JP2004031573A - 光送受信モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】発光部から放射される電波により受光部に誘起される電気ノイズを低減させる光送受信モジュールを提供する。
【解決手段】パッケージ22の内部底面に、発光素子により電気信号を送信光信号に変換する発光部12および送信光信号と受信光信号を伝送する光ファイバ16の先端がそれぞれ上面に固定されたシリコン基板24と、受光素子により受信光信号を電気信号に変換する受光部18が上面に固定されたシリコン基板26とを所定の間隔に固定し、このシリコン基板24とシリコン基板26の間に、発光部12からの送信光信号を光ファイバ16に出力し光ファイバ16からの受信光信号を受光部18に出力するWDM 光回路部14を架け渡してシリコン基板24とシリコン基板26の上面にそれぞれ固定する。さらに、受光部18を覆うように金属線32を配置し、その金属線32の両端をパッケージ22の内壁に固定すると共に接地する。
【選択図】 図3
【解決手段】パッケージ22の内部底面に、発光素子により電気信号を送信光信号に変換する発光部12および送信光信号と受信光信号を伝送する光ファイバ16の先端がそれぞれ上面に固定されたシリコン基板24と、受光素子により受信光信号を電気信号に変換する受光部18が上面に固定されたシリコン基板26とを所定の間隔に固定し、このシリコン基板24とシリコン基板26の間に、発光部12からの送信光信号を光ファイバ16に出力し光ファイバ16からの受信光信号を受光部18に出力するWDM 光回路部14を架け渡してシリコン基板24とシリコン基板26の上面にそれぞれ固定する。さらに、受光部18を覆うように金属線32を配置し、その金属線32の両端をパッケージ22の内壁に固定すると共に接地する。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子を含む発光部から放射される電波により受光素子を含む受光部に誘起される電気ノイズを低減する光送受信モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、複数の加入者と局側間を光ファイバで接続するネットワークの一つとして、低価格で高速なサービスを提供するATM−PON (Asynchronous Transfer Modebased Passive Optical Network)システムが注目されている。このシステムの加入者側で使用される光送受信モジュールは、光ファイバから入力される1.5 μm帯の光信号を受光部の受光素子により受光し、発光部の発光素子により発光した1.3 μm帯の光信号を上記のファイバに出力することにより双方向通信を行うものであり、一般的に、受光素子と発光素子とを同じパッケージに収容する構造を採用していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造の光送受信モジュールでは、発光素子を含む発光部と受光素子を含む受光部とを極めて近い位置に実装しているので、発光部と受光部とが同時に動作するとき発光部から受光部への電気クロストークにより受光部に電気ノイズが誘起されて受光部の最小受光感度が低下するという問題があった。電気クロストークを低減させるためには、発光部と受光部との距離を大きくすればよいが、距離を大きくすると光送受信モジュールの小型化が困難になるという問題が生じる。
【0004】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するもので、発光部と受光部との距離を大きくすることなく受光部に誘起される電気ノイズを低減させる光送受信モジュールを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の問題を解決するために、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、金属線を発光部または受光部を覆うように配置して金属線の両端をパッケージの内部側壁にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地したことを特徴とする。
【0006】
また、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、金属線を発光部を覆うように配置して金属線の両端をパッケージの内部側壁にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地し、他の金属線を受光部を覆うように配置して他の金属線の両端をパッケージの内部側壁にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地したことを特徴とする。
【0007】
また、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、複数の金属線をパッケージに収容されている各部品を覆うように所定の間隔で平行に配置し、各金属線の両端をパッケージの内部側壁にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地したことを特徴とする。
【0008】
また、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、L字形の金属板を発光部または受光部を覆うように配置して金属板の一端をパッケージの内部底面に固定すると共に接地したことを特徴とする。
【0009】
また、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、L字形の金属板を発光部を覆うように配置して金属板の一端をパッケージの内部底面に固定すると共に接地し、L字形の他の金属板を受光部を覆うように配置して他の金属板の一端をパッケージの内部底面に固定すると共に接地したことを特徴とする。
【0010】
また、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、両端が同一方向に直角に曲げられた金属板をパッケージに収容されている各部品を覆うように配置して金属板の両端をパッケージの内部底面にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地したことを特徴とする。
【0011】
また、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、電波吸収板を発光部または受光部の近傍に配置して電波吸収板の一端をパッケージの内部底面に固定したことを特徴とする。
【0012】
また、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、電波吸収板を発光部の近傍に配置して電波吸収板の一端をパッケージの内部の底面に固定し、他の電波吸収板を受光部の近傍に配置して他の電波吸収板の一端をパッケージの内部底面に固定したことを特徴とする。
【0013】
さらに、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、電波吸収板の蓋を、パッケージに収容されている各部品を覆うようにパッケージにかぶせたことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による光送受信モジュールの実施例を詳細に説明する。まず、本実施例による光送受信モジュールの電気的な構成例について説明すると、この光送受信モジュールは、図1のように発光部12、WDM 光回路部14、光ファイバ16および受光部18から構成される。
【0015】
発光部12は、発光素子(たとえば、レーザダイオードLD)を含み、入力信号100 により変調された1.3 μm帯の光信号102 を出射するものである。WDM 光回路部14は、WDM (Wavelength Division Multiplex )フィルタを挿入または端面に接着固定した光導波路を使用して1.3 μm帯の光信号と1.5 μm帯の光信号を合分波する光合分波回路であり、発光部12から入射される1.3 μm帯の光信号102 をWDM フィルタにより反射させて光ファイバ16に出射し、光ファイバ16から入射される1.5 μm帯の光信号をWDM フィルタを通して光信号104 として受光部18に出射するものである。
【0016】
光ファイバ16は、加入者と局側を接続する光伝送路であり、1.3 μm帯の光信号を加入者から局側へ、1.5 μm帯の光信号を局側から加入者へ伝送するものである。受光部18は、WDM 光回路部14からの光信号104 を受光素子(たとえばフォトダイオードPD)により電気信号に変換し、前置増幅器により所定のレベルまで増幅してこれを信号106 として出力するものである。
【0017】
このように構成された光送受信モジュールの動作を簡単に説明すると、光ファイバ16からWDM 光回路部14に入射された1.5 μm帯の光信号は、WDM 光回路部14のWDM フィルタを通して光信号104 として受光部18に入射され、受光部18のフォトダイオードPDにより電気信号に変換されて信号106 として出力される。一方、発光部12に入力された信号100 は、レーザダイオードLDにより1.3 μm帯の光信号102 に変換されてWDM 光回路部14に入射され、WDM 光回路部14のWDM フィルタにより反射されて光ファイバ16に入射される。
【0018】
次に、図1の光送受信モジュールの構造例を図2の外観図を参照して説明すると、22は、電気絶縁体、たとえばエポキシ樹脂で形成された平面実装型のパッケージであり、光ファイバ16を通す開口部および外部回路と接続する複数の端子を備えている。パッケージ22の内部底面にはシリコン基板24、26が所定の間隔で配置され、シリコン基板24、26は、樹脂28(図示せず)によりパッケージ22の内部底面に接着固定されている。
【0019】
シリコン基板24の上面には、電気信号を光信号に変換する半導体レーザLDを含む発光部12と光ファイバ16の先端部分とがそれぞれ所定の位置に搭載固定され、シリコン基板26の上面には、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードPDが所定の位置に搭載固定されている。さらに、シリコン基板24、26の間には、石英基板に光導波路が形成されたWDM 光回路部14が架け渡され、固定されている。
【0020】
なお、発光部12、WDM 光回路部14および受光部18は、シリコン基板24、26の上面の所定位置に高精度でエッチング形成された断面がV字形のV溝の位置に対して、発光部12のLD活性層、WDM 光回路部14の光導波路および受光部18のPD受光層に対しそれぞれ高精度に形成されたマーカをサブミクロンの精度で位置合わせした後、フリップチップダイスボンダー等によりシリコン基板24、26に固定される。
【0021】
また、光ファイバ16の先端部分は、シリコン基板24の上面の所定位置に高精度にエッチング形成されたV溝に搭載され、成分ガラス等で形成された押え板30によりV溝面に対し浮き上がらないよう押圧されUV接着等で押え板30と共にV溝上に固定される。なお、パッケージ22には、最終的に樹脂の蓋がかぶせられ、接着固定される。
【0022】
さらに、図2の光送受信モジュールには、発光部12から受光部18への電気クロストークを低くして受光部18に誘起される電気ノイズを低減するための電気ノイズ防止対策が施される。この電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第1の実施例を図3および図4を参照して説明する。ここで、図3は光送受信モジュールの概略平面図、図4は図3のA−A断面図である。
【0023】
この第1の実施例は、パッケージ22の内壁の中程に形成された平坦部分X1、X2上の地点P1、P2を、導電性のワイヤ、たとえば、径φが25μmで材質が金の金属線32により、図4に示すようにシリコン基板26に搭載されている受光部18の上面を覆うように接続したものである。なお、金属線32の両端は、地点P1、P2に接着固定されると共にパッケージ22の内部底面に設けられた接地部分(GND )に接続されている。このような構造の第1の実施例によれば、受光部18に入り込む電波の強度が金属線32により弱められるので、発光部12から受光部18への電気クロストークが低下し、受光部18に誘起される電気ノイズが低減される。
【0024】
実験によれば、発光部12におけるレーザダイオードLDの光出力を10 dBm(minimum )、受光部18におけるフォトダイオードPDの受光感度を0.8 A/W(minimum )、発光部12と受光部18の間の距離を5 mm、レーザダイオードLD駆動時における送信信号(データ)の信号速度を622.08MHz に設定した場合、送信部12のレーザダイオードLD駆動時における受光部18の最小受光感度は−28 dBmとなった。この値はITU−TG983.1 Class B の規格を満足する。なお、金属線32を設けない場合の最小受光感度は−25 dBm程度であったので、金属線32を設けたことにより最小受光感度は3 dBm程度改善されたことになる。
【0025】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第2の実施例を図5および図6を参照して説明する。ここで、図5は光送受信モジュールの概略平面図であり、図6は図5のB−B断面図である。この第2の実施例は、パッケージ22の内壁の中程に形成された平坦部分X1、X2上の地点P3、P4を、導電性のワイヤ、たとえば、径φが25μmで材質が金の金属線34により、図6に示すようにシリコン基板24に搭載されている発光部12の上面を覆うように接続したものである。なお、金属線34の両端は、地点P3、P4に接着固定されると共にパッケージ22の内部底面に設けられた接地部分(GND )に接続されている。このような構造の第2の実施例によれば、第1の実施例の場合と同様の効果が得られる。
【0026】
電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第3の実施例は、第1の実施例の場合と同様にして、金属線32によりシリコン基板26に搭載されている受光部18の上面を図3および図4に示すように覆うと共に、第2の実施例の場合と同様にして、金属線34によりシリコン基板24に搭載されている発光部12の上面を図5および図6に示すように覆うものである。このような構造の第3の実施例によれば、第1の実施例の場合と同様の効果が得られる。
【0027】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第4の実施例を図7および図8を参照して説明する。ここで、図7は光送受信モジュールの概略平面図、図8は図7のC−C断面図である。この第4の実施例は、パッケージ22の内部に設けられた発光部12、WDM 光回路部14および受光部18の上面を複数の金属線36により覆うものである。具体的には、パッケージ22の内壁の中程に形成された平坦部分Y1、Y2を、たとえば、径φが25μmの金属線36により500 μm間隔毎に図7、図8に示すように接続して、パッケージ22に収容されている部品全体を多数の金属線36により覆うものである。なお、各金属線36の両端はパッケージ22の内部底面に設けられた接地部分(GND )にそれぞれ接続されている。このような構造の第4の実施例によれば、第1の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0028】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第5の実施例を図9および図10を参照して説明する。ここで、図9は光送受信モジュールの概略平面図、図10は図9のD−D断面図である。この第5の実施例は、L字形の金属板、たとえば、銅とニッケルの合金からなる幅が約2.35mmの金属板38の一端を、図10に示すように金属板38がシリコン基板26に搭載されている受光部18の上面を覆うように、パッケージ22の内部底面における受光部18の近傍に接着固定したものである。なお、金属板38は、パッケージ22の内部底面に設けられた接地部分(GND )に接続されている。このような構造の第5の実施例によれば、受光部18に入り込む電波の大部分は金属板38により遮蔽されるので、第1の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0029】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第6の実施例を図11および図12を参照して説明する。ここで、図11は光送受信モジュールの概略平面図、図12は図11のE−E断面図である。この第6の実施例は、L字形の金属板、たとえば、銅とニッケルの合金からなる幅が約2.35mmの金属板40の一端を、図12に示すように金属板40がシリコン基板24に搭載されている発光部12の上面を覆うように、パッケージ22の内部底面における発光部12の近傍に接着固定したものである。なお、金属板40は、パッケージ22の内部底面に設けられた接地部分(GND )に接続されている。このような構造の第6の実施例によれば、発光部12から放射される電波の大部分は金属板40により遮蔽されるので、第5の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0030】
電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第7の実施例は、第5の実施例の場合と同様にして金属板38の一端を、金属板38がシリコン基板26に搭載されている受光部18の上面を覆うようにパッケージ22の内部底面における受光部18の近傍に接着固定すると共に、第6の実施例の場合と同様にして金属板40の一端を、金属板40がシリコン基板24に搭載されている発光部12の上面を覆うようにパッケージ22の内部底面における発光部12の近傍に接着固定したものである。なお、金属板38、40は、パッケージ22の内部底面に設けられた接地部分(GND )にそれぞれ接続されている。このような構造の第7の実施例によれば、発光部12から放射される電波は金属板40により遮蔽され、受光部18に入り込む電波は金属板38により遮蔽されるので、少なくとも第5の実施例および第6の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0031】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第8実施例を図13および図14を参照して説明する。ここで、図13は光送受信モジュールの概略平面図、図14は図13のF−F断面図である。この第8の実施例は、たとえば、銅とニッケルの合金からなる幅が約2.35mmの金属板の両端を同一方向に直角に曲げた金属板42の両端を、図14に示すように金属板42が発光部12、WDM 光回路部14、受光部18の上面を覆うように、パッケージ22の内部底面にそれぞれ接着固定したものである。なお、金属板40の両端は、パッケージ22の内部底面に設けられた接地部部(GND )にそれぞれ接続されている。このような構造の第8の実施例によれば、発光部12から受光部18に伝播する電波が金属板40により減衰するので、第5または第6の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0032】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第9の実施例を図15および図16を参照して説明する。ここで、図15は光送受信モジュールの概略平面図、図16は図15のG−G断面図である。この第9の実施例は、電波を吸収する電波吸収板44を、図15、図16に示すようにパッケージ22の内部底面における受光部18の近傍に接着固定したものである。このような構造の第9の実施例によれば、電波吸収板44が受光部18に到達する電波の大部分を吸収するので、受光部18に誘起される電気ノイズが減少し、第1の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0033】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第10の実施例を図17および図18を参照して説明する。ここで、図17は光送受信モジュールの概略平面図、図18は図17のH−H断面図である。この第10の実施例は、電波を吸収する電波吸収板46を、図17、図18に示すようにパッケージ22の内部底面における発光部12の近傍に接着固定したものである。このような構造の第10の実施例によれば、電波吸収板46が、発光部12から放射され電波の大部分を吸収するので、受光部18に到達する電波のレベルが低下して受光部18に生じる電気ノイズが低減されることになり第9の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0034】
電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第11の実施例は、第9の実施例の場合と同様にして電波吸収板44を、パッケージ22の内部底面における受光部18の近傍に図15、図16に示すように接着固定すると共に、第10の実施例の場合と同様にして電波吸収板46を、パッケージ22の内部底面における発光部12の近傍に図17、図18に示すように接着固定したものである。このような構造の第11の実施例によれば、電波吸収板44により受光部18に到達する電波の大部分が吸収され、電波吸収板46により発光部12から放射され電波の大部分が吸収されるので、第9の実施例または第10の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0035】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第12の実施例を図19の断面図を参照して説明する。この第12の実施例は、電波を吸収する電波吸収板48によりパッケージ22に蓋をするものであり、パッケージ22に収容されている発光部12、WDM 光回路部14、受光部18の全体を電波吸収板48により覆うものである。なお、電波吸収板48は、パッケージ22の内壁の上部に接着固定される。このような構造の第12の実施例によれば、発光部12から受光部18へ伝播する電波が電波吸収板48よって減衰するので受光部18に誘起される電気ノイズが低減され、第9の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0036】
【発明の効果】
本発明による光送受信モジュールによれば、発光部から放射される電波、発光部から受光部に伝播される電波、あるいは受光部に入り込む電波を金属線、金属板、あるいは電波吸収板により減衰させているので、発光部から放射される電波により受光部に誘起される電気ノイズが減少し、受光部の最小受光感度が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】光送受信モジュールの電気的な構成例を示すブロック図である。
【図2】図1に示す光送受信モジュールの外観図である。
【図3】本発明による光送受信モジュールの第1の実施例を示す平面図である。
【図4】図3に示す光送受信モジュールのA−A断面図である。
【図5】本発明による光送受信モジュールの第2の実施例を示す平面図である。
【図6】図5に示す光送受信モジュールのB−B断面図である。
【図7】本発明による光送受信モジュールの第4の実施例を示す平面図である。
【図8】図7に示す光送受信モジュールのC−C断面図である。
【図9】本発明による光送受信モジュールの第5の実施例を示す平面図である。
【図10】図9に示す光送受信モジュールのD−D断面図である。
【図11】本発明による光送受信モジュールの第6の実施例を示す平面図である。
【図12】図11に示す光送受信モジュールのE−E断面図である。
【図13】本発明による光送受信モジュールの第8の実施例を示す平面図である。
【図14】図13に示す光送受信モジュールのF−F断面図である。
【図15】本発明による光送受信モジュールの第9の実施例を示す平面図である。
【図16】図15に示す光送受信モジュールのG−G断面図である。
【図17】本発明による光送受信モジュールの第10の実施例を示す平面図である。
【図18】図17に示す光送受信モジュールのH−H断面図である。
【図19】
本発明による光送受信モジュールの第12の実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
12 発光部
14 WDM 光回路部
16 光ファイバ
18 受光部
22 パッケージ
24、26 シリコン基板
32〜36 金属線
38〜42 金属板
44〜48 電波吸収板
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子を含む発光部から放射される電波により受光素子を含む受光部に誘起される電気ノイズを低減する光送受信モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、複数の加入者と局側間を光ファイバで接続するネットワークの一つとして、低価格で高速なサービスを提供するATM−PON (Asynchronous Transfer Modebased Passive Optical Network)システムが注目されている。このシステムの加入者側で使用される光送受信モジュールは、光ファイバから入力される1.5 μm帯の光信号を受光部の受光素子により受光し、発光部の発光素子により発光した1.3 μm帯の光信号を上記のファイバに出力することにより双方向通信を行うものであり、一般的に、受光素子と発光素子とを同じパッケージに収容する構造を採用していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造の光送受信モジュールでは、発光素子を含む発光部と受光素子を含む受光部とを極めて近い位置に実装しているので、発光部と受光部とが同時に動作するとき発光部から受光部への電気クロストークにより受光部に電気ノイズが誘起されて受光部の最小受光感度が低下するという問題があった。電気クロストークを低減させるためには、発光部と受光部との距離を大きくすればよいが、距離を大きくすると光送受信モジュールの小型化が困難になるという問題が生じる。
【0004】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するもので、発光部と受光部との距離を大きくすることなく受光部に誘起される電気ノイズを低減させる光送受信モジュールを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の問題を解決するために、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、金属線を発光部または受光部を覆うように配置して金属線の両端をパッケージの内部側壁にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地したことを特徴とする。
【0006】
また、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、金属線を発光部を覆うように配置して金属線の両端をパッケージの内部側壁にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地し、他の金属線を受光部を覆うように配置して他の金属線の両端をパッケージの内部側壁にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地したことを特徴とする。
【0007】
また、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、複数の金属線をパッケージに収容されている各部品を覆うように所定の間隔で平行に配置し、各金属線の両端をパッケージの内部側壁にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地したことを特徴とする。
【0008】
また、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、L字形の金属板を発光部または受光部を覆うように配置して金属板の一端をパッケージの内部底面に固定すると共に接地したことを特徴とする。
【0009】
また、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、L字形の金属板を発光部を覆うように配置して金属板の一端をパッケージの内部底面に固定すると共に接地し、L字形の他の金属板を受光部を覆うように配置して他の金属板の一端をパッケージの内部底面に固定すると共に接地したことを特徴とする。
【0010】
また、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、両端が同一方向に直角に曲げられた金属板をパッケージに収容されている各部品を覆うように配置して金属板の両端をパッケージの内部底面にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地したことを特徴とする。
【0011】
また、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、電波吸収板を発光部または受光部の近傍に配置して電波吸収板の一端をパッケージの内部底面に固定したことを特徴とする。
【0012】
また、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、電波吸収板を発光部の近傍に配置して電波吸収板の一端をパッケージの内部の底面に固定し、他の電波吸収板を受光部の近傍に配置して他の電波吸収板の一端をパッケージの内部底面に固定したことを特徴とする。
【0013】
さらに、本発明は、発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、電波吸収板の蓋を、パッケージに収容されている各部品を覆うようにパッケージにかぶせたことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による光送受信モジュールの実施例を詳細に説明する。まず、本実施例による光送受信モジュールの電気的な構成例について説明すると、この光送受信モジュールは、図1のように発光部12、WDM 光回路部14、光ファイバ16および受光部18から構成される。
【0015】
発光部12は、発光素子(たとえば、レーザダイオードLD)を含み、入力信号100 により変調された1.3 μm帯の光信号102 を出射するものである。WDM 光回路部14は、WDM (Wavelength Division Multiplex )フィルタを挿入または端面に接着固定した光導波路を使用して1.3 μm帯の光信号と1.5 μm帯の光信号を合分波する光合分波回路であり、発光部12から入射される1.3 μm帯の光信号102 をWDM フィルタにより反射させて光ファイバ16に出射し、光ファイバ16から入射される1.5 μm帯の光信号をWDM フィルタを通して光信号104 として受光部18に出射するものである。
【0016】
光ファイバ16は、加入者と局側を接続する光伝送路であり、1.3 μm帯の光信号を加入者から局側へ、1.5 μm帯の光信号を局側から加入者へ伝送するものである。受光部18は、WDM 光回路部14からの光信号104 を受光素子(たとえばフォトダイオードPD)により電気信号に変換し、前置増幅器により所定のレベルまで増幅してこれを信号106 として出力するものである。
【0017】
このように構成された光送受信モジュールの動作を簡単に説明すると、光ファイバ16からWDM 光回路部14に入射された1.5 μm帯の光信号は、WDM 光回路部14のWDM フィルタを通して光信号104 として受光部18に入射され、受光部18のフォトダイオードPDにより電気信号に変換されて信号106 として出力される。一方、発光部12に入力された信号100 は、レーザダイオードLDにより1.3 μm帯の光信号102 に変換されてWDM 光回路部14に入射され、WDM 光回路部14のWDM フィルタにより反射されて光ファイバ16に入射される。
【0018】
次に、図1の光送受信モジュールの構造例を図2の外観図を参照して説明すると、22は、電気絶縁体、たとえばエポキシ樹脂で形成された平面実装型のパッケージであり、光ファイバ16を通す開口部および外部回路と接続する複数の端子を備えている。パッケージ22の内部底面にはシリコン基板24、26が所定の間隔で配置され、シリコン基板24、26は、樹脂28(図示せず)によりパッケージ22の内部底面に接着固定されている。
【0019】
シリコン基板24の上面には、電気信号を光信号に変換する半導体レーザLDを含む発光部12と光ファイバ16の先端部分とがそれぞれ所定の位置に搭載固定され、シリコン基板26の上面には、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードPDが所定の位置に搭載固定されている。さらに、シリコン基板24、26の間には、石英基板に光導波路が形成されたWDM 光回路部14が架け渡され、固定されている。
【0020】
なお、発光部12、WDM 光回路部14および受光部18は、シリコン基板24、26の上面の所定位置に高精度でエッチング形成された断面がV字形のV溝の位置に対して、発光部12のLD活性層、WDM 光回路部14の光導波路および受光部18のPD受光層に対しそれぞれ高精度に形成されたマーカをサブミクロンの精度で位置合わせした後、フリップチップダイスボンダー等によりシリコン基板24、26に固定される。
【0021】
また、光ファイバ16の先端部分は、シリコン基板24の上面の所定位置に高精度にエッチング形成されたV溝に搭載され、成分ガラス等で形成された押え板30によりV溝面に対し浮き上がらないよう押圧されUV接着等で押え板30と共にV溝上に固定される。なお、パッケージ22には、最終的に樹脂の蓋がかぶせられ、接着固定される。
【0022】
さらに、図2の光送受信モジュールには、発光部12から受光部18への電気クロストークを低くして受光部18に誘起される電気ノイズを低減するための電気ノイズ防止対策が施される。この電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第1の実施例を図3および図4を参照して説明する。ここで、図3は光送受信モジュールの概略平面図、図4は図3のA−A断面図である。
【0023】
この第1の実施例は、パッケージ22の内壁の中程に形成された平坦部分X1、X2上の地点P1、P2を、導電性のワイヤ、たとえば、径φが25μmで材質が金の金属線32により、図4に示すようにシリコン基板26に搭載されている受光部18の上面を覆うように接続したものである。なお、金属線32の両端は、地点P1、P2に接着固定されると共にパッケージ22の内部底面に設けられた接地部分(GND )に接続されている。このような構造の第1の実施例によれば、受光部18に入り込む電波の強度が金属線32により弱められるので、発光部12から受光部18への電気クロストークが低下し、受光部18に誘起される電気ノイズが低減される。
【0024】
実験によれば、発光部12におけるレーザダイオードLDの光出力を10 dBm(minimum )、受光部18におけるフォトダイオードPDの受光感度を0.8 A/W(minimum )、発光部12と受光部18の間の距離を5 mm、レーザダイオードLD駆動時における送信信号(データ)の信号速度を622.08MHz に設定した場合、送信部12のレーザダイオードLD駆動時における受光部18の最小受光感度は−28 dBmとなった。この値はITU−TG983.1 Class B の規格を満足する。なお、金属線32を設けない場合の最小受光感度は−25 dBm程度であったので、金属線32を設けたことにより最小受光感度は3 dBm程度改善されたことになる。
【0025】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第2の実施例を図5および図6を参照して説明する。ここで、図5は光送受信モジュールの概略平面図であり、図6は図5のB−B断面図である。この第2の実施例は、パッケージ22の内壁の中程に形成された平坦部分X1、X2上の地点P3、P4を、導電性のワイヤ、たとえば、径φが25μmで材質が金の金属線34により、図6に示すようにシリコン基板24に搭載されている発光部12の上面を覆うように接続したものである。なお、金属線34の両端は、地点P3、P4に接着固定されると共にパッケージ22の内部底面に設けられた接地部分(GND )に接続されている。このような構造の第2の実施例によれば、第1の実施例の場合と同様の効果が得られる。
【0026】
電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第3の実施例は、第1の実施例の場合と同様にして、金属線32によりシリコン基板26に搭載されている受光部18の上面を図3および図4に示すように覆うと共に、第2の実施例の場合と同様にして、金属線34によりシリコン基板24に搭載されている発光部12の上面を図5および図6に示すように覆うものである。このような構造の第3の実施例によれば、第1の実施例の場合と同様の効果が得られる。
【0027】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第4の実施例を図7および図8を参照して説明する。ここで、図7は光送受信モジュールの概略平面図、図8は図7のC−C断面図である。この第4の実施例は、パッケージ22の内部に設けられた発光部12、WDM 光回路部14および受光部18の上面を複数の金属線36により覆うものである。具体的には、パッケージ22の内壁の中程に形成された平坦部分Y1、Y2を、たとえば、径φが25μmの金属線36により500 μm間隔毎に図7、図8に示すように接続して、パッケージ22に収容されている部品全体を多数の金属線36により覆うものである。なお、各金属線36の両端はパッケージ22の内部底面に設けられた接地部分(GND )にそれぞれ接続されている。このような構造の第4の実施例によれば、第1の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0028】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第5の実施例を図9および図10を参照して説明する。ここで、図9は光送受信モジュールの概略平面図、図10は図9のD−D断面図である。この第5の実施例は、L字形の金属板、たとえば、銅とニッケルの合金からなる幅が約2.35mmの金属板38の一端を、図10に示すように金属板38がシリコン基板26に搭載されている受光部18の上面を覆うように、パッケージ22の内部底面における受光部18の近傍に接着固定したものである。なお、金属板38は、パッケージ22の内部底面に設けられた接地部分(GND )に接続されている。このような構造の第5の実施例によれば、受光部18に入り込む電波の大部分は金属板38により遮蔽されるので、第1の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0029】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第6の実施例を図11および図12を参照して説明する。ここで、図11は光送受信モジュールの概略平面図、図12は図11のE−E断面図である。この第6の実施例は、L字形の金属板、たとえば、銅とニッケルの合金からなる幅が約2.35mmの金属板40の一端を、図12に示すように金属板40がシリコン基板24に搭載されている発光部12の上面を覆うように、パッケージ22の内部底面における発光部12の近傍に接着固定したものである。なお、金属板40は、パッケージ22の内部底面に設けられた接地部分(GND )に接続されている。このような構造の第6の実施例によれば、発光部12から放射される電波の大部分は金属板40により遮蔽されるので、第5の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0030】
電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第7の実施例は、第5の実施例の場合と同様にして金属板38の一端を、金属板38がシリコン基板26に搭載されている受光部18の上面を覆うようにパッケージ22の内部底面における受光部18の近傍に接着固定すると共に、第6の実施例の場合と同様にして金属板40の一端を、金属板40がシリコン基板24に搭載されている発光部12の上面を覆うようにパッケージ22の内部底面における発光部12の近傍に接着固定したものである。なお、金属板38、40は、パッケージ22の内部底面に設けられた接地部分(GND )にそれぞれ接続されている。このような構造の第7の実施例によれば、発光部12から放射される電波は金属板40により遮蔽され、受光部18に入り込む電波は金属板38により遮蔽されるので、少なくとも第5の実施例および第6の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0031】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第8実施例を図13および図14を参照して説明する。ここで、図13は光送受信モジュールの概略平面図、図14は図13のF−F断面図である。この第8の実施例は、たとえば、銅とニッケルの合金からなる幅が約2.35mmの金属板の両端を同一方向に直角に曲げた金属板42の両端を、図14に示すように金属板42が発光部12、WDM 光回路部14、受光部18の上面を覆うように、パッケージ22の内部底面にそれぞれ接着固定したものである。なお、金属板40の両端は、パッケージ22の内部底面に設けられた接地部部(GND )にそれぞれ接続されている。このような構造の第8の実施例によれば、発光部12から受光部18に伝播する電波が金属板40により減衰するので、第5または第6の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0032】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第9の実施例を図15および図16を参照して説明する。ここで、図15は光送受信モジュールの概略平面図、図16は図15のG−G断面図である。この第9の実施例は、電波を吸収する電波吸収板44を、図15、図16に示すようにパッケージ22の内部底面における受光部18の近傍に接着固定したものである。このような構造の第9の実施例によれば、電波吸収板44が受光部18に到達する電波の大部分を吸収するので、受光部18に誘起される電気ノイズが減少し、第1の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0033】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第10の実施例を図17および図18を参照して説明する。ここで、図17は光送受信モジュールの概略平面図、図18は図17のH−H断面図である。この第10の実施例は、電波を吸収する電波吸収板46を、図17、図18に示すようにパッケージ22の内部底面における発光部12の近傍に接着固定したものである。このような構造の第10の実施例によれば、電波吸収板46が、発光部12から放射され電波の大部分を吸収するので、受光部18に到達する電波のレベルが低下して受光部18に生じる電気ノイズが低減されることになり第9の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0034】
電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第11の実施例は、第9の実施例の場合と同様にして電波吸収板44を、パッケージ22の内部底面における受光部18の近傍に図15、図16に示すように接着固定すると共に、第10の実施例の場合と同様にして電波吸収板46を、パッケージ22の内部底面における発光部12の近傍に図17、図18に示すように接着固定したものである。このような構造の第11の実施例によれば、電波吸収板44により受光部18に到達する電波の大部分が吸収され、電波吸収板46により発光部12から放射され電波の大部分が吸収されるので、第9の実施例または第10の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0035】
次に、電気ノイズ防止対策が施された光送受信モジュールの第12の実施例を図19の断面図を参照して説明する。この第12の実施例は、電波を吸収する電波吸収板48によりパッケージ22に蓋をするものであり、パッケージ22に収容されている発光部12、WDM 光回路部14、受光部18の全体を電波吸収板48により覆うものである。なお、電波吸収板48は、パッケージ22の内壁の上部に接着固定される。このような構造の第12の実施例によれば、発光部12から受光部18へ伝播する電波が電波吸収板48よって減衰するので受光部18に誘起される電気ノイズが低減され、第9の実施例の場合と同様な効果を得ることができる。
【0036】
【発明の効果】
本発明による光送受信モジュールによれば、発光部から放射される電波、発光部から受光部に伝播される電波、あるいは受光部に入り込む電波を金属線、金属板、あるいは電波吸収板により減衰させているので、発光部から放射される電波により受光部に誘起される電気ノイズが減少し、受光部の最小受光感度が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】光送受信モジュールの電気的な構成例を示すブロック図である。
【図2】図1に示す光送受信モジュールの外観図である。
【図3】本発明による光送受信モジュールの第1の実施例を示す平面図である。
【図4】図3に示す光送受信モジュールのA−A断面図である。
【図5】本発明による光送受信モジュールの第2の実施例を示す平面図である。
【図6】図5に示す光送受信モジュールのB−B断面図である。
【図7】本発明による光送受信モジュールの第4の実施例を示す平面図である。
【図8】図7に示す光送受信モジュールのC−C断面図である。
【図9】本発明による光送受信モジュールの第5の実施例を示す平面図である。
【図10】図9に示す光送受信モジュールのD−D断面図である。
【図11】本発明による光送受信モジュールの第6の実施例を示す平面図である。
【図12】図11に示す光送受信モジュールのE−E断面図である。
【図13】本発明による光送受信モジュールの第8の実施例を示す平面図である。
【図14】図13に示す光送受信モジュールのF−F断面図である。
【図15】本発明による光送受信モジュールの第9の実施例を示す平面図である。
【図16】図15に示す光送受信モジュールのG−G断面図である。
【図17】本発明による光送受信モジュールの第10の実施例を示す平面図である。
【図18】図17に示す光送受信モジュールのH−H断面図である。
【図19】
本発明による光送受信モジュールの第12の実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
12 発光部
14 WDM 光回路部
16 光ファイバ
18 受光部
22 パッケージ
24、26 シリコン基板
32〜36 金属線
38〜42 金属板
44〜48 電波吸収板
Claims (9)
- 発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、該モジュールは、
金属線を前記発光部または前記受光部を覆うように配置して該金属線の両端を前記パッケージの内部側壁にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地したことを特徴とする光送受信モジュール。 - 発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、該モジュールは、
金属線を前記発光部を覆うように配置して該金属線の両端を前記パッケージの内部側壁にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地し、他の金属線を前記受光部を覆うように配置して該他の金属線の両端を前記パッケージの内部側壁にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地したことを特徴とする光送受信モジュール。 - 発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、該モジュールは、
複数の金属線を前記パッケージに収容されている各部品を覆うように所定の間隔で平行に配置し、各金属線の両端を前記パッケージの内部側壁にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地したことを特徴とする光送受信モジュール。 - 発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、該モジュールは、
L字形の金属板を前記発光部または前記受光部を覆うように配置して該金属板の一端を前記パッケージの内部底面に固定すると共に接地したことを特徴とする光送受信モジュール。 - 発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、該モジュールは、
L字形の金属板を前記発光部を覆うように配置して該金属板の一端を前記パッケージの内部底面に固定すると共に接地し、L字形の他の金属板を前記受光部を覆うように配置して該他の金属板の一端を前記パッケージの内部底面に固定すると共に接地したことを特徴とする光送受信モジュール。 - 発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、該モジュールは、
両端が同一方向に直角に曲げられた金属板を前記パッケージに収容されている各部品を覆うように配置して前記金属板の両端を前記パッケージの内部底面にそれぞれ固定すると共にそれぞれ接地したことを特徴とする光送受信モジュール。 - 発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、該モジュールは、
電波吸収板を前記発光部または前記受光部の近傍に配置して該電波吸収板の一端を前記パッケージの内部底面に固定したことを特徴とする光送受信モジュール。 - 発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、該モジュールは、
電波吸収板を前記発光部の近傍に配置して該電波吸収板の一端を前記パッケージの内部の底面に固定し、他の電波吸収板を前記受光部の近傍に配置して該他の電波吸収板の一端を前記パッケージの内部底面に固定したことを特徴とする光送受信モジュール。 - 発光素子により電気信号を光信号に変換する発光部と、受光素子により光信号を電気信号に変換する受光部とを同一パッケージ内に収容した光送受信モジュールにおいて、該モジュールは、
電波吸収板の蓋を、前記パッケージに収容されている各部品を覆うように該パッケージにかぶせたことを特徴とする光送受信モジュール。
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