JP5169379B2 - 回路デバイスおよび回路デバイス装置 - Google Patents
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Description
本件は、回路デバイスおよびこの回路デバイスを用いた回路デバイス装置に関するものである。
たとえば、高速長距離光通信伝送装置に用いられるMach-Zehnder型光変調器においては、バイアスティーが使用されている。バイアスティーは、高周波ＲＦ（Radio Frequency）信号線路に対し、ＤＣ（Direct Current）電圧（オフセット電圧）を印加する際に用いられるもので、通常はバイアスティー回路デバイスとして、光変調デバイスとともに筐体に収容される。
光変調デバイスには、一例として、電気光学効果を有する基板に、Mach-Zehnder型の光導波路と、そのMach-Zehnderの各アームを伝播する光の相対的位相を制御するための進行波電極（コプレナー型電気導波路：ＣＰＷ）を形成したものがある。この光変調デバイスにおいては、上記進行波電極に、変調信号電圧を印加することにより、各アームの屈折率を制御し、２つのアーム間の光路長差を変化させることにより光変調を実現する。
このとき、この光変調デバイスを用いて適切な光変調信号を得るには、ＭＺのアーム部に適切な電圧のＲＦ変調信号を印加すること、及び、２つのアーム間の相対的位相シフト量を制御する適切なＤＣバイアス電圧を印加（動作点制御）することが求められる。つまり、変調器に形成されたＣＰＷ電極に、変調信号である高周波ＲＦ信号とともに、ＤＣ電圧を重畳して印加することが必要となる。バイアスティー回路素子は、上述のごときＣＰＷ電極に、変調信号である高周波ＲＦ信号とともに、ＤＣ電圧を重畳して印加するためのものである。
なお、本件に関連する文献公知技術としては、下記に示す特許文献に記載されたものがある。
特開２００７−０１０９４２号公報
上述のバイアスティー回路素子においては、より広い周波数帯域において良好なマイクロ波特性（Ｓ２１，Ｓ１１特性）を得ることが求められている。
そこで、本件の目的の一つは、より広い周波数帯域において良好なマイクロ波特性を得ることにある。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成又は作用により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。
そこで、本件の目的の一つは、より広い周波数帯域において良好なマイクロ波特性を得ることにある。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成又は作用により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。
たとえば、以下の手段を用いる。
（１）誘電性基板と、該誘電性基板の第１面に形成され、互いに分断された第１線路および第２線路ならびに該第１および第２線路の周囲に形成された接地電極からなるコプレナー線路と、該第１および第２線路の分断を接続するように搭載されたコンデンサ部材と、該第２線路に接続形成された終端抵抗と、該誘電性基板における該第１面の裏面である第２面に形成されたマイクロストリップ線路と、該誘電性基板内に形成され、該第１線路と該マイクロストリップ線路とを導通させる導通部と、前記第２面の該マイクロストリップ線路に接触しないように該誘電性基板の外周領域を保持する筐体と、をそなえ、該誘電性基板の前記第２面に対向する該筐体の内面との間には空間層が設けられ、該空間層は、該誘電性基板が該筐体から実質的な電気的影響を受けない程度の大きさを有している回路デバイスを用いることができる。
（１）誘電性基板と、該誘電性基板の第１面に形成され、互いに分断された第１線路および第２線路ならびに該第１および第２線路の周囲に形成された接地電極からなるコプレナー線路と、該第１および第２線路の分断を接続するように搭載されたコンデンサ部材と、該第２線路に接続形成された終端抵抗と、該誘電性基板における該第１面の裏面である第２面に形成されたマイクロストリップ線路と、該誘電性基板内に形成され、該第１線路と該マイクロストリップ線路とを導通させる導通部と、前記第２面の該マイクロストリップ線路に接触しないように該誘電性基板の外周領域を保持する筐体と、をそなえ、該誘電性基板の前記第２面に対向する該筐体の内面との間には空間層が設けられ、該空間層は、該誘電性基板が該筐体から実質的な電気的影響を受けない程度の大きさを有している回路デバイスを用いることができる。
（２）電気光学効果を有する基板をそなえるとともに、該基板に、光波を伝搬する光導波路と、該光波を変調するための電気信号を導波するコプレナー型電気導波路と、が形成された光回路デバイスと、該コプレナー型電気導波路を伝搬する前記電気信号を終端するとともに、バイアス信号を該コプレナー型電気導波路に供給する電気回路デバイスと、をそなえた回路デバイス装置であって、該電気回路デバイスは、誘電性基板と、該誘電性基板の第１面に形成され、互いに分断された第１線路および第２線路ならびに該第１および第２線路の周囲に形成された接地電極からなるコプレナー線路と、該第１および第２線路の分断を接続するように搭載されたコンデンサ部材と、該第２線路に接続形成された終端抵抗と、該誘電性基板における該第１面の裏面である第２面に形成されたマイクロストリップ線路と、該誘電性基板内に形成され、該第１線路と該マイクロストリップ線路とを導通させる導通部と、をそなえ、かつ、前記電気信号は該第１線路に供給されるとともに、前記バイアス信号は該マイクロストリップ線路，該導通部および該第１線路を介して該コプレナー型電気導波路に供給され、該回路デバイス装置は、該光回路デバイスおよび該電気回路デバイスを収容し、前記第２面の該マイクロストリップ線路に接触しないように該電気回路デバイスの外周領域を保持する筐体をそなえ、該電気回路デバイスの前記第２面に対向する該筐体の内面との間には空間層が設けられ、該空間層は、該回路デバイスが該筐体から実質的な電気的影響を受けない程度の大きさを有している、回路デバイス装置を用いることができる。
開示の技術によれば、より広い周波数帯域において良好なマイクロ波特性を得ることが可能である。
以下、図面を参照して実施の形態を説明する。但し、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図は無い。即ち、本実施形態は、その趣旨に逸脱しない範囲において種々変形して実施することができる。
〔ａ〕一実施形態
図１は一実施形態にかかる光変調システムを示す図である。この図１において、回路デバイス装置をなす光変調装置１は、筐体２をそなえるとともに、筐体２に収容された光回路デバイス３および電気回路デバイス４を含む。光回路デバイス３は、光入力端子２ａを通じて光源（例えばＣＷ光源）５からの光を導入するとともに、ＲＦ入力端子２ｂを通じてＲＦ電気信号を導入して、この電気信号に応じて入力光を変調する。
〔ａ〕一実施形態
図１は一実施形態にかかる光変調システムを示す図である。この図１において、回路デバイス装置をなす光変調装置１は、筐体２をそなえるとともに、筐体２に収容された光回路デバイス３および電気回路デバイス４を含む。光回路デバイス３は、光入力端子２ａを通じて光源（例えばＣＷ光源）５からの光を導入するとともに、ＲＦ入力端子２ｂを通じてＲＦ電気信号を導入して、この電気信号に応じて入力光を変調する。
すなわち、ＲＦ入力端子２ａを通じて入力されたＲＦ電気信号を電気導波路３ａで伝搬させるとともに、光入力端子２ａを通じて入力された光を光導波路３ｂで伝搬させ、光導波路３ｂを伝搬する光について、電気導波路３ａを伝搬する電気信号との間で電気光学効果による相互作用を生じさせることを通じて光変調を行なう。光変調された光は、信号光として光出力端子２ｃを通じて図示しない光伝送路等に送出される。
また、電気回路デバイス（回路デバイス）４は、ＲＦ入力端子２ｂを通じて光回路デバイス３に導入された電気信号を終端するとともに、ＤＣ入力端子２ｄを通じて入力されるバイアス信号を光回路デバイス３に供給する。即ち電気回路デバイス４はバイアスティー回路として機能している。
図１に電気回路デバイス４の等価回路を示す。この図１に示すように、電気回路デバイス４においては、電気導波路３ａを伝搬したＲＦ電気信号について容量４ａおよび接地された終端抵抗４ｂを通じて終端する。又、ＤＣ入力端子２ｄからのバイアス信号は抵抗４ｃを介して電気導波路３ａに供給される。
図１に電気回路デバイス４の等価回路を示す。この図１に示すように、電気回路デバイス４においては、電気導波路３ａを伝搬したＲＦ電気信号について容量４ａおよび接地された終端抵抗４ｂを通じて終端する。又、ＤＣ入力端子２ｄからのバイアス信号は抵抗４ｃを介して電気導波路３ａに供給される。
終端抵抗４ｂは、電気導波路３ａのインピーダンスに整合（マッチング）するインピーダンスを有する。図１に示すものにおいては、電気導波路３ａが５０オーム程度のインピーダンスを有している場合には、終端抵抗４ｂは電気導波路３ａに整合する５０オーム程度のインピーダンスを有する。
コンデンサ４ａは、終端抵抗４ｂとともにＲＦ終端線路４Ａを形成し、ＤＣ入力端子２ｄからのバイアス信号から見ればＲＦ終端線路４Ａ側を回路上開放とする一方、ＲＦ電気信号においては短絡されているように機能して、終端抵抗４ｂにバイアス信号が流入しないようにしている。本実施形態においては、３０ｋＨｚ程度以上の周波数を有するＲＦ電気信号に対して良好な終端特性が得られるように、例えば０．１μＦ程度のものが選択される。
コンデンサ４ａは、終端抵抗４ｂとともにＲＦ終端線路４Ａを形成し、ＤＣ入力端子２ｄからのバイアス信号から見ればＲＦ終端線路４Ａ側を回路上開放とする一方、ＲＦ電気信号においては短絡されているように機能して、終端抵抗４ｂにバイアス信号が流入しないようにしている。本実施形態においては、３０ｋＨｚ程度以上の周波数を有するＲＦ電気信号に対して良好な終端特性が得られるように、例えば０．１μＦ程度のものが選択される。
また、抵抗４ｃはバイアス信号線路４Ｂを形成する。そして、抵抗４ｃは、電気導波路３ａからのＲＦ電気信号から見てＤＣ信号線路４Ｂ側が回路上開放となるように、終端抵抗４ｂよりも十分に大きいインピーダンス（図１の例では終端抵抗４ｂが５０オームであるのに対し１ｋオーム程度）を有している。
なお、図１中、６は入力データ信号に応じて光回路デバイス３での光変調のための電気信号を出力するドライバであり、アンプ６ａおよび容量結合用のコンデンサ素子（例えば容量０．１μＦ）６ｂをそなえている。又、７はＤＣ入力端子２ｄを通じて与えられるＤＣ信号を発生させるＤＣ信号源であり、ＤＣ信号源７から与える電気信号の振幅は可変に設定可能である。
なお、図１中、６は入力データ信号に応じて光回路デバイス３での光変調のための電気信号を出力するドライバであり、アンプ６ａおよび容量結合用のコンデンサ素子（例えば容量０．１μＦ）６ｂをそなえている。又、７はＤＣ入力端子２ｄを通じて与えられるＤＣ信号を発生させるＤＣ信号源であり、ＤＣ信号源７から与える電気信号の振幅は可変に設定可能である。
図２に、本実施形態の電気回路デバイス４（図３参照）に対する対比例としての電気回路デバイス１４を示す。この電気回路デバイス１４においても、図１に示すものと実質的に同等の等価回路構成を有し、光回路デバイス３をなす電気導波路３ａからのＲＦ電気信号の終端とともに電気導波路３ａへのバイアス信号の供給を行なうものである。ここで、図２（ａ）は電気回路デバイス１４の上視図、図２（ｂ）はそのＸＹ断面について筐体２への搭載態様とともに示す図である。
電気回路デバイス１４においては、誘電性基板（以下、単に基板と表記する場合がある）１４１をそなえるとともに、基板１４１の同一面に、ＲＦ電気信号を終端する線路およびＤＣバイアスを供給するための線路を形成する。又、裏面は全面を接地された電極１４９（図２（ｂ）参照）とすることができる。
ＲＦ電気信号を終端する線路としては、光回路デバイス３の電気導波路３ａとのインタフェース部分の線路を信号線路１４２ａおよび接地電極１４２ｂからなるＣＰＷ１４２として基板１４１に形成するとともに、終端抵抗１４４（図１の４ｂ参照）側の線路を互いに分断されたマイクロストリップ線路１４８ａ，１４８ｂとして形成する。尚、接地電極１４２ｂと、接地電極１４９と、の間は、基板１４１の厚さ方向に適宜そなえられるビア１４１ｂを介して導通接続される。
ＲＦ電気信号を終端する線路としては、光回路デバイス３の電気導波路３ａとのインタフェース部分の線路を信号線路１４２ａおよび接地電極１４２ｂからなるＣＰＷ１４２として基板１４１に形成するとともに、終端抵抗１４４（図１の４ｂ参照）側の線路を互いに分断されたマイクロストリップ線路１４８ａ，１４８ｂとして形成する。尚、接地電極１４２ｂと、接地電極１４９と、の間は、基板１４１の厚さ方向に適宜そなえられるビア１４１ｂを介して導通接続される。
さらに、マイクロストリップ線路１４８ｂは、マイクロストリップ線路１４８ａとは分断されているが、分断箇所にマイクロチップコンデンサ１４３が搭載される。終端抵抗１４４は、マイクロストリップ線路１４８ｂに介装され、実質的に電気導波路３ａのインピーダンスと整合するインピーダンスを有している。尚、マイクロストリップ線路１４８ｂの下流端は基板１４１の厚さ方向に貫通されるビア１４１ａを介して基板裏面に形成された電極１４９に導通される。
また、ＤＣバイアスを供給するための線路としてのマイクロストリップ線路１４５は、端子部１４５ａに供給されるバイアス制御用のＤＣ信号について、マイクロストリップ線路１４８ａに重畳するための抵抗体（図１の抵抗４ｃ参照）である。即ち、マイクロストリップ線路１４８ａの領域において、抵抗体でバイアスを印加するための線路１４５を引き出している。
このように、ＲＦ電気信号を終端する線路として電気導波路３ａからのＲＦ電気信号入力側をＣＰＷ１４２とする一方、途中からマイクロストリップ線路１４８ａ，１４８ｂとすることで、バイアス印加ラインの引き出しを容易にしている。
一般的に、通信用変調器の終端部のバイアスティーを構成するコンデンサ１４３（図１のコンデンサ４ａ参照）は、ある程度の容量がないと、ＲＦ電気信号の周波数帯をカバーした短絡（ショート）効果を得ることができない。ＲＦ電気信号の周波数帯として想定される３０ｋＨｚ程度以上の周波数範囲において短絡効果が得られるように、マイクロチップコンデンサ１４３は、例えば０．１μＦ程度の容量を有するものが用いられる。
一般的に、通信用変調器の終端部のバイアスティーを構成するコンデンサ１４３（図１のコンデンサ４ａ参照）は、ある程度の容量がないと、ＲＦ電気信号の周波数帯をカバーした短絡（ショート）効果を得ることができない。ＲＦ電気信号の周波数帯として想定される３０ｋＨｚ程度以上の周波数範囲において短絡効果が得られるように、マイクロチップコンデンサ１４３は、例えば０．１μＦ程度の容量を有するものが用いられる。
しかし、このような容量を有するマクロチップコンデンサ１４３としては、サイズが０．６〜１ｍｍ程度のものとなるため、それを実装するためのマイクロストリップ線路１４８ａ，１４８ｂのパターン幅も０．６〜１ｍｍ程度となる。尚、図２（ａ）中、マイクロストリップ線路１４８ａ，１４８ｂの分断箇所を示すため、マイクロストリップ線路１４８ａ，１４８ｂのパターン幅が、マイクロチップコンデンサ１４３の幅よりもわずかに幅広となるように図示している。又、誘電性基板１４１の厚さは、基板１４１の誘電率および線路幅に基づき、終端抵抗１４４による整合インピーダンスをＲＦ電気信号の周波数帯で確保できるような厚みとしている。
たとえば、基板１４１の材料として例えばアルミナセラミクスを適用する場合、誘電率は１０弱のため、電気導波路３ａにマッチングするインピーダンスを有する線路１４２，１４８ａ，１４８ｂを形成するために、基板１４１の厚さとしては１ｍｍ程度が必要になってくる。
しかしながら、上述のごとく厚みがある基板１４１を適用する場合には、ＣＰＷ１４２からマイクロストリップ線路１４８ａへの変換箇所が、高周波信号特性の劣化要因となりやすい。又、厚みがある基板１４１を適用する場合は、サイズの大きな基板１４１を適用する場合と同じく、高周波信号を線路１４２，１４８ａ，１４８ｂを伝搬させるにあたって、基板１４１の空洞共振の発生がマイクロ波特性の劣化要因ともなりうる。
しかしながら、上述のごとく厚みがある基板１４１を適用する場合には、ＣＰＷ１４２からマイクロストリップ線路１４８ａへの変換箇所が、高周波信号特性の劣化要因となりやすい。又、厚みがある基板１４１を適用する場合は、サイズの大きな基板１４１を適用する場合と同じく、高周波信号を線路１４２，１４８ａ，１４８ｂを伝搬させるにあたって、基板１４１の空洞共振の発生がマイクロ波特性の劣化要因ともなりうる。
空洞共振においては、基板１４１の形状、大きさ等から定められる固有の周波数（共振周波数）で電磁波モードが立ち上がる。このとき、基板１４１を薄く、あるいは小さく形成することにより共振周波数は高くなるが、基板１４１を厚く、あるいは大きく形成すると共振周波数は下がってくる。一般的には、基板内での共振モードの周波数ｆ０は式（１），（２）で与えられる。尚、式（１），（２）中において、ｄは基板厚さ、ｅｒは比誘電率、ｃ０は光速である。
他方、光回路デバイス３において光変調されるデータのビットレートはますます上昇する傾向にあるため、終端すべきＲＦ電気信号の周波数帯についても、より高周波数帯が含まれるようになると見込まれる。そうすると、上述のＲＦ電気信号の周波数帯に空洞共振による共振周波数の周波数帯が重なってくるため、この空洞共振は、ＲＦ電気信号の特性（マイクロ波特性）の改善に対する足かせとなりうる。
そこで、本実施形態においては、図３（ａ），図３（ｂ）に例示するように、誘電性基板４１の第１面４１ＡにＲＦ電気信号を終端する線路としてのコプレナー線路４２を導入するとともに、第１面４１Ａに対する裏面となる第２面４１Ｂにバイアス信号のためのマイクロストリップ線路４５を導入することで誘電性基板４１の厚みを図２の場合よりも薄くすることを提案する。
すなわち、図３（ａ）に示すように、基板４１の第１面４１Ａ上のパターンを全てコプレナーで形成することで基板４１の厚さを十分薄くし、かつ、信号線をなす第１線路４２ａから第２面４１Ｂ側の接地（Ground）への電気的結合を避けるため、図３（ｂ）に示すように、基板外周部のみ筐体２と接触固定し、基板裏面側に空気層２０を設けるようにしている。
この場合、バイアスを印加するラインの引き出し方を、特性劣化を起こさないようにバイアスラインを引き出す構成が必要となる。本実施形態においては、空洞共振を抑制するために設けられる空気層２０が、基板４１の第２面４１Ｂと筐体２とを隔離するものであることを利用して、第２面４１Ｂにバイアスライン引き出しのためのマイクロストリップ線路４５を形成する。
そして、第１線路４２ａの幅広部４２Ｃａにおいて、その線幅よりも十分小さな径のビアを導通部４６として用い、第２面４１Ｂからの線路４５を引き出すことにより、特性劣化を最小に留めることが可能となる。
図３は本実施形態における電気回路デバイス４を例示する図であり、図３（ａ）はその上視図、図３（ｂ）はそのＸＹ断面について筐体２への搭載態様とともに示す図である。電気回路デバイス４は、この図２（ａ）に示すように、アルミナセラミクス等の誘電性基板４１をそなえるとともに、コプレナー線路４２，コンデンサ部材４３，終端抵抗４４（図１の４ｂに対応），マイクロストリップ線路４５および導通部４６をそなえる。
図３は本実施形態における電気回路デバイス４を例示する図であり、図３（ａ）はその上視図、図３（ｂ）はそのＸＹ断面について筐体２への搭載態様とともに示す図である。電気回路デバイス４は、この図２（ａ）に示すように、アルミナセラミクス等の誘電性基板４１をそなえるとともに、コプレナー線路４２，コンデンサ部材４３，終端抵抗４４（図１の４ｂに対応），マイクロストリップ線路４５および導通部４６をそなえる。
コプレナー線路４２は、誘電性基板４１の第１面４１Ａに形成され、互いに分断された第１線路４２ａおよび第２線路４２ｂならびに第１，第２線路４２ａ，４２ｂの周囲に断絶部（ギャップ部）を介して形成された接地電極４２ｃからなる。
コンデンサ部材４３は、前述の図１に示す等価回路における容量４ａに相当するものであり、第１線路４２ａおよび第２線路４２ｂの分断を接続するように搭載されている。コンデンサ部材４３としては、例えばマイクロチップコンデンサにより構成されるが、０．１μＦ程度の容量のものとするため、ここでは０．６〜１ｍｍ程度の径を有するものを適用している。
コンデンサ部材４３は、前述の図１に示す等価回路における容量４ａに相当するものであり、第１線路４２ａおよび第２線路４２ｂの分断を接続するように搭載されている。コンデンサ部材４３としては、例えばマイクロチップコンデンサにより構成されるが、０．１μＦ程度の容量のものとするため、ここでは０．６〜１ｍｍ程度の径を有するものを適用している。
ここで、上述のコンデンサ部材４３が接続される第１線路４２ａおよび第２線路４２ｂの分断箇所は、上述のごときコンデンサ部材４３の径に対応して他の箇所よりも幅広（０．６〜１ｍｍ程度）に形成されている。即ち、第１線路４２ａおよび第２線路４２ｂは、分断箇所において、第１線路４２ａおよび第２線路４２ｂの分断箇所とは反対側端部４２ａ’，４２ｂ’の幅よりも幅広に形成された幅広部４２Ｃａ，４２Ｃｂを含んでいる。尚、図３（ａ）中においては、上述の分断箇所を示すため幅広部４２Ｃａ，４２Ｃｂの幅をコンデンサ部材４３の幅よりもわずかに幅広となるように図示している。
また、４２Ｄａ，４２Ｄｂは、第１線路４２ａおよび第２線路４２ｂの分断箇所とは反対側端部４２ａ′，４２ｂ′から、幅広部４２Ｃａ，４２Ｃｂに近づくに従い線路幅が連続的に変化するテーパー部である。尚、第１，第２線路４２ａ，４２ｂの両側における接地電極４２ｃとの間のギャップ部の幅についても、該当箇所の第１，第２線路４２ａ，４２ｂの線路幅に基づく幅が与えられる。
このように、第１線路４２ａおよび第２線路４２ｂの分断箇所はコンデンサ部材４３の径に対応した幅を有するように形成される。コンデンサ部材４３として求められる周波数特性を具備する部材として上記よりも小さい径のものを搭載できる場合には、線路４２ａ，４２ｂとしては適宜幅を均一化させることもできる。
ここで、光回路デバイス３の電気導波路３ｂとコプレナー線路４２をなす第１線路４２ａの端部４２ａ′とがワイヤボンディング等により接続されている。このため、電気導波路３ｂを伝搬するＲＦ電気信号は、第１線路４２ａ，コンデンサ部材４３および第２線路４２ｂを伝搬する。
ここで、光回路デバイス３の電気導波路３ｂとコプレナー線路４２をなす第１線路４２ａの端部４２ａ′とがワイヤボンディング等により接続されている。このため、電気導波路３ｂを伝搬するＲＦ電気信号は、第１線路４２ａ，コンデンサ部材４３および第２線路４２ｂを伝搬する。
終端抵抗４４は、一例として、第２線路４２ｂと接地電極４２ｃとを接続する薄膜抵抗として形成する。この終端抵抗４４は、前述の等価回路における終端抵抗４ｂ（図１参照）に対応し、上述のごとく電気導波路３ｂからコプレナー線路４２を伝搬してきたＲＦ電気信号を終端するもので、そのインピーダンスが電気導波路３ｂに整合している。
また、マイクロストリップ線路４５は、誘電性基板４１における第１面４１Ａの裏面である第２面に形成されている。更に、導通部４６は、誘電性基板４１内に形成され、第１線路４２ａとマイクロストリップ線路４５とを導通させるものであって、例えば誘電性基板４１の第１面および第２面における各線路４２ａ，４５を誘電性基板４１の厚さ方向で電気的に接続導通させるビアである。
また、マイクロストリップ線路４５は、誘電性基板４１における第１面４１Ａの裏面である第２面に形成されている。更に、導通部４６は、誘電性基板４１内に形成され、第１線路４２ａとマイクロストリップ線路４５とを導通させるものであって、例えば誘電性基板４１の第１面および第２面における各線路４２ａ，４５を誘電性基板４１の厚さ方向で電気的に接続導通させるビアである。
すなわち、マイクロストリップ線路４５においては、ＤＣ入力端子２ｄ（図１参照）を通じて入力されるＤＣ電気信号を伝搬させるとともに、導通部４６であるビアおよび第１線路４２ａを通じて、バイアス信号として電気導波路３ａへ供給することができる。即ち、マイクロストリップ線路４５は、前述の図１に示す等価回路の抵抗４ｃに相当し、当該抵抗４ｃに相当するインピーダンスを有している。
なお、導通部４６を形成する箇所としては、第１線路４２ａにおける接地電極４２ｃからの電気的影響が相対的に小さい箇所にそなえることで、バイアス信号線路４Ｂ（図１参照）を伝搬するバイアス信号の特性劣化を抑制できる。具体的には、導通部４６として、第１線路４２ａをなす幅広部４２Ｃａにおける接地電極４２ｃから最も遠い箇所にそなえる。更に、この導通部４６を、幅広部４２Ｃａにおける線路幅よりも十分小さい径のビアを適用し、誘電性基板４１の深さ方向の導通ラインとして引き出すことにより、接地電極４２ｃとの電気的結合を最小限に抑えることができ、特性劣化を最小限にとどめることができる。
また、入力端子２ｄとマイクロストリップ線路４５との接続の態様としては、直接ワイヤボンディング等により接続することとしてもよいし、配線の便宜の観点等から、図２（ａ）に例示するように第１面４１Ａに形成された電極４７をＤＣ入力端子２ｄと接続して、電極４７を通じてマイクロストリップ線路４５にＤＣ電気信号を伝搬させるようにしてもよい。図２（ａ）の例においては、電極４７とマイクロストリップ線路４５とが誘電性基板４１内に形成されるビア４８を介して電気的な接続導通を図っている。
さらに、図３（ｂ）に示すように、筐体２は、前述の光回路デバイス１（図１参照）とともに上述の電気回路デバイス４を収容する。ここで、この電気回路デバイス４の第１面４１Ａ上のパターンを全てコプレナーで形成しつつ、基板４１の厚さを十分薄くして、ＲＦ電気信号の終端のために必要なインピーダンスを確保しつつ、空洞共振の発生を抑制している。
そして、信号線をなす第１線路４２ａから筐体２の接地電位への電気的結合を避けるため、図３（ｂ）に示すように、基板外周部のみ筐体２と接触固定する一方、基板裏面側に空気層２０を設けるようにしている。換言すれば、空間層２０は、電気回路デバイス４が筐体２から実質的な電気的影響を受けない程度の大きさを有している。これにより、電気回路デバイス４のマイクロ波特性を更に向上させる。
上述のごとく構成された回路デバイス装置においては、光回路デバイス３の電気導波路３ａを伝搬するＲＦ電気信号を、電気回路デバイス４において終端させるとともに、電気回路デバイス４を介してバイアス信号としてのＤＣ信号を電気導波路３ａに供給している。
このとき、コンデンサ部材５３として比較的大きな径の素子を適用する必要があるために幅広の線路幅で線路４２ａ，４２ｂを形成しているが、ＲＦ電気信号の伝搬のためにコプレナー線路４２を形成するとともに、バイアス信号伝搬のために第２面４１Ｂにマイクロストリップ線路４５を形成しているので、誘電性基板４１の厚みを幅広部４２Ｃａ，４２Ｃｂの線路幅に相当する厚みまでは必要ではなく、１ｍｍ程度の厚みよりも薄くでき、本実施形態では例えば０．５ｍｍ程度にできる。
このとき、コンデンサ部材５３として比較的大きな径の素子を適用する必要があるために幅広の線路幅で線路４２ａ，４２ｂを形成しているが、ＲＦ電気信号の伝搬のためにコプレナー線路４２を形成するとともに、バイアス信号伝搬のために第２面４１Ｂにマイクロストリップ線路４５を形成しているので、誘電性基板４１の厚みを幅広部４２Ｃａ，４２Ｃｂの線路幅に相当する厚みまでは必要ではなく、１ｍｍ程度の厚みよりも薄くでき、本実施形態では例えば０．５ｍｍ程度にできる。
図５は図３に示す本実施形態の電気回路デバイス４におけるマイクロ波特性であるＳ１１特性を示し、図４は対比構成例としての図２に示す電気回路デバイス１４におけるＳ１１特性を示す。図４，図５に示すように、図３に示す本実施形態の電気回路デバイス４においては、図２に示す電気回路デバイス１４のＳ１１特性と比較しても、ＲＦ電気信号として想定される広い周波数帯において（少なくとも２０ＧＨｚ以下の周波数帯において）、大幅に劣化を改善させていることを読み取ることができる。
したがって、本実施形態によれば、より広い周波数帯域において良好なマイクロ波特性を得ることができる利点がある。
以上の実施形態に関し、更に下記の付記を開示する。
〔ｂ〕付記
（付記１）
誘電性基板と、
該誘電性基板の第１面に形成され、互いに分断された第１線路および第２線路ならびに該第１および第２線路の周囲に形成された接地電極からなるコプレナー線路と、
該第１および第２線路の分断を接続するように搭載されたコンデンサ部材と、
該第２線路に接続形成された終端抵抗と、
該誘電性基板における該第１面の裏面である第２面に形成されたマイクロストリップ線路と、
該誘電性基板内に形成され、該第１線路と該マイクロストリップ線路とを導通させる導通部と、をそなえたことを特徴とする、回路デバイス。
以上の実施形態に関し、更に下記の付記を開示する。
〔ｂ〕付記
（付記１）
誘電性基板と、
該誘電性基板の第１面に形成され、互いに分断された第１線路および第２線路ならびに該第１および第２線路の周囲に形成された接地電極からなるコプレナー線路と、
該第１および第２線路の分断を接続するように搭載されたコンデンサ部材と、
該第２線路に接続形成された終端抵抗と、
該誘電性基板における該第１面の裏面である第２面に形成されたマイクロストリップ線路と、
該誘電性基板内に形成され、該第１線路と該マイクロストリップ線路とを導通させる導通部と、をそなえたことを特徴とする、回路デバイス。
（付記２）
該第１線路および該第２線路は、前記分断箇所において、該第１線路および該第２線路の前記分断箇所とは反対側端部の幅よりも幅広に形成された幅広部を含むことを特徴とする、付記１記載の回路デバイス。
（付記３）
該第１線路および該第２線路は、該第１線路および該第２線路の前記分断箇所とは反対側端部から、前記幅広部に近づくに従い線路幅が連続的に変化するテーパー部を含むことを特徴とする、付記２記載の回路デバイス。
該第１線路および該第２線路は、前記分断箇所において、該第１線路および該第２線路の前記分断箇所とは反対側端部の幅よりも幅広に形成された幅広部を含むことを特徴とする、付記１記載の回路デバイス。
（付記３）
該第１線路および該第２線路は、該第１線路および該第２線路の前記分断箇所とは反対側端部から、前記幅広部に近づくに従い線路幅が連続的に変化するテーパー部を含むことを特徴とする、付記２記載の回路デバイス。
（付記４）
該幅広部における線路幅は、該コンデンサ部材のなす幅に対応することを特徴とする、付記２または付記３記載の回路デバイス。
（付記５）
該導通部は、該第１面に形成される該第１線路と該第２面に形成される該マイクロストリップ線路とを該誘電性基板の厚さ方向で導通するビアであることを特徴とする、付記１記載の回路デバイス。
該幅広部における線路幅は、該コンデンサ部材のなす幅に対応することを特徴とする、付記２または付記３記載の回路デバイス。
（付記５）
該導通部は、該第１面に形成される該第１線路と該第２面に形成される該マイクロストリップ線路とを該誘電性基板の厚さ方向で導通するビアであることを特徴とする、付記１記載の回路デバイス。
（付記６）
該第１および第２線路と該接地電極との間には、該第１および第２線路における線路幅に基づく幅を有する断絶部が設けられ、
該導通部は、該第１線路における該接地電極からの電気的影響が相対的に小さい箇所にそなえたことを特徴とする、付記１記載の回路デバイス。
該第１および第２線路と該接地電極との間には、該第１および第２線路における線路幅に基づく幅を有する断絶部が設けられ、
該導通部は、該第１線路における該接地電極からの電気的影響が相対的に小さい箇所にそなえたことを特徴とする、付記１記載の回路デバイス。
（付記７）
該マイクロストリップ線路における該導通部が接続される箇所とは異なる箇所において、該誘電性基板の厚さ方向を導通する導通体を介して導通接続された電極部を更にそなえたことを特徴とする、付記１記載の回路デバイス。
（付記８）
該第１線路における前記分断箇所とは反対側端部が、周波信号伝搬路に接続される一方、該電極部からは直流信号が供給されることを特徴とする、付記７記載の回路デバイス。
該マイクロストリップ線路における該導通部が接続される箇所とは異なる箇所において、該誘電性基板の厚さ方向を導通する導通体を介して導通接続された電極部を更にそなえたことを特徴とする、付記１記載の回路デバイス。
（付記８）
該第１線路における前記分断箇所とは反対側端部が、周波信号伝搬路に接続される一方、該電極部からは直流信号が供給されることを特徴とする、付記７記載の回路デバイス。
（付記９）
該誘電性基板の厚さが実質的に５００μｍ以下であることを特徴とする、付記１記載の回路デバイス。
（付記１０）
電気光学効果を有する基板をそなえるとともに、該基板に、光波を伝搬する光導波路と、該光波を変調するための電気信号を導波するコプレナー型電気導波路と、が形成された光回路デバイスと、
該コプレナー型電気導波路を伝搬する前記電気信号を終端するとともに、バイアス信号を該コプレナー型電気導波路に供給する電気回路デバイスと、をそなえた回路デバイス装置であって、
該電気回路デバイスは、
誘電性基板と、該誘電性基板の第１面に形成され、互いに分断された第１線路および第２線路ならびに該第１および第２線路の周囲に形成された接地電極からなるコプレナー線路と、該第１および第２線路の分断を接続するように搭載されたコンデンサ部材と、該第２線路に接続形成された終端抵抗と、該誘電性基板における該第１面の裏面である第２面に形成されたマイクロストリップ線路と、該誘電性基板内に形成され、該第１線路と該マイクロストリップ線路とを導通させる導通部と、をそなえ、
かつ、前記電気信号は該第１線路に供給されるとともに、前記バイアス信号は該マイクロストリップ線路，該導通部および該第１線路を介して該コプレナー型電気導波路に供給されることを特徴とする、回路デバイス装置。
該誘電性基板の厚さが実質的に５００μｍ以下であることを特徴とする、付記１記載の回路デバイス。
（付記１０）
電気光学効果を有する基板をそなえるとともに、該基板に、光波を伝搬する光導波路と、該光波を変調するための電気信号を導波するコプレナー型電気導波路と、が形成された光回路デバイスと、
該コプレナー型電気導波路を伝搬する前記電気信号を終端するとともに、バイアス信号を該コプレナー型電気導波路に供給する電気回路デバイスと、をそなえた回路デバイス装置であって、
該電気回路デバイスは、
誘電性基板と、該誘電性基板の第１面に形成され、互いに分断された第１線路および第２線路ならびに該第１および第２線路の周囲に形成された接地電極からなるコプレナー線路と、該第１および第２線路の分断を接続するように搭載されたコンデンサ部材と、該第２線路に接続形成された終端抵抗と、該誘電性基板における該第１面の裏面である第２面に形成されたマイクロストリップ線路と、該誘電性基板内に形成され、該第１線路と該マイクロストリップ線路とを導通させる導通部と、をそなえ、
かつ、前記電気信号は該第１線路に供給されるとともに、前記バイアス信号は該マイクロストリップ線路，該導通部および該第１線路を介して該コプレナー型電気導波路に供給されることを特徴とする、回路デバイス装置。
（付記１１）
該光回路デバイスおよび該電気回路デバイスを収容する筐体を更にそなえ、
該筐体は、前記第２面の該マイクロストリップ線路に接触しないように該電気回路デバイスの外周領域を保持することを特徴とする、付記１０記載の回路デバイス装置。
（付記１２）
該電気回路デバイスの前記第２面に対向する該筐体の内面との間には空間層が設けられ、該空間層は、該回路デバイスが該筐体から実質的な電気的影響を受けない程度の大きさを有していることを特徴とする、付記１１記載の回路デバイス装置。
該光回路デバイスおよび該電気回路デバイスを収容する筐体を更にそなえ、
該筐体は、前記第２面の該マイクロストリップ線路に接触しないように該電気回路デバイスの外周領域を保持することを特徴とする、付記１０記載の回路デバイス装置。
（付記１２）
該電気回路デバイスの前記第２面に対向する該筐体の内面との間には空間層が設けられ、該空間層は、該回路デバイスが該筐体から実質的な電気的影響を受けない程度の大きさを有していることを特徴とする、付記１１記載の回路デバイス装置。
（付記１３）
該終端抵抗は、該光回路デバイスにおける該コプレナー型電気導波路と整合するインピーダンスを有することを特徴とする、付記１０記載の回路デバイス装置。
（付記１４）
該誘電性基板の厚さが実質的に５００μｍ以下であることを特徴とする、付記１０記載の回路デバイス装置。
該終端抵抗は、該光回路デバイスにおける該コプレナー型電気導波路と整合するインピーダンスを有することを特徴とする、付記１０記載の回路デバイス装置。
（付記１４）
該誘電性基板の厚さが実質的に５００μｍ以下であることを特徴とする、付記１０記載の回路デバイス装置。
１ 光変調装置
２ 筐体
２ａ〜２ｄ 端子
３ 光回路デバイス
３ａ 電気導波路
３ｂ 光導波路
４，１４ 電気回路デバイス
４Ａ ＲＦ終端線路
４Ｂ バイアス信号線路
４ａ コンデンサ
４ｂ 終端抵抗
４ｃ 抵抗
５ 光源
６ ドライバ
６ａ アンプ
６ｂ コンデンサ素子
７ ＤＣ信号源
２０ 空間層
４１，１４１ 誘電性基板
４１Ａ 第１面
４１Ｂ 第２面
４２，１４２ コプレナー線路
４２ａ′，４２ｂ′ 端部
４２ａ 第１線路
４２ｂ 第２線路
４２ｃ 接地電極
４２Ｃａ，４２Ｃｂ 幅広部
４２Ｄａ，４２Ｄｂ テーパー部
４３ コンデンサ部材
４４，１４４ 終端抵抗
４５，１４５，１４８ａ，１４８ｂ マイクロストリップ線路
４６ 導通部
４７，１４５ａ 電極
４８，１４１ａ，１４１ｂ ビア
１４２ａ 信号線路
１４２ｂ 接地電極
２ 筐体
２ａ〜２ｄ 端子
３ 光回路デバイス
３ａ 電気導波路
３ｂ 光導波路
４，１４ 電気回路デバイス
４Ａ ＲＦ終端線路
４Ｂ バイアス信号線路
４ａ コンデンサ
４ｂ 終端抵抗
４ｃ 抵抗
５ 光源
６ ドライバ
６ａ アンプ
６ｂ コンデンサ素子
７ ＤＣ信号源
２０ 空間層
４１，１４１ 誘電性基板
４１Ａ 第１面
４１Ｂ 第２面
４２，１４２ コプレナー線路
４２ａ′，４２ｂ′ 端部
４２ａ 第１線路
４２ｂ 第２線路
４２ｃ 接地電極
４２Ｃａ，４２Ｃｂ 幅広部
４２Ｄａ，４２Ｄｂ テーパー部
４３ コンデンサ部材
４４，１４４ 終端抵抗
４５，１４５，１４８ａ，１４８ｂ マイクロストリップ線路
４６ 導通部
４７，１４５ａ 電極
４８，１４１ａ，１４１ｂ ビア
１４２ａ 信号線路
１４２ｂ 接地電極
Claims (10)
- 誘電性基板と、
該誘電性基板の第１面に形成され、互いに分断された第１線路および第２線路ならびに該第１および第２線路の周囲に形成された接地電極からなるコプレナー線路と、
該第１および第２線路の分断を接続するように搭載されたコンデンサ部材と、
該第２線路に接続形成された終端抵抗と、
該誘電性基板における該第１面の裏面である第２面に形成されたマイクロストリップ線路と、
該誘電性基板内に形成され、該第１線路と該マイクロストリップ線路とを導通させる導通部と、
前記第２面の該マイクロストリップ線路に接触しないように該誘電性基板の外周領域を保持する筐体と、をそなえ、
該誘電性基板の前記第２面に対向する該筐体の内面との間には空間層が設けられ、該空間層は、該誘電性基板が該筐体から実質的な電気的影響を受けない程度の大きさを有していることを特徴とする、回路デバイス。 - 該第１線路および該第２線路は、前記分断箇所において、該第１線路および該第２線路の前記分断箇所とは反対側端部の幅よりも幅広に形成された幅広部を含むことを特徴とする、請求項１記載の回路デバイス。
- 該第１線路および該第２線路は、該第１線路および該第２線路の前記分断箇所とは反対側端部から、前記幅広部に近づくに従い線路幅が連続的に変化するテーパー部を含むことを特徴とする、請求項２記載の回路デバイス。
- 該幅広部における線路幅は、該コンデンサ部材のなす幅に対応することを特徴とする、請求項２または請求項３記載の回路デバイス。
- 該導通部は、該第１面に形成される該第１線路と該第２面に形成される該マイクロストリップ線路とを該誘電性基板の厚さ方向で導通するビアであることを特徴とする、請求項１記載の回路デバイス。
- 該第１および第２線路と該接地電極との間には、該第１および第２線路における線路幅に基づく幅を有する断絶部が設けられ、
該導通部は、該第１線路における該接地電極からの電気的影響が相対的に小さい箇所にそなえたことを特徴とする、請求項１記載の回路デバイス。 - 該マイクロストリップ線路における該導通部が接続される箇所とは異なる箇所において、該誘電性基板の厚さ方向を導通する導通体を介して導通接続された電極部を更にそなえたことを特徴とする、請求項１記載の回路デバイス。
- 該第１線路における前記分断箇所とは反対側端部が、周波信号伝搬路に接続される一方、該電極部からは直流信号が供給されることを特徴とする、請求項７記載の回路デバイス。
- 該誘電性基板の厚さが実質的に５００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１記載の回路デバイス。
- 電気光学効果を有する基板をそなえるとともに、該基板に、光波を伝搬する光導波路と、該光波を変調するための電気信号を導波するコプレナー型電気導波路と、が形成された光回路デバイスと、
該コプレナー型電気導波路を伝搬する前記電気信号を終端するとともに、バイアス信号を該コプレナー型電気導波路に供給する電気回路デバイスと、をそなえた回路デバイス装置であって、
該電気回路デバイスは、
誘電性基板と、該誘電性基板の第１面に形成され、互いに分断された第１線路および第２線路ならびに該第１および第２線路の周囲に形成された接地電極からなるコプレナー線路と、該第１および第２線路の分断を接続するように搭載されたコンデンサ部材と、該第２線路に接続形成された終端抵抗と、該誘電性基板における該第１面の裏面である第２面に形成されたマイクロストリップ線路と、該誘電性基板内に形成され、該第１線路と該マイクロストリップ線路とを導通させる導通部と、をそなえ、
かつ、前記電気信号は該第１線路に供給されるとともに、前記バイアス信号は該マイクロストリップ線路，該導通部および該第１線路を介して該コプレナー型電気導波路に供給され、
該回路デバイス装置は、
該光回路デバイスおよび該電気回路デバイスを収容し、前記第２面の該マイクロストリップ線路に接触しないように該電気回路デバイスの外周領域を保持する筐体をそなえ、
該電気回路デバイスの前記第２面に対向する該筐体の内面との間には空間層が設けられ、該空間層は、該回路デバイスが該筐体から実質的な電気的影響を受けない程度の大きさを有していることを特徴とする、回路デバイス装置。
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