CN112352190A - 光调制器以及使用此光调制器的光模块 - Google Patents
光调制器以及使用此光调制器的光模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112352190A CN112352190A CN201980043730.0A CN201980043730A CN112352190A CN 112352190 A CN112352190 A CN 112352190A CN 201980043730 A CN201980043730 A CN 201980043730A CN 112352190 A CN112352190 A CN 112352190A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- side wall
- optical
- modulator
- light
- long side
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 425
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 24
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 14
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 10
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 36
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 22
- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 15
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 241001482107 Alosa sapidissima Species 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000002493 microarray Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference in an optical waveguide structure
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/212—Mach-Zehnder type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
本发明在光调制器中,抑制由将电子零件等热源接近配置所引起的特性变动或长期可靠性的降低。光调制器包括由光波导构成的光调制元件、及收容光调制元件的框体,框体具有俯视为四边形的底面壁、与底面壁的相互相向的两条边相连的第一长边壁及第二长边壁、以及长度比第一长边壁及第二长边壁更短且与底面壁的相互相向的另两条边相连的第一短边壁及第二短边壁,光调制元件收容于由底面壁、第一长边壁及第二长边壁、以及第一短边壁及第二短边壁所包围的空间内,第二长边壁具有第一长边壁的壁厚以上的壁厚,第一短边壁及第二短边壁中的至少一个具有比第一长边壁的壁厚更薄的壁厚。
Description
技术领域
本发明涉及一种光调制器以及使用此光调制器进行光通信动作的光模块。
背景技术
近年来,由于通信需求的进一步提高,在长距离光通信中开始应用的数字相干传送(digital coherent transmission)技术也逐渐应用于中距离、短距离等城域(metro)用光通信。这种数字相干传送中,作为光调制器,具代表性地使用利用LiNbO3(以下称为LN)基板的双极化四相相移键控(Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying,DP-QPSK)调制器。以下,将使用LiNbO3基板的光调制器称为LN调制器。
此种光调制器例如是与配置有驱动器集成电路(Driver Integrated Circuit,驱动器IC)、或数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)的电路基板一起安装于进行光通信动作的光模块内而使用,所述驱动器IC输出用于使所述光调制器进行调制动作的电信号,所述DSP对从上位装置输入的信号进行高速处理,并将发送数据输入至所述驱动器IC。
在城域用光通信等短距离用途中,对光模块的小型化的要求特别高,从今往后,光模块框体内的光零件及电子零件的安装密度也因小型化要求的进一步提高而不断提高。其结果为,在光模块框体内,可能需要相对于光调制器而极为接近地配置驱动器IC或DSP等发热电子零件。
一般来说,驱动器IC输出具有几伏至十几伏的电压振幅的高频信号,消耗1W左右的电力。而且,尤其光模块所用的DSP为对几十Mbs至几百Mbs的信号以高速进行处理的元件(或器件),消耗10W~30W左右的电力。另外,这些消耗电力主要以热的形式从驱动器IC或DSP释出。
另一方面,光调制器在其框体(调制器框体)的内部,包括在特性及可靠性方面对温度相对较敏感的光学结晶(例如所述LN),且收容需要亚微米(submicron)单位的位置精度的光学零件。
因此,以往在光模块框体内,光调制器与发热电子零件配置于尽可能远离的位置,以使发热电子零件所发出的热不影响光调制器。而且也提出:为了抑制发热电子零件所发出的热导致光模块框体内的各部的温度上升,而使发热电子零件与光模块框体直接接触,或经由散热凝胶而接触,将来自发热电子零件的热向光模块外散放(例如专利文献1)。
但是,若光模块的小型化发展,则不可避免将光调制器与发热电子零件接近配置,而期望即便在相对于发热电子零件接近配置的情况下也可避免特性及长期可靠性的降低的光调制器。
作为抑制从外部施加的热导致光调制器的可靠性降低等的技术,例如专利文献2中公开:在制造时,为了防止将导入光纤的馈通部焊接固定于框体时的热导致框体内部的光调制元件产生劣化或故障,而将馈通固定部与光调制元件固定部之间的框体的壁厚减薄。
但是,专利文献2所记载的结构避免仅在制造时的焊接固定工序中产生的、在几秒至十几秒程度的极短时间内施加的热向光调制元件传递。所述结构并未指示与在光调制器的动作时由从外部持续施加的热所引起的光学特性的变动、或在光调制器的长期动作期间中由持续施加热所引起的长期可靠性的降低有关的避免对策。
进而,光调制器框体通常根据制造容易性的观点、或避免周围温度变动时的应力集中的观点,而设计成具有尽可能均等的壁厚。相对于此,对于安装于光模块框体内的光调制器的调制器框体来说,与伴随周围温度变动而从四方均等地施加热的情况不同,大多局部地施加有来自发热电子零件的热。
图15为概略地表示现有的光调制器的结构的一例的平面图。图示的光调制器1500例如包括光调制元件1502、及收容所述光调制元件1502的调制器框体1504。光调制元件1502例如为作为所谓干涉型光调制元件的马赫曾德(Mach-Zehnder)型光调制器,其通过对形成于LN基板上的并行波导间的相位差进行控制,从而利用光的干涉而运行。
而且,光调制器1500包括向光调制元件1502输入光的输入光纤1508、及输出经光调制元件1502调制的光的输出光纤1510。调制器框体1504一般来说俯视为大致矩形,以四条边各自的壁厚尽可能变得均等的方式,在可确保必要刚性的范围内以相同厚度构成。
实际上,在调制器框体1504的内部,安装有用于从调制器框体1504的外部接收高频信号并输入至光调制元件1502的、未图示的引脚(lead pin)或中继基板等,因而在壁的内表面部分视需要设有凹凸。但是,这些凹凸是为了配置随附的零件而视需要设于有限范围内,并非将调制器框体1504的四方的壁的厚度以明显的程度设为互不均等。图15所示的调制器框体1504应理解为,将四方的边的壁厚概略地表示为具有各边的平均厚度。
现有的光调制器1500是以调制器框体1504的四方的边的壁厚(的平均值)成为大致相等的值t15的方式构成,且成为关于针对宽度方向的中心线1520及针对长度方向的中心线1522对象的结构。因此,在来自光调制器1500的周围环境的热均等地施加于调制器框体1504的情况下,调制器框体1504的变形被抑制于微小范围,特性的变动或可靠性的降低的程度也得到抑制。此处,所谓壁厚的“平均值”,是指对应的壁或壁的部分厚度的平均值,在所述壁或壁的部分与邻接的壁连接或相交的情况下,也是指不含所述连接或相交部分的、所谓“壁”本身或“壁”的部分本身的厚度的平均值。例如,在对应的壁或壁的部分的内表面(调制器框体内部的面)经由曲线部(R加工部)而与邻接的壁的内表面连接的情况下,是指除了所述曲线部以外的、“壁”本身或“壁”的部分本身的厚度的平均值。
但是,在光调制器1500安装于光模块内的情况下,从邻接配置的发热电子零件传递的热一般来说大致局部地传至调制器框体1504的一部分,并向整个调制器框体1504逐渐发散。因此,在光模块内部,一般来说热并未均等地施加于调制器框体1504。
图16示意性地表示将光调制器1500与例如作为发热电子零件的DSP 1600一起安装于光模块的电路基板1602上的情况的、调制器框体1504所产生的温度分布。与图示的调制器框体1504重叠表示的黑白的深浅表示各部的温度,越白表示温度越低,越黑表示温度越高。
图示中,来自配置于电路基板1602上的图示右下的DSP 1600的热主要在电路基板1602中传播,从调制器框体1504的图示下侧的边的、与DSP 1600相向的部分,向调制器框体1504流入。然后,从所述部分流入的热朝向整个调制器框体1504向图示左上传播。
其结果为,在调制器框体1504,产生如图示那样温度从右下向左上降低的温度梯度。这种温度梯度在整个调制器框体1504的温度伴随环境温度的变化而变化那样的情况下不产生,而是由于DSP 1600作为对于调制器框体1504而言处于非对称位置的偏在热源发挥作用而产生。更具体来说,所述温度梯度是由DSP 1600的尺寸通常小于调制器框体1504的尺寸,且DSP 1600接近调制器框体1504的边的一部分而配置所引起。
另外,DSP 1600如上文所述那样作为非对称的偏在热源发挥作用的结果为,如图示那样,沿着与相对于调制器框体1504的宽度方向而言的中心线1520及相对于长度方向而言的中心线1522的任一方向均不同的方向1604(图示白色的虚线箭头)产生所述温度梯度,从而使调制器框体1504产生非对称的温度分布。
这种调制器框体1504的非对称的温度分布与“使四方的边的壁厚相同而抑制变形”等现有的调制器框体1504的设计思想所预计的温度变化、即调制器框体1504的“均等的温度变化”大不相同,可能导致超出设计者的预测的特性变动及长期可靠性的降低。
例如,在卓讯科技(Telcodia)或日本工业标准(Japanese IndustrialStandards,JIS)等工业标准所规定的、用于预测电子零件及光零件的长期可靠性的加速劣化试验中,在经设定为各种温度(例如100℃、125℃等)的恒温槽中分别放入作为试验对象的光调制器,每当达到规定的经过时间时,测定各个光调制器的特性变动量。即,根据这种加速劣化试验预测的是以均等的温度状态持续使用光调制器1500的情况的长期可靠性。因此,如所述那样在光模块内产生非对称的温度分布的实际的光调制器1500的长期可靠性可能与所述预测大不相同。
而且,由于调制器框体1504的所述非对称的温度分布,构成光调制元件1502的基板的面内也产生非对称的温度分布。由此,尤其在如所述那样使用马赫曾德型光调制器那样的干涉型光调制元件作为光调制元件1502的情况下,所述基板上的邻接的并行波导间产生由非对称的温度分布所引起的、互不相同的附加的相位差,对光调制元件1502自身的特性及可靠性也可能产生不良影响。即,对于使用干涉型光调制元件的光调制器来说,料想因与发热电子零件接近配置而长期产生非对称的温度分布,这导致特别明显地产生加速劣化试验等中无法预见的特性变动及可靠性的降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2016-99508号公报
专利文献2:日本专利特开2015-102786号公报
发明内容
发明所要解决的问题
根据所述背景,本发明期望实现一种光调制器,其可抑制由将电子零件等热源接近配置所引起的特性变动或长期可靠性的降低。
解决问题的技术手段
本发明的一实施例为一种光调制器,包括:光调制元件,由形成于基板上的光波导构成;以及框体,收容所述光调制元件,所述框体具有:底面壁,俯视为四边形;第一长边壁及第二长边壁,与所述底面壁的相互相向的两条边相连;以及第一短边壁及第二短边壁,长度比所述第一长边壁及所述第二长边壁更短,且与所述底面壁的相互相向的另两条边相连,所述光调制元件收容于由所述底面壁、所述第一长边壁及所述第二长边壁、以及所述第一短边壁及所述第二短边壁所包围的空间内,所述第二长边壁具有所述第一长边壁的壁厚以上的壁厚,所述第一短边壁及所述第二短边壁中的至少一个具有比所述第一长边壁的壁厚更薄的壁厚。
根据本发明的另一实施例,在所述第一长边壁或所述第二长边壁的内表面,具有向所述光调制元件延伸的至少一个突出部。
根据本发明的另一实施例,所述光调制元件的光输入端及光输出端分别与所述第一短边壁及所述第二短边壁相向,所述第二长边壁中,包含光输入部及光输出部的至少一者的范围具有比所述第一长边壁的壁厚更薄的壁厚,所述光输入部为从所述第一短边壁的内表面到所述光调制元件的光输入端为止的范围,所述光输出部为从第二短边壁的内表面到所述光调制元件的光输出端为止的范围。
根据本发明的另一实施例,在所述第一短边壁,固定有光输入终端部,所述光输入终端部保持向所述光调制元件输入光的输入光纤,在所述第二短边壁,固定有光输出终端部,所述光输出终端部保持将从所述光调制元件输出的光导向所述框体的外部的输出光纤,在所述光输入终端部或所述光输出终端部安装有光零件,或者在所述框体的所述光输入部或所述光输出部安装有光零件。
根据本发明的另一实施例,在所述底面壁的外表面,设有凹部,所述凹部从与所述第一短边壁及所述第二短边壁分别相连的边的至少一者起,沿着长度方向在规定距离的范围的部分凹陷。
根据本发明的另一实施例,所述光调制元件为干涉型光调制元件,其使在沿所述光调制元件的长度方向延伸的两个所述光波导中传播的光干涉而运行。
根据本发明的另一实施例,所述光调制元件为干涉型光调制元件,其使在沿所述光调制元件的长度方向延伸的两个所述光波导中传播的光干涉而运行,所述至少一个突出部在所述第一长边壁或所述第二长边壁中的、包含形成有所述光调制元件的所述两个的所述光波导的部分的范围内,向所述光调制元件延伸。
根据本发明的另一实施例,所述壁厚分别为对应的壁的部分或总体的厚度的平均值。
本发明的另一实施例为一种光模块,包括任一个所述光调制器、及作为发热体的电子零件。
根据本发明的另一实施例,所述电子零件的至少一个相对于所述光调制器而配置于所述第二长边壁所存在的一侧。
根据本发明的另一实施例,所述光调制器及所述电子零件安装于电路基板上,所述电子零件的至少一个相对于所述光调制器,以其一部分在俯视时与所述光调制器重叠的方式配置于所述第二长边壁所存在的一侧。
此外,本说明书中包含2018年6月29日提出申请的日本专利申请:日本专利特愿2018-124468号的所有内容。
发明的效果
根据本发明,在光调制器中,即便在将电子零件等热源接近配置的情况下,也可抑制调制器框体的非对称的温度分布的产生,抑制由所述配置引起的特性变动或长期可靠性的降低。
附图说明
图1为本发明的第一实施方式的光调制器的平面图。
图2为图1所示的光调制器的侧面图。
图3为图1所示的光调制器的AA截面箭视图。
图4为本发明的第二实施方式的光调制器的平面图。
图5为本发明的第三实施方式的光调制器的平面图。
图6为本发明的第四实施方式的光调制器的平面图。
图7为图6所示的光调制器的BB截面箭视图。
图8为表示本发明的第四实施方式的光调制器的变形例的平面图。
图9为本发明的第五实施方式的光调制器的平面图。
图10为图9所示的光调制器的侧面图。
图11为图9所示的光调制器的底面图。
图12为本发明的第六实施方式的光模块的平面图。
图13为图1为本发明的第七实施方式的光模块的平面图。
图14为图13所示的光模块的CC截面箭视图。
图15为表示现有的光调制器的结构的平面图。
图16为表示将现有的光调制器安装于电路基板上的情况的、调制器框体产生的温度分布的一例的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
本发明的光调制器为了使调制器框体自身作为散热片(heat sink)或优良导热体积极发挥作用,而调整调制器框体的侧壁厚。而且,此时并非如现有技术那样避免向光调制元件传热,而是立于与之前完全不同的构想,设为热容易传导至整个光调制元件的框体结构,另一方面,针对搭载光学零件的光输入输出部,设为不易传热的结构。由此,可避免光调制元件的非对称的温度分布,并且避免向光学零件传热,可避免光调制器总体的特性变动及长期可靠性的降低。
[第一实施方式]
图1为表示本发明第一实施方式的光调制器100的结构的平面图,图2为光调制器100的侧面图,图3为图1所示的光调制器100的AA截面箭视图。
光调制器100包括:光调制元件102;调制器框体104,收容光调制元件102;输入光纤108,向光调制元件102输入光;以及输出光纤110,将从光调制元件102输出的光导向调制器框体104的外部。
此外,调制器框体104经气密密封,因此实际上无法看到调制器框体104的内部,但图1中,为了容易理解调制器框体104内部的结构,而以实线表示调制器框体104内部的构成元件。
调制器框体104由金属(例如不锈钢、可伐合金(Kovar)等)构成,俯视为矩形或四边形(例如长方形或大致长方形)。即,调制器框体104具有俯视为四边形的底面壁128、以及与底面壁128的相互相向的两条边(图1的图示上下的两边)相连的长边壁124及长边壁126。而且,调制器框体104具有长度比长边壁124、长边壁126更短且与底面壁128的相互相向的另两条边(图示左右的边)相连的短边壁120及短边壁122。另外,光调制元件102收容于由底面壁128、长边壁124、长边壁126及短边壁120、短边壁122所包围的空间内。此处,在调制器框体104的俯视时,将沿着调制器框体104的宽度方向的中心沿图示左右方向延伸的线设为针对宽度方向的中心线130,以及将沿着调制器框体的长度方向的中心沿图示上下方向延伸的线设为针对长度方向的中心线132。
光调制元件102例如为干涉型光调制元件,其使在光波导106中沿光调制元件102的长度方向延伸的两个光波导中传播的光干涉而运行。具体来说,本实施方式中,光调制元件102为DP-QPSK光调制器,其包括设于LiNbO3基板上的四个马赫曾德型光波导、以及分别设于所述马赫曾德型光波导上且对在光波导内传播的光波进行调制的四个射频(RadioFrequency,RF)电极(未图示)。
图1中,光调制元件102的图示右侧的端部为输入光的光输入端152,图示左侧的端部为输出经调制的光的光输出端154。光调制元件102以光输入端152及光输出端154分别与短边壁120及短边壁122相向的方式配置。在短边壁120,固定有保持输入光纤108的光输入终端部150,在短边壁122,固定有保持输出光纤110的光输出终端部148。
经由光输入终端部150导入至调制器框体104的内部的输入光纤108的端部插入至作为光零件的毛细管(capillary)140,固定于光调制元件102的光输入端152。毛细管140例如由玻璃构成。此外,光向光调制元件102的输入也可为空间光学系统而非输入光纤108。
从光调制元件102输出的两束光由作为光零件的微透镜阵列(microlens array)142所包括的两个微透镜进行准直化。微透镜阵列142例如固定于光调制元件102的光输出端154。所述经准直化的两束光由极化合成棱镜144进行极化合成。经极化合成的光经由透镜146而与输出光纤110耦合并输出。此处,作为光零件的极化合成棱镜144及透镜146设于光输出终端部148的内部。光输出终端部148是在固定输出光纤110后,固定于调制器框体104的短边壁122。
如图3所示,光调制元件102固定于底面壁128的内表面(图示上表面)。图3中,在调制器框体104的长边壁124及长边壁126所形成的图示上部的开口部,也图示有构成调制器框体104的一部分的板厚薄的盖160。盖160将收容有光调制元件102的调制器框体104的内部空间气密密封,因而例如缝焊于图1中长边壁124、长边壁126及短边壁120、短边壁122所构成的四边。
此外,在调制器框体104的内部,可能设有用于输入使光调制元件102运行的高频信号的多个引脚、或用于将从所述多个引脚输入的高频信号引导至光调制元件102的各RF电极的中继基板等(均未图示)。因此,在调制器框体104的短边壁120、短边壁122、长边壁124、长边壁126的内表面和/或底面壁128的内表面,可能设有凹凸。但是,本实施方式中,为了避免不必要的详细说明而容易理解,将调制器框体104的短边壁120、短边壁122、长边壁124、长边壁126及底面壁128记载为具有均一的厚度。
尤其本实施方式的光调制器100中,图1中以下述方式构成:调制器框体104中图示下侧的长边壁126的壁厚t3相对于与其相向的图示上侧的长边壁124的壁厚t2,而成为t3≧t2。而且,以短边壁120的壁厚t11及短边壁122的壁厚t12成为t11<t2及t12<t2的方式构成。此处,具有最大壁厚t3的长边壁126例如是以在光模块内的电路基板上安装光调制器100时,朝向例如作为发热电子零件的DSP的安装侧的方式配置。
此外,如上文所述,本实施方式中,图1、图2、图3中,并未示出可能设于实际的调制器框体104中的、用于配置引脚或中继基板等的凹凸。因此,图1、图3所示的短边壁120、短边壁122、长边壁124、长边壁126及底面壁128的壁厚在具有所述凹凸的情况下,应理解为表示各个壁的壁厚的平均值。即,本实施方式中,短边壁120的壁厚t11、短边壁122的壁厚t12、长边壁124的壁厚t2及长边壁126的壁厚t3为各个壁的壁厚的平均值,且这些平均值具有t11<t2≦t3及t12<t2≦t3的关系。
此外,本说明书中,所谓壁厚的“平均值”,是指对应的壁或壁的部分厚度的平均值,即便在所述壁或壁的部分与邻接的壁连接或相交的情况下,也是指不含所述连接或相交的部分的、所谓“壁”本身或“壁”的部分本身的厚度的平均值。例如,在对应的壁或壁的部分的内表面(调制器框体内部的面)经由曲线部(R加工部)而与邻接的壁的内表面连接的情况下,是指将所述曲线部除外的、“壁”本身或“壁”的部分本身的厚度的平均值。
此处,关于长边壁126的壁厚t3,理想的是比作为现有的光调制器中通常所用的壁厚t2的1.5mm左右的值更大,例如设为2.0mm以上且3.0mm以下的值的范围,以实现比现有的光调制器的长边壁更低的热阻。而且,关于壁厚t11、壁厚t12,若也考虑调制器框体104的机械强度,则理想的是以短边壁120及短边壁122的热阻成为比长边壁124及长边壁126的热阻大的值的方式,设定为例如0.5mm以上且1.0mm以下的值的范围。
例如,在长边壁126为具有凹凸的结构的情况下,可设为以厚度1.7mm~4mm的范围来形成长边壁126,且作为平均壁厚的壁厚t3为2.0mm以上且3.0mm以下的值的范围。而且,例如在短边壁120及短边壁122为具有凹凸的结构的情况下,可分别以厚度0.3mm~1mm的范围来形成短边壁120及短边壁122,且将作为平均壁厚的壁厚t11及壁厚t12分别设为0.5mm以上且1.0mm以下的值的范围。
具有所述结构的光调制器100中,通过将长边壁126的壁厚t3设定得最厚,而减小沿着调制器框体104的长边的、长边壁126的热阻。因此,例如在将光调制器100安装于光模块内的电路基板上的情况下,从作为发热电子零件的DSP等经由所述电路基板或空间从调制器框体104的一部分流入的热沿着壁厚最大的长边壁126而比现有的结构更快地传递。另外,所传递的热随即向所述电路基板上流出。其结果为,调制器框体104的长度方向的温度梯度与现有的光调制器(例如,图15所示的光调制器1500)相比而减小。另外,若调制器框体104的长度方向的温度梯度减小,则以调制器框体104总体观察时的温度梯度的方向成为与图16所示的方向1604相比而更接近长度方向的方向。
即,光调制器100中,即便在将DSP等发热电子零件接近配置的情况下,也可使调制器框体104的温度梯度以沿着其长度方向的方式且以比以前更平缓的方式产生。因此,调制器框体104的相对于针对长度方向的中心线132及针对宽度方向的中心线130的温度分布的对称性提高。
其结果为,在对发热电子零件接近配置光调制器100的情况下调制器框体104所产生的应力得到减小且分散。而且,调制器框体104的温度分布的对称性提高,由此比收容于调制器框体104内的干涉型光调制器即光调制元件102的温度分布更具有对称性。其结果为,将构成光调制元件102的并行波导间的光路长变化或相位变化大量抵消,光调制元件102的特性变动(例如动作点变动)也得到抑制。
进而,调制器框体104中,通过将长边壁126的壁厚t3形成得最厚,而减小沿着调制器框体104的长边的、长边壁126的热阻,调制器框体104的刚性主要可由长边壁124及长边壁126、底面壁128来确保。因此,可使短边壁120、短边壁122的壁厚t11、壁厚t12与现有技术的光调制器相比更薄,使这些壁的热阻增加。因此,可如所述那样设为t11<t2≦t3及t12<t2≦t3,从而抑制可能成为由温度上升引起的特性变动和/或长期可靠性降低的因素的、热向固定有光纤或光零件等的短边壁120及短边壁122以及其周围的流入,且不会损及调制器框体104的刚性。
以上的结果为,光调制器100中,即便在光模块内将DSP等发热电子零件接近配置的情况下,也可将调制器框体104的温度分布设为更具有对称性的状态,减少特性变动或长期可靠性的降低。而且,调制器框体104的温度分布成为更具有对称性的状态的结果为,光模块内的调制器框体104接近如恒温槽中的长期可靠性试验那样置于均一温度环境的状态。因此,调制器框体104的长期可靠性接近利用恒温槽的长期可靠性试验结果,因而可比现有的结构进一步提高长期可靠性。
此外,上文所述的提高温度梯度的对称性的效果可通过下述方式而变得特别明显,即:如上文所述,相对于现有的平均壁厚1.5mm而将长边壁126的壁厚t3设为2.0mm以上且3.0mm以下的值的范围,且将短边壁120的壁厚t11及短边壁122的壁厚t12设为0.5mm以上且1.0mm以下的值的范围。
而且,所述实施方式中,关于图3所示的调制器框体104的长边壁124的壁厚t2、长边壁126的壁厚t3及底面壁128的壁厚t4(具体来说为底面壁128的壁厚的平均值t4)的关系,在壁厚相同的情况下,若考虑到向短边方向的热传递比长边方向更慢,以及相对于针对长度方向的中心线132与针对宽度方向的中心线130的温度分布的对称性,则例如理想的是t3>t4>t2。
而且,短边壁120的壁厚t11与短边壁122的壁厚t12可为相同的值,也可为不同的值。而且,短边壁120的壁厚t11与短边壁122的壁厚t12未必需要两者为比长边壁124的壁厚t2小的值。例如,可根据短边壁120、短边壁122的温度变动对输入光纤108、输出光纤110或微透镜阵列142、极化合成棱镜144或透镜146的位置偏移或特性变动造成的影响的大小(感度),而将t11或t12的至少一者设为比壁厚t2小的值。
[第二实施方式]
接下来,对本发明的第二实施方式进行说明。图4为表示第二实施方式的光调制器400的结构的平面图。图4中,对于与图1的第一实施方式的光调制器100相同的构成元件及壁厚,使用与图1中的符号相同的符号,援用所述光调制器100的有关说明。而且,光调制器400的侧面及截面与图2及图3所示的光调制器100的侧面及截面同样。而且,图4中,为了容易理解光调制器400的结构,与图1同样地,也以实线来表示在装配完成的状态下无法看到的内部的结构。
光调制器400具有与光调制器100同样的结构,但具有调制器框体404来代替调制器框体104的方面不同。调制器框体404具有与调制器框体104的短边壁120、短边壁122、长边壁124、长边壁126及底面壁128分别同样的短边壁420、短边壁422、长边壁424、长边壁426及底面壁428,但在长边壁426的图示左右部分具有比壁厚t3薄的部分的方面,与调制器框体104不同。
具体来说,长边壁426中,在作为从短边壁420的内表面到光调制元件102的光输入端152为止的范围的光输入部460、及作为从短边壁422的内表面到光调制元件102的光输出端154为止的范围的光输出部462,分别设有具有与壁厚t11、壁厚t12同等的薄的壁厚t31及壁厚t32的部分。壁厚t31及壁厚t32理想的是与短边壁420及短边壁422的壁厚t11、壁厚t12同样地,例如为1mm以下。而且,壁厚t31及壁厚t32例如可设为与短边壁420及短边壁422的壁厚t11及壁厚t12分别相同的值,或将壁厚t31、壁厚t32、壁厚t11、壁厚t12全部设为相同壁厚。
此外,图4所示的调制器框体404与图1所示的调制器框体104同样地,并未示出可能设于实际的调制器框体404中的、用于配置引脚或中继基板等的凹凸。即,图4所示的短边壁420、短边壁422、长边壁424、长边壁426的壁厚应理解为表示各个壁的平均壁厚。即,本实施方式中,短边壁420的壁厚t11、短边壁422的壁厚t12、长边壁424的壁厚t2是指各个壁的壁厚的平均值。而且,长边壁426的壁厚t31及壁厚t32分别表示光输入部460、光输出部462的长边壁426的壁厚的平均值,壁厚t3表示光输入部460及光输出部462以外的部分的长边壁426的壁厚的平均值。
具有所述结构的光调制器400是以下述方式构成:所述光输入部460及光输出部462的长边壁226的壁厚t31、壁厚t32比壁厚t2更薄,这些部分的长边壁226的热阻变大。因此,光调制器400中,关于调制器框体404中沿着光调制元件102的长度方向部分的部分,可与光调制器100同样地降低热阻而缓和温度梯度,并且抑制大幅度地影响特性及长期可靠性的、热向所述光输入部460及光输出部462的流入。由此,光调制器400中,可与光调制器100相比而进一步抑制光输入部460及光输出部462的温度梯度,而进一步抑制将发热电子零件接近配置的情况的特性变动及长期可靠性的降低。所述结构尤其在下述情况下具有优点:毛细管140或微透镜阵列142等光学零件通过粘着剂等而直接接合于光调制元件102的光输入端152或光输出端154。
此外,本实施方式中,设为在光输入部460及光输出部462分别配置有作为光零件的毛细管140及微透镜阵列142,在光输出终端部148配置有作为光零件的极化合成棱镜144及透镜146构成,但不限于此。也可在光输入终端部150或光输出终端部148安装有光零件,或者在光输入部460或光输出部462安装有光零件。即便在此种情况下,根据调制器框体404的结构,也可抑制热向这些光零件流动,而进一步抑制特性变动及长期可靠性的降低。而且,光零件也可安装于底面壁128的内表面。
[第三实施方式]
接下来,对本发明的第三实施方式进行说明。图5为表示第三实施方式的光调制器500的结构的平面图。图5中,对于与图1的第一实施方式的光调制器100及图4所示的第二实施方式的光调制器400相同的构成元件及壁厚,分别使用与图1及图4中的符号相同的符号,援用上文所述的光调制器100及光调制器400的有关说明。而且,光调制器500的侧面及截面与图2及图3所示的光调制器100的侧面及截面同样。而且,图5中,为了容易理解光调制器500的结构,而与图1同样地,也以实线来表示在装配完成的状态下无法看到的内部的结构。
光调制器500具有与光调制器100同样的结构,但具有调制器框体504来代替调制器框体104的方面不同。调制器框体504与调制器框体104同样地,由金属(例如不锈钢、可伐合金等)构成,俯视为长方形或大致长方形。而且,调制器框体504与调制器框体104同样地,具有俯视为四边形的底面壁528、以及与底面壁528的相互相向的两条边(图5的图示上下的两边)相连的长边壁524及长边壁526。而且,调制器框体504具有长度比长边壁524、长边壁526更短且与底面壁528的相互相向的另两条边(图示左右的边)相连的短边壁520及短边壁522。
而且,本实施方式的光调制器500中,调制器框体504中,短边壁520、短边壁522分别具有与调制器框体104的短边壁120、短边壁122相同的壁厚t11、壁厚t12。
另外,光调制器500中,长边壁526与第二实施方式的调制器框体404的长边壁426同样地,光输入部560及光输出部562以外的部分具有壁厚t3,光输入部560及光输出部562的部分则分别具有壁厚t31及壁厚t32。此处,光输入部560及光输出部562与第二实施方式的光输入部460及光输出部462同样地,分别是指从短边壁520的内表面到光调制元件102的光输入端152为止的部分、及从短边壁522的内表面到光调制元件102的光输出端154为止的部分。
尤其光调制器500中,与光调制器400相比,进而调制器框体504的长边壁524也是光输入部560及光输出部562以外的部分具有与壁厚t3相同程度的壁厚t5,在光输入部560及光输出部562分别具有下述部分,所述部分具有与壁厚t31及壁厚t32相同程度的壁厚t51及壁厚t52。即,壁厚t5与壁厚t3同样地,理想的是设定为2.0mm以上且3.0mm以下的值的范围,壁厚t51、壁厚t52与壁厚t31、壁厚t32同样地,理想的是设定为0.5mm以上且1.0mm以下的值的范围。例如,壁厚t5可设为与壁厚t3相同的值,壁厚t51及壁厚t52可分别设为与壁厚t31、壁厚t32相同的值或与壁厚t11、壁厚t12相同的值。或者,可将壁厚11、壁厚t12、壁厚t31、壁厚t32、壁厚t51、壁厚t52设为相同的值。
关于具有所述结构的光调制器500,长边壁524的壁厚t5构成为与长边壁526的壁厚t3为相同程度,因而即便在比光调制器100及光调制器400更接近DSP等发热电子零件来配置的情况下,也可减小调制器框体504的温度梯度,及提高温度分布的对称性,而抑制特性变动及长期可靠性降低。
而且,光调制器500中以下述方式构成:在长边壁524及长边壁526两者,光输入部560及光输出部562的壁厚t51、壁厚t52、壁厚t31、壁厚t32形成得比壁厚t3及壁厚t5更薄,具有高的热阻。光调制器500中,可比光调制器100及光调制器400而进一步抑制热向可能包括对温度变动敏感的光零件等的光输出部562及光输入部560传递,而抑制特性变动及长期可靠性降低。
光调制器500的结构适于为了进一步抑制光学系统的位置偏移而欲进一步提高调制器框体的刚性的情况、欲进一步减小光输入部560和/或光输出部562的温度梯度的情况、欲提高调制器框体总体的应力平衡的情况、和/或电子零件的发热量大的情况等。
[第四实施方式]
接下来,对本发明的第四实施方式进行说明。图6为表示第四实施方式的光调制器600的结构的平面图,图7为图6所示的光调制器600的BB截面箭视图。此外,图6中,对于与图4的第二实施方式的光调制器400及图1的第一实施方式的光调制器100相同的构成元件及壁厚,使用与图4及图1中的符号相同的符号,援用上文所述的光调制器400及光调制器100的有关说明。而且,与光调制器400同样,光调制器600的侧面设为与图2所示的调制器100的侧面相同。而且,图6中,为了容易理解光调制器600的结构,而与图1及图4同样地,也以实线来表示在装配完成的状态下无法看到的内部的结构。
光调制器600具有与光调制器400同样的结构,但具有调制器框体604来代替调制器框体404的方面不同。调制器框体604具有与调制器框体404的短边壁420、短边壁422、长边壁424、长边壁426及底面壁428分别同样的短边壁620、短边壁622、长边壁624、长边壁626及底面壁628。但是,在长边壁624及长边壁626,分别在包含光调制元件102的干涉部650的至少一部分的范围内,形成有向光调制元件102突出的突出部664及突出部666(图示阴影部分)。此处所谓干涉部650,是指光调制元件102中构成在调制动作中传播相互干涉的两束光的两条并行波导的对的至少一个的部分,具体来说是指形成有构成作为马赫曾德型光波导的光波导106的并行波导的部分。
此外,图6所示的调制器框体604中,也与图1及图4同样地,短边壁620、短边壁622、长边壁624、长边壁626的壁厚应理解为表示各个壁的平均壁厚。即,本实施方式中,短边壁620的壁厚t11及短边壁622的壁厚t12是指各个壁的壁厚的平均值。而且,长边壁624的壁厚t2是指将突出部664除外的、长边壁624的部分的壁厚的平均值。而且,长边壁626的壁厚t31及壁厚t32分别表示光输入部660、光输出部662的长边壁626的壁厚的平均值,壁厚t3表示光输入部660及光输出部662以外且除了突出部666的部分的、长边壁626的壁厚的平均值。此处,光输入部660及光输出部662分别与图4所示的光调制器400的光输入部460及光输出部462同样地,是指从短边壁620的内表面到光调制元件102的光输入端152为止的范围、及从短边壁622的内表面到光调制元件102的光输出端154为止的范围。
此外,光调制器600中,设有突出部666,因而短边壁622的壁厚t12未必需要构成得比t3更薄,也可构成为比长边壁626中包含突出部666的部分的壁厚的平均值t39更薄。由此,短边壁622相较于包含突出部666的长边壁626的部分而热阻变高,抑制热从所述长边壁626的部分传递。
具有所述结构的光调制器600在长边壁624及长边壁626,在包含光调制元件102的干涉部650的范围内,分别具有向光调制元件102突出的突出部664及突出部666。因此,光调制器600中,调制器框体604中沿着光调制元件102的干涉部650延伸的长边壁624及长边壁626的部分的壁厚实效增加,热阻进一步减小。其结果为,光调制器600中,与光调制器400相比,可进一步减小将发热电子零件接近配置的情况下调制器框体604产生的温度梯度,且提高温度分布的对称性,因而可进一步抑制特性变动及可靠性降低。
此外,本实施方式中,在两个长边壁624及626分别设有突出部664及突出部666,但也可在任一个长边壁设有突出部。而且,本实施方式中,在长边壁624及长边壁626分别设有一个突出部664及666,但不限于此。也可在长边壁624或长边壁626的至少一者,在包含光调制元件102的干涉部650的范围内,朝向所述光调制元件102设有一个或多个(因此为至少一个)突出部。
而且,本实施方式中,突出部664、突出部666如图6所示,俯视为大致矩形上,但不限于此。例如,突出部可设为在俯视时为梯形的形状、将大小的矩形或梯形重叠的形状、在光调制元件102侧具有凹部的形状等任意形状。
图8为表示作为光调制器600的变形例的光调制器600'的结构的平面图。光调制器600'的调制器框体604'具有与调制器框体604同样的结构,但包括长边壁626'来代替设有一个俯视大致矩形的突出部666的长边壁626的方面不同。长边壁626'具有与长边壁626同样的结构,但下述方面不同:在包含光调制元件102的干涉部650的范围内,包括向所述光调制元件102突出的三个突出部870、872、874。
本变形例中,突出部870、突出部872、突出部874具有各不相同的形状。具体来说,突出部870俯视形成一个梯形,具有以从长边壁626'的内壁向光调制元件102直线接近的方式加工的、图示左右的两条边。而且,突出部872是以具有将大小两个矩形(或大致矩形)重叠的俯视形状的方式加工。而且,突出部874为俯视大致矩形的形状,且成为在光调制元件102侧具有凹部的形状。此外,此处提及的矩形也包含在形成矩形的边的一部分具有曲线的形状。相较于形成矩形的边全部为直线的情况,在至少一部分具有曲线的情况下,可缓和框体的应力局部集中,因而更为理想。
此外,本变形例中,在长边壁626'中设有具有各不相同的俯视形状的三个突出部870、872、874,但不限于此。也可在长边壁626',设置一个具有突出部870、突出部872、突出部874的任一个的俯视形状的突出部。或者,设于长边壁626'的突出部的个数也可设为4以上。而且,可将各个突出部的俯视形状设为相互相同,也可设为不同。而且,也可在长边壁624,设置具有任意的相同形状或不同形状的多个突出部来代替突出部664。
[第五实施方式]
接下来,对本发明的第五实施方式进行说明。图9为表示第五实施方式的光调制器900的结构的平面图,图10为光调制器900的侧面图,图11为光调制器900的底面图。此外,图9中,对于与图1的第一实施方式的光调制器100相同的构成元件及壁厚,使用与图1中的符号相同的符号,援用上文所述的光调制器100的有关说明。而且,图9中,为了容易理解光调制器900的结构,而与图1同样地,也以实线来表示在装配完成的状态下无法看到的内部的结构。而且,图9所示的调制器框体904中,也与图1同样地,短边壁920、短边壁922、长边壁924、长边壁926的壁厚应理解为表示各个壁的平均壁厚。
光调制器900具有与光调制器100同样的结构,但具有调制器框体904来代替调制器框体104的方面不同。调制器框体904与调制器框体104同样地,俯视呈矩形或大致矩形的长方形,具有与调制器框体104的短边壁120、短边壁122、长边壁124、长边壁126及底面壁128同样的短边壁920、短边壁922、长边壁924、长边壁926及928。但是,底面壁928的外表面与底面壁128的外表面不同,包括凹部980及凹部982,所述凹部980及凹部982为底面壁928的外表面(图11所示的面)中,从与短边壁920及短边壁922相连的端部起分别在俯视时包含光输入部960及光输出部962的至少一部分的距离L1及L2的范围朝向调制器框体904的厚度方向(图10的图示上下方向)相对于其他部分分别以距离d1及距离d2凹陷而成。即,从光调制器900的上表面(图10所示的上方的面)到凹部980、凹部982的平面(图11所示的面)为止的各个距离t91、距离t92比从所述上表面到凹部980及凹部982以外的平面为止的距离t90小。
规定距离L1及规定距离L2理想的是以凹部980及凹部982分别作为包含光输入部960及光输出部962的范围延伸存在的方式选择。此处,所谓光输入部960,是指从短边壁920的内表面到光调制元件102的光输入端152为止的范围,所谓光输出部962,是指从短边壁922的内表面到光调制元件102的光输出端154为止的范围。此外,距离L1及距离L2可为相互相同的值,或也可不同。同样地,规定距离d1及规定距离d2可为相互相同的值,或也可不同。
具有所述结构的光调制器900具有凹部980、凹部982,由此在安装于电路基板上时,调制器框体904的底面中与光输入部960及光输出部962对应的部分远离电路基板。由此,光调制器900即便在电路基板上接近于发热电子零件而配置的情况下,也可防止来自所述发热电子零件的热在电路基板中传递而向光输入部960及光输出部962传播。其结果为,光调制器900中,可进一步抑制由接近配置发热电子零件所引起的特性变动及长期可靠性降低。
此外,本实施方式中,在调制器框体904的底部设有两个凹部980、982,但不限于此。也可将凹部980或凹部982的任一者设于底面壁928。例如,可在与短边壁920及短边壁922分别相连的调制器框体904的底面的两个端部中,仅在将光调制器900安装于电路基板上的情况下相对于DSP等发热电子零件更为接近的一侧的端部,设置凹部。
此处,所述第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式、第四实施方式、第五实施方式的光调制器100、光调制器400、光调制器500、光调制器600、光调制器600'及光调制器900各者中,长边壁124、长边壁424、长边壁524、长边壁624、长边壁924分别对应于第一长边壁,长边壁126、长边壁426、长边壁526、长边壁626、长边壁926分别对应于第二长边壁。而且,短边壁120、短边壁420、短边壁520、短边壁620、短边壁920对应于第一短边壁,短边壁122、短边壁422、短边壁522、短边壁622、短边壁922对应于第二短边壁。
[第六实施方式]
接下来,对本发明的第六实施方式进行说明。本实施方式为搭载有本发明的光调制器的光模块。图12为表示第六实施方式的光模块1200的结构的平面图。
光模块1200在模块框体1202内收容光调制器100及电路基板1206。在电路基板1206,除了搭载有光调制器100,还搭载有作为发送光的光源的激光二极管(Laser Diode,LD)1208、及作为接收光的光接收器的光电二极管(Photo Diode,PD)1210。而且,在电路基板1206,搭载有构成用于使这些光零件运行的电子电路的电子零件。图12中,作为主要且发热量多的电子零件的一例,示出用于数字信号处理的DSP 1212。
但是,在电路基板1206上,根据光模块1200所需求的功能,可搭载其他光零件或电子零件。这种电子零件中,例如包含用于驱动光调制器100的驱动器IC等。由此,光模块1200例如经由光调制器100向一个传送路光纤(未图示)输出信号光(发送光),及利用PD 1210接收其他传送路光纤(未图示)所传送的光信号(接收光)。
光模块1200中,尤其光调制器100以在第二长边壁126侧的端部附近隔开规定的间隔g而接近配置有DSP 1212的方式,安装于电路基板1206上。此处,间隔g例如为2.0mm。
具有所述结构的光模块1200中,光调制器100是以下述方式安装:在与所述光调制器100的图示下侧的边对应的、具有壁厚t3且热阻经减小的第二长边壁126侧,配置有作为发热电子零件的DSP 1212。因此,光模块1200中,即便对光调制器100接近配置作为发热电子零件的DSP 1212,也抑制由所述接近配置所引起的、光调制器100的特性的变动及长期可靠性的降低。其结果为,可实现光模块1200的小型化,并且将光模块1200所输出的发送光的传送品质维持得高,且也抑制光模块1200总体的长期可靠性的降低。
此外,本实施方式中,使用光调制器100来构成光模块1200,但不限于此。也可代替光调制器100而将光调制器400、光调制器500、光调制器600、光调制器600'或光调制器900配置于图12所示的电路基板1206上的与光调制器100相同的位置,而构成光模块1200。此时,DSP 1212的安装位置理想的是并非长边壁426、长边壁526、长边壁626、长边壁626'、长边壁926中与光输入部460、光输入部560、光输入部660、光输入部960及光输出部462、光输出部562、光输出部662、光输出部962对应的部分的附近。
[第七实施方式]
接下来,对本发明的第七实施方式的光模块进行说明。图13为表示第七实施方式的光模块1300的结构的平面图,图14为图13所示的光模块的CC截面箭视图。图13中,对于与图12所示的第六实施方式的光模块1200相同的结构元件,使用与图12中的符号相同的符号,援用上文所述的光模块1200的有关说明。
光模块1300具有与光模块1200同样的结构,但具有电路基板1306来代替电路基板1206的方面不同。电路基板1306具有与电路基板1206同样的结构,但以下方面不同:作为电子零件之一的DSP 1212配置于光调制器100的第二长边壁126侧,且以DSP 1212的一部分在俯视时与光调制器100重叠的方式配置。具体来说,光调制器100经由分别具有供螺杆穿插的孔的四个间隔件1310、1312、1314、1316,由四个螺杆1320、1322、1324、1326固定于电路基板1306,在通过所述间隔件1310、间隔件1312、间隔件1314、间隔件1316在光调制器100与电路基板1306之间所确保的空间中,安装有DSP 1212的一部分。
具有所述结构的光模块1300中,与光模块1200同样地,来自DSP 1212的热在光调制器100中具有壁厚t3而热阻经减小的第二长边壁126中传播,因而抑制由来自DSP 1212的热引起的、光调制器100的特性变动及长期可靠性的降低。其结果为,可实现光模块1300的小型化,并且将光模块1300所输出的发送光的传送品质维持得高,且也抑制光模块1300总体的长期可靠性的降低。
此外,本实施方式中,由于具有供螺杆穿插的孔的间隔件1310、间隔件1312、间隔件1314、间隔件1316,光调制器100的整个底面远离电路基板1306,但不限于此。也可在光调制器100的底面与电路基板1306之间的间隙中,在除了安装DSP 1212的一部分的区域以外的区域或其一部分,例如配置作为未设有供螺杆穿插的孔的简单金属块的金属砖等,使热从光调制器100经由所述金属砖而流向电路基板1306。或者,也可在光调制器100的底面中,仅在包含安装DSP 1212的一部分的区域的附近设置凹部,在未于底面设有凹部的、底面的平面部,与电路基板1306固定。
而且,本实施方式中,使用光调制器100来构成光模块1300,但不限于此。也可代替光调制器100,而将光调制器400、光调制器500、光调制器600、光调制器600'或光调制器900配置于图13所示的电路基板1306上的与光调制器100相同的位置,而构成光模块1300。此时,DSP 1212的安装位置理想的是并非长边壁426、长边壁526、长边壁626、长边壁626'、长边壁926中与光输入部460、光输入部560、光输入部660、光输入部960及光输出部462、光输出部562、光输出部662、光输出部962对应的部分的附近。
如以上所说明,本发明的光调制器100包括:光调制元件102,由形成于基板上的光波导106构成;以及调制器框体104,收容光调制元件102。调制器框体104具有:底面壁128,俯视为四边形;第一长边壁124及第二长边壁126,与底面壁128的相互相向的两条边相连;以及第一短边壁120及第二短边壁122,长度比第一长边壁124及第二长边壁126更短,与底面壁128的相互相向的另两条边相连。光调制元件102收容于由底面壁128、第一长边壁124及第二长边壁126、以及第一短边壁120及第二短边壁122所包围的空间内。另外,第二长边壁126具有第一长边壁124的壁厚t2以上的壁厚t3,第一短边壁120及第二短边壁122中的至少一个具有比第一长边壁124的壁厚t2更薄的壁厚t11、壁厚t12。
根据所述结构,从调制器框体104的一部分流入的热经由具有最厚的壁厚t3而热阻最小的第二长边壁126随即传播,因而即便在光调制器100接近于电子零件等热源而配置的情况下,也可抑制调制器框体104的非对称的温度分布的产生,而抑制由所述配置引起的特性变动或长期可靠性的降低。
而且,光调制器600、光调制器600'中,在第二长边壁626的内表面,具有向光调制元件102延伸的至少一个突出部666、870等。根据所述结构,可进一步降低对第二长边壁626总体观察时的、第二长边壁626的热阻,而抑制由电子零件等热源的接近配置所引起的光调制器600、光调制器600'的特性变动或长期可靠性的降低。
而且,光调制器400中,光调制元件102的光输入端152及光输出端154分别与第一短边壁420及第二短边壁422相向。另外,第二长边壁426中,包含光输入部460及光输出部462中的至少一者的范围具有比第一长边壁424的壁厚t2更薄的壁厚t31、壁厚t32,所述光输入部460为从第一短边壁420的内表面到光调制元件102的光输入端152为止的范围,所述光输出部462为从第二短边壁422的内表面到光调制元件102的光输出端154为止的范围。
根据所述结构,即便在将电子零件等热源接近配置的情况下,也可抑制热向调制器框体104中安装有毛细管140、微透镜阵列142等光零件的光输入部460和/或光输出部462的部分传播,而进一步抑制光调制器400的特性变动或长期可靠性的降低。
而且,光调制器400中,在第一短边壁420固定有光输入终端部150,所述光输入终端部150保持向光调制元件102输入光的输入光纤108,在第二短边壁422固定光输出终端部148,所述光输出终端部148保持将从光调制元件102输出的光导向调制器框体404的外部的输出光纤110。另外,在光输入终端部150或光输出终端部148、或者调制器框体404的光输入部460或光输出部462,安装有毛细管140、微透镜阵列142、极化合成棱镜144等光零件。
根据所述结构,可抑制热向这些光零件传播,而进一步抑制光调制器900的特性变动的产生及长期可靠性的降低。
而且,光调制器900中,在底面壁928的外表面,设有凹部980、凹部982,所述凹部980、凹部982从与第一短边壁920及第二短边壁922相连的边起,沿着长度方向在规定距离L1、规定距离L2的范围的部分,其平面相对于底面壁928的其他部分的平面而在厚度方向上以规定距离d1、规定距离d2凹陷。但是,所述凹部980、凹部982可在底面壁928设有任一者。
根据所述结构,光调制器900在安装于电路基板上的情况下,成为包含光输入部960和/或光输出部962的范围的底面壁928的部分远离电路基板的状态。因此,即便在将光调制器900安装于安装有发热电子零件的电路基板上的情况下,也抑制热从发热电子零件经由电路基板向光输入部960和/或光输出部962传播。其结果为,进一步抑制光调制器900的特性变动的产生及长期可靠性的降低。
而且,光调制器100、光调制器400、光调制器500、光调制器600、光调制器600'及光调制器900中,光调制元件102为干涉型光调制元件,其使在光波导106中沿光调制元件102的长度方向延伸的两个光波导中传播的光干涉而运行。根据所述结构,特别合适地发挥上文所述的光调制器100、光调制器400、光调制器500、光调制器600、光调制器600'及光调制器900的有关效果。
而且,光调制器600、光调制器600'中,光调制元件102为干涉型光调制元件,其至少一个突出部666、870等在第二长边壁626中,在包含干涉部的范围内向光调制元件102延伸,所述干涉部为形成有传播进行干涉的两束光的两个光波导的部分。根据所述结构,尤其在容易成为由产生温度分布引起的特性变动的因素的、光调制元件102的干涉部650中,抑制由发热电子零件的接近配置所引起的温度梯度的产生,而进一步抑制光调制器600、光调制器600'的特性变动的产生及长期可靠性的降低。
而且,光调制器100、光调制器400、光调制器500、光调制器600、光调制器600'及光调制器900的短边壁120等、短边壁122等、长边壁124等、长边壁126等及底面壁128等的壁厚t11等、壁厚t2、壁厚t3、壁厚t31等、壁厚t4、壁厚t51等分别为对应的壁总体的平均值或对应的壁的部分的厚度的平均值。根据所述结构,可与各个壁中的微细凹凸的存在无关,而规定各个壁或其部分的热阻的相互关系,容易地进行调制器框体104等的设计。
而且,本发明为一种光模块1200、光模块1300,其使用光调制器100、光调制器400、光调制器500、光调制器600、光调制器600'或光调制器900以及作为发热体的DSP 1212等电子零件。根据所述结构,可将光调制器100等与DSP 1212等发热电子零件接近配置而构成更小型的光模块,而不会导致光调制器100等的特性变动或长期可靠性的降低。
而且,光模块1200中,作为发热体的电子零件的至少一个的DSP 1212相对于光调制器100而配置于第二长边壁126所存在的一侧。根据所述结构,可将来自作为发热电子零件的DSP 1212的热随即引导至热阻小的第二长边壁126,而有效地抑制光调制器100的特性变动的产生及长期可靠性的降低。
而且,光模块1300中,作为发热体的电子零件的至少一个的DSP 1212相对于光调制器100,以其一部分在俯视时与光调制器100重叠的方式配置于第二长边壁126侧。根据所述结构,可将来自作为发热电子零件的DSP 1212的热随即引导至热阻小的第二长边壁126,而有效地抑制光调制器100的特性变动的产生及长期可靠性的降低。
符号的说明
100、400、500、600、600'、900:光调制器
102、1502:光调制元件
104、404、504、604、604'、904:调制器框体
106:光波导
108、1508:输入光纤
110、1510:输出光纤
120、122、420、422、520、522、620、622:短边壁
124、126、424、426、624、626、924、926:长边壁
128、428、528、628、928:底面壁
130、1520:针对宽度方向的中心线
132、1522:针对长度方向的中心线
140:毛细管
142:微透镜阵列
144:极化合成棱镜
146:透镜
148:光输出终端部
150:光输入终端部
152:光输入端
154:光输出端
160:盖
460、560、660、960:光输入部
462、562、662、962:光输出部
664、666、870、872、874:突出部
980、982:凹部
1200、1300:光模块
1206、1306、1602:电路基板
1208:LD
1210:PD
1212、1600:DSP
1310、1312、1314、1316:间隔件
1320、1322、1324、1326:螺杆。
Claims (11)
1.一种光调制器,包括:
光调制元件,由形成于基板上的光波导构成;以及
框体,收容所述光调制元件,
所述框体具有:底面壁,俯视为四边形;第一长边壁及第二长边壁,与所述底面壁的相互相向的两条边相连;以及第一短边壁及第二短边壁,长度比所述第一长边壁及所述第二长边壁更短,且与所述底面壁的相互相向的另两条边相连,
所述光调制元件收容于由所述底面壁、所述第一长边壁及所述第二长边壁、以及所述第一短边壁及所述第二短边壁所包围的空间内,
所述第二长边壁具有所述第一长边壁的壁厚以上的壁厚,
所述第一短边壁及所述第二短边壁中的至少一个具有比所述第一长边壁的壁厚更薄的壁厚。
2.根据权利要求1所述的光调制器,其中,
在所述第一长边壁或所述第二长边壁的内表面,具有向所述光调制元件延伸的至少一个突出部。
3.根据权利要求1或2所述的光调制器,其中,
所述光调制元件的光输入端及光输出端分别与所述第一短边壁及所述第二短边壁相向,
所述第二长边壁中,包含光输入部及光输出部的至少一者的范围具有比所述第一长边壁的壁厚更薄的壁厚,所述光输入部为从所述第一短边壁的内表面到所述光调制元件的光输入端为止的范围,所述光输出部为从第二短边壁的内表面到所述光调制元件的光输出端为止的范围。
4.根据权利要求3所述的光调制器,其中,
在所述第一短边壁,固定有光输入终端部,所述光输入终端部保持向所述光调制元件输入光的输入光纤,
在所述第二短边壁,固定有光输出终端部,所述光输出终端部保持将从所述光调制元件输出的光导向所述框体的外部的输出光纤,
在所述光输入终端部或所述光输出终端部安装有光零件,或者在所述框体的所述光输入部或所述光输出部安装有光零件。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光调制器,其中,
在所述底面壁的外表面,设有凹部,所述凹部从与所述第一短边壁及所述第二短边壁分别相连的边的至少一者起,沿着长度方向在规定距离的范围的部分凹陷。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光调制器,其中,
所述光调制元件为干涉型光调制元件,其使在沿所述光调制元件的长度方向延伸的两个所述光波导中传播的光干涉而运行。
7.根据权利要求2所述的光调制器,其中,
所述光调制元件为干涉型光调制元件,其使在沿所述光调制元件的长度方向延伸的两个所述光波导中传播的光干涉而运行,
所述至少一个突出部在所述第一长边壁或所述第二长边壁中包含形成有所述光调制元件的所述两个的所述光波导的部分的范围内,向所述光调制元件延伸。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光调制器,其中,
所述壁厚分别为对应的壁的部分或总体的厚度的平均值。
9.一种光模块,包括:
如权利要求1至8中任一项所述的光调制器;以及
作为发热体的电子零件。
10.根据权利要求9所述的光模块,其中,
所述电子零件的至少一个相对于所述光调制器而配置于所述第二长边壁所存在的一侧。
11.根据权利要求9所述的光模块,其中,
所述光调制器及所述电子零件安装于电路基板上,
所述电子零件的至少一个相对于所述光调制器,以其一部分在俯视时与所述光调制器重叠的方式配置于所述第二长边壁所存在的一侧。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018124468A JP7172185B2 (ja) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | 光変調器、及びこれを用いた光モジュール |
JP2018-124468 | 2018-06-29 | ||
PCT/JP2019/025882 WO2020004636A1 (ja) | 2018-06-29 | 2019-06-28 | 光変調器、及びこれを用いた光モジュール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112352190A true CN112352190A (zh) | 2021-02-09 |
CN112352190B CN112352190B (zh) | 2024-05-28 |
Family
ID=68987173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980043730.0A Active CN112352190B (zh) | 2018-06-29 | 2019-06-28 | 光调制器以及使用此光调制器的光模块 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11500263B2 (zh) |
JP (1) | JP7172185B2 (zh) |
CN (1) | CN112352190B (zh) |
WO (1) | WO2020004636A1 (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003233048A (ja) * | 2002-02-07 | 2003-08-22 | Fujitsu Ltd | 光変調器モジュールおよび光変調器 |
JP2006041213A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体レーザパッケージおよび半導体レーザパッケージの製造方法 |
JP2007065247A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光モジュール |
JP2015102786A (ja) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | 住友大阪セメント株式会社 | 光学素子モジュール |
JP2017134131A (ja) * | 2016-01-25 | 2017-08-03 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光モジュール |
US20180120670A1 (en) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | Fujitsu Optical Components Limited | Optical modulator and optical module |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07151927A (ja) * | 1993-09-20 | 1995-06-16 | Fujitsu Ltd | 光導波路デバイス及び光導波路装置 |
US9874688B2 (en) | 2012-04-26 | 2018-01-23 | Acacia Communications, Inc. | Co-packaging photonic integrated circuits and application specific integrated circuits |
JP2016099508A (ja) | 2014-11-21 | 2016-05-30 | 住友電気工業株式会社 | 光トランシーバの製造方法 |
-
2018
- 2018-06-29 JP JP2018124468A patent/JP7172185B2/ja active Active
-
2019
- 2019-06-28 WO PCT/JP2019/025882 patent/WO2020004636A1/ja active Application Filing
- 2019-06-28 CN CN201980043730.0A patent/CN112352190B/zh active Active
- 2019-06-28 US US17/256,394 patent/US11500263B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003233048A (ja) * | 2002-02-07 | 2003-08-22 | Fujitsu Ltd | 光変調器モジュールおよび光変調器 |
JP2006041213A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体レーザパッケージおよび半導体レーザパッケージの製造方法 |
JP2007065247A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光モジュール |
JP2015102786A (ja) * | 2013-11-27 | 2015-06-04 | 住友大阪セメント株式会社 | 光学素子モジュール |
JP2017134131A (ja) * | 2016-01-25 | 2017-08-03 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光モジュール |
US20180120670A1 (en) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | Fujitsu Optical Components Limited | Optical modulator and optical module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020003702A (ja) | 2020-01-09 |
WO2020004636A1 (ja) | 2020-01-02 |
JP7172185B2 (ja) | 2022-11-16 |
CN112352190B (zh) | 2024-05-28 |
US20210149268A1 (en) | 2021-05-20 |
US11500263B2 (en) | 2022-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11194181B2 (en) | Optical modulator and optical module using this | |
JP6398318B2 (ja) | 光トランシーバ | |
CN111566548B (zh) | 光调制器及光传输装置 | |
CN214795475U (zh) | 光波导元件、使用光波导元件的光调制器件及光发送装置 | |
CN108474971B (zh) | 光调制器及使用该光调制器的光发送装置 | |
JP3353718B2 (ja) | 光通信モジュール | |
CN113424087B (zh) | 光模块 | |
US11644734B2 (en) | Optical modulator and optical module using same | |
CN112352190B (zh) | 光调制器以及使用此光调制器的光模块 | |
CN111587398B (zh) | 光调制器及使用了光调制器的光发送装置 | |
WO2019167486A1 (ja) | 光変調器、及び光伝送装置 | |
JP7196424B2 (ja) | 光モジュール | |
US11029577B2 (en) | Optical modulator and optical transmission apparatus using the same | |
EP4286923A1 (en) | Optical modulator and optical transmission device using same | |
WO2023053402A1 (ja) | 光デバイス、光変調デバイス及び光送信装置 | |
CN109976000B (zh) | 光调制器及使用了该光调制器的光发送装置 | |
JP2023148278A (ja) | 光デバイスとそれを用いた光送信装置 | |
JP2018017852A (ja) | 光変調器 | |
JP2005309236A (ja) | コネクタ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |