WO2019167486A1 - 光変調器、及び光伝送装置 - Google Patents

光変調器、及び光伝送装置 Download PDF

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WO2019167486A1
WO2019167486A1 PCT/JP2019/002117 JP2019002117W WO2019167486A1 WO 2019167486 A1 WO2019167486 A1 WO 2019167486A1 JP 2019002117 W JP2019002117 W JP 2019002117W WO 2019167486 A1 WO2019167486 A1 WO 2019167486A1
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optical
modulator
housing
optical modulator
element substrate
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PCT/JP2019/002117
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English (en)
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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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    • G02F1/2255—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure controlled by a high-frequency electromagnetic component in an electric waveguide structure
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    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/20—LiNbO3, LiTaO3

Definitions

  • the present invention relates to an optical modulator and an optical transmission device using the optical modulator.
  • LN LiNbO3
  • LN modulator an optical modulator using a LiNbO 3 substrate
  • Such an optical modulator includes a plurality of high-frequency electrodes for modulation operation on an optical element substrate accommodated therein, and an external driving circuit (for example, a driver integrated circuit) is provided in the casing of the optical modulator.
  • an external driving circuit for example, a driver integrated circuit
  • a plurality of signal input terminals for inputting high-frequency signals from (1) to the high-frequency electrodes.
  • Patent Document 1 Such a plurality of signal input terminals are disclosed in Patent Document 1 such that signal propagation paths from the signal input terminal to the high-frequency electrode on the light modulation element have the same electrical length (that is, to reduce skew). As shown, it is generally arranged in a row at the bottom of the housing. However, with the progress of circuit technology, it is also possible to perform skew adjustment in an integrated circuit. For this reason, when the modulation signal frequency further increases as the transmission capacity further increases, it is more important to reduce the high-frequency loss by shortening the electrical length of the signal propagation path itself rather than reducing the skew. In this regard, the above-described conventional technology still has room for improvement from the viewpoint of improving high-frequency characteristics and further improving the stability.
  • One aspect of the present invention includes an optical element substrate including an optical waveguide, and a plurality of electrodes that control light waves propagating through the optical waveguide, and a housing that fixes and accommodates the optical element substrate.
  • the outer surface of the housing includes a plurality of signal input terminals electrically connected to the plurality of electrodes, respectively, and is viewed in a plan view from a direction perpendicular to the outer surface of the housing.
  • the plurality of signal input terminals are divided and arranged on opposite sides of the optical element substrate.
  • the case has a plurality of protrusions on the one surface, and a fixing part for attaching the case to an external structure is provided on at least one of the protrusions. Prepare.
  • the signal input terminal constitutes two terminal groups facing each other across the optical element substrate, and the plurality of signal input terminals are provided for each of the two terminal groups. They are arranged on two different protrusions.
  • the plurality of signal input terminals are disposed on the one protruding portion.
  • the fixed portion is disposed on the protruding portion on which the signal input terminal is disposed.
  • the plurality of protrusions are arranged at substantially symmetrical positions with respect to the center line in the length direction and / or the width direction of the casing on the one surface of the casing.
  • the plurality of signal input terminals are disposed substantially symmetrically with respect to the center line in the length direction and / or the width direction of the casing on the one surface of the casing.
  • Another aspect of the present invention is an optical transmission device including any one of the optical modulators described above and the circuit board that outputs an electrical signal for causing the optical modulator to perform the modulation operation.
  • FIG. 1 is a plan view of an optical modulator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of an optical modulator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a bottom view of the optical modulator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of an optical transmission device on which the optical modulator shown in FIG. 1 is mounted.
  • 5 is a cross-sectional view of the optical transmission device shown in FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical transmission apparatus shown in FIG.
  • FIG. 7 is a bottom view showing the configuration of the first modification of the optical modulator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a bottom view showing the configuration of the second modification of the optical modulator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a bottom view showing the configuration of the third modification of the optical modulator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a bottom view showing the configuration of the fourth modification of the optical modulator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a bottom view showing the configuration of the fifth modification of the optical modulator according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration of an optical modulator 100 according to an 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 optical modulator 100 is mounted on an external circuit board (for example, a circuit board 404 shown in FIG. 4 to be described later) on which an electric circuit for causing the optical modulator 100 to perform modulation is mounted. Used in electrical connection with the circuit.
  • the optical modulator 100 is output from the optical element substrate 102, the modulator housing 104 that accommodates the optical element substrate 102, the optical fiber 108 for making light incident on the optical element substrate 102, and the optical element substrate 102. And an optical fiber 110 that guides the light to the outside of the modulator housing 104.
  • the optical element substrate 102 includes, for example, four Mach-Zehnder type optical waveguides provided on an LN substrate, and four RF electrodes (high-frequency electrodes) that are provided on the Mach-Zehnder type optical waveguide and modulate light waves propagating in the optical waveguide. ) 150-152, 154, and 156 DP-QPSK optical modulators. Two lights output from the optical element substrate 102 are combined by polarization by, for example, a lens optical system (not shown), and guided to the outside of the modulator housing 104 via the optical fiber 110.
  • the modulator housing 104 includes a case 114a and a cover 114b to which the optical element substrate 102 is fixed.
  • a part of the cover 114b is shown on the left side in FIG. 1, but the cover 114b is actually a box-shaped case.
  • 114a is arranged so as to cover the whole, and the inside of the modulator housing 104 is hermetically sealed.
  • the case 114a is provided with four lead pins 120, 122, 124, and 126 which are signal input terminals for inputting a high frequency signal. These lead pins 120, 122, 124, 126 extend from the bottom surface (the surface shown in FIG. 3) of the modulator housing 104 to the outside. Here, the bottom surface of the modulator housing 104 corresponds to one surface outside the modulator housing 104.
  • the case 114a is made of a conductive material (for example, a material coated with a metal such as stainless steel or a metal thin film such as gold).
  • the optical modulator 100 is mounted on an external structure such as a circuit board. At this time, the case 114a and the external structure come into contact with each other, thereby being connected to the ground (ground) line.
  • the four lead pins 120, 122, 124, and 126 that are signal input terminals are planarly viewed from a direction perpendicular to one surface outside the modulator housing 104 (that is, the bottom surface of the modulator housing 104).
  • the optical element substrates 102 are disposed on opposite sides. That is, the four lead pins 120, 122, 124, and 126 are divided into two terminal groups each composed of the lead pins 120, 122, and 124, 126, and the lead pins 120 and 122 that constitute one terminal group are optical elements.
  • the lead pins 124 and 126 constituting the other terminal group are arranged on the upper side of the optical element substrate 102 in the figure, and the RF electrodes 154 and 156 of the optical element substrate 102 through the conductor patterns 144 and 146 on the relay substrate 132.
  • the lead pins 120 and 122 and the conductor patterns 140 and 142 and the lead pins 124 and 126 and the conductor patterns 144 and 146 are electrically connected by, for example, solder (not shown).
  • the conductor patterns 140 and 142 and the RF electrodes 150 and 152 and the conductor patterns 144 and 146 and the RF electrodes 154 and 156 are electrically connected by, for example, gold (Au) wires. Yes.
  • Each of the RF electrodes 150, 152, 154, and 156 is designed such that the characteristic impedance has a predetermined value in the operating frequency range, and the other ends of the RF electrodes 150, 152, 154, and 156 are each of the above characteristics. It is terminated by a terminator 160 having the same impedance as the impedance.
  • Projections 300, 302, 304, and 306 having the same height from the bottom surface are provided at the four corners of the bottom surface of the modulator housing 104, that is, the bottom surface of the case 114a (the surface shown in FIG. 3).
  • the tops of the protrusions 300, 302, 304, and 306 are flat, and screw holes 310, 312, 314, and 316 for fixing the modulator housing 104 to the external structure are provided in the tops. Is provided. Note that the screw holes are not necessarily provided in all of the protrusions 300, 302, 304, and 306, and may be provided in at least one protrusion.
  • the protrusions 300, 302, 304, and 306 are formed on the bottom surface of the modulator housing 104 from the viewpoint of reducing distortion during processing of the modulator housing 104, as shown in FIG. It is desirable that they are arranged at substantially symmetrical positions with respect to the center line in the length direction and / or the width direction of the body.
  • FIG. 4 is a plan view of the optical transmission device 400 on which the optical modulator 100 is mounted.
  • 5 and 6 are respectively an AA sectional view and a BB sectional view of the optical transmission apparatus shown in FIG.
  • the optical transmission device 400 includes a circuit board 404 fixed in the device housing 402.
  • the optical modulator 100 is fixed and mounted by fastening screws 410, 412, 414, and 416 in screw holes 310, 312, 314, and 316 of the modulator housing 104.
  • an electronic component mounting space corresponding to the height of the protrusions 300, 302, 304, and 306 provided in the modulator housing 104 is ensured between the bottom surface of the modulator housing 104 and the circuit board 404.
  • the optical modulator 100 and the circuit board 404 are accommodated in the apparatus housing 402, the optical modulator 100 and the circuit board 404 cannot be viewed from the outside of the apparatus housing 402, but in FIG.
  • the portion accommodated in the apparatus housing 402 is also shown using a solid line except for the portion hidden by the modulator housing 104 of the optical modulator 100.
  • a DSP (Digital Signal Processor) 420 and a DRV (Drive Circuit, Driver) 422 are mounted in the secured electronic component mounting space.
  • an LD (Laser Diode) 424, a PD (Photo Diode) 426, and other electronic components (not shown) are mounted on other portions on the circuit board 404.
  • the DSP 420 is an arithmetic processing unit for executing digital signal processing.
  • the DRV 422 is an electric circuit for driving the optical modulator 100.
  • the LD 424 makes laser light incident on the optical modulator 100 via the optical fiber 108.
  • the PD 426 is installed for receiving a digital coherent optical signal.
  • the optical transmission device 400 includes an optical modulator 100 and a circuit board 404 that outputs an electrical signal for causing the optical modulator 100 to perform a modulation operation.
  • the electrical components mounted on the circuit board 404 are merely examples, and electrical components other than those described above may be mounted.
  • the output of the DRV 422 is transmitted through conductor patterns 430, 432, 434, and 436 provided on the circuit board 404, and input to the lead pins 120, 122, 124, and 126, respectively.
  • relay connectors 440, 442, 444, 446 are provided at portions from the circuit board 404 to the modulator housing 104, for example, so that impedance mismatch does not occur. It may be.
  • the length of the lead pins 120, 122, 124, 126 may be shorter than the height of the protrusions 300, 302, 304, 306.
  • the conductor patterns 430, 432, 434, 436 and the lead pins 120, 122, 124, 126 can be connected via, for example, a relay adapter having a predetermined characteristic impedance.
  • the lead pins 120, 122, 124, and 126 that are a plurality of signal input terminals are arranged on one surface (that is, on the outside of the modulator housing 104 (that is, When viewed in a plan view from a direction perpendicular to the bottom surface of the modulator housing 104, a plurality of RFs provided on the optical element substrate 102 are provided while being divided and disposed on opposite sides of the optical element substrate 102.
  • Each of the electrodes 150, 152, 154, and 156 is electrically connected.
  • the optical modulator 100 compared to the conventional optical modulator in which a plurality of signal input terminals are arranged in a line, lead pins 120, 122, which are signal input terminals from the RF electrodes 150, 152, 154, 156, The electrical length up to 124 and 126 can be shortened. As a result, it is possible to reduce the propagation loss of the electric signal, and to improve the high frequency characteristics such as widening the modulator and reducing the driving power.
  • lead pins 120, 122, 124, and 126 that are divided and arranged on opposite sides of the optical element substrate 102 are arranged on the bottom surface of the modulator housing 104, for example, on the modulator housing.
  • the center line 350 in the width direction 104 (a line extending in the length direction passing through the center in the width direction) can be disposed at substantially symmetrical positions. For this reason, even if processing distortion occurs in the modulator housing 104 when processing for providing the lead pins 120 and the like in the modulator housing 104, asymmetric deformation of the modulator housing 104 due to temperature fluctuations is caused. It is possible to prevent the uneven distribution of processing strain that is induced. As a result, it is possible to prevent the loss of the lens coupling system inside the modulator housing 104 from increasing due to asymmetric deformation in the modulator housing 104.
  • the lead pins 120, 122, 124, 126 are divided and arranged on opposite sides of the optical element substrate 102, the distance between both ends of the lead pin row arranged on each side is set to four. Compared to a conventional optical modulator in which all the signal input terminals are arranged in a line, it can be shortened. For this reason, generation
  • a space larger than the width of the optical element substrate 102 is secured between the lead pins 120 and 122 and the lead pins 124 and 126 which are divided and arranged on the opposite sides with the optical element substrate 102 interposed therebetween. Therefore, using this space, for example, as shown in FIG. 4, conductor patterns 430, 432, 434, and 436 that are propagation paths of the high-frequency signal output from the DRV 422 can be formed. As a result, the electrical length of the high-frequency propagation path between the DRV 422 and the lead pins 120, 122, 124, 126 can be shortened to reduce the propagation loss of the electric signal, and the modulator can be widened and the driving power can be reduced. For example, good light modulation characteristics can be obtained.
  • the protrusions 300, 302, 304, and 306 are provided on a part of the modulator housing 104, so that electrons are interposed between the bottom surface of the modulator housing 104 and the circuit board 404.
  • the component mounting space can be secured.
  • the optical modulator 100 is not provided with a notch as in the prior art, and the protruding parts 300, 302, 304, and 306 provided on a part of the bottom surface of the modulator housing 104 provide electronic components. Mounting space is secured. For this reason, in the optical modulator 100, most of the region of the bottom surface of the modulator housing 104 can be configured as a uniform plane.
  • the protrusions 300, 302, 304, and 306 can be provided only in the area required to provide the screw holes 310, 312, 314, and 316, the occurrence of processing strain and the uneven distribution thereof are suppressed. Can do.
  • the total area of the protrusions 300, 302, 304, and 306 is the modulator housing 104. It is preferably less than 50%, more preferably 25% or less, with respect to the area of the bottom surface.
  • the optical modulator 100 As a result, in the optical modulator 100, the generation of the processing distortion of the modulator housing 104 is minimized, and the optical modulator 100 is fixed on the circuit board 404 of the optical transmission device 400.
  • the occurrence of minute deformation can be suppressed, and the initial change of the optical characteristics of the optical modulator 100 and the secular change of the optical characteristics due to the secular change of the deformation stress can be suppressed.
  • the four lead pins 120, 122, 124, 126 are divided and arranged on the opposite sides of the optical element substrate 102.
  • the number of lead pins and the number of divided lead pins are divided.
  • the embodiment is not limited to this.
  • four lead pins may be divided into three and one and arranged on opposite sides of the optical element substrate 102, respectively.
  • six lead pins are divided into three pieces, or divided into four pieces and two pieces, or five pieces and one piece. It is also possible to divide it into books and arrange them on opposite sides across the optical element substrate 102.
  • the plurality of lead pins as signal input terminals are as shown in FIG. More preferably, the modulator housing 104 is disposed at a substantially symmetric position with respect to the center line 350 in the width direction of the modulator housing 104 and / or is substantially symmetric with respect to the center line in the length direction. It is more desirable to be arranged in
  • 7, 8, 9, and 10 are diagrams showing the configuration of the bottom surface of the modulator housing that can be used in place of the modulator housing 104 having the layout shown in FIG.
  • the positions of the lead pins on the bottom surface of the modulator housing are, for example, the shape of the RF electrodes 150, 152, 154, and 156 on the optical element substrate 102, the shapes of the relay substrates 130 and 132, and the relay substrates 130 and 132. It can change by changing the shape of the conductor patterns 140, 142 and 144, 146 to be formed.
  • 7, 8, 9, and 10 the same constituent elements as those shown in FIGS. 1, 2, and 3 are used with the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2, and 3. The description of FIGS. 1, 2, and 3 described above is incorporated.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the bottom surface of the optical modulator 100-1 according to the first modification of the optical modulator 100, and is a diagram corresponding to the bottom view of the optical modulator 100 illustrated in FIG.
  • the optical modulator 100-1 has the same configuration as that of the optical modulator 100, except that four lead pins 720, 722, 724, 726 are provided on the bottom surface of the modulator housing 104-1, and three lead pins 720, 722 and 724 and one lead pin 726, which are different from each other in that they are arranged on opposite sides of the optical element substrate 102.
  • These lead pins 720, 722, 724, and 726 are connected to the RF electrodes 150, 152, 154, and 156 on the optical element substrate 102 via relay boards having the same configuration as the relay boards 130 and 132, for example. .
  • the optical modulator 100-1 is a plurality of signal input terminals electrically connected to the plurality of RF electrodes 150, 152, 154, and 156 provided on the optical element substrate 102, respectively.
  • Lead pins 720, 722, 724, and 726 are divided and arranged on opposite sides of the optical element substrate 102. Therefore, in the optical modulator 100-1, compared to the conventional optical modulator in which a plurality of signal input terminals are arranged in a line, the lead pins 720, 722, 724, and 726 are connected to the RF electrodes 150, 152, 154, and 156.
  • the lead pins 720, 722, 724, and 726 are divided and arranged on opposite sides across the optical element substrate 102, the distance between both end portions of the lead pin row arranged on each side is four. Compared to a conventional optical modulator in which all the signal input terminals are arranged in a line, it can be shortened. For this reason, generation
  • a space larger than the width of the optical element substrate 102 is secured between the lead pins 720, 722, and 724 and the lead pins 726 that are divided and arranged on opposite sides across the optical element substrate 102. Therefore, using this space, a conductor pattern that is a propagation path of a high-frequency signal output from a drive circuit such as DRV 422 can be formed on the circuit board. As a result, the electrical length of the high-frequency propagation path between the drive circuit and the lead pins 720, 722, 724, and 726 can be shortened to reduce the propagation loss of the electric signal, and the modulator can be widened and the drive power can be reduced. Good light modulation characteristics such as reduction can be obtained.
  • protrusions 300, 302, 304, and 306 are provided on a part of the bottom surface of the modulator housing 104-1. That is, since the notch is not provided in the modulator housing 104-1 as in the prior art, the generation of processing distortion and the uneven distribution in the modulator housing 104-1 are prevented as in the optical modulator 100. It is possible to suppress the initial change of the optical characteristics of the optical modulator 100-1 and the secular change of the optical characteristics due to the secular change of the deformation stress by suppressing to the minimum.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the bottom surface of the optical modulator 100-2 according to the second modification of the optical modulator 100, and corresponds to the bottom view of the optical modulator 100 illustrated in FIG.
  • the optical modulator 100-2 has the same configuration as that of the optical modulator 100, but two protrusions 800 and 802 are further formed on the bottom surface of the modulator housing 104-2, and one of the protrusions is formed.
  • the lead pins 120 and 122 are arranged on the flat top of the 800, and the lead pins 124 and 126 are arranged on the flat top of the other protrusion 802.
  • the lead pins 120, 122, 124, and 126 which are signal input terminals divided and arranged on opposite sides across the optical element substrate 102, have two terminal groups opposite to each other across the optical element substrate 102. It is configured and arranged on tops of two projecting portions 800 and 802 that are different for each terminal group.
  • the protrusions 800 and 802 have a height measured from the bottom surface of the modulator housing 104-2 and the protrusions 300, 302, 304, and 306 provided with screw holes 310, 312, 314, and 316, respectively. They are the same or lower.
  • the protruding portions 800 and 802 are disposed at substantially symmetrical positions with respect to the center line 850 in the width direction of the modulator housing 104-2, for example.
  • the optical modulator 100-2 Since the optical modulator 100-2 has the same configuration as that of the optical modulator 100, the optical modulator 100 has the above-described advantages such as improvement of the high-frequency characteristics, stability of optical characteristics and high-frequency characteristics, and improvement of secular change.
  • the lead pins 120 and the like are fixed to the circuit board by soldering, for example, and the relay connector 440 and the like are not interposed, so that it is possible to reduce high-frequency propagation loss and high-frequency signal reflection, and higher frequency.
  • An optical transmission device with good characteristics can be realized. There is also a merit in terms of cost.
  • the optical modulator 100-2 is arranged such that the lead pins 120 and the like are arranged on the tops of the projecting portions 800 and 802, so that the portion of the modulator housing 104-2 provided with the lead pins 120 and the like is spaced from the circuit board. Therefore, the reproducibility of the high frequency connection is improved, and it is difficult to be affected by the deformation of the modulator housing 104-2, the deformation of the circuit board, and the like. For this reason, the fluctuation
  • the plurality of lead pins 120 and the like are divided and provided on opposite sides across the optical element substrate 102, so that the plurality of lead pins are all arranged in one row.
  • stress is particularly likely to occur in a configuration in which the modulator housing and the circuit board are close to each other via the lead pins as in the optical modulator 100-2.
  • the stress suppressing effect described above by providing the element substrate 102 on the opposite sides with the element substrate 102 interposed therebetween is extremely important.
  • the protrusions 800 and 802 provided with the lead pins 120 and the like are not necessarily in contact with the circuit board and may have a gap of about 50 ⁇ m to 1 mm.
  • Such a gap portion may be a simple space or may be filled with solder. Further, a thin relay member may be used in the gap portion.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of the bottom surface of the optical modulator 100-3 according to the third modification of the optical modulator 100, and corresponds to the bottom view of the optical modulator 100 illustrated in FIG. Similar to the optical modulator 100, the optical modulator 100-3 includes four lead pins 910, 912, 914, and 916 that are divided and arranged on opposite sides of the optical element substrate 102. Here, the lead pins 910, 912, 914, 916 are electrically connected to the RF electrodes 150, 152, 154, 156 on the optical element substrate 102 via a relay substrate similar to the relay substrate 130, for example. Yes.
  • the optical modulator 100-3 as in the optical modulator 100, four protrusions 900, 902, 904, and 906 are provided on the bottom surface of the modulator housing 104-3, for example, in the modulator housing 104-3. It is provided at a position substantially symmetrical with respect to the center line 950 in the width direction and the center line 952 in the length direction, and screw holes 920, 922, and 924 are provided in the four protrusions 900, 902, 904, and 906, respectively. And 926, 930 and 932, and 934 and 936 are provided.
  • the lead pins 910 and 912 are provided in the protruding portion 900 provided with the screw holes 920 and 922, and the lead pins 914 and 916 are the screw holes 924, 926 is provided in the protruding portion 902 provided.
  • the number of processing remaining parts on the bottom surface of the housing is reduced as compared with the optical modulator 100-2 which is the second modified example. While reducing, it is possible to improve the strength and accuracy of fixing the lead pins 910 and the like that propagate high-frequency signals between the modulator housing 104-3 and the circuit board to the circuit board. In addition, since the distance between the modulator housing 104-3 and the circuit board can be reduced at the connection portion such as the lead pin 910, the circuit such as the lead pin 910 due to the difference in linear expansion between the modulator housing 14-3 and the circuit board. It is possible to prevent the reliability of fixing to the substrate and the stability of the high frequency characteristics from being lowered.
  • the protruding portions 904 and 906 having substantially the same shape as the protruding portions 900 and 902 provided with the lead pins 910 and the like are provided in the longitudinal direction of the modulator housing 104-3. Therefore, the fixed stability is further improved as compared with the optical modulator 100-2 as the second modified example.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of the bottom surface of the optical modulator 100-4 according to the fourth modification of the optical modulator 100, and corresponds to the bottom view of the optical modulator 100 illustrated in FIG.
  • the optical modulator 100-4 has the same configuration as the optical modulator 100, but does not have the four corner protrusions 300, 302, 304, and 306 on the bottom surface of the modulator housing 104-4.
  • the bottom surface of the modulator housing 104-4 has one protruding portion 1000 at the position of the lead pins 120, 122, 124, 126, and a substantially symmetrical position across the center portion of the modulator housing 104-4. Has another protrusion 1002.
  • Both of the protrusions 1000 and 1002 have, for example, a substantially symmetrical shape with respect to the center line 1050 in the width direction of the modulator housing 104-4.
  • the protrusions 1000 and 1002 are, for example, the modulator housing 104- 4 are arranged at substantially symmetrical positions with respect to the center line 1052 in the length direction.
  • the tops of the protrusions 1000 and 1002 have the same height as measured from the bottom surface of the modulator housing 104-4.
  • screw holes 1010, 1012, 1014, and 1016 are provided at four corners of the flat top portion of the protruding portion 1000, and lead pins 120, 122, 124, and 126 are disposed.
  • screw holes 1020, 1022, 1024, and 1026 are provided at the four corners of the flat top portion of the protruding portion 1002.
  • the light modulator 100-4 has the same effect as the light modulator 100.
  • the optical modulator 100-4 has fewer processed parts than the optical modulator 100-3 of the third modification, and the lead pins 120, 122, 124, 126 is provided. Therefore, in the optical modulator 100-4, the stability and uniformity of the connection state between the lead pins 120, 122, 124, and 126 and the circuit board are improved as compared with the optical modulator 100-3. As a result, it is possible to realize an optical transmission device with less variation in high-frequency characteristics between the high-frequency transmission channels formed by the lead pins 120, 122, 124, and 126, respectively.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of the bottom surface of the optical modulator 100-5 according to the fifth modification of the optical modulator 100, and corresponds to the bottom view of the optical modulator 100 illustrated in FIG.
  • the optical modulator 100-5 has the same configuration as the optical modulator 100, but the position of the optical element substrate 102 inside the modulator casing 104-5 is sandwiched between the bottom surface of the modulator casing 104-5.
  • the lead pins 1120 and 1122 and the lead pins 1124 and 1126 that are divided and arranged on opposite sides are arranged at positions shifted from each other along the length direction of the optical element substrate 102 or the modulator housing 104-5. Yes.
  • the lead pins 1120, 1122, 1124, 1126 are connected to the RF electrodes 150, 152, 154, 156 of the optical element substrate 102, similarly to the lead pins 120, 122, 124, 126.
  • the lead pins 1120, 1122, 1124, and 1126 are divided and arranged on opposite sides across the optical element substrate 102. Therefore, in the optical modulator 100-5, The same effect as that of the optical modulator 100 can be obtained. That is, in the optical modulator 100-5, from the RF electrodes 150, 152, 154, and 156 to the lead pins 1120, 1122, 1124, and 1126, compared to a conventional optical modulator in which a plurality of signal input terminals are arranged in a line. Thus, it is possible to reduce the propagation loss of the electric signal by shortening the electrical length of the signal, and to improve the high-frequency characteristics such as widening the modulator or reducing the driving power.
  • the distance between both ends of the lead pin array arranged on each side across the optical element substrate 102 is made shorter than that of a conventional optical modulator in which all four signal input terminals are arranged in a line.
  • the generation of stress on the lead pins 1120, 1122, 1124, and 1126 or the increase thereof is suppressed.
  • protrusions 300, 302, 304, and 306 are provided on a part of the bottom surface of the modulator housing 104-5. Are not provided, so that the occurrence of processing distortion and uneven distribution in the modulator housing 104-5 are minimized, and the initial change and deformation of the optical characteristics of the optical modulator 100-5 are suppressed. It is possible to suppress the secular change of optical characteristics due to the secular change of stress.
  • each of the modulator housings 104, 104-1, 104-2, 104-3, 104-4, and 104-5 has a plurality of protrusions 300 and the like on the bottom surface thereof.
  • the optical modulator 100 includes the optical element substrate 102 including the optical waveguide and the plurality of RF electrodes 150 that control the light waves propagating through the optical waveguide, and the like. And a modulator housing 104 for housing the housing.
  • the modulator housing 104 includes a plurality of signal input terminals such as lead pins 120 electrically connected to a plurality of RF electrodes 150 and the like, and the plurality of lead pins 120 and the like sandwich the optical element substrate 102 therebetween. It is divided and arranged on opposite sides.
  • the high frequency characteristics can be improved and the stability thereof can be improved.
  • an optical modulator including an optical element substrate having four RF electrodes using LN as a substrate is shown.
  • the present invention is not limited to this, and a number of RFs other than four is provided.
  • the present invention can be similarly applied to an optical modulator having an electrode and / or an optical modulator using a material other than LN as a substrate.
  • modulator housing 108, 110 ... optical fiber, 114a ... case, 114b ... cover, 120, 122, 124, 126, 720, 722, 724, 726, 910, 912, 914, 916, 1120, 1122, 1124, 1126 ...
  • Lead pins 130, 132 ... Relay board, 140, 142, 144, 146, 430, 432, 434, 436 ... Conductor pattern, 150, 152, 154, 156 ...
  • RF electrodes high frequency electrodes
  • 160 Terminators, 300, 302, 304, 306, 800, 802, 900, 902, 904, 906, 1000, 1002 Projection, 310, 312, 314, 316, 920, 922, 924, 926, 930, 932, 934, 936, 1010, 1012, 1014, 1016, 1020, 1022, 1024, 1026 ... screw hole, 350, 850, 950, 952, 1050, 1052 ... center line, 400 ... optical transmission device, 402 ... device housing, 404 ... circuit board, 410, 412, 414, 416 ... screw, 420 ... DSP, 422 ... drive circuit (DRV), 424... LD, 426... PD, 440, 442, 444, 446.

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Abstract

光変調器において、高周波特性を向上し及びにその安定性を向上すること。　光導波路と、前記光導波路を伝搬する光波を制御する複数の電極と、を備えた光素子基板（１０２）と、前記光素子基板を収容する筐体（１０４）と、を備え、前記筐体は、前記複数の電極とそれぞれ電気的に接続された複数の信号入力端子（１２０等）を筐体底面に備え、前記光素子基板に設けられた前記複数の電極にそれぞれ電気的に接続された前記複数の信号入力端子は、当該光素子基板を挟んで相対向する側に分割して配されている。

Description

光変調器、及び光伝送装置
　本発明は、光変調器、及び光変調器を用いた光伝送装置に関する。
　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、その内部に収容された光素子基板上に変調動作のための複数の高周波電極を備え、当該光変調器の筐体には、外部の駆動回路（例えばドライバ集積回路）からの高周波信号を上記高周波電極にそれぞれ入力するための複数の信号入力端子が設けられている。
　このような複数の信号入力端子は、信号入力端子から光変調素子上の高周波電極に至るそれぞれの信号伝搬経路が互いに同じ電気長となるよう（すなわち、スキューを低減するよう）、特許文献１に示される如く、筐体底部に一列に並べて設けられるのが一般的である。しかしながら、回路技術の進展に伴って集積回路内においてスキュー調整を行うことも可能となってきている。このため伝送容量の更なる増大に伴い変調信号周波数が更に増大する場合、スキューの低減よりも、むしろ信号伝搬経路の電気長そのものを短縮して高周波損失を低減することがより重要となる。この点に関し、上記従来の技術は、高周波特性の向上の観点、更にはその安定性の向上の観点から、未だ改善の余地がある。
特開２０１７－１３４１３１号公報
　上記背景より、光変調器において、高周波特性を向上し及びにその安定性を向上することが望まれている。
　本発明の一の態様は、光導波路と、前記光導波路を伝搬する光波を制御する複数の電極と、を備えた光素子基板と、前記光素子基板を固定し収容する筐体と、を備え、前記筐体の外部の一の面には、前記複数の電極とそれぞれ電気的に接続された複数の信号入力端子を備え、前記筐体の外部の一の面に垂直な方向から平面視した場合、前記複数の信号入力端子は、当該光素子基板を挟んで相対向するそれぞれの側に分割して配されている。
　本発明の他の態様によると、前記筐体は、前記一の面に複数の突出部を有し、少なくとも一つの前記突出部に、前記筐体を外部の構造物に取り付けるための固定部を備える。
　本発明の他の態様によると、前記信号入力端子は、前記光素子基板を挟んで相対向する２つの端子群を構成し、前記複数の信号入力端子は、前記２つの前記端子群毎に、それぞれ異なる２つの前記突出部に配されている。
　本発明の他の態様によると、前記複数の信号入力端子は、一の前記突出部に配されている。
　本発明の他の態様によると、前記信号入力端子が配された前記突出部に、前記固定部が配されている。
　本発明の他の態様によると、前記複数の突出部は、前記筐体の前記一の面において前記筐体の長さ方向及び又は幅方向の中心線に関して略対称な位置に配されている。
　本発明の他の態様によると、前記複数の信号入力端子は、前記筐体の前記一の面において前記筐体の長さ方向及び又は幅方向の中心線に関して略対称な位置に配されている。
　本発明の他の態様は、上記いずれかの光変調器と、前記光変調器に前記変調動作を行わせるための電気信号を出力する前記回路基板と、を備える光伝送装置である。
　なお、この明細書には、２０１８年２月２８日に出願された日本国特許出願・特願２０１８－０３４７６８号の全ての内容が含まれるものとする。
図１は、本発明の一実施形態に係る光変調器の平面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る光変調器の側面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る光変調器の底面図である。 図４は、図１に示す光変調器が実装された光伝送装置の平面図である。 図５は、図４に示す光伝送装置のＡＡ断面矢視図である。 図６は、図４に示す光伝送装置のＢＢ断面矢視図である。 図７は、本発明の実施形態に係る光変調器の第１の変形例の構成を示す底面図である。 図８は、本発明の実施形態に係る光変調器の第２の変形例の構成を示す底面図である。 図９は、本発明の実施形態に係る光変調器の第３の変形例の構成を示す底面図である。 図１０は、本発明の実施形態に係る光変調器の第４の変形例の構成を示す底面図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る光変調器の第５の変形例の構成を示す底面図である。
　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。
　図１は、本発明の一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、光素子基板１０２と、光素子基板１０２を収容する変調器筐体１０４と、光素子基板１０２に光を入射するための光ファイバ１０８と、光素子基板１０２から出力される光を変調器筐体１０４の外部へ導く光ファイバ１１０と、を備える。
　光素子基板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ＲＦ電極（高周波電極）１５０、１５２、１５４、１５６と、を備えたＤＰ―ＱＰＳＫ光変調器である。光素子基板１０２から出力される２つの光は、例えばレンズ光学系（不図示）により偏波合成され、光ファイバ１１０を介して変調器筐体１０４の外部へ導かれる。
　変調器筐体１０４は、光素子基板１０２が固定されるケース１１４ａとカバー１１４ｂとで構成されている。なお、変調器筐体１０４内部における構成の理解を容易するため、図１においては、カバー１１４ｂの一部のみを図示左方に示しているが、実際には、カバー１１４ｂは、箱状のケース１１４ａの全体を覆うように配されて変調器筐体１０４の内部を気密封止する。
　ケース１１４ａには、高周波信号入力用の信号入力端子である４つのリードピン１２０、１２２、１２４、１２６が設けられている。これらのリードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、変調器筐体１０４の底面（図３に示す面）から外部に延在する。ここで、変調器筐体１０４の底面は、変調器筐体１０４外部の一の面に対応する。
　また、ケース１１４ａは、導電性素材（例えばステンレス等の金属や、金等の金属薄膜がコートされた素材）で構成されており、例えば光変調器１００を回路基板等の外部構造物に実装する際に、ケース１１４ａと外部構造物とが接触することにより、グランド（接地）ラインに接続される。
　本実施形態では、信号入力端子である４つのリードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、変調器筐体１０４外部の一の面（すなわち、変調器筐体１０４の底面）に垂直な方向から平面視した場合、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に配される。すなわち、４つのリードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、リードピン１２０、１２２及び１２４、１２６でそれぞれ構成される２つの端子群に分割され、一方の端子群を構成するリードピン１２０、１２２は、光素子基板１０２の図示下辺側に配され、中継基板１３０上の導体パターン１４０、１４２を介してＲＦ電極１５０、１５２の一端と、それぞれ電気的に接続されている。また、他方の端子群を構成するリードピン１２４、１２６は、光素子基板１０２の図示上辺側に配され、中継基板１３２上の導体パターン１４４、１４６を介して光素子基板１０２のＲＦ電極１５４、１５６の一端と、それぞれ電気的に接続されている。なお、リードピン１２０、１２２と導体パターン１４０、１４２との間、及びリードピン１２４、１２６と導体パターン１４４、１４６との間は、それぞれ、例えばハンダ（不図示）により電気的に接続されている。また、導体パターン１４０、１４２とＲＦ電極１５０、１５２との間、及び導体パターン１４４、１４６とＲＦ電極１５４、１５６との間は、それぞれ、例えば金（Ａｕ）のワイヤにより電気的に接続されている。
　ＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６は、それぞれ、動作周波数範囲において特性インピーダンスが所定の値となるように設計されており、ＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６の他端は、それぞれ、上記特性インピーダンスと同じ値のインピーダンスを持つ終端器１６０により終端されている。
　変調器筐体１０４の底面、すなわちケース１１４ａの底面（図３に示す面）の四隅には、当該底面から互いに同じ高さを有する突出部３００、３０２、３０４、３０６が設けられている。当該突出部３００、３０２、３０４、３０６のそれぞれの頂上部は平坦であり、当該頂上部のそれぞれに、変調器筐体１０４を外部構造物に固定するためのネジ穴３１０、３１２、３１４、３１６が設けられている。なお、ネジ穴は、必ずしも突出部３００、３０２、３０４、３０６の全てに設けられている必要はなく、少なくとも一つの突出部に設けられているものとしてもよい。また、突出部３００、３０２、３０４、３０６は、変調器筐体１０４の加工時の歪発生を低減する観点からは、図３に示すように、変調器筐体１０４の底面において当該変調器筐体の長さ方向及び又は幅方向の中心線に関して略対称な位置に配されていることが望ましい。
　図４は、光変調器１００が実装された光伝送装置４００の平面図である。また、図５及び図６は、それぞれ、図４に示す光伝送装置のＡＡ断面矢視図及びＢＢ断面矢視図である。
　光伝送装置４００は、装置筐体４０２内に固定された回路基板４０４を備える。回路基板４０４上には、変調器筐体１０４のネジ穴３１０、３１２、３１４、３１６にネジ４１０、４１２、４１４、４１６が締結されることにより光変調器１００が固定され実装されている。これにより、変調器筐体１０４に設けられた突出部３００、３０２、３０４、３０６の高さに応じた電子部品実装空間が、変調器筐体１０４の底面と回路基板４０４との間に確保される。
　なお、光変調器１００及び回路基板４０４は装置筐体４０２内に収容されているため、装置筐体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、装置筐体４０２の内部に収容されている部分についても、光変調器１００の変調器筐体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、上記確保された電子部品実装空間に、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）４２０及びＤＲＶ（駆動回路、Ｄｒｉｖｅｒ）４２２が実装される。また、回路基板４０４上の他の部分には、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）４２４、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ）４２６、その他電子部品（不図示）が搭載されている。ＤＳＰ４２０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。ＤＲＶ４２２は、光変調器１００を駆動するための電気回路である。ＬＤ４２４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。ＰＤ４２６は、デジタルコヒーレント光信号受信用に設置される。
　すなわち、光伝送装置４００は、光変調器１００と、当該光変調器１００に変調動作を行わせるための電気信号を出力する回路基板４０４と、を備えている。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、上記以外の電気部品が搭載されてもよい。尚、それぞれの部品の大きさや厚さ等の形状は、様々な種類があるため、図では必ずしもそれぞれを正確に表してはいない。
　ＤＲＶ４２２の出力は、回路基板４０４上に設けられた導体パターン４３０、４３２、４３４、４３６を伝わり、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６にそれぞれ入力される。リードピン１２０、１２２、１２４、１２６のうち、回路基板４０４から変調器筐体１０４に至るまでの部分には、インピーダンス不整合が生じないように、例えば中継コネクタ４４０、４４２、４４４、４４６が設けられていてもよい。また、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６の長さは、突出部３００、３０２、３０４、３０６の高さ寸法より短くてもよく、この場合には、回路基板４０４上の導体パターン４３０、４３２、４３４、４３６とリードピン１２０、１２２、１２４、１２６とは、例えば所定の特性インピーダンスを有する中継用アダプタ等を介して接続されるものとすることができる。
　上記の構成を有する光変調器１００は、特に、図１に示すように、複数の信号入力端子であるリードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、変調器筐体１０４外部の一の面（すなわち、変調器筐体１０４の底面）に垂直な方向から平面視した場合、光素子基板１０２を挟んで相対向するそれぞれの側に分割して配されるとともに光素子基板１０２に設けられた複数のＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６のそれぞれに電気的に接続される。このため、光変調器１００では、複数の信号入力端子が一列に並べて配される従来の光変調器に比べて、ＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６から信号入力端子であるリードピン１２０、１２２、１２４、１２６までの電気長を短縮できる。これにより電気信号の伝搬損失を低減させることが可能となり、変調器の広帯域化や駆動電力の低減など、高周波特性を向上させることができる。
　また、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配されるリードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、図３に示すように、変調器筐体１０４の底面において例えば変調器筐体１０４の幅方向の中心線３５０（幅方向の中央を通る長さ方向に延びる線）を挟んで略対称な位置に配することができる。このため、変調器筐体１０４にリードピン１２０等を設けるための加工を行う際に当該変調器筐体１０４に加工歪が発生する場合でも、温度変動に伴う変調器筐体１０４の非対称な変形を誘発するような加工歪の偏在を防止することができる。その結果、変調器筐体１０４に非対称な変形が生じて、変調器筐体１０４内部のレンズ結合系の損失が増加してしまうことを防止することができる。
　また、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６は、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配すため、それぞれの側に配されたリードピン列の両端部間の距離を、４本全ての信号入力端子が一列に並べて配される従来の光変調器に比べて短くすることができる。このため、変調器筐体１０４と回路基板４０４との間での線膨張係数差に起因するリードピン１２０、１２２、１２４、１２６に対する応力の発生又はその増加が抑制される。その結果、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６と回路基板４０４上の導体パターン４３０、４３２、４３４、４３６との間の安定な電気的接続を確保して、高周波特性の温度変化や経年変化を抑制することができる。
　さらに、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配されたリードピン１２０、１２２とリードピン１２４、１２６の間には、光素子基板１０２の幅以上の空間が確保される。したがって、この空間を利用して、例えば図４に示すように、ＤＲＶ４２２から出力される高周波信号の伝搬経路である導体パターン４３０、４３２、４３４、４３６を形成することができる。その結果、ＤＲＶ４２２とリードピン１２０、１２２、１２４、１２６との間の高周波伝搬経路の電気長を短縮して電気信号の伝搬損失を低減させることが可能となり、変調器を広帯域化したり駆動電力を低減させるなど、良好な光変調特性を得ることができる。
　また、光変調器１００では、変調器筐体１０４の一部に突出部３００、３０２、３０４、３０６が設けられていることにより、変調器筐体１０４の底面と回路基板４０４との間に電子部品実装空間を確保できる。
　従来、変調器筐体の底面と回路基板との間に電子部品実装空間を確保する手法として、変調器筐体に切り欠きを設け、当該切り欠きにより電子部品の実装空間を確保することが知られている（特開２０１７－１３４１３１号公報）。しかしながら、筐体に切り欠きを設けた場合には、当該切り欠きに起因して筐体に加工歪（例えば、筐体底面の平坦性を低下させるような加工変形部）が偏在して発生する。このため、当該筐体を光伝送装置内の回路基板にネジ固定すると、当該筐体に固定応力が発生して、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）してしまう等の問題が発生し得る。また、同様の理由から、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。
　これに対し、光変調器１００では、従来技術のような切り欠きが設けられておらず、変調器筐体１０４の底面の一部に設けられた突出部３００、３０２、３０４、３０６により電子部品実装空間が確保される。このため、光変調器１００では、変調器筐体１０４の底面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、突出部３００、３０２、３０４、３０６は、ネジ穴３１０、３１２、３１４、３１６を設けるのに必要な面積領域に限定して設けることができるので、加工歪の発生やその偏在を抑制し得る。なお、変調器筐体１０４の加工歪を低減し且つＤＳＰ４２０やＤＲＶ４２２等の電気部品の実装スペースが確保する観点によれば、突出部３００、３０２、３０４、３０６の総面積は変調器筐体１０４の底面の面積に対して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。
　その結果、光変調器１００では、変調器筐体１０４の加工歪の発生を最小限として、光変調器１００を光伝送装置４００の回路基板４０４上に固定した場合における、変調器筐体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。
　なお、本実施形態では、４本のリードピン１２０、１２２、１２４、１２６を、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に２本ずつ分割して配するものとしたが、リードピンの本数及び分割の態様は、これには限定されない。例えば、４本のリードピンを３本と１本とに分割して、光素子基板１０２を挟んで相対向する側にそれぞれ配するものとしても良い。また、光素子基板１０２上に形成されるＲＦ電極の数に応じて、例えば６本のリードピンを３本ずつに分割して、又は４本と２本とに分割して、若しくは５本と１本とに分割して、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に配するものとしても良い。ただし、変調器筐体１０４における加工歪抑制の観点、及びリードピンと外部回路基板との接続部分における応力発生の抑制の観点からは、信号入力端子である複数のリードピンは、図３に示すように変調器筐体１０４の底面において当該変調器筐体１０４の幅方向の中心線３５０に関して略対称な位置に配置に配されることがより望ましく、及び又は長さ方向の中心線に関して略対称な位置に配されることがより望ましい。
　次に、変調器筐体の底面の形状及びリードピンの配置の変形例について説明する。図７、図８、図９、及び図１０は、図３に示したレイアウトを持つ変調器筐体１０４に代えて用いることのできる変調器筐体の底面の構成を示す図である。なお、変調器筐体の底面におけるリードピンの位置は、例えば光素子基板１０２上におけるＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６の形状、中継基板１３０、１３２の形状、及び当該中継基板１３０、１３２上に形成する導体パターン１４０、１４２及び１４４、１４６の形状を変更することにより、変更することができる。また、図７、図８、図９、及び図１０において図１、図２、図３に示す構成要素と同じ構成要素については、図１、図２、図３における符号と同じ符号と用いて示すものとし、上述した図１、図２、図３についての説明を援用する。
　＜第１変形例＞
　図７は、光変調器１００の第１の変形例に係る光変調器１００－１の底面の構成を示す図であり、図３に示す光変調器１００の底面図に相当する図である。光変調器１００－１は、光変調器１００と同様の構成を有するが、変調器筐体１０４－１の底面に、４本のリードピン７２０、７２２、７２４、７２６が、３本のリードピン７２０、７２２、７２４と１本のリードピン７２６とに分割されて、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に配されている点が異なる。これらのリードピン７２０、７２２、７２４、７２６は、例えば中継基板１３０、１３２と同様の構成を有する中継基板を介して光素子基板１０２上のＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６にそれぞれ接続されている。
　光変調器１００－１は、光変調器１００と同様に、光素子基板１０２に設けられた複数のＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６とそれぞれ電気的に接続された複数の信号入力端子であるリードピン７２０、７２２、７２４、７２６が、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配されている。このため、光変調器１００－１では、複数の信号入力端子が一列に並べて配される従来の光変調器に比べて、ＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６からリードピン７２０、７２２、７２４、７２６までの電気長を短縮して電気信号の伝搬損失を低減させることが可能となり、変調器を広帯域化したり駆動電力を低減させるなど、高周波特性を向上することができる。
　また、リードピン７２０、７２２、７２４、７２６を、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配するため、それぞれの側に配されたリードピン列の両端部間の距離を、４本全ての信号入力端子が一列に並べて配される従来の光変調器に比べて短くすることができる。このため、変調器筐体１０４と回路基板４０４との間での線膨張係数差に起因するリードピン７２０、７２２、７２４、７２６に対する応力の発生又はその増加が抑制される。その結果、リードピン７２０、７２２、７２４、７２６と回路基板上の導体パターンとの間の安定な電気的接続を確保して、高周波特性の温度変化や経年変化を抑制することができる。
　さらに、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配されたリードピン７２０、７２２、７２４とリードピン７２６の間には、光素子基板１０２の幅以上の空間が確保される。したがって、この空間を利用して、回路基板上に、ＤＲＶ４２２等の駆動回路から出力される高周波信号の伝搬経路である導体パターンを形成することができる。その結果、駆動回路とリードピン７２０、７２２、７２４、７２６との間の高周波伝搬経路の電気長を短縮して電気信号の伝搬損失を低減させることが可能となり、変調器を広帯域化したり駆動電力を低減させるなど、良好な光変調特性を得ることができる。
　また、光変調器１００－１では、光変調器１００と同様に、変調器筐体１０４－１の底面の一部に突出部３００、３０２、３０４、３０６が設けられている。即ち、変調器筐体１０４－１には、従来技術のような切り欠きが設けられていないので、光変調器１００と同様に、変調器筐体１０４－１における加工歪の発生やその偏在を最小限に抑制して、光変調器１００－１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。
　＜第２変形例＞
　図８は、光変調器１００の第２の変形例に係る光変調器１００－２の底面の構成を示す図であり、図３に示す光変調器１００の底面図に相当する図である。光変調器１００－２は、光変調器１００と同様の構成を有するが、変調器筐体１０４－２の底面には、更に２つの突出部８００、８０２が形成されており、一方の突出部８００の平坦な頂上部にリードピン１２０、１２２が配され、他方の突出部８０２の平坦な頂上部にリードピン１２４、１２６が配されている点が異なる。
　すなわち、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配された信号入力端子であるリードピン１２０、１２２及び１２４、１２６は、光素子基板１０２を挟んで相対向する２つの端子群を構成し、前記端子群毎に相異なる２つの突出部８００、８０２の頂上部に配されている。ここで、突出部８００、８０２は、変調器筐体１０４－２の底面かから測った高さが、ネジ穴３１０、３１２、３１４、３１６が設けられた突出部３００、３０２、３０４、３０６と同じか、それよりも低く形成されている。また、突出部８００、８０２は、例えば、変調器筐体１０４－２の幅方向の中心線８５０に関して略対称な位置に配されている。
　光変調器１００－２は、光変調器１００と同様の構成を有することから、光変調器１００が有する上述した高周波特性の向上、光学特性及び高周波特性の安定性及び経年変化の向上等の利点を有する。また、光変調器１００－２は、リードピン１２０等が回路基板に対し例えばハンダ固定され、また、中継コネクタ４４０等を介在させないため、高周波伝搬損失や高周波信号反射を低減させる事ができ、より高周波特性の良い光伝送装置を実現することが出来る。また、コストの点でもメリットが有る。
　さらに、光変調器１００－２は、リードピン１２０等を突出部８００、８０２の頂上部に配することで、リードピン１２０等が設けられた変調器筐体１０４－２の部分と回路基板との間隔を大幅に近づけることができるので、高周波接続の再現性が向上し、また変調器筐体１０４－２の変形や回路基板の変形等の影響を受け難い。このため、経時的な高周波特性の変動を抑制することができる。
　また、光変調器１００と同様に、複数のリードピン１２０等を光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して設けているので、複数のリードピンを全て１列に並べて配置する従来の構成に比べ、変調器筐体１０４－２と回路基板の線膨張差に起因する高周波接続部（半田固定部）での応力発生を回避することができる。このような応力は、光変調器１００－２のようにリードピンを介して変調器筐体と回路基板とが近接して相対向する構成において特に発生しやすいことから、複数のリードピン１２０等を光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して設けることによる上記の応力抑制効果は、極めて重要となる。
　なお、リードピン１２０等が設けられた突出部８００、８０２は、必ずしも回路基板に接触させる必要は無く、５０μｍ～１ｍｍ程度の間隙があってもよい。このような間隙部分は、単なる空間であっても良いし、ハンダが充填されるものとしてもよい。また、上記間隙部分に、薄く形成した中継部材を用いても良い。
　＜第３変形例＞
　図９は、光変調器１００の第３の変形例に係る光変調器１００－３の底面の構成を示す図であり、図３に示す光変調器１００の底面図に相当する図である。光変調器１００－３は、光変調器１００と同様に、４本のリードピン９１０、９１２、９１４、９１６が、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配置されている。ここで、リードピン９１０、９１２、９１４、９１６は、例えば中継基板１３０等と同様の中継基板を介して、光素子基板１０２上のＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６にそれぞれ電気的に接続されている。また、光変調器１００－３では、光変調器１００と同様に、変調器筐体１０４－３の底面に４つの突出部９００、９０２、９０４、９０６が、例えば変調器筐体１０４－３の幅方向の中心線９５０及び長さ方向の中心線９５２に対して略対称な位置に設けられており、４つの突出部９００、９０２、９０４、９０６のそれぞれには、ネジ穴９２０及び９２２、９２４及び９２６、９３０及び９３２、並びに９３４及び９３６が設けられている。
　ただし、光変調器１００－３では、光変調器１００とは異なり、リードピン９１０、９１２は、ネジ穴９２０、９２２が設けられた突出部９００に設けられ、リードピン９１４、９１６は、ネジ穴９２４、９２６が設けられた突出部９０２に設けられている。
　光変調器１００－３では、光変調器１００が奏する効果と同様の効果を奏することに加えて、第２変形例である光変調器１００－２に比べ、筐体底面の加工残部の数を少なくしつつ、変調器筐体１０４－３と回路基板との間で高周波信号を伝搬させるリードピン９１０等の回路基板への固定の強度及び精度を向上することができる。また、リードピン９１０等の接続部分において変調器筐体１０４－３と回路基板との距離を縮めることができるので、変調器筐体１４－３と回路基板との線膨張差によるリードピン９１０等の回路基板への固定の信頼性や高周波特性の安定性の低下を防止することが出来る。
　また、光変調器１００－３では、リードピン９１０等を設けた突出部９００、９０２と略同様の形状のネジ固定用の突出部９０４、９０６とが、変調器筐体１０４－３の長さ方向の中心線９５２に関して略対称に配置されているので、第２変形例である光変調器１００－２に比べで固定安定性が更に向上する。
　＜第４変形例＞
　図１０は、光変調器１００の第４の変形例に係る光変調器１００－４の底面の構成を示す図であり、図３に示す光変調器１００の底面図に相当する図である。光変調器１００－４は、光変調器１００と同様の構成を有するが、変調器筐体１０４－４の底面には、四隅の突出部３００、３０２、３０４、３０６を有さない。また、変調器筐体１０４－４の底面は、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６の位置に一の突出部１０００を有すると共に、変調器筐体１０４－４の中央部を挟んで略対称な位置に他の突出部１００２を有する。これらの突出部１０００、１００２は、共に、例えば変調器筐体１０４－４の幅方向の中心線１０５０に関して略対称な形状を有し、突出部１０００と１００２とは、例えば変調器筐体１０４－４の長さ方向の中心線１０５２に関して略対称な位置に配されている。
　突出部１０００及び１００２の頂上部は、変調器筐体１０４－４の底面から測った高さが同じとなっている。また、突出部１０００の平坦な頂上部には、その四隅にネジ穴１０１０、１０１２、１０１４、１０１６が設けられていると共に、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６が配されている。さらに、突出部１００２の平坦な頂上部には、その四隅にネジ穴１０２０、１０２２、１０２４、１０２６が設けられている。
　光変調器１００－４では、光変調器１００が奏する効果と同様の効果を奏する。特に、光変調器１００－４では、第３の変形例である光変調器１００－３に比べて加工部分が少なく、且つ同底面、すなわち突出部１０００の頂上面にリードピン１２０、１２２、１２４、１２６を設けている。このため、光変調器１００－４では、光変調器１００－３に比べて、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６と回路基板との接続状態の安定性及び均一性が向上する。その結果、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６がそれぞれ構成する高周波伝送チャネル間での高周波特性のバラツキのより少ない光伝送装置を実現することができる。
　＜第５変形例＞
　図１１は、光変調器１００の第５の変形例に係る光変調器１００－５の底面の構成を示す図であり、図３に示す光変調器１００の底面図に相当する図である。光変調器１００－５は、光変調器１００と同様の構成を有するが、変調器筐体１０４－５の底面には、当該変調器筐体１０４－５内部の光素子基板１０２の位置を挟んで相対向する側に分割して配されたリードピン１１２０、１１２２及びリードピン１１２４、１１２６が、光素子基板１０２又は変調器筐体１０４－５の長さ方向に沿って互いにずれた位置に配されている。ここで、リードピン１１２０、１１２２、１１２４、１１２６は、リードピン１２０、１２２、１２４、１２６と同様に、光素子基板１０２のＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６にそれぞれ接続されている。
　上記のような配置であっても、リードピン１１２０、１１２２、１１２４、１１２６は、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配されているので、光変調器１００－５においては、光変調器１００と同様の効果を奏することができる。すなわち、光変調器１００－５では、複数の信号入力端子が一列に並べて配される従来の光変調器に比べて、ＲＦ電極１５０、１５２、１５４、１５６からリードピン１１２０、１１２２、１１２４、１１２６までの電気長を短縮して電気信号の伝搬損失を低減させることが可能となり、変調器を広帯域化したり駆動電力を低減させるなど、高周波特性を向上することができる。
　また、光素子基板１０２を挟んでそれぞれの側に配されたリードピン列の両端部間の距離を、４本全ての信号入力端子が一列に並べて配される従来の光変調器に比べて短くすることができ、リードピン１１２０、１１２２、１１２４、１１２６に対する応力の発生又はその増加が抑制される。その結果、リードピン１１２０、１１２２、１１２４、１１２６と回路基板上の導体パターンとの間の安定な電気的接続を確保して、高周波特性の温度変化や経年変化を抑制することができる。
　また、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配されたリードピン１１２０、１１２２とリードピン１１２４、１１２６との間には、光素子基板１０２の幅以上の空間が確保されるので、この空間を利用して、回路基板上に高周波信号の伝搬経路等の導体パターンを形成することができる。その結果、駆動回路とリードピン１１２０、１１２２、１１２４、１１２６との間の高周波伝搬経路の電気長を短縮して電気信号の伝搬損失を低減させることが可能となり、変調器を広帯域化したり駆動電力を低減させるなど、良好な光変調特性を得ることができる。
　また、光変調器１００－５においても、光変調器１００と同様に、変調器筐体１０４－５の底面の一部に突出部３００、３０２、３０４、３０６が設けられているおり、従来技術のような切り欠きが設けられていないので、変調器筐体１０４－５における加工歪の発生やその偏在を最小限に抑制して、光変調器１００－５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。
　なお、上述した実施形態においては、変調器筐体１０４、１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５は、それぞれ、その底面に突出部３００等を複数有するものとしたが、これには限られない。変調器筐体１０４等の底面と外部回路基板との間に電子部品の実装空間を確保できる限りにおいて、突出部は少なくとも一つあればよい。
　以上、説明したように、上述した実施形態に係る光変調器１００は、光導波路と当該光導波路を伝搬する光波を制御する複数のＲＦ電極１５０等と、を備えた光素子基板１０２と、これを収容する変調器筐体１０４と、を備える。そして、変調器筐体１０４は、複数のＲＦ電極１５０等とそれぞれ電気的に接続された複数の信号入力端子であるリードピン１２０等を備え、複数のリードピン１２０等は、光素子基板１０２を挟んで相対向する側に分割して配されている。
　これにより、光変調器１００では、高周波特性を向上し及びにその安定性を向上することができる。
　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電極を持つ光素子基板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、１００－１、１００－２、１００－３、１００－４、１００－５…光変調器、１０２…光素子基板、１０４、１０４－１、１０４－２、１０４－３、１０４－４、１０４－５…変調器筐体、１０８、１１０…光ファイバ、１１４ａ…ケース、１１４ｂ…カバー、１２０、１２２、１２４、１２６、７２０、７２２、７２４、７２６、９１０、９１２、９１４、９１６、１１２０、１１２２、１１２４、１１２６…リードピン、１３０、１３２…中継基板、１４０、１４２、１４４、１４６、４３０、４３２、４３４、４３６…導体パターン、１５０、１５２、１５４、１５６…ＲＦ電極（高周波電極）、１６０…終端器、３００、３０２、３０４、３０６、８００、８０２、９００、９０２、９０４、９０６、１０００、１００２…突出部、３１０、３１２、３１４、３１６、９２０、９２２、９２４、９２６、９３０、９３２、９３４、９３６、１０１０、１０１２、１０１４、１０１６、１０２０、１０２２、１０２４、１０２６…ネジ穴、３５０、８５０、９５０、９５２、１０５０、１０５２…中心線、４００…光伝送装置、４０２…装置筐体、４０４…回路基板、４１０、４１２、４１４、４１６…ネジ、４２０…ＤＳＰ、４２２…駆動回路（ＤＲＶ）、４２４…ＬＤ、４２６…ＰＤ、４４０、４４２、４４４、４４６…中継コネクタ。

Claims (8)

  1. 　光導波路と、前記光導波路を伝搬する光波を制御する複数の電極と、を備えた光素子基板と、
    　前記光素子基板を固定し収容する筐体と、を備え、
    　前記筐体の外部の一の面には、前記複数の電極とそれぞれ電気的に接続された複数の信号入力端子を備え、
    　前記筐体の外部の一の面に垂直な方向から平面視した場合、前記複数の信号入力端子は、当該光素子基板を挟んで相対向するそれぞれの側に分割して配されている、
    　光変調器。
  2. 　前記筐体は、前記一の面に複数の突出部を有し、
    　少なくとも一つの前記突出部に、前記筐体を外部の構造物に取り付けるための固定部を備える、
    　請求項１に記載の光変調器。
  3. 　前記信号入力端子は、前記光素子基板を挟んで相対向する２つの端子群を構成し、
    　前記複数の信号入力端子は、前記２つの前記端子群毎に、それぞれ異なる２つの前記突出部に配されている、
    　請求項２に記載の光変調器。
  4. 　前記複数の信号入力端子は、一の前記突出部に配されている、
    　請求項２に記載の光変調器。
  5. 　前記信号入力端子が配された前記突出部に、前記固定部が配されている、
    　請求項３に記載の光変調器。
  6. 　前記複数の突出部は、前記筐体の前記一の面において前記筐体の長さ方向及び又は幅方向の中心線に関して略対称な位置に配されている、
    　請求項２ないし５のいずれか一項に記載の光変調器。
  7. 　前記複数の信号入力端子は、前記筐体の前記一の面において前記筐体の長さ方向及び又は幅方向の中心線に関して略対称な位置に配されている、
    　請求項２ないし６のいずれか一項に記載の光変調器。
  8. 　請求項１ないし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回路基板と、
    　を備える、
    　光伝送装置。
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