JP7172793B2 - 光変調器及びそれを用いた光送信装置 - Google Patents

Description

本発明は、信号入力端子と光変調素子電極との間の電気信号の伝搬を中継する中継基板を備える光変調器及び当該光変調器を用いた光伝送装置に関する。

高速／大容量光ファイバ通信システムにおいては、導波路型の光変調素子を組み込んだ光変調器が多く用いられている。中でも、電気光学効果を有するＬｉＮｂＯ_３（以下、ＬＮともいう）を基板に用いた光変調素子は、光の損失が少なく且つ広帯域な光変調特性を実現し得ることから、高速／大容量光ファイバ通信システムに広く用いられている。

このＬＮ基板を用いた光変調素子では、マッハツェンダ型光導波路と、当該光導波路に変調信号である高周波電気信号を印加するための信号電極が設けられている。そして、光変調素子に設けられたこれらの信号電極は、当該光変調素子を収容する光変調器の筺体内に設けれた中継基板を介して、当該筺体に設けられた信号入力端子であるリードピンやコネクタと接続される。これらの信号入力端子である上記リードピンやコネクタが、光変調器に変調動作を行わせるための電子回路が搭載された回路基板に接続されることで、当該電子回路から出力された電気信号が、上記中継基板を介して上記光変調素子の信号電極に印加される。

光ファイバ通信システムにおける変調方式は、近年の伝送容量の増大化の流れを受け、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）やＤＰ－ＱＰＳＫ（Ｄｕａｌ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ － Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）等、多値変調や、多値変調に偏波多重を取り入れた伝送フォーマットが主流となっており、基幹光伝送ネットワークにおいて用いられるほか、メトロネットワークにも導入されつつある。

ＱＰＳＫ変調を行う光変調器（ＱＰＳＫ光変調器）やＤＰ－ＱＰＳＫ変調を行う光変調器（ＤＰ－ＱＰＳＫ光変調器）は、所謂ネスト型と呼ばれる入れ子構造になった複数のマハツェンダ型光導波路を備え、そのそれぞれが少なくとも一つの信号電極を備える。したがって、これらの光変調器は、複数の信号電極を備えるものとなり、これらの信号電極に与えられる高周波電気信号が協働して上記ＤＰ－ＱＰＳＫ変調動作を行う。

そして、このような複数の信号電極にそれぞれ与えられる高周波電気信号が協働する光変調器においては、すべての高周波電気信号が雑音等の影響を受けることなく光変調素子の信号電極に入力されることが必要となる。しかしながら、その一方で、光変調器の小型化への要請は不変であり、光変調器の筺体の小型化に伴って中継基板の小型化が進んでいる。その結果、複数の異なる高周波信号が狭い中継基板に近接集中して伝搬することとなり、中継基板上に形成された高周波信号線路間での電気的なクロストークが無視し得なくなりつつある。

また、商用のＤＰ－ＱＰＳＫ変調器は、現在では１００Ｇｂ／ｓの伝送レートで使用さることが多いが、この伝送レートを４００Ｇｂ／ｓへ拡大するための開発も進んでいる。今後、伝送レートが拡大されれば上記中継基板で発生する高周波信号線路間のクロストークの問題は、更に深刻な課題となり得る。

上記クロストークを抑制する方法として、隣接する高周波信号線路間の距離を拡大することが考えられるが、この方法は、上記のような光変調器の小型化への要請に反することとなり、採用は困難である。このため、例えば高周波信号線路間に設けられたグランド電極にビアを設けて中継基板裏面のグランド層に接続することで、当該グランド電極を強化して上記高周波信号線路間のシールド効果を上げる方法等が採用されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、４００Ｇｂ／ｓ又はこれを超える高伝送レートのＤＰ－ＱＰＳＫ変調器では、上述のようなビアだけでは十分にクロストークを抑制しきれない問題が発生している。

本願発明の発明者が鋭意行った実験によれば、上記のような高伝送レートのＤＰ－ＱＰＳＫ変調器では、上記クロストークは、近接した高周波信号線路間における直接的な信号エネルギの授受だけでなく、中継基板の主に高周波信号の入力部（信号入力部）において信号伝搬モードの変換（以下、伝搬モード変換）が発生することに伴う、当該入力部での高周波信号の漏洩の影響も無視し得ないことが分かってきている。

即ち、光変調器への高周波信号入力には一般にコネクタやリードピン等が用いられるため、中継基板に入力されるまでの高周波信号は同軸モードで伝搬する。これに対し、光変調素子基板や中継基板に設けられる高周波信号線路は、一般にコプレーナ線路であって、当該線路での伝搬モードはコプレーナモード（以下、ＣＰＷモード）である。

このため、中継基板の信号入力部では、同軸モードからＣＰＷモードへの伝搬モード変換（すなわち、異種モード変換）が発生し、同軸モードで伝搬してきた高周波信号のエネルギの一部が中継基板の内部や外部（空中）へ、放射モードとなって放出されることとなる。そして、このような、中継基板の内部や外部（空中）へ放出された高周波信号エネルギの一部が、上記クロストークの発生に付加的に作用する。

特開２０１２－１５６９４７号公報

上記背景より、光変調素子の信号電極のそれぞれと信号入力端子のそれぞれとを電気的に接続する中継基板を備えた光変調器において、伝送レートの高速化に伴う中継基板上の信号導体パターン間のクロストーク増加を効果的に抑制して、良好な光変調特性を実現することが求められている。

本発明の一の態様は、複数の信号電極を備える光変調素子と、前記信号電極のそれぞれに印加する電気信号を入力する複数の信号入力端子と、前記信号入力端子のそれぞれと前記信号電極のそれぞれとを電気的に接続する複数の信号導体パターン及び複数のグランド導体パターンが形成された中継基板と、前記光変調素子及び前記中継基板を収容する筺体と、を備える光変調器であって、前記中継基板のうち、前記信号入力端子からの電気信号が前記信号導体パターンに入力される信号入力辺において、前記信号入力端子は、当該信号入力辺から前記信号導体パターンの上に延在するよう配され、前記中継基板は、前記信号導体パターンが形成されたオモテ面において、隣接する前記信号導体パターンの間に形成された少なくとも一つの前記グランド導体パターンの領域内に、または隣接する２つの前記グランド導体パターンの間に、前記信号入力辺から延在する少なくとも一つの溝を有し、前記溝は、前記信号入力辺から延在する長さが、前記信号入力端子が前記信号入力辺から延在する長さよりも長くなるように形成されている。
本発明の他の態様によると、前記溝は、前記中継基板のうち電気信号が前記信号導体パターンから前記光変調素子の前記信号電極へ出力される信号出力辺まで延在する。
本発明の他の態様によると、前記溝は、前記信号入力辺における前記オモテ面から測った前記溝の端部の深さが、前記溝の他方の端部において前記オモテ面から測った溝の深さよりも深く形成されている。
本発明の他の態様によると、前記溝は、前記オモテ面から測った深さが、前記溝の他方の端部から前記信号入力辺に向かって階段状に又は連続的に深くなるよう形成されている。
本発明の他の態様によると、前記溝は、前記信号入力辺において前記中継基板の前記オモテ面に対向するウラ面まで形成されているか、又は前記信号入力辺から所定距離の範囲において前記中継基板の前記オモテ面に対向するウラ面まで形成されている。
本発明の他の態様によると、前記溝の内側面、または前記溝の内側面と底面には、金属膜が形成されている。
本発明の他の態様によると、前記溝の内側面および底面には金属膜が形成されており、前記中継基板の前記オモテ面に対向するウラ面には、グランド用導体が形成されており、前記溝の前記底面には、当該底面の前記金属膜と前記ウラ面の前記グランド用導体とを接続するビアが形成されている。
本発明の他の態様によると、前記溝は、前記中継基板のうち電気信号が前記信号導体パターンから前記光変調素子の前記信号電極へ出力される信号出力辺まで延在せず、当該溝の全体が、前記中継基板の前記オモテ面に対向するウラ面まで貫通して形成されている。
本発明の他の態様によると、前記溝の内側面には金属膜が形成されている。
本発明の他の態様によると、前記溝は、前記信号入力辺から延在する長さが、当該延在する方向に対し直交する方向に沿って測った幅よりも長くなるように形成されている。
本発明の他の態様は、上記いずれかの光変調器と、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電子回路と、を備える光送信装置である。

本発明によれば、中継基板を備えた光変調器において、伝送レートの高速化に伴う中継基板上の信号導体パターン間におけるクロストークの増加を効果的に抑制して、良好な光変調特性を実現することができる。

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。 図１に示す光変調器の側面図である。 図１に示す光変調器のＡ部詳細図である。 図１に示す光変調器に用いられる中継基板のオモテ面を、信号入力端子が配される側から見た斜視図である。 第１の実施形態に係る光変調器に用いられる中継基板の第１の変形例を示す図である。 第１の実施形態に係る光変調器に用いられる中継基板の第２の変形例を示す図である。 第１の実施形態に係る光変調器に用いられる中継基板の第３の変形例を示す図である。 第１の実施形態に係る光変調器に用いられる中継基板の第４の変形例を示す図である。 第１の実施形態に係る光変調器に用いられる中継基板の第５の変形例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図である。

以下に示す実施形態及びその変形例は、上述した課題を解決すべく、光変調器の小型化の要請に反することなく従来と同程度もしくはそれ以下のコストで、且つ製造容易性にも配慮しつつ、伝送レートの高速化に伴う中継基板上の隣接する信号導体パターン間のクロストークの増加を抑制する。具体的には、中継基板上の信号導体パターンを高周波が伝搬することに伴って当該信号導体パターンに沿って発生する放射モード（以下、伝搬放射マイクロ波という）、および、信号入力端子と信号導体パターンとの接続点における異種モード変換に伴って発生する放射モード（以下、接続点放射マイクロ波という）の２つの放射マイクロ波が中継基板内を伝搬するのを同時に抑制し、隣接する信号導体パターン間での高周波エネルギの授受の発生を抑制するものである。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１および図２は、本発明の第１の実施形態に係る光変調器１００の構成を示す図である。ここで、図１、図２は、それぞれ本光変調器１００の平面図および側面図である。

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入力光ファイバ１０８と、光変調素子１０２から出力される光を筺体１０４の外部へ導く出力光ファイバ１１０と、を備える。

光変調素子１０２は、例えば４００Ｇｂ／ｓの光変調を行うＤＰ－ＱＰＳＫ変調器であり、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を備える。４つのマッハツェンダ型光導波路には、当該マッハツェンダ型光導波路を伝搬する光波をそれぞれ変調する４つの信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄが設けられている。また、従来技術として知られているように、光変調素子１０２のＬＮ基板の表面には、上記４つの信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄのそれぞれに、例えばコプレーナ線路（ＣＰＷ、Ｃｏｐｌａｎａｒ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）を構成するように、グランド電極１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ（図３参照。図１においては不図示。）が設けられている。

具体的には、上記グランド電極１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅは、ＬＮ基板表面の面内において信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄをそれぞれ挟むように配され、４つの信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄと共に所定の動作周波数において所定の特性インピーダンスを有するコプレーナ線路を構成する。

４つの信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄには、４つの高周波の電気信号（変調信号）がそれぞれ入力される。これらの高周波電気信号は、協働して上記４つのマッハツェンダ型光導波路における光波の伝搬を制御し、全体として４００Ｇｂ／ｓのＤＰ－ＱＰＳＫ変調の動作を行う。

光変調素子１０２から出力される２つの光は、例えばレンズ光学系（不図示）により偏波合成され、出力光ファイバ１１０を介して筺体１０４の外部へ導かれる。

筺体１０４は、光変調素子１０２が固定されるケース１１４ａとカバー１１４ｂとで構成されている。なお、筺体１０４内部における構成の理解を容易するため、図１においては、カバー１１４ｂの一部のみを図示左方に示しているが、実際には、カバー１１４ｂは、箱状のケース１１４ａの全体を覆うように配されて筺体１０４の内部を気密封止する。ケース１１４ａは、金属、又は例えば金メッキされたセラミック等で構成されており、電気的には導電体として機能する。また、筺体１０４には通常、ＤＣ制御用等の複数のピンが設置されるが、本図面では省略している。

ケース１１４ａは、光変調素子１０２の信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄのそれぞれに印加する高周波の電気信号を入力する信号入力端子１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄを備えた電気コネクタ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄが設けられている。また、筺体１０４の内部には、また、中継基板１１８が収容されている。中継基板１１８には、後述するように、信号入力端子１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄのそれぞれと、光変調素子１０２の信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄのそれぞれの一端とを電気的に接続する信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄと、グランド導体パターン３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ、３４０ｅと、が形成されている。

光変調素子１０２の信号電極１１２ａ，１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄの他端は、所定のインピーダンスを有する終端器１２０により終端されている。これにより、信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄのそれぞれの一端に入力された電気信号は、進行波として信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ内を伝搬する。

電気コネクタ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄのそれぞれは、例えば、プッシュオン型の同軸コネクタのソケットである。これらの電気コネクタ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄの円柱状のグランド導体は、ケース１１４ａに電気的に接続され固定される。したがって、ケース１１４ａは、グランド電位に接続される構造物に対応する。なお、信号入力端子１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄは、例えば、電気コネクタ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄであるコネクタソケットのそれぞれにおいて上記グランド導体の円柱形状の中心線にそって延在する中心導体（芯線）で構成される。

図３は、図１におけるＡ部の部分詳細図であり、中継基板１１８及びその周囲の構成を示す図である。また、図４は、中継基板１１８単体のオモテ面４１８ｅ（図１及び図３における図示の面）を、信号入力端子１２４ａ等の配される側から見た斜視図である。

中継基板１１８のオモテ面４１８ｅには、信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄと、グランド導体パターン３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ、３４０ｅと、が設けられている。

これらのグランド導体パターン３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ、３４０ｅは、信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄのそれぞれを中継基板１１８のオモテ面４１８ｅの面内において挟むように設けられている。これにより、信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄは、それぞれ、グランド導体パターン３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ、３４０ｅと共にコプレーナ線路を構成している。

図３に示すように、光変調素子１０２の信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄは、それぞれ、例えば導体ワイヤ１２６を用いたワイヤボンディングにより、中継基板１１８の信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄの一端と電気的に接続されている。ここで、導体ワイヤ１２６は、例えば金ワイヤであるものとすることができる。

また、光変調素子１０２において信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄと共にコプレーナ線路を構成するグランド電極１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅは、それぞれ、上記と同様に例えば導体ワイヤ１２６を用いたワイヤボンディングにより、中継基板１１８のグランド導体パターン３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ、３４０ｅの一端と電気的に接続されている。なお、上述した導体ワイヤ１２６を用いたワイヤボンディングは一例であって、これには限られない。導体ワイヤ１２６のワイヤボンディングに代えて、例えば金リボン等の導体リボンを用いたリボンボンディングを用いることもできる。

図３、図４に示すように、筺体１０４のケース１１４ａに配された電気コネクタ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄの信号入力端子１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄは、それぞれ、中継基板１１８の信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄの他端に固定され電気的に接続されている。これらの固定および電気的接続は、例えば、ハンダ、ロウ材、又は導電性接着剤により行うものとすることができる。

ここで、中継基板１１８のうち、信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄと信号入力端子１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄとがそれぞれ接続される側の辺を信号入力辺４１８ａといい、信号入力辺４１８ａを１辺とする中継基板１１８の側面を入力側側面４１８ｂというものとする。また、中継基板１１８のうち、信号入力辺４１８ａに対向する辺、すなわち、信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄと光変調素子１０２の信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄとが接続される側の辺を信号出力辺４１８ｃといい、信号出力辺４１８ｃを１辺とする中継基板１１８の側面を出力側側面４１８ｄというものとする。また、図３において、中継基板１１８のうち、入力側側面４１８ｂと直交する図示右側の側面を右側面４１８ｇ、図示左側の側面を左側面４１８ｈといものとする。さらに、中継基板１１８の、オモテ面４１８ｅ対向する面を、ウラ面４１８ｆというものとする。

中継基板１１８の信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ上には、図３に示すように、電気コネクタ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄの信号入力端子１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄが、信号入力辺４１８ａから所定の長さａで延在するよう配されている。ここで、信号入力辺４１８ａおよびその近傍において信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄが信号入力端子１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄに接続されるそれぞれの部分を、入力接続点というものとする。

特に、本実施形態の光変調器１００の中継基板１１８は、信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄが形成されたオモテ面４１８ｅにおいて、グランド導体パターン３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ、３４０ｅに、それぞれ、信号入力辺４１８ａ（又は入力側側面４１８ｂ）から延在する溝３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅが設けられている。また溝３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅは中継基板１１８単体のオモテ面４１８ｅから（中継基板１１８を貫通しない）所定の深さを有している。ここで、本実施形態では、一例として、溝３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅは互いに同じサイズで構成されているものとする。

以下、光変調素子１０２の信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄを総称して信号電極１１２ともいい、グランド電極１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅを総称してグランド電極１２２ともいう。また、電気コネクタ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄを総称して電気コネクタ１１６ともいい、信号入力端子１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄを総称して信号入力端子１２４ともいう。また、中継基板１１８の信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄを総称して信号導体パターン３３０ともいい、グランド導体パターン３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ、３４０ｅを総称してグランド導体パターン３４０ともいう。さらに、溝３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅを総称して溝３５０ともいう。

ここで、４つの信号入力端子１２４は、上述のとおり同軸コネクタである４つの電気コネクタ１１６の中心導体であるため、当該信号入力端子１２４を伝搬する高周波電気信号の伝搬モードは同軸モードである。また、上述のとおり、中継基板１１８上の信号導体パターン３３０は、それぞれ、６つのグランド導体パターン３４０と共にコプレーナ線路を構成しており、高周波電気信号をコプレーナモード（ＣＰＷモード）で伝搬させる。

このため、信号導体パターン３３０が信号入力端子１２４と接続される入力接続点では、同軸モードからＣＰＷモードへの伝搬モードの変換（異種モード変換）が発生する。したがって、上記入力接続点のそれぞれにおいて、異種モード変換に伴って接続点放射マイクロ波が発生し、中継基板１１８の内部を伝搬し得る。

また、中継基板１１８の信号導体パターン３３０は、上記入力接続点を起点とする長さ方向に高周波電気信号が伝搬する際に伝搬放射マイクロ波を発生させ、この伝搬放射マイクロ波が中継基板１１８内を伝搬し得る。なお、この伝搬放射マイクロ波は、信号導体パターン３３０の長さ方向の各部から発生し得るものであり、その発生強度は一般的に、例えば入力接続点において最大強度を持ち、信号入力辺４１８ａから離れるに従って減少していく。

上記の構成を有する光変調器１００は、グランド導体パターン３４０に、それぞれ、信号入力辺４１８ａから延在する溝３５０が設けられているので、上記入力接続点において発生し得る接続点放射マイクロ波、および信号導体パターン３３０の入力接続点近傍で発生する伝搬放射マイクロ波は、それぞれ溝３５０が形成する空気壁により中継基板１１８内部における伝搬が阻止されることとなる。

すなわち、光変調器１００では、接続放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波のそれぞれを介した信号導体パターン３３０間の高周波エネルギの授受が、溝３５０の存在により抑制される。

その結果、光変調器１００では、４００Ｇｂ／ｓ以上の伝送レートで動作される場合でも、信号導体パターン３３０どうしの間隔を広げることなく（従って中継基板１１８及び光変調器１００のサイズ増加を招くことなく）、且つ、従来と同程度もしくはそれ以下のコストで、信号導体パターン３３０間のクロストークを効果的に低減して、良好な光変調特性を実現することができる。

ここで、本願発明の発明者の知見によれば、溝３５０のサイズは、信号入力端子１２４がそれぞれ信号入力辺４１８ａから信号導体パターン３３０上を延在する長さをＬ１、当該溝３５０が信号入力辺４１８ａから延在する長さをＬ２、当該長さ方向に直交する方向に測った幅をＷとしたとき（図３参照）、以下のいずれかの関係を有することが好ましい。ここで、長さＬ１は、上述のとおり、信号入力端子１２４がそれぞれ信号入力辺４１８ａから信号導体パターン３３０上を延在する長さである。以下、長さＬ１を端子延在長さＬ１という。
Ｌ２＞Ｌ１ （１）
Ｌ２＞Ｗ （２）

なお、長さＬ２は、溝３５０が信号入力辺４１８ａから溝３５０に沿って延在する長さであり、信号入力辺４１８ａと溝３５０の端部との間の信号入力辺４１８ａと直交する方向成分の距離ではないことに留意されたい。例えば、溝３５０が直線でなく曲線状に形成される場合には、当該曲線に沿って測った長さ（例えば、溝３５０の幅方向中心線が延在する長さ）である。また、幅Ｗは、溝３５０の延在方向に沿って変動する場合には、各部における幅の平均値又は最大値とすることができる。

式（１）は、信号入力端子１２４が信号入力辺４１８ａから延在する端子延在長さＬ１に対し、信号入力辺４１８ａから延在する溝３５０の長さＬ２が長くなるよう構成されることを意味する。ここで、Ｌ２＞Ｌ１であることが望ましいのは、入力接続点において接続点放射マイクロ波が端子延在長さＬ１の範囲に亘って発生し得るため、溝の長さＬ２が端子延在長さＬ１より短いと、当該接続点放射マイクロ波に対する伝搬抑制効果が低下するためである。

また、式（２）は、溝３５０が、信号入力辺４１８ａから延在する方向に対し直交する方向に沿って測った幅Ｗに対し、当該延在する長さＬ２が長くなるように形成されることを意味する。ここで、Ｌ２＞Ｗであることが望ましいのは、溝３５０の長さＬ２が幅Ｗより短いと、信号入力辺４１８ａ近傍の信号導体パターン３３０から発生し得る伝搬放射マイクロ波を十分抑制することができない場合があり得るためであり、また、Ｗ＞Ｌ２とすると溝３５０の幅を不要に大きくし、中継基板１１８の機械的強度が低下する結果となり得るためである。

なお、図３では、信号入力端子１２４ａおよび溝３５０ａを例にとり、上記端子延在長さＬ１並びに溝３５０の長さＬ２及び幅Ｗを示したが、これらは、他の溝３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅにおいても同様に定義され得る。また、本実施形態では、５つの溝３５０は互いに同じサイズで形成されるものとしたが、これには限られない。それぞれの溝３５０において式（１）又は式（２）の関係を満たす限りにおいて、溝３５０は互いに異なるサイズで構成されるものとすることもできる。また、上述した端子延在長さＬ１、溝３５０の長さＬ２及び幅Ｗ、並びに式（１）又は式（２）に示す好ましい条件は、後述する第１ないし第５の変形例においても同様に定義され、及び適用され得る。

さらに、溝３５０の内面に金属膜を形成すれば（メタライズを施せば）、上記接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波の中継基板１１８内への伝搬抑制効果をより高めることができる。これらの金属膜は、少なくとも、溝３５０の内面のうち信号入力辺４１８ａの方向において対向する２つの内側面に設けられることが望ましい。これに加えて、溝３５０の底面（オモテ面４１８ｅに並行な面）及び又は端面（入力側側面４１８ｂに並行な面）にも金属膜が形成されていれば、更に望ましい。

なお、本実施形態では、５つのグランド導体パターン３４０のそれぞれに一つの溝３５０を設けるものとしたが、これには限られない。隣接する信号入力端子１２４間及び又は隣接する信号導体パターン３３０間のクロストークを低減する観点からは、少なくとも隣接する信号導体パターン３３０の間に形成されたグランド導体パターン３４０（すなわち、本実施形態では、グランド導体パターン３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ）に、少なくとも一つの溝３５０を有していればよい。

ただし、本実施形態のように隣接する信号導体パターン３３０の間に挟まれないグランド導体パターン３４０ａ、３４０ｅにも溝３５０を形成すれば、例えば最も外側に位置する信号導体パターン３３０ａ、３３０ｄの入力接続点から発生して中継基板１１８の入力側側面４１８ｂと直交する右側面４１８ｇおよび左側面４１８ｈへ伝搬して反射する接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波の伝搬をも低減することができる。これにより、例えば、信号導体パターン３３０ａ、３３０ｄから発生して自身へ戻って来る接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波を低減し、当該戻ってくる反射マイクロ波に起因して当該信号導体パターン３３０ａ、３３０ｄに発生するノイズを低減することができる。

また、本実施形態では、隣接する信号導体パターン３３０の間にそれぞれ一つのグランド導体パターン３４０を設けるものとしたが、これには限られない。隣接する信号導体パターン３３０の間に設けるグランド導体パターン３４０は複数でもよい。この場合には、隣接する信号導体パターン３３０の間に設けられた少なくとも一つのグランド導体パターン３４０に、溝３５０と同様の溝が形成されるものとすることができる。あるいは、溝３５０と同様の溝は、隣接する信号導体パターン３３０の間に設けられた複数のグランド導体パターン３４０のうち、信号導体パターン３３０のそれぞれに隣接する（それぞれの信号導体パターン３３０に最も近い）グランド導体パターン３４０に、それぞれ設けられるものとすることができる。

また、本実施形態では、信号導体パターン３３０のそれぞれは、一例として、信号入力辺４１８ａと直交する方向に延在する直線形状で形成されるものとしたが、これには限られない。信号導体パターン３３０は、信号入力端子１２４の間隔、光変調素子１０２における信号電極１１２の間隔、あるいはその他の電気的要求条件に応じて、信号入力辺４１８ａと直交しない直線や曲線で形成されていてもよい。

また、図３においては信号導体パターン３３０とグランド導体パターン３４０とのパターン間隔は略一定であるものとして描かれているが、これには限られない。上記パターン間隔は、従来技術に従い、信号導体パターン３３０とグランド導体パターン３４０とが形成するコプレーナ線路の分布インピーダンスが光変調素子１０２の動作周波数の範囲において所定の値の範囲となるように、例えば溝３５０が形成された信号入力辺４１８ａから長さＬ２の範囲の部分と、それ以外の部分とで、異なる間隔で形成されるものとすることができる。

次に、第１の実施形態に係る光変調器１００に用いることのできる、中継基板１１８の変形例について説明する。

＜第１の変形例＞
図５は、第１の変形例に係る中継基板５１８の構成を示す図である。この中継基板５１８は、図１に示す光変調器１００において中継基板１１８に代えて用いることができる。図５において、図４に示す中継基板１１８と同じ構成要素については、図４における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した図４についての説明を援用する。

図５に示す中継基板５１８は、図４に示す中継基板１１８と同様の構成を有するが、溝３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅに代えて、溝５５０ａ、５５０ｂ、５５０ｃ、５５０ｄ、５５０ｅが設けられている点が異なる。溝５５０ａ、５５０ｂ、５５０ｃ、５５０ｄ、５５０ｅは、溝３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅと同様の構成を有するが、中継基板５１８のうち電気信号が信号導体パターン３３０から光変調素子１０２の信号電極１１２へ出力される信号出力辺４１８ｃまで延在せず、溝５５０ａ、５５０ｂ、５５０ｃ、５５０ｄ、５５０ｅのそれぞれの全体が、中継基板５１８のオモテ面４１８ｅから、当該オモテ面４１８ｅに対向するウラ面４１８ｆまで貫通して形成されている点が異なる。

また、溝５５０ａ、５５０ｂ、５５０ｃ、５５０ｄ、５５０ｅは、それぞれが有する３つの内側面に金属膜が形成されている（メタライズが施されている）点が、溝３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅと異なる。以下、溝５５０ａ、５５０ｂ、５５０ｃ、５５０ｄ、５５０ｅを総称して溝５５０ともいう。

上記の構成を有する中継基板５１８は、中継基板５１８のオモテ面４１８ｅにおいて信号入力辺４１８ａから延在する溝５５０のそれぞれの全体が、中継基板５１８のウラ面４１８ｆまで貫通して形成されている。このため、入力接続点及びその近傍で発生する２つの接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波の、中継基板５１８内部の伝搬が、図４に示す中継基板１１８の場合に比べて更に抑制される。また、本変形例では、溝５５０の３つの全ての内側面に金属膜が形成されているので、接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波の伝搬抑制効果は、中継基板１１８の場合に比べて更に強化される。これにより接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波を介した信号導体パターン３３０間の高周波エネルギ授受の低減効果は、中継基板１１８の場合に比べて更に強化される。

＜第２変形例＞
図６は、第２の変形例に係る中継基板６１８の構成を示す図である。この中継基板６１８は、図１に示す光変調器１００において中継基板１１８に代えて用いることができる。図６において、図４に示す中継基板１１８と同じ構成要素については、図４における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した図４についての説明を援用する。

図６に示す中継基板６１８は、図４に示す中継基板１１８と同様の構成を有するが、溝３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅに代えて、溝６５０ａ、６５０ｂ、６５０ｃ、６５０ｄ、６５０ｅが設けられている点が異なる。溝６５０ａ、６５０ｂ、６５０ｃ、６５０ｄ、６５０ｅは、溝３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅと部分的に同様の構成を有するが、中継基板６１８の信号入力辺４１８ａから、中継基板６１８のうち電気信号が信号導体パターン３３０から光変調素子１０２の信号電極１１２へ出力される信号出力辺４１８ｃまで延在する点が異なる。

言い換えれば、本変形例は、図３に示した中継基板１１８において、溝３５０の長さＬ２を中継基板１１８の幅Ｗｓ（図３参照）と同じ値に設定した場合（Ｌ２＝Ｗｓ）に相当する。以下、溝６５０ａ、６５０ｂ、６５０ｃ、６５０ｄ、６５０ｅを総称して溝６５０ともいう。尚、本例は一例であり溝３５０が直線でない場合は（Ｌ２＝Ｗｓ）とはならない。

上記の構成を有する中継基板６１８は、信号導体パターン３３０の長さ方向の各部から発生し得る伝搬放射マイクロ波の中継基板６１８内部への伝搬が、溝６５０により信号入力辺４１８ａから信号出力辺４１８ｃまで連続して抑制されるので、図４の中継基板１１８に比べて、信号導体パターン３３０間での高周波エネルギの授受がさらに低減される。また、このように信号入力辺４１８ａから信号出力辺４１８ｃまで達するように溝６５０を形成することで、中継基板６１８は、構造が単純化されるため、図４の中継基板１１８に比べて製造が容易となる。

なお、上記の高周波エネルギ授受の低減効果は、それぞれの溝６５０の２つの内側面（すなわち、中継基板６１８の信号入力辺４１８ａの方向において対向する２つの内側面）に金属膜を形成することにより強化される。さらに、それぞれの溝６５０の底面（オモテ面４１８ｅと平行な面）にも金属膜を形成すれば、中継基板６１８内を伝搬して当該底面から空中へ放射されるマイクロ波のエネルギをも低減して、上記信号導体パターン３３０間のクロストークを更に低減することができる。

ここで、溝６５０の上記底面に金属膜を形成した場合、ハンダやロウ材を用いて中継基板６１８を筺体１０４へ固定する際に、中継基板６１８のウラ面４１８ｆからはみ出た上記ハンダやロウ材が溝６５０の底面の金属膜に達し、当該溝６５０の上記内側面の金属膜を伝わってグランド導体パターン３４０に達する場合があり得る。このようなグランド導体パターン３４０に達したハンダやロウ材は、例えば光変調素子１０２のグランド電極１２２とグランド導体パターン３４０との間のワイヤボンディングの際に、グランド導体パターン３４０におけるワイヤ溶着を困難にする。したがって、このような当該溝６５０の金属膜を経由したハンダやロウ材のグランド導体パターン３４０への到達が発生する場合には、例えば、信号出力辺４１８ｃ近傍においては、溝６５０の底面に金属膜を形成しないものとしてもよい。

なお、本変形例では、溝６５０を信号出力辺４１８ｃまで設けるので、信号導体パターン３３０における高周波信号の閉じ込め強度が弱い場合や、信号出力辺４１８ｃの信号出力点（信号導体パターン３３０と信号電極１１２との接続点）における伝搬モードの整合性に違いがある場合などには、信号出力辺４１８ｃの信号出力点において、溝６５０の存在に起因する伝搬モードの乱れ（高周波電気信号の反射や放射など）が発生する場合があり得る。したがって、本変形例は、特に、信号導体パターン３３０における高周波信号の閉じ込め強度が十分確保されている設計において、中継基板６１８の構造を単純化してその製造を容易すると共に信号導体パターン３３０間のクロストークを更に低減したい、という場合に好適な構成であると言うことができる。

＜第３変形例＞
図７は、第３の変形例に係る中継基板７１８の構成を示す図である。この中継基板７１８は、図１に示す光変調器１００において中継基板１１８に代えて用いることができる。図７は、図４とは異なり、斜視図ではなく三面図を用いて中継基板７１８の構成を示している。図７において、図４に示す中継基板１１８と同じ構成要素については、図４における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した図４についての説明を援用する。

図７に示す中継基板７１８は、図４に示す中継基板１１８と同様の構成を有するが、溝３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅに代えて、溝７５０ａ、７５０ｂ、７５０ｃ、７５０ｄ、７５０ｅが設けられている点が異なる。

溝７５０ａ、７５０ｂ、７５０ｃ、７５０ｄ、７５０ｅは、溝３５０とは異なり、信号入力辺４１８ａにおいてオモテ面４１８ｅから測ったこれらの溝７５０ａ、７５０ｂ、７５０ｃ、７５０ｄ、７５０ｅの端部の深さが、それらの溝７５０ａ、７５０ｂ、７５０ｃ、７５０ｄ、７５０ｅの他方の端部においてオモテ面４１８ｅから測ったこれらの溝７５０ａ、７５０ｂ、７５０ｃ、７５０ｄ、７５０ｅの深さよりも深く形成されている。具体的には、溝７５０ａ、７５０ｂ、７５０ｃ、７５０ｄ、７５０ｅは、それらの底面が階段状に形成され、信号入力辺４１８ａから所定距離Ｌ３（ｅ＜ｂ）の範囲において、中継基板５１８のウラ面４１８ｆまで貫通して形成されている。

すなわち、溝７５０ａ、７５０ｂ、７５０ｃ、７５０ｄ、７５０ｅは、その深さが、階段状に（本変形例では２段階で）深くなり、信号入力辺４１８ａから所定距離Ｌ３においてウラ面４１８ｆに達するように形成されている。逆に言えば、溝７５０ａ、７５０ｂ、７５０ｃ、７５０ｄ、７５０ｅは、その深さが、信号出力辺４１８ｃに向かって階段状に浅くなるように形成されている。以下、溝７５０ａ、７５０ｂ、７５０ｃ、７５０ｄ、７５０ｅを総称して溝７５０ともいう。

上記の構成を有する中継基板７１８では、溝７５０のうち信号入力辺４１８ａから所定距離Ｌ３の範囲の部分がウラ面４１８ｆまで貫通して設けられているので、変形例１の場合と同様に、入力接続点およびその近傍における接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波の中継基板７１８内への伝搬が効果的に抑制される。

また、中継基板７１８では、溝７５０が、信号出力辺４１８ｃに向かって中継基板１１８の溝３５０よりも長く延在し且つ深さが階段状に浅くなるように形成されている。従って、溝７５０の存在に起因して発生し得る信号導体パターン３３０における伝搬モードの乱れは、信号出力辺４１８ｃに向かって段階的に減少し、信号出力辺４１８ｃにおいては発生しないこととなる。その一方、信号導体パターン３３０の長さ方向各部から発生する伝搬放射マイクロ波は信号出力辺４１８ｃに向かって徐々に減少するため、溝７５０の深さが信号出力辺４１８ｃへ向かって段階的に減少しても、信号導体パターン３３０の各部から発生して中継基板７１８内を伝搬していく伝搬放射マイクロ波の量は、信号導体パターン３３０の長さ方向に沿ってほぼ一定の値に抑制され得る。

このため、中継基板７１８では、溝７５０の存在に起因する信号導体パターン３３０の伝搬モードの乱れを信号出力辺４１８ｃへ向かってスムーズに解消しつつ、上記接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波を介した信号導体パターン３３０間の高周波エネルギ授受を効果的に低減することができる。

ここで、本変形例において溝７５０が中継基板７１８のウラ面４１８ｆまで延在する部分の所定距離Ｌ３は、中継基板１１８における長さＬ２と同様の理由（上述した接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波の伝搬抑制）から、以下のいずれかを満たすことが望ましい。
Ｌ３＞Ｌ１ （３）
Ｌ３＞Ｗ （４）

式（３）（４）において、Ｌ１およびＷは、それぞれ、上述した中継基板１１８の例と同様に定義される端子延在長さおよび溝７５０の幅である。

なお、本変形例では、溝７５０の深さを、ウラ面４１８ｆまで２段階に深く形成するものとしたが、この段階の数は２には限られない。例えば、当該段階の数は１段階でもよい。すなわち、溝７５０の深さは、所定距離Ｌ３の位置から当該溝７５０の端部まで、一定であるものとしてもよい。あるいは、上記段階の数は３以上でもよい。

また、あるいは、溝７５０の深さは、溝７５０の上記端部から連続的に深くなるように構成されていてもよい。この場合には、溝７５０の底面は、信号入力辺４１８ａにおいてウラ面４１８ｆに達するものとすることもできる（すなわち、Ｌ３＝０とすることができる）。

また、本変形例においては、溝７５０が少なくとも信号入力辺４１８ａにおいてウラ面４１８ｆに達するものとしたが、これには限られない。溝７５０は、信号入力辺４１８ａにおいてオモテ面４１８ｅから測った深さが、それらの溝７５０の端部においてオモテ面４１８ｅから測った深さよりも深く形成されていればよい。例えば、溝７５０は、信号入力辺４１８ａにおいて必ずしもウラ面４１８ｆに達っしていなくても、上記と同様の効果を奏することができる。

また、本変形例においても、中継基板１１８、５１８、６１８と同様に、溝７５０の２つの内側面又は当該２つの内側面と溝７５０の底面とに金属膜を形成することにより、上記の高周波エネルギ授受の低減効果を強化することができる。

＜第４変形例＞
図８は、第４の変形例に係る中継基板８１８の構成を示す図である。この中継基板８１８は、図１に示す光変調器１００において中継基板１１８に代えて用いることができる。図８において、図４に示す中継基板１１８と同じ構成要素については、図４における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した図４についての説明を援用する。

図８に示す中継基板８１８は、図４に示す中継基板１１８と同様の構成を有するが、ウラ面４１８ｆに、筺体１０４に接してグランド電位となるグランド用導体８４０が設けられている点が異なる。また、中継基板８１８は、溝３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅに代えて、溝８５０ａ、８５０ｂ、８５０ｃ、８５０ｄ、８５０ｅが設けられている点が、中継基板１１８と異なる。以下、溝８５０ａ、８５０ｂ、８５０ｃ、８５０ｄ、８５０ｅを総称して溝８５０ともいう。

溝８５０は、溝３５０と同様の構成を有するが、それらの底面および２つの内側面には金属膜が形成されており、且つ、それらの底面のそれぞれに６個のビア８６０が設けられている点が、溝３５０と異なる。なお、図８においては、理解を容易にするため、溝８５０の図示右端のビアにのみ符号８６０を付しているが、符号８６０を付したビアの左側に当該ビアと同じ径の円で描かれた５つのビアもビア８６０であるものと理解されたい。

これらのビア８６０は、溝８５０の底面の金属膜と中継基板８１８のウラ面４１８ｆに形成されたグランド用導体８４０とを電気的に接続する。これにより、ウラ面４１８ｆのグランド用導体８４０は、ビア８６０と、溝８５０の底面及び２つの内側面に設けられた金属膜と、を介して、オモテ面４１８ｅのグランド導体パターン３４０と電気的に接続される。

上記の構成を有する中継基板８１８は、溝８５０の底面の金属膜と中継基板８１８のウラ面４１８ｆのグランド用導体８４０とをつなぐビア８６０が形成されているので、上述した２つの放射マイクロ波（接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波）のうち、溝８５０の下をくぐって中継基板８１８の内部を伝搬しようとする放射マイクロ波を阻止することができる。このため、中継基板８１８では、上記２つの放射マイクロ波を介した信号導体パターン３３０間の高周波エネルギ授受を更に抑制することができる。

また、中継基板８１８の厚さよりも長さの短いビア８６０によりオモテ面４１８ｅのグランド導体パターン３４０とウラ面４１８ｆのグランド用導体８４０とが接続されるので、中継基板１１８に比べてより高いグランド効果（グランド電位分布の一様化等）を得ることができる。尚、本実施例ではビアの個数を６個としたものを例示したが、これに限定されるものでは無い。またビアの外径は全て同じ構成としたが上記効果を奏する範囲であれば異なった外径としてもよい。特に信号入力端子と信号導体パターンとの接続点側におけるビアの外径をその他のビアの外径よりも大きくした場合、基板の機械的強度を維持したまま、上記２つの放射マイクロ波が発生しやすい信号入力端子と信号導体パターンとの接続点においてより高いグランド効果（グランド電位分布の一様化等）を得ることができる。

＜第５変形例＞
図９は、第５の変形例に係る中継基板９１８の構成を示す図である。この中継基板９１８は、図１に示す光変調器１００において中継基板１１８に代えて用いることができる。図９において、図４に示す中継基板１１８と同じ構成要素については、図４における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した図４についての説明を援用する。

図９に示す中継基板９１８は、図４に示す中継基板１１８と同様の構成を有するが、信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄに代えて、信号導体パターン９３０ａ、９３０ｂ、９３０ｃ、９３０ｄが設けられている。以下、信号導体パターン９３０ａ、９３０ｂ、９３０ｃ、９３０ｄを総称して信号導体パターン９３０ともいう。

信号導体パターン９３０ａ、９３０ｂ、９３０ｃ、９３０ｄは、それぞれ、信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄと同様の構成を有するが、中継基板９１８上の平面形状が、信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄと異なる。

すなわち、信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄは、それぞれ信号入力辺４１８ａと直交する方向に延在する直線形状で形成されているのに対し、信号導体パターン９３０ａおよび９３０ｄは、信号入力辺４１８ａと直交する方向とは異なる方向に角度をもって延在する直線を含んで構成されている。また、信号導体パターン９３０ｂおよび９３０ｃは、それぞれ曲線部分を含んで構成されている。

これにより、中継基板９１８は、信号入力辺４１８ａにおいて、信号導体パターン９３０ａおよび９３０ｂの端部が図示右側に隣接して配されて一つのグループを構成し、信号導体パターン９３０ｃおよび９３０ｄの端部が図示左側に隣接して配されて他の一つのグループを構成している。このような信号入力辺４１８ａにおける信号導体パターン９３０の端部のグループ化は、例えば、光変調素子１０２がＤＰ－ＱＰＳＫ変調器など小型、集積化された変調器である場合において、２つの直交偏波光をそれぞれ変調する２つのネスト型マッハツェンダ変調器に、高周波電気信号の２つのグループのそれぞれを入力する場合に採用され得る。

中継基板９１８は、また、グランド導体パターン３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄに代えて、グランド導体パターン９４０ａ、９４０ｂ、９４０ｃ、９４０ｄが設けられている点が、中継基板１１８と異なる。以下、グランド導体パターン９４０ａ、９４０ｂ、９４０ｃ、９４０ｄを総称してグランド導体パターン９４０ともいう。

グランド導体パターン９４０は、グランド導体パターン３４０と同様の構成を有するが、信号導体パターン９３０の形状に合わせてコプレーナ線路を構成すべく、信号導体パターン９３０に隣接するエッジが、直線及び又は曲線で形成されている点が異なる。

中継基板９１８は、さらに、溝３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅに代えて、溝９５０ａ、９５０ｂ、９５０ｃ、９５０ｄ，９５０ｅが設けられている点が、中継基板１１８と異なる。以下、溝９５０ａ、９５０ｂ、９５０ｃ、９５０ｄ、９５０ｅを総称して溝９５０ともいう。

ここで、溝９５０ａ、９５０ｂ、９５０ｃ、９５０ｄ，９５０ｅは、溝３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅと同様の構成を有するが、以下の点が溝３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅと異なる。

まず、図４の中継基板１１８では、グランド導体パターン３４０のそれぞれに一つの溝３５０が設けられているのに対し、図９の中継基板９１８では、隣接する信号導体パターン９３０で挟まれないグランド導体パターン９４０ａ、９４０ｅには溝が設けられていない。中継基板９１８においては、信号導体パターン９３０ａ、９３０ｄからそれぞれ中継基板９１８の右側面４１８ｇおよび左側面４１８ｈへ向かって伝搬する伝搬放射マイクロ波は、他の信号導体パターン９３０へ直接的には到達しないため、信号導体パターン９３０間のクロストークにはあまり寄与しないためである。

また、中継基板９１８では、信号導体パターン９３０ｂ、９３０ｃの信号入力辺４１８ａにおける端部は、互いの間が、有意なクロストークを生じないほどに離れて形成されている。このため、中継基板９１８では、信号導体パターン９３０ｂ、９３０ｃに挟まれたグランド導体パターン９４０ｃにも、溝は設けられていない。

そして、中継基板９１８では、信号導体パターン９３０ａ、９３０ｂに挟まれたグランド導体パターン９４０ｂに、信号導体パターン９３０ａ、９３０ｂのそれぞれの形状に沿うように、それぞれ直線および曲線で構成された２つの溝９５０ａ、９５０ｂが設けられている。また、中継基板９１８では、信号導体パターン９３０ｃ、９３０ｄに挟まれたグランド導体パターン９４０ｄに、信号導体パターン９３０ｃ、９３０ｄのそれぞれの形状に沿うように、それぞれ曲線および直線で構成された２つの溝９５０ｃ、９５０ｄが設けられている。

上記の構成を有する中継基板９１８は、信号導体パターン９３０の形状に合わせて、グランド導体パターン９４０に設ける溝の数や形状が定められている。すなわち、隣接する信号導体パターン３３０間のクロストーク発生に実質的に寄与しない放射マイクロ波の伝搬経路（本変形例では、中継基板９１８のうちグランド導体パターン９４０ａ、９４０ｃ、９４０ｄが形成された基板部分）には溝を設けない。このため、中継基板９１８は、加工工程が簡易化され、容易且つ安価に製造され得る。

また、中継基板９１８では、２つの信号導体パターン９３０に挟まれて当該信号導体パターン９３０間にクロストークを発生し得る２つの放射マイクロ波（接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波）の伝搬経路（本変形例では、グランド導体パターン９４０ｂ、９４０ｄが形成された基板部分）には、曲線部分を有するそれぞれの信号導体パターン９３０に隣接する位置に、当該信号導体パターン９３０の形状に沿って直線部分または曲線部分を含む溝９５０が設けられている。

これにより、中継基板９１８では、上記２つの放射マイクロ波が、隣接する信号導体パターン９３０間の中継基板９１８内を伝搬するのを阻止することができると共に、信号導体パターン９３０の曲線部分から放射される不要なマイクロ波の伝搬も抑制することが出来る。

なお、本変形例では、それぞれ一つのグランド導体パターンとして構成されたグランド導体パターン９４０ｂ、９４０ｄに、それぞれ２つの溝９５０ａ、９５０ｂおよび溝９５０ｃ、９５０ｄが設けられるものとしたが、これには限られない。例えば、グランド導体パターン９４０ｂを図示左右に２分割し、当該分割した図示右側の部分に溝９５０ａを形成し、当該分割した図示左側の部分に溝９５０ｂを設けてもよい。同様に、グランド導体パターン９４０ｄを図示左右に２分割し、当該分割した図示右側の部分に溝９５０ｃを形成し、当該分割した図示左側の部分に溝９５０ｄを設けてもよい。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、第１の実施形態に係る光変調器１００、及び第１の実施形態についての第１から第５の変形例に係る中継基板５１８、６１８、７１８、８１８、９１８を備える光変調器１００、のいずれかに係る光変調器を搭載した光送信装置である。

図１０は、本実施形態に係る光送信装置の構成を示す図である。本光送信装置１０００は、光変調器１００２と、光変調器１００２に光を入射する光源１００４と、変調信号生成部１００６と、変調データ生成部１００８と、を有する。

光変調器１００２は、上述した第１の実施形態に係る光変調器１００、及び第１の実施形態についての第１から第５の変形例に係る中継基板５１８、６１８、７１８、８１８、９１８を備える光変調器１００、のいずれかに係る光変調器であるものとすることができる。ここで、冗長な記載を避けて理解を容易にするため、以下では、光変調器１００２は、中継基板１１８を備える光変調器１００であるものとする。

変調データ生成部１００８は、外部から与えられる送信データを受信して、当該送信データを送信するための変調データ（例えば、送信データを所定のデータフォーマットに変換又は加工したデータ）を生成し、当該生成した変調データを変調信号生成部１００６へ出力する。

変調信号生成部１００６は、光変調器１００２に変調動作を行わせるための電気信号を出力する電子回路（ドライブ回路）であり、変調データ生成部１００８が出力した変調データに基づき、光変調器１００２に当該変調データに従った光変調動作を行わせるための高周波信号である変調信号を生成して、光変調器１００２に入力する。当該変調信号は、光変調器１００２が備える光変調素子１０２の４つの信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄに対応する４つの高周波電気信号から成る。

当該４つの高周波電気信号は、光変調器１００２の電気コネクタ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄのそれぞれの信号入力端子１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄから中継基板１１８の信号導体パターン３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄへ入力され、これらの信号導体パターン３３０ａ等を介して、光変調素子１０２の信号電極１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄに入力される。

これにより、光源１００４から出力された光は、光変調器１００２により、例えばＤＰ－ＱＰＳＫ変調され、変調光となって光送信装置１０００から出力される。

特に、光送信装置１０００では、光変調器１００２として、第１の実施形態に係る光変調器１００、および第１の実施形態についての第１から第５の変形例に係る中継基板５１８、６１８、７１８、８１８、９１８を備える光変調器１００、のいずれかに係る光変調器を用いる。このため、光送信装置１０００では、光変調素子１０２を駆動する複数の高周波電気信号間の、伝送レートの高速化に伴うクロストーク増加を効果的に低減して、安定且つ良好な光変調特性を確保することができ、従って、安定且つ良好な伝送特性を実現することができる。

なお、本発明は上記実施形態およびその変形例の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

例えば、上述した実施形態及び変形例において、中継基板１１８の説明において示した溝３５０についての式（１）（２）が示す好ましいサイズの条件は、中継基板５１８、６１８，７１８、８１８、９１８における溝５５０、６５０、７５０、８５０、９５０についても同様に適用され得る。この場合において、溝の長さＬ２は、当該溝が延在する長さとして定義されることから、溝９５０の例においては、直線又は曲線で構成される溝９５０の形状に沿って測った長さとなることに留意されたい。

また、例えば、上述した実施形態及び変形例に示した中継基板１１８、５１８、６１８、７１８、８１８、９１８の特徴部分を組み合わせて一つの中継基板を構成するものとしても、上述した各変形例等に示した効果と同様の効果を得ることができる。例えば、溝３５０、５５０、６５０、７５０、８５０、９５０と同様の構成をそれぞれ有する複数の溝が、複数のグランド導体パターンに混在して、オモテ面４１８ｅに形成される少なくとも一つのグランド導体パターンのそれぞれに少なくとも一つ設けられるものとすることができる。

あるいは、中継基板６１８、７１８、９１８において、溝６５０、７５０、９５０の内面全体に金属膜を設けると共にウラ面４１８ｆに金属膜を設け、且つ中継基板８１８と同様のビアを設けるものとしてもよい。また、あるいは、中継基板６１８において、中継基板７１８と同様に、溝６５０の深さが階段状に又は連続的に変化するものとすることができる。この場合には、溝６５０は、例えば、ウラ面４１８ｆまで達しない範囲において、その深さが階段状又は連続的に変化するよう構成されるものとすることができる。

以上説明したように、上述した光変調器１００は、複数の信号電極１１２を備える光変調素子１０２と、信号電極１１２のそれぞれに印加する電気信号を入力する複数の信号入力端子１２４と、信号入力端子１２４のそれぞれと信号電極１１２のそれぞれとを電気的に接続する複数の信号導体パターン３３０及び複数のグランド導体パターン３４０が形成された中継基板１１８と、を備える。また、光変調器１００は、上記光変調素子１０２と中継基板１１８とを収容する筺体１０４を備える。中継基板１１８のうち信号入力端子１２４からの電気信号が信号導体パターン３３０に入力される信号入力辺４１８ａにおいて、信号入力端子１２４は、当該信号入力辺４１８ａから信号導体パターン３３０上に延在するよう配されている。中継基板１１８は、信号導体パターン３３０が形成されたオモテ面４１８ｅにおいて、隣接する信号導体パターン３３０の間に形成された少なくとも一つのグランド導体パターン３４０に、信号入力辺４１８ａから延在する少なくとも一つの溝３５０を有する。そして、溝３５０は、信号入力辺４１８ａから延在する長さが、信号入力端子１２４が信号入力辺４１８ａから延在する長さよりも長くなるように形成されている。

この構成によれば、中継基板１１８に設けられた溝３５０により、高周波信号の伝搬に伴って入力接続点近傍の信号導体パターン３３０から発生する放射モード（伝搬放射マイクロ波）、および、信号入力端子１２４と信号導体パターン３３０との接続点における異種モード変換に伴って発生する放射モード（接続点放射マイクロ波）、の２つの放射マイクロ波が中継基板１１８内を伝搬するのを抑制して、隣接する信号導体パターン３３０間での高周波エネルギの授受の発生を抑制することができる。すなわち、光変調器１００では、中継基板１１８に設けられた単純な構成の溝３５０により上記高周波エネルギの授受を抑制するので、光変調器１００の小型化の要請に反することなく、コストの増加を伴うことなく、且つ製造容易性を確保しつつ、伝送レートの高速化に伴う信号導体パターン３３０間におけるクロストーク増加を効果的に抑制して、良好な光変調特性を実現することができる。

また、光変調器１００には、溝３５０とは異なる溝６５０が設けられた中継基板６１８を用いることができる。溝６５０は、中継基板１１８のうち電気信号が信号導体パターン３３０から光変調素子１０２の信号電極１１２へ出力される信号出力辺４１８ｃまで延在するよう形成されている。

この構成によれば、信号導体パターン３３０の長さ方向の各部から発生し得る伝搬放射マイクロ波の中継基板６１８内部への伝搬が、溝６５０により信号入力辺４１８ａから信号出力辺４１８ｃまで連続して抑制される。このため、中継基板１１８に比べて、信号導体パターン３３０間での高周波エネルギの授受がさらに低減される。また、このように信号入力辺４１８ａから信号出力辺４１８ｃまで達するように溝６５０を形成することで、中継基板６１８は、構造が単純化されるため、製造が容易となる。

また、光変調器１００には、溝３５０とは異なる溝７５０が設けられた中継基板７１８を用いることができる。溝７５０は、信号入力辺４１８ａにおける中継基板７１８のオモテ面４１８ｅから測った溝７５０の端部の深さが、当該溝７５０の他方の端部においてオモテ面４１８ｅから測った当該溝７５０の深さよりも深く形成されている。

この構成によれば、溝７５０の深さが、信号入力辺４１８ａから離れるに従って浅くなるように形成されるので、溝７５０の存在に起因して発生し得る信号導体パターン３３０における伝搬モードの乱れが、信号出力辺４１８ｃに向かって減少する。また、伝搬モードの乱れが大きい部分は、溝７５０がより深く形成されている部分に対応するので、当該乱れが大きく伝搬放射マイクロ波が多く発生する部分は、より深い溝部分により効果的にその伝搬が抑制される。このため、中継基板７１８では、溝７５０の存在に起因する信号導体パターン３３０の伝搬モードの乱れを信号出力辺４１８ｃへ向かってスムーズに解消しつつ、接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波を介した信号導体パターン３３０間の高周波エネルギ授受を、信号導体パターン３３０の長さ方向に沿って一定レベル以下に抑制することができる。

また、中継基板７１８では、溝７５０は、中継基板７１８のオモテ面４１８ｅから測った深さが、溝７５０の上記他方の端部から信号入力辺４１８ａに向かって階段状に又は連続的に深くなるよう形成されるものとすることができる。この構成によれば、深さの変化する溝を単純な構成で形成することができる。

また、中継基板７１８では、溝７５０は、信号入力辺４１８ａにおいて中継基板７１８のオモテ面４１８ｅに対向するウラ面４１８ｆまで形成されているか、又は信号入力辺４１８ａから所定距離Ｌ３の範囲において中継基板７１８のオモテ面４１８ｅに対向するウラ面４１８ｆまで形成されている。

この構成によれば、接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波が最も発生し易い信号入力辺４１８ａまたはその近傍において、当該接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波に対する中継基板７１８内での伝搬抑制効果を強化することができる。

また、中継基板１１８、６１８、７１８、９１８の溝３５０、６５０、７５０、９５０の内側面には、金属膜が形成されているものとすることができる。この構成によれば、これらの溝による、これら中継基板内での接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波の伝搬抑制効果を強化することができる。

また、中継基板１１８、６１８、７１８、９１８の溝３５０、６５０、７５０、９５０には、さらに、これらの底面に金属膜が形成されているものとすることができる。この構成によれば、これら中継基板内を伝搬する接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波がこれらの溝の底面から空中へ放射されるのを抑制して、信号導体パターン３３０間のクロストーク抑制効果をさらに高めることができる。

また、光変調器１００には、溝３５０とは異なる溝８５０が設けられた中継基板８１８を用いることができる。中継基板８１８のオモテ面４１８ｅに対向するウラ面４１８ｆには、グランド用導体８４０が形成されており、溝８５０の底面には、当該底面の金属膜と中継基板８１８のウラ面４１８ｆのグランド用導体８４０とを接続するビア８６０が形成されている。

この構成によれば、溝８５０の底面の金属膜と中継基板８１８のウラ面４１８ｆのグランド用導体８４０とをつなぐビア８６０が形成されているので、上述した接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波のうち、溝８５０の下をくぐって中継基板８１８の内部を伝搬しようとする放射マイクロ波を更に阻止することができる。このため、中継基板８１８では、接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波を介した信号導体パターン３３０間の高周波エネルギ授受を更に抑制することができる。

また、光変調器１００には、溝３５０とは異なる溝５５０が設けられた中継基板５１８を用いることができる。溝５５０は、中継基板５１８のうち電気信号が信号導体パターン３３０から光変調素子１０２の信号電極１１２へ出力される信号出力辺４１８ｃまで延在せず、当該溝５５０の全体が、中継基板５１８のオモテ面４１８ｅに対向するウラ面４１８ｆまで貫通して形成されている。

この構成によれば、溝５５０のそれぞれの全体が中継基板５１８のオモテ面４１８ｅに対向するウラ面４１８ｆまで貫通しているので、入力接続点及びその近傍で発生する接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波の、中継基板５１８内部の伝搬が、更に抑制される。

また、中継基板５１８は、オモテ面４１８ｅからウラ面４１８ｆまで貫通して形成された溝５５０には、さらに、その内側面に金属膜が形成されている。この構成によれば、溝５５０の内側面に金属膜が形成されているので、接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波の伝搬抑制効果、従ってこれらの放射マイクロ波を介した信号導体パターン３３０間の高周波エネルギ授受の低減効果が更に強化される。

また、光変調器１００の中継基板１１８、５１８、６１８、７１８、８１８、９１８では、溝３５０、５５０、６５０、７５０、８５０、９５０は、信号入力辺４１８ａから延在する長さＬ２が、延在する方向に対し直交する方向に沿って測った幅Ｗよりも長くなるように形成される。この構成によれば、高周波信号の伝搬に伴って信号導体パターン３３０の長さ方向の各部から発生し得る接続点放射マイクロ波および伝搬放射マイクロ波がこれら中継基板の内部を伝搬するのを効果的に抑制することができる。

また、上述した中継基板１１８、５１８、６１８、７１８、８１８、９１８のいずれかを備える光変調器１００は、当該光変調器１００に変調動作を行わせるための電気信号を出力する電子回路である変調信号生成部１００６等と共に、光送信装置１０００を構成する。この構成によれば、伝送レートの高速化に伴う光変調素子１０２を駆動する複数の高周波電気信号間のクロストークを効果的に低減して、安定且つ良好な伝送特性を実現することができる。

１００、１００２…光変調器、１０２…光変調素子、１０４…筺体、１０８…入力光ファイバ、１１０…出力光ファイバ、１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ…信号電極、１１４ａ…ケース、１１４ｂ…カバー、１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄ…電気コネクタ、１１８、５１８、６１８、７１８、８１８、９１８…中継基板、１２０…終端器、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ…グランド電極、１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄ…信号入力端子、１２６…導体ワイヤ、３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ、９３０ａ、９３０ｂ、９３０ｃ、９３０ｄ…信号導体パターン、３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄ、３４０ｅ、９４０ａ、９４０ｂ、９４０ｃ、９４０ｄ、９４０ｅ…グランド導体パターン、３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、３５０ｄ、３５０ｅ、５５０ａ、５５０ｂ、５５０ｃ、５５０ｄ、５５０ｅ、６５０ａ、６５０ｂ、６５０ｃ、６５０ｄ、６５０ｅ、７５０ａ、７５０ｂ、７５０ｃ、７５０ｄ、７５０ｅ、８５０ａ、８５０ｂ、８５０ｃ、８５０ｄ、８５０ｅ、９５０ａ、９５０ｂ、９５０ｃ、９５０ｄ、９５０ｅ…溝、４１８ａ…信号入力辺、４１８ｂ…入力側側面、４１８ｃ…信号出力辺、４１８ｄ…出力側側面、４１８ｅ…オモテ面、４１８ｆ…ウラ面、４１８ｇ…右側面、４１８ｈ…左側面、８４０…グランド用導体、８６０…ビア。

Claims (11)

1. 複数の信号電極を備える光変調素子と、
   前記信号電極のそれぞれに印加する電気信号を入力する複数の信号入力端子と、
   前記信号入力端子のそれぞれと前記信号電極のそれぞれとを電気的に接続する複数の信号導体パターン及び複数のグランド導体パターンが形成された中継基板と、
   前記光変調素子及び前記中継基板を収容する筺体と、
   を備える光変調器であって、
   前記中継基板のうち、前記信号入力端子からの電気信号が前記信号導体パターンに入力される信号入力辺において、前記信号入力端子は、当該信号入力辺から前記信号導体パターンの上に延在するよう配され、
   前記中継基板は、前記信号導体パターンが形成されたオモテ面において、隣接する前記信号導体パターンの間に形成された少なくとも一つの前記グランド導体パターンの領域内に、または隣接する２つの前記グランド導体パターンの間に、前記信号入力辺から延在する少なくとも一つの溝を有し、
   前記溝は、前記信号入力辺から延在する長さが、前記信号入力端子が前記信号入力辺から延在する長さよりも長くなるように形成されている、
   光変調器。
2. 前記溝は、前記中継基板のうち電気信号が前記信号導体パターンから前記光変調素子の前記信号電極へ出力される信号出力辺まで延在する、
   請求項１に記載の光変調器。
3. 前記溝は、前記信号入力辺における前記オモテ面から測った前記溝の端部の深さが、前記溝の他方の端部において前記オモテ面から測った溝の深さよりも深く形成されている、
   請求項１に記載の光変調器。
4. 前記溝は、前記オモテ面から測った深さが、前記溝の他方の端部から前記信号入力辺に向かって階段状に又は連続的に深くなるよう形成されている、
   請求項３に記載の光変調器。
5. 前記溝は、前記信号入力辺において前記中継基板の前記オモテ面に対向するウラ面まで形成されているか、又は前記信号入力辺から所定距離の範囲において前記中継基板の前記オモテ面に対向するウラ面まで形成されている、
   請求項２ないし４のいずれか一項に記載の光変調器。
6. 前記溝の内側面、または前記溝の内側面と底面には、金属膜が形成されている、
   請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光変調器。
7. 前記溝の内側面および底面には金属膜が形成されており、
   前記中継基板の前記オモテ面に対向するウラ面には、グランド用導体が形成されており、
   前記溝の前記底面には、当該底面の前記金属膜と前記ウラ面の前記グランド用導体とを接続するビアが形成されている、
   請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光変調器。
8. 前記溝は、前記中継基板のうち電気信号が前記信号導体パターンから前記光変調素子の前記信号電極へ出力される信号出力辺まで延在せず、当該溝の全体が、前記中継基板の前記オモテ面に対向するウラ面まで貫通して形成されている、請求項１に記載の光変調器。
9. 前記溝の内側面には金属膜が形成されている、
   請求項８に記載の光変調器。
10. 前記溝は、前記信号入力辺から延在する長さが、当該延在する方向に対し直交する方向に沿って測った幅よりも長くなるように形成されている、
    請求項１ないし９のいずれか一項に記載の光変調器。
11. 請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の光変調器と、
    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電子回路と、
    を備える、
    光送信装置。

Images