JP2001083345A - 導波路グレーティング素子 - Google Patents
導波路グレーティング素子Info
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- JP2001083345A JP2001083345A JP26235899A JP26235899A JP2001083345A JP 2001083345 A JP2001083345 A JP 2001083345A JP 26235899 A JP26235899 A JP 26235899A JP 26235899 A JP26235899 A JP 26235899A JP 2001083345 A JP2001083345 A JP 2001083345A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｄｒｏｐ波長の温度依存性がなく、使用する
際に電力を消費する必要のない導波路グレーティング素
子を提供する。 【解決手段】 基板１上の導波路８ａ，８ｂにグレーテ
ィング９が形成された導波路グレーティング素子におい
て、上記グレーティング９のブラッグ波長の温度依存性
が０．００１ｎｍ／℃以下となるように、上記基板１に
歪みを発生させる金属板１０を貼り付ける。
際に電力を消費する必要のない導波路グレーティング素
子を提供する。 【解決手段】 基板１上の導波路８ａ，８ｂにグレーテ
ィング９が形成された導波路グレーティング素子におい
て、上記グレーティング９のブラッグ波長の温度依存性
が０．００１ｎｍ／℃以下となるように、上記基板１に
歪みを発生させる金属板１０を貼り付ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導波路グレーティ
ング素子に係り、特に温度無依存型の特性を有する導波
路グレーティング素子に関するものである。
ング素子に係り、特に温度無依存型の特性を有する導波
路グレーティング素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、Ｇｅがドープされた石英ガラスに
紫外光を照射すると屈折率が変化することを利用して、
光ファイバや石英系光導波路に屈折率変調型グレーティ
ングを形成したデバイスの研究開発が活発化している。
紫外光を照射すると屈折率が変化することを利用して、
光ファイバや石英系光導波路に屈折率変調型グレーティ
ングを形成したデバイスの研究開発が活発化している。
【０００３】特に導波路グレーティング素子の場合、グ
レーティングと光回路を組み合わせて、高機能を一素子
上に集積できる特長を生かした製品開発が行われてい
る。
レーティングと光回路を組み合わせて、高機能を一素子
上に集積できる特長を生かした製品開発が行われてい
る。
【０００４】図６（ａ）に従来の導波路グレーティング
素子の上平面図を示す。
素子の上平面図を示す。
【０００５】図６（ａ）に示すように、導波路グレーテ
ィング素子は、石英基板上に２本の導波路１９ａ，１９
ｂが略平行に形成されていると共にそれらの導波路１９
ａ，１９ｂ上の所定の２か所にそれらを通る光波を合分
波できるようにＭＭＩ（Multi-Mode Interference ）型
３ｄＢカプラ１８ａ，１８ｂが形成されており、さらに
それらの３ｄＢカプラ１８ａ，１８ｂ間の導波路１９
ａ，１９ｂ上にそれぞれグレーティング２０ａ，２０ｂ
が形成されている。
ィング素子は、石英基板上に２本の導波路１９ａ，１９
ｂが略平行に形成されていると共にそれらの導波路１９
ａ，１９ｂ上の所定の２か所にそれらを通る光波を合分
波できるようにＭＭＩ（Multi-Mode Interference ）型
３ｄＢカプラ１８ａ，１８ｂが形成されており、さらに
それらの３ｄＢカプラ１８ａ，１８ｂ間の導波路１９
ａ，１９ｂ上にそれぞれグレーティング２０ａ，２０ｂ
が形成されている。
【０００６】この導波路グレーティング素子は、それら
２本の導波路１９ａ，１９ｂ及び２つの３ｄＢカプラ１
８ａ，１８ｂから構成されるマッハツエンダー干渉光回
路と、グレーティング２０ａ，２０ｂとにより、波長多
重通信路から所定の波長λkを取り出す、あるいは通信
路に加えるといった機能を持つＡｄｄ／Ｄｒｏｐフィル
タを実現している。
２本の導波路１９ａ，１９ｂ及び２つの３ｄＢカプラ１
８ａ，１８ｂから構成されるマッハツエンダー干渉光回
路と、グレーティング２０ａ，２０ｂとにより、波長多
重通信路から所定の波長λkを取り出す、あるいは通信
路に加えるといった機能を持つＡｄｄ／Ｄｒｏｐフィル
タを実現している。
【０００７】ここで、入力ポート１４から波長の異なる
光信号λ1 〜λn が入力されるとグレーティング２０
ａ，２０ｂのブラッグ波長に相当するλk のみがＤｒｏ
ｐポート１６から出力（Ｄｒｏｐ）され、それ以外の波
長の光信号は出力ポート１７から出力される。また、Ａ
ｄｄポート１６から入力された光信号λk は出力ポート
１７へ出力（Ａｄｄ）される。
光信号λ1 〜λn が入力されるとグレーティング２０
ａ，２０ｂのブラッグ波長に相当するλk のみがＤｒｏ
ｐポート１６から出力（Ｄｒｏｐ）され、それ以外の波
長の光信号は出力ポート１７から出力される。また、Ａ
ｄｄポート１６から入力された光信号λk は出力ポート
１７へ出力（Ａｄｄ）される。
【０００８】図６（ｂ）にこの導波路グレーティング素
子のＡ−Ａ線断面図を示す。
子のＡ−Ａ線断面図を示す。
【０００９】図６（ｂ）に示すように、石英基板１２ａ
上に、光回路（コア１３）とクラッド１２ｂがスパッタ
リング、フォトリソグラフィー、反応性イオンエッチン
グ（ＲＩＥ）、火炎堆積等のプロセスを経て形成されて
いる。さらに、グレーティング２０は位相マスク法によ
り、エキシマレーザを照射して形成されている。
上に、光回路（コア１３）とクラッド１２ｂがスパッタ
リング、フォトリソグラフィー、反応性イオンエッチン
グ（ＲＩＥ）、火炎堆積等のプロセスを経て形成されて
いる。さらに、グレーティング２０は位相マスク法によ
り、エキシマレーザを照射して形成されている。
【００１０】このような方法により導波路上に形成され
たグレーティング２０のブラッグ波長は、導波路の等価
屈折率に比例し、次式で表わせる。
たグレーティング２０のブラッグ波長は、導波路の等価
屈折率に比例し、次式で表わせる。
【００１１】
【数１】 λBragg ２・Λ・Ｎｅｆｆ（Ｔ） ここで、Λはグレーティングの周期（本従来例では５３
０ｎｍ）、Ｎｅｆｆ（Ｔ）は導波路の等価屈折率であ
る。石英ガラスは約１０-5／℃の屈折率温度係数を持
つ。
０ｎｍ）、Ｎｅｆｆ（Ｔ）は導波路の等価屈折率であ
る。石英ガラスは約１０-5／℃の屈折率温度係数を持
つ。
【００１２】その例として図８（ａ）に石英基板１２の
温度が２５℃（点線）の時と７０℃（実線）の時の出力
ポート１７のスペクトル特性を、図８（ｂ）にＤｒｏｐ
ポート１５のスペクトル特性を示す。
温度が２５℃（点線）の時と７０℃（実線）の時の出力
ポート１７のスペクトル特性を、図８（ｂ）にＤｒｏｐ
ポート１５のスペクトル特性を示す。
【００１３】図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、石
英基板１２の温度によりブラッグ波長が０．４５ｎｍも
変動してしまうと、Ｄｒｏｐ（Ａｄｄ）されるべき光信
号λk はＤｒｏｐ（Ａｄｄ）されなくなり、別の光信号
がＤｒｏｐされてしまう誤動作が起きることになる。
英基板１２の温度によりブラッグ波長が０．４５ｎｍも
変動してしまうと、Ｄｒｏｐ（Ａｄｄ）されるべき光信
号λk はＤｒｏｐ（Ａｄｄ）されなくなり、別の光信号
がＤｒｏｐされてしまう誤動作が起きることになる。
【００１４】このような誤動作を防ぐため、従来、導波
路グレーティング素子の使用時には、図７に示すよう
に、ファイバアレイ２２により光ファイバ２３と接続さ
れた導波路グレーティング素子の石英基板２１の裏面に
ヒータ２６を設け、さらにその石英基板２１の表面にセ
ンサー２４を取り付け、これら全体をパッケージ２５で
覆い、外部に設けられた温度コントローラ２８をヒータ
２６とセンサー２４に電気配線２７で接続して素子温度
を常に一定に保つ必要があった。
路グレーティング素子の使用時には、図７に示すよう
に、ファイバアレイ２２により光ファイバ２３と接続さ
れた導波路グレーティング素子の石英基板２１の裏面に
ヒータ２６を設け、さらにその石英基板２１の表面にセ
ンサー２４を取り付け、これら全体をパッケージ２５で
覆い、外部に設けられた温度コントローラ２８をヒータ
２６とセンサー２４に電気配線２７で接続して素子温度
を常に一定に保つ必要があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の導
波路グレーティング素子は、Ｄｒｏｐ波長の温度依存性
があり、そのためヒータ２６とセンサー２４が取り付け
られ、素子温度が一定に保たれる必要があった。
波路グレーティング素子は、Ｄｒｏｐ波長の温度依存性
があり、そのためヒータ２６とセンサー２４が取り付け
られ、素子温度が一定に保たれる必要があった。
【００１６】しかしながら、この場合、ヒータ２６、セ
ンサー２４や温度コントローラ２８の費用がかかるだけ
でなく、実際に使用する際に常に電力を消費することに
なり、多大なランニングコストがかかる問題があった。
ンサー２４や温度コントローラ２８の費用がかかるだけ
でなく、実際に使用する際に常に電力を消費することに
なり、多大なランニングコストがかかる問題があった。
【００１７】そこで、本発明の目的は、上述した問題を
解決し、Ｄｒｏｐ波長の温度依存性がなく、使用する際
に電力を消費する必要のない導波路グレーティング素子
を提供することにある。
解決し、Ｄｒｏｐ波長の温度依存性がなく、使用する際
に電力を消費する必要のない導波路グレーティング素子
を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、基板上の導波路にグレーティング
が形成された導波路グレーティング素子において、上記
グレーティングのブラッグ波長の温度依存性が０．００
１ｎｍ／℃以下となるように、上記基板に歪みを発生さ
せる金属板を貼り付けたものである。
に請求項１の発明は、基板上の導波路にグレーティング
が形成された導波路グレーティング素子において、上記
グレーティングのブラッグ波長の温度依存性が０．００
１ｎｍ／℃以下となるように、上記基板に歪みを発生さ
せる金属板を貼り付けたものである。
【００１９】請求項２の発明は、上記基板が石英であ
り、上記金属板が上記基板と同形状で且つ厚さが該基板
の厚さの３０％以上７０％以下に形成されたアルミ板で
あるものである。
り、上記金属板が上記基板と同形状で且つ厚さが該基板
の厚さの３０％以上７０％以下に形成されたアルミ板で
あるものである。
【００２０】すなわち、本発明の要点は、石英基板の厚
さの３０％以上７０％以下の厚さのアルミ板を石英基板
に貼り付け、アルミ板と石英ガラスの線膨張率差を利用
して、温度変化時に導波路グレーティング素子に歪みを
発生させ、グレーティングの周期に温度依存性を持たせ
ることにより屈折率の温度変化を相殺させて、温度無依
存の導波路グレーティング素子を実現したことにある。
さの３０％以上７０％以下の厚さのアルミ板を石英基板
に貼り付け、アルミ板と石英ガラスの線膨張率差を利用
して、温度変化時に導波路グレーティング素子に歪みを
発生させ、グレーティングの周期に温度依存性を持たせ
ることにより屈折率の温度変化を相殺させて、温度無依
存の導波路グレーティング素子を実現したことにある。
【００２１】また、本発明が温度無依存を実現するため
のアルミ板の厚さは、以下のようにして求めることがで
きる。
のアルミ板の厚さは、以下のようにして求めることがで
きる。
【００２２】まず、従来のグレーティングのブラッグ波
長の温度依存性は次式で表わされる。
長の温度依存性は次式で表わされる。
【００２３】
【数２】 ｄλBragg ／ｄＴ＝２・Λ・（ｄＮｅｆｆ／
ｄＴ＋Ｎｅｆｆ・α） ここで、Λはグレーティングの周期であり、ここでは約
５３０ｎｍ、Ｎｅｆｆは導波路の等価屈折率で約１．４
５、ｄＮｅｆｆ／ｄＴは導波路の等価屈折率の温度係数
で約１×１０-5、αは導波路の線膨脹係数で５．５×１
０-7である。この時、ｄλBragg ／ｄＴ＝０．０１０６
（ｎｍ／℃）となる。
ｄＴ＋Ｎｅｆｆ・α） ここで、Λはグレーティングの周期であり、ここでは約
５３０ｎｍ、Ｎｅｆｆは導波路の等価屈折率で約１．４
５、ｄＮｅｆｆ／ｄＴは導波路の等価屈折率の温度係数
で約１×１０-5、αは導波路の線膨脹係数で５．５×１
０-7である。この時、ｄλBragg ／ｄＴ＝０．０１０６
（ｎｍ／℃）となる。
【００２４】本発明のグレーティングのブラッグ波長の
温度依存性は、
温度依存性は、
【数２】式に導波路の歪みの温度係数を示す新たな項ｎ
（ｄε／ｄＴ）を加えて次式のように表わせる。
（ｄε／ｄＴ）を加えて次式のように表わせる。
【００２５】
【数３】 ｄλBragg ／ｄＴ＝２・Λ・（ｄＮｅｆｆ／
ｄＴ＋Ｎｅｆｆ・α＋Ｎｅｆｆ・（ｄε／ｄＴ））
ｄＴ＋Ｎｅｆｆ・α＋Ｎｅｆｆ・（ｄε／ｄＴ））
【００２６】ここで、εは導波路の歪みを表わす。
【数３】式から分かるように、次式が成り立つ時に、グ
レーティングのブラッグ波長の温度依存性が０になる。
レーティングのブラッグ波長の温度依存性が０になる。
【００２７】
【数４】 ｄＮｅｆｆ／ｄＴ＋Ｎｅｆｆ・α＝−Ｎｅｆ
ｆ・（ｄε／ｄＴ） 図５に、石英基板に貼り付けたアルミ板の厚さと石英基
板上に形成されたグレーティングの歪みの温度係数ｄε
／ｄＴの関係を示す。
ｆ・（ｄε／ｄＴ） 図５に、石英基板に貼り付けたアルミ板の厚さと石英基
板上に形成されたグレーティングの歪みの温度係数ｄε
／ｄＴの関係を示す。
【００２８】図４に示すように、
【数３】式から、グレーティングの温度依存性を、実用
的な範囲である±０．００１ｎｍ／℃以下にするために
は、歪みの温度係数（−ｄε／ｄＴ）を６．８×１０-6
〜８．１×１０-6にすれば良いことが分かる。すなわ
ち、石英基板に貼り付けるアルミ板の厚さを、温度係数
が６．８×１０-6〜８．１×１０-6になるように、０．
３〜０．７ｍｍに形成する必要のあることが分かる。
的な範囲である±０．００１ｎｍ／℃以下にするために
は、歪みの温度係数（−ｄε／ｄＴ）を６．８×１０-6
〜８．１×１０-6にすれば良いことが分かる。すなわ
ち、石英基板に貼り付けるアルミ板の厚さを、温度係数
が６．８×１０-6〜８．１×１０-6になるように、０．
３〜０．７ｍｍに形成する必要のあることが分かる。
【００２９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
を添付図面に基づいて詳述する。
【００３０】図１（ａ）に本発明にかかる導波路グレー
ティング素子の上平面図を示す。
ティング素子の上平面図を示す。
【００３１】図１（ａ）に示すように、本発明にかかる
導波路グレーティング素子は、波長多重通信路から所定
の波長λk を取り出す、あるいは通信路に加えるといっ
た機能を持つＡｄｄ／Ｄｒｏｐフィルタを実現する石英
系平面光波回路が形成されているものである。
導波路グレーティング素子は、波長多重通信路から所定
の波長λk を取り出す、あるいは通信路に加えるといっ
た機能を持つＡｄｄ／Ｄｒｏｐフィルタを実現する石英
系平面光波回路が形成されているものである。
【００３２】この石英系平面光波回路は、石英基板１上
に、略平行に形成され一端に入力ポート３、他端にＡｄ
ｄポート５を有する導波路８ａと一端にＤｒｏｐポート
４、他端に出力ポート６を有する導波路８ｂ、及びそれ
らの導波路８ａ，８ｂ上の所定の２か所にそれらを通る
光波を合分波できるように形成されたＭＭＩ（Multi-Mo
de Interference ）型３ｄＢカプラ７ａ，７ｂから構成
される対称マッハツエンダ干渉回路と、それらＭＭＩ型
３ｄＢカプラ７ａ，７ｂ間の２本の導波路８ａ，８ｂ上
の同一位置に対称に形成されたグレーティング９ａ，９
ｂとから構成されている。
に、略平行に形成され一端に入力ポート３、他端にＡｄ
ｄポート５を有する導波路８ａと一端にＤｒｏｐポート
４、他端に出力ポート６を有する導波路８ｂ、及びそれ
らの導波路８ａ，８ｂ上の所定の２か所にそれらを通る
光波を合分波できるように形成されたＭＭＩ（Multi-Mo
de Interference ）型３ｄＢカプラ７ａ，７ｂから構成
される対称マッハツエンダ干渉回路と、それらＭＭＩ型
３ｄＢカプラ７ａ，７ｂ間の２本の導波路８ａ，８ｂ上
の同一位置に対称に形成されたグレーティング９ａ，９
ｂとから構成されている。
【００３３】図１（ｂ）にこの導波路グレーティング素
子のＡ−Ａ線断面図を示す。
子のＡ−Ａ線断面図を示す。
【００３４】図１（ｂ）に示すように、さらにこの導波
路グレーティング素子は、温度の上昇に伴ってグレーテ
ィング９に歪みが発生するように、石英基板（クラッ
ド）１ａの裏面に、温度係数が６．８×１０-6〜８．１
×１０-6となる厚さの金属板がＵＶ硬化接着剤により貼
り付けられて設けられている。
路グレーティング素子は、温度の上昇に伴ってグレーテ
ィング９に歪みが発生するように、石英基板（クラッ
ド）１ａの裏面に、温度係数が６．８×１０-6〜８．１
×１０-6となる厚さの金属板がＵＶ硬化接着剤により貼
り付けられて設けられている。
【００３５】この金属板は、アルミ板１０で形成されて
おり、石英基板１ａと同形状で且つ厚さがその石英基板
１ａの厚さの３０％以上７０％以下の厚さで形成されて
いる。
おり、石英基板１ａと同形状で且つ厚さがその石英基板
１ａの厚さの３０％以上７０％以下の厚さで形成されて
いる。
【００３６】次に、この導波路グレーティング素子の製
造方法を説明する。
造方法を説明する。
【００３７】まず、厚さ１ｍｍの石英基板１ａ上に、ス
パッタ法によりＧｅＯ2 −ＳｉＯ2膜を成膜し、その後
にフォトリソグラフィー、反応性イオンエッチング（Ｒ
ＩＥ）により光回路（コア２）パターンを形成し、プラ
ズマＣＶＤ法によりクラッド１ｂを形成する。このよう
にして形成されたコア２とクラッド１ａ，１ｂの比屈折
率差Δは１．５％である。
パッタ法によりＧｅＯ2 −ＳｉＯ2膜を成膜し、その後
にフォトリソグラフィー、反応性イオンエッチング（Ｒ
ＩＥ）により光回路（コア２）パターンを形成し、プラ
ズマＣＶＤ法によりクラッド１ｂを形成する。このよう
にして形成されたコア２とクラッド１ａ，１ｂの比屈折
率差Δは１．５％である。
【００３８】その後、常温水素３００気圧雰囲気中に２
週間放置し、水素を充填する。この光回路が形成された
石英基板を取り出した後、紫外光としてＫｒＦエキシマ
レーザ（波長λ＝２４８ｎｍ）を位相マスクを通して照
射し、グレーティング９ａ，９ｂを形成する。最後に、
厚さ０．５ｍｍのアルミ板１０をＵＶ硬化接着剤によ
り、常温中（２５℃）で、石英基板１ａの裏面に貼り付
ける。
週間放置し、水素を充填する。この光回路が形成された
石英基板を取り出した後、紫外光としてＫｒＦエキシマ
レーザ（波長λ＝２４８ｎｍ）を位相マスクを通して照
射し、グレーティング９ａ，９ｂを形成する。最後に、
厚さ０．５ｍｍのアルミ板１０をＵＶ硬化接着剤によ
り、常温中（２５℃）で、石英基板１ａの裏面に貼り付
ける。
【００３９】次に、作用を説明する。
【００４０】導波路グレーティング素子の入力ポート３
から入力され一方の導波路８ａを通る波長多重光信号
は、３ｄＢカプラ７ａを通ってその光信号に含まれる波
長のうちグレーティング９ａ，９ｂのブラッグ波長に相
当する波長λk のみがＤｒｏｐポート４から出力され、
それ以外の波長の光信号は出力ポート６から出力され
る。また、Ａｄｄポート５からグレーティング９ａ，９
ｂのブラッグ波長に相当する波長の光信号λk が入力さ
れると、３ｄＢカプラ７ｂを通って出力ポート６から出
力される。
から入力され一方の導波路８ａを通る波長多重光信号
は、３ｄＢカプラ７ａを通ってその光信号に含まれる波
長のうちグレーティング９ａ，９ｂのブラッグ波長に相
当する波長λk のみがＤｒｏｐポート４から出力され、
それ以外の波長の光信号は出力ポート６から出力され
る。また、Ａｄｄポート５からグレーティング９ａ，９
ｂのブラッグ波長に相当する波長の光信号λk が入力さ
れると、３ｄＢカプラ７ｂを通って出力ポート６から出
力される。
【００４１】この際、石英基板１の温度が常温（例えば
２５℃）の場合、図１（ｂ）に示したように、導波路グ
レーティング素子は反りがなく、グレーティング９ａ，
９ｂの歪みはほぼ０である。
２５℃）の場合、図１（ｂ）に示したように、導波路グ
レーティング素子は反りがなく、グレーティング９ａ，
９ｂの歪みはほぼ０である。
【００４２】また、石英基板１の温度が２５℃から変化
すると、アルミと石英の線膨脹係数の差からバイメタル
のように導波路グレーティング素子に反りが生じ、高温
（例えば７０℃）の場合、図２に示すように、導波路
（コア２）が矢印１１で示す方向（応力方向）に縮んで
湾曲し、グレーティング９に歪みが発生する。
すると、アルミと石英の線膨脹係数の差からバイメタル
のように導波路グレーティング素子に反りが生じ、高温
（例えば７０℃）の場合、図２に示すように、導波路
（コア２）が矢印１１で示す方向（応力方向）に縮んで
湾曲し、グレーティング９に歪みが発生する。
【００４３】この歪みの発生によりグレーティング９
ａ，９ｂの周期が短くなり、このことによってグレーテ
ィング９ａ，９ｂの温度上昇に伴う屈折率上昇の影響が
相殺され、温度無依存性の導波路グレーティング素子を
実現できる。
ａ，９ｂの周期が短くなり、このことによってグレーテ
ィング９ａ，９ｂの温度上昇に伴う屈折率上昇の影響が
相殺され、温度無依存性の導波路グレーティング素子を
実現できる。
【００４４】以上説明したように、これまでファイバグ
レーティングではすでに実現している消費電力なしでの
温度無依存化を、導波路グレーティング素子はサーキュ
レータが不要、集積性に優れる等の長所があるにもかか
わらず温度安定化のために電力を消費するため実用シス
テムには適用されてこなかったが、本発明により実用シ
ステムへの適用の道が開かれる。
レーティングではすでに実現している消費電力なしでの
温度無依存化を、導波路グレーティング素子はサーキュ
レータが不要、集積性に優れる等の長所があるにもかか
わらず温度安定化のために電力を消費するため実用シス
テムには適用されてこなかったが、本発明により実用シ
ステムへの適用の道が開かれる。
【００４５】次に、本発明と従来例の温度依存性につい
て述べる。
て述べる。
【００４６】本発明と従来例の温度依存性を比較するた
めに、それぞれの導波路グレーティングを製造し、それ
ぞれの出力ポート及びＤｒｏｐポートの波長損失特性を
調べた。その結果を図３（ａ）、図３（ｂ）に示す。
めに、それぞれの導波路グレーティングを製造し、それ
ぞれの出力ポート及びＤｒｏｐポートの波長損失特性を
調べた。その結果を図３（ａ）、図３（ｂ）に示す。
【００４７】図中、点線が温度２５℃の時の特性を、実
線が温度７０℃の時の特性を示している。
線が温度７０℃の時の特性を示している。
【００４８】図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、本
発明にかかる導波路グレーティング素子は、温度２５℃
と７０℃での波長変化は０．０４ｎｍであり、図６に示
した従来例（０．４５ｎｍ）と比較すると１０分の１以
下とすることができた。
発明にかかる導波路グレーティング素子は、温度２５℃
と７０℃での波長変化は０．０４ｎｍであり、図６に示
した従来例（０．４５ｎｍ）と比較すると１０分の１以
下とすることができた。
【００４９】さらに、それらの素子の温度に対する中心
波長（ブラッグ波長）変化を調べた。その結果を図４に
示す。
波長（ブラッグ波長）変化を調べた。その結果を図４に
示す。
【００５０】図４に示すように、従来は温度依存性が
０．０１ｎｍ／℃であったものが、本発明により、温度
依存性が実用上問題の無い範囲と考えられる０．００１
ｎｍ／℃以下になったことが分かる。
０．０１ｎｍ／℃であったものが、本発明により、温度
依存性が実用上問題の無い範囲と考えられる０．００１
ｎｍ／℃以下になったことが分かる。
【００５１】尚、本実施の形態にあっては、アルミ板を
石英基板の裏面に貼り付けたが、クラッドの上（表面）
に貼り付けても良い。
石英基板の裏面に貼り付けたが、クラッドの上（表面）
に貼り付けても良い。
【００５２】また、本実施の形態では、温度２５℃で反
りがなくなるように貼り付けたが、より高温（２５℃以
上）で反りがなくなるように貼り付けて、低温（２５℃
以下）時には導波路が伸びる方向に反るようにしても良
い。
りがなくなるように貼り付けたが、より高温（２５℃以
上）で反りがなくなるように貼り付けて、低温（２５℃
以下）時には導波路が伸びる方向に反るようにしても良
い。
【００５３】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、電力を使
用せずに温度無依存の特性を実現できるので、従来のよ
うに中心波長（ブラッグ波長）の温度安定性を得るため
に、ヒータ、センサ等を取り付けて素子の温度コントロ
ールをする必要がなく、ランニングコストを大巾に低下
できる。
用せずに温度無依存の特性を実現できるので、従来のよ
うに中心波長（ブラッグ波長）の温度安定性を得るため
に、ヒータ、センサ等を取り付けて素子の温度コントロ
ールをする必要がなく、ランニングコストを大巾に低下
できる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す図であり、（ａ）
は上平面図、（ｂ）は温度２５℃でのＡ−Ａ線断面図で
ある。
は上平面図、（ｂ）は温度２５℃でのＡ−Ａ線断面図で
ある。
【図２】図１に示した導波路グレーティング素子の温度
が７０℃の時のＡ−Ａ線断面図である。
が７０℃の時のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態の波長損失特性を示して
おり、（ａ）は出力ポート、（ｂ）はＤｒｏｐポートに
おける特性を示す図である。
おり、（ａ）は出力ポート、（ｂ）はＤｒｏｐポートに
おける特性を示す図である。
【図４】本発明にかかる導波路グレーティング素子と従
来例の中心波長の温度依存性を示す図である。
来例の中心波長の温度依存性を示す図である。
【図５】石英基板にアルミ板を貼り付けた時のアルミ板
厚と石英基板上の導波路グレーティングの歪み量との関
係を示すものである。
厚と石英基板上の導波路グレーティングの歪み量との関
係を示すものである。
【図６】従来例を示す図であり、（ａ）は上平面図、
（ｂ）は（ａ）に示した導波路グレーティング素子のＡ
−Ａ線断面図である。
（ｂ）は（ａ）に示した導波路グレーティング素子のＡ
−Ａ線断面図である。
【図７】従来例に、その使用時に必要な温度管理を行う
ための装置が設けられた図である。
ための装置が設けられた図である。
【図８】従来例の波長損失特性を示しており、（ａ）は
出力ポート、（ｂ）はＤｒｏｐポートにおける特性を示
す図である。
出力ポート、（ｂ）はＤｒｏｐポートにおける特性を示
す図である。
１ 石英基板 ９，９ａ，９ｂ グレーティング １０ アルミ板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 忍 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 本郷 晃史 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 Ｆターム(参考） 2H047 KA04 KA12 KB04 LA02 LA19 PA04 PA21 PA24 QA04 QA07 TA00
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上の導波路にグレーティングが形成
された導波路グレーティング素子において、上記グレー
ティングのブラッグ波長の温度依存性が０．００１ｎｍ
／℃以下となるように、上記基板に歪みを発生させる金
属板を貼り付けたことを特徴とする導波路グレーティン
グ素子。 - 【請求項２】 上記基板が石英であり、上記金属板が上
記基板と同形状で且つ厚さが該基板の厚さの３０％以上
７０％以下に形成されたアルミ板である請求項１記載の
導波路グレーティング素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26235899A JP2001083345A (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | 導波路グレーティング素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26235899A JP2001083345A (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | 導波路グレーティング素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001083345A true JP2001083345A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17374641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26235899A Pending JP2001083345A (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | 導波路グレーティング素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001083345A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6993232B2 (en) | 2001-10-10 | 2006-01-31 | Nec Corporation | Waveguide type optical device and manufacturing method thereof |
-
1999
- 1999-09-16 JP JP26235899A patent/JP2001083345A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6993232B2 (en) | 2001-10-10 | 2006-01-31 | Nec Corporation | Waveguide type optical device and manufacturing method thereof |
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