JP2001264708A - 光導波路付光学装置及びその製造方法 - Google Patents

光導波路付光学装置及びその製造方法

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JP2001264708A JP2000070239A JP2000070239A JP2001264708A JP 2001264708 A JP2001264708 A JP 2001264708A JP 2000070239 A JP2000070239 A JP 2000070239A JP 2000070239 A JP2000070239 A JP 2000070239A JP 2001264708 A JP2001264708 A JP 2001264708A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 波長平坦性が優れると共に低消費電力化を図
った可変光減衰機能を有する光導波路付光学装置を提供
することである。 【解決手段】 光導波路付光学装置は直列接続された第
１及び第２マッハ・ツェンダ構造光干渉装置を含んでい
る。第１マッハ・ツェンダ構造光干渉装置の一対の干渉
用光導波枝は伝搬光の位相がπずれるような長さに形成
されている。長い方の干渉用光導波枝に第１ヒータが搭
載されている。第２マッハ・ツェンダ構造光干渉装置の
一対の干渉用光導波枝はその長さが等しく形成されてお
り、一方の干渉用光導波枝に第２ヒータが搭載されてい
る。初期状態として、第２ヒータに初期電気エネルギー
を与えておき、第１ヒータに与える電気エネルギーを増
加させるときには同時に第２ヒータに与えるエネルギー
を減じ、第１ヒータに与える電気エネルギーを減少させ
るときには第２ヒータに与えるエネルギーを増加させる
ように第１及び第２ヒータを制御する。これにより、波
長平坦性に優れた低消費電力の可変光減衰機能を有する
光導波路付光学装置が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に可変光減
衰機能を有する光導波路付光学装置、特に、光導波回路
を透過する光の減衰を電気的に制御可能な光導波路付光
学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第５，９５６，４３７号（特開
平１１−２４９０８９号）には、第１のマッハ・ツェン
ダ構造光干渉装置と第２のマッハ・ツェンダ構造光干渉
装置とを直列接続した電気制御可能型光減衰器が開示さ
れている。
【０００３】第１のマッハ・ツェンダ構造光干渉装置の
一対の光導波枝のうち一方の光導波枝は他方の光導波枝
よりも長く形成されており、同様に第２のマッハ・ツェ
ンダ構造光干渉装置の一対の光導波枝のうち一方の光導
波枝は他方の光導波枝よりも長く形成されている。
【０００４】第１のマッハ・ツェンダ構造光干渉装置の
長い方の光導波枝に位相制御手段が設けられており、第
２のマッハ・ツェンダ構造光干渉装置の短い方の光導波
枝に位相制御手段が設けられている。一般的に長い方の
光導波枝は、ここを通過する光の位相が短い方の光導波
枝を通過する光の位相に比べてπ又は２πだけ遅延する
ように構成されている。
【０００５】位相遅延量がπに設定されているとき、位
相制御手段による位相遅延量が零のとき最大の減衰量
が、即ち最大の損失が得られ、位相制御手段による位相
遅延量がπのとき最小の減衰量が、即ち最小の損失が得
られる。
【０００６】位相遅延量が２πに設定されているときに
は、位相制御手段による位相遅延量が零のとき最小の減
衰量、即ち最小の損失が得られ、位相制御手段による位
相遅延量がπのとき、最大の減衰量が、即ち最大の損失
が得られる。
【０００７】光導波枝には石英が用いられ、位相制御手
段には電気ヒータが用いられている。電気ヒータに注入
する電力を増加させると電気ヒータが搭載された光導波
枝の温度が上昇し、屈折率が高くなる。
【０００８】その結果、電気ヒータを搭載した光導波枝
を通過する光の位相遅延量は大きくなり、初期位相遅延
量がπに設定されているとき減衰量が低減する。一方、
初期位相遅延量が２πに設定されているときには、減衰
量が増加する。
【０００９】この特許に記載された電気制御可能型光減
衰器では、第１及び第２のマッハ・ツェンダ構造光干渉
装置の減衰特性が加算され、波長平坦性に優れた光減衰
器が実現される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】位相制御手段にヒータ
を用いる場合、各々のヒータに最大５００ｍW程度（２
つの総和は約１Ｗ）の電力を注入したとき位相がπ変化
し、減衰量を最小から最大まで制御できる。
【００１１】米国特許第５，９５６，４３７号に記載さ
れた光減衰器では、各ヒータにほぼ同量のエネルギーを
注入して減衰量を制御するため、減衰量による注入パワ
ーの変化が大きくなる。その結果、装置全体の発熱量変
化が大きくなる。
【００１２】発熱量の変化が大きいと、当該減衰器及び
その周辺装置の温度が変化しやすくなる。このように上
記米国特許に記載された光減衰器は、減衰量の変化によ
り温度が変化しやすい欠点がある。
【００１３】また、波長分割多重（ＷＤＭ）通信におい
て、複数の光源のパワーを一定化（イコライズ）するイ
コライザとして可変光減衰器が使用される。この場合、
各々の光源の後段に可変光減衰器を配置し、最も光パワ
ーが小さい光源に対する減衰量を零とし、それよりパワ
ーが大きい光源を減衰させてパワーをイコライズする。
このように可変光減衰器をイコライザとして使用する場
合、比較的損失が小さい領域で使用される。
【００１４】上記米国特許に記載された電気制御可能型
光減衰器の場合、損失が最も小さくなるのはヒータに入
力するパワーが最大のときである。よって、この光減衰
器をイコライザとして使用する場合には、ほぼ最大消費
電力となるような動作領域で動作させることになる。例
えば、３２チャネルのＷＤＭ通信のイコライザとして使
用する場合、最大消費電力が約３２Ｗとなる。
【００１５】よって、本発明の目的は、低消費電力化を
測った減衰量を電気制御可能な光導波路付光学装置を提
供することである。
【００１６】本発明の他の目的は、減衰量による発熱量
の変化の低減を図った減衰量を電気制御可能な光導波路
付光学装置を提供することである。
【００１７】本発明の更に他の目的は、光導波路付光学
装置の製造方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明によると、第１入
力用光導波路と、該第１入力用光導波路に光学的に直列
接続された第１入力用３ｄＢ光カプラーと、該第１入力
用３ｄＢ光カプラーの前記第１入力用光導波路とは反対
の側にそれぞれ光学的に直列接続された第１干渉用光導
波枝及び該第１干渉用光導波枝より長さの短い第２干渉
用光導波枝と、該第１及び第２干渉用光導波枝に光学的
に直列接続された第１出力用３ｄＢ光カプラーと、該第
１出力用３ｄＢ光カプラーの前記第１及び第２干渉用光
導波枝とは反対の側に光学的に直列接続された第１出力
用光導波路とを含む第１マッハ・ツェンダ構造光干渉装
置と；第２入力用光導波路と、該第２入力用光導波路に
光学的に直列接続された第２入力用３ｄＢ光カプラー
と、該第２入力用３ｄＢ光カプラーの前記第２入力用光
導波路とは反対の側にそれぞれ光学的に直列接続された
第３及び第４干渉用光導波枝と、該第３及び第４干渉用
光導波枝に光学的に直列接続された第２出力用３ｄＢ光
カプラーと、該第２出力用３ｄＢ光カプラーの前記第３
及び第４干渉用光導波枝とは反対の側に光学的に直列接
続された第２出力用光導波路とを含む第２マッハ・ツェ
ンダ構造光干渉装置と；前記第１干渉用光導波枝上に設
けられた第１位相制御手段と；前記第３及び第４干渉用
光導波枝のいずれか一方に設けられた第２位相制御手段
とを具備し；ｎを零を含む正の整数とするとき、前記第
３及び第４干渉用光導波枝を通過する所定の波長の光の
位相差が２ｎπとなるように該第３及び第４干渉用光導
波枝の長さが調節されており；前記第１及び第２マッハ
・ツェンダ構造光干渉装置は光学的に直列接続されてい
ることを特徴とする光導波路付光学装置が提供される。
【００１９】ｎを零を含む正の整数、αを零に等しいか
大きく且つ１より小さい数とするとき、第１及び第２干
渉用光導波枝の長さの差が、各々の光導波枝を通過する
所定の波長の光の位相差が（２ｎ＋１＋α）πとなるよ
うに調節されている。好ましくは、第１位相制御手段は
第１電熱素子から構成され、第２位相制御手段は第２電
熱素子から構成される。
【００２０】好ましくは、光導波路付光学装置は第１電
熱素子を駆動する第１駆動回路と、第２電熱素子を駆動
する第２駆動回路と、第１及び第２駆動回路を制御する
コントローラを更に含んでいる。
【００２１】第２駆動回路を駆動して、第２電熱素子に
予め所定の初期電気エネルギーを与えておくようにコン
トローラが制御する。コントローラは更に、第１電熱素
子に与える電気エネルギーを増加させるときには同時に
第２電熱素子に与える電気エネルギーを減少させ、第１
電熱素子に与える電気エネルギーを減少させるときには
同時に第２電熱素子に与える電気エネルギーを増加させ
るように制御する。
【００２２】好ましくは、第１電熱素子に与えられる電
気エネルギーの増加量が、当該第１電熱素子に与える電
気エネルギーの増加と同時に第２電熱素子から減じられ
る電気エネルギーの減少量と同じであるように制御す
る。
【００２３】代替案として、第１電熱素子に与えられる
電気エネルギーの増加量が、当該第１電熱素子に与える
電気エネルギーの増加と同時に第２電熱素子から減じら
れる電気エネルギーの減少量よりも大きくなるように制
御する。
【００２４】本発明によると、波長平坦性が改善される
とともに、２つの電熱素子に供給される電力の総和は従
来例に比較して小さくなる。更に、２つの電熱素子に供
給される電力の和の変化も従来例に比較して小さくなる
ので、可変光減衰機能を有する光導波路付光学装置全体
の発熱量の変化が小さくなる。
【００２５】本発明の可変光減衰機能を有する光導波路
付光学装置をＷＤＭ通信のイコライザとして使用する場
合、一般的に最小消費電力となるような動作領域で動作
させるため、低消費電力化を測ることができる。
【００２６】本発明の他の側面によると、第１入力用光
導波路と、該第１入力用光導波路に光学的に直列接続さ
れた第１入力用３ｄＢ光カプラーと、該第１入力用３ｄ
Ｂ光カプラーの前記第１入力用光導波路とは反対の側に
それぞれ光学的に直列接続された第１干渉用光導波枝及
び該第１干渉用光導波枝より長さの短い第２干渉用光導
波枝と、該第１及び第２干渉用光導波枝に光学的に直列
接続された第１出力用３ｄＢ光カプラーと、該第１出力
用３ｄＢ光カプラーの前記第１及び第２干渉用光導波枝
とは反対の側に光学的に直列接続された第１出力用光導
波路とを含む第１マッハ・ツェンダ構造光干渉装置と；
第２入力用光導波路と、該第２入力用光導波路に光学的
に直列接続された第２入力用３ｄＢ光カプラーと、該第
２入力用３ｄＢ光カプラーの前記第２入力用光導波路と
は反対の側にそれぞれ光学的に直列接続された第３及び
第４干渉用光導波枝と、該第３及び第４干渉用光導波枝
に光学的に直列接続された第２出力用３ｄＢ光カプラー
と、該第２出力用３ｄＢ光カプラーの前記第３及び第４
干渉用光導波枝とは反対の側に光学的に直列接続された
第２出力用光導波路とを含む第２マッハ・ツェンダ構造
光干渉装置と；前記第２干渉用光導波枝上に設けられた
第１位相制御手段と；前記第３及び第４干渉用光導波枝
のいずれか一方に設けられた第２位相制御手段とを具備
し；ｍを零を含まない正の整数とするとき、前記第１及
び第２干渉用光導波枝を通過する所定の波長の光の位相
差が２mπとなるように該第１及び第２観賞用光導波枝
の長さが調節されており；ｎを零を含む正の整数をする
とき、前記第３及び第４干渉用光導波枝を通過する前記
所定の波長の光の位相差が２ｎπとなるように該第３及
び第４干渉用光導波枝の長さが調節されており；前記第
１及び第２マッハ・ツェンダ構造光干渉装置は光学的に
直列接続されていることを特徴とする光導波路付光学装
置が提供される。
【００２７】本発明の更に他の側面によると、光導波路
付光学装置の製造方法であって、基板上にアンダークラ
ッドを一様に形成し；前記アンダークラッド上にコア層
を一様に形成し；前記コア層をエッチングしてコア及び
該コアより幅の広いコア台座を該コアに連続して形成
し；前記アンダークラッド上に前記コア及びコア台座を
覆うようにオーバークラッドを一様に形成し；エッチン
グにより前記コア台座上の前記オーバークラッド、前記
コアの一部、前記コア台座及び前記アンダークラッドの
一部を除去して光部品搭載面を形成するとともに前記コ
アの端面を露出させ；前記コアの端面に光結合するよう
に前記光部品搭載面上に光部品を搭載する；各スキップ
からなることを特徴とする光導波路付光学装置の製造方
法が提供される。
【００２８】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明第１実
施形態の光導波路付光学装置の平面図が示されている。
本実施形態の光導波路付光学装置は、第１マッハ・ツェ
ンダ構造光干渉装置１００と第２マッハ・ツェンダ構造
光干渉装置２００を直列接続して構成される。
【００２９】第１入力用光導波路１０１に第１入力用３
ｄＢ光分岐、又は光カプラー１０２が光学的に接続され
ており、第１入力用３ｄＢ光カプラー１０２の第１入力
用光導波路１０１と反対側には第１及び第２干渉用光導
波枝１１０，１２０が光学的に接続されている。
【００３０】第１、第２干渉用光導波枝１１０，１２０
の他端は第１出力用３ｄＢ光カプラー１０４に光学的に
接続されている。第１出力用３ｄＢ光カプラー１０４の
第１、第２干渉用光導波枝１１０，１２０と反対側には
第１出力用光導波路１０５が光学的に接続されている。
【００３１】第１干渉用光導波枝１１０は第２干渉用光
導波枝１２０より長く形成されている。通常、使用波長
に対してπだけ位相がずれるように第１及び第２干渉用
光導波枝１１０，１２０の長さが設定されている。
【００３２】または、ｎを零を含む正の整数、αを零に
等しいか大きく且つ１より小さい数とするとき、第１及
び第２干渉用光導波枝１１０，１２０を通過する所定の
波長の光の位相差が（２ｎ＋１＋α）πとなるように第
１及び第２干渉用光導波枝１１０，１２０の長さが調節
されている。
【００３３】第１出力用導波路１０５は第２入力用光導
波路２０１に光学的に接続されている。または、第１出
力用光導波路１０５は第２入力用光導波路２０１と同じ
ものである。
【００３４】第２入力用光導波路２０１は第２マッハ・
ツェンダ構造光干渉装置２００の第２入力用３ｄＢ光カ
プラー２０２に光学的に接続されている。第２入力用３
ｄＢ光カプラー２０２の第２入力用光導波路２０１と反
対側には第３、第４干渉用光導波枝２１０，２２０が光
学的に接続されている。
【００３５】第３、第４干渉用光導波枝２１０，２２０
の他端は第２出力用光カプラー２０４に光学的に接続さ
れている。第２出力用光カプラー２０４の第３、第４干
渉用光導波枝２１０，２２０の反対側には第２出力用光
導波路２０５が光学的に接続されている。
【００３６】一般的に第３、第４干渉用光導波枝２１
０，２２０は同一の長さに形成されている。または、ｎ
を０を含む正の整数とするとき、第３及び第４干渉用光
導波枝２１０，２２０を通過する所定の波長の光の位相
差が２ｎπとなるように第３及び第４干渉用光導波枝２
１０，２２０の長さが調節されている。
【００３７】第１干渉用光導波枝１１０の上には第１制
御手段である第１ヒータ１０３が設けられている。第１
ヒータ１０３は配線パターン１０７により駆動回路１３
０に接続されている。
【００３８】第３干渉用光導波枝２１０の上には第２位
相制御手段である第２ヒータ２０３が設けられている。
第２ヒータ２０３は配線パターン２０７により駆動回路
２３０に接続されている。
【００３９】駆動回路１３０，２３０はコントローラ１
４０により制御される。コントローラ１４０は例えばマ
イクロ・プロセッサ・ユニット（ＭＰＵ）から構成され
る。
【００４０】第２マッハ・ツェンダ構造光干渉装置２０
０の第３、第４干渉用光導波枝２１０，２２０は互いに
長さが等しいので、第２ヒータ２０３は第４干渉用光導
波枝２２０上に搭載されても良い。
【００４１】第２出力用光導波路２０５にはモニタ用光
カプラー（光分岐）３０１が光学的に接続されている。
３０２は分岐されたモニタ光を導く光導波路である。フ
ォトダイオード搭載部３００はコア台座３０３を有して
いる。コア台座３０３はフォトダイオード搭載面３０５
を画成しており、フォトダイオード搭載面３０５上にフ
ォトダイオード４００が搭載されている。
【００４２】図２の断面図を参照すると、光導波路６０
０は基板６１０と、クラッド６２０と、クラッド６２０
中に埋め込まれた入力用光導波路（コア）１０１、複数
の高さ調節層５００を含んでいる。
【００４３】基板６１０はシリコン基板から形成され、
光導波路６００のコア（１０１及び５００）及びクラッ
ド６２０はシリコン基板６１０上にＣＶＤ法で形成した
石英から構成される。例えば、コア１０１とクラッド６
２０で形成される光導波路の有効屈折率は１．４６であ
る。
【００４４】第１及び第２ヒータ１０３，２０３は幅４
０μｍ、厚さ０．３μｍ〜０．５μｍのクローム薄膜か
ら形成される。配線パターン１０７，２０７は金の薄膜
から形成されている。
【００４５】第１及び第２干渉用光導波枝１１０，１２
０を構成する要素枝の構成を図３に例示する。要素枝１
１１，１１３，１１５及び１１７は図３に示すように曲
率半径Ｒ、回転角βの円弧で構成される。具体的な値は
例えばＲが２０ｍｍ、βが０．０８２６ラジアンであ
る。
【００４６】要素枝１１２と１１６はそれぞれ要素枝１
１１と１１３及び１１５と１１７を接続する左右方向の
（水平な軸に投影した）長さがＬｘの直線である。Ｌｘ
は例えば７８μｍである。
【００４７】このとき第１干渉用光導波枝１１０の光路
長は第２干渉用光導波枝１２０に比べて約０．７８μｍ
長くなる。尚、直線要素枝１１２と１１６は円弧要素枝
１１１，１１３，１１５及び１１７の接線となるように
位置関係が設定されている。要素枝１１４は直線であ
る。
【００４８】第２干渉用光導波枝１２０は要素枝１２
１，１２２，１２３，１２４及び１２５を含んでいる。
要素枝１２１，１２２，１２４及び１２５は曲率半径
Ｒ、回転各βの円弧で構成される。要素枝１２３は直線
である。
【００４９】第２干渉用光導波枝１２０は直線の要素枝
１１２及び１１６に相当する部分がない構造であるの
で、直線要素枝１１２及び１１６による長さの増加分Δ
Ｌは２×ｎ×ＬX×｛（１／ｃｏｓβ）−１｝になる。
【００５０】ｎは干渉用光導波枝１１０，１２０の屈折
率である。例えば、ｎ＝１．４６、β＝０．０８２６ラ
ジアンとすれば、ΔＬはＬｘの約１００分の１になる。
よって、Ｌｘを１μｍピッチで設定するだけで、０．０
１μｍの精度で光路長差を設定することができる。
【００５１】尚、角度βをこれより小さくすれば、より
微小な長さの差の設定が可能になる。逆に角度βを大き
くすれば、粗い長さの差の設定が可能になる。本実施形
態ではこのように第１及び第２干渉用光導波枝１１０，
１２０を複数の要素枝から構成することにより、微小な
光路長差の設定が容易になる。
【００５２】第２マッハ・ツェンダ構造光干渉装置２０
０の第３及び第４干渉用光導波枝２１０，２２０は同一
構成である。即ち、第３干渉用光導波枝２１０は直線要
素枝２１３と曲率半径Ｒ、回転角βの要素枝２１１，２
１２，２１４及び２１５から構成される。
【００５３】同様に、第４干渉用光導波枝２２０は直線
要素枝２２３と曲率半径Ｒ，回転角βの円弧である要素
枝２２１，２２２，２２４及び２２５から構成される。
【００５４】上述したように要素枝１２３，２１３及び
２２３は直線であり、その長さは例えばヒータ１０３，
２０３の長さが４ｍｍのとき４．６ｍｍである。要素枝
１１４も直線であり、その長さは要素枝１２３の長さか
らＬｘの２倍を差し引いた長さに等しく、例えばＬｘが
７８μｍのとき、４４４４μｍである。
【００５５】第１マッハ・ツェンダ構造干渉装置１００
の第１干渉用光導波枝１１０は第２干渉用光導波枝１２
０よりも着目波長に対して位相πだけ長いものを用い、
第２マッハ・ツェンダ構造光干渉装置２００の干渉用光
導波枝２１０，２２０は互いに長さが等しいものを用い
るものとする。
【００５６】コントローラ１４０で駆動回路２３０を制
御して、第２ヒータ２０３には予め位相差πを与えるだ
けの電力Ｐ０を注入しておく、このとき第１ヒータ１０
３への注入電力は０である。このとき着目する波長λ０
の光に対する減衰量は最大である。
【００５７】減衰量を低減するには、第１ヒータ１０３
にＰ１の電力を加え、第２ヒータ２０３に注入する電力
をＰ１だけ減ずる。注入パワーに応じて干渉用光導波枝
１１０，１２０，２１０，２２０を通過した光の位相が
変化し、減衰量が変化する。
【００５８】図４に図１に示した光導波路付光学装置
（光減衰器）の波長と減衰量（透過損失）の関係を示
す。
【００５９】図４中の線（ａ）は、着目波長λ０におい
て、第１干渉用光導波枝１１０が第２干渉用光導波枝１
２０よりも着目波長に対して位相πだけ長い第１マッハ
・ツェン構造干渉装置１００の透過損失スペクトルであ
り、線（ｆ）は干渉用光導波枝２１０，２２０の長さが
等しい第２マッハ・ツェンダ構造干渉装置２００の透過
損失スペクトルである。
【００６０】線（ｆ）の損失の大きさは、２つの３ｄＢ
カプラー２０２、２０４の過剰損失と干渉用光導波枝２
１０，２２０の伝搬損失の和に等しい。
【００６１】ここに第２ヒータ２０３にＰ０のパワーを
加えると、第２マッハ・ツェンダ構造干渉装置２００の
透過損失スペクトルは線（ａ）に等しくなる。このとき
光減衰器全体の透過損失スペクトルは、第１マッハ・ツ
ェンダ構造干渉装置１００の透過損失スペクトルと第２
マッハ・ツェンダ構造干渉装置２００の透過損失スペク
トルの和となり、線（ｂ）で示される。
【００６２】次に、第１ヒータ１０３に加えるパワーを
Ｐ１増加させると、第１マッハ・ツェンダ構造干渉装置
１００の透過損失スペクトルは線（ｃ）になり、第２ヒ
ータ２０３に加えるパワーをＰ１低減させると、第２マ
ッハ・ツェンダ構造干渉装置２００の透過損失スペクト
ルは線（ｄ）になる。
【００６３】直列に接続された２つのマッハ・ツェンダ
構造干渉装置１００，２００の透過損失スペクトルは、
線（ｃ）と線（ｄ）の和、即ち線（ｅ）になる。線
（ｅ）はλ０近傍において、線（ｃ）又は線（ｄ）に比
較して波長平坦性が優れている。
【００６４】このとき、第１ヒータ１０３に供給される
電力と第２ヒータ２０３に供給される電力の和は常にＰ
０に等しい。その結果、減衰量による発熱量の変化がな
い光減衰器が実現できる。
【００６５】図５は第１ヒータ１０３に加えるパワー及
び第２ヒータ２０３から減ずるパワー（いずれもＰ１）
を横軸に取り、縦軸に波長λ０（例えば１．５６μｍ）
に対する光導波路付光学装置（光減衰器）の減衰量をプ
ロットしたものである。図５から明らかなように、パワ
ーＰ１により減衰量を制御できることが分かる。
【００６６】本実施形態の光導波路付光学装置は初期パ
ワーとして第２ヒータ２０３にＰ０（０．５Ｗ）の電力
を加えておき、制御時に第１ヒータ１０３にＰ１のパワ
ーを加え、同時に第２ヒータ２０３からＰ１のパワーを
差し引くので、トータルの消費電力はＰ０（＝０．５
Ｗ）で一定である。
【００６７】消費電力が一定なので発熱量も一定とな
り、温度調節が容易になる。更に米国特許５，９５６，
４３７号に記載された光減衰器では、消費電力が最大１
Ｗになるのに対して、本実施形態によれば消費電力は
０．５Ｗまで低減される効果が得られる。
【００６８】図５に示した減衰特性は特定波長のみに限
られるものではなく、例えば図４のλS〜λLの間の波長
に着目すると、この波長範囲内では平坦な波長特性を有
する可変光減衰器として機能する。
【００６９】図６にλSを１．５２５μｍ、λLを１．６
０８μｍにしたときの透過損失スペクトルを示す。図６
で線（ａ）は第１ヒータ１０３のパワーが小で、第２ヒ
ータ２０３のパワーが大のときの透過損失スペクトルを
示しており、線（ｄ）は第１ヒータ１０３のパワーが大
で、第２ヒータ２０３のパワーが小のときの透過損失ス
ペクトルを示している。線（ｂ）及び線（ｃ）は第１及
び第２ヒータ１０３，２０３に加えるパワーが中間程度
のときの透過損失スペクトルをそれぞれ示している。
【００７０】図７は加算平均中心波長（＝１．５６５μ
ｍ）の損失に対する相対損失を示すグラフである。線
（ａ）〜線（ｄ）は図６の条件に対応している。損失が
大きいほど波長依存性も大きくなるが、その最大値はお
よそ０．９ｄＢである。
【００７１】図５において、制御に必要な最大減衰量が
小さい場合、例えば最大減衰量を２０ｄＢにする場合に
は、第１マッハ・ツェンダ構造干渉装置１００の第１及
び第２干渉用光導波枝１１０，１２０の長さの差を、例
えば０．１Ｗのパワーを加えた場合に相当するだけ増加
させ、且つ第２マッハ・ツェンダ構造干渉装置２００に
加える初期パワーを少し減じても、例えば０．４Ｗまで
減じても良い。
【００７２】第１マッハ・ツェンダ構造干渉装置１００
の第１及び第２干渉用光導波枝１１０，１２０の長さの
差を、例えば０．１Ｗのパワーを加えた場合に相当する
だけ少しだけ増加させるには、例えば図３のＬｘを９
１．２μｍまで長くすれば良い。このとき、第１及び第
２干渉用光導波枝１１０，１２０の光路長差は０．９１
２μｍになる。
【００７３】即ち、ｎをゼロを含む正の整数、αをゼロ
に等しいか大きく且つ１より小さい数とするとき、第１
マッハ・ツェンダ構造干渉装置１００の第１及び第２干
渉用光導波枝１１０，１２０の長さの差を、所定の波長
（本実施形態では１．５６μｍ）の光の位相差が（２ｎ
＋１＋α）πになるように設定する。本実施形態ではα
は０．２である。
【００７４】第１マッハ・ツェンダ構造干渉装置１００
の第１及び第２干渉用光導波枝１１０，１２０の光路長
の差を０．９１２μｍにしたときの、第１及び第２ヒー
タ１０３，２０３に加えるパワーと減衰量の関係を図８
に示す。このとき第１及び第２ヒータ１０３，２０３の
トータルの消費電力は０．４Ｗになり、消費電力が０．
１Ｗ低減されることが分かる。
【００７５】次に、第１ヒータ１０３に注入する電力量
を第２ヒータ２０３から減ずる電力量よりやや多くする
と、波長平坦性が最良になる。この理由を図９を用いて
説明する。
【００７６】図９は第１ヒータ１０３に注入する電力量
を第２ヒータ２０３から減ずる電力量よりやや多くした
場合の、第１マッハ・ツェンダ構造干渉装置１００、第
２マッハ・ツェンダ構造干渉装置２００及び２つの干渉
装置１００，２００を直列接続した場合の透過損失スペ
クトルを示すものである。
【００７７】図９において、線（ａ）は第１ヒータ１０
３に加えるパワーが零であり、第２ヒータ２０３に加え
るパワーがＰ０（位相差πを与えるパワー）のときの第
１及び第２マッハ・ツェンダ構造干渉装置１００及び２
００の透過損失スペクトルである。
【００７８】線（ｄ）は第２ヒータ２０３に加える電力
をＰ０からＰ２だけ減じたときの第２マッハ・ツェンダ
構造干渉装置２００の透過損失スペクトルであり、線
（ｃ）は第１ヒータ１０３にＰ１のパワーを加えたとき
の第１マッハ・ツェンダ構造干渉装置１００の透過損失
スペクトルである。
【００７９】線（ｅ）は第１及び第２マッハ・ツェンダ
構造干渉装置１００，２００を直列接続した場合の透過
損失スペクトルである。Ｐ１＝Ｐ２の場合は図４の線
（ｅ）のようになり、波長λSとλLに着目すると、長波
長側の減衰量が大きくなる。
【００８０】一方Ｐ１＞Ｐ２にし、その差を適切な値に
調節すると、波長λSとλLに着目したとき、図９の線
（ｅ）のように左右対称な減衰スペクトルになる。よっ
て、Ｐ１＝Ｐ２の場合に比較して波長平坦性が改善され
る。
【００８１】このように第１ヒータ１０３に注入する電
力量を第２ヒータ２０３から減ずる電力量よりやや多く
した場合にも、２つのヒータ１０３，２０３に供給され
る電力量の和の変化は米国特許第５，９５６，４３７号
に開示された光減衰器に比較して小さいので、光減衰器
全体の発熱量の変化が小さくなる効果を生ずる。
【００８２】図１０の線（ａ）は第１ヒータ１０３に加
えるパワーを第２ヒータ２０３から減ずるパワーより大
きくした場合の、パワー配分の例を示している。線
（ｂ）は第１ヒータ１０３に加えるパワーがＰ１、第２
ヒータ２０３に加えるパワーがＰ０−Ｐ１の場合（Ｐ０
＝０．５Ｗ）である。このとき、図６に示す透過損失ス
ペクトルになる。
【００８３】線（ａ）は、屈折率が１のときの第１マッ
ハ・ツェンダ構造干渉装置１００の第１干渉用光導波枝
１１０の長さを第２干渉用光導波枝１２０の長さより
も、１．５６５９５μｍの２分の１だけ長く設定した場
合に、波長平坦性改善のために選定したパワー配分であ
る。
【００８４】図１１は図１０のパワー配分になるように
第１及び第２ヒータ１０３，２０３に加えるパワーを変
化させたときの透過損失スペクトルである。線（ａ）〜
線（ｄ）は図６の条件に対応する。
【００８５】図１２は加算平均中心波長（＝１．５６５
μｍ）の損失に対する相対損失を示すグラフである。図
７に比べて平坦化されていることが分かる。
【００８６】一例として、図９のλSを１．５２５μ
ｍ、λLを１．６０８μｍ、中心波長をλSとλLの相乗
平均（＝１．５６５９５μｍ）に選び、第１マッハ・ツ
ェンダ構造干渉装置１００の第１及び第２干渉用光導波
枝１１０，１２０の光路長の差が中心波長の１／２（＝
０．７８２９２９７５μｍ）になるようにＬｘを７８．
２９７５μｍに選定した。
【００８７】このとき、中心波長におけるマッハ・ツェ
ンダ構造干渉装置１００，２００の減衰量の波長微分の
和が零になるように第１ヒータ１０３と第２ヒータ２０
３に加えるパワーを求めれば、図１０の線（ａ）に示す
関係が得られる。
【００８８】図１３は図１０に示したケースでの透過損
失と総合消費電力の関係を示すグラフである。図１０の
線（ａ）に示す場合（消費電力０．５Ｗで一定）に比べ
やや消費電力が上昇するが、上述した従来例（最大消費
電力１Ｗ）に比べると低消費電力化される。
【００８９】図１４はヒータに加えるパワー配分の更に
他の例を示すグラフである。図１４の線（ａ）は、屈折
率が１のときの第１マッハ・ツェンダ構造干渉装置１０
０の第１干渉用光導波枝１１０の長さを第２干渉用光導
波枝１２０の長さよりも、１．９５２７μｍの２分の１
だけ長く設定した場合に、波長平坦性改善のために選定
したパワー配分である。
【００９０】この場合の第１ヒータ１０３に加えるパワ
ーがゼロのときの状態が、図１０の線（ａ）の場合の第
１ヒータ１０３に０．１５Ｗのパワーを加えた場合に相
当する。よって、消費電力が低下する。
【００９１】図１５は図１４に示したケースでの透過損
失と総合消費電力の関係を示すグラフである。図１３の
グラフと比較すると明らかなように、最大パワーが約
０．１２ｍＷ低減されていることが分かる。
【００９２】次に、ｎを零を含む正の整数、αを零に等
しいか大きく、且つ１より小さい数として、第１マッハ
・ツェンダ構造干渉装置１００の第１干渉用光導波枝１
１０を第２干渉用光導波枝１２０よりも着目波長に対し
て位相（２ｎ＋１＋α）π相当だけ長くすると、減衰量
を所望の値から最小値まで或いは所望の値から最大値ま
で変化させるのに要する最大消費電力を低減することが
可能になる。この理由を図１６を用いて説明する。
【００９３】図１６は第１実施形態の透過損失スペクト
ルの更に他の例を示す図である。図１６において、線
（ａ１）は第１干渉用光導波枝１１０を第２干渉用光導
波枝１２０よりも着目波長に対して位相π＋φ１相当だ
け長くした第１マッハ・ツェンダ構造干渉装置１００に
おいて、第１ヒータ１０３に加える電力がゼロのときの
透過損失スペクトルである。
【００９４】線（ａ２）は干渉用光導波枝２１０，２２
０の長さが等しいマッハ・ツェンダ構造干渉装置２００
において、第３干渉用光導波枝２１０が第４干渉用光導
波枝２２０よりも着目波長に対して位相π−φ２相当だ
け長くなるように第２ヒータ２０３に所定のパワーを加
えたときの透過損失スペクトルである。
【００９５】線（ｂ）はこのときの第１及び第２マッハ
・ツェンダ構造干渉装置１００，２００を直列接続した
場合の透過損失スペクトルである。ここにφ１とφ２は
零より大きくπより小さい位相差である。
【００９６】位相は２πごとに変化しても良いので、π
＋φ１をαを用いて一般的に（２ｎ＋１＋α）πと表現
することができる。このようにすると、図１６に示した
ように、波長λS〜λLの範囲でＬ０以上の透過損失が得
られる。
【００９７】次に、第１ヒータ１０３にＰ１のパワーを
加え、第２ヒータ２０３からＰ２のパワーを減ずると、
それぞれ図１６で線（ｃ）及び線（ｄ）に示すように透
過損失スペクトルが平行移動する。その結果、図１６の
線（ｅ）の減衰特性が得られる。
【００９８】ここで、マッハ・ツェンダ構造干渉装置１
００及び２００の干渉用光導波路枝間の位相差が零又は
２ｎπ（ｎは正の整数）になるようにしたとき、透過損
失が最小になるが、このように制御すれば初期のオフセ
ットφ２があるため、第２ヒータ２０３に最初に加える
パワーを小さくできる。その結果、消費電力が低減され
る効果を生じる。
【００９９】尚、図１６において、φ１＞φ２のとき、
線（ｂ）で示す損失スペクトルの平坦性が良好になる。
また、第１ヒータ１０３にパワーを加えると同時に第２
ヒータ２０３に加えるパワーを減少させるので、トータ
ルのパワー変動が小さくなる効果を生じる。
【０１００】以上の説明では、図１に示すように第１マ
ッハ・ツェンダ構造干渉装置１００を左側に配置し、第
２マッハ・ツェンダ構造干渉装置２００を右側に配置す
る例について説明したが、本発明の構成はこれに限定さ
れるものではなく、マッハ・ツェンダ構造干渉装置１０
０と２００の左右の位置を入れ替えても良い。
【０１０１】また、本発明による光導波路付光学装置は
光を左右のどちらから入射させても同じ特性になる。更
に、図１に示した実施形態では第２ヒータ２０３が上側
の第３干渉用光導波枝２１０上に形成されているが、第
２ヒータ２０３を下側の第４干渉用光導波枝２２０上に
形成しても良い。
【０１０２】図１に示した第１実施形態の光導波路付光
学装置（光減衰器）はＷＤＭ通信において複数の光源の
パワーを一定化するイコライザとして使用すると特に有
利である。
【０１０３】即ち、各々の光源の後段に図１に示した光
減衰器を配置し、最も光パワーが小さい光源に対する減
衰量を零とし、それよりパワーが大きい光源を減衰させ
て光減のパワーをイコライズする。このようにイコライ
ザとして使用する場合、比較的損失が小さい領域で使用
される。
【０１０４】図１に示した第１実施形態において、例え
ば第１マッハ・ツェンダ構造光干渉装置１００の第１干
渉用光導波枝１１０の長さを第２干渉用光導波枝１２０
よりも１．５６５９５μｍだけ長くすれば、第１及び第
２ヒータ１０３，２０３に加える電力が零のとき波長
１．５６５９５μｍの光に対する透過損失が最小になる
光導波路付光学装置が実現される。尚、長さの差として
例示した１．５６５９５μｍは真空中に換算した光路長
差である。
【０１０５】よって、本実施形態の光学装置（光減衰
器）は、ＷＤＭ通信において複数の光源のパワーを一定
化するイコライザとして用いる場合、ほぼ最小消費電力
となるような動作領域で動作することになり、低消費電
力化を図ることができる。
【０１０６】図１７を参照すると、光部品搭載部３００
の分解斜視図が示されている。シリコン基板６１０上に
形成された導波路層６００中に、反応性イオンエッチン
グにより、コアの中心より１０μｍ低い位置に底面を有
する光部品搭載面３０５を形成し、ここにフォトダイオ
ード４００を載置している。
【０１０７】図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）を参照して、
光部品搭載部の製造方法について説明する。図１８
（Ａ）に示すように、シリコン基板６１０上にＣＶＤ法
により厚さ２０μｍのクラッド層を形成し、次いで厚さ
７μｍのコアとなる層を形成する。
【０１０８】次に、フォトリソグラフィプロセスにより
エッチング用マスクパターンを形成し、更にマスクパタ
ーン上から反応性イオンエッチングによりコアパターン
３０２及びコア台座３０３を形成する。
【０１０９】次いで、コアパターン３０２及びコア台座
３０３を覆うように厚さ２０μｍのクラッド層を堆積す
る。これにより、図１８（Ａ）に示すように、コアパタ
ーン３０２及びコア台座３０３に相当する部分の表面が
盛上がった構造が形成される。３１０は表面の盛上がっ
た部分である。
【０１１０】次に図１８（Ｂ）に示すように、フォトリ
ソグラフィプロセスによりエッチング用マスクパターン
を形成し、このマスクパターンの上から反応性イオンエ
ッチングにより溝３０４を形成する。溝３０４の深さ
は、コア中心と光部品搭載面３０５との高さの方向の差
が１０μｍとなるように、エッチング時間で調節する。
【０１１１】このようにすると、平坦な光部品搭載面３
０５と、コアが存在するために光部品搭載面３０５と同
じ高さの面（コア痕）３０９の左右が窪んだ部分ができ
る。
【０１１２】次に、図１８（Ｃ）に示すように、ボンデ
ィングパッド３０７を形成する。次いで、図１７に示す
ようにこのボンディングパッド３０７上にフォトダイオ
ード４００をボンディングする。このフォトダイオード
４００のボンディング時に、コア痕３０９をフォトダイ
オード４００の左右方向の位置合わせの基準マークに用
いることができる。
【０１１３】コア台座を形成しない比較例の光部品搭載
部の製造方法を図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）を用いて
説明する。図１８（Ａ）に示すようなコア台座３０３が
ない場合、光導波路形成後の表面は例えば図１９（Ａ）
に示すようにコアのある部分のみが盛上がったものとな
る。
【０１１４】このように表面が盛上がったものをエッチ
ングすると、エッチングされた部分の底面に元の表面の
高低差が転写されるので、図１９（Ｂ）に示すように、
光部品搭載面３０５に突起３０８が形成される。この突
起は光部品のボンディング時の邪魔になる。
【０１１５】これに対して、図１８（Ａ）〜図１８
（Ｃ）に示した本発明の光部品搭載部の製造方法によれ
ば、コア台座３０３を形成したあとエッチングするの
で、光部品搭載面３０５の表面が平坦になる。その結
果、ボンディングパッド３０７の形成が容易になり、且
つフォトダイオード４００の搭載が容易になる。
【０１１６】図２の断面図に示されるように、光入出力
ポートが形成された端面近傍にストライプ状の複数の高
さ調節層５００が形成されている。この高さ調節層５０
０は入力用導波路（コア）１０１と同じ高さを有してい
る。
【０１１７】このような高さ調節層５００を形成してお
くと、導波路６００上に他の部材（例えば図２０（Ａ）
の部材７００）を装着したとき、高さ調節層５００が接
着層８００の厚さを調節するためのスペーサとして作用
し、接着層８００の厚さが均一になり、接着高度が向上
する。
【０１１８】接着層を上側表面の凹凸の深さよりも薄く
したい場合には、図２０（Ｂ）に示すように高さ調節層
５００の幅を広げれば良い。このようにすれば、図２０
（Ｃ）に示すように、コア１０１の左右の一部を除き接
着層８００を薄くすることができる。
【０１１９】図２１及び図２２は図１に示した光学装置
の左端又は右端に光ファイバを接続する例を示すもので
ある。６００はシリコン基板６１０、クラッド６２０、
光導波路のコア１０１及びコア１０１と同じ層で形成さ
れた高さ調節層５００を含む光導波路である。
【０１２０】７００はシリコン基板６１０の端部上に搭
載される部材であり、９００はＶ溝９１１を有する基板
９１０，光ファイバ９２０及び押え板９３０で構成され
る光ファイバ付ブロックである。
【０１２１】押え板９３０は基板９１０に貼り付けら
れ、光ファイバ２０を保持する。部材７００を貼り付け
たシリコン基板６００と光ファイバ付ブロック９００は
図２２に示すように付き合わせられ、位置合わせされて
接着される。８００，８１０，８２０は接着剤である。
【０１２２】このような方法で光ファイバを接続する
際、高さ調節層５００を用いると、図２０（Ａ）に示す
ように接着剤層８００の厚さが均一化され、接着強度や
信頼性が向上する。尚接着剤層８００を薄くしたい場合
には、図２０（Ｃ）に示すように高さ調節層５００の幅
を広くすれば良い。
【０１２３】図１に示した第１実施形態では、３ｄＢ光
カプラー１０２，１０４，２０２，２０４にＹ字カプラ
ーを用いる例について説明したが、３ｄＢ光カプラーの
構成はこれに限定されるものではない。例えば、図２３
及び図２４に示すように、３ｄＢ光カプラーとしてギャ
ップのある方向性結合器１０２´，１０４´，２０２
´，２０４´を用いることができる。
【０１２４】また、ジャーナル・オーブ・ライトウェー
ブ・テクノロジ、ＶＯＬ．１３、ＮＯ．４、ｐｐ．６１
５−６２７（１９９５）に記載されているギャップのな
い方向性結合器（ＭＭＩ光カプラー）等を用いても良
い。
【０１２５】図２５を参照すると、本発明第２実施形態
の光導波路付光学装置の平面図が示されている。図１に
示された第１実施形態と実質的に同一構成部分について
は同一符号を付し、重複を避けるためその説明を省略す
る。
【０１２６】第１マッハ・ツェンダ構造光干渉装置１０
０´は第１及び第２干渉用光導波枝１１０，１２０を有
している。ｎを零を含まない正の整数とするとき、第１
及び第２干渉用光導波枝１１０，１２０を通過する所定
の波長の光の位相差が２ｎπとなるように、第１干渉用
光導波枝１１０の長さが第２干渉用光導波枝１２０の長
さより長く形成されている。一般的には、位相差が２π
となるように形成されている。
【０１２７】そして、短い方の干渉用光導波枝１２０上
にヒータ１０３が搭載されている。ヒータ１０３は配線
パターン１０７を介して駆動回路１３０に接続されてい
る。
【０１２８】第２マッハ・ツェンダ構造光干渉装置２０
０´は図１に示した第２マッハ・ツェンダ構造光干渉装
置２００と実質的に同一構造である。即ち、第３及び第
４干渉用光導波枝２１０，２２０の長さは一般的に同一
長さである。
【０１２９】或いは、より一般的には、ｎを零を含む正
の整数とするとき、第３及び第４干渉用光導波枝２１
０，２２０を通過する所定の波長の光の位相差が２ｎπ
となるように第３及び第４干渉用光導波枝２１０、２２
０の長さが調節されている。
【０１３０】第４干渉用光導波枝２２０上に第２ヒータ
２０３が搭載されている。第４干渉用光導波枝２２０上
に搭載する変わりに、ヒータ２０３を第３干渉用光導波
枝２１０上に搭載するようにしても良い。
【０１３１】ヒータ２０３は配線パターン２０７を介し
て駆動回路２３０に接続されている。ＭＰＵ等のコント
ローラ１４０が駆動回路１３０，２３０を制御する。
【０１３２】本実施形態の光導波路付光学装置は以下の
ように作動する。第１干渉用光導波枝１１０は第２干渉
用光導波枝１２０よりも所定の波長の光に対して２π相
当長さが長く、第３及び第４干渉用光導波枝２１０，２
２０がその長さが等しいものとする。
【０１３３】ヒータ１０３，２０３に電力を印加しない
とき、第１マッハ・ツェンダ構造光干渉装置１００´及
び第２マッハ・ツェンダ構造光干渉装置２００´の損失
はそれぞれ実質上零で最小となる。ヒータ１０３に加え
る電力を増加すると、第１マッハ・ツェンダ構造光干渉
装置１００´の損失は増加し、位相差がπのとき損失が
最大となる。
【０１３４】ヒータ１０３を加熱した場合の第１マッハ
・ツェンダ構造光干渉装置１００´の光透過率の変化が
図２６（Ａ）に示されている。ここで、λSは１．５２
５μｍ、λLは１．６０８μｍであり、λSとλL間の波
長領域がＷＤＭ通信に使用される。図２６（Ａ）から明
らかなように、ヒータ１０３に加えるパワーを増加する
と、ＷＤＭ通信で使用する波長領域での損失が増加す
る。
【０１３５】一方、第２マッハ・ツェンダ構造光干渉装
置２００´のヒータ２０３に加える電力を増加すると、
第３及び第４干渉用光導波枝２１０，２２０を通過する
光の位相が徐々にずれるため、損失が増加し、位相差π
のとき損失が最大となる。
【０１３６】ヒータ２０３を加熱した場合の第２マッハ
・ツェンダ構造光干渉装置２００´の光透過率の変化が
図２６（Ｂ）に示されている。図２６（Ｂ）から明らか
なように、ヒータ２０３に加えるパワーを増加すると、
ＷＤＭ通信で使用される波長領域での損失が増大する。
【０１３７】第１及び第２マッハ・ツェンダ構造光干渉
装置１００´，２００´を直列接続したときの光透過率
の変化が図２７に示されている。２つのマッハ・ツェン
ダ構造干渉装置１００´，２００´を直列接続すること
により、各々の光透過率が加算され、波長平坦性に優れ
た光減衰器を得ることができる。
【０１３８】一般的に、ＷＤＭ通信におけるイコライザ
は比較的損失が小さい領域で使用されるため、本実施形
態の光減衰器をＷＤＭ通信のイコライザに採用する場合
には、ほぼ最小消費電力となるような動作領域で動作す
ることになり、低消費電力化を図ることができる。
【０１３９】
【発明の効果】本発明の光導波路付光学装置は以上詳述
したように構成したので、波長平坦性に優れるとともに
消費電力の低減化を図った可変光減衰器を提供できると
いう効果を奏する。更に、発熱量の変化が小さいので温
度制御が容易になる。ＷＤＭ通信のイコライザとして使
用した場合、多重化されたチャネルの数が増えるほど、
従来例に比べてより大きな消費電力の低下を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の平面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】干渉用光導波枝の詳細図である。
【図４】第１実施形態の透過損失スペクトルの一例を示
す図である。
【図５】ヒータに加えるパワー配分を示すグラフであ
る。
【図６】ヒータに加えるパワーを変化させたときの透過
損失を示すグラフである。
【図７】加算平均中心波長（＝１．５６５μｍ）の損失
に対する相対損失を示すグラフである。
【図８】ヒータに加えるパワー配分の他の例を示すグラ
フである。
【図９】第１実施形態の透過損失スペクトルの他の例を
示す図である。
【図１０】ヒータに加えるパワー配分の更に他の例を示
すグラフである。
【図１１】図１０のパワー配分になるようにヒータに加
えるパワーを変化させたときの透過損失を示すグラフで
ある。
【図１２】加算平均中心波長（＝１．５６５μｍ）の損
失に対する相対損失を示すグラフである。
【図１３】図１０に示したケースでの透過損失と総合消
費電力の関係を示すグラフである。
【図１４】ヒータに加えるパワー配分の更に他の例を示
すグラフである。
【図１５】図１４に示したケースでの透過損失と総合消
費電力の関係を示すグラフである。
【図１６】第１実施形態の透過損失スペクトルの更に他
の例を示す図である。
【図１７】光部品の搭載を示す分解斜視図である。
【図１８】図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）は光部品搭載部
の製造方法を示す図である。
【図１９】図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）は比較例によ
る光部品搭載部の製造方法を示す図である。
【図２０】図２０（Ａ）〜図２０（Ｃ）は第１実施形態
の端部の構成を示す図である。
【図２１】光ファイバ接続部の分解斜視図である。
【図２２】光ファイバ接続部の斜視図である。
【図２３】第１実施形態の変形例を示す図である。
【図２４】第１実施形態の他の変形例を示す図である。
【図２５】本発明第２実施形態の平面図である。
【図２６】図２６（Ａ）は第１マッハ・ツェンダ構造光
干渉装置のヒータを加熱した場合の光透過率の変化を示
す図であり、図２６（Ｂ）は第２マッハ・ツェンダ構造
光干渉装置のヒータを加熱した場合の光透過率の変化を
示す図である。
【図２７】光干渉装置を２段直列に接続したときの光透
過率の変化を示す図である。
【符号の説明】
１００ 第１マッハ・ツェンダ構造光干渉装置 １０１ 第１入力用光導波路 １０２ 第１入力用３ｄＢ光カプラー １０３ 第１ヒータ １０４ 第１出力用光カプラー １０５ 第１出力用光導波路 １１０ 第１干渉用光導波枝 １２０ 第２干渉用光導波枝 ２００ 第２マッハ・ツェンダ構造光干渉装置 ２０１ 第２入力用光導波路 ２０２ 第２入力用光カプラー ２０３ 第２ヒータ ２０４ 第２出力用光カプラー ２０５ 第２出力用光導波路 ２１０ 第３干渉用光導波枝 ２２０ 第４干渉用光導波枝 ４００ フォトダイオード

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１入力用光導波路と、該第１入力用光
    導波路に光学的に直列接続された第１入力用３ｄＢ光カ
    プラーと、該第１入力用３ｄＢ光カプラーの前記第１入
    力用光導波路とは反対の側にそれぞれ光学的に直列接続
    された第１干渉用光導波枝及び該第１干渉用光導波枝よ
    り長さの短い第２干渉用光導波枝と、該第１及び第２干
    渉用光導波枝に光学的に直列接続された第１出力用３ｄ
    Ｂ光カプラーと、該第１出力用３ｄＢ光カプラーの前記
    第１及び第２干渉用光導波枝とは反対の側に光学的に直
    列接続された第１出力用光導波路とを含む第１マッハ・
    ツェンダ構造光干渉装置と；第２入力用光導波路と、該
    第２入力用光導波路に光学的に直列接続された第２入力
    用３ｄＢ光カプラーと、該第２入力用３ｄＢ光カプラー
    の前記第２入力用光導波路とは反対の側にそれぞれ光学
    的に直列接続された第３及び第４干渉用光導波枝と、該
    第３及び第４干渉用光導波枝に光学的に直列接続された
    第２出力用３ｄＢ光カプラーと、該第２出力用３ｄＢ光
    カプラーの前記第３及び第４干渉用光導波枝とは反対の
    側に光学的に直列接続された第２出力用光導波路とを含
    む第２マッハ・ツェンダ構造光干渉装置と；前記第１干
    渉用光導波枝上に設けられた第１位相制御手段と；前記
    第３及び第４干渉用光導波枝のいずれか一方に設けられ
    た第２位相制御手段とを具備し；ｎを零を含む正の整数
    とするとき、前記第３及び第４干渉用光導波枝を通過す
    る所定の波長の光の位相差が２ｎπとなるように該第３
    及び第４干渉用光導波枝の長さが調節されており；前記
    第１及び第２マッハ・ツェンダ構造光干渉装置は光学的
    に直列接続されていることを特徴とする光導波路付光学
    装置。
  2. 【請求項２】 ｎを零を含む正の整数、αを零に等しい
    か大きく且つ１より小さい数とするとき、前記第１及び
    第２干渉用光導波枝を通過する所定の波長の光の位相差
    が（２ｎ＋１＋α）πとなるように該第１及び第２干渉
    用光導波枝の長さが調節されている請求項１記載の光導
    波路付光学装置。
  3. 【請求項３】 前記第１位相制御手段は第１電熱素子か
    ら構成され、前記第２位相制御手段は第２電熱素子から
    構成される請求項２記載の光導波路付光学装置。
  4. 【請求項４】 前記第１電熱素子を駆動する第１駆動手
    段と；前記第２電熱素子を駆動する第２駆動手段と；前
    記第１駆動手段を駆動して前記第１電熱素子に予め所定
    の初期電気エネルギーを与えておき、前記第１電熱素子
    に与える電気エネルギーを増加させるときには同時に前
    記第２電熱素子に与える電気エネルギーを減少させ、前
    記第１電熱素子に与える電気エネルギーを減少させると
    きには同時に前記第２電熱素子に与える電気エネルギー
    を増加させるように前記第１及び第２駆動手段を制御す
    る制御手段と；を更に具備した請求項３記載の光導波路
    付光学装置。
  5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記第１電熱素子に与
    えられる電気エネルギーの増加量が、該第１電熱素子に
    与える電気エネルギーの増加と同時に前記第２電熱素子
    から減少される電気エネルギーの減少量と同じであるよ
    うに制御する請求項４記載の光導波路付光学装置。
  6. 【請求項６】 前記制御手段は、前記第１電熱素子に与
    えられる電気エネルギーの増加量が、該第１電熱素子に
    与える電気エネルギーの増加と同時に前記第２電熱素子
    から減少される電気エネルギーの減少量よりも大である
    ように制御する請求項４記載の光導波路付光学装置。
  7. 【請求項７】 前記制御手段は、減衰量制御すべき波長
    範囲の内最短の波長をλ１、最長の波長をλ２、その積
    の平方根を中心波長λ０とするとき、前記第１マッハ・
    ツェンダ構造光干渉装置で得られるλ０近傍の減衰量を
    波長微分した傾きと前記第２マッハ・ツェンダ構造光干
    渉装置で得られるλ０近傍の減衰量を波長微分した傾き
    の和が０に等しくなるように、前記第１及び第２電熱素
    子に加える電気エネルギーを制御する請求項６記載の光
    導波路付光学装置。
  8. 【請求項８】 前記第１及び第２マッハ・ツェンダ構造
    光干渉装置がその上に形成された基板と、前記第１及び
    第２入力用光導波路並びに前記第１及び第２出力用光導
    波路のいずれかから分岐された光を受光するための前記
    基板上に形成されたフォトダイオードを更に具備した請
    求項１記載の光導波路付光学装置。
  9. 【請求項９】 第１入力用光導波路と、該第１入力用光
    導波路に光学的に直列接続された第１入力用３ｄＢ光カ
    プラーと、該第１入力用３ｄＢ光カプラーの前記第１入
    力用光導波路とは反対の側にそれぞれ光学的に直列接続
    された第１干渉用光導波枝及び該第１干渉用光導波枝よ
    り長さの短い第２干渉用光導波枝と、該第１及び第２干
    渉用光導波枝に光学的に直列接続された第１出力用３ｄ
    Ｂ光カプラーと、該第１出力用３ｄＢ光カプラーの前記
    第１及び第２干渉用光導波枝とは反対の側に光学的に直
    列接続された第１出力用光導波路とを含む第１マッハ・
    ツェンダ構造光干渉装置と；第２入力用光導波路と、該
    第２入力用光導波路に光学的に直列接続された第２入力
    用３ｄＢ光カプラーと、該第２入力用３ｄＢ光カプラー
    の前記第２入力用光導波路とは反対の側にそれぞれ光学
    的に直列接続された第３及び第４干渉用光導波枝と、該
    第３及び第４干渉用光導波枝に光学的に直列接続された
    第２出力用３ｄＢ光カプラーと、該第２出力用３ｄＢ光
    カプラーの前記第３及び第４干渉用光導波枝とは反対の
    側に光学的に直列接続された第２出力用光導波路とを含
    む第２マッハ・ツェンダ構造光干渉装置と；前記第２干
    渉用光導波枝上に設けられた第１位相制御手段と；前記
    第３及び第４干渉用光導波枝のいずれか一方に設けられ
    た第２位相制御手段とを具備し；ｍを零を含まない正の
    整数とするとき、前記第１及び第２干渉用光導波枝を通
    過する所定の波長の光の位相差が２mπとなるように該
    第１及び第２干渉用光導波枝の長さが調節されており；
    ｎを零を含む正の整数をするとき、前記第３及び第４干
    渉用光導波枝を通過する前記所定の波長の光の位相差が
    ２ｎπとなるように該第３及び第４干渉用光導波枝の長
    さが調節されており；前記第１及び第２マッハ・ツェン
    ダ構造光干渉装置は光学的に直列接続されていることを
    特徴とする光導波路付光学装置。
  10. 【請求項１０】 前記第１位相制御手段は第１電熱素子
    から構成され、前記第２位相制御手段は第２電熱素子か
    ら構成される請求項９記載の光導波路付光学装置。
  11. 【請求項１１】 前記第１電熱素子を駆動する第１駆動
    手段と、前記第２電熱素子を駆動する第２駆動手段と、
    前記第１及び第２駆動手段を制御する制御手段を更に具
    備した請求項１０記載の光導波路付光学装置。
  12. 【請求項１２】 光導波路付光学装置の製造方法であっ
    て、 基板上にアンダークラッドを一様に形成し；前記アンダ
    ークラッド上にコア層を一様に形成し；前記コア層をエ
    ッチングしてコア及び該コアより幅の広いコア台座を該
    コアに連続して形成し；前記アンダークラッド上に前記
    コア及びコア台座を覆うようにオーバークラッドを一様
    に形成し；エッチングにより前記コア台座上の前記オー
    バークラッド、前記コアの一部、前記コア台座及び前記
    アンダークラッドの一部を除去して光部品搭載面を形成
    するとともに前記コアの端面を露出させ；前記コアの端
    面に光結合するように前記光部品搭載面上に光部品を搭
    載する；各スキップからなることを特徴とする光導波路
    付光学装置の製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記光部品搭載ステップに先だって、
    前記光部品搭載面上にボンディングパッドを形成するス
    テップを更に含み、 前記光部品は端面入射型フォトダイオードである請求項
    １２記載の光導波路付光学装置の製造方法。
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