(57)【要約】【課題】光変調器において、電子部品等の熱源が近接して配置されることに起因する特性変動や長期信頼性の低下を抑制すること。【解決手段】光導波路で構成される光変調素子と、光変調素子を収容する筐体と、を備え、筐体は、平面視が四辺形の底面壁と、底面壁の互いに対向する２つの辺につながる第１の長辺壁及び第２の長辺壁と、第１及び第２の長辺壁よりも長さの短い、底面壁の互いに対向する他の２つの辺につながる第１の短辺壁及び第２の短辺壁と、を有し、光変調素子は、底面壁、第１及び第２の長辺壁、並びに第１及び第２の短辺壁により囲まれる空間内に収容されており、第２の長辺壁は、第１の長辺壁の壁厚以上の壁厚を有し、第１及び第２の短辺壁のうち少なくとも一つは、第１の長辺壁の壁厚より薄い壁厚を有する。【選択図】図１
2020003702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された光導波路で構成される光変調素子と、
前記光変調素子を収容する筐体と、
を備え、
前記筐体は、平面視が四辺形の底面壁と、前記底面壁の互いに対向する２つの辺につながる第１の長辺壁及び第２の長辺壁と、前記第１の長辺壁及び前記第２の長辺壁よりも長さの短い、前記底面壁の互いに対向する他の２つの辺につながる第１の短辺壁及び第２の短辺壁と、を有し、
前記光変調素子は、前記底面壁、前記第１の長辺壁及び前記第２の長辺壁、並びに前記第１の短辺壁及び前記第２の短辺壁により囲まれる空間内に収容されており、
前記第２の長辺壁は、前記第１の長辺壁の壁厚以上の壁厚を有し、
前記第１の短辺壁及び前記第２の短辺壁のうち少なくとも一つは、前記第１の長辺壁の壁厚より薄い壁厚を有する、
光変調器。
【請求項２】
前記第１の長辺壁又は前記第２の長辺壁の内面に、前記光変調素子に向かって延在する少なくとも一つの突出部を有する、
請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記光変調素子の光入力端及び光出力端は、それぞれ、前記第１の短辺壁及び前記第２の短辺壁と対向し、
前記第２の長辺壁のうち、前記第１の短辺壁の内面から前記光変調素子の光入力端までの範囲である光入力部、及び第２の短辺壁の内面から前記光変調素子の光出力端までの範囲である光出力部の少なくとも一方を含む範囲が、前記第１の長辺壁の壁厚よりも薄い壁厚を有する、
請求項１又は２に記載の光変調器。
【請求項４】
前記第１の短辺壁には、前記光変調素子に光を入力する入力光ファイバを保持する光入力端末部が固定され、
前記第２の短辺壁には、前記光変調素子から出力される光を前記筐体の外部へ導く出力光ファイバを保持する光出力端末部が固定され、
前記光入力端末部もしくは前記光出力端末部に光部品が取り付けられ、又は前記筐体の前記光入力部もしくは前記光出力部に光部品が取り付けられている、
請求項３に記載の光変調器。
【請求項５】
前記底面壁の外面には、前記第１の短辺壁及び前記第２の短辺壁にそれぞれつながる辺の少なくとも一方から、長手方向に沿って所定距離の範囲の部分にへこんだ凹部が設けられている、
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光変調器。
【請求項６】
前記光変調素子は、当該光変調素子の長手方向に延在する２つの前記光導波路を伝搬する光を干渉させて動作する干渉型光変調素子である、
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光変調器。
【請求項７】
前記光変調素子は、当該光変調素子の長手方向に延在する２つの前記光導波路を伝搬する光を干渉させて動作する干渉型光変調素子であり、
前記少なくとも一つの突出部は、前記第１の長辺壁又は前記第２の長辺壁のうち、前記光変調素子の前記２つの前記光導波路が形成された部分を含む範囲において、前記光変調素子に向かって延在する、
請求項２に記載の光変調器。
【請求項８】
前記壁厚は、それぞれ対応する壁の部分又は全体の厚さの平均値である、
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の光変調器。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の光変調器と、
発熱体である電子部品と、
を備える光モジュール。
【請求項１０】
前記電子部品の少なくとも一つは、前記光変調器に対し、前記第２の長辺壁のある側に配されている、
請求項９に記載の光モジュール。
【請求項１１】
前記光変調器及び前記電子部品は回路基板上に実装されており、
前記電子部品の少なくとも一つは、前記光変調器に対し前記第２の長辺壁のある側に、その一部が平面視において前記光変調器と重なるように配されている、
請求項９に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調器、及びこれを用いて光通信動作を行う光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
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ＬｉＮｂＯ３（以下、ＬＮという）基板を用いたＤＰ−ＱＰＳＫ（Ｄｕａｌ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）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。
【０００３】
このような光変調器は、例えば、当該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ドライバＩＣ（ドライバ集積回路）や、上位装置から入力される信号を高速に処理して上記ドライバＩＣに送信データを入力するＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が配された回路基板と共に、光通信動作を行う光モジュール内に実装されて使用される。
【０００４】
メトロ用光通信など短距離用途では、特に光モジュールの小型化への要求が高く、今後、更なる小型化要請の高まりにより、光モジュール筐体内における光部品及び電子部品の実装密度は増々高まることとなる。その結果、光モジュール筐体内においては、光変調器に対し、ドライバＩＣやＤＳＰ等の発熱電子部品が極めて近接して配置することが必要となり得る。
【０００５】
一般に、ドライバＩＣは、数ボルトから十数ボルトの電圧振幅を有する高周波信号を出力し、１Ｗ前後の電力を消費する。また、特に、光モジュールに用いられるＤＳＰは、数十から数百Ｍｂｓの信号を高速で処理する素子（またはデバイス）で、１０〜３０Ｗ程度の電力を消費する。そして、これらの消費電力は主に熱としてドライバＩＣやＤＳＰから放出されることとなる。
【０００６】
一方で、光変調器は、その筐体（変調器筐体）の内部に、特性及び信頼性の面で温度に対し比較的敏感な光学結晶（例えば、上記のＬＮ）を備え、且つサブミクロン単位の位置精度を要する光学部品を収容する。
【０００７】
このため、従来、光モジュール筐体内においては、発熱電子部品が発する熱が光変調器に影響を与えないように、光変調器と発熱電子部品とは、できる限り離れた位置に配される。また、発熱電子部品が発する熱が光モジュール筐体内の各部の温度を上昇させるのを抑制すべく、発熱電子部品を光モジュール筐体に直接的に接触させ、又は放熱ゲルを介して接触させて、発熱電子部品からの熱を光モジュール外へ放熱することも提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００８】
しかしながら、光モジュールの小型化が進展すれば、光変調器と発熱電子部品との近接配置は不可避であり、発熱電子部品に対し近接配置された場合でも特性及び長期信頼性の低下を回避し得る光変調器が望まれる。
【０００９】
外部から印加される熱に起因する光変調器の信頼性低下等を抑制する技術として、例えば特許文献２には、製造時において、光ファイバを導入するフィードスルー部を筐体にハンダ固定する際の熱により筐体内部の光変調素子に劣化や故障が生じるのを防止するため、フィードスルー固定部と光変調素子固定部との間の筐体の壁厚を薄くすることが開示されている。
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載の構成は、製造時のハンダ固定工程においてのみ発生する数秒から十数秒程度の極めて短時間に印加される熱が光変調素子へ伝達されるのを回避するものである。この構成は光変調器の動作時において外部から継続的に印加される熱に起因する光学特性の変動や、光変調器の長期動作期間中において継続的に熱が印加されることに起因する長期信頼性の低下についての回避策を教示するものではない。
【００１１】
さらに、光変調器筐体は、一般に、製造容易性の観点や、周囲温度変動時の応力集中回避の観点から、できる限り均等な壁厚をもつように設計される。これに対し、光モジュール筐体内に実装された光変調器の変調器筐体には、周囲温度変動に伴って四方から均等に熱が加わる場合とは異なり、発熱電子部品からの熱が局所的に加わることが多い。
【００１２】
図１５は、従来の光変調器の構成の一例を概略的に示す平面図である。図示の光変調器１５００は、例えば、光変調素子１５０２と、当該光変調素子１５０２を収容する変調器筐体１５０４と、を備える。光変調素子１５０２は、例えば、ＬＮ基板上に形成された並行導波路間の位相差を制御することにより光の干渉を利用して動作する、いわゆる干渉型光変調素子であるマッハツェンダ型光変調器である。
【００１３】
また、光変調器１５００は、光変調素子１５０２へ光を入力する入力光ファイバ１５０８と、光変調素子１５０２により変調された光を出力する出力光ファイバ１５１０とを備える。変調器筐体１５０４は、一般的には平面視が略矩形であり、４つの辺のそれぞれの壁厚ができるだけ均等となるように、必要な剛性を確保できる範囲で同じ厚さで構成される。
【００１４】
実際には、変調器筐体１５０４の内部には、高周波信号を変調器筐体１５０４の外部から受信して光変調素子１５０２まで入力するための、図示しないリードピンや、中継基板等が実装されため、壁の内面部分には必要に応じて凹凸が設けられる。しかしながら、これらの凹凸は、付随的な部品配置のために、必要に応じて限られた範囲内に設けられるものであり、変調器筐体１５０４の四方の壁の厚さを有意な程度に互いに不均等なものとするものではない。図１５に示す変調器筐体１５０４は、四方の辺の壁厚を、各辺における平均的な厚さを持つものとして概略的に示したものとして理解されたい。
【００１５】
従来の光変調器１５００は、変調器筐体１５０４の四方の辺の壁厚（の平均値）が、略等しい値ｔ１５となるように構成されており、且つ、幅方向に対する中心線１５２０及び長手方向に対する中心線１５２２に関して対象な構造となっている。このため、光変調器１５００の周囲環境からの熱が変調器筐体１５０４に対して均等に加わる場合には、変調器筐体１５０４の変形は微小な範囲に抑制され、特性の変動や信頼性の低下の程度も抑制される。ここで、壁厚の「平均値」とは、対応する壁又は壁の部分厚さの平均値をいい、当該壁又は壁の部分が隣接する壁に接続又は交わる場合であっても、当該接続又は交わる部分を含まない、いわゆる“壁”そのもの又は“壁”の部分そのものの厚さの平均値をいうものとする。例えば、対応する壁又は壁の部分の内面（変調器筐体内部の面）が、隣接する壁の内面と、曲線部（Ｒ加工部）を介して接続されている場合には、当該曲線部を除く、“壁”そのもの又は“壁”の部分そのものの厚さの平均値をいう。
【００１６】
しかしながら、光変調器１５００が光モジュール内に実装される場合には、隣接して配された発熱電子部品から伝わる熱は、一般に、変調器筐体１５０４の一部分にほぼ局所的に伝わり、変調器筐体１５０４の全体へ向かって発散していく。このため、光モジュール内部では、一般に、熱は変調器筐体１５０４に対し均等には加わらない。
【００１７】
図１６は、光変調器１５００を、例えば発熱電子部品であるＤＳＰ１６００と共に光モジュールの回路基板１６０２上に実装した場合の、変調器筐体１５０４に発生する温度分布を模式的に示したものである。図示の変調器筐体１５０４に重畳して示された白黒の濃淡は各部の温度を示しており、白いほど温度が低く、黒いほど温度が高いことを示している。
【００１８】
図示において、回路基板１６０２上の図示右下に配されたＤＳＰ１６００からの熱は、主として回路基板１６０２を伝搬し、変調器筐体１５０４の図示下側の辺の、ＤＳＰ１６００と対向する部分から変調器筐体１５０４へ流入する。そして、当該部分から流入した熱は、変調器筐体１５０４の全体へ向かって図示左上へ伝搬していく。
【００１９】
その結果、変調器筐体１５０４には、図示のように右下から左上に向かって温度が低下するような温度勾配が発生することとなる。このような温度勾配は、環境温度の変化に伴って変調器筐体１５０４の全体の温度が変化するような場合には発生せず、ＤＳＰ１６００が変調器筐体１５０４にとって非対称な位置にある偏在した熱源として作用することに起因して発生する。より具体的には、この温度勾配は、ＤＳＰ１６００のサイズが一般に変調器筐体１５０４のサイズよりも小さく、且つＤＳＰ１６００が変調器筐体１５０４の辺の一部に近接して配置されることに起因する。
【００２０】
そして、ＤＳＰ１６００が上記のように非対称な偏在する熱源として作用する結果、この温度勾配は図示のように変調器筐体１５０４の幅方向に対する中心線１５２０及び長手方向に対する中心線１５２２のいずれの方向とも異なる方向１６０４（図示白色の破線矢印）に沿って発生し、変調器筐体１５０４に非対称な温度分布を発生させる。
【００２１】
このよう変調器筐体１５０４における非対称な温度分布は、“四方の辺の壁厚を同じにして変形を抑制する”という従来の変調器筐体１５０４の設計思想が予定する温度変化、すなわち、変調器筐体１５０４における“均等な温度変化”とは大きく異なるものであり、設計者の予測を超える特性変動及び長期信頼性の低下を招き得る。
【００２２】
例えばＴｅｌｃｏｄｉａやＪＩＳ等の工業標準に規定された、電子部品及び光部品の長期信頼性予測のための加速劣化試験では、種々の温度（例えば１００℃、１２５℃等）に設定された恒温槽のそれぞれに試験対象である光変調器を入れ、所定の経過時間が到来する毎にそれぞれの光変調器の特性変動量が測定される。すなわち、このような加速劣化試験から予測されるのは、光変調器１５００が均等な温度状態で使用され続けた場合の長期信頼性である。したがって、上記のように光モジュール内において非対称な温度分布が発生する実際の光変調器１５００の長期信頼性は、上記予測とは大きく異なるものとなり得る。
【００２３】
また、変調器筐体１５０４の上記非対称な温度分布に起因して、光変調素子１５０２を構成する基板の面内にも非対称な温度分布が発生する。これにより、特に、光変調素子１５０２として、上記のようにマッハツェンダ型光変調器のような干渉型光変調素子を用いる場合、当該基板上の隣接する並行導波路間には、非対称な温度分布に起因する互いに異なる付加的な位相差が発生し、光変調素子１５０２自身の特性及び信頼性にも好ましくない影響が生じ得る。すなわち、干渉型光変調素子を用いる光変調器では、発熱電子部品との近接配置に起因して長期的に生ずる非対称な温度分布によって、加速劣化試験等では予見できなかった特性変動及び信頼性の低下が特に顕著に発生することが予想される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開２０１６−９９５０８号公報
【特許文献２】特開２０１５−１０２７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
上記背景より、電子部品等の熱源が近接して配置されることに起因する特性変動や長期信頼性の低下を抑制し得る光変調器の実現が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の一の態様は、基板上に形成された光導波路で構成される光変調素子と、前記光変調素子を収容する筐体と、を備え、前記筐体は、平面視が四辺形の底面壁と、前記底面壁の互いに対向する２つの辺につながる第１の長辺壁及び第２の長辺壁と、前記第１の長辺壁及び前記第２の長辺壁よりも長さの短い、前記底面壁の互いに対向する他の２つの辺につながる第１の短辺壁及び第２の短辺壁と、を有し、前記光変調素子は、前記底面壁、前記第１の長辺壁及び前記第２の長辺壁、並びに前記第１の短辺壁及び前記第２の短辺壁により囲まれる空間内に収容されており、前記第２の長辺壁は、前記第１の長辺壁の壁厚以上の壁厚を有し、前記第１の短辺壁及び前記第２の短辺壁のうち少なくとも一つは、前記第１の長辺壁の壁厚より薄い壁厚を有する光変調器である。
本発明の他の態様によると、前記第１の長辺壁又は前記第２の長辺壁の内面に、前記光変調素子に向かって延在する少なくとも一つの突出部を有する。
本発明の他の態様によると、前記光変調素子の光入力端及び光出力端は、それぞれ、前記第１の短辺壁及び前記第２の短辺壁と対向し、前記第２の長辺壁のうち、前記第１の短辺壁の内面から前記光変調素子の光入力端までの範囲である光入力部、及び第２の短辺壁の内面から前記光変調素子の光出力端までの範囲である光出力部の少なくとも一方を含む範囲が、前記第１の長辺壁の壁厚よりも薄い壁厚を有する。
本発明の他の態様によると、前記第１の短辺壁には、前記光変調素子に光を入力する入力光ファイバを保持する光入力端末部が固定され、前記第２の短辺壁には、前記光変調素子から出力される光を前記筐体の外部へ導く出力光ファイバを保持する光出力端末部が固定され、前記光入力端末部若しくは前記光出力端末部に光部品が取り付けられ、又は前記筐体の前記光入力部若しくは前記光出力部に光部品が取り付けられている。
本発明の他の態様によると、前記底面壁の外面には、前記第１の短辺壁及び前記第２の短辺壁にそれぞれつながる辺の少なくとも一方から、長手方向に沿って所定距離の範囲の部分にへこんだ凹部が設けられている。
本発明の他の態様によると、前記光変調素子は、当該光変調素子の長手方向に延在する２つの前記光導波路を伝搬する光を干渉させて動作する干渉型光変調素子である。
本発明の他の態様によると、前記光変調素子は、当該光変調素子の長手方向に延在する２つの前記光導波路を伝搬する光を干渉させて動作する干渉型光変調素子であり、前記少なくとも一つの突出部は、前記第１の長辺壁又は前記第２の長辺壁のうち、前記光変調素子の前記２つの前記光導波路が形成された部分を含む範囲において、前記光変調素子に向かって延在する。
本発明の他の態様によると、前記壁厚は、それぞれ対応する壁の部分又は全体の厚さの平均値である。
本発明の他の態様は、いずれかの前記光変調器と、発熱体である電子部品と、を備える光モジュールである。
本発明の他の態様によると、前記電子部品の少なくとも一つは、前記光変調器に対し、前記第２の長辺壁のある側に配されている。
本発明の他の態様によると、前記光変調器及び前記電子部品は回路基板上に実装されており、前記電子部品の少なくとも一つは、前記光変調器に対し前記第２の長辺壁のある側に、その一部が平面視において前記光変調器と重なるように配されている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、光変調器において、電子部品等の熱源が近接して配置された場合にも変調器筐体における非対称な温度分布の発生を抑制して、上記配置に起因する特性変動や長期信頼性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光変調器の平面図である。
【図２】図１に示す光変調器の側面図である。
【図３】図１に示す光変調器のＡＡ断面矢視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光変調器の平面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る光変調器の平面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る光変調器の平面図である。
【図７】図６に示す光変調器のＢＢ断面矢視図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る光変調器の変形例を示す平面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る光変調器の平面図である。
【図１０】図９に示す光変調器の側面図である。
【図１１】図９に示す光変調器の底面図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る光モジュールの平面図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態に係る光モジュールの平面図である。
【図１４】図１３に示す光モジュールのＣＣ断面矢視図である。
【図１５】従来の光変調器の構成を示す平面図である。
【図１６】従来の光変調器を回路基板上に実装した場合の、変調器筐体に発生する温度分布の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
本発明に係る光変調器は、変調器筐体自身をヒートシンク又は良熱伝導体として積極的に作用させるよう、変調器筐体の側壁厚を調整するものである。また、その際、従来技術のように光変調素子への熱伝導を回避するのではなく、従来とは全く逆の発想に立ち、光変調素子全体に熱が伝導し易い筐体構成とする一方、光学部品が搭載される光入出力部については、熱伝導し難い構成とする。これにより、光変調素子における非対称な温度分布を回避すると共に、光学部品への熱伝導を回避し、光変調器全体として特性変動及び長期信頼性の低下を回避する。
【００３０】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１の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、図１に示す光変調器１００のＡＡ断面矢視図である。
【００３１】
光変調器１００は、光変調素子１０２と、光変調素子１０２を収容する変調器筐体１０４と、光変調素子１０２に光を入力する入力光ファイバ１０８と、光変調素子１０２から出力される光を変調器筐体１０４の外部へ導く出力光ファイバ１１０と、を備える。
【００３２】
なお、変調器筐体１０４は気密封止されているため、実際には変調器筐体１０４の内部を視認することはできないが、図１においては、変調器筐体１０４内部における構成の理解を容易にするため、変調器筐体１０４内部の構成要素を実線で示している。
【００３３】
変調器筐体１０４は、金属（例えば、ステンレス、コバール等）で構成されており、平面視が矩形あるいは四辺形（例えば、長方形又は略長方形）である。すなわち、変調器筐体１０４は、平面視が四辺形の底面壁１２８と、底面壁１２８の互いに対向する２つの辺（図１の図示上下の２辺）につながる長辺壁１２４及び長辺壁１２６と、を有する。また、変調器筐体１０４は、長辺壁１２４、１２６よりも長さの短い、底面壁１２８の互いに対向する他の２つの辺（図示左右の辺）につながる短辺壁１２０及び短辺壁１２２と、を有する。そして、光変調素子１０２は、底面壁１２８、長辺壁１２４、１２６、及び短辺壁１２０、１２２により囲まれる空間内に収容されている。ここで、変調器筐体１０４の平面視において、変調器筐体１０４の幅方向の中心に沿って図示左右方向に延在する線を幅方向に対する中心線１３０、及び、変調器筐体の長手方向の中心に沿って図示上下方向に延在する線を長手方向に対する中心線１３２とする。
【００３４】
光変調素子１０２は、例えば、光導波路１０６のうち光変調素子１０２の長手方向に延在する２つの光導波路を伝搬する光を干渉させて動作する干渉型光変調素子である。具体的には、本実施形態では、光変調素子１０２は、ＬｉＮｂＯ３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（不図示）と、を備えたＤＰ―ＱＰＳＫ光変調器である。
【００３５】
図１において、光変調素子１０２の図示右側の端部は、光が入力される光入力端１５２であり、図示左側の端部は、変調した光を出力する光出力端１５４である。光変調素子１０２は、光入力端１５２及び光出力端１５４が、それぞれ、短辺壁１２０及び短辺壁１２２と対向するように配されている。短辺壁１２０には、入力光ファイバ１０８を保持する光入力端末部１５０が固定され、短辺壁１２２には、出力光ファイバ１１０を保持する光出力端末部１４８が固定されている。
【００３６】
光入力端末部１５０を介して変調器筐体１０４の内部に導入された入力光ファイバ１０８の端部は、光部品であるキャピラリ１４０に挿入されて、光変調素子１０２の光入力端１５２に固定されている。キャピラリ１４０は、例えばガラスで構成される。尚、光変調素子１０２への光の入力は入力光ファイバ１０８でなく空間光学系であってもよい。
【００３７】
光変調素子１０２から出力される２つの光は、光部品であるマイクロレンズアレイ１４２が備える２つのマイクロレンズによりコリメートされる。マイクロレンズアレイ１４２は、例えば光変調素子１０２の光出力端１５４に固定されている。上記コリメートされた２つの光は、偏波合成プリズム１４４により偏波合成される。偏波合成された光は、レンズ１４６を介して出力光ファイバ１１０と結合して出力される。ここで、光部品である偏波合成プリズム１４４及びレンズ１４６は、光出力端末部１４８の内部に設けられている。光出力端末部１４８は、出力光ファイバ１１０が固定された後、変調器筐体１０４の短辺壁１２２に固定される。
【００３８】
図３に示すように、光変調素子１０２は、底面壁１２８の内面（図示上面）に固定されている。図３には、変調器筐体１０４の長辺壁１２４及び１２６が形成する図示上部の開口部に、変調器筐体１０４の一部を構成する薄い板厚のカバー１６０も図示されている。カバー１６０は、光変調素子１０２が収容された変調器筐体１０４の内部空間を気密封止するため、図１において長辺壁１２４、１２６、及び短辺壁１２０、１２２が構成する４辺に例えばシーム溶接される。
【００３９】
なお、変調器筐体１０４の内部には、光変調素子１０２を動作させる高周波信号を入力するための複数のリードピンや、当該複数のリードピンから入力された高周波信号を光変調素子１０２のＲＦ電極のそれぞれに導くための中継基板等が設けられ得る（いずれも不図示）。このため、変調器筐体１０４の短辺壁１２０、１２２、長辺壁１２４、１２６の内面、及び又は底面壁１２８の内面には凹凸が設けられ得る。しかしながら、本実施形態においては、不要に細かい説明となるのを避けて理解を容易にするため、変調器筐体１０４の短辺壁１２０、１２２、長辺壁１２４、１２６、及び底面壁１２８を一様な厚さを持つものとして記載している。
【００４０】
特に、本実施形態の光変調器１００では、図１において、変調器筐体１０４のうち図示下側の長辺壁１２６の壁厚ｔ３が、これに対向する図示上側の長辺壁１２４の壁厚ｔ２に対して、ｔ３≧ｔ２となるように構成されている。また、短辺壁１２０の壁厚ｔ１１、及び短辺壁１２２の壁厚ｔ１２が、ｔ１１＜ｔ２及びｔ１２＜ｔ２となるように構成されている。ここで、最も大きい壁厚ｔ３をもつ長辺壁１２６は、例えば光モジュール内の回路基板上に光変調器１００が実装されるときに、例えば発熱電子部品であるＤＳＰが実装される側を向くように配される。
【００４１】
なお、上述したように、本実施形態では、図１、図２、図３には、実際の変調器筐体１０４において設けられる可能性のある、リードピンや中継基板等を配するための凹凸を示していない。従って、図１、図３に示す短辺壁１２０、１２２、長辺壁１２４、１２６、及び底面壁１２８の壁厚は、上記凹凸を有する場合には、それぞれの壁における壁厚の平均値を示すものと理解されたい。すなわち、本実施形態においては、短辺壁１２０の壁厚ｔ１１、短辺壁１２２の壁厚ｔ１２、長辺壁１２４の壁厚ｔ２、及び長辺壁１２６の壁厚ｔ３は、それぞれの壁における壁厚の平均値であって、それらの平均値が、ｔ１１＜ｔ２≦ｔ３、及びｔ１２＜ｔ２≦ｔ３の関係を有している。
【００４２】
なお、本明細書において、壁厚の「平均値」とは、対応する壁又は壁の部分厚さの平均値をいい、当該壁又は壁の部分が隣接する壁に接続又は交わる場合であっても、当該接続又は交わる部分を含まない、いわゆる“壁”そのもの又は“壁”の部分そのものの厚さの平均値をいうものとする。例えば、対応する壁又は壁の部分の内面（変調器筐体内部の面）が、隣接する壁の内面と、曲線部（Ｒ加工部）を介して接続されている場合には、当該曲線部を除く、“壁”そのもの又は“壁”の部分そのものの厚さの平均値をいう。
【００４３】
ここで、長辺壁１２６の壁厚ｔ３は、従来の光変調器における長辺壁よりも低い熱抵抗が実現されるように、従来の光変調器において通常用いられる壁厚ｔ２である１．５ｍｍ前後の値より大きく、例えば２．０ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の値の範囲とすることが望ましい。また、壁厚ｔ１１、ｔ１２は、変調器筐体１０４の機械的強度も考慮すると、短辺壁１２０及び短辺壁１２２の熱抵抗が長辺壁１２４及び１２６の熱抵抗に比べて大きな値となるように、例えば０．５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の値の範囲に設定することが望ましい。
【００４４】
例えば、長辺壁１２６が凹凸を有する構成である場合には、長辺壁１２６を厚さ１．７ｍｍから４ｍｍの範囲で形成し、平均壁厚である壁厚ｔ３が２．０ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の値の範囲であるものとすることができる。また、例えば、短辺壁１２０及び短辺壁１２２が凹凸を有する構成である場合には、短辺壁１２０及び短辺壁１２２をそれぞれ厚さ０．３ｍｍから１ｍｍの範囲で形成し、平均壁厚である壁厚ｔ１１及びｔ１２をそれぞれ０．５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の値の範囲とすることができる。
【００４５】
上記の構成を有する光変調器１００では、長辺壁１２６の壁厚ｔ３を最も厚くすることで、変調器筐体１０４の長辺に沿った長辺壁１２６の熱抵抗が低減されている。このため、例えば光変調器１００を光モジュール内の回路基板上に実装した場合に、発熱電子部品であるＤＳＰ等から当該回路基板や空間を経て変調器筐体１０４の一部から流入する熱は、最も壁厚の大きい長辺壁１２６に沿って従来の構成よりも早く伝わる。そして伝わる熱は即座に上記回路基板上へ流れ出る。その結果、変調器筐体１０４の長手方向の温度勾配は、従来の光変調器（例えば、図１５に示す光変調器１５００）に比べて低減される。そして、変調器筐体１０４の長手方向の温度勾配が低減されれば、変調器筐体１０４の全体としてみたときの温度勾配の方向は、図１６に示す方向１６０４に比べてより長手方向に近い方向となる。
【００４６】
すなわち、光変調器１００では、ＤＳＰ等の発熱電子部品が近接して配された場合でも、変調器筐体１０４の温度勾配を、その長手方向に沿うように、且つ従来より緩やかとなるように発生させることができる。このため、変調器筐体１０４の長手方向に対する中心線１３２及び幅方向に対する中心線１３０に対する温度分布の対称性が向上する。
【００４７】
その結果、光変調器１００を発熱電子部品に近接して配置した場合に変調器筐体１０４に発生する応力は低減され、且つ分散される。また、変調器筐体１０４の温度分布の対称性が向上することで、変調器筐体１０４内に収容された干渉型光変調器である光変調素子１０２の温度分布もより対称性を有するものとなる。その結果、光変調素子１０２を構成する並行導波路間の光路長変化又は位相変化の多くが相殺され、光変調素子１０２の特性変動（例えば、動作点変動）も抑制される。
【００４８】
さらに、変調器筐体１０４では、長辺壁１２６の壁厚ｔ３を最も厚く形成することで、変調器筐体１０４の長辺に沿った長辺壁１２６の熱抵抗が低減されており、変調器筐体１０４の剛性は、主に長辺壁１２４及び１２６、底面壁１２８により確保され得る。このため、短辺壁１２０、１２２の壁厚ｔ１１、ｔ１２を、従来技術における光変調器に比べてより薄くして、これらの壁の熱抵抗を増加させることができる。従って、変調器筐体１０４の剛性を損なうことなく、上記のようにｔ１１＜ｔ２≦ｔ３及びｔ１２＜ｔ２≦ｔ３として、温度上昇に起因して特性変動及び又は長期信頼性低下の要因となり得る光ファイバや光部品などが固定される短辺壁１２０、１２２及びその周囲への熱の流入を抑制することができる。
【００４９】
以上の結果として、光変調器１００では、光モジュール内においてＤＳＰ等の発熱電子部品が近接して配置された場合でも、変調器筐体１０４の温度分布をより対称性のある状態にして、特性変動や長期信頼性の低下を低減することができる。また、変調器筐体１０４の温度分布がより対称性のある状態になった結果、光モジュール内における変調器筐体１０４は恒温槽における長期信頼性試験のように一様な温度環境に置かれた状態に近づく。よって変調器筐体１０４の長期信頼性は恒温槽による長期信頼性試験結果に近づくため、従来の構成よりもより高めることが可能となる。
【００５０】
なお、上述した温度勾配の対称性を向上する効果は、上述のように従来の平均壁厚１．５ｍｍに対し長辺壁１２６の壁厚ｔ３を２．０ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の値の範囲とし、短辺壁１２０の壁厚ｔ１１及び短辺壁１２２の壁厚ｔ１２を０．５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の値の範囲とすることで特に顕著となり得る。
【００５１】
また、上記実施形態において、図３に示す変調器筐体１０４の長辺壁１２４の壁厚ｔ２、長辺壁１２６の壁厚ｔ３、および底面壁１２８の壁厚ｔ４（具体的には、底面壁１２８の壁厚の平均値ｔ４）の関係は、壁厚が同じ場合、長辺方向より短辺方向への熱の伝達の方が遅いこと、および長手方向に対する中心線１３２と幅方向に対する中心線１３０に対する温度分布の対称性を考慮すると、例えば、ｔ３＞ｔ４＞ｔ２であることが望ましい。
【００５２】
また、短辺壁１２０の壁厚ｔ１１と短辺壁１２２の壁厚ｔ１２は、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。また、短辺壁１２０の壁厚ｔ１１と短辺壁１２２の壁厚ｔ１２は、必ずしもその両者が長辺壁１２４の壁厚ｔ２より小さい値である必要はない。例えば、短辺壁１２０、１２２の温度変動が入力光ファイバ１０８、出力光ファイバ１１０、あるいはマイクロレンズアレイ１４２、偏波合成プリズム１４４、又はレンズ１４６の位置ズレや特性変動に与える影響の大きさ（感度）に応じて、ｔ１１又はｔ１２の少なくとも一方が、壁厚ｔ２より小さな値であるものとすることができる。
【００５３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態に係る光変調器４００の構成を示す平面図である。図４においては、図１における第１の実施形態に係る光変調器１００と同じ構成要素及び壁厚については、図１における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した光変調器１００についての説明を援用するものとする。また、光変調器４００の側面及び断面は、図２及び図３に示す光変調器１００の側面及び断面と同様であるものとする。また、図４では、光変調器４００の構成についての理解を容易にするため、図１と同様に、組み立てが完了した状態においては視認することのできない内部の構造も実線で示している。
【００５４】
光変調器４００は、光変調器１００と同様の構成を有するが、変調器筐体１０４に代えて変調器筐体４０４を有する点が異なる。変調器筐体４０４は、変調器筐体１０４の短辺壁１２０、１２２、長辺壁１２４、１２６、及び底面壁１２８とそれぞれ同様の短辺壁４２０、４２２、長辺壁４２４、４２６、及び底面壁４２８を有するが、長辺壁４２６の図示左右部分に壁厚ｔ３より薄い部分を有する点が、変調器筐体１０４と異なる。
【００５５】
具体的には、長辺壁４２６のうち、短辺壁４２０の内面から光変調素子１０２の光入力端１５２までの範囲である光入力部４６０、及び短辺壁４２２の内面から光変調素子１０２の光出力端１５４までの範囲である光出力部４６２に、それぞれ、壁厚ｔ１１、ｔ１２と同等の薄い壁厚ｔ３１及びｔ３２を持つ部分が設けられている。壁厚ｔ３１及びｔ３２は、短辺壁４２０及び４２２の壁厚ｔ１１、ｔ１２と同様に、例えば１ｍｍ以下であることが望ましい。また、壁厚ｔ３１及びｔ３２は、例えば短辺壁４２０及び４２２の壁厚ｔ１１及びｔ１２とそれぞれ同じ値とするか、又は壁厚ｔ３１、ｔ３２、ｔ１１、ｔ１２を全て同じ壁厚とすることができる。
【００５６】
なお、図４に示す変調器筐体４０４は、図１に示す変調器筐体１０４と同様に、実際の変調器筐体４０４において設けられる可能性のあるリードピンや中継基板等を配するための凹凸を示していない。すなわち、図４に示す短辺壁４２０、４２２、長辺壁４２４、４２６の壁厚は、それぞれの壁における平均的な壁厚を示すものと理解されたい。すなわち、本実施形態においては、短辺壁４２０の壁厚ｔ１１、短辺壁４２２の壁厚ｔ１２、長辺壁４２４の壁厚ｔ２は、それぞれの壁における壁厚の平均値を意味している。また、長辺壁４２６の壁厚ｔ３１及びｔ３２は、それぞれ、光入力部４６０、光出力部４６２における長辺壁４２６の壁厚の平均値を示し、壁厚ｔ３は、光入力部４６０及び光出力部４６２以外の部分における長辺壁４２６の壁厚の平均値を示している。
【００５７】
上記の構成を有する光変調器４００は、上記光入力部４６０及び光出力部４６２における長辺壁２２６の壁厚ｔ３１、ｔ３２が、壁厚ｔ２よりも薄く、これらの部分における長辺壁２２６の熱抵抗が大きくなるように構成されている。このため、光変調器４００では、変調器筐体４０４のうち光変調素子１０２の長手方向部分に沿った部分については、光変調器１００と同様に熱抵抗を低減して温度勾配を緩和しつつ、特性及び長期信頼性に大きく影響する上記光入力部４６０及び光出力部４６２への熱の流入を抑制することができる。これにより、光変調器４００では、光入力部４６０及び光出力部４６２の温度勾配を、光変調器１００に比べて更に抑制して、発熱電子部品が近接して配置された場合の特性変動及び長期信頼性の低下を更に抑制することができる。この構成は、特に、キャピラリ１４０やマイクロレンズアレイ１４２等の光学部品が光変調素子１０２の光入力端１５２や光出力端１５４に、接着剤等により直接的に接合される場合に利点を有する。
【００５８】
なお、本実施形態では、光入力部４６０及び光出力部４６２に、それぞれ、光部品であるキャピラリ１４０及びマイクロレンズアレイ１４２が配され、光出力端末部１４８に、光部品である偏波合成プリズム１４４及びレンズ１４６が配される構成したが、これには限られない。光入力端末部１５０若しくは光出力端末部１４８に光部品が取り付けられ、又は光入力部４６０若しくは光出力部４６２に光部品が取り付けられているものとしてもよい。このような場合でも、変調器筐体４０４の構成によれば、それら光部品に向かう熱の流れを抑制して、特性変動及び長期信頼性の低下を更に抑制することができる。また光部品は底面壁１２８の内面に取り付けられているものとしてもよい。
【００５９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図５は、第３の実施形態に係る光変調器５００の構成を示す平面図である。図５においては、図１における第１の実施形態に係る光変調器１００及び図４に示す第２の実施形態に係る光変調器４００と同じ構成要素及び壁厚については、ぞれぞれ、図１及び図４における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した光変調器１００及び４００についての説明を援用するものとする。また、光変調器５００の側面及び断面は、図２及び図３に示す光変調器１００の側面及び断面と同様であるものとする。また、図５では、光変調器５００の構成についての理解を容易にするため、図１と同様に、組み立てが完了した状態においては視認することのできない内部の構造も実線で示している。
【００６０】
光変調器５００は、光変調器１００と同様の構成を有するが、変調器筐体１０４に代えて変調器筐体５０４を有する点が異なる。変調器筐体５０４は、変調器筐体１０４と同様に、金属（例えば、ステンレス、コバール等）で構成されており、平面視が長方形又は略長方形である。また、変調器筐体５０４は、変調器筐体１０４と同様に、平面視が四辺形の底面壁５２８と、底面壁５２８の互いに対向する２つの辺（図５の図示上下の２辺）につながる長辺壁５２４及び長辺壁５２６と、を有する。また、変調器筐体５０４は、長辺壁５２４、５２６よりも長さの短い、底面壁５２８の互いに対向する他の２つの辺（図示左右の辺）につながる短辺壁５２０及び短辺壁５２２と、を有する。
【００６１】
また、本実施形態の光変調器５００では、変調器筐体５０４のうち、短辺壁５２０、５２２は、それぞれ、変調器筐体１０４の短辺壁１２０、１２２と同じ壁厚ｔ１１、ｔ１２を有する。
【００６２】
そして、光変調器５００では、長辺壁５２６は、第２実施形態における変調器筐体４０４の長辺壁４２６と同様に、光入力部５６０及び光出力部５６２以外の部分が壁厚ｔ３を有し、光入力部５６０及び光出力部５６２の部分が、それぞれ、壁厚ｔ３１及びｔ３２を有する。ここで、光入力部５６０及び光出力部５６２は、第２実施形態における光入力部４６０及び光出力部４６２と同様に、それぞれ、短辺壁５２０の内面から光変調素子１０２の光入力端１５２までの部分、及び短辺壁５２２の内面から光変調素子１０２の光出力端１５４までの部分をいう。
【００６３】
特に、光変調器５００では、光変調器４００に比べて更に、変調器筐体５０４の長辺壁５２４も、光入力部５６０及び光出力部５６２以外の部分が、壁厚ｔ３と同程度の壁厚ｔ５を有し、光入力部５６０及び光出力部５６２に、それぞれ、壁厚ｔ３１及びｔ３２と同程度の壁厚ｔ５１及びｔ５２をもつ部分を有する。すなわち、壁厚ｔ５は、壁厚ｔ３と同様に、望ましくは２．０ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下の値の範囲に設定され、壁厚ｔ５１、ｔ５２は、壁厚ｔ３１、ｔ３２と同様に、望ましくは０．５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下の値の範囲に設定される。例えば、壁厚ｔ５は、壁厚ｔ３と同じ値とすることができ、壁厚ｔ５１及びｔ５２は、それぞれ、壁厚ｔ３１、ｔ３２と同じ値、又は壁厚ｔ１１、ｔ１２と同じ値とすることができる。あるいは、壁厚１１、ｔ１２、ｔ３１、ｔ３２、ｔ５１、ｔ５２を同じ値とすることができる。
【００６４】
上記の構成を有する光変調器５００は、長辺壁５２４の壁厚ｔ５が、長辺壁５２６の壁厚ｔ３と同程度に構成されているので、光変調器１００及び４００よりも更に、ＤＳＰ等の発熱電子部品に近接して配された場合でも、変調器筐体５０４の温度勾配を低減し、及び温度分布の対称性を向上して、特性変動及び長期信頼性低下を抑制することができる。
【００６５】
また、光変調器５００では、長辺壁５２４及び５２６の双方において、光入力部５６０及び光出力部５６２の壁厚ｔ５１、ｔ５２、ｔ３１、ｔ３２が、壁厚ｔ３及びｔ５よりも薄く形成されて、高い熱抵抗を有するように構成されている。光変調器５００では、光変調器１００及び４００よりも更に、温度変動に対して敏感な光部品等を備え得る光出力部５６２及び光入力部５６０への熱の伝達を抑えて、特性変動及び長期信頼性低下を抑制することができる。
【００６６】
光変調器５００の構成は、光学系の位置ズレを更に抑制すべく変調器筐体の剛性をより高めたい場合、光入力部５６０及び又は光出力部５６２の温度勾配を更に小さくしたい場合、変調器筐体全体の応力バランスを高めたい場合、及び又は電子部品の発熱量が大きい場合などに、好適である。
【００６７】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図６は、第４の実施形態に係る光変調器６００の構成を示す平面図、図７は、図６に示す光変調器６００のＢＢ断面矢視図である。なお、図６においては、図４における第２の実施形態に係る光変調器４００及び図１における第１の実施形態に係る光変調器１００と同じ構成要素及び壁厚については、図４及び図１における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した光変調器４００及び１００についての説明を援用するものとする。また、光変調器６００の側面は、光変調器４００と同様に図２に示す光変調器１００の側面と同様であるものとする。また、図６では、光変調器６００の構成についての理解を容易にするため、図１及び図４と同様に、組み立てが完了した状態においては視認することのできない内部の構造も実線で示している。
【００６８】
光変調器６００は、光変調器４００と同様の構成を有するが、変調器筐体４０４に代えて変調器筐体６０４を有する点が異なる。変調器筐体６０４は、変調器筐体４０４の短辺壁４２０、４２２、長辺壁４２４、４２６、及び底面壁４２８とそれぞれ同様の短辺壁６２０、６２２、長辺壁６２４、６２６、及び底面壁６２８を有する。ただし、長辺壁６２４及び６２６には、それぞれ、光変調素子１０２の干渉部６５０少なくとも一部を含む範囲において、光変調素子１０２に向かって突出する突出部６６４及び６６６（図示ハッチング部分）が形成されている。ここで干渉部６５０とは、光変調素子１０２のうち変調動作において互いに干渉させることとなる２つの光を伝搬する２本の並行導波路のペアの少なくとも一つが構成された部分、具体的にはマッハツェンダ型光導波路である光導波路１０６を構成する並行導波路が形成された部分をいう。
【００６９】
なお、図６に示す変調器筐体６０４においても、図１及び図４と同様に、短辺壁６２０、６２２、長辺壁６２４、６２６の壁厚は、それぞれの壁における平均的な壁厚を示すものと理解されたい。すなわち、本実施形態においては、短辺壁６２０の壁厚ｔ１１、及び短辺壁６２２の壁厚ｔ１２は、それぞれの壁における壁厚の平均値を意味している。また、長辺壁６２４の壁厚ｔ２は、突出部６６４を除く長辺壁６２４の部分における壁厚の平均値を意味している。また、長辺壁６２６の壁厚ｔ３１及びｔ３２は、それぞれ、光入力部６６０、光出力部６６２における長辺壁６２６の壁厚の平均値を示し、壁厚ｔ３は、光入力部６６０及び光出力部６６２以外の部分であって且つ突出部６６６を除く部分における長辺壁６２６の壁厚の平均値を示している。ここで、光入力部６６０及び光出力部６６２は、それぞれ、図４に示す光変調器４００における光入力部４６０及び光出力部４６２と同様に、短辺壁６２０の内面から光変調素子１０２の光入力端１５２までの範囲、及び短辺壁６２２の内面から光変調素子１０２の光出力端１５４までの範囲をいう。
【００７０】
なお、光変調器６００では、突出部６６６が設けられているため、短辺壁６２２の壁厚ｔ１２は、必ずしもｔ３より薄く構成される必要はなく、長辺壁６２６のうち突出部６６６を含む部分の壁厚の平均値ｔ３９よりも薄く構成されていてもよい。これにより、短辺壁６２２は、突出部６６６を含む長辺壁６２６の部分よりも熱抵抗が高くなり、当該長辺壁６２６の部分からの熱の伝達が抑制される。
【００７１】
上記の構成を有する光変調器６００は、長辺壁６２４及び６２６に、光変調素子１０２の干渉部６５０を含む範囲において、それぞれ光変調素子１０２に向かって突出する突出部６６４及び６６６を有する。このため、光変調器６００では、変調器筐体６０４のうち光変調素子１０２の干渉部６５０に沿って延在する長辺壁６２４及び６２６の部分の壁厚が実効的に増加し、熱抵抗が更に低減される。その結果、光変調器６００では、光変調器４００に比べて更に、発熱電子部品が近接して配置された場合に変調器筐体６０４に発生する温度勾配を低減し、且つ温度分布の対称性を向上することができ、従って特性変動及び信頼性低下を更に抑制することができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、２つの長辺壁６２４及び６２６にそれぞれ突出部６６４及び６６６が設けられるものとしたが、いずれか一方の長辺壁に突出部が設けられるものとしてもよい。また、本実施形態では、長辺壁６２４及び６２６にそれぞれ一つの突出部６６４及び６６６が設けられるものとしたが、これには限られない。長辺壁６２４又は６２６の少なくとも一方において、光変調素子１０２の干渉部６５０を含む範囲において当該光変調素子１０２に向かって一つ又は複数の（したがって、少なくとも一つの）突出部が設けられるものとしてもよい。
【００７３】
また、本実施形態では、突出部６６４、６６６は、図６に示すように平面視が略矩形上であるものとしたが、これには限られない。例えば、突出部は、平面視において台形の形状、大小の矩形又は台形を重ねた形状、光変調素子１０２の側に凹部のある形状等々、任意の形状であるものとすることができる。
【００７４】
図８は、光変調器６００の変形例である光変調器６００´の構成を示す平面図である。光変調器６００´の変調器筐体６０４´は、変調器筐体６０４と同様の構成を有するが、平面視略矩形の突出部６６６が一つ設けられた長辺壁６２６に代えて、長辺壁６２６´を備える点が異なる。長辺壁６２６´は、長辺壁６２６と同様の構成を有するが、光変調素子１０２の干渉部６５０を含む範囲において、当該光変調素子１０２に向かって突出する３つの突出部８７０、８７２、８７４を備える点が異なる。
【００７５】
本変形例では、突出部８７０、８７２、８７４は、それぞれ異なる形状を有している。具体的には、突出部８７０は、平面視が一つの台形を成し、長辺壁６２６´の内壁から光変調素子１０２に向かって直線的に接近するように加工された図示左右の２つの辺を持つ。また、突出部８７２は、大小２つの矩形（又は略矩形）を重ねた平面視形状を有するように加工されている。また、突出部８７４は、平面視が略矩形の形状であって、光変調素子１０２の側に凹部を有する形状となっている。尚、ここでいう矩形は矩形を形成する辺の一部に曲線を有するものも含まれる。矩形を形成する辺は全て直線であるよりも少なくとも一部に曲線を有した方が、筐体の応力が一部に集中することを緩和できるためより望ましい。
【００７６】
なお、本変形例では、長辺壁６２６´においてそれぞれ異なる平面視形状を有する３つの突出部８７０、８７２、８７４が設けられるものとしたが、これには限られない。長辺壁６２６´に、突出部８７０、８７２、８７４のいずれかの平面視形状を有する突出部を一つ設けてもよい。あるいは、長辺壁６２６´に設ける突出部の数は４以上であるものとすることができる。また、それぞれの突出部の平面視形状を互いに同じとしてもよいし、異なるものとしてもよい。また、長辺壁６２４にも、突出部６６４に代えて、任意の同一の形状又は異なる形状を持つ、複数の突出部を設けるものとすることができる。
【００７７】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図９は、第５の実施形態に係る光変調器９００の構成を示す平面図、図１０は、光変調器９００の側面図、図１１は光変調器９００の底面図である。なお、図９においては、図１における第１の実施形態に係る光変調器１００と同じ構成要素及び壁厚については、図１における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した光変調器１００についての説明を援用するものとする。また、図９では、光変調器９００の構成についての理解を容易にするため、図１と同様に、組み立てが完了した状態においては視認することのできない内部の構造も実線で示している。また、図９に示す変調器筐体９０４においても、図１と同様に、短辺壁９２０、９２２、長辺壁９２４、９２６の壁厚は、それぞれの壁における平均的な壁厚を示すものと理解されたい。
【００７８】
光変調器９００は、光変調器１００と同様の構成を有するが、変調器筐体１０４に代えて変調器筐体９０４を有する点が異なる。変調器筐体９０４は、変調器筐体１０４と同様に平面視が矩形または略矩形の長方形をなし、変調器筐体１０４の短辺壁１２０、１２２、長辺壁１２４、１２６、及び底面壁１２８と同様の短辺壁９２０、９２２、長辺壁９２４、９２６、及び９２８を有する。ただし、底面壁９２８の外面は、底面壁１２８の外面とは異なり、底面壁９２８の外面（図１１に示す面）のうち短辺壁９２０及び９２２につながる端部からそれぞれ平面視で光入力部９６０及び光出力部９６２の少なくとも一部を含む距離Ｌ１及びＬ２の範囲が、変調器筐体９０４の厚さ方向（図１０の図示上下方向）へ向かって、他の部分に対してそれぞれ距離ｄ１及びｄ２だけへこんだ凹部９８０及び９８２を備える。すなわち、光変調器９００の上面（図１０に示す上の面）から凹部９８０、９８２の平面（図１１に示す面）までのそれぞれの距離ｔ９１、ｔ９２が、当該上面から、凹部９８０及び９８２以外の平面までの距離ｔ９０より小さい。
【００７９】
所定距離Ｌ１及びＬ２は、凹部９８０及び９８２が、それぞれ光入力部９６０及び光出力部９６２を含む範囲として延在するように選択することが望ましい。ここで、光入力部９６０とは、短辺壁９２０の内面から光変調素子１０２の光入力端１５２までの範囲をいい、光出力部９６２とは、短辺壁９２２の内面から光変調素子１０２の光出力端１５４までの範囲をいう。なお、距離Ｌ１及びＬ２は、互いに同じ値でもよく、又は異なっていてもよい。同様に、所定距離ｄ１及びｄ２は、互いに同じ値でもよく、又は異なっていてもよい。
【００８０】
上記の構成を有する光変調器９００は、凹部９８０、９８２があることにより、回路基板上に実装されたときに、変調器筐体９０４の底面のうち光入力部９６０及び光出力部９６２に対応する部分が回路基板から離間することとなる。これにより、光変調器９００は、回路基板上において発熱電子部品に近接して配された場合でも、当該発熱電子部品からの熱が回路基板を伝わって光入力部９６０及び光出力部９６２へ伝搬するのを防止することができる。その結果、光変調器９００では、発熱電子部品を近接配置することに起因する特性変動及び長期信頼性低下を更に抑制することができる。
【００８１】
なお、本実施形態では、変調器筐体９０４の底部に２つの凹部９８０、９８２を設けるものとしたが、これには限られない。凹部９８０又は凹部９８２のいずれか一方を底面壁９２８に設けるものとしてもよい。例えば、短辺壁９２０及び９２２とそれぞれつながる変調器筐体９０４の底面の２つの端部のうち、光変調器９００を回路基板上に実装した場合にＤＳＰ等の発熱電子部品に対しより近接することとなる側の端部にのみ凹部を設けるものとすることができる。
【００８２】
ここで、上述した第１、第２、第３、第４、第５の実施形態に係る光変調器１００、４００、５００、６００、６００´、及び９００のそれぞれにおいて、長辺壁１２４、４２４、５２４、６２４、９２４は、それぞれ第１の長辺壁に対応し、長辺壁１２６、４２６、５２６、６２６、９２６は、それぞれ第２の長辺壁に対応する。また、短辺壁１２０、４２０、５２０、６２０、９２０は、第１の短辺壁に対応し、短辺壁１２２、４２２、５２２、６２２、９２２は、第２の短辺壁に対応する。
【００８３】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。本実施形態は、本発明に係る光変調器を搭載した光モジュールである。図１２は、第６の実施形態に係る光モジュール１２００の構成を示す平面図である。
【００８４】
光モジュール１２００は、モジュール筐体１２０２内に、光変調器１００と、回路基板１２０６と、を収容する。回路基板１２０６には、光変調器１００が搭載されるほか、送信光の光源であるＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）１２０８、及び受信光の受光器であるＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）１２１０が搭載される。また、回路基板１２０６には、これらの光部品を動作させるための電子回路を構成する電子部品が搭載される。図１２には、主要な電子部品であって且つ発熱量の多い電子部品の一例として、デジタル信号処理のためのＤＳＰ１２１２を示している。
【００８５】
ただし、回路基板１２０６上には、光モジュール１２００に求められる機能に応じて、その他の光部品や電子部品が搭載され得る。そのような電子部品には、例えば、光変調器１００を駆動するためのドライバＩＣ等が含まれる。これにより、光モジュール１２００は、例えば一の伝送路光ファイバ（不図示）へ光変調器１００を介して信号光（送信光）を出力し、及び他の伝送路光ファイバ（不図示）が伝送した光信号（受信光）をＰＤ１２１０により受信する。
【００８６】
光モジュール１２００では、特に、光変調器１００は、第２の長辺壁１２６の側の端部近傍に所定の間隔ｇを隔ててＤＳＰ１２１２が近接して配されるように、回路基板１２０６上に実装されている。ここで、間隔ｇは、例えば２．０ｍｍである。
【００８７】
上記の構成を有する光モジュール１２００では、光変調器１００は、当該光変調器１００の図示下側の辺に対応する壁厚ｔ３をもって熱抵抗が低減された第２の長辺壁１２６の側に、発熱電子部品であるＤＳＰ１２１２が配されるように実装されている。このため、光モジュール１２００では、発熱電子部品であるＤＳＰ１２１２が光変調器１００に近接配置されていても、当該近接配置に起因する光変調器１００の特性の変動及び長期信頼性の低下が抑制される。その結果、光モジュール１２００の小型化を図りつつ、光モジュール１２００が出力する送信光の伝送品質を高く維持すると共に、光モジュール１２００全体としての長期信頼性の低下も抑制することができる。
【００８８】
なお、本実施形態においては、光変調器１００を用いて光モジュール１２００を構成するものとしたが、これには限られない。光変調器１００に代えて光変調器４００、５００、６００、６００´、又は９００を、図１２に示す回路基板１２０６上の光変調器１００と同様の位置に配して、光モジュール１２００を構成してもよい。この場合には、ＤＳＰ１２１２の実装位置は、長辺壁４２６、５２６、６２６、６２６´、９２６のうち光入力部４６０、５６０、６６０、９６０及び光出力部４６２、５６２、６６２、９６２に対応する部分の近傍でないことが望ましい。
【００８９】
［第７実施形態］
次に、本発明の第７の実施形態に係る光モジュールについて説明する。図１３は、第７の実施形態に係る光モジュール１３００の構成を示す平面図、図１４は、図１３に示す光モジュールのＣＣ断面矢視図である。図１３において、図１２に示す第６の実施形態に係る光モジュール１２００と同じ構成要素については、図１２における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した光モジュール１２００についての説明を援用する。
【００９０】
光モジュール１３００は、光モジュール１２００と同様の構成を有するが、回路基板１２０６に代えて回路基板１３０６を備える点が異なる。回路基板１３０６は、回路基板１２０６と同様の構成を有するが、電子部品の一つであるＤＳＰ１２１２が、光変調器１００の第２の長辺壁１２６の側に配され、且つ、ＤＳＰ１２１２の一部が、平面視において光変調器１００と重なるように配されている点が異なる。具体的には、光変調器１００は、回路基板１３０６に対し、それぞれネジが挿通される孔を有する４つのスペーサ１３１０、１３１２、１３１４、１３１６を介して、４つのネジ１３２０、１３２２、１３２４、１３２６により固定されており、当該スペーサ１３１０、１３１２、１３１４、１３１６により光変調器１００と回路基板１３０６との間に確保される空間に、ＤＳＰ１２１２の一部が実装されている。
【００９１】
上記の構成を有する光モジュール１３００では、光モジュール１２００と同様に、ＤＳＰ１２１２からの熱は、光変調器１００のうち壁厚ｔ３をもって熱抵抗が低減された第２の長辺壁１２６を伝搬するので、ＤＳＰ１２１２からの熱に起因する光変調器１００の特性変動及び長期信頼性の低下が抑制される。その結果、光モジュール１３００の小型化を図りつつ、光モジュール１３００が出力する送信光の伝送品質を高く維持すると共に、光モジュール１３００全体としての長期信頼性の低下も抑制することができる。
【００９２】
なお、本実施形態では、ネジを挿通する孔を有するスペーサ１３１０、１３１２、１３１４、１３１６により光変調器１００の底面の全体が回路基板１３０６に対して離間するものとしたが、これには限られない。光変調器１００の底面と回路基板１３０６との間の間隙のうち、ＤＳＰ１２１２の一部が実装される領域を除く領域又はその一部に、例えば、ネジが挿通される孔を設けられていない単なる金属の塊である金属ブロック等を配し、光変調器１００から回路基板１３０６へ当該金属ブロックを介して熱を流すものとすることができる。あるいは、光変調器１００の底面のうちＤＳＰ１２１２の一部が実装される領域を含む付近にのみ凹部を設け、回路基板１３０６との固定は底面に凹部を設けなかった底面の平面部でされてもよい。
【００９３】
また、本実施形態においては、光変調器１００を用いて光モジュール１３００を構成するものとしたが、これには限られない。光変調器１００に代えて光変調器４００、５００、６００、６００´、又は９００を、図１３に示す回路基板１３０６上の光変調器１００と同様の位置に配して、光モジュール１３００を構成してもよい。この場合には、ＤＳＰ１２１２の実装位置は、長辺壁４２６、５２６、６２６、６２６´、９２６のうち光入力部４６０、５６０、６６０、９６０及び光出力部４６２、５６２、６６２、９６２に対応する部分の近傍でないことが望ましい。
【００９４】
以上説明したように、本発明に係る光変調器１００は、基板上に形成された光導波路１０６で構成される光変調素子１０２と、光変調素子１０２を収容する変調器筐体１０４と、を備える。変調器筐体１０４は、平面視が四辺形の底面壁１２８と、底面壁１２８の互いに対向する２つの辺につながる第１の長辺壁１２４及び第２の長辺壁１２６と、第１及び第２の長辺壁１２４、１２６よりも長さの短い、底面壁１２８の互いに対向する他の２つの辺につながる第１の短辺壁１２０及び第２の短辺壁１２２と、を有する。光変調素子１０２は、底面壁１２８、第１及び第２の長辺壁１２４、１２６、並びに第１及び第２の短辺壁１２０、１２２により囲まれる空間内に収容されている。そして、第２の長辺壁１２６は、第１の長辺壁１２４の壁厚ｔ２以上の壁厚ｔ３を有し、第１及び第２の短辺壁１２０、１２２のうち少なくとも一つは、第１の長辺壁１２４の壁厚ｔ２より薄い壁厚ｔ１１、ｔ１２を有する。
【００９５】
この構成によれば、変調器筐体１０４の一部から流入した熱は、最も厚い壁厚ｔ３を有して最も熱抵抗の小さい第２の長辺壁１２６を介して即座に伝搬するので、光変調器１００が電子部品等の熱源に近接して配置された場合にも、変調器筐体１０４における非対称な温度分布の発生を抑制して、上記配置に起因する特性変動や長期信頼性の低下を抑制することができる。
【００９６】
また、光変調器６００、６００´では、第２の長辺壁６２６の内面に、光変調素子１０２に向かって延在する少なくとも一つの突出部６６６、８７０等を有する。この構成によれば、第２の長辺壁６２６を全体として見たときの第２の長辺壁６２６の熱抵抗をより低減して、電子部品等の熱源の近接配置に起因する光変調器６００、６００´の特性変動や長期信頼性の低下を抑制することができる。
【００９７】
また、光変調器４００では、光変調素子１０２の光入力端１５２及び光出力端１５４は、それぞれ、第１の短辺壁４２０及び第２の短辺壁４２２と対向する。そして、第２の長辺壁４２６のうち、第１の短辺壁４２０の内面から光変調素子１０２の光入力端１５２までの範囲である光入力部４６０、及び第２の短辺壁４２２の内面から光変調素子１０２の光出力端１５４までの範囲である光出力部４６２の少なくとも一方を含む範囲が、第１の長辺壁４２４の壁厚ｔ２よりも薄い壁厚ｔ３１、ｔ３２を有する。
【００９８】
この構成によれば、電子部品等の熱源が近接して配置された場合でも、変調器筐体１０４のうち、キャピラリ１４０、マイクロレンズアレイ１４２等の光部品が取り付けられる光入力部４６０及び又は光出力部４６２の部分への熱の伝搬を抑制して、光変調器４００の特性変動や長期信頼性の低下を更に抑制することができる。
【００９９】
また、光変調器４００では、第１の短辺壁４２０には光変調素子１０２に光を入力する入力光ファイバ１０８を保持する光入力端末部１５０が固定され、第２の短辺壁４２２には、光変調素子１０２から出力される光を変調器筐体４０４の外部へ導く出力光ファイバ１１０を保持する光出力端末部１４８が固定される。そして、光入力端末部１５０若しくは光出力端末部１４８、又は変調器筐体４０４の光入力部４６０若しくは光出力部４６２には、キャピラリ１４０、マイクロレンズアレイ１４２、偏波合成プリズム１４４等々の光部品が取り付けられている。
【０１００】
この構成によれば、これら光部品への熱の伝搬を抑制して、光変調器９００における特性変動の発生及び長期信頼性の低下を更に抑制することができる。
【０１０１】
また、光変調器９００では、底面壁９２８の外面には、第１及び第２の短辺壁９２０、９２２につながる辺から、長手方向に沿って所定距離Ｌ１、Ｌ２の範囲の部分に、その平面が底面壁９２８の他の部分の平面に対して厚さ方向に所定距離ｄ１、ｄ２だけへこんだ凹部９８０、９８２が設けられている。ただし、この凹部９８０、９８２は、いずれか一方が底面壁９２８に設けられているものとすることができる。
【０１０２】
この構成によれば、光変調器９００は、回路基板上に実装された場合には、光入力部９６０及び又は光出力部９６２の範囲を含む底面壁９２８の部分が、回路基板から離間した状態となる。このため、光変調器９００が発熱電子部品の実装された回路基板上に実装された場合でも、発熱電子部品から光入力部９６０及び又は光出力部９６２へ向かう回路基板を介した熱の伝搬が抑制される。その結果、光変調器９００における特性変動の発生及び長期信頼性の低下が更に抑制される。
【０１０３】
また、光変調器１００、４００、５００、６００、６００´、及び９００では、光変調素子１０２は、光導波路１０６のうち光変調素子１０２の長手方向に延在する２つの光導波路を伝搬する光を干渉させて動作する干渉型光変調素子である。この構成によれば上述した光変調器１００、４００、５００、６００、６００´、及び９００についての効果が、特に好適に発揮される。
【０１０４】
また、光変調器６００、６００´において、光変調素子１０２は干渉型光変調素子であり、少なくとも一つの突出部６６６、８７０等は、第２の長辺壁６２６のうち、干渉させる２つの光を伝搬する２つの光導波路が形成された部分である干渉部を含む範囲において、光変調素子１０２に向かって延在する。この構成によれば、特に、温度分布の発生に起因する特性変動の要因となりやすい光変調素子１０２の干渉部６５０において、発熱電子部品の近接配置に起因する温度勾配の発生を抑制して、光変調器６００、６００´としての特性変動の発生及び長期信頼性の低下を更に抑制することができる。
【０１０５】
また、光変調器１００、４００、５００、６００、６００´、及び９００における短辺壁１２０等、短辺壁１２２等、長辺壁１２４等、長辺壁１２６等、及び底面壁１２８等の壁厚ｔ１１等、ｔ２、ｔ３、ｔ３１等、ｔ４、ｔ５１等は、それぞれ対応する壁の全体の平均値又は対応する壁の部分の厚さの平均値である。この構成によれば、それぞれの壁における細かな凹凸の存在に関わらず、それぞれの壁又はその部分の熱抵抗の互いの関係を規定して、変調器筐体１０４等の設計を容易に行うことができる。
【０１０６】
また、本発明は、光変調器１００、４００、５００、６００、６００´、又は９００と、発熱体であるＤＳＰ１２１２等の電子部品とを用いる光モジュール１２００、１３００である。この構成によれば、光変調器１００等の特性変動や長期信頼性の低下を招くことなく、光変調器１００等とＤＳＰ１２１２等の発熱電子部品とを近接配置して、より小型の光モジュールを構成することができる。
【０１０７】
また、光モジュール１２００では、発熱体である電子部品の少なくとも一つとしてのＤＳＰ１２１２が、光変調器１００に対し、第２の長辺壁１２６のある側に配されている。この構成によれば、発熱電子部品であるＤＳＰ１２１２からの熱を、熱抵抗の小さい第２の長辺壁１２６に即座に導いて、光変調器１００の特性変動の発生及び長期信頼性の低下を効果的に抑制することができる。
【０１０８】
また、光モジュール１３００では、発熱体である電子部品の少なくとも一つとしてのＤＳＰ１２１２が、光変調器１００に対し、第２の長辺壁１２６の側に、その一部が平面視において光変調器１００と重なるように配されている。この構成によれば、発熱電子部品であるＤＳＰ１２１２からの熱を、熱抵抗の小さい第２の長辺壁１２６に即座に導いて、光変調器１００の特性変動の発生及び長期信頼性の低下を効果的に抑制することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１００、４００、５００、６００、６００´、９００…光変調器、１０２、１５０２…光変調素子、１０４、４０４、５０４、６０４、６０４´、９０４…変調器筐体、１０６…光導波路、１０８、１５０８…入力光ファイバ、１１０、１５１０…出力光ファイバ、１２０、１２２、４２０、４２２、５２０、５２２、６２０、６２２…短辺壁、１２４、１２６、４２４、４２６、６２４、６２６、９２４，９２６…長辺壁、１２８、４２８、５２８、６２８、９２８…底面壁、１３０、１５２０…幅方向に対する中心線、１３２、１５２２…長手方向に対する中心線、１４０…キャピラリ、１４２…マイクロレンズアレイ、１４４…偏波合成プリズム、１４６…レンズ、１４８…光出力端末部、１５０…光入力端末部、１５２…光入力端、１５４…光出力端、１６０…カバー、４６０、５６０、６６０、９６０…光入力部、４６２、５６２、６６２、９６２…光出力部、６６４、６６６、８７０、８７２、８７４…突出部、９８０、９８２…凹部、１２００、１３００…光モジュール、１２０６、１３０６、１６０２…回路基板、１２０８…ＬＤ，１２１０…ＰＤ、１２１２、１６００…ＤＳＰ、１３１０、１３１２、１３１４、１３１６…スペーサ、１３２０、１３２２、１３２４、１３２６…ネジ。
【図１】
2020003702.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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