(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号電極と接地電極が形成され、電気光学効果により光位相を変化させる素子と、
前記素子の信号電極にマイクロ波領域の制御信号を供給する中心導体と外部導体を有するコネクタと、
誘電体基板に前記素子の信号電極及び接地電極と、前記コネクタの中心導体と外部導体とを接続するコプレーナ線路が形成された中継基板を備え、
前記中継基板の、前記コネクタの中心導体が配置された下側領域部分に空気層が形成されていることを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【請求項２】
請求項１において、
前記中継基板の、前記コネクタの中心導体が配置された下側領域部分の空気層は、前記誘電体基板の前記コネクタと対向する側面の切り欠きにより形成されていることを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【請求項３】
請求項２において、
前記コプレーナ線路は、信号電極と、該信号電極の両側に配置された接地電極で構成され、前記接地電極間の間隔が前記コネクタの外部導体の径より小さいことを特徴とする光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【請求項４】
信号電極と接地電極が形成され、電気光学効果により光位相を変化させる素子と、
前記素子の信号電極にマイクロ波領域の制御信号を供給する中心導体と外部導体を有するコネクタと、
誘電体基板に前記素子の信号電極及び接地電極と、前記コネクタの中心導体と外部導体とを接続するコプレーナ線路が形成された中継基板を備え、
前記中継基板に対向する領域の前記コネクタの外部導体の径が拡張されていることを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【請求項５】
信号電極と接地電極が形成され、電気光学効果により光位相を変化させる素子と、
前記素子の信号電極にマイクロ波領域の制御信号を供給する中心導体と外部導体を有するコネクタと、
誘電体基板に前記素子の信号電極及び接地電極と、前記コネクタの中心導体と外部導体とを接続するコプレーナ線路が形成された中継基板を備え、
前記中継基板の、前記コネクタの中心導体が配置される下側領域の部分が、テーパ状に面取りされ、空気層を形成していることを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
大容量で広帯域な通信システムとして、光通信システムが適用されている。かかる光通信システムにおいて、通信容量拡大の需要に伴い、ますますビットレートの高速化が求められている。
【０００３】
一方、光通信システムには、強誘電体結晶等に電場を加えたときに屈折率の変化を生じる電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュールが、光変調器、光ビーム偏光器、電気シャッター等として用いられている。
【０００４】
かかる光モジュールに搭載される、電気光学効果により光位相を変化させる素子（以下単に電気光学効果素子という）は、LiNbO3やLiTaO2の電気光学結晶から切り出された基板にＩＣ技術を用いて、Ｔｉ等の金属膜をパターニングにより形成後、熱拡散し、あるいは安息香酸中でプロトン交換する等して形成される光導波路を有する。さらに光導波路近傍に所要の電極が形成される。
【０００５】
光モジュールは、かかる電気光学効果素子の外部から光導波路に光信号を供給し、光導波路近傍に形成された電極にマイクロ波帯の高周波制御信号を供給する構成を有するものである。
【０００６】
図１は、光モジュールを光変調器として用いる場合の一構成例を示すカバーを外した状態の上面図である。シールド筐体１内に電気光学効果素子２が収容されている。図２は、模式的に電気光学効果素子２の構成を示す図である。
【０００７】
光変調器として機能するために、図２に模式的に示される電気光学効果素子２に形成された光導波路１０は、一例として２つの平行な導波路に分岐され、マッハツェンダ導波路を構成している。図２において、図２Ｂは図２Ａの平面図において、ａ線に沿う断面図であり、図２Ｃはｂ線に沿う断面図である。
【０００８】
一例として、電気光学効果素子２の基板をLiNbO3結晶のＺ軸方向に切り出したＺカット基板を用い、電極をシングル電極、変調方式を強度変調とする場合、この分岐された２つの平行な導波路の一方の真上に信号電極２０が、そして他方の真上に接地電極２２が配置されている。なお、光導波路１０の分岐された２つの平行導波路中を伝搬する光信号が信号電極２０及び、接地電極２２により吸収されるのを防ぐために、基板と信号電極２０及び接地電極２２との間に、SiO2等によるバッファ層が設けられる。
【０００９】
図２において、光信号は導波路１０の入射側（Opt In）に入力される。光変調器として機能させるために、この光信号の伝搬方向と同じ方向に変調信号として、信号源２５から出力されるマイクロ波信号が信号電極２０に供給される。したがって、分岐された平行光導波路の屈折率が、マイクロ波信号の極性に対応して、互いに反対方向に変化され、これにより平行光導波路の光位相差が変化し、図２において光導波路１０の出射側（Opt Out）から強度変調された光信号が出力される。
【００１０】
ここで、信号源２５から供給される変調信号としてのマイクロ波である高周波信号は、図１に示す光モジュールの構成において、中心導体３０と外部導体３１を有するＲＦコネクタ３を通して信号電極２０と接地電極２１，２２間に供給される。
【００１１】
この時、図１に示すような従来構成において、ＲＦコネクタ３の中心導体３０は、スライディングコンタクト部材３２に挿入され、電気光学効果素子２の信号電極２０とスライディングコンタクト部材３２とのボンディングにより接続され、ＲＦコネクタ３の外部導体３１は、電気光学効果素子２の接地電極２１，２２にワイヤボンディング２３により接続される構成であった。
【００１２】
しかし、ボンディングのためには、ボンディングツールを入れるスペースが必要なためＲＦコネクタ３の中心導体３０をＲＦコネクタ３の同軸状態から突き出すことが避けられなかった。そのためにＲＦコネクタ３の中心導体３０が突き出した部分は特性インピーダンスが高くなり、インピーダンス不整合を生じていた。
【００１３】
さらに、高周波信号の波長が電気光学効果素子２の電極の大きさに比べて大きい場合には、特性にそれほどの影響はなかったが、波長が小さくなると電気光学効果素子２の高周波特性に影響を及ぼし、高周波信号の放射および反射が生じ、電気光学効果素子２における広帯域な伝送特性を得ることができなくなる。また、スライディングコンタクト部材３２とＲＦコネクタ３の中心導体３０は数十μmと非常に微細なものである。このために組立時の作業性が非常に悪い。
【００１４】
かかる問題に対する解決策として、本発明者等は、中継基板を用いる方法の採用を検討してきた。しかし、中継基板を介してのＲＦコネクタ３と電気光学効果素子２との接続において、それぞれの部位自身で特性インピーダンスを、例えば５０Ωとなるように設計しても、ＲＦコネクタ３と中継基板間の接続において、インピーダンスの急激な変化を避けられないものであった。これにより結果として伝送損失が大きくなるという問題を未だ有していた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュールにおいて、ＲＦコネクタを通して外部から高周波制御信号を供給する際の損失を回避できる好ましい構成を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の本発明の課題を解決しうる電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュールは、第１の態様として、信号電極と接地電極が形成され、電気光学効果により光位相を変化させる素子と、前記素子の信号電極にマイクロ波領域の制御信号を供給する中心導体と外部導体を有するコネクタと、誘電体基板に前記素子の信号電極及び接地電極と、前記コネクタの中心導体と外部導体とを接続するコプレーナ線路が形成された中継基板を備え、前記中継基板の、前記コネクタの中心導体が配置された下側領域部分に空気層が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記の本発明の課題を解決しうる光モジュールは、第２の態様として、第１の態様において、前記中継基板の、前記コネクタの中心導体が配置された下側領域部分の空気層は、前記誘電体基板の前記コネクタと対向する側面の切り欠きにより形成されていることを特徴とする。
【００１８】
上記の本発明の課題を解決しうる光モジュールは、第３の態様として、第２の態様において、前記コプレーナ線路は、信号電極と、該信号電極の両側に配置された接地電極で構成され、前記接地電極間の間隔が前記コネクタの外部導体の径より小さいことを特徴とする。
【００１９】
さらに、上記の本発明の課題を解決しうる光モジュールは、第４の態様として、信号電極と接地電極が形成され、電気光学効果により光位相を変化させる素子と、前記素子の信号電極にマイクロ波領域の制御信号を供給する中心導体と外部導体を有するコネクタと、誘電体基板に前記素子の信号電極及び接地電極と、前記コネクタの中心導体と外部導体とを接続するコプレーナ線路が形成された中継基板を備え、前記中継基板に対向する領域の前記コネクタの外部導体の径が拡張されていることを特徴とする。
【００２０】
上記の本発明の課題を解決しうる光モジュールは、第５の態様として、信号電極と接地電極が形成され、電気光学効果により光位相を変化させる素子と、前記素子の信号電極にマイクロ波領域の制御信号を供給する中心導体と外部導体を有するコネクタと、誘電体基板に前記素子の信号電極及び接地電極と、前記コネクタの中心導体と外部導体とを接続するコプレーナ線路が形成された中継基板を備え、前記中継基板の、前記コネクタの中心導体が配置される下側領域の部分が、テーパ状に面取りされ、空気層を形成していることを特徴とする光モジュール。
【００２１】
上記の本発明の課題を解決しうる光モジュールは、第６の態様として、第４又は５の態様において、前記コプレーナ線路は、信号電極と、該信号電極の両側に配置された接地電極で構成され、前記接地電極間の間隔が前記コネクタの外部導体の径より大きいことを特徴とする。
【００２２】
さらに、上記の本発明の課題を解決しうる光モジュールは、第７の態様として、  信号電極と接地電極が形成され、電気光学効果により光位相を変化させる素子と、前記素子の信号電極にマイクロ波領域の制御信号を供給する中心導体と外部導体を有するコネクタと、誘電体基板に前記素子の信号電極及び接地電極と、前記コネクタの中心導体と外部導体とを接続するコプレーナ線路が形成された中継基板と、前記中継基板の前記誘電体基板を搭載する金属体を有し、前記中継基板の、前記コネクタの中心導体が配置された下側領域に対応する前記金属体の部分に空気層が形成されていることを特徴とする光モジュール。
【００２３】
上記の本発明の課題を解決しうる光モジュールは、第８の態様として、信号電極と接地電極が形成され、電気光学効果により光位相を変化させる素子と、前記素子の信号電極にマイクロ波領域の制御信号を供給する中心導体と外部導体を有するコネクタと、誘電体基板に前記素子の信号電極及び接地電極と、前記コネクタの中心導体と外部導体とを接続するコプレーナ線路が形成された中継基板と、前記中継基板の前記誘電体基板を搭載する金属体を有し、前記中継基板の前記誘電体基板は、複数のＶＩＡにより前記金属体と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２４】
上記の本発明の課題を解決しうる光モジュールは、第９の態様として、第８の態様において、前記誘電体基板は多層構造を有し、中間層に内導体を形成し、前記内導体で、前記複数のＶＩＡを接続していることを特徴とする。
【００２５】
上記の本発明の課題を解決しうる光モジュールは、第１０の態様として、第９の態様において、前記複数のＶＩＡの内、前記中継基板の、前記コネクタの中心導体が配置された領域にあるＶＩＡに関しては、前記内導体と非接続であることを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【００２６】
上記の本発明の課題を解決しうる光モジュールは、第１１の態様として、第１，４，又は５の態様において、前記コネクタの中心導体が接続される前記中継基板のコプレーナ線路の信号電極の幅が、前記中心導体の径より小さいことを特徴とする。
【００２７】
さらに、上記の本発明の課題を解決しうる光モジュールは、第１２の態様として、第１，４，又は５の態様において、前記コネクタの中心導体が接続される前記中継基板のコプレーナ線路の信号電極の形状が、前記コネクタに向かって広がるテーパ部と前記コネクタに向かって狭まるテーパ部を有する菱形を成し、前記信号電極の両側に配置される接地電極の形状が、前記コネクタに向かって広がるテーパ部に対応するテーバ部を有することを特徴とする。
【００２８】
また、上記の本発明の課題を解決しうる光モジュールは、第１３の態様として、第１、４又は５の態様において、前記コプレーナ線路の信号電極幅は、前記コネクタの中心導体の直径よりも小さいことを特徴とする。
【００２９】
本発明の特徴は、更に以下に図面に従い説明される本発明の実施の形態から明らかになる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態例を説明するが、本発明の理解を容易とするために、本発明の実施の形態例の説明に先だって、本発明者等が検討した光モジュールにおいて、電気光学効果素子２の信号電極２０及び接地電極２１，２２と、ＲＦコネクタ３の中心導体２０及び外部導体２１との接続を、中継基板を介して行う方法について図面を用いて説明する。
【００３１】
図３は、本発明者等による構想により検討した光モジュールの構成例である。図１と同様に、光モジュールのカバーを外した状態の上面図である。図４は、図３のａ−ｂ線で切断した入力側の斜視図である。
【００３２】
図１と入出力関係が逆に示されているが、図１の構成との基本的相違は、コプレーナ中継基板４０を有している点にある。コプレーナ中継基板４０は、ＲＦコネクタ３の中心導体３０と、外部導体３１に対応して、中心に信号電極２００，その両側に接地電極２１０，２２０を配した広い電極面積を有している。
【００３３】
さらに、コプレーナ中継基板４０は、電気光学効果素子２の基板材料より小さな誘電率の誘電体基板、例えばAlO3基板を焼成して得られるセラミック板４００上に前記の信号電極２００及び、その両側に配置した接地電極２１０，２２０を有している。かかる構成によりコプレーナ中継基板４０自身での特性インピーダンスは、ＲＦコネクタ３及び電気光学効果素子２と同様に、例えば５０Ωに設計される。
【００３４】
コプレーナ中継基板４０の電極２００（２１０，２２０）と電気光学効果素子２の電極２０（２１，２３）との間は、ボンディングワイヤ２３で接続されている。一方、コプレーナ中継基板４０とＲＦコネクタ３との接続は、外部導体３１に関しては、金リボン１１により行われ、また、内部導体３０に関しては、図５に示すようなスライディングコンタク部材３２を用いて行われる。
【００３５】
スライディングコンタク部材３２は、スリット３２０を有し、ＲＦコネクタ３の中心導体３０が挿入されるリング部と、リング部から突き出たテラス部３２１を有している。したがって、ＲＦコネクタ３の中心導体３０の中心線からの断面を示す図６に示されるように、テラス部３２１は、コプレーナ中継基板４０の信号電極２２０に接する様に平行に配置される。
【００３６】
さらに、スライディングコンタク部材３２のテラス部３２１と、コプレーナ中継基板４０の対応する信号電極２００とはボンディングにより接続される。
【００３７】
かかる構造により、従来の図１に示す構造との比較において、組立作業の容易性が得られる。しかし、ＲＦコネクタ３とコプレーナ中継基板４０の接続に関して、前者が同軸構造であり、後者がコプレーナ構造であるという構造における違いが存在する。これにより単独での特性インピーダンスが等しくても両者の接合部において電磁界の乱れが生じ、特性に劣化を生じるという問題がある。
【００３８】
かかる点を図７により更に説明する。図７は、電気力線のモードについて説明する図である。図７Ａは、ＲＦコネクタ３の電気力線モードであり、中心導体３０から誘電体、中空であれば空気を介して外部導体３に向かっている。一方、図７Ｂは、コプレーナ中継基板４０の電気力線モードである。金属体２４上に置かれた誘電体基板、例えば、セラミック板４００上の信号電極２００からセラミック板４００を介して、両側の接地電極２１０，２２０に向かっている。
【００３９】
したがって、ＲＦコネクタ３及びコプレーナ中継基板４０のそれぞれにおいて単独で特性インピーダンスを考える場合は、図７に示す電気力線モードを考えれば良い。
【００４０】
ここで、特性インピーダンスは、
Ｚｏ＝√[Ｒ2＋（１／ｊωＣ＋ｊωＬ）2]  ・・・式１  で表され、
ただし、上記容量Ｃは、Ｃ∝εr・Ｓ／ｄ  （Ｓ：断面積、ｄ：距離）である。
【００４１】
ＲＦコネクタ３の中心導体３０と外部導体３１の間は空気であると考える。空気の場合、比誘電率εrは、εrair＝１  である。一方、コプレーナ中継基板４０が、Al2O3を焼成して得られるセラミック板である場合、比誘電率εrは セラミックの比誘電率に等しいεrc＝５〜４０である。
【００４２】
したがって、ＲＦコネクタ３及び、コプレーナ中継基板４０の特性インピーダンスはそれぞれに対応する比誘電率を用いて特定される。
【００４３】
しかし、図６の断面図に示したように、ＲＦコネクタ３とコプレーナ中継基板４０を接続する場合、境界領域で、電気力線の好ましくない結合が生じる。すなわち、ＲＦコネクタ３の中心導体３０と、コプレーナ中継基板４０の接地導体２１０，２２０との間で電気力線が結合し、コプレーナ中継基板４０の信号電極２００は、ＲＦコネクタ３の外部導体３１との間で電気力線が結合する。
【００４４】
これにより特性インピーダンスにおいて、大きな変化が生じ、ＲＦコネクタ３から入力される高周波信号の放射並びに反射が大きくなり、結果として光デバイスの伝送損失をもたらすことになる。
【００４５】
したがって、本発明の目的は、かかる問題に対し更に検討し、ＲＦコネクタ３を通して外部から高周波制御信号を供給する際の損失を回避できる好ましい接続構造を有する光モジュールを提供することにある。
【００４６】
図８は、本発明の第１の実施の形態例を示す図である。先に図４に関連して説明した本発明者等による検討対象としたコプレーナ中継基板４０を電気光学効果素子２とＲＦコネクタ３との間に置いた構成である。図９は、ＲＦコネクタ３の中心導体３０に沿う断面図であり、図１０は、ＲＦコネクタ３とコプレーナ中継基板４０の関係を示す上面図である。
【００４７】
この実施の形態例において、コプレーナ中継基板４０の誘電体基板４００例えば、セラミック板上に成膜された電極２００，２１０，２２０は、ボンディングワイヤ２３により、それぞれ電気光学効果素子２の信号電極２０、接地電極２１，２２に接続される。信号電極２０と接続されるコプレーナ中継基板４０の信号電極２００は、コプレーナ中継基板４０上でＲＦコネクタ３の中心導体３０と例えば、金錫のロウ材１２で接続されている。
【００４８】
この実施の形態例では、特に図１０に示す上面図から明らかなように、ＲＦコネクタ３の外部導体３１の径がコプレーナ中継基板４０の接地電極２１０，２２０間の間隔Ｗより、大きい場合の例である。
【００４９】
したがって、この例においては、ＲＦコネクタ３とコプレーナ中継基板４０との接続において、ＲＦコネクタ３の中心導体３０とコプレーナ中継基板４０の接地導体２１０，２２０との間での電気力線の結合が、コプレーナ中継基板４０の信号電極２００とＲＦコネクタ３の外部導体３１との間で生じる電気力線の結合よりも強く現れる。
【００５０】
したがって、本発明は、図８〜図１０に示す第１の実施の形態例では、ＲＦコネクタ３とコプレーナ中継基板４０を接続する場合において、ＲＦコネクタ３の中心導体３０と、コプレーナ中継基板４０の接地導体２１０，２２０との間で電気力線が結合しないように構成する。
具体的には、コプレーナ中継基板４０のＲＦコネクタ３の中心導体３０が配置される下側領域の部分であって、前記ＲＦコネクタ３と対向する側面側に切り欠き１１１を設けている。この切り欠きにより、図９，図１０に示すように、ＲＦコネクタ３の中心導体３０と外部導体３１間の空気層１１０と繋がった空気層を形成する。
【００５１】
かかる切り欠き１１１に生じた空気層によって、ＲＦコネクタ３の中心導体３０と、コプレーナ中継基板４０の接地導体２１０，２２０との間の電気的な距離が遠くなり、これらの間での電気力線の結合を弱めることが可能である。
【００５２】
一方、この実施の形態例では、ＲＦコネクタ３の外部導体３１の径が、コプレーナ中継基板４０の接地電極２１０，２２０間の間隔幅より大きいので、コプレーナ中継基板４０の信号電極２００とＲＦコネクタ３の外部導体３１との間で電気力線が結合する影響はもともと少ない。
【００５３】
したがって、第１の実施の形態例において、ＲＦコネクタ３とコプレーナ中継基板４０との接続において、特性インピーダンスの大きな変化を解消することができる。
【００５４】
図１１は、本発明の第２の実施の形態例を示す図である。先に図４に関連して説明した本発明者等による検討対象としたコプレーナ中継基板４０を電気光学効果素子２とＲＦコネクタ３との間に置いた構成である。図１２は、ＲＦコネクタ３の中心導体３０に沿う断面図であり、図１３は、ＲＦコネクタ３とコプレーナ中継基板４０の関係を示す上面図である。さらに、図１４は、図１３のａ−ｂ線の断面であり、ＲＦコネクタ側３から観察した図である。
【００５５】
この実施の形態例においても、コプレーナ中継基板４０の誘電体基板４００例えば、セラミック板上に成膜された電極２００，２１０，２２０は、ボンディングワイヤ２３により、それぞれ電気光学効果素子２の信号電極２０、接地電極２１，２２に接続される。信号電極２０と接続されるコプレーナ中継基板４０の信号電極２００は、コプレーナ中継基板４０上でＲＦコネクタ３の中心導体３０と例えば、金錫のロウ材１２で接続されている。
【００５６】
この実施の形態例では、特に図１３に示す上面図から明らかなように、ＲＦコネクタ３の外部導体３１の径がコプレーナ中継基板４０の接地電極２１０，２２０間の間隔Ｗより、小さい場合の例である。
【００５７】
この例では、従って、コプレーナ中継基板４０の信号電極２００とＲＦコネクタ３の外部導体３１との間の電気的距離が近くなり、電気力線の結合も強くなる。さらに、ＲＦコネクタ３の中心導体３０と、コプレーナ中継基板４０の接地電極２１０，２２０との間の電気力線の結合も先の第１の実施の形態例と同様である。
【００５８】
この第２の実施の形態例では、コプレーナ中継基板４０の、ＲＦコネクタ３の中心導体３０が配置される下側領域の部分が、テーパ状に面取りされ、空気層１１２を形成している。したがって、図１２に示すＲＦコネクタ３の中心導体３０に沿う断面図では、空気層１１２は、三角形状で示される。
【００５９】
かかる三角形状での面取りにより生じた空気層１１２により、コプレーナ中継基板４０の信号電極２００と、ＲＦコネクタ３の外部導体３１との電気的距離が遠くなる。また、ＲＦコネクタ３の中心導体３０とコプレーナ中継基板４０上にある接地電極２１０，２２０との間も空気層１１２を介することにより電気的距離が遠くなる。
【００６０】
これにより、ＲＦコネクタ３の中心導体３０とコプレーナ中継基板４０の相互間の電気的結合を減少させることができ、コプレーナ中継基板４０とＲＦコネクタ３の接続における特性インピーダンスの大きな変化を避けることできる。
【００６１】
図１５は、本発明の第３の実施の形態例を示す図である。先に図４に関連して説明した本発明者等による検討対象としたコプレーナ中継基板４０を電気光学効果素子２とＲＦコネクタ３との間に置いた構成である。図１６は、ＲＦコネクタ３の中心導体３０に沿う断面図であり、図１７は、ＲＦコネクタ３とコプレーナ中継基板４０の関係を示す上面図である。
【００６２】
この実施の形態例においても、コプレーナ中継基板４０の誘電体基板４００例えば、セラミック板上に成膜された電極２００，２１０，２２０は、ボンディングワイヤ２３により、それぞれ電気光学効果素子２の信号電極２０、接地電極２１，２２に接続される。信号電極２０と接続されるコプレーナ中継基板４０の信号電極２００は、コプレーナ中継基板４０上でＲＦコネクタ３の中心導体３０と例えば、金錫のロウ材１２で接続されている。
【００６３】
さらに、この実施の形態例では、特に図１７に示す上面図から明らかなように、ＲＦコネクタ３の外部導体３１の径がコプレーナ中継基板４０の接地電極２１０，２２０間の間隔Ｗより、比較的に小さい場合の例である。
【００６４】
この第３の実施の形態例では、従って、コプレーナ中継基板４０の信号電極２００とＲＦコネクタ３の外部導体３１との間の電気的距離が近くなり、電気力線の結合の割合も大きくなる。したがって、コプレーナ中継基板４０に対向する、ＲＦコネクタ３の外部導体３１の領域を面取りして、その径が拡張されている。
【００６５】
この外部導体３１の面取りにより径の拡張部分は、図１６において、三角形の断面として示され、図１７において、切り欠き線１１４として示されている。そして、先の例と同様に、かかる外部導体３１の面取りにより空気層１１３が形成される。これにより、コプレーナ中継基板４０上の信号電極２００とＲＦコネクタ３の外部導体３１との電気的距離を遠くすることができる。
【００６６】
ここで、コプレーナ中継基板４０における電気力線のモードを図７により再度考察する。図７Ｂにおいては、電気力線は全て、誘電帯基板４００内で信号電極２００と接地電極２１０及び２２０との間で結合している。
【００６７】
誘電帯基板４００は、凡そ１mm程度の厚さで形成され、シールド筐体１と共通接地電位にある金属体２４上に配置される。したがって、信号電極２００に流れる信号レベルが大きい場合、図７Ｃに示すように電気力線は信号電極２００と金属体２４との間でも結合することになる。
【００６８】
かかる場合は、コプレーナ中継基板４０と接続される領域におけるＲＦコネクタ３の中心導体３０のインピーダンスが大きくなる。これにより、ＲＦコネクタ３から供給される高周波信号の損失を招くことにある。
【００６９】
図１８、図１９は、かかる不都合を解消する実施の形態例である。図１８は、ＲＦコネクタ３の中心導体３０に沿う断面図であり、図１９は、図１８のａ−ｂ線に沿う断面図であり、ＲＦコネクタ３の方向に見た図である。
【００７０】
特徴は、ＲＦコネクタ３の中心導体３０のコプレーナ中継基板４０上に位置する領域に対応する金属体２４に切り欠き部１１４を設け、空気層としていることである。これにより、コプレーナ中継基板４０の信号電極２００と金属体２４との間の電気的な距離が遠くなり、これらの間で図７Ｃに示すような電気力線の結合は生じなくなる。そして、図１９に示す断面において、ＲＦコネクタ３の中心導体３０のコプレーナ中継基板４０に接続される領域を一体で、特性インピーダンスになるように設定できる。
【００７１】
なお、図１８に示す例では、先の第１の実施の形態例に適用した図が示されているが、第２、第３の実施の形態例にも当然に適用できるものである。
【００７２】
図２０、図２１は、更に別の本発明の実施の形態例であり、これは先のいずれの実施の形態において、適用することが可能である。
【００７３】
先に図７Ｂにより説明したように、信号電極２００と接地電極２１０，２２０を有するコプレーナ中継基板４０上のコプレーナ線路は、信号電極２００と接地電極２１０，２２０間に電気力線が結合する。したがって、接地電極２１０，２２０のみである場合、電位が接地ＧＮＤから浮いており、相互のバランスを失うことがある。
【００７４】
これに対応する構成が図２０の実施の形態構成である。図２０の実施の形態例の断面図を図２１に示す。図２０及び図２１において、金属体２４上の誘電体基板４００には複数のＶＩＡ５０が形成される。
【００７５】
さらに、誘電体基板４００は多層を有し、中間層に内導体５１が形成される。この内導体５１により複数のＶＩＡ５０は、互いに接続されている。さらに、ＶＩＡ５０を介して金属体２４に接続し、強固に接地ＧＮＤに電位を固定される。これらにより、接地電極２１０，２２０の電位バランスを電極全体に渉って維持することが可能である。
【００７６】
図２１は、図２０の実施の形態例をＲＦコネクタ３側からコプレーナ中継基板４０に向かって見た断面図である。ここで、ＲＦコネクタ３の中心導体３０の近傍にあるＶＩＡ５３は、内導体５１及び金属体２４とは接続されていない。
【００７７】
この理由は、中心導体３０と接地電極２１０，２２０との間の電気力線の結合を防ぐためであり、且つ、誘電体基板４００の製造過程時に、他のＶＩＡ５０と共通に形成しておき、ＲＦコネクタ３とコプレーナ中継基板４０の接続における総合的なインピーダンスの調整のために利用される。これにより、ＲＦコネクタ３の中心導体３０のコプレーナ中継基板４０に接続される領域を一体で、特性インピーダンスになるように設定できる。
【００７８】
なお、図２０における複数のＶＩＡ５０を設ける代わりに、コプレーナ中継基板４０の表面側から接地電極２１０及び２２０間を図示しないフライングワイヤで接続して共通接地電位に固定することも可能である。
【００７９】
次に、上記に説明した各実施の形態例におけるコプレーナ中継基板４０の信号電極２００の好ましい電極形状について考察する。
【００８０】
図２２に示す電極形状は、プレーナ中継基板４０上の信号電極２００のＲＦコネクタ３側の先端部と接地電極２１０，２２０の形状に特徴を有する。
【００８１】
すなわち、コプレーナ中継基板４０上の信号電極２００のＲＦコネクタ３側の先端部を、ＲＦコネクタ３に向かって広がるテーパ部（図１８、２０１参照）とＲＦコネクタ３に向かって狭まるテーパ部（図１８、２０２参照）を有する菱形形状としている。さらに、接地導体２１０，２２０も信号電極２００の先端部の広がるテーパ部分に対応したテーパ部（図１８、２０３，２０４参照）を有している。
【００８２】
かかるコプレーナ中継基板４０上の信号電極２００と接地電極２１０，２２０の形状により、コプレーナ中継基板４０の信号電極２００と、ＲＦコネクタ３１との距離及び、ＲＦコネクタ３の中心導体３０と、コプレーナ中継基板４０上の接地電極２１０，２２０との距離を遠くすることができる。これにより相互間の電気力線の結合を弱めることが可能である。
【００８３】
図２３は、ＲＦコネクタ３の中心導体３０の接続されるコプレーナ中継基板４０の主信号電極２００の幅について考察する図である。先に図７において説明した様にコプレーナ線路における電気力線のモードは、図７Ｂに示す如くであり、図７Ｃに示すように金属体２４との間で電気力線の結合を生じさせないためには、信号電極２００と接地電極間で結合する電気力線の密度の高めることが必要である。
【００８４】
このために、図２３Ａに示すようにＲＦコネクタ３の中心導体３０の径よりも幅の広い信号電極２００とするよりも、図２３Ｃに示すように信号電極２００の幅を中心導体３０の径よりも小さくすることが有利である。この場合、信号電極２００と中心導体３０との接続は、中心導体３０の側面からロウ材２により行われるが、信号電極２００の幅が狭くなると、ロウ材１２による接続が困難になる場合が想定される。
【００８５】
かかる場合は、図２１に示されるように、信号電極２００と接続される中心導体３０の薄く成形し（図２１，３０１参照）、ロウ材１２により信号電極２００に接続するようにすることが望ましい。
【００８６】
上記の実施の形態例の説明において、光モジュール内の光電気効果素子２として変調器とする場合を例にしたが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。また、変調器としては、誘電体基板をＺカット、電極をシングル電極とし、変調方式を強度変調として例示して説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではない。
【００８７】
すなわち、変調器として、他に誘電体基板がＺカットで、強度変調方式とする場合、電極をデュアル電極とすることも可能である。変調方式を位相変調方式、偏波変調方式とすることも可能である。さらに、誘電体基板をＸカットとする場合も、電極構成及び変調方式に関し、同様の組合せとすることが可能である。
【００８８】
（付記１）
信号電極と接地電極が形成され、電気光学効果により光位相を変化させる素子と、
前記素子の信号電極にマイクロ波領域の制御信号を供給する中心導体と外部導体を有するコネクタと、
誘電体基板に前記素子の信号電極及び接地電極と、前記コネクタの中心導体と外部導体とを接続するコプレーナ線路が形成された中継基板を備え、
前記中継基板の、前記コネクタの中心導体が配置された下側領域部分に空気層が形成されていることを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【００８９】
（付記２）付記１において、
前記中継基板の、前記コネクタの中心導体が配置された下側領域部分の空気層は、前記誘電体基板の前記コネクタと対向する側面の切り欠きにより形成されていることを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【００９０】
（付記３）付記２において、
前記コプレーナ線路は、信号電極と、該信号電極の両側に配置された接地電極で構成され、前記接地電極間の間隔が前記コネクタの外部導体の径より小さいことを特徴とする光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【００９１】
（付記４）
信号電極と接地電極が形成され、電気光学効果により光位相を変化させる素子と、
前記素子の信号電極にマイクロ波領域の制御信号を供給する中心導体と外部導体を有するコネクタと、
誘電体基板に前記素子の信号電極及び接地電極と、前記コネクタの中心導体と外部導体とを接続するコプレーナ線路が形成された中継基板を備え、
前記中継基板に対向する領域の前記コネクタの外部導体の径が拡張されていることを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【００９２】
（付記５）
信号電極と接地電極が形成され、電気光学効果により光位相を変化させる素子と、
前記素子の信号電極にマイクロ波領域の制御信号を供給する中心導体と外部導体を有するコネクタと、
誘電体基板に前記素子の信号電極及び接地電極と、前記コネクタの中心導体と外部導体とを接続するコプレーナ線路が形成された中継基板を備え、
前記中継基板の、前記コネクタの中心導体が配置される下側領域の部分が、テーパ状に面取りされ、空気層を形成していることを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【００９３】
（付記６）付記４又は５において、
前記コプレーナ線路は、信号電極と、該信号電極の両側に配置された接地電極で構成され、前記接地電極間の間隔が前記コネクタの外部導体の径より大きいことを特徴とする光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【００９４】
（付記７）
信号電極と接地電極が形成され、電気光学効果により光位相を変化させる素子と、
前記素子の信号電極にマイクロ波領域の制御信号を供給する中心導体と外部導体を有するコネクタと、
誘電体基板に前記素子の信号電極及び接地電極と、前記コネクタの中心導体と外部導体とを接続するコプレーナ線路が形成された中継基板と、
前記中継基板の前記誘電体基板を搭載する金属体を有し、
前記中継基板の、前記コネクタの中心導体が配置された下側領域に対応する前記金属体の部分に空気層が形成されていることを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【００９５】
（付記８）
信号電極と接地電極が形成され、電気光学効果により光位相を変化させる素子と、
前記素子の信号電極にマイクロ波領域の制御信号を供給する中心導体と外部導体を有するコネクタと、
誘電体基板に前記素子の信号電極及び接地電極と、前記コネクタの中心導体と外部導体とを接続するコプレーナ線路が形成された中継基板と、
前記中継基板の前記誘電体基板を搭載する金属体を有し、
前記中継基板の前記誘電体基板は、複数のＶＩＡにより前記金属体と電気的に接続されている
ことを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【００９６】
（付記９）付記８において、
前記誘電体基板は多層構造を有し、中間層に内導体を形成し、前記内導体で、前記複数のＶＩＡを接続していることを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【００９７】
（付記１０）付記９において、
前記複数のＶＩＡの内、前記中継基板の、前記コネクタの中心導体が配置された領域にあるＶＩＡに関しては、前記内導体と非接続であることを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【００９８】
（付記１１）付記１、４又は５の何れかにおいて、
前記コネクタの中心導体が接続される前記中継基板のコプレーナ線路の信号電極の幅が、前記中心導体の径より小さいことを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【００９９】
（付記１２）付記１、４又は５の何れかにおいて、
前記コネクタの中心導体が接続される前記中継基板のコプレーナ線路の信号電極の形状が、前記コネクタに向かって広がるテーパ部と前記コネクタに向かって狭まるテーパ部を有する菱形を成し、
前記信号電極の両側に配置される接地電極の形状が、前記コネクタに向かって広がるテーパ部に対応するテーバ部を有することを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【０１００】
（付記１３）付記１、４又は５の何れかにおいて、
前記コプレーナ線路の信号電極幅は、前記コネクタの中心導体の直径よりも小さいことを特徴とする電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール。
【０１０１】
【発明の効果】
以上図面に従い、実施の形態例を説明したように、本発明によりＲＦコネクタの外部導体とコプレーナ中継基板の信号電極間に直接電気力線の結合を生じさせることく、外部ＲＦケーブルからＲＦコネクタを介して、光モジュール内の光電気効果素子に制御用高周波信号を供給可能である。
【０１０２】
これにより光モジュールにおいて、広帯域な高周波特性を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】光モジュールを光変調器として用いる場合の一構成例を示すカバーを外した状態の上面図である。
【図２】模式的に電気光学効果素子２の構成を示す図である。
【図３】本発明者等による構想により検討した光モジュールの構成例である。
【図４】図３のａ−ｂ線で切断した入力側の斜視図である。
【図５】スライディングコンタク部材３２を説明する図である。
【図６】ＲＦコネクタ３の中心導体３０の中心線からの断面を示す図である。
【図７】電気力線のモードについて説明する図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態例を示す図である。
【図９】ＲＦコネクタ３の中心導体３０に沿う断面図である。
【図１０】ＲＦコネクタ３とコプレーナ中継基板４０の関係を示す上面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態例を示す図である。
【図１２】ＲＦコネクタ３の中心導体３０に沿う断面図である。
【図１３】ＲＦコネクタ３とコプレーナ中継基板４０の関係を示す上面図である。
【図１４】図１３のａ−ｂ線の断面であり、ＲＦコネクタ側３から観察した図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態例を示す図である。
【図１６】ＲＦコネクタ３の中心導体３０に沿う断面図である。
【図１７】ＲＦコネクタ３とコプレーナ中継基板４０の関係を示す上面図である。
【図１８】図７Ｃに示すように電気力線は信号電極２００と金属体２４との間でも結合する不都合を解消する実施の形態例におけるＲＦコネクタ３の中心導体３０に沿う断面図である。
【図１９】図１８のａ−ｂ線に沿う断面図であり、ＲＦコネクタ３の方向に見た図である。
【図２０】さらに別の本発明の実施の形態例を示す図である。
【図２１】図２０の実施の形態例の断面を示す図である。
【図２２】プレーナ中継基板４０上の信号電極２００のＲＦコネクタ３側の先端部と接地電極２１０，２２０の形状に特徴を有する信号電極の形状を示す図である。
【図２３】ＲＦコネクタ３の中心導体３０の接続されるコプレーナ中継基板４０の主信号電極２００の幅について考察する図である。
【符号の説明】
１      シールド筐体
２      光電気効果素子
１１    金リボン
１２    ロウ材
２０    光電気効果素子の信号電極
２１、２２  光電気効果素子の接地電極
２４    金属体
４０    コプレーナ中継基板
２００  コプレーナ中継基板の信号電極
２１０、２２０  コプレーナ中継基板の接地電極
２３    ボンディングワイヤ
２５    制御信号源
３      ＲＦコネクタ
３０    中心導体
３１    外部導体
４００  誘電体基板
１１１  空気層
【図１】
0004027109.tif 000002
【図２】
0004027109.tif 000003
【図３】
0004027109.tif 000004
【図４】
0004027109.tif 000005
【図５】
0004027109.tif 000006
【図６】
0004027109.tif 000007
【図７】
0004027109.tif 000008
【図８】
0004027109.tif 000009
【図９】
0004027109.tif 000010
【図１０】
0004027109.tif 000011
【図１１】
0004027109.tif 000012
【図１２】
0004027109.tif 000013
【図１３】
0004027109.tif 000014
【図１４】
0004027109.tif 000015
【図１５】
0004027109.tif 000016
【図１６】
0004027109.tif 000017
【図１７】
0004027109.tif 000018
【図１８】
0004027109.tif 000019
【図１９】
0004027109.tif 000020
【図２０】
0004027109.tif 000021
【図２１】
0004027109.tif 000022
【図２２】
0004027109.tif 000023
【図２３】
0004027109.tif 000024