JP2004021123A - 導波路型光回路の調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光の干渉を利用する光回路では、分岐・合流される光の位相を正確に制御する必要があるため、製造誤差を調整する必要がある。このための局所加熱処理により干渉計の光学特性を恒久的に調整する方法において、干渉計の大きさを増大させずにＴＥ偏光とＴＭ偏光の屈折率を独立に調整する方法を提供する。
【解決手段】平板基板上に作成された導波路型光回路の導波路近傍を局所的に加熱処理する方法において、同一加熱処理領域をもしくは部分的に重なる加熱処理領域を、加熱パワーと加熱時間の２つの条件によって定まる加熱処理工程を複数組み合わせて、複数回繰り返し加熱処理することにより、光路長の調整を行なう。また、偏光に対する実効屈折率の変化の仕方が異なる条件値を用いることで、実効屈折率及び複屈折を独立に調整する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導波路型光回路の調整方法に関し、より詳しくは、導波路型干渉計を含む導波路型光回路の導波路の屈折率を調整する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
導波路型干渉計は複雑な信号処理が可能であり、集積性、量産性にも優れていることから今後の光通信システムには欠かせない部品となっている。特に、シリコン基板上に形成されたシリカ（二酸化珪素）を光導波路とする石英系光回路上に作製された導波路型干渉計は、低損失、長期安定性に優れていることから近年商品化が急激に進み、光通信システムに広く使用されている。さらに、今後の光通信システムの拡大に伴い、平面型光回路の需要はますます伸びると予想され、それゆえ低コスト化のための歩留まり向上および回路の小型化が望まれている。
【０００３】
導波路型干渉計の代表例として従来の非対称マッハツェンダ干渉計の回路構成を図１７の（ａ）に示す。入力導波路に入射された光は、光合分岐手段１７１により２本のアーム導波路１７２、１７３に分岐され、再び光合分岐手段１７１により合波されて２本の出力導波路から出射される。これらアーム導波路１７２，１７３は互いに光路長差ΔＬを有しているため、周期
【０００４】
【数１】

【０００５】
の透過特性が得られる（ＦＳＲはＦｒｅｅ　Ｓｐｅｃｔｒａｌ　Ｒａｎｇｅの略である。）。ここでλｃは中心波長、ｎは実効屈折率を表す。
【０００６】
図１７の（ｂ）に出力▲１▼、▲２▼から出射された光の光学特性の計算結果を示す。ここで、実線の曲線は出力▲１▼から、破線の曲線は出力▲２▼から出射された光の波長対透過率を示す。
【０００７】
しかし、導波路型光回路は、一般に作製時にウエハ面内で屈折率がばらつくことによって干渉計の光路長が設計値からずれ、周期ＦＳＲや中心波長が設計通りには作製できない。また、クラッド層となるガラス膜面内の熱応力によって誘起される複屈折性により、図１７の（ｃ）に示すような偏光依存性が生じる。ここで、実線はＴＥ偏光の、破線はＴＭ偏光の波長対透過率を示す。
【０００８】
（従来技術の第１例）
実効屈折率のばらつきを調整する例として、局所加熱トリミング法が報告されている。この局所加熱トリミング法は、平面基板上の導波路近傍を局所加熱することにより光導波路の実効屈折率を恒久的に変化させる手法である。現在までに局所加熱の手法として、光導波路上に形成された薄膜ヒーターを用いる方法　（Ｍ．Ａｂｅ　ｅｔ　ａｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　１９９６，Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．１９，ｐｐ．１８１８−１８１９）や、レーザを用いる方法（Ｒ．Ｋａｓｈｙａｐ　ｅｔ　ａｌ．，ＩＥＥＥ　Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　１９９３，Ｖｏｌ．５，Ｎｏ．２，ｐｐ．１９１−１９４）　が報告されている。
【０００９】
局所加熱トリミング法では、ある加熱パワーのもとで加熱時間を調整するか、あるいは、ある加熱時間のもとで加熱パワーを調整することにより、実効屈折率を任意量だけ、恒久的に変化させることができるので、導波路型干渉計の光路長を調整できる。一例として、光導波路上に形成された薄膜ヒーターを用いた場合の、対数スケールで規格した加熱時間に対する実効屈折率の変化の様子を図１８に示す。ここで、実線の曲線はＴＥ偏光の実効屈折率の変化量を示し、破線の曲線はＴＭ偏光の実効屈折率の変化量を示す。また、図１８の横軸において、加熱時間をｔ秒、最大加熱時間をｔ_ｍ秒とすると、規格化加熱時間Ｔは次式（２）で定義される。
【００１０】
【数２】

【００１１】
一例として、最大加熱時間ｔ_ｍが１００００秒の場合は、
【００１２】
【数３】

【００１３】
である。この式（３）から具体的な加熱時間が計算できる。この式（２）、（３）の定義は、後述の図３、図７、図９、図１１および図１０の規格化加熱時間にも同様に当てはまる。
【００１４】
図１８に示すように、加熱処理により実効屈折率は増加するので、図１７の（ａ）に示す一方のアーム導波路１７２を加熱処理すれば、相対的にその光路長ΔＬは増加することになり、その光学特性は長波長側へ移動する。反対に、図１７の（ａ）に示す他方のアーム導波路１７３を加熱処理すれば、相対的に光路長ΔＬは減少し、その光学特性は短波長側へ移動する。また、加熱処理により実効屈折率が減少する場合は、アーム導波路１７２を加熱処理すれば光学特性は短波長側へ移動するし、反対にアーム導波路１７３を加熱処理すれば光学特性は長波長側へ移動する。したがって、加熱時間により実効屈折率変化量を制御すれば、実効屈折率を調整できる。
【００１５】
（従来技術の第２例）
光学特性の偏光依存性を解消するには、ＴＥ偏光、ＴＭ偏光それぞれに対する実効屈折率のずれを調整しなければならない。ここでＴＥ偏光とＴＭ偏光の実効屈折率をそれぞれｎ_ＴＥ、ｎ_ＴＭとすれば、これら実効屈折率の差である複屈折Ｂは次式（４）で定義される。
【００１６】
【数４】

【００１７】
この複屈折Ｂの値を小さくすることができれば、偏光依存性を低減できる。
【００１８】
この複屈折に関連する技術として、導波路のコア近傍の応力を変化させることにより、複屈折が変化することが報告されている。例えば、アモルファスシリコン応力付与膜を導波路上に装着すると、導波路に応力が加わるため、ガラスの光弾性効果により導波路の実効屈折率が変化する。ここで応力付与膜の形状を変えてやれば複屈折を変化させることができるため、この現象を利用して、複屈折Ｂを増加させた偏光ビームスプリッタが作製された（Ｍ．Ｏｋｕｎｏ　ｅｔ　ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　１９９４，Ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．４，ｐｐ．６２５−６３３）。
【００１９】
局所加熱トリミング法において実効屈折率が変化するのは、加熱処理によりクラッド部が変質し、導波路に応力が加わるためであると考えられている（Ｔ．Ｇｏｈ　ｅｔ　ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　２００１，Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．３，ｐｐ．３７１−３７９）。したがって、局所加熱トリミング法においても、加熱処理領域を変化させてやることにより応力の加わり方を変化させてやれば、複屈折を調整できると予想される。例えば、応力の加わり方の変化法として、図１９の（ａ）に示すように、導波路（コア）１９２に対する長方形の加熱処理領域１９６の横幅を変化させる方法や、図１９の（ｂ）に示すように、導波路１９２に対して直上から見たとき加熱処理領域１９３を非対称にオフセットさせる方法が考えられる。なお、図１９の（ｂ）において、１９１は基板、１９４は下部クラッドガラス、１９５は上部クラッドガラスである。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術では、実効屈折率及び複屈折の両方を調整するには、従来技術の第１例と第２例で説明した上記２つの方法を組み合わせなければならなかった。すなわち、第２例に示す方法を適用すれば複屈折が０になるよう調整できるかもしれないが、実効屈折率の値も同時に調整するには第１例に示す方法を適用しなければならない。
【００２１】
しかし、第１と第２の従来例で用いる加熱処理領域は異なるため、図２０の（ａ）に示すように、２本のアーム導波路のそれぞれに対し別々の加熱処理領域２０２、２０３を用意しなければならない。このため、導波路型干渉計が大きくなってしまい、光回路の小型、低コスト化に反することとなる。
【００２２】
また、薄膜ヒーターによる局所加熱法を用いる場合には、図２０の（ｂ）に示すように、複屈折の値のばらつきを考慮して多数の加熱処理領域２０２〜２０６をあらかじめレイアウトしておかなければならず、導波路型干渉計がさらに大きくなるため、光回路の小型、低コスト化上、問題となる。
【００２３】
そこで、周期ＦＳＲ、中心波長が設計値通りで、更に無偏光依存性の光学特性を実現するため、精密で信頼性の高い実効屈折率及び複屈折の調整方法が必要である。また低コスト化のため、加熱処理領域を小さくできる調整方法が必要である。
【００２４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は、精密で信頼性の高い実効屈折率及び複屈折の調整が実現可能な導波路型光回路の調整方法を提供することにある。
【００２５】
また、本発明の付随する目的は、加熱処理領域を小さくできる導波路型光回路の調整方法を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の導波路型光回路の調整方法は、平面基板上に、光が伝搬するコア部と、そのコア部よりも屈折率の低いクラッド部とから形成された導波路型干渉計を含む導波路型光回路に対し、その導波路型干渉計内に含まれる光導波路をその近傍で局所的に加熱してその光導波路の実効屈折率を変化させる加熱処理工程により、その導波路型干渉計の光路長を恒久的に調整する方法であって、加熱処理工程が、加熱パワーと加熱時間とからなる条件値によって特定され、その加熱処理工程が、複数回行われ、その加熱処理工程として、上記加熱パワーの異なる、少なくとも２通りの加熱処理工程を備えることで、屈折率をより大きく動かすことができるため、光回路が小型になる。また、加熱パワーを複数に分割して加熱処理すれば、屈折率を精密に信頼性高く調整することが可能となる。
【００２７】
ここで、上記加熱処理工程として、上記条件値のうち、ある加熱パワーでは加熱時間の異なる少なくとも２通りの加熱処理工程を備えたことを特徴とすることができる。
【００２８】
また、上記加熱処理工程として、加熱処理による実効屈折率の変化量が偏光ごとに異なるような偏光依存加熱処理工程を備えたことで、加熱処理領域を増加させることなく複屈折も調整できるので、光回路が小型になる。
【００２９】
ここで、上記偏光依存加熱処理工程として、前記条件値の異なる、少なくとも２通りの偏光依存加熱処理工程を備えたことを特徴とすることができる。
【００３０】
また、上記偏光依存加熱処理工程として、第１の偏光に関する屈折率の変化量と第２の偏光に関する屈折率の変化量の平均値が一定であるような加熱処理工程を備えたことにより、複屈折のみを主に変化させることができる。
【００３１】
また、上記偏光依存加熱処理工程として、加熱処理による実効屈折率の変化量が偏光に依存しないような加熱処理工程を備えたことにより、複屈折及び実効屈折率の調整がより容易になる。
【００３２】
また、本発明の別の態様の導波路型光回路の調整方法は、平面基板上に、光が伝搬するコア部と、そのコア部よりも屈折率の低いクラッド部から形成された導波路型干渉計を含む導波路型光回路に対して、その導波路型干渉計内に含まれる光導波路をその近傍で局所的に加熱処理することにより、その導波路型干渉計の光路長を恒久的に調整する方法において、ある加熱処理領域を加熱処理した後、その加熱処理領域と部分的に重なる１つ以上の加熱処理領域を加熱処理することにより、加熱処理領域をより小さく保ちながら屈折率を調整できるので、光回路が小型になる。
【００３３】
ここで、上記局所的に加熱するための局所加熱手段として、薄膜ヒーターを用いることで、加熱処理領域の位置を精密に調整する必要がないため、調整が容易となる。
【００３４】
また、上記局所的に加熱するための局所加熱手段として、光照射を用いることで、屈折率の変化量に合わせて加熱処理領域の形状や位置を任意に設定できる。
【００３５】
また、上記導波路型干渉計が、１つ以上の光合分岐部と、その光合分岐部に接続される複数本の光導波路とからなることを特徴とすることができる。
【００３６】
また、上記平面基板がシリコンもしくは石英ガラスからなり、上記光導波路が石英ガラスからなることにより、高性能な光部品が実現できる。
【００３７】
（作用）
本発明では、屈折率の局所加熱トリミング法において、ある加熱処理領域を異なる加熱パワーで複数回繰り返し加熱処理することにより、屈折率をより大きく変化させることができるため、光回路が小型になる。また、複数回に分割することにより精密な信頼性の高い調整が可能となる。さらに、偏光に対する実効屈折率の変化量が異なる条件値を含むことにより、実効屈折率及び複屈折を共に調整できるため、良好な光部品を実現できる。さらにまた、部分的に重なる加熱処理領域を用いれば加熱処理領域を小さく保ちながら屈折率を調整できるので、光回路の大きさを増大させることがない。したがって、このような調整方法を様々な導波路型干渉計に適用すれば小型で高性能な光回路を実現でき、また歩留まりを向上させることができるため光部品の低コスト化が望める。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３９】
なお、以下に述べる本発明の各実施形態においては、導波路型干渉計の具体例として非対称マッハツェンダ干渉計を用いたが、本発明は導波路型干渉計の種類には依存せずに適用することができる。また、以下に述べる各実施形態における屈折率調整方法は調整の一例であり、本発明はこれらの調整方法に限定されるものではない。
【００４０】
（第１の実施形態）
非対称マッハツェンダ干渉計のアーム導波路を加熱処理した場合、その位相は次式（５）により変化する。
【００４１】
【数５】

【００４２】
ここで、Δφは位相φの変化量、Δｎは実効屈折率ｎの変化量、Ｌは加熱処理領域の長さ、λは使用する波長である。式（５）から分かるように、ＴＥ偏光、ＴＭ偏光のそれぞれに対して実効屈折率を適切な値だけ変化させてやれば、位相誤差を補正できるため、作製誤差及び偏光依存性を解消できる。
【００４３】
まず最初に、本発明に係わる複屈折の調整方法に関して説明する。実際の干渉計の光学特性は偏光依存性によりＴＥ偏光の中心波長λｃ_ＴＥとＴＭ偏光の中心波長λｃ_ＴＭとがずれている（図２の（ａ）参照）。非対称マッハツェンダ干渉計では、波長がＦＳＲ（Ｆｒｅｅ　Ｓｐｅｃｔｒａｌ　Ｒａｎｇｅ：自由スペクトル域）だけ変化するたびに、光の位相が一致すると見ることができるので、波長λｃ_ＴＥとλｃ_ＴＭの光の位相のずれΔφは次式（６）のようになる。
【００４４】
【数６】

【００４５】
式（６）を式（５）と比較すると、この位相のずれをもたらす、波長λｃ_ＴＥとλｃ_ＴＭの光に関する屈折率差、すなわち複屈折を、次式（７）により見積もることができる。
【００４６】
【数７】

【００４７】
式（７）から、例えば、λｃ＝１．６μｍ、ＦＳＲ＝０．８ｎｍ、λｃ_ＴＭ−λｃ_ＴＥ＝０．２ｎｍであるならば、Δｎ・Ｌ＝０．４μｍの複屈折に由来する光路長差が存在することになり、この光路長差が解消するように複屈折を変化させてやれば、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の中心波長を一致させることができる。このように複屈折による光路長差が０になるように調整した結果、図２の（ｂ）に示す波形になったことが確認された。
【００４８】
次に、本発明に係わる実効屈折率を調整する方法を説明する。図２の（ｂ）に示すように、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の中心波長のずれ量をΔλとすれば、長さＬｍｍ辺りの実効屈折率の変化量は次式（８）により与えられる。
【００４９】
【数８】

【００５０】
例えば、Δλ＝０．６ｎｍなら、Δｎ・Ｌ＝１．２μｍだけ実効屈折率を変化させてやれば、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の中心波長を共に相対波長０の位置に移動させることができる。このようにして実効屈折率を調整した後の波形を図２の（ｃ）に示す。以上の手順により屈折率を調整してやれば中心波長が設計通りで、無偏光依存性の干渉計が実現できる。
【００５１】
非対称マッハツェンダ干渉計を小型にするためには、加熱処理領域を小さくしなければならない。上記の屈折率の調整量はΔｎ・Ｌで表されるので、加熱処理領域の長さＬを短くするには、屈折率を大きく変化させればよいことは明らかである。そこで、屈折率を大きく変化させるために、本発明では、図１に示す方法により加熱処理を試みた。
【００５２】
すなわち、加熱パワーと加熱時間で定まる条件値において、第１の条件値（加熱パワーＰ１、加熱時間Ｔ１秒）で加熱処理した後、さらに第２の条件値（加熱パワーＰ２、加熱時間Ｔ２秒）から第ｍ（ｍ≧２）の条件値（加熱パワーＰｍ、加熱時間Ｔｍ秒）まで複数工程の加熱処理を行う。ただし、ｍ個の条件値の中で、少なくとも一つの条件値では異なる加熱パワーの値を用いる。
【００５３】
このような加熱処理法を用いた例として、横幅５０μｍ、長さ４ｍｍの加熱処理領域を第１の条件値で加熱処理をした後、第２の条件値で加熱処理した場合の複屈折変化の様子を図３の（ａ）に示す。図３の（ａ）から、第１の条件値と異なる加熱パワーを第２の条件値で用いることにより、複屈折がさらに大きく変化することがわかる。本発明による、このような調整方法を用いれば、加熱処理領域を小さくできるので、光回路を小型にできる。
【００５４】
具体的な数値例を次に示す。図３の（ｂ）において、３１は光分岐手段、３２、３３はアーム導波路、３６、３７が加熱処理領域である。図３の（ｂ）に示す横幅５０μｍ、長さ４ｍｍの加熱処理領域３６を第１の条件値で加熱処理した後、さらに同じ加熱処理領域３６を第２の条件値で加熱処理すれば、複屈折が変化して光路長差はΔｎ・Ｌ＝０．４μｍだけ変化するので、図２の（ａ）のＴＥ偏光とＴＭ偏光とが互いにずれた波形は図２の（ｂ）のように互いに一致した波形になる。
【００５５】
次に、図３の（ｂ）に示す横幅５０μｍ、長さ２０ｍｍの加熱処理領域３７を、複屈折が変化しない条件（図１８を参照）を用いて調整する。条件値（加熱パワーＰ０、加熱時間０．８Ｔ）で加熱処理すれば、実効屈折率が変化して光路長はΔｎ・Ｌ＝１．２μｍだけ変化するので、図２の（ｂ）の波形は図２の（ｃ）に示すようになり、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の中心波長が共に相対波長０の位置に移動する。
【００５６】
従来の方法では、複屈折を変化させるための加熱処理領域３６は８ｍｍ程度必要であったが、上記のような本発明の調整方法を用いることにより、加熱処理領域３６を４ｍｍに短縮できたので、光回路を小型にできることがわかる。また、図３の（ａ）の説明では、偏光に対する実効屈折率の変化量が異なる条件、すなわち複屈折が変化するような条件値を用いた。しかし、複屈折が変化しない条件値を用いて、図１で説明した調整方法を用いれば、加熱処理領域３７も小さくできるので、光回路をさらに小型にできる。
【００５７】
これまでに説明した方法では、加熱処理により実効屈折率が増加する加熱処理法を用いたため、波形を短波長側に移動させるためにアーム導波路３３のみを加熱処理する場合を説明したが、波形を長波長側に移動させたい場合にはアーム導波路３２を加熱処理すれば良い。
【００５８】
また、加熱処理により実効屈折率が減少する加熱処理法を用いる場合には、互いに逆のアーム導波路を加熱処理すればよい。すなわち、この場合は、波形を短波長側にさせたい場合にはアーム導波路３２を加熱処理し、波形を長波長側に移動させたい場合にはアーム導波路３３を加熱処理すれば良い。
【００５９】
また、例えば実効屈折率の精密調整のため、加熱処理により実効屈折率が増加する加熱処理法と実効屈折率が減少する加熱処理法の両方の加熱処理法を用いながらその微調整しても良いし、アーム導波路３２と３３を交互に加熱処理しながら微調整してもよい。あるいは、例えばアーム導波路上の加熱処理領域を複数に分割しても良い。
【００６０】
また、加熱パワーをいくつかに分割して繰り返し加熱処理してもよいし、図４に示すように、第ｉの条件値（但し、ｉ＝１，２，．．．，ｍ）において、加熱時間Ｔｉをｎｉ個に分割して繰り返し加熱処理してもよい。即ち、同一の加熱パワーＰｉで、合計Ｔｉ秒、ｎｉ回だけ加熱処理を行う。このように異なる条件値で複数回加熱処理すれば精密調整が可能であるし、導波路の屈折率を徐々に変化させるため、調整後の実効屈折率の変化が抑制される効果も期待でき、長期安定性に優れた高性能な光回路が実現できる。
【００６１】
次に、本発明の一実施形態における導波路作製方法を、図５を用いて簡単に説明する。
【００６２】
まず、シリコン基板５１上に火炎堆積法でＳｉＯ_２を主体に堆積した下部クラッドガラススート５２上に、ＧｅＯ_２を添加したコアガラススート５３を堆積する（図５の（Ａ）の工程）。
【００６３】
その後、１０００℃以上の高温でガラス透明化を行う。この時に、下部クラッドガラス層５４、コアガラス５５は設計した厚さとなるように、ガラスの堆積を行っている（図５の（Ｂ）の工程）。
【００６４】
引き続き、フォトリソグラフィ技術を用いてコアガラス５５上にエッチングマスク５６を形成し（図５の（Ｃ）の工程）、反応性イオンエッチングによってコアガラス５５のパターン化を行う（図５の（Ｄ）の工程）。
【００６５】
エッチングマスク５６を除去した後、パターン化されたコアガラス５５上に、上部クラッドガラス５７を再度火炎堆積法で形成する。その際、上部クラッドガラス５７にはＢ_２Ｏ_３やＰ_２Ｏ_５などのドーパントを添加してガラス転移温度を下げて、それぞれのコアガラス５５上と、各コアガラス５５の狭い隙間にも上部クラッドガラス５７が十分に入り込むようにしている（図５の（Ｅ）の工程）。
【００６６】
（第２の実施形態）
図６〜図９に本発明の第２の実施形態を示す。図６に示す、光導波路６４に対する、横幅５０μｍ、長さ４ｍｍの加熱処理領域６２を、加熱パワーＰ１で、加熱時間Ｔ１＝Ｔ秒まで加熱処理した場合の屈折率変化の様子を図７の（ａ）に示す。同図の実線の曲線はＴＥ偏光の、破線の曲線はＴＭ偏光の規格化加熱時間に対する実行屈折率変化量を示す。ここで、さらに同一加熱処理領域６２を加熱パワーＰ２で加熱時間Ｔ２＝Ｔ秒まで加熱処理してみた。すると、偏光に対する実効屈折率の変化の仕方が異なるものとなった（図７の（ｂ）参照）。このように、同一加熱処理領域であっても加熱パワーを変化させることにより、複屈折の変化の仕方を異なるものにすることができるので、この新たな現象を利用すれば、同一加熱処理領域でも実効屈折率のみならず、複屈折も同時に調整できることになる。
【００６７】
次にその具体的な方法を説明する。
【００６８】
調整すべき光路長が、ＴＥ偏光とＴＭ偏光についてそれぞれＮＬ_ＴＥ、ＮＬ_ＴＭであるとき、両者の平均値（ＮＬ_ＴＥ＋ＮＬ_ＴＭ）／２と、両者の差（ＮＬ_ＴＥ−ＮＬ_ＴＭ）とが、ともにゼロになるように光路長を調整すれば、偏波依存性と中心波長のずれを同時に解消できる。
【００６９】
長さＬｍｍの加熱処理領域においてＴＥ偏光とＴＭ偏光の実効屈折率がそれぞれδｎ_ＴＭ、δｎ_ＴＥ変化したとき、加熱処理領域のＴＥ偏光に関する屈折率変化量とＴＭ偏光に関する屈折率変化量の平均値をδｎ、複屈折変化量の差をδｂとすると、
【００７０】
【数９】

【００７１】
である。この屈折率差変化が、加熱パワーＰ、加熱時間Ｔで生じたとき、比例係数Ｃ（Ｐ，Ｔ）を次のように定義する。
δｂＬ＝Ｃ（Ｐ，Ｔ）δｎＬ
以下、加熱条件（Ｐｉ，Ｔｉ）で加熱処理したときの、屈折率変化量の平均値をδｎ_ｉ、光路長変化量の差をδｂ_ｉ、比例係数をＣ（Ｐｉ，Ｔｉ）とする。
【００７２】
長さＬ１の領域を加熱条件値（Ｐ１，Ｔ１）で加熱処理後、長さＬ２の領域を異なる加熱条件（Ｐ２，Ｔ２）で加熱処理した場合の、光路長変化量の平均値の総計をΔＮＬ、光路長変化量の差の総計をΔＢＬとすると、
【００７３】
【数１０】

【００７４】
である。ここで、長さＬ_１の領域と長さＬ_２の領域は独立していても重なっていても良い。
【００７５】
Ｃ（Ｐ１，Ｔ１）≠Ｃ（Ｐ２，Ｔ２）であれば、任意に与えられたΔＮＬとΔＢＬを実現するようなδｎ_１とδｎ_２が存在する。つまり、式（９）と式（１０）を満たすような加熱条件で光回路の調整を行なえば、偏波依存性と中心波長のずれを自由に、かつ同時に解消できる。
【００７６】
具体例として非対称マッハツェンダ干渉計の波形（図８の（ａ）を参照）を調整する場合を説明する。ＴＥ偏光、ＴＭ偏光のそれぞれの調整量は、Δλ_ＴＥ＝０．８ｎｍ、Δλ_ＴＭ＝１．０ｎｍであり、横幅５０μｍ、長さＬｍｍの加熱処理領域の屈折率調整量に直すと、式（８）を用いて、それぞれΔｎ・Ｌ_ＴＥ＝１．６μｍ、Δｎ・Ｌ_ＴＭ＝２．０μｍとなる。したがって、ΔＮＬ＝１．８μｍ、ΔＢＬ＝０．４μｍとなるような加熱パワーＰ１，Ｐ２、加熱時間Ｔ１，Ｔ２を求めればよい。
【００７７】
図７の（ａ），（ｂ）に示した屈折率変化量を、第１の条件値で加熱処理した後の平均の実効屈折率変化量δｎ_１、及び複屈折変化量δｂ_１、また、第１及び第２の条件値で加熱処理した後の平均の実効屈折率変化量δｎ_２、及び複屈折変化量δｂ_２に直し、それぞれ図９の（ａ），（ｂ）に示す。図８の（ｂ）の横幅５０μｍ、長さ１２ｍｍの加熱処理領域８２を第１の条件値（加熱パワーＰ１、加熱時間Ｔ１＝１．０Ｔ）で加熱処理した後、同一加熱処理領域８２を第２の条件値（加熱パワーＰ２、加熱時間Ｔ２＝０．８Ｔ）で加熱処理した結果、上記ΔＮＬ、ΔＢＬの光路長変化が得られ、光学特性が調整された。
【００７８】
ここで説明した方法では、複屈折の加熱時間に対する変化の仕方が異なるような加熱パワーを２種類用いたが、複屈折の加熱パワーに対する変化の仕方が異なるような加熱時間を２種類用いても良いし、もちろん３種類以上の条件値を用いてもよい。すなわち、従来は、ある加熱処理領域に対し加熱パワーもしくは加熱時間の一方を固定していた。他方、本発明の調整方法では、ある加熱処理領域内で、加熱パワー及び加熱時間を共に可変として実効屈折率を変化させている点が特徴である。
【００７９】
また、例えば微調整のため加熱処理パワーを複数に分けても良いし、図４で説明したように、第１の条件値をｎ１個に分割して合計Ｔ１秒、さらに第２の条件値をｎ２個に分割して合計Ｔ２秒、繰り返し加熱処理してもよい。また、本実施形態の調整では第１と第２の条件値で同一加熱処理領域を用いたが（図８の（ｂ））、例えば加熱処理領域８２を８３の加熱処理領域Ａと８４の加熱処理領域Ｂの２つに分割し（図８の（ｃ））、加熱処理領域８３（Ａ）を第Ａの条件値のみで加熱処理し、加熱処理領域８４（Ｂ）を第Ａの条件値及び、第Ａと異なる第Ｂの条件値で加熱処理してもよい。
【００８０】
このように、同一加熱処理領域を用いてＴＥ偏光、ＴＭ偏光それぞれに対し屈折率を任意量変化させることができるので、光回路が小型になる。また、薄膜ヒーターを使用する局所加熱法を用いる場合であっても、加熱処理領域を従来技術の図２０の（ｂ）に示すように増加させる必要がなく、非常に効果的である。したがって、本実施形態を用いれば小型で高性能な光回路が実現できる。
【００８１】
（第３の実施形態）
次に、図１０〜図１３を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。図６に示す横幅５０μｍ、長さ４ｍｍの加熱処理領域６２を加熱パワーＰ１で加熱時間Ｔ秒まで加熱処理した場合の屈折率変化の様子を図１０の（ａ）に示す。同図から、この条件値では加熱時間に対し、偏光に対する実効屈折率の変化量がほぼ等しいことがわかる。ここで、さらに同一加熱処理領域６２を加熱パワーＰ２で加熱時間Ｔ秒まで加熱処理してみた。すると、偏光に対する実効屈折率の変化の仕方が異なるものとなった（図１０の（ｂ）参照）。
【００８２】
これら屈折率変化量を第１の条件値で加熱処理した後の平均の実効屈折率変化量δｎ１、及び複屈折変化量δｂ_１、また、第１及び第２の条件値で加熱処理した後の平均の実効屈折率変化量δｎ_２、及び複屈折変化量δｂ_２に直し、それぞれを図１１の（ａ），（ｂ）に示す。加熱パワーＰ１で加熱処理した場合は加熱時間に対し複屈折（図１１の（ｂ）のδｂ_１）はほとんど変化せずに平均の実効屈折率（図１１の（ａ）のδｎ_１）が変化し、加熱パワーＰ２で加熱処理した場合は０．４Ｔから１Ｔまでの区間の加熱時間に対しては、平均の実効屈折率（図１１の（ａ）のδｎ_２）はほとんど変化せずに複屈折（図１１の（ｂ）のδｂ_２）が主に変化することがわかる。このような条件値を用いれば、同一加熱処理領域で実効屈折率もしくは複屈折のどちらか一方のみを変化させられるので、ＴＥ偏光、ＴＭ偏光それぞれの屈折率を任意量、加熱時間により微調整しながら精密に調整することが可能となる。
【００８３】
具体例として図１２の（ａ）の波形の調整例を説明する。前述の第２の実施形態で計算したように、長さＬｍｍ辺りの調整量は、実効屈折率変化による光路長差変化の平均値はΔＮＬ＝１．８μｍ、複屈折変化による光路長差変化はΔＢＬ＝０．４μｍである。
【００８４】
まず、横幅５０μｍ、長さＬ１＝２０ｍｍの加熱処理領域１２２（図１３の（ａ））を第１の条件値（加熱パワーＰ１、加熱時間Ｔ１＝０．８Ｔ）で加熱処理すると、実効屈折率の変化によって光路長はδｎ_１Ｌ_１＝１．０μｍだけ変化する。第１の条件値で加熱処理した後の波形を図１２の（ｂ）に示す。
【００８５】
次に、加熱処理領域１２２と部分的に重なる横幅５０μｍ、長さＬ２＝４ｍｍの加熱処理領域１２４（図１３の（ｂ））を第２の条件値（加熱パワーＰ２、加熱時間Ｔ２＝０．５Ｔ）で加熱処理すると、複屈折変化によって光路長差はδｂ_２Ｌ_２＝０．４μｍだけ変化し、実効屈折率変化による光路長変化の平均値は加熱時間に依存せずにδｎ_２Ｌ_２＝０．８μｍだけ変化する。したがって、光路長変化の平均値は合わせてΔＮＬ＝１．８μｍだけ変化するので、ΔＮＬ、及びΔＢＬを調整できる。第２の条件値で加熱処理した後の波形を図１２の（ｃ）に示す。
【００８６】
もちろん、加熱処理領域１２２を初めからＡとＢの二つに分割し（図１３の（ｂ））、加熱処理領域１２３（Ａ）を第１の条件値のみで加熱処理し、加熱処理領域１２４（Ｂ）を第１及び２の条件値で加熱処理してもよい。
【００８７】
上記の方法は、前述の第２の実施形態で説明したΔＮＬ、ΔＢＬの式（９）、式（１０）を用いて調整したことと等価である。加熱パワーＰ１では複屈折は変化しないので、Ｃ（Ｐ１）＝０、加熱時間Ｔ２≧０．４Ｔではδｎ（Ｐ２）＝一定なので、式（９），式（１０）は
【００８８】
【数１１】

【００８９】
となり、調整が非常に容易であることがわかる。
【００９０】
ここでは、まず加熱時間に対し実効屈折率が主に変化する加熱パワーで加熱処理した後、次に０．４Ｔから１Ｔの区間の加熱時間に対し実効屈折率の平均値はほとんど変化せずに複屈折が主に変化する加熱パワーで加熱処理する場合で説明したが、順番に入れ替えて、最初に複屈折が主に変化する条件値を用い、次に実効屈折率が主に変化する条件値を用いて調整することもできる。
【００９１】
また、図１１の（ｂ）に示すように、実効屈折率の平均値が変化しない条件値において、加熱時間に対し複屈折（δｂ_２）がいったん増加した後、０．５Ｔ以降は減少するため、複屈折の値を変化させすぎた場合に、屈折率を戻して微調整することができる。さらに、本実施形態では実効屈折率もしくは複屈折が、加熱時間に対しほとんど変化しない区間を有する条件値を用いたが、逆に実効屈折率もしくは複屈折が、加熱パワーに対しほとんど変化しない区間を有する条件値を用いても同様に調整することができる。
【００９２】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態を図１４に示す。本実施形態では、複屈折の変化法の例として、導波路に対して直上から見たとき非対称にオフセットさせた加熱処理領域を用いることとする（図１９の（ｂ）を参照）。図１４の（ａ），（ｂ）は条件値１（加熱パワーＰ１、加熱時間０．７Ｔ）で加熱処理した場合の、加熱処理領域の導波路オフセット位置に対する実効屈折率変化量、及び複屈折変化量を示す。加熱処理領域の位置を導波路の中心から離すに従い、複屈折の変化量ΔＢが大きくなるため、変化させたい複屈折の値に応じて加熱処理領域の位置を変化させればよい。
【００９３】
ここで、本実施形態の調整方法を具体的に、図２の波形を用いて説明する。まず、複屈折を調整する。例えば、λｃ＝１．６μｍ、ＦＳＲ＝０．８ｎｍ、λｃ_ＴＭ＝１．０ｎｍ、λｃ_ＴＥ＝０．８ｎｍならば、λｃ_ＴＭ−λｃ_ＴＥ＝０．２ｎｍである。前述の式（７）を用いて、Δｎ・Ｌ＝０．４μｍだけ光路長差を変化させてやれば、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の中心波長を一致させることができる。そこで、Δｎ・Ｌ＝０．４μｍ変化させるには、図１４の（ｂ）から、例えば導波路から４０％ずらした位置を中心に横幅５０μｍ、長さ４０ｍｍの加熱処理領域１４２を第１の条件値（加熱パワーＰ１、加熱時間Ｔ１＝０．７Ｔ）により加熱処理すればよい。第１の条件値により加熱処理を実施した後の光学特性の波長依存性を図２の（ｂ）に示す。同図から、複屈折は調整され、偏光依存性が解消できたことがわかる。
【００９４】
次に、実効屈折率を調整する。図２の（ｂ）に示したようにΔλ＝０．６ｎｍなら、Δｎ・Ｌ＝１．２μｍだけ変化させればよい。そこで、偏光に対する実効屈折率の変化量がほぼ等しい図１８の条件値から、例えば、導波路直上の位置を中心に横幅５０μｍ、長さ２０ｍｍの加熱処理領域１４３を第２の条件値（加熱パワーＰ２＝Ｐ１、加熱時間Ｔ２＝０．８Ｔ）により加熱処理すればよい。ここで図１４の（ｃ）の加熱処理領域１４３は加熱処理領域１４２と部分的に重なる領域を設定した。加熱処理後の光学特性の波長依存性を図２の（ｃ）に示す。
【００９５】
以上述べた本実施形態のように、加熱処理領域を変化させてやれば、偏光に対する実効屈折率の変化量が異なるものとすることができるので、実効屈折率及び複屈折を共に調整できる。また、図１４の（ｃ）に示すように、本実施形態では、部分的に重なる加熱処理領域１４２、１４３を用いるために、従来では加熱処理領域の長さが６０〜１４０ｍｍ程度必要であったものが（図２０参照）、４０ｍｍ程度に抑えられ、導波路型干渉計を大幅に小型化が可能である。
【００９６】
上記例では、第１と２の条件値で異なる加熱パワーの値を用いる必要はなかったが、もちろん、図１や図４で説明したように、異なる加熱パワーを用いて複数回加熱処理してもよいし、ある加熱パワーのもとで加熱時間を複数回に分割して加熱処理してもよい。そうすることで、さらに屈折率が大きく変化させられるので、光回路が小型になるし、精密な信頼性の高い調整が可能となる。
【００９７】
また、上記例では、部分的に重なる加熱処理領域１５６として、図１５の（ａ）の導波路１５３に位置オフセット１５４、１５５を与えてやる方法を説明したが、もちろん図１５の（ｂ）に示すように、加熱処理領域の形状が互いに異なるもの１５８、１５９を用いても良い。
【００９８】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態では、複屈折の調整のみに本発明を適用した場合を説明する。
【００９９】
これまで説明した本発明の実施形態では、同一の加熱処理領域もしくは部分的に重なる加熱処理領域を複数回繰り返して加熱処理することにより、実効屈折率及び複屈折を共に調整している。しかし、本発明の調整方法を複屈折の調整のみに適用する場合にも効果的である。
【０１００】
例えば、第１、２の実施形態で説明したように、同一加熱処理領域を図１や図４で説明した加熱処理方法を用いて複屈折を変化させてもよい。図３の（ａ）や図９の（ｂ）に示すように、複数の加熱パワーを用いて調整していけば、複屈折を任意量変化させることができる。これにより、従来のような一つの加熱パワーを用いる場合に比べて、より大きく複屈折を変化させられるため、加熱処理領域を小型にできるし、また、加熱時間の調整により複屈折の微調整が可能である。
【０１０１】
また、複屈折の調整のため、例えば、第３の実施形態で説明した、偏光に対する実効屈折率の平均値が変化しない条件値を含む条件で加熱処理してもよい。図１１の（ｂ）に示す条件値では、複屈折を主に変化させることができるし、また複屈折が減少する条件値を含んでいるので，複屈折の微調整が可能である。
【０１０２】
また、例えば、第４の実施形態で説明した加熱処理領域に導波路オフセット位置を与える方法において、オフセットを与えていきながら複数回加熱処理すれば（図１５の（ａ）参照）、加熱処理領域の長さを増すことなく複屈折を変化させていくことができる。また、異なる形状の加熱処理領域を用いながら複数回加熱処理してもよい（図１５の（ｂ）参照）。
【０１０３】
もちろん、図１５の（ｃ）に示すように、加熱処理領域１５６を図１５の（ａ）または図１５の（ｂ）の上記いずれかの方法により複数回繰り返し加熱処理した後、偏光に対する実効屈折率の変化量がほぼ等しい条件を用いて加熱処理領域１５７を加熱処理してもよい。
【０１０４】
さらに、例えば、平面基板の温度を変化させたり、基板に歪を加えると、実効屈折率が変化することが知られている。そこで、本実施形態の調整方法を用いて加熱処理領域１５６で複屈折をまず調整した後、例えばペルチェ素子を用いて平面基板の温度調整を行ったり、基板に加わる応力を調整することにより中心波長を調整してもよい。
【０１０５】
以上述べたように、本実施形態では、同一の加熱処理領域、もしくは部分的に重なる加熱処理領域を複数回繰り返し加熱処理することにより、複屈折をより大きく変化させられ、また微調整も容易である。
【０１０６】
（その他の実施形態）
以上説明したように、本発明の調整方法では、同一の加熱処理領域もしくは部分的に重なる加熱処理領域を複数回加熱処理することを特徴とするが、加熱処理のインターバルは任意に設定できる。また、加熱処理領域を一例として横幅５０μｍの長方形としたが、本発明の調整方法は加熱処理領域の形状に依存するものではない。
【０１０７】
また、本発明の調整方法は簡単に説明するために各実施形態では非対称マッハツェンダ干渉計の屈折率の調整例を示したが、本調整方法は例えば、対称マッハツェンダ干渉計、ラティス干渉計フィルタ、アレイ導波路型干渉計フィルタ、トランスバーサル干渉計フィルタ、マイケルソン干渉計フィルタ、ファブリーペロー干渉計フィルタ、リング干渉計フィルタなど、任意の導波路型干渉計に適用可能である。また、例えば、対称マッハツェンダ干渉計を複数接続したゲートスイッチ等のように、これら導波路型干渉計を組み合わせた光回路にも適用できる。
【０１０８】
さらに、本発明の各実施形態では、光学特性を光の透過率の波長依存性に特定して説明したが、光学特性は例えば光スイッチのように光の透過率のスイッチング電力依存性も含まれる。さらにまた、非対称マッハツェンダ干渉計で光学特性が偏光無依存となるよう複屈折を干渉計の光路長差がＴＥ偏光とＴＭ偏光とで互いに使用する光波長の１／２の偶数倍になるよう調整する方法を説明したが、本調整方法を用いて偏光ビームスプリッタのように干渉計の光路長差がＴＥ偏光とＴＭ偏光とで互いに使用する光波長の１／２の奇数倍になるように調整することもできる。
【０１０９】
また、本発明の各実施形態では、局所加熱の手段として主にレーザー照射等の光照射を用いる方法や、光導波路上に形成された薄膜ヒーターを使用する方法を想定したが、本発明の加熱処理の手段はこれらに限定されるものではない。また、薄膜ヒーターを用いて加熱処理した後、薄膜ヒーターを基板上から取り除いても良い。さらにまた、複数の加熱処理手段を組み合わせても良い。
【０１１０】
また、加熱処理領域を示すためのマーカを用いても良い。その一例として、図１６の（ａ）に示すような、加熱処理領域１６２に対して垂直に引かれたマーカ１６３や、図１６の（ｂ）に示すような、加熱処理領域１６２に平行に引かれたマーカ１６３を用いても良い。もちろん、マーカは、これらの形状や位置に限定されるものではない。また、マーカは基板上に作りつけられたものであってもよいし、あるいは例えば、レーザ等を用いて基板上に書き込んだものであってもよい。
【０１１１】
また、以上述べた本発明の各実施形態では、主にシリコン基板上の石英系ガラス導波路を用いた例を示したが、本発明は、もちろん材質を限定するものではない。
【０１１２】
なお、前述した本発明の各実施形態において、加熱パワーＰ１，Ｐ２の具体的数値例を記載していない。これは、材料、形状によって使用する加熱パワーや、屈折率変化量はいくらでも変わってしまうからである。ただ、参考のため、薄膜ヒータを用いたワット数の例を挙げれば、以下の通りである。
・第１実施形態　　図３の（ａ）の　Ｐ１＝８Ｗ（ワット）、Ｐ２＝９Ｗ
・第２実施形態　　図７の　　　　　Ｐ１＝６Ｗ、Ｐ２＝７Ｗ
・第３実施形態　　図１０の　　　　Ｐ１＝５Ｗ、Ｐ２＝１０Ｗ
・第４実施形態　　図１４の　　　　Ｐ１＝５Ｗ
・従来例　　　　　図１８の　　　　Ｐ０＝５Ｗ
勿論、これらの数値はほんの一例であり、本発明はこれに限定されない。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、同一の加熱処理領域もしくは部分的に重なる加熱処理領域を複数回繰り返し加熱処理することにより実効屈折率を精密に高い信頼性で調整することが可能となるので、高性能な光回路を実現でき、また小型化も実現可能である。
【０１１４】
また、本発明によれば、偏光に対する実効屈折率の変化の仕方が異なる条件値を含めば、実効屈折率及び複屈折率をそれぞれ調整できる。
【０１１５】
さらに、本発明によれば、同一の加熱処理領域もしくは部分的に重なる加熱処理領域を用いるため、回路の大きさを増大させることがないので、良好な光学特性を有する小型な光回路を実現でき、低コスト化が期待できる。
【０１１６】
さらにまた、本発明によれば、本発明の方法が任意の導波路型干渉計に適用できるため、低損失で長期信頼性に優れた良好な光学特性を持つ小型な光部品を実現するための有望な手段となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における複数の異なる加熱パワーを用いた調整方法を示す工程図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における調整方法による波形変化の様子を示し、ここで横軸はそれぞれ波長の相対値、縦軸は透過率であり、簡単のため１周期分の波形のみを示すが、（ａ）は偏光依存性により、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の中心波長がずれている様子を示す線グラフ、（ｂ）は複屈折調整後の光学特性を示す線グラフ、（ｃ）は実効屈折率調整による中心波長調整後の光学特性を示す線グラフである。
【図３】本発明の第１の実施形態における調整方法において、（ａ）は第１の条件値（加熱パワーＰ１、加熱時間Ｔ１）で加熱処理した後、第１の条件値とは異なる加熱パワーの、第２の条件値（加熱パワーＰ２、加熱時間Ｔ２）で加熱処理した場合の複屈折変化の様子を示す線グラフ、（ｂ）は非対称マッハツェンダ干渉計及びその加熱処理領域を示す模式的平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における調整方法において、ある条件値で加熱時間を分割した場合を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における導波路作製方法を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における調整方法において、（ａ）は非対称マッハツェンダ干渉計の加熱処理領域を示す模式的平面図、（ｂ）は導波路上の横幅５０μｍ、長さ４ｍｍの加熱処理領域を示す拡大模式的平面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における調整方法において、（ａ）は加熱パワーＰ１で加熱時間Ｔ１＝Ｔ秒まで加熱処理した場合の実効屈折率変化の様子を示す線グラフ、（ｂ）は加熱パワーＰ１でＴ１＝Ｔ秒加熱した後、さらに加熱パワーＰ２（Ｐ２≠Ｐ１）で加熱時間Ｔ２＝Ｔ秒まで加熱処理した場合の実効屈折率変化の様子を示す線グラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態における調整方法において、（ａ）は非対称マッハツェンダ干渉計の初期光学特性を示す線グラフ、（ｂ）は非対称マッハツェンダ干渉計のアーム導波路８６上の加熱処理領域８２を示す模式的平面図、（ｃ）は加熱処理領域８２を８３と８４の加熱処理領域ＡとＢに分割した例を示す模式的平面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における調整方法において、第１の条件値（加熱パワーＰ１、加熱時間Ｔ１）で加熱処理した場合、及び、第１の条件値で加熱処理した後、第２の条件値（加熱パワーＰ２、加熱時間Ｔ２）で加熱処理した場合のそれぞれの（ａ）は平均の実効屈折率変化の様子を示す線グラフ、（ｂ）は複屈折変化の様子を示す線グラフである。
【図１０】本発明の第３の実施形態における調整方法において、（ａ）は加熱パワーＰ１で加熱時間Ｔ１＝Ｔ秒まで加熱処理した場合の実効屈折率変化の様子を示す線グラフ、（ｂ）は加熱パワーＰ１でＴ１＝Ｔ秒加熱した後、さらに加熱パワーＰ２（Ｐ２≠Ｐ１）で加熱時間Ｔ２＝Ｔ秒まで加熱処理した場合の実効屈折率変化の様子を示す線グラフである。
【図１１】本発明の第３の実施形態における調整方法において、第１の条件値（加熱パワーＰ１、加熱時間Ｔ１）で加熱処理した場合、及び、第１の条件値で加熱処理した後、第２の条件値（加熱パワーＰ２、加熱時間Ｔ２）で加熱処理した場合のそれぞれの（ａ）は平均の実効屈折率変化の様子を示す線グラフ、（ｂ）は複屈折変化の様子を示す線グラフである。
【図１２】本発明の第３の実施形態における調整方法による波形変化の様子を示し、ここで横軸はそれぞれ波長の相対値、縦軸は透過率であり、簡単のため１周期分の波形のみを示すが、（ａ）は偏光依存性により、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の中心波長がずれている様子を示す線グラフ、（ｂ）は第１の条件値による加熱処理後の光学特性を示す線グラフ、（ｃ）は第２の条件値による加熱処理後の光学特性を示す線グラフである。
【図１３】本発明の第３の実施形態における、非対称マッハツェンダ干渉計のアーム導波路１２６上の（ａ）は加熱処理領域１２２（加熱処理領域Ａ＋Ｂ）を示す模式的平面図、（ｂ）は１２３の加熱処理領域Ａと１２４の加熱処理領域Ｂを示す模式的平面図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態における調整方法において、（ａ）は加熱処理領域の導波路オフセット位置に対する実効屈折率変化量を示す線グラフ、（ｂ）は加熱処理領域の導波路オフセット位置に対する複屈折変化量を示す線グラフ、（ｃ）は非対称マッハツェンダ干渉計のアーム導波路１４６上の部分的に重なる加熱処理領域１４２及び１４３を示す模式的平面図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態における調整方法の加熱処理領域で、部分的に重なる加熱処理領域において、（ａ）は導波路オフセット位置の異なる場合を示す拡大模式的平面図、（ｂ）は加熱処理領域の形状が異なる例として、横幅が異なる領域を用いる場合を示す拡大模式的平面図、（ｃ）は非対称マッハツェンダ干渉計のアーム導波路上の加熱処理領域をを示す模式的平面図である。
【図１６】本発明のその他の実施形態における、レーザ照射におけるマーカの例において、（ａ）は加熱処理領域に対し垂直に引かれたマーカを示す模式的平面図、（ｂ）は加熱処理領域に平行に引かれたマーカを示す模式的平面図である。
【図１７】従来の非対称マッハツェンダ干渉計の（ａ）は回路構成を示す模式的平面図、（ｂ）は出力▲１▼、出力▲２▼の光学特性を示す線グラフ、（ｃ）は出力▲１▼から出射されたＴＥ偏光とＴＭ偏光の光学特性を示す線グラフである。
【図１８】従来の調整方法において、加熱パワーＰ０で加熱処理した場合の実効屈折率変化量の規格化加熱時間に対する変化の様子を示す線グラフである。
【図１９】従来技術を応用して複屈折を変化させる方法を説明する図で、（ａ）は加熱処理領域の横幅を変化させる様子を示す模式的平面図、（ｂ）は平面基板の断面の、特に加熱処理領域を導波路に対し直上から見たとき非対称にオフセットさせた様子を示す断面図である。
【図２０】従来技術を用いて屈折率調整する場合の加熱処理領域に関し、（ａ）は実効屈折率及び複屈折をそれぞれ調整するために必要な加熱処理領域を示す模式的平面図、（ｂ）は薄膜ヒータによる局所加熱処理法を用いた場合に必要な加熱処理領域を示す模式的平面図である。
【符号の説明】
３１，６１，８１，１２１，１４１　　　光合分岐手段
１５１，１６１，１７１，２０１　　　　光合分岐手段
３２，６３、８５、１２５、１４５　　　第１のアーム導波路
１５２、１６４、１７２　　　　　　　　第１のアーム導波路
３３，６４、８６、１２６、１４６　　第２のアーム導波路
１５３，１６５、１７３　　　　　　　第２のアーム導波路
３６，６２　横幅５０μｍ、長さ４ｍｍの加熱処理領域
３７，１２２，１４３　横幅５０μｍ、長さ２０ｍｍの加熱処理領域
５１，１９１　基板
５２　下部クラッドガラススート
５３　コアガラススート
５４，１９４　下部クラッドガラス
５５　コアガラス
５６　エッチングマスク
５７，１９５　上部クラッドガラス
１９２　コア
８２　横幅５０μｍ、長さ１２ｍｍの加熱処理領域
８３，１２３　第Ａの加熱処理領域
８４，１２４　第Ｂの加熱処理領域
１４２，２０５　導波路オフセット位置４０％を与えた加熱処理領域
１５４　横幅ｗの加熱処理領域
１５５，１９３，２０３　導波路オフセット位置を有する加熱処理領域
１５６　複屈折を調整するための加熱処理領域
１５７，２０２　実効屈折率を調整するための加熱処理領域
１５８　横幅ｗ１の加熱処理領域
１５９　横幅ｗ２の加熱処理領域
１６２、１９６　加熱処理領域
１６３　マーカ
２０４　導波路オフセット位置２０％を与えた加熱処理領域
２０６　導波路オフセット位置６０％を与えた加熱処理領域

Claims (12)

1. 平面基板上に、光が伝搬するコア部と、該コア部よりも屈折率の低いクラッド部とから形成された導波路型干渉計を含む導波路型光回路に対し、該導波路型干渉計内に含まれる光導波路をその近傍で局所的に加熱して該光導波路の実効屈折率を変化させる加熱処理工程により、該導波路型干渉計の光路長を恒久的に調整する方法であって、
   前記加熱処理工程が、加熱パワーと加熱時間とからなる条件値によって特定され、
   該加熱処理工程が、複数回行われ、
   該加熱処理工程として、前記加熱パワーの異なる、少なくとも２通りの加熱処理工程を備えた
   ことを特徴とする導波路型光回路の調整方法。
2. 前記加熱処理工程として、前記条件値のうち、ある加熱パワーでは加熱時間の異なる少なくとも２通りの加熱処理工程を備えたことを特徴とする請求項１に記載の導波路型光回路の調整方法。
3. 前記加熱処理工程として、加熱処理による実効屈折率の変化量が偏光ごとに異なるような偏光依存加熱処理工程を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の導波路型光回路の調整方法。
4. 前記偏光依存加熱処理工程として、前記条件値の異なる、少なくとも２通りの偏光依存加熱処理工程を備えたことを特徴とする請求項３に記載の導波路型光回路の調整方法。
5. 前記偏光依存加熱処理工程として、第１の偏光に関する屈折率の変化量と第２の偏光に関する屈折率の変化量の平均値が一定であるような加熱処理工程を備えたことを特徴とする請求項３に記載の導波路型光回路の調整方法。
6. 前記偏光依存加熱処理工程として、加熱処理による実効屈折率の変化量が偏光に依存しないような加熱処理工程を備えたことを特徴とする請求項３に記載の導波路型光回路の調整方法。
7. 平面基板上に、光が伝搬するコア部と、該コア部よりも屈折率の低いクラッド部から形成された導波路型干渉計を含む導波路型光回路に対して、該導波路型干渉計内に含まれる光導波路をその近傍で局所的に加熱処理することにより、該導波路型干渉計の光路長を恒久的に調整する方法において、
   ある加熱処理領域を加熱処理した後、該加熱処理領域と部分的に重なる１つ以上の加熱処理領域を加熱処理することを特徴とする導波路型光回路の調整方法。
8. 前記局所的に加熱するための局所加熱手段として、薄膜ヒーターを用いることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の導波路型光回路の調整方法。
9. 前記局所的に加熱するための局所加熱手段として、光照射を用いることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の導波路型光回路の調整方法。
10. 前記導波路型干渉計が、１つ以上の光合分岐部と、該光合分岐部に接続される複数本の光導波路とからなることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の導波路型光回路の調整方法。
11. 前記平面基板がシリコンもしくは石英ガラスからなり、
    前記光導波路が石英ガラスからなることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の導波路型光回路の調整方法。
12. 平面基板上に、光が伝搬するコア部と、該コア部よりも屈折率の低いクラッド部とから形成された導波路型干渉計を含む導波路型光回路であって、
    請求項１から１１のいずれかに記載の調整方法を用いて、前記導波路型干渉計の光路長が恒久的に調整されていることを特徴とする導波路型光回路。

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