JP7255385B2 - 光変調器及びそれを用いた光送信装置 - Google Patents

光変調器及びそれを用いた光送信装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7255385B2
JP7255385B2 JP2019112845A JP2019112845A JP7255385B2 JP 7255385 B2 JP7255385 B2 JP 7255385B2 JP 2019112845 A JP2019112845 A JP 2019112845A JP 2019112845 A JP2019112845 A JP 2019112845A JP 7255385 B2 JP7255385 B2 JP 7255385B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
conductor pattern
relay board
signal conductor
ground conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019112845A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020204729A (ja
Inventor
徳一 宮崎
徹 菅又
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Osaka Cement Co Ltd filed Critical Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority to JP2019112845A priority Critical patent/JP7255385B2/ja
Priority to US17/619,824 priority patent/US20220357605A1/en
Priority to CN202080043951.0A priority patent/CN114008519A/zh
Priority to PCT/JP2020/023969 priority patent/WO2020256065A1/ja
Publication of JP2020204729A publication Critical patent/JP2020204729A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7255385B2 publication Critical patent/JP7255385B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/03Devices 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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/0327Operation of the cell; Circuit arrangements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/03Devices 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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/035Devices 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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/03Devices 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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/035Devices 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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
    • G02F1/0356Devices 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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure controlled by a high-frequency electromagnetic wave component in an electric waveguide structure
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/03Devices 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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/0305Constructional arrangements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/03Devices 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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/0305Constructional arrangements
    • G02F1/0316Electrodes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/21Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/225Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure
    • G02F1/2255Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure controlled by a high-frequency electromagnetic component in an electric waveguide structure
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/127Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode travelling wave

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

本発明は、信号入力端子と光変調素子の信号電極との間の電気信号の伝搬を中継する中継基板を備える光変調器及び当該光変調器を用いた光送信装置に関する。
高速/大容量光ファイバ通信システムにおいては、導波路型の光変調素子を組み込んだ光変調器が多く用いられている。中でも、電気光学効果を有するLiNbO(以下、LNともいう)を基板に用いた光変調素子は、光の損失が少なく且つ広帯域な光変調特性を実現し得ることから、高速/大容量光ファイバ通信システムに広く用いられている。
このLN基板を用いた光変調素子では、マッハツェンダ型光導波路と、当該光導波路に変調信号である高周波電気信号を印加するための信号電極が設けられている。そして、光変調素子に設けられたこれらの信号電極は、当該光変調素子を収容する光変調器の筺体内に設けられた中継基板を介して、当該筺体に設けられた信号入力端子であるリードピンやコネクタと接続される。これにより、光変調器に変調動作を行わせるための電子回路が搭載された回路基板に上記信号入力端子であるリードピンやコネクタが接続されることで、当該電子回路から出力された電気信号が上記中継基板を介して上記光変調素子の信号電極に印加される。
光ファイバ通信システムにおける変調方式は、近年の伝送容量の増大化の流れを受け、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)やDP-QPSK(Dual Polarization - Quadrature Phase Shift Keying)等、多値変調や、多値変調に偏波多重を取り入れた伝送フォーマットが主流となっており、基幹光伝送ネットワークにおいて用いられるほか、メトロネットワークにも導入されつつある。
QPSK変調を行う光変調器(QPSK光変調器)やDP-QPSK変調を行う光変調器(DP-QPSK光変調器)は、所謂ネスト型と呼ばれる入れ子構造になった複数のマハツェンダ型光導波路を備え、そのそれぞれが少なくとも一つの信号電極を備える。したがって、これらの光変調器は、複数の信号電極を備えるものとなり、これらの信号電極に与えられる高周波電気信号が協働して上記DP-QPSK変調動作を行う。
図15は、そのような中継基板を備える従来の光変調器の構成の一例を示す平面図である。光変調器2200は、例えばLN基板上に形成されたDP-QPSK変調器である光変調素子2202と、当該光変調素子2202を収容する筺体2204と、を備える。ここで、筺体2204は、ケース2214aとカバー2214bとで構成されている。光変調器2200は、また、ケース2214aに固定されて上記光変調素子2202への光の入出力を行う入力光ファイバ2208および出力光ファイバ2210と、を有する。
筺体2204のケース2214aには、さらに、外部の電子回路から光変調素子2202を駆動する高周波電気信号を入力するための4つの信号入力端子2224a、2224b、2224c、2224d(以下、総称して信号入力端子2224ともいう)が設けられている。信号入力端子2224は、具体的には、例えば高周波同軸コネクタである電気コネクタ2216a、2216b、2216c、2216d(以下、総称して電気コネクタ2216ともいう)の中心電極である。信号入力端子2224のそれぞれから入力された高周波電気信号は、筺体2204内に収容された中継基板2218を介して、光変調素子2202に設けられた4つの信号電極2212a、2212b、2212c、2212d(以下、総称して信号電極2212ともいう)の一端にそれぞれ入力され、信号電極2212の他端に設けられた所定のインピーダンスを有する終端器2220により終端される。
光変調素子2202は、2つの出力光導波路2226a、2226bから2つの変調光を出力し、当該出力された2つの光は、偏波合成プリズム等で構成される偏波合成部2228により一つのビームに合波される。当該合波された光は、出力光ファイバ2210を介して筺体2204の外部へ出力される。
このような、複数の信号電極2212にそれぞれ与えられる高周波電気信号が協働して変調を行う光変調器2200においては、すべての高周波電気信号が雑音等の影響を受けることなく光変調素子2202の信号電極2212に入力されることが望まれる。その一方で、光変調器2200の小型化への要請は不変であり、光変調器2200の筺体2204の小型化に伴って中継基板2218の小型化が進んでいる。その結果、狭い中継基板2218では複数の異なる高周波信号が近接集中して伝搬することとなって、中継基板2218上に形成された高周波信号線路間での電気的なクロストークが無視し得なくなりつつある。
また、商用のDP-QPSK変調器は、現在では100Gb/sの伝送レートで使用さることが多いが、この伝送レートを400Gb/sへ拡大するための開発も進んでいる。一般的に高周波信号の伝送時の放射は、伝送レートが高ければ高いほど増加する傾向があるため、今後、伝送レートが拡大されれば上記中継基板で発生する高周波信号線路間のクロストークの問題は、更に深刻な課題となり得る。
上記クロストークを抑制する方法として、隣接する高周波信号線路間の距離を拡大することが考えられるが、この方法は、上記のような光変調器の小型化への要請に反することとなり、採用は困難である。このため、例えば高周波信号線路間に設けられたグランド電極にビアを設けて中継基板裏面のグランド層に接続することで、当該グランド電極を強化して上記高周波信号線路間のシールド効果を上げる方法等が採用されている。
しかしながら、例えば400Gb/s又はこれを超える高伝送レートのDP-QPSK変調器では、上述のようなビアだけでは隣接する高周波信号線路間のクロストークを十分に抑制しきれない場合がある。
上記のような400Gb/s又はこれを超える高伝送レートにおいては、高周波信号が入力される信号入力端子と中継基板の導体パターンとの接続点およびその近傍から発生する漏洩マイクロ波のうち、中継基板2218中を伝搬する漏洩マイクロ波(基板漏洩マイクロ波)に加えて、中継基板2218から放射されて空間を伝搬する漏洩マイクロ波(空間漏洩マイクロ波)も、上記クロストークの要因となり得る。
図16は、そのような漏洩マイクロ波の発生および伝搬について説明するための説明図である。ここで、図16には、図15に示す光変調器2200における中継基板2218およびその周辺が示されている。光変調素子2202には、信号電極2212のそれぞれがコプレーナ線路(CPW、Coplanar Waveguide)を構成するように、グランド電極2222a、2222b、2222c、2222d、2222eが設けられている。
また、中継基板2218上には、4つの信号入力端子2224と光変調素子2202の4つの信号電極2212とをそれぞれ接続する信号導体パターン2230a、2230b、2230c、2230d(以下、総称して信号導体パターン2230という)が形成されている。これらの信号導体パターン2230は、中継基板2218上において、当該信号導体パターン2230を基板面方向において挟むように配置されたグランド導体パターン2240a、2240b、2240c、2240d、2240eと共に、高周波信号線路を構成する。
図16に示す中継基板2218では、信号導体パターン2230と接地導体パターン2240とで構成される高周波信号線路は、一般に、コプレーナ線路であり、当該線路を伝搬する高周波信号の伝搬モードはコプレーナモード(以下、CPWモード)である。これに対し、信号入力端子2224は、一般に、上述したように例えば同軸コネクタやリードピン等で構成され、中継基板2218に入力されるまでの高周波信号の伝搬モードは同軸モードである。
したがって、4つの信号入力端子2224と中継基板2218の4つの信号導体パターン2230とをそれぞれ接続する4つの信号接続部分では、同軸モードからCPWモードへモード変換(すなわち、異種モード変換)される。その結果、信号接続部分では、同軸モードで伝搬してきた高周波信号のエネルギの一部は放射モードへ変換され易くなり、漏洩マイクロ波が発生し易い状態となる。
すなわち、上記信号接続部分のそれぞれは、近似的な単純モデルとして、漏洩マイクロ波の点波源として機能し、各信号接続部分からは、漏洩マイクロ波が球面波2290となって放出され、例えば中継基板2218の内部を伝搬する基板漏洩マイクロ波、および中継基板2218から放射されて空間を伝搬する空間漏洩マイクロ波となる。
そして、4つの信号入力端子2224により入力された4つの高周波電気信号間では、このような基板漏洩マイクロ波及び空間漏洩マイクロ波を介してクロストークが発生し得る。このような漏洩マイクロ波によるクロストークは、互いに隣接する信号導体パターン間において特に生じやすい。
すなわち、従来の光変調器では、上記漏洩マイクロ波を介した高周波電気信号間のクロストークを軽減して、良好な変調特性を実現することが求められている。
従来、中継基板における高周波の反射、放射、及び又は漏洩を抑制するため、中継基板の導体パターンと上記リードピンとの接続部におけるインピーダンスを、導体パターン及びリードピンのそれぞれが構成する高周波伝送路のインピーダンスに対してより高精度に整合させること等が行われている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来技術は、100Gb/sの伝送レートでは効果的ではあるものの、例えば400Gb/s以上の伝送レートにおける上記漏洩マイクロ波を介した隣接する信号導体パターン間でのクロストークに起因する変調特性悪化の抑制についての効果的な解決策を与えるものではない。
特開2018-106091号公報
上記背景より、光変調素子の信号電極のそれぞれと信号入力端子のそれぞれとを電気的に接続する中継基板を備えた光変調器において、中継基板と信号入力端子との信号接続部分から発生し得る漏洩マイクロ波の影響を効果的に抑制して、良好な光変調特性を実現することが求められている。
本発明の一の態様は、複数の信号電極を備える光変調素子と、前記信号電極のそれぞれに印加する電気信号を入力する複数の信号入力端子と、前記信号入力端子と前記信号電極とを電気的に接続する複数の信号導体パターン、及び複数のグランド導体パターンが形成された中継基板と、前記光変調素子および前記中継基板を収容する筺体と、を備える光変調器であって、前記中継基板において少なくとも一つの前記信号導体パターンを挟む2つの前記グランド導体パターンは、前記中継基板上の、前記少なくとも一つの信号導体パターンと前記信号入力端子とが接続された信号接続部分を含む所定の範囲であって、前記中継基板の辺のうち前記少なくとも一つの信号導体パターンが前記信号入力端子と接続される側の信号入力辺の一部を幅方向の一辺とし、前記少なくとも一つの信号導体パターンを幅方向の中心とし、前記少なくとも一つの信号導体パターンから最も近い隣接する前記信号導体パターンまでの距離に等しい幅を有し、前記信号入力辺から前記信号接続部分のうち当該信号入力辺から最も遠い端部まで延在する、平面視が矩形の範囲である接続部範囲において、記少なくとも一つの信号導体パターンに関して互いに非対称に形成されている。
本発明の他の態様によると、前記接続部範囲において、前記2つの前記グランド導体パターンは、当該2つの前記グランド導体パターンのそれぞれのエッジから前記少なくとも一つの前記信号導体パターンの対向するエッジまでの距離が、前記接続部範囲において互いに異なる部分を有するように形成されている。
本発明の他の態様によると、前記接続部範囲に形成された前記2つの前記グランド導体パターンの部分、前記少なくとも一つの前記信号導体パターンの延在方向と直交する方向に測った幅が互いに異なっている。
本発明の他の態様によると、前記2つの前記グランド導体パターンの一方は、前記接続部範囲に形成された部分を含まない。
本発明の他の態様によると、前記中継基板は、前記接続部範囲のうち前記2つの前記グランド導体パターンの一方が形成された部分に、前記信号入力辺から延在し前記中継基板の厚さ方向を貫通する切欠き部が設けられている。
本発明の他の態様は、複数の信号電極を備える光変調素子と、前記信号電極のそれぞれに印加する電気信号を入力する複数の信号入力端子と、前記信号入力端子と前記信号電極とを電気的に接続する複数の信号導体パターン、及び複数のグランド導体パターンが形成された中継基板と、前記光変調素子および前記中継基板を収容する筺体と、を備える光変調器であって、前記中継基板は、前記グランド導体パターンが形成された面に対向する面に、ウラ面グランド導体が形成されており、少なくとも一つの前記信号導体パターンについて、当該信号導体パターンを前記中継基板上において挟む2つの前記グランド導体パターンは、当該信号導体パターンと前記信号入力端子とが接続された信号接続部分を含む接続部範囲において、ビアの有無、又は形成されているビアの数若しくは径が、互いに異なることで非対称に形成されており、前記接続部範囲は、前記中継基板の辺のうち前記少なくとも一つの信号導体パターンが前記信号入力端子と接続される側の信号入力辺の一部を幅方向の一辺とし、前記中継基板の面内に延在する矩形として定義され、前記接続部範囲は、前記少なくとも一つの信号導体パターンを幅方向の中心とし、前記接続部範囲の幅は、前記少なくとも一つの信号導体パターンから最も近い隣接する前記信号導体パターンまでの距離に等しく、前記接続部範囲の高さは、前記信号入力辺から、前記信号接続部分のうち当該信号入力辺から最も遠い端部までの距離に等しい。
本発明の他の態様によると、前記光変調素子は、それぞれが一対の前記電気信号により変調される2つの変調光を生成するよう構成され、前記中継基板は、前記一対の前記電気信号を、隣接する一対の前記信号導体パターンにより伝搬するよう構成される。
本発明の更に他の態様は、上記いずれかの光変調器と、当該光変調器に変調動作を行わせるための電気信号を出力する電子回路と、を備える光送信装置である。
本発明によれば、中継基板を備えた光変調器において、中継基板と信号入力端子との信号接続部分から発生し得る漏洩マイクロ波の影響を効果的に抑制して、良好な光変調特性を実現することができる。
本発明の第1の実施形態に係る光変調器の平面図である。 図1に示す光変調器の側面図である。 図1に示す光変調器のA部詳細図である。 図3に示すA部詳細図中のB部の詳細図である。 第1の実施形態に係る光変調器の第1の変形例に係る中継基板の構成を示す図である。 第1の実施形態に係る光変調器の第2の変形例に係る中継基板の構成を示す図である。 第1の実施形態に係る光変調器の第3の変形例に係る中継基板の構成を示す図である。 第1の実施形態に係る光変調器の第4の変形例に係る中継基板の構成を示す図である。 第1の実施形態に係る光変調器の第5の変形例に係る中継基板の構成を示す図である。 第1の実施形態に係る光変調器の第6の変形例に係る中継基板の構成を示す図である。 第1の実施形態に係る光変調器の第7の変形例に係る中継基板の構成を示す図である。 第1の実施形態に係る光変調器の第8の変形例に係る中継基板の構成を示す図である。 第1の実施形態に係る光変調器の第9の変形例に係る中継基板の構成を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図である。 従来の光変調器の構成の一例を示すである。 従来の光変調器における漏洩マイクロ波の発生について説明するための説明図である。
以下に示す実施形態及びその変形例は、上述した課題を解決すべく、光変調素子と中継基板とを備える光変調器において、当該中継基板上の信号導体パターンが高周波入力端子と接続される接続部の近傍において、少なくとも一つの信号導体パターンを挟む2つのグランド導体パターンが、当該信号導体パターンを挟んで互いに非対称な形状部分を含んで構成されているか、グランドラインへのインピーダンスが互いに異なるように構成されているか、及び又は当該隣接する信号導体パターン間の中継基板に当該中継基板の辺から延在する切り欠きが設けられている。これにより、上記光変調器では、隣接する信号導体パターンに向かう空間漏洩マイクロ波及び又は基板漏洩マイクロ波の強度が低減されて、隣接する信号導体パターン間のクロストークが低減される。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
[第1の実施形態]
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る光変調器100の構成を示す平面図、図2は、光変調器100の側面図、図3は、図1におけるA部の部分詳細図である。
光変調器100は、光変調素子102と、光変調素子102を収容する筺体104と、光変調素子102に光を入射するための入力光ファイバ108と、光変調素子102から出力される光を筺体104の外部へ導く出力光ファイバ110と、を備える。
光変調素子102は、例えば400Gb/sの光変調を行うDP-QPSK変調器であり、例えばLN基板上に設けられた4つのマッハツェンダ型光導波路を備える。4つのマッハツェンダ型光導波路には、当該マッハツェンダ型光導波路を伝搬する光波をそれぞれ変調する4つの信号電極112a、112b、112c、112d(以下、総称して信号電極112ともいう)が設けられている。また、従来技術として知られているように、光変調素子102のLN基板の表面には、例えば、上記4つの信号電極112a、112b、112c、112dのそれぞれがコプレーナ線路(CPW、Coplanar Waveguide)を構成するように、グランド電極122a、122b、122c、122d、122e(図3参照。図1においては不図示。)が設けられている。
具体的には、上記グランド電極122a、122b、122c、122d、122e(以下、総称してグランド電極122ともいう)は、LN基板表面の面内において信号電極112a、112b、112c、112dをそれぞれ挟むように配され、4つの信号電極112a、112b、112c、112dと共に所定の動作周波数において所定の特性インピーダンスを有するコプレーナ線路を構成する。
4つの信号電極112には、4つの高周波電気信号(変調信号)がそれぞれ入力される。これらの高周波電気信号は、協働して上記4つのマッハツェンダ型光導波路における光波の伝搬を制御し、全体として400Gb/sのDP-QPSK変調の動作を行う。
具体的には、4つの信号電極112のそれぞれには、1対が2つの高周波電気信号で構成される2対の高周波電気信号が印加される。光変調素子102は、それぞれの一対の電気信号により変調される2つの変調光を生成するよう構成されている。生成された2つの変調光は、光変調素子102の一部を構成する2つの出力光導波路126a、126bからそれぞれ出力される。本実施形態では、一方の対を成す2つの高周波電気信号が、信号電極112a、112bに印加されて、出力光導波路126aから出力される変調光を生成し、他の対を成す他の2つの高周波電気信号が、信号電極112c、112dに印加されて、出力光導波路126bから出力される変調光を生成する。これらの2つの変調光は、偏波合成プリズム等で構成される偏波合成部128により一つのビームに合波された後、出力光ファイバ110を介して筺体104の外部へ出力される。
筺体104は、光変調素子102が固定されるケース114aとカバー114bとで構成されている。なお、筺体104内部における構成の理解を容易するため、図1においては、カバー114bの一部のみを図示左方に示しているが、実際には、カバー114bは、箱状のケース114aの全体を覆うように配されて筺体104の内部を気密封止する。ケース114aは、金属、又は例えば金メッキされたセラミック等で構成されており、電気的には導電体として機能する。また、筺体104には通常、DC制御用等の複数のピンが設置され得るが、本図面では省略している。
ケース114aは、光変調素子102の信号電極112a、112b、112c、112dのそれぞれに印加する高周波の電気信号を入力する信号入力端子124a、124b、124c、124d(以下、総称して信号入力端子124ともいう)を備えた同軸コネクタである電気コネクタ116a、116b、116c、116d(以下、総称して電気コネクタ116ともいう)が設けられている。
電気コネクタ116のそれぞれは、例えば、プッシュオン型の同軸コネクタのソケットであって、円筒状のグランド導体を含み、信号入力端子124は、当該円筒状のグランド導体の中心線にそって延在する中心導体(芯線)で構成される。上記円筒状のグランド導体のそれぞれは、ケース114aに電気的に接続され且つ固定される。したがって、ケース114aは、グランド電位を供給するグランドラインを構成する。また、信号入力端子124のそれぞれは、中継基板118を介して光変調素子102の信号電極112のそれぞれの一端に電気的に接続されている。
光変調素子102の信号電極112の他端は、所定のインピーダンスを有する終端器120により終端されている。これにより、信号電極112のそれぞれの一端に入力された電気信号は、進行波として信号電極112内をそれぞれ伝搬する。
図3は、中継基板118及びその周囲の構成を示している。中継基板118には、信号導体パターン330a、330b、330c、330d(以下、総称して信号導体パターン330ともいう)と、グランド導体パターン340a、340b、340c、340d、340e(以下、総称してグランド導体パターン340ともいう)と、が形成されている。
中継基板118は、オモテ面(信号導体パターン330およびグランド導体パターン340が形成された図3に示す面)に対向するウラ面にウラ面グランド導体(不図示)が形成されている。ウラ面グランド導体は、例えばハンダ、ロウ材、あるいは導電性接着剤等により筺体104のケース114aに固定される。これにより、ウラ面グランド導体はグランドライン構成要素となる。グランド導体パターン340のそれぞれは、適切なビア(不図示)を介してウラ面グランド導体と接続されてグランドラインに接続される。
グランド導体パターン340a、340b、340c、340d、340eは、信号導体パターン330a、330b、330c、330dのそれぞれを中継基板118のオモテ面の面内において挟むように設けられている。これにより、信号導体パターン330は、それぞれ、グランド導体パターン340と共にコプレーナ線路を構成している。
信号導体パターン330は、本実施形態では図示上下方向に延在し、中継基板118の辺のうち図示下側の辺において、その一端が信号入力端子124と接続されている。ここで、中継基板118の辺のうち信号導体パターン330と信号入力端子124とが接続される側の辺を信号入力辺318aという。
光変調素子102の信号電極112は、それぞれ、中継基板118の辺のうち図示上側の辺において、例えば導体ワイヤ326を用いたワイヤボンディングにより、中継基板118の信号導体パターン330の他端と電気的に接続されている。導体ワイヤ326は、例えば金ワイヤであるものとすることができる。ここで、中継基板118の辺のうち信号導体パターン330と光変調素子102の信号電極112とが接続される側の辺を信号出力辺318bという。本実施形態では、信号入力辺318aと信号出力辺318bとは、平面視において中継基板118の相対向する2辺を構成している。図3における中継基板118の辺のうち、信号入力辺318a、信号出力辺318b以外の、他の対向する2辺を、サイドエッジ(側方辺)318c、318dというものとする。
光変調素子102において信号電極112と共にコプレーナ線路を構成するグランド電極122は、それぞれ、上記と同様に例えば導体ワイヤ326を用いたワイヤボンディングにより、中継基板118の信号出力辺318bにおいてグランド導体パターン340のそれぞれの一端と電気的に接続されている。なお、上述した導体ワイヤ326を用いたワイヤボンディングは一例であって、これには限られない。導体ワイヤ326のワイヤボンディングに代えて、例えば金リボン等の導体リボンを用いたリボンボンディングを用いることもできる。
本実施形態では、少なくとも一つの信号導体パターン330について、当該信号導体パターン330を中継基板118上において挟む2つのグランド導体パターン340は、それぞれの平面視形状が、当該信号導体パターン330と信号入力端子124とが接続された信号接続部分を含む平面視が矩形の接続部範囲において、上記少なくとも一つの信号導体パターン330に関して互いに非対称に形成されている。ここで、上記接続部範囲は、信号入力辺318aの一部を幅方向の一辺とし、中継基板118の面内に延在する矩形として定義される。また、接続部範囲は、上記少なくとも一つの信号導体パターン330を幅方向の中心とする。上記接続部範囲の幅は、上記少なくとも一つの信号導体パターン330から最も近い隣接する信号導体パターン330までの距離に等しく、接続部範囲の高さは、信号入力辺318aから、上記信号接続部分のうち信号入力辺318aから最も遠い端部までの距離に等しい。
なお、本実施形態では、信号入力端子124は信号導体パターン330に対しハンダ等により直接接続されるものとしたが、これには限られない。信号入力端子124は、ワイヤボンディング等により導体ワイヤや導体リボンを介して信号導体パターン330に接続されるものとすることもできる。この場合には、信号導体パターン330と信号入力端子124との信号接続部分は、信号導体パターン330上において上記導体ワイヤ等が接続された範囲とすることができる。したがって、この場合には、上記「信号接続部分のうち信号入力辺318aから最も遠い端部」は、“信号導体パターン330において導体ワイヤ等が接続されたワイヤ接続部分のうち、信号入力辺318aから最も遠いワイヤ接続部分”とすることができる。
図4は、図3に示すB部の部分詳細図である。本実施形態では、一例として、信号導体パターン330aを中継基板118上において挟む2つのグランド導体パターン340a、340bの平面視形状が、当該信号導体パターン330bと信号入力端子124bとが接続される信号接続部分を含む接続部範囲450aにおいて、信号導体パターン330bに関して互いに非対称に形成されている。
ここで、接続部範囲450aは、信号導体パターン330aについて定義される。すなわち、中継基板118の信号入力辺318aの延在方向を幅方向、当該延在方向に直交する方向を高さ方向とすると、接続部範囲450aは、信号入力辺318aを一辺とする矩形であって信号導体パターン330aを中心とする所定の幅w11と所定の高さd11とを有する矩形の範囲として定義される。ここで、高さd11は、信号入力辺318aから、信号導体パターン330aと信号入力端子124aとが接続される信号接続部分の遠端(すなわち、信号入力辺318aから遠い方の端)までの距離である。また、幅w11は、信号導体パターン330aから最も近い隣接する信号導体パターン330bまでのパターン間距離(ピッチ)p1に等しい。
なお、信号導体パターン330aとグランド導体パターン340a、340bとは、信号導体パターン330aの特性インピーダンスが接続部範囲450aの内外において同じ値となるように形成されている。
同様に、本実施形態では、信号導体パターン330dを挟む2つのグランド導体パターン340d、340eは、信号導体パターン330dについて定義される接続部範囲450dにおいて、平面視形状が信号導体パターン330dに関して互いに非対称に形成されている。接続部範囲450dは、信号入力辺318aを一辺とする矩形の範囲であって、信号導体パターン330dを中心とする幅w14と所定の高さd14とを有する。ここで、高さd14は、信号入力辺318aから、信号導体パターン330dと信号入力端子124dとの信号接続部分の遠端まで距離であり、幅w14は、信号導体パターン330dから最も近い隣接する信号導体パターン330cまでのパターン間距離p2に等しい。また、信号導体パターン330dとグランド導体パターン340d、340eとは、信号導体パターン330dの特性インピーダンスが接続部範囲450dの内外において同じ値となるように形成されている。
より具体的には、本実施形態では、信号導体パターン330aを挟む2つのグランド導体パターン340a、340bは、当該2つのグランド導体パターン340a、340bのそれぞれのエッジから信号導体パターン330aの対向するエッジまでのギャップ(図示のg11およびg12)が、接続部範囲450aにおいて互いに異なっている部分を有することにより、信号導体パターン330aに関して非対称な形状となっている。
同様に、信号導体パターン330dを挟む2つのグランド導体パターン340d、340eは、当該2つのグランド導体パターン340d、340eのそれぞれのエッジから信号導体パターン330dの対向するエッジまでのギャップ(図示のg41およびg42)が、接続部範囲450dにおいて互いに異なっている部分を有することにより、信号導体パターン330dに関して非対称な形状となっている。ここで、g11とg12、及びg41とg42とは、それぞれ、例えば接続部範囲450a、450dのそれぞれの内外における信号導体パターン330a、330dの特性インピーダンスが等しくなる距離であることを条件として設定される。
一般に、信号導体とグランド導体とで構成される高周波信号線路においては、信号導体とグランド導体との距離が小さいほど、信号導体への高周波信号の閉じ込めは強くなる。
中継基板118では、接続部範囲450aにおいて信号導体パターン330aからグランド導体パターン340a及び340bまでの距離が相異なる。このため信号導体パターン330aと信号入力端子124aとの信号接続部分から発生する(したがって、接続部範囲450aから発生する)漏洩マイクロ波は、隣接するグランド導体パターンとの距離が大きい方向、すなわち、距離g11(>g12)を隔てて対向するグランド導体パターン340aの方向に偏って(例えば図4において一点鎖線の矢印490a、490bが挟む範囲として示した方向範囲において)、他の方向より大きな強度分布を持つように放出されることとなる。一方で、信号導体パターン330aは接続部範囲450a内外において同じ特性インピーダンスを持つように構成されているので、上記信号接続部分から発生する漏洩マイクロ波の総量は、g11とg12とが同じ値を持つように構成される場合とほぼ同等である。
その結果、矢印490a、490bが挟む方向範囲以外の方向範囲における漏洩マイクロ波の強度は、相対的に低減されることとなり、信号導体パターン330aから隣接する信号導体パターン330bへの漏洩マイクロ波を介したクロストークが低減される。
同様の原理により、信号導体パターン330dと信号入力端子124dとの信号接続部分から発生する(したがって、接続部範囲450dから発生する)漏洩マイクロ波は、距離g42(>g41)を隔てて対向するグランド導体パターン340eの方向に向かって、他の方向より大きな強度分布を持つように放出される。その結果、隣接する信号導体パターン330cの方向へ伝搬する漏洩マイクロ波の強度は相対的に低減され、信号導体パターン330dから隣接する信号導体パターン330cへの、漏洩マイクロ波を介したクロストークが低減される。
特に、DP-QPSK変調を行う光変調器100のように、それぞれ一対の高周波電気信号により変調される2つの変調光を生成する光変調器では、対を成す2つの高周波電気信号は、互いの間の位相差にも情報が乗せられていることが多い。このため、対を成す2つの高周波電気信号間のクロストークは、強度雑音に加えて位相雑音をも発生することとなり、異なる対をなす高周波電気信号の間のクロストークよりも、光変調器100の変調特性に大きな影響を与え得る。
上記対をなす高周波電気信号は、一般に、中継基板上において隣接する2つの信号導体パターンを用いて中継されるので、このような対をなす2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する隣接する2つの信号導体パターン間のクロストークを抑制することが極めて重要となる。
本実施形態の光変調器100では、隣接する信号導体パターン330a、330bにより、2対の高周波電気信号のうち一方の対を成す2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬させ、他の隣接する信号導体パターン330c、330dにより、他方の対をなす2つの高周波電気信号を伝搬させるよう構成されている。そして、上記構成により、信号導体パターン330aから信号導体パターン330bへのクロストーク、すなわち、一方の対を構成する2つの高周波電気信号の一方から他方へのクロストークが低減される。また、上記構成により、信号導体パターン330dから信号導体パターン330cへのクロストーク、すなわち、他の対を構成する2つの高周波電気信号の一方から他方へのクロストークも低減される。その結果、光変調器100では、漏洩マイクロ波の影響を効果的に低減して、良好な光変調特性を実現することができる。
なお、本実施形態では、隣接する信号導体パターンに挟まれない信号導体パターン、すなわち、4つの信号導体パターン330の配列の左右両端部に位置する信号導体パターン330a及び330dについて、それぞれを挟む2つのグランド導体パターン340aと340b、および340dと340eが、それぞれ接続部範囲450a、450dにおいて信号導体パターン330a及び330dに関して非対称な形状で構成されるものとしたが、これには限られない。2つの信号導体パターン330aと330c、又は330bと330dにそれぞれ挟まれる信号導体パターン330b又は330cについても、同様に、これらの信号導体パターン330b又は330cをそれぞれ挟む2つのグランド導体パターン340bと340c、又は340cと340dを、それぞれ所定の接続部範囲において信号導体パターン330b又は330cに関して非対称な形状で構成するものとすることができる。
この場合には、隣接する信号導体パターンに挟まれた信号導体パターンについての接続部範囲の幅(すなわち、図4におけるw11又はw14に対応する幅)は、最も近い隣接する信号導体パターンまでの距離に等しい幅とすることができる。
次に、光変調器100に用いられる中継基板の変形例について説明する。
<第1変形例>
図5は、第1の変形例に係る中継基板518の構成を示す図であり、図4に示す第1の実施形態の部分詳細図に相当する図である。この中継基板518は、図1に示す光変調器100において中継基板118に代えて用いることができる。なお、図5において、図4に示す中継基板118の構成要素と同じ構成要素については、図4における符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図4についての説明を援用する。
中継基板518は、中継基板118と同様の構成を有するが、グランド導体パターン340cに代えて、グランド導体パターン540cを備える点が異なる。これにより、中継基板518では、信号導体パターン330a、330dに加えて、信号導体パターン330b、330cについても、これらの信号導体パターン330b、330cについて定義される接続部範囲550b、550cにおいて、信号導体パターン330b、330cをそれぞれ挟むグランド導体パターン340b、540c及びグランド導体パターン540c、340dが、それぞれ信号導体パターン330b、330cに関して非対称な形状に構成される。
なお、信号導体パターン330bおよび330cについて定義される接続部範囲550bおよび550cは、信号導体パターン330a、330dについて定義される接続部範囲450a、450dと同様に、それぞれ、信号入力辺318aを一辺とし、信号導体パターン330bを中心とする幅w22と所定の高さd22とを有する矩形範囲、及び信号導体パターン330cを中心とする幅w23と所定の高さd23とを有する矩形範囲である。
幅w22、w23は、それぞれ、信号導体パターン330b、330cから最も近い隣接する信号導体パターンまでの距離に等しい値とすることができる。
例えば、信号導体パターン330aと330bとの距離p1、330cと330dとの距離p2、330bと330cとの距離p3が、p1>p2>p3なる関係を有している場合には信号導体パターン330b、330cのどちらも最も近い隣接する信号導体パターンまでの距離はp3になる。このため接続部範囲550b、550cの幅w22、w23は、共に、p3に等しい値となる。
本変形例においては、p1=p2=p3でり、w11=w22=w23=W14=p1=p2=p3である。
高さd22およびd23は、高さd11、d14と同様に、信号入力辺318aから、信号導体パターン330bと信号入力端子124dとの信号接続部分の遠端まで距離、および信号導体パターン330cと信号入力端子124cとの信号接続部分の遠端まで距離で定義される。
グランド導体パターン540cは、具体的には、接続部範囲550b内において、グランド導体パターン340a、340eと同様に、当該グランド導体パターン540cと信号導体パターン330bとの間のギャップg22が、当該信号導体パターン330bとグランド導体パターン340bとの間のギャップg21と異なるように(より具体的には、g21より大きくなるように)構成されている。また、グランド導体パターン540cは、接続部範囲550c内において、当該グランド導体パターン540cと信号導体パターン330cとの間のギャップg31が、当該信号導体パターン330cとグランド導体パターン340dとの間のギャップg32と異なるように(より具体的には、g32より大きくなるように)構成されている。なお、中継基板518においても、信号導体パターン330およびグランド導体パターン340a、340b、540c、340d、340eは、信号導体パターン330のそれぞれの特性インピーダンスが、それぞれ接続部範囲450a、550b、550c、450dの内部及び外部において同じとなるように形成されている。
これにより、中継基板518では、接続部範囲550b内においてg22がg21より大きく設定されていることにより、信号導体パターン330bと信号入力端子124bとの信号接続部分で発生する(したがって、接続部範囲550bから発生する)漏洩マイクロ波は、グランド導体パターン540cの方向に向かって例えば図示破線の矢印590cと590dとで挟まれた角度範囲において他の角度範囲より大きな強度分布を持つこととなる。その結果、上記漏洩マイクロ波のうち上記該他の角度範囲内にある隣接する信号導体パターン330aへ到達する部分の強度が相対的に低減される。
すなわち、中継基板518では、中継基板118と同様に信号導体パターン330aと信号入力端子124aとの信号接続部分で発生する漏洩マイクロ波のうち隣接する信号導体パターン330bへ到達する部分の強度が低減されるほか、信号導体パターン330bと信号入力端子124bとの信号接続部分で発生する漏洩マイクロ波のうち隣接する信号導体パターン330aへ到達する部分の強度も低減される。
したがって、中継基板518では、対を成す2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330a、330b相互のクロストークが効果的に抑制される。
同様に、中継基板518では、中継基板118と同様に信号導体パターン330dと信号入力端子124dとの信号接続部分で発生する漏洩マイクロ波のうち隣接する信号導体パターン330cへ到達する部分の強度が低減されるほか、接続部範囲550c内においてg31がg32より大きく設定されていることにより、信号導体パターン330cと信号入力端子124cとの信号接続部分で発生する(したがって、接続部範囲550cから発生する)漏洩マイクロ波のうち隣接する信号導体パターン330dへ到達する部分の強度も低減される。
したがって、中継基板518では、他の対を成す他の2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330c、330d相互のクロストークも効果的に抑制される。
その結果、中継基板518では、中継基板118を用いる場合よりも更に良好な光変調特性が実現され得る。
<第2変形例>
図6は、第2の変形例に係る中継基板618の構成を示す図であり、図4に示す第1の実施形態の部分詳細図に相当する図である。この中継基板618は、図1に示す光変調器100において中継基板118に代えて用いることができる。なお、図6において、図4、図5に示す中継基板118、518の構成要素と同じ構成要素については、図4、図5における符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図4、図5についての説明を援用する。
中継基板618は、中継基板118、518と同様に、信号導体パターン330が形成されている。したがって、中継基板618では、信号導体パターン330のそれぞれについて、中継基板518と同様に、接続部範囲450a、550b、550c、450dが定義される。
中継基板618は、中継基板118と同様の構成を有するが、グランド導体パターン340a、340c、340eに代えて、グランド導体パターン640a、640c、640eを備える点が異なる。なお、中継基板618においても、信号導体パターン330およびグランド導体パターン640a、340b、640c、340d、640eは、信号導体パターン330の特性インピーダンスが接続部範囲450a、550b、550c、450dの内部及び外部において同じとなるように形成されている。
本変形例に係る中継基板618では、少なくとも一つの信号導体パターン330を挟む2つのグランド導体パターンは、当該信号導体パターンについて定義される接続部範囲内に形成されたそれぞれの部分の、当該信号導体パターンの延在方向と直交する方向に測った幅が互いに異なることにより、当該信号導体パターンに関して非対称な形状で構成されている。
具体的には、中継基板618では、グランド導体パターン340bと共に信号導体パターン330aを挟むグランド導体パターン640aは、接続部範囲450aに形成されている部分の幅Wg11が、グランド導体パターン340bのうち接続部範囲450aに形成されている部分の幅Wg12と異なる(具体的には、例えば、Wg11<Wg12)ことにより、当該接続部範囲450aにおいて、信号導体パターン330aに関してグランド導体パターン340bと非対称な形状で構成されている。
一般に、信号導体とグランド導体とで構成される高周波信号線路においては、グランド導体からグランド電位を供給する部分(いわゆるグランドライン)までのインピーダンスが小さいほど(すなわち、いわゆるグランド強化が充分であるほど)、信号導体への高周波信号の閉じ込めは強くなる。
中継基板618では、信号導体パターン330aを挟むグランド導体パターン640a及び340bのうち接続部範囲450aに形成された部分の形成幅Wg11、Wg12が互いに異なる。これにより、信号導体パターン330aと信号入力端子124aとの信号接続部分から発生する漏洩マイクロ波は、隣接するグランド導体パターンのうち上記形成幅が狭くグランドライン(例えば、ウラ面グランド導体)までのインピーダンスがより大きいグランド導体パターンのある方向、すなわち形成幅Wg11(<Wg12)をもつグランド導体パターン40aの方向に向かって(例えば図6において一点鎖線の矢印690a、690bが挟む範囲として示した方向範囲において)、他の方向より大きな強度分布を持つように放出されることとなる。
このため、矢印690a、690bが挟む方向範囲以外の方向範囲における漏洩マイクロ波の強度は相対的に低減され、例えば信号導体パターン330aから、隣接する信号導体パターン330bへの、漏洩マイクロ波を介したクロストークが低減される。
また、中継基板618では、信号導体パターン330bを挟むグランド導体パターン340b及び640cのうち接続部範囲550b内の部分の形成幅Wg21、Wg22が互いに異なる。これにより、信号導体パターン330bと信号入力端子124bとの信号接続部分から発生する漏洩マイクロ波は、Wg21より狭い形成幅Wg22を持ちグランドラインまでのインピーダンスがより大きいグランド導体パターン640cの方向に向かって(例えば図6において一点鎖線の矢印690c、690dが挟む範囲として示した方向範囲において)、その他の方向より大きな強度分布を持つように放出されることとなる。
このため、矢印690c、690dが挟む方向範囲以外の方向範囲における漏洩マイクロ波の強度は相対的に低減され、例えば信号導体パターン330bから、隣接する信号導体パターン330aへの、漏洩マイクロ波を介したクロストークも低減される。その結果、図5に示す中継基板518と同様に、対を成す2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330a、330b相互のクロストークが効果的に抑制される。
同様に、中継基板618では、信号導体パターン330cを挟むグランド導体パターン640c及び340dのうち接続部範囲550c内の部分の形成幅Wg31、Wg32は、Wg31<Wg32の非対称関係にあり、かつ、信号導体パターン330dを挟むグランド導体パターン340d及び640eのうち接続部範囲450d内の部分の形成幅Wg41、Wg42は、Wg41>Wg42の非対称関係にある。
このため、中継基板618では、信号導体パターン330cと信号入力端子124cとの信号接続部分から発生する漏洩マイクロ波を介した、信号導体パターン330cから隣接する信号導体パターン330dへのクロストーク、および、信号導体パターン330dと信号入力端子124dとの信号接続部分から発生する漏洩マイクロ波を介した、信号導体パターン330dから隣接する信号導体パターン330cへのクロストークが抑制される。
その結果、中継基板618では、図5に示す中継基板518と同様に、中継基板118に比べて、対をなす高周波信号間のクロストークが更に抑制され、良好な光変調特性が実現され得る。
特に、中継基板618の構成においては、接続部範囲450a、550b、550c、450dにおいて、グランド導体パターン640a、640b、640c、340d、640eの形成幅は、それぞれ対応する信号導体パターン330を挟んで互いに異なるものの、信号導体パターン330のそれぞれから隣接するグランド導体パターン640a、340b、640c、340d、640eの対向するエッジまでの距離は互いに等しい。このため信号導体パターン330を挟むグランド導体パターン640a、640b、640c、340d、640eの形成幅を変更しても、信号導体パターン330の特性インピーダンスの変化は小さい。したがって、中継基板618の構成においては、接続部範囲450a、550b、550c、450dの内外においてそれぞれの信号導体パターン330の特性インピーダンスが変化しないように、容易に構成することができる。ただし、信号導体パターンを挟む2つのグランド導体パターンの、接続部範囲における形成幅(例えば、Wg11とWg12)の差異を大きく設定しても、漏洩マイクロ波の偏在方向は、中継基板118、518の場合ほどには変化しない。
したがって、中継基板618の構成は、漏洩マイクロ波の影響が比較的少ない場合において、従来設計(例えば中継基板におけるグランド導体パターンについての従来のパターン設計)との整合性をできるだけとりながら、漏洩マイクロ波の影響を抑制したい場合に好適である。
<第3変形例>
図7は、第3の変形例に係る中継基板718の構成を示す図であり、図4に示す第1の実施形態の部分詳細図に相当する図である。この中継基板718は、図1に示す光変調器100において中継基板118に代えて用いることができる。なお、図7において、図4、図5、図6に示す中継基板118、518、618の構成要素と同じ構成要素については、図4、図5、図6における符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図4、図5、図6についての説明を援用する。
中継基板718は、図4、図5に示す中継基板118、518と同様に、信号導体パターン330が形成されている。したがって、中継基板718では、信号導体パターン330のそれぞれについて、中継基板518と同じ接続部範囲450a、550b、550c、450dが定義される。
中継基板718は、中継基板118と同様の構成を有するが、グランド導体パターン340a、340c、340eに代えて、グランド導体パターン740a、740c、740eを備える点が異なる。なお、中継基板718においても、信号導体パターン330およびグランド導体パターン740a、340b、740c、340d、740eは、信号導体パターン330の特性インピーダンスが接続部範囲450a、550b、550c、450dの内部及び外部において同じとなるように形成されている。
本変形例に係る中継基板718では、少なくとも一つの信号導体パターン330を挟む2つのグランド導体パターンの一方は、当該信号導体パターンについて定義される接続部範囲内に形成された部分を含まないことにより、当該信号導体パターンに関して非対称な形状で構成されている。
具体的には、中継基板718では、信号導体パターン330aを挟むグランド導体パターン740a、340bは、一方のグランド導体パターン740aが接続部範囲450a内にパターンが形成されていないことにより、信号導体パターン330aに関して非対称に形成されている。また、中継基板718では、信号導体パターン330bを挟むグランド導体パターン340b、740cは、一方のグランド導体パターン740cが接続部範囲550b内にパターンが形成されていないことにより、信号導体パターン330bに関して非対称に形成されている。
同様に、中継基板718では、信号導体パターン330cを挟むグランド導体パターン740c、340dは、一方のグランド導体パターン740cが接続部範囲550c内にパターンが形成されていないことにより、信号導体パターン330cに関して非対称に形成されている。また、中継基板718では、信号導体パターン330dを挟むグランド導体パターン340d、740eは、一方のグランド導体パターン740eが接続部範囲450d内にパターンが形成されていないことにより、信号導体パターン330dに関して非対称に形成されている。
この中継基板718は、前述の第2変形例の図6における中継基板618においてWg11、Wg22、Wg31、およびWg42を0(ゼロ)とした場合に相当する。このため、中継基板718では、一方の対をなす2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330a、330b間での漏洩マイクロ波を介したクロストーク、および他方の対をなす他の2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330c、330d間での漏洩マイクロ波を介したクロストークが、中継基板618に比べて更に低減される。その結果、中継基板718を用いた場合には、中継基板618を用いる場合に比べて更に良好な光変調特性が実現され得る。
なお、本変形例では、例えば信号導体パターン330aを挟むグランド導体パターン740a、340bは、一方のグランド導体パターン740aが接続部範囲450a内にパターンが形成されていないことにより、信号導体パターン330aに関して非対称に形成されているものとしたが、これには限られない。これに代えて、例えば、信号導体パターン330aを挟むグランド導体パターン740a、340bは、一方のグランド導体パターン740aが接続部範囲450a内にパターンが形成されている範囲(面積)が、他方のグランド導体パターン340bが接続部範囲550b内に形成されている範囲(面積)より少ないことにより、信号導体パターン330aに関して非対称に形成されているものとしてもよい。
<第4変形例>
図8は、第4の変形例に係る中継基板818の構成を示す図であり、図4に示す第1の実施形態の部分詳細図に相当する図である。この中継基板818は、図1に示す光変調器100において中継基板118に代えて用いることができる。なお、図8において、図4、図5に示す中継基板118、518の構成要素と同じ構成要素については、図4、図5における符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図4についての説明を援用する。
中継基板818は、図4、図5に示す第1の実施形態及び第1の変形例の中継基板118、518と同様に、信号導体パターン330が形成されている。したがって、中継基板818では、信号導体パターン330のそれぞれについて、中継基板518と同じ接続部範囲450a、550b、550c、450dが定義される。
中継基板818は、中継基板118と同様の構成を有するが、グランド導体パターン340a、340b、340c、340d、340eに代えて、グランド導体パターン840a、840b、840c、840d、840eを備える点が異なる。なお、中継基板818においても、信号導体パターン330およびグランド導体パターン840a、840b、840c、840d、840eは、信号導体パターン330の特性インピーダンスが接続部範囲450a、550b、550c、450dの内部及び外部において同じとなるように形成されている。
本変形例に係る中継基板818では、少なくとも一つの信号導体パターン330についての接続部範囲のうち、当該信号導体パターン330を挟む2つのグランド導体パターンの一方が形成された部分に、信号入力辺318aから延在し中継基板818の厚さ方向を貫通する切欠き部が設けられている。
一例として、図8に示す中継基板818では、信号導体パターン330aについて定義される接続部範囲450aのうち、当該信号導体パターン330aを挟む2つのグランド導体パターン840a、840bの一方のグランド導体パターン840bが形成された部分に、信号入力辺318aから延在し中継基板818の厚さ方向を貫通する切欠き部860aが設けられている。これにより、グランド導体パターン840a、840bは、接続部範囲450aにおいて信号導体パターン330aに関して互いに非対称な形状で構成されている。
なお、図8においては、切欠き部860aおよび後述する他の切欠き部860b、860c、860dを明示すべく、中継基板818の輪郭が太線で描かれている。また、図8では、同様の目的のため、接続部範囲450a、550b、550c、450dを示す破線及び一点鎖線が中継基板818の信号入力辺318aと重ならないように描かれている。ただし、接続部範囲450a、550b、550c、450dの定義は、上述した第1の実施形態およびその変形例における定義と同様である。
また、中継基板818では、信号導体パターン330bについて定義される接続部範囲550bのうち、当該信号導体パターン330bを挟む2つのグランド導体パターン840b、840cの一方のグランド導体パターン840bが形成された部分に、信号入力辺318aから延在し中継基板818の厚さ方向を貫通する切欠き部860bが設けられている。
上記の構成により、中継基板818では、信号導体パターン330aと信号入力端子124aとの接続点から発生して中継基板818の基板素材内を伝搬する基板漏洩マイクロ波は、切欠き部860aにより形成される空間により、隣接する信号導体パターン330bへの伝搬が阻止される。また、信号導体パターン330bと信号入力端子124bとの接続点から発生して中継基板818の基板素材内を伝搬する基板漏洩マイクロ波は、切欠き部860bにより形成される空間により、隣接する信号導体パターン330aへの伝搬が阻止される。
同様に、中継基板818では、信号導体パターン330cについて定義される接続部範囲550cのうち、当該信号導体パターン330cを挟む2つのグランド導体パターン840c、840dの一方のグランド導体パターン840dが形成された部分に、信号入力辺318aから延在し中継基板818の厚さ方向を貫通する切欠き部860cが設けられている。
また、中継基板818では、信号導体パターン330dについて定義される接続部範囲450dのうち、当該信号導体パターン330dを挟む2つのグランド導体パターン840d、840eの一方のグランド導体パターン840dが形成された部分に、信号入力辺318aから延在し中継基板818の厚さ方向を貫通する切欠き部860dが設けられている。
上記の構成により、中継基板818では、信号導体パターン330cと信号入力端子124cとの信号接続部分から発生して中継基板818の基板素材内を伝搬する基板漏洩マイクロ波は、切欠き部860cにより形成される空間により、隣接する信号導体パターン330dへの伝搬が阻止される。また、信号導体パターン330dと信号入力端子124dとの信号接続部から発生して中継基板818の基板素材内を伝搬する基板漏洩マイクロ波は、切欠き部860dにより形成される空間により、隣接する信号導体パターン330cへの伝搬が阻止される。
したがって、中継基板818では、一方の対をなす2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330a、330b間での基板漏洩マイクロ波を介したクロストーク、および他方の対をなす他の2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330c、330d間での基板漏洩マイクロ波を介したクロストークが更に低減される。その結果、中継基板818を光変調器100内に用いれば、光変調器100として良好な光変調特性が実現され得る。
なお、中継基板818において、切欠き部860a等の内壁に、グランド導体パターン840b等から延在するようにメタライズを施せば、上記のような基板漏洩マイクロ波の伝搬抑制効果をより高めることができる。
<第5変形例>
図9は、第5の変形例に係る中継基板918の構成を示す図であり、図4に示す第1の実施形態の部分詳細図に相当する図である。この中継基板918は、図1に示す光変調器100において中継基板118に代えて用いることができる。なお、図9において、図4、図5、図6、図7、図8に示す中継基板118、518、618、718、818の構成要素と同じ構成要素については、図4、図5、図6、図7、図8における符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図4、図5、図6、図7、図8についての説明を援用する。
中継基板918には、図4、図5に示す第1の実施形態及び第1の変形例の中継基板118、518と同様に、信号導体パターン330が形成されている。したがって、中継基板818では、信号導体パターン330のそれぞれについて、中継基板518と同じ接続部範囲450a、550b、550c、450dが定義される。
ここで、中継基板918は、前述の第3変形例の図7における中継基板718及び第4変形例の図8における中継基板818の特徴構成を組み合わせて構成されている。すなわち、中継基板918は、中継基板118と同様の構成を有するが、グランド導体パターン340a、340b、340c、340d、340eに代えて、グランド導体パターン740a、840b、740c、840d、740eを備える点が異なる。なお、中継基板918においても、信号導体パターン330およびグランド導体パターン740a、840b、740c、840d、740eは、信号導体パターン330の特性インピーダンスが接続部範囲450a、550b、550c、450dの内部及び外部において同じとなるように形成されている。
特に、中継基板918には、前述の第4変形例の図8における中継基板818と同じ位置に、信号入力辺318aから延在し中継基板918の厚さ方向を貫通する4つの切欠き部860a、860b、860c、860dが設けられている。
なお、図9においては、上述した第4変形例の図8と同様に、切欠き部860aおよび後述する他の切欠き部860b、860c、860dを明示すべく、中継基板918の輪郭が太線で描かれている。また、図9では、同様の目的のため、接続部範囲450a、550b、550c、450dを示す破線及び一点鎖線が中継基板918の信号入力辺318aと重ならないように描かれている。ただし、接続部範囲450a、550b、550c、450dの定義は、上述した第1の実施形態およびその変形例における定義と同様である。
これにより、中継基板918では、一方の対をなす2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330a、330b間において、第3変形例の図7における中継基板818と同様に基板漏洩マイクロ波を介したクロストークが、中継基板718の場合に比べて更に低減される。同様に、他方の対をなす他の2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330c、330d間においても、中継基板818と同様に基板漏洩マイクロ波を介したクロストークが、第3変形例の図7における中継基板718の場合に比べて更に低減される。
その結果、中継基板918を光変調器100に用いた場合には、上述した図4、図5、図6、図7、図8に示す第1の実施形態、第1の変形例、第2の変形例、第3の変形例、第4の変形例に係る他の中継基板118、518、628、718、818を用いる場合に比べて、光変調器100として更に良好な光変調特性が実現され得る。
なお、中継基板818の場合と同様に、切欠き部860a等の内壁にグランド導体パターン840b等から延在するようにメタライズを施せば、基板漏洩マイクロ波の伝搬抑制効果を更に高めることができる。
<第6変形例>
図10は、第6の変形例に係る中継基板1018の構成を示す図であり、図4に示す第1の実施形態の部分詳細図に相当する図である。この中継基板1018は、図1に示す光変調器100において中継基板118に代えて用いることができる。なお、図10において、図4、図5に示す中継基板118、518の構成要素と同じ構成要素については、図4、図5における符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図4、図5についての説明を援用する。
中継基板1018は、図4、図5に示す第1の実施形態および第1の変形例の中継基板118、518と同様に、信号導体パターン330が形成されている。したがって、中継基板818では、信号導体パターン330のそれぞれについて、中継基板118と同じ接続部範囲450a、550b、550c、450dが定義される。
上述した第1の実施形態の図4における中継基板118では、例えば信号導体パターン330aを挟むグランド導体パターン340a、340bが、接続部範囲450a内において当該信号導体パターン330aに関して非対称な形状で形成されていることにより、当該接続部範囲450a内において発生する漏洩マイクロ波が隣接する信号導体パターン330bへ到達する強度が低減される。これに対し、本変形例における中継基板1018では、少なくとも一つの信号導体パターンについて定義される接続部範囲内において、当該信号導体パターンを挟んで隣接する2つのグランド導体パターンの、上記接続部範囲内のそれぞれの部分が、グランドライン構成要素(例えば、中継基板1018のウラ面グランド導体)に対し相異なるインピ-ダンスを有するように形成されている。
特に、中継基板1018では、一例として、少なくとも一つの信号導体パターンについて定義される接続部範囲内において、当該信号導体パターンを挟んで隣接する2つのグランド導体パターンの、上記接続部範囲内のそれぞれの部分におけるビアの有無が相異なることにより(すなわち、一方の当該部分にのみビアが設けられていることにより)、上記インピーダンスが相異なるように構成されている。
具体的には、中継基板1018は、図4に示す第1の実施形態の中継基板118と同様の構成を有するが、グランド導体パターン340a、340b、340c、340d、340eに代えて、グランド導体パターン1040a、1040b、1040c、1040d、1040eを有する点が異なる。なお、中継基板1018においても、信号導体パターン330およびグランド導体パターン1040a、1040b、1040c、1040d、1040eは、信号導体パターン330の特性インピーダンスが接続部範囲450a、550b、550c、450dの内部及び外部において同じとなるように形成されている。
グランド導体パターン1040b、1040dには、それぞれ、6つのビア1062が形成されている。なお、図10には、冗長な記載を避けるべくグランド導体パターン1040b、1040dのそれぞれにおいて6つのビアの一つのみに符号1062が付されている。グランド導体パターン1040b、1040dのそれぞれにおいて、符号が付されたビア1062と同じ大きさで描かれた他の5つの円は、同様のビア1062であるものと理解されたい。
詳細には、信号導体パターン330aを挟む隣接するグランド導体パターン1040a、1040bは、信号導体パターン330aについて定義される接続部範囲450a内において、一方のグランド導体パターン1040bのみが2つのビア1062によりウラ面グランド導体と接続され、他方のグランド導体パターン1040aにはそのようなビアが設けられていない。
また、信号導体パターン330bを挟む隣接するグランド導体パターン1040b、1040cは、信号導体パターン330bについて定義される接続部範囲550b内において、一方のグランド導体パターン1040bのみが2つのビア1062によりウラ面グランド導体と接続され、他方のグランド導体パターン1040cにはそのようなビアが設けられていない。
同様に、信号導体パターン330cを挟む隣接するグランド導体パターン1040c、1040dは、信号導体パターン330cについて定義される接続部範囲550c内において、一方のグランド導体パターン1040dのみが2つのビア1062によりウラ面グランド導体と接続され、他方のグランド導体パターン1040cにはそのようなビアが設けられていない。
また、信号導体パターン330dを挟む隣接するグランド導体パターン1040d、1040eは、信号導体パターン330dについて定義される接続部範囲450d内において、一方のグランド導体パターン1040dのみが2つのビア1062によりウラ面グランド導体と接続され、他方のグランド導体パターン1040eにはそのようなビアが設けられていない。
第2変形例に係る中継基板618に関連して上述したように、一般に、信号導体とグランド導体とで構成される高周波信号線路においては、グランド導体からグランドラインまでのインピーダンスが小さいほど(すなわち、いわゆるグランド強化が充分であるほど)、信号導体への高周波信号の閉じ込めは強くなる。
したがって、中継基板1018では、接続部範囲450a、550bにおいて発生した漏洩マイクロ波は、それぞれ、ビア1062によりウラ面グランド導体に接続されていない(したがって、ウラ面グランド導体に対するインピーダンスがより高い)グランド導体パターン1040aおよび1040cのある方向に、より大きな強度を有し、他の方向の強度が低減されることとなる。このため、中継基板1018では、中継基板118と同様に、一方の対をなす2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330a、330b間において、漏洩マイクロ波を介したクロストークが低減される。同様に、接続部範囲550c、450dにおいて発生した漏洩マイクロ波は、それぞれ、ビア1062が形成されておらずウラ面グランド導体に対するインピーダンスがより高いグランド導体パターン1040cおよび1040eへ向かう方向に、より大きな強度を有し、他の方向の強度が低減されることとなる。このため、中継基板1018では、他方の対をなす2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330c、330d間においても、漏洩マイクロ波を介したクロストークが低減される。
その結果、中継基板1018を用いた場合にも、光変調器100として良好な光変調特性が実現され得る。
<第7変形例>
図11は、第7の変形例に係る中継基板1118の構成を示す図であり、図4に示す第1の実施形態の部分詳細図に相当する図である。この中継基板1118は、図1に示す光変調器100において中継基板118に代えて用いることができる。なお、図11において、図4、図5、図10に示す中継基板118、518,1080の構成要素と同じ構成要素については、図4、図5、図10における符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図4、図5、図10についての説明を援用する。
中継基板1118は、図4、図5に示す第1の実施形態および第1の変形例の中継基板118、518と同様に、信号導体パターン330が形成されている。したがって、中継基板818では、信号導体パターン330のそれぞれについて、中継基板118と同じ接続部範囲450a、550b、550c、450dが定義される。
中継基板1118は、上述した第6変形例の図10における中継基板1018と同様に、少なくとも一つの信号導体パターンについて定義される接続部範囲内において、当該信号導体パターンを挟む隣接する2つのグランド導体パターンの、上記接続部範囲内のそれぞれの部分が、グランドライン構成要素(例えば、中継基板1118のウラ面グランド導体)に対し相異なるインピ-ダンスを有するように形成されている。
ただし、中継基板1118では、中継基板1018とは異なり、少なくとも一つの信号導体パターンを挟む隣接する2つのグランド導体パターンの、当該信号導体パターンについて定義される接続部範囲内のそれぞれの部分に設けられたビアの径が相異なることにより、上記インピーダンスが相異なるように構成されている。
具体的には、中継基板1118は、グランド導体パターン1040a、1040c、1040eに代えて、グランド導体パターン1140a、1140c、1140eを備える点が、中継基板1080と異なる。なお、中継基板1118においても、信号導体パターン330およびグランド導体パターン1140a、1040b、1140c、1040d、1140eは、信号導体パターン330の特性インピーダンスが接続部範囲450a、550b、550c、450dの内部及び外部において同じとなるように形成されている。
グランド導体パターン1140a、1140c、1140eは、グランド導体パターン1040a、1040c、1040eと同様の構成を有するが、それぞれ、対応する接続部範囲450a、550b、550c、450dの範囲内に、ビア1062と同じ数であってビア1062よりも小径のビア1162が設けられている点で異なっている。ここで、図11においては、冗長な記載を避けるべくグランド導体パターン1140a、1140c、1140eのそれぞれにおいてビアの一つのみに符号1162が付されている。グランド導体パターン1140a、1140c、1140eのそれぞれにおいて、符号が付されたビア1162と同じ大きさで描かれた他の2つ、5つ、及び2つの円は、同様のビア1162であるものと理解されたい。
詳細には、信号導体パターン330aについて定義される接続部範囲450a内において、信号導体パターン330aを挟む一方のグランド導体パターン1140bは、2つのビア1062によりウラ面グランド導体と接続され、他方のグランド導体パターン1140aは、これと同数(すなわち、この例では2つ)であって且つビア1062より小径のビア1162によりウラ面グランド導体と接続されている。
また、信号導体パターン330bについて定義される接続部範囲550b内において、信号導体パターン330bを挟む一方のグランド導体パターン1140bは2つのビア1062によりウラ面グランド導体と接続され、他方のグランド導体パターン1140cは、これと同数であって且つビア1062より小径のビア1162によりウラ面グランド導体と接続されている。
同様に、信号導体パターン330cについて定義される接続部範囲550c内において、信号導体パターン330cを挟む一方のグランド導体パターン1040dは2つのビア1062によりウラ面グランド導体と接続され、他方のグランド導体パターン1140cは、これと同数であって且つビア1062より小径のビア1162によりウラ面グランド導体と接続されている。
また、信号導体パターン330dについて定義される接続部範囲450d内において、信号導体パターン330dを挟む一方のグランド導体パターン1040dは2つのビア1062によりウラ面グランド導体と接続され、他方のグランド導体パターン1140eは、これと同数であって且つビア1062より小径のビア1162によりウラ面グランド導体と接続されている。
これにより、中継基板1118では、上述した第6変形例の図10における中継基板1018と同様に、接続部範囲450a、550bにおいて発生した漏洩マイクロ波は、それぞれ、小径のビア1162が設けられてウラ面グランド導体とのインピーダンスがより高いグランド導体パターン1040aおよび1040cへ向かう方向に、より大きな強度を有することとなり、他の方向の強度が低減されることとなる。このため、中継基板1118では、中継基板1018と同様に、一方の対をなす2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330a、330b間において、漏洩マイクロ波を介したクロストークが低減される。
同様に、中継基板1118では、接続部範囲550c、450dにおいて発生した漏洩マイクロ波は、それぞれ、小径のビア1162が設けられてウラ面グランド導体とのインピーダンスがより高いグランド導体パターン1140cおよび1140eへ向かう方向に、より大きな強度を有することとなり、他の方向の強度が低減されることとなる。このため、中継基板1118では、上述した第6変形例の図10における中継基板1018と同様に、他方の対をなす2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330c、330d間においても、漏洩マイクロ波を介したクロストークが低減される。
その結果、中継基板1118を用いる場合も、光変調器100として良好な光変調特性が実現され得る。
<第8変形例>
図12は、第8の変形例に係る中継基板1218の構成を示す図であり、図4に示す第1の実施形態の部分詳細図に相当する図である。この中継基板1218は、図1に示す光変調器100において中継基板118に代えて用いることができる。なお、図12において、図4、図5、図10、図11に示す中継基板118、518,1018、1118の構成要素と同じ構成要素については、図4、図5、図10、図11における符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図4、図5、図10、図11についての説明を援用する。
中継基板1218は、図4、図5に示す第1の実施形態及び第1の変形例の中継基板118、518と同様に、信号導体パターン330が形成されている。したがって、中継基板1218では、信号導体パターン330のそれぞれについて、中継基板118と同じ接続部範囲450a、550b、550c、450dが定義される。
中継基板1218は、図10、図11に示す第6の変形例及び第7の変形例における中継基板1018、1118と同様に、少なくとも一つの信号導体パターンを挟む隣接する2つのグランド導体パターンの、当該信号導体パターンについて定義される接続部範囲内のそれぞれの部分が、グランドライン構成要素(例えば、中継基板1118のウラ面グランド導体)に対し相異なるインピ-ダンスを有するように形成されている。
ただし、中継基板1218では、中継基板1018、1118とは異なり、少なくとも一つの信号導体パターンを挟む隣接する2つのグランド導体パターンの、当該信号導体パターンについて定義される接続部範囲内のそれぞれの部分に設けられたビアの数が相異なることにより、上記インピーダンスが相異なるように構成されている。
具体的には、中継基板1218は、グランド導体パターン1140a、1140c、1140eに代えて、グランド導体パターン1240a、1240c、1240eを備える点が、中継基板1118と異なる。なお、中継基板1218においても、信号導体パターン330およびグランド導体パターン1240a、1040b、1240c、1040d、1240eは、信号導体パターン330の特性インピーダンスが接続部範囲450a、550b、550c、450dの内部及び外部において同じとなるように形成されている。
そして、信号導体パターン330aについて定義される接続部範囲450a内において、信号導体パターン330aを挟む一方のグランド導体パターン1040bは、2つのビア1062によりウラ面グランド導体と接続され、他方のグランド導体パターン140aは、これより少ない数(すなわち、この例では1つ)のビア1062よりウラ面グランド導体と接続されている。
また、信号導体パターン330bについて定義される接続部範囲550b内において、信号導体パターン330bを挟む一方のグランド導体パターン140bは2つのビア1062によりウラ面グランド導体と接続され、他方のグランド導体パターン1240cは、これより少ない数(この例では1つ)のビア1062によりウラ面グランド導体と接続されている。
同様に、信号導体パターン330cについて定義される接続部範囲550c内において、信号導体パターン330cを挟む一方のグランド導体パターン1040dは2つのビア1062によりウラ面グランド導体と接続され、他方のグランド導体パターン1240cは、これより少ない数(この例では1つ)のビア1062によりウラ面グランド導体と接続されている。
また、信号導体パターン330dについて定義される接続部範囲450d内において、信号導体パターン330dを挟む一方のグランド導体パターン1040dは2つのビア1062によりウラ面グランド導体と接続され、他方のグランド導体パターン1240eは、これより少ない数(この例では1つ)のビア1062によりウラ面グランド導体と接続されている。
これにより、中継基板1218では、図11に示す第7の変形例における中継基板1118と同様に、接続部範囲450a、550bにおいて発生した漏洩マイクロ波は、それぞれ、グランド導体パターン1040bに比べてより少ない数のビア1062が設けられてウラ面グランド導体とのインピーダンスがより高いグランド導体パターン1040aおよび1040cへ向かう方向に、より大きな強度を有することとなり、他の方向の強度が低減されることとなる。このため、中継基板1218では、中継基板1118と同様に、一方の対をなす2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330a、330b間において、漏洩マイクロ波を介したクロストークが低減される。
同様に、中継基板1218では、接続部範囲550c、450dにおいて発生した漏洩マイクロ波は、それぞれ、グランド導体パターン1040dに比べてより少ない数のビア1062が設けられてウラ面グランド導体とのインピーダンスのより高いグランド導体パターン1140cおよび1140eへ向かう方向により大きな強度を有することとなり、他の方向の強度が低減されることとなる。このため、中継基板1218では、中継基板1118と同様に、他方の対をなす2つの高周波電気信号をそれぞれ伝搬する信号導体パターン330c、330d間においても、漏洩マイクロ波を介したクロストークが低減される。
その結果、中継基板1218を用いる場合も、光変調器100として良好な光変調特性が実現され得る。
<第9変形例>
上述した各変形例に示す接続部範囲内の各特徴構成は、一枚の中継基板の中に混在し及び又は重複して設けるものとすることができる。本変形例は、そのような中継基板の一例を示している。
図13は、第9の変形例に係る中継基板1318の構成を示す図であり、図4に示す第1の実施形態の部分詳細図に相当する図である。この中継基板1218は、図1に示す光変調器100において中継基板118に代えて用いることができる。なお、図12において、図4、図5、図6、図7、図8、図10に示す中継基板118、518,618、718、818、1018の構成要素と同じ構成要素については、図4、図5、図6、図7、図8、図10における符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図4、図5、図6、図7、図8、図10についての説明を援用する。
中継基板1318は、図4、図5に示す第1の実施形態及び第1の変形例の中継基板118、518と同様に、信号導体パターン330が形成されている。したがって、中継基板1318では、信号導体パターン330のそれぞれについて、中継基板118と同じ接続部範囲450a、550b、550c、450dが定義される。
第9変形例に係る中継基板1318は、信号導体パターン330a、330b、330cについて定義された接続部範囲450a、550b、550cについて、図4、図6、図7に示す第1の実施形態、第2の変形例、及び第3の変形例の中継基板118、618、及び718の特徴構成をそれぞれ適用したものであり、且つ、信号導体パターン330dについて、図4及び図10に示す第1の実施形態及び第6の変形例の中継基板118と1018の特徴構成を重複して適用したものである。
中継基板1318は、中継基板118と同様の構成を有するが、グランド導体パターン340c、340dに代えて、グランド導体パターン1340c、1340dを備える点が異なる。なお、中継基板1318においても、信号導体パターン330およびグランド導体パターン340a、340b、1340c、1340d、340eは、信号導体パターン330の特性インピーダンスが接続部範囲450a、550b、550c、450dの内部及び外部において同じとなるように形成されている。
中継基板1318は、中継基板118と同様に、グランド導体パターン340a、340bを有する。これにより、中継基板118に関連して上述した理由により、信号導体パターン330aから330bへの、接続部範囲450aから発生する漏洩マイクロ波を介したクロストークが抑制される。
グランド導体パターン1340cは、グランド導体パターン340cと同様の構成を有するが、図6に示す第2の変形例の中継基板618と同様に、接続部範囲550b内の部分の形成幅Wg22が、信号導体パターン330bを挟んで対向するグランド導体パターン340bの接続部範囲550b内の部分の形成幅Wg21よりも狭く構成されている。これにより、中継基板618に関連して上述した理由により、信号導体パターン330bから330aへの、接続部範囲550bから発生する漏洩マイクロ波を介したクロストークが抑制される。
また、グランド導体パターン1340cは、図7に示す第3の変形例の中継基板718と同様に、接続部範囲550c内にパターンが形成されていない。そして、グランド導体パターン1340dは、接続部範囲450d内においてはグランド導体パターン340dと同様の形状で形成されている。したがって、中継基板718関連して上述した理由により、信号導体パターン330cから330dへの、接続部範囲550cから発生する漏洩マイクロ波を介したクロストークが抑制される。
また、中継基板1318の接続部範囲450dにおいては、図4に示す第1の実施形態の中継基板118と同様に、信号導体パターン330dを挟むグランド導体パターン1340dと340eとは、信号導体パターン330dと対向するそれぞれのエッジと、当該エッジのそれぞれに対向する信号導体パターン330dのエッジとのギャップ(図示のg41およびg42)が、互いに異なっていることにより、接続部範囲450dの範囲において信号導体パターン330dに関して非対称な形状となっている。さらに、中継基板1318の接続部範囲450dにおいては、図10に示す第6の変形例の中継基板1018と同様に、グランド導体パターン1340dのみが2つのビア1062によりウラ面グランド導体と接続され、グランド導体パターン340eにはそのようなビアが設けられていない。このため、中継基板1318では、図5、図10に示す第2の変形例及び第6の変形例の中継基板518及び1018に関連して上述した理由により、信号導体パターン330dから330cへの、接続部範囲450dから発生する漏洩マイクロ波を介したクロストークが抑制される。
その結果、中継基板1318を用いる場合も、光変調器100として良好な光変調特性が実現され得る。
なお、一つの中継基板を構成する際の、中継基板118、518、618、718、818、918、1018、1118、1218の特徴構成の組み合わせ方及び重畳の仕方は、上述の中継基板1318の構成には限られない。これらの特徴構成は、これら中継基板に関連して上述したクロストークの抑制原理に基づき、隣接する信号導体パターン間での漏洩マイクロ波及び又は基板漏洩マイクロ波を介したクロストークを抑制する目的に沿って任意の態様で組み合わせ及び又は重畳することができる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態は、第1の実施形態に係る光変調器100並びにその変形例に係る中継基板518、618、718、818、918、1018、1118、1218、1318を用いた光変調器100、のいずれかの光変調器を搭載した光送信装置である。
図14は、本実施形態に係る光送信装置の構成を示す図である。この光送信装置2100は、光変調器2102と、光変調器2102に光を入射する光源2104と、変調信号生成部2106と、変調データ生成部2108と、を有する。
光変調器2102は、上述した第1の実施形態に係る光変調器100並びにその変形例に係る中継基板518、618、718、818、918、1018、1118、1218、1318を用いた光変調器100、のいずれかの光変調器であるものとすることができる。ここで、冗長な記載を避けて理解を容易にするため、以下では、光変調器2102は、第1の実施形態に係る光変調器100であるものとする。
変調データ生成部2108は、外部から与えられる送信データを受信して、当該送信データを送信するための変調データ(例えば、送信データを所定のデータフォーマットに変換又は加工したデータ)を生成し、当該生成した変調データを変調信号生成部2106へ出力する。
変調信号生成部2106は、光変調器2102に変調動作を行わせるための電気信号を出力する電子回路(ドライブ回路)であり、変調データ生成部2108が出力した変調データに基づき、光変調器2102に当該変調データに従った光変調動作を行わせるための高周波信号である変調信号を生成して、光変調器2102に入力する。当該変調信号は、光変調器2102が備える光変調素子102の4つの信号電極112a、112b、112c、112dに対応する4つの高周波電気信号から成る。ここで、信号電極112a、112bに入力される高周波電気信号は一方の対をなし、光変調素子102の一方の出力光導波路126aから出力される出力光を変調する。また、信号電極112c、112dに入力される高周波電気信号は他方の対をなし、光変調素子102の他方の出力光導波路126bから出力される出力光を変調する。
当該4つの高周波電気信号は、光変調器2102の電気コネクタ116a、116b、116c、116dのそれぞれの信号入力端子124a、124b、124c、124dから中継基板118の信号導体パターン330a、330b、330c、330dへ入力され、これらの信号導体パターン330a等を介して、光変調素子102の信号電極112a、112b、112c、112dに入力される。
これにより、光源2104から出力された光は、光変調器2102により、例えばDP-QPSK変調され、変調光となって光送信装置2100から出力される。
特に、光送信装置2100では、光変調器2102として、第1の実施形態に係る光変調器100並びにその変形例に係る中継基板518、618、718、818、918、1018、1118、1218、1318を用いた光変調器100、のいずれかの光変調器を用いる。このため、光送信装置2100では、上述した空間漏洩マイクロ波に起因した、光変調素子102を駆動する高周波電気信号間のクロストーク増加、特に、対をなす2つの高周波電気信号を伝搬する信号線路間の空間漏洩マイクロ波を介したクロストークを、効果的に低減することができる。したがって、光送信装置2100では、安定且つ良好な光変調特性を確保して、安定且つ良好な伝送特性を実現することができる。
なお、本発明は上記実施形態およびその変形例の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
例えば、上述した中継基板118、518、618、718、818、918、1018、1118、1218、1318は、少なくとも一つの信号導体パターン330について、当該信号導体パターンを挟む2つのグランド導体パターンが、対応する接続部範囲において非対称に形成されている構成の一例であって、これらには限られない。当該信号導体パターンを挟む2つのグランド導体パターンは、対応する接続部範囲において非対称に形成されている限りにおいて、任意の形状で形成されているものとすることができ、及び又は任意のビアが任意の数だけ任意の位置に配されているものとすることができる。
この場合において、少なくとも一つの信号導体パターン330が、隣接する信号導体パターン330と共に、一対を成す2つの高周波信号をそれぞれ伝搬するものである場合には、上記少なくとも一つの信号導体パターン330を挟む2つのグランド導体パターンは、対応する接続部範囲から発生する漏洩マイクロ波のうち上記隣接する信号導体パターン330に向かう方向の強度が低減されるように形成されることが望ましい。具体的には、上記少なくとも一つの信号導体パターン330を挟む2つのグランド導体パターンのうち、上記隣接する信号導体パターン330から遠い側のグランド導体パターンの、グランドライン構成要素に対するインピーダンスを増加させるか、又は、上記少なくとも一つの信号導体パターンと上記遠い側のグランド導体パターンとの距離を拡大して、当該遠い側の高周波信号の閉じ込め強度を減少させるものとすることができる。上記インピーダンスの増加及び閉じ込め強度の減少のための更に具体的な構成は、上述した中継基板118、518、618、718、818、918、1018、1118、1218、1318の特徴構成から明らかである。
また、上述した中継基板118、518、618、718、818、918、1018、1118、1218、1318では、信号導体パターン330は、接続部範囲450a等の内部と外部とにおいて、当該信号導体パターン330の特性インピーダンスが変化しないように構成されるものとしたが、これには限られ無い。信号導体パターン330は、接続部範囲450a等の内部と外部とにおいて、当該信号導体パターン330の特性インピーダンスが変化するよう構成されていてもよい。このように構成した場合でも、当該信号導体パターンを挟む隣接する2つのグランド導体パターンが、対応する接続部範囲において非対称に構成されていれば、これらのグランド導体パターンが対称に形成されている場合に比べて、上記接続部範囲から発生する漏洩マイクロ波の、特定の方向への伝搬強度を低減することができる。
また、上述した中継基板118、518、618、718、818、918、1018、1118、1218、1318では、2つの隣接する信号導体パターン330の間には一つのグランド導体パターンが形成されているものとしたが、これには限られない。2つの隣接する信号導体パターン330の間に挟まれるグランド導体パターンは、2つに分割して形成されていてもよい。例えば、図5において信号導体パターン330bと330cとに挟まれたグランド導体パターン540cは、例えば接続部範囲550bと550cとの間において分割された2つのグランド導体パターンとして形成されるものとすることができる。
また、図8、図9に示す第4及び第5の変形例に係る中継基板418、518では、一つのグランド導体パターンに2つの切欠き部(例えば、グランド導体パターン840bに2つの切欠き部860a、860b)が設けられるものとしたが、これには限られない。例えば、切欠き部860aと860bは、それらの間の中継基板818の部分を除去し、切欠き部860a及び860bの範囲を包含する一つの切欠き部として形成されるものとしてもよい。
また、例えば、上述した中継基板118、518、618、718、818、918、1018、1118、1218、1318では、信号導体パターン330は、信号入力辺318aから信号出力辺318bに向かって直線状に構成されるように描かれているが、これには限られない。信号導体パターン330は、従来技術と同様に、例えば、それぞれに曲線部分や幅の異なる部分を含んで、それぞれ異なる形状で構成されるものとすることができる。
また、上述した実施形態では、少なくとも2つの信号導体パターン330について、それぞれを挟む2つのグランド導体パターンが、対応する接続部範囲内の部分において、対応する信号導体パターンに関して非対称な形状で構成され、又はグランドライン構成要素に対するインピーダンスが相異なるように構成されるものとしたが、これには限られない。
中継基板118等に形成される信号導体パターン330のそれぞれの形状や光変調素子102の特性等に起因して、一の特定の信号導体パターンから発生する漏洩マイクロ波のみを低減すれば十分である場合には、当該特定の信号導体パターンのみについて、対応する接続部範囲内の部分において、対応する信号導体パターンに関して非対称な形状で構成され、又はグランドライン構成要素に対するインピーダンスが相異なるように構成されるものとすることができる。
また、上述した第6変形例、第7変形例、第8変形例に係る中継基板1018、1118、1218では、信号導体パターンを挟むグランド導体パターンは、対応する接続部範囲内の部分に設けられたビアの数又はビアの径が相異なることにより、当該部分のグランドライン構成要素に対するインピーダンスが相異なるように構成されているが、これには限られない。
信号導体パターンを挟むグランド導体パターンは、対応する接続部範囲内の部分の、グランドライン構成要素に対するインピーダンスが、相異なるように構成される限りにおいて、任意の相異なる態様でビアが設けられるものとすることができる。例えば、信号導体パターンを挟むグランド導体パターンは、対応する接続部範囲内の部分に設けられるビアの密度が相異なるように構成されるものとしてもよい。ここで、ビアの密度は、単位面積当たりに設けられたビアの数、または、単位面積当たりに設けられたビアの面積、で表されるものとすることができる。当該ビアの数又はビアの面積が大きいほど、グランドライン構成要素であるウラ面グランド導体とのインピーダンスは低くなるためである。
また、上述した実施形態では、光変調素子102は、LN基板を用いて構成されるDP-QPSK変調器であるものとしたが、これには限られない。例えば、光変調素子102は、半導体基板を用いて構成される任意の光変調素子であってもよい。
以上説明したように、上述した実施形態に係る光変調器100は、複数の信号電極112を備える光変調素子102と、信号電極112のそれぞれに印加する電気信号を入力する複数の信号入力端子124と、を備える。また、光変調器100は、信号入力端子124と信号電極112とを電気的に接続する複数の信号導体パターン330及び複数のグランド導体パターン340等が形成された中継基板518と、光変調素子102および中継基板118を収容する筺体104と、を備える。そして、光変調器100では、例えば中継基板118および518の説明において一例を示したように、少なくとも一つの信号導体パターン、例えば信号導体パターン330bについて、当該信号導体パターン330bを中継基板518上において挟む2つのグランド導体パターン340b、540cは、当該信号導体パターン330bと信号入力端子124bとが接続された信号接続部分を含む接続部範囲550bにおいて、平面視形状が信号導体パターン330bに関して互いに非対称に形成されている。ここで、接続部範囲550bは、上記少なくとも一つの信号導体パターンである信号導体パターン330bを中心として、最も近い隣接する信号導体パターンまでの距離(例えば、信号導体パターン330aまでの距離p1)に等しい幅w22を持ち、且つ中継基板518の辺のうち上記少なくとも一つの信号導体パターン330bが信号入力端子124bと接続される側の信号入力辺318aから上記信号接続部分の遠端までの距離に等しい高さd22を持つ、平面視が矩形の範囲である。
この構成によれば、例えば、接続部範囲550bから発生して空間を伝搬する空間漏洩マイクロ波の伝搬方向を偏在させて、信号導体パターン330bから少なくとも一方の隣接する信号導体パターン(例えば、信号導体パターン330a)へのクロストークを抑制して、良好な光変調特性を実現することができる。
また、中継基板118、518において一例を示したように、光変調器100は、例えば信号導体パターン330aを挟む2つのグランド導体パターン340a、340bは、接続部範囲450aにおいて、信号導体パターン330aと対向するそれぞれのエッジから当該信号導体パターン330aの対向するエッジまでの距離g11、g12が、互いに異なるように構成されてもよい。
この構成によれば、中継基板118等のサイズを拡大することなく、例えば接続部範囲450aから発生して空間を伝搬する空間漏洩マイクロ波の伝搬方向を偏在させて、信号導体パターン330aから隣接する信号導体パターン330bへのクロストークを抑制し、良好な光変調特性を実現することができる。
また、中継基板618において一例を示したように、光変調器100は、例えば信号導体パターン330aを挟む2つのグランド導体パターン640a、340bは、接続部範囲450aに形成された部分の、信号導体パターン330aの延在方向と直交する方向に測った幅Wg11、Wg12が、互いに異なるように構成されてもよい。
この構成によれば、中継基板618のサイズを拡大することなく、例えば接続部範囲450aから発生して空間を伝搬する空間漏洩マイクロ波の伝搬方向を偏在させて、信号導体パターン330aから隣接する信号導体パターン330bへのクロストークを抑制し、良好な光変調特性を実現することができる。
また、中継基板718において一例を示したように、光変調器100は、例えば信号導体パターン330aを挟む2つのグランド導体パターン740a、340bの一方、例えばグランド導体パターン740aは、接続部範囲450a内に形成された部分を含まないよう構成されてもよい。
この構成によれば、中継基板718のサイズを拡大することなく、例えば接続部範囲450aから発生して空間を伝搬する空間漏洩マイクロ波の伝搬方向を偏在させ、信号導体パターン330aから隣接する信号導体パターン330bへのクロストークを抑制して、良好な光変調特性を実現することができる。
また、中継基板818において一例を示したように、光変調器100は、例えば接続部範囲450aのうち信号導体パターン330aを挟む2つのグランド導体パターン840a、840bの一方が形成された部分に、信号入力辺318aから延在し中継基板818の厚さ方向を貫通する切欠き部860aが設けられて構成されてもよい。
この構成によれば、例えば接続部範囲450aから発生して中継基板818内を伝搬する基板漏洩マイクロ波の伝搬を阻止し、信号導体パターン330aから隣接する信号導体パターン330bへのクロストークを抑制して、良好な光変調特性を実現することができる。
また、光変調器100は、中継基板1018、1118、1218等により一例をしめしたように、例えば信号導体パターン330aを挟むグランド導体パターン1040a、1040b等は、接続部範囲450a内の部分において、中継基板1018等のウラ面に設けられたウラ面グランド導体と接続するビアの有無、又はビアの数若しくは密度が、互いに異なっているよう構成されてもよい。
この構成によれば、信号導体パターン300の特性インピーダンスは、当該信号導体パターン300を挟むグランド導体パターン1040等にビアを設けることによってはほとんど変化しないため、接続部範囲450a等におけるグランド導体パターン1040のパターン設計が容易となる。すなわち、設計の複雑化を伴うことなく、空間漏マイクロ波を介した隣接する信号導体パターン330間のクロストークを抑制して、良好な光変調特性を実現することができる。
また、光変調器100は、それぞれが一対の電気信号により変調される2つの変調光を生成するよう構成された、例えばDP-QPSK変調を行う光変調素子102を用いることができ、中継基板118等は、上記一対の電気信号を、隣接する一対の信号導体パターン、例えば信号導体パターン330a、330bにより伝搬するよう構成され得る。
この構成によれば、隣接する信号導体パターン300により伝搬される、対をなす2つの高周波電気信号間でのクロストークを効果的に低減して、良好な光変調特性を実現することができる。
また、上述した第2の実施形態に係る光送信装置は、第1の実施形態又はその変形例に示したいずれかの中継基板を用いた光変調器100と、当該光変調器100に変調動作を行わせるための電気信号を出力する電子回路である変調信号生成部2106等と、を備える。この構成によれば、例えば伝送レートの高速化に伴って顕著となる漏洩マイクロ波の伝搬を抑制し、光変調素子102を駆動する複数の高周波電気信号間のクロストーク等を効果的に低減して、安定且つ良好な伝送特性を実現することができる。
100、2102、2200…光変調器、102、2202…光変調素子、104、1604、2204…筺体、108、2208…入力光ファイバ、110、2210…出力光ファイバ、112、112a、112b、112c、112d、2212、2212a、2212b、2212c、2212d…信号電極、114a、2214a…ケース、114b、2214b…カバー、116、116a、116b、116c、116d、2216、2216a、2216b、2216c、2216d…電気コネクタ、118、518、618、718、818、918、1018、1118、1218、1318、2218…中継基板、120、2220…終端器、122、122a、122b、122c、122d、122e、2222a、2222b、2222c、2222d、2222e…グランド電極、124、124a、124b、124c、124d、2224、2224a、2224b、2224c、2224d…信号入力端子、126a、126b…出力光導波路、318a…信号入力辺、318b…信号出力辺、318c、318d…サイドエッジ、326…導体ワイヤ、330、330a、330b、330c、330d、2230,2230a、2230b、2230c、2230d…信号導体パターン、340、340a、340b、340c、340d、340e、540c、640a、640c、640e、740a、740c、740e、840a、840b、840c、840d、840e、1040a、1040b、1040c、1040d、1040e、1140a、1140c、1140e、1240a、1240c、1240e、1340c、1340d、2240a、2240b、2240c、2240d、2240e…グランド導体パターン、450a、550b、550c、450d…接続部範囲、860a、860b、860c、860d…切欠き部、1062、1162…ビア、2100…光送信装置、2104…光源、2106…変調信号生成部、2108…変調データ生成部、2290…球面波。

Claims (8)

  1. 複数の信号電極を備える光変調素子と、
    前記信号電極のそれぞれに印加する電気信号を入力する複数の信号入力端子と、
    前記信号入力端子と前記信号電極とを電気的に接続する複数の信号導体パターン、及び複数のグランド導体パターンが形成された中継基板と、
    前記光変調素子および前記中継基板を収容する筺体と、
    を備える光変調器であって、
    前記中継基板において少なくとも一つの前記信号導体パターンを挟む2つの前記グランド導体パターンは、
    前記中継基板上の、前記少なくとも一つの信号導体パターンと前記信号入力端子とが接続された信号接続部分を含む所定の範囲であって、前記中継基板の辺のうち前記少なくとも一つの信号導体パターンが前記信号入力端子と接続される側の信号入力辺の一部を幅方向の一辺とし、前記少なくとも一つの信号導体パターンを幅方向の中心とし、前記少なくとも一つの信号導体パターンから最も近い隣接する前記信号導体パターンまでの距離に等しい幅を有し、前記信号入力辺から前記信号接続部分のうち当該信号入力辺から最も遠い端部まで延在する、平面視が矩形の範囲である接続部範囲において、
    記少なくとも一つの信号導体パターンに関して互いに非対称に形成されている、
    光変調器。
  2. 前記接続部範囲において、前記2つの前記グランド導体パターンは、当該2つの前記グランド導体パターンのそれぞれのエッジから前記少なくとも一つの前記信号導体パターンの対向するエッジまでの距離が、前記接続部範囲において互いに異なる部分を有するように形成されている、
    請求項1に記載の光変調器。
  3. 前記接続部範囲に形成された前記2つの前記グランド導体パターンの部分、前記少なくとも一つの前記信号導体パターンの延在方向と直交する方向に測った幅が互いに異なっている、
    請求項1に記載の光変調器。
  4. 前記2つの前記グランド導体パターンの一方は、前記接続部範囲に形成された部分を含まない、
    請求項1に記載の光変調器。
  5. 前記中継基板は、前記接続部範囲のうち前記2つの前記グランド導体パターンの一方が形成された部分に、前記信号入力辺から延在し前記中継基板の厚さ方向を貫通する切欠き部が設けられている、
    請求項1に記載の光変調器。
  6. 複数の信号電極を備える光変調素子と、
    前記信号電極のそれぞれに印加する電気信号を入力する複数の信号入力端子と、
    前記信号入力端子と前記信号電極とを電気的に接続する複数の信号導体パターン、及び複数のグランド導体パターンが形成された中継基板と、
    前記光変調素子および前記中継基板を収容する筺体と、
    を備える光変調器であって、
    前記中継基板は、前記グランド導体パターンが形成された面に対向する面に、ウラ面グランド導体が形成されており、
    少なくとも一つの前記信号導体パターンについて、当該信号導体パターンを前記中継基板上において挟む2つの前記グランド導体パターンは、当該信号導体パターンと前記信号入力端子とが接続された信号接続部分を含む接続部範囲において、ビアの有無、又は形成されているビアの数若しくは径が、互いに異なることで非対称に形成されており、
    前記接続部範囲は、前記中継基板の辺のうち前記少なくとも一つの信号導体パターンが前記信号入力端子と接続される側の信号入力辺の一部を幅方向の一辺とし、前記中継基板の面内に延在する矩形として定義され、
    前記接続部範囲は、前記少なくとも一つの信号導体パターンを幅方向の中心とし、
    前記接続部範囲の幅は、前記少なくとも一つの信号導体パターンから最も近い隣接する前記信号導体パターンまでの距離に等しく、
    前記接続部範囲の高さは、前記信号入力辺から、前記信号接続部分のうち当該信号入力辺から最も遠い端部までの距離に等しい、
    光変調器。
  7. 前記光変調素子は、それぞれが一対の前記電気信号により変調される2つの変調光を生成するよう構成され、
    前記中継基板は、前記一対の前記電気信号を、隣接する一対の前記信号導体パターンにより伝搬するよう構成される、
    請求項1ないし6のいずれか一項に記載の光変調器。
  8. 請求項1ないし7のいずれか一項に記載の光変調器と、
    当該光変調器に変調動作を行わせるための電気信号を出力する電子回路と、
    を備える、
    光送信装置。
JP2019112845A 2019-06-18 2019-06-18 光変調器及びそれを用いた光送信装置 Active JP7255385B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019112845A JP7255385B2 (ja) 2019-06-18 2019-06-18 光変調器及びそれを用いた光送信装置
US17/619,824 US20220357605A1 (en) 2019-06-18 2020-06-18 Optical modulator and optical transmission device using same
CN202080043951.0A CN114008519A (zh) 2019-06-18 2020-06-18 光调制器及使用了该光调制器的光发送装置
PCT/JP2020/023969 WO2020256065A1 (ja) 2019-06-18 2020-06-18 光変調器及びそれを用いた光送信装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019112845A JP7255385B2 (ja) 2019-06-18 2019-06-18 光変調器及びそれを用いた光送信装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020204729A JP2020204729A (ja) 2020-12-24
JP7255385B2 true JP7255385B2 (ja) 2023-04-11

Family

ID=73838007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019112845A Active JP7255385B2 (ja) 2019-06-18 2019-06-18 光変調器及びそれを用いた光送信装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220357605A1 (ja)
JP (1) JP7255385B2 (ja)
CN (1) CN114008519A (ja)
WO (1) WO2020256065A1 (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1184506C (zh) 2001-11-11 2005-01-12 华为技术有限公司 一种铌酸锂调制器及其制造方法
JP2008191614A (ja) 2007-02-08 2008-08-21 Fujitsu Ltd 光変調器
JP2010185979A (ja) 2009-02-10 2010-08-26 Fujitsu Optical Components Ltd 光変調器
JP2016191871A (ja) 2015-03-31 2016-11-10 住友大阪セメント株式会社 光デバイス
US20170194308A1 (en) 2016-01-04 2017-07-06 Infinera Corporation Photonic integrated circuit package
JP2018128633A (ja) 2017-02-10 2018-08-16 住友大阪セメント株式会社 Fpc付き光変調器及びそれを用いた光送信装置
JP2019045592A (ja) 2017-08-31 2019-03-22 住友大阪セメント株式会社 光制御モジュール

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010021193A1 (ja) * 2008-08-22 2010-02-25 日本碍子株式会社 光変調器
JP6119191B2 (ja) * 2012-10-30 2017-04-26 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光変調器及び光送信機
JP5590175B1 (ja) * 2013-03-26 2014-09-17 住友大阪セメント株式会社 光変調器
JP6528576B2 (ja) * 2015-07-21 2019-06-12 日立金属株式会社 コネクタ付きケーブル
JP6432574B2 (ja) * 2016-08-24 2018-12-05 住友大阪セメント株式会社 光変調器、及び光送信装置
JP6432582B2 (ja) * 2016-09-29 2018-12-05 住友大阪セメント株式会社 光変調器、及び光送信装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1184506C (zh) 2001-11-11 2005-01-12 华为技术有限公司 一种铌酸锂调制器及其制造方法
JP2008191614A (ja) 2007-02-08 2008-08-21 Fujitsu Ltd 光変調器
JP2010185979A (ja) 2009-02-10 2010-08-26 Fujitsu Optical Components Ltd 光変調器
JP2016191871A (ja) 2015-03-31 2016-11-10 住友大阪セメント株式会社 光デバイス
US20170194308A1 (en) 2016-01-04 2017-07-06 Infinera Corporation Photonic integrated circuit package
JP2018128633A (ja) 2017-02-10 2018-08-16 住友大阪セメント株式会社 Fpc付き光変調器及びそれを用いた光送信装置
JP2019045592A (ja) 2017-08-31 2019-03-22 住友大阪セメント株式会社 光制御モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
CN114008519A (zh) 2022-02-01
US20220357605A1 (en) 2022-11-10
JP2020204729A (ja) 2020-12-24
WO2020256065A1 (ja) 2020-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10473998B2 (en) FPC-attached optical modulator and optical transmission apparatus using same
JP6432574B2 (ja) 光変調器、及び光送信装置
US10921620B2 (en) Optical modulator and optical transmission apparatus
US10268057B2 (en) FPC-attached optical modulator and optical transmission apparatus using same
US20220334415A1 (en) Optical modulator and optical transmission apparatus using same
JP7255385B2 (ja) 光変調器及びそれを用いた光送信装置
WO2019167486A1 (ja) 光変調器、及び光伝送装置
JP7434843B2 (ja) 光導波路素子、光変調器、光変調モジュール、及び光送信装置
JP7263972B2 (ja) 光変調器及びそれを用いた光送信装置
WO2020218434A1 (ja) 光変調器及びそれを用いた光送信装置
JP7310496B2 (ja) 光変調器及びそれを用いた光送信装置
US10788726B1 (en) Optical modulator and optical transmission apparatus using the same
US10473999B2 (en) Optical modulator with FPC and optical transmission device using same
US20040120624A1 (en) Velocity matched waveguide for traveling-wave optical modulators
CN111679457A (zh) 光调制器及使用了该光调制器的光发送装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220318

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221018

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230228

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230313

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7255385

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150