WO2024166232A1 - 光モジュール - Google Patents

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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths

Definitions

  • the present invention relates to, for example, an optical module equipped with a heater and a ring resonator.
  • optical waveguide ring resonators In optical communications, optical waveguide ring resonators (sometimes simply called ring resonators) are used as optical filters to process light. Optical waveguide ring resonators are small and can achieve periodic transmission wavelength characteristics, so they are widely used as tunable filters, optical switches, and modulators. The transmission wavelength of an optical waveguide ring resonator is determined by the ring length and the refractive index of the waveguide, and wavelength tunability can be achieved by temperature control using a microheater loaded on the optical waveguide.
  • Patent Document 1 discloses, for example, a heater (microheater) provided within a ring resonator structure.
  • Patent Document 2 discloses a film heater (microheater) provided along a ring-shaped waveguide for wavelength tuning.
  • Patent Document 1 when using a microheater, there is a problem in that power consumption is large.
  • the ring resonator structure and an SOI (Silicon On Insulator) substrate are stacked, which results in a structure in which heat from the heater is easily transferred to the SOI substrate. Therefore, with the technology described in Patent Document 1, part of the heat from the heater is also transferred to the SOI substrate, making it impossible to efficiently transfer the heat from the heater to the ring resonator structure.
  • SOI Silicon On Insulator
  • the object of the present invention is to make it possible to efficiently transfer heat to a ring resonator.
  • the present invention provides an optical module, A first substrate; a second substrate laminated on the first substrate; a ring resonator having a ring-shaped optical waveguide and attached to the first substrate; a heater provided inside the first substrate in a first region having an outer periphery around the optical waveguide when light passes through the first substrate in a direction perpendicular to a surface of the first substrate, the heater heating the ring resonator; a gap located between the first substrate and the second substrate, the gap being formed such that the first substrate and the second substrate are spaced apart within the first region; Equipped with.
  • the present invention makes it possible to provide an optical module that efficiently transfers heat from a heater to a ring resonator.
  • FIG. 1 is a top view showing a configuration example of an optical module according to a first embodiment of the present invention
  • 2 is a cross-sectional view for explaining details of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. FIG. 2 is a top view for explaining details of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view for explaining details of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining details of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining details of the optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11A and 11B are diagrams illustrating a modified example of the optical module in the first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 11A and 11B are diagrams illustrating a modified example of the optical module in the first embodiment of the present invention.
  • 11A and 11B are diagrams illustrating a modified example of the optical module in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a top view showing a configuration example of an optical module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining details of an optical module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining details of an optical module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of the configuration of the optical module 1.
  • Fig. 2 is a cross-sectional view of the optical module 1. Specifically, Fig. 2 is a cross-sectional view of the optical module 1 taken along line AA' shown in Fig. 1.
  • the optical module 1 includes a ring resonator 10, a heater 20, a first substrate 30, and a gap 50.
  • the optical module 1 includes a ring resonator 10, a heater 20, a first substrate 30, a second substrate 40, and a gap 50.
  • the ring resonator 10 has at least a ring-shaped optical waveguide 11.
  • Light is incident on the ring-shaped optical waveguide 11 included in the ring resonator 10, and only light of a certain wavelength of the incident light is output from the ring-shaped optical waveguide 11.
  • the wavelength of the output light is determined by the length of the ring-shaped optical waveguide 11 and the refractive index of the optical waveguide.
  • the ring resonator 10 may further include a waveguide that guides light to be incident on the ring-shaped optical waveguide 11 and a waveguide that guides the light output from the ring-shaped optical waveguide 11 to another optical element.
  • the heater 20 is provided inside the ring-shaped optical waveguide 11 included in the ring resonator 10. Specifically, the heater 20 is provided inside the first substrate 30 in a first region that has the ring-shaped optical waveguide 11 as its outer periphery when light passes through the first substrate 30 in a direction perpendicular to the surface of the first substrate 30. As shown in FIG. 2, the heater 20 is disposed at the same height as the ring resonator 10 in a direction perpendicular to the surface of the first substrate 30 (thickness direction of the first substrate 30 (up and down direction on the paper surface of FIG. 2)). The heights of the heater 20 and the ring resonator 10 may be different from each other.
  • Figure 3 is a diagram in which the first region R1 is added to Figure 1 with diagonal lines.
  • Figure 4 is a diagram in which the three-dimensional regions of the first substrate 30 and the second substrate 40 corresponding to the first region R1 are added to Figure 2 with diagonal lines.
  • the three-dimensional region corresponding to the first region R1 refers to the region where the figure of the first region R1 extended in a direction perpendicular to the surface of the first substrate 30 overlaps with the first substrate 30 and the second substrate 40.
  • the first region R1 has an outer periphery that is the shape of the ring-shaped optical waveguide 11 when light passes through the first substrate 30 from a direction perpendicular to the surface of the first substrate 30.
  • the inner periphery of the ring-shaped optical waveguide 11 is the outer periphery of the first region R1, but the outer periphery of the ring-shaped optical waveguide may be the outer periphery of the first region R1.
  • the three-dimensional region corresponding to the first region R1 has a columnar shape with the shape of the ring-shaped optical waveguide 11 as it passes through the first substrate 30 from a direction perpendicular to the surface of the first substrate 30 as its bottom surface.
  • the three-dimensional region corresponding to the first region R1 is a region sandwiched between a part of one bottom surface of the first substrate 30 (the upper surface in FIG. 4) and a part of the other bottom surface of the first substrate 30 (the lower surface in FIG. 4). That is, in the examples shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4, the three-dimensional region corresponding to the first region R1 has a columnar shape with the shape of the ring-shaped optical waveguide 11 as its bottom surface on each of the two bottom surfaces of the first substrate 30.
  • the heater 20 is disposed so that the distance from the bottom surface of the first substrate 30 (e.g., the top surface in Figures 2 and 4) is the same as the distance from the bottom surface of the first substrate 30 (e.g., the top surface in Figures 2 and 4) to the ring-shaped optical waveguide 11.
  • the ring-shaped optical waveguide 11 and the heater 20 may be disposed so that these distances are different.
  • the heater 20 generates heat in response to the power input from a drive circuit (not shown). As a result, the heater 20 heats the ring-shaped optical waveguide 11. Specifically, the heater 20 heats the first substrate 30 and the ring-shaped optical waveguide 11. Note that in the examples of Figures 1 and 3, the shape of the surface of the heater 20 when passing through the first substrate 30 from a direction perpendicular to the surface of the first substrate 30 is rectangular, but it may also be a polygon with more than a rectangle, an arc, a circle, or an ellipse.
  • the second substrate 40 is a plate-like substrate that contains at least silicon, for example.
  • the second substrate 40 is stacked in a first direction on the first substrate 30.
  • the second substrate 40 also has a hole 41.
  • the hole 41 is formed in the surface that contacts the first substrate 30 among the surfaces that constitute the second substrate 40.
  • the second substrate 40 is bonded to the first substrate 30 via an area of the surface of the second substrate 40 that faces the first substrate 30 other than the area in which the hole 41 is provided.
  • the void 50 is the space inside a hole provided on the surface of the second substrate 40 facing the first substrate 30.
  • the void 50 is formed to include at least the region of the first region R1 that is located between the first substrate 30 and the second substrate 40 (second region R2, described below).
  • the void 50 is filled with, for example, argon. The details of the void 50 will be described using Figures 5 and 6.
  • FIG. 5 shows a portion of the three-dimensional region corresponding to the first region R1 shown in FIG. 4 as the second region R2.
  • the second region R2 is a portion of the three-dimensional region corresponding to the first region R1 that is located between the first substrate 30 and the second substrate 40.
  • FIG. 6 is a top view of the second substrate 40. As shown in FIG. 6, the second substrate 40 has a hole 41. Furthermore, the void 50 is a space located inside the hole 41. In this case, the hole 41 is formed such that the void 50 includes at least the second region R2.
  • the second region R2 has a bottom surface whose outer periphery is the shape of the ring-shaped optical waveguide 11, similar to the three-dimensional region corresponding to the first region R1. Therefore, the second region R2 has a columnar shape whose bottom surface has the same shape as the ring-shaped optical waveguide 11, similar to the three-dimensional region corresponding to the first region R1.
  • the distance between the two bottom surfaces in the second region R2 can be set arbitrarily.
  • the optical module 1 includes a ring resonator 10, a heater 20, a first substrate 30, a second substrate 40, and a gap 50.
  • the ring resonator 10 has a ring-shaped optical waveguide 11 and is attached to the first substrate 30.
  • the heater 20 is provided inside the first substrate 30 within a first region R1 that has the optical waveguide 11 as its outer periphery when light passes through the first substrate 30 from a direction perpendicular to the surface of the first substrate 30, and heats the ring resonator 10.
  • the second substrate 40 is laminated on the first substrate 30.
  • the gap 50 is located between the first substrate 30 and the second substrate 40, and is formed so that the first substrate 30 and the second substrate 40 are spaced apart within the first region R1.
  • the heat from the heater 20 is transferred to the second substrate 40 before reaching the ring-shaped optical waveguide 11. Therefore, the heat from the heater 20 cannot be efficiently transferred to the ring-shaped optical waveguide 11 (ring resonator structure).
  • the optical module 1 has a gap formed in the first region R1 so that the first substrate 30 and the second substrate 40 are separated when passing through the first substrate 30 from a direction perpendicular to the surface of the first substrate 30.
  • the first region R1 has the shape of the optical waveguide 11 as its outer periphery, so the gap 50 is formed in the region of the first substrate 30 where the first region R1 is located. Therefore, the heat from the heater 20 is not transmitted to the second substrate 40 until it is transmitted to the ring-shaped optical waveguide 11. As a result, the heat from the heater 20 can be efficiently transmitted to the ring-shaped optical waveguide (ring resonator structure). This allows the optical module 1 to suppress power consumption in the heater 20.
  • the heater 20 is disposed at a position including the center of the first region R1 around the optical waveguide 11.
  • a typical heater for heating an optical waveguide may be disposed near the optical waveguide in order to efficiently heat the optical waveguide.
  • the gap 50 is formed, so the heater 20 can already efficiently heat the optical waveguide, and therefore the heater 20 may be disposed at a position including the center of the first region R1 around the optical waveguide 11. This eliminates the need to provide the heater 20 near the optical waveguide, improving the degree of freedom in the shape and position of the heater 20. This allows more freedom in determining the locations of other optical and electronic components in the optical module 1.
  • the optical module 1A is a first modified example of the optical module 1.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the optical module 1A.
  • the optical module 1A includes a ring resonator 10, a heater 20, a first substrate 30, a second substrate 40, and a gap 50, similar to the optical module 1.
  • the second substrate 40 does not have a hole 41
  • the first substrate 30 has a hole 31.
  • the gap 50 is a space formed inside the hole 31 of the first substrate 30.
  • the first substrate 30 is bonded to the second substrate 40 through an area of the surface of the first substrate 30 facing the second substrate 40 other than the area where the hole 31 is provided.
  • the optical module 1B is a second modified example of the optical module 1.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the optical module 1B.
  • the optical module 1B includes a ring resonator 10, a heater 20, a first substrate 30, a second substrate 40, and a gap 50, similar to the optical module 1.
  • the optical module 1B further includes a third substrate 60.
  • the third substrate 60 is stacked in a first direction with respect to the first substrate 30 and the second substrate 40.
  • the first direction refers to the up-down direction indicated by the arrow A1 in FIG. 8.
  • the second substrate 40 does not have a hole 41
  • the third substrate 60 has a hole 61. Therefore, the gap 50 is a space formed inside the hole 61 of the third substrate 60.
  • the optical module 1C is a third modified example of the optical module 1.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the optical module 1C.
  • the optical module 1C includes a ring resonator 10, a heater 20, a first substrate 30, a second substrate 40, and a gap 50, similar to the optical module 1.
  • the first region R1 and the second region R2 are shown similar to FIG. 5.
  • the gap 50 is shown to be larger than the second region R2.
  • the gap 50 may be the same size as the second region R2, as shown in FIG. 9.
  • Fig. 10 is a block diagram showing a configuration example of the optical module 2.
  • Fig. 11 is a cross-sectional view of the optical module 2. Specifically, Fig. 11 is a cross-sectional view of the optical module 2 taken along line BB' shown in Fig. 10.
  • Fig. 12 is a view in which a three-dimensional region corresponding to the first region R1 has been added to Fig. 11.
  • the optical module 2 includes a ring resonator 10, a heater 20, a first substrate 30, and a gap 50.
  • the optical module 1 includes a ring resonator 10, a heater 20, a first substrate 30, a second substrate 40, and a gap 50.
  • the ring resonator 10 has a ring-shaped optical waveguide 11 and is attached to the first substrate 30.
  • the heater 20 is provided in the first substrate 30 within a first region R1 that surrounds the optical waveguide 11 when light passes through the first substrate 30 from a direction perpendicular to the surface of the first substrate 30, and heats the ring resonator 10.
  • the second substrate 40 is laminated on the first substrate 30.
  • the gap 50 is located between the first substrate 30 and the second substrate 40, and is formed so that the first substrate 30 and the second substrate 40 are separated from each other within a three-dimensional region corresponding to the first region R1.
  • the heat from the heater 20 is transferred to the second substrate 40 before reaching the ring-shaped optical waveguide 11. Therefore, the heat from the heater 20 cannot be efficiently transferred to the ring-shaped optical waveguide 11 (ring resonator structure).
  • the optical module 2 has a gap formed so that the first substrate 30 and the second substrate 40 are separated in the first region R1 when passing through the first substrate 30 from a direction perpendicular to the surface of the first substrate 30.
  • the first region R1 has the shape of the optical waveguide 11 as its outer periphery, so that the gap 50 is formed in the region of the first substrate 30 where the first region R1 is located. Therefore, the heat from the heater 20 is not transmitted to the second substrate 40 until it is transmitted to the ring-shaped optical waveguide 11. As a result, the heat from the heater 20 can be efficiently transmitted to the ring-shaped optical waveguide (ring resonator structure).
  • a part or all of the above-mentioned embodiments can be described as follows, but are not limited to the following.
  • (Appendix 1) A first substrate; a second substrate laminated on the first substrate; a ring resonator having a ring-shaped optical waveguide and attached to the first substrate; a heater provided inside the first substrate in a first region having an outer periphery around the optical waveguide when light passes through the first substrate in a direction perpendicular to a surface of the first substrate, the heater heating the ring resonator; a gap located between the first substrate and the second substrate, the gap being formed such that the first substrate and the second substrate are spaced apart within the first region; Equipped with Optical module.

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Abstract

効率よくリング共振器への熱を伝えることを可能にするために、光モジュールは、第１の基板（３０）と、前記第１の基板（３０）に対して積層される第２の基板（４０）と、輪状の光導波路を有し、前記第１の基板（３０）に取り付けられたリング共振器（１０）と、前記第１の基板（３０）の面に対して垂直な方向から前記第１の基板（３０）を透過した際に前記光導波路を外周とする第１の領域（Ｒ１）内であって、前記第１の基板（３０）の内部に設けられ、前記リング共振器（１０）を熱するヒータ（２０）と、前記第１の基板（３０）と前記第２の基板（４０）の間に位置し、前記第１の領域（Ｒ１）内で前記第１の基板（３０）と前記第２の基板（４０）が離間するように形成された空隙（５０）と、を備える。

Description

光モジュール
　本発明は、例えば、ヒータ及びリング共振器を備える光モジュール等に関する。
　光通信においては、光を処理する光フィルタとして光導波路リング共振器（単に、リング共振器と呼ぶこともある。）が用いられている。光導波路リング共振器は、小型で周期的な透過波長特性が実現できるため、波長可変フィルタや光スイッチ、変調器と幅広く使われている。光導波路リング共振器の透過波長はリング長と導波路屈折率で決まり、波長可変性は光導波路に装荷したマイクロヒータを用いた温度制御で実現することができる。
　特許文献１には、例えばリング共振器構造の中に設けられたヒータ（マイクロヒータ）が開示されている。また、特許文献２には、波長可変用リング状導波路に沿って設けられる膜状ヒータ（マイクロヒータ）が開示されている。
特開２０２２－０６１９３０号公報 特開２００６－２４５３４４号公報
　しかし、マイクロヒータを用いる場合、消費電力が大きいという問題点がある。例えば特許文献１においては、リング共振器構造とＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板とが積層されているため、ヒータからの熱がＳＯＩ基板にも伝わりやすい構造になっている。そのため、特許文献１に記載の技術によれば、ヒータからの熱の一部がＳＯＩ基板にも伝わってしまい、ヒータからの熱をリング共振器構造へ効率よく伝えることができなかった。
　本発明の目的は、上述した課題を鑑み、効率よくリング共振器への熱を伝えることを可能にすることにある。
　本発明は、光モジュールであって、
　第１の基板と、
　前記第１の基板に対して積層される第２の基板と、
　輪状の光導波路を有し、前記第１の基板に取り付けられたリング共振器と、
　前記第１の基板の面に対して垂直な方向から前記第１の基板を透過した際に前記光導波路を外周とする第１の領域内であって、前記第１の基板の内部に設けられ、前記リング共振器を熱するヒータと、
　前記第１の基板と前記第２の基板の間に位置し、前記第１の領域内で前記第１の基板と前記第２の基板が離間するように形成された空隙と、
　を備える。
　本発明によれば、ヒータからの熱を効率よくリング共振器に伝える光モジュールを提供することが可能である。
本発明の第１の実施形態における光モジュールの構成例を示す上面図である。 本発明の第１の実施形態における光モジュールの詳細を説明するための断面図である。 本発明の第１の実施形態における光モジュールの詳細を説明するための上面図である。 本発明の第１の実施形態における光モジュールの詳細を説明するための断面図である。 本発明の第１の実施形態における光モジュールの詳細を説明するための断面図である。 本発明の第１の実施形態における光モジュールの詳細を説明するための断面図である。 本発明の第１の実施形態における光モジュールの変形例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における光モジュールの変形例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における光モジュールの変形例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における光モジュールの構成例を示す上面図である。 本発明の第２の実施形態における光モジュールの詳細を説明するための断面図である。 本発明の第２の実施形態における光モジュールの詳細を説明するための断面図である。
　＜第１の実施の形態＞
　第１の実施形態における光モジュール１について、図１及び図２に基づき説明する。図１は、光モジュール１の構成例を示す透過図である。また、図２は、光モジュール１の断面図である。具体的には図２は、図１に示されるＡ－Ａ’線で光モジュール１を断った場合の断面図である。
　図１に示されるように、光モジュール１は、リング共振器１０、ヒータ２０、第１の基板３０及び空隙５０を備える。また、図２に示されるように、光モジュール１は、リング共振器１０、ヒータ２０、第１の基板３０、第２の基板４０及び空隙５０を備える。
　図１に示されるように、リング共振器１０は、少なくとも輪状の光導波路１１を有する。リング共振器１０に含まれる輪状の光導波路１1には光が入射し、入射した光のうち一部の波長の光のみが輪状の光導波路１１から出力される。出力される光の波長は、輪状の光導波路１１の長さ及び光導波路の屈折率により決まる。なお、図１においては図示していないが、リング共振器１０は、光を輪状の光導波路１１に入射するように導く導波路と輪状の光導波路１１から出力された光を他の光学素子に導く導波路を更に備えていてもよい。
　図１に示されるように、ヒータ２０は、リング共振器１０に含まれる輪状の光導波路１１の内側に設けられている。具体的には、ヒータ２０は、第１の基板３０の面に対して垂直な方向から第１の基板３０を透過した際に輪状の光導波路１１を外周とする第１の領域内であって、第１の基板３０の内部に設けられる。なお、図２に示されるように、ヒータ２０は、第１の基板３０の面に対して垂直な方向（第１の基板３０の厚み方向（図２の紙面にて上下方向））にて、リング共振器１０と同じ高さの位置に配置されている。なお、前述の高さは、ヒータ２０とリング共振器１０とで互いに異なっていてもよい。
　図３及び図４を用いて、ヒータ２０の位置について説明する。図３は、図１に第１の領域Ｒ１を斜線で追記したものである。また、図４は、第１の基板３０および第２の基板４０のうちで、第１の領域Ｒ１に対応する立体領域を図２に斜線で追記したものである。第１の領域Ｒ１に対応する立体領域は、第１の基板３０の面に対して垂直方向に第１の領域Ｒ１を延出した図形と、第１の基板３０および第２の基板４０とが、互いに重なり合う領域をいう。図３に示されるように、第１の領域Ｒ１は、第１の基板３０の面に対して垂直な方向から第１の基板３０を透過した際の輪状の光導波路１１の形状を外周とする。なお図３の例においては、輪状の光導波路１１の内周を第１の領域Ｒ１の外周としているが、輪状の光導波路の外周を第１の領域Ｒ１の外周としてもよい。
　また、図４に示されるように、第１の領域Ｒ１に対応する立体領域は、第１の基板３０の面に対して垂直な方向から第１の基板３０を透過した際の輪状の光導波路１１の形状を底面とする柱形状を有する。図４の例において、第１の領域Ｒ１に対応する立体領域は、第１の基板３０の一方の底面の一部（図４上の上面）及び第１の基板３０の他方の底面の一部（図４上の下面）により挟まれた領域である。すなわち、図１、図２、図３及び図４で示される例において、第１の領域Ｒ１に対応する立体領域とは、第１の基板３０の二つの底面のうち、輪状の光導波路１１の形状を外周とする部分の各々を底面とする柱形状を有する。
　図２及び図４において示されるように、第１の基板３０の底面（例えば、図２及び図４上の上面）からヒータ２０までの距離と、第１の基板３０の底面（例えば、図２及び図４上の上面）から輪状の光導波路１１までの距離が同じになるように、設けられている。しかし、これらの距離が異なるように、輪状の光導波路１１及びヒータ２０が設けられていてもよい。
　ヒータ２０は、不図示の駆動回路から入力された電力に応じて発熱する。これにより、ヒータ２０は、輪状の光導波路１１を熱する。具体的には、ヒータ２０は、第１の基板３０及び輪状の光導波路１１を熱する。なお、図１及び図３の例において、第１の基板３０の面に対して垂直な方向から第１の基板３０を透過した際のヒータ２０の面の形状は、長方形だが、長方形以上の多角形、円弧、円又は楕円であってもよい。
　また、好ましくは、ヒータ２０は、光導波路１１を外周とする第１の領域内の中心部を含む位置に配置されている。図３に示されるように、ヒータ２０は、第１の領域Ｒ１を示す斜線領域の中心に配置されている。より具体的には、ヒータ２０は、第１の領域Ｒ１の一方の底面の中心から他方の底面の中心までの直線上であって、第１の基板３０内に配置される。なお、ヒータ２０は、必ずしも、第１の領域内の中心部を含む位置に配置されている必要はない。
　第１の基板３０は、例えば石英ガラスを少なくとも含んで構成される板状の基板である。第１の基板３０には、リング共振器１０及びヒータ２０が少なくとも取り付けられている。第１の基板３０には、更に、輪状の光導波路１１とは別の光導波路や電子機器が取り付けられていてもよい。第１の基板３０は、第２の基板４０に対して第１の方向に積層するように設けられている。この説明において第１の方向とは、図２及び図４中の矢印Ａ１で示される上下方向を指す。
　第２の基板４０は、例えばシリコンを少なくとも含んで構成される板状の基板である。第２の基板４０は、第１の基板３０に対して、第１の方向で積層される。また、第２の基板４０は、穴４１を有する。穴４１は、第２の基板４０を構成する面のうち、第１の基板３０と接する面に形成される。図２及び図４に示されるように、第２の基板４０は、第２の基板４０のうちで第１の基板３０と向かい合う面のうちで穴４１が設けられた領域以外の領域を介して第１の基板３０と接着される。
　空隙５０は、第２の基板４０のうちで第１の基板３０と向かい合う面に設けられた穴の内側の空間である。空隙５０は、第１の領域Ｒ１のうち、第１の基板３０と第２の基板４０の間に位置する領域（後述の第２の領域Ｒ２）を少なくとも含むように形成される。空隙５０には例えばアルゴンが充填されている。図５及び図６を用いて、空隙５０の詳細について説明する。
　図５は、図４に示した第１の領域Ｒ１に対応する立体領域の一部を、第２の領域Ｒ２として示したものである。第２の領域Ｒ２は、第１の領域Ｒ１に対応する立体領域のうち、第１の基板３０と第２の基板４０の間に位置する立体領域である。図６は、第２の基板４０の上面図である。図６に示されるように、第２の基板４０は穴４１を有する。また、空隙５０は、穴４１の内側に位置する空間である。この際、穴４１は、空隙５０が第２の領域Ｒ２を少なくとも含むように形成される。
　第２の領域Ｒ２は、第１の領域Ｒ１に対応する立体領域と同様に輪状の光導波路１１の形状を外周とする底面を有する。そのため、第２の領域Ｒ２とは、第１の領域Ｒ１に対応する立体領域と同様に、輪状の光導波路１１の形状と同じ形状を底面とする柱形状を有する。なお、第２の領域Ｒ２における二つの底面間の距離は、任意に設定できる。
　上記のように、光モジュール１は、リング共振器１０、ヒータ２０、第１の基板３０、第２の基板４０及び空隙５０を備える。リング共振器１０は、輪状の光導波路１１を有し、第１の基板３０に取り付けられる。また、ヒータ２０は、第１の基板３０の面に対して垂直な方向から第１の基板３０を透過した際に光導波路１１を外周とする第１の領域Ｒ１内であって、第１の基板３０の内部に設けられ、リング共振器１０を熱する。第２の基板４０は、第１の基板３０に対して積層される。空隙５０は、第１の基板３０と第２の基板４０の間に位置し、第１の領域Ｒ１内で第１の基板３０と第２の基板４０が離間するように形成される。
　例えば、空隙５０が形成されず、第１の基板３０及び第２の基板４０が離間していない場合、ヒータ２０からの熱は輪状の光導波路１１に伝わるまでに、第２の基板４０に伝わる。そのため、ヒータ２０からの熱を効率よく輪状の光導波路１１（リング共振器構造）へ伝えることができなかった。
　一方で、光モジュール１は、以上のように、第１の基板３０の面に対して垂直な方向から第１の基板３０を透過した際における第１の領域Ｒ１内で第１の基板３０と第２の基板４０が離間するように形成された空隙を有する。第１の基板３０の面に対して垂直な方向から第１の基板３０を透過した際に第１の領域Ｒ１は光導波路１１の形状を外周とするため、空隙５０は、第１の基板３０のうち第１の領域Ｒ１が位置する領域内に形成される。そのため、ヒータ２０からの熱は、輪状の光導波路１１に伝わるまでに、第２の基板４０に伝わらない。この結果、ヒータ２０からの熱を効率よく輪状の光導波路（リング共振器構造）へ伝えることができる。これにより、光モジュール１は、ヒータ２０における電力消費を抑制することもできる。
　また、光モジュール１においては、ヒータ２０は、光導波路１１を外周とする第１の領域Ｒ１内の中心部を含む位置に配置される。光導波路を熱する一般的なヒータは、光導波路を効率よく熱するために光導波路の近くに設けられる場合がある。しかし、光モジュール１においては空隙５０が形成されていることにより、ヒータ２０は、既に効率よく光導波路を熱することが可能なため、光導波路１１を外周とする第１の領域Ｒ１内の中心を含む位置に配置されてもよい。これにより、光導波路の近くにヒータ２０を設ける必要がないため、ヒータ２０の形状や位置の自由度が向上する。これにより、光モジュール１においては、その他の光学部品や電子部品の配置場所も、より自由に決めることができる。
　次に、光モジュール１Ａについて説明する。光モジュール１Ａは、光モジュール１の第１の変形例である。図７は、光モジュール１Ａを説明するための図である。図７に示されるように、光モジュール１Ａは、光モジュール１と同様に、リング共振器１０、ヒータ２０、第１の基板３０、第２の基板４０及び空隙５０を備える。一方で、光モジュール１Ａにおいて、第２の基板４０は穴４１を有さずに、第１の基板３０が穴３１を有する。この場合、空隙５０は、第１の基板３０の穴３１の内側に形成された空間である。光モジュール１Ａにおいて、第１の基板３０は、第１の基板３０のうちで第２の基板４０と向かい合う面のうちで穴３１が設けられた領域以外の領域を介して第２の基板４０と接着する。
　次に、光モジュール１Ｂについて説明する。光モジュール１Ｂは、光モジュール１の第２の変形例である。図８は、光モジュール１Ｂを説明するための図である。図８に示されるように、光モジュール１Ｂは、光モジュール１と同様に、リング共振器１０、ヒータ２０、第１の基板３０、第２の基板４０及び空隙５０を備える。光モジュール１Ｂは、更に、第３の基板６０を備える。第３の基板６０は、第１の基板３０及び第２の基板４０に対して、第１の方向に積層するように設けられている。この説明において第１の方向とは、図８中の矢印Ａ１で示される上下方向を指す。一方で、光モジュール１Ｂにおいて、第２の基板４０は穴４１を有さずに、第３の基板６０が穴６１を有する。そのため、空隙５０は、第３の基板６０の穴６１の内側に形成された空間である。
　次に、光モジュール１Ｃについて説明する。光モジュール１Cは、光モジュール１の第３の変形例である。図９は、光モジュール１Cを説明するための図である。図９に示されるように、光モジュール１Ｃは、光モジュール１と同様に、リング共振器１０、ヒータ２０、第１の基板３０、第２の基板４０及び空隙５０を備える。また、図９においては、図５と同様に第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２が示されている。光モジュール１の説明においては、図２及び図５に示されるように、空隙５０は第２の領域Ｒ２よりも大きく示した。しかし、光モジュール１Ｃにおいて、図９に示されるように空隙５０は第２の領域Ｒ２と同じ大きさであって良い。
＜第２の実施形態＞
　第２の実施形態に係る光モジュール２について、図１０を用いて説明する。図１０は、光モジュール２の構成例を示すブロック図である。また、図１１は、光モジュール２の断面図である。具体的には図１１は、図１０に示されるＢ－Ｂ’線で光モジュール２を断った場合の断面図である。また、図１２は、図１１に第１の領域Ｒ１に対応する立体領域を追記したものである。
　図１０に示されるように、光モジュール２は、リング共振器１０、ヒータ２０、第１の基板３０及び空隙５０を備える。また、図１１に示されるように、光モジュール１は、リング共振器１０、ヒータ２０、第１の基板３０、第２の基板４０及び空隙５０を備える。
　リング共振器１０は、輪状の光導波路１１を有し、第１の基板３０に取り付けられる。また、図１０に示されるように、ヒータ２０は、第１の基板３０の面に対して垂直な方向から第１の基板３０を透過した際に光導波路１１を外周とする第１の領域Ｒ１内であって、第１の基板３０のうちに設けられ、リング共振器１０を熱する。第２の基板４０は、第１の基板３０に対して積層される。空隙５０は、第１の基板３０と第２の基板４０の間に位置し、第１の領域Ｒ１に対応する立体領域内で第１の基板３０と第２の基板４０が離間するように形成される。
　例えば、空隙５０が形成されず、第１の基板３０及び第２の基板４０が離間していない場合、ヒータ２０からの熱は輪状の光導波路１１に伝わるまでに、第２の基板４０に伝わる。そのため、ヒータ２０からの熱を効率よく輪状の光導波路１１（リング共振器構造）へ伝えることができなかった。
　一方で、光モジュール２は、以上のように、第１の基板３０の面に対して垂直な方向から第１の基板３０を透過した際における第１の領域Ｒ１内で第１の基板３０と第２の基板４０が離間するように形成された空隙を有する。第１の基板３０の面に対して垂直な方向から第１の基板３０を透過した際に第１の領域Ｒ１は光導波路１１の形状を外周とするため、空隙５０は、第１の基板３０のうち第１の領域Ｒ１が位置する領域内に形成される。そのため、ヒータ２０からの熱は、輪状の光導波路１１に伝わるまでに、第２の基板４０に伝わらない。この結果、ヒータ２０からの熱を効率よく輪状の光導波路（リング共振器構造）へ伝えることができる。これにより、光モジュール２は、ヒータ２０における電力消費を抑制することもできる。　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
　第１の基板と、
　前記第１の基板に対して積層される第２の基板と、
　輪状の光導波路を有し、前記第１の基板に取り付けられたリング共振器と、
　前記第１の基板の面に対して垂直な方向から前記第１の基板を透過した際に前記光導波路を外周とする第１の領域内であって、前記第１の基板の内部に設けられ、前記リング共振器を熱するヒータと、
　前記第１の基板と前記第２の基板の間に位置し、前記第１の領域内で前記第１の基板と前記第２の基板が離間するように形成された空隙と、
　を備える、
　光モジュール。
（付記２）
　前記空隙は、前記第２の基板のうちで前記第１の基板と向かい合う面に設けられた穴の内側の空間であり、
　前記第２の基板は、前記第２の基板のうちで前記第１の基板と向かい合う面のうちで前記穴が設けられた領域以外の領域を介して前記第１の基板と接着する、付記１に記載の光モジュール。
（付記３）
　前記ヒータは、前記第１の領域内の中心部に配置される、付記１又は２の光モジュール。
（付記４）
　前記空隙にはアルゴンが充填されている、付記１から３の何れか１項に記載の光モジュール。
（付記５）
　前記第１の基板は石英ガラスを少なくとも含んで構成される、付記１から４の何れか１項に記載の光モジュール。
（付記６）
　前記第２の基板はシリコンを少なくとも含んで構成される、付記１から５の何れか１項に記載の光モジュール。
　以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２　光モジュール
１０　リング共振器
１１　光導波路
２０　ヒータ
３０　第１の基板
３１　穴
４０　第２の基板
４１　穴
５０　空隙
６０　第３の基板
６１　穴
Ｒ１　第１の領域
Ｒ２　第２の領域

Claims (6)

  1. 　第１の基板と、
    　前記第１の基板に対して積層される第２の基板と、
    　輪状の光導波路を有し、前記第１の基板に取り付けられたリング共振器と、
    　前記第１の基板の面に対して垂直な方向から前記第１の基板を透過した際に前記光導波路を外周とする第１の領域内であって、前記第１の基板の内部に設けられ、前記リング共振器を熱するヒータと、
    　前記第１の基板と前記第２の基板の間に位置し、前記第１の領域内で前記第１の基板と前記第２の基板が離間するように形成された空隙と、
    　を備える、
    　光モジュール。
  2. 　前記空隙は、前記第２の基板のうちで前記第１の基板と向かい合う面に設けられた穴の内側の空間であり、
    　前記第２の基板は、前記第２の基板のうちで前記第１の基板と向かい合う面のうちで前記穴が設けられた領域以外の領域を介して前記第１の基板と接着する、請求項１に記載の光モジュール。
  3. 　前記ヒータは、前記第１の領域内の中心部に配置される、請求項1又は２に記載の光モジュール。
  4. 　前記空隙にはアルゴンが充填されている、請求項１から３の何れか１項に記載の光モジュール。
  5. 　前記第１の基板は石英ガラスを少なくとも含んで構成される、請求項１から４の何れか１項に記載の光モジュール。
  6. 　前記第２の基板はシリコンを少なくとも含んで構成される、請求項１から５の何れか１項に記載の光モジュール。
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