特許 6376377 光学装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6376377

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】光学装置

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/022 20060101AFI20180813BHJP

   H01S 5/042 20060101ALI20180813BHJP

【ＦＩ】

   H01S5/022

   H01S5/042 630

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-112628(P2014-112628)

(22)【出願日】2014年5月30日

(65)【公開番号】特開2015-228396(P2015-228396A)

(43)【公開日】2015年12月17日

【審査請求日】2017年5月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000154325

【氏名又は名称】住友電工デバイス・イノベーション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100136722

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼木 邦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100174399

【弁理士】

【氏名又は名称】寺澤 正太郎

(72)【発明者】

【氏名】平山 雅裕

(72)【発明者】

【氏名】小林 知存

(72)【発明者】

【氏名】宮原 隆之

【審査官】 大和田 有軌

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２５０４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３０５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３８８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０３０２２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０５０８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３０１８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２００２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１７９２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０４７８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２４３７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１８８４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７８１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１２５９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３１８７６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３４３２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１６１３６３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ５／００ − ５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主面を有する誘電体からなるキャリアと、
前記主面上に配置されているボンディングエリアと、
前記主面上に配置されているインダクタ素子と、
前記主面上であって、前記ボンディングエリアと前記インダクタ素子との間に配置されている半導体レーザと、
前記主面上であって、前記インダクタ素子と前記半導体レーザとの間に配置されており、前記半導体レーザの電極に電気的に接続される信号線路と、
前記ボンディングエリアと前記インダクタ素子の一端とを互いに接続するための第１ワイヤと、
を備え、
前記インダクタ素子の他端は、前記半導体レーザの前記電極と電気的に接続されており、
前記第１ワイヤは、前記信号線路と、前記半導体レーザの光軸とを跨ぐように前記主面上に配置されている、光学装置。

【請求項2】

前記インダクタ素子の前記他端と前記半導体レーザの前記電極とを互いに接続するための第２ワイヤを更に有しており、
前記第２ワイヤは、前記信号線路を跨ぐように、前記主面上に配置されている、請求項１に記載の光学装置。

【請求項3】

前記ボンディングエリアは、前記半導体レーザおよび前記信号線路の上面より高い位置に設けられる、請求項１又は２に記載の光学装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学装置に関する。

【背景技術】

【0002】

直接変調方式の光学装置には、一般に半導体レーザを有するモジュールが用いられる。下記特許文献１に示される光学装置では、変調強度（消光比）等の光学特性を向上すると共に低消費電力を達成するために、変調信号が供給される信号用ライン（信号線路）と、バイアス電流が供給されるバイアス用ラインとが別個に設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５−３７０６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１の光学装置において、バイアス用ラインを介してバイアス電流を供給するためのバイアス回路と、変調信号を供給するための信号線路との両方は、半導体レーザの一方の電極に接続されている。この場合、例えば変調信号がバイアス用ラインを介してバイアス回路にリークし、消費電力が増加すること及び光学特性が劣化することがある。

【0005】

本発明は、半導体レーザに入力される信号のリークが低減された光学装置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】

【0006】

本発明の一形態に係る光学装置は、主面を有するキャリアと、主面上に配置されている半導体レーザと、主面上に配置されている信号線路と、主面上に配置されているボンディングエリアと、主面上であって、半導体レーザの光軸と信号線路とを挟んでボンディングエリアの反対側に配置されているインダクタ素子と、ボンディングエリアとインダクタ素子の一端とを互いに接続するための第１ワイヤと、を備え、インダクタ素子の他端は、半導体レーザと電気的に接続されており、第１ワイヤは、信号線路と、半導体レーザの光軸とを跨ぐように主面上に配置されている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、半導体レーザに入力される信号のリークが低減された光学装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態に係る光学装置を示す概略平面図である。

【図2】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視概略断面図である。

【図3】図３は、比較例に係る光学装置の概略平面図である。

【図4】図４は、第２実施形態に係る光学装置を示す概略平面図である。

【図5】図５は、図４のＶ−Ｖ線矢視概略断面図である。

【図6】図６の（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態に係る光学装置の製造方法を説明するための断面図である。

【図7】図７は、第３実施形態に係る光学装置の概略平面図である。

【図8】図８は、第４実施形態に係る光学装置が搭載されたＴＯＳＡ型半導体光モジュールの概略平面図である。

【図9】図９は、第４実施形態の変形例に係るＴＯＳＡ型半導体光モジュールの概略平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。本願発明の一実施形態は、主面を有するキャリアと、主面上に配置されている半導体レーザと、主面上に配置されている信号線路と、主面上に配置されているボンディングエリアと、主面上であって、半導体レーザの光軸と信号線路とを挟んでボンディングエリアの反対側に配置されているインダクタ素子と、ボンディングエリアとインダクタ素子の一端とを互いに接続するための第１ワイヤと、を備え、インダクタ素子の他端は、半導体レーザと電気的に接続されており、第１ワイヤは、信号線路と、半導体レーザの光軸とを跨ぐように主面上に配置されている、光学装置である。

【0010】

この光学装置によれば、ボンディングエリアは、少なくとも第１ワイヤとインダクタ素子とを介して半導体レーザに電気的に接続されており、且つ、インダクタ素子は、キャリアの主面上において半導体レーザの光軸及び信号線路を挟んでボンディングエリアと反対側に配置されている。これにより、ボンディングエリアとインダクタ素子の一端とを互いに接続するための第１ワイヤを長くすることができ、第１ワイヤのインダクタ成分が増加する。したがって、ボンディングエリアと半導体レーザとは、インダクタ素子及びインダクタ成分が増加した第１ワイヤを介して互いに電気的に接続されることによって、信号線路から半導体レーザに入力される信号（例えば変調信号）がボンディングエリアに流れにくくなる。すなわち、半導体レーザに入力される信号のリークを低減することができる。

【0011】

また、半導体レーザは、信号線路及びインダクタ素子を介してボンディングエリアと電気的に接続されていてもよい。この場合、所定の抵抗値にマッチングされた信号線路を介して半導体レーザとボンディングエリアとが互いに接続されることにより、光学装置の特性を向上することができる。

【0012】

また、光学装置は、インダクタ素子と信号線路とを互いに接続するための第２ワイヤを更に有していてもよい。この場合、所定の抵抗値にマッチングされた信号線路を介して半導体レーザとボンディングエリアとが互いに接続されることにより、光学装置の特性を向上することができる。

【0013】

また、インダクタ素子と半導体レーザとを互いに接続するための第２ワイヤを更に有しており、第２ワイヤは、信号線路を跨ぐように、主面上に配置されていてもよい。この場合、第２ワイヤを長くすることができ、第２ワイヤのインダクタ成分を増加することができる。したがって、半導体レーザとボンディングエリアとの間のインダクタ成分が増加し、半導体レーザに入力される信号のリークを一層低減することができる。

【0014】

また、インダクタ素子は、主面にパターニングされて形成されているスパイラルインダクタであってもよく、主面に配置されている部品キャリア上に搭載されているチップコイルであってもよい。

【0015】

また、ボンディングエリアは、半導体レーザおよび信号線路の上面より高い位置に設けられてもよい。

【0016】

また、ボンディングエリアは、コンデンサの上部電極からなっていてもよい。

【0017】

［本願発明の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

【0018】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光学装置を示す概略平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。図１及び図２に示されるように、光学装置１は、キャリア２と、半導体レーザ３と、信号線路４と、コンデンサ５と、スパイラルインダクタ（インダクタ素子）６と、ワイヤＷ１〜Ｗ５とを備えている。

【0019】

キャリア２は、例えばアルミナ（ＡｌＯｘ）又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の誘電体から構成される部材であり、当該キャリア２の主面２ａ上には、半導体レーザ３と、信号線路４と、コンデンサ５と、スパイラルインダクタ６と、ワイヤＷ１〜Ｗ５とが配置されている。キャリア２の主面２ａと対向する裏面２ｂには、基準電位を有する基準電極層７が設けられている。基準電極層７は、例えば金（Ａｕ）等の金属又は合金によって形成される。

【0020】

半導体レーザ３は、直接変調方式のレーザ素子であり、一対の電極に挟まれ、半導体から構成される導波路層を有している。半導体レーザ３は、導波路層の延在方向に沿って延びる光軸３ａと交差する両端面から光を出射する部材である。半導体レーザ３は、キャリア２の主面２ａ上に設けられ、導電性を有する接着層８ａ上に取り付けられている。接着層８ａは、金（Ａｕ）等の金属又は合金を含む導電層をパターニングすることによって形成される。キャリア２側に位置する半導体レーザ３の一方の電極は、例えばキャリア２内に設けられたビアを介して基準電極層７に接続されている。なお、本明細書における「接続」とは、電気的又は機能的に接続することを含んでおり、物理的に接続することのみに限定されない。

【0021】

信号線路４は、半導体レーザ３に変調信号を入力するための配線である。信号線路４は、光学装置１外に配置され変調信号を出力する回路とワイヤＷ４を介して接続される。信号線路４は、例えば上記導電層をパターニングすることによって設けられる。この場合、信号線路４と接着層８ａとは、互いに同一の導電層から形成されている。信号線路４は、ワイヤＷ３を介して半導体レーザ３の他方の電極３ｂに接続されている。すなわち、ワイヤＷ３の一端は信号線路４に接続され、ワイヤＷ３の他端は半導体レーザ３の他方の電極３ｂに接続されている。信号線路４は、所定の抵抗値（例えば５０Ω）になるようにマッチングされている。

【0022】

コンデンサ５は、バイアス電流が供給される部材である。コンデンサ５は、キャリア２の主面２ａ上において、半導体レーザ３の光軸３ａを挟んで信号線路４の反対側に配置されている。コンデンサ５の厚さは、半導体レーザ３の厚さよりも大きくなっている。コンデンサ５は、上記導電層をパターニングすることによって形成された接着層８ｂ上に取り付けられている。キャリア２側に位置するコンデンサ５の一方の電極は、例えばキャリア２内に設けられたビアを介して基準電極層７に接続されている。コンデンサ５の他方の電極５ａは、光学装置１外に配置されバイアス電流を出力する回路とワイヤＷ５を介して接続されている。また、コンデンサ５の他方の電極５ａは、ワイヤ（第１ワイヤ）Ｗ１を介してスパイラルインダクタ６の外周側に位置する一端６ａと接続されている。すなわち、ワイヤＷ１の一端はコンデンサ５の他方の電極５ａに接続され、ワイヤＷ１の他端はスパイラルインダクタ６の一端６ａに接続されている。すなわち、コンデンサ５の上部電極である他方の電極５ａは、ワイヤＷ１に対するボンディングエリアであり、半導体レーザ３及び信号線路４の上面より高い位置に設けられる。

【0023】

スパイラルインダクタ６は、キャリア２の厚さ方向から見て渦状の形状を有しており、直線状の配線よりも高いインダクタンスを有する配線である。スパイラルインダクタ６は、キャリア２の厚さ方向から見て、例えば上記導電層を渦状にパターニングすることによって形成される小型の素子である。この場合、スパイラルインダクタ６と信号線路４とは、互いに同一の導電層から形成されている。スパイラルインダクタ６は、キャリア２の主面２ａ上において、半導体レーザ３の光軸３ａと信号線路４とを挟んでコンデンサ５の反対側に配置されている。よって、スパイラルインダクタ６の一端６ａと、コンデンサ５とを互いに接続するためのワイヤＷ１は、信号線路４と、半導体レーザ３の光軸３ａとを跨ぐようにキャリア２の主面２ａ上に配置されている。スパイラルインダクタ６の中心側に位置する他端６ｂは、ワイヤ（第２ワイヤ）Ｗ２を介して半導体レーザ３の他方の電極３ｂに接続されている。すなわち、ワイヤＷ２は、信号線路４を跨ぐように、キャリア２の主面２ａ上に配置されており、ワイヤＷ２の一端はスパイラルインダクタ６の他端６ｂに接続されており、ワイヤＷ２の他端は半導体レーザ３の他方の電極３ｂに接続されている。スパイラルインダクタ６とコンデンサ５とは、光学装置１におけるバイアス回路を構成している。

【0024】

以上に説明した、第１実施形態の光学装置１によって得られる効果について説明する。図３は、比較例に係る光学装置の概略平面図を示す。図３に示されるように、比較例に係る光学装置１０１におけるキャリア２の主面２ａ上には、スパイラルインダクタ（インダクタ素子）６が設けられていない。よって、コンデンサ５は、ワイヤＷ１１を介して直接的に半導体レーザ３の他方の電極３ｂに接続されている。この場合、信号線路４から供給される変調信号は、半導体レーザ３の他方の電極３ｂ及びワイヤＷ１１を介してコンデンサ５に流れるおそれがある。つまり、信号線路４から供給される変調信号は、コンデンサ５を介してリークしてしまうことがある。

【0025】

これに対して、図１に示されるように、第１実施形態に係る光学装置１では、ボンディングエリアを有するコンデンサ５及びスパイラルインダクタ６によってバイアス回路が構成されている。これにより、バイアス回路のインダクタ成分が、スパイラルインダクタ６によって増加する。また、コンデンサ５は、少なくともワイヤ（第１ワイヤ）Ｗ１とスパイラルインダクタ６とを介して半導体レーザ３の他方の電極３ｂに接続されている。また、スパイラルインダクタ６は、キャリア２の主面２ａ上において半導体レーザ３の光軸３ａ及び信号線路４を挟んでコンデンサ５と反対側に配置されている。これにより、コンデンサ５とスパイラルインダクタ６の一端６ａとを互いに接続するためのワイヤＷ１は、少なくとも半導体レーザ３の光軸３ａ及び信号線路４を跨ぐことができる長さにすることができ、ワイヤＷ１のインダクタ成分が増加する。したがって、バイアス回路自体及びバイアス回路内のワイヤＷ１のインダクタ成分が増加し、変調信号がバイアス回路に流れにくくなる。すなわち、バイアス回路を介した変調信号のリークを低減することができる。また、バイアス電流の供給回路として機能するバイアス回路にスパイラルインダクタ６が含まれることによって、変調信号がコンデンサ５に入力されにくくなり、バイアス電流が安定的に供給される。

【0026】

また、光学装置１が取り付けられたモジュールにおいて、デッドスペースとなっている半導体レーザ３及び信号線路４の上にワイヤＷ１が位置することにより、光学装置１のサイズを大きくすることなく、ワイヤＷ１を長くすることができる。

【0027】

また、スパイラルインダクタ６と半導体レーザ３とを互いに接続するためのワイヤ（第２ワイヤ）Ｗ２は、信号線路４を跨ぐように、主面２ａ上に配置されていてもよい。この場合、コンデンサ５は、半導体レーザ３を挟んで信号線路４の反対側に配置されていてもよい。これにより、ワイヤＷ２を長くすることができ、ワイヤＷ２のインダクタ成分を増加することができる。したがって、半導体レーザ３とバイアス回路との間のインダクタ成分が増加し、バイアス回路を介した変調信号のリークを一層低減することができる。

【0028】

（第２実施形態）
以下では、第２実施形態に係る光学装置及び光学装置の製造方法の一例について説明する。第２実施形態の説明において第１実施形態と重複する記載は省略し、第１実施形態と異なる部分を記載する。つまり、技術的に可能な範囲において、第２実施形態に第１実施形態の記載を適宜用いてもよい。

【0029】

図４は、第２実施形態に係る光学装置を示す概略平面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線矢視断面図である。図４及び図５に示されるように、光学装置１Ａにおけるインダクタ素子は、チップコイル６Ａである。チップコイル６Ａは、例えば５〜１０ｎＨ程度のインダクタンスを有するインダクタ素子である。チップコイル６Ａは、キャリア２の主面２ａに配置されている部品キャリア９上に搭載されている。部品キャリア９は、例えば接着層８ａ，８ｂと同時に形成された接着層８ｃ上に取り付けられている。

【0030】

部品キャリア９は、例えばアルミナ（ＡｌＯｘ）又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等からなる誘電体から構成される部材である。部品キャリア９の厚さは、半導体レーザ３の厚さよりも大きくなっている。図５において部品キャリア９の厚さは、コンデンサ５の厚さよりも小さくなっているが、部品キャリア９はコンデンサ５よりも厚くてもよい。部品キャリア９の表面には、チップコイル６Ａの一端に接続される第１導電層Ｃ１と、チップコイル６Ａの他端に接続される第２導電層Ｃ２とが形成されている。第１導電層Ｃ１及び第２導電層Ｃ２は、金（Ａｕ）等の金属又は合金を含む導電層である。コンデンサ５は、ワイヤＷ１を介して第１導電層Ｃ１に接続されている。すなわち、ワイヤＷ１の一端はコンデンサ５に接続され、ワイヤＷ１の他端は第１導電層Ｃ１に接続されている。半導体レーザ３は、ワイヤＷ２を介して第２導電層Ｃ２に接続されている。すなわち、ワイヤＷ２の一端は半導体レーザ３の他方の電極３ｂに接続され、ワイヤＷ２の他端は第２導電層Ｃ２に接続されている。

【0031】

次に、図６の（ａ）〜（ｃ）を用いながら、第２実施形態に係る光学装置の製造方法の一例を説明する。図６の（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態に係る光学装置の製造方法を説明するための断面図である。まず第１ステップとして、図６の（ａ）に示されるように、主面２ａに接着層８ａ，８ｂ，８ｃ及び信号線路４が形成されており、裏面２ｂに基準電極層７が形成されているキャリア２を準備する。例えば真空蒸着法等によって主面２ａ上に導電層を形成した後、当該導電層をパターニングすることによって接着層８ａ，８ｂ，８ｃ及び信号線路４を形成する。また、例えば真空蒸着法等によって裏面２ｂ上に基準電極層７を形成する。例えば金属はんだ等を用いて、接着層８ａに半導体レーザ３を取り付ける。次に、半導体レーザ３と信号線路４とを互いに接続するように、ワイヤＷ３を半導体レーザ３及び信号線路４にボンディング接続する。

【0032】

次に第２ステップとして、図６の（ｂ）に示されるように、接着層８ｂにコンデンサ５を取り付けると共に、接着層８ｃに部品キャリア９を取り付ける。半導体レーザ３と同様に、例えば金属はんだ等を用いてコンデンサ５及び部品キャリア９をキャリア２の主面２ａ上に取り付ける。部品キャリア９の表面には、予め第１導電層Ｃ１及び第２導電層Ｃ２が設けられていてもよく、チップコイル６Ａが取り付けられていてもよい。

【0033】

次に第３ステップとして、図６の（ｃ）に示されるように、コンデンサ５とチップコイル６Ａとを互いに接続するように、ワイヤＷ１をコンデンサ５及び第１導電層Ｃ１にボンディング接続する。同様に、半導体レーザ３とチップコイル６Ａとを互いに接続するように、ワイヤＷ２を半導体レーザ３及び第２導電層Ｃ２にボンディング接続する。以上のステップを経ることによって、光学装置１が形成される。ここで、ワイヤＷ１及びワイヤＷ２は、ワイヤＷ３よりもキャリア２の厚さ方向においてキャリア２の主面２ａから離れた位置にてボンディング接続されている。このようにキャリア２の主面２ａから近い箇所からワイヤＷ１〜Ｗ３を順にボンディングすることにより、ボンディング作業におけるワイヤＷ１〜Ｗ３の交錯が抑制される。

【0034】

以上に説明した、第２実施形態の光学装置においても、第１実施形態と同等の効果を奏する。また、キャリア２の主面２ａ上に部品キャリア９が設けられることにより、キャリア２の厚さ方向におけるワイヤＷ１〜Ｗ３のボンディング位置が異なる。これにより、ワイヤＷ１〜Ｗ３同士の交錯が抑制される。

【0035】

（第３実施形態）
以下では、第３実施形態に係る光学装置の一例について説明する。図７は、第３実施形態に係る光学装置の概略平面図である。図７に示されるように、光学装置１Ｂは、第２実施形態の光学装置１Ａと比較して、チップコイル６Ａと半導体レーザ３との接続関係が異なっている。具体的には、光学装置１Ｂにおいては、チップコイル６Ａは、ワイヤＷ６を介して信号線路４に接続されている。つまり、光学装置１Ｂは、チップコイル６Ａと信号線路４とを互いに接続するためのワイヤ（第２ワイヤ）Ｗ６を有している。これにより、コンデンサ５は、ワイヤＷ１、チップコイル６Ａ、ワイヤＷ６、信号線路４、及びワイヤＷ３を介して半導体レーザ３に接続されている。

【0036】

以上に説明した、第３実施形態の光学装置においても、第２実施形態と同等の効果を奏する。また、所定の抵抗値にマッチングされた信号線路４を介して半導体レーザ３とバイアス回路とが互いに接続されている。したがって、光学装置１Ｂの特性が一層向上される。

【0037】

（第４実施形態）
以下では、第４実施形態に係る光学装置が搭載された半導体光モジュールの一例について説明する。図８は、第４実施形態に係る光学装置が搭載されたＴＯＳＡ（Transmit OpticalSub-Assembly）型半導体光モジュールの概略平面図である。図８に示されるように、ＴＯＳＡ型半導体光モジュール２００は筐体１０を備えており、説明のために筐体１０の一部が部分的に破断されている。筐体１０は、側壁１０Ａ〜１０Ｄ、及び底面１０Ｅを有している。筐体１０の材質は、例えばニッケルコバルト鉄合金（ＮｉＣｏＦｅ系）等である。

【0038】

図８に示されるように、筐体１０内には、光学装置１Ｃ、発光部２０、受光部３０、レンズホルダ４０、レセプタクル４１及びフィードスルー５０が設けられている。光学装置１Ｃは、発光部２０を有しており、例えば筐体１０内の中央付近に配置される。受光部３０は、筐体１０内において、発光部２０の光軸２０Ｌ上に配置される。レンズホルダ４０は、複数のレンズ４０ａを収容している。レセプタクル４１は、出射窓４１ａ及びレンズ４１ｂを収容している。レンズホルダ４０及びレセプタクル４１は、発光部２０に対して受光部３０の反対側に配置されている。レセプタクル４１では、出射窓４１ａが収容される領域４１Ｃが側壁１０Ａに埋め込まれている。また、レンズ４１ｂが収容される領域４１Ｄは、側壁１０Ａの外部に設けられている。フィードスルー５０は、側壁１０Ｂの内部から外部に亘って設けられている。発光部２０は、受光部３０と光学的に結合される。また、発光部２０は、レンズホルダ４０のレンズ４０ａと光学的に結合される。レンズ４０ａは、レセプタクル４１の出射窓４１ａと光学的に結合される。出射窓４１ａは、レセプタクル４１のレンズ４１ｂと光学的に結合される。レンズ４１ｂは、レンズ４０ａ及び出射窓４１ａを介して、発光部２０と光学的に結合される。発光部２０は、フィードスルー５０と電気的に接続されている。

【0039】

発光部２０に含まれる半導体レーザ２１は、レーザ光Ｌ１を出射する端面２１Ａと、端面２１Ａに対向し、レーザ光Ｌ２を出射する端面２１Ｂとを有する。図８に示されるように、受光部３０は、受光素子３１及び受光素子キャリア３２を含んでいる。受光素子３１によって、レーザ光Ｌ２の光強度がモニタリングされる。受光素子３１は、例えばフォトダイオード等からなり、受光素子キャリア３２は、例えば酸化アルミニウムを含むセラミック等の熱伝導率の高い絶縁物からなる。受光部３０は、半導体レーザ２１の端面２１Ｂ側に配置されている。レンズホルダ４０、出射窓４１ａ、及びレセプタクル４１は、端面２１Ａ側に配置されている。光軸２０Ｌは、筐体１０の中心軸１０Ｌの近傍に位置しており、筐体１０の長手方向に沿って延びている。レセプタクル４１を通過したレーザ光Ｌ１は、例えば、レセプタクル４１の外側にあってレセプタクル４１と光学的に接続された光ファイバ(不図示)などを介して、外部に提供される。

【0040】

図８に示されるように、ＴＯＳＡ型半導体光モジュール２００には、半導体レーザ２１を発振させるための駆動部２３が設けられていてもよい。駆動部２３は、例えばキャパシタ及びサーミスタ等を含む。発光部２０は、例えば直接変調レーザ（Directly modulated laser：ＤＭＬ）である。

【0041】

図８に示されるように、筐体１０の底面１０Ｅの上には、例えばThermoelectricCooler（ＴＥＣ）などを含む温度制御素子１２が配置されている。温度制御素子１２は、発光部２０の温度を一定に保持し、半導体レーザ２１からのレーザ光Ｌ１及びＬ２の波長を一定に保つように制御を行う素子である。

【0042】

フィードスルー５０には、電気端子である第１リード５１ａ〜第８リード５１ｈが設けられている。フィードスルー５０は、端面５０Ａを有し、第１リード５１ａ〜第８リード５１ｈは、端面５０Ａに設けられている。また、フィードスルー５０は、受光部３０を搭載する第１領域５０Ｐのほか、第２領域５０Ｑ及び第３領域５０Ｒを収容している。第２領域５０Ｑは、第１信号配線５２ａ、第１グランド配線５２ｂ及び５２ｃ、ビア５２ｄ及び５２ｅ、並びに第４グランド配線５３を有する。ビア５２ｄ及び５２ｅは、それぞれ第１グランド配線５２ｂ及び５２ｃに設けられている。第３領域５０Ｒは、第２信号配線５４ａ、第２グランド配線５４ｂ及び５４ｃ、ビア５４ｄ及び５４ｅ、並びに第４グランド配線５３を有する。ビア５４ｄ及び５４ｅは、それぞれ第２グランド配線５４ｂ及び５４ｃに設けられている。第３領域５０Ｒは、筐体１０の側壁１０Ｂの内部及び側壁１０Ｂの外側に配置されている。フィードスルー５０は、領域５０Ｅ〜５０Ｈを有する。また、フィードスルー５０は、例えば酸化アルミニウムを含むセラミックなどから構成されている。

【0043】

変調信号が入力される第１信号配線５２ａは、第２信号配線５４ａと電気的に接続される。また、第１信号配線５２ａは、第４信号配線１８ａと電気的に接続され、さらに、第４信号配線１８ａを介して第３信号配線（信号線路）１５ａと電気的に接続される。最終的に、第１信号配線５２ａは、第４信号配線１８ａ及び第３信号配線１５ａを介して、半導体レーザ２１と電気的に接続される。第２信号配線５４ａは、第１信号配線５２ａに加えて、第１リード５１ａと電気的に接続される。第１信号配線５２ａ及び第２信号配線５４ａは、レーザ光Ｌ１，Ｌ２を変調するための変調信号を半導体レーザ２１に伝送するための配線である。

【0044】

図８に示されるように、第１グランド配線５２ｂ及び５２ｃは、第１信号配線５２ａの両側に配置されている。第２グランド配線５４ｂ及び５４ｃは、第２信号配線５４ａの両側に配置されている。ボンディングワイヤ１１ｐ、１１ｑ及び１１ｒが設けられ、第１信号配線５２ａと第４信号配線１８ａとはボンディングワイヤ１１ｐを介して電気的に接続される。第４信号配線１８ａと第３信号配線１５ａとはボンディングワイヤ１１ｑを介して電気的に接続される。第３信号配線１５ａと半導体レーザ２１とはボンディングワイヤ１１ｒを介して電気的に接続される。第１グランド配線５２ｂ及び５２ｃは、それぞれ第２グランド配線５４ｂ及び５４ｃと電気的に接続される。第１グランド配線５２ｂは、ボンディングワイヤ１１ｓを介して伝送基板１８と電気的に接続され、第１グランド配線５２ｃは、ボンディングワイヤ１１ｔを介して伝送基板１８と電気的に接続される。また、第２グランド配線５４ｂ及び５４ｃは、それぞれ第２リード５１ｂ及び第３リード５１ｃと電気的に接続される。第２リード５１ｂ及び第３リード５１ｃは、第１リード５１ａの両側に配置される。伝送基板１８にはビア１８ｂ，１８ｃ及び裏面配線が設けられている。ボンディングワイヤ１１ｓは、ビア１８ｃを介して裏面配線と電気的に接続され、ボンディングワイヤ１１ｔは、ビア１８ｂを介して裏面配線と電気的に接続される。

【0045】

図８に示されるように、第１リード５１ａは、フィードスルー５０の端面５０Ａの中央付近、即ち、筐体１０の中心軸１０Ｌの軸線付近に設けられる。また、フィードスルー５０内で、第２信号配線５４ａは、中心軸１０Ｌの軸線付近より外側に配置された第２領域５０Ｑの第１信号配線５２ａと接続される。このため、第２信号配線５４ａの伝送進路は、フィードスルー５０の領域５０Ｅでは、中心軸１０Ｌの軸線にほぼ沿っているが、領域５０Ｆ及び５０Ｇでは、中心軸１０Ｌの軸線から傾斜している。第２グランド配線５４ｂ及び５４ｃは、第２信号配線５４ａの両側に配置される。このため、第２グランド配線５４ｂ及び５４ｃの伝送進路も、フィードスルー５０の領域５０Ｅでは、共に中心軸１０Ｌの軸線にほぼ沿っているが、領域５０Ｆと５０Ｇでは、共に中心軸１０Ｌの軸線から傾斜している。

【0046】

図８に示されるように、バイアス電流が供給される第７リード５１ｇは、第５信号配線５２ｆ及びボンディングワイヤ１１ｂを介してコンデンサ２５に接続されている。コンデンサ２５は、第３実施形態に係る光学装置１Ｂのコンデンサ５に相当する。コンデンサ２５は、ボンディングワイヤ（第１ワイヤ）１１ａを介してチップコイル２６に接続されている。チップコイル２６は、第３実施形態に係る光学装置１Ｂのチップコイル６Ａに相当する。チップコイル２６は、ボンディングワイヤ（第２ワイヤ）１１ｃを介して第３信号配線１５ａに接続されている。

【0047】

以上に説明した、第４実施形態に係る光学装置が搭載された半導体光モジュールにおいても、第３実施形態と同等の効果を奏する。また、ＴＯＳＡ型半導体光モジュール２００において、変調素子を設けなくともよいため、更なる小型化が可能になる。

【0048】

図９は、第４実施形態の変形例に係るＴＯＳＡ型半導体光モジュールの概略平面図である。図９に示されるように、ＴＯＳＡ型半導体光モジュール２００Ａは、ＴＯＳＡ型半導体光モジュール２００と比較して、第４信号配線１８ａが異なっている。具体的には、第４信号配線１８ａに抵抗領域２０１が設けられている。抵抗領域２０１は、第４信号配線１８ａにおいて他の部分よりも抵抗が高い領域である。例えば、抵抗領域２０１と半導体レーザ２１との間の第４信号配線１８ａ及び第３信号配線１５ａの距離が、変調信号の波長の１／４以内の長さとなる位置に、抵抗領域２０１が設けられている。抵抗領域２０１は、例えば第４信号配線１８ａの他の部分よりも抵抗が高い金属又は合金などから形成されている。当該変形例においても、第４実施形態と同等の効果を奏する。また、第４信号配線１８ａに抵抗領域２０１が設けられることによって、変曲点が生じない良好な反射特性を得ることができる。

【0049】

本発明による光学装置は、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態及び変形例を適宜組み合わせてもよい。例えば、第１実施形態又は第２実施形態に記載された光学装置を、第４実施形態に記載される半導体光モジュールに適用してもよい。また、インダクタ素子は、スパイラルインダクタ６又はチップコイル６Ａに限定されず、他の分布定数回路から構成されていてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１０１…光学装置、２…キャリア、２ａ…主面、３…半導体レーザ、３ａ，２０Ｌ…光軸、４…信号線路、５，２５…コンデンサ、６…スパイラルインダクタ（インダクタ素子）、６Ａ，２６…チップコイル（インダクタ素子）、９…部品キャリア、１０…筐体、２０…発光部、３０…受光部、４０…レンズホルダ、５０…フィードスルー、２００，２００Ａ…ＴＯＳＡ型半導体光モジュール、Ｗ１〜Ｗ６…ワイヤ、Ｃ１，Ｃ２…導電層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】