(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路基板と、この光導波路基板を支持する支持基体とを備える光導波路デバイスであって、
前記光導波路基板が、電気光学材料からなる基板本体、光導波路、および前記光導波路に電気信号を印加可能な電極を備えており、前記基板本体が一方の主面およびこの一方の主面と反対側の他方の主面を備えており、前記光導波路および前記電極が前記基板本体の前記一方の主面側に設けられており、前記光導波路基板の最大厚さが２００μｍ以下であり、
前記光導波路デバイスが、前記支持基体のうち前記光導波路基板の前記他方の主面に対向する対向面の少なくとも一部を被覆する導電層、および前記基板本体の前記他方の主面と前記導電層との間に介在する接着剤層を備えており、前記導電層が貴金属または銅からなることを特徴とする、光導波路デバイス。
【請求項２】
前記接着剤層が、熱硬化型接着剤または紫外線硬化型接着剤からなることを特徴とする、請求項１記載の光導波路デバイス。
【請求項３】
前記光導波路基板のうち前記他方の主面側に凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１または２記載のデバイス。
【請求項４】
前記支持基体に空間部が形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記空間部に、前記電気光学材料の誘電率よりも低い誘電率を有する低誘電率材料が収容されていることを特徴とする、請求項４記載のデバイス。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つの請求項に記載の光導波路デバイスを備えている保持構造であって、前記光導波路デバイスを固定するための筐体と、前記電極に対して高周波電気信号を供給するための高周波コネクタを備えていることを特徴とする、光導波路デバイスの保持構造。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一つの請求項に記載の光導波路デバイスを備えている光変調器であって、前記光導波路中を伝搬する光を変調するための電圧を前記電極によって印加す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、光導波路デバイス、光変調器および光変調器の実装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マルチメディアの発展に伴い、通信のブロードバンド化の需要が高まり、１０Ｇｂ／ｓを超える光伝送システムが実用化され、さらに高速化が期待されている。１０Ｇｂ／ｓ以上の電気信号（マイクロ波信号）を光に変調するデバイスとして、ニオブ酸リチウム光変調器、あるいは半導体電界吸収型変調器（ＥＡ変調器）が使用されている。
【０００３】
ニオブ酸リチウム光変調器の場合、マッハツェンダー型光導波路および進行波型電極から構成され、１０Ｇｂ／ｓ以上の高速光変調を可能にするための重要条件としてマイクロ波と光波の速度整合条件を満たす必要がある。このために、一般的に電極の厚みを大きくしたり、さらには、基板と電極の間に低誘電率層を形成することでマイクロ波の実効屈折率を下げ上記速度整合条件を満足させている。
【０００４】
一方、速度整合を達成する方法として、光導波路基板の厚さを例えば１０μｍと薄くする構造が考えられる。しかし、光導波路部の基板厚みが、光導波路のサイズ（半値全幅：１／ｅ２）と同程度になるために、このスポット形状が偏平化し例えばファイバとの結合損失が増大したり、さらには薄型加工時の表面ラフネスによる伝搬損失が増大する問題があった。このため、本出願人は、特開平１０−１３３１５９号公報において、進行波形光変調器の光導波路基板を２段構造とし、光導波路の直下の肉厚部分と肉薄部分を設け、この肉薄部分の厚さを例えば１０μｍに薄くすることを開示した。これによって、光挿入損失の劣化を改善でき、また酸化珪素からなるバッファ層を形成することなしに高速光変調が可能であり、さらには駆動電圧Ｖπと電極の長さＬとの積（Ｖπ・Ｌ）を小さくできるので、有利である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
更に、本発明者は、光導波路基板を薄型化すると共に、光導波路基板の裏面側に別体の補強基板を接合し、機械的強度を付与することを開示した。（特願２００１−１０１７２９明細書）。本発明で用いる薄い光導波路基板のみの光変調器では、従来の数１００〜数ｍｍの厚い基板を用いた光変調器で観測される基板共振による透過特性（S ２１）の損失（リップル）の問題を回避できる。
【０００６】
しかし、薄い光導波路基板を別体の補強基板に接合した場合には、マイクロ波のＳ２１リップルが，目的とする周波数帯域以下の領域に出現することが判明してきた。
【０００７】
１０Ｇｂ／ｓ以上のマイクロ波信号を光変調器の電力に給電する場合、光導波路基板を保持する補強基板の幅あるいは厚みが、このマイクロ波の波長と同程度のサイズになるため、共振現象によるマイクロ波の透過損失が生ずる。このような透過損失は、いわゆるリップルとして現れる。光変調器の使用可能な周波数帯域は、リップルの生ずる周波数以下に制限される。従って、例えば光変調器の仕様が４０Ｇｂ／ｓである場合には、少なくとも４０ＧＨｚ以下の周波数帯域において、基板の共振現象によるリップルを抑制する必要がある。
【０００８】
この共振現象は、光導波路基板のマイクロ波信号が補強基板に漏洩して補強基板での共振現象が発生したものと考えられる。
【０００９】
本発明の課題は、光導波路基板と、この光導波路基板を支持する支持基体とを備える光導波路デバイスであって、光導波路基板と支持基体との全体へのマイクロ波の基板放射モードに起因する共振現象を抑制できるようにすることである。
【００１０】
また、本発明の課題は、補強基板の共振現象に起因するマイクロ波の透過特性のリップルを高周波側へと移行させることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光導波路基板と、この光導波路基板を支持する支持基体とを備える光導波路デバイスであって、
光導波路基板が、電気光学材料からなる基板本体、光導波路、および光導波路に電気信号を印加可能な電極を備えており、光導波路および電極が基板本体の一方の主面側に設けられており、光導波路基板の最大厚さが２００μｍ以下であり、前記基板本体が一方の主面およびこの一方の主面と反対側の他方の主面を備えており、
光導波路デバイスが、支持基体のうち光導波路基板の他方の主面に対向する対向面の少なくとも一部を被覆する導電層、および光導波路基板の他方の主面と導電層との間に介在する接着剤層を備えており、導電層が貴金属または銅からなることを特徴とする、光導波路デバイスに係るものである。
【００１２】
また、本発明は、前記デバイスを備えている光変調器であって、前記光導波路中を伝搬する光を変調するための電圧を電極によって印加することを特徴とする、光変調器に係るものである。
【００１３】
また、本発明は、前記光変調器と、この光変調器を固定するための筐体と、電極に対して高周波電気信号を供給するための高周波コネクタを備えていることを特徴とする、光変調器の保持構造に係るものである。
【００１４】
本発明者は、光導波路基板と、この光導波路基板を支持する支持基体とを備える光導波路デバイスにおいて、前述のように例えば２０〜４５ＧＨｚにおいてリップルが生ずる原因について検討した。この結果、補強用の支持基板の厚さを薄くすると、共振によるリップルが若干高周波側にシフトすることがわかった。つまり、基板放射モードに関して、光導波路基板が、別体の支持基板と一体として働いていることを確認した。
【００１５】
更に、変調器基板（光導波路基板）と補強基板（支持基板）との間に導電層を形成すると、不要波（放射波）の基板厚み方向への侵入を補強基板表面でカット（導電層で電界が零になる）でき、共振によるリップルを高周波側にシフトさせることが可能なことを発見した。これによって、高周波損失を飛躍的に改善でき、光変調器の作動可能な周波数を高周波側へと移行させることができる。
【００１６】
なお、光導波路基板のサイズを小さくすることで、光導波路基板の共振現象によるリップルを、高周波帯域に移行させることが知られている（特許第２６６９０９７号、特開平５−２４１１１５号公報）。しかし、光導波路基板を支持基体上に担持する構造において、支持基体内部への基板放射モードの存在に起因するリップルを高周波帯域に移行させることは検討されていない。
【００１７】
導電層の材質は、マイクロ波電界が実質的に零になるような材料であることが好ましい。具体的には、導電層の材質の体積抵抗率は１０−４Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、更には金、銀、銅などの導電率の高い金属材料、特に貴金属が好ましい。
【００１８】
導電層の厚さは特に限定されないが、マイクロ波電界を低減するという観点からは  動作周波数でのマイクロ波の表皮効果を考慮して設定すればよい。望ましくは、ミリ波帯では０．０５μｍ以上であることが好ましい。またマイクロ波帯では、０．５μｍ以上であることが望ましい。
【００１９】
本導電層は、焦電の影響を抑制することを目的とする導電層ではなく、支持基体内部へのマイクロ波電界の基板放射モードをカットするためのものである。このため、導電層は、支持基体の対向面に連続層として形成することが好ましい。
【００２０】
特に、支持基体の対向面のうち、フィードスルー部の少なくとも一部を被覆するように導電層を設けることが好ましい。これは、フィードスルー部において、電極から基板本体および支持基体へのマイクロ波放射に起因する共振現象が著しいからである。特に好ましくは、信号電極の端面およびこの信号電極と接地電極とのギャップと基板本体の側面との間に間隙が設けられており、導電層が対向面のうち少なくとも間隙下を被覆している。こうした電極端面から基板本体側面までの間隙において、マイクロ波の基板内放射が最も生じやすいからである。
【００２１】
また、フィードスルー部の他に、信号電極および接地電極の曲がり部分、および信号電極、接地電極の線幅のバラツキや、信号電極と接地電極とのギャップのバラツキによってインピーダンス不整合部分が発生する。こうした不整合部分においてもマイクロ波の基板内放射が生ずるために、基板との間で共振現象が生じ、Ｓ２１特性にリップルが発生する可能性がある。支持基体の対向面のほぼ全面にわたって導電層を形成することによって、こうした電極の曲がり、および電極線幅やギャップ幅のバラツキに起因するリップルも効果的に抑制できる。
【００２２】
支持基体の形状や寸法は特に限定されないが、好ましくは平板形状である。
【００２３】
光導波路基板を構成する基板本体は、強誘電性の電気光学材料、好ましくは単結晶からなる。こうした結晶は、光の変調が可能であれば特に限定されないが、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体、ニオブ酸カリウムリチウム、ＫＴＰ、ＧａＡｓ及び水晶などを例示することができる。
【００２４】
電極は、低抵抗でインピーダンス特性に優れる材料であれば特に限定されるものではなく、金、銀、銅などの材料から構成することができる。
【００２５】
支持基体の材質に制限はないが、望ましくは、基板本体の線熱膨張係数と支持基体の線熱膨張係数との差を±５０％以下とすることによって、環境温度が変化したときの光変調の度合いの変化を抑制することができる。この場合には、基板本体の材質と支持基体の材質とは、同種であってもよく、異種であってもよい。
【００２６】
また、支持基体を、光導波路基板の電気光学単結晶の誘電率以上の誘電率を有する材質によって形成することができる。この場合には、支持基体を、基板本体を構成する単結晶と同種の単結晶によって形成することが特に好ましい。
【００２７】
支持基体を構成する材質、特に単結晶と、基板本体を構成する材質、特に単結晶とが同種のものであるとは、基本組成（例えば全体の８０ｍｏｌ％以上を占める基本組成）が同一であれば足り、他の添加成分には異同があってもよい。
【００２８】
基板本体の表面（一方の主面）と電極との間にはバッファ層を設けることができる。バッファ層は、酸化シリコン、弗化マグネシウム、窒化珪素、及びアルミナなどの公知の材料を使用することができる。
【００２９】
好適な実施形態においては、光導波路は、基板本体の一方の主面側に形成されている。光導波路は、基板本体の内部に内拡散法やイオン交換法によって形成された光導波路、例えばチタン拡散光導波路、プロトン交換光導波路であってよい。電極は、基板本体の一方の主面側に設けられているが、基板本体の一方の主面に直接形成されていてよく、バッファ層の上に形成されていてよい。
【００３０】
光導波路基板と支持基体とを接着剤で接着する。接着剤の屈折率は、基板本体を構成する電気光学材料の屈折率よりも低いことが好ましい。また、接着剤の誘電率は、基板本体を構成する電気光学材料の誘電率よりも低いことが望ましい。
【００３１】
接着剤の具体例は、前記の条件を満足する限り特に限定されないが、エポキシ系接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化性接着剤、ニオブ酸リチウムなどの電気光学効果を有する材料と比較的近い熱膨張係数を有するアロンセラミックスＣ（商品名、東亜合成社製）（熱膨張係数１３×１０−６／Ｋ）を例示できる。
【００３２】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明を更に詳細に説明する。
【００３３】
好適な実施形態においては、光導波路基板のうち支持基体に対向する対向面と、導電層との間に、接合層を介在させる。図１−図３はこの実施形態に係るものである。
【００３４】
光変調器１Ａは、光導波路基板１５Ａと支持基板８とを備えている。基板１５Ａ、８は平板形状をしている。基板本体２の一方の主面２ａ上には、所定の電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃが形成されている。本例では、いわゆるコプレーナ型（Coplanar waveguide：ＣＰＷ電極)
の電極配置を採用しているが、電極の配置形態は特に限定されない。本例では、隣接する電極の間に一対の分岐光導波路４Ａ、４Ｂが形成されており，各光導波路に対して略水平方向に信号電圧を印加するようになっている。各光導波路４Ａ、４Ｂは、平面的に見ると、いわゆるマッハツェンダー型の光導波路を構成しているが、この平面的パターンそれ自体は図示省略する。
【００３５】
支持基板８の対向面８ａ上に導電層７Ａが形成されている。導電層７Ａは連続層として対向面８ａのほぼ全面を被覆している。導電層７Ａと対向面２ｂとの間に接合層６Ａが介在しており、接合層６Ａが基板８と１５Ａとを接合している。２０Ａは支持部材である。
【００３６】
好適な実施形態においては、光導波路基板に空間部を形成する。こうした空間部によって、マイクロ波の伝搬速度を向上させることができる。図２、図３は、この実施形態に係るものである。
【００３７】
好適な実施形態においては、前記空間部として、支持基体の対向面に凹部を形成する。図２は、この実施形態に係るものである。
【００３８】
図２の光導波路デバイス１Ｂにおいて、デバイス１Ａと同じ構成部分には同じ符号を付け、その説明を省略する。基板本体１２の一方の主面１２ａ側に電極および光導波路が形成されている。基板本体１２の対向面１２ｂ側には凹部１０が形成されている。この結果、基板本体１２は、２つの肉薄部分１２ｄと、中央部１２ｃと、外側の２つの基部１２ｅとを備えている。
【００３９】
支持基板１８の底面１８ｂは平坦であるが、上面１８ａ側には凹部１９が形成されている。そして、上面１８ａおよび凹部１９の表面１８ｃの全面にわたって導電層７Ｂが形成されている。そして、支持基板１８の上面１８ａと、基板本体１２の底面１２ｂとが、接合層６Ｂによって接合されている。２０Ｂは支持部材である。
【００４０】
このようなデバイス１Ｂによれば、デバイス全体の強度は、比較的に肉厚な支持基板１８によって主として保持できるので、デバイス全体に取り扱い可能な強度を付与でき、基板本体１２の反りも生じない。これと共に、基板本体１２は比較的に薄くし、支持基板１８に設ける凹部１９を充分に深くすることによって、電極を伝搬するマイクロ波の伝搬速度を大きくすることができる。
【００４１】
本発明においては、支持基板の空間部ないし凹部に、基板本体を構成する電気光学材料の誘電率よりも低い誘電率を有する低誘電率材料を収容することができる。この場合には、低誘電率材料が、基板本体１２に接触するように構成することが好ましい。これによって、薄い基板本体を低誘電率材料によって補強することができる。
【００４２】
低誘電率材料としては、ガラス、エポキシ系、アクリル系などの有機系接着剤、あるいは半導体製造用層間絶縁体、ポリイミドを例示できる。
【００４３】
図３に示すデバイス１Ｃにおいては、図２に示した光導波路基板１２と、図１に示した支持基板８とを、接合層６Ａによって接合している。
【００４４】
好適な実施形態においては、光導波路基板の厚さを２００μｍ以下とし、更に好ましくは１００μｍ以下とする。また、光導波路基板に凹部を設ける場合には、凹部の領域の厚さを１００μｍ以下とすることが好ましく、５０μｍ以下、更には３０μｍ以下とすることが好ましい。
【００４５】
本発明は、いわゆる非対称コプレーナストリップライン（Asymmetric coplanar strip line：Ａ−ＣＰＳ電極) 型の電極配置に対しても適用できる。また、本発明は、いわゆる独立変調型の進行波形光変調器に対しても適用できる。
【００４６】
凹部１０、１９は、エキシマレーザーを用いたレーザーアブレーション加工やダイシング加工によって成形できる。
【００４７】
本発明外の参考例においては、前記導電層によって、光導波路基板と支持基体とを接合する。こうした導電層は、導電性接合剤からなる。
【００４８】
こうした導電性接合剤としては、カーボンおよび銀ペースト、さらには異方導電性フィルムが例示できる。
【００４９】
図４−図６は、この参考例に係る各デバイスを示す図である。図４のデバイス１Ｄにおいては、光導波路基板１２と支持基板８とが、導電性接合層１１Ａによって接合されている。２０Ｃは支持部材である。
【００５０】
図５のデバイス１Ｅにおいては、光導波路基板１２と支持基板１８とが接合されている。支持基板１８の上面１８ａおよび凹部１９に露出する表面１８ｃを被覆するように、導電層１１Ｂが形成されている。そして、光導波路基板１２の対向面１２ｂと支持基板１８の上面１８ａとが、導電性接合剤１１Ｂによって接合されている。２０Ｄは支持部材である。
【００５１】
図６のデバイス１Ｆにおいては、光導波路基板２の対向面２ｂと、支持基板８の表面８ａとが、導電層１１Ａによって接合されている。
【００５２】
本発明に係る光変調器の保持構造は、光変調器と、光変調器を固定するための筐体と、電極に対して高周波電気信号を供給するための高周波コネクタを備えている。筐体や高周波コネクタの形態は特に限定されない。
【００５３】
特に好適な実施形態においては、本保持構造をパッケージに実装する場合に、ＶＥＲＴＩＣＡＬ
ＣＯＮＴＡＣＴ  ＣＯＡＸＩＡＬタイプ（垂直接触同軸タイプ）の高周波コネクタを使用する。この形態の利点について説明する。
【００５４】
ＫコネクタやＶコネクタを使用する場合には、光導波路基板の側面から同軸ピンをコンタクトさせる。このため、プローバとは異なり、同軸ピンの場合には、同軸ピンからの放射波が支持基体側に結合し易くなり、支持基体における基板共振の影響が顕著になっていた。
【００５５】
図７は、こうした通常のコネクタを利用した実施形態に係るものである。本発明の光変調器、例えば光変調器１Ｂが、筐体２２の台座２１の表面２１ａ上に設置されている。そして、筐体２２には外部のコネクタ２３が取り付けられている。コネクタ２３の先端部２４には同軸ピン２５が設けられている。
【００５６】
上記のＶＥＲＴＩＣＡＬ  ＣＯＮＴＡＣＴ
ＣＯＡＸＩＡＬタイプのコネクタを実施した例を図１０に示す。図１０においては、光変調器１が、筐体２２の台座２１の上に設置されている。光変調器１の両側の端面に、それぞれ光ファイバアレイ２６によって光ファイバ２７が接続されている。そして、筐体２２には例えば一対のコネクタ２８が設けられており、コネクタ２８の同軸ピンが電極に対して上方から結合されている。従って、同軸ピンからの放射波は光導波路基板の上面側から放射され、基板側面からの放射波がほとんどない。そして、基板上層からの放射波は、本発明の導電層によって支持基体の表面でカットできるために、本発明の効果が大きい。
【００５７】
これによって、CPW プローバと同様のコンタクトが可能となるため、不要波（放射波）の基板厚み方向への侵入を防ぎ、共振によるリップルを高周波側にシフトできる。
【００５８】
好適な実施形態においては、導電層が対向面のうちフィードスルー部下の領域の少なくとも一部を被覆する。図１１〜図１４は、この実施形態に係るものである。図１１は、光導波路デバイス１Ｇを概略的に示す平面図であり、図１２は図１１のフィードスルー部の拡大図であり、図１３は、図１１のデバイスのＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図であり、図１４は、図１１のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。
【００５９】
基板本体１２、支持基体１８は平板形状をしている。基板本体１２の一方の主面２ａには、いわゆるマッハツェンダー型の光導波路４Ａ、４Ｂ、４Ｃが設けられている。そして、一対の接地電極３Ａと３Ｃとの間に信号電極３Ｂが設けられている。
【００６０】
支持基板１８の対向面１８ａ側に凹面１８ｃが形成されている。凹面１８ｃは好ましくは滑らかな湾曲面である。基板本体１２の形態は、図２の基板本体１２とほぼ同じである。支持基体１８の対向面１８ａと基板本体１２の基部１２ｅとの間に接合層６Ｂが介在しており、接合層６Ｂが基板本体１２と支持基体１８とを接合している。２０Ｄは支持部材である。
【００６１】
本例では電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃに一対のフィードスルー部３２Ａ、３２Ｂが設けられている。各フィードスルー部において、信号電極の端部３０は幅が広がっており、また信号電極の端部３０と接地電極３Ａ、３Ｃとのギャップ５ａ、５ｂも幅が広がっている。これは、外部コネクタの電極の特性インピーダンスとの整合を図るためである。
【００６２】
本例においては、信号電極３０の端面３０ａおよび信号電極３０と接地電極３Ａ、３Ｃとのギャップ５ａ、５ｂと、基板本体１２の側面１２ｆとの間に、間隙３３が設けられている。そして、導電層３１Ａ、３１Ｂが、対向面１８ａのうち間隙３３下の領域を被覆する。これによって、信号電極および接地電極端部と外部コネクタへの接続部分における基板内放射によるリップルを低減できる。
【００６３】
導電層は、対向面のうち、間隙３３の直下の領域を被覆していることが好ましい。しかし、図１２に示す３１Ａのように、間隙３３の周囲も被覆していることが一層好ましい。具体的には、ギャップ５ａ、５ｂの大きさをＧとしたとき、導電層３１Ａの外周縁と間隙３３の外周縁との間隔を２Ｇ以上とすることが好ましく、３Ｇ以上とすることが一層好ましい。これによって、電極と外部コネクタとの接続部分における基板内放射を一層効果的に抑制できる。
【００６４】
好適な実施形態においては、支持基体の幅方向の一対の側面にそれぞれ側面導電層が形成されており、これら一対の側面導電層が電気的に接続されている。これによって前記リップルの発生率が一層低くなった。
【００６５】
図１５、図１６は、この実施形態に係るものである。図１５は、本発明の光導波路デバイス１Ｈを示す平面図であり、図１６は、図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。
【００６６】
本例において、基板本体１２、支持基体１８は、図２のものと同じである。本例では、支持基体１８の両側面１８ｆ、１８ｇ上、および、基板本体１２の両側面１２ｆ、１２ｇを被覆するように、側面導電層３６Ａ、３６Ｂが形成されている。側面導電層３６Ａ、３６Ｂは、底面１８ｂ上の電気接続部３５によって電気的に接続されている。
【００６７】
側面導電層の材質は特に限定されないが、この材質の体積抵抗率は１０−４Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、更には金、銀、銅などの導電率の高い金属材料、特に貴金属が好ましい。
【００６８】
側面導電層の厚さは特に限定されないが、マイクロ波電界を低減するという観点からは
動作周波数でのマイクロ波の表皮効果を考慮して設定すればよい。望ましくは、ミリ波帯では０．０５μｍ以上であることが好ましい。またマイクロ波帯では、０．５μｍ以上であることが望ましい。
【００６９】
一対の側面導電層の電気的接続方法は限定されない。例えば接続部３５を基板本体１２上に設けることができる。また、対向面上の導電層７Ｂによって各側面導電層を電気的に接続することも可能である。更に、ボンディングワイーによって一対の側面導電層を接続することも可能である。
【００７０】
【実施例】
（実施例１）
図１に示す光変調器１Ａを製造した。具体的には、Ｘカットした３インチウエハー（ＬｉＮｂＯ３単結晶）を使用し、チタン拡散プロセスとフォトリソグラフィー法とによって、ウエハーの表面にマッハツェンダー型の光導波路４Ａ、４Ｂを形成した。光導波路のサイズは、例えば１／ｅ２で１０μｍとできる。次いで、メッキプロセスにより、ＣＰＷ電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃを形成した。中心電極３Ｂとグランド電極３Ａ、３Ｃとのギャップを４０μｍとし、電極の厚みを３０μｍとし、電極長を４０ｍｍとした。
【００７１】
次に、研磨定盤に研磨ダミー基板を固定し、その上に変調器用の基板本体を、電極面を下向きにして貼り付けた。次に、横型研磨、ラップおよびポリッシング（ＣＭＰ）にて１５μｍ厚みまで変調器用の基板本体２を薄型加工した。次いで、平板状の支持基板８の対向面８ａに、Ａｕからなる導電層７Ａを厚さ１μｍ成膜し、図１のように変調器基板に接着固定した。接着固定用の樹脂は、樹脂厚１００μｍのフィルム樹脂を使用した。光導波路の端面（光ファイバーへの接続部）を端面研磨し、ダイシングにてウエハーを切断し、各チップを得た。チップの幅を４．４ｍｍとし、デバイス１Ａの全厚さを１ｍｍとした。
【００７２】
１．５５μｍ用偏波保持光ファイバー、あるいは１．３μｍシングルモードファイバーを保持した単芯ファイバーアレイをそれぞれ作製し、前者を入力側に後者を出力側として光変調器チップ１Ａに結合し、光ファイバーと光導波路とを調芯し、紫外線硬化型樹脂によって接着した。
【００７３】
次いで、ベクトルネットワークアナライザでＳ２１特性を測定した。使用したプローブは、Cascade 製ＣＰＷプローブ「ACP ５０−２５０」とした。この結果を図８（実線）に示す。この結果、マイクロ波実効屈折率ｎｍ＝２．４であった。また、測定周波数領域でリップルがない周波数特性を示した。
【００７４】
（実施例２）
図２に示すデバイス１Ｂを製造した。まず、実施例１と同様にして、ｘカットニオブ酸リチウム基板上に、Ｔｉ拡散導波路およびＣＰＷ電極を形成した。電極構造は実施例１と同じである。次に、研磨定盤に研磨ダミー基板を貼り付け、その上に変調器用の基板本体を、電極面を下向きにして貼り付けた。横型研磨、ラップおよびポリッシング（ＣＭＰ）にて１５μｍ厚みまで変調器用の基板本体を薄型加工した。次いで、エキシマレーザーにより、グランド電極近傍の基板本体の厚みが１０μｍになるように加工し、溝１０を形成した。一方、幅０．３ｍｍおよび深さ０．１ｍｍの溝１９が形成されている支持基板１８の対向面１８ａ、１８ｃに、金からなる厚さ１μｍの導電層７Ｂを成膜した。支持基板１８を光導波路基板１５Ｂに接着固定し、光導波路の光ファイバーへの接続部を端面研磨し、ダイシングにてウエハーを切断し、各チップを得た。接着固定用の樹脂は、樹脂厚１００μｍのエポキシ系フィルム樹脂を使用した。チップ１Ｂの幅を４．４ｍｍとし、チップ１Ｂの全厚さを１ｍｍとした。
【００７５】
ベクトルネットワークアナライザでＳ２１特性を測定した。使用したプローブは、Cascade 製ＣＰＷプローブ「ACP ５０−２５０」とした。この結果を図９に示す。この結果、マイクロ波実効屈折率ｎｍ＝２．１９であった。また、測定周波数領域でリップルがない周波数特性を示した。
【００７６】
次に、図１０に示すように、本光変調器１Ｂを、ＶＥＲＴＩＣＡＬ  ＣＯＮＴＡＣＴ
ＣＯＡＸＩＡＬタイプのコネクタを用いて実装した。次いで、、ベクトルネットワークアナライザでＳ２１特性を測定した。この結果、プローブ測定と全く同様のＳ２１特性を示し、測定周波数領域でリップルがない周波数特性を示した。
【００７７】
（実施例３）
図３に示す光変調器１Ｃを製造した。実施例２と同様にして、光導波路基板１５Ｃを製造した。次いで、平板状の支持基板８の表面に、金からなる導電層７Ａ（厚さ１μｍ）を成膜し、光変調器用の基板本体１２を接着固定し、光変調器１Ｃを得た。光導波路の光ファイバーへの接続部を端面研磨し、ダイシングにてウエハーを切り出し、各チップを得た。接着固定用の樹脂は、樹脂厚１００μｍのエポキシ系フィルム樹脂を使用した。チップ１Ｃの幅を４．４ｍｍとし、チップ１Ｃの全厚さを１ｍｍとした。
【００７８】
実施例１と同様にしてＳ２１特性を測定した。この結果、測定周波数領域でリップルがない周波数特性を示した。
【００７９】
（比較例１）
実施例１と同様にして、光導波路基板１５Ａを製造した。そして、平板状の支持基板８の表面８ａに、導電層を設けることなしに、光変調器用の基板本体２を接着固定し、光変調器を得た。接着固定用の樹脂は、樹脂厚１００μｍのフィルム樹脂を使用した。
【００８０】
次いで、光導波路の光ファイバーへの接続部を端面研磨し、ダイシングにてウエハーを切り出し、各チップを得た。接着固定用の樹脂は、樹脂厚１００μｍのフィルム樹脂を使用した。チップ１Ｅの幅を４．４ｍｍとし、チップ１Ｂの全厚さを１ｍｍとした。
【００８１】
実施例１と同様にしてＳ２１特性を測定した。この結果を図８（破線）に示す。ｆｒ＝２５ＧＨｚでリップルが発生し、周波数特性が劣化した。
【００８２】
（実施例４）
図１１〜図１４に示す光変調器を製造した。
具体的には、実施例２と同様にして光導波路基板１２を製造した。次いで、図１１、１２、１４に示すように、コネクタ接続部直下の領域において、支持基板１８の対向面に導電層３１Ａ（厚さ１μｍ）を成膜した。導電層３１Ａの形状は長方形とし、長さはＷ＋２Ｇ以上とし、幅は基板側面１２ｆから電極３０の端面の直下に到達するまでとした。具体的には、Ｇ＝４０μｍ、Ｗ＝５００μｍの場合、導電層３１Ａの長さを５８０μｍとし、幅を１５０μｍとした。コプレーナ電極の入出力部の領域にＡｕを設けた。
【００８３】
次いで、光導波路基板の基板本体１２と支持基体１８とを接着固定し、光変調器１Ｇを得た。光導波路４Ｃの光ファイバーへの接続部を端面研磨し、ダイシングにてウエハーを切り出し、各チップを得た。接着固定用の樹脂６Ｂは、樹脂厚１００μｍのエポキシ系フィルム樹脂を使用した。チップの幅を４．４ｍｍとし、チップの全厚さを１ｍｍとした。
【００８４】
また、Ｖコネクタ用ガラスビーズの同軸ピンを、信号電極に直接に接続し、接地電極はパッケージと導通をとった。ベクトルネットワークアナライザでＳ２１特性を測定した。測定周波数領域においてリップルが観測されなかった。しかし、コプレーナ線路の曲がり部、および線路内の線幅およびギャップ幅などのバラツキによるインピーダンス不整合部によって、マイクロ波信号が放射し、基板との間で共振現象が生じ、Ｓ２１特性がリップルが発生する場合があった。
【００８５】
（実施例５）
図１５、図１６に示す光変調器１Ｈを製造した。
具体的には、実施例２と同様にして、光導波路基板１２を製造した。次いで、平板状の支持基板１８の対向面１８ａに、金からなる導電層７Ｂ（厚さ１μｍ）を成膜し、光変調器用の基板本体１２を接着固定し、光変調器１Ｈを得た。光導波路４Ｃの光ファイバーへの接続部を端面研磨し、ダイシングにてウエハーを切り出し、各チップを得た。接着固定用の樹脂６Ｂは、樹脂厚１００μｍのエポキシ系フィルム樹脂を使用した。チップの幅を４．４ｍｍとし、チップの全厚さを１ｍｍとした。
【００８６】
次いで、基板本体１２、接着固定用樹脂６Ｂ、および支持基板１８の両側面のエッジ部にカーボンペーストを塗布し、側面導電層３６Ａ、３６Ｂを成膜した。また、カーボンペーストを支持基板１８の底面１８ｂに塗布し、導電性接続部３５を形成した。
【００８７】
また、Ｖコネクタ用ガラスビーズの同軸ピンを信号電極に直接に接続し、接地電極はパッケージと導通をとった。ベクトルネットワークアナライザでＳ２１特性を測定した。測定周波数領域においてリップルが観測されなかった。この場合、基板本体、支持基体の各側面部上の導電膜を短絡させることにより、リップルの発生率がさらに低下した。
【００８８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、光導波路基板と、この光導波路基板を支持する支持基体とを備える光導波路デバイスにおいて、光導波路基板と支持基体との全体へのマイクロ波の基板放射モードに起因する共振現象を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明例の光導波路デバイス１Ａを概略的に示す正面図である。
【図２】他の実施形態に係る光導波路デバイス１Ｂを概略的に示す正面図である。
【図３】更に他の実施形態に係る光導波路デバイス１Ｃを概略的に示す正面図である。
【図４】本発明外の参考例に係る光導波路デバイス１Ｄを概略的に示す正面図である。
【図５】本発明外の参考例に係る光導波路デバイス１Ｅを概略的に示す正面図である。
【図６】本発明外の参考例に係る光導波路デバイス１Ｆを概略的に示す正面図である。
【図７】光変調器をV コネクタに取り付けた状態を概略的に示す図である。
【図８】本発明の実施例１および比較例１において，Ｓ２１の周波数特性を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例２におけるＳ２１の周波数特性を示すグラフである。
【図１０】光変調器をＶＥＲＴＩＣＡＬ  ＣＯＮＴＡＣＴ
ＣＯＡＸＩＡＬタイプのコネクタに取り付けた状態を概略的に示す図である。
【図１１】他の実施形態に係る光導波路デバイス１Ｇを概略的に示す平面図であり、信号電極３Ｂ、接地電極３Ａ、３Ｃ、ギャップ５ａ、５ｂ、５、間隙３３および導電層３１Ａ、３１Ｂの平面的位置関係を示す。
【図１２】図１１において、デバイスのフィードスルー部の周辺の拡大図である。
【図１３】図１１のデバイスのＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。
【図１４】図１１のデバイスのＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。
【図１５】更に他の実施形態に係る光導波路デバイス１Ｈを概略的に示す平面図であり、基板本体１２の側面１２ｆ、１２ｇ上に各導電層３６Ｂ、３６Ａが形成されている。
【図１６】図１５のデバイス１ＨのＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ  光導波路デバイス
２、１２  基板本体        ２ａ、１２ａ
基板本体の一方の主面        ２ｂ
１２ｂ  基板本体の対向面        ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ
電極        ４Ａ、４Ｂ  光導波路        ５
ギャップ        ５ａ、５ｂ  フィードスルー部におけるギャップ        ６Ａ、６Ｂ
接合層        ７Ａ、７Ｂ        導電層        ８、１８
支持基板        ８ａ、１８ａ、１８ｃ
支持基板の対向面        １０
光導波路基板の凹部        １１Ａ、１１Ｂ
導電性の接合層        １５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ
光導波路基板        １９
支持基板の凹部（空間部）        ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ
支持部材        ３０  信号電極５の端部（入出力部）        ３１Ａ、３１Ｂ  導電層        ３２Ａ、３２Ｂ  フィードスルー部        ３３  間隙        ３６Ａ、３６Ｂ  側面導電層
【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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【図１６】
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