JP2014167567A - 光導波路回路の製造方法および光導波路回路 - Google Patents

Abstract

【課題】光導波路回路の特性に悪影響を及ぼさずに樹脂を供給することができる光導波路回路の製造方法および光導波路回路を提供すること。
【解決手段】クラッド部と、前記クラッド部内に配置され、前記クラッド部よりも屈折率が高いコア部とを備え、前記クラッド部の表面から前記コア部を横切るように形成された溝を有する光導波路回路を作製する光導波路回路作製工程と、前記溝に第１樹脂を供給しながら、前記溝の外側に流れた前記第１樹脂を該溝の外周の少なくとも一部の位置にて硬化させる第１樹脂硬化工程と、前記第１樹脂の供給終了後に、該供給した第１樹脂全体を硬化させる第２樹脂硬化工程と、を含む光導波路回路の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、光導波路回路の製造方法および光導波路回路に関するものである。

石英系ガラスを材料とする光導波路回路である平面光波回路(Planar Lightwave Circuit：ＰＬＣ)により構成したマッハツェンダー光干渉計(Mach-Zehnder interferometer：ＭＺＩ)やアレイ導波路回折格子(Arrayed-Waveguide Grating：ＡＷＧ)などの光干渉計素子が、波長合分波器として用いられている。これらの波長合分波器は、光干渉計素子を構成する石英系ガラスの屈折率の温度依存性のため、波長合分波特性の温度依存性を有している。例えば、石英系ガラスの屈折率の温度係数が約１×１０^−５（１／℃）であるときに、波長合分波器の透過中心波長λcの温度係数が約０．０１（ｎｍ／℃）であることが知られている。

この温度依存性を解消するために、波長合分波器をヒータやペルチェ素子等の温度制御手段に実装することで一定の温度に保ち、温度に依存しない一定の透過中心波長λcを得る方法がある。あるいは、逆に波長合分波器を温度制御して、透過中心波長λcを任意に変化させることにより、波長可変特性を有する波長合分波器を実現する技術が開示されている。

一方、電力消費量の削減などを目的として、上記の温度制御手段を用いずに一定のまたは可変のλcを得ることが求められている。特許文献１には、ＭＺＩのアーム部にコア部を横切る溝を形成し、この溝に屈折率の温度係数が石英系ガラスとは異なる樹脂からなる温度補償材料（たとえば、ポリシロキサンを含むシリコーン樹脂）を充填する技術が開示されている。特許文献１によれば、ＭＺＩを構成する材料の屈折率の温度依存性を相殺するような温度補償材料・溝設計を適用することによって、波長合分波器の透過中心波長λcの温度依存性をほぼ無くした温度無依存型波長合分波器が実現される。また、特許文献２では、温度補償材料を温度制御することによって透過中心波長λcを任意に変化させることができる波長可変型波長合分波器が開示されている。

特許文献３では、温度補償材料を充填する溝によってコア部に間隙ができることにより発生する放射損失を抑制するために、溝を複数に分割している。これによって、１つあたりの溝の幅（光導波方向での幅）を小さくできるので、放射損失を抑制することができる。さらに特許文献３では、溝を形成するコア部の、基板面に対して水平方向の幅および垂直方向の高さを変化させて、テーパ形状を設けている。これによって、溝の前後でのコア部のサイズを拡大し、コア部を導波する光の、溝内の端面におけるスポットサイズを拡大することによって、放射損失を抑制している。

一方、光導波路回路のコア部を伝搬する光には、２つの偏波状態（ＴＭ波とＴＥ波）が存在する。光干渉計においては、透過波長特性における透過率のピークが、ＴＭ波の光とＴＥ波光との間で差が生じる現象がある。この現象は偏波依存周波数シフト（Polarization Dependent Frequency Shift：ＰＤＦＳ）と呼ばれる。

ＰＤＦＳを解消する技術として、光導波路を局所的に加熱してその屈折率や複屈折率を恒久的に変化させる技術が開示されている。この技術は、高精度にＰＤＦＳを調整し、かつその調整された特性を恒久的に維持することができる実用的な手段であり、有用であると考えられている。このように光導波路を加熱してその屈折率や複屈折率を恒久的に変化させる技術はトリミングと呼ばれることがある。

たとえば、特許文献４では、光導波路回路のチップ上に薄膜ヒータを形成し、かつこのヒータ幅などの構造により光導波路を局所加熱する領域を適切に設定することにより、トリミングによるＰＤＦＳの調整量を制御する技術が開示されている。

特許第４２８３２４８号公報 特開２０１０−０５４６２４号公報 特許第４０５８４０２号公報 特許第３７０３０１３号公報

温度補償材料であるシリコーン樹脂を溝に充填する際には、複数に分割された溝の端に、シリコーン樹脂を滴下する液溜めを設け、毛細管現象により各溝へシリコーン樹脂を流し込んでいく方法がある。このとき、後工程で光導波路回路をアルコールに浸して洗浄する際に、溝と樹脂との隙間からアルコールが浸入するおそれがある。このため、溝の上からさらにシリコーン樹脂を回路表面に盛り上がるように滴下して、隙間からアルコールが浸入しないようにすることが好ましい。また、シリコーン樹脂の上をさらに低透湿性の樹脂で覆う場合もある。

ところが、樹脂を回路表面に盛り上がるように滴下すると、他の構成要素（たとえば、トリミング用のヒータ）に樹脂が広がってしまうおそれがある。たとえばトリミング用ヒータの場合、光導波路の屈折率を変化させるためにきわめて高温となるので、樹脂が焼損し、光導波路回路の特性に悪影響を及ぼすおそれがあるという問題がある。または、樹脂がシリコーン樹脂の場合には、シリコーン樹脂に含まれるシロキサンが他の構成要素に広がった場合に、光導波路回路の特性に悪影響を及ぼすおそれがあるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光導波路回路の特性に悪影響を及ぼさずに樹脂を供給することができる光導波路回路の製造方法および光導波路回路を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光導波路回路の製造方法は、クラッド部と、前記クラッド部内に配置され、前記クラッド部よりも屈折率が高いコア部とを備え、前記クラッド部の表面から前記コア部を横切るように形成された溝を有する光導波路回路を作製する光導波路回路作製工程と、前記溝に第１樹脂を供給しながら、前記溝の外側に流れた前記第１樹脂を該溝の外周の少なくとも一部の位置にて硬化させる第１樹脂硬化工程と、前記第１樹脂の供給終了後に、該供給した第１樹脂全体を硬化させる第２樹脂硬化工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路回路の製造方法は、クラッド部と、前記クラッド部内に配置され、前記クラッド部よりも屈折率が高いコア部とを備え、前記クラッド部の表面から前記コア部を横切るように形成された溝を有する光導波路回路を作製する光導波路回路作製工程と、前記溝の外周の少なくとも一部の位置に第１樹脂を滴下し、樹脂が隆起した状態に硬化させる第１樹脂硬化工程と、前記第１樹脂硬化工程後に前記溝に第２樹脂を供給する樹脂供給工程と、前記供給した第２樹脂全体を硬化させる第２樹脂硬化工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路回路の製造方法は、前記第１樹脂と前記第２樹脂とが同じ種類であることを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路回路の製造方法は、前記第１樹脂と前記第２樹脂とが異なる種類であることを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路回路の製造方法は、前記溝の外周の少なくとも一部の位置にヒータを形成するヒータ形成工程を含み、前記第１樹脂は熱硬化型樹脂であり、第１樹脂硬化工程は、前記形成したヒータで加熱することによって行うことを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路回路の製造方法は、前記第１樹脂は熱硬化型樹脂であり、第１樹脂硬化工程は、前記溝の外周の少なくとも一部の位置に光を照射することによって行うことを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路回路の製造方法は、前記第１樹脂は紫外線硬化型樹脂であり、第１樹脂硬化工程は、前記溝の外周の少なくとも一部の位置に紫外光を照射することによって行うことを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路回路は、クラッド部と、前記クラッド部内に配置され、前記クラッド部よりも屈折率が高いコア部と、前記クラッド部の表面から前記コア部を横切るように形成された溝と、前記溝に充填されるとともに前記クラッド部上で盛り上がるように形成され、かつ外周の少なくとも一部に隆起部が形成された樹脂と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、光導波路回路の特性に悪影響を及ぼさずに樹脂が供給された光導波路回路を提供できるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線要部断面図である。 図３は、実施の形態１に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。 図４は、図３のＡ−Ａ線要部断面図である。 図５は、実施の形態１に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。 図６は、図５のＡ−Ａ線要部断面図である。 図７は、実施の形態２に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。 図８は、図７のＡ−Ａ線要部断面図である。 図９は、実施の形態２に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。 図１０は、図９のＡ−Ａ線要部断面図である。 図１１は、実施の形態２に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。 図１２は、図１１のＡ−Ａ線要部断面図である。 図１３は、実施の形態２に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。 図１４は、図１３のＡ−Ａ線要部断面図である。 図１５は、実施の形態３に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。 図１６は、図１６のＡ−Ａ線要部断面図である。 図１７は、実施の形態３に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。 図１８は、図１７のＡ−Ａ線要部断面図である。 図１９は、実施の形態３に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。 図２０は、図１９のＡ−Ａ線要部断面図である。 図２１は、実施の形態２の変形例に係る製造方法を説明する図である。 図２２は、実施の形態３の変形例に係る製造方法を説明する図である。 図２３は、実施の形態４に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。 図２４は、実施の形態４に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。 図２５は、実施の形態４に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。 図２６は、実施の形態４に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。

以下に、図面を参照して本発明に係る光導波路回路の製造方法および光導波路回路の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

（実施の形態１）
図１〜６は、本発明の実施の形態１に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。図２、４、６は、それぞれ図１、３、５のＡ−Ａ線要部断面図である。本実施の形態１に係る製造方法では、まず、図１、２に示す光導波路回路１００を作製する。この光導波路回路１００は、波長合分波器であって、クラッド部１０内に配置されたコア部２０が光導波路を構成しているものである。クラッド部１０は、たとえばＢ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５などを添加した石英系ガラスからなる。コア部２０は、たとえばＧｅＯ_２が添加された石英系ガラスからなり、クラッド部１０よりも屈折率が高く設定されている。

コア部２０は、光入力ポート２１、２２と、光入力ポート２１、２２に接続したＭＺＩ２３と、ＭＺＩ２３に接続した光出力ポート２４、２５とを構成している。ＭＺＩ２３は、方向性結合器２３ａと、方向性結合器２３ａに接続したアーム部２３ｂ、２３ｃと、アーム部２３ｂ、２３ｃに接続した方向性結合器２３ｄとで構成されている。

アーム部２３ｂ、２３ｃには、コア部２０の幅が拡大されたスポットサイズ拡大部２３ｂａ、２３ｃａがそれぞれ形成されている。また、クラッド部１０の表面から、スポットサイズ拡大部２３ｂａを横切る複数の溝３０、およびスポットサイズ拡大部２３ｃａを横切る複数の溝３１が形成されている。これらの溝３０、３１はクラッド部１０の表面から形成された溝である連結部３２、３３によって互いに連結しており、かつクラッド部１０の表面から形成された窪みである樹脂溜３４に連結している。

また、光導波路回路１００には、溝３０、３１、連結部３２、３３および樹脂溜３４の外周を全周囲む位置に、同心状にヒータ４１、４２が形成されている。ヒータ４１、４２はリード線を介して電極パッド４３に接続している。ヒータ４１、４２の形状は四角形に限らず他の多角形や円形等でもよい。

一方、ＭＺＩ２３のアーム部２３ｂ、２３ｃの一部の上方にも、トリミング用のヒータ５１、５２が形成されている。ヒータ５１、５２はリード線を介して電極パッド５３に接続している。ヒータ４１、４２、５１、５２はたとえばタンタル等の金属製薄膜からなるヒータである。

なお、ヒータ４１、４２は、図２に示すようにクラッド部１０の表面に形成されており、かつ絶縁膜６０で覆われている。ヒータ５１、５２も同様である。

この光導波路回路１００を作製する際は、まず公知の火炎堆積（Flame Hydrolysis Deposition、ＦＨＤ）法により、シリコンまたは石英ガラス等の基板上に石英系ガラスの微粒子を堆積し、これを加熱してガラス微粒子を透明ガラス化し、クラッド部１０の下層部層を形成する。つぎに、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって、コア部２０となる石英系ガラス微粒子層を堆積する。つぎに、フォトリソグラフィ技術とエッチングとによって、石英系ガラス微粒子層をコア部２０の光導波路回路の形状にパターニングする。その後、再びＦＨＤ法により、石英系ガラスの微粒子を堆積し、これを加熱してガラス微粒子を透明ガラス化し、クラッド部１０およびコア部２０全体を完成させる。つぎに、スパッタ法等によってヒータ４１、４２、５１、５２を形成する。このように、ヒータ４１、４２は、トリミング用のヒータ５１，５２と同じ工程で一度に形成できる。つぎに、ＣＶＤ法によって絶縁膜６０を形成した後に、フォトリソグラフィ技術とエッチングとによって、溝３０、３１、連結部３２、３３および樹脂溜３４を形成する。

つぎに、図３に示すように、電極パッド４３に電源Ｓを接続し、ヒータ４１に通電して加熱する。この状態で、樹脂溜３４に、熱硬化性樹脂であり、温度補償材料として機能するシリコーン樹脂７０を供給し、毛細管現象によって溝３０、３１、連結部３２、３３にシリコーン樹脂７０を流し込む。さらに図４に示すようにシリコーン樹脂７０をクラッド部６０上で盛り上がるように滴下する。

このとき、シリコーン樹脂７０は溝３０、３１、連結部３２、３３および樹脂溜３４の外側に流れるが、溝３０、３１、連結部３２、３３および樹脂溜３４の外周の全周を囲むように形成されたヒータ４１が加熱されているため、流れたシリコーン樹脂７０はヒータ４１の上で硬化し、それ以上外側に流れることが阻止される。なお、ヒータ４１の温度は、シリコーン樹脂７０を硬化でき、かつシリコーン樹脂７０が熱で劣化しない程度の温度とする。

シリコーン樹脂７０がトリミング用のヒータ５１、５２まで流れてしまうと、上述したように光導波路回路１００の特性に悪影響を及ぼすおそれがある。しかしながら、本製造方法によれば、シリコーン樹脂７０がヒータ４１の外側に流れることが阻止されるので、かかる悪影響の発生が防止される。

その後、シリコーン樹脂７０の供給終了後に、光導波路回路１００を８０℃のホットプレートで５分間加熱することで、供給したシリコーン樹脂７０全体を硬化させる。

つぎに、図５に示すように、電極パッド４３に電源Ｓを接続し、ヒータ４２に通電して加熱する。この状態で、シリコーン樹脂７０上に熱硬化性樹脂であり、シリコーン樹脂７０よりも低透湿性である低透湿性樹脂８０を滴下する。低透湿性樹脂８０は、後工程で光導波路回路をアルコールに浸して洗浄する際にシリコーン樹脂７０に水分等が浸入して変質することを防止するために、シリコーン樹脂７０を覆うように形成する。低透湿性樹脂８０は、たとえばフッ素エラストマーからなるものである。なお、低透湿性樹脂８０はシリコーン樹脂７０よりも粘度が低く、より流れやすい場合がある。

このとき、低透湿性樹脂８０はシリコーン樹脂７０上を流れて溝３０、３１、連結部３２、３３および樹脂溜３４の外側に流れるが、溝３０、３１、連結部３２、３３および樹脂溜３４の外周の全周を囲むように形成されたヒータ４２が加熱されているため、流れた低透湿性樹脂８０はヒータ４２の上で硬化し、それ以上外側に流れることが阻止される。なお、ヒータ４２の温度は、低透湿性樹脂８０を硬化でき、かつ低透湿性樹脂８０が熱で劣化しない程度の温度とする。

その結果、低透湿性樹脂８０がトリミング用のヒータ５１、５２まで流れてしまうことによる悪影響の発生が防止される。

その後、低透湿性樹脂８０の供給終了後に、光導波路回路１００を１２０℃の電気炉で２４分間加熱することで、シリコーン樹脂７０全体および低透湿性樹脂８０全体を完全に硬化させる。その後、洗浄、素子分離等の必要な処理を行うことによって、温度無依存型の光導波路回路１００を完成することができる。

以上説明したように、本実施の形態１によれば、光導波路回路の特性に悪影響を及ぼさずに樹脂を供給し、温度無依存型の光導波路回路１００を製造することができる。

（実施の形態２）
図７〜１４は、本発明の実施の形態２に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。図８、１０、１２、１４は、それぞれ図７、９、１１、１３のＡ−Ａ線要部断面図である。本実施の形態２に係る製造方法では、実施の形態１の場合と同様に、まず、図１、２に示す光導波路回路１００の構造を作製する。

つぎに、図７に示すように、電極パッド４３に電源Ｓを接続し、ヒータ４１に通電して加熱する。この状態で、ヒータ４１上にシリコーン樹脂７０を滴下して硬化させ、図８に示すように樹脂隆起部７１を形成する。

つぎに、図９に示すように、樹脂溜３４に、熱硬化性樹脂であり、樹脂隆起部７１と同一の材料であり、温度補償材料として機能するシリコーン樹脂７０を供給し、毛細管現象によって溝３０、３１、連結部３２、３３にシリコーン樹脂７０を流し込む。さらに図１０に示すようにシリコーン樹脂７０をクラッド部６０上で盛り上がるように滴下する。

このとき、シリコーン樹脂７０は溝３０、３１、連結部３２、３３および樹脂溜３４の外側に流れるが、樹脂隆起部７１によってそれ以上外側に流れることが阻止される。その結果、シリコーン樹脂７０がトリミング用のヒータ５１、５２まで流れてしまうことによる悪影響の発生が防止される。

その後、シリコーン樹脂７０の供給終了後に、光導波路回路１００を８０℃のホットプレートで５分間加熱することで、供給したシリコーン樹脂７０全体を硬化させる。

つぎに、図１１に示すように、電極パッド４３に電源Ｓを接続し、ヒータ４２に通電して加熱する。この状態で、ヒータ４２上に低透湿性樹脂８０を滴下して硬化させ、図１２に示すように樹脂隆起部８１を形成する。

つぎに、図１３に示すようにシリコーン樹脂７０上に低透湿性樹脂８０を滴下する。このとき、低透湿性樹脂８０はシリコーン樹脂７０上を流れて溝３０、３１、連結部３２、３３および樹脂溜３４の外側に流れるが、樹脂隆起部８１によって、図１４に示すようにそれ以上外側に流れることが阻止される。その結果、低透湿性樹脂８０がトリミング用のヒータ５１、５２まで流れてしまうことによる悪影響の発生が防止される。

その後、低透湿性樹脂８０の供給終了後に、光導波路回路１００を１２０℃の電気炉で２４分間加熱することで、シリコーン樹脂７０全体および低透湿性樹脂８０全体を完全に硬化させる。その後、洗浄、素子分離等の必要な処理を行うことによって、温度無依存型の光導波路回路１００を完成することができる。

以上説明したように、本実施の形態２によれば、光導波路回路の特性に悪影響を及ぼさずに樹脂を供給し、温度無依存型の光導波路回路１００を製造することができる。

（実施の形態３）
図１５〜２０は、本発明の実施の形態３に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。図１６、１８、２０は、図１５、１７、１９のＡ−Ａ線要部断面図である。本実施の形態３に係る製造方法では、実施の形態１の場合と同様に、まず、図１、２に示す光導波路回路１００の構造を作製する。

つぎに、図１５に示すように、電極パッド４３に電源Ｓを接続し、ヒータ４２に通電して加熱する。この状態で、ヒータ４２上に低透湿性樹脂８０を滴下して硬化させ、図１６に示すように樹脂隆起部８１を形成する。

つぎに、図１７に示すように、樹脂溜３４に、熱硬化性樹脂であり、樹脂隆起部８１とは異なる材料であり、温度補償材料として機能するシリコーン樹脂７０を供給し、毛細管現象によって溝３０、３１、連結部３２、３３にシリコーン樹脂７０を流し込む。さらに図１８に示すようにシリコーン樹脂７０をクラッド部６０上で盛り上がるように滴下する。

このとき、シリコーン樹脂７０は溝３０、３１、連結部３２、３３および樹脂溜３４の外側に流れるが、樹脂隆起部８１によってそれ以上外側に流れることが阻止される。その結果、シリコーン樹脂７０がトリミング用のヒータ５１、５２まで流れてしまうことによる悪影響の発生が防止される。

その後、シリコーン樹脂７０の供給終了後に、光導波路回路１００を８０℃のホットプレートで５分間加熱することで、供給したシリコーン樹脂７０全体を硬化させる。

つぎに、図１９に示すようにシリコーン樹脂７０上に低透湿性樹脂８０を滴下する。このとき、低透湿性樹脂８０はシリコーン樹脂７０上を流れて溝３０、３１、連結部３２、３３および樹脂溜３４の外側に流れるが、樹脂隆起部８１によって、図２０に示すようにそれ以上外側に流れることが阻止される。その結果、低透湿性樹脂８０がトリミング用のヒータ５１、５２まで流れてしまうことによる悪影響の発生が防止される。

その後、低透湿性樹脂８０の供給終了後に、光導波路回路１００を１２０℃の電気炉で２４分間加熱することで、シリコーン樹脂７０全体および低透湿性樹脂８０全体を完全に硬化させる。その後、洗浄、素子分離等の必要な処理を行うことによって、温度無依存型の光導波路回路１００を完成することができる。

以上説明したように、本実施の形態３によれば、光導波路回路の特性に悪影響を及ぼさずに樹脂を供給し、温度無依存型の光導波路回路１００を製造することができる。

（実施の形態２の変形例）
図２１は、実施の形態２の変形例に係る製造方法を説明する図であり、図８、１０に対応するものである。図２１（ａ）〜（ｃ）に示すように、この変形例では、フォトリソグラフィ技術とドライエッチングとによってヒータ４１上の絶縁膜６０を除去してから、シリコーン樹脂７０を滴下して樹脂隆起部７１を形成し、その後、シリコーン樹脂７０を溝３０等に供給する。これによって、ヒータ４１の熱がシリコーン樹脂７０に伝わりやすくなるため、より効率的に樹脂隆起部７１を形成することができる。なお、その他の工程は実施の形態２の工程と同様である。

（実施の形態３の変形例）
図２２は、実施の形態３の変形例に係る製造方法を説明する図であり、図１６、１８、２０に対応するものである。図２２（ａ）〜（ｄ）に示すように、この変形例では、フォトリソグラフィ技術とドライエッチングとによってヒータ４２上の絶縁膜６０を除去してから、低透湿性樹脂８０を滴下して樹脂隆起部８１を形成し、その後、シリコーン樹脂７０を溝３０等に供給し、さらに、低透湿性樹脂８０を滴下する。これによって、ヒータ４２の熱が低透湿性樹脂８０に伝わりやすくなるため、より効率的に樹脂隆起部８１を形成することができる。なお、その他の工程は実施の形態３の工程と同様である。

（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態４に係る製造方法では、樹脂隆起部の形成を紫外線の照射によって行う。

図２３〜２６は、本実施の形態４に係る光導波路回路の製造方法を説明する図である。図２４、２６は、それぞれ図２３、２５のＡ−Ａ線要部断面図である。本実施の形態４に係る製造方法では、実施の形態１の場合と同様に、まず、図１、２に示す光導波路回路１００の構成においてヒータ４１、４２、電極パッド４３を除去した構成の光導波路回路１００Ａを作製する。

つぎに、溝３０、３１、連結部３２、３３および樹脂溜３４の外周の全周を囲む線Ｌ１に沿って、光を照射する。この光の照射は、たとえばレーザ光やＬＥＤからのスポット状の光を線Ｌ１に沿って走査しながら行ってもよいし、たとえば図２４に示すように、線Ｌ１の形状に貫通溝Ｆａが形成された枠部材Ｆを通して光Ｌを照射することによって行ってもよい。これによって、線Ｌ１上の領域が加熱される。この状態で、実施の形態２と同様に、線Ｌ１上にシリコーン樹脂７０を滴下して熱硬化させ、樹脂隆起部７１を形成する。

つぎに、実施の形態２と同様に、樹脂溜３４に、シリコーン樹脂７０を供給し、毛細管現象によって溝３０、３１、連結部３２、３３にシリコーン樹脂７０を流し込む。さらに図１０と同様にシリコーン樹脂７０をクラッド部６０上で盛り上がるように滴下し、その後ホットプレートで硬化させる。

つぎに、線Ｌ１と同心状の線Ｌ２（図２３参照）に沿って、光を照射する。これによって、線Ｌ２上の領域が加熱される。この状態で、線Ｌ２上に低透湿性樹脂８０を滴下して熱硬化させ、樹脂隆起部８１を形成し、さらに、シリコーン樹脂７０上に低透湿性樹脂８０を滴下する（図２５、２６参照）。その後、光導波路回路１００Ａを１２０℃の電気炉で２４分間加熱することで、シリコーン樹脂７０全体および低透湿性樹脂８０全体を完全に硬化させる。そして、洗浄、素子分離等の必要な処理を行うことによって、温度無依存型の光導波路回路１００Ａを完成することができる。

本実施の形態４によれば、ヒータ４１、４２が不要なので、トリミング用のヒータを備えない光導波路回路を製造する際に適用が容易である。

また、たとえば樹脂を硬化させる光を紫外光とすることで、温度補償材料として紫外線硬化性樹脂を用いることができる。従って、温度補償材料としての樹脂の選択の自由度を高めることができる。

なお、上記実施の形態では、ヒータ４１、４２、および光Ｌを照射する線Ｌ１は、溝３０、３１、連結部３２、３３および樹脂溜３４の外周の全周を囲んでいる。しかし、ヒータ４１、４２を形成する部分、および光Ｌを照射する部分は、シリコーン樹脂７０や低透湿性樹脂８０が流れるのを阻止したい要素側、たとえばヒータ５１、５２側だけでもよい。したがって、シリコーン樹脂７０や低透湿性樹脂８０が流れても問題無い側には、ヒータ４１、４２の形成や光Ｌの照射は必ずしも行わなくてもよい。同様に、ヒータ４１、４２、または光Ｌによって形成される樹脂隆起部７１、８１も、シリコーン樹脂７０や低透湿性樹脂８０が流れるのを阻止したい要素側にだけ形成されていてもよい。

同様に、光Ｌの照射、および形成される樹脂隆起部７１、８１は、必ずしも連続した線状でなくてもよく、シリコーン樹脂７０や低透湿性樹脂８０が流れるのを阻止できるのであれば、たとえば破線状や点線状（樹脂隆起部７１、８１については柵状）でもよい。

シリコーン樹脂７０や低透湿性樹脂８０が流れるのを阻止したい要素としては、トリミング用のヒータを含めた各種ヒータや、波長板、フィルタ等の、光導波路回路に設けられる各種光学素子や、電気パッド、サーミスタ、光導波路回路モジュールのリッド（蓋）や上板、光導波路回路のチップ端面等である。これらの樹脂は、発熱体であるヒータに流れると回路の信頼性上好ましくない。樹脂が光学素子、リッド、または上板に流れると、これらの要素を接着している接着剤と接触して変質させるおそれがあるため、特性上及び信頼性上好ましくない。樹脂がサーミスタに流れると、測定温度が不正確になるおそれがあり、回路の信頼性上好ましくない。樹脂がチップ端面に流れると、回路の取り扱いの際や回路に光ファイバを接続する際の障害となり、好ましくない。

また、上記実施の形態は、溝に温度補償材料としての樹脂を充填しているが、本発明は溝に樹脂が充填された構成を有する各種の光導波路回路およびその製造方法に適用できる。たとえば、本発明は、光導波路を溝が横切り、この溝に波長板やフィルタ等の光学素子が挿入され、この溝が樹脂接着剤で充填された構成を有する光導波路回路およびこれを製造する場合にも適用できる。

また、本発明は、ＭＺＩ、ＡＷＧなどの光干渉計素子の他、各種の光導波路回路およびその製造方法に適用できる。

また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１０ クラッド部
２０ コア部
２１、２２ 光入力ポート
２３ ＭＺＩ
２３ａ、２３ｄ 方向性結合器
２３ｂ、２３ｃ アーム部
２３ｂａ スポットサイズ拡大部
２３ｃａ スポットサイズ拡大部
２４、２５ 光出力ポート
３０、３１ 溝
３２、３３ 連結部
３４ 樹脂溜
４１、４２、５１、５２ ヒータ
４３、５３ 電極パッド
６０ 絶縁膜
７０ シリコーン樹脂
７１、８１ 樹脂隆起部
８０ 低透湿性樹脂
８１ 樹脂隆起部
１００、１００Ａ 光導波路回路
Ｆ 枠部材
Ｆａ 貫通溝
Ｌ 光
Ｌ１、Ｌ２ 線
Ｓ 電源

Claims (8)

1. クラッド部と、前記クラッド部内に配置され、前記クラッド部よりも屈折率が高いコア部とを備え、前記クラッド部の表面から前記コア部を横切るように形成された溝を有する光導波路回路を作製する光導波路回路作製工程と、
   前記溝に第１樹脂を供給しながら、前記溝の外側に流れた前記第１樹脂を該溝の外周の少なくとも一部の位置にて硬化させる第１樹脂硬化工程と、
   前記第１樹脂の供給終了後に、該供給した第１樹脂全体を硬化させる第２樹脂硬化工程と、
   を含むことを特徴とする光導波路回路の製造方法。
2. クラッド部と、前記クラッド部内に配置され、前記クラッド部よりも屈折率が高いコア部とを備え、前記クラッド部の表面から前記コア部を横切るように形成された溝を有する光導波路回路を作製する光導波路回路作製工程と、
   前記溝の外周の少なくとも一部の位置に第１樹脂を滴下し、樹脂が隆起した状態に硬化させる第１樹脂硬化工程と、
   前記第１樹脂硬化工程後に前記溝に第２樹脂を供給する樹脂供給工程と、
   前記供給した第２樹脂全体を硬化させる第２樹脂硬化工程と、
   を含むことを特徴とする光導波路回路の製造方法。
3. 前記第１樹脂と前記第２樹脂とが同じ種類であることを特徴とする請求項２に記載の光導波路回路の製造方法。
4. 前記第１樹脂と前記第２樹脂とが異なる種類であることを特徴とする請求項２に記載の光導波路回路の製造方法。
5. 前記溝の外周の少なくとも一部の位置にヒータを形成するヒータ形成工程を含み、
   前記第１樹脂は熱硬化型樹脂であり、
   第１樹脂硬化工程は、前記形成したヒータで加熱することによって行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光導波路回路の製造方法。
6. 前記第１樹脂は熱硬化型樹脂であり、
   前記第１樹脂硬化工程は、前記溝の外周の少なくとも一部の位置に光を照射することによって行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光導波路回路の製造方法。
7. 前記第１樹脂は紫外線硬化型樹脂であり、
   前記第１樹脂硬化工程は、前記溝の外周の少なくとも一部の位置に紫外光を照射することによって行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光導波路回路の製造方法。
8. クラッド部と、
   前記クラッド部内に配置され、前記クラッド部よりも屈折率が高いコア部と、
   前記クラッド部の表面から前記コア部を横切るように形成された溝と、
   前記溝に充填されるとともに前記クラッド部上で盛り上がるように形成され、かつ外周の少なくとも一部に隆起部が形成された樹脂と、
   を備えることを特徴とする光導波路回路。

Images