JP2000292632A - 温度無依存導波路 - Google Patents

温度無依存導波路

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JP2000292632A
JP2000292632A JP9548699A JP9548699A JP2000292632A JP 2000292632 A JP2000292632 A JP 2000292632A JP 9548699 A JP9548699 A JP 9548699A JP 9548699 A JP9548699 A JP 9548699A JP 2000292632 A JP2000292632 A JP 2000292632A
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temperature
optical
thermal expansion
carbon fiber
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Takuji Yoshida
卓史 吉田
Koichi Arishima
功一 有島
Hiroaki Yamada
裕朗 山田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のようにヒータ加熱によって環境温度か
らかなり高い温度を維持したり、またペルチェ素子など
の高価な装置を必要としない簡便な環境温度無依存型の
光干渉素子を実現する。 【解決手段】 ２次元平面方向に負の熱膨張係数を有す
る炭素繊維シート３１を、非対称型マッハツェンダ干渉
計の導波路の表面側にエポキシ樹脂で８０℃、２時間の
加熱により接着固定した。炭素繊維シート３１を、３ｄ
Ｂカプラを覆わないようにして、かつ、光路長差が生じ
る２本の導波路部分１３，１４は完全に覆うように、導
波路層１２の表面に接着した。熱膨張による光路長、光
路長差の距離的変化、光干渉素子を形成している材料の
温度による屈折率変化の２つの影響を炭素繊維シート３
１が打ち消す。石英基板１１の裏面側全面にも上記炭素
繊維シートを接着しても好ましい。アレイ導波路型波長
合分波器等の平面光導波路型光干渉素子にも同様に適用
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光情報処
理分野で使用される光の干渉を利用する平面光導波路型
の光干渉素子に関し、特に光波長合分波器において、そ
の光学特性が基板温度，環境温度に依存しない温度無依
存導波路に関する。
【０００２】
【従来の技術】平面型導波回路（ＰＬＣ：Planar Light
wave Circuit）は次世代の光素子の中心となるものとし
て開発が進んでいる。特にマッハツェンダ（ＭＺ）干渉
計や、アレイ導波路型波長合分波器（ＡＷＧ：Arrayed-
Waveguide Grating Multipl exer) のように、複数の信
号光の干渉を利用した光素子の開発が活発である。
【０００３】上記のＡＷＧは、図１に示すように、光路
長が少しづつ異なる数十〜数百本のアレイ導波路４とそ
の両端に１つづつスラブ導波路３，５を設けた構成とな
っており、アレイ導波路４を伝搬した複数の光はスラブ
導波路５で干渉し、波長によって（波長毎に）合分波さ
れる。（なお、１はシリコン基板、２は入力導波路、６
は出力導波路、７は導波路コア、および８はクラッドで
ある。） また、上記のマッハツェンダ干渉計は、図２に示すよう
に、２本の導波路１３，１４の両端に３ｄＢカップラ１
５，１６を設け、１端の第１の入力ポート１７から入力
した光は最初のカップラ１５で分波され、２本の導波路
１３，１４を伝搬した後に、次のカップラ１６で合波さ
れ干渉する構造となっている。（なお、１１はシリコン
基板、１２は導波路層、１８は第２の入力ポート、１９
および２０は出力ポートである。） ＡＷＧの合分波特性は、アレイ導波路間の光路長差に依
存しているため、温度によりアレイ導波路の膨張・収
縮、及び屈折率の変化が起こると、実効的な光路長，光
路長差が変化し、合分波特性が劣化する。マッハツェン
ダ干渉計も２本の導波路の長さが全く等しい対称型マッ
ハツェンダ干渉計では問題はないが、図２で示したよう
な、光素子で用いる導波路長の異なる非対称型マッハツ
ェンダ干渉計では、同様に温度変化によって干渉条件が
変化してしまう。
【０００４】そこで従来は、これら光干渉素子に悪影響
を与える温度変化をなくすために、ペルチェ素子を用い
て温度を一定に保つように制御したり、あるいはヒータ
で常時約８０℃程に加熱しておき、環境温度変化を無視
できるようにしていた。
【０００５】また、基板に熱膨張係数が小さく、限りな
く０に近い特殊なガラス基板を用いる光干渉素子もあっ
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、光の干
渉を用いる光素子は、環境温度変化に鋭敏に反応して光
素子特性が劣化するという課題があった。特に、従来技
術のペルチェ素子による方法では、高価なペルチェ素
子、及びその制御装置、それらを駆動するための電気エ
ネルギが必要であった。また、ヒータ加熱による方法で
は、高温を維持するための断熱材や電気エネルギが必要
であり、高温であるため火傷や火災などの危険性が顕著
であった。
【０００７】また、熱膨張係数が限りなく０に近いガラ
ス基板でも、その熱膨張係数が０では屈折率の温度変化
を無視できなかった。単に熱膨張係数が０の場合、光干
渉素子の熱膨張は抑制できるが、光干渉素子を構成して
いる導波路の屈折率の温度依存性を抑制することはでき
ない。特に、石英系導波路では後者の、すなわち導波路
そのものの屈折率温度依存性の効果が大きく、従来には
ない新たな方法による構成の光干渉素子が望まれてい
た。
【０００８】本発明の目的は、これら光干渉素子特性の
温度無依存化をはかるため、電気エネルギ等の外部エネ
ルギが不要で、かつ簡便な構造による温度無依存導波路
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、光の干渉を利用する平面光導波
路型の光干渉素子において、少なくとも温度変化によっ
て実効的な光路長差を生じる光導波路部分に、２次元平
面方向に負の熱膨張係数を有する材料を密着して配置し
たことを特徴とする。
【００１０】また、請求項２の発明は、光の干渉を利用
する平面光導波路型の光干渉素子において、基板上に形
成された光導波路の表面の、少なくとも温度変化によっ
て実効的な光路長差を生じる光導波路部分に、２次元平
面方向に負の熱膨張係数を有する材料を密着して配置し
たことを特徴とする。
【００１１】また、請求項３の発明は、光の干渉を利用
する平面光導波路型の光干渉素子において、基板上に形
成された光導波路の表面の、少なくとも温度変化によっ
て実効的な光路長差を生じる光導波路部分と、該基板の
裏面との両面に、２次元平面方向に負の熱膨張係数を有
する材料を密着して配置したことを特徴とする。
【００１２】また、請求項４の発明は、光の干渉を利用
する平面光導波路型の光干渉素子において、基板上に形
成された光導波路の裏面だけに、２次元平面方向に負の
熱膨張係数を有する材料を密着して配置したことを特徴
とする。
【００１３】ここで、前記光導波路は、アレイ導波路型
波長合分波器の光導波路であることを特徴とすることが
できる。
【００１４】また、前記光導波路は、導波路長の異なる
非対称マッハツェンダ干渉計の光導波路であることを特
徴とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】ＡＷＧ（アレイ導波路型波長合分
波器），非対称ＭＺ（マッハツェンダ）素子などに代表
される光の干渉を用いた光干渉素子は、温度変化によっ
て影響を受ける。その影響とは、（１）熱膨張による光
路長、及び光路長差の距離的変化、（２）光干渉素子を
形成している材料（通常はシリコン基板または石英基板
上にある導波路は、石英からなっている）そのものの温
度による屈折率変化の２つの影響を受ける。
【００１６】このうち、（１）の熱膨張による距離的変
化を屈折率変化として見積もると、石英の熱膨張係数か
ら、＋５×１０-7／Ｋ程度であるのに対し、（２）の材
料そのものの屈折率変化は石英の屈折率変動から、＋１
×１０-5／Ｋと非常に大きい。
【００１７】上記（１）の要因はこれと同等の負の膨張
係数を持つ材料を光干渉素子の光導波路上に貼り付ける
ことでキャンセルできるが、上記（２）の要因は、石英
の屈折率が１．４５であることから、上記の屈折率変化
＋１×１０-5／Ｋをキャンセルするには、約−７×１０
-6／Ｋの負の熱膨張係数が必要となる。従って、上記
（１），（２）を併せて考えると、（１）の屈折率変化
＋５×１０-7／Ｋは無視できるほど小さいから、約−７
×１０-6／Ｋの負の熱膨張係数を持つ材料を光干渉素子
の光導波路上に貼り付ければ良いことになる。
【００１８】この上記（１）と（２）の屈折率変化を打
ち消すために、本発明では、平面光導波路回路の２次元
平面方向で熱膨張係数が負である材料を、上記光干渉素
子に密着して貼り付けるという構成を用いている。
【００１９】この貼り付ける材料の熱膨張係数として
は、光干渉素子が石英を基板等に用いている場合、上述
の説明から理解できるように、２次元平面方向に、好ま
しくは、約−７．５×１０-6／Ｋを有する材料が適して
いる。しかしながら、熱膨張係数が約−０．１〜−１×
１０-6／Ｋ程度であっても、光干渉素子に対する環境温
度の影響が非常に小さくなり、上記程度の負の熱膨張係
数を２次元に有する材料であれば、実用上は使用可能で
ある。例えば、ペルチェ素子を用いて光干渉素子の温度
を２５℃±２℃以内に制御しなければセンター波長がシ
フトしてしまっていたものが、本発明の適用により、２
５℃±５℃以内の温度範囲以内であれば、センター波長
のシフトが実行上差し支えなく使用可能となり、ひいて
は電気エネルギの節約，廉価のペルチェ素子の使用がで
き、コストの削減などで実行上有益である。
【００２０】ここで、貼り付ける材料（負の熱膨張係数
を有する材料）のヤング率が小さいと、基板や石英導波
路の熱膨張・熱収縮の力に負けてしまい、例え大きな負
の熱膨張係数を有する材料であっても、実質的には負の
熱膨張とはならないことが本発明者らの実験により分か
っている。
【００２１】従って、少なくとも石英のヤング率（７．
３×１０11ｄｙｎ／ｃｍ2 ）を上回るか、または匹敵す
るか、あるいはその半分程度のヤング率を有する材料が
必要である。さらにまた、石英のヤング率の１割程度の
ヤング率しか有しない材料であっても、貼り付ける材料
の厚さを厚くして、基板や石英導波路の熱膨張による応
力に負けないようにすれば、本発明に用いることができ
る。
【００２２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【００２３】以下に述べる本発明の各実施例では、基板
にシリコン基板を用いたが、石英基板やガラス基板な
ど、その他の基板でも同様な効果が得られる。石英基板
上に形成した石英導波路による光干渉素子は、基板のな
い導波路の範疇にも入る。
【００２４】また、石英系導波路を中心に実施例を示し
たが、基板のない導波路の代表である半導体系の導波路
でも、全く同じ考えによって温度無依存化できる。
【００２５】まず、本発明の実施例を説明する前に、そ
の実施例と比較する従来技術による比較例を説明する。
【００２６】（第１の比較例）非対称型マッハツェンダ
干渉計の出力は、波長によって異なり、図２の第１のポ
ート１７から入力した信号光は、その信号光の波長に応
じて、出力ポートが第３のポート１９、もしくは第４の
ポート２０と変化する。図３はその変化の様子を示した
もので、環境温度が２５℃の時のものである。環境温度
が変化すると、この出力波形が移動してしまう。
【００２７】本発明の比較例として、本発明を用いない
場合の非対称型マッハツェンダ干渉計の出力波長の温度
依存性を図４に示す。図４は第３のポート１９の出力だ
けを表示している。このように環境温度が変化すると、
出力波形は移動し、環境温度によって特性も変化するこ
とが分かる。
【００２８】（第２の比較例）次の比較例として、本発
明を用いない場合のアレイ導波路型波長合分波器（ＡＷ
Ｇ）の出力波長の温度依存性を図５に、その中心波長ピ
ークの温度依存性を図６に示す。これらの図から、非対
称型マッハツェンダ干渉計の場合と同じように、環境温
度が変化すると中心波長がずれてしまうことがわかる。
【００２９】（第１の実施例）ピッチ系炭素繊維は、熱
膨張係数が繊維方向で、−０．１×１０-6〜−１×１０
-6／Ｋであり、繊維方向に負の熱膨張係数を有してい
る。
【００３０】本発明にこのピッチ系炭素繊維を用いる場
合には、平面のシート状にするため、まず縦糸と横糸を
組み合わせ、２次元平面方向に負の熱膨張係数を有する
シートを得る。このシートの厚さ方向、膜厚方向の熱膨
張係数は計測していないが正であると考えられ、このシ
ートを加熱していくと、２次元平面方向は縮小するが、
厚さ方向、膜厚方向は膨張していく。
【００３１】このシートのヤング率は４．３×１０12ｄ
ｙｎ／ｃｍ2 であり、石英の５倍の値であった。また、
熱膨張係数は、ＸＹ軸方向ともに−０．５×１０-6／Ｋ
であり、理論値より少なめであった。このようにして得
た２次元平面方向に負の熱膨張係数を有する炭素繊維シ
ートを、上記第１の比較例で用いた図２の非対称型マッ
ハツェンダ干渉計の導波路の表面側（導波路側）にエポ
キシ樹脂（エポパック［商標］・株式会社理経製）で８
０℃、２時間の加熱により接着固定した。図７にその加
工結果を模式図で示す。図７に示すように、２次元平面
方向に負の熱膨張係数を有する炭素繊維シート３１が、
３ｄＢカプラを覆わないようにして、かつ、光路長差が
生じる２本の導波路部分１３，１４は完全に覆うよう
に、非対称型マッハツェンダ干渉計の導波路層１２の表
面に接着されている。
【００３２】本発明のこの光干渉素子の出力波長の温度
依存性を図８に示す。図４の従来素子での特性に比べ
て、図８では温度を変化させても光出力の波長変化がほ
とんどなく、本発明による効果が有効であることがよく
わかる。
【００３３】図９は本発明の効果をより具体的に明瞭に
示すために、横軸の波長幅を広くし、縦軸を対数にし
て、第３のポート１９の光出力が最小となる部分を拡大
して示した。ここで、図９は分かりやすいように第３の
ポート１９の光出力が最小となる部分を拡大したが（図
３からも明らかなように）、第４のポート２０からの光
出力が最大となる部分を示していることにもなる。
【００３４】本発明による非対称型マッハツェンダ素子
は、図４の従来素子での特性に比べて、環境温度の影響
を抑制し、温度無依存の非対称型マッハツェンダ素子を
得ることができた。しかしながら、理由は定かではない
が、図９に示すように、１７℃とその近傍の温度で若干
の温度依存性が認められるが、その他の温度では全く変
化していないことがよくわかる。
【００３５】このように、２次元平面方向に負の熱膨張
係数を有する物質で光干渉素子の導波路表面を覆うこと
で、環境の温度変化を無視できる光干渉素子を得ること
ができた。本実施例では、負の熱膨張係数を２次元平面
方向に有する材料として、炭素繊維シートを示したが、
その他の材料、例えばセラミック材料やガラス材料、金
属材料、合金材料、有機材料、繊維材料、またはこれら
の複合材料からなる材料で、負の熱膨張係数を２次元平
面方向に有する材料であれば、本発明に用いることがで
きることは勿論である。
【００３６】（第２の実施例）上述の本発明の第１の実
施例では、導波路表面側にだけ炭素繊維シートを接着し
たが、以下に説明する本発明の第２の実施例では、さら
に導波路表面側と基板裏面側とに、２次元平面方向に負
の熱膨張係数を有する炭素繊維シートを接着し、この２
枚の炭素繊維シートで光干渉素子をサンドイッチ状に挟
み込む構造とした。その様子を図１０に示す。導波路１
２の表面側では３ｄＢカプラを覆わないように、かつ、
光路長差が生じる２本の導波路部分１３、１４は完全に
覆うように、２次元平面方向に負の熱膨張係数を有する
第１の炭素繊維シート３１を導波路表面に接着し、基板
１１の裏面側では全面を覆うように、２次元平面方向に
負の熱膨張係数を有する第２の炭素繊維シート３２を基
板裏面に接着した。
【００３７】このサンドイッチ構造の出力波長の温度依
存性を図１１に示す。図１２は本発明の効果をより具体
的に明確に示すために、横軸の波長幅を狭くし、縦軸を
対数にして示した。前述の本発明の第１の実施例におけ
る導波路表面だけに炭素繊維シートを配置したものと比
べて、本実施例のサンドイッチ構造のものは、さらに波
長変化を抑制することができたことがよくわかる。第１
の実施例では、１７℃で少し変化していたが、本実施例
のサンドイッチ構造とした場合は、測定した温度範囲
（１６〜７３℃）で全く変化しておらず、炭素繊維シー
トで導波路を上下から挟むことで本発明の効果がさらに
発揮された。
【００３８】（第３の実施例）図１３に、導波路１２の
表面側には何も設けず、基板１１の裏側だけに２次元平
面方向に負の熱膨張係数を有する炭素繊維シート３２を
接着した時の例を示す。この炭素繊維シート３２は基板
１１の裏面の全面を覆うように接着してある。
【００３９】図１４は何も接着していない場合の第３の
ポート１９からの光出力の特性、図１５はシリコン基板
の裏面に炭素繊維シートを接着した場合の第３のポート
１９からの光出力の特性を示す。
【００４０】図１４，図１５から分かるように、導波路
側からかなり距離のある基板１１の裏側にだけ炭素繊維
シート３２を接着してもあまり効果は見られなかった
が、上記の第２の実施例で示した表裏面の両面から炭素
繊維シート３１，３２をサンドイッチ構造にして挟んだ
場合の方が、第１の実施例で示した導波路側の表面だけ
に炭素繊維シート３１を接着した場合より、効果が高い
ことから分かるように、基板の裏面にだけ炭素繊維シー
ト３２を接着しても効果があることは明らかである。
【００４１】すなわち、本第３の実施例で用いた導波路
のシリコン基板１１は厚さが１．２ｍｍあり、基板の裏
面に接着した炭素繊維シートが図１５に示すように効果
を発揮しないのはそのシリコン基板が厚すぎたためであ
って、基板厚さが１ｍｍ以下、好ましくは０．８ｍｍ以
下の厚さの基板であれば、基板の裏面側にだけ炭素繊維
シートを接着した場合でも本発明の効果は発揮される。
【００４２】（第４の実施例）本発明の第４の実施例で
は、図１６に示すように、図１のＡＷＧの導波路側に２
次元平面方向に負の熱膨張係数を有する炭素繊維シート
３１を接着することで温度無依存のＡＷＧを実現した。
この場合、この炭素繊維シート３１がスラブ導波路部分
３、５を覆わないように、かつ、光路長差を生じさせる
アレイ導波路部分４は完全に覆うように、上記炭素繊維
シート３１を導波路層（クラッド）８の表面に接着し
た。
【００４３】本実施例のＡＷＧは、前述の第１〜第３の
実施例に示した非対称型マッハツェンダ干渉計の場合と
同様に、環境の温度変化を全く受けずに、中心波長がシ
フトせず、温度無依存型ＡＷＧを実現することができ
た。
【００４４】さらに、図１７に示すように、基板１の裏
面側にも２次元平面方向に負の熱膨張係数を有する炭素
繊維シート３２を接着し、２枚の炭素繊維シート３１，
３２でＡＷＧの導波路を挟むサンドイッチ構造とした。
この場合には、さらに温度無依存の効果が発揮された。
【００４５】（第５の実施例）本発明の第５の実施例で
は、図１８に示すように、ＡＷＧのアレイ導波路の中央
を切断して、その切断箇所にポリイミドの１／４波長板
４１を挿入し、この波長板４１を挟むように２枚の２次
元平面方向に負の熱膨張係数を有する炭素繊維シート３
１Ａ，３１Ｂを接着することで、温度無依存のＡＷＧを
実現した。この場合も、これら炭素繊維シート３１Ａ，
３１Ｂがスラブ導波路部分３，５を覆わないように、か
つ、光路長差を生じさせるアレイ導波路部分４は完全に
覆うように、炭素繊維シート３１Ａ，３１Ｂを導波路層
８の表面に接着した。
【００４６】本実施例のＡＷＧは、第１〜第３の実施例
に示した非対称型マッハツェンダ干渉計の場合と同様
に、環境の温度変化を全く受けずに、中心波長がシフト
せず、温度無依存型ＡＷＧを実現することができ、さら
に、偏波も無依存とすることができた。
【００４７】さらに、図１９に示すように、図１８のＡ
ＷＧの基板１の裏面側にも炭素繊維シート３２を接着
し、サンドイッチ構造とした場合には、さらに温度無依
存の効果が発揮された。
【００４８】図１８，図１９の事例では、導波路側の炭
素繊維シート３１Ａ，３１Ｂを２枚、ポリイミドの１／
４波長板４１を挟むようにして配置したが、図２０で
は、ポリイミドの１／４波長板４１の導波路層８の上部
から飛び出している部分のみを除去し、その上から１枚
の炭素繊維シート３１を接着して、ポリイミドの１／４
波長板４１を埋め込んだ構造を示している。この構造に
することで、さらに安定した温度無依存型ＡＷＧを実現
することができた。
【００４９】（他の実施例）以上説明したように、本発
明を用いれば、温度無依存の光干渉素子を実現すること
ができるが、従来の方法、すなわちヒータ加熱による高
温保持方式やペルチェ素子による温度制御方式と組み合
わせることによって、より効果的に温度無依存とするこ
とができる。
【００５０】具体的には、本発明によって４０℃以上で
温度無依存となるように設計し、ヒータ加熱で４０℃以
上を保持すれば、従来の高温保持方式のように８０℃と
高温にしなくてもよく、また４０℃以上であれば温度無
依存になるのであるから温度精度もラフにすることがで
きる。
【００５１】また、ペルチェ素子と組み合わせる方式で
は、例えば本発明によって室温（２５℃）±１５℃で温
度無依存になるように設計し、ペルチェ素子と組み合わ
せれば、通常の室内における使用環境ではペルチェ素子
を駆動することがなく、電気エネルギの節約となる。
【００５２】また、本発明に用いる２次元平面方向に負
の膨張係数を有する材料としては、理論的には２次元平
面方向に約−７．５×１０-6／Ｋを有し、ヤング率が石
英と同じ７．３×１０11ｄｙｎ／ｃｍ2 を有する材料が
適しているが、負の熱膨張係数がその理論値よりも小さ
い場合でも、上述の本発明の実施例に示したように効果
が認められている。その理由は定かではないが、貼り付
けた材料のヤング率が石英の５倍以上もあったため、理
論値よりも小さな負の熱膨張係数であっても石英の熱膨
張を押さえることで、材料そのものの温度変化による屈
折率変化も押さえてしまったと考えられる。
【００５３】また、上述の第１，２，４および５の実施
例では、光干渉素子の導波路側に熱膨張係数が２次元平
面方向に負となる材料を貼り付ける際、３ｄＢカプラや
スラブ導波路部分を覆わないように、かつ、光路長差が
生じる導波路部分を覆うように貼り付けたが、これは熱
膨張により、３ｄＢカプラ，スラブ導波路部分が計算通
りに光を分岐・結合できなくなることを懸念したためで
ある。これらを計算に入れた上で設計した場合には、も
ちろん全面を、すなわち、導波路側の全面を上記熱膨張
係数が２次元平面方向に負となる材料で覆ってしまうこ
とも本発明の範疇である。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のようにヒータ加熱によって環境温度からかなり高
い温度を維持したり、またペルチェ素子などの高価な装
置を必要としない簡便な環境温度無依存型の光干渉素子
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のアレイ導波路型波長合分波器（ＡＷＧ）
の構成を模式的に示し、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）は
（Ａ）のａ−ａ′線に沿う拡大断面図である。
【図２】従来の非対称型マッハツェンダ干渉計の構成を
模式的に示す斜視図である。
【図３】非対称型マッハツェンダ干渉計の出力波形を示
すグラフである。
【図４】従来の非対称型マッハツェンダ干渉計の出力の
温度無依存性を示すグラフである。
【図５】従来のＡＷＧの出力の温度無依存性を示すグラ
フである。
【図６】従来のＡＷＧの中心波長の温度無依存性を示す
グラフである。
【図７】本発明の非対称型マッハツェンダ干渉計の代表
例の構成を模式的に示す斜視図である。
【図８】図７の非対称型マッハツェンダ干渉計の第３の
ポート１９の光出力の温度依存性を示すグラフである。
【図９】図８の波形の一部を拡大して示すグラフであ
る。
【図１０】本発明のサンドイッチ構造の非対称型マッハ
ツェンダ干渉計の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１１】図１０のサンドイッチ構造の非対称型マッハ
ツェンダ干渉計の第３のポート１９の光出力の温度依存
性を示すグラフである。
【図１２】図１１の波形の一部を拡大して示すグラフで
ある。
【図１３】本発明の基板の裏面に炭素シートを接着した
非対称型マッハツェンダ干渉計の構成を模式的に示す斜
視図である。
【図１４】図１３の炭素繊維シートを貼る前の光出力の
温度依存性を示すグラフである。
【図１５】図１３の基板の裏面に炭素シートを接着した
非対称型マッハツェンダ干渉計の第３のポート１９の光
出力の温度依存性を示すグラフである。
【図１６】本発明の導波路側に炭素繊維シートを接着し
たＡＷＧの構成を模式的に示す斜視図である。
【図１７】本発明の導波路側、基板側両面に炭素繊維シ
ートを接着したＡＷＧの構成を模式的に示す斜視図であ
る。
【図１８】本発明の導波路側に炭素繊維シートを接着
し、中央に波長板を挿入したＡＷＧの構成を模式的に示
す斜視図である。
【図１９】本発明の導波路側、基板側両面に炭素繊維シ
ートを接着し、中央に波長板を挿入したＡＷＧの構成を
模式的に示す斜視図である。
【図２０】本発明の中央に波長板を挿入し、その波長板
の飛び出し部分を除去して、上面を平坦にした上で導波
路側、基板側両面にそれぞれ１枚の炭素繊維シートを接
着したＡＷＧの構成を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１ シリコン基板 ２ 入力導波路 ３ 第１のスラブ導波路 ４ 約１００本のアレイ導波路 ５ 第２のスラブ導波路 ６ 出力導波路 ７ 導波路コア ８ クラッド（導波路層） １１ シリコン基板 １２ 導波路層 １３，１４ 導波路 １５，１６ ３ｄＢカプラ １７ 第１のポート（入力ポート） １８ 第２のポート（入力ポート） １９ 第３のポート（出力ポート） ２０ 第４のポート（出力ポート） ３１，３１Ａ，３１Ｂ 導波路側の２次元平面で負の熱
膨張係数を持つ炭素繊維シート ３２ 基板裏面側の２次元平面で負の熱膨張係数を持つ
炭素繊維シート ４１ 波長板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 裕朗 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA04 LA18 PA28 RA00 TA00

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光の干渉を利用する平面光導波路型の光
    干渉素子において、 少なくとも温度変化によって実効的な光路長差を生じる
    光導波路部分に、 ２次元平面方向に負の熱膨張係数を有する材料を密着し
    て配置したことを特徴とする温度無依存導波路。
  2. 【請求項２】 光の干渉を利用する平面光導波路型の光
    干渉素子において、 基板上に形成された光導波路の表面の、少なくとも温度
    変化によって実効的な光路長差を生じる光導波路部分
    に、 ２次元平面方向に負の熱膨張係数を有する材料を密着し
    て配置したことを特徴とする温度無依存導波路。
  3. 【請求項３】 光の干渉を利用する平面光導波路型の光
    干渉素子において、 基板上に形成された光導波路の表面の、少なくとも温度
    変化によって実効的な光路長差を生じる光導波路部分
    と、 該基板の裏面との両面に、 ２次元平面方向に負の熱膨張係数を有する材料を密着し
    て配置したことを特徴とする温度無依存導波路。
  4. 【請求項４】 光の干渉を利用する平面光導波路型の光
    干渉素子において、 基板上に形成された光導波路の裏面だけに、 ２次元平面方向に負の熱膨張係数を有する材料を密着し
    て配置したことを特徴とする温度無依存導波路。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の温
    度無依存導波路であって、前記光導波路は、 アレイ導波路型波長合分波器の光導波路であることを特
    徴とする温度無依存導波路。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし４のいずれかに記載の温
    度無依存導波路であって、前記光導波路は、 導波路長の異なる非対称マッハツェンダ干渉計の光導波
    路であることを特徴とする温度無依存導波路。
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