(57)【要約】【課題】光変調器モジュールの小型化を図る。【解決手段】光変調器モジュール１０は、光変調器２０と、光変調器２０に接続された電気的終端部３０と、光変調器２０および電気的終端部３０を収容する筐体４０と、を備えている。光変調器２０は、光導波路２と、光導波路２を伝搬する光の位相を変調する高周波電気信号が入力される導体層６とを有する。電気的終端部３０は、終端部基板１１と、導体層６を経た高周波電気信号を終端する終端回路１２と、を備えている。電気的終端部３０の少なくとも一部は、平面視において光変調器２０に重なる位置に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光変調器と、
前記光変調器に接続された電気的終端部と、
前記光変調器および前記電気的終端部を収容する筐体と、を備え、
前記光変調器は、光変調器基板上に設けられた光導波路と、前記光導波路を伝搬する光の位相を変調する高周波電気信号が入力される導体層とを有し、
前記電気的終端部は、終端部基板と、前記終端部基板に形成され、前記導体層を経た前記高周波電気信号を終端する終端回路と、を有し、
前記電気的終端部の少なくとも一部は、平面視において前記光変調器に重なる位置に設けられていることを特徴とする光変調器モジュール。
【請求項２】
前記電気的終端部は、固定手段を介して前記光変調器に固定されてい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】
前記固定手段は、バンプまたは接着層であることを特徴とする請求項２に記載の光変調器モジュール。
【請求項４】
前記電気的終端部の前記終端回路は、前記終端部基板に形成された貫通電極を介して前記導体層に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光変調器モジュール。
【請求項５】
前記電気的終端部は、前記筐体に固定されていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の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、電気的終端を備えた光変調器モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電界を印加することによって屈折率が変化する、いわゆる電気光学効果を有したリチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）基板を用いた光変調器が用いられている。
近年では、シリコンやリン化インジウム（ＩｎＰ）等、電気で光を制御することのできる半導体材料からなる基板を用いた光変調器が開発されている。
【０００３】
図４は、光変調器モジュールの一例を示す図である（特許文献１を参照）。
ここに示す光変調器モジュール１１０は、光変調器１２０と、高周波電気信号を終端する電気的終端部１３０と、これらを収容する筐体４０と、を備えている。
光変調器１２０は、基板１と、基板１に形成された光導波路２と、基板１に形成された進行波電極１０６とを備えている。
進行波電極１０６は、中央配線１０３と、中央配線１０３を挟んでその両側に形成された側部配線１０４、１０５とを備えている。
基板１は、長辺である側縁１ｄ、１ｅと、短辺である端縁１ｆ、１ｇとを有する平面視長方形とされている。
【０００４】
光導波路２は、基板１の長手方向に沿って形成され、その両端には、それぞれ光ファイバ１００、１０１が接続される。
【０００５】
電気的終端１３０は、終端基板１１１の一方の面に終端回路１１２が形成されている。終端回路１１２は光変調器１２０の配線１０３〜１０５に接続されており、高周波電気信号を終端する機能を有する。
電気的終端部１３０は、光変調器１２０の側方に設置される。光変調器１２０と電気的終端１３０とは、筐体４０の底板４１上に並んで設置されている。電気的終端１３０は、基板１の側方に配置されているため、光ファイバ１００、１０１には干渉しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１７５３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この種の光変調器モジュールには小型化が要望されているが、従来の光変調器モジュールは、この要望に沿うものとはいえなかった。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、小型化を図ることのできる光変調器モジュール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】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明は、光変調器と、前記光変調器に接続された電気的終端部と、前記光変調器および前記電気的終端部を収容する筐体と、を備え、前記光変調器は、光変調器基板上に設けられた光導波路と、前記光導波路を伝搬する光の位相を変調する高周波電気信号が入力される導体層とを有し、前記電気的終端部は、終端部基板と、前記終端部基板に形成され、前記導体層を経た前記高周波電気信号を終端する終端回路と、を有し、前記電気的終端部の少なくとも一部は、平面視において前記光変調器に重なる位置に設けられている光変調器モジュールを提供する。
前記電気的終端部は、固定手段を介して前記光変調器に固定されていることが好ましい。
前記固定手段は、バンプまたは接着層が好ましい。
前記電気的終端部の前記終端回路は、前記終端部基板に形成された貫通電極を介して前記導体層に電気的に接続することができる。
前記電気的終端部は、前記筐体に固定してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電気的終端部の少なくとも一部が、平面視において光変調器に重なる位置に設けられているため、筐体内において光変調器および電気的終端部が占有するスペースを小さくできる。
従って、光変調器モジュールの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）第１の実施形態に係る光変調器モジュールの構成を示す平断面図である。（ｂ）（ａ）の光変調器モジュールの側断面図である。
【図２】（ａ）第２の実施形態に係る光変調器モジュールの構成を示す平断面図である。（ｂ）（ａ）の光変調器モジュールの側断面図である。
【図３】第３の実施形態に係る光変調器モジュールの構成を示す側断面図である。
【図４】従来の光変調器モジュールの構成を示す平断面図および側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る光変調器モジュール１０の構成を示す図である。図１（ａ）は光変調器モジュール１０の平断面図であり、図１（ｂ）は光変調器モジュール１０の側断面図である。
図１（ａ）に示すように、光変調器モジュール１０は、高周波電気信号を印加することによって光の位相を変調する光変調器２０と、高周波電気信号を終端する電気的終端部３０と、これら光変調器２０および電気的終端部３０を収容する筐体４０と、を備えている。
【００１２】
図１（ｂ）に示すように、筐体４０は、矩形（図示例では長方形）の底板４１と、その周縁に立設された側板４２と、側板４２の上縁に設けられた上板４３とを備えている。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、光変調器２０は、光変調器基板１（以下、単に基板１という）と、基板１の主面１ｃに形成された光導波路２と、基板１の主面１ｃに形成された進行波電極６（導体層）とを備えている。
【００１４】
基板１には、電気で光を制御することのできる電気光学効果を有した材料が用いられている。
このような電気光学効果を有した材料としては、例えばリチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）がある。また、電気光学効果を有した材料としては、シリコン、リン化インジウム（ＩｎＰ）等の半導体材料も使用できる。
【００１５】
基板１は、平面視において長方形とされている。以下、基板１の長手方向の寸法を長さといい、短手方向の寸法を幅ということがある。
基板１の一方の長辺を側縁１ｄといい、他方の長辺を側縁１ｅという。基板１の一方の短辺を端縁１ｆといい、他方の短辺を端縁１ｇという。
基板１は、筐体４０の底板４１の底面４１ａ上に、底面４１ａに沿って設置することができる。
【００１６】
光導波路２は、基板１の主面１ｃに、基板１の長手方向に沿って形成されている。
この光導波路２は、基板１の長手方向一端部１ａに形成された入力導波路２ａと、入力導波路２ａが２つに分岐した分岐導波路２ｂ、２ｃと、分岐導波路２ｂ、２ｃが１つに合流し、基板１の長手方向他端部１ｂに形成された出力導波路２ｄと、を一体に備えた、いわゆるマッハツェンダー型干渉計（あるいは導波路マッハツェンダー型導波路）である。
光導波路２の一方の分岐導波路２ｂは、進行波電極６の中央配線３に沿い、他方の分岐導波路２ｃは側部配線５に沿って形成されている。
【００１７】
光導波路２には、基板１の長手方向の一端部１ａで入力導波路２ａに入力側光ファイバ１００が接続される。光導波路２には、基板１の長手方向の他端部１ｂで出力導波路２ｄに出力側光ファイバ１０１が接続される。
【００１８】
進行波電極６は、光導波路２を伝搬する光の位相を変調する高周波電気信号を印加するためのもので、中央配線３（中央導体層）と、中央配線３を挟んでその両側に形成された側部配線４、５（側部導体層）とを備えている。
【００１９】
中央配線３は、基板１の長手方向に延在する長手延在部３ａと、長手延在部３ａの一端部３ｃから基板１の短手方向に延出する短手延在部３ｂとを有する平面視略Ｌ字状に形成されている。
長手延在部３ａの他端部を終端３ｄという。
【００２０】
側部配線４は、基板１の長手方向に延在する長手延在部４ａと、長手延在部４ａの一端部４ｃから基板１の短手方向に延出する短手延在部４ｂとを有する平面視略Ｌ字状に形成されている。
長手延在部４ａは、基板１の側縁１ｄに近い位置に、側縁１ｄに沿って形成されている。長手延在部４ａは、基板１のほぼ全長にわたって形成されている。
長手延在部４ａの他端部を終端４ｄという。終端４ｄは基板１の端縁１ｇに近接した位置にある。
【００２１】
短手延在部４ｂは、基板１の端縁１ｆに近い位置に、端縁１ｆに沿って形成されている。短手延在部４ｂは、基板１のほぼ全幅にわたって形成されている。
短手延在部４ｂの延出端を基端４ｓという。基端４ｓは側縁１ｅに近接した位置にある。側部配線４は、中央配線３からほぼ一定の間隔をおいて形成されている。
【００２２】
側部配線５は、基板１の他方の長辺である側縁１ｅに近い位置に、側縁１ｅに沿って形成されている。
側部配線５は、中央配線３からほぼ一定の間隔をおいて形成されている。
【００２３】
側部配線４の短手延在部４ｂの端部（基端４ｓ）と、側部配線５の端部（基端５ｓ）は、それぞれ電気的に接地されている。
中央配線３の短手延在部３ｂの端部（基端３ｓ）は、筐体４０に設けられたコネクタ８に、配線７を介して接続されている。このコネクタ８には、筐体４０の外部に別途設けられた、外部回路であるドライバ５０が接続される。
【００２４】
ドライバ５０は、例えば電気信号を発する信号源５１と、信号源５１から出力される電気信号からＤＣ（直流）成分をカットするコンデンサ５２とを備えている。
【００２５】
電気的終端部３０は、終端部基板１１と、終端部基板１１上に実装された終端回路１２と、を備えている。
終端回路１２は、中央配線３の終端３ｄに電気的に接続された終端抵抗１３と、側部配線４、５の終端４ｄ，５ｄにそれぞれ電気的に接続された高周波用コンデンサ１４，１５と、筐体４０に設けたバイアス用端子１６と、バイアス抵抗１７と、低周波用コンデンサ１９と、を備えている。
バイアス抵抗１７は、終端抵抗１３および高周波用コンデンサ１４，１５と、バイアス用端子１６との間に設けられている。
低周波用コンデンサ１９は、終端抵抗１３および高周波用コンデンサ１４，１５と、接地部１８との間に配置されている。
【００２６】
終端抵抗１３および高周波用コンデンサ１４，１５は、例えばワイヤボンディング等によって形成されたワイヤ２２，２３，２４によって、それぞれ配線３、４、５の終端３ｄ，４ｄ，５ｄに電気的に接続されている。
【００２７】
終端部基板１１は、セラミック等の硬質材料から形成してもよいし、ポリイミド等を主原料としたフレキシブルなフィルム状素材からなる、いわゆるＦＰＣ（Flexible printed circuits）を用いてもよい。
終端部基板１１は、平面視において長方形状であり、その長手方向を、光変調器２０の基板１の短手方向に向けて配置されている。
【００２８】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、電気的終端部３０の終端部基板１１は、配線３、４、５の終端３ｄ，４ｄ，５ｄの近傍において、光変調器２０の上に設けられている。
このため、電気的終端部３０の一部は、平面視において光変調器２０に重なる位置に設けられている。図示例では、終端部基板１１の長手方向中央を含む領域が、光変調器２０の基板１に重なる位置に配置されている。
終端部基板１１は、基板１と平行に設置することが好ましい（図１（ｂ）参照、）。
【００２９】
図１（ｂ）に示すように、電気的終端部３０は、光変調器２０にバンプ６０等の固定手段を介して固定することによって、電気的終端部３０を安定的に設置することができる。
バンプ６０は、金属、樹脂等からなるものであって、例えば半田バンプが使用できる。
金属からなるバンプは、終端抵抗１３および高周波用コンデンサ１４，１５を配線３、４、５に電気的に接続する手段としても使用できる。
【００３０】
電気的終端部３０を光変調器２０上に固定するための固定手段は、バンプ６０に限らず、接着剤、嵌合ピン、ネジ部材等を採用することができる。
【００３１】
終端部基板１１は、筐体４０（例えば底板４１）に、樹脂層、金属や樹脂等からなるバンプ、接着剤、嵌合ピン、ネジ部材等の固定手段によって機械的に固定することもできる。これによって、電気的終端部３０をより強固に固定することができ、耐振動性が高めることができる。
【００３２】
光変調器モジュール１０では、電気的終端部３０の一部を光変調器２０の上に配置することにより、筐体４０内において光変調器２０および電気的終端部３０が占有するスペースを小さくできる。
このため、筐体４０を小型化することにより、光変調器モジュール１０の小型化を図ることができる。
特に、光変調器２０の基板１がシリコンからなる半導体材料によって形成されている場合、基板１が小型であるため、小型化の効果はより顕著となる。
【００３３】
電気的終端部３０は光変調器２０の上に設けられるため、電気的終端部３０が、光導波路２に接続される光ファイバ１００、１０１と干渉することがなく、光配線には影響が及ばない。
【００３４】
光変調器モジュール１０では、電気的終端部３０が光変調器２０の上に設けられるため、進行波電極６の終端部（配線３、４、５の終端３ｄ，４ｄ，５ｄを含む部分）をストレート形状とすることが可能となる。これにより、進行波電極６における高周波特性が向上する。
これに対し、図４に示す例では、電気的終端部１３０が、出力側光ファイバ１０１との干渉を避けるために光変調器１２０の側方に設置されることから、配線１０３〜１０５の終端を側縁１ｅ近傍に到達させるべく配線１０３〜１０５の終端部を屈曲させることが必要となり、高周波特性の点では有利とはいえない。
【００３５】
光変調器モジュール１０は、電気的終端部３０を光変調器２０の上に設けることによって、進行波電極６と電気的終端部３０とを近づけることができ、高周波域の周波数特性を向上させることができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、本発明にかかる光変調器モジュールの第２の実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、第１の実施形態と共通する構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
第２の実施形態は、電気的終端部３０と光変調器２０との接続構造が異なる点で、第１の実施形態と異なる。
【００３７】
図２は、第２の実施形態に係る光変調器モジュール１０Ａの構成を示す図である。図２（ａ）は光変調器モジュール１０Ａの平断面図であり、図２（ｂ）は光変調器モジュール１０Ａの側断面図である。
図２（ａ）に示すように、光変調器モジュール１０Ａは、高周波電気信号を印加することによって光の位相を変調する光変調器２０と、高周波電気信号を終端する電気的終端部３０Ａと、これら光変調器２０および電気的終端部３０Ａを収容する筐体４０と、を備えている。
【００３８】
電気的終端部３０Ａの終端部基板２１は、光変調器２０の上に配置されている。
このため、電気的終端部３０Ａの少なくとも一部は、平面視において光変調器２０に重なる位置に設けられている。
終端部基板２１には、その両面を貫通する貫通電極７０が、終端抵抗１３、高周波用コンデンサ１４，１５のそれぞれに電気的に接続されて形成されている。
【００３９】
終端部基板２１は、光変調器２０に対向する下面２１ａにおいて、貫通電極７０が、光変調器２０の基板１に対し、接続手段７１によって機械的に接合されている。
接続手段７１は、金属バンプ（半田バンプなど）、ダイボンディング等である。
終端部基板２１上に実装された終端抵抗１３、高周波用コンデンサ１４，１５は、それぞれ、貫通電極７０および接続手段７１を介して、中央配線３、側部配線４、５の終端３ｄ，４ｄ，５ｄに電気的に接続されている。
【００４０】
光変調器モジュール１０Ａでは、電気的終端部３０Ａを光変調器２０の上に設けることにより、第１の実施形態と同様、筐体４０内において光変調器２０および電気的終端部３０Ａが占有するスペースを小さくできる。
このため、筐体４０を小型化し、光変調器モジュール１０の小型化を図ることができる。
【００４１】
電気的終端部３０Ａの終端回路１２は、導電性材料からなる接続手段７１を介して進行波電極６に電気的に接続されている。
この構造によれば、ワイヤボンディング等による接続が不要となるため、光変調器２０と電気的終端部３０Ａとを容易かつ確実に電気的に接続できる。接続手段７１は、電気的終端部３０Ａを光変調器２０に機械的にも固定する手段としても機能させることができるため、他の固定手段は不要となる。
【００４２】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る光変調器モジュール１０Ｂの構成を示す側断面図である。
この光変調器モジュール１０Ｂは、電気的終端部３０Ａが、光変調器２０に対し、樹脂などからなる接着剤からなる接着層６１（固定手段）を介して固定されている。
接着層６１は、基板２１の下面２１ａと基板１の主面１ｃとの間に形成されている。
光変調器モジュール１０Ｂは、それ以外の構成は、図２（ｂ）等に示す第２の実施形態と同様としてよい。
【００４３】
（その他の実施形態）
本発明は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
電気的終端部３０、３０Ａは、一部のみではなく全体が光変調器２０に重なる位置に設けられていてもよい。
また、電気的終端部３０、３０Ａは、光変調器２０から離間していてもよい。
【００４４】
図１、図２の例では、電気的終端部３０、３０Ａは、長手方向を光変調器２０の長手方向に直交するように配置するようにしたが、電気的終端部３０、３０Ａは、長手方向を光変調器２０の長手方向に向けて配置してもよい。
また、中央配線３および側部配線４は、図４に示す電気的終端部１３０と同様に、終端３ｄ，４ｄ，５ｄを含む部分を基板１の短手方向に屈曲させた形状、すなわち、長手延在部の両端にそれぞれ短手延在部が形成された形状としてもよい。
また、電気的終端部３０の終端回路１２は、所要の電気的機能を果たすことができるのであれば、いかなる構成としてもよい。
【００４５】
図示例では、光変調器２０は、基板１と、光導波路２と、進行波電極６とを備えているが、光導波路と進行波電極（導体層）とは、筐体（例えば底板）に形成してもよい。この場合は、底板の一部または全部が光変調器基板として機能する。このため、電気的終端部の少なくとも一部が光変調器に重なるとは、電気的終端部の少なくとも一部が、光導波路または進行波電極に重なることをいう。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、光変調器モジュールの小型化を図ることを可能とする。
【符号の説明】
【００４７】
１０、１０Ａ・・・光変調器モジュール、２０・・・光変調器、１・・・光変調器基板、２・・・光導波路、３・・・中央配線（導電層）、４，５・・・側部配線（導電層）、６・・・進行波電極（導体層）、３０、３０Ａ・・・電気的終端部、１１、２１・・・終端部基板、１２・・・終端回路、４０・・・筐体、６０・・・バンプ（固定手段）、６１・・・７０・・・貫通電極、７１・・・接続手段（バンプ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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