(57)【要約】【課題】光モジュールの高周波帯域における周波数特性を改善すること。【解決手段】光モジュール３０は、光半導体素子４と、一端が光半導体素子４に接続される伝送線路部２５と、伝送線路部２５の特性インピーダンスと異なる特性インピーダンスを有し、一端が伝送線路部２５の他端に接続された伝送線路部２６と、を含むコプレーナ線路２３が形成された伝送線路基板２０と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光半導体素子と、
一端が前記光半導体素子に電気的に接続される第１の伝送線路部と、前記第１の伝送線路部の特性インピーダンスと異なる特性インピーダンスを有し、一端が前記第１の伝送線路部の他端に接続された第２の伝送線路部と、を含む伝送線路が形成された伝送線路基板と、
を含むことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記第１および第２の伝送線路部は、互いに離間して配置される信号電極と接地電極とからなり、
前記第２の伝送線路部における前記信号電極と前記接地電極との間隔は、前記第１の伝送線路部における前記信号電極と前記接地電極との間隔と異なる、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の光モジュールにおいて、
前記第２の伝送線路部における前記接地電極の幅は、前記第１の伝送線路部における前記接地電極の幅と異なる、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
請求項２に記載の光モジュールにおいて、
前記第２の伝送線路部における前記信号電極の幅は、前記第１の伝送線路部における前記信号電極の幅と異なる、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項５】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、
前記伝送線路は、
前記第１の伝送線路部の特性インピーダンスと同じ特性インピーダンスを有し、一端が前記第２の伝送線路部の他端に接続された第３の伝送線路部を、
さらに含むことを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の光モジュールにおいて、
前記伝送線路基板は、可撓性を有する、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
一端が光半導体素子に電気的に接続される第１の伝送線路部と、
前記第１の伝送線路部の特性インピーダンスと異なる特性インピーダンスを有し、一端が前記第１の伝送線路部の他端に接続された第２の伝送線路部と、
を含む伝送線路が形成されていることを特徴とする伝送線路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールおよび伝送線路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信デバイスとして利用される光モジュールに対して、通信容量の拡大が求められている。しかしながら、通信容量が拡大すれば光モジュールで扱う信号もより広帯域になるため、特に高周波帯域において良好な周波数特性を確保することが難しくなる。光半導体素子と伝送線路基板との接続部で高周波信号が反射し、その共振により信号損失が大きくなるからである。
【０００３】
これまで、かかる信号損失を抑えるために、光半導体素子のインピーダンスと伝送線路基板の特性インピーダンスとをマッチングさせる設計（たとえば特許文献１，２参照）や伝送線路基板の特性インピーダンスを最適化する設計（たとえば特許文献３参照）などが行われてきた。
【特許文献１】特開２００５−２８６３０５号公報
【特許文献２】特開２００４−６３８５２号公報
【特許文献３】特開２００５−２５９７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の設計手法によっても、高周波帯域において十分な周波数特性を確保することは困難であった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、高周波帯域における周波数特性を改善することができる光モジュールおよび伝送線路基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る光モジュールは、光半導体素子と、一端が前記光半導体素子に電気的に接続される第１の伝送線路部と、前記第１の伝送線路部の特性インピーダンスと異なる特性インピーダンスを有し、一端が前記第１の伝送線路部の他端に接続された第２の伝送線路部と、を含む伝送線路が形成された伝送線路基板と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の一態様では、前記第１および第２の伝送線路部は、互いに離間して配置される信号電極と接地電極とからなり、前記第２の伝送線路部における前記信号電極と前記接地電極との間隔は、前記第１の伝送線路部における前記信号電極と前記接地電極との間隔と異なる。
【０００８】
また、本発明の一態様では、前記第２の伝送線路部における前記接地電極の幅は、前記第１の伝送線路部における前記接地電極の幅と異なる。
【０００９】
また、本発明の一態様では、前記第２の伝送線路部における前記信号電極の幅は、前記第１の伝送線路部における前記信号電極の幅と異なる。
【００１０】
また、本発明の一態様では、前記伝送線路は、前記第１の伝送線路部の特性インピーダンスと同じ特性インピーダンスを有し、一端が前記第２の伝送線路部の他端に接続された第３の伝送線路部をさらに含む。
【００１１】
なお、上記各態様において、前記伝送線路基板は、可撓性を有してもよい。
【００１２】
また、本発明に係る伝送線路基板は、一端が光半導体素子に電気的に接続される第１の伝送線路部と、前記第１の伝送線路部の特性インピーダンスと異なる特性インピーダンスを有し、一端が前記第１の伝送線路部の他端に接続された第２の伝送線路部と、を含む伝送線路が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、伝送線路内に形成された特性インピーダンスの不連続部（第１の伝送線路部と第２の伝送線路部との接続部）が、伝送線路の端部（光半導体素子と伝送線路との接続部）で生じる高周波信号の反射による共振を低減する。このため、コストの上昇を抑えつつ、高周波帯域における周波数特性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る光モジュール３０を示す図である。同図に示すように、光モジュール３０は、光半導体素子４、チップキャリヤ５、レンズ６、レセプタクル７、パッケージ８、パッケージ基板１０、および伝送線路基板２０を含んで構成される。
【００１６】
光半導体素子４は、発光素子（たとえばレーザダイオード）または受光素子（たとえばフォトダイオード）である。光半導体素子４は、チップキャリヤ５に搭載され、レンズ６を介してレセプタクル７に光学的に結合している。
【００１７】
光半導体素子４の変調器部分の入力電極３は、パッケージ基板１０に形成された信号電極１２の一端にボンディングワイヤ２で接続される。また、チップキャリヤ５の一部は、パッケージ基板１０に形成された接地電極１１の一端とボンディングワイヤ１で接続される。
【００１８】
パッケージ８は、光半導体素子４と、チップキャリヤ５と、レンズ６と、レセプタクル７の光半導体素子４側端と、パッケージ基板１０の光半導体素子４側端と、を収容する金属筐体である。
【００１９】
パッケージ基板１０のパッケージ８から突き出た部分は、互いに離間して配置される接地電極２１と信号電極２２とからなるコプレーナ線路２３が形成された伝送線路基板２０と電気的に接続される。具体的には、パッケージ基板１０に形成された信号電極１２の他端と、伝送線路基板２０に形成された信号電極２２の一端とが半田で接続される。また、パッケージ基板１０に形成された接地電極１１の他端と、伝送線路基板２０に形成された接地電極２１の一端とが半田で接続される。なお、伝送線路基板２０には、可撓性を有するフレキシブル基板などが利用される。
【００２０】
伝送線路基板２０に形成されたコプレーナ線路２３は、線路内に特性インピーダンスの異なる（特性インピーダンスが不連続となる）部分を含む伝送線路である。すなわち、コプレーナ線路２３は、信号電極１２およびボンディングワイヤ２を介して一端が光半導体素子４の入力電極３に電気的に接続される伝送線路部２５と、伝送線路部２５の特性インピーダンスと異なる特性インピーダンスを有し、一端が伝送線路部２５の他端に接続された伝送線路部２６と、伝送線路部２５の特性インピーダンスと同じ特性インピーダンスを有し、一端が伝送線路部２６の他端に接続された伝送線路部２７と、を含む伝送線路である。
【００２１】
伝送線路部２６における信号電極２２と接地電極２１との間隔は、伝送線路部２５，２７における信号電極２２と接地電極２１との間隔より狭くなるよう形成されている。すなわち、伝送線路部２６における信号電極２２の幅が、伝送線路部２５，２７における信号電極２２の幅と同じであるのに対し、伝送線路部２６における接地電極２１の幅は、伝送線路部２５，２７における接地電極２１の幅より狭くなるよう形成されている（接地電極２１に幅縮小部２４が形成されている）。
【００２２】
図２は、本実施形態に係る伝送線路基板２０の挿入損失と、図４に示す従来の伝送線路基板５０（信号電極５２と接地電極５１との間隔が一定であるコプレーナ線路５３が形成された伝送線路基板）の挿入損失と、をシミュレーションした結果を示す図である。たとえば４０Ｇｂｐｓの通信容量を想定すると、その中心周波数は２０ＧＨｚであることから、本シミュレーションでは周波数３０ＧＨｚまでを解析した。図２では、挿入損失がグラフの下側の包落線で定義されている。同図に示すように、従来の伝送線路基板５０では、３０ＧＨｚでの挿入損失が約２．２ｄＢであった。これに対し、本実施形態に係る伝送線路基板２０では、３０ＧＨｚでの挿入損失が約２．０ｄＢであり、約０．２ｄＢの改善が確認された。
【００２３】
これは、コプレーナ線路２３内に形成された特性インピーダンスの不連続部（伝送線路部２５，２７と伝送線路部２６との接続部）が、コプレーナ線路２３の端部で生じる高周波信号の反射による共振を低減しているからである。このため、伝送線路基板２０によれば、図２に示すように、高周波帯域（特に２０ＧＨｚ以上の帯域）における周波数特性を改善することができる。なお、伝送線路基板２０では、図１に示すように、接地電極２１の幅を調整しているが、信号電極２２の幅を調整しても同様の効果を得ることができる。
【００２４】
図３は、信号電極の幅を調整することにより線路内に特性インピーダンスの不連続点を形成した伝送線路基板４０を示す図である。同図に示すように、伝送線路基板４０は、互いに離間して配置される接地電極４１と信号電極４２とからなるコプレーナ線路４３が形成された伝送線路である。コプレーナ線路４３では、伝送線路部４６における接地電極４１の幅が、伝送線路部４５，４７における接地電極４１の幅と同じであるのに対し、伝送線路部４６における信号電極４２の幅は、伝送線路部４５，４７における信号電極４２の幅より狭くなるよう形成されている（信号電極４２に幅縮小部４４が形成されている）。かかる伝送線路基板４０を伝送線路基板２０の代わりに用いても、図２に示した結果と同様の結果を得ることができる。
【００２５】
以上説明した実施形態によれば、コストの上昇を抑えつつ、高周波帯域における周波数特性を改善することができる。
【００２６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
【００２７】
たとえば、上記実施形態では、コプレーナ線路が形成された伝送線路基板を含む光モジュールを示したが、本発明は、グランデッドコプレーナ線路、ストリップ線路、マイクロストリップ線路などの伝送線路が形成された伝送線路基板を含む光モジュールに広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る光モジュールを示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る伝送線路基板の挿入損失と、従来の伝送線路基板の挿入損失と、をシミュレーションした結果を示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る伝送線路基板を示す図である。
【図４】従来の伝送線路基板を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１，２  ボンディングワイヤ、１１，２１，４１，５１  接地電極、１２，２２，４２，５２  信号電極、３  入力電極、４  光半導体素子、５  チップキャリヤ、６  レンズ、７  レセプタクル、８  パッケージ、１０  パッケージ基板、２０，４０，５０  伝送線路基板、２３，４３，５３  コプレーナ線路、２４，４４  幅縮小部、２５，２６，２７，４５，４６，４７  伝送線路部、３０  光モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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