(57)【要約】【課題】コネクタから漏洩する放射波が光変調器の側面に侵入することを防止して、コネクタ接続に伴う損失の増大を抑制し、歩留まりの向上を図る。【解決手段】光デバイス１０Ａは、筐体１２の基台１８の主面１８ａに台座２２の裏面２２ａが載置固定され、台座２２の主面２２ｂに光変調器１４が載置固定される構成を有し、光変調器１４における光導波路基板３０の主面３０ａと光導波路基板３０の裏面３０ｂとがほぼ平行であって、台座２２の主面２２ｂと該台座２２の裏面２２ａとのなす角θが０°＜θ＜９０°である。【選択図】図３
2004294918.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に１以上の光導波路が形成され、かつ、前記基板の主面上に１以上の電極が設けられた光学素子と、
前記光学素子の前記１以上の電極に給電を行うコネクタとを有し、
前記コネクタは、前記光学素子の前記１以上の電極のうち、信号が給電される信号電極層と電気的に接続される柱状の導体を有し、
前記導体の軸方向と前記基板の前記主面とのなす角θが０°＜θ＜９０°であることを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
請求項１記載の光デバイスにおいて、
前記導体は、前記信号電極層に直接接触していることを特徴とする光デバイス。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光デバイスにおいて、
前記導体は、ストレスリリーフ部材を介して前記信号電極層に接続されていることを特徴とする光デバイス。
【請求項４】
請求項１記載の光デバイスにおいて、
前記基板と前記導体との間にフィードスルー基板が介在していることを特徴とする光デバイス。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光デバイスにおいて、
前記基板の厚みが３０μｍ以下であることを特徴とする光デバイス。
【請求項６】
請求項５記載の光デバイスにおいて、
前記基板の裏面に支持基板が固定されていることを特徴とする光デバイス。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光デバイスにおいて、
前記光学素子及び前記コネクタを収容する筐体を有し、
前記筐体は、基台と側板とを有し、
前記基台上に台座を介して前記光学素子が載置固定され、
前記側板に前記コネクタの導体が挿通されていることを特徴とする光デバイス。
【請求項８】
請求項７記載の光デバイスにおいて、
前記台座の主面に前記光学素子が載置固定される場合に、
前記光学素子における前記基板の主面と該基板の裏面とがほぼ平行であって、
前記台座の主面と前記基台の裏面とのなす角が０°＜θ＜９０°であることを特徴とする光デバイス。
【請求項９】
請求項７又は８記載の光デバイスにおいて、
前記側壁に前記基板の側面の一部が直接接触していることを特徴とする光デバイス。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の光デバイスにおいて、
前記側壁と前記基板の側面との間に前記光学素子のインピーダンスを制御するための手段が介在されていることを特徴とする光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学効果を有する基板に１以上の光導波路が形成され、かつ、前記基板の主面上に１以上の電極が設けられた光学素子を有する光デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、マルチメディアの発展に伴い、通信のブロードバンド化の需要が高まり１０Ｇｂ／ｓを超える光伝送システムが実用化され、さらに高速化が期待されている。
【０００３】
１０Ｇｂ／ｓ以上の電気信号（マイクロ波信号）を光に変調するデバイスとしては、ＬＮ光変調器が使用されている。１０Ｇｂ／ｓ以上のマイクロ波信号を光変調器に給電する場合、下記のようなマイクロ波減衰が問題になる（例えば特許文献１参照）。
（１）マイクロ波線路の導体損失
（２）ＬＮ基板、バッファ層、低誘電率層による誘電体損失
（３）高次モード伝搬による損失
（４）マイクロ波線路の曲がり及びテーパ部の損失
（５）外部回路とのインピーダンス不整合
（６）コネクタおよびコネクタ用線路とのコンタクトにおける損失を含む搭載パッケージ、および外側パッケージによる損失
【０００４】
前記特許文献１に記載の技術では、上述の問題を解決するために、光導波路を有する結晶基板上に形成された信号電極層及び接地電極の下部に位置する誘電体基板及び金属基板の少くとも一方にエアギャップを形成する溝を設けるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１４２５６７号公報（段落［０００３］〜［０００６］）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の問題を解決する方法は、本発明者らも提案している。即ち、前記（３）の高次モード伝搬による損失を改善する構成として、ＬＮ薄板構造の変調器における変調器基板と支持基板との間に導電層を設ける構造を提案している。
【０００７】
変調器基板と補強基板の間に導電層を形成することで、不要波（放射波）の基板厚み方向への侵入を補強基板の表面でカット（導電層で電界が零になる）できるため、基板共振によるリップルを高周波側にシフトでき、高周波損失を飛躍的に改善できる。
【０００８】
更に、本発明者らは、前記（６）のコネクタ接続による損失の低減に重点をおいて、マイクロ波減衰を低減することを試みた。
【０００９】
ここで、光変調器とコネクタとの接続構造についてみると、第１の光デバイス１００Ａは、図１３においてその一部を簡略化して示すように、光変調器１０２と、該光変調器１０２を支持するように設けられた金属筐体１０４とを有する。光変調器１０２は、電気光学効果を有する基板１０６の主面直下に形成された図示しない光導波路と、基板１０６の主面上に形成された信号電極層１０８及び接地電極１１０から構成される変調電極１１２と、前記基板１０６を支持するための台座１１４とを有する。
【００１０】
また、筐体１０４は、前記台座１１４が載置固定される基台１１６と、光変調器１０２の側方に位置する側板１１８とを有する。
【００１１】
更に、光変調器１０２と筐体１０４の側板１１８との間には、例えばセラミック材料からなるフィードスルー基板１２０が設けられている。このフィードスルー基板１２０の上面には、コプレーナ線路、ストリップライン線路が設けられ、そのほぼ中央部分に信号電極層１２２が形成され、該信号電極層１２２の両側に接地用電極層１２４が形成されている。フィードスルー基板１２０にはスルーホール１２６が設けられ、基台１１６と接地用電極層１２４とがスルーホール１２６を介して電気的に接続されている。
【００１２】
側板１１８には、コネクタ１２８がはめ込まれている。このコネクタ１２８は、絶縁をとるための円筒状のガラスビーズ１３０と、該ガラスビーズ１３０内に同軸上に取り付けられた金属製の接続ピン１３２とを有し、側板１１８に設けられた孔内に半田固定される。
【００１３】
フィードスルー基板１２０に形成された電極層のうち、ほぼ中央に形成された信号電極層１２２は、図示しない外部電源から光変調器１０２の信号電極層１０８に所定の変調信号を供給するための電極として使用される。この信号電極層１２２にはコネクタ１２８の接続ピン１３２が半田や導電ペーストなどによって電気的に接続されている。
【００１４】
更に、信号電極層１２２と光変調器１０２の信号電極層１０８とがリボン等のボンディングワイヤ１３４で電気的に接続され、接地用電極層１２４と光変調器１０２の接地電極１１０とがリボン等のボンディングワイヤ１３６で電気的に接続されている。
【００１５】
第２の光デバイス１００Ｂは、図１４においてその一部を簡略化して示すように、上述した第１の光デバイス１００Ａとほぼ同様の構成を有するが、フィードスルー基板１２０がなく、直接光変調器１０２の側面と筐体１０４の側板１１８とを接触させて構成するようにしている。この場合、コネクタ１２８の接続ピン１３２が直接光変調器１０２の信号電極層１０８に半田や導体ペーストで電気的に接続され、光変調器１０２の接地電極１１０と側板１１８とが例えばリボンワイヤ１４０によって電気的に接続される。
【００１６】
そして、第１及び第２の光デバイス１００Ａ及び１００Ｂにおいては、コネクタ１２８の接続ピン１３２の軸方向と、基板１０６の主面の法線方向とが垂直となるように実装される。代表的に第２の光デバイス１００Ｂの側面図を図１５に示す。この図１５においては、基板１０６の主面直下に形成されたマッハツェンダー型光導波路１４２も示されている。
【００１７】
しかしながら、このような第１及び第２の光デバイス１００Ａ及び１００Ｂの場合、コネクタ１２８の接続ピン１３２から漏洩した放射波が、光変調器１０２の基板１０６に向かって伝搬し、基板１０６と結合しやすくなるため、基板１０６での共振の影響が顕著になるという問題がある。
【００１８】
通常、図１４の第２の光デバイス１００Ｂのように、光変調器１０２の側面を筐体１０４の側板１１８に密着させたり、光変調器１０２の接地電極１１０を筐体１０４に電気的に接続して、等電位となるようにしているが、基板１０６の側面から放射波が侵入するため、特性が不十分であり、歩留まりが悪くなるおそれがあった。
【００１９】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、コネクタから漏洩する放射波が光変調器の側面に侵入することを防止することができ、コネクタ接続に伴う損失の増大を抑制することができると共に、歩留まりの向上を図ることができる光デバイスを提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光デバイスは、電気光学効果を有する基板に１以上の光導波路が形成され、かつ、前記基板の主面上に１以上の電極が設けられた光学素子と、前記光学素子の前記１以上の電極に給電を行うコネクタとを有し、前記コネクタは、前記光学素子の前記１以上の電極のうち、信号が給電される信号電極層と電気的に接続される柱状の導体を有し、前記導体の軸方向と前記基板の前記主面とのなす角θが０°＜θ＜９０°であることを特徴とする。
【００２１】
これにより、コネクタにおける柱状の導体の軸方向と、基板の主面とのなす角がθとなるため、柱状の導体から漏洩した放射波が基板の側面から侵入することを抑制することができる。
【００２２】
また、光変調器の電極にコネクタの導体を電気的に接続する場合、通常は、コンタクト作業において、導体と電極との接続点の押圧力を制御しているが、この制御には熟練を要していた。即ち、接続点での押圧力が強すぎると、光変調器の基板にクラックが発生するおそれがあり、反対に押圧力が弱すぎると、高周波特性が悪くなるおそれがある。
【００２３】
しかし、この発明では、予め指定された寸法で基板、コネクタ等を作製しておけば、光変調器をスライドさせるだけで、簡単に位置決めできると共に、導体と電極とが接触することから、コンタクト作業を簡単に行うことができる。しかも、クラックが入る確率が減り、歩留まりも向上する。
【００２４】
そして、前記導体は、前記信号電極層に直接接触していてもよいし、ストレスリリーフ部材を介して前記信号電極層に接続されていてもよい。前記基板と前記導体との間にフィードスルー基板が介在していてもよい。前記基板の厚みは３０μｍ以下であってもよい。また、前記基板の裏面に支持基板が固定されていてもよい。
【００２５】
また、前記構成において、前記光学素子及び前記コネクタを収容する筐体を有し、前記筐体は、基台と側板とを有し、前記基台上に台座を介して前記光学素子が載置固定され、前記側板に前記コネクタの導体が挿通されていてもよい。
【００２６】
前記台座の主面に前記光学素子が載置固定される場合に、前記光学素子における前記基板の主面と該基板の裏面とがほぼ平行であって、前記台座の主面と前記基台の裏面とのなす角が０°＜θ＜９０°であってもよい。
【００２７】
なお、前記台座は、前記筐体に後付けで設置してもよいし、前記筐体に対して一体に設けられてもよい。
【００２８】
前記側壁に前記基板の側面の一部が直接接触していてもよい。前記側壁と前記基板の側面との間に前記光学素子のインピーダンスを制御するための手段が介在されていてもよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光デバイスの実施の形態例を図１〜図１２を参照しながら説明する。なお、図１、図４及び図５においては、光デバイスの一部を簡略化して示す。
【００３０】
まず、第１の実施の形態に係る光デバイス１０Ａは、図１に示すように、筐体１２と、光変調器１４と、コネクタ１６とを有する。
【００３１】
筐体１２は、金属製の基台１８と金属製の側板２０とを有し、側面からみたとき、ほぼＬ字状の形態を有する。基台１８上には、金属製の台座２２を介して光変調器１４が載置固定される。
【００３２】
筐体１２の側板２０には、コネクタ１６がはめ込まれている。このコネクタ１６は、側板２０に設けられた孔内に半田で固定され、かつ、絶縁をとるための円筒状のガラスビーズ２４と、該ガラスビーズ２４内に同軸上に取り付けられた金属製の接続ピン２６とを有する。この接続ピン２６の先端には、ストレスリリーフ部材２８が装着されている。もちろん、このようなストレスリリーフ部材２８を装着しなくてもよい。
【００３３】
光変調器１４は、図２に示すように、ニオブ酸リチウムのＸカット板からなる光導波路基板３０と、該光導波路基板３０の主面の直下にチタン拡散法などによって形成されたマッハツェンダー型光導波路３２と、酸化珪素などからなるバッファ層（図示せず）と、このバッファ層上に形成されたコプレナー型（ＣＰＷ）の変調用電極層（第１及び第２の接地電極３４Ａ及び３４Ｂ、信号電極層３６）とを有する。
【００３４】
マッハツェンダー型光導波路３２は、１つの光導波路３２Ａが２つの光導波路３２Ｂ及び３２Ｃに分岐され、図示しないが、その後再び１つの光導波路３２Ａに合波した形態を有する。変調用電極層は信号線である中心電極３６と両側の接地電極３４Ａ、３４Ｂから構成され、いわゆるコプレーナ型（ＣＰＷ）電極を形成している。
【００３５】
そして、この第１の実施の形態に係る光デバイス１０Ａは、図１及び図３に示すように、筐体１２の基台１８の主面１８ａに台座２２が設けられ、台座２２の主面２２ｂに光変調器１４が載置固定される構成を有し、光変調器１４における光導波路基板３０の主面３０ａと光導波路基板３０の裏面３０ｂとがほぼ平行であって、台座２２の主面２２ｂと前記基台の裏面１８ｂとのなす角θが０°＜θ＜９０°である。なお、台座２２は、基台１８の主面１８ａに後付けで設置してもよいし、基台１８に対して一体に設けるようにしてもよい。
【００３６】
これにより、台座２２上に光変調器１４を載置して、光導波路基板３０の一方の側面３０ｃ（以下の説明では、光変調器１４の一方の側面３０ｃともいう。）の一部（上端縁）を側板２０に接触させたとき、コネクタ１６の接続ピン２６の軸方向と光導波路基板３０の主面３０ａとのなす角θが０°＜θ＜９０°となる。このとき、光変調器１４の信号電極層３６にコネクタ１６の接続ピン２６が直接接触する、あるいはストレスリリーフ部材２８を介して接続するように、接続ピン２６の引出し長さ（ガラスビーズ２４からの突出量）を調整しておけばよい。
【００３７】
そして、図１に示すように、コネクタ１６の接続ピン２６は直接光変調器１４の信号電極層３６に半田や導体ペーストで電気的に接続され、光変調器１４の第１及び第２の接地電極３４Ａ及び３４Ｂと側板２０とが例えばリボンワイヤ３８によって電気的に接続される。
【００３８】
光変調器１４の一方の側面３０ｃの一部を筐体１２の側板２０に接触させたとき、光変調器１４の一方の側面３０ｃと側板２０との間に楔状の隙間が生じる。この隙間は空気であってもよいが、図３に示すように、前記隙間を埋めるように、楔状の金属製のスペーサ４０を予め固定するようにしてもよい。
【００３９】
このように、第１の実施の形態に係る光デバイス１０Ａにおいては、コネクタ１６の接続ピン２６の軸方向と光導波路基板３０の主面３０ａとのなす角θを０°＜θ＜９０°としたので、接続ピン２６から漏洩した放射波が光導波路基板３０の一方の側面３０ｃから侵入することを抑制することができる。
【００４０】
また、光変調器１４の信号電極層３６にコネクタ１６の接続ピン２６を電気的に接続する場合、通常は、コンタクト作業において、接続ピン２６と信号電極層３６との接続点の押圧力を制御しているが、この制御には熟練を要する。即ち、光導波路基板３０の基板厚みが３０μｍ以下の場合には、特に、接続点での押圧力が強すぎると、光変調器１４の光導波路基板３０にクラックが発生するおそれがあり、反対に押圧力が弱すぎると、高周波特性が悪くなるおそれがある。
【００４１】
しかし、この第１の実施の形態では、予め指定された寸法で筐体１２の側板２０、基台１８、台座２２、光導波路基板３０、コネクタ１６等を作製しておけば、光変調器１４をスライドさせるだけで、簡単に位置決めできると共に、接続ピン２６と信号電極層３６とが接触、あるいはストレスリリーフ部材２８を介して接続することから、コンタクト作業を簡単に行うことができる。しかも、クラックが入る確率が減り、歩留まりも向上する。
【００４２】
なお、光導波路基板３０は、強誘電性の電気光学材料、好ましくは単結晶からなる。こうした結晶は、光の変調が可能であれば、特に限定されないが、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体、ニオブ酸カリウムリチウム、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４：チタニルリン酸カリウム）、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）及び水晶などを使用することができる。また、異方性のある基板の場合においても、その基板方位に依存しない。
【００４３】
第１及び第２の接地電極３４Ａ及び３４Ｂ並びに信号電極層３６の材料は、低抵抗でインピーダンス特性に優れる材料であれば特に限定されるものではなく、金、銀、銅などを使用することができる。
【００４４】
バッファ層は、酸化シリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素、アルミナなどの材料を使用することができる。
【００４５】
なお、光変調器１４として、光導波路基板３０の主面３０ａにバッファ層（図示せず）を介して第１及び第２の接地電極３４Ａ及び３４Ｂ並びに信号電極層３６を形成したものを用いたが、その他、後述する第１〜第４の光変調器１４Ａ〜１４Ｄを用いることもできる。
【００４６】
次に、第２の実施の形態に係る光デバイス１０Ｂについて図４を参照しながら説明する。
【００４７】
この第２の実施の形態に係る光デバイス１０Ｂは、図４に示すように、台座２２の側面（及び光変調器１４の一方の側面３０ｃ（図３参照））と筐体１２の側板２０との間に、例えばセラミック材料からなるフィードスルー基板５０が設けられている点で異なる。なお、この例では、コネクタ１６の接続ピン２６の先端にストレスリリーフ部材２８を装着していない場合を示す。
【００４８】
このフィードスルー基板５０の上面には、コプレーナ電極が形成され、該中心電極５２の両側に第１及び第２の接地用電極層５４Ａ及び５４Ｂが形成されている。フィードスルー基板５０にはスルーホール５６が設けられ、基台１８と第１及び第２の接地用電極層５４Ａ及び５４Ｂとがスルーホール５６を介して電気的に接続されている。
【００４９】
フィードスルー基板５０に形成された電極層のうち、中心電極５２は、図示しない外部電源から光変調器１４の信号電極層３６に所定の変調信号を供給するための電極として使用される。この中心電極５２にはコネクタ１６の接続ピン２６が半田や導電ペーストなどによって電気的に接続される。
【００５０】
更に、中心電極５２と光変調器１４の信号電極層３６とがリボン等のボンディングワイヤ５８で電気的に接続され、第１及び第２の接地用電極層５４Ａ及び５４Ｂと光変調器１４の第１及び第２の接地電極３４Ａ及び３４Ｂとがリボン等のボンディングワイヤ６０で電気的に接続される。
【００５１】
そして、コネクタ１６の接続ピン２６の太さや長さを適宜調整することによって、光変調器１４のインピーダンスを制御することができる。つまり、コネクタ１６の接続ピン２６、フィードスルー基板５０及び該フィードスルー基板５０に形成された信号電極層５２は、光変調器１４のインピーダンスを制御するための手段として機能する。
【００５２】
この第２の実施の形態においても、コネクタ１６の接続ピン２６の軸方向と光導波路基板３９の主面３０ａとのなす角θを０°＜θ＜９０°としたので、接続ピン２６から漏洩した放射波が光導波路基板３０の一方の側面３０ｃから侵入することを抑制することができる。また、光デバイス１０Ｂを作製する場合においても、基台１８上にフィードスルー基板５０を側板２０に接触させて固定し、その後、フィードスルー基板５０の横に台座２２を固定し、次いで、光変調器１４を台座２２上をフィードスルー基板５０に向けてスライドさせるだけで、光変調器１４を規定の場所に簡単に位置決めすることができる。
【００５３】
上述の例では、フィードスルー基板５０の上面にコプレーナ線路を設けて信号電極層５２を形成し、信号電極層５２に接続ピン２６を接触させるようにしたが、その他、図５に示す変形例に係る光デバイス１０Ｂａのように、フィードスルー基板５０の上面のうち、接続ピン２６と対応する箇所に凹部６２を形成し、接続ピン２６がフィードスルー基板５０に接触しないようにしてもよい。この場合、フィードスルー基板５０の上面には、接地用電極５４が形成される。
【００５４】
そして、図６に示すように、接続ピン２６の太さＤａに対して、フィードスルー基板５０に設けられた凹部６２の幅Ｄｃ及び接続ピン２６の中心から凹部６２の壁面までの距離Ｄｂを適宜調整することによって、光変調器１４のインピーダンスを制御することができる。
【００５５】
凹部６２内が空気である場合（凹部６２内に空気が充填されている場合）は、好ましくは、比（凹部６２の幅Ｄｃ／接続ピン２６の太さＤａ）を１〜４に設定することにより、光変調器１４のインピーダンスを実用的なレベル、例えば５０Ωに容易に設定することができる。この場合、凹部６２の幅Ｄｃを接続ピン２６の中心から凹部６２の壁面までの距離Ｄｂの２倍以下に設定してもよい。
【００５６】
一方、凹部６２内に誘電体材料が充填されている場合は、接続ピン２６の太さＤａ、凹部６２の幅Ｄｃ及び接続ピン２６の中心から凹部６２の壁面までの距離Ｄｂを真空中での実効的距離に換算した場合に、上記要件を満足するようにすればよい。
【００５７】
なお、光変調器１４として、光導波路基板３０の主面３０ａにバッファ層（図示せず）を介して第１及び第２の接地電極３４Ａ及び３４Ｂ並びに信号電極層３６を形成したものを用いたが、その他、後述する第１〜第４の光変調器１４Ａ〜１４Ｄを用いることもできる。
【００５８】
次に、上述した第１及び第２の実施の形態に係る光デバイス１０Ａ及び１０Ｂにおいて、好ましい光変調器の構成についての例を図７〜図１０を参照しながら説明する。
【００５９】
第１の光変調器１４Ａは、図７に示すように、光導波路基板３０の厚みが３０μｍ以下となるまで薄板化されている。そして、この光導波路基板３０は、マッハツェンダー型光導波路３２Ｂ及び３２Ｃを含む部分が、厚み３０μｍ以下の第１の薄肉部分７０とされ、該第１の薄肉部分７０に隣接した部分が、前記第１の薄肉部分７０よりも薄い第２の薄肉部分７２とされている。第１の薄肉部分７０の厚さと第２の薄肉部分７２の厚さとの差は１μｍ以上である。
【００６０】
また、この第１の光変調器１４Ａは、光導波路基板３０の裏面に支持基板７４がエポキシ系フィルムなどの熱硬化性樹脂を用いて貼り付けられている。支持基板７４は、光導波路基板３０の第１及び第２の薄肉部分７０及び７２に対応した個所に溝部７６が形成され、光導波路基板３０の第１及び第２の薄肉部分７０及び７２と、支持基板７４の溝部７６にて１つの空洞７８が形成されるようになっている。
【００６１】
この場合、信号電極層３６からの変調信号が、第２の薄肉部分７２の下方に存在する空洞７８（空気）にしみ出すため、上述したバッファ層を形成することなく、速度整合条件を満足でき、さらに変調信号が光導波路３２Ｂ及び３２Ｃに効率よく印加されることから、第１の光変調器１４Ａの駆動電圧を低減することができる。
【００６２】
次に、第２の光変調器１４Ｂは、図８に示すように、光導波路基板３０の厚みが３０μｍ以下となるまで薄板化され、特に、マッハツェンダー型光導波路の分岐部３２Ｂ及び３２Ｃを含む部分が、より薄く形成され、薄肉部分８０とされている。
【００６３】
この光導波路基板３０の裏面には支持基板７４がＳＯＧ（ＳＰＩＮ  ｏｎ  ＧＬＡＳＳ）やエポキシ系フィルムなどの熱硬化性樹脂を用いて貼り付けられている。支持基板７４は、光導波路基板３０の薄肉部分８０に対応した部分に溝部７６が形成され、光導波路基板３０の薄肉部分８０と、支持基板７４の溝部７６にて１つの中空部が形成されるようになっている。この中空部には、誘電体材料８２が充填されている。即ち、光導波路３２Ｂ及び３２Ｃを含む部分の積層関係を見た場合、下から、支持基板７４、低誘電体材料８２及び光導波路基板３０という３層構造となっている。
【００６４】
この場合も、上述したバッファ層を形成することなく、速度整合条件を満足でき、さらに変調信号が光導波路３２Ｂ及び３２Ｃに効率よく印加されることから、光変調器１４の駆動電圧を低減することができる。しかも、第１の光変調器１４Ａと比して機械的強度が高いという利点もある。
【００６５】
次に、第３の光変調器１４Ｃは、図９に示すように、光導波路基板３０の厚みが３０μｍ以下となるまで薄板化され、この薄板化された光導波路基板３０の裏面に支持基板７４が貼り付けられている（貼り合わせの具体的手法は、後述する実施例３参照）。この場合も、上述したバッファ層を形成することなく、速度整合条件を満足でき、さらに変調信号が光導波路３２Ｂ及び３２Ｃに効率よく印加されることから、第３の光変調器１４Ｃの駆動電圧を低減することができる。しかも、第１及び第２の光変調器１４Ａ及び１４Ｂと比して機械的強度が高いという利点もある。
【００６６】
次に、第４の光変調器１４Ｄは、図１０に示すように、第３の光変調器１４Ｃとほぼ同様の構成を有するが、支持基板７４の主面（光導波路基板３０が貼り付けられる面）にＡｕ等の導電層８４が形成されている点で異なる。
【００６７】
この場合、不要波（放射波）の基板厚み方向への侵入を支持基板７４の表面でカット（導電層８４で電界が零になる）することができる。そのため、基板共振によるリップルを高周波側にシフトでき、高周波損失を飛躍的に改善できる。
【００６８】
【実施例】
（実施例１）
光変調器として第１の実施の形態に係る光デバイス１０Ａと同様の光変調器１４を使用した。即ち、ニオブ酸リチウムのＸカット板からなる光導波路基板３０の主面３０ａ直下にＴｉ拡散導波路を形成し、前記主面３０ａ上にバッファ層及びＣＰＷ電極（第１及び第２の接地電極３４Ａ及び３４Ｂ、信号電極層３６）を形成した。
【００６９】
次に、光導波路基板３０をチップ状に切断した後、端面研磨を行い、光ファイバと光軸調整し、ＵＶ硬化樹脂にて接着固定して、ピグテイルデバイス（光変調器１４）を作製した。更に、図１に示すように、金属製の筐体１２の側板２０にＶコネクタ用のガラスビーズ２４を予め半田で固定した。光導波路基板３０が載置固定される台座２２を、ガラスビーズ２４の中心から突出する接続ピン２６の軸方向と光導波路基板３０の主面３０ａとのなす角θが３０°になるように、かつ、接続ピン２６の先端が光導波路基板３０上に形成された信号電極層３６に接触するように高さ調整して加工した。
【００７０】
従って、光変調器１４を台座２２に載置して側板２０に向けてスライドさせて、光変調器１４の一方の側面３０ｃを側板２０に接触させることにより、自動的に接続ピン２６が光導波路基板３０の主面３０ａに対して３０°の角度をなし、しかも、信号電極層３６と電気的に導通状態になる。この段階で、光変調器１４を固定し、接続ピン２６と信号電極層３６とを半田や導電ペーストで電気的に接続し、更に、光変調器１４の第１及び第２の接地電極３４Ａ及び３４Ｂと側板２０とを例えばリボンワイヤ３８によって電気的に接続した。
【００７１】
特性評価として、ベクトルネットワークアナライザでＳ２１特性を測定した。その結果、ｆｒ＝５０ＧＨｚまでリップルがない周波数特性を示した。
【００７２】
（実施例２）
上述した実施例１において、接続ピン２６と信号電極層３６との接続をストレスリリーフ部材２８を介して行った。
【００７３】
光変調器１４を台座２２に載置する前に、接続ピン２６の先端にストレスリリーフ部材２８を装着しておき、その後、実施例１と同様に、光変調器１４を台座２２に載置して側板２０に向けてスライドさせて光変調器１４を固定した。
【００７４】
特性評価として、ベクトルネットワークアナライザでＳ２１特性を測定した。その結果、ｆｒ＝５０ＧＨｚまでリップルがない周波数特性を示した。
【００７５】
（実施例３）
光変調器として図９に示す第３の光変調器１４Ｃを使用した。即ち、最初に、１００℃のフッ硝酸中に０．３ｍｍ厚のＸカットＬｉＮｂＯ３（ＬＮ）基板２組を約１５分間浸漬した後に、純水にて洗浄を実施し、その後、スピンドライを実施した。
【００７６】
次いで、前記２組のＬＮ基板の表面にＳＯＧ（ＳＰＩＮ  ｏｎ  ＧＬＡＳＳ）を１０００ｒｐｍでスピンコートした後、コート面同士を重ね合わせるとともに荷重をかけた状態で、水蒸気含有酸素雰囲気中において１０７０℃で３時間保持し、前記２組のＬＮ基板を接着した。
【００７７】
次いで、接着された前記２組のＬＮ基板のうち、一方のＬＮ基板を、加温して、ワックスを用いて研磨定盤に貼り付けた。その後、横型研磨及びポリッシング（ＣＭＰ）を実施することによって、前記２組のＬＮ基板のうち、第３の光変調器１４Ｃの光導波路基板３０を構成するＬＮ基板を厚さ１０μｍになるまで加工した。
【００７８】
次いで、前記ワックスを加温することにより、前記２組のＬＮ基板を前記研磨定盤から取り外し、２組のＬＮ基板に対する有機溶剤洗浄及びＵＶ洗浄を実施した。
【００７９】
次いで、前記２組のＬＮ基板のうち、薄板化されたＬＮ基板の主面上にスパッタリング法によってＴｉ膜を厚さ５００−１０００Åに堆積させた後、リソグラフィの技術を用いてレジストパターンを形成し、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）によりＴｉパターンを形成した。
【００８０】
次いで、上述にようにして形成したアセンブリ（ワーク）を水蒸気含有酸素雰囲気中において、１０２０℃で１０時間保持し、前記薄板化したＬＮ基板内にＴｉ拡散光導波路を形成した。次いで、厚膜レジストを用いたリソグラフィ工程と、シアン系Ａｕメッキ工程を経ることにより、Ａｕからなる信号電極層３６並びに第１及び第２の接地電極３４Ａ及び３４Ｂを形成した。作製した第３の光変調器１４Ｃの断面を図９に示す。
【００８１】
次いで、上述のようにして形成したアセンブリの端面を研磨し、ダイシングによってチップ状に切断して第３の光変調器１４Ｃを作製するとともに、該第３の光変調器１４Ｃの端面に光ファイバを光軸調整して接続してピクティルデバイスとした。
【００８２】
更に、金属製の筐体１２の側板２０にＶコネクタ用のガラスビーズ２４を予め半田で固定した。光導波路基板３０が載置固定される台座２２を、前記ガラスビーズ２４の中心から突出する接続ピン２６の軸方向と光導波路基板３０の主面が３０°になるように、かつ、接続ピン２６の先端が光導波路基板３０上に形成された信号電極層３６に接触するように高さ調整して加工した。このとき、接続ピンは作業者が手で触る必要がないようにしてある。
【００８３】
従って、第３の光変調器１４Ｃを台座２２に載置して側板２０に向けてスライドさせて、第３の光変調器１４Ｃの一方の側面３０ｃを側板２０に接触させることにより、自動的に接続ピン２６が光導波路基板３０の主面３０ａに対して３０°の角度をなし、しかも、信号電極層３６と電気的に導通状態になる。この段階で、第３の光変調器１４Ｃを固定し、接続ピン２６と信号電極層３６とを半田や導電ペーストで電気的に接続し、更に、第３の光変調器１４Ｃの第１及び第２の接地電極３４Ａ及び３４Ｂと側板２０とを例えばリボンワイヤ３８によって電気的に接続した。このコネクタ接続において、第３の光変調器１４Ｃの光導波路基板３０にはクラックが入ることはなかった。
【００８４】
特性評価として、ベクトルネットワークアナライザでＳ２１特性を測定した。その結果、ｆｒ＝５０ＧＨｚまでリップルがない周波数特性を示した。
【００８５】
（実施例４）
光変調器として図１０に示す第４の光変調器１４Ｄを使用した。即ち、上述した実施例３において、２組のＬＮ基板を接着する前に、薄板化しないＬＮ基板の表面（薄板化するＬＮ基板が接着される面）にＡｕ膜を１μｍだけ堆積し、他方のＬＮ基板に接着固定した。その後は、実施例３と同様にして作製し、ピグテイルデバイス（第４の光変調器１４Ｄ）とした。
【００８６】
次いで、実施例３と同様に、金属製の筐体１２の側板２０にＶコネクタ用のガラスビーズ２４を予め半田で固定した。更に、コネクタ１６の接続ピン２６の先端に、アンリツ製のストレスリリーフコンタクトＶ１１０−１（ストレスリリーフ部材２８）を挿入しておく。
【００８７】
また、光導波路基板３０のダイボンドにおいては、光導波路基板３０が載置固定される台座２２を、前記ガラスビーズ２４の中心から突出する接続ピン２６の軸方向と光導波路基板３０の主面が３０°になるように、かつ、接続ピン２６の先端が光導波路基板３０上に形成された信号電極層３６に接触するように高さ調整して加工した。接続ピン２６及びストレスリリーフ部材３８は作業者が手で触る必要がないようにしてある。
【００８８】
従って、第４の光変調器１４Ｄを台座２２に載置して側板２０に向けてスライドさせて、第４の光変調器１４Ｄの一方の側面３０ｃを側板２０に接触させることにより、自動的に接続ピン２６が光導波路基板３０の主面３０ａに対して３０°の角度をなし、しかも、ストレスリリーフ部材２８を介して信号電極層３６と電気的に導通状態になる。この段階で、第４の光変調器１４Ｄを固定し、接続ピン２６と信号電極層３６とを半田や導電ペーストで電気的に接続し、更に、第４の光変調器１４Ｄの第１及び第２の接地電極３４Ａ及び３４Ｂと側板２０とを例えばリボンワイヤ３８によって電気的に接続した。このコネクタ接続において、第４の光変調器１４Ｄの光導波路基板３０にはクラックが入ることはなかった。
【００８９】
特性評価として、ベクトルネットワークアナライザでＳ２１特性を測定した。その結果、図１１に示すように、ｆｒ＝５０ＧＨｚまでリップルがない周波数特性を示した。
【００９０】
（実施例５）
実施例４と同様に、第４の光変調器１４Ｄのピグテイルデバイスを作製した。その後、第４の光変調器１４Ｄの側面に焦電対策用として導電性ペーストを塗布し、最後に光変調器裏面の一部に同じ導電性ペーストを塗布し両側面を短絡した。次いで、ガラスビーズ２４から長く突出された接続ピン２６を有するコネクタ１６を用意し、金属製の筐体１２の側板２０に、前記コネクタ１６のガラスビーズ２４をＡｕＳｎ半田で固定した。台座２２の側面と筐体１２の側板２０との間に、図５に示すように、フィードスルー基板５０を設置した。このフィードスルー基板５０は、例えばアルミナから構成され、表面にＡｕメッキが施されている。なお、図５と同様に、フィードスルー基板５０の主面には、凹部６２が形成されている。
【００９１】
次いで、ガラスビーズ２４から接続ピン２６のみを引き出す。このとき、フィードスルー基板５０の凹部６２の上方を接続ピン２６で橋渡すように引き出す。なお、接続ピン２６の先端には、アンリツ製ストレスリリーフコンタクトＶ１１０−１（ストレスリリーフ部材２８）を装着しておく。
【００９２】
また、光導波路基板３０のダイボンドにおいては、光導波路基板３０が載置固定される台座２２を、前記ガラスビーズ２４の中心から突出する接続ピン２６の軸方向と光導波路基板３０の主面が３０°になるように、かつ、接続ピン２６の先端が光導波路基板３０上に形成された信号電極層３６に接触するように高さ調整して加工した。接続ピン２６及びストレスリリーフ部材２８は作業者が手で触る必要がないようにしてある。
【００９３】
従って、第４の光変調器１４Ｄを台座２２に載置して側板２０に向けてスライドさせて、第４の光変調器１４Ｄの一方の側面３０ｃを側板２０に接触させることにより、自動的に接続ピン２６が光導波路基板３０の主面に対して３０°の角度をなし、しかも、ストレスリリーフ部材２８を介して信号電極層３６と電気的に導通状態になる。この段階で、第４の光変調器１４Ｄを固定し、接続ピン２６と信号電極層３６とを半田や導電ペーストで電気的に接続し、更に、第４の光変調器１４Ｄの第１及び第２の接地電極３４Ａ及び３４Ｂとフィードスルー基板５０の上面に形成された接地用電極５４とを例えばリボンワイヤ６０によって電気的に接続した。このコネクタ接続において、第４の光変調器１４Ｄの光導波路基板３０にはクラックが入ることはなかった。
【００９４】
特性評価として、ベクトルネットワークアナライザでＳ２１特性を測定した。その結果、ｆｒ＝５０ＧＨｚまでリップルがない周波数特性を示した。
【００９５】
上述した実施例１〜５の結果は、焦電用側面電極の有無に関わらず同様の効果を得ることができる。
【００９６】
（比較例１）
実施例３と同様に、第３の光変調器１４Ｃによるピグテイルデバイスを作製した。金属製の筐体１２の側板２０にＶコネクタ用のガラスビーズ２４を予め半田で固定した。
【００９７】
そして、光導波路基板３０のダイボンドにおいては、ガラスビーズ２４から突出する接続ピン２６の軸方向と光導波路基板３０の主面が平行になるようにした。この場合、接続ピン２６と信号電極層３６の高さがほぼ同一になっているため、接続ピン２６をわずかに上げておき、第３の光変調器１４Ｃを台座２２上に挿入載置した後、接続ピン２６を高さ調整して信号電極層３６と接続して、第３の光変調器１４Ｃをダイボンド固定する。接続ピン２６の高さ調整の際に過剰な圧力が光導波路基板３０にかかることがある。場合によっては、光導波路基板３０にクラックが生じる場合があり、歩留まりは５０％であった。
【００９８】
また、特性評価として、ベクトルネットワークアナライザでＳ２１特性を測定した。その結果、図１２に示すように、ｆｒ＝３０ＧＨｚでリップルが発生した。
【００９９】
（比較例２）
実施例４と同様に、第４の光変調器１４Ｄを有するピグテイルデバイスを作製した。金属製の筐体１２の側板２０にＶコネクタ用のガラスビーズ２４を予め半田で固定した。更に、接続ピン２６の先端には、アンリツ製ストレスリリーフコンタクトＶ１１０−１（ストレスリリーフ部材２８）を挿入しておく。
【０１００】
そして、上記光導波路基板３０のダイボンドにおいては、接続ピン２６の軸方向と光導波路基板３０の主面が平行になるようにした。この場合、ストレスリリーフ部材２８が装着された部分と信号電極層３６の高さがほぼ同一になっているため、接続ピン２６をわずかに上げておき、第４の光変調器１４Ｄを台座２２上に挿入載置した後、接続ピン２６を高さ調整して信号電極層３６と接続して、第４の光変調器１４Ｄをダイボンド固定する。接続ピン２６の高さ調整の際に過剰な圧力が光導波路基板３０にかかることがある。場合によっては、光導波路基板３０にクラックが生じる場合があり、歩留まりは７０％であった。
【０１０１】
特性評価として、ベクトルネットワークアナライザでＳ２１特性を測定した。その結果、ｆｒ＝５０ＧＨｚまでリップルがない周波数特性を示した。
【０１０２】
なお、上述の実施例１〜実施例５においては、ピグテイルデバイスの作製後にパッケージ実装（筐体１２への実装）を行っているが、このような実装方法によらず、例えば光導波路基板３０をダイボンド及びコネクタ接続を行った後、光ファイバと光軸調整し、ＵＶ硬化樹脂にて接着固定して、ピグテイルデバイス（光変調器１４）を作製しても上述と同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
なお、本発明に係る光デバイスは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光デバイスによれば、コネクタから漏洩する放射波が光変調器の側面に侵入することを防止することができ、コネクタ接続に伴う損失の増大を抑制することができると共に、歩留まりの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る光デバイスを一部省略して示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る光デバイスに実装される光変調器を一部省略して示す平面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る光デバイスを示す縦断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る光デバイスを一部省略して示す斜視図である。
【図５】第２の実施の形態に係る光デバイスの変形例を一部省略して示す斜視図である。
【図６】第２の実施の形態に係る光デバイスの変形例でのインピーダンス調整を示す説明図である。
【図７】第１の光変調器を示す断面図である。
【図８】第２の光変調器を示す断面図である。
【図９】第３の光変調器を示す断面図である。
【図１０】第４の光変調器を示す断面図である。
【図１１】実施例４のＳ２１特性を示す図である。
【図１２】比較例１のＳ２１特性を示す図である。
【図１３】従来例に係る第１の光デバイスを一部省略して示す斜視図である。
【図１４】従来例に係る第２の光デバイスを一部省略して示す斜視図である。
【図１５】従来例に係る第２の光デバイスを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｂａ…光デバイス      １２…筐体
１４、１４Ａ〜１４Ｄ…光変調器            １６…コネクタ
１８…基台                                ２０…側板
２２…台座                                ２６…接続ピン
２８…ストレスリリース部材                ３０…光導波路基板
３６…信号電極層                          ５０…フィードスルー基板
【図１】
2004294918.tif 000003
【図２】
2004294918.tif 000004
【図３】
2004294918.tif 000005
【図４】
2004294918.tif 000006
【図５】
2004294918.tif 000007
【図６】
2004294918.tif 000008
【図７】
2004294918.tif 000009
【図８】
2004294918.tif 000010
【図９】
2004294918.tif 000011
【図１０】
2004294918.tif 000012
【図１１】
2004294918.tif 000013
【図１２】
2004294918.tif 000014
【図１３】
2004294918.tif 000015
【図１４】
2004294918.tif 000016
【図１５】
2004294918.tif 000017