JP2000206476A - Temperature control type optical waveguide - Google Patents

Temperature control type optical waveguide

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JP2000206476A
JP2000206476A JP11009864A JP986499A JP2000206476A JP 2000206476 A JP2000206476 A JP 2000206476A JP 11009864 A JP11009864 A JP 11009864A JP 986499 A JP986499 A JP 986499A JP 2000206476 A JP2000206476 A JP 2000206476A
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heating element
optical waveguide
core
clad
substrate
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JP11009864A
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Japanese (ja)
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Katsuhiro Kaneko
勝弘 金子
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Original Assignee
Kyocera Corp
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently heat a core part by a heating element. SOLUTION: This temperature control type optical waveguide includes a clad part 3 which is formed on a substrate 1, the core part 2 which is formed in the clad part 3, has a refractive index larger than the refractive index of the clad part 3 and is changed in the refractive index by temperature and the heating element 4 which is formed atop the clad part 3 so as to made to face part of the core part 2. The section of the clad part 3 which exist under the heating element 4 is formed with a thermal separating part 5 between the section, existing on the outer side thereof and the substrate 1. The heat from the heating element 4 can be transferred to the core part 2 without dissipation of heat. The core part 2 may thus be heated and operated efficiently.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光通信システム等に
用いられる熱光学効果を利用した光スイッチング素子等
に好適な温度制御型の光導波路に関し、特にコア部に対
する発熱体による加熱効率を高めた温度制御型光導波路
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature control type optical waveguide suitable for an optical switching element utilizing a thermo-optic effect used in an optical communication system or the like, and in particular, to enhance the heating efficiency of a core with a heating element. The present invention relates to a temperature-controlled optical waveguide.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信システム等に用いられる光部品の
一つとして、2つの光導波路間に配置されて光信号の経
路を切り換えるために用いる光スイッチング素子があ
る。
2. Description of the Related Art As one of optical components used in an optical communication system or the like, there is an optical switching element disposed between two optical waveguides and used for switching a path of an optical signal.

【0003】このような光スイッチング素子としては、
熱によりコア部の屈折率の変化を生じさせる熱光学効果
を利用したものがあり、温度制御型の光導波路が用いら
れる。このような温度制御型光導波路を用いた光スイッ
チング素子の例を図4に断面図で、また図5に斜視図で
示す。これら図4および図5は、熱光学効果を利用した
三次元導波路形状の温度制御型光導波路による光スイッ
チング素子を用いた、対称マッハツェンダ型光スイッチ
ング素子の例を示すものである。
[0003] As such an optical switching element,
Some use a thermo-optic effect that causes a change in the refractive index of the core by heat, and a temperature-controlled optical waveguide is used. An example of an optical switching element using such a temperature-controlled optical waveguide is shown in a sectional view in FIG. 4 and a perspective view in FIG. FIGS. 4 and 5 show examples of a symmetric Mach-Zehnder type optical switching element using an optical switching element based on a temperature-controlled optical waveguide having a three-dimensional waveguide shape utilizing the thermo-optic effect.

【0004】これらの図において、1は基板、2および
3は基板1上に形成された三次元導波路形状の光導波路
のそれぞれコア部およびクラッド部であり、コア部2は
クラッド部3内に形成されている。また、4はコア部2
の一部に設ける光スイッチング素子の部分に対応してコ
ア部2の一部を覆うようにクラッド部3上に形成された
発熱体であり、この部分に温度制御型光導波路が形成さ
れて光スイッチング素子として機能する。
In these figures, reference numeral 1 denotes a substrate and 2 and 3 denote a core portion and a clad portion of a three-dimensional waveguide optical waveguide formed on the substrate 1, respectively. Is formed. 4 is the core 2
Is a heating element formed on the cladding part 3 so as to cover a part of the core part 2 corresponding to a part of the optical switching element provided in a part of the optical switching element. Functions as a switching element.

【0005】このような温度制御型光導波路を用いた光
スイッチング素子によれば、コア部2に対して入力1の
ポートから入射した光は、分岐部で2分岐されてそれぞ
れの経路を伝搬した後、合部で干渉する。このとき、分
岐部から合部までの2つの経路で位相差がπの偶数倍で
あれば、合部で干渉した光は出力2のポートのみに導か
れる。一方、分岐部から合部までの2つの経路で位相差
がπの奇数倍であれば合部で干渉した光は出力1のポー
トのみに導かれる。
According to the optical switching element using such a temperature control type optical waveguide, the light entering from the input 1 port to the core 2 is branched into two at the branch and propagated through the respective paths. Later, they interfere at the joint. At this time, if the phase difference is an even multiple of π in the two paths from the branch to the junction, the light that has interfered at the junction is guided only to the output 2 port. On the other hand, if the phase difference is an odd multiple of π in the two paths from the branch to the junction, the light that has interfered at the junction is guided only to the output 1 port.

【0006】ここで、発熱体4を発熱させない場合は、
発熱体4の下部のコア部2ともう一方の経路のコア部2
とで位相差は0であるので光は出力2のポートに導かれ
る。
Here, when the heating element 4 is not to be heated,
Core 2 at the bottom of heating element 4 and core 2 at the other path
And the phase difference is 0, the light is guided to the output 2 port.

【0007】また、発熱体4を発熱させると熱光学効果
により発熱体4の下部の光導波路のコア部2およびクラ
ッド部3の屈折率を変化させることができ、これによっ
て位相差が生じるため、その位相差がπの奇数倍であれ
ば合部で干渉した光は出力1のポートに導かれる。この
ような動作原理により、光のスイッチング動作を得るこ
とができる。
When the heating element 4 generates heat, the refractive index of the core portion 2 and the cladding portion 3 of the optical waveguide below the heating element 4 can be changed by the thermo-optic effect, thereby causing a phase difference. If the phase difference is an odd multiple of π, the light that interferes at the junction is guided to the output 1 port. With such an operation principle, a light switching operation can be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4お
よび図5に示すような従来の温度制御型光導波路におい
ては、発熱体4からの熱はクラッド部3内を発散しなが
ら伝導し、また基板1にも伝導していくために、発熱体
4の下部の光導波路のコア部2およびクラッド部3のみ
を効率的に加熱することができず、コア部2に対する発
熱体4による加熱効率が悪いという問題点があった。
However, in the conventional temperature control type optical waveguide as shown in FIGS. 4 and 5, heat from the heating element 4 is conducted while radiating inside the clad portion 3, and the heat is transmitted to the substrate. Therefore, only the core portion 2 and the cladding portion 3 of the optical waveguide below the heating element 4 cannot be efficiently heated, and the heating efficiency of the heating element 4 to the core section 2 is poor. There was a problem.

【0009】本発明は上記従来技術における問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、熱光学効果を利
用してコア部の屈折率を変化させる際に、発熱体からの
熱を発散させることなく効率的にコア部に伝導すること
ができ、発熱体の下部に位置する光導波路のコア部およ
びクラッド部を効率的に加熱することができる温度制御
型光導波路を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and has as its object to dissipate heat from a heating element when changing the refractive index of a core portion using a thermo-optic effect. An object of the present invention is to provide a temperature-controlled optical waveguide that can efficiently conduct heat to a core portion without causing the core portion and the clad portion of the optical waveguide located below the heating element to be efficiently heated. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の温度制御型光導
波路は、基板上に形成されたクラッド部と、このクラッ
ド部中に形成された屈折率が前記クラッド部より大きく
かつ温度により変化するコア部と、前記クラッド部の上
面に前記コア部の一部に対向させて形成された発熱体と
を具備し、前記クラッド部のうち前記発熱体の下に位置
する部分は、その外側に位置する部分および前記基板と
の間に熱的分離部が形成されていることを特徴とするも
のである。
According to the temperature control type optical waveguide of the present invention, a clad formed on a substrate and a refractive index formed in the clad are larger than the clad and change with temperature. A core portion, and a heating element formed on the upper surface of the cladding portion so as to face a part of the core portion, and a portion of the cladding portion located below the heating element is positioned outside the heating element. A thermal isolation portion is formed between the portion and the substrate.

【0011】また、本発明の温度制御型光導波路は、上
記構成において、前記熱的分離部は空隙であることを特
徴とするものである。
Further, in the temperature control type optical waveguide according to the present invention, in the above structure, the thermal isolation portion is a gap.

【0012】本発明の温度制御型光導波路によれば、ク
ラッド部およびクラッド部中に形成されたコア部から成
る光導波路とその上面にコア部と対向して形成された発
熱体とから成る温度制御型光導波路において、クラッド
部のうち発熱体の下に位置する部分に、その外側に位置
する部分のクラッド部および発熱体の下に位置する部分
の基板との間に熱的分離部が形成されていることから、
発熱体が形成された部分の光導波路のクラッド部の側面
および底面が周囲のクラッド部および基板から熱的に分
離されることとなる。これにより、発熱体からの熱は熱
伝導の良い媒質中を伝搬する性質があるために、熱的分
離部よりも熱伝導性の高いクラッド部内を伝搬し、従来
の温度制御型光導波路のように発熱体からの熱が基板の
横方向に沿ってクラッド部内を広く発散して伝導してし
まったり、基板に伝導してしまうことがない。従って、
発熱体からの熱はその下に位置するクラッド部の側面や
底面から外側に発散することがなく、発熱体の下部の光
導波路のみに閉じ込められることとなるので、発熱体の
下方に位置するコア部を効率的に加熱することができ
る。
According to the temperature control type optical waveguide of the present invention, the temperature of the optical waveguide consisting of the clad part and the core part formed in the clad part and the heating element formed on the upper surface thereof so as to face the core part. In the control-type optical waveguide, a thermal isolation portion is formed between a portion of the clad portion located below the heating element and a portion of the cladding portion located outside the substrate and a portion of the substrate located below the heating element. It has been
The side surface and the bottom surface of the clad portion of the optical waveguide at the portion where the heating element is formed are thermally separated from the surrounding clad portion and the substrate. As a result, since the heat from the heating element has a property of propagating in a medium having good heat conduction, the heat propagates in the clad portion having higher heat conductivity than the thermal separation portion, and is different from a conventional temperature control type optical waveguide. In addition, there is no possibility that heat from the heating element diverges and conducts widely in the clad portion along the lateral direction of the substrate, or conducts to the substrate. Therefore,
Since the heat from the heating element does not radiate outward from the side or bottom surface of the cladding located thereunder, and is confined only to the optical waveguide below the heating element, the core located below the heating element The part can be efficiently heated.

【0013】さらに、熱的分離部を空隙により形成した
場合には、その熱的分離部の形成が容易で温度制御型光
導波路の作製が容易であるとともに、熱的な分離の効果
が極めて大きいものとなり、発熱体の下方に位置するコ
ア部を極めて効率的に加熱することができ、極めて良好
な応答性を有する温度制御型光導波路となる。
Further, when the thermal isolation portion is formed by a gap, the thermal isolation portion can be easily formed, the temperature control type optical waveguide can be easily manufactured, and the effect of thermal isolation is extremely large. As a result, the core located below the heating element can be heated very efficiently, and a temperature-controlled optical waveguide having extremely good responsiveness can be obtained.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の温度制御型光導波
路を図面を参照しつつ説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a temperature-controlled optical waveguide according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】図1は、本発明の温度制御型光導波路の実
施の形態の一例を示す断面図である。図1において、1
は基板、2および3は光導波路のそれぞれコア部および
クラッド部であり、4はクラッド部3の上面に形成され
た発熱体である。クラッド部3は基板1上に形成され、
クラッド部3内に形成されたコア部2は、屈折率がクラ
ッド部3より大きくかつ温度により屈折率が変化する媒
質で形成されている。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a temperature-controlled optical waveguide according to the present invention. In FIG. 1, 1
Denotes a substrate, 2 and 3 denote a core portion and a clad portion of the optical waveguide, respectively, and 4 denotes a heating element formed on the upper surface of the clad portion 3. The clad part 3 is formed on the substrate 1,
The core portion 2 formed in the cladding portion 3 is formed of a medium having a refractive index larger than that of the cladding portion 3 and having a refractive index that changes with temperature.

【0016】発熱体4はコア部2により導波光が伝搬さ
れる方向においてコア部の一部に対向させて形成されて
いる。このような発熱体4の下方に位置するコア部2
は、クラッド部3内に単一のコア部2として形成されて
いることが好ましいそして、5は、クラッド部3のうち
発熱体4の下に位置する部分に対して、その外側に位置
する部分のクラッド部3および発熱体4の下に位置する
基板1との間に形成された熱的分離部である。この例で
は、熱的分離部5として、クラッド部3のうち発熱体4
の下に位置する部分とその外側の部分との間、および発
熱体4の下に位置するクラッド部3と基板1との間に空
隙を形成した例を示している。これにより、発熱体4が
形成された部分の光導波路のクラッド部3の側面および
底面がその周囲のクラッド部3および基板1から熱的に
分離されている。
The heating element 4 is formed to face a part of the core in the direction in which the guided light is propagated by the core 2. The core portion 2 located below such a heating element 4
Is preferably formed as a single core portion 2 in the cladding portion 3 and 5 is a portion of the cladding portion 3 located outside the heating element 4 with respect to a portion located below the heating element 4. Is a thermal separation part formed between the clad part 3 and the substrate 1 located below the heating element 4. In this example, the heating element 4 of the cladding 3 is used as the thermal separation section 5.
An example is shown in which a gap is formed between a portion located under the heating element 4 and a portion outside the same, and between the clad portion 3 located below the heating element 4 and the substrate 1. Thereby, the side surface and the bottom surface of the clad portion 3 of the optical waveguide in the portion where the heating element 4 is formed are thermally separated from the surrounding clad portion 3 and the substrate 1.

【0017】このような構成により、発熱体4からの熱
はその下に位置する光導波路の部分に閉じ込められて、
熱的分離部5が形成されたクラッド部3の側面および底
面から外側に伝導して発散することがないため、発熱体
4の下に位置するコア部2を効率的に加熱することがで
き、この発熱体4からの熱によりコア部2の温度を制御
してその屈折率を変化させることによって、例えば光ス
イッチング素子等に好適な温度制御型導波路として高効
率な動作をさせることが可能となる。
With such a configuration, the heat from the heating element 4 is confined in the portion of the optical waveguide located thereunder,
Since there is no conduction and divergence from the side surfaces and the bottom surface of the clad portion 3 where the thermal isolation portion 5 is formed, the core portion 2 located below the heating element 4 can be efficiently heated, By controlling the temperature of the core section 2 by the heat from the heating element 4 to change the refractive index, it is possible to operate the core section 2 with high efficiency as a temperature-controlled waveguide suitable for, for example, an optical switching element. Become.

【0018】本発明の温度制御型光導波路において、基
板1には光集積回路基板や光電子混在基板等の光信号を
扱う基板として使用される種々の基板、例えばシリコン
基板やアルミナセラミックス基板・ガラスセラミックス
基板・多層セラミック配線基板等が使用できる。
In the temperature-controlled optical waveguide of the present invention, the substrate 1 is made of various substrates used as substrates for handling optical signals, such as an optical integrated circuit substrate and a substrate mixed with photoelectrons, such as a silicon substrate, an alumina ceramic substrate, and a glass ceramic. Substrates and multilayer ceramic wiring boards can be used.

【0019】基板1上に形成される光導波路は、クラッ
ド部3中にコア部2が形成された三次元導波路形状の光
導波路であり、その形成材料としては、例えばシリカ・
ニオブ酸リチウム・GaAs等の無機系光学材料、ある
いはポリイミド・フッ素樹脂・フッ化ポリイミド・シロ
キサン系ポリマ・PMMA(ポリメチルメタアクリレー
ト)・オレフィン系樹脂等を用いればよい。中でも、ポ
リイミド・フッ素樹脂・フッ化ポリイミド・シロキサン
系ポリマ・PMMA・オレフィン系樹脂等の有機系材料
は、シリカなどの無機系材料に比べて熱膨張係数が大き
いために大きな熱光学効果を有するので、温度制御型光
導波路を駆動する際の消費電力を小さくすることができ
るといった点で好適なものとなる。
The optical waveguide formed on the substrate 1 is an optical waveguide having a three-dimensional waveguide shape in which a core 2 is formed in a cladding portion 3.
An inorganic optical material such as lithium niobate / GaAs, or a polyimide / fluorine resin / fluorinated polyimide / siloxane polymer / PMMA (polymethyl methacrylate) / olefin resin may be used. Above all, organic materials such as polyimide, fluororesin, fluorinated polyimide, siloxane-based polymer, PMMA, and olefin-based resin have a large thermo-optic effect because of their larger thermal expansion coefficient than inorganic materials such as silica. This is preferable in that power consumption for driving the temperature-controlled optical waveguide can be reduced.

【0020】発熱体4としては、Al・Cu・Ta・A
u・Ag・W・Ti・Cr・Ni等から成る金属抵抗体
等を用いることができる。クラッド部3の上面に発熱体
4を形成するには、これらの金属抵抗体膜を例えばスパ
ッタリング法やCVD法等によりクラッド部3の所定の
上面に被着形成した後、周知の薄膜微細加工技術を利用
して所望の形状の発熱体4を形成すればよい。
As the heating element 4, Al.Cu.Ta.A
A metal resistor made of u, Ag, W, Ti, Cr, Ni, or the like can be used. In order to form the heating element 4 on the upper surface of the clad portion 3, these metal resistor films are formed on a predetermined upper surface of the clad portion 3 by, for example, a sputtering method or a CVD method, and then a known thin film fine processing technique is used. May be used to form the heating element 4 having a desired shape.

【0021】発熱体4とコア部2の上面との間のクラッ
ド部3の厚さとしては、厚いほど発熱体4からの熱が発
散して伝搬するためにコア部2およびコア部2近傍のク
ラッド部3を効率的に加熱することができなくなるの
で、できる限り薄くする方がよい。
As the thickness of the clad portion 3 between the heating element 4 and the upper surface of the core section 2 increases, the heat from the heating element 4 diverges and propagates. Since the clad portion 3 cannot be efficiently heated, it is preferable to make the clad portion 3 as thin as possible.

【0022】しかしながら、クラッド部3の厚さが十分
でなく伝搬する光の電磁界成分が発熱体4にかかるよう
な場合は、金属等で構成される発熱体4で光が吸収され
ることにより光信号の損失を発生させることとなるの
で、コア部2およびコア部2近傍のクラッド部3を伝搬
する光の電磁界成分が発熱体4の位置では充分に小さく
なるような厚さが必要である。
However, when the thickness of the cladding 3 is not sufficient and the electromagnetic field component of the propagating light is applied to the heating element 4, the light is absorbed by the heating element 4 made of metal or the like. Since a loss of an optical signal occurs, it is necessary to have a thickness such that an electromagnetic field component of light propagating through the core portion 2 and the cladding portion 3 near the core portion 2 becomes sufficiently small at the position of the heating element 4. is there.

【0023】このような損失を無視できる程度に抑える
ためには、例えばシングルモード光導波路の場合には発
熱体4とコア部2の上面との間のクラッド部3の厚さと
してはコア部2の厚さ(上下方向の高さ)の1.5 倍程度
の厚さにすればよい。実際には、周知の光導波路理論に
よる計算や実験等を行なって必要な厚さを求めればよ
い。
In order to suppress such a loss to a negligible level, for example, in the case of a single mode optical waveguide, the thickness of the cladding portion 3 between the heating element 4 and the upper surface of the core portion 2 is determined as the thickness of the core portion 2. The thickness may be about 1.5 times the thickness of the sheet (vertical height). In practice, the necessary thickness may be obtained by performing calculations, experiments, and the like based on the well-known optical waveguide theory.

【0024】一方、発熱体4の下に位置する光導波路に
おけるコア部2の両側のクラッド部3の厚さ、すなわち
コア部2の側面から熱的分離部5までのクラッド部3の
厚さは、厚くなるほど発熱体4からの熱がクラッド部3
中を発散して伝導するためにコア部2およびコア部2近
傍のクラッド部3を効率的に加熱することができなくな
るので、できる限り薄い方がよい。
On the other hand, the thickness of the cladding portions 3 on both sides of the core portion 2 in the optical waveguide located below the heating element 4, that is, the thickness of the cladding portion 3 from the side surface of the core portion 2 to the thermal isolation portion 5 is As the thickness increases, the heat from the heating element 4 increases
Since the core portion 2 and the clad portion 3 near the core portion 2 cannot be efficiently heated due to diverging and conducting inside, the thinner the better, the better.

【0025】例えば、シングルモード光導波路の場合に
はクラッド部3の厚さがコア部2の横幅の1.5 倍程度で
あれば光導波路を伝搬する光の電磁界成分のほとんど全
てがクラッド部3内に含まれることとなるので、クラッ
ド部3の厚さがコア部2の横幅の1.5 倍程度であっても
伝搬する光の特性に特に変化はないが、クラッド部3の
厚さが厚くなるほど発熱体4からの熱が発散して伝搬す
ることとなるため、コア部2の横幅の1.5 倍程度以下に
しておくことが望ましい。なお、コア部2の両側のクラ
ッド部3の厚さがこれより薄い場合であっても、コア部
2/クラッド部3/熱的分離部5の3つの部分の構造で
所望の光導波路構造を設計することができるので、特に
問題はない。また、発熱体4の下に位置するコア部2の
底面とその下方のクラッド部3の底面との間のクラッド
部3の厚さについても以上と同様である。
For example, in the case of a single mode optical waveguide, if the thickness of the cladding portion 3 is about 1.5 times the width of the core portion 2, almost all of the electromagnetic field components of light propagating through the optical waveguide will be in the cladding portion 3. Therefore, even if the thickness of the clad portion 3 is about 1.5 times the width of the core portion 2, there is no particular change in the characteristics of the propagating light. Since the heat from the body 4 is radiated and propagated, it is preferable that the width is set to about 1.5 times or less the width of the core portion 2. Even if the thickness of the clad portions 3 on both sides of the core portion 2 is smaller than this, the desired optical waveguide structure can be formed by the three portions of the core portion 2 / the clad portion 3 / the thermal isolation portion 5. There is no particular problem because it can be designed. The same applies to the thickness of the clad portion 3 between the bottom surface of the core portion 2 located below the heating element 4 and the bottom surface of the clad portion 3 therebelow.

【0026】熱的分離部5は、発熱体4の下に位置する
クラッド部3の部分とその外側の部分および基板1との
間を熱的に分離するためのものであり、クラッド部3よ
りも熱伝導率が小さく熱伝導性が悪い媒質により温度制
御対象のコア部2およびクラッド部3の周囲を側面およ
び底面から囲むようにして形成される。このような熱的
分離部5に使用される材料としては、光導波路の形成プ
ロセスにおいて所望の形状・寸法等に形成可能であり、
しかも光導波路の特性に悪影響を与えないものとして、
例えばポリイミド・フッ素樹脂・ポリプロピレンやポリ
エチレン等の低密度オレフィン樹脂・アクリル樹脂等を
用いることができる。
The thermal separation part 5 is for thermally separating the part of the clad part 3 located below the heating element 4 from the part outside the clad part 3 and the substrate 1. It is also formed of a medium having a low thermal conductivity and a poor thermal conductivity so as to surround the core portion 2 and the cladding portion 3 to be temperature-controlled from the side and the bottom. As a material used for such a thermal isolation portion 5, it can be formed into a desired shape, size, or the like in a process of forming an optical waveguide.
Moreover, as long as it does not adversely affect the characteristics of the optical waveguide,
For example, polyimide, fluorine resin, low-density olefin resin such as polypropylene or polyethylene, acrylic resin, or the like can be used.

【0027】また、熱的分離部5を空隙とした場合に
は、大気等の気体で満たされていても気体の熱伝導率は
小さく熱容量は小さいので十分大きな断熱効果が得ら
れ、空隙が真空であれば、より高い断熱効果が得られる
ものとなる。しかも、空隙中には特に断熱のための材料
を充填する必要はないため、熱的分離部5の形成を容易
に行なうことができるものとなる。
When the thermal separation part 5 is formed as a gap, even if it is filled with a gas such as the atmosphere, the heat conductivity of the gas is small and the heat capacity is small, so that a sufficiently large heat insulating effect can be obtained. Then, a higher heat insulating effect can be obtained. Moreover, since it is not necessary to particularly fill the gap with a material for heat insulation, the thermal isolation portion 5 can be easily formed.

【0028】また、熱的分離部5の厚さ(空隙である場
合にはその空隙の幅)は、クラッド部3の熱伝導率・ク
ラッド部3の厚さ・発熱体4の発熱量・熱的分離部5の
熱伝導率等を考慮して、例えば有限要素法による熱解析
や実験等から所望の断熱効果が得られる熱的分離部5の
厚さを求めればよい。
The thickness of the thermal isolation portion 5 (the width of the void if it is a void) is determined by the thermal conductivity of the cladding portion 3, the thickness of the cladding portion 3, the calorific value of the heating element 4, In consideration of the thermal conductivity and the like of the thermal separation section 5, the thickness of the thermal separation section 5 at which a desired heat insulating effect can be obtained may be obtained from, for example, a thermal analysis by a finite element method or an experiment.

【0029】熱的分離部5を形成するには、例えば、光
導波路を形成した後にまず発熱体4の両側のクラッド部
3を溝状に基板1の表面まで除去し、その後、両方の溝
をクラッド部3の底面でつなぐようにその間の基板1を
除去すればよい。クラッド部3を基板1の表面まで除去
する方法としては、例えばダイシングによる方法やマス
クを用いて反応性ドライエッチングする方法・エキシマ
レーザエッチングによる方法等を用いればよい。また、
基板1を除去する方法としては、発熱体4の両側で溝状
にクラッド部3を除去した部分から例えばウエットエッ
チングやプラズマドライエッチング等により基板1をエ
ッチングし、等方的なエッチングによるアンダーカット
を利用して、該当する部分の基板1を除去すればよい。
In order to form the thermal isolation portion 5, for example, after forming the optical waveguide, the cladding portions 3 on both sides of the heating element 4 are first removed in a groove shape up to the surface of the substrate 1, and then both grooves are formed. What is necessary is just to remove the board | substrate 1 between them so that it may connect with the bottom face of the clad part 3. As a method for removing the clad portion 3 up to the surface of the substrate 1, for example, a method using dicing, a method using reactive dry etching using a mask, a method using excimer laser etching, or the like may be used. Also,
As a method of removing the substrate 1, the substrate 1 is etched by wet etching, plasma dry etching, or the like from portions where the clad portion 3 is removed in a groove shape on both sides of the heating element 4, and undercut by isotropic etching is performed. By utilizing this, the corresponding portion of the substrate 1 may be removed.

【0030】また、図2に図1と同様の断面図で示すよ
うに、基板1とクラッド部3との間に中間層6を形成し
て、これを利用する方法も用いることができる。
As shown in FIG. 2 as a cross-sectional view similar to FIG. 1, a method in which an intermediate layer 6 is formed between the substrate 1 and the clad portion 3 and this is used can also be used.

【0031】図2は本発明の温度制御型光導波路の実施
の形態の他の例を示す断面図であり、同図において図1
と同様の箇所には同じ符号を付してある。この例では基
板1とクラッド部3との間に中間層6を形成し、これを
利用して熱的分離部5を形成している。このような中間
層6は、クラッド部3や基板1に対してはほとんど浸食
せず、ほぼこの中間層6のみに対してエッチング可能な
エッチャントを用いてエッチングすることができ、しか
も光導波路の特性に悪影響を与えないような材料を用い
ればよい。このように中間層6を形成した場合には、発
熱体4の両側のクラッド部3を基板1の表面まで溝状に
除去した後に、発熱体4の両側で溝状にクラッド部3を
除去した部分から例えばウエットエッチングやプラズマ
ドライエッチング等により中間層6をエッチングし、等
方的なエッチングによるアンダーカットを利用して、該
当する部分の中間層6を除去する方法を用いることがで
きる。
FIG. 2 is a sectional view showing another example of the embodiment of the temperature control type optical waveguide according to the present invention.
The same parts as in are denoted by the same reference numerals. In this example, an intermediate layer 6 is formed between the substrate 1 and the clad portion 3, and the intermediate layer 6 is used to form the thermal isolation portion 5. Such an intermediate layer 6 hardly erodes the clad portion 3 or the substrate 1 and can be etched using an etchant that can etch substantially only the intermediate layer 6. It is sufficient to use a material that does not adversely affect the quality. When the intermediate layer 6 is formed as described above, the clad portions 3 on both sides of the heating element 4 are removed in a groove shape up to the surface of the substrate 1, and then the cladding portions 3 are removed in a groove shape on both sides of the heating element 4. It is possible to use a method in which the intermediate layer 6 is etched from a portion by, for example, wet etching or plasma dry etching, and the corresponding portion of the intermediate layer 6 is removed using undercut by isotropic etching.

【0032】このような中間層6としては、例えばAl
・Cu・Ti・Nb・Cr・Mo等の金属を用いること
ができる。例えば、中間層6にTiを用いた場合には、
エッチャントとして塩酸を用いれば、無機系や樹脂系の
光導波路のクラッド部3を浸食させることなくTiから
成る中間層6のみを容易にエッチングすることができ、
図2に示すような断面形状の熱的分離部5を形成するこ
とができる。
As such an intermediate layer 6, for example, Al
-Metals such as Cu, Ti, Nb, Cr, and Mo can be used. For example, when Ti is used for the intermediate layer 6,
If hydrochloric acid is used as an etchant, only the intermediate layer 6 made of Ti can be easily etched without eroding the clad portion 3 of the inorganic or resin optical waveguide,
The thermal isolation part 5 having a sectional shape as shown in FIG. 2 can be formed.

【0033】また、熱的分離部5中を空隙とせずに所望
の材料を充填したものとする場合には、例えば加熱して
溶解した充填用樹脂材料溶液や有機溶媒に溶解した充填
用樹脂材料溶液を熱的分離部5の開口部から注入して熱
的分離部5内に充填して形成すればよい。その際、毛細
管現象を利用したり、減圧下で充填工程を行なえば、熱
的分離部5内に容易に充填することができる。
When the desired material is filled without leaving a space in the thermal separation part 5, for example, a filling resin material solution dissolved by heating or a filling resin material dissolved in an organic solvent may be used. The solution may be formed by injecting the solution from the opening of the thermal separation unit 5 and filling the inside of the thermal separation unit 5. At this time, the thermal separation unit 5 can be easily filled by utilizing the capillary phenomenon or performing the filling step under reduced pressure.

【0034】熱的分離部5の厚さ(熱的分離部5が空隙
である場合にはその隙間の厚さ)は、狭くてもこれによ
りクラッド部3同士またはクラッド部3と基板1とが前
述のように熱的に分離されるものであればよいが、発熱
体4の両側のクラッド部3を除去して形成した溝状部分
の開口の幅が狭い場合には発熱体4の下に位置する基板
1または中間層6の部分をエッチングして除去する際に
エッチャントが開口から十分に侵入して基板1または中
間層6をエッチングすることが困難となり、これらを良
好に除去することが困難となる。このような観点から
は、溝状部分の開口の幅としては、1μm以上としてお
くことが好ましい。
Even if the thickness of the thermal separation part 5 (the thickness of the gap when the thermal separation part 5 is a gap) is narrow, the thickness of the clad parts 3 or the clad part 3 and the substrate 1 can be reduced. As long as it is thermally separated as described above, if the width of the opening of the groove-shaped portion formed by removing the cladding portions 3 on both sides of the heating element 4 is narrow, the heating element 4 is placed under the heating element 4. When the portion of the substrate 1 or the intermediate layer 6 located is removed by etching, the etchant sufficiently penetrates through the opening to make it difficult to etch the substrate 1 or the intermediate layer 6, and it is difficult to remove them satisfactorily. Becomes From such a viewpoint, it is preferable that the width of the opening of the groove portion is 1 μm or more.

【0035】このような本発明の温度制御型光導波路を
用いた光スイッチング素子の例として、対称マッハツェ
ンダ型光スイッチング素子の例を図3に図5と同様の斜
視図で示す。図3において図1・図2および図5と同様
の箇所には同じ符号を付してある。4はコア部2の一部
に設ける光スイッチング素子の部分に対応してコア部2
の一部を覆うようにクラッド部3上に形成された発熱体
であり、5は発熱体4に対応してその下に位置する部分
のクラッド部3とその外側の部分および基板1との間に
形成された熱的分離部である。この部分に温度制御型光
導波路が形成されて光スイッチング素子として機能す
る。
As an example of an optical switching element using such a temperature-controlled optical waveguide of the present invention, an example of a symmetric Mach-Zehnder optical switching element is shown in FIG. 3 in a perspective view similar to FIG. 3, the same parts as those in FIGS. 1, 2 and 5 are denoted by the same reference numerals. Reference numeral 4 denotes a core unit 2 corresponding to an optical switching element provided in a part of the core unit 2.
Is a heating element formed on the cladding part 3 so as to cover a part of the heating element 4. The heating element 5 is located between the cladding part 3 located below and corresponding to the heating element 4 and the outside part thereof and the substrate 1. It is a thermal separation part formed in. A temperature control type optical waveguide is formed in this portion to function as an optical switching element.

【0036】なお、本発明の温度制御型光導波路によれ
ば、熱的分離部5を形成したことにより発熱体4からの
熱をその下に位置する光導波路の部分に有効に閉じ込め
ることができ、その部分を効率的に加熱することができ
るが、その反面、従来のものに比べて放熱性が悪くな
り、加熱を停止した後の冷却時間が長くなることが考え
られる。
According to the temperature control type optical waveguide of the present invention, the heat from the heating element 4 can be effectively confined to the portion of the optical waveguide located therebelow by forming the thermal isolation portion 5. However, it is possible to heat the portion efficiently, but on the other hand, the heat radiation property is deteriorated as compared with the conventional one, and the cooling time after stopping the heating may be prolonged.

【0037】しかしながら、加熱後の放熱経路として
は、光導波路の光の伝搬方向に沿った方向に伝導する方
向と発熱体4から発熱体4に電力を供給する電気配線を
通して伝導し放出される経路とがあり、これらにより十
分な放熱経路を確保することができ、温度制御の応答性
を特に悪化させることなく動作させることができる。
However, as a heat radiation path after heating, there are a direction in which the light is transmitted in the direction along the light propagation direction of the optical waveguide, and a path in which the heat is transmitted and discharged through the electric wiring for supplying power from the heat generating element 4 to the heat generating element 4. With these, a sufficient heat radiation path can be secured, and operation can be performed without particularly deteriorating the responsiveness of temperature control.

【0038】[0038]

【実施例】次に、本発明の温度制御型光導波路について
具体例を説明する。
Next, a specific example of the temperature control type optical waveguide of the present invention will be described.

【0039】〔例1〕図1に示す構成の本発明の温度制
御型光導波路として、シリコンから成る基板1上に、ク
ラッド部3がシロキサンポリマから成り、コア部2がチ
タン含有シロキサンポリマから成るステップインデック
ス型光導波路を形成した。このとき、コア部2およびク
ラッド部3の屈折率をそれぞれ1.444 および1.440 とし
て、コア部2を幅8μm×高さ8μmとし、コア部2の
上面と発熱体4との間のクラッド部3の厚さを12μm、
基板1とコア部2との間のクラッド部3の厚さを12μm
とした。
Example 1 As a temperature-controlled optical waveguide of the present invention having the structure shown in FIG. 1, a cladding portion 3 is made of a siloxane polymer and a core portion 2 is made of a titanium-containing siloxane polymer on a substrate 1 made of silicon. A step index optical waveguide was formed. At this time, the refractive index of the core portion 2 and the cladding portion 3 are 1.444 and 1.440, respectively, the core portion 2 is 8 μm in width × 8 μm in height, and the thickness of the cladding portion 3 between the upper surface of the core portion 2 and the heating element 4. 12μm
The thickness of the cladding 3 between the substrate 1 and the core 2 is 12 μm
And

【0040】次いで、これをRIE(Reactive Ion Etc
hing:反応性イオンエッチング)によりエッチング加工
してコア部2の周囲のクラッド部3の一部を溝状に除去
した。このとき、コア部2の側面とその周囲のクラッド
部3の側面との間のクラッド部3の厚さは12μm、深さ
は12μmとした。
Next, this was subjected to RIE (Reactive Ion Etc
(hing: reactive ion etching) to remove a part of the clad 3 around the core 2 in a groove shape. At this time, the thickness of the clad portion 3 between the side surface of the core portion 2 and the side surface of the surrounding clad portion 3 was 12 μm, and the depth was 12 μm.

【0041】その後、クラッド部3の一部を除去するこ
とにより露出したシリコン基板1の表面をKOH水溶液
によりエッチングして、光導波路下方の基板1を除去し
た。
Thereafter, the surface of the silicon substrate 1 exposed by removing a part of the clad portion 3 was etched with a KOH aqueous solution to remove the substrate 1 below the optical waveguide.

【0042】これにより空隙から成る熱的分離部5を形
成した。
As a result, a thermal separation portion 5 composed of a void was formed.

【0043】次に、熱的分離部5を形成した部分のクラ
ッド部3の上面にタングステン薄膜をスパッタリング法
により形成した後、フォトリソグラフィならびにエッチ
ングを行ない、タングステンからなる発熱体4を形成し
た。
Next, after a tungsten thin film was formed on the upper surface of the clad portion 3 where the thermal isolation portion 5 was formed by a sputtering method, photolithography and etching were performed to form a heating element 4 made of tungsten.

【0044】このようにして図1に示す構成の本発明の
温度制御型光導波路を作製した。
Thus, a temperature-controlled optical waveguide of the present invention having the structure shown in FIG. 1 was manufactured.

【0045】〔例2〕次に、〔例1〕の本発明の温度制
御型光導波路を用いた、図3に示すような対称マッハツ
ェンダ型光スイッチを作製した。
Example 2 Next, a symmetric Mach-Zehnder optical switch as shown in FIG. 3 using the temperature-controlled optical waveguide of the present invention of Example 1 was manufactured.

【0046】〔例1〕と同様に、シリコンから成る基板
1上に、コア部2が屈折率が1.444で幅8μm×高さ8
μmのチタン含有シロキサンポリマから成り、クラッド
部3が屈折率が1.440 のシロキサンポリマから成り、コ
ア部2の上面のクラッド部3の厚さを12μm、基板1と
コア部2との間のクラッド部3の厚さを12μmとして、
上面に発熱体を有しないステップインデックス型光導波
路を形成して、マッハツェンダ型光回路を形成した。
In the same manner as in [Example 1], on a substrate 1 made of silicon, a core portion 2 has a refractive index of 1.444 and a width of 8 μm × a height of 8 μm.
The cladding 3 is made of a siloxane polymer having a refractive index of 1.440, the thickness of the cladding 3 on the upper surface of the core 2 is set to 12 μm, and the cladding between the substrate 1 and the core 2 is formed. Assuming that the thickness of 3 is 12 μm,
A Mach-Zehnder type optical circuit was formed by forming a step index type optical waveguide having no heating element on the upper surface.

【0047】次いで、このマッハツェンダ型光回路の2
つのアームのうち一方のクラッド部3をRIEによりエ
ッチング加工してコア部2の周囲のクラッド部3の一部
を溝状に除去した。このとき、コア部2の側面とその周
囲のクラッド部3の側面との間のクラッド部3の厚さは
12μm、深さは12μm、長さは1cmとした。
Next, the Mach-Zehnder optical circuit 2
One clad 3 of the two arms was etched by RIE to remove a part of the clad 3 around the core 2 in a groove shape. At this time, the thickness of the cladding 3 between the side of the core 2 and the side of the surrounding cladding 3 is
The thickness was 12 μm, the depth was 12 μm, and the length was 1 cm.

【0048】その後、クラッド部3の一部を除去するこ
とにより露出したシリコン基板1の表面をKOH水溶液
によりエッチングして、光導波路下方の基板1を除去し
た。
Thereafter, the surface of the silicon substrate 1 exposed by removing a part of the clad portion 3 was etched with a KOH aqueous solution to remove the substrate 1 below the optical waveguide.

【0049】これにより空隙から成る熱的分離部5を形
成した。
As a result, a thermal separation portion 5 consisting of a void was formed.

【0050】次に、熱的分離部5を形成した部分のクラ
ッド部3の上面にタングステン薄膜をスパッタリング法
により形成した後、フォトリソグラフィならびにエッチ
ングを行ない、タングステンからなる発熱体4を形成し
た。これにより、アームの一部に本発明の温度制御型光
導波路を有する、図3に示すような対称マッハツェンダ
型光回路光スイッチを作製した。
Next, after a tungsten thin film was formed on the upper surface of the clad portion 3 where the thermal isolation portion 5 was formed by sputtering, photolithography and etching were performed to form a heating element 4 made of tungsten. Thus, a symmetric Mach-Zehnder optical circuit optical switch having the temperature-controlled optical waveguide of the present invention in a part of the arm as shown in FIG. 3 was produced.

【0051】このようにして作製した本発明の温度制御
型光導波路を用いた光スイッチについての特性を評価す
るため、入力側ポートの1つにLD(レーザダイオー
ド)光を入射し、発熱体4に通電して発熱させ、通電消
費電力に対する出力側ポートからの出射光強度の変化を
測定したところ、出射光のON−OFFスイッチングに
必要な最小電力はおよそ200 Wであった。これは、後述
する従来構造のものに比べて、1/3以下の低消費電力
化を示す結果であった。
In order to evaluate the characteristics of the optical switch using the temperature control type optical waveguide of the present invention thus manufactured, an LD (laser diode) light is incident on one of the input ports and the heating element 4 When the change in the intensity of the output light from the output port with respect to the power consumption was measured, the minimum power required for ON-OFF switching of the output light was about 200 W. This was a result showing that the power consumption was reduced to 1/3 or less as compared with the conventional structure described later.

【0052】また、基板1上に図2に示すように厚さ5
μmのAlから成る中間層6を形成して上記と同様に熱
的分離部5を形成した本発明の温度制御型光導波路を用
いて、同様の対称マッハツェンダ型光スイッチを作製し
て評価したところ、同じく従来構造のものに比べて、1
/3以下の低消費電力化を示す結果であった。
Further, as shown in FIG.
A similar symmetric Mach-Zehnder optical switch was fabricated and evaluated using the temperature-controlled optical waveguide of the present invention in which an intermediate layer 6 of μm Al was formed and the thermal isolation portion 5 was formed in the same manner as described above. , Also compared to the conventional structure
The result is that the power consumption is reduced to / 3 or less.

【0053】〔例3〕〔例2〕で示した本発明の温度制
御型光導波路を用いた光スイッチとの比較のために、従
来構造の温度制御型光導波路を用いた同様の光スイッチ
を作製した。
Example 3 For comparison with the optical switch using the temperature controlled optical waveguide of the present invention shown in [Example 2], a similar optical switch using the temperature controlled optical waveguide having the conventional structure was used. Produced.

【0054】まず、シリコンから成る基板1上に、クラ
ッド部3がシロキサンポリマ、コア部2がチタン含有シ
ロキサンポリマから成るステップインデックス型光導波
路を形成して、図4・図5に示す構成のマッハツェンダ
型光回路を形成した。このとき、コア部2およびクラッ
ド部3の屈折率をそれぞれ1.444 および1.440 として、
コア部2を幅8μm×高さ8μmとし、コア部2の上面
と発熱体4との間のクラッド部の厚さを12μm、基板1
とコア部2との間のクラッド部3の厚さは12μmとし
た。
First, a step index type optical waveguide in which a cladding portion 3 is made of siloxane polymer and a core portion 2 is made of titanium-containing siloxane polymer is formed on a substrate 1 made of silicon, and a Mach-Zehnder having a structure shown in FIGS. A shaped optical circuit was formed. At this time, the refractive indices of the core part 2 and the clad part 3 are 1.444 and 1.440, respectively, and
The core 2 has a width of 8 μm × height 8 μm, the thickness of the cladding between the upper surface of the core 2 and the heating element 4 is 12 μm,
The thickness of the cladding 3 between the core and the core 2 was 12 μm.

【0055】次に、タングステン薄膜をスパッタリング
法により形成した後、フォトリソグラフィならびにエッ
チングを行ない、タングステンからなる発熱体4を形成
した。
Next, after a tungsten thin film was formed by a sputtering method, photolithography and etching were performed to form a heating element 4 made of tungsten.

【0056】このようにして作製した従来構造の温度制
御型光導波路を用いた光スイッチについての特性を評価
するため、入力側ポートの1つにLD光を入射し、発熱
体に通電して発熱させ、通電消費電力に対する出力側ポ
ートからの出射光強度の変化を測定したところ、出射光
のON−OFFスイッチングに必要な最小電力は650W
であった。これは〔例2〕で示した本発明の温度制御型
光導波路を用いた場合の光スイッチに比べて消費電力が
3倍以上の値となっており、本発明の温度制御型光導波
路によれば、コア部を効率的に加熱することができ、消
費電力を低減できることが確認できた。
In order to evaluate the characteristics of the optical switch using the temperature control type optical waveguide of the conventional structure manufactured as described above, LD light is made incident on one of the input ports and electricity is supplied to the heating element to generate heat. When the change in the intensity of the emitted light from the output side port with respect to the power consumption is measured, the minimum power required for ON-OFF switching of the emitted light is 650 W
Met. The power consumption is more than three times that of the optical switch using the temperature controlled optical waveguide of the present invention shown in [Example 2]. Thus, it was confirmed that the core portion could be efficiently heated, and the power consumption could be reduced.

【0057】以上により、本発明の温度制御型光導波路
によれば、発熱体からの熱を発熱体が接しているクラッ
ド部内に閉じ込めて伝搬させて発熱体の下部に位置する
コア部に効率的に伝導させることができ、さらに基板か
らの放熱も抑制することができることから、従来構造の
温度制御型光導波路に比べて高効率かつ低消費電力の光
スイッチング素子を得ることができることが確認でき
た。
As described above, according to the temperature control type optical waveguide of the present invention, the heat from the heating element is confined in the clad portion where the heating element is in contact and propagated, and is efficiently transmitted to the core located below the heating element. Can be conducted, and the heat radiation from the substrate can be suppressed, so that it was confirmed that an optical switching element with higher efficiency and lower power consumption can be obtained as compared with the temperature control type optical waveguide having the conventional structure. .

【0058】なお、以上はあくまで本発明の実施の形態
の例示であって、本発明はこれらに限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や改
良を加えることは何ら差し支えない。
It should be noted that the above is only an example of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiment. Various modifications and improvements may be made without departing from the gist of the present invention. No problem.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上のように、本発明の温度制御型光導
波路によれば、クラッド部およびクラッド部中に形成さ
れたコア部から成る光導波路とその上面にコア部と対向
して形成された発熱体とから成る温度制御型光導波路に
おいて、クラッド部のうち発熱体の下に位置する部分
に、その外側に位置する部分のクラッド部および発熱体
の下に位置する部分の基板との間に熱的分離部が形成さ
れていることから、発熱体が形成された部分の光導波路
のクラッド部の側面および底面が周囲のクラッド部およ
び基板から熱的に分離され、従来の温度制御型光導波路
のように発熱体からの熱が基板の横方向に沿ってクラッ
ド部内を広く発散して伝導してしまったり、基板に伝導
してしまうことがない。従って、発熱体からの熱はその
下に位置するクラッド部の側面や底面から外側に発散す
ることがなく、発熱体の下部の光導波路のみに閉じ込め
られることとなるので、発熱体の下方に位置するコア部
を効率的に加熱することができる。
As described above, according to the temperature control type optical waveguide of the present invention, the optical waveguide composed of the clad and the core formed in the clad and the upper surface thereof are formed so as to face the core. In the temperature control type optical waveguide comprising the heating element, the portion of the cladding portion located under the heating element is located between the cladding portion located outside thereof and the substrate located under the heating element. Since the thermal isolation portion is formed in the optical waveguide, the side and bottom surfaces of the cladding portion of the optical waveguide in the portion where the heating element is formed are thermally separated from the surrounding cladding portion and the substrate, and the conventional temperature controlled optical waveguide is formed. As in the case of the wave path, the heat from the heating element does not diverge and conduct in the clad portion along the lateral direction of the substrate, and does not conduct to the substrate. Therefore, the heat from the heating element does not radiate outward from the side or bottom surface of the cladding located therebelow, and is confined only to the optical waveguide below the heating element. The core portion to be heated can be efficiently heated.

【0060】さらに、熱的分離部を空隙により形成した
場合には、その熱的分離部の形成すなわち温度制御型光
導波路の作製が容易であるとともに熱的な分離の効果が
極めて大きいものとなり、発熱体の下方に位置するコア
部を極めて効率的に加熱することができ、極めて良好な
応答性を有する温度制御型光導波路となる。
Further, when the thermal isolation portion is formed by a gap, it is easy to form the thermal isolation portion, that is, to fabricate the temperature control type optical waveguide, and the effect of thermal isolation becomes extremely large. The core portion located below the heating element can be heated very efficiently, and the temperature controlled optical waveguide has extremely good responsiveness.

【0061】以上により、本発明によれば、熱光学効果
を利用してコア部の屈折率を変化させる際に、発熱体か
らの熱を発散させることなく効率的にコア部に伝導する
ことができ、発熱体の下部に位置する光導波路のコア部
およびクラッド部を効率的に加熱することができる温度
制御型光導波路を提供することができた。
As described above, according to the present invention, when the refractive index of the core portion is changed using the thermo-optic effect, the heat from the heating element can be efficiently conducted to the core portion without dissipating. As a result, a temperature-controlled optical waveguide capable of efficiently heating the core portion and the clad portion of the optical waveguide located below the heating element could be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の温度制御型光導波路の実施の形態の一
例を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a temperature-controlled optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の温度制御型光導波路の実施の形態の他
の例を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing another example of the embodiment of the temperature control type optical waveguide of the present invention.

【図3】本発明の温度制御型光導波路を用いた光スイッ
チの例を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of an optical switch using the temperature control type optical waveguide of the present invention.

【図4】従来の温度制御型光導波路の例を示す断面図で
ある。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a conventional temperature-controlled optical waveguide.

【図5】従来の温度制御型光導波路を用いた光スイッチ
の例を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing an example of a conventional optical switch using a temperature-controlled optical waveguide.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・基板 2・・・光導波路のコア部 3・・・光導波路のクラッド部 4・・・発熱体 5・・・熱的分離部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Core part of optical waveguide 3 ... Cladding part of optical waveguide 4 ... Heating element 5 ... Thermal separation part

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成されたクラッド部と、該ク
ラッド部中に形成された屈折率が前記クラッド部より大
きくかつ温度により変化するコア部と、前記クラッド部
の上面に前記コア部の一部に対向させて形成された発熱
体とを具備し、前記クラッド部のうち前記発熱体の下に
位置する部分は、その外側に位置する部分および前記基
板との間に熱的分離部が形成されていることを特徴とす
る温度制御型光導波路。
A cladding portion formed on a substrate, a core portion formed in the cladding portion having a refractive index larger than that of the cladding portion and changing with temperature, and a core portion formed on an upper surface of the cladding portion. A heating element formed so as to face a part thereof, wherein a portion of the cladding portion located under the heating element has a thermal isolation portion between the portion located outside thereof and the substrate. A temperature-controlled optical waveguide, which is formed.
【請求項2】前記熱的分離部は空隙であることを特徴と
する請求項1記載の温度制御型光導波路。
2. The temperature controlled optical waveguide according to claim 1, wherein said thermal isolation portion is a gap.
JP11009864A 1999-01-18 1999-01-18 Temperature control type optical waveguide Pending JP2000206476A (en)

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