WO2005017611A1 - 平面光導波回路型光可変減衰器 - Google Patents

平面光導波回路型光可変減衰器 Download PDF

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WO2005017611A1
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optical
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variable
phase
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Hiroshi Kawashima
Kazutaka Nara
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The Furukawa Electric Co., Ltd.
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a planar optical waveguide circuit type variable optical attenuator applied to the optical communication field and the like.
  • planar optical waveguide circuit type optical variable attenuator As one example of an optical variable attenuator applied to optical communication and the like, there is a planar optical waveguide circuit type optical variable attenuator.
  • This planar optical waveguide circuit type optical variable attenuator is formed by forming an optical waveguide layer on a substrate such as silicon, and the optical waveguide layer has a core and a clad (for example, see Non-Patent Document 1).
  • FIG. 10 (a) is a plan view showing the configuration of a planar optical waveguide circuit type optical variable attenuator using a Mach-Zehnder optical interferometer circuit 30, and FIG. 10 (b) is a plan view of FIG. It is VIII-VIII sectional drawing of.
  • an optical waveguide layer 3 is formed on a substrate 7 made of silicon or the like, and the optical waveguide layer 3 is formed by a core (optical waveguide) 1 and a clad 2 covering the core 1. ing.
  • the core 1 forms a Matsuhatsu-Donda optical interferometer circuit 30.
  • the Mach-Zehnder optical interferometer circuit 30 includes at least one (here, two) input optical waveguides la and lb, and an optical splitter that splits light input from the input optical waveguides la and lb. 21a, at least one (here, two) output optical waveguides lc, Id, an optical coupling portion 21b provided on the input side of the output optical waveguides lc, Id for coupling light, and an optical coupling portion 21b And two connecting optical waveguides le and If that connect the optical branching section 21a.
  • the two connecting waveguides le and If are arranged side by side with an interval therebetween.
  • the optical branching part 21a and the optical coupling part 21b are each formed by two cores 1 arranged side by side in close proximity to each other.
  • 2 la and the optical coupling section 21b are formed by a 2 ⁇ 2 directional optical coupler.
  • the optical circuit device shown in Fig. 10 (a) has two connection optical waveguides le and If of the Mach-Zehnder optical interferometer circuit 30, and the phase of the propagating light propagating through the connection optical waveguides le and If, respectively.
  • Phase adjusting means 8a and 8a 'for adjustment are formed. These phase adjusting means 8a, 8a 'are formed, for example, by thin film heaters 9a, 9a', and are provided above the cladding 2.
  • phase shifter is formed by the phase adjusting means 8a and 8a 'and the phase portion connecting optical waveguides Is and It formed below the formation region of the phase adjusting means 8a and 8a'.
  • reference numeral 23 denotes an electrode for supplying power to the thin film heaters 9a and 9a '.
  • the phase adjusting means 8a and 8a ' have the same configuration. For example, by operating only the phase adjusting means 8a, the following operation is performed.
  • thermo-optic effect which is a phenomenon in which the refractive index of silica-based glass or the like changes with temperature, and the above-described effect changes the phase of light propagating through a core whose refractive index has changed.
  • the propagating lights propagating through le and If have a phase difference from each other.
  • the effective optical waveguide length of the heated phase portion connection optical waveguide Is changes due to the thermo-optic effect due to the heat generated by the thin film heater 9a as the phase adjusting means 8a.
  • the optical circuit device shown in FIG. 10A is an optical waveguide interferometer with variable light transmittance and light branching ratio, and can obtain the function of a variable optical attenuator.
  • the phase adjusting means 8a ' is provided as a spare when the phase adjusting means 8a breaks down, for example.
  • the temperature coefficient dnZdT of the refractive index of the silica glass forming the core so 10- 5 (lZ ° C) degree, cotton, for example, the length of the 5mm If the temperature of the core 1 is increased by 20 ° C., the effective optical path length of the core 1 changes by about 1 m.
  • the characteristic line a in FIG. 11 is the input power in the planar lightwave circuit type optical variable attenuator shown in FIG. 6 is a characteristic line showing a relationship between force and insertion loss. From this characteristic line a, it can be seen that an optical attenuation of about 10 dB is obtained for an input power of about 430 mW, and a maximum optical attenuation of 22.5 dB is obtained for an input power of 520 mW.
  • the characteristic line b in Fig. 11 shows the difference (PDL: polarization) between the input power and the insertion loss (TE polarization and TM polarization) in the planar lightwave circuit type optical variable attenuator shown in Fig. 10. (Dependency loss). From the characteristic line a and the characteristic line b, it can be seen that the difference due to the polarization of the insertion loss when the optical attenuation is about 10 dB is about ⁇ 2 dB.
  • Such an optical variable attenuator is used in an optical wavelength division multiplexing (WDM) system in, for example, a backbone network of an optical communication system.
  • WDM optical wavelength division multiplexing
  • a rare-earth-doped optical fiber amplifier that amplifies light of multiple wavelengths simultaneously is used.
  • the optical amplification efficiency has wavelength characteristics, a difference in light intensity depending on the wavelength occurs.
  • only light of a specific wavelength is separated or inserted in the middle of a transmission path, a difference in light intensity depending on the wavelength also occurs there.
  • a variable optical attenuator is used to accurately and dynamically equalize the light intensity difference due to the wavelength. Since the light intensity difference due to such a wavelength is about 0 to 10 dB, the range of the optical attenuation normally required for the optical variable attenuator is about 0 to 10 dB.
  • Non-Patent Document 1 “Development of Variable Optical Attenuator” Sumimoto et al., Showa Electric Cable Review, Vol. 52, No. 1 (2002)
  • a large amount of light attenuation for example, 30 dB or more, may be required when the communication device is maintained or when only a specific channel is stopped.
  • highly accurate control of the amount of light attenuation is not required. Therefore, there has been a demand for a planar lightwave circuit-type optical variable attenuator that can obtain an arbitrary amount of optical attenuation with high accuracy in an optical attenuation amount range of about 0 to 10 dB and a large optical attenuation of 30 dB or more. .
  • the Mach-Zehnder optical interferometer circuit 30 obtains the optical attenuation using interference, it is said to be 30 dB or more.
  • both the two planar lightwave circuit type optical variable attenuators must be set to the maximum optical attenuation.
  • a lightwave circuit type optical variable attenuator twice the power required to obtain the maximum light attenuation is required. Therefore, the maximum power is required for an optical variable attenuator for an optical line where optical communication is not performed, such as during maintenance of a communication device, and there is a problem that much power is wasted, which is not practical.
  • the circuit size is approximately doubled because two conventional planar lightwave circuit type optical variable attenuators are cascaded. There was also a title.
  • the present invention has the following configurations as means for solving the problems.
  • a first aspect of the present invention includes a substrate, and an optical waveguide layer having a core and a clad formed on the substrate, wherein the core includes at least one input optical waveguide, An optical branching unit that branches light input from the optical waveguide, at least one output optical waveguide, an optical coupling unit provided on an input side of the output optical waveguide, the optical coupling unit, and the optical branching unit And a Mach-Zehnder optical interferometer circuit having two connection optical waveguides arranged side by side with an interval therebetween, and provided in at least one of the two connection optical waveguides to adjust the phase of the propagating light.
  • a phase adjusting means for variably adjusting the light input;
  • a slit formed in the optical waveguide layer in a direction intersecting the optical waveguide at a longitudinally intermediate portion of the optical waveguide and at least one of the optical output waveguides;
  • a liquid refractive index matching agent having a refractive index close to the refractive index; a position including a path of the transmitted light in the optical waveguide of at least one of the optical input waveguide and the optical output waveguide;
  • a means for solving the problem is provided by a configuration having a matching agent moving means for moving the refractive index matching agent in the slit to one of the positions deviated from the passing force.
  • the phase adjustment means provided in each of the two connection optical waveguides includes two connection optical waveguides. This is a means for solving the problem with a configuration that is a phase control means for controlling the phase by making the rates of change of the polarization difference of the phase of the propagating light to be different from each other.
  • the phase adjusting means provided in each of the two connection optical waveguides includes two of the connection optical waveguides. This is a means for solving the problem by having a configuration as a birefringence index adjusting means for making the change rates of the birefringence of the connecting optical waveguide different from each other.
  • a fourth aspect of the present invention in addition to the configuration of the third aspect described above, the distance between the forming portions of the phase adjusting means provided on at least one of the two connection optical waveguides is reduced.
  • a means for solving the problem is provided by providing a stress adjusting unit for releasing or increasing the stress applied to the connection optical waveguide at the time of phase adjustment by the phase adjusting means.
  • the stress adjustment unit includes:
  • the two connection optical waveguides each include the phase adjusting means having a heating means. At least one of the phase adjusting means is formed at an interval.
  • the above-mentioned area is provided as a means for solving the problem by a configuration in which a heat insulating means for suppressing diffusion of heat applied to the connection optical waveguide by the heating means is formed.
  • connection optical waveguide force interval of the optical waveguide layers on both sides of the phase adjusting means forming portion is set.
  • An optical waveguide removing portion formed by removing a part of the optical waveguide layer is formed as a free space along a longitudinal direction of the connection optical waveguide in a region where the optical waveguide layer has been removed.
  • each of the two connection optical waveguides is provided with the phase adjusting means, and one of the connection optical waveguides is provided.
  • the heat insulating means extends along a longitudinal direction of the connection optical waveguide in a region interposed with the connection optical waveguide.
  • the present invention is a means for solving the problem with a configuration in which the optical waveguide layer is removed from the optical waveguide layer.
  • a tenth aspect of the present invention is the same as the seventh aspect, except that one of the two connection optical waveguides juxtaposed to each other is a first connection optical waveguide and the other is a first connection optical waveguide.
  • a second connecting optical waveguide wherein the first connecting optical waveguide is formed with first and fourth phase adjusting means, which are the phase adjusting means, sequentially in the longitudinal direction at an interval, and the second connecting optical waveguide;
  • Third and second phase adjusting means which are the phase adjusting means, are sequentially formed in the optical waveguide at intervals in the longitudinal direction, and the first phase adjusting means has the same structure as the third phase adjusting means.
  • the second phase adjustment means has the same configuration as the fourth phase adjustment means, and the first recess is provided with a first recess at a first distance beside the first phase adjustment means. It is formed as an optical waveguide layer removed portion, and is substantially equal to the first distance beside the third phase adjusting means. A third recess is formed at a third distance as the optical waveguide layer removed portion, and a third recess is formed on a side of the second phase adjusting means at a second distance different from the first distance.
  • the second concave portion is formed as the optical waveguide layer removing portion, and the fourth phase adjusting means is formed.
  • a fourth recess is formed at the side of the step at a fourth distance substantially equal to the second distance as the optical waveguide layer removed portion.
  • an eleventh aspect of the present invention in addition to the configuration of any one of the seventh to tenth aspects, further comprises the optical waveguide layer removing section, wherein the optical waveguide layer removing portion is provided on a surface of the substrate. It is formed by removing it all the way to the surface!
  • the substrate further comprises a substrate removing portion formed below the optical waveguide layer removing portion.
  • the substrate removing portion has a concave cross-sectional shape having a portion wider than a lower portion of the optical waveguide layer removing portion.
  • the matching agent moving means is provided around at least a part of the slit. This is a means for solving the problem with a configuration having a thin film heater.
  • the phase adjusting means includes a thin-film heater provided on the connection optical waveguide.
  • the optical waveguide layer has a configuration in which the optical waveguide layer is made of a silica-based glass.
  • a seventeenth aspect of the present invention provides a means for solving the problem with a configuration in which the substrate is a silicon substrate, in addition to the configuration of any one of the first to sixteenth aspects.
  • an eighteenth aspect of the present invention solves the problem with the configuration of any one of the first to seventeenth aspects, in which the slit is sealed with a glass plate. Means.
  • a nineteenth aspect of the present invention provides the glass plate according to the eighteenth aspect, In addition, a configuration in which the adhesive is bonded to the optical waveguide layer around the slit with an adhesive is used as means for solving the problem.
  • a twentieth aspect of the present invention has a problem in that, in addition to the configuration of the eighteenth aspect, the glass plate is joined to the optical waveguide layer around the slit by low-melting glass. As a means to solve the problem.
  • a metal film is interposed between the glass plate and the optical waveguide layer, and the metal of the metal film is formed.
  • the glass plate and the optical waveguide layer are joined together by diffusion to solve the problem.
  • a twenty-second aspect of the present invention provides a means for solving the problem, in addition to the configuration of the twenty-first aspect, wherein the metal film has a configuration made of copper or a copper alloy.
  • an inert gas is enclosed in the slit together with the refractive index matching agent.
  • liquid refractive index matching is provided in a slit intersecting the output or input optical waveguide of the Mach-Zehnder optical interferometer circuit formed by the core of the optical waveguide layer, and intersecting the longitudinal middle of the optical waveguide. Add the agent.
  • the refractive index matching agent has a refractive index that is equal to or close to the refractive index of the core of the optical waveguide layer.
  • the refractive index matching agent in the slit is evacuated from the path of the propagating light in the output or input optical waveguide.
  • the amount of optical attenuation in the output or input optical waveguide can be made extremely high, for example, 35 dB or more.
  • the matching agent can be moved in the slit with low power, and the slit can be reduced in size as compared with a planar optical waveguide type variable optical attenuator. A large amount of light attenuation can be obtained.
  • FIG. 1 (a) is a main part configuration diagram showing a first embodiment of a planar optical waveguide circuit type optical variable attenuator according to the present invention
  • FIG. 1 (b) is a diagram of FIG. 1 (a).
  • FIG. 1 (c) is a sectional view taken along line II II of FIG. 1 (a).
  • FIG. 2 (a) -FIG. 2 (e) show a manufacturing process of the planar optical waveguide type optical variable attenuator according to the first embodiment of the present invention, taken along the line II in FIG. FIG.
  • FIG. 3 (a) —FIG. 3 (f) show a manufacturing process of the planar optical waveguide circuit type variable optical attenuator according to the first embodiment of the present invention along line II-II in FIG. 1 (a). It is explanatory drawing shown in a cross section.
  • FIG. 4 (a) is a plan view showing an operation state of the planar optical waveguide circuit type optical variable attenuator according to the first embodiment of the present invention which is different from the state shown in FIG. 1, and FIG. 4 (b) Is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 4 (a).
  • FIG. 5 is a view showing insertion loss and PDL in the state shown in FIG. 1 and power input to the first phase shifter in the planar optical waveguide circuit type optical variable attenuator according to the first embodiment of the present invention. It is a graph which shows the relationship of quantity.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of a principal part of a second embodiment of a planar optical waveguide circuit type variable optical attenuator according to the present invention.
  • FIG. 7 (a) is a sectional view taken along line III-III of FIG. 6,
  • FIG. 7 (b) is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 6,
  • FIG. 7 (c) is a sectional view taken along line V-V of FIG. It is.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing another state of the refractive index matching agent in the optical shutter of the third embodiment of the planar optical waveguide circuit type variable optical attenuator according to the present invention.
  • FIGS. 9 (a) to 9 (h) are cross-sectional views showing a manufacturing process of an optical shutter section in a planar optical waveguide circuit type variable optical attenuator according to a third embodiment of the present invention. .
  • FIG. 10 (a) is an explanatory view of a main part showing a conventional planar optical waveguide circuit type optical variable attenuator, and FIG.
  • FIG. 10 (b) is a sectional view taken along line VI-VI of FIG. 10 (a).
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the amount of power input to a phase shifter, the insertion loss, and the PDL in the conventional planar optical waveguide type optical variable attenuator shown in FIG.
  • the planar lightwave circuit type optical variable attenuator of the first embodiment includes a Mach-Zehnder optical interferometer circuit 30 formed by a core 1 and phase adjusting means 8a, 8a.
  • the circuit configuration of the Matsuhazunda optical interferometer circuit 30 is substantially the same as that of the conventional Mach-Zehnder optical interferometer circuit 30 shown in Fig. 10 (a).
  • the output optical waveguide Id of the Mach-Zehnder optical interferometer circuit 30 is formed, for example, 2 mm longer than the output optical waveguide lc.
  • a slit 12 is formed in the middle of the longitudinal direction of the output optical waveguide Id in a direction crossing the output optical waveguide Id, and the slit 12, the refractive index matching agent 13 provided in the slit 12 and the slit 12 are formed.
  • the optical shutter unit 50 having the matching agent moving means 1 la and 1 lb for moving the refractive index matching agent 13 to a position including the path of the propagating light of the output optical waveguide 1 d and a position retracted from the path of the propagating light is provided. Established.
  • the refractive index matching agent 13 is provided in a part of the slit 12, and also has a liquid silicon-based oil force having a refractive index close to (here, substantially equal to) the refractive index of the core 1.
  • the slit 12 is filled with a refractive index matching agent 13 and a gas 14 such as nitrogen gas which is an inert gas.
  • the matching agent moving means 11a and lib are formed by thin film heaters 16a and 16b.
  • the thin film heaters 16a and 16b are formed in a substantially U-shape so as to surround the slit 12.
  • reference numerals 26 and 27 denote optical input units
  • reference numerals 28 and 29 denote optical output units, respectively.
  • the optical branching part 21a and the optical coupling part 21a of the Mach-Zehnder optical interferometer circuit 30 are formed to have the same length, and the coupling efficiency r? Of the optical branching part 21a and the optical coupling part 21b is: In each case, it is set to be 50% for light of wavelength 1.55 m.
  • the connecting optical waveguides le and If are formed to have the same length, and the connecting optical waveguides 1 e and If each have a straight portion having a length of 5 mm in the longitudinal direction. They are arranged in parallel at 250 m intervals. Phase adjustment means 8a, 8a 'formed by thin-film heaters 9a, 9a' are formed on the straight portions of the connection optical waveguides le, If, respectively, as in the conventional example shown in Fig. 10 (a). I have.
  • FIG. 1 (b) shows a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 1 (a), and as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the formation of the phase adjusting means 8a, 8a ′ In the optical waveguide layer 3 on both sides of the portion, the area from the surface of the optical waveguide layer 3 to the surface of the substrate 7 along the longitudinal direction of the connection optical waveguide le, If The optical waveguide layer removed portion 5 is formed by being removed in the thickness direction. The optical waveguide layer removing portion 5 is formed by removing the optical waveguide layer 3 until it reaches the surface of the substrate 7, and is spaced from the phase portion connecting optical waveguide Is, It. It is formed in parallel with the phase connection optical waveguide Is, It.
  • the optical waveguide removing unit 5 is configured to release the stress applied to the connection optical waveguides le and If when the phase adjustment is performed by the phase adjustment means 8a and 8a ′.
  • the wave paths le and 1 f are arranged so as to be in contact with the free space for stress release at an interval.
  • the stress due to the thermal expansion of the optical waveguide layer is sufficiently released in the direction perpendicular to the substrate, and the thermal expansion of the optical waveguide layer is horizontal in the direction parallel to the substrate. Is not sufficiently released, a new anisotropic internal stress is generated, and the birefringence of the optical waveguide layer is further increased by the anisotropic stress.
  • the amount of phase change in the phase shifter part differs between the TE polarized light and the TM polarized light, which are the two polarized lights existing in the optical waveguide circuit, and the light propagating through the connection optical waveguides le and If is different.
  • the difference in optical attenuation determined by the phase difference, PDL occurs.
  • the birefringence of the optical waveguide layer 3 in the region where the connecting optical waveguides le and If are formed and the vicinity thereof is increased. Restrained.
  • the heat applied to the connection optical waveguides le and If by the thin film heaters 9a and 9a ′ as the heating means is transmitted to the outside of the region near the phase adjusting means 8a and 8a ′. It also functions as a heat insulating means for suppressing this.
  • the heat of the thin-film heaters 9a and 9a 'forming the phase adjusting means 8a and 8a' is configured to be efficiently transmitted to the phase portion connecting optical waveguides Is and It.
  • the thin-film heaters 9a and 9a ' are connected to, for example, a power supply wiring (not shown) similar to the power supply wiring 23 shown in FIG.
  • the long side of the slit 12 forms an intersection angle ⁇ of 45 degrees with the optical axis of the output optical waveguide Id, and has a width of 30 m and a length of 250 m. Is formed.
  • a region formed on the side where propagation light is input to the slit 12 is denoted by ly, and a region formed on the side where propagation light is output from the slit 12 is denoted by ly. Indicated by lz.
  • FIG. 1 (c) is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1 (a), and the slit 12 extends from the surface of the optical waveguide layer 3 to the surface of the substrate 7.
  • the slit 12 is sealed with a lid 15 having a borosilicate glass plate strength. It is adhered on the upper cladding layer 2 by an adhesive (not shown).
  • the thin film heaters 16a, 16b forming the matching agent moving means 11a, lib are formed on the upper cladding layer 2 near the slit 12, and near both ends in the longitudinal direction of the slit 12. In addition, it is formed in a U-shape so as to surround the slit 12.
  • the slit 12 and the output optical waveguide Id intersect at an intersection 24 near the thin film heater 16a.
  • V power supply wiring (not shown) is connected to the thin-film heaters 16a and 16b.
  • variable optical attenuator Next, a method for manufacturing the variable optical attenuator according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 2 and 3 are explanatory diagrams for explaining a method of manufacturing the planar optical waveguide type variable optical attenuator of the present embodiment.
  • Fig. 2 shows the state of each step of the manufacturing process of the planar optical waveguide circuit type optical variable attenuator by a cross-sectional view taken along the line II in Fig. 1 (a).
  • the state of each manufacturing process of the circuit-type variable optical attenuator is shown by a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1 (a).
  • a lower cladding layer 2a having a thickness of 20 m and a film were formed on a silicon substrate 7 by using a flame hydrolysis deposition method (FHD method).
  • the layer of the core 1 having a thickness of 6 m is formed.
  • GeO is added to the layer of the core 1 so that the refractive index of the layer of the core 1 is 0.8% higher than that of the lower cladding layer 2a.
  • an optical waveguide circuit of a core 1 having a width of 6.5 / zm is formed by photolithography and dry etching.
  • the optical waveguide circuit of the core 1 is formed as shown in FIG.
  • FIG. 2 (b) is shown by a cross section taken along the line II in FIG. 1 (a)
  • the core 1 is connected to the phase portion connecting optical waveguide Is, of the linear portion of the connecting optical waveguide le, If.
  • the cross section of It is shown
  • FIG. 3 (b) is a cross section taken along the line II-II of FIG. 1 (a), so that the core 1 is a cross section of the output optical waveguide Id at a portion corresponding to the intersection 24. It is shown.
  • an upper cladding layer 2b having a thickness of 20 m is formed using the FHD method, and the optical waveguide circuit of the core 1 is formed inside the cladding 2.
  • an optical waveguide layer 3 is formed using the FHD method, and the optical waveguide circuit of the core 1 is formed inside the cladding 2.
  • FIG. 2 (d), FIG. 3 (d) and FIG. 1 (a) a sputtering method and a lift-off method were used.
  • the upper surface of the optical waveguide layer 3 corresponding to each linear portion of the connecting optical waveguides le and If (the phase connecting optical waveguide Is, It) and the longitudinally opposite ends of the slit 12 correspond to a shape surrounding a U-shape.
  • the thin film heaters 9a, 9a ', 16a, and 16b made of Ta are provided in the portions to be formed.
  • the thin film heaters 9a and 9a ' are formed to have a length of 5 mm, a width of 10 m, and a film thickness of 1.0 m.
  • the length in the side direction is 110 ⁇ m, ⁇ 20 ⁇ m, and the film thickness is 1. O / zm.
  • a power supply wiring (not shown) composed of three layers of Ti / Ni / Au is formed by a method similar to the method of manufacturing the thin film heaters 9a, 9a ', 16a, and 16b.
  • an insulating film (not shown) made of SiO2 for protecting and insulating the thin film heater and the power supply wiring is formed by sputtering.
  • both sides of the thin film heaters 9a and 9a ′ forming the phase adjusting means 8a and 8a ′ are sandwiched.
  • An optical waveguide layer removing section 5 is formed in the optical waveguide layer 3.
  • the optical waveguide layer removing section 5 removes the region which is parallel and spaced along the longitudinal direction of the linear portion of the connection optical waveguide le, If by dry etching until reaching the surface of the optical waveguide layer 3, the surface force substrate 7 and the surface.
  • the dimensions of the optical waveguide layer removing portion 5 are, for example, 5 mm in length and ⁇ in width.
  • the optical waveguide layer in the region corresponding to the slit 12 is similarly removed to form the slit 12.
  • the slit 12 has a width of 30 ⁇ m and a length of 250 ⁇ m.
  • An intersection 24 is formed so as to intersect with the output optical waveguide Id at a position 50 m from the slit end near the film heater 16a.
  • a refractive index matching agent 13 is injected into the slit 12.
  • the refractive index matching agent 13 is injected, for example, in such an amount that the third thin film heater 16a side of the slit 12 is about half-filled, so that the intersection 24 is filled with the refractive index matching agent 13.
  • the lid 15 is adhered on the slit 12 with an adhesive in an atmosphere of nitrogen gas which is a gas 14 and sealed to form an optical shutter section 50.
  • the signal light is input from the optical input section 26 of the input optical waveguide la, and is branched at the optical branching section 21a, then propagates through the connecting optical waveguides le and If, is coupled at the optical coupling section 21b, and propagates to the output optical waveguide Id. Then, the propagating light propagates toward the light output end 29 through the slit 12 provided in the middle of the output optical waveguide Id.
  • the intersection 24 Since the refractive index of the core 1 is substantially equal to that of the core 1 and is filled with the refractive index matching agent 13, the loss of signal light when passing through the intersection 24 is very small, for example, about 0.2 dB.
  • the signal light that has entered the intersection 24 of the slit 12 from the region ly of the slit 12 propagates to the region lz where almost no reflection occurs on the slit wall surface.
  • the refractive index of the refractive index matching agent 13 is higher than, for example, the refractive index of the upper cladding layer 2.
  • the optical shutter section 50 has a light attenuation amount of about 0 to 10 dB due to the phase adjustment by the phase adjusting means 8 a and 8 a ′ formed in the Mach-Zehnder optical interferometer circuit 30 having almost no light attenuation. Any light attenuation can be obtained in the range.
  • the thin film heater 9a when the thin film heater 9a is energized and heated, the effective optical waveguide length of the phase part connection optical waveguide Is is changed by the thermo-optic effect due to heat generation, and the phase of light propagating through the phase part connection optical waveguide Is is changed.
  • the light transmittance of the Matsuhazu-Sunder optical interferometer circuit 30 it is possible to obtain an arbitrary amount of optical attenuation in a range of about 0-10 dB, as in the conventional variable optical attenuator. .
  • the thin film heaters 16a and 16b of the optical shutter unit 50 are both non-power-supplying. It is held at 24. This is because when the gas and the liquid are sealed in the narrow slit 12, the liquid has a property of being held at one end of the slit 12 due to surface tension.
  • the surface tension of the refractive index matching agent 13 on the thin-film heater 16a side of the slit 12 decreases, so that the slit 12 extends along the longitudinal direction of the slit 12.
  • a gradient is generated in the surface tension of the refractive index matching agent 13 of FIG. Since the liquid in the narrow slit 12 moves in the direction of high surface tension and the gas 14 moves in the direction of low surface tension, if such a gradient of surface tension occurs, the liquid refractive index matching agent 13 Is heated
  • the thin film heater 16b moves to a position where the passing force of the propagating light of the output optical waveguide Id is also saved.
  • the intersection 24 is then filled with gas 14.
  • FIG. 4 (a) is a cross-sectional view taken along the line II-II of the optical shutter unit 50 in FIG. 4A.
  • the optical variable attenuator of the first embodiment does not drive the phase adjusting means 8a, 8a 'of the Matsuhatsu-Zonda optical interferometer circuit 30 and also controls the thin film heaters 16a, 16b of the optical shutter unit 50. Therefore, a large optical attenuation of about 35 dB or more can be obtained in a completely unpowered state without supplying power.
  • the phase adjusting means 8a, 8a ′ of the Mach-Zehnder optical interferometer circuit 30 for example, if the optical attenuation in the Mach-Zehnder optical interferometer circuit 30 is set to 20 dB, the optical variable attenuator Very large light attenuation of about 55 dB or more can be obtained.
  • the insertion loss in the unpowered state was measured.
  • the insertion loss for dB and TM polarization was 1.22 dB. This is about 0.2 dB higher than the insertion loss of the conventional variable optical attenuator, and it can be understood that the loss is increased by the slit 12.
  • the insertion loss increases with an increase in the amount of supplied power, and the maximum insertion loss of 25. OdB is obtained at about 72 mW.
  • the optical attenuation which is the difference from the insertion loss in the initial state where the power input is OmW, is a maximum of about 23.8 dB.
  • the insertion loss of about 11.2 dB was obtained up to about 58 mW. As a result, good PDL characteristics of about 0.5 dB or less have been obtained.
  • the supply of electric power to the phase adjusting means 8a is stopped, and the thin-film heater 16a is supplied with electric power and heated, and as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the refractive index matching agent 13 is supplied to the thin-film heater 16a.
  • the power supply to the thin film heater 16a was stopped.
  • the refractive index matching agent 13 was held at the slit end on the fourth thin-film heater 16b side by the capillary force.
  • the insertion loss at this time was measured, it was 41.5 dB.
  • the optical attenuation which is the difference from the insertion loss in the initial state, is as high as 40 dB or more.
  • the power of about 72 mW was supplied only to the phase adjusting means 8a, and the insertion loss was measured. As a result, 65.3 dB was obtained. At this time, it can be seen that the optical attenuation, which is the difference from the insertion loss in the initial state, is a very high value of about 60 dB or more.
  • the Mach-Zehnder optical interferometer circuit 30 in which the optical waveguide layer removing section 5 is formed in the vicinity of the connection optical waveguides le and If, and the connection optical waveguides le and If
  • the phase adjusting means 8a, 8a 'and the optical shutter unit 50 an arbitrary amount of light attenuation can be obtained by inserting the TE-polarized light and the TM-polarized light within an optical attenuation range of about 0 to 10 dB.
  • An optical variable attenuator that can be obtained with high precision in a state where the loss difference is small and that can obtain a large optical attenuation of 60 dB or more in a power supply state and 40 dB or more in a non-power supply state can be realized.
  • FIG. 7 (a) shows a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 6,
  • FIG. 7 (b) shows a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 6,
  • FIG. Fig. 6 shows a sectional view taken along line V-V.
  • the optical branching unit 21a and the optical coupling unit 21b are formed by Y-branches having a branching ratio of 1: 1. It should be noted that the Y branching device having a branching ratio of 1 to 1 has a characteristic that the wavelength dependence of the branching ratio is smaller than that of the 2 ⁇ 2 directional coupler.
  • connection optical waveguides le and If juxtaposed with each other forms the first connection optical waveguide le, and the other forms the second connection optical waveguide If.
  • Each of the first and second connecting optical waveguides le and If is provided with two phase adjusting means 8a, 8b ', 8a' and 8b at intervals in the longitudinal direction.
  • a first phase adjustment means 8a is formed near the input side of the first connection optical waveguide le, and a fourth phase adjustment means 8b 'is formed near the output side, and the input of the second connection optical waveguide If
  • a third phase adjusting means 8a 'is formed near the side, and a second phase adjusting means 8b is formed near the output side.
  • the first phase adjusting means 8a, the third phase adjusting means 8a ', the second phase adjusting means 8b, and the fourth phase adjusting means 8b' all have the same configuration, and these phase adjusting means 8a , 8a ', 8b, 8b' are configured similarly to the phase adjusting means 8a, 8a 'provided in the first embodiment, and have thin-film heaters 9a, 9b', 9a ', 9b.
  • the distance between the first phase adjusting unit 8a and the optical waveguide layer removing unit 5 (5a) adjacent in the width direction to the first phase adjusting unit 8a, the third phase adjusting unit 8a 'and the third phase adjusting unit 8a' The distance between the third phase adjusting means 8a 'and the optical waveguide layer removing portion 5 (5a) adjacent in the width direction is the same as the first set distance D1. That is, the widths of the optical waveguide layers 3a and 3b shown in FIG. Is formed.
  • the distance between the second phase adjusting unit 8b and the optical waveguide layer removing unit 5 (5b) adjacent to the second phase adjusting unit 8b in the width direction, the fourth phase adjusting unit 8b 'and the fourth phase adjusting unit 8b' The distance between the optical waveguide layer removing portion 5 (5b) adjacent to the fourth phase adjusting means 8b 'in the width direction is formed at a second set distance D2 which is equal to the second set distance D2. 1.
  • the set distance D1 is formed to be different from each other. That is, the widths of the optical waveguide layers 3a 'and 3b' shown in FIG. 7B are equal to each other, and these widths are different from the widths of the optical waveguide layers 3a and 3b shown in FIG. 7A. I have.
  • the phase is adjusted according to 8b, the amount of release of the stress applied to the connection optical waveguides le and If is made different.
  • the birefringence of the connecting optical waveguides le and If generated by the stress is different, and the polarization difference of the phase of the propagating light determined by the birefringence (the phase of the TE polarized light and the Difference rate of change)
  • the surface portion of the substrate 7 opposed to the lower portion of the optical waveguide layer removing portion 5 has one upper layer of the substrate 7.
  • a substrate removing portion 4 is formed by removing the portion, and the substrate removing portion 4 is formed by cutting a lower portion of the optical waveguide layer removing portion 5 in a direction in which the lower portion of the optical waveguide layer removing portion 5 is wider than an interval between the opposing surfaces of the optical waveguide layer removing portion 5. It has a rectangular recess.
  • This concave portion has a width of 70 m, which is 20 m wider than the lower portion 50 m of the optical waveguide layer removing portion 5, a depth of 10 ⁇ m, and a length of 5 mm.
  • the substrate removing section 4 is formed, for example, by immersing the optical waveguide type optical variable attenuator chip in a KOH aqueous solution after forming the optical waveguide layer removing section 5, utilizing anisotropic etching of the KOH to the silicon substrate. This is performed by etching the silicon substrate 7.
  • the substrate removing section 4 is also formed on the slit 12 side as shown in FIG. 7 (c).
  • the slit 12 is filled with a refractive index matching agent 13 in a part thereof, and is further filled with an inert gas of argon gas 14. (Bonding) is performed by a glass seal using a low-melting glass.
  • argon gas By applying argon gas and applying a glass seal to the lid 15 using low-melting glass, the thin-film heater 16 The heating by a and 16b makes it possible to move the refractive index matching agent 13 more reliably, so that the reliability of the shirt part 50 can be further improved.
  • the other configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the manufacturing method is also the same as that of the first embodiment.
  • the stress due to the thermal expansion of the optical waveguide layer is sufficiently released in the direction perpendicular to the substrate, and the thermal expansion of the optical waveguide layer in the direction horizontal to the substrate. Since the stress due to expansion is not sufficiently released, an anisotropic internal stress is newly generated, and the birefringence is further increased by the anisotropic stress, and the first connected optical waveguide le is propagated.
  • a difference in optical attenuation, PDL which is determined by the difference between the phase difference in TM-polarized light and the phase difference in TE-polarized light between the light and the light propagated through the second connecting optical waveguide If .
  • the distance between the first phase adjusting means 8a and the optical waveguide layer removing section 5 (5a) adjacent to the first phase adjusting means 8a is formed as the first set distance D1.
  • the distance between the second phase adjusting means 8b and the optical waveguide layer removing section 5 (5b) adjacent to the second phase adjusting means 8b is set to a second set distance D2 different from the first set distance.
  • connection optical waveguide le in the portion where the first phase adjustment means 8a is formed and the connection optical waveguide If in the portion where the second phase adjustment means 8b is formed Since the anisotropy of the stress during heating can be made different from each other, the rate of change of the birefringence with respect to the amount of phase adjustment is determined by the first connection The wave path le and the portion of the second connection optical waveguide If where the second phase adjusting means 8b is formed are different from each other.
  • the first phase adjusting means 8a (first phase shifter) and the second phase adjusting means 8b (second phase shifter) are simultaneously driven, and the first phase adjusting means 8b (second phase shifter) is driven simultaneously.
  • the light propagating through the first connecting optical waveguide le and the second connecting optical waveguide If can be made equal between the TE polarized light and the TM polarized light. That is, PDL can be reduced to zero in principle.
  • the insertion loss in the unpowered state was measured when the intersection 24 was filled with the refractive index matching agent 13.
  • the insertion loss for the TE polarization was 1.3 dB
  • the insertion loss for the TM polarization was 1.32 dB.
  • the light attenuation amount of the second embodiment is set to 5, 10, 15, and 20 dB.
  • Power to the first phase shifter and the second phase shifter power to the first and second phase adjusting means 8a and 8b as described above, The relationship between insertion loss and PDL was determined. Table 1 shows the results.
  • the power supply to the first and second phase adjusting means 8a and 8b is stopped, and the thin-film heater 16a is supplied with electric power and heated, and the refractive index matching agent 13 is moved to the thin-film heater 16b side and crossed.
  • the power supply to the thin film heater 16a was stopped. Note that, similarly to the first embodiment, even after the power supply to the thin film heater 16a is completely stopped due to the suspension of the power supply to the thin film heater 16a, the refractive index matching agent 13 remains at the end of the slit 12 on the thin film heater 16b side due to the capillary force. Was held.
  • the insertion loss measured at this time was 37.7 dB. That is, at this time, it can be seen that the optical attenuation, which is the difference from the insertion loss in the initial state, is a high value of 36 dB or more.
  • the intersection 24 is filled with the gas 14, 79.30mW and 44.10mW of electric power are supplied to the first and second phase adjustment means 8 (8a, 8b), respectively.
  • the insertion loss was measured, it was 57.7 dB. That is, at this time, the optical attenuation, which is the difference from the insertion loss in the initial state, was a very high value of about 56 dB or more.
  • the PDL at this time was as low as 0.5 dB.
  • an arbitrary optical attenuation can be obtained with high accuracy and low PDL within an optical attenuation range of about 0 to 20 dB, and the power attenuation is 56 dBb.
  • an optical variable attenuator capable of obtaining a large optical attenuation of 36 dB or more in a non-powered state.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional configuration of the optical shutter unit 50 in the third embodiment.
  • FIG. 8 corresponds to a cross section taken along line VV of FIG.
  • a first point of the third embodiment different from the second embodiment is that the lid 15 of the optical shutter unit 50 is bonded by diffusion bonding of a copper thin film.
  • a second point of the third embodiment different from the second embodiment is that the third embodiment has a liquid injection groove 43 connected to the slit 12 and the refractive index matching agent 13 through the liquid injection groove 43 after the lid 15 is joined. This is the point of injection.
  • a copper metal thin film 41a is formed on the surface of the insulating film 42 formed on the optical waveguide layer 3 and the thin film heaters 16a and 16b, which is in contact with the lid 15, and this metal
  • the lid 15 is joined by diffusion bonding between the thin film 41a and the copper metal thin film 41b formed on the joint surface of the lid 15.
  • bonding is performed by diffusion of metal atoms, so stronger bonding can be performed.
  • Sece bonding is performed by a solid-phase reaction, there is no problem such as displacement during bonding.
  • the lid 15 can be sealed with higher accuracy.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the planar optical waveguide circuit type variable optical attenuator of the third embodiment, and this cross section corresponds to a cross section taken along line VV of FIG. Also in the third embodiment, as shown in FIGS. 9A to 9D, the first and second steps are performed until the formation of the thin film heaters 16a and 16b and the formation of the power supply wiring (not shown). This is performed in the same manner as in the second embodiment.
  • an insulating film 42 made of SiO is formed by sputtering.
  • a metal thin film 41a made of copper is formed by sputtering and a lift-off method on the bonding surface of the insulating film 42 with the lid 15.
  • the thickness of the metal thin film 41a is 3 / zm.
  • a 0.1 ⁇ m-thick chromium film (not shown) is formed between the metal thin film 41a and the insulating film 42. ing.
  • the optical waveguide layer 3 in a region corresponding to the slit 12 is removed to form a slit 12.
  • a metal thin film 41b similar to the metal thin film 4la formed on the insulating film 42 is formed, and a liquid injection groove 43 is formed in the lid 15. Cover the slit 12 with the lid 15, hold the lid 15 at a pressure of about lOkgfZmm, and hold it for about 2 hours at 500 ° C in an inert gas atmosphere or vacuum to obtain the metal thin films 41a and 41b. Is diffusion bonded.
  • the optical characteristics of the planar optical waveguide circuit type variable attenuator of the third embodiment were measured. As in the second embodiment, the optical attenuation of about 0 to 20 dB was 0.2 dB. Low PD below
  • an optical attenuation of about 0 to 20 dB can be obtained with high accuracy, a low PDL of 0.2 dB or less can be obtained, and the power supply state can be reduced. 55dB or more, no power supply
  • An optical variable attenuator that can obtain a large optical attenuation of 35 dB or more in a state can be obtained with high reliability.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, but can take various embodiments.
  • the quartz optical waveguide circuit is used, but the planar optical waveguide circuit type variable optical attenuator of the present invention is formed by an optical waveguide using various materials such as polymers and semiconductors.
  • the material for forming the optical waveguide circuit is appropriately selected in consideration of the required light loss value, reliability, cost, and the like, and the dimensions of the optical waveguide circuit are appropriately set.
  • a silicon substrate is used as the substrate 7 in the present invention.
  • the substrate 7 may be made of a glass material such as quartz glass, crystallized glass, silicon carbide, silicon nitride, Various substrate materials such as ceramics such as alumina can be used, and may be appropriately selected from the viewpoints of heat dissipation, stress applied to the optical waveguide layer 3, and the like.
  • the material for forming the thin film heaters 9a, 9a ′, 16a, 16b in which the thin film heaters 9a, 9a ′, 16a, 16b are formed of a Ta film is not particularly limited.
  • Various thin-film heater materials such as Ni, Cr, TaN (X is 0-1.0), Au, Pt, W, and alloys thereof can be used. That is, the material for forming the thin film heater may be appropriately selected in consideration of the required resistance value, reliability, and the like.
  • the power refractive index matching agent 13 using a silicon-based oil as the refractive index matching agent 13 is a liquid refractive index matching agent having a refractive index close to the refractive index of the core 1. Then, the material is appropriately set.
  • the glass lid 15 was used to seal the slit 12, but the lid 15 may be made of a glass material such as quartz glass or crystallized glass, silicon carbide, silicon nitride, or the like. Various materials such as ceramics such as alumina, single crystal materials such as silicon, resin materials, and metal materials can be applied.
  • the material for forming the lid 15 is the bonding strength with the waveguide film. Coefficient of thermal expansion with the substrate and substrate 7, required reliability, etc.
  • the lid 15 is connected with an adhesive or a low-melting glass seal.
  • various bonding methods such as anodic bonding, diffusion bonding, thermocompression bonding, and soldering can be applied. It may be appropriately selected in consideration of strength, required reliability, and the like.
  • the nitrogen gas or the argon gas is used as the gas 14, but the gas 14 is not limited to these gases, and is a gas having a stable characteristic such as an inert gas.
  • gas materials can be used as long as they are materials, and they should be appropriately selected in view of required reliability, cost, and the like.
  • the optical waveguide removing section 5 and the substrate removing section 4 are formed near the phase adjusting means 8a, 8a ′, 8b, 8b ′, and the phase of the connection optical waveguides le, If is formed.
  • a stress applying means for further increasing (applying) the stress applied to the optical waveguide at the formation portion of the phase adjustment means is provided. Good
  • copper was used as the metal thin film.
  • a material should be appropriately selected in consideration of a bondable temperature, a heat-resistant temperature of the optical waveguide layer and the heater, a use temperature, and the like. Can be.
  • the means for releasing the stress applied to the optical waveguide at the portion where the phase adjusting means is formed or increasing the calorie can be omitted.
  • the amount of light attenuation can be varied with high accuracy within the range of, for example, 110 dB by the phase adjusting means formed in the Mach-Zehnder optical interferometer circuit 30, and by the operation of the optical shutter unit 50 side, it can be reduced to 35 dB or more. A large light attenuation can be obtained.
  • first to fourth phase adjusting means 8a, 8b, 8a ′, 8b ′ are not limited to the formation positions in the second embodiment, and the first and fourth phase adjustment means are not limited to the formation positions in the second embodiment.
  • the adjusting means 8a and 8b ' are formed in the first connection optical waveguide le, and the second and third phase adjusting means 8b and 8a' are formed in the second connection optical waveguide If! .
  • phase adjusting means is provided for each of the two connection optical waveguides le and If, but the phase adjusting means may be provided for only one connection optical waveguide. Also, the number of phase adjusting means is not always one or two, but may be set appropriately. It is what is done.
  • the force slit 12 in which the slit 12 is formed so as to intersect with the optical output waveguide can be formed so as to intersect with the optical input waveguide.
  • a high-precision optical attenuation within a range of, for example, 0 to 10 dB is obtained by performing phase adjustment of the Mach-Zehnder optical interferometer circuit formed by the core of the optical waveguide layer.
  • a liquid refractive index matching agent having a refractive index close to the refractive index of the core in a part of the slit crossing the middle part in the longitudinal direction of one output optical waveguide of the Mach-Zehnder optical interferometer circuit.
  • the two connecting optical waveguides are provided with phase adjusting means, respectively, and when the phase is adjusted by these phase adjusting means, the propagation propagating through the connecting optical waveguides is performed.
  • the two phases are adjusted so that the polarization differences of the phases of the propagating lights propagating through the respective connection optical waveguides become equal to each other.
  • each of the two connecting optical waveguides is provided with a phase adjusting means, and when the phase is adjusted by these phase adjusting means, the change in the birefringence of the connecting optical waveguide is changed.
  • the two phase adjusting means are controlled so that the birefringence is such that the polarization differences of the phases of the propagating light propagating through the respective connecting optical waveguides are equal to each other.
  • a structure for releasing or increasing the stress applied to the connection optical waveguide when the phase adjustment is performed by the phase adjustment means near at least one of the connection optical waveguides where the phase adjustment means is formed According to the configuration in which the rate of change of the birefringence of the connecting optical waveguide is different from each other when the phase is adjusted by the phase adjusting means, the connection can be easily performed by the configuration in which the stress is released or increased.
  • the change rate of the birefringence of the optical waveguide can be set.
  • connection optical waveguide forming portions of the phase adjusting means is provided with a free space and a space where stress applied to the connecting optical waveguide when the phase adjustment is performed by the phase adjusting means is released.
  • the rate of change of the birefringence with respect to the amount of phase adjustment when the phase adjustment is performed by the two phase adjusting means can be made different from each other by releasing the stress. it can.
  • each of the two connection optical waveguides is provided with a phase adjusting means formed by a heating means, and at least one of the phase adjusting means is provided with a heating means in the vicinity of a portion thereof.
  • the phase adjusting means forming area of the connecting optical waveguide is efficiently heated. Power consumption can be reduced.
  • the optical waveguide layers on both sides of the portion where the phase adjusting means is formed may have a region having an interval from the connection optical waveguide along the longitudinal direction of the connection optical waveguide. According to the configuration in which the optical waveguide layer is removed toward the surface and the optical waveguide layer removing section serves as a means for releasing the stress in the free space, the optical waveguide layer removing section can easily and accurately form the free space. A means for stress release can be formed.
  • each of the two connection optical waveguides is provided with a phase adjusting means, and the distance between one of the phase adjusting means and the optical waveguide layer removing portion adjacent to the phase adjusting means is determined by: According to the configuration in which the distance between the other phase adjusting unit and the optical waveguide layer removing unit adjacent to the phase adjusting unit is formed to be different from each other, the phase adjustment is performed by the one phase adjusting unit and the other phase adjusting unit. The difference in the birefringence change rate of the connecting optical waveguide at the time of the operation can be accurately formed.
  • the optical waveguide layers on both sides of the portion where the phase adjusting means is formed are arranged such that a region having an interval from the connection optical waveguide extends from the surface of the optical waveguide layer along the longitudinal direction of the connection optical waveguide to the substrate.
  • the heat insulating means can be easily and accurately formed by the optical waveguide removing section, and the phase adjusting means can be formed. The formation region can be efficiently heated.
  • connection optical waveguides juxtaposed to each other is formed as a first connection optical waveguide, and the other is formed.
  • the first and second connecting optical waveguides are formed with two phase adjusting means at intervals in the longitudinal direction, respectively, and these two phase adjusting means and the optical waveguide are formed. According to the configuration in which the distance to the removing unit is set to the first and second set distances, the polarization dependence of the optical attenuation of the propagation light can be substantially reduced by appropriately setting the first and second set distances. The power consumption can be reduced.
  • the phase adjustment of the connection optical waveguide is performed. Stress release and heat insulation of the means forming region can be effectively performed.
  • the phase adjusting means of the connection optical waveguide is provided. Stress release and heat insulation of the formation region can be performed more effectively.
  • the substrate removing portion is a concave portion having a rectangular cross section obtained by cutting a lower portion of the optical waveguide layer removing portion in a direction in which the lower portion of the optical waveguide layer removing portion is wider than an interval between opposed surfaces of the optical waveguide layer removing portion.
  • stress release and heat insulation in the phase adjusting means forming region of the connection optical waveguide can be performed more effectively.
  • the matching agent moving unit is a thin film heater provided near the slit
  • the matching agent moving unit can be easily formed, and the refractive index matching agent can be moved accurately. be able to.
  • the phase adjusting means is a thin film heater provided on the connecting optical waveguide
  • the phase adjusting means can be easily formed, and the connecting optical waveguide can be easily formed by the thermo-optic effect.
  • the phase of the propagating light can be changed.
  • the optical waveguide layer is formed of silica-based glass, a highly reliable planar optical waveguide circuit type variable optical attenuator with low insertion loss can be realized.
  • the substrate is a silicon substrate
  • stress can be easily released from the phase adjusting means forming region of the connection optical waveguide, which has good heat dissipation, and high reliability and high planar light conduction can be achieved.
  • a wave circuit type optical variable attenuator can be realized.
  • the slit is bent.
  • the state of movement of the index matching agent can be easily checked, and a highly reliable optical attenuator with a planar optical waveguide can be realized.
  • the slit can be easily sealed.
  • the slit can be easily sealed, and the reliability is further improved. It can be even higher.
  • the glass plate is bonded to the optical waveguide layer by diffusion bonding between the glass plate and the metal film formed on the surface of the optical waveguide layer. Sex can be obtained.
  • the metal film is made of copper or a copper alloy, so that the sealing is performed with high reliability without adversely affecting the optical waveguide characteristics. Can be stopped.

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Abstract

　０～１０ｄＢ程度の範囲の任意の光減衰量と３０ｄＢ以上の光減衰量とが得られる小型で省電力の平面光波回路型光可変減衰器を提供する。 　マッハツェンダ光干渉計回路３０の入力光導波路１ａ，１ｂと出力光導波路１ｄの少なくとも一方の光導波路１ａ，１ｂ、１ｄの長手方向の途中部に光導波路１ａ，１ｂ、１ｄと交わる方向で前記光導波路層３に形成されたスリット１２と、スリット１２内の一部に入れられた屈折率整合剤１３を光導波路１ａ，１ｂ、１ｄの伝搬光の通り道を含む位置と伝搬光の通り道から待避する位置とに移動させる整合剤移動手段１６ａ，１６ｂとを有する。

Description

明 細 書
平面光導波回路型光可変減衰器
技術分野
[0001] 本発明は、光通信分野等に適用される平面光導波回路型光可変減衰器に関する ものである。
背景技術
[0002] 光通信等に適用されている光可変減衰器の一つの例として、平面光導波回路型光 可変減衰器がある。この平面光導波回路型光可変減衰器は、シリコン等の基板上に 光導波路層を形成して成り、光導波路層は、コアとクラッドとを有する (例えば、非特 許文献 1参照。）。
[0003] 図 10 (a)はマッハツ ンダ光干渉計回路 30を用いた平面光導波回路型光可変減 衰器の構成を表す平面図であり、図 10 (b)は、図 10 (a)の VIII-VIII断面図である。 図 10 (b)に示すように、シリコン等の基板 7上に光導波路層 3が形成されており、光 導波路層 3はコア (光導波路） 1と、コア 1を覆うクラッド 2により形成されている。図 10 ( a)に示す平面光導波回路型光可変減衰器において、コア 1はマツハツヱンダ光干渉 計回路 30を形成している。
[0004] このマッハツエンダ光干渉計回路 30は、少なくとも 1本 (ここでは 2本）の入力光導波 路 la, lbと、該入力光導波路 la, lbから入力された光の分岐を行う光分岐部 21aと 、少なくとも 1本 (ここでは 2本)の出力光導波路 lc, Idと、該出力光導波路 lc, Idの 入力側に設けられて光の結合を行う光結合部 21bと、光結合部 21bと光分岐部 21a とを接続する 2本の接続光導波路 le, Ifとを有して該 2本の接続導波路 le, Ifが互 いに間隔を介して並設されている。
[0005] この図に示すマッハツ ンダ光干渉計回路 30において、光分岐部 21aと光結合部 21bは、それぞれ、並設された 2本のコア 1が近接されて形成されており、光分岐部 2 laと光結合部 21bは 2 X 2方向性光結合器により形成されている。
[0006] また、図 10の（a)に示す光回路装置は、マッハツエンダ光干渉計回路 30の 2本の 接続光導波路 le, Ifにそれぞれ、接続光導波路 le, Ifを伝搬する伝搬光の位相を 調整する位相調整手段 8a, 8a'を形成している。これらの位相調整手段 8a, 8a'は、 例えば薄膜ヒータ 9a, 9a'により形成されて、クラッド 2の上側に設けられている。
[0007] 位相調整手段 8a, 8a'と、これらの位相調整手段 8a, 8a'の形成領域の下部に形 成されている位相部接続光導波路 Is, Itとにより位相シフタが形成されている。なお 、図中、符号 23は薄膜ヒータ 9a, 9a'への給電用電極を示している。位相調整手段 8 a, 8a'は同一構成を有しており、例えば位相調整手段 8aのみを作動させることにより 、以下のような動作が行われる。
[0008] つまり、図 10の平面光導波回路型光可変減衰器において、位相調整手段 8aであ る薄膜ヒータ 9aにより位相部接続光導波路 Isの温度が局所的に可変制御されると、 この温度が可変制御された側の位相部接続光導波路 Isの屈折率が変化し、変化さ せた部分のコア 1の実効屈折率が変化する。これは、石英系ガラス等の屈折率が温 度により変化する現象である熱光学効果を利用するものであり、上記効果によって、 屈折率が変化したコアを伝搬する光の位相が変化する。このこと〖こよって、位相部接 続光導波路 Isを伝搬する伝搬光と位相部接続光導波路 Itを伝搬する伝搬光との間 に位相差が発生し、接続光導波路
le, Ifを伝搬する伝搬光は互いに位相差を有することになる。
[0009] つまり、上記位相調整手段 8aである薄膜ヒータ 9aの発熱による熱光学効果により、 加熱された位相部接続光導波路 Isの実効光導波路長が変化し、実効光導波路長 が変化したコアを伝搬する光の位相が変化することで、マッハツ ンダ光干渉計回路 30の光透過率を変化させることができる。そのため、図 10 (a)に示す光回路装置は、 光透過率や光分岐比が可変可能な光導波路型干渉計となり、光可変減衰器の機能 を得ることができる。なお、位相調整手段 8a'は、例えば位相調整手段 8aが故障した とき等の予備として設けられて 、る。
[0010] この平面光導波回路型光可変減衰器において、コア 1を形成する石英系ガラスの 屈折率の温度係数 dnZdTは、 10— 5 (lZ°C)程度なので、例えば 5mmの長さにわた つてコア 1の温度を 20°C上昇させると、コア 1の実効的な光路長が 1 m程度変化す る。
[0011] 図 11の特性線 aは、図 10に示す平面光波回路型光可変減衰器における、投入電 力と挿入損失との関係を示す特性線である。この特性線 aにより、約 430mWの投入 電力に対して約 lOdBの光減衰量が得られ、 520mWの投入電力に対しては 22. 5d Bの最大光減衰量が得られていることがわかる。また、図 11の特性線 bは、図 10に示 す平面光波回路型光可変減衰器における、投入電力と挿入損失の (TE偏波と TM 偏波の)偏波による差 (PDL :偏波依存性損失)との関係を示す特性線である。特性 線 aと特性線 bから、約 lOdBの光減衰量の時の挿入損失の偏波による差は約— 2dB であることがわかる。
[0012] このような光可変減衰器は、例えば光通信システムの基幹網などにおける光波長 多重伝送（WDM)システムにおいて用いられる。 WDMシステムにおいては、複数の 波長光を同時に増幅する希土類添加光ファイバ一アンプが用いられているが、光増 幅効率には波長特性があるため、波長による光強度の差が生じてしまう。また、伝送 経路の途中で特定の波長光のみを分離したり、挿入したりといったことが行われるた め、そこでも波長による光強度の差が生じてしまう。
[0013] そこで、波長による光強度差を精度良ぐかつ、ダイナミックに均一化するために、 光可変減衰器が用いられる。このような波長による光強度差は 0— lOdB程度である ため、光可変減衰器に通常求められる光減衰量の範囲は 0— lOdB程度である。
[0014] 非特許文献 1：「可変光減衰器の開発」住本ら、昭和電線レビュー、 Vol.52、 No.1 (20 02)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0015] ところで、上記 WDMシステムにおいては、通信装置のメンテナンス時や特定のチ ャネルのみを休止する場合等において、例えば 30dB以上といった大きな光減衰量 が必要となる場合がある。ただし、このような大きな光減衰量での使用時は高精度な 光減衰量の制御は求められてはいない。そのため、 0— lOdB程度の光減衰量範囲 において任意の光減衰量が高精度に得られ、かつ、 30dB以上といった大きな光減 衰量が得られる平面光波回路型光可変減衰器が求められていた。
[0016] し力しながら、上記マッハツ ンダ光干渉計回路 30を使用した平面光波回路型光 可変減衰器では、通常の使用時に求められる光減衰量の範囲である 0— lOdB程度 は十分実現できる力 30dB以上の大きな光減衰量を得ることは困難であった。つま り、マッハツエンダ光干渉計回路 30は、干渉を用いて光減衰量を得ているため、 30d B以上とい
つた高い光減衰量を得ることは困難であり、安定して得られる最大光減衰量としては 、 20dB程度が限度であった。
[0017] そこで、上記問題を解決するために、つまり、例えば 30dB以上といった大きな最大 光減衰量を得られる構成として、例えば従来例の平面光波回路型光可変減衰器を 例えば 2つ縦続接続し、 2つの平面光波回路型光可変減衰器の光減衰量の和を持 つて全体としての光減衰量とする構成も考えられる。
[0018] し力しながら、この構成により上記最大光減衰量を得るには、 2つの平面光波回路 型光可変減衰器の両方を最大光減衰量に設定することになるため、従来例の平面 光波回路型光可変減衰器において最大光減衰量を得るための電力の 2倍の電力を 要する。したがって、通信装置のメンテナンス時等、光通信が行われていない光線路 用の光可変減衰器にて最大電力が必要となることとなり、電力の無駄が多いという問 題があり、実用的でなかった。
[0019] また、上記構成の平面光導波回路型光可変減衰器は、従来の平面光波回路型光 可変減衰器を 2つ縦列接続するために、回路サイズが約 2倍になってしまうという問 題もあった。
課題を解決するための手段
[0020] 上記課題を解決するために、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、本発明の第 1の態様は、基板と、該基板上に形成されたコアとクラッドと を有する光導波路層とを有し、前記コアにおいて、少なくとも 1本の入力光導波路と、 前記入力光導波路から入力された光の分岐を行う光分岐部と、少なくとも 1本の出力 光導波路と、前記出力光導波路の入力側に設けられた光結合部と、前記光結合部と 前記光分岐部とを接続し且つ互いに間隔を介して並設される 2本の接続光導波路と を有するマッハツ ンダ光干渉計回路と、 2本の前記接続光導波路の少なくとも一方 に設けられて伝搬光の位相を可変可能に調整する位相調整手段と、前記光入力導 波路と前記光出力導波路の少なくとも一方の光導波路の長手方向途中部に該光導 波路と交わる方向で前記光導波路層に形成されたスリットと、前記スリット内の一部に 入れられて前記コアの屈折率に近似した屈折率を持つ液状の屈折率整合剤と、前 記光入力導波路と前記光出力導波路の少なくとも一方の前記光導波路における伝 搬光の通り道を含む位置と該伝搬光の通り道力 外れた位置とのいずれかに前記屈 折率整合剤をスリット内で移動させる整合剤移動手段とを有する構成をもって課題を 解決する手段としている。
[0021] また、本発明の第 2の態様は、上記第 1の態様の構成に加え、 2本の前記接続光導 波路のそれぞれに設けられる前記位相調整手段は、 2本の前記接続光導波路を伝 搬する伝搬光の位相の偏波差の変化率を互いに異ならせて位相制御する位相制御 手段である構成をもって課題を解決する手段として ヽる。
[0022] さらに、本発明の第 3の態様は、上記第 1または第 2の態様の構成に加え、 2本の前 記接続光導波路のそれぞれに設けられる前記位相調整手段は、 2本の前記接続光 導波路の複屈折率の変化率を互いに異ならせる複屈折率調整手段である構成をも つて課題を解決する手段として ヽる。
[0023] さらに、本発明の第 4の態様は、上記第 3の態様の構成に加え、 2本の前記前記接 続光導波路の少なくとも一方に設けられる前記位相調整手段の形成部位力 間隔を おいて、前記位相調整手段による位相調整の際に前記接続光導波路に付与される 応力を解放または増加させるための応力調整部を設けた構成をもって課題を解決す る手段としている。
[0024] また、本発明の第 5の態様は、上記第 4の態様の構成に加え、前記応力調整部は、 刖
位相調整手段による位相調整の際に前記接続光導波路に付与される前記応力を解 放する自由空間であって、前記位相調整手段から間隔をおいて前記光導波路層に 形成されて 、る構成をもって課題を解決する手段として ヽる。
[0025] さらに、本発明の第 6の態様は、上記第 1乃至第 4の態様のいずれか一つの構成に 加え、 2本の前記接続光導波路にはそれぞれ加熱手段を有する前記位相調整手段 が設けられており、少なくとも一方の前記位相調整手段の形成部位力 間隔をおい た領域には前記加熱手段により前記接続光導波路に加えられる熱の拡散を抑制す る断熱手段が形成されている構成をもって課題を解決する手段としている。
[0026] さらに、本発明の第 7の態様は、上記第 5の態様の構成に加え、前記位相調整手 段の形成部位を挟む両側の前記光導波路層のうち前記接続光導波路力 間隔をお いた領域には、前記光導波路層の一部を除去してなる光導波路除去部が前記自由 空間として前記接続光導波路の長手方向に沿って形成されている構成をもって課題 を解決する手段としている。
[0027] さらに、本発明の第 8の態様は、上記第 7の態様の構成に加え、 2本の前記接続光 導波路にはそれぞれ前記位相調整手段が設けられており、一方の前記接続光導波 路から第 1の距離をおいて形成された前記光導波路除去部と、他方の前記接続光導 波路から前記第 1の距離とは異なる第 2の距離をおいて形成された別の前記光除去 部とを有した構成をもって課題を解決する手段として 、る。
[0028] さらに、本発明の第 9の態様は、上記第 6の態様の構成に加え、前記断熱手段は、 前記接続光導波路と間隔を介した領域で該接続光導波路の長手方向に沿って前記 光導波路層が除去されてなる光導波路層除去部である構成をもって課題を解決する 手段としている。
[0029] さらに、本発明の第 10の態様は、上記第 7の態様の構成に加え、互いに並設され た 2本の前記接続光導波路のうちの一方が第 1の接続光導波路、他方が第 2の接続 光導波路であり、前記第 1の接続光導波路には前記位相調整手段である第 1、第 4 の位相調整手段が長手方向に間隔をおいて順に形成され、前記第 2の接続光導波 路には前記位相調整手段である第 3、第 2の位相調整手段が長手方向に間隔をお いて順に形成され、前記第 1の位相調整手段は前記第 3の位相調整手段と同一構 成であり、前記第 2の位相調整手段は前記第 4の位相調整手段が同一構成であり、 前記第 1の位相調整手段の側方には第 1の距離をおいて第 1の凹部が前記光導波 路層除去部として形成され、前記第 3の位相調整手段の側方には前記第 1の距離と 実質的に等しい第 3の距離をおいて第 3の凹部が前記光導波路層除去部として形成 され、前記第 2の位相調整手段の側方には前記第 1の距離とは異なる第 2の距離を おいて第 2の凹部が前記光導波路層除去部として形成され、前記第 4の位相調整手 段の側方には前記第 2の距離と実質的に等しい第 4の距離をおいて第 4の凹部が前 記光導波路層除去部として形成されている構成をもって課題を解決する手段として いる。
[0030] さらに、本発明の第 11の態様は、上記第 7乃至第 10の態様のいずれか一つの構 成に加え、前記光導波路層除去部は、前記光導波路層の表面から前記基板の表面 に至るまで除去されて形成されて!、る構成をもって課題を解決する手段として!、る。
[0031] さらに、本発明の第 12の態様は、上記第 11の態様の構成に加え、前記基板には、 前記光導波路層除去部の下部に連続して基板除去部が形成されている構成をもつ て課題を解決する手段として ヽる。
[0032] さらに、本発明の第 13の態様は、上記第 12の態様の構成に加え、前記基板除去 部は、前記光導波路層除去部の下部よりも幅が広い部分を有する凹状の断面形状 を有する構成をもって課題を解決する手段として 、る。
[0033] さらに、本発明の第 14の態様は、上記第 1乃至第 13の態様のいずれか一つの構 成に加え、前記整合剤移動手段は、前記スリットの少なくとも一部の周囲に設けられ た薄膜ヒータを有する構成をもって課題を解決する手段としている。
[0034] さらに、本発明の第 15の態様は、上記第 1乃至第 14の態様のいずれか一つの構 成に加え、前記位相調整手段は、前記接続光導波路上に設けられた薄膜ヒータを有 する構成をもって課題を解決する手段として 、る。
[0035] さらに、本発明の第 16の態様は、上記第 1乃至第 15の態様のいずれか一つの構 成に加え、前記光導波路層は石英系ガラス力 なる構成をもって課題を解決する手 段としている。
[0036] さらに、本発明の第 17の態様は、上記第 1乃至第 16の態様のいずれか一つの構 成に加え、前記基板はシリコン基板である構成をもって課題を解決する手段として ヽ る。
[0037] さらに、本発明の第 18の態様は、上記第 1乃至第 17の態様のいずれか一つの構 成に加え、前記スリットは、ガラス板により封止されている構成をもって課題を解決す る手段としている。
[0038] さらに、本発明の第 19の態様は、上記第 18の態様の構成に加え、前記ガラス板は 、接着剤によって前記スリットの周りの前記光導波路層に接着されている構成をもつ て課題を解決する手段として ヽる。
[0039] さらに、本発明の第 20の態様は、上記第 18の態様の構成に加え、前記ガラス板は 、低融点ガラスによって前記スリットの周りの前記光導波路層に接合されている構成 をもって課題を解決する手段として 、る。
[0040] さらに、本発明の第 21の態様は、上記第 18の態様の構成に加え、前記ガラス板と 前記光導波路層の間には金属膜が介在し、前記金属膜を構成する金属の拡散によ つて前記ガラス板と前記光導波路層は接合されて!ヽる構成をもって課題を解決する 手段としている。
[0041] さらに、本発明の第 22の態様は、上記第 21の態様の構成に加え、前記金属膜は、 銅と銅合金の 、ずれかからなる構成をもって課題を解決する手段として ヽる。
[0042] さらに、本発明の第 23の態様は、上記第 1乃至第 22の態様のいずれか一つの構 成に加え、前記スリットには、前記屈折率整合剤と共に不活性ガスが封入されている 構成をもって課題を解決する手段として ヽる。
発明の効果
[0043] 上述したように本発明によれば、光導波路層のコアにより形成したマッハツエンダ光 干渉計回路の出力又は入力光導波路の長手方向の途中部に交差するスリットの中 に液状の屈折率整合剤を入れる。
[0044] そして、その途中部を含む位置に屈折率整合剤を移動させた状態で、マッハツエン ダ光干渉計回路の位相調整を行うことにより、例えば 0— 10dBといった範囲内で高 精度な光減衰量を得ることができる。これは、屈折率整合剤が、光導波路層のコアの 屈折率と同一か近似した値の屈折率を有するからである。
[0045] また、スリット内の屈折率整合剤を出力又は入力光導波路の伝搬光の通り道から待 避さ
せることにより、出力又は入力光導波路における光減衰量を例えば 35dB以上と、非 常に高くすることができる。
スリット内での整合剤の移動は小電力で可能であり、また、スリットは平面光導波回 路型光可変減衰器に比べて小型化が可能なので、小型な装置で且つ小電力で大き な光減衰量を得ることができる。
図面の簡単な説明
[図 1]図 1 (a)は、本発明に係る平面光導波回路型光可変減衰器の第 1実施形態例 を示す要部構成図、図 1 (b)は、図 1 (a)の I I線断面図、図 1 (c)は図 1 (a)の II II線 断面図である。
[図 2]図 2 (a)—図 2 (e)は、本発明に係る第 1実施形態例の平面光導波回路型光可 変減衰器の製造工程を図 1の I I線断面にて示す説明図である。
[図 3]図 3 (a)—図 3 (f)は、本発明に係る第 1実施形態例の平面光導波回路型光可 変減衰器の製造工程を図 1 (a)の II II線断面にて示す説明図である。
[図 4]図 4 (a)は、本発明に係る第 1実施形態例の平面光導波回路型光可変減衰器 を図 1に示す状態と異なる動作状態を示す平面図、図 4 (b)は、図 4 (a)の II II線から 見た断面図である。
[図 5]図 5は、本発明に係る第 1実施形態例の平面光導波回路型光可変減衰器にお いて図 1に示す状態における挿入損失および PDLと第 1の位相シフタへの電力投入 量の関係を示すグラフである。
[図 6]図 6は、本発明に係る平面光導波回路型光可変減衰器の第 2実施形態例を模 式的な平面図により示す要部構成図である。
[図 7]図 7 (a)は図 6の III III線断面図、図 7 (b)は図 6の IV— IV線断面図、図 7 (c)は 図 6の V— V線断面図である。
[図 8]図 8は、本発明に係る平面光導波回路型光可変減衰器の第 3実施形態例の光 シャッター部の屈折率整合剤の他の状態を示す断面図である。
[図 9]図 9 (a)—図 9 (h)は、本発明に係る第 3実施形態例の平面光導波回路型光可 変減衰器における光シャッター部の製造工程を示す断面図である。
[図 10]図 10 (a)は、従来の平面光導波回路型光可変減衰器を示す要部説明図、図
10 (b)は、図 10 (a)の VI— VI線断面図である。
[図 11]図 11は、図 10に示す従来の平面光導波回路型光可変減衰器における位相 シフタへの電力投入量と挿入損失および PDLとの関係を示すグラフである。
符号の説明 [0047] 1:コア (光導波路）
la, lb:入力光導波路
lc, Id:出力光導波路
le, If:接続光導波路
2:クラッド、
3:光導波路層
4:基板除去部
5:光導波路層除去部
7:基板
8a, 8a', 8b, 8b'：位相調整手段
9a, 9a', 9b, 9b', 16a, 16b:薄膜ヒータ
11a, lib:整合剤移動手段
12:スリット
13:屈折率整合剤
14:気体
21a:光分岐部
21b:光結合部
30：マッハツエンダ光干渉計回路
発明を実施するための最良の形態
[0048] 以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態例の 説明において、従来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 または簡略化する。
[0049] (第 1の実施の形態）
第 1実施形態例の平面光波回路型光可変減衰器は、図 1(a)の平面図に示すよう に、コア 1により形成されたマッハツエンダ光干渉計回路 30と、位相調整手段 8a, 8a
，と、光シャッター部 50とを有して構成されている。
[0050] 本実施形態例において、マツハツヱンダ光干渉計回路 30の回路構成は、図 10(a) に示した従来のマッハツエンダ光干渉計回路 30とほぼ同様に構成されている力 本 実施形態例では、マッハツ ンダ光干渉計回路 30の出力光導波路 Idを出力光導波 路 lcよりも例えば 2mm長く形成している。そして、出力光導波路 Idの長手方向途中 部に、出力光導波路 Idと交わる方向にスリット 12を形成し、このスリット 12と、スリット 1 2内に設けた屈折率整合剤 13と、スリット 12内で屈折率整合剤 13を出力光導波路 1 dの伝搬光の通り道を含む位置と該伝搬光の通り道から待避する位置とに移動させる 整合剤移動手段 1 la, 1 lbとを有する光シャッター部 50を設けて 、る。
[0051] 屈折率整合剤 13は、スリット 12内の一部に設けられており、コア 1の屈折率に近似 した (ここでは、ほぼ等しい）屈折率を持つ液状のシリコン系オイル力もなる。スリット 1 2には屈折率整合剤 13と共に、不活性ガスである窒素ガスカゝらなる気体 14が封入さ れている。また、整合剤移動手段 11a, l ibは薄膜ヒータ 16a, 16bにより形成されて おり、この薄膜ヒータ 16a, 16bがスリット 12を取り囲むように略コの字型に形成されて いる。
[0052] なお、図 1 (a)の図中、符号 26, 27は光入力部、 28, 29は光出力部をそれぞれ示 す。本実施形態例において、前記マッハツエンダ光干渉計回路 30の光分岐部 21aと 光結合部 21aは互いに等しい長さに形成されており、光分岐部 21aと光結合部 21b の結合効率 r?は、いずれも、波長 1. 55 mの光に対して 50%になるように設定され ている。
[0053] また、接続光導波路 le, Ifは互いに等しい長さに形成されており、接続光導波路 1 e, Ifはそれぞれ長手方向に長さ 5mmの直線部を有して、これらの直線部は 250 m間隔で平行に配設されている。接続光導波路 le, Ifの直線部には、それぞれ、図 10 (a)に示した従来例と同様に、薄膜ヒータ 9a, 9a'により形成された位相調整手 段 8a, 8a'が形成されている。
[0054] 図 1 (b)には、図 1 (a)の I I線断面図が示されており、図 1 (a)、（b)に示すように、 位相調整手段 8a, 8a'の形成部位を挟む両側の光導波路層 3には、接続光導波路 le, Ifと間隔を介した領域で、接続光導波路 le, Ifの長手方向に沿って光導波路 層 3の表面から基板 7の表面に向かって厚み方向に除去されて、光導波路層除去部 5が形成されている。この光導波路層除去部 5は、光導波路層 3が基板 7の表面に至 るまで除去されて形成されており、位相部接続光導波路 Is, Itから間隔をおいて、 位相部接続光導波路 Is, Itと平行に形成されている。
[0055] 光導波路除去部 5は、位相調整手段 8a, 8a'により位相調整を行った際に接続光 導波路 le, Ifに付与される応力を、解放する構成と成しており、接続光導波路 le, 1 fは、この応力解放の自由空間に間隔を介して接するように配置されている。
[0056] なお、一般に、熱光学効果を用いた位相シフタでは、基板に垂直な方向は光導波 路層の熱膨張による応力が十分に解放され、基板に水平な方向は光導波路層の熱 膨張による応力が十分に解放されないため、異方性の内部応力が新たに発生し、こ の異方性の応力により光導波路層の複屈折率がさらに増大する。そのため、光導波 回路内に存在する 2つの偏波光である TE偏波光と TM偏波光とで位相シフタ部にお ける位相変化量が異なってしまい、接続光導波路 le, Ifを伝搬してきた光の位相差 によって決定される光減衰量の差、 PDLが発生してしまう。
[0057] そこで、本実施形態例では、上記応力を解放する光導波路除去部 5を設けることに より、接続光導波路 le, Ifの形成領域およびその近傍の光導波路層 3の複屈折の 増大を抑制している。
[0058] また、光導波路層除去部 5は、加熱手段である薄膜ヒータ 9a, 9a'により接続光導 波路 le, Ifに加えられる熱が位相調整手段 8a, 8a'の近傍領域よりも外側に伝わる ことを抑制する断熱手段としても機能する。この構成により、位相調整手段 8a, 8a'を 形成する薄膜ヒータ 9a, 9a'の熱は、位相部接続光導波路 Is, Itに効率的に伝わる ように構成されている。なお、薄膜ヒータ 9a, 9a'には、例えば図 10 (a)に示した給電 用配線 23と同様の給電用配線 (図示せず)が接続されている。
[0059] 図 1 (a)に示すように、前記スリット 12の長辺は出力光導波路 Idの光軸と 45度の交 差角 Θを成しており、幅 30 m、長さ 250 mに形成されている。なお、図 1 (a)では 、出力光導波路 Idにおいて、スリット 12に伝搬光を入力する側に形成されている領 域を ly、スリット 12から伝搬光を出力する側に形成されている領域を lzで示している 。図 1 (c)には、図 1 (a)の II II断面図が示されており、スリット 12は光導波路層 3の表 面から基板 7の表面にかけ
て、深さ 40 mに形成されている。
[0060] また、スリット 12はホウ珪酸ガラスの板力もなる蓋 15により封止されており、蓋 15は 接着剤（図示せず）により上部クラッド層 2上に接着されている。図 1 (a)に示すように 、前記整合剤移動手段 11a, l ibを形成する薄膜ヒータ 16a, 16bは、スリット 12近傍 の上部クラッド層 2上に形成され、スリット 12の長手方向両端部付近に、スリット 12を 取り囲むようにコ字形状に形成されている。スリット 12と出力光導波路 Idは、薄膜ヒー タ 16a寄りの交差部 24で交差している。薄膜ヒータ 16a, 16bには、図示されていな Vヽ給電用配線が接続されて ヽる。
[0061] 次に、本実施形態例による光可変減衰器の製造方法について、図面を用いて説明 する。
図 2および図 3は、本実施形態例の平面光導波路型光可変減衰器の製造方法を説 明する説明図である。なお、図 2は、平面光導波回路型光可変減衰器の製造工程ご との状態を、図 1 (a)における I I線力 見た断面図により示しており、図 3は、平面光 導波回路型光可変減衰器の製造工程ごとの状態を、図 1 (a)における II II線から見 た断面図により示している。
[0062] まず、図 2 (a)、図 3 (a)に示すように、シリコン基板 7上に火炎加水分解堆積法 (FH D法)を用いて膜厚 20 mの下部クラッド層 2a及び膜厚 6 mのコア 1の層を成膜す る。この際、コア 1の層の屈折率が下部クラッド層 2aの屈折率より 0. 8%高くなるよう に、コア 1の層に GeOを添カ卩する。
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[0063] 次に、図 2 (b)、図 3 (b)に示すように、フォトリソグラフィ一とドライエッチングにより、 幅 6. 5 /z mのコア 1の光導波回路をパターユング形成する。コア 1の光導波回路は、 図 1 (a)に示すように形成する。
[0064] なお、図 2 (b)は図 1 (a)の I I線による切断面で示されているので、コア 1は接続光 導波路 le, Ifの直線部の位相部接続光導波路 Is, Itの断面が示されており、図 3 ( b)は図 1 (a)の II II線による断面で示されているので、コア 1は交差部 24に相当する 部分における出力光導波路 Idの断面が示されている。
[0065] 次に、図 2 (c)、図 3 (c)に示すように、 FHD法を用いて膜厚 20 mの上部クラッド 層 2bを形成し、コア 1の光導波回路をクラッド 2内に埋め込んで光導波路層 3を形成 する。
[0066] 次に、図 2 (d)、図 3 (d)及び図 1 (a)に示すように、スパッタ法とリフトオフ法を用いて 、接続光導波路 le, Ifのそれぞれの直線部 (位相部接続光導波路 Is, It)に対応 する光導波路層 3の上面と、スリット 12の長手方向両端部をコの字型に取り囲む形状 に相当する部分に、 Ta製の薄膜ヒータ 9a, 9a' , 16a, 16bを設ける。
[0067] 薄膜ヒータ 9a, 9a'は長さ 5mm、幅 10 m、膜厚 1. 0 mに形成され、薄膜ヒータ 16a, 16bは、スリット 12の長辺方向の長さが 140 μ m、短辺方向の長さが 110 μ m、 ΨΙ20 μ m,膜厚 1. O /z mに形成される。
[0068] 次に、上記薄膜ヒータ 9a, 9a' , 16a, 16bの作製方法と同様の方法で、 Ti/Ni/ Auの 3層から成る給電用配線（図示せず)を形成する。つぎに、薄膜ヒータと給電用 配線を保護し、絶縁するための SiOカゝらなる絶縁膜（図示せず)をスパッタ法により
2
基板表面全体に形成する。
[0069] 次に、図 2 (e)及び図 l (a)、 （b)に示すように、位相調整手段 8a, 8a'を形成する薄 膜ヒータ 9a, 9a'の形成部位を挟む両側の光導波路層 3に光導波路層除去部 5を形 成する。この光導波路層除去部 5は、接続光導波路 le, Ifの直線部の長手方向に 沿って平行に間隔を介した領域を光導波路層 3表面力 基板 7表面に至るまでドライ エッチングにより除去して形成する。光導波路層除去部 5の寸法は、例えば長さ 5m m、幅 ΙΟΟ πιとする。
[0070] この光導波路層除去部 5の形成により、接続光導波路 le, Ifの直線部を含む光導 波路層 3 (3a, 3b)の幅 Waを 20 mとなるようにする。また、同時に、図 3の（e)及び 図 1 (a)、 (c)に示すように、スリット 12に相当する領域の光導波路層も同様に除去し 、スリット 12と成す。スリット 12は幅 30 μ m、長さ 250 μ mとし、薄
膜ヒータ 16a寄りのスリット端から 50 mの位置にて出力光導波路 Idと交差するよう にし、交差部 24と成す。
[0071] 次に、図 3 (f)及び図 1 (a)、（c)に示すように，スリット 12に屈折率整合剤 13を注入 する。この屈折率整合剤 13は例えばスリット 12の第 3の薄膜ヒータ 16a側が約半分満 たされる量だけ注入し、交差部 24が屈折率整合剤 13で満たされる状態とする。その 後、気体 14である窒素ガス雰囲気中でスリット 12上に蓋 15を接着剤にて貼り付けて 封止し、光シャッター部 50と成す。
[0072] 次に、第 1実施形態例の光可変減衰器の駆動方法について説明する。まず、一方 の入力光導波路 laの光入力部 26から信号光を入射し、光分岐部 21aで分岐した後 、接続光導波路 le, Ifを伝搬させ、光結合部 21bで結合させて出力光導波路 Idに 伝搬させると、この伝搬光は、出力光導波路 Idの途中部に設けられたスリット 12を通 つて光出力端 29側へと伝搬する。
[0073] このとき、図 1 (a)に示すように、スリット 12内の屈折率整合剤 13が出力光導波路 1 dの伝搬光の通り道を含む位置にある状態においては、交差部 24は、コア 1と屈折率 がほぼ等 、屈折率整合剤 13にて満たされて 、るため、交差部 24を通過する際の 信号光の損失は非常に小さぐ例えば約 0. 2dBである。つまり、出力光導波路 Idに おいて、スリット 12の領域 ly側からスリット 12の交差部 24に入射した信号光はスリット 壁面にてほとんど反射されることなぐ領域 lz側へと伝搬する。屈折率整合剤 13の屈 折率は、例えば上部クラッド層 2の屈折率より高くなつている。
[0074] したがって、この場合は、光シャッター部 50側の光減衰量は殆ど無ぐマッハツエン ダ光干渉計回路 30に形成された位相調整手段 8a, 8a'による位相調整によって、 0 一 10dB程度の範囲において任意の光減衰量を得ることができる。つまり、例えば薄 膜ヒータ 9aに通電'加熱することにより、発熱による熱光学効果によって位相部接続 光導波路 Isの実効光導波路長を変化させて位相部接続光導波路 Isを伝搬する光 の位相を変化させることで、マツハツヱンダ光干渉計回路 30の光透過率を変化させ ることにより、従来の光可変減衰器とほぼ同様に、 0— 10dB程度の範囲において任 意の光減衰量を得ることができる。
[0075] なお、図 1 (a)、 (b)に示した状態においては、光シャッター部 50の薄膜ヒータ 16a , 16bは共に無給電である力 スリット 12中の屈折率整合剤 13は交差部 24に保持さ れている。これは、狭いスリット 12中に気体と液体が封入された状態においては、液 体は表面張力のためスリット 12の片端に保持される性質があるためである。
[0076] 一方、薄膜ヒータ 16aに給電して加熱すると、スリット 12の薄膜ヒータ 16a側におけ る屈折率整合剤 13の表面張力が低下するため、スリット 12の長手方向に沿ってスリ ット 12の屈折率整合剤 13の表面張力に勾配が発生する。狭いスリット 12中の液体は 表面張力の高い方向へ、気体 14は表面張力の低い方向へと移動する性質があるた め、このような表面張力の勾配が発生すると、液状の屈折率整合剤 13は加熱されて いない薄膜ヒータ 16b側、つまり、出力光導波路 Idの伝搬光の通り道力も待避する 位置に移動する。そして、交差部 24は気体 14で満たされる。
[0077] また、上記のようにして屈折率整合剤 13が完全に薄膜ヒータ 16b側に移動した後、 薄膜ヒータ 16aへの給電を中止すると、発生していた表面張力の勾配は喪失するが 、前述した通り、スリット 12中の屈折率整合剤 13は毛細管力によって薄膜ヒータ 16b 側のスリット 12端に保持される。この時の状態を、図 4 (a)の平面図と図 4 (b)の断面 図に示す。なお、図 4 (b)は図 4 (a)の光シャッター部 50の II II線断面図であ る。
[0078] 図 4 (a)、 （b)の状態、すなわち交差部 24が気体 14で満たされた状態においては、 出力光導波路 Idの領域 ly側からスリット 12の交差部 24に入射した信号光はスリット 壁面にて全反射され、領域 lz側へはほとんど伝搬することなぐクラッド 2へ放射され る。この場合、出力光導波路 Idの領域 ly側力も交差部 24を通過して領域 lz側へと 伝搬する信号光の損失は、約 35dB以上と非常に大きい。
[0079] したがって、第 1実施形態例の光可変減衰器は、マツハツヱンダ光干渉計回路 30 の位相調整手段 8a, 8a'を駆動することなぐかつ、光シャッター部 50の薄膜ヒータ 1 6a, 16bにも給電することなぐ全くの無給電状態で約 35dB以上という大きな光減衰 量が得られること〖こなる。
[0080] また、マッハツエンダ光干渉計回路 30の位相調整手段 8a, 8a'を駆動することによ り、例えばマッハツエンダ光干渉計回路 30における光減衰量を 20dBに設定すれば 、光可変減衰器の光減衰量として約 55dB以上と ヽぅ非常に大きな光減衰量を得るこ とがでさる。
[0081] 以下に、実際に作製した光可変減衰器を用いて光減衰特性を測定した結果を示 す。この測定にあたっては、波長 1. 55 mのレーザダイオード力 の光を入力光導 波路 laの光入力部 26から入射し、出力光導波路 Idの光出力部 29から出射された 光の挿入損失を測定した。測定は TE偏波光と TM偏波光の両方を用いてそれぞれ 独立に行った。
[0082] まず、図 1の状態、即ち交差部 24が屈折率整合剤 13によって満たされている状態 において、無給電状態での挿入損失を測定したところ、 TE偏波の挿入損失は 1. 21 dB、TM偏波の挿入損失は 1. 22dBであった。これは従来の光可変減衰器における 挿入損失に比べて 0. 2dB程度高い値であり、スリット 12による損失増加であるとわか る。
[0083] 次に、位相調整手段 8aにのみ電力を供給し、電力供給量を 0— 80mWの範囲で 変化させた。この時の電力供給量と挿入損失の関係を図 5の特性線 aに示し、電力 供給量に対する TE偏波光と TM偏波光の挿入損失の差 (PDL)の関係を図 5の特 性線 bに示す。
[0084] 図 5の特性線 aに示すように、電力供給量の増加に応じて挿入損失が増加しており 、約 72mWにおいて最大の挿入損失 25. OdBが得られている。このとき、電力投入 量が OmWの状態である初期状態における挿入損失との差である光減衰量は最大約 23. 8dBであることがわかる。また、初期状態から約 1 OdBの光減衰量、即ち約 11. 2 dBの挿入損失が得られている電力供給量が約 58mWまでの範囲の範囲において、 図 5の特性線 bに示すように、 PDLは約 0. 5dB以下と良好な PDL特性が得られてい る。
[0085] 次に、位相調整手段 8aへの電力供給を中止し、薄膜ヒータ 16aに給電加熱して、 図 4 (a)、 （b)に示したように、屈折率整合剤 13を薄膜ヒータ 16b側に移動させ、交差 部 24を気体 14で満たした後、薄膜ヒータ 16aへの給電を中止した。
[0086] 薄膜ヒータ 16aへの給電中止後、全くの無給電状態となった後も、屈折率整合剤 1 3は毛細管力によって第 4の薄膜ヒータ 16b側のスリット端に保持されていた。そして 、このときの挿入損失を測定したところ、 41. 5dBであった。このとき、初期状態にお ける挿入損失との差である光減衰量は 40dB以上の高 、値が得られて 、ることがわ かる。
[0087] さらに、交差部 24が気体 14で満たされた状態のまま、位相調整手段 8aにのみ約 7 2mWの電力を供給し、挿入損失を測定したところ、 65. 3dBが得られた。このとき、 初期状態における挿入損失との差である光減衰量は約 60dB以上と非常に高い値 が得られて 、ることがわ力る。
[0088] 第 1実施形態例によれば、以上のように、接続光導波路 le, If近傍に光導波路層 除去部 5を形成したマッハツエンダ光干渉計回路 30と、接続光導波路 le, Ifに形成 した位相調整手段 8a, 8a'と、光シャッター部 50とを適宜機能させることによって、 0 一 10dB程度の光減衰量範囲において、任意の光減衰量が、 TE偏波光と TM偏波 光の挿入損失差の小さい状態で高精度に得られ、かつ、給電状態で 60dB以上、無 給電状態で 40dB以上といった大きな光減衰量が得られる光可変減衰器を実現でき る。
[0089] (第 2の実施の形態）
次に、本発明に係る平面光導波回路型光可変減衰器光可変減衰器の第 2実施形 態例について説明する。第 2実施形態例は、図 6に示す平面構成を有している。また 、図 7 (a)には、図 6の III III線断面図を示し、図 7 (b)には、図 6の IV— IV線断面図 を示し、図 7 (c)には、図 6の V— V線断面図を示す。
[0090] 図 6に示すように、第 2実施形態例において、光分岐部 21aと光結合部 21bは分岐 比が 1対 1である Y分岐器により形成されている。なお、分岐比が 1対 1である Y分岐 器は 2 X 2方向性結合器に比べて分岐比の波長依存性が小さ 、特性を有する。
[0091] また、第 2実施形態例では、互いに並設された接続光導波路 le, Ifの一方が第 1 の接続光導波路 leと成して他方が第 2の接続光導波路 Ifと成しており、これら第 1と 第 2の接続光導波路 le, Ifにはそれぞれ長手方向に間隔を介して 2つずつ位相調 整手段 8a, 8b ' , 8a' , 8bが形成されている。第 1の接続光導波路 leの入力側寄りに は第 1の位相調整手段 8aが形成されて出力側寄りには第 4の位相調整手段 8b 'が 形成され、第 2の接続光導波路 Ifの入力側寄りには第 3の位相調整手段 8a'が形成 されて出力側寄りには第 2の位相調整手段 8bが形成されている。
[0092] 第 1の位相調整手段 8a、第 3の位相調整手段 8a'、第 2の位相調整手段 8b、第 4の 位相調整手段 8b 'は全て同一構成と成し、これらの位相調整手段 8a, 8a' , 8b, 8b ' は第 1実施形態例に設けられた位相調整手段 8a, 8a'と同様に構成され、薄膜ヒー タ 9a, 9b' , 9a' , 9bを有している。
[0093] 第 1の位相調整手段 8aと該第 1の位相調整手段 8aに幅方向で隣り合う光導波路層 除去部 5 (5a)との距離と、第 3の位相調整手段 8a'と該第 3の位相調整手段 8a'に幅 方向で隣り合う光導波路層除去部 5 (5a)との距離とは互いに等しい第 1設定距離 D 1に形成されている。つまり、図 7 (a)に示す光導波路層 3a, 3bの幅は互いに等しく 形成されている。
[0094] また、第 2の位相調整手段 8bと該第 2の位相調整手段 8bに幅方向で隣り合う光導 波路層除去部 5 (5b)との距離と第 4の位相調整手段 8b'と該第 4の位相調整手段 8b 'に幅方向で隣り合う光導波路層除去部 5 (5b)との距離とは互いに等しい第 2設定 距離 D2に形成されており、該第 2設定距離 D2と前記第 1設定距離 D1は互いに異な る距離に形成されている。つまり、図 7 (b)に示す光導波路層 3a' , 3b'の幅は互いに 等しく形成されており、これらの幅は図 7 (a)に示した光導波路層 3a, 3bの幅と異な つている。
[0095] このように、光導波路層 3a, 3bの幅を異ならせることにより、位相調整手段 8a,
8bにより位相調整を行った際に、接続光導波路 le, Ifに付与される応力の解放量 が異なるようにしている。これにより、応力により発生する接続光導波路 le, Ifの複屈 折率が異なり、また、複屈折率により決まる伝搬光の位相の偏波差 (TE偏波光の位 相と TM偏波光の位相との差)の変化率が異なる
ようになる。
[0096] また、図 7 (a)、 （b)に示すように、第 2実施形態例において、光導波路層除去部 5 の下部に対向する基板 7の表面部位には基板 7の上層の一部を除去した基板除去 部 4が形成されており、この基板除去部 4は、光導波路層除去部 5の下部を該光導波 路層除去部 5の対向面間隔よりも広げる方向に切り込んだ断面矩形状の凹部と成し ている。この凹部は、光導波路層除去部 5の下部の幅 50 mより 20 m広い 70 m の幅を有し、深さが 10 μ m、長さが 5mmである。
[0097] 基板除去部 4の形成は、例えば光導波路層除去部 5の形成後に光導波回路型光 可変減衰器チップを KOH水溶液に浸し、 KOHのシリコン基板に対する異方性エツ チングを利用してシリコン基板 7をエッチングすることにより行われている。基板除去 部 4は図 7 (c)に示すようにスリット 12側にも形成されている。
[0098] さらに、第 2実施形態例において、スリット 12内には、その一部に屈折率整合剤 13 が入れられ、さらに不活性ガスであるアルゴンガスの気体 14が封入されており、蓋 15 の接着 (接合）は低融点ガラスを用いたガラスシールにより行われている。アルゴンガ スの適用と、低融点ガラスを用いた蓋 15のガラスシールの適用により、薄膜ヒータ 16 a, 16bによる加熱によって屈折率整合剤 13をより信頼性良く移動可能となり、シャツ ター部 50の信頼性をより高めることができる。
[0099] 第 2実施形態例の上記以外の構成は、第 1実施形態例と同様であり、また、製造方 法も第 1実施形態例と同様である。
[0100] 前記の如ぐ熱光学効果を用いた位相シフタでは、一般に、基板に垂直な方向は 光導波路層の熱膨張による応力が十分に解放され、基板に水平な方向は光導波路 層の熱膨張による応力が十分に解放されないため、異方性の内部応力が新たに発 生し、この異方性の応力により複屈折率がさらに増大し、第 1の接続光導波路 leを伝 搬してきた光と第 2の接続光導波路 Ifを伝搬してきた光との間の TM偏波光における 位相差と TE偏波光における位相差との差によって決定される光減衰量の差、 PDL が発生してしまう。
[0101] 第 2実施形態例では、第 1の位相調整手段 8aと該第 1の位相調整手段 8aに隣り合 う光導波路層除去部 5 (5a)との距離を第 1設定距離 D1に形成し、第 2の位相調整手 段 8bと該第 2の位相調整手段 8bに隣り合う光導波路層除去部 5 (5b)との距離を前 記第 1の設定距離と異なる第 2設定距離 D2に形成することで、以下の効果を奏する ことができる。
[0102] つまり、第 2実施形態例では、第 1の位相調整手段 8aが形成された部分の接続光 導波路 leと第 2の位相調整手段 8bが形成された部分の接続光導波路 Ifにおける加 熱時の応力の異方性を互いに異なるようにすることができるので、位相調整量に対す る複屈折率の変化率を第 1の位相調整手段 8aが形成された部分の第 1の接続光導 波路 leと第 2の位相調整手段 8bが形成された部分の第 2の接続光導波路 Ifとで異 なるよう〖こでさる。
[0103] そこで、第 2実施形態例において、第 1の位相調整手段 8a (第 1の位相シフタ）と第 2の位相調整手段 8b (第 2の位相シフタ）を同時に駆動し、第 1の位相調整手段 8aが 形成された部分の第 1の接続光導波路 leと、第 2の位相調整手段 8bが形成された 部分
の第 2の接続光導波路 Ifにおいて発生する複屈折率が等しくなるように電力を制御 することによって、第 1の接続光導波路 leと第 2の接続光導波路 Ifを伝搬してきた光 の位相差が TE偏波光と TM偏波光で等しくなるようにすることができる。すなわち、 原理的に PDLをゼロにすることができる。
[0104] なお、上記構成による PDLの低減効果については、特願 2003-111370に詳しく述 ベられている。
[0105] 第 2実施形態例による平面光導波回路型光可変減衰器において、交差部 24が屈 折率整合剤 13によって満たされている状態において、無給電状態での挿入損失を 測定したところ、 TE偏波の挿入損失は 1. 3dB、TM偏波の挿入損失は 1. 32dBで あった。
[0106] 次に、交差部 24が屈折率整合剤 13によって満たされている状態において、第 2実 施形態例の光減衰量が、 5、 10、 15、 20dBの各設定光減衰量となるように第 1の位 相シフタと第 2の位相シフタに電力供給し (第 1と第 2の位相調整手段 8a, 8bに電力 供給し)、このときの設定光減衰量に対する実際に測定された挿入損失と PDLの関 係を求めた。この結果を表 1に示す。
[0107] [表 1]
Figure imgf000023_0001
[0108] 表 1から明らかなように、約 20dBの光減衰量までの範囲において PDLが ±0. l id B以下と小さく抑えられて 、ることがわ力る。
[0109] 次に、第 1と第 2の位相調整手段 8a, 8bへの電力供給を中止し、薄膜ヒータ 16aに 給電加熱して、屈折率整合剤 13を薄膜ヒータ 16b側に移動させ、交差部 24が気体 1 4で満たされた後、薄膜ヒータ 16aへの給電を中止した。なお、第 1実施形態例と同 様に、薄膜ヒータ 16aへの給電中止により全くの無給電状態となった後も、屈折率整 合剤 13は毛細管力によって薄膜ヒータ 16b側のスリット 12端に保持されていた。
[0110] このときの挿入損失を測定したところ、 37. 7dBであった。つまり、このとき、初期状 態における挿入損失との差である光減衰量は、 36dB以上の高い値となっていること がわカゝる。 [0111] さらに、交差部 24が気体 14で満たされた状態のまま、第 1および第 2の位相調整手 段 8 (8a, 8b)にそれぞれ 79. 30mW、 44. 10mWの電力を供給し、挿入損失を測 定したところ、 57. 7dBだった。つまり、このとき、初期状態における挿入損失との差 である光減衰量は、約 56dB以上と非常に高い値となった。また、このときの PDLは 0 . 5dBと低力つた。
[0112] 以上のように、第 2実施形態例によれば、 0— 20dB程度の光減衰量範囲において 任意の光減衰量が高精度、かつ、低 PDLで得られ、かつ、給電状態で 56dBb以上 、無給電状態で 36dB以上と 、つた大きな光減衰量が得られる光可変減衰器を実現 できる。
[0113] (第 3の実施の形態）
次に、本発明に係る平面光導波回路型光可変減衰器の第 3実施形態例について 説明する。第 3実施形態例の構成は、上記第 2実施形態例とほぼ同様であり、図 8に 、第 3実施形態例における光シャッター部 50の断面構成が示されている。この図 8は 、図 6の V— V線断面に相当する。第 3実施形態例が上記第 2実施形態例と異なる第 1の点は、光シャッター部 50の蓋 15の接合が銅薄膜の拡散接合によって行われて いることである。第 3実施形態例が上記第 2実施形態例と異なる第 2の点は、スリット 1 2と連結された液体注入溝 43を有し、蓋 15の接合後に液体注入溝 43を通じて屈折 率整合剤 13を注入した点である。
[0114] 第 3実施形態例では、光導波路層 3および薄膜ヒータ 16a, 16b上に形成された絶 縁膜 42上の蓋 15との接合面に、銅製の金属薄膜 41aを形成し、この金属薄膜 41aと 、蓋 15の接合面に形成された銅製の金属薄膜 41bとの間で拡散接合を行い、蓋 15 を接合している。金属薄膜の拡散接合では金属原子の拡散による接合が行われるた め、より強固な接合を行うことができ、また、固相反応で接合することから、接合時の 位置ずれ等の問題が無ぐより高精度に蓋 15の封止を行うことができる。
[0115] また、金属薄膜 41a, 41bとして銅を用いることで、光導波路やヒータ、給電配線等 の特性に悪影響を与えな!/、程度の温度範囲（例えば 250°C— 600°C程度)で拡散 接合が可能となり、かつ、使用時の接合部温度範囲（例えば 0°C— 100°C程度)で再 結晶等が起こらず、高 、長期信頼性を得ることができる。 [0116] 図 9は、第 3実施形態例の平面光導波回路型光可変減衰器の製造工程を断面図 により示す図であり、この断面は、図 6の V— V線断面に相当する。第 3実施形態例に おいても、図 9の（a)—（d)に示すように、薄膜ヒータ 16a, 16bの形成および給電用 配線（図示せず)の形成までは、第 1および第 2実施形態例と同様に行う。
[0117] 次に、図 9の（e)に示すように、スパッタ法を用いて SiO力 なる絶縁膜 42を形成し
2
、絶縁膜 42上の蓋 15との接合面に銅製の金属薄膜 41aをスパッタ法とリフトオフ法 によって形成する。金属薄膜 41aの膜厚は 3 /z mとする。この際、金属薄膜 41aと絶 縁膜 42との密着性を向上させるため、金属薄膜 41aと絶縁膜 42との間に、膜厚 0. 1 μ mのクロム膜（図示せず)を形成している。
[0118] 次に、図 9の（f)に示すように、スリット 12に相当する領域の光導波路層 3を除去し、 スリット 12と成す。次に、図 9の（g)に示すように、絶縁膜 42上に形成した金属薄膜 4 laと同様の金属薄膜 41bを形成し、蓋 15に液体注入溝 43を形成する。蓋 15を用い てスリット 12に蓋をし、 lOkgfZmm程度の圧力で蓋 15を押さえながら、不活性ガス 雰囲気中または真空中において 500°Cで 2時間程度保持し、金属薄膜 41aと金属薄 膜 41bを拡散接合させる。
[0119] この際、薄膜ヒータ 16a, 16b、給電用配線（図示せず)、コア 1 (Id)等の影響により 、絶縁膜 42の表面にできる凹凸は、拡散接合時の金属薄膜の変形によって平坦ィ匕 され、金属薄膜 41a, 41bの形成部分全体が接合される。最後に、アルゴン雰囲気中 で図 9の（g)に示す液体注入溝 43を通じて、図 9の（h)に示すようにスリット 12の半分 程度が満たされる量の屈折率整合剤 13を注入し、接着剤 44にて液体注入溝 43を 封止する。
[0120] 第 3実施形態例の平面光導波回路型光可変減衰器において、光学特性の測定を 行ったところ、第 2実施形態例と同様に、 0— 20dB程度の光減衰量が 0. 2dB以下の 低 PD
Lで高精度に得られ、また、給電状態で 56dB以上、無給電状態で 36dB以上の大き な光減衰量が得られた。
[0121] 以上のように、第 3実施形態例によれば、 0— 20dB程度の光減衰量が高精度で得 られ、かつ、 0. 2dB以下の低 PDLが得られ、また、給電状態で 55dB以上、無給電 状態で 35dB以上の大きな光減衰量が得られる光可変減衰器が高い信頼性で得ら れる。
[0122] (その他の実施の形態）
本発明は、上記各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、上記各実施形態例では、石英系光導波回路としたが、本発明の平面光導 波回路型光可変減衰器は、ポリマーや半導体など種々の材料を用いた光導波路に より形成されるものであり、光導波回路を形成する材料は、必要な光損失値、信頼性 、コスト等を鑑みて適宜選択されるものであり、光導波回路の寸法も適宜設定される ものである。
[0123] また、上記各実施形態例では、本発明においては，基板 7としてシリコン基板を用 いたが、基板 7は、石英ガラス、結晶化ガラスなどのガラス材料や、炭化珪素、窒化珪 素、アルミナ等のセラミックスなど種々の基板材料を用いることができ、放熱性、光導 波路層 3へ及ぼす応力などの観点から適宜選択すればよい。
[0124] また、上記各実施形態例では、薄膜ヒータ 9a, 9a' , 16a, 16bを Ta膜により形成し た力 薄膜ヒータ 9a, 9a' , 16a, 16bを形成する材料は特に限定されるものでなぐ 適宜設定されるものであり、 Ni、 Cr、 TaN (Xは 0— 1. 0)、 Au、 Pt、 Wや、これらの 合金など種々の薄膜ヒータ材料を用いることができる。つまり、薄膜ヒータの形成材料 は、必要な抵抗値、信頼性等を鑑みて適宜選択すればよい。
[0125] さらに、上記各実施形態例においては、屈折率整合剤 13としてシリコン系オイルを 用いた力 屈折率整合剤 13はコア 1の屈折率に近似した屈折率をもつ液状の屈折 率整合剤であればよぐその材料は適宜設定されるものである。
[0126] さらに、上記各実施形態例では、スリット 12の封止にガラス製の蓋 15を用いたが、 蓋 15は、石英ガラス、結晶化ガラスなどのガラス材料や、炭化珪素、窒化珪素、アル ミナ等のセラミックス、シリコンなどの単結晶材料、榭脂材料、金属材料など種々の材 料のものを適用することができるものであり、蓋 15の形成材料は、導波路膜との接合 強度や基板 7との熱膨張率差、求められる信頼性等
を鑑みて適宜選択すればよ!ヽ。
[0127] さらに、上記各実施形態例では、蓋 15を接着剤や低融点ガラスシールによって接 着したが、蓋 15の基板 7への接合方法は、陽極接合、拡散接合、熱圧着、半田付け 等、種々の接合方法を適用することができ、蓋 15の材料、導波路膜との接合強度、 求められる信頼性等を鑑みて適宜選択すればよい。
[0128] さらに、上記各実施形態例においては、気体 14として窒素ガス又はアルゴンガスを 用いたが、気体 14はこれらのガスに限定されることはなぐ不活性ガス等の特性の安 定したガス材料であれば種々のガス材料を用いることができ、求められる信頼性、コ スト等を鑑みて適宜選択すればょ 、。
[0129] さらに、上記各実施形態例では、位相調整手段 8a, 8a' , 8b, 8b'の近傍に、光導 波路除去部 5や基板除去部 4を形成し、接続光導波路 le, Ifの位相調整手段形成 領域の付与されている応力を解放する構成としたが、その逆に、位相調整手段の形 成部位の光導波路に付与されている応力をさらに増カロ (付与)させる応力付与手段と してちよい
[0130] さらに、上記各実施形態例では、金属薄膜として銅を用いたが、接合可能温度、光 導波路層やヒータ等の耐熱温度、使用温度等を考慮して、適宜材料を選択すること ができる。
[0131] さらに、例えば PDLの抑制目標値が小さい場合等は、位相調整手段の形成部位 の光導波路に付与されている応力を解放したり増カロしたりする手段を省略することも できる。この場合も、マッハツエンダ光干渉計回路 30に形成した位相調整手段により 例えば 1一 10dBといった範囲で高精度に光減衰量を可変でき、かつ、光シャッター 部 50側の動作によって、 35dB以上と 、つた大きな光減衰量を得ることができる。
[0132] さらに、第 1一第 4の位相調整手段 8a, 8b, 8a' , 8b'の形成位置は、第 2実施形態 例における形成位置に限定されることはなぐ第 1、第 4の位相調整手段 8a, 8b'が 第 1の接続光導波路 leに、第 2、第 3の位相調整手段 8b, 8a'が第 2の接続光導波 路 Ifに形成されて!、ればよ!/、。
[0133] さらに、上記各実施形態例では、 2本の接続光導波路 le, Ifにそれぞれ位相調整 手段を設けたが、位相調整手段は 1本の接続光導波路にのみ設けてもよい。また、 位相調整手段の配設数も、 1つずつあるいは 2つずっとするとは限らず、適宜設定さ れるものである。
[0134] さらに、上記実施形態例では、光出力導波路と交差するようにスリット 12を形成した 力 スリット 12は、光入力導波路と交差するように形成することもできる。
[0135] 上述したように本発明によれば、光導波路層のコアにより形成したマッハツエンダ光 干渉計回路の位相調整を行うことにより、例えば 0— 10dBといった範囲内で高精度 な光減衰量を得ることができ、かつ、マッハツエンダ光干渉計回路の 1本の出力光導 波路の長手方向途中部交差させたスリット内の一部にコアの屈折率に近似した屈折 率を持つ液状の屈折率整合剤を設けて、この屈折率整合剤を必要に応じてスリット 内で出力光導波路の伝搬光の通り道力 待避する位置に移動させることにより、例え ば 35dB以上の非常に高い光減衰量の状態とすることができる。
[0136] また、本発明において、 2本の接続光導波路にはそれぞれ位相調整手段が設けら れており、これらの位相調整手段により位相調整を行った際の、接続光導波路を伝 搬する伝搬光の位相の偏波差の変化率を互いに異なるようにした構成によれば、そ れぞれの接続光導波路を伝搬してきた伝搬光の位相の偏波差が互いに等しくなるよ うに 2つの位相調整手段を制御することにより、より高い光減衰量まで低 PDLで高精 度に制御することができる。
[0137] さらに、本発明において、 2本の接続光導波路にはそれぞれ位相調整手段が設け られており、これらの位相調整手段により位相調整を行った際の、接続光導波路の複 屈折率の変化率を互いに異なるようにした構成によれば、それぞれの接続光導波路 を伝搬してきた伝搬光の位相の偏波差が互いに等しくなるような複屈折率となるよう に 2つの位相調整手段を制御することによって、より高い光減衰量まで低 PDLで高 精度に制御することができる。
[0138] さらに、本発明において、少なくとも一方の接続光導波路の位相調整手段の形成 部位近傍に、位相調整手段により位相調整を行った際に接続光導波路に付与され る応力を解放または増加させる構成を設けて、位相調整手段により位相調整を行つ た際の接続光導波路の複屈折率の変化率を互いに異なるようにした構成によれば、 上記応力を解放または増加させる構成によって、容易に接続光導波路の複屈折率 の変化率を設定することができる。 [0139] さらに、本発明において、少なくとも一方の接続光導波路の位相調整手段の形成 部位は位相調整手段により位相調整を行った際に接続光導波路に付与される応力 が解放される自由空間と間隔を介して接するように配置されている構成によれば、 2 つの位相調整手段によって位相調整を行った際の位相調整量に対する複屈折率の 変化率を、応力解放によって互いに異なる値にすることができる。
[0140] さらに、本発明において、 2本の接続光導波路にはそれぞれ加熱手段により形成さ れた位相調整手段が設けられており、少なくとも一方の位相調整手段の形成部位の 近傍には加熱手段により接続光導波路に加えられる熱が位相調整手段の近傍領域 よりも外側に伝わることを抑制する断熱手段が形成されている構成によれば、接続光 導波路の位相調整手段形成領域を効率的に加熱することができ、消費電力の低減 を図ることができる。
[0141] さらに、本発明において、位相調整手段の形成部位を挟む両側の光導波路層は、 接続光導波路と間隔を介した領域が該接続光導波路の長手方向に沿って光導波路 層表面力 基板表面に向かって除去されており、該光導波路層除去部が自由空間 の応力解放の手段と成している構成によれば、光導波路層除去部により容易に、か つ、的確に自由空間の応力解放の手段を形成できる。
[0142] さらに、本発明において、 2本の接続光導波路にはそれぞれ位相調整手段が設け られており、一方の位相調整手段と該位相調整手段に隣り合う光導波路層除去部と の距離と、他方の位相調整手段と該位相調整手段に隣り合う光導波路層除去部との 距離とを互いに異なるように形成した構成によれば、一方の位相調整手段と他方の 位相調整手段によりそれぞれ位相調整を行ったときの接続光導波路の複屈折の変 化率の違 、を的確に形成することができる。
[0143] さらに、本発明において、位相調整手段の形成部位を挟む両側の光導波路層は、 接続光導波路と間隔を介した領域が該接続光導波路の長手方向に沿って光導波路 層表面から基板表面に向かって除去されており、該光導波路層除去部が断熱手段と 成している構成によれば、光導波路除去部によって容易に、かつ、的確に断熱手段 を形成でき、位相調整手段の形成領域を効率的に加熱することができる。
[0144] さらに、互いに並設された接続光導波路の一方を第 1の接続光導波路と成して他 方を第 2の接続光導波路と成し、これら第 1と第 2の接続光導波路にはそれぞれ長手 方向に間隔を介して 2つずつ位相調整手段を形成し、これらの位相調整手段と光導 波路除去部との距離を第 1、第 2の設定距離に設定した構成によれば、第 1と第 2の 設定距離を適宜設定することにより、伝搬光の光減衰量の偏波依存性をほぼ解消す ることができ、かつ、消費電力の低減を図ることができる。
[0145] さらに、本発明において、光導波路層除去部は、光導波路層が光導波路層表面か ら基板表面に至るまで除去されて形成されている構成によれば、接続光導波路の位 相調整手段形成領域の応力解放および断熱を効果的に行うことができる。
[0146] さらに、本発明において、光導波路層除去部の下部に対向する基板表面部位に基 板を除去した基板除去部が形成されて ヽる構成によれば、接続光導波路の位相調 整手段形成領域の応力解放および断熱をより一層効果的に行うことができる。
[0147] さらに、本発明において、基板除去部は、光導波路層除去部の下部を該光導波路 層除去部の対向面間隔よりも広げる方向に切り込んだ断面矩形状の凹部とした構成 によれば、接続光導波路の位相調整手段形成領域の応力解放および断熱をさ らにより一層効果的に行うことができる。
[0148] さらに、本発明において、整合剤移動手段はスリット近傍に設けられた薄膜ヒータと した構成によれば、容易に整合剤移動手段を形成でき、的確に屈折率整合剤の移 動を行うことができる。
[0149] さらに、本発明において、位相調整手段は接続光導波路上に設けられた薄膜ヒー タとした構成によれば、容易に位相調整手段を形成でき、熱光学効果により容易に 接続光導波路を伝搬する光の位相を変化させることができる。
[0150] さらに、本発明において、光導波路層は石英系ガラスにより形成されている構成に よれば、挿入損失が低ぐ信頼性の高い平面光導波回路型光可変減衰器を実現で きる。
[0151] さらに、本発明において、基板はシリコン基板とした構成によれば、放熱性が良ぐ 接続光導波路の位相調整手段形成領域の応力解放が行!ヽやすく、信頼性の高 、 平面光導波回路型光可変減衰器を実現できる。
[0152] さらに、本発明において、スリットはガラス板により封止されている構成によれば、屈 折率整合剤の移動状況を容易に確認でき、信頼性の高!ヽ平面光導波回路型光可 変減衰器を実現できる。
[0153] さらに、本発明において、ガラス板は接着剤によってスリットの周りの光導波路層に 接着されて ヽる構成によれば、容易にスリットを封止することができる。
[0154] さらに、本発明において、ガラス板は低融点ガラスによってスリットの周りの光導波 路層に接合されている構成によれば、容易にスリットを封止することができるし、信頼 性をより一層高くすることができる。
[0155] さらに、本発明において、ガラス板は該ガラス板および光導波路層表面に形成され た金属膜同士を拡散接合させることによって、光導波路層に接合されている構成に よれば、さらに高い信頼性を得ることができる。
[0156] さらに、本発明において、上記拡散接合によりガラス板を接合する構成において、 金属膜は銅または銅合金とした構成によれば、光導波路特性に悪影響を与えずに 高 、信頼性で封止することができる。
[0157] さらに、本発明において、スリットには屈折率整合剤と共に不活性ガスが封入されて いる構成によれば、より一層高い信頼性を得ることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 基板と、該基板上に形成されたコアとクラッドとを有する光導波路層とを有し、
前記コアにおいて、少なくとも 1本の入力光導波路と、前記入力光導波路から入力 された光の分岐を行う光分岐部と、少なくとも 1本の出力光導波路と、前記出力光導 波路の入力側に設けられた光結合部と、前記光結合部と前記光分岐部とを接続し且 つ互いに間隔を介して並設される 2本の接続光導波路とを有するマツハツヱンダ光干 渉計回路と、
2本の前記接続光導波路の少なくとも一方に設けられて伝搬光の位相を可変可能 に調整する位相調整手段と、
前記光入力導波路と前記光出力導波路の少なくとも一方の光導波路の長手方向 途中部に該光導波路と交わる方向で前記光導波路層に形成されたスリットと、 前記スリット内の一部に入れられて前記コアの屈折率に近似した屈折率を持つ液 状の屈折率整合剤と、
前記光入力導波路と前記光出力導波路の少なくとも一方の前記光導波路における 伝搬光の通り道を含む位置と該伝搬光の通り道力 外れた位置とのいずれかに前記 屈折率整合剤をスリット内で移動させる整合剤移動手段と
を有することを特徴とする平面光導波回路型光可変減衰器。
[2] 2本の前記接続光導波路のそれぞれに設けられる前記位相調整手段は、 2本の前 記接続光導波路を伝搬する伝搬光の位相の偏波差の変化率を互いに異ならせて位 相制御する位相制御手段であることを特徴とする請求項 1に記載の平面光導波路回 路型光可変減衰器。
[3] 2本の前記接続光導波路のそれぞれに設けられる前記位相調整手段は、 2本の前 記接続光導波路の複屈折率の変化率を互いに異ならせる複屈折率調整手段である ことを特徴とする請求項 1または請求項 2記載の平面光導波回路型光可変減衰器。
[4] 2本の前記前記接続光導波路の少なくとも一方に設けられる前記位相調整手段の形 成部位から間隔をおいて、前記位相調整手段による位相調整の際に前記接続光導 波路に付与される応力を解放または増加させるための応力調整部を設けたことを特 徴とする請求項 3記載の平面光導波回路型光可変減衰器。
[5] 前記応力調整部は、前記位相調整手段による位相調整の際に前記接続光導波路 に付与される前記応力を解放する自由空間であって、前記位相調整手段から間隔を ぉ ヽて前記光導波路層に形成されて ヽることを特徴とする請求項 4の記載の平面光 導波回路型光可変減衰器。
[6] 2本の前記接続光導波路にはそれぞれ加熱手段を有する前記位相調整手段が設け られており、少なくとも一方の前記位相調整手段の形成部位カゝら間隔をおいた領域 には前記加熱手段により前記接続光導波路に加えられる熱の拡散を抑制する断熱 手段が形成されていることを特徴とする請求項 1乃至請求項 4のいずれかに記載の 平面光導波回路型光可変減衰器。
[7] 前記位相調整手段の形成部位を挟む両側の前記光導波路層のうち前記接続光導 波路から間隔をおいた領域には、前記光導波路層の一部を除去してなる光導波路 除去部が前記自由空間として前記接続光導波路の長手方向に沿って形成されてい ることを特徴とする請求項 5記載の平面光導波回路型光可変減衰器。
[8] 2本の前記接続光導波路にはそれぞれ前記位相調整手段が設けられており、一方 の前記接続光導波路から第 1の距離をおいて形成された前記光導波路除去部と、他 方の前記接続光導波路から前記第 1の距離とは異なる第 2の距離をおいて形成され た別の前記光除去部とを有することを特徴とする請求項 7記載の平面光導波回路型 光可変減衰器。
[9] 前記断熱手段は、前記接続光導波路と間隔を介した領域で該接続光導波路の長手 方向に沿って前記光導波路層が除去されてなる光導波路層除去部であることを特徴 とする請求項 6記載の平面光導波回路型光可変減衰器。
[10] 互いに並設された 2本の前記接続光導波路のうちの一方が第 1の接続光導波路、他 方が第 2の接続光導波路であり、
前記第 1の接続光導波路には、前記位相調整手段である第 1、第 4の位相調整手 段が長手方向に間隔をおいて順に形成され、
前記第 2の接続光導波路には、前記位相調整手段である第 3、第 2の位相調整手 段が長手方向に間隔をおいて順に形成され、
前記第 1の位相調整手段は前記第 3の位相調整手段と同一構成であり、 前記第 2の位相調整手段は前記第 4の位相調整手段が同一構成であり、 前記第 1の位相調整手段の側方には第 1の距離をおいて第 1の凹部が前記光導波 路層除去部として形成され、
前記第 3の位相調整手段の側方には前記第 1の距離と実質的に等しい第 3の距離 をおいて第 3の凹部が前記光導波路層除去部として形成され、
前記第 2の位相調整手段の側方には前記第 1の距離とは異なる第 2の距離をおい て第 2の凹部が前記光導波路層除去部として形成され、
前記第 4の位相調整手段の側方には前記第 2の距離と実質的に等しい第 4の距離 をおいて第 4の凹部が前記光導波路層除去部として形成されている
ことを特徴とする請求項 7記載の平面光導波回路型光可変減衰器。
[11] 前記光導波路層除去部は、前記光導波路層の表面から前記基板の表面に至るまで 除去されて形成されて ヽることを特徴とする請求項 7乃至請求項 10の ヽずれかに記 載の平面光導波回路型光可変減衰器。
[12] 前記基板には、前記光導波路層除去部の下部に連続して基板除去部が形成されて Vヽることを特徴とする請求項 11記載の平面光導波回路型光可変減衰器。
[13] 前記基板除去部は、前記光導波路層除去部の下部よりも幅が広い部分を有する凹 状の断面形状を有することを特徴とする請求項 12記載の平面光導波回路型光可変
[14] 前記整合剤移動手段は、前記スリットの少なくとも一部の周囲に設けられた薄膜ヒー タを有することを特徴とする請求項 1乃至請求項 13のいずれかに記載の平面光導波 回路型光可変減衰器。
[15] 前記位相調整手段は、前記接続光導波路上に設けられた薄膜ヒータを有することを 特徴とする請求項 1乃至請求項 14のいずれかに記載の平面光導波回路型光可変 減衰器。
[16] 前記光導波路層は、石英系ガラスからなることを特徴とする請求項 1乃至請求項 15 のいずれかに記載の平面光導波回路型光可変減衰器。
[17] 前記基板は、シリコン基板であることを特徴とする請求項 1乃至請求項 16のいずれか に記載の平面光導波回路型光可変減衰器。
[18] 前記スリットは、ガラス板により封止されていることを特徴とする請求項 1乃至請求項 1 7のいずれかに記載の平面光導波回路型光可変減衰器。
[19] 前記ガラス板は、接着剤によって前記スリットの周りの前記光導波路層に接着されて いることを特徴とする請求項 18記載の平面光導波回路型光可変減衰器。
[20] 前記ガラス板は、低融点ガラスによって前記スリットの周りの前記光導波路層に接合 されていることを特徴とする請求項 18記載の平面光導波回路型光可変
[21] 前記ガラス板と前記光導波路層の間には金属膜が介在し、前記金属膜を構成する 金属の拡散によって前記ガラス板と前記光導波路層は接合されていることを特徴と する請求項 18記載の平面光導波回路型光可変減衰器。
[22] 前記金属膜は、銅と銅合金のいずれ力からなることを特徴とする請求項 21記載の平 面光導波回路型光可変減衰器。
[23] 前記スリットには、前記屈折率整合剤と共に不活性ガスが封入されていることを特徴 とする請求項 1乃至請求項 22のいずれかに記載の平面光導波回路型光可変減衰
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