(57)【要約】【課題】従来の５０オーム系とは異なる伝送線路を用いて半導体レーザ素子に高周波信号を伝送した場合であっても、光信号への変換特性の劣化を抑制することが可能な光通信モジュールを提供する。【解決手段】ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２のゲートに与えられた差動の高周波信号が増幅されて、ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２のドレインからマイクロストリップライン１１ａ，１１ｂ及び２１ａ，２１ｂを伝播し、レーザダイオード（半導体レーザ素子）Ｄ１を発光させる。高周波信号が光モジュール３の信号端子３１ａ，３１ｂから入力されるまさにその部位において、線間に抵抗器Ｒ３及びコンデンサＣ３の直列回路からなるダンピング回路が接続される。これにより、信号端子３１ａ，３１ｂからレーザダイオードＤ１に至る回路とマイクロストリップライン２１ａ，２１ｂとのインピーダンスの不整合に起因する光信号の変換特性の劣化を抑制する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動回路によって生成した電気信号を、一対の伝送線路を介して半導体レーザ素子に与えて光信号に変換する光通信モジュールにおいて、
前記半導体レーザ素子の端子間又は前記伝送線路における前記半導体レーザ素子寄りの線間に接続されており、前記電気信号の過渡応答による振動を減衰させるダンピング回路を有することを特徴とする光通信モジュール。
【請求項２】
前記ダンピング回路は、抵抗器及びコンデンサの直列回路からなることを特徴とする請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項３】
前記駆動回路及び半導体レーザ素子を実装する回路基板を備え、
該回路基板に前記伝送線路が形成されていること
を特徴とする請求項１又は２に記載の光通信モジュール。
【請求項４】
前記半導体レーザ素子に接続される伝送線路がフレキシブル基板に形成されており、
前記駆動回路に接続される伝送線路がリジッド基板に形成されていること
を特徴とする請求項３に記載の光通信モジュール。
【請求項５】
前記半導体レーザ素子にバイアス電流を供給するバイアス回路を備え、
該バイアス回路が、前記リジッド基板上の伝送線路の前記フレキシブル基板寄りに接続されていること
を特徴とする請求項４に記載の光通信モジュール。
【請求項６】
前記一対の伝送線路の前記駆動回路寄りにダンピング抵抗が各別に介装されていること
を特徴とする請求項３から５の何れか１項に記載の光通信モジュール。
【請求項７】
前記伝送線路は、特性インピーダンスが５０オームより小さい分布定数線路であることを特徴とする請求項３から６の何れか１項に記載の光通信モジュール。
【請求項８】
前記伝送線路は、マイクロストリップラインからなり、
該マイクロストリップラインを伝播する前記電気信号は、平衡信号であること
を特徴とする請求項３から７の何れか１項に記載の光通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回路によって生成した電気信号を、一対の伝送線路を介して半導体レーザ素子に与えて光信号に変換する光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信技術の進展に伴い、光通信モジュール（光トランシーバ）の小型化、省電力化の要請が高まっている。光通信モジュールでは、電気信号を光信号に変換し、光信号を電気信号に変換して光信号を送受信する光モジュール（BOSA：Bi-directional Optical Sub-Assembly ）が、ドライバＩＣと共に回路基板上に搭載されている。
【０００３】
光モジュールは、本体部にレンズ、半導体レーザ素子（レーザダイオード）、受光素子（フォトダイオード）、負荷抵抗、前置増幅器等の部品を含み、本体部の一端からは、半導体レーザ素子にて光信号に変換されるべき電気信号を入力する光送信部の信号端子が導出し、本体部の中央近傍の側面には、受光素子で受けた光信号が変換された電気信号を出力する光受信部の信号端子が導出している。光送信部及び光受信部夫々の信号端子は、フレキシブル基板上の導体パターンの帯状の導体部分（以下、単に導体パターンという）と回路基板上の導体パターンとを介して各別にドライバＩＣに接続される。
【０００４】
従来、光送信部の信号端子が接続される導体パターンは、５０オームの特性インピーダンスを有する５０オーム系の伝送線路を構成するように設計されていたが、光モジュールの省電力化を目的として本体部内の負荷抵抗を省略するために、伝送線路が５０オーム系から２５オーム系に変更されることが多くなっている。また、光通信モジュールの小型化を目的として、回路基板のサイズを小さく（又は回路基板上の導体パターンの長さを短く）し、フレキシブル基板のサイズを大きく（又はフレキシブル基板上の導体パターンの長さを長く）することが多くなっている。一方、伝送線路が２５オーム系の場合、５０オーム系の場合と比較して、半導体レーザ素子のボンディングワイヤが有する寄生インダクタンスの影響によって光送信部と伝送線路とのインピーダンスの不整合が生じ易くなる。このため、半導体レーザ素子を駆動する高周波の電気信号（以下、高周波信号という）の立上り及び立下りにリンギングが生じて、高周波信号から光信号へのオーバーオールの変換特性（以下、単に光信号への変換特性という）が劣化する。
【０００５】
これに対し、特許文献１では、信号端子をフレキシブル基板と平行に接続し、導体パターンの幅をチューニングすることによって、インピーダンスの整合を取り易くする技術が開示されている。また、従来、回路基板上のドライバＩＣから光送信部に向けて差動の高周波信号を伝送する伝送線路において、抵抗器及びコンデンサの直列回路を線間、又は各信号線と接地電位との間に接続することにより光信号への変換特性の劣化を改善することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−４４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、２５オーム系の伝送線路にあっては、特許文献１に開示された技術を用いて導体パターンの幅をチューニングしたとしても、変換特性の劣化が十分に改善されるものではない。また、フレキシブル基板のサイズ（又はフレキシブル基板上の導体パターンの長さ）が比較的大きい（又は長い）場合にあっては、抵抗器及びコンデンサの直列回路を回路基板上の伝送線路に接続したとしても、従来の接続位置では光信号への変換特性の劣化を改善する効果が得られ難いという問題があった。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来の５０オーム系とは異なる伝送線路を用いて半導体レーザ素子に高周波信号を伝送した場合であっても、光信号への変換特性の劣化を抑制することが可能な光通信モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る光通信モジュールは、駆動回路によって生成した電気信号を、一対の伝送線路を介して半導体レーザ素子に与えて光信号に変換する光通信モジュールにおいて、前記半導体レーザ素子の端子間又は前記伝送線路における前記半導体レーザ素子寄りの線間に接続されており、前記電気信号の過渡応答による振動を減衰させるダンピング回路を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、駆動回路で生成された高周波の電気信号（高周波信号）が、一対の伝送線路を伝播して半導体レーザ素子に入力されるまさにその信号端子の端子間、又は半導体レーザ素子寄りの伝送線路の線間に、高周波信号の過渡応答による振動を減衰させるためのダンピング回路が接続される。
これにより、伝送線路と、半導体レーザ素子の信号端子から半導体レーザ素子に至る回路とのインピーダンスの不整合による高周波信号の波形のリンギングが、半導体レーザ素子から直近の信号端子と伝送線路との接続部位において効果的に減衰せしめられるため、光信号に変換されるべき高周波信号の波形が整形される。
【００１１】
本発明に係る光通信モジュールは、前記ダンピング回路は、抵抗器及びコンデンサの直列回路からなることを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、ダンピング回路が抵抗器及びコンデンサの直列回路からなり、抵抗器が高周波信号のリンギングを抑制し、コンデンサが直流分をカットする。また、高周波信号の波形の改善が微調整される際には、抵抗値及び容量値の選択が容易で安価な部品が利用される。
【００１３】
本発明に係る光通信モジュールは、前記駆動回路及び半導体レーザ素子を実装する回路基板を備え、該回路基板に前記伝送線路が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、駆動回路及び半導体レーザ素子が実装された回路基板上に一対の伝送線路が形成されているため、伝送線路を含めて駆動回路から半導体レーザ素子までが回路基板に保持されると共に、伝送線路の線間の位置関係が固定されて、伝送線路の特性インピーダンスが何らかの形で定義されるようになる。
【００１５】
本発明に係る光通信モジュールは、前記半導体レーザ素子に接続される伝送線路がフレキシブル基板に形成されており、前記駆動回路に接続される伝送線路がリジッド基板に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、回路基板が、フレキシブル基板及びリジッド基板からなり、フレキシブル基板に半導体レーザ素子が実装され、リジッド基板に駆動回路が実装される。
これにより、半導体レーザ素子の信号端子をリジッド基板に固定せずに済み、半導体レーザ素子の信号端子の向きとリジッド基板の基板面の向きとの関係の自由度が高まる。
また、構造的な配置上の理由でフレキシブル基板上の伝送線路が長くなり、リジッド基板上の伝送線路に接続した既存のダンピング抵抗では高周波信号の波形のリンギングを抑制し切れない場合であっても、前記ダンピング回路によって高周波信号の波形のリンギングが効果的に抑制される。
【００１７】
本発明に係る光通信モジュールは、前記半導体レーザ素子にバイアス電流を供給するバイアス回路を備え、該バイアス回路が、前記リジッド基板上の伝送線路の前記フレキシブル基板寄りに接続されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、リジッド基板上の伝送線路に接続されるバイアス回路が、駆動回路から遠い位置にあるフレキシブル基板寄りに配されているため、部品が集中し易い駆動回路の周囲における部品実装密度が低くなる。
【００１９】
本発明に係る光通信モジュールは、前記一対の伝送線路の前記駆動回路寄りにダンピング抵抗が各別に介装されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、一対の伝送線路の駆動回路寄りの位置において、各伝送線に直列にダンピング抵抗が接続されているため、前記ダンピング回路と相まって高周波信号の波形のリンギングが効果的に抑制される。
【００２１】
本発明に係る光通信モジュールは、前記伝送線路は、特性インピーダンスが５０オームより小さい分布定数線路であることを特徴とする。
【００２２】
本発明にあっては、伝送線路が分布定数線路であるため、高周波信号の波長に比して伝送線路の線路長が無視できない長さを有する場合であっても、インピーダンスの整合が取り易い。また、伝送線路の特性インピーダンスが５０オームより小さいことから、半導体レーザ素子の信号端子から半導体レーザ素子に至る配線の寄生インダクタンスの影響によって第２の伝送線路と半導体レーザ素子とのインピーダンスの不整合が生じ易い場合であっても、前記ダンピング回路によって高周波信号の波形のリンギングが効果的に抑制される。
【００２３】
本発明に係る光通信モジュールは、前記伝送線路は、マイクロストリップラインからなり、該マイクロストリップラインを伝播する前記電気信号は、平衡信号であることを特徴とする。
【００２４】
本発明にあっては、光信号に変換されるべき電気信号が、一対のマイクロストリップラインからなる伝送線路を平衡信号（差動信号）として伝播する。
これにより、高周波信号が低歪み、低損失、且つ広帯域で伝送されると共に、高周波信号の平衡度を劣化させることなく、回路基板の上面において信号線の線間に回路部品が容易に接続される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、高周波信号が一対の伝送線路から半導体レーザ素子に入力されるまさにその信号端子の端子間、又は半導体レーザ素子寄りの伝送線路の線間にダンピング回路が接続される。
これにより、伝送線路と、半導体レーザ素子の信号端子から半導体レーザ素子に至る回路とのインピーダンスの不整合による高周波信号の波形のリンギングが、半導体レーザ素子から直近の信号端子と伝送線路との接続部位において効果的に減衰せしめられるため、光信号に変換されるべき高周波信号の波形が整形される。
従って、従来の５０オーム系とは異なる伝送線路を用いて半導体レーザ素子に高周波信号を伝送した場合であっても、光信号への変換特性の劣化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光通信モジュールの模式的な部分平面図である。
【図２】光モジュールに取着された第２回路基板を模式的に示す外観図である。
【図３】光通信モジュールの要部回路構成を示す図である。
【図４】光モジュールの送信部の周波数応答特性を示すグラフである。
【図５】光信号の波形の遷移を重ね合わせたアイパターンである。
【図６】光信号のステップ応答を示す波形図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る光通信モジュールの要部回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光通信モジュールの模式的な部分平面図である。図中１００は光通信モジュールであり、光通信モジュール１００は、レーザダイオード（半導体レーザ素子）Ｄ１を含む送信部と、フォトダイオード（受光素子）Ｄ２を含む受信部とを有する略円筒状の光モジュール３を備える。光モジュール３は、固着部材３０を介して後述する第１回路基板１に固着されている。光モジュール３の中心軸方向の一方に配された送信部は、レーザダイオードＤ１にて光信号に変換されるべき高周波信号を入力する信号端子３１ａ，３１ｂを導出している。光モジュール３の中心軸方向の他方には、光伝送線である光ファイバ５が取着されている。
【００２８】
光通信モジュール１００は、また、高周波信号を生成する駆動回路１０及び生成された高周波信号が伝播する伝送線路として一対のマイクロストリップライン１１ａ，１１ｂを有するリジッドな第１回路基板（リジッド基板）１と、マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂから伝播した高周波信号を信号端子３１ａ，３１ｂに伝播させるマイクロストリップライン２１ａ，２１ｂを有するフレキシブルな第２回路基板（フレキシブル基板）２と、フォトダイオードＤ２にて光信号が変換された電気信号が伝播する一対のマイクロストリップライン４１ａ，４１ｂを有するフレキシブルな第３回路基板４とを備える。マイクロストリップライン４１ａ，４１ｂを伝播した電気信号は、第１回路基板１上に配されたマイクロストリップライン１３ａ，１３ｂから駆動回路１０に伝播する。マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂ、１３ａ，１３ｂ、２１ａ，２１ｂ、及び４１ａ，４１ｂは、分布定数線路とみなされるものである。
【００２９】
第１回路基板１は、汎用のＦＲ−４グレードのガラスエポキシ基板であり、基板上のマイクロストリップライン１１ａ，１１ｂ及び１３ａ，１３ｂは、夫々２５オーム及び５０オームの特性インピーダンスを有するように形成されている。
第２回路基板２及び第３回路基板４は、一の面に接地電位層が形成されたフレキシブル基板であり、各フレキシブル基板の他の面（上面）上に形成されたマイクロストリップライン２１ａ，２１ｂ及び４１ａ，４１ｂは、第１回路基板１の上面（部品面）において、夫々マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂ及び１３ａ，１３ｂに接続端子を介してハンダ付けされている。マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂ及び１３ａ，１３ｂの特性インピーダンスは、夫々２５オーム及び５０オームである。マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂのレーザダイオードＤ１寄りの（即ちマイクロストリップライン２１ａ，２１ｂ寄りの）部位には、後述するコイルＬ１，Ｌ２が各別に接続されている。
尚、図１では、第２回路基板２及び第３回路基板４が、各基板上の大部分のマイクロストリップラインに沿う方向から見た状態で示されているため、実際より短く示されている。
【００３０】
上述した構成において、光信号の送信時には、レーザダイオードＤ１が発光した送信光が、図示しないビームスプリッタを通過して光ファイバ５から送信先へ伝送される。また、光信号の受信時には、光ファイバ５から入射してビームスプリッタにより反射された受信光が、フォトダイオードＤ２によって受光されて電気信号に変換されるようになっている。
【００３１】
次に、第２回路基板２の詳細について説明する。
図２は、光モジュール３に取着された第２回路基板２を模式的に示す外観図である。図２では、光モジュール３の中心軸方向の他方から、第２回路基板２を平面的に見た状態を示してある。上述したように、第２回路基板２が備えるマイクロストリップライン２１ａ，２１ｂは、終端部が、光モジュール３の送信部の信号端子３１ａ，３１ｂに接続されている。本実施の形態１では、レーザダイオードＤ１の信号端子が、そのまま送信部の信号端子となっている。光モジュール３から光ファイバ５に送信される光信号の強度をモニタするためのモニタ信号が出力されるモニタ端子３２は、導体パターン２２に接続されている。光モジュール３の送信部のケースに接続された接地端子３３は、第２回路基板２の一の面に形成された接地電位層に接続されている。
【００３２】
第２回路基板２は、また、信号端子３１ａ，３１ｂ及びマイクロストリップライン２１ａ，２１ｂの接続部位に、導体パターン（ランド）２３を有している。信号端子３１ａ及びマイクロストリップライン２１ａの接続部位と導体パターン２３との間には、抵抗器Ｒ３がハンダ付けされている。更に、信号端子３１ｂ及びマイクロストリップライン２１ｂの接続部位と導体パターン２３との間には、コンデンサＣ３がハンダ付けされている。つまり、信号端子３１ａ，３１ｂ及びマイクロストリップライン２１ａ，２１ｂの接続部位の線間には、抵抗器Ｒ３及びコンデンサＣ３の直列回路からなるダンピング回路が接続されている。
尚、本実施の形態１では、マイクロストリップライン２１ａ，２１ｂのレーザダイオードＤ１寄りの線間にダンピング回路を接続したが、これに限定されるものではなく、レーザダイオードＤ１の信号端子間に直接ダンピング回路を接続するようにしてもよい。
【００３３】
次に、光通信モジュール１００の回路構成について説明する。
図３は、光通信モジュール１００の要部回路構成を示す図である。マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂの入力端の夫々は、ゲート電極に互いに逆位相の差動入力信号が与えられるＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２からなる差動増幅器のドレイン電極に、ダンピング抵抗Ｒ４，Ｒ５を介して各別に接続されている。ダンピング抵抗Ｒ４，Ｒ５の抵抗値は同一の値であり、マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂの特性インピーダンスに比して十分小さい値にしてある。ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２のドレイン電極の夫々には、また、一端が回路電源（ＶＤＤ）に接続された抵抗器Ｒ１，Ｒ２の他端が各別に接続されている。ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２は、ソース電極が、共通の電流源Ｓ１を介して接地電位に接続されている。
尚、ダンピング抵抗Ｒ４，Ｒ５は、図１では省略してあり、必ずしも必要とされるものではないが、抵抗器Ｒ３及びコンデンサＣ３の直列回路からなるダンピング回路と相まって、後述する高周波信号の波形改善効果を高めるものである。
【００３４】
マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂの夫々は、出力端の近傍（レーザダイオードＤ１寄りの部位）において、フェライトビーズからなるコイルＬ１及びＬ２の一端と各別に接続されており、コイルＬ１及びＬ２の他端は、夫々回路電源及び電流源Ｓ２に接続されている。電流源Ｓ２は、接地電位に一定の電流を流入させるものである。マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂの出力端の夫々は、第２回路基板２上のマイクロストリップライン２１ａ，２１ｂの入力端に接続されている。マイクロストリップライン２１ａ，２１ｂの出力端の夫々は、信号端子３１ａ，３１ｂを介して光モジュール３のレーザダイオードＤ１のアノード及びカソードに接続されると共に、抵抗器Ｒ３及びコンデンサＣ３の直列回路からなるダンピング回路に接続されている。本実施の形態では、抵抗器Ｒ３の抵抗値が３０オームであり、コンデンサＣ３の容量値が０．２ｐＦである。
【００３５】
尚、図３において第１回路基板１に含まれるもののうち、ダンピング抵抗Ｒ４，Ｒ５と、マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂと、コイルＬ１，Ｌ２と、電流源Ｓ２とを除いたものが、駆動回路１０に含まれている。
【００３６】
上述した構成において、レーザダイオードＤ１には、コイルＬ１、マイクロストリップライン２１ａ，２１ｂ、コイルＬ２、及び電流源Ｓ２からなるバイアス回路を通じて一定のバイアス電流が流入する。ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２のゲートには、図示しない前段より高周波の差動入力信号が与えられる。本実施の形態では、高周波の周波数が１０ＧＨｚである。増幅された差動の高周波信号は、ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２のドレインからダンピング抵抗Ｒ４，Ｒ５とマイクロストリップライン１１ａ，１１ｂ及び２１ａ，２１ｂとを伝播してレーザダイオードＤ１に至り、これを発光させる。この場合、抵抗器Ｒ１，Ｒ２が、マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂの入力端の終端抵抗（バックターミネーション抵抗）であり、その抵抗値はマイクロストリップライン１１ａ，１１ｂの特性インピーダンスと同じ２５オームである。
【００３７】
このように、マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂの入力端からマイクロストリップライン２１ａ，２１ｂを経て信号端子３１ａ，３１ｂに至るまでは、インピーダンスの整合が図られているため、高周波信号が低損失で伝播する。また、高周波信号が差動信号（平衡信号）として伝送されるため、波形の歪が少なく、不要輻射が少ない上に、片方の伝送線路を伝播する高周波信号の振幅が半分で済むため、高周波特性が良好である。
【００３８】
一方、信号端子３１ａ，３１ｂからレーザダイオードＤ１までの配線には、図示しないボンディングワイヤが使用されており、マイクロストリップライン２１ａ，２１ｂの特性インピーダンス（２５オーム）に対し、寄生インダクタンスの影響が無視出来ない。更に、レーザダイオードＤ１が純抵抗ではないこともあり、マイクロストリップライン２１ａ，２１ｂと光モジュール３との間でインピーダンスの不整合が生じ、レーザダイオードＤ１に伝播する高周波信号の立上り及び立下りにリンギングが生じて、光信号への変換特性が劣化する。
【００３９】
このような変換特性の劣化は、駆動回路１０から信号端子３１ａ，３１ｂに至るまでの伝送線路の特性インピーダンスが従来の５０オームから小さくなるほど顕著に現れる。また、例えば光モジュール３の多少の位置決め誤差を許容するために第２回路基板２に余長を持たせて使用する結果、マイクロストリップライン２１ａ，２１ｂが長くなるような場合に、上記インピーダンスの不整合の影響が目立ち易くなる。特に、本実施の形態のように、光信号がフォトダイオードＤ２で電気信号に変換され、増幅された高周波信号がマイクロストリップライン４１ａ，４１ｂ及び１３ａ，１３ｂを経て駆動回路１０まで伝播するような場合、第１回路基板１における実装上の制約からマイクロストリップライン１１ａ，１１ｂ，及び／又は２１ａ，２１ｂが長くなる傾向があり、上記劣化が助長される。
【００４０】
以下では、光信号への変換特性の劣化と、これを改善する方法とについて説明する。
図４は、光モジュール３の送信部の周波数応答特性を示すグラフである。図中横軸は周波数（ＧＨｚ）を表し、縦軸はレーザダイオードＤ１から送信される光信号の相対的な信号強度（ｄＢ）を表す。図ではレーザダイオードＤ１に与えるバイアス電流（Ｉｆ）の大きさに応じて線種を変えてあり、実線、破線、一点鎖線及び二点鎖線の夫々が、バイアス電流の２０ｍＡ、３０ｍＡ、４０ｍＡ及び５０ｍＡに対応する。図４では、図３に示すものとは異なり、信号端子３１ａ，３１ｂとレーザダイオードＤ１との間に直列にダンピング抵抗を挿入してインピーダンスの整合をとり、レーザダイオードＤ１自体の特性が示されるようにしてある。
【００４１】
図４から直ちに把握されるように、レーザダイオードＤ１の周波数特性は、バイアス電流が小さい領域で高域の伸びが劣化すると共に、中〜広域に特性のピークが出易くなる。このことは、同じバイアス電流を流した時であっても、レーザダイオードＤ１の順電流が小さくなる「０」レベルの信号に変化した場合の過渡応答が劣化することを示している。つまり、高周波信号が「１」レベルから「０」レベルに変化した場合に、送信される光信号の信号強度にリンギングが生じ易く、且つそのリンギングの収束が遅れることが示唆される。
【００４２】
次に、光モジュール３が実際に送信する光信号の波形を示して説明する。
図５は、光信号の波形の遷移を重ね合わせたアイパターンであり、図６は、光信号のステップ応答を示す波形図である。図中横軸は時間を表し、図５及び６の夫々では、変化点の時間間隔が１００ｐｓ及び４００ｐｓである。縦軸は光信号の相対的な信号強度を表し、ロウが「０」レベルに、ハイが「１」レベルに対応する。図５及び６は、何れも、光モジュール３から送信された光信号を測定器で受信して電気信号に変換し、変換された電気信号を測定器の画面に表示させたものである。図５Ａ及び図６Ａは、マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂの入力端の近傍（即ち駆動回路１０寄りの部位）において、抵抗器Ｒ３及びコンデンサＣ３からなるダンピング回路を線間に接続した場合を示す。図５Ｂ及び図６Ｂは、マイクロストリップライン２１ａ，２１ｂ及び信号端子３１ａ，３１ｂの接続部位（即ち信号端子３１ａ，３１ｂが導出する部位）において、上記ダンピング回路を線間に接続した場合を示す。
【００４３】
図５Ａ及び５Ｂを比較すると、図５Ａでは、アイパターンの開きが小さく、ジッターが目立っているのに対し、図５Ｂではアイパターンの開きが大きく、ジッターは抑制されている。また、図６Ａ及び図６Ｂを比較すると、図６Ａでは、特に「０」レベルへの立下りにおいてリンギングが３００〜４００ｐｓ程度継続しているのに対し、図６Ｂでは、同じ「０」レベルの立下りにおけるリンギングが１００ｐｓ程度で収束しているのが読み取れる。図５及び図６より、従来のように、駆動回路１０寄りの部位にダンピング回路を接続して光信号への変換特性が改善されない場合であっても、信号端子３１ａ，３１ｂが導出する部位の線間にダンピング回路を接続することにより、光信号への変換特性が改善されることが示される。これは即ち、光信号に変換されるべき高周波信号がリンギングの少ない整形された結果であると言える。
【００４４】
ダンピング回路の抵抗器Ｒ３の抵抗値及びコンデンサＣ３の容量値のうち、特に抵抗値はチューニングによって、光信号のオーバーシュート及びアンダーシュートが抑制される最適値となるように調整することが好ましい。この場合、抵抗値はマイクロストリップライン１２ａ，１２ｂの特性インピーダンスである２５オームより多少大きい値になる。容量値は、調整された抵抗値と、コンデンサＣ３の容量値とで決まる時定数が、ダンピング回路の効果が持続すべき時間に相当する値となるようにすればよい。
【００４５】
抵抗値及び容量値のチューニングは、抵抗器Ｒ３及びコンデンサＣ３を接続すべき部位が第２回路基板２の上面にあるため、作業が容易に行える。またチューニングに際し、安価で値の選択が比較的自由に行える部品を使用できるメリットがある。但し、ダンピング回路には、抵抗器及びコンデンサ以外の部品を用いることも可能であり、例えば高周波に対して抵抗として作用するフェライトビーズを組み合わせて用いてもよい。
【００４６】
以上のように本実施形態１によれば、駆動回路で生成された高周波信号が、第１回路基板及び第２回路基板上の２５オームのマイクロストリップラインを伝播してレーザダイオードの信号端子から入力されるまさにその部位において、線間にダンピング回路が接続される。
これにより、マイクロストリップラインと、レーザダイオードの信号端子からレーザダイオードに至る回路とのインピーダンスの不整合による高周波信号の波形のリンギングが、レーザダイオードから直近の信号端子とマイクロストリップラインとの接続部位において効果的に減衰せしめられるため、光信号に変換されるべき高周波信号の波形が整形される。
従って、従来の５０オーム系とは異なる伝送線路を用いてレーザダイオードに高周波信号を伝送した場合であっても、光信号への変換特性の劣化を抑制することが可能となる。
【００４７】
また、ダンピング回路が抵抗器及びコンデンサの直列回路からなり、抵抗器が高周波信号のリンギングを抑制し、コンデンサが直流分をカットする。また、高周波信号の波形の改善をチューニングする際には、抵抗値及び容量値の選択が容易で安価な部品を利用することが可能となる。
【００４８】
更にまた、駆動回路及びレーザダイオードの夫々が実装された第１回路基板及び第２回路基板上に各一対のマイクロストリップラインが形成されているため、各マイクロストリップラインを含めて駆動回路及びレーザダイオードを第１回路基板及び第２回路基板に保持させることが可能になると共に、各マイクロストリップラインの線間の位置関係が固定されて、特性インピーダンスが何らかの形で定義されるようになる。
【００４９】
更にまた、回路基板が、フレキシブルな第２回路基板及びリジッドな第１回路基板からなり、第２回路基板にレーザダイオードを含む光モジュールが実装され、第１回路基板に駆動回路が実装される。
従って、レーザダイオードを含む光モジュールの信号端子をリジッド基板に固定せずに済み、光モジュールの信号端子の向きと第１回路基板の基板面の向きとの関係の自由度を高めることが可能となる。
加えて、構造的な配置上の理由で第２回路基板上のマイクロストリップラインが長くなり、第１回路基板上のマイクロストリップラインに接続した既存のダンピング抵抗では高周波信号の波形のリンギングを抑制し切れない場合であっても、前記ダンピング回路によって高周波信号の波形のリンギングを効果的に抑制することが可能となる。
【００５０】
更にまた、第１回路基板上のマイクロストリップラインに接続されるバイアス回路が、駆動回路から遠い位置にあるフレキシブル基板寄りに配されているため、部品が集中し易い駆動回路の周囲における部品実装密度を低下させることが可能となる。
【００５１】
更にまた、第１回路基板上のマイクロストリップラインの駆動回路寄りの位置において、各ラインに直列にダンピング抵抗が接続されているため、前記ダンピング回路と相まって高周波信号の波形のリンギングを効果的に抑制することが可能となる。
【００５２】
更にまた、マイクロストリップラインが分布定数線路であるため、高周波信号の波長に比してマイクロストリップラインの線路長が無視できない長さを有する場合であっても、インピーダンスの整合が取り易い。加えて、マイクロストリップラインの特性インピーダンスが５０オームより小さいことから、レーザダイオードの信号端子からレーザダイオードに至る配線の寄生インダクタンスの影響によって第２回路基板上のマイクロストリップラインとレーザダイオードとのインピーダンスの不整合が生じ易い場合であっても、前記ダンピング回路によって高周波信号の波形のリンギングを効果的に抑制することが可能となる。
【００５３】
更にまた、光信号に変換されるべき高周波信号が、縦続接続された各一対のマイクロストリップラインを平衡信号（差動信号）として伝播する。
従って、高周波信号を低歪み、低損失、且つ広帯域で伝送することが可能となる上に、高周波信号の平衡度を劣化させることなく、第２回路基板の上面においてマイクロストリップラインの線間に、抵抗器及びコンデンサからなるダンピング回路の回路部品を容易に接続することが可能となる。
【００５４】
尚、本実施の形態１にあっては、光モジュール３が第１回路基板１に固着される例を示したが、例えば、第１回路基板１に光モジュール３より大きい切れ込みを設け、該切れ込みの間に光モジュール３を沈み込ませて上下２枚の挟持部材で挟持することにより、光モジュール３が第１回路基板１の切れ込みに半固定的に取着されるようにしてもよい。この場合には、フレキシブルな第２回路基板２及び第３回路基板４の伝送線路方向の長さを延長して余長を持たせることとなるが、抵抗器Ｒ３及びコンデンサＣ３によるダンピング回路により、インピーダンスの不整合の影響が効果的に抑制される。
【００５５】
また、第１回路基板１、第２回路基板２及び第３回路基板４の伝送線路がマイクロストリップライン１１ａ，１１ｂ、２１ａ，２１ｂ及び４１ａ，４１ｂである場合を示したが、これに限定されるものではなく、コプレーナライン等の損失の少ない他の伝送線路を適用してもよい。
【００５６】
（実施の形態２）
実施の形態１が、フレキシブルな第２回路基板２にレーザダイオードＤ１を含む光モジュール３を実装する形態であるのに対し、実施の形態２は、第１回路基板１に光モジュール３を実装する形態である。
図７は、本発明の実施の形態２に係る光通信モジュールの要部回路構成を示す図である。マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂの入力端の夫々は、ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２からなる差動増幅器のドレイン電極に各別に接続されている。マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂの出力端の夫々は、信号端子３１ａ，３１ｂを介して光モジュール３のレーザダイオードＤ１のアノード及びカソードに接続されると共に、抵抗器Ｒ３及びコンデンサＣ３の直列回路からなるダンピング回路に接続されている。
【００５７】
上述した構成において、レーザダイオードＤ１には、コイルＬ１，Ｌ２、及び電流源Ｓ２からなるバイアス回路を通じて一定のバイアス電流が流入する。ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２にて増幅された差動の高周波信号は、ＭＯＳＦＥＴＱ１，Ｑ２のドレインからマイクロストリップライン１１ａ，１１ｂを伝播してレーザダイオードＤ１に至り、これを発光させる。この場合、実施の形態１における図３の場合と同様に、マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂの入力端から信号端子３１ａ，３１ｂに至るまでは、高周波信号が差動信号として低損失、且つ低歪みで伝送される。これに対し、マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂと光モジュール３との間でインピーダンスの不整合が生じ、レーザダイオードＤ１に伝播する高周波信号の立上り及び立下りにリンギングが生じて、光信号への変換特性が劣化する。このような場合であっても、抵抗器Ｒ３及びコンデンサＣ３の直列回路からなるダンピング回路が、マイクロストリップライン１１ａ，１１ｂの出力端に接続されていることによって、光信号に変換されるべき高周波信号がリンギングの少ない波形に整形されることが、発明者によって確認されている。
その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５８】
以上のように本実施形態２によれば、駆動回路で生成された高周波信号が、第１回路基板上の２５オームのマイクロストリップラインを伝播してレーザダイオードの信号端子から入力されるまさにその部位において、線間にダンピング回路が接続される。
これにより、マイクロストリップラインと、レーザダイオードの信号端子からレーザダイオードに至る回路とのインピーダンスの不整合による高周波信号の波形のリンギングが、レーザダイオードから直近の信号端子とマイクロストリップラインとの接続部位において効果的に減衰せしめられるため、光信号に変換されるべき高周波信号の波形が整形される。
従って、従来の５０オーム系とは異なる伝送線路を用いてレーザダイオードに高周波信号を伝送した場合であっても、光信号への変換特性の劣化を抑制することが可能となる。
【００５９】
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６０】
１００  光通信モジュール
１  第１回路基板（回路基板、リジッド基板）
１０  駆動回路
１１ａ、１１ｂ  マイクロストリップライン（伝送線路）
１３ａ、１３ｂ  マイクロストリップライン
２  第２回路基板（フレキシブル基板）
２１ａ、２１ｂ  マイクロストリップライン（伝送線路）
３  光モジュール
３１ａ、３１ｂ  信号端子
Ｄ１  レーザダイオード（半導体レーザ素子）
Ｄ２  フォトダイオード
Ｒ３  抵抗器（ダンピング回路の一部）
Ｒ４、Ｒ５  ダンピング抵抗
Ｃ３  コンデンサ（ダンピング回路の一部）
Ｌ１、Ｌ２  コイル（バイアス回路の一部）
Ｓ２  電流源（バイアス回路の一部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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