JPH11238907A - 広帯域サンプラモジュール - Google Patents
広帯域サンプラモジュールInfo
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- JPH11238907A JPH11238907A JP3905398A JP3905398A JPH11238907A JP H11238907 A JPH11238907 A JP H11238907A JP 3905398 A JP3905398 A JP 3905398A JP 3905398 A JP3905398 A JP 3905398A JP H11238907 A JPH11238907 A JP H11238907A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
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Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光短パルスを発光する光半導体素子と受光素
子の電極部との光軸調整のみで又は光軸の無調整化で実
現できる広帯域サンプラモジュールを提供する。 【解決手段】 光半導体素子１と受光素子（フォトコン
ダクタ）４をパッケージ内に集積化したモジュールは、
光半導体素子１から発光される光短パルスと受光素子
（フォトコンダクタ）４の電極部との光軸調整のみで実
現することができる。又は、Ｓｉ基板３の上に受光素子
（フォトコンダクタ）４の電極５パターンを形成し、半
田バンプ６によって電極５上に光半導体素子１を実装す
る。この時、高精度に実装するための位置合わせマーカ
ー７と半田バンプ６とのセルフアライメント効果によっ
て無調整で高精度に光半導体素子１の位置が決まる。
子の電極部との光軸調整のみで又は光軸の無調整化で実
現できる広帯域サンプラモジュールを提供する。 【解決手段】 光半導体素子１と受光素子（フォトコン
ダクタ）４をパッケージ内に集積化したモジュールは、
光半導体素子１から発光される光短パルスと受光素子
（フォトコンダクタ）４の電極部との光軸調整のみで実
現することができる。又は、Ｓｉ基板３の上に受光素子
（フォトコンダクタ）４の電極５パターンを形成し、半
田バンプ６によって電極５上に光半導体素子１を実装す
る。この時、高精度に実装するための位置合わせマーカ
ー７と半田バンプ６とのセルフアライメント効果によっ
て無調整で高精度に光半導体素子１の位置が決まる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域サンプラモ
ジュールに関し、特に、光半導体素子から発生する短光
サンプリングパルスと、超高速な光スイッチ作用を有す
る光導電スイッチとを用いた広帯域サンプラモジュール
に関する。
ジュールに関し、特に、光半導体素子から発生する短光
サンプリングパルスと、超高速な光スイッチ作用を有す
る光導電スイッチとを用いた広帯域サンプラモジュール
に関する。
【０００２】
【従来の技術】タイムドメインからみて、サンプリング
するためのパルス信号は、立ち上がり時間が鋭ければサ
ンプラーの帯域が向上される。つまり、サンプリングパ
ルスの高調波成分が周波数変換に寄与していることにな
る。これをフーリエ変換すると
するためのパルス信号は、立ち上がり時間が鋭ければサ
ンプラーの帯域が向上される。つまり、サンプリングパ
ルスの高調波成分が周波数変換に寄与していることにな
る。これをフーリエ変換すると
【０００３】
【数１】 であらわされる。
【０００４】ここで、ｆ＝ｎ／Ｔと置くとＣｎのスペク
トラムエンベロープ１１は図５の様にｆが１／τの整数
倍でＣｎ＝０となる。これらの高調波成分が３ｄＢ落ち
るｆまでがサンプラーの帯域を決定する。
トラムエンベロープ１１は図５の様にｆが１／τの整数
倍でＣｎ＝０となる。これらの高調波成分が３ｄＢ落ち
るｆまでがサンプラーの帯域を決定する。
【０００５】つまり、 ｆ0 ＝０．３２／τ となる。
【０００６】これから、帯域ｆのサンプラーに必要とさ
れるτは、 τ ＜ ３２０／ｆ0 [ psec,GHZ ] また、サンプラー能率については、サンプリングゲート
１３を時間τだけＯＮになる単純なスイッチを決定す
る。ここでτはパルス幅τと同じである。
れるτは、 τ ＜ ３２０／ｆ0 [ psec,GHZ ] また、サンプラー能率については、サンプリングゲート
１３を時間τだけＯＮになる単純なスイッチを決定す
る。ここでτはパルス幅τと同じである。
【０００７】等価回路を図６に示す。
【０００８】負荷ＲL に消費されるパワー：ＰL を求め
る。負荷電圧ＥL はＣによって平均化されるので、サン
プリングゲート１３はτ／Ｔの分圧器として作用する。
ここで、
る。負荷電圧ＥL はＣによって平均化されるので、サン
プリングゲート１３はτ／Ｔの分圧器として作用する。
ここで、
【０００９】
【数２】 この式から明らかの様にＰL の最大値は、Ｒ0 ＝ＲL の
時である事が分かる。ゆえに、
時である事が分かる。ゆえに、
【００１０】
【数３】 となる。
【００１１】一方、信号源１２から取り出し得る最大の
パワー：Ｐa は、
パワー：Ｐa は、
【００１２】
【数４】 従って、変換能率ηは、
【００１３】
【数５】 となる。
【００１４】例えば、６０ＧＨｚまでのサンプラーを想
定した場合上式から τ＝３２０／６０＝５．３ｐｓｅｃ となり、サンプリング周波数１／Ｔ＝１ＧＨｚの場合は η［ｄＢ］＝２０ｌｏｇ５．３ｐｓｅｃ／１ｎｓｅｃ＝
−４５．５ｄＢ となる。
定した場合上式から τ＝３２０／６０＝５．３ｐｓｅｃ となり、サンプリング周波数１／Ｔ＝１ＧＨｚの場合は η［ｄＢ］＝２０ｌｏｇ５．３ｐｓｅｃ／１ｎｓｅｃ＝
−４５．５ｄＢ となる。
【００１５】この様な、超広帯域なサンプラーの実現は
困難である。
困難である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上述の様な、超広帯域
なサンプラーを実現しようとすると、サンプリングパル
スの短パルス化、スイッチ部の低ＶＳＷＲ（電圧定在波
比、Voltage StandingWave Ratio）化、インピーダンス
マッチング化回路構成、Ｌ、Ｃ成分の低減化、などの構
成が非常に重要となり、実現が困難なものとなる。
なサンプラーを実現しようとすると、サンプリングパル
スの短パルス化、スイッチ部の低ＶＳＷＲ（電圧定在波
比、Voltage StandingWave Ratio）化、インピーダンス
マッチング化回路構成、Ｌ、Ｃ成分の低減化、などの構
成が非常に重要となり、実現が困難なものとなる。
【００１７】本発明の目的は、光短パルスを発光する光
半導体素子と受光素子の電極部との光軸調整のみで又は
光軸の無調整化で実現できる広帯域サンプラモジュール
を提供することにある。
半導体素子と受光素子の電極部との光軸調整のみで又は
光軸の無調整化で実現できる広帯域サンプラモジュール
を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の広帯域サンプラ
モジュールは、光半導体素子と受光素子とから構成さ
れ、光短パルスを発光する光半導体素子と受光素子の電
極部との光軸調整する手段を有する。
モジュールは、光半導体素子と受光素子とから構成さ
れ、光短パルスを発光する光半導体素子と受光素子の電
極部との光軸調整する手段を有する。
【００１９】また、Ｓｉ基板と、Ｓｉ基板の上にパター
ンが形成された受光素子の電極と、半田バンプによって
電極上に実装された光半導体素子とから構成され、光半
導体素子の位置は、高精度に実装するための位置合わせ
マーカーと半田バンプとのセルフアライメント効果によ
って無調整で高精度に決められていてもよい。
ンが形成された受光素子の電極と、半田バンプによって
電極上に実装された光半導体素子とから構成され、光半
導体素子の位置は、高精度に実装するための位置合わせ
マーカーと半田バンプとのセルフアライメント効果によ
って無調整で高精度に決められていてもよい。
【００２０】また、Ｓｉ基板の電気配線部に形成された
光パルス発生ドライブ回路を内蔵してもよい。
光パルス発生ドライブ回路を内蔵してもよい。
【００２１】また、光半導体素子は、面発光ＬＤチップ
であってもよい。また、受光素子は、フォトコンダクタ
であってもよい。また、光パルス発生ドライブ回路は、
ＬＤドライバＩＣであってもよい。
であってもよい。また、受光素子は、フォトコンダクタ
であってもよい。また、光パルス発生ドライブ回路は、
ＬＤドライバＩＣであってもよい。
【００２２】従って、光短パルスを発光する光半導体素
子（面発光ＬＤチップ）と、受光素子（フォトコンダク
タ）の受光電極部との光軸調整のみで、広帯域なサンプ
ラモジュールが実現出来る。また、Ｓｉプラットホーム
による光軸の無調整化、電気デバイスである光パルス発
生ドライブ回路（ＬＤドライバＩＣ）の半導体プロセス
によるＭＭＩＣ化によりさらなる特性の向上、小型化が
実現出来る。
子（面発光ＬＤチップ）と、受光素子（フォトコンダク
タ）の受光電極部との光軸調整のみで、広帯域なサンプ
ラモジュールが実現出来る。また、Ｓｉプラットホーム
による光軸の無調整化、電気デバイスである光パルス発
生ドライブ回路（ＬＤドライバＩＣ）の半導体プロセス
によるＭＭＩＣ化によりさらなる特性の向上、小型化が
実現出来る。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００２４】光半導体素子、外部光源からサンプリング
パルスを発生させる。例えば、ゲインスイッチ法、モー
ドロック方式により光の短パルスを発生させる。光のパ
ルス幅はｐｓｅｃからｆｓｅｃまで発生が可能である。
図１に発生させた光の短パルスの波形を示す。半値幅は
８．５９７ｐｓｅｃである。受光素子は、その半導体基
板の吸収係数で使用する光源が限定されるが例として、
フォトコンダクタ（Ｌｔ−ＧａＡｓ）の場合だと近赤外
光（８５０ｎｍ）が望ましい。
パルスを発生させる。例えば、ゲインスイッチ法、モー
ドロック方式により光の短パルスを発生させる。光のパ
ルス幅はｐｓｅｃからｆｓｅｃまで発生が可能である。
図１に発生させた光の短パルスの波形を示す。半値幅は
８．５９７ｐｓｅｃである。受光素子は、その半導体基
板の吸収係数で使用する光源が限定されるが例として、
フォトコンダクタ（Ｌｔ−ＧａＡｓ）の場合だと近赤外
光（８５０ｎｍ）が望ましい。
【００２５】フォトコンダクタには、受光電極部が形成
されており、そこに光を照射する事で、キャリアが発生
しフォトンに変わる。そのフォトンのライフタイムがフ
ォトコンダクタの特性を決定する。周波数特性はフォト
コンダクタのインパルスレスポンスから見積もる事がで
き、１００ＧＨｚ以上と高い高周波特性を示す。即ち、
フォトコンダクタは、超高速な光スイッチ作用を有する
光導電スイッチとなる。
されており、そこに光を照射する事で、キャリアが発生
しフォトンに変わる。そのフォトンのライフタイムがフ
ォトコンダクタの特性を決定する。周波数特性はフォト
コンダクタのインパルスレスポンスから見積もる事がで
き、１００ＧＨｚ以上と高い高周波特性を示す。即ち、
フォトコンダクタは、超高速な光スイッチ作用を有する
光導電スイッチとなる。
【００２６】これらをパッケージ内に集積化したモジュ
ールは、光半導体素子から発光される光短パルスと受光
素子（フォトコンダクタ）の電極部との光軸調整のみで
実現することができる。
ールは、光半導体素子から発光される光短パルスと受光
素子（フォトコンダクタ）の電極部との光軸調整のみで
実現することができる。
【００２７】光半導体素子１を実装するためのＳｉプラ
ットホーム２を形成した例を図２に示す。Ｓｉ基板３の
上に受光素子（フォトコンダクタ）４の電極５パターン
を形成し、半田バンプ６によって電極５上に光半導体素
子１を実装する。この時、高精度に実装するための位置
合わせマーカー７と半田バンプ６とのセルフアライメン
ト効果によって無調整で高精度に光半導体素子１の位置
が決まる。
ットホーム２を形成した例を図２に示す。Ｓｉ基板３の
上に受光素子（フォトコンダクタ）４の電極５パターン
を形成し、半田バンプ６によって電極５上に光半導体素
子１を実装する。この時、高精度に実装するための位置
合わせマーカー７と半田バンプ６とのセルフアライメン
ト効果によって無調整で高精度に光半導体素子１の位置
が決まる。
【００２８】光半導体素子１として面発光ＬＤチップを
用いる。図３は面発光ＬＤチップの電極形状を示した図
である。電極としてはｐ型電極１００、ｎ型電極１０
１、駆動電極１０３がある。ここでは、ｐ型電極１０
０、がグランド面であり、このｐ型電極１００には、バ
ンプ用パッド１０４ａ〜１０４ｆが形成されている。こ
の面発光ＬＤチップでは、基板面に対して垂直方向に発
光面１０２から光が出射する。
用いる。図３は面発光ＬＤチップの電極形状を示した図
である。電極としてはｐ型電極１００、ｎ型電極１０
１、駆動電極１０３がある。ここでは、ｐ型電極１０
０、がグランド面であり、このｐ型電極１００には、バ
ンプ用パッド１０４ａ〜１０４ｆが形成されている。こ
の面発光ＬＤチップでは、基板面に対して垂直方向に発
光面１０２から光が出射する。
【００２９】図２のＳｉプラットホーム２に付け加え
て、電気配線部８に電気的なデバイスである光パルス発
生ドライブ回路（本例では、ＬＤドライバＩＣ）９を形
成して、ドライバＩＣ搭載ＬＤモジュールとした例を、
図４に示す。
て、電気配線部８に電気的なデバイスである光パルス発
生ドライブ回路（本例では、ＬＤドライバＩＣ）９を形
成して、ドライバＩＣ搭載ＬＤモジュールとした例を、
図４に示す。
【００３０】即ち、半導体プロセスによって、受光電極
部を形成し高速なスイッチ特性を示す受光素子（フォト
コンダクタ）４と、サンプリングパルスを発生する光半
導体素子（面発光ＬＤチップ）１と光パルス発生ドライ
ブ回路（ＬＤドライバＩＣ）９を形成する。サンプリン
グ帯域は、サンプリングパルスを発生する光半導体素子
（面発光ＬＤチップ）１と光パルス発生ドライブ回路
（ＬＤドライバＩＣ）９の特性で決定される。スイッチ
ングスピードは、受光素子（フォトコンダクタ）１の特
性で決められる。
部を形成し高速なスイッチ特性を示す受光素子（フォト
コンダクタ）４と、サンプリングパルスを発生する光半
導体素子（面発光ＬＤチップ）１と光パルス発生ドライ
ブ回路（ＬＤドライバＩＣ）９を形成する。サンプリン
グ帯域は、サンプリングパルスを発生する光半導体素子
（面発光ＬＤチップ）１と光パルス発生ドライブ回路
（ＬＤドライバＩＣ）９の特性で決定される。スイッチ
ングスピードは、受光素子（フォトコンダクタ）１の特
性で決められる。
【００３１】従って、Ｓｉプラットホームによる光軸の
無調整化、電気デバイスの半導体プロセスによるＭＭＩ
Ｃ（モノリシック・マイクロ波ＩＣ、Monolithic Micro
waveIC ）化によって、さらなる特性の向上、小型化も
期待できる。
無調整化、電気デバイスの半導体プロセスによるＭＭＩ
Ｃ（モノリシック・マイクロ波ＩＣ、Monolithic Micro
waveIC ）化によって、さらなる特性の向上、小型化も
期待できる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、光短パル
スを発光する光半導体素子（面発光ＬＤチップ）と、受
光素子（フォトコンダクタ）の受光電極部との光軸調整
のみで、広帯域なサンプラモジュールが実現出来るとい
う効果がある。また、Ｓｉプラットホームによる光軸の
無調整化、電気デバイスである光パルス発生ドライブ回
路（ＬＤドライバＩＣ）の半導体プロセスによるＭＭＩ
Ｃ化によりさらなる特性の向上、小型化が実現出来る。
スを発光する光半導体素子（面発光ＬＤチップ）と、受
光素子（フォトコンダクタ）の受光電極部との光軸調整
のみで、広帯域なサンプラモジュールが実現出来るとい
う効果がある。また、Ｓｉプラットホームによる光軸の
無調整化、電気デバイスである光パルス発生ドライブ回
路（ＬＤドライバＩＣ）の半導体プロセスによるＭＭＩ
Ｃ化によりさらなる特性の向上、小型化が実現出来る。
【図１】発生させた光の短パルスの波形を示す図であ
る。
る。
【図２】光半導体素子を実装するためのＳｉプラットホ
ームを形成した例を示す図である。
ームを形成した例を示す図である。
【図３】面発光ＬＤチップの電極形状を示した図であ
る。
る。
【図４】図２のＳｉプラットホームに付け加えて、電気
配線部に電気的なデバイス（本例では、ＬＤドライバＩ
Ｃ）を形成して、ドライバＩＣ搭載ＬＤモジュールとし
た例を示す図である。
配線部に電気的なデバイス（本例では、ＬＤドライバＩ
Ｃ）を形成して、ドライバＩＣ搭載ＬＤモジュールとし
た例を示す図である。
【図５】Ｃｎのスペクトラムエンベロープを示す図であ
る。
る。
【図６】等価回路を示す図である。
１ 光半導体素子（面発光ＬＤチップ） ２ Ｓｉプラットホーム ３ Ｓｉ基板 ４ 受光素子（フォトコンダクタ） ５ 電極５ ６ 半田バンプ ７ 位置合わせマーカー ８ 電気配線部（ＬＤドライバＩＣ搭載部） ９ 光パルス発生ドライブ回路（ＬＤドライバＩＣ） １１ スペクトラムエンベロープ １２ 信号源 １３ サンプリングゲート １００ ｐ型電極 １０１ ｎ型電極 １０２ 発光面 １０３ 駆動電極 １０４ａ〜１０４ｆ バンプ用パッド Ｃ 積分コンデンサー
Claims (6)
- 【請求項１】 光半導体素子と受光素子とから構成さ
れ、光短パルスを発光する前記光半導体素子と前記受光
素子の電極部との光軸調整する手段を有する広帯域サン
プラモジュール。 - 【請求項２】 Ｓｉ基板と、該Ｓｉ基板の上にパターン
が形成された受光素子の電極と、半田バンプによって前
記電極上に実装された光半導体素子とから構成され、 前記光半導体素子の位置は、高精度に実装するための位
置合わせマーカーと前記半田バンプとのセルフアライメ
ント効果によって無調整で高精度に決められた広帯域サ
ンプラモジュール。 - 【請求項３】 前記Ｓｉ基板の電気配線部に形成された
光パルス発生ドライブ回路を内蔵する請求項２に記載の
広帯域サンプラモジュール。 - 【請求項４】 前記光半導体素子は、面発光ＬＤチップ
である請求項１から請求項３の何れか１項に記載の広帯
域サンプラモジュール。 - 【請求項５】 前記受光素子は、フォトコンダクタであ
る請求項１から請求項３の何れか１項に記載の広帯域サ
ンプラモジュール。 - 【請求項６】 前記光パルス発生ドライブ回路は、ＬＤ
ドライバＩＣである請求項３に記載の広帯域サンプラモ
ジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3905398A JPH11238907A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 広帯域サンプラモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3905398A JPH11238907A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 広帯域サンプラモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11238907A true JPH11238907A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12542398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3905398A Withdrawn JPH11238907A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 広帯域サンプラモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11238907A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001015794A (ja) * | 1999-06-18 | 2001-01-19 | Agilent Technol Inc | 光導電リレー、組立体および光導電リレーの組立方法 |
| WO2019202874A1 (ja) * | 2018-04-19 | 2019-10-24 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 半導体レーザ駆動装置およびその製造方法 |
| WO2021033438A1 (en) * | 2019-08-20 | 2021-02-25 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Distance measuring device, electronic equipment, and method for manufacturing distance measuring device |
-
1998
- 1998-02-20 JP JP3905398A patent/JPH11238907A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001015794A (ja) * | 1999-06-18 | 2001-01-19 | Agilent Technol Inc | 光導電リレー、組立体および光導電リレーの組立方法 |
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| CN112005455A (zh) * | 2018-04-19 | 2020-11-27 | 索尼半导体解决方案公司 | 半导体激光驱动装置及其制造方法 |
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| US12249806B2 (en) | 2018-04-19 | 2025-03-11 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Semiconductor laser drive device and method of manufacturing the same |
| WO2021033438A1 (en) * | 2019-08-20 | 2021-02-25 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Distance measuring device, electronic equipment, and method for manufacturing distance measuring device |
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