(57)【要約】【課題】レーザーダイオードを光源として使用するデジタル信号を送／受信するためのレーザーモジュールを提供する。【解決手段】レーザーモジュールの入力端に、レーザーダイオードに伝達される周波数応答特性の−３ｄＢ帯域幅の点をレーザーダイオードのオン状態（ｏｎ−ｓｔａｔｅ）における緩和発振周波数（ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）と等しくするか、又はそれ以下の周波数にする低域通過フィルタ（ｌｏｗ‐ｐａｓｓ　ｆｉｌｔｅｒ）を備え、レーザーダイオードに入力される周波数成分の相対的な量を調節することによってオーバーシュートを最小化する。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端を有し、光信号を発生するレーザーダイオードと、
前記入力端からレーザーダイオードに入力され、周波数成分を調節する低域通過フィルタと、を備えることを特徴とするレーザーモジュール。
【請求項２】
前記低域通過フィルタは、
前記入力端から前記レーザーダイオードに伝送される信号周波数応答特性の−３ｄＢ帯域幅の点が前記レーザーダイオードのオン状態における緩和発振周波数と等しいか、又はそれ以下にする請求項１記載のレーザーモジュール。
【請求項３】
前記低域通過フィルタは、
接地間に接続されたキャパシタ及び第１インダクタ成分と、
レーザーダイオード側の信号線路と、モニタフォトダイオード側の信号線路との間に直列接続された第２インダクタ成分と、からなる請求項１記載のレーザーモジュール。
【請求項４】
前記第１インダクタ成分及び第２インダクタ成分は、ボンディングワイヤからなる請求項３記載のレーザーモジュール。
【請求項５】
前記インダクタ成分とキャパシタは、共平面導波路の上に形成される請求項３記載のレーザーモジュール。
【請求項６】
前記低域通過フィルタは、キャパシタである請求項１記載のレーザーモジュール。
【請求項７】
前記レーザーモジュールは、前記レーザーダイオードの出力をモニタリングするモニタフォトダイオードをさらに含む請求項１記載のレーザーモジュール。
【請求項８】
レーザーモジュールは、光ファイバー内に光を入射する光学系素子をさらに含む請求項１記載のレーザーモジュール。
【請求項９】
前記低域通過フィルタは、複数の伝導パターン上に形成されたキャパシタと、前記キャパシタを複数の伝導パターンに接続する複数のボンディングワイヤとから構成される請求項１記載のレーザーモジュール。
【請求項１０】
前記レーザーモジュールの帯域幅は、前記キャパシタと接続するボンディングワイヤの長さ及び数の変化により調節される請求項９記載のレーザーモジュール。
【請求項１１】
入力端を有し、光信号を発生するレーザーダイオードと、外部電子回路から前記レーザーダイオードに信号を接続するための共平面導波路と、
前記入力端からレーザーダイオードに入力される周波数成分を調節する前記共平面導波路上に形成された低域通過フィルタと、を備えることを特徴とするレーザーモジュール。
【請求項１２】
前記入力端から前記レーザーダイオードに伝達される周波数応答の−３ｄＢ帯域幅が前記レーザーダイオードのオン状態緩和発振周波数と等しいか、又はそれ以下にする請求項１１記載のレーザーモジュール。
【請求項１３】
前記レーザーモジュールは、前記レーザーダイオードの出力をモニタリングするモニタフォトダイオードをさらに含む請求項１１記載のレーザーモジュール。
【請求項１４】
レーザーモジュールは光ファイバー内に光を入射する光学素子をさらに含む請求項１１記載のレーザーモジュール。
【請求項１５】
前記低域通過フィルタは、複数の伝導パターン上に形成されたキャパシタと、前記キャパシタを複数の伝導パターンに接続する複数のボンディングワイヤと、から構成される請求項１１記載のレーザーモジュール。
【請求項１６】
前記レーザーモジュールの帯域幅は、前記キャパシタと接続するボンディングワイヤの長さ及び巻数変化により調節される請求項１５記載のレーザーモジュール。
【請求項１７】
前記低域通過フィルタは、キャパシタである請求項１１記載のレーザーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光信号を送／受信するためのレーザーモジュールに係り、特に、デジタル信号を送／受信するための光源として使用されるレーザーモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、光送信モジュールは、入力された電気信号を半導体レーザーを通じて所望波長の光信号に変換するように機能し、光受信モジュールは、光信号を電気信号に変換するように機能する。
【０００３】
特に、非ゼロ復帰（ｎｏｎ　ｒｅｔｕｒｎ　ｔｏ　ｚｅｒｏ：ＮＲＺ）、ゼロ復帰（ｒｅｔｕｒｎ　ｔｏ　ｚｅｒｏ：ＲＺ）などのデジタル信号を伝送するために、２．５Ｇｂｐｓ分布帰還型レーザーダイオード（ＤＦＢ−ＬＤ）モジュール、１０Ｇｂｐｓ分布帰還型レーザーダイオードモジュールのようなレーザーダイオードを光源として使用している。なかでも、ビーム波長１．５５μｍのレーザーモジュールは、信号伝送後の光ファイバ損失が低いことから、遠距離の信号伝送時に使用するのが好ましい。
【０００４】
このようなレーザーモジュールの基本的な構成要素には、レーザーダイオード、ＲＦ信号のための適切な伝送ライン、および光信号を光ファイバーにコリメート（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ）するための光学系などがあり、これに加えて、レーザーダイオードの光出力を安定的に維持するためにその出力を監視するモニタフォトダイオード（ｍｏｎｉｔｏｒ　ｐｈｏｔｏ　ｄｉｏｄｅ：ＭＰＤ）が含まれる。
【０００５】
レーザーダイオードは、外部の集積回路と接続されたリードピンを介して信号を受信し光信号を発生する。そして、ＭＰＤは、レーザーダイオードから平均光強度を検出する。光学系は、光をコリメート（ｃｏｌｌｉｍａｔｅ）するレンズを含んでいる。コリメートされた光信号は光学系に接続された光ファイバーを通じて伝送される。しかし、通常、レーザーダイオードは、図１に示したように、レーザーダイオードの周波数応答特性の緩和発振ピークにより表すことができる緩和発振（ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）現象によってオフ（ＯＦＦ）状態（０−ｌｅｖｅｌ）からオン（ＯＮ）状態（１−ｌｅｖｅｌ）に遷移すると、好ましくない光強度のオーバーシュートが発生してしまう。レーザーダイオードの駆動電流が増加する場合、最大周波数応答として定義される緩和発振周波数（ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ｆｒ）が増加するため、オン（ＯＮ）状態（１−ｌｅｖｅｌ）におけるｆｒがオフ（ＯＦＦ）状態（０−ｌｅｖｅｌ）におけるｆｒより大きくなる。さらに、オーバーシュートが大きくなるに伴い周波数チャーピング（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｈｉｒｐｉｎｇ）が大きくなり、結果として、大きいオーバーシュートを持つビーム波長１．５５μｍのレーザーモジュールでは伝送距離が短くなる問題が生じてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、レーザーダイオードを光源として使用するレーザーモジュールでオーバーシュートを最小化できる低域通過フィルタ（ｌｏｗ−ｐａｓｓ
ｆｉｌｔｅｒ）を持つレーザーモジュールを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ビーム波長１．５５μｍのレーザーモジュールにおいて、周波数チャーピングを減らすことにより伝送距離を増加させ得る低域通過フィルタを持つレーザーモジュールが提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、外部の電子回路と電気的に接続された入力端を通じて電気信号を受信して光信号を発生させるためのレーザーダイオードを含むレーザーモジュールにおいて、入力端からレーザーダイオードに入力され、周波数成分の相対的な量を調節する共平面導波路（Ｃｏ−Ｐｌａｎａｒ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ：ＣＰＷ）上に低域通過フィルタを備える。
【０００９】
好ましくは、低域通過フィルタは、入力端からレーザーダイオードに伝達される信号周波数応答特性の−３ｄＢ帯域幅の点が、レーザーダイオードのオン状態における緩和発振周波数と等しいか、又はそれ以下にするとよい。
【００１０】
低域通過フィルタは、接地間に接続されたキャパシタ及び第１インダクタ成分と、レーザーダイオード側の信号線路と、モニタフォトダイオード側の信号線路との間に直列接続された第２インダクタ成分と、からなると好ましい。
【００１１】
また、好ましくは、第１インダクタ成分及び第２インダクタ成分は、ボンディングワイヤからなる。
【００１２】
そしてまた、本発明のレーザーモジュールのインダクタ成分とキャパシタは、共平面導波路の上に形成される。
【００１３】
また、好ましくは、低域通過フィルタは、キャパシタである。
【００１４】
そしてまた、本発明のレーザーモジュールは、レーザーダイオードの出力をモニタリングするモニタフォトダイオードをさらに含むとよい。
【００１５】
また、本発明のレーザーモジュールは、光ファイバー内に光を入射する光学系素子をさらに含むとよい。
【００１６】
また、低域通過フィルタは、複数の伝導パターン上に形成されたキャパシタと、キャパシタを複数の伝導パターンに接続する複数のボンディングワイヤとから構成される。
【００１７】
そして、好ましくは、レーザーモジュールの帯域幅は、前記キャパシタと接続するボンディングワイヤの長さ及び接続本数の変化により調節される。
【００１８】
本発明のレーザーモジュールは、入力端を有し、光信号を発生させるレーザーダイオードと、外部電子回路からレーザーダイオードに信号を接続するための共平面導波路と、入力端からレーザーダイオードに入力される周波数成分の相対的な量を調節するために共平面導波路上に形成された低域通過フィルタと、を備える。
【００１９】
さらに、本発明によれば、簡単で、信頼性高く、かつ、経済的な具現が可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には可能なかぎり同一の参照番号及び符号を付ける。なお、周知技術については適宜説明を省略するものとする。
【００２１】
まず、本発明の一実施形態による技術的原理は、レーザーダイオードに伝達される信号周波数応答特性の−３ｄＢ帯域幅の点がレーザーダイオードのオン状態（ｏｎ−ｓｔａｔｅ）における緩和発振周波数ｆｒと等しいか、又はそれ以下にする低域通過フィルタを、レーザーモジュールの入力端に具現化することにより、レーザーダイオードに入力される周波数成分の相対的な量を調節し、オーバーシュートを減らすことにある。
【００２２】
図２は、本発明の一実施形態によるレーザーモジュールを概略示した平面図である。
【００２３】
図２に示したに、本発明の一実施形態によるレーザーモジュールは、光信号を発生させるためのレーザーダイオード１０と、リードピン１を通じて外部の電子回路と接続されてレーザーダイオード１０に信号を入力する共平面導波路（Ｃｏ−Ｐｌａｎａｒ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ：ＣＰＷ）２０と、レーザーダイオードの光出力を安定的に維持するためにその出力を監視するモニタフォトダイオード３０と、光信号を伝達するための光ファイバーに光を入射する光学系４０と、で構成される。
【００２４】
また、図５に示したように、低域通過フィルタ２１はレーザーダイオード１０に入力される周波数成分の相対的な量を調節するためにＣＰＷ２０上に形成されている。この時の低域通過フィルタ２１は、レーザーダイオード１０がターンオンされた場合、図３に示したように、レーザーダイオード１０に伝達される信号周波数応答特性の−３ｄＢ帯域幅の点をレーザーダイオード１０のオン状態（ｏｎ−ｓｔａｔｅ）における緩和発振周波数と等しくするか、又はそれ以下にする。このようにしてレーザーダイオード１０に入力される周波数成分の相対的な量を調節することにより、図４に示したように、レーザーモジュールの周波数応答特性における緩和発振ピーク値（ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　ｐｅａｋ）を相対的に減少させることができる。
【００２５】
図５は、本発明の一実施形態によるＣＰＷ２０上に具現化した低域通過フィルタ２１の平面図である。図５に示したように、低域通過フィルタ２１は、導電パターン２３上に実装されたキャパシタＣ１と、キャパシタＣ１を導電パターン２２、２４に接続するボンディングワイヤＬ１とからなる。符号１は入力端であるリ―ドピン、Ｇは接地パッド、Ｓは信号パッドをそれぞれ示す。この時、レーザーモジュールの帯域幅はキャパシタＣ１の容量（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）とボンディングワイヤＬ１、Ｌ２の長さ及び数により調節することができる。これは、ボンディングワイヤのインダクタンスは長さに比例し、及び、ワイヤの数に反比例するからである。
【００２６】
図６は、図５の回路において、インダクタ成分及びキャパシタのみを示した等価回路図であり、低域通過フィルタ２１は、信号パッドＳと導電パターン２３との間を接続するために使用されたボンディングワイヤに該当するインダクタ成分Ｌ２、キャパシタＣ１、及び導電パターン２２、２４との接続に使用されたボンディングワーヤに該当するインダクタＬ１を含む。
【００２７】
【発明の効果】
上述した如く、本発明のレーザーモジュールは、光モジュールの入力端に低域通過フィルタを備えることにより、レーザーダイオードのオン状態において、緩和発振周波数（ｏｎ−ｓｔａｔｅ　ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に該当する周波数成分がレーザーダイオードに相対的に小さく入力されるように調節でき、これにより、従来におけるオーバーシュートを最小化することができる。また、本発明は、ビーム波長１．５５μｍのレーザーモジュールで周波数チャーピングを減らすことにより、伝送距離を増加させることができる。
【００２８】
一方、本発明の詳細な説明では具体的な一実施形態について説明してきたが、本発明の範囲を外れない限度内でさまざまな変形が可能であることは言うまでもない。したがって、本発明の範囲は上述の一実施形態に限定されるのではなく、特許請求の範囲とそれと同一なものにより定められなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザーダイオードの周波数応答特性図。
【図２】本発明に係るレーザーモジュールを概略示した平面図。
【図３】本発明に係る低域通過フィルタ通過後、レーザーダイオードに伝達される周波数応答特性図。
【図４】本発明に係る低域通過フィルタを含むレーザーモジュールの周波数応答特性図。
【図５】本発明によるＣＰＷ上に低域通過フィルタを具現化し、一実施形態を示した平面図。
【図６】図５の回路において、インダクタ成分及びキャパシタのみを示した等価回路図。
【符号の説明】
１０　レーザーダイオード
２０　ＣＰＷ
２１　低域通過フィルタ
２２、２３、２４　導電パターン
３０　ＭＤＰ
４０　光学系
Ｃ１　キャパシタ
Ｇ　接地パッド
Ｌ１　第１インダクタ
Ｌ２　第２インダクタ
Ｓ　信号パッド
【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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