JP5811111B2

JP5811111B2 - 光変調器

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Publication number: JP5811111B2
Application number: JP2013017714A
Authority: JP
Inventors: 美紀岡村; 洋一細川
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2015-11-11
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: WO2014119744A1; JP2014149394A

Description

本発明は、光変調器に関する。

従来、光変調器として、複数本の光導波路及び信号電極が形成された基板と、外部からの信号を信号電極へ伝達する中継基板と、基板及び中継基板を収容する筐体と、を備える光変調器が知られている。中継基板上には、信号を信号電極へ伝達する複数の中継電極が形成されている。この光変調器では、筐体に取り付けられたコネクタを介して外部から信号が入力され、基板の信号電極へ中継基板を介して伝達される。

国際公開第２０１０／０２１１９３号パンフレット

ここで、大容量の光通信に対応する光変調器においては、信号の入力が多くなり、それに伴って中継基板のサイズが大きくなる。ここで、中継基板の材料と筐体の材料とは互いに異なるため、線膨張係数が互いに異なる。従って、温度変化が生じると熱応力が発生し、中継基板に割れやクラックなどが生じる可能性がある。このような問題は、中継基板のサイズが大きくなるほど顕著である。

本発明は、中継基板の割れやクラックを抑制できる光変調器を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る光変調器は、複数本の光導波路及び複数本の信号電極が形成された基板と、外部からの信号を信号電極へ伝達する中継基板と、基板及び中継基板を収容する筐体と、を備え、中継基板上には、信号を信号電極へ伝達する第１の中継電極、及び第２の中継電極が設けられ、中継基板は、第１の中継電極と第２の中継電極との間で分割されている。

この光変調器では、中継基板上に第１の中継電極及び第２の中継電極が設けられており、中継基板が、第１の中継電極と第２の中継電極との間で分割されている。このように、中継基板を複数に分割することにより、中継基板に対する熱応力を低減させることができる。これによって、中継基板の割れやクラックを抑制することができる。

また、本発明の他の側面に係る光変調器では、分割された中継基板同士の間は、当該中継基板が設置される設置面側から延びる凸部で仕切られていてよい。これによれば、分割された中継基板をそれぞれ凸部に突き当てることによって、分割された中継基板の位置決めを容易かつ高精度に行うことができる。

また、本発明の他の側面に係る光変調器では、中継基板が設置される設置面と、設置面上に設置される中継基板の被設置面との少なくとも一方には、凹凸部が形成されていてよい。これによれば、中継基板と設置面とが接する面積を少なくすることができるため、中継基板に発生する熱応力を低減することができる。

また、本発明の他の側面に係る光変調器において、中継基板は、筐体上に設置されていてよい。このように、筐体自体に中継基板を設置することにより、部品点数を低減することができる。

また、本発明の他の側面に係る光変調器において、中継基板は、中間材上に設置され、中間材の線膨張係数は、中継基板の線膨張係数と、筐体の線膨張係数との中間のものとするとよい。これによって、筐体上に中継基板を設置した場合に比して、中継基板と設置面との間の温度変化を小さくすることができるため、中継基板に発生する熱応力を低減することができる。

本発明によれば、中継基板の割れやクラックを抑制できる。

一実施形態に係る光変調器を概略的に示す図である。図１に示す光変調器の中継部周辺の構造を示す図である。図１に示す光変調器の中継部周辺の構造を示す断面図である。光変調器の前提構成及び従来の光変調器の構成を説明するための模式図である。変形例に係る光変調器の中継部周辺の構造を示す図である。変形例に係る光変調器の中継部周辺の構造を示す断面図である。変形例に係る光変調器の中継部周辺の構造を示す図である。変形例に係る光変調器の導波路及び信号電極の構造を示す図である。変形例に係る光変調器の中継部付近の構造を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、一実施形態に係る光変調器を概略的に示す図である。図１に示されるように、光変調器１は、光ファイバＦ１によって導入された入力光を変調して、光ファイバＦ２に変調光を出力する装置である。光変調器１は、光入力部２と、中継部３と、光変調素子４と、終端部５と、光出力部６と、モニタ部７と、筐体１０と、を備え得る。

筐体１０は、一方向（以下、「方向Ａ」という。）に延びる箱型の部材であって、例えばステンレス鋼から構成されている。筐体１０は、方向Ａにおける両端面である一端面１０ａ及び他端面１０ｂを有する。一端面１０ａには光ファイバＦ１を挿入するための開口が設けられている。他端面１０ｂには光ファイバＦ２を挿入するための開口が設けられている。筐体１０は、例えば、光入力部２、中継部３、光変調素子４、終端部５、光出力部６及びモニタ部７を収容する。

光入力部２は、光ファイバＦ１によって導入される入力光を光変調素子４に供給する。光入力部２は、光ファイバＦ１と光変調素子４との接続を補助するための補助部材を備えてもよい。

中継部３は、外部から供給される電気信号である変調信号を中継して光変調素子４に出力する。中継部３は、例えば筐体１０の側面１０ｃに設けられた変調信号入力用のコネクタを介して変調信号を入力し、光変調素子４に変調信号を出力する。

光変調素子４は、中継部３から出力される変調信号に応じて、光入力部２から供給される入力光を変調光に変換する装置であって、例えばＬＮ光変調素子である。光変調素子４は、基板４１と、光導波路４２と、信号電極４３と、を備え得る。基板４１は、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３、以下「ＬＮ」という。）などの電気光学効果を奏する誘電体材料から構成されている。基板４１は方向Ａに沿って延びており、方向Ａにおける両端部である一端部４１ａ及び他端部４１ｂを有する。

光導波路４２は、基板４１上に設けられている。光導波路４２は、例えばマッハツェンダ（Mach-Zehnder）型の光導波路であって、光変調素子４の変調方式に応じた構造を有する。この例では、光変調素子４の変調方式は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：４値位相変調）方式である。この場合、光導波路４２は、マッハツェンダ部４２０の２つの分岐導波路上に、マッハツェンダ部４２１及びマッハツェンダ部４２２が設けられた構造を有する。すなわち、マッハツェンダ部４２０の入力導波路４２ａは基板４１の一端部４１ａから方向Ａに沿って延び、分岐されてマッハツェンダ部４２１の入力端及びマッハツェンダ部４２２の入力端にそれぞれ接続されている。マッハツェンダ部４２０の出力導波路４２ｂでは、マッハツェンダ部４２１の出力端及びマッハツェンダ部４２２の出力端から延びる導波路が合流して方向Ａに沿って他端部４１ｂまで延びている。

信号電極４３は、変調信号に応じた電界を光導波路４２に印加するための部材であって、基板４１上に設けられている。信号電極４３の配置及び数は、基板４１の結晶軸の向き及び光変調素子４の変調方式に応じて決定される。各信号電極４３には、中継部３から出力される変調信号がそれぞれ印加される。

光変調素子４では、光入力部２から光変調素子４に入力される入力光は、入力導波路４２ａによってマッハツェンダ部４２１及びマッハツェンダ部４２２に分岐して入力される。入力光は、マッハツェンダ部４２１及びマッハツェンダ部４２２においてそれぞれ変調される。マッハツェンダ部４２１において変調された変調光及びマッハツェンダ部４２２において変調された変調光は、出力導波路４２ｂにおいて合波されて光変調素子４から出力される。

終端部５は、変調信号の電気的終端である。終端部５は、光変調素子４の信号電極４３の各々に対応した抵抗器を備え得る。各抵抗器の一端は光変調素子４の信号電極４３に電気的に接続され、各抵抗器の他端は接地電位に接続されている。各抵抗器の抵抗値は、信号電極４３の特性インピーダンスと略等しく、例えば５０Ω程度である。

光出力部６は、光変調素子４から出力される変調光を光ファイバＦ２に出力する。光出力部６は、基板４１の他端部４１ｂに設けられている。

モニタ部７は、例えば、各マッハツェンダ部４２１，４２２の光出力の相補的な光強度をモニタする。モニタ部７は光電変換素子を備え得る。光電変換素子は、光信号を電気信号に変換するための素子であって、例えばフォトダイオードである。光電変換素子は、例えば基板４１上で、マッハツェンダ部４２０の出力導波路４２ｂと分岐した導波路上に置かれ、導波路から漏れだしたエバネッセント波を受光し、その光強度に応じた電気信号をバイアス制御部（不図示）に出力する。なお、モニタ部７は、光変調素子４から出力される放射光の光強度をモニタしてもよい。

図２に、本実施形態における光変調器１の中継部３周辺の構造を示す。図２に示すように、基板４１は、四本の信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄを有している。各信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄは、光導波路４２（図１参照）と平行に延びる本体部４３ａと、基板４１の側端部４１ｃから本体部４３ａの端部まで電極を引き出す引出部４３ｂと、を有する。各信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄは、側端部４１ｃに平行に延びる本体部４３ａの端部から屈曲して、側端部４１ｃに向かって引出部４３ｂが延びる構成となっている。本実施形態では、各信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄの本体部４３ａが側端部４１ｃの反対側からこの順で並設されており、各信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄの引出部４３ｂが端部４１ａ側からこの順で並設されている。なお、本実施形態では、信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄが四本設けられている例について説明しているが、四本より少なくてもよく、多くてもよい。

筐体１０の側壁部１１には、外部接続のためのコネクタ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄが、基板４１の端部４１ａ側からこの順で並設されている。なお、このコネクタ位置は、規格化により、間隔や配置が定められている場合もある。当該コネクタ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄには、光変調器１に信号を入力する外部コネクタ７０が取り付けられる。

中継部３は、中継基板５１と、信号を信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄへ伝達する中継電極５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄと、を備えている。中継基板５１は、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄに分割されている。分割された中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄは、矩形状の板材によって構成され、基板４１の側端部４１ｃと、筐体１０の側壁部１１との間に設けられている。中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄは、例えばアルミナなどによって構成される。中継電極５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄは、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ上において、端部４１ａ側からこの順で各中継基板に分かれて並設されており、信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄとそれぞれ電気的に接続されている。中継電極５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄは、基板４１側の端部５１ａから筐体１０の側壁部１１側の端部５１ｂまで延びている。中継電極５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄは、基板４１側の端部５１ａにおいて信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄの引出部４３ｂと電気的に接続され、側壁部１１側の端部５１ｂにおいて外部接続のためのコネクタ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄと電気的に接続されている。なお、接続部５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄでの接続方法は、電気的な接続が可能であれば特に限定されないが、図３に示すようにワイヤボンディングを採用してもよい。中継電極５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄは、端部５１ａから端部５１ｂへ向かって、傾斜した状態で延びていてもよく、真っ直ぐに延びていてもよい。このように、中継基板５１を複数に分けることにより、個々の中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄのサイズが小さくなり、温度変化により中継基板に係る応力を小さくすることができる。また、中継基板５１上には光変調器１の高周波特性を調整するためのコンデンサや抵抗からなるフィルタを実装してもよい。

信号の位相差を無くすため、信号電極４３Ａ及び中継電極５２Ａの合計長さ、信号電極４３Ｂ及び中継電極５２Ｂの合計長さ、信号電極４３Ｃ及び中継電極５２Ｃの合計長さ、並びに信号電極４３Ｄ及び中継電極５２Ｄの合計長さは、互いに等しいことが好ましい。ただし、ここで合計長さとは、信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄについての、基板４１の端部５１ａから光導波路４２の変調に寄与する部分（作用部）の始点までの長さと、中継電極５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄの長さの合計とする。そのためには、基板４１もしくは中継基板５１の何れかの配線を這い回したり、作用部の始点の位置を各マッハツェンダ部４２１，４２２を構成する各分岐導波路毎にずらしたりして長さ調整部を設け、合計長さを等しくすればよい。また、図２の例では、基板４１側で長さ調整を行っているが、信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄは真っ直ぐに形成し、中継電極５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ側に長さ調整部を設けてもよい。それに伴って、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄのサイズも大きくなる。このような構造を採用した場合、基板４１側での配線の這い回しをシンプルにすることができる。従って、基板４１のサイズを小さくすることができる。また、基板４１上の信号電極４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄの方が信号電極線が細く中継電極５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄよりもロスの大きな構造であるために、中継基板５１上にて電極を這い回した方が好ましい場合がある。なお、図２に示す構造では、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ側の配線の這い回しをシンプルにすることができると共に、当該中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄを小型にできる。

中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄは、図３（ａ）に示すように筐体１０自体に設けられた設置面１２ａ上に設置されてよい。図３（ａ）に示す構成によれば、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄが配置される位置に、筐体１０の底面１０ｅから突出する台座部１２が設けられ、当該台座部１２の上面が設置面１２ａとなる。なお、設置面１２ａと、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄの被設置面５１ｅとの間には、導電性接着剤が充填される。このように、筐体１０自体に中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄを設置することにより、部品点数を低減することができる。

あるいは、図３（ｂ）に示すように筐体１０上に配置されている中間材２０の設置面２０ａ上に設置されてもよい。図３（ｂ）に示す構成によれば、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄが配置される位置において、筐体１０の底面１０ｅ上に中間材２０が設けられ、当該中間材２０の上面が設置面２０ａとなる。なお、中間材２０は中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄと筺体１０のＧＮＤ接続を強固に行うために金属材料等の導電性材料が望ましい。中間材２０は中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄの線膨張係数と筺体１０の線膨張係数の間のものを用いる。中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄの材料がアルミナ（６．７×１０^−６／Ｋ）であり、筐体１０の材料がステンレス（ＳＵＳ３０４）（１７．３×１０^−６／Ｋ）であった場合、その間の線膨張係数を有する中間材２０の材料としては８×１０^−６／Ｋ〜１５×１０^−６／Ｋの間が望ましく、具体的には、ニッケル（１３×１０^−６／Ｋ）、コバルト（１２×１０^−６／Ｋ）及びそれらの合金（１０×１０^−６／Ｋ前後）、ステンレス（ＳＵＳ４０３）（１０×１０^−６／Ｋ）などがある。なお、設置面２０ａと、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄの被設置面５１ｅとの間には、導電性接着剤が充填される。また、導電性接着剤の他にも、ハンダやＡｕＳｕのろう材なども用いられる。なお、これらは筐体１０と中間材２０との間にも充填されている。このように、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄが、筐体１０よりも小さく中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄよりも大きい線膨張係数を有する中間材２０上に設置されることによって、筐体１０上に中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄを設置した場合に比して、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄと設置面２０ａとの間の温度変化によるサイズ変化の差を小さくすることができるため、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄに発生する熱応力を低減することができる。

ここで、中継基板５１は、各中継電極５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄの間で分割されており、それぞれ隣り合う中継電極が第１の中継電極、第２の中継電極に相当する。すなわち、分割された中継基板５１Ａには中継電極５２Ａ、中継基板５１Ｂには中継電極５２Ｂ、中継基板５１Ｃには中継電極５２Ｃ、中継基板５１Ｄには中継電極５２Ｄが設けられている。各中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄの互いに対向する端部５１ｃ同士の間には、隙間ＧＰが形成される。各中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄは、完全に分割されており、分割部分に係る端部５１ｃは、基板４１側の端部５１ａと側壁部１１側の端部５１ｂとの間の全域に亘って形成されている。なお、図２に示す例では、分割部分に係る端部５１ｃは、端部５１ａ，５１ｂと垂直に真っ直ぐに延びる形状であるが、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄが分割されている限り、分割部分に係る端部５１ｃの形状は特に限定されない。例えば、傾斜していてもよく、屈曲していても湾曲していてもよい。また、各中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ同士の間の隙間ＧＰの大きさは特に限定されず、各隙間ＧＰの大きさが互いに異なっていても同じであってもよい。

次に、本実施形態に係る光変調器１の作用・効果について説明する。

まず、図４を参照して、光変調器の前提構成、及び従来の光変調器の構成について説明する。光変調器の分野においては、図４（ｃ）に示すように、複数の信号電極２４３Ａ，２４３Ｂ，２４３Ｃ，２４３Ｄの引出部２４３ｂは、互いに近接して並設された状態で設けられる。すなわち、信号電極２４３Ａ，２４３Ｂ，２４３Ｃ，２４３Ｄと中継電極２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃ，２５２Ｄとの接続部２５６Ａ，２５６Ｂ，２５６Ｃ，２５６Ｄは、互いに近接して並設されている。従って、基板２４１の側端部２４１ｃが長く広い範囲を有しているとしても、接続部２５６Ａ，２５６Ｂ，２５６Ｃ，２５６Ｄは極力一箇所にまとめられることが好ましい（後述の図７のように、全ての接続部がまとめられていなくとも、少なくとも一対の接続部がまとめられていることが好ましい）。

また、光変調器の分野においては、図１に示したＱＰＳＫ変調方式の他にもＤＰ−ＱＰＳＫ変調（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying：偏波直交４値位相変調）方式やＱＡＭ変調（Quadrature Amplitude Modulation：直角位相振幅変調）などがある。図８（ａ）にＤＰ−ＱＰＳＫ変調器の光導波路及び電極構造を、図８（ｂ）にＱＡＭ変調器の光導波路及び電極構造を示す。ＱＡＭ変調器では、出力導波路４２ｂにおいて、例えば２：１の振幅比で合波する。このような光導波路の構造により、信号電極４３の引出部４３ｂの配置は一か所にまとめて密集することになる。少なくとも変調部毎に一対にまとまっていることにより、基板間の距離やボンディング長、中継基板とピンの位置などの実装による特性の影響を揃えることができ、周波数応答特性のバランスや、電極間の電気長の整合性に優れた変調器構成とすることができる。

上述のような構成が前提となる理由は以下の通りである。すなわち、図４（ａ）に示すように、各信号電極１４３の引出部１４３ｂ及び接続部１５６の距離が大きく離れており互いに並設されていない場合、各信号電極１４３に対して個別の中継基板１５１が設けられ、それぞれ離れた位置に設置される。この場合、導波路基板と筐体との位置関係のズレが大きくなるなど、位置合わせ精度にも問題が生じる。一方、図４（ｃ）のように各接続部２５６Ａ、２５６Ｂ，２５６Ｃ，２５６Ｄが所定の範囲内で並設されている場合、各中継電極２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃ，２５２Ｄを一の中継基板２５１でまとめることが可能となり（また、中継基板２５１内で各中継電極２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃ，２５２Ｄ同士の間の精度を確保しておくことができる）、位置合わせ工程が容易となり、精度も確保することができる。

また、光変調器の分野においては、信号の位相差を無くすため、それぞれの信号電極及び中継電極の合計長さを等しくする必要がある。従って、信号電極に長さ調整部（例えば、図２に示す長さ調整部４３ｃ）を設ける必要がある。しかしながら、図４（ａ）に示すような構成を採用した場合、一の信号電極１４３と、他の信号電極１４３との間で長さの差が大きくなり、長さ調整部での配線の這い回しを非常に大きくしなくてはならなくなる。しかしながら、基板１４１のうち長さ調整部を設けることができるスペースには限りがある。また、基板１４１上の他の構成要素の配置との関係から、這い回しの設計において制約を受ける場合がある。また、長さ調整部中の配線間の間隔を狭くし過ぎた場合はクロストークなどの問題が生じる点においても、設計上の制約を受ける。上述のような制約を考慮して、例えば、長さ調整部での配線の這い回しを大きくするために図４（ｂ）に示すように、複数往復に係る長さ調整部１４３ｃを形成した場合、端部１４１ｃと本体部１４３ａとの間のスペースが大きくなり、基板１４１を小型化することができないという問題が生じる（ただし、本発明は、図４（ｂ）のような長さ調整部を採用した光変調器を排除するものではない）。また、基板サイズが大きくなった場合の部品コストに対する影響は、導波路基板よりも、中継基板の方が低い。従って、特性面においてもコスト面においても、中継基板に長さ調整部を設けたほうが好ましい。

以上より、光変調器の分野においては、図４（ｃ）に示すように、各接続部２５６Ａ，２５６Ｂ，２５６Ｃ，２５６Ｄが極力一箇所にまとめられる構成が前提となるが、図４（ｃ）に示すように一枚の中継基板２５１に複数の中継電極２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃ，２５２Ｄを設けた場合、次のような問題が生じる。

すなわち、近年の大容量の光通信の要求に対応するため、信号の入力を多くした場合、中継基板２５１のサイズが大きくなる。また、光変調器の製造においては、導波路基板や中継基板の部品実装時に数百℃の高温、例えば、導電性接着剤の硬化時には２００℃、ハンダ付け時には３００℃、ろう材接合時には５００℃程度になることがある。図４（ｄ）に示すように、中継基板２５１は、筐体１０上に設置されているが、中継基板２５１の材料の線膨張係数と、筐体１０の材料の線膨張係数は異なる。従って、温度変化が生じると、中継基板２５１と筐体１０との境界部付近（図においてＣＥで示す部分）において熱応力が発生し、中継基板２５１に割れやクラック等が生じる可能性がある。これは、中継基板２５１のサイズが大きくなるほど顕著になる。

これに対し、本実施形態に係る光変調器１では、中継基板５１上に中継電極５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄが並設されており、中継基板５１が、各中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄの間で分割されている。このように、中継基板５１を複数の中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄに分割することにより、中継基板５１に対する熱応力を低減させることができる。これによって、中継基板５１の割れやクラックを抑制することができる。

なお、本発明に係る光変調器は上記実施形態に限定されない。

例えば、図５（ａ）及び図６に示すように、分割された中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ同士の間は、当該中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄが設置される筐体１０の台座部１２の設置面１２ａ（または図９（ａ）に示すように、中間材２０の設置面２０ａ）側から延びる凸部８０で仕切られていてよい。なお、図９（ｂ）に示すように、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄが中間材２０に設置されて、当該中間材２０が設置される筐体１０の底面から凸部８０が突出していてもよい。中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄは中間材２０に実装した後に、筐体１０に実装してもよいし、中間材２０を筐体１０に実装した後に中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄを中間材２０に実装してもよい。図５（ａ）に示す凸部８０は、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄの端部５１ｃの一部の領域に対して設けられているが、全領域に対して設けられていてもよい。すなわち、凸部８０が、端部５１ａから端部５１ｂに至るまで延びていてよい。また、図６に示す例では、凸部８０の断面形状は矩形であるが、特に形状は限定されず、Ｕ字状、半円状、三角形状などであってもよい。ただし、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄの側面に対する合わせ面として機能する両側面８０ａは、平面状であることが好ましい。なお、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄと設置面１２ａ（または設置面２０ａ）との間には導電性接着剤ＡＤが充填されている。以上のような構成によれば、分割された中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄをそれぞれ凸部８０に突き当てることによって、側端部４１ｃに沿った方向における位置決めを容易にかつ精度良く行うことができる。

光変調器は、使用する信号の周波数が高いため、基板とコネクタのピンとの位置関係や隙間が高周波特性に影響する。これらの位置合わせのトレランスは２０μｍ程度と小さいために、精度よく位置合わせを行うことが重要である。

また、図５（ｂ）に示すように、基板４１の側端部４１ｃに対して中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄを挟んで対向する位置決め部８１を設けてもよい。図５（ｂ）に示す位置決め部８１は、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄの端部５１ｂの一部の領域に対して設けられているが、全領域に対して設けられていてもよい。中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄの端部５１ｂを位置決め部８１に突き当てることによって、側端部４１ｃと直交する方向における位置決めを容易に行うことができる。なお、図２に示す実施形態においては、筐体１０の側壁部１１自体を位置決め部８１として機能させてもよい。

また、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄが設置される設置面１２ａ（または設置面２０ａ）には、凹凸部８３，８５が形成されていてよい。図６（ｂ）に示す凹凸部８３は、断面矩形状の溝８４を所定間隔で複数並設することによって構成されている。図６（ｃ）に示す凹凸部８５は、断面三角形状の溝８６を所定間隔で複数並設することによって構成されている。なお、凹凸部８３，８５は、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄの被設置面５１ｅの全領域に対して設けられていてよいが、一部の領域に設けられていてもよい。また、凹凸部８３，８５を構成する溝８４，８６が延びる方向は特に限定されず、図６に示すように凸部８０の延在方向に平行な方向（基板４１の側端部４１ｃと直交する方向）に延びてもよく、凸部８０の延在方向と直交する方向（基板４１の側端部４１ｃと平行な方向）に延びてもよい。ただし、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄの形状において、長手方向と短手方向の長さの差が大きい場合は、長手方向に凹凸が存在するように凹凸の方向を設定するのがより好適である。以上のような構成によれば、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄと設置面１２ａ（または設置面２０ａ）とが接する面積を少なくすることができるため、中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄに発生する熱応力を低減することができる。なお、凹凸部は、設置面１２ａ（または設置面２０ａ）に代えて中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄの被設置面５１ｅに設けられてもよく、被設置面５１ｅ及び設置面１２ａ（または設置面２０ａ）の両方に設けられてもよい。また、溝８４，８６に低ヤング率の導電性接着剤を充填することで、応力緩和が可能であり、ＧＮＤ接続を強固に行うことができる。

上述の実施形態では、４つの中継電極５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ（及び接続部５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）が並設されていたが、図７に示すように、一対の中継電極５２Ａ，５２Ｂ（及び接続部５６Ａ，５６Ｂ）が並設され、一対の中継電極５２Ｃ，５２Ｄ（及び接続部５６Ｃ，５６Ｄ）が並設されるが、中継電極５２Ａ，５２Ｂと中継電極５２Ｃ，５２Ｄとは、互いに離間しており並設されていない状態であってもよい。この状態においては、図７（ａ）に示すように、中継電極５２Ａ，５２Ｂに対する中継基板３５１と中継電極５２Ｃ，５２Ｄに対する中継基板３５１は、それぞれ個別に設けられている。また、一方の中継基板３５１は、中継電極５２Ａと中継電極５２Ｂとの間で中継基板３５１Ａ及び中継基板３５１Ｂに分割されている。他方の中継基板３５１は、中継電極５２Ｃと中継電極５２Ｄとの間で中継基板３５１Ｃ及び中継基板３５１Ｄに分割されている。

また、図７（ｂ）に示すように、中継基板３５１Ａ，３５１Ｂの設置構造として、筐体１０の台座部１２（または中間材２０）に溝部３６０を形成し、当該溝部３６０の底面を設置面１２ａ（または設置面２０ａ）としてもよい。この場合、溝部３６０の各側面が中継基板３５１Ａ，３５１Ｂの位置決め部として機能する。中継基板３５１Ａ用の溝部３６０と中継基板３５１Ｂ用の溝部３６０との間には位置決め用の凸部３８０が形成される。なお、中継基板３５１Ｃ，３５１Ｄに対しても同様な溝部３６０の構造を適用してよい。また、図２に示す中継基板５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄに対しても同様な趣旨の溝部の構造を適用してよい。

また、これまでは、各中継電極毎に中継基板を分割する例を示したが、中継基板１枚あたりの中継電極数は、１本に限らない。特に、中継電極を１対でまとめて、２本の中継電極を１枚の中継基板上に形成すれば、前述のように、対となる信号の特性を揃えることができ好適である。

１…光変調器、１０…筐体、２０…中間材、４１…基板、５１，３５１…中継基板、５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ，３５１Ａ，３５１Ｂ，３５１Ｃ，３５１Ｄ…中継基板（分割された中継基板）、５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ…中継電極、８０…凸部、８３，８５…凹凸部。

Claims

複数本の光導波路及び複数本の信号電極が形成された基板と、
外部からの信号を前記信号電極へ伝達する中継基板と、
前記基板及び前記中継基板を収容する筐体と、を備え、
前記中継基板上には、信号を前記信号電極へ伝達する第１の中継電極、及び第２の中継電極が設けられ、
前記中継基板は、前記第１の中継電極と前記第２の中継電極との間で分割され、
前記中継基板が設置される設置面と、前記中継基板の被設置面との間には、導電性接着剤が充填され、
前記中継基板が設置される前記設置面と、前記設置面上に設置される前記中継基板の被設置面との少なくとも一方には、凹凸部が形成されており、前記凹凸部を構成する溝部には前記導電性接着剤が充填され、
前記溝部は、前記第１の中継電極、及び前記第２の中継電極が延びる方向と同じ方向に延びる、光変調器。
分割された前記中継基板同士の間は、当該中継基板が設置される前記設置面側から延びる凸部で仕切られている、請求項１に記載の光変調器。
前記中継基板は、前記筐体上に設置されている、請求項１又は２に記載の光変調器。
前記中継基板は、中間材上に設置され、前記中間材は導電性材料であり、且つ、前記中間材の線膨張係数は、前記中継基板の線膨張係数より大きく、前記筐体の線膨張係数より小さい、請求項１又は２に記載の光変調器。
前記中継基板は、信号の位相差を無くすために、それぞれの前記信号電極及び前記中継電極の合計の長さを等しくするように前記中継電極の長さを調整したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項の光変調器。