WO2025013178A1 - 光変調器および光変調器パッケージ - Google Patents

光変調器および光変調器パッケージ Download PDF

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WO2025013178A1
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WO
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pair
optical
optical modulator
resistors
electrical
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PCT/JP2023/025473
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English (en)
French (fr)
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雅之 高橋
清史 菊池
百合子 川村
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NTT Inc
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—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
    • G02F1/01—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 

Definitions

  • This disclosure relates to optical modulators and optical modulator packages.
  • Mach-Zehnder optical modulators have low wavelength dependency, are essentially free of wavelength chirp components, and are fast, so they are widely used in optical communications, from medium- and long-distance optical communications using coherent systems to IMDD (direct modulation with direct detection) systems of several hundred meters.
  • IMDD direct modulation with direct detection
  • a Mach-Zehnder optical modulator is structured so that light incident on the input optical waveguide is split into two optical waveguides (arm optical waveguides) with an intensity ratio of approximately 1:1, and the split light is propagated a certain distance before being recombined and output.
  • the phase of the two lights By changing the phase of the two lights using a phase modulation region provided in the two branched optical waveguides, it is possible to change the interference conditions of the light when combined and modulate the intensity or phase of the output light.
  • the materials constituting the optical waveguide in the phase modulation region include dielectrics such as LiNbO3 and semiconductors such as InP, GaAs, and Si (silicon).
  • the phase of the light propagating through the optical waveguide is changed by inputting a modulating electrical signal to an electrode arranged near the optical waveguide and applying a voltage to the optical waveguide.
  • a modulating electrical signal to an electrode arranged near the optical waveguide and applying a voltage to the optical waveguide.
  • V ⁇ half-wave voltage
  • One non-limiting objective of this disclosure is to enable performance measurement (or characteristic testing) of a single optical modulator having a termination resistor.
  • An optical modulator includes a pair of optical waveguides that guide each of the light beams branched from the input light, a pair of electrodes that correspond to the pair of optical waveguides and to which a modulating electrical signal for modulating the input light is input, and a pair of termination resistors that correspond to the pair of electrodes and are not electrically connected to each other.
  • FIG. 1 is a schematic top view showing a configuration example of a Mach-Zehnder optical modulator (MZM).
  • MZM Mach-Zehnder optical modulator
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic diagram of an example of an MZM package including the MZM 100 shown in FIG. 2.
  • 1A to 1C are diagrams illustrating an example of an MZM package including an MZM according to a first modified example of the first embodiment; 11 is a diagram showing a schematic diagram of an example of an MZM package including an MZM according to a second modification of the first embodiment;
  • FIG. 13 is a schematic top view showing a configuration example of an MZM according to a second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an MZM package including an MZM according to a second embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic top view showing a configuration example of an MZM according to a third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an MZM package including an MZM according to a third embodiment.
  • V ⁇ One of the performance indices of a Mach-Zehnder optical modulator (MZM) is the half-wave voltage, denoted as V ⁇ .
  • the half-wave voltage V ⁇ is the voltage for changing the phase of light by ⁇ , and the smaller the half-wave voltage V ⁇ , the less voltage (or power) required to drive the optical modulator. Since there is an upper limit to the voltage amplitude of the drive circuit that provides the modulated electrical signal to the optical modulator, if the half-wave voltage V ⁇ is larger than the voltage amplitude of the drive circuit, a sufficient amount of phase change or sufficient intensity modulation cannot be obtained, and the quality of the transmission signal may deteriorate.
  • the half-wave voltage V ⁇ can vary from wafer lot to wafer lot or chip to chip due to process variations. Therefore, when mass-producing communication modules that include MZMs, it may be necessary to perform a characteristic test of the half-wave voltage V ⁇ in advance.
  • Non-Patent Document 1 as shown in FIG. 1, for example, a termination resistor 700 is connected between traveling-wave electrodes 601 and 602 provided for optical waveguides 501 and 502 that form two parallel arms constituting an MZM 500.
  • the optical waveguides that form the arms may be conveniently referred to as “arm waveguides,” and the traveling-wave electrodes may be conveniently referred to as “arm electrodes.”
  • Mounting pads 601a and 602a are provided at one end of each of the traveling wave electrodes 601 and 602, which are electrically connected to a driving circuit (not shown), and a modulated electrical signal is applied from the driving circuit (not shown) to each of the traveling wave electrodes 601 and 602 via the mounting pads 601a and 602a.
  • the termination resistor 700 is connected between the traveling wave electrodes 601 and 602, so a direct current (DC) bias is not applied to only the traveling wave electrode corresponding to one of the two arms. This prevents DC measurements, such as the measurement of the half-wave voltage V ⁇ , and prevents, for example, characteristic testing of individual chips in the wafer state.
  • DC direct current
  • a structure is described in which the termination resistor is divided for each arm electrode, and the division of the termination resistor is released when the MZM is mounted on a package substrate (or a module substrate).
  • An example of a structure in which the division is released is a structure in which resistors provided individually for the arm electrodes are electrically connected (in other words, short-circuited) when the MZM is mounted on a package substrate to form a termination resistor.
  • resistors provided individually for the arm electrodes are electrically connected (in other words, short-circuited) when the MZM is mounted on a package substrate to form a termination resistor.
  • no termination resistor is formed between the arm electrodes at the stage before the MZM is mounted on a package substrate, making it possible to measure the characteristics of the MZM alone, for example, to measure the half-wave voltage V ⁇ .
  • first embodiment for example, in flip chip (FC) mounting, a structure is described in which wiring provided on a package substrate and a mounting pad of an MZM are electrically connected by a bump, and resistors provided for each arm electrode are electrically connected to form a termination resistor.
  • FC flip chip
  • the MZM 100 is a schematic top view showing an example of the configuration of a Mach-Zehnder optical modulator (MZM) 100 according to the first embodiment.
  • the MZM 100 illustratively includes an optical circuit board 101, and, as examples of optical circuits formed on the optical circuit board 101, an input optical waveguide 110a, a branching coupler 111a, optical waveguides 112a and 112b corresponding to the two arm waveguides, a multiplexing coupler 111b, and an output optical waveguide 110b.
  • light input to input optical waveguide 110a is branched into two at branching coupler 111a, and the two branched lights propagate through arm waveguides 112a and 112b, respectively, and are input to multiplexing coupler 111b.
  • Multiplexing coupler 111b combines the light input from each of arm waveguides 112a and 112b, and outputs the combined light to output optical waveguide 110b.
  • MZM 100 illustratively includes traveling-wave electrodes 120a and 120b provided corresponding to arm waveguides 112a and 112b, electrical pads 130a and 130b connected to one end of traveling-wave electrodes 120a and 120b, termination resistors 150a and 150b connected to the other end of traveling-wave electrodes 120a and 120b, and electrical pads 140a and 140b connected to the other end of termination resistors 150a and 150b.
  • the "electrical pads” may be referred to as "mounting pads.”
  • Mounting pads 130a and 130b are each electrically connected to a drive circuit (not shown), and a modulated electrical signal is provided from the drive circuit to traveling wave electrodes 120a and 120b via mounting pads 130a and 130b.
  • the phase of the light that is split into two by the splitting coupler 111a and propagates through each of the arm waveguides 112a and 112b changes, and the optical interference conditions in the multiplexing coupler 111b change.
  • the intensity or phase of the light output from the multiplexing coupler 111b to the output optical waveguide 110b is modulated.
  • a semiconductor material such as Si, InP, or GaAs, or a dielectric material such as LiNbO3 may be used, for example.
  • the termination resistors 150a and 150b are electrically isolated from each other (in other words, insulated) on the optical circuit board 101.
  • the mounting pads 140a and 140b are electrically connected to each other via bump connections during FC mounting, for example, so that the other ends of the termination resistors 150a and 150b are electrically connected to each other (in other words, short-circuited).
  • termination resistors 150a and 150b form a termination resistor between traveling-wave electrodes 120a and 120b in conjunction with bump connection during FC implementation. Therefore, the resistance value of each of termination resistors 150a and 150b has a resistance value that is, for example, a division of the intended resistance value of the termination resistor connected between traveling-wave electrodes 120a and 120b.
  • the termination resistors 150a and 150b that are insulated from each other on the optical circuit board 101 will be referred to as partial termination resistors (or split termination resistors) 150a and 150b, respectively.
  • the pair of partial termination resistors 150a and 150b may be referred to as partial termination resistor pair 150 for convenience.
  • the termination resistor formed by shorting the partial termination resistors 150a and 150b by bump connection in FC mounting will be referred to as composite termination resistor 150ab for convenience.
  • the electrical connection between the mounting pads 140a and 140b can be formed, for example, by bump-connecting each of the mounting pads 140a and 140b to electrical wiring provided on the package substrate 201 (described later in FIG. 3).
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of an MZM package (or MZM module) including the MZM 100 shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 shows, as an example, an optical circuit board 101 including the MZM 100 FC-mounted on a package board 201. Because of the FC mounting, the optical circuit board 101 and the package board 201 are bump-connected with their surfaces on which the optical circuit or electrical wiring is provided facing each other, as shown in the lower part of FIG. 3, for example.
  • the A-A cross section or B-B cross section shown in the upper part of Figure 3 corresponds to the structure shown in the lower part of Figure 3.
  • a set of components is distinguished from each other by adding "a” or "b” to the reference symbol "120", for example, "120a” and "120b", in the upper part of Figure 3, the addition of "a” and "b” is omitted in the lower part of Figure 3, and a set of components is shown without distinction from each other.
  • This method of notating symbols is the same in the following explanations and drawings used.
  • the pair of mounting pads 130a and 130b may be referred to as mounting pad pair 130, and the pair of mounting pads 140a and 140b may be referred to as mounting pad pair 140.
  • the package substrate 201 has, for example, on its upper surface, electrical wiring 210a and 210b to which an electrical modulation signal is provided from the drive circuit, and electrical wiring 220 having a length capable of electrically connecting between the mounting pad pair 140 on the optical circuit board 101.
  • Two bumps 230 are provided on the top of each of the electrical wirings 210a and 210b during FC mounting, allowing electrical connection to the mounting pad pair 130 on the optical circuit board 101.
  • two bumps 240 are provided on the top of each of both ends of the electrical wiring 220 during FC mounting, which enable electrical connection with the mounting pad pair 140 on the optical circuit board 101.
  • the optical circuit board 101 is connected to the package substrate 201 by two bumps 230 and two bumps 240, for example, with the surface on which the MZM 100 is provided facing downward. With this connection, the mounting pad pair 130 of the optical circuit board 101 is electrically connected to the electrical wiring 210a and 210b, respectively, via the bumps 230.
  • the mounting pad pair 140 connected to the partial termination resistor pair 150 is connected to the electrical wiring 220 via the bump 240, thereby shorting the partial termination resistor pair 150 and forming a composite termination resistor 150ab.
  • the composite termination resistor 150ab is connected between the traveling wave electrodes 120a and 120b.
  • the MZM 100 (optical circuit board 101) is FC mounted on the package board 201
  • the partial termination resistors 150a and 150b provided individually for the traveling-wave electrodes 120a and 120b are electrically connected, and a composite termination resistor 150ab is formed between the traveling-wave electrodes 120a and 120b.
  • the mounting pad pairs 140 of the MZM 100 may be electrically connected by wire bonding to electrically connect the partial termination resistor pairs 150 to form the composite termination resistor 150ab.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of an MZM package (or MZM module) including an MZM 100 according to variant 1 of the first embodiment.
  • FIG. 4 exemplarily shows an optical circuit board 101 including an MZM 100 FU-mounted on a package board 201a. Because of the FU mounting, the optical circuit board 101 is mounted on the top of the package board 201a with the surface on which the MZM 100 is mounted facing up, as shown in the lower part of FIG. 4.
  • the upper part of Figure 4 shows an example of the optical circuit board 101 provided on the top of the package substrate 201a, as viewed from directly above.
  • the cross section taken along the line A-A or the line B-B shown in the upper part of Figure 4 corresponds to the structure shown in the lower part of Figure 4.
  • the reference symbols 250a, 250b, and 260 indicate electric wires, which are conveniently and diagrammatically represented by curved lines so that it is easy to visually and intuitively grasp that they are electric wires. Therefore, the top view and the cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 4 may be inaccurate when focusing on the electric wires, but are merely for the convenience of explanation.
  • the package substrate 201a does not need to be provided with electrical wiring 210a, 210b, and 220 that is electrically connected to the mounting pad pair 130 and the mounting pad pair 140, respectively, as illustrated in FIG. 3.
  • the mounting pad pairs 130 are electrically connected, for example to the driver circuitry, by bonding of individual electrical wires 250a and 250b. Additionally, the mounting pad pairs 140 to which the partial termination resistor pairs 150 are connected are electrically connected by bonding of electrical wires 260.
  • the mounting pad pair 140 is electrically connected by the electrical wire 260, and the partial termination resistor pair 150 is electrically connected to form the composite termination resistor 150ab. This connects the composite termination resistor 150ab between the traveling wave electrodes 120a and 120b.
  • the partial termination resistors 150a and 150b are electrically isolated (or insulated) from each other, so it is permissible to apply a DC bias to one of the traveling wave electrodes 120a and 120b of the MZM100. Therefore, as in the first embodiment described above, it is possible to measure the characteristics of the MZM100 alone.
  • FIG. 5 is a diagram showing a schematic example of an MZM package (or an MZM module) including an MZM 100 according to the second modification of the first embodiment.
  • Fig. 5 shows, as an example, an optical circuit board 101 including an MZM 100 FC-mounted on a package board 201.
  • Fig. 5 follows the notation of the configuration examples shown in the upper and lower parts of Fig. 3, and the cross section taken along the line A-A or the cross section taken along the line B-B shown in the upper part of Fig. 5 corresponds to the structure shown in the lower part of Fig. 5.
  • the configuration illustrated in FIG. 5 differs from the configuration illustrated in FIG. 3 of the first embodiment in that, instead of electrical wiring 220 for electrically connecting (in other words, short-circuiting) the mounting pad pair 140a and 140b in the package substrate 201b, individual electrical wiring 270a and 270b are provided for each of the mounting pads 140a and 140b.
  • Electrical wiring 270a and 270b are not electrically connected to each other in package substrate 201b.
  • Each of electrical wiring 270a and 270b illustratively has a bump 240 at one end and the other end is connected to via 270c embedded in package substrate 201b, and can be electrically connected to an external device (e.g., an external power supply terminal, not shown) through via 270c.
  • an external device e.g., an external power supply terminal, not shown
  • MZM 100 can receive power (e.g., application of DC) through an external power supply terminal. Also, by electrically connecting mounting pads 140a and 140b via bump 240, electrical wiring 270a, 270b, and the external power supply terminal, partial termination resistors 150a and 150b are shorted, and composite termination resistor 150ab is formed.
  • Such a structure according to Modification 2 is useful, for example, when using a drive circuit called an open collector type or open drain type that does not have a sending end resistor and operates by receiving a drive current from a signal output terminal, in a form in which the signal output terminal of the drive circuit is connected to MZM100 via mounting pads 130a and 130b.
  • the signal output terminal of the drive circuit connected to mounting pads 130a and 130b is connected to an external power supply terminal through MZM100, and can operate by receiving a drive current.
  • Second Embodiment Fig. 6 is a schematic top view showing a configuration example of the MZM 100A according to the second embodiment.
  • the MZM 100A shown in Fig. 6 is different from the configuration shown in Fig. 2 of the first embodiment in, for example, the following two points.
  • the other configurations may be understood to be equivalent or similar to those of the first embodiment.
  • a pair of mounting pads 141a and 141b and a pair of mounting pads 142a and 142b are additionally provided behind the pair of mounting pads 140a and 140b (to the right of the paper in FIG. 6).
  • adjustment resistors 161a, 161b, 162a, and 162b are additionally provided to electrically connect the mounting pads 140a-141a, the mounting pads 140b-141b, the mounting pads 141a-142a, and the mounting pads 141b-142b, respectively. Some or all of the adjustment resistors 161a, 161b, 162a, and 162b may have the same resistance value or different resistance values.
  • mounting pad pair 140 the pair of mounting pads 141a and 141b and the pair of mounting pads 142a and 142b may be referred to as mounting pad pair 141 and mounting pad pair 142, respectively, for convenience.
  • mounting pads 140a-141a and mounting pads 140b-141b when there is no need to distinguish between mounting pads 140a-141a and mounting pads 140b-141b, they may be referred to as mounting pads 140-141 for convenience.
  • adjustment resistor 161a and 161b they may be referred to as adjustment resistor 161
  • adjustment resistor 162a and 162b when there is no need to distinguish between adjustment resistors 162a and 162b, they may be referred to as adjustment resistor 162.
  • mounting pad pair 141 and mounting pad pair 142 are added to mounting pad pair 140, thereby increasing the number of candidate positions for bump connection during FC mounting.
  • the number of candidate positions for bump connection capable of electrically connecting partial termination resistors 150a and 150b increases from one position where mounting pad pair 140 is provided in the first embodiment (FIG. 3) to three different positions where each of the three mounting pad pairs 140 to 142 is provided.
  • adjustment resistors 161 and 162 are electrically connected in series between mounting pads 140-141 and between mounting pads 141-142, respectively. Therefore, by selecting one of the three candidate positions for the bump connection, it is possible to vary the resistance value of composite termination resistor 150ab when partial termination resistors 150a and 150b are short-circuited.
  • the resistance value of the composite termination resistor 150ab corresponds to the sum of the resistance value of each of the partial termination resistor pairs 150 and the resistance value of each of the two adjustment resistors 161a and 161b.
  • the resistance value of the composite termination resistor 150ab is the sum of the resistance value of each of the partial termination resistor pairs 150 and the resistance values of each of the four adjustment resistors 161a, 161b, 162a, and 162b.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of an MZM package (or an MZM module) including an MZM 100A according to the second embodiment.
  • FIG. 7 shows, as an example, an optical circuit board 101 including an MZM 100A FC-mounted on a package board 201.
  • FIG. 7 follows the notation of the configuration examples shown in the upper and lower parts of FIG. 3, and the A-A cross section or B-B cross section shown in the upper part of FIG. 7 corresponds to the structure shown in the lower part of FIG. 7.
  • the package substrate 201 illustrated in FIG. 7 differs from the configuration illustrated in FIG. 3 in that it additionally includes electrical wiring 221 and 222 that can electrically connect between the additional mounting pads 141a-141b and between the additional mounting pads 142a-142b during bump connection.
  • electrical wiring 220, 221, and 222 capable of short-circuiting between the first row mounting pad pairs 140, the second row mounting pad pairs 141, and the third row mounting pad pairs 142 are arranged in parallel at different positions on the package substrate 201.
  • the partial termination resistors 150a and 150b are short-circuited by the corresponding one of the electrical wirings 220, 221, and 222 to form a composite termination resistor 150ab.
  • the spacing between the electrical wirings 220, 221, and 222 arranged in parallel on the package substrate 201 may be the same or different.
  • one of the different mounting pad pairs 140, 141, and 142 on the optical circuit board 101 is selectively short-circuited to the corresponding electrical wiring 220, 221, or 222 on the package board 201 by a bump connection.
  • the electrical connection path (in other words, the electrical path or short-circuit path) between the partial termination resistors 150a and 150b can be selectively set to either a path that does not include the adjustment resistors 161 and 162, or a path that includes some or all of the adjustment resistors 161 and 162, by selecting the bump connection position.
  • the termination resistance value can be adjusted by selecting a short-circuit path. Therefore, even if there is an impedance mismatch between the characteristic impedance of the traveling wave electrodes 120a and 120b in the MZM 100 and the composite termination resistor 150ab, the impedance mismatch can be compensated for, and the quality of the transmitted modulated signal light can be improved.
  • adjustment resistors 161a, 161b, 162a, and 162b are provided between mounting pads 140a and 141a, between mounting pads 140b and 141b, between mounting pads 141a and 142a, and between mounting pads 141b and 142b.
  • adjustment resistors 161 or 162 may be provided only in some of the spaces between the four mounting pads.
  • the positions of three different mounting pad pairs 140, 141, and 142 on the optical circuit board 101 are set as candidate bump connection positions, and three short-circuit path candidates that can obtain different composite termination resistance values are shown.
  • two short-circuit path candidates or four or more short-circuit path candidates that can obtain different composite termination resistance values may be specified depending on the number of candidate bump connection positions.
  • the second embodiment described above may also be implemented in combination with, for example, Modification 1 of the first embodiment (see FIG. 4).
  • at least one of the mounting pad pairs 140 to 142 may be selectively short-circuited by wire bonding of the electrical wire 250 instead of the electrical wiring 220, 221, or 222.
  • FIG. 8 is a schematic top view showing a configuration example of an MZM 100B according to the third embodiment.
  • the MZM 100B shown in Fig. 8 is different from the configuration shown in Fig. 2 of the first embodiment in that it has mounting pads 145a and 145b instead of the mounting pads 140a and 140b.
  • the pair of mounting pads 145a and 145b may be referred to as a mounting pad pair 145 for convenience.
  • mounting pads 145a and 145b each have a size that is larger in length in the direction along the longitudinal direction of traveling wave electrodes 120a and 120b than mounting pads 140a and 140b shown in FIG. 2.
  • FIG. 9 is a diagram showing a schematic example of an MZM package (or MZM module) including an MZM 100B according to the third embodiment, and shows, by way of example, an optical circuit board 101 including an MZM 100B FC-mounted on a package board 201.
  • FIG. 9 follows the notation of the configuration examples shown in the upper and lower parts of FIG. 3, FIG. 5, and FIG. 7, respectively, and the A-A cross section or B-B cross section shown in the upper part of FIG. 9 corresponds to the structure shown in the lower part of FIG. 9.
  • the package substrate 201 illustrated in FIG. 9 differs from the configuration illustrated in FIG. 3 in that it has electrical wiring 231, 232, and 233 having adjustment resistors 151, 152, and 153 instead of electrical wiring 220.
  • the mounting pad pair 145 is common to these adjustment resistors 151 to 153 and electrical wiring 231 to 233.
  • the resistance values of the adjustment resistors 151 to 153 may be the same or different in part or in whole. Note that some or all of the electrical wiring 231 to 233 may also serve as adjustment resistors, and some or all of the adjustment resistors 151 to 153 may not be provided separately.
  • the electrical wiring 231-233 is provided on the package substrate 201 with a size and arrangement that allows electrical connection between the mounting pad pairs 145 by bump connections at different positions in the longitudinal direction of the mounting pad pairs 145 during FC mounting of the optical circuit board 101.
  • the electrical wirings 231 to 233 are arranged in parallel at positions where the longitudinal distances of the mounting pad pairs 145 in a plan view relative to the partial termination resistor pair 150 are different in an area on the package substrate 201 that corresponds to each of the mounting pad pairs 145 when the optical circuit board 101 is FC mounted.
  • the partial termination resistor pair 150 is short-circuited by an electrical path that includes a corresponding one of the adjustment resistors 151-153, forming a composite termination resistor 150ab.
  • the spacing between the electrical wirings 231-233 arranged in parallel on the package substrate 201 may be the same or different.
  • the partial termination resistor pair 150 is short-circuited by an electrical path including the adjustment resistor 151.
  • the partial termination resistor pair 150 is short-circuited by an electrical path including the adjustment resistor 152.
  • the partial termination resistor pair 150 is short-circuited by an electrical path including the adjustment resistor 153.
  • the mounting pad pair 145 is common to the electrical wirings 231 to 233, and the bump connection target for the mounting pad pair 145 is selected to be one of the electrical wirings 231 to 233. This allows the short-circuit path between the partial termination resistor pair 150 to be set as a path that additionally includes one of the adjustment resistors 151 to 153.
  • any one of the multiple electrical wirings 231-233 may be an electrical wiring that does not have an adjustment resistor.
  • the mounting pad pair 145 can be short-circuited by bump connection of the electrical wiring 231, thereby short-circuiting the partial termination resistor pair 150 via a path that does not include an adjustment resistor.
  • the termination resistance value can be adjusted by selecting the short-circuit path between the partial termination resistor pair 150, so that the impedance mismatch can be compensated for and the quality of the transmitted modulated signal light can be improved.
  • the mounting pad pair 145 is common to the electrical wiring 231-233 and the adjustment resistors 151-153, and it is not necessary to provide the adjustment resistors 161 and 162 between the mounting pad pairs of the optical circuit board 101 as in the second embodiment.
  • the adjustment resistors 151-153 can be formed separately for the electrical wiring 231-233 in the package board 201, which can improve the manufacturability of the optical circuit board 101 and the package board 201, and thus the manufacturability of the package including the MZM 100B, for example.
  • the positions of three different electrical wirings 231-233 in the optical circuit board 101 are set as candidates for bump connection positions, and three short-circuit path candidates that can obtain different composite termination resistance values are shown.
  • two short-circuit path candidates or four or more short-circuit path candidates that can obtain different composite termination resistance values may be specified depending on the number of candidates for bump connection positions.
  • This disclosure is useful for technologies that use optical circuits, such as optical communication systems or optical information processing systems.
  • MZM Mach-Zehnder Optical Modulator
  • Optical circuit board 110a Input optical waveguide 110b Output optical waveguide 111a Branching coupler 111b Wave-combining coupler 112a, 112b Optical waveguide 120a, 120b Traveling wave electrode 130a, 130b, 140a, 140b, 141a, 141b, 142a, 142b, 145a, 145b Electrical pad 150a, 150b Termination resistor 151 to 153, 161a, 161b, 162a, 162b Adjustment resistor 201, 201a, 201b Package substrate 210a, 210b, 220 to 222, 231 to 233, 270a, 270b Electrical wiring 230, 240 Bump 250a, 250b, 260 Electrical wire 270c Via

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Abstract

光変調器（１００）は、入力光を分岐した光のそれぞれを導波する１対の光導波路（１１２ａ，１１２ｂ）と、光導波路（１１２ａ，１１２ｂ）のそれぞれに対応して設けられ、入力光を変調するための変調電気信号が入力される１対の電極（１２０ａ，１２０ｂ）と、電極（１２０ａ，１２０ｂ）のそれぞれに対応して設けられ、互いが電気的に未接続である１対の終端抵抗（１５０ａ，１５０ｂ）と、を備える。

Description

光変調器および光変調器パッケージ
　本開示は、光変調器および光変調器パッケージに関する。
　マッハツェンダ光変調器は、波長依存性が小さく、原理的に波長チャープ成分が無く、高速であることからコヒーレント方式を用いた中・長距離光通信から数百メートル程度のＩＭＤＤ(直接検波直接変調)方式まで広く光通信に用いられている。
　マッハツェンダ光変調器は、入力側の光導波路に入射した光を２つの光導波路（アーム光導波路）に概ね１：１の強度で分岐し、分岐した光を一定の長さ伝播させた後に、再度合波させて出力する構造を有する。２つに分岐された光導波路に設けられた位相変調領域により、２つの光の位相を変化させることで、合波時の光の干渉条件を変化させ、出力光の強度または位相を変調することができる。
　位相変調領域の光導波路を構成する材料としては、ＬｉＮｂＯ３等の誘電体、ＩｎＰ，ＧａＡｓ，Ｓｉ（シリコン）等の半導体が用いられる。これらの光導波路近傍に配置された電極に変調電気信号を入力して光導波路に電圧を印加することで、光導波路を伝搬する光の位相を変化させる。特に近年では、小型に光回路を集積できることから、Ｓｉを光導波路材料として用いた光変調器の研究・開発が盛んに行われている（例えば、非特許文献１を参照）。
Nan Qi, Xi Xiao, Shang Hu, Xianyao Li, Hao Li, Liyuan Liu, Zhiyong Li, Nanjian Wu, and Patrick Yin Chiang,「Co-Design and Demonstration of a 25-Gb/s　Silicon-Photonic Mach-Zehnder Modulator　With a CMOS-Based High-Swing Driver」IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, VOL. 22, NO. 6, pp. 3400410, 2016.
　光変調器において変調電気信号が与えられる２系統の電極間に終端抵抗が電気的に接続された状態では、光変調器の性能（または特性）指標の１つである半波長電圧（Ｖπ）の測定（または検査）が妨げられ得る。
　本開示の非限定的な目的の１つは、終端抵抗を有する光変調器単体の性能測定（または特性検査）を可能とすることにある。
　本開示の一態様に係る光変調器は、入力光を分岐した光のそれぞれを導波する１対の光導波路と、前記１対の光導波路のそれぞれに対応して設けられ、前記入力光を変調するための変調電気信号が入力される１対の電極と、前記１対の電極のそれぞれに対応して設けられ、互いが電気的に未接続である１対の終端抵抗と、を備える。
マッハツェンダ光変調器（ＭＺＭ）の構成例を示す模式的な上面図である。 第１の実施形態に係るマッハツェンダ光変調器（ＭＺＭ）の構成例を示す模式的な上面図である。 図２に例示したＭＺＭ１００を含むＭＺＭパッケージの例を模式的に示す図である。 第１の実施形態の変形例１に係るＭＺＭを含むＭＺＭパッケージの例を模式的に示す図である。 第１の実施形態の変形例２に係るＭＺＭを含むＭＺＭパッケージの例を模式的に示す図である。 第２の実施形態に係るＭＺＭの構成例を示す模式的な上面図である。 第２の実施形態に係るＭＺＭを含むＭＺＭパッケージの例を模式的に示す図である。 第３の実施形態に係るＭＺＭの構成例を示す模式的な上面図である。 第３の実施形態に係るＭＺＭを含むＭＺＭパッケージの例を模式的に示す図である。
　以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。なお、冗長な説明を避けて説明の簡易化および明瞭化を図る目的で、図面において、同一の番号を付した要素または部分は、特に断らない限り、同一または同様の要素または部分を指す。
　［概要］
　マッハツェンダ光変調器（ＭＺＭ）の性能指標の１つにＶπと表記される半波長電圧がある。半波長電圧Ｖπは光の位相をπ変化させるための電圧であり、半波長電圧Ｖπが小さいほど少ない電圧(または電力)にて光変調器を駆動できることを意味する。光変調器に変調電気信号を与える駆動回路の電圧振幅には上限が存在するため、半波長電圧Ｖπが駆動回路の電圧振幅よりも大きい場合には十分な位相変化量または十分な強度変調量が得られず、送信信号品質が劣化し得る。
　半波長電圧Ｖπには、プロセスばらつきによってウェハロット毎またはチップ毎に誤差が生じ得る。そのため、ＭＺＭを含む通信モジュールを量産するにあたっては、半波長電圧Ｖπの事前の特性検査が求められることがある。
　非特許文献１においては、例えば図１に示すように、ＭＺＭ５００を構成する２つの並行するアームを成す光導波路５０１および５０２のそれぞれに対して設けられた進行波電極６０１および６０２の間に終端抵抗７００が接続される。なお、アームを成す光導波路は便宜的に「アーム導波路」と称されてもよく、進行波電極は便宜的に「アーム電極」と称されてもよい。
　進行波電極６０１および６０２のそれぞれの一端には、駆動回路（図示省略）と電気的に接続される実装パッド６０１ａおよび６０２ａが設けられ、実装パッド６０１ａおよび６０２ａを通じて駆動回路（図示省略）から進行波電極６０１および６０２のそれぞれに変調電気信号が与えられる。
　このような構成のＭＺＭ５００では、終端抵抗７００が進行波電極６０１および６０２の間に接続されるため、２つのアームのうちの一方に対応する進行波電極のみに直流（ＤＣ）バイアスを印加することはしない。そのため、ＤＣ的な測定、例えば半波長電圧Ｖπの測定が妨げられ、例えば、ウェハの状態でのチップ単体の特性検査が妨げられる。
　本開示の例示的な実施形態では、例えば、終端抵抗をアーム電極ごとに分割し、ＭＺＭのパッケージ基板（または、モジュール基板）への実装に伴って終端抵抗の分割が解かれる構造について説明する。
　分割が解かれる構造とは、例示的に、アーム電極に対して個別に設けられた抵抗が、ＭＺＭのパッケージ基板への実装に伴って電気的に接続（別言すると、短絡）されることによって終端抵抗を形成する構造である。このような構造によって、例えば、ＭＺＭをパッケージ基板に実装する前の段階においてアーム電極間に終端抵抗は形成されていないので、ＭＺＭ単体の特性測定、例えば半波長電圧Ｖπの測定が可能になる。
　［第１の実施形態］
　第１の実施形態では、例えば、フリップチップ（ＦＣ）実装において、パッケージ基板に設けられた配線とＭＺＭの実装パッドとがバンプによって電気的に接続されることにより、アーム電極ごとに設けられた抵抗が電気的に接続されて終端抵抗を形成する構造について説明する。
　図２は、第１の実施形態に係るマッハツェンダ光変調器（ＭＺＭ）１００の構成例を示す模式的な上面図である。図２に示すように、ＭＺＭ１００は、例示的に、光回路基板１０１と、光回路基板１０１上に形成された光回路の例としての、入力光導波路１１０ａ、分岐カプラ１１１ａ、２つのアーム導波路に対応する光導波路１１２ａおよび１１２ｂ、合波カプラ１１１ｂ、並びに、出力光導波路１１０ｂと、を備える。
　光回路における光の伝搬に着目すると、入力光導波路１１０ａに入力された光は、分岐カプラ１１１ａにおいて２分岐され、２つの分岐光は、それぞれ、アーム導波路１１２ａおよび１１２ｂを伝搬して合波カプラ１１１ｂに入力される。合波カプラ１１１ｂは、アーム導波路１１２ａおよび１１２ｂのそれぞれから入力した光を合波して出力光導波路１１０ｂへ出力する。
　一方、電気的な構成に着目すると、ＭＺＭ１００は、例示的に、アーム導波路１１２ａおよび１１２ｂのそれぞれに対応して設けられた進行波電極１２０ａおよび１２０ｂと、進行波電極１２０ａおよび１２０ｂそれぞれの一端に接続された電気パッド１３０ａおよび１３０ｂと、進行波電極１２０ａおよび１２０ｂそれぞれの他端に一端が接続された終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂと、終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂそれぞれの他端に接続された電気パッド１４０ａおよび１４０ｂと、を備える。なお、「電気パッド」は便宜的に「実装パッド」と称されてもよい。
　実装パッド１３０ａおよび１３０ｂは、それぞれ、図示を省略した駆動回路と電気的に接続され、駆動回路から実装パッド１３０ａおよび１３０ｂを通じて変調電気信号が進行波電極１２０ａおよび１２０ｂに与えられる。
　変調電気信号の電圧変化に応じて、分岐カプラ１１１ａにて２分岐されて各アーム導波路１１２ａおよび１１２ｂを伝搬する光の位相が変化し、合波カプラ１１１ｂにおける光の干渉条件が変化する。光の干渉条件の変化に応じて、合波カプラ１１１ｂから出力光導波路１１０ｂへ出力される光の強度または位相が変調される。
　なお、光の干渉条件を変化させる領域を形成するアーム導波路１１２ａおよび１１２ｂには、例示的に、Ｓｉ、ＩｎＰ、ＧａＡｓといった半導体材料、または、ＬｉＮｂＯ３のような誘電体材料が適用されてよい。
　終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂは、光回路基板１０１において互いに電気的に分離した状態（別言すると、絶縁状態）である。実装パッド１４０ａおよび１４０ｂの間が例えばＦＣ実装時のバンプ接続を介して電気的に接続されることによって、終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂそれぞれの他端の間が互いに電気的に接続（別言すると、短絡）される。
　したがって、終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂは、ＦＣ実装時のバンプ接続に伴って進行波電極１２０ａおよび１２０ｂの間の終端抵抗を形成する。そのため、個々の終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂの抵抗値は、例えば、進行波電極１２０ａおよび１２０ｂの間に接続する終端抵抗としての所期の抵抗値を分割した抵抗値を有する。
　以下、説明の便宜のため、光回路基板１０１において互いに絶縁状態にある終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂを、それぞれ、部分終端抵抗（または分割終端抵抗）１５０ａおよび１５０ｂと称する。また、部分終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂのペアを便宜的に部分終端抵抗ペア１５０と表記することがある。一方、ＦＣ実装のバンプ接続によって部分終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂが短絡されて形成される終端抵抗を、便宜的に、合成終端抵抗１５０ａｂと表記する。
　実装パッド１４０ａおよび１４０ｂの間の電気的な接続は、例えば、パッケージ基板２０１（図３より後述）に設けられた電気配線に、実装パッド１４０ａおよび１４０ｂのそれぞれがバンプ接続されることで形成できる。
　図３は、図２に例示したＭＺＭ１００を含むＭＺＭパッケージ（または、ＭＺＭモジュール）の例を模式的に示す図である。図３には、例示的に、ＭＺＭ１００を含む光回路基板１０１が、パッケージ基板２０１にＦＣ実装された状態が示される。ＦＣ実装であるため、光回路基板１０１およびパッケージ基板２０１は、例えば図３の下段に示すように、光回路または電気配線の設けられた面どうしが互いに向き合ってバンプ接続される。
　図３の上段には、ＭＺＭ１００の構成要素の配置を理解し易くするため、便宜的に、パッケージ基板２０１にＦＣ実装された光回路基板１０１を上方から見た場合（裏面が見える）に、その反対面に設けられたＭＺＭ１００の構成要素の配置が透過して示される。併せて、図３の上段には、便宜的に、パッケージ基板２０１に設けられた電気配線が点線によって部分的に透過して示される。
　なお、図３の上段に示したＡ－Ａ矢視断面またはＢ－Ｂ矢視断面が、図３の下段に示した構造に相当する。ただし、図３の上段では、例えば「１２０ａ」、「１２０ｂ」のように符号「１２０」に「ａ」または「ｂ」を付記して１組の構成要素を互いに区別して示すが、図３の下段では、「ａ」および「ｂ」の付記を省略して１組の構成要素を互いに区別せずに示す。このような符号の表記法については、以降の説明および使用する図面においても同様とする。
　また、以下において、便宜的に、実装パッド１３０ａおよび１３０ｂのペアを実装パッドペア１３０と表記し、実装パッド１４０ａおよび１４０ｂのペアを実装パッドペア１４０と表記することがある。
　図３に示すように、パッケージ基板２０１は、例えば、その上面に、駆動回路から電気変調信号が与えられる電気配線２１０ａおよび２１０ｂと、光回路基板１０１における実装パッドペア１４０の間を電気的に接続可能な長さを有する電気配線２２０と、を備える。
　電気配線２１０ａおよび２１０ｂそれぞれの上部には、光回路基板１０１における実装パッドペア１３０との電気的な接続をそれぞれ可能にする２つのバンプ２３０がＦＣ実装時に設けられる。
　また、電気配線２２０の両端部それぞれの上部には、光回路基板１０１における実装パッドペア１４０との電気的な接続をそれぞれ可能にする２つのバンプ２４０がＦＣ実装時に設けられる。
　光回路基板１０１は、例えば、ＭＺＭ１００の設けられた面を下向きにして２つのバンプ２３０および２つのバンプ２４０によってパッケージ基板２０１に接続される。この接続により、光回路基板１０１の実装パッドペア１３０がバンプ２３０を介して電気配線２１０ａおよび２１０ｂとそれぞれ電気的に接続される。
　併せて、部分終端抵抗ペア１５０に接続された実装パッドペア１４０が、バンプ２４０を介して電気配線２２０に接続されることで、部分終端抵抗ペア１５０の間が短絡されて合成終端抵抗１５０ａｂが形成される。別言すると、進行波電極１２０ａおよび１２０ｂの間に合成終端抵抗１５０ａｂが接続される。
　以上のように、第１の実施形態によれば、ＭＺＭ１００（光回路基板１０１）のパッケージ基板２０１へのＦＣ実装に伴って、進行波電極１２０ａおよび１２０ｂに対して個別に設けられた部分終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂが電気的に接続されて、合成終端抵抗１５０ａｂが進行波電極１２０ａおよび１２０ｂの間に形成される。
　したがって、ＦＣ実装前の段階において、ＭＺＭ１００の進行波電極１２０ａおよび１２０ｂの一方にＤＣバイアスを印加することが許容され、例えば半波長電圧ＶπのようなＤＣバイアスを利用した特性指標の測定が可能になる。よって、例えば、パッケージ化前のウェハの状態において、ＭＺＭ１００単体の特性測定（または特性検査）が可能になる。 
　（変形例１）
　上述した第１の実施形態では、ＦＣ実装においてＭＺＭ１００の実装パッド１３０ｂおよび１４０ｂの間がバンプ接続によって電気的に接続されることによって部分終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂが電気的に接続される例について説明した。
　代替的に、例えば、フェイスアップ（ＦＵ）実装においてワイヤボンディングによってＭＺＭ１００の実装パッドペア１４０の間を電気的に接続することにより、部分終端抵抗ペア１５０の間を電気的に接続して合成終端抵抗１５０ａｂが形成されるようにしてもよい。
　図４に非限定的な例を示す。図４は、第１の実施形態の変形例１に係るＭＺＭ１００を含むＭＺＭパッケージ（または、ＭＺＭモジュール）の例を模式的に示す図である。図４には、例示的に、ＭＺＭ１００を含む光回路基板１０１が、パッケージ基板２０１ａにＦＵ実装された状態が示される。ＦＵ実装であるため、図４の下段に例示するように、パッケージ基板２０１ａの上部に、光回路基板１０１が、ＭＺＭ１００の設けられた面を上面にして設けられる。
　図４の上段には、パッケージ基板２０１ａの上部に設けられた光回路基板１０１を真上から見た例が示される。図４の上段に示したＡ－Ａ矢視断面またはＢ－Ｂ矢視断面が、図４の下段に示した構造に相当する。
　なお、図４において、符号２５０ａ、２５０ｂおよび２６０は、電気ワイヤを示し、電気ワイヤであることを視覚的および直感的に把握し易いように便宜的および模式的に湾曲した線によって表現している。そのため、図４における上面視およびＡ－Ａ矢視断面視は、電気ワイヤに着目した場合に不正確な点があるかもしれないが、あくまでも説明の便宜である。
　ＦＵ実装の場合、ＦＣ実装の場合とは異なり、パッケージ基板２０１ａには、図３に例示したような、実装パッドペア１３０および実装パッドペア１４０とそれぞれ電気的に接続される電気配線２１０ａ、２１０ｂおよび２２０は設けられなくてよい。
　代替的に、実装パッドペア１３０は、個別の電気ワイヤ２５０ａおよび２５０ｂのボンディングによって例えば駆動回路と電気的に接続される。また、部分終端抵抗ペア１５０が接続された実装パッドペア１４０の間は、電気ワイヤ２６０のボンディングによって電気的に接続される。
　実装パッドペア１４０の間が電気ワイヤ２６０によって電気的に接続されることで、部分終端抵抗ペア１５０の間が電気的に接続されて合成終端抵抗１５０ａｂが形成される。これにより、進行波電極１２０ａおよび１２０ｂの間に合成終端抵抗１５０ａｂが接続される。
　ＦＵ実装前の段階において、部分終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂは互いに電気的に分離（または絶縁）されているため、ＭＺＭ１００の進行波電極１２０ａおよび１２０ｂの一方にＤＣバイアスを印加することが許容される。よって、上述した第１の実施形態と同様に、ＭＺＭ１００単体の特性測定が可能になる。
　（変形例２）
　図５は、第１の実施形態の変形例２に係るＭＺＭ１００を含むＭＺＭパッケージ（または、ＭＺＭモジュール）の例を模式的に示す図である。図５には、例示的に、ＭＺＭ１００を含む光回路基板１０１が、パッケージ基板２０１にＦＣ実装された状態が示される。図５は、図３の上段および下段に例示した構成例の表記法に倣っており、図５の上段に示したＡ－Ａ矢視断面またはＢ－Ｂ矢視断面が、図５の下段に示した構造に相当する。
　図５に例示した構成は、第１の実施形態の図３に例示した構成に比して、パッケージ基板２０１ｂにおいて、実装パッドペア１４０ａおよび１４０ｂの間を電気的に接続（別言すると、短絡）するための電気配線２２０に代えて、実装パッド１４０ａおよび１４０ｂのそれぞれに個別の電気配線２７０ａおよび２７０ｂが設けられた点が異なる。
　電気配線２７０ａおよび２７０ｂは、パッケージ基板２０１ｂにおいて互いに電気的に接続されていない。電気配線２７０ａおよび２７０ｂのそれぞれは、例示的に、一端にバンプ２４０を有し、他端がパッケージ基板２０１ｂに埋設されたビア２７０ｃに接続されて、ビア２７０ｃを通じて外部機器（例えば、図示しない外部電源端子）と電気的に接続されることが可能である。
　したがって、例えば、ＦＣ実装において、実装パッド１４０ａおよび１４０ｂが、それぞれ、バンプ２４０を介して電気配線２７０ａおよび２７０ｂに電気的に接続された場合、ＭＺＭ１００は外部電源端子を通じて電力の供給（例えば、ＤＣの印可）を受けることが可能である。また、実装パッド１４０ａおよび１４０ｂの間が、バンプ２４０、電気配線２７０ａ、２７０ｂ、および、外部電源端子を介して電気的に接続されることで、部分終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂが短絡されて、合成終端抵抗１５０ａｂが形成される。
　このような変形例２に係る構造は、例えば、送端抵抗を有さず、信号出力端子から駆動電流の供給を受けて動作するオープンコレクタ型ないしはオープンドレイン型と呼ばれる駆動回路を用いる場合に、その駆動回路の信号出力端子とＭＺＭ１００とを実装パッド１３０ａおよび１３０ｂを介して接続する形態において有用である。変形例２に係る構造では、実装パッド１３０ａおよび１３０ｂに接続される駆動回路の信号出力端子は、ＭＺＭ１００を通じて外部電源端子に接続され、駆動電流の供給を受けることで動作が可能となる。なお、ＦＣ実装前の段階においてＭＺＭ１００単体の特性測定が可能であることは、第１の実施形態と同様である。
　［第２の実施形態］
　図６は、第２の実施形態に係るＭＺＭ１００Ａの構成例を示す模式的な上面図である。図６に示すＭＺＭ１００Ａは、第１の実施形態の図２に例示した構成に比して、例えば、以下の２点が異なる。その他の構成は第１の実施形態と同等または同様と理解されてよい。
　（１）光回路基板１０１において、実装パッド１４０ａおよび１４０ｂのペアの後段（図６の紙面右方向）に、実装パッド１４１ａおよび１４１ｂのペアと、実装パッド１４２ａおよび１４２ｂのペアとが追加的に設けられる。
　（２）光回路基板１０１において、実装パッド１４０ａ－１４１ａの間、実装パッド１４０ｂ－１４１ｂの間、実装パッド１４１ａ－１４２ａの間、および、実装パッド１４１ｂ－１４２ｂの間のそれぞれを電気的に接続する調整抵抗１６１ａ、１６１ｂ、１６２ａおよび１６２ｂが追加的に設けられる。調整抵抗１６１ａ、１６１ｂ、１６２ａおよび１６２ｂは、一部または全部が同じ抵抗値であってもよいし異なる抵抗値であってもよい。
　なお、以下の説明において、実装パッド１４０ａおよび１４０ｂのペアを実装パッドペア１４０と表記する場合と同様に、実装パッド１４１ａおよび１４１ｂのペア、および、実装パッド１４２ａおよび１４２ｂのペアを、それぞれ、便宜的に、実装パッドペア１４１、および、実装パッドペア１４２と表記することがある。
　また、実装パッド１４０ａ－１４１ａ間と実装パッド１４０ｂ－１４１ｂ間とを互いに区別しない場合、便宜的に、実装パッド１４０－１４１間と表記することがある。また、調整抵抗１６１ａおよび１６１ｂを互いに区別しない場合、調整抵抗１６１と表記し、調整抵抗１６２ａおよび１６２ｂを互いに区別しない場合、調整抵抗１６２と表記することがある。
　第２の実施形態では、実装パッドペア１４０に対して、実装パッドペア１４１、および、実装パッドペア１４２が追加されることによって、ＦＣ実装時のバンプ接続の候補位置が増加する。例えば、部分終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂを電気的に接続可能なバンプ接続の候補位置が、第１の実施形態（図３）では実装パッドペア１４０が設けられた位置の１つであったのに対し、３つの実装パッドペア１４０～１４２のそれぞれが設けられた異なる位置の３つに増加する。
　ここで、実装パッド１４０－１４１間、および、実装パッド１４１－１４２間には、それぞれ、調整抵抗１６１および１６２が電気的に直列に接続されている。そのため、バンプ接続の箇所を上述した３つの候補位置の何れか１つに選ぶことで、部分終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂが短絡された時の合成終端抵抗１５０ａｂの抵抗値を可変できる。
　例えば、２段目の実装パッドペア１４１をバンプ接続の対象に選んだ場合、実装パッドペア１４１の間が短絡される。この場合の合成終端抵抗１５０ａｂの抵抗値は、部分終端抵抗ペア１５０それぞれの抵抗値に、２つの調整抵抗１６１ａおよび１６１ｂそれぞれの抵抗値を加えた値に相当する。
　また、例えば、３段目の実装パッドペア１４２をバンプ接続の対象に選んだ場合、実装パッドペア１４２の間が短絡される。この場合の合成終端抵抗１５０ａｂの抵抗値は、部分終端抵抗ペア１５０それぞれの抵抗値に４つの調整抵抗１６１ａ、１６１ｂ、１６２ａおよび１６２ｂそれぞれの抵抗値を加えた値になる。
　このように、第２の実施形態では、光回路基板１０１のパッケージ基板２０１へのＦＣ実装において、部分終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂの間を短絡させるバンプ接続の位置を変えることで、合成終端抵抗１５０ａｂの抵抗値を調整することが可能である。
　次に、図７を参照して、上述した構成を有する光回路基板１０１をパッケージ基板２０１にＦＣ実装した例について説明する。図７は、第２の実施形態に係るＭＺＭ１００Ａを含むＭＺＭパッケージ（または、ＭＺＭモジュール）の例を模式的に示す図である。
　図７には、例示的に、ＭＺＭ１００Ａを含む光回路基板１０１が、パッケージ基板２０１にＦＣ実装された状態が示される。図７は、図３の上段および下段に例示した構成例の表記法に倣っており、図７の上段に示したＡ－Ａ矢視断面またはＢ－Ｂ矢視断面が、図７の下段に示した構造に相当する。
　図７に例示したパッケージ基板２０１は、図３に例示した構成に比して、追加の実装パッド１４１ａ－１４１ｂの間および追加の実装パッド１４２ａ－１４２ｂの間のそれぞれをバンプ接続時に電気的に接続可能な電気配線２２１および２２２を追加的に備える点が異なる。
　別言すると、第２の実施形態では、１段目の実装パッドペア１４０の間、２段目の実装パッドペア１４１の間、および、３段目の実装パッドペア１４２の間のそれぞれを短絡可能な電気配線２２０、２２１および２２２が、パッケージ基板２０１上の異なる位置に並列して配置される。
　したがって、既述のようにＦＣ実装時のバンプ接続対象に、異なる位置の実装パッドペア１４０～１４２の何れか１つを選ぶことで、電気配線２２０、２２１および２２２のうちの対応する１つによって部分終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂの間が短絡されて合成終端抵抗１５０ａｂが形成される。なお、パッケージ基板２０１において並列配置された電気配線２２０、２２１および２２２それぞれの配置間隔は、同じでもよいし異なってもよい。
　以上のように、第２の実施形態では、ＦＣ実装時に、光回路基板１０１における異なる複数の実装パッドペア１４０、１４１および１４２の位置の何れか１つを、パッケージ基板２０１の対応する電気配線２２０、２２１または２２２とバンプ接続によって選択的に短絡する。
　これにより、部分終端抵抗１５０ａおよび１５０ｂの間の電気的な接続経路（別言すると、電気経路または短絡経路）を、バンプ接続位置の選択によって、調整抵抗１６１および１６２を含まない経路と、調整抵抗１６１および１６２の一部または全部を含む経路と、の何れかに選択的に設定できる。
　したがって、例えば、合成終端抵抗１５０ａｂに製造ばらつきがあったような場合に、短絡経路の選択によって終端抵抗値を調整できる。よって、例えば、ＭＺＭ１００における進行波電極１２０ａおよび１２０ｂの特性インピーダンスと合成終端抵抗１５０ａｂとの間にインピーダンスミスマッチがあったとしても、当該インピーダンスミスマッチを補償でき、送信変調信号光の品質を向上できる。
　なお、上述した例では、実装パッド１４０ａ－１４１ａの間、実装パッド１４０ｂ－１４１ｂの間、実装パッド１４１ａ－１４２ａの間、および、実装パッド１４１ｂ－１４２ｂの間のそれぞれに調整抵抗１６１ａ、１６１ｂ、１６２ａおよび１６２ｂを設けた。しかし、調整抵抗１６１または１６２は、４箇所の実装パッド間のうちの一部に限定して設けられてもよい。
　また、上述した例では、光回路基板１０１において３つの異なる実装パッドペア１４０、１４１および１４２の位置をバンプ接続位置の候補として、異なる合成終端抵抗値が得られる３通りの短絡経路候補を示した。しかし、異なる合成終端抵抗値が得られる２通りの短絡経路または４通り以上の短絡経路の候補が、バンプ接続位置の候補数に応じて規定されてもよい。
　また、上述した第２の実施形態は、例えば、第１の実施形態の変形例１（図４参照）と組み合わせて実施されてもよい。例えば、ＦＵ実装において、実装パッドペア１４０～１４２のうちの少なくとも何れか１つを、電気配線２２０、２２１または２２２に代えて、電気ワイヤ２５０のワイヤボンディングによって選択的に短絡するようにしてもよい。
　［第３の実施形態］
　図８は、第３の実施形態に係るＭＺＭ１００Ｂの構成例を示す模式的な上面図である。図８に示すＭＺＭ１００Ｂは、第１の実施形態の図２に例示した構成に比して、実装パッド１４０ａおよび１４０ｂに代えて、実装パッド１４５ａおよび１４５ｂを備える点が異なる。なお、実装パッド１４５ａおよび１４５ｂのペアを便宜的に実装パッドペア１４５と表記することがある。
　図８に示すように、実装パッド１４５ａおよび１４５ｂのそれぞれは、図２に示した実装パッド１４０ａおよび１４０ｂよりも、進行波電極１２０ａおよび１２０ｂの長尺方向に沿った方向に長さを拡大したサイズを有する。
　そのため、例えば、実装パッドペア１４５の長尺方向についてＦＣ実装時におけるバンプ接続の候補位置を柔軟に設定できる。例えば、バンプ接続によって実装パッドペア１４５の間を電気的に接続する候補位置の数、別言すると、第２の実施形態において説明したような、部分終端抵抗ペア１５０の間の短絡経路数を柔軟に設定できる。
　非限定的な例示として、第２の実施形態と同様に、異なる終端抵抗値が得られる複数（例えば、３通り）の短絡経路、別言すると、終端抵抗値を調整可能な複数の短絡経路を設ける構造について、図９を参照して説明する。
　図９は、第３の実施形態に係るＭＺＭ１００Ｂを含むＭＺＭパッケージ（または、ＭＺＭモジュール）の例を模式的に示す図であり、例示的に、ＭＺＭ１００Ｂを含む光回路基板１０１が、パッケージ基板２０１にＦＣ実装された状態が示される。図９は、図３、図５および図７それぞれの上段および下段に例示した構成例の表記法に倣っており、図９の上段に示したＡ－Ａ矢視断面またはＢ－Ｂ矢視断面が、図９の下段に示した構造に相当する。
　図９に例示したパッケージ基板２０１は、図３に例示した構成に比して、電気配線２２０に代えて、調整抵抗１５１、１５２および１５３を有する電気配線２３１、２３２および２３３を備える点が異なる。実装パッドペア１４５は、これらの調整抵抗１５１～１５３および電気配線２３１～２３３に対して共通である。
　調整抵抗１５１～１５３それぞれの抵抗値は、一部または全部が同じであってもよいし異なっていてもよい。なお、電気配線２３１～２３３の一部または全部を調整抵抗と兼用にして、調整抵抗１５１～１５３の一部または全部を個別には設けないこととしてもよい。
　電気配線２３１～２３３は、光回路基板１０１のＦＣ実装時に、実装パッドペア１４５の間を実装パッドペア１４５の長尺方向における異なる位置のバンプ接続によって電気的に接続可能なサイズおよび配置にてパッケージ基板２０１に設けられる。
　例えば、電気配線２３１～２３３は、光回路基板１０１のＦＣ実装時の実装パッドペア１４５のそれぞれに対応するパッケージ基板２０１上の領域において、部分終端抵抗ペア１５０に対する平面視における実装パッドペア１４５の長尺方向の距離がそれぞれ異なる位置に並列して配置される。
　したがって、ＦＣ実装時の実装パッドペア１４５に対するバンプ接続対象に、電気配線２３１～２３３のうちの１つを選ぶことで、部分終端抵抗ペア１５０の間が調整抵抗１５１～１５３のうちの対応する１つを含む電気経路にて短絡されて合成終端抵抗１５０ａｂが形成される。なお、パッケージ基板２０１において並列配置された電気配線２３１～２３３の配置間隔は、それぞれ同じでもよいし異なってもよい。
　例えば、電気配線２３１の長尺方向の両端部をバンプ接続によって実装パッドペア１４５と接続した場合、部分終端抵抗ペア１５０の間が調整抵抗１５１を含む電気経路にて短絡される。同様に、電気配線２３２の長尺方向の両端部をバンプ接続によって実装パッドペア１４５と接続した場合、部分終端抵抗ペア１５０の間が調整抵抗１５２を含む電気経路にて短絡される。電気配線２３３の長尺方向の両端部をバンプ接続によって実装パッドペア１４５と接続した場合、部分終端抵抗ペア１５０の間が調整抵抗１５３を含む電気経路にて短絡される。
　このように、第３の実施形態では、実装パッドペア１４５を電気配線２３１～２３３に共通とし、実装パッドペア１４５に対するバンプ接続対象を電気配線２３１～２３３の何れかに選択する。これにより、部分終端抵抗ペア１５０の間の短絡経路を、調整抵抗１５１～１５３の何れか１つを追加的に含む経路に設定できる。
　なお、複数の電気配線２３１～２３３のうち何れか１つ（例えば、電気配線２３１）は調整抵抗を有さない電気配線としてもよい。例えば、終端抵抗値の調整が不要な場合には、電気配線２３１のバンプ接続によって実装パッドペア１４５の間を短絡することで、部分終端抵抗ペア１５０の間を調整抵抗が含まれない経路にて短絡できる。
　以上のように、第３の実施形態によれば、第２の実施形態と同様に、部分終端抵抗ペア１５０の間の短絡経路の選択によって終端抵抗値を調整できるので、インピーダンスミスマッチを補償でき、送信変調信号光の品質を向上できる。
　加えて、第３の実施形態では、実装パッドペア１４５が電気配線２３１～２３３および調整抵抗１５１～１５３に共通であり、また、第２の実施形態のように調整抵抗１６１および１６２を光回路基板１０１の実装パッドペア間に設けなくてよい。代替的に、パッケージ基板２０１において電気配線２３１～２３３の別に調整抵抗１５１～１５３を形成すればよいので、例えば、光回路基板１０１およびパッケージ基板２０１の製造性、ひいてはＭＺＭ１００Ｂを含むパッケージの製造性を向上できる。
　なお、上述した例では、光回路基板１０１において３つの異なる電気配線２３１～２３３の位置をバンプ接続位置の候補として、異なる合成終端抵抗値が得られる３通りの短絡経路候補を示した。しかし、第２の実施形態と同様に、異なる合成終端抵抗値が得られる２通りの短絡経路または４通り以上の短絡経路の候補が、バンプ接続位置の候補数に応じて規定されてもよい。
　以上、本開示について詳細に説明したが、本開示を通じて説明した内容に本開示の趣旨および範囲が限定されないことは当業者に明らかである。本開示は、請求の範囲の記載によって定まる本開示の趣旨および範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施可能である。したがって、本開示の記載は、例示的な説明を目的とし、本開示の趣旨および範囲に対して何らの制限的な意味を有さない。
　本開示は、光通信システム、または光情報処理システムのような光回路を用いる技術に有用である。
　１００　マッハツェンダ光変調器（ＭＺＭ）
　１０１　光回路基板
　１１０ａ　入力光導波路
　１１０ｂ　出力光導波路
　１１１ａ　分岐カプラ
　１１１ｂ　合波カプラ
　１１２ａ，１１２ｂ　光導波路
　１２０ａ，１２０ｂ　進行波電極
　１３０ａ，１３０ｂ，１４０ａ，１４０ｂ，１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂ，１４５ａ，１４５ｂ　電気パッド
　１５０ａ，１５０ｂ　終端抵抗
　１５１～１５３，１６１ａ，１６１ｂ，１６２ａ，１６２ｂ　調整抵抗
　２０１，２０１ａ，２０１ｂ　パッケージ基板
　２１０ａ，２１０ｂ，２２０～２２２，２３１～２３３，２７０ａ，２７０ｂ　電気配線
　２３０，２４０　バンプ
　２５０ａ，２５０ｂ，２６０　電気ワイヤ
　２７０ｃ　ビア

Claims (8)

  1. 　入力光を分岐した光のそれぞれを導波する１対の光導波路と、
    　前記１対の光導波路のそれぞれに対応して設けられ、前記入力光を変調するための変調電気信号が入力される１対の電極と、
    　前記１対の電極のそれぞれに対応して設けられ、互いが電気的に未接続である１対の終端抵抗と、
    を備える、光変調器。
  2. 　前記１対の終端抵抗は、前記電極の間の所期の終端抵抗値を分割した抵抗値をそれぞれ有する、請求項１に記載の光変調器。
  3. 　前記１対の抵抗は、前記光変調器を含む光回路基板のパッケージ基板への実装時に、前記パッケージ基板に設けられた電気配線に対するバンプ接続によって電気的に接続される、請求項１に記載の光変調器。
  4. 　前記１対の抵抗は、前記光変調器を含む光回路基板のパッケージ基板への実装時に、ワイヤボンディングによって電気的に接続される、請求項１に記載の光変調器。
  5. 　前記１対の抵抗は、外部電源端子に電気的に接続された前記電気配線に対する前記バンプ接続によって電気的に接続される、請求項３に記載の光変調器。
  6. 　前記バンプ接続の異なる複数の候補位置に対応する複数の前記電気配線のうちの一部または全部を経由する電気経路に、前記終端抵抗の抵抗値を調整するための調整抵抗が設けられる、請求項３に記載の光変調器。
  7. 　入力光を分岐した光のそれぞれを導波する１対の光導波路のそれぞれに対応して設けられ、前記入力光を変調するための変調電気信号が入力される１対の電極と、前記１対の電極のそれぞれに対応して設けられ、互いが電気的に未接続である１対の終端抵抗と、を含む光回路基板と、
    　１つまたは複数の電気配線と、前記電気配線の何れか１つを経由する電気経路で前記１対の終端抵抗を電気的に接続するバンプと、を含むパッケージ基板と、
    を備える、光変調器パッケージ。
  8. 　前記光回路基板または前記パッケージ基板において、前記バンプによる接続の異なる複数の候補位置に対応する複数の前記電気配線のうちの一部または全部を経由する電気経路に、前記終端抵抗の抵抗値を調整するための調整抵抗が設けられる、請求項７に記載の光変調器パッケージ。
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