JP5929709B2

JP5929709B2 - 光変調装置及び光送信機

Info

Publication number: JP5929709B2
Application number: JP2012240309A
Authority: JP
Inventors: 杉山　昌樹; 昌樹杉山; 典久長沼; 小寺　栄一; 栄一小寺; 嘉伸久保田
Original assignee: Fujitsu Optical Components Ltd
Current assignee: Fujitsu Optical Components Ltd
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: US9285650B2; US20140119745A1; JP2014089400A

Description

この発明は、光変調装置及び光送信機に関する。

従来、送信または受信用の光モジュール側の基板の電極とプリント回路基板の電極とをフレキシブル回路基板を介して電気的に接続することによって、光モジュール側の基板とプリント回路基板との位置ずれを吸収するようにした光通信モジュールがある（例えば、特許文献１参照）。一方、プリント回路基板の電極とフレキシブル回路基板の電極とを中継用の別の基板を介して電気的に接続することによって、プリント回路基板の影響によってフレキシブル回路基板の電気的特性が変化して伝送特性が劣化するのを防ぐようにした光通信モジュールがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２４９７１１号公報特開２００８−１８７６７０号公報

光変調器の電極に接続されたフレキシブル回路基板と、プリント回路基板上のドライバとを、プリント回路基板の信号配線を介して電気的に接続する場合、プリント回路基板の信号配線を伝搬する高周波信号の伝搬損失が大きいため、変調帯域が狭くなってしまう。また、伝播損失によって光変調器への入力信号の振幅が小さくなるのを補うには、より高出力のドライバが必要となるため、消費電力が増大してしまう。さらに、プリント回路基板の電極とフレキシブル回路基板の電極との半田付け部、及びプリント回路基板の電極とドライバのリードピンとの半田付け部のそれぞれにおいて、インピーダンスミスマッチが発生するため、入射波反射係数Ｓ１１が劣化してしまう。

そこで、プリント回路基板を介さずに、ドライバのリードピンに、光変調器の電極に接続されたフレキシブル回路基板の電極を直接、半田付けすることが考えられる。このようにすることによって、高周波信号がプリント回路基板の信号配線を伝搬する際の伝搬損失がなくなる。従って、変調帯域が狭くなるのを抑制することができる。また、光変調器への入力信号の振幅が小さくなるのを抑制することができ、消費電力の増大を抑えることができる。また、半田付け部が１箇所減ることによって、入射波反射係数Ｓ１１が改善される。

光変調器は高温に耐えられないため、ドライバのリードピンに、光変調器の電極に接続されたフレキシブル回路基板の電極を半田付けする際に、リフローによる半田付けプロセスを適用することができない。そのため、作業者が半田ごてを用いて手作業によって、プリント回路基板上に表面実装されたドライバのリードピンに、光変調器の電極に接続されたフレキシブル回路基板の電極を半田付けすることになる。

しかしながら、高周波信号が伝搬する距離が短い方が伝搬損失を抑えることができるため、ドライバと光変調器との間隔が狭い。そのため、ドライバのリードピンに、光変調器の電極に接続されたフレキシブル回路基板の電極を半田付けする際に、ドライバと光変調器との間に半田ごての先を差し込むことができないという問題点がある。

光変調器の実装性に優れる光変調装置及び光送信機を提供することを目的とする。

光変調装置は、ドライバ、光変調器、フレキシブル回路基板及びプリント回路基板を備える。ドライバは、裏面に信号電極パッド及び接地電極パッドを有し、信号電極パッドから変調データに対応する電気信号を出力する。光変調器は、ドライバから出力される電気信号に基づいて光の変調を行う。フレキシブル回路基板は、信号端子及び接地端子を有する。プリント回路基板は、おもて面から裏面に貫通する開口部を有する。そして、ドライバは、プリント回路基板上にドライバの信号電極パッド及び接地電極パッドをプリント回路基板の開口部に露出させた状態で実装される。光変調器は、プリント回路基板上にプリント回路基板の開口部を挟んでドライバに相対峙して実装される。フレキシブル回路基板はプリント回路基板の開口部内に配置される。フレキシブル回路基板の信号端子の一端が光変調器内の信号電極に電気的に接続され、フレキシブル回路基板の接地端子の一端が光変調器内の接地電極に電気的に接続される。フレキシブル回路基板の信号端子の他端がドライバの信号電極パッドに半田付けされ、フレキシブル回路基板の接地端子の他端がドライバの接地電極パッドに半田付けされる。

光送信機は、発光素子、データ生成回路、ドライバ、光変調器、フレキシブル回路基板及びプリント回路基板を備える。発光素子は光を出射する。データ生成回路は変調データを生成する。ドライバは、裏面に信号電極パッド及び接地電極パッドを有し、データ生成回路から出力される変調データに対応する電気信号を信号電極パッドから出力する。光変調器は、ドライバから出力される電気信号に基づいて、発光素子から出射される光の変調を行う。フレキシブル回路基板は、信号端子及び接地端子を有する。プリント回路基板は、おもて面から裏面に貫通する開口部を有する。そして、ドライバは、プリント回路基板上にドライバの信号電極パッド及び接地電極パッドをプリント回路基板の開口部に露出させた状態で実装される。光変調器は、プリント回路基板上にプリント回路基板の開口部を挟んでドライバに相対峙して実装される。フレキシブル回路基板はプリント回路基板の開口部内に配置される。フレキシブル回路基板の信号端子の一端が光変調器内の信号電極に電気的に接続され、フレキシブル回路基板の接地端子の一端が光変調器内の接地電極に電気的に接続される。フレキシブル回路基板の信号端子の他端がドライバの信号電極パッドに半田付けされ、フレキシブル回路基板の接地端子の他端がドライバの接地電極パッドに半田付けされる。

この光変調装置及び光送信機によれば、光変調器の実装性に優れるという効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかる光変調装置の第１の例を示す説明図である。図２は、実施の形態にかかる光変調装置の要部の一例を示す説明図である。図３は、実施の形態にかかる光変調装置のドライバの裏面の一例を示す説明図である。図４は、実施の形態にかかる光変調装置のフレキシブル回路基板のおもて面の一例を示す説明図である。図５は、実施の形態にかかる光変調装置のフレキシブル回路基板の裏面の一例を示す説明図である。図６は、図１の切断線Ａ−Ａにおける断面の一例を示す説明図である。図７は、図１の切断線Ｂ−Ｂにおける断面の一例を示す説明図である。図８は、図１の切断線Ｂ−Ｂにおける断面の別の例を示す説明図である。図９は、実施の形態にかかる光変調装置の第２の例を示す説明図である。図１０は、実施の形態にかかる光変調装置の第３の例を示す説明図である。図１１は、実施の形態にかかる光送信機の一例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照して、この光変調装置及び光送信機の好適な実施の形態を詳細に説明する。以下の各実施例の説明においては、同様の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

・光変調装置の第１の例
図１は、実施の形態にかかる光変調装置の第１の例を示す説明図である。光変調装置１は、ドライバ２、光変調器３、フレキシブル回路基板４及びプリント回路基板５を備える。ドライバ２及び光変調器３は、プリント回路基板５に実装される。

ドライバ２は、図示しない信号電極パッドから変調データに対応する電気信号を出力する。光変調器３は、ドライバ２から出力される電気信号に基づいて光の変調を行う。フレキシブル回路基板４は、ドライバ２の図示しない信号電極パッドと光変調器３内の信号電極２３，１１，２４，１４とを電気的に接続し、ドライバ２の図示しない接地電極パッドと光変調器３内の接地電極２５，１２，１３，１５とを電気的に接続する。

光変調器３において、パッケージ６の中には、変調器チップ基板７、及び変調器チップ基板７とは別の中継基板８が収容される。変調器チップ基板７は、例えばＬｉＮｂＯ₃またはＬｉＴａＯ₂などの電気光学効果を有するＺ−カットの結晶基板であってもよい。このような電気光学結晶を用いる光導波路デバイスは、結晶基板上の一部にＴｉなどの金属膜を形成して熱拡散させたり、パターニング後に安息香酸中でプロトン交換したりすることによって光導波路を形成し、光導波路の近傍に電極を設けることによって形成されてもよい。

変調器チップ基板７には、複数のマッハツェンダ型光導波路９，１０が並列に配置される。図１に示す例では、２つのマッハツェンダ型光導波路９，１０が並列に配置される。並列に配置されるマッハツェンダ型光導波路の数は２つに限らないが、本実施の形態ではマッハツェンダ型光導波路の数が２つである場合を例にして説明する。

第１のマッハツェンダ型光導波路９は、入力導波路、出力導波路、及び入力導波路と出力導波路との間に配置される平行な一対の分岐導波路を有する。第１のマッハツェンダ型光導波路９において、一方の分岐導波路に沿って第１の信号電極１１が設けられ、他方の分岐導波路に沿って接地電極１２が設けられる。第１の信号電極１１は２つの接地電極１２，１３に挟まれており、接地電極１２、第１の信号電極１１及び接地電極１３はコプレーナ電極を形成する。

第２のマッハツェンダ型光導波路１０は、入力導波路、出力導波路、及び入力導波路と出力導波路との間に配置される平行な一対の分岐導波路を有する。第２のマッハツェンダ型光導波路１０において、一方の分岐導波路に沿って第２の信号電極１４が設けられ、他方の分岐導波路に沿って接地電極１５が設けられる。第２の信号電極１４は２つの接地電極１２，１５に挟まれており、接地電極１５、第２の信号電極１４及び接地電極１２はコプレーナ電極を形成する。

変調器チップ基板７にＺカット基板を用いる場合には、第１の信号電極１１、第２の信号電極１４及び接地電極１２，１５はそれぞれ対応する分岐導波路の真上に配置される。それによって、Ｚ方向の電界による屈折率変化を利用することができる。

電気光学結晶と、第１の信号電極１１、第２の信号電極１４及び接地電極１２，１５との間には、例えば厚さ０．２〜２μｍ程度のＳｉＯ₂などのバッファ層が設けられてもよい。それによって、各分岐導波路中をそれぞれ伝搬する光が第１の信号電極１１、第２の信号電極１４及び接地電極１２，１５によって吸収されるのを防ぐことができる。

変調器チップ基板７の一側面の終端部１６において、第１の信号電極１１の終端は、図示しない抵抗を介して接地電極１２の終端に接続されており、第２の信号電極１４の終端部１６は、図示しない抵抗を介して接地電極１５の終端に接続される。それによって、第１の信号電極１１及び第２の信号電極１４はそれぞれ進行波電極となる。

第１の信号電極１１に、変調データに対応するマイクロ波の第１の電気信号を印加すると、発生する電界によって第１のマッハツェンダ型光導波路９の一対の分岐導波路の屈折率がそれぞれ＋Δｎ₁及び−Δｎ₂のように変化する。それによって、第１のマッハツェンダ型光導波路９の一対の分岐導波路間の位相差が変化し、マッハツェンダ干渉によって第１のマッハツェンダ型光導波路９の出力導波路から出力される信号光が強度変調される。

第２の信号電極４に、変調データに対応するマイクロ波の第２の電気信号を印加すると、発生する電界によって第２のマッハツェンダ型光導波路１０の一対の分岐導波路の屈折率がそれぞれ＋Δｎ₃及び−Δｎ₄のように変化する。それによって、第２のマッハツェンダ型光導波路１０の一対の分岐導波路間の位相差が変化し、マッハツェンダ干渉によって第２のマッハツェンダ型光導波路１０の出力導波路から出力される信号光が強度変調される。

第１の信号電極１１及び第２の信号電極１４の断面形状を変化させることによって、マイクロ波の実効屈折率を制御することができる。それによって、光とマイクロ波の速度を整合させることができ、高速の光応答特性を得ることができる。図１に示す光変調器３は、第１の電気信号と第２の電気信号とが互いに異なることによって、多値変調の信号を生成することができる。

また、変調器チップ基板７には、入力光分岐部１７及び出力光合波部１８が形成される。入力光分岐部１７の光入力端には例えばコネクタ１９を介して光ファイバ２０が接続されてもよい。入力光分岐部１７において、一方の光出力端には第１のマッハツェンダ型光導波路９の入力導波路が接続され、他方の光出力端には第２のマッハツェンダ型光導波路１０の入力導波路が接続される。入力光分岐部１７は、例えばコネクタ１９を介して光ファイバ２０から入力される入力光を例えば１：１の強度比で２分岐して第１のマッハツェンダ型光導波路９の入力導波路及び第２のマッハツェンダ型光導波路１０の入力導波路へ出力する。

出力光合波部１８において、一方の光入力端には第１のマッハツェンダ型光導波路９の出力導波路が接続され、他方の光入力端には第２のマッハツェンダ型光導波路１０の出力導波路が接続される。出力光合波部１８の光出力端には例えばコネクタ２１を介して光ファイバ２２が接続されてもよい。出力光合波部１８は、第１のマッハツェンダ型光導波路９の出力導波路及び第２のマッハツェンダ型光導波路１０の出力導波路からそれぞれ出力される変調光を合波し、コネクタ２１を介して光ファイバ２２へ出力してもよい。

中継基板８は例えばセラミックスでできた基板であってもよい。中継基板８には、変調器チップ基板７の第１の信号電極１１及び第２の信号電極１４にそれぞれ電気的に接続される複数の信号電極２３，２４、及び変調器チップ基板７の接地電極１３，１２，１５に電気的に接続される接地電極２５が設けられる。

信号電極２３の、第１のマッハツェンダ型光導波路９に対応する電気信号が与えられる入力端、及び信号電極２４の、第２のマッハツェンダ型光導波路１０に対応する電気信号が与えられる入力端は、中継基板８の一側面、すなわちパッケージ６の一側面に並べて配置される。図１に示す例では、信号電極２３の入力端及び信号電極２４の入力端は図１において中継基板８の下側の側面に並べて配置される。

フレキシブル回路基板４には、各マッハツェンダ型光導波路９，１０にそれぞれ対応する複数の信号端子２６，２７が設けられる。信号端子２６の、第１のマッハツェンダ型光導波路９に対応する電気信号が与えられる入力端、及び信号端子２７の、第２のマッハツェンダ型光導波路１０に対応する電気信号が与えられる入力端は、フレキシブル回路基板４の一側面に並べて配置される。図１に示す例では、信号端子２６の入力端及び信号端子２７の入力端は図１においてフレキシブル回路基板４の下側の側面に並べて配置される。ただし、フレキシブル回路基板４はドライバ２の裏側の面の下まで伸びており、図１では、フレキシブル回路基板４の下側の側面はドライバ２の下に隠れて見えない。

信号端子２６の出力端及び信号端子２７の出力端はフレキシブル回路基板４の他の側面に並べて配置される。図１に示す例では、信号端子２６の出力端及び信号端子２７の出力端は図１においてフレキシブル回路基板４の上側の側面に並べて配置される。ただし、フレキシブル回路基板４は光変調器３の裏側の面の下まで伸びており、図１では、フレキシブル回路基板４の上側の側面は光変調器３の下に隠れて見えない。また、フレキシブル回路基板４には、中継基板８の接地電極２５に電気的に接続される接地端子２８が設けられる。

このようにパッケージ６の片側に光変調器３への電気信号の入力部が並んで配置されることにより、例えばプリント回路基板５に光変調器３を容易に実装できる。また、光変調器３の実装面積を小さくすることができる。

図２は、実施の形態にかかる光変調装置の要部の一例を示す説明図である。図２には、プリント回路基板５のおもて面にドライバ２が実装された状態におけるプリント回路基板５の開口部３４の付近を、プリント回路基板５の裏面側から見た様子が示されている。図３は、実施の形態にかかる光変調装置のドライバの裏面の一例を示す説明図である。図３には、プリント回路基板５の裏面の一部、及びプリント回路基板５の開口部３４から見えるドライバ２の裏面が示されている。

図２及び図３に示すように、ドライバ２の裏面には信号電極パッド３１，３２及び接地電極パッド３３が設けられる。信号電極パッド３１，３２及び接地電極パッド３３は、それぞれドライバ２内の図示しない信号電極及び接地電極に電気的に接続される。信号電極パッド３１，３２はそれぞれ接地電極パッド３３により挟まれており、信号電極パッド３１，３２及び接地電極パッド３３はコプレーナ電極を形成する。プリント回路基板５には、プリント回路基板５のおもて面から裏面に貫通する開口部３４が設けられる。ドライバ２は、裏面の信号電極パッド３１，３２及び接地電極パッド３３がプリント回路基板５の開口部３４においてプリント回路基板５の裏面側に露出するように、プリント回路基板５のおもて面側に実装される。

図４は、実施の形態にかかる光変調装置のフレキシブル回路基板のおもて面の一例を示す説明図である。図４に示すように、フレキシブル回路基板４のおもて面、すなわちドライバ２の裏面に臨む側の面には、信号端子２６，２７及び接地端子２８が設けられる。接地端子２８は、フレキシブル回路基板４の光変調器３側の端部の近くまで伸びている。図４において、フレキシブル回路基板４の光変調器３側の端部は右側の端部である。隣り合う接地端子２８は、フレキシブル回路基板４の光変調器３側の端部に沿って設けられる接続部２９によって互いに接続されてもよい。なお、図４では、図を簡略化し、信号端子２６，２７及び接地端子２８を折れ曲がっていない形状としている。

図５は、実施の形態にかかる光変調装置のフレキシブル回路基板の裏面の一例を示す説明図である。図５に示すように、フレキシブル回路基板４の裏面において、フレキシブル回路基板４のおもて面の信号端子２７，２６及び接地端子２８のそれぞれに対応する位置には、信号端子４１，４２及び接地端子４３が設けられる。フレキシブル回路基板４の裏面の信号端子４１，４２は、それぞれフレキシブル回路基板４の光変調器３側の端部まで伸びる信号線路４４，４５に接続されている。図５において、フレキシブル回路基板４の光変調器３側の端部は右側の端部である。なお、図５では、図を簡略化し、信号端子４１，４２及び接地端子４３を折れ曲がっていない形状としている。

フレキシブル回路基板４のおもて面の信号端子２６と裏面の信号端子４２とは、図示省略するスルーホールを介して電気的に接続される。フレキシブル回路基板４のおもて面の信号端子２７と裏面の信号端子４１とは、図示省略するスルーホールを介して電気的に接続される。フレキシブル回路基板４のおもて面の接地端子２８と裏面の接地端子４３とは、図示省略するスルーホールを介して電気的に接続される。このようにすることによって、グランドが強化される。また、後述するようにフレキシブル回路基板４のおもて面の信号端子２６，２７及び接地端子２８とドライバ２の裏面の信号電極パッド３１，３２及び接地電極パッド３３とを半田付けする際に、フレキシブル回路基板４の裏面の信号端子４１，４２及び接地端子４３を位置合わせマーカとして用いることができる。

図６は、図１の切断線Ａ−Ａにおける断面の一例を示す説明図である。切断線Ａ−Ａにおける断面は、フレキシブル回路基板４の信号端子２６を通る断面である。図７は、図１の切断線Ｂ−Ｂにおける断面の一例を示す説明図である。切断線Ｂ−Ｂにおける断面は、フレキシブル回路基板４の接地端子２８を通る断面である。

図６及び図７に示すように、光変調器３は、プリント回路基板５上にプリント回路基板５の開口部３４を挟んでドライバ２に相対峙して実装される。フレキシブル回路基板４はプリント回路基板５の開口部３４内に配置される。

例えば、光変調器３からは、光変調器３内の図示しない信号電極に電気的に接続されるリードピン５１、及び光変調器３内の図示しない接地電極に電気的に接続されるリードピン５２が突出してもよい。例えば、光変調器３のリードピン５１，５２は、それぞれフレキシブル回路基板４のスルーホールに挿入されてもよい。

例えば、信号電極側のリードピン５１は半田５３によってフレキシブル回路基板４の裏面の信号端子４２，４１から伸びる信号線路４５，４４に電気的に接続されてもよい。例えば、フレキシブル回路基板４の裏面の信号端子４２は、フレキシブル回路基板４のスルーホール５５を介してフレキシブル回路基板４のおもて面の信号端子２６に電気的に接続されてもよい。フレキシブル回路基板４のおもて面の信号端子２６は、半田５４によってドライバ２の裏面の信号電極パッド３１に電気的に接続される。

図には現れていないが、例えば、フレキシブル回路基板４の裏面の信号端子４１は、フレキシブル回路基板４のスルーホールを介してフレキシブル回路基板４のおもて面の信号端子２７に電気的に接続されてもよい。フレキシブル回路基板４のおもて面の信号端子２７は、半田によってドライバ２の裏面の信号電極パッド３２に電気的に接続される。

例えば、接地電極側のリードピン５２は半田５６によってフレキシブル回路基板４のおもて面の接地端子２８から伸びる接続部２９に電気的に接続されてもよい。フレキシブル回路基板４のおもて面の接地端子２８は、半田５７によってドライバ２の裏面の接地電極パッド３３に電気的に接続される。例えば、フレキシブル回路基板４のおもて面の接地端子２８は、フレキシブル回路基板４のスルーホール５８を介してフレキシブル回路基板４の裏面の接地端子４３に電気的に接続されてもよい。

作業者は、半田ごてを用いて手作業によって、フレキシブル回路基板４のおもて面の信号端子２６とドライバ２の裏面の信号電極パッド３１とを半田付けしてもよい。フレキシブル回路基板４のおもて面の信号端子２７とドライバ２の裏面の信号電極パッド３２との半田付け、及びフレキシブル回路基板４のおもて面の接地端子２８とドライバ２の裏面の接地電極パッド３３との半田付けにおいても、同様に半田ごてを用いて手作業によって半田付けしてもよい。

・組み立て手順の一例
まず、ドライバ２及びその他の図示しない表面実装用の回路部品が、例えばリフローによる半田付けプロセスによってプリント回路基板５のおもて面に半田付けされる。その後、作業者が半田ごてと糸状の半田を用いて、光変調器３から伸びるリードピン５１，５２にフレキシブル回路基板４の一端を半田付けする。また、作業者は、プリント回路基板５の開口部３４内にフレキシブル回路基板４を挿入し、プリント回路基板５の裏面側から半田ごてと糸状の半田を当ててドライバ２の裏面にフレキシブル回路基板４の他端を半田付けする。

光変調装置の第１の例によれば、プリント回路基板５に開口部が設けられ、その開口部３４においてプリント回路基板５の裏面側から、光変調器３に接続されるフレキシブル回路基板４とドライバ２の裏面との半田付け箇所に半田ごてを当てることができる。従って、ドライバ２と光変調器３との間隔が狭くても、光変調器３をプリント回路基板５のおもて面に実装することができる。つまり、光変調器３の実装性に優れる。

・位置合わせ機構
ここで、光変調装置１は、ドライバ２の信号電極パッド３１，３２及び接地電極パッド３３に対してフレキシブル回路基板４の信号端子２６，２７及び接地端子２８の位置を調整する位置合わせ機構を有してもよい。それによって、ドライバ２とフレキシブル回路基板４とを半田付けする際の位置合わせが容易となる。また、位置合わせ機構によってフレキシブル回路基板４の信号端子２６，２７及び接地端子２８の位置が調整された状態でドライバ２の信号電極パッド３１，３２及び接地電極パッド３３に半田付けされることによって、位置ずれに起因するインピーダンスミスマッチを抑え、安定した高周波特性が得られる。

位置合わせ機構の一例として、例えば図２〜図５に示すように、フレキシブル回路基板４のドライバ２側の端部（図４において左側の端部）がプリント回路基板５の開口部３４のドライバ２側の縁（図３において左側の縁）の形状に対して相補的な形状に成形されてもよい。フレキシブル回路基板４のドライバ２側の端部をプリント回路基板５の開口部３４のドライバ２側の縁に突き当てることによって、ドライバ２の信号電極パッド３１，３２及び接地電極パッド３３に対してフレキシブル回路基板４の信号端子２６，２７及び接地端子２８の位置を容易に調整することができる。

さらに、図４及び図５に示すように、フレキシブル回路基板４のドライバ２側の端部の、ドライバ２の信号電極パッド３１，３２及び接地電極パッド３３に対応する箇所に凹部６１が形成されてもよい。フレキシブル回路基板４において、ドライバ２側の端部に対応する位置をＩｃとし、接地端子２８のドライバ２側の端部に対応する位置をＩｇとし、信号端子２６，２７のドライバ２側の端部に対応する位置をＩｓとする。この凹部６１によって、Ｉｇ及びＩｓはＩｃよりも光変調器３側、すなわち図４及び図５において右側に位置する。

凹部６１は、フレキシブル回路基板４のドライバ２側の端部がプリント回路基板５の開口部３４のドライバ２側の縁に突き当てられた状態のときに、プリント回路基板５の開口部３４のドライバ２側の縁とフレキシブル回路基板４の信号端子２６，２７及び接地端子２８との間に、半田を流し込むのに充分な隙間をつくる。従って、凹部６１が設けられることによって、半田ごてを用いてプリント回路基板５の裏面側からドライバ２とフレキシブル回路基板４とを半田付けする際に、半田付け箇所に半田を流し込むことができる。

位置合わせ機構の別の例として、例えば図４に示すように、フレキシブル回路基板４のおもて面の、フレキシブル回路基板４の信号端子２６，２７の光変調器３側の端部に対応する位置Ｏｓに位置合わせマーカ６２が設けられてもよい。位置合わせマーカ６２は、ドライバ２の光変調器３側の端面に突き当たる程度の厚みを有し、例えば銅などの金属で形成されてもよい。位置合わせマーカ６２をドライバ２の光変調器３側の端面に突き当てることによって、ドライバ２の信号電極パッド３１，３２及び接地電極パッド３３に対してフレキシブル回路基板４の信号端子２６，２７，４１，４２及び接地端子２８，４３の位置を容易に調整することができる。

図５に示すように、フレキシブル回路基板４の裏面において、フレキシブル回路基板４のおもて面の位置合わせマーカ６２に対応する位置にも位置合わせマーカ６３が設けられてもよい。そうすれば、フレキシブル回路基板４のおもて面の信号端子２６，２７及び接地端子２８とドライバ２の裏面の信号電極パッド３１，３２及び接地電極パッド３３とを半田付けする際に、プリント回路基板５の裏面側から位置ずれの有無を確認することができる。

図４に示すように、フレキシブル回路基板４のおもて面の位置合わせマーカ６２の少なくとも一部が、フレキシブル回路基板４のおもて面を覆うカバー層６４に覆われずに露出してもよい。そうすれば、フレキシブル回路基板４の裏面側からフレキシブル回路基板４を透けて見えるフレキシブル回路基板４のおもて面の位置合わせマーカ６２を確認しながら、裏面の位置合わせマーカ６３をドライバ２の光変調器３側の端面に容易に突き当てることができる。

また、図５に示すように、フレキシブル回路基板４の裏面の位置合わせマーカ６３の少なくとも一部が、フレキシブル回路基板４の裏面を覆うカバー層６５に覆われずに露出してもよい。そうすれば、フレキシブル回路基板４の裏面の位置合わせマーカ６３が見えやすくなり、半田付けの際にプリント回路基板５の裏面側から位置ずれの有無を容易に確認することができる。

また、図４に示すように、フレキシブル回路基板４のおもて面を覆うカバー層６４のドライバ２側の端部が、フレキシブル回路基板４の信号端子２６，２７の光変調器３側の端部に対応する位置Ｏｓまで伸びてもよい。そうすれば、フレキシブル回路基板４の裏面側からフレキシブル回路基板４を透けて見えるフレキシブル回路基板４のおもて面のカバー層６４を確認しながら、おもて面のカバー層６４の端部をドライバ２の光変調器３側の端面に合わせることができる。つまり、半田付け時に、フレキシブル回路基板４のおもて面のカバー層６４を利用して、ドライバ２の信号電極パッド３１，３２及び接地電極パッド３３に対してフレキシブル回路基板４の信号端子２６，２７及び接地端子２８の位置を容易に調整することができる。

また、図５に示すように、フレキシブル回路基板４の裏面を覆うカバー層６５のドライバ２側の端部が、フレキシブル回路基板４の信号端子４１，４２の光変調器３側の端部に対応する位置Ｏｓまで伸びてもよい。そうすれば、フレキシブル回路基板４の裏面のカバー層６５を確認しながら、裏面のカバー層６５の端部をドライバ２の光変調器３側の端面に合わせることができる。つまり、半田付け時に、フレキシブル回路基板４の裏面のカバー層６５を利用して、ドライバ２の信号電極パッド３１，３２及び接地電極パッド３３に対してフレキシブル回路基板４の信号端子４１，４２及び接地端子４３の位置を容易に調整することができる。

また、図３または図７に示すように、ドライバ２に、ドライバ２の接地電極パッド３３に電気的に接続されるリードピン６６があってもよい。そして、フレキシブル回路基板４の接地端子２８がドライバ２の接地電極パッド３３及びリードピン６６に半田付けされてもよい。そうすれば、ドライバ２とフレキシブル回路基板４との半田接着面積が充分に得られる。それによって、グランドが良好になる。また、ドライバ２とフレキシブル回路基板４との結合強度が充分に高くなる。

また、図４に示すように、フレキシブル回路基板４の接地端子２８がフレキシブル回路基板４の信号端子２６，２７よりも光変調器３側まで伸びてもよい。つまり、フレキシブル回路基板４において、接地端子２８の光変調器３側の端部に対応する位置をＯｇとすると、Ｏｇは、信号端子２６，２７の光変調器３側の端部に対応する位置Ｏｓよりも光変調器３側、すなわち図４において右側に位置する。そうすれば、接地端子２８の面積が信号端子２６，２７の面積よりも大きくなり、グランドが良好になるとともに、ドライバ２とフレキシブル回路基板４との結合強度が充分に高くなる。

また、図４に示すように、フレキシブル回路基板４の接地端子２８がフレキシブル回路基板４の信号端子２６，２７よりもドライバ２側まで伸びてもよい。つまり、フレキシブル回路基板４において、接地端子２８のドライバ２側の端部に対応する位置Ｉｇは、信号端子２６，２７のドライバ２側の端部に対応する位置Ｉｓよりもドライバ２側、すなわち図４において左側に位置する。そうすれば、接地端子２８の面積が信号端子２６，２７の面積よりも大きくなり、グランドが良好になるとともに、ドライバ２とフレキシブル回路基板４との結合強度が充分に高くなる。

また、図４に示すように、フレキシブル回路基板４において、信号端子２６，２７が接地端子２８よりも小さくてもよい。そうすれば、信号端子２６，２７における容量成分が小さくなり、インピーダンスマッチングを取りやすくなる。従って、良好な高周波特性が得られる。

図８は、図１の切断線Ｂ−Ｂにおける断面の別の例を示す説明図である。図８に示すように、プリント回路基板５において、光変調器３が実装される部分７１が、ドライバ２が実装される部分７２よりも低くてもよい。そうすれば、ドライバ２の接地電極パッド３３に電気的に接続されるリードピン６６に、光変調器３のドライバ２側の端面を突き当てることができる。つまり、光変調器３のドライバ２側の端面をドライバ２のリードピン６６に突き当てることによって、ドライバ２の信号電極パッド３１，３２及び接地電極パッド３３に対してフレキシブル回路基板４の信号端子２６，２７及び接地端子２８の位置を容易に調整することができる。

・光変調装置の第２の例
図９は、実施の形態にかかる光変調装置の第２の例を示す説明図である。図９に示す光変調装置１は、図１に示す光変調装置１において、第１のマッハツェンダ型光導波路９の出力導波路及び第２のマッハツェンダ型光導波路１０の出力導波路のそれぞれに沿ってＤＣ電極８１，８２を有するものである。図９に示す光変調装置１において、ＤＣ電極８１，８２にバイアス８３を与え、２つのマッハツェンダ型光導波路９，１０からの出力の位相差が９０度となるようにそれぞれの位相を調節してもよい。

また、それぞれのマッハツェンダ型光導波路９，１０からの出力を０とπとの２値で変調するＤＰＳＫ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調としてもよい。そうすることによって、光変調装置の第２の例によれば、ＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調信号を生成することができる。第２の例のその他の構成は図１に示す光変調装置１と同様であるので、同様の構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。

・光変調装置の第３の例
図１０は、実施の形態にかかる光変調装置の第３の例を示す説明図である。図１０に示す光変調装置１は、図１に示す光変調装置１において、第１のマッハツェンダ型光導波路９からの出力を、偏波回転器９１により偏波を９０度回転させてから、第２のマッハツェンダ型光導波路１０からの出力と偏波合成器（ＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＢｅａｍＣｏｍｂｉｎｅｒ、ＰＢＣ）９２によって合成するものである。そうすることによって、光変調装置の第３の例によれば、偏波多重化信号を生成して偏波合成器９２から出力させることができる。第３の例のその他の構成は図１に示す光変調装置１と同様であるので、同様の構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。

・光送信機の一例
図１１は、実施の形態にかかる光送信機の一例を示す説明図である。図１１に示すように、光送信機１０１は、光変調器１０２、発光素子１０３、データ生成回路１０４及びドライバ１０５を有する。

発光素子１０３は、光を出射する。レーザーダイオード（ＬＤ）は発光素子１０３の一例である。データ生成回路１０４は、変調データを生成する。ドライバ１０５は、データ生成回路１０４から出力される変調データに対応する振幅の電気信号を生成する。光変調器１０２は、ドライバ１０５から出力される電気信号に基づいて、発光素子１０３から出射される光の変調を行う。図１、図９または図１０のそれぞれに示す光変調装置１は、光送信機１０１の光変調器１０２及びドライバ１０５を有する光変調装置の一例である。光変調器１０２から出力される光は，図示省略するコネクタを介して光ファイバ１０６へ出力されてもよい。

図１１に示す光送信機によれば、光変調器１０２及びドライバ１０５として図１、図９または図１０のそれぞれに示す光変調装置１を用いることによって、光変調器１０２の実装性に優れる。また、ドライバ１０５の裏面の信号電極パッドのピッチが変調器チップ基板の信号電極のピッチよりも広い場合でも、フレキシブル回路基板においてピッチの変換を行うことができる。

なお、図１、図９または図１０のそれぞれに示す光変調装置１においては、マッハツェンダ型光導波路、信号電極、信号端子、信号電極パッド及び信号線路をそれぞれ２つずつ有するが、マッハツェンダ型光導波路、信号電極、信号端子、信号電極パッド及び信号線路をそれぞれ２つ以上ずつ有する場合も同様である。

上述した各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）裏面に信号電極パッド及び接地電極パッドを有し、前記信号電極パッドから変調データに対応する電気信号を出力するドライバと、前記ドライバから出力される電気信号に基づいて光の変調を行う光変調器と、信号端子及び接地端子を有するフレキシブル回路基板と、おもて面から裏面に貫通する開口部を有するプリント回路基板と、を備え、前記ドライバは、前記プリント回路基板上に前記ドライバの前記信号電極パッド及び前記接地電極パッドを前記プリント回路基板の前記開口部に露出させた状態で実装され、前記光変調器は、前記プリント回路基板上に前記プリント回路基板の前記開口部を挟んで前記ドライバに相対峙して実装され、前記プリント回路基板の前記開口部内に前記フレキシブル回路基板が配置され、前記フレキシブル回路基板の前記信号端子の一端が前記光変調器内の信号電極に電気的に接続され、前記フレキシブル回路基板の前記接地端子の一端が前記光変調器内の接地電極に電気的に接続され、前記フレキシブル回路基板の前記信号端子の他端が前記ドライバの前記信号電極パッドに半田付けされ、前記フレキシブル回路基板の前記接地端子の他端が前記ドライバの前記接地電極パッドに半田付けされることを特徴とする光変調装置。

（付記２）前記ドライバの前記信号電極パッド及び前記接地電極パッドに対して前記フレキシブル回路基板の前記信号端子及び前記接地端子の位置を調整する位置合わせ機構を有し、前記位置合わせ機構によって前記フレキシブル回路基板の前記信号端子及び前記接地端子の位置が調整された状態で前記ドライバの前記信号電極パッド及び前記接地電極パッドに半田付けされることを特徴とする付記１に記載の光変調装置。

（付記３）前記フレキシブル回路基板の前記ドライバ側の端部が前記プリント回路基板の前記開口部の前記ドライバ側の縁の形状に対して相補的な形状に成形されており、前記位置合わせ機構は、前記フレキシブル回路基板の前記ドライバ側の端部が前記プリント回路基板の前記開口部の前記ドライバ側の縁に突き当てられることによって、前記ドライバの前記信号電極パッド及び前記接地電極パッドに対して前記フレキシブル回路基板の前記信号端子及び前記接地端子の位置が調整されるようになっており、前記フレキシブル回路基板の前記ドライバ側の端部の、前記ドライバの前記信号電極パッド及び前記接地電極パッドに対応する箇所に、前記フレキシブル回路基板の前記ドライバ側の端部が前記プリント回路基板の前記開口部の前記ドライバ側の縁に突き当てられた状態で前記プリント回路基板の前記開口部の前記ドライバ側の縁との間に半田を流し込む隙間ができるように凹部が形成されることを特徴とする付記２に記載の光変調装置。

（付記４）前記フレキシブル回路基板のおもて面の、前記フレキシブル回路基板の前記信号端子の前記光変調器側の端部に対応する位置に、前記ドライバの前記光変調器側の端面に突き当てられる厚みを有する位置合わせマーカが設けられており、前記位置合わせ機構は、前記フレキシブル回路基板のおもて面の前記位置合わせマーカが前記ドライバの前記光変調器側の端面に突き当てられることによって、前記ドライバの前記信号電極パッド及び前記接地電極パッドに対して前記フレキシブル回路基板の前記信号端子及び前記接地端子の位置が調整されるようになっていることを特徴とする付記２または３に記載の光変調装置。

（付記５）前記フレキシブル回路基板の裏面の、前記フレキシブル回路基板のおもて面の前記位置合わせマーカに対応する位置に位置合わせマーカが設けられていることを特徴とする付記４に記載の光変調装置。

（付記６）前記位置合わせマーカの少なくとも一部が、前記フレキシブル回路基板を覆うカバー層に覆われずに露出していることを特徴とする付記４または５に記載の光変調装置。

（付記７）前記フレキシブル回路基板を覆うカバー層の前記ドライバ側の端部が、前記フレキシブル回路基板の前記信号端子の前記光変調器側の端部に対応する位置まで伸びていることを特徴とする付記１乃至６のいずれか一項に記載の光変調装置。

（付記８）前記ドライバは、前記ドライバの前記接地電極パッドに電気的に接続されるリードピンを有し、前記フレキシブル回路基板の前記接地端子が前記ドライバの前記接地電極パッド及び前記リードピンに半田付けされることを特徴とする付記１乃至７のいずれか一項に記載の光変調装置。

（付記９）前記プリント回路基板の前記光変調器が実装される部分が、前記プリント回路基板の前記ドライバが実装される部分よりも低いことを特徴とする付記８に記載の光変調装置。

（付記１０）前記フレキシブル回路基板の前記接地端子が前記フレキシブル回路基板の前記信号端子よりも前記光変調器側まで伸びていることを特徴とする付記１乃至９のいずれか一項に記載の光変調装置。

（付記１１）前記フレキシブル回路基板の前記接地端子が前記フレキシブル回路基板の前記信号端子よりも前記ドライバ側まで伸びていることを特徴とする付記１乃至１０のいずれか一項に記載の光変調装置。

（付記１２）前記フレキシブル回路基板の前記信号端子が前記接地端子よりも小さいことを特徴とする付記１乃至１１のいずれか一項に記載の光変調装置。

（付記１３）前記光変調器はＱＰＳＫ変調器であることを特徴とする付記１乃至１２のいずれか一項に記載の光変調装置。

（付記１４）前記光変調器は偏波多重変調器であることを特徴とする付記１乃至１２のいずれか一項に記載の光変調装置。

（付記１５）光を出射する発光素子と、変調データを生成するデータ生成回路と、裏面に信号電極パッド及び接地電極パッドを有し、前記データ生成回路から出力される変調データに対応する電気信号を前記信号電極パッドから出力するドライバと、前記ドライバから出力される電気信号に基づいて、前記発光素子から出射される光の変調を行う光変調器と、信号端子及び接地端子を有するフレキシブル回路基板と、おもて面から裏面に貫通する開口部を有するプリント回路基板と、を備え、前記ドライバは、前記プリント回路基板上に前記ドライバの前記信号電極パッド及び前記接地電極パッドを前記プリント回路基板の前記開口部に露出させた状態で実装され、前記光変調器は、前記プリント回路基板上に前記プリント回路基板の前記開口部を挟んで前記ドライバに相対峙して実装され、前記プリント回路基板の前記開口部内に前記フレキシブル回路基板が配置され、前記フレキシブル回路基板の前記信号端子の一端が前記光変調器内の信号電極に電気的に接続され、前記フレキシブル回路基板の前記接地端子の一端が前記光変調器内の接地電極に電気的に接続され、前記フレキシブル回路基板の前記信号端子の他端が前記ドライバの前記信号電極パッドに半田付けされ、前記フレキシブル回路基板の前記接地端子の他端が前記ドライバの前記接地電極パッドに半田付けされることを特徴とする光送信機。

１光変調装置
２，１０５ドライバ
３，１０２光変調器
４フレキシブル回路基板
５プリント回路基板
２６，２７信号端子
２８接地端子
３１，３２信号電極パッド
３３接地電極パッド
３４プリント回路基板の開口部
６１凹部
６２，６３位置合わせマーカ
６４，６５カバー層
６６リードピン
１０１光送信機
１０３発光素子
１０４データ生成回路

Claims

裏面に信号電極パッド及び接地電極パッドを有し、前記信号電極パッドから変調データに対応する電気信号を出力するドライバと、
前記ドライバから出力される電気信号に基づいて光の変調を行う光変調器と、
信号端子及び接地端子を有するフレキシブル回路基板と、
おもて面から裏面に貫通する開口部を有するプリント回路基板と、を備え、
前記ドライバは、前記プリント回路基板上に前記ドライバの前記信号電極パッド及び前記接地電極パッドを前記プリント回路基板の前記開口部に露出させた状態で実装され、
前記光変調器は、前記プリント回路基板上に前記プリント回路基板の前記開口部を挟んで前記ドライバに相対峙して実装され、
前記プリント回路基板の前記開口部内に前記フレキシブル回路基板が配置され、
前記フレキシブル回路基板の前記信号端子の一端が前記光変調器内の信号電極に電気的に接続され、前記フレキシブル回路基板の前記接地端子の一端が前記光変調器内の接地電極に電気的に接続され、
前記フレキシブル回路基板の前記信号端子の他端が前記ドライバの前記信号電極パッドに半田付けされ、前記フレキシブル回路基板の前記接地端子の他端が前記ドライバの前記接地電極パッドに半田付けされることを特徴とする光変調装置。
前記ドライバの前記信号電極パッド及び前記接地電極パッドに対して前記フレキシブル回路基板の前記信号端子及び前記接地端子の位置を調整する位置合わせ機構を有し、
前記位置合わせ機構によって前記フレキシブル回路基板の前記信号端子及び前記接地端子の位置が調整された状態で前記ドライバの前記信号電極パッド及び前記接地電極パッドに半田付けされることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置。
前記フレキシブル回路基板の前記ドライバ側の端部が前記プリント回路基板の前記開口部の前記ドライバ側の縁の形状に対して相補的な形状に成形されており、
前記位置合わせ機構は、前記フレキシブル回路基板の前記ドライバ側の端部が前記プリント回路基板の前記開口部の前記ドライバ側の縁に突き当てられることによって、前記ドライバの前記信号電極パッド及び前記接地電極パッドに対して前記フレキシブル回路基板の前記信号端子及び前記接地端子の位置が調整されるようになっており、
前記フレキシブル回路基板の前記ドライバ側の端部の、前記ドライバの前記信号電極パッド及び前記接地電極パッドに対応する箇所に、前記フレキシブル回路基板の前記ドライバ側の端部が前記プリント回路基板の前記開口部の前記ドライバ側の縁に突き当てられた状態で前記プリント回路基板の前記開口部の前記ドライバ側の縁との間に半田を流し込む隙間ができるように凹部が形成されることを特徴とする請求項２に記載の光変調装置。
前記フレキシブル回路基板のおもて面の、前記フレキシブル回路基板の前記信号端子の前記光変調器側の端部に対応する位置に、前記ドライバの前記光変調器側の端面に突き当てられる厚みを有する位置合わせマーカが設けられており、
前記位置合わせ機構は、前記フレキシブル回路基板のおもて面の前記位置合わせマーカが前記ドライバの前記光変調器側の端面に突き当てられることによって、前記ドライバの前記信号電極パッド及び前記接地電極パッドに対して前記フレキシブル回路基板の前記信号端子及び前記接地端子の位置が調整されるようになっていることを特徴とする請求項２または３に記載の光変調装置。
前記フレキシブル回路基板を覆うカバー層の前記ドライバ側の端部が、前記フレキシブル回路基板の前記信号端子の前記光変調器側の端部に対応する位置まで伸びていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光変調装置。
前記ドライバは、前記ドライバの前記接地電極パッドに電気的に接続されるリードピンを有し、
前記フレキシブル回路基板の前記接地端子が前記ドライバの前記接地電極パッド及び前記リードピンに半田付けされることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光変調装置。
前記プリント回路基板の前記光変調器が実装される部分が、前記プリント回路基板の前記ドライバが実装される部分よりも低いことを特徴とする請求項６に記載の光変調装置。
光を出射する発光素子と、
変調データを生成するデータ生成回路と、
裏面に信号電極パッド及び接地電極パッドを有し、前記データ生成回路から出力される変調データに対応する電気信号を前記信号電極パッドから出力するドライバと、
前記ドライバから出力される電気信号に基づいて、前記発光素子から出射される光の変調を行う光変調器と、
信号端子及び接地端子を有するフレキシブル回路基板と、
おもて面から裏面に貫通する開口部を有するプリント回路基板と、を備え、
前記ドライバは、前記プリント回路基板上に前記ドライバの前記信号電極パッド及び前記接地電極パッドを前記プリント回路基板の前記開口部に露出させた状態で実装され、
前記光変調器は、前記プリント回路基板上に前記プリント回路基板の前記開口部を挟んで前記ドライバに相対峙して実装され、
前記プリント回路基板の前記開口部内に前記フレキシブル回路基板が配置され、
前記フレキシブル回路基板の前記信号端子の一端が前記光変調器内の信号電極に電気的に接続され、前記フレキシブル回路基板の前記接地端子の一端が前記光変調器内の接地電極に電気的に接続され、
前記フレキシブル回路基板の前記信号端子の他端が前記ドライバの前記信号電極パッドに半田付けされ、前記フレキシブル回路基板の前記接地端子の他端が前記ドライバの前記接地電極パッドに半田付けされることを特徴とする光送信機。