JP6614422B2 - Light modulator - Google Patents

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JP6614422B2 JP2018089515A JP2018089515A JP6614422B2 JP 6614422 B2 JP6614422 B2 JP 6614422B2 JP 2018089515 A JP2018089515 A JP 2018089515A JP 2018089515 A JP2018089515 A JP 2018089515A JP 6614422 B2 JP6614422 B2 JP 6614422B2
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

本発明は、光変調器に関し、特に、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光導波路と、該光導波路内を伝搬する光波を制御する制御電極とを備えた光変調器において、該光導波路内又は該基板内を伝搬する光波、あるいは、該基板からから出射された光波の少なくとも一部の光波を検出する受光素子を備えた光変調器に関する。   The present invention relates to an optical modulator, and more particularly to an optical modulator comprising a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, and a control electrode for controlling a light wave propagating in the optical waveguide. The present invention relates to an optical modulator provided with a light receiving element that detects a light wave propagating in the optical waveguide or the substrate, or at least a part of a light wave emitted from the substrate.

光計測技術分野や光通信技術分野において、ニオブ酸リチウム等の電気光学効果を有する基板を用いた光変調器が多用されている。電気光学効果を有する基板を用いた光変調器では、焦電効果により温度ドリフトやDCドリフトなど、駆動に係る変調動作点がシフトする現象が生じる。このため、常に一定の変調動作点に調整するため、DCバイアス制御が行われている。   In the optical measurement technical field and the optical communication technical field, an optical modulator using a substrate having an electro-optic effect such as lithium niobate is frequently used. In an optical modulator using a substrate having an electro-optic effect, a phenomenon in which a modulation operation point related to driving shifts due to a pyroelectric effect, such as temperature drift and DC drift. For this reason, DC bias control is performed in order to always adjust to a constant modulation operating point.

変調動作点を調整する際には、特許文献1に示すように、光導波路を伝搬する光波の一部を受光素子に導入し、光波をモニタすることが行われている。しかも、特許文献1のように複数のマッハツェンダー型光導波路を有する場合には、各マッハツェンダー型光導波路毎に、変調状態をモニタにすることことも行われている。   When adjusting the modulation operating point, as shown in Patent Document 1, a part of a light wave propagating through an optical waveguide is introduced into a light receiving element to monitor the light wave. Moreover, when a plurality of Mach-Zehnder type optical waveguides are provided as in Patent Document 1, the modulation state is also monitored for each Mach-Zehnder type optical waveguide.

図1は、特許文献1のような、複数のマッハツェンダー型光導波路を備えた光変調器の例を示している。電気光学効果を有する基板1に光導波路2が形成され、光導波路2はメイン・マッハツェンダー型光導波路(MMZ)の分岐導波路にサブ・マッハツェンダー型光導波路(SMZ1,SMZ2)を入れ子型に配置して形成されている。図1の場合では、サブ・マッハツェンダー型光導波路(SMZ1,SMZ2)から出射する光波をモニタするため、サブ・マッハツェンダー型光導波路(SMZ1,SMZ2)から導出され出力用導波路の上に受光素子3を配置している。LIは入射光を、LOは出射光を示している。   FIG. 1 shows an example of an optical modulator having a plurality of Mach-Zehnder type optical waveguides as in Patent Document 1. An optical waveguide 2 is formed on a substrate 1 having an electro-optic effect, and the optical waveguide 2 is a sub-Mach-Zehnder type optical waveguide (SMZ1, SMZ2) nested in a branching waveguide of a main Mach-Zehnder type optical waveguide (MMZ). It is arranged and formed. In the case of FIG. 1, in order to monitor the light wave emitted from the sub-Mach-Zehnder type optical waveguides (SMZ1, SMZ2), the light is derived from the sub-Mach-Zehnder type optical waveguide (SMZ1, SMZ2) and received on the output waveguide. Element 3 is arranged. LI indicates incident light, and LO indicates outgoing light.

受光素子3の検出信号を導出するため、受光素子に設けられた端子と基板1に形成された接続パッド5とが金線ワイヤ4などでワイヤボンディングされている。基板1に形成された接続パッドは基板に形成された電気配線により、当該検出信号を基板外に導出するよう構成されている。基板上の電気配線を用いずに、受光素子の端子と信号出力ピンとを直接ワイヤで接続する方法もある。   In order to derive a detection signal of the light receiving element 3, a terminal provided on the light receiving element and a connection pad 5 formed on the substrate 1 are wire-bonded with a gold wire 4 or the like. The connection pads formed on the substrate 1 are configured to lead the detection signal out of the substrate by electrical wiring formed on the substrate. There is also a method in which the terminals of the light receiving element and the signal output pins are directly connected by wires without using the electric wiring on the substrate.

受光素子に係る配線については、特許文献2にも示されているように、一般的に、受光素子の電極端子と、基板上のリード端子等をボンディングワイヤで接続しているが、そのワイヤ(接続線)の長さについては、特段の配慮もされていない。   Regarding the wiring related to the light receiving element, as shown in Patent Document 2, generally, the electrode terminal of the light receiving element and the lead terminal on the substrate are connected by a bonding wire. No special consideration is given to the length of the connection line.

また、従来のバイアス制御は、光波に含まれる低周波のディザ信号を検出して制御していたが、図1のようなネスト構造をもつ光変調器では、バイアス制御にRF信号の検出をすることもある。また、複数のモニタ用の受光素子を内蔵する必要のある集積構造の光変調器、例えば、DP−QPSK型(Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying)の光変調器では、モニタ用の受光素子が互いに近接して配置されるため、受光素子間の電気的クロストークが発生し易くなり、検出信号にノイズが含まれるという問題を生じる。   Further, the conventional bias control is controlled by detecting a low-frequency dither signal included in the light wave. However, in an optical modulator having a nest structure as shown in FIG. 1, an RF signal is detected for bias control. Sometimes. Further, in an optical modulator having an integrated structure that needs to include a plurality of light receiving elements for monitoring, for example, a DP-QPSK (Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying) light modulator, the light receiving elements for monitoring are close to each other. Therefore, electrical crosstalk between the light receiving elements is likely to occur, and there is a problem that noise is included in the detection signal.

しかも、光変調器は金属筐体内に収容され、金属筐体を貫通する信号出力ピンで筐体の内部と外部とを電気的に接続している。この信号出力ピンの配置は規格により標準化されているため、受光素子や電気接続パッド(PAD)の配線配置が限定されることとなる。これにより、ボンディングワイヤ(接続線)が長くなり、電気的クロストークがより発生し易くなる。   In addition, the optical modulator is housed in a metal casing, and the signal output pins that penetrate the metal casing electrically connect the inside and the outside of the casing. Since the arrangement of the signal output pins is standardized by the standard, the wiring arrangement of the light receiving element and the electrical connection pad (PAD) is limited. Thereby, a bonding wire (connection line) becomes long and electrical crosstalk is more likely to occur.

また、受光素子や電気接続パッド(PAD)の配線配置が限定されることにより、基板に形成された信号電極などの制御電極と受光素子に接続されるボンディングワイヤ(接続線)との距離が短くなることもあり、電気的クロストークがより発生し易くなるという問題もあった。   In addition, since the wiring arrangement of the light receiving element and the electrical connection pad (PAD) is limited, the distance between the control electrode such as the signal electrode formed on the substrate and the bonding wire (connection line) connected to the light receiving element is short. There is also a problem that electrical crosstalk is more likely to occur.

国際公開WO2008/038795号International Publication No. WO2008 / 038795 特開2009−105240号公報JP 2009-105240 A

本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、受光素子の検出信号に電気的クロストークなどのノイズが入り込むのを抑制することが可能な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-described problems and can suppress noise such as electrical crosstalk from entering the detection signal of the light receiving element. is there.

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備えている。
(1) 電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光導波路と、該光導波路内を伝搬する光波を制御する制御電極とを備えた光変調器において、該光導波路は、メイン・マッハツェンダー型光導波路の分岐導波路にサブ・マッハツェンダー型光導波路を入れ子型に配置しており、該サブ・マッハツェンダー型光導波路の合波部からの放射光を、放射光用光導波路を介して検出する受光素子を少なくとも2つ以上有し、該受光素子の検出信号を光変調器の外部に導出するための電気配線と、該受光素子のアノード端子と該電気配線とを結ぶボンディングワイヤであるアノード接続線と、該受光素子のカソード端子と該電気配線とを結ぶボンディングワイヤであるカソード接続線とを備え、該アノード接続線の長さは該カソード接続線の長さよりも短く、かつ該アノード接続線の長さは0.9mm以下であ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) In an optical modulator comprising a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, and a control electrode for controlling a light wave propagating in the optical waveguide , the optical waveguide includes: A sub-Mach-Zehnder type optical waveguide is nested in a branching waveguide of the Mach-Zehnder type optical waveguide, and the emitted light from the combined portion of the sub-Mach-Zehnder type optical waveguide is used as the emitted light optical waveguide. And at least two or more light receiving elements to be detected via the wiring, an electrical wiring for deriving a detection signal of the light receiving element to the outside of the optical modulator, and a bonding wire connecting the anode terminal of the light receiving element and the electrical wiring An anode connection line and a cathode connection line that is a bonding wire connecting the cathode terminal of the light receiving element and the electric wiring, and the length of the anode connection line is the length of the cathode connection line And the length of the anode connection line is 0.9 mm or less.

(2) 上記(1)に記載の光変調器において、各受光素子にアノード端子とカソード端子とが設けられ、各アノード端子と各カソード端子に、個別に、アノード接続線とカソード接続線とが接続されていることを特徴とする。 (2) In the optical modulator described in (1) above, each light receiving element is provided with an anode terminal and a cathode terminal, and an anode connection line and a cathode connection line are individually connected to each anode terminal and each cathode terminal. It is connected.

(3) 上記(1)又は(2)に記載の光変調器において、該受光素子が該基板上に配置され、該アノード接続線と該カソード接続線は、該基板に形成され、該電気配線の一部を構成する接続パッドに、接続されていることを特徴とする。 (3) In the optical modulator according to (1) or (2), the light receiving element is disposed on the substrate, the anode connection line and the cathode connection line are formed on the substrate, and the electric wiring It is characterized by being connected to a connection pad constituting a part of

(4) 上記(1)に記載の光変調器において、該光変調器を収容する筐体と、該電気配線の一部であり、該筐体を貫通し、規格により配置が標準化された複数の信号出力ピンとを有し、該受光素子は、第1及び第2受光素子の2つの受光素子を備え、該信号出力ピンは、前記第1受光素子に対応する第1アノード用信号出力ピンと第1カソード用信号出力ピン、及び前記第2受光素子に対応する第2アノード用信号出力ピンと第2カソード用信号出力ピンの4つの信号出力ピンを備え、該信号出力ピンは、第1カソード用信号出力ピン、第1アノード用信号出力ピン、第2アノード用信号出力ピン、そして第2カソード用信号出力ピンの順番で配置されていることを特徴とする。 (4) In the optical modulator described in (1) above, a plurality of housings that house the optical modulators and that are part of the electrical wiring, pass through the housings, and whose arrangement is standardized by a standard The light receiving element includes two light receiving elements, a first light receiving element and a second light receiving element, and the signal output pin includes a first anode signal output pin corresponding to the first light receiving element and a first light receiving element. A signal output pin for one cathode, and four signal output pins of a second anode signal output pin and a second cathode signal output pin corresponding to the second light receiving element, the signal output pin being a first cathode signal The output pin, the first anode signal output pin, the second anode signal output pin, and the second cathode signal output pin are arranged in this order.

(5) 上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の光変調器において、該光導波路は、少なくとも一つ以上のマッハツェンダ型光導波路を有していることを特徴とする。 (5) The optical modulator according to any one of (1) to (4), wherein the optical waveguide includes at least one Mach-Zehnder optical waveguide.

本発明により、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光導波路と、該光導波路内を伝搬する光波を制御する制御電極とを備えた光変調器において、該光導波路内又は該基板内を伝搬する光波、あるいは、該基板から出射された光波の少なくとも一部の光波を検出する受光素子を少なくとも2つ以上有し、該受光素子の検出信号を光変調器の外部に導出するための電気配線と、該受光素子のアノード端子と該電気配線とを結ぶボンディングワイヤであるアノード接続線と、該受光素子のカソード端子と該電気配線とを結ぶボンディングワイヤであるカソード接続線とを備え、該アノード接続線の長さは該カソード接続線の長さよりも短く、かつ該アノード接続線の長さは0.9mm以下であるため、電気的クロストーク等の高周波ノイズが該アノード接続線を介して、検出信号に入り込むことが抑制され、受光素子からの検出信号を精度良く検出することが可能な光変調器を提供することができる。   According to the present invention, an optical modulator comprising a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, and a control electrode for controlling a light wave propagating in the optical waveguide. There are at least two light receiving elements for detecting light waves propagating in the substrate or at least a part of the light waves emitted from the substrate, and the detection signals of the light receiving elements are led out of the optical modulator. And an anode connection line that is a bonding wire that connects the anode terminal of the light receiving element and the electric wiring, and a cathode connection line that is a bonding wire that connects the cathode terminal of the light receiving element and the electric wiring. And the length of the anode connection line is shorter than the length of the cathode connection line, and the length of the anode connection line is 0.9 mm or less. Is it through the anode connection line, may enter the detection signal is suppressed, the detection signal from the light receiving element can provide a high accuracy can be detected light modulator.

従来の光変調器を説明する概略図である。It is the schematic explaining the conventional optical modulator. 本発明の光変調器に係る実施例を説明する概略図である。It is the schematic explaining the Example which concerns on the optical modulator of this invention. 台座を備えた受光素子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the light receiving element provided with the base. 本発明の光変調器に係る他の実施例を説明する概略図である。It is the schematic explaining the other Example which concerns on the optical modulator of this invention. アノード接続線の長さに対する電気的クロストークのノイズレベル変化の様子を示すグラフである。It is a graph which shows the mode of the noise level change of the electrical crosstalk with respect to the length of an anode connection line. 本発明の光変調器に適用可能な受光素子の配置を説明する図である。It is a figure explaining arrangement | positioning of the light receiving element applicable to the optical modulator of this invention. 本発明の光変調器に適用可能な電気配線の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the electrical wiring applicable to the optical modulator of this invention. 本発明の光変調器に適用可能な電気配線の他の例を説明する図である。It is a figure explaining the other example of the electrical wiring applicable to the optical modulator of this invention.

以下、本発明の光変調器について、好適例を用いて詳細に説明する。
本発明では、図2に示すように、電気光学効果を有する基板1と、該基板に形成された光導波路2と、該光導波路内を伝搬する光波を制御する制御電極(不図示)とを備えた光変調器において、該光導波路内又は該基板内を伝搬する光波、あるいは、該基板から出射された光波の少なくとも一部の光波を検出する受光素子(PD)を少なくとも2つ以上有し、該受光素子の検出信号を光変調器の外部に導出するための電気配線(5,W,PINなど)と、該受光素子のアノード端子と該電気配線とを結ぶボンディングワイヤであるアノード接続線(WA)と、該受光素子のカソード端子と該電気配線とを結ぶボンディングワイヤであるカソード接続線(WC)とを備え、該アノード接続線の長さは該カソード接続線の長さよりも短いことを特徴とする。
Hereinafter, the optical modulator of the present invention will be described in detail using preferred examples.
In the present invention, as shown in FIG. 2, a substrate 1 having an electro-optic effect, an optical waveguide 2 formed on the substrate, and a control electrode (not shown) for controlling a light wave propagating in the optical waveguide are provided. The optical modulator provided has at least two or more light receiving elements (PD) for detecting light waves propagating in the optical waveguide or the substrate, or at least part of the light waves emitted from the substrate. , An anode connection line which is an electrical wiring (5, W, PIN, etc.) for deriving the detection signal of the light receiving element to the outside of the optical modulator and a bonding wire connecting the anode terminal of the light receiving element and the electrical wiring (WA) and a cathode connection line (WC) which is a bonding wire connecting the cathode terminal of the light receiving element and the electric wiring, and the length of the anode connection line is shorter than the length of the cathode connection line Special To.

光変調器を構成する基板は、ニオブ酸リチウム(LN)などの電気光学効果を有する基板が用いられる。基板には光導波路が形成され、具体的には、Tiなどの熱拡散やリッジの形成により光導波路が構成されている。光導波路を伝搬する光波を制御するための制御電極は、基板上に直接又はバッファ層を介してTi・Auの電極パターンの形成及び金メッキ方法などで、形成される。   As the substrate constituting the optical modulator, a substrate having an electro-optic effect such as lithium niobate (LN) is used. An optical waveguide is formed on the substrate. Specifically, the optical waveguide is formed by thermal diffusion of Ti or the like or formation of a ridge. The control electrode for controlling the light wave propagating through the optical waveguide is formed on the substrate directly or through a buffer layer by forming a Ti / Au electrode pattern, a gold plating method, or the like.

受光素子が検出する光波には、図1のように光導波路2を伝搬している光波や、光導波路の合波部からの放射モード光のように基板内を伝搬する光波、さらには、図2に示すように、基板1からから出射された光波などいずれかの光波の一部を受光する。光導波路や基板内を伝搬している光波については、基板1の表面に接触又は近接して受光素子を配置することにより、伝搬している光波の一部を受光素子側に吸い上げて検出している。基板1から出射した光波は、図2のように、基板外に配置された受光素子PDにより検出される。   The light wave detected by the light receiving element includes a light wave propagating through the optical waveguide 2 as shown in FIG. 1, a light wave propagating through the substrate such as a radiation mode light from the combined portion of the optical waveguide, As shown in FIG. 2, a part of any one of the light waves such as the light wave emitted from the substrate 1 is received. For light waves propagating in an optical waveguide or substrate, a part of the propagating light wave is sucked up and detected by placing the light receiving element in contact with or close to the surface of the substrate 1 Yes. The light wave emitted from the substrate 1 is detected by the light receiving element PD arranged outside the substrate as shown in FIG.

基板外に配置される受光素子は、図3に示すように、受光素子を構成するチップ(PDC)が台座(PDP)の上に配置固定され、該チップ内のアノード電極とカソード電極は、台座(PDP)の電極端子50として引き出されている。図面では、チップ上の電極と電極端子50との電気配線は省略されている。受光素子から検出信号を出力するには、該電極端子にワイヤボンディングが施される。また、チップ上の電極に直接ワイヤボンディングできる場合には、台座は、チップを支持するだけの構成で良い。   As shown in FIG. 3, the light receiving element arranged outside the substrate has a chip (PDC) constituting the light receiving element arranged and fixed on a pedestal (PDP), and the anode electrode and the cathode electrode in the chip are arranged on the pedestal. It is drawn out as an electrode terminal 50 of (PDP). In the drawing, the electrical wiring between the electrode on the chip and the electrode terminal 50 is omitted. In order to output a detection signal from the light receiving element, wire bonding is performed on the electrode terminal. Further, in the case where wire bonding can be directly performed on the electrode on the chip, the pedestal only needs to support the chip.

図2では、光変調器を構成する光導波路は、4つのマッハツェンダー型光導波路(MZ1〜MZ4)を並列に配置し、それらを入れ子状に組み込むようにサブマッハツェンダー型光導波路(SMZ1,SMZ2)、メインマッハツェンダー型光導波路(MMZ1)が配置されている。各マッハツェンダー型光導波路(MZ1〜MZ4,SMZ1〜2,MMZ1)のいずれかには、光導波路を伝搬す光波を制御するための制御電極(不図示)が形成されている。   In FIG. 2, the optical waveguides constituting the optical modulator include four Mach-Zehnder type optical waveguides (MZ1 to MZ4) arranged in parallel, and sub-Mach-Zehnder type optical waveguides (SMZ1, SMZ2) so as to be nested. ), A main Mach-Zehnder type optical waveguide (MMZ1) is arranged. Each of the Mach-Zehnder type optical waveguides (MZ1 to MZ4, SMZ1 to 2, MMZ1) is formed with a control electrode (not shown) for controlling a light wave propagating through the optical waveguide.

基板1の下流側(光波の伝搬方向の下流側)には、偏波合成部20が配置されている。偏波合成部は光変調器の種類により必ずしも必須の構成部品ではない。偏波合成部20は、例えば、平面光回路(PLC)などの基板上に形成された光回路部品で構成したり、マイクロオプティクス等の空間光学系で構成することが可能である。なお、後述する受光素子については、基板1から外部に放出された光波を受光するだけでなく、偏波合成部20から放出される光波を受光するよう構成することも可能である。   On the downstream side of the substrate 1 (downstream side in the light wave propagation direction), a polarization beam combiner 20 is arranged. The polarization beam combiner is not necessarily an essential component depending on the type of optical modulator. The polarization beam combiner 20 can be constituted by, for example, an optical circuit component formed on a substrate such as a planar optical circuit (PLC) or a spatial optical system such as micro-optics. Note that a light receiving element to be described later can be configured not only to receive a light wave emitted from the substrate 1 to the outside but also to receive a light wave emitted from the polarization beam combiner 20.

基板1を含む光変調器のチップ自体は、金属等で構成される筐体6内に収容される。筐体の内外を光学的又は電気的に接続するため、光ファイバ(OF1,OF2)や信号出力ピン(PIN)が、筐体6を貫通するように配置されている。光変調器の制御電極に変調信号等を印加するための信号用ピンも配置されているが、図面では省略している。   The optical modulator chip itself including the substrate 1 is housed in a housing 6 made of metal or the like. Optical fibers (OF 1, OF 2) and signal output pins (PIN) are disposed so as to penetrate the housing 6 in order to optically or electrically connect the inside and outside of the housing. A signal pin for applying a modulation signal or the like to the control electrode of the optical modulator is also arranged, but is omitted in the drawing.

光ファイバOF1は、基板1の光波入射部に接続され、入射光LIを基板1内の光導波路に導入するよう構成される。また、光ファイバOF2は、光変調器の光波出射部に接続さ、光変調器の出力信号LOを外部に導出するよう構成されている。   The optical fiber OF1 is connected to the light wave incident portion of the substrate 1 and is configured to introduce the incident light LI into the optical waveguide in the substrate 1. The optical fiber OF2 is connected to the light wave emitting part of the optical modulator, and is configured to derive the output signal LO of the optical modulator to the outside.

図2では、サブマッハツェンダー型光導波路(SMZ1,SMZ2)の各合波部からの放射光を、放射光用光導波路(21,22)により基板1の導出し、受光素子PDで検出するよう構成している。   In FIG. 2, the radiated light from the combined parts of the sub Mach-Zehnder type optical waveguides (SMZ1, SMZ2) is derived from the substrate 1 by the radiated light optical waveguides (21, 22) and detected by the light receiving element PD. It is composed.

受光素子PDの電極端子には、ワイヤボンディング(WA,WC)が接続され、中継基板7に形成された電気配線5に接続されている。特に、電気配線のワイヤボンディングが接続される部分は、接続作業を確実に行うための面積が若干広く設定された電気接続パッドが形成されている。中継基板の電気配線は、信号出力ピンPINと金線や金リボンなどのワイヤWで接続される。複数の信号出力ピンの内、一部のピンは、図2に示すように接地用の端子(GND)として使用される。   Wire bonding (WA, WC) is connected to the electrode terminals of the light receiving element PD, and is connected to the electrical wiring 5 formed on the relay substrate 7. In particular, an electrical connection pad having a slightly larger area for reliably performing the connection work is formed at a portion where the wire bonding of the electrical wiring is connected. The electrical wiring of the relay board is connected to the signal output pin PIN by a wire W such as a gold wire or a gold ribbon. Some of the plurality of signal output pins are used as ground terminals (GND) as shown in FIG.

中継基板7は必ずしも必須では無く、受光素子PDの電極端子と信号出力ピンPINとを直接接続するよう構成しても良い。   The relay substrate 7 is not always essential, and the electrode terminal of the light receiving element PD and the signal output pin PIN may be directly connected.

受光素子の電極端子には、アノード端子とカソード端子とがあり、これらの各端子に接続されるボンディングワイヤもアノード接続線とカソード接続線が存在する。本発明の研究者は、鋭意研究を行った結果、当該アノード接続線の長さが、該カソード接続線の長さより短い場合には、接続線が電気的クロストーク等のノイズを拾うことが抑制され、精確な検出信号の出力が可能となる。特に、当該アノード接続線の長さが、0.9mm以下の場合には、ノイズレベルを極めて低く抑えることができる。   The electrode terminals of the light receiving element include an anode terminal and a cathode terminal, and bonding wires connected to these terminals also include an anode connection line and a cathode connection line. When the length of the anode connection line is shorter than the length of the cathode connection line, the researcher of the present invention, as a result of earnest research, suppresses the connection line from picking up noise such as electrical crosstalk. Thus, an accurate detection signal can be output. In particular, when the length of the anode connection line is 0.9 mm or less, the noise level can be kept extremely low.

図4は、本発明の光変調器の他の実施例を説明する図である。図2の実施例との違いは、受光素子PDが基板1の光導波路(21,22)上に配置され、受光素子PDに接続されたアノード接続線WAとカソード接続線WCとは、基板1上に形成された電気配線(5,8)に接続されている。特に、図4の符号5は、電気接続パッドを示している。   FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of the optical modulator of the present invention. The difference from the embodiment of FIG. 2 is that the light receiving element PD is arranged on the optical waveguide (21, 22) of the substrate 1, and the anode connection line WA and the cathode connection line WC connected to the light receiving element PD It is connected to the electrical wiring (5, 8) formed above. In particular, reference numeral 5 in FIG. 4 denotes an electrical connection pad.

図4の実施例においても、アノード接続線WAの長さは、カソード接続線WCの長さより短くなるように設定されている。   Also in the embodiment of FIG. 4, the length of the anode connection line WA is set to be shorter than the length of the cathode connection line WC.

図5は、アノード接続線の長さに対する電気的クロストークのノイズレベルを調べたグラフである。測定系としては、図4に示す光変調器を用意し、光L1を入力しない状態で各マッハツェンダーMZ1〜4に形成された信号電極にランダムパルス列(PRBS)を入力し、その時に受光素子で得られるRFパワーを検出した。その際、アノードに接続されるワイヤボンディングの長さを変化させ、それぞれの長さにおけるRFパワーを検出することでワイヤボンディングの長さに対するクロストーク量を測定した。   FIG. 5 is a graph showing the noise level of electrical crosstalk with respect to the length of the anode connection line. As the measurement system, the optical modulator shown in FIG. 4 is prepared, and a random pulse train (PRBS) is input to the signal electrodes formed in each of the Mach-Zehnders MZ1 to MZ4 in a state where the light L1 is not input. The resulting RF power was detected. At that time, the length of the wire bonding connected to the anode was changed, and the RF power at each length was detected to measure the amount of crosstalk with respect to the length of the wire bonding.

接続線の長さが1.15mm以上で感じるクローストークのノイズレベルが、約10dB以下(図5のRFパワーが1.05[a.u.]以下)に下がる領域を調べたところ、アノード接続線の長さが0.9mm以下であれば、ノイズレベルが通常の約10dB以下となることが確認できた。この結果は以下に示す図6のような構成においても同様の傾向を示す。   As a result of examining the region where the noise level of the close talk felt when the length of the connection line is 1.15 mm or more is lowered to about 10 dB or less (the RF power in FIG. 5 is 1.05 [au] or less), anode connection If the length of the line was 0.9 mm or less, it was confirmed that the noise level was about 10 dB or less as usual. This result shows the same tendency even in the configuration as shown in FIG.

図6は、基板1の上に配置される受光素子(PD1,PD2)について、配置に係る応用例を示したものである。図6(a)は、マッハツェンダー型光導波路(MZ1、MZ2)から放出される放射光を、放射光用光導波路(21,21’,22,22’)を用いて、その一部を受光するように受光素子(PD1,PD2)を配置したものである。図6(a)の場合は、2つの受光素子を比較的離して配置することが可能であるため、お互いの電気的クロストークの影響は低い。   FIG. 6 shows an application example relating to the arrangement of the light receiving elements (PD1, PD2) arranged on the substrate 1. FIG. FIG. 6A shows a part of the radiated light emitted from the Mach-Zehnder type optical waveguides (MZ1, MZ2) using the radiated light optical waveguides (21, 21 ′, 22, 22 ′). Thus, the light receiving elements (PD1, PD2) are arranged. In the case of FIG. 6A, since the two light receiving elements can be arranged relatively apart from each other, the influence of mutual electrical crosstalk is low.

しかしながら、図6(b)のように、一つのマッハツェンダー型光導波路(MZ1又はMZ2)から放射される2つの放射光を一つの受光素子(PD1又はPD2)で受光する場合には、互いの受光素子(PD1,PD2)が近接して配置される可能性が高くなる。このため、お互いの検出信号が電気的クロストークを発生させ、検出信号に多くのノイズが入り込み易くなる。このため、本発明の光変調器の構成は、図6(b)の場合には、特に、好適に適用が可能となる。   However, as shown in FIG. 6B, when two radiated lights emitted from one Mach-Zehnder type optical waveguide (MZ1 or MZ2) are received by one light receiving element (PD1 or PD2), The possibility that the light receiving elements (PD1, PD2) are arranged close to each other increases. For this reason, the mutual detection signals generate electrical crosstalk, and a lot of noise easily enters the detection signals. For this reason, the configuration of the optical modulator of the present invention can be suitably applied particularly in the case of FIG.

ボンディングワイヤが接続された電気配線は、ノイズ放射を抑制した構成が望ましい。このためには、電気配線を、コプレーナ導波路、マイクロストリップライン、差動ストリップライン等の高周波線路を使用することが可能である。例えば、図7のようにアノード用の配線とカソード用の配線とを並列に配置し、差動ストリップライン構成を採用することができる。   The electrical wiring to which the bonding wires are connected preferably has a configuration that suppresses noise emission. For this purpose, it is possible to use a high-frequency line such as a coplanar waveguide, a microstrip line, or a differential strip line as the electrical wiring. For example, as shown in FIG. 7, the anode wiring and the cathode wiring can be arranged in parallel to adopt a differential stripline configuration.

また、図8のように、2つの受光素子(PD1,PD2)が近接して配置されている場合には、電気配線Lも互いに近接する必要がある。2つのアノード接続線WAの長さを短くするには、アノード用の電気配線(LA1,LA2)の両側にカソード用の電気配線(LC1,LC2)を配置することが好ましい。これに合わせて、信号出力ピンについても同様の順序で配置することが好ましい。なお、図2又は図4のように、接地するピンを設ける場合には、カソード用信号出力ピンのさらに外側に設けることが好ましいが、カソード用信号出力ピンの内側の任意の場所に配置することを妨げるものではない。   Also, as shown in FIG. 8, when the two light receiving elements (PD1, PD2) are arranged close to each other, the electric wiring L needs to be close to each other. In order to shorten the length of the two anode connection lines WA, it is preferable to dispose the cathode electrical wiring (LC1, LC2) on both sides of the anode electrical wiring (LA1, LA2). In accordance with this, it is preferable to arrange the signal output pins in the same order. As shown in FIG. 2 or FIG. 4, when a grounding pin is provided, it is preferably provided further outside the cathode signal output pin, but it is disposed at an arbitrary position inside the cathode signal output pin. It does not prevent.

図8のような構成は、図2の中継基板7や図4の基板1に形成された電気配線に限られない。例えば、受光素子と信号出力ピンとを直接ワイヤボンディングする場合にも同様の配配列を採用することが可能である。   The configuration shown in FIG. 8 is not limited to the electrical wiring formed on the relay board 7 in FIG. 2 or the board 1 in FIG. For example, the same arrangement can be adopted when the light receiving element and the signal output pin are directly wire-bonded.

以上説明したように、本発明によれば、受光素子の検出信号に電気的クロストークなどのノイズが入り込むのを抑制することが可能な光変調器を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical modulator capable of suppressing noise such as electrical crosstalk from entering a detection signal of a light receiving element.

1 基板
2 光導波路
6 筐体
PD 受光素子
PIN 信号出力ピン
WA アノード接続線
WC カソード接続線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Optical waveguide 6 Case PD Light receiving element PIN Signal output pin WA Anode connection line WC Cathode connection line

Claims (5)

電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光導波路と、該光導波路内を伝搬する光波を制御する制御電極とを備えた光変調器において、
該光導波路は、メイン・マッハツェンダー型光導波路の分岐導波路にサブ・マッハツェンダー型光導波路を入れ子型に配置しており、
該サブ・マッハツェンダー型光導波路の合波部からの放射光を、放射光用光導波路を介して検出する受光素子を少なくとも2つ以上有し、
該受光素子の検出信号を光変調器の外部に導出するための電気配線と、
該受光素子のアノード端子と該電気配線とを結ぶボンディングワイヤであるアノード接続線と、
該受光素子のカソード端子と該電気配線とを結ぶボンディングワイヤであるカソード接続線とを備え、
該アノード接続線の長さは該カソード接続線の長さよりも短く、かつ該アノード接続線の長さは0.9mm以下であることを特徴とする光変調器。
In an optical modulator comprising a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, and a control electrode for controlling a light wave propagating in the optical waveguide,
The optical waveguide has a sub-Mach-Zehnder type optical waveguide nested in a branching waveguide of the main Mach-Zehnder type optical waveguide,
Having at least two or more light receiving elements for detecting the emitted light from the combined portion of the sub-Mach-Zehnder type optical waveguide through the optical waveguide for emitted light ,
Electrical wiring for deriving the detection signal of the light receiving element to the outside of the optical modulator;
An anode connection line which is a bonding wire connecting the anode terminal of the light receiving element and the electrical wiring;
A cathode connection line that is a bonding wire connecting the cathode terminal of the light receiving element and the electrical wiring;
The length of the anode connection line is shorter than the length of the cathode connection line, and the length of the anode connection line is 0.9 mm or less.
請求項1に記載の光変調器において、各受光素子にアノード端子とカソード端子とが設けられ、各アノード端子と各カソード端子に、個別に、アノード接続線とカソード接続線とが接続されていることを特徴とする光変調器。   2. The optical modulator according to claim 1, wherein each light receiving element is provided with an anode terminal and a cathode terminal, and an anode connection line and a cathode connection line are individually connected to each anode terminal and each cathode terminal. An optical modulator characterized by that. 請求項1又は2に記載の光変調器において、
該受光素子が該基板上に配置され、
該アノード接続線と該カソード接続線は、該基板に形成され、該電気配線の一部を構成する接続パッドに、接続されていることを特徴とする光変調器。
The optical modulator according to claim 1 or 2,
The light receiving element is disposed on the substrate;
The optical modulator, wherein the anode connection line and the cathode connection line are formed on the substrate and connected to a connection pad constituting a part of the electric wiring.
請求項1に記載の光変調器において、
該光変調器を収容する筐体と、
該電気配線の一部であり、該筐体を貫通し、規格により配置が標準化された複数の信号出力ピンとを有し、
該受光素子は、第1及び第2受光素子の2つの受光素子を備え、
該信号出力ピンは、前記第1受光素子に対応する第1アノード用信号出力ピンと第1カソード用信号出力ピン、及び前記第2受光素子に対応する第2アノード用信号出力ピンと第2カソード用信号出力ピンの4つの信号出力ピンを備え、
該信号出力ピンは、第1カソード用信号出力ピン、第1アノード用信号出力ピン、第2アノード用信号出力ピン、そして第2カソード用信号出力ピンの順番で配置されていることを特徴とする光変調器。
The optical modulator according to claim 1.
A housing for housing the optical modulator;
A plurality of signal output pins that are part of the electrical wiring, penetrate the housing, and whose arrangement is standardized by a standard;
The light receiving element includes two light receiving elements, a first light receiving element and a second light receiving element,
The signal output pins include a first anode signal output pin and a first cathode signal output pin corresponding to the first light receiving element, and a second anode signal output pin and a second cathode signal corresponding to the second light receiving element. It has four signal output pins of output pins,
The signal output pins are arranged in the order of a first cathode signal output pin, a first anode signal output pin, a second anode signal output pin, and a second cathode signal output pin. Light modulator.
請求項1乃至4のいずれかに記載の光変調器において、該光導波路は、少なくとも一つ以上のマッハツェンダ型光導波路を有していることを特徴とする光変調器。   5. The optical modulator according to claim 1, wherein the optical waveguide includes at least one Mach-Zehnder type optical waveguide. 6.
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