JPH112731A - 光学装置 - Google Patents
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- JPH112731A JPH112731A JP9353252A JP35325297A JPH112731A JP H112731 A JPH112731 A JP H112731A JP 9353252 A JP9353252 A JP 9353252A JP 35325297 A JP35325297 A JP 35325297A JP H112731 A JPH112731 A JP H112731A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- 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
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光マルチプレクサと光りデマルチプレクサの
少なくとも１つを構成する装置を得ることである。 【解決手段】 本発明は、制御される長さの差を持つ光
導波器（１４）のアレイにより分離される２つの平面光
表面（１０，１２）を含む種類の光マルチプレクサと光
デマルチプレクサの少なくとも一方を構成する装置であ
って、各光導波器（１４）は直列に置かれた少なくとも
２つのスパン（１４０，１４２）を含み、それらのスパ
ンは、装置に対する温度変化の影響を制御するために適
当である、それぞれの長さおよび屈折率を持つことを特
徴とする。
少なくとも１つを構成する装置を得ることである。 【解決手段】 本発明は、制御される長さの差を持つ光
導波器（１４）のアレイにより分離される２つの平面光
表面（１０，１２）を含む種類の光マルチプレクサと光
デマルチプレクサの少なくとも一方を構成する装置であ
って、各光導波器（１４）は直列に置かれた少なくとも
２つのスパン（１４０，１４２）を含み、それらのスパ
ンは、装置に対する温度変化の影響を制御するために適
当である、それぞれの長さおよび屈折率を持つことを特
徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光導波器を有する光
学装置に関するものである。
学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】種々の光マルチプレクサと光デマルチプ
レクサの少なくとも一方の構造が文献に記載されてい
る。
レクサの少なくとも一方の構造が文献に記載されてい
る。
【０００３】たとえば、下記の文献を参照されたい。 （１）ＥＣＯＣ ９６、「１００ｎｍにわたって漏話が
−３０ｄＢであるＩｎＰ上の超小型１，３１μｍ〜１，
５５μｍフェーズドアレイ・デュプレクサ（Ｅｘｔｒｅ
ｍｅｌｙ ｃｏｍｐａｃｔ １．３１μｍ〜１，５５μ
ｍ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｄｕｐｌｅｘｅｒ ｏ
ｎ ＩｎＰ ｗｉｔｋ −３０ｄＢ ｃｒｏｓｓｔａｌ
ｋ ｏｖｅｒ １００ｎｍ）」、Ｒ．Ｍｅｓｔｒｉｃ
ｅｔ ａｌ．これは１，３μｍと１，５５μｍの２つの
波長を持つデュプレクサについて記述している。 （２）ＥＣＯＣ ９６、「小型低損失８×１０ＧＨｚの
偏光とは独立のＷＤＭ受信器（Ｃｏｍｐａｃｔ ｌｏｗ
ｌｏｓｓ ８×１０ＧＨｚ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏ
ｎ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ＷＤＭ ｒｅｃｅｉｖｅ
ｒ）」、Ｃ．Ａ．Ｍ．Ｓｔｅｅｎｂｅｒｇｅｎ ｅｔ
ａｌ。これは検出器を持つ集積化したデマルチプレクサ
を記述しており、偏光の問題を解決するために２つの光
導波器構造を使用することを提案している。
−３０ｄＢであるＩｎＰ上の超小型１，３１μｍ〜１，
５５μｍフェーズドアレイ・デュプレクサ（Ｅｘｔｒｅ
ｍｅｌｙ ｃｏｍｐａｃｔ １．３１μｍ〜１，５５μ
ｍ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｄｕｐｌｅｘｅｒ ｏ
ｎ ＩｎＰ ｗｉｔｋ −３０ｄＢ ｃｒｏｓｓｔａｌ
ｋ ｏｖｅｒ １００ｎｍ）」、Ｒ．Ｍｅｓｔｒｉｃ
ｅｔ ａｌ．これは１，３μｍと１，５５μｍの２つの
波長を持つデュプレクサについて記述している。 （２）ＥＣＯＣ ９６、「小型低損失８×１０ＧＨｚの
偏光とは独立のＷＤＭ受信器（Ｃｏｍｐａｃｔ ｌｏｗ
ｌｏｓｓ ８×１０ＧＨｚ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏ
ｎ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ＷＤＭ ｒｅｃｅｉｖｅ
ｒ）」、Ｃ．Ａ．Ｍ．Ｓｔｅｅｎｂｅｒｇｅｎ ｅｔ
ａｌ。これは検出器を持つ集積化したデマルチプレクサ
を記述しており、偏光の問題を解決するために２つの光
導波器構造を使用することを提案している。
【０００４】今日一般に用いられているマルチプレクサ
またはデマルチプレクサは、添付した図１に示すよう
に、光導波器のアレイを有する形式のものである。その
ようなデマルチプレクサは、光導波器のアレイ１４によ
り分離された２つの平面状光表面１０と１３で構成され
る。２つの連続する光導波器１４の間の経路長の差ΔＬ
は一定であって、位相推移を行うこと、したがって、デ
マルチプレクシングを行うことが可能である。図１にお
いて、Ｐ１は入力信号の等位相面を表し、Ｐ２は出口の
１つからくる信号の等位相面を表す。
またはデマルチプレクサは、添付した図１に示すよう
に、光導波器のアレイを有する形式のものである。その
ようなデマルチプレクサは、光導波器のアレイ１４によ
り分離された２つの平面状光表面１０と１３で構成され
る。２つの連続する光導波器１４の間の経路長の差ΔＬ
は一定であって、位相推移を行うこと、したがって、デ
マルチプレクシングを行うことが可能である。図１にお
いて、Ｐ１は入力信号の等位相面を表し、Ｐ２は出口の
１つからくる信号の等位相面を表す。
【０００５】そのような既知のマルチプレクサ／デマル
チプレクサは既に実績をあげているが、不幸なことに全
面的に満足できるものではない。
チプレクサは既に実績をあげているが、不幸なことに全
面的に満足できるものではない。
【０００６】そのような既知の装置の主な欠点は、使用
する材料に固有の高い温度依存性である。
する材料に固有の高い温度依存性である。
【０００７】物質の屈折率は温度の関数として変化する
から、連続する２つの光導波器の間の経路長差は温度の
変化により変化し、そのために出力光導波器に対してピ
ークをずらさせる。
から、連続する２つの光導波器の間の経路長差は温度の
変化により変化し、そのために出力光導波器に対してピ
ークをずらさせる。
【０００８】ＳｉＯ２の屈折率の温度変化率は小さい
（１００℃当り約１ｎｍのずれを生ずる）。不幸なこと
に、その物質は、レーザ、光増幅器、または光検出器な
どの装置のモノリシック集積化（同じ物質上での集積
化）に関しては非常に限られた可能性を提供するだけで
ある。
（１００℃当り約１ｎｍのずれを生ずる）。不幸なこと
に、その物質は、レーザ、光増幅器、または光検出器な
どの装置のモノリシック集積化（同じ物質上での集積
化）に関しては非常に限られた可能性を提供するだけで
ある。
【０００９】製造コストの低減が可能である（異なる材
料上でのハイブリッド集積化と比較して）モノリシック
集積化はＩｎＰで可能である。不幸なことに、ＩｎＰの
屈折率は温度によりかなり変化する（１０℃当り約１ｎ
ｍのずれを生ずる）。文献（３）「ＩｎＰにおける偏光
に無関係な８×８光導波器格子マルチプレクサ（Ｐｏｌ
ａｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ８×８
ｗａｖｅｇｕｉｄｅｇｒａｔｉｎｇ ｍｕｌｔｉｐｌ
ｅｘｅｒ ｏｎ ＩｎＰ）」、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ、１９９３年１月２１号、２９巻２
号、Ｚｉｒｎｇｉｂｌ ｅｔ ａｌには１０℃当り約
１．５ｎｍの変化が報告されている。その大きな依存性
は、装置の外部の手段、たとえば、ペルチエ効果素子の
態様、で温度を制御することを要する。そうすると装置
のコストが上昇する。
料上でのハイブリッド集積化と比較して）モノリシック
集積化はＩｎＰで可能である。不幸なことに、ＩｎＰの
屈折率は温度によりかなり変化する（１０℃当り約１ｎ
ｍのずれを生ずる）。文献（３）「ＩｎＰにおける偏光
に無関係な８×８光導波器格子マルチプレクサ（Ｐｏｌ
ａｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ８×８
ｗａｖｅｇｕｉｄｅｇｒａｔｉｎｇ ｍｕｌｔｉｐｌ
ｅｘｅｒ ｏｎ ＩｎＰ）」、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ、１９９３年１月２１号、２９巻２
号、Ｚｉｒｎｇｉｂｌ ｅｔ ａｌには１０℃当り約
１．５ｎｍの変化が報告されている。その大きな依存性
は、装置の外部の手段、たとえば、ペルチエ効果素子の
態様、で温度を制御することを要する。そうすると装置
のコストが上昇する。
【００１０】もちろん、１００ｎｍの線を用いる文献
（１）ＥＣＯＥ ９６における２−線デュプレクサなど
の、少数の線を用いるワイドライン・デマルチプレクサ
では、温度はデマルチプレクシングを乱さないか、非常
に僅か乱すだけである。しかし、多重波長応用、および
０．６５ｎｍの線では、温度不安定性を制御しなければ
ならない。
（１）ＥＣＯＥ ９６における２−線デュプレクサなど
の、少数の線を用いるワイドライン・デマルチプレクサ
では、温度はデマルチプレクシングを乱さないか、非常
に僅か乱すだけである。しかし、多重波長応用、および
０．６５ｎｍの線では、温度不安定性を制御しなければ
ならない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、外部
で何等の操作も行う必要なしに、かつ使用する材料（Ｓ
ｉＯ２、ＩｎＰ、ポリマー、Ａｌ２Ｏ３、ＬｉＮｂＯ３
等）とは無関係に、（デ）マルチプレクサに対する温度
の影響を減少するか、打ち消すか、減少かつ打ち消すこ
とを可能にする装置を得ることである。
で何等の操作も行う必要なしに、かつ使用する材料（Ｓ
ｉＯ２、ＩｎＰ、ポリマー、Ａｌ２Ｏ３、ＬｉＮｂＯ３
等）とは無関係に、（デ）マルチプレクサに対する温度
の影響を減少するか、打ち消すか、減少かつ打ち消すこ
とを可能にする装置を得ることである。
【００１２】本発明の別の目的は、温度の影響を減少す
るか、希望のチャネルにおける温度により、信号を制御
する手段を提供するために温度の影響を増加するために
構成された装置を得ることである。このようにして、本
発明は装置の幾何学的配置に関してより大きい許容誤差
を提供することを可能にするものである。
るか、希望のチャネルにおける温度により、信号を制御
する手段を提供するために温度の影響を増加するために
構成された装置を得ることである。このようにして、本
発明は装置の幾何学的配置に関してより大きい許容誤差
を提供することを可能にするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明においては、温度
の影響を打ち消すことにより、外部調整装置を設けるこ
とはもはや必要無い。
の影響を打ち消すことにより、外部調整装置を設けるこ
とはもはや必要無い。
【００１４】本発明は遠隔通信および遠隔センサの分野
で使用できる光マルチプレクサと光デマルチプレクサの
少なくとも一方を提案するものである。
で使用できる光マルチプレクサと光デマルチプレクサの
少なくとも一方を提案するものである。
【００１５】本発明の装置は直接検出受信回路用、たと
えば、光リンク装置用、の光受信器を構成できる。その
ような装置は、共通ファイバを通じて到達する種々の波
長の信号を、特定の波長をおのおの受信する種々のユー
ザーに分配するように、それらの信号を分離するために
有用なことがある。
えば、光リンク装置用、の光受信器を構成できる。その
ような装置は、共通ファイバを通じて到達する種々の波
長の信号を、特定の波長をおのおの受信する種々のユー
ザーに分配するように、それらの信号を分離するために
有用なことがある。
【００１６】本発明の装置は送信レーザまたは光増幅器
に（ハイブリッドまたは集積化した態様で）結合するこ
ともできる。
に（ハイブリッドまたは集積化した態様で）結合するこ
ともできる。
【００１７】本発明の装置は交換機能、交差接続機能、
および近距離ループ機能においてとくに有利である。本
発明の装置は、たとえば、高集積度高速電子チップの
間、またはコンピュータ間、あるいはコンピュータ内部
での光相互接続にも使用できる。
および近距離ループ機能においてとくに有利である。本
発明の装置は、たとえば、高集積度高速電子チップの
間、またはコンピュータ間、あるいはコンピュータ内部
での光相互接続にも使用できる。
【００１８】本発明は、横には導かれず、平面レンズと
して作用し、かつ制御される長さの差を持つ光導波器の
アレイにより分離される２つのゾーンを含む種類の光マ
ルチプレクサと光デマルチプレクサの少なくとも一方を
構成する装置であって、各光導波器は直列に置かれた少
なくとも２つのスパンを含み、それらのスパンは、種々
の波長が装置から出力される位置を制御するために適当
であるそれぞれの長さおよび屈折率を持ち、それらの位
置は温度の変動に依存することを特徴とする光マルチプ
レクサと光デマルチプレクサの少なくとも一方を構成す
る装置により、上記目的を達成するものである。
して作用し、かつ制御される長さの差を持つ光導波器の
アレイにより分離される２つのゾーンを含む種類の光マ
ルチプレクサと光デマルチプレクサの少なくとも一方を
構成する装置であって、各光導波器は直列に置かれた少
なくとも２つのスパンを含み、それらのスパンは、種々
の波長が装置から出力される位置を制御するために適当
であるそれぞれの長さおよび屈折率を持ち、それらの位
置は温度の変動に依存することを特徴とする光マルチプ
レクサと光デマルチプレクサの少なくとも一方を構成す
る装置により、上記目的を達成するものである。
【００１９】本発明の第１の実施の形態では、各光導波
器の両方のスパンの材料の屈折率が温度の関数として同
じ向きに変化し、２つのスパンはある光導波器から別の
光導波器まで逆向きに変化するそれぞれの長さを持つ。
器の両方のスパンの材料の屈折率が温度の関数として同
じ向きに変化し、２つのスパンはある光導波器から別の
光導波器まで逆向きに変化するそれぞれの長さを持つ。
【００２０】本発明の第２の実施の形態では、各光導波
器の２つのスパンの材料の屈折率が温度の関数として逆
向きに変化し、２つのスパンはある光導波器から別の光
導波器まで同じ向きに変化するそれぞれの長さを持つ。
器の２つのスパンの材料の屈折率が温度の関数として逆
向きに変化し、２つのスパンはある光導波器から別の光
導波器まで同じ向きに変化するそれぞれの長さを持つ。
【００２１】したがって、本発明は温度とは独立である
か、選択した希望の温度依存性（ｄλ／ｄＴ）を持つ
（デ）マルチプレクサを提案するものである。
か、選択した希望の温度依存性（ｄλ／ｄＴ）を持つ
（デ）マルチプレクサを提案するものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明のその他の特徴、目的、お
よび利点は、限定しない例により与えている添付図面を
参照しながら以下の詳細な説明を読むとわかる。
よび利点は、限定しない例により与えている添付図面を
参照しながら以下の詳細な説明を読むとわかる。
【００２３】上記のように、本発明は集積化した２つの
レンズ１０、１２、たとえば、一方が入力光導波器の前
に置かれ、他方が複数の出力光導波器の前に置かれ、あ
るいは、一方が複数の入力光導波器の前に置かれ、他方
が出力光導波器の前に置かれるような、集積化した２つ
のレンズ１０、１２を含む種類の光マルチプレクサと光
デマルチプレクサの少なくとも１つに関するものであ
る。前記集積化した２つのレンズ１０、１２は、経路長
の差ΔＬを制御する光導波器１４のアレイすなわちシー
トの間にも置かれる。さらに正確にいえば、本発明はそ
のような装置に及ぼす温度の影響を制御することを可能
にする構造を提案するものである。
レンズ１０、１２、たとえば、一方が入力光導波器の前
に置かれ、他方が複数の出力光導波器の前に置かれ、あ
るいは、一方が複数の入力光導波器の前に置かれ、他方
が出力光導波器の前に置かれるような、集積化した２つ
のレンズ１０、１２を含む種類の光マルチプレクサと光
デマルチプレクサの少なくとも１つに関するものであ
る。前記集積化した２つのレンズ１０、１２は、経路長
の差ΔＬを制御する光導波器１４のアレイすなわちシー
トの間にも置かれる。さらに正確にいえば、本発明はそ
のような装置に及ぼす温度の影響を制御することを可能
にする構造を提案するものである。
【００２４】本発明は下記の解析を基にしている。２つ
の平面光表面の間に置かれた一連の光導波器を有するフ
ェイザー型デマルチプレクサの中心波長を与える式は、
λ＝ｎΔＬ／ｍである。ここに、ｎは光導波器１４のシ
ートで使用する光導波器の実効屈折率、ΔＬは連続する
２つの光導波器の間の光路長の差、ｍは干渉度をそれぞ
れ表す。したがって、温度の関数としての波長の変化は
微分により、 ｄλ／ｄＴ＝（ｄｎ／ｄＴ）ΔＬ／ｍ であり、したがって、温度の関数としては屈折率の変化
が直接関連する。簡単にするために、項ｄｎ／ｄＴが光
路長変化項も含んでいると最初に仮定する。すなわち、
実際にはｄｎ／ｄＴ→（ｄｎ／ｄＴ）＋（ｎｄΔＬ／Δ
ＬｄＴ）。
の平面光表面の間に置かれた一連の光導波器を有するフ
ェイザー型デマルチプレクサの中心波長を与える式は、
λ＝ｎΔＬ／ｍである。ここに、ｎは光導波器１４のシ
ートで使用する光導波器の実効屈折率、ΔＬは連続する
２つの光導波器の間の光路長の差、ｍは干渉度をそれぞ
れ表す。したがって、温度の関数としての波長の変化は
微分により、 ｄλ／ｄＴ＝（ｄｎ／ｄＴ）ΔＬ／ｍ であり、したがって、温度の関数としては屈折率の変化
が直接関連する。簡単にするために、項ｄｎ／ｄＴが光
路長変化項も含んでいると最初に仮定する。すなわち、
実際にはｄｎ／ｄＴ→（ｄｎ／ｄＴ）＋（ｎｄΔＬ／Δ
ＬｄＴ）。
【００２５】全面的な温度独立性または部分的な温度独
立性を得るために、本発明の装置の各光導波器は最低２
つの光導波器スパンを有する。それらの光導波器スパン
は直列に接続され、適当なそれぞれの光路長および実効
屈折率を有する。
立性を得るために、本発明の装置の各光導波器は最低２
つの光導波器スパンを有する。それらの光導波器スパン
は直列に接続され、適当なそれぞれの光路長および実効
屈折率を有する。
【００２６】図２および残りの図面で、直列接続されて
いる２つのスパンを１４０、１４２で示す。
いる２つのスパンを１４０、１４２で示す。
【００２７】更に詳しくいえば、本発明は２つの主な実
施の形態を提供する。第１の実施の形態では、各光導波
器１４のスパン１４０と１４２の材料の屈折率が温度に
応じて同じ向きに変化する。しかし、２つのスパン１４
０、１４２のそれぞれの長さは光導波器の間で逆向きに
変化する。
施の形態を提供する。第１の実施の形態では、各光導波
器１４のスパン１４０と１４２の材料の屈折率が温度に
応じて同じ向きに変化する。しかし、２つのスパン１４
０、１４２のそれぞれの長さは光導波器の間で逆向きに
変化する。
【００２８】図４、５、６はそのような装置の３つの変
形例を示す。
形例を示す。
【００２９】そのような構造における連続する２つの光
導波器の経路長の間の差の関数としての中心波長λを与
える式は、 ｍλ＝ｎ１ΔＬ１−ｎ２ΔＬ２ （１） である。ここに、ΔＬ１＞０は、それぞれ第１のスパン
１４０を構成する屈折率ｎ１の物質について連続する２
つの光導波器１４の経路長の間の差であり、ΔＬ２＞０
は、それぞれ第２のスパン１４２を構成する屈折率ｎ２
の物質について連続する２つの光導波器１４の経路長の
間の差である。
導波器の経路長の間の差の関数としての中心波長λを与
える式は、 ｍλ＝ｎ１ΔＬ１−ｎ２ΔＬ２ （１） である。ここに、ΔＬ１＞０は、それぞれ第１のスパン
１４０を構成する屈折率ｎ１の物質について連続する２
つの光導波器１４の経路長の間の差であり、ΔＬ２＞０
は、それぞれ第２のスパン１４２を構成する屈折率ｎ２
の物質について連続する２つの光導波器１４の経路長の
間の差である。
【００３０】このデマルチプレクサは、ΔＬ２＝ｋΔＬ
１であるように構成される。ここに、ｋ＝（ｄｎ１／ｄ
Ｔ）／（ｄｎ２／ｄＴ）＝ｋ１／ｋ２＞０である、すな
わち、温度の影響を打ち消すものとするならば、直列で
ある両方のスパンの物質の屈折率が温度で同じ向きに変
化する。
１であるように構成される。ここに、ｋ＝（ｄｎ１／ｄ
Ｔ）／（ｄｎ２／ｄＴ）＝ｋ１／ｋ２＞０である、すな
わち、温度の影響を打ち消すものとするならば、直列で
ある両方のスパンの物質の屈折率が温度で同じ向きに変
化する。
【００３１】更に、小さいフェイザー・デマルチプレク
サに対してΔＬ１を十分小さくするためには、ｎ１−Ｋ
ｎ２を十分大きくしなければならない。
サに対してΔＬ１を十分小さくするためには、ｎ１−Ｋ
ｎ２を十分大きくしなければならない。
【００３２】第２の実施の形態では、各光導波器１４の
スパン１４０と１４２の材料の屈折率が温度に応じて逆
向きに変化し、２つのスパン１４０、１４２のそれぞれ
の長さは光導波器の間で同じ向きに変化する。
スパン１４０と１４２の材料の屈折率が温度に応じて逆
向きに変化し、２つのスパン１４０、１４２のそれぞれ
の長さは光導波器の間で同じ向きに変化する。
【００３３】図７、８、９はそのような装置の３つの変
形例を示す。そのような構造における連続する２つの光
導波器の経路長の間の差の関数としての中心波長λを与
える式は、 ｍλ＝ｎ１ΔＬ１＋ｎ２ΔＬ２ （２） である。ここに、ΔＬ１＞０は、それぞれ第１のスパン
１４０を構成する屈折率ｎ１の物質について連続する２
つの光導波器１４の経路長の間の差であり、ΔＬ２＞０
は、それぞれ第２のスパン１４２を構成する屈折率ｎ２
の物質について連続する２つの光導波器１４の経路長の
間の差である。
形例を示す。そのような構造における連続する２つの光
導波器の経路長の間の差の関数としての中心波長λを与
える式は、 ｍλ＝ｎ１ΔＬ１＋ｎ２ΔＬ２ （２） である。ここに、ΔＬ１＞０は、それぞれ第１のスパン
１４０を構成する屈折率ｎ１の物質について連続する２
つの光導波器１４の経路長の間の差であり、ΔＬ２＞０
は、それぞれ第２のスパン１４２を構成する屈折率ｎ２
の物質について連続する２つの光導波器１４の経路長の
間の差である。
【００３４】このデマルチプレクサは、ΔＬ２＝ｋΔＬ
１であるように構成される。ここに、ｋ＝−（ｄｎ１／
ｄＴ）／（ｄｎ２／ｄＴ）＞０である、すなわち、温度
の影響を打ち消すものとするならば、直列である両方の
スパンの物質の屈折率が温度に関して逆向きに変化す
る。
１であるように構成される。ここに、ｋ＝−（ｄｎ１／
ｄＴ）／（ｄｎ２／ｄＴ）＞０である、すなわち、温度
の影響を打ち消すものとするならば、直列である両方の
スパンの物質の屈折率が温度に関して逆向きに変化す
る。
【００３５】この場合には、小さいフェイザー・デマル
チプレクサを出現するために十分小さいΔＬ１に対し
て、ｍλ＝（ｎ１＋ｋｎ２）ΔＬ１から得たｎ１＋ｋｎ
２が十分大きい。
チプレクサを出現するために十分小さいΔＬ１に対し
て、ｍλ＝（ｎ１＋ｋｎ２）ΔＬ１から得たｎ１＋ｋｎ
２が十分大きい。
【００３６】上記２つの幾何学的配置に対する長さの変
化は次の通りである。 ａ）次の式は式（１）から得られる。 ｍｄλ／ｄＴ＝（ｄｎ１／ｄＴ）ΔＬ１−（ｄｎ２／ｄ
Ｔ）ΔＬ２ ｂ）次の式は式（２）から得られる。 ｍｄλ／ｄＴ＝（ｄｎ１／ｄＴ）ΔＬ１＋（ｄｎ２／ｄ
Ｔ）ΔＬ２ ここでΔＬ２＝ｋΔＬ１，ｍｄλ／ｄＴ＝０すると、温
度独立性がΔＬ２＝ｋΔＬ１で得られる。
化は次の通りである。 ａ）次の式は式（１）から得られる。 ｍｄλ／ｄＴ＝（ｄｎ１／ｄＴ）ΔＬ１−（ｄｎ２／ｄ
Ｔ）ΔＬ２ ｂ）次の式は式（２）から得られる。 ｍｄλ／ｄＴ＝（ｄｎ１／ｄＴ）ΔＬ１＋（ｄｎ２／ｄ
Ｔ）ΔＬ２ ここでΔＬ２＝ｋΔＬ１，ｍｄλ／ｄＴ＝０すると、温
度独立性がΔＬ２＝ｋΔＬ１で得られる。
【００３７】それらの物質により与えられる温度依存性
とは異なる所定の温度依存性を持つためには、ｋより大
きいか、またはｋより小さくなるように比ΔＬ２／ΔＬ
１を変化することにより、フェイザー・デマルチプレク
サの幾何学的形状に働き掛ける必要があるだけである。
とは異なる所定の温度依存性を持つためには、ｋより大
きいか、またはｋより小さくなるように比ΔＬ２／ΔＬ
１を変化することにより、フェイザー・デマルチプレク
サの幾何学的形状に働き掛ける必要があるだけである。
【００３８】次に、各連続する光導波器１４の直列スパ
ン１４０、１４２の材料の屈折率が温度と共に同じ向き
に変化する、前記第１の実施の形態について以下に説明
する。
ン１４０、１４２の材料の屈折率が温度と共に同じ向き
に変化する、前記第１の実施の形態について以下に説明
する。
【００３９】次式は式（１）から誘導したものである。 ｍλ＝（ｎ１−ｋｎ２）ΔＬ１ それらの例では、２つの直列スパン１４０、１４２はＩ
ｎＰ基板上の構造で構成される。この構造は、２つの光
導波器スパンを実現するように、種々の層の２つのスタ
ックで構成される。それら２つのスタック構造を図２と
図３にそれぞれ示す。
ｎＰ基板上の構造で構成される。この構造は、２つの光
導波器スパンを実現するように、種々の層の２つのスタ
ックで構成される。それら２つのスタック構造を図２と
図３にそれぞれ示す。
【００４０】更に詳しくいえば、特定の実施の形態で
は、第１のスパン１４０は、厚さが０．５５μｍである
ＩｎＰの層１４０２により分離された（間隙が１．３μ
ｍ）ＧａＩｎＡｓＰ四元素の３つの薄い層（５００オン
グストローム）１４００で構成される。幅が５μｍのス
トリップを構成するように第１のスパン１４０はエッチ
ングにより製作される（図２参照）。第２のスパン１４
２は、四元素ＧａＩｎＡｓＰ光導波器１４２０（間隙が
１．３μｍ）と、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）に
より得られる幅が２μｍであるＩｎＰの上側の層１４２
２により構成される。モードは１つの光導波器１４０か
らモード整合器を介して他の光導波器構造１４２へ移さ
れる。
は、第１のスパン１４０は、厚さが０．５５μｍである
ＩｎＰの層１４０２により分離された（間隙が１．３μ
ｍ）ＧａＩｎＡｓＰ四元素の３つの薄い層（５００オン
グストローム）１４００で構成される。幅が５μｍのス
トリップを構成するように第１のスパン１４０はエッチ
ングにより製作される（図２参照）。第２のスパン１４
２は、四元素ＧａＩｎＡｓＰ光導波器１４２０（間隙が
１．３μｍ）と、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）に
より得られる幅が２μｍであるＩｎＰの上側の層１４２
２により構成される。モードは１つの光導波器１４０か
らモード整合器を介して他の光導波器構造１４２へ移さ
れる。
【００４１】たとえば、そのようなモード整合器は文献
（４）フランス特許出願公開第２７３２７７７号公報
（フランス特許出願Ｎｏ．９５ ０４３０１号）の教示
で定められるようなものとすることができる。
（４）フランス特許出願公開第２７３２７７７号公報
（フランス特許出願Ｎｏ．９５ ０４３０１号）の教示
で定められるようなものとすることができる。
【００４２】第１の構造１４０の実効屈折率ｎ１は約
３．１９であり、第２の構造１４２の実効屈折率ｎ２は
３．２１である。温度の関数としての屈折率の変化は、
第１の構造１４０ではｋ１＝０．１２７ｎｍ／℃、第２
の構造１４２ではｋ２＝０．１５ｎｍ／℃である。構造
１４２の間隙１．３μｍは、構造１４０の同等の間隙
０．９１９μｍよりも、波長１．５４μｍに近いから、
ｋ２＞ｋ１である。
３．１９であり、第２の構造１４２の実効屈折率ｎ２は
３．２１である。温度の関数としての屈折率の変化は、
第１の構造１４０ではｋ１＝０．１２７ｎｍ／℃、第２
の構造１４２ではｋ２＝０．１５ｎｍ／℃である。構造
１４２の間隙１．３μｍは、構造１４０の同等の間隙
０．９１９μｍよりも、波長１．５４μｍに近いから、
ｋ２＞ｋ１である。
【００４３】第１のオーダーに対して、導かれるモード
の実効屈折率の温度Ｔの関数としての変化は、光導波器
のコアの材料のそれと等しいと仮定できる。すなわち、
ｎ１−ｋｎ２＝０．４７である。波長が１．５４μｍ、
この値の付近の窓の幅が約３０ｎｍであると、次数ｍは
１５４０／３０＝５０である。１６４μｍの値がΔＬ１
に対して得られる。これは４０個の光導波器のシートに
対する最短長さ１６４×４０＝６５６０μｍを表す。
の実効屈折率の温度Ｔの関数としての変化は、光導波器
のコアの材料のそれと等しいと仮定できる。すなわち、
ｎ１−ｋｎ２＝０．４７である。波長が１．５４μｍ、
この値の付近の窓の幅が約３０ｎｍであると、次数ｍは
１５４０／３０＝５０である。１６４μｍの値がΔＬ１
に対して得られる。これは４０個の光導波器のシートに
対する最短長さ１６４×４０＝６５６０μｍを表す。
【００４４】図２および図３に示すように、層１４２０
と１４２２で構成された第２の構造１４２は、層１４０
０と１４０２で構成された第１の構造の上に形成される
ことに注意すべきである。
と１４２２で構成された第２の構造１４２は、層１４０
０と１４０２で構成された第１の構造の上に形成される
ことに注意すべきである。
【００４５】それらの構造、とくにそれらの構造のモー
ド整合器、を製作する特定の方法を以下に説明する。１
つの光導波器から他の光導波器へエネルギーを損失なし
に送ることを可能にするモード整合器は、次の２つのマ
スクにより製作される。
ド整合器、を製作する特定の方法を以下に説明する。１
つの光導波器から他の光導波器へエネルギーを損失なし
に送ることを可能にするモード整合器は、次の２つのマ
スクにより製作される。
【００４６】図１１、図１３および図１４に示すよう
に、上のＩｎＰ層１４２２と、ストリップ１４２を形成
するのに役立つ領域の上の三層構造１４００、１４０２
の上のトップＧａＩｎＡｓｐ層１４２０とをエッチング
し（図１３参照）、上記領域の外側およびスパン１４０
を形成するために役立つ領域の上のＩｎＰ層１４２２と
ＧａＩｎＡｓｐ層１４２０を完全に除去する（図１４参
照）ことにより、両端にポイントを持つ２μｍの幅のス
トリップ１４２を製作するために第１のマスクを使用す
る。
に、上のＩｎＰ層１４２２と、ストリップ１４２を形成
するのに役立つ領域の上の三層構造１４００、１４０２
の上のトップＧａＩｎＡｓｐ層１４２０とをエッチング
し（図１３参照）、上記領域の外側およびスパン１４０
を形成するために役立つ領域の上のＩｎＰ層１４２２と
ＧａＩｎＡｓｐ層１４２０を完全に除去する（図１４参
照）ことにより、両端にポイントを持つ２μｍの幅のス
トリップ１４２を製作するために第１のマスクを使用す
る。
【００４７】スパン１４０を形成するための第２のエッ
チング工程の際に、第１のストリップ１４２のＳｉＮｘ
により構成された第２のマスクが保持されて、それを保
護する。スパン１４２は三層構造をエッチングすること
により完成される（図１５および１６参照）。
チング工程の際に、第１のストリップ１４２のＳｉＮｘ
により構成された第２のマスクが保持されて、それを保
護する。スパン１４２は三層構造をエッチングすること
により完成される（図１５および１６参照）。
【００４８】図１１および図１２は樹脂と窒化物を除去
する前の構造を示すもので、それぞれ、第１のフォトリ
ソグラフィ工程の後、第２のフォトリソグラフィ工程の
後を示す。図１３と図１４は、それぞれ第１のエッチン
グ工程の後の、上記構造の第２のスパン１４２に沿う垂
直断面図と、上記構造の第１のスパン１４０に沿う垂直
断面図とを示す。図１５と図１６は、それぞれ第２のエ
ッチング工程の後の、第２のスパン１４２に沿う類似の
垂直断面図と、第１のスパン１４０に沿う類似の垂直断
面図とを示す。
する前の構造を示すもので、それぞれ、第１のフォトリ
ソグラフィ工程の後、第２のフォトリソグラフィ工程の
後を示す。図１３と図１４は、それぞれ第１のエッチン
グ工程の後の、上記構造の第２のスパン１４２に沿う垂
直断面図と、上記構造の第１のスパン１４０に沿う垂直
断面図とを示す。図１５と図１６は、それぞれ第２のエ
ッチング工程の後の、第２のスパン１４２に沿う類似の
垂直断面図と、第１のスパン１４０に沿う類似の垂直断
面図とを示す。
【００４９】幅が５μｍの第２のストリップ１４０を形
成するために、第１のストリップ１４２との整列を容易
にするように、ストリップ１４２の樹脂は保護されな
い。したがって、第２のストリップを形成する前は、ス
トリップ１４２を保護するために十分厚い第１の窒化物
層を形成する。その理由は、第２のフォトリソグラフィ
工程の後で前記ストリップの一部がエッチングされるか
らである。
成するために、第１のストリップ１４２との整列を容易
にするように、ストリップ１４２の樹脂は保護されな
い。したがって、第２のストリップを形成する前は、ス
トリップ１４２を保護するために十分厚い第１の窒化物
層を形成する。その理由は、第２のフォトリソグラフィ
工程の後で前記ストリップの一部がエッチングされるか
らである。
【００５０】図４、図５および図６は本発明の第１の実
施例の２つのケースを示す。すなわち、ｋ＝１（ΔＬ１
＝ΔＬ２）で、２種類の三角形が第２のスパン１４２の
領域を囲み、移相を可能にするケース（図４と図５）、
およびｋ≠１である時のケース（図６）である。
施例の２つのケースを示す。すなわち、ｋ＝１（ΔＬ１
＝ΔＬ２）で、２種類の三角形が第２のスパン１４２の
領域を囲み、移相を可能にするケース（図４と図５）、
およびｋ≠１である時のケース（図６）である。
【００５１】図４、図５および図６に示す３つの変形例
では、光導波器１４はレンズ１０、１２の間にほぼまっ
すぐな部分で構成される。
では、光導波器１４はレンズ１０、１２の間にほぼまっ
すぐな部分で構成される。
【００５２】光導波器１４の第１のスパン１４０のおの
おのは、それ自体２つの部分１４０Ａ、１４０Ｂに分割
される。それらの部分１４０Ａ、１４０Ｂは第２のスパ
ン１４２の両側に設けられる。
おのは、それ自体２つの部分１４０Ａ、１４０Ｂに分割
される。それらの部分１４０Ａ、１４０Ｂは第２のスパ
ン１４２の両側に設けられる。
【００５３】図４と図５で、部分１４０Ａ、１４０Ｂと
スパン１４２はほぼ整列状態にある。
スパン１４２はほぼ整列状態にある。
【００５４】図６では、スパン１４２と部分１４０Ｂは
ほぼ整列しているが、部分１４０Ａはそれらに対して傾
斜している。
ほぼ整列しているが、部分１４０Ａはそれらに対して傾
斜している。
【００５５】第２のスパン１４２がそれぞれの部分１４
０Ａ、１４０Ｂに連結されている領域を参照番号１４
６、１４７で示す。
０Ａ、１４０Ｂに連結されている領域を参照番号１４
６、１４７で示す。
【００５６】第２のスパン１４２の長さは、ある光導波
器と他の光導波器の間で、それぞれの部分１４０Ａと１
４０Ｂの長さの和に対して逆向きに変化する。その変化
は、任意に与えられた光導波器と後続の光導波器の間で
一定のピッチだけの変化である。それぞれの部分１４０
Ａと１４０Ｂの間の第２のスパン１４２のセットにより
挟まれている領域の形は全体として三角形である。
器と他の光導波器の間で、それぞれの部分１４０Ａと１
４０Ｂの長さの和に対して逆向きに変化する。その変化
は、任意に与えられた光導波器と後続の光導波器の間で
一定のピッチだけの変化である。それぞれの部分１４０
Ａと１４０Ｂの間の第２のスパン１４２のセットにより
挟まれている領域の形は全体として三角形である。
【００５７】更に詳しくいえば、この領域は、図４では
二等辺三角形である。第２のスパン１４２の対称中心平
面は光導波器の全体的な方向に対して垂直であり、連結
領域はこの方向に対して垂直な平面に関して対称的であ
る。
二等辺三角形である。第２のスパン１４２の対称中心平
面は光導波器の全体的な方向に対して垂直であり、連結
領域はこの方向に対して垂直な平面に関して対称的であ
る。
【００５８】図５における第２のスパン１４２の領域は
直角三角形の形である。連結領域１４６は光導波器の全
体的な方向に対して傾斜を成し、連結領域１４７は光導
波器の全体的な方向に対して垂直である。
直角三角形の形である。連結領域１４６は光導波器の全
体的な方向に対して傾斜を成し、連結領域１４７は光導
波器の全体的な方向に対して垂直である。
【００５９】もちろん、図４と図５に示す２つの特定の
構成の中間的変更も、ΔＬ１＝ΔＬ２を満たすならば、
選択できる。
構成の中間的変更も、ΔＬ１＝ΔＬ２を満たすならば、
選択できる。
【００６０】図６を調べると、この図に示す変形例でΔ
Ｌ１＜ΔＬ２を得ること、すなわち、第２のスパン１４
２の長さΔＬ２が、ある光導波器１４と別の光導波器と
では、それぞれの部分１４０Ａと１４０Ｂの長さの和に
おける変化とは逆の向きにいぜんとして変化するが、前
記和の変化とは異なる大きさで変化することを当業者は
容易に理解できる。第１の平面状光表面１０からくる光
導波器部分１４０Ａの方向と、第２の平面状光面１２に
入る光導波器１４０Ｂの方向との間の角度が、比ΔＬ１
／ΔＬ２を直接決定する。
Ｌ１＜ΔＬ２を得ること、すなわち、第２のスパン１４
２の長さΔＬ２が、ある光導波器１４と別の光導波器と
では、それぞれの部分１４０Ａと１４０Ｂの長さの和に
おける変化とは逆の向きにいぜんとして変化するが、前
記和の変化とは異なる大きさで変化することを当業者は
容易に理解できる。第１の平面状光表面１０からくる光
導波器部分１４０Ａの方向と、第２の平面状光面１２に
入る光導波器１４０Ｂの方向との間の角度が、比ΔＬ１
／ΔＬ２を直接決定する。
【００６１】装置は長い（約１ｍｍ）が、装置は非常に
小さい曲率の光導波器で構成される。したがって、それ
らの光導波器により、従来の温度に依存するフェイザー
・デマルチプレクサ湾曲光導波器構造と比較して、伝播
損失が減少可能になる。理解を容易にするために、添付
図面には曲線ではなくて直線を示している。実際には、
屈折率ｎ１とｎ２の構造の間、すなわち、部分１４０
Ａ、１４０Ｂと第２のスパン１４２との間、の連結検出
損失を減少するためには曲率とモード整合器を必要とす
る。
小さい曲率の光導波器で構成される。したがって、それ
らの光導波器により、従来の温度に依存するフェイザー
・デマルチプレクサ湾曲光導波器構造と比較して、伝播
損失が減少可能になる。理解を容易にするために、添付
図面には曲線ではなくて直線を示している。実際には、
屈折率ｎ１とｎ２の構造の間、すなわち、部分１４０
Ａ、１４０Ｂと第２のスパン１４２との間、の連結検出
損失を減少するためには曲率とモード整合器を必要とす
る。
【００６２】更に、図４、図５、図６の３つの線図で
は、シートの光導波器１４と、ディスクにより表されて
いる各平面状光表面１０、１２との間の結合は、図示の
混乱を避けるために詳しくは示していない。
は、シートの光導波器１４と、ディスクにより表されて
いる各平面状光表面１０、１２との間の結合は、図示の
混乱を避けるために詳しくは示していない。
【００６３】それらの結合を図４に線図で示している
が、部分１４０Ａ、１４０Ｂと第２のスパン１４２のそ
れぞれの構造を一層明らかに示すように、図５と図６で
は省略している。
が、部分１４０Ａ、１４０Ｂと第２のスパン１４２のそ
れぞれの構造を一層明らかに示すように、図５と図６で
は省略している。
【００６４】各光導波器１４のそれぞれの直列スパン１
４０、１４２の２つの材料の屈折率が、温度の関数とし
て逆向きに変化する、本発明の第２の実施の形態につい
ての以下の説明は、図７、図８および図９にも当てはま
る。
４０、１４２の２つの材料の屈折率が、温度の関数とし
て逆向きに変化する、本発明の第２の実施の形態につい
ての以下の説明は、図７、図８および図９にも当てはま
る。
【００６５】式（２）から次式が導かれる。 ｍλ＝（ｎ１＋ｋｎ２）ΔＬ１ この場合には、半導体、たとえば、ＩｎＰ、で製造され
た光導波器１４０と、ポリマー樹脂、たとえば、ＰＭＭ
Ａ型ポリマー樹脂、で製造された光導波器１４２との間
の端部同士の結合により２つのスパン１４０、１４２を
構成できる。
た光導波器１４０と、ポリマー樹脂、たとえば、ＰＭＭ
Ａ型ポリマー樹脂、で製造された光導波器１４２との間
の端部同士の結合により２つのスパン１４０、１４２を
構成できる。
【００６６】温度の関数としての屈折率の変化は、Ｉｎ
Ｐでは正であり、ＰＭＭＡでは負である。
Ｐでは正であり、ＰＭＭＡでは負である。
【００６７】ＩｎＰ部分１４０では、図２を参照して上
で説明した構造の光導波器を選択することが可能であ
る。
で説明した構造の光導波器を選択することが可能であ
る。
【００６８】ＰＭＭＡ光導波器１４２は文献（５）「光
集積回路のためのポリマーをベースとした光導波器によ
るレーザダイオードの集積化（Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ
ｏｆ ａ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ ｗｉｔｋ ａ
ｐｏｌｙｍｅｒ−ｂａｓｅｄｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｆｏ
ｒ ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒ
ｃｕｉｔｓ）」Ｎ．Ｂｏｎａｄｍａ ｅｔ ａｌ、ＩＥ
ＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ、６巻１０号、１９９４年１０月、の教示
に従って定義できる。
集積回路のためのポリマーをベースとした光導波器によ
るレーザダイオードの集積化（Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ
ｏｆ ａ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ ｗｉｔｋ ａ
ｐｏｌｙｍｅｒ−ｂａｓｅｄｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｆｏ
ｒ ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒ
ｃｕｉｔｓ）」Ｎ．Ｂｏｎａｄｍａ ｅｔ ａｌ、ＩＥ
ＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ、６巻１０号、１９９４年１０月、の教示
に従って定義できる。
【００６９】第１の構造１４０の実効屈折率ｎ１は約
３．１８であり、第２の構造１４２の実効屈折率ｎ２は
約１．５である。温度の関数としての屈折率の変化は等
しいが、逆向きである。したがって、ｋ＝１（ｋは常に
正であるように選択される）である。式（２）はｍλ＝
（ｎ１＋ｎ２）ΔＬ１のように書くことができる。波長
が１．５４μｍで、この値の付近の窓幅が約３０ｎｍで
あると、次数ｍは１５４０／３０＝５０でなければなら
ない。屈折率の和が４．６８であると、ΔＬ１に対して
１６．４の値が得られる。
３．１８であり、第２の構造１４２の実効屈折率ｎ２は
約１．５である。温度の関数としての屈折率の変化は等
しいが、逆向きである。したがって、ｋ＝１（ｋは常に
正であるように選択される）である。式（２）はｍλ＝
（ｎ１＋ｎ２）ΔＬ１のように書くことができる。波長
が１．５４μｍで、この値の付近の窓幅が約３０ｎｍで
あると、次数ｍは１５４０／３０＝５０でなければなら
ない。屈折率の和が４．６８であると、ΔＬ１に対して
１６．４の値が得られる。
【００７０】図７、図８、図９は経路長差（ｎ１＋ｎ
２）ΔＬ１を満たす第２の実施の形態のフェイザーの幾
何学的構成を示す。図７は２つのスパン１４０、１４２
が、隣接する光導波器の間隔が一定で、相互に直交する
まっすぐな光導波器で構成されている幾何学的構成を線
図で示す。それらの光導波器は、まず、平面状の光表面
１０、１２のそれぞれ１つに接続され、第２に、４５°
反射鏡１５０により一緒に接続される。光導波器１４０
の間の間隔が光導波器１４２の間の間隔と同じであれば
ΔＬ１＝ΔＬ２であることを理解できる。２つのスパン
１４０と１４２の間の角度（この角度は９０°とは異な
る）と、スパン１４０と１４２との軸線の間の間隔すな
わち距離がΔＬ１の値とΔＬ２の値を直接決定し、ΔＬ
１≠ΔＬ２を得ることを可能にする。しかし、異なる種
類の２つの光導波器１４０と１４２の間の結合を行う、
４５°反射鏡付きのそのような構造は製作および使用が
困難である。
２）ΔＬ１を満たす第２の実施の形態のフェイザーの幾
何学的構成を示す。図７は２つのスパン１４０、１４２
が、隣接する光導波器の間隔が一定で、相互に直交する
まっすぐな光導波器で構成されている幾何学的構成を線
図で示す。それらの光導波器は、まず、平面状の光表面
１０、１２のそれぞれ１つに接続され、第２に、４５°
反射鏡１５０により一緒に接続される。光導波器１４０
の間の間隔が光導波器１４２の間の間隔と同じであれば
ΔＬ１＝ΔＬ２であることを理解できる。２つのスパン
１４０と１４２の間の角度（この角度は９０°とは異な
る）と、スパン１４０と１４２との軸線の間の間隔すな
わち距離がΔＬ１の値とΔＬ２の値を直接決定し、ΔＬ
１≠ΔＬ２を得ることを可能にする。しかし、異なる種
類の２つの光導波器１４０と１４２の間の結合を行う、
４５°反射鏡付きのそのような構造は製作および使用が
困難である。
【００７１】図８と図９に示すように、ほぼまっすぐな
光導波器部分の上でスパン１４０と１４２を一緒に接続
することが好ましい。
光導波器部分の上でスパン１４０と１４２を一緒に接続
することが好ましい。
【００７２】したがって、図８と図９に示すように、各
第２のスパン１４２は第１のスパン１４０の２つの部分
１４０Ａと１４０Ｂの間に置かれる。
第２のスパン１４２は第１のスパン１４０の２つの部分
１４０Ａと１４０Ｂの間に置かれる。
【００７３】更に詳しくいえば、図８に示すように、各
第２のスパン１４２自体が、互いに垂直な２つの部分１
４２Ａと１４２Ｂに分割される。それらの２つの部分１
４２Ａと１４２Ｂは４５°反射鏡により一緒に結合され
る。各部分は第１の部分１４０Ａと１４０Ｂにもそれぞ
れ結合され、整列させられる。このように、反射鏡１５
０は同じ種類の２つの部分１４２Ａと１４２Ｂの間の結
合を行う。
第２のスパン１４２自体が、互いに垂直な２つの部分１
４２Ａと１４２Ｂに分割される。それらの２つの部分１
４２Ａと１４２Ｂは４５°反射鏡により一緒に結合され
る。各部分は第１の部分１４０Ａと１４０Ｂにもそれぞ
れ結合され、整列させられる。このように、反射鏡１５
０は同じ種類の２つの部分１４２Ａと１４２Ｂの間の結
合を行う。
【００７４】図９は従来の曲り部を持つ光導波器構成に
対応する。
対応する。
【００７５】たとえば、文献（６）フランス特許出願公
開第２７２５０４０号公報（フランス特許出願Ｎｏ．９
４１１３６９号）記載されているようにして反射鏡１５
０を実現できる。
開第２７２５０４０号公報（フランス特許出願Ｎｏ．９
４１１３６９号）記載されているようにして反射鏡１５
０を実現できる。
【００７６】図９で、入口から始まる等位相面をＰ１で
示し、出口から始まる等位相面をＰ２で示す。
示し、出口から始まる等位相面をＰ２で示す。
【００７７】上の説明では、偏光依存性は無視した。し
かし、本発明の温度とは独立の（デ）マルチプレクサで
は、従来のフェイザーデマルチプレクサにおけるのと同
じやり方で偏光独立性を調整することもできる。
かし、本発明の温度とは独立の（デ）マルチプレクサで
は、従来のフェイザーデマルチプレクサにおけるのと同
じやり方で偏光独立性を調整することもできる。
【００７８】このために、次の３つの方法を参照でき
る。 ・ＴＥとＴＭに対して異なるオーダーで動作する。この
方法は波長に関して窓の寸法を小さくし、チャネルの数
を制限する。 ・ＴＥとＴＭに対して同じ屈折率については正方形構造
の光導波器を使用する。 ・本発明では、光導波器スパン１４０の複屈折は光導波
器スパン１４２のそれと等しくなければならない。文献
に記載されている従来のフェイザーデマルチプレクサの
場合は、単一の非複屈折光導波器を使用する。その方法
は幾何学的構成に関しては厳しく、そのために製造が困
難になる。各光導波器１４に追加の光導波器スパンを用
いて偏光の違いを補償する。
る。 ・ＴＥとＴＭに対して異なるオーダーで動作する。この
方法は波長に関して窓の寸法を小さくし、チャネルの数
を制限する。 ・ＴＥとＴＭに対して同じ屈折率については正方形構造
の光導波器を使用する。 ・本発明では、光導波器スパン１４０の複屈折は光導波
器スパン１４２のそれと等しくなければならない。文献
に記載されている従来のフェイザーデマルチプレクサの
場合は、単一の非複屈折光導波器を使用する。その方法
は幾何学的構成に関しては厳しく、そのために製造が困
難になる。各光導波器１４に追加の光導波器スパンを用
いて偏光の違いを補償する。
【００７９】この方法は文献（７）「ＩｎＰにおける偏
光とは独立の集積化したデマルチプレクサ（Ｐｏｌａｒ
ｉｚａｔｉｏｎ−ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｉｎｔｅｇ
ｒａｔｅｄ ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ ｏｎ Ｉｎ
Ｐ）」、Ａ．Ｒｉｇｎｙ ｅｔ ａｌ．ＪＮＯＧ ９
６、の教示により鼓舞できる。この文献自体は文献
（４）フランス特許出願公開第２７３２７７７号公報を
基にしている。
光とは独立の集積化したデマルチプレクサ（Ｐｏｌａｒ
ｉｚａｔｉｏｎ−ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｉｎｔｅｇ
ｒａｔｅｄ ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ ｏｎ Ｉｎ
Ｐ）」、Ａ．Ｒｉｇｎｙ ｅｔ ａｌ．ＪＮＯＧ ９
６、の教示により鼓舞できる。この文献自体は文献
（４）フランス特許出願公開第２７３２７７７号公報を
基にしている。
【００８０】この場合には、各光導波器１４は、温度の
影響を管理するための少なくとも２つのスパン１４０、
１４２と、偏光を補償するために各光導波器と直列の少
なくとも１つの第３のスパン１４４を有する。図１０に
示すように、第３のスパンの長さは光導波器が異なると
一定のピッチΔＬ３だけ変化する。
影響を管理するための少なくとも２つのスパン１４０、
１４２と、偏光を補償するために各光導波器と直列の少
なくとも１つの第３のスパン１４４を有する。図１０に
示すように、第３のスパンの長さは光導波器が異なると
一定のピッチΔＬ３だけ変化する。
【００８１】更に詳しくいえば、図１０に示すように、
各第１のスパン１４０は３つの部分１４０Ａ、１４０
Ｂ、１４０Ｃに分割される。それらの部分は第２のスパ
ン１４２と第３のスパン１４４との側面に対となって配
置される。
各第１のスパン１４０は３つの部分１４０Ａ、１４０
Ｂ、１４０Ｃに分割される。それらの部分は第２のスパ
ン１４２と第３のスパン１４４との側面に対となって配
置される。
【００８２】入口から始まる等位相面をＰ１で示し、出
口から始まる等位相面をＰ２で示す。
口から始まる等位相面をＰ２で示す。
【００８３】光導波器が変わった場合のそれぞれのスパ
ン１４０、１４２、１４４の間の長さの変化量ΔＬ１、
ΔＬ２、ΔＬ３を決定するためには、未知数が３つの次
の方程式を解く必要があるだけである。 ｍλ＝ｎ１・ΔＬ１＋ｎ２・ΔＬ２＋ｎ３・ΔＬ３ ｍ・ｄλ／ｄＴ＝０＝ｄｎ１／ｄＴ・ΔＬ１＋ｄｎ２／
ｄＴ・ΔＬ２＋ｄｎ３／ｄＴ・ΔＬ３またはｋ１ΔＬ１
＋ｋ２ΔＬ２＋ｋ３Ｌ３ ｍ・Δλ＝０＝Δｎ１・ΔＬ１＋Δｎ２・ΔＬ２＋Δｎ
３・ΔＬ３ ここに、ΔｎはＴＥモードとＴＮモードに対する屈折率
の差を表す。
ン１４０、１４２、１４４の間の長さの変化量ΔＬ１、
ΔＬ２、ΔＬ３を決定するためには、未知数が３つの次
の方程式を解く必要があるだけである。 ｍλ＝ｎ１・ΔＬ１＋ｎ２・ΔＬ２＋ｎ３・ΔＬ３ ｍ・ｄλ／ｄＴ＝０＝ｄｎ１／ｄＴ・ΔＬ１＋ｄｎ２／
ｄＴ・ΔＬ２＋ｄｎ３／ｄＴ・ΔＬ３またはｋ１ΔＬ１
＋ｋ２ΔＬ２＋ｋ３Ｌ３ ｍ・Δλ＝０＝Δｎ１・ΔＬ１＋Δｎ２・ΔＬ２＋Δｎ
３・ΔＬ３ ここに、ΔｎはＴＥモードとＴＮモードに対する屈折率
の差を表す。
【００８４】すなわち、経路長の差を表す１つの式と、
温度を考慮に入れた１つの式と、最後に偏光の問題を決
める１つの問題である。
温度を考慮に入れた１つの式と、最後に偏光の問題を決
める１つの問題である。
【００８５】スパンｉ（ｉ＝１，２，３）はそれの屈折
率ｎｉと、２つの偏光の間のそれの屈折率の差と、温度
の関数としての屈折率の変化および経路長の変化を含む
それの熱膨張率ｋｉとにより特徴付けられる。
率ｎｉと、２つの偏光の間のそれの屈折率の差と、温度
の関数としての屈折率の変化および経路長の変化を含む
それの熱膨張率ｋｉとにより特徴付けられる。
【００８６】ｄλ／ｄＴ＝Ｃｔｅ、この定数は、温度が
波長に作用することを阻止すべきならば、０であるよう
に選択される。
波長に作用することを阻止すべきならば、０であるよう
に選択される。
【００８７】方程式を解く場合には、いくつかのΔＬ値
を負にできる。一例を図１０に示す。ΔＬ３が曲りの外
側へ向かって減少するから、それはΔＬ１とは逆符号で
ある。
を負にできる。一例を図１０に示す。ΔＬ３が曲りの外
側へ向かって減少するから、それはΔＬ１とは逆符号で
ある。
【００８８】光導波器スパンの経路長の温度の関数とし
ての変化を含むことにより、上記式の確度を一層高くで
きる。
ての変化を含むことにより、上記式の確度を一層高くで
きる。
【００８９】この変化は、文献ＥＣＯＣ （３，１４
４）「熱光導波器による温度には独立の狭帯域帯域フィ
ルタ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎ
ｔ ｎａｒｒｏｗ ｂａｎｄ ｆｉｌｔｅｒ ｂｙ ｔ
ｈｅｒｍａｌ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）」Ｙａｓｕｏ Ｋ
ｏｋｕｂｕｒｎ ｅｔ ａｌ．で与えられている。
４）「熱光導波器による温度には独立の狭帯域帯域フィ
ルタ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎ
ｔ ｎａｒｒｏｗ ｂａｎｄ ｆｉｌｔｅｒ ｂｙ ｔ
ｈｅｒｍａｌ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）」Ｙａｓｕｏ Ｋ
ｏｋｕｂｕｒｎ ｅｔ ａｌ．で与えられている。
【００９０】 ｄＳ／ｄＴ＝ｎ・Ｌαｓｕｂ＋Ｌｄｎ／ｄＴ ここに、Ｓ＝ｎ・Ｌは経路長の差の長さ、αｓｕｂは基
板熱膨張率、ｎは光導波器の実効屈折率である。
板熱膨張率、ｎは光導波器の実効屈折率である。
【００９１】この場合には、上記方程式系は次のように
書くことができる。 ｍλ＝ｎ１・ΔＬ１＋ｎ２・ΔＬ２＋ｎ３・ΔＬ３ ｍ・ｄλ／ｄＴ＝０＝ｄＳ１／ｄＴ＋ｄＳ２／ｄＴ＋ｄ
Ｓ３／ｄＴ ｍ・Δλ＝０＝Δｎ１・ΔＬ１＋Δｎ２・ΔＬ２＋Δｎ
３・Ｌ３ 第２の式は次のように簡単にできる。 ０＝（ｄｎ１／ｄＴ＋ｎ１・αｓｕｂ）・ΔＬ１＋（ｄ
ｎ２／ｄＴ＋ｎ２・αｓ ｕｂ）・ΔＬ２＋（ｄｎ３／ｄ
Ｔ＋ｎ３・αｓｕｂ）・ΔＬ３＝ｋ１・ΔＬ１＋ｋ２・
ΔＬ２＋ｋ３・ΔＬ３ 半導体物質のみを含む変更例では（とくに第１の実施の
形態）、値ｋ１とｋ２が実験データを構成し、温度の関
数としての屈折率の変化と経路長の変化を含む。
書くことができる。 ｍλ＝ｎ１・ΔＬ１＋ｎ２・ΔＬ２＋ｎ３・ΔＬ３ ｍ・ｄλ／ｄＴ＝０＝ｄＳ１／ｄＴ＋ｄＳ２／ｄＴ＋ｄ
Ｓ３／ｄＴ ｍ・Δλ＝０＝Δｎ１・ΔＬ１＋Δｎ２・ΔＬ２＋Δｎ
３・Ｌ３ 第２の式は次のように簡単にできる。 ０＝（ｄｎ１／ｄＴ＋ｎ１・αｓｕｂ）・ΔＬ１＋（ｄ
ｎ２／ｄＴ＋ｎ２・αｓ ｕｂ）・ΔＬ２＋（ｄｎ３／ｄ
Ｔ＋ｎ３・αｓｕｂ）・ΔＬ３＝ｋ１・ΔＬ１＋ｋ２・
ΔＬ２＋ｋ３・ΔＬ３ 半導体物質のみを含む変更例では（とくに第１の実施の
形態）、値ｋ１とｋ２が実験データを構成し、温度の関
数としての屈折率の変化と経路長の変化を含む。
【００９２】ポリマーを含む場合には、式を同様にして
解くことができるが、ｋ１を負としてとる（または、基
板の長さの変化が光導波器の屈折率の変化を補償するな
らば０とする。：Ｋｏｋｕｂｕｒｎ′ｓ ＥＣＯＣ ９
６公報参照）。
解くことができるが、ｋ１を負としてとる（または、基
板の長さの変化が光導波器の屈折率の変化を補償するな
らば０とする。：Ｋｏｋｕｂｕｒｎ′ｓ ＥＣＯＣ ９
６公報参照）。
【００９３】結論として、本発明が提案したように３種
類の材料と光導波器構造との少なくとも１つを使用する
と、フェイザー型（デ）マルチプレクサにおける温度依
存性の問題と、偏光依存性の問題とを解決することが可
能である。
類の材料と光導波器構造との少なくとも１つを使用する
と、フェイザー型（デ）マルチプレクサにおける温度依
存性の問題と、偏光依存性の問題とを解決することが可
能である。
【図１】現在のデマルチプレクサの全体の構造を線図で
示す。。
示す。。
【図２】本発明の２つの光導波器スパンの垂直断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の２つの光導波器スパンの図２に類似す
る垂直断面図である。
る垂直断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における装置の１つ
の変形構造の模式図である。
の変形構造の模式図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における装置の他の
変形構造の模式図である。
変形構造の模式図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における装置の更に
他の変形構造の模式図である。
他の変形構造の模式図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における装置の１つ
の変形構造の模式図である。
の変形構造の模式図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における装置の他の
変形構造の模式図である。
変形構造の模式図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における装置の更に
他の変形構造の模式図である。
他の変形構造の模式図である。
【図１０】偏光を更に補償する変形構造の模式図であ
る。
る。
【図１１】本発明のモード整合スパンを行うための１つ
のエッチング工程を模式的に示す。
のエッチング工程を模式的に示す。
【図１２】本発明のモード整合スパンを行うための他の
１つのエッチング工程を模式的に示す。
１つのエッチング工程を模式的に示す。
【図１３】第１のエッチング工程の後の構造の第２のス
パンに沿う垂直断面図である。
パンに沿う垂直断面図である。
【図１４】第１のエッチング工程の後の構造の第１のス
パンに沿う垂直断面図である。。
パンに沿う垂直断面図である。。
【図１５】第２のエッチング工程の後の構造の第２のス
パンに沿う類似の垂直断面図である。
パンに沿う類似の垂直断面図である。
【図１６】第２のエッチング工程の後の構造の第１のス
パンに沿う類似の垂直断面図である。
パンに沿う類似の垂直断面図である。
１０、１２ レンズ １４ 光導波器 １４０、１４２、１４３ スパン １５０ 反射鏡
Claims (22)
- 【請求項１】横には導かれず、平面レンズ（１０，１
２）として作用し、かつ制御される長さの差を持つ光導
波器（１４）のアレイにより分離される２つのゾーンを
含む種類の光マルチプレクサと光デマルチプレクサの少
なくとも一方を構成する光学装置であって、各光導波器
（１４）は直列に置かれた少なくとも２つのスパン（１
４０，１４２）を含み、それらのスパンは、種々の波長
が装置から出力される位置を制御するために適切であ
る、それぞれの長さおよび屈折率を持ち、それらの位置
は温度の変動に依存することを特徴とする光学装置。 - 【請求項２】請求項１記載の光学装置であって、各光導
波器（１４）の両方のスパン（１４０，１４２）の材料
の屈折率が温度の関数として同じ向きに変化し、２つの
スパン（１４０，１４２）はある光導波器（１４）から
別の光導波器まで逆向きに変化するそれぞれの長さを持
つことを特徴とする光学装置。 - 【請求項３】請求項１記載の光学装置であって、各光導
波器（１４）の２つのスパン（１４０，１４２）の材料
の屈折率が温度の関数として逆向きに変化し、２つのス
パン（１４０，１４２）はある光導波器（１４）から別
の光導波器まで同じ向きに変化するそれぞれの長さを持
つことを特徴とする光学装置。 - 【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１つに記載の
光学装置であって、２つのスパン（１４０，１４２）の
それぞれの長さおよびそれぞれの屈折率は、出力波長の
位置に及ぼす温度の影響を打ち消すために適当であるこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項５】請求項１ないし４のいずれか１つに記載の
光学装置であって、各光導波器（１４）は偏光の独立性
を獲得するために適当である少なくとも１つの第３のス
パン（１４４）を更に含む光学装置。 - 【請求項６】請求項１、２、４および５のいずれか１つ
に記載の光学装置であって、ある光導波器（１４）から
別の光導波器までのそれぞれのスパン（１４０，１４
２）の長さの変化ΔＬ１とΔＬ２、および対応する屈折
率ｎ１とｎ２が、温度の影響を打ち消すように、次の関
係、 ΔＬ２＝ｋΔＬ１ ｋ＝（ｄｎ１／ｄＴ）／（ｄｎ２／ｄＴ） を満たすために適当であることを特徴とする光学装置。 - 【請求項７】請求項１、２または５のいずれか１つに記
載の光学装置であって、ある光導波器（１４）から別の
光導波器までのスパン（１４０，１４２）の長さの変化
ΔＬ１とΔＬ２、および対応する屈折率ｎ１、ｎ２が、
次の関係、 ΔＬ２＝ｋΔＬ１ ｋ≠（ｄｎ１／ｄＴ）／（ｄｎ２／ｄＴ） を満たすために適当であることを特徴とする光学装置。 - 【請求項８】請求項１、３、４および５のいずれか１つ
に記載の光学装置であって、ある光導波器（１４）から
別の光導波器までのそれぞれのスパン（１４０，１４
２）の長さの変化ΔＬ１とΔＬ２、および対応する屈折
率ｎ１とｎ２が、温度の影響を打ち消すように、次の関
係、 ΔＬ２＝ｋΔＬ１ ｋ＝−（ｄｎ１／ｄＴ）／（ｄｎ２／ｄＴ） を満たすために適当であることを特徴とする光学装置。 - 【請求項９】請求項１、３および５のいずれか１つに記
載の光学装置であって、ある光導波器（１４）から別の
光導波器までのスパン（１４０，１４２）の長さの変化
ΔＬ１とΔＬ２、および対応する屈折率ｎ１、ｎ２が、
次の関係、 ΔＬ２＝ｋΔＬ１ ｋ≠−（ｄｎ１／ｄＴ）／（ｄｎ２／ｄＴ） を満たすために適当であることを特徴とする光学装置。 - 【請求項１０】請求項１または２記載の光学装置であっ
て、スパンの最初のもの（１４０）が、二元素、たとえ
ば、ＩｎＰ、の層により分離された複数の四元素、たと
えば、ＧａＩｎＡｓＰ、の層で構成され、第２のスパン
（１４２）が四元素、たとえば、ＧａＩｎＡｓＰ、の層
で製作された光導波器で構成されることを特徴とする光
学装置。 - 【請求項１１】請求項１ないし１０のいずれか１つに記
載の光学装置であって、スパン（１４０，１４２）の間
にモード整合器が設けられることを特徴とする光学装
置。 - 【請求項１２】請求項１０または１１記載の光学装置で
あって、１つのスパンから他のスパンへの損失なしのエ
ネルギー送りを可能にするモード整合器は、 各端部におけるポイントでストリップ（１４２）を製作
することを可能にする第１のマスク、および第２のマス
ク、との２つのマスクにより構成され、第２のマスクの
ために、他のスパンを製作するための第２の工程中に上
記ストリップを保護するためにそのストリップを被覆す
る保護が保持されることを特徴とする光学装置。 - 【請求項１３】請求項１ないし１２のいずれか１つに記
載の光学装置であって、少なくとも１つのスパン（１４
０）が２つの部分に分割されることを特徴とする光学装
置。 - 【請求項１４】請求項１ないし１３のいずれか１つに記
載の光学装置であって、各光導波器の少なくとも１つの
スパン（１４２）で構成されたセットが三角形領域を形
成することを特徴とする光学装置。 - 【請求項１５】請求項１ないし１４のいずれか１つに記
載の光学装置であって、スパン（１４０〜１４２，１４
０Ｂ）がまっすぐで、整列させられることを特徴とする
光学装置。 - 【請求項１６】請求項１ないし１４のいずれか１つに記
載の光学装置であって、スパン（１４０，１４２）は、
まっすぐで、相互に傾斜を成すそれぞれの部分を有し、
部分の間の傾斜角度がある光導波器から他の光導波器ま
での長さの差を決定することを特徴とする光学装置。 - 【請求項１７】請求項１または３記載の光学装置であっ
て、スパンの１つ（１４０）がポリマーをベースとし、
他のスパン（１４２）が半導体をベースとすることを特
徴とする光学装置。 - 【請求項１８】請求項１７記載の光学装置であって、ス
パンの１つ（１４０）がＰＭＭＡをベースとすることを
特徴とする光学装置。 - 【請求項１９】請求項１７または１８記載の光学装置で
あって、他のスパン（１４２）が、二元素、たとえば、
ＩｎＰ、の層により分離された四元素、たとえば、Ｇａ
ＩｎＡｓＰ、の複数の層をベースとすることを特徴とす
る光学装置。 - 【請求項２０】請求項１、３および１７のいずれか１つ
に記載の光学装置であって、各スパン（１４０，１４
２）が２つの部分に分割され、２つの部分（１４２Ａ，
１４２Ｂ）は相互に傾斜を成し、かつ鏡（１５０）によ
り一緒に結合され、２つの部分（１４２Ａ，１４２Ｂ）
は他のスパン（１４０）の２つの部分（１４０Ａ，１４
０Ｂ）のそれぞれ１つに更に結合されることを特徴とす
る光学装置。 - 【請求項２１】請求項１、３、１７、１８、１９、２０
のいずれか１つに記載の光学装置であって、スパン（１
４０，１４２）に曲りが設けられることを特徴とする光
学装置。 - 【請求項２２】請求項５記載の光学装置であって、少な
くとも１つのスパン（１４０）が３つの部分（１４０
Ａ，１４０Ｂ，および１４０Ｃ）に分割され、それらの
部分は対となって第２のスパン（１４２）および第３の
スパン（１４４）の側面に位置し、それらの部分は温度
の影響を制御し、かつ偏光を補償するために適当である
ことを特徴とする光学装置。
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