(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の金属ステムと、
前記金属ステムの一面側に備えられた誘電体基板に実装された半導体光変調素子とを備え、
前記金属ステムは、前記金属ステムに形成された貫通孔に金属製のリードピンが前記貫通孔と同軸に挿入され、前記リードピンの外周に前記貫通孔を埋める誘電体部材が設けられた金属ステム貫通部を有し、
前記金属ステムの他面側から、前記金属ステム貫通部を介して、並列に終端整合回路が接続されている前記半導体光変調素子に変調のための信号を給電するよう構成された光モジュールにおいて、
前記終端整合回路は、第一抵抗と、第二抵抗と容量との並列体と、の直列接続体で構成されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記第一抵抗は、前記金属ステム貫通部の特性インピーダンスと、実質的に等しい抵抗値を有することを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記第二抵抗は、前記金属ステム貫通部の特性インピーダンスと、実質的に等しい抵抗値を有することを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記半導体光変調素子へは、前記誘電体基板上に形成された信号線路を介して前記信号が給電されるよう構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか1項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記信号線路の特性インピーダンスは、前記金属ステム貫通部の特性インピーダンスと、実質的に等しいことを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記金属ステム貫通部の特性インピーダンスが２５Ωであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記容量は、前記誘電体基板上に形成された導体とグランド導体と前記誘電体基板を構成する誘電体材料とで構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記金属ステム貫通部は気密封止構造であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の光モジュールと、前記半導体光変調素子に給電する、変調のための信号を出力するドライバとを備え、
前記ドライバの出力インピーダンスは、前記金属ステム貫通部の特性インピーダンスと実質的に等しいことを特徴とする光送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、半導体光変調素子を搭載した光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
中継局とユーザ間の光通信システムであるアクセス系では、従来は低速変調に適した直接変調型半導体レーザ送信器（ＤＭＬ：Directly Modulated Laser）が用いられることが多かったが、１０Ｇｂ／ｓあるいはそれ以上の高速通信を行う場合には、高速変調に適した電界吸収型半導体光変調器（ＥＡＭ：Electro-absorption Modulator）と分布帰還形半導体レーザ（ＤＦＢ-ＬＤ：Distributed Feedback Laser Diode）を集積した半導体光集積素子であるＥＡＭ−ＬＤ（Electro-absorption Modulator integrated Laser Diode）が適している。【０００３】
ＥＡＭに、光を変調する周波数でオンオフを繰り返す信号を印加することにより、ＥＡＭを通過する光（レーザ光）を変調することができる。高速通信においては、ＤＣ電圧でオフセットした高周波信号を印加する。高周波信号は１０ＧＨｚ以上の高周波であるため、給電線は同軸線路など、高周波特性を考慮した線路が使用される。【０００４】
変調のための高周波を伝送する構成として、板状の金属ステムと、金属ステムの一面側に備えられた誘電体基板に実装された半導体光変調素子とを備え、金属ステムは、金属ステムに形成された貫通孔に金属製のリードピンが貫通孔と同軸に挿入され、リードピンの外周に貫通孔を埋める誘電体部材が設けられた金属ステム貫通部を有し、金属ステムの他面側から、金属ステム貫通部を介して、並列に終端整合回路が接続されている半導体光変調素子に変調のための高周波を給電するよう構成された、同軸型の半導体光変調装置があった（例えば特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１４０４７３号
【特許文献２】特開２０１１−１９７３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体光変調素子がＥＡＭ−ＬＤの場合、寄生容量、寄生抵抗、ボンディングワイヤのインダクタンス等の影響により、周波数が高くなるにつれ、インピーダンス整合が取れなくなる。また、金属ステムのリードピン貫通部はガラス径とリードピン径の制約により、線路インピーダンスが２０Ω〜３０Ω程度になり、整合抵抗として一般的な５０Ωとは整合が取れない。同軸型の場合、この２カ所が反射点となり、ＥＡＭで反射してさらに金属ステムを貫通する部分で反射して再びＥＡＭに戻ってきたときに電気信号の位相が１８０度回っていると利得を打ち消してしまい、帯域劣化を起こす。【０００７】
本願は、上記の問題点を解決するための技術を開示するものであり、半導体光変調素子を備えた光モジュールにおいて、変調用の高周波信号を、高い周波数まで多重反射による帯域劣化を抑えて給電することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願に開示される光モジュールは、板状の金属ステムと、金属ステムの一面側に備えられた誘電体基板に実装された半導体光変調素子とを備え、金属ステムは、金属ステムに形成された貫通孔に金属製のリードピンが貫通孔と同軸に挿入され、リードピンの外周に貫通孔を埋める誘電体部材が設けられた金属ステム貫通部を有し、金属ステムの他面側から、金属ステム貫通部を介して、並列に終端整合回路が接続されている前記半導体光変調素子に変調のための信号を給電するよう構成された光モジュールにおいて、終端整合回路は、第一抵抗と、第二抵抗と容量との並列体と、の直列接続体で構成されているものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願に開示される光モジュールによれば、変調用の高周波信号を、高い周波数まで多重反射による帯域劣化が抑えて給電できる光モジュールを提供することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１による光モジュールの構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１による光モジュールの要部を拡大して示す平面図である。
【図３】実施の形態１による光モジュールの構成を示す回路図である。
【図４】比較例の光モジュールの構成を示す回路図である。
【図５】実施の形態１による光モジュールの金属ステム貫通部の構成を示す側面図である。
【図６】実施の形態１による光モジュールの金属ステム貫通部の特性例を説明するためのグラフである。
【図７】実施の形態１による光モジュールの終端整合回路の作用を説明するためのグラフである。
【図８】実施の形態１による光モジュールの効果を、比較例と比較して説明するための周波数特性図である。
【図９】実施の形態２による光モジュールの要部を拡大して示す平面図である。
【図１０】実施の形態３による光モジュールの要部を拡大して示す平面図である。
【図１１】実施の形態４による光モジュールの要部を拡大して示す平面図である。
【図１２】実施の形態４による光モジュールの周波数特性を、実施の形態１〜３による光モジュールの周波数特性と比較して示す図である。
【図１３】実施の形態５による、光モジュールの外部に設けられるドライバの例を示す回路図である。
【図１４】実施の形態５による、光モジュールの外部に設けられるドライバの別の例を示す回路図である。
【図１５】実施の形態５による、光モジュールの外部に設けられるドライバの効果を説明する周波数特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は実施の形態１による光モジュールの構成を示す斜視図である。図２は図１に示す光モジュールの要部の構成を拡大して示す平面図である。図１、図２において、金属ステム１の金属ステム貫通部３０は、金属ステム１に形成された貫通孔に同軸に挿入されたリードピン２と、リードピン２の外周に貫通孔を埋めるように設けられた誘電体部材であるガラス材３と、で構成され、リードピン２はガラス材３を介して金属ステム１に固定されている。この構成により、金属ステム貫通部３０は、金属ステム１の貫通孔内周とリードピン２により同軸線路状に形成されるとともに気密封止構造となっている。金属ステム１およびリードピン２の材料は、例えば、銅、鉄、アルミニウムまたはステンレスなどの金属を用いることができ、金メッキあるいはニッケルメッキなどを表面に施すようにしてもよい。
【００１２】
また、金属ステム１上には、温度制御モジュール４および支持ブロック５が実装されている。ここで、温度制御モジュール４は、ペルチェ素子４ａとそれを挟む放熱面４ｂと冷却面４ｃとで構成されている。支持ブロック５の一面には誘電体基板６が実装されるとともに、温度制御モジュール４の冷却面４ｃ上には支持ブロック７が実装されている。支持ブロック７の一面には誘電体基板８が実装され、誘電体基板８上には半導体光変調素子９が実装されている。半導体光変調素子９としては、例えば、ＩｎＧａＡｓＰ系あるいはＡｌＩｎＧａＡｓ系量子井戸吸収層を用いた電界吸収型光変調器と分布帰還型レーザダイオードとをモノリシックに集積した変調器集積型レーザ（ＥＡＭ−ＬＤ）を用いることができる。光変調器として、半導体ＭＺ（Mach-Zehnder）光変調器などを用いることもできる。なお、図１において、金属ステム１の手前側、すなわち種々の部材が実装されている部分は、例えば窒素などで封止されるが、図１では金属ステム貫通部３０以外の封止の構造は省略している。金属ステム１の反対側には、半導体光変調素子９を変調するための、例えば１０ＧＨｚ以上の高周波信号を出力するドライバなどが実装されたフレキシブルプリント基板１８などが配置されている。
【００１３】
誘電体基板６上には、信号導体１０を形成する。信号導体１０とグランド導体１１およびグランド導体１２との間隔を一定に保った状態で誘電体基板６上の全面に形成することにより、コプレナ線路を構成することができる。また、グランド導体１１およびグランド導体１２は、誘電体基板６に形成されたスルーホール、キャスタレーションあるいは側面のメタルを介して支持ブロック５と電気的に接続してもよい。
【００１４】
また、誘電体基板８上には、信号導体１４、信号導体１５、信号導体１６およびグランド導体１３が形成されている。なお、グランド導体１３は、信号導体１４と所定の間隔を隔てて誘電体基板８上に形成されている。通常、誘電体基板８の裏面もグランド導体１３と同じ接地電位になる導体が形成されている。またグランド導体１３は、誘電体基板８の側面にも形成するようにしてもよい。
【００１５】
なお、支持ブロック５および支持ブロック７の材料は、例えば、銅、鉄、アルミニウムまたはステンレスなどの金属を用いることができる。あるいは、支持ブロック５および支持ブロック７として、セラミックあるいは樹脂などの絶縁体に金属が被覆された構造を用いるようにしてもよい。誘電体基板６および誘電体基板８の材料は、例えば、ＡｌＮあるいはアルミナなどのセラミックを用いることができる。また、エポキシなどの樹脂を用いることもできる。なお、支持ブロック５は、リードピン２の近傍に配置することが好ましい。また、支持ブロック７は、誘電体基板６の近傍に配置することが好ましい。
【００１６】
そして、リードピン２の一端と信号導体１０の一端とは接着剤１７を介して互いに接続されている。リードピン２の他端は、半導体光変調素子９を変調するための高周波の信号を出力するドライバなどが実装されたフレキシブルプリント基板１８（ＰＣＢ１８と称することもある）と接続されている。また、信号導体１０の他端と信号導体１４の一端とはボンディングワイヤ１９を介して互いに接続されている。また、グランド導体１１およびグランド導体１２とグランド導体１３とはボンディングワイヤ２０およびボンディングワイヤ２１を介して互いに接続されている。いずれのボンディングワイヤも本数に制限は無い。また、ボンディングワイヤ２０とボンディングワイヤ２１は両方備えていなくても、いずれか一方のみが備えられている構成でもよい。また、半導体光変調素子９はボンディングワイヤ２２を介し、信号導体１４、および信号導体１５に接続されている。
【００１７】
信号導体１５と信号導体１６の間に第一抵抗２３が接続されており、信号導体１６とグランド導体１３との間に第二抵抗２４が接続されている．そして、信号導体１６とグランド導体１３との間に容量２５が接続されている。容量２５は、例えば、ＭＩＭキャパシタを用いることができる。容量２５は、誘電体部材を導体で挟んだ構成であればよく、後述の実施の形態２あるいは実施の形態３で説明するように、種々の構成をとることができる。
【００１８】
図１および図２に示した実施の形態１による光モジュールの回路図を図３に示す。図３に示すとおり、実施の形態１による光モジュールにおいては、半導体光変調素子９に並列に、終端整合回路２００が接続されている。終端整合回路２００は、第一抵抗２３と、第二抵抗２４と容量２５との並列体と、を直列に接続した構成となっている。ＰＣＢ１８に実装されているドライバ３００から半導体光変調素子９の間は、ＰＣＢ１８上に形成されている信号線路３０１、ＰＣＢ１８の信号線路３０１と金属ステム貫通部３０の間を接続する信号線路３０２、金属ステム貫通部３０、信号導体１０とグランド導体１２およびグランド導体１１で構成されるコプレナ線路である信号線路１００、ボンディングワイヤ１９、信号導体１４とグランド導体１３で構成されるコプレナ線路である信号線路１４０、およびボンディングワイヤ２２、で構成される線路で接続され、高周波の信号が半導体光変調素子９に給電される。なお、本願では、金属ステム１と、図１で示す金属ステム１の手前側、すなわち種々の部材が実装されている部分とを含む部分、すなわち図３の符号５００で示す部分を光モジュール５００と称し、ドライバを含む、図３で示す全体を光送信器６００と称することとする。
【００１９】
次に動作について説明する。半導体光変調素子９には寄生容量成分、寄生抵抗成分、電極と接続するボンディングワイヤの寄生インダクタンス成分が存在し、入力信号の周波数が高周波になるにしたがって、インピーダンス整合が取れなくなる。一方、金属ステム１の金属ステム貫通部３０は、気密性、信頼性の観点から、リードピン２の径がΦ０．３〜０．４、ガラス材３の径がΦ０．７〜０．８程度、ガラスの比誘電率εr=５．５〜７．０程度であり、インピーダンスにすると、２０〜３０Ωとなる。
【００２０】
図５は、金属ステム貫通部３０を拡大して示す図である。金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスZは次式であらわされる。
ｚ = SQRT(μ/ε) ｘ (1/2 x π) x Log(b/a)
ここで，μはリードピン２の透磁率、εは金属ステム貫通部封止材料である誘電体部材３の誘電率、aはリードピン２の径、bは金属ステム貫通部の径（貫通孔の内径＝誘電体部材３の外径）、である。
【００２１】
図６は、リードピンの透磁率を１とし、誘電体部材３の比誘電率と、リードピン径ａに対する金属ステム貫通部の径ｂの比、b/aをパラメータとした場合の金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスのシミュレーション結果を示す。金属ステム貫通部の誘電体部材３はパッケージ内部の気密が保たれる限り、ガラス以外の誘電体材料を使用しても構わない。一般的に、回路は線路インピーダンスを５０Ωとして設計されることが多いが、図６に示されるように、気密封止することを考慮して誘電体部材の材料およびb/aを選択すると、金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスを５０Ωにすることが難しく、特性インピーダンスが２５Ω前後となってしまう。
【００２２】
図３の回路図で示す実施の形態１による光モジュールの動作を、図４の回路図で示す比較例の光モジュールの動作と比較しながら説明する。図４の回路図は、図１および図２の構成において、第一抵抗２３と、第二抵抗２４と容量２５との並列体と、を直列に接続した構成となっている終端整合回路２００を、例えば抵抗値５０Ωの抵抗２４０のみで構成される終端整合回路２１０としたものである。一般的な５０Ω系で設計する場合、半導体光変調素子９の終端整合回路として設ける終端抵抗は、図４の抵抗２４０に示すように、電圧振幅を効率的に確保するために５０Ω程度に合わせる。また、図３のドライバ３００、信号線路３０１、信号線路３０２、信号線路１００、信号線路１４０にそれぞれ相当する、ドライバ４００、信号線路４０１、信号線路４０２、信号線路１０１、信号線路１４１もインピーダンスを５０Ωに合わせる。しかし、これでは、信号の周波数が高くなるにつれ、金属ステム貫通部３０とのインピーダンス整合が取れなくなる。そのため、電気信号の高周波成分は半導体光変調素子９で一部が反射して金属ステム貫通部３０側に戻り、金属ステム貫通部３０でまた一部が反射して戻ってくる。
【００２３】
進行波をY0として振幅を規格化すると次式であらわされる。
Y0 = sin(ωt)
半導体光変調素子９での反射率をρ1、金属ステム貫通部３０での反射率をρ2とすると、反射波Y1は、
Y1 = ρ1 x ρ2 x sin(ωt - Φ)
とあらわせ、合成波Y2は
Y2 = Y0 + Y1 = sin(ωt)+ρ1 x ρ2 x sin(ωt - Φ)
= A x sin(ωt+Θ)
とあらわせる。ただし、
A = [ [ 1 + ρ1 x ρ2 x cos(Φ) ]2 + [ρ1 x ρ2 x sin(Φ) ]2 ]1/2
TanΘ ＝ - [ ρ1 x ρ2 x sin(Φ) ] / [1 + ρ1 x ρ2 x cos(Φ) ]
となる。
【００２４】
また、反射波の位相Φは、半導体光変調素子９と金属ステム貫通部３０の間の長さをＬ、周波数をf、伝送路中の信号速度をc'とすると、
Φ = 2L x ( f / c') x 2π
とあらわせる。
【００２５】
上記の式から、合成波の振幅Ａは反射率と、半導体光変調素子９と金属ステム貫通部３０間の実効的な電気長に大きく依存し、周波数依存性を持つことが分かる。単に遮断周波数を広帯域化させるという観点では、金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスに終端整合回路および線路のインピーダンスを整合させるのが好ましいが、ＤＣ利得が低下してしまうため、入力信号の振幅劣化を招く。
【００２６】
実施の形態１の光モジュールでは、半導体光変調素子９に高い周波数の信号を入力したときの反射率ρ１の低減とＤＣ利得の劣化を抑制することを目的としている。図４に示す比較例の５０Ωの抵抗で構成された終端整合回路２１０を、図３に示す終端整合回路２００、すなわち、第一抵抗２３に、第二抵抗２４と容量２５との並列体を直列接続した構成とすることで、入力信号の周波数が高くなるにつれ、終端整合回路２００の合成インピーダンスは第一抵抗２３の値に等しくなる。終端整合回路２００の合成インピーダンスは次式であらわされる。
Z = R1 + 1 /( ( 1 / R2 ) + ( jωC ) )
ここで、R1は第一抵抗２３の抵抗値、R2は第二抵抗２４の抵抗値、Cは容量２５の容量である。図７に、第一抵抗２３および第二抵抗２４の抵抗値をそれぞれ２５Ωとし、容量２５の値を０．０１ｐＦ〜５．００ｐＦとしたときの終端整合回路２００の合成インピーダンスを示す。
【００２７】
このとき、信号線路１００、および信号線路１４０の線路インピーダンス、フレキシブルプリント基板１８から金属ステム貫通部３０までの信号線路３０１および信号線路３０２の線路インピーダンス、および第一抵抗２３の抵抗値は、半導体光変調素子９と金属ステム貫通部３０の間で生じる多重反射を抑制するため、金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスと同等の値にするのが好ましい。この同等の値とは、正確に金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスと等しくなくても、多重反射を抑制する効果がある範囲で、実質的に等しい値として設定すればよいことを意味する。例えば、金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスの0.8〜1.2倍の範囲に設定することが好ましい。さらに、ＤＣ利得の観点から、第二抵抗２４の抵抗値も、金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスと実質的に等しい値に設定するのが好ましい。
【００２８】
図８Ａおよび図８Ｂは、図３および比較例としての図４に示す終端整合回路による光モジュールの周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。図８Ａおよび図８Ｂは、図３および図４のＡで示す位置をポート１とし、Ｂで示す位置をポート２とする、Ｓパラメータのうち、Ｓ１１（反射成分）およびＳ２１（透過成分）の周波数特性を示している。このシミュレーション結果のうち、実線で示す本実施例は、図３に示す第一抵抗２３および第二抵抗２４の抵抗値をいずれも２５Ω、容量２５を０．１ｐＦとした実施例の高周波応答特性を示している。また、比較例による５０ｏｈｍ整合として示す破線は、図４に示す終端整合回路２１０の終端抵抗２４０を５０Ωとした場合の特性、２５ｏｈｍ整合として示す破線は、図４に示す終端抵抗２４０を２５Ωとし、各信号線路のインピーダンスも２５Ωとした場合の特性である。これらの図から、本実施例によれば、終端整合回路２００のインピーダンスが、ＤＣ側では５０Ωとなり、高周波側では２５Ωとなるため、ＤＣ利得の劣化を抑制しつつ、高周波では多重反射による影響が低減され、周波数応答特性が改善されることがわかる。
【００２９】
以上説明したように、実施の形態１による光モジュールは、金属ステム貫通部３０を介して、変調のための信号を半導体光変調素子９に給電する構成において、半導体光変調素子９に並列に接続される終端整合回路２００を、第一抵抗２３と、第二抵抗２４と容量２５の並列体との直列接続体としたので、ＤＣ利得の劣化を抑制しつつ、高周波では多重反射による影響が低減され、周波数応答特性が改善される効果がある。また、第一抵抗２３および第二抵抗２４の抵抗値を、金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスと実質的に等しい値とすることで、特に効果がある。
【００３０】
実施の形態２．
図９は、実施の形態２による光モジュールの要部を示す平面図である。図３の回路図で示す容量２５を、半導体光変調素子９が搭載された誘電体基板８の誘電体材料と導体２６とで構成する。容量は次式であらわされる。
C = ε0 x εr x A / d
このとき、ε0は真空誘電率、εrは誘電体材料の比誘電率、Aは導体の面積、dは誘電体材料の厚みを示す。
【００３１】
導体２６とグランド導体１３間に誘電体基板８の誘電体材料を挟み込むことで、平行平板コンデンサと同じ効果が得られる。また、導体２６とグランド導体１３はコプレナ線路としても機能するため、表裏間の容量に加えて表面上での容量も加わる。このような構成にすることで、安価に容量成分を付加することができる。
【００３２】
実施の形態３．
図１０は、実施の形態３による光モジュールの要部を示す平面図である。図３の回路図で示す容量２５を、信号導体１６とグランド導体１３との間に薄膜誘電体２７を挟んで、いわゆるＭＩＭキャパシタを構成する。例えば、信号導体１６の裏面、あるいはグランド導体１３の信号導体１６と対向する面に、厚み０．３um程度のＳｉＯ２などで薄膜誘電体２７を形成することで、容量２５を実現できる。ＳｉＯ２の比誘電率εrは４．０〜４．５程度なので、上記の容量の式を参照すると、３０um□程度の面積で０．１ｐＦ程度の容量を付けることが可能となり、省スペースに構成することが可能となる。
【００３３】
実施の形態４．
図１１は、実施の形態４による光モジュールの要部を示す平面図である。誘電体基板を、実施の形態１で説明した誘電体基板６と誘電体基板８を一体化した誘電体基板４５で構成するようにした。リードピン２から、誘電体基板４５上に形成された信号導体１１０を介してボンディングワイヤ２２により半導体光変調素子９に給電する構成としている。このため、実施の形態１から実施の形態３の構成では必要であった、誘電体基板６と誘電体基板８との間を接続するボンディングワイヤ１９〜２１の省略が可能となる。この構成では、リードピン２からボンディングワイヤ２２まで、信号導体１１０とグランド導体１３で構成されるコプレナ線路として、コプレナ線路の特性インピーダンスを、例えば金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスに合わせた２５Ωとして構成することができる。
【００３４】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、実施の形態１から実施の形態３で示したボンディングワイヤ１９〜２１がある構成による光モジュール、および、ボンディングワイヤ１９〜２１が省略され、金属ステム貫通部３０から半導体光変調素子９へのボンディングワイヤ２２までを一つのコプレナ線路で構成した実施の形態４の構成の光モジュールの高周波応答特性を示している。例として、第一抵抗２３および第二抵抗２４はいずれも２５Ω、容量２５は０．１ｐＦのシミュレーション結果を示している。本実施の形態４によれば、ボンディングワイヤ１９〜２１を省略することで、ワイヤインダクタンスの影響がなくなるため、実施の形態１から実施の形態３に比較して、さらに遮断周波数の改善が可能であることがわかる。
【００３５】
実施の形態５．
図１３および図１４は、実施の形態１から４に開示した光モジュールの半導体光変調素子９に給電する、変調のための高周波の信号を発生するドライバ、すなわち図３に示したドライバ３００の例を示す回路図である（図中から、ＤＣ電圧を重畳するためのバイアス回路、プルアップ回路は省略）。図１３で示すドライバ３００の構成は、例えば、半導体光変調素子９を搭載した光モジュールの変調に用いられる単相駆動型のドライバＩＣに代表される出力インピーダンスが５０ΩのドライバＩＣ３１０を用いて構成する場合を示している。ドライバＩＣ３１０の一方の出力端に抵抗値５０Ωの抵抗３３７を、他方の出力端に同じく抵抗値５０Ωの抵抗３３８を接続することで、ドライバＩＣ３１０の出力インピーダンスを２５Ωに変換することができ、金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスが２５Ωの場合に整合を取ることができる。抵抗３３７が接続された出力端から信号線路３２８を介して接続された容量３４１に、図３に示す線路インピーダンスが２５Ωの信号線路３０１を接続する。抵抗３３８が接続されたドライバＩＣ３１０のもう一方の出力端は、信号線路３３０を介して容量３４２が接続され、容量３４２の他端は線路インピーダンスが２５Ωの信号線路３３１を介して、抵抗値２５Ωの抵抗３３９を接続する。この構成により、ＤＣ利得は劣化するが、遮断周波数の改善が可能である。
【００３６】
図１４は、接続するドライバＩＣが直接変調型レーザ（ＤＭＬ：Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｌａｓｅｒ）の変調に用いられている、差動駆動型のドライバＩＣを用いた例を示している。この場合、ドライバＩＣ３２０自体の出力インピーダンスが２５Ωなので、一方の出力端に信号線路３３３を介して接続された容量３４３に、図３に示す線路インピーダンスが２５Ωの信号線路３０１を接続する。ドライバＩＣ３２０の他方の出力端には信号線路３３５を介して容量３４４が接続され、容量３４４の他端は線路インピーダンス２５Ωの信号線路３３６を介して、抵抗値２５Ωの抵抗３４０が接続されている。通常、ＤＭＬ光モジュールの差動線路に接続される信号線路３３６を２５Ωで終端することで、ＤＣ利得の劣化を抑制しつつ、遮断周波数の改善が可能である。さらにＤＭＬに使用されるドライバＩＣが適用できるため、安価に製造できる。
【００３７】
図１５に、図１３および図１４に示したドライバ３００を用いた場合の、高周波応答特性のシミュレーション結果を示す。図１４に示す、出力インピーダンスが２５ΩのドライバＩＣ３２０を用いたドライバ３００の方が、ＤＣ利得の劣化が抑制されているが、いずれも遮断特性は良好であることが示されている。以上では、金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスを２５Ωとし、ドライバ３００の出力インピーダンスを２５Ωとして説明したが、ドライバ３００の出力インピーダンスは、正確に金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスに合わせなくても、以上で開示した効果を奏する範囲で、金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスと実質的に等しい値とすれば良く、例えば金属ステム貫通部３０の特性インピーダンスの0.8〜1.2倍の範囲の値とするのが好ましい。
【００３８】
本願には、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００３９】
１  金属ステム、２  リードピン、３  誘電体部材、８、４５  誘電体基板、９  半導体光変調素子、１３  グランド導体、２３  第一抵抗、２４  第二抵抗、２５  容量、２６  導体、３０  金属ステム貫通部、２００  終端整合回路、３００  ドライバ、５００  光モジュール、６００  光送信器
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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