(57)【要約】      （修正有）【課題】駆動信号の劣化を抑制する、波長可変ＬＤを搭載した光トランシーバを提供する。【解決手段】波長可変ＬＤは、ＴＯＳＡ２０（光送信サブアセンブリ）内に搭載されている。光トランシーバは、上下に配置された二つの回路基板１２，１３を備えている。ＴＯＳＡ２０は、第２の基板１３に主として接続されているが、波長可変ＬＤを駆動する信号は、波長可変ＬＤ用の駆動回路１２Ａを搭載した第１の基板１２に直接接続するＦＰＣ基板１７，１８で伝送される。【選択図】図９
2012244146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光変調器を集積化した半導体レーザダイオードを搭載する光送信サブアセンブリと、
前記光変調器を駆動する駆動信号を発生する駆動回路を搭載した第１の回路基板と、
前記半導体レーザダイオードにバイアスを提供するバイアス回路を搭載した第２の回路基板と、
前記第１の回路基板と前記第２の回路基板を電気的に接続する第１のフレキシブルプリント回路基板と、
前記光送信サブアセンブリを前記第１の回路基板に直接接続する第２のフレキシブルプリント回路基板と、
を備える光トランシーバ。
【請求項２】
前記光送信サブアセンブリは、第１群の複数のリードピン及び第２群の複数のリードピンを備えており、前記第１群の複数のリードピンは、前記駆動信号を伝送し、前記第２のフレキシブルプリント回路基板に直接接続されており、前記第２群の複数のリードピンは前記バイアスを提供し、
前記駆動信号は、前記第２の回路基板において伝送されることなく前記第２のフレキシブルプリント回路基板を経由して前記光送信サブアセンブリに提供される、
請求項１に記載の光トランシーバ。
【請求項３】
前記第１群の複数のリードピンは、前記光トランシーバの長手方向に沿って延び出しており、
前記第２のフレキシブルプリント回路基板は、前記第１の回路基板に接続される電極であり前記長手方向に交差する横方向に延在する該電極を有しており、前記駆動信号を伝達する信号線を有しており、該信号線は、前記電極と前記第１群の複数のリードピンのうち一つとに接続されており、前記第２のフレキシブルプリント基板上で実質的に直角に曲げられている、
請求項２に記載の光トランシーバ。
【請求項４】
前記第２のフレキシブルプリント回路基板は、その中間部位にくびれ部を有する、請求項３に記載の光トランシーバ。
【請求項５】
前記第１の回路基板及び前記第２の回路基板は、該光トランシーバ内において上下に配置されている、請求項１に記載の光トランシーバ。
【請求項６】
前記光送信サブアセンブリは、前記駆動信号を伝送する第１群の複数のリードピンであり前記第２のフレキシブルプリント回路基板に直接接続された該第１群のリードピンを有しており、
前記第１群の複数のリードピンは、前記第２の回路基板に向けて曲げられている、
請求項５に記載の光トランシーバ。
【請求項７】
熱を発生するデバイスを搭載するベースを有する光受信サブアセンブリと、上部及び下部を含むハウジングと、を更に備えており、
前記光送信サブアセンブリは、熱を発生するデバイスを搭載するベースを有しており、
前光送信サブアセンブリの前記ベースは、前記ハウジングの前記上部及び前記下部のうち一方に接触しており、前記光受信サブアセンブリの前記ベースは、前記ハウジングの前記上部及び前記下部のうち他方に接触している、
請求項５に記載の光トランシーバ。
【請求項８】
前記第１のフレキシブルプリント回路基板は、前記第１の回路基板に接続される電極と、前記第２の回路基板に接続される別の電極とを有しており、
前記電極は、前記第１のフレキシブルプリント回路基板上で前記別の電極と対角に設けられている、
請求項１に記載の光トランシーバ。
【請求項９】
前記第１のフレキシブルプリント回路基板は、前記第１の回路基板に接続される電極と前記第２の回路基板に接続される別の電極とを有しており、
前記電極と前記別の電極は、該光トランシーバの長手方向において互いにずれた位置に形成されている、
請求項１に記載の光トランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光トランシーバに関するものであり、特に、光変調器を集積化した波長可変レーザダイオード（以下、レーザダイオードを「ＬＤ」といい、光変調器を集積化した波長可変ＬＤを「ｉＴＬＤ」という。）を搭載した光トランシーバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１及び特許文献２には、二つの回路基板を搭載した光トランシーバが記載されている。これら二つの回路基板は、ハウジング内で上下に配置されており、フレキシブルプリント回路（以下、「ＦＰＣ」という）基板により互いに電気的に接続されている。これら光トランシーバは、二つの回路基板のうち一方に電気的に結合された二つの光サブアセンブリ（以下、「ＯＳＡ」という）を搭載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７，４１６，３５３号明細書
【特許文献２】特開２００６−１０６７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＴＯＳＡには、ＬＤを変調するための高周波の駆動信号（又は変調信号）が回路基板から供給される。本技術分野においては、この駆動信号の劣化を抑制することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面は、光トランシーバに関するものである。この光トランシーバは、光送信サブアセンブリ（以下、「ＴＯＳＡ」という）、第１の回路基板、第２の回路基板、第１のＦＰＣ、及び第２のＦＰＣを備えている。ＴＯＳＡは、波長可変ＬＤ及び光変調器を搭載しており、例えば１０ＧＨｚより高い高周波成分を含む駆動信号によって駆動される。第１の回路基板は、光変調器を駆動する駆動信号を発生する駆動回路を搭載している。第２の回路基板は、波長可変ＬＤの発振波長を制御するための複数のバイアスを提供するバイアス回路を搭載している。第１のＦＰＣ基板は、第１の回路基板と第２の回路基板とを電気的に接続する。第２のＦＰＣ基板は、ＴＯＳＡを第１の回路基板に直接的に接続する。光トランシーバが二つのＦＰＣ基板及び二つの回路基板を有し、駆動信号が第１のＦＰＣ基板及び第２の回路基板を通ることなく、第１の回路基板からＴＯＳＡに直接的に提供される構成により、駆動信号の劣化が抑制され得る。
【０００６】
前述した目的及び他の目的、側面、及び利点は、添付の図面を参照した本発明の好適な実施形態の以下の詳細な説明から更に理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ＸＦＰ規格に準拠する光トランシーバの外観を示す図である。
【図２】図１に示す光トランシーバの内部を示す図である。
【図３Ａ】一実施形態の光トランシーバに搭載される波長可変ＬＤの断面図である。
【図３Ｂ】一実施形態の光トランシーバに搭載される波長可変ＬＤの平面図である。
【図４Ａ】ＳＧ−ＤＦＢ領域で生じる光学的メカニズムを説明するための図である。
【図４Ｂ】ＳＧ−ＤＦＢ領域の発光スペクトルを示す図である。
【図４Ｃ１】ＣＳＧ−ＤＢＲ領域の温度分布と共に当該領域において生じる光学的メカニズムを説明するための図である。
【図４Ｃ２】ＣＳＧ−ＤＢＲ領域の温度分布と共に当該領域において生じる光学的メカニズムを説明するための図である。
【図４Ｃ３】ＣＳＧ−ＤＢＲ領域の温度分布と共に当該領域において生じる光学的メカニズムを説明するための図である。
【図５】図３Ａ及び図３Ｂの波長可変ＬＤに集積化される半導体光変調器の平面図である。
【図６】一実施形態に係るｉＴＤＬを搭載したＴＯＳＡの内部を示す斜視図である。
【図７】ＴＥＣ上に搭載されたｉＴＬＤの側面図である。
【図８】一実施形態のＴＯＳＡにおける接続関係を示す図である。
【図９】二つの回路基板、三つのＦＰＣ基板、及び二つのＯＳＡを組み立てた中間製品を示す図である。
【図１０】図９に示した中間製品の斜視図であり、二つの回路基板が上下に配置された状態を示す図である。
【図１１】二つの回路基板を接続するＬＦ−ＦＰＣ基板の平面図である。
【図１２】駆動回路を搭載する回路基板にＴＯＳＡを直接接続するＲＦ−ＦＰＣ基板の平面図である。
【図１３】第１の回路基板にＲＯＳＡを組み付ける工程を示す図である。
【図１４】第２の回路基板をＲＯＳＡが組み付けられた第１の回路基板に組み付ける工程を示す図である。
【図１５】第２の回路基板にＴＯＳＡを搭載する工程を示す図である。
【図１６】ＲＦ−ＦＰＣとＴＯＳＡのリードピンをソルダリングする工程を示す図である。
【図１７】ＴＯＳＡの後壁に設けられたＲＦリードの一部を拡大して示す図である。
【図１８】第２の回路基板を省略して第１の回路基板の表面を示した中間製品の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、一実施形態の光トランシーバの外観を示している。図１に示す光トランシーバ１はハウジング１１を備えている。このハウジング１１は、ＭＳＡ（Ｍｕｌｔｉ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）、即ちＸＦＰ規格に準拠しており、金属製である。金属製のハウジング１１内には、光部品及び電子部品、例えば、光送信サブアセンブリ（ＴＯＳＡ）、光受信サブアセンブリ（ＲＯＳＡ）、及び、これらＯＳＡに電気的に接続され回路基板上に搭載される電気回路が、収納されている。ハウジング１１の前側部分には光レセプタクル１１ａが設けられている。この光レセプタクル１１ａには外部光コネクタが挿入される。光レセプタクル１１ａに外部光コネクタを挿入すると、光コネクタの端部に付属するフェルールが光レセプタクル１１ａ内に突き出したＯＳＡのスリーブに係合し、光コネクタの光ファイバがＯＳＡ内の光デバイスと光学的に結合することができる。光レセプタクル１１ａの側面には、Ｕ字形状のベール１１ｃが取り付けられている。ベール１１ｃを光レセプタクルの前方を横切るように回転させると、ベール１１ｃを含む機構が、ホストシステムのケージに光トランシーバ１を係合させているラッチ１１ｂを解除する。光レセプタクル１１ａと光コネクタが係合している状態では、ベール１１ｃの回転が阻害されるので、光トラシーバ１をケージから取り外すことができない。
【０００９】
一方、光トランシーバ１の後部では、回路基板１２の端部（後端）が露出されている。当該端部には電気プラグ１２ａが形成されている。電気プラグ１２ａは、ホストシステムに設けられている電気コネクタに結合して、光トランシーバ１とホストシステムとの間の通信を確立する。電気プラグ１２ａは複数の電極を有しており、これら電極のうち幾つかは、他の幾つかの電極とは異なる長さを有している。電気コネクタに電気プラグ１２ａを挿入すると、まず、他の電極よりも長い電源及び接地用の電極が導通し、次いで、信号用の短い電極が導通する。このように、電源がまず確立され、次いで信号の伝送が安定した状態で行われ得る。これにより、電気プラグ１２ａと電気コネクタとの結合に際して、ホストシステムの電源を遮断する手続きを省略することができる。このようにラッチ機構を備え、且つ、電源の遮断を省略する機能を有する光トランシーバは、ホットプラガブルトランシーバと呼ばれる。
【００１０】
図２は、ハウジング１１の内部を示している。本実施形態の光トランシーバ１は、ＯＳＡ  ２０及び３０を備えており、これらＯＳＡ  ２０及び３０は、角形の本体部２０ａ及び３０ａをそれぞれ備えており、所謂バタフライ型モジュールである。本体部２０ａ及び３０ａの前壁からは、スリーブ２０ｂ及び３０ｂがそれぞれ延び出しており、当該スリーブ２０ｂ及び３０ｂは、光レセプタクル１１ａのキャビティ１１ｈ内に突き出している。スリーブ２０ｂ及び３０ｂは、キャビティ１１ｈ内において外部光コネクタのフェルールを受容し得る。回路基板１２は、その後側部分において幅の狭いネック部１２ｃを有している。また、回路基板１２は、ネック部１２ｃの後方に露出領域１２ｂを有している。この露出領域１２ｂには、電気プラグ１２ａが形成されている。ネック部１２ｃは、ハウジング１１の後壁１１ｊに嵌め込まれて、電気プラグの電気コネクタに対する挿抜によって生じる応力を、当該応力がＯＳＡ  ２０及び３０に影響しないように、吸収し得る。なお、光トランシーバの方向、即ち前方及び後方は、説明の便宜のためのものであり、本明細書では、光レセプタクル１１ａが設けられている側を「前」、電気プラグ１２ａが設けられている側を「後」と呼んでいる。
【００１１】
一実施形態の光トランシーバ１は、半導体光変調器を集積化した波長可変ＬＤを備えている。以下の説明では、このデバイスを集積化波長可変ＬＤ（ｉＴＬＤ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｔｕｎａｂｌｅ  ＬＤ）と称する。以下、ｉＴＬＤについて、特にその構造及び駆動動作を詳細に説明する。
【００１２】
図３Ａ及び図３Ｂはそれぞれ、一実施形態のｉＴＤＬ  １００の断面図及び平面図である。ｉＴＬＤ  １００は、そのレーザ領域において、共通の半導体基板１０１上に、（ａ）半導体光増幅器（ＳＯＡ）領域１１０、（ｂ）ＳＧ−ＤＦＢ（Ｓａｍｐｌｅｄ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ＦｅｅｄＢａｃｋ）領域１２０、（ｃ）ＣＳＧ−ＤＢＲ（ｃｈｉｒｐｅｄ  Ｓａｍｐｌｅｄ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）領域１３０、及び、光吸収（ＯＡ）領域１４０を含んでいる。
【００１３】
ＳＯＡ領域１１０は、下クラッド層１１１、光増幅層１１２、上クラッド層１１３、コンタクト層１１４、及び、電極１１５を含み、これらは共通の基板１０１上に順に積層されている。ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０は、共通の基板１０１上に、下クラッド層１１１、活性層１２２Ａ及び光導波層１２２Ｂ、上クラッド層１１３、コンタクト層１２４、並びに、ｉＴＬＤ  １００の光導波方向に沿って交互に配置されたＤＦＢ電極１２５ａ及び調整電極１２５ｂを有している。図３Ａ及び図３Ｂに示す実施形態では、３組のこれら電極が繰り返して配置されている。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０は、共通の基板１０１上に、下クラッド層１１１、光導波層１３２、上クラッド層１１３、絶縁膜１３８、及び複数のヒータ１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃを有している。複数のヒータ１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃは、光導波方向に沿って配置されており、ヒータ電極１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃのうち対応のヒータ電極と接地電極１３９Ｇとの間に設けられている。接地電極１３９Ｇは、ヒータ電極１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃに共通である。即ち、第１のヒータ電極１３５ａと接地電極１３９Ｇの間には薄膜抵抗で構成された六つの第１のヒータ１３６ａが、第２のヒータ電極１３５ｂと接地電極１３９Ｇとの間には同様に薄膜抵抗で構成された四つの第２のヒータ１３６ｂが、第３のヒータ電極１３５ｃと接地電極１３９Ｇの間には薄膜抵抗で構成された四つの第３のヒータ１３６ｃが、設けられている。ＯＡ領域１４０は、共通の基板１０１上に、下クラッド層１１１、光吸収層１４２、上クラッド層１１３、コンタクト層１４４、及び電極１４５を有している。
【００１４】
これら四つの領域１１０，１２０，１３０，１４０において、下クラッド層１１１及び上クラッド層１１３は共通である。また、光増幅層１１２の下面、活性層１２２Ａ及び光導波層１２２Ｂの下面、光導波層１３２の下面、光吸収層１４２の下面はそれぞれ、即ち、下クラッド層１１１との境界面は、同一面上に形成されており、全領域において滑らかに連続している。
【００１５】
複数の回折格子１０２ａが、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０及びＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０に形成されている。これら回折格子１０２ａは、下クラッド層１１１と格子層１０２との間の波状の界面を含んでいる。図３Ａは、回折格子を領域としてまとめて示しており、各領域は複数のコルゲーションを含んでいる。ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０及びＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０は複数のセグメントを有している。ここで、各セグメントは、一つの格子１０２ａと当該格子に隣接する、格子が形成されていないスペースとを含んでいる。図３Ａ及び図３Ｂに示す本実施形態では、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０は五つのセグメントを有しており、一方、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０は七つのセグメントを有している。回折格子は、下クラッド層１１１の屈折率とは異なる屈折率を有する材料で構成されている。一例においては、下クラッド層１１１がＩｎＰ製である場合に、回折格子１０２ａはＩｎ０．７８Ｇａ０．２２Ａｓ０．４７Ｐ０．５３製であり得る。
【００１６】
基板１０１は、例えば、ＩｎＰ製であってもよい。光導波層１３２は、例えば、基礎吸収端がレーザ発振波長よりも短波長側にあるＩｎＧａＡｓＰから構成されていてもよい。例えば、光導波層１３２は、約１．３μｍのバンドギャップ波長を有し得る。活性層１２２Ａは、例えば、目的とする波長でのレーザ発振に対して利得を有するＩｎＧａＡｓＰから構成されていてもよい。例えば、活性層１２２Ａ及び光導波層１２２Ｂは、約１．５７μｍのバンドギャップ波長を有し得る。光増幅層１１２は、光を吸収又は増幅することによって出射光の強度を制御し得る。光増幅層１１２及びＯＡ領域１４０の光吸収層１４２は、約１．５７μｍのバンドギャップ波長を有し得る。このバンドギャップ波長は、活性層のバンドギャップ波長と実質的に同一である。光増幅層１１２及び光吸収層１４２は、ｉＴＬＤ  １００の発振波長に対して吸収特性を有する半導体材料から構成され得る。活性層１２２Ａ、光増幅層１１２、及び光吸収層１４２は、量子井戸構造を有していてもよく、当該構造においては、厚さ５ｎｍのＧａ０．４７Ｉｎ０．５３Ａｓ製の井戸層と厚さ１０ｎｍのＧａ０．２８Ｉｎ０．７２Ａｓ０．６１Ｐ０．３９製の障壁層が交互に積層される。光増幅層１１２及び光吸収層１４２はバルク半導体であってよく、例えば、Ｇａ０．４６Ｉｎ０．５４Ａｓ０．９８Ｐ０．０２から構成されていてもよい。なお、これらの層１１２及び１４２は、活性層１２２Ａと同じ材料で構成されていてもよい。その場合には、活性層１２２Ａ、光増幅層１１２、及び光吸収層１４２を同一工程で形成することができるので、ｉＴＬＤ  １００の製造工程が簡素化される。共通基板１０１は、その裏面に電極１０５を有している。電極１０５は、四つの領域１１０，１２０，１３０，１４０の全てにわたって延在している。
【００１７】
次に、ｉＴＬＤ  １００の発振波長の選択方法について説明する。
【００１８】
まず、調整電極１２５ｂが省略された構造について考える。以下、図４Ａを参照する。ＤＦＢ電極１２５ａに所定の電流を注入すると、活性層１２２Ａは、光を発生する。ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０は標本化格子を備えている。上述したように、標本化格子は、間隔ＤＳで設けられた複数の格子領域を有しており、それぞれの格子領域には、波状界面が形成されている。図４Ａは、格子領域Ａと格子領域Ａ間に設けられた別の領域Ｂとを示している。別の領域Ｂには波状界面は設けられていない。ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０で発生された光に対する当該領域の反射スペクトルは、図４Ｂに示すものとなる。間隔ＤＩは、活性層１２２の屈折率、別の領域Ｂの屈折率、及び格子領域Ａの間隔ＤＳによって定められ得る。
【００１９】
一方、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０の反射スペクトルは、図４Ｃ１、図４Ｃ２、及び図４Ｃ３に示すものとなり得る。具体的には、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０も、格子領域と当該格子領域間のスペース領域とを含む複数のセグメントを有している。ここで、簡単のため、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域が単一の領域を有し、当該領域に含まれている複数のセグメントが、同一の光学的長さを有する構成について説明する。この単一の領域は、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０と同様に、複数の格子領域を有しているが、これら複数の格子領域は、間隔ＤＳとは僅かに異なる所定の間隔ＤＳ’で設けられている。したがって、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０がＣＳＧ−ＤＢＲ領域の単一の領域と相互作用すると、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０の反射スペクトルのピーク波長のうち一つと当該単一の領域の反射スペクトルのピーク波長のうち一つとが互いに一致する波長においてレーザ発振が生じる。単一の波長を選択するこのメカニズムはバーニア効果と呼ばれる。ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０の反射ピークとＣＳＧ−ＤＢＲ領域の反射ピークとの間でピーク波長が一致しない場合には、領域に付属するヒータによって当該セグメントの光学的特性を変化させることが可能である。具体的には、ヒータは半導体材料の屈折率を変化させることができ、これによってＣＳＧ−ＤＢＲ領域の反射ピークの間隔を変化させることができる。このように、バーニア効果により波長の一致を実現することができる。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０は、三つの領域１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃを有している。これら三つの領域のうち少なくとも一つの領域内のセグメントは、他の領域内のセグメントの光学的長さ（即ち、格子領域間の間隔）とは異なる光学的長さを有している。この構成は、チャープ標本化格子分布ブラッグ反射器と呼ばれている。
【００２０】
本実施形態のｉＴＬＤ  １００は、上述したバーニア効果によりその単一の波長を選択することができる。即ち、バーニア効果は、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０が所定の波長領域でＮ個の反射ピークを想定し、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０が同波長領域においてＮ＋１又はＮ−１個の反射ピークを想定し、レーザ発振が二つのピークが一致する波長において発生するものと説明することができる。このメカニズムによれば、所定の波長領域を拡大していくと、二種のピーク波長が一致する波長条件が複数生じることになる。二種のピーク波長は、上述した所定の波長領域の両端でも一致する。
【００２１】
したがって、本実施形態のｉＴＬＤ  １００は、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０に三つの領域を備えており、これら領域はそれぞれ、格子領域１０２ａ間の特定の間隔を有しており、当該間隔は他の領域における格子領域１０２ａ間の間隔とは僅かに異なっている。さらに、領域１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃはそれぞれ、ヒータ１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃを備えている。ｉＴＬＤ  １００は、その発振波長に対して支配的な影響を与える一つの領域を、領域１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃから、温度分布を調整することによって選択することができる。
【００２２】
図４Ｃ１に示すように、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０に最も近い領域１３０Ａの温度が最も高くなり、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０から離れるに従い温度が低くなる温度分布を設定すると（図中の矢印のサイズは電流値、したがって温度の高さに対応している）、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０の反射率スペクトルの包絡線の値は、図４Ｃ１に示すように、比較的短波長の範囲において大きくなる。したがって、バーニア効果によって選択される複数の波長のうち比較的高い反射率をもつ波長範囲に存在する単一の波長に、発振波長が収束し得る。また、図４Ｃ１、図４Ｃ２、図４Ｃ３に示すように、領域１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃの温度分布を調整すると、反射率スペクトルの包絡線において反射率が大きくなる波長を調整することができる。さらに、領域１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃの平均温度をヒータで調整することにより、反射率スペクトルの包絡線が大きくなる波長範囲において一致する波長を選択することが可能となる。したがって、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０とＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０の組合せにより、発振波長を調整することが可能となる。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０の温度分布は、ヒータ１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃに供給する電流を調整することによって容易に調整可能である。
【００２３】
更に図３を参照すると、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０は、ＤＦＢ領域１２０Ａ間に調整領域１２０Ｂを有している。調整領域１２０Ｂは、活性層１２２Ａに代えて光導波層１２２Ｂを有しており、また、調整電極１２５ｂを有している。調整電極１２５ｂにバイアス電圧又はバイアス電流を与えることにより、光導波層１２２Ｂの等価屈折率を変化させることができる。調整電極１２５ｂに与えられるバイアス電流／電圧を調整すると、バーニア効果とＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０の温度によって大まかに選択される発振波長を、当該発振波長がＩＴＵ−Ｔのグリッド波長に正確に一致するよう、微調することが可能である。
【００２４】
電極１４５，１３５ａ〜１３５ｃ，１２５ａ，１２５ｂ，１１５は、他のバイアスとは独立した対応のバイアスに接続されている。ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０の電極１２５ａに電流を供給すると、活性層１２２Ａは光を発生する。発生した光が層１２２Ａ、１２２Ｂ、及び１３２を伝搬し、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０とＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０の間で繰り返し反射されることで、ｉＴＬＤ  １００は調整された単一の波長をもつレーザ光を出射する。このレーザ光の一部は、ＳＯＡ領域１１０で増幅され、外部に出力される。ＯＡ領域１４０の光吸収層１４２は、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０から漏れる光を吸収することができる。電極１１５から注入される電流によってＳＯＡ領域１１０の光学利得を調整することができるので、ＳＯＡ領域１１０から出力される光の一部をモニタして、従来のＬＤの制御に使用されている自動パワー制御（ＡＰＣ）により、モニタ結果を注入電流にフィードバックすることで、ｉＴＬＤ  １００から出力される光のパワーを維持することができる。
【００２５】
ｉＴＬＤ  １００は、ＴＥＣ上に搭載されており、ＴＥＣの温度は実質的に一定に維持されている。半導体材料の物理的特性、特に、その反射率及びバンドギャップエネルギーは温度に依存する。発振波長が上述したようにバーニア効果により決定される場合でも、デバイスの温度の変動により発振波長はシフトすることがある。このため、ｉＴＬＤ  １００は、その温度が実質的に一定に保たれる条件で動作することが好ましい。
【００２６】
このように波長が決定された光は、フロント側端面、即ち、ＳＯＡ領域の端面から外部に出力される。一方、ＯＡ領域１４０に入射した光は、当該ＯＡ領域において吸収される。リア側端面に到達した光の残部は、当該リア側端面が１０％以上の高反射率を有するので、ＯＡ領域１４０に反射され、再度、ＯＡ領域１４０で吸収される。これにより、リア側端面から漏れる光を実質的にゼロ又は無視できる程度に小さくすることができる。本実施形態のｉＴＬＤ  １００は、リア側端面から出射される迷光を抑制することができる。なお、効果的な迷光対策のためには、リア側端面から漏れる光を、フロント側端面から出力される光の１／１００以下に抑えることが好ましい。本実施形態におけるリア側端面は１０％以上の反射率を有しているので、外部からの光がＩＴＬＤ  １００に入射することも防止することができる。なお、リア側端面の反射率は、２０％以上であることが好ましい。リア側端面からｉＴＬＤ  １００に入射する迷光はＯＡ領域１４０で吸収され、当該ＯＡ領域１４０は、迷光が光共振器、即ち、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０及びＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０に入射することを抑制することができる。
【００２７】
以下、光変調器２００について説明する。図５は、一実施形態の光変調器２００の平面図である。光変調器２００は、所謂マッハツェンダ型光変調器であり、第１干渉部（Ｍｕｌｔｉ  Ｍｏｄｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）２１０、位相調整部２２０、変調部２３０、及び、第２干渉部２４０を含んでいる。第１干渉部２１０は、第１入力端２１１ａに接続された第１入力光導波路２１２ａと、第２入力端２１１ｂに接続された第２入力光導波路２１２ｂとを有する。これら二つの入力光導波路２１２ａ及び２１２ｂは、第１干渉光導波路２１５に合流し、その後に第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂに分岐する。マッハツェンダ型光変調器２００の長手方向に延びる軸線に対して、第１光導波路２２１ａは第１入力端２１１ａと同じ側に配置されており、第２光導波路２２１ｂは第２入力端２１１ｂと同じ側に配置されている。
【００２８】
第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂは、第２干渉光導波路２４５で合流し、第１出力端２４１ａに接続された第１出力光導波路２４２ａと、第２出力端２４１ｂに接続された第２出力光導波路２４２ｂと、に分岐する。マッハツェンダ型光変調器２００の長手方向に延びる軸線に対して、第１出力端２４１ａは第２光導波路２２１ｂと同じ側に配置されており、第２出力端２４１ｂは第１光導波路２２１ａと同じ側に配置されている。また、第１光導波路２２１ａの光路長と第２光導波路２２１ｂの光路長との間には、予め差が設けられている。例えば、第１光導波路２２１ａの光路長と第２光導波路２２１ｂの光路長との間の差は、第１光導波路２２１ａを伝搬する光と第２光導波路２２１ｂを伝搬する光との間に−０．５πの位相差が生じるように、設定されている。
【００２９】
第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂは、アームと呼ばれるものであり、これら光導波路の各々には、当該光導波路を伝搬する光の位相を調整するためのアーム電極が設けられる。アーム電極は、典型的には、位相調整用電極２２９及び変調用電極２３９を含んでおり、これら位相調整用電極２２９及び変調用電極２３９は、互いに離間されており、電気的に分離されている。これら二つの電極、即ち、位相調整用電極２２９と変調用電極２３９の位置関係は、特に限定されるものではないが、図５に示す実施形態においては、位相調整用電極２２９は変調用電極２３９よりも光入力端側に配置されている。また、第１出力光導波路２４２ａ及び第２出力光導波路２４２ｂの各々には、光強度検出電極２４９が設けられている。
【００３０】
変調用電極２３９のそれぞれは、一端において、外部駆動回路からの変調信号を受けて、第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂを伝搬する光を変調する。変調用電極２３９の他端には終端抵抗２３８が接続されている。変調信号を変調用電極２３９に与えると、第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂにおいてコアの屈折率が変化し、第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂを通過する光の位相が変化する。
【００３１】
外部駆動回路は、互いに相補的な二つの信号（差動信号）を供給する。これら信号のうち一方は第１光導波路２２１ａの変調用電極２３９に与えられ、他方は第２光導波路２２１ｂの変調用電極２３９に与えられる。即ち、第１光導波路２２１ａの変調用電極２３９がレベル１の信号を受けているときには、第２光導波路２２１ｂの変調用電極２３９はレベル０の信号を受ける。逆に、第１光導波路２２１ａの変調用電極２３９がレベル０の信号を受けているときには、第２光導波路２２１ｂの変調用電極２３９はレベル１の信号を受ける。このように、第１光導波路２２１ａに印加される電圧と第２光導波路２２１ｂに印加される電圧との間に電位差があるために、第１光導波路２２１ａを伝搬する光と第２光導波路２２１ｂを伝搬する光との間に、当該電位差に応じた位相差が生じる。
【００３２】
より具体的には、第１光導波路２２１ａの変調用電極２３９がレベル１の信号を受けており、第２光導波路２２１ｂの変調用電極２３９がレベル０の信号を受けているときには、第１光導波路２２１ａを伝搬する光と第２光導波路２２１ｂを伝搬する光との間に−０．５πの位相差が生じる。また、第１光導波路２２１ａの変調用電極２３９にレベル０の信号が与えられており、第２光導波路２２１ｂの変調用電極２３９にレベル１の信号が与えられているときには、第１光導波路２２１ａを伝搬する光と第２光導波路２２１ｂを伝搬する光との間に＋０．５πの位相差が生じる。
【００３３】
上述したように、第１光導波路２２１ａと第２光導波路２２１ｂは、−０．５πの位相差に相当する光路長差が予め与えられている。このため、各変調用電極２３９に与えられる変調信号により第１光導波路２２１ａを伝搬する光と第２光導波路２２１ｂを伝搬する光との間に−０．５πの位相差が生じる場合は、第１光導波路２２１ａを通過した光と第２光導波路２２１ｂを通過した光との間に、−πの位相差が生じることになる。これにより、第１出力端２４１ａにおいて光が出力され、第２出力端２４１ｂでは光が消失する。一方、変調信号により第１光導波路２２１ａを伝搬する光と第２光導波路２２１ｂを伝搬する光との間に＋０．５πの位相差が生じる場合には、第１光導波路２２１ａを通過した光と第２光導波路２２１ｂを通過した光との位相差は０になる。これにより、第１出力端２４１ａでは光が消失し、第２出力端２４１ｂにおいて光が出力される。
【００３４】
このように、第１光導波路２２１ａを通過した光と第２光導波路２２１ｂを通過した光との位相差に応じて、第１入力端２１１ａから入力された光が出力される出力端が第１出力端２４１ａと第２出力端２４１ｂとの間で切り替る。これにより、第１出力端２４１ａから出力される光又は第２出力端２４１ｂから出力される光が変調される。図５に示す実施形態では、第１出力端２４１ａの出力信号を変調信号として利用する。
【００３５】
第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂの光学長は設計値からずれることがある。第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂの製造における製造バラツキにより、デバイスのパラメータのバラツキが発生する。したがって、第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂを伝搬する光の位相差は、変調用電極２３９にバイアス信号が与えられていない場合には、−０．５πにならないことがある。位相調整用電極２２９は、変調用電極２３９にバイアスが与えられていない条件下で、光の位相を調整することができる。
【００３６】
具体的には、ＤＣ電圧を位相調整用電極２２９に印加すると、第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂのそれぞれを伝搬する光の位相は、統計的に調整され得る。即ち、光強度検出電極２４９によって検知された光出力に基づいて、位相調整用電極２２９に印加するＤＣ電圧に帰還制御を行う。光強度検出電極２４９の下に位置する出力光導波路２４２ａ，２４２ｂは、フォトダイオードとして機能する。出力光導波路２４２ａ，２４２ｂを通る光は、電流Ｉｐｄに変換され、当該電流Ｉｐｄから電圧信号に変換された電圧が位相調整用電極２２９にフィードバックされる。第１出力光導波路２４２ａを通過した光と第２出力光導波路２４２ｂを通過した光との位相差が０又は−πである場合には、第１出力端２４１ａから出力される光強度と第２出力端２４１ｂから出力される光強度とは、一定の時間幅で同じ大きさとなる。そこで、位相調整回路により、第１出力光導波路２４２ａの光強度検出電極２４９で検出された光強度と、第２出力光導波路２４２ｂの光強度検出電極２４９で検出された光強度とが同じ大きさとなるように、各位相調整用電極２２９に印加するＤＣ電圧を調整する。これにより、第１光導波路２２１ａを通過した光と第２光導波路２２１ｂを通過した光との位相差を０又は−πに合致させることができ、製造ばらつきによる位相のズレを調整することができる。
【００３７】
一実施形態の光トランシーバは、以上で説明したｉＴＬＤ  １００を備えるＴＯＳＡを搭載している。以下、ＴＯＳＡの構成について説明する。
【００３８】
図６は、一実施形態の光トランシーバに搭載されるＴＯＳＡ  ２０の内部を示している。図６に示すＴＯＳＡ  ２０は、角形のハウジング２１を含む本体部２０ａ、及び、当該ハウジング２１の一側壁から延び出す光結合部２２を有している。図６では、光結合部は省略されている。
【００３９】
ハウジング２１の後壁２１ａからは合計１８本のリードピン２３ａ，２３ｃが延び出している。これらリードピング２３ａ，２３ｃは二列に配列されている。一方、ハウジング２１の一側壁からは別の６本のリードピン２３ｂが延び出している。後壁に設けられた上段列のリードピン２３ｃは、光変調器２００を駆動する高周波信号を伝送するため、また、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０のヒータに電流を供給するために提供されており、これらリードピン２３ｃは、ｉＴＬＤ  １００に信号を直接提供するために設けられている。下段列のリードピン２３ａ及び側壁に設けられたリードピン２３ｂは、ｉＴＬＤ  １００にヒータに供給する信号以外の信号を供給し、光変調器２００に変調信号以外の信号を供給するために設けられている。即ち、リードピン２３ａ及び２３ｂは、低周波信号又はＤＣ信号を供給するために設けられている。ＴＯＳＡ  ２０のハウジング２１は金属製であるが、リードピン２３ａ，２３ｂ，２３ｃを取り出す箇所においてはセラミック製であり、金属製の本体部との絶縁を確保している。また、高周波信号を供給するリードピン２３ｃについては、信号の劣化を抑制するために、インピーダンス整合が図られている。
【００４０】
光変調器２００を集積化したｉＴＬＤ  １００は、ＴＥＣ  ２４上に搭載されている。本実施形態のＴＯＳＡ  ２０は、ＴＥＣの長手方向と本体部２１の長手方向とが一致しているが、ｉＴＬＤ  １００が当該長手方向に対して傾斜してＴＥＣ  ２４上に搭載されていることを特徴としている。即ち、光変調器２００から出力される光の光軸は、その光出射端面に対して直角以外の有意な角度を有している。具体的には、ｉＴＬＤ  １００、即ち、光変調器２００の光軸は、その光出射端面の法線に対して傾けられている。これにより、光変調器２００から出射された光が外部で反射されて戻されても、当該反射光がｉＴＬＤ  １００の活性層１２２Ａに戻り、雑音光となることを抑制することができる。
【００４１】
光変調器２００から出射された光は、第１のレンズ３１によって集光され、光カプラ３２に入射する。当該光カプラは、第１のプリズム３２ａによって当該光を分岐する。第１のプリズム３２ａは、入射した光を必ずしも均等に分岐する必要はない。分岐後の二つの光線のうち一方は、エタロンフィルタ３３に入射して、第２のフォトダイオード３４ｂに受光される。二つの光線のうち他方は、第１のフォトダイオード３４ａに向かう。第１のフォトダイオード３４ａは、図６においてはハウジング２１の側壁によって隠されている。第１のフォトダイオード３４ａに向かう光線は、更に第２のプリズム３２ｂによって分岐される。分岐後のビームのうち一方は第１のフォトダイオード３４ａに向かい、他方は光結合部２２に向かう。即ち、図６に示す光結合系においては、第１のフォトダイオード３４ａは光変調器２００からの出射光を検知し、第２のフォトダイオード３４ｂはエタロンフィルタ３３を通過した光を検知する。また、光結合部２２に到達する光は、二つのプリズム３２ａ，３２ｂにより曲げられたジグザグの光軸を有する。エタロンフィルタ３３は、波長に対して周期的な透過率を有しており、当該透過率の周期はＤＷＤＭ光通信システムのグリッド周期に略対応している。したがって、光変調器２００を集積化したｉＴＬＤ  １００の温度を第２のフォトダイオード３４ｂの出力に基づいて制御することで、ｉＴＬＤ  １００の出射光の波長を、ＩＴＵ−Ｔのグリッド波長の一つに合致させることができる。これら二つのフォトダイオード３４ａ，３４ｂは、対応のサブマウント３５ａ，３５ｂを介してＴＥＣ  ２４上に搭載されている。
【００４２】
図７は、ＴＥＣ（温度制御素子）２４及び当該ＴＥＣ  ２４上に搭載された部品の断面を示している。ＴＥＣ  ２４は、ペルチェデバイス、ＣｕＷ製のベース２４Ｃ、別のベース２４Ａ及び２４Ｂを備えている。ベース２４Ａは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）製である。ペルチェデバイスは、上基板２４ａ、下基板２４ｂ、及び基板２４ａと２４ｂ間に挟まれた複数のペルチェ素子２４ｃを含んでいる。複数のペルチェ素子は、電気的に直列に接続されている。上基板２４ａは、その上においてベース２４ＣがｉＴＬＤ  １００を搭載している部分から、その上においてベース２４Ｃが残りの光部品を搭載している部分へと延在するよう、当該ベース２４Ｃを搭載している。ＴＥＣ２４の後者の部分は、光部品３１〜３４をベース２４Ｃ及びベース２４Ａを介して搭載している。ＴＥＣ２４の前者の部分は、光変調器２００を集積化したｉＴＬＤ  １００を、ベース２４Ｃ及び別のＡｌＮベース２４Ｂを介して搭載している。ＴＥＣ  ２４の上基板２４ａは、上記光部品の一部を支持している。
【００４３】
ペルチェ素子２４ｃは、ｉＴＬＤ  １００をその上に搭載する領域のみに配置されている。光部品３１〜３４がその上に設けられている他の領域においてはペルチェ素子は設けられていない。これは、光部品３１〜３４の特性が当該光部品の温度に対して鈍感であり、一方、ｉＴＬＤ  １００及び光変調器２００は温度に対して敏感であるからである。ｉＴＬＤ  １００及び光変調器２００は、その温度に対して精密に制御される必要がある。また、ペルチェデバイスの価格は、そのサイズに大きく依存する。光変調器２００を集積化したｉＴＬＤ  １００を搭載する領域のみにペルチェデバイスを設ける本実施形態の構成は、コストにおける利点をもたらし得る。光部品３１〜３４が搭載されている残りの領域の温度制御は、ＣｕＷベースの厚みを約１．３ｍｍに設定することで実施される。また、上基板が、光変調器２００を集積化したｉＴＬＤ  １００が搭載されている領域のみを支持する構成において、ＴＥＣ  ２４の上基板２４ａを、光部品３１〜３４が搭載されている領域（光部品搭載領域）の中間まで延長する構成により、当該光部品搭載領域を支持する必要な強度を確保することができる。上基板２４ａが光部品搭載領域を支持せず、光変調器２００を集積化したｉＴＬＤ  １００を支持する構成であっても、光部品３１〜３４に必要な温度特性は、これら光部品の下方にＣｕＷベース２４Ｃを設けることで確保することができる。しかしながら、上基板２４ａは、強度の面からは光部品搭載領域の中間部分まで延在することが好ましい。また、光部品３１〜３４用の光部品搭載領域の全てを上基板２４ａが支持する構成では、ＴＥＣ  ２４のコストが上昇するだけでなく、光変調器２００を集積化したｉＴＬＤ  １００の温度特性にも影響が及ぶ。光部品搭載領域まで延長された上基板２４ａは、放熱器として機能し、ＴＥＣ  ２４の消費電力を増加させ得る。
【００４４】
図８は、ＴＯＳＡ  ２０のピン接続、即ち、リードピン２３ａ，２３ｂ，２３ｃの配線を模式的に示している。上述したように、本実施形態のＴＯＳＡ  ２０は、合計２４本のリードピン２３ａ，２３ｂ，２３ｃを有している。後壁に設けられたリードピン２３ｃは、光変調器２００を駆動する二つの駆動信号を差動信号の形態で（リードピン２３ｃ−２，２３ｃ−４から）供給し、ヒータ用の三つの制御信号を（リードピン２３ｃ−６，２３ｃ−７，２３ｃ−８から）供給する。（リードピン２３ｃ−２，２３ｃ−４から供給される）二つの駆動信号は１０ＧＨｚ以上の高周波成分を含むので、信号ピン（２３ｃ−２，２３ｃ−４）の両側にはグランドピン（２３ｃ−１，２３ｃ−３，２３ｃ−５）が設けられており、これにより、信号ピン（２３ｃ−２，２３ｃ−４）の擬似的なインピーダンス整合が図られている。
【００４５】
本体部の側壁からは複数のリードピン２３ｂが引き出されている。これらリードピン２３ｂは、二つのモニタ信号用のリードピン（２３ｂ−Ａ，２３ｂ−Ｂ）、ｉＴＬＤ  １００の三つの領域への電流用のリードピン（２３ｂ−Ｃ，２３ｂ−Ｄ，２３ｂ−Ｅ）を含んでいる。これらのリードピン２３ｂ−Ａ〜２３ｂ−Ｆにおいて伝送される信号は、ＤＣ信号であるか、極めて低周波の成分を含む実質的にＤＣの信号である。したがって、これらリードピン２３ｂについては、当該リードピン自体及びそれらリードピンに接続される配線のインピーダンスを考慮する必要がない。下段列のリードピン２３ａは、後壁から引き出されており、ＴＥＣ  ２４を制御するためのリードピン２３ａ−１２，２３ａ−１３，２３ａ−１８、高周波信号を除く光変調器２００用のリードピン２３ａ−１０，２３ａ−１１，２３ａ−１４〜２３ａ−１７を含んでいる。これら信号も、それらのインピーダンスを考慮する必要がないＤＣ又は実質的にＤＣの信号である。むしろ、ＴＥＣ  ２４に電流を供給するリードピン２３ａ−１２，２３ａ−１３には大電流が流れるので、これらリードピンの寄生抵抗を考慮する必要がある。
【００４６】
以下、ＴＯＳＡ  ２０に信号を提供する方法について説明する。
【００４７】
図９は、ＴＯＳＡ  ２０、  ＲＯＳＡ  ３０、光トランシーバ１に搭載される二つの回路基板１２及び１３、並びに、二つのフレキシブルプリント回路（以下、「ＦＰＣ」という）基板１７及び１８を示す斜視図である。図９に示すように、第１のＦＰＣ  １６は、ＲＯＳＡ  ３０を主基板１２に接続する。以下、第１のＦＰＣ  １６を「Ｒｘ−ＦＰＣ  １６」と呼ぶ。Ｒｘ−ＦＰＣ  １６は、互いに相補的な差動信号「Ｄ−Ｒｘ」及び「／Ｄ−Ｒｘ」をＲＯＳＡ  ３０から主基板１２に伝送する。また、Ｒｘ−ＦＰＣ  １６は、ＲＯＳＡ  ３０内の電源Ｖｃｃ及びフォトダイオード用のバイアスＶｐｄを主基板１２からＲＯＳＡ  ３０へ伝送する。この電源は、ＲＯＳＡ  ３０内に搭載されたプリアンプ用の電源である。一実施形態の光トランシーバ１は、受光素子として、ＲＯＳＡ  ３０内にアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を搭載している。ＡＰＤは、数１０ボルトの比較的大きな電圧でバイアスされる必要がある。ＲＯＳＡ  ３０は、光可変減衰器（ＶＯＡ）をその内部に搭載していてもよい。ＲＸ−ＦＰＣ  １６は、ＶＯＡを制御する信号、具体的には、ＶＯＡの減衰量を設定する信号を伝送してもよい。
【００４８】
ＴＯＳＡ  ２０は、既に説明したように、複数種のリードピン２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、即ち、高周波信号用のリードピン２３ｃとＤＣ又は低周波信号用のリードピン２３ａ及び２３ｂとを備えている。リードピン２３ｃは、ＦＰＣ  １８の一端にソルダリングされ、ＲＦ−ＦＣＰ  １８の他端は主基板１２に直接接続される。リードピン２３ａ及び２３ｂは、子基板１３に直接ソルダリングされる。リードピン２３ａ及び２３ｂを介して伝送される信号は、部分的に子基板１３で処理され、別のＦＰＣ  １７を介して主基板１２に伝達される。このように、本実施形態の光トランシーバ１は、主基板１２上の回路１２Ａからの高周波信号をＴＯＳＡ  ２０にＲＦ−ＦＰＣ  １８を介して直接伝達し、一方、ＤＣ又は低周波信号を、ＬＦ−ＦＰＣ  １７及び子基板１３の配線を介してＴＯＳＡ  ２０にリンクする。子基板１３をバイパスするように、主基板１２からＴＯＳＡ  ２０に直接的に高周波信号を伝送する構成により、当該信号の品質の劣化を防止することができる。
【００４９】
図１０は、二つの基板１２及び１３、二つのＯＳＡ  ２０及び３０、三つのＦＰＣ１６〜１８が光トランシーバ１のハウジング内において組立てられる配置構成を示している。二つの基板１２及び１３は、ＬＦ−ＦＰＣ  １７及びＲＦ−ＦＰＣ  １８を曲げることにより、上下に並べられる。ＴＯＳＡ  ２０は、主基板１２の前方側の空間においてＲＯＳＡ  ３０の横に配置されるので、ＲＯＳＡ  ３０に干渉しない。ＲＯＳＡ  ３０のベースが下方に配置され、ＴＯＳＡのベース２０ｄが上方に配置される。図１０に示す中間製品を光トランシーバ１のハウジング内に組み込むと、ＴＯＳＡ  ２０のベース２０ｄは、ハウジングの天井部に接触し、ＲＯＳＡ  ３０のベースはハウジングの底部に接触する。ＴＯＳＡ  ２０及びＲＯＳＡ  ３０は、例えば、ＴＯＳＡ  ２０のＴＥＣ  ２４及びＲＯＳＡ  ３０のプリアンプといった発熱デバイスを搭載しており、これらデバイスはそれぞれ対応のベース上に搭載され、ＴＯＳＡ  ２０とＲＯＳＡ  ３０との間の熱的な分離が実質的に行われている。
【００５０】
ｉＴＬＤ  １００は、温度に敏感な出射波長を有する半導体発光デバイスである。したがって、ＲＯＳＡ  ３０とＴＯＳＡ  ２０との間の熱的分離は、波長可変光トランシーバを実現する上で重要となる。さらに、主基板１２は信号処理回路１２Ａを表面実装により搭載しており、当該回路１２Ａは大きな熱を発生するが、主基板１２は回路１２Ａの熱を放熱する部材を、その裏面に有していない。二つの基板１２及び１３が上下に配置されていると、主基板１２の上面は、子基板１３の主面に対面する。しかしながら、子基板１３の主面は、ＴＯＳＡ  ２０用の他の回路を搭載しており、主基板１２上の回路１２Ａの熱を放熱する部材を有していない。このように、回路１２Ａ用の放熱経路は確保されていない。回路１２Ａのリードピンのみが、当該回路１２Ａからの熱を伝えることができる。このような回路１２Ａの周囲の構成により、ＴＯＳＡ  ２０を回路１２Ａから熱的に分離することができる。
【００５１】
図１１は、ＬＦ−ＦＰＣ  １７の平面図である。ＬＦ−ＦＰＣ１７は、主基板１２側の電極１７ａと子基板１３側の電極１７ｂを備えており、電極１７ａと電極１７ｂは互いに対角な位置に設けられている。ＬＦ−ＦＰＣ  １７の電極を対角配置することにより、ＬＦ−ＦＰＣ１７に接続される二つの回路基板１２及び１３がねじれの位置関係で配置されることを防ぐことができる。二つの回路基板１２及び１３がねじれの位置関係にあると、これら回路基板１２及び１３をハウジング内に搭載することが困難になるばかりか、これら基板１２及び１３を無理に搭載すると、ＲＦ−ＦＰＣ  １８に応力が及ぼされ、ＲＦ−ＦＰＣ  １８で伝送される高周波信号の品質に影響が及ぶ。
【００５２】
図１２は、ＲＦ−ＦＰＣ  １８の平面図である。二つの信号線「Ｄ＋」及び「Ｄ−」、三つのヒータ線、並びに、四つのグランド線がＲＦ−ＦＰＣ  １８上に設けられている。信号線Ｄ＋及びＤ−は、ＴＯＳＡ側の電極１８ａから主基板１２側の電極１８ｂまでグランド線間に挟まれて延在している。ＲＦ−ＦＰＣ  １８は、その中間部分において幅狭になってくびれており、当該部分において屈曲される。このくびれ部は、当該部分において折り曲げられて、二つの回路基板１２及び１３の上下配置を実現することを容易にする。信号線Ｄ＋及びＤ−は、くびれ部の内側を走っており、ＴＯＳＡ  ２０を主基板１２に最短距離で接続する。ヒータ線は、くびれ部において外側に設けられている。これは、ヒータ線が比較的低周波の信号を伝送するからである。
【００５３】
本実施形態の光トランシーバ１では、ＴＯＳＡ２０に対する高周波信号は、主基板１２に搭載された回路１２Ａで生成され、子基板１３を介することなくＲＦ−ＦＰＣ  １８を介してＴＯＳＡ２０に直接伝達される。この構成は、高周波信号を伝達する信号線の距離の絶対値を短くするだけでなく、インピーダンスの不整合を生じさせ得る基板１２及び１３とＬＦ−ＦＰＣ  １７間の部分の不連続性による信号の劣化を防止し得る。さらに、ＬＦ−ＦＰＣ  １７は、二つの基板１２と１３を対角位置において接続する。この構成は、ＬＦ−ＦＰＣ  １７の配線を長くするが、二つの基板がねじれの位置関係で配置されることを効果的に防止し得る。
【００５４】
以下、二つのＯＳＡ  ２０及び３０、並びに、二つの回路基板１２及び１３を、二つのＦＰＣ１７及び１８を用いて組立てる方法について説明する。
【００５５】
まず、図１３に示すように、回路１２Ａを搭載した主基板１２とＲＯＳＡ  ３０をＲｘ−ＦＰＣ  １６を用いて接続する。Ｒｘ−ＦＰＣ  １６に設けられているヴィアにＲＯＳＡ  ３０のリードピンを挿入し、一方、ＲＯＳＡ  ３０と反対側の電極を主基板１２の電極にソルダリングし、ＲＯＳＡ３０を主基板１２に結合する。
【００５６】
次いで、図１４に示すように、ＬＦ−ＦＰＣ  １７を用いて、子基板１３と主基板１２を接続する。この接続には、ソルダリング等の方法を用いることができる。さらに、図１５に示すように、ＤＣ又は低周波信号用のＴＯＳＡ２０のリードピン２３ａ及び２３ｂを子基板１３のヴィアに通し、当該ヴィアの周囲のランドをソルダリングする。なお、図１５では、ＲＯＳＡ  ３０及び主基板１２が省略されている。上述したソルダリングの工程、即ち、ＲＯＳＡ  ３０用のソルダリング及びＴＯＳＡ  ２０用のソルダリングは、同時に行われてもよい。即ち、ＴＯＳＡ  ２０及びＲＯＳＡ  ３０を含むデバイスをそれぞれの所定位置に配置した後、一時のソルダリングにより、ＲＦ−ＦＰＣ  １８以外のこれらデバイスの組み付けを行うことができる。
【００５７】
次いで、図１６に示すように、ＴＯＳＡ  ２０のリードピン２３ｃにＲＦ−ＦＰＣ  １８をソルダリングする。このソルダリングにはスポット溶接等を用いることができる。図１６においても、主基板１２及びＲＯＳＡ  ３０は省略されている。この状態では、ＲＦ−ＦＰＣ  １８は、その一端でＴＯＳＡ  ２０に接続しているが、その他端はオープンな状態である。その後、ＲＦ−ＦＰＣ  １８の他端を主基板１２の電極にソルダリングする。このソルダリングには、スポット溶接、半田付け等を用いることができる。
【００５８】
最後に、ＴＯＳＡ  ２０が取り付けられた子基板１３を主基板１２に重ねるように、ＬＦ−ＦＰＣ  １７及びＲＦ−ＦＰＣ  １８を屈曲させることで、二つの回路基板１２及び１３を上下に配置する。ＦＰＣ基板１７及び１８を屈曲させたことで、ソルダリングの信頼性は向上される。これは、ＦＰＣ  １７及び１８を基板１２及び１３に押し付ける応力が発生するからである。図１７は、ＲＦ−ＦＰＣ  １８と  ＴＯＳＡ  ２０のリードピン２３ｃとの間の接続の状態を示す断面図である。リードピン２３ｃは、ソルダリングに際して、下方に曲げられており、ＲＦ−ＦＰＣ  １８は、子基板１３に対面するよう部分１８ｃから水平方向に展開されている。これにより、ＲＦ−ＦＰＣ  １８を屈曲半径を大きくすることができ、ＲＦ−ＦＰＣ  １８で伝送される高周波信号の品質の劣化を抑制することができる。ＲＦ−ＦＰＣ  １８は、その取材によっては、小さい曲げ半径で破壊されることがある。リードピン２３ｃを下方に曲げることで、ＲＦ−ＦＰＣ  １８の信頼性を向上することができる。
【００５９】
図１８は、以上のように組立てられたＯＳＡ  ２０及び３０、二つのＦＰＣ  １７及び１８を示す斜視図である。図１８は、子基板を省略して主基板１２の表面の構成を示している。図２を再び参照すると、二つのＯＳＡ２０及び３０、並びに、二つの基板１２及び１３が搭載された光トランシーバ１の内部が示されている。上述したように、本実施形態の光トランシーバ１は、信号処理回路１２Ａに加えて、ｉＴＬＤ  １００を制御するための複数の電源を搭載している。したがって、主基板１２及び子基板１３は、それらの両面１２ａ、１２ｂ、１３ａ、及び１３ｂに、電子部品を密に搭載する必要がある。二つの基板１２及び１３は上下の位置関係で配置されているので、図１８では、ＴＯＳＡ  ２０のベース２０ｄとＲＯＳＡ  ３０の天井部３０ｃが見えており、図２では、ＴＯＳＡ  ２０の天井部とＲＯＳＡ  ３０のベースが見えている。ＴＯＳＡ  ２０のベース２０ｄ及びＲＯＳＡ  ３０のベース３０ｄはそれぞれ、上ハウジング及び下ハウジングに接触し、二つの放熱経路を独立して形成している。主基板１２の上面に搭載された回路１２Ａは、実質的には放熱経路を有していない。これは、回路１２Ａが搭載されている箇所に対応する主基板１２の裏面にも電子部品が配置されているからである。したがって、回路１２Ａの放熱経路は主基板１２に沿ったものだけとなっている。これにより、ＴＯＳＡ  ２０は、回路１２Ａで発生する熱から熱的に隔離される。
【００６０】
本発明の幾つかの実施形態及び変形態様について本明細書に詳細に説明したが、本発明の開示内容及び教示内容は多数の代替設計を当業者に示唆していることは明白である。
【符号の説明】
【００６１】
１…光トランシーバ、１１…ハウジング、１２…主基板、１２Ａ…信号処理回路、１２ａ…電気プラグ、１３…子基板、１６…ＦＰＣ基板（Ｒｘ−ＦＰＣ）、１７…ＦＰＣ基板（ＬＦ−ＦＰＣ）、１７ａ…電極（主基板側）、１７ｂ…電極（子基板側）、１８…ＦＰＣ基板（ＲＦ−ＦＰＣ）、１８ａ…電極（ＴＯＳＡ側）、１８ｂ…電極（主基板側）、２０…光送信サブアセンブリ（ＴＯＳＡ）、２０ａ…本体部、２０ｄ…ベース、２１…ハウジング、２１ａ…後壁、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ…リードピン、２４…ＴＥＣ、２４Ａ…ベース、２４Ｂ…ベース、２４Ｃ…ベース、２４ａ…上基板、２４ｂ…下基板、２４ｃ…ペルチェ素子、３０…光受信サブアセンブリ（ＲＯＳＡ）、３０ｃ…天井部、３０ｄ…ベース。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ１】
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【図４Ｃ２】
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【図４Ｃ３】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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