JP6728888B2 - 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 dual 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、高密度化と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 for them are increasing. In addition, with the demand for miniaturization of optical modulators, the miniaturization of substrates constituting the optical modulators has been promoted. However, there is a trade-off between high performance, high density, and miniaturization of the optical modulator, and a device for satisfying these requirements 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、光導波路と、光導波路に電気信号が印加される複数の電極が設けられる導波路基板と、導波路基板に隣接して配置される中継基板と、中継基板と反対側に配置される終端基板とがキャリア基板に搭載される光変調器が開示されている。この光変調器では、複数の電極は、中継基板から導波路基板を介して終端基板へ延在する第1の配線部と、第1の配線部から延び且つ終端基板上でそれぞれ分岐した第2の配線部とを有している。また、第2の配線部のうち、分岐した一方の配線部には、キャパシタ及び終端抵抗が設けられ、分岐した他方の配線部は、バイアス抵抗を介してキャリア基板の配線に接続され、導波路基板の下を通過して中継基板上のバイアス調整用のDC電極まで延在している。
The following inventions have been proposed for such an optical modulator.
For example, in Patent Document 1, an optical waveguide, a waveguide substrate provided with a plurality of electrodes to which an electric signal is applied to the optical waveguide, a relay substrate disposed adjacent to the waveguide substrate, and an opposite substrate to the relay substrate. There is disclosed an optical modulator in which a termination substrate arranged on the side is mounted on a carrier substrate. In this optical modulator, the plurality of electrodes includes a first wiring portion extending from the relay substrate to the termination substrate via the waveguide substrate, and a second wiring portion extending from the first wiring portion and branched on the termination substrate. Wiring part. In addition, a capacitor and a terminating resistor are provided in one of the branched wiring portions of the second wiring portion, and the other branched wiring portion is connected to the wiring of the carrier substrate via the bias resistor, It passes under the substrate and extends to the DC electrode for bias adjustment on the relay substrate.

特開2015−55840号公報JP, 2005-55840, A

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 dual 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 area M1 into which an optical wave of wavelength λ1 is input and an optical modulation area M2 into which an optical wave of wavelength λ2 different from wavelength λ1 is input. M2s 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、高周波信号(変調信号)が印加されるRF電極3aや、DC電圧(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 has an optical waveguide 2, a control electrode 3 for controlling a light wave propagating in the optical waveguide 2, and a light wave propagating in the optical waveguide 2 on a substrate 1 having an electro-optical effect. And a light receiving element 4 for detection. The control electrode 3 includes an RF electrode 3a to which a high frequency signal (modulation signal) is applied and DC electrodes 3b and 3c to which a DC voltage (bias voltage) is applied.

各光変調領域M1,M2の光導波路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、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5が配置されており、メインとなるマッハツェンダー型導波路の出力側アーム部を伝搬する光波を偏波合成部5で合成して、光ファイバ6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5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 waveguides are multiply arranged in a nested manner, and correspondingly a large number of control electrodes 3 and light receiving elements 4 are provided. There is. 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 wave synthesizing unit 5 is arranged downstream of the optical modulation region M1, and the light wave propagating through the output side arm portion of the main Mach-Zehnder waveguide is synthesized by the polarization wave synthesizing unit 5 to generate an optical fiber 6 Output to. The same applies to the light modulation area M2. The polarization beam combiner 5 has a structure for performing polarization wave combination by using a spatial optical system, a structure for performing polarization wave combination by using an optical waveguide, and the like.

上記のように、高集積型光変調器では、多数の制御電極や受光素子を配置した基板(チップ)が用いられる。このため、それらの部品に接続する電気線(不図示)の配線(取り回し)が増大し、基板サイズが大型化してしまうという問題があった。
また、終端基板などの外部基板をチップの側部に隣接させて配置する構造であり、チップだけでなく外部基板も配置できる平面領域が必要であったことから、光変調器サイズが大型化しやすい傾向にあった。
As described above, the highly integrated optical modulator uses a substrate (chip) on which a large number of control electrodes and light receiving elements are arranged. For this reason, there is a problem in that the wiring (routing) of electric wires (not shown) connected to these components increases, and the board size increases.
In addition, since the external substrate such as the termination substrate is arranged adjacent to the side of the chip, and a flat area for arranging not only the chip but also the external substrate is required, it is easy to increase the size of the optical modulator. There was a tendency.

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、光変調器サイズの大型化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。 An object of the present invention is to solve the above problems and provide an optical modulator capable of suppressing an increase in the size of the optical modulator.

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) 電気光学効果を有する基板と、前記基板に形成された、第1の波長の光を変調する位相偏波変調又は直交振幅変調のための第1の光変調領域、及び、第2の波長の光を変調する位相偏波変調又は直交振幅変調のための第2の光変調領域と、前記第1の光変調領域及び前記第2の光変調領域に設けられた、変調のための電極と、前記電極と電気的に接続される配線回路が形成された外部基板とを有する光変調器において、前記第1の光変調領域と前記第2の光変調領域は前記基板の幅方向に並列に配置され、前記外部基板は前記基板の直上に配置され、前記電極と前記配線回路とは前記基板と前記外部基板とが対向し合う部分で電気的に接続され、前記外部基板上に放熱構造が更に配置され、前記配線回路は、前記第1の光変調領域と前記第2の光変調領域のそれぞれが有するメインのマッハツェンダー型導波路の各アーム部に対応させた複数の終端部を含み、前記複数の終端部は、隣接するアーム部間で前記基板の長さ方向の位置が異なるように互い違いに配置されてい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 substrate having an electro-optical effect, a first light modulation region formed on the substrate for phase polarization modulation or quadrature amplitude modulation for modulating light of a first wavelength, and a second Second light modulation region for phase polarization modulation or quadrature amplitude modulation for modulating light of wavelength, and electrodes for modulation provided in the first light modulation region and the second light modulation region And an external substrate on which a wiring circuit electrically connected to the electrode is formed, the first light modulation region and the second light modulation region are arranged in parallel in the width direction of the substrate. And the external substrate is disposed directly on the substrate, the electrodes and the wiring circuit are electrically connected at a portion where the substrate and the external substrate face each other, and a heat dissipation structure is provided on the external substrate. Is further arranged, and the wiring circuit includes a plurality of terminal end portions corresponding to the respective arm portions of the main Mach-Zehnder waveguides included in each of the first optical modulation region and the second optical modulation region. The plurality of end portions are alternately arranged so that the positions in the length direction of the substrate are different between the adjacent arm portions .

(2) 上記(1)に記載の光変調器において、前記第1の光変調領域及び前記第2の光変調領域には、DC電極とRF電極とがそれぞれ形成され、前記第1の光変調領域及び前記第2の光変調領域で、前記基板の長さ方向における前記DC電極と前記RF電極との配置順が異なることを特徴とする。 (2) In the optical modulator described in (1) above, a DC electrode and an RF electrode are formed in the first light modulation region and the second light modulation region, respectively, and the first light modulation region is formed. In the area and the second light modulation area, the arrangement order of the DC electrode and the RF electrode in the length direction of the substrate is different.

(3) 上記(1)又は(2)に記載の光変調器において、前記第1の光変調領域及び前記第2の光変調領域は、前記基板の長さ方向にずらして配置されることを特徴とする。 (3) In the optical modulator according to (1) or (2), the first light modulation region and the second light modulation region are arranged so as to be offset from each other in the length direction of the substrate. Characterize.

本発明の光変調器は、第1の光変調領域と第2の光変調領域が基板の幅方向に並列に配置され、外部基板が基板の直上に配置され、基板上の電極と外部基板上の配線回路とは基板と外部基板とが対向し合う部分で電気的に接続されるため、光変調器サイズの大型化を抑制することが可能な光変調器を提供することができる。 In the optical modulator of the present invention, the first optical modulation region and the second optical modulation region are arranged in parallel in the width direction of the substrate, the external substrate is arranged directly above the substrate, and the electrodes on the substrate and the external substrate are arranged. Since the wiring circuit is electrically connected to the wiring circuit at a portion where the substrate and the external substrate face each other, it is possible to provide an optical modulator capable of suppressing an increase in size of the optical modulator.

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 type 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側面図である。It is a side view explaining the optical modulator which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例における各終端部の構造を示す拡大平面図である。FIG. 3 is an enlarged plan view showing the structure of each terminal portion in the first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施例における各終端部の配置を示す平面図である。It is a top view showing arrangement of each termination in a 2nd example of the present invention. 本発明の第2実施例における外部基板の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the external substrate in 2nd Example of this invention. 本発明の第3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 3rd Example of this invention. 本発明の第4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 concerning the 4th example of the present 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、電気光学効果を有する基板1と、基板1に形成された、波長λ1の光を変調する位相偏波変調又は直交振幅変調のための第1の光変調領域M1、及び、波長λ2の光を変調する位相偏波変調又は直交振幅変調のための第2の光変調領域M2と、光変調領域M1,M2に設けられた、変調のための電極(制御電極3)と、該電極と電気的に接続される配線回路が形成された外部基板21とを有する。光変調領域M1と光変調領域M2は基板1の幅方向に並列に配置され、外部基板21は基板1の直上に配置され、電極と配線回路とは基板1と外部基板21とが対向し合う部分で電気的に接続される。光変調領域M1,M2は必ずしも同じ基板1に形成する必要はなく、それぞれ別の基板に形成してもよい。
Hereinafter, the optical modulator according to the present invention will be described in detail.
The optical modulator according to the present invention is, for example, as shown in FIG. 2, for a substrate 1 having an electro-optical effect, and for phase polarization modulation or quadrature amplitude modulation for modulating light of wavelength λ1 formed on the substrate 1. Of the first light modulation area M1 and the second light modulation area M2 for phase polarization modulation or quadrature amplitude modulation for modulating light of wavelength λ2, and modulation provided in the light modulation areas M1 and M2. Electrode (control electrode 3) and an external substrate 21 on which a wiring circuit electrically connected to the electrode is formed. The light modulation region M1 and the light modulation region M2 are arranged in parallel in the width direction of the substrate 1, the external substrate 21 is arranged immediately above the substrate 1, and the electrodes and the wiring circuits are opposed to each other. The parts are electrically connected. The light modulation regions M1 and M2 do not necessarily have to be formed on the same substrate 1, but may be formed on different substrates.

基板1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 substrate 1 may be a substrate such as quartz or a semiconductor that can form an optical waveguide, and in particular, a substrate having an electro-optical effect such as LiNbO 3 (lithium niobate), LiTaO 3 (lithium tantalate) or PLZT (zircon). A substrate using any one of single crystals of lead lanthanum titanate) can be preferably used.

基板1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 substrate 1 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 to be an optical waveguide or a ridge type waveguide in which the optical waveguide portion has a convex shape can be used. Further, the present invention can be applied to an optical circuit in which optical waveguides are formed on different waveguide substrates such as PLCs and these waveguide substrates are bonded and integrated.

基板1には、光導波路2を伝搬する光波を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電圧を印加する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 substrate 1 is provided with a control electrode 3 for controlling a light wave propagating through the optical waveguide 2. As the control electrode 3, there are an RF electrode 3a that constitutes a modulation electrode, a ground electrode (not shown) surrounding the RF electrode 3a, DC electrodes 3b and 3c that apply a DC voltage, and the like. These control electrodes 3 can be formed by forming a Ti/Au electrode pattern on the surface of the substrate and then using a gold plating method or the like. Further, if necessary, it is possible to provide a buffer layer such as a dielectric material SiO 2 on the surface of the substrate after forming the optical waveguide.

本発明に係る光変調器の主な特徴は、外部基板21が基板1の直上に配置され、基板1の電極と外部基板21の配線回路とがこれら基板の対向し合う部分で電気的に接続されることである。以下、実施例を参照して詳細に説明する。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。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 the external substrate 21 is arranged immediately above the substrate 1, and the electrodes of the substrate 1 and the wiring circuits of the external substrate 21 are electrically connected at the opposing portions of these substrates. Is to be done. Hereinafter, a detailed description will be given with reference to examples. In this specification, the length direction of the substrate is referred to as “X direction” and the width direction of the substrate is referred to as “Y direction”. The X direction corresponds to the traveling direction of the light wave (direction of arrow X in the figure), and the direction orthogonal thereto (direction of arrow Y in the figure) is the Y direction. The schematic structure of the optical modulator is similar to 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、その側面図である。また、図4は、第1実施例における各終端部の構造を示す拡大平面図である。
本例の光変調器は、基板1上に、波長λ1の光を変調する位相偏波変調又は直交振幅変調のための第1の光変調領域M1と、波長λ2の光を変調する位相偏波変調又は直交振幅変調のための第2の光変調領域M2とが形成されている。光変調領域M1,M2は、Y方向(基板の幅方向)に並列に配置される。
光変調領域M1,M2には、制御電極3として、RF電極3aやDC電極3b、3cなどが配置される。同図では、8つのRF電極3aがY方向に並列に配置され、8つのDC電極3bがY方向に並列に配置され、4つのDC電極3cがY方向に並列に配置されている。
FIG. 2 is a plan view illustrating the optical modulator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a side view thereof. Further, FIG. 4 is an enlarged plan view showing the structure of each terminal portion in the first embodiment.
The optical modulator of this example includes a first optical modulation area M1 for phase polarization modulation or quadrature amplitude modulation for modulating light of wavelength λ1 and a phase polarization for modulating light of wavelength λ2 on a substrate 1. A second light modulation area M2 for modulation or quadrature amplitude modulation is formed. The light modulation regions M1 and M2 are arranged in parallel in the Y direction (width direction of the substrate).
RF electrodes 3a, DC electrodes 3b, 3c, etc. are arranged as control electrodes 3 in the light modulation regions M1, M2. In the figure, eight RF electrodes 3a are arranged in parallel in the Y direction, eight DC electrodes 3b are arranged in parallel in the Y direction, and four DC electrodes 3c are arranged in parallel in the Y direction.

基板1の直上には、高周波信号の終端部を構成する配線回路を集積した終端基板である外部基板21が、全てのRF電極3aに少なくとも一部が重なるように配置される。外部基板21は、RF電極3aと外部基板21の配線回路とを基板1に対向する部分で電気的に接続できるように構成される。
すなわち、外部基板21の下面(基板1側の面)の各RF電極3aに対応する位置に、複数の接続パッド23や終端抵抗24などで構成された終端部22が配置される。図4の例では、終端部22の素子1つあたり、3つの接続パッド23と2つの終端抵抗24とが設けられている。終端部22の各接続パッド23には、Au等で形成された突起状の端子であるバンプ25を設けてある。RF電極3aは、バンプ25を用いたフリップチップ接続により接続パッド23に接続される。外部基板21の下面は、バンプ25の形成箇所を含む一部を除き、絶縁膜26によって覆われている。
Immediately above the substrate 1, an external substrate 21, which is a termination substrate in which wiring circuits that constitute the termination of high-frequency signals are integrated, is arranged so as to at least partially overlap all the RF electrodes 3a. The external substrate 21 is configured so that the RF electrode 3a and the wiring circuit of the external substrate 21 can be electrically connected to each other at a portion facing the substrate 1.
That is, the termination portion 22 including a plurality of connection pads 23 and termination resistors 24 is arranged at a position corresponding to each RF electrode 3a on the lower surface (the surface on the substrate 1 side) of the external substrate 21. In the example of FIG. 4, three connection pads 23 and two termination resistors 24 are provided for each element of the termination section 22. Each connection pad 23 of the terminal portion 22 is provided with a bump 25 which is a protruding terminal formed of Au or the like. The RF electrode 3a is connected to the connection pad 23 by flip chip connection using the bump 25. The lower surface of the external substrate 21 is covered with an insulating film 26, except for a part including a bump 25 forming portion.

外部基板21の直上には、更に放熱構造(ヒートシンク)31を配置することもできる。放熱構造31としては、熱伝導の良い金属や熱伝導シートを用いることができ、光変調器の筐体に接続される。放熱構造31として金属を用いる場合には、別体の金属ブロックであってもよい。
また、外部基板21に、抵抗単独ではなくバイアスティー(Bias Tee)機能を組み込む場合には、基板上面にそれらの素子を実装してもよい。この場合、放熱構造31は、更にその上に配置されることになる。
A heat dissipation structure (heat sink) 31 may be further arranged directly on the external substrate 21. As the heat dissipation structure 31, a metal having a high heat conductivity or a heat conductive sheet can be used and is connected to the housing of the optical modulator. When a metal is used for the heat dissipation structure 31, it may be a separate metal block.
When the external substrate 21 incorporates a bias tee function instead of the resistance alone, these elements may be mounted on the upper surface of the substrate. In this case, the heat dissipation structure 31 will be further arranged on it.

外部基板21の基板材として、基板1にほぼ等しい線膨張率の材質の基板を用いることで、基板1と外部基板21との接続部の機械信頼性が高い光変調器を実現できる。このため、基板1と外部基板21は同じ材料を用いることが好ましい。 By using a substrate made of a material having a linear expansion coefficient substantially equal to that of the substrate 1 as the substrate material of the external substrate 21, it is possible to realize an optical modulator having a high mechanical reliability at the connecting portion between the substrate 1 and the external substrate 21. Therefore, it is preferable to use the same material for the substrate 1 and the external substrate 21.

このように、外部基板21を基板1の直上に配置することで、基板1の側部に外部基板21を隣接させて配置する構造に比べて、基板1と外部基板21の配置に必要な平面領域を削減することができるため、光変調器サイズの大型化を抑制することができる。また、基板1の電極と外部基板21の配線回路とをこれら基板の対向し合う部分で電気的に接続するように構成したので、RF電極3aから終端抵抗24に至る配線の短縮や簡素化を実現することができる。 As described above, by disposing the external substrate 21 immediately above the substrate 1, as compared with the structure in which the external substrate 21 is disposed adjacent to the side portion of the substrate 1, a plane required for disposing the substrate 1 and the external substrate 21. Since the area can be reduced, it is possible to suppress an increase in the size of the optical modulator. Further, since the electrodes of the substrate 1 and the wiring circuit of the external substrate 21 are electrically connected at the facing portions of these substrates, the wiring from the RF electrode 3a to the terminating resistor 24 can be shortened or simplified. Can be realized.

図5は、本発明の第2実施例における各終端部の配置を示す平面図である。
本例の光変調器では、光変調領域M1を構成するメインのマッハツェンダー型導波路の各アーム部にRF電極31を2つずつ設けてあるが、一方のアーム部のRF電極31と他方のアーム部のRF電極31とをX方向(基板の長さ方向)にずらして配置してある。そして、これに合うように、外部基板21の各終端部22もX方向にずらして配置してある。
FIG. 5 is a plan view showing the arrangement of each terminal portion in the second embodiment of the present invention.
In the optical modulator of this example, two RF electrodes 31 are provided on each arm of the main Mach-Zehnder waveguide that constitutes the optical modulation region M1, but the RF electrode 31 of one arm and the other RF electrode 31 are provided. The RF electrode 31 of the arm portion is arranged so as to be displaced in the X direction (the length direction of the substrate). Then, in order to match this, the terminal portions 22 of the external substrate 21 are also arranged so as to be shifted in the X direction.

このような構造によれば、終端部22の発熱が分散されるので、外部基板21の発熱を抑えることができる。なお、図5に示した終端部22の配置は一例に過ぎず、他の配置であっても構わないことは言うまでもない。 According to such a structure, the heat generation of the terminal portion 22 is dispersed, so that the heat generation of the external substrate 21 can be suppressed. The arrangement of the terminal end portion 22 shown in FIG. 5 is merely an example, and it goes without saying that another arrangement may be used.

図6は、本発明の第2実施例における外部基板の変形例を示す平面図である。
本変形例は、外部基板21の下面に、RF電極31に対応する終端部22のほかに、ダミーの接続パッドであるダミーパッド27を設ける。図6では、外部基板21の下面の四隅に、ダミーパッド27を設けてある。このようなダミーパッド27を配置することで、基板1との接続強度を向上させることができる。
FIG. 6 is a plan view showing a modified example of the external substrate in the second embodiment of the present invention.
In this modification, a dummy pad 27, which is a dummy connection pad, is provided on the lower surface of the external substrate 21 in addition to the terminal end 22 corresponding to the RF electrode 31. In FIG. 6, dummy pads 27 are provided at the four corners of the lower surface of the external substrate 21. By arranging such a dummy pad 27, the connection strength with the substrate 1 can be improved.

図7は、本発明の第3実施例に係る光変調器を説明する平面図である。
本例の光変調器は、外部基板21を接着樹脂41で基板1に接着して固定している。接着樹脂41による接着・固定は、RF電極31の作用部(RF電極31からの電界が光導波路2に作用する部位)以外の部位で行うことが好ましい。RF電極31の作用部へ接着樹脂41が流入すると、高周波の損失やインピーダンスの変化、マイクロ波の屈折率の変化による光変調の速度整合の劣化が懸念されるためである。
FIG. 7 is a plan view illustrating an optical modulator according to the third embodiment of the present invention.
In the optical modulator of this example, the external substrate 21 is fixed to the substrate 1 by adhesion with the adhesive resin 41. Adhesion/fixing with the adhesive resin 41 is preferably performed at a portion other than the acting portion of the RF electrode 31 (the portion where the electric field from the RF electrode 31 acts on the optical waveguide 2). This is because if the adhesive resin 41 flows into the acting portion of the RF electrode 31, there is a concern that the high-frequency loss, the impedance change, and the change in the refractive index of the microwave may deteriorate the speed matching of the optical modulation.

なお、本例の光変調器では、接着樹脂41がRF電極31の作用部に流れ込むことを防止するために、流出防止パターン42,43を設けてある。同図では、Y方向への接着樹脂41の流出を防止するための流出防止パターン42と、X方向への接着樹脂41の流出を防止するための流出防止パターン43とが設けられている。これらの流出防止パターンは、基板1に設けてもよく、外部基板21に設けてもよく、これらの両方に設けてもよい。 In the optical modulator of this example, the outflow prevention patterns 42 and 43 are provided in order to prevent the adhesive resin 41 from flowing into the action portion of the RF electrode 31. In the figure, an outflow prevention pattern 42 for preventing the outflow of the adhesive resin 41 in the Y direction and an outflow prevention pattern 43 for preventing the outflow of the adhesive resin 41 in the X direction are provided. These outflow prevention patterns may be provided on the substrate 1, the external substrate 21, or both of them.

このような構造によれば、RF電極31の作用部への接着樹脂41の流入による高周波の損失やインピーダンスの変化、マイクロ波の屈折率の変化による光変調の速度整合の劣化を抑制することができる。また、流出防止パターン42,43は、基板1に対して外部基板21を正確に配置するための位置合わせも兼ねることができる。 With such a structure, it is possible to suppress the deterioration of the speed matching of the light modulation due to the loss of the high frequency due to the inflow of the adhesive resin 41 into the acting portion of the RF electrode 31, the change of the impedance, and the change of the refractive index of the microwave. it can. In addition, the outflow prevention patterns 42 and 43 can also serve as alignment for accurately disposing the external substrate 21 with respect to the substrate 1.

図8は、本発明の第4実施例に係る光変調器を説明する平面図である。
本例の光変調器は、光変調領域M1,M2をそれぞれ別の基板に形成してある。具体的には、光変調領域M1を基板1Aに形成し、光変調領域M2を基板1Bに形成してある。また、光変調領域M1,M2をX方向にずらして配置してある。これに対応して、光変調領域M1,M2の各々に配置される制御電極3の配置位置もX方向にずれ、各制御電極3に接続する電気線の配線もX方向にずれることになる。このため、電気線の配線が局所的に集中することを抑制できるので、電気線間のクロストークを抑制することができる。また、他の電気線を回り込むように電気線を取り回さずに済むため、配線の短縮や簡素化を実現することができる。
FIG. 8 is a plan view illustrating an optical modulator according to the fourth embodiment of the present invention.
In the optical modulator of this example, the optical modulation regions M1 and M2 are formed on different substrates. Specifically, the light modulation area M1 is formed on the substrate 1A, and the light modulation area M2 is formed on the substrate 1B. Further, the light modulation areas M1 and M2 are arranged so as to be shifted in the X direction. Correspondingly, the arrangement position of the control electrode 3 arranged in each of the light modulation regions M1 and M2 also shifts in the X direction, and the wiring of the electric wire connected to each control electrode 3 also shifts in the X direction. For this reason, it is possible to suppress local concentration of the wiring of the electric lines, and thus it is possible to suppress crosstalk between the electric lines. Moreover, since it is not necessary to arrange the electric wires around the other electric wires, it is possible to shorten or simplify the wiring.

また、本例の光変調器は、X方向の上流側に位置する光変調領域M1では、X方向の上流から下流に向かって、RF電極3a、DC電極3b、DC電極3cの順に配置されている。一方、X方向の下流側に位置する光変調領域M2では、X方向の上流から下流に向かって、DC電極3c、RF電極3a、DC電極3bの順に配置されている。すなわち、光変調領域M1と光変調領域M2でX方向におけるDC電極とRF電極との配置順が異なっている。このため、光変調領域M1のRF電極と光変調領域M2のRF電極のX方向のずれ量を光変調領域M1,M2のX方向のずれ量より大きくすることができる。これにより、光変調領域M1,M2のX方向のずれ量を少なくして光変調器のX方向の長さの増大を抑えつつ、高周波信号を入力するためのRFコネクタからRF電極に至る各電気線について余裕を持って配線できるようになる。 Further, in the optical modulator M1 located on the upstream side in the X direction, the optical modulator of the present example has the RF electrode 3a, the DC electrode 3b, and the DC electrode 3c arranged in this order from the upstream side to the downstream side in the X direction. There is. On the other hand, in the light modulation region M2 located on the downstream side in the X direction, the DC electrode 3c, the RF electrode 3a, and the DC electrode 3b are arranged in this order from the upstream side to the downstream side in the X direction. That is, the arrangement order of the DC electrode and the RF electrode in the X direction is different between the light modulation area M1 and the light modulation area M2. Therefore, the amount of deviation in the X direction between the RF electrode in the light modulation region M1 and the RF electrode in the light modulation region M2 can be made larger than the amount of deviation in the X direction between the light modulation regions M1 and M2. As a result, the amount of shift in the X direction between the light modulation regions M1 and M2 is reduced, and the increase in the length in the X direction of the light modulator is suppressed, while each electrical component from the RF connector for inputting a high frequency signal to the RF electrode is input. You will be able to wire with some margin.

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。 Although the present invention has been described above based on the embodiments, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described contents and can be appropriately modified in design without departing from the spirit of the present invention.

以上、説明したように、本発明によれば、基板上の電気線の配線取り回しを容易にすることが可能な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 capable of facilitating the routing of electric lines on a substrate.

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
5 偏波合成部
6 光ファイバ
21 外部基板(終端基板)
22 終端部
23 接続パッド
24 終端抵抗
25 バンプ
26 絶縁膜
27 ダミーパッド
31 放熱構造
41 接着樹脂
42,43 流出防止パターン
1 substrate 2 optical waveguide 3 control electrode 3a RF electrodes 3b and 3c DC electrode 4 light receiving element 5 polarization combining unit 6 optical fiber 21 external substrate (termination substrate)
22 Termination Part 23 Connection Pad 24 Termination Resistor 25 Bump 26 Insulation Film 27 Dummy Pad 31 Heat Dissipation Structure 41 Adhesive Resins 42, 43 Outflow Prevention Pattern

Claims (3)

電気光学効果を有する基板と、
前記基板に形成された、第1の波長の光を変調する位相偏波変調又は直交振幅変調のための第1の光変調領域、及び、第2の波長の光を変調する位相偏波変調又は直交振幅変調のための第2の光変調領域と、
前記第1の光変調領域及び前記第2の光変調領域に設けられた、変調のための電極と、
前記電極と電気的に接続される配線回路が形成された外部基板とを有する光変調器において、
前記第1の光変調領域と前記第2の光変調領域は前記基板の幅方向に並列に配置され、
前記外部基板は前記基板の直上に配置され、
前記電極と前記配線回路とは前記基板と前記外部基板とが対向し合う部分で電気的に接続され、
前記外部基板上に放熱構造が更に配置され
前記配線回路は、前記第1の光変調領域と前記第2の光変調領域のそれぞれが有するメインのマッハツェンダー型導波路の各アーム部に対応させた複数の終端部を含み、
前記複数の終端部は、隣接するアーム部間で前記基板の長さ方向の位置が異なるように互い違いに配置されていることを特徴とする光変調器。
A substrate having an electro-optic effect,
A first optical modulation area for phase polarization modulation or quadrature amplitude modulation for modulating light of a first wavelength and a phase polarization modulation for modulating light of a second wavelength, which are formed on the substrate. A second light modulation region for quadrature amplitude modulation;
An electrode for modulation, which is provided in the first light modulation region and the second light modulation region,
In an optical modulator having an external substrate on which a wiring circuit electrically connected to the electrode is formed,
The first light modulation region and the second light modulation region are arranged in parallel in the width direction of the substrate,
The external substrate is disposed directly on the substrate,
The electrode and the wiring circuit are electrically connected at a portion where the substrate and the external substrate face each other,
A heat dissipation structure is further arranged on the external substrate ,
The wiring circuit includes a plurality of terminal end portions corresponding to the respective arm portions of the main Mach-Zehnder type waveguides included in each of the first light modulation region and the second light modulation region,
The optical modulator, wherein the plurality of terminating portions are arranged alternately so that the positions in the length direction of the substrate are different between the adjacent arm portions .
請求項1に記載の光変調器において、
前記第1の光変調領域及び前記第2の光変調領域には、DC電極とRF電極とがそれぞれ形成され、
前記第1の光変調領域及び前記第2の光変調領域で、前記基板の長さ方向における前記DC電極と前記RF電極との配置順が異なることを特徴とする光変調器。
The optical modulator according to claim 1,
DC electrodes and RF electrodes are formed in the first light modulation region and the second light modulation region, respectively.
In the first light modulation region and the second light modulation region, the arrangement order of the DC electrode and the RF electrode in the length direction of the substrate is different, and the light modulator.
請求項1又は請求項2に記載の光変調器において、
前記第1の光変調領域及び前記第2の光変調領域は、前記基板の長さ方向にずらして配置されることを特徴とする光変調器。
The optical modulator according to claim 1 or 2, wherein
The optical modulator, wherein the first light modulation region and the second light modulation region are arranged so as to be offset from each other in the length direction of the substrate.
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