JPH05289033A - 直列導波路型光送受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速光伝送装置の光／電子インタフェイスに
於いて、消光比や受信感度等が劣化せず低容量化された
優れた高周波特性を有する光送受信装置の構造を提供す
る。 【構成】 直列導波路型光変調素子１は光導波路２上の
電極を図１の３、４、５、６のように分割し片側に引き
出す構造としたものであり、配線抵抗１３、１４、１
５、１６を有したサブマウント１７にＡｕ／Ｓｎ半田に
よりフリップチップ実装される。また電気駆動回路７、
８、９、１０は位相同期調整されたモノリシックＩＣで
あり、同一基板上へフリップチップ実装し光導波路への
信号の遅延のない構成としている。入力光１１は電気駆
動回路７、８、９、１０により変調されるが、有効光導
波路長を長くすることにより消光比を改善し、電極を低
容量化することにより高周波特性を向上した構造として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ネットワ−クを構築
する高速光伝送装置の光／電子インタフェイスにおい
て、高速での光／電子情報変換部に用いる直列導波路型
光送受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光伝送装置の光／電子インタフェ
イス部、すなわち光送信部／光受信部では特に高速領域
において素子の容量がＣＲ時定数制限となって帯域が制
限される場合がある。特に外部変調器や受光器等の導波
路型素子では、容量と消光比／受信感度がトレ−ドオフ
の関係にあり、消光比／受信感度を優先すると容量が増
大しＣＲ時定数制限により高速化が達成出来ない問題が
ある。

【０００３】外部変調器の実装例としては、小高らによ
る「高速ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｌＡｓ多重量子井戸光変
調器」電子情報通信学会論文誌Ｃ−Ｉ，Ｖｏｌ．Ｊ７４
−Ｃ−Ｉ，Ｎｏ．１１ ｐｐ４１４−４２０ １９９１
年１１月 がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の光導波路型外部
変調器及び受光器では導波路上に印加できる電極長を長
くすることにより消光比や受信感度を向上出来るが、逆
に容量が増大しＣＲ時定数制限による広帯域化が出来な
くなる。

【０００５】本発明の目的は消光比や受信感度を劣化さ
せることなく容量を低下させ高速広帯域の光伝送が可能
な装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

１．本発明は上記目的を達成するために、導波路上の電
極部を細分化し各小電極部を低容量化したものである。

【０００７】２．また本発明では、上記導波路上の電極
引出線を導波路の左右交互にとり各小電極間の寄生容量
を低減する構造にしたものである。

【０００８】３．また本発明では、細分化された小電極
部各々に増幅、変調、駆動等の電子素子が個別に接続さ
れ、これらの電子素子が直列に又は並列に接続したもの
である。

【０００９】４．また本発明では電子素子の入力／出力
信号に遅延回路を接続し、各出力端子間の信号位相同期
をとる構造にしたものである。

【００１０】５．また本発明では光導波路に光ファイバ
を結合させ、モジュ−ル化することにより高速広帯域で
の動作を簡便に出来るようにしたものである。

【００１１】

【作用】導波路上の電極部を細分化することにより、各
小電極と基板との容量は細分され低容量となる。またこ
の電極の引出線は左右交互にとっているので引出線間の
寄生容量は軽減でき、この導波路を介した信号線間のク
ロスト−クを低減出来る。

【００１２】一方導波路上の電極面積は、小電極分割前
後でさほど変わらないので受光／変調／増幅等の光／電
子変換効率はほとんど変わらない。また引出線間には信
号の遅延が生ずるが、遅延回路を各端子に接続すること
により各出力端子間の信号位相同期をとることが可能と
なる。

【００１３】またこの光導波路はファイバと光結合しパ
ッケ−ジ内にモジュ−ル化することが可能なのでより簡
便な使用が可能となる。

【００１４】

【実施例】本発明の第一の実施例として直列導波路型光
変調装置に適用した例を図１に示す。

【００１５】直列導波路型光変調素子１は光導波路２を
光信号に対して透明／不透明なる材料であるＩｎＧａＡ
ｓ／ＩｎＡｌＧａＡｓとしＩｎＰ基板上に形成したもの
であり、導波路上のＰ側電極を図１の３、４、５、６の
様に分割し片側に引き出す構造になっている。電極構造
はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ構造であり低容量化の為、下地にポ
リイミド樹脂ＰＩＱを形成している。またＮ側電極１
７、１８、１９、２０もＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ構造であり、
Ｐ側面と同一面に形成されている。この素子は外部への
配線長制御の為、終端抵抗１３、１４、１５、１６を有
したサブマウント１７にＡｕ／Ｓｎ半田によりフリップ
チップ実装される。電極３、４、５、６におけるストラ
イプ方向電極長は８０μｍであり、本変調器素子の大き
さは光方向４５０μｍ、電気信号方向４００μｍであ
る。

【００１６】電圧駆動回路７、８、９、１０は位相同期
調整がされたモノリシックＩＣであり、基板上へＡｕ／
Ａｕ半田バンプによりフリップチップ実装し、光導波路
からの信号の遅延を正確に制御できる構成としている。
入力信号１１は位相同期された電気駆動回路７、８、
９、１０により変調されるが、各電極部容量は０．１ｐ
Ｆと低容量であり電気配線部のインダクタンスも０．１
ｎＨと低く出来た。電気反射特性は１０ＧＨｚで−１８
ｄＢであった。又、周波数応答特性も良好であり２０Ｇ
Ｈｚで２ｄＢの劣化であった。又、ストライプ方向電気
長はｔｏｔａｌ３２０μｍである為ストライプ方向電極
８０μｍの場合の消光比８ｄＢに対し１６ｄＢを得る事
が出来た。

【００１７】次に本発明の第２の実施例として光受信装
置に適用したについて図２に示す。図１における光変調
素子１を受光素子とし電気駆動回路７、８、９、１０を
受信回路としている。電極構造は図１と同様でありフリ
ップチップにて実装されている。Ｐ側電極２３、２４、
２５、２６のストライプ方向長さは５０μｍであり、各
電極部長さは０．０５ｐＦと低減出来３ｄＢ帯域２０Ｇ
Ｈｚを得た。また有効受信導波路長はｔｏｔａｌ ２０
０μｍであり受信感度−２０ｄＢｍ（ａｔ１０ＧＨｚ，
ＢＥＲ＝１０Ｅ−１１）を得ることが出来た。

【００１８】

【発明の効果】本発明により、導波路型の変調素子、受
光素子等において問題となる消光比／受信感度と電極容
量のトレ−ドオフによる制限が排除され、消光比／受信
感度を良好に保ちながら電極容量を低減し高周波特性を
改善出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す直列導波路型光変
調装置の構成図である。

【図２】本発明の第二の実施例を示す直列導波路型光受
信装置の構成図である。

【符号の説明】

１……直列導波路型変調素子、 ２……光導波路、
３，４，５，６……Ｐ側電極、 ７，８，９，１０……
電気駆動回路、 １１，３１……入力光、 １２，３２
……出力光、 １３，１４，１５，１６……配線抵抗、
１７，１８，１９，２０……Ｎ側電極、 ２１……直
列導波路型受信素子、 ２２……光導波路、 ２３，２
４，２５，２６……Ｐ側電極、 ２７，２８，２９，３
０……Ｎ側電極、３７，３８，３９，４０……増幅回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 佑一 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光導波路上の電極を小分割することによ
   り、電極全体容量を各小電極部に配分し低容量化するこ
   とを特徴とした直列導波路型光送受信装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の各小電極部に増幅、変調、
   駆動等の電子回路入力端子が個別に接続した光ハイブリ
   ッド基板もしくはモノリシック光集積回路型直列導波路
   光送受信装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の電子回路の出力端子が後段
   の電子回路の接地側端子を介してカスケ−ド接続されて
   いること、又は電子回路の出力端子が並列に接続されて
   いることを特徴とした直列導波路型光送受信装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の各出力端子には出力信号の
   遅延回路が接続され、各出力間の信号位相同期がなされ
   ていることを特徴とした直列導波路型光送受信装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至５項記載のいずれかの光導波
   路上の各小電極出力端子は光導波路の左右に交互に配線
   され、配線間同士の寄生容量を低減した直列導波路型光
   送受信装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至５項記載のいずれかの光導波
   路には光ファイバが結合され、入力光を吸収出来る十分
   なる長さの導波路がモノリシックに搭載されモジュ−ル
   化されている直列導波路型光送受信装置。