JPH10341027A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波領域でも高性能な光モジュールを提供
することにある。 【解決手段】 少なくとも光素子１０３とマイクロスト
リップ線路１０４で構成される光モジュールにおいて、
該マイクロストリップ線路１０４の基板側面に前記光素
子１０３が横向きに配置され、かつ、前記光素子の一方
の電極１０３ａが前記マイクロストリップ線路１０４の
信号電極１０４ａに、他方の電極１０３ｂが前記マイク
ロストリップ線路１０４の接地電極１０４ｂに接続され
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には半導体
光素子をマイクロストリップ線路に実装した光モジュー
ルに関し、さらに具体的には半導体光素子をマイクロス
トリップ基板側面に実装し、寄生容量の低減と実装の簡
易化を図った構造に特徴を有する光モジュールに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な光モジュールは、例えば
導波路型受光素子を例にとると、図５に示す様に、光フ
ァイバ５０１、光学レンズ５０２、導波路型受光素子５
０３、マイクロストリップ線路５０４、同軸コネクタ５
０５、及びこれらを固定するパッケージ５０６から成り
立っている。この光モジュールにおいては、光ファイバ
５０１から導入された光信号は光学レンズ５０２で集光
されて導波路型受光素子５０３に入射される。

【０００３】導波路型受光素子５０３間では、入射され
た光信号は電気信号に変換され、この電気信号はマイク
ロストリップ線路５０４を通って同軸コネクタ５０５か
らモジュール外部に取り出される。マイクロストリップ
線路５０４は、アルミナ或いは半導体で構成され、基板
表面に形成された信号電極５０４ａと、基板裏面に形成
された接地電極５０４ｂを有している。導波路型受光素
子５０３は、半導体で構成され、表面に形成された一つ
の信号電極５０３ａと、同じく表面に形成された一つの
接地電極５０３ｂを有している。

【０００４】導波路型受光素子５０３は、マイクロスト
リップ線路５０４の基板側面に縦方向に接続され、導波
路型受光素子５０３とマイクロストリップ線路５０４の
一般的な電気的接続法は、以下のような方法による。即
ち、信号電極に関しては、表面に配置された両者の信号
電極５０３ａと５０４ａとを金属ワイヤ等で接続し、接
地電極に関しては、マイクロストリップ線路５０４の一
部にスルーホール５０４ｃをあけ、このスルーホールを
通して接地電極５０４ｂを表面側に引き出した後、金属
ワイヤ等で導波路型受光素子５０３の接地電極５０３ｂ
と接続するというものである。

【０００５】また、従来の別の光モジュールは、同じく
導波路型受光素子を例にとると、図６に示す様に、光フ
ァイバ６０１、光学レンズ６０２、導波路型受光素子６
０３、コプレーナ線路６０４、同軸コネクタ６０５、及
びこれらを固定するパッケージ６０６から成り立ってい
る。この光モジュールにおいては、光ファイバ６０１か
ら導入された光信号は光学レンズ６０２で集光されて導
波路型受光素子６０３に入射される。

【０００６】導波路型受光素子６０３内では、入射され
た光信号は電気信号に変換され、この電気信号はコプレ
ーナ線路６０４を通って同軸コネクタ６０５からモジュ
ール外部に取り出される。コプレーナ線路６０４は、ア
ルミナ或いは半導体で構成され、基板表面に形成された
信号電極６０４ａと、同じく基板表面に形成された二つ
の接地電極６０４ｂを有している。導波路型受光素子６
０３は、半導体で構成され、表面に形成された一つの信
号電極６０３ａと、同じく表面に形成された二つの接地
電極６０３ｂを有している。

【０００７】コプレーナ線路６０４は、導波路型受光素
子６０３の基板側方に縦方向に接続され、導波路型受光
素子６０３とコプレーナ線路６０４の一般的な電気的接
続法は、以下のような方法による。即ち、信号電極に関
しては、表面に配置された両者の信号電極６０３ａと信
号電極６０４ａとを金属ワイヤ等で接続し、接地電極に
関しても、表面に配置された両者の信号電極６０３ｂと
信号電極６０４ｂとを金属ワイヤ等で接続するというも
のである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】さて、高性能なモジュ
ールを実現するためには、モジュール内での電気信号の
損失をできる限り小さくする必要がある。モジュール内
での電気信号の損失を小さくするためには、光素子と線
路との接続部において、線路の特性インピーダンスが大
きく変化しないような接続形態としなければならない。

【０００９】しかし、図５に示した従来の接続形態で
は、接続部においてマイクロストリップ線路５０４の一
部にスルーホール５０４ｃが形成され、かつ、接地電極
５０４ｂが表面に引き出されているため、この部分にお
いて線路の特性インピーダンスが大きく変化してしま
う。また、図６に示した従来の別の接続形態では、接続
部において金属ワイヤの幅と間隔がコプレーナ線路６０
４の電極の幅と間隔からわずかにずれることによって特
性インピーダンスが大きく変化してしまう。

【００１０】したがって、従来の光モジュールにおいて
は、光素子と線路との接続部のインピーダンス不整合が
生じ、これにより特に２０ＧＨｚ以上の高周波領域では
電気信号の損失が顕著になり高性能な光モジュールが作
製できないという問題があった。本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を解消し、高周波領域でも高性能な光
モジュールを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、マイクロストリップ線路基板の側
面に光素子を横向きに配置することを最も主要な特徴と
する。従来の技術とは光素子との接続部において、線路
のインピーダンスの変化が極めて小さいという点で異な
る。

【００１２】〔作用〕マイクロストリップ線路の基板側
面に光素子を横向き配置することにより、光素子の信号
電極と接地電極をそれぞれマイクロストリップ線路の信
号電極側と接地電極側に引き出すことが可能となり、マ
イクロストリップ線路を加工することなく、すなわち、
マイクロストリップ線路のインピーダンスを変化させる
ことなく、光素子と線路とを接続することが可能とな
り、その結果、高周波領域でも電気信号の損失の少ない
高性能な光モジュールが実現可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

〔実施例１〕本発明の第一の実施例に係る光モジュール
を図１に示す。図中、１０１は光ファイバ、１０２は光
学レンズ、１０３は導波路型受光素子、１０３ａは導波
路型受光素子の信号電極、１０３ｂは導波路型受光素子
の接地電極、１０４はマイクロストリップ線路、１０４
ａはマイクロストリップ線路の信号電極、１０４ｂはマ
イクロストリップ線路の接地電極、１０５は同軸コネク
タ、１０６はこれらを固定するパッケージである。

【００１４】この光モジュールにおいては、光ファイバ
１０１から導入された光信号は光学レンズ１０２で集光
されて導波路型受光素子１０３に入射される。導波路型
受光素子１０３内では入射された光信号は電気信号に変
換され、この電気信号はマイクロストリップ線路１０４
を通って同軸コネクタ１０５からモジュール外部に取り
出される。

【００１５】本実施例の光モジュールにおいては、マイ
クロストリップ線路１０４の図中左手前側の基板側面に
導波路型受光素子１０３を横向きに配置している。言い
換えると、導波路型受光素子１０３の表面にそれぞれ形
成される信号電極１０３ａ、接地電極１０３ｂが、マイ
クロストリップ線路１０４の基板側面に平行となるよう
に、且つ、信号電極１０３ａがマイクロストリップ線路
１０４の信号電極１０４ａ側に向き、また、接地電極１
０３ｂがマイクロストリップ線路１０４の信号電極１０
４ｂ側を向くように配置されている。

【００１６】信号電極１０３ａと信号電極１０４ａの
間、接地電極１０３ｂと信号電極１０４ｂの間は導電性
ぺーストで接続されている 本実施例で示した導波路型受光素子１０３とマイクロス
トリップ線路１０４との接続形態では、接続部近傍にお
いてもマイクロストリップ線路１０４の形状を変えるこ
となく、導波路型受光素子と接続することができる。こ
の結果、１００ＧＨｚにおいてインピーダンス不整合に
起因する電気信号の損失を、従来技術の５ｄＢから１ｄ
Ｂまで低減することができた。

【００１７】〔実施例２〕本発明の第二の実施例に係る
光モジュールを図２に示す。図中、２０１は光ファイ
バ、２０２は光学レンズ、２０３は導波路型受光素子、
２０３ａは導波路型受光素子の信号電極、２０３ｂは導
波路型受光素子の接地電極、２０４はマイクロストリッ
プ線路、２０４ａはマイクロストリップ線路の信号電
極、２０４ｂはマイクロストリップ線路の接地電極、２
０５は同軸コネクタ、２０６はこれらを固定するパッケ
ージである。

【００１８】この光モジュールにおいては光ファイバ２
０１から導入された光信号は光学レンズ２０２で集光さ
れて導波路型受光素子２０３に入射される。導波路型受
光素子２０３内では入射された光信号は電気信号に変換
され、この電気信号はマイクロストリップ線路２０４を
通って同軸コネクタ２０５からモジュール外部に取り出
される。

【００１９】本実施例の光モジュールにおいては、マイ
クロストリップ線路２０４の図中右側の基板側面に導波
路型受光素子１０３を横向きに配置している。言い換え
ると、導波路型受光素子２０３の表面にそれぞれ形成さ
れる信号電極２０３ａ、接地電極２０３ｂが、マイクロ
ストリップ線路２０４の基板側面に平行となるように、
且つ、信号電極２０３ａがマイクロストリップ線路２０
４の信号電極２０４ａ側に向き、また、接地電極２０３
ｂがマイクロストリップ線路２０４の信号電極２０４ｂ
側を向くように配置されている。

【００２０】信号電極２０３ａと信号電極２０４ａの
間、接地電極２０３ｂと信号電極２０４ｂの間は導電性
ぺーストで接続されている 更に、本実施例では、マイクロストリップ線路２０４の
信号電極２０４ａを、同軸コネクタ２０５と接続する領
域では同軸コネクタ２０５と平行に、導波路型受光素子
２０３と接続する領域では同軸コネクタ２０５に対して
傾くように途中で折り曲げている。

【００２１】その結果、信号電極２０４ａの導波路型受
光素子２０３に接続する方の端は、同軸コネクタ２０５
と平行するマイクロストリップ線路２０４の図中右側の
辺に達している。本実施例で示した導波路型受光素子２
０３とマイクロストリップ線路２０４との接続形態で
は、接続部近傍においてもマイクロストリップ線路２０
４の形状を変えることなく導波路型受光素子２０３を接
続することができる。

【００２２】また、本実施例で示した導波路型受光素子
２０３とマイクロストリップ線路２０４との接続形態で
は、光ファイバ２０１を同軸コネクタ２０５と平行に配
置できるという特徴を持つ。本実施例で示した光モジュ
ールにおいても、１００ＧＨｚにおいてインピーダンス
不整合に起因する電気信号の損失を、従来技術の５ｄＢ
から１ｄＢまで低減することができた。

【００２３】〔実施例３〕本発明の第三の実施例に係る
光モジュールを図３に示す。図中、３０１は光ファイ
バ、３０２は光学レンズ、３０３は面入射型受光素子、
３０３ａは面入射型受光素子の信号電極、３０３ｂは面
入射型受光素子の接地電極、３０４はマイクロストリッ
プ線路、３０４ａはマイクロストリップ線路の信号電
極、３０４ｂはマイクロストリップ線路の接地電極、３
０５は同軸コネクタ、３０６はこれらを固定するパッケ
ージである。

【００２４】この光モジュールにおいては光ファイバ３
０１から導入された光信号は光学レンズ３０２で集光さ
れて面入射型受光素子３０３に入射される。面入射型受
光素子３０３内では入射された光信号は電気信号に変換
され、この電気信号は、マイクロストリップ線３０４を
通って同軸コネクタ３０５からモジュール外部に取り出
される。

【００２５】本実施例の光モジュールにおいては、マイ
クロストリップ線路３０４の図中左手前側の基板側面に
面入射型受光素子３０３を横向きに配置している。言い
換えると、面入射型受光素子３０３の表面にそれぞれ形
成される信号電極３０３ａ、接地電極３０３ｂが、マイ
クロストリップ線路３０４の基板側面に平行となるよう
に、且つ、信号電極３０３ａがマイクロストリップ線路
３０４の信号電極３０４ａ側に向き、また、接地電極３
０３ｂがマイクロストリップ線路３０４の信号電極３０
４ｂ側を向くように配置されている。

【００２６】信号電極３０３ａと信号電極３０４ａの
間、接地電極３０３ｂと信号電極３０４ｂの間は導電性
ペーストで接続されている。本実施例で示した面入射型
受光素子３０３とマイクロストリップ線路３０４との接
続形態では、接続部近傍においてもマイクロストリップ
線路３０４の形状を変えることなく面入射型受光素子３
０３を接続することができる。

【００２７】この結果、２０ＧＨｚにおいてインピーダ
ンス不整合に起因する電気信号の損失を、従来技術の３
ｄＢから０．５ｄＢまで低減することができた。本実施
例で使用した面入射型受光素子３０３に対して、第二の
実施例で示した途中で屈曲したマイクロストリップ線路
２０４を組み合わせることも可能である。

【００２８】〔実施例４〕本発明の第四の実施例に係る
光モジュールを図４に示す。図中、４０１は光ファイ
バ、４０２は光学レンズ、４０３は端面入射型受光素子
（導波路型受光素子も含まれる）、４０３ａは端面入射
型受光素子の信号電極、４０３ｂは端面入射型受光素子
の接地電極、４０４はマイクロストリップ線路、４０４
ａはマイクロストリップ線路の信号電極、４０４ｂはマ
イクロストリップ線路の接地電極、４０５は同軸コネク
タ、４０６はこれらを固定するパッケージである。

【００２９】この光モジュールにおいては光ファイバ４
０１から導入された光信号は光学レンズ４０２で集光さ
れて端面入射型受光素子４０３に入射される。端面入射
型受光素子４０３内では入射された光信号は電気信号に
変換され、この電気信号はマイクロストリップ線路４０
４を通って同軸コネクタ４０５からモジュール外部に取
り出される。

【００３０】本実施例の光モジュールにおいては、マイ
クロストリップ線路４０４の図中右側の基板側面に端面
入射型受光素子４０３を横向きに配置している。言い換
えると、端面入射型受光素子４０３の表面にそれぞれ形
成される信号電極４０３ａ、接地電極４０３ｂが、マイ
クロストリップ線路４０４の基板側面に斜めになるよう
に、且つ、信号電極４０３ａがマイクロストリップ線路
４０４の信号電極４０４ａ側に向き、また、接地電極４
０３ｂがマイクロストリップ線路４０４の信号電極４０
４ｂ側を向くように配置されている。また、端面入射型
受光素子４０３が配置されるマイクロストリップ線路４
０４の辺の一部は入射光に対して傾斜している。

【００３１】信号電極４０３ａと信号電極４０４ａの
問、接地電極４０３ｂと信号電極４０４ｂの間は導電性
ペーストで接続されている。更に、本実施例では、マイ
クロストリップ線路４０４の信号電極４０４ａを、同軸
コネクタ４０５と接続する領域では同軸コネクタ４０５
と平行に、端面入射型受光素子４０３と接続する領域で
は同軸コネクタ４０５に対して傾くように途中で折り曲
げている。その結果、信号電極４０４ａの端面入射型受
光素子４０３に接続する方の端は、同軸コネクタ４０５
と平行するマイクロストリップ線路４０４の辺に達して
いる。

【００３２】本実施例で示した端面入射型受光素子４０
３と線路との接続形態では、接続部近傍においてもマイ
クロストリップ線路４０４の形状を変えることなく端面
入射型受光素子４０３を接続することができる。

【００３３】また、本実施例で示した光モジュールにお
いては、端面入射型受光素子４０３に斜めに光が入射さ
れるため、端面入射型受光素子４０３内の光吸収層に光
が斜めに通過し、その結果、実効的な光吸収層厚が厚く
なり光電変換効率が向上するという効果を奏する。この
結果、２０ＧＨｚにおいてインピーダンス不整合に起因
する電気信号の損失を、従来技術の３ｄＢから０．５ｄ
Ｂまで低減することができ、加えて光電変換効率を約２
０％改善することができた。

【００３４】本実施例においては、光素子として端面入
射型受光素子４０３を用いた例を示したが、本発明はこ
れに限るものではなく、半導体レーザ或いは半導体光変
調器などの他の光素子に適用することも可能である。
尚、本実施例で使用した端面入射型受光素子４０３に対
して、第三の実施例で示した直線状のマイクロストリッ
プ線路３０３を組み合わせることも可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明では、マイクロストリップ線路の基板
側面に光素子を横向きに配置することにより、光素子の
信号電極と接地電極をそれぞれマイクロストリップ線路
の信号電極側と接地電極側に引き出すことができる。従
って、マイクロストリップ線路を加工することなく、す
なわちマイクロストリップ線路のインピーダンスを変化
させることなく光素子と線路とを接続することが可能と
なり、その結果、高周波領域でも電気信号の損失の少な
い高性能な光モジュールを実現できるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例に係る光モジュールを示
す斜視図である。

【図２】本発明の第二の実施例に係る光モジュールを示
す斜視図である。

【図３】本発明の第三の実施例に係る光モジュールを示
す斜視図である。

【図４】本発明の第四の実施例に係る光モジュールを示
す斜視図である。

【図５】従来の光モジュールを示す斜視図である。

【図６】従来の光モジュールを示す斜視図である。

【符号の説明】

１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１ 光
ファイバ １０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２ 光
学レンズ １０３，２０３，３０３，４０３，５０３，６０３ 受
光素子 １０３ａ，２０３ａ，３０３ａ，４０３ａ，５０３ａ，
６０３ａ 信号電極 １０３ｂ，２０３ｂ，３０３ｂ，４０３ｂ，５０３ｂ，
６０３ｂ 接地電極 １０４，２０４，３０４，４０４，５０４，６０４ 線
路 １０４ａ，２０４ａ，３０４ａ，４０４ａ，５０４ａ，
６０４ａ 信号電極 １０４ｂ，２０４ｂ，３０４ｂ，４０４ｂ，５０４ｂ，
６０４ｂ 接地電極 ５０４ｃ スルーホール １０５，２０５，３０５，４０５，５０５，６０５ 同
軸コネクタ １０６，２０６，３０６，４０６，５０６，６０６ パ
ッケージ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも光素子とマイクロストリップ
   線路で構成される光モジュールにおいて、該マイクロス
   トリップ線路の基板側面に前記光素子が横向きに配置さ
   れ、かつ、前記光素子の一方の電極が前記マイクロスト
   リップ線路の信号電極に、他方の電極が前記マイクロス
   トリップ線路の接地電極に接続されていることを特徴と
   する光モジュール。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光モジュールにおいて、
   前記マイクロストリップ線路の信号電極の一部が湾曲或
   いは屈折していることを特徴とする光モジュール。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光モジュールにおいて、
   前記マイクロストリップ線路の信号電極の前記光素子に
   接続する方の終端部が、前記マイクロストリップ線路の
   信号電極のもう一方の終端部が達している辺と対向しな
   い辺に達していることを特徴とする光モジュール。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の光モジュール
   において、前記光素子が受光素子であることを特徴とす
   る光モジュール。
5. 【請求項５】 請求項４記載の光モジュールにおいて、
   前記マイクロストリップ線路の信号電極の前記光素子に
   接続する方の終端部が達している辺が入射光に対して傾
   斜していることを特徴とする光モジュール。