(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれパッドを備えた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電気光学効果素子と、
誘電体基板に前記電気光学効果素子の信号電極及び接地電極のパッドに接続されたコプレーナ線路が形成された中継基板と、
前記中継基板のコプレーナ線路に接続された中心導体と外部導体を備え、前記電気光学効果素子の信号電極にマイクロ波領域の変調信号を供給するコネクタとを有し、
前記変調信号が３０ＧＨｚの成分を含み、前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接地電極のパッドの間隔をＳ［μｍ］，パッドの高さをＨ［μｍ］とした時、高さＨが３００以下であって、
-0.002Ｈ2+1.3Ｈ-160＜Ｓ＜0.0025Ｈ2-1.6Ｈ+550  の関係を有する
ことを特徴とする光変調器。
【請求項２】
それぞれパッドを備えた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電気光学効果素子と、
誘電体基板に前記電気光学効果素子の信号電極及び接地電極のパッドに接続されたコプレーナ線路が形成された中継基板と、
前記中継基板のコプレーナ線路に接続された中心導体と外部導体を備え、前記電気光学効果素子の信号電極にマイクロ波領域の変調信号を供給するコネクタとを有し、
前記変調信号が４０ＧＨｚの成分を含み、前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接地電極のパッドの間隔をＳ［μｍ］，パッドの高さをＨ［μｍ］とした時、高さＨが３００以下であって、
-0.002Ｈ2+1.3Ｈ−160＜Ｓ＜0.00１Ｈ2-0.8Ｈ+370  の関係を有する
ことを特徴とする光変調器。
【請求項３】
それぞれパッドを備えた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電気光学効果素子と、
誘電体基板に前記電気光学効果素子の信号電極及び接地電極のパッドに接続されたコプレーナ線路が形成された中継基板と、
前記中継基板のコプレーナ線路に接続された中心導体と外部導体を備え、前記電気光学効果素子の信号電極にマイクロ波領域の変調信号を供給するコネクタとを有し、
前記変調信号が３０ＧＨｚの成分を含み、前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接地電極のパッドによる特性インピーダンスをＺ0［Ω］とし、パッドの高さをＨ［μｍ］とした時、高さＨが３００以下であって、
-0.0005Ｈ2+0.32Ｈ-19＜Ｚ0＜0.00061Ｈ2-0.34Ｈ+98  の関係を有する
ことを特徴とする光変調器。
【請求項４】
それぞれパッドを備えた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電気光学効果素子と、
誘電体基板に前記電気光学効果素子の信号電極及び接地電極のパッドに接続されたコプレーナ線路が形成された中継基板と、
前記中継基板のコプレーナ線路に接続された中心導体と外部導体を備え、前記電気光学効果素子の信号電極にマイクロ波領域の変調信号を供給するコネクタとを有し、
前記変調信号が４０ＧＨｚの成分を含み、前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接地電極のパッドによる特性インピーダンスをＺ0［Ω］とし、パッドの高さをＨ［μｍ］とした時、高さＨが３００以下であって、
-0.0005Ｈ2+0.32Ｈ-19＜Ｚ0＜0.000093Ｈ2-0.061Ｈ+57  の関係を有する
ことを特徴とする光変調器。
【請求項５】
請求項１又は２において、
前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接続電極のパッドの間隔が１３０［μｍ］に設定されていることを特徴とする光変調器。
【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変調器に関する。
【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変調器が用いられている。
【０００４】
かかる光変調器に搭載される、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】
光変調器は、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変調信号を供給する構成を有するものである。
【０００６】
図１は、光変調器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から出力される矩形波の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に示す光変調器の構成において、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】
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る。さらに、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とワイヤボンディング２３により接続される構成である。
【００１２】
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。
【００１３】
かかる問題に対する解決策として、本発明者等は、中継基板を介してのＲＦコネクタ３と電気光学効果素子２との接続する方法を検討してきた。この場合、ＲＦコネクタ３、中継基板及び電気光学効果素子２のそれぞれの部位自身で特性インピーダンスを、例えば５０Ωとなるように設計することが考えられる。
【００１４】
特に、電気光学効果素子２と中継基板との接続を、図１におけるＲＦコネクタ３と電気光学効果素子２の接続と同様に、ワイヤボンディングで接続する場合に、マイクロ波の反射を防ぐために、特性インピーダンスを５０Ωに保つことが必要であると考え、そのために信号電極２０と接地電極２１，２２のワイヤボンディングされる領域（以下パッドという）間のギャップを広くすることが考えられる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の信号電極２０のパッドと接地電極２１，２２のパッドとの間のギャップを広くすると、電界が広がって放射するマイクロ波成分が多くなり、透過特性が劣化するという問題がある。さらに、使用するマイクロ波の周波数が高くなると、より放射の割合は大きくなる。
【００１６】
一方、信号電極２０のパッドの幅Ｗを狭くすると、中継基板との間でボンディングによる接続が困難になるという問題が生じる。
【００１７】
したがって、本発明の目的は、かかる使用するマイクロ波の周波数が高くなる場合にも放射の割合を大きくせず、且つ中継基板との間でボンディングによる接続が容易な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変調器を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の本発明の目的を達成する光変調器は、第１の態様として、それぞれパッドを備えた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電気光学効果素子と、誘電体基板に前記電気光学効果素子の信号電極及び接地電極のパッドに接続されたコプレーナ線路が形成された中継基板と、前記中継基板のコプレーナ線路に接続された中心導体と外部導体を備え、前記電気光学効果素子の信号電極にマイクロ波領域の変調信号を供給するコネクタとを有し、前記変調信号が３０ＧＨｚの成分を含み、前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接地電極のパッドの間隔をＳ［μｍ］，パッドの高さをＨ［μｍ］とした時、高さＨが３００以下であって、-0.002Ｈ2+1.3Ｈ-160＜Ｓ＜0.0025Ｈ2-1.6Ｈ+550の関係を有することを特徴とする。
【００１９】
上記の本発明の目的を達成する光変調器は、第２の態様として、それぞれパッドを備えた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電気光学効果素子と、誘電体基板に前記電気光学効果素子の信号電極及び接地電極のパッドに接続されたコプレーナ線路が形成された中継基板と、前記中継基板のコプレーナ線路に接続された中心導体と外部導体を備え、前記電気光学効果素子の信号電極にマイクロ波領域の変調信号を供給するコネクタとを有し、前記変調信号が４０ＧＨｚの成分を含み、前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接地電極のパッドの間隔をＳ［μｍ］，パッドの高さをＨ［μｍ］とした時、高さＨが３００以下であって、-0.002Ｈ2+1.3Ｈ−160＜Ｓ＜0.00１Ｈ2-0.8Ｈ+370  の関係を有することを特徴とする。
【００２０】
上記の本発明の目的を達成する光変調器は、第３の態様として、それぞれパッドを備えた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電気光学効果素子と、誘電体基板に前記電気光学効果素子の信号電極及び接地電極のパッドに接続されたコプレーナ線路が形成された中継基板と、前記中継基板のコプレーナ線路に接続された中心導体と外部導体を備え、前記電気光学効果素子の信号電極にマイクロ波領域の変調信号を供給するコネクタとを有し、前記変調信号が３０ＧＨｚの成分を含み、前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接地電極のパッドによる特性インピーダンスをＺ0［Ω］とし、パッドの高さをＨ［μｍ］とした時、高さＨが３００以下であって、
-0.0005Ｈ2+0.32Ｈ-19＜Ｚ0＜0.00061Ｈ2-0.34Ｈ+98  の関係を有することを特徴とする。
【００２１】
上記の本発明の目的を達成する光変調器は、第４の態様として、それぞれパッドを備えた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電気光学効果素子と、誘電体基板に前記電気光学効果素子の信号電極及び接地電極のパッドに接続されたコプレーナ線路が形成された中継基板と、前記中継基板のコプレーナ線路に接続された中心導体と外部導体を備え、前記電気光学効果素子の信号電極にマイクロ波領域の変調信号を供給するコネクタとを有し、前記変調信号が４０ＧＨｚの成分を含み、前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接地電極のパッドによる特性インピーダンスをＺ0［Ω］とし、パッドの高さをＨ［μｍ］とした時、高さＨが３００以下であって、
-0.0005Ｈ2+0.32Ｈ-19＜Ｚ0＜0.000093Ｈ2-0.061Ｈ+57  の関係を有することを特徴とする。
【００２２】
上記の本発明の目的を達成する光変調器は、第５の態様として、第１又は、第２の態様において、前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接続電極のパッドの間隔が１３０［μｍ］に設定されていることを特徴とする。
【００２３】
上記の本発明の目的を達成する光変調器は、第６の態様として、第３又は、第４の態様において、  前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接続電極のパッドによる特性インピーダンスが、４２［Ω］に設定されていることを特徴とする光変調器。
【００２４】
上記の本発明の目的を達成する光変調器は、第７の態様として、第１〜第６の態様のいずれかにおいて、前記電気光学効果素子の信号電極のパッドの幅が、３０μｍ〜７０μｍであることを特徴とする。
【００２５】
上記の本発明の目的を達成する光変調器は、第８の態様として、第１〜第６の態様のいずれかにおいて、前記電気光学効果素子の信号電極及び接地電極のパッドの幅が、５０μｍであることを特徴とする。
【００２６】
上記の本発明の目的を達成する光変調器は、第９の態様として、第１〜第６の態様のいずれかにおいて、前記中継基板及び、ＲＦコネクタのそれぞれが、特性インピーダンスが５０Ωに設定されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明の特徴は、図面に従い以下に説明される発明の実施の形態例から更に明らかになる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に図面に従い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べく、先に本発明者等により検討してきた中継基板を用いてＲＦコネクタ３と電気光学効果素子２とを接続する構成についてその詳細を説明する。
【００２９】
図３は、本発明者等により検討してきた中継基板を用いてＲＦコネクタ３と電気光学効果素子２とを接続する構成例を示す図である。
【００３０】
図３において、中継基板４０は、Ａｌ2Ｏ3等の誘電体基板上に、電気光学効果素子２の信号電極２０，接地電極２１，２２にそれぞれ接続される信号電極４００とその両側に配置された接地電極４０１，４０２を有するコプレーナ線路を有している。
【００３１】
電気光学効果素子２と中継基板４０との接続は、ワイヤボンディング２３により電気光学効果素子２のパッド２００，２１０及び２２０と対応するコプレーナ線路の電極４００，４０１及び４０２との接続により行われる。
【００３２】
なお、図３では、中継基板４０とＲＦコネクタ３との接続は、入力側のみを示しているが、出力側も同様に中継基板４０を介して図示しないＲＦコネクタと接続されるものである。
【００３３】
ここで、信号電極２０のパッド２００は、ワイヤボンディング２３により中継基板４０のコプレーナ線路の信号電極４００と接続するために、電極パターンのみを表示する図４に示されるように、電極幅Ｗを有している。
【００３４】
一方、信号源２５とＲＦコネクタ３を繋ぐ図示しないＲＦケーブルは、一般に５０Ωの特性インピーダンスを有している。これにより、ＲＦコネクタ３及び、中継基板４０についても、それぞれ自体で特性インピーダンスが５０Ωとなる様に設計される。
【００３５】
したがって、電気光学効果素子２のパッド２００、２１０，２２０においてもマイクロ波の反射を防ぐために、特性インピーダンスを５０Ωに保つことが必要であると考え、そのために図４に示されるように信号電極２０と接地電極２１，２２のパッド２００とパッド２１０，２２０との間のギャップＳを広くすることが考えられる。
【００３６】
しかしながら、上記したように信号電極のパッド２００と接地電極２１，２２のパッド２１０，２２０との間のギャップＳを広くすると、電界が広がって放射するマイクロ波成分が多くなり、透過特性が劣化するという問題がある。さらに、使用するマイクロ波の周波数が高くなると、より放射の割合は大きくなる。
【００３７】
一方、信号電極２０のパッド２００の幅Ｗを狭くすると、中継基板４０との間でボンディングによる接続が困難になるという問題が生じる。
【００３８】
かかる点に鑑み、本発明者は種々検討し、前記の信号電極２０のパッド２００と接地電極２１，２２のパッド２１０，２２０との間のギャップＳの大きさを広げることにより特性インピーダンスからずれる場合であっても、電気光学効果素子２の入出力部即ち、パッド２００、２１０，２２０におけるマイクロ波の反射及び放射を少なくし、結果として透過特性に最適となる条件が存在することを見出した。
【００３９】
したがって、本発明は、かかる新たに見出した透過特性に最適となる条件を備えた、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変調器を提供するものである。
【００４０】
図５は、本発明の対象とする光変調器における電気光学効果により光位相を変化させる素子である電気光学効果素子２の実施の形態例である。
【００４１】
幅２ｍｍ、高さ１ｍｍ、長さ５０ｍｍのLiNbO3基板４０上に長さ２５ｍｍの相互電極作用長Ｌを有し、図４に示されたと同様の電極パターンを有する信号電極２０，接地電極２１，２２がパターニングにより形成されている。
【００４２】
ここで、高周波信号の信号源２５の最終段にあるドライバ回路のパワーを大きくとれないために、高周波信号を低電圧化することが望ましい。しかし、高周波信号の損失が大きい場合は、高周波信号の低電圧化に制限を生じることになる。かかる点から高周波信号の損失を小さくすることは重要である。
【００４３】
図３に示す構成における光変調器において生じる、変調信号としての高周波信号の損失について考察すると、入出力のＲＦコネクタ３及び中継基板４０で生じる損失、電気光学効果素子２の入力部即ち、パッド２００，２１０，２２０において生じる損失及び、電極２０，２１，２２の相互作用長Ｌによる損失である。
【００４４】
ここで、ＲＦコネクタ及び中継基板４０で生じる損失は、それぞれ特性インピーダンス５０Ωに設定する場合、入力及び出力側において、それぞれ０．５ｄＢ程度の大きさである。また、電極の相互作用長Ｌによる損失の大きさは、電極２０，２１，２２の長さによって固定的に決まる。
【００４５】
一方、電気光学効果素子２の入力部即ち、パッド２００，２１０，２２０において生じる損失は、反射及び放射に起因する損失であるが、これらはＲＦコネクタ３及び中継基板４０の特性インピーダンスである５０Ωに合わせることが必然であると考えて来た。
【００４６】
しかし、本発明者は、種々検討の結果、パッド２００，２１０，２２０において生じる損失に関して特性インピーダンスを５０Ωに合わせる場合よりも最適な条件を有することを見出した。
【００４７】
かかる条件について以下の実施例により考察する。
【００４８】
第１の実施例：
図４に示す電極パターンにおいて、主電極２０のパッド２００の幅Ｗを５０μｍとする。変調信号の周波数を３０ＧＨｚとする。
【００４９】
パッド２００の高さＨを３００，２００，１００μｍと変え、パッド２００と、パッド２１０，２２０の間隔Ｓを変えた時のＳ２１を測定し、その結果を図８に示した。更に、間隔Ｓを変えた時の反射による損失及び、特性インピーダンスを変えた時の反射による損失をそれぞれ算出し、図６に示した。
【００５０】
なお、損失Ｓ２１は、入力信号レベルと出力信号レベルの比により求められる値である。
【００５１】
図６Ａはパッドの間隔Ｓを変えた時の反射による損失、図６Ｂは特性インピーダンスを変えた時の反射による損失を示すグラフである。
【００５２】
図８に示したＳ２１と図６に示した反射による損失から、放射による損失を求め図７に示した。図７Ａは、パッドの間隔Ｓを変えた時の放射による損失であり、図７Ｂは、特性インピーダンスを変えた時の放射による損失を示すグラフである。
【００５３】
すなわち、図６の反射による損失及び図７の放射による損失を加算すると、図８になる。図８Ａは、パッドの間隔Ｓを変えた時の損失であり、図８Ｂは、特性インピーダンスを変えた時の損失を示すグラフである。
【００５４】
図８Ａからパッド２００と２１０及び２２０の高さＨを３００，２００，１００とする場合のいずれにおいても、パッドの間隔Ｓを１３０μｍとする時に反射及び放射に起因する損失が最小値となる。一方、図８Ｂから特性インピーダンスを４０Ωとする場合に損失が最小となることが示される。
【００５５】
先に述べたように、入力側及び出力側のＲＦコネクタ３と中継基板４０による損失は、それぞれ略０．５ｄＢの大きさである。
【００５６】
したがって、電気光学効果素子２に対して入出力部で許容される損失も同等程度までと考えると、図８Ａにおいて、損失Ｓ２１が０．５ｄＢ以下となるパッドの間隔Ｓの許容範囲における上限値と下限値はパッドの高さＨで変動する。
【００５７】
図１２は、図８のグラフから求められるパッドの高さＨを変えた時のパッドの間隔Ｓの上限値Ａと下限値Ｂのグラフである。
【００５８】
したがって、変調信号が３０ＧＨｚの成分を有する場合、パッドの間隔Ｓの許容範囲は、電気光学効果素子の信号電極のパッドと接地電極のパッドの間隔をＳ［μｍ］，パッドの高さをＨ［μｍ］とした時、高さＨが３００以下であって、
-0.002Ｈ2+1.3Ｈ-160＜Ｓ＜0.0025Ｈ2-1.6Ｈ+550  の関係を有する。
【００５９】
この関係から例えば、Ｈ＝３００の時、許容されるＳの大きさは５０〜２８０μｍである。
【００６０】
特性インピーダンスに関しては、図８Ｂから損失を最小とする値が４１Ωである。上記の様に入力側及び出力側のＲＦコネクタ３と中継基板４０による損失と同等の略０．５ｄＢ以下の大きさを許容する場合、特性インピーダンスをＺ0［Ω］とすると、許容される特性インピーダンスＺ0［Ω］の範囲は、図１３に示すように、上限値Ａ、下限値Ｂの範囲で
-0.0005Ｈ2+0.32Ｈ-19＜Ｚ0＜0.00061Ｈ2-0.34Ｈ+98  の関係を有するものとなる。
【００６１】
第２の実施例：
第１の実施例と同様に、主電極２０のパッド２００の幅Ｗを５０μｍとする。但し、変調波の周波数は、４０ＧＨｚとする。
【００６２】
パッド２００の高さＨを３００，２００，１００μｍと変え、パッド２００と、パッド２１０，２２０の間隔Ｓを変えた時の損失Ｓ２１を測定し、その結果を図１１に示した。更に、間隔Ｓを変えた時の反射による損失及び、特性インピーダンスを変えた時の反射による損失をそれぞれ算出し、図９に示した。
【００６３】
図９Ａは間隔Ｓを変えた時の反射による損失、図９Ｂは特性インピーダンスを変えた時の反射による損失を示すグラフである。
【００６４】
図１１に示したＳ２１と図９に示した反射による損失から、放射による損失を求め図１０に示した図１０Ａは、パッドの間隔Ｓを変えた時の放射による損失であり、図１０Ｂは、特性インピーダンスを変えた時の放射による損失を示すグラフである。
【００６５】
すなわち、図９の反射による損失及び図１０の放射による損失を加算すると、図１１になる。図１１Ａは、パッドの間隔Ｓを変えた時の損失であり、図１１Ｂは、特性インピーダンスを変えた時の損失を示すグラフである。
【００６６】
図１１Ａからパッド２００と２１０及び２２０の間隔Ｓを１２０μｍとする時に反射及び放射に起因する損失が最小値となる。一方、図１１Ｂから特性インピーダンスを４０Ωとする場合に損失が最小となることが示される。
【００６７】
先に述べたように、入力側及び出力側のＲＦコネクタ３と中継基板４０による損失は、それぞれ略０．５ｄＢの大きさである。
【００６８】
したがって、電気光学効果素子２に対して入出力部で許容される損失も同等程度までと考えると、図１１Ａにおいて、０．５ｄＢ以下となるパッドの間隔Ｓの範囲はパッドの高さＨで変動する。
【００６９】
図１４は、図１１のグラフから求められるパッドの高さＨを変えた時のパッドの間隔Ｓの上限値Ａと下限値Ｂのグラフである。
【００７０】
したがって、変調信号が４０ＧＨｚの成分を有する場合、パッドの間隔Ｓの許容範囲は、電気光学効果素子の信号電極のパッドと接地電極のパッドの間隔をＳ［μｍ］，パッドの高さをＨ［μｍ］とした時、高さＨが３００以下であって、
-0.002Ｈ2+1.3Ｈ-160＜Ｓ＜0.001Ｈ2-0.8Ｈ+370  の関係を有する。
【００７１】
この関係から例えば、Ｈ＝３００の時、許容されるＳの大きさは５０〜２２０μｍである。
【００７２】
特性インピーダンスに関しては、図１１Ｂから損失を最小とする値が４２Ωであるが、上記の様に入力側及び出力側のＲＦコネクタ３と中継基板４０による損失と同等の略０．５ｄＢ以下の大きさを許容する場合、特性インピーダンスをＺ0［Ω］とすると、許容される特性インピーダンスＺ0［Ω］の範囲は、図１５に示すように、上限値Ａ、下限値Ｂの範囲で
-0.0005Ｈ2+0.32Ｈ-19＜Ｚ0＜0.000093Ｈ2-0.061Ｈ+57  の関係を有するものとなる。
【００７３】
上記実施例の測定結果から、電気光効果素子２に入力部における放射及び反射による損失は、変調周波数の大きさ及びパッドの高さＨによらず、パッドの間隔Ｓを１３０μｍとする時、若しくは特性インピーダンスを４２Ωとする時に最小値となる。
【００７４】
なお、上記実施例において、信号電極２０のパッド２００の幅を５０μｍとしているが、特性インピーダンスへの影響が小さく許容できるのは、３０μｍ〜７０μｍの範囲である。
【００７５】
上記の実施の形態例の説明において、光変調器内の電気光学効果素子２について誘電体基板を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。
【００７６】
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。
【００７７】
（付記１）
それぞれパッドを備えた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電気光学効果素子と、
誘電体基板に前記電気光学効果素子の信号電極及び接地電極のパッドに接続されたコプレーナ線路が形成された中継基板と、
前記中継基板のコプレーナ線路に接続された中心導体と外部導体を備え、前記電気光学効果素子の信号電極にマイクロ波領域の変調信号を供給するコネクタとを有し、
前記変調信号が３０ＧＨｚの成分を含み、前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接地電極のパッドの間隔をＳ［μｍ］，パッドの高さをＨ［μｍ］とした時、高さＨが３００以下であって、
-0.002Ｈ2+1.3Ｈ-160＜Ｓ＜0.0025Ｈ2-1.6Ｈ+550  の関係を有する
ことを特徴とする光変調器。
【００７８】
（付記２）
それぞれパッドを備えた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電気光学効果素子と、
誘電体基板に前記電気光学効果素子の信号電極及び接地電極のパッドに接続されたコプレーナ線路が形成された中継基板と、
前記中継基板のコプレーナ線路に接続された中心導体と外部導体を備え、前記電気光学効果素子の信号電極にマイクロ波領域の変調信号を供給するコネクタとを有し、
前記変調信号が４０ＧＨｚの成分を含み、前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接地電極のパッドの間隔をＳ［μｍ］，パッドの高さをＨ［μｍ］とした時、高さＨが３００以下であって、
-0.002Ｈ2+1.3Ｈ−160＜Ｓ＜0.00１Ｈ2-0.8Ｈ+370  の関係を有する
ことを特徴とする光変調器。
【００７９】
（付記３）
それぞれパッドを備えた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電気光学効果素子と、
誘電体基板に前記電気光学効果素子の信号電極及び接地電極のパッドに接続されたコプレーナ線路が形成された中継基板と、
前記中継基板のコプレーナ線路に接続された中心導体と外部導体を備え、前記電気光学効果素子の信号電極にマイクロ波領域の変調信号を供給するコネクタとを有し、
前記変調信号が３０ＧＨｚの成分を含み、前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接地電極のパッドによる特性インピーダンスをＺ0［Ω］とし、パッドの高さをＨ［μｍ］とした時、高さＨが３００以下であって、
-0.0005Ｈ2+0.32Ｈ-19＜Ｚ0＜0.00061Ｈ2-0.34Ｈ+98  の関係を有する
ことを特徴とする光変調器。
【００８０】
（付記４）
それぞれパッドを備えた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電気光学効果素子と、
誘電体基板に前記電気光学効果素子の信号電極及び接地電極のパッドに接続されたコプレーナ線路が形成された中継基板と、
前記中継基板のコプレーナ線路に接続された中心導体と外部導体を備え、前記電気光学効果素子の信号電極にマイクロ波領域の変調信号を供給するコネクタとを有し、
前記変調信号が４０ＧＨｚの成分を含み、前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接地電極のパッドによる特性インピーダンスをＺ0［Ω］とし、パッドの高さをＨ［μｍ］とした時、高さＨが３００以下であって、
-0.0005Ｈ2+0.32Ｈ-19＜Ｚ0＜0.000093Ｈ2-0.061Ｈ+57  の関係を有する
ことを特徴とする光変調器。
【００８１】
（付記５）付記１又は２において、
前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接続電極のパッドの間隔が１３０［μｍ］に設定されていることを特徴とする光変調器。
【００８２】
（付記６）付記３又は４において、
前記電気光学効果素子の信号電極のパッドと接続電極のパッドによる特性インピーダンスが、４２［Ω］に設定されていることを特徴とする光変調器。
【００８３】
（付記７）付記１〜６のいずれかにおいて、
前記電気光学効果素子の信号電極のパッドの幅が、３０μｍ〜７０μｍであることを特徴とする光変調器。
【００８４】
（付記８）付記１〜６のいずれかにおいて、
前記電気光学効果素子の信号電極及び接地電極のパッドの幅が、５０μｍであることを特徴とする光変調器。
【００８５】
（付記９）付記１〜６のいずれかにおいて、
前記中継基板及び、ＲＦコネクタのそれぞれが、特性インピーダンスが５０Ωに設定されていることを特徴とする光変調器。
【００８６】
【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、本発明により電気光学効果素子２の入力部のパッド２００，２１０，２２０の寸法を最適化した条件を適用することにより、高周波変調信号の反射及び損失を低減し、変調信号の低電圧化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光変調器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変調器の構成例である。
【図４】電気光学効果素子に形成される電極パターンを示す図である。
【図５】本発明の対象とする光変調器における電気光学効果により光位相を変化させる素子である電気光学効果素子２の実施の形態例である。
【図６】変調周波数３０ＧＨｚにおける反射による変調信号の損失を示すグラフである。
【図７】変調周波数３０ＧＨｚにおける放射による変調信号の損失を示すグラフである。
【図８】変調周波数３０ＧＨｚにおける反射及び放射による変調信号の損失を示すグラフである。
【図９】変調周波数４０ＧＨｚにおける反射による変調信号の損失を示すグラフである。
【図１０】変調周波数４０ＧＨｚにおける放射による変調信号の損失を示すグラフである。
【図１１】変調周波数４０ＧＨｚにおける反射及び放射による変調信号の損失を示すグラフである。
【図１２】変調周波数３０ＧＨｚにおいてパッドの高さＨを変えた時のパッドの間隔Ｓの許容できる上限値と下限値を示すグラフである。
【図１３】変調周波数３０ＧＨｚにおいてパッドの高さＨを変えた時の特性インピーダンスＺ0の許容できる上限値と下限値を示すグラフである。
【図１４】変調周波数４０ＧＨｚにおいてパッドの高さＨを変えた時のパッドの間隔Ｓの許容できる上限値と下限値を示すグラフである。
【図１５】変調周波数４０ＧＨｚにおいてパッドの高さＨを変えた時の特性インピーダンスＺ0の許容できる上限値と下限値を示すグラフである。
【符号の説明】
１      シールド筐体
２      電気光学効果素子
２０    電気光学効果素子の信号電極
２１、２２  電気光学効果素子の接地電極
２００  電気光学効果素子の信号電極のパッド
２１０，２２０  電気光学効果素子の接地電極のパッド
３      ＲＦコネクタ
３０    中心導体
３１    外部導体
４０    コプレーナ中継基板
４００  コプレーナ中継基板の信号電極
４０１、４０２  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    変調信号源
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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