JP7433545B1 - レーザ光出射装置及び光モジュール - Google Patents

Abstract

レーザ光出射装置（３１）は、基板（４０）と、基板の表面（４０ａ）に保持され、レーザ光を発生させるレーザ光源（５１）と、基板の表面に保持され、レーザ光源が発生させたレーザ光を変調して、基板の表面に沿った所定方向（Ｄ１）における基板の一方の端部から所定方向へ出射する変調部（５２）と、基板の表面に形成され、レーザ光源が発生させたレーザ光を変調する変調信号を変調部に伝達する信号線路（４３）と、を備え、信号線路は、基板の他方の端部よりも一方の端部に近い位置に配置されている。

Description

本開示は、レーザ光出射装置及び光モジュールに関する。

従来、レーザ光を出力するレーザダイオードと、該レーザ光を変調して出射する半導体光変調器と、レーザダイオード及び半導体光変調器を有する半導体光集積素子（レーザ光出射装置）を保持するキャリアと、備えた光モジュールが開示されている（特許文献１参照）。この光モジュールは、絶縁体によって構成されたキャリアの主面に半導体光集積素子及び半導体光集積素子へ変調信号を導波する信号線路が配置されている。また、この信号線路は、キャリアの一方の端面寄りの位置から他方の端面寄りの位置にわたって、キャリアの長手方向に延びるように形成されている。

特開２０１８－７４０５７号公報

特許文献１に記載されたような半導体光集積素子は、半導体光変調器に入力される変調信号の周波数によっては、信号線路の共振により伝達される変調信号が劣化する場合があるという課題がある。

本開示は、上記課題を解決するものであって、伝達される変調信号の劣化を抑制することができるレーザ光出射装置及び光モジュールを提供することを目的とする。

本開示に係るレーザ光出射装置は、レーザ光を発生させるレーザ光源と、レーザ光源が発生させたレーザ光を変調して所定方向の一方へ出射する変調部と、を有する変調器と、変調器を表面に保持する基板と、レーザ光源が発生させたレーザ光を変調する変調信号を変調部に伝達する信号線路と、を備え、信号線路は、基板の他方の端部よりも一方の端部に近い位置に配置され、変調信号が一方の側から入力され、かつ基板の表面及び基板の裏面に亘って連続的に形成されていることを特徴とする。

本開示によれば、従来よりも変調信号を伝達する信号線路を短縮化することが可能になるので、信号線路の共振を抑制し、変調信号の劣化を抑制することができる。

実施の形態１に係る光モジュールを示す表面の側から視た斜視図。 実施の形態１に係る光モジュールを示す裏面の側から視た斜視図。 実施の形態１に係る光モジュールを示す拡大図。 実施の形態１に係るレーザ光出射装置を示す表面の側から視た斜視図。 実施の形態１に係るレーザ光出射装置を示す表面の側を図４とは異なる方向から視た斜視図。 実施の形態１に係る信号線路の長さの違いによるＳ２１特性シミュレーションの比較結果を示すグラフ。 実施の形態２に係るレーザ光出射装置を示す表面の側から視た斜視図。 実施の形態２に係るレーザ光出射装置を示す裏面の側から視た斜視図。 実施の形態３に係る光モジュールを示す表面の側から視た斜視図。 実施の形態４に係る光モジュールを示す表面の側から視た斜視図。 実施の形態４に係る光モジュールを示す裏面の側から視た斜視図。

以下、本開示に係る実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
まず、図１乃至３を参照して、実施の形態１に係る光モジュール１の概略構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る光モジュール１を示す表面の側から視た斜視図であり、図２は、実施の形態１に係る光モジュール１を示す裏面の側から視た斜視図である。実施の形態１に係る光モジュール１は、電気信号を光信号に変換し、光ファイバを介して出力するためのモジュールである。図１及び図２に示すように、実施の形態１に係る光モジュール１は、モジュール基板１０と、複数の駆動回路である駆動回路２１，２２，２３，２４と、複数のレーザ光出射装置であるレーザ光出射装置３１，３２，３３，３４と、複数の集光レンズである集光レンズ６１，６２，６３，６４と、ファイバーアレイ７０と、各種配線等と、を備えている。

第２基板としてのモジュール基板１０は、絶縁性材料によって板状に形成されており、光モジュール１の各構成を保持している。例えば、モジュール基板１０は、合成樹脂、窒化アルミニウム等のセラミックス、又はこれらの組合せによって形成されており、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ；低温同時焼成セラミックス）等によって形成されていてもよい。

変調信号出力部としての駆動回路２１～２４は、モジュール基板１０に保持されており、それぞれ対応するレーザ光出射装置に対して変調信号を出力する。例えば、駆動回路２１～２４は、モジュール基板１０の裏面１０ｂに保持されており、EMLに出力する電気信号である変調信号を生成する。具体的には、駆動回路は、信号増幅器、又はデジタル信号処理回路等によって構成されている。

レーザ光出射装置３１，３２，３３，３４は、駆動回路２１～２４のうち対応する駆動回路からの変調信号に基づいて、レーザ光を変調させて出射する。例えば、レーザ光出射装置３１～３４は、モジュール基板１０の駆動回路２１～２４を保持する面とは反対の面に保持されている。言い換えると、レーザ光出射装置３１～３４は、モジュール基板１０の表面１０ａに保持されている。具体的には、レーザ光出射装置３１～３４は、モジュール基板１０の表面１０ａに、１ｍｍ以下のピッチで並べて配置された状態で保持されている。また、例えば、レーザ光出射装置３１～３４は、それぞれ、モジュール基板１０の表面１０ａに沿った所定方向である、図１に示すＤ１方向にレーザ光を出射する。なお、以下の記載において、モジュール基板１０の表面１０ａに沿った方向のうち、Ｄ１方向と直交する方向を側方と、モジュール基板１０の表面１０ａと直交する方向を上下方向ともいう。レーザ光出射装置３１～３４の詳細は、後述する。

集光レンズ６１，６２，６３，６４は、レーザ光出射装置３１～３４と光学的に接続されており、レーザ光出射装置３１～３４のうち対応するレーザ光出射装置からのレーザ光を集光し、集光したレーザ光をファイバーアレイ７０に向けて出力する。例えば、集光レンズ６１～６４は、モジュール基板１０の表面１０ａに保持されており、レーザ光出射装置３１～３４よりもＤ１方向における前方（下流）に配置されると共に、レーザ光出射装置３１～３４のうち対応するレーザ光出射装置に対向配置されている。集光レンズ６１～６４は、レーザ光出射装置３１～３４から出射されて広がりながら自由空間を進むレーザ光を集光する。言い換えると、集光レンズ６１～６４は、レーザ光出射装置３１～３４から出射されて広がりながら自由空間を進むレーザ光を集光ビームへ変換する。

ファイバーアレイ７０は、集光レンズ６１～６４と光学的に接続されており、集光レンズ６１～６４からのレーザ光を図示しない外部の装置等へ出力する。例えば、ファイバーアレイ７０は、光学系７１と、光ファイバ７２と、を有している。例えば、ファイバーアレイ７０は、モジュール基板１０の表面１０ａに保持されており、集光レンズ６１～６４に対して、Ｄ１方向における前方に配置されている。例えば、光学系７１は、図示しないレンズ、ミラー、合波器、分波器等によって構成されている。

光ファイバ７２は、光学系７１からのレーザ光を、図示しない外部の装置へ伝達する。例えば、光ファイバ７２は、レーザ光出射装置３１～３４に対して、４～５倍のモードフィールド径を有しており、レーザ光出射装置３１～３４から集光レンズ６１～６４までの距離に対して、集光レンズ６１～６４から光ファイバ７２までの距離が、４～５倍の距離となるように配置されている。具体的には、集光レンズ６１～６４は、レーザ光出射装置３１～３４のレーザ光を十分に取り込むため、２００ｕｍ程度まで近接して配置されており、光ファイバ７２は、集光レンズ６１～６４までの距離が８００ｕｍ～１ｍｍ程度となるように配置されている。

図３は、実施の形態１に係る光モジュール１を示す拡大図である。図２及び図３に示すように、光モジュール１は、駆動回路２１～２４からの変調信号をレーザ光出射装置３１～３４へ伝達する配線１４，１５，１６、配線１１，１２，１３、及び配線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を備えている。なお、光モジュール１の駆動回路２２～２４及びレーザ光出射装置３２～３４に係る構成は、駆動回路２１及びレーザ光出射装置３１に係る構成と同様であるため、駆動回路２１及びレーザ光出射装置３１に係る構成について説明し、駆動回路２２～２４及びレーザ光出射装置３２～３４に係る構成については省略する。

配線１４～１６は、それぞれ、駆動回路２１の各端子と電気的に接続されている。例えば、配線１４及び配線１５は、駆動回路２１の接地端子と電気的に接続され、配線１６は、駆動回路２１の信号端子と電気的に接続されて、変調信号を伝達する。また、例えば、配線１４～１６は、モジュール基板１０の表面１０ａに沿った方向に延在し、裏面１０ｂに形成されている。また、例えば、配線１４～１６は、導電性金属膜によって形成されている。

配線１１～１３は、それぞれ、配線１４～１６と電気的に接続されている。例えば、配線１１及び配線１２は、配線１４及び配線１５を介して駆動回路２１の接地端子と電気的に接続され、配線１３は、配線１６を介して駆動回路２１の信号端子と電気的に接続されて、変調信号を伝達する。また、例えば、配線１１～１３は、モジュール基板１０の表面１０ａに沿った方向に延在し、表面１０ａに形成されている。また、例えば、配線１１～１３は、それぞれ、上下方向に沿って形成された図示しないビア（Ｖｉａ）によって、配線１４～１６と電気的に接続されている。また、例えば、配線１１～１３は、導電性金属膜によって形成されている。

配線Ｗ１～Ｗ３は、それぞれ、配線１１～１３と、レーザ光出射装置３１とを電気的に接続している。例えば、配線Ｗ１及び配線Ｗ２は、配線１１及び配線１２を介して駆動回路２１の接地端子と電気的に接続され、配線Ｗ３は、配線１３を介して駆動回路２１の信号端子と電気的に接続されて、変調信号を伝達する。また、例えば、配線Ｗ１～Ｗ３は、導電性金属ワイヤによって形成されており、ワイヤボンディングによって配線１１～１３とレーザ光出射装置３１とを接続している。具体的には、配線Ｗ１～Ｗ３は、金ワイヤによって形成されている。

このように、光モジュール１は、４つの駆動回路、４つのレーザ光出射装置、４つの集光レンズ及びファイバーアレイを備えており、電気信号である変調信号を光信号に変換し、光ファイバを介して光信号を出力する４ｃｈの光モジュールとして構成されている。例えば、光モジュール１は、４つのレーザ光出射装置を、それぞれ１００ＧＢａｕｄ－ＰＡＭ４で動作させることで、８００Ｇｂｐｓの総合伝送容量を有するように構成されている。なお、駆動回路、レーザ光出射装置及び集光レンズの数は、４であるものに限らず、１でもよいし、４以外の２以上の数であってもよい。

次に、図４乃至６を参照して、レーザ光出射装置３１の構成の詳細について説明する。なお、レーザ光出射装置３２～３４の構成については、レーザ光出射装置３１の構成と同様であるため、レーザ光出射装置３１の構成について説明し、レーザ光出射装置３２～３４の構成については省略する。

図４は、実施の形態１に係るレーザ光出射装置３１を示す表面４０ａの側から視た斜視図であり、図５は、実施の形態１に係るレーザ光出射装置３１を示す表面４０ａの側を図４とは異なる方向から視た斜視図である。図４及び図５に示すように、レーザ光出射装置３１は、第１基板としての基板４０と、配線４１と、配線４３と、配線４４と、配線Ｗ４と、配線Ｗ５と、ＥＭＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ ｌａｓｅｒ）５０と、終端抵抗Ｒ１と、を備えている。

基板４０は、絶縁性材料によって板状に形成されており、レーザ光出射装置３１の各構成を保持している。例えば、基板４０は、モジュール基板１０が延在するＤ１方向に沿って板状に形成されており、モジュール基板１０の表面１０ａに保持されている。具体的には、基板４０は、側方の長さよりもＤ１方向の長さが大きい板状に形成されており、モジュール基板１０の表面１０ａに保持されている。また、例えば、基板４０は、合成樹脂、窒化アルミニウム等のセラミックス、又はこれらの組合せによって形成されており、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ；低温同時焼成セラミックス）等によって形成されていてもよい。

配線４１及び配線４３は、配線Ｗ１～Ｗ３と電気的に接続されている。例えば、配線４１は、配線Ｗ１及び配線Ｗ２を介して駆動回路２１の接地端子と電気的に接続され、配線４３は、配線Ｗ３を介して駆動回路２１の信号端子と電気的に接続されて、変調信号を伝達する。また、例えば、配線４１及び配線４３は、基板４０の表面４０ａに沿った方向に延在し、表面４０ａに形成されている。また、例えば、配線４１及び配線４３は、導電性金属膜によって形成されている。

ＥＭＬ５０は、電力の供給を受けてレーザ光を発生させるレーザ光源５１と、レーザ光源５１が発生させたレーザ光を変調して出射する変調部５２と、を有している。例えば、ＥＭＬ５０は、半田付け等によって、配線４１を介して基板４０の表面４０ａに保持されている。例えば、レーザ光源５１は、分布帰還形レーザダイオード（ＤＦＢ－ＬＤ；Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦｅｅｄＢａｃｋ－Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）によって構成されている。また、例えば、レーザ光源５１は、レーザ光源５１の長手方向であるＤ１方向の長さが５００ｕｍ程度になるように形成されている。

変調部５２は、レーザ光源５１が発生させたレーザ光を駆動回路２１からの変調信号に基づいて変調する。例えば、変調部５２は、レーザ光源５１よりもＤ１方向の前方に配置されている。また、例えば、変調部５２は、駆動回路２１からの変調信号の電圧変化に基づいてレーザ光源５１が発生させたレーザ光を強度変調し、基板４０の表面４０ａに沿ったＤ１方向における基板４０の一方の端部から変調したレーザ光をＤ１方向へ出射する。例えば、変調部５２は、電界吸収変調器（ＥＡＭ；Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）によって構成されている。また、例えば、変調部５２は、寄生容量を低減させるため、Ｄ１方向の長さがレーザ光源５１よりも小さい１００ｕｍ程度になるように形成されている。

終端抵抗Ｒ１は、配線４４と配線４１とを電気的に接続しており、駆動回路２１からの変調信号を終端する。例えば、終端抵抗Ｒ１は、基板４０の表面４０ａに保持されており、配線４４は、基板４０の表面４０ａに形成されている。

配線Ｗ４は、配線４３と変調部５２とを電気的に接続している。例えば、配線Ｗ４は、導電性金属ワイヤによって形成されており、ワイヤボンディングによって配線４３と変調部５２とを接続している。具体的には、配線Ｗ４は、金ワイヤによって形成されている。配線Ｗ５は、配線４４と変調部５２とを電気的に接続している。例えば、配線Ｗ５は、導電性金属ワイヤによって形成されており、ワイヤボンディングによって配線４４と変調部５２とを接続している。具体的には、配線Ｗ５は、金ワイヤによって形成されている。

一般に、高周波の信号を長い配線で伝達すると、配線が共振することで、伝達される信号が劣化する場合がある。実施の形態１に係るレーザ光出射装置３１は、変調信号を伝達する信号線路としての配線４３を、基板４０のＤ１方向とは反対方向の端部よりもＤ１方向の端部に近い位置に配置することにより、配線４３の長さを抑制し、配線４３の共振を抑制している。言い換えると、実施の形態１に係るレーザ光出射装置３１は、変調部５２が基板４０の一方の端部からレーザ光を出射し、配線４３を基板４０の他方の端部よりも一方の端部に近い位置に配置することにより、配線４３の長さを抑制し、配線４３の共振を抑制している。

例えば、配線４３及び変調部５２は、基板４０のＤ１方向における中央よりもＤ１方向の基板４０の端部の側に配置されている。また、例えば、配線４３は、変調信号をＤ１方向とは反対の方向に沿って伝達する特定伝達部４３ａを有している。言い換えると、配線４３は、変調信号がＤ１方向とは反対の方向に入力されるように形成されている。また、例えば、配線４３は、配線Ｗ３との接続部Ｗ３１が、配線Ｗ４との接続部Ｗ４１よりもＤ１方向における前方に位置するように形成されている。また、例えば、配線４３は、配線Ｗ３との接続部Ｗ３１と、配線Ｗ４との接続部Ｗ４１と、が共にレーザ光源５１よりもＤ１方向における前方に位置するように形成されている。また、例えば、配線４３は、Ｄ１方向に長くなるように形成されている。また、例えば、配線４３は、Ｄ１方向の端部が、基板４０のＤ１方向の端部に近接するように形成されている。

図６は、実施の形態１に係るレーザ光出射装置３１及び当該レーザ光出射装置３１よりも信号線路としての配線４３の長さが長いレーザ光出射装置のＳ２１特性シミュレーションの結果を示すグラフである。図６においては、実施の形態１に係る配線４３を備えたレーザ光出射装置３１の結果を破線で示し、レーザ光出射装置３１よりも配線４３に対応する配線の長さが長いレーザ光出射装置の結果を実線で示す。レーザ光出射装置３１の配線４３の長さを３００ｕｍ、それよりもレーザ光出射装置３１よりも配線４３に対応する配線の長さが長いレーザ光出射装置の配線の長さを８００ｕｍとして、シミュレーションを行った。配線の長さが長いレーザ光出射装置は、６７ＧＨｚ付近で共振がみられるが、実施の形態１に係るレーザ光出射装置３１は、当該共振が抑制されて、３ｄＢ帯域の特性が向上していることが分かる。

以上、実施の形態１に係るレーザ光出射装置３１は、基板４０と、基板の表面４０ａに保持され、レーザ光を発生させるレーザ光源５１と、基板４０の表面４０ａに保持され、レーザ光源が発生させたレーザ光を変調して、基板４０の表面４０ａに沿ったＤ１方向における基板４０の一方の端部からＤ１方向へ出射する変調部５２と、基板４０の表面４０ａに形成され、レーザ光源が発生させたレーザ光を変調する変調信号を変調部５２に伝達する配線４３と、を備え、配線４３は、基板４０の他方の端部よりも一方の端部に近い位置に配置されている。

このように構成されて、実施の形態１に係るレーザ光出射装置３１は、従来よりも変調信号を伝達する配線４３を短縮化することが可能になる。例えば、レーザ光出射装置３１は、従来よりも変調信号を伝達する配線４３の信号の伝達経路の長さを短縮化することが可能になる。また、例えば、レーザ光出射装置３１は、従来よりも変調信号を伝達する配線４３のＤ１方向の長さＬ１（図４参照）を短縮化することが可能になる。これにより、実施の形態１に係るレーザ光出射装置３１は、配線４３の共振周波数が伝達する信号の周波数よりも高い周波数になるようにすることで配線４３の共振を抑制し、変調信号の劣化を抑制することができる。また、実施の形態１に係るレーザ光出射装置３１は、変調信号の劣化を抑制することにより、例えば、次世代イーサネットにおける変調方式として有望な、１００ＧＢａｕｄ－ＰＡＭ４といった、６０ＧＨｚを超える帯域が求められる高Ｂａｕｄレート変調においても、良好な光波形を得ることが可能になる。

また、実施の形態１に係る光モジュール１は、モジュール基板１０と、モジュール基板１０に保持されたレーザ光出射装置３１と、モジュール基板１０に保持され、レーザ光源５１が発生させたレーザ光を変調する変調信号を出力する駆動回路２１と、を備え、駆動回路２１は、モジュール基板１０のレーザ光出射装置３１を保持する表面１０ａとは反対の面に保持されている。このように構成されて、光モジュール１は、モジュール基板１０の表面１０ａ及び裏面１０ｂを有効活用することが可能になり、表面１０ａにおける部品及び配線の密集度を向上させることが可能になる。

なお、実施の形態１において、光モジュール１は、レーザ光出射装置３１～３４からのレーザ光が、集光レンズ６１～６４を介してファイバーアレイに入力されるように構成されているが、これに限定されない。光モジュールは、レーザ光出射装置から出射されたレーザ光を外部の装置等へ送信可能に構成されていればよく、例えば、ＰＬＣ（ｐｌａｎａｒ ｌｉｇｈｔｗａｖｅ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）又はシリコンフォトニクス集積回路を備え、レーザ光出射装置から出射されたレーザ光が、これらＰＬＣ又はシリコンフォトニクス集積回路に入力されるように構成されていてもよい。このように構成されている場合、光モジュールは、波長合波の機能を有するＰＬＣ又はシリコンフォトニクス集積回路を用いることで、ＷＤＭ方式への適用が可能になる。

また、実施の形態１において、駆動回路２１～２４は、モジュール基板１０のレーザ光出射装置３１～３４を保持する面とは反対の面に保持されているが、これに限定されない。駆動回路は、レーザ光出射装置と電気的に接続されていればよく、例えば、駆動回路は、モジュール基板のレーザ光出射装置を保持する面に保持されていてもよい。

また、実施の形態１において、配線４３は、Ｄ１方向に長くなるように形成されて、基板４０のＤ１方向における中央よりもＤ１方向の基板４０の端部の側に配置されているが、これに限定されない。配線４３は、基板４０のＤ１方向とは反対方向の端部よりもＤ１方向の端部に近い位置に配置されることで、従来よりも信号を伝達する長さを短縮できるように形成されていればよく、例えば、配線４３は、側方の長さがＤ１方向よりも長くなるように形成されていてもよいし、一部が基板４０のＤ１方向における中央よりもＤ１方向とは反対の側に位置するように配置されていてもよいし、配線Ｗ３との接続部Ｗ３１が配線Ｗ４との接続部Ｗ４１の側方に位置するように形成されていてもよいし、変調信号を側方に沿って伝達するように形成されていてもよいし、一部が基板４０の側方の端部と近接するように配置されていてもよい。

また、実施の形態１において、配線１１～１３は、モジュール基板１０の表面１０ａに形成され、配線１４～１６は、モジュール基板１０の裏面１０ｂに形成されているが、これに限定されない。これらの配線は、駆動回路２１～２４とレーザ光出射装置３１～３４とを電気的に接続するように形成されていればよく、例えば、配線１１～１３は、モジュール基板１０の裏面１０ｂに形成されていてもよいし、配線１４～１６は、モジュール基板１０の表面１０ａに形成されていてもよいし、配線１１～１３及び配線１４～１６は、モジュール基板１０の表面１０ａ及び裏面１０ｂのいずれか一方の面に形成されていてもよいし、配線１１～１３と配線１４～１６との間に図示しない他の配線が形成されていてもよい。また、モジュール基板が多層基板として形成されている場合、配線１１～１３及び配線１４～１６は、一部又は全部がモジュール基板の内層に形成されていてもよい。

また、実施の形態１において、配線４１，４３，４４は、基板４０の表面４０ａに形成されているが、これに限定されない。これらの配線は、駆動回路２１～２４、レーザ光源５１、変調部５２及び終端抵抗Ｒ１をそれぞれ電気的に接続するように形成されていればよく、例えば、配線４１，４３，４４は、一部が基板４０の裏面４０ｂに形成されていてもよいし、一部が基板４０の表面１０ａと裏面４０ｂとを接続する側面に形成されていてもよい。また、レーザ光出射装置の基板が多層基板として形成されている場合、配線４１，４３，４４は、一部又は全部が当該基板の内層に形成されていてもよい。

また、実施の形態１において、光モジュール１は、レーザ光出射装置３１とモジュール基板１０に形成されている配線１１～１３とが、ワイヤボンディングによって接続されるように構成されているが、これに限定されない。光モジュールは、レーザ光出射装置と駆動回路とが電気的に接続されるように構成されていればよく、例えば、レーザ光出射装置の基板の面に形成されている配線と、モジュール基板の面に形成されている配線と、が接触することで、レーザ光出射装置と駆動回路とが電気的に接続されるように構成されていてもよい。

実施の形態２．
次に、図７及び図８を参照して、実施の形態２に係るレーザ光出射装置２３１について説明する。実施の形態２に係るレーザ光出射装置２３１は、実施の形態１に係るレーザ光出射装置３１～３４と比較して、基板４０に形成されている配線が異なるが、他の構成については同様であり、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図７は、実施の形態２に係るレーザ光出射装置２３１を示す表面４０ａの側から視た斜視図であり、図８は、実施の形態２に係るレーザ光出射装置２３１を示す裏面４０ｂの側から視た斜視図である。図７及び図８に示すように、レーザ光出射装置２３１は、基板４０と、配線２４１と、配線２４３と、配線４４（図４参照）と、配線Ｗ４と、配線Ｗ５と、ＥＭＬ５０と、終端抵抗Ｒ１（図４参照）と、を備えている。

配線２４１及び配線２４３は、配線１１～１３（図３参照）と電気的に接続されている。例えば、配線２４１は、基板４０の表面４０ａ、基板４０の側面４０ｃ及び基板の裏面４０ｂに亘って形成されており、基板の裏面４０ｂに形成されている部分が配線１１及び配線１２と接触することによって、配線１１及び配線１２と電気的に接続されている。具体的には、配線２４１は、基板４０の表面４０ａ、基板４０のＤ１方向の側面４０ｃ及び基板の裏面４０ｂに亘って形成されており、基板の裏面４０ｂに形成されている部分が配線１１及び配線１２と接触することによって、配線１１及び配線１２と電気的に接続されている。例えば、配線２４１は、導電性金属膜によって形成されている。

また、例えば、配線２４３は、基板４０の表面４０ａ、基板４０の側面４０ｃ及び基板の裏面４０ｂに亘って形成されており、基板の裏面４０ｂに形成されている部分が配線１３と接触することによって、配線１３と電気的に接続されている。具体的には、配線２４３は、基板４０の表面４０ａ、基板４０のＤ１方向の側面４０ｃ及び基板の裏面４０ｂに亘って形成されており、基板の裏面４０ｂに形成されている部分が配線１３と接触することによって、配線１３と電気的に接続されている。例えば、配線２４３は、Ｄ１方向とは反対の方向に沿って変調信号を伝達する特定伝達部２４３ａと、Ｄ１方向に沿って変調信号を伝達する特定伝達部２４３ｂと、を有している。また、例えば、配線２４３は、導電性金属膜によって形成されている。

なお、実施の形態２のようにレーザ光出射装置が構成される場合、光モジュールは、レーザ光出射装置の基板の裏面及びモジュール基板の表面の少なくとも一方に金属バンプを形成すること等によって、信号配線と接地配線とを電気的に分離可能に構成されることが求められる。

また、実施の形態２において、配線２４１及び配線２４３は、基板４０の表面４０ａ、Ｄ１方向の側面４０ｃ及び裏面４０ｂに形成されているが、これに限定されない。配線２４１及び配線２４３は、配線１１～１３と電気的に接続されるように形成されていればよく、例えば、配線２４１及び配線２４３は、基板４０の表面４０ａ及び基板４０の側面に形成されていてもよいし、基板４０の表面４０ａ、基板４０の側方の側面及び裏面４０ｂに形成されていてもよいし、基板４０の表面４０ａに形成されている部分と裏面４０ｂに形成されている部分とが、上下方向に沿って形成されているビアによって電気的に接続されるように形成されていてもよい。また、光モジュールにおいて、モジュール基板１０の表面１０ａに駆動回路及びレーザ出射装置が保持されて、かつ駆動回路がレーザ出射装置よりもＤ１方向における後方に配置され、レーザ出射装置の基板の裏面に形成されている部分及び駆動回路の各端子が、モジュール基板の表面に形成されている配線に接触することによって、レーザ出射装置と駆動回路とが電気的に接続されるように構成されていてもよい。

実施の形態３．
次に、図９を参照して、実施の形態３に係る光モジュール３について説明する。実施の形態３に係る光モジュール３は、実施の形態１に係る光モジュール１と比較して、モジュール基板１０に形成された配線、駆動回路２１～２４の配置、及びレーザ光出射装置３１～３４から光ファイバ７２までのレーザ光の経路に係る構成が異なるが、他の構成については同様であり、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図９は、実施の形態３に係る光モジュール３を示す表面１０ａの側から視た斜視図である。図９に示すように、光モジュール３は、モジュール基板１０と、駆動回路２１～２４と、レーザ光出射装置３１～３４と、コリメートレンズ３６１，３６２，３６３，３６４と、集光レンズ３６５，３６６，３６７，３６８と、ファイバーアレイ３７０と、各種配線等と、を備えている。

駆動回路２１～２４は、モジュール基板１０のレーザ光出射装置３１～３４を保持する表面１０ａに保持されている。例えば、駆動回路２１～２４は、レーザ光出射装置３１～３４よりも、Ｄ１方向における前方に配置されている。具体的には、駆動回路２１～２４は、レーザ光出射装置３１～３４よりもＤ１方向における前方に配置され、表面１０ａに形成された配線によってレーザ光出射装置３１～３４と電気的に接続されている。

平行光変換部としてのコリメートレンズ３６１～３６４は、レーザ光出射装置３１～３４と光学的に接続されており、レーザ光出射装置３１～３４のうち対応するレーザ光出射装置からのレーザ光を平行光に変換し、変換した平行光を集光レンズ３６５～３６８に向けて出力する。例えば、コリメートレンズ３６１～３６４は、モジュール基板１０の表面１０ａに保持されており、Ｄ１方向においてレーザ光出射装置３１～３４と駆動回路２１～２４との間に配置されると共に、レーザ光出射装置３１～３４のうち対応するレーザ光出射装置に対向配置されている。

集光レンズ３６５～３６８は、コリメートレンズ３６１～３６４と光学的に接続されており、コリメートレンズ３６１～３６４のうち対応するコリメートレンズからの平行光であるレーザ光を集光し、集光したレーザ光をファイバーアレイ７０に向けて出力する。例えば、集光レンズ３６５～３６８は、モジュール基板１０の表面１０ａに保持されており、コリメートレンズ３６１～３６４よりもＤ１方向における前方に配置されている。具体的には、集光レンズ３６５～３６８は、モジュール基板１０の表面１０ａに保持されており、駆動回路２１～２４よりもＤ１方向における前方に配置されている。

ファイバーアレイ３７０は、集光レンズ３６５～３６８と光学的に接続されており、集光レンズ３６５～３６８からのレーザ光を図示しない外部の装置等へ出力する。例えば、ファイバーアレイ３７０は、光学系３７１と、光ファイバ７２と、を有している。例えば、ファイバーアレイ７０は、モジュール基板１０の表面１０ａに保持されており、集光レンズ３６５～３６８に対して、Ｄ１方向における前方に配置されている。

このように、光モジュール３は、４つの駆動回路、４つのレーザ光出射装置、４つのコリメートレンズ、４つの集光レンズ及びファイバーアレイを備えており、コリメートレンズから集光レンズまでレーザ光が自由空間を伝搬するように構成されている。これにより、駆動回路２１～２４を、コリメートレンズ３６１～３６４と集光レンズ３６５～３６８との間におけるモジュール基板１０の表面４０ａに配置することが可能になる。これにより、レーザ光出射装置３１～３４と駆動回路２１～２４との間にビアを形成する必要がなくなるので、ビアによる変調信号の劣化を抑制することができる。なお、駆動回路、レーザ光出射装置及び集光レンズの数は、４であるものに限らず、１でもよいし、４以外の２以上の数であってもよい。

なお、光モジュールは、レーザ光出射装置から出射されたレーザ光を外部の装置等へ送信可能に構成されていればよく、例えば、ＰＬＣ又はシリコンフォトニクス集積回路を備え、レーザ光出射装置から出射されたレーザ光が、これらＰＬＣ又はシリコンフォトニクス集積回路に入力されるように構成されていてもよい。このように構成されている場合、光モジュールは、波長合波の機能を有するＰＬＣ又はシリコンフォトニクス集積回路を用いることで、ＷＤＭ方式への適用が可能になる。

実施の形態４．
次に、図１０及び図１１を参照して、実施の形態４に係る光モジュール４について説明する。実施の形態４に係る光モジュール４は、実施の形態１に係る光モジュール１と比較して、モジュール基板１０に形成された配線、及び駆動回路２１～２４の配置に係る構成が異なるが、他の構成については同様であり、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１０は、実施の形態４に係る光モジュール４を示す表面１０ａの側から視た斜視図であり、図１１は、実施の形態４に係る光モジュール４を示す裏面１０ｂの側から視た斜視図である。図１０及び図１１に示すように、光モジュール４は、モジュール基板１０と、駆動回路２１～２４と、レーザ光出射装置３１～３４と、配線１１ａ，１２ａ，１３ａと、配線１１ｂ，１２ｂ，１３ｂと、配線１１ｃ，１２ｃ，１３ｃと、を備えている。駆動回路２１～２４は、モジュール基板１０のレーザ光出射装置３１～３４を保持する表面１０ａに保持され、レーザ光出射装置３１～３４よりも、Ｄ１方向における後方（上流）に配置されている。なお、光モジュール４の駆動回路２２～２４及びレーザ光出射装置３２～３４に係る構成は、駆動回路２１及びレーザ光出射装置３１に係る構成と同様であるため、駆動回路２１及びレーザ光出射装置３１に係る構成について説明し、駆動回路２２～２４及びレーザ光出射装置３２～３４に係る構成については省略する。

配線１１ｃ～１３ｃは、モジュール基板１０の表面１０ａに形成されており、駆動回路２１の各端子と電気的に接続されている。配線１１ｂ～１３ｂは、モジュール基板１０の裏面１０ｂに形成されており、配線１１ｃ～１３ｃと電気的に接続されている。配線１１ａ～１３ａは、モジュール基板１０の表面１０ａに形成されており、配線１１ｂ～１３ｂ及びレーザ光出射装置３１～３４と電気的に接続されている。例えば、配線１１ｃ～１３ｃと配線１１ｂ～１３ｂとの間、及び１１ｂ～１３ｂと配線１１ａ～１３ａとの間は、上下方向に沿って形成されている図示しないビアによって接続されている。

このように構成されて、実施の形態４に係る光モジュール４は、例えば、駆動回路２１～２４よりもＤ１方向の上流に電気コネクタを備えている場合、電気コネクタからの電力の入力方向、駆動回路２１～２４からレーザ光出射装置３１～３４への電気信号の伝達方向、レーザ光出射装置３１～３４からのレーザ光の出射方向が揃うように構成されているので、各配線の配置が簡潔になり、設計コストの抑制及び製品の小型化が可能になる。

なお、本開示は、各実施の形態の自由な組合せ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、若しくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

本開示に係るレーザ光出射装置は、例えば、信号を光ファイバによって伝送する際に、電気信号を光信号に変換することに利用することができる。

１ 光モジュール、３ 光モジュール、４ 光モジュール、１０ モジュール基板（第２基板）、１０ａ 表面、１０ｂ 裏面、１１ 配線、１１ａ 配線、１１ｂ 配線、１１ｃ 配線、１２ 配線、１２ａ 配線、１２ｂ 配線、１２ｃ 配線、１３ 配線、１３ａ 配線、１３ｂ 配線、１３ｃ 配線、１４ 配線、１５ 配線、１６ 配線、２１ 駆動回路（変調信号出力部）、２２ 駆動回路（変調信号出力部）、２３ 駆動回路（変調信号出力部）、２４ 駆動回路（変調信号出力部）、３１ レーザ光出射装置、３２ レーザ光出射装置、３３ レーザ光出射装置、３４ レーザ光出射装置、４０ 基板（第１基板）、４０ａ 表面、４０ｂ 裏面、４０ｃ 側面、４１ 配線、４３ 配線（信号線路）、４３ａ 特定伝達部、４４ 配線、５１ レーザ光源、５２ 変調部、６１ 集光レンズ、６２ 集光レンズ、６３ 集光レンズ、６４ 集光レンズ、７０ ファイバーアレイ、７１ 光学系、７２ 光ファイバ、２３１ レーザ光出射装置、２４１ 配線、２４３ 配線（信号線路）、２４３ａ 特定伝達部、２４３ｂ 特定伝達部、３６１ コリメートレンズ（平行光変換部）、３６２ コリメートレンズ（平行光変換部）、３６３ コリメートレンズ（平行光変換部）、３６４ コリメートレンズ（平行光変換部）、３６５ 集光レンズ、３６６ 集光レンズ、３６７ 集光レンズ、３６８ 集光レンズ、３７０ ファイバーアレイ、３７１ 光学系、Ｄ１ 方向（所定方向）、Ｒ１ 終端抵抗、Ｗ１ 配線、Ｗ２ 配線、Ｗ３ 配線、Ｗ３１ 接続部、Ｗ４ 配線（ワイヤ）、Ｗ４１ 接続部、Ｗ５ 配線。

Claims (11)

1. レーザ光を発生させるレーザ光源と、前記レーザ光源が発生させたレーザ光を変調して所定方向の一方へ出射する変調部と、を有する変調器と、
   前記変調器を表面に保持する基板と、
   前記レーザ光源が発生させたレーザ光を変調する変調信号を前記変調部に伝達する信号線路と、を備え、
   前記信号線路は、前記基板の他方の端部よりも前記一方の端部に近い位置に配置され、前記変調信号が前記一方の側から入力され、かつ前記基板の表面及び前記基板の裏面に亘って連続的に形成されている
   ことを特徴とするレーザ光出射装置。
2. 前記変調部及び前記信号線路は、前記所定方向における前記基板の中央よりも前記一方の端部の側に配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載のレーザ光出射装置。
3. 前記信号線路は、前記基板の表面、前記基板の側面及び前記基板の裏面に亘って連続的に形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載のレーザ光出射装置。
4. 前記信号線路は、前記所定方向とは反対の方向に前記変調信号を伝達する特定伝達部を有する
   ことを特徴とする請求項１記載のレーザ光出射装置。
5. 前記変調部と前記信号線路とを接続するワイヤを備え、
   前記信号線路は、前記ワイヤを介して前記変調信号を前記変調部に伝達する
   ことを特徴とする請求項１記載のレーザ光出射装置。
6. 前記基板は第１基板であり、
   第２基板と、
   前記第２基板に保持された請求項１乃至５のいずれか１項記載のレーザ光出射装置と、
   前記第２基板に保持され、前記レーザ光源が発生させたレーザ光を変調する前記変調信号を出力する変調信号出力部と、を備えた
   ことを特徴とする光モジュール。
7. 前記変調信号出力部は、前記第２基板の前記レーザ光出射装置を保持する面とは反対の面に保持されている
   ことを特徴とする請求項６記載の光モジュール。
8. 前記変調信号出力部は、前記第２基板の前記レーザ光出射装置を保持する面に保持され、前記レーザ光出射装置よりも、前記所定方向における前方に配置されている
   ことを特徴とする請求項６記載の光モジュール。
9. 前記第２基板の前記レーザ光出射装置を保持する面に保持され、前記レーザ光出射装置よりも前記所定方向における前方に配置されると共に、前記レーザ光出射装置から出射されたレーザ光を平行光に変換する平行光変換部を備え、
   前記変調信号出力部は、前記平行光変換部よりも前記所定方向における前方に配置されている
   ことを特徴とする請求項８記載の光モジュール。
10. 前記変調信号出力部は、前記第２基板の前記レーザ光出射装置を保持する面に保持され、前記レーザ光出射装置よりも、前記所定方向における後方に配置されている
    ことを特徴とする請求項６記載の光モジュール。
11. 前記変調信号出力部は、前記第２基板の前記レーザ光出射装置を保持する面とは反対の面に形成された配線を介して、前記レーザ光出射装置と電気的に接続されている
    ことを特徴とする請求項１０記載の光モジュール。

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