JP2006003651A - 光モジュール及び光モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光部品の光学特性の安定化を低コストで実現可能な光モジュール及びそれを製造する方法を提供すること。
【解決手段】 光モジュール１は、光部品２０とその第２の端部２０Ｂに固定された第２端部側ＦＡ４０を含む。光部品の第２の端部側には、第１の端部２０Ａ側の第１の導波路２２に光接続された（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路２６の入出力端面２６Ａが配置されており、それらの第２の導波路のうちＭ本が、第２端部側ＦＡが有するＭ本の光ファイバ４１に光接続されている。光モジュールは、光部品の温度調整用の温調デバイス５０を有する。光部品は温調デバイス上に固定されており、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路の入出力端面の配列方向Ｐでの光部品の長さをＤ[mm]としたとき、光部品と温調デバイスとの重複領域の配列方向の長さがＤであり、配列方向での温調デバイスの長さＬ[mm]が、「Ｄ＋ｍ・ｔ≦Ｌ≦Ｄ＋ｍ・ｔ＋２」なる関係を満たす。
【選択図】図１

Description

本発明は、光部品とその光部品の温度を調整する温調デバイスとを含む光モジュール、及び、その光モジュールを製造する方法に関するものである。

光部品としてのアレイ導波路型回折格子（Arrayed-Waveguide Grating : AWG）として、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載のものがある。

特許文献１に記載のＡＷＧでは、第１の扇型のスラブ導波路と入力用チャネル導波路との境界における入力用チャネル導波路の各導波路の間隔と、第２の扇型のスラブ導波路と出力用チャネル導波路との境界における出力用チャネル導波路の各導波路の間隔とが異なっている。このような構成により、このＡＷＧでは、例えば、入力用チャネル導波路を構成する複数の導波路と外部の入力用光ファイバとの接続位置を変えることで、出力用チャネル導波路の各導波路で伝送される光の中心波長を調整することができる。

また、特許文献２に記載のＡＷＧでは、入力側スラブ導波路に接続された入力導波路の両側、及び、出力側スラブ導波路に接続された出力導波路の両側それぞれに中心波長補正用の入力導波路及び出力導波路が形成されている。このＡＷＧでは、上記ＡＷＧを外部の入力用光ファイバ及び出力用光ファイバに接続する際に、入力用光ファイバや出力用光ファイバに対してＡＷＧの位置を調整することによって、例えば、上述した補正用の出力導波路からの光によって出力用光ファイバを伝送する光の中心波長を所望の値にすることができる。
特開平８−２１１２３７号公報 特開平９−４９９３６号公報

ところで、ＡＷＧをパッケージ内に含む光モジュールでは、温度変化によってＡＷＧの特性が変化しないように、パッケージに固定されたヒータなどの温調デバイス上にＡＷＧが搭載される。ＡＷＧと温調デバイスとを組み合わせる場合、ＡＷＧの大きさよりも温調デバイスの方が小さいと、ＡＷＧの温度調整を均一に行うことができない。そのため、通常、温調デバイスの方がＡＷＧよりも大きくなっている。

しかしながら、ＡＷＧよりも温調デバイスの方が僅かに大きい程度では、次のような問題が生じる。

すなわち、特許文献１及び特許文献２に記載のＡＷＧは、外部の入力用光ファイバ又は出力用光ファイバに対してＡＷＧの位置が調整されるので、位置調整の結果、温調デバイスからＡＷＧがはみ出す場合がある。この場合、温調デバイスによって温度調整されない領域がＡＷＧに生じ、その温度が均一に調整されない。そのため、ＡＷＧの光学特性が不安定になる。

このような問題を避けるためには、例えば、ＡＷＧに対して、温調デバイスの大きさを十分大きくしておけばよいが、大きな温調デバイスを用いると、コストが嵩む。

そこで、本発明は、光部品の光学特性の安定化を低コストで実現可能な光モジュール及びそれを製造する方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る光モジュールは、（１）相対する第１及び第２の端部のうち第１の端部に入出力端面が位置する第１の導波路と、第１の導波路に光学的に接続されており第２の端部に入出力端面が位置する（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路とを有し、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路の入出力端面の配列間隔がｔ[mm]である光部品と、（２）（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路のうちＭ本の第２の導波路それぞれに光学的に接続されているＭ本の光ファイバを有する第２の端部側ファイバアレイと、（３）光部品の温度を調整する温調デバイスと、を備え、光部品と温調デバイスは接着固定されており、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路の入出力端面の配列方向における光部品の長さをＤ[mm]としたとき、光部品と温調デバイスとの重複領域の配列方向の長さがＤであり、配列方向における温調デバイスの長さＬ[mm]が、

なる関係を満たすことを特徴とする。

この光モジュールでは、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路のうちから選択されたＭ本の第２の導波路とＭ本の光ファイバとが光学的に接続される。そのため、第２の導波路の選択の仕方によって、第２の端部側ファイバアレイと光部品との位置関係は、ｍ・ｔ[mm]の変動幅を有する。上記構成では、配列方向における温調デバイスの長さＬ[mm]は、式（１）の関係を満たしているので、光部品の配列方向の長さＤ[mm]よりもｍ・ｔ[mm]以上（ｍ・ｔ＋２）[mm]以下長い。そのため、光部品の位置が第２の端部側ファイバアレイに対してｍ・ｔ[mm]の変動幅を有していても、温調デバイスによって、光部品の温度は均一に調整される。これにより、外気の変化による光部品の光学特性の変動を抑制できる。また、長さＬ[mm]が式（１）の関係を満たすことにより、式（１）の上限より温調デバイスを大きくする場合に比べて、温調デバイスのコストを低減できる。また、長さＬ[mm]の上限が（Ｄ＋ｍ・ｔ＋２）[mm]以下であることにより、放熱面積が小さくなり、光部品を温調するための消費電力を削減することが可能となる。

また、本発明に係る光モジュールは、（１）相対する第１及び第２の端部のうち第１の端部に入出力端面が位置する（Ｎ＋ｎ）本の第１の導波路と、（Ｎ＋ｎ）本の第１の導波路に光学的に接続されており第２の端部に入出力端面が位置する（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路とを有し、（Ｎ＋ｎ）本の第１の導波路の入出力端面の配列間隔がｓ[mm]であり、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路の入出力端面の配列間隔がｔ[mm]である光部品と、（２）（Ｎ＋ｎ）本の第１の導波路のうちＮ本の第１の導波路それぞれに光学的に接続されているＮ本の光ファイバを有する第１の端部側ファイバアレイと、（３）（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路のうちＭ本の第２の導波路それぞれに光学的に接続されているＭ本の光ファイバを有する第２の端部側ファイバアレイと、（４）光部品の温度を調整する温調デバイスと、を備え、光部品と温調デバイスは接着固定されており、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路の入出力端面の配列方向における光部品の長さをＤ[mm]とし、Ｗ[mm]を、

としたとき、光部品と温調デバイスとの重複領域の配列方向の長さがＤであり、配列方向における温調デバイスの長さＬ[mm]が、

なる関係を満たすことを特徴とする。

この光モジュールでは、光部品の第１の端部において、（Ｎ＋ｎ）本の第１の導波路から選択されたＮ本の第１の導波路とＮ本の光ファイバとが光学的に接続されている。そのため、第１の導波路の選択の仕方によって、第１の端部側ファイバアレイと光部品との位置関係は、ｎ・ｓ[mm]の変動幅を有する。また、光部品の第２の端部において、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路のうちから選択されたＭ本の第２の導波路とＭ本の光ファイバとが光学的に接続される。そのため、第２の導波路の選択の仕方によって、第２の端部側ファイバアレイと光部品との位置関係は、ｍ・ｔ[mm]の変動幅を有する。

上記光モジュールの構成では、Ｗを式（２）のように定義したとき、配列方向における温調デバイスの長さＬ[mm]は、式（３）の関係を満たしているので、光部品の配列方向の長さＤよりもＷ[mm]以上（Ｗ＋２）[mm]以下長くなっている。そのため、光部品の位置が、第１の端部側ファイバアレイに対してｎ・ｓ[mm]の変動幅を有し、第２の端部側ファイバアレイに対してｍ・ｔ[mm]の変動幅を有していても、温調デバイスによって、光部品の温度は均一に調整される。これにより、外気の変化による光部品の光学特性の変動を抑制できる。また、長さＬ[mm]が式（３）の関係を満たすことにより、式（３）の上限よりも温調デバイスを大きくする場合に比べて、温調デバイスのコストを低減できる。また、長さＬ[mm]の上限が（Ｄ＋Ｗ＋２）[mm]以下であることにより、放熱面積が小さくなり、光部品を温調するための消費電力を削減することが可能となる。

また、本発明に係る光モジュールにおける上記光部品は、アレイ導波路型回折格子であることが好ましい。アレイ導波路型回折格子は合分波機能を有するが、上記光部品がアレイ導波路型回折格子であることによって、より光学特性の安定した合分波機能を実現することができる。

更に、本発明に係る光モジュールにおける上記温調デバイスは、ヒータが取り付けられた平板であることが好適である。これにより、光部品の温度をより均一に調整することができる。

更にまた、本発明に係る光モジュールにおける温調デバイスは、ペルチェ素子が取り付けられた平板であることが好ましい。この場合にも、光部品の温度をより均一に調整することができる。

また、本発明に係る光モジュールの製造方法は、相対する第１及び第２の端部のうち第１の端部に入出力端面が位置する第１の導波路と、第１の導波路に光学的に接続されており第２の端部に入出力端面が位置する（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路とを有し、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路の入出力端面の配列間隔がｔ[mm]である光部品を用意する第１の工程と、相対する端部間の長さをＬ[mm]とし、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路の入出力端面の配列方向における光部品の長さをＤ[mm]としたとき、

なる関係を満たしており光部品の温度を調整する温調デバイスを用意する第２の工程と、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路のうちＭ本の第２の導波路それぞれとＭ本の光ファイバとを光学的に接続するように、Ｍ本の光ファイバを有する第２の端部側ファイバアレイを光部品に位置調整して固定する第３の工程と、温調デバイスの相対する端部が配列方向に位置し、配列方向における光部品と温調デバイスとの重複領域の長さがＤ[mm]となるように、第２の端部側ファイバアレイが固定された光部品と温調デバイスを接着固定する第４の工程と、を備えることを特徴とする。

上記方法では、第３の工程で、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路のうちから選択されたＭ本の第２の導波路とＭ本の光ファイバとが光学的に接続されるので、第２の端部側ファイバアレイに対する光部品の位置はｍ・ｔ[mm]の変動幅を有する。

そして、その変動幅を有する光部品が第４の工程で温調デバイス上に固定される。この際、温調デバイスの上記相対する端部間の長さＬ[mm]は、式（４）の関係を満たしているので、光部品の位置が変動しても、光部品は常に温調デバイス上に配置される。従って、温調デバイスは、光部品の温度を均一に調整することができる。長さＬ[mm]が式（４）の関係を満たすことにより、式（４）の上限よりも温調デバイスを大きくする場合に比べて、温調デバイスのコストが低減する。また、長さＬ[mm]の上限が（Ｄ＋ｍ・ｔ＋２）[mm]であることにより、放熱面積が小さくなり、光部品を温調するための消費電力を削減することが可能となっている。

また、本発明に係る光モジュールの製造方法は、相対する第１及び第２の端部のうち第１の端部に入出力端面が位置する（Ｎ＋ｎ）本の第１の導波路と、（Ｎ＋ｎ）本の第１の導波路に光学的に接続されており第２の端部に入出力端面が位置する（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路とを有し、（Ｎ＋ｎ）本の第１の導波路の入出力端面の配列間隔がｓ[mm]であり、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路の入出力端面の配列間隔がｔ[mm]である光部品を用意する第１の工程と、相対する端部間の長さをＬ[mm]とし、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路の入出力端面の配列方向における光部品の長さをＤ[mm]とし、Ｗ[mm]を、

としたとき、

なる関係を満たしており光部品の温度を調整する温調デバイスを用意する第２の工程と、（Ｎ＋ｎ）本の第１の導波路のうちＮ本の第１の導波路それぞれとＮ本の光ファイバとを光学的に接続するように、Ｎ本の光ファイバを有する第１の端部側ファイバアレイを光部品に位置調整して固定する第３の工程と、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路のうちＭ本の第２の導波路それぞれとＭ本の光ファイバとを光学的に接続するように、Ｍ本の光ファイバを有する第２の端部側ファイバアレイを、第１の端部側ファイバアレイが固定された光部品に位置調整して固定する第４の工程と、温調デバイスの相対する端部が配列方向に位置し、配列方向における光部品と温調デバイスとの重複領域の長さがＤ[mm]であるように、第１及び第２の端部側ファイバアレイが固定された光部品と温調デバイスを接着固定する第５の工程と、を備えることを特徴とする。

この方法では、第３の工程で、（Ｎ＋ｎ）本の第１の導波路のうちから選択されたＮ本の第２の導波路とＮ本の光ファイバとが光学的に接続されるので、第１の端部側ファイバアレイに対する光部品の位置はｎ・ｓ[mm]の変動幅を有する。また、第４の工程で、光部品と第２の端部側ファイバアレイとが、（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路のうちから選択されたＭ本の第２の導波路とＭ本の光ファイバとが光学的に接続されるので、第２の端部側ファイバアレイに対する光部品の位置はｍ・ｔ[mm]の変動幅を有する。

そして、上述したような変動幅を有する光部品が第５の工程で温調デバイス上に固定される。この際、Ｗ[mm]を式（５）としたとき、温調デバイスの上記相対する端部間の長さＬ[mm]は、式（６）の関係を満たしているので、光部品の位置が変動しても、光部品は常に温調デバイス上に配置される。従って、光モジュールにおいて、温調デバイスは、光部品の温度を均一に調整することができる。長さＬ[mm]が式（５）の関係を満たすことにより、式（５）の上限よりも温調デバイスを大きくする場合に比べて、温調デバイスのコストが低減する。また、長さＬ[mm]の上限が（Ｄ＋Ｗ＋２）[mm]であることにより、放熱面積が小さくなり、光部品を温調するための消費電力を削減することが可能となっている。

また、本発明に係る光モジュールの製造方法においては、上記光部品は、アレイ導波路型回折格子であることが好ましい。アレイ導波路型回折格子は合分波機能を有するが、上記光部品がアレイ導波路型回折格子であることによって、より光学特性の安定した合分波機能を実現するこができる。

更に、本発明に係る光モジュールの製造方法において上記温調デバイスは、ヒータが取り付けられた平板であることが好ましい。これにより、光部品の温度をより均一に調整することができる。

更にまた、温調デバイスは、ペルチェ素子が取り付けられた平板であることが好適である。ペルチェ素子が取り付けられた平板であることが好ましい。この場合にも、光部品の温度をより均一に調整することができる。

本発明によれば、光部品の光学特性の安定化を低コストで実現可能な光モジュール及びそれを製造する方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本発明に係る光モジュール１の一実施形態の構成を示す概略図である。光モジュール１は、パッケージ１０内に、光部品としてのアレイ導波路型回折格子（Arrayed-Waveguide Grating : AWG）２０が収納されて構成される。パッケージ１０は、例えば、プラスチックからなっており、図１に示す箱型のパッケージ本体１１を有する。なお、パッケージ１０は、パッケージ本体１１上に後述する蓋１２を設けて構成される。

ＡＷＧ２０は、矩形状の基板２１上に複数の導波路が形成されてなっており、合分波器として機能する。基板２１の材料としては、例えば、石英ガラスやシリコンである。ＡＷＧ２０の相対する第１及び第２の端部２０Ａ，２０Ｂ間の長さをＸ[mm]とし、他方の相対する第３及び第４の端部２０Ｃ，２０Ｄ間の長さをＤ[mm]とする。ＡＷＧ２０の第１の端部２０Ａ側には、１本の入出力導波路（第１の導波路）２２が配置されている。入出力導波路２２の一方の入出力端面２２Ａは第１の端部２０Ａに位置し、他方の入出力端面はスラブ導波路２３の端面２３Ａに位置する。

スラブ導波路２３は、扇型の導波路であって、相対する端面２３Ａ，２３Ｂそれぞれに互いの曲率中心２３Ａ_Ｏ，２３Ｂ_Ｏを有する。スラブ導波路２３の端面２３Ｂには、アレイ導波路２４が接続されている。アレイ導波路２４は、並列した複数（例えば、１００本）の導波路から構成され、スラブ導波路２３側と反対側がスラブ導波路２５に接続されている。アレイ導波路２４を構成する複数の導波路は、隣り合う導波路間に一定の光路長差を有する。

アレイ導波路２４に接続されたスラブ導波路２５は、スラブ導波路２３と同様に扇型の導波路であって、相対する端面２５Ａ，２５Ｂに互いの曲率中心２５Ａ_Ｏ，２５Ｂ_Ｏを有する。スラブ導波路２５の端面２５Ｂには、（Ｍ＋ｍ）本（Ｍ，ｍは、１以上の整数）の入出力導波路（第２の導波路）２６が接続されている。

（Ｍ＋ｍ）本の入出力導波路２６それぞれは、第２の端部２０Ｂに入出力端面２６Ａを有しており、入出力端面２６Ａは、間隔ｔ[mm]で配列されている。配列間隔ｔとは、隣り合う入出力導波路２６，２６の互いの光軸間の距離である。配列間隔ｔ[mm]としては、例えば、１２７μｍや２５０μｍである。

ＡＷＧ２０において、第１の端部２０Ａ側には、入出力端面２２Ａを保護する上板２７が第１の端部２０Ａに沿って設けられている。また、第２の端部２０Ｂ側には、各入出力端面２６Ａを保護する上板２８が第１の端部２０Ａに沿って設けられている。

また、ＡＷＧ２０の第１の端部２０Ａには、単心ファイバアレイ（Fiber Array : FA）３０が固定されている。単心ＦＡ３０は、光ファイバ３１を搭載した基板３２と、光ファイバ３１の入出力端面を保護する補強板３３とから構成される。光ファイバ３１は、パッケージ本体１１の側壁１３に形成された溝１４を通してパッケージ１０内に導入されており、溝１４内に接着剤１５で固定されている。この光ファイバ３１を有する単心ＦＡ３０は、光ファイバ３１と入出力導波路２２とが光学的に接続するように第１の端部２０Ａに配置されている。

また、ＡＷＧ２０の第２の端部２０Ｂには、多心ＦＡ（第２の端部側ファイバアレイ）４０が固定されている。多心ＦＡ４０は、Ｍ本の光ファイバ４１を搭載した基板４２と、光ファイバ４１の入出力端面を保護する補強板４３とから構成される。光ファイバ４１は、配列間隔ｔ[mm]で基板４２上に搭載されている。また、光ファイバ４１は、パッケージ本体１１の側壁１６に形成された溝１７を通してパッケージ１０内に導入されており、溝１７内に接着剤１５で固定されている。多心ＦＡ４０は、（Ｍ＋ｍ）本の入出力導波路２６のうち所望の中心波長の光を入出力するＭ本の入出力導波路２６と、Ｍ本の光ファイバ４１とが光学的に接続されるように第２の端部２０Ｂに配置されている。

ここで、まず、図１を参照してＡＷＧ２０の動作について説明する。ＡＷＧ２０は、合分波器として機能するが、以下の説明では、光ファイバ３１を伝送してきた多波長の光を分波する機能について説明する。なお、合波器として機能させるには、Ｍ本の光ファイバ４１から光をＡＷＧ２０に入射すればよい。

光ファイバ３１を伝搬してきた多波長の光が入出力導波路２２に入射すると、その多波長の光は、スラブ導波路２３の端面２３Ａ側で回折して広がり、端面２３Ｂに接続されているアレイ導波路２４に入射する。アレイ導波路２４を構成する複数の導波路において、隣り合う導波路は一定の光路長差を有しているので、アレイ導波路２４の出力端（すなわち、スラブ導波路２５の端面２５Ｂ）では、各導波路を伝搬した光に、光路長差に相当する位相差が生じる。アレイ導波路２４を伝搬した光は端面２５Ｂ側で回折して広がる。そして、それらは、互いに干渉し、異なる波長の光はそれぞれ異なる方向に伝搬する。これにより、光モジュール１外から光ファイバ３１を伝搬してきた多波長の光は分波され、各波長の光は、（Ｍ＋ｍ）本の入出力導波路２６に入射する。そのため、（Ｍ＋ｍ）本の入出力導波路２６それぞれに異なる中心波長の光が伝搬する。（Ｍ＋ｍ）本の入出力導波路２６のうちから選択されたＭ本の入出力導波路２６を伝搬する光は、Ｍ本の光ファイバに入射されて光モジュール１外に取り出される。

外気の温度変化などによりＡＷＧ２０の温度が変化し、アレイ導波路２４を構成する各導波路の光路長、スラブ導波路２３の端面２３Ａ，２３Ｂ間の距離、スラブ導波路２５の端面２５Ａ，２５Ｂ間の距離が変わると、各入出力導波路２６を伝搬する光の中心波長が所定の中心波長（例えば、ＡＷＧ２０の設計時の中心波長）からずれる場合がある。

そのため、図１及び図２に示すように、ＡＷＧ２０は、その温度を調整するための温調デバイス５０上に接着固定されている。図２は、図１のII-II線に沿った断面図である。図２を参照すると、パッケージ１０は、パッケージ本体１１と蓋１２とからなっており、温調デバイス５０は、パッケージ本体１１の底壁１８上に設けられた、直方体状であって紙面に略垂直な方向に延びている一対の台６１，６２上に配置されている。

温調デバイス５０は、図３に示すように、窒化アルミニウムなどの熱伝導性のよいセラミックスからなる平板であって、ＡＷＧ搭載面５１に電極パターン５２がプリントされて構成されている。

ここで、ＡＷＧ２０の温度を調整しその光学特性の変化を抑制するための温調デバイス５０の大きさ、及び、ＡＷＧ２０と温調デバイス５０との配置関係について、図４を参照して説明する。図４は、ＡＷＧ２０と温調デバイス５０との配置関係を説明するための図である。

温調デバイス５０の２組の相対する端部間のうち、一方の端部５０Ａ，５０Ｂ間の長さをＨ[mm]とすると、Ｈは、スラブ導波路２３の第１の端部２０Ａ側の端からスラブ導波路２５の第２の端部２０Ｂ側の端までの長さに相当する。また、温調デバイス５０の他方の端部５０Ｃ，５０Ｄ間の距離をＬ[mm]とすると、Ｌは、

なる関係を満たす。

このような大きさを有する温調デバイス５０に対して、ＡＷＧ２０は、第２の端部２０Ｂに位置する各入出力端面２６Ａの配列方向をＰとしたとき、次のように配置されている。すなわち、ＡＷＧ２０と温調デバイス５０との重複領域の長さがＤ[mm]であって、配列方向Ｐにおける温調デバイス５０の長さがＬ[mm]であり、配列方向Ｐにほぼ直交する方向の温調デバイス５０の長さがＨ[mm]となるように、ＡＷＧ２０は、温調デバイス５０上に配置されている。

上述した配置関係によって、ＡＷＧ２０と温調デバイス５０との重複領域に、スラブ導波路２３，２５及びアレイ導波路２４が位置する。そのため、ＡＷＧ２０におけるスラブ導波路２３，２５及びアレイ導波路２４は、温調デバイス５０によって均一に温度調整される。なお、上記長さＨ[mm]は、ＡＷＧ２０の端部２０Ａ，２０Ｂ間の長さＸ [mm]でもよいが、上記のようにスラブ導波路２３，２５の端間の距離とすることが、温調デバイス５０をより小さくする観点から好ましい。また、長さＨ[mm]は、例えば、アレイ導波路２４の各導波路のうち一番外側の導波路とスラブ導波路２３,２５との接続部間の距離や、また、曲率中心２３Ｂ_Ｏ，２５Ｂ_Ｏ間の距離であることも好適である。ＡＷＧ２０の光学特性には、アレイ導波路２４の影響が大きく、上記Ｈ[mm]の範囲ではより小さい温調デバイス５０でアレイ導波路２４の領域の温度を効率的に調整できるからである。

次に、上記光モジュール１の製造方法について説明する。

光モジュール１を製造する際には、ＡＷＧ２０を用意し（第１の工程）、温調デバイス５０を用意する（第２の工程）とともに、パッケージ１０、単心ＦＡ３０及び多心ＦＡ４０を用意する。そして、パッケージ本体１１の底壁１８に設けられた一対の台６１，６２上に温調デバイス５０を接着固定する。この際、温調デバイス５０は、パッケージ本体１１の側壁１３と端部５０Ａとが対向し、側壁１６と端部５０Ｂとが対向するように配置して固定する。

また、単心ＦＡ３０の光ファイバ３１と入出力導波路２２とが光学的に接続されるように単心ＦＡ３０とＡＷＧ２０とを調心器を用いて位置調整した後に、それらを接着固定する。次に、（Ｍ＋ｍ）本の入出力導波路２６のうち、所望の中心波長の光が入出力されるＭ本の入出力導波路２６を選択する。そして、その選択されたＭ本の入出力導波路２６とＭ本の光ファイバ４１とが光学的に接続されるように、単心ＦＡ３０が固定されたＡＷＧ２０と多心ＦＡ４０とを調心器を用いて位置調整してから、それらを接着固定する（第３の工程）。

次に、温調デバイス５０のＡＷＧ搭載面５１上に接着剤を塗布してから、単心ＦＡ３０及び多心ＦＡ４０が固定されたＡＷＧ２０を温調デバイス５０上に配置する。この際、光ファイバ３１，４１それぞれは、パッケージ本体１１の側壁１３，１６に設けられた光ファイバ搭載用の溝１４，１７にはめ込み、接着剤１５で固定する。これにより、ＡＷＧ２０は、温調デバイス２０上に次のように配置されて固定される。すなわち、各入出力端面２６Ａの配列方向Ｐに温調デバイス５０の端部５０Ｃ，５０Ｄが位置し温調デバイス５０とＡＷＧ２０との重複領域の長さがＤ[mm]であって、スラブ導波路２３，２５が共にその重複領域に位置するように配置され固定される。（第４の工程）。ＡＷＧ２０を温調デバイス５０に固定する際には、端部２０Ｃと端部５０Ｃの間及び端部２０Ｄと端部５０Ｄとの間の温調デバイス５０上に塗布されている接着剤をふき取る。これは、ＡＷＧ搭載面５１上の接着剤が硬化したのち、外気の変動による接着剤の変形によってＡＷＧ２０に影響がでないようにするためである。最後に、パッケージ本体１１に蓋１２をして光モジュール１とする。

上述のように製造した光モジュール１では、ＡＷＧ２０のスラブ導波路２３，２５及びアレイ導波路２４が温調デバイス５０上に位置するので、温調デバイス５０によってそれらの温度が均一に調整される。温調デバイス５０が、平板であることから、ＡＷＧ２０の温度をより均一に調整できるようになっている。温度の調整は、例えば、ＡＷＧ２０の許容温度範囲が０〜６５℃ならば、それより少し高い温度（例えば、７５℃）になるように温調デバイス５０の温度を調整しておけばよい。これにより、外気の温度変化によってＡＷＧ２０の温度が影響を受けにくい。

ＡＷＧ２０と多心ＦＡ４０とは、（Ｍ＋ｍ）本の入出力導波路２６のうちから選択された所望の中心波長の光を伝搬するＭ本の入出力導波路２６と、Ｍ本の光ファイバ４１とが光学的に接続されるように位置調整して固定される。そのため、ＡＷＧ２０と多心ＦＡ４０との位置関係は、Ｍ本の入出力導波路２６の選択の仕方によってｍ・ｔ[mm]の変動幅を有する。

ところで、光ファイバ３１，４１の位置はパッケージ本体１１に対して溝１４，１７の位置で固定されることから、温調デバイスの大きさによっては、ＡＷＧ２０が温調デバイスからはみ出す場合がある。

これに対して、本実施形態の光モジュール１で用いる温調デバイス５０は、端部５０Ｃ，５０Ｄ間の長さＬ[mm]が式（７）の関係を満たしているので、パッケージ本体１１に固定された多心ＦＡ４０に対してＡＷＧ２０の位置が変動しても、ＡＷＧ２０は温調デバイス５０上に確実に配置される。そのため、ＡＷＧ２０の温度が均一に調整されるので、外気の温度変化に依存せずに光モジュール１の光学特性が安定する。また、温調デバイス５０を大きくしすぎると、コストが嵩み、光モジュール１のコストが高くなるが、長さＬ[mm]の上限が（Ｄ＋ｍ・ｔ＋２）［mm］であるので、光モジュール１のコストの増加が抑制されている。また、端部２０Ｃ，５０Ｃ間の距離と、端部２０Ｄ，５０Ｄ間の距離との和の最大値が（ｍ・ｔ＋２）[mm]となっているので、放熱面積が小さくなり、ＡＷＧ（光部品）２０を温調するための消費電力を削減することが可能となっている。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態の光モジュールの構成を説明する概略図である。光モジュール２は、ＡＷＧ７０の第１の端部２０Ａ側の入出力導波路（第１の導波路）２２が（Ｎ＋ｎ）本（Ｎ，ｎは、１以上の整数）形成されている点で、光モジュール１と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。

（Ｎ＋ｎ）本の入出力導波路２２それぞれの一方の入出力端面２２Ａは、第１の端部２０Ａに位置しており、配列間隔ｓ[mm]で配置されている。配列間隔ｓ[mm]としては、例えば、１２５μｍや２５０μｍである。また、入出力導波路２２の他方の各入出力端面は、スラブ導波路２３の端面２３Ａに位置する。

ＡＷＧ２０の第１の端部２０Ａには、多心ＦＡ（第１の端部側ファイバアレイ）８０が固定されている。多心ＦＡ８０は、Ｎ本の光ファイバ３１を搭載した基板３２と、各光ファイバ３１の入出力端面を保護する補強板３３とから構成される。多心ＦＡ８０は、（Ｎ＋ｎ）本の入出力導波路２２のうち所望の中心波長を入出力するＮ本の入出力導波路２２と、Ｎ本の光ファイバ３１とが光学的に接続されるように第１の端部２０Ａに配置されている。

上記ＡＷＧ７０の動作は、Ｎ本の光ファイバ３１のうちの一本の光ファイバ３１からの多波長の光が、その光ファイバ３１に対応する入出力導波路２２に入射する点で、第１の実施形態の場合と相違する。ＡＷＧ７０では、光を伝搬させる光ファイバ３１をＮ本の光ファイバ３１内で変更することで、反対側のＭ本の光ファイバ４１それぞれを伝搬する光の中心波長を変更することができる。ここでは、分波機能について説明しているが、合波機能については、Ｎ本の各光ファイバ３１からそれぞれ異なる波長の光を入射させればよい。この場合、Ｍ本の光ファイバ４１のうちの一本から多波長の光が出力される。

本実施形態においても、ＡＷＧ７０は温調デバイス９０上に配置され、温調デバイス９０によってＡＷＧ７０の温度が調整される。温調デバイス９０は、第１の実施形態と同様に、窒化アルミニウムなどの熱伝導性のよいセラミックからなる平板におけるＡＷＧ搭載面５１に電極パターン５２（図４参照）が形成されたものである。温調デバイス９０において、端部５０Ｃ，５０Ｄ間の長さＬ[mm]は、Ｗを、ｍ・ｔ[mm]及びｎ・ｓ[mm]のうちのより大きいほうとしたとき、すなわち、

としたとき、

を満たす関係を有している。なお、式（８）において、ｍ・ｔとｎ・ｓとが同じである場合は、Ｗをｍ・ｔとする。

次に、光モジュール２の製造方法について説明する。

光モジュール２を製造する際には、ＡＷＧ７０を用意し（第１の工程）、温調デバイス９０を用意する（第２の工程）とともに、多心ＦＡ４０，８０、及び、パッケージ１０を用意する。そして、パッケージ本体１１の底壁１８に設けられた一対の台６１、６２上に温調デバイス９０を接着固定する。この際、温調デバイス９０は、パッケージ本体１１の側壁１３と端部５０Ａとが対向し、側壁１６と端部５０Ｂとが対向するように配置する。

また、ＡＷＧ７０の第１の端部２０Ａに、多心ＦＡ８０を接着固定する（第３の工程）。多心ＦＡ８０は、（Ｎ＋ｎ）本の入出力導波路２２のうちＮ本の入出力導波路２２にＮ本の光ファイバ３１が光学的に接続されるように配置して固定する。この際、光ファイバ３１と光学的に接続されるＮ本の入出力導波路２２は、（Ｍ＋ｍ）本の入出力導波路２６から所望の中心波長の光が入出力されるように選択する。次に、多心ＦＡ８０が固定されたＡＷＧ７０の第２の端部２０Ｂに、第１の実施形態と同様にして多心ＦＡ４０を接着固定する（第４の工程）。

続いて、温調デバイス９０のＡＷＧ搭載面５１に接着剤を塗布し、多心ＦＡ８０が固定されたＡＷＧ７０を温調デバイス９０上に配置する。この際、光ファイバ３１，４１それぞれは、パッケージ本体１１の側壁１３，１６に形成されている溝１４，１７にはめ込み、接着剤１５で固定する。これにより、ＡＷＧ７０は、温調デバイス９０に対して次のように配置され固定される。すなわち、各入出力端面２６Ａの配列方向Ｐに温調デバイス９０の端部５０Ｃ，５０Ｄが位置しその配列方向Ｐにおける温調デバイス９０とＡＷＧ７０との重複領域の長さがＤ[mm]であって、スラブ導波路２３，２５が共にその重複領域に位置するように配置され固定される（第５の工程）。ＡＷＧ７０と温調デバイス９０上に固定する際には、第１の実施形態の場合と同様に、端部２０Ｃ，５０Ｃ間及び端部２０Ｄ，５０Ｄ間の温調デバイス９０に塗布された接着剤をふき取る。最後に、温調デバイス９０上にＡＷＧ７０が搭載された状態で、パッケージ本体１１に蓋１２をして光モジュール２を製造する。

光モジュール２では、多心ＦＡ４０だけではなく、多心ＦＡ８０に対してもＡＷＧ７０の位置を調整している。そのため、ＡＷＧ７０の位置は、多心ＦＡ４０及び多心ＦＡ８０に対して（すなわち、パッケージ本体１１に対して）、式（８）で定義されるＷ[mm]の変動幅を有している。

本実施形態の温調デバイス９０の端部５０Ｃ，５０Ｄ間の長さＬ[mm]は、式（９）の関係を満たしているので、パッケージ本体１１に固定された温調デバイス９０に対して上述のようにＡＷＧ７０の位置が変動しても、ＡＷＧ７０は温調デバイス９０からはみ出さずに温調デバイス９０上に位置する。これにより、温調デバイス９０によってＡＷＧ７０の温度を均一に調整できる。そのため、外気の温度変化に依存せずに光モジュール１の光学特性が安定する。また、長さＬ[mm]は、（Ｄ＋Ｗ＋２）mmより小さいため、温調デバイス９０のコストが低減される。したがって、より大きい温調デバイスを用いる場合よりも光モジュール２の低コスト化が図れる。更に、端部２０Ｃ，５０Ｃ間の距離と、端部２０Ｄ，５０Ｄ間の距離との和の最大値が（Ｗ＋２）[mm]となっているので、放熱面積が小さくなり、ＡＷＧ（光部品）７０を温調するための消費電力を削減することが可能となっている。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、温調デバイス５０，９０は、ペルチェ素子がとりつられた平板であってもよい。この場合、平板は、例えば、窒化アルミニウムなどの熱伝導性のよいセラミックスや銅板のような熱伝導性の良い金属からなっており、ペルチェ素子による温度制御を均等にＡＷＧに伝える均熱板として機能する。

また、光部品をＡＷＧとしているが、ＡＷＧに限る必要はなく、温調デバイスに対して式（７）や式（９）の関係を満たすように位置を調整するものであればよい。

第１の実施形態の光モジュールの構成を示す概略図である。 図１のII-II線に沿った断面図である。 温調デバイスの平面図である。 ＡＷＧと温調デバイスとの配置関係を説明するための図である。 第２の実施形態の光モジュールの構成を示す概略図である。

符号の説明

１，２…光モジュール、２０…ＡＷＧ（光部品）、２０Ａ…第１の端部，２０Ｂ…第２の端部、２２…入出力導波路（第１の導波路）、２２Ａ…入出力端面、２６…（Ｍ＋ｍ）本の入出力導波路（第２の導波路）、２６Ａ…入出力端面、３０…単心ファイバアレイ、３１…光ファイバ、４０…多心ファイバアレイ（第２の端部側ファイバアレイ）、４１…Ｍ本の光ファイバ、５０…温調デバイス、５０Ｃ，５０Ｄ…温調デバイスの端部、７０…ＡＷＧ（光部品）、８０…多心ファイバアレイ（第１の端部側ファイバアレイ）、９０…温調デバイス、Ｐ…配列方向、ｓ，ｔ…配列間隔。

Claims (10)

1. 相対する第１及び第２の端部のうち前記第１の端部に入出力端面が位置する第１の導波路と、前記第１の導波路に光学的に接続されており前記第２の端部に入出力端面が位置する（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路とを有し、（Ｍ＋ｍ）本の前記第２の導波路の入出力端面の配列間隔がｔ[mm]である光部品と、
   （Ｍ＋ｍ）本の前記第２の導波路のうちＭ本の第２の導波路それぞれに光学的に接続されているＭ本の光ファイバを有する第２の端部側ファイバアレイと、
   前記光部品の温度を調整する温調デバイスと、
   を備え、
   前記光部品と前記温調デバイスは接着固定されており、
   （Ｍ＋ｍ）本の前記第２の導波路の入出力端面の配列方向における前記光部品の長さをＤ[mm]としたとき、前記光部品と前記温調デバイスとの重複領域の前記配列方向の長さがＤであり、前記配列方向における前記温調デバイスの長さＬ[mm]が、
   

   

   なる関係を満たすことを特徴とする光モジュール。
2. 相対する第１及び第２の端部のうち前記第１の端部に入出力端面が位置する（Ｎ＋ｎ）本の第１の導波路と、（Ｎ＋ｎ）本の前記第１の導波路に光学的に接続されており前記第２の端部に入出力端面が位置する（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路とを有し、（Ｎ＋ｎ）本の前記第１の導波路の入出力端面の配列間隔がｓ[mm]であり、（Ｍ＋ｍ）本の前記第２の導波路の入出力端面の配列間隔がｔ[mm]である光部品と、
   前記（Ｎ＋ｎ）本の第１の導波路のうちＮ本の第１の導波路それぞれに光学的に接続されているＮ本の光ファイバを有する第１の端部側ファイバアレイと、
   前記（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路のうちＭ本の第２の導波路それぞれに光学的に接続されているＭ本の光ファイバを有する第２の端部側ファイバアレイと、
   前記光部品の温度を調整する温調デバイスと、
   を備え、
   前記光部品と前記温調デバイスは接着固定されており、
   （Ｍ＋ｍ）本の前記第２の導波路の入出力端面の配列方向における前記光部品の長さをＤ[mm]とし、Ｗ[mm]を、
   

   

   としたとき、前記光部品と前記温調デバイスとの重複領域の前記配列方向の長さがＤであり、前記配列方向における前記温調デバイスの長さＬ[mm]が、
   

   

   なる関係を満たすことを特徴とする光モジュール。
3. 前記光部品は、アレイ導波路型回折格子であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光モジュール。
4. 前記温調デバイスは、ヒータが取り付けられた平板であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の光モジュール。
5. 前記温調デバイスは、ペルチェ素子が取り付けられた平板であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の光モジュール。
6. 相対する第１及び第２の端部のうち前記第１の端部に入出力端面が位置する第１の導波路と、前記第１の導波路に光学的に接続されており前記第２の端部に入出力端面が位置する（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路とを有し、（Ｍ＋ｍ）本の前記第２の導波路の入出力端面の配列間隔がｔ[mm]である光部品を用意する第１の工程と、
   相対する端部間の長さをＬ[mm]とし、（Ｍ＋ｍ）本の前記第２の導波路の入出力端面の配列方向における前記光部品の長さをＤ[mm]としたとき、
   

   

   なる関係を満たしており前記光部品の温度を調整する温調デバイスを用意する第２の工程と、
   （Ｍ＋ｍ）本の前記第２の導波路のうちＭ本の第２の導波路それぞれとＭ本の光ファイバとを光学的に接続するように、前記Ｍ本の光ファイバを有する第２の端部側ファイバアレイを前記光部品に位置調整して固定する第３の工程と、
   前記温調デバイスの前記相対する端部が前記配列方向に位置し、前記配列方向における前記光部品と前記温調デバイスとの重複領域の長さがＤ[mm]となるように、前記第２の端部側ファイバアレイが固定された前記光部品と前記温調デバイスを接着固定する第４の工程と、
   を備えることを特徴とする光モジュールの製造方法。
7. 相対する第１及び第２の端部のうち前記第１の端部に入出力端面が位置する（Ｎ＋ｎ）本の第１の導波路と、（Ｎ＋ｎ）本の前記第１の導波路に光学的に接続されており前記第２の端部に入出力端面が位置する（Ｍ＋ｍ）本の第２の導波路とを有し、（Ｎ＋ｎ）本の前記第１の導波路の入出力端面の配列間隔がｓ[mm]であり、（Ｍ＋ｍ）本の前記第２の導波路の入出力端面の配列間隔がｔ[mm]である光部品を用意する第１の工程と、
   相対する端部間の長さをＬ[mm]とし、（Ｍ＋ｍ）本の前記第２の導波路の入出力端面の配列方向における前記光部品の長さをＤ[mm]とし、Ｗ[mm]を、
   

   

   としたとき、
   

   

   なる関係を満たしており前記光部品の温度を調整する温調デバイスを用意する第２の工程と、
   （Ｎ＋ｎ）本の前記第１の導波路のうちＮ本の第１の導波路それぞれとＮ本の光ファイバとを光学的に接続するように、前記Ｎ本の光ファイバを有する第１の端部側ファイバアレイを前記光部品に位置調整して固定する第３の工程と、
   （Ｍ＋ｍ）本の前記第２の導波路のうちＭ本の第２の導波路それぞれとＭ本の光ファイバとを光学的に接続するように、前記Ｍ本の光ファイバを有する第２の端部側ファイバアレイを、前記第１の端部側ファイバアレイが固定された前記光部品に位置調整して固定する第４の工程と、
   前記温調デバイスの前記相対する端部が前記配列方向に位置し、前記配列方向における前記光部品と前記温調デバイスとの重複領域の長さがＤ[mm]であるように、前記第１及び第２の端部側ファイバアレイが固定された前記光部品を前記温調デバイス上に接着固定する第５の工程と、
   を備えることを特徴とする光モジュールの製造方法。
8. 前記光部品は、アレイ導波路型回折格子であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の光モジュールの製造方法。
9. 前記温調デバイスは、ヒータが取り付けられた平板であることを特徴とする請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の光モジュールの製造方法。
10. 前記温調デバイスは、ペルチェ素子が取り付けられた平板であることを特徴とする請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の光モジュールの製造方法。

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