JP2002048931A - Ａｗｇモジュールおよびその光学特性の調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 波長安定性が良好なＡＷＧモジュールを提供
する。 【解決手段】 複数の導波路の中心を結ぶ線をＸ軸と
し、ＡＷＧチップ１の下に、ペルチェ素子２を積層し、
サーミスタ温度計４のセンサ部を該Ｘ軸上に配置するに
おいて、該Ｘ軸上のペルチェ素子２の中心Ｘ₀と前記セ
ンサ部との距離Ｘｔと、該Ｘ₀とアレイ導波路１２との
距離Ｘａとが、以下の式（１）および式（２）を満足す
るように配置する。 Ｘｔ＝（Ｘａ²−α／ａ’）^1/2 …（１） Ｘａ ＞（α／ａ’）^1/2 …（２） （式中、αはＡＷＧチップから温度測定手段への熱の伝
わり易さを示す係数、ａ’はＡＷＧモジュールの制御温
度と環境温度との温度差とＡＷＧチップの表面温度との
関係から求められる係数。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高密度多重光通信シ
ステムなどにおいて、多重された波長を分波する光分波
器、または波長を合波して多重する光合波器として用い
られるＡＷＧ（アレイド・ウェーブガイド・グレーティ
ング）モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１はＡＷＧモジュールの一例を示した
ものであり、図中符号１は長方形板状のＡＷＧチップで
ある。ＡＷＧチップ１は、一般に基板の上に形成された
ガラスなどの透明材料からなるクラッド層と、このクラ
ッド層内に設けられた導波路１ａを備えている。導波路
１ａは、中心に設けられた略Ｕ字状の複数の導波路１２
ａ、１２ａ…が並列されてなるアレイ導波路１２と、そ
の両端部に設けられたスラブ導波路１３、１４と、これ
らスラブ導波路１３、１４のそれぞれから外側に伸びる
入出射側導波路１５、１６とから構成されている。この
例において、入出射側導波路１５と入出射側導波路１６
は、それぞれ導波路１２ａ、１２ａ…と同数ずつ設けら
れている。

【０００３】このＡＷＧチップ１の下にはＡＷＧチップ
１よりも小さい長方形板状のペルチェ素子（加熱および
／または冷却手段）２が設けられている。また、ＡＷＧ
チップ１とペルチェ素子２との間には、上下面の面積が
ＡＷＧチップ１の上下面の面積と等しい均熱板３が設け
られている。均熱板３は例えばアルミニウムなどの金属
からなる。ペルチェ素子２は、そのＡＷＧチップ１との
対向面が発熱または吸熱することによってＡＷＧチップ
１を加熱または冷却するが、均熱板３を介することによ
り、ＡＷＧチップ１のペルチェ素子２との対向面全体を
均等に加熱、冷却することができ、温度むらを抑制する
ことができる。また、ＡＷＧチップ１の上面にはサーミ
スタ温度計（温度測定手段）４が接着剤などで固定され
ている。これらＡＷＧチップ１、ペルチェ素子２、均熱
板３、およびサーミスタ温度計４とからなる積層体はケ
ース１０に収められている。また、ペルチェ素子２とサ
ーミスタ温度計４は、ケース１０の外部に設けられた温
度制御回路５に接続されている。

【０００４】さらに、ＡＷＧチップ１の一組の対向側面
の一方には、導波路１ａに光を入射または導波路１ａか
ら光を出射する複数のポート１ｂ、１ｂ…が設けられ、
他方にも同様に複数のポート１ｃ、１ｃ…が設けられて
いる。一方のポート１ｂ、１ｂ…は、それぞれ光ファイ
バ２０、２０…に接続されており、これらの光ファイバ
２０、２０…は、ポート１ｂ、１ｂ…に近接して設けら
れたファイバ配列部品２１に支持されている。他方のポ
ート１ｃ、１ｃ…も同様であって、それぞれが光ファイ
バ２２、２２…に接続され、これら光ファイバ２２、２
２…が、ポート１ｃ、１ｃ…に近接して設けられたファ
イバ配列部品２３に支持されている。

【０００５】ＡＷＧモジュールにおいては、例えば一方
のポート１ｂ、１ｂ…のひとつから入射した波長多重さ
れた光が入出射用導波路１６のひとつに入射し、さらに
スラブ導波路１４、アレイ導波路１２、スラブ導波路１
３を介して分波され、入出射用導波路１５、１５…を経
て他方の複数のポート１ｃ、１ｃ…から波長ごとに出射
する。すなわち、光分波器として動作する。これとは逆
に、他方の複数のポート１ｃ、１ｃ…のそれぞれに入射
した波長の異なる光は、逆のルートをたどることによっ
て合波され、他方のポート１ｂ…のひとつからこの合波
光が出射する。すなわち、光合波器として動作する。

【０００６】ところで、ＡＷＧモジュールにおいては、
例えば５０ＧＨｚチャンネルでは±５ｐｍ以下、２５Ｇ
Ｈｚチャンネルでは±２ｐｍ以下の波長安定性が要求さ
れる。波長安定性はＡＷＧモジュール、特にアレイ導波
路１２の温度変動に大きく依存している。したがって、
ＡＷＧモジュールにおいては、一般にＡＷＧモジュール
が用いられる０〜７０℃の環境温度条件下において、温
度変動を例えば５０ＧＨｚチャンネルでは±０．０５℃
以下、２５ＧＨｚチャンネルでは±０．２℃以下になる
ように温度制御を行う必要がある。

【０００７】ＡＷＧモジュールにおいては、最も一般的
に使用される条件の環境温度を制御温度とし、この制御
温度が一定に維持されるようにすると、温度制御機構の
消費電力を小さくすることができる場合が多い。そのた
め、一般的なＡＷＧモジュールの制御温度は５０℃前後
に設定されている。

【０００８】すなわち、サーミスタ温度計４によってＡ
ＷＧチップ１の上面の温度を測定し、これを温度制御回
路５にフィードバックし、制御温度と異なる測定値であ
る場合はペルチェ素子２を作動させることにより、ＡＷ
Ｇチップ１を加熱または冷却して温度制御を行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
このように温度を制御しても十分な波長安定性が得られ
ない場合があった。また、光学特性が安定せず、製品歩
留まりが低下する場合があった。本発明は前記事情に鑑
みてなされたもので、光学特性、すなわち波長安定性が
良好なＡＷＧモジュールを提供することを課題とする。
特に環境温度変化に対して、波長安定性が良好なＡＷＧ
モジュールを提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、複数の導波路が並列されてなる
アレイ導波路が設けられたＡＷＧチップと、該ＡＷＧチ
ップの加熱および／または冷却手段とが積層され、前記
ＡＷＧチップの温度を測定する温度測定手段と、その測
定温度を所定の制御温度に制御する温度制御手段が設け
られたＡＷＧモジュールにおいて、加熱および／または
冷却手段を、アレイ導波路を構成する各導波路の中心を
結んだＸ軸によって対称に分割されるように配置し、温
度測定手段のセンサ部を該Ｘ軸上に配置するにおいて、
該Ｘ軸上の加熱および／または冷却手段の中心Ｘ₀と前
記センサ部との距離Ｘｔと、該Ｘ₀とアレイ導波路との
距離Ｘａとが、以下の式（１）および式（２）を満足す
るように配置することにより、光学特性を調整し、波長
安定性が良好なＡＷＧモジュールを提供することを特徴
とする。 Ｘｔ＝（Ｘａ²−α／ａ’）^1/2 …（１） Ｘａ ＞（α／ａ’）^1/2 …（２） （式中、αはＡＷＧチップから温度測定手段への熱の伝
わり易さを示す係数、ａ’はＡＷＧモジュールの制御温
度と環境温度との温度差とＡＷＧチップの表面温度との
関係から求められる係数である。）

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明者らが検討した結果、環境
温度変化による波長特性の変動は、アレイ導波路１２、
ペルチェ素子２、およびサーミスタ温度計４の３つの構
成の位置関係に依存していることがわかった。そこで、
これらアレイ導波路１２、ペルチェ素子２、およびサー
ミスタ温度計４を、波長特性が安定する位置に配置する
方法について検討を行った結果、前記式（１）、（２）
を満足するようにこれらの構成を配置することにより、
前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させ
るに至った。

【００１２】なお、本発明において、加熱および／また
は冷却手段としては、比較的精密に温度制御を行うこと
ができるため、ペルチェ素子２が好適であるが、同様の
作用が得られれば、これに限定するものではない。ま
た、ペルチェ素子２は通常、加熱と冷却の両方を行うこ
とができるが、用途などによってはどちらか一方を行う
ものを設けることもできる。また、温度測定手段として
は、温度変化に対して非常に敏感であるため、サーミス
タ温度計４が好適である。しかし、精密な温度制御を行
うことができれば、これに限定することはない。

【００１３】すなわち、本発明においては、予め後述す
る方法によって前記式（１）中のａ’、およびαを求め
ておき、この式（１）および前記式（２）を満足するＸ
ａおよびＸｔを定める。そして、この数値に従って、機
械的にアレイ導波路１２、ペルチェ素子２、およびサー
ミスタ温度計４を配置することにより、環境温度の変動
に対して波長特性が安定なＡＷＧモジュールを提供する
ことができる。したがって、製造途中に光学特性をモニ
ターしながらこれらの構成の配置位置を変更するなどの
操作を省略、または簡略化することができる。また、所
望の特性が得られる配置位置が予め求められているた
め、製造操作が簡単で、製品の光学特性のばらつきを低
減することができる。また、製造したＡＷＧモジュール
が所望の光学特性を備えていないことが判明した場合に
おいても、前記式（１）、（２）を満足するように各構
成の配置を調整することにより、光学特性を調整し、波
長安定性を向上させることができる。

【００１４】以下、式（１）、（２）について説明す
る。 １．座標系 前記式（１）および式（２）を求めるにあたって用いる
座標系について、図１を参照しつつ説明する。まず、図
２（ａ）に示したように、アレイ導波路１２を構成する
各導波路１２ａ、１２ａ…の中心を結ぶ線をＸ軸とす
る。すなわち、図中に示したように、アレイ導波路１２
の幅ＷがＸ軸によって２分割されるようにＸ軸を設け
る。そして、アレイ導波路１２において、Ｘ軸上の導波
路１２ａ、１２ａ…の並列方向の中心点をＸａとし、ア
レイ導波路１２の位置を示す座標とする。なお、Ｘａの
数値は、後述するようにＸ₀とＸａとの距離とする。ま
た、このＸａの温度をＴ（Ｘａ）とする。

【００１５】ペルチェ素子２は、図２（ｂ）、図３
（ａ）に示したように、ペルチェ素子２がＸ軸によって
対称に分割された状態に配置する。すなわち、導波方向
Ｐと平行に配置する辺２ａ、２ａがＸ軸と直交し、かつ
その幅Ｗ１がＸ軸によって２分割されるように均熱板３
を介してＡＷＧチップ１の下に積層する。このとき、辺
２ａ、２ａに直交する長さＬ１の辺２ｂ、２ｂを２分割
し、かつＸ軸に直交する軸と、Ｘ軸とが交わる点をＸ₀
とし、ペルチェ素子２の位置（Ｘ軸の中心）を示す座標
とする。なお、このＸ₀をＸ軸上の位置を示す基準
（零）とし、アレイ導波路１２側を正の値とする。そし
て、Ｘ軸上の位置はこのＸ₀との距離によって表す。

【００１６】サーミスタ温度計４は、図３（ｂ）に示し
たように、棒状の本体の先端に設けられた金属などから
なるセンサ部４ａがＸ軸上に位置するようにＡＷＧチッ
プ１上に配置する。このセンサ部４ａのＡＷＧチップ１
上の位置をＸｔとし、Ｘ₀との距離によって表す。ま
た、この点の温度をＴ（Ｘｔ）とする。さらに、サーミ
スタ温度計４は、図４（ａ）、図４（ｂ）に示したよう
に、接着剤層４ｂを介してＡＷＧチップ１上に固定され
ている。なお、図４（ａ）は図１に示したＡ−Ａにおけ
る断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の要部を示し
たものである。

【００１７】したがって、温度を感知するセンサ部４ａ
の位置は、ＡＷＧチップ１の上面上のＸｔと一致してい
ない。そこで、このセンサ部４ａの温度をＴｃとする。
なお、このＡＷＧモジュールにおいては、Ｔｃが制御温
度付近に維持されるように、温度制御回路５によってペ
ルチェ素子２が制御されている。よって、ＡＷＧチップ
１の周囲の環境温度ＴａがＴｃよりも高ければ、ペルチ
ェ素子２はＡＷＧチップ１との対向面において吸熱し、
冷却作用を行っている。したがって、ペルチェ素子２に
近いＴ（Ｘｔ）の温度はＴｃの温度よりも低くなる。逆
にＴａがＴｃよりも低ければ、ペルチェ素子２の発熱に
よる加熱作用により、Ｔ（Ｘｔ）の温度はＴｃの温度よ
りも高くなる。

【００１８】なお、後述する式（７）が成立するために
は、ペルチェ素子２の発熱または吸熱が、アレイ導波路
１２を介してサーミスタ温度計４のセンサ部４ａに作用
する必要がある。すなわち、アレイ導波路１２がペルチ
ェ素子２によって加熱、または冷却された後、センサ部
４ａが加熱、冷却されるようになっている必要がある。
ペルチェ素子２の発熱、吸熱がセンサ部４ａに直接伝わ
ると、ペルチェ素子２とサーミスタ温度計４との熱のや
りとりのみで温度制御が行われるため、アレイ導波路１
２の温度Ｔ（Ｘａ）を正確に制御することができない。

【００１９】そのためには、図４（ｂ）に示したよう
に、サーミスタ温度計４がＡＷＧチップ１の表面に実質
的に接触しており、かつＡＷＧチップ１の周囲の空気と
接触していることが必要とされる。なお、実質的に接触
しているとは空気を介在させないこととし、図４（ｂ）
に示したように接着剤層４ｂなどを介して接触していて
もよい。また、本実施例において、サーミスタ温度計４
はＡＷＧチップ１の上面に接着されているが、ＡＷＧチ
ップ１の裏面に配置することもできる。この場合は均熱
板３とＡＷＧチップ１との間にサーミスタ温度計４を配
置することになるため、例えばＡＷＧチップ１の裏面に
ＡＷＧチップ１周囲の空気が流通する溝などを形成し、
この溝にサーミスタ温度計４を配置し、その上に均熱板
３を被せることにより、ＡＷＧチップ１との接触と、そ
の周囲の空気との接触を確保するなどの工夫が必要とな
る。

【００２０】２．式（１）の求め方 式（１）は、前記１．で設定した座標系を用い、以下の
ようにして求めることができる。ＡＷＧモジュールの光
学特性にアレイ導波路１２の温度が大きく影響すること
は上述の通りである。したがって、温度制御を行うにお
いて、理想的には、アレイ導波路１２の温度とサーミス
タ温度計４にて制御される温度が一致していることであ
る。すなわち、以下の式（３）を満足する必要がある。 Ｔ（Ｘａ）＝Ｔｃ …（３）

【００２１】ここで、ＡＷＧチップ１の上面上のＸ軸上
の位置Ｘにおける温度は以下の式（４）で近似的に表す
ことができる。 Ｔ（Ｘ）＝ａ・Ｘ² ＋ｂ …（４） 式中、ａはＡＷＧチップ１の上面のＸ軸上の温度分布の
状態を示す係数であり、ａの値が大きい程、ＡＷＧチッ
プ１の中心部と周辺部との温度差が大きいことを意味す
る。ａはＴａとＴｃとの差に近似的に比例し、正の比例
係数ａ’を用いて以下の式（４−１）で表される。 ａ＝ａ’（Ｔａ−Ｔｃ）…（４−１） また、ｂはＸ₀の温度である。ａ’の測定方法について
は後述する。

【００２２】したがって、前記式（４）より、Ｔ（Ｘ
ａ）は以下の式（５）で表される。 Ｔ（Ｘａ）＝ａ・Ｘａ² ＋ｂ …（５） この式（５）を前記式（３）に代入して変形すると、以
下の式（６）のようになる。 ａ・Ｘａ² ＋ｂ−Ｔｃ＝０ …（６）

【００２３】ここで、Ｔ（Ｘｔ）とＴｃとの温度差は、
ＴａとＴｃとの温度差に近似的に比例し、正の比例係数
αを用いて以下の式（７）のように表される。 Ｔ（Ｘｔ）−Ｔｃ＝−α（Ｔａ−Ｔｃ）…（７） αはＡＷＧチップ１からサーミスタ温度計４のセンサ部
４ａへの熱の伝わり易さを示す係数である。αの測定方
法については後述する。

【００２４】また、Ｔ（Ｘｔ）は、前記式（４）より、 Ｔ（Ｘｔ）＝ａ・Ｘｔ² ＋ｂ …（８） で表される。したがって、この式（８）を前記式（７）
に代入すると、以下の式（９）のようになる。 ａ・Ｘｔ² ＋ｂ−Ｔｃ＝−α（Ｔａ−Ｔｃ）…（９）

【００２５】ついで、前記式（６）から前記式（９）を
差し引くと、以下の式（１０）のようになる。 ａ（Ｘａ² −Ｘｔ²）＝α（Ｔａ−Ｔｃ）…（１０） ここで、この式（１０）に式（４−１）を代入すると、
以下の式（１１）のようになる。 ａ’（Ｔａ−Ｔｃ）（Ｘａ² −Ｘｔ²）＝α（Ｔａ−Ｔｃ）…（１１）

【００２６】温度制御が必要な場合はＴａ≠Ｔｃである
ため、この式（１１）から、以下の式（１２）を経て式
（１）を求めることができる。 （Ｘａ² −Ｘｔ²）＝α／ａ’…（１２） Ｘｔ＝（Ｘａ²−α／ａ’）^1/2…（１） ここで、サーミスタ温度計４のセンサ部４ａは、Ｘ₀よ
りもアレイ導波路１２側に配置する必要がある。すなわ
ち、Ｘｔは正の値である。したがって、前記式（１）よ
り、以下の式（２−１）が導かれる。 （Ｘａ²−α／ａ’）^1/2＞０…（２−１） そして、この式（２−１）より、式（２）が導かれる。 Ｘａ ＞（α／ａ’）^1/2 …（２）

【００２７】したがって、上述のようにこれらの式
（１）、（２）を満足するようにアレイ導波路１２、ペ
ルチェ素子２、およびサーミスタ温度計４を配置するこ
とにより、環境温度変化に対して波長安定性が良好なＡ
ＷＧモジュールを得ることができる。

【００２８】３． 式（１）中の係数α、ａ’の求め方
３．１ αの求め方前記式（７）を変形すると、αは以
下の式（１３）のように表すことができる。 α＝−（Ｔ（Ｘｔ）−Ｔｃ）／（Ｔａ−Ｔｃ）…（１３） この式の中で、Ｔａは環境温度、Ｔｃは制御温度の設定
値を代入する。Ｔ（Ｘｔ）は一般に測定することはでき
ないが、以下の方法によって求めることができる。すな
わち、図４（ａ）からわかるように、サーミスタ温度計
４をアレイ導波路１２の真上に設置するとＸｔとＸａは
一致する。したがって、この条件において、Ｔ（Ｘａ）
とＴ（Ｘｔ）は等しい。このＴ（Ｘａ）はＡＷＧモジュ
ールの温度依存性を利用して測定することができる。そ
こで、この条件下でＴ（Ｘａ）を測定することにより、
Ｔ（Ｘｔ）を求め、αの値を導くことができる。

【００２９】アレイ導波路１２の温度は、例えばポート
１ｂのひとつから合波光を入射し、他方のポート１ｃ、
１ｃ…から波長毎の光を出射する光分波器として動作す
る際に、各ポート１ｃ、１ｃから出射する光の波長帯域
の中心波長を測定することによって求めることができ
る。中心波長は温度依存性を有するためである。アレイ
導波路１２の温度Ｔ（Ｘａ）とひとつのポート１ｃから
出射する光の中心波長λとの関係は、温度Ｔ０のときの
中心波長をλ０とすると、比例係数ｃを用いて以下の式
（１４）のように表される。 λ−λ０＝ｃ・（Ｔ（Ｘａ）−Ｔ０）…（１４） なお、以下、中心波長というときは、ひとつの一定のポ
ート１ｃから出射する光の中心波長をいうものとする。

【００３０】この式（１４）を変形すると以下の式（１
５） Ｔ（Ｘａ）＝（λ−λ０）／ｃ＋Ｔ０…（１５） が求められ、予め温度Ｔ０、λ０、およびｃを求めてお
くことにより、中心波長λを測定すれば、アレイ導波路
１２の温度Ｔ（Ｘａ）を測定することができる。ｃは、
所定の温度に設定した恒温槽内にＡＷＧチップ１のみを
設置し、ＡＷＧチップ１全体が恒温槽内の温度と等し
く、均一になった後、中心波長を測定する操作を温度を
変更して繰り返し、温度と中心波長との関係をグラフに
プロットした直線から求めることができる。ＡＷＧチッ
プ１のみを用いるのは、温度制御を行わない状態での中
心波長の変動を測定するためである。なお、石英系のＡ
ＷＧモジュールの場合、ｃは一般に０．０１１ｎｍ／℃
とされている。

【００３１】３．２ ａ’の求め方 前記式（４−１）を変形すると、以下の式（４−２）が
求められる。 ａ’＝ａ／（Ｔａ−Ｔｃ）…式（４−２） ａは所定のＴｃ、Ｔａの設定条件下で、ＡＷＧチップ１
の表面の温度分布を測定し、前記式（３）から求めるこ
とができる。このａの値と、上述のようにＴａ、Ｔｃの
設定値を代入することにより、ａ’を求めることができ
る。

【００３２】

【実施例】以下、実施例を示して本発明のＡＷＧモジュ
ールについて詳細に説明する。 （実施例）以下のような手順にしたがって、本発明に係
るＡＷＧモジュールを製造した。 アレイ導波路の温度と中心波長の関係の測定 ＡＷＧチップ１のみを恒温槽に設置して光分波器として
動作させたときのひとつのポートから出射する光の中心
波長を測定することにより、アレイ導波路の温度と中心
波長の関係を求めた。その結果を図５にグラフとして示
した。グラフ中には得られた直線を表す式が示されてい
る。この式を変形し、Ｔ（Ｘａ）（℃）と中心波長λ
（ｎｍ）の関係を求めると、以下の式（１６）のような
結果となった。 Ｔ（Ｘａ）＝９０．９０９×λ＋１４１０３１．８ …（１６）

【００３３】α、ａ’の測定 以下のような条件でα、ａ’測定用のＡＷＧモジュール
を製造した。 ＡＷＧチップ：サイズ４０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍ（厚
み） ペルチェ素子：サイズ２０ｍｍ×２０ｍｍ×４ｍｍ（厚
み） 均熱板：サイズ４０ｍｍ×５０ｍｍ×１ｍｍ（厚み）の
アルミ板 ケース：サイズ１００ｍｍ×６０ｍｍ×１２ｍｍのアル
ミケース Ｘｔ、Ｘａ：共に５ｍｍ Ｔｃ：４３．０℃ Ｔａ：２３．０℃

【００３４】このＡＷＧモジュールの中心波長λの測定
値は１５５１．８２５ｎｍであった。この値を前記式
（１６）に代入した結果、Ｔ（Ｘａ）は４３．２℃であ
り、この条件においては、Ｔ（Ｘｔ）とＴ（Ｘａ）は等
しいため、Ｔ（Ｘｔ）も４３．２℃であった。この値
と、Ｔｃ、Ｔａの設定値を前記式（１３）に代入したと
ころ、αは０．０１であった。

【００３５】このＡＷＧモジュールのＡＷＧチップ１の
表面のＸ軸上の温度分布を測定し、結果を図６にグラフ
で示した。得られた曲線について、前記式（４）を求め
た結果、ａは−０．００７（℃／ｍｍ²）であった。こ
の値とＴａとＴｃの設定値を前記式（４−２）に代入し
た結果、ａ’は０．０００３５（１／ｍｍ²）であっ
た。

【００３６】Ｘａ、Ｘｔの算出およびＡＷＧモジュー
ルの作製 前記で求めたα、およびａ’の値を前記式（２）に代
入すると、 Ｘａ≧５．３ｍｍ という条件が設定された。そこで、Ｘａを５．３ｍｍに
設定し、前記式（１）に代入すると、Ｘｔは０であっ
た。そこで、Ｘａ：５．３ｍｍ、Ｘｔ：０に設定した以
外は、前記で製造したＡＷＧモジュールと同様の条件
でＡＷＧモジュールを製造した。このＡＷＧモジュール
について、環境温度を０〜７０℃に変化させながら中心
波長を測定し、温度特性を評価した結果を図７にグラフ
で示した。環境温度変化に伴う中心波長の変動は１ｐｍ
程度であり、良好は波長安定性を示した。

【００３７】（比較例）Ｘａを８ｍｍとした以外は実施
例と同様にしてＡＷＧモジュールを作製し、温度特性を
測定し、結果を図８に示した。中心波長の変動は１０ｐ
ｍ程度と大きかった。したがって前記式（１）、（２）
を満足するように構成することにより、環境温度変化に
対する波長安定性を備えたＡＷＧモジュールを製造でき
ることが明らかとなった。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明においては、
前記式（１）、（２）を満足するように、アレイ導波
路、加熱および／または冷却手段、および温度測定手段
を配置して光学特性を調整することにより、環境温度の
変動に対して波長特性が安定なＡＷＧモジュールを提供
することができる。したがって、製造途中に光学特性を
モニターしながらこれらの構成の配置位置を変更するな
どの操作を省略、または簡略化することができる。ま
た、所望の特性が得られる配置位置が予め求められてい
るため、製造操作が簡単で、製品の光学特性のばらつき
を低減することができる。また、製造したＡＷＧモジュ
ールが所望の光学特性を備えていないことが判明した場
合においても、前記式（１）、（２）を満足するように
各構成の配置を調整することにより、光学特性を調整
し、波長安定性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ＡＷＧモジュールの一例を示した平面図であ
る。

【図２】 図２（ａ）はＸ軸とアレイ導波路に係る座標
を示した平面図、図２（ｂ）はペルチェ素子の座標を示
した平面図である。

【図３】 図３（ａ）はアレイ導波路とペルチェ素子を
積層した状態での座標を示した平面図、図３（ｂ）はサ
ーミスタ温度計の座標を示した平面図である。

【図４】 図４（ａ）はサーミスタ温度計の座標を示し
た断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の要部を示した拡大
図である。

【図５】 実施例のアレイ導波路の温度と中心波長の関
係の測定結果を示したグラフである。

【図６】 実施例において、α、ａ’を求めるために、
ＡＷＧモジュールのＡＷＧチップ１の表面のＸ軸上の温
度分布を測定した結果を示したグラフである。

【図７】 実施例のＡＷＧモジュールについて、環境温
度変化を中心波長との関係を示したグラフである。

【図８】 比較例のＡＷＧモジュールについて、環境温
度変化を中心波長との関係を示したグラフである。

【符号の説明】

１…ＡＷＧチップ、２…ペルチェ素子（加熱および／ま
たは冷却手段）、４…サーミスタ温度計（温度測定手
段）、５…温度制御回路（温度制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 健一郎 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 細谷 英行 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 Ｆターム(参考） 2H047 LA19 TA12 TA43

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の導波路が並列されてなるアレイ導
   波路が設けられたＡＷＧチップと、該ＡＷＧチップの加
   熱および／または冷却手段とが積層され、前記ＡＷＧチ
   ップの温度を測定する温度測定手段と、その測定温度を
   所定の制御温度に制御する温度制御手段が設けられたＡ
   ＷＧモジュールにおいて、 加熱および／または冷却手段が、アレイ導波路を構成す
   る各導波路の中心を結んだＸ軸によって対称に分割され
   るように配置され、温度測定手段のセンサ部が該Ｘ軸上
   に配置され、 該Ｘ軸上の加熱および／または冷却手段の中心Ｘ₀と前
   記センサ部との距離Ｘｔと、該Ｘ₀とアレイ導波路との
   距離Ｘａとが、以下の式（１）および式（２）を満足し
   ていることを特徴とするＡＷＧモジュール。 Ｘｔ＝（Ｘａ²−α／ａ’）^1/2 …（１） Ｘａ ＞（α／ａ’）^1/2 …（２） （式中、αはＡＷＧチップから温度測定手段への熱の伝
   わり易さを示す係数、ａ’はＡＷＧモジュールの制御温
   度と環境温度との温度差とＡＷＧチップの表面温度との
   関係から求められる係数である。）
2. 【請求項２】 複数の導波路が並列されてなるアレイ導
   波路が設けられたＡＷＧチップと、該ＡＷＧチップの加
   熱および／または冷却手段とが積層され、前記ＡＷＧチ
   ップの温度を測定する温度測定手段と、その測定温度を
   所定の制御温度に制御する温度制御手段が設けられたＡ
   ＷＧモジュールの光学特性の調整方法であって、 加熱および／または冷却手段を、アレイ導波路を構成す
   る各導波路の中心を結んだＸ軸によって対称に分割され
   るように配置し、温度測定手段のセンサ部を該Ｘ軸上に
   配置するにおいて、 該Ｘ軸上の加熱および／または冷却手段の中心Ｘ₀と前
   記センサ部との距離Ｘｔと、該Ｘ₀とアレイ導波路との
   距離Ｘａとが、以下の式（１）および式（２）を満足す
   るように配置することを特徴とするＡＷＧモジュールの
   光学特性の調整方法。 Ｘｔ＝（Ｘａ²−α／ａ’）^1/2 …（１） Ｘａ ＞（α／ａ’）^1/2 …（２） （式中、αはＡＷＧチップから温度測定手段への熱の伝
   わり易さを示す係数、ａ’はＡＷＧモジュールの制御温
   度と環境温度との温度差とＡＷＧチップの表面温度との
   関係から求められる係数である。）