JP5075048B2 - アレイ導波路回折格子の位置合わせ方法およびアレイ導波路回折格子の位置合わせ装置 - Google Patents
アレイ導波路回折格子の位置合わせ方法およびアレイ導波路回折格子の位置合わせ装置 Download PDFInfo
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そこで、本発明は上記課題を解消するために、透過中心波長がターゲット波長になるように第1分離スラブ導波路と第2分離スラブ導波路を精度良く位置合わせすることができるアレイ導波路回折格子の位置合わせ装置を提供することを目的とする。
前記第1チップ部分を固定する第1ステージと、
前記第2チップ部分を固定する第2ステージと、
前記第1ステージ上の前記第1分離スラブ導波路の分離面と前記第2ステージ上の前記第2分離スラブ導波路の分離面との波路相対位置を調整して、中心波長をターゲット波長になるように調整を行う調整部と、
を備えることを特徴とする。
前記第1ステージを前記分離面と平行なX方向に沿って水平移動するXステージ操作部と、
前記第1ステージを前記X方向と直交するZ方向に水平移動するZステージ操作部と、
前記第1ステージを前記X方向と前記Z方向に直交するY方向を中心とする回転方向θに回転するθYステージ操作部と、
前記第2ステージをY方向に沿って上下移動するYステージ操作部と、を備えることを特徴とする。
本発明のアレイ導波路回折格子の位置合わせ装置では、好ましくは前記第1チップ部分と前記第2チップ部分はそれぞれガラス板に保持され、前記ガラス板が前記第1ステージと前記第2ステージに対してクランプして固定されることを特徴とする。
図1は、アレイ導波路回折格子(以下、AWGモジュールという)の一例を示しており、このAWGモジュールは、本発明のアレイ導波路回折格子の位置合わせ装置により位置合わせを行う対象物である。
アレイ導波路回折格子の位置合わせ装置の実施形態を説明する前に、AWGモジュールの構造例を説明する。
図1に示すこのAWGモジュール1は、アレイ導波路回折格子型光合分波器とも言い、例えば光通信分野において複数の波長の光の合波あるいは光の分波を行うために用いられる。
光入力導波路2は、1本の光入力路7に接続されている。第1スラブ導波路3は、光入力導波路2の出射側に接続されており、アレイ導波路4は、第1スラブ導波路3の出射側に接続されている。
第2スラブ導波路5は、アレイ導波路4の出射側に接続されており、複数の光出力導波路6は、第2スラブ導波路5の出射側に接続されている。
このアレイ導波路4には、第1スラブ導波路3から導出された光を伝搬するが、アレイ導波路4は複数のチャンネル導波路4Bを並べることで構成されている。隣り合うチャンネル導波路4Bの長さは、互いに設定量(ΔL)だけ異なっている。
そして、第1スラブ導波路3も分離面8において分離されており、第1スラブ導波路3は第1分離スラブ導波路3Bと第2分離スラブ導波路3Cに分離されている。第1分離スラブ導波路3Bは分離面8Bを有し、第2分離スラブ導波路3Cは分離面8Cを有している。
このように、第1分離スラブ導波路3Bを有する第1チップ部分10Bと、第2分離スラブ導波路3Cを有する第2チップ部分10Cは、X方向の分離面8とZ方向の分離面18により分離されている。
図2に示すように、アレイ導波路回折格子の位置合わせ装置30は、本体31と、第1ステージ41と、第2ステージ42と、Xステージ操作部43と、θYステージ操作部44と、Yステージ操作部45と、Zステージ操作部46と、ヒータ47とサーミスタ48を備えている。
第1ステージ41は、本体31に配置されており、上述した導波路チップ10の第1チップ部分10Bと第2チップ部分10Cとの間の透過中心波長の調整を行うために使用され、第1チップ部分10B側が着脱可能に固定されるようになっている。
第2ステージ42は、Yステージ操作部45を操作することによりY方向に沿って上下動作して位置決めできる。X、Y、Z方向はそれぞれ直交している。
このように、ヒータ47とサーミスタ48のユニット49は、図2に示す制御部100に接続されており、ヒータ47は第1ステージ41と第2ステージ42を任意の温度に保持することができる。
このテープとしては、例えば紫外線硬化テープ以外に、熱剥離テープを用いることができる。
作業者が顕微鏡で第1チップ部分10Bと第2チップ部分10Cを観察しながら、作業者がXステージ操作部43とθYステージ操作部44とYステージ操作部45とZステージ操作部46を操作することで、第1チップ部分10Bと第2チップ部分10Cの突き当てを行い、第1ステージ41と第2ステージ42の面をある程度合わせる。
Yステージ操作部45は、第1ステージ41の第1チップ部分10Bの分離面8Bと、第2ステージ42の第2チップ部分10Cの分離面8Cとの高さ方向(Y方向)の調整を行うが、マッチングオイルを第1チップ部分10Bと第2チップ部分10Cの間に塗布して、光学測定系は透過ロスをモニターしながら透過ロスが最小になるように高さ方向の調整をする。
このように調整を行う際には、第1ステージ41と第2ステージ42は、それぞれのヒータ47に通電制御を行うことにより温度調整を行う。
この際に、図2に示すヒータ47が接着剤65を加熱しているが、接着剤65の硬化時の温度は例えば60℃である。しかし、30℃で40時間加熱したり、100℃で1時間加熱することで、接着剤65を硬化させることができる。
図6は、取り外した第1チップ部分10Bとガラス板60と、第2チップ部分10Cとガラス板61を示している。そして、ガラス板60とガラス板61に対して紫外線を照射することによりテープによる貼り付け能力を無効にすることで、第1チップ部分10Bからガラス板60を取り外し、第2チップ部分10Cからガラス板61を取り外すことができる。
図8(B)では、図4において調整が済んでその後ヒータ47により加熱終わると、長波長側のターゲット波長WTから透過中心波長Wに向けて短波長側にシフトする。
図8(C)では、図5において補償板17を貼り付ける際には補償板17は加熱した状態で伸びた状態になっている。その後、補償板17が室温になって補償板17が収縮すると、再び透過中心波長Wが長波長側のターゲット波長WTにシフトすることになる。
これにより、第1分離スラブ導波路と第2分離スラブ導波路は、X、Y、Z方向および回転方向θに関して精密に位置調整ができる。
第1チップ部分と第2チップ部分はそれぞれガラス板に保持され、ガラス板が前記第1ステージと第2ステージに対してクランプして固定される。これにより、第1チップ部分と第2チップ部分に対して応力などを与えてしまうことがなく、第1チップ部分と第2チップ部分はガラス板を介してクランプできる。
例えば、図示例では、Xステージ操作部43と、θYステージ操作部44と、Yステージ操作部45と、Zステージ操作部46は手動操作するが、それぞれにモータを設けて自動で操作できるようにしても良い。
1B シリコン基板
10 導波路チップ
2 光入力導波路
3 第1スラブ導波路
3B 第1分離スラブ導波路
3C 第2分離スラブ導波路
4 アレイ導波路
5 第2スラブ導波路
6 光出力導波路
7 光入力路
8 分離面
8B 第1分離スラブ導波路の分離面
8C 第2分離スラブ導波路の分離面
10B 第1チップ部分
10C 第2チップ部分
18 分離面
17 補償板
30 アレイ導波路回折格子の位置合わせ装置
31 本体
41 第1ステージ
42 第2ステージ
43 Xステージ操作部
44 θYステージ操作部
45 Yステージ操作部
46 Zステージ操作部
47 ヒータ
48 サーミスタ
101 調整部
Claims (6)
- 第1分離スラブ導波路を含む第1チップ部分と、第2分離スラブ導波路を含む第2チップ部分と、前記第1チップ部分と前記第2チップ部分とに接着される補償板と、を有するアレイ導波路回折格子の位置合わせ方法であって、
前記第1分離スラブ導波路の分離面と前記第2分離スラブ導波路の分離面との導波路相対位置を調整して、中心波長をターゲット波長になるように調整を行う調整工程と、
前記第1チップ部分と前記第2チップ部分とに接着剤を塗布し、前記接着剤を加熱して前記補償板を貼り付ける接着工程と、を有し、
前記調整工程と、前記接着工程は、前記第1チップ部分と前記第2チップ部分とをヒータを用いて所定の温度に保持した状態で行われることを特徴とするアレイ導波路回折格子の位置合わせ方法。 - 前記調整工程は、
前記第1チップ部分を固定する第1ステージと、前記第2チップ部分を固定する第2ステージと、前記第1ステージと前記第2ステージにそれぞれ備えられたヒータとを備える位置合わせ装置を用いて行わ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の位置合わせ方法。 - 前記位置合わせ装置は、
前記第1ステージを前記分離面と平行なX方向に沿って水平移動するXステージ操作部と、前記第1ステージを前記X方向と直交するZ方向に水平移動するZステージ操作部と、前記第1ステージを前記X方向と前記Z方向に直交するY方向を中心とする回転方向θに回転するθYステージ操作部と、前記第2ステージをY方向に沿って上下移動するYステージ操作部とを備えることを特徴とする請求項2に記載のアレイ導波路回折格子の位置合わせ方法。 - 前記位置合わせ装置は、第1ガラス板および第2ガラス板を備え、
前記第1チップ部分および前記第2チップ部分はそれぞれ前記第1ガラス板および前記第2ガラス板に保持され、前記第1ガラス板および前記第2ガラス板はそれぞれ前記第1ステージおよび前記第2ステージに対してクランプして固定されることを特徴とする請求項2または3に記載のアレイ導波路回折格子の位置合わせ方法。 - 前記第1ステージおよび前記第2ステージはそれぞれ紫外線硬化テープまたは熱剥離テープを用いて前記第1ガラス板および前記第2ガラス板に固定され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の位置合わせ方法。
- 第1分離スラブ導波路を含む第1チップ部分と第2分離スラブ導波路を含む第2チップ部分とを有するアレイ導波路回折格子を固定して、前記第1分離スラブ導波路と前記第2分離スラブ導波路の位置調整を行うためのアレイ導波路回折格子の位置合わせ装置であって、
前記第1チップ部分を固定する第1ステージと、
前記第2チップ部分を固定する第2ステージと、
前記第1ステージ上の前記第1分離スラブ導波路の分離面と前記第2ステージ上の前記第2分離スラブ導波路の分離面との導波路相対位置を調整して、中心波長をターゲット波長になるように調整を行う調整部とを備え、
前記第1ステージと前記第2ステージは、それぞれヒータを備えることを特徴とするアレイ導波路回折格子の位置合わせ装置。
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