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      光波導(dǎo)元件模塊的制作方法

      文檔序號(hào):11889999閱讀:375來(lái)源:國(guó)知局
      光波導(dǎo)元件模塊的制作方法與工藝

      本發(fā)明涉及一種光波導(dǎo)元件模塊,尤其涉及一種將光波導(dǎo)元件及連接基板容納于殼體內(nèi)的光波導(dǎo)元件模塊。



      背景技術(shù):

      光測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域或光通信技術(shù)領(lǐng)域中,常用在光調(diào)制器或光開(kāi)關(guān)等具有電光效應(yīng)的基板上形成有光波導(dǎo)的光波導(dǎo)元件。這些光波導(dǎo)元件通常容納于密封的殼體(外殼)內(nèi),構(gòu)成光波導(dǎo)元件模塊。

      如專利文獻(xiàn)1所示,光波導(dǎo)元件模塊的殼體內(nèi)容納有用于將來(lái)自外部的輸入線與光波導(dǎo)元件的控制電極電連接的中繼基板(連接基板)及與光波導(dǎo)元件的控制電極的輸出側(cè)電連接且用于吸收輸出信號(hào)或?qū)⑤敵鲂盘?hào)導(dǎo)出至模塊外的終端基板(連接基板)。

      通常,為了減少連接部處的非連續(xù)性并提高頻率特性,如圖1所示,將構(gòu)成光波導(dǎo)元件1的調(diào)制用基板與中繼基板(CP1)的電極尺寸和接地電極(GND)的間隔設(shè)計(jì)為相等。并且,終端基板(CP2)與調(diào)制用基板的連接也可以相同。如此若調(diào)整調(diào)制用基板與連接基板的電極的尺寸和間隔,則需要準(zhǔn)備與光波導(dǎo)元件的種類相應(yīng)的連接基板,成為制造成本增加的原因。

      圖1中,作為光波導(dǎo)元件1,在基板上形成未圖示的光波導(dǎo),為了控制在該光波導(dǎo)傳播的光波,設(shè)有由信號(hào)電極SL及接地電極GD構(gòu)成的控制電極。光波導(dǎo)元件1連接有光纖(FB1、FB2),向光波導(dǎo)元件1導(dǎo)入輸入光,并且導(dǎo)出輸出光。

      通過(guò)連接器CN1輸入調(diào)制信號(hào)IS,通過(guò)連接器CN2導(dǎo)出調(diào)制信號(hào)OS。中繼基板(連接基板)CP1上形成有信號(hào)線路SL1與接地線路GD1,終端基板(連接基板)CP2上也設(shè)有信號(hào)線路SL2與接地線路GD2。

      連接器與連接基板上的信號(hào)線路和接地線路利用金帶和金線等配線RB電連接或者通過(guò)直接連接來(lái)電連接。連接基板的信號(hào)線路與光波導(dǎo)元件的信號(hào)電極之間、連接基板的接地線路與光波導(dǎo)元件的接地電極通過(guò)金線等配線WR電連接。

      光波導(dǎo)元件1和連接基板(CP1、CP2)容納于金屬制的殼體2內(nèi)。光纖(FB1、FB2)和連接器(CN1、CN2)配置成貫穿殼體。

      隨著光波導(dǎo)元件的高頻化(寬帶化)的發(fā)展,在圖2所示的連接基板中使用氧化鋁等與構(gòu)成光波導(dǎo)元件的基板(調(diào)制用基板)相比低介電常數(shù)的材料。并且,為了防止由基板模型等引起的頻率特性惡化,連接基板等連接部的尺寸也變小。因此,如以往那樣若將接地電極的間隔與接地線路的間隔構(gòu)成為相等,則光波導(dǎo)元件的信號(hào)電極寬度變小,并且LiNbO3這樣的具有電光效應(yīng)的基板或半導(dǎo)體基板與連接基板的信號(hào)線路的寬度不同,因此發(fā)生連接部的非連續(xù)性,成為電特性劣化的原因。并且,若在連接基板的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間急劇改變信號(hào)線路的寬度或接地線路的間隔,則容易產(chǎn)生阻抗的不匹配,電特性的劣化變得更加顯著。

      另外,如圖2所示,為了使殼體的外部的信號(hào)線與連接基板及光波導(dǎo)元件的阻抗匹配,使光波導(dǎo)元件的信號(hào)電極SL的寬度S1與連接基板的信號(hào)線路SL1(SL2)的寬度S2不同,并且,當(dāng)光波導(dǎo)元件的接地電極GD的間隔Wl與連接基板的接地線路GD1(GD2)的間隔W2不同時(shí),在連接基板和光波導(dǎo)元件中發(fā)生信號(hào)部分和接地部分的電場(chǎng)強(qiáng)度不同等電連接中的非連續(xù)性,產(chǎn)生電特性的劣化。

      專利文獻(xiàn)2中,為了解決這種不良情況,關(guān)于將光波導(dǎo)元件的接地電極與連接基板的接地線路電連接的配線,提出了對(duì)其配置進(jìn)行研究。

      另一方面,設(shè)置于光波導(dǎo)元件的控制電極由于信號(hào)電極的布線關(guān)系而具有多個(gè)曲部。如圖2所示,從連接基板的信號(hào)線路GD1與信號(hào)線路SL1的最終端即點(diǎn)X1(Y1)至光波導(dǎo)元件的控制電極對(duì)光波導(dǎo)施加電場(chǎng)的作用部的開(kāi)始點(diǎn)X2(Y2)的、沿信號(hào)電極SL的長(zhǎng)度成為虛線X(Y)。由圖2可知,虛線X與虛線Y的長(zhǎng)度不同。尤其,在曲部處,夾著信號(hào)電極的各接地電極中,從點(diǎn)X1沿虛線X的距離與從點(diǎn)Y1沿虛線Y的距離不同,因此微波的傳播時(shí)間不同,在該接地電極之間產(chǎn)生局部性電位差。因此,成為微波等電信號(hào)的傳播特性劣化的原因。

      而且,如對(duì)不同的光波導(dǎo)元件使用共用的連接基板時(shí)等,夾著光波導(dǎo)元件的信號(hào)電極的接地電極的間隔W1與夾著連接基板的信號(hào)線路的接地線路的間隔W2不同時(shí),包括上述的信號(hào)電極的曲部的影響,到作用部為止的沿信號(hào)電極的接地電極的長(zhǎng)度更容易變得不同。因此,電信號(hào)的傳播特性的劣化變得更加顯著。

      以往技術(shù)文獻(xiàn)

      專利文獻(xiàn)

      專利文獻(xiàn)1:日本專利公開(kāi)2003-233043號(hào)公報(bào)

      專利文獻(xiàn)2:日本專利公開(kāi)2011-209456號(hào)公報(bào)

      發(fā)明的概要

      發(fā)明要解決的技術(shù)課題

      本發(fā)明欲解決的課題在于提供一種光波導(dǎo)元件模塊,其能夠解決上述問(wèn)題,能夠?qū)Σ煌墓獠▽?dǎo)元件使用共用的連接基板,并且,抑制了信號(hào)電極的曲部處的電信號(hào)的傳播特性的劣化。

      用于解決技術(shù)課題的手段

      為了解決上述課題,本發(fā)明的光波導(dǎo)元件模塊具有以下技術(shù)特征。

      (1)光波導(dǎo)元件模塊具備:光波導(dǎo)元件,具備具有電光效應(yīng)的基板、形成于該基板的光波導(dǎo)及用于控制在該光波導(dǎo)傳播的光波的控制電極;及連接基板,設(shè)置于該光波導(dǎo)元件的外部且具有與該控制電極電連接的配線,將該光波導(dǎo)元件及該連接基板容納于殼體內(nèi),所述光波導(dǎo)元件模塊的特征在于,該控制電極由信號(hào)電極及夾著該信號(hào)電極配置的接地電極構(gòu)成,該連接基板設(shè)有信號(hào)線路及夾著該信號(hào)線路配置的接地線路,該信號(hào)電極與該信號(hào)線路之間、及該接地電極與該接地線路之間各自利用配線連接,該控制電極中,該控制電極的輸入端部或輸出端部處的該接地電極的間隔W1大于該連接基板的該光導(dǎo)波元件側(cè)的該接地線路的間隔W2,在從該輸入端部或該輸出端部遠(yuǎn)離的部分具有該接地電極的間隔成為小于該間隔W2的間隔W3的部分,而且,該控制電極的該信號(hào)電極在從所述輸入端部或輸出端部至該控制電極對(duì)該光波導(dǎo)施加電場(chǎng)的作用部之間具有曲部,并且設(shè)有抑制機(jī)構(gòu),該抑制機(jī)構(gòu)用于抑制該信號(hào)電極的曲部處的夾著該信號(hào)電極的該接地電極的局部性電位差的產(chǎn)生。

      (2)上述(1)中記載的光波導(dǎo)元件模塊,其特征在于,該控制機(jī)構(gòu)為連接夾著該信號(hào)電極的該曲部的該接地電極之間的多個(gè)配線,連接該接地電極之間的各配線對(duì)應(yīng)于該信號(hào)電極的該曲部的法線方向配置。

      (3)上述(1)中記載的光波導(dǎo)元件模塊,其特征在于,該抑制機(jī)構(gòu)為連接該接地電極與該接地線路之間的配線,在從所述輸入端部或輸出端部至該控制電極對(duì)該光波導(dǎo)施加電場(chǎng)的作用部之間,與沿該信號(hào)電極的該接地電極的長(zhǎng)度較長(zhǎng)的一側(cè)的接地電極連接的配線的長(zhǎng)度設(shè)定為比與該接地電極的長(zhǎng)度較短的一側(cè)的接地電極連接的配線長(zhǎng)。

      (4)上述(1)中記載的光波導(dǎo)元件模塊,其特征在于,該抑制機(jī)構(gòu)為連接該接地電極與該接地線路之間的配線,在從所述輸入端部或輸出端部至該控制電極對(duì)該光波導(dǎo)施加電場(chǎng)的作用部之間,與沿該信號(hào)電極的該接地電極的長(zhǎng)度較長(zhǎng)的一側(cè)的接地電極連接的配線配置成比與該接地電極的長(zhǎng)度較短的一側(cè)的接地電極連接的配線更靠近該信號(hào)電極。

      發(fā)明效果

      根據(jù)本發(fā)明,光波導(dǎo)元件模塊具備:光波導(dǎo)元件,具備具有電光效應(yīng)的基板、形成于該基板的光波導(dǎo)及用于控制在該光波導(dǎo)傳播的光波的控制電極;及連接基板,設(shè)置于該光波導(dǎo)元件的外部且具有與該控制電極電連接的配線,將該光波導(dǎo)元件及該連接基板容納于殼體內(nèi),所述光波導(dǎo)元件模塊中,該控制電極由信號(hào)電極及夾著該信號(hào)電極配置的接地電極構(gòu)成,該連接基板設(shè)有信號(hào)線路及夾著該信號(hào)線路配置的接地線路,該信號(hào)電極與該信號(hào)線路之間、及該接地電極與該接地線路之間各自利用配線連接,該控制電極中,該控制電極的輸入端部或輸出端部處的該接地電極的間隔W1大于該連接基板的該光導(dǎo)波元件側(cè)的該接地線路的間隔W2,在從該輸入端部或該輸出端部遠(yuǎn)離的部分具有該接地電極的間隔成為小于該間隔W2的間隔W3的部分,而且,該控制電極的該信號(hào)電極在從所述輸入端部或輸出端部至該控制電極對(duì)該光波導(dǎo)施加電場(chǎng)的作用部之間具有曲部,并且設(shè)有抑制機(jī)構(gòu),該抑制機(jī)構(gòu)用于抑制該信號(hào)電極的曲部處的夾著該信號(hào)電極的該接地電極的局部性電位差的產(chǎn)生,因此能夠抑制該曲部處的電信號(hào)的傳播特性的劣化,另外,對(duì)不同的光波導(dǎo)元件使用共用的連接基板時(shí),也能夠抑制該曲部處的電信號(hào)的傳播特性劣化。其結(jié)果,能夠在較寬的頻帶上實(shí)現(xiàn)良好的光調(diào)制。

      附圖說(shuō)明

      圖1是說(shuō)明現(xiàn)有的光波導(dǎo)元件模塊的圖。

      圖2是說(shuō)明夾著光波導(dǎo)元件的信號(hào)電極的接地電極的間隔與夾著連接基板的信號(hào)線路的接地線路的間隔不同時(shí)的光波導(dǎo)元件與連接基板的連接狀態(tài)的圖,并且,是說(shuō)明在信號(hào)電極的曲部處的接地電極之間產(chǎn)生局部性電位差的原因的圖。

      圖3是說(shuō)明本發(fā)明的光波導(dǎo)元件模塊中使用的光波導(dǎo)元件與連接基板的配線狀況的圖。

      具體實(shí)施方式

      以下,利用優(yōu)選例對(duì)本發(fā)明的光波導(dǎo)元件模塊進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

      如圖2所示,本發(fā)明的光波導(dǎo)元件模塊具備:光波導(dǎo)元件,具備具有電光效應(yīng)的基板、形成于該基板的光波導(dǎo)及用于控制在該光波導(dǎo)傳播的光波的控制電極;及連接基板,設(shè)置于該光波導(dǎo)元件的外部且具有與該控制電極電連接的配線,將該光波導(dǎo)元件及該連接基板容納于殼體內(nèi),所述光波導(dǎo)元件模塊的特征在于,該控制電極由信號(hào)電極SL及夾著該信號(hào)電極配置的接地電極GD構(gòu)成,該連接基板設(shè)有信號(hào)線路SL1(SL2)及夾著該信號(hào)線路配置的接地線路GD1(GD2),該信號(hào)電極與該信號(hào)線路之間、及該接地電極與該接地線路之間各自利用配線(WR1、WR2、WR20~21)連接,該控制電極中,該控制電極的輸入端部或輸出端部處的該接地電極GD的間隔W1大于該連接基板的該光導(dǎo)波元件側(cè)的該接地線路GD1(GD2)的間隔W2,在從該輸入端部或該輸出端部遠(yuǎn)離的部分具有該接地電極GD的間隔成為小于該間隔W2的間隔W3的部分,而且,該控制電極的該信號(hào)電極SL在從所述輸入端部或輸出端部至該控制電極對(duì)該光波導(dǎo)施加電場(chǎng)的作用部之間具有曲部,并且設(shè)有抑制機(jī)構(gòu),該抑制機(jī)構(gòu)用于抑制該信號(hào)電極的曲部處的夾著該信號(hào)電極的該接地電極的局部性電位差的產(chǎn)生。

      作為具有電光效應(yīng)的基板,尤其能夠優(yōu)選利用LiNbO3、LiTaO5或PLZT(鈦酸鋯酸鑭鉛)中的任一個(gè)的單晶。尤其,優(yōu)選光調(diào)制器中常用的LiNbO3、LiTaO5。并且,在基板上形成的光波導(dǎo)通過(guò)例如在LiNbO3基板(LN基板)上熱擴(kuò)散鈦(Ti)等高折射率物質(zhì)而形成。并且,也可以在光波導(dǎo)的側(cè)面形成槽或者將光波導(dǎo)部分的厚度形成為厚于其他基板部分,從而作為脊型波導(dǎo)。

      控制電極由信號(hào)電極及接地電極構(gòu)成,可以在基板表面形成Ti/Au的電極圖案,并通過(guò)鍍金方法等而形成。另外,根據(jù)需要也可以在形成光波導(dǎo)之后的基板表面設(shè)置電介質(zhì)SiO2等緩沖層。

      本發(fā)明中的“連接基板”是指對(duì)從外部輸入電信號(hào)的輸入端子與光波導(dǎo)元件的信號(hào)輸入部進(jìn)行連接的中繼基板、為了抑制電信號(hào)的反射,連接于光波導(dǎo)元件的信號(hào)電極的輸出端部并利用電阻器等吸收電信號(hào)的終端器、或者連接光波導(dǎo)元件的信號(hào)電極的輸出端與輸出用端子的終端基板等。連接基板的基板材料使用介電常數(shù)比光波導(dǎo)元件的基板材料低的材料,例如使用氧化鋁或半導(dǎo)體材料。這是因?yàn)橛兄诠獠▽?dǎo)元件的寬帶化。

      連接光波導(dǎo)元件與連接基板的配線可以利用金線或?qū)挾却蟮慕饚?,尤其?yōu)選對(duì)金線進(jìn)行引線接合的方法作為兩者的配線方法。并且,配線不限于1根,也可以用多根金線連接相同部分的附近。

      如圖2所示,本發(fā)明的光波導(dǎo)元件模塊的特征在于,控制電極的信號(hào)電極SL在從輸入端部或輸出端部至控制電極對(duì)光波導(dǎo)施加電場(chǎng)的作用部之間具有曲部,并且設(shè)有抑制機(jī)構(gòu),該抑制機(jī)構(gòu)用于抑制該信號(hào)電極的曲部處的夾著該信號(hào)電極SL的該接地電極GD的局部性電位差的產(chǎn)生。

      尤其,如接地電極GD的間隔W1大于接地線路GD1(GD2)的間隔W2,從輸入端部或輸出端部遠(yuǎn)離的部分具有接地電極GD的間隔成為小于該間隔W2的間隔W3的部分時(shí),接地線路的間隔與接地電極的間隔沒(méi)有連續(xù)平滑地變化時(shí),更加難以抑制信號(hào)電極的曲部處的接地電極的局部性電位差的產(chǎn)生。

      如圖2所示,作為抑制信號(hào)電極的曲部處的接地電極的局部性電位差的產(chǎn)生的抑制機(jī)構(gòu),為連接夾著信號(hào)電極SL的曲部的接地電極GD之間的多個(gè)配線(WR30~32),連接接地電極之間的各配線(WR30~32)對(duì)應(yīng)信號(hào)電極的曲部的法線方向配置。

      通過(guò)配線WR30~32,在信號(hào)電極的曲部處,相對(duì)于在信號(hào)電極SL傳播的微波信號(hào),夾著該信號(hào)電極的接地電極以始終成為相同電位的方式配線,因此能夠抑制微波的傳播特性劣化。

      作為其他抑制機(jī)構(gòu),為連接接地電極GD與接地線路(GD1、GD2)之間的配線,在從輸入端部或輸出端部至控制電極對(duì)光波導(dǎo)施加電場(chǎng)的作用部之間,與沿該信號(hào)電極的該接地電極的長(zhǎng)度較長(zhǎng)的一側(cè)的接地電極(圖2的左側(cè)的接地電極)連接的配線WR20的長(zhǎng)度設(shè)定為比與該接地電極的長(zhǎng)度較短的一側(cè)的接地電極連接的配線WR2長(zhǎng)。

      由此,即使沿信號(hào)電極的接地線路的長(zhǎng)度在信號(hào)電極的兩側(cè)不同時(shí),也能夠抑制微波信號(hào)進(jìn)入信號(hào)電極的曲部時(shí)的接地電極之間的電位差的產(chǎn)生。

      另外,作為其他抑制機(jī)構(gòu),為連接接地電極GD與該接地線路(GD1、GD2)之間的配線,在從輸入端部或輸出端部至控制電極對(duì)光波導(dǎo)施加電場(chǎng)的作用部之間,與沿該信號(hào)電極的該接地電極的長(zhǎng)度較長(zhǎng)的一側(cè)的接地電極連接的配線WR21配置成比與該接地電極的長(zhǎng)度較短的一側(cè)的接地電極連接的配線WR2更靠近該信號(hào)電極SL。

      通過(guò)這種結(jié)構(gòu),即使沿信號(hào)電極的接地電極的長(zhǎng)度在信號(hào)電極的兩側(cè)不同時(shí),也能夠抑制微波信號(hào)進(jìn)入信號(hào)電極的曲部時(shí)的接地電極之間的電位差的產(chǎn)生。當(dāng)然,也能夠適當(dāng)組合上述的抑制機(jī)構(gòu)來(lái)使用。

      產(chǎn)業(yè)上的可利用性

      如以上說(shuō)明,根據(jù)本發(fā)明能夠提供一種對(duì)不同的光波導(dǎo)元件使用共用的連接基板且抑制了信號(hào)電極的曲部處的電信號(hào)的傳播特性的劣化的光波導(dǎo)元件模塊。

      符號(hào)說(shuō)明

      1-光波導(dǎo)元件,2-殼體,CN1、CN2-連接器,CP1、CP2-連接基板,GD-接地電極,GD1、GD2-接地線路,SL-信號(hào)電極,SL1、SL2-信號(hào)線路,WR、WR1~32-配線。

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