JP6288153B2 - Light modulator - Google Patents

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Description

本発明は、光変調器に関し、特に、2波長集積型などの高集積型変調器の構造に関する。   The present invention relates to an optical modulator, and more particularly to a structure of a highly integrated modulator such as a two-wavelength integrated type.

光通信システムの高速化、大容量化が進む中で、それに使用される光変調器の高性能化、高密度化が進んでいる。また、光変調器の小型化の要請に伴い、光変調器を構成する基板の小型化も進められている。しかしながら、光変調器の高性能化と、高密度化及び小型化とは相反する要求であるため、これらを両立するための工夫が求められている。   As the speed and capacity of optical communication systems are increasing, the performance and density of optical modulators used therein are increasing. In addition, with the demand for miniaturization of optical modulators, miniaturization of substrates constituting the optical modulators is also being promoted. However, since high performance, high density, and miniaturization of the optical modulator are contradictory requirements, a contrivance for achieving both of these is required.

このような光変調器に関し、以下のような発明が提案されている。
例えば、特許文献1には、基板上に第1の光変調部と第2の光変調部とを幅方向に並列に設け、該基板の一方の側部に隣接させて、変調用の電気信号を中継する中継基板を配置した構造の光変調器が開示されている。
The following invention is proposed regarding such an optical modulator.
For example, in Patent Document 1, a first light modulation unit and a second light modulation unit are provided in parallel in the width direction on a substrate, and adjacent to one side of the substrate, an electric signal for modulation is provided. An optical modulator having a structure in which a relay substrate for relaying is disposed.

特開2015−172630号公報JP2015-172630A

近年、2波長集積型などの高集積型光変調器が開発されている。図1には、従来の2波長集積型DP−QPSK(Dual Polarization - Quadrature Phase Shift Keying)変調器の構成例を示してある。同図の光変調器は、波長λ1の光波が入力される光変調領域M1と、波長λ1とは異なる波長λ2の光波が入力される光変調領域M2とを有し、これら光変調領域M1,M2は互いに独立して動作するように構成される。   In recent years, highly integrated optical modulators such as a two-wavelength integrated type have been developed. FIG. 1 shows a configuration example of a conventional dual wavelength integrated DP-QPSK (Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying) modulator. The optical modulator shown in the figure has an optical modulation region M1 to which an optical wave having a wavelength λ1 is input, and an optical modulation region M2 to which an optical wave having a wavelength λ2 different from the wavelength λ1 is input. M2 are configured to operate independently of each other.

光変調領域M1,M2の各々は、電気光学効果を有する基板1上に、光導波路2と、光導波路2を伝搬する光波を制御信号により制御するための制御電極3と、光導波路2を伝搬する光波を検出するための受光素子4とを備えている。制御電極3は、制御信号の一種であるRF信号(変調信号)が印加されるRF電極3aや、制御信号の一種であるDC信号(バイアス電圧)が印加されるDC電極3b,3cなどで構成される。   Each of the light modulation regions M1 and M2 propagates on the substrate 1 having the electro-optic effect, the optical waveguide 2, the control electrode 3 for controlling the light wave propagating through the optical waveguide 2 by the control signal, and the optical waveguide 2. And a light receiving element 4 for detecting a light wave to be detected. The control electrode 3 includes an RF electrode 3a to which an RF signal (modulation signal) as a kind of control signal is applied, and DC electrodes 3b and 3c to which a DC signal (bias voltage) as a kind of control signal is applied. Is done.

各光変調領域M1,M2の光導波路2は、マッハツェンダー型光導波路を入れ子型に多重に配置した構造となっており、これに相応して多数の制御電極3や受光素子4が設けられている。同図では、光変調領域M1,M2のそれぞれに、4つのRF電極3aと、6つのDC電極3b,3cと、2つの受光素子4を設けてある。
光変調領域M1の下流には偏波合成部(不図示)が配置され、メインとなるマッハツェンダー型光導波路の出力側アーム部を伝搬する光波を偏波合成部で合成して、光変調器に接続された光ファイバに出力する。光変調領域M2についても同様である。偏波合成部は、空間光学系を用いて偏波合成を行う構造のものや、光導波路を用いて偏波合成を行う構造のものなどがある。
The optical waveguide 2 in each of the light modulation regions M1 and M2 has a structure in which Mach-Zehnder type optical waveguides are arranged in a nested manner, and a large number of control electrodes 3 and light receiving elements 4 are provided accordingly. Yes. In the figure, four RF electrodes 3a, six DC electrodes 3b and 3c, and two light receiving elements 4 are provided in each of the light modulation regions M1 and M2.
A polarization beam combiner (not shown) is disposed downstream of the light modulation region M1, and the light wave propagating through the output side arm portion of the main Mach-Zehnder type optical waveguide is combined by the polarization beam combiner. Output to the optical fiber connected to. The same applies to the light modulation region M2. The polarization combining unit includes a structure that performs polarization combining using a spatial optical system and a structure that performs polarization combining using an optical waveguide.

基板1の光変調領域M2側の辺部に隣接させて、RF電極3aに対するRF信号を中継する高周波信号用の中継基板11と、DC電極3b,3cに対するDC信号や受光素子4で検出した受光信号を中継する低周波信号用の中継基板12が配置されている。また、基板1の光変調領域M1側の辺部には、光変調領域M1のRF電極3aに対するRF信号を終端する終端基板13が配置され、基板1の光変調領域M2側の辺部には、光変調領域M2のRF電極3aに対するRF信号を終端する終端基板14が配置されている。   A high-frequency signal relay substrate 11 that relays an RF signal to the RF electrode 3a adjacent to the side of the substrate 1 on the light modulation region M2 side, a DC signal to the DC electrodes 3b and 3c, and light reception detected by the light receiving element 4. A relay board 12 for low frequency signals that relays signals is disposed. A termination substrate 13 for terminating an RF signal for the RF electrode 3a in the light modulation region M1 is disposed on the side of the substrate 1 on the light modulation region M1 side, and on the side of the substrate 1 on the light modulation region M2 side. A termination substrate 14 for terminating an RF signal for the RF electrode 3a in the light modulation region M2 is disposed.

上記のように基板1の片側に中継基板11,12を配置する構造だと、高周波信号用の中継基板11や低周波信号用の中継基板12に接続される入出力端子(DCピンやRFコネクタなど)を筐体6の同一な側面に配置することができるので、光変調器を取り扱いやすくなるという利点がある。しかしながら、多数の制御電極3(3a,3b,3c)や受光素子4を配置した基板(チップ)では、それらの部品に接続する信号線路(電気線)の配線の自由度が少ない。特に中継基板11,12に近い側の光変調領域M2は、光変調領域M2に対する信号線路だけでなく、光変調領域M1に対する信号線路の一部も配設されることになるため、信号線路の複雑化が顕著になる。その結果、制御電極3(3a,3b,3c)に対する信号線路の長さにバラツキが生じやすい。例えば、RF電極3aに対する信号線路5a,5bの各々で長さにバラツキが生じることで、各RF電極3aに対するRF信号にスキュー(時間遅延)が発生したり、各々の信号線路で伝搬損失差が生じる懸念がある。また、信号線路の長さが長くなると伝搬損失が増加したり、信号線路間でクロストークが発生する可能性があるという問題もある。   When the relay boards 11 and 12 are arranged on one side of the board 1 as described above, input / output terminals (DC pins and RF connectors) connected to the relay board 11 for high-frequency signals and the relay board 12 for low-frequency signals. Etc.) can be arranged on the same side surface of the housing 6, so that there is an advantage that it becomes easy to handle the optical modulator. However, in a substrate (chip) on which a large number of control electrodes 3 (3a, 3b, 3c) and light receiving elements 4 are arranged, the degree of freedom of wiring of signal lines (electric lines) connected to those components is small. In particular, in the light modulation region M2 on the side close to the relay substrates 11 and 12, not only the signal line for the light modulation region M2 but also a part of the signal line for the light modulation region M1 is provided. Complexity becomes remarkable. As a result, the length of the signal line with respect to the control electrode 3 (3a, 3b, 3c) tends to vary. For example, variation in length occurs in each of the signal lines 5a and 5b with respect to the RF electrode 3a, thereby causing a skew (time delay) in the RF signal with respect to each RF electrode 3a or causing a difference in propagation loss between the signal lines. There are concerns that arise. In addition, when the length of the signal line is increased, there is a problem that propagation loss may increase or crosstalk may occur between the signal lines.

本発明が解決しようとする課題は、上記のような問題を解決し、制御電極に対する信号線路の長さのバラツキを抑えた光変調器を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an optical modulator that solves the above problems and suppresses the variation in the length of the signal line with respect to the control electrode.

上記課題を解決するため、本発明の光変調器は、以下のような技術的特徴を有する。
(1) 筐体と、該筐体内部に配置される電気光学効果を有する2つの基板と、前記2つの基板にそれぞれ形成された、光導波路及び該光導波路を伝搬する光波を制御信号により制御するための制御電極とを有する光変調器において、前記2つの基板の間には中継信号線路が形成された中継基板が配置され、該制御電極と該中継信号線路は電気的に接続され、該制御信号は該中継信号線路を介して入力されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the optical modulator of the present invention has the following technical features.
(1) A housing, two substrates having an electro-optic effect disposed inside the housing, and an optical waveguide formed on each of the two substrates and a light wave propagating through the optical waveguide are controlled by a control signal. An optical modulator having a control electrode for performing a relay substrate on which a relay signal line is formed between the two substrates, the control electrode and the relay signal line being electrically connected, and The control signal is input through the relay signal line.

(2) 上記(1)に記載の光変調器において、該筐体外部の底面には該中継信号線路に接続されたピンが配置され、該制御信号は、該ピンを介して入力されることを特徴とする。 (2) The optical modulator according to the above (1), on the bottom surface of the housing outside is disposed pins connected to the relay signal line path, said control signal is inputted via the pins It is characterized by that.

(3) 上記(2)に記載の光変調器において、該制御信号は20Gbps以上の変調信号であることを特徴とする。 (3) In the optical modulator described in (2) above, the control signal is a modulated signal of 20 Gbps or more.

(4) 上記(2)又は(3)に記載の光変調器において、該ピンの制御信号が入力される側における変調器外部の信号線路との接続構造はコネクタであることを特徴とする。 (4) In the optical modulator according to (2) or (3), the connection structure with the signal line outside the modulator on the side where the control signal of the pin is input is a connector.

(5) 上記(1)に記載の光変調器において、該筐体外部の底面側にはフレキシブル信号線路が形成されたフレキシブル基板が配置され、該フレキシブル信号線路の一端は該中継信号線路に電気的に接続され、該制御信号は該フレキシブル信号線路の他端を介して入力されることを特徴とする。 The optical modulator according to (5) above (1), a flexible substrate a flexible signal line is formed is disposed on the bottom side of the housing outside one end of the flexible signal line to the relay signal line path Electrically connected, the control signal is input through the other end of the flexible signal line.

(6) 上記(5)に記載の光変調器において、該制御信号のスキューの調整は該フレキシブル基板に配置された該フレキシブル信号線路で行うことを特徴とする。 (6) In the optical modulator described in (5), the skew of the control signal is adjusted by the flexible signal line disposed on the flexible substrate.

(7) 上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の光変調器において、前記2つの基板における該制御電極は前記2つの基板間の中心線に対して線対称に配置されることを特徴とする。
(8) 上記(1)乃至(7)のいずれかに記載の光変調器において、前記2つの基板の各光導波路を伝搬する光波の一部を受光する受光素子を設け、前記2つの基板の間に配置された中継基板が、該受光素子で検出した受光信号を該筐体の外部に出力する際の中継に用いられることを特徴とする。
(7) In the optical modulator according to any one of (1) to (6), the control electrodes of the two substrates are arranged symmetrically with respect to a center line between the two substrates. Features.
(8) In the optical modulator according to any one of (1) to (7), a light receiving element that receives a part of a light wave propagating through each optical waveguide of the two substrates is provided, and A relay board arranged between the two is used for relaying when a light reception signal detected by the light receiving element is output to the outside of the casing.

本発明の光変調器は、筐体と、該筐体内部に配置される電気光学効果を有する2つの基板と、前記2つの基板にそれぞれ形成された、光導波路及び該光導波路を伝搬する光波を制御信号により制御するための制御電極とを有する光変調器において、前記2つの基板の間には中継信号線路が形成された中継基板が配置され、該制御電極と該中継信号線路は電気的に接続され、該制御信号は該中継信号線路を介して入力されるため、制御電極に対する信号線路の長さのバラツキを抑えた光変調器を提供することができる。 An optical modulator according to the present invention includes a housing, two substrates having an electro-optic effect disposed inside the housing, an optical waveguide formed on each of the two substrates, and an optical wave propagating through the optical waveguide. In the optical modulator having a control electrode for controlling the control signal by a control signal, a relay substrate having a relay signal line is disposed between the two substrates, and the control electrode and the relay signal line are electrically connected to each other. Since the control signal is input via the relay signal line , it is possible to provide an optical modulator that suppresses variations in the length of the signal line with respect to the control electrode.

従来の2波長集積型DP−QPSK変調器の構成例を示す平面図である。It is a top view which shows the structural example of the conventional 2 wavelength integrated DP-QPSK modulator. 本発明の第1実施例に係る光変調器を説明する平面図である。It is a top view explaining the optical modulator which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例に係る光変調器を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the optical modulator which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第2実施例に係る光変調器を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the optical modulator which concerns on 2nd Example of this invention.

以下、本発明に係る光変調器について詳細に説明する。
本発明に係る光変調器は、例えば図2に示すように、筐体6と、該筐体内部に配置される電気光学効果を有する2つの基板1A,1Bと、2つの基板1A,1Bにそれぞれ形成された、光導波路2及び該光導波路を伝搬する光波を制御信号により制御するための制御電極3とを有する。2つの基板1A,1Bの間には中継信号線路(不図示)が形成された中継基板11,12が配置され、制御電極3と中継信号線路は電気的に接続され、制御信号は中継信号線路を介して入力される。
Hereinafter, the optical modulator according to the present invention will be described in detail.
For example, as shown in FIG. 2, the optical modulator according to the present invention includes a housing 6, two substrates 1A and 1B having an electro-optic effect disposed inside the housing, and two substrates 1A and 1B. Each has an optical waveguide 2 and a control electrode 3 for controlling a light wave propagating through the optical waveguide by a control signal. Relay boards 11 and 12 having relay signal lines (not shown) are disposed between the two boards 1A and 1B, the control electrode 3 and the relay signal line are electrically connected, and the control signal is transmitted to the relay signal line. Is input through .

基板1A,1Bとしては、石英、半導体など光導波路を形成できる基板であれば良く、特に、電気光学効果を有する基板である、LiNbO(ニオブ酸リチウム),LiTaO(タンタル酸リチウム)又はPLZT(ジルコン酸チタン酸鉛ランタン)のいずれかの単結晶などを用いた基板が好適に利用可能である。 The substrates 1A and 1B may be any substrate that can form an optical waveguide such as quartz or semiconductor, and in particular, a substrate having an electrooptic effect, such as LiNbO 3 (lithium niobate), LiTaO 3 (lithium tantalate) or PLZT. A substrate using any single crystal of (lead lanthanum zirconate titanate) can be suitably used.

基板1A,1Bに形成する光導波路2は、例えば、LiNbO基板(LN基板)上にチタン(Ti)などの高屈折率物質を熱拡散することにより形成される。また、光導波路となる部分の両側に溝を形成したリブ型光導波路や光導波路部分を凸状としたリッジ型導波路も利用可能である。また、PLC等の異なる導波路基板に光導波路を形成し、これらの導波路基板を貼り合せ集積した光回路にも、本発明を適用することが可能である。 The optical waveguide 2 formed on the substrates 1A and 1B is formed, for example, by thermally diffusing a high refractive index material such as titanium (Ti) on a LiNbO 3 substrate (LN substrate). Further, a rib-type optical waveguide in which grooves are formed on both sides of a portion that becomes an optical waveguide and a ridge-type waveguide in which the optical waveguide portion is convex can be used. Further, the present invention can also be applied to an optical circuit in which optical waveguides are formed on different waveguide substrates such as PLC and these waveguide substrates are bonded and integrated.

基板1A,1Bには、光導波路2を伝搬する光波を制御信号により制御するための制御電極3が設けられる。制御電極3としては、変調電極を構成するRF電極3aやこれを取り巻く接地電極(不図示)、DC信号を印加するDC電極3b、3cなどがある。これら制御電極3は、基板表面に、Ti・Auの電極パターンを形成し、金メッキ方法などにより形成することが可能である。さらに、必要に応じて光導波路形成後の基板表面に誘電体SiO等のバッファ層を設けることも可能である。 The substrates 1A and 1B are provided with a control electrode 3 for controlling a light wave propagating through the optical waveguide 2 with a control signal. The control electrode 3 includes an RF electrode 3a constituting a modulation electrode, a ground electrode (not shown) surrounding the modulation electrode, and DC electrodes 3b and 3c for applying a DC signal. These control electrodes 3 can be formed by forming a Ti / Au electrode pattern on the substrate surface and using a gold plating method or the like. Furthermore, a buffer layer such as a dielectric SiO 2 can be provided on the substrate surface after the formation of the optical waveguide, if necessary.

基板1A,1Bの各々の光変調領域を構成する光導波路2は、マッハツェンダー型導波路を入れ子型に多重に配置した構造となっており、これに相応して多数の制御電極3や受光素子4が設けられている。同図では、基板1A,1Bのそれぞれに、4つのRF電極3aと、6つのDC電極3b,3cと、2つの受光素子4を設けてある。   The optical waveguide 2 constituting each of the optical modulation regions of the substrates 1A and 1B has a structure in which Mach-Zehnder type waveguides are arranged in a nested manner, and a number of control electrodes 3 and light receiving elements corresponding to this are arranged. 4 is provided. In the figure, four RF electrodes 3a, six DC electrodes 3b and 3c, and two light receiving elements 4 are provided on each of the substrates 1A and 1B.

本発明に係る光変調器の主な特徴は、基板1A,1Bの間に、中継信号線路(不図示)が形成された中継基板11,12が配置され、制御電極3と中継信号線路は電気的に接続され、制御信号は中継信号線路の一端から入出力されることである。本明細書では、基板の長さ方向を「X方向」とし、基板の幅方向を「Y方向」とする。X方向は光波の進行方向(図中の矢印Xの方向)に対応し、これに直交する方向(図中の矢印Yの方向)がY方向となる。以下、実施例を参照して詳細に説明する。なお、光変調器の概略的な構成は、図1を参照して説明した従来の光変調器と同様である。   The main feature of the optical modulator according to the present invention is that relay boards 11 and 12 each having a relay signal line (not shown) are disposed between the boards 1A and 1B, and the control electrode 3 and the relay signal line are electrically connected. The control signal is input / output from one end of the relay signal line. In this specification, the length direction of the substrate is “X direction”, and the width direction of the substrate is “Y direction”. The X direction corresponds to the traveling direction of the light wave (the direction of the arrow X in the figure), and the direction orthogonal to this (the direction of the arrow Y in the figure) is the Y direction. Hereinafter, a detailed description will be given with reference to examples. The schematic configuration of the optical modulator is the same as that of the conventional optical modulator described with reference to FIG.

図2は、本発明の第1実施例に係る光変調器を説明する平面図であり、図3は、図2におけるA−A’断面図である。
本例の光変調器は、筐体6の内部底面(筐体外部の底面に対向する筐体内部の面)に、2つの基板1A,1BをY方向に並列に配置してある。基板1Aと基板1Bの間には、RF電極3aに対するRF信号を中継する高周波信号用の中継基板11と、DC電極3b,3cに対するDC信号を中継する低周波信号用の中継基板12が配置される。中継基板12は、受光素子4で検出した受光信号を外部に出力する際の中継に用いることもできる。
FIG. 2 is a plan view for explaining an optical modulator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG.
The optical modulator of this example has two substrates 1A and 1B arranged in parallel in the Y direction on the inner bottom surface of the housing 6 (the surface inside the housing facing the bottom surface outside the housing). Between the substrate 1A and the substrate 1B, a high-frequency signal relay substrate 11 that relays an RF signal to the RF electrode 3a and a low-frequency signal relay substrate 12 that relays a DC signal to the DC electrodes 3b and 3c are arranged. The The relay substrate 12 can also be used for relaying when a light reception signal detected by the light receiving element 4 is output to the outside.

中継基板11,12には中継信号線路(不図示)が形成されている。中継信号線路は、一方の端部が基板1A,1Bの制御電極3に対する信号線路と電気的に接続され、他方の端部にピン21が接続される。すなわち、中継信号線路は、制御電極3と電気的に接続され、ピン21から入出力される制御信号を制御電極3との間で中継する。図2では、基板1AのRF電極3aに対する信号線路5aと、基板1BのRF電極3aに対する信号線路5bを示しているが、他の信号線路は省略している。   Relay signal lines (not shown) are formed on the relay boards 11 and 12. One end of the relay signal line is electrically connected to the signal line for the control electrodes 3 of the substrates 1A and 1B, and the pin 21 is connected to the other end. That is, the relay signal line is electrically connected to the control electrode 3 and relays the control signal input / output from the pin 21 to / from the control electrode 3. In FIG. 2, the signal line 5a for the RF electrode 3a of the substrate 1A and the signal line 5b for the RF electrode 3a of the substrate 1B are shown, but the other signal lines are omitted.

このように、基板1Aと基板1Bの間に、これらの基板に対する制御信号を中継する中継基板11,12を配置することで、従来技術のように信号線路が局所的に集中することがなくなる。すなわち、一方の光変調領域(M2)に、他方の光変調領域(M1)に対する信号線路の一部を配設させずに済むようになる。また、信号線路の長さは、中継基板11,12上の中継信号線路の配設の仕方により調整できる。このため、信号線路の長さを揃えやすくなり、信号線路の長さのバラツキによる制御信号のスキュー(位相ずれ)を抑制できる。   Thus, by arranging the relay boards 11 and 12 that relay control signals for these boards between the boards 1A and 1B, the signal lines are not concentrated locally as in the prior art. That is, it is not necessary to arrange a part of the signal line for the other light modulation region (M1) in one light modulation region (M2). Further, the length of the signal line can be adjusted by the way of arranging the relay signal line on the relay boards 11 and 12. For this reason, it becomes easy to arrange the length of the signal line, and the skew (phase shift) of the control signal due to the variation in the length of the signal line can be suppressed.

また、信号線路の長さの調整は中継基板11,12上の中継信号線路で行えるので、伝搬損失が大きい基板1A,1B上の信号線路をなるべく短くすることで、信号線路全体での伝搬損失を抑え、また信号線路間でクロストークの発生を抑制することが可能となる。更に、1枚の基板(チップ)に多数の光変調領域を形成するのではなく、本例のようにチップを分離した構造にすることで、チップ製造の歩留りを改善する効果も得られる。   Further, since the length of the signal line can be adjusted by the relay signal line on the relay boards 11 and 12, the propagation loss in the entire signal line can be reduced by shortening the signal line on the boards 1A and 1B having a large propagation loss as much as possible. And the occurrence of crosstalk between signal lines can be suppressed. Further, by forming a structure in which the chips are separated as in this example instead of forming a large number of light modulation regions on one substrate (chip), an effect of improving the yield of chip manufacture can be obtained.

また、本例の光変調器において、中継基板11,12に形成された中継信号線路には、図3に示すように、中継基板11,12から筐体6の底面を貫通するように延びるピン21の一端が電気的に接続されている。ピン21の他端は制御信号の入出力のため変調器外部の信号線路と接続される。ピン21の他端側(制御信号が入力される側)における変調器外部の信号線路との接続構造としては、制御信号がDC信号の場合、ピン21をそのまま利用してもよい。また制御信号がRF信号の場合、ピン21の他端側における当該構造はGPPOやG3POなどのコネクタとしてもよい。   In the optical modulator of this example, the relay signal lines formed on the relay boards 11 and 12 have pins extending from the relay boards 11 and 12 so as to penetrate the bottom surface of the housing 6 as shown in FIG. One end of 21 is electrically connected. The other end of the pin 21 is connected to a signal line outside the modulator for input / output of a control signal. As a connection structure with the signal line outside the modulator on the other end side (the side where the control signal is input) of the pin 21, the pin 21 may be used as it is when the control signal is a DC signal. When the control signal is an RF signal, the structure on the other end side of the pin 21 may be a connector such as GPPO or G3PO.

このように、筐体6の底面から出たピン21を介して制御信号を入出力する構成とすることで、ピン21の他端から制御電極3に至る信号線路の長さを短縮できる。その結果、スキューの低減、信号線路間の伝搬損失のバラツキの低減、信号線路トータルとしての伝搬損失の低減といった効果を得ることができる。   In this way, by adopting a configuration in which the control signal is input / output via the pin 21 protruding from the bottom surface of the housing 6, the length of the signal line extending from the other end of the pin 21 to the control electrode 3 can be shortened. As a result, effects such as a reduction in skew, a reduction in propagation loss between signal lines, and a reduction in propagation loss as a total signal line can be obtained.

また、本例の光変調器は、基板1Aにおける各制御電極3と基板1Bにおける各制御電極3を、基板1Aと基板1Bの間の中心線(図中の一点鎖線C)に対して線対称に配置している。このため、光変調器外部もしくは内部の温度変化により基板1Aや基板1Bに熱応力が発生した場合でも、基板1Aや基板1Bに対する熱応力が一点鎖線Cに対して対称に発生するため、基板1Aと基板1B間の光学特性や電気特性の劣化のバラつきを抑制することができる。また、従来のように中継基板11,12を基板1Aもしくは基板1Bの筐体内壁側の同じ側面に配置せず、基板1Aと基板1Bの間に中継基板11,12を配置しているため、上記構成と相俟って相乗的な効果を得ることができる。また、基板1Aや基板1Bにおける光導波路も一点鎖線Cに対して対称に配置した場合、更に上記効果を高めることができる。   Further, in the optical modulator of this example, each control electrode 3 on the substrate 1A and each control electrode 3 on the substrate 1B are axisymmetric with respect to a center line between the substrates 1A and 1B (dashed line C in the figure). Is arranged. For this reason, even when a thermal stress is generated on the substrate 1A or the substrate 1B due to a temperature change outside or inside the optical modulator, the thermal stress on the substrate 1A or the substrate 1B is generated symmetrically with respect to the alternate long and short dash line C. Variation in optical characteristics and electrical characteristics between the substrate 1B and the substrate 1B can be suppressed. Further, since the relay boards 11 and 12 are not arranged on the same side of the inner wall side of the board 1A or the board 1B as in the prior art, the relay boards 11 and 12 are arranged between the board 1A and the board 1B. Combined with the above configuration, a synergistic effect can be obtained. Further, when the optical waveguides on the substrate 1A and the substrate 1B are also arranged symmetrically with respect to the alternate long and short dash line C, the above effect can be further enhanced.

図4は、本発明の第2実施例に係る光変調器を説明する断面図である。
本例の光変調器は、筐体6の外部の底面側に、信号線路(フレキシブル信号線路)が形成されたフレキシブル基板23を配置してある。中継基板11,12に形成された中継信号線路には、中継基板11,12から筐体6の底面を貫通するように延びるピン21の一端が電気的に接続されている。また、ピン21の他端はフレキシブル信号線路の一端と電気的に接続されている。制御電極3に対する制御信号は、フレキシブル信号線路の他端から入出力される。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining an optical modulator according to the second embodiment of the present invention.
In the optical modulator of this example, a flexible substrate 23 on which a signal line (flexible signal line) is formed is arranged on the bottom surface side outside the housing 6. One end of a pin 21 extending from the relay boards 11 and 12 so as to pass through the bottom surface of the housing 6 is electrically connected to the relay signal line formed on the relay boards 11 and 12. The other end of the pin 21 is electrically connected to one end of the flexible signal line. A control signal for the control electrode 3 is input / output from the other end of the flexible signal line.

このように、制御電極3に対する制御信号の信号経路の一部を、基板1Aや基板1Bなどより伝搬損失が小さいフレキシブル信号線路で形成することで、制御信号の伝搬損失を低減することができる。特に、信号経路においてフレキシブル信号線路で形成する区間の割合を多くし、基板1A,1B上の信号線路を最小限に抑えることで、信号線路トータルとしての伝搬損失を低減することができる。また、スキューの調整を、配線取り回しが容易なフレキシブル信号線路の区間で行うことで、基板1A,1B上の配線を簡素化でき、設計自由度の改善を図ることができる。   Thus, by forming a part of the signal path of the control signal for the control electrode 3 with a flexible signal line having a propagation loss smaller than that of the substrate 1A or the substrate 1B, the propagation loss of the control signal can be reduced. In particular, by increasing the proportion of sections formed by flexible signal lines in the signal path and minimizing the signal lines on the substrates 1A and 1B, it is possible to reduce the propagation loss as a total signal line. In addition, by adjusting the skew in the flexible signal line section where wiring is easy, wiring on the substrates 1A and 1B can be simplified, and design flexibility can be improved.

以上、実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した内容に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能であることはいうまでもない。
一例として、DC信号とRF信号を、筐体の互いに異なる面に配置されたピンやコネクタからそれぞれ入出力する構成とすることができる。
この場合、例えば、筐体の互いに異なる面に配置されたピンやコネクタは、変調器外部の信号線路と接続される部分におけるDC信号の伝搬方向とRF信号の伝搬方向が直交するように配置する構成としてもよい。こうすることで、DC信号の伝搬方向とRF信号の伝搬方向が直交するためDC信号とRF信号との間のクロストークが抑制できる。また、筐体の同一面にピンとコネクタを配置した従来の構成と比較して、ピンとコネクタの距離を大きくすることができるため、DC信号の伝搬方向とRF信号の伝搬方向が直交することとの相乗効果により、DC信号とRF信号との間のクロストークを効果的に抑制することができる。
The present invention has been described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described contents, and it is needless to say that the design can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.
As an example, a DC signal and an RF signal can be input and output from pins and connectors arranged on different surfaces of the housing.
In this case, for example, pins and connectors arranged on different surfaces of the housing are arranged so that the propagation direction of the DC signal and the propagation direction of the RF signal are orthogonal to each other in a portion connected to the signal line outside the modulator. It is good also as a structure. By doing so, since the propagation direction of the DC signal and the propagation direction of the RF signal are orthogonal, the crosstalk between the DC signal and the RF signal can be suppressed. In addition, since the distance between the pin and the connector can be increased as compared with the conventional configuration in which the pin and the connector are arranged on the same surface of the housing, the propagation direction of the DC signal and the propagation direction of the RF signal are orthogonal to each other. Due to the synergistic effect, crosstalk between the DC signal and the RF signal can be effectively suppressed.

また、例えば、筐体の底面と側面にピンやコネクタをそれぞれ配置し、DC信号は筐体の側面に配置されたピンやコネクタから入出力し、RF信号は筐体の底面に配置されたピンやコネクタから入出力する構成としてもよい。このような構成の場合でも、RF信号の信号線路の長さを短縮することができ、スキューの低減、信号線路間の伝搬損失のバラツキの低減、信号線路トータルとしての伝搬損失の低減といった効果を得ることができる。
尚、本発明の効果は変調信号が20Gbps未満でも一定の効果が得られるが、変調信号が20Gbps以上の場合、信号線路全体での伝搬損失の抑制及び信号線路間でクロストーク発生の抑制の面で更に高い効果を奏することができる。
In addition, for example, pins and connectors are arranged on the bottom and side surfaces of the housing, DC signals are input and output from pins and connectors arranged on the side surfaces of the housing, and RF signals are pins arranged on the bottom surface of the housing. Alternatively, it may be configured to input / output from a connector. Even in such a configuration, the length of the signal line of the RF signal can be shortened, and effects such as reduction in skew, variation in propagation loss between signal lines, and reduction in propagation loss as a total of signal lines can be obtained. Can be obtained.
The effect of the present invention can be obtained even when the modulation signal is less than 20 Gbps. However, when the modulation signal is 20 Gbps or more, the suppression of propagation loss in the entire signal line and the suppression of occurrence of crosstalk between signal lines. With this, even higher effects can be achieved.

また、基板1A,1Bや中継基板11,12における筐体内部の面との固定面は、基板や中継基板の全面でなくともよい。例えば、基板や中継基板の一部を固定面とすることで、環境温度の変化に伴う基板や中継基板への応力の発生を緩和できるため、環境温度に対する変調特性の劣化を抑制することができる。また、筐体内部に配置される基板1A,1Bや中継基板11,12は、筐体内部の面に接着剤や半田等により固定されてもよいし、基板や中継基板と筐体内部の面との間に他の部材を介して固定してもよい。   Further, the fixed surfaces of the substrates 1A and 1B and the relay substrates 11 and 12 with the surface inside the housing may not be the entire surface of the substrate or the relay substrate. For example, by making a part of the board or relay board a fixed surface, it is possible to mitigate the generation of stress on the board or relay board due to a change in the environmental temperature, and therefore it is possible to suppress the deterioration of the modulation characteristics with respect to the environmental temperature. . Further, the substrates 1A and 1B and the relay substrates 11 and 12 arranged inside the housing may be fixed to the surface inside the housing with an adhesive, solder, or the like, or the substrate or relay substrate and the surface inside the housing. You may fix via another member between.

以上、説明したように、本発明によれば、制御電極に対する信号線路の長さのバラツキを抑えた光変調器を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical modulator that suppresses variations in the length of the signal line with respect to the control electrode.

1 基板
2 光導波路
3 制御電極
3a RF電極
3b,3c DC電極
4 受光素子
5a,5b 信号線路
6 筐体
11,12 中継基板
13,14 終端基板
21 ピン
23 フレキシブル基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Optical waveguide 3 Control electrode 3a RF electrode 3b, 3c DC electrode 4 Light receiving element 5a, 5b Signal line 6 Housing 11, 12 Relay substrate 13, 14 Termination substrate 21 Pin 23 Flexible substrate

Claims (8)

筐体と、
該筐体内部に配置される電気光学効果を有する2つの基板と、
前記2つの基板にそれぞれ形成された、光導波路及び該光導波路を伝搬する光波を制御信号により制御するための制御電極とを有する光変調器において、
前記2つの基板の間には中継信号線路が形成された中継基板が配置され、
該制御電極と該中継信号線路は電気的に接続され、
該制御信号は該中継信号線路を介して入力されることを特徴とする光変調器。
A housing,
Two substrates having an electro-optic effect disposed inside the housing;
In each of the optical modulators formed on the two substrates, each having an optical waveguide and a control electrode for controlling a light wave propagating through the optical waveguide by a control signal,
A relay board on which a relay signal line is formed is disposed between the two boards,
The control electrode and the relay signal line are electrically connected,
The optical modulator, wherein the control signal is input via the relay signal line.
請求項1に記載の光変調器において、
該筐体外部の底面には該中継信号線路に接続されたピンが配置され、
該制御信号は、該ピンを介して入力されることを特徴とする光変調器。
The optical modulator according to claim 1.
Pin that is connected to the relay signal line path is arranged in the casing outside of the bottom surface,
The optical modulator, wherein the control signal is input through the pin.
請求項2に記載の光変調器において、
該制御信号は20Gbps以上の変調信号であることを特徴とする光変調器。
The optical modulator according to claim 2.
The optical modulator, wherein the control signal is a modulation signal of 20 Gbps or more.
請求項2又は請求項3に記載の光変調器において、
該ピンの制御信号が入力される側における変調器外部の信号線路との接続構造はコネクタであることを特徴とする光変調器。
The optical modulator according to claim 2 or 3,
An optical modulator characterized in that a connection structure with a signal line outside the modulator on the side where the control signal of the pin is input is a connector.
請求項1に記載の光変調器において、
該筐体外部の底面側にはフレキシブル信号線路が形成されたフレキシブル基板が配置され、
該フレキシブル信号線路の一端は該中継信号線路に電気的に接続され、
該制御信号は該フレキシブル信号線路の他端を介して入力されることを特徴とする光変調器。
The optical modulator according to claim 1.
A flexible substrate on which a flexible signal line is formed is disposed on the bottom side outside the housing,
One end of the flexible signal line is electrically connected to the relay signal line path,
The optical modulator, wherein the control signal is input via the other end of the flexible signal line.
請求項5に記載の光変調器において、
該制御信号のスキューの調整は該フレキシブル基板に配置された該フレキシブル信号線路で行うことを特徴とする光変調器。
The optical modulator according to claim 5.
An optical modulator characterized in that the skew of the control signal is adjusted by the flexible signal line disposed on the flexible substrate.
請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の光変調器において、
前記2つの基板における該制御電極は前記2つの基板間の中心線に対して線対称に配置されることを特徴とする光変調器。
The optical modulator according to any one of claims 1 to 6,
The light modulator, wherein the control electrodes on the two substrates are arranged symmetrically with respect to a center line between the two substrates.
請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の光変調器において、前記2つの基板の各光導波路を伝搬する光波の一部を受光する受光素子を設け、前記2つの基板の間に配置された中継基板が、該受光素子で検出した受光信号を該筐体の外部に出力する際の中継に用いられることを特徴とする光変調器。  8. The optical modulator according to claim 1, wherein a light receiving element that receives a part of a light wave propagating through each optical waveguide of the two substrates is provided, and is disposed between the two substrates. An optical modulator, wherein the relay substrate is used for relaying when a light reception signal detected by the light receiving element is output to the outside of the housing.
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