JP2007065247A

JP2007065247A - Optical module

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Publication number: JP2007065247A
Application number: JP2005250781A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tsuzuki; 健都築; Hiroshi Yasaka; 洋八坂
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2025-08-31
Also published as: JP4359582B2

Abstract

【課題】光変調器への熱流入を抑制して、安定した光変調動作を確保する。
【解決手段】モジュール外壁１０１とプレート１０２によりモジュール筐体が形成されている。第１，第２のサブマウント１０６，１２１は、プレート１０２上に固定搭載されている。光変調器１０８はサブマウント１０６上に、ドライバＩＣ１２０はサブマウント１２１上に搭載される。サブマウント１０６の熱伝導率に比べて、プレート１０２やサブマウント１０６の熱伝導率を大きくしている。このため、外部から流入した熱や、ドライバＩＣ１２０で発生した熱は、プレート１２０で拡散されると共に、サブマウント１０６に伝播しにくくなり、光変調器１０８に達する熱が抑制され、光変調器１０８の不均一な加熱が防止され、安定した光変調動作ができる。
【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To secure a stable light modulation operation by suppressing heat inflow to an optical modulator.
A module housing is formed by a module outer wall and a plate. The first and second submounts 106 and 121 are fixedly mounted on the plate 102. The optical modulator 108 is mounted on the submount 106 and the driver IC 120 is mounted on the submount 121. Compared to the thermal conductivity of the submount 106, the thermal conductivity of the plate 102 and the submount 106 is increased. For this reason, the heat flowing in from the outside and the heat generated by the driver IC 120 are diffused by the plate 120 and are not easily propagated to the submount 106, and the heat reaching the light modulator 108 is suppressed, and the light modulator 108. The uneven heating is prevented, and a stable light modulation operation can be performed.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、光通信システムや光情報処理システムにおいて用いられる、光変調器を備えた光モジュールに関するものであり、光変調器の実装を工夫することより、光変調器への熱流入を抑制するようにしたものである。 The present invention relates to an optical module including an optical modulator used in an optical communication system and an optical information processing system, and suppresses heat inflow to the optical modulator by devising mounting of the optical modulator. It is what I did.

従来の光変調器モジュールでは、光変調器の温度を一定に保つため、温度制御素子（ペルチェクーラー）等を用いていた（特開平１１−０９５０７１）。また、光変調器から発生する熱を効率よく外部に逃がすため、光変調器を設置するマウント部分は、モジュール筐体の底面と熱伝導を十分取れる構造となっていた。 In a conventional optical modulator module, a temperature control element (Peltier cooler) or the like is used in order to keep the temperature of the optical modulator constant (Japanese Patent Laid-Open No. 11-095071). In addition, in order to efficiently release the heat generated from the optical modulator to the outside, the mount portion on which the optical modulator is installed has a structure that allows sufficient heat conduction with the bottom surface of the module housing.

特開平１１−０９５０７１JP-A-11-095071

しかし光モジュールの外部からの熱の流入や、同じ光モジュール内に搭載するドライバＩＣの発熱により、特に光の進行方向と垂直な方向の偏った部分から光変調器に熱が流入すると、光変調器のマウント部分に熱勾配ができ、光変調器が不均一に熱せられてしまうこととなる。このように光変調器が不均一に熱せられると、光変調動作が乱れて、信号劣化の原因となる。
特に入力光を２本の光導波路へ分配し、その位相差を制御することで強度変調光信号を得ることを原理としたマッハツェンダ型光変調器等の干渉型光変調器においては、光導波路の温度が不均一に変化するとその光出力強度が変化し、信号劣化の原因となっていた。 However, when heat flows from the outside of the optical module or heat from the driver IC mounted in the same optical module, particularly when the heat flows into the optical modulator from a portion that is perpendicular to the light traveling direction, the optical modulation is performed. A thermal gradient is created in the mount portion of the device, and the light modulator is heated unevenly. If the optical modulator is heated non-uniformly in this way, the optical modulation operation is disturbed, causing signal degradation.
In particular, in an interferometric optical modulator such as a Mach-Zehnder optical modulator based on the principle of obtaining an intensity-modulated optical signal by distributing input light to two optical waveguides and controlling the phase difference between them, When the temperature changes non-uniformly, the light output intensity changes, causing signal degradation.

本発明は、上記従来技術に鑑み、光変調器への熱流入を抑制して、光変調器での熱的不均一を防止し、もって安定した光変調動作ができる光モジュールを提供することを目的とする。 In view of the above prior art, the present invention provides an optical module that suppresses heat inflow into an optical modulator, prevents thermal non-uniformity in the optical modulator, and can perform a stable optical modulation operation. Objective.

上記課題を解決する本発明の構成は、
モジュール筐体に、第１のサブマウントと第２のサブマウントとが搭載され、
第１のサブマウント上には光変調器が搭載されると共に、第２のサブマウント上には前記光変調器を駆動するためのドライバＩＣが搭載されている光モジュールにおいて、
前記モジュール筐体における第１のサブマウントを搭載する搭載面を形成する材料の熱伝導率が、第１のサブマウントを形成する材料の熱伝導率よりも大きいことを特徴とする。 The configuration of the present invention for solving the above problems is as follows.
A first submount and a second submount are mounted on the module housing.
In the optical module in which an optical modulator is mounted on the first submount and a driver IC for driving the optical modulator is mounted on the second submount.
A thermal conductivity of a material forming a mounting surface on which the first submount is mounted in the module housing is larger than a thermal conductivity of a material forming the first submount.

また本発明の構成は、
前記モジュール筐体における第１のサブマウントを搭載する搭載面を形成する材料と、前記モジュール筐体における第２のサブマウントを搭載する搭載面を形成する材料と、
前記第２のサブマウントを形成する材料の熱伝導率が、前記第１のサブマウントを形成する材料の熱伝導率に比べ大きいことを特徴とする。 The configuration of the present invention is as follows.
A material for forming a mounting surface for mounting the first submount in the module housing; and a material for forming a mounting surface for mounting the second submount in the module housing;
The material for forming the second submount is higher in thermal conductivity than the material for forming the first submount.

また本発明の構成は、
前記モジュール筐体と、前記第２のサブマウントとは一体形成されたものであることを特徴とする。 The configuration of the present invention is as follows.
The module housing and the second submount are integrally formed.

また本発明の構成は、
前記第２のサブマウントの側壁面と、前記第１のサブマウントの側壁面が接していないことを特徴とする。 The configuration of the present invention is as follows.
The side wall surface of the second submount and the side wall surface of the first submount are not in contact with each other.

また本発明の構成は、
前記第２のサブマウントを形成する材料は、銅とタングステンの合金であることを特徴とする。 The configuration of the present invention is as follows.
The material for forming the second submount is an alloy of copper and tungsten.

また本発明の構成は、
前記第１のサブマウントを形成する材料は、鉄とニッケルとコバルトの合金であることを特徴とする。 The configuration of the present invention is as follows.
The material for forming the first submount is an alloy of iron, nickel, and cobalt.

つまり、本発明は、光変調器を搭載するサブマウントに、他の部分から熱が流入しにくい構造を持つことを主な特徴とする。
なお、従来の半導体光モジュール技術では、光変調器を搭載するサブマウントを、放熱性の良い、つまり熱伝導の良い材料を使用している。
このように、本発明は、従来技術とは発想を逆にして、光変調器への熱流入を抑え、これにより、光変調器での信号劣化を防止するものである。 That is, the main feature of the present invention is that the submount on which the optical modulator is mounted has a structure in which heat does not easily flow from other portions.
In the conventional semiconductor optical module technology, the submount on which the optical modulator is mounted uses a material having good heat dissipation, that is, good heat conduction.
As described above, the present invention reverses the idea from the prior art and suppresses heat inflow to the optical modulator, thereby preventing signal deterioration in the optical modulator.

［作用］
本発明による光モジュールは、モジュール筐体より流入する熱やドライバＩＣより発生する熱を、熱伝導率の異なる材料を用いて当該光モジュールを構成することにより、光変調器用のサブマウントに熱が流入する前に熱を周囲に拡散させて伝播させること、さらにドライバＩＣより発生する熱を、ドライバＩＣ用のサブマウントの側壁面を介して、光変調器用のサブマウントの光変調器搭載位置近傍に直接熱が伝播することを防止し、結果として光変調器の温度を均一に変化させるようにできるモジュール構造としている。
従って、光モジュールが配置されている配置位置での外気温の変動や、光変調器を制御するために光モジュール内に同時実装されたドライバＩＣからの発熱があっても、光変調器出力が変動することがなく、本発明の目的である、光変調器の安定動作を実現することが可能となる。 [Action]
In the optical module according to the present invention, the heat that flows from the module housing or the heat generated from the driver IC is configured by using the materials having different thermal conductivities so that heat is applied to the submount for the optical modulator. Propagate heat to the surroundings before it flows in, and propagate the heat generated by the driver IC near the optical modulator mounting position of the submount for the optical modulator via the side wall surface of the submount for the driver IC In this module structure, heat can be prevented from directly propagating to the optical modulator, and as a result, the temperature of the optical modulator can be changed uniformly.
Therefore, even if there is a change in the outside air temperature at the arrangement position where the optical module is arranged, or there is heat from the driver IC mounted simultaneously in the optical module to control the optical modulator, the optical modulator output is It is possible to realize a stable operation of the optical modulator, which is the object of the present invention, without fluctuation.

本発明によれば、光モジュールの内部で発生した熱、及び光モジュールの外部から流入した熱の影響を受けることがなく、安定した光変調動作ができる光モジュールが実現できた。 According to the present invention, it is possible to realize an optical module capable of performing a stable optical modulation operation without being affected by heat generated inside the optical module and heat flowing from the outside of the optical module.

以下に本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づき詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail based on examples.

図１に本発明の実施例１に係る光モジュールを示す。図1（ａ）は平面図、図1（ｂ）は図1（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図1（ｃ）は図1（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
本実施例１で用いた光変調器１０８は、図２に示した、リチュームナイオベート（ＬｉＮｂＯ₃）基板８０上に形成された光変調器である。 FIG. 1 shows an optical module according to Embodiment 1 of the present invention. 1A is a plan view, FIG. 1B is a BB cross-sectional view of FIG. 1A, and FIG. 1C is a CC cross-sectional view of FIG. 1A.
The optical modulator 108 used in the first embodiment is an optical modulator formed on a recombination niobate (LiNbO ₃ ) substrate 80 shown in FIG.

先に、図２を用いて、この光変調器１０８について説明する。この光変調器１０８は、
光入力導波路８１へ入力されたＤＣ光を光分配器８２で２つの位相制御用光導波路８３，８５へ分配し、その光導波路間の位相差を制御用電極８４，８６へ印加する電気信号で制御し、光結合器８７で結合され光出力導波路８８より出力される光の光強度を制御することを原理とした、マッハツェンダ型光変調器（ＭＺ変調器）である。 First, the optical modulator 108 will be described with reference to FIG. This optical modulator 108 is
An electric signal for distributing the DC light input to the optical input waveguide 81 to the two phase control optical waveguides 83 and 85 by the optical distributor 82 and applying the phase difference between the optical waveguides to the control electrodes 84 and 86. And a Mach-Zehnder type optical modulator (MZ modulator) based on the principle of controlling the light intensity of the light coupled by the optical coupler 87 and output from the optical output waveguide 88.

ＭＺ変調器では、上記に原理を説明したように、２本の位相制御用光導波路８３，８５の位相差により出力光強度を制御するので、片側の光導波路のみが熱せられて温度が上昇することで屈折率（位相）が変化すると、出力光強度が変化してしまう。しかし、両光導波路８３，８５が同様に熱せられて温度上昇しても、両光導波路間の位相差は変化することがないため、出力光強度が変化することはない。 In the MZ modulator, as described above, the output light intensity is controlled by the phase difference between the two phase control optical waveguides 83 and 85, so that only one of the optical waveguides is heated and the temperature rises. Thus, when the refractive index (phase) changes, the output light intensity changes. However, even if both the optical waveguides 83 and 85 are similarly heated and the temperature rises, the phase difference between the two optical waveguides does not change, so the output light intensity does not change.

図１に戻り説明すると、本発明による光モジュールは、モジュール外壁１０１及びプレート１０２よりなるモジュール筐体に、光入出力用の光ファイバ１０４、光ファイバ固定スリーブ１０３を具備した構造をなす。電気信号は電気コネクタ１０９から、セラミックスにより形成された配線板１１１を通して、光変調器１０８へ供給される。入出力光を導くための光ファイバ１０４は、光変調器１０８と直接結合されている。 Referring back to FIG. 1, the optical module according to the present invention has a structure in which a module housing composed of a module outer wall 101 and a plate 102 is provided with an optical fiber 104 for optical input / output and an optical fiber fixing sleeve 103. The electrical signal is supplied from the electrical connector 109 to the optical modulator 108 through the wiring board 111 formed of ceramics. An optical fiber 104 for guiding input / output light is directly coupled to the optical modulator 108.

第１のサブマウント１０６は、モジュール筐体のプレート１０２上に固定・搭載され、第２のサブマウント１２１は、モジュール筐体のプレート１０２の上に固定・搭載されている。このため、プレート１０２の上面のうち、第１のサブマウント１０６が固定・搭載されている面が、第１のサブマウント１０６の搭載面となっている。また、プレート１０２の上面のうち、第２のサブマウント１２１が固定・搭載されている面が、第２のサブマウント１２１の搭載面となっている。
本実施例１では、第１のサブマウント１０６の側壁面と、第２のサブマウント１２１の側壁面とが接している（図１（ａ），（ｃ）参照）。 The first submount 106 is fixed and mounted on the plate 102 of the module housing, and the second submount 121 is fixed and mounted on the plate 102 of the module housing. For this reason, the surface on which the first submount 106 is fixed and mounted on the upper surface of the plate 102 is the mounting surface of the first submount 106. Of the upper surface of the plate 102, the surface on which the second submount 121 is fixed and mounted is the mounting surface of the second submount 121.
In the first embodiment, the side wall surface of the first submount 106 and the side wall surface of the second submount 121 are in contact (see FIGS. 1A and 1C).

第１のサブマウント１０６上には、光変調器１０８が搭載され、第２のサブマウント１２１上には、光変調器１０８を駆動するためのドライバＩＣ１２０が搭載されている。このように、この光モジュールでは、モジュール内に、光変調器１０８のみならずドライバＩＣ１２０も内蔵している。 An optical modulator 108 is mounted on the first submount 106, and a driver IC 120 for driving the optical modulator 108 is mounted on the second submount 121. Thus, in this optical module, not only the optical modulator 108 but also the driver IC 120 is built in the module.

ここで、プレート１０２と第２のサブマウント１２１は、熱伝導率の大きい、例えば銅タングステン（ＣｕＷ）や、テルル銅（ＣｕＴｅ）等の材料で形成され、熱の伝導をよくするように作製されている。更に、プレート１０２と第２のサブマウント１２１を一体形成しても良い。そうすれば、第２のサブマウント１２１からプレート１０２への熱伝導が良くなる。 Here, the plate 102 and the second submount 121 are made of a material having a high thermal conductivity, such as copper tungsten (CuW) or tellurium copper (CuTe), and are manufactured to improve heat conduction. ing. Further, the plate 102 and the second submount 121 may be integrally formed. Then, heat conduction from the second submount 121 to the plate 102 is improved.

一方、光変調器１０８が搭載された第１のサブマウント１０６は、プレート１０２や第２のサブマウント１２１の材料よりも熱伝導率の小さい、例えば鉄とニッケルとコバルトの合金や、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の材料で形成され、熱の伝導を悪くするように作製されている。 On the other hand, the first submount 106 on which the optical modulator 108 is mounted has a lower thermal conductivity than the material of the plate 102 and the second submount 121, for example, an alloy of iron, nickel and cobalt, stainless steel ( It is made of a material such as SUS) and is made so as to deteriorate heat conduction.

光モジュールの外部から流入する熱は、プレート１０２、第１のサブマウント１０６を通して光変調器１０８へ伝導する。また、ドライバＩＣ１２０で発生した熱は、第２のサブマウント１２１、プレート１０２、第１のサブマウント１０６を通して光変調器１０８へ伝導する。ここで、外部からまたはドライバＩＣ１２０で発生した熱は、いったん熱伝導率の大きいプレート１０２で拡散された後に、熱伝導率の小さい第１のサブマウント１０２へ伝わっていく。 Heat flowing from the outside of the optical module is conducted to the optical modulator 108 through the plate 102 and the first submount 106. Further, the heat generated in the driver IC 120 is conducted to the optical modulator 108 through the second submount 121, the plate 102, and the first submount 106. Here, the heat generated from the outside or in the driver IC 120 is once diffused by the plate 102 having a high thermal conductivity, and then transferred to the first submount 102 having a low thermal conductivity.

このように熱伝導率の小さい第１のサブマウント１０６へは、プレート１０２からの熱が流入しにくく、かつ熱伝導率の大きいプレート１０２で熱が拡散されているため、光変調器１０８に熱が達したとしても、この熱は光変調器１０８を均一に熱し、光変調器１０８の２本の光導波路を片側のみ熱することはない。このため、光変調器１０８から出力される光の出力光強度が変化することがなく、光変調器１０８の安定動作を実現することができた。 In this way, the heat from the plate 102 hardly flows into the first submount 106 having a low thermal conductivity, and the heat is diffused by the plate 102 having a high thermal conductivity. However, this heat uniformly heats the optical modulator 108 and does not heat the two optical waveguides of the optical modulator 108 only on one side. Therefore, the output light intensity of the light output from the optical modulator 108 does not change, and the stable operation of the optical modulator 108 can be realized.

図３に本発明の実施例２に係る光モジュールを示す。図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
本実施例２で用いた光変調器１０８は、図２に示した、リチュームナイオベート（ＬｉＮｂＯ₃）基板８０上に形成された光変調器である。 FIG. 3 shows an optical module according to Embodiment 2 of the present invention. 3A is a plan view, FIG. 3B is a BB cross-sectional view of FIG. 3A, and FIG. 3C is a CC cross-sectional view of FIG. 3A.
The optical modulator 108 used in the second embodiment is an optical modulator formed on a recombination niobate (LiNbO ₃ ) substrate 80 shown in FIG.

図３に戻り説明すると、本発明による光モジュールは、モジュール外壁１０１及びプレート１０２よりなるモジュール筐体に、光入出力用の光ファイバ１０４、光ファイバ固定スリーブ１０３を具備した構造をなす。電気信号は電気コネクタ１０９から、セラミックスにより形成された配線板１１１を通して、光変調器１０８へ供給される。入出力光を導くための光ファイバ１０４は、光変調器１０８と直接結合されている。 Referring back to FIG. 3, the optical module according to the present invention has a structure in which a module housing including the module outer wall 101 and the plate 102 is provided with an optical fiber 104 for optical input / output and an optical fiber fixing sleeve 103. The electrical signal is supplied from the electrical connector 109 to the optical modulator 108 through the wiring board 111 formed of ceramics. An optical fiber 104 for guiding input / output light is directly coupled to the optical modulator 108.

第１のサブマウント１０６は、モジュール筐体のプレート１０２上に固定・搭載され、第２のサブマウント１２１は、モジュール筐体のプレート１０２の上に固定・搭載されている。このため、プレート１０２の上面のうち、第１のサブマウント１０６が固定・搭載されている面が、第１のサブマウント１０６の搭載面となっている。また、プレート１０２の上面のうち、第２のサブマウント１２１が固定・搭載されている面が、第２のサブマウント１２１の搭載面となっている。
本実施例２では、実施例１と異なり、第１のサブマウント１０６と、第２のサブマウント１２１とは、互いに接することなく配置されている（図３（ａ），（ｃ）参照）。電気配線は、熱絶縁性の高いセラミックスにより形成された配線板１１１を介してなされる。 The first submount 106 is fixed and mounted on the plate 102 of the module housing, and the second submount 121 is fixed and mounted on the plate 102 of the module housing. For this reason, the surface on which the first submount 106 is fixed and mounted on the upper surface of the plate 102 is the mounting surface of the first submount 106. Of the upper surface of the plate 102, the surface on which the second submount 121 is fixed and mounted is the mounting surface of the second submount 121.
In the second embodiment, unlike the first embodiment, the first submount 106 and the second submount 121 are arranged without contacting each other (see FIGS. 3A and 3C). The electrical wiring is made through a wiring board 111 made of ceramic having high thermal insulation.

光モジュールの外部から流入する熱は、プレート１０２、第１のサブマウント１０６を通して光変調器１０８へ伝導する。また、ドライバＩＣ１２０で発生した熱は、第２のサブマウント１２１、プレート１０２、第１のサブマウント１０６を通して光変調器１０８へ伝導する。
本実施例２では、実施例１と異なり、第２のサブマウント１２１と、第１のサブマウント１０６は互いに接することなく配置されているため、ドライバＩＣ１２０で発生した熱が、サブマウント１２１，１０６を介して直接的に光変調器１０８に伝導することを防止している。
ここで、外部からまたはドライバＩＣ１２０で発生した熱は、いったん熱伝導率の大きいプレート１０２で拡散された後に、熱伝導率の小さい第１のサブマウント１０２へ伝わっていく。 Heat flowing from the outside of the optical module is conducted to the optical modulator 108 through the plate 102 and the first submount 106. Further, the heat generated in the driver IC 120 is conducted to the optical modulator 108 through the second submount 121, the plate 102, and the first submount 106.
In the second embodiment, unlike the first embodiment, since the second submount 121 and the first submount 106 are arranged without contacting each other, the heat generated by the driver IC 120 is generated by the submounts 121 and 106. Therefore, it is prevented that the light is directly conducted to the optical modulator 108 via the.
Here, the heat generated from the outside or in the driver IC 120 is once diffused by the plate 102 having a high thermal conductivity, and then transferred to the first submount 102 having a low thermal conductivity.

図４に本発明の実施例３に係る光モジュールを示す。図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
本実施例３で用いた光変調器２０８は、図５に示した、半導体基板９０上に形成された光変調器である。
なお実施例１，２では、リチュームナイオベート（ＬｉＮｂＯ₃）基板上に形成された光変調器を採用したが、本実施例３では、半導体基板９０上に形成された光変調器を採用している。 FIG. 4 shows an optical module according to Embodiment 3 of the present invention. 4A is a plan view, FIG. 4B is a BB sectional view of FIG. 4A, and FIG. 4C is a CC sectional view of FIG. 4A.
The optical modulator 208 used in the third embodiment is an optical modulator formed on the semiconductor substrate 90 shown in FIG.
In the first and second embodiments, an optical modulator formed on a rejuvenated niobate (LiNbO ₃ ) substrate is used. In the third embodiment, an optical modulator formed on a semiconductor substrate 90 is used. Yes.

先に、図５を用いて、この光変調器２０８について説明する。この光変調器２０８は、
光入力導波路９１へ入力されたＤＣ光を光分配器９２で２つの位相制御用光導波路９３，９５へ分配し、その光導波路間の位相差を制御用電極９４，９６へ印加する電気信号で制御し、光結合器９７で結合され光出力導波路９８より出力される光の光強度を制御することを原理とした、マッハツェンダ型光変調器（ＭＺ変調器）である。 First, the optical modulator 208 will be described with reference to FIG. The optical modulator 208 is
An electric signal for distributing DC light input to the optical input waveguide 91 to the two phase control optical waveguides 93 and 95 by the optical distributor 92 and applying a phase difference between the optical waveguides to the control electrodes 94 and 96. This is a Mach-Zehnder type optical modulator (MZ modulator) based on the principle of controlling the light intensity of the light coupled by the optical coupler 97 and output from the optical output waveguide 98.

ＭＺ変調器では、上記に原理を説明したように、２本の位相制御用光導波路９３，９５の位相差により出力光強度を制御するので、片側の光導波路のみが熱せられて温度が上昇することで屈折率（位相）が変化すると、出力光強度が変化してしまう。しかし、両光導波路９３，９５が同様に熱せられて温度上昇しても、両光導波路間の位相差は変化することがないため、出力光強度が変化することはない。 In the MZ modulator, as described above, the output light intensity is controlled by the phase difference between the two phase control optical waveguides 93 and 95, so that only one of the optical waveguides is heated and the temperature rises. Thus, when the refractive index (phase) changes, the output light intensity changes. However, even if both the optical waveguides 93 and 95 are similarly heated and the temperature rises, the phase difference between the two optical waveguides does not change, so the output light intensity does not change.

図４に戻り説明すると、本発明による光モジュールは、モジュール外壁２０１及びプレート２０２よりなるモジュール筐体に、光入出力用の光ファイバ２０４、光ファイバ固定スリーブ２０３を具備した構造をなす。電気信号は電気コネクタ２０９から、セラミックスにより形成された配線板２１１を通して、光変調器２０８へ供給される。入出力光を導くための光ファイバ２０４は、第１のサブマウント２０６上に具備された結合用レンズ２０７を介して、光変調器２０８と結合されている。 Referring back to FIG. 4, the optical module according to the present invention has a structure in which a module housing including the module outer wall 201 and the plate 202 is provided with an optical fiber 204 for optical input / output and an optical fiber fixing sleeve 203. The electrical signal is supplied from the electrical connector 209 to the optical modulator 208 through the wiring board 211 formed of ceramics. An optical fiber 204 for guiding input / output light is coupled to an optical modulator 208 via a coupling lens 207 provided on the first submount 206.

第１のサブマウント２０６は、モジュール筐体のプレート２０２上に固定・搭載され、第２のサブマウント２２１は、モジュール筐体のプレート２０２の上に固定・搭載されている。このため、プレート２０２の上面のうち、第１のサブマウント２０６が固定・搭載されている面が、第１のサブマウント２０６の搭載面となっている。また、プレート２０２の上面のうち、第２のサブマウント２２１が固定・搭載されている面が、第２のサブマウント２２１の搭載面となっている。
本実施例３では、第１のサブマウント２０６と、第２のサブマウント２２１とは、互いに接することなく配置されている（図４（ａ），（ｃ）参照）。電気配線は、熱絶縁性の高いセラミックスにより形成された配線板２１１を介してなされる。 The first submount 206 is fixed and mounted on the plate 202 of the module housing, and the second submount 221 is fixed and mounted on the plate 202 of the module housing. For this reason, on the upper surface of the plate 202, the surface on which the first submount 206 is fixed and mounted is the mounting surface of the first submount 206. Of the upper surface of the plate 202, the surface on which the second submount 221 is fixed and mounted is the mounting surface of the second submount 221.
In the third embodiment, the first submount 206 and the second submount 221 are arranged without contacting each other (see FIGS. 4A and 4C). The electrical wiring is made through a wiring board 211 made of ceramic having high thermal insulation.

第１のサブマウント２０６上には、光変調器２０８が搭載され、第２のサブマウント２２１上には、光変調器２０８を駆動するためのドライバＩＣ２２０が搭載されている。このように、この光モジュールでは、モジュール内に、光変調器２０８のみならずドライバＩＣ２２０も内蔵している。 An optical modulator 208 is mounted on the first submount 206, and a driver IC 220 for driving the optical modulator 208 is mounted on the second submount 221. Thus, in this optical module, not only the optical modulator 208 but also the driver IC 220 is built in the module.

ここで、プレート２０２と第２のサブマウント２２１は、熱伝導率の大きい、例えば銅タングステン（ＣｕＷ）や、テルル銅（ＣｕＴｅ）等の材料で形成され、熱の伝導をよくするように作製されている。更に、プレート２０２と第２のサブマウント２２１を一体形成しても良い。そうすれば、第２のサブマウント２２１からプレート２０２への熱伝導が良くなる。 Here, the plate 202 and the second submount 221 are made of a material having a high thermal conductivity, such as copper tungsten (CuW) or tellurium copper (CuTe), and are manufactured to improve heat conduction. ing. Furthermore, the plate 202 and the second submount 221 may be integrally formed. Then, heat conduction from the second submount 221 to the plate 202 is improved.

一方、光変調器２０８が搭載された第１のサブマウント２０６は、プレート２０２や第２のサブマウント２２１の材料よりも熱伝導率の小さい、例えば鉄とニッケルとコバルトの合金や、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の材料で形成され、熱の伝導を悪くするように作製されている。 On the other hand, the first submount 206 on which the optical modulator 208 is mounted has a lower thermal conductivity than the material of the plate 202 and the second submount 221, for example, an alloy of iron, nickel and cobalt, stainless steel ( It is made of a material such as SUS) and is made so as to deteriorate heat conduction.

光モジュールの外部から流入する熱は、プレート２０２、第１のサブマウント２０６を通して光変調器２０８へ伝導する。また、ドライバＩＣ２２０で発生した熱は、第２のサブマウント２２１、プレート２０２、第１のサブマウント２０６を通して光変調器２０８へ伝導する。
本実施例３では、第２のサブマウント２２１と、第１のサブマウント２０６は互いに接することなく配置されているため、ドライバＩＣ２２０で発生した熱が、サブマウント２２１，２０６を介して直接的に光変調器２０８に伝導することを防止している。
ここで、外部からまたはドライバＩＣ２２０で発生した熱は、いったん熱伝導率の大きいプレート２０２で拡散された後に、熱伝導率の小さい第１のサブマウント２０２へ伝わっていく。 Heat flowing from the outside of the optical module is conducted to the optical modulator 208 through the plate 202 and the first submount 206. Further, the heat generated by the driver IC 220 is conducted to the optical modulator 208 through the second submount 221, the plate 202, and the first submount 206.
In the third embodiment, since the second submount 221 and the first submount 206 are arranged without being in contact with each other, the heat generated in the driver IC 220 is directly transmitted through the submounts 221 and 206. Conduction to the optical modulator 208 is prevented.
Here, the heat generated from the outside or in the driver IC 220 is once diffused by the plate 202 having a high thermal conductivity, and then transferred to the first submount 202 having a low thermal conductivity.

このように熱伝導率の小さい第１のサブマウント２０６へは、プレート２０２からの熱が流入しにくく、かつ熱伝導率の大きいプレート２０２で熱が拡散されているため、光変調器２０８に熱が達したとしても、この熱は光変調器２０８を均一に熱し、光変調器２０８の２本の光導波路を片側のみ熱することはない。このため、光変調器２０８から出力される光の出力光強度が変化することがなく、光変調器２０８の安定動作を実現することができた。 In this way, the heat from the plate 202 hardly flows into the first submount 206 having a low thermal conductivity, and the heat is diffused by the plate 202 having a high thermal conductivity. However, this heat uniformly heats the optical modulator 208 and does not heat the two optical waveguides of the optical modulator 208 only on one side. Therefore, the output light intensity of the light output from the optical modulator 208 does not change, and the stable operation of the optical modulator 208 can be realized.

本発明の実施例１に係る光モジュールを示す断面図。Sectional drawing which shows the optical module which concerns on Example 1 of this invention. リチュームナイオベートマッハツェンダ光変調器の原理を示す構成図。The block diagram which shows the principle of a Rituum Niobate Mach-Zehnder optical modulator. 本発明の実施例２に係る光モジュールを示す断面図。Sectional drawing which shows the optical module which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例３に係る光モジュールを示す断面図。Sectional drawing which shows the optical module which concerns on Example 3 of this invention. 半導体マッハツェンダ光変調器の原理を示す構成図。The block diagram which shows the principle of a semiconductor Mach-Zehnder optical modulator.

Explanation of symbols

８０リチュームナイオベート基板
８１光入力導波路
８２光分配器
８３位相制御用光導波路
８４制御用電極
８５位相制御用光導波路
８６制御用電極
８７光結合器
８８光出力導波路
９０半導体基板
９１光入力導波路
９２光分配器
９３位相制御用光導波路
９４制御用電極
９５位相制御用光導波路
９６制御用電極
９７光結合器
９８光出力導波路
１０１モジュール外壁
１０２プレート
１０３光ファイバ固定スリーブ
１０４光ファイバ
１０６第１のサブマウント
１０８光変調器
１０９電気コネクタ
１１１配線板
１２０ドライバＩＣ
１２１第２のサブマウント
２０１モジュール外壁
２０２プレート
２０３光ファイバ固定スリーブ
２０４光ファイバ
２０６第１のサブマウント
２０７結合用レンズ
２０８光変調器
２０９電気コネクタ
２１１配線板
２２０ドライバＩＣ
２２１第２のサブマウント 80 Rigid Niobate Substrate 81 Optical Input Waveguide 82 Optical Divider 83 Phase Control Optical Waveguide 84 Control Electrode 85 Phase Control Optical Waveguide 86 Control Electrode 87 Optical Coupler 88 Optical Output Waveguide 90 Semiconductor Substrate 91 Optical Input Conduction Waveguide 92 Optical distributor 93 Phase control optical waveguide 94 Control electrode 95 Phase control optical waveguide 96 Control electrode 97 Optical coupler 98 Optical output waveguide 101 Module outer wall 102 Plate 103 Optical fiber fixing sleeve 104 Optical fiber 106 First Submount 108 Optical modulator 109 Electrical connector 111 Wiring board 120 Driver IC
121 second submount 201 module outer wall 202 plate 203 optical fiber fixing sleeve 204 optical fiber 206 first submount 207 coupling lens 208 optical modulator 209 electrical connector 211 wiring board 220 driver IC
221 Second submount

Claims

A first submount and a second submount are mounted on the module housing.
In the optical module in which an optical modulator is mounted on the first submount and a driver IC for driving the optical modulator is mounted on the second submount.
An optical module characterized in that a material forming a mounting surface on which the first submount is mounted in the module housing has a thermal conductivity higher than that of a material forming the first submount.

A material for forming a mounting surface for mounting the first submount in the module housing; and a material for forming a mounting surface for mounting the second submount in the module housing;
The optical module according to claim 1, wherein a thermal conductivity of a material forming the second submount is larger than a thermal conductivity of a material forming the first submount.

The optical module according to claim 1, wherein the module housing and the second submount are integrally formed.

4. The optical module according to claim 1, wherein a side wall surface of the second submount and a side wall surface of the first submount are not in contact with each other. 5.

The optical module according to any one of claims 1 to 4, wherein a material forming the second submount is an alloy of copper and tungsten.

The optical module according to any one of claims 1 to 4, wherein a material forming the first submount is an alloy of iron, nickel, and cobalt.