(57)【要約】【課題】小型化された光変調器の製造歩留りを保ち、特性インピーダンスのばらつきを抑える構成を提供する。【解決手段】光変調器は、基板と、前記基板の同じ端面に配置される光入力ポート及び光出力ポートと、前記基板に形成されてマッハツェンダ干渉計を形成する光導波路であって一方の端部が前記光入力ポートに接続され、他方の端部が前記光出力ポートに接続されて湾曲部を有する光導波路と、前記湾曲部で前記光導波路に沿って配置される溝と、前記光導波路に高周波の電気信号を印加する信号電極と、を有し、前記信号電極は、前記溝を横切る部分で断面積が拡張された拡張部を有する。【選択図】図３
2019152732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の同じ端面に配置される光入力ポート及び光出力ポートと、
前記基板に形成されてマッハツェンダ干渉計を形成する光導波路であって、一方の端部が前記光入力ポートに接続され、他方の端部が前記光出力ポートに接続されて湾曲部を有する光導波路と、
前記湾曲部で前記光導波路に沿って配置される溝と、
前記光導波路に高周波の電気信号を印加する信号電極と、
を有し、前記信号電極は、前記溝を横切る部分で断面積が拡張された拡張部を有することを特徴とする光変調器。
【請求項２】
前記信号電極の前記拡張部は、前記溝を横切らない部分よりも電極幅が広くなっていることを特徴とする請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記信号電極の前記拡張部は、前記溝を横切らない部分よりも厚さが厚くなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の光変調器。
【請求項４】
前記基板上で前記信号電極と同一面内に配置される接地電極、
をさらに有し、前記信号電極の前記拡張部では、前記信号電極と前記接地電極の間のギャップが広くなっていることを特徴とする請求項２または３に記載の光変調器。
【請求項５】
前記信号電極は、前記溝を横切る部分の厚さが、前記溝の深さよりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光変調器。
【請求項６】
前記湾曲部は、光伝搬方向が１８０°変換される折り返し部の曲がり導波路であり、
前記溝は、前記曲がり導波路の外周に沿って形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光変調器。
【請求項７】
前記湾曲部は、前記光入力ポートまたは前記光出力ポートと、光伝搬方向が１８０°変換される折り返し部の間で複数の前記光導波路の間隔が変化する曲線領域の曲がり導波路であり、前記溝は、前記曲線領域で前記曲がり導波路の外周に沿って形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光変調器。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光変調器と、
光受信回路と、
を有することを特徴とする光トランシーバモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信で用いられる光変調器と、これを用いた光トランシーバモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光変調器では、光導波路に電界を加えるためにＲＦ（Radio  Frequency：高周波）電極とＤＣ（Direct  Current：直流）電極が用いられる。ＲＦ電極は変調光信号を生成するための導波路数に応じて複数配置され、各ＲＦ電極に、数十Ｇｂｐｓの信号が入力される。ＤＣ電極にはバイアス電圧が印加され、入力ＲＦ信号のＯＮ／ＯＦＦが出力光信号のＯＮ／ＯＦＦに対応するようにバイアス電圧が調整される。
【０００３】
光変調器チップの材料として、ＬＮ（Lithium  Niobate：ニオブ酸リチウム）などの電気光学効果を有する結晶材料が用いられる。ＬＮ光導波路は、光の損失が小さいが、電気光学効果がそれほど大きくないため、駆動電圧を小さくするために電極を長くしている。その結果、変調器チップの長さが７０ｍｍ〜９０ｍｍと長くなってしまう。また、光入力ファイバと光出力ファイバが変調器チップを収容するパッケージの両側に接続され、パッケージの全長も長くなる。
【０００４】
そこで、図１のように、変調器チップ１００上の光導波路１１１を折り返すことで、チップ長を３５ｍｍ〜４０ｍｍに短縮できる（たとえば、特許文献１参照）。また、光入力ファイバと光出力ファイバをパッケージ３００の同じ側に配置できるので、パッケージ３００の全長を短くできる。
【０００５】
折り返し部１１０は、光の伝搬方向を１８０度変える曲がり導波路で形成される。チップの小型化のためには、曲がり導波路の曲率半径を小さくするのが望ましいが、導波路の曲率半径を小さくすると、光の放射損失が増える。そこで、折り返し部１１０では、曲がり導波路の外周に沿って基板に溝などの低屈折部１２０を設けて、外周側に光が放射するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４７７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＲＦ信号は、ＲＦ入力端子から、中継基板２０１を介して変調器チップ１００に入力され、ＤＣ電圧は、ＤＣ入力端子から、中継基板２０２を介して変調器チップ１００に入力される。図１のように、ＤＣ入力端子とＲＦ入力端子が、変調器チップ１００の同じ側に配置される構成では、ＲＦ信号は、ＤＣ電極と折り返し部１１０の間を通って、光導波路１１１に印加される。ＤＣ電極と折り返し部１１０の間に、ＲＦ電極を通すスペースが必要となり、そのぶん、ＤＣ電極が短くなる。
【０００８】
ＤＣ電極を短くすると、ＤＣ制御の電圧が高くなる。また、ＤＣ入力とＲＦ入力が隣接するため、ＤＣ信号とＲＦ信号の間のクロストークが問題となる。
【０００９】
そこで、図２のように、ＲＦ入力を光ファイバの入出力端と反対側に配置することが考えられる。ＤＣ入力とＲＦ入力を離すことで、ＤＣ電極の長さを十分にとり、かつクロストークを抑制することができる。
【００１０】
しかし、この構成では、ＲＦ電極が折り返し部１００の曲がり導波路に沿って形成された低屈折部１２０の溝を横切るため断線が生じやすく、チップの製造歩留りが低下する。また、プロセス条件の差、工程ばらつき等により、線路の特性インピーダンスが大きく変化し、高周波信号が反射しやすくなる。
【００１１】
本発明は、小型化された光変調器の製造歩留りを保ち、特性インピーダンスのばらつきを抑える構成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】
【００１２】
一つの態様では、光変調器は、
基板と、
前記基板の同じ端面に配置される光入力ポート及び光出力ポートと、
前記基板に形成されてマッハツェンダ干渉計を形成する光導波路であって、一方の端部が前記光入力ポートに接続され、他方の端部が前記光出力ポートに接続されて湾曲部を有する光導波路と、
前記湾曲部で前記光導波路に沿って配置される溝と、
前記光導波路に高周波の電気信号を印加する信号電極と、
を有し、前記信号電極は、前記溝を横切る部分で断面積が拡張された拡張部を有する。
【発明の効果】
【００１３】
小型化された光変調器の製造歩留りを保ち、特性インピーダンスのばらつきを抑える構成が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】折り返し構成を有する光変調器の問題点を説明する図である。
【図２】図１の問題点を解消するために考えられる配置構成を示す図である。
【図３】第１実施形態の光変調器の構成例を示す図である。
【図４】図３の曲がり導波路に沿って設けられる溝構成の一例を示す図である。
【図５】図３の折り返し部分の拡大図である。
【図６】溝部を横切る信号電極の厚さを大きくした例を示す概略断面図である。
【図７】第２実施形態の光変調器の構成例を示す図である。
【図８】図７の折り返し部分の拡大図である。
【図９】第３実施形態の光変調器の構成例を示す図である。
【図１０】図９の第２の溝領域の拡大図である。
【図１１】第２の溝を横切るＲＦ電極の厚さを大きくした例を示す概略断面図である。
【図１２】実施形態の光変調器を用いた光モジュールの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
図３は、第１実施形態の光変調器１Ａの概略構成図である。光変調器１Ａは、光導波路１１１が形成された変調器チップ１００を有する。変調器チップ１００は、外部から供給されるバイアス電圧と高周波の駆動信号を中継する中継基板２０１、２０２とともに、パッケージ３００内に配置されていてもよい。
【００１６】
変調器チップ１００において、基板１０１に形成された光導波路１１１は、折り返し部１１０Ａで湾曲した曲がり導波路となって、光伝搬方向がほぼ１８０°変換されている。基板１０１の光軸方向に沿った同じ端面に、光入力ポートＰinと、光出力ポートＰoutが設けられ、光導波路１１１の一端は光入力ポートＰinに、他端は光出力ポートＰoutに接続されている。光入力ポートＰinと光出力ポートＰoutの間に延びる光導波路１１１によって、変調器が形成される。
【００１７】
図３の例では、マッハツェンダ（ＭＺ：Mach  Zehnder）型のＩＱ変調器１１５とＩＱ変調器１１６が並列に配置される偏波多重構成を採用している。ＩＱ変調器１１５は、Ｉチャネルを形成する一対の光導波路と、Ｑチャネルを形成する一対の光導波路を有する。同様に、ＩＱ変調器１１６は、Ｉチャネルを形成する一対の光導波路と、Ｑチャネルを形成する一対の光導波路を有する。ＩＱ変調器１１５とＩＱ変調器１１６のそれぞれでＱＰＳＫ（Quadrature  Phase  Shift  Keying：４値位相偏移）により２ビットの光信号を生成し、合計で４ビットの光信号を出力する。
【００１８】
ＩＱ変調器１１５及びＩＱ変調器１１６で、ＩチャネルとＱチャネルに分岐及び合波するＭＺ型の導波路を「親ＭＺ」、ＩチャネルとＱチャネルの各々で分岐及び合波するＭＺ型の導波路を「子ＭＺ」と呼んでもよい。折り返し部１１０Ａでは、マッハツェンダ干渉計を形成する４対、合計８本の光導波路が所定の曲率半径で湾曲している。
【００１９】
基板１０１は、ＬｉＮｂＯ3（ニオブ酸リチウム）、ＬｉＴａＯ2（タンタル酸リチウム）等の電気光学効果を有する結晶基板である。ＩＱ変調器１１５及び１１６を形成する光導波路１１１は、電気光学基板に対して高い固溶性を有する金属（チタン等）をパターニングし、熱拡散、プロトン交換等の処理を施すことで、基板１０１の表面近傍に形成されている。これらの処理により、高屈折率の光透過性の光導波路１１１が形成される。
【００２０】
光導波路１１１は、光入力ポートＰinから折り返し部１１０Ａの少し手前までは、分岐部を除いて、ほぼ平行に延びている。その後、折り返し部１１０Ａに向かって導波路間隔が徐々に狭まって、小さな曲率半径で湾曲している。折り返し部１１０Ａの反対側で、導波路間隔は徐々に広くなり、合波部を除いて、光出力ポートＰoutに向かって再度平行に延びている。
【００２１】
光導波路１１１が平行に延びる領域を利用してＤＣ電圧とＲＦ信号を印加することで、電極を長くとって、ＤＣバイアス制御電圧と駆動信号の電圧を小さくすることができる。
【００２２】
折り返し部１１０Ａでは、曲がり導波路で光の放射損失が生じる。変調器チップ１００の小型化のために光導波路１１１の曲率半径を小さくするほど、放射損失は大きくなる。そこで、曲がり導波路を含む折り返し部１１０Ａに、放射損失を抑制する低屈折部１２０が設けられている。低屈折部１２０は、光導波路１１１と比較して屈折率の低い空気層を有する。
【００２３】
図４は、折り返し部１１０Ａに形成される低屈折部１２０の溝構成を示す。図４（Ａ）は、光導波路１１１の平面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００２４】
基板１０１に形成された各光導波路１１１の外周に沿って溝１２１が形成されている。溝１２１は、たとえばドライエッチングより形成される。溝１２１の内部は空気層であり光導波路１１１と比較して屈折率が低い。各光導波路１１１は、外周に沿って形成された溝１２１と、内側で隣接する光導波路１２１の外周に沿って形成された溝１２１に挟まれて、疑似的にリッジ型の導波路となっている。この構成により、光導波路１１１への光の閉じ込めを強くして、曲がり導波路での放射損失を抑制している。光導波路１１１と溝１２１を含む基板１０１の表面全体は、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2などのバッファ層１２３で覆われている。
【００２５】
図３に戻って、折り返し部１１０Ａと光入力ポートＰinの間の平行な導波路部分に、ＤＣ電極が設けられている。各ＩＱ変調器１１５、１１６（親ＭＺ）のＩチャネル及びＱチャネルに、ＤＣ電極１０５Ｍが配置され、各チャネルでＭＺ干渉計を構成する光導波路（子ＭＺ）にＤＣ電極１０５Ｓが配置されている。ＤＣ電極１０５Ｍと１０５Ｓを、適宜「ＤＣ電極１０５」と総称する。
【００２６】
ＤＣ電極１０５は、光導波路１１１の上にバッファ層１２３を介して配置されている。外部からＤＣ電圧を供給するＤＣ入力端子は、中継基板２０２を介して対応するＤＣ電極１０５に接続されて、光変調器にＤＣバイアス電圧が印加される。
【００２７】
折り返し部１１０Ａと光出力ポートＰoutの間の導波路部分に、高周波（ＲＦ）信号が印加される信号電極１０３が設けられている。信号電極１０３は、４つの子ＭＺ干渉計のそれぞれに配置されている。外部から高周波の駆動信号を入力するＲＦ入力端子は、中継基板２０１を介して対応する信号電極１０３に接続されている。
【００２８】
中継基板２０１は、変調器チップ１００の光入力ポートＰin及び光出力ポートＰoutと反対側の端面に配置されている。そのため、ＲＦ信号入力は、折り返し部１１０Ａの曲がり導波路に沿った溝１２１を横切ってＩＱ変調器１１５及び１１６に印加される。プロセス条件の微小な差によって、溝１２１の側面への電極材料の蒸着（ドライめっき）の状態がばらつくと、溝１２１のコーナー部などで断線が生じやすくなる。
【００２９】
実施形態では、溝１２１を横切る部分で、信号電極１０３の断面積を大きくすることでプロセス条件のばらつきを補う。信号電極１０３の断面積は、たとえば、信号電極１０３の線幅を拡張することで、大きくできる。
【００３０】
図５は、図３の折り返し部１１０Ａの拡大図である。中継基板２０１に接続される信号電極１０３は、折り返し部１１０Ａで湾曲する光導波路１１１と、その外周に設けられた溝１２１を横切っている。溝１２１を横切る低屈折部１２０で、信号電極１０３は幅が広くなった拡張部１０３Ｗを有する。電極の幅を広げることで信号電極１０３の断面積を大きくしている。
【００３１】
溝１２１の凹凸を横切る信号電極１０３の断面積を大きくすることで、断線や配線の劣化を防き、配線の信頼性を維持することができる。また、プロセス条件が変化して信号電極のサイズがばらついても、断面積に対する誤差の比率が小さくなるので、特性インピーダンスの変化が小さくなり、高周波信号の反射を抑えることができる。
【００３２】
信号電極１０３の断面積を大きくするには、信号線路の幅を広げる替わりに、あるいは信号線路の幅の拡張とともに、信号電極１０３の厚さを増やしてもよい。
【００３３】
図６は、折り返し部１１０Ａで、溝１２１を横切る部分の信号電極１０３の厚さを増やす構成例を示す。信号電極１０３の溝１２１内での厚さをＴｇ、溝以外の部分での厚さをＴｒとすると、Ｔｇ＞Ｔｒを満たすように信号電極１０３を形成する。溝１２１内での信号電極１０３の厚さＴｇは、溝１２１の深さよりも大きいことが望ましい。溝１２１のコーナー部での電極材料の蒸着不足を確実に補うことができるからである。
【００３４】
折り返し部１１０Ａで、信号電極１０３の表面は必ずしも平坦でなくてもよい。Ｔｇ＞Ｔｒの関係が満たされ、かつＴｇが溝１２１の深さよりも大きく設定されているかぎり、信号電極１０３の表面に溝１２１の断面形状に沿った凹凸が形成されていてもよい。
【００３５】
信号電極１０３は、レジストパターンの形成とめっき処理（湿式、乾式を問わない）を繰り返すことで、部分的に厚さを変えることができる。
【００３６】
図３に戻って、ＲＦ入力端子に接続される信号電極１０３によって、ＩＱ変調器１１５のＩチャネルとＱチャネル、及びＩＱ変調器１１６のＩチャネルとＱチャネルに、入力データの論理値に応じた高速の駆動信号が入力される。各信号電極１０３は、変調器チップ１００のＤＣ入力用の中継基板２０２と反対側の側面で終端されている。
【００３７】
接地電極１０２は、信号電極１０３に印加される電気信号に対して基準電位を生じさせる。この例では、基板１０１は、結晶のＺ軸が基板面と垂直な方向を向くＺカット基板であり、信号電極１０３はＭＺ干渉計の一方の光導波路１１１の真上に配置され、接地電極１０２はＭＺ干渉計の他方の光導波路１１１の上に配置されている。
【００３８】
電気信号の印加により、信号電極１０３と接地電極１０２の間に電界が生成され、電気光学効果によって、ＭＺ干渉計を形成する各光導波路１１１の屈折率が変化して、伝搬光の位相が変化し、ＭＺ干渉計の出力側で合波される光信号の強度に変調がかかる。
【００３９】
ＩＱ変調器１１５とＩＱ変調器１１６の一方の出力は、偏波ローテータ（ＰＲ）で偏波の方向が回転され、偏波ビームコンバイナ（ＰＢＣ）で互いに直交する２つの偏波が合波される。たとえば、入力ポートＰinからＴＭモードの光が入力され、ＩＱ変調器１１５への入力光と、ＩＱ変調器１１６への入力光に分波される。ＩＱ変調器１１５の出力光は、偏波ロータータ（ＰＲ）でＴＥモードの光に変換される。ＩＱ変調器１１６から出力されるＴＭモードの光と、偏波回転されたＴＥモードの光は、ＰＢＣで合波される。合波された光信号は、出力ポートＰoutから伝送路（光ファイバ）に出力される。
【００４０】
この構成では、折り返し部１１０Ａを有する変調器チップ１００で、曲がり導波路に沿って設けられた溝１２１を横切る部分で信号電極１０３の断面を拡張することで、溝１２１の近傍での信号線の劣化と、プロセスばらつきによる信号線路の特性インピーダンスのばらつきが抑制されている。これにより、小型で信頼性の高い光変調器が実現する。
【００４１】
また、ＤＣ電極１０５を光導波路１１１に沿って十分に長くとることができ、ＤＣバイアス制御の電圧を低く保つことができる。
【００４２】
＜第２実施形態＞
図７は、第２実施形態の光変調器１Ｂの概略構成図である。光変調器１Ｂは、第１実施形態の光変調器１Ａを基本構成としており、同じ構成要素には同じ符号を付けて、重複する説明を省略する。
【００４３】
変調器チップ１００は、光入力ポートＰin及び光出力ポートＰoutと反対側に、光導波路１１１の折り返し部１１０Ｂを有する。光導波路１１１は、折り返し部１１０Ｂで光伝搬方向がほぼ１８０°変換される曲がり導波路となる。第１実施形態と同様に、曲がり導波路に沿って、溝１２１が形成されている。
【００４４】
第２実施形態では、溝１２１を横切る部分の信号電極１０３の断面積の拡張にともなって、信号電極１０３と接地電極１０２の間のギャップを調整する。
【００４５】
図８は、折り返し部１１０Ｂの拡大図である。曲がり導波路に沿った溝１２１を横切る部分で、信号電極１０３と対向する接地電極１０２のパターンが調整されている。信号電極１０３の幅が拡張されて断面積が大きくなると、特性インピーダンスが小さくなる。そこで、信号電極１０３の拡張部１０３Ｗの近傍で、信号電極１０３と接地電極１０２の間のギャップを広げた広ギャップ部１０４Ｗを設ける。
【００４６】
広ギャップ部１０４Ｗを設けることで、高周波線路のインピーダンスを一定にして、高周波の反射を抑制することができる。
【００４７】
接地電極１０２に広ギャップ部１０４Ｗを設ける構成は、溝１２１を横切る部分の信号電極１０３の厚さを厚くする構成にも適用される。信号電極１０３の厚さを増大したことで断面積が大きくなると、高周波線路の特性インピーダンスが小さくなる。特性インピーダンスの変動分を補うように、信号電極１０３と接地電極１０２の間のギャップを広げることで、高週波線路の特性インピーダンスを一定にして、高周波の反射を抑制することができる。
【００４８】
第２実施形態の構成でも、曲がり導波路構成で変調器チップ１００を小型にし、変調器チップ１００の製造歩留りを低下させずに、特性インピーダンスのばらつきを抑制することができる。
【００４９】
＜第３実施形態＞
図９は、第３実施形態の光変調器１Ｃの概略構成図である。光変調器１Ｃは、第１実施形態の光変調器１Ａを基本構成としており、同じ構成要素には同じ符号を付けて、重複する説明を省略する。
【００５０】
第３実施形態では、ＲＦ入力用の中継基板２０１を、変調器チップ１００のＤＣ入力用の中継基板２０２と反対側の側面に配置する。ＤＣ電極１０５Ｍ、１０５Ｓは、光入力ポートＰinと折り返し部１１０Ｃの間で、ＭＺ干渉計を形成する２本の光導波路が平行に延びる領域に配置される。信号電極１０３は、折り返し部１１０Ｃと光出力ポートＰoutの間の光導波路１１１に設けられる。
【００５１】
中継基板２０１が、中継基板２０２と反対側に配置されたことで、信号電極１０３は、曲率半径の小さな折り返し部１１０Ｃの曲がり導波路を横切らない。しかし、折り返し部１１０Ｃから光出力ポートＰoutに向かって、導波路間隔が徐々に広がる曲線領域１３０では、各光導波路１１１は湾曲する。特に、曲がり導波路の内側に位置する光導波路での湾曲が大きく、曲線箇所で光の放射損失が起こりえる。
【００５２】
そこで、曲線領域１３０で湾曲の強い各光導波路１１１の外周に沿って第２の溝１２２を配置し、光の放射損失を抑制する。曲線領域１３０の光導波路１１１の外周に沿って第２の溝１２２を配置することで、光導波路１１１の曲率半径を小さく保って、変調器チップ１００を小型にすることができる。
【００５３】
図１０は、曲線領域１３０の拡大図である。信号電極１０３の一部は、曲線領域１３０に形成された第２の溝１２２を横切る。信号電極１０３は、第２の溝１２２を横切る部分で断面積が拡張された拡張部１０３Ｗを有する。信号電極１０３の断面積は、信号電極１０３の幅と厚さの少なくとも一方を大きくすることで拡張される。
【００５４】
第２の溝１２２を横切る部分で信号電極１０３の幅を広げる構成に替えて、あるいは信号電極１０３の幅の拡張に加えて、図１１のように、信号電極１０３の厚さを厚くしてもよい。第２の溝１２２内に配置される信号電極１０３の厚さをＴｇ’、第２の溝１２２以外の領域での信号電極１０３の厚さをＴｒ’とすると、Ｔｇ’＞Ｔｒ’となるように信号電極１０３を形成する。第２の溝１２２を横切る信号電極１０３の厚さを厚くすることで、断線を防止して、小型化された光変調器１Ｃの信頼性を向上することができる。
【００５５】
第２の溝１２２を横切る部分の信号電極１０３の断面積を大きくするときに、第２実施形態のように、信号電極１０３の拡張部のまわりの空間を広げるように接地電極１０２のパターンを調整してもよい。信号電極１０３と接地電極１０２の間の間隔を一定にすることで、高周波線路の特性インピーダンスを一定にすることができる。
【００５６】
＜光トランシーバモジュールへの適用＞
図１２は、光変調器１を用いた光トランシーバモジュール１０の概略図である。光モジュール１０は、光変調器１、光受信回路２、レーザダイオード（ＬＤ）等の光源３、電気回路チップ４、及びＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）等の信号処理回路５を有する。光変調器１は、第１実施形態〜第３実施形態のいずれの光変調器１Ａ〜１Ｃのいずれを用いてもよい。
【００５７】
電気回路チップ４は、入力データから光変調器１を駆動する高速駆動信号を生成するドライバ（ＤＲＶ）と、光受信回路２で受信され光電流に変換された信号を電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）を有する。実施形態のように、光変調器１がパッケージ３００内に収容される変調器チップ１００と中継基板２０１、２０２を有する場合は、ドライバ回路を光変調器１のパッケージ３００内に配置してもよい。第３実施形態のように、変調器チップ１００の入出力ポートと反対側の端面が空いている構成ではパッケージ３００内の空間を有効利用することができる。
【００５８】
光源３の出力光の一部は、光変調器１に入力され、他の一部は、光受信回路に入力される。光変調器１に入力される光成分は、変調器チップ１００の光入力ポートＰinに入力される。光変調器１で入力データにより変調された光信号は、光ファイバ７へ出力される。光源３から光受信回路２に入力される光成分は、局発光として用いられ、光ファイバ６から受信された光信号の検波に用いられる。
【００５９】
ＤＳＰ５０は、ドライバ回路によって光変調器１に入力されるデータ信号を生成する。また、光受信器回路２から出力され電気回路チップ４で電圧信号に変換されたるアナログ電気信号をデジタル信号に変換して、データ信号を復調する。
【００６０】
光トランシーバモジュール１０では、光変調器１が光導波路の折り返し部１１０を有して小型化されている。折り返し部１１０の曲がり導波路の外周、あるいは曲がり導波路から平行導波路向かって広がる曲線導波路の外周に空気層を形成する溝が設けられて、光の放射損失が抑制されている。信号電極１０３のうち、溝を横切る部分で断面積が拡張されて、断線や配線劣化が抑制され、かつプロセスばらつきによる特性インピーダンスの変動の影響が低減されている。したがって、小型で安定した光トランシーバモジュール１０が実現される。
【００６１】
上述した実施形態は一例であり、種々の変形が可能である。実施形態の光変調器の構成は、ＤＰ−ＱＰＳＫ方式の光変調器だけではなく、１６ＱＡＭ方式やＱＰＳＫ方式などで光導波路が１８０度方向変換される構成にも適用可能である。長距離の光伝送には光損失の少ない電気光学効果を用いた光変調器が好ましいが、実施形態の電極構成は、電界吸収効果を利用した半導体変調器にも適用可能である。たとえば、複数のマッハツェンダ干渉計型のシリコン導波路が小さな曲率半径で湾曲する構成で、高速の変調電気信号とそれぞれのシリコン導波路を伝搬する光の速度整合が求められる場合にも実施形態の電極構成が適用可能である。
【００６２】
実施形態では、ＤＣ電極１０５が光入力側に、信号電極１０３が光出力側に配置されているが、ＲＦ入力とＲＦ終端が光入力側に配置されて、信号電極１０３が曲がり導波路に沿って形成された溝を横切る場合にも実施形態の電極構成は適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１Ａ〜１Ｃ  光変調器
２  光受信回路
３  光源
１０  光トランシーバモジュール
１００  変調器チップ
１０１  基板
１０２  接地電極
１０３  信号電極
１０３Ｗ  拡張部
１０４Ｗ  広ギャップ部
１１０Ａ〜１１０Ｃ  折り返し部
１１１  光導波路
１１５、１１６  ＩＱ変調器
１２０  低屈折部
１２１  溝
１２２  第２の溝
１３０  曲線領域
【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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