WO2015122189A1 - 光モジュール - Google Patents

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WO2015122189A1
WO2015122189A1 PCT/JP2015/000641 JP2015000641W WO2015122189A1 WO 2015122189 A1 WO2015122189 A1 WO 2015122189A1 JP 2015000641 W JP2015000641 W JP 2015000641W WO 2015122189 A1 WO2015122189 A1 WO 2015122189A1
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optical
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俊雄 菅谷
麻衣子 有賀
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古河電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical module including an optical element driven by a high-frequency signal.
  • LN (lithium niobate) modulators are mainly used as modulators for digital coherent communication transmitters.
  • the size of the current digital coherent transmission / reception module is 5 inches ⁇ 7 inches, and is large enough to accommodate an LN modulator.
  • the size of the CFP2 standard which is being considered for introduction to medium-distance optical communications, is currently about 1/7, 80 mm ⁇ 40 mm, and the transmission module is about 80 mm ⁇ 20 mm, which is half that size.
  • the size of the transmission module is required to be suppressed to about 25 mm ⁇ 20 mm. Therefore, an LN modulator having a size on the order of several centimeters cannot be incorporated in a CFP2 size transmission / reception module.
  • a termination substrate is indispensable for an optical module including an optical element driven by a high-frequency signal such as a semiconductor modulator (hereinafter referred to as “high-frequency optical element”).
  • the termination board includes electronic components such as a capacitor, a termination resistor, and a bias electrode and requires a size of about 10 mm ⁇ 5 mm, the termination board is used in a transmission module in the CFP2 standard or a smaller standard. However, this may be a factor that hinders the size reduction of the transmission module. Further, not only the transmission module as described above but also various optical modules incorporating a high-frequency optical element have the same problems in miniaturization.
  • An object of the present invention relates to an optical module including a high-frequency optical element, and is to provide an optical module that can be downsized and easily connected to a built-in termination substrate.
  • an optical element driven at a high frequency a circuit board disposed at a different height from the optical element, and wiring for electrically connecting the optical element and the circuit board
  • An optical module includes a wiring submount including the wiring in which the height of the connection surface at one end and the height of the connection surface at the other end are different.
  • the wiring submount is used to pull out the wiring in the height direction, and the wiring is drawn out to a height different from the mounting surface of the optical modulator, so that the circuit board such as the termination board has a height different from the optical element.
  • FIG. 1 is a plan view showing the structure of the optical module according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing the connection between the optical modulator and the termination substrate of the optical module according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing connections between the optical modulator and the termination substrate of the optical module according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the wiring submount used in the optical module according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view and a cross-sectional view showing the structure of the wiring board used in the optical module according to the present embodiment.
  • the optical module 100 includes a laser light source 12, a wavelength locker 14, an optical modulator 16, a polarization beam combiner 18, and a termination substrate 40 in a housing 10.
  • a laser light source 12 a wavelength locker 14, an optical modulator 16, a polarization beam combiner 18, and a termination substrate 40 in a housing 10.
  • the wavelength locker 14, the optical modulator 16, and the polarization beam combiner 18 may be collectively referred to as “optical elements”.
  • the termination substrate 40 and the wiring substrate 38 for electrically connecting the optical modulator 16 and the termination substrate 40 arranged at different heights from these optical elements are indicated by dotted lines.
  • the laser light source 12 is for generating the seed light L1 that is the source of the output signal light.
  • the wavelength locker 14 is for monitoring the output and wavelength of the seed light L 1 emitted from the laser light source 12, and is disposed adjacent to the light output unit of the laser light source 12.
  • the laser light source 12 includes a laser diode that emits the seed light L1 and a temperature adjustment mechanism (for example, a thermoelectric element (TEC: Thermo-Electric Cooler) such as a Peltier element) for adjusting the temperature of the laser diode. Yes.
  • the wavelength of the seed light L1 is monitored by the wavelength locker 14, and the temperature is adjusted by the thermoelectric element according to the wavelength of the monitored seed light L1 so that the output light from the laser diode becomes a desired wavelength.
  • the wavelength locker 14 may be provided with a temperature adjustment mechanism (for example, TEC) different from the laser light source 12 so that the output light from the laser diode has a desired wavelength using the thermoelectric element of the wavelength locker 14. Fine adjustment may be
  • the optical modulator 16 is for modulating and outputting the seed light L1 input through the wavelength locker 14, and is disposed adjacent to the light output unit of the wavelength locker 14.
  • the optical modulator 16 includes two signal lights L2a and L2b modulated by changing the optical phase of the seed light L1, and a local transmission light (LO light) used for demodulation in an optical receiver branched from the seed light L1. ) Output L3.
  • LO light local transmission light
  • Output L3 For example, when the phase of the signal light L2a and the signal light L2b is modulated by four values and optical polarization multiplexed, the signal light L2a and the signal light L2b together represent an eight-value state.
  • Such a modulation method is called polarization multiplexed quadrature phase (DP-QPSK: Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying) modulation.
  • DP-QPSK Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying
  • FIG. 1 an optical modulator 16 having a U-shaped optical waveguide in which the light incident end and the light exit end are on the same end surface is assumed, and signal light is transmitted from the same end surface as the incident end surface of the seed light L1.
  • L2a, signal light L2b, and LO light L3 are emitted.
  • the wavelength locker 14 is not necessarily arranged between the laser light source 12 and the optical modulator 16.
  • the wavelength locker 14 when using the back light of the laser light source 12, the wavelength locker 14, the laser light source 12, and the light You may arrange
  • the optical modulator 16 used in the optical module of the present embodiment is a semiconductor modulator and may be a monolithically integrated semiconductor optical amplifier (SOA: Semiconductor Optical Amplifier). As with the laser light source 12, the optical modulator 16 has a temperature adjustment mechanism for adjusting the temperature of the semiconductor modulator so as to obtain predetermined modulation characteristics.
  • a high frequency signal for modulation is input to the input side of the optical modulator 16 via the wiring board 28, and the terminal side of the optical modulator 16 is connected to the wiring submount 34 and the wiring board 38 formed by the laminated board.
  • a termination substrate 40 is connected.
  • the polarization beam combiner 18 combines the signal light L2a and the signal light L2b output from the optical modulator 16 to obtain the signal light L4.
  • the modulated light from the optical modulator 16 It is arranged adjacent to the output part.
  • the polarization beam combiner 18 polarizes one of the polarizations of the signal light L2a and the signal light L2b modulated and output by the optical modulator 16 using a half-wave plate, The signal light L4 is output.
  • the optical modulator 16 outputs signal lights having different polarizations (for example, signal light L2a which is TM mode light and signal light L2b which is TE mode light), and the polarization synthesizer 18 converts these signal lights. Polarization synthesis may be performed.
  • the light output unit of the polarization beam combiner 18 is optically coupled to a signal light output port 20 provided in the housing 10 so that the signal light L4 can be output to the outside.
  • the LO light output portion of the optical modulator 16 is optically coupled to the LO light output port 22 provided in the housing 10 so that the LO light L3 can be output to the outside.
  • the entire optical module can be reduced in size.
  • a control unit and a power source are connected to the laser light source 12, the wavelength locker 14, the wiring board 28, and the termination board 40.
  • the power source may include a high frequency power source, a DC power source, or an AC power source according to the type of each component, and at least a part of the power source may be configured by a battery.
  • the control unit controls power supply from the power source to each component in accordance with the operation of the control unit by the user or in accordance with a program stored in advance in the control unit.
  • FIG. 2 shows a part of the optical module according to the present embodiment shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
  • the high frequency signal is used as a modulation signal of the optical modulator 16.
  • the optical modulator 16 is provided with an input-side electrode 24 that is one end of a modulation high-frequency wiring (not shown) and a termination-side electrode 30 that is the other end of the modulation high-frequency wiring. Yes.
  • the termination side electrode 30 is disposed on the end of the optical modulator 16 on the light input / output end face side (left side in the drawing), and the input side electrode 24 is disposed on the end facing the light input / output end face. ing.
  • the input side electrode 24 of the optical modulator 16 is connected to the wiring board 28 via a wire 26.
  • a high frequency signal as a modulation signal can be input to the optical modulator 16 via the wiring board 28.
  • the termination-side electrode 30 of the optical modulator 16 is connected to one end 36 a of the wiring 36 of the wiring submount 34 via the wire 32.
  • the other end 36 b of the wiring 36 of the wiring submount 34 is connected to the electrode 42 of the termination substrate 40 via the wiring substrate 38.
  • the termination-side electrode 30 of the modulation high-frequency wiring of the optical modulator 16 and the termination substrate 40 are electrically connected.
  • the termination substrate 40 includes electronic components such as a capacitor, a termination resistor, and a bias electrode. 2 and 3 show only the capacitor 56 which is one of these electronic components.
  • the termination substrate 40 is supported by a column 44 made of an insulating material such as ceramic.
  • the height of the connection surface of the one end 36a of the wiring 36 is the end side of the optical modulator 16.
  • the first height h 1 is approximately equal to the height of the connection surface of the electrode 30.
  • the wiring submount 34 has a second height h 2 in which the height of the connection surface of the other end 36 b of the wiring 36 is higher than the first height h 1 .
  • the thickness of the portion where the other end portion 36b of the wiring 36 is disposed is thicker than the thickness of the portion where the one end portion 36a of the wiring 36 is disposed.
  • the termination substrate 40 is arranged so that the surface height of the electrode 42 is substantially equal to the second height h 2 by the support 44.
  • the wiring submount 34 can also be referred to as a lead-out wiring that leads the wiring connected to the termination-side electrode 30 of the optical modulator 16 in the height direction.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view showing the structure of the wiring submount 34.
  • 4A is a cross-sectional view of the wiring submount 34 taken along the line AA ′ of FIG. 2.
  • FIG. 4B is a wiring board 34 taken along the line BB ′ of FIG. FIG.
  • the wiring 36 in the wiring submount 34 has a first height h 1 so as to connect the one end 36a and the other end 36b. from being formed over the second to the height h 2.
  • the layout of the wiring 36 in the wiring submount 34 can be determined as appropriate according to the arrangement of the termination-side electrode 30 and the like.
  • the signal wirings 36S and the ground wirings 36G are alternately arranged in parallel.
  • Two signal wirings 36S and one ground wiring 36G may be alternately arranged in parallel.
  • connection surface at one end and the connection surface at the other end have wirings having different predetermined heights, and the thickness of the portion where the one end of the wiring is provided and the other end of the wiring A wiring board having a thickness different from that of the portion provided with the portion is referred to as a “wiring submount”.
  • the wiring submount 34 has the same connection surface of the one end 36 a and the other end 36 b of the wiring 36 as the wiring submount 34. It is exposed on the surface side (upper side in FIG. 4).
  • the height of the connection surface of the one end 36a and the height of the connection surface of the other end 36b of the wiring 36 can be greatly changed within a narrow floor area. Therefore, by connecting the optical modulator 16 and the termination substrate 40 using the wiring submount 34, the termination substrate 40 is disposed at a height different from the mounting surface of the optical element (the bottom surface of the housing 10). It becomes possible. Thereby, the freedom degree of arrangement
  • the second height h 2 is preferably higher than the height of the optical element.
  • one end portion by wire bonding is used. There is an advantage that the connection between the terminal 36a and the terminal electrode 30 can be facilitated.
  • the surface height of the one end portion 36a of the wiring 36 and the surface height of the terminal electrode 30 are not necessarily the same, and may be different heights.
  • the surface height of the one end portion 36a of the wiring 36 and the surface height of the termination-side electrode 30 can be appropriately set in consideration of the ease of connection by the wire 32, high-frequency propagation characteristics, and the like.
  • the connection between the electrodes in addition, a flat wiring substrate can be used for connection between these electrodes.
  • the substantially equal height includes a tolerance that allows connection between the other end portion 36 of the wiring 36 and the electrode 42 of the termination substrate 40 by the wiring substrate.
  • the flat wiring substrate here is a wiring substrate in which high-frequency wiring is formed on a flat surface.
  • the wiring substrate used for electrical connection between the wiring submount 34 and the termination substrate 40 is not particularly limited, and for example, a wiring substrate 38 shown in FIG. 5 can be applied.
  • the wiring board 38 shown in FIG. 5 is configured by forming a high-frequency wiring by a microstrip line including a ground wiring 72G formed on one surface of a flat substrate 70 and a signal wiring 72S formed on the other surface.
  • FIG. 5A is a plan view of the surface on which the ground wiring 72G is formed
  • FIG. 5B is a plan view of the surface on which the signal wiring 72S is formed.
  • the surface shown in FIG. 5B is a surface connected to the wiring submount 34 and the termination substrate 40.
  • 5C corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 5B
  • FIG. 5D corresponds to a cross-sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 5B.
  • connection portion of the wiring board 38 with respect to the wiring submount 34 and the connection portion with respect to the termination substrate 40 have predetermined connection connections arranged in accordance with the layout of the wirings 36 of the wiring submount 34 and the electrodes 42 of the termination substrate 40. Electrodes 74 are respectively provided.
  • connection electrodes 74G connected to the ground wiring 36G and connection electrodes 74S connected to the signal wiring 36S are alternately arranged. An example of arrangement is shown.
  • the connection electrodes 74G and 74S are provided on the surface of the substrate 70 on which the signal wiring 72S is formed.
  • connection electrodes 74S are respectively connected to both ends of the signal wiring 72S. As shown in FIG. 5D, the connection electrode 74G is connected to a ground wiring 72 provided on the opposing surface via a via 76 formed in the substrate. FIG. 5 shows an example in which the ground wiring is not formed on the surface where the signal wiring 72S is formed, but the signal wiring and the ground wiring may be alternately provided on the surface.
  • a wiring board 38 in which high frequency wiring is configured by microstrip lines as shown in FIG. 5 is advantageous in terms of high frequency characteristics because the ground is strengthened.
  • the ground wiring 72G is arranged such that the distance from the end in the wiring direction of the wiring board 38 is equal to or greater than the distance from the end of the wiring board 38 of the connection electrodes 74G and 74S (FIG. 5). (Refer to (b)), which is preferable because reflection of a signal is suppressed.
  • the end in the wiring direction is the end of the wiring board 38 located on the extension line of the signal wiring 72S.
  • the effect of suppressing signal reflection increases as the overlap between the connection electrodes 74G and 74S and the ground wiring 72G in a plan view is reduced. In addition, by doing so, the overlap in the plan view between the ground wiring 72G and the wiring formed on the wiring submount 34 and the termination substrate 40 is reduced, and the signal reflection can be further suppressed.
  • the wiring submount 34 and the wiring board 38 are not necessarily separate members, and may be, for example, a monolithic laminated board manufactured continuously by a build-up process.
  • the wiring substrate 38 and the termination substrate 40 may be an integrated multilayer substrate, and the wiring submount 34, the wiring substrate 38, and the termination substrate 40 may be an integral multilayer substrate.
  • the integral structure has the effect of suppressing signal reflection at the connection between these members.
  • the termination substrate 40 is also conceivable to provide the termination substrate 40 in a lower layer than the optical element. If there is a space that can accommodate the termination substrate 40 below the optical element, such an arrangement may be adopted.
  • the temperature adjustment mechanism for the optical element is provided between the casing and the optical element, for example, like the temperature adjustment mechanism 46 for the optical modulator 16 shown in FIG. If it is provided, it is preferable to provide an optical element on the lower layer side than the termination substrate 40 because it is possible to further reduce the size.
  • the wiring submount is used to draw out the wiring in the height direction, and the wiring is drawn out to a height different from the mounting surface of the optical modulator. It can be placed in the space. Thereby, the freedom degree of arrangement
  • substrate can be improved and size reduction of an optical module can be achieved. Further, since the connection to the other components with respect to the wiring submount can be performed at substantially the same height, the electrical connection of each component can be easily performed.
  • FIG. 6 is a plan view showing the structure of the optical module according to the present embodiment.
  • the optical modulator 16 is arranged such that the side surface of the optical modulator 16 on the side where the termination-side electrode 30 is provided faces the side surface of the termination substrate 40 on which the electrode 42 is provided. 16 and the termination substrate 40 are arranged and connected by the wiring submount 34 and the wiring substrate 38, but the positional relationship between the optical modulator 16 and the termination substrate 40 is not limited to this.
  • the side surface of the optical modulator 16 on the side where the termination electrode 30 is provided and the side surface of the termination substrate 40 on the side where the electrode 42 is provided are 90 degrees.
  • the termination substrate 40 is disposed so as to form an angle. Even when the optical modulator 16 and the termination substrate 40 are arranged in this way, the termination-side electrode 30 of the optical modulator 16 and the electrode 42 of the termination substrate 40 are connected via the wiring submount 34 and the wiring substrate 38. Can be electrically connected.
  • the high-frequency wiring of the wiring substrate 38 that connects the wiring substrate 34 and the electrode 42 is appropriately arranged in consideration of high-frequency characteristics (such as no reflection and signal timing not deviating).
  • FIG. 1 An optical module according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the same components as those of the optical modules according to the first and second embodiments shown in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.
  • FIG. 7 is a plan view showing the structure of the optical module according to the present embodiment.
  • the optical modulator 16 and the termination substrate 40 are arranged in a different positional relationship from the optical module according to the first embodiment.
  • the side surface of the optical modulator 16 on the side where the termination side electrode 30 is provided and the side surface of the termination substrate 40 on the side where the electrode 42 is provided are the same.
  • the termination substrate 40 is disposed so as to face the direction. As an example, as shown in FIG. 7, such a positional relationship can be realized by disposing the termination substrate 40 on the optical modulator 16. Even when the optical modulator 16 and the termination substrate 40 are arranged in this way, the termination-side electrode 30 of the optical modulator 16 and the electrode 42 of the termination substrate 40 are connected via the wiring submount 34 and the wiring substrate 38. Can be electrically connected.
  • the high-frequency wiring of the wiring substrate 38 that connects the wiring substrate 34 and the electrode 42 is appropriately arranged in consideration of high-frequency characteristics (such as no reflection and signal timing not deviating).
  • the first and second embodiments than the configuration of the present embodiment in which the termination substrate 40 including the resistive element that generates heat is disposed on the optical modulator 16.
  • the configuration in which the termination substrate 40 is arranged apart from the optical modulator 16 as in the embodiment is desirable.
  • FIG. 8 is a plan view showing the structure of the optical module according to the present embodiment.
  • one termination substrate 40 is provided, but the termination substrate 40 is not necessarily one. That is, the termination substrate 40 may be divided into two or more than three.
  • two termination substrates 40A and 40B are provided, and these are electrically connected to the optical modulator 16 via the wiring substrate 38 and the wiring submount 34. Yes.
  • a wiring board 38 having high-frequency wiring for connecting 42B is used.
  • the arrangement of the termination substrates 40A and 40B is not limited to that shown in FIG. 8, and can be appropriately selected according to the arrangement of other components. Further, the termination substrates 40A and 40B may be connected by separate wiring submounts 34 and / or separate wiring substrates 38. Further, the termination substrate 40 may be divided into three or more blocks.
  • the high-frequency wiring of the wiring board 38 that connects the wiring board 34 and the electrodes 42A and 42B is appropriately arranged in consideration of high-frequency characteristics (such as no reflection and signal timing not deviating).
  • FIG. 9 is a plan view showing the structure of the optical module according to the present embodiment.
  • the optical module according to the present embodiment is the same as the optical module according to the first to fourth embodiments except that the arrangement of optical elements, that is, the optical path from the laser light source 12 to the output ports 20 and 22 is different.
  • the optical path formed by the laser light source 12, the wavelength locker 14, the optical modulator 16, and the polarization beam combiner 18 is drawn in a U shape. Is arranged.
  • the seed light L1 when the seed light L1 is branched in the optical modulator 16, the seed light L1 that becomes the signal light L2a and L2b and the seed light L1 that becomes the LO light L3 are optically modulated. Bending in different directions within the vessel 16.
  • the seed light L1 that becomes the signal light L2a and L2b propagates through the optical waveguide so as to draw a U-shape counterclockwise in the drawing in the optical modulator 16, and is modulated into the signal light L2a and L2b in the meantime.
  • the seed light L1 that becomes the LO light L3 propagates through the optical waveguide so as to draw a U-shape clockwise in the drawing in the optical modulator 16, and is output as LO light L3.
  • the optical path from the laser light source 12 to the output port 20 and the optical path from the laser light source 12 to the output port 22 are arranged so as to draw different U-shapes as shown in FIG. As in the case, the entire optical module can be reduced in size.
  • FIG. 10 is a schematic sectional view showing the structure of the optical module according to the present embodiment.
  • the wiring submount 34 and the termination substrate 40 are electrically connected via the wiring substrate 38.
  • the wiring submount 34 and the termination substrate 40 are not necessarily connected to each other. There is no need to be electrically connected by the substrate 38.
  • the wiring submount 34 and the termination substrate 40 are electrically connected by the wire 48.
  • the wiring submount 34 and the termination substrate 40 are arranged close to each other as shown in FIG. 9 and the like, the wiring submount 34 can be obtained by a simple technique such as wire bonding without significantly reducing the high-frequency propagation characteristics.
  • the mount 34 and the termination substrate 40 can be electrically connected.
  • FIGS. 1 to 10 An optical module according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the same components as those of the optical modules according to the first to sixth embodiments shown in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
  • 11 to 14 are schematic cross-sectional views showing the structure of the wiring submount of the optical module according to the present embodiment.
  • the wiring submount 34 used in the optical modules according to the first to sixth embodiments is not necessarily limited to that shown in FIG.
  • Other examples of the wiring submount 34 include those shown in FIGS. 11 to 14, for example.
  • the wiring submount 34 shown in FIG. 11 is formed by rounding the bent portion 50 of the wiring 36 in the wiring submount 34 to form a curved surface. By making the bent portion 50 of the wiring 36 round and smooth, reflection of the high frequency signal at the bent portion 50 can be suppressed.
  • the wiring 36 is formed of a laminated substrate in which pad portions 52 and via portions 54 are alternately laminated. Depending on the height of the wiring submount 34, it may be difficult to penetrate the ceramic base at once.
  • the wiring submount 34 having a height can be easily manufactured.
  • the number of layers of the pad portion 52 and the via portion 54 in FIG. 12 is an example, and can be appropriately increased or decreased according to the height required for the wiring submount 34.
  • the wiring submount 34 shown in FIG. 12 has a first substrate 60 embedded with a first wiring portion 62 extending in a direction parallel to the mounting surface of the optical element, and a direction intersecting the mounting surface of the optical element. And a second substrate 64 in which a second wiring portion 66 extending in the direction is embedded.
  • the wiring submount 34 can be manufactured by bonding the second substrate 64 on the first substrate 60 so that the first wiring part 62 and the second wiring part 66 are connected. .
  • the wiring submount 34 shown in FIG. 14 is obtained by forming the wiring 36 on the surface of the substrate 70 having two upper surfaces 72 and 74 having different heights from the upper surface 72 to the upper surface 74. Bent portions are provided at the corners of the substrate 70 that vertically rises from the upper surface 72 toward the upper surface 74 and at the corners of the substrate 70 that vertically falls from the upper surface 74 toward the upper surface 72 as in FIG. May be.
  • a transmission module that can be used for an optical transmission / reception module for digital coherent communication has been described as an example of an optical module including a high-frequency optical element.
  • an optical module including a high-frequency optical element is limited to this. It is not something.
  • the present invention can be widely applied to all optical modules including high-frequency optical elements.
  • an optical module including a laser light source and an optical modulator can be cited as another optical module including a high-frequency optical element.
  • the laser light source and the light modulator are separate components, but an optical semiconductor element in which the laser light source and the light modulator are integrally formed may be used.
  • positioned in the height different from the mounting surface of an optical element is the termination board 40.
  • an electric circuit board other than the termination board for example, a control board including a driving circuit for driving the optical element may be arranged at a height different from the mounting surface of the optical element.
  • a plurality of types of electric circuit boards including the termination board 40 may be arranged at different heights from the mounting surface of the optical element.
  • the wiring submount similar to the wiring submount 34 can be used for the connection between the substrates arranged at different heights.

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Abstract

　高周波で駆動する光素子と、光素子とは異なる高さに配置された回路基板と、光素子と回路基板とを電気的に接続するための配線であって、一端部の接続面の高さと他端部の接続面の高さとが異なる配線を含む配線用サブマウントとを有する。

Description

光モジュール
　本発明は、高周波信号により駆動する光素子を含む光モジュールに関する。
　近年のインターネットトラフィックの増大に応えるため、デジタルコヒーレント通信の導入が長距離光通信において開始されており、通信の大容量化が進行している。デジタルコヒーレント通信の次のターゲットは中距離の光通信であり、光送受信デバイスとしては、小型化・低消費電力化が強く求められてきている。
　現在のデジタルコヒーレント通信用送信機の変調器としては、ＬＮ（ニオブ酸リチウム）変調器が主に使用されている。現在のデジタルコヒーレント用の送受信モジュールのサイズは５インチ×７インチであり、ＬＮ変調器も十分に入る大きさである。しかしながら、今後、中距離光通信への導入が検討されているＣＦＰ２規格のサイズは、現在のおよそ１／７の８０ｍｍ×４０ｍｍであり、送信モジュールとしてはその半分の８０ｍｍ×２０ｍｍ程度が目安となってくる。実際には、制御基板やファイバの引き回しがあるため、送信モジュールのサイズは２５ｍｍ×２０ｍｍ程度に抑えることが求められる。そのため、ＣＦＰ２サイズの送受信モジュールに、単体で数ｃｍオーダのサイズを有するＬＮ変調器を組み入れることはできない。
　このような背景から、送信モジュールに用いられる変調器として、ＬＮ変調器と比較して小型化が容易な半導体変調器の使用が検討されている。例えば、１００Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ用光コンポーネントとして半導体変調器を採用し、送受信パッケージのサイズをＣＦＰ２規格内に収めるという試みも開始されている。
特開２００５－１２８４４０号公報
　一方、半導体変調器のような高周波信号により駆動する光素子（以下、「高周波光素子」という）を含む光モジュールには、終端基板が不可欠である。しかしながら、終端基板は、コンデンサ、終端抵抗、バイアス電極等の電子部品を含み、～１０ｍｍ×５ｍｍ程度の大きさが必要であることから、ＣＦＰ２規格、さらにはより小さい規格における送信モジュールにおいて、終端基板が送信モジュールのサイズ縮小を阻害する要因にもなりかねない。また、上述のような送信モジュールのみならず、高周波光素子を内蔵する種々の光モジュールにおいても、小型化に際して同様の課題が存在する。
　本発明の目的は、高周波光素子を含む光モジュールに関し、小型化及び内蔵する終端基板への接続が容易な光モジュールを提供することにある。
　本発明の一観点によれば、高周波で駆動する光素子と、前記光素子とは異なる高さに配置された回路基板と、前記光素子と前記回路基板とを電気的に接続するための配線であって、一端部の接続面の高さと他端部の接続面の高さとが異なる前記配線を含む配線用サブマウントとを有することを特徴とする光モジュールが提供される。
　本発明によれば、高さ方向に配線を引き出す配線用サブマウントを用い、光変調器の実装面とは異なる高さまで配線を引き出すので、終端基板等の回路基板を光素子とは異なる高さの空間に配置することができる。これにより、回路基板の配置の自由度を向上することができ、光モジュールの小型化を図ることができる。
本発明の第１実施形態による光モジュールの構造を示す平面図である。 本発明の第１実施形態による光モジュールの光変調器と終端基板との間の接続を示す平面図である。 本発明の第１実施形態による光モジュールの光変調器と終端基板との間の接続を示す概略断面図である。 本発明の第１実施形態による光モジュールに用いられる配線用サブマウントの構造を示す概略断面図である。 本発明の第１実施形態による光モジュールに用いられる配線基板の構造を示す平面図及び断面図である。 本発明の第２実施形態による光モジュールの構造を示す平面図である。 本発明の第３実施形態による光モジュールの構造を示す平面図である。 本発明の第４実施形態による光モジュールの構造を示す平面図である。 本発明の第５実施形態による光モジュールの構造を示す平面図である。 本発明の第６実施形態による光モジュールの構造を示す概略断面図である。 本発明の第６実施形態による光モジュールに用いられる配線用サブマウントの構造を示す概略断面図（その１）である。 本発明の第６実施形態による光モジュールに用いられる配線用サブマウントの構造を示す概略断面図（その２）である。 本発明の第６実施形態による光モジュールに用いられる配線用サブマウントの構造を示す概略断面図（その３）である。 本発明の第６実施形態による光モジュールに用いられる配線用サブマウントの構造を示す概略断面図（その４）である。
　［第１実施形態］
　本発明の第１実施形態による光モジュールについて図１乃至図５を用いて説明する。
　図１は、本実施形態による光モジュールの構造を示す平面図である。図２は、本実施形態による光モジュールの光変調器と終端基板との間の接続を示す平面図である。図３は、本実施形態による光モジュールの光変調器と終端基板との間の接続を示す概略断面図である。図４は、本実施形態による光モジュールに用いられる配線用サブマウントの構造を示す概略断面図である。図５は、本実施形態による光モジュールに用いられる配線基板の構造を示す平面図及び断面図である。
　本実施形態による光モジュール１００は、図１に示すように、筐体１０内に、レーザ光源１２と、波長ロッカー１４と、光変調器１６と、偏波合成器１８と、終端基板４０とを有している。図１では、レーザ光源１２、波長ロッカー１４、光変調器１６及び偏波合成器１８（以下、これらを総括して「光素子」と呼ぶこともある）の光学的接続関係を明示するために、これら光素子とは異なる高さに配置された終端基板４０及び光変調器１６と終端基板４０とを電気的に接続するための配線基板３８を点線で表している。
　レーザ光源１２は、出力信号光の元となるシード光Ｌ１を生成するためのものである。波長ロッカー１４は、レーザ光源１２から発せられたシード光Ｌ１の出力、波長をモニタするためのものであり、レーザ光源１２の光出力部に隣接して配置されている。レーザ光源１２は、シード光Ｌ１を出射するレーザダイオードと、レーザダイオードの温度調整を行うための温度調節機構（例えば、ペルチェ素子等の熱電素子（ＴＥＣ：Thermo-Electric　Cooler））とを有している。シード光Ｌ１の波長は波長ロッカー１４によりモニタされ、レーザダイオードからの出力光が所望の波長となるように、モニタされたシード光Ｌ１の波長に応じて、熱電素子により温度調整が行われる。なお、波長ロッカー１４は、レーザ光源１２とは別の温度調節機構（例えば、ＴＥＣ）を備えてもよく、波長ロッカー１４の熱電素子を用いてレーザダイオードからの出力光が所望の波長となるように微調整を行ってもよい。
　光変調器１６は、波長ロッカー１４を介して入力されたシード光Ｌ１を、変調して出力するためのものであり、波長ロッカー１４の光出力部に隣接して配置されている。光変調器１６は、シード光Ｌ１の光位相を変えることで変調した２つの信号光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、および、シード光Ｌ１から分岐した光受信機において復調のために用いられる局所発信光（ＬＯ光）Ｌ３を出力する。例えば、信号光Ｌ２ａおよび信号光Ｌ２ｂの位相をそれぞれ４値で変調し光偏波多重した場合、信号光Ｌ２ａおよび信号光Ｌ２ｂは合わせて８値の状態を表す。このような変調方式を偏波多重四値位相（ＤＰ－ＱＰＳＫ：Dual　Polarization-Quadrature　Phase　Shift　Keying）変調という。図１では、光の入射端部と出射端部とが同一の端面にあるＵ字状の光導波路を有する光変調器１６を想定しており、シード光Ｌ１の入射端面と同じ端面から信号光Ｌ２ａ、信号光Ｌ２ｂ及びＬＯ光Ｌ３が出射される。
　ここで、波長ロッカー１４は、必ずしもレーザ光源１２と光変調器１６の間に配置される必要はなく、例えば、レーザ光源１２の後方光を使用する場合は、波長ロッカー１４、レーザ光源１２、光変調器１６の順に配置してもよい。
　本実施形態の光モジュールに用いられる光変調器１６は、半導体変調器であり、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor　Optical　Amplifier）をモノリシックに集積したものでもよい。光変調器１６は、所定の変調特性を得られるように、レーザ光源１２と同様、半導体変調器の温度調整を行うための温度調節機構を有している。光変調器１６の入力側には配線基板２８を介して変調用の高周波信号が入力され、光変調器１６の終端側には積層基板により形成した配線用サブマウント３４及び配線基板３８を介して終端基板４０が接続される。
　偏波合成器１８は、光変調器１６から出力された信号光Ｌ２ａと信号光Ｌ２ｂとを合成（偏波合成）して信号光Ｌ４を得るためのものであり、光変調器１６の変調光出力部に隣接して配置されている。偏波合成器１８では、光変調器１６により変調および出力された信号光Ｌ２ａおよび信号光Ｌ２ｂのうち一方の偏波を１／２波長板を用いて偏光し、それらを合波して１つの信号光Ｌ４を出力する。
　なお、光変調器１６から偏波の異なる信号光（例えば、ＴＭモード光である信号光Ｌ２ａとＴＥモード光である信号光Ｌ２ｂ）とを出力し、偏波合成器１８においてこれらの信号光を偏波合成するようにしてもよい。
　偏波合成器１８の光出力部は、筐体１０に設けられた信号光出力ポート２０に光学的に結合されており、信号光Ｌ４を外部へ出力できるようになっている。また、光変調器１６のＬＯ光出力部は、筐体１０に設けられたＬＯ光出力ポート２２に光学的に結合されており、ＬＯ光Ｌ３を外部へ出力できるようになっている。
　レーザ光源１２から出力ポート２０，２２に至る光路を、図１に示すようなＵ字状に配置することによって、光モジュール全体の小型化を図ることができる。
　レーザ光源１２、波長ロッカー１４、配線基板２８及び終端基板４０には、図示しない制御部及び電源が接続されている。電源は、各部品の種類に応じて高周波電源、直流電源又は交流電源を含み、少なくとも一部がバッテリにより構成されてもよい。制御部は、ユーザによる制御部の操作に従って或いは制御部に予め記憶されたプログラムに従って、電源から各部品に対する電力供給を制御する。
　図２は、図１に示す本実施形態による光モジュールから、高周波信号の伝搬経路となる一部の構成部分を抜き出したものである。図３は、図２のＡ－Ａ′線断面図である。なお、高周波信号は、光変調器１６の変調信号として用いられるものである。
　光変調器１６には、図２に示すように、図示しない変調用高周波配線の一端部である入力側電極２４と、変調用高周波配線の他端部である終端側電極３０とが設けられている。終端側電極３０は、光変調器１６の光入出力端面側（図面において左側）の端部上に配置されており、入力側電極２４は、光入出力端面に対向する端部上に配置されている。
　光変調器１６の入力側電極２４は、ワイヤ２６を介して配線基板２８に接続されている。これにより、変調信号としての高周波信号を、配線基板２８を介して光変調器１６へ入力できるようになっている。また、光変調器１６の終端側電極３０は、ワイヤ３２を介して配線用サブマウント３４の配線３６の一端部３６ａに接続されている。配線用サブマウント３４の配線３６の他端部３６ｂは、配線基板３８を介して終端基板４０の電極４２に接続されている。これにより、光変調器１６の変調用高周波配線の終端側電極３０と終端基板４０とが電気的に接続されている。
　終端基板４０は、コンデンサ、終端抵抗、バイアス電極等の電子部品を含む。図２及び図３には、これら電子部品の一つであるコンデンサ５６のみを示している。終端基板４０は、セラミック等の絶縁性材料からなる支柱４４によって支持されている。
　ここで、光変調器１６と配線基板４０とを接続する配線用サブマウント３４は、図３に示すように、配線３６の一端部３６ａの接続面の高さが、光変調器１６の終端側電極３０の接続面の高さにほぼ等しい第１の高さｈ１を有している。また、配線用サブマウント３４は、配線３６の他端部３６ｂの接続面の高さが、第１の高さｈ１よりも高い第２の高さｈ２を有している。また、配線用サブマウント３４は、配線３６の一端部３６ａが配置された部分の厚さよりも、配線３６の他端部３６ｂが配置された部分の厚さが厚くなっている。そして、終端基板４０は、支柱４４によってその電極４２の表面高さが第２の高さｈ２にほぼ等しくなるように配置されている。配線用サブマウント３４は、機能的に述べると、光変調器１６の終端側電極３０に接続される配線を高さ方向に引き出す引き出し配線と言うこともできる。
　図４は、配線用サブマウント３４の構造を示す概略断面図である。図４（ａ）は図２のＡ－Ａ′線断面に沿った配線用サブマウント３４の断面図であり、図４（ｂ）は図２のＢ－Ｂ′線断面に沿った配線基板３４の断面図である。
　配線用サブマウント３４内の配線３６は、例えば図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、一端部３６ａと他端部３６ｂとを接続するように、第１の高さｈ１から第２の高さｈ２に渡って形成されている。配線用サブマウント３４内の配線３６のレイアウトは、終端側電極３０の配置等に応じて適宜決定することができる。例えば図４の例では、信号配線３６Ｓとグラウンド配線３６Ｇとを交互に平行に配置している。２本の信号配線３６Ｓと１本のグラウンド配線３６Ｇとを交互に平行に配置するようにしてもよい。
　なお、本明細書では、一端部の接続面と他端部の接続面とが互いに異なる所定の高さを有する配線を有し、配線の一端部が設けられた部分の厚さと配線の他端部が設けられた部分の厚さとが異なる配線基板を、「配線用サブマウント」と呼ぶものとする。配線用サブマウント３４は、一実施形態では、例えば図４（ａ）に示すように、配線３６の一端部３６ａの接続面と他端部３６ｂの接続面とが、配線用サブマウント３４の同じ面側（図４において上側）に露出している。
　このような配線用サブマウント３４を用いることにより、狭い床面積内で、配線３６の一端部３６ａの接続面の高さと他端部３６ｂの接続面の高さとを大きく変化させることができる。したがって、配線用サブマウント３４を用いて光変調器１６と終端基板４０とを接続することで、終端基板４０を、光素子の実装面（筐体１０の底面）とは異なる高さに配置することが可能となる。これにより、終端基板４０を光素子と同じ実装面上にレイアウトする場合と比較して、終端基板４０の配置の自由度を向上することができる。また、終端基板４０を光素子に重なるように配置することで、終端基板４０のサイズが光モジュール全体のサイズに与える影響を抑制することができ、光モジュールの小型化が容易となる。これらの観点から、第２の高さｈ２は、光素子の高さよりも高いことが望ましい。
　光変調素子１６と終端基板４０との接続に、配線用サブマウント３４の代わりにフレキシブル配線基板を用いることも考えられる。しかしながら、高周波信号の伝搬用に用いる配線は膜厚が厚く、また、光変調素子１６と終端基板４０とを接続する配線の数は多いため、光変調素子１６と終端基板４０との接続にフレキシブル配線基板を用いたとしても、これを自由に屈曲することは困難である。このため、フレキシブル配線基板は、屈曲率を大きくして狭いスペースに実装することは困難であり、小型化の目的に使用するには不向きである。
　配線用サブマウント３４の配線３６の一端部３６ａの表面高さと光変調器１６の終端側電極３０の表面高さとをほぼ等しい第１の高さｈ１とすることには、ワイヤボンディングによる一端部３６ａと終端側電極３０との接続を容易にできる等のメリットがある。ただし、配線３６の一端部３６ａの表面高さと終端側電極３０の表面高さとは、必ずしも同じである必要はなく、異なる高さであってもよい。配線３６の一端部３６ａの表面高さと終端側電極３０の表面高さとは、ワイヤ３２による接続の容易性や高周波伝搬特性等を考慮して、適宜設定することができる。
　また、配線用サブマウント３４の配線３６の他端部３６ｂの表面高さと終端基板４０の電極４２の表面高さとをほぼ等しい第２の高さｈ２とすることで、これら電極間の接続が容易になり、また、これら電極間の接続には平坦な配線基板を用いることができる。なお、ここでいうほぼ等しい高さとは、配線基板による配線３６の他端部３６と終端基板４０の電極４２との接続を許容しうる公差を含むものである。また、ここでいう平坦な配線基板とは、平坦面上に高周波配線が形成された配線基板である。
　配線用サブマウント３４と終端基板４０との間の電気的接続に用いる配線基板は、特に限定されるものではないが、例えば図５に示す配線基板３８を適用することができる。図５に示す配線基板３８は、平坦な基板７０の一方の表面に形成されたグラウンド配線７２Ｇと他方の表面に形成された信号配線７２Ｓとを含むマイクロストリップラインによって高周波配線を構成したものである。図５（ａ）はグラウンド配線７２Ｇが形成された表面の平面図であり、図５（ｂ）は信号配線７２Ｓが形成された表面の平面図である。図５（ｂ）に示す表面が、配線用サブマウント３４及び終端基板４０に対して接続する面となる。また、図５（ｃ）は図５（ｂ）のＡ－Ａ′線断面図に相当し、図５（ｄ）は図５（ｂ）のＣ－Ｃ′線断面に相当する。
　配線基板３８の、配線用サブマウント３４に対する接続部及び終端基板４０に対する接続部には、配線用サブマウント３４の配線３６及び終端基板４０の電極４２のレイアウトに応じて配列された所定の接続用電極７４が、それぞれ設けられている。ここでは一例として、図４に示す配線用サブマウント３４に接続する配線基板３８として、グラウンド配線３６Ｇに接続される接続用電極７４Ｇと、信号配線３６Ｓに接続される接続用電極７４Ｓとを交互に配置した例を示している。接続用電極７４Ｇ，７４Ｓは、図５（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、基板７０の、信号配線７２Ｓが形成された表面に設けられている。接続用電極７４Ｓは、信号配線７２Ｓの両端部に接続してそれぞれ設けられている。接続用電極７４Ｇは、図５（ｄ）に示すように、基板７０内に形成されたビア７６を介して、対向する表面に設けられたグラウンド配線７２に接続されている。なお、図５には信号配線７２Ｓが形成された表面にグラウンド配線が形成されていない例を示したが、当該表面に信号配線とグラウンド配線とを交互に設ける構成としてもよい。
　図５に示すようなマイクロストリップラインで高周波配線を構成した配線基板３８を用いると、グラウンドが強化され高周波特性上有利である。特に、グラウンド配線７２Ｇの配線基板３８の配線方向の端部からの距離が、接続用電極７４Ｇ，７４Ｓの配線基板３８の端部からの距離と同じか、それより大きくなるように配置（図５（ｂ）参照）すると、信号の反射が抑えられるため好ましい。なお、配線方向の端部とは、信号配線７２Ｓの延長線上に位置する配線基板３８の端部である。信号の反射を抑制する効果は、平面視における接続用電極７４Ｇ，７４Ｓとグラウンド配線７２Ｇとの重なりを小さくするほど大きくなる。また、このようにすることで、グラウンド配線７２Ｇと、配線用サブマウント３４及び終端基板４０に形成された配線との平面視における重なりも小さくなり、さらに信号の反射を抑制できる構成となる。
　配線用サブマウント３４と配線基板３８とは、必ずしも別々の部材である必要はなく、例えば、ビルドアッププロセスによって連続して製造された一体構造の積層基板であってもよい。同様に、配線基板３８及び終端基板４０を一体構造の積層基板としてもよく、配線用サブマウント３４、配線基板３８及び終端基板４０を一体構造の積層基板としてもよい。一体構造とすることには、これら部材間の接続部における信号の反射を抑制する効果がある。
　なお、終端基板４０を光素子とは異なる高さに配置するという観点からは、光素子よりも下層に終端基板４０を設けることも考えられる。光素子の下層に終端基板４０を収容できるスペースがある場合には、このような配置を採用してもよい。ただし、光素子用の温度調節機構が、例えば図３に示す光変調器１６用の温度調節機構４６のように、筐体と光素子との間に設けられ筐体方向に熱を逃がす構成を有する場合、終端基板４０よりも下層側に光素子を設けると、より小型化が可能であり好ましい。
　このように、本実施形態によれば、高さ方向に配線を引き出す配線用サブマウントを用い、光変調器の実装面とは異なる高さまで配線を引き出すので、終端基板を光素子とは異なる高さの空間に配置することができる。これにより、終端基板の配置の自由度を向上することができ、光モジュールの小型化を図ることができる。また、配線用サブマウントに対する他の部品への接続は、ほぼ等しい高さで行うことができるので、各部品の電気的接続を容易に行うことができる。
　［第２実施形態］
　本発明の第２実施形態による光モジュールについて図６を用いて説明する。図１乃至図５に示す第１実施形態による光モジュールと同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
　図６は、本実施形態による光モジュールの構造を示す平面図である。
　第１実施形態による光モジュールでは、光変調器１６の終端側電極３０が設けられた側の側面と、終端基板４０の電極４２が設けられた側の側面とが対向するように、光変調器１６と終端基板４０を配置し、これらを配線用サブマウント３４及び配線基板３８により接続したが、光変調器１６と終端基板４０との位置関係は、これに限定されるものではない。
　本実施形態による光モジュールでは、図６に示すように、光変調器１６の終端側電極３０が設けられた側の側面と終端基板４０の電極４２が設けられた側の側面とが９０度の角度をなすように、終端基板４０を配置している。光変調器１６と終端基板４０とをこのように配置した場合にも、光変調器１６の終端側電極３０と終端基板４０の電極４２とを、配線用サブマウント３４及び配線基板３８を介して電気的に接続することができる。配線基板３４と電極４２とを接続する配線基板３８の高周波配線は、高周波特性（反射がないように、信号のタイミングがずれないように、など）を考慮して、適宜配置される。
　［第３実施形態］
　本発明の第３実施形態による光モジュールについて図７を用いて説明する。図１乃至図６に示す第１及び第２実施形態による光モジュールと同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
　図７は、本実施形態による光モジュールの構造を示す平面図である。
　本実施形態による光モジュールは、第２実施形態による光モジュールの場合と同様、光変調器１６と終端基板４０とを、第１実施形態による光モジュールとは異なる位置関係で配置したものである。
　すなわち、本実施形態による光モジュールでは、図７に示すように、光変調器１６の終端側電極３０が設けられた側の側面と終端基板４０の電極４２が設けられた側の側面とが同じ方向を向くように、終端基板４０を配置している。一例としては、図７に示すように、光変調器１６上に終端基板４０を配置することで、このような位置関係を実現することができる。光変調器１６と終端基板４０とをこのように配置した場合にも、光変調器１６の終端側電極３０と終端基板４０の電極４２とを、配線用サブマウント３４及び配線基板３８を介して電気的に接続することができる。配線基板３４と電極４２とを接続する配線基板３８の高周波配線は、高周波特性（反射がないように、信号のタイミングがずれないように、など）を考慮して、適宜配置される。
　なお、光変調器１６の温度制御性を向上する観点からは、発熱する抵抗素子を含む終端基板４０を光変調器１６上に配置する本実施形態の構成よりも、第１実施形態及び第２の実施形態のように光変調器１６から終端基板４０を離間して配置する構成の方が望ましい。
　［第４実施形態］
　本発明の第４実施形態による光モジュールについて図８を用いて説明する。図１乃至図７に示す第１乃至第３実施形態による光モジュールと同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
　図８は、本実施形態による光モジュールの構造を示す平面図である。
　第１乃至第３実施形態による光モジュールでは、１つの終端基板４０を設けたが、終端基板４０は必ずしも１つである必要はない。すなわち、終端基板４０を、２つ或いは３つ以上に分割して配置してもよい。
　本実施形態による光モジュールでは、図８に示すように、２つの終端基板４０Ａ、４０Ｂを設け、これらを配線基板３８及び配線用サブマウント３４を介して光変調器１６に電気的に接続している。配線用サブマウント３４と配線基板４０Ａ，４０Ｂとの接続には、配線３６の一部と終端基板４０Ａの電極４２Ａとを接続する高周波配線と、配線３６の他の一部と終端基板４０Ｂの電極４２Ｂとを接続する高周波配線と、を有する配線基板３８を用いている。終端基板４０を複数のブロックに分割することで、終端基板４０の配置の自由度を更に向上することができる。
　終端基板４０Ａ、４０Ｂの配置は、図８に示すものに限定されるものではなく、他の構成部品の配置等に応じて適宜選択することができる。また、終端基板４０Ａ、４０Ｂは、別々の配線用サブマウント３４及び／又は別々の配線基板３８により接続してもよい。また、終端基板４０を３つ以上のブロックに分割してもよい。配線基板３４と電極４２Ａ，４２Ｂとを接続する配線基板３８の高周波配線は、高周波特性（反射がないように、信号のタイミングがずれないように、など）を考慮して、適宜配置される。
　［第５実施形態］
　本発明の第５実施形態による光モジュールについて図９を用いて説明する。図１乃至図８に示す第１乃至第４実施形態による光モジュールと同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
　図９は、本実施形態による光モジュールの構造を示す平面図である。
　本実施形態による光モジュールは、光素子の配置、すなわちレーザ光源１２から出力ポート２０，２２に至る光路が異なるほかは、第１乃至第４実施形態による光モジュールと同様である。
　本実施形態による光モジュールでは、第１実施形態の場合と同様、レーザ光源１２、波長ロッカー１４、光変調器１６及び偏波合成器１８を、これらにより形成される光路がＵ字状を描くように配置している。ただし、本実施形態による光モジュールでは、シード光Ｌ１を光変調器１６内で分岐する際に、信号光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂとなるシード光Ｌ１と、ＬＯ光Ｌ３となるシード光Ｌ１とを、光変調器１６内で異なる方向に屈曲している。すなわち、信号光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂとなるシード光Ｌ１は、光変調器１６内において、図面において左回りにＵ字状を描くように光導波路を伝搬し、その間に信号光Ｌ２ａ、Ｌ２ｂに変調される。また、ＬＯ光Ｌ３となるシード光Ｌ１は、光変調器１６内において、図面において右回りにＵ字状を描くように光導波路を伝搬し、ＬＯ光Ｌ３として出力される。
　レーザ光源１２から出力ポート２０に至る光路と、レーザ光源１２から出力ポート２２に至る光路とを、図９に示すような異なるＵ字状を描くように配置することによっても、第１実施形態の場合と同様、光モジュール全体の小型化を図ることができる。
　［第６実施形態］
　本発明の第６実施形態による光モジュールについて図１０を用いて説明する。図１乃至図９に示す第１乃至第５実施形態による光モジュールと同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
　図１０は、本実施形態による光モジュールの構造を示す概略断面図である。
　第１乃至第５実施形態による光モジュールでは、配線用サブマウント３４と終端基板４０とを配線基板３８を介して電気的に接続したが、配線用サブマウント３４と終端基板４０とは、必ずしも配線基板３８により電気的に接続する必要はない。
　本実施形態による光モジュールでは、図１０に示すように、配線用サブマウント３４と終端基板４０とを、ワイヤ４８によって電気的に接続している。図９のように配線用サブマウント３４と終端基板４０とが近接して配置されている場合等には、高周波伝搬特性を大幅に低下することなく、ワイヤボンディングなどの簡便な手法で配線用サブマウント３４と終端基板４０とを電気的に接続することができる。
　［第７実施形態］
　本発明の第７実施形態による光モジュールについて図１１乃至図１４を用いて説明する。図１乃至図１０に示す第１乃至第６実施形態による光モジュールと同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
　図１１乃至図１４は、本実施形態による光モジュールの配線用サブマウントの構造を示す概略断面図である。
　第１乃至第６実施形態による光モジュールに使用される配線用サブマウント３４は、必ずしも図４に示すものに限定されるものではない。配線用サブマウント３４の他の例としては、例えば図１１乃至図１４に示すものが挙げられる。
　図１１に示す配線用サブマウント３４は、配線用サブマウント３４内の配線３６の屈曲部５０に丸みを持たせ曲面を形成したものである。配線３６の屈曲部５０に丸みを持たせてなだらかにすることで、屈曲部５０における高周波信号の反射を抑制することができる。
　図１２に示す配線用サブマウント３４は、配線３６を、パッド部５２とビア部５４とを交互に積層した積層基板により形成したものである。配線用サブマウント３４の高さによっては、セラミックの基体を一気に刳り貫くことが困難なことも想定される。パッド部５２とビア部５４とを交互に積層して配線３６を形成することで、高さのある配線用サブマウント３４も容易に製造することができる。なお、図１２におけるパッド部５２とビア部５４との積層数は一例であり、配線用サブマウント３４に必要な高さに応じて適宜増減することができる。
　図１２に示す配線用サブマウント３４は、光素子の実装面に平行な方向に延在する第１の配線部６２が埋め込まれた第１の基板６０と、光素子の実装面と交差する方向に延在する第２の配線部６６が埋め込まれた第２の基板６４とを有する積層基板である。第１の基板６０上に、第１の配線部６２と第２の配線部６６とが接続されるように第２の基板６４を接合することで、配線用サブマウント３４を製造することができる。
　図１４に示す配線用サブマウント３４は、高さの異なる２つの上面７２，７４を有する基板７０の表面に、上面７２から上面７４に至るように配線３６を形成したものである。上面７２から上面７４に向かって垂直に立ち上がる部分の基板７０の角部、上面７４から上面７２に向かって垂直に立ち下がる部分の基板７０の角部には、図１１と同様に屈曲部を設けてもよい。
　［変形実施形態］
　本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
　例えば、上記実施形態では、高周波光素子を含む光モジュールの一例として、デジタルコヒーレント通信用の光送受信モジュールに利用可能な送信モジュールについて説明したが、高周波光素子を含む光モジュールは、これに限定されるものではない。高周波光素子を含む光モジュール全般に広く適用することができる。例えば、高周波光素子を含む他の光モジュールとしては、レーザ光源と光変調器とにより構成される光モジュールが挙げられる。
　また、上記実施形態では、レーザ光源と光変調器とを別々の部品としたが、レーザ光源と光変調器とを一体形成した光半導体素子を用いてもよい。
　また、上記実施形態では、光素子の実装面とは異なる高さに終端基板４０を配置した光モジュールについて説明したが、光素子の実装面とは異なる高さに配置する基板は、終端基板４０に限定されるものではない。例えば、終端基板以外の電気回路基板、例えば光素子駆動用の駆動回路を含む制御基板を、光素子の実装面とは異なる高さに配置するようにしてもよい。終端基板４０を含む複数種類の電気回路基板を、光素子の実装面とは異なる高さに配置するようにしてもよい。この場合にも、異なる高さに配置された基板間の接続には、配線用サブマウント３４と同様の配線用サブマウントを用いることができる。
１０…筐体
１２…レーザ光源
１４…波長ロッカー
１６…光変調器
１８…偏波合成器
３４…配線用サブマウント
３６…配線
３６ａ…配線の一端部
３６ｂ…配線の他端部
３８…配線基板
４０…終端基板
 

Claims (11)

  1. 　高周波で駆動する光素子と、
    　前記光素子とは異なる高さに配置された回路基板と、
    　前記光素子と前記回路基板とを電気的に接続するための配線であって、一端部の接続面の高さと他端部の接続面の高さとが異なる前記配線を含む配線用サブマウントと
    　を有することを特徴とする光モジュール。
  2. 　前記配線は、前記光素子の実装面に平行な方向に延在する第１の配線部と、前記第１の配線部上に接続され、前記光素子の実装面に交差する方向に延在する第２の配線部とを有する
    　ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
  3. 　前記配線の前記第１の配線部と前記第２の配線部との間の接続部に曲面が形成されていることを特徴とする請求項２記載の光モジュール。
  4. 　前記配線用サブマウントと前記回路基板とを電気的に接続する配線基板を更に有する
    　ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光モジュール。
  5. 　前記配線基板は、基板の一方の表面に形成された信号配線と、前記基板の他方の表面に形成されたグラウンド配線とを含むマイクロストリップラインを有し、
    　前記信号配線は、前記配線用サブマウント及び前記回路基板との接続部に設けられた接続用電極を有し、
    　前記グラウンド配線及び前記接続用電極は、前記グラウンド配線の前記配線基板の配線方向の端部からの距離が、前記接続用電極の前記配線基板の前記端部からの距離と同じか、それより大きくなるように配置されている
    　ことを特徴とする請求項４記載の光モジュール。
  6. 　前記配線用サブマウントと前記回路基板と前記配線基板とが、一体構造である
    　ことを特徴とする請求項４又は５記載の光モジュール。
  7. 　前記配線用サブマウントと前記回路基板とがワイヤにより電気的に接続されている
    　ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光モジュール。
  8. 　前記光素子は、半導体光変調器である
    　ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光モジュール。
  9. 　レーザ光源と、波長ロッカーと、偏波合成器とを更に有し、前記レーザ光源、前記波長ロッカー、前記半導体光変調器及び前記偏波合成器により形成される光路がＵ字状を描くように配置されている
    　ことを特徴とする請求項８記載の光モジュール。
  10. 　前記配線用サブマウントは、積層基板である
    　ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光モジュール。
  11. 　前記回路基板は、終端基板である
    　ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光モジュール。
     
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