CN1643436A - 光调制器激励电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光调制器激励电路，具备：将光调制后输出的光调制器；与光调制器电连接并向光调制器输出调制RF信号的第1带状线路；通过光调制器与第1带状线路电连接的第2带状线路，且其特征是，第1带状线路包括第1电元件且具有第1特性阻抗，第2带状线路包括第2电元件且具有第2特性阻抗，第1特性阻抗与调制RF信号向第1带状线路的输入路径的特性阻抗相等；第1电元件与第2电元件的并联合成阻抗与输入路径的特性阻抗相等。

Description

光调制器激励电路
技术领域
本发明涉及激励用于调制光信号的光调制器的光调制器激励电路、包含光调制器激励电路的光调制器模块、以及调制光信号的光调制器的激励方法。
背景技术
伴随着互联网所代表的宽带多媒体通信服务的爆炸性需求的增加，需要开发更大容量且更高性能的光纤通信系统。并且，随着光纤通信系统的大规模化，用于光纤通信系统的光通信模块的数量也逐渐增加。
因此，对于光纤通信系统中使用的光通信模块，除了其大小外，在整个光纤通信系统中所占成本以及实装负荷都是不能忽视的。因此，光通信模块自身的小型化，高性能集成化以及低成本化都成为极其重要的课题。
作为整个光纤通信系统的小型化以及减少部件数量的方法之一，可以考虑提高数据的时间复用度，增加每1波长频道的传输容量的方法。现在，为实现这种方法，对应于高速调制的通信用光学设备的研究开发正在积极地进行。
另一方面，增加每1波长频道的传输速度的话，光纤传输线固有的波长分散对长距离传输后的光波形的影响就不能忽视。在对光源设备进行光强度调制时，即使是极其小，也会引起调相(或者调频)的重叠。这种现象一般被称作“波长噪音”(波長チヤ一ピソグ)，特别是超过每1频道2.5Gb/s时，对长距离传输特性具有深刻的影响。因此，对于超过2.5Gb/s的干线类光纤通信系统，波长噪音小的外部调制方式成为主流。此外，对于该外部调制方式，正在开发应用了化合物半导体的电场吸收效果的单体光强度调制器(以下，称作“电场吸收型光调制器”)及把该电场吸收型光调制器与DFB激光等光源元件进行单片集成化的光调制器集成化电源。
现在，已经实现了每1频道2.5Gb/s乃至10Gb/s的光纤通信系统。并且，向每1频道40Gb/s以上的高速化的超高速电场吸收型光调制器及其集成化光源以及它们的输出端模块的开发正在继续。
对于电场吸收型光调制器或光调制器集成化光源的模块化，如图7所示调制信号激励系统被广泛运用。图7是表示以往的光调制器激励电路100的透视图。
该光调制器激励电路100由以下部分构成：光调制器111、第1带状线路112、具有终端114的第2带状线路113、连接光调制器111和第1带状线路112的第一连接线115、以及连接光调制器111和第2带状线路113的第二连接线116。
第1带状线路112与第2带状线路113将光调制器111夹在中间，沿一条直线设置在与光信号131的传输方向垂直的方向上。光信号131输入到光调制器111中，在光调制器111中，将从第1带状线路112输出的调制信号133调制成光信号132后输出。
在该光调制器激励电路100中，通过增减第一连接线115以及第二连接线116的电感，就可以调节带宽改善效果。但是，特别是在接近毫米波带的高频区域，存在着对光调制器激励电路100看去的反射S11(参照后述图5)显著增加的本质的难点。这有以下两个原因。
第一个原因如下：逆偏压下进行电容性动作的光调制器111的电纳在直流附近为零(开路)。但是，在高频区域中，第1带状线路112以及第2带状线路113的特性导纳增加到同程度，会向低阻抗(接近短路的负载)变化。
第二个理由如下：从由连接光调制器111与第2的带状线路113的第二连接线116的电感以及光调制器111的光吸收层的电容决定的共振频率的附近到高频区域的频率范围中，将对第二连接线116以下看去的负载变成高阻抗。因此，终端114没有有效的功能。
也有该反射的绝对值超过-10dB(调制RF信号输入的十分之一)的情况，驱动激励光调制器111的激励电路的系统的负载变大，或者，不能避免地导致对调制频率特性产生无用共振的影响。
作为回避这些问题的方法，被认为最容易的方法是将用于把反射波衰减到一定水平以下的固定衰减器插入模块的前段。但是，即使有了用于40Gb/s带的光调制器模块，要使驱动电路本身要求的宽带化和高输出化同时实现，原本在技术上就是有一定难度的，因此实际上这种增强驱动电路的负担的方法不容易采用。
并且，仅就实现匹配这一个目的考虑，用使带状线路端部开路(open)或短路(short)的短截线进行组合的方法也是一种选择。但是，短截线原本的作用是补偿特定频率的负载的阻抗，不适合光缆通信中要求的实现从直流到毫米波的覆盖宽带的匹配的用途。并且，对于短截线的形成，在被限制大小的光调制器模块的内部要设置新的超过必要的长带状线路，从实际装配的观点来看不优选。
但是，因为除上述方法之外没有特别有效的解决方法，目前的现状是光调制器模块或光调制器集成化光源模块带着上述的问题，残留着很强的反射被使用着。
例如，特开2001-209017号公报提出了在宽带中不进行阻抗匹配的光电变换频率高的光电变换半导体装置。该光电变换半导体装置具备半导体元件、高频电信号电路、电阻性匹配电路以及电容性匹配电路。半导体元件进行光电信号变换。高频电信号电路具有接近半导体元件的端部，以该端部中离具有半导体元件的电信号端子最近的部位为连接点，通过导电体连接到电信号端子上。电阻性匹配电路，通过导电体，一端与半导体元件的电信号端子相连，另一端接地。电容性匹配电路连接在高频电信号电路的端部的连接点，具有使从连接点看去的半导体元件侧的阻抗为电阻性匹配电路的标准化阻抗而确定的阻抗。
并且，特开2001-154161号公报提出一种半导体装置，该装置目的为使光半导体元件内产生的光生载流子快速高频地逃离到半导体元件外部。该半导体装置具有半导体元件和短路电路。半导体元件具有随着规定频率的高频光信号的输入产生光生载流子的半导体层和将该光生载流子作为高频电力输出的输出电极。短路电路连接于输出电极，对于从输出电极输出的上述频率的高频电力，使输出电极处于接地的状态。
并且，特开2000-19473号公报提出了能够采用传输线路的形成空间小的微带的光调制器模块的实装构造。该光调制器模块的实装构造由光元件、承载件、光纤、高频端子、电子冷却元件、电介质基板以及封装件构成。承载件具有导电性，载有光元件。光纤用于光信号的输入输出。高频端子供给高频电信号。电子冷却元件保持光元件的恒温。电介质基板上形成微带线。封装件保持以上各构成部件。封装件具有高频端子、接地的共面传输线路。此处，电介质基板载于承载件上，承载件表面从高频端子侧的承载件端露出。该承载件露出部与接地的共面传输线路的接地区域、微带线、接地的共面传输线路的信号区域分别由电线连接。
但是，即使利用这些光电变换半导体装置以及光调制器模块的实装构造，依然无法解决上述反射的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种光调制器激励电路，该激励电路即使在高速调制光调制器及其集成元件的光调制器模块时，特别是对于调制RF信号的最高频率为毫米波带这种高频区域也能够抑制反射的急增。
此外，本发明的另一目的是提供一种光调制器激励电路，能够在不损害调频带宽的情况下抑制上述反射的急增。
本发明还有另一目的是提供一种光调制器激励电路，该激励电路能够在不需要变更电路元件和部件、制造方法的情况下抑制上述反射的急增。
本发明还有另一目的是提供一种光调制器激励电路，该激励电路能够最有效地实现包括光调制器及其集成器件的光调制器模块的宽带化、低电压驱动、低成本化及提高批量生产性。
本发明的目的是提供包含这种光调制器激励电路的光调制器模块以及能够起到与上述的光调制器激励电路相同效果的光调制器的激励方法。
为达到上述目的，本发明提供一种光调制器激励电路，具备将光调制后输出的光调制器、与光调制器电连接并向光调制器输出调制RF信号的第1带状线路以及通过光调制器而与第1带状线路电连接的第2带状线路，其特征为：第1带状线路包括第1电元件且具有第1特性阻抗，第2带状线路包括第2电元件且具有第2特性阻抗。第1特性阻抗与调制RF信号向第1带状线路的输入路径的特性阻抗相等、第1电元件与第2电元件的并联合成阻抗与输入路径的特性阻抗相等。
第2电元件可以由包括至少2个电元件的部件构成。此时，优选的是将这2个电元件设置在第2带状线路上的长轴方向上的相互不同位置上。
或者，2个电元件分别设置在第2带状线路的两端。
第1电元件以及第2电元件中的一个或两个例如可以由电阻构成。
此时，作为电阻，可以利用第2带状线路上的导体上形成的薄膜电阻体。
优选的是，第2带状线路的电长度为调制RF信号的最高频率所对应的的波长的1/4波长以下。
第2特性阻抗也可以设定为与第1特性阻抗相等的值，但优选的是设定为与第1特性阻抗不同的值。
第1电元件的阻抗可以设定为与第1特性阻抗相等的值，但优选的是设定为与第1特性阻抗不同的值。
还有，本发明提供一种光调制器模块，该模块具备：接收调制光信号的调制RF信号的高频输入部；接受第1光信号的光输入部；与高频输入部电连接、与光输入部光连接、依据调制RF信号、将第1光信号调制为第2光信号的权利要求1至权利要求8中任意一项所述的光调制激励电路；以及，与光调制器激励电路光连接，输出第2光信号的光输出部。
光输入部可以由例如可以输入输出光信号的光输入端子和第1透镜构成。此时，光输入端子构成为：连接于第1光纤，通过第1光纤接收第1光信号，将上述第1光信号输出到第1透镜；第1透镜构成为：接收第1光信号，将上述第1光信号输出到光调制器激励电路的光调制器。
光输出部可以由例如第2透镜和可以输入输出光信号的光输出端子构成。此时，第2透镜构成为：接收从光调制器激励电路的光调制器来的第2光信号后将上述第2光信号输出到光输出端子；光输出端子构成为：连接于第2光纤，通过第2透镜接收第2光信号后将上述第2光信号输出到第2光纤。
还有，本发明提供一种光调制器的激励方法，该激励方法中，具有：通过包括第1电元件且具有第1特性阻抗的第1带状线路，将调制RF信号向光调制器输出的步骤；在光调制器中基于调制RF信号，将第1光信号调制为第2光信号的步骤；以及将调制RF信号从光调制器输出到包括第2电元件且具有第2特性阻抗的第2带状线路的步骤，并将第1特性阻抗设定为与调制RF信号向第1带状线路的输入线路的特性阻抗相等，将第1电元件与第2电器元件的并联合成阻抗设定为与输入线路的特性阻抗相等。
本发明涉及的光调制器激励电路具有在利用调制RF信号激励光调制器时宽带以及低反射特性的优秀特性。
即，本发明涉及的光调制器激励电路，在通过最优化设计带状线路而实装了光调制器以及将其集成化的集成光元件的光调制器模块中，能够在可能的限度内对作为光调制器显示的电容性负载的波动进行匹配、限制。另外，将调频带宽的影响限制在最小，就可以将包括该光调制器激励电路全体的反射抑制在必要的水平以下。
具体地，本发明涉及的光调制器激励电路中，使已存的光调制器模块中的终端电阻在光调制器激励电路的内部分开配置。由此，对该光调制器激励电路看去的反射特性能够抑制到在实际应用上可以忽视的很小的值。此时，不用准备其他新的电路元件或部件，可以直接利用由原来的制造装置以及制造工程构成的模块组装作业。
对本发明涉及的光调制器激励电路中的终端电阻的分开配置具体说明的话，可以总结为以下内容：
(1)利用与该电纳相反符号的其他的负载对光调制器元件的电纳进行匹配。
(2)在第2带状线路的两端设置终端电阻，作为匹配用负载。匹配电路由两端设置终端电阻的第2带状线路与光调制器元件并联连接构成。
第2带状线路的两端设置终端电阻的构造是与以往的短截线不同的两端终端短截线。此处，不利用作为以往被广泛应用的微波/毫米波带的匹配电路的开路短截线或者短路短截线的理由是由于它们的阻抗与频率同时极端地变化，不适合作为电容性负载而变化的光调制器元件的阻抗匹配。
随着第2带状线路的特性阻抗与终端电阻的比的变化，就能够使必要的匹配电路的阻抗的上限及下限独立地进行最佳化。另外，设置在第2带状线路的两端的终端，还担当着抑制光调制器激励电路中形成的线路不连续部间的无用的多重反射的阻尼电阻的作用，可以使无用的反射波快速地衰减，有效地抑制调频特性中容易出现的无用共振的影响。
(3)第2带状线路的长度相对于输入调制RF信号的频率(波长λ)在λ/4以下。
匹配带宽可以大致由第2带状线路的长度来决定。此处，在对其导纳进行泰勒展开的情况下，可以考虑相对于输入调制RF信号的波长λ的一次近似大致成立的λ/4以下的长度的第2带状线路。此时，可以把第2带状线路和终端电阻看作具有与频率成比例减少导纳(即，增加阻抗)的倾向的匹配电路。
对于该第2带状线路与终端电阻的变化，像光调制器元件那样的频率依存性在于抵消单向(阻抗减少)的电容性负载的变化的倾向，满足了上述的(1)要求的条件后实现宽带化很合适。
(4)本发明中，使得第1带状线路和第2带状线路分开设置的终端的并联合成电阻与调制RF信号的输入线路的特性阻抗一致。
在接近直流的低频带，光调制器元件自身的阻抗大致无限大(开路)，对光调制器激励电路看去的负载与分开设置的终端的并联合成电阻大致相等。为此，使得该负载的值与调制RF信号的输入线路的特性阻抗一致来选择第1及第2带状线路的终端，可以将对光调制器激励电路看去的反射抑制到在实用上没有障碍的程度。
通常，相对于要取得匹配的元件的阻抗的频率依存性，要使得匹配电路的电路元件参数最佳化并不容易。但是，本发明涉及的光调制器激励电路中，根据上述(3)的特征来调节第2带状线路长度，从而调节作为匹配电路的频率依存性，从而，再根据上述(2)的特征来调节第2带状线路的特性阻抗与设置在其两端的电阻之间的比，就能够分别独立地对匹配电路显示的阻抗的绝对值的上限值与下限值进行优选。
即，匹配电路，因为显示出导纳与调制RF信号的频率成比例而减少(阻抗增加)的倾向，所以该频率的匹配范围(带宽)的增减范围或者增减比例，通过调整第2带状线路的长度，就可以控制。
另外，匹配电路显示的阻抗的绝对值的上限值，通过调节第2带状线路的特性阻抗与设置在其两端的电阻间的比，就可以控制。
同样地，匹配电路显示的阻抗的绝对值的下限值，通过调节第2带状线路的特性阻抗与设置在其两端的电阻间的比，就可以控制。
另外，它们可以各自独立地实现最佳化。
根据本发明，通过对光调制器及其集成元件的光调制器模块进行高速调制，就可以有效地抑制作为以往的问题的高频区域的反射急增问题，可以实现光纤通信系统中必要的从直流到毫米波带的覆盖宽带的低反射化。其结果，驱动光调制器模块的电路的负担减轻的同时，可以减轻因无用共振产生的对调制信号的坏影响。
另一方面，采用本发明也不会损害调频带宽，能够满足理想的宽带、低反射调制特性。
并且，在制造本发明涉及的光调制器激励电路时，除了为在以往的光调制器激励电路的带状线路中仅附加薄膜电阻的必要的最小的变动而将制作薄膜电阻用的掩膜图形(マスクバタ一ソ)部分修改以外，可以完全沿用以往的制造工程以及制造设备。因此，在达到光调制器模块的高性能化的同时不产生新的成本，因而可以实现提高生产率以及低成本化。其结果，开拓了面向次时代通信网络的构建的干线类光纤通信系统的高速化、高功能化的道路。
附图说明
图1为本发明第一实施例的光调制器激励电路的构成的透视图。
图2为本发明第一实施例的具有光调制器激励电路的电场吸收型光调制器模块的一个实施例的俯视图。
图3为本发明的第一实施例的光调制激励电路的光调制器的构成的透视图。
图4为本发明的第一实施例的光调制器激励电路的一个具体例的构成的透视图。
图5为表示光调制器激励电路的频率与反射的关系的测定结果的图表。
图6为表示光调制器激励电路的频率与反射的关系的测定结果的图表。
图7为以往的光调制器激励电路的构成的透视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的光调制器激励电路及光调制器模块的
实施例进行说明。
首先，对于本发明的光调制器激励电路的第一实施例进行说明。
图1为本发明第一实施例的光调制器激励电路10的构成的透视图。
本实施例的光调制电路激励电路10由以下部件构成：光调制器1、第1带状线路2、形成于第1带状线路2上的第1终端3、第2带状线路4、形成于第2带状线路4上的第2终端5以及第3终端6、电连接光调制器1和第1带状线路2的第一连接线8以及电连接光调制器1和第2带状线路4的第二连接线9。
光调制器1基于调制RF(Radio Frequency)信号33(电场)，调制接收的光信号31的光强度、频率以及相位，将光信号32作为调制信号光输出。
第1带状线路2与第2带状线路4将光调制器1夹在中间，沿一条直线设置在与光调制器1的光轴垂直的方向上。第1带状线路2及第2带状线路4，将光调制器1作为中继，利用第一连接线8及第二连接线9相互电连接。
在本实施例的光调制器激励电路10中，第1带状线路2具有特性阻抗Z01及等效折射率Nm1，第2带状线路4具有特征阻抗Z02及等效折射率Nm2。
第1带状线路2接收调制RF信号33，该调制信号33用于调制通过光调制器1的光信号31。并且，通过第一连接线8向光调制器1输出该调制RF信号33。第1带状线路2的特性阻抗Z01与输出调制RF信号33的线路的特性阻抗Z0相等。
第2带状线路4接收调制RF信号33，该调制信号33经由光调制器1以及第二带状线路9。
在本实施例的光调制器激励电路10中，第2带状线路4的特性阻抗Z02设定为与第1带状线路的特性阻抗Z01不同的值。这是为了残留第2带状线路4的调制RF信号33的反射。由于调制RF信号33的反射残留，可以引出第1终端3、第2终端5以及第3终端6的效果。
在本实施例的光调制器激励电路10中，对于假定的调制RF信号33的最高使用频率Fm，第2带状线路4的长度被设定在C0/(4Fm×Nm2)以下。Nm2是第2带状线路4的等效折射率，C0是光速。这意味着第2带状线路4的电长度对于调制RF信号33的最高使用频率Fm在1/4波长以下。其理由如上述内容。
第1终端3位于第1带状线路2上的光调制器1侧的端部，构成具有阻抗ZL1的电元件。在本实施例中，阻抗ZL1被设定为与第1带状线路的特性阻抗Z01不同的值。第1带状线路2的表面上形成延伸至第1带状线路的长轴方向两端的导体2a，在本实施例中，第1终端3作为该导体2a上形成的薄膜电阻体构成。
第2终端5以及第3终端6分别位于第2带状线路4的长轴方向上的不同位置，分别构成阻抗ZL2、ZL3的电元件。在本实施例中，第2终端5与第3终端6设置在第2带状线路4的长轴方向的两端部。第2带状线路4的表面上形成延伸至第2带状线路4的长轴方向两端的导体4a，在本实施例中，第2终端5与第3终端6作为该导体4a上形成的薄膜电阻体构成。
在本实施例中，3个终端(第1终端3、第2终端5以及第3终端6)的并联合成电阻值(阻抗)设定为与输出调制RF信号33的线路的特性阻抗Z0一致。因此，在本实施例中，3个终端的并联合成电阻值(阻抗)与第1带状线路2的特性阻抗Z01也相等。
另外，优选的是，3个终端中包括第一连接线8以及第二连接线9的合成电阻值与特性阻抗Z0一致。但是，在调制RF信号33为接近直流的低频的情况下，第一连接线8与第二连接线9的阻抗可以忽略。
第一连接线8将第1带状线路2与光调制器1电连接，第二连接线9将第2带状线路4与光调制器1电连接。并且，第一连接线8与第二连接线9在光调制器1上相互连接。
其次，参照图2说明本发明的第一实施例中适用光调制器激励电路10的光调制器模块20的一个实施例的构成。
光调制器模块20由以下部分构成：承载件7、第一透镜部21-1、第二透镜部21-2、高频连接器22、封装件23、光输入端子24-1、光输出端子24-2、温度传感器25、光调制器激励电路27以及散热部28。
光调制器激励电路27具有与图1所示第一实施例中光调制器激励电路10相同的构成。
承载件7由金属制的基座构成，在承载件7上，光调制器激励电路27、第一透镜部21-1、第二透镜部21-2以及温度传感器25在光调制器20的内部按照规定的位置关系设置。
第一透镜部21-1以及第二透镜部21-2各自由透镜和用于保持该透镜的透镜支持器构成。第一透镜部21-1以及第二透镜部21-2的透镜设置在连接光调制器激励电路27内的光调制器1的光波导线与第一光纤26-1以及第二光纤26-2的线芯的光轴上。设定第一透镜部21-1以及第二透镜部21-2与光调制器1间的距离，使各透镜的焦点位于光调制器1的光输出输入端面(光波导线的端面)上。
高频连接部22将调制RF信号33的传输线路(图中未示出)与光调制器模块20电连接，由该传输线路传输的调制RF信号33输出到光调制线路27的第1带状线路2。
承载件7安装在电子冷却器的上面，电子冷却器(由于电子冷却器位于承载件7的下方，图2中没有示出)安装在封装件23的内侧底面上。
光输入端子24-1光连接第一光纤26-1和光调制器模块20，光输出端子24-2光连接第二光纤26-2和光调制器模块20。光输入端子24-1将通过第一光纤26-1传输的光信号31输出到光调制器模块20的第一透镜部21-1，并且，光输出端子24-2将通过光调制器模块20的第二透镜部21-2输出的光信号32传输到第二光纤26-2。
温度传感器25测量光调制器激励电路27附近的温度。
通槽(バイアスリ-ド)28连接在温度传感器25以及电子冷却器上。
其次，参照图1及图2对光调制器模块20的动作进行说明。
由调制RF信号用线路传输的调制RF信号33通过高频连接器22输出到光调制器模块20的光调制器激励电路27的第1带状线路2。从第1带状线路2的输入端输入的调制RF信号33从第1带状线路2通过第一连接线8输出到光调制器1。
另一方面，第一光纤26-1传输的光信号31通过光输入端子24-1输出到光调制器模块20中。光信号31由第一透镜部21-1受光，通过第一透镜部21-1的透镜，在光调制器1的光波导线的一端部集光。其次，在光调制器1的光波导线内向光波导线的另一端部传输。
光信号31在其光波导线内传输途中，由通过第一连接线8输入的调制信号33调制，成为作为调制的光信号的光信号32。光信号32从光波导线的另一端部放射，在第二透镜部21-2受光。其次，通过第二透镜部21-2的透镜在光输出端子24-2的端部集光，从光输出端子24-2向第二光纤26-2输出。
调制RF信号33在对光信号31进行调制后，经由光调制器1传播到第2带状线路4的末端。
在调制RF信号33为接近直流的低频的情况下，光调制器1的元件自身的阻抗大约为无限大(开路)。并且，因为第一连接线8以及第二连接线9的阻抗可以忽略，由调制RF信号33的路径对光调制器激励电路27看去的的输入阻抗与第1终端3、第2终端5、第3终端6的并联合成电阻值大约相等。因此，在该低频区域，由于调制RF信号33的路径的特性阻抗与受电端的阻抗(并联合成电阻值＝Z0)相等，可以将对光调制器激励电路27看去的反射控制到在实用中没有障碍的程度。
一方面，调制RF信号33在数GHz乃至毫米波带的高频的情况下，电容性负载的光调制器1的阻抗急剧减少。另一方面，第2带状线路4的长度为对于导纳的频率的1次近似大致成立的λ/4以下。因此，第2带状线路4可以看作具有导纳与频率成比例减少(即，阻抗随频率的增加而增加)倾向的匹配电路。即，光调制器1的后端设置的第二连接线9、第2带状线路4、第2终端5以及第3终端6的合成阻抗补偿了所谓光调制器1的阻抗急减的光调制器1的变动(即，使合成阻抗急增)，并能够消除对光调制器激励电路27看去的阻抗的频率依存性。
由此，光调制器模块20可以在从直流到最高使用频率的宽阔的带宽间，将对光调制器激励电路27看去的反射抑制到在实用上无障碍的程度。
并且，作为以往的匹配手段被使用的在第1带状线路2中附加电容器的方法与本实施例中的光调制器模块20并用的话可以进一步提高低反射特性。
(实施例1)
其次，参照附图，对于上述本发明的光调制器激励电路适用于电场吸收型光调制器模块的情况的实施例进行说明。
图2是表示电场吸收型光调制器模块的构成(光调制器模块20)的图。由于这些与上述说明相同，以下叙述的光调制器激励电路27以外的构成要素的说明均省略。
图4为适用于电场吸收型光调制器模块20的光调制器激励电路27的构成的透视图。
如图4所示，作为电场吸收型光调制器模块20的一个构成要素的光调制器激励电路27由以下部分构成：光调制器11；第1带状线路12；第1带状线路12的上面形成的第一导体12-1；第1带状线路12的底面形成的第二导体12-3(图中未示出)；在第1带状线路12靠近光调制器11的端部，跨越第1带状线路12的上面、侧面以及底面形成，电连接第一导体12-1与第二导体12-3的第一薄膜13-2；在第1带状线路12的靠近光调制器11的端部，在第一导体12-1以及第一薄膜13-2上形成的第1终端13-1；第2带状线路14；第2带状线路14上面形成的第三导体14-1；第2带状线路14底面形成的第三导体14-3(图中未示出)；在第2带状线路14的靠近光调制器11的端部，跨越第2带状线路14的上面、侧面以及底面形成，电连接第三导体14-1和第四导体14-3的第二薄膜15-2；在第2带状线路14的远离光调制器11的端部，跨越第2带状线路14的上面、侧面以及底面形成，电连接第三导体14-1和第四导体14-3的第三薄膜16-2；在第2带状线路14的靠近光调制器11的端部，在第三导体14-1以及第二薄膜15-2上形成的第2终端15-1；在第2带状线路14的远离光调制器11的端部，在第三导体14-1以及第二薄膜15-2上形成的第6终端16-1；电连接光调制器11和第1带状线路12的第一Au带状线18；以及，电连接光调制器11和第2带状线路14的第二Au带状线19。
光调制器11对应于图1所示光调制器激励电路10的光调制器1。同样地，第1带状线路12与第1带状线路2、第1终端13-1与第1终端3、第2带状线路14与第2带状线路4、第2终端15-1与第2终端5、第3终端16与第3终端6、第一Au带状线18与第一连接线8、第2Au带状线19与第二连接线9分别一一对应。
第1带状线路12是由介电常数为9.95、厚度为250μm、长度为3.5mm以及宽度为700μm的氧化铝基板12-2构成的共面线路。具有50Ω的特性阻抗。电导通第一导体12-1与第二导体12-3的第一薄膜13-2通过金属化加工而形成。第1终端13-1由Ta2N薄膜电阻构成，具有100Ω/□的薄膜电阻和150Ω的阻抗ZL1。
第2带状线路14也同样是由介电常数为9.95、厚度为250μm、长度为3.5mm以及宽度为700μm的氧化铝基板14-2构成的共面的线路。具有50Ω的特性阻抗。电导通第二导体14-1与第三导体14-3的第二薄膜15-2以及第三薄膜16-2通过金属化加工而形成。第2终端15-1由Ta2N薄膜电阻构成，具有100Ω/□的薄膜电阻和150Ω的阻抗ZL2。同样地，第3终端16-1由Ta2N薄膜电阻构成，具有100Ω/□的薄膜电阻和150Ω的阻抗ZL3。
光调制器11、第1带状线路12以及第2带状线路14在金属制的承载件7上，沿一条直线设置在与光调制器11的光轴垂直的方向上。
具有150pH的电感的作为连接线的第一Au带状线将第1带状线路12与光调制器11连接。同样地，具有180pH的电感的作为连接线的第二Au带状线19将第2带状线路14与光调制器11连接。
其次，对于作为电场吸收型光调制器模块20的一个构成要素的光调制器11进行说明。
图3是光调制器11的构成的透视图。
光调制器11是电场吸收型光调制器，由以下部分构成：基板42、设置在基板42的底面上的第一电极41、在基板42的大约中央部分沿基板42的长轴方向形成的光吸收层43、形成于光吸收层43上的第一包层44、形成于第一包层44上的接触层45、形成于接触层45上的第二电极46、形成于光吸收层43以及第一包层44的周围的第二包层47以及形成于第二包层47上的绝缘层48。
基板42由InP基板构成。
第二包层47是层积于基板42上光吸收层43形成的区域之外的区域的n-InP层。
光吸收层43形成于基板42上的第二包层47所夹的区域中。光吸收层43的宽度为2微米，具有波长成分1.49μm的不掺杂InGaAs/InAIAs量子阱构造(阱层数Nw＝7)。光吸收层43作为光波导线，使光信号31通过，对于光信号31进行光调制，作为光信号32输出。
第一包层44是被第二包层47夹着，覆盖在光吸收层43的上部表面的p-InP层。
接触层45是被第二包层47夹着，覆盖在第一包层44的上部表面的p+-InGaAs层。
第二电极46是被第二包层47夹着，覆盖在接触层45的上部表面形成的Cr/Au/Ti/Pt/Au的由5层金属构成的p-电极。第二电极46的一部分在绝缘层48上延伸形成了第一连接线18以及第二连接线19相互结合的连接部49。由第1带状线路12传输来的调制RF信号33加于连接部49上。
绝缘层48覆盖在第二包层47的表面上。
第一电极41是形成于基板42底面的Ti/Pt/Au的3层金属制成的n-电极。
光调制器11的元件长度W为300μm，两劈开端面40上形成反射率在0.1％以下的低反射膜(图中未示出)。在加-2V逆偏压时，元件电容为125fF。
图5为表示图4所示光调制激励电路27中调制RF信号33的频率与信号强度的关系(频率响应特性)的测试结果的图表。横轴是输入调制RF信号33的频率，纵轴是反射或透过的强度。实线是表示利用了图4所示光调制激励电路27的情况下的测定结果的图表，虚线是表示利用了以往的光调制激励电路的情况下的测定结果的图表。
此处，测定的是加给电场吸收型的光调制器11-2V逆偏压时，对于输入的调制RF信号33的对光调制器11和其激励电路看去的反射和透过。如表示反射S11的值的曲线(实线)所示，可以看出，调制RF信号33在从直流(频率为0)到60GHz的很宽的带宽中，可以将反射波抑制到-15dB以下很小的值。
可以看出在向该光调制器激励电路27的光调节器11入射1550nm的信号光时，调制频率带宽(透过S21：-3dB以上)在50GHz以上，在实现40GHz的光纤通信的同时还可以得到实用上的充分的宽带光调制特性。
(实施例2)
其次，参照附图，对图4所示的将光调制器激励电路27应用于电场吸收型光调制器模块的另一实施例进行说明。
图2是表示具备图4所示光调节器激励电路27的电场吸收型光调节器模块20构成的分解俯视图。电场吸收型光调制器模块20的构成与实施例1中所述电场吸收型光调制器模块同样。但是，承载件7与实施例1的情况不同，为Fe-Ni-Co合金制承载件。
与实施例1的情况相同，将-2V的逆偏压加给电场吸收型光调制器11，在测定对于输入的调制RF信号33的对电场吸收型光调制器11和其激励电路看去的反射时，调制RF信号33在从直流(频率为0)到40GHz的很宽的带宽中，将反射波抑制在-15dB以下的很小的值。
另外，在向该光调制器激励电路27的光调制器11入射1550nm的信号光时，调制频率带宽在50GHz以上，在实现40GHz的光纤通信的同时还得到充分的宽带光调制特性。
并且，在将此光调制器模块20实用化的同时，对于制造过程中产生的尺寸或电阻值等的变化，要将其对调制特性的影响抑制在实用上无障碍的程度上的足够小的值，对于各电路元件参数的公差设计很重要。
图6是表示实施例2的光调制器激励电路27的调制RF信号33的频率与信号强度的关系(频率响应特性)的测定结果的图表。横轴是输入的调制RF信号33的频率，纵轴是反射或透过的强度。图6的各曲线表示的是调制RF信号33的输入线路的特性阻抗Z0在±5％范围内变化的情况下，合成终端电阻值ZL在±10％的范围内变化的情况下，以及，光调制器11的元件电容Cabs在±25％的范围内变化的情况下的反射和透过。
如图6所示，光调制器激励电路27的各带状线路的特性阻抗在±5％，终端电阻值在±10％，光调制器的元件电容在±25％的范围内各自变化的情况下，对光调制器激励电路27看去的反射S11被抑制在-13dB以下。
并且，可以判定调制频率带宽(透过S21：-3dB以上)在37GHz以上，可以在实用上得到足够的宽带和低反射光调制特性。
工业实用性
如上所述，根据本发明的光调制器激励电路，光调制器模块以及光调制器的激励方法，可以得到以下效果。
第1效果是在特别是在接近毫米波带的高频区域中，能够将对光调制器激励电路看去的反射大幅度抑制在实用上没有障碍的程度的同时，实现调制特性的宽带化。
其理由是根据终端与光调制器激励电路分开设置的构造，通过对光调制器自身显示的电容性的变化的频率依存性进行调整，其匹配电路必需的阻抗的上限和下限就可以实现独立的最佳化。
第2效果是光调制器以及由其集成光元件构成的光调制器模块的驱动电路的负担减轻了，能够实现驱动电路本身的宽带化、小型低电压化、低成本化。
其理由根据上述的第1效果中所述的理由，能够将对光调制器激励电路看去的反射大幅度抑制在实用上没有障碍的程度，因此可以利用更低的电压(电流)的输出令光调制器模块进行调制动作，其结果，减轻了电子电路元件的负担，在提高面向宽带的称作元件选择的电路设计中任意的自由度的同时，还能够降低消耗功率。
另外，第3效果是可以实现光调制器及其集成化元件的光调制器模块的低成本化。
其理由是，对于本发明的光调制器激励电路，相对于以往的光调制器激励电路的带状线路，通过仅附加构成终端的薄膜电阻的必要最小限的变更即可以实现，因此，除了部分修改薄膜电阻体的掩模图形以外，可以沿用完全相同的制造工程以及制造设备。在实现上述第1和第2效果所示的高性能化的同时不会产生新的成本。
以往，特别是在驱动面向干线类光纤通信系统的超高速光调制器以及由其集成光元件构成的光调制器模块时，高频区域的反射急增是很深刻的问题。本发明的光调制器激励电路，由于在光波导线电路平台的端面形成工程中，信号光的波面匹配功能高精度一体形成，不需利用其他光学部件，就可以解决这个深刻的问题，开拓了大量且安定地提供更加小型、高性能、低价格的混合集成光调制器模块的道路。

Claims (12)

1.一种光调制器激励电路，具备：
将光调制后输出的光调制器；
与所述光调制器电连接，向所述光调制器输出调制RF信号的第1带状线路；以及，
通过所述光调制器与所述第1带状线路电连接的第2带状线路，
其特征在于：
所述第1带状线路包括第1电元件，并且具有第1特性阻抗；
所述第2带状线路包括第2电元件，并且具有第2特性阻抗；
所述第1特性阻抗与所述调制RF信号的向所述第1带状线路的输入路径的特性阻抗相等；
所述第1电元件与所述第2电元件的并联合成阻抗与所述输入路径的特性阻抗相等。
2.根据权利要求1所述的光调制器激励电路，其特征在于：
所述第2电元件包括至少2个电元件，这2个电元件在所述第2带状线路上的长轴方向上被设置在相互不同的位置上。
3.根据权利要求2所述的光调制器激励电路，其特征在于：所述至少2个电元件分别设置在所述第2带状线路的两端。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的光调制器激励电路，其特征在于：
所述第1电元件以及所述第2电元件中的至少1个是由电阻构成的。
5.根据权利要求4所述的光调制器激励电路，其特征在于：
所述电阻由形成于所述第2带状线路上的导体上的薄膜电阻体构成。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的光调制器激励电路，其特征在于：
所述第2带状线路的电长度为所述调制RF信号的最高频率所对应的波长的1/4波长以下。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的光调节器激励电路，其特征在于：
所述第2特性阻抗与所述第1特性阻抗为不同的值。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的光调节器激励电路，其特征在于：
所述第1电元件的阻抗的值不同于所述第1特性阻抗的值。
9.一种光调节器模块，具备：
高频输入部，接收用于调制光信号的调制RF信号；
光输入部，接收第1光信号；
权利要求1至8中任意一项所述的光调制器激励电路，该光调制器激励电路与所述高频输入部电连接、与所述光输入部光连接、并且基于所述调制RF信号，将第1光信号调制成第2光信号；
光输出部，与所述光调制器激励电路光连接，将所述第2光信号输出。
10.权利要求9所述的光调制器模块，其特征在于，
所述光输出部具备：
光输入端子，可以进行光信号输入输出；和
第1透镜，
所述光输入端子与第1光纤连接、通过所述第1光纤接收所述第1光信号、并将所述第1光信号输出到所述第1透镜；
所述第1透镜接收所述第1光信号、并且将所述第1光信号输出到所述光调制器激励电路的所述光调制器。
11.权利要求9或10所述的光调节器模块，其特征在于，
所述光输出部具备：
第2透镜；和
光输出端子，可以进行光信号输入输出，
所述第2透镜从所述光调节器激励电路的所述光调节器接收所述第2光信号、并且将所述第2光信号输出到所述光输出端子；
所述光输出端子与第2光纤连接、通过所述第2透镜接收所述第2光信号、并且将所述第2光信号输出到所述第2光纤。
12.一种光调制器的激励方法，具备：
通过包括第1电元件且具有第1特性阻抗的第1带状线路，将调制RF信号输出到光调制器的步骤；
在所述光调制器中，基于所述调制RF信号，将第1光信号调制成第2光信号的步骤；以及，
将所述调制RF信号从所述光调制器输出到包括第2电元件且具有第2特性阻抗的第2带状线路的步骤，
所述第1特性阻抗设定为与所述调制RF信号向所述第1带状线路的输入路径的特性阻抗相等；
所述第1电元件与所述第2电元件的并联合成阻抗设定为与所述输入路径的特性阻抗相等。
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