JP4899393B2 - 導波路型可変光減衰器 - Google Patents
導波路型可変光減衰器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4899393B2 JP4899393B2 JP2005273836A JP2005273836A JP4899393B2 JP 4899393 B2 JP4899393 B2 JP 4899393B2 JP 2005273836 A JP2005273836 A JP 2005273836A JP 2005273836 A JP2005273836 A JP 2005273836A JP 4899393 B2 JP4899393 B2 JP 4899393B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- arm
- optical attenuator
- heater
- variable optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference in an optical waveguide structure
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/0147—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on thermo-optic effects
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference in an optical waveguide structure
- G02F1/2257—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference in an optical waveguide structure the optical waveguides being made of semiconducting material
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/21—Thermal instability, i.e. DC drift, of an optical modulator; Arrangements or methods for the reduction thereof
Description
図1は、本発明の実施の形態に係る導波路型可変光減衰器を説明するために示す上面図である。図2は、図1のA−A断面図である。
図1及び図2において、符号1で示す導波路型可変光減衰器は、光信号伝搬用の導波路9を形成するための基板2と、導波路9及びクラッド8からなる光導波路素子3と、位相シフタとなるヒータ(好ましくは薄膜ヒータ)4と、電圧供給用の電極5,6と、高熱伝導性部材であるチップ7とから大略構成されている。
基板2は、全体が石英製の矩形板によって形成され、その上面に光導波路素子3及びヒータ4・電極5,6・チップ7を実装するように構成されている。
光導波路素子3は、図1及び図2に示すように、クラッド8及び導波路9(コア径8μm)からなり、基板2上に配設されている。クラッド8は、SiO2膜によって形成され、導波路9を覆うように構成されている。導波路9は、所定の間隔をもって互いに並列する入力側Y分岐導波路9A・出力側Y分岐導波路9B及びこれら両Y分岐導波路9A,9Bを繋ぐ2本のアーム導波路9C,9Dを有するマッハツェンダー干渉計からなり、比屈折率差0.3%となるGeドープSiO2層によって形成されている。両アーム導波路9C,9D間の中央部間寸法L(図9参照)は、その光学特性の影響を互いに受ける(例えば光が結合する)ようになる間隔と同程度又はそれ以上の間隔をもって配置されている。ここでは、両アーム導波路9C,9D間の中央部間寸法Lは、両アーム導波路間寸法のうち最大の寸法に設定されている。
ヒータ4は、図1及び図2に示すように、クラッド8上に配設され、アーム導波路9C,9Dのうち例えば一方のアーム導波路9Cの中央部を被覆して加熱するように構成されている。ヒータ4の抵抗値は300Ω程度に設定されている。なお、ヒータ4は、一方のアーム導波路9Cの中央部を被覆して加熱する代わりに、他方のアーム導波路9Dの中央部を被覆して加熱するような構成としてもよい。
電極5,6は、図1に示すように、クラッド8上に配設され、かつヒータ4に接続されている。そして、ヒータ4に電源電圧を供給するように構成されている。
チップ7は、図1及び図2に示すように、クラッド8上にヒータ4を介在させ接着剤10によって配設(接着)され、かつ両アーム導波路9C,9D周辺の領域に跨る(両アーム導波路9C,9D及びこれら両アーム導波路9C,9D間の領域を覆う)ような位置に配置され、熱伝導率を160W/mKとするSi(シリコン)からなる平面矩形状の高熱伝導性部材によって形成されている。そして、両アーム導波路9C,9Dを熱的に接続し、導波路型可変光減衰器1の応答時間を短縮するように構成されている。チップ7の平面サイズ(縦横寸法)は、アーム導波路9C,9Dの中央部及びヒータ4を覆うような縦横寸法(例えば縦39.6mm,横5.6mm)に設定されている。また、チップ7の厚さは、両アーム導波路9C,9D間の熱伝導が効率的に行われるに十分な寸法(例えば1mm)に設定されている。
先ず、基板2上に導波路9となるGeドープSiO2膜をCVD(化学気相成長法)を用いて形成する。次に、フォトリソグラフィ技術などを用いて導波路9(マッハツェンダー干渉計)のパターンをGeドープSiO2膜に形成した後、RIE(リアクティブイオン・エッチング)などのエッチング技術を用いて導波路9を形成する。そして、CVDなどの成膜技術を用い、導波路9上にクラッド8となるSiO2膜を形成する。この後、フォトリソグラフィ及びRIEなどの半導体製造技術を用い、クラッド8上にヒータ4及び電極5,6を形成してから、ヒータ4及び電極5,6の一部・アーム導波路9C,9Dの中央部上方を覆うようにSi製のチップ7を接着剤10によって接着する。
V12(t)=IR{1−exp(−t/τ)} 但しτ=RC
ここで、τは次定数であり、V12が最終値の63.2%の値になるまでの時間に等しい。
一方、光減衰器の消費電力は消費電流I=V12/Rで表される。
上記2式より、
τI=V12C(V12は設計で決まる定数)
τIは応答時間と消費電力の積の値であり、従って、応答時間及び、消費電力を小さくするためには熱容量Cを小さくすればよい。
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
Claims (7)
- 光信号伝搬用の導波路を形成するための基板と、
前記基板の表面に配設されて、前記導波路の一部を構成する2本のアーム導波路及び前記アーム導波路と前記基板の表面とを覆うクラッドからなる導波路素子と、
前記導波路素子の表面に配設され前記アーム導波路を加熱するためのヒータとを備えた導波路型可変光減衰器において、
前記2本のアーム導波路は、前記ヒータを覆うと共に前記導波路素子の表面に配設される高熱伝導性部材により熱的に接続されていることを特徴とする導波路型可変光減衰器。 - 前記ヒータの通電状態において、前記2本のアーム導波路のうちヒータ近傍のアーム導波路である一方のアーム導波路の温度をT1とするとともに、他方のアーム導波路の温度をT2とし、
前記ヒータの非通電状態において、前記一方のアーム導波路及び前記他方のアーム導波路の温度をT3とすると、温度T1,T2及びT3は、T1>T2>T3となる温度に設定されている請求項1に記載の導波路型可変光減衰器。 - 前記2本のアーム導波路間の中央部間寸法Lは、30μm≦L≦250μmの範囲内にある寸法に設定されている請求項1または2に記載の導波路型可変光減衰器。
- 前記基板は石英ガラス基板からなる請求項1〜3のいずれかに記載の導波路型可変光減衰器。
- 前記高熱伝導性部材の熱伝導率αは、100W/mK≦α≦500W/mKの範囲内にある熱伝導率に設定されている請求項1〜4のいずれかに記載の導波路型可変光減衰器。
- 前記高熱伝導性部材は、前記2本のアーム導波路のうち前記ヒータ側のアーム導波路の上方に配設され、さらに他方のアーム導波路の近傍の前記導波路素子の表面まで延設される請求項1〜5のいずれかに記載の導波路型可変光減衰器。
- 前記高熱伝導性部材は前記導波路素子の表面に電気的絶縁層を介して配設され、前記ヒータは前記電気的絶縁層によって被覆されている請求項1〜6のいずれかに記載の導波路型可変光減衰器。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005273836A JP4899393B2 (ja) | 2005-09-21 | 2005-09-21 | 導波路型可変光減衰器 |
US11/373,913 US7330630B2 (en) | 2005-09-21 | 2006-03-14 | Waveguide type variable optical attenuator |
CNB2006100801433A CN100410731C (zh) | 2005-09-21 | 2006-05-09 | 波导型可变光衰减器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005273836A JP4899393B2 (ja) | 2005-09-21 | 2005-09-21 | 導波路型可変光減衰器 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011107770A Division JP5126386B2 (ja) | 2011-05-13 | 2011-05-13 | 導波路型可変光減衰器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007086303A JP2007086303A (ja) | 2007-04-05 |
JP4899393B2 true JP4899393B2 (ja) | 2012-03-21 |
Family
ID=37884216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005273836A Expired - Fee Related JP4899393B2 (ja) | 2005-09-21 | 2005-09-21 | 導波路型可変光減衰器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7330630B2 (ja) |
JP (1) | JP4899393B2 (ja) |
CN (1) | CN100410731C (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107065074A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-08-18 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种单片集成的可调光功率解复用器及制作方法 |
US10394059B1 (en) * | 2018-12-14 | 2019-08-27 | Cisco Technology, Inc. | Thermo-optic phase shifter with thermal bridge |
JP7368155B2 (ja) * | 2019-09-24 | 2023-10-24 | 日本電信電話株式会社 | 光集積回路、及び光集積回路モジュール |
JP7342714B2 (ja) * | 2020-01-21 | 2023-09-12 | 住友電気工業株式会社 | 受光デバイス及び受光デバイスの製造方法 |
US11226506B2 (en) * | 2020-03-17 | 2022-01-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Heater structure with a gas-filled isolation structure to improve thermal efficiency in a modulator device |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2687362B2 (ja) | 1987-07-24 | 1997-12-08 | 富士通株式会社 | 光スイッチング素子 |
JP2001042271A (ja) * | 1999-07-29 | 2001-02-16 | Furukawa Electric Co Ltd:The | アレイ導波路回折格子 |
US6208798B1 (en) * | 2000-03-03 | 2001-03-27 | E-Tek Dynamics | Variable optical attenuator with thermo-optic control |
JP2002268021A (ja) * | 2001-03-08 | 2002-09-18 | Fdk Corp | 光導波路デバイス及びその製造方法 |
JP2002333601A (ja) * | 2001-05-10 | 2002-11-22 | Hitachi Cable Ltd | 導波路型光減衰器 |
JP4707876B2 (ja) * | 2001-06-07 | 2011-06-22 | 株式会社フジクラ | 熱光学効果光部品 |
JP2003021815A (ja) * | 2001-07-10 | 2003-01-24 | Fdk Corp | 光導波路デバイス |
JP2003029219A (ja) * | 2001-07-17 | 2003-01-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 平面導波路型可変光減衰器 |
JP2003084252A (ja) | 2001-09-14 | 2003-03-19 | Hitachi Cable Ltd | 導波路型光部品及びその製造方法 |
JP2003149610A (ja) * | 2001-11-12 | 2003-05-21 | Hitachi Cable Ltd | 導波路型光可変減衰器 |
JP4158588B2 (ja) * | 2002-09-06 | 2008-10-01 | 日立電線株式会社 | 導波路型光可変減衰器 |
US6832011B2 (en) * | 2002-09-13 | 2004-12-14 | Lucent Technologies Inc. | Push-pull thermooptic switch having single control signal |
JP4086226B2 (ja) * | 2002-11-20 | 2008-05-14 | 日本電信電話株式会社 | 導波路型光可変減衰器 |
JP2004286830A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Hitachi Cable Ltd | 導波路型光可変減衰器 |
JP2005024891A (ja) * | 2003-07-02 | 2005-01-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光可変減衰器、光可変減衰器アレイ及びそれらを用いた光回路及び光可変減衰器の制御方法 |
JP2005141074A (ja) * | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Nec Corp | 石英導波路デバイス、可変光アッテネータおよび光スイッチ |
JP2005321711A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Hitachi Cable Ltd | 光可変減衰器 |
CN1632626A (zh) * | 2004-12-02 | 2005-06-29 | 复旦大学 | 一种紧凑型多模干涉热可调光衰减器 |
-
2005
- 2005-09-21 JP JP2005273836A patent/JP4899393B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-03-14 US US11/373,913 patent/US7330630B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-05-09 CN CNB2006100801433A patent/CN100410731C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN100410731C (zh) | 2008-08-13 |
CN1936651A (zh) | 2007-03-28 |
JP2007086303A (ja) | 2007-04-05 |
US7330630B2 (en) | 2008-02-12 |
US20070065088A1 (en) | 2007-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4899393B2 (ja) | 導波路型可変光減衰器 | |
US9581761B2 (en) | Controlling temperatures in optical circuits | |
JP3204493B2 (ja) | 位相調整機能付光導波路の作製方法 | |
JP5126386B2 (ja) | 導波路型可変光減衰器 | |
JP2003228031A (ja) | 光回路部品 | |
JP2006259104A (ja) | 光回路及び導波路型光可変減衰器 | |
JPH09179078A (ja) | 光遅延装置 | |
JP2000292632A (ja) | 温度無依存導波路 | |
JP2687362B2 (ja) | 光スイッチング素子 | |
JP2008165014A (ja) | 石英系光導波路及びその製造方法 | |
JP4359582B2 (ja) | 光モジュール | |
JP2000091692A (ja) | 光素子搭載部構造 | |
JP3920730B2 (ja) | 熱光学光スイッチ | |
JP3573332B2 (ja) | 干渉型熱光学光部品 | |
JP2002250903A (ja) | 光導波路素子 | |
KR100416993B1 (ko) | 평면 광도파로 소자 모듈의 일체형 열전달 장치 | |
JP4707876B2 (ja) | 熱光学効果光部品 | |
JPH06214128A (ja) | 光導波回路 | |
US6600848B2 (en) | Integrated thermo-optical silica switch | |
JP2000187192A (ja) | 温度制御型光導波路 | |
JP2004264836A (ja) | ファイバ加熱用デバイス、およびその製造方法 | |
JP4100923B2 (ja) | 光モジュール | |
JP2003131179A (ja) | 熱光学位相シフタ | |
JP2001147335A (ja) | 光導波路素子 | |
KR100416967B1 (ko) | 열전달 장치를 구비한 평면 광도파로 소자 모듈 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080314 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100921 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100928 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110419 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110513 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111206 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111219 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150113 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |