JP2000221459A - 温度制御型光導波路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の温度制御型光導波路では、発熱体によ
りコア部を効率的に加熱することが困難であった。 【解決手段】 温度により屈折率が変化する単一のコア
部２を内蔵するとともに上部にコア部２を加熱する発熱
体４が配設されたコア部２より屈折率が小さいクラッド
部３が、側面と上面との角が面取りされて光回路基板１
上に突出して配置されている温度制御型光導波路であ
る。発熱体４からの熱を発散させることなくコア部２に
伝導させることができ、コア部２を効率的に加熱して動
作させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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５に斜視図で、また図６に断面図で
示す。これら図５および図６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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５お
よび図６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
ら伝導するために、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。

【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。

【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、温度により屈折率が変化する単一のコア部を内
蔵するとともに上部にこのコア部を加熱する発熱体が配
設された前記コア部より屈折率が小さいクラッド部が、
側面と上面との角が面取りされて光回路基板上に突出し
て配置されていることを特徴とするものである。

【００１１】すなわち、本発明の温度制御型光導波路
は、光回路基板等の基板上に突出して配置され、側面と
上面との角が面取りされたクラッド部と、このクラッド
部内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単一のコア部と、前記クラッド部
上に形成された前記コア部を加熱するための発熱体とか
ら成ることを特徴とするものである。

【００１２】本発明の温度制御型光導波路によれば、温
度により屈折率が変化する単一のコア部を内蔵するとと
もに上部にこのコア部を加熱する発熱体が配設されたコ
ア部より屈折率が小さいクラッド部が、側面と上面との
角が面取りされて光回路基板上に突出して配置されてい
ることから、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
散してしまうことがない。また、発熱体からの熱は熱伝
導のよい媒質中を伝搬する性質があるために、クラッド
部の周囲に存在する空気よりも熱伝導性の高いクラッド
部内を伝搬し、基板から突出して形成され側面が露出し
たクラッド部の側面から空気に発散することもないの
で、発熱体からの熱は発熱体の下部の光導波路のみに閉
じ込められて伝播することとなる。さらに、基板上に突
出して配置されたクラッド部の側面と上面との角が面取
りされ、上部の両角が除去された断面形状としたことに
より、加熱する必要がない部分であるクラッド部の上角
に熱が伝搬することがなくなるので、発熱体からの熱の
伝搬方向を発熱体の下方に位置するコア部の方向へより
効率よく集中させることができる。

【００１３】従って、本発明の温度制御型光導波路によ
れば、従来の温度制御型光導波路に比べて、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、発熱体の下方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。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の温度制御型光導波
路について図面を参照しつつ説明する。

【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。

【００１６】図１において、１は光回路基板としての基
板、２および３は光導波路のそれぞれコア部およびクラ
ッド部である。クラッド部３は基板１上に突出して配置
され、その側面が空気中に露出している。ここで、クラ
ッド部３は側面と上面との角が面取りされており、その
断面形状において矩形形状の上部の両角が除去されたよ
うなものとなっている。また、クラッド部３は、その屈
折率がコア部２の屈折率より小さい媒質により形成され
ている。クラッド部３内に形成されて内蔵されたコア部
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おり、クラッド部３
内に単一のコア部として形成されている。

【００１７】４はクラッド部３の上部に配設された発熱
体であり、この例では角が面取りされたクラッド部３の
上面に被着形成されている。このような構成により、こ
の発熱体４からの熱によりコア部２の温度を加熱して制
御し、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光導波路とな
る。

【００１８】このような本発明の温度制御型光導波路
は、光導波路のクラッド部３の側面が基板１上に露出し
た、いわゆるリッジ型構造であり、さらに、クラッド部
３の側面と上面との角が面取りされて、その上部の両角
が除去された断面形状を有していることを特徴としてい
る。このような構成により、発熱体４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、空気よりも
熱伝導性の高いクラッド部３内を伝搬し、基板から突出
して配置され側面が露出したクラッド部３の側面から空
気中に発散することもないので、発熱体４からの熱は発
熱体の下部の光導波路のみに閉じ込められて伝導してい
くこととなる。さらに、基板１上に突出して配置された
クラッド部３の断面が面取りによって矩形形状から上部
の両角が除去されたような形状とされていることによ
り、加熱する必要がない部分であるクラッド部３の上部
の角部に熱が伝搬することがなくなるので、発熱体４か
らの熱の伝導方向を発熱体４の下部に位置するコア部２
の方向へより効率よく集中させることができる。

【００１９】従って、本発明の温度制御型光導波路によ
れば、従来の温度制御型光導波路に比べて、発熱体４か
らの熱を発散させることなく効率的にコア部２に伝導す
ることができ、発熱体４の下部に位置する光導波路のコ
ア部２およびクラッド部３を効率的に加熱することがで
きる。

【００２０】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
を扱う光回路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基板・ガラスセラミック基板・
多層セラミック配線基板等が使用できる。

【００２１】基板１上に形成されて基板１から突出する
ように配置される光導波路は、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・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・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。

【００２２】また、発熱体４としては、Ａｌ・Ｃｕ・Ｔ
ａ・Ａｕ・Ａｇ・Ｗ・Ｔｉ・Ｃｒ・Ｎｉ等からなる金属
抵抗体等を用いることができる。

【００２３】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。

【００２４】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。実際には、周知の光導波
路理論による計算を行なって必要な厚さを求めればよ
い。

【００２５】なお、クラッド部３の上部に発熱体４を配
設する場合には、図１あるいは図２（ａ）に示したよう
にクラッド部３の上面の平坦な部分に形成するほかに
も、図２（ｂ）に示したようにクラッド部３の上面の曲
面の部分に形成しても、図１に示したクラッド部３の斜
面の部分や図２（ａ）に示したクラッド部３の曲面の部
分にまで延長させて形成してもよい。いずれの場合も、
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２の一部に対向させて形成される。

【００２６】また、発熱体４の幅としては、発熱体４と
クラッド部３表面との密着性を確保でき、発熱した際の
熱の横方向への発散が小さくコア部２を効率よく加熱す
ることができることを考慮して、例えばコア部２と同程
度の幅とすればよい。

【００２７】基板１上に突出して配置されたクラッド部
３の断面形状、すなわちその側面と上面との角が面取り
され、上部の両角が除去された断面形状としては、温度
制御型光導波路において加熱する必要がない部分である
クラッド部３の上両角部がないようにするのが目的であ
るので、図１に示したような矩形断面の上角部が斜面に
よって直線的に除去されたような断面形状の他にも、図
１と同様の断面図で図２（ａ）に示すような矩形断面の
上角部が滑らかに円弧状に除去されたような断面形状
や、図２（ｂ）に示すような矩形断面の上部がコア部２
を中心とした半円状に除去されたような断面形状など、
種々の断面形状とすることができる。

【００２８】このようにクラッド部３を基板１から突出
させて形成し、その側面が露出したいわゆるリッジ型構
造とし、さらにクラッド部３の側面と上面との角が面取
りされた光導波路を形成するには、クラッド部３の側面
を機械的な切削により形成したり、反応性ドライエッチ
ングやエキシマレーザによりクラッド部３をエッチング
するなどしてリッジ型構造を形成し、その後に、リッジ
型構造のクラッド部３の上角部を機械的に切削したり、
反応性ドライエッチングやエキシマレーザによりエッチ
ングするなどして、上部の両角が除去された所望の断面
形状を有するものとすればよい。

【００２９】また、クラッド部３の側面を機械的な切削
により形成したり、反応性ドライエッチングやエキシマ
レーザによりクラッド部３をエッチングするなどしてリ
ッジ型構造を形成した後に、等方的なエッチング条件で
の反応性ドライエッチングやウエットエッチングを行な
うことにより、リッジ型構造の上角部が優先的に除去さ
れるので、本発明で提案する構造の光導波路を得ること
ができる。

【００３０】さらに、金属等からなるレジストマスクパ
ターンをクラッド部３上に形成した後、まず等方的なエ
ッチング条件、すなわちレジストマスクパターン下のク
ラッド部３もエッチングされ断面が台形状となるような
条件での反応性ドライエッチングを行ない、その後、異
方性の強い条件で反応性ドライエッチングを行なってリ
ッジ型構造とする加工を行なえば、リッジ型構造の上部
の等方的なエッチング条件で加工した領域は斜面とな
り、リッジ型構造の下部の異方性の強い条件で加工した
領域はほぼ垂直な側面となるので、これによっても本発
明で提案する構造の光導波路を得ることができる。

【００３１】コア部２の側面とリッジ型側面との間のク
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。実際には、周知の
光導波路理論により、コア部２・クラッド部３・クラッ
ド部３の外側の空気との３部の構造で所望の光導波路構
造を設計して厚さを決定すればよい。

【００３２】クラッド部３が基板１から突出した高さ、
すなわちリッジ部の深さとしては、リッジ部の深さが深
いほど発熱体４からの熱は発散することなくリッジ部内
のクラッド部３中に閉じ込められるので、リッジ部内の
クラッド部３およびコア部２を効率的に加熱することが
できる。

【００３３】これに関して、図３にこのクラッド部３の
突出高さによるコア部２の加熱効率の改善効果を線図で
示す。なお、ここでは基板１をシリコンとし、光導波路
のクラッド部３・コア部２ともシリカで形成して、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とし、ま
た、基板１とコア部２との間のクラッド部３の厚さを12
μｍとした。また、コア部２の上方の位置でクラッド部
３の上面に幅８μｍの発熱体４を形成し、一定の熱を放
出する構造とした。

【００３４】図３において、横軸は基板１からのクラッ
ド部３の突出高さ（単位：μｍ）を、縦軸はコア部２の
中心部の温度上昇の相対値を、クラッド部３の突出高さ
が０すなわち図６に示すような従来の構造のものを基準
として表している。また、図中の黒四角で示した点は得
られた結果を、特性曲線はその変化の様子を示すもので
ある。

【００３５】図３に示す結果より、クラッド部３の突出
高さが高いほど、すなわちリッジ部の深さが深いほどク
ラッド部３内のコア部２を効率的に加熱することができ
ることが分かる。とりわけ、クラッド部３の突出高さが
コア中心部の高さに相当する16μｍに達すると、コア部
２の中心部の温度上昇の相対値は、突出高さが０、すな
わちリッジ形状の深さが０の場合である従来構造に比べ
て1.5 倍の値となり、コア部２を効率よく加熱できてい
ることが分かる。

【００３６】さらに、突出高さが32μｍに達し、リッジ
部の深さがクラッド部３の最下部に達すると、コア部２
の中心部の温度上昇の相対値は従来構造に比べて約2.2
倍の値となる。これは同様の熱光学効果を得るのに必要
な発熱体４の発熱量が従来の構造に比べて１／2.2 とな
ること、つまり消費電力が従来の0.45倍となる低消費電
力化が図れることを示すものである。

【００３７】また、突出高さが６μｍの場合にも、コア
部２の中心部の温度上昇の相対値は従来構造に比べて1.
05倍の値となり、突出高さが低くリッジ部の深さが浅い
場合であっても、従来に比べて発熱体４の下部に位置す
るコア部２を効率的に加熱する効果が得られることが分
かる。

【００３８】次に、図４に、このクラッド部３の上角部
を除去した場合のコア部２の加熱効率の改善効果を線図
で示す。なお、ここでは基板１をシリコンとし、光導波
路のクラッド部３・コア部２ともシリカで形成して、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とし、ま
た、基板１とコア部２との間のクラッド部３の厚さを12
μｍとし、クラッド部３の基板１からの突出高さを32μ
ｍとした。また、コア部２の上方の位置でクラッド部３
の上面に幅８μｍの発熱体４を形成し、一定の熱を放出
する構造とした。

【００３９】クラッド部３の上角部をなくした形状とし
ては、同図中に断面図を示したように、クラッド部３の
矩形断面において、コア部２の中心部から矩形上側頂点
を結んだ直線に垂直となる線を斜辺として有するような
構造のものとした。

【００４０】図４において、横軸は、同図中に断面図で
示したように、コア部２の中心部からクラッド部３の斜
面までの距離、すなわちクラッド部３の矩形断面におい
てコア部２の中心部から矩形上側頂点を結んだ直線に垂
直な斜辺までの距離Ｘ（単位：μｍ）を、縦軸はコア部
２の中心部の温度上昇の相対値を、距離Ｘが22.6μｍす
なわち矩形断面の構造のものを基準として表している。
また、図中の黒四角で示した点は得られた結果を、特性
曲線はその変化の様子を示すものである。

【００４１】図４に示す結果より、距離Ｘが短いほど、
すなわちクラッド部３の上角部をなくす量が多いほどク
ラッド部３内のコア部２を効率的に加熱することができ
ることが分かる。とりわけ、距離Ｘが13.6μｍの場合に
は斜辺の端部が発熱体４の端部に達することとなり、コ
ア部２の中心部の温度上昇の相対値は矩形断面の構造の
場合に比べて1.065 倍の値となって、コア部２を効率よ
く加熱できていることが分かる。

【００４２】また、このようにクラッド部３の上部の両
角を斜面によって除去する場合は、その斜面の下端がコ
ア部２の上面とほぼ同じ高さとなるようにすると、加熱
効率の向上の効果がもっとも良好なものとなる。このと
き、斜面の角度は、発熱体４の寸法やクラッド部３の熱
伝導率等の仕様に応じて、適宜変化させて最適化すれば
よい。

【００４３】

【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。

【００４４】〔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。

【００４５】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
してクラッド部３の側面を形成し、クラッド部３を基板
１から突出させてリッジ形状を形成した。このとき、コ
ア部２の側面とリッジ型側面との間のクラッド部３の厚
さは12μｍとし、リッジ形状の深さすなわちクラッド部
３の突出高さは12μｍとした。さらに、ブレード先端の
形状がテーパー状のダイヤモンドブレードによりリッジ
型の上角部を切削して図１に示すような断面形状の光導
波路を形成した。

【００４６】次に、クラッド部３上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、タングステンから成
る発熱体４を形成した。

【００４７】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。

【００４８】〔例２〕次に、〔例１〕の本発明の温度制
御型光導波路を用いた光スイッチを作製した。〔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８μｍ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。

【００４９】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、等方的なエッ
チング条件と異方性の強いエッチング条件の２つの条件
でＲＩＥ加工を行ない、上部の両角に斜面を有し、矩形
の上角部が除去された形状の断面を有する図１に示す形
状のリッジ型構造を形成した。このとき、コア部２の側
面とリッジ型側面との間のクラッド部３の厚さは12μ
ｍ、深さは32μｍ、コア部２の中心部から斜面までの距
離を約14μｍ、長さは１ｃｍとした。

【００５０】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。これにより、本発明の温度制御型光導波路と、上
面に発熱体を有しない光導波路とによるマッハツェンダ
型光回路の光スイッチを作製した。

【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
必要な最小電力は約280 Ｗであった。これは、従来構造
のものに比べて１／２以下の低消費電力化を示す結果で
あった。

【００５２】〔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。

【００５３】シリコンから成る基板上に、コア部が屈折
率が1.444 で幅８μｍ×高さ８μｍのチタン含有シロキ
サンポリマから成り、クラッド部が屈折率が1.440 のシ
ロキサンポリマから成り、コア部の上面のクラッド部の
厚さを12μｍ、基板とコア部との間のクラッド部の厚さ
を12μｍとして、ステップインデックス型光導波路を形
成した。

【００５４】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、タングステンから成る発熱体を形成し
て、図５・図６に示す構成のマッハツェンダ型光回路を
形成した。

【００５５】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
２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。

【００５６】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、しかも余分な部分に伝搬させるこ
となくクラッド部内に伝搬させて発熱体の下方に位置す
るコア部に効率的に伝導させ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。

【００５７】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。例えば、露出させ
たクラッド部の外側は空気である以外に、窒素やアルゴ
ンなどの不活性ガスで満たされていてもよく、真空であ
ればさらに高い断熱効果が得られる。また、クラッド部
よりも熱伝導性の小さい材料で被覆されていてもよい。

【００５８】

【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、温度により屈折率が変化する単一のコア
部を内蔵するとともに上部にこのコア部を加熱する発熱
体が配設されたコア部より屈折率が小さいクラッド部
が、側面と上面との角が面取りされて光回路基板上に突
出して配置されていることから、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しまうことがなく、発熱体か
らの熱は発熱体の下部の光導波路のみに閉じ込められて
伝搬することとなり、さらに、突出して配置されたクラ
ッド部の側面と上面との角が面取りされ、上部の両角が
除去された断面形状となっていることから、加熱する必
要がない部分であるクラッド部の上角に熱が伝搬するこ
とがなくなるので、発熱体からの熱の伝搬方向を発熱体
の下部のコア部方向へとより集中させることができ、発
熱体の下方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た。

【００５９】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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の温度
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。

【図３】本発明の温度制御型光導波路におけるクラッド
部の突出高さに対するコア部の中心部の温度上昇の相対
値の変化を示す線図である。

【図４】本発明の温度制御型光導波路におけるクラッド
部の上角部を除去した場合のコア部の加熱効率の改善効
果を示す線図である。

【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。

【図６】従来の温度制御型光導波路の例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１・・・基板（光回路基板） ２・・・光導波路のコア部 ３・・・光導波路のクラッド部 ４・・・発熱体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度により屈折率が変化する単一のコア
   部を内蔵するとともに上部に該コア部を加熱する発熱体
   が配設された前記コア部より屈折率が小さいクラッド部
   が、側面と上面との角が面取りされて光回路基板上に突
   出して配置されていることを特徴とする温度制御型光導
   波路。