JP2011134962A - Optical transmission module - Google Patents
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Abstract
【課題】バイアスT回路を構成する錐形状コイルがその特性を劣化させずに実装されている光送信モジュールの提供。
【解決手段】光送信モジュールは、筐体内にレーザダイオード4を収納し、筐体を構成するステム2の貫通孔2cに取付けられた電極ピンを介して高周波信号がレーザダイオード4に供給されると共に、バイアスT回路を備えたものである。バイアスT回路を構成するコイルが、錐形状コイル7bで形成され、ステム2の貫通孔2dにガラス封止により搭載されている。
【選択図】図2Provided is an optical transmission module in which a cone-shaped coil constituting a bias T circuit is mounted without deteriorating its characteristics.
The optical transmission module houses a laser diode 4 in a casing, and a high frequency signal is supplied to the laser diode 4 via an electrode pin attached to a through hole 2c of a stem 2 constituting the casing. And a bias T circuit. A coil constituting the bias T circuit is formed of a conical coil 7b and mounted in the through hole 2d of the stem 2 by glass sealing.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、光通信に用いられる光送信モジュールに関する。 The present invention relates to an optical transmission module used for optical communication.
光送信機能を具備する光通信用の装置では、レーザダイオード(LD:Laser Diode)を有する光送信モジュールが、LD駆動用のドライバ等を搭載した外部回路基板に、フレキシブル回路基板等を介して電気接続されて用いられる。また、高周波信号に直流電流や直流電圧といった直流成分を重畳してLDに供給するために、コイルとコンデンサから成るバイアスT回路と呼ばれる回路が外部回路基板やフレキシブル回路基板に設けられる。このバイアスT回路に用いられるコイルとして、高速の光通信でも周波数特性が良好な、言い換えれば、広い範囲の周波数にわたって所望のインダクタとして機能する錐形状コイルが知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。 In an optical communication apparatus having an optical transmission function, an optical transmission module having a laser diode (LD) is electrically connected to an external circuit board on which an LD driving driver is mounted via a flexible circuit board. Connected and used. A circuit called a bias T circuit composed of a coil and a capacitor is provided on an external circuit board or a flexible circuit board in order to superimpose a DC component such as a DC current or a DC voltage on a high-frequency signal and supply it to the LD. As a coil used for this bias T circuit, a conical coil having a good frequency characteristic even in high-speed optical communication, in other words, a cone-shaped coil that functions as a desired inductor over a wide range of frequencies is known (for example, Patent Documents 1 to 3). 3).
上述のバイアスT回路を構成する錐形状コイル等の部品は、光送信モジュールと接続される外部回路基板の設計の自由度を考慮すると、当該外部回路基板に実装するのではなく、光送信モジュール自体に実装する方が好ましい。しかし、錐形状コイルの光送信モジュールへの実装を、当該コイルの特性を劣化させずに行うのは難しいという技術的な問題点がある。しかし、特許文献1〜3では、この点に関し言及されていない。 In consideration of the degree of freedom in designing the external circuit board connected to the optical transmission module, the components such as the cone-shaped coil constituting the bias T circuit are not mounted on the external circuit board, but the optical transmission module itself. It is preferable to mount on. However, there is a technical problem that it is difficult to mount the cone-shaped coil on the optical transmission module without deteriorating the characteristics of the coil. However, Patent Documents 1 to 3 do not mention this point.
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、バイアスT回路を構成する錐形状コイルがその特性を劣化させずに実装されている光送信モジュールを提供することをその目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an optical transmission module in which a cone-shaped coil constituting a bias T circuit is mounted without deteriorating its characteristics. .
上記課題を解決するために、本発明の光送信モジュールは、筐体内にレーザダイオードを収納し、筐体を構成するステムの貫通孔に取付けられた電極ピンを介して高周波信号がレーザダイオードに供給されると共に、バイアスT回路を備えたものであって、バイアスT回路を構成するコイルが、錐形状コイルで形成され、ステムの貫通孔にガラス封止により搭載されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the optical transmission module of the present invention has a laser diode housed in a housing, and a high-frequency signal is supplied to the laser diode via an electrode pin attached to a through hole of a stem constituting the housing. In addition, a bias T circuit is provided, and the coil constituting the bias T circuit is formed of a conical coil and is mounted in a through hole of the stem by glass sealing.
錐形状コイルは、磁性体上に巻かれているとよい。また、バイアスT回路を構成するコンデンサが、ステムの貫通孔にガラス封止で搭載されていることが好ましい。さらに、上記コンデンサが、電極ピンがガラス封止部分で二分され、二分された互いの端部が対向することにより構成されていることが好ましい。 The conical coil is preferably wound on a magnetic material. Moreover, it is preferable that the capacitor which comprises a bias T circuit is mounted in the through-hole of a stem by glass sealing. Furthermore, it is preferable that the capacitor is configured such that the electrode pins are bisected by the glass sealing portion and the bisected ends face each other.
本発明の光送信モジュールは、バイアスT回路を構成する錐形状コイルを筐体へガラス封止で搭載することにより、錐形状コイルの実装を行うようにしたため、当該実装を錐形状コイルの特性を劣化させずに行うことができる。さらに、錐形状コイルが光送信モジュール内に設けられているため、回路基板の設計の自由度を高くすることができる。 In the optical transmission module of the present invention, the conical coil is mounted by mounting the conical coil constituting the bias T circuit on the casing by glass sealing. This can be done without deterioration. Furthermore, since the conical coil is provided in the optical transmission module, the degree of freedom in designing the circuit board can be increased.
図1〜図3を用いて、本発明による光送信モジュールの一例を説明する。図1は、光送信モジュールの一例の外観図、図2は、図1の光送信モジュールの内部の様子を示す図、図3は、図2の光送信モジュールのコイル部材と信号ピンを拡大して示す図である。なお、図3では、後述のステムやサブマウント等の図示を省略している。 An example of the optical transmission module according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an external view of an example of an optical transmission module, FIG. 2 is a diagram illustrating an internal state of the optical transmission module of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a coil member and a signal pin of the optical transmission module of FIG. FIG. In FIG. 3, illustration of a stem, a submount, and the like, which will be described later, is omitted.
本発明の光送信モジュールは、図1の参照符号1で例示するように、ステム2とキャップ3とから成るCANパッケージ内にLD4(図2参照)を気密封止したもので、外部回路基板等に電気接続されて用いられる。この光送信モジュール1は、外部回路基板からの電気信号をLD4により光信号に変換し、キャップ3に取付けられたレンズ3aを介して、その光信号を外部に送信する。なお、以下の説明では、レンズ3aを備える側を前方とし、その反対側を後方とする。また、前後方向に直交する方向のうち図1のY方向を左右方向とする。
As illustrated by reference numeral 1 in FIG. 1, the optical transmission module of the present invention has an LD 4 (see FIG. 2) hermetically sealed in a CAN package including a
光送信モジュール1では、LD4が図2のステム2の実装部2b上にサブマウント4aを介して実装される。
ステム2は、例えば、金属材料により略円柱状に形成されたステムベース2aと、ステムベース2aから前方向に突出するように該ステムベース2aに取付けられる実装部2b、とを有する。なお、図示は省略するが、光送信モジュール1は、LD4のフィードバック制御のためモニタフォトダイオード(PD:Photo Diode)を有する。該モニタPDは、例えば、ステムベース2a上に実装される。
In the optical transmission module 1, the LD 4 is mounted on the
The
ステムベース2aには、金属材料から成る各種電極ピン(後述)等が挿入された状態でガラス封止される貫通孔2c,2dが設けられている。上記電極ピンとしては、例えば、外部の回路基板からLD4に高周波信号を供給するための信号ピン5や、モニタPDからの電気信号を外部に取り出すためのモニタピン6がある。これらのピンの他に、後述のコイル部材7も貫通孔2dに挿入されガラス封止によりステムベース2aに取付けられる。信号ピン5が挿入固定される貫通孔2cとコイル部材7が挿入固定される貫通孔2dとは隣接して設けられている。
The
信号ピン5は、コイル部材7の方向に突出するように設けられた凸部5aを有する。該凸部5aが、LD実装用のサブマウント4上の金属パターン4bと、ワイヤ8により接続されることにより、信号ピン5とLD4とが電気接続されるようになっている。
The
コイル部材7は、信号ピン5からの高周波信号に直流成分であるバイアス電流等を重畳させてLD4に供給するためのもので、図3に示すように、導線7aを錐状に巻き回して形成された錐形状コイル7bを有する。上述のように信号ピン5とLD4は電気接続されるので、ステム2からLD4側に導出された導線7aを信号ピン5の凸部5aに直接電気接続することにより、コイル部材7とLD4とが電気接続されるようになっている。
The coil member 7 is for superimposing a bias current, which is a direct current component, on the high-frequency signal from the
なお、導線7aの信号ピン5との接続側と反対側の端部7cは、例えば、ステム2から外部に導出され、外部回路基板の電極パッド等に半田付けされ、バイアス電流供給源と電気接続される。コイル部材7の錐形状コイル7bは、広い範囲の周波数にわたって高インピーダンスであるため、コイル部材7は、広い範囲の周波数で、直流成分の信号を歪ませずにLD4に伝送することができる。
Note that the end 7c of the
本光モジュール1では、このコイル部材7の錐形状コイル7bをステム2の貫通孔2d内に配設した状態で当該貫通孔2dをガラス封止することにより錐形状コイル7bを実装する。そのため、当該実装の際に錐形状コイル7bの特性が劣化することがなく。また、錐形状コイル7bが、周辺回路から影響を受けることがなく物理的にも保護されるので、その特性が劣化することがない。
In the present optical module 1, the
なお、一般的に、錐形状コイルを光送信モジュールに実装する場合、当該モジュール自体が小さいので錐形状コイルを形成する導線も非常に細くなるため、上記導線とLDとの電気接続が非常に難しくなるが、本光送信モジュール1では、上記電気接続を以下のようにして行うため容易である。
まず、錐形状コイル7bの導線7aの端部と信号ピン5の凸部5aとを予め接続しておく。そして、コイル部材7と信号ピン5とをそれぞれステムベース2aの隣接する貫通孔2cに挿入しガラス封止により取付ける。このような取付け方法は、コイル部材7が挿入固定される貫通孔2dと、信号ピン5が挿入固定される貫通孔2cとが隣接しているため、行うことができる。
In general, when a cone-shaped coil is mounted on an optical transmission module, since the module itself is small, the conducting wire forming the cone-shaped coil is also very thin, so that the electrical connection between the conducting wire and the LD is very difficult. However, the optical transmission module 1 is easy because the electrical connection is performed as follows.
First, the end portion of the conducting
コイル部材7及び信号ピン5をステムベース2aに取付けた後、LD4をサブマウント4aに実装し、信号ピン5の凸部5aとサブマウント4aとをワイヤボンディングにより接続する。これにより、LD4と信号ピン5とが電気接続されるとともに、LD4と錐形状コイル7bの導線7aとが電気接続される。このように、本光送信モジュール1では、サブマウント4aを介した錐形状コイル7の導線7aとLD4との電気接続の際、錐形状コイル7bの導線7aとサブマウント4aとを直接接続するのではなく、上述の方法を用いているため、この電気接続が非常に容易となる。
After the coil member 7 and the
また、本光送信モジュールでは、高周波信号に直流成分を重畳してLDに供給するための錐形状コイルすなわちバイアスT回路を構成する錐形状コイルを光送信モジュール自体に設けるようにしたので、外部回路基板に上記コイルを設ける必要がなくなり、外部回路基板の設計自由度を高めることができる。 Further, in the present optical transmission module, the cone-shaped coil for constituting the bias T circuit, that is, the cone-shaped coil for superimposing the DC component on the high-frequency signal and supplying it to the LD is provided in the optical transmission module itself. It is not necessary to provide the coil on the board, and the degree of freedom in designing the external circuit board can be increased.
光送信モジュール1では、信号ピン5の凸部5aが設けられているため、コイル部材7の錐形状コイル7bから信号ピン5までの導線7aの長さが短いので、当該導線7aに起因する寄生インピーダンスの影響が少ない。
さらに、錐形状コイル7bがステムの貫通孔内に配設されるので、LD4の実装の際や、LD4への電気接続のためのワイヤボンディングの際等に、錐形状コイル7bが変形しインダクタとしての特性が変化することがない。
In the optical transmission module 1, since the
Further, since the
なお、コイル部材7の錐形状コイル7bは、広い範囲の周波数にわたって高インピーダンスであることが必要とされ高インダクタンスであることが好ましい。このため、錐形状コイル7bは、導線7aを狭ピッチで巻いたもの(例えば、直径25μmの導線7aを25μmピッチで広げながら40巻したもの)で構成されることが好ましい。また、高インダクタンスとするため、高磁性体上に導線7aを錐状に巻き回して錐形状コイル7bを作製するようにしてもよい。このように高磁性体を用いる場合、錐形状コイル7bの強度も向上する。
また、図の例では信号ピン5とコイルピン7までの距離が左右(アノード側とカソード側)で異なっているが、等しい方が好ましい。
The
In the example shown in the figure, the distance between the
次に、図4を用いて、本発明の光送信モジュールの信号ピンの他の例を説明する。
図4の信号ピン5’は、その延在方向に連なる第1のピン5a’と第2のピン5b’を有する。この信号ピン5’は、第1のピン5a’の一端部5c’が第2のピン5b’の一端部5d’とが、ステムの貫通孔内でガラス封止剤により覆われ所定の間隔を持って対向するように固定され、コンデンサ5e’を構成する。言い換えれば、信号ピン5’は、ガラス封止部分であるステムの貫通孔内で二分された形状を有し、二分された互いの端部5c’,5d’とが対向することによりコンデンサ5e’を構成している。このコンデンサ5e’により、LDに供給する高周波信号のうちの低域成分を除去することができる。
Next, another example of signal pins of the optical transmission module of the present invention will be described with reference to FIG.
The
上述のようにしてガラス封止により固定された際にコンデンサ5e’が形成される信号ピン5’を用いることで、すなわち、バイアスT回路を構成するコンデンサを光送信モジュール自体に設けることで、外部回路基板に上記コンデンサを設ける必要がなくなり、外部回路基板の設計自由度がさらに高まる。
By using the
第1のピン5a’の一端部5c’と、第2のピン5b’の一端部5d’とは、それぞれその本体部5f’,5g’より直径が大きくなっている。この理由について以下説明する。
The one
ここで、信号ピンが、上述の信号ピン5’と同様に2つのピンを含むが、両ピンともその直径が場所によらず一様な大きさであったとする。
信号ピンは、その特性インピーダンスが伝送線路と同じく50Ωとすることが好ましく、そのためには、ガラス封止部分の直径が0.75mm、封止用のガラスの比誘電率を4とすると、信号ピンの直径を0.14mmと細くする必要がある。
信号ピンを構成する2つピンの直径が上述のように細く場所によらず一様な直径であった場合、両ピンの対向部分に所望のキャパシタンスが形成されるように両ピンを固定することは難しい。しかし、本信号ピン5’のように、対向する端部5c’,5d’の直径を本体部5f’,5g’の直径より大きくし対向面を大きくしておくことで、より簡単に、所望のキャパシタンスが形成されるように両ピン5a’,5b’を固定できる。
Here, the signal pin includes two pins like the above-described
The signal pin preferably has a characteristic impedance of 50Ω as in the transmission line. For this purpose, if the diameter of the glass sealing portion is 0.75 mm and the relative dielectric constant of the sealing glass is 4, the signal pin Needs to be as thin as 0.14 mm.
When the diameter of the two pins constituting the signal pin is thin and uniform regardless of the location as described above, both pins are fixed so that a desired capacitance is formed at the opposite portion of both pins. Is difficult. However, as in the case of the
なお、以上の例は、作動モードでLDを動作させる例であるが、シングルモードで動作させる場合も同様に本発明を適用することができる。 Although the above example is an example of operating the LD in the operation mode, the present invention can be similarly applied to the case of operating in the single mode.
1…光送信モジュール、2…ステム、2a…ステムベース、2b…実装部、2c,2d…貫通孔、3…キャップ、3a…レンズ、4…サブマウント、4a…金属パターン、5,5’…信号ピン、5a…凸部、6…モニタピン、7…コイル部材、7a…導線、7b…錐形状コイル、8…ワイヤ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical transmission module, 2 ... Stem, 2a ... Stem base, 2b ... Mounting part, 2c, 2d ... Through-hole, 3 ... Cap, 3a ... Lens, 4 ... Submount, 4a ... Metal pattern, 5, 5 '... Signal pin, 5a ... convex portion, 6 ... monitor pin, 7 ... coil member, 7a ... conducting wire, 7b ... conical coil, 8 ... wire.
Claims (4)
前記バイアスT回路を構成するコイルが、錐形状コイルで形成され、前記ステムの貫通孔にガラス封止により搭載されていることを特徴とする光送信モジュール。 An optical transmission module that houses a laser diode in a housing, supplies a high-frequency signal to the laser diode via an electrode pin attached to a through-hole of a stem constituting the housing, and includes a bias T circuit. There,
The optical transmission module according to claim 1, wherein the coil constituting the bias T circuit is formed of a cone-shaped coil, and is mounted on the through hole of the stem by glass sealing.
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