JP2004294918A - Optical device - Google Patents

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Jungo Kondo
順悟 近藤
Atsuo Kondo
厚男 近藤
Kenji Aoki
謙治 青木
Osamu Mitomi
修 三冨
Minoru Imaeda
美能留 今枝
Makoto Minakata
皆方  誠
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the yield by deterring loss accompanying connector connection from increasing by preventing a radiation wave leaking from a connector from entering a flank of an optical modulator. <P>SOLUTION: An optical device 10A is constituted by mounting and fixing a reverse surface 22a of a pedestal 22 on a main surface 18a of a base 18 of a housing 12 and mounting and fixing the optical modulator 14 on a main surface 22b of the pedestal 22; and a main surface 30a of an optical waveguide substrate 30 of the optical modulator 13 and a reverse surface 30b of the optical waveguide substrate 30 are nearly parallel to each other and the angle θ that the main surface 22b of the pedestal 22 and the reverse surface 22a of the pedestal 22 contain is <0 to <90. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学効果を有する基板に1以上の光導波路が形成され、かつ、前記基板の主面上に1以上の電極が設けられた光学素子を有する光デバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】
近時、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。
【0003】
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は、LN光変調器が使用されている。10Gb/s以上のマイクロ波信号を光変調器に給電する場合、下記のようなマイクロ波減衰が問題になる(例えば特許文献1参照)。
(1)マイクロ波線路の導体損失
(2)LN基板、バッファ層、低誘電率層による誘電体損失
(3)高次モード伝搬による損失
(4)マイクロ波線路の曲がり及びテーパ部の損失
(5)外部回路とのインピーダンス不整合
(6)コネクタおよびコネクタ用線路とのコンタクトにおける損失を含む搭載パッケージ、および外側パッケージによる損失
【0004】
前記特許文献1に記載の技術では、上述の問題を解決するために、光導波路を有する結晶基板上に形成された信号電極層及び接地電極の下部に位置する誘電体基板及び金属基板の少くとも一方にエアギャップを形成する溝を設けるようにしている。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−142567号公報(段落[0003]〜[0006])
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述の問題を解決する方法は、本発明者らも提案している。即ち、前記(3)の高次モード伝搬による損失を改善する構成として、LN薄板構造の変調器における変調器基板と支持基板との間に導電層を設ける構造を提案している。
【0007】
変調器基板と補強基板の間に導電層を形成することで、不要波(放射波)の基板厚み方向への侵入を補強基板の表面でカット(導電層で電界が零になる)できるため、基板共振によるリップルを高周波側にシフトでき、高周波損失を飛躍的に改善できる。
【0008】
更に、本発明者らは、前記(6)のコネクタ接続による損失の低減に重点をおいて、マイクロ波減衰を低減することを試みた。
【0009】
ここで、光変調器とコネクタとの接続構造についてみると、第1の光デバイス100Aは、図13においてその一部を簡略化して示すように、光変調器102と、該光変調器102を支持するように設けられた金属筐体104とを有する。光変調器102は、電気光学効果を有する基板106の主面直下に形成された図示しない光導波路と、基板106の主面上に形成された信号電極層108及び接地電極110から構成される変調電極112と、前記基板106を支持するための台座114とを有する。
【0010】
また、筐体104は、前記台座114が載置固定される基台116と、光変調器102の側方に位置する側板118とを有する。
【0011】
更に、光変調器102と筐体104の側板118との間には、例えばセラミック材料からなるフィードスルー基板120が設けられている。このフィードスルー基板120の上面には、コプレーナ線路、ストリップライン線路が設けられ、そのほぼ中央部分に信号電極層122が形成され、該信号電極層122の両側に接地用電極層124が形成されている。フィードスルー基板120にはスルーホール126が設けられ、基台116と接地用電極層124とがスルーホール126を介して電気的に接続されている。
【0012】
側板118には、コネクタ128がはめ込まれている。このコネクタ128は、絶縁をとるための円筒状のガラスビーズ130と、該ガラスビーズ130内に同軸上に取り付けられた金属製の接続ピン132とを有し、側板118に設けられた孔内に半田固定される。
【0013】
フィードスルー基板120に形成された電極層のうち、ほぼ中央に形成された信号電極層122は、図示しない外部電源から光変調器102の信号電極層108に所定の変調信号を供給するための電極として使用される。この信号電極層122にはコネクタ128の接続ピン132が半田や導電ペーストなどによって電気的に接続されている。
【0014】
更に、信号電極層122と光変調器102の信号電極層108とがリボン等のボンディングワイヤ134で電気的に接続され、接地用電極層124と光変調器102の接地電極110とがリボン等のボンディングワイヤ136で電気的に接続されている。
【0015】
第2の光デバイス100Bは、図14においてその一部を簡略化して示すように、上述した第1の光デバイス100Aとほぼ同様の構成を有するが、フィードスルー基板120がなく、直接光変調器102の側面と筐体104の側板118とを接触させて構成するようにしている。この場合、コネクタ128の接続ピン132が直接光変調器102の信号電極層108に半田や導体ペーストで電気的に接続され、光変調器102の接地電極110と側板118とが例えばリボンワイヤ140によって電気的に接続される。
【0016】
そして、第1及び第2の光デバイス100A及び100Bにおいては、コネクタ128の接続ピン132の軸方向と、基板106の主面の法線方向とが垂直となるように実装される。代表的に第2の光デバイス100Bの側面図を図15に示す。この図15においては、基板106の主面直下に形成されたマッハツェンダー型光導波路142も示されている。
【0017】
しかしながら、このような第1及び第2の光デバイス100A及び100Bの場合、コネクタ128の接続ピン132から漏洩した放射波が、光変調器102の基板106に向かって伝搬し、基板106と結合しやすくなるため、基板106での共振の影響が顕著になるという問題がある。
【0018】
通常、図14の第2の光デバイス100Bのように、光変調器102の側面を筐体104の側板118に密着させたり、光変調器102の接地電極110を筐体104に電気的に接続して、等電位となるようにしているが、基板106の側面から放射波が侵入するため、特性が不十分であり、歩留まりが悪くなるおそれがあった。
【0019】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、コネクタから漏洩する放射波が光変調器の側面に侵入することを防止することができ、コネクタ接続に伴う損失の増大を抑制することができると共に、歩留まりの向上を図ることができる光デバイスを提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光デバイスは、電気光学効果を有する基板に1以上の光導波路が形成され、かつ、前記基板の主面上に1以上の電極が設けられた光学素子と、前記光学素子の前記1以上の電極に給電を行うコネクタとを有し、前記コネクタは、前記光学素子の前記1以上の電極のうち、信号が給電される信号電極層と電気的に接続される柱状の導体を有し、前記導体の軸方向と前記基板の前記主面とのなす角θが0°<θ<90°であることを特徴とする。
【0021】
これにより、コネクタにおける柱状の導体の軸方向と、基板の主面とのなす角がθとなるため、柱状の導体から漏洩した放射波が基板の側面から侵入することを抑制することができる。
【0022】
また、光変調器の電極にコネクタの導体を電気的に接続する場合、通常は、コンタクト作業において、導体と電極との接続点の押圧力を制御しているが、この制御には熟練を要していた。即ち、接続点での押圧力が強すぎると、光変調器の基板にクラックが発生するおそれがあり、反対に押圧力が弱すぎると、高周波特性が悪くなるおそれがある。
【0023】
しかし、この発明では、予め指定された寸法で基板、コネクタ等を作製しておけば、光変調器をスライドさせるだけで、簡単に位置決めできると共に、導体と電極とが接触することから、コンタクト作業を簡単に行うことができる。しかも、クラックが入る確率が減り、歩留まりも向上する。
【0024】
そして、前記導体は、前記信号電極層に直接接触していてもよいし、ストレスリリーフ部材を介して前記信号電極層に接続されていてもよい。前記基板と前記導体との間にフィードスルー基板が介在していてもよい。前記基板の厚みは30μm以下であってもよい。また、前記基板の裏面に支持基板が固定されていてもよい。
【0025】
また、前記構成において、前記光学素子及び前記コネクタを収容する筐体を有し、前記筐体は、基台と側板とを有し、前記基台上に台座を介して前記光学素子が載置固定され、前記側板に前記コネクタの導体が挿通されていてもよい。
【0026】
前記台座の主面に前記光学素子が載置固定される場合に、前記光学素子における前記基板の主面と該基板の裏面とがほぼ平行であって、前記台座の主面と前記基台の裏面とのなす角が0°<θ<90°であってもよい。
【0027】
なお、前記台座は、前記筐体に後付けで設置してもよいし、前記筐体に対して一体に設けられてもよい。
【0028】
前記側壁に前記基板の側面の一部が直接接触していてもよい。前記側壁と前記基板の側面との間に前記光学素子のインピーダンスを制御するための手段が介在されていてもよい。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光デバイスの実施の形態例を図1〜図12を参照しながら説明する。なお、図1、図4及び図5においては、光デバイスの一部を簡略化して示す。
【0030】
まず、第1の実施の形態に係る光デバイス10Aは、図1に示すように、筐体12と、光変調器14と、コネクタ16とを有する。
【0031】
筐体12は、金属製の基台18と金属製の側板20とを有し、側面からみたとき、ほぼL字状の形態を有する。基台18上には、金属製の台座22を介して光変調器14が載置固定される。
【0032】
筐体12の側板20には、コネクタ16がはめ込まれている。このコネクタ16は、側板20に設けられた孔内に半田で固定され、かつ、絶縁をとるための円筒状のガラスビーズ24と、該ガラスビーズ24内に同軸上に取り付けられた金属製の接続ピン26とを有する。この接続ピン26の先端には、ストレスリリーフ部材28が装着されている。もちろん、このようなストレスリリーフ部材28を装着しなくてもよい。
【0033】
光変調器14は、図2に示すように、ニオブ酸リチウムのXカット板からなる光導波路基板30と、該光導波路基板30の主面の直下にチタン拡散法などによって形成されたマッハツェンダー型光導波路32と、酸化珪素などからなるバッファ層(図示せず)と、このバッファ層上に形成されたコプレナー型(CPW)の変調用電極層(第1及び第2の接地電極34A及び34B、信号電極層36)とを有する。
【0034】
マッハツェンダー型光導波路32は、1つの光導波路32Aが2つの光導波路32B及び32Cに分岐され、図示しないが、その後再び1つの光導波路32Aに合波した形態を有する。変調用電極層は信号線である中心電極36と両側の接地電極34A、34Bから構成され、いわゆるコプレーナ型(CPW)電極を形成している。
【0035】
そして、この第1の実施の形態に係る光デバイス10Aは、図1及び図3に示すように、筐体12の基台18の主面18aに台座22が設けられ、台座22の主面22bに光変調器14が載置固定される構成を有し、光変調器14における光導波路基板30の主面30aと光導波路基板30の裏面30bとがほぼ平行であって、台座22の主面22bと前記基台の裏面18bとのなす角θが0°<θ<90°である。なお、台座22は、基台18の主面18aに後付けで設置してもよいし、基台18に対して一体に設けるようにしてもよい。
【0036】
これにより、台座22上に光変調器14を載置して、光導波路基板30の一方の側面30c(以下の説明では、光変調器14の一方の側面30cともいう。)の一部(上端縁)を側板20に接触させたとき、コネクタ16の接続ピン26の軸方向と光導波路基板30の主面30aとのなす角θが0°<θ<90°となる。このとき、光変調器14の信号電極層36にコネクタ16の接続ピン26が直接接触する、あるいはストレスリリーフ部材28を介して接続するように、接続ピン26の引出し長さ(ガラスビーズ24からの突出量)を調整しておけばよい。
【0037】
そして、図1に示すように、コネクタ16の接続ピン26は直接光変調器14の信号電極層36に半田や導体ペーストで電気的に接続され、光変調器14の第1及び第2の接地電極34A及び34Bと側板20とが例えばリボンワイヤ38によって電気的に接続される。
【0038】
光変調器14の一方の側面30cの一部を筐体12の側板20に接触させたとき、光変調器14の一方の側面30cと側板20との間に楔状の隙間が生じる。この隙間は空気であってもよいが、図3に示すように、前記隙間を埋めるように、楔状の金属製のスペーサ40を予め固定するようにしてもよい。
【0039】
このように、第1の実施の形態に係る光デバイス10Aにおいては、コネクタ16の接続ピン26の軸方向と光導波路基板30の主面30aとのなす角θを0°<θ<90°としたので、接続ピン26から漏洩した放射波が光導波路基板30の一方の側面30cから侵入することを抑制することができる。
【0040】
また、光変調器14の信号電極層36にコネクタ16の接続ピン26を電気的に接続する場合、通常は、コンタクト作業において、接続ピン26と信号電極層36との接続点の押圧力を制御しているが、この制御には熟練を要する。即ち、光導波路基板30の基板厚みが30μm以下の場合には、特に、接続点での押圧力が強すぎると、光変調器14の光導波路基板30にクラックが発生するおそれがあり、反対に押圧力が弱すぎると、高周波特性が悪くなるおそれがある。
【0041】
しかし、この第1の実施の形態では、予め指定された寸法で筐体12の側板20、基台18、台座22、光導波路基板30、コネクタ16等を作製しておけば、光変調器14をスライドさせるだけで、簡単に位置決めできると共に、接続ピン26と信号電極層36とが接触、あるいはストレスリリーフ部材28を介して接続することから、コンタクト作業を簡単に行うことができる。しかも、クラックが入る確率が減り、歩留まりも向上する。
【0042】
なお、光導波路基板30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(KTiOPO4:チタニルリン酸カリウム)、GaAs(ガリウム砒素)及び水晶などを使用することができる。また、異方性のある基板の場合においても、その基板方位に依存しない。
【0043】
第1及び第2の接地電極34A及び34B並びに信号電極層36の材料は、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、銅などを使用することができる。
【0044】
バッファ層は、酸化シリコン、フッ化マグネシウム、窒化珪素、アルミナなどの材料を使用することができる。
【0045】
なお、光変調器14として、光導波路基板30の主面30aにバッファ層(図示せず)を介して第1及び第2の接地電極34A及び34B並びに信号電極層36を形成したものを用いたが、その他、後述する第1〜第4の光変調器14A〜14Dを用いることもできる。
【0046】
次に、第2の実施の形態に係る光デバイス10Bについて図4を参照しながら説明する。
【0047】
この第2の実施の形態に係る光デバイス10Bは、図4に示すように、台座22の側面(及び光変調器14の一方の側面30c(図3参照))と筐体12の側板20との間に、例えばセラミック材料からなるフィードスルー基板50が設けられている点で異なる。なお、この例では、コネクタ16の接続ピン26の先端にストレスリリーフ部材28を装着していない場合を示す。
【0048】
このフィードスルー基板50の上面には、コプレーナ電極が形成され、該中心電極52の両側に第1及び第2の接地用電極層54A及び54Bが形成されている。フィードスルー基板50にはスルーホール56が設けられ、基台18と第1及び第2の接地用電極層54A及び54Bとがスルーホール56を介して電気的に接続されている。
【0049】
フィードスルー基板50に形成された電極層のうち、中心電極52は、図示しない外部電源から光変調器14の信号電極層36に所定の変調信号を供給するための電極として使用される。この中心電極52にはコネクタ16の接続ピン26が半田や導電ペーストなどによって電気的に接続される。
【0050】
更に、中心電極52と光変調器14の信号電極層36とがリボン等のボンディングワイヤ58で電気的に接続され、第1及び第2の接地用電極層54A及び54Bと光変調器14の第1及び第2の接地電極34A及び34Bとがリボン等のボンディングワイヤ60で電気的に接続される。
【0051】
そして、コネクタ16の接続ピン26の太さや長さを適宜調整することによって、光変調器14のインピーダンスを制御することができる。つまり、コネクタ16の接続ピン26、フィードスルー基板50及び該フィードスルー基板50に形成された信号電極層52は、光変調器14のインピーダンスを制御するための手段として機能する。
【0052】
この第2の実施の形態においても、コネクタ16の接続ピン26の軸方向と光導波路基板39の主面30aとのなす角θを0°<θ<90°としたので、接続ピン26から漏洩した放射波が光導波路基板30の一方の側面30cから侵入することを抑制することができる。また、光デバイス10Bを作製する場合においても、基台18上にフィードスルー基板50を側板20に接触させて固定し、その後、フィードスルー基板50の横に台座22を固定し、次いで、光変調器14を台座22上をフィードスルー基板50に向けてスライドさせるだけで、光変調器14を規定の場所に簡単に位置決めすることができる。
【0053】
上述の例では、フィードスルー基板50の上面にコプレーナ線路を設けて信号電極層52を形成し、信号電極層52に接続ピン26を接触させるようにしたが、その他、図5に示す変形例に係る光デバイス10Baのように、フィードスルー基板50の上面のうち、接続ピン26と対応する箇所に凹部62を形成し、接続ピン26がフィードスルー基板50に接触しないようにしてもよい。この場合、フィードスルー基板50の上面には、接地用電極54が形成される。
【0054】
そして、図6に示すように、接続ピン26の太さDaに対して、フィードスルー基板50に設けられた凹部62の幅Dc及び接続ピン26の中心から凹部62の壁面までの距離Dbを適宜調整することによって、光変調器14のインピーダンスを制御することができる。
【0055】
凹部62内が空気である場合(凹部62内に空気が充填されている場合)は、好ましくは、比(凹部62の幅Dc/接続ピン26の太さDa)を1〜4に設定することにより、光変調器14のインピーダンスを実用的なレベル、例えば50Ωに容易に設定することができる。この場合、凹部62の幅Dcを接続ピン26の中心から凹部62の壁面までの距離Dbの2倍以下に設定してもよい。
【0056】
一方、凹部62内に誘電体材料が充填されている場合は、接続ピン26の太さDa、凹部62の幅Dc及び接続ピン26の中心から凹部62の壁面までの距離Dbを真空中での実効的距離に換算した場合に、上記要件を満足するようにすればよい。
【0057】
なお、光変調器14として、光導波路基板30の主面30aにバッファ層(図示せず)を介して第1及び第2の接地電極34A及び34B並びに信号電極層36を形成したものを用いたが、その他、後述する第1〜第4の光変調器14A〜14Dを用いることもできる。
【0058】
次に、上述した第1及び第2の実施の形態に係る光デバイス10A及び10Bにおいて、好ましい光変調器の構成についての例を図7〜図10を参照しながら説明する。
【0059】
第1の光変調器14Aは、図7に示すように、光導波路基板30の厚みが30μm以下となるまで薄板化されている。そして、この光導波路基板30は、マッハツェンダー型光導波路32B及び32Cを含む部分が、厚み30μm以下の第1の薄肉部分70とされ、該第1の薄肉部分70に隣接した部分が、前記第1の薄肉部分70よりも薄い第2の薄肉部分72とされている。第1の薄肉部分70の厚さと第2の薄肉部分72の厚さとの差は1μm以上である。
【0060】
また、この第1の光変調器14Aは、光導波路基板30の裏面に支持基板74がエポキシ系フィルムなどの熱硬化性樹脂を用いて貼り付けられている。支持基板74は、光導波路基板30の第1及び第2の薄肉部分70及び72に対応した個所に溝部76が形成され、光導波路基板30の第1及び第2の薄肉部分70及び72と、支持基板74の溝部76にて1つの空洞78が形成されるようになっている。
【0061】
この場合、信号電極層36からの変調信号が、第2の薄肉部分72の下方に存在する空洞78(空気)にしみ出すため、上述したバッファ層を形成することなく、速度整合条件を満足でき、さらに変調信号が光導波路32B及び32Cに効率よく印加されることから、第1の光変調器14Aの駆動電圧を低減することができる。
【0062】
次に、第2の光変調器14Bは、図8に示すように、光導波路基板30の厚みが30μm以下となるまで薄板化され、特に、マッハツェンダー型光導波路の分岐部32B及び32Cを含む部分が、より薄く形成され、薄肉部分80とされている。
【0063】
この光導波路基板30の裏面には支持基板74がSOG(SPIN on GLASS)やエポキシ系フィルムなどの熱硬化性樹脂を用いて貼り付けられている。支持基板74は、光導波路基板30の薄肉部分80に対応した部分に溝部76が形成され、光導波路基板30の薄肉部分80と、支持基板74の溝部76にて1つの中空部が形成されるようになっている。この中空部には、誘電体材料82が充填されている。即ち、光導波路32B及び32Cを含む部分の積層関係を見た場合、下から、支持基板74、低誘電体材料82及び光導波路基板30という3層構造となっている。
【0064】
この場合も、上述したバッファ層を形成することなく、速度整合条件を満足でき、さらに変調信号が光導波路32B及び32Cに効率よく印加されることから、光変調器14の駆動電圧を低減することができる。しかも、第1の光変調器14Aと比して機械的強度が高いという利点もある。
【0065】
次に、第3の光変調器14Cは、図9に示すように、光導波路基板30の厚みが30μm以下となるまで薄板化され、この薄板化された光導波路基板30の裏面に支持基板74が貼り付けられている(貼り合わせの具体的手法は、後述する実施例3参照)。この場合も、上述したバッファ層を形成することなく、速度整合条件を満足でき、さらに変調信号が光導波路32B及び32Cに効率よく印加されることから、第3の光変調器14Cの駆動電圧を低減することができる。しかも、第1及び第2の光変調器14A及び14Bと比して機械的強度が高いという利点もある。
【0066】
次に、第4の光変調器14Dは、図10に示すように、第3の光変調器14Cとほぼ同様の構成を有するが、支持基板74の主面(光導波路基板30が貼り付けられる面)にAu等の導電層84が形成されている点で異なる。
【0067】
この場合、不要波(放射波)の基板厚み方向への侵入を支持基板74の表面でカット(導電層84で電界が零になる)することができる。そのため、基板共振によるリップルを高周波側にシフトでき、高周波損失を飛躍的に改善できる。
【0068】
【実施例】
(実施例1)
光変調器として第1の実施の形態に係る光デバイス10Aと同様の光変調器14を使用した。即ち、ニオブ酸リチウムのXカット板からなる光導波路基板30の主面30a直下にTi拡散導波路を形成し、前記主面30a上にバッファ層及びCPW電極(第1及び第2の接地電極34A及び34B、信号電極層36)を形成した。
【0069】
次に、光導波路基板30をチップ状に切断した後、端面研磨を行い、光ファイバと光軸調整し、UV硬化樹脂にて接着固定して、ピグテイルデバイス(光変調器14)を作製した。更に、図1に示すように、金属製の筐体12の側板20にVコネクタ用のガラスビーズ24を予め半田で固定した。光導波路基板30が載置固定される台座22を、ガラスビーズ24の中心から突出する接続ピン26の軸方向と光導波路基板30の主面30aとのなす角θが30°になるように、かつ、接続ピン26の先端が光導波路基板30上に形成された信号電極層36に接触するように高さ調整して加工した。
【0070】
従って、光変調器14を台座22に載置して側板20に向けてスライドさせて、光変調器14の一方の側面30cを側板20に接触させることにより、自動的に接続ピン26が光導波路基板30の主面30aに対して30°の角度をなし、しかも、信号電極層36と電気的に導通状態になる。この段階で、光変調器14を固定し、接続ピン26と信号電極層36とを半田や導電ペーストで電気的に接続し、更に、光変調器14の第1及び第2の接地電極34A及び34Bと側板20とを例えばリボンワイヤ38によって電気的に接続した。
【0071】
特性評価として、ベクトルネットワークアナライザでS21特性を測定した。その結果、fr=50GHzまでリップルがない周波数特性を示した。
【0072】
(実施例2)
上述した実施例1において、接続ピン26と信号電極層36との接続をストレスリリーフ部材28を介して行った。
【0073】
光変調器14を台座22に載置する前に、接続ピン26の先端にストレスリリーフ部材28を装着しておき、その後、実施例1と同様に、光変調器14を台座22に載置して側板20に向けてスライドさせて光変調器14を固定した。
【0074】
特性評価として、ベクトルネットワークアナライザでS21特性を測定した。その結果、fr=50GHzまでリップルがない周波数特性を示した。
【0075】
(実施例3)
光変調器として図9に示す第3の光変調器14Cを使用した。即ち、最初に、100℃のフッ硝酸中に0.3mm厚のXカットLiNbO(LN)基板2組を約15分間浸漬した後に、純水にて洗浄を実施し、その後、スピンドライを実施した。
【0076】
次いで、前記2組のLN基板の表面にSOG(SPIN on GLASS)を1000rpmでスピンコートした後、コート面同士を重ね合わせるとともに荷重をかけた状態で、水蒸気含有酸素雰囲気中において1070℃で3時間保持し、前記2組のLN基板を接着した。
【0077】
次いで、接着された前記2組のLN基板のうち、一方のLN基板を、加温して、ワックスを用いて研磨定盤に貼り付けた。その後、横型研磨及びポリッシング(CMP)を実施することによって、前記2組のLN基板のうち、第3の光変調器14Cの光導波路基板30を構成するLN基板を厚さ10μmになるまで加工した。
【0078】
次いで、前記ワックスを加温することにより、前記2組のLN基板を前記研磨定盤から取り外し、2組のLN基板に対する有機溶剤洗浄及びUV洗浄を実施した。
【0079】
次いで、前記2組のLN基板のうち、薄板化されたLN基板の主面上にスパッタリング法によってTi膜を厚さ500−1000Åに堆積させた後、リソグラフィの技術を用いてレジストパターンを形成し、RIE(反応性イオンエッチング)によりTiパターンを形成した。
【0080】
次いで、上述にようにして形成したアセンブリ(ワーク)を水蒸気含有酸素雰囲気中において、1020℃で10時間保持し、前記薄板化したLN基板内にTi拡散光導波路を形成した。次いで、厚膜レジストを用いたリソグラフィ工程と、シアン系Auメッキ工程を経ることにより、Auからなる信号電極層36並びに第1及び第2の接地電極34A及び34Bを形成した。作製した第3の光変調器14Cの断面を図9に示す。
【0081】
次いで、上述のようにして形成したアセンブリの端面を研磨し、ダイシングによってチップ状に切断して第3の光変調器14Cを作製するとともに、該第3の光変調器14Cの端面に光ファイバを光軸調整して接続してピクティルデバイスとした。
【0082】
更に、金属製の筐体12の側板20にVコネクタ用のガラスビーズ24を予め半田で固定した。光導波路基板30が載置固定される台座22を、前記ガラスビーズ24の中心から突出する接続ピン26の軸方向と光導波路基板30の主面が30°になるように、かつ、接続ピン26の先端が光導波路基板30上に形成された信号電極層36に接触するように高さ調整して加工した。このとき、接続ピンは作業者が手で触る必要がないようにしてある。
【0083】
従って、第3の光変調器14Cを台座22に載置して側板20に向けてスライドさせて、第3の光変調器14Cの一方の側面30cを側板20に接触させることにより、自動的に接続ピン26が光導波路基板30の主面30aに対して30°の角度をなし、しかも、信号電極層36と電気的に導通状態になる。この段階で、第3の光変調器14Cを固定し、接続ピン26と信号電極層36とを半田や導電ペーストで電気的に接続し、更に、第3の光変調器14Cの第1及び第2の接地電極34A及び34Bと側板20とを例えばリボンワイヤ38によって電気的に接続した。このコネクタ接続において、第3の光変調器14Cの光導波路基板30にはクラックが入ることはなかった。
【0084】
特性評価として、ベクトルネットワークアナライザでS21特性を測定した。その結果、fr=50GHzまでリップルがない周波数特性を示した。
【0085】
(実施例4)
光変調器として図10に示す第4の光変調器14Dを使用した。即ち、上述した実施例3において、2組のLN基板を接着する前に、薄板化しないLN基板の表面(薄板化するLN基板が接着される面)にAu膜を1μmだけ堆積し、他方のLN基板に接着固定した。その後は、実施例3と同様にして作製し、ピグテイルデバイス(第4の光変調器14D)とした。
【0086】
次いで、実施例3と同様に、金属製の筐体12の側板20にVコネクタ用のガラスビーズ24を予め半田で固定した。更に、コネクタ16の接続ピン26の先端に、アンリツ製のストレスリリーフコンタクトV110−1(ストレスリリーフ部材28)を挿入しておく。
【0087】
また、光導波路基板30のダイボンドにおいては、光導波路基板30が載置固定される台座22を、前記ガラスビーズ24の中心から突出する接続ピン26の軸方向と光導波路基板30の主面が30°になるように、かつ、接続ピン26の先端が光導波路基板30上に形成された信号電極層36に接触するように高さ調整して加工した。接続ピン26及びストレスリリーフ部材38は作業者が手で触る必要がないようにしてある。
【0088】
従って、第4の光変調器14Dを台座22に載置して側板20に向けてスライドさせて、第4の光変調器14Dの一方の側面30cを側板20に接触させることにより、自動的に接続ピン26が光導波路基板30の主面30aに対して30°の角度をなし、しかも、ストレスリリーフ部材28を介して信号電極層36と電気的に導通状態になる。この段階で、第4の光変調器14Dを固定し、接続ピン26と信号電極層36とを半田や導電ペーストで電気的に接続し、更に、第4の光変調器14Dの第1及び第2の接地電極34A及び34Bと側板20とを例えばリボンワイヤ38によって電気的に接続した。このコネクタ接続において、第4の光変調器14Dの光導波路基板30にはクラックが入ることはなかった。
【0089】
特性評価として、ベクトルネットワークアナライザでS21特性を測定した。その結果、図11に示すように、fr=50GHzまでリップルがない周波数特性を示した。
【0090】
(実施例5)
実施例4と同様に、第4の光変調器14Dのピグテイルデバイスを作製した。その後、第4の光変調器14Dの側面に焦電対策用として導電性ペーストを塗布し、最後に光変調器裏面の一部に同じ導電性ペーストを塗布し両側面を短絡した。次いで、ガラスビーズ24から長く突出された接続ピン26を有するコネクタ16を用意し、金属製の筐体12の側板20に、前記コネクタ16のガラスビーズ24をAuSn半田で固定した。台座22の側面と筐体12の側板20との間に、図5に示すように、フィードスルー基板50を設置した。このフィードスルー基板50は、例えばアルミナから構成され、表面にAuメッキが施されている。なお、図5と同様に、フィードスルー基板50の主面には、凹部62が形成されている。
【0091】
次いで、ガラスビーズ24から接続ピン26のみを引き出す。このとき、フィードスルー基板50の凹部62の上方を接続ピン26で橋渡すように引き出す。なお、接続ピン26の先端には、アンリツ製ストレスリリーフコンタクトV110−1(ストレスリリーフ部材28)を装着しておく。
【0092】
また、光導波路基板30のダイボンドにおいては、光導波路基板30が載置固定される台座22を、前記ガラスビーズ24の中心から突出する接続ピン26の軸方向と光導波路基板30の主面が30°になるように、かつ、接続ピン26の先端が光導波路基板30上に形成された信号電極層36に接触するように高さ調整して加工した。接続ピン26及びストレスリリーフ部材28は作業者が手で触る必要がないようにしてある。
【0093】
従って、第4の光変調器14Dを台座22に載置して側板20に向けてスライドさせて、第4の光変調器14Dの一方の側面30cを側板20に接触させることにより、自動的に接続ピン26が光導波路基板30の主面に対して30°の角度をなし、しかも、ストレスリリーフ部材28を介して信号電極層36と電気的に導通状態になる。この段階で、第4の光変調器14Dを固定し、接続ピン26と信号電極層36とを半田や導電ペーストで電気的に接続し、更に、第4の光変調器14Dの第1及び第2の接地電極34A及び34Bとフィードスルー基板50の上面に形成された接地用電極54とを例えばリボンワイヤ60によって電気的に接続した。このコネクタ接続において、第4の光変調器14Dの光導波路基板30にはクラックが入ることはなかった。
【0094】
特性評価として、ベクトルネットワークアナライザでS21特性を測定した。その結果、fr=50GHzまでリップルがない周波数特性を示した。
【0095】
上述した実施例1〜5の結果は、焦電用側面電極の有無に関わらず同様の効果を得ることができる。
【0096】
(比較例1)
実施例3と同様に、第3の光変調器14Cによるピグテイルデバイスを作製した。金属製の筐体12の側板20にVコネクタ用のガラスビーズ24を予め半田で固定した。
【0097】
そして、光導波路基板30のダイボンドにおいては、ガラスビーズ24から突出する接続ピン26の軸方向と光導波路基板30の主面が平行になるようにした。この場合、接続ピン26と信号電極層36の高さがほぼ同一になっているため、接続ピン26をわずかに上げておき、第3の光変調器14Cを台座22上に挿入載置した後、接続ピン26を高さ調整して信号電極層36と接続して、第3の光変調器14Cをダイボンド固定する。接続ピン26の高さ調整の際に過剰な圧力が光導波路基板30にかかることがある。場合によっては、光導波路基板30にクラックが生じる場合があり、歩留まりは50%であった。
【0098】
また、特性評価として、ベクトルネットワークアナライザでS21特性を測定した。その結果、図12に示すように、fr=30GHzでリップルが発生した。
【0099】
(比較例2)
実施例4と同様に、第4の光変調器14Dを有するピグテイルデバイスを作製した。金属製の筐体12の側板20にVコネクタ用のガラスビーズ24を予め半田で固定した。更に、接続ピン26の先端には、アンリツ製ストレスリリーフコンタクトV110−1(ストレスリリーフ部材28)を挿入しておく。
【0100】
そして、上記光導波路基板30のダイボンドにおいては、接続ピン26の軸方向と光導波路基板30の主面が平行になるようにした。この場合、ストレスリリーフ部材28が装着された部分と信号電極層36の高さがほぼ同一になっているため、接続ピン26をわずかに上げておき、第4の光変調器14Dを台座22上に挿入載置した後、接続ピン26を高さ調整して信号電極層36と接続して、第4の光変調器14Dをダイボンド固定する。接続ピン26の高さ調整の際に過剰な圧力が光導波路基板30にかかることがある。場合によっては、光導波路基板30にクラックが生じる場合があり、歩留まりは70%であった。
【0101】
特性評価として、ベクトルネットワークアナライザでS21特性を測定した。その結果、fr=50GHzまでリップルがない周波数特性を示した。
【0102】
なお、上述の実施例1〜実施例5においては、ピグテイルデバイスの作製後にパッケージ実装(筐体12への実装)を行っているが、このような実装方法によらず、例えば光導波路基板30をダイボンド及びコネクタ接続を行った後、光ファイバと光軸調整し、UV硬化樹脂にて接着固定して、ピグテイルデバイス(光変調器14)を作製しても上述と同様の効果を得ることができる。
【0103】
なお、本発明に係る光デバイスは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【0104】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光デバイスによれば、コネクタから漏洩する放射波が光変調器の側面に侵入することを防止することができ、コネクタ接続に伴う損失の増大を抑制することができると共に、歩留まりの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係る光デバイスを一部省略して示す斜視図である。
【図2】第1の実施の形態に係る光デバイスに実装される光変調器を一部省略して示す平面図である。
【図3】第1の実施の形態に係る光デバイスを示す縦断面図である。
【図4】第2の実施の形態に係る光デバイスを一部省略して示す斜視図である。
【図5】第2の実施の形態に係る光デバイスの変形例を一部省略して示す斜視図である。
【図6】第2の実施の形態に係る光デバイスの変形例でのインピーダンス調整を示す説明図である。
【図7】第1の光変調器を示す断面図である。
【図8】第2の光変調器を示す断面図である。
【図9】第3の光変調器を示す断面図である。
【図10】第4の光変調器を示す断面図である。
【図11】実施例4のS21特性を示す図である。
【図12】比較例1のS21特性を示す図である。
【図13】従来例に係る第1の光デバイスを一部省略して示す斜視図である。
【図14】従来例に係る第2の光デバイスを一部省略して示す斜視図である。
【図15】従来例に係る第2の光デバイスを示す縦断面図である。
【符号の説明】
10A、10B、10Ba…光デバイス 12…筐体
14、14A〜14D…光変調器 16…コネクタ
18…基台 20…側板
22…台座 26…接続ピン
28…ストレスリリース部材 30…光導波路基板
36…信号電極層 50…フィードスルー基板
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical device having an optical element in which one or more optical waveguides are formed on a substrate having an electro-optical effect and one or more electrodes are provided on a main surface of the substrate.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of multimedia, demand for broadband communication has increased, and an optical transmission system exceeding 10 Gb / s has been put into practical use, and further higher speed is expected.
[0003]
As a device for modulating an electric signal (microwave signal) of 10 Gb / s or more into light, an LN optical modulator is used. When a microwave signal of 10 Gb / s or more is supplied to an optical modulator, the following microwave attenuation becomes a problem (for example, see Patent Document 1).
(1) Conductor loss of microwave line
(2) Dielectric loss due to LN substrate, buffer layer and low dielectric constant layer
(3) Loss due to higher-order mode propagation
(4) Microwave line bending and taper loss
(5) Impedance mismatch with external circuit
(6) Loss due to the mounting package including the loss in the contact with the connector and the connector line, and the loss due to the outer package
[0004]
In the technique described in Patent Document 1, in order to solve the above-described problem, at least a dielectric substrate and a metal substrate located below a signal electrode layer and a ground electrode formed on a crystal substrate having an optical waveguide are used. A groove for forming an air gap is provided on one side.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-142567 (paragraphs [0003] to [0006])
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present inventors have proposed a method for solving the above-mentioned problem. That is, as a configuration for improving the loss due to the higher-order mode propagation of the above (3), a structure in which a conductive layer is provided between a modulator substrate and a support substrate in a modulator having an LN thin plate structure is proposed.
[0007]
By forming a conductive layer between the modulator substrate and the reinforcing substrate, the invasion of unnecessary waves (radiated waves) in the substrate thickness direction can be cut at the surface of the reinforcing substrate (the electric field becomes zero at the conductive layer), Ripple due to substrate resonance can be shifted to the high frequency side, and high frequency loss can be dramatically improved.
[0008]
Further, the present inventors have tried to reduce the microwave attenuation by focusing on the reduction of the loss due to the connector connection of (6).
[0009]
Here, regarding the connection structure between the optical modulator and the connector, the first optical device 100A includes an optical modulator 102 and an optical modulator 102 as shown in FIG. And a metal housing 104 provided so as to be supported. The optical modulator 102 is a modulation device including an optical waveguide (not shown) formed immediately below a main surface of a substrate 106 having an electro-optical effect, and a signal electrode layer 108 and a ground electrode 110 formed on the main surface of the substrate 106. It has an electrode 112 and a pedestal 114 for supporting the substrate 106.
[0010]
The housing 104 has a base 116 on which the base 114 is mounted and fixed, and a side plate 118 located on the side of the optical modulator 102.
[0011]
Further, a feedthrough substrate 120 made of, for example, a ceramic material is provided between the optical modulator 102 and the side plate 118 of the housing 104. A coplanar line and a strip line line are provided on the upper surface of the feedthrough substrate 120, a signal electrode layer 122 is formed substantially at the center thereof, and a ground electrode layer 124 is formed on both sides of the signal electrode layer 122. I have. The feed-through board 120 is provided with a through-hole 126, and the base 116 and the grounding electrode layer 124 are electrically connected through the through-hole 126.
[0012]
A connector 128 is fitted into the side plate 118. The connector 128 has a cylindrical glass bead 130 for insulation and a metal connecting pin 132 coaxially mounted in the glass bead 130. Solder fixed.
[0013]
Among the electrode layers formed on the feed-through substrate 120, the signal electrode layer 122 formed substantially at the center is an electrode for supplying a predetermined modulation signal to the signal electrode layer 108 of the optical modulator 102 from an external power supply (not shown). Used as The connection pins 132 of the connector 128 are electrically connected to the signal electrode layer 122 by solder, conductive paste, or the like.
[0014]
Further, the signal electrode layer 122 and the signal electrode layer 108 of the optical modulator 102 are electrically connected by a bonding wire 134 such as a ribbon, and the ground electrode layer 124 and the ground electrode 110 of the optical modulator 102 are They are electrically connected by bonding wires 136.
[0015]
The second optical device 100B has substantially the same configuration as the above-described first optical device 100A, as shown in FIG. The side surface 102 and the side plate 118 of the housing 104 are configured to be in contact with each other. In this case, the connection pin 132 of the connector 128 is directly electrically connected to the signal electrode layer 108 of the optical modulator 102 by solder or conductive paste, and the ground electrode 110 of the optical modulator 102 and the side plate 118 are connected by, for example, a ribbon wire 140. It is electrically connected.
[0016]
In the first and second optical devices 100A and 100B, the optical devices are mounted such that the axial direction of the connection pins 132 of the connector 128 and the normal direction of the main surface of the substrate 106 are perpendicular to each other. Representatively, a side view of the second optical device 100B is shown in FIG. FIG. 15 also shows a Mach-Zehnder optical waveguide 142 formed immediately below the main surface of the substrate 106.
[0017]
However, in the case of such first and second optical devices 100A and 100B, the radiation wave leaked from the connection pin 132 of the connector 128 propagates toward the substrate 106 of the optical modulator 102 and couples with the substrate 106. Therefore, there is a problem that the influence of resonance in the substrate 106 becomes remarkable.
[0018]
Usually, like the second optical device 100B in FIG. 14, the side surface of the optical modulator 102 is brought into close contact with the side plate 118 of the housing 104, or the ground electrode 110 of the optical modulator 102 is electrically connected to the housing 104. Although the potential is set to be equal, the radiation wave enters from the side surface of the substrate 106, so that the characteristics are insufficient and the yield may be deteriorated.
[0019]
The present invention has been made in consideration of such a problem, and can prevent a radiation wave leaking from a connector from entering a side surface of an optical modulator, and suppress an increase in loss due to connector connection. It is an object of the present invention to provide an optical device capable of improving the yield while improving the yield.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
An optical device according to the present invention includes an optical element in which one or more optical waveguides are formed on a substrate having an electro-optic effect, and one or more electrodes are provided on a main surface of the substrate. A connector for supplying power to one or more electrodes, wherein the connector has a columnar conductor electrically connected to a signal electrode layer to which a signal is supplied, among the one or more electrodes of the optical element. The angle θ between the axial direction of the conductor and the main surface of the substrate is 0 ° <θ <90 °.
[0021]
Thereby, the angle between the axial direction of the columnar conductor in the connector and the main surface of the substrate is θ, so that it is possible to suppress radiation waves leaked from the columnar conductor from entering the side surface of the substrate.
[0022]
Also, when the conductor of the connector is electrically connected to the electrode of the optical modulator, the pressing force at the connection point between the conductor and the electrode is usually controlled in the contact work, but this control requires skill. Was. That is, if the pressing force at the connection point is too strong, cracks may occur on the substrate of the optical modulator, and if the pressing force is too weak, the high-frequency characteristics may deteriorate.
[0023]
However, according to the present invention, if a substrate, a connector, and the like are manufactured in a predetermined size, the positioning can be easily performed only by sliding the optical modulator, and the conductor and the electrode come into contact with each other. Can be done easily. In addition, the probability of cracking is reduced, and the yield is improved.
[0024]
The conductor may be in direct contact with the signal electrode layer, or may be connected to the signal electrode layer via a stress relief member. A feed-through board may be interposed between the board and the conductor. The thickness of the substrate may be 30 μm or less. Further, a support substrate may be fixed to the back surface of the substrate.
[0025]
Further, in the above configuration, the electronic device further includes a housing that houses the optical element and the connector, the housing includes a base and a side plate, and the optical element is mounted on the base via a pedestal. The connector may be fixed, and the conductor of the connector may be inserted through the side plate.
[0026]
When the optical element is mounted and fixed on the main surface of the pedestal, the main surface of the substrate and the back surface of the substrate in the optical element are substantially parallel to each other, and the main surface of the pedestal and the base The angle formed by the back surface may be 0 ° <θ <90 °.
[0027]
In addition, the pedestal may be installed afterwards on the housing, or may be provided integrally with the housing.
[0028]
A part of the side surface of the substrate may directly contact the side wall. Means for controlling the impedance of the optical element may be interposed between the side wall and the side surface of the substrate.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an optical device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 4 and 5, a part of the optical device is shown in a simplified manner.
[0030]
First, the optical device 10A according to the first embodiment has a housing 12, an optical modulator 14, and a connector 16, as shown in FIG.
[0031]
The housing 12 has a metal base 18 and a metal side plate 20, and has a substantially L-shape when viewed from the side. The optical modulator 14 is mounted and fixed on the base 18 via a metal pedestal 22.
[0032]
The connector 16 is fitted into the side plate 20 of the housing 12. The connector 16 has a cylindrical glass bead 24 fixed by solder in a hole provided in the side plate 20 for insulation, and a metal connection mounted coaxially in the glass bead 24. And a pin 26. A stress relief member 28 is attached to the tip of the connection pin 26. Of course, it is not necessary to attach such a stress relief member 28.
[0033]
As shown in FIG. 2, the optical modulator 14 includes an optical waveguide substrate 30 made of an X-cut plate of lithium niobate, and a Mach-Zehnder type formed directly below the main surface of the optical waveguide substrate 30 by a titanium diffusion method or the like. An optical waveguide 32, a buffer layer (not shown) made of silicon oxide or the like, and a coplanar (CPW) modulation electrode layer (first and second ground electrodes 34A and 34B, Signal electrode layer 36).
[0034]
The Mach-Zehnder optical waveguide 32 has a form in which one optical waveguide 32A is branched into two optical waveguides 32B and 32C, and although not shown, the optical waveguide 32A is multiplexed with one optical waveguide 32A again. The modulation electrode layer includes a center electrode 36 as a signal line and ground electrodes 34A and 34B on both sides, and forms a so-called coplanar (CPW) electrode.
[0035]
The optical device 10A according to the first embodiment has a pedestal 22 provided on a main surface 18a of a base 18 of a housing 12 as shown in FIGS. The main surface 30a of the optical waveguide substrate 30 and the back surface 30b of the optical waveguide substrate 30 in the optical modulator 14 are substantially parallel to each other, and the main surface of the pedestal 22 is provided. The angle θ between the base 22b and the back surface 18b of the base is 0 ° <θ <90 °. The pedestal 22 may be installed later on the main surface 18 a of the base 18 or may be provided integrally with the base 18.
[0036]
Thus, the optical modulator 14 is mounted on the pedestal 22 and a part (upper end) of one side surface 30c of the optical waveguide substrate 30 (hereinafter, also referred to as one side surface 30c of the optical modulator 14). When the edge is brought into contact with the side plate 20, the angle θ between the axial direction of the connection pin 26 of the connector 16 and the main surface 30a of the optical waveguide substrate 30 is 0 ° <θ <90 °. At this time, the connection pin 26 of the connector 16 comes into direct contact with the signal electrode layer 36 of the optical modulator 14 or is connected via the stress relief member 28. The amount of protrusion may be adjusted.
[0037]
As shown in FIG. 1, the connection pin 26 of the connector 16 is electrically connected directly to the signal electrode layer 36 of the optical modulator 14 by solder or conductive paste, and the first and second grounds of the optical modulator 14 are formed. The electrodes 34A and 34B and the side plate 20 are electrically connected, for example, by a ribbon wire 38.
[0038]
When a part of one side surface 30c of the optical modulator 14 is brought into contact with the side plate 20 of the housing 12, a wedge-shaped gap is generated between the one side surface 30c of the optical modulator 14 and the side plate 20. This gap may be air, but as shown in FIG. 3, a wedge-shaped metal spacer 40 may be fixed in advance so as to fill the gap.
[0039]
As described above, in the optical device 10A according to the first embodiment, the angle θ between the axial direction of the connection pin 26 of the connector 16 and the main surface 30a of the optical waveguide substrate 30 is 0 ° <θ <90 °. Therefore, it is possible to suppress the radiation wave leaked from the connection pin 26 from entering the one side surface 30c of the optical waveguide substrate 30.
[0040]
In the case where the connection pin 26 of the connector 16 is electrically connected to the signal electrode layer 36 of the optical modulator 14, usually, in a contact operation, the pressing force at the connection point between the connection pin 26 and the signal electrode layer 36 is controlled. However, this control requires skill. That is, when the substrate thickness of the optical waveguide substrate 30 is 30 μm or less, cracks may occur in the optical waveguide substrate 30 of the optical modulator 14, particularly when the pressing force at the connection point is too strong, and conversely, If the pressing force is too weak, the high-frequency characteristics may be deteriorated.
[0041]
However, in the first embodiment, if the side plate 20, the base 18, the pedestal 22, the optical waveguide board 30, the connector 16 and the like of the housing 12 are manufactured with the dimensions specified in advance, the optical modulator 14 Can be easily positioned simply by sliding the contact pins, and the contact work can be easily performed because the connection pins 26 and the signal electrode layers 36 are in contact with each other or are connected via the stress relief members 28. In addition, the probability of cracking is reduced, and the yield is improved.
[0042]
The optical waveguide substrate 30 is made of a ferroelectric electro-optic material, preferably, a single crystal. Such a crystal is not particularly limited as long as light can be modulated. However, lithium niobate, lithium tantalate, lithium niobate-lithium tantalate solid solution, potassium lithium niobate, KTP (KTiOPO4: potassium titanyl phosphate), GaAs (Gallium arsenide) and quartz can be used. Even in the case of an anisotropic substrate, it does not depend on the substrate orientation.
[0043]
The material of the first and second ground electrodes 34A and 34B and the signal electrode layer 36 is not particularly limited as long as it is a material having low resistance and excellent impedance characteristics, and gold, silver, copper, or the like may be used. it can.
[0044]
For the buffer layer, a material such as silicon oxide, magnesium fluoride, silicon nitride, or alumina can be used.
[0045]
The optical modulator 14 was formed by forming the first and second ground electrodes 34A and 34B and the signal electrode layer 36 on the main surface 30a of the optical waveguide substrate 30 via a buffer layer (not shown). However, in addition, first to fourth optical modulators 14A to 14D described later can be used.
[0046]
Next, an optical device 10B according to a second embodiment will be described with reference to FIG.
[0047]
As shown in FIG. 4, the optical device 10B according to the second embodiment includes a side surface of the pedestal 22 (and one side surface 30c of the optical modulator 14 (see FIG. 3)) and the side plate 20 of the housing 12. The difference is that a feed-through substrate 50 made of, for example, a ceramic material is provided between them. In this example, the case where the stress relief member 28 is not attached to the tip of the connection pin 26 of the connector 16 is shown.
[0048]
A coplanar electrode is formed on the upper surface of the feedthrough substrate 50, and first and second grounding electrode layers 54A and 54B are formed on both sides of the center electrode 52. The feed-through board 50 is provided with a through-hole 56, and the base 18 is electrically connected to the first and second grounding electrode layers 54 </ b> A and 54 </ b> B via the through-hole 56.
[0049]
Of the electrode layers formed on the feed-through substrate 50, the center electrode 52 is used as an electrode for supplying a predetermined modulation signal to the signal electrode layer 36 of the optical modulator 14 from an external power supply (not shown). The connection pin 26 of the connector 16 is electrically connected to the center electrode 52 by solder, conductive paste, or the like.
[0050]
Further, the center electrode 52 and the signal electrode layer 36 of the optical modulator 14 are electrically connected by a bonding wire 58 such as a ribbon, and the first and second grounding electrode layers 54A and 54B and the The first and second ground electrodes 34A and 34B are electrically connected by a bonding wire 60 such as a ribbon.
[0051]
The impedance of the optical modulator 14 can be controlled by appropriately adjusting the thickness and length of the connection pin 26 of the connector 16. That is, the connection pins 26 of the connector 16, the feed-through board 50, and the signal electrode layer 52 formed on the feed-through board 50 function as a means for controlling the impedance of the optical modulator 14.
[0052]
Also in the second embodiment, since the angle θ between the axial direction of the connection pin 26 of the connector 16 and the main surface 30a of the optical waveguide board 39 is 0 ° <θ <90 °, the leakage from the connection pin 26 It is possible to suppress the radiated wave from entering from one side surface 30c of the optical waveguide substrate 30. Also, when manufacturing the optical device 10B, the feed-through substrate 50 is fixed on the base 18 by contacting the side plate 20, and then the pedestal 22 is fixed beside the feed-through substrate 50. By simply sliding the device 14 on the pedestal 22 toward the feed-through substrate 50, the optical modulator 14 can be easily positioned at a predetermined position.
[0053]
In the above-described example, the signal electrode layer 52 is formed by providing a coplanar line on the upper surface of the feed-through substrate 50, and the connection pins 26 are brought into contact with the signal electrode layer 52. Like the optical device 10Ba, the concave portion 62 may be formed at a position corresponding to the connection pin 26 on the upper surface of the feed-through substrate 50 so that the connection pin 26 does not contact the feed-through substrate 50. In this case, a ground electrode 54 is formed on the upper surface of the feedthrough substrate 50.
[0054]
As shown in FIG. 6, the width Dc of the recess 62 provided in the feed-through board 50 and the distance Db from the center of the connection pin 26 to the wall surface of the recess 62 are appropriately determined with respect to the thickness Da of the connection pin 26. By adjusting, the impedance of the optical modulator 14 can be controlled.
[0055]
When the inside of the concave portion 62 is air (when the inside of the concave portion 62 is filled with air), preferably, the ratio (the width Dc of the concave portion 62 / the thickness Da of the connection pin 26) is set to 1 to 4. Thereby, the impedance of the optical modulator 14 can be easily set to a practical level, for example, 50Ω. In this case, the width Dc of the concave portion 62 may be set to twice or less the distance Db from the center of the connection pin 26 to the wall surface of the concave portion 62.
[0056]
On the other hand, when the recess 62 is filled with a dielectric material, the thickness Da of the connection pin 26, the width Dc of the recess 62, and the distance Db from the center of the connection pin 26 to the wall surface of the recess 62 are determined in vacuum. What is necessary is just to satisfy the above requirements when converted to the effective distance.
[0057]
The optical modulator 14 was formed by forming the first and second ground electrodes 34A and 34B and the signal electrode layer 36 on the main surface 30a of the optical waveguide substrate 30 via a buffer layer (not shown). However, besides, first to fourth optical modulators 14A to 14D described later can be used.
[0058]
Next, an example of a preferable configuration of the optical modulator in the optical devices 10A and 10B according to the above-described first and second embodiments will be described with reference to FIGS.
[0059]
As shown in FIG. 7, the first optical modulator 14A is thinned until the thickness of the optical waveguide substrate 30 becomes 30 μm or less. In the optical waveguide substrate 30, a portion including the Mach-Zehnder type optical waveguides 32B and 32C is a first thin portion 70 having a thickness of 30 μm or less, and a portion adjacent to the first thin portion 70 is the first thin portion 70. The second thin portion 72 is thinner than the first thin portion 70. The difference between the thickness of the first thin portion 70 and the thickness of the second thin portion 72 is 1 μm or more.
[0060]
In the first optical modulator 14A, a support substrate 74 is attached to the back surface of the optical waveguide substrate 30 using a thermosetting resin such as an epoxy-based film. The support substrate 74 has a groove 76 formed at a position corresponding to the first and second thin portions 70 and 72 of the optical waveguide substrate 30, and the first and second thin portions 70 and 72 of the optical waveguide substrate 30, One cavity 78 is formed in the groove 76 of the support substrate 74.
[0061]
In this case, since the modulation signal from the signal electrode layer 36 seeps into the cavity 78 (air) existing below the second thin portion 72, the speed matching condition can be satisfied without forming the buffer layer described above. Further, since the modulation signal is efficiently applied to the optical waveguides 32B and 32C, the driving voltage of the first optical modulator 14A can be reduced.
[0062]
Next, as shown in FIG. 8, the second optical modulator 14B is thinned until the thickness of the optical waveguide substrate 30 becomes 30 μm or less, and particularly includes the branch portions 32B and 32C of the Mach-Zehnder optical waveguide. The portion is formed to be thinner and is a thin portion 80.
[0063]
A support substrate 74 is attached to the back surface of the optical waveguide substrate 30 using a thermosetting resin such as SOG (SPIN on GLASS) or an epoxy film. The support substrate 74 has a groove 76 formed in a portion corresponding to the thin portion 80 of the optical waveguide substrate 30, and one hollow portion is formed by the thin portion 80 of the optical waveguide substrate 30 and the groove 76 of the support substrate 74. It has become. This hollow portion is filled with a dielectric material 82. That is, when the stacking relation of the portions including the optical waveguides 32B and 32C is viewed, from the bottom, a three-layer structure of the support substrate 74, the low dielectric material 82, and the optical waveguide substrate 30 is formed.
[0064]
Also in this case, the drive voltage of the optical modulator 14 can be reduced because the speed matching condition can be satisfied and the modulation signal can be efficiently applied to the optical waveguides 32B and 32C without forming the buffer layer described above. Can be. In addition, there is an advantage that the mechanical strength is higher than that of the first optical modulator 14A.
[0065]
Next, as shown in FIG. 9, the third optical modulator 14C is thinned until the thickness of the optical waveguide substrate 30 becomes 30 μm or less, and the support substrate 74 is provided on the back surface of the thinned optical waveguide substrate 30. (For a specific method of bonding, see Example 3 described later). Also in this case, the speed matching condition can be satisfied without forming the above-described buffer layer, and the modulation signal is efficiently applied to the optical waveguides 32B and 32C. Therefore, the driving voltage of the third optical modulator 14C is reduced. Can be reduced. In addition, there is an advantage that the mechanical strength is higher than those of the first and second optical modulators 14A and 14B.
[0066]
Next, as shown in FIG. 10, the fourth optical modulator 14D has substantially the same configuration as the third optical modulator 14C, but the main surface of the support substrate 74 (the optical waveguide substrate 30 is attached). This is different in that a conductive layer 84 of Au or the like is formed on the (surface).
[0067]
In this case, invasion of unnecessary waves (radiated waves) in the thickness direction of the substrate can be cut (the electric field becomes zero by the conductive layer 84) on the surface of the support substrate 74. Therefore, the ripple due to the substrate resonance can be shifted to the high frequency side, and the high frequency loss can be remarkably improved.
[0068]
【Example】
(Example 1)
An optical modulator 14 similar to the optical device 10A according to the first embodiment was used as the optical modulator. That is, a Ti diffusion waveguide is formed directly below the main surface 30a of an optical waveguide substrate 30 made of an X-cut plate of lithium niobate, and a buffer layer and a CPW electrode (the first and second ground electrodes 34A) are formed on the main surface 30a. 34B and the signal electrode layer 36).
[0069]
Next, after the optical waveguide substrate 30 is cut into chips, the end surface is polished, the optical axis is adjusted with the optical fiber, and the optical fiber is adhered and fixed with a UV curable resin to produce a pigtail device (optical modulator 14). . Further, as shown in FIG. 1, glass beads 24 for a V connector were fixed in advance to the side plate 20 of the metal housing 12 by soldering. The pedestal 22 on which the optical waveguide substrate 30 is mounted and fixed is adjusted so that the angle θ between the axial direction of the connection pin 26 projecting from the center of the glass bead 24 and the main surface 30a of the optical waveguide substrate 30 is 30 °. The height of the connection pin 26 was adjusted so that the tip of the connection pin 26 was in contact with the signal electrode layer 36 formed on the optical waveguide substrate 30.
[0070]
Accordingly, by placing the optical modulator 14 on the pedestal 22 and sliding the optical modulator 14 toward the side plate 20 to bring one side surface 30 c of the optical modulator 14 into contact with the side plate 20, the connection pin 26 is automatically connected to the optical waveguide. An angle of 30 ° is formed with respect to the main surface 30a of the substrate 30, and the substrate 30 is electrically connected to the signal electrode layer. At this stage, the optical modulator 14 is fixed, the connection pin 26 and the signal electrode layer 36 are electrically connected by solder or conductive paste, and further, the first and second ground electrodes 34A and 34A of the optical modulator 14 are 34B and the side plate 20 were electrically connected by a ribbon wire 38, for example.
[0071]
As a characteristic evaluation, the S21 characteristic was measured with a vector network analyzer. As a result, a frequency characteristic without ripple was shown up to fr = 50 GHz.
[0072]
(Example 2)
In the first embodiment described above, the connection between the connection pin 26 and the signal electrode layer 36 was performed via the stress relief member 28.
[0073]
Before mounting the optical modulator 14 on the pedestal 22, a stress relief member 28 is attached to the tip of the connection pin 26, and then the optical modulator 14 is mounted on the pedestal 22 as in the first embodiment. The optical modulator 14 was fixed by sliding toward the side plate 20.
[0074]
As a characteristic evaluation, the S21 characteristic was measured with a vector network analyzer. As a result, a frequency characteristic without ripple was shown up to fr = 50 GHz.
[0075]
(Example 3)
The third light modulator 14C shown in FIG. 9 was used as the light modulator. That is, first, a 0.3 mm thick X-cut LiNbO 3 (LN) Two sets of substrates were immersed for about 15 minutes, washed with pure water, and then spin-dried.
[0076]
Next, after spin-coating SOG (SPIN on GLASS) on the surfaces of the two sets of LN substrates at 1000 rpm, the coated surfaces are overlapped with each other and a load is applied thereto, and at a temperature of 1070 ° C. for 3 hours in a steam-containing oxygen atmosphere. Then, the two sets of LN substrates were bonded.
[0077]
Next, one of the two sets of the bonded LN substrates was heated and attached to a polishing platen using wax. Thereafter, by performing horizontal polishing and polishing (CMP), of the two sets of LN substrates, the LN substrate constituting the optical waveguide substrate 30 of the third optical modulator 14C was processed to a thickness of 10 μm. .
[0078]
Next, by heating the wax, the two sets of LN substrates were removed from the polishing platen, and the two sets of LN substrates were subjected to organic solvent cleaning and UV cleaning.
[0079]
Next, after depositing a Ti film to a thickness of 500-1000 ° on the main surface of the thinned LN substrate of the two sets of LN substrates by a sputtering method, a resist pattern is formed using lithography technology. A Ti pattern was formed by RIE (reactive ion etching).
[0080]
Next, the assembly (work) formed as described above was held at 1020 ° C. for 10 hours in an oxygen atmosphere containing water vapor to form a Ti-diffused optical waveguide in the thinned LN substrate. Next, a signal electrode layer 36 made of Au and first and second ground electrodes 34A and 34B were formed through a lithography process using a thick film resist and a cyan Au plating process. FIG. 9 shows a cross section of the manufactured third optical modulator 14C.
[0081]
Next, the end face of the assembly formed as described above is polished, cut into chips by dicing to produce a third optical modulator 14C, and an optical fiber is attached to the end face of the third optical modulator 14C. The optical axis was adjusted and connected to form a pictil device.
[0082]
Further, glass beads 24 for a V connector were fixed in advance to the side plate 20 of the metal housing 12 by soldering. The pedestal 22 on which the optical waveguide substrate 30 is mounted and fixed is set so that the axial direction of the connection pin 26 projecting from the center of the glass bead 24 and the main surface of the optical waveguide substrate 30 are 30 °, and the connection pin 26 Was processed by adjusting the height so that the tip of the substrate was in contact with the signal electrode layer 36 formed on the optical waveguide substrate 30. At this time, the connection pins do not need to be touched by an operator.
[0083]
Accordingly, the third light modulator 14C is placed on the pedestal 22, slid toward the side plate 20, and one side surface 30c of the third light modulator 14C is brought into contact with the side plate 20, thereby automatically. The connection pins 26 make an angle of 30 ° with the main surface 30a of the optical waveguide substrate 30, and are electrically connected to the signal electrode layer 36. At this stage, the third optical modulator 14C is fixed, the connection pin 26 and the signal electrode layer 36 are electrically connected with solder or conductive paste, and the first and second optical modulators 14C The two ground electrodes 34A and 34B and the side plate 20 were electrically connected by, for example, a ribbon wire 38. In this connector connection, no crack was formed in the optical waveguide substrate 30 of the third optical modulator 14C.
[0084]
As a characteristic evaluation, the S21 characteristic was measured with a vector network analyzer. As a result, a frequency characteristic without ripple was shown up to fr = 50 GHz.
[0085]
(Example 4)
The fourth light modulator 14D shown in FIG. 10 was used as the light modulator. That is, in the third embodiment described above, before bonding the two sets of LN substrates, an Au film is deposited by 1 μm on the surface of the non-thinned LN substrate (the surface to which the thinned LN substrate is bonded), and the other is deposited. It was adhesively fixed to the LN substrate. Thereafter, it was manufactured in the same manner as in Example 3 to obtain a pigtail device (fourth optical modulator 14D).
[0086]
Next, similarly to the third embodiment, glass beads 24 for a V connector were fixed in advance to the side plate 20 of the metal housing 12 by soldering. Further, a stress relief contact V110-1 (stress relief member 28) made by Anritsu is inserted into the tip of the connection pin 26 of the connector 16.
[0087]
In the die bonding of the optical waveguide substrate 30, the pedestal 22 on which the optical waveguide substrate 30 is mounted and fixed is connected to the axial direction of the connection pin 26 projecting from the center of the glass bead 24 and the main surface of the optical waveguide substrate 30. ° and the height was adjusted so that the tip of the connection pin 26 was in contact with the signal electrode layer 36 formed on the optical waveguide substrate 30. The connection pin 26 and the stress relief member 38 are designed so that an operator does not need to touch it.
[0088]
Therefore, the fourth light modulator 14D is placed on the pedestal 22, slid toward the side plate 20, and one side surface 30c of the fourth light modulator 14D is brought into contact with the side plate 20, thereby automatically. The connection pin 26 forms an angle of 30 ° with the main surface 30a of the optical waveguide substrate 30, and is electrically connected to the signal electrode layer 36 via the stress relief member 28. At this stage, the fourth optical modulator 14D is fixed, the connection pin 26 and the signal electrode layer 36 are electrically connected with solder or conductive paste, and the first and second optical modulators 14D are further connected. The two ground electrodes 34A and 34B and the side plate 20 were electrically connected by, for example, a ribbon wire 38. In this connector connection, no crack was formed in the optical waveguide substrate 30 of the fourth optical modulator 14D.
[0089]
As a characteristic evaluation, the S21 characteristic was measured with a vector network analyzer. As a result, as shown in FIG. 11, a frequency characteristic having no ripple up to fr = 50 GHz was shown.
[0090]
(Example 5)
In the same manner as in Example 4, a pigtail device of the fourth optical modulator 14D was manufactured. Thereafter, a conductive paste was applied to the side surface of the fourth optical modulator 14D as a measure against pyroelectricity. Finally, the same conductive paste was applied to part of the back surface of the optical modulator, and both side surfaces were short-circuited. Next, the connector 16 having the connection pins 26 protruding from the glass beads 24 was prepared, and the glass beads 24 of the connector 16 were fixed to the side plate 20 of the metal housing 12 with AuSn solder. As shown in FIG. 5, a feed-through board 50 was provided between the side surface of the pedestal 22 and the side plate 20 of the housing 12. The feed-through substrate 50 is made of, for example, alumina, and has a surface plated with Au. In addition, similarly to FIG. 5, a concave portion 62 is formed on the main surface of the feed-through substrate 50.
[0091]
Next, only the connection pins 26 are pulled out from the glass beads 24. At this time, the connection pin 26 pulls out the upper side of the concave portion 62 of the feed-through board 50 so as to bridge. In addition, an Anritsu stress relief contact V110-1 (stress relief member 28) is attached to the tip of the connection pin 26.
[0092]
In the die bonding of the optical waveguide substrate 30, the pedestal 22 on which the optical waveguide substrate 30 is mounted and fixed is connected to the axial direction of the connection pin 26 projecting from the center of the glass bead 24 and the main surface of the optical waveguide substrate 30. ° and the height was adjusted so that the tip of the connection pin 26 was in contact with the signal electrode layer 36 formed on the optical waveguide substrate 30. The connection pin 26 and the stress relief member 28 are designed so that an operator does not need to touch it by hand.
[0093]
Therefore, the fourth light modulator 14D is placed on the pedestal 22, slid toward the side plate 20, and one side surface 30c of the fourth light modulator 14D is brought into contact with the side plate 20, thereby automatically. The connection pins 26 make an angle of 30 ° with the main surface of the optical waveguide substrate 30 and are electrically connected to the signal electrode layer 36 via the stress relief member 28. At this stage, the fourth optical modulator 14D is fixed, the connection pin 26 and the signal electrode layer 36 are electrically connected with solder or conductive paste, and the first and second optical modulators 14D are further connected. The two ground electrodes 34A and 34B and the ground electrode 54 formed on the upper surface of the feedthrough substrate 50 were electrically connected by, for example, a ribbon wire 60. In this connector connection, no crack was formed in the optical waveguide substrate 30 of the fourth optical modulator 14D.
[0094]
As a characteristic evaluation, the S21 characteristic was measured with a vector network analyzer. As a result, a frequency characteristic without ripple was shown up to fr = 50 GHz.
[0095]
According to the results of Examples 1 to 5 described above, the same effect can be obtained regardless of the presence or absence of the pyroelectric side electrode.
[0096]
(Comparative Example 1)
In the same manner as in Example 3, a pigtail device using the third optical modulator 14C was manufactured. Glass beads 24 for a V connector were fixed in advance to the side plate 20 of the metal housing 12 by soldering.
[0097]
Then, in the die bonding of the optical waveguide substrate 30, the axial direction of the connection pin 26 protruding from the glass beads 24 and the main surface of the optical waveguide substrate 30 were made parallel. In this case, since the height of the connection pin 26 and the signal electrode layer 36 are almost the same, the connection pin 26 is slightly raised, and the third optical modulator 14C is inserted and mounted on the pedestal 22. The connection pins 26 are adjusted in height and connected to the signal electrode layer 36 to fix the third optical modulator 14C by die bonding. Excessive pressure may be applied to the optical waveguide substrate 30 when adjusting the height of the connection pin 26. In some cases, cracks may occur in the optical waveguide substrate 30, and the yield was 50%.
[0098]
As a characteristic evaluation, the S21 characteristic was measured by a vector network analyzer. As a result, as shown in FIG. 12, ripple occurred at fr = 30 GHz.
[0099]
(Comparative Example 2)
In the same manner as in Example 4, a pigtail device having the fourth optical modulator 14D was manufactured. Glass beads 24 for a V connector were fixed in advance to the side plate 20 of the metal housing 12 by soldering. Furthermore, an Anritsu stress relief contact V110-1 (stress relief member 28) is inserted into the tip of the connection pin 26.
[0100]
In the die bonding of the optical waveguide substrate 30, the axial direction of the connection pin 26 and the main surface of the optical waveguide substrate 30 were made parallel. In this case, since the height of the signal electrode layer 36 is almost the same as that of the portion on which the stress relief member 28 is mounted, the connection pin 26 is slightly raised, and the fourth optical modulator 14D is placed on the pedestal 22. Then, the connection pins 26 are adjusted in height and connected to the signal electrode layer 36, and the fourth optical modulator 14D is fixed by die bonding. Excessive pressure may be applied to the optical waveguide substrate 30 when adjusting the height of the connection pin 26. In some cases, cracks may occur in the optical waveguide substrate 30, and the yield was 70%.
[0101]
As a characteristic evaluation, the S21 characteristic was measured with a vector network analyzer. As a result, a frequency characteristic without ripple was shown up to fr = 50 GHz.
[0102]
In the above-described first to fifth embodiments, package mounting (mounting on the housing 12) is performed after the pigtail device is manufactured. After performing die bonding and connector connection, adjust the optical axis with the optical fiber, adhere and fix with a UV curable resin, and obtain the same effects as described above even if a pigtail device (optical modulator 14) is manufactured. Can be.
[0103]
In addition, the optical device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.
[0104]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical device of the present invention, it is possible to prevent the radiation wave leaking from the connector from entering the side surface of the optical modulator, and to suppress an increase in loss due to connector connection. And the yield can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a part of an optical device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a plan view partially showing an optical modulator mounted on the optical device according to the first embodiment;
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the optical device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing an optical device according to a second embodiment with a part thereof omitted;
FIG. 5 is a perspective view showing a modification of the optical device according to the second embodiment with a part thereof omitted;
FIG. 6 is an explanatory diagram showing impedance adjustment in a modification of the optical device according to the second embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a first optical modulator.
FIG. 8 is a sectional view showing a second optical modulator.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a third optical modulator.
FIG. 10 is a sectional view showing a fourth optical modulator.
FIG. 11 is a view showing S21 characteristics of Example 4.
FIG. 12 is a diagram showing S21 characteristics of Comparative Example 1.
FIG. 13 is a perspective view showing a first optical device according to a conventional example with a part thereof omitted.
FIG. 14 is a perspective view showing a second optical device according to a conventional example with a part thereof omitted.
FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a second optical device according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
10A, 10B, 10Ba: Optical device 12: Housing
14, 14A to 14D: optical modulator 16: connector
18 ... base 20 ... side plate
22 pedestal 26 connection pin
28: Stress release member 30: Optical waveguide substrate
36 ... signal electrode layer 50 ... feedthrough substrate

Claims (10)

電気光学効果を有する基板に1以上の光導波路が形成され、かつ、前記基板の主面上に1以上の電極が設けられた光学素子と、
前記光学素子の前記1以上の電極に給電を行うコネクタとを有し、
前記コネクタは、前記光学素子の前記1以上の電極のうち、信号が給電される信号電極層と電気的に接続される柱状の導体を有し、
前記導体の軸方向と前記基板の前記主面とのなす角θが0°<θ<90°であることを特徴とする光デバイス。
An optical element in which one or more optical waveguides are formed on a substrate having an electro-optic effect, and one or more electrodes are provided on a main surface of the substrate;
A connector for supplying power to the one or more electrodes of the optical element,
The connector has a columnar conductor electrically connected to a signal electrode layer to which a signal is supplied, among the one or more electrodes of the optical element,
An optical device, wherein an angle θ between the axial direction of the conductor and the main surface of the substrate is 0 ° <θ <90 °.
請求項1記載の光デバイスにおいて、
前記導体は、前記信号電極層に直接接触していることを特徴とする光デバイス。
The optical device according to claim 1,
The optical device according to claim 1, wherein the conductor is in direct contact with the signal electrode layer.
請求項1又は2記載の光デバイスにおいて、
前記導体は、ストレスリリーフ部材を介して前記信号電極層に接続されていることを特徴とする光デバイス。
The optical device according to claim 1 or 2,
The optical device according to claim 1, wherein the conductor is connected to the signal electrode layer via a stress relief member.
請求項1記載の光デバイスにおいて、
前記基板と前記導体との間にフィードスルー基板が介在していることを特徴とする光デバイス。
The optical device according to claim 1,
An optical device, wherein a feed-through substrate is interposed between the substrate and the conductor.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光デバイスにおいて、
前記基板の厚みが30μm以下であることを特徴とする光デバイス。
The optical device according to any one of claims 1 to 4,
An optical device, wherein the thickness of the substrate is 30 μm or less.
請求項5記載の光デバイスにおいて、
前記基板の裏面に支持基板が固定されていることを特徴とする光デバイス。
The optical device according to claim 5,
An optical device, wherein a support substrate is fixed to a back surface of the substrate.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の光デバイスにおいて、
前記光学素子及び前記コネクタを収容する筐体を有し、
前記筐体は、基台と側板とを有し、
前記基台上に台座を介して前記光学素子が載置固定され、
前記側板に前記コネクタの導体が挿通されていることを特徴とする光デバイス。
The optical device according to any one of claims 1 to 6,
A housing for housing the optical element and the connector,
The housing has a base and side plates,
The optical element is placed and fixed on the base via a pedestal,
An optical device, wherein a conductor of the connector is inserted through the side plate.
請求項7記載の光デバイスにおいて、
前記台座の主面に前記光学素子が載置固定される場合に、
前記光学素子における前記基板の主面と該基板の裏面とがほぼ平行であって、
前記台座の主面と前記基台の裏面とのなす角が0°<θ<90°であることを特徴とする光デバイス。
The optical device according to claim 7,
When the optical element is mounted and fixed on the main surface of the pedestal,
The main surface of the substrate and the back surface of the substrate in the optical element are substantially parallel,
An optical device, wherein an angle between a main surface of the pedestal and a back surface of the base satisfies 0 ° <θ <90 °.
請求項7又は8記載の光デバイスにおいて、
前記側壁に前記基板の側面の一部が直接接触していることを特徴とする光デバイス。
The optical device according to claim 7, wherein
An optical device, wherein a part of a side surface of the substrate is in direct contact with the side wall.
請求項7〜9のいずれか1項に記載の光デバイスにおいて、
前記側壁と前記基板の側面との間に前記光学素子のインピーダンスを制御するための手段が介在されていることを特徴とする光デバイス。
The optical device according to any one of claims 7 to 9,
An optical device, wherein means for controlling the impedance of the optical element is interposed between the side wall and a side surface of the substrate.
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