JP2007114610A - 光導波路用ヒータ回路、光導波路デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 チャンネルの集積化を図り給電回路における配線を共通化した場合であっても、チャンネル間の光スイッチング特性又は光減衰特性の干渉を低減して、各チャンネルを独立に安定して制御する。
【解決手段】 複数の光導波路２が形成されたデバイス１に設けられ、各光導波路２を加熱して屈折率を制御するために、各光導波路２に対応してデバイス１に形成された複数の給電パッド４と、複数の光導波路２で共通してデバイス１に形成された共通給電パッド５と、各給電パッド４と共通給電パッド５とを接続する配線６，７からなりそれぞれが同一の抵抗値を有する複数の給電回路と、給電回路の配線６，７に設けられ、給電パッド４と共通給電パッド５との間に電圧が印加されて発熱する複数のヒータ部３とを備え、配線７同士を共通化した共通回路部８を有し、当該共通回路部８の単位長さ当たりの抵抗値を、給電回路の単位長さ当たりの抵抗値よりも小さくする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光導波路の一部を加熱することによって、屈折率分布を変化させて、光の進行経路を切り換えたり、伝搬される光の強度を調整する光導波路用ヒータ回路、光導波路デバイスに関し、特に、光導波路と光導波路用ヒータ回路とによって光スイッチ又は光減衰器などの光デバイスを構成するための技術に関する。

従来より、熱光学（ＴＯ）効果を利用した光導波路型デバイスには、光スイッチや光減衰器などがある。これらの導波路型デバイスは、光導波路の一部をヒータで加熱して、光導波路のコア周辺の屈折率分布を変化させることにより、光の進行経路を切り換えたり、伝搬される光の強度を減衰させたりするものである。

このような光導波路型デバイスには、下記の特許文献１に示すような熱光学光スイッチが知られている。この熱光学光スイッチは、例えば図１１に示すように、チップ状の光スイッチ１００のクラッド層１０２内にＹ字状のコア１０１が２つ並設されており、２チャンネル分の２本のコア１０１が４本のコア１０１に分岐して、２チャンネル分の入力光を４チャンネル分の出力光としている。この分岐したコア１０１ａ，１０１ｂには、それぞれにヒータ１０３ａ，１０３ｂが形成されている。

このヒータ１０３ａ、１０３ｂには、正極及び負極となるパッドと、配線とからなる給電回路とが接続される。この給電回路は、外部から給電されると、ヒータ１０３ａ，１０３ｂを発熱させる。

ヒータ１０３ａは、一方端が配線１０５ａを介してパッド１０４ａと接続されると共に、他方端が配線１０５ｂを介してパッド１０４ｂに接続されている。また、ヒータ１０３ｂは、一方端が配線１０５ｃを介してパッド１０４ｃと接続されると共に、他方端が配線１０５ｄを介してパッド１０４ｄに接続されている。例えば片側のヒータ１０３ａは、パッド１０４ａを正極とし、パッド１０４ｂを負極とし、パッド１０４ａとパッド１０４ｂとの間に所定の電圧を印加すると、発熱してヒータ周辺の屈折率が変化する。これによって、この光スイッチ１００は、コア１０１から分岐したコア１０１ａあるいはコア１０１ｂのいずれかから光を出力する。熱光学定数が正であるか、負であるかにより出力されるチャンネル数は異なる。このような光スイッチ１００における給電回路は、独立に形成すると４つの出力チャンネル分の制御を行うために、８個のパッドから構成される必要がある。

更なるチャンネル数の集積化のために、４チャンネル分の光入力を行って８チャンネル分の光出力を得る同様の光スイッチ１００を作製するためには、１６個のパッドを備えた給電回路を構成する必要がある。この場合、図１１に示すパッドの間隔と同様の間隔で１６個のパッドを配置するためには、光スイッチ１００のチップ面積を増加させる必要がある。これに対し、特許文献１に記載の熱光学光スイッチは、１つのチャンネルに対して、例えば負極側のパッド及び配線を共通とすることによって、３個のパッドで給電回路を構成している。
特開２００４−１９８６９０号公報

上述の特許文献１に記載された熱光学光スイッチを始めとする、熱光学効果を利用した光導波路型デバイスにおいては、チップ面積の増加を避けつつ、更なるチャンネルの集積化を図るために、一般的に、給電回路を構成するパッド数の削減と共に、配線の効率的な引き回しの為にできるだけ配線を共通化することが望まれる。

また、チャンネルの集積化をした場合であっても、隣接するチャンネル間における光スイッチング特性又は光減衰特性の干渉を回避し、且つ、各チャンネルにおいて略同一の光スイッチング特性又は光減衰特性を維持するという課題もある。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、チャンネルの集積化を図り給電回路における配線を共通化した場合であっても、チャンネル間の光スイッチング特性又は光減衰特性の干渉を低減して、各チャンネルの光スイッチング特性又は光減衰特性を独立に安定して制御できる光導波路用ヒータ回路、光導波路デバイスを提供することを目的とする。

本発明は、複数の光導波路が形成されたデバイスに設けられ、当該各光導波路を加熱して屈折率を制御するために、各光導波路に対応してデバイスに形成された複数の給電パッドと、複数の光導波路で共通してデバイスに形成された共通給電パッドと、各給電パッドと共通給電パッドとを接続する配線からなり、それぞれが同一の抵抗値を有する複数の給電回路と、各給電回路の配線に設けられ、各給電パッドと共通給電パッドとの間に電圧が印加されて発熱する複数のヒータ部とを備える。このような本発明は、上述の課題を解決するために、複数の給電回路の配線同士を共通化した共通回路部を有し、当該共通回路部の単位長さ当たりの抵抗値を、給電回路の単位長さ当たりの抵抗値よりも小さくする。

本発明によれば、光導波路の集積化を図り給電回路における配線を共通化した共通回路部の抵抗値を低くすることによって、複数の光導波路に対応したヒータ部を同時に発熱させた場合であっても、光導波路間の光スイッチング特性又は光減衰特性の干渉を低減して、各光導波路の光スイッチング特性又は光減衰特性を独立に安定して制御できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明を適用した光導波路用ヒータ回路は、図１の平面図に示すような光導波路デバイス１に設けられる。この光導波路デバイス１は、光通信分野におけるＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing、波長分割多重方式）通信において、光出力のオンオフを切り換える光スイッチ又は光の強度を減衰させる光減衰器として機能する。なお、図１に示した光導波路デバイス１は、光減衰器の一例を示したものである。

図１に示す光導波路デバイス１は、８本の光導波路で伝導される光の強度を調整して出力して、８チャンネル分の光出力を得るものである。なお、図１では、説明上、４本の光導波路と、当該光導波路の下方に光導波路用ヒータ回路が設けられている光導波路デバイス１を示しているが、上方にも４本の光導波路及び光導波路用ヒータ回路が存在するものとする。

光導波路デバイス１は、クラッド層内に４本の光導波路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが並設されたチップで構成されている。この光導波路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄには、それぞれ、ヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄがクラッド層上に形成されている。ヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、図示しない制御回路によって電圧の印加状態が制御されて、当該所定の電圧が印加されている時に発熱する。この制御回路は、ヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄをそれぞれ独立に発熱させることによって、光導波路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄそれぞれの屈折率を変化させて、光導波路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのそれぞれに伝搬される光の強度を調整する。

このような光導波路デバイス１における光導波路用ヒータ回路は、制御回路の制御に従ってヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに給電を行う。光導波路用ヒータ回路は、制御回路と接続された正極となる給電パッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、ヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、負極となる共通給電パッド５と、ヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの一方端と給電パッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとを接続する配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと、ヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの他方端と接続された配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと、配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと共通給電パッド５とを接続する低抵抗共通回路部８とを備える。この光導波路用ヒータ回路において、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ及び低抵抗共通回路部８は、給電パッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと共通給電パッド５との間に設けられ、ヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに給電を行う給電回路として機能する。配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、各チャンネルで独立して光スイッチング状態又は光減衰状態を調整するために、光導波路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄごとに形成されており、低抵抗共通回路部８は、全てのチャンネルについて共通して形成されて、単一の共通給電パッド５に接続されている。

また、この光導波路用ヒータ回路において、給電パッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの形成位置からの距離が異なるように光導波路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが並設されていても、チャンネル間で給電回路の抵抗値が略同一となるように配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと低抵抗共通回路部８とが形成されている。これは、ヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに所定の電圧を印加した場合に、全ヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで同一の光スイッチング特性及び光減衰特性を得るためである。

低抵抗共通回路部８は、単位長さ当たりの抵抗値が、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄよりも、小さく形成されている。この低抵抗共通回路部８を配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと共通給電パッド５との間に設けた理由は、全チャンネルで共通の共通給電パッド５を設けると共に、１本の配線（低抵抗共通回路部８）でヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと共通給電パッド５とを接続した配線としたことによって、各チャンネルの光スイッチング特性及び光減衰特性が、他のチャンネルの動作の影響を受けることを低減するためである。

すなわち、図１に示す光導波路用ヒータ回路に対する比較例として示す図２の光導波路用ヒータ回路のように、給電パッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄから共通給電パッド５までの配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄとの合計長さを各チャンネルについて同一とすることによって、各給電回路の抵抗値を同一とした場合の特性を図３及び図４に示す。

図３は、各チャンネル１，２の給電回路に供給した電力［ｍＷ］と、光導波路における光減衰量［ｄＢ］との関係を示し、図４は、チャンネル２の電力の変化に対するチャンネル１における光減衰量［ｄＢ］の関係を示す図である。図３より、一方のチャンネルを動作させた時に他方のチャンネルの動作を停止させた場合には、他のチャンネルの影響を受けずに動作するが、図４に示すように、チャンネル１のヒータ部に所定の電力（例えば２５ｍＷ程度）を供給している時に、チャンネル２のヒータ部に供給する電力を次第に上昇させると、チャンネル２の電力が高くなるほど、当該チャンネル１の光減衰量は低くなってしまう。

このように、チャンネル１のヒータ部に一定の電力を供給していても、他方のチャンネル２のヒータ部に供給する電力が変化すると、チャンネル１の光スイッチング特性及び光減衰特性が変化するという不具合が発生する。

つぎに、このような光スイッチング特性及び光減衰特性の不具合が発生する理由について説明する。

図５に光導波路用ヒータ回路の回路図を示すように、チャンネル１，２のヒータ部３のそれぞれの抵抗値をＲｈとし、共通回路部の抵抗値をＲｃとする。また、チャンネル１用パッドとヒータ部３との間の配線部６の抵抗値をＲ１１とし、チャンネル１のヒータ部３と共通回路部との間の配線部７の抵抗値をＲ１２とし、チャンネル２用パッドとヒータ部３との間の配線部６の抵抗値をＲ２１とし、チャンネル２のヒータ部３と共通回路部との間の配線部７の抵抗値をＲ２２とする。また、チャンネル１用パッドと共通給電パッドとの間に印加される電圧をＶ１とし、チャンネル２用パッドと共通給電パッドとの間に印加される電圧をＶ２とし、共通回路部からチャンネル１の抵抗に流れる電流をＩ１とし、共通回路部からチャンネル２の抵抗に流れる電流をＩ２とする。

この光導波路用ヒータ回路において、Ｖ１及びＶ２は、
Ｖ１＝（Ｒ１１＋Ｒｈ＋Ｒ１２）×Ｉ１＋Ｒｃ×（Ｉ１＋Ｉ２） （式１−１）
Ｖ２＝（Ｒ２１＋Ｒｈ＋Ｒ２２）×Ｉ２＋Ｒｃ×（Ｉ１＋Ｉ２） （式１−２）
となる。ここで、各チャンネルの給電回路の抵抗値は等しく調整されており、Ｒ^＊＝Ｒ１１＋Ｒｈ＋Ｒ１２＋Ｒｃ＝Ｒ２１＋Ｒｈ＋Ｒ２２＋Ｒｃとし、式１−１及び式１−２を電流Ｉ１，Ｉ２それぞれについて解くと、
Ｉ１＝（Ｒ^＊×Ｖ１−Ｒｃ×Ｖ２）／（Ｒ^＊２−Ｒｃ^２） （式２−１）
Ｉ２＝（Ｒ^＊×Ｖ２−Ｒｃ×Ｖ１）／（Ｒ^＊２−Ｒｃ^２） （式２−２）
となる。この式２−１及び式２−２のように、各ヒータ部３に流れる電流は、当該チャンネルに印加される電圧のみならず、他のチャンネルのヒータ部３に印加される電圧に依存して変化する。すなわち、チャンネル１のヒータ部３に印加する電圧を一定に維持していても、チャンネル２のヒータ部３に印加する電圧が変化すれば、チャンネル１のヒータ部３に流れる電流が変化してしまい、発熱量が変化してしまう。また、式２−１及び式２−２から、それぞれのチャンネルのヒータ部３に流れる電流値は、共通回路部の抵抗値Ｒｃにも依存している。

また、例えば光スイッチとして光導波路デバイス１を機能させる場合のように、各チャンネルに印加する電圧Ｖ１，Ｖ２が等しい場合であっても、
Ｉ１＝Ｉ２＝Ｖ１／（Ｒ^＊＋Ｒｃ）＝Ｖ２／（Ｒ^＊＋Ｒｃ） （式３）
となる。したがって、この場合も、電流値Ｉ１、Ｉ２は、共通回路部の抵抗値Ｒｃに影響を受けることになる。

更に、単独でチャンネルを制御した場合には、例えばＩ２＝０とすると、電圧値Ｖ１は、式２−１より、
Ｖ１＝（Ｒ１１＋Ｒｈ＋Ｒ１２）×Ｉ１＋Ｒｃ×Ｉ１＝Ｒ^＊×Ｉ１
となり、すなわち、Ｉ１は、
Ｉ１＝Ｖ１／Ｒ^＊
となる。

このことから、共通回路部の抵抗値Ｒｃをできるだけ小さくすることにより、他チャンネルの影響を軽減でき、各チャンネルの光スイッチング特性及び光減衰特性の安定度を向上させることができる。

上述したような理由から、本発明を適用した光導波路用ヒータ回路は、上述のように、単位長さ当たりの抵抗値が、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄよりも小さい低抵抗共通回路部８を、複数のチャンネルに共通の配線として設けている。図１に示すように、光導波路用ヒータ回路は、配線部７ｃと配線部７ｄとの接続部と、配線部７ｂの末端部とを接続する配線と、配線部７ｂの末端部と配線部７ａの末端部とを接続する配線と、配線部７ａと共通給電パッド５とを接続する配線との単位長さ当たりの抵抗値を、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの単位長さ当たりの抵抗値よりも、小さくしている。

また、本発明を適用した光導波路用ヒータ回路の他の例として、図６及び図７に示すように、低抵抗共通回路部８は、配線部７ａと配線部７ｂとの接続部と、配線部７ｃと配線部７ｄとの接続部とを接続する配線と、当該配線と共通給電パッド５とを接続した配線とで構成しても良い。このような図６及び図７に示す光導波路用ヒータ回路であっても、上述と同様に、複数のチャンネルで共通した配線を低抵抗共通回路部８とでき、光スイッチング特性及び光減衰特性の安定度を向上できる。また、図６の光導波路用ヒータ回路と図７の光導波路用ヒータ回路とを比較すると、双方の低抵抗共通回路部８の単位長さ当たりの抵抗値が同一であっても、図６に示すように低抵抗共通回路部８の長さを短くすることによって、更に複数のチャンネルで共通の配線の抵抗値Ｒｃを低くでき、より光スイッチング特性及び光減衰特性の安定度を向上させることができる。

以上のように、本発明を適用した光導波路用ヒータ回路によれば、配線の効率的な引き回しの為にできるだけ配線を共通化しても、多チャンネルを同時に動作させた時に共通化した配線の影響によって光スイッチング特性及び光減衰特性が変動する度合いを低減できる。したがって、光導波路デバイス１の更なるチャンネルの集積化を実現できる。

つぎに、本発明を適用した光導波路用ヒータ回路において、低抵抗共通回路部８の他の構成について説明する。

低抵抗共通回路部８は、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと低抵抗共通回路部８とを、体積抵抗率が同一の材料で形成した場合に、図８に示すように、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの配線幅よりも、配線幅を広くしても良い。または、低抵抗共通回路部８は、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの配線厚さよりも、配線厚さを厚くしても良い。これにより、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの断面積よりも、低抵抗共通回路部８の断面積を大きくして、低抵抗共通回路部８の抵抗値Ｒｃを小さくする。

例えば、図８に示すように、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの配線幅よりも、低抵抗共通回路部８の配線幅を２〜５倍程度広くする。これによって、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの単位長さ当たりの抵抗値よりも、低抵抗共通回路部８の単位長さ当たりの抵抗値Ｒｃを１／２〜１／５程度に小さくできる。

このように、本発明を適用した光導波路用ヒータ回路によれば、低抵抗共通回路部８を幅広とすることによって単位長さ当たりの抵抗値Ｒｃを小さくすることにより、多チャンネルを同時に動作させた時に共通化した配線の影響によって光スイッチング特性及び光減衰特性が変動する度合いを低減できる。

また、本発明を適用した低抵抗共通回路部８によれば、低抵抗共通回路部８の膜厚を厚くすることによって単位長さ当たりの抵抗値Ｒｃを小さくすることにより、多チャンネルを同時に動作させた時に共通化した配線の影響によって光スイッチング特性及び光減衰特性が変動する度合いを低減できる。更に、低抵抗共通回路部８の膜厚を厚くする構成は、低抵抗共通回路部８を幅広とする構成と比較して、光導波路デバイス１における配線レイアウトの自由度を減らすことなく抵抗値Ｒｃを小さくできる。これによって、光導波路デバイス１における光導波路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのピッチやチャンネル数の制限を受けることなく、光導波路デバイス１のチャンネル集積化に有利となる。

つぎに、上述したように、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄよりも単位長さ当たりの抵抗値を小さくした低抵抗共通回路部８を備えた光導波路用ヒータ回路において、ヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄへの給電回路の抵抗値をチャンネル間で同一とする構成について説明する。

チャンネル間で給電回路、特に配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの抵抗値を同一とする構成としては、上述の図６に示すように、ヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄから低抵抗共通回路部８までの配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを全ての同じ配線長とすると共に、給電パッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとを接続する配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの配線長を同一にしている。ここで、各給電回路で配線長を同一にして抵抗値を同一とするためには、低抵抗共通回路部８を除いて、配線の配線幅や配線厚さを給電回路間で一定とする。

配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、それぞれのチャンネルで給電パッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとの距離が異なるために、給電パッド４ａとヒータ部３ａとは最短距離で接続し、給電パッド４ｂ，４ｃ，４ｄとヒータ部３ｂ，３ｃ，３ｄとの間の配線引き回し距離を調整している。

また、図６に示したように給電パッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとの間で配線の引き回し距離（配線長さ）を調整してチャンネル間で抵抗値を同一にする構成ではなく、ヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと共通給電パッド５との間の配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの配線の引き回し距離（配線長さ）を調整しても良く、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄとの双方の配線長さを調整しても良い。

このように、全チャンネルにおいて、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄとを加算した配線長を同一に構成することにより、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを同一配線幅及び同一厚さとした配線レイアウトにできる。したがって、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの形成プロセスにおいて、スパッタやメッキ等のプロセス時間によって厚みを調整する必要なく、スパッタ又はメッキ等の配線形成工程を簡単にできる。特に、低抵抗共通回路部８の厚みを配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの厚みと同一にして、低抵抗共通回路部８の配線幅を広くしている場合には、配線形成工程を一回にすることにより、作製工数及び作製コストを削減できる。

また、チャンネル間で給電回路の抵抗値を同一にする他の構成としては、図９の光導波路デバイス１の平面図に示すように、光導波路デバイス１の平面視における配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの配線幅を等しくし、長さ又は厚みを調整するものであっても良い。この光導波路用ヒータ回路は、給電パッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄからヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄまでの配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの配線長をチャンネル間で任意の長さとしている。図９においては、給電パッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとを接続する配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを、図中縦方向の配線と図中横方向の配線とで構成することによって、できるだけ配線長を短くしている。なお、この場合に限らず、給電パッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとの間の配線長が最短となるように斜め方向に配線を形成しても良い。

図９において、給電パッド４ａからヒータ部３ａまでの配線部６ａの長さ（ａ−ａ’間配線長）をＬ１、給電パッド４ｂからヒータ部３ｂまでの配線部６ｂの長さ（ｂ−ｂ’間配線長）をＬ２、給電パッド４ｃからヒータ部３ｃまでの配線部６ｃの長さ（ｃ−ｃ’間配線長）をＬ３、給電パッド４ｄからヒータ部３ｄまでの配線部６ｄの長さ（ｄ−ｄ’間配線長）をＬ４とする。この場合、チャンネル間の配線の長さは、
Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４
という関係となる。このため、配線部６ａの厚みをｔ１、配線部６ｂの厚みをｔ２、配線部６ｃの厚みをｔ３、配線部６ｄの厚みをｔ４とすると、
Ｌ１／ｔ１＝Ｌ２／ｔ２＝Ｌ３／ｔ３＝Ｌ４／ｔ４＝一定
とすることにより、チャンネル間で給電回路の抵抗値を同一にできる。すなわち、配線長が長いほど、配線厚さを厚くする。

このように、全チャンネルにおいて給電回路の平面視における配線幅を同一としても、各チャンネルの配線長と配線厚さとの比を、全チャンネルにおいて同一とすることにより、チャンネル間で給電回路の抵抗値を同一にでき、配線レイアウトの自由度が制限されることなく、回路設計を行うことができる。これによって、光導波路デバイス１における光導波路２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのピッチを小さくしてチャンネル数の増加をし易くなり、光導波路デバイス１のチャンネル集積化に有利となる。

また、給電パッドとヒータ部との距離が最も長い配線長に他の配線長を合わせる必要がなく、チャンネルごとの配線長の相違に応じて厚みを調整して、配線長が最も長いチャンネルにおける配線厚さを厚くすることにより、給電回路の抵抗値を低くできる。この結果、給電回路における電力消費を低減して、効率的にヒータ部に電力供給して、低消費電力化に貢献できる。

また、チャンネル間で給電回路の抵抗値を同一にする他の構成としては、図１０の光導波路デバイス１の平面図に示すように、配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの配線厚さを等しくし、配線長又は配線幅を調整するものであっても良い。図１０の光導波路用ヒータ回路は、給電パッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄからヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄまでの配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの長さをチャンネル間で任意の長さとしている。

図１０において、各給電回路の配線長をＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４とし、配線幅をＷａ，Ｗｂ，Ｗｃ，Ｗｄとする。この場合、
Ｌ１／Ｗａ＝Ｌ２／Ｗｂ＝Ｌ３／Ｗｃ＝Ｌ４／Ｗｄ＝一定
とすることにより、チャンネル間で給電回路の抵抗値を同一にできる。すなわち、配線長が長いほど、配線幅を広くする。

このように、全チャンネルにおいて給電回路の平面視における配線厚さを同一としても、各チャンネルの配線長と配線幅との比を、全チャンネルにおいて同一とすることにより、チャンネル間で給電回路の抵抗値を同一にできる。

また、給電パッドとヒータ部との距離が最も長い配線長に他の配線長を合わせる必要がなく、チャンネルごとの配線長の相違に応じて配線幅を調整して、配線長が最も長いチャンネルにおける配線幅を広くすることにより、給電回路の抵抗値を低くできる。この結果、給電回路における電力消費を低減して、効率的にヒータ部に電力供給して、低消費電力化に貢献できる。

更に、給電回路の形成プロセスにおいて、チャンネルごとに配線厚さを調整する必要なく、配線形成工程を簡単にできる。特に、低抵抗共通回路部８の厚みを厚くして低抵抗としている場合には、当該厚みを配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと同一にして、配線形成工程を一回にすることができ、作製工数及び作製コストを削減できる。

このように、低抵抗共通回路部８を備えた光導波路用ヒータ回路において、給電回路の抵抗値をチャンネル間で同一にするように配線部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ及び配線部７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを構成したので、全ヒータ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで同一の発熱特性を得ることができ、低抵抗共通回路部８による他チャンネルからの影響を低減する効果と相まって、チャンネル間の光スイッチング特性及び光減衰特性のばらつきを更に抑制できる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明を適用した光導波路用ヒータ回路を備えた光導波路デバイスの平面図である。 比較例としての光導波路デバイスの構成を示す平面図である。 比較例としての光導波路デバイスにおいて、ヒータ部に供給する電力と、光減衰量との関係を示す図である。 比較例としての光導波路デバイスにおいて、一方のチャンネルのヒータ部に一定の電力を供給している時に、他のチャンネルのヒータ部に供給する電力を変化させた時の一方のチャンネルの光減衰量の変化を示す図である。 本発明を適用した光導波路用ヒータ回路の回路図である。 本発明を適用した光導波路用ヒータ回路を備えた光導波路デバイスにおいて、低抵抗共通回路部の他の構成を説明する平面図である。 本発明を適用した光導波路用ヒータ回路を備えた光導波路デバイスにおいて、低抵抗共通回路部の他の構成を説明する平面図である。 本発明を適用した光導波路用ヒータ回路を備えた光導波路デバイスにおいて、低抵抗共通回路部の配線幅を、給電回路の配線幅よりも広くした構成を示す平面図である。 本発明を適用した光導波路用ヒータ回路を備えた光導波路デバイスにおいて、チャンネル間で給電回路の抵抗値を同一にするために配線部の長さ又は厚さを調整した構成を説明するための平面図である。 本発明を適用した光導波路用ヒータ回路を備えた光導波路デバイスにおいて、チャンネル間で給電回路の抵抗値を同一にするために配線部の幅を調整した構成を示す平面図である。 従来の光導波路デバイスの構成を示す平面図である。

符号の説明

１ 光導波路デバイス
２ 光導波路
３ ヒータ部
４ 給電パッド
５ 共通給電パッド
６，７ 配線部
８ 低抵抗共通回路部

Claims (7)

1. 複数の光導波路が形成されたデバイスに設けられ、当該各光導波路を加熱して屈折率を制御する光導波路用ヒータ回路において、
   前記各光導波路に対応して前記デバイスに形成された複数の給電パッドと、
   前記複数の光導波路で共通して前記デバイスに形成された共通給電パッドと、
   前記各給電パッドと前記共通給電パッドとを接続する配線であって、それぞれが同一の抵抗値を有する複数の給電回路と、
   前記各給電回路の配線に設けられ、前記各給電パッドと前記共通給電パッドとの間に電圧が印加されて発熱する複数のヒータ部とを備え、
   前記複数の給電回路の配線同士を共通化した共通回路部を有し、当該共通回路部の単位長さ当たりの抵抗値を、前記給電回路の単位長さ当たりの抵抗値よりも小さくしたことを特徴とする光導波路用ヒータ回路。
2. 前記共通回路部の配線幅は、前記給電回路の配線幅よりも、広いことを特徴とする請求項１に記載の光導波路用ヒータ回路。
3. 前記共通回路部の配線厚さは、前記給電回路の配線厚さよりも、厚いことを特徴とする請求項１に記載の光導波路用ヒータ回路。
4. 前記各給電回路は、それぞれの配線長が等しく構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の光導波路用ヒータ回路。
5. 前記各給電回路は、それぞれの配線幅が等しく構成されており、配線長が長いほど配線厚さを厚くしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の光導波路用ヒータ回路。
6. 前記各給電回路は、それぞれの配線厚さが等しく構成されており、配線長が長いほど配線幅を広くしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の光導波路用ヒータ回路。
7. 複数の光導波路が形成され、当該各光導波路が加熱されて屈折率が制御される光導波路デバイスにおいて、
   前記各光導波路に対応して形成された複数の給電パッドと、
   前記複数の光導波路で共通して形成された共通給電パッドと、
   前記各給電パッドと共通給電パッドとを接続する配線であって、それぞれが同一の抵抗値を有する複数の給電回路と、
   前記各給電回路の配線に設けられ、前記各給電パッドと前記共通給電パッドとの間に電圧が印加されて発熱する複数のヒータ部とが、前記複数の光導波路が内部に形成されたチップに形成され、
   前記複数の給電回路の配線同士を共通化した共通回路部を有し、当該共通回路部の単位長さ当たりの抵抗値を、前記給電回路の単位長さ当たりの抵抗値よりも小さくしたことを特徴とする光導波路デバイス。
   

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