(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学効果を有する第１の基板と、
前記第１の基板上の一方の面に形成された光導波路と、
前記第１の基板と重なって配置された第２の基板と、
前記第１の基板および前記第２の基板を収容する筐体と、
制御信号により前記光導波路を伝搬する光を制御する第１の信号電極と、
前記第１の信号電極の一端であって前記一方の面の一辺の側に配置される第１の信号電極端部と、
前記一辺と対向する辺の側において、前記第１の信号電極の他端と電気的に接続された一端を有する第２の信号電極と、
前記第２の信号電極の他端に形成される第２の信号電極端部と、
を有する光デバイスにおいて、
前記第２の基板における前記第１の基板側の面には、凹部が設けられ、
前記第２の信号電極は、前記凹部内に形成され、前記第１の基板の他方の面から空隙を介して離間し、
前記第２の信号電極端部は前記一方の面の一辺の側に形成され、
前記第２の基板は、前記第１の基板側の面と対向する面で前記筐体に支持されていることを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記制御信号は、前記第１の信号電極端部から入力され前記第２の信号電極端部から出力される、もしくは前記制御信号は、前記第２の信号電極端部から入力され前記第１の信号電極端部から出力されることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
電気光学効果を有する第１の基板と、
前記第１の基板上の一方の面に形成された光導波路と、
前記第１の基板と重なって配置された第２の基板と、
前記第１の基板および前記第２の基板を収容する筐体と、
データ信号により前記光導波路を伝搬する光を制御する第１の信号電極と、
前記第１の信号電極の一端であって前記一方の面の一辺の側に配置され前記データ信号を入力するデータ信号入力部と、
前記一辺と対向する辺の側において、前記第１の信号電極の他端と電気的に接続された一端を有する第２の信号電極と
前記第２の信号電極の他端に形成されバイアス信号を入力するバイアス信号入力部と、を有する光デバイスにおいて、
前記第２の基板における前記第１の基板側の面には、凹部が設けられ、
前記第２の信号電極は、前記凹部内に形成され、前記第１の基板の他方の面から空隙を介して離間し、
前記バイアス信号は前記データ信号とは逆の方向から前記第１の信号電極に入力され、
前記バイアス信号入力部は前記一方の面の一辺の側に形成され、
前記第２の基板は、前記第１の基板側の面と対向する面で前記筐体に支持されていることを特徴とする光デバイス。
【請求項４】
前記第２の基板は、前記第１の基板側の面において前記第２の信号電極を挟むように形成された一対の接地電極を有し、
前記一対の接地電極は、前記第２の信号電極とは平面視で異なる位置において前記第２の信号電極を挟むように設けられ、前記凹部の一部を成していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記第２の基板は、前記第１の基板側の面において前記第２の信号電極を挟むように形成された一対の接地電極を有し、
前記接地電極は、前記凹部内に形成され、前記他方の面から空隙を介して離間していることを特徴とする請求項４に記載の光デバイス。
【請求項６】
電気光学効果を有する第１の基板と、
前記第１の基板上の一方の面に形成された光導波路と、
前記第１の基板と重なって配置された第２の基板と、
前記第１の基板および前記第２の基板を収容する筐体と、
データ信号により前記光導波路を伝搬する光を制御する第１の信号電極と、
バイアス信号により前記光導波路を伝搬する光を制御する第２の信号電極と、
前記一方の面の一辺の側に配置され前記データ信号を入力するデータ信号入力部と、
前記一辺と対向する辺の側において一端が前記第２の信号電極の一端と電気的に接続され、前記バイアス信号を前記第１の基板の前記対向する辺の側から前記第２の信号電極に入力するための第３の信号電極と、
前記第３の信号電極の他端かつ前記第１の基板の一辺の側に配置され前記バイアス信号を入力するバイアス信号入力部と、
を備え、
前記第２の基板における前記第１の基板側の面には、凹部が設けられ、
前記第３の信号電極は、前記凹部内に形成され、前記第１の基板の他方の面から空隙を介して離間し、
前記第２の基板は、前記第１の基板側の面と対向する面で前記筐体に支持されていることを特徴とする光デバイス。
【請求項７】
前記第２の基板は、前記第１の基板側の面において前記第３の信号電極を挟むように形成された一対の接地電極を有し、
前記一対の接地電極は、前記第３の信号電極とは平面視で異なる位置において前記第３の信号電極を挟むように設けられ、前記凹部の一部を成している請求項６に記載の光デバイス。
【請求項８】
前記第２の基板は、前記第１の基板側の面において前記第３の信号電極を挟むように形成された一対の接地電極を有し、
前記接地電極は、前記凹部内に形成され、前記他方の面から空隙を介して離間していることを特徴とする請求項７に記載の光デバイス。
【請求項９】
前記接地電極は、前記他方の面と接し、かつ前記第１の信号電極から生じる電界の方向を前記第１の基板の結晶光学軸と同方向にあわせるように形成されたことを特徴とする請求項４，５，７，８のいずれか１項に記載の光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
光変調器等の光デバイスには、電気光学効果を有する素子基板を用いたものがある。電気光学効果を有する素子基板には、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬＮ：Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｎｉｏｂａｔｅ（ＬｉＮｂＯ３））等の電気光学結晶を用いたＬＮ基板がある。例えば、特許文献１に記載の光制御素子は、電気光学効果を有する基板と、基板に形成された光導波路と、光導波路を伝搬する光波を変調する信号電極を備える。
【０００３】
素子基板は、正しい動作を実現するために、特定の動作点となるバイアス電圧を有するバイアス信号が印加されるバイアス電極を備える。バイアス信号は、データ信号とは別個に筺体の外部からＬＮ基板に供給される。そのため、筺体の外部に配置されたピンと素子基板との間は、配線によって電気的に接続される。また、動作点を制御するために光デバイスは、出力光を検出するフォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）を備えることがある。ＰＤが検出したＰＤモニタ信号を取得するため、ＰＤは前述のピンとの間は、配線によって電気的に接続される。取り回しが長い場合、それらの配線が中継基板を経由して行われることがある。
【０００４】
昨今では、素子基板の集積化がなされることがある。集積化に伴いバイアス信号等の制御信号を供給するための配線や、ＰＤモニタ信号等の監視信号を出力するための配線の数が増加する。例えば、最近開発された変調フォーマットであるＤＰ−ＱＰＳＫ（Ｄｕａｌ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ、２重偏波四位相偏移変調）を実現するＤＰ−ＱＰＳＫ光変調器は、２つのＱＰＳＫ変調器のそれぞれから互いに偏光方向が直交する変調光を生成し、生成された変調光を合波した光を出力する。各ＱＰＳＫ変調器は、少なくとも３つのバイアス信号用の配線、２つのデータ信号配線、及び１つのＰＤモニタ信号配線を備える。このため、ＤＰ−ＱＰＳＫ光変調器全体では、各ＱＰＳＫ変調器が備える配線の２倍の配線を備える。これよりもさらに集積度が進むと、これらの配線がより増加することになる。
【０００５】
データ信号に限らず、バイアス信号、ＰＤモニタ信号にも高周波成分が含まれることがあるため、光デバイスとしての高周波特性の向上が求められる。バイアス信号は、直流バイアス信号に既知の周波数成分を有する制御信号（ディザ）を重畳して供給されることがあり、ディザ信号の振幅に応じて検出されるＰＤモニタ信号の振幅も変動する。
他方、光デバイスには、ＬＮ基板、中継基板、及び筺体のピンとの間では、ワイヤボンディング（ｗｉｒｅ  ｂｏｎｄｉｎｇ）により電気的に接続されるものが多い。ワイヤボンディングとは、直径１０ミクロンから３０ミクロン程度の金属（金、銅、アルミニウム、等）の導線を用いて電極間を電気的に接続する方法である。この方法自体は、コストが低くレイアウト上の自由度が高い接続方法であるが、細い導線を用いるためにインピーダンスが高くなりがちである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−７８４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の光デバイスにおいては、光デバイスをトランスポンダなどの装置に実装し接続する際、リードピンなどの位置が決まっているため、データ信号配線、バイアス信号配線の取り回しは制約を受けていた。前述のとおり、各基板間や、筐体とリードピンとの間は、ワイヤボンディングによる配線接続が行われるが、接続の信頼性を確保することや高周波特性の向上といった観点から、ワイヤボンディング配線は極力短くすること（短尺化）が望ましい。
また昨今の光デバイスにおいては、データ信号配線やバイアス信号配線の入出力を行うためのリードピンは、その後の電気配線接続の容易性から筐体の同じ面に配置されることがある。そのためリードピンから入力された電気信号を、ＬＮ基板をまたいで配線しようとするとワイヤボンディングが非常に長くなりワイヤボンディング接続の信頼性や十分な高周波特性を確保することが困難であった。
また、中継基板が実装される位置と、ＬＮ基板の構造による配線のレイアウトや、筐体外部から供給されるバイアス信号のピンの位置関係によって、線路長を十分に短くできないという課題があった。中継基板の数を増やすことで、ワイヤボンディングの線路長を短くすることも考えられるが、部品の点数が増えることによって経済的な実現が妨げられることがあった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、信頼性及び高周波特性が向上した光デバイスを経済的に提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は電気光学効果を有する第１の基板と、前記第１の基板上に形成された光導波路と、データ信号により前記光導波路を伝搬する光を制御する第１の信号電極と、前記第１の信号電極の一端であって前記第１の基板の光導波路が形成された面の一辺の側に配置される第１の信号電極端部と、前記第１の信号電極の他端と電気的に接続された一端を有する第２の信号電極と、前記第２の信号電極の他端に形成される第２の信号電極端部と、を有する光デバイスにおいて、前記第２の信号電極は前記第１の基板の信号電極が形成された面と異なる面、もしくは前記第１の基板とは異なる第２の基板に形成され、前記第２の信号電極端部は前記第１の信号電極端部が形成された前記面の一辺の側に形成されたことを特徴とする光デバイスである。
【００１０】
（２）本発明の他の態様は、上述の光デバイスにおいて、前記制御信号は、前記第１の信号電極端部から入力され前記第２の信号電極端部から出力される、もしくは前記制御信号は、前記第２の信号電極端部から入力され前記第１の信号電極端部から出力されることを特徴とする。
【００１１】
（３）本発明の他の態様は、電気光学効果を有する第１の基板と、前記第１の基板上に形成された光導波路と、データ信号により前記光導波路を伝搬する光を制御する第１の信号電極と、前記第１の信号電極の一端であって前記第１の基板の光導波路が形成された面の一辺の側に配置され前記データ信号を入力するデータ信号入力部と、前記第１の信号電極の他端と電気的に接続された一端を有する第２の信号電極と、前記第２の信号電極の他端に形成されバイアス信号を入力するバイアス信号入力部と、を有する光デバイスにおいて、前記第２の信号電極は前記第１の基板の信号電極が形成された面と異なる面、もしくは前記第１の基板とは異なる第２の基板に形成され、前記バイアス信号は前記データ信号とは逆の方向から前記第１の信号電極に入力され、前記バイアス信号入力部は前記データ信号入力部が形成された前記面の一辺の側に形成されたことを特徴とする光デバイスである。
【００１２】
（４）本発明の他の態様は、上述の光デバイスにおいて、前記第２の信号電極は、前記第２の基板に形成され、前記第１の基板の他方の面から離間して配置されている。
【００１３】
（５）本発明の他の態様は、電気光学効果を有する第１の基板と、前記第１の基板上に形成された光導波路と、データ信号により前記光導波路を伝搬する光を制御する第１の信号電極と、バイアス信号により前記光導波路を伝搬する光を制御する第２の信号電極と、前記第１の基板の光導波路が形成された面の一辺の側に配置され前記データ信号を入力するデータ信号入力部と、一端が前記第２の信号電極の一端と電気的に接続され前記バイアス信号を前記第１の基板の一辺とは異なる辺の側から前記第２の信号電極に入力するための第３の信号電極と、前記第３の信号電極の他端かつ前記第１の基板の一辺の側に配置され前記バイアス信号を入力するバイアス信号入力部と、を備え、前記第３の信号電極は前記第１の基板の光導波路が形成された面と異なる面、もしくは前記第１の基板とは異なる第２の基板に形成されたことを特徴とする光デバイスである。
【００１４】
（６）本発明の他の態様は、前記第３の信号電極は、前記第２の基板に形成され、前記第１の基板の他方の面から離間して配置されている。
【００１５】
（７）本発明の他の態様は、上述の光デバイスにおいて、前記第１の基板の一辺とは異なる辺は、前記一辺に対向する辺であることを特徴とする。
【００１６】
（８）本発明の他の態様は、電気光学効果を有する第１の基板と、前記第１の基板上に形成された光導波路と、前記光導波路を伝搬する光を受光し、受光した光の強度に応じたモニタ信号を出力する受光素子と、一端が前記受光素子に接続されるモニタ信号電極と、前記モニタ信号電極の他端であって前記第１の基板の光導波路が形成された面の一辺の側に配置され、前記モニタ信号を出力するモニタ信号出力部と、を備える光デバイスにおいて、前記モニタ信号電極の少なくとも一部は前記第１の基板の光導波路が形成された面と異なる面、もしくは前記第１の基板とは異なる第２の基板に形成されたことを特徴とする光デバイスである。
【００１７】
（９）本発明の他の態様は、上述の光デバイスにおいて、前記受光素子が前記第１の基板上に配置され、前記モニタ信号電極は、一端が前記受光素子に接続され、前記第１の基板の光導波路が形成された面に形成された第１のモニタ信号電極と、一端が前記第１のモニタ信号電極の他端と接続され、前記第１の基板の光導波路が形成された面とは異なる面、もしくは前記第１の基板とは異なる第２の基板に形成された第２のモニタ信号電極と、を備え、前記モニタ信号出力部は、前記モニタ信号電極の他端として、前記第２のモニタ信号電極の他端に配置されたことを特徴とする。
【００１８】
（１０）本発明の他の態様は、上述の光デバイスにおいて、前記第１の基板及び前記第２の基板とは異なる第３の基板を備え、前記第１の基板、前記第２の基板、前記第３の基板の順に配置されている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、信頼性及び高周波特性を経済的に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光デバイスの概略ブロック図である。
【図２】本実施形態に係る光デバイスの平面図である。
【図３】本実施形態に係る光デバイス１の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る光デバイスの平面図である。
【図５】本実施形態に係る光デバイスの断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る光デバイスの平面図である。
【図７】本実施形態に係る光デバイスの断面図（ＡＡ’断面図）である。
【図８】本実施形態に係る光デバイスの断面の一例を示す断面図（ＢＢ’断面図）である。
【図９】本実施形態に係る光デバイスの断面の他の例を示す断面図（ＢＢ’断面図）である。
【図１０】上記の実施形態の変形例１に係る光デバイスの概略図である。
【図１１】上記の実施形態の変形例２に係る光デバイスの概略図である。
【図１２】上記の実施形態の変形例３に係る光デバイスの概略図である。
【図１３】上記の実施形態の変形例４に係る光デバイスの概略図である。
【図１４】上記の実施形態の変形例５に係る光デバイスの概略図である。
【図１５】上記の実施形態の変形例６に係る光デバイスの概略図である。
【図１６】上記の実施形態の変形例７に係る光デバイスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る光デバイス１の概略図である。
光デバイス１は、筐体１１、中継基板１２、中継基板１３、ＬＮ基板１４、タップカプラ１４６、モニタＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ、フォトダイオード）１７、及び中継基板１８を含んで構成される。光デバイス１は、例えば、光源４１から入射された光の位相を変調させる光変調器である。
【００２２】
光デバイス１は、電気光学効果を有する第１の基板（例えば、ＬＮ基板１４）と、前記第１の基板上に形成された光導波路と、データ信号により前記光導波路を伝搬する光を制御する信号電極（例えば、変調電極１４４−１、１４４−２）と、前記第１の基板の光導波路が形成された面の一辺の側に配置され前記データ信号を入力するデータ信号入力部（例えば、パッド２５−１、２５−２）と、前記第１の基板の一辺とは異なる辺の側に配置され前記データ信号入力部から入力されたデータ信号を終端する終端部（例えば、２８−１、２８−２）と、前記第１の基板の一辺の側に配置されバイアス信号を入力するバイアス信号入力部（例えば、パッド２５−３、２５−４）と、前記バイアス信号を前記データ信号とは逆の方向から前記信号電極に入力するためのバイアス信号供給電極（例えば、基板内配線３１−３、３１−４）とを備え、前記バイアス信号供給電極は前記第１の基板の光導波路が形成された面と異なる面、もしくは前記第１の基板とは異なる第２の基板に形成されている。
一辺の側とは、その一辺からの距離が他の辺からの距離よりも短い位置、つまり他の辺よりもその一辺に近い位置にあることを意味する。
【００２３】
また、本実施形態に係る光デバイス１は、終端部は、第１の基板の一辺とは異なる辺として、その一辺に対向する辺の側に配置され、第１の基板の他方の面（例えば、裏面）の側に前記第１の基板とは異なる第２の基板（例えば、中継基板１３）を備える。
また、本実施形態に係る光デバイス１は、前記第１の基板の一方の面に前記１つの入力部が入力した電気信号を供給する電極を備え、バイアス信号供給電極は前記第１の基板の他方の面の側に形成されていることを特徴とする。
【００２４】
筐体１１は、中継基板１２、中継基板１３、ＬＮ基板１４、タップカプラ１４６、モニタＰＤ１７及び中継基板１８を収容する。
筐体１１の側面には、入射端１９−１、出力端１９−２、複数の入力ピン２１−１〜２１−５、及び出力ピン２２が設置されている。入射端１９−１は、光源４１の出力端に接続され、光源４１から入力された光波をＬＮ基板１４の入力導波路１４１に入射する。出力端１９−２は、タップカプラ１４６の出力端に接続され、タップカプラ１４６から入力された光波を光デバイス１の外部に出力する。入力ピン２１−１、２１−２には、データ信号入力部４３から各チャネルのデータ信号が入力され、入力されたデータ信号を中継基板１２に出力する。入力ピン２１−３、２１−４、２１−５は、バイアス信号制御部４２から入力されたバイアス信号を中継基板１２に出力する。
【００２５】
なお、以下の説明では、データ信号、バイアス信号、及びディザ信号を制御信号と総称することがある。
データ信号は、例えば、無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号である。バイアス信号は、例えば、直流成分（ＤＣ）と既知の周波数成分を有する制御用電気信号（ディザー）とを合成したバイアス信号である。
出力ピン２２は、中継基板１８を介して入力されたＰＤモニタ信号（以下、モニタ信号と呼ぶ）をバイアス信号制御部４２に出力する。
【００２６】
筐体１１の材料は、外部からの衝撃や振動への耐性が高い金属材料、例えば、ＳＵＳ（Ｓｔｅｉｎｌｅｓｓ  Ｕｓｅ  Ｓｔｅｅｌ）材である。また、筐体１１の材質は、金属材料の中でも線膨張係数が低い材料、例えば、コバールであってもよい。コバールの線膨張係数は、他の金属材料、例えば、ＳＵＳ材よりもセラミックの線膨張係数に近い。
【００２７】
中継基板１２は、入力ピン２１−１〜２１−５と、中継基板１３の厚み方向の一方の主面（表面）に配置されたパッド２５−１〜２５−５のそれぞれとの間の配線を中継する。中継基板１２の厚み方向の他方の主面（裏面）は、筐体１１に支持されている。中継基板１２は、低誘電率の絶縁体材料、例えば、セラミック、ガラス、樹脂、等で形成された配線基板である。そのため、信号損失が少なくなるといった良好な高周波特性が得られる。
【００２８】
中継基板１３は、後述するように低誘電率の絶縁体材料で形成された配線基板である。中継基板１３の厚み方向の一方の主面（表面）の一部は、ＬＮ基板１４の厚み方向の他方の主面（裏面）に相対するように配置される。中継基板１３の表面のうち、ＬＮ基板１４で覆われていない部分には、複数のパッド２５−１〜２５−５、２９−３〜２９−５が配置される。パッド２５−１〜２５−５、２９−３、２９−４、２９−５は、それぞれ導体の層（例えば、銅、金等の金属からなる金属箔）で形成される電極である。
【００２９】
パッド２５−１〜２５−５は、ＬＮ基板１４の一辺の側に配置される。
パッド２５−１、２５−２は、ＬＮ基板１４の厚み方向の一方の主面（表面）に配置された一部のパッド２６−１、２６−２に電気的に接続される。
パッド２５−３、２５−４、２５−５は、中継基板１３の内部に形成された基板内配線３１−３、３１−４、３１−５を介して、それぞれパッド２９−３、２９−４、２９−５に電気的に接続されている。基板内配線３１−３、３１−４には、それぞれバイアス信号制御部４２から供給されたバイアス信号が供給される。
【００３０】
パッド２９−３、２９−４、２９−５は、ＬＮ基板１４の一辺とは異なる辺の側、つまり、パッド２５−１〜２５−５からＬＮ基板１４を挟んで対向する側に配置される。パッド２９−３、２９−４は、ＬＮ基板１４の表面に配置された終端部２８−１、２８−２とそれぞれ電気的に接続される。
パッド２９−３、２９−４は、それぞれ終端部２８−１、２８−２に接続されている。終端部２８−１、２８−２は、それぞれ抵抗素子を含んで構成され、入力された信号の反射を防止する。終端部２８−１、２８−２は、さらにコンデンサを含んで構成されていてもよい。
【００３１】
ＬＮ基板１４は、ＬＮからなる素子基板である。ＬＮ基板１４は、例えば、ＬＮの結晶光学軸のＸ方向に電界を印加するＸカットＬＮ基板である。ＸカットＬＮ基板は、結晶光学軸のＸ方向に電界が印加されることにより最も効果的に入射光の位相が変調される。
ＬＮ基板１４は、マッハツェンダー（ＭＺ）型干渉計が入れ子状に分岐した（ネスト型）光導波路を有する。
【００３２】
ＬＮ基板１４には、入力導波路１４１、光導波路１４２Ａ、１４２Ａ−１、１４２Ａ−２、１４２Ｂ、１４２Ｂ−１、１４２Ｂ−２、出力導波路１４３、変調電極（ホット電極ともいう）１４４−１、１４４−２及びバイアス電極１４４−５が形成されている。そのうち、入力導波路１４１、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂ、及び出力導波路１４３は、第１階層のＭＺ型干渉計を形成している。光導波路１４２Ａ、１４２Ａ−１、１４２Ａ−２からなる組と、光導波路１４２Ｂ、１４２Ｂ−１、１４２Ｂ−２からなる組は、それぞれ第２階層のＭＺ型干渉計を形成している。
以下の説明では変調電極１４４−１、１４４−２及びバイアス電極１４４−５を信号電極と総称することがある。
【００３３】
変調電極１４４−１、１４４−２は、それぞれ直角に折れ曲がった折曲部を２個有し、鉤型の形状を有する信号電極である。２つの折曲部で挟まれる部分を中間部と呼ぶ。
変調電極１４４−１の中間部は、光導波路１４２Ａ−１、１４２Ａ−２の間に配置され、これらと同じ向きに向けられている。変調電極１４４−２の中間部は、光導波路１４２Ｂ−１、１４２Ｂ−２の間に配置され、これらと同じ向きに向けられている。
これに対し、バイアス電極１４４−５は、直角に折れ曲がった折曲部を１個有する信号電極である。折曲部で区分される一方を一端部、他方を他端部と呼ぶ。
バイアス電極１４４−５の一端部は、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂの間に配置され、これらと同じ向きに向けられている。
【００３４】
ＬＮ基板１４の厚み方向の一方の主面（表面）には、複数のパッド２６−１、２６−２、２７−１、２７−２、２７−５が配置される。パッド２６−１は、パッド２５−１と変調電極１４４−１に電気的に接続される。パッド２６−２は、パッド２５−２と変調電極１４４−２に電気的に接続される。パッド２７−１は、終端部２８−１と変調電極１４４−１に電気的に接続される。パッド２７−２は、終端部２８−２と変調電極１４４−２に電気的に接続される。パッド２７−５は、パッド２９−５に電気的に接続される。
【００３５】
そこで、パッド２５−１、２５−２にそれぞれ入力されたデータ信号は、パッド２６−１、２６−２を介してそれぞれ変調電極１４４−１、１４４−２に供給される。パッド２５−３、２５−４にそれぞれ入力されたバイアス信号は、基板内配線３１−３、３１−４、パッド２９−３、２９−４を介して、終端部２８−１、２８−２にそれぞれ供給される。そして、終端部２８−１、２８−２にそれぞれ供給されたバイアス信号は、パッド２７−１、２７−２を介して、それぞれ変調電極１４４−１、１４４−２に供給される。
従って、変調電極１４４−１、１４４−２には、バイアス信号とデータ信号とが互いに逆方向に入力される。つまり、変調電極１４４−１、１４４−２のそれぞれの一端であるパッド２６−１、２６−２からデータ信号が入力され、変調電極１４４−１、１４４−２のそれぞれの他端であるパッド２７−１、２７−２からバイアス信号が入力される。
【００３６】
よって、変調電極１４４−１に供給されたデータ信号とバイアス信号が生じる電界によって光導波路１４２Ａ−１、１４２Ａ−２を伝搬する光の位相が変調する。変調電極１４４−２に供給されたデータ信号とバイアス信号が生じる電界によって光導波路１４２Ｂ−１、１４２Ｂ−２を伝搬する光の位相が変調する。バイアス電極１４４−５に供給されたバイアス信号が生じる電界によって光導波路１４２Ａ、１４２Ｂを伝搬する光の位相が変調する。
これにより、入力導波路１４１から入射された光波が変調され、変調された光波は出力導波路１４３に出力される。
【００３７】
ここで、パッド２５−１〜２５−５は、ＬＮ基板１４の辺のうち光導波路１４２Ａ、１４２Ｂに平行な一辺の側に、その辺の向きに配置される。図１に示す例では、パッド２９−３、２９−４、２９−５は、ＬＮ基板１４の辺のうちパッド２５−１〜２５−５が配置されている側の辺と光導波路１４２Ａ、１４２Ｂを挟んで対向する辺の側に配置される。
【００３８】
また、図１に示す例では、パッド２６−１、２６−２は、パッド２５−１、２５−２にそれぞれ対向する位置に配置され、終端部２８−１、２８−２は、パッド２７−１、２７−２にそれぞれ対向する位置に配置される。そのため、パッド２５−１、２６−１間、パッド２５−２、２６−２間、パッド２７−１と終端部２８−１との間、パッド２７−２と終端部２８−２との間でそれぞれなされるワイヤボンディングによる配線（ワイヤボンディング配線）を短尺化することができる。
なお、図１に示す例では、パッド２５−１〜２５−５、パッド２６−１、２６−２、パッド２７−１、２７−２、終端部２８−１、２８−２、及びパッド２９−３、２９−４、２９−５は互いに光導波路１４２Ａ、１４２Ｂに対して平行に配置されているが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、パッド２５−１〜２５−５、パッド２６−１、２６−２、パッド２７−１、２７−２、及びパッド２９−３、２９−４、２９−５は、互いに平行に配置されていなくてもよい。
【００３９】
また、中継基板１３は、ＬＮ基板１４の厚み方向の他方の主面（裏面）の側に配置され、ＬＮ基板１４を支持する。つまり、基板内配線３１−３、３１−４、３１−５は、ＬＮ基板１４の裏面の側に配置された中継基板１３の内部に埋め込まれる。そのため、基板内配線３１−３、３１−４、３１−５で伝搬する信号によって生じうる電磁波が中継基板１３やＬＮ基板１４の表面に漏洩せず、中継基板１３やＬＮ基板１４の表面における配線で伝搬する信号との干渉を回避することができる。
【００４０】
中継基板１２、中継基板１３、ＬＮ基板１４は、それぞれ平板状の形状を有する。中継基板１２の寸法は、例えば、縦５〜２０ｍｍ、横５〜２０ｍｍ、厚さ０．１〜０．５ｍｍ程度である。中継基板１３の寸法は、例えば、縦１．５〜３ｍｍ、横４０〜８０ｍｍ、厚さ０．３〜０．７ｍｍ程度である。ＬＮ基板１４の寸法は、例えば、縦１．５〜３ｍｍ、横４０〜８０ｍｍ、厚さ３μｍ〜１ｍｍ程度である。ＬＮ基板１４が薄い場合には、補強基板を組み合わせて使用することもある。裏面に中継基板１３を配置することで、機械的な振動や衝撃に対する耐性が補強される。
【００４１】
データ信号やバイアス信号には高周波成分が含まれることがある。データ信号、バイアス信号の周波数は、例えば、２５ＧＨｚ、１ＧＨｚであり、それぞれ対応する波長は３ｃｍ、１．２ｍｍである。上述した寸法ではワイヤボンディング配線を伝搬する信号同士の干渉や損失などの特性の劣化が生じうる。しかし、本実施形態ではワイヤボンディング配線を短尺化することにより高周波特性を向上することができる。また、配線長が長くなることによる振動や衝撃に対する耐性の低下を避けることができるので、光デバイスとしての信頼性を向上することができる。
【００４２】
タップカプラ１４６は、出力導波路１４３から入力された光波の一部（例えば、５％）を分岐してモニタＰＤ１７に出力し、入力された光波の残りの大部分（例えば、９５％）を通過させて出力端１９−２に出力する。分岐される光波のパワーを、通過される光波のパワーよりも小さくすることによって、分岐されることによるパワーの損失を低減する。
【００４３】
モニタＰＤ１７の入力端は、タップカプラ１４６の出力端に接続され、タップカプラ１４６から光波が入力される。モニタＰＤ１７は、入力された光波のパワーをモニタし、このパワーに比例する電流値を有するモニタ信号を生成する受光素子である。モニタＰＤ１７は、例えば、ゲルマニウム、ガリウム等の半導体からなるダイオードである。モニタＰＤ１７は、中継基板１８を介して生成したモニタ信号を出力ピン２２に出力する。
中継基板１８は、モニタＰＤ１７と出力ピン２２との間の配線を中継する。中継基板１８の厚み方向の他方の主面（裏面）は、筐体１１に支持されている。中継基板１８は、低誘電率の絶縁体材料、例えば、セラミック、ガラス、樹脂、等で形成された配線基板である。
【００４４】
バイアス信号制御部４２は、出力ピン２２から入力されたモニタ信号に基づいて、予め定めた基準電圧との誤差が低減されるようにバイアス信号の電圧値を制御する。バイアス信号制御部４２は、バイアス信号の電圧値を制御する際、例えば、基準電圧、モニタ信号の短時間平均電圧値を、それぞれ目標値、観測値としてＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御を実行してもよい。バイアス信号制御部４２は、制御した電圧値を有するバイアス信号を入力ピン２１−３、２１−４、２１−５に出力する。ここで、バイアス信号制御部４２は、予め定めたバイアス電圧を有する直流信号と高周波成分を有するディザ信号を重畳してバイアス信号を生成する。
データ信号入力部４３は、伝送対象となる情報を示すデータ信号を取得する。データ信号入力部４３は、取得したデータ信号を入力ピン２１−１、２１−２に供給する。
【００４５】
次に、中継基板１２、１３及びＬＮ基板１４の相互間でなされる配線、具体的には図１のＣ領域について説明する。
図２は、本実施形態に係る光デバイス１の平面図である。
図２では、ＬＮ基板１４の内部構成、タップカプラ１４６、モニタＰＤ１７、中継基板１８、入射端１９−１、出力端１９−２、及び出力ピン２２の図示が省略されている。
【００４６】
図２において、Ｘ方向、Ｙ方向は、それぞれＬＮ基板１４の厚み方向（Ｚ方向）に直交する方向である。Ｙ方向は、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂの長手方向、つまり、入力導波路１４１から出力導波路１４３の方向である。Ｘ方向は、Ｙ方向及びＺ方向に直交する方向である。図２に示す例では、Ｘ方向は、入力ピン２１−１〜２１−５のセットから、中継基板１２、中継基板１３もしくはＬＮ基板１４への方向である。中継基板１２、１３の厚み方向もＺ方向に向けられている。
【００４７】
筐体１１の側面、即ちＸ方向の主面のうち光デバイス１の外部に向いている面には、入力ピン２１−１〜２１−５の一端が、一定間隔でＹ方向にそれぞれ配置されている。入力ピン２１−１〜２１−５は、それぞれ銅、アルミニウム等の金属からなり、筐体１１を貫通している電極である。入力ピン２１−１〜２１−５の他端は、筐体１１の側面の裏側に突出している。
【００４８】
中継基板１２の表面には、５個のパッド２３−１〜２３−５と、５個のパッド２４−１〜２４−５が、それぞれＹ方向に沿って入力ピン２１−１〜２１−５とほぼ等間隔で配置されている。パッド２３−１〜２３〜５は、入力ピン２１−１〜２１−５の他端のそれぞれとワイヤボンディングで配線されている。パッド２３−１〜２３−５は、それぞれパッド２４−１〜２４−５とＸ方向にほぼ等しい距離で離間している。パッド２３−１〜２３−５は、それぞれパッド２４−１〜２４−５と中継基板１２の表面に沿ってパターニングによって配線されている。パターニングとは、銅、金、等の金属箔で所定の形状を有する領域を形成することをいう。
【００４９】
中継基板１３の表面は、その一部がＬＮ基板１４の裏面と対向して覆われている。中継基板１３の表面のうち、ＬＮ基板１４で覆われる部分には、凹部１６が形成されている。つまり、凹部１６の表面にＬＮ基板１４が嵌めこまれる。上述したように、ＬＮ基板１４は薄いが、凹部１６に嵌めこまれることにより機械的な衝撃や外力による耐性が補強される。
図２に示す例では、中継基板１３のＸ方向の長さ（幅）は、ＬＮ基板１４のＸ方向の長さよりも長いので、中継基板１３の表面のうち、ＬＮ基板１４のＹ方向を向く２つの辺のそれぞれからＸ方向の両端にかけての部分には、ＬＮ基板１４に覆われていない部分がある。その覆われていない部分を両側表面と呼ぶ。両側表面の高さは、ＬＮ基板１４の表面の高さと等しい。両側表面のうち中継基板１２が配置されている側には、５個のパッド２５−１〜２５−５が、Ｙ方向に沿ってパッド２４−１〜２４−５とほぼ等間隔で配置されている。両側表面のうち中継基板１２の側からＬＮ基板１４を挟んで対向する側には、２個のパッド２９−３、２９−４がＹ方向に沿ってパッド２７−１、２７−２と等間隔で配置されている。
【００５０】
パッド２５−１〜２５−５は、それぞれ終端部３０−１〜３０−５を介して、パッド２４−１〜２４−５とワイヤボンディングで配線されている。パッド２５−３とパッド２９−３との間、パッド２５−４とパッド２９−４との間、パッド２５−５とパッド２９−５との間は、それぞれ基板内配線３１−３、３１−４、３１−５により電気的に接続される。パッド２５−１〜２５−５は、上述した入力部に相当する。基板内配線３１−３、３１−４、３１−５は、それぞれバイアス信号供給電極に相当する。基板内配線３１−３、３１−４、３１−５は、平面視で互いに離れた位置に配置され、かつ筐体１１に直に接触しないため、筐体１１と基板内配線３１−３、３１−４、３１−５の相互間でのショートが防止される。
【００５１】
終端部２８−１は、パッド２９−３、２７−１とそれぞれワイヤボンディングで配線されている。また、終端部２８−２は、パッド２９−４、２７−２とそれぞれワイヤボンディングで配線されている。
従って、高周波特性への影響は、主に終端部で終端されている区間の配線に依存する。その影響は、例えば、入力ピン２１−２への入力信号に対しては、パッド２５−２からパッド２６−２、変調電極１４４−２、パッド２７−２を経て終端部２８−２までの区間の配線に主に依存する。また、その影響は、入力ピン２１−４への入力信号に対しては、パッド２５−４から基板内配線３１−４、パッド２９−４を経て終端部２８−２までの区間の配線に主に依存する。
【００５２】
中継基板１３の材料は、低誘電率の誘電体であって、線膨張係数がＬＮ基板１４と筐体１１の主材料（例えば、ＳＵＳ材）の間である材料、例えば、ガラスエポキシである。低誘電率の材料を用いることで、高周波信号に対するインピーダンスの低下を防止できるので、高周波特性を改善することができる。線膨張係数が、ＬＮ基板１４と筐体１１の主材料の間である材料を用いることで、熱膨張によって異なる材料が接合された各接合面で生じる応力を緩和することができる。そのため、熱膨張と冷却による収縮が繰り返されても中継基板１３及びＬＮ基板１４は、筐体１１内で安定して支持される。ひいては、脱落や破損が生じるリスクを低減することができる。
【００５３】
ＬＮ基板１４は、その裏面の全体が中継基板１３の凹部１６の表面に対向するように嵌めこまれている。ＬＮ基板１４の表面のうち、中継基板１２に近接する側に２個のパッド２６−１、２６−２がパッド２５−１、２５−２と等間隔でＹ方向に配置されている。パッド２６−１、２６−２は、それぞれパッド２５−１、２５−２とワイヤボンディングで配線されている。ＬＮ基板１４の表面のうち、中継基板１２から離れた側に３個のパッド２７−１、２７−２、２７−５が、それぞれ終端部２８−１、２８−２、パッド２９−５と等間隔でＹ方向に配置されている。パッド２７−１、２７−４、２７−５は、それぞれ終端部２８−１、２８−２、パッド２９−５とワイヤボンディングで配線されている。
【００５４】
パッド２６−１、２７−１、終端部２８−１、パッド２９−３及び基板内配線３１−３は、ＬＮ基板１４に形成された変調電極１４４−１に、それぞれ電気的に接続されている。これにより、入力ピン２１−１から入力されたデータ信号がパッド２６−１から、入力ピン２１−３から入力されたデータ信号がパッド２６−１から、変調電極１４４−１に供給され、変調電極１４４−１と接地電極の間で電界が生じる。この電界によって光導波路１４２Ａ−１、１４２Ａ−２で伝搬する光波の位相が変調する。
【００５５】
パッド２６−２、２７−２、終端部２８−２、パッド２９−４及び基板内配線３１−４は、ＬＮ基板１４に形成された変調電極１４４−２に、それぞれ電気的に接続されている。これにより、入力ピン２１−２から入力されたデータ信号がパッド２６−２から、入力ピン２１−４から入力されたデータ信号がパッド２６−２から、変調電極１４４−２に供給され、変調電極１４４−２と接地電極の間で電界が生じる。この電界によって光導波路１４２Ｂ―１、１４２Ｂ−２で伝搬する光波の位相が変調する。
【００５６】
パッド２７−５、２９−５、基板内配線３１−５は、ＬＮ基板１４に形成されたバイアス電極１４４−５に、それぞれ電気的に接続されている。これにより、入力ピン２１−５から入力されたバイアス信号が、パッド２７−５からバイアス電極１４４−５に供給される。変調電極１４４−１、１４４−２、バイアス電極１４４−５には、バイアス信号が供給されることにより所定のバイアス電圧が動作点として印加される。
【００５７】
図３は、本実施形態に係る光デバイス１の断面図である。
この断面図は、図２のＡＡ’線を通り、Ｚ方向に平行な断面を示す。但し、図３では、パッド２６−２、２７−１が破線で表示されている。
入力ピン２１−３、パッド２３−３、２４−３、２５−３、２６−２、２７−１、２９−３及び終端部２８−１の高さは、互いに等しい。従って、入力ピン２１−１〜２１−５、パッド２３−１〜２３−５、２４−１〜２４−５、２５−１〜２５−５、２６−１、２６−２、２７−１、２７−２、２７−５、２９−３〜２９−５及び終端部２８−１、２８−２の高さは互いに等しい。
【００５８】
基板内配線３１−３は、ＬＮ基板１４の裏面側に配置され、中継基板１３の内部を通るバイアス信号供給電極を形成している。中継基板１３は、例えば、同一の材料からなる複数の階層の薄板からなる基板であり、その中間層に配置された薄板の一部に導体箔を充填してバイアス信号供給電極が形成されてもよい。その場合、パッド２５−３、２９−３は、それぞれ形成したバイアス信号供給電極の一端と他端の間を、ビアを用いて電気的に接続される。ビアは、基板の厚み方向に穿った穴の内側にめっきによって形成した導体の層である。同様に、基板内配線３１−４は、パッド２５−４、２９−４との間を、基板内配線３１−５は、パッド２５−５、２９−５との間を電気的に接続する。
【００５９】
ここで、入力ピン２１−１に入力されたデータ信号は、入力ピン２１−１の他端とパッド２３−１との間、パッド２４−１、２５−１間ならびにパッド２５−１、２６−１間のワイヤボンディング配線を介して、パッド２６−１に接続された変調電極１４４−１に印加される。変調電極１４４−１からの出力信号は、パッド２７−１と終端部２８−１との間のワイヤボンディング配線を介して終端部２８−１で終端される。
【００６０】
他方、入力ピン２１−３に入力されたバイアス信号は、入力ピン２１−３の他端とパッド２３−３との間、パッド２４−３、２５−３間のワイヤボンディング配線、基板内配線３１−３、パッド２９−３と終端部２８−１との間、終端部２８−１とパッド２７−１との間のワイヤボンディング配線を介して変調電極１４４−１に供給される。
そのため、これらのワイヤボンディング配線において、データ信号の反射を防止することができ、変調電極１４４−２には、データ信号とバイアス信号が互いに逆方向に有効に供給される。データ信号とバイアス信号とが供給される信号電極を別個に設けずに済むため、信号電極によって占有される空間を節約でき、機器の小型化に好都合である。
【００６１】
光デバイスでは、実用性を確保するために入力ピン２１−１〜２１−５、出力ピン２２のようなデータ信号、バイアス信号等の入出力に用いられる端子は、筐体１１の特定の部位に集中して配置されることが多い。複数系統の配線を等尺化する要請を満たすために、入力された複数系統の信号がＬＮ基板１４の一つの辺の側からＬＮ基板１４に供給され、ＬＮ基板１４から出力される信号がその辺とは対向する辺の側から出力されるように配線される。従来、中継基板１３は、中継基板１２からＬＮ基板１４を挟んで対向する側に設置されていたため、特にパッド２５−３、２４−３間、パッド２５−４、２４−４との間、パッド２５−５、２４−５との間でのワイヤボンディング配線の線路長が長くなり、高周波特性が劣化していた。また、この線路長の長いワイヤボンディング配線は、機械的な振動や衝撃への耐性が低かった。このワイヤボンディング配線は、中継基板１２、１３間でＬＮ基板１４上の空間を跨ぐため、この配線で生じる交流の電磁波が他の配線、特にワイヤボンディング配線で伝送される信号に干渉するおそれがある。
【００６２】
これに対して、本実施形態によれば、別個の基板を追加しなくても主に基板間でなされるワイヤボンディング配線の線路長を等尺化の要請を満たし、短尺化することができる。そのため、信頼性及び高周波特性を経済的に向上することができる。また、本実施形態では、中継基板１３に基板内配線３１−３、３１−４、３１−５が設けられているため、基板内配線３１−３、３１−４、３１−５が生じる電磁波による他の配線で伝送される信号への干渉を解消することができる。
【００６３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上述した実施形態と同一の構成については、同一の番号を付して説明を援用する。
図４は、本実施形態に係る光デバイス１０１の平面図である。
本実施形態に係る光デバイス１０１は、光デバイス１において筐体１１（図２）に代えて筐体１１１を備える。また、光デバイス１０１は、第１の基板（例えば、ＬＮ基板１４）及び第２の基板（例えば、中継基板１３）とは異なる第３の基板（例えば、中継基板１５）をさらに備え、第３の基板は、第１の基板、第２の基板、第３の基板の順に配置されている。図４に示される領域は、図１のＣ領域に相当する領域である。
【００６４】
筐体１１１の内部底面、即ち厚み方向（Ｚ方向）の主面のうち中継基板１３及びＬＮ基板１４が収容されている側を向いている面には、凹部１１６が形成されている。凹部１１６の表面には、中継基板１２、１３とは別個の中継基板１５が嵌めこまれる。中継基板１５が嵌めこまれた状態では、筐体１１１の内部表面のうち凹部１１６が形成されていない部分の高さと、中継基板１５の厚み方向の主面の一方の面（表面）の高さは、ほぼ等しい。  
凹部１１６に嵌めこまれる中継基板１５のＸ方向の長さ（幅）は、ＬＮ基板１４の幅よりも長い。中継基板１５の幅は、例えば、図２に示す中継基板１３の幅と同一であってもよい。但し、本実施形態では、中継基板１３の幅は、ＬＮ基板１４の幅と同一であり、中継基板１３の表面のほぼ全体が、ＬＮ基板１４の裏面に対向するように覆われているため、図４には、中継基板１３が表れていない。中継基板１３には、パッドが配置されていないが、中継基板１３はＬＮ基板１４への機械的な衝撃や外力による耐性を補強する補強材として作用する。
【００６５】
中継基板１５の表面のうち、中継基板１３ならびにＬＮ基板１４のＹ方向を向く２つの辺のそれぞれからＸ方向の両端にかけての部分には、中継基板１３ならびにＬＮ基板１４に覆われていない部分（両側表面）がある。両側表面のうち中継基板１２が配置されている側には、パッド２５−１〜２５−５（図２）に代えてパッド１２５−１〜１２５−５が、Ｙ方向に沿ってパッド２４−１〜２４−５と等しい間隔で配置される。パッド１２５−１〜１２５−５は、それぞれ終端部３０−１〜３０−５を介して、パッド２４−１〜２４−５とワイヤボンディングで配線される。
【００６６】
両側表面のうち中継基板１２の側から中継基板１３ならびにＬＮ基板１４を挟んで対向する側には、パッド２９−３、２９−４、２９−５（図２）に代えてパッド１２９−３、１２９−４、１２９−５がＹ方向に沿ってパッド２７−１、２７−２、２７−５と等間隔で配置される。パッド１２９−３、１２９−４は、それぞれ終端部２８−１、２８−２とワイヤボンディングで配線されている。また、パッド１２９−３、１２９−４、１２９−５は、それぞれパッド１２５−３、１２５−４、１２５−５との間で中継基板１５の表面に沿ってパターニングによって配線される。パッド１２５−３、１２９−３間の配線、パッド１２５−４、１２９−４間の配線、パッド１２５−５、１２９−５間の配線を、それぞれパターニング配線１３１−３、１３１−４、１３１−５と呼ぶ。つまり、パターニング配線１３１−３、１３１−４、１３１−５は、中継基板１５の表面に沿ってバイアス信号供給電極を形成している。
【００６７】
中継基板１５の材料は、低誘電率の絶縁体であって、線膨張係数がＬＮよりも筐体１１１の主材料（例えば、ＳＵＳ材）に近い材料、例えば、アルミナである。低誘電率の材料を用いることで、高周波信号に対するインピーダンスが低くなる。そのため、信号損失が少なくなるので良好な高周波特性が得られる。
また、中継基板１５は線膨張係数が低いため、熱膨張と冷却による収縮が繰り返されても筐体１１１に安定して支持され、中継基板１３、ＬＮ基板１４ともに安定して支持される。また、中継基板１３の材料として、ＬＮ又は線膨張係数が筐体１１の主材料よりもＬＮに近い材料を用いることが許容されるため、その材料を選択するうえでの自由度が高くなる。
【００６８】
図５は、本実施形態に係る光デバイス１０１の断面図である。
この断面図は、図４のＡＡ’線を通り、Ｚ方向に平行な断面を示す。但し、図５では、パッド２６−２、２７−１が破線で表示されている。
中継基板１５の表面のうち、両側表面を除いた部分は、中継基板１３の裏面と対向するように覆われ、中継基板１３を支持している。但し、その両側表面を除く部分のうち、パターニング配線１３１−３で覆われた部分には凹部が形成され、パターニング配線１３１−３の表面の高さが、中継基板１３の裏面よりも低くなる。これにより、パターニング配線１３１−３の表面が中継基板１３の裏面に接触しないように離間される。パターニング配線１３１−４、１３１−５についても同様に、その表面の高さが中継基板の裏面よりも低い位置に形成されることによって、パターニング配線１３１−４、１３１−５の表面が中継基板１３の裏面に接触しないように離間される。よって、パターニング配線１３１−３、１３１−４、１３１−５と、中継基板１３ならびに筐体１１１とが接触することによるショートを防止することができる。
【００６９】
パッド１２５−１〜１２５−５は、中継基板１５の表面に配置されるため、これらの高さは、パッド２４−１〜２４〜５、２６−１、２６−２の高さよりもそれぞれ低くなる。そのため、パッド１２５−２とパッド２６−２の間のワイヤボンディング配線における線路長は、図２に示すパッド２５−２とパッド２６−２の間でのワイヤボンディング配線における線路長よりも長くなる。同様に、パッド１２５−１とパッド２６−１の間のワイヤボンディング配線における線路長は、パッド２５−１とパッド２６−１の間でのワイヤボンディング配線における線路長よりも長くなる。
同様に、パッド２７−１と終端部２８−１の間、パッド２７−２と終端部２８−２との間、パッド２７−５、１２９−５間、それぞれのワイヤボンディング配線における線路長は、図２に示すパッド２７−１と終端部２８−１の間、パッド２７−２と終端部２８−２との間、パッド２７−５、２９−５間、それぞれのワイヤボンディング配線における線路長よりも長くなる。
【００７０】
しかしながら、本実施形態では、パッド１２５−１〜１２５−４は、ＬＮ基板１４よりも中継基板１２の側に配置されるため、ＬＮ基板１４を跨いだワイヤボンディング配線が不要になるため、従来よりも線路長を短くすることができる。そのため、信頼性及び高周波特性を経済的に向上することができる。また、本実施形態では、上述した実施形態のようにビアを形成する必要がなく、ワイヤボンディングやパターニングといった表層のみの配線で足りるため、配線に係る工数、ひいては製造コストを低減することができる。
【００７１】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。上述した実施形態と同一の構成については、同一の番号を付して説明を援用する。
図６は、本実施形態に係る光デバイス２０１の平面図である。
本実施形態に係る光デバイス２０１は、光デバイス１において基板内配線３１−３、３１−４、３１−５（図２）に代えてパターニング配線２３１−３、２３１−４、２３１−５が形成されている。また、中継基板１３の厚み方向の一方の主面（表面）では、凹部１６が省略されている。
本実施形態に係る光デバイス２０１では、バイアス信号供給電極が、第２の基板（例えば、中継基板１３）に形成され、第１の基板（例えば、ＬＮ基板１４）の他方の面（例えば、裏面）から離間して配置されている。
図６に示される領域は、図１のＣ領域に相当する領域である。
【００７２】
パターニング配線２３１−３、２３１−４、２３１−５は、それぞれパッド２５−３、２９−３間、パッド２５−４、２９−４間、パッド２５−５、２９−５間を中継基板１３の表面に沿ってパターニングによって形成されたバイアス信号供給電極である。
但し、中継基板１３の表面のうち、パターニング配線２３１−３で覆われた部分には、周囲よりも凹んだ溝部２１３（図８、９参照）が形成され、パターニング配線２３１−３の表面の高さがＬＮ基板１４の裏面よりも低くなる。但し、溝部２１３の深さは、凹部１６よりも浅くてもよい。これにより、パターニング配線２３１−３の表面がＬＮ基板１４の裏面に接触しないように離間される。パターニング配線２３１−４、２３１−５についても、その表面の高さがＬＮ基板１４の裏面よりも低い位置に形成されることにより、ＬＮ基板１４の裏面に接触しないように離間される。また、パターニング配線２３１−３、２３１−４、２３１−５は、中継基板１３の表面に形成されるため、筐体１１１に接触することによるショートが防止される。このように、本実施形態でも、ワイヤボンディングやパターニングといった表層のみの配線で足りるため、配線に係る工数、ひいては製造コストを低減することができる。
【００７３】
図７は、本実施形態に係る光デバイス２０１の断面図（ＡＡ’断面図）である。
この断面図は、図６のＡＡ’線を通り、Ｚ方向に平行な断面を示す。但し、図７では、パッド２６−２、２７−１が破線で表示されている。
上述したように、中継基板１３の表面のうち、パターニング配線２３１−３が形成されている部分には、溝部２１３が形成される。また、ＬＮ基板１４の表面の高さは、中継基板１２の高さはほぼ等しい。そのため、パッド２５−３、２９−３の高さは、それぞれパッド２４−３、２６−２、２７−１よりもＬＮ基板１４の厚みと溝部２１３の深さとの合計に相当する分だけ低い。しかしながら、ＬＮ基板１４の厚みと溝部２１３の深さとの合計は、中継基板１３の厚みよりも少ない。
【００７４】
従って、パッド２５−１、２６−１の間でのワイヤボンディング配線における線路長は、図４に示すパッド１２５−１、２６−１間でのワイヤボンディング配線における線路長よりも短くなる。また、パッド２５−２、２６−２間でのワイヤボンディング配線における線路長は、図４に示すパッド１２５−２、２６−２間でのワイヤボンディング配線における線路長よりも短くなる。
同様に、パッド２７−１と終端部２８−１との間のワイヤボンディング配線における線路長は、図４に示すパッド２７−１と終端部２８−１との間でのワイヤボンディング配線における線路長よりも短くなる。パッド２７−２と終端部２８−２との間でのワイヤボンディング配線における線路長は、図４に示すパッド２７−２と終端部２８−２との間でのワイヤボンディング配線における線路長よりも短くなる。また、パッド２７−５、２９−５間でのワイヤボンディング配線における線路長は、図４に示すパッド２７−５、１２９−５の間でのワイヤボンディング配線における線路長よりも短くなる。
【００７５】
従って、本実施形態は、従来技術よりもワイヤボンディング配線における線路長を短くすることができるため、信頼性及び高周波特性を経済的に向上することができる。
なお、本実施形態では、中継基板１３の材料は、例えば、ＬＮである。そのため、熱膨張と冷却による収縮が繰り返されてもＬＮ基板１４は、同一の材料からなる中継基板１３に安定して支持される。
【００７６】
図８は、本実施形態に係る光デバイス２０１の断面の一例を示す断面図（ＢＢ’断面図）である。
この断面図は、図６のＢＢ’線を通り、Ｚ方向に平行な断面の一例を示す。
図８は、ＬＮ基板１４、中継基板１３、筐体１１がＺ方向に積層され、ＬＮ基板１４の裏面と中継基板１３の溝部２１３の表面が相対していることを示す。
【００７７】
ＬＮ基板１４の裏面と中継基板１３の溝部２１３との間には、接地電極２３２が挟まれている。ここで、接地電極２３２の表面とＬＮ基板１４の裏面の一部が互いに接触され、接地電極２３２の裏面と中継基板１３の溝部２１３のうちパターニング配線２３１−４を取り囲む周縁部とが互いに接触されている。接地電極２３２の面積を大きくとることができるので、ＬＮ基板１４に形成された信号電極（即ち、変調電極１４４−２）が生じる電界の方向をＺ方向に揃えることができる。このＺ方向を、ＬＮ基板１４を形成するＬＮの結晶光学軸の所定の方向（例えば、結晶光学軸のｚ方向）に合わせることで、ＬＮ基板１４に入射された光を有効に変調させることができる。また、接地電極２３２は、パターニング配線２３１−４とは平面視で異なる位置に重ならないように配置される。これにより、接地電極２３２とパターニング配線２３１−４とのショートが防止される。
【００７８】
図９は、本実施形態に係る光デバイス２０１の断面の他の例を示す断面図（ＢＢ’断面図）である。
この断面図は、図６のＢＢ’線を通り、Ｚ方向に平行な断面の他の例を示す。
図９に示す例でも、ＬＮ基板１４、中継基板１３、筐体１１がＺ方向に積層され、ＬＮ基板１４の厚み方向の他方の主面（裏面）と中継基板１３の表面が相対している。
中継基板１３の表面に設けられた溝部２１３の領域は、図８に例示したものよりも小さい。中継基板１３の表面の大部分はＬＮ基板１４の裏面に接触され、溝部２１３の表面はＬＮ基板１４の裏面から離間している。
【００７９】
溝部２１３の表面には、パターニング配線２３１−４と接地電極３３２が形成されている。パターニング配線２３１−４の表面と、接地電極３３２の表面は、いずれもＬＮ基板１４の裏面から離間している。接地電極３３２は、パターニング配線２３１−４とは平面視で異なる位置に配置されることにより、接地電極３３２とパターニング配線２３１−４とのショートが防止される。また、接地電極３３２の表面がＬＮ基板１４の裏面から離間されているため、ＬＮ基板１４において接地すべき部位を特定の部位に限定することができる。
【００８０】
（変形例１）
上述では光デバイス１、１０１、２０１は、タップカプラ１４６を備える場合を例にとったが、これには限られない。光デバイス１、１０１、２０１は、次に説明する変形例のように、タップカプラ１４６を省略して構成されてもよい。
次の説明では、上述した実施形態と同一の構成については、同一の番号を付して説明を援用する。
【００８１】
図１０は、本変形例に係る光デバイス１ａの概略図である。
光デバイス１ａは、光デバイス１（図１）において、タップカプラ１４６が省略され、ＬＮ基板１４上にモニタＰＤ１７が配置される。その他の点では、光デバイス１ａは、光デバイス１と同様な構成を備える。
ここで、モニタＰＤ１７の入力端は、出力導波路１４３に接続され、モニタＰＤ１７は、出力導波路１４３から入力された光波に基づいてモニタ信号を生成する。モニタＰＤ１７で生成されたモニタ信号は、ＬＮ基板上に設けられたパッド２６−６、中継基板上に設けられたパッド２５−６を介して出力ピン２２に出力される。
なお、光デバイス１ａでは、モニタＰＤ１７は、ＬＮ基板１４の端面に配置され、モニタＰＤの入力端に出力導波路１４３を伝搬する光波による放射光が入力されてもよい。
また、タップカプラ１４６の代わりに出力導波路１４３は、伝搬する光波の一部を取り出すことができる構造を有していてもよい。例えば、高屈折率膜などを介して、出力導波路１４３から光波が直接取り出されてもよいし、放射光が取り出すことができる構成を有していてもよい。
【００８２】
（変形例２）
上述では変調電極１４４−１、１４４−２のそれぞれの一端からデータ信号が入力され、かつ、それぞれの他端からバイアス信号が入力される場合（一体型）を例にとったが、これには限られない。光デバイス１、１０１、２０１には、次に説明する変形例のように、変調電極１４４−１等、バイアス電極１４４−３等に、各チャネルのデータ信号、バイアス信号がそれぞれ独立に入力されてもよい（分離型）。
次の説明では、上述した変形例及び実施形態と同一の構成については、同一の番号を付して説明を援用する。
【００８３】
図１１は、本変形例に係る光デバイス１ｂの概略図である。
光デバイス１ｂは、光デバイス１（図１）において、さらにパッド２７−３、２７−４、パッド２９−１、２９−２及びバイアス電極１４４−３、１４４−４を備える。
パッド２７−３、２７−４は、ＬＮ基板１４の表面に配置される。パッド２７−３、２７−４は、パッド２７−２、２７−５間を結ぶ線分上の、パッド２９−３、２９−４に対向する位置に配置される。パッド２７−３、２７−４は、それぞれパッド２９−３、２９−４とワイヤボンディング配線で電気的に接続され、バイアス電極１４４−３、１４４−４のそれぞれの一端に電気的に接続される。そのため、入力ピン２１−３から入力されたバイアス信号は、基板内配線３１−３、パッド２９−３を介して、バイアス電極１４４−３に入力される。入力ピン２１−４から入力されたバイアス信号は、基板内配線３１−４、パッド２９−４を介して、バイアス電極１４４−４に入力される。
【００８４】
パッド２９−１、２９−２は、中継基板１３の表面に配置される。パッド２９−１、２９−２は、パッド２９−３、２９−４間を結ぶ直線上の、パッド２７−１、２７−２に対向する位置に配置される。パッド２９−１、２９−２は、それぞれパッド２７−１、２７−２とワイヤボンディング配線で電気的に接続される。また、パッド２９−１、２９−２は、終端部２８−１、２８−２とワイヤボンディング配線で電気的に接続される。
パッド２９−３、２９−４は、それぞれ終端部２８−１、２８−２と絶縁されてもよいし、電気的に接続されてもよい。
【００８５】
バイアス電極１４４−３、１４４−４は、バイアス電極１４４−５と同様に、それぞれ直角に折れ曲がった折曲部を１個有する。
バイアス電極１４４−３の一端部は、光導波路１４２Ａ−１、１４２Ａ−２の間に配置され、これらと同じ向きに向けられている。バイアス電極１４４−４の一端部は、光導波路１４２Ｂ−１、１４２Ｂ−２の間に配置され、これらと同じ向きに向けられている。
これにより、バイアス電極１４４−３に供給されたバイアス信号が生じる電界によって光導波路１４２Ａ−１、１４２Ａ−２を伝搬する光の位相が変調する。バイアス電極１４４−４に供給されたバイアス信号が生じる電界によって光導波路１４２Ｂ−１、１４２Ｂ−２を伝搬する光の位相が変調する。
【００８６】
そこで、入力ピン２１−１から入力されたデータ信号は、変調電極１４４−１の一端であるパッド２６−１に入力され、他端であるパッド２７−１から出力され、出力されたデータ信号は、パッド２９−１を介して終端部２８−１で終端される。入力ピン２１−２から入力されたデータ信号は、変調電極１４４−２の一端であるパッド２６−２に入力され、他端であるパッド２７−２から出力され、出力されたデータ信号は、パッド２９−２を介して終端部２８−２で終端される。
【００８７】
そのため、バイアス信号に含まれるディザ信号の影響を受けずに、変調電極１４４−１に供給されたデータ信号に応じて、光導波路１４２Ａ−１、１４２Ａ−２に入射された光波を変調させることができる。同様に、バイアス信号に含まれるディザ信号の影響を受けずに、変調電極１４４−２に供給されたデータ信号に応じて、光導波路１４２Ｂ−１、１４２Ｂ−２に入射された光波を変調させることができる。
【００８８】
本変形例で施した変形は、光デバイス１０１（図４）についても同様に施すことができる。光デバイス１０１において、さらにパッド２７−３、２７−４、パッド１２９−１、１２９−２及びバイアス電極１４４−３、１４４−４を備える。
パッド１２９−１、１２９−２は、中継基板１５の表面に配置される。パッド１２９−１、１２９−２は、パッド１２９−３、１２９−４間を結ぶ直線上の、パッド２７−１、２７−２に対向する位置に配置される。パッド１２９−１、１２９−２は、それぞれパッド２７−１、２７−２とワイヤボンディング配線で電気的に接続される。また、パッド１２９−１、１２９−２は、終端部２８−１、２８−２とワイヤボンディング配線で電気的に接続される。
パッド１２９−３、１２９−４は、それぞれ終端部２８−１、２８−２と絶縁されてもよいし、電気的に接続されてもよい。
【００８９】
本変形例で施した変形は、光デバイス２０１（図６）についても同様に施すことができる。光デバイス２０１において、さらにパッド２７−３、２７−４、パッド２９−１、２９−２及びバイアス電極１４４−３、１４４−４を備えることで実現することができる。
【００９０】
（変形例３）
上述では、ＬＮ基板１４が、ＭＺ型干渉計が２階層の入れ子状に分岐した（ネスト型）光導波路を有する場合を例にとって説明したが、これには限られない。ＬＮ基板１４が有する、ＭＺ型干渉計の階層数は、２階層よりも多くてもよいし１階層であってもよい。ＬＮ基板１４は、少なくとも光導波路の分岐数と同じ数の信号電極を備えていればよい。  
光デバイス１、１０１、２０１は、次に説明する変形例のように、ＬＮ基板１４が１階層のＭＺ型干渉計を形成する光導波路を有してもよい。この変形例では、変調電極１４４−１の一端にデータ信号が入力され、他端にバイアス信号が入力される（一体型）。
次の説明では、上述した変形例及び実施形態と同一の構成については、同一の番号を付して説明を援用する。
【００９１】
図１２は、本変形例に係る光デバイス１ｃの概略図である。
光デバイス１ｃは、光デバイス１（図１）においてＬＮ基板１４に１階層のＭＺ型干渉計を有し、入力ピン２１−１、２１−３にそれぞれ１チャネルのデータ信号、バイアス信号が入力される構成である。ＬＮ基板１４には、入力導波路１４１、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂ、出力導波路１４３が形成され、光導波路１４２Ａ−１、１４２Ａ−２、１４２Ｂ−１、１４２Ｂ−２（図１）が省略されている。
光デバイス１ｃは、１個の変調電極１４４−１を備え、変調電極１４４−２、バイアス電極１４４−５（図２）が省略されている。
【００９２】
変調電極１４４−１には、その一端であるパッド２６−１からデータ信号が入力され、他端であるパッド２７−１からバイアス信号が入力される。
ここで、変調電極１４４−１の中間部は、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂの間に配置され、これらと同じ向きに向いている部分を有する。よって、変調電極１４４−１に供給されたデータ信号とバイアス信号が生じる電界によって光導波路１４２Ａ、１４２Ｂを伝搬する光の位相が変調する。
【００９３】
これに応じて、光デバイス１ｃでは、光デバイス１（図１）において、入力ピン２１−２、２１−４、２１−５、パッド２３−２、２３−４、２３−５、２４−２、２４−４、２４−５、２５−２、２５−４、２５−５、２６−２、２７−２、２７−５、２９−４、２９−５、終端部２８−２、基板内配線３１−４、３１−５が省略される。
【００９４】
本変形例で施した変形は、光デバイス１０１（図４）についても同様に施すことができる。その場合、パッド２５−２、２５−４、２９−４、２９−５、基板内配線３１−４、３１−５に代え、パッド１２５−２、１２５−４、１２９−４、１２９−５、パターニング配線１３１−４、１３１−５が省略される。
また、本変形例で施した変形は、光デバイス２０１（図６）についても同様に施すことができる。その場合、基板内配線３１−４、３１−５に代え、パターニング配線２３１−４、２３１−５が省略される。
また、本変形例でも、変形例１に示したようにタップカプラ１４６を省略した構成をとって実施することができる。
【００９５】
（変形例４）
次に説明する変形例は、ＬＮ基板が１階層のＭＺ型干渉計を形成する光導波路を有する場合であるが、変形例２に示したように変調電極１４４−１、バイアス電極１４４−５にデータ信号、バイアス信号がそれぞれ独立に入力される（分離型）。
次の説明では、上述した変形例及び実施形態と同一の構成については、同一の番号を付して説明を援用する。
【００９６】
図１３は、本変形例に係る光デバイス１ｄの概略図である。
光デバイス１ｄは、光デバイス１ｂ（図１１）においてＬＮ基板１４に１階層のＭＺ型干渉計を有し、入力ピン２１−１、２１−５にそれぞれ１チャネルのデータ信号、バイアス信号が入力される構成である。ＬＮ基板１４には、入力導波路１４１、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂ、出力導波路１４３が形成され、光導波路１４２Ａ−１、１４２Ａ−２、１４２Ｂ−１、１４２Ｂ−２（図１１）が省略されている。
光デバイス１ｄは、１個の変調電極１４４−１、１個のバイアス電極１４４−５を備え、変調電極１４４−２、バイアス電極１４４−３、１４４−４（図１１）が省略されている。
【００９７】
変調電極１４４−１には、その一端であるパッド２６−１からデータ信号が入力され、他端であるパッド２７−１は、パッド２９−１と電気的に接続される。パッド２９−１は、終端部２８−１に電気的に接続される。
変調電極１４４−１の中間部は、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂの間に配置され、これらと同じ向きに向けられている。よって、変調電極１４４−１に供給されたデータ信号とバイアス信号が生じる電界によって光導波路１４２Ａ、１４２Ｂを伝搬する光の位相が変調する。
【００９８】
図１３に示すバイアス電極１４４−５は、一端部の先端に垂直に交差している交差部を有する。交差部の中間に一端部の先端が交差している。
バイアス電極１４４−５には、その他端であるパッド２７−５からバイアス信号が入力され、パッド２７−５は、パッド２９−５と電気的に接続される。基板内配線３１−５の一端、他端には、それぞれパッド２５−５、２９−５が電気的に接続される。
バイアス電極１４４−５の一端部は、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂの間に配置され、これらと同じ向きに向けられている。バイアス電極１４４−５の交差部は、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂを横切る方向に向けられ、その交差部の両端は、それぞれ光導波路１４２Ａ、１４２Ｂに近接している。これにより、バイアス電極１４４−５に供給されたバイアス信号による電界が光導波路１４２Ａ、１４２Ｂに有効に与えることができる。よって、バイアス電極１４４−５に供給されたバイアス信号により、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂを伝搬する光の位相が有効に変調され、安定した動作点を与えるができる。
【００９９】
これに応じて、光デバイス１ｄでは、光デバイス１ｂ（図１１）において、入力ピン２１−２、２１−３、２１−４、パッド２３−２、２３−３、２３−４、２４−２、２４−３、２４−４、２５−２、２５−３、２５−４、２６−２、２７−２、２７−３、２７−４、２９−２、２９−３、２９−４、終端部２８−２、基板内配線３１−３、３１−４が省略される。
【０１００】
本変形例で施した変形は、上述した光デバイス１０１（図４）に基づく光デバイス１ｂの変形例についても同様に施すことができる。その場合、パッド２５−２、２５−３、２５−４、２９−２、２９−４、基板内配線３１−３、３１−４に代え、パッド１２５−２、１２５−３、１２５−４、１２９−３、１２９−４、１２９−５、パターニング配線１３１−３、１３１−４が省略される。
また、本変形例で施した変形は、上述した光デバイス２０１（図６）に基づく光デバイス１ｂの変形例についても同様に施すことができる。その場合、基板内配線３１−３、３１−４に代え、パターニング配線２３１−３、２３１−４が省略される。
【０１０１】
（変形例５）
上述では、出力導波路１４３からの光波からモニタＰＤ１７が生成したモニタ信号に基づいて生成されたバイアス信号を入力し、入力されたバイアス信号に基づいて光導波路を伝搬する光を制御する場合を例にとって説明したが、これには限られない。即ち、光デバイス１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１０１、２０１において、次に説明する変形例のように、タップカプラ１４６、モニタＰＤ１７、中継基板１８、出力ピン２２、及びバイアス信号制御部４２が省略されてもよい。次の説明では、上述した変形例及び実施形態と同一の構成については、同一の番号を付して説明を援用する。
【０１０２】
図１４は、本変形例に係る光デバイス１ｅの概略図である。
光デバイス１ｅは、光デバイス１ｃ（図１２）と同様にＬＮ基板１４に１階層のＭＺ型干渉計を有し、入力ピン２１−１に１チャネルのデータ信号が入力される構成である。ＬＮ基板１４には、入力導波路１４１、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂ、出力導波路１４３が形成されている。また、光デバイス１ｅが備える変調電極１４４−１には、パッド２５−１を介して、その一端であるパッド２６−１からデータ信号が入力され、他端であるパッド２７−１からパッド２９−３を介して基板内配線３１−３の一端に入力される。当該データ信号は、基板内配線３１−３の他端であるパッド２５−３を介して、入力ピン２１−３から出力される。よって、変調電極１４４−１に供給されたデータ信号が生じる電界によって光導波路１４２Ａ、１４２Ｂを伝搬する光の位相が変調する。従って、パッド２５−１は、当該データ信号を入力するデータ信号入力部として機能し、パッド２５−３は、当該データ信号を出力するデータ信号出力部として機能する。なお、入力ピン２１−３からデータ信号を入力し、入力ピン２１−１から当該データ信号を出力するようにすることで、パッド２５−３、２５−１が、それぞれ当該データ信号を入力するデータ信号入力部、当該データ信号を出力するデータ信号出力部として機能させてもよい。入力ピン２１−３は、他の機器、例えば、データ信号入力部４３の接地端子に接続されてもよい。
なお、上述した光デバイス１ｅは、入力ピン２１−１にデータ信号が入力される場合を例にしたが、バイアス信号等の制御信号が入力されてもよい。
【０１０３】
上述した変形例及び実施形態では、電気光学効果を有する素子基板がＬＮを主材料として形成されたＬＮ基板である場合を例にとって説明したが、これには限られない。素子基板は、その他の電気光学効果を有する物質を用いて形成された素子基板であってもよい。そのような物質は、例えば、タンタル酸リチウム（ＬＴ：Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｔａｎｔａｌａｔｅ、（ＬｉＴａＯ３））等の強誘電体結晶、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛（ＰＬＺＴ：Ｌｅａｄ  Ｌａｎｔｈａｎｕｍ  Ｚｉｒｃｏｎａｔｅ  Ｔｉｔａｎａｔｅ（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）等のセラミクス、シリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎ（Ｓｉ））半導体、等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、等である。
【０１０４】
上述した変形例及び実施形態では、主に光デバイス１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１０１、２０１が１個の素子基板（ＬＮ基板１４）を備えた光変調器である場合を例にとって説明したが、これには限られない。光デバイス１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１０１、２０１は、供給された制御信号に基づいて光の位相を変調させる機能を有するデバイスであれば、いかなるデバイス、例えば、光スイッチ、光パルス発生装置であってもよい。また、光デバイス１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１０１、２０１は、複数（例えば、４）個の素子基板を備えた光デバイスであってもよく、それぞれ独立に供給された制御信号に基づいて、それぞれの素子基板内を伝搬する光波の位相が変調されてもよい。
【０１０５】
上述した実施形態では、入力部（例えば、パッド２５−１〜２５−５）が素子基板（ＬＮ基板１４）の光導波路（光導波路１４２Ａ、１４２Ｂ）に平行な１辺の側に配置され、終端部（例えば、終端部２８−１、２８−２）がその１辺とは対向する辺の側に配置されている場合を例にとって説明したが、これには限られない。終端部は、その１辺とは隣接する辺の側、例えば、出力導波路１４３の出力端を有する辺の側に配置されてもよい。また、終端部が複数ある場合には、全ての終端部が同一の辺の側に配置されなくてもよく、一部の終端部は、その他の終端部とは異なる辺の側に配置されてもよい。
【０１０６】
上述した実施形態では、一部の入力部（例えば、パッド２５−１、２５−２、２５−３）について終端部（例えば、終端部２８−１、２８−２）とバイアス信号供給電極（例えば、基板内配線３１−３、３１−４、３１−５、パターニング配線１３１−３、１３１−４、１３１−５又はパターニング配線２３１−３、２３１−４、２３１−５）が備えられる場合を例にとって説明したが、これには限られない。一部の入力部のうちの少なくとも１つ（例えば、パッド２５−１）について、終端部（例えば、終端部２８−１）とバイアス信号供給電極（例えば、基板内配線３１−３、パターニング配線１３１−３又は２３１−３）が備えられていればよい。
また、信号電極（例えば、変調電極１４４−１）の両端がそれぞれ、その他の入力部（例えば、パッド２５−１）とこれに対応する他の１つの入力部（例えば、パッド２５−３）に電気的に接続されていれば、その他の入力部に対応する終端部（例えば、終端部２８−２）とバイアス信号供給電極（例えば、基板内配線３１−４、パターニング配線１３１−４又は２３１−４）は省略されてもよい。
【０１０７】
上述した実施形態では、出力部と終端部との間を接続するバイアス信号供給電極（例えば、基板内配線３１−３〜３１−５、パターニング配線１３１−３〜１３１−５、２３１−３〜２３１−５）が、いずれも素子基板（例えば、ＬＮ基板１４）の裏面の側に形成されている場合を例にとって説明したが、これには限られない。バイアス信号供給電極は、素子基板の表面の側に形成されていてもよい。
【０１０８】
上述した実施形態では、光デバイス１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１０１、２０１が中継基板１２を備える場合を例にとって説明したが、これには限られない。入力ピン２１−１〜２１−５が、それぞれパッド２５−１〜２５−５に電気的に接続されていれば中継基板１２は省略されてもよい。
上述した実施形態では、光デバイス１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１０１、２０１がモニタＰＤ１７、中継基板１８及び出力ピン２２を備える場合を例にとって説明したが、これには限られない。入力ピン２１−３、２１−４、２１−５にバイアス信号が供給されれば、モニタＰＤ１７、中継基板１８及び出力ピン２２は省略されてもよい。
【０１０９】
このように、上述した実施形態に係る光デバイス（例えば、光デバイス１ｅ）は、電気光学効果を有する第１の基板（例えば、ＬＮ基板１４）と、第１の基板上に形成された光導波路（例えば、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂ）と、制御信号により光導波路を伝搬する光を制御する第１の信号電極（例えば、変調電極１４４−１）と、第１の信号電極の一端であって第１の基板の光導波路が形成された面の一辺の側に配置される第１の信号電極端部（例えば、パッド２５−１）と、第１の信号電極の他端と電気的に接続された一端を有する第２の信号電極（例えば、基板内配線３１−３）と、第２の信号電極の他端に形成される第２の信号電極端部（例えば、パッド２５−３）とを有する。また、第２の信号電極は第１の基板の信号電極が形成された面と異なる面、もしくは第１の基板とは異なる第２の基板に形成され、第２の信号電極端部はデータ信号入力部が形成された面の一辺の側に形成されている。
【０１１０】
また、制御信号は、第１の信号電極端部（例えば、パッド２５−１）から入力され第２の信号電極端部（例えば、パッド２５−３）から出力される、もしくは制御信号は、第２の信号電極端部から入力され第１の信号電極端部から出力されることを特徴とする。
【０１１１】
また、上述した実施形態に係る光デバイス（例えば、光デバイス１ｃ）は、電気光学効果を有する第１の基板（例えば、ＬＮ基板１４）と、第１の基板上に形成された光導波路（例えば、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂ）と、データ信号により光導波路を伝搬する光を制御する第１の信号電極（例えば、変調電極１４４−１）と、第１の基板の光導波路が形成された面の一辺の側に配置されデータ信号を入力するデータ信号入力部（例えば、パッド２５−１）と、第１の基板の一辺とは異なる辺の側に配置されデータ信号入力部から入力されたデータ信号を終端する終端部（例えば、２８−１）と、第１の基板の一辺の側に配置されバイアス信号を入力するバイアス信号入力部（例えば、パッド２５−３）と、バイアス信号をデータ信号とは逆の方向から信号電極に入力するための第２の信号電極（例えば、基板内配線３１−３）とを備え、第２の信号電極は第１の基板の光導波路が形成された面と異なる面、もしくは第１の基板とは異なる第２の基板（例えば、中継基板１３）に形成されている。また、バイアス信号はデータ信号とは逆の方向から第１の信号電極に入力され、バイアス信号入力部はデータ信号入力部が形成された面の一辺の側に形成されている。
【０１１２】
また、第２の信号電極（例えば、パターニング配線２３１−４）は、第２の基板（例えば、中継基板１３）に形成され、第１の基板（例えば、ＬＮ基板１４）の他方の面から離間して配置されてもよい。
【０１１３】
また、上述した実施形態に係る光デバイス（例えば、光デバイス１、１ａ、１ｂ、１ｄ、１０１、２０１）は、電気光学効果を有する第１の基板（例えば、ＬＮ基板１４）と、第１の基板上に形成された光導波路（例えば、光導波路１４２Ａ、１４２Ａ−１、１４２Ａ−２、１４２Ｂ、１４２Ｂ−１、１４２Ｂ−２）と、データ信号により光導波路を伝搬する光を制御する第１の信号電極（例えば、変調電極１４４−１、１４４−２）と、バイアス信号により光導波路を伝搬する光を制御する第２の信号電極（例えば、バイアス電極１４４−３、１４４−４）と、第１の基板の光導波路が形成された面の一辺の側に配置されデータ信号を入力するデータ信号入力部（例えば、パッド２５−１、２５−２）と、第１の基板の一辺とは異なる辺の側に配置されデータ信号入力部から入力されたデータ信号を終端する終端部（例えば終端部２８−１、２８−２）と、一端が前記第２の信号電極の一端と電気的に接続されバイアス信号を第１の基板の一辺とは異なる辺の側から第２の信号電極に入力するための第３の信号電極（例えば、基板内配線３１−３、３１−４）と、第３の信号電極の他端かつ前記第１の基板の一辺の側に配置され前記バイアス信号を入力するバイアス信号入力部（例えば、パッド２５−３、２５−４）と、を備える。また、第３の信号電極は第１の基板の光導波路が形成された面と異なる面、もしくは第１の基板とは異なる第２の基板（例えば、中継基板１３）に形成されている。また、バイアス信号入力部はデータ信号入力部が形成された面の一辺の側に形成されている。
【０１１４】
また、前記第３の信号電極（例えば、パターニング配線２３１−４）は、前記第２の基板（例えば、中継基板１３）に形成され、前記第１の基板（例えば、ＬＮ基板１４）の他方の面から離間して配置されてもよい。
【０１１５】
また、第１の基板（例えば、ＬＮ基板１４）の一辺とは異なる辺は、当該一辺に対向する辺であってもよい。
【０１１６】
また、前記第１の基板（例えば、ＬＮ基板１４）及び前記第２の基板（例えば、中継基板１３）とは異なる第３の基板（例えば、中継基板１５）を備え、前記第１の基板、前記第２の基板、前記第３の基板の順に配置されていてもよい。
【０１１７】
これらの構成により、第１の基板の一辺とは異なる辺の側に電気信号を中継する基板を設けることを要しないため、基板間を接続するワイヤボンディング配線による線路長を短くすることができる。そのため、光デバイスとしての信頼性及び高周波特性を経済的に向上することができる。これによる線路長の短尺化は、複数系統の制御信号のそれぞれについて配線する場合でも、それらの配線の等尺化と両立することができる。
【０１１８】
なお、上述した実施形態、変形例では、ＬＮ基板１４の光導波路１４２が形成された面と異なる面、もしくはＬＮ基板１４とは異なる別の基板に形成された信号電極（例えば、基板内配線３１−３〜３１−５、パターニング配線２３１−３〜２３１−５）を伝搬する信号が、主にデータ信号や、バイアス信号等の制御信号である場合について説明した。本発明はこれらに限定されることはなく、例えば、図１５、図１６に示すようにモニタＰＤ１７から出力されるモニタ信号が、これらの信号電極と同様に形成された信号電極を伝搬されるように構成されてもよい。
【０１１９】
例えば、図１５に示す光デバイス１ｆは、光デバイス１ｃ（図１２）のＣ領域内に示した構成を備え、さらにパッド２５−６と、出力導波路１４３を挟んでパッド２５−６と対向する位置にパッド２９−６が中継基板１３上に配置されている。パッド２５−６とパッド２９−６との間には、基板内配線３１−６がさらに形成されている。
また、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂとの合波点を起点とする光導波路１４７が設けられる。光導波路１４７は、出力導波路１４３とは異なる方向としてＬＮ基板１４の一辺とは異なる辺の側に向けて形成される。当該一辺とは異なる辺における光導波路１４７の端部からは、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂとの合波点から放射される放射モード光が出力される。モニタＰＤ１７は、ＬＮ基板１４の一辺とは異なる辺側に配置され、光導波路１４７の端部から出力された放射モード光が入射される。
【０１２０】
モニタＰＤ１７は、光導波路１４７から入射される放射モード光の強度に応じたモニタ信号を生成する。生成されたモニタ信号は、パッド２９−６から入力され、基板内配線３１−６を伝搬してパッド２５−６から出力される。パッド２５−６から出力されるモニタ信号は、出力ピン２２を介してバイアス信号制御部４２に入力される。
【０１２１】
このように、光デバイス１ｆは、電気光学効果を有する第１の基板（例えば、ＬＮ基板１４）と、第１の基板上に形成された光導波路（例えば、光導波路１４７）を備える。また、光デバイス１ｆは、光導波路を伝搬する光を受光し、受光した光の強度に応じたモニタ信号を出力する受光素子（例えば、モニタＰＤ１７）と、一端が受光素子に接続されるモニタ信号電極（例えば、基板内配線３１−６）を備える。また、モニタ信号電極の他端であって第１の基板の光導波路が形成された面の一辺の側に配置され、モニタ信号を出力するモニタ信号出力部（例えば、パッド２５−６）を備える。この構成によって、モニタＰＤ１７がＬＮ基板１４上に配置されていない場合において、モニタＰＤ１７とモニタ信号出力部との間に長いワイヤボンディング配線を配置する必要がなくなる。そのため、信頼性及び高周波特性を向上することができる。
【０１２２】
図１６に示す光デバイス１ｇは、光デバイス１ｅ（図１３）のＣ領域内に示した構成を備え、さらにパッド２５−６、２９−６が中継基板１３上に配置される。パッド２５−６とパッド２９−６との間には、基板内配線３１−６がさらに形成され、光デバイス１ｆ（図１５）と同様に光導波路１４７が設けられる。但し、光デバイス１ｇにおいて、光導波路１４７の端部は、ＬＮ基板１４内において放射モード光がＬＮ基板１４の上面に出力されるように形成される。
光導波路１４７の端部にはモニタＰＤ１７が配置され、モニタＰＤ１７には、光導波路１４２Ａ、１４２Ｂとの合波点から放射された放射モード光が入射される。
モニタＰＤ１７の出力端は、モニタ信号電極３２−６の一端に接続され、その他端はパッド２９−６に電気的に接続される。モニタ信号電極３２−６は、ＬＮ基板１４の面のうち出力導波路１４３が形成された面上において、例えば、パターニングにより形成される。なお、モニタＰＤ１７は、ＬＮ基板１４上であって、ＬＮ基板１４の一辺よりも当該一辺とは異なる辺に近い位置に配置される。モニタＰＤ１７から出力されるモニタ信号が、モニタ信号電極３２−６と基板内配線３１−６を伝搬してパッド２５−６から出力される。
このモニタ信号を伝搬する基板内配線３１−６も、モニタ信号電極と称することができる。
【０１２３】
このように、光デバイス１ｇにおいて、受光素子（例えば、モニタＰＤ１７）が第１の基板（例えば、ＬＮ基板１４）上に配置される。また、モニタ信号電極は、一端が受光素子に接続され、第１の基板の光導波路（例えば、出力導波路１４３）が形成された面に形成された第１のモニタ信号電極（例えば、モニタ信号電極３２−６）と、一端が第１のモニタ信号電極の他端と接続され、第１の基板の光導波路が形成された面とは異なる面、もしくは第１の基板とは異なる第２の基板（例えば、中継基板１３）に形成された第２のモニタ信号電極（例えば、基板内配線３１−６）とを備える。モニタ信号出力部は、モニタ信号電極の他端として、第２のモニタ信号電極の他端に配置されたことを特徴とする。この構成によって、モニタＰＤ１７がＬＮ基板１４上に配置されている場合においても、モニタＰＤ１７とモニタ信号出力部との間に長いワイヤボンディング配線を配置する必要がなくなり、信頼性及び高周波特性を向上することができる。
なお、本実施例においてモニタＰＤは放射モード光を受光する構成として説明したが、本発明は当該構成に限定されることはない、例えばモニタＰＤを出力導波路１４３の上方に配置して変調された光波の一部をモニタＰＤで受光する構成としてもよい。
このような構成は、ＬＮ基板１４に複数のマッハツェンダー型干渉計が配置されるネスト型変調器に対して効果的であり、特にワイヤボンディングではモニタ信号の伝送品質を保証できない程度にモニタＰＤとモニタ信号出力部との間の距離が、長い場合は効果的である。
【０１２４】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１２５】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ、１０１、２０１…光デバイス、１１、１１１…筐体、１２…中継基板、１３…中継基板、１４…ＬＮ基板、１４１…入力導波路、１４２Ａ、１４２Ａ−１、１４２Ａ−２、１４２Ｂ、１４２Ｂ−１、１４２Ｂ−２、１４７…光導波路、１４３…出力導波路、１４４−１、１４４−２…変調電極、１４４−３〜１４４−５…バイアス電極、１４６…タップカプラ、１５…中継基板、１６、１１６…凹部、１７…モニタＰＤ、１８…中継基板、１９−１…入射端、１９−２…出力端、２１−１〜２１−５…入力ピン、２２…出力ピン、２３−１〜２３−５、２４−１〜２４−５、２５−１〜２５−６、２６−１、２６−２、２７−１〜２７−５、２９−１〜２９−６、１２５−１〜１２５−５、１２９−３〜１２９−５…パッド、２８−１、２８−２、３０−１〜３０−５…終端部、３１−３〜３１−６…基板内配線、３２−６…モニタ信号電極、１３１−３、１３１−４、１３１−５、２３１−３、２３１−４、２３１−５…パターニング配線、２１３…溝部、２３２、３３２…接地抵抗、４１…光源、４２…バイアス信号制御部、４３…データ信号入力部
【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】
0006394423.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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