光受信モジュール及び光受信器
【課題】光受信モジュールにおいて、組立て作業性を損なうことなく、周波数特性を向上させ得る技術の提供。
【解決手段】光受信モジュールの基台部は、下段面と立ち上がり面と上段面とがこの順に連なる階段状の部分を有しており、光受信素子を配置するキャリアは、下面の幅よりも上面の幅が短くなっており、上面と前面に渡って配置される基準電圧用膜状配線及び信号電圧用配線が位置し、前記下段面と前記立ち上がり面に沿って配置され、前置増幅回路は、前記上段面に配置される。
【解決手段】光受信モジュールの基台部は、下段面と立ち上がり面と上段面とがこの順に連なる階段状の部分を有しており、光受信素子を配置するキャリアは、下面の幅よりも上面の幅が短くなっており、上面と前面に渡って配置される基準電圧用膜状配線及び信号電圧用配線が位置し、前記下段面と前記立ち上がり面に沿って配置され、前置増幅回路は、前記上段面に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信モジュール及びそれを備える光受信器に関し、特に、高周波領域で動作することが可能となる光受信モジュール及びそれを備える光受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光送受信器に搭載される光受信モジュールには、受光素子、前置増幅回路、受光素子バイアス回路、光ファイバ、及びレンズなどの光学系部品などが備えられている。
【０００３】
光受信器の主要な性能は、光受信モジュールの入力換算雑音及び周波数応答特性によって決定される。入力換算雑音及び周波数応答特性は、ともに、周波数に大きく依存している。光受信モジュールが高速の伝送速度において用いられるとき、特に、受光素子、前置増幅回路、受光素子バイアス回路などの実装状態に起因した寄生素子による影響が大きくなる。
【０００４】
光受信モジュールにおけるこれら寄生素子としては、受光素子、前置増幅回路、受光素子バイアス回路などの接続あるいは実装に関わる寄生インダクタンス、寄生容量がある。受光素子と前置増幅回路の接続に起因するインダクタンス（寄生インダクタンス）と受光素子の接合容量や前置増幅回路入力端子容量などの容量（寄生容量）とに基づくＬＣ共振の共振周波数は伝送周波数帯域に対して十分に高くなるようにしておく必要がある。
【０００５】
図６は、従来技術に係る光受信モジュール主要部の斜視図である。光受信モジュールの基台部７に、受光素子が配置されたキャリア２と、前置増幅回路１０とが、別々に配置されている。これは、受光素子１と前置増幅回路１０は、一般に、特性にばらつきが発生し易いデバイスだからである。図６に示す光受信モジュールは、受光素子１と前置増幅回路１０について、それぞれ別々に特性検査を行い、それぞれ特性基準を満たす素子を選別して、それらを用いて光受信モジュールを形成することが出来るので、光受信モジュールの良品率を大幅に向上させることができる。また、受光素子１の温度依存性データが必要な場合には、受光素子１単独でそのデータを取得する必要がある。例えば、受光素子１としてアバランシェ増幅型フォトダイオード（Avalanche Photodiode：以下、ＡＰＤと記す）が使用される場合は、ブレークダウン電圧あるいは暗電流の温度依存性は素子それぞれによって異なるからである。また、光受信モジュールの組立て作業性を考慮すると、受光素子１はキャリア２に搭載され、前置増幅回路１０は基台部７上に搭載されるのが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１３４０５１号公報
【特許文献２】米国特許第５，２００，６１２号
【特許文献３】特開２０００−５８８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光受信モジュールにおいて、所定の受信感度を満足するために次のような仕様を満たす必要がある。
【０００８】
（１）受信した光の反射減衰量を一定値以下に抑え（例えばＩＴＵ−Ｔ：国際標準規格の−２７ｄＢ以下）、かつ受光素子と光ファイバとの結合効率をできるだけ高める。
【０００９】
（２）前置増幅回路の入力換算雑音電流密度をできるだけ低くする。
【００１０】
（３）上記（２）に関連し受光素子の接合容量をできるだけ低くする。
【００１１】
（４）周波数応答特性を後段回路に対して最適化する。ここで、周波数応答特性には、光電変換後のＳパラメータのＳ２１特性及びＳ２２特性などが含まれる。Ｓ２１特性及びＳ２２特性は、光信号入力端をポート１、電気信号出力端をポート２としている。
【００１２】
Ｓ２１特性として、（Ａ）３ｄＢ帯域、（Ｂ）帯域内偏差などの仕様項目があり、後段回路の特性に依存する。なお、キャリア上に受光素子を搭載し、基台部に前置増幅回路を搭載した構成の場合には、両者の接続に起因して発生する寄生インダクタンスと他の寄生容量との関係により、上記（Ａ）や上記（Ｂ）の特性が大きく左右される場合がある。
【００１３】
図７は、図６に示す従来技術に係る光受信モジュールの周波数に対するＳ２１特性を示す図である。図７に示す通り、２５ＧＨｚ付近にＬＣ共振の共振点があるため、例えば、伝送速度が４０Ｇｂｐｓ以上となる高速の伝送速度で信号を伝送する高速・広帯域の光受信器用の光受信モジュールとして用いることが出来ない。よって、このＬＣ共振の共振周波数をさらに高くすることが必要である。
【００１４】
従来技術において、例えば、特許文献１に、同一キャリア上に受光素子と前置増幅回路を搭載することで寄生インダクタを小さくする技術が記載されている。一方、特許文献２及び特許文献３に、受光素子をキャリア側に、前置増幅回路を基台部側に搭載する構成について記載がされている。さらに、特許文献３に、キャリアもしくは基台部上にインダクタを設けて寄生インダクタンスを小さくする技術が記載されている。
【００１５】
しかし、特許文献１に記載の構造では、受光素子のチップ単体での評価は困難であり、不適当である。また、特許文献１に記載された技術では、受光素子と増幅回路をキャリア上に設けて両者間の接続用導線を短くすることにより寄生インダクタンスを小さくすることで、これらの特性改善を図っている。しかし、寄生インダクタンスの低減には限界があり、ゼロにはならない。また、特許文献１には、このインダクタンスと容量とでＬＣ共振を起こすことにより、特性に影響を及ぼす周波数帯にＳ２１特性のピーキングあるいはディップが生じた場合についての対策は述べられていない。
【００１６】
特許文献２に記載の構成では、キャリアには受光素子以外の能動素子は搭載されていない。このため、受光素子の特性検査は可能である。しかし、受光素子と前置増幅回路との間の接続用導線長が長くなり、寄生インダクタンスが増加してしまう。
【００１７】
特許文献３に記載された技術では、キャリア上、基台部上、前置増幅回路内のいずれかにおいて、受光素子のアノード側またはカソード側の少なくともいずれか一方に、抵抗、若しくは、抵抗成分とリアクタンス成分とを有するインピーダンスを、接続することとしている。また、受光素子用バイアス電源のバイパスコンデンサを直接、もしくは直列抵抗やインピーダンスを介してグランド側に接続することにより、受光素子と前置増幅回路とをキャリア上に設けず寄生素子の低減化がされない光受信モジュールにおいても、ピーキングやディップを有さず、かつ、必要十分な帯域の周波数特性が得られる。
【００１８】
しかし、光受信モジュールを伝送速度が４０Ｇｂｐｓ以上の高速な伝送速度で動作させる場合、特許文献３に記載の技術だけでは寄生インダクタンスの低減が不十分である。よって、インダクタンスと容量とで起きるＬＣ共振により特性に影響を及ぼす周波数帯にＳ２１特性のピーキングあるいはディップが生じてしまうので、必要とされる周波数応答特性を満足することは到底できない。さらに、特許文献３には、キャリア上に形成される信号伝送線路と基板上の前置増幅回路との特性インピーダンスの整合について言及されておらず、インピーダンスの不整合による周波数応答特性の劣化も起こりうる。
【００１９】
本発明は、このような課題を鑑みて、組立て作業性を損なうことなく、周波数特性を向上させ得る光受信モジュールの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
（１）本発明に係る光受信モジュールは、入力される光信号を電気信号に変換する受光素子と、下段面と立ち上がり面と上段面とがこの順に連なる階段状の部分を有する基台部と、前記立ち上がり面に沿って配置される背面と、前記背面の反対側に位置する前面と、前記背面及び前記前面のそれぞれ下縁の間に延びるとともに、前記下段面に沿って配置される底面と、前記底面の反対側に位置し、前記背面及び前記前面のそれぞれ上縁の間に延びる上面とを有するキャリアと、前記上段面に配置され、前記電気信号が増幅される前置増幅回路と、を備える光受信モジュールであって、前記キャリアの前記背面及び前記前面のそれぞれの上縁の間の長さは、前記背面及び前記前面のそれぞれの下縁の間の長さよりも短く、基準電圧用膜状配線が、前記前面と前記上面のそれぞれ一部とに渡って設けられ、さらに、信号電圧用膜状配線が、前記受光素子の信号電圧用端子から延び、前記前面と前記上面のそれぞれ一部とに渡って設けられ、前記基準電圧用膜状配線及び前記信号電圧用膜状配線のうち、それぞれ前記上面の一部に位置する部分と、前記前置増幅回路に設けられる基準電圧用端子及び信号電圧用端子とが、それぞれ電気的に接続される、ことを特徴とする。
【００２１】
（２）上記（１）に記載の光受信モジュールであって、前記背面及び前記前面のそれぞれの上縁の間の前記長さが、周波数応答特性によって決定され、さらに、前記上面において、前記背面及び前記前面の上縁方向について、前記信号電圧用膜状配線の長さ、及び、前記基準電圧用膜状配線と前記信号電圧用膜状配線の間隔が、前記前置増幅回路のインピーダンスに整合して決定されていてもよい。
【００２２】
（３）上記（１）または（２）に記載の光受信モジュールであって、前記基準電圧用膜状配線は、前記基準電圧用膜状配線のうち前記前面に位置する部分に対して、前記信号電圧用膜状配線は、前記上面を前記信号電圧用膜状配線側に延びる延長部を有していてもよい。
【００２３】
（４）上記（３）に記載の光受信モジュールであって、前記基準電圧用膜状配線及び前記信号電圧用膜状配線は、切削により電気的に絶縁されていてもよい。
【００２４】
（５）本発明に係る光受信器は、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の光受信モジュールを備えていてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、組立て作業性を損なうことなく、周波数特性を向上させ得る光受信モジュールが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る光受信モジュールの全体斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光受信モジュールの構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る光受信モジュール主要部の斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る光受信モジュールの周波数に対するＳ２１特性を示す図である。
【図５】コプレーナ伝送線路における信号線幅と、信号線と接地電極間の幅とに対する特性インピーダンスを示す等高線図である。
【図６】従来技術に係る光受信モジュール主要部の斜視図である。
【図７】従来技術に係る光受信モジュールの周波数に対するＳ２１特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施形態に係る光受信モジュール１００は、たとえば、伝送速度が４３Ｇｂｐｓといった高速で信号を伝送する高速・広帯域の光受信器に備えられる。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係る光受信モジュール１００の全体斜視図である。図１に示す通り、光受信モジュール１００の基台部７の上に、受光素子１を配置されたキャリア２、前置増幅回路１０、レンズなどの光学系部品２５、受光素子バイアス回路２０（図示せず）、受光素子バイアス電源２１、中継線路２２などが備えられている。また、光受信モジュール１００の入力側に、光ファイバが接続され、図の矢印のように光入力３０がなされる。光受信モジュール１００の出力側には、ＡＧＣ増幅回路などがさらに接続され、その後、増幅されたアナログ信号がデジタル信号に変換などされる。
【００２９】
図２は、本発明の実施形態に係る光受信モジュール１００の構成を示す模式図である。受光素子１は、例えば、ＡＰＤなどであり、入力された光信号がアナログ電気信号として受光素子１において検出される。受光素子１は、受光素子バイアス回路２０を介して、受光素子バイアス電源２１に接続されている。受光素子１で生じたアナログ電気信号は、前置増幅回路１０で増幅され、中継線路２２を介して、出力される。
【００３０】
図３は、本発明の実施形態に係る光受信モジュール１００主要部の斜視図である。図３は、図１に示す破線IIIで囲まれた箇所を拡大したものである。図１に示す通り、基台部７には、階段状の部分を有している。当該階段状の部分は、下段面７Ａと立ち上がり面７Ｂと上段面７Ｃによって構成されている。基台部７は、金属などの導電性の物質により形成される。
【００３１】
受光素子１が配置されるキャリア２は、例えば、ＩｎＰなどにより形成され、図３に示す通り、側面が台形の形状をした柱状の形状をしている。当該台形は、上辺より下辺が長くなっており、一方の側辺は、上辺及び下辺それぞれと直角に接している。すなわち、当該台形は、言わば、長方形を上辺から下辺にかけて、斜めに切り取った形状をしている。
【００３２】
キャリア２の２枚の台形以外の面である上面，下面，前面及び背面は、図中左右方向に伸びる同じ延伸長を有するそれぞれ長方形の形状をしている。背面は、上面及び下面とそれぞれ直角に接しており、前面は、上面及び下面に対して、斜面となっている。すなわち、上面の幅（上記台形の上辺）より、下面の幅（上記台形の下辺）が長くなるようになっている。
【００３３】
キャリア２は、下面を基台部７の下段面７Ａに、背面を基台部７の立ち上がり面７Ｂに接するように配置されている。キャリア２の上面は、基台部７の上段面７Ｃよりも高くなっている。
【００３４】
キャリア２の上面は、金属膜に覆われており、この金属膜は、３か所において電気的に絶縁されており、延伸長方向に、図中左から順に、上面左基準電圧用膜状配線４Ａ、上面信号電圧用膜状配線８Ａ、上面バイアス電圧用膜状配線９Ａ、上面右基準電圧用膜状配線３Ａとなっている。
【００３５】
キャリア２の前面には、延伸長の方向に対して、その両端部が金属膜に覆われており、前面左基準電圧用パターン４Ｂ、前面右基準電圧用パターン３Ｂが、それぞれ形成されている。上面左基準電圧用膜状配線４Ａ及び前面左基準電圧用パターン４Ｂとで、左基準電圧用膜状配線４を構成しており、同様に、上面右基準電圧用膜状配線３Ａ及び前面右基準電圧用パターン３Ｂとで、右基準電圧用膜状配線３を構成している。
【００３６】
ここで、基台部７が基準電圧となっており、左基準電圧用膜状配線４及び右基準電圧用膜状配線３は、それぞれ、基台部７に電気的に接続されている。基台部７が接地される場合、基準電圧は０Ｖとなる。また、上面左基準電圧用膜状配線４Ａは、上面左配線延長部４Ｃ及び上面左配線接続部４Ｄとによって構成される。上面左配線接続部４Ｄは、前面左基準電圧用パターン４Ｂと電気的に接続されるとともに、基台部７の上段面７Ｃに設けられた基準電圧電極６と、パターン接続用ワイヤ１４を介して電気的に接続される。また、キャリア２の上面のうち、上面左配線延長部４Ｃが接する、前面の部分には、前面左基準電圧用パターン４Ｂはない。それゆえ、左基準電圧用膜状配線４は、上面左配線延長部４Ｃによって、上面電圧用膜状配線８Ａに対して、延伸長方向へ延伸していることになる。上面左配線延長部４Ｃによって、受光素子１を前面に配置する場所を確保できる。よって、当該受光素子１がキャリア２に対して比較的大きなサイズとなっている場合であっても、受光素子１をキャリア２に装着することができる。また、キャリア２の小型化にも対応できる。
【００３７】
キャリア２の前面の図中真ん中付近において、受光素子１と電気的に接続されるために、カソード電極パターン８Ｂとアノード電極パターン９Ｂが前面に形成される。カソード電極パターン８Ｂは、上面側端から中央部に向けて、幅を狭くなっている。また、アノード電極パターン９Ｂは、延伸長方向に対して、上面バイアス電圧用膜状配線９Ａと接して延伸している。アノード電極パターン９Ｂは、カソード電極パターン８Ｂ側の端部より、中央部に向けて、さらに延伸している。そして、カソード電極パターン８Ｂ及びアノード電極パターン９Ｂそれぞれの先端部において、受光素子１のカソード電極とアノード電極に接続するように、受光素子１がキャリア２の前面に配置される。
【００３８】
さらに、上面信号電圧用膜状配線８Ａ及びカソード電極パターン８Ｂとで、信号電圧用膜状配線８は構成されており、同様に、上面バイアス電圧用膜状配線９Ａ及びアノード電極パターン９Ｂとで、バイアス電圧用膜状配線９は構成されている。信号電圧用膜状配線８は、受光素子１と前置増幅回路１０とを電気的に接続している。バイアス電圧用膜状配線９は、受光素子１と受光素子バイアス電源２１とを電気的に接続している。
【００３９】
基台部７の上段面７Ｃには、立ち上り面７Ｂ側の端の近くに、図中右側から、バイアス電源電極５と、前置増幅回路１０と、上述の基準電圧電極６が、配置される。前置増幅回路１０には、基準電圧用端子１２と信号電圧用端子１１が設けられている。上述の上面左配線延長部４Ｃは、基準電圧用端子１２の近傍まで延伸しており、上面左配線延長部４Ｃの先端部と基準電圧用端子１２は、パターン接続用ワイヤ１５で電気的に接続されている。また、信号電圧用端子１１の近傍に、上面信号電圧用膜状配線８Ａが位置しており、パターン接続用ワイヤ１６で電気的に接続されている。
【００４０】
前置増幅回路１０の横には、バイアス電源電極５が配置され、上面バイアス電圧用膜状配線９Ａの上面右基準電圧用膜状配線３Ａ側の端部と、バイアス電源電極５は、パターン接続用ワイヤ１７で電気的に接続されている。上述した通り、キャリア２の上面は、基台部７の上段面７Ｃよりも高くなっているが、これは、前置増幅回路１０やバイアス電源電極５の厚みが考慮されており、上面信号電圧用膜状配線８Ａと信号電極用端子１１の距離、上面信号電圧用膜状配線８Ａの距離、及び、上面バイアス電圧用膜状配線９Ａとバイアス電源電極５の距離とが、それぞれ短くなっている。
【００４１】
以上が、本発明に係る光受信モジュール１００主要部の構成である。
【００４２】
前述の通り、受光素子１と前置増幅回路１０とを接続する信号電圧用膜状配線８及び左基準電圧用膜状配線４などにより、寄生インダクタンスが発生している。従来技術におけるキャリア２においては、直方体形状により、受光素子１と前置増幅回路１０との接続配線長が長くなり寄生インダクタンスの軽減が図れなかったところ、本発明の実施形態に係るキャリア２は、上面の幅が下面の幅が短くなっているので、受光素子１と前置増幅回路１０との接続配線長を短くすることが出来、寄生インピーダンスの軽減が実現している。加えて、上面の幅に比べて、下面の幅が長くとることが出来るので、キャリア２自体の筐体としての強度や安定度も確保される。また、下面の幅が上面の幅に比して長くなっていることにより、受光素子１が配置される前面は、基台部７の下段面７Ａなどに対して斜面となっている。すなわち、受光素子１の受光面が、入力される光の光軸に対して、垂直とはならなくなるので、入力された光が受光素子１の受光面で反射し、再び、入力側に配置された光ファイバへ反射されていくことが抑制されている。
【００４３】
さらに、所望の周波数に対して、軽減すべき寄生インピーダンスを求めることにより、上面の幅の長さが決定される。本実施形態に係る受光素子１及びキャリア２であって、キャリア２の上面の幅、すなわち、接続配線長Ｌを変化したときに、周波数応答特性のひとつであるＳ２１特性がどうなるかについて、計算機シミュレーションを行うことにより、得ることが出来る。
【００４４】
図４は、本発明の実施形態に係る光受信モジュール１００において、キャリア２の上面の幅、すなわち、接続配線長Ｌが異なるときの、周波数に対するＳ２１特性を示す図である。４本の曲線は、キャリア２の上面の幅、すなわち、接続配線長をＬとすると、図に示す４本の曲線は、Ｌが、それぞれ、０．１ｍｍ，０．１５ｍｍ，０．２ｍｍ，０．３ｍｍの場合について示している。
【００４５】
本発明の実施形態に係る光受信モジュール１００においては、図７に示す従来技術に係る光受信モジュールのＳ特性と異なり、Ｓ２１特性がより高い周波数まで、安定的な特性を維持している。
【００４６】
ここで、Ｌが０．３ｍｍのとき、信号線路の長さＬから起因するインダクタンス成分の増加により、Ｌが０．１ｍｍや０．２ｍｍよりも低い周波数である３２ＧＨｚ付近に、Ｓ２１特性のピーキングを有するとともに、３ｄＢ帯域幅は約４０ＧＨｚ程度になっている。４０Ｇｂｐｓ以上の伝送速度で信号を伝送する高速・広帯域の光受信器用の光受信モジュールの周波数特性としては、少なくともＬを０．３ｍｍ以下にするのが望ましい。
【００４７】
さらに、上面信号電圧用膜状配線８Ａは、両側に位置する上面左基準電圧用膜状配線４Ａ及び上面右基準電圧用膜状配線３Ａと、キャリア２の上面上に形成されており、高周波伝送線路のひとつであるコプレーナ伝送線路に近似される構造となっている。このように、高周波伝送線路の観点から、後段にある前置増幅回路１０とのインピーダンス整合をとるように、キャリア２を設計することが可能である。
【００４８】
すなわち、本発明の実施形態に係るキャリア２の上面に形成される上面信号電圧用膜状配線８Ａ及び上面左基準電圧用膜状配線４Ａなどにより近似されるコプレーナ伝送線路より、後段にある前置増幅回路１０とのインピーダンス整合がされた、上面信号電圧用膜状配線８Ａの延伸長方向の長さＤ１、及び、上面信号電圧用膜状配線８Ａと上面左基準電圧用膜状配線４Ａとの幅Ｄ２を求めることが出来る。
【００４９】
図５は、コプレーナ伝送線路における信号線幅Ｄ１と、信号線と接地電極間の幅Ｄ２とに対する特性インピーダンスを示す等高線図である。図５に斜線で示される領域に中央に示される曲線は、特性インピーダンスが５０Ωとなる等高線であり、図中左上に進むに従って、順に５Ωずつ特性インピーダンスが高くなる等高線となっている。すなわち、図５に斜線で示される領域は、特性インピーダンスが５０±５Ωとなる領域である。
【００５０】
よって、後段にある前置増幅回路１０のインピーダンスが５０Ωである場合、この斜線で示される領域に、この斜線で示される領域に含まれる信号伝送線路幅Ｄ１と、信号伝送線路と接地電極間の幅Ｄ２との値を選択し、そのＤ１の値に、上面信号電圧用膜状配線８Ａの延伸方向の長さとなるよう、そして、そのＤ２の値に、上面信号電圧用膜状配線８Ａと上面左基準電圧用膜状配線４Ａの幅がなるように、キャリア２が形成されればよい。
【００５１】
図５に示す通り、例えば、Ｄ１が０．２ｍｍと、Ｄ２が０．０８ｍｍとなるように、Ｄ１及びＤ２の値を選択すればよい。このような長さに、Ｄ１及びＤ２がなるようにするのは、まず、キャリア２の上面全体に金属膜を形成した後に、ダイシング（切削）により、各膜状配線間を電気的に切断し、また、膜状配線の延伸方向の長さが所望の長さになるように、形成するのが望ましい。
【００５２】
このように、寄生素子を含む受光素子を用いても、より高速の伝送速度に対して十分な応答特性を有し、かつ、後段の前置増幅回路とのインピーダンス整合が実現される光受信モジュールの提供にある。
【００５３】
本実施形態において、受光素子と前置増幅回路とを接続する配線を、コプレーナ伝送線路に近似して、後段の前置増幅回路とインピーダンス整合するように設計することを説明したが、これは一例に過ぎず、このように、高周波伝送線路の観点から、より高速の伝送速度に対して十分な応答特性を有し、かつ、後段の前置増幅回路とのインピーダンス整合がなされるように設計するとよい。高周波伝送線路としては、コプレーナ伝送線路の他には、例えば、ストリップ伝送線路などがある。
【００５４】
本実施形態において、伝送速度が４３Ｇｂｐｓといった４０Ｇｂｓ帯の伝送速度で信号を伝送する光受信器に備えられる光受信モジュールについて説明したが、伝送速度が４０Ｇｂｐｓ帯に限定するものでないのは言うまでもない。また、伝送符号形式がいずれかに限定されるものでもない。特許技術文献３に記載されているように、キャリア上に抵抗やインピーダンスを、さらに接続してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ 受光素子、２ キャリア、３ 右基準電圧用膜状配線、４ 左基準電圧用膜状配線、５ バイアス電源電極、６ 基準電圧電極、７ 基台部、８ 信号電圧用膜状配線、９ バイアス電圧用膜状配線、１０ 前置増幅回路、１１ 信号電圧用端子、１２ 基準電圧用端子、１４，１５，１６，１７ パターン接続用ワイヤ、２０ 受光素子バイアス回路、２１ 受光素子バイアス電源、２２ 中継線路、２５ 光学系部品、３０ 光入力、１００ 光受信モジュール。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信モジュール及びそれを備える光受信器に関し、特に、高周波領域で動作することが可能となる光受信モジュール及びそれを備える光受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光送受信器に搭載される光受信モジュールには、受光素子、前置増幅回路、受光素子バイアス回路、光ファイバ、及びレンズなどの光学系部品などが備えられている。
【０００３】
光受信器の主要な性能は、光受信モジュールの入力換算雑音及び周波数応答特性によって決定される。入力換算雑音及び周波数応答特性は、ともに、周波数に大きく依存している。光受信モジュールが高速の伝送速度において用いられるとき、特に、受光素子、前置増幅回路、受光素子バイアス回路などの実装状態に起因した寄生素子による影響が大きくなる。
【０００４】
光受信モジュールにおけるこれら寄生素子としては、受光素子、前置増幅回路、受光素子バイアス回路などの接続あるいは実装に関わる寄生インダクタンス、寄生容量がある。受光素子と前置増幅回路の接続に起因するインダクタンス（寄生インダクタンス）と受光素子の接合容量や前置増幅回路入力端子容量などの容量（寄生容量）とに基づくＬＣ共振の共振周波数は伝送周波数帯域に対して十分に高くなるようにしておく必要がある。
【０００５】
図６は、従来技術に係る光受信モジュール主要部の斜視図である。光受信モジュールの基台部７に、受光素子が配置されたキャリア２と、前置増幅回路１０とが、別々に配置されている。これは、受光素子１と前置増幅回路１０は、一般に、特性にばらつきが発生し易いデバイスだからである。図６に示す光受信モジュールは、受光素子１と前置増幅回路１０について、それぞれ別々に特性検査を行い、それぞれ特性基準を満たす素子を選別して、それらを用いて光受信モジュールを形成することが出来るので、光受信モジュールの良品率を大幅に向上させることができる。また、受光素子１の温度依存性データが必要な場合には、受光素子１単独でそのデータを取得する必要がある。例えば、受光素子１としてアバランシェ増幅型フォトダイオード（Avalanche Photodiode：以下、ＡＰＤと記す）が使用される場合は、ブレークダウン電圧あるいは暗電流の温度依存性は素子それぞれによって異なるからである。また、光受信モジュールの組立て作業性を考慮すると、受光素子１はキャリア２に搭載され、前置増幅回路１０は基台部７上に搭載されるのが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１３４０５１号公報
【特許文献２】米国特許第５，２００，６１２号
【特許文献３】特開２０００−５８８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光受信モジュールにおいて、所定の受信感度を満足するために次のような仕様を満たす必要がある。
【０００８】
（１）受信した光の反射減衰量を一定値以下に抑え（例えばＩＴＵ−Ｔ：国際標準規格の−２７ｄＢ以下）、かつ受光素子と光ファイバとの結合効率をできるだけ高める。
【０００９】
（２）前置増幅回路の入力換算雑音電流密度をできるだけ低くする。
【００１０】
（３）上記（２）に関連し受光素子の接合容量をできるだけ低くする。
【００１１】
（４）周波数応答特性を後段回路に対して最適化する。ここで、周波数応答特性には、光電変換後のＳパラメータのＳ２１特性及びＳ２２特性などが含まれる。Ｓ２１特性及びＳ２２特性は、光信号入力端をポート１、電気信号出力端をポート２としている。
【００１２】
Ｓ２１特性として、（Ａ）３ｄＢ帯域、（Ｂ）帯域内偏差などの仕様項目があり、後段回路の特性に依存する。なお、キャリア上に受光素子を搭載し、基台部に前置増幅回路を搭載した構成の場合には、両者の接続に起因して発生する寄生インダクタンスと他の寄生容量との関係により、上記（Ａ）や上記（Ｂ）の特性が大きく左右される場合がある。
【００１３】
図７は、図６に示す従来技術に係る光受信モジュールの周波数に対するＳ２１特性を示す図である。図７に示す通り、２５ＧＨｚ付近にＬＣ共振の共振点があるため、例えば、伝送速度が４０Ｇｂｐｓ以上となる高速の伝送速度で信号を伝送する高速・広帯域の光受信器用の光受信モジュールとして用いることが出来ない。よって、このＬＣ共振の共振周波数をさらに高くすることが必要である。
【００１４】
従来技術において、例えば、特許文献１に、同一キャリア上に受光素子と前置増幅回路を搭載することで寄生インダクタを小さくする技術が記載されている。一方、特許文献２及び特許文献３に、受光素子をキャリア側に、前置増幅回路を基台部側に搭載する構成について記載がされている。さらに、特許文献３に、キャリアもしくは基台部上にインダクタを設けて寄生インダクタンスを小さくする技術が記載されている。
【００１５】
しかし、特許文献１に記載の構造では、受光素子のチップ単体での評価は困難であり、不適当である。また、特許文献１に記載された技術では、受光素子と増幅回路をキャリア上に設けて両者間の接続用導線を短くすることにより寄生インダクタンスを小さくすることで、これらの特性改善を図っている。しかし、寄生インダクタンスの低減には限界があり、ゼロにはならない。また、特許文献１には、このインダクタンスと容量とでＬＣ共振を起こすことにより、特性に影響を及ぼす周波数帯にＳ２１特性のピーキングあるいはディップが生じた場合についての対策は述べられていない。
【００１６】
特許文献２に記載の構成では、キャリアには受光素子以外の能動素子は搭載されていない。このため、受光素子の特性検査は可能である。しかし、受光素子と前置増幅回路との間の接続用導線長が長くなり、寄生インダクタンスが増加してしまう。
【００１７】
特許文献３に記載された技術では、キャリア上、基台部上、前置増幅回路内のいずれかにおいて、受光素子のアノード側またはカソード側の少なくともいずれか一方に、抵抗、若しくは、抵抗成分とリアクタンス成分とを有するインピーダンスを、接続することとしている。また、受光素子用バイアス電源のバイパスコンデンサを直接、もしくは直列抵抗やインピーダンスを介してグランド側に接続することにより、受光素子と前置増幅回路とをキャリア上に設けず寄生素子の低減化がされない光受信モジュールにおいても、ピーキングやディップを有さず、かつ、必要十分な帯域の周波数特性が得られる。
【００１８】
しかし、光受信モジュールを伝送速度が４０Ｇｂｐｓ以上の高速な伝送速度で動作させる場合、特許文献３に記載の技術だけでは寄生インダクタンスの低減が不十分である。よって、インダクタンスと容量とで起きるＬＣ共振により特性に影響を及ぼす周波数帯にＳ２１特性のピーキングあるいはディップが生じてしまうので、必要とされる周波数応答特性を満足することは到底できない。さらに、特許文献３には、キャリア上に形成される信号伝送線路と基板上の前置増幅回路との特性インピーダンスの整合について言及されておらず、インピーダンスの不整合による周波数応答特性の劣化も起こりうる。
【００１９】
本発明は、このような課題を鑑みて、組立て作業性を損なうことなく、周波数特性を向上させ得る光受信モジュールの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
（１）本発明に係る光受信モジュールは、入力される光信号を電気信号に変換する受光素子と、下段面と立ち上がり面と上段面とがこの順に連なる階段状の部分を有する基台部と、前記立ち上がり面に沿って配置される背面と、前記背面の反対側に位置する前面と、前記背面及び前記前面のそれぞれ下縁の間に延びるとともに、前記下段面に沿って配置される底面と、前記底面の反対側に位置し、前記背面及び前記前面のそれぞれ上縁の間に延びる上面とを有するキャリアと、前記上段面に配置され、前記電気信号が増幅される前置増幅回路と、を備える光受信モジュールであって、前記キャリアの前記背面及び前記前面のそれぞれの上縁の間の長さは、前記背面及び前記前面のそれぞれの下縁の間の長さよりも短く、基準電圧用膜状配線が、前記前面と前記上面のそれぞれ一部とに渡って設けられ、さらに、信号電圧用膜状配線が、前記受光素子の信号電圧用端子から延び、前記前面と前記上面のそれぞれ一部とに渡って設けられ、前記基準電圧用膜状配線及び前記信号電圧用膜状配線のうち、それぞれ前記上面の一部に位置する部分と、前記前置増幅回路に設けられる基準電圧用端子及び信号電圧用端子とが、それぞれ電気的に接続される、ことを特徴とする。
【００２１】
（２）上記（１）に記載の光受信モジュールであって、前記背面及び前記前面のそれぞれの上縁の間の前記長さが、周波数応答特性によって決定され、さらに、前記上面において、前記背面及び前記前面の上縁方向について、前記信号電圧用膜状配線の長さ、及び、前記基準電圧用膜状配線と前記信号電圧用膜状配線の間隔が、前記前置増幅回路のインピーダンスに整合して決定されていてもよい。
【００２２】
（３）上記（１）または（２）に記載の光受信モジュールであって、前記基準電圧用膜状配線は、前記基準電圧用膜状配線のうち前記前面に位置する部分に対して、前記信号電圧用膜状配線は、前記上面を前記信号電圧用膜状配線側に延びる延長部を有していてもよい。
【００２３】
（４）上記（３）に記載の光受信モジュールであって、前記基準電圧用膜状配線及び前記信号電圧用膜状配線は、切削により電気的に絶縁されていてもよい。
【００２４】
（５）本発明に係る光受信器は、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の光受信モジュールを備えていてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、組立て作業性を損なうことなく、周波数特性を向上させ得る光受信モジュールが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る光受信モジュールの全体斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光受信モジュールの構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る光受信モジュール主要部の斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る光受信モジュールの周波数に対するＳ２１特性を示す図である。
【図５】コプレーナ伝送線路における信号線幅と、信号線と接地電極間の幅とに対する特性インピーダンスを示す等高線図である。
【図６】従来技術に係る光受信モジュール主要部の斜視図である。
【図７】従来技術に係る光受信モジュールの周波数に対するＳ２１特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施形態に係る光受信モジュール１００は、たとえば、伝送速度が４３Ｇｂｐｓといった高速で信号を伝送する高速・広帯域の光受信器に備えられる。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係る光受信モジュール１００の全体斜視図である。図１に示す通り、光受信モジュール１００の基台部７の上に、受光素子１を配置されたキャリア２、前置増幅回路１０、レンズなどの光学系部品２５、受光素子バイアス回路２０（図示せず）、受光素子バイアス電源２１、中継線路２２などが備えられている。また、光受信モジュール１００の入力側に、光ファイバが接続され、図の矢印のように光入力３０がなされる。光受信モジュール１００の出力側には、ＡＧＣ増幅回路などがさらに接続され、その後、増幅されたアナログ信号がデジタル信号に変換などされる。
【００２９】
図２は、本発明の実施形態に係る光受信モジュール１００の構成を示す模式図である。受光素子１は、例えば、ＡＰＤなどであり、入力された光信号がアナログ電気信号として受光素子１において検出される。受光素子１は、受光素子バイアス回路２０を介して、受光素子バイアス電源２１に接続されている。受光素子１で生じたアナログ電気信号は、前置増幅回路１０で増幅され、中継線路２２を介して、出力される。
【００３０】
図３は、本発明の実施形態に係る光受信モジュール１００主要部の斜視図である。図３は、図１に示す破線IIIで囲まれた箇所を拡大したものである。図１に示す通り、基台部７には、階段状の部分を有している。当該階段状の部分は、下段面７Ａと立ち上がり面７Ｂと上段面７Ｃによって構成されている。基台部７は、金属などの導電性の物質により形成される。
【００３１】
受光素子１が配置されるキャリア２は、例えば、ＩｎＰなどにより形成され、図３に示す通り、側面が台形の形状をした柱状の形状をしている。当該台形は、上辺より下辺が長くなっており、一方の側辺は、上辺及び下辺それぞれと直角に接している。すなわち、当該台形は、言わば、長方形を上辺から下辺にかけて、斜めに切り取った形状をしている。
【００３２】
キャリア２の２枚の台形以外の面である上面，下面，前面及び背面は、図中左右方向に伸びる同じ延伸長を有するそれぞれ長方形の形状をしている。背面は、上面及び下面とそれぞれ直角に接しており、前面は、上面及び下面に対して、斜面となっている。すなわち、上面の幅（上記台形の上辺）より、下面の幅（上記台形の下辺）が長くなるようになっている。
【００３３】
キャリア２は、下面を基台部７の下段面７Ａに、背面を基台部７の立ち上がり面７Ｂに接するように配置されている。キャリア２の上面は、基台部７の上段面７Ｃよりも高くなっている。
【００３４】
キャリア２の上面は、金属膜に覆われており、この金属膜は、３か所において電気的に絶縁されており、延伸長方向に、図中左から順に、上面左基準電圧用膜状配線４Ａ、上面信号電圧用膜状配線８Ａ、上面バイアス電圧用膜状配線９Ａ、上面右基準電圧用膜状配線３Ａとなっている。
【００３５】
キャリア２の前面には、延伸長の方向に対して、その両端部が金属膜に覆われており、前面左基準電圧用パターン４Ｂ、前面右基準電圧用パターン３Ｂが、それぞれ形成されている。上面左基準電圧用膜状配線４Ａ及び前面左基準電圧用パターン４Ｂとで、左基準電圧用膜状配線４を構成しており、同様に、上面右基準電圧用膜状配線３Ａ及び前面右基準電圧用パターン３Ｂとで、右基準電圧用膜状配線３を構成している。
【００３６】
ここで、基台部７が基準電圧となっており、左基準電圧用膜状配線４及び右基準電圧用膜状配線３は、それぞれ、基台部７に電気的に接続されている。基台部７が接地される場合、基準電圧は０Ｖとなる。また、上面左基準電圧用膜状配線４Ａは、上面左配線延長部４Ｃ及び上面左配線接続部４Ｄとによって構成される。上面左配線接続部４Ｄは、前面左基準電圧用パターン４Ｂと電気的に接続されるとともに、基台部７の上段面７Ｃに設けられた基準電圧電極６と、パターン接続用ワイヤ１４を介して電気的に接続される。また、キャリア２の上面のうち、上面左配線延長部４Ｃが接する、前面の部分には、前面左基準電圧用パターン４Ｂはない。それゆえ、左基準電圧用膜状配線４は、上面左配線延長部４Ｃによって、上面電圧用膜状配線８Ａに対して、延伸長方向へ延伸していることになる。上面左配線延長部４Ｃによって、受光素子１を前面に配置する場所を確保できる。よって、当該受光素子１がキャリア２に対して比較的大きなサイズとなっている場合であっても、受光素子１をキャリア２に装着することができる。また、キャリア２の小型化にも対応できる。
【００３７】
キャリア２の前面の図中真ん中付近において、受光素子１と電気的に接続されるために、カソード電極パターン８Ｂとアノード電極パターン９Ｂが前面に形成される。カソード電極パターン８Ｂは、上面側端から中央部に向けて、幅を狭くなっている。また、アノード電極パターン９Ｂは、延伸長方向に対して、上面バイアス電圧用膜状配線９Ａと接して延伸している。アノード電極パターン９Ｂは、カソード電極パターン８Ｂ側の端部より、中央部に向けて、さらに延伸している。そして、カソード電極パターン８Ｂ及びアノード電極パターン９Ｂそれぞれの先端部において、受光素子１のカソード電極とアノード電極に接続するように、受光素子１がキャリア２の前面に配置される。
【００３８】
さらに、上面信号電圧用膜状配線８Ａ及びカソード電極パターン８Ｂとで、信号電圧用膜状配線８は構成されており、同様に、上面バイアス電圧用膜状配線９Ａ及びアノード電極パターン９Ｂとで、バイアス電圧用膜状配線９は構成されている。信号電圧用膜状配線８は、受光素子１と前置増幅回路１０とを電気的に接続している。バイアス電圧用膜状配線９は、受光素子１と受光素子バイアス電源２１とを電気的に接続している。
【００３９】
基台部７の上段面７Ｃには、立ち上り面７Ｂ側の端の近くに、図中右側から、バイアス電源電極５と、前置増幅回路１０と、上述の基準電圧電極６が、配置される。前置増幅回路１０には、基準電圧用端子１２と信号電圧用端子１１が設けられている。上述の上面左配線延長部４Ｃは、基準電圧用端子１２の近傍まで延伸しており、上面左配線延長部４Ｃの先端部と基準電圧用端子１２は、パターン接続用ワイヤ１５で電気的に接続されている。また、信号電圧用端子１１の近傍に、上面信号電圧用膜状配線８Ａが位置しており、パターン接続用ワイヤ１６で電気的に接続されている。
【００４０】
前置増幅回路１０の横には、バイアス電源電極５が配置され、上面バイアス電圧用膜状配線９Ａの上面右基準電圧用膜状配線３Ａ側の端部と、バイアス電源電極５は、パターン接続用ワイヤ１７で電気的に接続されている。上述した通り、キャリア２の上面は、基台部７の上段面７Ｃよりも高くなっているが、これは、前置増幅回路１０やバイアス電源電極５の厚みが考慮されており、上面信号電圧用膜状配線８Ａと信号電極用端子１１の距離、上面信号電圧用膜状配線８Ａの距離、及び、上面バイアス電圧用膜状配線９Ａとバイアス電源電極５の距離とが、それぞれ短くなっている。
【００４１】
以上が、本発明に係る光受信モジュール１００主要部の構成である。
【００４２】
前述の通り、受光素子１と前置増幅回路１０とを接続する信号電圧用膜状配線８及び左基準電圧用膜状配線４などにより、寄生インダクタンスが発生している。従来技術におけるキャリア２においては、直方体形状により、受光素子１と前置増幅回路１０との接続配線長が長くなり寄生インダクタンスの軽減が図れなかったところ、本発明の実施形態に係るキャリア２は、上面の幅が下面の幅が短くなっているので、受光素子１と前置増幅回路１０との接続配線長を短くすることが出来、寄生インピーダンスの軽減が実現している。加えて、上面の幅に比べて、下面の幅が長くとることが出来るので、キャリア２自体の筐体としての強度や安定度も確保される。また、下面の幅が上面の幅に比して長くなっていることにより、受光素子１が配置される前面は、基台部７の下段面７Ａなどに対して斜面となっている。すなわち、受光素子１の受光面が、入力される光の光軸に対して、垂直とはならなくなるので、入力された光が受光素子１の受光面で反射し、再び、入力側に配置された光ファイバへ反射されていくことが抑制されている。
【００４３】
さらに、所望の周波数に対して、軽減すべき寄生インピーダンスを求めることにより、上面の幅の長さが決定される。本実施形態に係る受光素子１及びキャリア２であって、キャリア２の上面の幅、すなわち、接続配線長Ｌを変化したときに、周波数応答特性のひとつであるＳ２１特性がどうなるかについて、計算機シミュレーションを行うことにより、得ることが出来る。
【００４４】
図４は、本発明の実施形態に係る光受信モジュール１００において、キャリア２の上面の幅、すなわち、接続配線長Ｌが異なるときの、周波数に対するＳ２１特性を示す図である。４本の曲線は、キャリア２の上面の幅、すなわち、接続配線長をＬとすると、図に示す４本の曲線は、Ｌが、それぞれ、０．１ｍｍ，０．１５ｍｍ，０．２ｍｍ，０．３ｍｍの場合について示している。
【００４５】
本発明の実施形態に係る光受信モジュール１００においては、図７に示す従来技術に係る光受信モジュールのＳ特性と異なり、Ｓ２１特性がより高い周波数まで、安定的な特性を維持している。
【００４６】
ここで、Ｌが０．３ｍｍのとき、信号線路の長さＬから起因するインダクタンス成分の増加により、Ｌが０．１ｍｍや０．２ｍｍよりも低い周波数である３２ＧＨｚ付近に、Ｓ２１特性のピーキングを有するとともに、３ｄＢ帯域幅は約４０ＧＨｚ程度になっている。４０Ｇｂｐｓ以上の伝送速度で信号を伝送する高速・広帯域の光受信器用の光受信モジュールの周波数特性としては、少なくともＬを０．３ｍｍ以下にするのが望ましい。
【００４７】
さらに、上面信号電圧用膜状配線８Ａは、両側に位置する上面左基準電圧用膜状配線４Ａ及び上面右基準電圧用膜状配線３Ａと、キャリア２の上面上に形成されており、高周波伝送線路のひとつであるコプレーナ伝送線路に近似される構造となっている。このように、高周波伝送線路の観点から、後段にある前置増幅回路１０とのインピーダンス整合をとるように、キャリア２を設計することが可能である。
【００４８】
すなわち、本発明の実施形態に係るキャリア２の上面に形成される上面信号電圧用膜状配線８Ａ及び上面左基準電圧用膜状配線４Ａなどにより近似されるコプレーナ伝送線路より、後段にある前置増幅回路１０とのインピーダンス整合がされた、上面信号電圧用膜状配線８Ａの延伸長方向の長さＤ１、及び、上面信号電圧用膜状配線８Ａと上面左基準電圧用膜状配線４Ａとの幅Ｄ２を求めることが出来る。
【００４９】
図５は、コプレーナ伝送線路における信号線幅Ｄ１と、信号線と接地電極間の幅Ｄ２とに対する特性インピーダンスを示す等高線図である。図５に斜線で示される領域に中央に示される曲線は、特性インピーダンスが５０Ωとなる等高線であり、図中左上に進むに従って、順に５Ωずつ特性インピーダンスが高くなる等高線となっている。すなわち、図５に斜線で示される領域は、特性インピーダンスが５０±５Ωとなる領域である。
【００５０】
よって、後段にある前置増幅回路１０のインピーダンスが５０Ωである場合、この斜線で示される領域に、この斜線で示される領域に含まれる信号伝送線路幅Ｄ１と、信号伝送線路と接地電極間の幅Ｄ２との値を選択し、そのＤ１の値に、上面信号電圧用膜状配線８Ａの延伸方向の長さとなるよう、そして、そのＤ２の値に、上面信号電圧用膜状配線８Ａと上面左基準電圧用膜状配線４Ａの幅がなるように、キャリア２が形成されればよい。
【００５１】
図５に示す通り、例えば、Ｄ１が０．２ｍｍと、Ｄ２が０．０８ｍｍとなるように、Ｄ１及びＤ２の値を選択すればよい。このような長さに、Ｄ１及びＤ２がなるようにするのは、まず、キャリア２の上面全体に金属膜を形成した後に、ダイシング（切削）により、各膜状配線間を電気的に切断し、また、膜状配線の延伸方向の長さが所望の長さになるように、形成するのが望ましい。
【００５２】
このように、寄生素子を含む受光素子を用いても、より高速の伝送速度に対して十分な応答特性を有し、かつ、後段の前置増幅回路とのインピーダンス整合が実現される光受信モジュールの提供にある。
【００５３】
本実施形態において、受光素子と前置増幅回路とを接続する配線を、コプレーナ伝送線路に近似して、後段の前置増幅回路とインピーダンス整合するように設計することを説明したが、これは一例に過ぎず、このように、高周波伝送線路の観点から、より高速の伝送速度に対して十分な応答特性を有し、かつ、後段の前置増幅回路とのインピーダンス整合がなされるように設計するとよい。高周波伝送線路としては、コプレーナ伝送線路の他には、例えば、ストリップ伝送線路などがある。
【００５４】
本実施形態において、伝送速度が４３Ｇｂｐｓといった４０Ｇｂｓ帯の伝送速度で信号を伝送する光受信器に備えられる光受信モジュールについて説明したが、伝送速度が４０Ｇｂｐｓ帯に限定するものでないのは言うまでもない。また、伝送符号形式がいずれかに限定されるものでもない。特許技術文献３に記載されているように、キャリア上に抵抗やインピーダンスを、さらに接続してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ 受光素子、２ キャリア、３ 右基準電圧用膜状配線、４ 左基準電圧用膜状配線、５ バイアス電源電極、６ 基準電圧電極、７ 基台部、８ 信号電圧用膜状配線、９ バイアス電圧用膜状配線、１０ 前置増幅回路、１１ 信号電圧用端子、１２ 基準電圧用端子、１４，１５，１６，１７ パターン接続用ワイヤ、２０ 受光素子バイアス回路、２１ 受光素子バイアス電源、２２ 中継線路、２５ 光学系部品、３０ 光入力、１００ 光受信モジュール。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される光信号を電気信号に変換する受光素子と、
下段面と立ち上がり面と上段面とがこの順に連なる階段状の部分を有する基台部と、
前記立ち上がり面に沿って配置される背面と、前記背面の反対側に位置する前面と、前記背面及び前記前面のそれぞれ下縁の間に延びるとともに、前記下段面に沿って配置される底面と、前記底面の反対側に位置し、前記背面及び前記前面のそれぞれ上縁の間に延びる上面とを有するキャリアと、
前記上段面に配置され、前記電気信号が増幅される前置増幅回路と、
を備える光受信モジュールであって、
前記キャリアの前記背面及び前記前面のそれぞれの上縁の間の長さは、前記背面及び前記前面のそれぞれの下縁の間の長さよりも短く、
基準電圧用膜状配線が、前記前面と前記上面のそれぞれ一部とに渡って設けられ、
さらに、信号電圧用膜状配線が、前記受光素子の信号電圧用端子から延び、前記前面と前記上面のそれぞれ一部とに渡って設けられ、
前記基準電圧用膜状配線及び前記信号電圧用膜状配線のうち、それぞれ前記上面の一部に位置する部分と、前記前置増幅回路に設けられる基準電圧用端子及び信号電圧用端子とが、それぞれ電気的に接続される、
ことを特徴とする光受信モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光受信モジュールであって、
前記背面及び前記前面のそれぞれの上縁の間の前記長さが、周波数応答特性によって決定され、
さらに、前記上面において、前記背面及び前記前面の上縁方向について、前記信号電圧用膜状配線の長さ、及び、前記基準電圧用膜状配線と前記信号電圧用膜状配線の間隔が、前記前置増幅回路のインピーダンスに整合して決定される、
ことを特徴とする光受信モジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光受信モジュールであって、
前記基準電圧用膜状配線は、前記基準電圧用膜状配線のうち前記前面に位置する部分に対して、前記信号電圧用膜状配線は、前記上面を前記信号電圧用膜状配線側に延びる延長部を有する、
ことを特徴とする光受信モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の光受信モジュールであって、
前記基準電圧用膜状配線及び前記信号電圧用膜状配線は、切削により電気的に絶縁される、
ことを特徴とする光受信モジュール。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光受信モジュールを備える光受信器。
【請求項１】
入力される光信号を電気信号に変換する受光素子と、
下段面と立ち上がり面と上段面とがこの順に連なる階段状の部分を有する基台部と、
前記立ち上がり面に沿って配置される背面と、前記背面の反対側に位置する前面と、前記背面及び前記前面のそれぞれ下縁の間に延びるとともに、前記下段面に沿って配置される底面と、前記底面の反対側に位置し、前記背面及び前記前面のそれぞれ上縁の間に延びる上面とを有するキャリアと、
前記上段面に配置され、前記電気信号が増幅される前置増幅回路と、
を備える光受信モジュールであって、
前記キャリアの前記背面及び前記前面のそれぞれの上縁の間の長さは、前記背面及び前記前面のそれぞれの下縁の間の長さよりも短く、
基準電圧用膜状配線が、前記前面と前記上面のそれぞれ一部とに渡って設けられ、
さらに、信号電圧用膜状配線が、前記受光素子の信号電圧用端子から延び、前記前面と前記上面のそれぞれ一部とに渡って設けられ、
前記基準電圧用膜状配線及び前記信号電圧用膜状配線のうち、それぞれ前記上面の一部に位置する部分と、前記前置増幅回路に設けられる基準電圧用端子及び信号電圧用端子とが、それぞれ電気的に接続される、
ことを特徴とする光受信モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光受信モジュールであって、
前記背面及び前記前面のそれぞれの上縁の間の前記長さが、周波数応答特性によって決定され、
さらに、前記上面において、前記背面及び前記前面の上縁方向について、前記信号電圧用膜状配線の長さ、及び、前記基準電圧用膜状配線と前記信号電圧用膜状配線の間隔が、前記前置増幅回路のインピーダンスに整合して決定される、
ことを特徴とする光受信モジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光受信モジュールであって、
前記基準電圧用膜状配線は、前記基準電圧用膜状配線のうち前記前面に位置する部分に対して、前記信号電圧用膜状配線は、前記上面を前記信号電圧用膜状配線側に延びる延長部を有する、
ことを特徴とする光受信モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の光受信モジュールであって、
前記基準電圧用膜状配線及び前記信号電圧用膜状配線は、切削により電気的に絶縁される、
ことを特徴とする光受信モジュール。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光受信モジュールを備える光受信器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−５４６６７（Ｐ２０１１−５４６６７Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２００５０７（Ｐ２００９−２００５０７）
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（３０１００５３７１）日本オプネクスト株式会社 (311)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（３０１００５３７１）日本オプネクスト株式会社 (311)
【Ｆターム（参考）】
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