光通信装置
【課題】 ＲＦ特性の劣化を抑制する光通信装置を提供する。
【解決手段】 光通信装置１００は、ＬＤチップ１１と、ＬＤチップ１１に信号を入力するための入力端子７２と、ＬＤチップ１１を搭載する第１プレート６１の外側に電極ポスト６５，６６が配置されたＴＥＣ６０と、光出力側の側壁７３および、これに対向し入力端子７２が設けられる側の側壁７１を有するパッケージ７０とを備え、ＴＥＣ６０は、電極ポスト６５，６６が、第１プレート６１と、入力端子７２が設けられる側の側壁７１との間の間隙部７８に位置する関係でパッケージ７０内に配置され、間隙部７８の電極ポスト６５，６６を除く位置には、入力端子７２とＬＤチップ１１との間を電気的に接続する配線８３が設けられた配線基板８０を有する。
【解決手段】 光通信装置１００は、ＬＤチップ１１と、ＬＤチップ１１に信号を入力するための入力端子７２と、ＬＤチップ１１を搭載する第１プレート６１の外側に電極ポスト６５，６６が配置されたＴＥＣ６０と、光出力側の側壁７３および、これに対向し入力端子７２が設けられる側の側壁７１を有するパッケージ７０とを備え、ＴＥＣ６０は、電極ポスト６５，６６が、第１プレート６１と、入力端子７２が設けられる側の側壁７１との間の間隙部７８に位置する関係でパッケージ７０内に配置され、間隙部７８の電極ポスト６５，６６を除く位置には、入力端子７２とＬＤチップ１１との間を電気的に接続する配線８３が設けられた配線基板８０を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型化を指向してきた光通信装置の分野では、通信装置がモジュール化され、光学部品等をケースに収納するモジュール（特許文献１参照）が知られている。光学部品として、発光素子を内部に備えた光送信部であるＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）や受光素子を内部に備えた光受信部であるＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub-Assembly）等が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６４５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＴＯＳＡには、変調器とＬＤ（Laser Diode）チップが搭載されている。ＴＯＳＡは、構造上、光出力側の側壁と対向する反対側の側壁に信号の入力端子が設けられている。この入力端子には、高周波（ＲＦ：Radio Frequency）信号が入力される。ＴＯＳＡ内部の半導体チップ（半導体レーザあるいは光変調素子）と入力端子の間は、良好なＲＦ特性が求められる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ＲＦ特性の劣化を抑制する光通信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】
本発明にかかる光通信装置は、光素子と、前記光素子に信号を入力するための入力端子と、前記光素子を搭載する素子搭載面の外側に電極ポストが配置された温度制御装置と、光出力側の側壁および、これに対向し前記入力端子が設けられる側の側壁を有するパッケージとを備え、前記温度制御装置は、前記電極ポストが、前記素子搭載面と、前記入力端子が設けられる側の側壁との間の間隙部に位置する関係で前記パッケージ内に配置され、前記間隙部の前記電極ポストを除く位置には、前記入力端子と前記光素子との間を電気的に接続する配線が設けられた配線基板を有することを特徴とする。本発明によると、ＲＦ特性の劣化を抑制する光通信装置を提供できる。
【０００７】
前記配線基板は、前記電極ポストよりも前記光素子側へ突出していることが好ましい。
【０００８】
前記配線は高周波伝送線路であることが好ましい。前記高周波伝送線路はシグナルライン及びグランドラインを形成していてもよい。
【０００９】
前記電極ポストの両極が、前記パッケージの入力端子が設けられる側の側壁の両端のどちらか一方に偏って配置されている構成としてもよい。
【００１０】
前記光素子は、半導体レーザおよび光変調器、半導体光増幅器が集積化されてなる構成としてもよい。前記配線は、前記光変調器と接続されていてもよい。
【００１１】
前記高周波伝送線路は、マイクロストリップ線路、またはコプレーナ線路としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＲＦ特性の劣化を抑制する光通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係る光通信装置の全体構成を説明する模式図である。
【図２】パッケージの内部の拡大図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ断面図である。
【図４】ＴＥＣの平面図（ＸＹ平面）である。
【図５】ＴＥＣの側面図（ＹＺ平面）である。
【図６】コプレーナ線路が形成された第２領域の模式図である。
【図７】マイクロストリップラインが形成された第２領域の模式図である。
【図８】比較例１のＴＥＣを搭載したパッケージの模式図である。
【図９】比較例２の光通信装置の一部を示した模式図である。
【図１０】比較例３の光通信装置の一部を示した模式図である。
【図１１】図１０中のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】実施例２の光通信装置の一部を示した模式図である。
【図１３】変形例の光通信装置の一部を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本実施例に係る光通信装置１００の全体構成を説明する模式図である。図１に示すように、光通信装置１００は、ＬＤチップ（光素子）１１、ＬＤキャリア１０、コリメートレンズ２０、ビームスプリッタ３０、モニタＰＤ（Photo Diode）キャリア４０、スペーサ５０、ＴＥＣ（Thermo Electric Cooler）６０、パッケージ７０を備えている。パッケージ７０は、ＬＤキャリア１０、コリメートレンズ２０、ビームスプリッタ３０、モニタＰＤキャリア４０、スペーサ５０、ＴＥＣ６０を覆う筐体である。
【００１６】
パッケージ７０の側壁７１には入力端子７２が設けられている。入力端子７２の内側には配線基板８０が設けられている。配線基板８０には第１配線８２、高周波信号を伝送するための高周波伝送線路（第２配線）８３が形成されている。入力端子７２から入力された電源電流は、第１配線８２、ワイヤ、高周波信号を伝送するための高周波伝送線路１５を介してＬＤチップ１１に入力され、入力端子７２から入力されたＲＦ信号は、第２配線８３を介してＬＤチップ１１に入力されることでＬＤチップが制御される。さらに、パッケージ７０の側壁７１に対向する側壁７３には、光ファイバ７４が接続されるファイバホルダ７５が設けられている。配線基板８０は第１配線８２が設けられた第１領域８０ａと第２配線８３が設けられた第２領域８０ｂを備えている。
光通信装置１００におけるレーザ光の出力方向は、ＬＤチップ１１から光ファイバ７４へ向かう方向である。以下、レーザ光の出力方向を正方向にＹ軸を設定する。さらに、Ｙ軸に直交する方向を正方向にＸ軸を設定する。Ｙ軸に直交し、ＴＥＣ６０からＬＤチップ１１へ向かう方向を正方向にＺ軸を設定する。
【００１７】
図２は、パッケージ７０内部の拡大図である。図３は図２中のＡ−Ａ断面図である。Ａ−Ａ断面はＹＺ面に平行であり、第２領域８０ｂを通る平面である。図１〜図３に示すように、ＬＤキャリア１０はＬＤチップ１１を備えている。ＬＤチップ１１は、半導体レーザ１２、変調器１３、及び半導体光増幅器（ＳＯＡ）１４が集積化された構成を有する。ＬＤチップ１１は、半導体レーザ１２、変調器１３、ＳＯＡ１４の順序で集積化されている。半導体レーザ１２、変調器１３、ＳＯＡ１４は、それぞれ光結合されている。なお、本実施例においては、ＬＤチップ１１は、変調器を備えた外部変調器型レーザについて説明しているが、半導体レーザ自体を変調させることで変調信号を出力する直接変器型レーザであっても良い。変調器１３は、半導体レーザ１２から入力される出力光を変調する。ＳＯＡ１４は、変調器１３から出力される変調信号光を光増幅して出力する。コリメートレンズ２０、及びビームスプリッタ３０はＬＤチップ１１の出力光の経路上に位置する。コリメートレンズ２０はＬＤチップ１１のＹ軸正方向に位置し、ビームスプリッタ３０はコリメートレンズ２０のＹ軸正方向に位置する。モニタＰＤキャリア４０はビームスプリッタ３０のＸ軸負方向に位置する。モニタＰＤキャリア４０は、受光部４１をビームスプリッタ３０に向けている。
【００１８】
ＬＤチップ１１の出力光は、コリメートレンズ２０を通過して平行光になり、ビームスプリッタ３０へ入力される。ビームスプリッタ３０は入力された光を２つに分光し、その一方の光はモニタＰＤキャリア４０に入力する。他方の光はビームスプリッタ３０を透過して光ファイバ７４に入力される。モニタＰＤキャリア４０は、受光した入射光を電流信号に変換し、制御部（図示しない）へ送る。また、ＬＤキャリア１０には受信する電気信号をＬＤチップ１１へ送る高周波伝送線路１５が設けられている。高周波伝送線路１５および高周波伝送線路（第２配線）８３は、例えば、コプレーナ線路で構成されている。コプレーナ線路は、両側に設けられ、ＬＤチップ１１のグランドに接続されているグランド線路と当該両側のグランド線路の間に設けられ、変調器１３に接続されているシグナルラインを有している。
【００１９】
ＴＥＣ６０は温度変換素子を備える温度制御装置である。ＴＥＣ６０は、電極ポスト６５，６６が設けられている。入力端子７２から入力された電源電流は、第１配線８２、第１配線８２と電極ポスト６５，６６を接続するワイヤ８６を介してＴＥＣ６０に入力されることでＴＥＣ６０が制御される。
【００２０】
上記のＬＤキャリア１０、コリメートレンズ２０、ビームスプリッタ３０、モニタＰＤキャリア４０は、スペーサ５０上に実装されている。スペーサ５０の材質は一例として、コバール（鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金）、ＣｕＷ（銅タングステン）、ＳＵＳ（鉄（Ｆｅ）-クロム（Ｃｒ）-ニッケル（Ｎｉ）合金）等の素材の中から選択できる。この中でも、溶接のしやすさ、耐熱性を考慮するとコバールが最適である。このスペーサ５０はＴＥＣ６０上に実装されている。したがって、ＬＤチップ１１はスペーサ５０を介してＴＥＣ６０に搭載されている。
【００２１】
図４はＴＥＣ６０の平面図（ＸＹ平面）、図５はＴＥＣ６０の側面図（ＹＺ平面）である。図４および図５に示すように、ＴＥＣ６０は、第１プレート（素子搭載面）６１、第２プレート６２、温度変換素子６３、電極ポスト６５，６６を備えている。第１プレート６１は、ＴＥＣ６０の上面に位置し、第２プレート６２はＴＥＣ６０の下面に位置する。第１プレート６１、第２プレート６２は矩形状の平板である。第１プレート６１と第２プレート６２のＸ軸方向の長さは等しい。第２プレート６２は、電極ポスト６５，６６が設けられているため、第１プレート６１よりもＹ軸方向の長さが大きい。ここで、第１プレート６１及び第２プレート６２のＸ軸方向の長さをＬ０、第１プレート６１のＹ軸方向の長さをＬ１、第２プレート６２のＹ軸方向の長さをＬ２とする。第１プレート６１及び第２プレート６２のＹ軸方向の長さはＸ軸方向の長さよりも大きい（Ｌ０＜Ｌ１，Ｌ２）。プレートの縦横比の関係は、一例として、第１プレート６１のＹ軸方向の長さはＸ軸方向の長さの２倍とすることができる（Ｌ１＝２Ｌ０）。一例として、Ｌ０＝４ｍｍ、Ｌ１＝８ｍｍ、Ｌ２＝９ｍｍとすることができる（Ｌ０：Ｌ１：Ｌ２＝１：２：２．２５）。なお、ＴＥＣ６０の高さ（Ｚ軸方向の長さ）はおよそ１ｍｍである。また、上記で説明した、第１プレート６１上に搭載されるスペーサ５０は、第１プレート６１と同一の形状をしている。上記の例の場合、スペーサ５０のＸ軸方向長さは４ｍｍ、Ｙ軸方向長さは８ｍｍである（縦横比１：２）。なお、本実施例では、スペーサ５０の上面にＬＤキャリア１０が搭載されているが、第１プレート６１の上にＬＤキャリア１０が搭載されていても良い。
【００２２】
温度変換素子６３は、第１プレート６１と第２プレート６２との間に位置する。温度変換素子６３は、ｐ型半導体とｎ型半導体とが交互に組み合わされて構成されている。第１プレート６１と第２プレート６２とは、Ｙ軸正方向に位置する辺６７が合致するように接続されている。第２プレート６２は第１プレート６１よりもＹ軸方向長さが大きいため、第２プレート６２の一部がＹ軸負方向に突き出て、電極ポスト搭載面６８が露出している。電極ポスト６５，６６はこの電極ポスト搭載面６８上に設けられている。すなわち、Ｚ軸正方向からに見た際に、電極ポスト６５，６６は、第１プレート６１の外側に配置されている。電極ポスト６５，６６は電流供給用の端子であって、リード線等が接続される。電極ポスト６５，６６間に電位差を与えると温度変換素子６３に電流が流れ、第１プレート６１から第２プレート６２へ熱が移動し、第１プレート６１が冷却される。この結果、第１プレート６１上に実装されたＬＤチップ１１などの各部品が冷却される。第１プレート６１および第２プレート６２の材料としては、例えば、アルミナ（ＡｌＯ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる。
【００２３】
図１に示すように、パッケージ７０は、ＬＤキャリア１０、コリメートレンズ２０、ビームスプリッタ３０、モニタＰＤキャリア４０、スペーサ５０、ＴＥＣ６０を覆う筐体である。光通信装置１００は、ＸＭＤ‐ＭＳＡ（10Gbit/s Miniature Device Multi Source Agreement）に規定された仕様に基づき、コネクタインターフェイスが設計されている。したがって、パッケージ７０はＴＯＳＡ規格に準じて大きさが定められている。このようにパッケージ７０のＸ軸方向の長さが制限されてしまうため、パッケージ７０の内部に配置するＴＥＣ６０のＸ軸方向の長さも制限される。一方、パッケージ７０のＹ軸方向の長さは自由に定められるので、ＴＥＣ６０のＹ軸方向の長さは自由に設定できる。ＴＥＣ６０のＹ軸方向の長さは要求される冷却性能に基づき定められる。本実施例では、上記の説明の通り、Ｙ軸方向の長さはＸ軸方向の長さの２倍である。さらに、図１に示すように、パッケージ７０の配線基板８０に設けられた第２領域８０ｂは第１領域８０ａよりもＹ軸正方向へ向けて突出している。
【００２４】
図２に示すように、ＴＥＣ６０は、ＬＤチップ１１よりも配線基板８０側に、電極ポスト６５，６６が位置するようにパッケージ７０に組みつけられる。ＬＤチップ１１が搭載された第１プレート６１と入力端子７２が設けられる側のパッケージ７０の側壁７１の間には、間隙部７８がある。この間隙部７８には、電極ポスト６５，６６が配置されている。ＴＥＣ６０上のＬＤチップ１１は配線基板８０よりもＹ軸正方向側に位置し、配線基板８０の第２領域８０ｂは第１領域８０ａよりもＬＤチップ１１側に突出する。また、第２領域８０ｂは間隙部７８の電極ポスト６５，６６を除く位置にある。
【００２５】
さらに、第１領域８０ａには第１配線８２が形成されている。第１配線８２は、ＬＤチップ１１の半導体レーザ１２、ＳＯＡ１４にワイヤ８５により接続されている。また、第１配線８２は、電極ポスト６５，６６とワイヤ８６により接続されている。第１配線８２は電源、ＰＤ配線、またはグランドに接続される。
【００２６】
第２領域８０ｂには第２配線８３が形成されている。第２配線８３は第１配線８２よりも長く形成されている。第２配線８３は、シグナルライン及びグランドから形成された高周波信号を伝送するための高周波伝送線路である。ＬＤキャリア１０には、変調器１３を制御する高周波信号線である高周波伝送線路１５が設けられている。第２配線８３は、ワイヤ８４によりＬＤキャリア１０上の高周波伝送線路１５に接続されている。したがって、第２配線８３は変調器１３に接続されている。より詳しく説明すると、第２配線８３のシグナルラインが高周波伝送線路１５のシグナルラインと接続し、変調器１３と接続している。これにより、入力端子７２から入力されたＲＦ信号が第２配線８３を経由して変調器１３へ送られ、変調器１３が制御される。図２や図３に示すように、第２配線８３は、ＴＥＣ６０上のスペーサ５０に搭載されている高周波伝送線路１５の近くまで延びている構成が好ましい。したがって、第２領域８０ｂは、電極ポスト６５，６６よりもＬＤチップ１１側へ突出している構成が好ましい。図３に示すように、第２領域８０ｂは、電極ポスト６５，６６が搭載された電極ポスト搭載面６８をまたぐようにＬＤチップ１１側へ突出している構成が好ましい。
【００２７】
次に、第２配線８３の例を説明する。一例として、第２配線８３はコプレーナ線路としてもよい。図６はコプレーナ線路８３ａが形成された第２領域８０ｂの模式図である。図６に示すように、第２領域８０ｂには２本のグランドライン８３ａ１，８３ａ２と、グランドライン８３ａ１と８３ａ２の間を通るシグナルライン８３ａ３とが形成されている。また、他の例として、第２配線８３はマイクロストリップラインとしてもよい。図７はマイクロストリップライン８３ｂが形成された第２領域８０ｂの模式図である。図７に示すように、第２領域８０ｂの上面を覆うようにグランドライン８３ｂ１が形成されている。グランドライン８３ｂ１の上には絶縁層８３ｂ２が実装されており、絶縁層８３ｂ２の上にシグナルライン８３ｂ３が実装されている。
【００２８】
次に、スペーサ５０上に配置される各部品の位置について説明する。図１に示すように、ＬＤチップ１１が搭載されたＬＤキャリア１０は変調信号のＲＦ特性の劣化を抑制するため、スペーサ５０上の入力端子７２側（Ｙ軸負方向側）に配置されている。また、ＬＤキャリア１０、コリメートレンズ２０、ビームスプリッタ３０、モニタＰＤキャリア４０は、互いの距離を近づけ、間隔を狭くしてスペーサ５０上に配置されている。これにより、ＴＥＣ６０の熱膨張による各部品間の距離の変動を小さく抑えている。これにより、光軸精度の低下を抑制することができる。また、入力端子７２に近いことから、各部品の端子間のワイヤ長を短くすることができる。
【００２９】
次に、本発明の比較例を説明しつつ、実施例１の特徴について説明する。
（比較例１）
まず、比較例１にかかるＴＥＣ１６０について説明する。図８は、比較例１のＴＥＣ１６０を搭載したパッケージ７０の模式図である。ＴＥＣ１６０は、電極ポスト搭載面１６８がパッケージ７０の側壁７６に位置する。すなわち、ＴＥＣ１６０の上面の第１プレート１６１のＸ軸方向の長さと下面の第２プレート１６２のＸ軸方向の長さとが異なっている。反対に、第１プレート１６１のＹ軸方向の長さと第２プレート１６２のＹ軸方向の長さとは同一である。電極ポスト１６５，１６６はＹ軸方向の両端に位置している。パッケージ７０は実施例１と同様である。図８中では、実施例１と同様の構成について同一の番号を付している。
【００３０】
実施例１と比較例１とを比較すると、実施例１におけるＴＥＣ６０の第１プレート６１の面積が、比較例１におけるＴＥＣ１６０の第１プレート１６１の面積よりも大きい。このため、実施例１のＴＥＣ６０は、比較例１のＴＥＣ１６０よりも温度変換素子を多く備えることができる。この結果、実施例１のＴＥＣ６０は比較例１のＴＥＣ１６０に比べて、冷却性能が高い。言い換えると、実施例１のようなＹ軸方向をＸ軸方向よりも大きくした構成は、必要な冷却性能を備えるＴＥＣをなるべく狭い面積で実現できる構成である。このため、実施例１の構成により、パッケージ７０のサイズを小型化できる。また、電極ポストと導線とを接続するワイヤ長は実施例１におけるＴＥＣ６０の構成の方が比較例１のＴＥＣ１６０構成よりも短くできる。ワイヤ長の長さが短くなるほど、ＴＥＣ駆動時の発熱量が低減される。また、ＴＥＣは温度調整時に電流方向の向きが変わるため、ＲＦ信号ラインに影響を与える。そのワイヤ長が長いとその影響が大きくなため、ワイヤは出来る限り短いことが望まれる。ワイヤ長の長さが短くなるほど、高周波伝送線路を通るＲＦ信号へのＴＥＣ駆動信号による悪影響を低減できる。このため、実施例１のＴＥＣ６０の構成は比較例１のＴＥＣ１６０の構成に比べて、ＴＥＣの発熱量を抑制し、ＲＦ信号の劣化を抑制する。
【００３１】
実施例１と比較例１と比較した結果によると、光通信装置１００は、ＴＥＣ６０の電極ポスト６５，６６を配線基板８０側に設けたことにより、冷却性能の高いＴＥＣを搭載することができる。また、光通信装置１００は、電極ポスト６５，６６が配線基板８０に近いため、電極ポスト６５，６６と配線基板８０上の配線とを接続するワイヤ長を短くできる。これにより、ＴＥＣ駆動時の発熱量を低減することができる。また、ＴＥＣ駆動信号によるＲＦ信号の劣化を低減できる。
【００３２】
（比較例２）
次に、比較例２について説明する。図９は比較例２の光通信装置２００の一部を示した模式図である。比較例２の光通信装置２００は、配線基板２８０を備えている。配線基板２８０は、第１領域８０ａよりもＬＤチップ１１側に突出する第２領域８０ｂが設けられていない点で、実施例１の配線基板８０と相違する。配線基板２８０のＹ軸方向の長さは実施例１の配線基板８０の第１領域８０ａと同じである。配線基板２８０上には、第２配線８３が設けられていない代わりに、第１配線８２とほぼ同じ長さの高周波信号を伝送するための高周波伝送線路２８３が設けられている。比較例２の光通信装置２００では、ＬＤチップ１１と高周波伝送線路２８３間を接続するワイヤ２８４がＴＥＣ６０の電極ポスト搭載面６８をまたいでいる。高周波伝送線路２８３は、マイクロストリップラインであってもよいし、コプレーナ線路であってもよい。図９中では、実施例１と同様の構成について同一の番号を付している。
【００３３】
実施例１と比較例２とを比較すると、実施例１は、ＲＦ信号を伝達する高周波伝送線路である第２配線８３が長く、ワイヤ８４が短い。一方、比較例２は、ＲＦ信号を伝達する高周波伝送線路２８３が短く、ワイヤ２８４が長い。実施例１の構成は、比較例２の構成と比べてワイヤ長が短いため、ＲＦ信号の劣化を抑制する。したがって、実施例１の光通信装置１００は、ＲＦ信号を伝達する第２配線８３の形成された配線基板８０の第２領域８０ｂがＬＤチップ１１側へ突出しているため、ワイヤ長を短くしてＲＦ信号の劣化を抑制することができる。
【００３４】
（比較例３）
次に、比較例３について説明する。図１０は比較例３の光通信装置３００の一部を示した模式図である。比較例３は、比較例２の構成に加えて、伝送路部品３０１を備えた構成をしている。図１１は、図１０中のＢ−Ｂ断面図である。Ｂ−Ｂ断面はＹＺ面に平行であり、伝送路部品３０１を通る平面である。伝送路部品３０１上には、高周波信号を伝送するための高周波伝送線路３０２が形成されている。図１０または図１１に示すように、伝送路部品３０１は、電極ポスト搭載面６８をまたぐように、スペーサ５０と配線基板２８０との間に架けられている。伝送路部品３０１は、固定剤、例えば、半田３０３，３０４でスペーサ５０および配線基板２８０に接合されている。高周波伝送線路３０２の一端はワイヤ３８４により、ＬＤキャリア１０上の高周波伝送線路１５に接続されて、ＬＤチップ１１に接続されている。一方、高周波伝送線路３０２の他端が、ワイヤ３８５により、配線基板２８０上の高周波伝送線路２８３に接続されている。高周波伝送線路３０２は、マイクロストリップラインであってもよいし、コプレーナ線路であってもよい。図１０，１１中では、比較例２と同様の構成について同一の番号を付している。
【００３５】
実施例１と比較例３とを比較する。比較例３の光通信装置３００には、伝送路部品３０１が設けられているので、ＲＦ信号が高周波伝送線路を通りＬＤチップ１１の変調器１３へ送られる。すなわち、比較例３の光通信装置３００の構成も、ワイヤがＴＥＣ６０の電極ポスト搭載面６８をまたがないため、ワイヤの長さが短く、ＲＦ特性の劣化が抑制される。しかし、比較例３の構成では、伝送路部品は強度確保のため、配線基板２８０側だけでなく、ＴＥＣ６０上面のスペーサ５０側も固定のために接合しなければならない。このため、スペーサ５０への熱の伝導部が増加する。したがって、ＬＤチップ１１側への熱の伝導性を考慮すると、ワイヤ８４以外にスペーサ５０に接合されていない実施例１の光通信装置１００は比較例３の光通信装置３００より優れている。このように光通信装置１００は、ＴＥＣにかかる熱負荷による負担を軽減することも考慮に入れた構成となっている。
【００３６】
以上説明した光通信装置１００による効果をまとめる。第１に光通信装置１００は、ＴＥＣ６０の電極ポスト６５，６６を配線基板８０側に設けたことにより、冷却性能の高いＴＥＣを搭載することができる。また、光通信装置１００は、電極ポスト６５，６６が配線基板８０に近いため、電極ポスト６５，６６と配線基板８０の第１配線８２とを接続するワイヤ長を短くできる。これにより、ＴＥＣ駆動時の発熱量を低減することができる。また、ＴＥＣ駆動信号によるＲＦ信号の劣化を低減できる。第２に、光通信装置１００は、ＲＦ信号を伝達する第２配線８３が形成された第２領域８０ｂを第１領域８０ａよりも突出したことにより、ワイヤ長を短くし、ＴＥＣ起動信号による影響を低減してＲＦ信号の劣化を抑制できる。さらに、第２配線８３が形成された配線基板８０の第２領域８０ｂが電極ポスト６５，６６よりもＬＤチップ１１側へ突出していることにより、よりＲＦ信号の劣化を抑制する効果が向上する。第３に、光通信装置１００は、ワイヤ８４以外にスペーサ５０に接合されていないため、ＬＤチップ１１側への熱の伝導性を減らし、ＴＥＣの熱負荷による負担を軽減できる。
【実施例２】
【００３７】
次に実施例２の構成について説明する。図１２は実施例２の光通信装置１００Ｂの一部を示した模式図である。本実施例の光通信装置１００Ｂの構成は、ＴＥＣ６０Ｂの電極ポスト６５Ｂ，６６Ｂの配置が異なる点で、実施例１の光通信装置１００の構成と相違する。その他の構成は実施例１と同様なので詳細な説明は省略し、図１２中において同一の番号を付す。図１２の線ａは、Ｙ軸方向に平行でパッケージ７０を二等分する中心線である。
【００３８】
図１２に示すように、光通信装置１００Ｂにおいて、ＴＥＣ６０Ｂの電極ポスト６５Ｂ，６６Ｂは、パッケージ７０の入力端子７２が設けられる側の側壁７１の両端のどちらか一方に偏って配置されている。本実施例では、例として、電極ポスト６５Ｂ，６６Ｂは、中心線ａよりもＸ軸正方向の搭載領域７７に配置されている。電極ポスト６５Ｂ，６６Ｂは、搭載領域７７と中心線ａに対称なＸ軸負方向の領域に配置してもよい。実施例１の構成では、電極ポスト６５，６６がパッケージ７０内のＸ軸方向の両端に位置するため、Ｘ軸方向の両端において、ＴＥＣ６０の駆動信号の影響が生じてしまうことが考えられる。これに対して、実施例２の構成では、電極ポスト６５Ｂ，６６Ｂをパッケージ７０内のＸ軸方向の一端に集めることにより、ＴＥＣ６０Ｂの駆動信号の影響を一部のみに限定することができる。これにより、ＴＥＣ６０Ｂの駆動信号により、種々の信号の精度が劣化することを抑制する。したがって、本実施例の光通信装置１００Ｂは、上記実施例１の光通信装置１００の効果に加えて、ＴＥＣ６０Ｂの駆動信号に起因する信号の劣化を抑制できる。
【００３９】
（変形例）
また、上記実施例２の形態は電極ポスト６５Ｂ，６６Ｂの配置されていない側に配線基板８０Ｃの第２領域８０ｂＣを拡大してもよい。図１３は本変形例の形態の光通信装置１００Ｃの一部を示した模式図である。この構成によると、第２領域８０ｂＣに、第２配線８３と同じ長さの第１配線８２Ｃを形成することができる。第１配線８２Ｃには、例えば、サーミスタやＰＤを駆動するための信号や電流が通る。第１配線８２Ｃは、ＴＥＣ６０Ｂの駆動信号の影響が小さいため、第１配線８２Ｃに接続する部品へのＴＥＣ６０Ｂの駆動信号による影響を低減できる。なお、図１３中、実施例２と同様の構成について同一の番号を付している。
【００４０】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、本発明は、ＴＯＳＡデバイスのインターフェイス規格を採用するモジュールに限られず、縦幅が横幅に比べて大きな温度制御装置を備える光通信装置としてもよい。また、上記実施例では、第２領域８０ｂが電極ポスト６５，６６よりもＬＤチップ１１側へ突出している構成を説明したが、本発明は、第２領域８０ｂが電極ポスト６５，６６よりもＬＤチップ１１側へ突出していない構成であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１１ ＬＤチップ（光素子）
１２ 半導体レーザ
１３ 変調器
１４ 半導体光増幅器
６０ ＴＥＣ（温度制御装置）
６１ 第１プレート（素子搭載面）
６５，６６ 電極ポスト
７０ パッケージ
７２ 入力端子
７７ 搭載領域
７８ 間隙部
８０ 配線基板
８３ 第２配線（配線）
８３ａ マイクロストリップライン
８３ｂ コプレーナ線路
１００ 光通信装置
ａ 中心線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型化を指向してきた光通信装置の分野では、通信装置がモジュール化され、光学部品等をケースに収納するモジュール（特許文献１参照）が知られている。光学部品として、発光素子を内部に備えた光送信部であるＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）や受光素子を内部に備えた光受信部であるＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub-Assembly）等が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６４５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＴＯＳＡには、変調器とＬＤ（Laser Diode）チップが搭載されている。ＴＯＳＡは、構造上、光出力側の側壁と対向する反対側の側壁に信号の入力端子が設けられている。この入力端子には、高周波（ＲＦ：Radio Frequency）信号が入力される。ＴＯＳＡ内部の半導体チップ（半導体レーザあるいは光変調素子）と入力端子の間は、良好なＲＦ特性が求められる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ＲＦ特性の劣化を抑制する光通信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】
本発明にかかる光通信装置は、光素子と、前記光素子に信号を入力するための入力端子と、前記光素子を搭載する素子搭載面の外側に電極ポストが配置された温度制御装置と、光出力側の側壁および、これに対向し前記入力端子が設けられる側の側壁を有するパッケージとを備え、前記温度制御装置は、前記電極ポストが、前記素子搭載面と、前記入力端子が設けられる側の側壁との間の間隙部に位置する関係で前記パッケージ内に配置され、前記間隙部の前記電極ポストを除く位置には、前記入力端子と前記光素子との間を電気的に接続する配線が設けられた配線基板を有することを特徴とする。本発明によると、ＲＦ特性の劣化を抑制する光通信装置を提供できる。
【０００７】
前記配線基板は、前記電極ポストよりも前記光素子側へ突出していることが好ましい。
【０００８】
前記配線は高周波伝送線路であることが好ましい。前記高周波伝送線路はシグナルライン及びグランドラインを形成していてもよい。
【０００９】
前記電極ポストの両極が、前記パッケージの入力端子が設けられる側の側壁の両端のどちらか一方に偏って配置されている構成としてもよい。
【００１０】
前記光素子は、半導体レーザおよび光変調器、半導体光増幅器が集積化されてなる構成としてもよい。前記配線は、前記光変調器と接続されていてもよい。
【００１１】
前記高周波伝送線路は、マイクロストリップ線路、またはコプレーナ線路としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＲＦ特性の劣化を抑制する光通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係る光通信装置の全体構成を説明する模式図である。
【図２】パッケージの内部の拡大図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ断面図である。
【図４】ＴＥＣの平面図（ＸＹ平面）である。
【図５】ＴＥＣの側面図（ＹＺ平面）である。
【図６】コプレーナ線路が形成された第２領域の模式図である。
【図７】マイクロストリップラインが形成された第２領域の模式図である。
【図８】比較例１のＴＥＣを搭載したパッケージの模式図である。
【図９】比較例２の光通信装置の一部を示した模式図である。
【図１０】比較例３の光通信装置の一部を示した模式図である。
【図１１】図１０中のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】実施例２の光通信装置の一部を示した模式図である。
【図１３】変形例の光通信装置の一部を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本実施例に係る光通信装置１００の全体構成を説明する模式図である。図１に示すように、光通信装置１００は、ＬＤチップ（光素子）１１、ＬＤキャリア１０、コリメートレンズ２０、ビームスプリッタ３０、モニタＰＤ（Photo Diode）キャリア４０、スペーサ５０、ＴＥＣ（Thermo Electric Cooler）６０、パッケージ７０を備えている。パッケージ７０は、ＬＤキャリア１０、コリメートレンズ２０、ビームスプリッタ３０、モニタＰＤキャリア４０、スペーサ５０、ＴＥＣ６０を覆う筐体である。
【００１６】
パッケージ７０の側壁７１には入力端子７２が設けられている。入力端子７２の内側には配線基板８０が設けられている。配線基板８０には第１配線８２、高周波信号を伝送するための高周波伝送線路（第２配線）８３が形成されている。入力端子７２から入力された電源電流は、第１配線８２、ワイヤ、高周波信号を伝送するための高周波伝送線路１５を介してＬＤチップ１１に入力され、入力端子７２から入力されたＲＦ信号は、第２配線８３を介してＬＤチップ１１に入力されることでＬＤチップが制御される。さらに、パッケージ７０の側壁７１に対向する側壁７３には、光ファイバ７４が接続されるファイバホルダ７５が設けられている。配線基板８０は第１配線８２が設けられた第１領域８０ａと第２配線８３が設けられた第２領域８０ｂを備えている。
光通信装置１００におけるレーザ光の出力方向は、ＬＤチップ１１から光ファイバ７４へ向かう方向である。以下、レーザ光の出力方向を正方向にＹ軸を設定する。さらに、Ｙ軸に直交する方向を正方向にＸ軸を設定する。Ｙ軸に直交し、ＴＥＣ６０からＬＤチップ１１へ向かう方向を正方向にＺ軸を設定する。
【００１７】
図２は、パッケージ７０内部の拡大図である。図３は図２中のＡ−Ａ断面図である。Ａ−Ａ断面はＹＺ面に平行であり、第２領域８０ｂを通る平面である。図１〜図３に示すように、ＬＤキャリア１０はＬＤチップ１１を備えている。ＬＤチップ１１は、半導体レーザ１２、変調器１３、及び半導体光増幅器（ＳＯＡ）１４が集積化された構成を有する。ＬＤチップ１１は、半導体レーザ１２、変調器１３、ＳＯＡ１４の順序で集積化されている。半導体レーザ１２、変調器１３、ＳＯＡ１４は、それぞれ光結合されている。なお、本実施例においては、ＬＤチップ１１は、変調器を備えた外部変調器型レーザについて説明しているが、半導体レーザ自体を変調させることで変調信号を出力する直接変器型レーザであっても良い。変調器１３は、半導体レーザ１２から入力される出力光を変調する。ＳＯＡ１４は、変調器１３から出力される変調信号光を光増幅して出力する。コリメートレンズ２０、及びビームスプリッタ３０はＬＤチップ１１の出力光の経路上に位置する。コリメートレンズ２０はＬＤチップ１１のＹ軸正方向に位置し、ビームスプリッタ３０はコリメートレンズ２０のＹ軸正方向に位置する。モニタＰＤキャリア４０はビームスプリッタ３０のＸ軸負方向に位置する。モニタＰＤキャリア４０は、受光部４１をビームスプリッタ３０に向けている。
【００１８】
ＬＤチップ１１の出力光は、コリメートレンズ２０を通過して平行光になり、ビームスプリッタ３０へ入力される。ビームスプリッタ３０は入力された光を２つに分光し、その一方の光はモニタＰＤキャリア４０に入力する。他方の光はビームスプリッタ３０を透過して光ファイバ７４に入力される。モニタＰＤキャリア４０は、受光した入射光を電流信号に変換し、制御部（図示しない）へ送る。また、ＬＤキャリア１０には受信する電気信号をＬＤチップ１１へ送る高周波伝送線路１５が設けられている。高周波伝送線路１５および高周波伝送線路（第２配線）８３は、例えば、コプレーナ線路で構成されている。コプレーナ線路は、両側に設けられ、ＬＤチップ１１のグランドに接続されているグランド線路と当該両側のグランド線路の間に設けられ、変調器１３に接続されているシグナルラインを有している。
【００１９】
ＴＥＣ６０は温度変換素子を備える温度制御装置である。ＴＥＣ６０は、電極ポスト６５，６６が設けられている。入力端子７２から入力された電源電流は、第１配線８２、第１配線８２と電極ポスト６５，６６を接続するワイヤ８６を介してＴＥＣ６０に入力されることでＴＥＣ６０が制御される。
【００２０】
上記のＬＤキャリア１０、コリメートレンズ２０、ビームスプリッタ３０、モニタＰＤキャリア４０は、スペーサ５０上に実装されている。スペーサ５０の材質は一例として、コバール（鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金）、ＣｕＷ（銅タングステン）、ＳＵＳ（鉄（Ｆｅ）-クロム（Ｃｒ）-ニッケル（Ｎｉ）合金）等の素材の中から選択できる。この中でも、溶接のしやすさ、耐熱性を考慮するとコバールが最適である。このスペーサ５０はＴＥＣ６０上に実装されている。したがって、ＬＤチップ１１はスペーサ５０を介してＴＥＣ６０に搭載されている。
【００２１】
図４はＴＥＣ６０の平面図（ＸＹ平面）、図５はＴＥＣ６０の側面図（ＹＺ平面）である。図４および図５に示すように、ＴＥＣ６０は、第１プレート（素子搭載面）６１、第２プレート６２、温度変換素子６３、電極ポスト６５，６６を備えている。第１プレート６１は、ＴＥＣ６０の上面に位置し、第２プレート６２はＴＥＣ６０の下面に位置する。第１プレート６１、第２プレート６２は矩形状の平板である。第１プレート６１と第２プレート６２のＸ軸方向の長さは等しい。第２プレート６２は、電極ポスト６５，６６が設けられているため、第１プレート６１よりもＹ軸方向の長さが大きい。ここで、第１プレート６１及び第２プレート６２のＸ軸方向の長さをＬ０、第１プレート６１のＹ軸方向の長さをＬ１、第２プレート６２のＹ軸方向の長さをＬ２とする。第１プレート６１及び第２プレート６２のＹ軸方向の長さはＸ軸方向の長さよりも大きい（Ｌ０＜Ｌ１，Ｌ２）。プレートの縦横比の関係は、一例として、第１プレート６１のＹ軸方向の長さはＸ軸方向の長さの２倍とすることができる（Ｌ１＝２Ｌ０）。一例として、Ｌ０＝４ｍｍ、Ｌ１＝８ｍｍ、Ｌ２＝９ｍｍとすることができる（Ｌ０：Ｌ１：Ｌ２＝１：２：２．２５）。なお、ＴＥＣ６０の高さ（Ｚ軸方向の長さ）はおよそ１ｍｍである。また、上記で説明した、第１プレート６１上に搭載されるスペーサ５０は、第１プレート６１と同一の形状をしている。上記の例の場合、スペーサ５０のＸ軸方向長さは４ｍｍ、Ｙ軸方向長さは８ｍｍである（縦横比１：２）。なお、本実施例では、スペーサ５０の上面にＬＤキャリア１０が搭載されているが、第１プレート６１の上にＬＤキャリア１０が搭載されていても良い。
【００２２】
温度変換素子６３は、第１プレート６１と第２プレート６２との間に位置する。温度変換素子６３は、ｐ型半導体とｎ型半導体とが交互に組み合わされて構成されている。第１プレート６１と第２プレート６２とは、Ｙ軸正方向に位置する辺６７が合致するように接続されている。第２プレート６２は第１プレート６１よりもＹ軸方向長さが大きいため、第２プレート６２の一部がＹ軸負方向に突き出て、電極ポスト搭載面６８が露出している。電極ポスト６５，６６はこの電極ポスト搭載面６８上に設けられている。すなわち、Ｚ軸正方向からに見た際に、電極ポスト６５，６６は、第１プレート６１の外側に配置されている。電極ポスト６５，６６は電流供給用の端子であって、リード線等が接続される。電極ポスト６５，６６間に電位差を与えると温度変換素子６３に電流が流れ、第１プレート６１から第２プレート６２へ熱が移動し、第１プレート６１が冷却される。この結果、第１プレート６１上に実装されたＬＤチップ１１などの各部品が冷却される。第１プレート６１および第２プレート６２の材料としては、例えば、アルミナ（ＡｌＯ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる。
【００２３】
図１に示すように、パッケージ７０は、ＬＤキャリア１０、コリメートレンズ２０、ビームスプリッタ３０、モニタＰＤキャリア４０、スペーサ５０、ＴＥＣ６０を覆う筐体である。光通信装置１００は、ＸＭＤ‐ＭＳＡ（10Gbit/s Miniature Device Multi Source Agreement）に規定された仕様に基づき、コネクタインターフェイスが設計されている。したがって、パッケージ７０はＴＯＳＡ規格に準じて大きさが定められている。このようにパッケージ７０のＸ軸方向の長さが制限されてしまうため、パッケージ７０の内部に配置するＴＥＣ６０のＸ軸方向の長さも制限される。一方、パッケージ７０のＹ軸方向の長さは自由に定められるので、ＴＥＣ６０のＹ軸方向の長さは自由に設定できる。ＴＥＣ６０のＹ軸方向の長さは要求される冷却性能に基づき定められる。本実施例では、上記の説明の通り、Ｙ軸方向の長さはＸ軸方向の長さの２倍である。さらに、図１に示すように、パッケージ７０の配線基板８０に設けられた第２領域８０ｂは第１領域８０ａよりもＹ軸正方向へ向けて突出している。
【００２４】
図２に示すように、ＴＥＣ６０は、ＬＤチップ１１よりも配線基板８０側に、電極ポスト６５，６６が位置するようにパッケージ７０に組みつけられる。ＬＤチップ１１が搭載された第１プレート６１と入力端子７２が設けられる側のパッケージ７０の側壁７１の間には、間隙部７８がある。この間隙部７８には、電極ポスト６５，６６が配置されている。ＴＥＣ６０上のＬＤチップ１１は配線基板８０よりもＹ軸正方向側に位置し、配線基板８０の第２領域８０ｂは第１領域８０ａよりもＬＤチップ１１側に突出する。また、第２領域８０ｂは間隙部７８の電極ポスト６５，６６を除く位置にある。
【００２５】
さらに、第１領域８０ａには第１配線８２が形成されている。第１配線８２は、ＬＤチップ１１の半導体レーザ１２、ＳＯＡ１４にワイヤ８５により接続されている。また、第１配線８２は、電極ポスト６５，６６とワイヤ８６により接続されている。第１配線８２は電源、ＰＤ配線、またはグランドに接続される。
【００２６】
第２領域８０ｂには第２配線８３が形成されている。第２配線８３は第１配線８２よりも長く形成されている。第２配線８３は、シグナルライン及びグランドから形成された高周波信号を伝送するための高周波伝送線路である。ＬＤキャリア１０には、変調器１３を制御する高周波信号線である高周波伝送線路１５が設けられている。第２配線８３は、ワイヤ８４によりＬＤキャリア１０上の高周波伝送線路１５に接続されている。したがって、第２配線８３は変調器１３に接続されている。より詳しく説明すると、第２配線８３のシグナルラインが高周波伝送線路１５のシグナルラインと接続し、変調器１３と接続している。これにより、入力端子７２から入力されたＲＦ信号が第２配線８３を経由して変調器１３へ送られ、変調器１３が制御される。図２や図３に示すように、第２配線８３は、ＴＥＣ６０上のスペーサ５０に搭載されている高周波伝送線路１５の近くまで延びている構成が好ましい。したがって、第２領域８０ｂは、電極ポスト６５，６６よりもＬＤチップ１１側へ突出している構成が好ましい。図３に示すように、第２領域８０ｂは、電極ポスト６５，６６が搭載された電極ポスト搭載面６８をまたぐようにＬＤチップ１１側へ突出している構成が好ましい。
【００２７】
次に、第２配線８３の例を説明する。一例として、第２配線８３はコプレーナ線路としてもよい。図６はコプレーナ線路８３ａが形成された第２領域８０ｂの模式図である。図６に示すように、第２領域８０ｂには２本のグランドライン８３ａ１，８３ａ２と、グランドライン８３ａ１と８３ａ２の間を通るシグナルライン８３ａ３とが形成されている。また、他の例として、第２配線８３はマイクロストリップラインとしてもよい。図７はマイクロストリップライン８３ｂが形成された第２領域８０ｂの模式図である。図７に示すように、第２領域８０ｂの上面を覆うようにグランドライン８３ｂ１が形成されている。グランドライン８３ｂ１の上には絶縁層８３ｂ２が実装されており、絶縁層８３ｂ２の上にシグナルライン８３ｂ３が実装されている。
【００２８】
次に、スペーサ５０上に配置される各部品の位置について説明する。図１に示すように、ＬＤチップ１１が搭載されたＬＤキャリア１０は変調信号のＲＦ特性の劣化を抑制するため、スペーサ５０上の入力端子７２側（Ｙ軸負方向側）に配置されている。また、ＬＤキャリア１０、コリメートレンズ２０、ビームスプリッタ３０、モニタＰＤキャリア４０は、互いの距離を近づけ、間隔を狭くしてスペーサ５０上に配置されている。これにより、ＴＥＣ６０の熱膨張による各部品間の距離の変動を小さく抑えている。これにより、光軸精度の低下を抑制することができる。また、入力端子７２に近いことから、各部品の端子間のワイヤ長を短くすることができる。
【００２９】
次に、本発明の比較例を説明しつつ、実施例１の特徴について説明する。
（比較例１）
まず、比較例１にかかるＴＥＣ１６０について説明する。図８は、比較例１のＴＥＣ１６０を搭載したパッケージ７０の模式図である。ＴＥＣ１６０は、電極ポスト搭載面１６８がパッケージ７０の側壁７６に位置する。すなわち、ＴＥＣ１６０の上面の第１プレート１６１のＸ軸方向の長さと下面の第２プレート１６２のＸ軸方向の長さとが異なっている。反対に、第１プレート１６１のＹ軸方向の長さと第２プレート１６２のＹ軸方向の長さとは同一である。電極ポスト１６５，１６６はＹ軸方向の両端に位置している。パッケージ７０は実施例１と同様である。図８中では、実施例１と同様の構成について同一の番号を付している。
【００３０】
実施例１と比較例１とを比較すると、実施例１におけるＴＥＣ６０の第１プレート６１の面積が、比較例１におけるＴＥＣ１６０の第１プレート１６１の面積よりも大きい。このため、実施例１のＴＥＣ６０は、比較例１のＴＥＣ１６０よりも温度変換素子を多く備えることができる。この結果、実施例１のＴＥＣ６０は比較例１のＴＥＣ１６０に比べて、冷却性能が高い。言い換えると、実施例１のようなＹ軸方向をＸ軸方向よりも大きくした構成は、必要な冷却性能を備えるＴＥＣをなるべく狭い面積で実現できる構成である。このため、実施例１の構成により、パッケージ７０のサイズを小型化できる。また、電極ポストと導線とを接続するワイヤ長は実施例１におけるＴＥＣ６０の構成の方が比較例１のＴＥＣ１６０構成よりも短くできる。ワイヤ長の長さが短くなるほど、ＴＥＣ駆動時の発熱量が低減される。また、ＴＥＣは温度調整時に電流方向の向きが変わるため、ＲＦ信号ラインに影響を与える。そのワイヤ長が長いとその影響が大きくなため、ワイヤは出来る限り短いことが望まれる。ワイヤ長の長さが短くなるほど、高周波伝送線路を通るＲＦ信号へのＴＥＣ駆動信号による悪影響を低減できる。このため、実施例１のＴＥＣ６０の構成は比較例１のＴＥＣ１６０の構成に比べて、ＴＥＣの発熱量を抑制し、ＲＦ信号の劣化を抑制する。
【００３１】
実施例１と比較例１と比較した結果によると、光通信装置１００は、ＴＥＣ６０の電極ポスト６５，６６を配線基板８０側に設けたことにより、冷却性能の高いＴＥＣを搭載することができる。また、光通信装置１００は、電極ポスト６５，６６が配線基板８０に近いため、電極ポスト６５，６６と配線基板８０上の配線とを接続するワイヤ長を短くできる。これにより、ＴＥＣ駆動時の発熱量を低減することができる。また、ＴＥＣ駆動信号によるＲＦ信号の劣化を低減できる。
【００３２】
（比較例２）
次に、比較例２について説明する。図９は比較例２の光通信装置２００の一部を示した模式図である。比較例２の光通信装置２００は、配線基板２８０を備えている。配線基板２８０は、第１領域８０ａよりもＬＤチップ１１側に突出する第２領域８０ｂが設けられていない点で、実施例１の配線基板８０と相違する。配線基板２８０のＹ軸方向の長さは実施例１の配線基板８０の第１領域８０ａと同じである。配線基板２８０上には、第２配線８３が設けられていない代わりに、第１配線８２とほぼ同じ長さの高周波信号を伝送するための高周波伝送線路２８３が設けられている。比較例２の光通信装置２００では、ＬＤチップ１１と高周波伝送線路２８３間を接続するワイヤ２８４がＴＥＣ６０の電極ポスト搭載面６８をまたいでいる。高周波伝送線路２８３は、マイクロストリップラインであってもよいし、コプレーナ線路であってもよい。図９中では、実施例１と同様の構成について同一の番号を付している。
【００３３】
実施例１と比較例２とを比較すると、実施例１は、ＲＦ信号を伝達する高周波伝送線路である第２配線８３が長く、ワイヤ８４が短い。一方、比較例２は、ＲＦ信号を伝達する高周波伝送線路２８３が短く、ワイヤ２８４が長い。実施例１の構成は、比較例２の構成と比べてワイヤ長が短いため、ＲＦ信号の劣化を抑制する。したがって、実施例１の光通信装置１００は、ＲＦ信号を伝達する第２配線８３の形成された配線基板８０の第２領域８０ｂがＬＤチップ１１側へ突出しているため、ワイヤ長を短くしてＲＦ信号の劣化を抑制することができる。
【００３４】
（比較例３）
次に、比較例３について説明する。図１０は比較例３の光通信装置３００の一部を示した模式図である。比較例３は、比較例２の構成に加えて、伝送路部品３０１を備えた構成をしている。図１１は、図１０中のＢ−Ｂ断面図である。Ｂ−Ｂ断面はＹＺ面に平行であり、伝送路部品３０１を通る平面である。伝送路部品３０１上には、高周波信号を伝送するための高周波伝送線路３０２が形成されている。図１０または図１１に示すように、伝送路部品３０１は、電極ポスト搭載面６８をまたぐように、スペーサ５０と配線基板２８０との間に架けられている。伝送路部品３０１は、固定剤、例えば、半田３０３，３０４でスペーサ５０および配線基板２８０に接合されている。高周波伝送線路３０２の一端はワイヤ３８４により、ＬＤキャリア１０上の高周波伝送線路１５に接続されて、ＬＤチップ１１に接続されている。一方、高周波伝送線路３０２の他端が、ワイヤ３８５により、配線基板２８０上の高周波伝送線路２８３に接続されている。高周波伝送線路３０２は、マイクロストリップラインであってもよいし、コプレーナ線路であってもよい。図１０，１１中では、比較例２と同様の構成について同一の番号を付している。
【００３５】
実施例１と比較例３とを比較する。比較例３の光通信装置３００には、伝送路部品３０１が設けられているので、ＲＦ信号が高周波伝送線路を通りＬＤチップ１１の変調器１３へ送られる。すなわち、比較例３の光通信装置３００の構成も、ワイヤがＴＥＣ６０の電極ポスト搭載面６８をまたがないため、ワイヤの長さが短く、ＲＦ特性の劣化が抑制される。しかし、比較例３の構成では、伝送路部品は強度確保のため、配線基板２８０側だけでなく、ＴＥＣ６０上面のスペーサ５０側も固定のために接合しなければならない。このため、スペーサ５０への熱の伝導部が増加する。したがって、ＬＤチップ１１側への熱の伝導性を考慮すると、ワイヤ８４以外にスペーサ５０に接合されていない実施例１の光通信装置１００は比較例３の光通信装置３００より優れている。このように光通信装置１００は、ＴＥＣにかかる熱負荷による負担を軽減することも考慮に入れた構成となっている。
【００３６】
以上説明した光通信装置１００による効果をまとめる。第１に光通信装置１００は、ＴＥＣ６０の電極ポスト６５，６６を配線基板８０側に設けたことにより、冷却性能の高いＴＥＣを搭載することができる。また、光通信装置１００は、電極ポスト６５，６６が配線基板８０に近いため、電極ポスト６５，６６と配線基板８０の第１配線８２とを接続するワイヤ長を短くできる。これにより、ＴＥＣ駆動時の発熱量を低減することができる。また、ＴＥＣ駆動信号によるＲＦ信号の劣化を低減できる。第２に、光通信装置１００は、ＲＦ信号を伝達する第２配線８３が形成された第２領域８０ｂを第１領域８０ａよりも突出したことにより、ワイヤ長を短くし、ＴＥＣ起動信号による影響を低減してＲＦ信号の劣化を抑制できる。さらに、第２配線８３が形成された配線基板８０の第２領域８０ｂが電極ポスト６５，６６よりもＬＤチップ１１側へ突出していることにより、よりＲＦ信号の劣化を抑制する効果が向上する。第３に、光通信装置１００は、ワイヤ８４以外にスペーサ５０に接合されていないため、ＬＤチップ１１側への熱の伝導性を減らし、ＴＥＣの熱負荷による負担を軽減できる。
【実施例２】
【００３７】
次に実施例２の構成について説明する。図１２は実施例２の光通信装置１００Ｂの一部を示した模式図である。本実施例の光通信装置１００Ｂの構成は、ＴＥＣ６０Ｂの電極ポスト６５Ｂ，６６Ｂの配置が異なる点で、実施例１の光通信装置１００の構成と相違する。その他の構成は実施例１と同様なので詳細な説明は省略し、図１２中において同一の番号を付す。図１２の線ａは、Ｙ軸方向に平行でパッケージ７０を二等分する中心線である。
【００３８】
図１２に示すように、光通信装置１００Ｂにおいて、ＴＥＣ６０Ｂの電極ポスト６５Ｂ，６６Ｂは、パッケージ７０の入力端子７２が設けられる側の側壁７１の両端のどちらか一方に偏って配置されている。本実施例では、例として、電極ポスト６５Ｂ，６６Ｂは、中心線ａよりもＸ軸正方向の搭載領域７７に配置されている。電極ポスト６５Ｂ，６６Ｂは、搭載領域７７と中心線ａに対称なＸ軸負方向の領域に配置してもよい。実施例１の構成では、電極ポスト６５，６６がパッケージ７０内のＸ軸方向の両端に位置するため、Ｘ軸方向の両端において、ＴＥＣ６０の駆動信号の影響が生じてしまうことが考えられる。これに対して、実施例２の構成では、電極ポスト６５Ｂ，６６Ｂをパッケージ７０内のＸ軸方向の一端に集めることにより、ＴＥＣ６０Ｂの駆動信号の影響を一部のみに限定することができる。これにより、ＴＥＣ６０Ｂの駆動信号により、種々の信号の精度が劣化することを抑制する。したがって、本実施例の光通信装置１００Ｂは、上記実施例１の光通信装置１００の効果に加えて、ＴＥＣ６０Ｂの駆動信号に起因する信号の劣化を抑制できる。
【００３９】
（変形例）
また、上記実施例２の形態は電極ポスト６５Ｂ，６６Ｂの配置されていない側に配線基板８０Ｃの第２領域８０ｂＣを拡大してもよい。図１３は本変形例の形態の光通信装置１００Ｃの一部を示した模式図である。この構成によると、第２領域８０ｂＣに、第２配線８３と同じ長さの第１配線８２Ｃを形成することができる。第１配線８２Ｃには、例えば、サーミスタやＰＤを駆動するための信号や電流が通る。第１配線８２Ｃは、ＴＥＣ６０Ｂの駆動信号の影響が小さいため、第１配線８２Ｃに接続する部品へのＴＥＣ６０Ｂの駆動信号による影響を低減できる。なお、図１３中、実施例２と同様の構成について同一の番号を付している。
【００４０】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、本発明は、ＴＯＳＡデバイスのインターフェイス規格を採用するモジュールに限られず、縦幅が横幅に比べて大きな温度制御装置を備える光通信装置としてもよい。また、上記実施例では、第２領域８０ｂが電極ポスト６５，６６よりもＬＤチップ１１側へ突出している構成を説明したが、本発明は、第２領域８０ｂが電極ポスト６５，６６よりもＬＤチップ１１側へ突出していない構成であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１１ ＬＤチップ（光素子）
１２ 半導体レーザ
１３ 変調器
１４ 半導体光増幅器
６０ ＴＥＣ（温度制御装置）
６１ 第１プレート（素子搭載面）
６５，６６ 電極ポスト
７０ パッケージ
７２ 入力端子
７７ 搭載領域
７８ 間隙部
８０ 配線基板
８３ 第２配線（配線）
８３ａ マイクロストリップライン
８３ｂ コプレーナ線路
１００ 光通信装置
ａ 中心線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光素子と、
前記光素子に信号を入力するための入力端子と、
前記光素子を搭載する素子搭載面の外側に電極ポストが配置された温度制御装置と、
光出力側の側壁および、これに対向し前記入力端子が設けられる側の側壁を有するパッケージとを備え、
前記温度制御装置は、前記電極ポストが、前記素子搭載面と、前記入力端子が設けられる側の側壁との間の間隙部に位置する関係で前記パッケージ内に配置され、
前記間隙部の前記電極ポストを除く位置には、前記入力端子と前記光素子との間を電気的に接続する配線が設けられた配線基板を有することを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
前記配線基板は、前記電極ポストよりも前記光素子側へ突出していることを特徴とする請求項１記載の光通信装置。
【請求項３】
前記配線は高周波伝送線路であることを特徴とする請求項１または２記載の光通信装置。
【請求項４】
前記高周波伝送線路はシグナルライン及びグランドラインを形成していることを特徴とする請求項３記載の光通信装置。
【請求項５】
前記電極ポストの両極が、前記パッケージの入力端子が設けられる側の側壁の両端のどちらか一方に偏って配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の光通信装置。
【請求項６】
前記光素子は、半導体レーザおよび光変調器、半導体光増幅器が集積化されてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の光通信装置。
【請求項７】
前記配線は、前記光変調器と接続されていることを特徴とする請求項６記載の光通信装置。
【請求項８】
前記高周波伝送線路は、マイクロストリップ線路、またはコプレーナ線路であることを特徴とする請求項３記載の光通信装置。
【請求項１】
光素子と、
前記光素子に信号を入力するための入力端子と、
前記光素子を搭載する素子搭載面の外側に電極ポストが配置された温度制御装置と、
光出力側の側壁および、これに対向し前記入力端子が設けられる側の側壁を有するパッケージとを備え、
前記温度制御装置は、前記電極ポストが、前記素子搭載面と、前記入力端子が設けられる側の側壁との間の間隙部に位置する関係で前記パッケージ内に配置され、
前記間隙部の前記電極ポストを除く位置には、前記入力端子と前記光素子との間を電気的に接続する配線が設けられた配線基板を有することを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
前記配線基板は、前記電極ポストよりも前記光素子側へ突出していることを特徴とする請求項１記載の光通信装置。
【請求項３】
前記配線は高周波伝送線路であることを特徴とする請求項１または２記載の光通信装置。
【請求項４】
前記高周波伝送線路はシグナルライン及びグランドラインを形成していることを特徴とする請求項３記載の光通信装置。
【請求項５】
前記電極ポストの両極が、前記パッケージの入力端子が設けられる側の側壁の両端のどちらか一方に偏って配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の光通信装置。
【請求項６】
前記光素子は、半導体レーザおよび光変調器、半導体光増幅器が集積化されてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の光通信装置。
【請求項７】
前記配線は、前記光変調器と接続されていることを特徴とする請求項６記載の光通信装置。
【請求項８】
前記高周波伝送線路は、マイクロストリップ線路、またはコプレーナ線路であることを特徴とする請求項３記載の光通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−８９９０３（Ｐ２０１３−８９９０３Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３１７０６（Ｐ２０１１−２３１７０６）
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（０００１５４３２５）住友電工デバイス・イノベーション株式会社 (291)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（０００１５４３２５）住友電工デバイス・イノベーション株式会社 (291)
【Ｆターム（参考）】
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