JP7013879B2

JP7013879B2 - 光変調器、及びそれを用いた光送信装置

Info

Publication number: JP7013879B2
Application number: JP2018003442A
Authority: JP
Inventors: 徳一宮崎; 徹菅又
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2018-01-12
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2038-01-12
Also published as: WO2019139123A1; CN111587398A; US11156857B2; US20200379278A1; CN111587398B; JP2019124742A

Description

本発明は、光変調器、並びに光変調器を用いた光送信装置に関する。

近年、長距離光通信において適用が開始されたデジタルコヒーレント伝送技術は、通信需要の更なる高まりから中距離、短距離などメトロ用光通信にも適用されつつある。このようなデジタルコヒーレント伝送においては、光変調器として、代表的にはＬｉＮｂＯ３（以下、ＬＮという）基板を用いたＤＰ－ＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying）変調器が用いられる。以下、ＬｉＮｂＯ３基板を用いた光変調器を、ＬＮ変調器という。

このような光変調器は、例えば、当該光変調器に変調動作を行わせるための電気信号を出力するドライバ素子（または駆動回路）が接続され、光送信装置として用いられる。また一般的に当該光変調器やドライバ素子は回路基板上に配置される。

特に、メトロ用光通信など短距離用途の光送信装置に関しては光変調器やドライバ回路等の設置空間の抑制に対する要請が高く、変調器等の小型化が望まれている。光変調器を小型化するため、ＬＮ光変調素子の小型化（例えば、ＬＮ基板上における光導波路配置面積の縮小）、ＬＮ基板上の光導波路からの出力光を出力光ファイバへ光結合するための空間光学系の小型化、ＬＮ変調器の高周波（ＲＦ）信号入力インタフェースの小型化（例えば、同軸コネクタからフレキシブルプリント板への変更）等の取り組みが従来から行われている。

また、上記のような光変調器単体の小型化に加えて、光送信装置内の空間利用率を向上すべく、光変調器の筺体に切り欠きを設け、当該切り欠きにより確保される空間に上記ドライバ回路の電子部品を配することが検討されている（例えば、特許文献１参照）。

ところが、本願発明の発明者の知見によれば、筺体に切り欠きを設けた従来の光変調器を光送信装置内の回路基板にネジ固定すると、当該ネジ固定後に、光変調器の光通過損失等の光学特性が劣化したり、当該光学特性が経時的に変動（劣化）したりしてしまう等の問題が発生し得る。

また、上述のような光学特性の変化や劣化に加えて、光変調器の高周波特性についての変化や劣化といった問題も発生し得る。

そして、これらの問題の発生要因は、光変調器の筺体に切り欠きを設けることに起因する加工歪の発生（例えば、筺体底面の平坦性を低下させるような加工変形部の発生）と、当該筺体をネジ固定する際に発生する当該加工歪への応力集中であると考えられる。

即ち、特許文献１に記載の光変調器のように、電気部品配置のための空間を確保すべく光変調器の筺体の一部に切欠きを設ける構成とした場合、例えば、切欠き形成のための切削工程等において筺体に加工歪（筐体歪ともいう）が発生し得る。そして、このような加工歪の発生した筺体を回路基板にネジ固定した場合、上記加工歪の状態と当該ネジ固定の際の締結力の大きさ等とに依存して上記筺体に微小な変形が発生し得る。また、発熱を伴う高周波ドライバＩＣ等を上記切り欠き部に配置すれば、筺体の直近に発熱体が配されることとなり、筺体歪が更に拡大することとなり得る。また、光送信装置の長期間動作に伴って当該筺体が高温状態のまま維持されれば、上記の筺体歪や微小な変形は経時的にも拡大していくこととなり得る。

そして、筺体に発生した上記微小変形は、当該筺体の内部に収容されているＬＮ基板の変形や、上記空間光学系を構成するレンズ等の光部品相互の位置関係の変化を招き、光変調器の光学特性が劣化する問題を引き起こす。また、これに加えて、上記筺体の微小変形は、例えば特許文献１に開示された光変調器のように高周波コネクタが当該筺体にリジッドに設けられる構成においては、当該高周波コネクタと、回路基板との間の接続状態をも変化させることとなり、光伝送特性の劣化を引き起こすこととなり得る。

その一方、上述した光変調器筺体の加工歪の発生や、当該筺体を回路基板にネジ固定する際に発生する応力バランスの変化は、切欠き加工を行う際の加工条件や、光変調器を回路基板にネジ固定する際の組立工程における製造条件等の工夫（例えば、加工条件のばらつき低減）だけでは十分抑制する事は困難である。

特開２０１７－１３４１３１号公報

上記背景より、本発明の目的は、光送信装置内の空間利用率を向上しつつ、光変調器を光送信装置内に実装した場合の光学特性及び高周波特性の初期変化及び経年変化を抑制することである。

本発明の一の態様は、回路基板上に構成された電気回路と電気的に接続される光変調器であって、光変調素子を収容する筺体と、前記光変調素子に変調動作を行わせるための電気信号を前記電気回路から入力する信号入力部と、を備え、前記筺体は、前記回路基板に対向する底面に、前記底面から突出する第１の突出体を複数有し、前記筺体は、前記底面から突出する第２の突出体を有し、前記第１の突出体と前記第２の突出体とは、前記底面からの高さが等しく、前記信号入力部は、前記第２の突出体の上面に設けられ、前記第２の突出体の上面には、少なくとも一つのネジ穴が設けられる。
本発明の他の態様によると、複数の前記第１の突出体は、前記底面において、前記筺体の長手方向と平行な線に関して略対称となるように配置されている。
本発明の他の態様によると、前記第１の突出体は、前記回路基板に前記筺体を固定する固定体である。
本発明の他の態様によると、前記筺体は、前記底面に、前記第１の突出体と同じ高さの第３の突出体を複数有する。
本発明の他の態様は、いずれかの前記光変調器と、前記光変調器に変調動作を行わせるための電気信号を出力するドライバ素子と、を備える、光送信装置である。

本発明の第１の実施形態に係る光変調器の平面図である。本発明の第１の実施形態に係る光変調器の側面図である。本発明の第１の実施形態に係る光変調器の底面図である。本発明の第１の実施形態に係る光変調器が実装された光送信装置の平面図である。図４に示す光送信装置のＡＡ断面矢視図である。図４に示す光送信装置のＢＢ断面矢視図である。本発明の第２の実施形態に係る光変調器の平面図である。本発明の第２の実施形態に係る光変調器の側面図である。本発明の第３の実施形態に係る光変調器の平面図である。本発明の第３の実施形態に係る光変調器の側面図である。本発明の第３の実施形態に係る光変調器の底面図である。本発明の第４の実施形態に係る光変調器の平面図である。本発明の第４の実施形態に係る光変調器の側面図である。本発明の第４の実施形態に係る光変調器の底面図である。本発明の第４の実施形態に係る光変調器が実装された光送信装置の平面図である。図１５に示す光送信装置のＣＣ断面矢視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態に係る光変調器について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る光変調器１００の構成を示す平面図、図２は、光変調器１００の側面図、図３は、光変調器１００の底面図である。この光変調器１００は、例えば、光変調器１００に変調を行わせるための電気回路が構成された外部の回路基板（例えば、後述の図４に示す回路基板４０４）上に実装され、当該電気回路と電気的に接続されて使用される。

本光変調器１００は、光変調素子１０２と、光変調素子１０２を収容する筺体１０４と、光変調素子１０２に光を入射するための光ファイバ１０８と、光変調素子１０２から出力される光を筺体１０４の外部へ導く光ファイバ１１０と、を備える。

光変調素子１０２は、例えばＬＮ基板上に設けられた４つのマッハツェンダ型光導波路と、当該マッハツェンダ型光導波路上にそれぞれ設けられて光導波路内を伝搬する光波を変調する４つの高周波電極（ＲＦ電極）と、を備えたＤＰ―ＱＰＳＫ光変調器等に用いられる光変調素子である。光変調素子１０２から出力される２つの光は、例えば筺体１０４内に収容されたレンズ光学系（不図示）により偏波合成され、光ファイバ１１０を介して筺体１０４の外部へ導かれる。

本実施形態の光変調器１００では、筺体１０４のうち、光変調器１００が実装される回路基板に対向することとなる底面１０６の一部であって、突出体１３０が設けられていない領域に、底面１０６から突出する第１の突出体である突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄが設けられている。突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄは、筺体１０４の長手方向と平行に延びる中心線１６０（線）に関して略対称となるように、底面１０６の四隅のそれぞれに設けられる。なお、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄは、底面１０６の四隅のそれぞれに設けられることが固定応力のバランス上好適であるが、回路基板上の電子部品配置に応じて、必ずしも対称に配置しなくても良い。
突出体１５０ａにはネジ穴１４０ａが形成され、突出体１５０ｂにはネジ穴１５０ｂが形成され、突出体１５０ｃにはネジ穴１４０ｃが形成され、突出体１５０ｄにはネジ穴１４０ｄが形成される。

また、筺体１０４は、光変調素子１０２が備える４つのＲＦ電極（不図示）のそれぞれに接続された４つのソケット電極１２０、１２２、１２４、１２６を備える。ソケット電極１２０、１２２、１２４、１２６は、雌型の高周波コネクタ（RFコネクタ）を構成し、外部の回路基板上に設けられた対応する４つの信号ピンが挿入されることにより、当該外部の回路基板上に構成された電気回路からの電気信号（高周波信号）が入力される。

すなわち、ソケット電極１２０、１２２、１２４、１２６は、光変調素子１０２に変調動作を行わせるための電気信号を外部の回路基板上に構成された電気回路から入力するための、信号入力部に相当する。
尚、本実施形態では、信号入力部を雌型のソケットタイプの電極で説明しているが、雄型のものであっても良いし、筐体１０４より信号ピンが延伸するものであっても良い。

また、筺体１０４の底面１０６には、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄが設けられていない領域に、底面１０６から突出する第２の突出体である突出体１３０を有する（図２、図３）。そして、信号入力部であるソケット電極１２０、１２２、１２４、１２６が、突出体１３０の上面（頂上面）１３２に設けられている。

本実施形態では、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄのそれぞれの底面１０６からの高さ１５０ｈが、突出体１３０の底面１０６からの高さ１３０ｈと等しい。

次に、外部の回路基板への、光変調器１００の実装例について説明する。図４は、光変調器１００が実装された光送信装置４００の平面図である。また、図５及び図６は、それぞれ、図４に示す光送信装置のＡＡ断面矢視図及びＢＢ断面矢視図である。

光送信装置４００は、筺体４０２内に固定された回路基板４０４を備え、当該回路基板４０４に光変調器１００が実装されている。なお、光変調器１００及び回路基板４０４は筺体４０２内に収容されているため、筺体４０２の外部から光変調器１００及び回路基板４０４を視認することはできないが、図４においては、説明のため、筺体４０２の内部に収容されている部分についても、回路基板４０４のうち光変調器１００の筺体１０４により隠れている部分を除き、実線を用いて示している。

回路基板４０４上には、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）４１０、ＤＲＶ（Driver）４２０、ＬＤ（Laser Diode）４３０、及び、ＰＤ（Photo Diode）４４０、その他電子部品（不図示）が搭載される。ＤＳＰ４１０は、デジタル信号の処理を実行するための演算処理装置である。ドライバ素子であるＤＲＶ４２０は、光変調器１００を駆動するための電気回路である。ＬＤ４３０は、光ファイバ１０８を介して光変調器１００にレーザー光を入射する。ＰＤ４４０は、デジタルコヒーレント光信号受信用に設置される。なお、回路基板４０４上に搭載される電気部品は一例であって、上記以外に他の電気部品が搭載されてもよい。

ＤＲＶ４２０の出力は、回路基板４０４に設けられた電極ピン４５０、４５２、４５４、４５６から出力される。電極ピン４５０、４５２、４５４、４５６は、回路基板４０４上に搭載されたＤＲＶ４２０の信号出力用の導体パターンから、図５に示す如く、回路基板４０４の部品実装面（図示上側の面）から図示上方へ立ち上がって延在するように、回路基板４０４に設けられている。光変調器１００は、突出体１３０に設けられたソケット電極１２０、１２２、１２４、１２６が、回路基板４０４に設けられたこれらの電極ピン４５０、４５２、４５４、４５６と嵌合することにより、ＤＲＶ４２０と電気的に接続される。

また、光変調器１００は、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄのネジ穴１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄに、回路基板４０４に挿通されたネジ４６２ａ、４６２ｂ、４６２ｃ、４６２ｄと締結されることにより、回路基板４０４に固定される。すなわち、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄは、筺体１０４を回路基板４０４に固定する固定体に相当する。

このように、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄにより、光変調器１００の底面１０６と回路基板４０４との間に、ＤＳＰ４１０やＤＲＶ４２０等の電気部品の実装スペースが確保される。これにより、光送信装置４００の筺体４０２内の空間利用率が向上する。

特に、本実施形態に係る光変調器１００の筺体１４０の底面１０６には、従来技術のような切り欠きが設けられておらず、その一部に突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄが設けられている。このため、光変調器１００では、筺体１０４の底面１０６のほとんどの領域を、一様な平面として構成することができる。ここで、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄは、光変調器１００の回路基板４０４に固定するために必要最低限の面積領域に限定して、底面１０６に設けることができるため、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄによる底面１０６の一様性の乱れは最小限となり得る。

その結果、光変調器１００では、筺体１０４の加工歪の発生を最小限として、光変調器１００を光送信装置４００の回路基板４０４上に固定した場合における、筺体１０４の微小な変形の発生を抑制し、光変調器１００の光学特性の初期変化及び変形応力の経年変化による光学特性の経年変化を抑制することができる。

また、光変調器１００では、光変調器１００に光変調動作を行わせる電気信号（高周波信号）が入力される信号入力部であるソケット電極１２０、１２２、１２４、１２６が、筺体１０４の底面１０６から突出する突出体１３０の上面（頂上面）１３２に設けられている。このため、光変調器１００では、回路基板４０４上に構成された駆動回路の信号出力用の導体パターンから立ち上がる電極ピン４５０、４５２、４５４、４５６は、それぞれ、対応する上記導体パターンの直近において、光変調器１００のソケット電極１２０、１２２、１２４、１２６と接触して電気的に接続されることとなる。

すなわち、光変調器１００では、回路基板４０４上に構成された駆動回路の信号出力用の導体パターンと、光変調器１００の信号入力部（ソケット電極１２０等）との間の距離（従って、上記駆動回路から出力される高周波信号の伝搬距離）を、従来の光変調器（例えば、特許文献１に記載の光変調器）に比べて大幅に小さくすることができる。このため、筐体固定時の変形も上記導体パターンと上記信号入力部との間で小さくする事が出来、高周波特性の乱れを低減して、当該高周波特性の初期変化及び経年変化も抑制することができる。

前述した通り、本実施形態において、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄの高さ１５０ｈは、突出体１３０の高さ１３０ｈと等しい。これにより、光変調器１００は、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄのそれぞれの上面（頂上面）と突出体１３０の上面１３２とを同一平面として形成することができる。そのため、ネジ４６２ａ、４６２ｂ、４６２ｃ、４６２ｄの締結時に、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ及び突出体１３０による筺体１０４への応力の発生を抑制でき、光変調器１００の光学特性と光変調器１００内における高周波特性との初期変化及び経年変化を抑制することができる。また、ネジ４６２ａ、４６２ｂ、４６２ｃ、４６２ｄの締結時に、突出体１３０が傾いたり歪んだりすることなく突出体１３０を安定して回路基板４０４と光変調器１００との間に設けることができ、突出体１３０の高周波特性の初期変化及び経年変化も抑制することができる。

また、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄは、筺体１００４の長手方向と平行に延びる中心線１６０（線）に関して略対称となるように、底面１０６の四隅のそれぞれに設けられる。これにより、筺体１０４を回路基板４０４に安定に固定でき、光変調器１００を回路基板４０４上に固定する際の、当該光変調器１００の筺体１０４における微小な変形の発生を更に抑制できる。このため、光変調器１００では、回路基板４０４への実装時の光学特性及び光変調器１００における高周波特性の初期変化及び経年変化を更に抑制することができる。

本実施形態では、底面１０６のうち突出体１３０が設けられた部分以外の部分である当該底面１０６の四隅に突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄを設けるものとしたが、これには限られない。底面１０６のうち突出体１３０が設けられた部分以外の部分に設ける突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄの数及び配置は、底面１０６と回路基板４０４との間に電気部品の実装空間を確保し、光変調器１００を光送信装置４００の筺体４０２内に実装した場合の光学特性及び高周波特性の初期変化及び経年変化を抑制し得る限りにおいて、複数の任意の数及び任意の配置とすることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る光変調器について説明する。図７、及び図８は、それぞれ、本発明の第２の実施形態に係る光変調器７００の構成を示す平面図、及び側面図であり、第１の実施形態に係る光変調器１００の構成を示す図１、及び図２にそれぞれ対応する。なお、図７、及び図８において、それぞれ図１、及び図２に示す光変調器１００と同じ構成要素については、上述した図１、及び図２についての説明を援用するものとする。

第２の実施形態に係る光変調器７００は、第１の実施形態に係る光変調器１００と同様の構成を有するが、筺体１０４に代えて、筺体７０４を有する点が異なる。筺体７０４は、筺体１０４と同様の構成を有するが、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄの高さ１５０ｈが、突出体１３０の高さ１３０ｈより高い点が異なる。なお、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄのそれぞれの高さ１５０ｈは、同じ高さである。

これにより、光変調器７００では、ネジ４６２ａ、４６２ｂ、４６２ｃ、４６２ｄの締結時に、突出体１３０と回路基板４０４とが接することがないため筺体１０４への不均一な応力や付加的な応力の発生が防止できる。そのため、光変調器１００の光学特性と光変調器１００内における高周波特性との初期変化及び経年変化を抑制することができる。また、ネジ４６２ａ、４６２ｂ、４６２ｃ、４６２ｄの締結時に、突出体１３０が傾いたり歪んだりすることがなく突出体１３０を安定して回路基板４０４と光変調器１００との間に設けることができ、突出体１３０の高周波特性の初期変化及び経年変化も抑制することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る光変調器について説明する。図９、図１０、及び図１１は、それぞれ、本発明の第３実施形態に係る光変調器９００の構成を示す平面図、側面図、及び底面図であり、第１の実施形態に係る光変調器１００の構成を示す図１、図２、及び図３にそれぞれ対応する。

なお、図９、図１０、及び図１１において、それぞれ図１、図２、及び図３に示す光変調器１００と同じ構成要素については、上述した図１、図２、図３についての説明を援用するものとする。

第３実施形態に係る光変調器９００は、第１実施形態に係る光変調器１００と同様の構成を有するが、筺体１０４に代えて、筺体９０４を有する点が異なる。筺体９０４は、筺体１０４と同様の構成を有するが、突出体１３０、及び突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄに加えて、第１の突出体である突出体１５０ｅ、１５０ｆを更に備える点が異なる。また、筺体９０４は、第３の突出体である突出体９３０ａ、９３０ｂ、９３０ｃを更に備える点が異なる。

突出体１５０ｅ、１５０ｆは、第１の突出体である突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄと同様に筺体９０４の底面９０６の一部から突出するように構成された第１の突出体である。突出体１５０ｅ、１５０ｆは、底面９０６からの高さが突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄの高さ１５０ｈと等しい。

突出体１５０ｅにはネジ穴１４０ｅが形成され、突出体１５０ｆにはネジ穴１４０ｆが形成される。そして、光変調器９００が回路基板上に実装される際、ネジ穴１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄと同じように、ネジ穴１４０ｅ、１４０ｆには、ネジが締結される。これにより、筺体９０４は、回路基板に固定される。したがって、突出体１５０ｅ、１５０ｆも固定体に相当する。

突出体１５０ｅ、１５０ｆは、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｆのいずれより、底面９０６の中央寄りに設けられる。これにより、光変調器９００を回路基板上に固定する際の、筺体９０４の微小な変形の発生を更に抑制することができる。このため、光変調器９００では、回路基板への実装時の光学特性及び又は高周波特性の初期変化、及びこれらの経年変化を抑制することができる。

突出体９３０ａ、９３０ｂ、９３０ｃは、第１の突出体である突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｆと同様に筺体９０４の底面９０６の一部から突出するように構成された第３の突出体である。突出体９３０ａ、９３０ｂ、９３０ｃの底面９０６からの高さ９３０ｈは、少なくとも突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｆの高さ１５０ｈと等しい。これにより、光変調器９００では、第３の突出体である突出体９３０ａ、９３０ｂ、９３０ｃがあることにより、光変調器９００と回路基板との対向面積（例えば、接触面積）を拡大して、光変調器９００をより安定に回路基板に実装することができる。

特に、本実施形態では、図１１に示す如く、突出体９３０ａは筺体９０４の長手方向に延びる中心線９６０（線）に関して第２の突出体である突出体１３０と対称な位置に設けられる。また、突出体９３０ｂは、当該中心線９６０に関して第１の突出体である突出体１５０ｆと略対称な位置に設けられる。また、突出体９３０ｃは、当該中心線９６０に関して第１の突出体である突出体１５０ｅと略対称な位置に設けられる。このように、筺体９０４が対称構造を有することで、筺体９０４の加工時に発生する当該筺体９０４の加工歪の偏在が、筺体１０４、７０４の場合よりも更に低減される。その結果、光変調器９００を回路基板上に固定する際の、当該光変調器９００の筺体９０４における加工歪の偏在に起因した微小変形の発生を更に抑制することができる。このため、光変調器９００では、回路基板への実装時の光学特性及び又は高周波特性の初期変化、及びこれらの経年変化を抑制することができる。

また、一般に、光変調器１００、７００、又は９００の構成が適用され得る光変調器の一例であるＤＰ－ＱＰＳＫ変調器では、光変調素子１０２からの２つの出力光が、筺体１０４、７０４、９０４の長手方向に平行な中心線１６０、９６０に沿って、且つ当該中心線１６０、９６０に関して対称な配置で伝搬するよう構成される。そして、上記２つの出力光を合波して光ファイバ１０８へ導くためのレンズ等の光学素子も、上記筺体９０４の長手方向に平行な中心線９６０に関して対称に配置されることが多い。

このため、本実施形態のように筺体１０４、７０４、９０４を対称構造として、当該筺体に発生し得る形状変化が中心線１６０、９６０に関して対称な変化となるようにすれば、これら筺体が非対称構造であるときに比べて、光変調器１００、７００、９００における光学特性の経年変化や温度変動を、更に効果的に抑制することができる。

なお、本実施形態では、突出体１３０の上面１３２及び突出体９３０の上面９３２にはネジ穴を設けない構成としたが、これには限られない。例えば、上面１３２及び又は９３２に、少なくとも一つのネジ穴を設けて、突出体１３０及び又は突出体９３０が回路基板にネジ締結されるものとしてもよい。これにより、回路基板上に構成された駆動回路の信号出力用の導体パターンと、光変調器９００の信号入力部（ソケット電極１２０等）との間の距離を更に安定に維持して、光変調器９００の高周波特性の経年変化を更に良好に抑制することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る光変調器について説明する。図１２、図１３、及び図１４は、それぞれ、本発明の第４実施形態に係る光変調器１２００の構成を示す平面図、側面図、及び底面図であり、第１の実施形態に係る光変調器１００の構成を示す図１、図２、及び図３にそれぞれ対応する。

なお、図１２、図１３、及び図１４において、それぞれ図１、図２、及び図３に示す光変調器１００と同じ構成要素については、上述した図１、図２、図３についての説明を援用するものとする。

第４実施形態に係る光変調器１２００は、第１実施形態に係る光変調器１００と同様の構成を有するが、筺体１０４に代えて、筺体１２０４を有する点が異なる。筺体１２０４は、筺体１０４と同様の構成を有するが、底面１２０６に第２の突出体である突出体１３０を備えず、突出体１３０の代わりに側面１２０８にフレキシブルプリント基板１２１０が接続する点が異なる。

筺体１２０４の側面１２０８には、電極ピン１２２０、１２２２、１２２４、１２２６が側面１２０８から突出して設けられている。電極ピン１２２０、１２２２、１２２４、１２２６は、外部の回路基板上に設けられた対応する４つの信号ピンとフレキシブルプリント基板１２１０を介して電気的に接続されることにより、当該外部の回路基板上に構成された電気回路からの電気信号（高周波信号）が入力される。フレキシブルプリント基板１２１０は、少なくとも電極ピン１２２０、１２２２、１２２４、１２２６のそれぞれに対応した信号線１２３０、１２３２、１２３４、１２３６が配されている。そして、フレキシブルプリント基板１２１０の信号線１２３０、１２３２、１２３４、１２３６のそれぞれは、所定の接続手段により、対応する電極ピン１２２０、１２２２、１２２４、１２２６と接続する。

次に、外部の回路基板への、本実施形態の光変調器１２００の実装例について説明する。図１５は、光変調器１２００が実装された光送信装置１５００の平面図である。また、図１６は、図１５に示す光送信装置１５００のＣＣ断面矢視図である。

なお、図１５、及び図１６において、それぞれ図４、及び図６に示す光送信装置４００と同じ構成要素については、上述した図４、及び図６についての説明を援用するものとする。

光送信装置１５００は、筺体１５０２内に固定された回路基板４０４を備え、当該回路基板４０４に光変調器１２００が実装されている。なお、光変調器１２００及び回路基板４０４は筺体１５０２内に収容されているため、筺体１５０２の外部から光変調器１２００及び回路基板４０４を視認することはできないが、図１５においては、説明のため、筺体１５０２の内部に収容されている部分についても、回路基板４０４のうち光変調器１２００の筺体１２０４により隠れている部分を除き、実線を用いて示している。

回路基板４０４上には、ＤＳＰ４１０、ＤＲＶ４２０、ＬＤ４３０、及び、ＰＤ４４０、その他電子部品（不図示）が搭載される。

上記ＤＲＶ４２０の出力は、回路基板４０４に設けられた電極ピン４５０、４５２、４５４、４５６から出力される。光変調器１２００は、フレキシブルプリント基板１２１０が湾曲して筺体１２０４の底面１２０６と回路基板４０４との間に入り込み、フレキシブルプリント基板１２１０の信号線１２３０、１２３２、１２３４、１２３６が対応する電極ピン４５０、４５２、４５４、４５６と所定の接続手段で接続することにより、上記ＤＲＶ４２０と電気的に接続される。

このように、光変調器１２００に光変調動作を行わせる電気信号（高周波信号）を筺体１２０４の側面１２０８から入力される構成でも、突出体１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄにより、光変調器１２００の底面１２０６と回路基板４０４との間に、ＤＳＰ４１０やＤＲＶ４２０等の電気部品の実装スペースが確保される。これにより、光送信装置１５００の筺体１５０２内の空間利用率が向上する。特に、本実施形態は、筺体１２０４の底面１２０６に第２の突出体である突出体１３０を備えていないため、突出体１３０による底面１２０６の一様性の乱れをより最小限とすることができる。

その結果、光変調器１２００では、筺体１２０４の加工歪の発生を最小限として、光変調器１２００を光送信装置１５００の回路基板４０４上に固定した場合における、筺体１２０４の微小な変形の発生をより抑制し、光変調器１２００の光学特性の初期変化及び経年変化をより抑制することができる。

なお、上述した各実施形態において、筺体１０４、７０４、９０４、１２０４の加工歪を低減し且つＤＳＰ４１０やＤＲＶ４２０等の電気部品の実装スペースが確保する観点によれば、第１の突出体の総面積は、底面１０６、７０６、９０６、１２０６の面積に対して５０％を下回ることが好ましく、より好ましくは２５％以下である。

なお、上述した各実施形態では、ＬＮを基板として用いた４つのＲＦ電極を持つ光変調素子を備える光変調器を示したが、本発明は、これに限らず、４つ以外の数のＲＦ電極を持つ光変調器、及び又はＬＮ以外の材料を基板として用いる光変調器にも、同様に適用することができる。

１００、７００、９００、１２００…光変調器、１０２…光変調素子、１０４、７０４、９０４、１２０４…筺体、１０６、７０６、９０６、１２０６…底面、１０８、１１０…光ファイバ、１２０、１２２、１２４、１２６…ソケット電極、１３０、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅ、１５０ｆ、９３０ａ、９３０ｂ、９３０ｃ…突出体、１３２、９３２…上面、１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ、１４０ｅ、１４０ｆ…ネジ穴、４００、１５００…光送信装置、４０２、１５０２…筺体、４０４…回路基板、４５０、４５２、４５４、４５６、１２２０、１２２２、１２２４、１２２６…電極ピン、４６２ａ、４６２ｂ、４６２ｃ、４６２ｄ…ネジ、１６０、９６０…中心線、１２１０…フレキシブルプリント基板、１２３０、１２３２、１２３４、１２３６…信号線。

Claims

回路基板上に構成された電気回路と電気的に接続される光変調器であって、
光変調素子を収容する筺体と、
前記光変調素子に変調動作を行わせるための電気信号を前記電気回路から入力する信号入力部と、を備え、
前記筺体は、前記回路基板に対向する底面に、前記底面から突出する第１の突出体を複数有し、
前記筺体は、前記底面から突出する第２の突出体を有し、
前記第１の突出体と前記第２の突出体とは、前記底面からの高さが等しく、
前記信号入力部は、前記第２の突出体の上面に設けられ、
前記第２の突出体の上面には、少なくとも一つのネジ穴が設けられる、
光変調器。
複数の前記第１の突出体は、前記底面において、前記筺体の長手方向と平行な線に関して略対称となるように配置されている、
請求項１に記載の光変調器。
前記第１の突出体は、前記回路基板に前記筺体を固定する固定体である、
請求項１又は２に記載の光変調器。
前記筺体は、前記底面に、前記第１の突出体と同じ高さの第３の突出体を複数有する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光変調器に記載の光変調器。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光変調器と、
前記光変調器に変調動作を行わせるための電気信号を出力するドライバ素子と、を備える、
光送信装置。