WO2022145342A1 - 光変調器とそれを用いた光送信装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an optical modulator and an optical transmission device using the same, and in particular, is applied to a modulation substrate having an optical waveguide and a modulation electrode for modulating a light wave propagating in the optical waveguide, and a modulation electrode.
  • the present invention relates to an optical modulator provided with a wiring board provided with wiring for relaying a modulation signal.
  • an optical modulator using a modulation substrate having an optical waveguide and a modulation electrode that modulates a light wave propagating in the optical waveguide is widely used.
  • optical modulators are required to have a wider band or smaller size, and a plurality of different high-frequency signals are simultaneously applied to one optical modulator.
  • Patent Document 1 proposes a structure in which a wiring board is arranged so as to overlap the modulation board.
  • the problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an optical modulator capable of suppressing crosstalk of a modulated signal even when a wiring board is arranged so as to overlap the modulation board. be.
  • Another object of the present invention is to provide an optical transmission device using these light modulators.
  • the light modulator and the optical transmitter of the present invention have the following technical features.
  • a modulation substrate having an optical waveguide and a modulation electrode for modulating a light wave propagating in the optical waveguide, and a wiring board provided with a wiring for relaying a modulation signal applied to the modulation electrode.
  • the wiring board is arranged so as to overlap the modulation board so as to cover the action part where the modulation is performed by the modulation electrode, and the wiring board has at least a part of the position facing the action part. It is characterized in that a radio wave absorbing member is arranged therein.
  • the radio wave absorbing member is characterized in that it is connected to either the grounded wiring of the wiring board or the grounded electrode of the modulation electrode.
  • a plurality of Mach-Zehnder-type optical waveguides are arranged in parallel in the working portion, and a modulation electrode is provided corresponding to each Mach-Zehnder-type optical waveguide. It is characterized by being arranged.
  • the modulation electrode includes a signal electrode and a ground electrode arranged so as to sandwich the signal electrode, and the signal electrode and the radio wave absorbing member.
  • the distance to the signal electrode is larger than the distance between the signal electrode and the ground electrode.
  • the modulation electrode is composed of a signal electrode and a ground electrode, and is located between a specific Mach Zender type optical waveguide and an adjacent Mach Zender type optical waveguide.
  • the ground electrode and the radio wave absorbing member are arranged so as to face each other.
  • the radio wave absorbing member is arranged inside the grounding electrode, and the side surfaces of both are arranged.
  • the distance S is characterized in that the following equation is satisfied by using the width W of the signal electrode adjacent to the ground electrode and the distance G between the signal electrode and the ground electrode. S ⁇ 2G + W ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Expression
  • the radio wave absorbing member extends along the signal electrode to the outside of the acting portion.
  • a terminating device electrically connected to the modulation electrode is arranged on the wiring board. ..
  • a driver circuit element that generates a modulation signal applied to the modulation electrode is arranged adjacent to the modulation substrate, and the driver circuit is provided.
  • the output terminal of the element is characterized in that it is connected to the wiring of the wiring board.
  • An optical transmitter comprising the optical modulator according to any one of (1) to (9) above and a signal generator for generating a modulation signal to be input to the driver circuit element. ..
  • a modulation board having an optical waveguide and a modulation electrode for modulating a light wave propagating in the optical waveguide, and a wiring board provided with a wiring for relaying a modulation signal applied to the modulation electrode are provided.
  • the wiring board is arranged so as to overlap the modulation board so as to cover the action part where the modulation is performed by the modulation electrode, and the wiring board has a radio wave at a position facing the action part. Since the absorbing member is arranged, it is possible to provide an optical modulator capable of effectively suppressing crosstalk of the modulated signal even when the wiring substrate is arranged so as to overlap the modulation substrate.
  • the present invention comprises a modulation substrate 1 having an optical waveguide and a modulation electrode 10 for modulating a light wave propagating in the optical waveguide, and a modulation signal applied to the modulation electrode 10.
  • the wiring board is arranged so as to cover an action portion where modulation is performed by the modulation electrode, and is arranged so as to be superimposed on the modulation board.
  • the substrate is characterized in that the radio wave absorbing member SH is arranged at least a part of the position facing the acting portion.
  • FIG. 1 is a plan view showing an example of an optical modulator.
  • the mainstream is to introduce the input light to one end face of the optical modulator and derive the output light from the other end face, but in recent years, as shown in FIG. 1, one side of the optical modulator (FIG.
  • the input collimator 6 for introducing the input light L1 and the output collimator 60 for deriving the output light L2 are both arranged on the right side of the above) to facilitate the connection related to the optical signal.
  • An optical waveguide is formed on the modulation substrate 1, an input light L1 is incident on the modulation substrate 1, and a light wave related to the output light L2 is output.
  • an input terminal 4 for inputting the modulation signal Sin is provided on the side opposite to the input / output unit of the light wave.
  • the input terminal 4 is composed of flexible wiring, a connector terminal, or the like.
  • the modulated signal Sin is generated by a digital signal processor (DSP) or the like arranged outside the housing.
  • DSP digital signal processor
  • the modulation signal Sin input from the input terminal 4 is input to the driver circuit element 3 via the circuit board 40.
  • the driver circuit element 3 has signal amplifiers connected in multiple stages and outputs an amplified modulated signal.
  • the modulation signal output by the driver circuit element 3 is applied to the modulation electrode of the modulation board 1 via the wiring board 2.
  • the driver circuit element 3 may be housed in the housing 5 like the modulation board 1, but can also be arranged outside the housing 5. Further, reference numeral 50 indicates a lid member for airtightly sealing the housing 5.
  • a ferroelectric substrate having an electro-optical effect such as lithium niobate (LN), lithium tantalate (LT), or PLZT (lead lanthanum tantalate zirconate), or a reinforced substrate made of these materials is used. Those with a phase growth film formed are available. Further, a substrate using various materials such as a semiconductor material such as InP or an organic material can also be used.
  • a rib-type optical waveguide having a convex portion corresponding to the optical waveguide is used on the substrate, such as etching the surface of a substrate other than the optical waveguide or forming grooves on both sides of the optical waveguide. It is possible. It is also possible to form an optical waveguide by forming a high refractive index portion on the surface of the substrate by a thermal diffusion method, a proton exchange method, or the like for Ti or the like. It is also possible to form a composite optical waveguide by diffusing a high-refractive index material in the rib-type optical waveguide portion.
  • the thickness of the modulation substrate on which the optical waveguide is formed may be composed of a thin plate of 10 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or less, in order to achieve speed matching between the microwave and the light wave of the modulation signal.
  • the height of the rib-type optical waveguide is set to 2 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less. It is also possible to form a vapor phase growth film on the reinforcing substrate and process the film into the shape of an optical waveguide.
  • the modulation board composed of thin plates is bonded and fixed to the reinforcing board via direct bonding or an adhesive layer such as resin in order to increase the mechanical strength.
  • an adhesive layer such as resin
  • a material having a lower refractive index than the optical waveguide or a substrate on which the optical waveguide is formed and having a thermal expansion coefficient close to that of the optical waveguide or the like, for example, quartz or the like is preferably used.
  • the same material as the thin plate such as the LN substrate as the reinforcing substrate.
  • a modulation electrode or a bias electrode is formed along the optical wave guide.
  • the electrode can be formed by laminating Au on a base metal such as Au or Ti by a plating method.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the dotted frame portion of FIG. 1 (b), and the wiring 22 (25) for propagating the modulation signal is formed on the wiring board 2.
  • the wiring board 2 an insulating substrate using a ceramic of alumina or aluminum nitride is used, and electrical wiring is formed on the upper surface or the lower surface of the wiring board 2 of FIG. Further, a terminating device T for a modulation signal is also formed on the wiring board 2.
  • Vias 23 and 24 are provided on the wiring board 2, and wiring is connected to the opposite surface of the board.
  • the connection between the wiring board (connection wiring portion (pad portion) formed on the back surface of the wiring board) and the modulation electrode 10 of the modulation board 1 is performed by flip-chip bond. Specifically, there is a method of forming a pad portion of a wiring substrate with an Au electrode pad and connecting it to an Au electrode of a modulation electrode by crimping by applying heat / vibration, or a bump connection using a conductive adhesive B.
  • the modulation signal is introduced from the wiring 22 through the via 23 and the bump B to the modulation electrode 10. After that, it reaches the wiring 25 through the bump and the via 24, and reaches the terminating device T composed of the terminating resistor and the like. Since the terminating member T serves as a heat source, it may be kept as far away from the substrate 1 as possible.
  • the feature of the optical modulator of the present invention is that the radio wave absorbing member SH is arranged at a position facing the modulation substrate 1 (the working portion of the modulation electrode 10) of the wiring board 2.
  • the radio wave absorbing member may be made of a ferrite sintered material using iron, carbon, nickel, Kovar or the like.
  • the radio wave absorbing member may be connected to either the ground wiring of the wiring formed on the wiring board 2 or the ground electrode (a part of the modulation electrode) of the modulation electrode 1 and set to the ground potential.
  • FIGS. 3 to 9 show an example of using two nested optical waveguides for the optical waveguide.
  • FIG. 3 shows a wiring board 2, and an optical waveguide formed on another modulation board is shown by a dotted line WG.
  • Reference numeral 3 is a driver circuit element, and the modulation signal is transmitted from the output terminal 30 formed on the upper surface to the pad portion 21 of the wiring of the wiring board 2 via the wire bonding WB. The modulated signal is guided from the pad portion 21 to the back surface of the wiring board 2 via the wiring 22 and the via 23.
  • FIG. 4 is a plan view of the modulation substrate 1.
  • An optical waveguide WG, a modulation electrode 10, and a bias electrode 11 are formed on the modulation substrate 1.
  • the description of the ground electrode and the like formed so as to sandwich the modulation electrode is omitted.
  • the modulation signal that has passed through the modulation electrode 10 propagates to the wiring 240 of the wiring board 2 via the bump connection B2, and further reaches the terminating device T via the via 24 and the wiring 25.
  • the terminating device T has a circuit configuration in which a terminating resistor and the like are combined, and the modulated signal is converted into heat energy and becomes a heat source.
  • the wiring board 2 is hermetically sealed in the metal housing 5 together with the modulation board 1, so that the terminator T is moved away from the action portion of the modulation board 1, particularly the modulation electrode 10. It may be arranged.
  • a bias electrode 11 is formed on the modulation substrate 1 in order to control the bias voltage of optical modulation.
  • the voltage supply to the bias electrode 11 is also the wiring 27, via 28, and wiring of the wiring board 2 of FIGS. 3 and 5. It is also possible to carry out via 280 and the bump connection B3.
  • a plurality of Mach-Zehnder-type optical waveguides are arranged in parallel in the acting portion where the modulation electrode 10 applies an electric field to the optical waveguide.
  • a modulation electrode is arranged corresponding to each Mach-Zehnder type optical waveguide. Different modulation signals are applied to each modulation electrode 10, and crosstalk also occurs with each other.
  • the radio wave absorbing member SH is arranged on the wiring board 2 corresponding to the acting portion of the modulation electrode 10. The radio wave absorbing member SH suppresses a part of the modulation signal leaking from the wiring board 2 side from being mixed in the modulation electrode 10.
  • the radio wave absorbing member SH is formed on the surface of the wiring board 2, a recess may be formed in the wiring board 2 and may be formed so as to be embedded in the recess, if necessary.
  • FIGS. 6 (a) to 6 (c) A part of each cross-sectional view taken along the dotted lines A1 to A3 in FIG. 5 is shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c).
  • the reference numerals WG1 and WG2 drawn in FIGS. 6 (b) and 6 (c) indicate a branch waveguide of one Mach-Zehnder type optical waveguide of the optical waveguide WG.
  • the modulation electrode includes a signal electrode 10 and a ground electrode GND arranged so as to sandwich the signal electrode 10, and the distance H between the signal electrode 10 and the radio wave absorbing member SH is the signal. It is set to be larger than the distance G between the electrode 10 and the ground electrode GND. This is to prevent the presence of the radio wave absorbing member from obstructing the electric field formed between the signal electrode and the ground electrode.
  • FIG. 6 an embodiment in which the radio wave absorbing member SH is arranged above the signal electrode is shown.
  • a part of the electric field formed by the signal electrode and the ground electrode is absorbed by the radio wave absorbing member and branches.
  • the electric fields applied to the waveguides WG1 and WG2 may be weakened.
  • FIGS. 7 to 9 describe an embodiment in which the radio wave absorbing member is arranged so as to face the ground electrode arranged between the signal electrodes 10.
  • FIG. 7 is a diagram in which the arrangement pattern of the radio wave absorbing member SH arranged on the wiring board 2 is superimposed on the modulation board 1 of FIG.
  • the radio wave absorbing member SH is arranged between the adjacent Mach-Zehnder type optical waveguides or between the signal electrodes.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the dotted line A3 of FIG.
  • a ground electrode GND is arranged between adjacent Mach Zender type optical waveguides (between signal electrodes), and a radio wave absorbing member SH is arranged on the wiring board 2 so as to face the ground electrode.
  • the radio wave absorbing member SH and the ground electrode GND effectively suppress crosstalk of the modulated signal applied to the acting portion of the adjacent Mach-Zehnder type optical waveguide.
  • the radio wave absorbing member SH is not arranged on the upper side of the signal electrode, absorption of the electric field formed by the signal electrode is also suppressed.
  • FIG. 9 is a further enlarged view of a part of FIG.
  • a bump B that electrically connects the ground electrode GND and the ground wiring provided on the wiring board 2 is also shown.
  • the height H of the bump B is about 50 ⁇ m.
  • the radio wave absorbing member SH in FIG. 9 When the ground electrode GND and the radio wave absorbing member SH in FIG. 9 are viewed in a plan view from above the drawing, the radio wave absorbing member SH is arranged inside the ground electrode GND. Further, the distance S between the two sides is set so as not to affect the electric field formed by the signal electrode 10 (SIG1 or SIG2) as much as possible. Specifically, the width W of the signal electrode adjacent to the ground electrode and the distance G between the signal electrode and the ground electrode are set so as to satisfy the following equation. S ⁇ 2G + W ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Expression
  • the length in the direction in which the modulated signal of the radio wave absorbing member SH propagates is extended to the outside of the acting portion of the signal electrode 10, thereby extending the wiring substrate. It is possible to effectively block the cross talk signal radiated from the bump connection B1 which is the connection portion between the wiring 230 formed on the back surface of No. 2 and the modulation electrode 10 of the modulation substrate 1.
  • the region of the action portion (horizontal width in the drawing) in FIG. 7 substantially coincides with the length of the signal electrode 10.
  • the length of the radio wave shielding member SH is longer than the length of the signal electrode 10.
  • FIG. 10 is a modification of FIG. 5, and wiring 22 and the like are provided on the back surface of the wiring board 2. Then, a driver circuit element 3 which is arranged adjacent to the modulation board 1 and generates a modulation signal applied to the modulation electrode 10 is arranged, and the wiring board 2 is arranged at an output terminal formed on the upper surface of the driver circuit element. The wiring 22 is connected. As a result, the wire bonding WB of FIG. 5 is also omitted, and wiring can be simplified.
  • the terminating member T is provided on the lower surface of the wiring board 2, but it goes without saying that it can be arranged on the upper surface of the wiring board 2 as in FIG.
  • optical modulator By including the above-mentioned optical modulator and a signal generator that generates a modulation signal to be input to the driver circuit element in the optical modulator, it is possible to provide an optical transmitter having the same effect.
  • an optical modulator capable of suppressing crosstalk of a modulated signal even when the wiring board is arranged so as to overlap the modulation substrate. It is also possible to provide an optical transmission device using these light modulators.

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Abstract

変調基板に重なるように配線基板を配置した場合でも、変調信号のクロストークを抑制可能な光変調器を提供すること。　光導波路と該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極１０とを有する変調基板１と、該変調電極１０に印加される変調信号を中継する配線２２を設けた配線基板２とを備えた光変調器において、該配線基板は、該変調電極により変調が行われる作用部を覆うように、該変調基板に重ねて配置され、該配線基板には、該作用部に対向する位置の少なくとも一部に、電波吸収部材ＳＨが配置されていることを特徴とする。

Description

光変調器とそれを用いた光送信装置
　本発明は、光変調器とそれを用いた光送信装置に関し、特に、光導波路と該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する変調基板と、該変調電極に印加される変調信号を中継する配線を設けた配線基板とを備えた光変調器に関する。
　光通信分野又は光計測分野において、光導波路と該光導波路を伝搬する光波を変調する変調電極とを有する変調基板を利用した光変調器が多用されている。近年の光変調器は広帯域化又は小型化が求められており、一つの光変調器に複数の異なる高周波信号を同時に印加することが行われている。
　変調信号が６０ＧＨｚ以上のマイクロ波となると、信号の直進性が高く、変調基板の変調電極にワイヤボンディングで電気接続した場合には、伝送損失が大きくなる。このため、特許文献１では、変調基板に重なるように配線基板を配置する構造を提案している。
　配線基板内の配線の曲り又はビアなどで配線方向が変化する場合又は、配線基板の配線から変調基板の変調電極に接続する場合などでは、変調信号の一部が外部に放出され、変調電極に混入するという不具合を生じる。このような変調信号のクロストークは、配線基板と変調基板が近接して配置される場合は、特に顕著になる。また、複数の異なる変調信号を同時に扱う場合又は、変調電極が形成する電界が光導波路に作用する作用部が複数近接する場合にも、クロストークの解消は重要な課題となる。
特開２０１４－１９１２５０号公報
　本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、変調基板に重なるように配線基板を配置した場合でも、変調信号のクロストークを抑制可能な光変調器を提供することである。また、これらの光変調器を用いた光伝送装置を提供することである。
　上記課題を解決するため、本発明の光変調器及び光送信装置は、以下のような技術的特徴を有する。
（１）　光導波路と該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する変調基板と、該変調電極に印加される変調信号を中継する配線を設けた配線基板とを備えた光変調器において、該配線基板は、該変調電極により変調が行われる作用部を覆うように、該変調基板に重ねて配置され、該配線基板には、該作用部に対向する位置の少なくとも一部に、電波吸収部材が配置されていることを特徴とする。
（２）　上記（１）に記載の光変調器において、該電波吸収部材は、該配線基板の接地配線又は該変調電極の接地電極のいずれかに接続されていることを特徴とする。
（３）　上記（１）又は（２）に記載の光変調器において、該作用部では、複数のマッハツェンダー型光導波路が並列に配置され、各マッハツェンダー型光導波路に対応して変調電極が配置されていることを特徴とする。
（４）　上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の光変調器において、該変調電極は信号電極とそれを挟むように配置される接地電極を備え、該信号電極と該電波吸収部材までの距離は、該信号電極と該接地電極との間隔よりも大きいことを特徴とする。
（５）　上記（３）に記載の光変調器において、該変調電極は信号電極と接地電極で構成され、特定のマッハツェンダー型光導波路と隣接する他のマッハツェンダー型光導波路との間に、該接地電極と該電波吸収部材とを対向して配置することを特徴とする。
（６）　上記（５）に記載の光変調器において、該接地電極と該電波吸収部材とを平面視した場合に、該接地電極の内側に該電波吸収部材が配置され、両者の側辺の距離Ｓは、該接地電極に隣接する該信号電極の幅Ｗと該信号電極と該接地電極との間隔Ｇを用いて、以下の式を満足することを特徴とする。
　　Ｓ≧２Ｇ＋Ｗ　・・・・　式
（７）　上記（５）又は（６）に記載の光変調器において、該電波吸収部材は、該信号電極に沿って、該作用部の外にまで延びていることを特徴とする。
（８）　上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の光変調器において、該配線基板には、該変調電極と電気的に接続される終端器が配置されていることを特徴とする。
（９）　上記（１）乃至（８）のいずれかに記載の光変調器において、該変調基板に隣接して該変調電極に印加する変調信号を発生するドライバ回路素子が配置され、該ドライバ回路素子の出力端子は、該配線基板の配線に接続されていることを特徴とする。
（１０）　上記（１）乃至（９）のいずれかに記載の光変調器と、該ドライバ回路素子に入力する変調信号を生成する信号発生器とを備えることを特徴とする光送信装置である。
　本発明により、光導波路と該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する変調基板と、該変調電極に印加される変調信号を中継する配線を設けた配線基板とを備えた光変調器において、該配線基板は、該変調電極により変調が行われる作用部を覆うように、該変調基板に重ねて配置され、該配線基板には、該作用部に対向する位置に、電波吸収部材が配置されているので、変調基板に重なるように配線基板を配置した場合でも、変調信号のクロストークを効果的に抑制可能な光変調器を提供することが可能となる。
本発明に係る光変調器の一例を示す図である。 図１の光変調器の一部を拡大する側面図である。 本発明に係る光変調器の他の実施例に使用される配線基板を説明する図である。 図３の光変調器に使用される変調基板を説明する図である。 図３及び４の光変調器に係る側面図である。 図５の光変調器に示す点線Ａ１～Ａ３における断面図である。 電波吸収部材の配置パターンの一例を示す図である。 図７の点線Ａ３における断面図である。 図８の一部の拡大図であり、電波吸収部材の配置位置を説明する図である。 本発明に係る光変調器に係るさらに別の実施例を説明する図である。
　以下、本発明について好適例を用いて詳細に説明する。
　本発明は、図１乃至１０に示すように、光導波路と該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極１０とを有する変調基板１と、該変調電極１０に印加される変調信号を中継する配線２２を設けた配線基板２とを備えた光変調器において、該配線基板は、該変調電極により変調が行われる作用部を覆うように、該変調基板に重ねて配置され、該配線基板には、該作用部に対向する位置の少なくとも一部に、電波吸収部材ＳＨが配置されていることを特徴とする。
　図１は、光変調器の一例を示す平面図である。従来は、光変調器の一方の端面に入力光を導入し、他方の端面から出力光を導出する形態が主流であるが、近年では、図１に示すように、光変調器の一辺（図の右側）に、入力光Ｌ１を導入する入力用コリメータ６と出力光Ｌ２を導出する出力用コリメータ６０を共に配置し、光信号に係る接続の利便性を図っている。変調基板１には光導波路が形成され、入力光Ｌ１が入射され、出力光Ｌ２に係る光波が出力されている。
　一方、光波の入出力部とは反対側に、変調信号Ｓｉｎを入力する入力端子４が設けられている。入力端子４は、フレキシブル配線又はコネクタ端子などで構成される。また、変調信号Ｓｉｎは、筐体外に配置されたデジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）などで発生される。入力端子４から入力された変調信号Ｓｉｎは、回路基板４０を経て、ドライバ回路素子３に入力される。ドライバ回路素子３は、信号増幅器が多段に接続されたものであり、増幅された変調信号を出力する。ドライバ回路素子３が出力する変調信号は配線基板２を介して、変調基板１の変調電極に印加される。
　ドライバ回路素子３は、変調基板１と同様に筐体５内に収容されても良いが、筐体５の外部に配置することも可能である。また、符号５０は、筐体５を気密封止するための蓋部材を示している。
　変調基板としては、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）又はタンタル酸リチウム（ＬＴ）、ＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）などの電気光学効果を有する強誘電体基板又は、補強基板上にこれらの材料による気相成長膜を形成したものが利用可能である。
　また、ＩｎＰなどの半導体材料又は有機材料など種々の材料を利用した基板も利用可能である。
　光導波路の形成方法としては、光導波路以外の基板表面をエッチングしたり、光導波路の両側に溝を形成するなど、基板に光導波路に対応する部分を凸状としたリブ型光導波路を利用することが可能である。また、Ｔｉなどを熱拡散法又はプロトン交換法などで基板表面に高屈折率部分を形成することで光導波路を形成することも可能である。リブ型光導波路部分に高屈折率材料を拡散するなど、複合的な光導波路を形成することも可能である。
　光導波路を形成した変調基板の厚さは、変調信号のマイクロ波と光波との速度整合を図るため、１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下の薄板で構成しても良い。また、リブ型光導波路の高さは、２μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下に設定される。また、補強基板の上に気相成長膜を形成し、当該膜を光導波路の形状に加工することも可能である。
　薄板で構成した変調基板は、機械的強度を高めるため、直接接合又は樹脂等の接着層を介して、補強基板に接着固定される。直接接合する補強基板としては、光導波路又は光導波路を形成した基板よりも屈折率が低く、光導波路などと熱膨張率が近い材料、例えば石英等が好適に利用される。また、接着層を介して補強基板に接合する際には、ＬＮ基板など薄板と同じ材料を補強基板として利用することも可能である。
　光導波路に沿って変調電極又はバイアス電極が形成される。電極の形成方法としては、Ａｕ又はＴｉなどの下地金属の上にメッキ法によりＡｕを積層することで構成することができる。
　図２は、図１（ｂ）の点線枠部分の拡大図であり、変調信号を伝搬する配線２２（２５）が、配線基板２に形成されている。配線基板２には、アルミナ又は窒化アルミのセラミックを利用した絶縁基板が用いられ、図２の配線基板２の上面又は下面に電気配線が形成されている。また、配線基板２には、変調信号のための終端器Ｔも形成されている。
　配線基板２には、ビア２３、２４が設けられ、基板の反対面に配線が接続されている。配線基板（配線基板の裏面に形成された接続用配線部分（パッド部））と変調基板１の変調電極１０との接続は、フリップチップボンドで行われている。具体的には、配線基板のパッド部をＡｕ電極パッドで形成し、変調電極のＡｕ電極と、熱／振動印加による圧着で接続する方法又は、導電性接着剤Ｂによるバンプ接続などがある。
　図２に示すように、変調信号は、配線２２からビア２３、バンプＢを経て、変調電極１０に導入される。その後、バンプ、ビア２４を経て、配線２５に至り、終端抵抗などで構成される終端器Ｔに至る。終端器Ｔは熱源となるので、基板１から可能な限り遠ざけても良い。
　本発明の光変調器の特徴は、図２に示すように、配線基板２の変調基板１（変調電極１０の作用部）に対向する位置に、電波吸収部材ＳＨを配置することである。電波吸収部材としては、鉄、カーボン、ニッケル、コバール等を用いたフェライト焼結材で構成しても良い。
　電波吸収部材は、配線基板２に形成される配線の接地配線又は、変調電極１の接地電極（変調電極の一部）のいずれかに接続され、接地電位に設定しても良い。
　図３～９は、光導波路を２つのネスト型光導波路を用いた例を示したものである。図３、配線基板２を示し、他の変調基板に形成される光導波路を点線ＷＧで示している。符号３は、ドライバ回路素子であり、上面に形成された出力端子３０からワイヤボンディングＷＢを介して変調信号が、配線基板２の配線のパッド部２１に伝送される。変調信号は、パッド部２１から配線２２、ビア２３を経て、配線基板２の裏面へと導かれる。
　図５に示すように、ビア２３を経た変調信号は、配線基板２の裏面に形成された配線２３０に繋がり、バンプ接続Ｂ１を経て、変調基板１の変調電極１０に伝送される。図４は、変調基板１を平面視した図である。変調基板１には、光導波路ＷＧ又は変調電極１０、バイアス電極１１が形成されている。図面を簡略化するため、変調電極を挟むように形成される接地電極などは、記載を省略している。
　変調電極１０を通過した変調信号は、バンプ接続Ｂ２を経て配線基板２の配線２４０に伝搬し、さらに、ビア２４、配線２５を経て終端器Ｔに到達する。終端器Ｔは、終端抵抗などを組み合わせた回路構成をしており、変調信号が熱エネルギーに変換され、熱源となる。図１（ｂ）のように、配線基板２は、変調基板１と共に、金属筐体５内に気密封止されるので、変調基板１、特に変調電極１０の作用部から遠ざけて終端器Ｔを配置しても良い。
　光変調のバイアス電圧を制御するため、バイアス電極１１が変調基板１に形成されているが、当該バイアス電極１１への電圧供給も、図３及び５の配線基板２の配線２７、ビア２８、配線２８０、バンプ接続Ｂ３を経て行うことも可能である。
　図３及び図４に示すように、変調電極１０が光導波路に電界を作用させる作用部では、複数のマッハツェンダー型光導波路が並列に配置されている。そして、各マッハツェンダー型光導波路に対応して変調電極が配置されている。各変調電極１０には異なる変調信号が印加されており、互いにクロストークも発生する。本発明では、図５に示すように、変調電極１０の作用部に対応して、配線基板２に電波吸収部材ＳＨを配置している。この電波吸収部材ＳＨにより、配線基板２側から漏出する変調信号の一部が、変調電極１０に混入することが抑制される。なお、電波吸収部材ＳＨは配線基板２の表面に形成しているが、必要に応じて、配線基板２に凹部を形成し、該凹部に埋め込むように形成しても良い。
　図５の点線Ａ１～Ａ３における各断面図の一部を、図６（ａ）～（ｃ）に示す。ここで、図６（ｂ）及び（ｃ）に描かれる符号ＷＧ１とＷＧ２は、光導波路ＷＧの一つのマッハツェンダー型光導波路の分岐導波路を示している。
　特に、図６（ｃ）に示すように、変調電極は信号電極１０とそれを挟むように配置される接地電極ＧＮＤを備え、該信号電極１０と電波吸収部材ＳＨまでの距離Ｈは、該信号電極１０と該接地電極ＧＮＤとの間隔Ｇよりも大きくなるように設定される。これは、電波吸収部材の存在が、信号電極と接地電極との間に形成される電界を阻害しないようにするためである。
　図６では、信号電極の上方に電波吸収部材ＳＨを配置する実施例を示したが、この場合には、信号電極と接地電極とで形成する電界の一部が電波吸収部材に吸収され、分岐導波路ＷＧ１及びＷＧ２に印加される電界が弱くなる可能性がある。この不具合を解消するため、図７～９では、信号電極１０の間に配置される接地電極と対向して電波吸収部材を配置する実施例を説明する。
　図７は、図４の変調基板１の上に、配線基板２配置する電波吸収部材ＳＨの配置パターンを重ね合わせた図である。隣接するマッハツェンダー型光導波路の間、あるいは信号電極間に、電波吸収部材ＳＨを配置している。
　図８は、図７の点線Ａ３における断面図である。隣接するマッハツェンダー型光導波路の間（信号電極間）には、接地電極ＧＮＤが配置され、その接地電極に対向するように、配線基板２に電波吸収部材ＳＨが配置されている。この電波吸収部材ＳＨと接地電極ＧＮＤとが、隣接するマッハツェンダー型光導波路の作用部に印加される変調信号のクロストークを効果的に抑制する。しかも、信号電極の上側には電波吸収部材ＳＨが配置されていないので、信号電極の形成する電界を吸収することも抑制される。
　図９は、図８の一部をさらに拡大した図である。参考までに、接地電極ＧＮＤと配線基板２に設けられた接地配線とを電気的に接続するバンプＢも示している。バンプＢの高さＨは、５０μｍ程度である。
　図９の接地電極ＧＮＤと電波吸収部材ＳＨとを図面の上方から平面視した場合に、該接地電極ＧＮＤの内側に該電波吸収部材ＳＨが配置されている。また、両者の側辺の距離Ｓは、信号電極１０（ＳＩＧ１又はＳＩＧ２）が形成する電界に影響をできるだけ与えないように設定される。具体的には、接地電極に隣接する信号電極の幅Ｗと該信号電極と該接地電極との間隔Ｇを用いて、以下の式を満足するように設定される。
　　Ｓ≧２Ｇ＋Ｗ　・・・・　式
　さらに、図７に示すように、電波吸収部材ＳＨの変調信号が伝搬する方向（信号電極１０に沿った方向）の長さを、信号電極１０の作用部の外にまで延ばすことにより、配線基板２の裏面に形成された配線２３０と変調基板１の変調電極１０との接続部であるバンプ接続Ｂ１から放射されるクロストーク信号を、効果的に遮断することが可能となる。なお、図７における作用部の領域（図面の横方向の幅）は、ほぼ信号電極１０の長さと一致している。図７では、信号電極１０の長さより電波遮蔽部材ＳＨの長さの方が長くなっている。
　図１０は、図５の変形例であり、配線基板２の裏面に、配線２２等が設けられている。そして、変調基板１に隣接して配置され、変調電極１０に印加する変調信号を発生するドライバ回路素子３が配置され、該ドライバ回路素子の上面に形成された出力端子に、該配線基板２の配線２２が接続されている。これにより、図５のワイヤボンディングＷＢも省略され、配線を簡略化することができる。図１０では、終端器Ｔは配線基板２の下面に設けられているが、当然、図５と同様に、配線基板２の上面に配置することも可能であることは言うまでもない。
　上述した光変調器と、該光変調器内のドライバ回路素子に入力する変調信号を生成する信号発生器とを備えることで、同様の効果を有する光送信装置を提供することも可能となる。
　以上のように、本発明によれば、変調基板に重なるように配線基板を配置した場合でも、変調信号のクロストークを抑制可能な光変調器を提供することが可能となる。また、これらの光変調器を用いた光伝送装置を提供することもできる。
　１　変調基板
　２　配線基板
　３　ドライバ回路素子
　ＳＨ　電波吸収部材

Claims (10)

  1. 　光導波路と該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する変調基板と、
    　該変調電極に印加される変調信号を中継する配線を設けた配線基板とを備えた光変調器において、
    　該配線基板は、該変調電極により変調が行われる作用部を覆うように、該変調基板に重ねて配置され、
    　該配線基板には、該作用部に対向する位置の少なくとも一部に、電波吸収部材が配置されていることを特徴とする光変調器。
  2. 　請求項１に記載の光変調器において、該電波吸収部材は、該配線基板の接地配線又は該変調電極の接地電極のいずれかに接続されていることを特徴とする光変調器。
  3. 　請求項１又は２に記載の光変調器において、該作用部では、複数のマッハツェンダー型光導波路が並列に配置され、各マッハツェンダー型光導波路に対応して変調電極が配置されていることを特徴とする光変調器。
  4. 　請求項１乃至３のいずれかに記載の光変調器において、該変調電極は信号電極とそれを挟むように配置される接地電極を備え、該信号電極と該電波吸収部材までの距離は、該信号電極と該接地電極との間隔よりも大きいことを特徴とする光変調器。
  5. 　請求項３に記載の光変調器において、該変調電極は信号電極と接地電極で構成され、特定のマッハツェンダー型光導波路と隣接する他のマッハツェンダー型光導波路との間に、該接地電極と該電波吸収部材とを対向して配置することを特徴とする光変調器。
  6. 　請求項５に記載の光変調器において、該接地電極と該電波吸収部材とを平面視した場合に、該接地電極の内側に該電波吸収部材が配置され、両者の側辺の距離Ｓは、該接地電極に隣接する該信号電極の幅Ｗと該信号電極と該接地電極との間隔Ｇを用いて、以下の式を満足することを特徴とする光変調器。
    　　Ｓ≧２Ｇ＋Ｗ　・・・・　式
  7. 　請求項５又は６に記載の光変調器において、該電波吸収部材は、該信号電極に沿って、該作用部の外にまで延びていることを特徴とする光変調器。
  8. 　請求項１乃至７のいずれかに記載の光変調器において、該配線基板には、該変調電極と電気的に接続される終端器が配置されていることを特徴とする光変調器。
  9. 　請求項１乃至８のいずれかに記載の光変調器において、該変調基板に隣接して該変調電極に印加する変調信号を発生するドライバ回路素子が配置され、該ドライバ回路素子の出力端子は、該配線基板の配線に接続されていることを特徴とする光変調器。
  10. 　請求項１乃至９のいずれかに記載の光変調器と、該ドライバ回路素子に入力する変調信号を生成する信号発生器とを備えることを特徴とする光送信装置。
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