JP6773058B2 - Optical transmitter - Google Patents

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

本発明は、光送信装置に関し、特に、２波長集積型などの高集積型変調器を備えた光送信装置に関する。 The present invention relates to an optical transmitter, and more particularly to an optical transmitter including a highly integrated modulator such as a two-wavelength integrated modulator.

光通信システムの高速化、大容量化が進む中で、それに使用される光変調器の高性能化、高密度化が進んでいる。また、光変調器の小型化の要請に伴い、光変調器を構成する基板の小型化も進められている。しかしながら、光変調器の高性能化と、高密度化及び小型化とは相反する要求であるため、これらを両立するための工夫が求められている。 As the speed and capacity of optical communication systems increase, the performance and density of the optical modulators used in them are increasing. Further, with the demand for miniaturization of the optical modulator, the miniaturization of the substrate constituting the optical modulator is also being promoted. However, since there are conflicting demands for high performance of optical modulators and high density and miniaturization, it is necessary to devise ways to achieve both of them.

このような光変調器に関し、以下のような発明が提案されている。
例えば、特許文献１には、基板上に第１の光変調部と第２の光変調部とを幅方向に並列に設け、該基板の一方の側部に隣接させて、変調用の電気信号を中継する中継基板を配置した構造の光変調器が開示されている。 The following inventions have been proposed with respect to such light modulators.
For example, in Patent Document 1, a first optical modulation unit and a second optical modulation unit are provided in parallel on a substrate in the width direction, and are adjacent to one side portion of the substrate to provide an electrical signal for modulation. An optical modulator having a structure in which a relay board for relaying the light is arranged is disclosed.

特開２０１５−１７２６３０号公報JP 2015-172630

近年、２波長集積型などの高集積型光変調器が開発されている。図１には、従来の２波長集積型ＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization - Quadrature Phase Shift Keying）変調器を備えた光送信装置の構成例を示してある。同図の光変調器は、波長λ１の光波が入力される光変調領域Ｍ１と、波長λ１とは異なる波長λ２の光波が入力される光変調領域Ｍ２とを有し、これら光変調領域Ｍ１，Ｍ２は互いに独立して動作するように構成される。 In recent years, highly integrated optical modulators such as a two-wavelength integrated type have been developed. FIG. 1 shows a configuration example of an optical transmitter equipped with a conventional dual polarization-Quadrature Phase Shift Keying (DP-QPSK) modulator. The light modulator of the figure has an optical modulation region M1 in which a light wave having a wavelength λ1 is input and an optical modulation region M2 in which a light wave having a wavelength λ2 different from the wavelength λ1 is input. The M2s are configured to operate independently of each other.

光変調領域Ｍ１，Ｍ２の各々は、電気光学効果を有する基板１上に、光導波路２と、光導波路２を伝搬する光波を制御信号により制御するための制御電極３と、光導波路２を伝搬する光波を検出するための受光素子４とを備えている。制御電極３は、制御信号の一種であるＲＦ信号（変調信号）が印加されるＲＦ電極３ａや、制御信号の一種であるＤＣ信号（バイアス電圧）が印加されるＤＣ電極３ｂ，３ｃなどで構成される。 Each of the optical modulation regions M1 and M2 propagates on the substrate 1 having an electro-optical effect, the optical waveguide 2, the control electrode 3 for controlling the light wave propagating in the optical waveguide 2 by the control signal, and the optical waveguide 2. It is provided with a light receiving element 4 for detecting the light wave to be generated. The control electrode 3 is composed of an RF electrode 3a to which an RF signal (modulation signal) which is a kind of control signal is applied, and DC electrodes 3b and 3c to which a DC signal (bias voltage) which is a kind of control signal is applied. Will be done.

各光変調領域Ｍ１，Ｍ２の光導波路２は、マッハツェンダー型光導波路を入れ子型に多重に配置した構造となっており、これに相応して多数の制御電極３や受光素子４が設けられている。同図では、光変調領域Ｍ１，Ｍ２のそれぞれに、４つのＲＦ電極３ａと、６つのＤＣ電極３ｂ，３ｃと、２つの受光素子４を設けてある。
光変調領域Ｍ１の下流には偏波合成部（不図示）が配置され、メインとなるマッハツェンダー型光導波路の出力側アーム部を伝搬する光波を偏波合成部で合成して、光変調器に接続された光ファイバに出力する。光変調領域Ｍ２についても同様である。偏波合成部は、空間光学系を用いて偏波合成を行う構造のものや、光導波路を用いて偏波合成を行う構造のものなどがある。 The optical waveguide 2 in each of the optical modulation regions M1 and M2 has a structure in which Mach-Zehnder type optical waveguides are arranged in a plurality of nested manners, and a large number of control electrodes 3 and light receiving elements 4 are provided correspondingly. There is. In the figure, four RF electrodes 3a, six DC electrodes 3b and 3c, and two light receiving elements 4 are provided in each of the optical modulation regions M1 and M2.
A polarization synthesis unit (not shown) is arranged downstream of the optical modulation region M1, and the light waves propagating on the output side arm of the main Mach-Zehnder type optical waveguide are combined by the polarization synthesis unit to form an optical modulator. Output to the optical fiber connected to. The same applies to the optical modulation region M2. The polarization synthesizing unit includes a structure that performs polarization synthesis using a spatial optical system and a structure that performs polarization synthesis using an optical waveguide.

基板１の光変調領域Ｍ２側の辺部に隣接させて、ＲＦ電極３ａに対するＲＦ信号を中継する高周波信号用の中継基板１１と、ＤＣ電極３ｂ，３ｃに対するＤＣ信号や受光素子４で検出した受光信号を中継する低周波信号用の中継基板１２が配置されている。また、基板１の光変調領域Ｍ１側の辺部には、光変調領域Ｍ１のＲＦ電極３ａに対するＲＦ信号を終端する終端基板１３が配置され、基板１の光変調領域Ｍ２側の辺部には、光変調領域Ｍ２のＲＦ電極３ａに対するＲＦ信号を終端する終端基板１４が配置されている。 A relay board 11 for a high frequency signal that relays an RF signal to the RF electrode 3a adjacent to the side portion of the substrate 1 on the optical modulation region M2 side, and a light receiving signal detected by the DC signal or the light receiving element 4 to the DC electrodes 3b and 3c. A relay board 12 for a low frequency signal that relays the signal is arranged. Further, a terminal substrate 13 for terminating the RF signal with respect to the RF electrode 3a of the optical modulation region M1 is arranged on the side portion of the substrate 1 on the optical modulation region M1 side, and on the side portion of the substrate 1 on the optical modulation region M2 side. , A termination board 14 for terminating the RF signal with respect to the RF electrode 3a in the optical modulation region M2 is arranged.

このような光変調器は、光送信装置を構成する部品の一つとして該光送信装置に内蔵して使用される。一般的に、光変調器は光送信装置のプリント基板２１に搭載され、その搭載面と同一面上に配置されたドライバ素子２２からの制御信号に基づいて動作する。すなわち、光変調器は、その外部（筐体６の外部）にあるドライバ素子２２から制御信号の供給を受けて、制御信号に応じた光変調を行う。 Such an optical modulator is used by being incorporated in the optical transmitter as one of the components constituting the optical transmitter. Generally, the light modulator is mounted on a printed circuit board 21 of an optical transmitter and operates based on a control signal from a driver element 22 arranged on the same surface as the mounted surface. That is, the light modulator receives a control signal from the driver element 22 outside the driver element 22 (outside the housing 6), and performs optical modulation according to the control signal.

上記のように基板１の片側に中継基板１１，１２を配置する構造だと、高周波信号用の中継基板１１や低周波信号用の中継基板１２に接続される入出力端子（ＤＣピンやＲＦコネクタなど）を筐体６の同一な側面に配置することができるので、光変調器を取り扱いやすくなるという利点がある。しかしながら、ドライバ素子２２が筐体６の側方に並列させて配置されるため、これらの実装面積が大きくなるので、光送信装置の小型化が困難であった。 If the relay boards 11 and 12 are arranged on one side of the board 1 as described above, the input / output terminals (DC pins and RF connectors) connected to the relay board 11 for high frequency signals and the relay board 12 for low frequency signals are connected. Etc.) can be arranged on the same side surface of the housing 6, so that there is an advantage that the optical modulator can be easily handled. However, since the driver elements 22 are arranged in parallel on the side of the housing 6, the mounting area for these is large, and it is difficult to reduce the size of the optical transmitter.

また、上記のように多数の制御電極３（３ａ，３ｂ，３ｃ）や受光素子４を基板（チップ）に配置する構造だと、それらの部品に接続する信号線路（電気線）の配線の自由度が少ない。特に中継基板１１，１２に近い側の光変調領域Ｍ２は、光変調領域Ｍ２に対する信号線路だけでなく、光変調領域Ｍ１に対する信号線路の一部も配設されるとともに、信号線路が局所的に集中することになるため、信号線路の複雑化が顕著になる。その結果、制御電極３（３ａ，３ｂ，３ｃ）に対する信号線路の長さにバラツキが生じやすい。例えば、ＲＦ電極３ａに対する信号線路５ａ，５ｂの各々で長さにバラツキが生じることで、各ＲＦ電極３ａに対するＲＦ信号にスキュー（時間遅延）が発生したり、各々の信号線路で伝搬損失差が生じる懸念がある。また、信号線路の長さが長くなると伝搬損失が増加したり、信号線路間でクロストークが発生する可能性があるという問題もある。 Further, if a structure in which a large number of control electrodes 3 (3a, 3b, 3c) and a light receiving element 4 are arranged on a substrate (chip) as described above, the signal line (electrical line) connected to these parts can be freely wired. The degree is low. In particular, in the optical modulation region M2 on the side close to the relay boards 11 and 12, not only the signal line for the optical modulation region M2 but also a part of the signal line for the optical modulation region M1 is arranged, and the signal line is locally arranged. Since it is concentrated, the complexity of the signal line becomes remarkable. As a result, the length of the signal line with respect to the control electrode 3 (3a, 3b, 3c) tends to vary. For example, when the lengths of the signal lines 5a and 5b with respect to the RF electrode 3a vary in length, skew (time delay) occurs in the RF signal for each RF electrode 3a, and the propagation loss difference occurs in each signal line. There are concerns that arise. Further, if the length of the signal line is increased, there is a problem that the propagation loss may increase and crosstalk may occur between the signal lines.

本発明が解決しようとする課題は、上記のような問題を解決し、光変調器及びドライバ素子の実装面積を抑えた光送信装置を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an optical transmission device in which a mounting area of an optical modulator and a driver element is suppressed.

上記課題を解決するため、本発明の光送信装置は、以下のような技術的特徴を有する。
（１） 筐体と、該筐体の内部底面に配置される電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された、光導波路及び該光導波路を伝搬する光波を制御信号により制御するための制御電極とを有する光変調器と、該制御信号を出力するドライバ素子とを備えた光送信装置において、該光変調器を平面視した際の該筐体の形状が長方形であり、該基板と、該長方形の長辺を形成する該筐体の２つの側壁との間の各々に、中継基板を配置し、該中継基板には、該制御電極に電気的に接続される中継信号線路が形成され、該中継信号線路に電気的に接続されるピンが該筐体の底面を貫通しており、該筐体が配置されるプリント基板を備え、該ドライバ素子は、該プリント基板の該筐体が搭載された面と反対側の面側（以下、「筐体外部の底面側」ともいう。）に配置され、ドライバ素子には、該制御信号を出力する出力端子が設けられ、該ドライバ素子を挟むように、該プリント基板に貫通孔が形成され、該貫通孔に該ピンを挿し通して、該ピンと該出力端子とを電気的に接続することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the optical transmitter of the present invention has the following technical features.
(1) To control a housing, a substrate having an electro-optical effect arranged on the inner bottom surface of the housing, an optical waveguide formed on the substrate, and a light wave propagating in the optical waveguide by a control signal. In an optical transmission device including an optical modulator having a control electrode and a driver element for outputting the control signal, the shape of the housing when the optical modulator is viewed in a plan view is rectangular, and the substrate and the substrate. , A relay board is arranged between each of the two side walls of the housing forming the long side of the rectangle, and a relay signal line electrically connected to the control electrode is formed on the relay board. A pin electrically connected to the relay signal line penetrates the bottom surface of the housing, and includes a printed circuit board on which the housing is arranged, and the driver element is the housing of the printed circuit board. Is arranged on the surface side opposite to the surface on which the is mounted (hereinafter, also referred to as "bottom side outside the housing"), the driver element is provided with an output terminal for outputting the control signal, and the driver element is provided. so as to sandwich the formed the transmural hole in the printed circuit board, through inserting the pin into the through hole, characterized by electrically connecting the said pin and the output pin.

（２） 上記（１）に記載の光送信装置において、該光導波路は、並列に配置された複数のマッハツェンダー型光導波路を有し、各マッハツェンダー型光導波路に対して該制御電極が設けられていることを特徴とする。 (2) In the optical transmitter according to (1) above, the optical waveguide has a plurality of Mach-Zehnder-type optical waveguides arranged in parallel, and the control electrode is provided for each Mach-Zehnder-type optical waveguide. it shall be the feature of the being.

本発明の光送信装置は、筐体と、該筐体内部に配置される電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された、光導波路及び該光導波路を伝搬する光波を制御信号により制御するための制御電極とを有する光変調器と、該制御信号を出力するドライバ素子とを備えた光送信装置において、該ドライバ素子は該筐体外部の底面側に配置され、該制御電極と電気的に接続されるため、光変調器及びドライバ素子の実装面積を抑えた光送信装置を提供することができる。 The optical transmission device of the present invention controls a housing, a substrate having an electro-optical effect arranged inside the housing, an optical waveguide formed on the substrate, and a light wave propagating in the optical waveguide by a control signal. In an optical transmission device including an optical modulator having a control electrode for controlling the light and a driver element for outputting the control signal, the driver element is arranged on the bottom surface side outside the housing, and the control electrode and electricity are provided. It is possible to provide an optical transmitter in which the mounting area of the light modulator and the driver element is reduced.

従来の２波長集積型ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器を備えた光送信装置の構成例を示す平面図である。It is a top view which shows the structural example of the optical transmission apparatus provided with the conventional 2 wavelength integrated DP-QPSK modulator. 本発明の第１実施例に係る光送信装置を説明する平面図である。It is a top view explaining the optical transmission device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施例に係る光送信装置を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the optical transmission apparatus which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第１実施例におけるドライバ素子の配置を説明する平面図である。It is a top view explaining the arrangement of the driver element in 1st Example of this invention. 本発明の第２実施例に係る光送信装置を説明する平面図である。It is a top view explaining the optical transmission device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施例に係る光送信装置を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the optical transmission apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明に係る光送信装置について詳細に説明する。
本発明に係る光送信装置は、例えば図２や図３に示すように、筐体６と、該筐体内部に配置される電気光学効果を有する２つの基板１Ａ，１Ｂと、２つの基板１Ａ，１Ｂにそれぞれ形成された、光導波路２及び該光導波路を伝搬する光波を制御信号により制御するための制御電極３とを有する光変調器を備える。光送信装置は、更に、該制御信号を出力するドライバ素子２２を備えており、該ドライバ素子２２は該筐体外部の底面側に配置され、該制御電極３と電気的に接続される。 Hereinafter, the optical transmitter according to the present invention will be described in detail.
The optical transmission device according to the present invention includes, for example, as shown in FIGS. 2 and 3, a housing 6, two substrates 1A and 1B having an electro-optical effect arranged inside the housing, and two substrates 1A. A light modulator having an optical waveguide 2 and a control electrode 3 for controlling a light wave propagating through the optical waveguide by a control signal, which are formed in 1B and 1B, respectively, is provided. The optical transmission device further includes a driver element 22 that outputs the control signal, and the driver element 22 is arranged on the bottom surface side outside the housing and is electrically connected to the control electrode 3.

基板１Ａ，１Ｂとしては、石英、半導体など光導波路を形成できる基板であれば良く、特に、電気光学効果を有する基板である、ＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム），ＬｉＴａＯ３（タンタル酸リチウム）又はＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）のいずれかの単結晶などを用いた基板が好適に利用可能である。 The substrates 1A and 1B may be any substrates such as quartz and semiconductors capable of forming an optical waveguide, and in particular, LiNbO 3 (lithium niobate), LiTaO 3 (lithium tantalate) or PLZT, which are substrates having an electro-optical effect. A substrate using any single crystal of (lead lanthanate titanate zirconate) or the like can be preferably used.

基板１Ａ，１Ｂに形成する光導波路２は、例えば、ＬｉＮｂＯ３基板（ＬＮ基板）上にチタン（Ｔｉ）などの高屈折率物質を熱拡散することにより形成される。また、光導波路となる部分の両側に溝を形成したリブ型光導波路や光導波路部分を凸状としたリッジ型導波路も利用可能である。また、ＰＬＣ等の異なる導波路基板に光導波路を形成し、これらの導波路基板を貼り合せ集積した光回路にも、本発明を適用することが可能である。 The optical waveguide 2 formed on the substrates 1A and 1B is formed by, for example, thermally diffusing a high refractive index substance such as titanium (Ti) on a LiNbO 3 substrate (LN substrate). Further, a rib-type optical waveguide in which grooves are formed on both sides of a portion to be an optical waveguide and a ridge-type waveguide in which the optical waveguide portion is convex can also be used. Further, the present invention can be applied to an optical circuit in which an optical waveguide is formed on a different waveguide substrate such as a PLC and these waveguide substrates are laminated and integrated.

基板１Ａ，１Ｂには、光導波路２を伝搬する光波を制御信号により制御するための制御電極３が設けられる。制御電極３としては、変調電極を構成するＲＦ電極３ａやこれを取り巻く接地電極（不図示）、ＤＣ信号を印加するＤＣ電極３ｂ、３ｃなどがある。これら制御電極３は、基板表面に、Ｔｉ・Ａｕの電極パターンを形成し、金メッキ方法などにより形成することが可能である。さらに、必要に応じて光導波路形成後の基板表面に誘電体ＳｉＯ２等のバッファ層を設けることも可能である。 The substrates 1A and 1B are provided with a control electrode 3 for controlling the light wave propagating in the optical waveguide 2 by a control signal. Examples of the control electrode 3 include an RF electrode 3a constituting a modulation electrode, a ground electrode (not shown) surrounding the RF electrode 3, DC electrodes 3b and 3c to which a DC signal is applied, and the like. These control electrodes 3 can be formed by forming a Ti / Au electrode pattern on the surface of the substrate and by a gold plating method or the like. Further, if necessary, a buffer layer such as a dielectric SiO 2 can be provided on the surface of the substrate after the optical waveguide is formed.

基板１Ａ，１Ｂの各々の光変調領域を構成する光導波路２は、マッハツェンダー型導波路を入れ子型に多重に配置した構造となっており、これに相応して多数の制御電極３や受光素子４が設けられている。同図では、基板１Ａ，１Ｂのそれぞれに、４つのＲＦ電極３１と、６つのＤＣ電極３ｂ，３ｃと、２つの受光素子４を設けてある。 The optical waveguide 2 that constitutes each of the optical modulation regions of the substrates 1A and 1B has a structure in which Mach-Zehnder type waveguides are arranged in a plurality of nested manners, and a large number of control electrodes 3 and light receiving elements are correspondingly arranged. 4 is provided. In the figure, four RF electrodes 31, six DC electrodes 3b and 3c, and two light receiving elements 4 are provided on the substrates 1A and 1B, respectively.

本発明に係る光送信装置の主な特徴は、制御電極３に対する制御信号を出力するドライバ素子２２を、光変調器の筐体外部の底面側に配置したことである。本明細書では、基板の長さ方向を「Ｘ方向」とし、基板の幅方向を「Ｙ方向」とし、基板の厚さ方向を「Ｚ方向」とする。Ｘ方向は光波の進行方向（図中の矢印Ｘの方向）に対応し、これに基板平面で直交する方向（図中の矢印Ｙの方向）がＹ方向となり、基板を平面視する方向（図中の×印Ｚの方向）がＺ方向となる。以下、実施例を参照して詳細に説明する。なお、光送信装置及び光変調器の概略的な構成は、図１を参照して説明した従来のものと同様である。 A main feature of the optical transmission device according to the present invention is that the driver element 22 that outputs a control signal to the control electrode 3 is arranged on the bottom surface side outside the housing of the optical modulator. In the present specification, the length direction of the substrate is the "X direction", the width direction of the substrate is the "Y direction", and the thickness direction of the substrate is the "Z direction". The X direction corresponds to the traveling direction of the light wave (the direction of the arrow X in the figure), and the direction orthogonal to this in the substrate plane (the direction of the arrow Y in the figure) is the Y direction, and the direction in which the substrate is viewed in a plan view (FIG. The direction of the x mark Z inside) is the Z direction. Hereinafter, a detailed description will be given with reference to examples. The schematic configuration of the optical transmitter and the optical modulator is the same as that of the conventional one described with reference to FIG.

図２は、本発明の第１実施例に係る光送信装置を説明する平面図であり、図３は、これをＸ方向に見た断面図である。また、図４は、ドライバ素子２２の配置を説明する平面図である。なお、図３において、（ａ）は、光送信装置のプリント基板に光変調器を搭載する前の様子を示す図であり、図３は、光送信装置のプリント基板に光変調器を搭載した後の様子を示す図である。 FIG. 2 is a plan view illustrating the optical transmission device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the optical transmission device as viewed in the X direction. Further, FIG. 4 is a plan view illustrating the arrangement of the driver element 22. Note that, in FIG. 3, FIG. 3A is a diagram showing a state before the optical modulator is mounted on the printed circuit board of the optical transmitter, and FIG. 3 is a diagram showing the state before the optical modulator is mounted on the printed circuit board of the optical transmitter. It is a figure which shows the later state.

本例の光送信装置における光変調器は、筐体６の内部底面（筐体外部の底面に対向する筐体内部の面）に、２つの基板１Ａ，１ＢをＹ方向に並列に配置してある。基板１Ａと基板１Ｂの間には、ＲＦ電極３ａに対するＲＦ信号を中継する高周波信号用の中継基板１１と、ＤＣ電極３ｂ，３ｃに対するＤＣ信号を中継する低周波信号用の中継基板１２が配置される。中継基板１２は、受光素子４で検出した受光信号を外部に出力する際の中継に用いることもできる。 In the optical modulator in the optical transmitter of this example, two substrates 1A and 1B are arranged in parallel in the Y direction on the inner bottom surface of the housing 6 (the surface inside the housing facing the bottom surface outside the housing). is there. Between the substrate 1A and the substrate 1B, a relay board 11 for a high frequency signal that relays an RF signal to the RF electrode 3a and a relay board 12 for a low frequency signal that relays a DC signal to the DC electrodes 3b and 3c are arranged. To. The relay board 12 can also be used for relaying when the light receiving signal detected by the light receiving element 4 is output to the outside.

本例の光変調器は、光送信装置を構成する部品の一つとして該光送信装置に内蔵して使用される。具体的には、本例の光変調器は、光送信装置のプリント基板２１上に搭載され、その搭載面（上面）とは反対側の面（下面）に配置されたドライバ素子２２からの制御信号に基づいて動作する。すなわち、制御信号を出力するドライバ素子２２を、光変調器の筐体外部の底面側に配置する構造となっている。 The light modulator of this example is used by being incorporated in the optical transmitter as one of the components constituting the optical transmitter. Specifically, the light modulator of this example is mounted on the printed circuit board 21 of the optical transmitter, and is controlled by the driver element 22 arranged on the surface (lower surface) opposite to the mounting surface (upper surface). It operates based on the signal. That is, the driver element 22 that outputs the control signal is arranged on the bottom surface side outside the housing of the optical modulator.

中継基板１１，１２には中継信号線路（不図示）が形成されている。中継信号線路の一方の端部は、基板１Ａ，１Ｂの制御電極３に対する信号線路と電気的に接続され、他方の端部は、電気的接続手段の一例であるピン７ａ，７ｂと電気的に接続される。ピン７ａ，７ｂは、中継基板１１，１２から筐体６の底面を貫通するように形成されている。また、ピン７ａ，７ｂは、筐体６の底面から突出する部分の長さが、少なくともプリント基板２１の厚さ以上になるようにしてある。 Relay signal lines (not shown) are formed on the relay boards 11 and 12. One end of the relay signal line is electrically connected to the signal line for the control electrode 3 of the substrates 1A and 1B, and the other end is electrically connected to pins 7a and 7b which are examples of the electrical connection means. Be connected. The pins 7a and 7b are formed so as to penetrate the bottom surface of the housing 6 from the relay boards 11 and 12. Further, the pins 7a and 7b are set so that the length of the portion protruding from the bottom surface of the housing 6 is at least the thickness of the printed circuit board 21 or more.

プリント基板２１には、光変調器を搭載した際にピン７ａ，７ｂが位置することになる箇所に、ピン７ａ，７ｂを挿し通せる貫通孔２３ａ，２３ｂを形成してある。また、プリント基板２１の下面には、ドライバ素子２２から貫通孔２３ａ，２３ｂに向かって延びる出力端子２４ａ，２４ｂを設けてある。プリント基板２１に光変調器を搭載すると、プリント基板２１の貫通孔２３ａ，２３ｂからピン７ａ，７ｂの一部が突出する。この突出した部分と出力端子２４ａ，２４ｂとを半田等により接続することで、中継基板１１，１２の中継信号線路とプリント基板２１の出力端子２４ａ，２４ｂとを電気的に接続することができる。なお、出力端子２４ａ，２４ｂと貫通孔２３ａ，２３ｂとの間隔を広げ、出力端子２４ａ，２４ｂと貫通孔２３ａ，２３ｂの間に信号線路を形成し、この信号線路を介してピン７ａ，７ｂと出力端子２４ａ，２４ｂとを電気的に接続する構成にしてもよい。 The printed circuit board 21 is formed with through holes 23a and 23b through which the pins 7a and 7b can be inserted at locations where the pins 7a and 7b will be located when the optical modulator is mounted. Further, on the lower surface of the printed circuit board 21, output terminals 24a and 24b extending from the driver element 22 toward the through holes 23a and 23b are provided. When the light modulator is mounted on the printed circuit board 21, a part of the pins 7a and 7b protrudes from the through holes 23a and 23b of the printed circuit board 21. By connecting the protruding portions and the output terminals 24a and 24b with solder or the like, the relay signal lines of the relay boards 11 and 12 and the output terminals 24a and 24b of the printed circuit board 21 can be electrically connected. The distance between the output terminals 24a and 24b and the through holes 23a and 23b is widened, a signal line is formed between the output terminals 24a and 24b and the through holes 23a and 23b, and the pins 7a and 7b pass through the signal line. The output terminals 24a and 24b may be electrically connected to each other.

出力端子２４ａは、ドライバ素子２２から基板１Ａ側に供給する制御信号を出力するための端子である。出力端子２４ｂは、ドライバ素子２２から基板１Ｂ側に供給する制御信号を出力するための端子である。すなわち、例えば基板１Ａに対するＲＦ信号が、ドライバ素子２２から出力端子２４ａ、ピン７ａ、信号線路５ａ等を通じて、基板１Ａ側のＲＦ電極３ａに伝送される。また、例えば基板１Ｂに対するＲＦ信号が、ドライバ素子２２から出力端子２４ｂ、ピン７ｂ、信号線路５ｂ等を通じて、基板１Ｂ側のＲＦ電極３ｂに伝送される。なお、図２では、基板１ＡのＲＦ電極３ａに対する信号線路５ａと、基板１ＢのＲＦ電極３ａに対する信号線路５ｂを示しているが、他の信号線路は省略している。 The output terminal 24a is a terminal for outputting a control signal supplied from the driver element 22 to the substrate 1A side. The output terminal 24b is a terminal for outputting a control signal supplied from the driver element 22 to the substrate 1B side. That is, for example, the RF signal for the substrate 1A is transmitted from the driver element 22 to the RF electrode 3a on the substrate 1A side through the output terminal 24a, the pin 7a, the signal line 5a, and the like. Further, for example, the RF signal for the substrate 1B is transmitted from the driver element 22 to the RF electrode 3b on the substrate 1B side through the output terminal 24b, the pin 7b, the signal line 5b, and the like. Note that FIG. 2 shows a signal line 5a for the RF electrode 3a of the substrate 1A and a signal line 5b for the RF electrode 3a of the substrate 1B, but other signal lines are omitted.

このように、本例の光送信装置では、ドライバ素子２２を光変調器の筐体外部の底面側に配置したので、従来構成と比較してプリント基板２１のサイズを小さくすることができる。また、これにより、光変調器及びドライバ素子２２の実装面積を抑えた光送信装置を提供することができる。 As described above, in the optical transmission device of this example, since the driver element 22 is arranged on the bottom surface side outside the housing of the optical modulator, the size of the printed circuit board 21 can be reduced as compared with the conventional configuration. Further, this makes it possible to provide an optical transmission device in which the mounting area of the optical modulator and the driver element 22 is suppressed.

また、本例の光送信装置では、基板１Ａと基板１Ｂの間に配置した中継基板１１，１２に、ドライバ素子２２と制御電極３とを電気的に接続するための中継信号線路を形成したので、従来技術のように信号線路が局所的に集中することを抑制できる。すなわち、一方の光変調領域（Ｍ２）に、他方の光変調領域（Ｍ１）に対する信号線路の一部を配設させずに済むようになる。また、信号線路の長さは、中継基板１１，１２上の中継信号線路の配設の仕方により調整できる。このため、信号線路の長さを揃えやすくなり、信号線路の長さのバラツキによる制御信号のスキュー（時間遅延）を抑制できる。 Further, in the optical transmission device of this example, the relay signal lines for electrically connecting the driver element 22 and the control electrode 3 are formed on the relay boards 11 and 12 arranged between the boards 1A and the boards 1B. , It is possible to suppress the local concentration of signal lines as in the prior art. That is, it is not necessary to dispose a part of the signal line with respect to the other optical modulation region (M1) in one optical modulation region (M2). Further, the length of the signal line can be adjusted by the method of arranging the relay signal line on the relay boards 11 and 12. Therefore, it becomes easy to make the lengths of the signal lines uniform, and it is possible to suppress skew (time delay) of the control signal due to variations in the lengths of the signal lines.

また、信号線路の長さの調整は中継基板１１，１２上の中継信号線路やプリント基板２１上の信号線路で行えるので、伝搬損失が大きい基板１Ａ，１Ｂ上の信号線路をなるべく短くすることで、信号線路全体での伝搬損失を抑え、また信号線路間でクロストークの発生を抑制することが可能となる。更に、１枚の基板（チップ）に多数の光変調領域を形成するのではなく、本例のようにチップを分離した構造にすることで、１チップに搭載する導波路や電極の微細パターンが少なくなるため、パターの欠陥等によるチップ製造の歩留りを改善する効果も得られる。 Further, since the length of the signal line can be adjusted by the relay signal line on the relay boards 11 and 12 and the signal line on the printed circuit board 21, the signal line on the boards 1A and 1B having a large propagation loss can be shortened as much as possible. , It is possible to suppress the propagation loss in the entire signal line and suppress the occurrence of cross talk between the signal lines. Furthermore, instead of forming a large number of optical modulation regions on one substrate (chip), by making the chip a separate structure as in this example, the fine pattern of the waveguide and electrodes mounted on one chip can be obtained. Since the number is reduced, the effect of improving the yield of chip production due to defects in the putter or the like can be obtained.

また、本例の光送信装置では、基板１Ａと基板１Ｂの間の中心線（図中の一点鎖線Ｃ）から見て筐体外部の底面側に配置されたドライバ素子２２と接続できる位置に、ピン７ａ，７ｂを設けている。このため、ドライバ素子２２から制御電極３に至る信号線路の長さを効率的に短縮できる。このため、制御信号の伝搬損失の更なる低減を実現することができる。基板１Ａ，１Ｂの各制御電極３に対する信号線路の配線を最適化するには、図３や図４（ａ）のようにＺ方向に見たときドライバ素子２２の中心と中心線Ｃとが合う位置にドライバ素子２２が配置されるように構成することが望ましい。 Further, in the optical transmitter of this example, at a position where it can be connected to the driver element 22 arranged on the bottom surface side outside the housing when viewed from the center line (dotted chain line C in the figure) between the substrates 1A and the substrate 1B. Pins 7a and 7b are provided. Therefore, the length of the signal line from the driver element 22 to the control electrode 3 can be efficiently shortened. Therefore, it is possible to further reduce the propagation loss of the control signal. In order to optimize the wiring of the signal line to the control electrodes 3 of the substrates 1A and 1B, the center of the driver element 22 and the center line C are aligned when viewed in the Z direction as shown in FIGS. 3 and 4A. It is desirable that the driver element 22 is arranged at the position.

ここで、制御信号の伝搬損失の低減を図る上では、上記のようにドライバ素子２２の中心と中心線ＣとがＺ方向で合っていることが好ましいが、実用上問題ない範囲であれば、ドライバ素子２２が中心線Ｃから基板１Ａ側または基板１Ｂ側にずれた位置に配置する構成にしても構わない。但し、信号線路の長さのバラツキを抑えるという観点から、Ｚ方向に見たとき、プリント基板７の一方の面側にある中継基板１１，１２とプリント基板７の他方の面側にあるドライバ素子２２とが重なる位置に配置されるずらし量とすることが望ましい。 Here, in order to reduce the propagation loss of the control signal, it is preferable that the center of the driver element 22 and the center line C are aligned in the Z direction as described above, but if there is no problem in practical use, it is preferable. The driver element 22 may be arranged at a position shifted from the center line C to the substrate 1A side or the substrate 1B side. However, from the viewpoint of suppressing variations in the length of the signal line, when viewed in the Z direction, the relay boards 11 and 12 on one side of the printed circuit board 7 and the driver element on the other side of the printed circuit board 7. It is desirable that the shift amount is arranged at a position where the 22 overlaps.

図４（ａ）におけるドライバ素子２２では、制御信号の出力端子２４ａ，２４ｂが左右に配置されており、基板１Ａ側の貫通孔２３ａに延びる出力端子２４ａと基板１Ｂ側の貫通孔２３ｂに延びる出力端子２４ｂとが中心線Ｃに対して線対称に配置されている。また、図４（ｂ）のようにドライバ素子２２の片側にのみ出力端子２４ａ，２４ｂが配置されている場合も同様に、基板１Ａ側の貫通孔２３ａに延びる出力端子２４ａと基板１Ｂ側の貫通孔２３ｂに延びる出力端子２４ｂとが中心線Ｃに対して線対称に配置されるようにしてもよい。
ドライバ素子２２に関するこれらの配置については、後述の第２実施例においても同様に採用できることはいうまでもない。
なお、筐体外部の底面側にドライバ素子２２を配置する構造は、制御信号が２０Ｇｂｐｓ以上である場合に適用することが好ましい。 In the driver element 22 in FIG. 4A, the output terminals 24a and 24b of the control signal are arranged on the left and right, and the output terminals 24a extending to the through hole 23a on the substrate 1A side and the output extending to the through hole 23b on the substrate 1B side. The terminals 24b are arranged line-symmetrically with respect to the center line C. Similarly, when the output terminals 24a and 24b are arranged only on one side of the driver element 22 as shown in FIG. 4B, the output terminals 24a extending into the through holes 23a on the substrate 1A side and the through holes on the substrate 1B side are similarly arranged. The output terminal 24b extending to the hole 23b may be arranged line-symmetrically with respect to the center line C.
Needless to say, these arrangements of the driver element 22 can be similarly adopted in the second embodiment described later.
The structure in which the driver element 22 is arranged on the bottom surface side outside the housing is preferably applied when the control signal is 20 Gbps or more.

図５は、本発明の第２実施例に係る光送信装置を説明する断面図であり、図６は、これをＸ方向に見た断面図である。
本例の光送信装置における光変調器は、筐体６の内部底面（筐体外部の底面に対向する筐体内部の面）に、２つの基板１Ａ，１ＢをＹ方向に並列に配置してある。基板１Ａの基板１Ｂとは反対側の側辺には、基板１Ａに対する高周波信号用の中継基板１１Ａが基板１Ａに隣接させて配置される。また、基板１Ｂの基板１Ａとは反対側の側辺には、基板１Ｂに対する高周波信号用の中継基板１１Ｂが基板１Ｂに隣接させて配置される。 FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the optical transmission device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical transmission device as viewed in the X direction.
In the optical modulator in the optical transmitter of this example, two substrates 1A and 1B are arranged in parallel in the Y direction on the inner bottom surface of the housing 6 (the surface inside the housing facing the bottom surface outside the housing). is there. On the side of the substrate 1A opposite to the substrate 1B, a relay substrate 11A for a high frequency signal with respect to the substrate 1A is arranged adjacent to the substrate 1A. Further, on the side of the substrate 1B opposite to the substrate 1A, a relay substrate 11B for a high frequency signal with respect to the substrate 1B is arranged adjacent to the substrate 1B.

本例の光変調器も第１実施例と同様に、光送信装置を構成する部品の一つとして該光送信装置に内蔵して使用される。具体的には、本例の光変調器は、光送信装置のプリント基板２１上に搭載され、その搭載面（上面）とは反対側の面（下面）に配置されたドライバ素子２２からの制御信号に基づいて動作する。すなわち、制御信号を出力するドライバ素子２を光変調器の筐体外部の底面側に配置する構造となっている。
なお、低周波信号用の中継基板は図示を省略しているが、高周波信号用の中継基板と同様に、基板１Ａの基板１Ｂとは反対側の側辺、及び、基板１Ｂの基板１Ａとは反対側の側辺の両方に個別に設けてもよく、その一方の側辺だけに共用の中継基板を設けてもよい。 Similar to the first embodiment, the light modulator of this example is also used by being incorporated in the optical transmitter as one of the components constituting the optical transmitter. Specifically, the light modulator of this example is mounted on the printed circuit board 21 of the optical transmitter, and is controlled by the driver element 22 arranged on the surface (lower surface) opposite to the mounting surface (upper surface). It operates based on the signal. That is, the driver element 2 that outputs the control signal is arranged on the bottom surface side outside the housing of the optical modulator.
Although the relay board for low frequency signals is not shown, the side side of the board 1A opposite to the board 1B and the board 1A of the board 1B are the same as the relay board for high frequency signals. Both side sides on the opposite side may be provided individually, or a shared relay board may be provided only on one side side.

このような構成によっても、ドライバ素子２２を光変調器の筐体外部の底面側に配置できるので、光変調器及びドライバ素子２２の実装面積を抑えた光送信装置を提供することができる。また、第１実施例と同様に、信号線路の局所的な集中の回避、信号線路の長さのバラツキによる制御信号のスキュー（位相ずれ）の抑制、信号線路全体での伝搬損失の改善などの効果も得ることができる。 Even with such a configuration, since the driver element 22 can be arranged on the bottom surface side outside the housing of the optical modulator, it is possible to provide an optical transmitter in which the mounting area of the optical modulator and the driver element 22 is suppressed. Further, as in the first embodiment, avoidance of local concentration of signal lines, suppression of skew (phase shift) of control signals due to variation in signal line length, improvement of propagation loss in the entire signal line, etc. The effect can also be obtained.

以上、実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した内容に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能であることはいうまでもない。
例えば、上記の説明では、プリント基板２１の上側に光変調器を搭載し、下側にドライバ素子２２を搭載する例について説明したが、これら全体を逆さにしても構わない。
また、上記の説明では、ドライバ素子２２を事後的に接続可能に構成された光変調器について説明したが、ドライバ素子２２を光変調器に予め接続しておく構成とすることもできる。この場合には、プリント基板２１に、光変調器を配置した際にドライバ素子２２が位置することになる領域部分に開口部を設けておけばよい。これにより、光変調器をプリント基板２１に配置すると開口部からドライバ素子２２が現れるので、開口部にあるドライバ素子２２にプリント基板２１の他の回路素子を電気的に接続することができる。 Although the present invention has been described above based on the examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-mentioned contents, and the design can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above description, an example in which the optical modulator is mounted on the upper side of the printed circuit board 21 and the driver element 22 is mounted on the lower side may be described, but all of them may be inverted.
Further, in the above description, the optical modulator configured so that the driver element 22 can be connected after the fact has been described, but the driver element 22 may be configured to be connected to the optical modulator in advance. In this case, the printed circuit board 21 may be provided with an opening in a region portion where the driver element 22 will be located when the optical modulator is arranged. As a result, when the light modulator is arranged on the printed circuit board 21, the driver element 22 appears from the opening, so that another circuit element of the printed circuit board 21 can be electrically connected to the driver element 22 in the opening.

以上、説明したように、本発明によれば、光変調器及びドライバ素子の実装面積を抑えた光送信装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical transmission device in which the mounting area of the optical modulator and the driver element is suppressed.

１ 基板
２ 光導波路
３ 制御電極
３ａ ＲＦ電極
３ｂ，３ｃ ＤＣ電極
４ 受光素子
５ａ，５ｂ 信号線路
６ 筐体
７ａ，７ｂ ピン
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１２ 中継基板
１３，１４ 終端基板
２１ プリント基板
２２ ドライバ素子
２３ａ，２３ｂ 貫通孔
２４ａ，２４ｂ 出力端子 1 Substrate 2 Optical waveguide 3 Control electrode 3a RF electrode 3b, 3c DC electrode 4 Light receiving element 5a, 5b Signal line 6 Housing 7a, 7b Pin 11, 11A, 11B, 12 Relay board 13, 14 Termination board 21 Printed circuit board 22 Driver Elements 23a, 23b Through holes 24a, 24b Output terminals

Claims (2)

筐体と、該筐体の内部底面に配置される電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された、光導波路及び該光導波路を伝搬する光波を制御信号により制御するための制御電極とを有する光変調器と、
該制御信号を出力するドライバ素子とを備えた光送信装置において、
該光変調器を平面視した際の該筐体の形状が長方形であり、
該基板と、該長方形の長辺を形成する該筐体の２つの側壁との間の各々に、中継基板を配置し、
該中継基板には、該制御電極に電気的に接続される中継信号線路が形成され、
該中継信号線路に電気的に接続されるピンが該筐体の底面を貫通しており、
該筐体が搭載されるプリント基板を備え、
該ドライバ素子は、該プリント基板の該筐体が搭載された面と反対側の面側に配置され、
該ドライバ素子には、該制御信号を出力する出力端子が設けられ、
該ドライバ素子を挟むように、該プリント基板に貫通孔が形成され、
該貫通孔に該ピンを挿し通して、該ピンと該出力端子とを電気的に接続することを特徴とする光送信装置。 A housing, a substrate having an electro-optical effect arranged on the inner bottom surface of the housing, an optical waveguide formed on the substrate, and a control electrode for controlling a light wave propagating through the optical waveguide by a control signal. With an optical modulator with
In an optical transmission device including a driver element that outputs the control signal,
The shape of the housing when the light modulator is viewed in a plan view is rectangular.
A relay board is placed between each of the board and the two side walls of the housing forming the long side of the rectangle.
A relay signal line electrically connected to the control electrode is formed on the relay board.
A pin electrically connected to the relay signal line penetrates the bottom surface of the housing.
A printed circuit board on which the housing is mounted is provided.
The driver element is arranged on the surface side of the printed circuit board opposite to the surface on which the housing is mounted.
The driver element is provided with an output terminal for outputting the control signal.
So as to sandwich the driver element, transmural hole is formed on said printed circuit board,
An optical transmission device characterized in that the pin is inserted through the through hole to electrically connect the pin and the output terminal. 請求項１に記載の光送信装置において、
該光導波路は、並列に配置された複数のマッハツェンダー型光導波路を有し、
各マッハツェンダー型光導波路に対して該制御電極が設けられていることを特徴とする光送信装置。 In the optical transmitter according to claim 1,
The optical waveguide has a plurality of Mach-Zehnder-type optical waveguides arranged in parallel.
An optical transmission device characterized in that the control electrode is provided for each Mach-Zehnder type optical waveguide.
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