波数と光出力電力／入力信号電流比との関
係を示すグラフ
力変調信号周波数と光出力電力／入力信号電流比との関
係を示すグラフ
【図６】従来例２の半導体レーザモジュールにおける入
力変調信号周波数とＶＳＷＲとの関係を示すグラフ
力変調信号周波数とＶＳＷＲとの関係を示すグラフ
【図７】従来例２の半導体レーザモジュールにおける入
力変調信号周波数と光出力電力／入力信号電流比との関
係を示すグラフ
力変調信号周波数と光出力電力／入力信号電流比との関
係を示すグラフ
【図８】本発明の実施形態１の半導体レーザモジュール
における入力変調信号周波数とＶＳＷＲとの関係を示す
グラフ
における入力変調信号周波数とＶＳＷＲとの関係を示す
グラフ
【図９】本発明の実施形態１の半導体レーザモジュール
における入力変調信号周波数と光出力電力／入力信号電
流比との関係を示すグラフ
における入力変調信号周波数と光出力電力／入力信号電
流比との関係を示すグラフ
【図１０】本発明の実施形態２に係る半導体レーザモジ
ュールの等価回路図
ュールの等価回路図
【図１１】本発明の実施形態３に係る半導体レーザモジ
ュールの等価回路図
ュールの等価回路図
【図１２】本発明の実施形態３の半導体レーザモジュー
ルにおける入力変調信号周波数とＶＳＷＲとの関係を示
すグラフ
ルにおける入力変調信号周波数とＶＳＷＲとの関係を示
すグラフ
【図１３】本発明の実施形態３の半導体レーザモジュー
ルにおける入力変調信号周波数と光出力電力／入力信号
電流比との関係を示すグラフ
ルにおける入力変調信号周波数と光出力電力／入力信号
電流比との関係を示すグラフ
【図１４】本発明の実施形態４に係る半導体レーザモジ
ュールの等価回路図
ュールの等価回路図
１ モジュールパッケージ ２ レーザダイオードチップ ３ ボンディングワイヤ ４ マイクロストリップライン ５ ＤＣバイアス回路 ６ 変調信号入力端子 ７ 伝送路 ８ 入力インピーダンス整合回路 ９ 第２の入力インピーダンス整合回路 ８１，８２，８３ キャパシタンス素子 ８４ 負荷抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朝倉 宏之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 レーザダイオードチップを収納すると共
に変調信号入力端子を備えたモジュールパッケージの内
部に、前記レーザダイオードチップと前記変調信号入力
端子とを接続するボンディングワイヤ及びマイクロスト
リップラインを構成素子として含む入力インピーダンス
整合回路を備えたことを特徴とする半導体レーザモジュ
ール。 - 【請求項２】 前記入力インピーダンス整合回路が、さ
らにリアクタンス素子を構成要素として含み、前記リア
クタンス素子が前記ボンディングワイヤ及びマイクロス
トリップラインと前記レーザダイオードチップのグラン
ド側との間に接続されている請求項１記載の半導体レー
ザモジュール。 - 【請求項３】 前記入力インピーダンス整合回路が、さ
らに抵抗素子を構成要素として含み、前記抵抗素子が前
記ボンディングワイヤ及びマイクロストリップラインと
直列に接続されている請求項１又は２記載の半導体レー
ザモジュール。 - 【請求項４】 前記抵抗素子の抵抗値が１０Ω以下であ
る請求項３記載の半導体レーザモジュール。 - 【請求項５】 前記抵抗素子が前記ボンディングワイヤ
及びマイクロストリップラインと前記レーザダイオード
チップとの間に接続されている請求項３記載の半導体レ
ーザモジュール。 - 【請求項６】 前記ボンディングワイヤのワイヤ径、ワ
イヤ長さ、ボンディング本数、及びボンディング位置の
うちの少なくとも一つを制御することにより最適のイン
ダクタンス値を得、前記入力インピーダンス整合回路が
所望の周波数帯域における入力インピーダンス整合を実
現している請求項１から３のいずれか１項記載の半導体
レーザモジュール。 - 【請求項７】 前記リアクタンス素子の前記ボンディン
グワイヤ及びマイクロストリップライン側接続位置を制
御することにより、前記入力インピーダンス整合回路が
所望の周波数帯域における入力インピーダンス整合を実
現している請求項１から３のいずれか１項記載の半導体
レーザモジュール。 - 【請求項８】 前記入力インピーダンス整合回路が、複
数の周波数帯域において伝送効率が良好となるように設
定されている請求項１から７のいずれか１項記載の半導
体レーザモジュール。 - 【請求項９】 さらに、モジュールパッケージの外部に
第２のインピーダンス整合回路を備えている請求項１か
ら８のいずれか１項記載の半導体レーザモジュール。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8125103A JPH09307169A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 半導体レーザモジュール |
| US08/859,426 US5982793A (en) | 1996-05-20 | 1997-05-20 | Semiconductor laser module with internal matching circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8125103A JPH09307169A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 半導体レーザモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09307169A true JPH09307169A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14901931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8125103A Pending JPH09307169A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 半導体レーザモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09307169A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2837059A1 (fr) * | 2001-12-06 | 2003-09-12 | Linear Techn Inc | Circuits et procedes pour ameliorer la performance d'un element emetteur de lumiere |
| JP2006135396A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Macnica Inc | 動作抵抗の小さい負荷抵抗を駆動するための回路 |
| CN112290378A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-01-29 | 欧润光电科技(苏州)有限公司 | 用于高速光信号传输的半导体激光器芯片组件 |
| CN113626977A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-11-09 | 南京光通光电技术有限公司 | 一种25g dfb激光器高频互联方法 |
| WO2022054147A1 (ja) * | 2020-09-08 | 2022-03-17 | 日本電信電話株式会社 | 光バースト送信機 |
| KR20240086087A (ko) * | 2022-12-09 | 2024-06-18 | 한국전자통신연구원 | 반도체 패키지 |
| CN118367436A (zh) * | 2024-06-19 | 2024-07-19 | 四川泰瑞创通讯技术股份有限公司 | 优化激光器打线阻抗匹配的光模块 |
-
1996
- 1996-05-20 JP JP8125103A patent/JPH09307169A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2837059A1 (fr) * | 2001-12-06 | 2003-09-12 | Linear Techn Inc | Circuits et procedes pour ameliorer la performance d'un element emetteur de lumiere |
| US7049759B2 (en) | 2001-12-06 | 2006-05-23 | Linear Technology Corporation | Circuitry and methods for improving the performance of a light emitting element |
| JP2006135396A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Macnica Inc | 動作抵抗の小さい負荷抵抗を駆動するための回路 |
| WO2022054147A1 (ja) * | 2020-09-08 | 2022-03-17 | 日本電信電話株式会社 | 光バースト送信機 |
| JPWO2022054147A1 (ja) * | 2020-09-08 | 2022-03-17 | ||
| JP2024166328A (ja) * | 2020-09-08 | 2024-11-28 | 日本電信電話株式会社 | 光バースト送信機 |
| US12425105B2 (en) | 2020-09-08 | 2025-09-23 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical burst transmitter |
| CN112290378A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-01-29 | 欧润光电科技(苏州)有限公司 | 用于高速光信号传输的半导体激光器芯片组件 |
| CN113626977A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-11-09 | 南京光通光电技术有限公司 | 一种25g dfb激光器高频互联方法 |
| CN113626977B (zh) * | 2021-06-22 | 2023-10-03 | 南京光通光电技术有限公司 | 一种25g dfb激光器高频互联方法 |
| KR20240086087A (ko) * | 2022-12-09 | 2024-06-18 | 한국전자통신연구원 | 반도체 패키지 |
| CN118367436A (zh) * | 2024-06-19 | 2024-07-19 | 四川泰瑞创通讯技术股份有限公司 | 优化激光器打线阻抗匹配的光模块 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040729 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041119 |