(57)【要約】      （修正有）【課題】故障した半導体素子の代替を行うことができる信頼性を向上させた光モジュールを提供する。【解決手段】光モジュールは、ｐ型の下部ＤＢＲ、活性領域、および下部ＤＢＲとともに共振器を構成するｎ型の上部ＤＢＲを含むＶＣＳＥＬ素子が基板上に複数形成されたＶＣＳＥＬアレイと、ＶＣＳＥＬ素子Ａを順方向バイアスで駆動し、これに隣接するＶＣＳＥＬ素子Ｂを逆方向バイアスで駆動する駆動回路５４、５６と、ＶＣＳＥＬ素子Ａが故障したか否かを検出する故障検出回路５２と、故障検出回路５２によりＶＣＳＥＬ素子Ａの故障が検出されたとき、ＶＣＳＥＬ素子Ｂの駆動を逆バイアスから順方向バイアスに切替る切替回路５８とを有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１導電型の第１の半導体多層膜、活性領域、および第１の半導体多層膜とともに共振器を構成する第２導電型の第２の半導体多層膜を含む半導体素子が基板上に複数形成された半導体素子アレイと、
前記複数の半導体素子の中の第１の半導体素子を順方向バイアスで駆動し、第１の半導体素子に隣接する第２の半導体素子を逆方向バイアスで駆動する駆動手段と、
第１の半導体素子の発光状態に応答して得られた第２の半導体素子の出力信号を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づき第２の半導体素子の駆動を逆バイアスから順方向バイアスに切り替える切換手段と、
を有する光モジュール。
【請求項２】
前記検出手段は、第２の半導体素子からの出力信号がしきい値以下であるか否かを比較し、前記切替手段は、前記出力信号がしきい値以下であるとき、第２の半導体素子の駆動を逆バイアスから順方向バイアスに切り替える、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記複数の半導体素子は、レーザ光の発光部となるポストをそれぞれ含み、第２の半導体素子は、第１の半導体素子のポストから放出された光の反射光または漏れ光を受光し、当該受光に応答した電気信号を出力する、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記駆動手段は、順方向バイアス駆動回路と逆方向バイアス駆動回路を含み、前記切替手段は、前記順方向バイアス駆動回路を第１の半導体素子に接続し、前記逆方向バイアス駆動回路を第２の半導体素子に接続し、さらに前記切替手段は、前記検出手段により第１の半導体素子の故障が検出されたとき、前記順方向バイアス駆動回路を第２の半導体素子に接続する、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記複数の半導体素子の各ポストは、基板上に等間隔で配置されている、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記複数の半導体素子のポストは、基板上に線対称に配置されている、請求項５に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記複数の半導体素子は、面発光型半導体レーザ素子である、請求項１ないし６いずれか１つに記載の光モジュール。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか１つに記載の光モジュールと、前記光モジュールから出射された光信号を伝達する光ファイバと、前記光ファイバによって伝送された光信号を受信する受信モジュールとを有する光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信あるいは光情報処理の光源として利用される光モジュールに関し、特に面発光型半導体レーザ素子を用いた光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信や光記録等の技術分野において、面発光型半導体レーザ（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser：以下ＶＣＳＥＬと呼ぶ）の光源への関心が高まっている。ＶＣＳＥＬは、しきい値電流が低く消費電力が小さい、円形の光スポットが容易に得られる、ウエハ状態での評価や光源の２次元アレイ化が可能であるといった、端面発光型半導体レーザにはない優れた特長を有する。これらの特長を生かし、光通信や光情報処理の分野において、光源としての利用が期待されている。そこで、ＶＣＳＥＬを用いた半導体発光装置に関する技術がいくつかの特許文献により開示されている。
【０００３】
非特許文献１は、レーザ光を出射するＶＣＳＥＬが形成された基板と同一基板上に、受信用ＰＤ（フォトダイオード）を形成することにより、発光素子と受光素子がモノリシックに形成された双方向通信用モジュールを開示している。
【０００４】
【非特許文献１】双方向光学データ転送のためにモノリシックに集積されたＧａＡｓベースのトランシーバチップ，マーティンスタック、フェルナンドリナルディ、アニュアルポート2005、ｐｐ37−40、オプトエレクトロニクスデパートメント、ユーエルエム（Ｕｌｍ）ユニバーシティ、インターネット＜http://www-opto.e-technik.uni-ulm.de/forschung/jahresbericht/2005/ar2005.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＶＣＳＥＬの故障モードの１つにＶＣＳＥＬの発光が突然停止してしまう頓死と呼ばれるものがある。複数のＶＣＳＥＬを同時点灯するようなアレイ光源の場合に、その１つのＶＣＳＥＬが頓死しても大きな問題にはならないが、単一のＶＣＳＥＬを変調して光通信を行っている場合に、そのＶＣＳＥＬが頓死してしまうと、それは、高い信頼性が要求される通信分野において大きな問題となる。ＶＣＳＥＬの頓死の原因を解明する研究が行われているが、未だ頓死を防止するための策は見出されていない。他方、頓死の可能性のあるＶＣＳＥＬを用いた光通信分野において、ＶＣＳＥＬに頓死が発生した場合に、それに対処決する効果的な策もまた何ら講じられていないのが現状である。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するものであり、故障した半導体素子の代替を行うことができる信頼性を向上させた光モジュール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】
【０００７】
本発明に係る光モジュールは、少なくとも第１導電型の第１の半導体多層膜、活性領域、および第１の半導体多層膜とともに共振器を構成する第２導電型の第２の半導体多層膜を含む半導体素子が基板上に複数形成された半導体素子アレイと、前記複数の半導体素子の中の第１の半導体素子を順方向バイアスで駆動し、第１の半導体素子に隣接する第２の半導体素子を逆方向バイアスで駆動する駆動手段と、第１の半導体素子の発光状態に応答して得られた第２の半導体素子の出力信号を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づき第２の半導体素子の駆動を逆バイアスから順方向バイアスに切り替える切換手段とを有する。
【０００８】
好ましくは検出手段は、第２の半導体素子からの出力信号がしきい値以下であるか否かを比較し、前記切替手段は、前記出力信号がしきい値以下であるとき、第２の半導体素子の駆動を逆バイアスから順方向バイアスに切り替える。好ましくは、複数の半導体素子は、レーザ光の発光部となるポストをそれぞれ含み、第２の半導体素子は、第１の半導体素子のポストから放出された光の反射光または漏れ光を受光し、当該受光に応答した電気信号を出力する。
【０００９】
好ましくは駆動手段は、順方向バイアス駆動回路と逆方向バイアス駆動回路を含み、前記切替手段は、前記順方向バイアス駆動回路を第１の半導体素子に接続し、前記逆方向バイアス駆動回路を第２の半導体素子に接続し、さらに前記切替手段は、前記検出手段により第１の半導体素子の故障が検出されたとき、前記順方向バイアス駆動回路を第２の半導体素子に接続する。また、好ましくは複数の半導体素子の各ポストは、基板上に等間隔で配置され、また、複数の半導体素子のポストは、基板上に線対称に配置されていることが好ましい。複数の半導体素子は、例えば面発光型半導体レーザ素子である。
【００１０】
本発明に係る光通信システムは、上記構成の光モジュールと、前記光モジュールから出射された光信号を伝達する光ファイバと、前記光ファイバによって伝送された光信号を受信する受信モジュールとを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１の半導体素子の発光状態を第２の半導体素子の出力信号により検出し、その検出結果に基づき、第２の半導体素子の駆動を逆バイアスから順方向バイアスに切り替えることで、連続的または継続的な発光を得ることができる。これにより、光モジュールの半導体素子の頓死のような故障に対する信頼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】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係る光モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施例に係る光モジュール１０は、金属製の円盤状のステム１２と、ステム１２の上面に取り付けされたサブマウント１４と、サブマウント１４上に搭載されたＶＣＳＥＬアレイ１６と、サブマウント１４上に搭載された集積回路チップ１８と、ステム１２に接続された円筒状のキャップ２０と、ステム１２の底面側に取り付けられた複数の導電性金属からなるリード端子２２ａ、２２ｂ、２２ｃとを含んでいる。
【００１４】
キャップ２０の上面中央には円形状の開口２０ａが形成され、開口２０ａを塞ぐように内側にガラス平板２０ｂが取り付けられている。ガラス平板２０ｂは、ＶＣＳＥＬアレイ１６から出射されたレーザ光を透過する。キャップ２０およびガラス平板２０ｂによりステム１２上に形成された空間は、好ましくは気密封止され、ＶＣＳＥＬアレイ１６および集積回路チップ１８を外部環境から保護する。
【００１５】
ステム１２には、リード端子２２ａ〜２２ｃを挿入するための貫通孔（図示省略）が形成されている。各リード端子は、貫通孔のガラス等の皮膜によりステム１２と電気的に絶縁されている。リード端子２２ａ〜２２ｃは、内部空間内に通じ、ＶＣＳＥＬアレイ１６や集積回路チップ１８と電気的に接続される。例えば、リード端子２２ａは、ＶＣＳＥＬ素子を駆動するための入力信号を入力する端子、リード端子２２ｂは、集積回路チップ１８への電力供給端子、リード端子２２ｃは、共通のグランド端子である。
【００１６】
図２は、図１に示すＶＣＳＥＬアレイの平面図、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。本実施例では、ＶＣＳＥＬアレイ１６に、２つのＶＣＳＥＬ素子を形成する例を示すが、これは一例であり、それより多くのＶＣＳＥＬ素子を形成することができる。
【００１７】
図２に示すように、ＶＣＳＥＬアレイ１６を構成する矩形状の半導体チップ（基板）のほぼ中心を通る中心線Ｃを線対称にして、左側部分にはＶＣＳＥＬ素子Ａが形成され、右側部分にはＶＣＳＥＬ素子Ｂが形成されている。ＶＣＳＥＬ素子ＡおよびＢの基本的な構成は同一であり、それぞれ同一構成については同一参照番号を付してある。
【００１８】
ＶＣＳＥＬアレイ１６は、図３に示すように、絶縁性基板１００上に、ｐ型のＧａＡｓ層１０２、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓの対を複数含む半導体多層膜からなるｐ型の下部ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector:分布ブラッグ型反射鏡）１０４、ｐ型のＡｌＡｓからなる電流狭窄層１０６、量子井戸活性層を含む活性領域１０８、Ａｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓの対を複数含む半導体多層膜からなるｎ型の上部ＤＢＲ１１０、ｎ型のＧａＡｓコンタクト層１１２を含む半導体層を積層している。積層された半導体層をエッチングすることにより円筒状のポスト（またはメサ）Ｐが形成されている。
【００１９】
ポストＰの底部、側部および頂部を覆うように基板全面にＳｉＯＮ、ＳｉＯｘ等の層間絶縁膜１１４が形成され、次いで、層間絶縁膜１１４には、ＶＣＳＥＬ素子との電気的なコンタクトをとるためのコンタクトホールホール１１４ａ、１１４ｂが形成されている。コンタクトホール１１４ａは、ポストＰの頂部において、ｎ型のコンタクト層１１２を露出するような環状またはリング状の開口であり、コンタクトホール１１４ｂは、ポスト底部においてｐ型の下部ＤＢＲ１０４を露出するための円弧状の開口（図２に破線で示す）である。
【００２０】
ポストＰの頂部の層間絶縁膜１１４上には、導電性材料からなる環状のｎ側電極１１６が形成され、ｎ側電極１１６は、コンタクトホール１１４ａを介してコンタクト層１１２にオーミック接続されている。ｎ側電極１１６には、例えば、腐食に強いＡｕまたはＡｕ／Ｔｉの積層が用いられる。環状のｎ側電極１１６の中央に形成された開口は、レーザ光の出射領域を規定する。出射領域の開口は、好ましくは出射保護膜１１８により保護されている。この出射保護膜１１８は、層間絶縁膜１１４と同一の絶縁性材料であってもよい。ポストＰの底部には、コンタクトホール１１４ｂを介して下部ＤＢＲ１０４に電気的に接続されるｐ側電極１２０が形成される。ｐ側電極１２０は、例えばＡｕまたはＡｕ／Ｔｉから構成される。
【００２１】
下部ＤＢＲ１０４と上部ＤＢＲ１１０は、共振器構造を形成し、これらの間に電流狭窄層１０６および活性領域１０８が介在される。電流狭窄層１０６は、ポストＰの側面において露出されたＡｌＡｓを選択的に酸化させた酸化領域１０６ａと酸化領域によって包囲された円形状の導電性領域を含み、導電性領域内に電流および光の閉じ込めを行う。この導電性領域の中心は、ｎ側電極１１６の開口の中心に一致する。
【００２２】
基板１００には、中心線Ｃを通る溝Ｄが形成されている。溝Ｄは、好ましくは、基板１００に到達する深さであり、その間隔ｄは、約５μｍである。溝Ｄを形成することにより、アレイ上のＶＣＳＥＬ素子ＡとＶＣＳＥＬ素子Ｂとの電気的な絶縁が行われる。
【００２３】
図２に示すように、ＶＣＳＥＬ素子Ａ、ＢのポストＰの周辺にはパッド形成領域Ｆがそれぞれ形成されている。パッド形成領域Ｆには、ｎ側電極１１６から配線パターン３４を介して接続された電極パッド３０と、ｐ側電極１２０から配線パターン３６を介して接続された電極パッド３２とが形成されている。これらの電極パッド３０、３２は、層間絶縁膜１１４によって上部ＤＢＲとは電気的に絶縁されている。このように構成されたＶＣＳＥＬ素子Ａ、Ｂは、順方向バイアス電流を印加することで、例えば８５０ｎｍのレーザ光をｎ側電極１１６の開口から基板と垂直方向に出射することができる。
【００２４】
図４は、集積回路チップに形成された回路の構成を示すブロック図である。集積回路チップ１８には、受光素子として動作させたＶＣＳＥＬ素子からの電気信号を増幅する増幅回路５０、増幅回路５０により増幅された電気信号としきい値とを比較し、発光素子として動作させたＶＣＳＥＬ素子が故障したか否かを検出する故障検出回路５２、ＶＣＳＥＬ素子を順バイアスで駆動するための順バイアス駆動回路５４、ＶＣＳＥＬ素子を逆バイアスで駆動するための逆バイアス駆動回路５６、および故障検出回路５２からの出力に基づきＶＣＳＥＬ素子の順バイアスと逆バイアスの駆動を切り替える切替回路５８とを備えている。
【００２５】
本実施例では、順バイアス駆動回路５４は、リード端子２２ａからの入力信号に応答してＶＣＳＥＬ素子を駆動するのに十分な順バイアス駆動電流を供給する。逆バイアス駆動回路５６は、後述するようにＶＣＳＥＬ素子を受光素子として動作させるのに十分な逆バイアス電圧を提供する。
【００２６】
次に、本実施例の光モジュールの動作について説明する。光モジュールは、初期使用時すなわち通常時に、図５（ａ）に示すように、ＶＣＳＥＬ素子Ａを順方向バイアスで駆動させ、ＶＣＳＥＬ素子Ｂを逆バイアスで駆動させる。すなわち、順バイアス駆動回路５４は、ＶＣＳＥＬ素子Ａの電極パッド３０、３２に順方向の駆動電流を供給し、ＶＣＳＥＬ素子Ａを発光素子として動作させる。逆バイアス駆動回路５６は、ＶＣＳＥＬ素子Ｂの電極パッド３０、３２に逆バイアス電圧を印加し、ＶＣＳＥＬＢを受光素子として動作させる。
【００２７】
このときの動作を図６に示す。ＶＣＳＥＬ素子Ａにおいて、ｎ側電極１１６から電子が注入され、ｐ側電極１２０から正孔が注入され、注入された電子および正孔は、活性領域１０８で再結合し、光が発生する。発生した光は、下部ＤＢＲ１０４と上部ＤＢＲ１１０により形成された共振器において増幅され、一定の光強度レベルに達した光はレーザ光Ｌとしてｎ側電極１１６の中央の開口から出射される。このとき、レーザ光は僅かではあるが横方向にも広がり、活性領域１０８近傍から漏れ光Ｓが発生する。漏れ光Ｓは、ポストＰの側面から層間絶縁膜１１４を透過し、隣接するＶＣＳＥＬ素子ＢのポストＰの側面に到達する。
【００２８】
漏れ光ＳがＶＣＳＥＬ素子Ｂの活性領域１０８に入射されると、その光によって活性領域１０８には電子・正孔対が発生する。また、ＶＣＳＥＬ素子ＡのポストＰからの漏れ光Ｓ以外にも、ＶＣＳＥＬ素子Ａから出射されたレーザ光Ｌの一部がガラス平板２０ｂ等により反射し、その反射光がＶＣＳＥＬ素子Ｂに入射されてもよい。ＶＣＳＥＬ素子Ｂは、逆方向にバイアスされているため、電子は、正側にバイアスされたｎ側電極１１６へ引き寄せられ、正孔は、負側にバイアスされたｐ側電極１２０に引き寄せられ、ＶＣＳＥＬ素子Ｂにおいて、入射光に応じた微小電流が発生される。
【００２９】
ＶＣＳＥＬ素子Ｂで発生された微小電流は、増幅回路５０により増幅され、次いで、故障検出回路５２へ出力される。故障検出回路５２は、増幅された電気信号としきい値とを比較し、電気信号がしきい値よりも小さいとき、ＶＣＳＥＬ素子Ａが故障したと判定する。仮に、ＶＣＳＥＬ素子Ａが頓死したのであれば、ＶＣＳＥＬ素子Ｂは、漏れ光Ｓまたは反射光を全く入射しないので、電気信号出力されないか電気信号はゼロである。言い換えれば、このような電気信号を検出したとき、ＶＣＳＥＬ素子Ａが頓死したと認定することができる。こうして、ＶＣＳＥＬ素子ＢによってＶＣＳＥＬ素子Ａの発光状態あるいは故障が監視される。
【００３０】
故障検出回路５２は、ＶＣＳＥＬ素子Ｂの出力信号がしきい値以下またはゼロとなったとき、ＶＣＳＥＬ素子Ａが頓死したと認定し、この結果を切替回路５８へ出力する。これに応答して、切替回路５８は、図５（ｂ）に示すように、ＶＣＳＥＬ素子Ｂの駆動を逆バイアスから順方向バイアスに切り替え、これにより、ＶＣＳＥＬ素子Ｂを発光素子として動作させる。
【００３１】
図７は、ＶＣＳＥＬ素子Ａが故障した時、つまりＶＣＳＥＬ素子Ｂを発光素子として動作させるときの説明図である。ＶＣＳＥＬ素子Ａが故障すると、ＶＣＳＥＬ素子Ｂの活性領域１０８において、漏れ光Ｓによる電子・正孔対が生成されなくなり、電流は発生しない。このため、故障検出回路５２は、ＶＣＳＥＬ素子Ａが故障したと判定する。切替回路５８は、ＶＣＳＥＬ素子Ａの故障に応答して、順方向駆動回路５４により生成された順方向バイアス電流をＶＣＳＥＬ素子Ｂに提供する。これにより、ＶＣＳＥＬ素子Ｂは、ポストＰの頂部から変調されたレーザ光Ｌを出射する。
【００３２】
このように本実施例によれば、発光素子として動作されたＶＣＳＥＬ素子Ａの発光状態を隣接するＶＣＳＥＬ素子Ｂで監視することで、ＶＣＳＥＬ素子Ａの頓死等の故障を容易に検出することができ、ＶＣＳＥＬ素子Ａの故障に応答してＶＣＳＥＬ素子Ｂを発光素子として動作させることができる。これにより、本実施例の光モジュールは、連続的または継続的に発光を行うことができ、見かけ上、動作寿命が改善され、高い信頼性が要求される光通信システムの光源に利用することができる。
【００３３】
次に、本実施例の変形例について説明する。上記実施例では、ＶＣＳＥＬ素子ＡとＶＣＳＥＬ素子Ｂを電気的に絶縁するために、基板に到達する溝Ｄを形成したが、これに限らず、図８に示すように、溝Ｄ１を下部ＤＢＲ１０４の途中で停止するようにしてもよい。この場合、ＶＣＳＥＬ素子ＡとＶＣＳＥＬ素子Ｂのｐ側の素子領域が共通となるが、ｎ側の素子領域が電気的に分離されているので、ｎ側電極１１６にそれぞれ所望のバイアス電圧を印加する。さらに、基板は、絶縁性である必要はなく、ｐ型のＧａＡｓ基板を用いることができ、また、ｐ側電極を基板裏面に形成することができる。
【００３４】
また上記実施例は、下部ＤＢＲをｐ型、上部ＤＢＲをｎ型としたが、この導電型は反対であってもよい。さらに、ＶＣＳＥＬアレイに形成されるＶＣＳＥＬ素子は、２つに限らず、３つ以上であってよい。図９は、ＶＣＳＥＬアレイのレイアウト例を示す模式的な平面図である。図９（ａ）に示すように、ＶＣＳＥＬアレイ１６Ａ上には、３つのＶＣＳＥＬ素子のポストＰ１、Ｐ２、Ｐ３が正三角形の頂点を構成するように等間隔Ｌで配置されている。例えば、ポストＰ１が発光素子として使用されているとき、ポストＰ２がポストＰ１の発光状態を監視する受光素子として使用され、ポストＰ１が故障したとき、受光素子として用いられていたポストＰ２が発光素子に切り替わり、ポストＰ３がポストＰ２の発光状態を監視する受光素子として用いられる。ポストＰ２が故障したとき、ポストＰ３が発光素子に切り替わる。
【００３５】
図９（ｂ）は、ＶＣＳＥＬアレイ１６Ｂに４つのＶＣＳＥＬ素子のポストＰ１、Ｐ２、Ｐ４が正方形の頂点を構成するように配置されている。この場合にも、上記と同様に、隣接するポストを発光素子と受光素子に割り当て、ポストＰ１からＰ４に向けて故障が発生するたびに発光素子を切り替えることができる。
【００３６】
さらに、複数のＶＣＳＥＬ素子を同時に駆動する場合には、それぞれのＶＣＳＥＬ素子の動作状態を複数のＶＣＳＥＬ素子で監視し、いずれかのＶＣＳＥＬ素子が故障したとき、当該故障を検出したＶＣＳＥＬ素子を発光素子に切替えるようにしてもよい。例えば、図９（ｂ）において、ポストＰ１とポストＰ３を発光素子として同時駆動し、ポストＰ２とポストＰ４をポストＰ１とＰ３の発光状態を監視する受光素子として使用してもよい。
【００３７】
図１０は、本実施例の切替回路の他の例を示す図である。図１０（ａ）の通常時に示すように、第１の駆動回路５９ａは、切替回路５８のスイッチＳＷ１を閉じることによりＶＣＳＥＬ素子Ａの電極パッド３０、３２に順バイアスの駆動電流を供給する。第２の駆動回路５９ｂは、スイッチＳＷ２に第１の選択をさせることによりＶＣＳＥＬ素子Ｂの電極３０、３２に逆バイアス電圧を印加する。
【００３８】
ＶＣＳＥＬ素子Ａの故障が検出されると、スイッチＳＷ１が開き、第１の駆動回路５９ａはＶＣＳＥＬ素子Ａから切り離される。第２の駆動回路５９ｂは、スイッチＳＷ２に第２の選択をさせることによりＶＣＳＥＬ素子Ｂの電極パッド３０、３２に順バイアスの駆動電流を供給し、ＶＣＳＥＬ素子Ｂを発光素子として駆動する。なお、第１および第２の駆動回路５９ａ、５９ｂは、必ずしも個別の回路とする必要はなく、１つの駆動回路によって上記動作を実現するようにしてもよい。さらに、上記実施例では、ＶＣＳＥＬ素子の故障の検出方法として、受光素子から出力された電気信号としきいち値とを比較したが、これに限らず、マイクロコンピュータを用いてＶＣＳＥＬ素子の故障の判定を行うようにしてもよい。
【００３９】
さらに、図１における光モジュールは、キャンタイプのパッケージを例示したが、光モジュールは、これに限らずセラミックパッケージや樹脂封止パッケージであってもよい。樹脂封止の場合には、樹脂は光透過性の材料を用いるか、光透過用の窓を含む。さらに、上記実施例では、ＶＣＳＥＬアレイと集積回路チップとを同一のパッケージ内に搭載したが、集積回路チップを他のパッケージに搭載するようにしてもよい。さらに光モジュールは、平板ガラスに限らず、凹凸レンズ、球レンズなどをレーザ光の出射領域に配置するものであってもよい。
【００４０】
次に、本実施例に係る光モジュールを提供した光通信システムを図１１に示す。光通信システム２００は、本実施例の光モジュールを包含する送信モジュール２１０と、送信モジュール２１０から送信された光信号を伝送するマルチモード光ファイバ（ＭＭＦ）２２０と、ＭＭＦ２２０が伝送する光信号を受光する受信モジュール２３０を含んでいる。
【００４１】
送信モジュール２１０には、通常時、ＶＣＳＥＬ素子Ａにより駆動変調されたレーザ光を送信し、ＶＣＳＥＬ素子ＢによりＶＣＳＥＬ素子Ａの故障が検出されると、ＶＣＳＥＬ素子Ｂが発光素子に切替り、ＶＣＳＥＬ素子Ｂが駆動変調されたレーザ光を送信する。このように、光モジュールは、１つのＶＣＳＥＬ素子が故障してもその代替を行うことができるので、光モジュールの耐用年数が事実上が長くなり、光通信システムの信頼性を向上させることができる。
【００４２】
以上説明した実施例は例示的なものであり、これによって本発明の範囲が限定的に解釈されるべきものではなく、本発明の構成要件を満足する範囲内で他の方法によっても実現可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る光モジュールは、光通信、光学デバイス、光学システム等の各分野における光源に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は本発明の実施例に係る光モジュールの概略断面図である。
【図２】図１に示すＶＣＳＥＬアレイの平面図である。
【図３】図２に示すＶＣＳＥＬアレイのＡ−Ａ線断面図である。
【図４】光モジュールの集積回路チップに形成される回路の構成を示すブロック図である。
【図５】図５（ａ）は、通常時のＶＣＳＥＬ素子の駆動方法を説明する図であり、図５（ｂ）は、ＶＣＳＥＬ素子Ａが故障時のＶＣＳＥＬ素子Ｂの駆動方法を説明する図である。
【図６】通常時にＶＣＳＥＬ素子Ａを発光素子、ＶＣＳＥＬ素子Ｂを受光素子としたときの動作説明図である。
【図７】ＶＣＳＥＬ素子Ａが故障したときのＶＣＳＥＬ素子Ｂの動作説明図である。
【図８】本実施例の他のＶＣＳＥＬアレイの構成を示す断面図である。
【図９】本実施例の他のＶＣＳＥＬアレイの構成を示す模式的な平面図である。
【図１０】本実施例の他の切替回路の例を示す図である。
【図１１】本実施例の光モジュールを適用した光通信システムの構成例を示す図である。
【００４５】
１０：光モジュール                    １２：ステム
１４：サブマウント                    １６：ＶＣＳＥＬ
１８：集積回路チップ                  ２０：キャップ
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ：リード端子    ３０、３２：電極パッド
３４、３６：配線パターン              ５０：増幅回路
５２：故障検出回路                    ５４：順バイアス駆動回路
５６：逆バイアス駆動回路              ５８：切替回路
５９ａ、５９ｂ：駆動回路
２００：光通信システム                ２１０：送信モジュール
２２０：マルチモード光ファイバ        ２３０：受信モジュール
Ａ、Ｂ：ＶＣＳＥＬ素子                Ｆ：パッド形成領域
【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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