JP2005128440A - 電気回路を内蔵する光導波路モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 導波路型光素子を有して構成された光回路と当該導波路型光素子を駆動するのに必要な電気回路とをパッケージ（筺体）内において異なる平面に配置するようにして、小型（高密度実装可能）で組み立ても容易な光導波路モジュールを提供する。
【解決手段】 筺体１，２と、導波路型光素子が構成された光回路部５と、導波路型光素子を駆動するのに必要な電気回路部６とをそなえるとともに、筺体１，２内において光回路部５と電気回路部６とを異なる平面に設けるように構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気回路を内蔵する光導波路モジュール及びその製造方法に関し、例えば、光通信システムにおいて電気信号により光強度（あるいは、位相）変調を行なうマッハツェンダ型の光変調器モジュールに用いて好適な技術に関する。

近年の伝送容量の増加に伴い、光通信システムに要求される伝送速度は増加し続けている。さらに、光通信システム関連装置は、小型化、高集積化が進み、それに伴う高密度実装構造、実装技術の開発が進んでいる。光通信システム用の変調器として用いられるマッハツェンダ型光変調器は、電気光学効果を有するニオブ酸リチウム（ＬＮ）やタンタル酸リチウム（ＴＮ）などの誘電体結晶基板上に形成された導波路と、その導波路に電界を印加するために形成された電極とを有する。当該電極は、高速信号の損失が小さくなるように、インピーダンス整合され、一方の端から電気信号を入力し、他方で抵抗により終端する構造とするのが一般的である。また、その駆動電圧は３．５〜５Ｖ（ボルト）程度と大きく、電気信号増幅用の電気回路（ドライバ回路）が必要である。

一般に、ドライバ回路は、光変調器パッケージ（モジュール）とは別にその外部に個別に構成され、電気的に接続される。ドライバ回路をパッケージ内に内蔵したものも市販されてはいるが、光変調器を構成した基板とドライバ回路とは互いの電極間接続のために同一平面に実装されるのが一般的である。
また、従来の光導波路デバイスとして、他に、特開平７−１５１９２７号公報（以下、特許文献１という），特開平６−５９１５５号公報（以下、特許文献２という），特開平６−１８６４５４号公報（以下、特許文献３という）により提案されている技術がある。

(1)特許文献１に記載の技術
特許文献１に記載の技術は、光弾性効果（誘電体結晶板の結晶内部に機械的な歪みが生じることにより、その歪みの大きさに応じた屈折率変化が生じる現象）の問題、即ち、光導波路素子に衝撃等による振動が加えられた場合に、誘電体結晶基板内部の機械的歪みによる光導波路の屈折率の変化により当該光導波路素子の特性が劣化し、所望の動作を実現できない場合があるという問題（段落００１２〜段落００１６参照）を解決するための技術である。

このため、本特許文献１に記載の技術では、(a)光導波路素子自体の振動幅を小さくする、(b)光導波路素子が共振しないようにする、(c)衝撃等による振動を減衰させて光導波路素子に至らないようにするという観点から、光導波路素子の裏面全体を接着剤により一様に筺体内壁に接着したり、光導波路素子の共振周波数（固有振動数）と異なる共振周波数となるように筺体や光導波路素子を固定する固定板等の厚みを設定したり、光導波路素子を制振性のある弾性部材を介して筺体内壁に固定したりして、光導波路デバイスを構成している。

(2)特許文献２に記載の技術
特許文献２に記載の技術は、筺体外において光ファイバを導波路型光素子に正確に軸合わせ接合し、これを筺体内に装着することが容易であり、且つ、気密封止が容易な導波路型光素子を実装するための筺体構造物および実装方法を提供することを目的とするもので、そのために、本技術では、筺体の壁体に形成された透孔の少なくとも１つを、導波路型光素子の通過を許す断面積および形状を有するように形成している。これにより、筺体外部において導波路型光素子に光ファイバを接続した後に、上記透孔を通して導波路型光素子を筺体内に導入して、筺体内に装着固定することが可能となる。

(3)特許文献３に記載の技術
特許文献３に記載の技術も、上記特許文献２と同様に、筺体外において光ファイバを導波路型光素子に正確に軸合わせ接合し、これを筺体内に装着することが容易であり、かつ気密封止が容易な、導波路型光素子を実装するための筺体構造物および実装方法を提供することを目的とするものであるが、この特許文献３では、筺体（ケース）の対向する２側面に光ファイバ接続用端部をケース外に突出させるための貫通孔を形成し、当該ケースから突出した上記光ファイバ接続用端部を収容し上記筺体の２側面を閉塞する２側面フランジを当該２側面に密着固定するようになっている。これにより、導波路型光素子を容易にケース内に気密に収容封止することが可能となり、光部品の信頼度を向上することが可能となる。
特開平７−１５１９２７号公報 特開平６−５９１５５号公報 特開平６−１８６４５４号公報

上記の特許文献１〜３にも示されるように、一般に、従来のマッハツェンダ型光変調器等の導波路型光素子は金属製の筺体（パッケージ）内に実装され、気密封止を施されている。そのパッケージサイズは、導波路型光素子（変調器基板）のサイズと比較すると大きなものである。その原因は、パッケージの長手方向以外のサイズが、光結合系、電気信号入力用のコネクタ、終端抵抗の配置スペース等により制限されているためである。また、無理に小型化を図ろうとすると、変調器基板上の電極が複雑な形状となり、高周波特性の劣化、電極設計が煩雑になるという課題がある。

一方、ドライバ回路内蔵型の変調器モジュールに関しては、変調器基板とドライバ回路を同一平面上に実装するため、パッケージサイズが大きくなってしまうという課題、また、光ユニット部分と電気回路部分が同一面内での実装となるため、組立てが困難になるという課題がある。即ち、光回路部分の固定には光回路部分は熱に弱いため熱を加えることができないのに対し、集積化されたドライバ回路の固定には熱を加える必要があるため、同一平面内でこれらを実装するとなると、簡単には組み立てを行なうことができないのである。

なお、上記の特許文献１〜３に記載の技術は、いずれも導波路型光素子のパッケージサイズの小型化を目的とするものではないため、パッケージ内の導波路型光素子自体の詳細な構成やドライバ回路の配置等に関して言及されておらず、モジュールの小型化にあたって上記と同様の課題が生じるものと考えられる。
本発明は、上記課題を解決するために創案されたもので、導波路型光素子を有して構成された光回路と当該導波路型光素子を駆動するのに必要な電気回路とをパッケージ（筺体）内において異なる平面に配置するようにして、小型（高密度実装可能）で組み立ても容易な光導波路モジュールを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の電気回路を内蔵する光導波路モジュール（請求項１）は、筺体と、導波路型光素子が構成された光回路部と、該導波路型光素子を駆動するのに必要な電気回路部とをそなえるとともに、該筺体内において該光回路部と該電気回路部とが異なる平面に設けられていることを特徴としている。
また、本発明の電気回路を内蔵する光導波路モジュール（請求項２）は、筺体と、電気光学効果を有する基板上に形成された光導波路と電気信号の供給を受けて該光導波路に電界を印加するための駆動用電極部とをそなえて成る導波路型光素子としてのマッハツェンダ型光変調器が構成された光回路部と、該光変調器を駆動する該電気信号を該駆動用電極部に供給する電気回路部とをそなえるとともに、該筺体内において該光回路部と該電気回路部とが異なる平面に設けられていることを特徴としている。

ここで、好ましくは、該光回路部の該駆動用電極部が、該電気回路部から高周波電気信号の供給を受けて該光導波路に電界を印加する高周波電極として構成されるとともに、該電気回路部が、該光回路基板の設けられた平面とは異なる平面において該高周波電極の実装部分を避けて配置されているのがよい（請求項３）。
また、好ましくは、該光回路部の該駆動用電極部と、該電気回路部の電気信号出力部とが前記各平面に対して交差する方向に揃えて配置され、該駆動用電極と該電気信号出力部とが電気的に接続されているのがよい（請求項４）。

さらに、本発明の電気回路を内蔵する光導波路モジュールの製造方法（請求項５）は、筺体内に、導波路型光素子が構成された光回路部を配置・固定し、該筺体内の該光回路部の上部空間に、該導波路型光素子を駆動するのに必要な電気回路部を該筺体内に設けられた支持部により中空支持・固定し、下段に位置する該光回路部と上段に位置する該電気回路部とを電気的に接続することを特徴としている。

上記の本発明によれば、光回路部と電気回路部とを筺体内で異なる平面に配置・実装するので、同一筺体内に光回路部（マッハツェンダ型光変調器）と電気回路部とを高密度実装することができ、光回路部と電気回路部とを内蔵する光導波路モジュールを、従来のパッケージサイズ以下で実現することが可能となる。

〔Ａ〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態としての光変調器モジュール（光導波路モジュール）を示す模式的分解斜視図、図２はこの図１に示す光変調器モジュールの組み立て後を模式的に示す縦断面図、図３は図２に示すＡ矢視断面図で、これらの図１〜図３において、１は金属製の蓋部２によって気密封止されることにより金属製のパッケージ（筺体）を構成するパッケージ本体を示し、このパッケージ本体１の長さの短い両側壁には、光ファイバ３を接続するためのファイバコネクタ４がそれぞれ設けられるとともに、パッケージ本体１内部には、マッハツェンダ型光変調器が構成された変調器基板（光回路部）５の実装部分（実装スペース）を避けて底面及び両側壁面の長手方向に延在する階段状の段差部９が設けられている。

この段差部（パッケージ段差：支持部）９は、図３に示すように、パッケージ本体１の底面に上記変調器基板５を配置したときに、その上段に、変調器駆動用の高周波信号増幅機能を有する高周波ドライバ回路６１がＩＣ（Integrated Circuit）チップ等として構成（実装）された高周波電気回路基板（電気回路部）６（以下、ドライバ回路基板６ともいう）と、終端抵抗７１が構成された終端抵抗基板７とをそれぞれ配置（中空支持）できるだけの高さ（Ｈ）を有して構成されている。なお、本実施形態において、「高周波」とは、ギガヘルツ（GHz）オーダの周波数を想定しており、例えば、４０GHｚもしくはそれ以上の周波数である。

したがって、図２及び図３に示すように、パッケージ本体１の底面と段差部９上面（支持面）との間に形成される下部空間に変調器基板（光回路部）５を配置し、上記の変調器基板５及びドライバ回路基板６とをそれぞれ段差部９の上面（支持面の上部空間）に配置することにより、パッケージ本体１内部において、変調器基板５を下段に、ドライバ回路基板６及び終端抵抗基板７をそれぞれ上段に配置する、即ち、変調器基板５とドライバ回路基板６及び終端抵抗基板７とをパッケージ本体１内において異なる平行（又は略平行）な平面に階層的に配置することが可能となる。

なお、パッケージ本体１には、上記の光ファイバ３接続用のファイバコネクタ４の径が大きいため、少なくともそれだけの高さ（厚み）が必要となる。換言すれば、従来のパッケージ構造では変調器基板５の上部に余分な空間が生じるところ、本実施形態では、その余分な空間を利用してドライバ回路基板６を実装できるようになっているのである。
そして、このような階層構造を採用するため、パッケージ本体１の長手方向の一方（図１の手前）の側壁には、上記階層構造に合わせてコネクタ１５及び外部接続端子１６，１７が配置されている。即ち、ドライバ回路基板６がパッケージ本体１の上段に配置されるため、上段のドライバ回路基板６の配置位置に合わせてパッケージ本体１の側壁上部に、ドライバ回路６１への高周波信号入力用の同軸ケーブル等を接続するための高周波信号用コネクタ１５及び当該ドライバ回路６１への電源供給やバイアス調整のための信号端子１６（図１では４つ）が設けられ、下段の変調器基板５の配置位置に合わせてパッケージ本体１の側壁下部に、直流（ＤＣ）バイアス電極（後述）のためのＤＣ端子１７が設けられている。

ところで、上記の変調器基板５は、図１及び図４に示すように、基本構造として、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）やタンタル酸リチウム（ＴＮ）などの誘電体結晶基板に形成された、２つのＹ分岐５０により光ファイバ３からの入力光を平行に２分岐した後に各入力光を結合する光導波路と、分岐された一方の光導波路上に形成された高周波信号用の信号電極（高周波電極）５１と、他方の光導波路上に形成されたグラウンド（ＧＮＤ）電極５２とをそなえた、マッハツェンダ型光変調器（導波路型光素子；シングル駆動型）として構成される。なお、上記光導波路の入出力端はそれぞれ光ファイバ３と結合される。また、図１及び図４において、符号５４，５５は光変調器の動作点を制御していわゆるＤＣドリフト現象を補正するためのＤＣバイアス電極（以下、ＤＣ電極ともいう）を表す。また、図１中の符号５３もＧＮＤ電極を表すが、図４ではその図示を省略している。

このようなマッハツェンダ型光変調器５では、高周波電極５１に高周波信号を供給してその下部に位置する一方の光導波路に電界を印加することにより屈折率変化を生じさせて伝搬光の位相を周期的に変化させる。これにより、他方の光導波路を伝搬する光との間に周期的に位相差が生じ、後段の光結合点であるＹ分岐５０において、各光導波路からの光に位相差がなければ “１”，１８０度の位相差があれば互いに打ち消しあって“０”となり、光の変調が行なわれる。

そして、本実施形態においては、図１及び図２に示すように、上述のごとく変調器基板５上に構成された電極（駆動用電極部）５１，５２，５３と、変調器基板５の上段にそれぞれ配置された高周波回路基板６上のドライバ回路６１及び終端抵抗基板７上に構成された終端抵抗７１とが、それぞれ高周波用のフレキシブル（変形自在）な配線基板８により電気的に接続される。ここで、この配線基板８は、例えば図５に模式的に示すように、ポリミイド樹脂等でできた可塑性を有するシート状部材８０上に接続に必要な電極８１，８２，８３が形成された構造を有しており、これらの電極８１，８２，８３とそれぞれ変調器基板５上の上記電極５１，５２，５３とを接続することにより、変調器基板５とドライバ回路６１及び終端抵７１とをボンディング等により電気的に接続することが可能となっている。

なお、かかる接続にあたって、配線基板８の長さはできるだけ短い方がよく、また、高周波信号を伝達するため、できるだけ直線的に接続できる方がよいので、図１及び図２に示すように、下段に位置する変調器基板５上の電極５１，５２，５３と、ドライバ回路６１の高周波信号の出力部（出力端）及び終端抵抗７１の入力部（入力端）とは、直線的に最短距離で接続できるよう垂直（上下）方向（上下段の各平面と交差する方向）に揃えて（近接して）配置する方が好ましい。その際、高周波電気回路基板６（ドライバ回路６１）は、高周波信号を伝達するため、変調器基板５上の高周波電極５１の上部空間を避けて配置した方が高周波信号の漏れ成分による共振現象を抑制できるのでより好ましい。このため、本実施形態では、図１及び図２に示すように、ＤＣバイアス電極５４，５５の上部に位置するようドライバ回路基板６（ドライバ回路６１）を配置している。

また、各電極間の接続には、上記の配線基板８の代わりに、電極同士を１つずつ金線（Auワイヤ）等で接続するワイヤボンディングを用いることも可能であるが、高周波信号を伝達するため、インピーダンス整合の調整が困難になる。これに対して、上記のような構造を有する配線基板８を用いる場合は、予め電極８１，８２，８３間ピッチ（配線ピッチ）を調整してインピーダンス整合を調整しておけば、単純な接続で済むので、実装・組立が容易になる。

さらに、上記の高周波電気回路基板６（ドライバ回路６１）は、図１及び図６に示すように、パッケージ本体１の長手方向の一方の側壁に設けられた高周波信号用コネクタ１５と接続され、当該コネクタ１５に同軸ケーブル等の高周波信号ラインが接続されることにより、高周波信号をドライバ回路６１及び配線基板８を通じて変調器基板５上の電極５１に高周波信号を供給できるようになっている。このため、ドライバ回路基板６には、図１及び図６に示すように、高周波信号用コネクタ１５のパッケージ本体１内の突出部分に応じた切り欠き部６２が設けられている。なお、ドライバ回路６１は、高周波信号用コネクタ１５からの入力高周波信号を、マッハツェンダ型光変調器５を駆動する（即ち、電極５１の下部に位置する光導波路に必要な電界を印加する）のに必要な電圧（例えば、３．５〜５Ｖ）にまで増幅する機能をもつものである。

以上のように、光変調器モジュールをパッケージ本体１内で上下２段に階層的に基板実装する構造とすることにより、同一パッケージ内に変調器基板（マッハツェンダ型光変調器）５とドライバ回路６１とを高密度実装することができ、光変調器５とドライバ回路６１とを内蔵する光変調器モジュールを、従来のパッケージサイズ以下で実現することが可能となる。以下、本光変調器モジュールの製造（組立）方法について説明する。

まず、変調器基板５を、蓋部２を外した状態でパッケージ本体１内部の底面実装部分（両側壁に設けられた段差部９の間）に配置・固定し、光結合系（ファイバコネクタ４と変調器基板５上の光導波路）の接続を行なうとともに、ワイヤボンディング等により、変調器基板５上のＤＣ電極５５とパッケージ本体１のＤＣ端子１７、ＧＮＤ電極５２，５３とパッケージ本体１の図示しないＧＮＤ端子（下段の変調器基板５の配置位置に合わせて設けられる）とをそれぞれワイヤボンディング等で電気的に接続する。

その後、ドライバ回路６１を金属製の基板の表面にAuSn、あるいは、導電性の接着剤等で実装した高周波電気回路基板６を下段の変調器基板５上のＤＣバイアス電極５４，５５の上部に位置するようパッケージ本体１内の段差部９の上面に配置し（図１及び図２参照）、半田や接着剤等で固定する。また、終端抵抗基板７も段差部９の上面に配置し（図１及び図２参照）、半田や接着剤等で固定する。なお、これらの際、下段の変調器基板５上の電極５１，５２，５３と、上段のドライバ回路６１の出力部及び終端抵抗７１の入力部とを垂直方向に揃える（ドライバ回路６１の出力部及び終端抵抗７１の入力部を変調信号の進行方向と合わせる）ように配置・固定する。

そして、ドライバ回路６１の入力部をパッケージ本体１の高周波信号用コネクタ１５及び外部接続端子１６と半田や接着剤等で接続し、ドライバ回路６１の出力部をフレキシブルな配線基板８（又は、Auワイヤ等）で変調器基板５上の電極５１，５２，５３の一方の端部とそれぞれ接続する。また、高周波電極５１の他方の端部は、フレキシブルな配線基板８（又は、Auワイヤ）で上段の終端抵抗基板７上の終端抵抗７１と接続する。その後、蓋部２をパッケージ本体１にシーム溶接等で接合して気密封止する。

このようにして、変調器基板５，高周波電気回路基板６及び終端抵抗基板７を順次個別に実装した後、それぞれを電気的に接続することができるので、光変調器モジュールを容易に組み立てることができる。そして、上下２段の基板実装構造により、パッケージサイズを増大させることなくドライバ回路６１を内蔵することができる。
また、ドライバ回路６１の出力端及び終端抵抗７１の入力端の各位置と変調器基板５上の電極５１，５２，５３（変調信号の進行方向）とをそれぞれ上下方向に揃えて配置するので、変調器基板５上の信号電極５１及びドライバ回路６１の出力を曲がった形状にする必要がなく、電極設計が容易になるとともに、それぞれをフレキシブルな配線基板８により直線的に接続できるため、高周波特性の向上を図ることができるとともに、ボンディング等による接続も容易になる。さらに、予めインピーダンス整合を考慮して電極間ピッチ（配線ピッチ）を調整された高周波用のフレキシブルな配線基板８を用いることにより、インピーダンス整合を保持したまま簡単に電極間接続できるため、高周波特性の向上がさらに図れる。従って、ギガヘルツオーダの超高速信号を扱う場合でも、その損失を最小限に抑制することが可能となる。

また、上述した実施形態では、全ての発熱源である電気回路（ドライバ回路６１及び終端抵抗７１）を上段に配置しているので、下段の変調器基板５へ熱が局所的に伝わりにくくなり局所的な温度変化によるＤＣドリフト現象の発生を抑制できるとともに、変調器基板５と同一面内に終端抵抗７１を配置した場合と比較して、終端抵抗７１の配置スペースを削減して、さらなる小型化を図ることが可能である。特に、上記の例では、上段のドライバ回路６１を下段の信号電極５１及びＧＮＤ電極５２，５３上を避けてＤＣ電極５４，５５上に配置するので、高周波信号の漏れ成分による共振現象を抑制することが可能である。

（Ａ１）第１変形例の説明
なお、図２に示すように前記の高周波電気回路基板６（ドライバ回路６１）を下段の変調器基板５のＤＣバイアス電極５４，５５上に配置できない場合、例えば図７に示すように信号電極５１（ＧＮＤ電極５２，５３）及びＤＣバイアス電極５４の配置関係が図２に示す場合と逆になっているような場合や、図８に示すように変調器基板５が上記ＤＣバイアス電極５４，５５をそなえない構成の場合、図７に示すように高周波電気回路基板６（ドライバ回路６１）を信号電極５１上に配置せざるを得ないが、このような場合でも、下段の信号電極５１（ＧＮＤ電極５２，５３）と上段のドライバ回路６１の出力端の各位置を上下方向に揃えて配置することにより、第１実施形態と同様に、フレキシブルな配線基板８（入力側）を図７中に示すように折り返すようにして電極５１，５２，５３とドライバ回路６１の出力端とを接続すれば、両者の接続による高周波特性劣化を抑制しつつ、ドライバ回路６１の実装スペースを確保することができる。

（Ａ２）第２変形例の説明
また、上述した実施形態では、変調器基板５の上段に高周波電気回路基板６及び終端抵抗基板７を配置しているが、ドライバ回路６１は高周波回路であるため、電源を供給する際に、バイアス供給用の回路が必要となる。そこで、例えば図９に示すように、第１実施形態にて前述した上下２段構造のドライバ回路内蔵型光変調モジュールにおいて、ドライバ回路６１と終端抵抗７１との間等のスペースに、ドライバ回路６１用のバイアス電圧を供給するバイアス回路（電気回路）が構成されたバイアス供給基板１０を高周波電気回路基板６及び終端抵抗基板７と同様に段差部９上に配置して、半田や導電性の接着剤などで固定することで、ドライバ回路６１とバイアス回路の双方を内蔵する光変調モジュールを構成することが可能となる。

（Ａ３）第３変形例の説明
さらに、例えば図１０に示すように、前記の上段の高周波電気回路基板６及び終端抵抗基板７上の部品が実装されていないスペースの全部又は一部に、放熱部材としての金属ブロック１１をAuSnや半田等で固定し、当該金属ブロック１１の上面と蓋部２（内側側壁）とをAgエポ（エポキシ系樹脂剤にAgを混入したもの）等の熱伝導率の高い接着剤１２等により密着・固定する構造とすることもできる。このようにすれば、上段のドライバ回路６１及び終端抵抗７１等から発熱する熱を効率良くパッケージ（蓋部２）に逃がすことができる。なお、金属ブロック１１の形状は問わない。また、パッケージ長手方向に延在する１つの部材を配置してもよいし、複数の部材を基板６，７上の非実装スペースに配置してもよい。

（Ａ４）第４変形例の説明
また、例えば図１１に示すように、上段の高周波電気回路基板６及び終端抵抗基板７をそれぞれ段差部９に半田等の熱伝導率の優れた金属１３を介して接合することにより、上段の電気回路（ドライバ回路６１及び終端抵抗７１）で発生した熱をパッケージ本体１に効率良く放熱することが可能となる。なお、図１１では上述した金属ブロック１１も設けているが、当該金属ブロック１１は設けずに、上記金属１３を介した接合のみでも放熱効果は得られる。もっとも、図１１に示すように、これら両方の構成を組み合わせた方がより高い放熱効果を得ることができる。

（Ａ５）第５変形例の説明
ところで、上記の変調器基板５上に構成される光変調器は、例えば図１２に示すようなデュアル駆動型のマッハツェンダ型光変調器として構成してもよい。即ち、Ｙ分岐５０により２系統に分岐された各光導波路上に信号電極５１をそれぞれ設け、これら２系統の信号電極５１の一方の端部のそれぞれに高周波信号を入力し、他方の端部のそれぞれに終端抵抗７１を接続する構成としてもよい。

このようなデュアル駆動型のマッハツェンダ型光変調器は、互いにロジックの反転した２つの相補電気信号(例えば、“1001”と“0110”)を高周波信号入力として駆動されるタイプのもので、シングル駆動型（図４又は図８参照）よりも低電圧で駆動できる利点がある。かかるデュアル駆動型のマッハツェンダ型光変調器では、図１２に示すように２系統の高周波信号を各信号電極５１にそれぞれ入力する必要があるので、前記ドライバ回路６１として差動出力型のドライバ回路（ＩＣチップ）を用いる必要がある。

そこで、この場合は、当該ドライバ回路６１の差動出力部と変調器基板５上の２本の信号電極５１及び各ＧＮＤ電極５２，５３とを例えば前記フレキシブルな配線基板８により電気的に接続する（図１３参照）。こうすると、差動出力型のドライバ回路６１と各電極５１，５２，５３とを直線的に等長で電気的に接続することができるので、ドライバ回路６１から各信号電極５１に対して差動信号を位相ズレなく与えることができ、差動駆動時の位相合わせが容易になるという利点がある。なお、上記配線基板８を用いる代わりに、例えばAuワイヤによるワイヤボンディングを用いることもできるが、上記のように配線基板８を用いた方が、接続が容易であり、また、インピーダンス整合も維持し易い。

〔Ｂ〕第２実施形態の説明
上述した実施形態及びその各変形例においては、終端抵抗７１を変調器基板５の上段に配置しているが、例えば図１４に示すように、変調器基板５の脇（変調器基板５と同一平面内）に終端抵抗７１を設けてもよい。つまり、光変調器を駆動するのに必要な電気回路の一部である終端抵抗７１については変調器基板５と同じ平面内に配置し、他の電気回路（ドライバ回路６１）については、変調器基板５の設けられた平面とは異なる平面（変調器基板５の上段）に配置するようにしてもよい。なお、この図１４において、既述の符号と同一符号を付した構成要素は特に断らない限り既述の構成要件と同一もしくは同様である。

このように電気回路の一部（ドライバ回路６１）のみを変調器基板５の上段に設けた場合でも、熱源の大部分が変調器基板５とは異なる平面に位置するので、変調器基板５への熱の伝わりを抑制することが可能である。勿論、第１実施形態と同様の作用効果も得られる。
なお、本第２実施形態においても、ドライバ回路６１（高周波電気回路基板６）は、変調器基板５上のＤＣバイアス電極５４，５５の上方に位置するよう配置するのが共振現象抑制の観点から好ましく、また、上段のドライバ回路６１の出力端と下段の各電極５１，５２，５３の接続部分とを上下方向に揃えるように配置して高周波用のフレキシブルな配線基板８で両者を接続するのが組み立ての容易さ、高周波特性劣化抑制の観点から好ましい。さらに、前述した第１実施形態についての各変形例を本第２実施形態に適用することも可能であり、それぞれ各変形例と同様の作用効果が得られる。

〔Ｃ〕その他
本発明は、上述した各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述した実施形態では、光回路基板に構成される導波路型光素子がマッハツェンダ型光変調器である場合について説明したが、光導波路を用いた偏波スクランブラ等のように導波路型の他の光素子であっても同様に適用できる。

また、上述した実施形態では、パッケージ本体１内において変調器基板５を下段、高周波回路基板６を上段に配置しているが、かかる配置関係は逆にしてもよい。さらに、変調器基板５に構成された光変調器を駆動するのに必要な（高周波）電気回路として、ドライバ回路６１，終端抵抗７１及びバイアス回路を例示したが、光回路の駆動に必要な他の電気回路についても上述した実施形態と同様にして光回路とは別の平面に設けることができる。その際、第１実施形態により前述したように当該電気回路の全てを変調器基板５と異なる平面に配置してもよいし、第２実施形態により前述したようにその一部を異なる平面に配置してもよい。

さらに、上述した実施形態では、上下２段の基板実装構造としているが、３段以上の階層実装構造（例えば、変調器基板５を中心に配置する等）にすることもできる。また、上述した実施形態では、上段の高周波回路基板６を中空支持する支持部を、パッケージ本体１内の側壁に延在する段差部９（図１，図１４参照）としているが、ドライバ回路基板６，終端抵抗基板７を上記実施形態と同様に中空支持できる形状や構造であれば同様に適用され、上述した実施形態と同様の作用効果が得られることはいうまでもない。

〔Ｄ〕付記
（付記１）
筺体と、
導波路型光素子が構成された光回路部と、
該導波路型光素子を駆動するのに必要な電気回路部とをそなえるとともに、
該筺体内において該光回路部と該電気回路部とが異なる平面に設けられていることを特徴とする、電気回路を内蔵する光導波路モジュール。

（付記２）
筺体と、
電気光学効果を有する基板上に形成された光導波路と電気信号の供給を受けて該光導波路に電界を印加するための駆動用電極部とをそなえて成る導波路型光素子としてのマッハツェンダ型光変調器が構成された光回路部と、
該光変調器を駆動する該電気信号を該駆動用電極部に供給する電気回路部とをそなえるとともに、
該筺体内において該光回路部と該電気回路部とが異なる平面に設けられていることを特徴とする、電気回路を内蔵する光導波路モジュール。

（付記３）
該光回路部の該駆動用電極部が、該電気回路部から高周波電気信号の供給を受けて該光導波路に電界を印加する高周波電極として構成されるとともに、
該電気回路部が、該光回路基板の設けられた平面とは異なる平面において該高周波電極の実装部分を避けて配置されていることを特徴とする、付記２記載の電気回路を内蔵する光導波路モジュール。

（付記４）
該光回路部の該駆動用電極部と、該電気回路部の電気信号出力部とが前記各平面に対して交差する方向に揃えて配置され、該駆動用電極と該電気信号出力部とが電気的に接続されていることを特徴とする、付記２又は３に記載の電気回路を内蔵する光導波路モジュール。

（付記５）
該筺体内に該電気回路部を該筺体内において中空支持する支持部が設けられ、該支持部による支持面の下部空間に該光回路部が配置されるとともに、該支持面の上部空間に該電気回路部が配置されていることを特徴とする、付記２〜４のいずれか１項に記載の電気回路を内蔵する光導波路モジュール。

（付記６）
該支持部が、該筺体内の両側壁のそれぞれに該光回路部の実装部分を避けて設けられた段差部として構成され、該段差部上に該電気回路部が配置されたことを特徴とする、付記５記載の電気回路を内蔵する光導波路モジュール。
（付記７）
該光回路部の該駆動用電極部と該電気回路部の該電気信号出力部とが予めインピーダンス整合のために配線ピッチを調整された変形自在な配線基板により電気的に接続されていることを特徴とする、付記２〜６のいずれか１項に記載の電気回路を内蔵する光導波路モジュール。

（付記８）
該支持部による支持面内に、終端抵抗が設けられ、該終端抵抗と該光回路部の該駆動用電極部とが、予めインピーダンス整合のために配線ピッチを調整された変形自在な配線基板により電気的に接続されていることを特徴とする、付記５〜７のいずれか１項に記載の電気回路を内蔵する光導波路モジュール。

（付記９）
該筺体の内側側壁と該電気回路部の全部又は一部とを密着する放熱部材が設けられたことを特徴とする、付記１〜８のいずれか１項に記載の電気回路を内蔵する光導波路モジュール。
（付記１０）
該電気回路部が、該支持部に金属部材を介して接合されていることを特徴とする、付記５〜９のいずれか１項に記載の電気回路を内蔵する光導波路モジュール。

（付記１１）
筺体内に、導波路型光素子が構成された光回路部を配置・固定し、
該筺体内の該光回路部の上部空間に、該導波路型光素子を駆動するのに必要な電気回路部を該筺体内に設けられた支持部により中空支持・固定し、
下段に位置する該光回路部と上段に位置する該電気回路部とを電気的に接続することを特徴とする、電気回路を内蔵する光導波路モジュールの製造方法。

本発明の第１実施形態としての光変調器モジュール（光導波路モジュール）を示す模式的分解斜視図である。 図１に示す光変調器モジュールの組み立て後を模式的に示す縦断面図である。 図２に示すＡ矢視断面図である。 図１〜図３に示す変調器基板上に構成された導波路型光素子としてのマッハツェンダ型光変調器（シングル駆動型）の構成を模式的に示す平面図である。 図１〜図３に示すフレキシブルな配線基板の構成を示す模式的斜視図である。 図１〜図３に示す高周波電気回路基板と高周波信号用コネクタとの接続状態を示す模式的平面図である。 第１実施形態の第１変形例に係る光変調器モジュールの構成を示す模式的縦断面図である。 第１実施形態の第１変形例に係る変調器基板の構成を示す模式的平面図である。 第１実施形態の第２変形例に係る光変調器モジュールの構成を示す模式的縦断面図である。 第１実施形態の第３変形例に係る光変調器モジュールの構成を示す模式的横断面図である。 第１実施形態の第４変形例に係る光変調器モジュールの構成を示す模式的横断面図である。 第１実施形態の第５変形例に係る変調器基板の構成を示す模式的平面図である。 第１実施形態の第５変形例に係る光変調器モジュールの構成を示す模式的横断面図である。 本発明の第２実施形態としての光変調器モジュール（光導波路モジュール）を示す模式的分解斜視図である。

符号の説明

１ パッケージ本体
２ 蓋部
３ 光ファイバ
４ ファイバコネクタ
５ 変調器基板（光回路部）
５１ 信号電極（駆動用電極部）
５２，５３ グラウンド（ＧＮＤ）電極（駆動用電極部）
５４，５５ 直流（ＤＣ）バイアス電極
６ 高周波電気回路基板（電気回路部）
６１ ドライバ回路
６２ 切り欠き部
７ 終端抵抗基板
７１ 終端抵抗
８ フレキシブルな配線基板
８０ シート状部材
８１，８２，８３ 電極
９ 段差部
１０ バイアス供給基板
１１ 金属ブロック（放熱部材）
１２ 接着剤
１３ 金属
１５ 高周波信号用コネクタ
１６ 信号端子（外部接続端子）
１７ ＤＣ端子（外部接続端子）

Claims (5)

1. 筺体と、
   導波路型光素子が構成された光回路部と、
   該導波路型光素子を駆動するのに必要な電気回路部とをそなえるとともに、
   該筺体内において該光回路部と該電気回路部とが異なる平面に設けられていることを特徴とする、電気回路を内蔵する光導波路モジュール。
2. 筺体と、
   電気光学効果を有する基板上に形成された光導波路と電気信号の供給を受けて該光導波路に電界を印加するための駆動用電極部とをそなえて成る導波路型光素子としてのマッハツェンダ型光変調器が構成された光回路部と、
   該光変調器を駆動する該電気信号を該駆動用電極部に供給する電気回路部とをそなえるとともに、
   該筺体内において該光回路部と該電気回路部とが異なる平面に設けられていることを特徴とする、電気回路を内蔵する光導波路モジュール。
3. 該光回路部の該駆動用電極部が、該電気回路部から高周波電気信号の供給を受けて該光導波路に電界を印加する高周波電極として構成されるとともに、
   該電気回路部が、該光回路基板の設けられた平面とは異なる平面において該高周波電極の実装部分を避けて配置されていることを特徴とする、請求項２記載の電気回路を内蔵する光導波路モジュール。
4. 該光回路部の該駆動用電極部と、該電気回路部の電気信号出力部とが前記各平面に対して交差する方向に揃えて配置され、該駆動用電極と該電気信号出力部とが電気的に接続されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の電気回路を内蔵する光導波路モジュール。
5. 筺体内に、導波路型光素子が構成された光回路部を配置・固定し、
   該筺体内の該光回路部の上部空間に、該導波路型光素子を駆動するのに必要な電気回路部を該筺体内に設けられた支持部により中空支持・固定し、
   下段に位置する該光回路部と上段に位置する該電気回路部とを電気的に接続することを特徴とする、電気回路を内蔵する光導波路モジュールの製造方法。

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