JP4890472B2 - 温度無依存性アレイ導波路回折格子及び製作方法 - Google Patents

Description

本発明は光通信において光信号の波長分割多重化／逆多重化に使われる平面形アレイ導波路回折格子に関するもので、特に中心波長の温度無依存性に関するものである。

大容量の情報を送るためによく使われる波長分割多重化（ＷＤＭ）通信システムでは、一本の光ファイバを利用してＮ個の波長を持つ光信号を同時に送る。遠距離の通信では１個の光ファイバにできるだけ情報を多く送信するので、使う波長間隔を１ｎｍ以下と狭くして、多くの波長の光を使った高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）送信が使われている。

単一モード光ファイバを基盤にする波長分割多重化通信システムの送受信端には、異なる波長を持つ光信号を合波及び分波するために、主にアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）を利用する。アレイ導波路回折格子の概略図を図１に示した。

アレイ導波路回折格子は平面基板（６）上に一つ以上の入力導波路（１）と出力導波路（２）、二つのスラブ導波路（３、４）及びアレイ導波路（５）で構成される。入力導波路（１）に送信された多重化された光は入力スラブ導波路（３）で回折によって広くなって長さが違うそれぞれのアレイ導波路（5）に電波される。隣接したアレイ導波路（５）の長さが違うため、異なる位相で出力スラブ導波路（４）に到逹する。出力スラブ導波路（４）に到逹した光の同位相面は直線を表し、異なる波長の光はそれぞれ異なる位相差を持つため同位相面の直線の傾きが変わる。従って、異なる波長の光は集光される位置が変わる。このようにそれぞれ異なる波長の光が集光される位置に出力導波路（２）を置くことで多重化された光を分波することができる。

アレイ導波路回折格子の動作原理は下記の（式１）のようになる。
ｎ_ｓ*ｄ*ｓｉｎφ＋ｎ_ｃ*ΔＬ＝ｍ*λ（式１）
ｎｓ：スラブ（slab）導波路の屈折率、ｄ：アレイ導波路とスラブ導波路との界面での隣接したアレイ導波路間の距離、φ：回折角、ｎｃ：導波路の屈折率、ΔＬ：隣接したアレイ導波路間の長さの差、ｍ：回折次数、λ：出力された光の波長。

ここで回折角φが０°に位置した出力導波路に放出される光の波長を中心波長λ_０とすると前記の（式１）は次のようになる。
λ_０＝ｎ_ｃ*ΔＬ／ｍ（式２）

アレイ導波路回折格子の導波路領域（１４）は主にシリカ係ガラス物質で成り立つ。ここで、シリカ係ガラス物質の屈折率は温度によって変わるため前記の導波路で構成されたアレイ導波路回折格子の光分波波長特性も温度によって変わる。また、アレイ導波路回折格子の基板（６）では主にシリコンを使うため温度によって基板が収縮膨脹をしアレイ導波路（５）の長さが変わり、これにより出力導波路（２）に放出される光の中心波長が変わる。

中心波長の温度依存性を調べるために前記（式２）を温度Ｔで微分したものを下記の（式３）に示す。
ｄλ／ｄＴ＝λ／ｎ_ｃ*ｄｎ_ｃ／ｄＴ＋λ／ΔＬ*ｄΔＬ／ｄＴ＝λ／ｎ_ｃ*ｄｎ_ｃ／ｄＴ＋λ／α_ｓ（式３）
α_ｓ：基板の熱膨脹係数、前記（式３）の一項目であるλ／ｎ_ｃ*ｎ_ｃ／ｄＴは導波路屈折率の温度依存性を表す。

例えば一般的に導波路で使われるシリカ係ガラスの温度による屈折率変化ｄｎ_ｃ／ｄＴは８×１０^−６／Ｋで導波路屈折率ｎ_ｃ＝１．４５、中心波長λ_０＝１５５０ｎｍの場合導波路屈折率の温度依存性値はλ／ｎ_ｃ*ｎ_ｃ／ｄＴ＝０．００８５ｎｍ／Ｋになる。

前記（式３）の二番目の項目であるλ／α_ｓは基板（６）の膨脹収縮による波長の温度依存性を表す。例えばシリコン基板の熱膨脹係数α_ｓ＝２．５*１０^−６／Ｋの場合基板による波長の温度依存性値はλ／α_ｓ＝０．００３６ｎｍ／Ｋになる。従って、波長に対する温度依存性値ｄλ／ｄＴは１．０１２ｎｍ／Ｋになる。これは実際のアレイ導波路回折格子素子の温度による波長変化値である０．０１１ｎｍ／Ｋとほとんど一致する。

アレイ導波路回折格子の温度による波長変化を制御するために従来の技術では温度調節装置を装着する方法が使われた。しかし、ペルティエ素子及びヒーターなどの温度調節装置は常に電力を要するだけではなく使用可能な屋外環境も要し、装置の稼動が制限されるという問題点があった。本発明は温度無依存性アレイ導波路回折格子の製作方法に関するものである。

アレイ導波路回折格子を利用した、多重化された光の波長分波及び合波は、関係式によって異なる波長を持つ光がそれぞれ違う位置に集光される特性を利用したものである。従って入力導波路（１）の位置を水平方向（ｘ方向）に移動させる場合、一つの出力導波路（２）に集光される光の波長も変わることになる。

入力スラブ導波路（３）の焦点の中心から水平方向（ｘ方向）にｄｘ移動すれば、出力導波路（２）での波長はｄλ変わる。その関係式は次のようになる。
ｄｘ／ｄλ＝（Ｌ_ｆΔＬ／ｎ_ｓｄλ_０）*ｎ_ｇ（式４）
Ｌ_ｆ：スラブ導波路の焦点の長さ、ｎ_ｇ：アレイ導波路への群屈折率
前記（式４）において、温度変化をＴとしたものを次に示す。

ｄｘ＝（Ｌ_ｆΔＬ／ｎ_ｓｄλ_０）ｎ_ｇ（ｄλ／ｄＴ）Ｔ（式５）
前記（式５）で分かるように、温度変化に従って出力導波路（２）に集光される光の波長が変わる場合、入力導波路（１）の位置を水平（ｘ）方向に移動させれば波長の温度依存性を相殺させることができる。

例えば、スラブ導波路の焦点の長さＬ_ｆが１３ｎｍ、隣接したアレイ導波路の長さΔＬが４０μｍ、アレイ導波路とスラブ導波路との界面で隣接したアレイ導波路間の距離ｄが１４μｍ、回折次数ｍが３８である場合、温度による波長変化の相殺が可能な入力導波路の水平移動距離は次のようになる。

ｄｘ＝〜０．２８Ｔ（μｍ）（式６）
温度変化が５０°である場合、入力導波路を水平方向に１４μｍ移動させれば波長変化を相殺できる。温度変化によって入力導波路の位置を受動的に変える方法では、基板より熱膨脹係数が大きい水平スライドロッド（１０）を利用し、膨脹及び収縮時に水平スライドロッドと共に入力導波路（１）を水平（ｘ）方向に動かす必要がある。

本発明はアレイ導波路回折格子の外部温度による波長変化を、温度調節装置を使わずに受動的に温度無依存性を持つようにする技術である。また、一般的なアレイ導波路回折格子をそのまま使って簡単に製作することができるようにした技術である。

本発明では、同一基板上に製作されたアレイ導波路回折格子素子を入力導波路とスラブ（slab）導波路の間の境界を切断してアライメント用基板の上で整列させ、切断面の間隔維持のためにフィルムを挿入することで整列に要する６軸（ｘ、ｙ、ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）中において、温度による波長変化を相殺（補償）するために自由に移動可能である必要がある水平（x）方向以外の残りの５軸は受動的に整列されるため、製作過程が簡単であり、さらに作動安全性が高いという特徴がある。

本発明では、光路結合用間隔に透明で柔軟だが流動性がないゲルを塗布することで光路結合が効率的に成り立ち持続的に維持される効果がある。また類似な物性を持つゲルを、入力導波路に接続された前記カットエレメント端とアライメント用基板とのすき間に満たすことで、整列を維持するために追加の構造物を装着しなくても非常に優れた整列安全性を持って低温高湿度の条件の下でも作動が保障される。

アレイ導波路回折格子の基板には一般的にシリコン又は石英ガラスが利用される。本発明ではシリコン基板によるアレイ導波路回折格子を使っており、また、アライメント用基板（７）にも素子基板（６ａ、ｂ）と同一材質である厚さ１ｍｍのシリコン基板を加工して使った。

アレイ導波路回折格子の切断面は鋭くなっており、切断した素子間の衝突やアライメント用基板との衝突によって割れやすく、特に素子の上部角の割れは光導波路が位置した領域であるために光電送損失をもたらす。素子下部角が割れた場合、割れた小片が素子基板とアライメント用基板とのすき間に流入されるために導波路間の整列が外れて素子特性が悪くなる。

本発明では切断面間の衝突を防止するために５μｍの厚さを持つＰＥＴフィルムカットエレメント（８）を切断面間の接続部位（１２）の両先端に挿入した。また、切断面が接続される地点の下に幅１ｍｍ、深さ１５０μｍの溝を作ることで素子切断面下部角の割れを予め防止し、もし割れが発生してもすき間に流入されないようにした。また接続地点内側にも溝を作り、入力導波路を除いた余分の素子のカットエレメントをアライメント用基板に固定する時に塗布する接着剤が接続地点外に流れ出ることを防止する。

水平スライドロッド部の中の膨脹収縮用棒の材質はアルミニウムで寸法は長さ１３．３ｍｍ、厚さ２ｍｍ、幅５ｍｍである。固定用資材はパイレックス（登録商標）ガラスを使っており、幅はアルミニウム棒の幅と一致するように５ｍｍ、長さは３ｍｍ、高さは入力導波路に接続された前記カットエレメント上部用は３ｍｍ、アライメント用基板上部用は４ｍｍである。アルミニウムの熱膨脹係数が２４ｐｐｍで基板と比べて比較的に大きい値を持つため短い長さでも温度による波長相殺が可能である。

図６は実施例として、アレイ導波路回折格子の中心波長が、温度による相殺前に比べて相殺後に温度無依存性を持つようになることを表したものである。−３０℃の低温から７０℃の高温までの１００℃の温度変化において、波長変化の最大値が５０ｐｍ程度と非常に小さい。温度相殺前の波長変化値である１１００ｐｍと比べれば非常に高い温度無依存特性を持つようになることが分かる。

通常シリカ係ガラスで形成される導波路の屈折率は１．４５程度であるので光路結合時の損失を減らすために切断面間の間隔に塗布されるゲルは屈折率が１．４０〜１．５０の範囲でなければならず、１．５μｍ波長領域の光に対して透過率が高くなければならない。本発明では屈折率が１．４１、１．５μｍの波長の光に対する透過率が８０％以上のゲルを塗布しており、接続する時の損失を０．６ｄＢ程度減らすことができる。

本発明の実施例では、切断面間の間隔が５μｍ、アライメント用基板と入力導波路の間のすき間は１μｍ以下であり、毛細管現象を利用した塗布が容易なように硬化前粘度が１，０００ｃｐｓ以下のゲルを使った。硬化後には長い間使っても流れ出ず永久的に保持されるように、流動性がなく耐久性が優れた物性を持ち、また温度変化による相殺のため、入力導波路に接続されたカットエレメントが水平方向に自由に動くようにショア（ｓｈｏｒｅ）００硬度が１０以下のゲルを使った。また硬化されたゲルの接着力は０．１ｋｇｆ／ｃｍ^２以上でありｙ方向整列の外れを充分に抑制することができる。

実施例での温度変化によるＩＴＵ波長での挿入損失変化を図７に示した。前述したように（図６）中心波長の変化が非常に小さいだけではなく、温度変化による相殺のため入力導波路に接続されたカットエレメントが水平（ｘ）方向に動いても入力導波路とスラブ導波路間の整列が１μｍ以内で精密に維持されることで−３０〜７０℃の使用温度範囲でＩＴＵ波長での損失変化を０．１ｄＢ以下に維持することができる。

本発明での温度無依存性において重要な点は、第一に、温度による波長変化を相殺させることができるように正確に入力導波路位置を移動させることであり、第二に、温度が変化する環境で入力導波路に接続された前記カットエレメントが水平方向に動いても入力導波路と入力スラブ導波路間の整列が乱れないこと、第三に、低温高湿環境や高温高湿環境のような劣悪な条件でも特性変化なしに安定した動作をすることである。

本発明において、温度無依存性アレイ導波路回折格子の構成を図２に示した。切断された素子（６ａ、６ｂ）の整列及び付着のためのアライメント用基板（７）と切断面の間隔（１６）を一定に調整及び維持するための薄いフィルム（８）と挿入損失を減らすために満たしたゲル（９）、温度変化に従って膨脹収縮することで、入力導波路（１）が位置した素子のカットエレメント（６ａ）をｘ方向に移動し波長変化を相殺するための水平スライドロッド（１０）及び入力導波路が位置した素子のカットエレメント（６ａ）とアライメント用基板（７）の間に満たしたゲル（１１）で構成される。

先ずアレイ導波路回折格子の入力導波路（１）と入力スラブ導波路（３）との境界を切断する。この時切断面（１２）は垂直又は垂直角度から８度傾くように切断する。切断された入力導波路が位置した素子のカットエレメント（６ａ）と残り部分（６ｂ）はアライメント用基板（７）の上で整列及び組立が行われる。切断された入力導波路が位置した素子のカットエレメント（６ａ）を除いた残りの素子部分（６ｂ）はアライメント用基板（７）上に接着剤（１７）を利用して固定させる。

この時アライメント用基板（７）は素子基板（６）と同一材質であるか熱膨脹係数がほとんど同じ材質ではなければならない。素子基板（６）とアライメント用基板（７）の熱膨脹係数が違う場合には温度変化による収縮膨脹に違いが生じ、変形したり残留応力が発生する。これは切断した素子間の整列や素子の特性に悪影響を及ぼす。

切断して分離された入力導波路と入力スラブ導波路間の接続時には全６軸（ｘ、ｙ、ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）の精密な整列を必要とする。本発明では中心波長の調整のために自由度を持たなければならないｘ軸を除いては残り５個の軸（ｙ、ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）に対する整列は受動的に成り立つようにした。一つの素子で切断によって分離された入力導波路カットエレメント（６ａ）と残り（６ｂ）は同じ厚さを持つため、アライメント用基板（７）に密着させる場合ｙ軸及びθｘ、θｚ軸整列の受動的な成立が可能である。

分離されたカットエレメント間（６ａ、６ｂ）の接続部位間隔（１６）によって素子特性が極端に変化するほど間隔が大きくなる場合には、挿入損失が大きくなるだけではなく、特に焦点の距離から離れるほど集光ができないので、波長スペクトラム幅が増加して入力位置からそれぞれのアレイ導波路（５）までの距離が変わり本来の性能を発揮し難くなる。従って、ｚ軸即ち入力導波路と入力スラブ導波路間の間隔（１６）と間隔の平行（θｙ）調整と維持がキーポイントである。

本発明ではその間隔に一定の厚さの薄いフィルムカットエレメント（８）を挿入することで間隔（１６）を調整し易くするだけではなく、切断された断面間（１２ａ、１２ｂ）の当接によって断面破損を阻むことができるという長所もある。

図３は図２で示した線分ＡＡ´の断面を表したものである。もし切断された断面の状態でそのまま接続を完了したら切断によって発生した断面（１２ａ、１２ｂ）の粗さによって散乱現象がひどくなり界面での屈折率の差が大きくなるので反射による挿入損失が大きくなる。一般的には導波路と屈折率が一致する屈折率整合液を界面に満たして界面間の接続時に発生する問題点を解決するが、整合液の流動性が大きくて時間が経てば流出するため長期的な解決策にはならない。

本発明では透明なゲル（９）を適用して界面間（１２ａ、１２ｂ）の接続時に発生する問題点を解決しただけではなく永久的に維持されるようにした。

要求されるゲル（９）はまず使う光の波長領域で透過率が高くなければならない（８０％以上）。初期に塗布する時、数μｍ水準の間隔にも塗布可能なように粘度が低くなければならないし（１０，０００ｃｐｓ以下）塗布後には硬化する流動性がないものである必要がある。また温度が変わるに従って入力導波路に接続されたカットエレメント（６ａ）がｘ方向へ自由に動くように柔軟性が大きいものでなければならない。

例えば周りの温度変化が７０℃水準ではｘ方向への移動距離は２０μｍになり、切断面の間隔（１６）が５μｍの場合は４００％以上の引張率が要求される。図４は温度無依存性を受動的に維持するために重要な作用をする水平スライドロッド部位を詳しく表したもので、図２で表示した線分ＢＢ´の断面を表したものである。

入力導波路に接続された前記カットエレメント（６ａ）を温度変化に従って相殺できる方向に入力位置を移動可能にするためには素子基板との熱膨脹係数差が大きい材料を適用しなければならない。下記は、様々な材料の熱膨脹係数を整理したものである。

アルミニウム；２４ｐｐｍ/ｏＣ、黄銅；１９ｐｐｍ／ｏＣ、銅；１７ｐｐｍ／ｏＣ、ガラス（普通）；９ｐｐｍ／ｏＣ、パイレックス（登録商標）；３ｐｐｍ／ｏＣ、シリコン；３ｐｐｍ／ｏＣ、シリカ；８ｐｐｍ／ｏＣ、鉄；１２ｐｐｍ／ｏＣ、鉛；２９ｐｐｍ／ｏＣ。

下記は温度変化による中心波長の変化を相殺するための水平スライドロッド（１０）の長さ（Ｌｍ）を算出するための関係式である。
Ｌ_ｍ＝ｄｘ／ｄＴ*１／（ＣＴＥ_ｍ−ＣＴＥ_ｓ）（式７）
ｄｘ／ｄＴ：中心波長の変化を相殺するための温度による入力位置の変化率、ＣＴＥｍ：水平スライドロッド（１０）の線形熱膨脹係数、ＣＴＥ_ｓ：アライメント用基板（７）の線形熱膨脹係数。

例として（式６）においてｄｘ／ｄＴが０．２８（μｍ）、アライメント用基板（７）にはシリコンを、水平スライドロッド（１０）の材料にはアルミニウムを選定した場合、温度変化による中心波長の変化を相殺するための水平スライドロッド（１０）の長さ（Ｌ_ｍ）は１３．３ｍｍになる。

水平スライドロッド部は収縮及び膨脹する棒部分（１０）と固定部分（１７）で構成される。基板（６ａ、６ｂ、７）と移動部資材（１０）の間の迅速な組立のためには紫外線硬化形接着剤を使うのが有利である。本発明では基板のような熱膨脹係数を持ち紫外線透過率が比較的高いパイレックス（登録商標）ガラスを固定部分（１７）で使った。また収縮膨脹用棒（１０）の両端断面をパイレックス（登録商標）ガラス固定部分（１７）の側面に接着剤（１８）で接合することで有効長を正確に調節可能にし収縮膨脹用棒（１０）の作用が妨げられないようにした。

またその他の構造で、収縮膨脹用棒の両端下端部にパイレックス（登録商標）ガラス固定部を接合する方法があるが（図５）収縮膨脹用棒（１０）とガラス固定部（１９）との熱膨脹係数の差が大きいので温度が変われば変形し、ひどい場合接着界面（２０）での剥離が発生して、収縮膨脹用棒（１０）の作用を妨げ定量的な収縮膨脹による入力位置の制御が容易でないという短所がある。

このような問題点を解決するには収縮膨脹用棒（１０）と固定部（１９）との界面（２０）に弾性係数が低く（５ＧＰａ以下）引張率が大きい（１００％以上）接着剤を適用しなければならない．

例として、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ社のＲＴＶ３１４０接着剤の場合、ショア硬度が３２Ａで比較的柔らかく引張率が４５０％でよく伸びる物性を持つが、二つの接合体の間の熱膨脹係数の差が大きい際も、変形せず収縮膨脹用棒の作用が妨げられないことを確認した。

本発明で言及した前記の製作過程を経ても、温度無依存性アレイ導波路回折格子の使用環境で温度が変化すれば、資材の間の熱膨脹係数の差による応力と接着剤（１８）の不均一な収縮膨脹によって、切断された入力導波路（１）と入力スラブ導波路（３）の間の整列が乱れるという問題点がある。

特に高温や低温の環境で、入力導波路に接続された前記カットエレメント部位（６ａ）が上の方に上げられて（ｙ軸整列が乱れる）アレイ回折格子の重要な特性の中の挿入損失が増加するという事がよく生じる。従来の他の発明ではこのような乱れの問題を解決するために、クリップで取り、押したり（Ｆｒｕｋａｗａ社、ＵＳ６，６６８，１１７Ｂ２）並行な二つの平板の間で動くようにし（Siemens社、ＵＳ６，４７０，１１９Ｂ１）乱れることを防止しようとした。

しかし，機械的な構造だけでは１μｍ水準の精密な整列を維持しにくいだけではなく、摩擦がひどい場合には自由な移動が不可能になるという問題点がある。また水分の凝縮や凝結が生じる条件のもとでは、構造物の間の微細なすき間に入り込んだ水分が凝結されれば動きが不可能になるため正常作動を保障できない。

本発明では前述したゲル（９）を入力導波路に接続された前記カットエレメント（６ａ）とアライメント用基板（７）の間のすき間（１１）に塗布した。入力導波路に接続された前記カットエレメント（６ａ）とアライメント用基板（７）の間の粘着面積が広い場合には、ゲル（９）の流動性が大きくても自由な移動を妨げる可能性がある。自由な移動のために、入力導波路に接続された前記カットエレメント（６ａ）が粘着されるアライメント用基板（７）領域に溝（１５）を掘って密着される面積を最小化した。

整列維持用構造物を追加しなくてもゲル（９）の粘着物性によって、入力導波路に接続された前記カットエレメント（６ａ）が外れるのを防止でき、また柔軟性が非常に大きいという特性を持つため自由な移動も可能である。また基板間のすき間をゲル（９）で満たしたため水分がすき間に入り込むことができないようにし低温高湿環境でも安定的に動作することができる。

温度無依存性アレイ導波路回折格子は光通信において、波長分割多重送信方式に必須な部品である。本発明は、常用されているどんなアレイ導波路回折格子でも容易に温度無依存特性を持つようにする方法であり、これを通じて製作された温度無依存性アレイ導波路回折格子は電源供給なしでもその特性が変化せず、また低温高湿環境でも安定的に作動できるため、屋内だけではなく使用環境が劣悪な屋外でも広く使うことができる。本発明では簡単な製作方法と動作安全性が優れた製作技術を提示することで温度無依存性アレイ導波路回折格子が広く利用されるのに大きく寄与できる。

アレイ導波路回折格子（Arrayed Waveguide Grating : ＡＷＧ）の概略図。 本発明の温度無依存性アレイ導波路回折格子の実施例を表した平面図。 本発明の温度無依存性アレイ導波路回折格子の実施例として図面２のＡＡ´断面図。 本発明の温度無依存性アレイ導波路回折格子の構成要素の中水平スライドロッド構成を表した図面２のＢＢ´断面図。 前記水平スライドロッド部の他の構成を図示した図面２のＢＢ´断面図。 本発明によって実現された温度無依存アレイ導波路回折格子の波長特性の例を表したグラフ。 本発明によって実現された温度無依存アレイ導波路回折格子の損失安全性に対する例を表したグラフ。

Claims (14)

1. 入力スラブ導波路、
   前記入力スラブ導波路と同一平面基板上に形成されていると共に、前記入力スラブ導波路との界面が切断されることによって分離された入力導波路、
   前記入力導波路が前記入力スラブ導波路と接続されつつ前記界面に沿ってスライディング可能になるように前記平面基板のうち前記入力導波路が位置した部分である素子のカットエレメントの上部に位置していると共に、
   前記平面基板に別体に形成され、且つ、前記入力スラブ導波路に接続されたアレイ導波路の領域と重ならないように前記入力スラブ導波路が位置した部分である残り部分の下部に固定設置されたアライメント用基板、及び、
   温度による膨脹収縮によって前記入力導波路位置を前記界面に沿ってスライディングさせ、温度による中心波長の変化を相殺させるために前記素子のカットエレメントの上部と前記アライメント用基板の上部に各々接着固定された移動部資材を含み、
   前記入力導波路が位置した素子の前記カットエレメントが、前記アライメント用基板の上面に密着された状態で温度変化に従って自由な移動が可能になるように結合されており、ＡＷＧの主部を伴う残りのカットエレメントが接着剤で前記アライメント用基板に固定されていることを特徴とするアレイ導波路回折格子。
2. アライメント用基板が、前記平面基板と同じ材質であるか、又は、熱膨脹係数が前記平面基板とほとんど同じ材質であることを特徴とする請求項１に記載のアレイ導波路回折格子。
3. 前記入力導波路が位置した素子の前記カットエレメントとアライメント用基板との間隙にゲルを満たしてその粘着性によって前記アライメント用基板の表面に垂直であるｙ方向整列の乱れ(misalignment)を阻み、ゲルの流動性によって前記カットエレメントの水平方向への移動を自由とし、水分がすき間に入り込まないようにして低温高湿環境でも安定的な動作をすることを特徴とする請求項１に記載のアレイ導波路回折格子。
4. 前記素子の前記カットエレメントとの粘着面積を減らすため前記アライメント用基板の表面に溝が形成された構造を持つことを特徴とする請求項１又は３に記載のアレイ導波路回折格子。
5. 溝の位置が、アライメント用基板の上部又は入力導波路に接続された前記カットエレメントの下部であることを特徴とする請求項４に記載のアレイ導波路回折格子。
6. 二つのカットエレメントにおいて、調整された切断面の間隔の維持及び再配置時の衝突による破損防止のために、切断面の間に２〜３０μｍの薄いフィルムを挿入した構造を持つことを特徴とする請求項１に記載のアレイ導波路回折格子。
7. 挿入されたフィルムによって形成及び維持される間隔に、透明なゲルを満たして接続損失を減らすだけではなく、隙間から流出することがないよう保持し、さらに、入力導波路に接続された前記カットエレメントの移動を自由にすることを特徴とする請求項６に記載のアレイ導波路回折格子。
8. 間隔に満たされたゲルが、光透過率の高い、初期塗布する時１μｍ以下の間隔にも塗布しやすい粘度が１０，０００ｃｐｓ以下のもので、且つ、塗布後には硬化する流動性のないものであり、また硬化後のショア硬度値が３０以下で零下３０度の低温でも柔軟性があって４００％以上の引張率を持つことを特徴とする請求項３又は７に記載のアレイ導波路回折格子。
9. 入力導波路の位置を変動させる移動部資材が、温度によって膨脹収縮する棒部分と、棒部分を前記入力導波路が位置した部分である素子のカットエレメント及びアライメント基板と結合させる固定部分とで構成されることを特徴とする請求項１に記載のアレイ導波路回折格子。
10. 膨脹収縮する棒部分には基板より熱膨脹係数が大きい材料を使い、固定部分では整列を維持したまま基板との迅速な組立を可能にするために紫外線透過率が良いボロシリケートガラス又は石英ガラスを使うことを特徴とする請求項９に記載のアレイ導波路回折格子。
11. 膨脹収縮する長さと力を正確に伝達するために、膨脹収縮する棒の両端断面をガラス固定部分の側面に接着固定することを特徴とする請求項１０に記載のアレイ導波路回折格子。
12. 切断した素子が接続時素子切断面下部が割れることをあらかじめ防止し、もし割れが発生してもすき間に流入されないようにするために切断面接続地点の下のアライメント用基板に溝を持つことを特徴とする請求項１に記載のアレイ導波路回折格子。
13. 切断された入力導波路を除いた残りの素子部分がアライメント用基板の上に固定される時、すき間に塗布した接着剤が接続地点外に流れ出ないようにするために接続地点内側方向に流れ防止用溝を持つことを特徴とする請求項１に記載のアレイ導波路回折格子。
14. ＡＷＧチップが２つのエレメントにカットされる前に、入力導波路と出力導波路に光ファイバ又は光ファイバブロックを結合（pigtailing）することを特徴とする請求項１に記載のアレイ導波路回折格子の製造方法。