JP2003029218A - 平面導波路型光デバイス - Google Patents
平面導波路型光デバイスInfo
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- JP2003029218A JP2003029218A JP2001213823A JP2001213823A JP2003029218A JP 2003029218 A JP2003029218 A JP 2003029218A JP 2001213823 A JP2001213823 A JP 2001213823A JP 2001213823 A JP2001213823 A JP 2001213823A JP 2003029218 A JP2003029218 A JP 2003029218A
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学特性に関して良好な偏波依存性を有して
いて、製造時間が短く、かつ機械的強度の強い平面導波
路型光デバイスを提供する。 【解決手段】 平面導波路型光デバイス１は、基板１０
０と、基板上に形成されたクラッド７０内に埋設された
２本の光導波路１０、２０と、光導波路１０、２０を両
端の位置で結合させる２つの光結合部５０、６０と、光
結合部５０、６０に結合する光入力部４、光出力部５を
有する。クラッド７０の表面には、光導波路１０に沿っ
て設けられ光導波路の光路長を調整する薄膜ヒーター１
１０が配置されている。薄膜ヒーター１１０の近辺に、
光導波路１０と平行して光伝搬作用を有しない光導波路
３０をクラッド７０内に埋設し、同時にクラッド７０の
表面に光導波路３０を加熱する薄膜ヒーター１３０を光
導波路３０に沿って配置する。
いて、製造時間が短く、かつ機械的強度の強い平面導波
路型光デバイスを提供する。 【解決手段】 平面導波路型光デバイス１は、基板１０
０と、基板上に形成されたクラッド７０内に埋設された
２本の光導波路１０、２０と、光導波路１０、２０を両
端の位置で結合させる２つの光結合部５０、６０と、光
結合部５０、６０に結合する光入力部４、光出力部５を
有する。クラッド７０の表面には、光導波路１０に沿っ
て設けられ光導波路の光路長を調整する薄膜ヒーター１
１０が配置されている。薄膜ヒーター１１０の近辺に、
光導波路１０と平行して光伝搬作用を有しない光導波路
３０をクラッド７０内に埋設し、同時にクラッド７０の
表面に光導波路３０を加熱する薄膜ヒーター１３０を光
導波路３０に沿って配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は平面導波路型光デバ
イスに関し、特に熱光学位相シフタを用いた平面導波路
型光デバイスに関するものである。
イスに関し、特に熱光学位相シフタを用いた平面導波路
型光デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】波長多重（ＷＤＭ）光通信は、複数の光
源から出射された波長１．５５μｍ帯の多波長の信号光
を１本の光ファイバ伝送路に一括して伝送させ、波長毎
に割り振られた受光器で受信することにより大容量・高
速の光通信を行うものである。ＷＤＭ光通信システムに
おいては、複数の光源から出射された信号光を１本の光
ファイバに合波させるための光合波器、および１本の光
ファイバ内を伝搬する多波長の信号光を複数の受光器に
分波させる光分波器が必要とされる。また、受光器で正
常に受光するためには、受光器に到達する多波長の信号
光それぞれのパワーは互いにほぼ等しいことが要求され
るので、多波長の信号光それぞれにおける光パワーを等
化にするための光減衰器が必要とされる。
源から出射された波長１．５５μｍ帯の多波長の信号光
を１本の光ファイバ伝送路に一括して伝送させ、波長毎
に割り振られた受光器で受信することにより大容量・高
速の光通信を行うものである。ＷＤＭ光通信システムに
おいては、複数の光源から出射された信号光を１本の光
ファイバに合波させるための光合波器、および１本の光
ファイバ内を伝搬する多波長の信号光を複数の受光器に
分波させる光分波器が必要とされる。また、受光器で正
常に受光するためには、受光器に到達する多波長の信号
光それぞれのパワーは互いにほぼ等しいことが要求され
るので、多波長の信号光それぞれにおける光パワーを等
化にするための光減衰器が必要とされる。
【０００３】光合分波器および光減衰器等の光デバイス
においては、波長可変選択、透過波長幅可変、光減衰量
可変等の機能が付加できれば、その適用範囲が広げられ
る。例えば、特開平５−３２３２４６公報「光合分波
器」には、平面導波路から形成されるアレイ導波路型回
折格子（Arrayed Waveguide Grating、以下ＡＷＧ）
で、アレイ状光導波路の上部に薄膜ヒーターからなる熱
光学位相シフタを取り付けることによって波長可変選択
機能を付加する技術が記載されている。また、文献「K.
Hattori, et al., "All-PLC-based optical ADM with
high isolation andpolarization independent level e
qualizer", in Proc. ECOC'98, 1998, pp.327-328」に
は、平面導波路から形成されるマッハツェンダ干渉計
で、干渉計における光導波路の上部に薄膜ヒーターから
なる熱光学位相シフタを取り付けて光路の温度を調整す
ることによって各光結合部の間の光路長差を制御し、光
減衰量を可変に制御する技術が記載されている。
においては、波長可変選択、透過波長幅可変、光減衰量
可変等の機能が付加できれば、その適用範囲が広げられ
る。例えば、特開平５−３２３２４６公報「光合分波
器」には、平面導波路から形成されるアレイ導波路型回
折格子（Arrayed Waveguide Grating、以下ＡＷＧ）
で、アレイ状光導波路の上部に薄膜ヒーターからなる熱
光学位相シフタを取り付けることによって波長可変選択
機能を付加する技術が記載されている。また、文献「K.
Hattori, et al., "All-PLC-based optical ADM with
high isolation andpolarization independent level e
qualizer", in Proc. ECOC'98, 1998, pp.327-328」に
は、平面導波路から形成されるマッハツェンダ干渉計
で、干渉計における光導波路の上部に薄膜ヒーターから
なる熱光学位相シフタを取り付けて光路の温度を調整す
ることによって各光結合部の間の光路長差を制御し、光
減衰量を可変に制御する技術が記載されている。
【０００４】コアおよびクラッドから構成される光導波
路において、クラッド表面に薄膜ヒーターからなる熱光
学位相シフタが取り付けられた場合、コアとクラッドと
の熱膨張係数の違いに起因して、光導波路には上下方向
の熱応力が生じやすい。光導波路に上下方向の熱応力が
生じた場合、光導波路の上下方向と横方向とで屈折率に
差異（複屈折）が発生する。そのため、熱光学位相シフ
タを有する平面導波路型光デバイスでは、光学特性の偏
波依存性が大きくなりやすい。これに対して、例えば、
文献「２００１年電子情報通信学会総合大会Ｃ−３−６
４（予稿集Ｐ．２２９）ＰＬＣ型可変減衰器の低ＰＤＬ
化」には、導波路の両側に熱応力開放用の溝を設けて偏
波依存性損失（Polarization Dependent Loss、以下Ｐ
ＤＬ）を低減しようとする技術が記載されている。
路において、クラッド表面に薄膜ヒーターからなる熱光
学位相シフタが取り付けられた場合、コアとクラッドと
の熱膨張係数の違いに起因して、光導波路には上下方向
の熱応力が生じやすい。光導波路に上下方向の熱応力が
生じた場合、光導波路の上下方向と横方向とで屈折率に
差異（複屈折）が発生する。そのため、熱光学位相シフ
タを有する平面導波路型光デバイスでは、光学特性の偏
波依存性が大きくなりやすい。これに対して、例えば、
文献「２００１年電子情報通信学会総合大会Ｃ−３−６
４（予稿集Ｐ．２２９）ＰＬＣ型可変減衰器の低ＰＤＬ
化」には、導波路の両側に熱応力開放用の溝を設けて偏
波依存性損失（Polarization Dependent Loss、以下Ｐ
ＤＬ）を低減しようとする技術が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導波路
の両側に熱応力開放用の溝を設けてＰＤＬを低減させよ
うとする技術においては、以下のような問題点を有して
いる。導波路の両側に加工される溝は、熱応力を十分に
開放させるためには、クラッド表面からクラッドと基板
との境界付近までの深さを持たせる必要がある。一般的
な光回路においては、この深さはおおよそ２０〜５０μ
ｍである。通常、溝加工はクラッド形成後のエッチング
によって行われるが、上記のような深さの加工は、通常
のエッチング速度から考えて５〜１０時間程度の多大な
時間を要してしまう。また、加工後のクラッド表面に
は、細長い導波路部が露出してしまうために、その部分
で機械的強度が弱くなってしまい、破断しやすい状況が
発生する。
の両側に熱応力開放用の溝を設けてＰＤＬを低減させよ
うとする技術においては、以下のような問題点を有して
いる。導波路の両側に加工される溝は、熱応力を十分に
開放させるためには、クラッド表面からクラッドと基板
との境界付近までの深さを持たせる必要がある。一般的
な光回路においては、この深さはおおよそ２０〜５０μ
ｍである。通常、溝加工はクラッド形成後のエッチング
によって行われるが、上記のような深さの加工は、通常
のエッチング速度から考えて５〜１０時間程度の多大な
時間を要してしまう。また、加工後のクラッド表面に
は、細長い導波路部が露出してしまうために、その部分
で機械的強度が弱くなってしまい、破断しやすい状況が
発生する。
【０００６】本発明は、上記問題点を解消するためにな
されたものであり、光学特性に関して良好な偏波依存性
を有していて、製造時間が短く、かつ機械的強度の強い
平面導波路型光デバイスを提供することを目的とする。
されたものであり、光学特性に関して良好な偏波依存性
を有していて、製造時間が短く、かつ機械的強度の強い
平面導波路型光デバイスを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板と、基板
に設けられた複数の光導波路と、それぞれが光入出力部
を有すると共に複数の光導波路を結合させる２つの光結
合部と、光導波路の少なくとも一部に設けられ光導波路
の光路長を調整する熱光学位相シフタとを具備する平面
導波路型光デバイスであって、光導波路の光路長を調整
する熱光学位相シフタの近辺には、光伝搬作用を有しな
い光導波路および光伝搬作用を有しない光導波路の少な
くとも一部を加熱する熱光学位相シフタとが配置されて
いることを特徴とする。
に設けられた複数の光導波路と、それぞれが光入出力部
を有すると共に複数の光導波路を結合させる２つの光結
合部と、光導波路の少なくとも一部に設けられ光導波路
の光路長を調整する熱光学位相シフタとを具備する平面
導波路型光デバイスであって、光導波路の光路長を調整
する熱光学位相シフタの近辺には、光伝搬作用を有しな
い光導波路および光伝搬作用を有しない光導波路の少な
くとも一部を加熱する熱光学位相シフタとが配置されて
いることを特徴とする。
【０００８】また、本発明に係る平面導波路型光デバイ
スにおいて、光導波路の光路長を調整する熱光学位相シ
フタの加熱温度と比例させて、光伝搬作用を有しない光
導波路の少なくとも一部を加熱する熱光学位相シフタの
加熱温度を制御するのが好適である。
スにおいて、光導波路の光路長を調整する熱光学位相シ
フタの加熱温度と比例させて、光伝搬作用を有しない光
導波路の少なくとも一部を加熱する熱光学位相シフタの
加熱温度を制御するのが好適である。
【０００９】ここで、光伝搬作用を有しない光導波路と
は、光パワーが伝搬している光導波路と実質的に光結合
していなく、かつ光パワー伝搬の働きを有しない光導波
路を意味する。
は、光パワーが伝搬している光導波路と実質的に光結合
していなく、かつ光パワー伝搬の働きを有しない光導波
路を意味する。
【００１０】上記の光導波路の光路長を調整する熱光学
位相シフタの近辺に、光伝搬作用を有しない光導波路お
よび光伝搬作用を有しない光導波路の少なくとも一部を
加熱する熱光学位相シフタとを配置することによって、
光路長を調整する熱光学位相シフタに起因する熱応力か
ら生じる複屈折を、光伝搬作用を有しない光導波路の少
なくとも一部を加熱する熱光学位相シフタによる熱応力
によって打ち消すことが可能となる。これによって、熱
応力に起因するＰＤＬの劣化が抑制される。
位相シフタの近辺に、光伝搬作用を有しない光導波路お
よび光伝搬作用を有しない光導波路の少なくとも一部を
加熱する熱光学位相シフタとを配置することによって、
光路長を調整する熱光学位相シフタに起因する熱応力か
ら生じる複屈折を、光伝搬作用を有しない光導波路の少
なくとも一部を加熱する熱光学位相シフタによる熱応力
によって打ち消すことが可能となる。これによって、熱
応力に起因するＰＤＬの劣化が抑制される。
【００１１】また、光導波路の両側に溝を設けるような
エッチング加工を行わないので、多大な加工時間を要し
たり、機械的強度が弱くなったりする問題が生じない。
エッチング加工を行わないので、多大な加工時間を要し
たり、機械的強度が弱くなったりする問題が生じない。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同じ部分には同じ番号を付して重複する説明を省略
する。
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同じ部分には同じ番号を付して重複する説明を省略
する。
【００１３】図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明に係る第一
の実施形態である平面導波路型光デバイス１の構成図で
ある。図１（Ａ）は、全体平面図である。平面導波路型
光デバイス１は、基板１００と、基板上に形成されたク
ラッド７０内に埋設された２本の光導波路１０、２０
と、光導波路１０、２０を両端の位置で結合させる２つ
の光結合部５０、６０と、これらの光結合部５０、６０
に結合する光入力部４、光出力部５を有する。クラッド
７０の表面には、光導波路１０に沿って設けられ光導波
路の光路長を調整する薄膜ヒーター１１０が配置されて
いる。この薄膜ヒーター１１０の近辺には、光導波路１
０と平行して光伝搬作用を有しない光導波路３０がクラ
ッド７０内に埋設され、同時にクラッド７０の表面に光
導波路３０を加熱する薄膜ヒーター１３０が光導波路３
０に沿って配置されている。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）
の線分ＡＡ’における拡大断面図である。
の実施形態である平面導波路型光デバイス１の構成図で
ある。図１（Ａ）は、全体平面図である。平面導波路型
光デバイス１は、基板１００と、基板上に形成されたク
ラッド７０内に埋設された２本の光導波路１０、２０
と、光導波路１０、２０を両端の位置で結合させる２つ
の光結合部５０、６０と、これらの光結合部５０、６０
に結合する光入力部４、光出力部５を有する。クラッド
７０の表面には、光導波路１０に沿って設けられ光導波
路の光路長を調整する薄膜ヒーター１１０が配置されて
いる。この薄膜ヒーター１１０の近辺には、光導波路１
０と平行して光伝搬作用を有しない光導波路３０がクラ
ッド７０内に埋設され、同時にクラッド７０の表面に光
導波路３０を加熱する薄膜ヒーター１３０が光導波路３
０に沿って配置されている。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）
の線分ＡＡ’における拡大断面図である。
【００１４】ここで、薄膜ヒーター１１０および１３０
において、それぞれの加熱温度を上げた場合の光導波路
１０が薄膜ヒーターに起因する熱応力によって被る複屈
折をシミュレーション計算で求めた結果を図２に示す。
光導波路１０は、薄膜ヒーター１１０の加熱によって負
の複屈折、薄膜ヒーター１３０の加熱によって正の複屈
折を受けることがわかる。光導波路１０がそれぞれの薄
膜ヒーターから受ける複屈折の符号が反対となる定性的
な理由は、薄膜ヒーター１１０の加熱の場合、上下方向
の温度分布のために光導波路１０には縦方向の熱応力が
働くのに対して、薄膜ヒーター１３０の加熱の場合、光
導波路３０の熱膨張を通して光導波路１０には横方向の
熱応力が支配的となるためである。また、薄膜ヒーター
１１０または１３０の加熱温度と比例して、複屈折の絶
対値が大きくなっている。
において、それぞれの加熱温度を上げた場合の光導波路
１０が薄膜ヒーターに起因する熱応力によって被る複屈
折をシミュレーション計算で求めた結果を図２に示す。
光導波路１０は、薄膜ヒーター１１０の加熱によって負
の複屈折、薄膜ヒーター１３０の加熱によって正の複屈
折を受けることがわかる。光導波路１０がそれぞれの薄
膜ヒーターから受ける複屈折の符号が反対となる定性的
な理由は、薄膜ヒーター１１０の加熱の場合、上下方向
の温度分布のために光導波路１０には縦方向の熱応力が
働くのに対して、薄膜ヒーター１３０の加熱の場合、光
導波路３０の熱膨張を通して光導波路１０には横方向の
熱応力が支配的となるためである。また、薄膜ヒーター
１１０または１３０の加熱温度と比例して、複屈折の絶
対値が大きくなっている。
【００１５】薄膜ヒーター１１０の加熱温度Ｔ１のみ上
昇させるだけでは光導波路１０の複屈折は正に大きくな
ってしまい、それに伴いＰＤＬも増大してしまう。薄膜
ヒーター１１０の加熱温度Ｔ１と比例して、薄膜ヒータ
ー１３０の加熱温度Ｔ２を上昇させれば、光導波路１０
の複屈折の増加分を低減させることができる。図１の構
成の平面導波路型光デバイス１においては、Ｔ２＝２．
３３×Ｔ１の関係を保ちながら温度調整を行えば、複屈
折を零に維持することができる。これによって、ＰＤＬ
の劣化を抑制することが可能となる。
昇させるだけでは光導波路１０の複屈折は正に大きくな
ってしまい、それに伴いＰＤＬも増大してしまう。薄膜
ヒーター１１０の加熱温度Ｔ１と比例して、薄膜ヒータ
ー１３０の加熱温度Ｔ２を上昇させれば、光導波路１０
の複屈折の増加分を低減させることができる。図１の構
成の平面導波路型光デバイス１においては、Ｔ２＝２．
３３×Ｔ１の関係を保ちながら温度調整を行えば、複屈
折を零に維持することができる。これによって、ＰＤＬ
の劣化を抑制することが可能となる。
【００１６】図３（Ａ）、（Ｂ）は、本発明に係る第二
の実施形態である平面導波路型光デバイス２の構成図で
ある。図３（Ａ）は、全体平面図である。平面導波路型
光デバイス２は、基板１００と、基板上に形成されたク
ラッド７０内に平行に埋設された２本の光導波路１０、
２０と、これらの光導波路１０、２０を両端の位置で結
合させる２つの光結合部５０、６０と、これらの光結合
部５０、６０に結合する光入力部４、光出力部５を有す
る。クラッド７０の表面には、光導波路１０、２０に沿
って設けられ光導波路１０、２０の光路長を調整する薄
膜ヒーター１１０、１２０が配置されている。これらの
薄膜ヒーター１１０、１２０の近辺には、光伝搬作用を
有しない光導波路３０、４０がクラッド７０内に埋設さ
れ、同時にクラッド７０の表面に光導波路３０、４０を
加熱する薄膜ヒーター１３０、１４０が配置されてい
る。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の線分ＡＡ’における拡
大断面図である。
の実施形態である平面導波路型光デバイス２の構成図で
ある。図３（Ａ）は、全体平面図である。平面導波路型
光デバイス２は、基板１００と、基板上に形成されたク
ラッド７０内に平行に埋設された２本の光導波路１０、
２０と、これらの光導波路１０、２０を両端の位置で結
合させる２つの光結合部５０、６０と、これらの光結合
部５０、６０に結合する光入力部４、光出力部５を有す
る。クラッド７０の表面には、光導波路１０、２０に沿
って設けられ光導波路１０、２０の光路長を調整する薄
膜ヒーター１１０、１２０が配置されている。これらの
薄膜ヒーター１１０、１２０の近辺には、光伝搬作用を
有しない光導波路３０、４０がクラッド７０内に埋設さ
れ、同時にクラッド７０の表面に光導波路３０、４０を
加熱する薄膜ヒーター１３０、１４０が配置されてい
る。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の線分ＡＡ’における拡
大断面図である。
【００１７】本発明に係る第一の実施形態と同様に、薄
膜ヒーター１１０の加熱温度Ｔ１と比例して、薄膜ヒー
ター１３０の加熱温度Ｔ２を上昇させれば、光導波路１
０の複屈折の増加分を低減させることができる。また、
薄膜ヒーター１２０の加熱温度Ｔ３と比例して、薄膜ヒ
ーター１４０の加熱温度Ｔ４を上昇させれば、光導波路
２０の複屈折の増加分を低減させることができる。これ
によって、マッハツェンダ干渉計を有する平面導波路型
光デバイス２におけるＰＤＬの劣化を抑制することが可
能となる。
膜ヒーター１１０の加熱温度Ｔ１と比例して、薄膜ヒー
ター１３０の加熱温度Ｔ２を上昇させれば、光導波路１
０の複屈折の増加分を低減させることができる。また、
薄膜ヒーター１２０の加熱温度Ｔ３と比例して、薄膜ヒ
ーター１４０の加熱温度Ｔ４を上昇させれば、光導波路
２０の複屈折の増加分を低減させることができる。これ
によって、マッハツェンダ干渉計を有する平面導波路型
光デバイス２におけるＰＤＬの劣化を抑制することが可
能となる。
【００１８】図４（Ａ）、（Ｂ）は、本発明に係る第三
の実施形態である平面導波路型光デバイス３の構成図で
ある。図４（Ａ）は、全体平面図である。平面導波路型
光デバイス３は、基板１００と、基板上に形成されたク
ラッド７０内に埋設された複数のアレイ状光導波路２１
０、２１１〜２２０、アレイ状光導波路２１０、２１１
〜２２０を両端の位置で結合させる２つのスラブ導波路
２５０、２６０と、スラブ導波路２５０、２６０に結合
する光入力部４、光出力部５〜９からなるアレイ導波路
型回折格子を有する。なお、図４においては、複数のア
レイ状光導波路２１０、２１１および２２０を表示して
いるが、実際には必要に応じてより多くのアレイ状光導
波路が設けられる。また、光入出力部についても同様
に、４、５および９以外にも複数の光入出力部が設けら
れる。クラッド７０の表面には、光導波路２１０、２１
１〜２２０に沿って設けられ光導波路の光路長を調整す
る薄膜ヒーター３１０、３１１〜３２０が配置されてい
る。薄膜ヒーター３１０、３１１〜３２０の近辺には、
光伝搬作用を有しない光導波路２３０、２３１〜２４０
がクラッド７０内に埋設され、同時に光導波路２３０、
２３１〜２４０を加熱する薄膜ヒーター３３０、３３１
〜３４０が配置されている。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）
の線分ＡＡ’における拡大断面図である。
の実施形態である平面導波路型光デバイス３の構成図で
ある。図４（Ａ）は、全体平面図である。平面導波路型
光デバイス３は、基板１００と、基板上に形成されたク
ラッド７０内に埋設された複数のアレイ状光導波路２１
０、２１１〜２２０、アレイ状光導波路２１０、２１１
〜２２０を両端の位置で結合させる２つのスラブ導波路
２５０、２６０と、スラブ導波路２５０、２６０に結合
する光入力部４、光出力部５〜９からなるアレイ導波路
型回折格子を有する。なお、図４においては、複数のア
レイ状光導波路２１０、２１１および２２０を表示して
いるが、実際には必要に応じてより多くのアレイ状光導
波路が設けられる。また、光入出力部についても同様
に、４、５および９以外にも複数の光入出力部が設けら
れる。クラッド７０の表面には、光導波路２１０、２１
１〜２２０に沿って設けられ光導波路の光路長を調整す
る薄膜ヒーター３１０、３１１〜３２０が配置されてい
る。薄膜ヒーター３１０、３１１〜３２０の近辺には、
光伝搬作用を有しない光導波路２３０、２３１〜２４０
がクラッド７０内に埋設され、同時に光導波路２３０、
２３１〜２４０を加熱する薄膜ヒーター３３０、３３１
〜３４０が配置されている。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）
の線分ＡＡ’における拡大断面図である。
【００１９】薄膜ヒーター３１０、３１１〜３２０の加
熱温度Ｔ１と比例して、薄膜ヒーター３３０、３３１〜
３４０の加熱温度Ｔ２を上昇させれば、光導波路２１
０、２１１〜２２０の複屈折の増加分を低減させること
ができる。これによって、アレイ導波路型回折格子を有
する平面導波路型光デバイス３におけるＰＤＬの劣化を
抑制できる。
熱温度Ｔ１と比例して、薄膜ヒーター３３０、３３１〜
３４０の加熱温度Ｔ２を上昇させれば、光導波路２１
０、２１１〜２２０の複屈折の増加分を低減させること
ができる。これによって、アレイ導波路型回折格子を有
する平面導波路型光デバイス３におけるＰＤＬの劣化を
抑制できる。
【００２０】図１、図３においては、光結合部としてＹ
分岐を用いたマッハツェンダ干渉計を有する平面導波路
型光デバイスに関して説明したが、本発明の内容はこれ
に限定されることなく、例えば、方向性結合器を用いた
マッハツェンダ干渉計等にも適用可能である。
分岐を用いたマッハツェンダ干渉計を有する平面導波路
型光デバイスに関して説明したが、本発明の内容はこれ
に限定されることなく、例えば、方向性結合器を用いた
マッハツェンダ干渉計等にも適用可能である。
【００２１】また、図３においてはアレイ状光導波路お
よびスラブ導波路を有する平面導波路型光デバイスに関
して説明したが、本発明の内容はこれに限定されること
なく、複数の光導波路と、複数の光導波路をそれぞれ異
なる位置で結合させる２つの光結合部を有する平面導波
路型光デバイスに適用可能である。
よびスラブ導波路を有する平面導波路型光デバイスに関
して説明したが、本発明の内容はこれに限定されること
なく、複数の光導波路と、複数の光導波路をそれぞれ異
なる位置で結合させる２つの光結合部を有する平面導波
路型光デバイスに適用可能である。
【００２２】本発明の平面導波路型光デバイスの作製
は、例えば以下のように実施される。石英ガラス基板の
上に、厚み７μｍ程度で比屈折率差０．４５％程度のＧ
ｅＯ２が添加されたコア層を成膜した後、フォトリソグ
ラフィー・反応性イオンエッチングによって、図１或い
は図３または図４で示すようなコア形状パターンを加工
する。次に、厚み３０μｍ程度のクラッド層を成膜す
る。その後に、クラッド層の上部全体にクロム薄膜を蒸
着した後に、フォトリソグラフィー・反応性イオンエッ
チングによって、光導波路の上部に薄膜ヒーターを形成
する。最後に、基板をチップ形状に切断して平面導波路
型光デバイスが得られる。薄膜ヒーターの加熱温度は、
薄膜ヒーターに通電させる電流または電圧を調整するこ
とによって制御することができる。
は、例えば以下のように実施される。石英ガラス基板の
上に、厚み７μｍ程度で比屈折率差０．４５％程度のＧ
ｅＯ２が添加されたコア層を成膜した後、フォトリソグ
ラフィー・反応性イオンエッチングによって、図１或い
は図３または図４で示すようなコア形状パターンを加工
する。次に、厚み３０μｍ程度のクラッド層を成膜す
る。その後に、クラッド層の上部全体にクロム薄膜を蒸
着した後に、フォトリソグラフィー・反応性イオンエッ
チングによって、光導波路の上部に薄膜ヒーターを形成
する。最後に、基板をチップ形状に切断して平面導波路
型光デバイスが得られる。薄膜ヒーターの加熱温度は、
薄膜ヒーターに通電させる電流または電圧を調整するこ
とによって制御することができる。
【００２３】上記の作製方法のように、光伝搬作用を有
しない光導波路およびその光導波路を加熱する薄膜ヒー
ターは、光伝搬作用を有する主要な光導波路およびその
光導波路の光路長を調整する薄膜ヒーターと同時に形成
できるために、余分な作製工程を必要としない。
しない光導波路およびその光導波路を加熱する薄膜ヒー
ターは、光伝搬作用を有する主要な光導波路およびその
光導波路の光路長を調整する薄膜ヒーターと同時に形成
できるために、余分な作製工程を必要としない。
【００２４】使用する導波路基板は、石英ガラス以外に
も上層にガラス薄膜が成膜されたシリコン、アルミナ、
または多成分ガラス等が適用可能である。また、コアお
よびクラッドから構成される光導波路の材質として石英
系ガラスの他に、半導体系またはポリマー系でも構わな
い。また、薄膜ヒーターの材質として、クロム以外にも
窒化タンタル等が使用される。
も上層にガラス薄膜が成膜されたシリコン、アルミナ、
または多成分ガラス等が適用可能である。また、コアお
よびクラッドから構成される光導波路の材質として石英
系ガラスの他に、半導体系またはポリマー系でも構わな
い。また、薄膜ヒーターの材質として、クロム以外にも
窒化タンタル等が使用される。
【００２５】本発明は、上記の実施形態に限定されるも
のではなく、種々の変形が可能である。実施形態では熱
光学位相シフタとして薄膜ヒーターを用いたが、薄膜ヒ
ーターに替えてペルチェ素子などであっても良い。
のではなく、種々の変形が可能である。実施形態では熱
光学位相シフタとして薄膜ヒーターを用いたが、薄膜ヒ
ーターに替えてペルチェ素子などであっても良い。
【００２６】また、本発明は、光パワーの減衰量または
光パワーの波長依存性を変えたりする平面導波路型光デ
バイスに限定されるものではなく、光パワーの切り替え
等の機能を有する平面導波路型光デバイスであっても良
い。
光パワーの波長依存性を変えたりする平面導波路型光デ
バイスに限定されるものではなく、光パワーの切り替え
等の機能を有する平面導波路型光デバイスであっても良
い。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、光学特性に関して良好
な偏波依存性を有していて、製造時間が短く、かつ機械
的強度の強い平面導波路型光デバイスが得られる。
な偏波依存性を有していて、製造時間が短く、かつ機械
的強度の強い平面導波路型光デバイスが得られる。
【図１】（Ａ）は、本発明に係る第一の実施形態である
平面導波路型光デバイス１の構成を示す全体平面図であ
る。（Ｂ）は（Ａ）の線分ＡＡ’における拡大断面図で
ある。
平面導波路型光デバイス１の構成を示す全体平面図であ
る。（Ｂ）は（Ａ）の線分ＡＡ’における拡大断面図で
ある。
【図２】図１において、熱光学位相シフタ１１０、１３
０の加熱温度と光導波路１０における複屈折との関係を
示すグラフである。
０の加熱温度と光導波路１０における複屈折との関係を
示すグラフである。
【図３】（Ａ）は、本発明に係る第二の実施形態である
平面導波路型光デバイス２の構成を示す全体平面図であ
る。（Ｂ）は（Ａ）の線分ＡＡ’における拡大断面図で
ある。
平面導波路型光デバイス２の構成を示す全体平面図であ
る。（Ｂ）は（Ａ）の線分ＡＡ’における拡大断面図で
ある。
【図４】（Ａ）は、本発明に係る第三の実施形態である
平面導波路型光デバイス３の構成を示す全体平面図であ
る。（Ｂ）は（Ａ）の線分ＡＡ’における拡大断面図で
ある。
平面導波路型光デバイス３の構成を示す全体平面図であ
る。（Ｂ）は（Ａ）の線分ＡＡ’における拡大断面図で
ある。
１、２、３：平面導波路型光デバイス
４：光入力部
５〜９：光出力部
１０、２０：光導波路
３０、４０：光伝搬作用を有しない光導波路
５０、６０：光結合部
７０：クラッド部
１００：基板
１０１：マッハツェンダ干渉計
１０２：アレイ導波路型回折格子
１１０、１２０、１３０、１４０：薄膜ヒーター（熱光
学位相シフタ） ２１０〜２２０：アレイ状光導波路 ２３０〜２４０：光伝搬作用を有しないアレイ状光導波
路 ２５０、２６０：スラブ導波路 ３１０〜３２０、３３０〜３４０：薄膜ヒーター（熱光
学位相シフタ）
学位相シフタ） ２１０〜２２０：アレイ状光導波路 ２３０〜２４０：光伝搬作用を有しないアレイ状光導波
路 ２５０、２６０：スラブ導波路 ３１０〜３２０、３３０〜３４０：薄膜ヒーター（熱光
学位相シフタ）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 広瀬 智財
神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電
気工業株式会社横浜製作所内
(72)発明者 塩崎 学
神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電
気工業株式会社横浜製作所内
Ｆターム(参考） 2H047 KA04 KA12 LA12 LA16 LA18
NA01 PA03 PA21 PA24 QA04
QA07 RA08 TA21 TA44
2H079 AA06 AA12 BA03 CA04 DA17
EA05 EB27 HA21
Claims (4)
- 【請求項１】 基板と、該基板に設けられた複数の光導
波路と、それぞれが光入出力部を有すると共に該複数の
光導波路を結合させる２つの光結合部と、該２つの光結
合部の間の前記光導波路の少なくとも一部に設けられ該
光導波路の光路長を調整する熱光学位相シフタとを具備
する平面導波路型光デバイスであって、前記光導波路の
光路長を調整する熱光学位相シフタの近辺には、光伝搬
作用を有しない光導波路および該光伝搬作用を有しない
光導波路の少なくとも一部を加熱する熱光学位相シフタ
とが配置されていることを特徴とする平面導波路型光デ
バイス。 - 【請求項２】 基板上に２本の光導波路および該２本の
光導波路をそれぞれ異なる位置で結合させる２つの光結
合部からなるマッハツェンダ干渉計が設けられ、前記２
本の光導波路の少なくとも一方に設けられ該光導波路の
光路長を調整する熱光学位相シフタとを具備する平面導
波路型光デバイスであって、前記マッハツェンダ干渉計
の外側には、前記光導波路の光路長を調整する熱光学位
相シフタに隣接して、光伝搬作用を有しない光導波路お
よび該光伝搬作用を有しない光導波路の少なくとも一部
を加熱する熱光学位相シフタとが配置されていることを
特徴とする平面導波路型光デバイス。 - 【請求項３】 基板上に複数のアレイ状光導波路および
該アレイ状光導波路をそれぞれ異なる位置で結合させる
２つのスラブ導波路からなるアレイ導波路型回折格子が
設けられ、前記アレイ状光導波路に設けられ該アレイ状
光導波路の光路長を調整する熱光学位相シフタとを具備
する平面導波路型光デバイスであって、前記アレイ状光
導波路の光路長を調整する熱光学位相シフタに隣接し
て、光伝搬作用を有しないアレイ状光導波路および該光
伝搬作用を有しないアレイ状光導波路の少なくとも一部
を加熱する熱光学位相シフタとが配置されていることを
特徴とする平面導波路型光デバイス。 - 【請求項４】 前記光導波路の光路長を調整する熱光学
位相シフタの加熱温度と比例させて、前記光伝搬作用を
有しない光導波路の少なくとも一部を加熱する熱光学位
相シフタの加熱温度を制御することを特徴とする請求項
１ないし３記載の平面導波路型光デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001213823A JP4649788B2 (ja) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | 平面導波路型光デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001213823A JP4649788B2 (ja) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | 平面導波路型光デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003029218A true JP2003029218A (ja) | 2003-01-29 |
| JP4649788B2 JP4649788B2 (ja) | 2011-03-16 |
Family
ID=19048742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001213823A Expired - Fee Related JP4649788B2 (ja) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | 平面導波路型光デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4649788B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009051148A1 (ja) * | 2007-10-18 | 2009-04-23 | Nec Corporation | 光位相シフタ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102021112251B4 (de) | 2020-12-29 | 2023-03-09 | Interherence GmbH | Opto-elektronischer Chip |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002268021A (ja) * | 2001-03-08 | 2002-09-18 | Fdk Corp | 光導波路デバイス及びその製造方法 |
| JP2002303746A (ja) * | 2001-04-03 | 2002-10-18 | Hitachi Cable Ltd | 光導波路 |
| JP2003021815A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-24 | Fdk Corp | 光導波路デバイス |
-
2001
- 2001-07-13 JP JP2001213823A patent/JP4649788B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002268021A (ja) * | 2001-03-08 | 2002-09-18 | Fdk Corp | 光導波路デバイス及びその製造方法 |
| JP2002303746A (ja) * | 2001-04-03 | 2002-10-18 | Hitachi Cable Ltd | 光導波路 |
| JP2003021815A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-24 | Fdk Corp | 光導波路デバイス |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009051148A1 (ja) * | 2007-10-18 | 2009-04-23 | Nec Corporation | 光位相シフタ |
| JP5282910B2 (ja) * | 2007-10-18 | 2013-09-04 | 日本電気株式会社 | 光位相シフタ |
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| JP4649788B2 (ja) | 2011-03-16 |
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