JP4460031B2 - アレイ導波路型回折格子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば波長多重光通信において光合分波器として用いられるアレイ導波路型回折格子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信においては、その伝送容量を飛躍的に増加させる方法として、光波長多重通信の研究開発が盛んに行なわれ、実用化が進みつつある。光波長多重通信は、例えば互いに異なる波長を有する複数の光を多重して伝送させるものであり、このような光波長多重通信のシステムにおいては、伝送される多重光から、光受信側で波長ごとの光を取り出すために、予め定められた波長の光のみを透過する光透過デバイス等を、システム内に設けることが不可欠である。
【０００３】
光透過デバイスの一例として、図６に示すような平板光導波路回路（ＰＬＣ；Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）のアレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ；Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）がある。アレイ導波路型回折格子は、シリコンなどの基板１上に、同図に示すような導波路構成を備えた導波路形成領域１０を石英系ガラス等により形成したものである。
【０００４】
アレイ導波路型回折格子の導波路構成は、１本以上の並設された光入力導波路２の出射側に、第１のスラブ導波路３が接続され、第１のスラブ導波路３の出射側には複数の並設されたアレイ導波路４が接続され、アレイ導波路４の出射側には第２のスラブ導波路５が接続され、第２のスラブ導波路５の出射側には複数の並設された光出力導波路６が接続されて形成されている。
【０００５】
前記アレイ導波路４は、第１のスラブ導波路３から導出された光を伝搬するものであり、互いに異なる長さに形成され、隣り合うアレイ導波路４の長さは互いにΔＬ異なっている。なお、光入力導波路２や光出力導波路６は、例えばアレイ導波路型回折格子によって分波あるいは合波される互いに異なる波長の信号光の数に対応させて設けられるものであり、アレイ導波路４は、通常、例えば１００本といったように多数設けられるが、同図においては、図の簡略化のために、これらの光入力導波路２、アレイ導波路４、光出力導波路６の各々の本数を簡略的に示してある。
【０００６】
所定の１本の光入力導波路２には、例えば送信側の光ファイバ（図示せず）が接続されて、波長多重光が導入されるようになっており、該光入力導波路２を通って第１のスラブ導波路３に導入された光は、その回折効果によって広がって各アレイ導波路４に入射し、アレイ導波路４を伝搬する。
【０００７】
このアレイ導波路４を伝搬した光は、第２のスラブ導波路５に達し、さらに、光出力導波路６に集光されて出力されるが、全てのアレイ導波路４の長さが互いに異なることから、アレイ導波路４を伝搬した後に個々の光の位相にずれが生じ、このずれ量に応じて集束光の波面が傾き、この傾き角度により集光する位置が決まる。
【０００８】
そのため、波長の異なった光の集光位置は互いに異なることになり、その位置に光出力導波路６を形成することによって、波長の異なった光（分波光）を各波長ごとに異なる光出力導波路６から出力できる。
【０００９】
すなわち、アレイ導波路型回折格子は、１本の光入力導波路２から入力される互いに異なる複数の波長をもった多重光から１つ以上の波長の光を分波して各光出力導波路６から出力する光分波機能を有しており、分波される光の中心波長は、アレイ導波路４の長さの差（ΔＬ）及びその実効屈折率ｎｃに比例する。
【００１０】
アレイ導波路型回折格子は、上記のような特性を有するために、アレイ導波路型回折格子を波長多重伝送用の波長多重分波器として用いることができ、例えば図６に示すように、１本の光入力導波路２から波長λ１，λ２，λ３，・・・λｎ（ｎは２以上の整数）の波長多重光を入力させると、これらの各波長の光は、第１のスラブ導波路３で広げられ、アレイ導波路４に到達し、第２のスラブ導波路５を通って、前記の如く、波長によって異なる位置に集光され、互いに異なる光出力導波路６に入射し、それぞれの光出力導波路６を通って、光出力導波路６の出射端から出力される。
【００１１】
そして、各光出力導波路６の出射端に光出力用の光ファイバ（図示せず）を接続することにより、この光ファイバを介して、前記各波長の光が取り出される。なお、各光出力導波路６や前述の光入力導波路２に光ファイバを接続するときには、例えば光ファイバを１次元アレイ状に配列固定した光ファイバ配列具を用意し、この光ファイバアレイを光出力導波路６や光入力導波路２の接続端面側に固定して光ファイバと光出力導波路６及び光入力導波路２を接続する。
【００１２】
上記アレイ導波路型回折格子において、各光出力導波路６から出力される光の光透過特性（アレイ導波路型回折格子の透過光強度の波長特性）は、各光透過中心波長（例えばλ１，λ２，λ３，・・・λｎ）を中心とし、それぞれの対応する光透過中心波長から波長がずれるにしたがって光透過率が小さくなる光透過特性を示す。
【００１３】
また、アレイ導波路型回折格子は、光の相反性（可逆性）の原理を利用しているため、光分波器としての機能と共に、光合波器としての機能も有している。すなわち、図６とは逆に、互いに異なる複数の波長の光をそれぞれの波長ごとにそれぞれの光出力導波路６から入射させると、これらの光は、上記と逆の伝搬経路を通り、アレイ導波路４によって合波され、１本の光入力導波路２から出射される。
【００１４】
このようなアレイ導波路型回折格子においては、前記の如く、回折格子の波長分解能が回折格子を構成するアレイ導波路４の長さの差（ΔＬ）に比例するために、ΔＬを大きく設計することにより、従来の回折格子では実現できなかった波長間隔の狭い波長多重光の光合分波が可能となり、高密度の光波長多重通信の実現に必要とされている、複数の信号光の光合分波機能、すなわち、波長間隔が１ｎｍ以下の複数の光信号を分波または合波する機能を果たすことができる。
【００１５】
上記のようなアレイ導波路型回折格子を作製するときには、例えば、まず、火炎加水分解堆積法を用いて、シリコン等の基板１上にアンダークラッド膜、コア膜を順に形成し、その後、アレイ導波路回折格子の導波路構成が描かれたフォトマスクを介してフォトリソグラフィー、反応性イオンエッチング法を用い、コア膜にアレイ導波路回折格子パターンを転写する。その後、焼結してガラス化し、再度、火炎加水分解堆積法を用いてオーバークラッド膜を形成し、再度焼結してガラス化することにより、導波路形成領域を形成し、アレイ導波路型回折格子が作製される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のアレイ導波路型回折格子は、元来、石英系ガラス材料を主とするために、この石英系ガラス材料の温度依存性に起因してアレイ導波路型回折格子の前記光透過中心波長が温度に依存してシフトする。この温度依存性は、１つの光出力導波路６からそれぞれ出力される光の透過中心波長をλ、前記アレイ導波路４を形成するコアの等価屈折率をｎc、基板（例えばシリコン基板）１の熱膨張係数をαs、アレイ導波路型回折格子の温度変化量をＴとしたときに、（数１）により示されるものである。
【００１７】
【数１】
【００１８】
ここで、従来の一般的なアレイ導波路型回折格子において、（数１）から前記光透過中心波長の温度依存性を求めてみる。従来の一般的なアレイ導波路型回折格子においては、ｄｎｃ／ｄＴ＝１×１０−５（℃−１）、αｓ＝３．０×１０−６（℃−１）、ｎｃ＝１．４５１（波長１．５５μｍにおける値）であるから、これらの値を（数１）に代入する。
【００１９】
また、波長λは、各光出力導波路６についてそれぞれ異なるが、各波長λの温度依存性は等しい。そして、現在用いられているアレイ導波路型回折格子は、波長１５５０ｎｍを中心とする波長帯の波長多重光を分波したり合波したりするために用いられることが多いので、ここでは、λ＝１５５０ｎｍを（数１）に代入する。そうすると、従来の一般的なアレイ導波路型回折格子の前記光透過中心波長の温度依存性は、（数２）に示す値となる。
【００２０】
【数２】
【００２１】
なお、ｄλ／ｄＴの単位は、ｎｍ／℃である。例えばアレイ導波路型回折格子の使用環境温度が＋２０℃変化したとすると、各光出力導波路６から出力される光透過中心波長は０．３０ｎｍ長波長側にシフトするものであり、前記使用環境温度変化が７０℃以上になると、前記光透過中心波長のシフト量が１ｎｍ以上になってしまう。
【００２２】
アレイ導波路型回折格子は１ｎｍ以下の非常に狭い間隔で波長を分波または合波できることが特徴であり、この特徴を生かして波長多重光通信用に適用されるものであるため、上記のように、使用環境温度変化によって光透過中心波長が上記シフト量だけ変化することは致命的である。
【００２３】
そこで、従来から温度により光透過中心波長が変化しないように、アレイ導波路型回折格子の温度を一定に保つためのペルチェ素子等を有する温度調節手段を設けたアレイ導波路型回折格子が提案されているが、上記温度調節手段を用いてアレイ導波路型回折格子の温度を一定に保つためには、ペルチェ素子等に例えば１Ｗといった通電を常時行なわなければならず、コストがかかり、しかも、ペルチェ素子やその制御機構を形成する部品の組立ずれ等に起因して、光透過中心波長シフトを正確に抑制できないことがあった。
【００２４】
そこで、上記課題を解決するために、図７に示すような構成のアレイ導波路型回折格子が提案された（特願平１１−２７０２０１号、特願２０００−０２１５３３号に提案されているものであり、未だ公開になっていない）。
【００２５】
同図に示すアレイ導波路回折格子は、基板１上に石英系ガラスによって形成された導波路形成領域１０を形成している。導波路形成領域１０には従来例と同様に、１本の光入力導波路２、第１のスラブ導波路３、複数のアレイ導波路４、第２のスラブ導波路５、複数の光出力導波路６が設けられており、前記アレイ導波路４、光出力導波路６は、それぞれ予め定められた導波路間隔を介して並設されているが、同図に示すアレイ導波路回折格子においては、第１のスラブ導波路３が、第１のスラブ導波路３を通る光の経路と交わる切断面８で切断分離されている。
【００２６】
なお、同図では、切断面８は、図のＸ方向と成しており、切断面８によって、前記導波路形成領域１０は、導波路形成領域１０ａと導波路形成領域１０ｂとに切断分離されている。また、光入力導波路２には、光ファイバ配列具２１に固定された光ファイバ２３が接続され、各光出力導波路６には、光ファイバ配列具２２に固定された光ファイバテープ２４の光ファイバ（図示せず）がそれぞれ接続されている。
【００２７】
図７に示すアレイ導波路回折格子の特徴的なことは、前記の如く、第１のスラブ導波路３が第１のスラブ導波路３を通る光の経路と交わる切断面８で分離スラブ導波路３ａ，３ｂに切断分離されており、この分離された分離スラブ導波路３ｂ側の導波路形成領域１０ｂ側を固定し、分離スラブ導波路３ａ側の導波路形成領域１０ａを前記切断面８に沿ってスライド移動させることにより前記光透過中心波長をシフトさせるようにしたことである。
【００２８】
図７のアレイ導波路型回折格子において、上記スライド移動を行なうスライド移動機構は、高熱膨張係数部材７、ベース９、係止部材１４を設けて構成されている。高熱膨張係数部材７は、導波路形成領域１０ａの上面に沿って設けられた上板部７ａと導波路形成領域１０ａの側面に沿って設けられた側板部（図示されていない）とを有するＬ字形状の部材であり、側板部が固定部１１でベース９に固定されており、上板部７ａが導波路形成領域１０ａに接着剤１３によって固定されている。
【００２９】
前記係止部材１４は、導波路形成領域１０ａの上面に沿って設けられた上板部１４ａと導波路形成領域１０ａの側面に沿って設けられた側板部（図示されていない）とを有するＬ字形状の部材であり、側板部が固定部１２でベース９に固定されている。係止部材１４の上板部の内壁と導波路形成領域１０ａの上面とは当接しており、導波路形成領域１０ａのスライド移動時に、導波路形成領域１０ａがベース９に対して上方側（ＸＹ平面に垂直なＺ軸方向）に変位しないようになっている。また、側板部の内壁と導波路形成領域１０ａの側面とは間隔を介しており、導波路形成領域１０ａのスライド移動が支障なく行なえるようになっている。
【００３０】
同図に示すアレイ導波路回折格子において、アレイ導波路回折格子の使用環境温度が変化すると、高熱膨張部材７が導波路形成領域１０よりも大きく膨張または収縮するので、ベースに固定されていない側の導波路形成領域１０ａおよびその基板１が、前記切断面８に沿って、図の矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向にスライド移動し、それにより、分離スラブ導波路３ａ及び光入力導波路２がスライド移動する。
【００３１】
そして、前記切断面８に沿っての移動は、アレイ導波路回折格子の各光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に行われるため、この提案のアレイ導波路回折格子においては、アレイ導波路回折格子の使用環境温度変化に伴う各光透過中心波長の温度依存性が補償される。
【００３２】
しかしながら、図７に示した提案のアレイ導波路型回折格子においては、第１の導波路形成領域１０ａ側に光ファイバ配列具２１が接続され、該第１の導波路形成領域１０ａと切断面８を向かい合わせて配置されている第２の導波路形成領域１０ｂ側に光ファイバ配列具２２が接続されているために、アレイ導波路型回折格子の収納ケース（図示せず）の熱伸縮、該収納ケースとアレイ導波路型回折格子間に配線された光ファイバの熱伸縮に伴い、第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂの間隔が狭くなったり広くなったり変化して第１のスラブ導波路３の焦点がずれてしまい、それに伴い、クロストークの劣化（例えば−２８ｄＢ→−２４ｄＢとなる）等が起こる場合があった。
【００３３】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、光透過中心波長をシフトしてその温度依存性の抑制等が行なえ、かつ、クロストークの劣化を抑制できるアレイ導波路型回折格子を提供することにある。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明は、１本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いに異なる長さの複数の並設されたアレイ導波路が接続され、該複数のアレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続された導波路構成を有する導波路形成領域が基板上に形成され、前記第１のスラブ導波路の焦点距離と第２のスラブ導波路の焦点距離は互いに異なる距離と成しており、第１のスラブ導波路の光の経路と第２のスラブ導波路の光の経路の両方に交わる連続した切断面が形成されて、該切断面によって前記導波路形成領域が前記光入力導波路および前記光出力導波路を含む第１の導波路形成領域と前記アレイ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離されており、該第２の導波路形成領域と前記第１の導波路形成領域の少なくとも一方をアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減する方向に前記切断面に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構を設けた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３５】
また、第２の発明は、１本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いに異なる長さの複数の並設されたアレイ導波路が接続され、該複数のアレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続された導波路構成を有する導波路形成領域が基板上に形成され、前記第１のスラブ導波路の光進行方向の中心軸である第１のスラブ中心軸と前記第２のスラブ導波路の光進行方向の中心軸である第２のスラブ中心軸とは非平行状態と成し、前記第１と第２のスラブ導波路を通る連続した切断線に沿って切断面が形成されて、該切断面と前記第１のスラブ中心軸との成す角度θ１と、前記切断面と前記第２のスラブ中心軸との成す角度θ２との関係がθ１≠θ２、かつ、（１８０°−θ１）≠θ２と成しており、前記切断面によって前記導波路形成領域が前記光入力導波路および前記光出力導波路を含む第１の導波路形成領域と前記アレイ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離されており、該第２の導波路形成領域と前記第１の導波路形成領域の少なくとも一方をアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減する方向に前記切断面に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構を設けた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３６】
さらに、第３の発明は、上記第１又は第２の発明の構成に加え、前記スライド移動機構は第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域に跨る態様で設けたスライド移動部材を有する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３９】
アレイ導波路型回折格子において、光入力導波路から入射された光は第１のスラブ導波路（入力側スラブ導波路）で回折し、アレイ導波路を励振する。なお、前記の如く、隣接するアレイ導波路の長さは互いにΔＬずつ異なっている。そこで、アレイ導波路を伝搬した光は、（数３）を満たし、第２のスラブ導波路（出力側スラブ導波路）の出力端に集光される。
【００４０】
【数３】
【００４１】
ここで、ｎsは第１のスラブ導波路および第２のスラブ導波路の等価屈折率、ｎcはアレイ導波路の等価屈折率、φは回折角、ｍは回折次数、ｄは隣り合うアレイ導波路同士の間隔であり、λは、前記の如く、各光出力導波路から出力される光の透過中心波長である。
【００４２】
ここで、回折角φ=０となるところの光透過中心波長をλ０とすると、λ０は（数４）で表される。なお、波長λ０は、一般に、アレイ導波路型回折格子の中心波長と呼ばれる。
【００４３】
【数４】
【００４４】
ところで、上記第１の発明において、第１のスラブ導波路の焦点距離と第２のスラブ導波路の焦点距離は互いに異なる距離と成しているので、例えば図２の（ａ）に示すように、第１のスラブ導波路３の焦点距離をＬｆ１、第２のスラブ導波路５の焦点距離をＬｆ２とすると、光入力導波路２における線分散は、（数５）により表わせされ、光出力導波路６における線分散は、（数６）により表わされる。
【００４５】
【数５】
【００４６】
【数６】
【００４７】
なお、（数５）、（数６）において、ｎgはアレイ導波路４の群屈折率であり、アレイ導波路４の群屈折率ｎgは、アレイ導波路４の等価屈折率ｎcにより、（数７）で与えられる。
【００４８】
【数７】
【００４９】
また、上記第１の発明においては、第１のスラブ導波路の光の経路と第２のスラブ導波路の光の経路の両方に交わる連続した切断面が形成されて、該切断面によって、アレイ導波路型回折格子の導波路構成を形成する導波路形成領域が、前記光入力導波路および前記光出力導波路を含む第１の導波路形成領域と前記アレイ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離されている。
【００５０】
ここで、同図の（ｂ）に示すように、切断面８０を形成し、第１の導波路形成領域１０ｃと第２の導波路形成領域の少なくとも一方を切断面８０に沿って距離ｄｘシフトさせた場合を考えると、ｄｘ＝ｄｘ１＝ｄｘ２が成り立つので、この関係から、（数８）が導かれる。なお、同図には、第２の導波路形成領域１０ｄ側を切断面８０に沿って図の左側に距離ｄｘシフトさせた図が示されている。
【００５１】
【数８】
【００５２】
また、同図に示すように、第２の導波路形成領域１０ｄ側を切断面８０に沿って図の左側に移動させる（又は第１の導波路形成領域１０ｃを切断面８０に沿って右側に移動させる）と、光入力導波路２および光出力導波路６は図の矢印Ａ方向に移動する。そうすると、光入力導波路２の線分散から、光の入力側では光透過中心波長は長波長側にｄλ１シフトし、同様に、光出力導波路６の線分散から、光の出力側では光透過中心波長は短波長側にｄλ２シフトする。
【００５３】
ここで、光透過中心波長の長波長側のシフトをプラス（＋）、短波長側のシフトをマイナス（−）とすると、アレイ導波路型回折格子全体での光透過中心波長のシフト量ｄλは、（数９）により求められる。
【００５４】
【数９】
【００５５】
また、ｄλ１は光入力導波路側の線分散より（すなわち、前記（数５）から）、（数１０）で表わされる。
【００５６】
【数１０】
【００５７】
なお、同図に示すように、上記第１の発明においては、ｄｘ１＝ｄｘ２＝ｄｘだから、ｄｘ１をｄｘと書き替えて、（数１１）とし、この（数１１）から（数１２）を導くことができる。
【００５８】
【数１１】
【００５９】
【数１２】
【００６０】
そして、上記第１の発明においては、同図に示す第２の導波路形成領域１０ｄと第１の導波路形成領域１０ｃの少なくとも一方を前記切断面８０に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構が設けられているので、スライド移動機構によって、第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの少なくとも一方側を切断面８０に沿って移動すれば、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をシフトさせることが可能となる。
【００６１】
なお、図２のように、第１のスラブ導波路３の焦点距離Ｌｆ１>第２のスラブ導波路５の焦点距離Ｌｆ２とした場合、同図の（ｂ）に示す移動方向に第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの少なくとも一方を移動させると、（数１１）から、アレイ導波路型回折格子全体の光透過中心波長シフト方向は短波長側となる。
【００６２】
また、光透過中心波長の所望のシフト波長ｄλに応じて、（数１２）から第１の導波路形成領域１０ｃのスライド移動量ｄｘを求めておき、このスライド移動量だけ第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの少なくとも一方側を切断面８０に沿って移動すれば、第４の発明のように、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を、予め設定した設定波長量だけ、短波長側又は長波長側にシフトさせることが可能となる。
【００６３】
なお、アレイ導波路型回折格子全体の光透過中心波長のシフト方向は、第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの少なくとも一方の移動方向や第１と第２のスラブ導波路３，５の焦点距離に対応するものであるので、所望の光透過中心波長シフト方向となるように、第１又は第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの移動方向や第１と第２のスラブ導波路３，５の焦点距離を設定する。
【００６４】
また、前記の如く、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長は温度依存性を有しており、温度変化ΔＴによる光透過中心波長シフト量をΔλとすると、Δλは、（数１３）により表わされる。
【００６５】
【数１３】
【００６６】
そこで、この温度変化ΔＴによる光透過中心波長シフト量Δλを前記線分散に基づく波長シフト量で補償する（相殺する）ためには、Δλ＝ｄλとすればよいから、温度変化ΔＴによる光透過中心波長シフト量Δλを補償するために必要な第１の導波路形成領域１０ｃの移動量ｄｘは、（数１４）を満たす値とすればよいことになる。
【００６７】
【数１４】
【００６８】
したがって、上記第１の発明において、第１と第２のスラブ導波路の焦点距離を適宜の値にし、（数１４）を満たす移動量ｄｘだけ第１と第２の導波路形成領域の少なくとも一方を移動すれば、第５の発明のように、スライド移動機構によってアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減する方向に第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域の少なくとも一方を切断面に沿ってスライド移動させることが可能となり、それにより、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性をほぼゼロとなるように補償することが可能となる。
【００６９】
一方、上記第２の発明は、第１のスラブ導波路の光進行方向の中心軸である第１のスラブ中心軸と前記第２のスラブ導波路の光進行方向の中心軸である第２のスラブ中心軸とは非平行状態と成しているので、ここで、アレイ導波路型回折格子の導波路構成が、例えば図４の（ａ）に示すように形成されているとする。なお、同図に示すように、第１のスラブ導波路３の焦点距離と、第２のスラブ導波路５の焦点距離は、共にＬｆで等しいとする。
【００７０】
そうすると、光入力導波路２における線分散は、（数１５）により表わせされ、光出力導波路６における線分散は、（数１６）により表わされる。
【００７１】
【数１５】
【００７２】
【数１６】
【００７３】
また、第２の発明において、第１と第２のスラブ導波路を通る連続した切断線に沿って切断面が形成されて、該切断面と前記第１のスラブ中心軸との成す角度θ１と、前記切断面と前記第２のスラブ中心軸との成す角度θ２との関係がθ１≠θ２、かつ、（１８０°−θ１）≠θ２と成しているので、同図に示すように切断面８０を形成し、それにより、例えば、θ１＝θ、θ２＝９０°とする。
【００７４】
また、切断面８０によって、第２の発明においても、例えば同図の（ｂ）に示すように、アレイ導波路型回折格子の導波路構成を形成する導波路形成領域が、前記光入力導波路２および前記光出力導波路６を含む第１の導波路形成領域１０ｃと前記アレイ導波路４を含む第２の導波路形成領域１０ｄとに分離されているので、第１の導波路形成領域１０ｃと第２の導波路形成領域の少なくとも一方を切断面８０に沿って距離ｄｘシフトさせた場合を考えると、（数１７）が成り立ち、この関係から、（数１８）が導かれる。
【００７５】
【数１７】
【００７６】
【数１８】
【００７７】
ここで、同図の（ｂ）に示すように、第２の導波路形成領域１０ｄ側を切断面８０に沿って図の左側にシフトさせた場合を考えると、アレイ導波路型回折格子全体での光透過中心波長シフト量ｄλ０は、（数１９）により求められる。
【００７８】
【数１９】
【００７９】
ｄλ’は光入力導波路側の線分散より（すなわち、前記（数１５）から）、（数２０）で表わされる。
【００８０】
【数２０】
【００８１】
したがって、（数１９）、（数２０）から（数２１）を導くことができる。
【００８２】
【数２１】
【００８３】
そして、上記第２の発明において、第２の導波路形成領域と第１の導波路形成領域の少なくとも一方を前記切断面に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構が設けられているので、スライド移動機構によって、例えば同図に示すように、第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄ側を切断面８０に沿って移動すれば、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をシフトさせることが可能となる。
【００８４】
また、光透過中心波長の所望のシフト波長ｄλに応じて、（数２１）から第１の導波路形成領域１０ｃのスライド移動量ｄｘを求めておき、このスライド移動量だけ第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄ側を切断面８０に沿って移動すれば、第４の発明のように、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を、予め設定した設定波長量だけシフトさせることが可能となる。
【００８５】
なお、アレイ導波路型回折格子全体の光透過中心波長のシフト方向は、第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの少なくとも一方の移動方向や切断面８０と第１のスラブ中心軸との成す角度θ１および切断面８０と前記第２のスラブ中心軸との成す角度θ２に対応するものであるので、所望のシフト方向となるように、第１又は第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの移動方向や角度θ１、θ２とを設定する。
【００８６】
また、前記の如く、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性は、（数１３）により表わされるため、温度変化ΔＴによる光透過中心波長シフト量Δλを前記線分散に基づく波長シフト量で補償する（相殺する）ために、Δλ＝ｄλとし、第２の発明によって温度変化ΔＴによる光透過中心波長シフト量Δλを補償するために必要な第１の導波路形成領域１０ｃの移動量ｄｘを求めると、（数２２）を満たす値とすればよいことになる。
【００８７】
【数２２】
【００８８】
したがって、上記第２の発明において、第１と第２のスラブ導波路の焦点距離を適宜の値にし、（数２２）を満たす移動量ｄｘだけ第１と第２の導波路形成領域の少なくとも一方を移動すれば、第５の発明のように、スライド移動機構によってアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減する方向に第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域の少なくとも一方を切断面に沿ってスライド移動させることが可能となり、それにより、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性をほぼゼロとなるように補償することが可能となる。
【００８９】
また、上記第１、第２の発明においては、いずれも、切断面によってアレイ導波路型回折格子の導波路形成領域が光入力導波路および光出力導波路を含む第１の導波路形成領域と前記アレイ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離されている。したがって、図７に示したアレイ導波路型回折格子のように、例えば第１の導波路形成領域に入力側の光ファイバ配列具が接続されて第２の導波路形成領域に出力側の光ファイバ配列具が接続されている構成と異なり、光入力導波路および光出力導波路に接続された光ファイバ配列具等の熱伸縮が生じても、第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域の間隔が変化しない。
【００９０】
したがって、上記第１、第２の発明においては、この間隔変化によって第１、第２のスラブ導波路の焦点がずれてしまうことを抑制でき、それに伴うクロストークの劣化を抑制することが可能となり、これらの発明の構成を備えた第３〜第５の発明においても、同様に、クロストークの劣化が抑制される。
【００９１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例および提案例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には、本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第１実施形態例の要部構成図が平面図により示されている。
【００９２】
本実施形態例のアレイ導波路型回折格子に形成されている導波路構成は、図６に示した従来例のアレイ導波路型回折格子の導波路構成とほぼ同様であるが、本実施形態例では、第１のスラブ導波路３の焦点距離と第２のスラブ導波路５の焦点距離は互いに異なる距離と成している。具体的には、第１のスラブ導波路３の焦点距離は、Ｌｆ１、第２のスラブ導波路５の焦点距離はＬｆ２と成している。
【００９３】
また、本実施形態例では、第１のスラブ導波路３の光の経路と第２のスラブ導波路５の光の経路の両方に交わる連続した切断面８０が形成されて、該切断面８０によって、導波路形成領域１０が前記光入力導波路２と光出力導波路６を含む第１の導波路形成領域１０ｃと前記アレイ導波路４を含む第２の導波路形成領域１０ｄに分離されている。なお、前記切断面８０によって、第１のスラブ導波路３は分離スラブ導波路３ｃ，３ｄに分離され、第２のスラブ導波路５は分離スラブ導波路５ｃ，５ｄに分離されている。
【００９４】
さらに、本実施形態例では、第１の導波路形成領域１０ｃと第２の導波路形成領域１０ｄとに跨る態様でスライド移動部材１７が設けられており、該スライド移動部材１７を有して、前記第２の導波路形成領域１０ｄを前記切断面８０に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構が形成されている。
【００９５】
スライド移動部材１７は、熱膨張係数が１．６５×１０−５（１／Ｋ）の銅板により形成されている。この熱膨張係数は、基板１および導波路形成領域１０の熱膨張係数よりも大きい。そして、このスライド移動部材１７が、図１の（ｂ）に示す位置に形成された金属膜３１と、該金属膜３１の上側に設けられている半田（図示せず）によって、第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄ上に固定されている。
【００９６】
すなわち、本実施形態例において、金属膜３１は、第１の導波路形成領域１０ｃの右上端部と第２の導波路形成領域１０ｄの左下端部にそれぞれ形成されており、スライド移動部材１７は、金属膜３１の形成部以外の部分においては第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄに固定されていない。また、金属膜３１はそれぞれ、５ｍｍ×５ｍｍの正方形状と成しており、金属膜３１同士の間隔Ｓは、例えば５８．２ｍｍと成している。
【００９７】
なお、金属膜３１は、導波路形成領域１０の表面（ガラス面）と前記半田との密着性を上げるために設けるものであり、半田は金属膜３１とスライド移動部材１７とを密着させるために設けるものである。
【００９８】
また、本実施形態例において、アレイ導波路型回折格子を形成する導波路形成領域１０の組成は、特願平１１−１５１９２２号に提案した（未だ公開になっていない）ように、上部クラッドにドープするＢ２Ｏ３とＰ２Ｏ５の量を従来のアレイ導波路型回折格子におけるドープ量に比べて大きくしている。そして、このようにすることで、本実施形態例では、導波路形成領域１０（上部クラッドとコアと下部クラッド）に発生する複屈折の値Ｂを、｜Ｂ｜≦５．３４×１０−５とし、半波長板等を設けなくても偏波依存性損失を低減できる、いわゆる偏波無依存型のアレイ導波路型回折格子と成している。
【００９９】
また、アレイ導波路型回折格子の導波路構成における各パラメータは、以下に示す値である。すなわち、第１のスラブ導波路３の焦点距離Ｌｆ１＝１５０００μｍ、第２のスラブ導波路５の焦点距離Ｌｆ２＝９０００μｍ、隣り合うアレイ導波路４同士の長さの差ΔＬは２５℃において６５．２μｍ、隣り合うアレイ導波路４同士の間隔ｄは１５μｍ、アレイ導波路４の等価屈折率ｎｃは１．４５１、アレイ導波路群屈折率ｎｇは１．４７５、アレイ導波路回折格子の中心波長λ０は１．５５０．９μｍである。
【０１００】
さらに、本実施形態例でも図７に示した提案例と同様に、光入力導波路２には、光ファイバ配列具２１に固定された光ファイバ２３が接続され、各光出力導波路６には、光ファイバ配列具２２に固定された光ファイバテープ２４の光ファイバ（図示せず）がそれぞれ接続されている。
【０１０１】
そして、本実施形態例では、上記光ファイバを接続している側の第１の導波路形成領域１０ｃを、パッケージ（図示せず）の保護基板に固定するためのベース基板（図示せず）に固定し、その状態で、パッケージ内に非水溶性のマッチングオイルを充填している。なお、本実施形態例のように、マッチングオイルを充填したパッケージ内に収容してアレイ導波路型回折格子を作製する方法および効果は、特願平１１−２９９２００号に詳細に記載されている（未だ公開になっていない）。
【０１０２】
ところで、本発明者は、アレイ導波路型回折格子の温度依存性を抑制するために、アレイ導波路型回折格子の線分散特性に着目し、前記（数１）〜（数１４）に示した説明の如く、本実施形態例のような基本構成を有する（例えば図１、図２に示すような構成の）アレイ導波路型回折格子の使用環境温度変化量ΔＴと位置補正量ｄｘとの関係を求めた。そして、この関係は前記（数１４）により表わされることを確認した。
【０１０３】
そこで、本実施形態例について、アレイ導波路型回折格子の導波路構成の各パラメータの値と、（数２）、（数１４）に基づき、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度の変化量Ｔと位置補正量ｄｘの関係を求めると、ｄｘ＝０．９６０・ΔＴの関係となっていることが分かった。
【０１０４】
そこで、本実施形態例においては、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度が１０℃上昇したときに、第２の導波路形成領域１０ｄを約９．６０μｍだけ矢印Ａ方向に移動し、その逆に、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度が１０℃下降したときに、第２の導波路形成領域１０ｄを約９．６０μｍだけ矢印Ｂ方向に移動するように、スライド移動部材１７の熱膨張係数に対応させて金属膜３１の間隔Ｓ（スライド移動部材１７の熱伸縮領域）を前記値（５８．２ｍｍ）に決定した。
【０１０５】
なお、本実施形態例において、スライド移動部材１７は、銅により形成しており、銅の熱膨張係数は、前記の如く、１．６５×１０−５／℃であるので、スライド移動部材１７の熱伸縮領域の長さをＳとしたとき、１．６５×１０−５×（Ｓ×１０３）＝０．９６０を満足する値となれば、スライド移動部材１７の熱伸縮を利用して上記移動量のスライド移動を行なうことができる。そして、この式を満足するスライド移動部座右１７の熱伸縮領域の長さＳは、Ｓ＝５８．２（ｍｍ）となる。
【０１０６】
本実施形態例は以上のように構成されており、第１の導波路形成領域１０ｃを前記ベース基板（図示せず）に固定しており、また、金属膜３１を図１の（ｂ）に示した部位に前記の如く形成して、該金属膜３１の形成部でスライド移動部材１７を第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄに固定し、金属膜３１の形成部以外の部分においては、スライド移動部材１７を第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄに固定していないことから、スライド移動部材１７の温度変化に伴う伸縮によって第２の導波路形成領域１０ｄが切断面８０に沿って、図の左右方向にスライド移動する。
【０１０７】
この第２の導波路形成領域１０ｄのスライド移動は、本実施形態例では、アレイ導波路型回折格子の各光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に行われるものであり、具体的には、温度上昇に伴い、スライド移動部材１７が基板１および導波路形成領域１０よりも大きく膨張したときに、図２の（ｂ）に示したものと同様に、第２の導波路形成領域１０ｄ側が左側（図１の矢印Ａ方向）に約０．９６０μｍ／℃移動する。また、その逆に、温度下降に伴い、スライド移動部材１７が基板１および導波路形成領域１０よりも大きく収縮すると、第２の導波路形成領域１０ｄ側が右側（図１の矢印Ｂ方向）に約０．９６０μｍ／℃移動するものである。
【０１０８】
このように、本実施形態例では、アレイ導波路型回折格子の各光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に第２の導波路形成領域１０ｄの移動が行なわれるため、本実施形態例によれば、たとえアレイ導波路型回折格子の使用環境温度が変化しても、この温度変化に伴う光透過中心波長ずれを解消することができ、使用環境温度に依存しない、いわゆる温度無依存型のアレイ導波路型回折格子とすることができる。
【０１０９】
また、本実施形態例によれば、第１の導波路形成領域１０ｃ側に光ファイバ配列具２１，２２が固定され、一方、第２の導波路形成領域１０ｃ側には光ファイバ配列具２１，２２が固定されていないので、図７に示した提案のアレイ導波路型回折格子のように、アレイ導波路型回折格子のパッケージ（収納ケース）の熱伸縮やパッケージとアレイ導波路型回折格子間に配線された光ファイバの熱伸縮に伴って第１の導波路形成領域１０ｃと第２の導波路形成領域１０ｄの間隔が狭くなったり広くなったり変化することを抑制できる。
【０１１０】
したがって、この間隔変化によって第１、第２のスラブ導波路３，５の焦点がずれてしまうことを抑制でき、それに伴うクロストークの劣化を抑制することができる。
【０１１１】
特に、本実施形態例によれば、光ファイバ配列具２１，２２が固定されていない第２の導波路形成領域１０ｄを切断面８０に沿ってスライド移動する構成であるために、スライド移動に伴う応力を光ファイバ配列具２１，２２とアレイ導波路型回折格子との接続部に加えることを抑制でき、光ファイバ配列具２１，２２とアレイ導波路型回折格子との接続部の接続状態を確実に維持できる。
【０１１２】
さらに、本実施形態例によれば、スライド移動部材１７を第１の導波路形成領域１０ｃと第２の導波路形成領域１０ｄとに跨る態様で設けたために、例えば図７に示した提案例のような、高熱膨張係数部材７を低熱膨張材料のベース９に固定してスライド移動機構を構成する場合と異なり、ベース９と導波路形成領域との位置精度を高くする調整を行なう必要が無く、装置構成を簡略化することができる。そのため、本実施形態例においては、装置の低コスト化や歩留まりの向上をより一層確実に図ることができる。
【０１１３】
図３には、本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第２実施形態例の要部構成図が平面図により示されている。なお、本第２実施形態例において、上記第１実施形態例と同一名称部分には同一符号が付してある。
【０１１４】
本実施形態例のアレイ導波路型回折格子に形成されている導波路構成は、図６に示した従来例のアレイ導波路型回折格子の導波路構成とほぼ同様であるが、本第２実施形態例では、第１のスラブ導波路３の光進行方向の中心軸である第１のスラブ中心軸Ｃ１と第２のスラブ導波路５の光進行方向の中心軸である第２のスラブ中心軸Ｃ２とは非平行状態と成している。
【０１１５】
また、図３に示すように、本第２実施形態例では、第１と第２のスラブ導波路３，５を通る連続した切断線に沿って切断面８０が形成されて、該切断面８０と前記第１のスラブ中心軸Ｃ１との成す角度θ１と、切断面８０と前記第２のスラブ中心軸Ｃ２との成す角度θ２との関係がθ１≠θ２、かつ、（１８０°−θ１）≠θ２と成している。なお、本第２実施形態例では、図４に示した導波路構成と同様に、θ２＝９０°、θ１＝θと成しており、本第２実施形態例において、θ１＝θ＝３６°と成している。
【０１１６】
本第２実施形態例でも、上記第１実施形態例と同様に、切断面８０によって、導波路形成領域１０が前記光入力導波路２と光出力導波路６を含む第１の導波路形成領域１０ｃと前記アレイ導波路４を含む第２の導波路形成領域１０ｄに分離されており、第１の導波路形成領域１０ｃと第２の導波路形成領域１０ｄとに跨る態様でスライド移動部材１７を有して、前記第２の導波路形成領域１０ｄを前記切断面８０に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構が形成されている。
【０１１７】
すなわち、本第２実施形態例において、アレイ導波路型回折格子の導波路構成および切断面８０の形成態様は、上記第１実施形態例と異なるが、スライド移動機構の構成や、アレイ導波路型回折格子の基板１および導波路形成領域１０の組成、作製方法等は、上記第１実施形態例と同様であり、その重複説明は省略する。
【０１１８】
また、本第２実施形態例において、第１と第２のスラブ導波路３，５の焦点距離Ｌｆは、共に９０００μｍと成しており、それ以外のアレイ導波路型回折格子の前記パラメータは上記第１実施形態例と同様である。また、本第２実施形態例において、スライド移動部材１７の熱伸縮領域Ｓの長さ（金属膜３１の間隔）は、５６．５ｍｍと成している。
【０１１９】
ところで、本発明者は、アレイ導波路型回折格子の温度依存性を抑制するために、アレイ導波路型回折格子の線分散特性に着目し、前記（数１）〜（数４）、（数１３）、（数１５）〜（数２２）に示した説明の如く、本実施形態例のような基本構成を有する（例えば図３や図４に示すような構成の）アレイ導波路型回折格子の使用環境温度変化量ΔＴと位置補正量ｄｘとの関係を求めた。そして、この関係は前記（数２２）により表わされることを確認した。
【０１２０】
そこで、本実施形態例について、各パラメータの値と、（数２）、（数２２）に基づき、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度の変化量Ｔと位置補正量ｄｘの関係を求めると、ｄｘ＝０．９３２・ΔＴの関係となっていることが分かった。そして、この関係に基づき、本実施形態例においても、上記第１実施形態例と同様に、スライド移動部材１７の熱膨張係数に対応させて金属膜３１の間隔Ｓを前記値（５６．５ｍｍ）に決定した。
【０１２１】
本第２実施形態例は以上のように構成されており、本第２実施形態例も上記第１実施形態例とほぼ同様に、スライド移動部材１７によって第２の導波路形成領域１０ｄの切断面８０に沿ったスライド移動動作が行われ、前記（数１）〜（数４）、（数１３）、（数１５）〜（数２２）に示した説明から明らかなように、上記第１実施形態例と同様の効果を奏することができる。
【０１２２】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上記各実施形態例において、スライド移動部材１７は銅により形成したが、スライド移動部材１７は必ずしも銅により形成するとは限らず、例えばアルミニウムによって形成してもよく、スライド移動部材１７は、アレイ導波路型回折格子の基板１および導波路形成領域１０よりも熱膨張係数が大きい部材であればよい。
【０１２３】
また、上記各実施形態例では、スライド移動部材１７を第１の導波路形成領域１０ｃと第２の導波路形成領域１０ｄに跨る態様で設けて、第２の導波路形成領域１０ｄと第１の導波路形成領域１０ｄの少なくとも一方を前記切断面８０に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構を構成したが、スライド移動機構の構成は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
【０１２４】
例えば、図７に示した提案のアレイ導波路型回折格子のように、スライド移動機構は、ベース９と高熱膨張係数部材７と係止部材１４とを有する構成としてもよい。
【０１２５】
すなわち、上記スライド移動機構は、第１のスラブ導波路３の光の経路と第２のスラブ導波路５の光の経路の両方に交わる連続した切断面８０によって切断分離して形成した、第１と第２の導波路形成領域１０ｃと１０ｄの少なくとも一方側を、前記切断面８０に沿ってスライド移動させる機構であればよい。
【０１２６】
そして、スライド移動機構による前記スライド移動により、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を予め定めた値だけシフトできる構成とすれば、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を所望の値だけシフトさせることができ、また、上記各実施形態例のように、上記スライド移動機構によってアレイ導波路型回折格子の各光透過中心波長の温度依存変動を低減する構成とすれば、上記各実施形態例のように、光透過中心波長の温度依存性を解消することができ、光波長多重通信用などの実用に適した優れたアレイ導波路型回折格子とすることができる。
【０１２７】
さらに、上記各実施形態例では、いずれも、第１の導波路形成領域１０ｃ側を固定して、第２の導波路形成領域１０ｄ側を切断面８０に沿って移動する構成としたが、その逆に、第１の導波路形成領域１０ｃ側を切断面８０に沿って移動する構成としてもよいし、第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの両方を切断面８０に沿って移動する構成としてもよい。
【０１２８】
ただし、上記各実施形態例のように、第１の導波路形成領域１０ｃ側を固定して、第２の導波路形成領域１０ｄ側を切断面８０に沿って移動する構成とすると、光入力導波路２と光出力導波路６が形成されていて光ファイバ配列具２１，２２が固定されている側の導波路形成領域を固定して、光ファイバ配列具２１，２２が固定されていない側の導波路形成領域をスライド移動するために、スライド移動時に光ファイバ配列具２１，２２等に応力が加わることを抑制でき、より一層好ましい。
【０１２９】
さらに、上記各実施形態例では、アレイ導波路型回折格子の導波路形成領域１０の組成を特願平１１−１５１９２２号に提案した組成としたが、アレイ導波路型回折格子の導波路形成領域１０の組成は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。ただし、アレイ導波路型回折格子の導波路形成領域１０の組成を特願平１１−１５１９２２号に提案した組成とすると、アレイ導波路型回折格子に半波長板等を設けなくても偏波依存性損失を抑制でき、半波長板等を設けることによる問題を抑制できる。
【０１３０】
さらに、上記各実施形態例では、特願平１１−２９９２００号の提案と同様にマッチングオイルを充填したパッケージ内に、図１、３に示すような構成要素を収容したアレイ導波路型回折格子としたが、本発明のアレイ導波路型回折格子は、必ずしもマッチングオイルを充填したパッケージ内に収容した構成とは限らず、例えば適宜のパッケージに収容されて形成されるものである。
【０１３１】
さらに、上記各実施形態例においては、金属膜３１を第１の導波路形成領域１０ｃの右上端部と第２の導波路形成領域１０ｄの左下端部に形成したが、アレイ導波路型回折格子の導波路構成に応じて、図１の（ｂ）の破線に示すような位置に金属膜３１を形成し、スライド移動部材１７による第２の導波路形成領域１０ｄの移動を上記第１実施形態例と逆方向になるようにしてもよい。
【０１３２】
さらに、上記第１実施形態例では、第１のスラブ導波路３の焦点距離Ｌｆ１と第２のスラブ導波路５の焦点距離Ｌｆ２の関係を、Ｌｆ１>Ｌｆ２としたが、その逆に、Ｌｆ１<Ｌｆ２としてもよい。
【０１３３】
さらに、上記第２実施形態例では、第１のスラブ中心軸Ｃ１と切断面８０との成す角度θ１＝３５°、第２のスラブ中心軸Ｃ２と切断面８０との成す角度θ２＝９０°としたが、これらの角度θ１、θ２の値は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものであり、例えば図５の（ｂ）に示すように、（１８０°−θ１）＝θ２となったり、θ１＝θ２となったりしなければ、例えば同図の（ａ）に示すように、θ１とθ２がいずれも９０°以外の角度でもよい。
【０１３４】
そして、同図の（ａ）に示す構成において、第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの少なくとも一方をＸ方向にｄｘ移動した場合は、前記光出力導波路６の線分散が前記式（数１６）において、ｄｘの代わりに、ｄｘ・ｓｉｎ（１８０°−θ２）を代入した式となるので、この式に基づいて、（数１７）〜（数２２）に示した検討を応用し、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度変化量ΔＴと位置補正量ｄｘとの関係を求め、この関係に基づいて、スライド移動部材１７を形成する部材の組成や、スライド移動部材１７の熱伸縮領域の長さを決定すればよく、このようにすることにより、上記第２実施形態例とほぼ同様の動作を行ない、同様の効果を奏することができる。
【０１３５】
さらに、本発明のアレイ導波路型回折格子を構成する各導波路２，３，４，５，６の等価屈折率や本数、大きさなどの詳細な値は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
【０１３６】
【発明の効果】
第１、第２の発明によれば、第１と第２のスラブ導波路の焦点距離を互いに異にしたり、第１と第２のスラブ導波路を非平行状態としたりして、アレイ導波路型回折格子の導波路構成を特徴的な構成とし、かつ、第１のスラブ導波路の光の経路と第２のスラブ導波路の光の経路の両方に交わる連続した切断面によって導波路形成領域を、光入力導波路および光出力導波路を含む第１の導波路形成領域とアレイ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離し、さらに、第１と第２の導波路形成領域の少なくとも一方を前記切断面に沿って基板面方向にスライド移動させることにより、アレイ導波路型回折格子の各光透過中心波長をシフトさせることができる。
【０１３８】
そして、上記スライド移動の方向と移動量を適宜設定して、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減する方向に上記スライド移動を行なうことにより、各光透過中心波長の温度依存変動（波長ずれ）を解消することができる。
【０１３９】
また、本発明によれば、切断面によって導波路形成領域を、光入力導波路および光出力導波路を含む第１の導波路形成領域とアレイ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離するために、光入力導波路や光出力導波路に接続される光ファイバ配列具等の熱伸縮に伴い、切断面によって分離された一方側の導波路形成領域と他方側の導波路形成領域にそれぞれ光ファイバ配列具等を接続する場合と異なり、熱変化に伴って第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域との間隔が変化することを抑制できる。
【０１４０】
したがって、本発明によれば、この間隔変化に伴うクロストーク劣化の問題を抑制できる。
【０１４１】
さらに、スライド移動機構は第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域に跨る態様で設けたスライド移動部材を有する構成とした第３の発明によれば、スライド移動部材により基板面に垂直な軸方向の位置合わせもでき（位置ずれも防止でき）るし、スライド移動機構の構成を非常に簡単な構成とすることができ、アレイ導波路型回折格子のコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第１実施形態例を示す要部構成図である。
【図２】上記第１実施形態例と同様の基本構成を有するアレイ導波路型回折格子の光入力導波路および光出力導波路の位置と光透過中心波長シフトとの関係（ａ）とアレイ導波路型回折格子の動作例（ｂ）をそれぞれ模式的に示す説明図である。
【図３】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第２実施形態例を示す要部構成図である。
【図４】上記第２実施形態例と同様の基本構成を有するアレイ導波路型回折格子の光入力導波路および光出力導波路の位置と光透過中心波長シフトとの関係（ａ）とアレイ導波路型回折格子の動作例（ｂ）をそれぞれ模式的に示す説明図である。
【図５】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の他の実施形態例（ａ）と、比較例（ｂ）をそれぞれ示す説明図である。
【図６】従来のアレイ導波路型回折格子の導波路構成をその動作例と共に示す説明図である。
【図７】従来提案されたアレイ導波路型回折格子の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 光入力導波路
３ 第１のスラブ導波路
４ アレイ導波路
５ 第２のスラブ導波路
６ 光出力導波路
１０ 導波路形成領域
１０ｃ 第１の導波路形成領域
１０ｄ 第２の導波路形成領域
１７ スライド移動部材
３１ 金属膜
８０ 切断面
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば波長多重光通信において光合分波器として用いられるアレイ導波路型回折格子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信においては、その伝送容量を飛躍的に増加させる方法として、光波長多重通信の研究開発が盛んに行なわれ、実用化が進みつつある。光波長多重通信は、例えば互いに異なる波長を有する複数の光を多重して伝送させるものであり、このような光波長多重通信のシステムにおいては、伝送される多重光から、光受信側で波長ごとの光を取り出すために、予め定められた波長の光のみを透過する光透過デバイス等を、システム内に設けることが不可欠である。
【０００３】
光透過デバイスの一例として、図６に示すような平板光導波路回路（ＰＬＣ；Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）のアレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ；Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）がある。アレイ導波路型回折格子は、シリコンなどの基板１上に、同図に示すような導波路構成を備えた導波路形成領域１０を石英系ガラス等により形成したものである。
【０００４】
アレイ導波路型回折格子の導波路構成は、１本以上の並設された光入力導波路２の出射側に、第１のスラブ導波路３が接続され、第１のスラブ導波路３の出射側には複数の並設されたアレイ導波路４が接続され、アレイ導波路４の出射側には第２のスラブ導波路５が接続され、第２のスラブ導波路５の出射側には複数の並設された光出力導波路６が接続されて形成されている。
【０００５】
前記アレイ導波路４は、第１のスラブ導波路３から導出された光を伝搬するものであり、互いに異なる長さに形成され、隣り合うアレイ導波路４の長さは互いにΔＬ異なっている。なお、光入力導波路２や光出力導波路６は、例えばアレイ導波路型回折格子によって分波あるいは合波される互いに異なる波長の信号光の数に対応させて設けられるものであり、アレイ導波路４は、通常、例えば１００本といったように多数設けられるが、同図においては、図の簡略化のために、これらの光入力導波路２、アレイ導波路４、光出力導波路６の各々の本数を簡略的に示してある。
【０００６】
所定の１本の光入力導波路２には、例えば送信側の光ファイバ（図示せず）が接続されて、波長多重光が導入されるようになっており、該光入力導波路２を通って第１のスラブ導波路３に導入された光は、その回折効果によって広がって各アレイ導波路４に入射し、アレイ導波路４を伝搬する。
【０００７】
このアレイ導波路４を伝搬した光は、第２のスラブ導波路５に達し、さらに、光出力導波路６に集光されて出力されるが、全てのアレイ導波路４の長さが互いに異なることから、アレイ導波路４を伝搬した後に個々の光の位相にずれが生じ、このずれ量に応じて集束光の波面が傾き、この傾き角度により集光する位置が決まる。
【０００８】
そのため、波長の異なった光の集光位置は互いに異なることになり、その位置に光出力導波路６を形成することによって、波長の異なった光（分波光）を各波長ごとに異なる光出力導波路６から出力できる。
【０００９】
すなわち、アレイ導波路型回折格子は、１本の光入力導波路２から入力される互いに異なる複数の波長をもった多重光から１つ以上の波長の光を分波して各光出力導波路６から出力する光分波機能を有しており、分波される光の中心波長は、アレイ導波路４の長さの差（ΔＬ）及びその実効屈折率ｎｃに比例する。
【００１０】
アレイ導波路型回折格子は、上記のような特性を有するために、アレイ導波路型回折格子を波長多重伝送用の波長多重分波器として用いることができ、例えば図６に示すように、１本の光入力導波路２から波長λ１，λ２，λ３，・・・λｎ（ｎは２以上の整数）の波長多重光を入力させると、これらの各波長の光は、第１のスラブ導波路３で広げられ、アレイ導波路４に到達し、第２のスラブ導波路５を通って、前記の如く、波長によって異なる位置に集光され、互いに異なる光出力導波路６に入射し、それぞれの光出力導波路６を通って、光出力導波路６の出射端から出力される。
【００１１】
そして、各光出力導波路６の出射端に光出力用の光ファイバ（図示せず）を接続することにより、この光ファイバを介して、前記各波長の光が取り出される。なお、各光出力導波路６や前述の光入力導波路２に光ファイバを接続するときには、例えば光ファイバを１次元アレイ状に配列固定した光ファイバ配列具を用意し、この光ファイバアレイを光出力導波路６や光入力導波路２の接続端面側に固定して光ファイバと光出力導波路６及び光入力導波路２を接続する。
【００１２】
上記アレイ導波路型回折格子において、各光出力導波路６から出力される光の光透過特性（アレイ導波路型回折格子の透過光強度の波長特性）は、各光透過中心波長（例えばλ１，λ２，λ３，・・・λｎ）を中心とし、それぞれの対応する光透過中心波長から波長がずれるにしたがって光透過率が小さくなる光透過特性を示す。
【００１３】
また、アレイ導波路型回折格子は、光の相反性（可逆性）の原理を利用しているため、光分波器としての機能と共に、光合波器としての機能も有している。すなわち、図６とは逆に、互いに異なる複数の波長の光をそれぞれの波長ごとにそれぞれの光出力導波路６から入射させると、これらの光は、上記と逆の伝搬経路を通り、アレイ導波路４によって合波され、１本の光入力導波路２から出射される。
【００１４】
このようなアレイ導波路型回折格子においては、前記の如く、回折格子の波長分解能が回折格子を構成するアレイ導波路４の長さの差（ΔＬ）に比例するために、ΔＬを大きく設計することにより、従来の回折格子では実現できなかった波長間隔の狭い波長多重光の光合分波が可能となり、高密度の光波長多重通信の実現に必要とされている、複数の信号光の光合分波機能、すなわち、波長間隔が１ｎｍ以下の複数の光信号を分波または合波する機能を果たすことができる。
【００１５】
上記のようなアレイ導波路型回折格子を作製するときには、例えば、まず、火炎加水分解堆積法を用いて、シリコン等の基板１上にアンダークラッド膜、コア膜を順に形成し、その後、アレイ導波路回折格子の導波路構成が描かれたフォトマスクを介してフォトリソグラフィー、反応性イオンエッチング法を用い、コア膜にアレイ導波路回折格子パターンを転写する。その後、焼結してガラス化し、再度、火炎加水分解堆積法を用いてオーバークラッド膜を形成し、再度焼結してガラス化することにより、導波路形成領域を形成し、アレイ導波路型回折格子が作製される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のアレイ導波路型回折格子は、元来、石英系ガラス材料を主とするために、この石英系ガラス材料の温度依存性に起因してアレイ導波路型回折格子の前記光透過中心波長が温度に依存してシフトする。この温度依存性は、１つの光出力導波路６からそれぞれ出力される光の透過中心波長をλ、前記アレイ導波路４を形成するコアの等価屈折率をｎc、基板（例えばシリコン基板）１の熱膨張係数をαs、アレイ導波路型回折格子の温度変化量をＴとしたときに、（数１）により示されるものである。
【００１７】
【数１】
ここで、従来の一般的なアレイ導波路型回折格子において、（数１）から前記光透過中心波長の温度依存性を求めてみる。従来の一般的なアレイ導波路型回折格子においては、ｄｎｃ／ｄＴ＝１×１０−５（℃−１）、αｓ＝３．０×１０−６（℃−１）、ｎｃ＝１．４５１（波長１．５５μｍにおける値）であるから、これらの値を（数１）に代入する。
【００１９】
また、波長λは、各光出力導波路６についてそれぞれ異なるが、各波長λの温度依存性は等しい。そして、現在用いられているアレイ導波路型回折格子は、波長１５５０ｎｍを中心とする波長帯の波長多重光を分波したり合波したりするために用いられることが多いので、ここでは、λ＝１５５０ｎｍを（数１）に代入する。そうすると、従来の一般的なアレイ導波路型回折格子の前記光透過中心波長の温度依存性は、（数２）に示す値となる。
【００２０】
【数２】
なお、ｄλ／ｄＴの単位は、ｎｍ／℃である。例えばアレイ導波路型回折格子の使用環境温度が＋２０℃変化したとすると、各光出力導波路６から出力される光透過中心波長は０．３０ｎｍ長波長側にシフトするものであり、前記使用環境温度変化が７０℃以上になると、前記光透過中心波長のシフト量が１ｎｍ以上になってしまう。
【００２２】
アレイ導波路型回折格子は１ｎｍ以下の非常に狭い間隔で波長を分波または合波できることが特徴であり、この特徴を生かして波長多重光通信用に適用されるものであるため、上記のように、使用環境温度変化によって光透過中心波長が上記シフト量だけ変化することは致命的である。
【００２３】
そこで、従来から温度により光透過中心波長が変化しないように、アレイ導波路型回折格子の温度を一定に保つためのペルチェ素子等を有する温度調節手段を設けたアレイ導波路型回折格子が提案されているが、上記温度調節手段を用いてアレイ導波路型回折格子の温度を一定に保つためには、ペルチェ素子等に例えば１Ｗといった通電を常時行なわなければならず、コストがかかり、しかも、ペルチェ素子やその制御機構を形成する部品の組立ずれ等に起因して、光透過中心波長シフトを正確に抑制できないことがあった。
【００２４】
そこで、上記課題を解決するために、図７に示すような構成のアレイ導波路型回折格子が提案された（特願平１１−２７０２０１号、特願２０００−０２１５３３号に提案されているものであり、未だ公開になっていない）。
【００２５】
同図に示すアレイ導波路回折格子は、基板１上に石英系ガラスによって形成された導波路形成領域１０を形成している。導波路形成領域１０には従来例と同様に、１本の光入力導波路２、第１のスラブ導波路３、複数のアレイ導波路４、第２のスラブ導波路５、複数の光出力導波路６が設けられており、前記アレイ導波路４、光出力導波路６は、それぞれ予め定められた導波路間隔を介して並設されているが、同図に示すアレイ導波路回折格子においては、第１のスラブ導波路３が、第１のスラブ導波路３を通る光の経路と交わる切断面８で切断分離されている。
【００２６】
なお、同図では、切断面８は、図のＸ方向と成しており、切断面８によって、前記導波路形成領域１０は、導波路形成領域１０ａと導波路形成領域１０ｂとに切断分離されている。また、光入力導波路２には、光ファイバ配列具２１に固定された光ファイバ２３が接続され、各光出力導波路６には、光ファイバ配列具２２に固定された光ファイバテープ２４の光ファイバ（図示せず）がそれぞれ接続されている。
【００２７】
図７に示すアレイ導波路回折格子の特徴的なことは、前記の如く、第１のスラブ導波路３が第１のスラブ導波路３を通る光の経路と交わる切断面８で分離スラブ導波路３ａ，３ｂに切断分離されており、この分離された分離スラブ導波路３ｂ側の導波路形成領域１０ｂ側を固定し、分離スラブ導波路３ａ側の導波路形成領域１０ａを前記切断面８に沿ってスライド移動させることにより前記光透過中心波長をシフトさせるようにしたことである。
【００２８】
図７のアレイ導波路型回折格子において、上記スライド移動を行なうスライド移動機構は、高熱膨張係数部材７、ベース９、係止部材１４を設けて構成されている。高熱膨張係数部材７は、導波路形成領域１０ａの上面に沿って設けられた上板部７ａと導波路形成領域１０ａの側面に沿って設けられた側板部（図示されていない）とを有するＬ字形状の部材であり、側板部が固定部１１でベース９に固定されており、上板部７ａが導波路形成領域１０ａに接着剤１３によって固定されている。
【００２９】
前記係止部材１４は、導波路形成領域１０ａの上面に沿って設けられた上板部１４ａと導波路形成領域１０ａの側面に沿って設けられた側板部（図示されていない）とを有するＬ字形状の部材であり、側板部が固定部１２でベース９に固定されている。係止部材１４の上板部の内壁と導波路形成領域１０ａの上面とは当接しており、導波路形成領域１０ａのスライド移動時に、導波路形成領域１０ａがベース９に対して上方側（ＸＹ平面に垂直なＺ軸方向）に変位しないようになっている。また、側板部の内壁と導波路形成領域１０ａの側面とは間隔を介しており、導波路形成領域１０ａのスライド移動が支障なく行なえるようになっている。
【００３０】
同図に示すアレイ導波路回折格子において、アレイ導波路回折格子の使用環境温度が変化すると、高熱膨張部材７が導波路形成領域１０よりも大きく膨張または収縮するので、ベースに固定されていない側の導波路形成領域１０ａおよびその基板１が、前記切断面８に沿って、図の矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向にスライド移動し、それにより、分離スラブ導波路３ａ及び光入力導波路２がスライド移動する。
【００３１】
そして、前記切断面８に沿っての移動は、アレイ導波路回折格子の各光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に行われるため、この提案のアレイ導波路回折格子においては、アレイ導波路回折格子の使用環境温度変化に伴う各光透過中心波長の温度依存性が補償される。
【００３２】
しかしながら、図７に示した提案のアレイ導波路型回折格子においては、第１の導波路形成領域１０ａ側に光ファイバ配列具２１が接続され、該第１の導波路形成領域１０ａと切断面８を向かい合わせて配置されている第２の導波路形成領域１０ｂ側に光ファイバ配列具２２が接続されているために、アレイ導波路型回折格子の収納ケース（図示せず）の熱伸縮、該収納ケースとアレイ導波路型回折格子間に配線された光ファイバの熱伸縮に伴い、第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂの間隔が狭くなったり広くなったり変化して第１のスラブ導波路３の焦点がずれてしまい、それに伴い、クロストークの劣化（例えば−２８ｄＢ→−２４ｄＢとなる）等が起こる場合があった。
【００３３】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、光透過中心波長をシフトしてその温度依存性の抑制等が行なえ、かつ、クロストークの劣化を抑制できるアレイ導波路型回折格子を提供することにある。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明は、１本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いに異なる長さの複数の並設されたアレイ導波路が接続され、該複数のアレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続された導波路構成を有する導波路形成領域が基板上に形成され、前記第１のスラブ導波路の焦点距離と第２のスラブ導波路の焦点距離は互いに異なる距離と成しており、第１のスラブ導波路の光の経路と第２のスラブ導波路の光の経路の両方に交わる連続した切断面が形成されて、該切断面によって前記導波路形成領域が前記光入力導波路および前記光出力導波路を含む第１の導波路形成領域と前記アレイ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離されており、該第２の導波路形成領域と前記第１の導波路形成領域の少なくとも一方をアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減する方向に前記切断面に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構を設けた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３５】
また、第２の発明は、１本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いに異なる長さの複数の並設されたアレイ導波路が接続され、該複数のアレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続された導波路構成を有する導波路形成領域が基板上に形成され、前記第１のスラブ導波路の光進行方向の中心軸である第１のスラブ中心軸と前記第２のスラブ導波路の光進行方向の中心軸である第２のスラブ中心軸とは非平行状態と成し、前記第１と第２のスラブ導波路を通る連続した切断線に沿って切断面が形成されて、該切断面と前記第１のスラブ中心軸との成す角度θ１と、前記切断面と前記第２のスラブ中心軸との成す角度θ２との関係がθ１≠θ２、かつ、（１８０°−θ１）≠θ２と成しており、前記切断面によって前記導波路形成領域が前記光入力導波路および前記光出力導波路を含む第１の導波路形成領域と前記アレイ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離されており、該第２の導波路形成領域と前記第１の導波路形成領域の少なくとも一方をアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減する方向に前記切断面に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構を設けた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３６】
さらに、第３の発明は、上記第１又は第２の発明の構成に加え、前記スライド移動機構は第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域に跨る態様で設けたスライド移動部材を有する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３９】
アレイ導波路型回折格子において、光入力導波路から入射された光は第１のスラブ導波路（入力側スラブ導波路）で回折し、アレイ導波路を励振する。なお、前記の如く、隣接するアレイ導波路の長さは互いにΔＬずつ異なっている。そこで、アレイ導波路を伝搬した光は、（数３）を満たし、第２のスラブ導波路（出力側スラブ導波路）の出力端に集光される。
【００４０】
【数３】
ここで、ｎsは第１のスラブ導波路および第２のスラブ導波路の等価屈折率、ｎcはアレイ導波路の等価屈折率、φは回折角、ｍは回折次数、ｄは隣り合うアレイ導波路同士の間隔であり、λは、前記の如く、各光出力導波路から出力される光の透過中心波長である。
【００４２】
ここで、回折角φ=０となるところの光透過中心波長をλ０とすると、λ０は（数４）で表される。なお、波長λ０は、一般に、アレイ導波路型回折格子の中心波長と呼ばれる。
【００４３】
【数４】
ところで、上記第１の発明において、第１のスラブ導波路の焦点距離と第２のスラブ導波路の焦点距離は互いに異なる距離と成しているので、例えば図２の（ａ）に示すように、第１のスラブ導波路３の焦点距離をＬｆ１、第２のスラブ導波路５の焦点距離をＬｆ２とすると、光入力導波路２における線分散は、（数５）により表わせされ、光出力導波路６における線分散は、（数６）により表わされる。
【００４５】
【数５】
【数６】
なお、（数５）、（数６）において、ｎgはアレイ導波路４の群屈折率であり、アレイ導波路４の群屈折率ｎgは、アレイ導波路４の等価屈折率ｎcにより、（数７）で与えられる。
【００４８】
【数７】
また、上記第１の発明においては、第１のスラブ導波路の光の経路と第２のスラブ導波路の光の経路の両方に交わる連続した切断面が形成されて、該切断面によって、アレイ導波路型回折格子の導波路構成を形成する導波路形成領域が、前記光入力導波路および前記光出力導波路を含む第１の導波路形成領域と前記アレイ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離されている。
【００５０】
ここで、同図の（ｂ）に示すように、切断面８０を形成し、第１の導波路形成領域１０ｃと第２の導波路形成領域の少なくとも一方を切断面８０に沿って距離ｄｘシフトさせた場合を考えると、ｄｘ＝ｄｘ１＝ｄｘ２が成り立つので、この関係から、（数８）が導かれる。なお、同図には、第２の導波路形成領域１０ｄ側を切断面８０に沿って図の左側に距離ｄｘシフトさせた図が示されている。
【００５１】
【数８】
また、同図に示すように、第２の導波路形成領域１０ｄ側を切断面８０に沿って図の左側に移動させる（又は第１の導波路形成領域１０ｃを切断面８０に沿って右側に移動させる）と、光入力導波路２および光出力導波路６は図の矢印Ａ方向に移動する。そうすると、光入力導波路２の線分散から、光の入力側では光透過中心波長は長波長側にｄλ１シフトし、同様に、光出力導波路６の線分散から、光の出力側では光透過中心波長は短波長側にｄλ２シフトする。
【００５３】
ここで、光透過中心波長の長波長側のシフトをプラス（＋）、短波長側のシフトをマイナス（−）とすると、アレイ導波路型回折格子全体での光透過中心波長のシフト量ｄλは、（数９）により求められる。
【００５４】
【数９】
また、ｄλ１は光入力導波路側の線分散より（すなわち、前記（数５）から）、（数１０）で表わされる。
【００５６】
【数１０】
なお、同図に示すように、上記第１の発明においては、ｄｘ１＝ｄｘ２＝ｄｘだから、ｄｘ１をｄｘと書き替えて、（数１１）とし、この（数１１）から（数１２）を導くことができる。
【００５８】
【数１１】
【数１２】
そして、上記第１の発明においては、同図に示す第２の導波路形成領域１０ｄと第１の導波路形成領域１０ｃの少なくとも一方を前記切断面８０に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構が設けられているので、スライド移動機構によって、第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの少なくとも一方側を切断面８０に沿って移動すれば、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をシフトさせることが可能となる。
【００６１】
なお、図２のように、第１のスラブ導波路３の焦点距離Ｌｆ１>第２のスラブ導波路５の焦点距離Ｌｆ２とした場合、同図の（ｂ）に示す移動方向に第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの少なくとも一方を移動させると、（数１１）から、アレイ導波路型回折格子全体の光透過中心波長シフト方向は短波長側となる。
【００６２】
また、光透過中心波長の所望のシフト波長ｄλに応じて、（数１２）から第１の導波路形成領域１０ｃのスライド移動量ｄｘを求めておき、このスライド移動量だけ第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの少なくとも一方側を切断面８０に沿って移動すれば、第４の発明のように、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を、予め設定した設定波長量だけ、短波長側又は長波長側にシフトさせることが可能となる。
【００６３】
なお、アレイ導波路型回折格子全体の光透過中心波長のシフト方向は、第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの少なくとも一方の移動方向や第１と第２のスラブ導波路３，５の焦点距離に対応するものであるので、所望の光透過中心波長シフト方向となるように、第１又は第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの移動方向や第１と第２のスラブ導波路３，５の焦点距離を設定する。
【００６４】
また、前記の如く、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長は温度依存性を有しており、温度変化ΔＴによる光透過中心波長シフト量をΔλとすると、Δλは、（数１３）により表わされる。
【００６５】
【数１３】
そこで、この温度変化ΔＴによる光透過中心波長シフト量Δλを前記線分散に基づく波長シフト量で補償する（相殺する）ためには、Δλ＝ｄλとすればよいから、温度変化ΔＴによる光透過中心波長シフト量Δλを補償するために必要な第１の導波路形成領域１０ｃの移動量ｄｘは、（数１４）を満たす値とすればよいことになる。
【００６７】
【数１４】
したがって、上記第１の発明において、第１と第２のスラブ導波路の焦点距離を適宜の値にし、（数１４）を満たす移動量ｄｘだけ第１と第２の導波路形成領域の少なくとも一方を移動すれば、第５の発明のように、スライド移動機構によってアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減する方向に第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域の少なくとも一方を切断面に沿ってスライド移動させることが可能となり、それにより、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性をほぼゼロとなるように補償することが可能となる。
【００６９】
一方、上記第２の発明は、第１のスラブ導波路の光進行方向の中心軸である第１のスラブ中心軸と前記第２のスラブ導波路の光進行方向の中心軸である第２のスラブ中心軸とは非平行状態と成しているので、ここで、アレイ導波路型回折格子の導波路構成が、例えば図４の（ａ）に示すように形成されているとする。なお、同図に示すように、第１のスラブ導波路３の焦点距離と、第２のスラブ導波路５の焦点距離は、共にＬｆで等しいとする。
【００７０】
そうすると、光入力導波路２における線分散は、（数１５）により表わせされ、光出力導波路６における線分散は、（数１６）により表わされる。
【００７１】
【数１５】
【数１６】
また、第２の発明において、第１と第２のスラブ導波路を通る連続した切断線に沿って切断面が形成されて、該切断面と前記第１のスラブ中心軸との成す角度θ１と、前記切断面と前記第２のスラブ中心軸との成す角度θ２との関係がθ１≠θ２、かつ、（１８０°−θ１）≠θ２と成しているので、同図に示すように切断面８０を形成し、それにより、例えば、θ１＝θ、θ２＝９０°とする。
【００７４】
また、切断面８０によって、第２の発明においても、例えば同図の（ｂ）に示すように、アレイ導波路型回折格子の導波路構成を形成する導波路形成領域が、前記光入力導波路２および前記光出力導波路６を含む第１の導波路形成領域１０ｃと前記アレイ導波路４を含む第２の導波路形成領域１０ｄとに分離されているので、第１の導波路形成領域１０ｃと第２の導波路形成領域の少なくとも一方を切断面８０に沿って距離ｄｘシフトさせた場合を考えると、（数１７）が成り立ち、この関係から、（数１８）が導かれる。
【００７５】
【数１７】
【数１８】
ここで、同図の（ｂ）に示すように、第２の導波路形成領域１０ｄ側を切断面８０に沿って図の左側にシフトさせた場合を考えると、アレイ導波路型回折格子全体での光透過中心波長シフト量ｄλ０は、（数１９）により求められる。
【００７８】
【数１９】
ｄλ’は光入力導波路側の線分散より（すなわち、前記（数１５）から）、（数２０）で表わされる。
【００８０】
【数２０】
したがって、（数１９）、（数２０）から（数２１）を導くことができる。
【００８２】
【数２１】
そして、上記第２の発明において、第２の導波路形成領域と第１の導波路形成領域の少なくとも一方を前記切断面に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構が設けられているので、スライド移動機構によって、例えば同図に示すように、第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄ側を切断面８０に沿って移動すれば、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をシフトさせることが可能となる。
【００８４】
また、光透過中心波長の所望のシフト波長ｄλに応じて、（数２１）から第１の導波路形成領域１０ｃのスライド移動量ｄｘを求めておき、このスライド移動量だけ第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄ側を切断面８０に沿って移動すれば、第４の発明のように、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を、予め設定した設定波長量だけシフトさせることが可能となる。
【００８５】
なお、アレイ導波路型回折格子全体の光透過中心波長のシフト方向は、第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの少なくとも一方の移動方向や切断面８０と第１のスラブ中心軸との成す角度θ１および切断面８０と前記第２のスラブ中心軸との成す角度θ２に対応するものであるので、所望のシフト方向となるように、第１又は第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの移動方向や角度θ１、θ２とを設定する。
【００８６】
また、前記の如く、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性は、（数１３）により表わされるため、温度変化ΔＴによる光透過中心波長シフト量Δλを前記線分散に基づく波長シフト量で補償する（相殺する）ために、Δλ＝ｄλとし、第２の発明によって温度変化ΔＴによる光透過中心波長シフト量Δλを補償するために必要な第１の導波路形成領域１０ｃの移動量ｄｘを求めると、（数２２）を満たす値とすればよいことになる。
【００８７】
【数２２】
したがって、上記第２の発明において、第１と第２のスラブ導波路の焦点距離を適宜の値にし、（数２２）を満たす移動量ｄｘだけ第１と第２の導波路形成領域の少なくとも一方を移動すれば、第５の発明のように、スライド移動機構によってアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減する方向に第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域の少なくとも一方を切断面に沿ってスライド移動させることが可能となり、それにより、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性をほぼゼロとなるように補償することが可能となる。
【００８９】
また、上記第１、第２の発明においては、いずれも、切断面によってアレイ導波路型回折格子の導波路形成領域が光入力導波路および光出力導波路を含む第１の導波路形成領域と前記アレイ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離されている。したがって、図７に示したアレイ導波路型回折格子のように、例えば第１の導波路形成領域に入力側の光ファイバ配列具が接続されて第２の導波路形成領域に出力側の光ファイバ配列具が接続されている構成と異なり、光入力導波路および光出力導波路に接続された光ファイバ配列具等の熱伸縮が生じても、第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域の間隔が変化しない。
【００９０】
したがって、上記第１、第２の発明においては、この間隔変化によって第１、第２のスラブ導波路の焦点がずれてしまうことを抑制でき、それに伴うクロストークの劣化を抑制することが可能となり、これらの発明の構成を備えた第３〜第５の発明においても、同様に、クロストークの劣化が抑制される。
【００９１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例および提案例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には、本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第１実施形態例の要部構成図が平面図により示されている。
【００９２】
本実施形態例のアレイ導波路型回折格子に形成されている導波路構成は、図６に示した従来例のアレイ導波路型回折格子の導波路構成とほぼ同様であるが、本実施形態例では、第１のスラブ導波路３の焦点距離と第２のスラブ導波路５の焦点距離は互いに異なる距離と成している。具体的には、第１のスラブ導波路３の焦点距離は、Ｌｆ１、第２のスラブ導波路５の焦点距離はＬｆ２と成している。
【００９３】
また、本実施形態例では、第１のスラブ導波路３の光の経路と第２のスラブ導波路５の光の経路の両方に交わる連続した切断面８０が形成されて、該切断面８０によって、導波路形成領域１０が前記光入力導波路２と光出力導波路６を含む第１の導波路形成領域１０ｃと前記アレイ導波路４を含む第２の導波路形成領域１０ｄに分離されている。なお、前記切断面８０によって、第１のスラブ導波路３は分離スラブ導波路３ｃ，３ｄに分離され、第２のスラブ導波路５は分離スラブ導波路５ｃ，５ｄに分離されている。
【００９４】
さらに、本実施形態例では、第１の導波路形成領域１０ｃと第２の導波路形成領域１０ｄとに跨る態様でスライド移動部材１７が設けられており、該スライド移動部材１７を有して、前記第２の導波路形成領域１０ｄを前記切断面８０に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構が形成されている。
【００９５】
スライド移動部材１７は、熱膨張係数が１．６５×１０−５（１／Ｋ）の銅板により形成されている。この熱膨張係数は、基板１および導波路形成領域１０の熱膨張係数よりも大きい。そして、このスライド移動部材１７が、図１の（ｂ）に示す位置に形成された金属膜３１と、該金属膜３１の上側に設けられている半田（図示せず）によって、第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄ上に固定されている。
【００９６】
すなわち、本実施形態例において、金属膜３１は、第１の導波路形成領域１０ｃの右上端部と第２の導波路形成領域１０ｄの左下端部にそれぞれ形成されており、スライド移動部材１７は、金属膜３１の形成部以外の部分においては第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄに固定されていない。また、金属膜３１はそれぞれ、５ｍｍ×５ｍｍの正方形状と成しており、金属膜３１同士の間隔Ｓは、例えば５８．２ｍｍと成している。
【００９７】
なお、金属膜３１は、導波路形成領域１０の表面（ガラス面）と前記半田との密着性を上げるために設けるものであり、半田は金属膜３１とスライド移動部材１７とを密着させるために設けるものである。
【００９８】
また、本実施形態例において、アレイ導波路型回折格子を形成する導波路形成領域１０の組成は、特願平１１−１５１９２２号に提案した（未だ公開になっていない）ように、上部クラッドにドープするＢ２Ｏ３とＰ２Ｏ５の量を従来のアレイ導波路型回折格子におけるドープ量に比べて大きくしている。そして、このようにすることで、本実施形態例では、導波路形成領域１０（上部クラッドとコアと下部クラッド）に発生する複屈折の値Ｂを、｜Ｂ｜≦５．３４×１０−５とし、半波長板等を設けなくても偏波依存性損失を低減できる、いわゆる偏波無依存型のアレイ導波路型回折格子と成している。
【００９９】
また、アレイ導波路型回折格子の導波路構成における各パラメータは、以下に示す値である。すなわち、第１のスラブ導波路３の焦点距離Ｌｆ１＝１５０００μｍ、第２のスラブ導波路５の焦点距離Ｌｆ２＝９０００μｍ、隣り合うアレイ導波路４同士の長さの差ΔＬは２５℃において６５．２μｍ、隣り合うアレイ導波路４同士の間隔ｄは１５μｍ、アレイ導波路４の等価屈折率ｎｃは１．４５１、アレイ導波路群屈折率ｎｇは１．４７５、アレイ導波路回折格子の中心波長λ０は１．５５０．９μｍである。
【０１００】
さらに、本実施形態例でも図７に示した提案例と同様に、光入力導波路２には、光ファイバ配列具２１に固定された光ファイバ２３が接続され、各光出力導波路６には、光ファイバ配列具２２に固定された光ファイバテープ２４の光ファイバ（図示せず）がそれぞれ接続されている。
【０１０１】
そして、本実施形態例では、上記光ファイバを接続している側の第１の導波路形成領域１０ｃを、パッケージ（図示せず）の保護基板に固定するためのベース基板（図示せず）に固定し、その状態で、パッケージ内に非水溶性のマッチングオイルを充填している。なお、本実施形態例のように、マッチングオイルを充填したパッケージ内に収容してアレイ導波路型回折格子を作製する方法および効果は、特願平１１−２９９２００号に詳細に記載されている（未だ公開になっていない）。
【０１０２】
ところで、本発明者は、アレイ導波路型回折格子の温度依存性を抑制するために、アレイ導波路型回折格子の線分散特性に着目し、前記（数１）〜（数１４）に示した説明の如く、本実施形態例のような基本構成を有する（例えば図１、図２に示すような構成の）アレイ導波路型回折格子の使用環境温度変化量ΔＴと位置補正量ｄｘとの関係を求めた。そして、この関係は前記（数１４）により表わされることを確認した。
【０１０３】
そこで、本実施形態例について、アレイ導波路型回折格子の導波路構成の各パラメータの値と、（数２）、（数１４）に基づき、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度の変化量Ｔと位置補正量ｄｘの関係を求めると、ｄｘ＝０．９６０・ΔＴの関係となっていることが分かった。
【０１０４】
そこで、本実施形態例においては、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度が１０℃上昇したときに、第２の導波路形成領域１０ｄを約９．６０μｍだけ矢印Ａ方向に移動し、その逆に、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度が１０℃下降したときに、第２の導波路形成領域１０ｄを約９．６０μｍだけ矢印Ｂ方向に移動するように、スライド移動部材１７の熱膨張係数に対応させて金属膜３１の間隔Ｓ（スライド移動部材１７の熱伸縮領域）を前記値（５８．２ｍｍ）に決定した。
【０１０５】
なお、本実施形態例において、スライド移動部材１７は、銅により形成しており、銅の熱膨張係数は、前記の如く、１．６５×１０−５／℃であるので、スライド移動部材１７の熱伸縮領域の長さをＳとしたとき、１．６５×１０−５×（Ｓ×１０３）＝０．９６０を満足する値となれば、スライド移動部材１７の熱伸縮を利用して上記移動量のスライド移動を行なうことができる。そして、この式を満足するスライド移動部座右１７の熱伸縮領域の長さＳは、Ｓ＝５８．２（ｍｍ）となる。
【０１０６】
本実施形態例は以上のように構成されており、第１の導波路形成領域１０ｃを前記ベース基板（図示せず）に固定しており、また、金属膜３１を図１の（ｂ）に示した部位に前記の如く形成して、該金属膜３１の形成部でスライド移動部材１７を第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄに固定し、金属膜３１の形成部以外の部分においては、スライド移動部材１７を第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄに固定していないことから、スライド移動部材１７の温度変化に伴う伸縮によって第２の導波路形成領域１０ｄが切断面８０に沿って、図の左右方向にスライド移動する。
【０１０７】
この第２の導波路形成領域１０ｄのスライド移動は、本実施形態例では、アレイ導波路型回折格子の各光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に行われるものであり、具体的には、温度上昇に伴い、スライド移動部材１７が基板１および導波路形成領域１０よりも大きく膨張したときに、図２の（ｂ）に示したものと同様に、第２の導波路形成領域１０ｄ側が左側（図１の矢印Ａ方向）に約０．９６０μｍ／℃移動する。また、その逆に、温度下降に伴い、スライド移動部材１７が基板１および導波路形成領域１０よりも大きく収縮すると、第２の導波路形成領域１０ｄ側が右側（図１の矢印Ｂ方向）に約０．９６０μｍ／℃移動するものである。
【０１０８】
このように、本実施形態例では、アレイ導波路型回折格子の各光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に第２の導波路形成領域１０ｄの移動が行なわれるため、本実施形態例によれば、たとえアレイ導波路型回折格子の使用環境温度が変化しても、この温度変化に伴う光透過中心波長ずれを解消することができ、使用環境温度に依存しない、いわゆる温度無依存型のアレイ導波路型回折格子とすることができる。
【０１０９】
また、本実施形態例によれば、第１の導波路形成領域１０ｃ側に光ファイバ配列具２１，２２が固定され、一方、第２の導波路形成領域１０ｃ側には光ファイバ配列具２１，２２が固定されていないので、図７に示した提案のアレイ導波路型回折格子のように、アレイ導波路型回折格子のパッケージ（収納ケース）の熱伸縮やパッケージとアレイ導波路型回折格子間に配線された光ファイバの熱伸縮に伴って第１の導波路形成領域１０ｃと第２の導波路形成領域１０ｄの間隔が狭くなったり広くなったり変化することを抑制できる。
【０１１０】
したがって、この間隔変化によって第１、第２のスラブ導波路３，５の焦点がずれてしまうことを抑制でき、それに伴うクロストークの劣化を抑制することができる。
【０１１１】
特に、本実施形態例によれば、光ファイバ配列具２１，２２が固定されていない第２の導波路形成領域１０ｄを切断面８０に沿ってスライド移動する構成であるために、スライド移動に伴う応力を光ファイバ配列具２１，２２とアレイ導波路型回折格子との接続部に加えることを抑制でき、光ファイバ配列具２１，２２とアレイ導波路型回折格子との接続部の接続状態を確実に維持できる。
【０１１２】
さらに、本実施形態例によれば、スライド移動部材１７を第１の導波路形成領域１０ｃと第２の導波路形成領域１０ｄとに跨る態様で設けたために、例えば図７に示した提案例のような、高熱膨張係数部材７を低熱膨張材料のベース９に固定してスライド移動機構を構成する場合と異なり、ベース９と導波路形成領域との位置精度を高くする調整を行なう必要が無く、装置構成を簡略化することができる。そのため、本実施形態例においては、装置の低コスト化や歩留まりの向上をより一層確実に図ることができる。
【０１１３】
図３には、本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第２実施形態例の要部構成図が平面図により示されている。なお、本第２実施形態例において、上記第１実施形態例と同一名称部分には同一符号が付してある。
【０１１４】
本実施形態例のアレイ導波路型回折格子に形成されている導波路構成は、図６に示した従来例のアレイ導波路型回折格子の導波路構成とほぼ同様であるが、本第２実施形態例では、第１のスラブ導波路３の光進行方向の中心軸である第１のスラブ中心軸Ｃ１と第２のスラブ導波路５の光進行方向の中心軸である第２のスラブ中心軸Ｃ２とは非平行状態と成している。
【０１１５】
また、図３に示すように、本第２実施形態例では、第１と第２のスラブ導波路３，５を通る連続した切断線に沿って切断面８０が形成されて、該切断面８０と前記第１のスラブ中心軸Ｃ１との成す角度θ１と、切断面８０と前記第２のスラブ中心軸Ｃ２との成す角度θ２との関係がθ１≠θ２、かつ、（１８０°−θ１）≠θ２と成している。なお、本第２実施形態例では、図４に示した導波路構成と同様に、θ２＝９０°、θ１＝θと成しており、本第２実施形態例において、θ１＝θ＝３６°と成している。
【０１１６】
本第２実施形態例でも、上記第１実施形態例と同様に、切断面８０によって、導波路形成領域１０が前記光入力導波路２と光出力導波路６を含む第１の導波路形成領域１０ｃと前記アレイ導波路４を含む第２の導波路形成領域１０ｄに分離されており、第１の導波路形成領域１０ｃと第２の導波路形成領域１０ｄとに跨る態様でスライド移動部材１７を有して、前記第２の導波路形成領域１０ｄを前記切断面８０に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構が形成されている。
【０１１７】
すなわち、本第２実施形態例において、アレイ導波路型回折格子の導波路構成および切断面８０の形成態様は、上記第１実施形態例と異なるが、スライド移動機構の構成や、アレイ導波路型回折格子の基板１および導波路形成領域１０の組成、作製方法等は、上記第１実施形態例と同様であり、その重複説明は省略する。
【０１１８】
また、本第２実施形態例において、第１と第２のスラブ導波路３，５の焦点距離Ｌｆは、共に９０００μｍと成しており、それ以外のアレイ導波路型回折格子の前記パラメータは上記第１実施形態例と同様である。また、本第２実施形態例において、スライド移動部材１７の熱伸縮領域Ｓの長さ（金属膜３１の間隔）は、５６．５ｍｍと成している。
【０１１９】
ところで、本発明者は、アレイ導波路型回折格子の温度依存性を抑制するために、アレイ導波路型回折格子の線分散特性に着目し、前記（数１）〜（数４）、（数１３）、（数１５）〜（数２２）に示した説明の如く、本実施形態例のような基本構成を有する（例えば図３や図４に示すような構成の）アレイ導波路型回折格子の使用環境温度変化量ΔＴと位置補正量ｄｘとの関係を求めた。そして、この関係は前記（数２２）により表わされることを確認した。
【０１２０】
そこで、本実施形態例について、各パラメータの値と、（数２）、（数２２）に基づき、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度の変化量Ｔと位置補正量ｄｘの関係を求めると、ｄｘ＝０．９３２・ΔＴの関係となっていることが分かった。そして、この関係に基づき、本実施形態例においても、上記第１実施形態例と同様に、スライド移動部材１７の熱膨張係数に対応させて金属膜３１の間隔Ｓを前記値（５６．５ｍｍ）に決定した。
【０１２１】
本第２実施形態例は以上のように構成されており、本第２実施形態例も上記第１実施形態例とほぼ同様に、スライド移動部材１７によって第２の導波路形成領域１０ｄの切断面８０に沿ったスライド移動動作が行われ、前記（数１）〜（数４）、（数１３）、（数１５）〜（数２２）に示した説明から明らかなように、上記第１実施形態例と同様の効果を奏することができる。
【０１２２】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上記各実施形態例において、スライド移動部材１７は銅により形成したが、スライド移動部材１７は必ずしも銅により形成するとは限らず、例えばアルミニウムによって形成してもよく、スライド移動部材１７は、アレイ導波路型回折格子の基板１および導波路形成領域１０よりも熱膨張係数が大きい部材であればよい。
【０１２３】
また、上記各実施形態例では、スライド移動部材１７を第１の導波路形成領域１０ｃと第２の導波路形成領域１０ｄに跨る態様で設けて、第２の導波路形成領域１０ｄと第１の導波路形成領域１０ｄの少なくとも一方を前記切断面８０に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構を構成したが、スライド移動機構の構成は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
【０１２４】
例えば、図７に示した提案のアレイ導波路型回折格子のように、スライド移動機構は、ベース９と高熱膨張係数部材７と係止部材１４とを有する構成としてもよい。
【０１２５】
すなわち、上記スライド移動機構は、第１のスラブ導波路３の光の経路と第２のスラブ導波路５の光の経路の両方に交わる連続した切断面８０によって切断分離して形成した、第１と第２の導波路形成領域１０ｃと１０ｄの少なくとも一方側を、前記切断面８０に沿ってスライド移動させる機構であればよい。
【０１２６】
そして、スライド移動機構による前記スライド移動により、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を予め定めた値だけシフトできる構成とすれば、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を所望の値だけシフトさせることができ、また、上記各実施形態例のように、上記スライド移動機構によってアレイ導波路型回折格子の各光透過中心波長の温度依存変動を低減する構成とすれば、上記各実施形態例のように、光透過中心波長の温度依存性を解消することができ、光波長多重通信用などの実用に適した優れたアレイ導波路型回折格子とすることができる。
【０１２７】
さらに、上記各実施形態例では、いずれも、第１の導波路形成領域１０ｃ側を固定して、第２の導波路形成領域１０ｄ側を切断面８０に沿って移動する構成としたが、その逆に、第１の導波路形成領域１０ｃ側を切断面８０に沿って移動する構成としてもよいし、第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの両方を切断面８０に沿って移動する構成としてもよい。
【０１２８】
ただし、上記各実施形態例のように、第１の導波路形成領域１０ｃ側を固定して、第２の導波路形成領域１０ｄ側を切断面８０に沿って移動する構成とすると、光入力導波路２と光出力導波路６が形成されていて光ファイバ配列具２１，２２が固定されている側の導波路形成領域を固定して、光ファイバ配列具２１，２２が固定されていない側の導波路形成領域をスライド移動するために、スライド移動時に光ファイバ配列具２１，２２等に応力が加わることを抑制でき、より一層好ましい。
【０１２９】
さらに、上記各実施形態例では、アレイ導波路型回折格子の導波路形成領域１０の組成を特願平１１−１５１９２２号に提案した組成としたが、アレイ導波路型回折格子の導波路形成領域１０の組成は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。ただし、アレイ導波路型回折格子の導波路形成領域１０の組成を特願平１１−１５１９２２号に提案した組成とすると、アレイ導波路型回折格子に半波長板等を設けなくても偏波依存性損失を抑制でき、半波長板等を設けることによる問題を抑制できる。
【０１３０】
さらに、上記各実施形態例では、特願平１１−２９９２００号の提案と同様にマッチングオイルを充填したパッケージ内に、図１、３に示すような構成要素を収容したアレイ導波路型回折格子としたが、本発明のアレイ導波路型回折格子は、必ずしもマッチングオイルを充填したパッケージ内に収容した構成とは限らず、例えば適宜のパッケージに収容されて形成されるものである。
【０１３１】
さらに、上記各実施形態例においては、金属膜３１を第１の導波路形成領域１０ｃの右上端部と第２の導波路形成領域１０ｄの左下端部に形成したが、アレイ導波路型回折格子の導波路構成に応じて、図１の（ｂ）の破線に示すような位置に金属膜３１を形成し、スライド移動部材１７による第２の導波路形成領域１０ｄの移動を上記第１実施形態例と逆方向になるようにしてもよい。
【０１３２】
さらに、上記第１実施形態例では、第１のスラブ導波路３の焦点距離Ｌｆ１と第２のスラブ導波路５の焦点距離Ｌｆ２の関係を、Ｌｆ１>Ｌｆ２としたが、その逆に、Ｌｆ１<Ｌｆ２としてもよい。
【０１３３】
さらに、上記第２実施形態例では、第１のスラブ中心軸Ｃ１と切断面８０との成す角度θ１＝３５°、第２のスラブ中心軸Ｃ２と切断面８０との成す角度θ２＝９０°としたが、これらの角度θ１、θ２の値は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものであり、例えば図５の（ｂ）に示すように、（１８０°−θ１）＝θ２となったり、θ１＝θ２となったりしなければ、例えば同図の（ａ）に示すように、θ１とθ２がいずれも９０°以外の角度でもよい。
【０１３４】
そして、同図の（ａ）に示す構成において、第１と第２の導波路形成領域１０ｃ，１０ｄの少なくとも一方をＸ方向にｄｘ移動した場合は、前記光出力導波路６の線分散が前記式（数１６）において、ｄｘの代わりに、ｄｘ・ｓｉｎ（１８０°−θ２）を代入した式となるので、この式に基づいて、（数１７）〜（数２２）に示した検討を応用し、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度変化量ΔＴと位置補正量ｄｘとの関係を求め、この関係に基づいて、スライド移動部材１７を形成する部材の組成や、スライド移動部材１７の熱伸縮領域の長さを決定すればよく、このようにすることにより、上記第２実施形態例とほぼ同様の動作を行ない、同様の効果を奏することができる。
【０１３５】
さらに、本発明のアレイ導波路型回折格子を構成する各導波路２，３，４，５，６の等価屈折率や本数、大きさなどの詳細な値は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
【０１３６】
【発明の効果】
第１、第２の発明によれば、第１と第２のスラブ導波路の焦点距離を互いに異にしたり、第１と第２のスラブ導波路を非平行状態としたりして、アレイ導波路型回折格子の導波路構成を特徴的な構成とし、かつ、第１のスラブ導波路の光の経路と第２のスラブ導波路の光の経路の両方に交わる連続した切断面によって導波路形成領域を、光入力導波路および光出力導波路を含む第１の導波路形成領域とアレイ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離し、さらに、第１と第２の導波路形成領域の少なくとも一方を前記切断面に沿って基板面方向にスライド移動させることにより、アレイ導波路型回折格子の各光透過中心波長をシフトさせることができる。
【０１３８】
そして、上記スライド移動の方向と移動量を適宜設定して、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減する方向に上記スライド移動を行なうことにより、各光透過中心波長の温度依存変動（波長ずれ）を解消することができる。
【０１３９】
また、本発明によれば、切断面によって導波路形成領域を、光入力導波路および光出力導波路を含む第１の導波路形成領域とアレイ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離するために、光入力導波路や光出力導波路に接続される光ファイバ配列具等の熱伸縮に伴い、切断面によって分離された一方側の導波路形成領域と他方側の導波路形成領域にそれぞれ光ファイバ配列具等を接続する場合と異なり、熱変化に伴って第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域との間隔が変化することを抑制できる。
【０１４０】
したがって、本発明によれば、この間隔変化に伴うクロストーク劣化の問題を抑制できる。
【０１４１】
さらに、スライド移動機構は第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域に跨る態様で設けたスライド移動部材を有する構成とした第３の発明によれば、スライド移動部材により基板面に垂直な軸方向の位置合わせもでき（位置ずれも防止でき）るし、スライド移動機構の構成を非常に簡単な構成とすることができ、アレイ導波路型回折格子のコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第１実施形態例を示す要部構成図である。
【図２】上記第１実施形態例と同様の基本構成を有するアレイ導波路型回折格子の光入力導波路および光出力導波路の位置と光透過中心波長シフトとの関係（ａ）とアレイ導波路型回折格子の動作例（ｂ）をそれぞれ模式的に示す説明図である。
【図３】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第２実施形態例を示す要部構成図である。
【図４】上記第２実施形態例と同様の基本構成を有するアレイ導波路型回折格子の光入力導波路および光出力導波路の位置と光透過中心波長シフトとの関係（ａ）とアレイ導波路型回折格子の動作例（ｂ）をそれぞれ模式的に示す説明図である。
【図５】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の他の実施形態例（ａ）と、比較例（ｂ）をそれぞれ示す説明図である。
【図６】従来のアレイ導波路型回折格子の導波路構成をその動作例と共に示す説明図である。
【図７】従来提案されたアレイ導波路型回折格子の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 光入力導波路
３ 第１のスラブ導波路
４ アレイ導波路
５ 第２のスラブ導波路
６ 光出力導波路
１０ 導波路形成領域
１０ｃ 第１の導波路形成領域
１０ｄ 第２の導波路形成領域
１７ スライド移動部材
３１ 金属膜
８０ 切断面
Claims (3)
- １本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いに異なる長さの複数の並設されたアレイ導波路が接続され、該複数のアレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続された導波路構成を有する導波路形成領域が基板上に形成され、前記第１のスラブ導波路の焦点距離と第２のスラブ導波路の焦点距離は互いに異なる距離と成しており、第１のスラブ導波路の光の経路と第２のスラブ導波路の光の経路の両方に交わる連続した切断面が形成されて、該切断面によって前記導波路形成領域が前記光入力導波路および前記光出力導波路を含む第１の導波路形成領域と前記アレイ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離されており、該第２の導波路形成領域と前記第１の導波路形成領域の少なくとも一方をアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減する方向に前記切断面に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構を設けたことを特徴とするアレイ導波路型回折格子。
- １本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いに異なる長さの複数の並設されたアレイ導波路が接続され、該複数のアレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続された導波路構成を有する導波路形成領域が基板上に形成され、前記第１のスラブ導波路の光進行方向の中心軸である第１のスラブ中心軸と前記第２のスラブ導波路の光進行方向の中心軸である第２のスラブ中心軸とは非平行状態と成し、前記第１と第２のスラブ導波路を通る連続した切断線に沿って切断面が形成されて、該切断面と前記第１のスラブ中心軸との成す角度θ１と、前記切断面と前記第２のスラブ中心軸との成す角度θ２との関係がθ１≠θ２、かつ、（１８０°−θ１）≠θ２と成しており、前記切断面によって前記導波路形成領域が前記光入力導波路および前記光出力導波路を含む第１の導波路形成領域と前記アレイ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離されており、該第２の導波路形成領域と前記第１の導波路形成領域の少なくとも一方をアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減する方向に前記切断面に沿って基板面方向にスライド移動させるスライド移動機構を設けたことを特徴とするアレイ導波路型回折格子。
- スライド移動機構は第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域に跨る態様で設けたスライド移動部材を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のアレイ導波路型回折格子。
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