JP2003021734A

JP2003021734A - 光導波路モジュール

Info

Publication number: JP2003021734A
Application number: JP2001209534A
Authority: JP
Inventors: Kanji Tanaka; 完二田中; Tsuneaki Saito; 恒聡斎藤; Junichi Hasegawa; 淳一長谷川
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】アレイ導波路型回折格子等の平面光導波路チ
ップを収容した筐体内への水分浸入による特性劣化を抑
制できる光導波路モジュールを提供する。【解決手段】平面光導波路チップ９を有し、該平面光
導波路チップ９を第１の筐体４１内に収容し、該第１の
筐体４１を第２の筐体内４２に収容する、第１の筐体４
１と第２の筐体４２の間の隙間の少なくとも一部に、水
分を通しにくい充填材料４０を充填する。第１の筐体４
１内にも水分を通しにくい充填材料４７を充填する。平
面光導波路チップ９は例えばアレイ導波路型回折格子と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信などに使用
されるアレイ導波路型回折格子等の平面光導波路チップ
を有する光導波路モジュールに関するものである。

【０００２】

【背景技術】近年、光通信においては、その伝送容量を
飛躍的に増加させる方法として、光波長多重伝送（ＷＤ
Ｍ）の研究開発が盛んに行なわれ、実用化が進みつつあ
る。光波長多重伝送は、例えば互いに異なる波長を有す
る複数の光を波長多重化して伝送させるものであり、こ
のような光波長多重伝送のシステムには、種々の機能を
持った光部品が必要とされている。その中でも平面光導
波路を用いた光導波路モジュールはキーデバイスの１つ
となっている。

【０００３】平面光導波路を用いた光部品は波長多重伝
送システムの根幹を成しており、平面光導波路として、
アレイ導波路型回折格子やマッハツェンダ光干渉型合分
波器等を適用した様々な光導波路モジュールが使用され
ている。

【０００４】図６は、一般的な平面光導波路の断面構成
例を示すものであり、基板１上に導波路形成領域１０を
形成している。導波路形成領域１０は、アンダークラッ
ド１１ｂ、コア１２を順に形成し、その後、コア１２を
覆うオーバークラッド１１ａを形成して成る。アンダー
クラッド１１ｂ、コア１２、オーバークラッド１１ａ
は、ＳｉＯ_２を主成分として、火炎加水分解法やＣＶＤ
（ＣｈｅｍｉｄａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｅ；
化学蒸着）法等を適用し、焼結することによりガラスの
膜を形成して得られる。

【０００５】上記各ガラスの膜は、１０００℃以上の温
度で熱処理される。また、コア１２は、コアガラスの膜
を、例えば導波路パターンが形成されたマスクを用い
て、フォトリソグラフィーとリアクティブイオンエッチ
ング法を適用することにより、所望の光導波路パターン
に形成される。

【０００６】平面光導波路は、一般に、図７に示すよう
な平面光導波路チップ９として用いられる。平面光導波
路チップ９の導波路形成領域１０側には、その端部に、
端面保護のためのガラス板２７が貼り付けられており、
光ファイバ３０を配列した光ファイバ配列具２８と平面
光導波路チップ９は、光学接着剤２９により接着固定さ
れる。この状態で、平面光導波路チップ９を筐体内に収
容すると、光導波路モジュールが形成される。現在、一
般に、光学接着剤２９には、アクリル系やエポキシ系の
紫外光硬化接着剤が適用されている。

【０００７】光透過素子として適用される平面光導波路
チップ９の一例に、例えば図８に示すようなアレイ導波
路型回折格子(ＡＷＧ；ＡｒｒａｙｅｄＷａｖｅｇｕ
ｉｄｅＧｒａｔｉｎｇ)がある。アレイ導波路型回折
格子は、基板１上に、同図に示すような導波路構成を形
成したものである。

【０００８】アレイ導波路型回折格子の導波路構成は、
１本以上の並設された光入力導波路２の出射側に、第１
のスラブ導波路３が接続され、第１のスラブ導波路３の
出射側にはアレイ導波路４が接続され、アレイ導波路４
の出射側には第２のスラブ導波路５が接続され、第２の
スラブ導波路５の出射側には複数の並設された光出力導
波路６が接続されて形成されている。

【０００９】前記アレイ導波路４は、第１のスラブ導波
路３から導出された光を伝搬するものであり、複数のチ
ャンネル導波路４ａを並設して形成されており、隣り合
うチャンネル導波路４ａの長さは互いに設定量（ΔＬ）
異なっている。

【００１０】なお、光出力導波路６は、例えばアレイ導
波路回折格子によって分波あるいは合波される互いに異
なる波長の信号光の数に対応させて設けられるものであ
る。また、アレイ導波路４を構成するチャンネル導波路
４ａは、通常、例えば１００本といったように多数設け
られる。ただし、同図においては、図の簡略化のため
に、これらのチャンネル導波路４ａ、光出力導波路６お
よび、光入力導波路２の各々の本数を簡略的に示してあ
る。

【００１１】光入力導波路２には、例えば送信側の光フ
ァイバ（図示せず）が接続されて、波長多重光が導入さ
れるようになっており、光入力導波路２を通って第１の
スラブ導波路３に導入された光は、その回折効果によっ
て広がってアレイ導波路４に入射し、アレイ導波路４を
伝搬する。

【００１２】このアレイ導波路４を伝搬した光は、第２
のスラブ導波路５に達し、さらに、光出力導波路６に集
光されて出力されるが、アレイ導波路４を構成する全て
のチャンネル導波路４ａの長さが互いに異なることか
ら、アレイ導波路４を伝搬した後に個々の光の位相にず
れが生じ、このずれ量に応じて集束光の波面が傾き、こ
の傾き角度により集光する位置が決まる。波長の異なっ
た光の集光位置は互いに異なることになり、その位置に
光出力導波路６を形成することによって、波長の異なっ
た光を各波長ごとに異なる光出力導波路６から出力でき
る。

【００１３】例えば、同図に示すように、１本の光入力
導波路２から波長λ１，λ２，λ３，・・・λｎ(ｎは
２以上の整数)の波長多重光を入力させると、これらの
光は、入力側スラブ導波路３で広げられ、アレイ導波路
４に到達し、出力側スラブ導波路５を通って、前記の如
く、波長によって異なる位置に集光され、互いに異なる
光出力導波路６に入射し、それぞれの光出力導波路６を
通って、光出力導波路６の出射端から出力される。そし
て、各光出力導波路６の出射端に光出力用の光ファイバ
（図示せず）を接続することにより、この光ファイバを
介して、前記各波長の光が取り出される。

【００１４】アレイ導波路型回折格子においては、回折
格子の波長分解能が回折格子を構成する各チャンネル導
波路４ａの長さの差（ΔＬ）に比例するために、ΔＬを
大きく設計することにより、従来の回折格子では実現で
きなかった波長間隔の狭い波長多重光の光合分波が可能
となり、高密度の光波長多重伝送の実現に必要とされて
いる、複数の信号光の光合分波機能、すなわち、波長間
隔が１ｎｍ以下の複数の光信号を分波または合波する機
能を果たすことができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光導波路モ
ジュールは、上記アレイ導波路型回折格子をはじめとす
る平面光導波路チップ９を、例えば図７に示したよう
に、光学接着剤２９によって光ファイバ配列具２８と接
着固定した状態で筐体内に収容して形成されるものであ
り、筐体内に水分が浸入すると、光学接着剤２９が吸湿
する。そうすると、光学接着剤２９が膨潤することで接
着強度が劣化し、塑性変形が起こりやすくなり、平面光
導波路チップ９の光導波路と光ファイバ３０との光接続
損失が大きくなってしまうといった問題が生じる。

【００１６】このように、光導波路モジュールにおい
て、パッケージ構成を留意しなかった場合、筐体内部へ
の水分の浸入が、光学接着剤２９等の接着剤の劣化に伴
い、光導波路モジュールの信頼性が非常に低下してしま
う。なお、光導波路モジュールにおいて、平面光導波路
チップ９の光導波路と光ファイバ３０との光軸ずれは１
μｍ以下に抑える必要がある。

【００１７】したがって、光導波路モジュールの特性を
良好に保つために、例えば非常に厳しい高温・高湿条件
下（例えば８５℃、８５ＲＨ％）に長時間放置しても、
接着剤の吸湿等による光導波路モジュールの特性劣化が
生じないようなパッケージ構成を有する光導波路モジュ
ールが望まれている。

【００１８】本発明は、上記課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、たとえ高温・高湿の条件
下にあっても、特性劣化を抑制することができる光導波
路モジュールを提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は次のような構成
をもって課題を解決するための手段としている。すなわ
ち、第１の発明は、平面光導波路チップを有し、該平面
光導波路チップを第１の筐体内に収容し、該第１の筐体
を第２の筐体内に収容するという如く、第Ｎ（Ｎは２以
上の整数）の筐体内に第（Ｎ−１）の筐体を順に収容
し、これらの筐体間の隙間の少なくとも一部に、水分を
通しにくい充填材料を充填した構成をもって課題を解決
する手段としている。

【００２０】また、第２の発明は、上記第１の発明の構
成に加え、前記充填材料はエポキシ系樹脂とした構成を
もって課題を解決する手段としている。

【００２１】さらに、第３の発明は、上記第１または第
２の発明の構成に加え、前記最外部の筐体は筐体本体と
蓋部とを有しており、前記筐体本体に接合する蓋部の接
合部には凹部と凸部の少なくとも一方を一つ以上形成し
て成る係合部が設けられており、前記筐体本体側の接合
部には前記係合部と係合する被係合部が設けられている
構成をもって課題を解決する手段としている。

【００２２】さらに、第４の発明は、上記第１または第
２または第３の発明の構成に加え、前記平面光導波路チ
ップは、１本以上の並設された光入力導波路と、該光入
力導波路の出射側に接続された第１のスラブ導波路と、
該第１のスラブ導波路の出射側に接続され、互いに設定
量異なる長さの複数並設されたチャネル導波路から成る
アレイ導波路と、該アレイ導波路の出射側に接続された
第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出射側
に複数並設接続された光出力導波路とを有する導波路形
成領域を基板上に形成したアレイ導波路型光回折格子と
成しており、該アレイ導波路型回折格子は前記第１のス
ラブ導波路と第２のスラブ導波路の少なくとも一方がス
ラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面で分離されて
分離スラブ導波路と成し、その分離面によって前記導波
路形成領域が一方側の分離スラブ導波路を含む第１の導
波路形成領域と他方側の分離スラブ導波路を含む第２の
導波路形成領域とに分離されており、該第２の導波路形
成領域と前記第１の導波路形成領域の少なくとも一方側
を前記分離面に沿って移動させるスライド移動部材が設
けられている構成をもって課題を解決する手段としてい
る。

【００２３】さらに、第５の発明は、第４の発明の構成
に加え、前記スライド移動部材は接着剤によって光導波
路チップに固定されている構成をもって課題を解決する
手段としている。

【００２４】さらに、第６の発明は、上記第１乃至第５
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記平面光導波路
チップは、石英系ガラスによって形成されたアンダーク
ラッドとコアとオーバークラッドとを有する導波路形成
領域をシリコン基板上に形成してなり、前記導波路形成
領域に発生する複屈折の値Ｂを｜Ｂ｜≦５．３４×１０
^−５とした構成をもって課題を解決する手段としてい
る。

【００２５】さらに、第７の発明は、上記第６の発明の
構成に加え、前記オーバークラッドの熱膨張係数をαｇ
とし、シリコン基板の熱膨張係数をαｓとしたとき、α
ｓ−２．０×１０^−７≦αｇ≦αｓ＋２．０×１０^−７
と成している構成をもって課題を解決する手段としてい
る。

【００２６】さらに、第８の発明は、上記第１乃至第７
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記第１の筐体内
の少なくとも一部に、水分を通しにくい充填材料を充填
した構成をもって課題を解決する手段としている。

【００２７】上記構成の本発明においては、平面光導波
路チップを第１の筐体内に収容し、該第１の筐体を第２
の筐体内に収容するという如く、第Ｎ（Ｎは２以上の整
数）の筐体内に第（Ｎ−１）の筐体を順に収容し、これ
らの筐体間の隙間の少なくとも一部に、水分を通しにく
い充填材料を充填しているので、たとえ光導波路モジュ
ールを高温・高湿下に置いても、平面光導波路チップを
収容した第１の筐体内に水が浸入することを抑制可能と
なる。

【００２８】したがって、光導波路モジュールにおい
て、例えば平面光導波路チップと共に接続相手側光ファ
イバを第１の筐体内に設け、平面光導波路チップと光フ
ァイバとの固定部位に接着剤を設けたとしても、吸湿に
よる接着剤の劣化が抑制され、平面光導波路チップと光
ファイバとの接続特性が良好に保たれる。また、平面光
導波路チップ自体の吸湿による特性劣化も抑制される。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。図１には、本発明の係る光導波路モ
ジュールの第１実施形態例が断面図により示されてい
る。

【００３０】本実施形態例の光導波路モジュールは、平
面光導波路チップ９を有し、該平面光導波路チップ９を
第１の筐体４１内に収容し、該第１の筐体４１を第２の
筐体４２内に収容しており、第１の筐体４１と第２の筐
体４２の隙間の少なくとも一部（ここでは全領域）に、
水分を通しにくい充填材料４０を充填したことを特徴と
している。本実施形態例において、充填材料４０は、吸
水率が１．８％のエポキシ系樹脂である。また、充填材
料４０は、ショアＡ硬度＝７８の比較的柔らかい弾性接
着剤である。

【００３１】最外部の筐体である第２の筐体４２は、筐
体本体４４と蓋部４３とを有しており、筐体本体４４に
接合する蓋部４３の接合部には、凹部と凸部の少なくと
も一方（ここでは両方）を一つ以上（ここでは複数）形
成して成る係合部４５が設けられており、筐体本体４４
側の接合部には係合部４５と係合する被係合部４６が設
けられている。なお、係合部４５と被係合部４６との隙
間にも充填材料４０であるエポキシ樹脂が充填されてい
る。

【００３２】平面光導波路チップ９は、図２に示す構成
のアレイ導波路型回折格子である。すなわち、平面光導
波路チップ９は、図８に示したアレイ導波路型回折格子
と同様の導波路構成を有しており、かつ、全てのチャン
ネル導波路４ａを横切る態様で、アレイ導波路４の途中
に、ポリイミド等によって形成された半波長板１４を挿
入している。アレイ導波路型回折格子は、この半波長板
１４の挿入により、半波長板３の入射側と出射側とで偏
波を９０度回転させることにより、前記偏波依存性損失
の影響が回避される。

【００３３】また、本実施形態例に適用しているアレイ
導波路型回折格子は、第１のスラブ導波路３と第２のス
ラブ導波路５の少なくとも一方（ここでは第１のスラブ
導波路３）が、第１のスラブ導波路３を通る光の経路と
交わる交差面（交差分離面）８で分離されている。

【００３４】第１のスラブ導波路３は、交差分離面８で
分離されて分離スラブ導波路３ａ，３ｂと成している。
交差分離面８は導波路形成領域１０の一端側（図の上端
側）から導波路形成領域の途中部にかけて設けられてお
り、この交差分離面８に連通させて、第１のスラブ導波
路３と交差しない非交差分離面１８が形成されている。
なお、同図において、非交差分離面１８は交差分離面８
と直交しないで設けられているが、非交差分離面１８は
交差分離面８と直交してもよい。

【００３５】このアレイ導波路型回折格子は、交差分離
面８と非交差分離面１８とによって、導波路形成領域１
０を、一方側の分離スラブ導波路３ａを含む第１の導波
路形成領域１０ａと、他方側の分離スラブ導波路３ｂを
含む第２の導波路形成領域１０ｂとに分離している。

【００３６】前記第１の導波路形成領域１０ａと第２の
導波路形成領域１０ｂとに跨る態様で、導波路形成領域
１０よりも熱膨張係数が大きいスライド移動部材１７が
設けられている。スライド移動部材１７は、第１の導波
路形成領域１０ａを第２の導波路形成領域１０ｂに対し
て、交差分離面８に沿って図のＸ方向にスライド移動さ
せる構成と成している。

【００３７】周知の如く、アレイ導波路型回折格子は、
導波路形成領域１０を形成するガラス材料の温度依存性
に伴い、光透過中心波長が温度に依存して変化するが、
本実施形態例では、上記の如く、スライド移動部材１７
によって第１の導波路形成領域１０ａを交差分離面８に
沿って移動することにより、光透過中心波長の温度依存
性を補償する構成と成している。つまり、本実施形態例
において、スライド移動部材１７による第１の導波路形
成領域１０ａの移動量は、アレイ導波路回折格子の各光
透過中心波長の温度依存性を補償することができる移動
量である。

【００３８】なお、アレイ導波路型回折格子において、
第１と第２の少なくとも一方のスラブ導波路をそのスラ
ブ導波路を通る光路に交わる交差分離面で分離し、分離
したスラブ導波路の少なくとも一方を交差分離面に沿っ
て移動することにより、アレイ導波路型回折格子の光透
過中心波長の温度依存性を補償する構成の詳細は、特願
２０００−２８３８０６号に記載されている。

【００３９】また、図２に示す構成においては、スライ
ド移動部材１７を、導波路形成領域１０ａ，１０ｂの表
面上に、導波路形成領域１０ａと導波路形成領域１０ｂ
に跨る態様で設けることにより、前記導波路形成領域１
０ａのスライド移動時に、導波路形成領域１０ａがＸＹ
平面に垂直なＺ軸方向に変位することを抑制している。

【００４０】なお、上記特願２０００−２８３８０６号
において、スライド移動部材１７をアレイ導波路型回折
格子の導波路形成領域または基板に固定する固定構成は
特に限定されておらず、その一例として金属膜と半田を
介してスライド移動部材１７と導波路形成領域１０を固
定する例が記載されているが、本実施形態例において、
スライド移動部材１７は、接着剤５０によってアレイ導
波路型回折格子の導波路形成領域１０に固定されてい
る。

【００４１】また、本実施形態例において、アレイ導波
路型回折格子の光入力導波路２と光出力導波路６には、
それぞれ、光ファイバ３０が接続されている。図１に示
すように、アレイ導波路型回折格子の平面光導波路チッ
プ９と光ファイバ３０との接続部位には光学接着剤２９
が設けられている。

【００４２】さらに、本実施形態例では、第１の筐体４
１は筐体本体３８と蓋部３９とを有し、第１の筐体４１
内の平面光導波路チップ９を覆う全領域に、水分を通し
にくい充填材料４７が充填されている。この充填材料４
７は非水溶性オイルのシリコーンオイルであり、前記交
差分離面８および非交差分離面１８におけるフレネル反
射損失を低減する屈折率整合剤としても機能する。

【００４３】このシリコーンオイルの漏れを防ぐため
に、第１の筐体４１は、筐体本体３８と蓋部３９との間
に設けられた接着剤（図示せず）等により封止されてい
る。

【００４４】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、図２に示す構成のアレイ導波路型回折格子は、スラ
イド移動部材１７によって、第１の導波路形成領域１０
ａを交差分離面８に沿って移動することにより、アレイ
導波路回折格子の各光透過中心波長の温度依存性を補償
することができる。

【００４５】また、本実施形態例は、アレイ導波路型回
折格子の導波路形成領域とスライド移動部材１７とを接
着剤５０によって固定しているが、平面光導波路チップ
９を第１の筐体４１内に収容し、さらに、第１の筐体４
１を第２の筐体４２内に収容し、第１の筐体４１と第２
の筐体４２との隙間には、水分を通しにくい充填材料４
０を充填しているので、第１の筐体４１内に水分が浸入
することを抑制し、水分の影響による前記接着剤５０の
劣化を抑制することができる。

【００４６】すなわち、本実施形態例では、光導波路モ
ジュールを非常に厳しい高温・高湿条件下、例えば８５
℃、８５％ＲＨに長時間置いた場合でも、前記接着剤５
０が水分を吸収して膨潤することを抑制できるので、接
着剤５０の接着強度が劣化して塑性変形が起こるといっ
たことを抑制でき、上記アレイ導波路型回折格子の各光
透過中心波長の温度依存性補償効果を長期にわたって維
持することができる。

【００４７】また、本実施形態例では、第１の筐体４１
内に水分が浸入することを抑制できるので、平面光導波
路チップ９と光ファイバ３０との接続部位に設けた光学
接着剤２９の吸湿による劣化も抑制でき、アレイ導波路
型回折格子と光ファイバ３０との接続損失の増加も抑制
できる。

【００４８】特に、本実施形態例によれば、第２の筐体
４１の蓋部４３と筐体本体４４との接合部に設けた係合
部４５と被係合部４６との隙間にも充填材料４０が充填
されており、前記接着剤２９，５０の劣化をより一層確
実に抑制でき、上記効果を発揮することができる。

【００４９】さらに、本実施形態例によれば、充填材料
４０は比較的柔らかい弾性接着剤としているので、充填
材料４０が光ファイバ３０等に与える応力を低減でき、
応力付加による影響を抑制できる。

【００５０】図３の特性線ａには、本実施形態例の光導
波路モジュールについて、Telcordia社から提案された
ＧＲ−１２０９−ＣＯＲＥという高温高湿試験（サンプ
ルを８５℃、８５％ＲＨで３３６時間放置する試験）を
行なったときの、試験結果が示されている。また、同図
の特性線ｂには図２に示した構成の平面光導波路チップ
９を第１の筐体４１のみに収容し、充填材料４７を設け
ていない光導波路モジュールについて同様の試験を行な
った結果が示されている。

【００５１】同図に示す特性線ｂから明らかなように、
第１の筐体４１のみを適用した光導波路モジュールは、
上記高温高湿試験を行なうと、光透過中心波長変動が大
きくなり、３３６時間経過後の光透過中心波長変動は
０．１２ｎｍになる。１００ＧＨｚの周波数スペーシン
グのアレイ導波路型回折格子に波長多重伝送システムに
要求される光透過中心波長ずれ量の許容範囲は、±０．
０３ｎｍ程度であり、第１の筐体４１のみを適用した光
導波路モジュールの光透過中心波長変動は、上記許容範
囲（同図のＣに示す±０．０３ｎｍ以下の範囲）を大き
く越えてしまう。

【００５２】それに対し、本実施形態例の光導波路モジ
ュールは、同図の特性線ａに示すように、上記高温高湿
試験を行なっても接着剤５０の劣化を抑制できるので、
アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長変動は殆どな
く、上記優れた特性を維持できる。

【００５３】次に、本発明に係る光導波路モジュールの
第２実施形態例について説明する。本第２実施形態例は
上記第１実施形態例とほぼ同様に構成されており、本第
２実施形態例が上記第１実施形態例と異なる特徴的なこ
とは、図４に示すように、平面光導波路チップ９である
アレイ導波路型回折格子のチャンネル導波路４ａを横切
る半波長板１４を省略したことである。その代わり、本
第２実施形態例では、同図に示す導波路構成のコア１２
を覆うオーバークラッド１１ａを、純石英にＢ _２Ｏ_３と
Ｐ_２Ｏ_５をそれぞれ約８ｍｏｌ％ずつ添加して形成して
いる。

【００５４】本第２実施形態例では、このように、オー
バークラッド１１ａにおけるＢ_２Ｏ _３とＰ_２Ｏ_５等のド
ーパント濃度を、従来の値（Ｂ_２Ｏ_３とＰ_２Ｏ_５をそれ
ぞれ約５ｍｏｌ％ずつ）より高くすることにより、オー
バークラッド１１ａの熱膨張係数をαｇとし、シリコン
基板１の熱膨張係数をαｓとしたとき、αｓ−２．０×
１０^−７≦αｇ≦αｓ＋２．０×１０^−７と成してい
る。また、本第２実施形態例では、導波路形成領域１０
に発生する複屈折の値Ｂを｜Ｂ｜≦５．３４×１０^−５
としている。

【００５５】つまり、本第２実施形態例においては、オ
ーバークラッド１１ａの組成、熱膨張係数を上記特徴的
な構成とし、導波路形成領域１０に発生する複屈折の値
Ｂを上記特徴的な値とすることにより、上記第１実施形
態例のアレイ導波路型回折格子に設けた半波長板１４を
設けなくても偏波依存性損失の影響を低減できるように
し、光波長多重通信用として適した光導波路としてい
る。なお、上記熱膨張係数、複屈折の値と偏波依存性損
失の関係の詳細は、特願２０００−３８０号に記載され
ている。

【００５６】本第２実施形態例は以上のように構成され
ており、本第２実施形態例も上記第１実施形態例と同様
の効果を奏することができる。なお、本第２実施形態例
のように、オーバークラッド１１ａにドープするＢ_２Ｏ
_３とＰ_２Ｏ_５濃度を従来のアレイ導波路型回折格子にお
ける組成よりも高めると、非常に厳しい高温・高湿下に
おいて、アレイ導波路型回折格子におけるオーバークラ
ッドの吸湿によるクラック発生の可能性が懸念される。

【００５７】しかしながら、本第２実施形態例は、例え
ばTelcordia社から提案されたＧＲ−１２２１−ＣＯＲ
Ｅという高温高湿試験（サンプルを８５℃、８５％ＲＨ
で５０００時間放置する試験）を行なっても、平面光導
波路チップ９のクラックの発生は無く、上記のような非
常に厳しい高温・高湿条件下においても光学特性が良好
な光導波路モジュールを実現できた。

【００５８】なお、本発明は上記各実施形態例に限定さ
れることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例え
ば、上記各実施形態例では、最外部の筐体である第２の
筐体４２は、筐体本体４４と蓋部４３とを有しており、
蓋部４３の接合部には凹部と凸部の両方を複数形成して
成る係合部４５を設け、筐体本体４４側の接合部には係
合部４５と係合する被係合部４６を設けたが、これらの
係合部４５や被係合部４６は必ずしも複数の凹部と凸部
を有する構成とは限らない。

【００５９】例えば蓋部４３側の接合部は、係合部４５
に１つの凹部または凸部を形成し、筐体本体４４側の接
合部は、係合部４５に嵌合する凸部または凹部を形成し
た被係合部４６を設けてもよい。また、例えば図５に示
すように、蓋部４３、筐体本体４４の接合部は、凹凸の
ない接合部としてもよい。

【００６０】また、上記各実施形態例では、平面光導波
路チップは、アレイ導波路型回折格子の第１のスラブ導
波路３を交差分離面８で分離した構成としたが、第２の
スラブ導波路５を分離面で分離してもよいし、第１と第
２のスラブ導波路３，５の両方を分離面で分離してもよ
い。また、平面光導波路チップ９は、分離面による分離
を行なわないアレイ導波路型回折格子としてもよい。

【００６１】さらに、本発明の光導波路モジュールに適
用される平面光導波路チップ９は、必ずしもアレイ導波
路型回折格子とするとは限らず、マッハツェンダ光干渉
型合分波器等の様々な平面光導波路チップを適用するこ
とができる。

【００６２】さらに、上記各実施形態例は、第１の筐体
４１と第２の筐体４２の隙間の全領域に充填材料４０を
充填したが、充填材料４０を第１の筐体４１と第２の筐
体４２の隙間の少なくとも一部に充填することにより、
第１の筐体４１内に水分が浸入することを抑制すること
ができる。この場合、例えば上記各実施形態例のように
第２の筐体４２を蓋部４３と筐体本体４４とで構成する
場合、少なくともその接合部に近い部位に充填材料４０
を充填するとよい。

【００６３】さらに、本発明の光導波路モジュールは、
平面光導波路チップ９を第１の筐体４１内に収容し、第
Ｎ（Ｎは２以上の整数）の筐体内に第（Ｎ−１）の筐体
を順に収容し、これらの筐体間の隙間の少なくとも一部
に、水分を通しにくい充填材料を充填して形成されるも
のであり、該第１の筐体４１を第２の筐体４２内に収容
し、さらに、第３の筐体内に第２の筐体を収容する如
く、筐体を３重以上とした複数重構成としてもよい。

【００６４】さらに、上記各実施形態例では、第１の筐
体４１内の平面光導波路チップ９を覆う全領域に、水分
を通しにくい充填材料４７を充填したが、第１の筐体４
１内の少なくとも一部（例えば接着剤を覆う部位）に、
充填材料４７を充填してもよいし、充填材料４７を省略
することもできる。

【００６５】ただし、充填材料４７を設けない場合で
も、例えば上記各実施形態例のように、アレイ導波路型
回折格子等の平面光導波路チップ９を切断等により分離
した部位を有している場合などは、その分離部位等に屈
折率整合剤を充填することにより、分離部位における反
射による光損失を抑制できるので、第１の筐体４１内に
屈折率整合剤の充填を行なうことが好ましい。

【００６６】さらに、充填材料４４，４７の材質は特に
限定されるものでなく適宜設定されるものである。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、平面光導波路チップを
収容する筐体を複数設けて二重以上の複数重構成とし、
これらの筐体間の隙間の少なくとも一部に、水分を通し
にくい充填材料を充填しているので、たとえ光導波路モ
ジュールを高温・高湿下に置いても、平面光導波路チッ
プを直接収容している第１の筐体内に水が浸入すること
を抑制できる。

【００６８】したがって、本発明の光導波路モジュール
は、平面光導波路チップ自体が吸湿により劣化すること
を抑制できるし、例えば平面光導波路チップと接続相手
側光ファイバ等との固定部位に接着剤を設けたとして
も、接着剤の吸湿による劣化が抑制され、光導波路モジ
ュールの特性を良好に保つことができる。

【００６９】また、本発明において、充填材料はエポキ
シ系樹脂とした構成によれば、容易に入手しやすい充填
材料を用いて上記効果を確実に発揮することができる。

【００７０】さらに、本発明において、最外部の筐体は
筐体本体と蓋部とを有しており、前記筐体本体に接合す
る蓋部の接合部には凹部と凸部の少なくとも一方を一つ
以上形成して成る係合部が設けられており、前記筐体本
体側の接合部には前記係合部と係合する被係合部が設け
られている構成によれば、高温・高湿下における光導波
路モジュールの信頼性をより一層高めることができる。

【００７１】さらに、本発明において、平面光導波路チ
ップはアレイ導波路型光回折格子とし、該アレイ導波路
型回折格子の前記第１のスラブ導波路と第２のスラブ導
波路の少なくとも一方を、スラブ導波路を通る光の経路
と交わる交差面で分離して分離スラブ導波路と成し、一
方側の分離スラブ導波路を含む第１の導波路形成領域と
他方側の分離スラブ導波路を含む第２の導波路形成領域
との少なくとも一方側を前記分離面に沿って移動させる
スライド移動部材を設けた構成によれば、スライド移動
部材による移動によってアレイ導波路型回折格子の光透
過中心波長を調整することができる。

【００７２】したがって、スライド移動部材の材質や長
さ等を適宜設定することによって、光透過中心波長の温
度依存性を補償することができる。

【００７３】さらに、平面光導波路チップを上記のよう
なアレイ導波路型回折格子とし、第１と第２の少なくと
も一方のスラブ導波路を分離し、スライド移動部材を設
けた上記構成の本発明において、スライド移動部材は接
着剤によって光導波路チップに固定されている構成によ
れば、接着剤を用いて容易にスライド移動部材の固定を
行なうことができる。

【００７４】さらに、本発明において、平面光導波路チ
ップは、石英系ガラスによって形成されたアンダークラ
ッドとコアとオーバークラッドとを有する導波路形成領
域をシリコン基板上に形成してなり、前記導波路形成領
域に発生する複屈折の値Ｂを｜Ｂ｜≦５．３４×１０
^−５とした構成によれば、複屈折の値を適宜設定するこ
とにより、例えば平面光導波路をアレイ導波路型回折格
子とした場合等に、アレイ導波路の途中に半波長板を設
けなくても偏波依存性損失を抑制することができる。

【００７５】さらに、本発明において、平面光導波路チ
ップのオーバークラッドの熱膨張係数をαｇとし、シリ
コン基板の熱膨張係数をαｓとしたとき、αｓ−２．０
×１０^−７≦αｇ≦αｓ＋２．０×１０^−７と成してい
る構成によれば、このような熱膨張係数の設定によっ
て、平面光導波路チップの上記複屈折の値Ｂを得ること
ができ、上記効果を奏することができる。

【００７６】さらに、本発明において、第１の筐体内の
少なくとも一部に、水分を通しにくい充填材料を充填し
た構成によれば、第１の筐体内に収容している平面光導
波路チップの特性をより一層良好に維持することがで
き、光導波路モジュールの特性を良好に保つことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光導波路モジュールの第１実施形
態例を示す断面構成図である。

【図２】上記実施形態例の光導波路モジュールに適用さ
れているアレイ導波路型回折格子を示す平面説明図であ
る。

【図３】光導波路モジュールの高温高湿試験結果を示す
グラフである。

【図４】本発明に係る光導波路モジュールの第２実施形
態例に適用されているアレイ導波路型回折格子を示す平
面説明図である。

【図５】本発明に係る光導波路モジュールの他の実施形
態例を示す断面説明図である。

【図６】平面光導波路の断面構成例を示す説明図であ
る。

【図７】光導波路モジュールに適用される平面光導波路
チップの光ファイバとの接続形態例を示す説明図であ
る。

【図８】アレイ導波路型回折格子の一例を示す平面説明
図である。

【符号の説明】

１基板２光入力導波路３入力側スラブ導波路４アレイ導波路４ａチャンネル導波路５出力側スラブ導波路６光出力導波路１０光導波路形成領域１１ａオーバークラッド１１ｂアンダークラッド１２コア２９光学接着剤４０，４７充填材料４１第１の筐体４２第２の筐体５０接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長谷川淳一東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H047 KA04 KB08 LA18 QA04 QA07 TA00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平面光導波路チップを有し、該平面光導
波路チップを第１の筐体内に収容し、該第１の筐体を第
２の筐体内に収容するという如く、第Ｎ（Ｎは２以上の
整数）の筐体内に第（Ｎ−１）の筐体を順に収容し、こ
れらの筐体間の隙間の少なくとも一部に、水分を通しに
くい充填材料を充填したことを特徴とする光導波路モジ
ュール。
【請求項２】充填材料はエポキシ系樹脂としたことを
特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項３】最外部の筐体は筐体本体と蓋部とを有し
ており、前記筐体本体に接合する蓋部の接合部には凹部
と凸部の少なくとも一方を一つ以上形成して成る係合部
が設けられており、前記筐体本体側の接合部には前記係
合部と係合する被係合部が設けられていることを特徴と
する請求項１または請求項２記載の光導波路モジュー
ル。
【請求項４】平面光導波路チップは、１本以上の並設
された光入力導波路と、該光入力導波路の出射側に接続
された第１のスラブ導波路と、該第１のスラブ導波路の
出射側に接続され、互いに設定量異なる長さの複数並設
されたチャネル導波路から成るアレイ導波路と、該アレ
イ導波路の出射側に接続された第２のスラブ導波路と、
該第２のスラブ導波路の出射側に複数並設接続された光
出力導波路とを有する導波路形成領域を基板上に形成し
たアレイ導波路型光回折格子と成しており、該アレイ導
波路型回折格子は前記第１のスラブ導波路と第２のスラ
ブ導波路の少なくとも一方がスラブ導波路を通る光の経
路と交わる交差面で分離されて分離スラブ導波路と成
し、その分離面によって前記導波路形成領域が一方側の
分離スラブ導波路を含む第１の導波路形成領域と他方側
の分離スラブ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分
離されており、該第２の導波路形成領域と前記第１の導
波路形成領域の少なくとも一方側を前記分離面に沿って
移動させるスライド移動部材が設けられていることを特
徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の
光導波路モジュール。
【請求項５】スライド移動部材は接着剤によって光導
波路チップに固定されていることを特徴とする請求項４
記載の光導波路モジュール。
【請求項６】平面光導波路チップは、石英系ガラスに
よって形成されたアンダークラッドとコアとオーバーク
ラッドとを有する導波路形成領域をシリコン基板上に形
成してなり、前記導波路形成領域に発生する複屈折の値
Ｂを｜Ｂ｜≦５．３４×１０^−５としたことを特徴とす
る請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の光導波
路モジュール。
【請求項７】オーバークラッドの熱膨張係数をαｇと
し、シリコン基板の熱膨張係数をαｓとしたとき、αｓ
−２．０×１０^−７≦αｇ≦αｓ＋２．０×１０^−７と
成していることを特徴とする請求項６記載の光導波路モ
ジュール。
【請求項８】第１の筐体内の少なくとも一部に、水分
を通しにくい充填材料を充填したことを特徴とする請求
項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の光導波路モジ
ュール。