JP7013942B2

JP7013942B2 - 光変調器、及び光伝送装置

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Publication number: JP7013942B2
Application number: JP2018034768A
Authority: JP
Inventors: 徳一宮崎; 徹菅又
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2022-02-01
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Description

本発明は、光変調器、及び光変調器を用いた光伝送装置に関する。

近年、長距離光通信において適用が開始されたデジタルコヒーレント伝送技術は、通信需要の更なる高まりから中距離、短距離などメトロ用光通信にも適用されつつある。このようなデジタルコヒーレント伝送においては、光変調器として、代表的にはＬｉＮｂＯ _３（以下、ＬＮという）基板を用いたＤＰ－ＱＰＳＫ（ＤｕａｌＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ－ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調器が用いられる。以下、ＬｉＮｂＯ３基板を用いた光変調器を、ＬＮ変調器という。

このような光変調器は、その内部に収容された光素子基板上に変調動作のための複数の高周波電極を備え、当該光変調器の筐体には、外部の駆動回路（例えばドライバ集積回路）からの高周波信号を上記高周波電極にそれぞれ入力するための複数の信号入力端子が設けられている。

このような複数の信号入力端子は、信号入力端子から光変調素子上の高周波電極に至るそれぞれの信号伝搬経路が互いに同じ電気長となるよう（すなわち、スキューを低減するよう）、特許文献１に示される如く、筐体底部に一列に並べて設けられるのが一般的である。しかしながら、回路技術の進展に伴って集積回路内においてスキュー調整を行うことも可能となってきている。このため伝送容量の更なる増大に伴い変調信号周波数が更に増大する場合、スキューの低減よりも、むしろ信号伝搬経路の電気長そのものを短縮して高周波損失を低減することがより重要となる。この点に関し、上記従来の技術は、高周波特性の向上の観点、更にはその安定性の向上の観点から、未だ改善の余地がある。

特開２０１７－１３４１３１号公報

上記背景より、光変調器において、高周波特性を向上し及びにその安定性を向上することが望まれている。

本発明の一の態様は、光導波路と、前記光導波路を伝搬する光波を制御する複数の電極と、を備えた光素子基板と、前記光素子基板を固定し収容する筐体と、を備え、前記筐体の外部の一の面には、前記複数の電極とそれぞれ電気的に接続された複数の信号入力端子を備え、前記筐体の外部の一の面に垂直な方向から平面視した場合、前記複数の信号入力端子は、当該光素子基板を挟んで相対向するそれぞれの側に分割して配され、前記筐体は、前記一の面に複数の突出部を有し、少なくとも一つの前記突出部に、前記筐体を外部の構造物に取り付けるための固定部を備え、前記信号入力端子は、前記光素子基板を挟んで相対向する２つの端子群を構成し、前記複数の信号入力端子は、前記２つの前記端子群毎に、それぞれ異なる２つの前記突出部に配されており、前記信号入力端子が配された前記突出部に、前記固定部が配されている。
本発明の他の態様によると、前記複数の突出部は、前記筐体の前記一の面において前記筐体の長さ方向及び又は幅方向の中心線に関して略対称な位置に配されている。
本発明の他の態様によると、前記複数の信号入力端子は、前記筐体の前記一の面において前記筐体の長さ方向及び又は幅方向の中心線に関して略対称な位置に配されている。
本発明の他の態様は、上記いずれかの光変調器と、前記光変調器に前記変調動作を行わせるための電気信号を出力する回路基板と、を備える光伝送装置である。

本発明の一実施形態に係る光変調器の平面図である。本発明の一実施形態に係る光変調器の側面図である。本発明の一実施形態に係る光変調器の底面図である。図１に示す光変調器が実装された光伝送装置の平面図である。図５に示す光伝送装置のＡＡ断面矢視図である。図５に示す光伝送装置のＢＢ断面矢視図である。本発明の実施形態に係る光変調器の第１の変形例の構成を示す底面図である。本発明の実施形態に係る光変調器の第２の変形例の構成を示す底面図である。本発明の実施形態に係る光変調器の第３の変形例の構成を示す底面図である。本発明の実施形態に係る光変調器の第４の変形例の構成を示す底面図である。本発明の実施形態に係る光変調器の第５の変形例の構成を示す底面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る光変調器１００の構成を示す平面図、図２は、光変調器１００の側面図、図３は、光変調器１００の底面図である。この光変調器１００は、例えば、光変調器１００に変調を行わせるための電気回路が構成された外部の回路基板（例えば、後述の図４に示す回路基板４０４）上に実装され、当該電気回路と電気的に接続されて使用される。

本光変調器１００は、光素子基板１０２と、光素子基板１０２を収容する変調器筐体１０４と、光素子基板１０２に光を入射するための光ファイバ１０８と、光素子基板１０２から出力される光を変調器筐体１０４の外部へ導く光ファイバ１１０と、を備える。

光素子基板１０２は、例えばＬＮ基板上に設けられた４つのマッハツェンダ型光導波路と、当該マッハツェンダ型光導波路上にそれぞれ設けられて光導波路内を伝搬する光波を変調する４つのＲＦ電極（高周波電極）１５０、１５２、１５４、１５６と、を備えたＤＰ―ＱＰＳＫ光変調器である。光素子基板１０２から出力される２つの光は、例えばレンズ光学系（不図示）により偏波合成され、光ファイバ１１０を介して変調器筐体１０４の外部へ導かれる。

変調器筐体１０４は、光素子基板１０２が固定されるケース１１４ａとカバー１１４ｂとで構成されている。なお、変調器筐体１０４内部における構成の理解を容易するため、図１においては、カバー１１４ｂの一部のみを図示左方に示しているが、実際には、カバー１１４ｂは、箱状のケース１１４ａの全体を覆うように配されて変調器筐体１０４の内部を気密封止する。

ケース１１４ａには、高周波信号入力用の信号入力端子である４つのリードピン１２０、１２２、１２４、１２６が設けられている。これらのリードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、変調器筐体１０４の底面（図３に示す面）から外部に延在する。ここで、変調器筐体１０４の底面は、変調器筐体１０４外部の一の面に対応する。

また、ケース１１４ａは、導電性素材（例えばステンレス等の金属や、金等の金属薄膜がコートされた素材）で構成されており、例えば光変調器１００を回路基板等の外部構造物に実装する際に、ケース１１４ａと外部構造物とが接触することにより、グランド（接地）ラインに接続される。

本実施形態では、信号入力端子である４つのリードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、変調器筐体１０４外部の一の面（すなわち、変調器筐体１０４の底面）に垂直な方向から平面視した場合、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に配される。すなわち、４つのリードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、リードピン１２０、１２２及び１２４、１２６でそれぞれ構成される２つの端子群に分割され、一方の端子群を構成するリードピン１２０、１２２は、光素子基板１０２の図示下辺側に配され、中継基板１３０上の導体パターン１４０、１４２を介してＲＦ電極１５０、１５２の一端と、それぞれ電気的に接続されている。また、他方の端子群を構成するリードピン１２４、１２６は、光素子基板１０２の図示上辺側に配され、中継基板１３２上の導体パターン１４４、１４６を介して光素子基板１０２のＲＦ電極１５４、１５６の一端と、それぞれ電気的に接続されている。なお、リードピン１２０、１２２と導体パターン１４０、１４２との間、及びリードピン１２４、１２６と導体パターン１４４、１４６との間は、それぞれ、例えばハンダ（不図示）により電気的に接続されている。また、導体パターン１４０、１４２とＲＦ電極１５０、１５２との間、及び導体パターン１４４、１４６とＲＦ電極１５４、１５６との間は、それぞれ、例えば金（Ａｕ）のワイヤにより電気的に接続されている。

ＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６は、それぞれ、動作周波数範囲において特性インピーダンスが所定の値となるように設計されており、ＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６の他端は、それぞれ、上記特性インピーダンスと同じ値のインピーダンスを持つ終端器１６０により終端されている。

変調器筐体１０４の底面、すなわちケース１１４ａの底面（図３に示す面）の四隅には、当該底面から互いに同じ高さを有する突出部３００、３０２、３０４、３０６が設けられている。当該突出部３００、３０２、３０４、３０６のそれぞれの頂上部は平坦であり、当該頂上部のそれぞれに、変調器筐体１０４を外部構造物に固定するためのネジ穴３１０、３１２、３１４、３１６が設けられている。なお、ネジ穴は、必ずしも突出部３００、３０２、３０４、３０６の全てに設けられている必要はなく、少なくとも一つの突出部に設けられているものとしてもよい。また、突出部３００、３０２、３０４、３０６は、変調器筐体１０４の加工時の歪発生を低減する観点からは、図３に示すように、変調器筐体１０４の底面において当該変調器筐体の長さ方向及び又は幅方向の中心線に関して略対称な位置に配されていることが望ましい。

図４は、光変調器１００が実装された光伝送装置４００の平面図である。また、図５及び図６は、それぞれ、図４に示す光伝送装置のＡＡ断面矢視図及びＢＢ断面矢視図である。

光伝送装置４００は、装置筐体４０２内に固定された回路基板４０４を備える。回路基板４０４上には、変調器筐体１０４のネジ穴３１０、３１２、３１４、３１６にネジ４１０、４１２、４１４、４１６が締結されることにより光変調器１００が固定され実装されている。これにより、変調器筐体１０４に設けられた突出部３００、３０２、３０４、３０６の高さに応じた電子部品実装空間が、変調器筐体１０４の底面と回路基板４０４との間に確保される。

なお、光変調器１００及び回路基板４０４は装置筐体４０２内に収容されているため、装置筐体４０２の外部から光変調器１００及び回路基板４０４を視認することはできないが、図４においては、説明のため、装置筐体４０２の内部に収容されている部分についても、光変調器１００の変調器筐体１０４により隠れている部分を除き、実線を用いて示している。

回路基板４０４上には、上記確保された電子部品実装空間に、例えばＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）４２０及びＤＲＶ（駆動回路、Ｄｒｉｖｅｒ）４２２が実装される。また、回路基板４０４上の他の部分には、ＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）４２４、ＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）４２６、その他電子部品（不図示）が搭載されている。ＤＳＰ４２０は、デジタル信号の処理を実行するための演算処理装置である。ＤＲＶ４２２は、光変調器１００を駆動するための電気回路である。ＬＤ４２４は、光ファイバ１０８を介して光変調器１００にレーザー光を入射する。ＰＤ４２６は、デジタルコヒーレント光信号受信用に設置される。

すなわち、光伝送装置４００は、光変調器１００と、当該光変調器１００に変調動作を行わせるための電気信号を出力する回路基板４０４と、を備えている。なお、回路基板４０４上に搭載される電気部品は一例であって、上記以外の電気部品が搭載されてもよい。尚、それぞれの部品の大きさや厚さ等の形状は、様々な種類があるため、図では必ずしもそれぞれを正確に表してはいない。

ＤＲＶ４２２の出力は、回路基板４０４上に設けられた導体パターン４３０、４３２、４３４、４３６を伝わり、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６にそれぞれ入力される。リードピン１２０、１２２、１２４、１２６のうち、回路基板４０４から変調器筐体１０４に至るまでの部分には、インピーダンス不整合が生じないように、例えば中継コネクタ４４０、４４２、４４４、４４６が設けられていてもよい。また、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６の長さは、突出部３００、３０２、３０４、３０６の高さ寸法より短くてもよく、この場合には、回路基板４０４上の導体パターン４３０、４３２、４３４、４３６とリードピン１２０、１２２、１２４、１２６とは、例えば所定の特性インピーダンスを有する中継用アダプタ等を介して接続されるものとすることができる。

上記の構成を有する光変調器１００は、特に、図１に示すように、複数の信号入力端子であるリードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、変調器筐体１０４外部の一の面（すなわち、変調器筐体１０４の底面）に垂直な方向から平面視した場合、光素子基板１０２を挟んで相対向するそれぞれの側に分割して配されるとともに光素子基板１０２に設けられた複数のＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６のそれぞれに電気的に接続される。このため、光変調器１００では、複数の信号入力端子が一列に並べて配される従来の光変調器に比べて、ＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６から信号入力端子であるリードピン１２０、１２２、１２４、１２６までの電気長を短縮できる。これにより電気信号の伝搬損失を低減させることが可能となり、変調器の広帯域化や駆動電力の低減など、高周波特性を向上させることができる。

また、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配されるリードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、図３に示すように、変調器筐体１０４の底面において例えば変調器筐体１０４の幅方向の中心線３５０（幅方向の中央を通る長さ方向に延びる線）を挟んで略対称な位置に配することができる。このため、変調器筐体１０４にリードピン１２０等を設けるための加工を行う際に当該変調器筐体１０４に加工歪が発生する場合でも、温度変動に伴う変調器筐体１０４の非対称な変形を誘発するような加工歪の偏在を防止することができる。その結果、変調器筐体１０４に非対称な変形が生じて、変調器筐体１０４内部のレンズ結合系の損失が増加してしまうことを防止することができる。

また、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配すため、それぞれの側に配されたリードピン列の両端部間の距離を、４本全ての信号入力端子が一列に並べて配される従来の光変調器に比べて短くすることができる。このため、変調器筐体１０４と回路基板４０４との間での線膨張係数差に起因するリードピン１２０、１２２、１２４、１２６に対する応力の発生又はその増加が抑制される。その結果、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６と回路基板４０４上の導体パターン４３０、４３２、４３４、４３６との間の安定な電気的接続を確保して、高周波特性の温度変化や経年変化を抑制することができる。

さらに、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配されたリードピン１２０、１２２とリードピン１２４、１２６の間には、光素子基板１０２の幅以上の空間が確保される。したがって、この空間を利用して、例えば図４に示すように、ＤＲＶ４２２から出力される高周波信号の伝搬経路である導体パターン４３０、４３２、４３４、４３６を形成することができる。その結果、ＤＲＶ４２２とリードピン１２０、１２２、１２４、１２６との間の高周波伝搬経路の電気長を短縮して電気信号の伝搬損失を低減させることが可能となり、変調器を広帯域化したり駆動電力を低減させるなど、良好な光変調特性を得ることができる。

また、光変調器１００では、変調器筐体１０４の一部に突出部３００、３０２、３０４、３０６が設けられていることにより、変調器筐体１０４の底面と回路基板４０４との間に電子部品実装空間を確保できる。

従来、変調器筐体の底面と回路基板との間に電子部品実装空間を確保する手法として、変調器筐体に切り欠きを設け、当該切り欠きにより電子部品の実装空間を確保することが知られている（特開２０１７－１３４１３１号公報）。しかしながら、筐体に切り欠きを設けた場合には、当該切り欠きに起因して筐体に加工歪（例えば、筐体底面の平坦性を低下させるような加工変形部）が偏在して発生する。このため、当該筐体を光伝送装置内の回路基板にネジ固定すると、当該筐体に固定応力が発生して、光変調器の光通過損失等の光学特性が劣化したり、当該光学特性が経時的に変動（劣化）してしまう等の問題が発生し得る。また、同様の理由から、光変調器の高周波特性についての変化や劣化といった問題も発生し得る。

これに対し、光変調器１００では、従来技術のような切り欠きが設けられておらず、変調器筐体１０４の底面の一部に設けられた突出部３００、３０２、３０４、３０６により電子部品実装空間が確保される。このため、光変調器１００では、変調器筐体１０４の底面のほとんどの領域を一様な平面として構成することができる。ここで、突出部３００、３０２、３０４、３０６は、ネジ穴３１０、３１２、３１４、３１６を設けるのに必要な面積領域に限定して設けることができるので、加工歪の発生やその偏在を抑制し得る。なお、変調器筐体１０４の加工歪を低減し且つＤＳＰ４２０やＤＲＶ４２２等の電気部品の実装スペースが確保する観点によれば、突出部３００、３０２、３０４、３０６の総面積は変調器筐体１０４の底面の面積に対して５０％を下回ることが好ましく、より好ましくは２５％以下である。

その結果、光変調器１００では、変調器筐体１０４の加工歪の発生を最小限として、光変調器１００を光伝送装置４００の回路基板４０４上に固定した場合における、変調器筐体１０４の微小な変形の発生を抑制し、光変調器１００の光学特性の初期変化、及び変形応力の経年変化による光学特性の経年変化を抑制することができる。

なお、本実施形態では、４本のリードピン１２０、１２２、１２４、１２６を、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に２本ずつ分割して配するものとしたが、リードピンの本数及び分割の態様は、これには限定されない。例えば、４本のリードピンを３本と１本とに分割して、光素子基板１０２を挟んで相対向する側にそれぞれ配するものとしても良い。また、光素子基板１０２上に形成されるＲＦ電極の数に応じて、例えば６本のリードピンを３本ずつに分割して、又は４本と２本とに分割して、若しくは５本と１本とに分割して、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に配するものとしても良い。ただし、変調器筐体１０４における加工歪抑制の観点、及びリードピンと外部回路基板との接続部分における応力発生の抑制の観点からは、信号入力端子である複数のリードピンは、図３に示すように変調器筐体１０４の底面において当該変調器筐体１０４の幅方向の中心線３５０に関して略対称な位置に配されることがより望ましく、及び又は長さ方向の中心線に関して略対称な位置に配されることがより望ましい。

次に、変調器筐体の底面の形状及びリードピンの配置の変形例について説明する。図７、図８、図９、及び図１０は、図３に示したレイアウトを持つ変調器筐体１０４に代えて用いることのできる変調器筐体の底面の構成を示す図である。なお、変調器筐体の底面におけるリードピンの位置は、例えば光素子基板１０２上におけるＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６の形状、中継基板１３０、１３２の形状、及び当該中継基板１３０、１３２上に形成する導体パターン１４０、１４２及び１４４、１４６の形状を変更することにより、変更することができる。また、図７、図８、図９、及び図１０において図１、図２、図３に示す構成要素と同じ構成要素については、図１、図２、図３における符号と同じ符号と用いて示すものとし、上述した図１、図２、図３についての説明を援用する。

＜第１変形例＞
図７は、光変調器１００の第１の変形例に係る光変調器１００－１の底面の構成を示す図であり、図３に示す光変調器１００の底面図に相当する図である。光変調器１００－１は、光変調器１００と同様の構成を有するが、変調器筐体１０４－１の底面に、４本のリードピン７２０、７２２、７２４、７２６が、３本のリードピン７２０、７２２、７２４と１本のリードピン７２６とに分割されて、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に配されている点が異なる。これらのリードピン７２０、７２２、７２４、７２６は、例えば中継基板１３０、１３２と同様の構成を有する中継基板を介して光素子基板１０２上のＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６にそれぞれ接続されている。

光変調器１００－１は、光変調器１００と同様に、光素子基板１０２に設けられた複数のＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６とそれぞれ電気的に接続された複数の信号入力端子であるリードピン７２０、７２２、７２４、７２６が、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配されている。このため、光変調器１００－１では、複数の信号入力端子が一列に並べて配される従来の光変調器に比べて、ＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６からリードピン７２０、７２２、７２４、７２６までの電気長を短縮して電気信号の伝搬損失を低減させることが可能となり、変調器を広帯域化したり駆動電力を低減させるなど、高周波特性を向上することができる。

また、リードピン７２０、７２２、７２４、７２６を、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配するため、それぞれの側に配されたリードピン列の両端部間の距離を、４本全ての信号入力端子が一列に並べて配される従来の光変調器に比べて短くすることができる。このため、変調器筐体１０４と回路基板４０４との間での線膨張係数差に起因するリードピン７２０、７２２、７２４、７２６に対する応力の発生又はその増加が抑制される。その結果、リードピン７２０、７２２、７２４、７２６と回路基板上の導体パターンとの間の安定な電気的接続を確保して、高周波特性の温度変化や経年変化を抑制することができる。

さらに、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配されたリードピン７２０、７２２、７２４とリードピン７２６の間には、光素子基板１０２の幅以上の空間が確保される。したがって、この空間を利用して、回路基板上に、ＤＲＶ４２２等の駆動回路から出力される高周波信号の伝搬経路である導体パターンを形成することができる。その結果、駆動回路とリードピン７２０、７２２、７２４、７２６との間の高周波伝搬経路の電気長を短縮して電気信号の伝搬損失を低減させることが可能となり、変調器を広帯域化したり駆動電力を低減させるなど、良好な光変調特性を得ることができる。

また、光変調器１００－１では、光変調器１００と同様に、変調器筐体１０４－１の底面の一部に突出部３００、３０２、３０４、３０６が設けられている。即ち、変調器筐体１０４－１には、従来技術のような切り欠きが設けられていないので、光変調器１００と同様に、変調器筐体１０４－１における加工歪の発生やその偏在を最小限に抑制して、光変調器１００－１の光学特性の初期変化、及び変形応力の経年変化による光学特性の経年変化を抑制することができる。

＜第２変形例＞
図８は、光変調器１００の第２の変形例に係る光変調器１００－２の底面の構成を示す図であり、図３に示す光変調器１００の底面図に相当する図である。光変調器１００－２は、光変調器１００と同様の構成を有するが、変調器筐体１０４－２の底面には、更に２つの突出部８００、８０２が形成されており、一方の突出部８００の平坦な頂上部にリードピン１２０、１２２が配され、他方の突出部８０２の平坦な頂上部にリードピン１２４、１２６が配されている点が異なる。

すなわち、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配された信号入力端子であるリードピン１２０、１２２及び１２４、１２６は、光素子基板１０２を挟んで相対向する２つの端子群を構成し、前記端子群毎に相異なる２つの突出部８００、８０２の頂上部に配されている。ここで、突出部８００、８０２は、変調器筐体１０４－２の底面かから測った高さが、ネジ穴３１０、３１２、３１４、３１６が設けられた突出部３００、３０２、３０４、３０６と同じか、それよりも低く形成されている。また、突出部８００、８０２は、例えば、変調器筐体１０４－２の幅方向の中心線８５０に関して略対称な位置に配されている。

光変調器１００－２は、光変調器１００と同様の構成を有することから、光変調器１００が有する上述した高周波特性の向上、光学特性及び高周波特性の安定性及び経年変化の向上等の利点を有する。また、光変調器１００－２は、リードピン１２０等が回路基板に対し例えばハンダ固定され、また、中継コネクタ４４０等を介在させないため、高周波伝搬損失や高周波信号反射を低減させる事ができ、より高周波特性の良い光伝送装置を実現することが出来る。また、コストの点でもメリットが有る。

さらに、光変調器１００－２は、リードピン１２０等を突出部８００、８０２の頂上部に配することで、リードピン１２０等が設けられた変調器筐体１０４－２の部分と回路基板との間隔を大幅に近づけることができるので、高周波接続の再現性が向上し、また変調器筐体１０４－２の変形や回路基板の変形等の影響を受け難い。このため、経時的な高周波特性の変動を抑制することができる。

また、光変調器１００と同様に、複数のリードピン１２０等を光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して設けているので、複数のリードピンを全て１列に並べて配置する従来の構成に比べ、変調器筐体１０４－２と回路基板の線膨張差に起因する高周波接続部（半田固定部）での応力発生を回避することができる。このような応力は、光変調器１００－２のようにリードピンを介して変調器筐体と回路基板とが近接して相対向する構成において特に発生しやすいことから、複数のリードピン１２０等を光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して設けることによる上記の応力抑制効果は、極めて重要となる。

なお、リードピン１２０等が設けられた突出部８００、８０２は、必ずしも回路基板に接触させる必要は無く、５０μｍ～１ｍｍ程度の間隙があってもよい。このような間隙部分は、単なる空間であっても良いし、ハンダが充填されるものとしてもよい。また、上記間隙部分に、薄く形成した中継部材を用いても良い。

＜第３変形例＞
図９は、光変調器１００の第３の変形例に係る光変調器１００－３の底面の構成を示す図であり、図３に示す光変調器１００の底面図に相当する図である。光変調器１００－３は、光変調器１００と同様に、４本のリードピン９１０、９１２、９１４、９１６が、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配置されている。ここで、リードピン９１０、９１２、９１４、９１６は、例えば中継基板１３０等と同様の中継基板を介して、光素子基板１０２上のＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６にそれぞれ電気的に接続されている。また、光変調器１００－３では、光変調器１００と同様に、変調器筐体１０４－３の底面に４つの突出部９００、９０２、９０４、９０６が、例えば変調器筐体１０４－３の幅方向の中心線９５０及び長さ方向の中心線９５２に対して略対称な位置に設けられており、４つの突出部９００、９０２、９０４、９０６のそれぞれには、ネジ穴９２０及び９２２、９２４及び９２６、９３０及び９３２、並びに９３４及び９３６が設けられている。

ただし、光変調器１００－３では、光変調器１００とは異なり、リードピン９１０、９１２は、ネジ穴９２０、９２２が設けられた突出部９００に設けられ、リードピン９１４、９１６は、ネジ穴９２４、９２６が設けられた突出部９０２に設けられている。

光変調器１００－３では、光変調器１００が奏する効果と同様の効果を奏することに加えて、第２変形例である光変調器１００－２に比べ、筐体底面の加工残部の数を少なくしつつ、変調器筐体１０４－３と回路基板との間で高周波信号を伝搬させるリードピン９１０等の回路基板への固定の強度及び精度を向上することができる。また、リードピン９１０等の接続部分において変調器筐体１０４－３と回路基板との距離を縮めることができるので、変調器筐体１０４－３と回路基板との線膨張差によるリードピン９１０等の回路基板への固定の信頼性や高周波特性の安定性の低下を防止することが出来る。

また、光変調器１００－３では、リードピン９１０等を設けた突出部９００、９０２と略同様の形状のネジ固定用の突出部９０４、９０６とが、変調器筐体１０４－３の長さ方向の中心線９５２に関して略対称に配置されているので、第２変形例である光変調器１００－２に比べで固定安定性が更に向上する。

＜第４変形例＞
図１０は、光変調器１００の第４の変形例に係る光変調器１００－４の底面の構成を示す図であり、図３に示す光変調器１００の底面図に相当する図である。光変調器１００－４は、光変調器１００と同様の構成を有するが、変調器筐体１０４－４の底面には、四隅の突出部３００、３０２、３０４、３０６を有さない。また、変調器筐体１０４－４の底面は、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６の位置に一の突出部１０００を有すると共に、変調器筐体１０４－４の中央部を挟んで略対称な位置に他の突出部１００２を有する。これらの突出部１０００、１００２は、共に、例えば変調器筐体１０４－４の幅方向の中心線１０５０に関して略対称な形状を有し、突出部１０００と１００２とは、例えば変調器筐体１０４－４の長さ方向の中心線１０５２に関して略対称な位置に配されている。

突出部１０００及び１００２の頂上部は、変調器筐体１０４－４の底面から測った高さが同じとなっている。また、突出部１０００の平坦な頂上部には、その四隅にネジ穴１０１０、１０１２、１０１４、１０１６が設けられていると共に、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６が配されている。さらに、突出部１００２の平坦な頂上部には、その四隅にネジ穴１０２０、１０２２、１０２４、１０２６が設けられている。

光変調器１００－４では、光変調器１００が奏する効果と同様の効果を奏する。特に、光変調器１００－４では、第３の変形例である光変調器１００－３に比べて加工部分が少なく、且つ同底面、すなわち突出部１０００の頂上面にリードピン１２０、１２２、１２４、１２６を設けている。このため、光変調器１００－４では、光変調器１００－３に比べて、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６と回路基板との接続状態の安定性及び均一性が向上する。その結果、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６がそれぞれ構成する高周波伝送チャネル間での高周波特性のバラツキのより少ない光伝送装置を実現することができる。

＜第５変形例＞
図１１は、光変調器１００の第５の変形例に係る光変調器１００－５の底面の構成を示す図であり、図３に示す光変調器１００の底面図に相当する図である。光変調器１００－５は、光変調器１００と同様の構成を有するが、変調器筐体１０４－５の底面には、当該変調器筐体１０４－５内部の光素子基板１０２の位置を挟んで相対向する側に分割して配されたリードピン１１２０、１１２２及びリードピン１１２４、１１２６が、光素子基板１０２又は変調器筐体１０４－５の長さ方向に沿って互いにずれた位置に配されている。ここで、リードピン１１２０、１１２２、１１２４、１１２６は、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６と同様に、光素子基板１０２のＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６にそれぞれ接続されている。

上記のような配置であっても、リードピン１１２０、１１２２、１１２４、１１２６は、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配されているので、光変調器１００－５においては、光変調器１００と同様の効果を奏することができる。すなわち、光変調器１００－５では、複数の信号入力端子が一列に並べて配される従来の光変調器に比べて、ＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６からリードピン１１２０、１１２２、１１２４、１１２６までの電気長を短縮して電気信号の伝搬損失を低減させることが可能となり、変調器を広帯域化したり駆動電力を低減させるなど、高周波特性を向上することができる。

また、光素子基板１０２を挟んでそれぞれの側に配されたリードピン列の両端部間の距離を、４本全ての信号入力端子が一列に並べて配される従来の光変調器に比べて短くすることができ、リードピン１１２０、１１２２、１１２４、１１２６に対する応力の発生又はその増加が抑制される。その結果、リードピン１１２０、１１２２、１１２４、１１２６と回路基板上の導体パターンとの間の安定な電気的接続を確保して、高周波特性の温度変化や経年変化を抑制することができる。

また、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配されたリードピン１１２０、１１２２とリードピン１１２４、１１２６との間には、光素子基板１０２の幅以上の空間が確保されるので、この空間を利用して、回路基板上に高周波信号の伝搬経路等の導体パターンを形成することができる。その結果、駆動回路とリードピン１１２０、１１２２、１１２４、１１２６との間の高周波伝搬経路の電気長を短縮して電気信号の伝搬損失を低減させることが可能となり、変調器を広帯域化したり駆動電力を低減させるなど、良好な光変調特性を得ることができる。

また、光変調器１００－５においても、光変調器１００と同様に、変調器筐体１０４－５の底面の一部に突出部３００、３０２、３０４、３０６が設けられているおり、従来技術のような切り欠きが設けられていないので、変調器筐体１０４－５における加工歪の発生やその偏在を最小限に抑制して、光変調器１００－５の光学特性の初期変化、及び変形応力の経年変化による光学特性の経年変化を抑制することができる。

なお、上述した実施形態においては、変調器筐体１０４、１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５は、それぞれ、その底面に突出部３００等を複数有するものとしたが、これには限られない。変調器筐体１０４等の底面と外部回路基板との間に電子部品の実装空間を確保できる限りにおいて、突出部は少なくとも一つあればよい。

以上、説明したように、上述した実施形態に係る光変調器１００は、光導波路と当該光導波路を伝搬する光波を制御する複数のＲＦ電極１５０等と、を備えた光素子基板１０２と、これを収容する変調器筐体１０４と、を備える。そして、変調器筐体１０４は、複数のＲＦ電極１５０等とそれぞれ電気的に接続された複数の信号入力端子であるリードピン１２０等を備え、複数のリードピン１２０等は、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配されている。

これにより、光変調器１００では、高周波特性を向上し及びにその安定性を向上することができる。

なお、上述した各実施形態では、ＬＮを基板として用いた４つのＲＦ電極を持つ光素子基板を備える光変調器を示したが、本発明は、これに限らず、４つ以外の数のＲＦ電極を持つ光変調器、及び又はＬＮ以外の材料を基板として用いる光変調器にも、同様に適用することができる。

１００、１００－１、１００－２、１００－３、１００－４、１００－５…光変調器、１０２…光素子基板、１０４、１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５…変調器筐体、１０８、１１０…光ファイバ、１１４ａ…ケース、１１４ｂ…カバー、１２０、１２２、１２４、１２６、７２０、７２２、７２４、７２６、９１０、９１２、９１４、９１６、１１２０、１１２２、１１２４、１１２６…リードピン、１３０、１３２…中継基板、１４０、１４２、１４４、１４６、４３０、４３２、４３４、４３６…導体パターン、１５０、１５２、１５４、１５６…ＲＦ電極（高周波電極）、１６０…終端器、３００、３０２、３０４、３０６、８００、８０２、９００、９０２、９０４、９０６、１０００、１００２…突出部、３１０、３１２、３１４、３１６、９２０、９２２、９２４、９２６、９３０、９３２、９３４、９３６、１０１０、１０１２、１０１４、１０１６、１０２０、１０２２、１０２４、１０２６…ネジ穴、３５０、８５０、９５０、９５２、１０５０、１０５２…中心線、４００…光伝送装置、４０２…装置筐体、４０４…回路基板、４１０、４１２、４１４、４１６…ネジ、４２０…ＤＳＰ、４２２…駆動回路（ＤＲＶ）、４２４…ＬＤ、４２６…ＰＤ、４４０、４４２、４４４、４４６…中継コネクタ。

Claims

光導波路と、前記光導波路を伝搬する光波を制御する複数の電極と、を備えた光素子基板と、
前記光素子基板を固定し収容する筐体と、を備え、
前記筐体の外部の一の面には、前記複数の電極とそれぞれ電気的に接続された複数の信号入力端子を備え、
前記筐体の外部の一の面に垂直な方向から平面視した場合、前記複数の信号入力端子は、当該光素子基板を挟んで相対向するそれぞれの側に分割して配され、
前記筐体は、前記一の面に複数の突出部を有し、
少なくとも一つの前記突出部に、前記筐体を外部の構造物に取り付けるための固定部を備え、
前記信号入力端子は、前記光素子基板を挟んで相対向する２つの端子群を構成し、
前記複数の信号入力端子は、前記２つの前記端子群毎に、それぞれ異なる２つの前記突出部に配されており、
前記信号入力端子が配された前記突出部に、前記固定部が配されている、
光変調器。
前記複数の突出部は、前記筐体の前記一の面において前記筐体の長さ方向及び又は幅方向の中心線に関して略対称な位置に配されている、
請求項１に記載の光変調器。
前記複数の信号入力端子は、前記筐体の前記一の面において前記筐体の長さ方向及び又は幅方向の中心線に関して略対称な位置に配されている、
請求項１又は２に記載の光変調器。
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光変調器と、
前記光変調器に変調動作を行わせるための電気信号を出力する回路基板と、
を備える、
光伝送装置。