JP2019179086A - 光変調器、及び光送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光変調器において、内部からの発熱を効果的に放熱し得る光変調器を実現すること。【解決手段】光導波路と当該光導波路を伝搬する光波を制御する高周波電極とを備える光変調素子と、前記高周波電極に電気的に接続された終端抵抗と、前記終端抵抗が配された終端抵抗基板と、前記光変調素子及び前記終端抵抗基板を収容する筐体と、を有する光変調器であって、前記筐体の一の外部表面には複数の凸部が形成され、少なくとも１つの前記凸部は、前記終端抵抗基板が配置された前記筐体内の位置に対し前記筐体を挟んで対向する当該筐体の外部表面の位置に形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、光変調器、及び光変調器を用いた光送信装置に関する。

近年、長距離光通信において適用が開始されたデジタルコヒーレント伝送技術は、通信需要の更なる高まりから中距離、短距離などメトロ用光通信にも適用されつつある。このようなデジタルコヒーレント伝送においては、光変調器として、代表的にはＬｉＮｂＯ３（以下、ＬＮという）基板を用いたＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying）変調器が用いられる。以下、ＬｉＮｂＯ３基板を用いた光変調器を、ＬＮ変調器という。

このような光変調器は、例えば、当該光変調器に変調動作を行わせるための電気信号を出力するドライバ素子（または駆動回路）が接続され、光送信装置として用いられる。また一般的に当該光変調器やドライバ素子は回路基板上に配置される。

特に、メトロ用光通信など短距離用途の光送信装置に関しては光変調器やドライバ回路等の設置空間の抑制に対する要請が高く、変調器等の小型化が望まれている。光変調器を小型化するため、ＬＮ光変調素子の小型化（例えば、ＬＮ基板上における光導波路配置面積の縮小）、ＬＮ基板上の光導波路からの出力光を出力光ファイバへ光結合するための空間光学系の小型化、ＬＮ変調器の高周波（ＲＦ）信号入力インタフェースの小型化（例えば、同軸コネクタからフレキシブルプリント板への変更）等の取り組みが従来から行われている。

また、上記のような光変調器単体の小型化に加えて、光変調器筐体の底面の限られた部分に突出部を設け、当該突出部により確保される空間にドライバ素子等の電子部品を配する構成が提案されている（特許文献１、２、３）。

しかしながら、このような光変調器においては、当該光変調器の筐体が小型化し、光送信装置内における空間利用率（従って光変調器を含むデバイス等の空間占有率）や集積化が高まれば、光変調器内部からの発熱を効果的に放熱することが難しくなっていく。例えば、進行波型電極を備えるＬＮ変調器では、進行波型電極に接続された終端抵抗における発熱を、変調器筐体の外部へ放熱する必要がある。しかしながら、変調器筐体の小型化に伴って当該筐体の熱容量が減少すれば、当該発熱により筐体に無視し得ない温度上昇が発生し得る。

その結果、光変調器において終端抵抗の特性が変化したり信頼性が低下する等の事象が発生し、光送信装置にも、伝送特性や信頼性の面で大きな影響が及ぶことが懸念される。

特に複数の高周波信号が入力されて動作し、発熱体となる終端抵抗を複数有するＤＰ−ＱＰＳＫなどの変調器では、上記のような小型化や、光送信装置内における空間利用率や集積化の高まり、及び光送信装置内において発熱体である高周波ドライバが近接して配置されることによる動作温度の上昇は顕著となり得る。
殊に、複数の高周波信号が入力されて動作し、発熱体となる終端抵抗を複数有するＤＰ−ＱＰＳＫ変調器では、上記のような小型化や、光送信装置内において高周波ドライバが隣接して配置されることによる動作温度の上昇は顕著となり得る。

特願２０１８−００３４４２号 特願２０１８−００３４４３号 特願２０１８−０３４７６８号

上記背景より、光変調器内部からの発熱を効果的に放熱し得る光変調器を実現することが望まれている。

本発明の一の態様は、光導波路と当該光導波路を伝搬する光波を制御する高周波電極とを備える光変調素子と、前記高周波電極に電気的に接続された終端抵抗と、前記終端抵抗が配された終端抵抗基板と、前記光変調素子及び前記終端抵抗基板を収容する筐体と、を有する光変調器であって、前記筐体の一の外部表面には複数の凸部が形成され、少なくとも１つの前記凸部は、前記終端抵抗基板が配置された前記筐体内の位置に対し前記筐体を挟んで対向する当該筐体の外部表面の位置に形成されている。
本発明の他の態様によると、少なくとも一つの前記凸部は、前記筐体内の前記終端抵抗基板上に配された前記終端抵抗の位置に対し前記終端抵抗基板及び前記筐体を挟んで対向する、当該筐体の外部表面の位置に形成されている。
本発明の他の態様によると、前記凸部は前記筐体よりも低い熱抵抗値を有する材料で構成されている。
本発明の他の態様によると、前記一の外部表面に隣接する前記筐体の他の外部表面は、凸部又は凹部を有する。
本発明の他の態様によると、前記少なくとも一つの凸部には、ネジ穴が設けられている。
本発明の他の態様は、前記いずれかの光変調器を備える光送信装置である。
本発明の他の態様によると、前記光送信装置において、前記光変調器は、前記凸部のいずれかが、電子部品が搭載された基板上に形成された導体パターンと接するように実装される。
本発明の更に他の態様は、前記ネジ穴が設けられた前記光変調器を備える光送信装置であって、前記光変調器は、前記ネジ穴に接続されたネジのいずれかが、電子部品が搭載された基板の裏面に形成された導体パターンと接するように実装されている。

本発明によれば、光変調器内部からの発熱を効果的に放熱し得る光変調器を実現することできる。

本発明の第１の実施形態に係る光変調器の平面図である。 図１に示す光変調器の側面図である。 図１に示す光変調器の底面図である。 図１に示す光変調器の、回路基板へ実装例を示す図である。 第１の変形例に係る光変調器の底面図である。 第１の変形例に係る光変調器の、回路基板への実装例を示す図である。 第２の変形例に係る光変調器の平面図である。 第２の変形例に係る光変調器の側面図である。 第２の変形例に係る光変調器の底面図である。 第２の変形例に係る光変調器の、回路基板への実装例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光変調器１００の構成を示す平面図、図２は、光変調器１００の側面図、図３は、光変調器１００の底面図である。この光変調器１００は、例えば、光変調器１００に変調を行わせるための電気回路が構成された外部の回路基板（例えば、後述の図４に示す回路基板４００）上に実装され、当該電気回路と電気的に接続されて使用される。

光変調器１００は、光変調素子１０２と、光変調素子１０２を収容する筐体１０４と、光変調素子１０２に光を入射するための光ファイバ１０８と、光変調素子１０２から出力される光を筐体１０４の外部へ導く光ファイバ１１０と、を備える。

光変調素子１０２は、例えばＬＮ基板上に設けられた４つのマッハツェンダ型光導波路と、当該マッハツェンダ型光導波路上にそれぞれ設けられて光導波路内を伝搬する光波を変調する４つのＲＦ電極（高周波電極）１５０、１５２、１５４、１５６と、を備えたＤＰ―ＱＰＳＫ光変調器である。光変調素子１０２から出力される２つの光は、例えばレンズ光学系（不図示）により偏波合成され、光ファイバ１１０を介して筐体１０４の外部へ導かれる。

筐体１０４は、光変調素子１０２が固定されるケース１１４ａとカバー１１４ｂとで構成されている。なお、筐体１０４内部における構成の理解を容易するため、図１においては、カバー１１４ｂの一部のみを図示左方に示しているが、実際には、カバー１１４ｂは、箱状のケース１１４ａの全体を覆うように配されて筐体１０４の内部を気密封止する。

ケース１１４ａには、高周波信号入力用の信号入力端子である４つのリードピン１２０、１２２、１２４、１２６が設けられている。これらのリードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、筐体１０４の底面（図３に示す面）から外部へ延在する。

また、ケース１１４ａは、導電性素材（例えばステンレス等の金属や、金等の金属薄膜がコートされた素材）で構成されている。そして、例えば光変調器１００を回路基板等の外部構造物に実装する際に、ケース１１４ａと外部構造物とが接触することにより、ケース１１４ａがグランド（接地）ラインに接続される。

本実施形態では、信号入力端子である４つのリードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、例えば光変調素子１０２を挟んで相対向する側に配されている。４つのリードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、中継基板１３０、１３２上の導体パターン１４０、１４２、１４４、１４６を介して、それぞれ、ＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６の一端と電気的に接続されている。導体パターン１４０、１４２、１４４、１４６とＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６との間は、それぞれ、例えば金（Ａｕ）のワイヤにより電気的に接続されている。

ＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６は、それぞれ、動作周波数範囲において特性インピーダンスが所定の値となるように設計されている。また、ＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６の他端は、それぞれ、上記特性インピーダンスと同じ値のインピーダンスを持つ終端抵抗１６０、１６２、１６４、１６６により電気的に接続されて終端されている。

これらの終端抵抗１６０、１６２、１６４、１６６は、セラミック等で構成された基板である終端抵抗基板１７０上に実装されている。また、終端抵抗基板１７０は、筐体１０４のケース１１４ａの内面に固定されている。なお、終端抵抗基板１７０への終端抵抗１６０、１６２、１６４、１６６の実装、終端抵抗基板１７０のケース１１４ａへの固定は、例えばハンダや導電性ペースト等の熱良導性材料を用いて行うことができる。

筐体１０４の底面、すなわちケース１１４ａの底面（図３に示す面）の四隅には、当該底面から互いに同じ高さを有する凸部３００、３０２、３０４、３０６が設けられている。当該凸部３００、３０２、３０４、３０６のそれぞれの底面は平坦であり、当該底面のそれぞれに、筐体１０４を外部構造物に固定するためのネジ穴３１０、３１２、３１４、３１６が設けられている。また、凸部３００、３０２、３０４、３０６は、筐体１０４の加工時の歪発生を低減する観点から、例えば筐体１０４の底面の幅方向に対する中心線３５０に関して略対称な位置に配されている。

また、リードピン１２０、１２２は、ケース１１４ａの底面から凸部３００等と同じ高さを有する凸部３２０に設けられており、リードピン１２４、１２６は、ケース１１４ａの底面から凸部３００等と同じ高さを有する凸部３２２に設けられている。

特に、本実施形態に係る光変調器１００では、凸部３３０は終端抵抗基板１７０が配置された筐体１０４内の位置に対し、筐体１０４の底面を挟んで対向するように配置されている。この凸部３３０は、他の凸部３００等及び３２０等と同じ高さを有し、筐体１０４が回路基板に固定されたときに、終端抵抗基板１７０を介して伝達された終端抵抗１６０、１６２、１６４、１６６からの発熱を、回路基板に伝達して放熱する。また、凸部３３０により筐体１０４の表面積が増加し、筐体１０４からの放熱も促進される。

尚、本発明における「凸部３３０は終端抵抗基板１７０が配置された筐体１０４内の位置に対し、筐体１０４の底面を挟んで対向するように配置されている。」とは、図１における筐体１０４の上面側から透明視（紙面上方向から透明視）した場合、終端抵抗基板１７０の全てが凸部３３０と重なった配置はもちろんのこと、終端抵抗基板１７０と凸部３３０の少なくとも一部が重なっている配置も含むことを意味する。

これにより、光変調器１００では、当該光変調器１００内部に実装される発熱体である終端抵抗１６０、１６２、１６４、１６６からの発熱を、筐体１０４の外部へ効率的に放熱することができる。なお、凸部３３０は、例えばステンレスで構成される筐体１０４から削り出して形成されるものすることができる。あるいは、凸部３３０は、光変調器の筐体よりも低い熱抵抗値を有する材料（例えば、銅タングステン合金（ＣｕＷ）やアルミニウムＡｌ）で構成された別部材をロウ付け等により筐体１０４に固定して設けるものとしても良い。特に、終端抵抗１６０等における発熱量が大きくなるほど、当該終端抵抗１６０等の下部（図１における紙面奥方向を下とする）に設ける凸部３３０は、より熱抵抗値の低い（熱伝導率の高い）部材で構成されることが好ましい。これにより、凸部３３０以外の筐体１０４の部分へ終端抵抗１６０等の熱が発散するのを防止して、それらの熱を速やかに筐体１０４外部へ導くことができる。また凸部３３０の外側の面は凹凸を有してもよく、それにより更に効率的に放熱することができる。

図４は、回路基板への光変調器１００の実装例を示す図である。図示において、光変調器１００は、筐体１０４の４つのネジ穴３１０、３１２等を用いて４本のネジ４１０、４１２等（他の２本のネジは不図示）により回路基板４００に締結されて固定されている。

筐体１０４の凸部３３０が接触する回路基板４００上の位置には、導体パターン４２０が形成されている。光変調器１００内の終端抵抗１６０、１６２、１６４、１６６からの発熱は、終端抵抗基板１７０及び凸部３３０を介して回路基板４００上の導体パターン４２０へ効率的に放熱される。また、凸部３３０と回路基板４００上の導体パターン４２０が接触することにより、発熱体である終端抵抗１６０等の下部又は終端抵抗基板１７０の下部にあたる回路基板４００上の位置には、高周波ドライバ等の発熱電子部品は配置できなくなる。このため、終端抵抗１６０等と、高周波ドライバ等の発熱電子部品とは、実装空間内において分散して配置されることとなり、これら発熱部品の偏在を抑制して放熱性を向上することができる。

なお、凸部３３０と回路基板４００との間は、熱良導体（例えば熱伝導性シリコンゴム接着剤や熱伝導性エポキシ接着剤等）を挿入し熱的な接触効率を高めて、熱伝導率を高めるものとすることができる。

また、導体パターン４２０は、例えばグランドパターンや、電気回路を構成しない放熱のための独立した放熱用導体パターンであるものとすることができる。また、凸部３３０が接触する導体パターン４２０は、例えば回路基板４００を装置（不図示）の内部に固定するためのネジ（不図示）などを介して、当該装置の筐体に熱的に接続されていることが望ましい。これにより当該装置も放熱部として機能するため放熱の効率をより高めることができる。

なお、上述した光変調器１００では、終端抵抗基板１７０が配置された筐体１０４内の位置に対し、筐体１０４の底部を挟んで対向する当該筐体１０４の底面の位置に、一つの凸部３３０を設けるものとしたが、これには限られない。例えば、図３のうち凸部３３０が形成されている領域に、凸部３３０に代えて複数の凸部が設けられているものとしてもよい。すなわち、放熱を行うための凸部は、終端抵抗基板が配置された筐体内の位置に対し、筐体（の底部）を挟んで対向する当該筐体の底面の位置に、少なくとも一つ設けられているものとすることができる。

また、例えば、凸部は、筐体内の終端抵抗基板１７０上に配された複数の終端抵抗１６０等のそれぞれの位置に対し、終端抵抗基板１７０及び筐体１０４を挟んで対向する当該筐体１０４の外部表面（例えば底面）の位置にそれぞれ配された複数の凸部で構成されているものとすることができる。

このような、上記複数の凸部は、上述の凸部３００と同様に、光変調器の筐体よりも低い熱抵抗値を有する材料（例えば、ＣｕＷやＡｌ）で構成されるものとすることができる。尚、本発明における「筐体内の終端抵抗基板１７０上に配された複数の終端抵抗１６０等のそれぞれの位置に対し、終端抵抗基板１７０及び筐体１０４を挟んで対向する」とは、図１における筐体１０４の上面側から透明視（紙面上方向から透明視）した場合、複数の終端抵抗１６０等の全てが凸部３３０と重なった配置はもちろんのこと、複数の終端抵抗１６０等の少なくとも一部が重なっている配置も含むことを意味する。

次に、光変調器１００の変形例について説明する。
＜第１変形例＞
第１の変形例である光変調器１００−１は、光変調器１００と同様の構成を有するが、筐体の底面の構成が異なる。図５は、光変調器１００−１の底面の構成を示す図であり、図３に示す光変調器１００の底面図に相当する図である。なお、図５において図３に示す構成要素と同じ構成要素については、図３における符号と同じ符号を用いて示す。また、図５において図３と異なる符号を用いて示された構成要素を除く他の構成要素については、上述した図１、図２、及び図３についての説明を援用するものとする。

光変調器１００−１は、光変調器１００とほぼ同様の構成を有するが、ケース１１４ａとカバー１１４ｂとで構成される筐体１０４に代えて、ケース１１４ａ−１とカバー１１４ｂとで構成される筐体１０４−１を備える。ケース１１４ａ−１は、ケース１１４ａと同様の構成を有するが、凸部３３０に代えて、ネジ穴５００、５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、５１２、５１４を有する凸部３３０−１を備える点が異なる。

これにより、光変調器１００−１では、ネジ穴５００、５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、５１２、５１４に嵌合するネジにより、凸部３３０−１を、凸部３３０に比べて密着性良く外部の回路基板に接触させて、凸部３３０−１から回路基板への熱伝導性を高めることができる。また、筐体１０４−１の内部から凸部３３０−１に伝達された熱を、ネジ穴５００、５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、５１２、５１４に締結されるネジを介して、外部の回路基板のウラ面（すなわち、光変調器１００−１が実装された面に対向する面）まで熱を伝達して放熱することができる。

図６は、回路基板への光変調器１００−１の実装例を示す図である。図６において、光変調器１００−１は、筐体１０４−１の４つのネジ穴３１０、３１２等のほか、凸部３３０−１に設けられた８個のネジ穴５００等を用いて、１２本のネジ６１０、６１２、６１４、６１６、６１８、６２０、６２２等（他の２本のネジは不図示）により回路基板６００の図示上側の面（オモテ面）に締結されている。

凸部３３０−１に設けられたネジ穴５００等によりネジ締結されることにより、凸部３３０−１と回路基板６００のオモテ面に形成された導体パターン６３０との密着性が高まり、凸部３３０−１から導体パターン６３０への放熱性が高まる。また、凸部３３０−１の熱は、ネジ穴５００等に締結されたネジ６１４等を介して、回路基板６００のウラ面に形成された導体パターン６３２へも放熱されるので、放熱効果がより高まる。尚、回路基板６００のウラ面に導体パターン６３２が形成されていなくても、回路基板６００のオモテ面に形成された導体パターン６３０との密着性が高まることで一定の放熱の効果を得ることができる。

なお、凸部３３０−１に設けられたネジ穴５００等に締結されるネジ６１４等は、光変調器１００−１の固定を主目的としてもよいが、凸部３３０−１と導体パターン６３０との密着性が高めることと、凸部３３０−１の熱を導体パターン６３２へ導くことを主目的としてもよい。この場合、凸部３３０−１に設けられるネジ穴５００等の数や径の大きさは、上記の目的に沿って、８本より多くても良いし、より径の太いネジに嵌合する寸法であるものとしてもよい。

なお、本変形例では、ネジ穴５００等が設けられた一つの凸部３３０−１により、終端抵抗１６０等の発熱が放熱されるものとしたが、これには限られない。上述したように、凸部３３０−１を、複数の凸部（例えば、終端抵抗１６０等ごとに筐体１０４−１を挟んで対向する位置に設けた複数の凸部）により構成するものとしてもよい。この場合には、凸部３３０−１を構成する少なくとも一つの凸部に、ネジ穴を設けるものとすることができる。

＜第２変形例＞
第２の変形例である光変調器１００−２は、光変調器１００と同様の構成を有するが、筐体のケースの構成が異なる。図７、図８、図９は、それぞれ、光変調器１００−２の平面図、側面図、底面図であり、図１、図２、図３に示す光変調器１００の平面図、側面図、底面図に相当する図である。なお、図７、図８、及図９において、図１、図２、及び図３に示す構成要素と同じ構成要素については、図１、図２、及び図３における符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図１、図２、及び図３についての説明を援用するものとする。

光変調器１００−２は、光変調器１００とほぼ同様の構成を有するが、ケース１１４ａとカバー１１４ｂとで構成される筐体１０４に代えて、ケース１１４ａ−２とカバー１１４ｂとで構成される筐体１０４−２を備える。ケース１１４ａ−２は、ケース１１４ａとほぼ同様の構成を有するが、図３においてケース１１４ａの図示右側の２つの角部に配された、ネジ穴３１２及び３１６を備える凸部３０２及び３０６に代えて、図９においてケース１１４ａ−２の図示中央部分の図示上辺及び下辺に配された、ネジ穴９１２及び９１６を備える凸部９０２及び９０６を備える。

また、ケース１１４ａ−２は、図９に示すケース１１４ａ−２の底面に、凸部３３０の図示左側に、凸部３３０の図示左辺に沿って３つの凸部９２０、９２２、９２４を備え、凸部３３０の図示右側に、凸部３３０の図示右辺に沿って３つの凸部９２６、９２８、９３０を備える。

また、ケース１１４ａ−２は、図８に示す側面のうち凸部３３０の周辺に、６つの凸部８００、８０２、８０４、８０６、８０８、８１０を備える。また、ケース１１４ａ−２は、図８に示す側面に対向する側面（不図示）にも、６つの凸部８００、８０２、８０４、８０６、８０８、８１０にそれぞれ対向する位置に、６つの凸部８２０、８２２、８２４、８２６、８２８、８３０を備える。

光変調器１００−２では、筐体１０４−２の底面に設けられた凸部９２０等が、凸部３３０に加えて、筐体１０４−２内の発熱を外部へ伝達するための追加の熱伝導体として機能すると共に、筐体１０４−２の表面積を増加させて筐体１０４−２から空気への放熱を増加させる。また、筐体１０４−２に設けられた凸部８２０等は放熱フィンとして作用し、筐体１０４−２の全体を放熱器として機能させる。このため、筐体１０４−２内の終端抵抗１６６等からの発熱をより効率的に放熱することができる。

図１０は、回路基板への光変調器１００−２の実装例を示す図である。図示において、光変調器１００−２は、筐体１０４−２の４つのネジ穴３１０、９１２等を用いて、４本のネジ１０１０、１０１２等（他の２本のネジは不図示）により回路基板１０００に固定されている。

図示の例では、光変調器１００−２内の終端抵抗１６０等からの発熱は、凸部３３０に追加して凸部９２０等からも、回路基板１０００上に形成された導体パターン１０２０へ効率的に放熱されると共に、周囲の空気に対して放熱される。

なお、本変形例では、筐体１０４−２に設けられた凸部８２０等が放熱フィンとして作用するものとしたが、これには限られない。例えば、上記凸部８２０等に代えて又はこれに加えて、筐体１０４−２に凹部や溝その他の、筐体１０４−２の表面積を増大させる構造を設けて、当該凹部、溝その他の構造物及び又は上記凸部８２０等が放熱フィンとして作用するものとしてもよい。

また、放熱フィンとして作用する凸部８２０等や、上記凹部又は溝等の構造物は、筐体１０４−２のうち、終端抵抗１６０等又は終端抵抗基板１７０を放熱する凸部３３０が設けられた筐体１０４−２の底面以外の、他の少なくとも一つの面に設けるものとすることができる。また、これらの構造物（凸部８２０等を含む）は、図７、図８、図９に示す位置に限らず、発熱電子部品が隣接して配されることが予想される筐体１０４−２の任意の部分に集中して配置したり、又は筐体１０４−２の全面に設けるものとすることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、第１の実施形態に係る光変調器１００、上述した第１及び第２の変形例に係る光変調器１００−１及び１００−２のいずれかの光変調器を搭載した光送信装置である。

図１１は、本実施形態に係る光送信装置１１００の構成を示す図である。光送信装置１１００は、光変調器１１０２と、光変調器１１０２に光を入射する光源１１０４と、変調信号生成部１１０６と、変調データ生成部１１０８と、を有する。

光変調器１１０２は、上述した第１の実施形態、上述した第１の変形例、及び第２の変形例に係る光変調器１００、１００−１、及び１００−２のいずれかであるものとすることができる。ただし、以下の説明においては、冗長な記載を避けて理解を容易にするため、光変調器１１０２として第１の実施形態に係る光変調器１００が用いられているものとする。

変調データ生成部１１０８は、外部から与えられる送信データを受信して、当該送信データを送信するための変調データ（例えば、送信データを所定のデータフォーマットに変換又は加工したデータ）を生成し、当該生成した変調データを変調信号生成部１１０６へ出力する。

変調信号生成部１１０６は、光変調器１１０２に変調動作を行わせるための電気信号を出力する電子回路（例えば、高周波ドライバを含む）であり、変調データ生成部１１０８が出力した変調データに基づき、光変調器１１０２に当該変調データに従った光変調動作を行わせるための高周波信号である変調信号を生成して、光変調器１１０２に入力する。当該変調信号は、光変調器１１０２である光変調器１００が備える光変調素子１０２の４つのＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６に対応する４つのＲＦ信号から成る。

当該４つのＲＦ信号は、光変調器１１０２である光変調器１００の４つのリードピン１２０、１２２、１２４、１２６にそれぞれ入力され、中継基板１３０、１３２上の導体パターン１４０、１４２、１４４、１４６を介してＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６にそれぞれ印加される。

これにより、光源１１０４から出力された光は、光変調器１１０２により変調され、変調光となって光送信装置１１００から出力される。

特に、光送信装置１１００では、光変調器１１０２として、第１の実施形態、上述した第１の変形例、及び第２の変形例に係る光変調器１００、１００−１、及び１００−２のいずれかの光変調器を用いるので、当該光変調器内の終端抵抗１６０等の発熱を効率的に放熱して、安定且つ信頼性の高い、良好な光変調特性を確保することができる。その結果、光送信装置１１００では、安定且つ信頼性の高い、良好な伝送特性を実現することができる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る光変調器１００は、光導波路と当該光導波路を伝搬する光波を制御する高周波電極１５０等とを備える光変調素子１０２を備える。また、光変調器１００は、高周波電極１５０等に電気的に接続された終端抵抗１６０等と、終端抵抗１６０等が配された終端抵抗基板１７０と、光変調素子及び前記終端抵抗基板を収容する筐体１０４と、を有する。そして、筐体１０４の一の外部表面である例えば底面には複数の凸部が形成され、少なくとも１つの凸部３００は、終端抵抗基板１７０が配置された筐体１０４内の位置に対し筐体１０４を挟んで対向する当該筐体１０４の外部表面の位置に形成されている。

この構成によれば、光変調器１００の内部に実装された終端抵抗１６０等による、光変調器１００内部からの発熱を効果的に放熱することができる。

また、光変調器１００の凸部３００は、筐体１０４内の終端抵抗基板１７０上に配された終端抵抗１６０等のそれぞれの位置に対し終端抵抗基板１７０及び筐体１０４を挟んで対向する当該筐体１０４の外部表面（例えば底面）の位置に形成された一つ又は複数の凸部で構成されるものとすることができる。

この構成によれば、筐体１０４内における個々の終端抵抗の配置に合わせて一つ又は複数の凸部が設けられるので、放熱をより効果的に行うことができる。

また、光変調器１００では、凸部３００は筐体１０４よりも低い熱抵抗値を有する材料で構成されるものとすることができる。この構成によれば、終端抵抗１６０等から発した熱を発散させることなく凸部３００へ即座に導いて、筐体１０４外部へ放熱することができる。

また、光変調器１００の変形例として、光変調器１００−２では、凸部３００が設けられた一の外部表面である底面に隣接する筐体１０４−２の他の外部表面に、凸部８００等が形成されている。また、当該凸部８００は、凹部で代替することができる。この構成によれば、凸部８００等は放熱フィンとして作用し、筐体１０４−２は放熱器として機能する。

また、光変調器１００の第１の変形例である光変調器１００−１では、少なくとも一つの凸部である凸部３００には、ネジ穴５００等が設けられている。この構成によれば、凸部３００から筐体１０４−１の外部へ放出する熱を、当該ネジ穴５００等に挿入されるネジを介して、例えば回路基板のウラ面（光変調器１００−１が実装される面に対向する面）の導体パターンまで伝達させることができる。これにより、熱伝達経路の設計自由度を向上して、より効果的な放熱を行うことができる。

また、本発明は、光変調器１００等を備える光送信装置１１００である。この構成によれば、終端抵抗１６０の発熱を効率的に放熱して、安定且つ信頼性の高い、良好な光変調特性を確保して、良好な伝送特性を実現することができる。

また、本発明は、光変調器１００等を備える光送信装置１１００であって、光変調器１００等は、凸部３３０及び凸部９２０、９２４、９２６、９２８、９３０のいずれかが、電子部品が搭載された回路基板１０００上に形成された導体パターン１０２０と接するように実装される。この構成によれば、終端抵抗１６０の発熱を更に効率的に放熱することができる。

また、本発明は、光変調器１００−１を備える光送信装置１１００であって、光変調器１００−１は、ネジ穴５００、５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、５１２、５１４に接続されたネジ６１４等のいずれかが、電子部品が搭載された回路基板６００の裏面に形成された導体パターン６３２と接するように実装される。この構成によれば、終端抵抗１６０の発熱を更に効率的に放熱することができる。

１００、１００−１、１００−２、１１０２…光変調器、１０２…光変調素子、１０４、１０４−１、１０４−２…筐体、１０８、１１０…光ファイバ、１１４ａ、１１４ａ−１、１１４ａ−２…ケース、１１４ｂ…カバー、１２０、１２２、１２４、１２６…リードピン、１３０、１３２…中継基板、１４０、１４２、１４４、１４６、４２０、６３０、６３２、１０２０、１３２０…導体パターン、１５０、１５２、１５４、１５６…ＲＦ電極（高周波電極）、１６０、１６２、１６４、１６６…終端抵抗、１７０…終端抵抗基板、３００、３０２、３０４、３０６、３２０、３２２、３３０、３３０−１、８００、８０２、８０４、８０６、８０８、８１０、８２０、８２２、８２４、８２６、８２８、８３０、９０２、９０６、９２０、９２２、９２４、９２６、９２８、９３０…凸部、３１０、３１２、３１４、３１６、５００、５０２、５０４、５０６、５０８、５１０、５１２、５１４、９１２、９１６…ネジ穴、３５０…中心線、４００、６００、１０００…回路基板、４１０、４１２、６１０、６１２、６１４、６１６、６１８、６２０、６２２、１０１０、１０１２…ネジ、１０３０…高周波ドライバ、１１００…光送信装置、１１０４…光源、１１０６…変調信号生成部、１１０８…変調データ生成部。

Claims (8)

1. 光導波路と当該光導波路を伝搬する光波を制御する高周波電極とを備える光変調素子と、
   前記高周波電極に電気的に接続された終端抵抗と、
   前記終端抵抗が配された終端抵抗基板と、
   前記光変調素子及び前記終端抵抗基板を収容する筐体と、
   を有する光変調器であって、
   前記筐体の一の外部表面には複数の凸部が形成され、
   少なくとも１つの前記凸部は、前記終端抵抗基板が配置された前記筐体内の位置に対し前記筐体を挟んで対向する当該筐体の外部表面の位置に形成されている、
   光変調器。
2. 少なくとも一つの前記凸部は、前記筐体内の前記終端抵抗基板上に配された前記終端抵抗の位置に対し前記終端抵抗基板及び前記筐体を挟んで対向する、当該筐体の外部表面の位置に形成されている、
   請求項１に記載の光変調器。
3. 前記凸部は前記筐体よりも低い熱抵抗値を有する材料で構成されている、
   請求項１または２に記載の光変調器。
4. 前記一の外部表面に隣接する前記筐体の他の外部表面は、凸部又は凹部を有する、
   請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光変調器。
5. 前記少なくとも一つの凸部には、ネジ穴が設けられている、
   請求項１または３に記載の光変調器。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光変調器を備える光送信装置。
7. 前記光変調器は、前記凸部のいずれかが、電子部品が搭載された基板上に形成された導体パターンと接するように実装される、請求項６に記載の光送信装置。
8. 請求項５に記載の光変調器を備える光送信装置であって、
   前記光変調器は、前記ネジ穴に接続されたネジのいずれかが、電子部品が搭載された基板の裏面に形成された導体パターンと接するように実装される、
   光送信装置。
   

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