[发明专利]光调制器及光传输装置

说明书

本发明提供一种光调制器及光传输装置。在光调制器中，避免电极的变形并适当地对狭小化及厚膜化的光调制元件电极进行引线键合。一种光调制器，使用光调制元件，该光调制元件在基板上形成有光波导和对在该光波导中传输的光波进行控制的多个电极，在所述电极的与所述基板侧的面相对的上表面设置有至少一个应力缓和结构，该应力缓和结构对在对金属引线进行引线键合时的压力施加所引起的应力的产生进行缓和。

技术领域

本发明涉及光调制器及使用了光调制器的光传输装置。

背景技术

现在，作为长距离及中距离用的光通信系统的光调制器而成为主流的DP-QPSK调制器使用主要使用了LiNbO3基板(以下称为LN基板)的光调制元件(例如，参照专利文献1)。这样的光调制元件具有形成在LN基板上的光波导和用于对在该光波导内传输的光波进行控制的多个电极。并且，在光调制元件上，上述电极彼此之间的连接、对与设置于光调制器壳体的端子的连接进行中继的中继基板上的导体图案与上述电极之间的连接使用引线键合(Wire bonding)。

引线键合存在球键合和楔键合等方法，但所有的方法都是在键合连接时一边对金属引线与电极的接触点进行加热一边施加压接压力，来使金属引线与电极接合。因此，电极的被键合的部分因由上述压接压力所产生的应力而发生相应的变形。尤其是，在使用LN基板的光调制元件中，一般大多使用难以引起组成变化而稳定但硬度软的金(Au)，与其他原材料的电极相比，可能在键合时易于发生电极变形的情况。作为对策，为了抑制电极变形，考虑缓和键合条件而降低压接压力等，但是在该情况下，可能发生键合剥离等其他问题。

另外，近年来，上述的DP-QPSK调制器的应用领域也逐渐扩大至短距离的地铁(城市用)通信系统用途。在地铁通信系统中，通信系统的设置空间受到严格的制约，光传输装置的小型化和搭载于光传输装置的光调整器的小型化的要求尤为强烈。因此，为了使光调制元件小型化，形成在光调制元件上的电极的狭小化、厚膜化及电极间隔变窄的窄间隔化正在发展。

并且，根据逐年增加的通信容量需要，在中长距离光通信系统中使用的光调制器的光调制元件中，以进一步的宽带化(高速化)为目的，光调制元件上的电极的狭小化、厚膜化、窄间隔化也正在发展。

因此，通过减小电极截面的宽度和增加电极截面的厚度，电极截面的高宽比超过1而大大地增加，成为由上述的在键合时施加的压力(键合压力)引起的电极变形更易于发生的状态。

图11是示出因键合压力引起的电极变形的一个例子的图。在图11中示出在形成有光波导1100、1102的LN基板1110上设置的接地电极1120、1122与被赋予高频信号电位的所谓的“热电极”(即信号电极)1130的截面。如上所述，为了使电极狭小化及厚膜化，接地电极1120、1122及热电极1130具有高宽比例如为3～5左右的图示纵向长的矩形截面。因此，若为了将接地电极1120和1122高频地保持为同电位，而在接地电极1120和1122上实施金属引线1140的键合，则接地电极1120、1122因在该键合工序时施加的键合压力而可能发生变形。在图示的例子中，接地电极1120的图示上部向热电极1130侧倾斜，接地电极1122被向高度减小的方向压扁，其一部分向宽度方向凸出。

这样的变形使接地电极1120、1122与热电极1130之间的间隔局部地变动，使接地电极1120、1122和热电极1130构成的高频传输路的特性阻抗局部地变化，对作为光调制器的光调制特性产生不好影响。另外，上述特性阻抗的变化也使上述高频传输路与外部回路的阻抗不匹配，使上述光调制特性进一步恶化。而且，根据情况，例如产生接地电极1120与热电极1130直接接触而引起的电极间短路和因图11中用标号1150所示的金属引线1140与热电极1130之间的意外接触引起的短路等制造不良。

关于上述那样的特性变化和制造不良，伴随着上述的电极的窄间隔化而上述电极变形的允许量变小，由此其发生概率可能增高。