CN113267854B - 光学模块及光传送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学模块，通过差动传送线路连接阻抗具有差的光输出元件和驱动电路，能够实现电信号的多重反射的抑制和传给光输出元件的输入信号的衰减量的降低，得到良好的波形、强度的光信号输出。差动传送线路(43)包括具有第一特性阻抗且连接于驱动IC(34)的第一差动传送线路、具有比第一特性阻抗小的第二特性阻抗且连接于光输出元件(LD1)的第二差动传送线路、以及将它们串联连接的连接部(44a、44b)。在连接部(44a、44b)之间配置有电阻元件(Rm)。电阻元件(Rm)的电阻值设定为使对从第二差动传送线路侧向第一差动传送线路侧的信号的反射系数的绝对值成为0.10以下的值。

Description

光学模块及光传送装置
技术领域
本发明涉及光学模块及光传送装置，特别涉及从电信号转换成光信号的光发送电路。
背景技术
光通信***中，使用内置有将电信号转换成光信号的光发送电路、将光信号转换成电信号的光接收电路的光学模块。通常使用的光学模块是具备发送功能和接收功能双方的光收发机(光收发模块)。光收发模块随着近年的宽带网络的普及实现了高速化、小型、低成本化，关于高速化，调制速率为25～28 千兆位/秒[Gbit/s]的模块被广泛利用。关于小型、低成本化，如例如SFP28 (Small Form-factor Pluggable 28)的MSA(多源协议，Multi-Source Agreement) 标准，不断推进壳体体积的缩小化、零件个数的削减化。
光学模块在一个壳体内收纳光组件(Optical Subassembly：OSA)、由硬质基板构成的电路基板、以及连接这些光组件和电路基板的柔性基板。光组件具有用于光发送电路的TOSA(光发射子组件，Transmitter Optical Subassembly) 和用于光接收电路的ROSA(光接收子组件，Receiver Optical Subassembly)。
TOSA将从电路基板输入的电信号转换成光信号而输出。在TOSA内置有发光元件、光调制器。例如，长距离、高速的传送多使用对作为半导体激光器的DFB－LD(DistributedFeedback Laser Diode：分布反馈式半导体激光器) 进行直接调制的调制器作为光源、光调制器。即，在直接调制方式的光调制器中，通过根据传发送号对从TOSA的外部的驱动电路向半导体激光器供给的驱动电流进行调制，从而对激光器光输出施加调制。作为TOSA的封装方式，为了低成本化，多采用TO－CAN型封装件。即，TO－CAN封装件具有在安装有半导体激光器等光输出元件的管座覆盖帽的构造，另外，经由贯通管座的引线脚进行封装件的内部与外部的电连接。
光发送电路具有生成向TOSA作为调制信号输入的电信号的驱动电路。驱动电路构成为集成电路(Integrated Circuit：IC)，该驱动IC配置于电路基板。
从驱动电路输出的调制信号对应于光信号的高传送速度基本为高频信号，驱动电路和TOSA之间为了通过该高频信号而通过微带线、带线等传送线路连接。另外，TO－CAN封装件的引线脚的部分也在引线脚与其贯通的管座的孔之间设有间隙，在该间隙埋入玻璃作为电介质，构成为同轴形状的传送线路(下记专利文献2)。
另外，以下结构正在普及：为了增大半导体激光器的电流振幅、即使从半导体激光器输出的光信号的消光比足够高，将半导体激光器和驱动IC设为平衡连接，而且将驱动IC的差动输出阻抗设为在电路中通常的100欧姆[Ω] 的一半即50Ω。也就是，在该结构中，将驱动IC和半导体激光器之间通过由一对传送线路构成的差动传送线路连接，其差动阻抗为50Ω。
该差动阻抗的值在将TOSA设为TO－CAN型后也合适。也就是，在通过使用引线脚构成的一对同轴线路连接封装件内部和外部的情况下，为了得到大的差动阻抗，需要使同轴线路的外部导体的内径(也就是管座的孔的尺寸)较大，因此差动阻抗相比100Ω设为50Ω能够使外部导体的内径缩小。能够将 TO－CAN封装件小型化。
在下记专利文献1中，关于光发送模块示出了以下电路技术：通过将半导体激光器和驱动IC平衡连接，增大半导体激光器的电流振幅。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004－193489号公报
专利文献2：日本特开2004－47830号公报
专利文献3：日本特开2016－72288号公报
发明内容
发明所要解决的课题
关于驱动IC、光调制器的特性评价，通常的计测器具备50Ω系的输入，这在差动阻抗中适合100Ω。也就是，若将光发送电路设为利用50Ω的差动阻抗平衡连接驱动IC和TOSA的结构，则在通常的计测器中，难以准确评价与该差动阻抗对应的驱动IC、TOSA单体的特性。
另一方面，关于高速化，正在推进从现有的2值的脉冲振幅调制(NRZ) 向4值的脉冲振幅调制(PAM4)的过渡。随之，驱动IC需要从开/关型的放大器向线形放大器过渡。在该PAM4用的线形放大器中，根据关于其电特性评价使用的计测器的上述的情况推测，但逐渐研发差动输出阻抗为100Ω的设备。与之对应地，若将光发送电路设为通过100Ω的差动阻抗平衡连接驱动IC和 TOSA的结构，则根据上述观点，难以进行TO－CAN封装件的小型化，进而有碍光学模块的小型化。
因此，考虑驱动IC使用差动输出阻抗为100Ω的方案，TOSA使用差动输入阻抗为50Ω的方案，构成光发送电路。但是，在该结构中，在驱动IC与TOSA 之间可能产生阻抗不整合部位。该不整合部位可能使从驱动IC传递到TOSA 的电信号中的通过TOSA的输入反射而向驱动IC返回的成分以在此朝向 TOSA的方式反射。也就是，在该不整合部位与TOSA之间引起电信号的多重反射，产生难以从TOSA得到良好的波形的光信号输出的问题。
此外，对于该问题，在专利文献3中公开了以下电路技术：将靠近半导体激光器的侧的传送线路的差动阻抗设为50Ω，另一方面，将靠近驱动IC的侧的传送线路的差动阻抗设为100Ω，通过在这些具有不同的特性阻抗的两个传送线路之间配置电阻型衰减电路，实现两个传送线路间的阻抗整合。但是，电阻型衰减电路中的衰减量理论上较大，为7.7dB以上因此，难以使半导体激光器的电流振幅足够大。
本发明解决上述问题点，提供一种光学模块、光传送装置，在具有将TOSA 和驱动电路平衡连接的光发送电路的光学模块中，对驱动电路利用差动输出阻抗为100Ω的电路，另一方面，对TOSA利用差动输入阻抗为50Ω的电路，实现TOSA的小型化、低成本化，并且实现差动传送线路上的电信号的多重反射的压制和对光输出元件的输入信号的衰减量的降低，能够得到良好的波形、强度的光信号输出。
用于解决课题的方案
(1)本发明的光学模块具有：具备一对输入端子，且输出根据输入的电信号进行了调制的光信号的光输出元件；具备一对输出端子，且输出差动信号作为上述电信号的驱动电路；以及由一对传送线路构成的差动传送线路，上述一对传送线路连接在上述一对输入端子与上述一对输出端子之间，上述差动传送线路包括：具有第一特性阻抗，且连接于上述一对输出端子的第一差动传送线路；具有比上述第一特性阻抗更小的第二特性阻抗，且连接于上述一对输入端子的第二差动传送线路；以及串联连接上述第一差动传送线路和上述第二差动传送线路的连接部，上述光学模块还具有将两端连接于上述一对传送线路的上述连接部的电阻元件，上述电阻元件的电阻值设定为，使针对从上述第二差动传送线路侧传向上述第一差动传送线路侧的信号的反射系数的绝对值为 0.10以下的值。
(2)根据上述(1)记载的光学模块，能够构成为，还具备：安装有形成有上述驱动电路的集成电路的电路基板；以及连接于上述光输出元件与上述电路基板之间的柔性基板，上述一对传送线路分别包括信号线，上述信号线由形成于上述电路基板及上述柔性基板的带状的导体箔形成。
(3)根据上述(2)记载的光学模块，能够构成为，上述连接部配置于上述电路基板，上述电阻元件安装于上述电路基板。
(4)根据上述(2)记载的光学模块，能够构成为，上述连接部配置于上述柔性基板，上述电阻元件安装于上述柔性基板。
(5)根据上述(2)～(4)中任一个记载的光学模块，能够构成为，具有将上述光输出元件搭载于封装件内的光组件，上述光组件连接于上述柔性基板，上述第二差动传送线路包括从上述光组件的与上述柔性基板的连接端子通向上述光输出元件的封装件配线。
(6)根据上述(5)记载的光学模块，能够构成为，上述封装件为TO－ CAN型封装件，上述TO－CAN型封装件具有设于管座的孔和贯通该孔的引线脚，上述第二差动传送线路形成包括一对同轴线路作为上述封装件配线，包括一对同轴线路，该同轴线路包括连接于上述光输出元件的上述输入端子的一对上述引线脚和与相应的引线脚对应地设置的一对上述孔而构成。
(7)根据上述(1)～(6)中任一个记载的光学模块，能够构成为，上述驱动电路的差动输出阻抗和上述第一特性阻抗进行了整合。
(8)根据上述(1)～(6)中任一个记载的光学模块，能够构成为，上述驱动电路的差动输出阻抗以及上述第一特性阻抗分别为100欧姆，上述第二特性阻抗为50欧姆，上述电阻元件的电阻值为100欧姆。
(9)根据上述(1)～(8)中任一个记载的光学模块，能够构成为，具有：***于上述第二差动传送线路上的直流切断用电容器；以及从上述直流切断用电容器观察，连接于上述光输出元件侧的上述第二差动传送线路且向上述光输出元件供给偏置电流的偏置电路。
(10)根据上述(1)～(9)中任一个记载的光学模块，能够构成为，上述驱动电路具有电流模式逻辑电路作为向上述输出端子输出上述差动信号的输出电路，上述电流模式逻辑电路的负载电阻的电阻值为上述第一特性阻抗的 1/2，上述光学模块还具有包括电感且连接于上述第一差动传送线路的偏置电路。
(11)本发明的光传送装置搭载上述(1)～(10)记载的光学模块的任一个。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种光学模块、光传送装置，在具有将TOSA和驱动电路平衡连接的光发送电路的光学模块中，对驱动电路利用差动输出阻抗为 100Ω的电路，另一方面，对TOSA利用差动输入阻抗为50Ω的电路，实现 TOSA的小型化、低成本化，并且实现差动传送线路上的电信号的多重反射的压制和对光输出元件的输入信号的衰减量的降低，能够得到良好的波形、强度的光信号输出。
附图说明
图1是本发明的实施方式的光学模块的概略的外观图。
图2是表示本发明的实施方式的光传送装置的结构的示意图。
图3是表示搭载于本发明的实施方式的光学模块的金属壳体内部的主要部件的构造的概略的立体图。
图4是本发明的第一实施方式的光学模块的发送部的概略的电路图。
图5是表示本发明的第一实施方式的反射吸收电路的构造的示意性的俯视图。
图6是表示本发明的第一实施方式的反射吸收电路的从半导体激光器侧观察的差动反射特性的图表。
图7是表示在图5所示的反射吸收电路中将电阻元件Rm的电阻值设为 100Ω的情况下的差动小信号特性的图表。
图8(a)、图8(b)、图8(c)是本发明的第一实施方式的光学模块的发送部的各部的电流波形的眼图。图8(a)、图8(b)、图8(c)分别是图4的电路图所示的位置PA、PB、PC处的波形，位置PA是半导体激光器LD1的正极端子，位置PB是反射吸收电路60的输出(半导体激光器LD1侧)的端子，位置PC是反射吸收电路60的输入(驱动IC34侧)的端子。
图9是本发明的第二实施方式的光学模块的发送部的概略的电路图。
图10是本发明的第三实施方式的差动传送线路的特征部分的概略的电路图。
图11是表示本发明的第三实施方式的反射吸收电路的从输入侧观察半导体激光器的差动反射特性的频率特性的图表。
图12是本发明的第四实施方式的光学模块的发送部的概略的电路图。
图中：
10—光学模块，12—金属壳体，14—拉带，16—滑块，18—光传送装置， 20—电连接器，22—电路基板，24—驱动IC，26—印刷基板，28—柔性基板， 30—光组件，30A—ROSA，30B—TOSA，32—光纤，34—驱动IC，40—发送部，41—CML电路，42—恒定电流源，43—差动传送线路，43a、43b、51a～56a、 51b～56b、71a～77a、71b～77b—传送线路，44a、44b—连接部，45a、45b、46a、 46b、80—偏置电路，60—反射吸收电路，61a、61b、62a、62b—带状导体，81—电感，C1、C2、C3—电容器，Rd—输出电阻，Rm、Rt—电阻元件，LD1、 LD2—半导体激光器。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式(以下称为实施方式)进行说明。此外，在用于说明实施方式的全部图中，对具有同一功能的部件标注同一符号，省略反复的说明。此外，以下示出的图指示说明实施方式的实施例，图中的大小和本实施例记载在比例尺未必一致。
[第一实施方式]
图1是应用了本发明的第一实施方式的光学模块10的概略的外观图。光学模块10是光收发机，由包括金属壳体12、拉带14以及滑块16的部件构成外形。
图2是表示装配有光学模块10的光传送装置18的结构的示意图。多个光学模块10通过电连接器20分别装配于光传送装置18。光传送装置18是例如大容量的路由器、开关。光传送装置18例如具有交换机的功能，配置于基站等。光传送装置18通过光学模块10取得接收用的数据(接收用的电信号)，使用搭载于电路基板22的驱动IC24等判断何处发送何种数据。并生成发送用的数据(发送用的电信号)，向相应的光学模块10传递该数据。
光学模块10具备印刷基板(Printed Circuit Board：PCB)26、柔性基板(FPC：Flexible Printed Circuits)28、以及用于进行光信号与电信号的转换的多个光组件30。具体而言，作为光组件30，具备ROSA30A和TOSA30B。此外，在此， ROSA及TOSA为包含具有光发送接收功能的双向光组件(BOSA：Bi-directional Optical SubAssembly，TransmitterOptical SubAssembly)。此外，本实施方式的光学模块10是具备发送功能和接收功能的双方的收发机，但本发明的光学模块也可以仅具备发送功能，也就是仅具备TOSA。
印刷基板26是不具有柔软性的硬质基板。印刷基板26和多个光组件30 经由柔性基板28连接。电信号从ROSA30A经由柔性基板28传送至印刷基板 26。另外，电信号从印刷基板26经由柔性基板28传送至TOSA30B。光组件30具有的光转换元件是从光信号及电信号中的一方转换成另一方的元件。将电信号转换成光信号的光转换元件具有发光功能及光调制功能，在此，称为光输出元件。TOSA30B具备光输出元件。另一方面，ROSA30A具备受光元件作为将光信号转换成电信号的光转换元件。为了输入输出光信号，在光组件 30连接有光纤32。
图3是表示搭载于光学模块10的金属壳体12内部的主要部件的构造的概略的立体图。光学模块10是50Gbit/s级的光收发机，例如，是SFP56 MSA规格的光收发机。该主要部件包括ROSA30A、TOSA30B、印刷基板26以及柔性基板28。ROSA30A与印刷基板26之间、以及TOSA30B与印刷基板26之间分别通过具有挠性的柔性基板28连接。也就是，ROSA30A及TOSA30B分别连接于柔性基板28的一方的端部，各柔性基板28的另一方的端部与印刷基板26重叠并电连接。
TOSA30B由TO－CAN封装件构成。通过使用TO－CAN封装件，实现 TOSA30B的小型化和低成本化。虽然图3中未表现，但在TO－CAN封装件的内部搭载有一个作为光输出元件的半导体激光器LD1。作为柔性基板28与半导体激光器LD1之间的传送线路(图4的传送线路56a、56b)，在TO－CAN 封装件设有包括管座的孔和引线脚构成的一对同轴线路。
印刷基板26由多个层状的导电层和电介质层构成，导电层使用铜，电介质层使用由玻璃布基材和环氧树脂构成的材料(玻璃环氧树脂)。通过该导电层，在印刷基板26形成电路配线、接地。在印刷基板26使用这些导电层及电介质层形成后述的差动传送线路。另外，在印刷基板26安装有电子元件，构成处理来自ROSA30A的接收信号的电路、驱动TOSA30B的电路。图3中，作为装配于印刷基板26表面的电子元件，示出了用于驱动TOSA30B的驱动IC34、后述的电阻元件Rm、电容器C1、C2。电阻元件Rm例如为0603尺寸的表面安装型片式电阻。另外，电容器C1、C2例如为0603尺寸的表面安装型片式电容器。
柔性基板28构成为，使用例如厚度50微米[μm]左右的聚酰亚胺薄膜作为绝缘层，在其两面配置有由铜构成的导电层。柔性基板28使用这些导电层及绝缘层，形成后续的差动传送线路。
图4是第一实施方式的光学模块10的发送部40的概略的电路图。发送部 40包括包含于TOSA的部分(TOSA部分)、形成于柔性基板28的部分(FPC 部分)、以及形成于印刷基板26的部分(PCB部分)。在TOSA部分配置有半导体激光器LD1。LD1例如为DFB－LD。在PCB部分配置有驱动IC34。驱动IC34包括输出驱动半导体激光器LD1的电信号的驱动电路，该驱动电路例如具有电流模式逻辑(Current mode Logic：CML)电路作为输出差动信号的输出段的电路。
图4表示驱动IC34的电路中的相应CML电路。CML电路41构成为包括：将各自的基极设为输入端子IN1、IN2且将各自的集电极设为输出端子OUT1、 OUT2的晶体管TR1、TR2；共通地连接于TR1、TR2双方的射极的恒定电流源42；连接于TR1、TR2各自的集电极与电源电压VCC之间且具有互相相同的电阻值的输出电阻(负载电阻、或者内部终端电阻)Rd。CML电路41根据供给至一对输入端子IN1、IN2的差动输入信号的电位差从一对输出端子OUT1、 OUT2输出差动信号作为输出信号。
图4的发送部40具有由连接CML电路41的一对输出端子OUT1、OUT2 与半导体激光器LD1的一对输入端子之间的一对传送线路43a、43b构成的差动传送线路43，且将驱动IC34和LD1平衡连接。通过差动传送线路43，向 LD1供给与从输出端子OUT1、OUT2输出的差动信号相应的电流，LD1根据该差动信号输出进行了调制的光信号。另外，在图4中，构成LD1的一对输入端子的正极和负极中的正极通过传送线路43a连接于输出端子OUT1，负极通过传送线路43b连接于输出端子OUT2。
差动传送线路43包括具有第一特性阻抗(差动阻抗Zdiff1)且连接于驱动电路的一对输出端子OUT1、OUT2的第一差动传送线路、具有比第一特性阻抗小的第二特性阻抗(差动阻抗Zdiff2)且连接于LD1的一对输入端子的第二差动传送线路、以及串联连接第一差动传送线路和第二差动传送线路的连接部。
在此，将驱动IC34(CML电路41)的差动输出阻抗设为100Ω，与之对应地，将差动阻抗Zdiff1设为100Ω。另外，差动阻抗Zdiff2设为50Ω。此外， CML电路41的差动输出阻抗基本上是输出电阻Rd的电阻值(以下，设为Rd) 的2倍，因此，将Rd和Zdiff1设为满足Rd＝Zdiff1/2的关系，能够实现CML电路41与第一差动传送线路的阻抗整合。也就是，例如，通过将Rd设定为50 Ω，可实现与Zdiff1为100Ω的差动传送线路43的阻抗整合。
在连接部配置有电阻元件Rm。具体而言，电阻元件Rm将其两端连接于传送线路43a的连接部44a和传送线路43b的连接部44b。具备该电阻元件Rm 的连接部的结构解决了随着第一差动传送线路和第二差动传送线路的阻抗的差距而产生的问题，对于此，后面作为反射吸收电路进行说明。
在传送线路43a、43b能够串联地***直流切断用电容器C1、C2。此外，电容器C1、C2的容量值例如能够设为0.1微法拉[μF]左右。在电容器C1、 C2的LD1侧的端子能够连接向LD1供给偏置电流的偏置电路45a、45b。具体而言，偏置电路45a设于电源V_anode与传送线路43a之间，偏置电路45b 设于电源V_cathode与传送线路43b之间。另外，通过传送线路43a、43b的电容器C1、C2，能够在驱动电路侧连接偏置电路46a、46b。在本实施方式中，偏置电路46a、46b与传送线路43a、43b的连接位置设于连接部44a、44b与驱动电路之间，在该位置，偏置电路46a设于电源VCC与传送线路43a之间，偏置电路46b设于电源VCC与传送线路43b之间。这些偏置电路45a、45b、 46a、46b以不会影响差动传送线路43的特性，或者使影响成为最小限度的方式，设置为使阻抗足够高。例如，也可以由电感、铁氧体磁珠、电阻的组合构成。
本实施方式中，在差动传送线路43定义以从驱动IC34侧向半导体激光器 LD1侧的顺序排列的六个区间S1～S6(未图示)。其中，区间S1～S4属于PCB 部分。区间S1是从驱动IC34的输出端子OUT1、OUT2到偏置电路46a、46b 的连接位置的区间。另外，区间S2是从偏置电路46a、46b的连接位置到连接部44a、44b的区间，区间S3是从连接部44a、44b到电容器C1、C2的一端的区间。而且，区间S4是从电容器C1、C2的另一端到印刷基板26与柔性基板28的边界的区间。区间S5是FPC部分。区间S6是TOSA部分，是从 TOSA30B的与柔性基板28的连接位置到LD1的正极、负极的区间。
本实施方式中，如图4所示地将传送线路43a的属于区间S1～S6的部分表记为传送线路51a～56a，另外，将传送线路43b的属于区间S1～S6的部分如图 4所示地表记为传送线路51b～56b。也就是，在传送线路43a串联连接有传送线路51a、52a、连接部44a、传送线路53a、电容器C1、传送线路54a、55a、 56a，在传送线路43b串联连接有传送线路51b、52b、连接部44b、传送线路 53b、电容器C2、传送线路54b、55b、56b。在此，应当注意，在传送线路43a、43b未配置串联地连接于相应传送线路的电阻元件。
差动传送线路43构成为可传送驱动半导体激光器LD1的高频的电信号。例如，处于PCB部分的区间S1～S4的差动传送线路43(传送线路51a～54a、 51b～54b)是使用印刷基板26的导电层及电介质层构成的微带线 (Microstripline)，同样地，处于FPC部分的区间S5的差动传送线路43(传送线路55a、55b)是使用柔性基板28的导电层及电介质层构成的微带线。此外，这些PCB部分、FPC部分的差动传送线路43也可以由带线(Stripline)、或者共面波导(Coplanar Waveguide)构成。
处于TOSA部分的区间S6的差动传送线路43(传送线路56a、56b)如上述地是包括TO－CAN封装件的管座的孔和引线脚而构成的一对同轴线路，基本上配置于TO－CAN封装件内。此外，该TOSA部分的差动传送线路43也可以由微带线、带线构成。
差动传送线路43中的属于第一差动传送线路的区间S1的部分(传送线路 51a、51b)及区间S2的部分(传送线路52a、52b)的差动阻抗设定为Zdiff1，另一方面，设于第二差动传送线路的区间S3的部分(传送线路53a、53b)、区间S4的部分(传送线路54a、54b)、区间S5的部分(传送线路55a、55b)、区间S6的部分(传送线路56a、56b)的差动阻抗设定为Zdiff2。
第一差动传送线路及第二差动传送线路和设于它们的连接部44a、44b之间的电阻元件Rm构成降低相对从第二差动传送线路侧朝向第一差动传送线路侧的电信号的反射系数Γ的反射吸收电路。也就是，第一差动传送线路与第二差动传送线路的连接部处的阻抗的差距可能对从第二差动传送线路侧向第一差动传送线路侧的信号产生反射，但通过配置电阻元件Rm，可减小该反射。例如，来自驱动IC34的驱动信号在半导体激光器LD1的输入端子反射，生成从第二差动传送线路侧向第一差动传送线路侧返回的信号成分，但是，通过设置包括电阻元件Rm构成的反射吸收电路，由该信号成分再次反射而朝向LD1 所引起的多重反射降低。
在此，为了方便，在差动传送线路43上将连接部44a、44b的两侧各最后 1个区间视为反射吸收电路60。也就是，反射吸收电路60包括第一差动传送线中的与连接部44a、44b相邻的一个区间Sα、第二差动传送线路中的与连接部44a、44b相邻的一个区间Sβ、以及以将连接部44a、44b及相应连接部间连结的方式配置的电阻元件Rm。
图5是表示反射吸收电路60的构造的示意性的俯视图。图5中，上侧是朝向半导体激光器LD1的侧，下侧是朝向驱动IC34的侧。在本实施方式中，反射吸收电路60配置于印刷基板26。区间Sα、Sβ的差动传送线路43是微带线，微带线包括由基板表层的导电体构成的带状导体、配置于它们之下的电介质层、以及平面地配置于相应电介质层之下的接地导体层。具体而言，反射吸收电路60具有构成区间Sα的传送线路的带状导体61a、61b和构成区间S β的传送线路的带状导体62a、62b。各带状导体是沿信号的传送方向细长地延伸的平面形状，带状导体61a、61b各自的宽度为W1，且在彼此之间具有间隔G1地平行延伸，带状导体62a、62b各自的宽度为W2，且具有间隔G2 地平行延伸。另一方面，接地导体层不仅与带状导体对置的区域，还形成于在其两侧扩展的区域，例如，形成为遍及基板整个面。
带状导体的厚度例如设为37μm。另外，电介质层的厚度、即构成带状导体的表层的导电层与接地导体层的距离设为60μm，电介质层的相对介电常数为3.5。带状导体61a、61b及带状导体62a、62b的尺寸通过使用电磁场解析工具等比较容易设计，能够得到期望的特性阻抗值。本实施方式中，作为一例，通过将带状导体61a、61b的间隙G1设为0.25毫米[mm]、将宽度W1设为 0.11mm，从而使区间Sα的差动传送线路43的差动阻抗Zdiff1成为100Ω。另外，通过将带状导体62a、62b的间隙G2设为0.25mm、将宽度W2设为0.34mm，从而使区间Sβ的差动传送线路43的差动阻抗Zdiff2成为50Ω。
在本实施方式中，区间Sα是区间S2，带状导体61a、61b对应于传送线路52a、52b。另外，区间Sβ是区间S3，带状导体62a、62b对应于传送线路 53a、53b。此外，对于与区间S2相同地作为印刷基板26上的第一差动传送线路的区间S1，能够将传送线路51a、51b的带状导体形成为与区间S2共通的宽度、间隔而设定为100Ω的Zdiff1，对于与区间S3相同地作为印刷基板26上的第二差动传送线路的区间S4，能够将传送线路54a、54b的带状导体形成为与区间S3共通的宽度、间隔而设定为50Ω的Zdiff2。另外，对于柔性基板28 上的微带线、具体而言，区间S5的差动传送线路，在注意基板的导电层、电介质层的厚度、相对介电常数与印刷基板26可以不同的基础上，通过与印刷基板26上的差动传送线路相同的方法设计带状导体的尺寸，能够得到50Ω的 Zdiff2。
连接部44a、44b的带状导体构成传送线路，并且为连接电阻元件Rm的端子的焊盘。因此，连接部44a、44b的带状导体的宽度W、长度L、形状考虑相应的焊盘的位置、尺寸等而决定。
例如，在将电阻元件Rm设为0603尺寸的表面安装型片式电阻，并将其连接于连接部44a、44b之间的情况下，电阻元件Rm的配置区域是在长度L 的方向上为0.3mm、在宽度W的方向上为0.6mm的大小。在此，沿带状导体的宽度W方向的电阻元件Rm的尺寸为0.6mm，比区间Sα中的带状导体61a、 61b的配置宽度(2·W1+G1)即0.47mm更大，比区间Sβ中的带状导体62a、 62b的配置宽度(2·W2+G2)即0.93mm更小。由此，通过单纯地连接部44a、 44b将各自的带状导体的宽度W设为0.175mm、将间隔G设为0.25mm、将长度L设为0.3mm，能够适合于电阻元件Rm的配置区域，并且形成在区间S α与区间Sβ之间根据带状导体的宽度变化而差动阻抗也逐渐变化的结构。
在图5所示的结构中，还使连接部的带状导体的图案形成为，在电阻元件 Rm的焊盘与区间Sα、Sβ的每一个之间带状导体的宽度连续变化。具体而言，连接部44a、44b在长度L方向上在区间Sα侧包括从电阻元件Rm的配置区域扩张的部分，通过该部分，使带状导体的宽度W从W1连续地单调增加到与电阻元件Rm的焊盘的配置相应的值。另外，在长度L方向上，从电阻元件 Rm的焊盘的途中的位置朝向区间Sβ，使带状导体的宽度W从与电阻元件 Rm的焊盘的配置相应的值连续地单调增加到W2。
若将电阻元件Rm的电阻值设为R，则从半导体激光器LD1侧观察的情况下的反射吸收电路60的反射系数Γ通过下式赋予。
【数1】
Figure GDA0003668343940000131
图6是表示本实施方式的光学模块10地发送部40的反射吸收电路60的从半导体激光器LD1侧观察的差动反射特性的图表。该图表的横轴R是电阻元件Rm的电阻值。另外，纵轴Sdd22用分贝[dB]表示关于相对于从半导体激光器LD1侧向反射吸收电路60入射的信号的反射信号的强度的S参数，该Sdd22由利用式(1)计算出的Γ赋予。
通过基于实验的探讨，若Sdd22为－20dB以下，则能够抑制因多余的电波形的多重反射而导致半导体激光器输入信号的紊乱，能够充分得到良好的光输出波形。该Sdd22≤－20dB相当于|Γ|≤0.1。由此，电阻元件Rm的电阻值R设定为使相当于从第二差动传送线路侧向第一差动传送线路侧的信号的反射系数Γ的绝对值为0.10以下的值。
在Zdiff1＝100Ω、Zdiff2＝50Ω的差动传送线路43中，能够在将电阻元件 Rm的电阻值R设为69.4Ω～157.1Ω时，|Γ|≤0.1，特别是设为R＝100Ω时，理论上能够设为Γ＝0，也就是无反射。由此，在Zdiff1＝100Ω、Zdiff2＝50 Ω的差动传送线路43中，R能够在69.4Ω～157.1Ω的范围内选择，另外，优选尽可能设定为接近100Ω的值。
图7是表示在图5所示的反射吸收电路60中将电阻元件Rm的电阻值R 设为100Ω的情况下的差动小信号特性的图表，横轴是频率，纵轴是S参数。该特性通过电磁场解析工具算出，在图5中，在下侧(朝向驱动IC34的侧) 配置有差动端口1，在上侧(朝向半导体激光器LD1的侧)配置有差动端口2。差动端口1的差动阻抗以100Ω进行标准化，差动端口2的差动阻抗以50Ω进行标准化。
如图7所示，示出了，从半导体激光器LD1侧估计出的差动反射系数Sdd22 在0～60千兆赫[GHz]的大频率范围内被抑制为充分小至－28dB以下，通过由印刷基板26上的微带线和作为片式电阻的电阻元件Rm构成的反射吸收电路60，能够实现非常良好的反射吸收电路。
另外，图7示出了从驱动IC34侧估计出的差动反射系数Sdd11为－6dB 左右，抑制反射吸收电路60的该朝向的反射的功能弱，但另一方面，示出了，差动通过特性Sdd21为－3dB左右，驱动IC34的差动驱动信号能够将通过反射吸收电路60时的损失量抑制得低至3dB左右，而且，将该损失量在0～60GHz 的大频率范围内保持为大致恒定值。
图8(a)、图8(b)、图8(c)是将构成于印刷基板26上的图5的反射吸收电路60用作图4的光学模块10的发送部40的反射吸收电路的情况下的发送部40的各部分的电流波形的眼图。图8(a)、图8(b)、图8(c)分别是图4的电路图所示的位置PA、PB、PC处的波形。位置PA是半导体激光器 LD1的正极端子，另外，位置PB是反射吸收电路60的输出(半导体激光器 LD1侧)的端子，位置PC是反射吸收电路60的输入(驱动IC34侧)的端子。
图8(a)、图8(b)、图8(c)是基于电路模拟装置的结果，反射吸收电路60的电路参数应用了通过电磁场解析工具算出的图7的小信号特性(4个端口的S参数)的结果。另外，驱动IC34的调制信号将调制方式设为NRZ (Non-return-to-zero)，将比特率设为10.7Gbit/s。
在位置PB，存在朝向半导体激光器LD1的行进波和来自LD1侧的反向的波。该反向的波是相对于朝向半导体激光器LD1的行进波的反射波，由于差动阻抗Zdiff2为50Ω的第二差动传送线路与比其阻抗更低的半导体激光器 LD1的阻抗不整合而产生。在PB，这些行进波和反射波重叠，如图8(b)所示地生成了复杂的电流波形。
另一方面，图8(a)是位置PA、也就是半导体激光器的正极端子的电流波形。在上述位置PB观察到的反射波在之前的反射吸收电路60被充分吸收，抑制了因第一差动传送线路与第二差动传送线路的不整合而导致的再反射。因此，如图8(a)所示，在位置PA，因再反射波而导致的波形的紊乱被抑制，可以得到干扰成分、噪声成分少的良好的电流波形。在此，在将DFB－LD用作半导体激光器LD1的情况下，作为输入的二极管的顺方向电流值和违输出的激光光强度具有良好的线形性。由此，若在二极管流通的电流波形良好，则作为光发送机的输出，可得到良好的激光光波形。这样，根据本实施方式的光学模块10，能够使至半导体激光器的信号的衰减量最小，并且得到良好的电流波形，即，得到良好的光输出波形。
此外，在位置PC，除了来自驱动IC34的进行波和来自半导体激光器LD1 的反射波，还存在来自反射吸收电路60的输入侧的反射波，通过它们重叠，如图8(c)所示地，相比图8(b)，生成更复杂的电流波形。
根据以上说明的本实施方式，能够利用差动输出阻抗为100Ω的驱动IC 和使用了传送线路的差动阻抗为50Ω的TO－CAN封装件的TOSA，而且抑制驱动IC与半导体激光器之间的电信号的多重反射，使至半导体激光器的信号的衰减量最小，能够得到良好的光输出波形。由此，能够提供兼顾TOSA的封装件的小型化和低成本化的光学模块10。
此外，在本实施方式中，作为一例，驱动IC34的一对差动输出阻抗为100 Ω，但是并不限定于该值。例如，在驱动IC34的一对差动输出阻抗为80Ω的情况下，第一差动传送线路的差动阻抗Zdiff1为80Ω，另外，第二差动传送线路的差动阻抗Zdiff2为50Ω，反射吸收电路60的电阻元件Rm的电阻值R满足|Γ|≤0.1，因此，能够在83.7Ω～258.2Ω的范围内选择，另外，优选设定为尽可能接近133.3Ω的值。
[第二实施方式]
本发明的第二实施方式的发送部40的电路、特别是差动传送线路43的结构与第一实施方式存在不同。两实施方式的其它点基本上共通，例如，图1～图3被采用于本实施方式。
图9是第二实施方式的光学模块10的发送部40的概略的电路图。关于该电路，以与图4的第一实施方式的电路的不同点为中心进行说明。简单而言，主要的不同点在于反射吸收电路60配置于柔性基板28。
在本实施方式中，在差动传送线路43定义以从驱动IC34侧向半导体激光器LD1侧的顺序排列的七个区间S1～S7(未图示)。其中的区间S1～S4属于 PCB部分。区间S1是从驱动IC34的输出端子OUT1、OUT2到偏置电路46a、 46b的连接位置的区间。区间S2是从偏置电路46a、46b的连接位置到电容器 C1、C2的一端的区间。区间S3是从电容器C1、C2的另一方端到偏置电路 45a、45b的连接位置的区间，区间S4是从偏置电路45a、45b的连接位置到印刷基板26与柔性基板28的边界的区间。区间S5、S6属于FPC部分。区间 S5是从与印刷基板26的边界到连接部44a、44b的区间，区间S6是从连接部 44a、44b到与TOSA30B的边界的区间。然后，区间S7是TOSA部分，是从 TOSA30B的与柔性基板28的连接位置到LD1的正极、负极的区间。
在本实施方式中，将传送线路43a的属于区间S1～S7的部分如图9所示地表记为传送线路71a～77a，另外，将传送线路43b的属于区间S1～S7的部分如图9所示地表记为传送线路71b～77b。也就是，在传送线路43a串联连接有传送线路71a、72a、电容器C1、传送线路73a、74a、75a、连接部44a、传送线路76a、77a，在传送线路43b串联连接有传送线路71b、72b、电容器C2、传送线路73b、74b、75b、连接部44b、传送线路76b、77b。在此，在传送线路 43a、43b与第一实施方式同样地未串联配置电阻元件。
例如，PCB部分及FPC部分的区间S1～S6的差动传送线路43(传送线路 71a～76a、71b～76b)与第一实施方式同样地由微带线构成，但也可以由带线、共面波导(CoplanarWaveguide)构成。另外，处于TOSA部分的区间S7的差动传送线路43(传送线路77a、77b)与第一实施方式的区间S6同样地构成。
差动传送线路43中的区间S1～S5的部分(传送线路71a～75a、71b～75b) 形成差动阻抗Zdiff1的第一差动传送线路，区间S6、S7的部分(传送线路76a、 77a、76b、77b)形成差动阻抗Zdiff2的第二差动传送线路。此外，例如，与第一实施方式同样地，Zdiff1为100Ω，Zdiff2为50Ω。
如上述地，在本实施方式中，反射吸收电路60配置于柔性基板28。具体而言，在柔性基板28形成有图5所示的构造，在本实施方式中，区间S5、S6 分别对应于图5的区间Sα、Sβ。也就是，图5的带状导体61a、61b对应于图9的传送线路75a、75b，带状导体62a、62b对应于传送线路76a、76b。此外，区间Sα、Sβ及连接部44a、44b的带状导体的宽度、间隔等可以与第一实施方式的印刷基板26处的值不同，基于柔性基板28处的导电层、电介质层的厚度、相对介电常数设计。另一方面，配置于连接部44a、44b之间的电阻元件Rm的电阻值R基于Zdiff1、Zdiff2与第一实施方式同样地设定。具体而言，设定为|Γ|≤0.1，在Zdiff1＝100Ω、Zdiff2＝50Ω的情况下，R能够在69.4Ω～157.1Ω的范围内选择。
根据在此说明的第二实施方式，也可以得到在第一实施方式中叙述的效果。即，能够利用差动输出阻抗为100Ω的驱动IC和使用了传送线路的差动阻抗为50Ω的TO－CAN封装件的TOSA，而且能够抑制驱动IC与半导体激光器之间的电信号的多重反射，使至半导体激光器的信号的衰减量最小，得到良好的光输出波形。由此，能够提供兼顾了TOSA的封装件的小型化和低成本化的光学模块10。
而且，根据第二实施方式，将反射吸收电路60配置于柔性基板28，因此具有如下优点：仅通过柔性基板28的设计及制造，便能够更短期地进行关于反射吸收电路60的试验探讨。
此外，在本实施方式中，将基于偏置电路45a、45b的电流供给点配置于直流切断用的电容器C1、C2与连接部44a、44b之间，因此从这些偏置电路 45a、45b向半导体激光器LD1供给的偏置电流也流通于电阻元件Rm，耗电相应地增大。由此，电阻值R也可以在降低|Γ|的观点的基础上考虑耗电的降低而选择。例如，在Zdiff1＝100Ω、Zdiff2＝50Ω的情况下，在实现|Γ| ≤0.1的69.4Ω～157.1Ω的范围内选择电阻值R时，考虑接近R＝100Ω使| Γ|缩小的效果和增大R实现低耗电化的效果。例如，考虑该双方，第二实施方式中的R的选择范围也可以将比100Ω更小的范围除外，限定于100Ω～157.1Ω。
[第三实施方式]
本发明的第三实施方式的发送部40的电路、特别是差动传送线路43的结构与第一、第二实施方式不同，另一方面，其它点基本上与第一、第二实施方式共通，例如，图1～图3被引用于本实施方式。
本实施方式的差动传送线路43是省略了第二实施方式中的差动传送线路 43中的处于柔性基板28上的区间S6的传送线路76a、76b的结构。图10是第三实施方式的差动传送线路43中的存在与第二实施方式的差异的部分的概略的电路图，示出了FPC部分和TOSA部分。此外，本实施方式的差动传送线路43的PCB部分能够与第二实施方式中示出的图9的PCB部分共通。
本实施方式中，由配置有电阻元件Rm的连接部44a、44b及其两侧的区间Sα、Sβ的差动传送线路构成的反射吸收电路60中的形成区间Sα的第一差动传送线路的传送线路75a、75b和连接部44a、44b及电阻元件Rm配置于柔性基板28，区间Sβ的第二差动传送线路由TOSA30B内的传送线路77a、 77b构成。
传送线路75a、75b及连接部44a、44b与第二实施方式同样地在柔性基板 28上例如由微带线形成。传送线路77a、77b与第一实施方式的区间S6或第二实施方式的区间S7同样地由设于TOSA30B的封装件内的同轴线路构成。此外，例如，与第一、第二实施方式同样地，Zdiff1为100Ω，Zdiff2为50Ω。
传送线路77a、77b例如为外径0.7mm、内径0.3mm的同轴线路，使用相对介电常数4.1的玻璃材料作为电介质，将同轴线路的长度、即形成TOSA30B 的金属封装件的管座的厚度设为1.2mm，由此构成差动阻抗Zdiff2为50Ω的差动传送线路。若计算该差动传送线路的电长度，则在频率31GHz下，相当于 1/4波长。在此，在使用DFB－LD作为半导体激光器LD1的情况下，顺方向电流偏置时的微分电阻、即差动阻较小，为6～8Ω。另一方面，在频率31GHz下，由传送线路77a、77b构成的差动传送线路作为1/4波长阻抗变压器发挥功能，因此，在该频率附近，从外部估计TOSA30B的情况的阻抗足够高。由此，从驱动IC34估计半导体激光器LD1侧时，电阻元件Rm的阻抗占支配性。
由此，根据本实施方式的反射吸收电路60，通过将电阻元件Rm设为100 Ω，能够使差动反射特性Sdd11在频率31GHz附近接近整合状态。也就是，本实施方式的光学模块10能够减轻特别是在调制速率为25～28Gbit/s的光收发机中通常难以抑制的高频区域中的因多余的多重反射而引起的电波形的紊乱，具有适于得到良好的光波形的优点。
图11是表示本实施方式的反射吸收电路60的从输入侧观察半导体激光器LD1的差动反射特性Sdd11的频率特性的图表。在电阻元件Rm的电阻值R 为100Ω的情况下，在频率31GHz附近，Sdd11表示为－20dB以下的值，另外，在频率范围为从25GHz至38GHz中，也可以得到－10dB以下的良好的值。电阻元件Rm的电阻值R不限于此，例如，通过将电阻值R设为116Ω，能够使频率31GHz附近的反射更小。
[第四实施方式]
上述各实施方式中，光输出元件设为直接调制方式的半导体激光器LD1，作为一例，对使用了DFB－LD的结构进行了说明。但是，半导体激光器不限于此，也可以采用其它种类的直接调制方式的半导体激光器，例如，也可以使用法布里-珀罗型半导体激光器、垂直共振器面发光激光器(Vertical Cavity Surface Emitting LASER：VSCEL)等。
另外，光输出元件也可以使用外部调制方式的集成型半导体激光器，例如，能够构成为，替换上述各实施方式的半导体激光器LD1而使用外部调制方式的集成型半导体激光器LD2。本发明的第四实施方式是使用了该半导体激光器 LD2的结构的一例。以下，对于第四实施方式，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明，另一方面，对于共通点，基本省略说明。例如，图1～图3被引用于本实施方式。
图12是第四实施方式的光学模块10的发送部40的概略的电路图。该电路是在第二实施方式的发送部40应用了LD2的结构。也就是，该电路的与第二实施方式的基本的不同点在于，TOSA30B替换半导体激光器LD1而搭载有外部调制方式的集成型半导体激光器LD2。LD2是集成了发光元件和光调制器的元件。发光元件采用DFB－LD，光调制器采用例如电场吸收型 (Electroabsorption：EA)调制器。LD2中，DFB－LD输出恒定的强度的激光光束，光调制器将该激光光束调制而输出至外部。因此，差动传送线路43连接驱动IC34的输出端子OUT1、OUT2和光调制器，从驱动IC34输出的调制信号输入到光调制器。具体而言，光调制器的正极端子、负极端子分别连接于传送线路77a(传送线路43a)、传送线路77b(传送线路43b)。
另一方面，DFB－LD从偏置电路供给电流而发光。偏置电路由形成于印刷基板26的部分80和TOSA30B内的电感81构成，将从电源V_LD生成的电流供给至DFB－LD的正极。
此外，DFB－LD的负极与光调制器的负极共通地形成，在该负极与DFB －LD的正极之间连接电容器C3作为解耦电容器。另外，在光调制器的正极与负极之间连接由电阻元件Rt，作为终端电阻发挥功能。
根据在此说明的第四实施方式，也可得到在第一实施方式叙述的效果。即，能够利用差动输出阻抗为100Ω的驱动IC和使用了传送线路的差动阻抗为50 Ω的TO－CAN封装件的TOSA，而且，抑制驱动IC与半导体激光器之间的电信号的多重反射，使至半导体激光器的信号的衰减量最小，能够得到良好的光输出波形。由此，能够提供兼顾TOSA的封装件的小型化和低成本化的光学模块10。
此外，本发明不限于上述的各实施方式，能够进行各种变形。例如，在实施方式中说明的结构能够由实质上相同的结构、能够起到相同的作用效果的结构或实现相同的目的的结构置换。

Claims (11)

1.一种光学模块，其具有：具备一对输入端子，且输出根据输入的电信号进行了调制的光信号的光输出元件；具备一对输出端子，且输出差动信号作为上述电信号的驱动电路；以及由一对传送线路构成的差动传送线路，上述一对传送线路连接在上述一对输入端子与上述一对输出端子之间，
上述光学模块的特征在于，
上述差动传送线路包括：
具有第一特性阻抗，且连接于上述一对输出端子的第一差动传送线路；
具有比上述第一特性阻抗更小的第二特性阻抗，且连接于上述一对输入端子的第二差动传送线路；以及
串联连接上述第一差动传送线路和上述第二差动传送线路的连接部，
上述光学模块还具有将两端连接于上述一对传送线路的上述连接部的电阻元件，
上述电阻元件的电阻值设定为，使针对从上述第二差动传送线路侧传向上述第一差动传送线路侧的信号的反射系数的绝对值为0.10以下的值。
2.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于，
具备：
安装有形成有上述驱动电路的集成电路的电路基板；以及
连接于上述光输出元件与上述电路基板之间的柔性基板，
上述一对传送线路分别包括信号线，上述信号线由形成于上述电路基板及上述柔性基板的带状的导体箔形成。
3.根据权利要求2所述的光学模块，其特征在于，
上述连接部配置于上述电路基板，
上述电阻元件安装于上述电路基板。
4.根据权利要求2所述的光学模块，其特征在于，
上述连接部配置于上述柔性基板，
上述电阻元件安装于上述柔性基板。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的光学模块，其特征在于，
具有将上述光输出元件搭载于封装件内的光组件，
上述光组件连接于上述柔性基板，
上述第二差动传送线路包括从上述光组件的与上述柔性基板的连接端子通向上述光输出元件的封装件配线。
6.根据权利要求5所述的光学模块，其特征在于，
上述封装件为TO－CAN型封装件，
上述TO－CAN型封装件具有设于管座的孔和贯通该孔的引线脚，
上述第二差动传送线路包括一对同轴线路作为上述封装件配线，该同轴线路包括连接于上述光输出元件的上述输入端子的一对上述引线脚和与相应的引线脚对应地设置的一对上述孔而构成。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的光学模块，其特征在于，
上述驱动电路的差动输出阻抗和上述第一特性阻抗进行了整合。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的光学模块，其特征在于，
上述驱动电路的差动输出阻抗以及上述第一特性阻抗分别为100欧姆，
上述第二特性阻抗为50欧姆，
上述电阻元件的电阻值为100欧姆。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的光学模块，其特征在于，具有：
***于上述第二差动传送线路上的直流切断用电容器；以及
从上述直流切断用电容器观察，连接于上述光输出元件侧的上述第二差动传送线路且向上述光输出元件供给偏置电流的偏置电路。
10.根据权利要求1～4中任一项所述的光学模块，其特征在于，
上述驱动电路具有电流模式逻辑电路作为向上述输出端子输出上述差动信号的输出电路，
上述电流模式逻辑电路的负载电阻的电阻值为上述第一特性阻抗的1/2，
上述光学模块还具有包括电感且连接于上述第一差动传送线路的偏置电路。
11.一种光传送装置，其特征在于，
搭载有权利要求1～4中任一项所述的光学模块。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7369047B2 (ja) * 2020-01-30 2023-10-25 ＣＩＧ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｊａｐａｎ株式会社 光モジュール及び光伝送装置
WO2023236425A1 (zh) * 2022-06-10 2023-12-14 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块
CN115314113B (zh) * 2022-07-08 2024-05-03 长芯盛（武汉）科技有限公司 一种信号传输装置及通信***

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1643436A (zh) * 2002-03-12 2005-07-20 日本电气株式会社 光调制器激励电路
CN1722551A (zh) * 2004-07-12 2006-01-18 日本光进株式会社 光模块
CN1770576A (zh) * 2004-11-01 2006-05-10 日本光进株式会社 光模块

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU3083595A (en) * 1994-08-03 1996-03-04 Madge Networks Limited Electromagnetic interference isolator
US6198307B1 (en) * 1998-10-26 2001-03-06 Rambus Inc. Output driver circuit with well-controlled output impedance
JP3998526B2 (ja) 2002-07-12 2007-10-31 三菱電機株式会社 光半導体用パッケージ
JP4046564B2 (ja) * 2002-07-12 2008-02-13 三菱電機株式会社 光半導体装置
WO2004034078A2 (en) * 2002-10-08 2004-04-22 Broadcom Corporation A high speed data link with transmitter equalization and receiver equalization
JP2004146403A (ja) * 2002-10-21 2004-05-20 Advantest Corp 伝送回路、ｃｍｏｓ半導体デバイス、及び設計方法
JP4060696B2 (ja) 2002-12-13 2008-03-12 日本オプネクスト株式会社 光送信モジュール
US7154307B2 (en) * 2003-11-24 2006-12-26 Fairchild Semiconductor Corporation Current transfer logic
US7426225B2 (en) * 2004-02-19 2008-09-16 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical sub-assembly having a thermo-electric cooler and an optical transceiver using the optical sub-assembly
JP2005286305A (ja) * 2004-03-02 2005-10-13 Mitsubishi Electric Corp 光半導体装置
JP4815814B2 (ja) * 2005-02-04 2011-11-16 三菱電機株式会社 光モジュール
JP4856465B2 (ja) * 2006-04-19 2012-01-18 日本オプネクスト株式会社 光半導体素子搭載基板、および光送信モジュール
KR100805510B1 (ko) * 2007-01-11 2008-02-20 삼성에스디아이 주식회사 차동 신호 전송 시스템 및 이를 구비한 평판표시장치
KR100805525B1 (ko) * 2007-01-11 2008-02-20 삼성에스디아이 주식회사 차동 신호 전송 시스템 및 이를 구비한 평판표시장치
KR100796135B1 (ko) * 2007-01-11 2008-01-21 삼성에스디아이 주식회사 차동 신호 전송 시스템 및 이를 구비한 평판표시장치
US8274307B1 (en) * 2007-06-18 2012-09-25 Marvell Israel (M.I.S.L.) Ltd. Impedance discontinuity compensator for electronic packages
JP4959617B2 (ja) * 2008-03-28 2012-06-27 日本オプネクスト株式会社 光送信回路
JP4892514B2 (ja) * 2008-04-22 2012-03-07 日本オプネクスト株式会社 光通信モジュールおよびフレキシブルプリント基板
JP5071248B2 (ja) * 2008-06-03 2012-11-14 住友電気工業株式会社 レーザダイオード駆動回路
JP2010171062A (ja) * 2009-01-20 2010-08-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 光送信器
KR101378297B1 (ko) * 2010-09-06 2014-03-27 한국전자통신연구원 냉각기를 구비하는 광 송신 장치
JP5216147B2 (ja) * 2011-03-08 2013-06-19 日本オクラロ株式会社 差動伝送回路、光送受信モジュール、及び情報処理装置
JP5859219B2 (ja) * 2011-04-22 2016-02-10 日本オクラロ株式会社 差動伝送線路、及び通信装置
US9143236B1 (en) * 2011-08-08 2015-09-22 Optical Zonu Corporation Fiber fault detection within data transceiver having micro OTDR (μOTDR) for fiber optic network
JP2013197675A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Fujitsu Ltd 送信回路
JP6128859B2 (ja) * 2013-01-23 2017-05-17 日本オクラロ株式会社 光モジュール
KR101542443B1 (ko) * 2013-06-19 2015-08-06 주식회사 포벨 고속 통신용 to형 광소자 패키지
JP6334183B2 (ja) * 2014-01-31 2018-05-30 株式会社日立製作所 光伝送回路
JP6557955B2 (ja) 2014-09-26 2019-08-14 沖電気工業株式会社 光電変換回路
US10097908B2 (en) * 2014-12-31 2018-10-09 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. DC-coupled laser driver with AC-coupled termination element
JP6570976B2 (ja) * 2015-11-12 2019-09-04 日本ルメンタム株式会社 光モジュール
JP6789667B2 (ja) * 2016-05-13 2020-11-25 日本ルメンタム株式会社 プリント回路基板、及び光モジュール
EP3507924A4 (en) * 2016-08-30 2020-04-08 MACOM Technology Solutions Holdings, Inc. DRIVER WITH DISTRIBUTED ARCHITECTURE
JP6784586B2 (ja) * 2016-12-19 2020-11-11 日本ルメンタム株式会社 プリント回路基板、光モジュール、及び光伝送装置
JP7028587B2 (ja) * 2017-08-31 2022-03-02 日本ルメンタム株式会社 光モジュール及び光伝送装置
JP2019212837A (ja) * 2018-06-07 2019-12-12 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電子装置およびその製造方法
JP7084245B2 (ja) * 2018-08-02 2022-06-14 日本ルメンタム株式会社 プリント回路基板、光モジュール、及び光伝送装置
JP7133405B2 (ja) * 2018-09-12 2022-09-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US10951250B1 (en) * 2019-05-29 2021-03-16 Sitrus Technology Corporation High-speed DC shifting predrivers with low ISI
JP7369047B2 (ja) * 2020-01-30 2023-10-25 ＣＩＧ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｊａｐａｎ株式会社 光モジュール及び光伝送装置
KR102372373B1 (ko) * 2020-03-13 2022-03-11 한국전자통신연구원 레이저 소자
US11431531B2 (en) * 2020-03-18 2022-08-30 Qualcomm Incorporated Termination for high-frequency transmission lines

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1643436A (zh) * 2002-03-12 2005-07-20 日本电气株式会社 光调制器激励电路
CN1722551A (zh) * 2004-07-12 2006-01-18 日本光进株式会社 光模块
CN1770576A (zh) * 2004-11-01 2006-05-10 日本光进株式会社 光模块

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Publication number Publication date
US20210239925A1 (en) 2021-08-05
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US11294129B2 (en) 2022-04-05
JP2021121048A (ja) 2021-08-19

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