WO2019139123A1 - 光変調器、及びそれを用いた光送信装置 - Google Patents

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WO2019139123A1
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徳一 宮崎
菅又 徹
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住友大阪セメント株式会社
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    • G02F1/136277Active matrix addressed cells formed on a semiconductor substrate, e.g. of silicon
    • G02F1/136281Active matrix addressed cells formed on a semiconductor substrate, e.g. of silicon having a transmissive semiconductor substrate

Definitions

  • the present invention relates to an optical modulator and an optical transmitter using the optical modulator.
  • LN LiNbO3
  • LN modulator an optical modulator using a LiNbO3 substrate
  • Such an optical modulator is connected to, for example, a driver element (or drive circuit) that outputs an electric signal for causing the optical modulator to perform modulation operation, and is used as an optical transmission device.
  • a driver element or drive circuit
  • the light modulator and the driver element are disposed on a circuit board.
  • a notch is provided in the casing of the light modulator, and the space secured by the notch is provided. It has been studied to dispose the electronic components of the above driver circuit (see, for example, Patent Document 1).
  • the causes of these problems include generation of processing distortion (for example, generation of a processing deformation portion that lowers the flatness of the bottom surface of the housing) due to the provision of a notch in the housing of the light modulator It is considered to be stress concentration to the processing strain that occurs when screwing the housing.
  • Machining distortion also referred to as housing distortion
  • minute deformation is generated in the housing depending on the state of the processing distortion and the magnitude of the fastening force at the time of fixing the screw. It can occur.
  • a heating element will be disposed in the immediate vicinity of the casing, and the distortion of the casing may be further enlarged.
  • the housing is maintained at a high temperature with the long-term operation of the optical transmission device, the above-mentioned housing distortion and minute deformation may be expanded over time.
  • the micro deformation generated in the housing causes deformation of the LN substrate housed inside the housing, and changes in the positional relationship between optical components such as lenses constituting the spatial optical system, and thus the light modulator Cause the problem of deterioration of the optical properties of the Moreover, in addition to this, in the configuration in which a high frequency connector is rigidly provided on the case like the light modulator disclosed in Patent Document 1, for example, the minute deformation of the case may be the high frequency connector, the circuit board and It also changes the connection between them, which may cause deterioration of the optical transmission characteristics.
  • the occurrence of processing distortion of the above-mentioned light modulator housing and the change in stress balance generated when screwing the housing onto a circuit board are based on the processing conditions for notch processing and the light modulator. It is difficult to sufficiently suppress only by devising (for example, reduction of variation in processing conditions) such as manufacturing conditions in an assembly process when screws are fixed to a circuit board.
  • One aspect of the present invention is an optical modulator electrically connected to an electric circuit formed on a circuit board, comprising: a housing for housing a light modulation element, wherein the housing faces the circuit board And a plurality of first protrusions projecting from the bottom surface.
  • a signal input unit for inputting, from the electric circuit, an electrical signal for causing the light modulation element to perform a modulation operation, and the casing is a second protrusion projecting from the bottom surface.
  • the signal input unit is provided on the top surface of the second protrusion.
  • the first protrusion and the second protrusion have the same height from the bottom surface.
  • the first protrusion and the second protrusion have different heights from the bottom surface.
  • the plurality of first protrusions are disposed on the bottom surface so as to be substantially symmetrical with respect to a line parallel to the longitudinal direction of the casing.
  • the first protrusion is a fixing body for fixing the casing to the circuit board.
  • the casing has a plurality of third protrusions on the bottom surface, the third protrusions having the same height as the first protrusions.
  • Another aspect of the present invention is an optical transmitter including: any one of the optical modulators; and a driver element that outputs an electrical signal for causing the optical modulator to perform modulation operation.
  • the present specification includes the entire contents of Japanese Patent Application No. 2083-2442 filed on Jan. 12, 2018.
  • FIG. 1 is a plan view of an optical modulator according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the light modulator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a bottom view of the light modulator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of an optical transmitter on which the optical modulator according to the first embodiment of the present invention is mounted.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the light transmitting device shown in FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical transmission device shown in FIG.
  • FIG. 7 is a plan view of an optical modulator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a side view of an optical modulator according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view of an optical modulator according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a side view of an optical modulator according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a bottom view of the light modulator according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a plan view of an optical modulator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a side view of an optical modulator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a bottom view of the light modulator according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a plan view of an optical transmitter on which the optical modulator according to the fourth embodiment of the present invention is mounted.
  • FIG. 16 is a CC cross-sectional view of the optical transmission apparatus shown in FIG.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the optical modulator 100 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side view of the optical modulator 100
  • FIG. 3 is a bottom view of the optical modulator 100.
  • the light modulator 100 is mounted, for example, on an external circuit board (for example, a circuit board 404 shown in FIG. 4 described later) in which an electric circuit for causing the light modulator 100 to perform modulation is formed. It is used by being electrically connected to the circuit.
  • an external circuit board for example, a circuit board 404 shown in FIG. 4 described later
  • the present light modulator 100 comprises a light modulation element 102, a housing 104 accommodating the light modulation element 102, an optical fiber 108 for entering light into the light modulation element 102, and light outputted from the light modulation element 102. And an optical fiber 110 leading to the outside of the housing 104.
  • the light modulation element 102 includes, for example, four Mach-Zehnder optical waveguides provided on an LN substrate, and four high-frequency electrodes (RF electrodes provided on the Mach-Zehnder optical waveguides to modulate light waves propagating in the optical waveguides). And the optical modulation element used for the DP-QPSK optical modulator etc.
  • the two lights output from the light modulation element 102 are polarization-combined by, for example, a lens optical system (not shown) accommodated in the housing 104, and are guided to the outside of the housing 104 through the optical fiber 110.
  • the protrusion 130 in a region of the housing 104 which is a part of the bottom surface 106 facing the circuit board on which the light modulator 100 is mounted, the protrusion 130 is not provided.
  • the projections 150a, 150b, 150c, and 150d which are the first projections that protrude from the bottom surface 106, are provided.
  • the protrusions 150 a, 150 b, 150 c, 150 d are provided at each of the four corners of the bottom surface 106 so as to be substantially symmetrical with respect to a center line 160 (line) extending parallel to the longitudinal direction of the housing 104.
  • the protrusions 150a, 150b, 150c, and 150d are preferably provided at each of the four corners of the bottom surface 106 in terms of balance of fixed stress, but they are not necessarily arranged symmetrically depending on the arrangement of electronic components on the circuit board. It does not have to be. Screw holes 140a are formed in the protrusion 150a, screw holes 150b are formed in the protrusion 150b, screw holes 140c are formed in the protrusion 150c, and screw holes 140d are formed in the protrusion 150d.
  • the housing 104 includes four socket electrodes 120, 122, 124, 126 connected to the four RF electrodes (not shown) of the light modulation element 102, respectively.
  • the socket electrodes 120, 122, 124, 126 constitute a female high-frequency connector (RF connector), and the corresponding four external signal pins provided on the external circuit board are inserted to thereby form the external circuit.
  • An electrical signal (high frequency signal) from an electrical circuit configured on the substrate is input.
  • the socket electrodes 120, 122, 124, 126 correspond to the signal input portion for inputting an electric signal for causing the light modulation element 102 to perform modulation operation from an electric circuit formed on an external circuit board.
  • the signal input unit is described as a female socket type electrode, it may be a male type, or the signal pin may extend from the housing 104. good.
  • the bottom surface 106 of the casing 104 has a protrusion 130 which is a second protrusion protruding from the bottom surface 106 in a region where the protrusions 150a, 150b, 150c and 150d are not provided (FIG. 2 and FIG. 3). ). Then, socket electrodes 120, 122, 124 and 126 which are signal input portions are provided on the upper surface (crest surface) 132 of the protrusion 130.
  • the height 150 h from the bottom surface 106 of each of the protrusions 150 a, 150 b, 150 c, 150 d is equal to the height 130 h from the bottom surface 106 of the protrusion 130.
  • FIG. 4 is a plan view of the optical transmission device 400 in which the optical modulator 100 is mounted.
  • 5 and 6 are a sectional view taken along the line AA and a sectional view taken along the line BB of the optical transmission apparatus shown in FIG. 4, respectively.
  • the optical transmission device 400 includes a circuit board 404 fixed in a housing 402, and the optical modulator 100 is mounted on the circuit board 404.
  • the light modulator 100 and the circuit board 404 are accommodated in the housing 402, the light modulator 100 and the circuit board 404 can not be visually recognized from the outside of the housing 402.
  • FIG. The portions housed inside the housing 402 are also shown using solid lines, except for the portion of the circuit board 404 that is hidden by the housing 104 of the light modulator 100.
  • a DSP Digital Signal Processor
  • a DRV Driver
  • LD Laser Diode
  • a PD Photo Diode
  • the DSP 410 is an arithmetic processing unit for executing digital signal processing.
  • the driver element DRV 420 is an electric circuit for driving the light modulator 100.
  • the LD 430 causes the laser light to enter the light modulator 100 via the optical fiber 108.
  • the PD 440 is installed for digital coherent optical signal reception.
  • the electrical components mounted on the circuit board 404 are an example, and other electrical components may be mounted other than the above.
  • the outputs of the DRV 420 are output from electrode pins 450, 452, 454, 456 provided on the circuit board 404.
  • the electrode pins 450, 452, 454, and 456 are illustrated from the component mounting surface (upper surface in the drawing) of the circuit board 404, as shown in FIG. 5, from the conductor pattern for signal output of the DRV 420 mounted on the circuit board 404. It is provided on the circuit board 404 so as to rise upward and extend.
  • socket electrodes 120, 122, 124, 126 provided on the protrusion 130 engage with these electrode pins 450, 452, 454, 456 provided on the circuit board 404, thereby achieving DRV 420. And electrically connected.
  • the optical modulator 100 is fastened to the screw holes 140a, 140b, 140c, and 140d of the protrusions 150a, 150b, 150c, and 150d with the screws 462a, 462b, 462c, and 462d inserted into the circuit board 404.
  • the bottom surface 106 of the housing 140 of the light modulator 100 is not provided with the notch as in the prior art, and the protrusions 150a, 150b, 150c, 150d are provided in part thereof. ing. Therefore, in the light modulator 100, most of the area of the bottom surface 106 of the housing 104 can be configured as a uniform plane.
  • the protrusions 150a, 150b, 150c, and 150d can be provided on the bottom surface 106 by limiting them to the area necessary for fixing to the circuit board 404 of the light modulator 100, the protrusions 150a , 150b, 150c, 150d, uniformity of the bottom surface 106 may be minimized.
  • socket electrodes 120, 122, 124 and 126 which are signal input portions to which an electric signal (high frequency signal) for causing the light modulator 100 to perform light modulation operation, is input to the bottom surface 106 of the housing 104.
  • the projection 130 is provided on the upper surface (top surface) 132 of the protrusion 130 which protrudes from the upper surface of the projection 130. Therefore, in the optical modulator 100, the electrode pins 450, 452, 454, and 456, which rise from the signal output conductor pattern of the drive circuit formed on the circuit board 404, are respectively in close proximity to the corresponding conductor pattern. Electrical connection is made in contact with the socket electrodes 120, 122, 124, 126 of the light modulator 100.
  • the distance between the conductor pattern for signal output of the drive circuit configured on the circuit board 404 and the signal input part (socket electrode 120 etc.) of the optical modulator 100 (thus, the above)
  • the propagation distance of the high frequency signal output from the drive circuit can be made significantly smaller than that of a conventional optical modulator (for example, the optical modulator described in Patent Document 1).
  • the deformation at the time of fixing the housing can also be reduced between the conductor pattern and the signal input portion, and the disturbance of the high frequency characteristics can be reduced to suppress the initial change and the aged change of the high frequency characteristics.
  • the height 150 h of the protrusions 150 a, 150 b, 150 c, 150 d is equal to the height 130 h of the protrusion 130.
  • the light modulator 100 can form the top surfaces (top surfaces) of the protrusions 150a, 150b, 150c, and 150d and the top surface 132 of the protrusions 130 in the same plane.
  • the protrusion 130 can be stably provided between the circuit board 404 and the optical modulator 100 without the protrusion 130 being inclined or distorted. Initial changes and aging of the high frequency characteristics of the body 130 can also be suppressed.
  • the heights 150 h of the protrusions 150 a, 150 b, 150 c, 150 d are provided at each of the four corners of the bottom surface 106 so as to be substantially symmetrical with respect to a center line 160 (line) extending parallel to the longitudinal direction of the housing 1004.
  • the housing 104 can be stably fixed to the circuit board 404, and the occurrence of micro deformation in the housing 104 of the light modulator 100 can be further suppressed when the light modulator 100 is fixed on the circuit board 404.
  • the initial change and the secular change of the optical characteristics at the time of mounting on the circuit board 404 and the high frequency characteristics in the light modulator 100 can be further suppressed.
  • the protrusions 150a, 150b, 150c, and 150d are provided at the four corners of the bottom surface 106 which is a portion other than the portion where the protrusion 130 is provided in the bottom surface 106, but the present invention is not limited thereto. .
  • the number and arrangement of the protrusions 150a, 150b, 150c, 150d provided on the bottom surface 106 other than the portion where the protrusions 130 are provided ensure a mounting space for electrical components between the bottom surface 106 and the circuit board 404. If the optical modulator 100 is mounted in the housing 402 of the optical transmission device 400, any number and arrangement of arbitrary numbers can be made as long as initial changes and aging of the optical characteristics and high frequency characteristics can be suppressed. it can.
  • FIGS. 7 and 8 are a plan view and a side view showing the configuration of the optical modulator 700 according to the second embodiment of the present invention, respectively.
  • the configuration of the optical modulator 100 according to the first embodiment Corresponding to FIG. 1 and FIG.
  • FIGS. 7 and 8 the same components as those of the light modulator 100 shown in FIGS. 1 and 2, respectively, use the descriptions of FIGS. 1 and 2 described above.
  • the light modulator 700 according to the second embodiment has the same configuration as the light modulator 100 according to the first embodiment, but differs in that a housing 704 is provided instead of the housing 104.
  • Housing 704 has the same configuration as housing 104 except that heights 150 h of protrusions 150 a, 150 b, 150 c, 150 d are lower than height 130 h of protrusion 130.
  • each height 150h of protrusion 150a, 150b, 150c, 150d is the same height.
  • the protrusion 130 and the circuit board 404 do not come in contact with each other, and generation of nonuniform stress or additional stress on the housing 104 Can be prevented. Therefore, it is possible to suppress an initial change and an aging change of the optical characteristics of the light modulator 100 and the high frequency characteristics in the light modulator 100.
  • the protrusion 130 can be stably provided between the circuit board 404 and the light modulator 100 without the protrusion 130 being inclined or distorted. The initial change and the aging change of the high frequency characteristics of the protrusion 130 can also be suppressed.
  • FIGS. 9, 10 and 11 are respectively a plan view, a side view and a bottom view showing the configuration of an optical modulator 900 according to a third embodiment of the present invention, wherein the light according to the first embodiment is used. It respond
  • FIGS. 9, 10 and 11 the same components as those of the light modulator 100 shown in FIGS. 1, 2 and 3 will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3 described above. It shall be incorporated.
  • the light modulator 900 according to the third embodiment has the same configuration as the light modulator 100 according to the first embodiment, but differs in that a housing 904 is provided instead of the housing 104.
  • Housing 904 has the same configuration as housing 104, except that in addition to protrusion 130 and protrusions 150a, 150b, 150c, 150d, it further comprises a first protrusion, protrusions 150e, 150f. .
  • the housing 904 is different in that the housing 904 further includes protrusions 930 a, 930 b, and 930 c, which are third protrusions.
  • the protrusions 150e and 150f are first protrusions configured to protrude from a part of the bottom surface 906 of the housing 904, similarly to the protrusions 150a, 150b, 150c, and 150d that are the first protrusions.
  • the protrusions 150e and 150f have a height from the bottom surface 906 equal to the height 150h of the protrusions 150a, 150b, 150c and 150d.
  • the screw hole 140e is formed in the protrusion 150e, and the screw hole 140f is formed in the protrusion 150f. Then, when the optical modulator 900 is mounted on the circuit board, screws are fastened to the screw holes 140 e and 140 f in the same manner as the screw holes 140 a, 140 b, 140 c and 140 d. Thereby, the housing 904 is fixed to the circuit board. Therefore, the protrusions 150e and 150f also correspond to the fixed body.
  • the protrusions 150 e and 150 f are provided closer to the center of the bottom surface 906 than any of the protrusions 150 a, 150 b, 150 c, and 150 f. As a result, the occurrence of a minute deformation of the housing 904 when fixing the light modulator 900 on the circuit board can be further suppressed. For this reason, in the optical modulator 900, it is possible to suppress initial changes in optical characteristics and / or high frequency characteristics at the time of mounting on a circuit board and changes over time thereof.
  • the protrusions 930a, 930b, and 930c are third protrusions configured to protrude from a portion of the bottom surface 906 of the casing 904 in the same manner as the first protrusions 150a, 150b, 150c, and 150f. is there.
  • the height 930 h from the bottom surface 906 of the protrusions 930 a, 930 b, 930 c is at least equal to the height 150 h of the protrusions 150 a, 150 b, 150 c, 150 f.
  • the projection areas 930a, 930b, and 930c which are the third projections increase the facing area (for example, the contact area) between the light modulator 900 and the circuit board.
  • the optical modulator 900 can be mounted on the circuit board more stably.
  • the protrusion 930 a is provided at a symmetrical position with respect to the protrusion 130 which is the second protrusion with respect to the center line 960 (line) extending in the longitudinal direction of the casing 904.
  • the protrusion 930 b is provided at a position substantially symmetrical with the protrusion 150 f which is the first protrusion with respect to the center line 960.
  • the protrusion 930 c is provided at a substantially symmetrical position with respect to the protrusion 150 e which is the first protrusion with respect to the center line 960.
  • the casing 904 has a symmetrical structure, the uneven distribution of the processing strain of the casing 904 generated at the time of processing the casing 904 is further reduced compared to the case of the casings 104 and 704. As a result, it is possible to further suppress the occurrence of micro deformation due to uneven distribution of processing distortion in the housing 904 of the light modulator 900 when the light modulator 900 is fixed on a circuit board. For this reason, in the optical modulator 900, it is possible to suppress initial changes in optical characteristics and / or high frequency characteristics at the time of mounting on a circuit board and changes over time thereof.
  • two output lights from the optical modulation element 102 are received by the housing 104, 704, It is configured to propagate in a symmetrical arrangement along and about a longitudinally parallel centerline 160, 960 of 904.
  • optical elements such as lenses for combining the two output lights and guiding them to the optical fiber 108 are often arranged symmetrically with respect to the center line 960 parallel to the longitudinal direction of the housing 904.
  • the casings 104, 704, 904 have a symmetrical structure as in the present embodiment, and shape changes that may occur in the casing are symmetrical with respect to the center lines 160, 960, these casings have an asymmetric structure. As compared with when, the aging and temperature fluctuation of the optical characteristics in the light modulators 100, 700, 900 can be suppressed more effectively.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the upper surface 132 and / or 932 may be provided with at least one screw hole, and the protrusion 130 and / or the protrusion 930 may be screwed to the circuit board.
  • the distance between the signal output conductor pattern of the drive circuit formed on the circuit board and the signal input portion (socket electrode 120 etc.) of the light modulator 900 can be maintained more stably, and the light modulation can be performed. Aging of the high frequency characteristics of the container 900 can be further favorably suppressed.
  • FIGS. 12, 13 and 14 are respectively a plan view, a side view and a bottom view showing the configuration of an optical modulator 1200 according to a fourth embodiment of the present invention, wherein the light according to the first embodiment is used. It respond
  • FIG. 12 FIG. 13, and FIG. 14, the same components as those of the light modulator 100 shown in FIG. 1, FIG. 2, and FIG. It shall be incorporated.
  • the light modulator 1200 according to the fourth embodiment has the same configuration as the light modulator 100 according to the first embodiment, but differs in that it has a housing 1204 instead of the housing 104.
  • Housing 1204 has the same configuration as housing 104 except that bottom surface 1206 is not provided with protrusion 130 as a second protrusion, and flexible printed circuit 1210 is connected to side surface 1208 instead of protrusion 130. .
  • Electrode pins 1220, 1222, 1224, and 1226 are provided on the side surface 1208 of the housing 1204 so as to protrude from the side surface 1208.
  • the electrode pins 1220, 1222, 1224, and 1226 are electrically connected to the corresponding four signal pins provided on the external circuit board via the flexible printed board 1210, so that they are configured on the external circuit board.
  • the electrical signal (high frequency signal) from the electrical circuit that has been input is input.
  • the flexible printed circuit 1210 is provided with signal lines 1230, 1232, 1234, 1236 corresponding to at least the electrode pins 1220, 1222, 1224, 1226, respectively.
  • the signal lines 1230, 1232, 1234, and 1236 of the flexible printed circuit board 1210 are connected to the corresponding electrode pins 1220, 1222, 1224, and 1226 by predetermined connection means.
  • FIG. 15 is a plan view of the optical transmission device 1500 in which the optical modulator 1200 is mounted.
  • 16 is a cross-sectional view of the light transmitting device 1500 shown in FIG.
  • FIGS. 15 and 16 the same components as those of the optical transmission apparatus 400 shown in FIGS. 4 and 6, respectively, use the descriptions of FIGS. 4 and 6 described above.
  • the optical transmission device 1500 includes a circuit board 404 fixed in a housing 1502, and the optical modulator 1200 is mounted on the circuit board 404.
  • the light modulator 1200 and the circuit board 404 are accommodated in the housing 1502, the light modulator 1200 and the circuit board 404 can not be visually recognized from the outside of the housing 1502.
  • FIG. The portions accommodated in the inside of the housing 1502 are also shown using solid lines, except for the portion hidden by the housing 1204 of the light modulator 1200 in the circuit board 404.
  • the DSP 410, the DRV 420, the LD 430, the PD 440, and other electronic components are mounted on the circuit board 404.
  • the outputs of the DRV 420 are output from electrode pins 450, 452, 454, 456 provided on the circuit board 404.
  • the flexible printed circuit 1220 bends and enters between the bottom 1206 of the housing 1204 and the circuit board 404, and the electrode pins 450 to which the signal lines 1230, 1232, 1234, 1236 of the flexible printed circuit 920 correspond. It is electrically connected to the DRV 420 by being connected to 452, 454, 456 by a predetermined connection means.
  • the protrusions 150a, 150b, 150c, and 150d A mounting space for electrical components such as the DSP 410 and the DRV 420 is secured between the bottom surface 1206 and the circuit board 404.
  • the space utilization rate in the housing 1502 of the optical transmission device 1500 is improved.
  • the present embodiment does not include the protrusion 130 which is the second protrusion on the bottom surface 1206 of the housing 1204, the uniformity disturbance of the bottom surface 1206 by the protrusion 130 can be further minimized. .
  • the light modulator 1200 when the light modulator 1200 is fixed on the circuit board 404 of the light transmission device 1500 with minimal occurrence of processing distortion of the case 1204, occurrence of minute deformation of the case 1204 is obtained. It is possible to further suppress the initial change and the aging of the optical characteristics of the light modulator 1200.
  • the total area of the first protrusion Is preferably less than 50%, more preferably 25% or less of the area of the bottom surface 106, 706, 906, 1206.
  • the optical modulator including the light modulation element having four RF electrodes using LN as a substrate is shown.
  • the present invention is not limited thereto, and the number of RFs other than four may be used.

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Abstract

光送信装置筺体内の空間利用率を向上しつつ、光変調器を光送信装置筺体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。 回路基板404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100であって、光変調素子102を収容する筺体104を備え、前記筺体は、前記回路基板に対向する底面106に、前記底面から突出する第1の突出体を複数有する。

Description

光変調器、及びそれを用いた光送信装置
 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の突出体を複数有する。
 本発明の他の態様によると、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を備え、前記筺体は、前記底面から突出する第2の突出体を有し、前記信号入力部は、前記第2の突出体の上面に設けられている。
 本発明の他の態様によると、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い。
 本発明の他の態様によると、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異なる。
 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。
 なお、この明細書には、2018年1月12日に出願された日本国特許出願・特願2018-3442号の全ての内容が含まれるものとする。
図1は、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2は、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。 図3は、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。 図4は、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5は、図4に示す光送信装置のAA断面矢視図である。 図6は、図4に示す光送信装置のBB断面矢視図である。 図7は、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。 図8は、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。 図9は、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。 図10は、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。 図11は、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。 図12は、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。 図13は、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。 図14は、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。 図15は、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16は、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、150d0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の高さ150h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より低い点が異なる。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1220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920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 (8)

  1.  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の突出体を複数有する、
     光変調器。
  2.  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を備え、
     前記筺体は、前記底面から突出する第2の突出体を有し、
     前記信号入力部は、前記第2の突出体の上面に設けられている、
     請求項1に記載の光変調器。
  3.  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い、
     請求項2に記載の光変調器。
  4.  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異なる、
     請求項2に記載の光変調器。
  5.   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乃至4のいずれか一項に記載の光変調器。
  6.  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乃至5のいずれか一項に記載の光変調器。
  7.  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6のいずれか一項に記載の光変調器に記載の光変調器。
  8.  請求項1乃至7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。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7013880B2 (ja) * 2018-01-12 2022-02-01 住友大阪セメント株式会社 光変調器、及び光送信装置
JP7135382B2 (ja) 2018-03-30 2022-09-13 住友大阪セメント株式会社 光変調器、及び光送信装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003258363A (ja) * 2001-12-28 2003-09-12 Mitsubishi Electric Corp 光送受信器、接続体、基板ユニット、光送信器、光受信器および半導体装置
JP2005128440A (ja) * 2003-10-27 2005-05-19 Fujitsu Ltd 電気回路を内蔵する光導波路モジュール及びその製造方法
US20110269319A1 (en) * 2010-04-28 2011-11-03 Foxconn Advanced Technology Inc. Printed circuit board module
JP2014178383A (ja) * 2013-03-13 2014-09-25 Hitachi Metals Ltd 通信モジュール及びそれを備えた信号伝送装置
JP2017134131A (ja) * 2016-01-25 2017-08-03 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光モジュール

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3543189B2 (ja) * 1997-12-10 2004-07-14 日本オプネクスト株式会社 半導体素子パッケージおよび半導体装置
JP4978408B2 (ja) * 2007-10-02 2012-07-18 富士ゼロックス株式会社 光モジュール
JP2011013646A (ja) * 2009-07-06 2011-01-20 Anritsu Corp 光変調器モジュールおよびその製造方法
US9871590B2 (en) * 2014-10-10 2018-01-16 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical transceiver implementing erbium doped fiber amplifier
JP6327197B2 (ja) * 2015-04-28 2018-05-23 住友大阪セメント株式会社 光変調器
CN107924880B (zh) * 2015-11-27 2020-11-24 京瓷株式会社 电子部件搭载用封装体以及电子装置
JP2017198950A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 APRESIA Systems株式会社 光通信モジュール
JP7013880B2 (ja) * 2018-01-12 2022-02-01 住友大阪セメント株式会社 光変調器、及び光送信装置
JP7135382B2 (ja) * 2018-03-30 2022-09-13 住友大阪セメント株式会社 光変調器、及び光送信装置
JP7147517B2 (ja) * 2018-11-30 2022-10-05 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光部品、及びこれを用いた光モジュール

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003258363A (ja) * 2001-12-28 2003-09-12 Mitsubishi Electric Corp 光送受信器、接続体、基板ユニット、光送信器、光受信器および半導体装置
JP2005128440A (ja) * 2003-10-27 2005-05-19 Fujitsu Ltd 電気回路を内蔵する光導波路モジュール及びその製造方法
US20110269319A1 (en) * 2010-04-28 2011-11-03 Foxconn Advanced Technology Inc. Printed circuit board module
JP2014178383A (ja) * 2013-03-13 2014-09-25 Hitachi Metals Ltd 通信モジュール及びそれを備えた信号伝送装置
JP2017134131A (ja) * 2016-01-25 2017-08-03 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光モジュール

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