(57)【要約】【課題】  小型で、機械的な信頼性について改善された光変調器を提供する。【解決手段】  二つの相互作用光導波路を有する光変調器と、光変調器の合波光導波路の合波点から放射される二つの放射光のうちの一方を検出するモニタＰＤと、内部に光変調器とモニタＰＤとが配置された筐体と、筐体の側面に配置されたモニタ電流用端子とを含む光変調器モジュールにおいて、モニタＰＤは、出力光導波路近傍における基板の側方で且つモニタ電流用端子と逆側に配置されるとともに、筐体の内壁面を反射した放射光を受光するように配置され、モニタＰＤとモニタ電流用端子とが別体基板を経由して電気的に接続され、当該別体基板は、出力光導波路側の基板の上方に設けられた第２の別体基板と、第２の別体基板を間に挟んでモニタＰＤ側に設けられた第１の別体基板と、第２の別体基板を間に挟んでモニタ電流用端子側に設けられた第３の別体基板とのうち、少なくとも１つでなる。【選択図】図２
2010181661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学効果を有する基板と、前記基板の一面側に形成され、光を導波するための光導波路及び前記光導波路に導波される光を変調するための電圧を印加する中心電極及び接地電極とを有し、前記光導波路は、前記光導波路に光を入射するための入力光導波路と、前記入力光導波路に入射した光を二つに分岐して導波する二つの分岐光導波路と、前記中心電極と前記接地電極との間に前記電圧を印加することにより前記光の位相を変調するための二つの相互作用光導波路と、前記二つの相互作用光導波路を伝搬した前記光を合波する合波光導波路と、前記光を合波する合波光導波路の合波点を介して前記合波光導波路に接続されている出力光導波路とから構成されていて、位相変調された光が前記合波光導波路において合波されて生成される高次モード光が前記出力光導波路をほとんど伝搬せずに前記合波点から前記基板の内部に二つの放射光として放射される光変調器と、
前記光変調器の前記基板の内部に前記合波点から放射される前記二つの放射光のうちの一方を検出するモニタフォトディテクタと、
その内部に、前記光変調器と前記モニタフォトディテクタとが配置された筐体と、
前記モニタフォトディテクタからの信号を出力する、前記筐体の側面に配置されたモニタ電流用端子と、を含む光変調器モジュールにおいて、
前記モニタフォトディテクタは、前記出力光導波路近傍における前記基板の側方で且つ前記モニタ電流用端子と逆側に配置されるとともに、前記筐体の内壁面を反射した前記放射光を受光するように配置されており、
前記モニタフォトディテクタと前記モニタ電流用端子とが、別体基板を経由して電気的に接続されており、
前記別体基板は、前記出力光導波路側の前記基板の上方に設けられた第２の別体基板と、当該第２の別体基板を間に挟む位置で前記モニタフォトディテクタ側に設けられた第１の別体基板と、当該第２の別体基板を間に挟む位置で前記モニタ電流用端子側に設けられた第３の別体基板とのうち、少なくとも１つでなることを特徴とする光変調器モジュール。
【請求項２】
前記別体基板は、前記第２の別体基板のみでなることを特徴とする請求項１に記載の光変調器モジュール。
【請求項３】
電気光学効果を有する基板と、前記基板の一面側に形成され、光を導波するための光導波路及び前記光導波路に導波される光を変調するための電圧を印加する中心電極及び接地電極とを有し、前記光導波路は、前記光導波路に光を入射するための入力光導波路と、前記入力光導波路に入射した光を二つに分岐して導波する二つの分岐光導波路と、前記中心電極と前記接地電極との間に前記電圧を印加することにより前記光の位相を変調するための二つの相互作用光導波路と、前記二つの相互作用光導波路を伝搬した前記光を合波する合波光導波路と、前記光を合波する合波光導波路の合波点を介して前記合波光導波路に接続されている出力光導波路とから構成されていて、位相変調された光が前記合波光導波路において合波されて生成される高次モード光が前記出力光導波路をほとんど伝搬せずに前記合波点から前記基板の内部に二つの放射光として放射される光変調器と、
前記光変調器の前記基板の内部に前記合波点から放射される前記二つの放射光のうちの一方を検出するモニタフォトディテクタと、
その内部に、前記光変調器と前記モニタフォトディテクタとが配置された筐体と、
前記モニタフォトディテクタからの信号を出力する、前記筐体の側面に配置されたモニタ電流用端子と、を含む光変調器モジュールにおいて、
前記モニタフォトディテクタは、前記出力光導波路近傍における前記基板の側方で且つ前記モニタ電流用端子と逆側に配置されるとともに、前記筐体の内壁面を反射した前記放射光を受光するように配置されており、
前記出力光導波路側の前記基板の上方に第２の別体基板が配置され、当該第２の別体基板を間に挟む位置で前記モニタフォトディテクタ側に第１の別体基板が配置され、当該第２の別体基板を間に挟む位置で前記モニタ電流用端子側に第３の別体基板が配置されており、
前記モニタフォトディテクタと前記第１の別体基板、前記第１の別体基板と前記第２の別体基板、前記第２の別体基板と前記第３の別体基板、および前記第３の別体基板と前記モニタ電流用端子がそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする光変調器モジュール。
【請求項４】
電気光学効果を有する基板と、前記基板の一面側に形成され、光を導波するための光導波路及び前記光導波路に導波される光を変調するための電圧を印加する中心電極及び接地電極とを有し、前記光導波路は、前記光導波路に光を入射するための入力光導波路と、前記入力光導波路に入射した光を二つに分岐して導波する二つの分岐光導波路と、前記中心電極と前記接地電極との間に前記電圧を印加することにより前記光の位相を変調するための二つの相互作用光導波路と、前記二つの相互作用光導波路を伝搬した前記光を合波する合波光導波路と、前記光を合波する合波光導波路の合波点を介して前記合波光導波路に接続されている出力光導波路とから構成されていて、位相変調された光が前記合波光導波路において合波されて生成される高次モード光が前記出力光導波路をほとんど伝搬せずに前記合波点から前記基板の内部に二つの放射光として放射される光変調器と、
前記光変調器の前記基板の内部に前記合波点から放射される前記二つの放射光のうちの一方を検出するモニタフォトディテクタと、
その内部に、前記光変調器と前記モニタフォトディテクタとが配置された筐体と、
前記モニタフォトディテクタからの信号を出力する、前記筐体の側面に配置されたモニタ電流用端子と、を含む光変調器モジュールにおいて、
前記モニタフォトディテクタは、前記出力光導波路近傍における前記基板の側方で且つ前記モニタ電流用端子と逆側に配置されるとともに、前記筐体の内壁面を反射した前記放射光を受光するように配置されており、
前記基板の前記出力光導波路の側方で前記モニタフォトディテクタ側に第１の別体基板が配置され、前記基板を間に挟んで前記第１の別体基板と逆側に第２の別体基板が配置されており、
前記モニタフォトディテクタと前記第１の別体基板、前記第１の別体基板と前記第２の別体基板、および前記第２の別体基板と前記モニタ電流用端子がそれぞれ導電体により電気的に接続され、当該導電体が前記基板上で前記基板と接着固定されていることを特徴とする光変調器モジュール。
【請求項５】
電気光学効果を有する基板と、前記基板の一面側に形成され、光を導波するための光導波路及び前記光導波路に導波される光を変調するための電圧を印加する中心電極及び接地電極とを有し、前記光導波路は、前記光導波路に光を入射するための入力光導波路と、前記入力光導波路に入射した光を二つに分岐して導波する二つの分岐光導波路と、前記中心電極と前記接地電極との間に前記電圧を印加することにより前記光の位相を変調するための二つの相互作用光導波路と、前記二つの相互作用光導波路を伝搬した前記光を合波する合波光導波路と、前記光を合波する合波光導波路の合波点を介して前記合波光導波路に接続されている出力光導波路とから構成されていて、位相変調された光が前記合波光導波路において合波されて生成される高次モード光が前記出力光導波路をほとんど伝搬せずに前記合波点から前記基板の内部に二つの放射光として放射される光変調器と、
前記光変調器の前記基板の内部に前記合波点から放射される前記二つの放射光のうちの一方を検出するモニタフォトディテクタと、
その内部に、前記光変調器と前記モニタフォトディテクタとが配置された筐体と、
前記モニタフォトディテクタからの信号を出力する、前記筐体の側面に配置されたモニタ電流用端子と、を含む光変調器モジュールにおいて、
前記モニタフォトディテクタは、前記出力光導波路近傍における前記基板の側方で且つ前記モニタ電流用端子と逆側に配置されるとともに、前記筐体の内壁面を反射した前記放射光を受光するように配置されており、
前記出力光導波路側の前記基板の上方で、前記基板の長手方向を横断し、前記基板の幅よりも長い寸法の別体基板が配置されており、
前記モニタフォトディテクタと前記別体基板、および前記別体基板と前記モニタ電流用端子がそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする光変調器モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気光学効果や熱光学効果を利用して、光導波路に入射した光を変調して光信号パルスとして出射する光変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的な光変調デバイスとして誘電体材料を用いた光変調器がある。近年、高速、大容量の光通信システムが実用化されているが、このような高速、大容量の光通信システムに組込むための高速、小型、かつ低価格の光変調デバイスの開発が求められている。
【０００３】
このような要望に応える光変調デバイスとして、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）のように電界を印加することにより屈折率が変化する、いわゆる電気光学効果を有する基板（以下、ＬＮ基板と略す）に光導波路と進行波電極を形成した進行波電極型リチウムナイオベート光変調器（以下、ＬＮ光変調器と略す）がある。このＬＮ光変調器は、その優れたチャーピング特性から２．５Ｇｂｉｔ／ｓ、１０Ｇｂｉｔ／ｓの大容量光通信システムに適用されている。最近はさらに４０Ｇｂｉｔ／ｓの超大容量光通信システムにも適用が検討されている。
【０００４】
以下、従来、実用化され、又は提唱されてきたリチウムナイオベートの電気光学効果を利用した各ＬＮ光変調器の特徴を順番に説明していく。
【０００５】
（従来技術）
図１０に特許文献１に開示されたｚ−カットＬＮ基板を用いたＬＮ光変調器の斜視図を示す。ｚ−カットＬＮ基板１上に光導波路３が形成されている。この光導波路３は、金属Ｔｉを１０５０℃で約１０時間熱拡散して形成した光導波路であり、後で述べるようにマッハツェンダ干渉系（あるいは、マッハツェンダ光導波路）を構成している。したがって、光導波路３の電気信号と光が相互作用する部（相互作用部と言う）には２本の相互作用光導波路３ａ、３ｂ、つまりマッハツェンダ光導波路の２本のアームが形成されている。
【０００６】
この光導波路３の上面にＳｉＯ２バッファ層２とその上にｚ−カットＬＮ基板１を用いて製作したＬＮ変調器に特有の焦電効果に起因する温度ドリフトを抑圧するためのＳｉ導電層２´を形成する。さらに、このＳｉ導電層２´の上面に進行波電極４が形成されている。進行波電極４としては、１つの中心導体４ａと２つの接地導体４ｂ、４ｃを有するコプレーナウェーブガイド（ＣＰＷ）を用いている。なお、通常、進行波電極４はＡｕにより形成されている。なお、説明の簡単のために、以下の説明においては図１０には図示したＳｉ導電層２´を省略している。
【０００７】
変調用の高周波（マイクロ波、あるいはＲＦ）電気信号をこのＬＮ光変調器の高周波電気信号給電線６を介して中心導体４ａと接地導体４ｂに供給すると、中心導体４ａと接地導体４ｂ、４ｃの間に電界が印加される。ｚ−カットＬＮ基板１は電気光学効果を有するので、この電界により屈折率変化を生じ、２本の相互作用光導波路３ａ、３ｂを伝搬する光の位相にずれが発生する。このずれがπになった場合、光導波路３のマッハツェンダ光導波路としての合波部において、高次モードを励振し、光はＯＦＦ状態になる（この時の電圧を半波長電圧、あるいはＶπという）。中心導体４ａと接地導体４ｂの間に電圧を印加すると、光信号（あるいは、光出力）は図１１に示すようにＯＮ→ＯＦＦ→ＯＮを繰り返す。
【０００８】
図１１に示すように、通常、ＤＣバイアス電圧Ｖｂは光出力特性の山と底の中点に設定される。一方、温度変動など何らかの原因により図１１の破線のように電圧−光出力特性が変化した場合には、バイアス点をＶｂ´のように設定変更する必要がある。
【０００９】
このようなバイアス点の設定変更する方法としてＯＦＦ時の放射光を使う方法がある。図１２には特許文献２に示されたＯＦＦ時の放射光を使う方法を現実に使えるように変更した実用的な構成を示す。ここで、図１０に３として示した光導波路をその各部の役割に応じて、３ｃは入射光導波路、３ａ、３ｂは相互作用光導波路、３ｄは出射光導波路と示している。また、５は筺体、５ａはｚ−カットＬＮ基板１を載置する台座、７ａは入射光ファイバのジャケット、８ａは入射光ファイバ、９ａは入射側ガラスビーズ、８ｂは出射光ファイバ、９ｂは出射側ガラスビーズ、７ｂは出射光ファイバのジャケットである。さらに、６ａ、６ｂはモニタ電流用端子、１１は底面部５ｂ（あるいは、台座５ａの側面）に載置されたモニタＰＤ、１１ａ、１１ｂはモニタＰＤに形成した電極、１２ａ、１２ｂはワイヤ（導電体）である。
【００１０】
この従来技術では、筺体５内におけるスペースの関係から部品配置を図１２のように、つまりｚ−カットＬＮ基板１を挟んで、モニタＰＤ１１をモニタ電流用端子６ａ、６ｂと反対側に配置している。
【００１１】
図１３は図１２の部分的な拡大図である。また、光信号がＯＦＦの時には、光はマッハツェンダ光導波路を構成する２本のアームの合流点（図１２や図１３では出射光導波路３ｄのＹ分岐の付け根）から出力光導波路３ｄの両側にｚ−カットＬＮ基板１の下方に向かって放射される。図１２や図１３ではその２つの放射光の１つのみを１０として描いている。図１２に示す従来技術ではこの放射光を筺体５の内壁５ｃにより反射させ、モニタＰＤ１１に入射させている。そして、モニタＰＤ１１からの電気信号が、ワイヤ１２ａ、１２ｂを介してモニタ電流用端子６ａ、６ｂに出力される。
【００１２】
図１４は図１３のＡ−Ａ´から見た構造である。ここで、ワイヤ１２ｂの長さをＬ１２とする（なお、ワイヤ１２ａの長さも近似的にＬ１２と考えて良い）。
【００１３】
図１５には横軸にワイヤ１２ａ、１２ｂの長さ、縦軸に耐振動・耐衝撃能力を示している。例えば、１０００Ｇの衝撃を加えた時にワイヤが切れなければ耐振動・耐衝撃能力が高く、切れれば耐振動・耐衝撃能力が低い（つまり、破断モードに入っている）ことを示している。そして、ＬＣはワイヤが切れる、いわば臨界の長さであり、一般に４ｍｍ程度と言われている。
【００１４】
この従来技術ではｚ−カットＬＮ基板１の幅が４ｍｍ以上あるため必然的にワイヤが５ｍｍ程度となり、振動・衝撃試験では常にワイヤ１２ａ、１２ｂが切れてしまった。つまり、図１１から図１４に示した従来技術では、ｚ−カットＬＮ基板１を挟んで、モニタＰＤ１１をモニタ電流用端子６ａ、６ｂと反対側に配置している。そのため、ワイヤ１２ａ、１２ｂが４ｍｍ以上と長く、振動や衝撃に対して極めて弱い構造であった。なお、このようなワイヤの脆弱性は４０Ｇｂｐｓで使用されるＤＱＰＳＫのようにＬＮ基板の幅が広くなると顕著となることは言うまでもない。
【００１５】
なお、ｚ−カットＬＮ基板１には焦電効果があるため、ワイヤ1２ａや１２ｂをｚ−カットＬＮ基板１、ＳｉＯ２バッファ層２、あるいはＳｉ導電層２´の上に直接電極パターンを形成し、それに固定すると、ｚ−カットＬＮ基板１の焦電効果のために、環境温度が変化した際にモニタＰＤ１１に電気的な悪影響を与えてしまうという重大な問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許第２１２６８８７号明細書
【特許文献２】特許第３１９９４０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
以上のように、従来技術ではワイヤの長さが長くなっていたので、振動や衝撃に対して脆弱であり、機械的な信頼性の向上の観点からその脆弱性の解決が望まれていた。
【００１８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、小型で、信頼性について大幅に改善された光変調器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の光変調器は、電気光学効果を有する基板と、前記基板の一面側に形成され、光を導波するための光導波路及び前記光導波路に導波される光を変調するための電圧を印加する中心電極及び接地電極とを有し、前記光導波路は、前記光導波路に光を入射するための入力光導波路と、前記入力光導波路に入射した光を二つに分岐して導波する二つの分岐光導波路と、前記中心電極と前記接地電極との間に前記電圧を印加することにより前記光の位相を変調するための二つの相互作用光導波路と、前記二つの相互作用光導波路を伝搬した前記光を合波する合波光導波路と、前記光を合波する合波光導波路の合波点を介して前記合波光導波路に接続されている出力光導波路とから構成されていて、位相変調された光が前記合波光導波路において合波されて生成される高次モード光が前記出力光導波路をほとんど伝搬せずに前記合波点から前記基板の内部に二つの放射光として放射される光変調器と、前記光変調器の前記基板の内部に前記合波点から放射される前記二つの放射光のうちの一方を検出するモニタフォトディテクタと、その内部に、前記光変調器と前記モニタフォトディテクタとが配置された筐体と、前記モニタフォトディテクタからの信号を出力する、前記筐体の側面に配置されたモニタ電流用端子と、を含む光変調器モジュールにおいて、前記モニタフォトディテクタは、前記出力光導波路近傍における前記基板の側方で且つ前記モニタ電流用端子と逆側に配置されるとともに、前記筐体の内壁面を反射した前記放射光を受光するように配置されており、前記モニタフォトディテクタと前記モニタ電流用端子とが、別体基板を経由して電気的に接続されており、前記別体基板は、前記出力光導波路側の前記基板の上方に設けられた第２の別体基板と、当該第２の別体基板を間に挟む位置で前記モニタフォトディテクタ側に設けられた第１の別体基板と、当該第２の別体基板を間に挟む位置で前記モニタ電流用端子側に設けられた第３の別体基板とのうち、少なくとも１つでなることを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項２の光変調器は、請求項１の光変調器モジュールにおいて、前記別体基板は、前記第２の別体基板のみでなることを特徴とする。
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項３の光変調器は、電気光学効果を有する基板と、前記基板の一面側に形成され、光を導波するための光導波路及び前記光導波路に導波される光を変調するための電圧を印加する中心電極及び接地電極とを有し、前記光導波路は、前記光導波路に光を入射するための入力光導波路と、前記入力光導波路に入射した光を二つに分岐して導波する二つの分岐光導波路と、前記中心電極と前記接地電極との間に前記電圧を印加することにより前記光の位相を変調するための二つの相互作用光導波路と、前記二つの相互作用光導波路を伝搬した前記光を合波する合波光導波路と、前記光を合波する合波光導波路の合波点を介して前記合波光導波路に接続されている出力光導波路とから構成されていて、位相変調された光が前記合波光導波路において合波されて生成される高次モード光が前記出力光導波路をほとんど伝搬せずに前記合波点から前記基板の内部に二つの放射光として放射される光変調器と、前記光変調器の前記基板の内部に前記合波点から放射される前記二つの放射光のうちの一方を検出するモニタフォトディテクタと、その内部に、前記光変調器と前記モニタフォトディテクタとが配置された筐体と、前記モニタフォトディテクタからの信号を出力する、前記筐体の側面に配置されたモニタ電流用端子と、を含む光変調器モジュールにおいて、前記モニタフォトディテクタは、前記出力光導波路近傍における前記基板の側方で且つ前記モニタ電流用端子と逆側に配置されるとともに、前記筐体の内壁面を反射した前記放射光を受光するように配置されており、前記出力光導波路側の前記基板の上方に第２の別体基板が配置され、当該第２の別体基板を間に挟む位置で前記モニタフォトディテクタ側に第１の別体基板が配置され、当該第２の別体基板を間に挟む位置で前記モニタ電流用端子側に第３の別体基板が配置されており、前記モニタフォトディテクタと前記第１の別体基板、前記第１の別体基板と前記第２の別体基板、前記第２の別体基板と前記第３の別体基板、および前記第３の別体基板と前記モニタ電流用端子がそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明の請求項４の光変調器は、電気光学効果を有する基板と、前記基板の一面側に形成され、光を導波するための光導波路及び前記光導波路に導波される光を変調するための電圧を印加する中心電極及び接地電極とを有し、前記光導波路は、前記光導波路に光を入射するための入力光導波路と、前記入力光導波路に入射した光を二つに分岐して導波する二つの分岐光導波路と、前記中心電極と前記接地電極との間に前記電圧を印加することにより前記光の位相を変調するための二つの相互作用光導波路と、前記二つの相互作用光導波路を伝搬した前記光を合波する合波光導波路と、前記光を合波する合波光導波路の合波点を介して前記合波光導波路に接続されている出力光導波路とから構成されていて、位相変調された光が前記合波光導波路において合波されて生成される高次モード光が前記出力光導波路をほとんど伝搬せずに前記合波点から前記基板の内部に二つの放射光として放射される光変調器と、前記光変調器の前記基板の内部に前記合波点から放射される前記二つの放射光のうちの一方を検出するモニタフォトディテクタと、その内部に、前記光変調器と前記モニタフォトディテクタとが配置された筐体と、前記モニタフォトディテクタからの信号を出力する、前記筐体の側面に配置されたモニタ電流用端子と、を含む光変調器モジュールにおいて、前記モニタフォトディテクタは、前記出力光導波路近傍における前記基板の側方で且つ前記モニタ電流用端子と逆側に配置されるとともに、前記筐体の内壁面を反射した前記放射光を受光するように配置されており、前記基板の前記出力光導波路の側方で前記モニタフォトディテクタ側に第１の別体基板が配置され、前記基板を間に挟んで前記第１の別体基板と逆側に第２の別体基板が配置されており、前記モニタフォトディテクタと前記第１の別体基板、前記第１の別体基板と前記第２の別体基板、および前記第２の別体基板と前記モニタ電流用端子がそれぞれ導電体により電気的に接続され、当該導電体が前記基板上で前記基板と接着固定されていることを特徴とする。
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明の請求項５の光変調器は、電気光学効果を有する基板と、前記基板の一面側に形成され、光を導波するための光導波路及び前記光導波路に導波される光を変調するための電圧を印加する中心電極及び接地電極とを有し、前記光導波路は、前記光導波路に光を入射するための入力光導波路と、前記入力光導波路に入射した光を二つに分岐して導波する二つの分岐光導波路と、前記中心電極と前記接地電極との間に前記電圧を印加することにより前記光の位相を変調するための二つの相互作用光導波路と、前記二つの相互作用光導波路を伝搬した前記光を合波する合波光導波路と、前記光を合波する合波光導波路の合波点を介して前記合波光導波路に接続されている出力光導波路とから構成されていて、位相変調された光が前記合波光導波路において合波されて生成される高次モード光が前記出力光導波路をほとんど伝搬せずに前記合波点から前記基板の内部に二つの放射光として放射される光変調器と、前記光変調器の前記基板の内部に前記合波点から放射される前記二つの放射光のうちの一方を検出するモニタフォトディテクタと、その内部に、前記光変調器と前記モニタフォトディテクタとが配置された筐体と、前記モニタフォトディテクタからの信号を出力する、前記筐体の側面に配置されたモニタ電流用端子と、を含む光変調器モジュールにおいて、前記モニタフォトディテクタは、前記出力光導波路近傍における前記基板の側方で且つ前記モニタ電流用端子と逆側に配置されるとともに、前記筐体の内壁面を反射した前記放射光を受光するように配置されており、前記出力光導波路側の前記基板の上方で、前記基板の長手方向を横断し、前記基板の幅よりも長い寸法の別体基板が配置されており、前記モニタフォトディテクタと前記別体基板、および前記別体基板と前記モニタ電流用端子がそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、モニタＰＤから得られた電流をモニタ電流用端子に流すために使用するワイヤについて、その固定されていない領域の長さを短くすることが可能となるので、振動や衝撃に対する機械的な信頼性が向上する。さらに、本発明で使用する別体基板としては、ワイヤを固定する面に焦電効果を有さない材料を使用するので環境温度が変化した際に誘起される電荷がモニタＰＤに影響することもないという優れた利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる光変調器の上面図
【図２】本発明の実施形態に係わる光変調器についての部分的な拡大図
【図３】図３のＢ−Ｂ´から見た簡略的な断面図
【図４】本発明の原理を説明する図
【図５】本発明の第２の実施形態に係わる光変調器についての部分的な拡大図
【図６】図５のＣ−Ｃ´から見た簡略的な断面図
【図７】本発明の第３の実施形態に係わる光変調器についての部分的な拡大図
【図８】図７のＤ−Ｄ´から見た簡略的な断面図
【図９】本発明の第４の実施形態に係わる光変調器についての部分的な拡大図
【図１０】従来技術の光変調器についての概略構成を示す斜視図
【図１１】従来技術の光変調器の特性を説明する図
【図１２】従来技術の光変調器についての概略構成を示す上面図
【図１３】従来技術の光変調器についての部分的な拡大図
【図１４】図１３のＡ−Ａ´から見た簡略的な構造
【図１５】従来技術の光変調器における問題点を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について説明するが、図１０から図１５に示した従来技術と同一の符号は同一機能部に対応しているため、ここでは同一の符号を持つ機能部の説明を省略する。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１に本発明の光変調器に関する実施形態の一つについてその上面図を示す。またその部分的な拡大図を図２に示す。ここで、１３、１４、１５は別体基板であり、ｚ−カットＬＮ基板１、ＳｉＯ２バッファ層２、もしくはＳｉ導電層２´のいずれかの上に接着剤により固定されている。そして第１別体基板１３には１３ａ、１３ｂの電極が、第２別体基板１４には１４ａ、１４ｂの電極が、第３別体基板１５には１５ａ、１５ｂの電極が形成されている。
【００２８】
また、モニタＰＤ１１の電極１１ａ、１１ｂと第１別体基板１３の電極１３ａ、１３ｂとが各々ワイヤ１６ａ、１６ｂにより接続されている。同様に、第１別体基板１３の電極１３ａ、１３ｂと第２別体基板１４の電極１４ａ、１４ｂとが各々ワイヤ１７ａ、１７ｂにより、第２別体基板１４の電極１４ａ、１４ｂと第３別体基板１５の電極１５ａ、１５ｂとが各々ワイヤ１８ａ、１８ｂにより接続されている。また、第３別体基板１５の電極１５ａ、１５ｂとモニタ電流用端子６ａ、６ｂとが各々ワイヤ１９ａ、１９ｂにより接続されている。
【００２９】
図３は図２のＢ−Ｂ´から見た簡略的な断面構造である（但し、説明を簡単にするために全ての構造を描いてはいない）。図１４に示したのと同様に、ワイヤ１７ａや１７ｂの長さをＬ１７とし、ワイヤ１８ａや１８ｂの長さをＬ１８とする。
【００３０】
図４には本発明の第１の実施形態におけるワイヤ１７ａ、１７ｂの長さＬ１７とワイヤ１８ａ、１８ｂの長さＬ１８と臨界の長さＬｃとの関係を示している。この第１の実施形態ではワイヤ１７ａ、１７ｂの長さＬ１７は約２．５ｍｍ、ワイヤ１８ａ、１８ｂの長さＬ１８は約２ｍｍと臨界の長さＬｃの約４ｍｍよりも短い。従って、図４から直ちにわかるように耐振動能力や耐衝撃能力は高く、優れた信頼性を有している。なお、参考のために、図４には従来技術の場合も示している。
【００３１】
また、別体基板１３、１４、１５としてｘ−カットＬＮ基板や、その他の焦電効果がない絶縁基板を用いることによりモニタＰＤ１１への電気的な影響を避けることができる。そしてこの事は本発明の全ての実施形態について言える。
【００３２】
さらに、図２において、別体基板１３、１４、１５のうち、１つまたは２つの別体基板を省略した構成としてもよい。この場合には、モニタＰＤ１１、別体基板（１つまたは２つ）、モニタ電流用端子６ａ、６ｂとが、それぞれワイヤにより接続される。この構成であっても、従来技術の構成に比べ、各々を結ぶワイヤの距離を短くすることができる。そしてこの考え方は本発明のその他の実施形態についても言える。なお、別体基板１３、１５を省略し、別体基板１４のみを用いることにより、モニタＰＤ１１から別体基板１４までのワイヤの長さと別体基板１４からモニタ電流用端子６ａ、６ｂまでのワイヤの長さを均等に短くすることができるので、特に好適である。
【００３３】
本発明では、本実施形態に限らず、全ての実施形態において使用する別体基板としては焦電効果がない材料（ｘ−カットＬＮ基板等）を使用する。従って、環境温度が変化した際にもモニタＰＤ１１に電気的な悪影響を与えることはないという利点がある。
【００３４】
なお、別体基板の材料としてはその熱膨張係数が相互作用光導波路３ａ、３ｂを形成したＬＮ基板の熱膨張係数に近い材料であることが望ましいが、別体基板の寸法が小さければ熱膨張係数が互いに異なる材料を用いても良いことは言うまでもない。
【００３５】
（第２の実施形態）
図５に本発明における第２の実施形態の部分拡大図を示す。また、図５のＣ−Ｃ´から見た簡略的な断面構造を図６に示す。本発明では、図２に示した本発明の第１の実施形態における第２別体基板１４を省略している。その結果、ワイヤ２０ａ、２０ｂは第１の実施形態のワイヤ１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂよりも長いが、接着剤２１によりｚ−カットＬＮ基板１の上方に固定されている。そのため、振動や衝撃が加わった際に振れて影響を受けるワイヤの長さを図１２から図１４に示した従来技術よりも著しく短く、つまり図４に示した臨界の長さＬｃよりも短くできるので、振動や衝撃が加わった際に高い信頼性を確保することが可能となる。
【００３６】
なお、本実施形態において、図２の第２別体基板１４と同様の別体基板をｚ−カットＬＮ基板１の上方に接着剤で固定し、その別体基板にワイヤ２０ａ、２０ｂを接着剤で固定してもよい。そしてこの場合には、別体基板に電極を形成しておく必要はない。
【００３７】
（第３の実施形態）
図７に本発明における第３の実施形態の部分拡大図を示す。また、図７のＤ−Ｄ´から見た簡略的な断面構造を図８に示す。本実施形態では図２に示した第１の実施形態における第２別体基板１４の長さを短くして、別体基板２２としている。その結果、別体基板２２の電極２２ａ、２２ｂの長さは図２に示した第１の実施形態における電極１４ａ、１４ｂの長さよりも短くなる。そのため、ワイヤ２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂの長さは図２に示した第１の実施形態のワイヤ１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂの長さ（Ｌ１７やＬ１８）よりもやや長くなるものの、ワイヤ２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂにおいて固定されていない部分の長さを図４に示した臨界の長さＬｃよりも短くできるので、振動や衝撃が加わった際に高い信頼性を確保することが可能となる。
【００３８】
（第４の実施形態）
図９に本発明における第４実施形態の部分拡大図を示す。本実施形態では別体基板としては２５として示した１枚の別体基板のみを用いている。別体基板２５の長さはｚ−カットＬＮ基板１の幅よりも充分長く（換言すると、ｚ−カットＬＮ基板１と直交する方向に筐体５の内壁間距離に近い長さで形成されており）、電極２５ａ、２５ｂの長さも長くできる。その結果ワイヤとしては、１６ａ、１６ｂ、１９ａ、１９ｂのみを使用するので、振動や衝撃に対して大変高い信頼性を確保できる。なお、別体基板２５は筺体５に固定するが、その際にｚ−カットＬＮ基板１の上方にも接着剤で固定しても良いことは言うまでもない。
【００３９】
（各種実施形態）
以上において、ｘ−カット、ｙ−カット、あるいはそれらを混合したカットなど焦電効果がないその他のカットのＬＮ基板でも良いし、Ａｌ２Ｏ３基板、ＡＬＮ、あるいは石英基板のようなその他の絶縁体基板でも良い。また、バッファ層としてＡｌ２Ｏ３のＳｉＯ２以外の各種材料も適用可能である。
【００４０】
また、ＬＮ光変調器としてはｚ−カットＬＮ基板について説明したが、ｘ−カット、ｙ−カット、あるいはそれらを混合したカットなど焦電効果がないＬＮ基板の場合には、ワイヤをＬＮ基板に固定しても良い。
【００４１】
なお、ワイヤは電気的接続を実現するために用いている。ワイヤの他にリボンなど電気的接続を得ることのできるならば、その他の手段を用いても良いことは言うまでもない。
【００４２】
電極構成としては構造が対称なＣＰＷ電極を用いた構成について説明したが、構造が非対称なＣＰＷ電極でも良いし、さらには非対称コプレーナストリップ（ＡＣＰＳ）あるいは対称コプレーナストリップ（ＣＰＳ）など、その他の構成でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明により振動や衝撃などの機械的な外力に対して、ワイヤが切断されなくなるので、信頼性について大幅に改善された光変調器を提供できる。
【符号の説明】
【００４４】
１：ｚ−カットＬＮ基板（基板）
２：ＳｉＯ２バッファ層
２´：Ｓｉ導電層
３：マッハツェンダ光導波路（光導波路）
３ａ、３ｂ：相互作用光導波路
４：進行波電極（電極）
４ａ：中心導体
４ｂ、４ｃ：接地導体
５：筺体
６、６´：高周波（マイクロ波、あるいはＲＦ）電気信号給電線
６ａ、６ｂ：モニタ電流用端子
７ａ：入射光ファイバのジャケット
７ｂ：出射光ファイバのジャケット
８ａ：入射光ファイバ
８ｂ：出射光ファイバ
９ａ：入射側ガラスビーズ
９ｂ：出射側ガラスビーズ
１０：放射光
１１：モニタＰＤ
１２ａ、１２ｂ、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ：ワイヤ（導電体）
１３、１４、１５、２２、２５：別体基板
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ、２２ａ、２２ｂ、２５ａ、２５ｂ：電極
２１：接着剤
【図１】
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【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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