(57)【要約】【課題】半導体発光素子と駆動素子とを接続する配線のインダクタンスを低減できる構造を有する光モジュールを提供する。【解決手段】基板３上に、第１搭載部材５及び第２搭載部材７が載置される。第１搭載部材５上には、レーザダイオード９及び光学部品１１が搭載される。駆動素子１３は、第２搭載部材７上に搭載される。光学部品１１は、レーザダイオード９と駆動素子１３との間に配置される。光学部品１１は反射面１１ａを有しており、レーザダイオード９の光反射面から出射されるモニタ光Ｂを反射して、反射光Ｃをフォトダイオード２５へ提供する。光学部品１１は導電性を有しており、駆動素子１３とレーザダイオード９とを接続する配線の一部として用いられる。【選択図】　図１
2004103870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭載部材と、
前記搭載部材上に搭載され、第１の面及び第２の面を有する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の前記第１の面に光学的に結合され、所定の軸に沿って伸びる光ファイバと、
前記半導体発光素子に電気的に接続されて前記半導体発光素子を駆動する駆動素子と、
前記半導体発光素子と前記駆動素子との間の前記搭載部材上に設けられ、前記半導体発光素子の前記第２の面に光学的に結合され、前記所定の軸に交差する面に沿って伸びる反射面を有する光学部品と、
前記光学部品の前記反射面に光学的に結合され、前記半導体発光素子の前記第２の面からの光を前記反射面を介して受ける受光素子と
を備える光モジュール。
【請求項２】
前記光学部品は導電性材料からなり、前記駆動素子は、当該光学部品を介して前記半導体発光素子と電気的に接続される請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記搭載部材上に設けられた第１の配線パターンと、
前記搭載部材上に設けられ、前記所定の軸に交差する方向に沿って伸びる接続配線部、及び前記接続配線部の両端から前記第１の配線パターンに沿って伸びる配線部を有する第２の配線パターンと、
前記第２の配線パターンに電気的に接続されたリード端子と
をさらに備え、
前記光学部品が前記第１の配線パターン上に搭載されるとともに、前記半導体発光素子が前記接続配線部上に搭載される請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記第１の配線パターンと、前記第２の配線パターンの前記配線部との間隔は５μｍ以上５０μｍ以下の範囲内にある請求項３に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記半導体発光素子は、
ｐ型半導体層と、
ｎ型半導体層と、
前記ｐ型半導体層及び前記ｎ型半導体層の間に設けられた活性層と、
前記ｐ型半導体層に電気的に接続されたアノード電極と、
前記ｎ型半導体層に電気的に接続されたカソード電極と
を備え、
前記半導体発光素子は、前記アノード電極が前記第２の配線パターンと面するように前記搭載部材上に搭載されており、前記カソード電極は、前記光学部品に電気的に接続されている請求項３または４に記載の光モジュール。
【請求項６】
第１の面及び第２の面を有する半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の前記第１の面に光学的に結合され、所定の軸に沿って伸びる光ファイバと、
前記所定の軸に交差する面に沿って伸びており前記半導体発光素子の前記第２の面に光学的に結合された反射面、及び前記半導体発光素子を搭載するための搭載領域を有する搭載部品と、
前記半導体発光素子に電気的に接続されて前記半導体発光素子を駆動する駆動素子と、
前記搭載部品の前記反射面に光学的に結合され、前記半導体発光素子の前記第２の面からの光を前記反射面を介して受ける受光素子と、
前記搭載部品及び前記駆動素子を搭載するための搭載部材と
を備え、
前記反射面は、前記搭載部品と前記駆動素子との間に設けられる光モジュール。
【請求項７】
前記搭載部品は導電性材料からなり、前記駆動素子は、当該搭載部品を介して前記半導体発光素子と電気的に接続される請求項６に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムにおいては、光信号を高速に送受信することが要求される。最近では、１０Ｇｂｐｓといった高速通信が可能な光通信システムが開発中である。こういった高速通信が可能な光通信システムに用いられる光モジュールには、歪みの少ない信号波形を高速に出力できる能力が求められる。
【０００３】
光通信用の光モジュールはレーザダイオードと、レーザダイオードを駆動する駆動素子と、レーザダイオードが発生する光の強度を検出するフォトダイオードとを備えている。ある形態の光モジュールでは、フォトダイオードがレーザダイオードと駆動素子との間に配置される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
光モジュールが高速かつ低歪の信号光を出力するためには、レーザダイオードといった半導体発光素子と駆動素子とを接続する配線をできるだけ短くして回路のインダクタンスを低減することが望ましい。発明者はこの配線を短縮できる構造について検討している。この検討によれば、上記した光モジュールでは、駆動素子とレーザダイオードとの間に存在するフォトダイオードが配線を短くすることの制約となっていることを見出した。
【０００５】
本発明は、半導体発光素子と駆動素子とを接続する配線のインダクタンスを低減できる構造を有する光モジュールを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による光モジュールは、（ａ）搭載部材と、（ｂ）搭載部材上に搭載され、第１の面及び第２の面を有する半導体発光素子と、（ｃ）半導体発光素子の第１の面に光学的に結合され、所定の軸に沿って伸びる光ファイバと、（ｄ）半導体発光素子に電気的に接続されて半導体発光素子を駆動する駆動素子と、（ｅ）半導体発光素子と駆動素子との間の搭載部材上に設けられ、半導体発光素子の第２の面に光学的に結合され、所定の軸に交差する面に沿って伸びる反射面を有する光学部品と、（ｆ）光学部品の反射面に光学的に結合され、半導体発光素子の第２の面からの光を反射面を介して受ける受光素子とを備える。
【０００７】
この光学部品は、受光素子及び受光素子を支持する部材よりも小さく形成することが容易である。このような光学部品を半導体発光素子と駆動素子との間に設けることによって、受光素子を、半導体発光素子と駆動素子との間の位置と異なる他の位置に配置できる。これによって、半導体発光素子と駆動素子との間隔を小さくできるので、半導体発光素子と駆動素子とを接続する配線を短くできる。
【０００８】
また、光モジュールは、光学部品が導電性材料からなり、駆動素子が光学部品を介して半導体発光素子と電気的に接続されてもよい。これによって、半導体発光素子と駆動回路とを接続する配線の一部を太くできるので、駆動回路のインダクタンスを低減できる。
【０００９】
また、光モジュールは、搭載部材上に設けられた第１の配線パターンと、搭載部材上に設けられ、所定の軸に交差する方向に沿って伸びる接続配線部、及び接続配線部の両端から第１の配線パターンに沿って伸びる配線部を有する第２の配線パターンと、第２の配線パターンに電気的に接続されたリード端子とをさらに備え、光学部品が第１の配線パターン上に搭載されるとともに、半導体発光素子が接続配線部上に搭載されてもよい。このような第１の配線パターン及び第２の配線パターンを半導体発光素子のアノード配線及びカソード配線として用いれば、配線が沿う部分による相互インダクタンスの効果によって駆動回路のインダクタンスを低減できる。また、好適な実施例としては、第１の配線パターンと、第２の配線パターンの配線部との間隔は５μｍ以上５０μｍ以下の範囲内にあるとよい。
【００１０】
また、光モジュールは、半導体発光素子が、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層の間に設けられた活性層と、ｐ型半導体層に電気的に接続されたアノード電極と、ｎ型半導体層に電気的に接続されたカソード電極とを備え、半導体発光素子が、アノード電極が第２の配線パターンと面するように搭載部材上に搭載されており、カソード電極が、光学部品に電気的に接続されてもよい。
【００１１】
本発明による光モジュールは、（ａ）第１の面及び第２の面を有する半導体発光素子と、（ｂ）半導体発光素子の第１の面に光学的に結合され、所定の軸に沿って伸びる光ファイバと、（ｃ）所定の軸に交差する面に沿って伸びており半導体発光素子の第２の面に光学的に結合された反射面、及び半導体発光素子を搭載するための搭載領域を有する搭載部品と、（ｄ）半導体発光素子に電気的に接続されて半導体発光素子を駆動する駆動素子と、（ｅ）搭載部品の反射面に光学的に結合され、半導体発光素子の第２の面からの光を反射面を介して受ける受光素子と、（ｆ）搭載部品及び駆動素子を搭載するための搭載部材とを備え、搭載部品と駆動素子との間に反射面が設けられる。
【００１２】
搭載部品が反射面を有することによって、受光素子を、半導体発光素子と駆動素子との間の位置と異なる他の位置に配置できる。これによって、半導体発光素子と駆動素子とを接続する配線を短くできる。
【００１３】
また、光モジュールは、搭載部品が導電性材料からなり、駆動素子は、搭載部品を介して半導体発光素子と電気的に接続されてもよい。これによって、半導体発光素子と駆動回路とを接続する配線の一部を太くできるので、駆動回路のインダクタンスを低減できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明による光モジュールの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明において、信号光が出射される方向を前方とする。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明による光モジュールの第１実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１に示す光モジュール１の平面図である。また、図３は、図１に示す光モジュール１のＩ−Ｉ断面を示す側面断面図である。
【００１６】
図１〜図３を参照すると、この光モジュール１は、基板３といったハウジング、第１搭載部材５、レーザダイオード９といった半導体発光素子、光ファイバ１５、及びフェルール１７を備える。
【００１７】
第１搭載部材５は、基板３上に載置される。第１搭載部材５は、所定の軸と交差する方向に伸びる溝５ａを有する。また、第１搭載部材５は、溝５ａの一方の壁面５ｄから一定の長さをもち、所定の軸方向に伸びる光ファイバ溝５ｆを有する。また、第１搭載部材５は、光ファイバ溝５ｆの端部のうち壁面５ｄとは異なる他の端部から第１搭載部材５の端まで伸びるフェルール溝５ｇを有する。フェルール溝５ｇは、光ファイバ溝５ｆよりも深さ及び幅が大きい。また、光ファイバ溝５ｆとフェルール溝５ｇとの間には、所定の軸と交差する方向に伸びる溝５ｂを有する。
【００１８】
また、第１搭載部材５は、溝５ａの壁面５ｄとは異なる他方の壁面５ｅに沿った領域であり、且つ所定の軸上にある素子搭載領域５ｈ（図２に示す）を有する。レーザダイオード９は、この素子搭載領域５ｈ上に搭載される。レーザダイオード９は、図３に示すように、光出射面９ａといった第１の面と光反射面９ｂといった第２の面とを有する。レーザダイオード９は光出射面９ａから信号光Ａを出力するとともに、光反射面９ｂからモニタ光Ｂを出力する。
【００１９】
第１搭載部材５の光ファイバ溝５ｆ上には、光ファイバ１５が光出射面９ａに光学的に結合されるように設けられる。光ファイバ溝５ｆによって、光ファイバ１５の所定の軸と交差する方向の位置が決められる。光ファイバ１５の一部には、円筒状のフェルール１７が光ファイバ１５を覆うように設けられる。壁面５ｄには光ファイバ１５の先端部が当接しており、これによって光ファイバ１５の所定の軸方向の位置が決められる。光ファイバ溝５ｆが伸びる所定の軸方向には、光出射面９ａから信号光Ａが出射される。信号光Ａは、光ファイバ１５を介して光モジュール１の外部へ出力される。
【００２０】
光モジュール１は、第１の配線パターン２９、第２の配線パターン２７、及び反射ブロックといった光学部品１１をさらに備える。第１の配線パターン２９は第１搭載部材５上のレーザダイオード９後方に設けられており、所定の軸方向に素子搭載領域５ｈから第１搭載部材５の端部まで伸びている。第２の配線パターン２７は、レーザダイオード９が搭載された素子搭載領域５ｈ上にも設けられており、所定の軸と交差する方向に伸びる溝５ａに沿って設けられた接続配線部２７ａ（図２に示す）を有している。また、第２の配線パターン２７は、接続配線部２７ａの両端から所定の軸と平行な方向に伸びる一対の配線部２７ｂ、２７ｃ（図２に示す）を有しており、配線部２７ｂ、２７ｃ各々は第１の配線パターン２９に沿って伸びる。第１の配線パターン２９は、配線部２７ｂと２７ｃとの間に位置している。これらの配線パターンは、第１の配線パターン２９と、第２の配線パターン２７の配線部２７ｂ及び２７ｃとの間隔ｄが、第１の配線パターン２９と第２の配線パターン２７との相互インダクタンスを小さくするため５０μｍ以下となるように設けられる。また、製造上形成可能な間隔として、この間隔ｄは５μｍ以上となる。
【００２１】
光学部品１１は金属などの導電性材料からなり、搭載部材５の主面に交差する方向に伸びる部材であり、例えば三角柱といった形状を有する。そして、光学部品１１の一側面は光を反射する反射面１１ａとなっている。光学部品１１は、反射面１１ａが所定の軸に交差する面に沿って伸びるように第１の配線パターン２９上に設けられる。また、光学部品１１は、レーザダイオード９の光反射面９ｂと半導体受光素子２５の受光面２５ａ（図２に示す）とが反射面１１ａを介して光学的に結合されるように設けられる。すなわち、レーザダイオード９の光反射面９ｂから出射されるモニタ光Ｂを反射面１１ａが受ける。反射面１１ａは、モニタ光Ｂが出射される方向とは異なる方向へ反射光Ｃを提供する。
【００２２】
光モジュール１は、第２搭載部材７、駆動素子１３、ダイキャップ２１ａ及び２１ｂといった容量性素子、フォトダイオード２５といった受光素子、フォトダイオード２５を支える支持部材２３、及び複数のリード端子１９ａ及び１９ｂをさらに備える。
【００２３】
複数のリード端子１９ａ、１９ｂは、所定の軸方向に伸びる一対の辺３ａ、３ｂ（図２に示す）に沿って配列される。リード端子１９ａ及び１９ｂと基板３とにより、リードフレームが構成される。
【００２４】
第２搭載部材７は、第１搭載部材５の側面５ｋ及び５ｎ、並びに背面５ｌに面するように基板３の上面に載置されている。第２搭載部材７は、所定の軸に交差する方向に部材５の背面５ｌに沿って伸びており駆動素子１３を搭載するための駆動素子搭載部７ａと、第１搭載部材５の側面５ｋ、５ｎに沿って駆動素子搭載部７ａの両端から伸びる突出部７ｂ、７ｃを有する。第２搭載部材７は、金属や半導体といった導電性材料からなる。第２搭載部材７は、ボンディングワイヤ３１ｈ及び３１ｋを介してリード端子１９ａ及び１９ｂに電気的に接続される。
【００２５】
駆動素子１３は、搭載部材７の駆動素子搭載部７ａ上に搭載される。光学部品１１は、駆動素子１３とレーザダイオード９との間に位置する。駆動素子１３は、電源の供給を受けるための電極１３ｂ及び１３ｄを有する。電極１３ｂは、第２の配線パターン２７の配線部２７ｃにボンディングワイヤ３１ｃを介して電気的に接続される。電極１３ｄは、第２の配線パターン２７の配線部２７ｂにボンディングワイヤ３１ｅを介して電気的に接続される。また、駆動素子１３は、レーザダイオード９を駆動する信号を提供するための電極１３ｃを有する。電極１３ｃは、第１の配線パターン２９にボンディングワイヤ３１ｄを介して電気的に接続される。また、駆動素子１３は、送信信号を受ける電極１３ａ及び１３ｅを有する。送信信号は、光信号Ａに変換されて光モジュール１の外部へ出力される。電極１３ａは、リード端子１９ｂにボンディングワイヤ３１ｆを介して電気的に接続される。電極１３ａも同様に、リード端子１９ａにボンディングワイヤ３１ｇを介して電気的に接続される。
【００２６】
第２搭載部材７の突出部７ａ及び７ｂそれぞれの上面は、電子部品を搭載するために利用できる。本実施形態では、突出部７ａ及び７ｂの上面に、レーザダイオード９及び駆動素子１３へ供給する電源を安定化するためのダイキャップ２１ａ及び２１ｂが搭載される。ダイキャップ２１ａの上面にある電極は、ボンディングワイヤ３１ｊを介して第２の配線パターン２７の接続配線部２７ａに、ボンディングワイヤ３１ｉを介してリード端子１９ａに、それぞれ電気的に接続される。ダイキャップ２１ｂの上面にある電極は、ボンディングワイヤ３１ｂを介して接続配線部２７ａと、ボンディングワイヤ３１ａを介してリード端子１９ｂとに、電気的に接続される。また、突出部７ｂには、支持部材２３が搭載され、支持部材２３の側面２３ａ上にフォトダイオード２５が設けられる。支持部材２３及びフォトダイオード２５は、受光面２５ａが光学部品１１からの反射光Ｃを受けるように位置決めされる。フォトダイオード２５はレーザダイオード９の光反射面９ｂに、光学部品１１の反射面１１ａを介して光学的に結合される。
【００２７】
光モジュール１は、封止樹脂３３、及び透明樹脂３５（図３に示す）をさらに備える。透明樹脂３５は、レーザダイオード９と光ファイバ１５との光学的結合、及びレーザダイオード９と反射ブロック１との光学的結合を維持するように、レーザダイオード９周辺の構成要素を封止する。封止樹脂３３は、上記した光モジュール１の構成物を封止する。封止樹脂３３とリードフレームは、光モジュール１のパッケージを形成する。封止樹脂３３は、光ファイバ１５、フェルール１７、及び複数のリード端子１９ａ及び１９ｂのそれぞれ一部が露出するように光モジュール１全体を封止する。
【００２８】
ここで、図４（ａ）はレーザダイオード９の構成を示す側面断面図である。また、図４（ｂ）は図３に示す側面断面図のうちレーザダイオード９の周辺部分の拡大図である。
【００２９】
図４（ａ）を参照すると、レーザダイオード９は、カソード電極９１、ｎ型半導体基板９２、ｎ型クラッド層９３、活性層９４、ｐ型クラッド層９５、及びアノード電極９６を有する。ｎ型半導体基板９２は、レーザダイオード９の基板として設けられる。ｎ型クラッド層９３は、ｎ型半導体からなり、ｎ型半導体基板９２の主面９２ａ上に設けられる。活性層９４は、レーザ光を発生する層であり、ｎ型クラッド層９３上に設けられる。ｐ型クラッド層９５は、ｐ型半導体からなり、ｎ型クラッド層９３とｐ型クラッド層９５との間に活性層９４を挟むように活性層９４上に設けられる。アノード電極９６は、ｐ型クラッド層９５と電気的に接続されるようにｐ型クラッド層９５上に設けられる。カソード電極９１は、ｎ型半導体基板９２と電気的に接続されるようにｎ型半導体基板９２の裏面９２ｂ上に設けられる。
【００３０】
図４（ｂ）を参照すると、図４（ａ）に示されたレーザダイオードは、アノード電極９６が第２の配線パターン２７に面するように搭載される。そして、カソード電極９１は、ボンディングワイヤ３１ｍを介して光学部品１１に電気的に接続される。アノード電極９６は、はんだといった導電性接着剤を介して第２の配線パターン２７に電気的に接続される。なお、図４（ａ）に示すレーザダイオード９は、図４（ｂ）に示すレーザダイオード９と上下逆に示されている。
【００３１】
図５は、光モジュール１のパッケージの一例を示す斜視図である。図５を参照すると、光モジュール１は封止樹脂３３によって封止されている。封止樹脂３３の一側面３３ａにはリード端子１９ａが配列され、他側面３３ｂにはリード端子１９ｂ（図１及び図２参照）が配列される。封止樹脂３３の前面３３ｃには、フェルール１７の一部が突出しており、光ファイバ１５の端部のうちレーザダイオード９と光学的に結合された端部とは異なる端部が露出している。また、封止樹脂３３は、本体部３３ｄとヘッド部３３ｅとを有する。ヘッド部３３ｅの両側面３３ｆ及び３３ｇには、光コネクタと嵌め合わされる突起３３ｈ及び３３ｉが設けられる。
【００３２】
図６（ａ）は、レーザダイオード９の周辺部分を模式的に示す平面図である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す部分を模式的に示す側面図である。これらの図を用いて、以下に光モジュール１の動作を説明する。
【００３３】
図６（ａ）を参照すると、複数のリード端子１９ａのうちの少なくとも１本、及び複数の１９ｂのうちの少なくとも１本が接地端子として利用される。そして、第２搭載部材７がボンディングワイヤ３１ｈ、３１ｋを介してリード端子１９ａ、１９ｂに電気的に接続されることにより、第２搭載部材７は接地される。
【００３４】
また、光モジュール１は、複数のリード端子１９ａのうちの少なくとも１本及び複数の１９ｂのうちの少なくとも１本に電源４５から正の電源電圧Ｖ１を受ける。そして、リード端子１９ａに受けた電源電圧Ｖ１はボンディングワイヤ３１ｉを介してダイキャップ２１ａのプラス端子に提供される。ダイキャップ２１ａのマイナス端子は第２搭載部材７に電気的に接続されるので、ダイキャップ２１ａによって電源電圧Ｖ１が安定化される。電源電圧Ｖ１は、ダイキャップ２１ａのプラス端子からボンディングワイヤ３１ｊを介して第２の配線パターン２７に提供される。
【００３５】
また、リード端子１９ｂに受けた電源電圧Ｖ１はボンディングワイヤ３１ａを介してダイキャップ２１ｂのプラス端子に提供される。ダイキャップ２１ｂのマイナス端子は第２搭載部材７に電気的に接続されるので、ダイキャップ２１ｂによって電源電圧Ｖ１が安定化される。電源電圧Ｖ１は、ダイキャップ２１ｂのプラス端子からボンディングワイヤ３１ｂを介して第２の配線パターン２７に提供される。
【００３６】
こうして第２の配線パターン２７に提供された電源電圧Ｖ１によって、レーザダイオード９および駆動素子１３に電源が提供される。すなわち、電源電流Ｉ１が第２の配線パターン２７の接続配線部２７ａを介してレーザダイオード９に提供され、電源電流Ｉ２が第２の配線パターンの配線部２７ｂ及び２７ｃ、並びにボンディングワイヤ３１ｃ及び３１ｅを介して駆動素子１３に提供される。
【００３７】
また、光モジュール１は、複数のリード端子１９ａのうちの少なくとも１本及び複数の１９ｂのうちの少なくとも１本に信号生成回路４１から送信信号Ｓ１を受ける。本実施形態においては、信号生成回路４１は光モジュール１の外部に設けられる。リード端子１９ａに受けた送信信号Ｓ１はボンディングワイヤ３１ｇを介して駆動素子１３に提供される。また、リード端子１９ｂに受けた送信信号Ｓ１はボンディングワイヤ３１ｆを介して駆動素子１３に提供される。
【００３８】
駆動素子１３は、こうして受けた送信信号Ｓ１に基づいてレーザダイオード９を駆動するための駆動信号Ｓ２を生成する。駆動信号Ｓ２は、駆動素子１３からボンディングワイヤ３１ｄを介して第１の配線パターン２９に提供される。さらに駆動信号Ｓ２は、導電性材料からなる光学部品１１、及びボンディングワイヤ３１ｍを介してレーザダイオード９へ提供される。
【００３９】
レーザダイオード９は、こうして提供された電源電流Ｉ１及び駆動信号Ｓ２に基づいて、活性層９４において光を発生する。活性層９４において発生した光は、レーザダイオード９の光出射面９ａから信号光Ａとして出力される。信号光Ａは光ファイバ１５へ入射され、光ファイバ１５を伝搬して光モジュール１の外部へ出力される。また、レーザダイオード９の光反射面９ｂからは、活性層９４にて発生したモニタ光Ｂが出力される。モニタ光Ｂは光学部品１１の反射面１１ａにおいて反射し、反射光Ｃとなってフォトダイオード２５の受光面２５ａに入射する。そして、フォトダイオード２５においてモニタ光Ｂの光強度に応じた検出信号Ｓ４が生成される。検出信号Ｓ４はフォトダイオード２５からボンディングワイヤ３１ｎを介して複数のリード端子１９ｂのうちの少なくとも１本に提供される。そして、検出信号Ｓ４が検出回路４３に提供され、モニタ光Ｂの光強度が検出される。本実施形態では、検出回路４３は光モジュール１の外部に設けられる。
【００４０】
以上に説明した第１実施形態による光モジュール１は、以下に述べる効果を有する。上記した構成により、レーザダイオードと駆動素子との間隔が小さくなる。従来の光モジュールは、レーザダイオードの光反射面から出射されるモニタ光を効率よく検出するために、レーザダイオードとフォトダイオードとの距離が短くなるようレーザダイオードと駆動素子との間にフォトダイオードを設けている。発明者は、駆動回路のインダクタンスを低減するために配線が短くなるような構造を検討し、レーザダイオードと駆動素子との間に存在するフォトダイオードが配線を短くする上で制約になっていることを見出している。
【００４１】
本実施形態の光モジュールの光学部品は、フォトダイオード及びフォトダイオードを支持する支持部材よりも小さく形成することが可能である。例えば、光モジュールに用いられるフォトダイオードが一辺約０．５ｍｍ程度、これを支持する支持部材が一辺約１ｍｍ程度なのに対し、光学部品は１辺約０．２ｍｍ程度に形成することが可能である。こういった小さな光学部品をレーザダイオードと駆動素子との間に設け、レーザダイオードの光反射面から出射される光を反射ブロックによって反射させることによって、レーザダイオードと駆動素子との間の位置とは異なる他の位置にフォトダイオードを配置できる。これにより、光反射面から出射される光をフォトダイオードにおいて効率よく検出できるとともに、レーザダイオードと駆動素子との間隔を小さくできる。よって、レーザダイオードと駆動素子とを接続するボンディングワイヤといった配線を短くでき、駆動信号が伝わる配線のインダクタンスを低減できる。
【００４２】
また、本実施形態による光モジュールは、光学部品が導電性材料からなるので、光学部品は駆動信号が伝わる信号結路の一部を構成することができる。レーザダイオードと駆動素子との接続に用いられるボンディングワイヤといった配線は細いため、そのインダクタンスが問題となる。これに対し、光学部品はボンディングワイヤと比べて太いので、駆動信号が伝わる配線のインダクタンスを低減できる。
【００４３】
また、本実施形態による光モジュールは、第１の配線パターン及び第２の配線パターンを備え、第２の配線パターンが第１の配線パターンに沿って伸びる配線部を有する。第１の配線パターンにはレーザダイオードへ提供される駆動信号が流れ、第２の配線パターンにはレーザダイオード及び駆動素子へ提供される電源電流が流れる。すなわち、第１の配線パターンを流れる電流と第２の配線パターンを流れる電流とは逆向きとなる。これにより、第１の配線パターン及び第２の配線パターンには自己インダクタンスを相殺する方向に相互インダクタンスが発生する。第１の配線パターンと第２の配線パターンとの距離を小さくすると、相互インダクタンスが自己インダクタンスを相殺する度合いが増すので、配線のインダクタンスが小さくなる。第２の配線パターンが上記した配線部を有することによって、第１の配線パターンと第２の配線パターンとの間隔を短くすることができ、駆動信号が伝わる配線のインダクタンスを低減できる。
【００４４】
また、本実施形態による光モジュールは、レーザダイオードが、アノード電極が第２のパターンに面するように第１搭載部材上に搭載される。これにより、レーザダイオードの活性層と光ファイバとの位置を合わせ、光学的に結合できる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明による光モジュールの第２実施形態を示す斜視図である。また、図８は、図７に示す光モジュール２の平面図である。また、図９は、図７に示す光モジュール２のＩＩ−ＩＩ断面を示す側面断面図である。
【００４６】
図７〜図９を参照すると、この光モジュール２は、基板５３といった搭載部材、ファイバ搭載部材５５、レーザダイオード５９といった半導体発光素子、ＬＤ搭載部品６１といった搭載部品、光ファイバ６５、及びフェルール６７を備える。このうち、レーザダイオード５９、及びフェルール６７の構成は、第１実施形態のレーザダイオード９、及びフェルール１７と同様の構成にできるので、その詳細な説明を省略する。
【００４７】
ＬＤ搭載部品６１は、所定の軸方向に配置されたデバイス搭載部６１ａ及び電極部６１ｂ（図９に示す）を有する。デバイス搭載部６１ａは、基準面に沿って伸びておりレーザダイオード５９を搭載するための搭載面６１ｃ（図８に示す）を有する。電極部６１ｂは、基準面に交差する方向に伸びる。電極部６１ｂは、所定の軸に交差する面に沿って設けられた反射面６１ｄを有する。ＬＤ搭載部品６１は、金属などの導電性材料からなり、基板５３上に載置される。レーザダイオード５９は、ＬＤ搭載部品６１の搭載面６１ｃ上に、信号光Ａを所定の軸方向に出射するように搭載される。
【００４８】
ファイバ搭載部材５５は、基板５３上のＬＤ搭載部品６１の前方にＬＤ搭載部品６１に接して載置される。また、ファイバ搭載部材５５は、ＬＤ搭載部品６１に接する部分から一定の長さをもち、所定の軸方向に伸びる光ファイバ溝５５ｆを有する。また、ファイバ搭載部材５５は、光ファイバ溝５５ｆのＬＤ搭載部品６１側の端部とは異なる他方の端部からファイバ搭載部材５５の端まで伸びるフェルール溝５５ｇを有する。フェルール溝５５ｇは、光ファイバ溝５５ｆよりも深さ及び幅が大きい。また、光ファイバ溝５５ｆとフェルール溝５５ｇとの間には、所定の軸と交差する方向に伸びる溝５５ａを有する。
【００４９】
ファイバ搭載部材５５の光ファイバ溝５５ｆ上には、光ファイバ６５が光出射面５９ａ（図９に示す）に光学的に結合されるように設けられる。光ファイバ６５は、光ファイバ溝５５ｆによって所定の軸と交差する方向の位置が決められる。光ファイバ溝５５ｆが伸びる所定の軸方向には、光出射面９ａから信号光Ａが出射される。信号光Ａは、光ファイバ１５を介して光モジュール１の外部へ出力される。また、レーザダイオード５９の光反射面５９ｂから出射されるモニタ光Ｂを反射面６１ｄが受ける。反射面６１ｄは、モニタ光Ｂが出射される方向とは異なる方向に反射光Ｃを提供する。
【００５０】
また、光モジュール２は、駆動素子６３、ダイキャップ７１ａ及び７１ｂといった容量性素子、フォトダイオード７５といった受光素子、フォトダイオード７５を支える支持部材７３、及び複数のリード端子６９ａ及び６９ｂをさらに備える。複数のリード端子６９ａ、６９ｂは、所定の軸方向に伸びる一対の辺５３ａ、５３ｂ（図８に示す）に沿って配列される。
【００５１】
反射面６１ｄは、レーザダイオード５９と駆動素子６３との間に位置する。すなわち、所定の軸に沿って順に光ファイバ６５、レーザダイオード５９、反射面６１ｄ、駆動素子６３と並んで設けられるように、基板５３は、ファイバ搭載部材５５、ＬＤ搭載部品６１、及び駆動素子６３を搭載する。
【００５２】
駆動素子６３は、レーザダイオード５９を駆動する駆動信号Ｓ２（図８に示す）を提供するための電極６３ｂを有する。電極６３ｂは、ＬＤ搭載部品６１の電極部６１ｂの上面にボンディングワイヤ８１ｂを介して電気的に接続される。また、駆動素子６３は、光モジュール２の外部から入力される送信信号Ｓ１（図８に示す）を受ける電極６３ａ及び６３ｃを有する。送信信号Ｓ１は、光信号Ａに変換されて光モジュール２の外部へ出力される。電極６３ｃは、リード端子６９ａにボンディングワイヤ８１ｃを介して電気的に接続される。電極６３ａも同様に、リード端子６９ｂにボンディングワイヤ８１ａを介して電気的に接続される。
【００５３】
ダイキャップ７１ａ及び７１ｂは、レーザダイオード５９へ供給する電源を安定化するための素子である。ダイキャップ７１ａ及び７１ｂは、基板５３上に載置される。また、ダイキャップ７１ａ及び７１ｂは、ＬＤ搭載部品６１をそれぞれの間に挟むように、所定の軸と交差する方向に並んで配置される。ダイキャップ７１ａの上面にある電極は、ボンディングワイヤ８１ｇを介してレーザダイオード５９と、ボンディングワイヤ８１ｅを介してリード端子６９ａとに、それぞれ電気的に接続される。ダイキャップ７１ｂの上面にある電極は、ボンディングワイヤ８１ｆを介してレーザダイオード５９と、ボンディングワイヤ８１ｄを介してリード端子６９ｂとに、それぞれ電気的に接続される。
【００５４】
また、基板５３上には支持部材７３が載置され、支持部材７３の側面７３ａ上にフォトダイオード７５が設けられる。支持部材７３及びフォトダイオード７５は、受光面７５ａが反射面６１ｄからの反射光Ｃを受けるように位置決めされる。フォトダイオード７５はレーザダイオード５９の光反射面５９ｂに、反射面６１ｄを介して光学的に結合される。
【００５５】
光モジュール２は、封止樹脂８３、及び透明樹脂８５（図９に示す）をさらに備える。これらは第１実施形態の封止樹脂３３及び透明樹脂３５と構成を同様にできるため、詳細な説明を省略する。
【００５６】
次いで、図８を参照しつつ、本実施形態による光モジュール２の動作を説明する。
【００５７】
光モジュール２は、リード端子６９ａ及び６９ｂに電源電圧Ｖ１を受ける。そして、リード端子６９ａに受けた電源電圧Ｖ１はボンディングワイヤ８１ｅを介してダイキャップ７１ａの一方の端子に提供される。ダイキャップ７１ａの他方の端子は接地されており（図示を省略）、ダイキャップ７１ａによって電源電圧Ｖ１が安定化される。電源電圧Ｖ１は、ダイキャップ７１ａの一方の端子からボンディングワイヤ８１ｇを介してレーザダイオード５９に提供される。
【００５８】
また、リード端子６９ｂに受けた電源電圧Ｖ１もリード端子６９ａに受けた電源電圧Ｖ１と同様に、ボンディングワイヤ８１ｄを介してダイキャップ７１ｂの一方の端子に提供される。ダイキャップ７１ｂの他方の端子は接地されており（図示を省略）、ダイキャップ７１ｂによって電源電圧Ｖ１が安定化される。電源電圧Ｖ１は、ダイキャップ７１ｂの一方の端子からボンディングワイヤ８１ｆを介してレーザダイオード５９に提供される。
【００５９】
また、光モジュール２は、リード端子６９ａ及び６９ｂに送信信号Ｓ１を受ける。そして、リード端子６９ａに受けた送信信号Ｓ１はボンディングワイヤ８１ａを介して駆動素子６３に提供される。また、リード端子６９ｂに受けた送信信号Ｓ１はボンディングワイヤ８１ｃを介して駆動素子６３に提供される。駆動素子６３は、送信信号Ｓ１に基づいて駆動信号Ｓ２を生成し、ボンディングワイヤ８１ｂ及びＬＤ搭載部品６１を介してレーザダイオード５９に駆動信号Ｓ２を提供する。
【００６０】
レーザダイオード５９は、こうして提供された電源電圧Ｖ１及び駆動信号Ｓ２に基づいて光を発生する。発生した光は、レーザダイオード５９の光出射面５９ａから信号光Ａとして出力される。信号光Ａは光ファイバ６５へ入射され、光ファイバ６５を所定の軸方向に伝搬して光モジュール２の外部へ出力される。また、レーザダイオード５９の光反射面５９ｂからは、モニタ光Ｂが出力される。モニタ光ＢはＬＤ搭載部品６１の反射面６１ｄにおいて反射し、反射光Ｃとなってフォトダイオード７５に入射する。そして、フォトダイオード７５においてモニタ光Ｂの光強度に応じた検出信号が生成される。
【００６１】
本実施形態による光モジュールは、反射面がＬＤ搭載部材に設けられており、レーザダイオードの光反射面からのモニタ光を反射してフォトダイオードに提供する。この反射面によって、第１実施形態の光学部品の反射面と同様の効果が得られる。すなわち、光反射面から出射されるモニタ光をフォトダイオードにおいて効率よく検出できるとともに、レーザダイオードと駆動素子との間隔を小さくできる。これによって、レーザダイオードと駆動素子とを接続する配線を短くでき、駆動信号が伝わる配線のインダクタンスを低減できる。
【００６２】
また、本実施形態による光モジュールは、ＬＤ搭載部材が導電性材料からなる。ＬＤ搭載部材はボンディングワイヤと比べて太いので、導電性を有するＬＤ搭載部材を配線の一部として使用することによって、駆動信号が伝わる配線のインダクタンスを低減できる。
【００６３】
本発明による光モジュールは、上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記した２つの実施形態では、レーザダイオードと光ファイバとが並んで搭載されている。これ以外にも、レーザダイオードの光出射面から出射された信号光が、レンズといった光学部品を介して光ファイバに入射するような構成でもよい。
【００６４】
また、第１実施形態において、光学部品としては導電性材料からなる反射ブロックが用いられている。光学部品としては、これ以外にも例えばプリズムといった部品を用いてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
本発明による光モジュールによれば、半導体発光素子と駆動素子との間隔を小さくできるので、半導体発光素子と駆動素子とを接続する配線のインダクタンスを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による光モジュールの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す光モジュールの平面図である。
【図３】図３は、図１に示す光モジュールのＩ−Ｉ断面を示す側面断面図である。
【図４】図４（ａ）は、レーザダイオードの構成を示す側面断面図である。図４（ｂ）は、図３に示す側面断面図のうちレーザダイオードの周辺部分の拡大図である。
【図５】図５は、光モジュールの外観を示す斜視図である。
【図６】図６（ａ）は、レーザダイオードの周辺部分を模式的に示す平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す部分を模式的に示す側面図である。
【図７】図７は、本発明による光モジュールの第２実施形態を示す斜視図である。
【図８】図８は、図７に示す光モジュールの平面図である。
【図９】図９は、図７に示す光モジュールのＩ−Ｉ断面を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１…光モジュール、３…基板、５…第１搭載部材、７…第２搭載部材、９…レーザダイオード、１１…反射ブロック、１３…駆動素子、１５…光ファイバ、１７…フェルール、１９ａ、１９ｂ…リード端子，２１ａ、２１ｂ…ダイキャップ、２３…支持部材、２５…フォトダイオード、２７…第２の配線パターン、２９…第１の配線パターン、３１ａ〜３１ｎ…ボンディングワイヤ、３３…封止樹脂。
【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】
2004103870.tif 000009
【図８】
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【図９】
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