JP5800466B2

JP5800466B2 - Multi-channel optical transmission module

Info

Publication number: JP5800466B2
Application number: JP2010096673A
Authority: JP
Inventors: 慈金澤; 大木　明; 明大木; 藤澤　剛; 剛藤澤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2010-04-20
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2030-04-20
Also published as: JP2011228468A

Description

本発明は、大容量光通信網の構成要素である多チャネル光送信モジュールに関する。 The present invention relates to a multi-channel optical transmission module that is a component of a large-capacity optical communication network.

高周波信号配線の電気結線の取り方として、従来は金ワイヤを使ったワイヤボンディングによる結線が一般的であった。 Conventionally, wire bonding using gold wires has been common as a method of electrical connection of high-frequency signal wiring.

そこで、図１を参照して、従来の結線構造を説明する。なお、図１は、直接変調ＤＦＢレーザを用いた単チャネル光送信モジュールおいて、従来の結線構造を用いた構成を示す構成図である。ここで、図１中、符号１はパッケージ、２はＬＤキャリア、３ＡはＤＦＢレーザ、４Ａはサブキャリア、５Ａは第１レンズ、６はペルチェ素子、９はアイソレータ付き第２レンズ、１０はフェルールカラー、１１はピグテールファイバ、１２は高周波配線板、１３は金ワイヤ、１５は外部接続のための高周波配線板を示している。 A conventional connection structure will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration using a conventional connection structure in a single channel optical transmission module using a direct modulation DFB laser. In FIG. 1, reference numeral 1 is a package, 2 is an LD carrier, 3A is a DFB laser, 4A is a subcarrier, 5A is a first lens, 6 is a Peltier element, 9 is a second lens with an isolator, and 10 is a ferrule color. , 11 is a pigtail fiber, 12 is a high-frequency wiring board, 13 is a gold wire, and 15 is a high-frequency wiring board for external connection.

図１に示す従来の単チャネル光送信モジュールの高周波信号配線を参照すると、高周波配線板１５からパッケージ１に入ってきた高周波信号は、高周波配線板１２と金ワイヤ１３で結線され、高周波配線板１２とＤＦＢレーザ３Ａも金ワイヤ１３で結線されている。このように、高周波配線板１２をＤＦＢレーザ３Ａの直近まで引っ張ってくることで、金ワイヤ１３を使う距離を短くし、金ワイヤ１３のもつインダクタンス成分による特性劣化を最小限に抑える工夫がなされていた。 Referring to the high-frequency signal wiring of the conventional single-channel optical transmission module shown in FIG. 1, the high-frequency signal that has entered the package 1 from the high-frequency wiring board 15 is connected by the high-frequency wiring board 12 and the gold wire 13. The DFB laser 3A is also connected by a gold wire 13. In this way, by pulling the high-frequency wiring board 12 to the immediate vicinity of the DFB laser 3A, the distance for using the gold wire 13 is shortened, and the device is devised to minimize the characteristic deterioration due to the inductance component of the gold wire 13. It was.

図２は、合波器付き４チャネルＤＦＢレーザアレイを用いた多チャネル光送信モジュールおいて、前述の従来の結線構造を用いた構成を示す構成図である。なお、図２では、前述の図１で示した構成と同等のものには同じ符号を付している。但し、図２中、符号３Ｂは合波器付きＤＦＢレーザアレイを示している。 FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration using the above-described conventional connection structure in a multi-channel optical transmission module using a 4-channel DFB laser array with a multiplexer. In FIG. 2, the same components as those shown in FIG. However, in FIG. 2, the code | symbol 3B has shown the DFB laser array with a multiplexer.

図１に示した従来の単チャネル光送信モジュールと同様に、高周波配線板１５からパッケージ１に入ってきた高周波信号は、高周波配線板１２と金ワイヤ１３で結線され、高周波配線板１２とＤＦＢレーザアレイ３Ｂも金ワイヤ１３で結線されている。このようにして、ＤＦＢレーザアレイ３Ｂの直近まで高周波配線板１２を引いているため、ＤＦＢレーザアレイ３Ｂの外縁側の両ＤＦＢレーザと高周波配線板１２を結ぶ金ワイヤ１３の長さは単チャネルの時と同じで０．５ｍｍ程度に抑えられている。ところが、ＤＦＢレーザアレイ３Ｂの中心側の２つのＤＦＢレーザと高周波配線板１２を結ぶ金ワイヤ１３の長さは、各ＤＦＢレーザの間隔を０．５ｍｍとすると、１ｍｍ以上となり、外縁側に比べて２倍以上の長さ必要となる。 As in the conventional single channel optical transmission module shown in FIG. 1, the high frequency signal that has entered the package 1 from the high frequency wiring board 15 is connected by the high frequency wiring board 12 and the gold wire 13, and the high frequency wiring board 12 and the DFB laser are connected. The array 3B is also connected by a gold wire 13. In this way, since the high frequency wiring board 12 is drawn as close as possible to the DFB laser array 3B, the length of the gold wire 13 connecting the both DFB lasers on the outer edge side of the DFB laser array 3B and the high frequency wiring board 12 is a single channel. It is the same as the time and is suppressed to about 0.5 mm. However, the length of the gold wire 13 that connects the two DFB lasers on the center side of the DFB laser array 3B and the high-frequency wiring board 12 is 1 mm or more when the interval between the DFB lasers is 0.5 mm, which is larger than that of the outer edge side. More than twice as long is required.

このため、１０Ｇｂｐｓを超える高速電気信号（高周波信号）を扱う場合は、ＤＦＢレーザアレイ３Ｂの外縁側２チャネル以外のチャネル、つまり、ＤＦＢレーザアレイ３Ｂの中心側のチャネルにおいて、それらのＤＦＢレーザに供給される高周波信号が金ワイヤ１３のインダクタンス成分により劣化する問題と、金ワイヤ１３の近接するチャネル間で、電気クロストークが発生し、波形が劣化する問題とがあった。 For this reason, when high-speed electrical signals (high-frequency signals) exceeding 10 Gbps are handled, the signals are supplied to these DFB lasers in channels other than the two channels on the outer edge side of the DFB laser array 3B, that is, the channels on the center side of the DFB laser array 3B. There is a problem that a high frequency signal to be deteriorated due to an inductance component of the gold wire 13 and a problem that an electric crosstalk occurs between adjacent channels of the gold wire 13 and the waveform is deteriorated.

特開２００３−２０７６９３号公報JP 2003-207693 A

高速の多チャネル光送信モジュールにとって、信号劣化を極力抑えつつ、各チャネルに高周波信号を供給することは非常に重要である。しかし、従来技術では、チャネル数の増大に伴いチップサイズが大きくなり、金ワイヤの長さも長くなるため、高周波信号が劣化する問題を抱えていた。 For a high-speed multi-channel optical transmission module, it is very important to supply a high-frequency signal to each channel while suppressing signal degradation as much as possible. However, the conventional technique has a problem that the high-frequency signal deteriorates because the chip size increases and the length of the gold wire increases as the number of channels increases.

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、１０Ｇｂｐｓを超える高周波信号を扱うときに、劣化の少ない良好な信号を全チャネルに供給できる多チャネル光送信モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a multi-channel optical transmission module capable of supplying a good signal with little deterioration to all channels when a high-frequency signal exceeding 10 Gbps is handled.

上記課題を解決する第１の発明に係る多チャネル光送信モジュールは、
複数配列した半導体レーザ素子と複数の前記半導体レーザ素子からの光路を合波する合波器とを有するレーザアレイを、筐体内部に搭載した多チャネル光送信モジュールにおいて、
高周波信号を供給する高周波配線を複数有する第１の高周波配線板を備え、
前記第１の高周波配線板を、前記筐体内部の対面する側面の間を前記レーザアレイ内の前記合波器の真上の位置で横断するように配置することにより、前記第１の高周波配線板を前記レーザアレイの上方に配置すると共に、
前記高周波配線を、複数の前記半導体レーザ素子の平面上の位置に対応して形成し、
前記高周波配線と前記半導体レーザ素子とを各々金ワイヤで結線したことを特徴とする。
上記課題を解決する第２の発明に係る多チャネル光送信モジュールは、
上記第１の発明に記載の多チャネル光送信モジュールにおいて、
複数の前記半導体レーザ素子を一列に配列すると共に、前記半導体レーザ素子と結線する前記高周波配線の端部を、一列に配列した複数の前記半導体レーザ素子の平面上の位置に対応した位置に形成したことを特徴とする。
上記課題を解決する第３の発明に係る多チャネル光送信モジュールは、
上記第１又は第２の発明に記載の多チャネル光送信モジュールにおいて、
前記半導体レーザ素子を直接変調ＤＦＢレーザとし、前記直接変調ＤＦＢレーザを３個以上配列したことを特徴とする。
上記課題を解決する第４の発明に係る多チャネル光送信モジュールは、
上記第１〜第３のいずれか１つの発明に記載の多チャネル光送信モジュールにおいて、
前記合波器を、多モード干渉型合波器又はアレイ導波路格子合波器としたことを特徴とする。 A multi-channel optical transmission module according to the first invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In a multi-channel optical transmission module in which a laser array having a plurality of arrayed semiconductor laser elements and a multiplexer that multiplexes optical paths from the plurality of semiconductor laser elements is mounted inside a housing,
A first high-frequency wiring board having a plurality of high-frequency wirings for supplying a high-frequency signal;
Said first high frequency wiring board, by placing between the opposite sides of the housing portion so as to cross at a position just above the said multiplexer in said laser array, wherein the first high-frequency line Placing a plate above the laser array ;
The high-frequency wiring is formed corresponding to the position on the plane of the plurality of semiconductor laser elements,
The high-frequency wiring and the semiconductor laser element are each connected by a gold wire.
A multi-channel optical transmission module according to a second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the multi-channel optical transmission module according to the first invention,
A plurality of the semiconductor laser elements are arranged in a line, and an end portion of the high-frequency wiring connected to the semiconductor laser elements is formed at a position corresponding to a position on a plane of the plurality of semiconductor laser elements arranged in a line. It is characterized by that.
A multi-channel optical transmission module according to a third invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the multi-channel optical transmission module according to the first or second invention,
The semiconductor laser element is a direct modulation DFB laser, and three or more direct modulation DFB lasers are arranged.
A multi-channel optical transmission module according to a fourth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the multi-channel optical transmission module according to any one of the first to third inventions,
The multiplexer is a multimode interference multiplexer or an arrayed waveguide grating multiplexer.

上記課題を解決する第５の発明に係る多チャネル光送信モジュールは、
半導体レーザ素子及び当該半導体レーザ素子を変調する変調器の組を複数組配列したレーザアレイを、筐体内部に搭載した多チャネル光送信モジュールにおいて、
高周波信号を供給する高周波配線を複数有する第１の高周波配線板を備え、
前記第１の高周波配線板を、前記筐体内部の対面する側面の間を前記レーザアレイ内の複数の前記半導体レーザ素子の真上の位置で横断するように配置することにより、前記第１の高周波配線板を前記レーザアレイの上方に配置すると共に、
前記高周波配線を、複数の前記変調器の平面上の位置に対応して形成し、
前記高周波配線と前記変調器とを各々金ワイヤで結線したことを特徴とする。
上記課題を解決する第６の発明に係る多チャネル光送信モジュールは、
上記第５の発明に記載の多チャネル光送信モジュールにおいて、
複数の前記変調器を一列に配列すると共に、前記変調器と結線する前記高周波配線の端部を、一列に配列した複数の前記変調器の平面上の位置に対応した位置に形成したことを特徴とする。 A multi-channel optical transmission module according to a fifth invention for solving the above-mentioned problems is
In a multi-channel optical transmission module in which a laser array in which a plurality of sets of semiconductor laser elements and modulators that modulate the semiconductor laser elements are arranged is mounted inside a housing,
A first high-frequency wiring board having a plurality of high-frequency wirings for supplying a high-frequency signal;
Said first high frequency wiring board, by placing between the opposite sides of the housing portion so as to cross at a position directly above the plurality of the semiconductor laser element in the laser array, wherein the first A high frequency wiring board is disposed above the laser array , and
The high-frequency wiring is formed corresponding to the position on the plane of the plurality of modulators,
The high-frequency wiring and the modulator are each connected by a gold wire.
A multi-channel optical transmission module according to a sixth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the multi-channel optical transmission module according to the fifth invention,
A plurality of the modulators are arranged in a line, and ends of the high-frequency wirings connected to the modulators are formed at positions corresponding to positions on a plane of the plurality of the modulators arranged in a line. And

上記課題を解決する第７の発明に係る多チャネル光送信モジュールは、
上記第５又は第６の発明に記載の多チャネル光送信モジュールにおいて、
前記半導体レーザ素子をＤＦＢレーザとすると共に、前記変調器を電界吸収型光変調器とし、前記ＤＦＢレーザ及び前記電界吸収型光変調器の組を３組以上配列したことを特徴とする。 A multi-channel optical transmission module according to a seventh invention for solving the above-described problems is
In the multi-channel optical transmission module according to the fifth or sixth invention,
It said semiconductor laser element with a DFB laser, the modulator and electroabsorption modulator, characterized in that it has set the 3 Kumi以on sequence of the DFB laser and the electroabsorption modulator.

上記課題を解決する第８の発明に係る多チャネル光送信モジュールは、
半導体レーザ素子及び当該半導体レーザ素子を変調する変調器の組を複数組配列したレーザアレイを、筐体内部に搭載した多チャネル光送信モジュールにおいて、
高周波信号を供給する高周波配線を複数有する第１の高周波配線板を備え、
前記半導体レーザ素子をＤＦＢレーザとすると共に、前記変調器をマッハツェンダー変調器とし、前記ＤＦＢレーザ及び前記マッハツェンダー変調器の組を２組以上配列し、
前記第１の高周波配線板を、前記筐体内部の対面する側面の間を前記レーザアレイ内の複数の前記マッハツェンダー変調器本体の真上の位置で横断するように配置することにより、前記第１の高周波配線板を前記レーザアレイの上方に配置し、
複数の前記マッハツェンダー変調器に接続された電極パッドを一列に配列すると共に、前記電極パッドと結線する前記高周波配線の端部を、一列に配列した複数の前記電極パッドの平面上の位置に対応した位置に形成し、
前記高周波配線と前記電極パッドとを各々金ワイヤで結線したことを特徴とする。 A multi-channel optical transmission module according to an eighth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In a multi-channel optical transmission module in which a laser array in which a plurality of sets of semiconductor laser elements and modulators that modulate the semiconductor laser elements are arranged is mounted inside a housing,
A first high-frequency wiring board having a plurality of high-frequency wirings for supplying a high-frequency signal;
Wherein with the semiconductor to the laser element and the DFB laser, the modulator and Mach-Zehnder modulator, the DFB laser and the set of the Mach-Zehnder modulator 2 Kumi以on distribution Resshi,
By disposing the first high-frequency wiring board so as to cross between facing side surfaces in the housing at positions directly above the plurality of Mach-Zehnder modulator bodies in the laser array, 1 high frequency wiring board is arranged above the laser array,
The electrode pads connected to the plurality of Mach-Zehnder modulators are arranged in a row, and the end portions of the high-frequency wirings connected to the electrode pads correspond to the positions on the plane of the electrode pads arranged in a row. Formed at the position
The high-frequency wiring and the electrode pad are each connected by a gold wire .

上記課題を解決する第９の発明に係る多チャネル光送信モジュールは、
上記第５〜第８のいずれか１つの発明に記載の多チャネル光送信モジュールにおいて、
前記変調器からの光路を合波する合波器を、前記レーザアレイに形成すると共に、前記合波器を、多モード干渉型合波器又はアレイ導波路格子合波器としたことを特徴とする。 A multi-channel optical transmission module according to a ninth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the multi-channel optical transmission module according to any one of the fifth to eighth inventions,
The multiplexer for multiplexing the optical path from said modulator, and forming on said laser array, and characterized in that said multiplexer, and a multi-mode interference type multiplexer or array waveguide grating multiplexer To do.

上記課題を解決する第１０の発明に係る多チャネル光送信モジュールは、
上記第５〜第８のいずれか１つの発明に記載の多チャネル光送信モジュールにおいて、
前記変調器からの光路を合波する合波器を、前記レーザアレイと独立して設けると共に、前記合波器を、誘電体フィルタを用いた合波器としたことを特徴とする。 A multi-channel optical transmission module according to a tenth invention for solving the above-mentioned problems is
In the multi-channel optical transmission module according to any one of the fifth to eighth inventions,
The multiplexer for multiplexing the optical path from said modulator, provided with independently of the laser array, the multiplexer, characterized in that a multiplexer using a dielectric filter.

上記課題を解決する第１１の発明に係る多チャネル光送信モジュールは、
上記第１〜第１０のいずれか１つの発明に記載の多チャネル光送信モジュールにおいて、
前記第１の高周波配線板の配線形状を、ＧＮＤコプレーナ線路又は差動コプレーナ線路のいずれかの配線形状とすると共に、
前記第１の高周波配線板の配線の材料を、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｕのうち少なくとも１つの元素からなる金属としたことを特徴とする。
上記課題を解決する第１２の発明に係る多チャネル光送信モジュールは、
上記第１〜第１１のいずれか１つの発明に記載の多チャネル光送信モジュールにおいて、
外部配線と前記第１の高周波配線板との間を中継する第２の高周波配線板を、前記筐体内部の対面する側面に各々設けると共に、２つの前記第２の高周波配線板の上面の高さを、前記レーザアレイの上面の高さより高く配置し、２つの前記第２の高周波配線板の上面に前記第１の高周波配線板を固定したことを特徴とする。 A multi-channel optical transmission module according to an eleventh invention for solving the above-mentioned problems is
In the multi-channel optical transmission module according to any one of the first to tenth inventions,
The wiring shape of the first high-frequency wiring board is a wiring shape of either a GND coplanar line or a differential coplanar line,
The wiring material of the first high-frequency wiring board is a metal made of at least one element of Au, Pt, Ag, Al, Ti, Ni, and Cu.
A multi-channel optical transmission module according to a twelfth invention for solving the above-mentioned problems is
In the multi-channel optical transmission module according to any one of the first to eleventh inventions,
A second high-frequency wiring board that relays between the external wiring and the first high-frequency wiring board is provided on each side surface facing the inside of the housing, and the top surfaces of the two second high-frequency wiring boards are high. The first high-frequency wiring board is fixed to the upper surfaces of the two second high-frequency wiring boards by arranging the height higher than the height of the upper surface of the laser array.

本発明によれば、１０Ｇｂｐｓを超える高周波信号を扱うときに、信号劣化が少ない多チャネル光送信モジュールを実現することができる。 According to the present invention, when a high frequency signal exceeding 10 Gbps is handled, a multi-channel optical transmission module with little signal deterioration can be realized.

従来の結線構造を用いた単チャネル光送信モジュールを示す構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。It is a block diagram which shows the single channel optical transmission module using the conventional connection structure, (a) is a top view, (b) is a side view. 従来の結線構造を用いた多チャネル光送信モジュールを示す構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。It is a block diagram which shows the multichannel optical transmission module using the conventional connection structure, (a) is a top view, (b) is a side view. 本発明に係る多チャネル光送信モジュールの実施形態の一例（実施例１）を示す構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。It is a block diagram which shows an example (Example 1) of embodiment of the multichannel optical transmission module which concerns on this invention, (a) is a top view, (b) is a side view. 図３に示した多チャネル光送信モジュールの空中高周波配線板を示す上面図である。FIG. 4 is a top view showing an aerial high-frequency wiring board of the multi-channel optical transmission module shown in FIG. 3. 図３に示した多チャネル光送信モジュールの第１レンズを調芯するための実験系を示す構成図である。It is a block diagram which shows the experiment system for aligning the 1st lens of the multichannel optical transmission module shown in FIG. 図３に示した多チャネル光送信モジュールの第２レンズ及びピグテールファイバを調芯するための実験系を示す構成図である。It is a block diagram which shows the experimental system for aligning the 2nd lens and pigtail fiber of the multichannel optical transmission module shown in FIG. 図２、図３に示した多チャネル光送信モジュールのアイパターン測定用実験系を示す構成図である。It is a block diagram which shows the experimental system for eye pattern measurement of the multichannel optical transmission module shown in FIG. 2, FIG. 図２、図３に示した多チャネル光送信モジュールのビットエラーレート測定用実験系を示す構成図である。It is a block diagram which shows the experimental system for bit error rate measurement of the multi-channel optical transmission module shown in FIG. 2, FIG. 本発明に係る多チャネル光送信モジュールの実施形態の他の一例（実施例２）を示す構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。It is a block diagram which shows another example (Example 2) of embodiment of the multichannel optical transmission module which concerns on this invention, (a) is a top view, (b) is a side view. 図９に示した多チャネル光送信モジュールの空中高周波配線板を示す上面図である。FIG. 10 is a top view showing an aerial high-frequency wiring board of the multi-channel optical transmission module shown in FIG. 9. 図９に示した多チャネル光送信モジュールの第１レンズアレイを調芯するための実験系を示す構成図である。It is a block diagram which shows the experimental system for aligning the 1st lens array of the multichannel optical transmission module shown in FIG. 図９に示した多チャネル光送信モジュールの誘電体フィルタ合波器を実装するための実験系を示す構成図である。It is a block diagram which shows the experimental system for mounting the dielectric filter multiplexer of the multichannel optical transmission module shown in FIG. 図９に示した多チャネル光送信モジュールのアイパターン測定用実験系を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing an experimental system for eye pattern measurement of the multi-channel optical transmission module shown in FIG. 9. 図９に示した多チャネル光送信モジュールの比較例となる、従来の結線構造を用いた多チャネル光送信モジュールを示す構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。FIG. 10 is a configuration diagram illustrating a conventional multi-channel optical transmission module using a connection structure, which is a comparative example of the multi-channel optical transmission module illustrated in FIG. 9, and (a) is a top view and (b) is a side view. . 図９、図１４に示した多チャネル光送信モジュールのビットエラーレート測定用実験系を示す構成図である。It is a block diagram which shows the experimental system for bit error rate measurement of the multichannel optical transmission module shown in FIG. 9, FIG. 本発明に係る多チャネル光送信モジュールの実施形態の他の一例（実施例３）を示す構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。It is a block diagram which shows another example (Example 3) of embodiment of the multichannel optical transmission module which concerns on this invention, (a) is a top view, (b) is a side view. 図１６に示した多チャネル光送信モジュールの空中高周波配線板を示す上面図である。FIG. 17 is a top view showing an aerial high-frequency wiring board of the multichannel optical transmission module shown in FIG. 16. 図１６に示した多チャネル光送信モジュールの第１レンズを調芯するための実験系を示す構成図である。It is a block diagram which shows the experimental system for aligning the 1st lens of the multichannel optical transmission module shown in FIG. 図１６に示した多チャネル光送信モジュールの比較例となる、従来の結線構造を用いた多チャネル光送信モジュールを示す構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。FIG. 17 is a configuration diagram showing a multi-channel optical transmission module using a conventional connection structure, which is a comparative example of the multi-channel optical transmission module shown in FIG. 16, wherein (a) is a top view and (b) is a side view. . 周波数特性のワイヤ長さ依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the wire length dependence of a frequency characteristic.

従来の多チャネル光送信モジュールおいては、ＬＤキャリア上に高周波配線板を配置しているので、レーザアレイの上方に高周波配線板を配置することはなかった。 In the conventional multi-channel optical transmission module, since the high frequency wiring board is disposed on the LD carrier, the high frequency wiring board is not disposed above the laser array.

これに対して、本発明に係る多チャネル光送信モジュールにおいては、そのパッケージ内部の対面する側面の間を横断するように、高周波配線板を設置することにより、レーザアレイの上を高周波配線板が跨ぐように配置している。これにより、レーザアレイの各チャネルの直上（直近）まで、高周波配線板内の高周波配線を引いてくることが可能となる。そして、各チャネルと各高周波配線との間をワイヤボンディングによる金ワイヤで結線する際、全チャネルにおいて、できるだけ短い距離（長い場合でも０．６ｍｍ程度）で、結線することが可能となる。 On the other hand, in the multi-channel optical transmission module according to the present invention, the high frequency wiring board is placed on the laser array by installing the high frequency wiring board so as to cross between the facing side surfaces inside the package. It is arranged to straddle. As a result, it is possible to draw the high-frequency wiring in the high-frequency wiring board up to just above each channel of the laser array. And when connecting between each channel and each high frequency wiring with the gold wire by wire bonding, it becomes possible to connect in all the channels by the shortest possible distance (about 0.6 mm at the longest).

このような構成により、インダクタンス成分による高周波特性の劣化を最小限に抑えることが可能となり、１０Ｇｂｐｓを超える高周波信号を扱うときに、信号劣化が少ない良好な信号を全チャネルに供給する多チャネル光送信モジュールを実現することが可能となる。 With such a configuration, it is possible to minimize the degradation of the high frequency characteristics due to the inductance component, and when handling a high frequency signal exceeding 10 Gbps, multi-channel optical transmission that supplies a good signal with little signal degradation to all channels A module can be realized.

このような本発明に係る多チャネル光送信モジュールについて、その実施形態のいくつかを以下に説明する。なお、以下の実施例は、本発明を説明するいくつかの例示であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行い得る。 Some of the embodiments of the multi-channel optical transmission module according to the present invention will be described below. The following examples are some examples for explaining the present invention, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

（１．構成）
図３は、本実施例の多チャネル光送信モジュールを示す構成図であり、図３（ａ）は、その上面図、図３（ｂ）は、その側面図である。又、図４は、後述する空中高周波配線板の上面図である。 (1. Configuration)
FIG. 3 is a configuration diagram showing the multi-channel optical transmission module of the present embodiment, FIG. 3 (a) is a top view thereof, and FIG. 3 (b) is a side view thereof. FIG. 4 is a top view of an aerial high-frequency wiring board described later.

本実施例の多チャネル光送信モジュールは、その筐体となるパッケージ１と、パッケージ１の内部に設けられ、後述するレーザアレイ３Ｂを冷却するためのペルチェ素子６と、ペルチェ素子６の上面に設けられ、その上面にレーザアレイ３Ｂや後述する第１レンズ５Ａ等が配置されるＬＤキャリア２と、ＬＤキャリア２の上面に設けられ、その上面にレーザアレイ３Ｂが配置されるサブキャリア４Ａと、複数の半導体レーザ素子とそれらからの光路を合波する合波器とが集積されたレーザアレイ３Ｂと、レーザアレイ３Ｂからのレーザ光を集光する第１レンズ５Ａとを有している。このような構成により、レーザアレイ３Ｂを、パッケージ１の内部に搭載している。 The multi-channel optical transmission module according to the present embodiment is provided in the package 1 serving as a housing thereof, a Peltier element 6 for cooling a laser array 3B described later, and an upper surface of the Peltier element 6. An LD carrier 2 on which the laser array 3B and a first lens 5A, which will be described later, are arranged, an LD carrier 2 provided on the upper surface of the LD carrier 2, and a subcarrier 4A on which the laser array 3B is arranged; And a first lens 5A for condensing the laser beam from the laser array 3B. With such a configuration, the laser array 3 B is mounted inside the package 1.

又、パッケージ１の１つの側面の外側には、第１レンズ５Ａで集光したレーザ光を集光し、後述するピグテールファイバ１１に入射する第２レンズ９と、ピグテールファイバ１１を保持するフェルールカラー１０と、レーザアレイ３Ｂからのレーザ光を外部へ伝搬するピグテールファイバ１１とを設けている。 Further, on the outside of one side surface of the package 1, the laser light collected by the first lens 5 A is collected, and a second lens 9 that enters the pigtail fiber 11 described later, and a ferrule collar that holds the pigtail fiber 11. 10 and a pigtail fiber 11 that propagates laser light from the laser array 3B to the outside.

本実施例では、多チャネル光送信用アレイデバイスとなるレーザアレイ３Ｂとして、４チャネルの合波器付きＤＦＢレーザアレイを用いた構成となっている。具体的には、レーザアレイ３Ｂでは、半導体レーザ素子として、直接変調ＤＦＢレーザを用いており、合波器として、アレイ導波路格子合波器（以下、ＡＷＧ合波器と呼ぶ。）を用いており、ＩｎＰ基板上に、４つの直接変調ＤＦＢレーザを配列して集積すると共に、各直接変調ＤＦＢレーザからの光路を合波するＡＷＧ合波器を集積している。なお、合波器は、後述の実施例３で示す多モード干渉型合波器（ＭＭＩ合波器）でもよい。 In the present embodiment, a 4-channel DFB laser array with a multiplexer is used as the laser array 3B serving as a multi-channel optical transmission array device. Specifically, in the laser array 3B, a direct modulation DFB laser is used as a semiconductor laser element, and an arrayed waveguide grating multiplexer (hereinafter referred to as an AWG multiplexer) is used as a multiplexer. On the InP substrate, four direct modulation DFB lasers are arranged and integrated, and an AWG multiplexer that multiplexes optical paths from the respective direct modulation DFB lasers is integrated. The multiplexer may be a multimode interference multiplexer (MMI multiplexer) shown in Example 3 described later.

又、レーザアレイ３Ｂでは、チャネル間隔を５００μｍとし、各チャネルの波長は、１２９５ｎｍ、１３００ｎｍ、１３０５ｎｍ、１３１０ｎｍとした。又、データレート２５Ｇｂｐｓ、Non Return to ZERO（以下、ＮＲＺと呼ぶ。）とし、疑似ランダム信号（以下、ＰＲＢＳと呼ぶ。）は［２³¹−１］の高周波信号を各チャネルに供給する。 In the laser array 3B, the channel spacing was 500 μm, and the wavelength of each channel was 1295 nm, 1300 nm, 1305 nm, and 1310 nm. The data rate is 25 Gbps, Non Return to ZERO (hereinafter referred to as NRZ), and a pseudo-random signal (hereinafter referred to as PRBS) supplies a high frequency signal of [2 ³¹ -1] to each channel.

そして、レーザアレイ３Ｂを挟んだ、パッケージ１内部の対面する側面には、パッケージ１外部の配線と後述する空中高周波配線板１７（第１の高周波配線板）との中継のために、高周波配線板１６（第２の高周波配線板）が設けられており、この２つの中継高周波配線板１６の間に橋を架けるように、中継高周波配線板１６の上面に空中高周波配線板１７を固定している。この中継高周波配線板１６は、その上面の位置が、レーザアレイ３Ｂの上面の位置より高くなるように配置されており、その結果、空中高周波配線板１７は、図３（ｂ）に示すように、レーザアレイ３Ｂから見ると、その上方の空中の位置に設置されて、パッケージ１内部の対面する側面の間を横断することになる。 A high-frequency wiring board is provided on a side surface facing the inside of the package 1 across the laser array 3B for relaying between the wiring outside the package 1 and an aerial high-frequency wiring board 17 (first high-frequency wiring board) described later. 16 (second high-frequency wiring board) is provided, and an aerial high-frequency wiring board 17 is fixed to the upper surface of the relay high-frequency wiring board 16 so as to bridge between the two relay high-frequency wiring boards 16. . The relay high-frequency wiring board 16 is arranged such that the position of the upper surface thereof is higher than the position of the upper surface of the laser array 3B. As a result, the aerial high-frequency wiring board 17 is formed as shown in FIG. When viewed from the laser array 3 B, the laser array 3 B is installed at an air position above the laser array 3 B and crosses between the facing side surfaces inside the package 1.

空中高周波配線板１７は、図４に示すように、４チャネル分の高周波配線１７ａと、高周波配線１７ａに隣接したグランド線１７ｂとを有しており、ＧＮＤコプレーナ線路の配線形状になっている。又、本実施例では、空中高周波配線板１７自体の材料を窒化アルミニウム、高周波配線１７ａ、グランド線１７ｂの材料をＡｕとしている。各高周波配線１７ａは、１０Ｇｂｓを超える高周波信号を供給可能であり、各直接変調ＤＦＢレーザの平面上の位置、更に詳しくは、各直接変調ＤＦＢレーザの電極パッドの平面上の位置に対応して形成してある。 As shown in FIG. 4, the aerial high-frequency wiring board 17 has high-frequency wirings 17a for four channels and ground lines 17b adjacent to the high-frequency wirings 17a, and has a wiring shape of a GND coplanar line. In this embodiment, the material of the aerial high-frequency wiring board 17 itself is aluminum nitride, and the material of the high-frequency wiring 17a and the ground line 17b is Au. Each high-frequency wiring 17a can supply a high-frequency signal exceeding 10 Gbs, and is formed corresponding to the position on the plane of each direct modulation DFB laser, more specifically, the position on the plane of the electrode pad of each direct modulation DFB laser. It is.

なお、本実施例では、中継高周波配線板１６を利用して、空中高周波配線板１７を配置しているが、レーザアレイ３Ｂの上方の位置で、パッケージ１内部の対面する側面の間を横断するように、空中高周波配線板１７を配置できれば、どのような構造でもよい。例えば、パッケージ１内部の対面する側面に、レーザアレイ３Ｂの上面より高い支持部を設け、この支持部の間を横断するように、その上面に空中高周波配線板１７を配置してもよい。 In the present embodiment, the aerial high-frequency wiring board 17 is disposed using the relay high-frequency wiring board 16, but crosses between the facing side surfaces inside the package 1 at a position above the laser array 3 B. Thus, any structure may be used as long as the aerial high-frequency wiring board 17 can be disposed. For example, a support portion higher than the upper surface of the laser array 3B may be provided on the side surface facing the package 1, and the aerial high-frequency wiring board 17 may be disposed on the upper surface so as to cross between the support portions.

空中高周波配線板１７がレーザアレイ３Ｂの上方の空中の位置に設置されているので、各高周波配線１７ａは、各チャネルの直接変調ＤＦＢレーザの直上の位置まで、つまり、直近の位置まで形成することができる。従って、各チャネルの直接変調ＤＦＢレーザと高周波配線１７ａとの間を、金ワイヤ１３によるワイヤボンディングで結線する際、できるだけ短い距離で結線することが可能となる。その結果、金ワイヤ１３の長さを、全てのチャネルにおいて、長くても、０．６ｍｍ程度に抑えることができ、１０Ｇｂｐｓを超える高周波信号を扱うときに、良好な劣化の少ない信号を全チャネルに供給することができる。加えて、金ワイヤ１３同士の間隔は、各チャネル同士の間隔となるので、従来よりも間隔を取ることができ、電気クロストークの発生も抑制することができる。 Since the aerial high-frequency wiring board 17 is installed at an aerial position above the laser array 3B, each high-frequency wiring 17a is formed to a position immediately above the directly modulated DFB laser of each channel, that is, to the nearest position. Can do. Accordingly, when the direct modulation DFB laser of each channel and the high-frequency wiring 17a are connected by wire bonding using the gold wire 13, it is possible to connect at a distance as short as possible. As a result, the length of the gold wire 13 can be suppressed to about 0.6 mm even if it is long in all channels, and when a high-frequency signal exceeding 10 Gbps is handled, a good signal with little deterioration is applied to all channels. Can be supplied. In addition, since the interval between the gold wires 13 is the interval between the channels, the interval can be increased as compared with the conventional case, and the occurrence of electrical crosstalk can be suppressed.

参考のため、図２０に、周波数特性のワイヤ長さ依存性のグラフを示す。これは、ＤＦＢレーザの内部を等価回路で表し、その等価回路に終端抵抗４０Ω（ＤＦＢレーザの寄生抵抗と合わせて５０Ω）とワイヤのインダクタンス成分を直列に入れたときの周波数応答性をシミュレーションしたものである。なお、このシミュレーションでは、ＤＦＢレーザの光・電気変換は加味していない。図２０のグラフからわかるように、ワイヤ長さを０．５ｍｍに抑えられれば、３ｄＢ帯域は３０ＧＨｚ付近まで行くが（太線参照）、ワイヤ長さが１ｍｍになると３ｄＢ帯域は２０ＧＨｚを切り、２０Ｇｂｐｓを超える信号を伝送するのが難しくなる（細線参照）。このシミュレーション結果から、本発明が１０Ｇｂｐｓ以上の高周波信号で有効であることがわかる。 For reference, FIG. 20 shows a graph of the dependency of the frequency characteristics on the wire length. This is a simulation of the frequency response when the inside of the DFB laser is represented by an equivalent circuit and a terminal resistance of 40Ω (50Ω in combination with the parasitic resistance of the DFB laser) and the inductance component of the wire are placed in series in the equivalent circuit. It is. In this simulation, the optical / electrical conversion of the DFB laser is not taken into consideration. As can be seen from the graph of FIG. 20, if the wire length can be suppressed to 0.5 mm, the 3 dB band goes to around 30 GHz (see thick line), but when the wire length becomes 1 mm, the 3 dB band cuts off 20 GHz, and 20 Gbps. It becomes difficult to transmit the signal exceeding (see thin line). From this simulation result, it can be seen that the present invention is effective for high-frequency signals of 10 Gbps or more.

なお、本実施例では、レーザアレイ中に直接変調ＤＦＢレーザを４個配列しているが、レーザアレイ中に直接変調ＤＦＢレーザを３個以上配列した構成であれば、本実施例の適用により、上記効果を奏する。つまり、従来の結線構造では、レーザアレイ中に直接変調ＤＦＢレーザが３個以上配列されると、その外縁側を除いた直接変調ＤＦＢレーザへの金ワイヤの長さが長くなっていたが、本実施例を適用することにより、その長さを抑えることができるからである。 In this embodiment, four directly modulated DFB lasers are arranged in the laser array. However, if three or more directly modulated DFB lasers are arranged in the laser array, the application of this embodiment The above effects are achieved. In other words, in the conventional connection structure, when three or more directly modulated DFB lasers are arranged in the laser array, the length of the gold wire to the directly modulated DFB laser excluding the outer edge side becomes long. This is because the length can be suppressed by applying the embodiment.

（２．動作原理）
本実施例において、レーザアレイ３Ｂの各チャネルに、どのようにして高周波信号を供給するかを説明する。 (2. Principle of operation)
In the present embodiment, how to supply a high frequency signal to each channel of the laser array 3B will be described.

中継高周波配線板１６からパッケージ１に入ってきた高周波信号は、金ワイヤ１３を介して、空中高周波配線板１７に入り、更に、金ワイヤ１３を介して、レーザアレイ３Ｂの各直接変調ＤＦＢレーザに供給される。レーザアレイ３Ｂによって光に変換された信号は、ＡＷＧ合波器を介して、１つの導波路に合波されて出力される。出力された光は、第１レンズ５Ａ、第２レンズ９によって集光されて、ピグテールファイバ１１に結合される。 A high-frequency signal that has entered the package 1 from the relay high-frequency wiring board 16 enters the aerial high-frequency wiring board 17 via the gold wire 13 and further passes through the gold wire 13 to each directly modulated DFB laser of the laser array 3B. Supplied. The signals converted into light by the laser array 3B are combined into one waveguide through an AWG multiplexer and output. The output light is condensed by the first lens 5 A and the second lens 9 and coupled to the pigtail fiber 11.

（３．組み立て工程）
本実施例の多チャネル光送信モジュールを作製するための手順を以下に示す。 (3. Assembly process)
The procedure for producing the multi-channel optical transmission module of this example is shown below.

まず、レーザアレイ３Ｂをサブキャリア４Ａに実装する。次に、サブキャリア４ＡをＬＤキャリア２に実装する。又、ペルチェ素子６をパッケージ１の内部に実装すると共に、中継高周波配線板１６を、パッケージ１内部の対向する側面であり、レーザアレイ３Ｂの上面より高い位置に実装する。 First, the laser array 3B is mounted on the subcarrier 4A. Next, the subcarrier 4A is mounted on the LD carrier 2. Further, the Peltier element 6 is mounted inside the package 1, and the relay high-frequency wiring board 16 is mounted on the opposite side surface inside the package 1 and higher than the upper surface of the laser array 3B.

そして、図５に示す実験系を用いて、第１レンズ５Ａの調芯を行う。具体的には、レーザアレイ３Ｂの直接変調ＤＦＢレーザの任意の１チャネルに、直流電源２２及びＤＣプローブ２１を用いて、電流を５０ｍＡ程度供給する。この状態で、ＣＣＤカメラ２４を用いて、レーザアレイ３Ｂから出力されたレーザ光のビーム形状を確認し、レーザ光のビーム形状、位置が、光の進行方向のどの位置でも変わらなくなるように、第１レンズ５Ａの調芯を行い、イットリウム・アルミニウム・ガーネットレーザ（以下、ＹＡＧレーザと呼ぶ。）２３による溶接で、第１レンズ５ＡをＬＤキャリア２に固定する。 Then, the first lens 5A is aligned using the experimental system shown in FIG. Specifically, a current of about 50 mA is supplied to any one channel of the direct modulation DFB laser of the laser array 3B using the DC power supply 22 and the DC probe 21. In this state, the CCD camera 24 is used to confirm the beam shape of the laser beam output from the laser array 3B, and the first beam shape and position of the laser beam are not changed at any position in the light traveling direction. The first lens 5A is aligned, and the first lens 5A is fixed to the LD carrier 2 by welding with an yttrium / aluminum / garnet laser (hereinafter referred to as YAG laser) 23.

その後、パッケージ１に実装したペルチェ素子６にＬＤキャリア２を搭載する。このとき、空中高周波配線板１７を中継高周波配線板１６上に仮搭載し、レーザアレイ３Ｂの各直接変調ＤＦＢレーザの電極パッドの位置と空中高周波配線板１７の各高周波配線１７ａの位置が合うように、ＬＤキャリア２の搭載位置を調整する。次に、仮搭載していた空中高周波配線板１７を中継高周波配線板１６上に固定する。そして、固定した空中高周波配線板１７と、中継高周波配線板１６及びレーザアレイ３Ｂの間を、ワイヤボンディングによる金ワイヤ１３で結線する。 Thereafter, the LD carrier 2 is mounted on the Peltier element 6 mounted on the package 1. At this time, the aerial high-frequency wiring board 17 is temporarily mounted on the relay high-frequency wiring board 16 so that the positions of the electrode pads of each direct modulation DFB laser of the laser array 3B and the positions of the high-frequency wirings 17a of the aerial high-frequency wiring board 17 are matched. Next, the mounting position of the LD carrier 2 is adjusted. Next, the temporarily mounted aerial high-frequency wiring board 17 is fixed on the relay high-frequency wiring board 16. Then, the fixed aerial high-frequency wiring board 17, the relay high-frequency wiring board 16, and the laser array 3B are connected by a gold wire 13 by wire bonding.

最後に、図６に示す実験系を用いて、第２レンズ９、ピグテールファイバ１１の調芯を行う。具体的には、直流電源２２を用いて、レーザアレイ３Ｂの直接変調ＤＦＢレーザの任意の１チャネルに電流を５０ｍＡ程度供給し、この状態で、光パワーメータ２５に入るパワーが最大になるように、第２レンズ９、ピグテールファイバ１１の調芯を行い、ＹＡＧレーザ２３による溶接で、第２レンズ９、フェルールカラー１０、ピグテールファイバ１１を固定する。以上で、多チャネル光送信モジュールが完成する。 Finally, the second lens 9 and the pigtail fiber 11 are aligned using the experimental system shown in FIG. Specifically, the DC power supply 22 is used to supply a current of about 50 mA to an arbitrary channel of the direct modulation DFB laser of the laser array 3B, and in this state, the power entering the optical power meter 25 is maximized. The second lens 9 and the pigtail fiber 11 are aligned, and the second lens 9, the ferrule collar 10, and the pigtail fiber 11 are fixed by welding with the YAG laser 23. The multi-channel optical transmission module is thus completed.

（４．特性）
アイパターン測定用実験系を図７に示す。この実験系の構成を簡単に説明する。多チャネル光送信モジュール３１を光ファイバ３２の一端に接続し、その光ファイバ３２の他端を光分波器３３に接続する。光分波器３３には、多チャネル光送信モジュール３１からのレーザ光を検出するフォトディテクタ３４が接続されており、多チャネル光送信モジュール３１にはパルスパタンジェネレータ３５が接続されており、更に、フォトディテクタ３４にはサンプリングオシロスコープ３６接続されている。従って、パルスパタンジェネレータ３５の信号に基づいて出力される多チャネル光送信モジュール３１のレーザ光がフォトディテクタ３４で検出され、検出されたレーザ光がサンプリングオシロスコープ３６で解析される構成となっている。 (4. Characteristics)
An experimental system for eye pattern measurement is shown in FIG. The configuration of this experimental system will be briefly described. The multi-channel optical transmission module 31 is connected to one end of the optical fiber 32, and the other end of the optical fiber 32 is connected to the optical demultiplexer 33. The optical demultiplexer 33 is connected to a photodetector 34 for detecting laser light from the multi-channel optical transmission module 31, and the multi-channel optical transmission module 31 is connected to a pulse pattern generator 35, and further, the photodetector. A sampling oscilloscope 36 is connected to 34. Therefore, the laser light of the multi-channel optical transmission module 31 output based on the signal of the pulse pattern generator 35 is detected by the photodetector 34, and the detected laser light is analyzed by the sampling oscilloscope 36.

ここでは、比較として、図２に示した従来の多チャネル光送信モジュールの測定も同時に行った。この比較測定では、共に、チップ温度を２５℃一定とし、直接変調ＤＦＢレーザのバイアス電流を５０ｍＡ、入力信号の振幅を３．０Ｖｐｐとした。この比較測定において、従来の多チャネル光送信モジュールが消光比４．０ｄＢであったのに対して、本実施例の多チャネル光送信モジュールでは４．８ｄＢの消光比が得られた。 For comparison, the conventional multi-channel optical transmission module shown in FIG. 2 was also measured at the same time. In this comparative measurement, the chip temperature was constant at 25 ° C., the bias current of the direct modulation DFB laser was 50 mA, and the amplitude of the input signal was 3.0 Vpp. In this comparative measurement, the conventional multi-channel optical transmission module had an extinction ratio of 4.0 dB, whereas the multi-channel optical transmission module of this example had an extinction ratio of 4.8 dB.

又、４チャネル同時にバイアス電流５０ｍＡ、入力信号の振幅３．０Ｖｐｐを印加した場合には、従来の多チャネル光送信モジュールが消光比３．０ｄＢであったのに対して、本実施例の多チャネル光送信モジュールでは４．５ｄＢの消光比が得られた。 When the bias current of 50 mA and the input signal amplitude of 3.0 Vpp are applied simultaneously for the four channels, the conventional multi-channel optical transmission module has an extinction ratio of 3.0 dB. In the optical transmission module, an extinction ratio of 4.5 dB was obtained.

ビットエラーレート測定用実験系を図８に示す。次に、この実験系を用いて、符号誤り率特性（以下、ＢＥＲ特性と呼ぶ、）を測定した。この実験系の構成を簡単に説明する。多チャネル光送信モジュール３１を光ファイバ３２の一端に接続し、その光ファイバ３２の他端を光分波器３３に接続する。光分波器３３には、多チャネル光送信モジュール３１からのレーザ光を検出するフォトディテクタ３４が接続されており、多チャネル光送信モジュール３１にはパルスパタンジェネレータ３５が接続されており、又、フォトディテクタ３４には、光可変減衰器３９を介して、エラーディテクタ３７接続されている。従って、パルスパタンジェネレータ３５の信号に基づいて出力される多チャネル光送信モジュール３１のレーザ光がフォトディテクタ３４で検出され、検出されたレーザ光がエラーディテクタ３７で解析される構成となっている。 An experimental system for bit error rate measurement is shown in FIG. Next, using this experimental system, the code error rate characteristic (hereinafter referred to as BER characteristic) was measured. The configuration of this experimental system will be briefly described. The multi-channel optical transmission module 31 is connected to one end of the optical fiber 32, and the other end of the optical fiber 32 is connected to the optical demultiplexer 33. The optical demultiplexer 33 is connected to a photo detector 34 for detecting laser light from the multi-channel optical transmission module 31, and the multi-channel optical transmission module 31 is connected to a pulse pattern generator 35, and the photo detector 34 is connected to an error detector 37 via an optical variable attenuator 39. Therefore, the laser light of the multi-channel optical transmission module 31 output based on the signal of the pulse pattern generator 35 is detected by the photodetector 34, and the detected laser light is analyzed by the error detector 37.

ここでは、従来の多チャネル光送信モジュール及び本実施例の多チャネル光送信モジュール共に、各チャネルでのエラーフリー動作を確認することができた。又、全チャネル同時動作時に、チャネル２（図３（ａ）中の上から２番目のチャネル）の最小受光感度は、従来の多チャネル光送信モジュールが−３ｄＢｍであったのに対して、本実施例の多チャネル光送信モジュールでは−４．１ｄＢｍであった。 Here, both the conventional multi-channel optical transmission module and the multi-channel optical transmission module of the present embodiment were able to confirm error-free operation in each channel. In addition, the minimum light receiving sensitivity of channel 2 (second channel from the top in FIG. 3A) during simultaneous operation of all channels is -3 dBm compared to the conventional multi-channel optical transmission module. In the multi-channel optical transmission module of the example, it was -4.1 dBm.

以上により、１０Ｇｂｐｓを超える高周波信号を扱うときに、信号劣化が少ない多チャネル光送信モジュールが実現可能であることが明らかとなった。 From the above, it has been clarified that a multi-channel optical transmission module with little signal deterioration can be realized when a high-frequency signal exceeding 10 Gbps is handled.

（１．構成）
図９は、本実施例の多チャネル光送信モジュールを示す構成図であり、図９（ａ）は、その上面図、図９（ｂ）は、その側面図である。又、図１０は、後述する空中高周波配線板の上面図である。なお、本実施例の多チャネル光送信モジュールにおいて、実施例１で説明した多チャネル光送信モジュールと同等の構成には同じ符号を付している。 (1. Configuration)
FIG. 9 is a block diagram showing the multi-channel optical transmission module of the present embodiment, FIG. 9A is a top view thereof, and FIG. 9B is a side view thereof. FIG. 10 is a top view of an aerial high-frequency wiring board described later. In the multi-channel optical transmission module of the present embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those of the multi-channel optical transmission module described in the first embodiment.

本実施例の多チャネル光送信モジュールは、その筐体となるパッケージ１と、パッケージ１の内部に設けられ、その上面に後述するＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃや第１レンズアレイ５Ｂや誘電体フィルタ合波器７等が配置されるＬＤキャリア２と、ＬＤキャリア２の上面に設けられ、その上面にＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃが配置される配線付きサブキャリア４Ｂと、半導体レーザ素子及びその変調器の組が複数組集積されたＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃと、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃからの複数レーザ光を各々集光する第１レンズアレイ５Ｂと、第１レンズアレイ５Ｂで集光されたレーザ光を合波する誘電体フィルタ合波器７とを有している。このような構成により、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃを、パッケージ１の内部に搭載している。 The multi-channel optical transmission module of this embodiment is provided with a package 1 serving as a housing, and an EADFB laser array 3C, a first lens array 5B, and a dielectric filter multiplexer, which will be described later, on the upper surface thereof. 7 and the like, a subcarrier 4B with wiring provided on the upper surface of the LD carrier 2, and an EADFB laser array 3C disposed on the upper surface, a plurality of sets of semiconductor laser elements and modulators thereof The integrated EADFB laser array 3C, the first lens array 5B for condensing the plurality of laser beams from the EADFB laser array 3C, and the dielectric filter combination for combining the laser beams collected by the first lens array 5B And a corrugator 7. With such a configuration, the EADFB laser array 3 C is mounted inside the package 1.

又、パッケージ１の１つの側面の外側には、誘電体フィルタ合波器７で合波したレーザ光を集光し、後述するピグテールファイバ１１に入射する第２レンズ９と、ピグテールファイバ１１を保持するフェルールカラー１０と、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃからのレーザ光を外部へ伝搬するピグテールファイバ１１とを設けている。 Further, on the outside of one side surface of the package 1, the laser light combined by the dielectric filter multiplexer 7 is collected, and the second lens 9 that enters the pigtail fiber 11 described later and the pigtail fiber 11 are held. A ferrule collar 10 and a pigtail fiber 11 for propagating laser light from the EADFB laser array 3C to the outside are provided.

本実施例では、多チャネル光送信用アレイデバイスとなるＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃとして、４チャネル電界吸収型光変調器集積ＤＦＢレーザアレイを用いた構成となっている。具体的には、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃでは、半導体レーザ素子として、ＤＦＢレーザを用いており（以下、ＤＦＢレーザ部と呼ぶ。）、変調器として、電界吸収型変調器（以下、ＥＡ部と呼ぶ。）を用いており、ＩｎＰ基板上に、４組のＤＦＢレーザ部及びＥＡ部を配列して集積している。なお、合波器としては、誘電体フィルタを用いており、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃには集積せず、それとは独立して設けている。従って、各ＥＡ部からの光路を、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃの外部に設けた誘電体フィルタ合波器７が合波することになる。 In this embodiment, a 4-channel electroabsorption optical modulator integrated DFB laser array is used as the EADFB laser array 3C, which is an array device for multi-channel optical transmission. Specifically, in the EADFB laser array 3C, a DFB laser is used as a semiconductor laser element (hereinafter referred to as a DFB laser unit), and an electroabsorption modulator (hereinafter referred to as an EA unit) is used as a modulator. And four sets of DFB laser parts and EA parts are arranged and integrated on the InP substrate. As the multiplexer, a dielectric filter is used, and is not integrated in the EADFB laser array 3C, but provided independently. Therefore, the dielectric filter multiplexer 7 provided outside the EADFB laser array 3C multiplexes the optical path from each EA section.

又、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃでは、チャネル間隔を５００μｍとし、各チャネルの波長は、チップ温度２５℃のとき、１２９５ｎｍ、１３００ｎｍ、１３０５ｎｍ、１３１０ｎｍとした。又、データレート２５Ｇｂｐｓ、ＮＲＺとし、ＰＲＢＳは［２³¹−１］の高周波信号を各チャネルに供給する。 In the EADFB laser array 3C, the channel spacing was 500 μm, and the wavelength of each channel was 1295 nm, 1300 nm, 1305 nm, and 1310 nm when the chip temperature was 25 ° C. The PRBS supplies a high frequency signal of [2 ³¹ -1] to each channel with a data rate of 25 Gbps and NRZ.

そして、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃを挟んだ、パッケージ１内部の対面する側面には、パッケージ１外部の配線と後述する空中高周波配線板１８（第１の高周波配線板）との中継のために、中継高周波配線板１６が設けられており、この２つの中継高周波配線板１６の間に橋を架けるように、中継高周波配線板１６の上面に空中高周波配線板１８を固定している。この中継高周波配線板１６は、その上面の位置が、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃの上面の位置より高くなるように配置されており、その結果、空中高周波配線板１８は、図９（ｂ）に示すように、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃから見ると、その上方の空中の位置に設置されて、パッケージ１内部の対面する側面の間を横断することになる。 Further, on the facing side surface inside the package 1 across the EADFB laser array 3C, a relay high frequency is provided for relaying between the wiring outside the package 1 and an aerial high frequency wiring board 18 (first high frequency wiring board) described later. A wiring board 16 is provided, and an aerial high-frequency wiring board 18 is fixed on the upper surface of the relay high-frequency wiring board 16 so as to bridge between the two relay high-frequency wiring boards 16. The relay high-frequency wiring board 16 is arranged such that the position of the upper surface thereof is higher than the position of the upper surface of the EADFB laser array 3C. As a result, the aerial high-frequency wiring board 18 is as shown in FIG. In addition, when viewed from the EADFB laser array 3C, the EADFB laser array 3C is installed at an air position above the EADFB laser array 3C and crosses between the facing side surfaces inside the package 1.

空中高周波配線板１８は、図１０に示すように、４チャネル分の高周波配線１８ａとその裏面側に形成されたグランド線（図示省略）を有しており、マイクロストリップ線路の配線形状になっている。又、本実施例では、空中高周波配線板１８自体の材料を酸化アルミニウム、高周波配線１８ａの材料をＣｕとしている。各高周波配線１８ａは、１０Ｇｂｓを超える高周波信号を供給可能であり、各ＥＡ部の平面上の位置、更に詳しくは、各ＥＡ部の電極パッドの平面上の位置に対応して形成してある。 As shown in FIG. 10, the aerial high-frequency wiring board 18 has high-frequency wirings 18a for four channels and a ground line (not shown) formed on the back side thereof, and has a wiring shape of a microstrip line. Yes. In this embodiment, the material of the aerial high-frequency wiring board 18 itself is aluminum oxide, and the material of the high-frequency wiring 18a is Cu. Each high-frequency wiring 18a can supply a high-frequency signal exceeding 10 Gbs, and is formed corresponding to the position on the plane of each EA portion, more specifically, the position on the plane of the electrode pad of each EA portion.

なお、本実施例でも、中継高周波配線板１６を利用して、空中高周波配線板１８を配置しているが、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃの上方の位置で、パッケージ１内部の対面する側面の間を横断するように、空中高周波配線板１８を配置できれば、どのような構造でもよい。例えば、実施例１で説明したような支持部を設ける構造等でもよい。 In the present embodiment, the relay high frequency wiring board 16 is also used to arrange the aerial high frequency wiring board 18, but at the position above the EADFB laser array 3 C, it crosses between the facing side surfaces inside the package 1. As long as the aerial high-frequency wiring board 18 can be disposed, any structure may be used. For example, the structure etc. which provide a support part like Example 1 may be sufficient.

空中高周波配線板１８がＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃの上方の空中の位置に設置されているので、各高周波配線１８ａは、各チャネルのＥＡ部の直上の位置まで、つまり、直近の位置まで形成することができる。従って、各チャネルのＥＡ部と高周波配線１８ａとの間を、金ワイヤ１３によるワイヤボンディングで結線する際、できるだけ短い距離で結線することが可能となる。その結果、金ワイヤ１３の長さを、全てのチャネルにおいて、長くても、０．６ｍｍ程度に抑えることができ、前述の図２０で説明したように、１０Ｇｂｐｓを超える高周波信号を扱うときに、良好な劣化の少ない信号を全チャネルに供給することができる。加えて、金ワイヤ１３同士の間隔は、各チャネル同士の間隔となるので、従来よりも間隔を取ることができ、電気クロストークの発生も抑制することができる。 Since the aerial high-frequency wiring board 18 is installed at an aerial position above the EADFB laser array 3C, each high-frequency wiring 18a can be formed to a position immediately above the EA portion of each channel, that is, to the nearest position. it can. Therefore, when the EA portion of each channel and the high-frequency wiring 18a are connected by wire bonding using the gold wire 13, it is possible to connect at the shortest possible distance. As a result, the length of the gold wire 13 can be suppressed to about 0.6 mm at all in all channels, and as described in FIG. 20 described above, when handling a high-frequency signal exceeding 10 Gbps, A good signal with little deterioration can be supplied to all channels. In addition, since the interval between the gold wires 13 is the interval between the channels, the interval can be increased as compared with the conventional case, and the occurrence of electrical crosstalk can be suppressed.

なお、本実施例では、レーザアレイ中にＤＦＢレーザ部及びＥＡ部の組を４組配列しているが、レーザアレイ中にＤＦＢレーザ部及びＥＡ部の組を３組以上配列した構成であれば、本実施例の適用により、上記効果を奏する。つまり、従来の結線構造では、レーザアレイ中にＤＦＢレーザ部及びＥＡ部の組が３組以上配列されると、その外縁側を除いたＥＡ部への金ワイヤの長さが長くなっていたが、本実施例を適用することにより、その長さを抑えることができるからである。 In this embodiment, four sets of the DFB laser unit and the EA unit are arranged in the laser array. However, as long as three or more sets of the DFB laser unit and the EA unit are arranged in the laser array. By applying the present embodiment, the above effects can be achieved. In other words, in the conventional connection structure, when three or more pairs of the DFB laser part and the EA part are arranged in the laser array, the length of the gold wire to the EA part excluding the outer edge side becomes long. This is because the length can be suppressed by applying this embodiment.

（２．動作原理）
本実施例において、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃの各チャネルに、どのようにして高周波信号を供給するかを説明する。 (2. Principle of operation)
In the present embodiment, how to supply a high-frequency signal to each channel of the EADFB laser array 3C will be described.

中継高周波配線板１６からパッケージ１に入ってきた高周波信号は、金ワイヤ１３を介して、空中高周波配線板１８に入り、更に、金ワイヤ１３を介して、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃの各ＥＡ部に供給される。ＥＡＤＦＢレーザアレイ３ＣのＤＦＢレーザ部によって光に変換され、ＥＡ部で変調された信号は、第１レンズアレイ５Ｂを介してコリメート光になり、誘電体フィルタ合波器７を介して１つの光路に合波されて出力される。出力された光は、第２レンズ９によって集光されて、ピグテールファイバ１１に結合される。 A high-frequency signal that has entered the package 1 from the relay high-frequency wiring board 16 enters the aerial high-frequency wiring board 18 via the gold wire 13 and is further supplied to each EA portion of the EADFB laser array 3C via the gold wire 13. Is done. The signal converted into light by the DFB laser unit of the EADFB laser array 3C and modulated by the EA unit becomes collimated light through the first lens array 5B, and passes through the dielectric filter multiplexer 7 into one optical path. Combined and output. The output light is collected by the second lens 9 and coupled to the pigtail fiber 11.

まず、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃを配線付きサブキャリア４Ｂに実装する。次に、サブキャリア４ＢをＬＤキャリア２に実装した後、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３ＣのＤＦＢレーザ部と配線付きサブキャリア４Ｂをワイヤボンディングによって金ワイヤで結線する。又、中継高周波配線板１６を、パッケージ１内部の対向する側面であり、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃの上面より高い位置に実装する。 First, the EADFB laser array 3C is mounted on the subcarrier 4B with wiring. Next, after the subcarrier 4B is mounted on the LD carrier 2, the DFB laser portion of the EADFB laser array 3C and the subcarrier 4B with wiring are connected by a gold wire by wire bonding. Further, the relay high-frequency wiring board 16 is mounted on a side surface facing the inside of the package 1 and higher than the upper surface of the EADFB laser array 3C.

そして、図１１に示す実験系を用いて、第１レンズアレイ５Ｂの調芯を行う。具体的には、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３ＣのＤＦＢレーザ部の４チャネル各々に、直流電源２２及びＤＣプローブ２１を用いて、電流を７０ｍＡ程度供給する。この状態で、ＣＣＤカメラ２４を用いて、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃから出力されたレーザ光のビーム形状を確認し、各チャネルから出力されたレーザ光のビーム形状、位置が、いずれのチャネルにおいても、光の進行方向のどの位置でも変わらなくなるように、第１レンズアレイ５Ｂの調芯を行い、ＹＡＧレーザ２３による溶接で、第１レンズアレイ５ＢをＬＤキャリア２に固定する。 Then, the first lens array 5B is aligned using the experimental system shown in FIG. Specifically, about 70 mA of current is supplied to each of the four channels of the DFB laser section of the EADFB laser array 3C using the DC power supply 22 and the DC probe 21. In this state, the CCD camera 24 is used to check the beam shape of the laser light output from the EADFB laser array 3C, and the beam shape and position of the laser light output from each channel are the same regardless of the channel. The first lens array 5B is aligned so that it does not change at any position in the traveling direction, and the first lens array 5B is fixed to the LD carrier 2 by welding with the YAG laser 23.

次に、図１２に示す実験系を用いて、４チャネルから出力された各レーザ光が１つの光路に合波されるように、誘電体フィルタ合波器７をＬＤキャリア２に実装していく。具体的には、まず、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃのチャネル２、３（図１２中の中央の２つのチャネル）各々から出力されたレーザ光が、ＣＣＤカメラ２４で見て、光の進行方向のどの位置でも同一の場所になるように、誘電体フィルタ７−４、７−５を実装する。次に、チャネル１（図１２中の上側のチャネル）から出力されたレーザ光が、誘電体フィルタ７−４を通して、ＣＣＤカメラ２４で見て、光の進行方向のどの位置でも同一の場所になるように、誘電体フィルタ７−３を実装する。同様に、チャネル４（図１２中の下側のチャネル）から出力されたレーザ光が、誘電体フィルタ７−５を通して、ＣＣＤカメラ２４で見て、光の進行方向のどの位置でも同一の場所になるように、誘電体フィルタ７−６を実装する。 Next, using the experimental system shown in FIG. 12, the dielectric filter multiplexer 7 is mounted on the LD carrier 2 so that the laser beams output from the four channels are combined into one optical path. . Specifically, first, the laser beam output from each of the channels 2 and 3 (two channels in the center in FIG. 12) of the EADFB laser array 3C is viewed in the CCD camera 24 in which position in the light traveling direction. However, the dielectric filters 7-4 and 7-5 are mounted so as to be in the same place. Next, the laser light output from the channel 1 (the upper channel in FIG. 12) passes through the dielectric filter 7-4 and is seen at the CCD camera 24, and becomes the same place at any position in the light traveling direction. Thus, the dielectric filter 7-3 is mounted. Similarly, the laser light output from the channel 4 (the lower channel in FIG. 12) passes through the dielectric filter 7-5 and is seen by the CCD camera 24 at the same position in any position in the light traveling direction. As shown, a dielectric filter 7-6 is mounted.

そして、チャネル３、４（図１２中の下側の２つのチャネル）から出力されたレーザ光が、ＣＣＤカメラ２４で見て、光の進行方向のどの位置でも同一の場所になるように、誘電体フィルタ７−２を実装する。最後に、チャネル１、２（図１２中の上側の２つのチャネル）から出力されたレーザ光が、誘電体フィルタ７−２を通して、ＣＣＤカメラ２４で見て、光の進行方向のどの位置でも同一の場所になるように、誘電体フィルタ７−１を実装する。以上により、光路を１つに合波することができる誘電体フィルタ合波器７を実装することになる。 Then, the laser light output from the channels 3 and 4 (the two lower channels in FIG. 12) is seen in the CCD camera 24 so that the position is the same at any position in the light traveling direction. Mount body filter 7-2. Finally, the laser beams output from the channels 1 and 2 (the upper two channels in FIG. 12) are the same at any position in the light traveling direction as viewed by the CCD camera 24 through the dielectric filter 7-2. The dielectric filter 7-1 is mounted so as to be in the place. As described above, the dielectric filter multiplexer 7 that can combine the optical paths into one is mounted.

その後、パッケージ１の中にＬＤキャリア２を搭載する。このとき、空中高周波配線板１８を中継高周波配線板１６上に仮搭載し、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃの各ＥＡ部の電極パッドの位置と空中高周波配線板１８の各高周波配線１８ａの位置が合うように、ＬＤキャリア２の搭載位置を調整する。次に、仮搭載していた空中高周波配線板１８を中継高周波配線板１６上に固定する。そして、固定した空中高周波配線板１８と、中継高周波配線板１６及びＥＡＤＦＢレーザアレイ３Ｃの間を、ワイヤボンディングによる金ワイヤ１３で結線する。同時に、配線付きサブキャリア４Ｂとパッケージ１側の各配線もワイヤボンディングによる金ワイヤで結線する。 Thereafter, the LD carrier 2 is mounted in the package 1. At this time, the aerial high-frequency wiring board 18 is temporarily mounted on the relay high-frequency wiring board 16 so that the position of the electrode pad of each EA portion of the EADFB laser array 3C matches the position of each high-frequency wiring 18a of the aerial high-frequency wiring board 18. The mounting position of the LD carrier 2 is adjusted. Next, the temporarily mounted aerial high-frequency wiring board 18 is fixed on the relay high-frequency wiring board 16. Then, the fixed aerial high-frequency wiring board 18, the relay high-frequency wiring board 16, and the EADFB laser array 3C are connected by a gold wire 13 by wire bonding. At the same time, the subcarrier 4B with wiring and each wiring on the package 1 side are also connected by a gold wire by wire bonding.

最後に、前述の図６で示した実験系を用いて、第２レンズ９、ピグテールファイバ１１の調芯を行う。具体的には、直流電源２２を用いて、ＥＡＤＦＢレーザアレイ３ＣのＤＦＢレーザの任意の１チャネルに、電流を１００ｍＡ程度供給し、この状態で、光パワーメータ２５に入るパワーが最大になるように、第２レンズ９、ピグテールファイバ１１の調芯を行い、ＹＡＧレーザ２３による溶接で、第２レンズ９、フェルールカラー１０、ピグテールファイバ１１を固定する。以上で、多チャネル光送信モジュールが完成する。 Finally, the second lens 9 and the pigtail fiber 11 are aligned using the experimental system shown in FIG. Specifically, a current of about 100 mA is supplied to any one channel of the DFB laser of the EADFB laser array 3C using the DC power source 22, and in this state, the power entering the optical power meter 25 is maximized. The second lens 9 and the pigtail fiber 11 are aligned, and the second lens 9, the ferrule collar 10, and the pigtail fiber 11 are fixed by welding with the YAG laser 23. The multi-channel optical transmission module is thus completed.

（４．特性）
アイパターン測定用実験系を図１３に示す。この実験系の構成を簡単に説明する。多チャネル光送信モジュール３１を光ファイバ３２の一端に接続し、その光ファイバ３２の他端を光分波器３３に接続する。光分波器３３には、多チャネル光送信モジュール３１からのレーザ光を検出するフォトディテクタ３４が接続されており、多チャネル光送信モジュール３１には直流電源３９及びパルスパタンジェネレータ３５が接続されており、更に、フォトディテクタ３４にはサンプリングオシロスコープ３６接続されている。従って、パルスパタンジェネレータ３５の信号に基づいて出力される多チャネル光送信モジュール３１のレーザ光がフォトディテクタ３４で検出され、検出されたレーザ光がサンプリングオシロスコープ３６で解析される構成となっている。 (4. Characteristics)
An experimental system for eye pattern measurement is shown in FIG. The configuration of this experimental system will be briefly described. The multi-channel optical transmission module 31 is connected to one end of the optical fiber 32, and the other end of the optical fiber 32 is connected to the optical demultiplexer 33. A photodetector 34 for detecting laser light from the multi-channel optical transmission module 31 is connected to the optical demultiplexer 33, and a DC power supply 39 and a pulse pattern generator 35 are connected to the multi-channel optical transmission module 31. Further, a sampling oscilloscope 36 is connected to the photodetector 34. Therefore, the laser light of the multi-channel optical transmission module 31 output based on the signal of the pulse pattern generator 35 is detected by the photodetector 34, and the detected laser light is analyzed by the sampling oscilloscope 36.

ここでは、比較として、図１４に示す従来の多チャネル光送信モジュールの測定も同時に行った。この従来の多チャネル光送信モジュールは、上記空中高周波配線板１８を使わない構成であり、前述の図２で説明した従来の多チャネル光送信モジュールのように、ＬＤキャリア２上に高周波配線板１２を設けた構成である。 Here, as a comparison, the conventional multi-channel optical transmission module shown in FIG. 14 was also measured at the same time. This conventional multi-channel optical transmission module has a configuration that does not use the above-described aerial high-frequency wiring board 18, and like the conventional multi-channel optical transmission module described with reference to FIG. Is provided.

この比較測定では、共に、外気２５℃一定とし、ＤＦＢレーザ部のバイアス電流を１００ｍＡ、ＥＡ部のバイアス電圧を−１．５Ｖ、入力信号の振幅を２．０Ｖｐｐとした。この比較測定において、チャネル２は、従来の多チャネル光送信モジュールが消光比８．０ｄＢであったのに対して、本実施例の多チャネル光送信モジュールでは８．９ｄＢの消光比が得られた。 In both comparative measurements, the outside air was kept constant at 25 ° C., the bias current of the DFB laser unit was 100 mA, the bias voltage of the EA unit was −1.5 V, and the amplitude of the input signal was 2.0 Vpp. In this comparative measurement, for channel 2, the conventional multi-channel optical transmission module had an extinction ratio of 8.0 dB, whereas the multi-channel optical transmission module of this example had an extinction ratio of 8.9 dB. .

又、４チャネル同時に、ＤＦＢレーザ部にバイアス電流１００ｍＡ、ＥＡ部にバイアス電圧−１．５Ｖ、入力信号の振幅２．０Ｖｐｐを印加した場合には、チャネル２は、従来の多チャネル光送信モジュールが消光比７．０ｄＢであったのに対して、本実施例の多チャネル光送信モジュールでは８．１ｄＢの消光比が得られた。 In addition, when a bias current of 100 mA is applied to the DFB laser part, a bias voltage of -1.5 V is applied to the EA part, and an input signal amplitude of 2.0 Vpp is applied to the DFB laser part simultaneously, the channel 2 is a conventional multi-channel optical transmission module. Whereas the extinction ratio was 7.0 dB, the multichannel optical transmission module of the present example obtained an extinction ratio of 8.1 dB.

ビットエラーレート測定用実験系を図１５に示す。次に、この実験系を用いて、ＢＥＲ特性を測定した。この実験系の構成を簡単に説明する。多チャネル光送信モジュール３１を光ファイバ３２の一端に接続し、その光ファイバ３２の他端を光分波器３３に接続する。光分波器３３には、多チャネル光送信モジュール３１からのレーザ光を検出するフォトディテクタ３４が接続されており、多チャネル光送信モジュール３１には直流電源３９及びパルスパタンジェネレータ３５が接続されており、更に、フォトディテクタ３４には、光可変減衰器３９を介して、エラーディテクタ３７接続されている。従って、パルスパタンジェネレータ３５の信号に基づいて出力される多チャネル光送信モジュール３１のレーザ光がフォトディテクタ３４で検出され、検出されたレーザ光がエラーディテクタ３７で解析される構成となっている。 An experimental system for measuring the bit error rate is shown in FIG. Next, BER characteristics were measured using this experimental system. The configuration of this experimental system will be briefly described. The multi-channel optical transmission module 31 is connected to one end of the optical fiber 32, and the other end of the optical fiber 32 is connected to the optical demultiplexer 33. A photodetector 34 for detecting laser light from the multi-channel optical transmission module 31 is connected to the optical demultiplexer 33, and a DC power supply 39 and a pulse pattern generator 35 are connected to the multi-channel optical transmission module 31. In addition, an error detector 37 is connected to the photodetector 34 via an optical variable attenuator 39. Therefore, the laser light of the multi-channel optical transmission module 31 output based on the signal of the pulse pattern generator 35 is detected by the photodetector 34, and the detected laser light is analyzed by the error detector 37.

ここでは、従来の多チャネル光送信モジュール及び本実施例の多チャネル光送信モジュール共に、各チャネルでのエラーフリー動作を確認することができた。又、４チャネル同時動作時、チャネル２の最小受光感度は、従来の多チャネル光送信モジュールが−７ｄＢであったのに対して、本実施例の多チャネル光送信モジュールでは−８．４ｄＢｍであった。 Here, both the conventional multi-channel optical transmission module and the multi-channel optical transmission module of the present embodiment were able to confirm error-free operation in each channel. In the simultaneous operation of four channels, the minimum light receiving sensitivity of channel 2 is -7 dB in the conventional multi-channel optical transmission module, whereas it is -8.4 dBm in the multi-channel optical transmission module of this embodiment. It was.

（１．構成）
図１６は、本実施例の多チャネル光送信モジュールを示す構成図であり、図１６（ａ）は、その上面図、図１６（ｂ）は、その側面図である。又、図１７は、後述する空中高周波配線板の上面図である。なお、本実施例の多チャネル光送信モジュールにおいても、実施例１で説明した多チャネル光送信モジュールと同等の構成には同じ符号を付している。 (1. Configuration)
FIG. 16 is a block diagram showing the multi-channel optical transmission module of the present embodiment, FIG. 16 (a) is a top view thereof, and FIG. 16 (b) is a side view thereof. FIG. 17 is a top view of an aerial high-frequency wiring board described later. In the multi-channel optical transmission module of the present embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those of the multi-channel optical transmission module described in the first embodiment.

本実施例の多チャネル光送信モジュールは、その筐体となるパッケージ１と、パッケージ１の内部に設けられ、後述するＭＺ集積レーザアレイ３Ｄを冷却するためのペルチェ素子６と、ペルチェ素子６の上面に設けられ、その上面にＭＺ集積レーザアレイ３Ｄや後述する第１レンズ５Ａ等が配置されるＬＤキャリア２と、ＬＤキャリア２の上面に設けられ、その上面にＭＺ集積レーザアレイ３Ｄが配置される配線付きサブキャリア４Ｂと、半導体レーザ素子及びその変調器の組が複数組集積されると共に、それらからの光路を合波する合波器が集積されたＭＺ集積レーザアレイ３Ｄと、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄからのレーザ光を集光する第１レンズ５Ａとを有している。このような構成により、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄを、パッケージ１の内部に搭載している。 The multi-channel optical transmission module of the present embodiment includes a package 1 serving as a housing thereof, a Peltier element 6 provided in the package 1 for cooling an MZ integrated laser array 3D described later, and an upper surface of the Peltier element 6 Are provided on the upper surface of the LD carrier 2 on which the MZ integrated laser array 3D and a first lens 5A to be described later are disposed, and the MZ integrated laser array 3D is disposed on the upper surface of the LD carrier 2. A subcarrier 4B with wiring, a plurality of sets of semiconductor laser elements and modulators thereof are integrated, and an MZ integrated laser array 3D in which a multiplexer for multiplexing the optical paths therefrom is integrated, and an MZ integrated laser array And a first lens 5A that condenses the laser light from 3D. With such a configuration, the MZ integrated laser array 3D is mounted inside the package 1.

又、パッケージ１の１つの側面の外側には、第１レンズ５Ａで集光したレーザ光を集光し、後述するピグテールファイバ１１に入射する第２レンズ９と、ピグテールファイバ１１を保持するフェルールカラー１０と、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄからのレーザ光を外部へ伝搬するピグテールファイバ１１とを設けている。 Further, on the outside of one side surface of the package 1, the laser light collected by the first lens 5 A is collected, and a second lens 9 that enters the pigtail fiber 11 described later, and a ferrule collar that holds the pigtail fiber 11. 10 and a pigtail fiber 11 for propagating laser light from the MZ integrated laser array 3D to the outside.

本実施例では、多チャネル光送信用アレイデバイスとなるＭＺ集積レーザアレイ３Ｄとして、２チャネルの合波器付きマッハツェンダー変調器集積ＤＦＢレーザアレイを用いた構成となっている。具体的には、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄでは、半導体レーザ素子として、ＤＦＢレーザを用いており（以下、ＤＦＢレーザ部と呼ぶ）、変調器として、マッハツェンダー変調器を用いており（以下、ＭＺ部と呼ぶ）、合波器として、多モード干渉型合波器（以下、ＭＭＩ合波器と呼ぶ。）を用いており、ＩｎＰ基板上に、２組のＤＦＢレーザ部及びＭＺ部を配列して集積すると共に、各ＭＺ部からの光路を合波するＭＭＩ合波器を集積している。なお、合波器は、実施例１で示したアレイ導波路格子合波器（ＡＷＧ合波器）でもよい。 In this embodiment, a MCH-Zehnder modulator integrated DFB laser array with a two-channel multiplexer is used as the MZ integrated laser array 3D to be an array device for multi-channel optical transmission. Specifically, in the MZ integrated laser array 3D, a DFB laser is used as a semiconductor laser element (hereinafter referred to as a DFB laser unit), and a Mach-Zehnder modulator is used as a modulator (hereinafter referred to as an MZ unit). A multimode interference multiplexer (hereinafter referred to as an MMI multiplexer) is used as a multiplexer, and two sets of DFB laser units and MZ units are arranged on an InP substrate. In addition to being integrated, MMI multiplexers that combine optical paths from the MZ units are integrated. The multiplexer may be the arrayed waveguide grating multiplexer (AWG multiplexer) shown in the first embodiment.

又、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄでは、チャネル間隔を１０００μｍとし、各チャネルの波長は、チップ温度２５℃のとき、１５５０ｎｍ、１５６０ｎｍとした。又、データレート５０Ｇｂｐｓ、ＮＲＺとし、ＰＲＢＳは［２³¹−１］の高周波信号を各チャネルに供給する。 In the MZ integrated laser array 3D, the channel spacing was 1000 μm, and the wavelength of each channel was 1550 nm and 1560 nm when the chip temperature was 25 ° C. Further, PRBS supplies a high-frequency signal of [2 ³¹ -1] to each channel with a data rate of 50 Gbps and NRZ.

そして、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄを挟んだ、パッケージ１内部の対面する側面には、パッケージ１外部の配線と後述する空中高周波配線板１９（第１の高周波配線板）との中継のために、高周波配線板１６が設けられており、この２つの中継高周波配線板１６の間に橋を架けるように、中継高周波配線板１６の上面に空中高周波配線板１９を固定している。この中継高周波配線板１６は、その上面の位置が、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄの上面の位置より高くなるように配置されており、その結果、空中高周波配線板１９は、図１６（ｂ）に示すように、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄから見ると、その上方の空中の位置に設置されて、パッケージ１内部の対面する側面の間を横断することになる。 Further, on the side surface facing the inside of the package 1 sandwiching the MZ integrated laser array 3D, a high frequency signal is relayed between a wiring outside the package 1 and an aerial high frequency wiring board 19 (first high frequency wiring board) described later. A wiring board 16 is provided, and an aerial high-frequency wiring board 19 is fixed on the upper surface of the relay high-frequency wiring board 16 so as to bridge between the two relay high-frequency wiring boards 16. The relay high-frequency wiring board 16 is arranged such that the position of the upper surface thereof is higher than the position of the upper surface of the MZ integrated laser array 3D. As a result, the aerial high-frequency wiring board 19 is shown in FIG. As described above, when viewed from the MZ integrated laser array 3D, the laser beam is installed at an aerial position above the laser array 3D and crosses between the facing side surfaces inside the package 1.

空中高周波配線板１９は、図１７に示すように、２チャネル分（２対）の差動用の高周波配線１９ａを有しており、差動コプレーナ線路の配線形状になっている。又、本実施例では、空中高周波配線板１９自体の材料をレジン、高周波配線１９ａ、後述するグランド線１９ｂの材料をＡｌとしている。 As shown in FIG. 17, the aerial high-frequency wiring board 19 has two channels (two pairs) of high-frequency wirings 19a for differential, and has a wiring shape of a differential coplanar line. In this embodiment, the material of the aerial high-frequency wiring board 19 itself is resin, the high-frequency wiring 19a, and the material of a ground wire 19b described later is Al.

各高周波配線１９ａは、１０Ｇｂｓを超える高周波信号を供給可能であり、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄの各ＭＺ部の平面上の位置に対応して形成してある。具体的には、空中高周波配線板１９では、その両側面の中央部に凸部１９ｃを設けており、この凸部１９ｃまで高周波配線１９ａを形成することにより、高周波配線１９ａを各ＭＺ部に近接させている。更に、各高周波配線１９ａを各ＭＺ部の各電極パッドに近接させるため、凸部１９ｃでは、高周波配線１９ａ同士の間隔が広くなっているが、高周波特性を損なわないようにするため、高周波配線１９ａ同士の間にグランド線１９ｂを設けており、凸部１９ｃの部分は、ＧＮＤコプレーナ線路の配線形状となっている。 Each high-frequency wiring 19a can supply a high-frequency signal exceeding 10 Gbs, and is formed corresponding to the position on the plane of each MZ portion of the MZ integrated laser array 3D. Specifically, in the aerial high-frequency wiring board 19, a convex portion 19c is provided at the center of both side surfaces thereof, and the high-frequency wiring 19a is formed close to each MZ portion by forming the high-frequency wiring 19a up to the convex portion 19c. I am letting. Further, in order to make each high-frequency wiring 19a close to each electrode pad of each MZ portion, the interval between the high-frequency wirings 19a is wide in the convex portion 19c, but in order not to impair the high-frequency characteristics, the high-frequency wiring 19a. A ground line 19b is provided between them, and a portion of the convex portion 19c has a wiring shape of a GND coplanar line.

なお、本実施例でも、中継高周波配線板１６を利用して、空中高周波配線板１９を配置しているが、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄの上方の位置で、パッケージ１内部の対面する側面の間を横断するように、空中高周波配線板１９を配置できれば、どのような構造でもよい。例えば、実施例１で説明したような支持部を設ける構造等でもよい。 In this embodiment, the relay high frequency wiring board 16 is also used to arrange the aerial high frequency wiring board 19, but at a position above the MZ integrated laser array 3D, between the facing side surfaces inside the package 1. Any structure may be used as long as the aerial high-frequency wiring board 19 can be disposed so as to cross. For example, the structure etc. which provide a support part like Example 1 may be sufficient.

空中高周波配線板１９がＭＺ集積レーザアレイ３Ｄの上方の空中の位置に設置されているので、各高周波配線１９ａは、各チャネルのＭＺ部の直上の位置まで、つまり、直近の位置まで形成することができる。特に、本実施例では、図１７に示した構成により、各高周波配線１９ａを各ＭＺ部の各電極パッドに近接させるようにしている。従って、各チャネルのＭＺ部と高周波配線１９ａとの間を、金ワイヤ１３によるワイヤボンディングで結線する際、できるだけ短い距離で結線することが可能となる。その結果、金ワイヤ１３の長さを、全てのチャネルにおいて、長くても、０．６ｍｍ程度に抑えることができ、前述の図２０で説明したように、１０Ｇｂｐｓを超える高周波信号を扱うときに、良好な劣化の少ない信号を全チャネルに供給することができる。加えて、金ワイヤ１３同士の間隔は、各チャネル同士の間隔となるので、従来よりも間隔を取ることができ、電気クロストークの発生も抑制することができる。 Since the aerial high-frequency wiring board 19 is installed at an aerial position above the MZ integrated laser array 3D, each high-frequency wiring 19a is formed to a position immediately above the MZ portion of each channel, that is, to the nearest position. Can do. In particular, in this embodiment, with the configuration shown in FIG. 17, each high-frequency wiring 19a is brought close to each electrode pad of each MZ portion. Therefore, when connecting the MZ portion of each channel and the high-frequency wiring 19a by wire bonding using the gold wire 13, it is possible to connect at the shortest possible distance. As a result, the length of the gold wire 13 can be suppressed to about 0.6 mm at all in all channels, and as described in FIG. 20 described above, when handling a high-frequency signal exceeding 10 Gbps, A good signal with little deterioration can be supplied to all channels. In addition, since the interval between the gold wires 13 is the interval between the channels, the interval can be increased as compared with the conventional case, and the occurrence of electrical crosstalk can be suppressed.

なお、本実施例では、レーザアレイ中にＤＦＢレーザ部及びＭＺ部の組を２組配列しているが、レーザアレイ中にＤＦＢレーザ部及びＭＺ部の組を２組以上配列した構成であれば、本実施例の適用により、上記効果を奏する。つまり、従来の結線構造では、レーザアレイ中にＤＦＢレーザ部及びＭＺ部の組が２組以上配列されると、即ち、ＭＺ部への金ワイヤが４本以上になると、いずれかの金ワイヤの長さが長くなっていたが、本実施例を適用することにより、その長さを抑えることができるからである。 In this embodiment, two sets of the DFB laser unit and the MZ unit are arranged in the laser array. However, as long as two or more sets of the DFB laser unit and the MZ unit are arranged in the laser array. By applying the present embodiment, the above effects can be achieved. That is, in the conventional connection structure, when two or more pairs of the DFB laser part and the MZ part are arranged in the laser array, that is, when there are four or more gold wires to the MZ part, This is because the length can be reduced by applying this embodiment.

（２．動作原理）
本実施例において、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄの各チャネルに、どのようにして高周波信号を供給するかを説明する。 (2. Principle of operation)
In the present embodiment, how to supply a high frequency signal to each channel of the MZ integrated laser array 3D will be described.

中継高周波配線板１６からパッケージ１に入ってきた高周波信号は、金ワイヤ１３を介して、空中高周波配線板１９に入り、更に、金ワイヤ１３を介して、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄの各ＭＺ部に供給される。ＭＺ集積レーザアレイ３ＤのＤＦＢレーザ部によって光に変換され、ＭＺ部で変調された信号は、ＭＭＩ合波器を介して、１つの導波路に合波されて出力される。出力された光は、第１レンズ５Ａ、第２レンズ９によって集光されて、ピグテールファイバ１１に結合される。 The high-frequency signal that has entered the package 1 from the relay high-frequency wiring board 16 enters the aerial high-frequency wiring board 19 via the gold wire 13 and further passes through the gold wire 13 to each MZ portion of the MZ integrated laser array 3D. Supplied. A signal converted into light by the DFB laser unit of the MZ integrated laser array 3D and modulated by the MZ unit is combined into one waveguide through an MMI multiplexer and output. The output light is condensed by the first lens 5 A and the second lens 9 and coupled to the pigtail fiber 11.

まず、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄ、終端抵抗１４を、配線付きサブキャリア４Ｂに実装する。次に、配線付きサブキャリア４ＢをＬＤキャリア２に実装した後、ＭＺ集積レーザアレイ３ＤのＤＦＢレーザ部と配線付きサブキャリア４Ｂ、ＭＺ集積レーザアレイ３ＤのＭＺ部の電極パッドと終端抵抗１４を、ワイヤボンディングによって各々金ワイヤ１３で結線する。又、ペルチェ素子６をパッケージ１の内部に実装すると共に、中継高周波配線板１６を、パッケージ１内部の対向する側面であり、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄの上面より高い位置に実装する。 First, the MZ integrated laser array 3D and the termination resistor 14 are mounted on the subcarrier 4B with wiring. Next, after the subcarrier 4B with wiring is mounted on the LD carrier 2, the DFB laser part of the MZ integrated laser array 3D, the electrode pad of the MZ part of the subcarrier 4B with wiring and MZ integrated laser array 3D, and the termination resistor 14 are Each wire is connected by a gold wire 13 by wire bonding. In addition, the Peltier element 6 is mounted inside the package 1 and the relay high-frequency wiring board 16 is mounted on the opposite side surface inside the package 1 and higher than the upper surface of the MZ integrated laser array 3D.

そして、図１８に示す実験系を用いて、第１レンズ５Ａの調芯を行う。具体的には、ＭＺ集積レーザアレイ３ＤのＤＦＢレーザ部の任意の１チャネルに、直流電源２２及びＤＣプローブ２１を用いて、電流を１００ｍＡ程度供給する。この状態で、ＣＣＤカメラ２４を用いて、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄから出力されたレーザ光のビーム形状を確認し、レーザ光のビーム形状、位置が、光の進行方向のどの位置でも変わらなくなるように、ＹＡＧレーザ２３による溶接で、第１レンズ５ＡをＬＤキャリア２に固定する。 Then, the first lens 5A is aligned using the experimental system shown in FIG. Specifically, a current of about 100 mA is supplied to any one channel of the DFB laser unit of the MZ integrated laser array 3D using the DC power supply 22 and the DC probe 21. In this state, the CCD camera 24 is used to check the beam shape of the laser beam output from the MZ integrated laser array 3D so that the beam shape and position of the laser beam do not change at any position in the light traveling direction. The first lens 5 A is fixed to the LD carrier 2 by welding with the YAG laser 23.

その後、パッケージ１に実装したペルチェ素子６にＬＤキャリア２を搭載する。このとき、空中高周波配線板１９を中継高周波配線板１６上に仮搭載し、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄの各ＭＺ部の各電極パッドの位置と空中高周波配線板１９の各高周波配線１９ａの位置が合うように、ＬＤキャリア２の搭載位置を調整する。次に、仮搭載していた空中高周波配線板１９を中継高周波配線板１６上に固定する。そして、固定した空中高周波配線板１９と中継高周波配線板１６及びＭＺ集積レーザアレイ３Ｄの間を、ワイヤボンディングによる金ワイヤ１３で結線する。 Thereafter, the LD carrier 2 is mounted on the Peltier element 6 mounted on the package 1. At this time, the aerial high-frequency wiring board 19 is temporarily mounted on the relay high-frequency wiring board 16, and the position of each electrode pad of each MZ portion of the MZ integrated laser array 3D matches the position of each high-frequency wiring 19a of the aerial high-frequency wiring board 19. Thus, the mounting position of the LD carrier 2 is adjusted. Next, the temporarily mounted aerial high-frequency wiring board 19 is fixed on the relay high-frequency wiring board 16. Then, the fixed aerial high-frequency wiring board 19, relay high-frequency wiring board 16, and MZ integrated laser array 3D are connected by a gold wire 13 by wire bonding.

最後に、前述の図６で示した実験系を用いて、第２レンズ９、ピグテールファイバ１１の調芯を行う。具体的には、直流電源２２を用いて、ＭＺ集積レーザアレイ３ＤのＤＦＢレーザ部の任意の１チャネルに、電流を１００ｍＡ程度供給し、この状態で、光パワーメータ２５に入るパワーが最大になるように、第２レンズ９、ピグテールファイバ１１の調芯を行い、ＹＡＧレーザ２３による溶接で、第２レンズ９、フェルールカラー１０、ピグテールファイバ１１を固定する。以上で、多チャネル光送信モジュールが完成する。 Finally, the second lens 9 and the pigtail fiber 11 are aligned using the experimental system shown in FIG. Specifically, the DC power supply 22 is used to supply a current of about 100 mA to an arbitrary channel of the DFB laser unit of the MZ integrated laser array 3D, and in this state, the power entering the optical power meter 25 is maximized. As described above, the second lens 9 and the pigtail fiber 11 are aligned, and the second lens 9, the ferrule collar 10, and the pigtail fiber 11 are fixed by welding with the YAG laser 23. The multi-channel optical transmission module is thus completed.

（４．特性）
前述の図１３で示したアイパターン測定用実験系を用いて、多チャネル光送信モジュールの特性評価を行った。ここでは、比較として、図１９に示す従来の多チャネル光送信モジュールの測定も同時に行った。この従来の多チャネル光送信モジュールは、上記空中高周波配線板１９を使わない構成であり、ＬＤキャリア２上に、高周波配線板として機能する配線付きサブキャリア４Ｂを設けた構成である。なお、ＭＺ集積レーザアレイ３Ｄにおいて、図中（図１６、図１９参照）の上側をチャネル１、下側をチャネル２として説明する。 (4. Characteristics)
Using the eye pattern measurement experimental system shown in FIG. 13, the characteristics of the multi-channel optical transmission module were evaluated. Here, as a comparison, measurement of the conventional multi-channel optical transmission module shown in FIG. 19 was also performed at the same time. This conventional multi-channel optical transmission module does not use the above-mentioned aerial high-frequency wiring board 19 and has a structure in which a subcarrier 4B with wiring functioning as a high-frequency wiring board is provided on the LD carrier 2. In the MZ integrated laser array 3D, the upper side in the figure (see FIGS. 16 and 19) will be described as channel 1, and the lower side will be described as channel 2.

この比較測定では、共に、２５℃一定とし、ＤＦＢレーザ部のバイアス電流を１２０ｍＡ、ＭＺ部の左電極のバイアス電圧を−３．５Ｖ、右電極のバイアス電圧を−２．５Ｖとし、両電極には差動信号を印加し、振幅を３．０Ｖｐｐとした。この比較測定において、チャネル２は、従来の多チャネル光送信モジュールが消光比９．５ｄＢであったのに対して、本実施例の多チャネル光送信モジュールでは１０．１ｄＢの消光比が得られた。 In this comparative measurement, both were constant at 25 ° C., the bias current of the DFB laser part was 120 mA, the left electrode bias voltage of the MZ part was −3.5 V, the right electrode bias voltage was −2.5 V, Applied a differential signal and had an amplitude of 3.0 Vpp. In this comparative measurement, the channel 2 obtained an extinction ratio of 10.1 dB in the multichannel optical transmission module of this example, whereas the conventional multichannel optical transmission module had an extinction ratio of 9.5 dB. .

又、２チャネル同時に、ＤＦＢレーザ部にバイアス電流１２０ｍＡ、ＭＺ部にバイアス電圧−０．５Ｖ、入力信号の振幅２．０Ｖｐｐを印加した場合には、チャネル２は、従来の多チャネル光送信モジュールが消光比８．９ｄＢであったのに対して、本実施例の多チャネル光送信モジュールでは９．８ｄＢの消光比が得られた。 When two channels are applied simultaneously, a bias current of 120 mA is applied to the DFB laser unit, a bias voltage of -0.5 V is applied to the MZ unit, and an input signal amplitude of 2.0 Vpp is applied. Whereas the extinction ratio was 8.9 dB, the multichannel optical transmission module of the present example obtained an extinction ratio of 9.8 dB.

次に、前述の図１５で示したビットエラーレート測定用実験系を用いて、ＢＥＲ特性を測定した。ここでは、従来の多チャネル光送信モジュール及び本実施例の多チャネル光送信モジュール共に、各チャネルでのエラーフリー動作を確認することができた。又、２チャネル同時動作時、チャネル２の最小受光感度は、従来の多チャネル光送信モジュールが−９ｄＢｍであったのに対して、本実施例の多チャネル光送信モジュールでは−１１ｄＢｍであった。 Next, BER characteristics were measured using the experimental system for bit error rate measurement shown in FIG. Here, both the conventional multi-channel optical transmission module and the multi-channel optical transmission module of the present embodiment were able to confirm error-free operation in each channel. In the simultaneous operation of two channels, the minimum light receiving sensitivity of channel 2 was −9 dBm for the conventional multi-channel optical transmission module, whereas it was −11 dBm for the multi-channel optical transmission module of this embodiment.

なお、上述した実施例１〜３では、空中高周波配線板を各々、ＧＮＤコプレーナ線路、マイクロストリップ線路、差動コプレーナ線路の配線形状としているが、ＧＮＤコプレーナ線路、マイクロストリップ線路、差動コプレーナ線路、差動マイクロストリップ線路のいずれかの配線形状であればよい。又、空中高周波配線板の材料を各々、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、レジンとしているが、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、ガラスエポキシ樹脂、レジンのいずれかの材料であればよい。又、高周波配線、グランド線の材料を各々、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌとしているが、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉのうち少なくとも１つの元素からなる金属であればよい。これらは、中継高周波配線板でも同様である。 In the first to third embodiments described above, the aerial high-frequency wiring board has a wiring shape of a GND coplanar line, a microstrip line, and a differential coplanar line, but a GND coplanar line, a microstrip line, a differential coplanar line, Any wiring shape of the differential microstrip line may be used. In addition, the material of the aerial high-frequency wiring board is aluminum nitride, aluminum oxide, or resin, but any material of aluminum nitride, aluminum oxide, glass epoxy resin, or resin may be used. Moreover, although the materials of the high-frequency wiring and the ground wire are Au, Cu, and Al, any metal may be used as long as it is made of at least one element among Au, Cu, Pt, Ag, Al, Ti, and Ni. The same applies to the relay high-frequency wiring board.

又、ＤＦＢレーザ、ＥＡを形成する半導体材料は、Ｓｉ、若しくは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｓ、Ｐ、Ｓｂの中の少なくとも２種類以上の元素からなるIII-Ｖ族化合物半導体であればよい。 The semiconductor material for forming the DFB laser and EA may be a group III-V compound semiconductor composed of Si or at least two elements selected from Al, Ga, In, As, P, and Sb.

又、ＡＷＧ合波器、誘電体合波器、ＭＭＩ合波器を形成する材料は、ＳｉＯ₂、Ｓｉ、若しくは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｓ、Ｐ、Ｓｂの中の少なくとも２種類以上の元素からなるIII-Ｖ族化合物半導体であればよい。 The material for forming the AWG multiplexer, the dielectric multiplexer, and the MMI multiplexer is SiO ₂ , Si, or at least two elements selected from Al, Ga, In, As, P, and Sb. Any III-V group compound semiconductor may be used.

本発明は、１０Ｇｂｐｓを超える高周波信号を扱う多チャネル光送信モジュールに好適なものである。 The present invention is suitable for a multi-channel optical transmission module that handles a high-frequency signal exceeding 10 Gbps.

１パッケージ（筐体）
３Ｂレーザアレイ
３ＣＥＡＤＦＢレーザアレイ
３ＤＭＺ集積レーザアレイ
１３金ワイヤ
１６中継高周波配線板（第２の高周波配線板）
１７空中高周波配線板（第１の高周波配線板）
１７ａ高周波配線
１８空中高周波配線板（第１の高周波配線板）
１８ａ高周波配線
１９空中高周波配線板（第１の高周波配線板）
１９ａ高周波配線 1 Package (housing)
3B Laser array 3C EADFB laser array 3D MZ integrated laser array 13 Gold wire 16 Relay high frequency wiring board (second high frequency wiring board)
17 Aerial high-frequency wiring board (first high-frequency wiring board)
17a High-frequency wiring 18 Aerial high-frequency wiring board (first high-frequency wiring board)
18a High frequency wiring 19 Aerial high frequency wiring board (first high frequency wiring board)
19a High frequency wiring

Claims

In a multi-channel optical transmission module in which a laser array having a plurality of arrayed semiconductor laser elements and a multiplexer that multiplexes optical paths from the plurality of semiconductor laser elements is mounted inside a housing,
A first high-frequency wiring board having a plurality of high-frequency wirings for supplying a high-frequency signal;
The first high-frequency wiring board is disposed so as to cross between facing side surfaces in the housing at a position directly above the multiplexer in the laser array. Placing a plate above the laser array;
The high-frequency wiring is formed corresponding to the position on the plane of the plurality of semiconductor laser elements,
A multi-channel optical transmission module, wherein the high-frequency wiring and the semiconductor laser element are each connected by a gold wire.

The multi-channel optical transmission module according to claim 1, wherein
A plurality of the semiconductor laser elements are arranged in a line, and an end portion of the high-frequency wiring connected to the semiconductor laser elements is formed at a position corresponding to a position on a plane of the plurality of semiconductor laser elements arranged in a line. A multi-channel optical transmission module.

The multi-channel optical transmission module according to claim 1 or 2,
A multi-channel optical transmission module, wherein the semiconductor laser element is a direct modulation DFB laser, and three or more direct modulation DFB lasers are arranged.

The multi-channel optical transmission module according to any one of claims 1 to 3,
A multi-channel optical transmission module, wherein the multiplexer is a multi-mode interference multiplexer or an arrayed waveguide grating multiplexer.

In a multi-channel optical transmission module in which a laser array in which a plurality of sets of semiconductor laser elements and modulators that modulate the semiconductor laser elements are arranged is mounted inside a housing,
A first high-frequency wiring board having a plurality of high-frequency wirings for supplying a high-frequency signal;
The first high-frequency wiring board is disposed so as to cross between the facing side surfaces in the housing at positions directly above the plurality of semiconductor laser elements in the laser array. A high frequency wiring board is disposed above the laser array, and
The high-frequency wiring is formed corresponding to the position on the plane of the plurality of modulators,
A multi-channel optical transmission module, wherein the high-frequency wiring and the modulator are each connected by a gold wire.

The multi-channel optical transmission module according to claim 5,
A plurality of the modulators are arranged in a line, and ends of the high-frequency wirings connected to the modulators are formed at positions corresponding to positions on a plane of the plurality of the modulators arranged in a line. Multi-channel optical transmission module.

The multi-channel optical transmission module according to claim 5 or 6,
A multichannel light characterized in that the semiconductor laser element is a DFB laser, the modulator is an electroabsorption optical modulator, and three or more sets of the DFB laser and the electroabsorption optical modulator are arranged. Transmission module.

In a multi-channel optical transmission module in which a laser array in which a plurality of sets of semiconductor laser elements and modulators that modulate the semiconductor laser elements are arranged is mounted inside the housing,
A first high-frequency wiring board having a plurality of high-frequency wirings for supplying a high-frequency signal;
The semiconductor laser element is a DFB laser, the modulator is a Mach-Zehnder modulator, and two or more sets of the DFB laser and the Mach-Zehnder modulator are arranged,
By disposing the first high frequency wiring board, so as to traverse between the facing sides of the housing portion at a position just above the plurality of the Mach-Zehnder modulator body in the laser array, wherein the the first high frequency wiring board is disposed above the front SL laser array,
The electrode pads connected to the plurality of Mach-Zehnder modulators are arranged in a row, and the end portions of the high-frequency wirings connected to the electrode pads correspond to the positions on the plane of the electrode pads arranged in a row. Formed at the position
A multi-channel optical transmission module, wherein the high-frequency wiring and the electrode pad are each connected by a gold wire.

The multi-channel optical transmission module according to any one of claims 5 to 8,
A multiplexer that multiplexes the optical path from the modulator is formed in the laser array, and the multiplexer is a multimode interference type multiplexer or an arrayed waveguide grating multiplexer. Multi-channel optical transmission module.

The multi-channel optical transmission module according to any one of claims 5 to 8,
A multi-channel light characterized in that a multiplexer for multiplexing an optical path from the modulator is provided independently of the laser array, and the multiplexer is a multiplexer using a dielectric filter. Transmission module.

The multi-channel optical transmission module according to any one of claims 1 to 10,
The wiring shape of the first high-frequency wiring board is a wiring shape of either a GND coplanar line or a differential coplanar line,
A multi-channel optical transmission module characterized in that a material of wiring of the first high-frequency wiring board is a metal composed of at least one element of Au, Pt, Ag, Al, Ti, Ni, and Cu.

The multi-channel optical transmission module according to any one of claims 1 to 11,
A second high-frequency wiring board that relays between the external wiring and the first high-frequency wiring board is provided on each side surface facing the inside of the housing, and the top surfaces of the two second high-frequency wiring boards are high. The multi-channel optical transmission module, wherein the first high-frequency wiring board is fixed to the upper surfaces of the two second high-frequency wiring boards, with the height higher than the height of the upper surface of the laser array.