(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内にペルチェ素子を電気的に接続して設けるとともに該ペルチェ素子の上に導電性基板を搭載する一方、該導電性基板をワイヤーボンドによりケースグランドに接続したレーザモジュール構造において、
前記ペルチェ素子と前記導電性基板との間に共振を解消するための抵抗体を介在させて設けたことを特徴とするレーザモジュール共振防止構造。
【請求項２】
ケース内にペルチェ素子を電気的に接続して設けるとともに該ペルチェ素子の上に導電性基板を搭載する一方、該導電性基板をワイヤーボンドによりケースグランドに接続したレーザモジュール構造において、
前記ペルチェ素子とケースグランドとの間に共振を解消するための抵抗体を介在させて設けたことを特徴とするレーザモジュール共振防止構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光送信に用いられるバタフライ型レーザモジュールの共振防止構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光送信に用いられるレーザモジュールには、端子が光軸を挟み左右に配設された所謂バタフライ型のものがある。この種のレーザモジュールの構造を図６、図７に基づき説明する。図６は従来のバタフライ型レーザモジュール構造の側面図、図７は従来のバタフライ型レーザモジュール構造の平面図である。
バタフライ型のケース１の内部には温度制御用のペルチェ素子３が半田付けされ、ペルチェ素子３の上には導電性基板５が搭載される。導電性基板５の上には、更にレーザヘッダー７が搭載される。
【０００３】
バタフライ型モジュールの信号入力端子９は、レーザヘッダー７に実装されているインピーダンス整合抵抗１１にワイヤーボンドで接続され、更にレーザ素子（ＬＤ）１３を介して導電性基板５に接続される。そして、導電性基板５は、ワイヤーボンドによりバタフライ型モジュールのケースグランド端子１５に接続される。
【０００４】
レーザ素子１３の光出力は、レンズ１７、アテソレータ１９を通り、光ファイバ２１に入射する。レーザ素子１３に対して光ファイバ２１と反対側には光出力をモニタするフォトダイオード２３が配設され、フォトダイオード２３はバタフライ型モジュールの端子２５、２７に接続される。また、レーザヘッダー７には温度監視のためのサーミスタ２９が搭載され、サーミスタ２９はバタフライ型モジュールの端子３１に接続される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のレーザモジュールの構造では、ケース１と導電性基板５の間にペルチェ素子３が介在するため、ペルチェ素子３がケースグランドと導電性基板５の間の浮遊容量となる。また、ワイヤーボンドは、僅かながらインダクタンス成分をもっている。これらの浮遊容量とインダクタンス成分は、周波数が高くなるに従い無視できないものとなる。このため、本来レーザモジュールの回路は、図８に示す接続となることが理想であるのに対し、高周波では、図９に示すようにワイヤーボンドによるインダクタンス成分Ｌ１、Ｌ２とペルチェ素子３による浮遊容量Ｃ１が接続されたのと等価の状態となる。
即ち、この状態では、信号入力端子９からワイヤーボンドＬ２でインピーダンス整合抵抗Ｒ１に接続され、インピーダンス整合抵抗Ｒ１はレーザ素子１３を介して導電性基板５に接続される。導電性基板５は、ワイヤーボンドＬ１でケースグランド端子１５に接続される一方、ペルチェ素子３が容量成分Ｃ１をもっているため、容量成分Ｃ１によってもグランドに接続される形になる。このため、レーザ流入電流の周波数特性において、Ｌ１、Ｃ１による共振により、１／（２π√（Ｌ１・Ｃ１））の周波数に信号レベルの落ち込みを生じる。
図９の回路のインピーダンスＺは、次の式で求められる。
【数１】
Z=R1+RLD+2πFL2+Z1    ・・・（１）
【数２】
1/Z1=1/2πFL2-2 πFC1 ・・・（２）
ただし、ＲＬＤはレーザ素子の抵抗成分を示す。
これらを
R1=43 Ω、RLD=7 Ω、L1=2nH、L2=2nH、C1=5pF
の場合についてインピーダンスＺを求め、ＬＤ流入電流を計算すると図１０に示すようになり、共振現象による信号レベルの落ち込みが確認できる。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ペルチェ素子による浮遊容量成分と、レーザモジュール内部配線によるインダクタンス成分のために発生する周波数のレベル偏差を解消することができるレーザモジュール共振防止構造を提供し、周波数特性の向上を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るレーザモジュール共振防止構造の構成は、ケース内にペルチェ素子を電気的に接続して設けるとともに該ペルチェ素子の上に導電性基板を搭載する一方、該導電性基板をワイヤーボンドによりケースグランドに接続したレーザモジュール構造において、前記ペルチェ素子と前記導電性基板との間に共振を解消するための抵抗体を介在させて設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】
レーザモジュール回路に含まれるペルチェ素子の浮遊容量Ｃと、同じくレーザモジュール回路に含まれるワイヤーボンドのインダクタンスＬとによって生じようとする共振が、ペルチェ素子と導電性基板との間に介在した抵抗体によって解消され、周波数に対するレベル偏差が少なくなる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明に係るレーザモジュール共振防止構造の好適な実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明によるレーザモジュール共振防止構造の側面図、図２は本発明によるレーザモジュール共振防止構造における配線の等価回路図、図３は本発明構造におけるＬＤ流入電流を表す図である。なお、図６、７に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本実施例のレーザモジュール共振防止構造は、ペルチェ素子３の上に抵抗体４１が実装されている。このモジュールの配線を等価回路で表すと図２のようになる。
【０００９】
即ち、信号入力端子９はワイヤーボンドでインピーダンス整合抵抗Ｒ１に接続され、抵抗Ｒ１はレーザ素子ＬＤに接続される。レーザ素子ＬＤのアノード側端子は、導電性基板５に接続される。導電性基板５は、ワイヤーボンドでケースグランドに接続される一方、抵抗体Ｒ２を介してペルチェ素子３に接続される。ペルチェ素子３は、容量成分Ｃ１をもっており、このＣ１がケースグランドに接続された配線に置き換えられる。また、ワイヤーボンドにより接続されている部分は、インダクタンス成分をもっており、上述の信号入力端子９と抵抗Ｒ１との間及び導電性基板５とケースグランドとの間には、それぞれインダクタンスＬ１及びＬ２が接続された配線に置き換えられる。
【００１０】
このように構成された回路において、インピーダンスＺは次の式（３）、（４）によって求められる。ただし、レーザ素子のもつ抵抗成分をＲＬＤとする。
【数３】
Z=R1+RLD+2πFL2j+Z1                 ・・・（３）
【数４】
1/Z1=1/(2 πFL1)+1/(R2-1/(2 πFC1j))・・・（４）
例として
R1=43 Ω、R2=50 Ω、RLD=7 Ω、L1=2nH、L2=2nH、C1=5pF
とし、（３）、（４）を展開し、インピーダンスＺを求めＬＤ流入電流を求めると、周波数に対して図３のようになる。図１０に示した従来構造におけるＬＤ流入電流と比較すると、信号レベルの落ち込みがなく、L1とC1に依存した共振が解消されていることがわかる。
【００１１】
上述のレーザモジュール共振防止構造によれば、ペルチェ素子の浮遊容量とワイヤーボンドのインダクタンスとによって生じようとする共振を解消することができ、周波数特性を向上させることができることから、レーザの直接変調による高周波数の利用が可能になる。また、上述のレーザモジュール共振防止構造によれば、今後更なる高速伝送にバタフライ型ＬＤモジュールを利用する際に、比較的簡単な構造において周波数特性を確保できるため、低コストでのシステム構成が可能となる。そして、この共振防止構造は、特に使用帯域内でレベル偏差があってはならない広帯域アナログ光伝送用レーザモジュールに好適に用いることができるものである。
【００１２】
図４は本発明モジュール構造の他の実施例の側面図、図５は他の実施例の等価回路図である。
上述の実施例では、ペルチェ素子３の上に抵抗体４１を実装した場合を説明したが、本発明に係るレーザモジュール共振防止構造は、ペルチェ素子３の下のケース１とペルチェ素子３間に抵抗体４１を実装するものでもよい。この場合の等価回路は、図５に示すようになり、インピーダンスの計算は（３）、（４）式と同じになり、ＬＤ流入電流についても全く同じ効果が得られることになる。
【００１３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るレーザモジュール共振防止構造によれば、ペルチェ素子と導電性基板との間に共振を解消するための抵抗体を介在させたので、ペルチェ素子の浮遊容量とワイヤーボンドのインダクタンスとによって生じようとする共振を抵抗体によって解消することができる。この結果、周波数のレベル偏差が解消でき、周波数特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレーザモジュール共振防止構造の側面図である。
【図２】本発明によるレーザモジュール共振防止構造における配線の等価回路図である。
【図３】本発明構造におけるＬＤ流入電流を表す図である。
【図４】本発明モジュール構造の他の実施例の側面図である。
【図５】他の実施例の等価回路図である。
【図６】従来のバタフライ型レーザモジュール構造の側面図である。
【図７】従来のバタフライ型レーザモジュール構造の平面図である。
【図８】レーザモジュールの理想回路図である。
【図９】従来構造における配線の等価回路図である。
【図１０】従来構造におけるＬＤ流入電流を表す図である。
【符号の説明】
１  ケース
３  ペルチェ素子
５  導電性基板
１５  ケースグランド端子
４１  抵抗体
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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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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