JP2003050326A

JP2003050326A - 光導波路部品

Info

Publication number: JP2003050326A
Application number: JP2001239338A
Authority: JP
Inventors: Tsuneaki Saito; 恒聡斎藤; Takeshi Sawamura; 壮嗣澤村; Tomohiro Watanabe; 智浩渡辺; Toshihiko Ota; 寿彦太田
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2003-02-21

Abstract

(57)【要約】【課題】温度によらず光透過中心波長が一定の光導波
路部品を提供する。【解決手段】温度に依存して光透過特性が変化する光
導波路回路を基板１上に形成した光導波路チップ９と、
該光導波路チップ９の温度調節部品８とを設け、温度調
節部品８と光導波路チップ９とを重ね合わせる。光導波
路チップ９の接合面と温度調節部品８の接合面間に介設
した接合剤７により光導波路チップ９と温度調節部品８
を直接接合する。接合剤７は例えば熱伝導性が高い接合
剤とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重光通信用
等の光通信に用いられる温度調節機能付きの光導波路部
品に関するものである。

【０００２】

【背景技術】近年、光通信においては、その伝送容量を
飛躍的に増加させる方法として、光波長多重通信の研究
開発が盛んに行なわれ、実用化が進んでいる。光波長多
重通信は、例えば互いに異なる波長を有する複数の光を
多重して伝送させるものであり、その多重数を増やすこ
とで１つの光ファイバの伝送容量を効率的に増加させる
ことが可能である。最近では１００以上の波長を使用し
た波長多重通信システムが製品化されている。

【０００３】この波長多重通信において重要な役割を担
う光部品の１つに光波長合分波器がある。光波長合分波
器は光波長合波器と光波長分波器を総称したもので、多
くの光波長合波器と光波長分波器はもう一方の機能を併
せ持っている。

【０００４】この光波長合分波器として実用化が進んで
いるものに、アレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ；Ａｒｒ
ａｙｅｄＷａｖｅｇｕｉｄｅＧｒａｔｉｎｇ）があ
る。図６には、基板１上にアレイ導波路型回折格子の光
導波路回路を形成したアレイ導波路型回折格子チップの
例が示されている。なお、本明細書において、基板上に
光導波路回路が形成されている構成を光導波路チップと
呼び、この光導波路チップのうち、基板上にアレイ導波
路型回折格子の光導波路回路が形成されている構成をア
レイ導波路型回折格子チップと呼ぶ。

【０００５】アレイ導波路型回折格子の光導波路回路
は、１本以上の光入力導波路２と、該光入力導波路２の
出射側に接続された第１のスラブ導波路３と、該第１の
スラブ導波路３の出射側に接続されたアレイ導波路４
と、該アレイ導波路４の出射側に接続された第２のスラ
ブ導波路５と、該第２のスラブ導波路５の出射側に接続
されて複数並設された光出力導波路６を有している。

【０００６】前記アレイ導波路４は、第１のスラブ導波
路３から導出された光を伝搬するものであり、複数のチ
ャンネル導波路４ａを並設して形成されており、隣り合
うチャンネル導波路４ａの長さは互いに設定量（ΔＬ）
異なっている。上記光導波路回路を有する導波路形成領
域１０は石英系ガラス材料により形成されている。

【０００７】なお、光出力導波路６は、例えばアレイ導
波路型回折格子によって分波あるいは合波される互いに
異なる波長の信号光の数に対応させて設けられるもので
あり、アレイ導波路４を構成するチャンネル導波路４ａ
は、通常、例えば１００本といったように多数設けられ
るが、同図においては、図の簡略化のために、これらの
チャンネル導波路４ａ、光出力導波路６および光入力導
波路２の各々の本数を簡略的に示してある。

【０００８】光入力導波路２には、例えば送信側の光フ
ァイバ（図示せず）が接続されて、波長多重光が導入さ
れるようになっており、光入力導波路２を通って第１の
スラブ導波路３に導入された光は、その回折効果によっ
て広がってアレイ導波路４に入射し、アレイ導波路４を
伝搬する。

【０００９】このアレイ導波路４を伝搬した光は、第２
のスラブ導波路５に達し、さらに、光出力導波路６に集
光されて出力されるが、アレイ導波路４の全てのチャン
ネル導波路４ａの長さが互いに異なることから、アレイ
導波路４を伝搬した後に個々の光の位相にずれが生じ、
このずれ量に応じて集束光の波面が傾き、この傾き角度
により集光する位置が決まる。

【００１０】なお、アレイ導波路型回折格子において、
アレイ導波路から第２のスラブ導波路に光が入射する際
に、光が集光する角度（回折角）をφとすると、この角
度φと集光する光の波長（光透過中心波長）λとの間に
は、次式（１）に示すような関係がある。

【００１１】ｎ_ｓ・ｄ・ｓｉｎφ＋ｎ_ｃ・ΔＬ＝ｍ・λ・・・・・（１）

【００１２】ｎ_ｓは第１、第２のスラブ導波路の等価屈
折率、ｄはチャンネル導波路同士の、第１、第２のスラ
ブ導波路側の端部間隔、φは回折角、ｎ_ｃはアレイ導波
路の等価屈折率、ΔＬは隣り合うアレイ導波路の長さの
差、ｍは回折次数をそれぞれ示す。

【００１３】ところで、一般に、石英等のガラス材料
は、温度によって屈折率が変化することから、温度によ
って導波路の屈折率ｎ_ｓ、ｎ_ｃが変化し、式（１）にお
けるλとφの関係が変化する。そのため、温度が変化す
るとアレイ導波路型回折格子の合分波波長が変化する。

【００１４】この変化量はアレイ導波路型回折格子のよ
うに石英系の材料を用いた回路の場合、約０．０１ｎｍ
／℃であり、通常、光通信に求められる動作温度範囲で
ある０℃〜７０℃の温度範囲では、０．７ｎｍ以上の変
化量となることから、実用上無視できない大きさであ
る。

【００１５】このため、アレイ導波路型回折格子を使用
する際には、光導波路チップとしてのアレイ導波路型回
折格子チップに温度調節部品を設けてアレイ導波路型回
折格子の温度を制御するようにしている。つまり、図７
に示すように、温度調節部品８とアレイ導波路型回折格
子チップの光導波路チップ９とを重ね合わせ、さらに、
光導波路チップ９の接合面と温度調節部品８の接合面間
に均熱板１２を設けて光導波路部品を形成している。こ
の光導波路部品は、図８に示すように、パッケージ２０
内に収容され、モジュール化される。

【００１６】上記温度調節部品８は、少なくとも発熱ま
たは吸熱の機能を有しており、図７、図８に示す例で
は、複数のペルチェ素子２５を有するペルチェモジュー
ルにより形成されている。

【００１７】ペルチェモジュールは、上基板２３と下基
板２４との間に、ペルチェ素子２５を複数配列してい
る。上基板２３と下基板２４は一般にセラミック基板に
より形成されている。ペルチェ素子２５は、Ｐ型および
Ｎ型の半導体から成り、これらのＰ型半導体とＮ型半導
体とが電気的に交互に接続されるように配列されてい
る。温度コントローラ（図示せず）によって、リード線
２６を介してペルチェモジュールに通電を行なうと、Ｐ
型半導体とＮ型半導体に電流が流れ、吸熱および発熱反
応が得られる。

【００１８】また、均熱板１２は、銅やアルミニウムと
いった高熱伝導性を有する材料を主材料として作製され
た板であり、通常、熱伝導性の優れたシリコーンオイル
コンパウンド（シリコーングリース）等によって、均熱
板１２と光導波路チップ９と温度調節部品８とが接合さ
れている。シリコーングリースの例としては、例えば東
レ・ダウコーニング（株）社製の製品名ＳＣ１０２等が
適用されている。

【００１９】なお、光導波路チップ９の上面には、その
端部側にチップ上板１９が接合され、端面研磨されてお
り、端面研磨された光ファイバアレイ２１が光導波路チ
ップ９に接続されている。この接続により、光導波路チ
ップ９の光導波路（この場合、光入力導波路２と光出力
導波路６）が、それぞれ、光ファイバアレイ２１の光フ
ァイバと光接続されている。

【００２０】温度調節部品８は、図示されていないサー
ミスタや抵抗温度検出素子等の温度検出素子によって検
出される温度が予め定めた設定温度となるように、前記
温度コントローラにより調節を行なう。そうすると、均
熱板１２による熱拡散によって、光導波路チップ９の温
度が全体に均一、かつ、一定になるように構成されてい
る。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、光導波路チップ９と温度調節部品８との間に均
熱板１２を設ける構成は、温度調節部品８によって光導
波路チップ９と均熱板１２の温度の両方を制御すること
になり、温度コントロールの際の消費電力が大きくなる
といった問題があった。

【００２２】また、一般に、アレイ導波路型回折格子等
の光導波路チップ９を筐体内に収容して成る光導波路モ
ジュールは、小型であることが要求され、特に、厚み方
向の大きさが小さいことが望まれているが、均熱板１２
を用いると光導波路モジュールの厚みが大きくなってし
まうといった問題があった。例えば、光通信システム装
置に組み込まれる光導波路モジュールには、その厚み
（図８に示すＡ）を８．５ｍｍ以下とすることが要求さ
れているが、均熱板１２を有する上記構成においてこの
厚みを満足させることは非常に困難である。

【００２３】さらに、均熱板１２には高熱伝導性が要求
されることから、均熱板１２を銅により形成することが
望ましいが、銅を用いた均熱板１２は高価である。ま
た、銅の酸化を防止するためにニッケル等でメッキをす
る必要があることから、銅製の均熱板１２を用いて形成
する光導波路モジュールは、その価格が高くなってしま
う。

【００２４】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、均熱板を用いずに、アレ
イ導波路型回折格子等の光導波路チップの温度制御を安
定して行なうことができる光導波路部品を提供すること
にある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
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、第１の発明は、温度に
依存して光透過特性が変化する光導波路回路を基板上に
形成した光導波路チップと、該光導波路チップの温度調
節部品とを有し、該温度調節部品と前記光導波路チップ
とを重ね合わせて、前記光導波路チップの接合面と前記
温度調節部品の接合面間に介設した接合剤により前記光
導波路チップと前記温度調節部品を直接接合した構成を
もって課題を解決する手段としている。

【００２６】また、第２の発明は、上記第１の発明の構
成に加え、前記接合剤は熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・
Ｋ）以上であ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、第３の発明は、上記第１または第
２の発明の構成に加え、前記接合剤はヤング率が２．０
×１０^７Ｐａ以下である構成をもって課題を解決する手
段としている。

【００２８】さらに、第４の発明は、上記第１または第
２または第３の発明の構成に加え、前記接合剤はシリコ
ーンを主成分とする接着剤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、第５の発明は、上記第１乃至第４
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記接合剤は厚み
の平均が０．１ｍｍ以上であ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、第６の発明は、上記第１乃至第５
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記温度調節部品
はペルチェ素子またはヒーター素子を有して形成されて
いる構成をもって課題を解決する手段としている。

【００３１】さらに、第７の発明は、上記第１乃至第６
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記光導波路チッ
プの基板は熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材質に
より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。

【００３２】さらに、第８の発明は、上記第７の発明の
構成に加え、前記光導波路チップの基板はシリコンであ
る構成をもって課題を解決する手段としている。

【００３３】さらに、第９の発明は、上記第１乃至第８
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記光導波路チッ
プの光導波回路は、１本以上の光入力導波路と、該光入
力導波路の出射側に接続された第１のスラブ導波路と、
該第１のスラブ導波路の出射側に接続され、互いに設定
量異なる長さの複数並設されたチャネル導波路から成る
アレイ導波路と、該アレイ導波路の出射側に接続された
第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出射側
に複数並設接続された光出力導波路とを有するアレイ導
波路型回折格子の光導波回路である構成をもって課題を
解決する手段としている。

【００３４】上記構成の本発明において、光導波路チッ
プと温度調節部品とは、接合剤を介して（均熱板を設け
ずに）直接接合されているので、均熱板を介して光導波
路チップと温度調節部品とを接合する場合のように、光
導波路部品の厚みが厚くなったり、温度コントロールの
際の消費電力が大きくなったり、光導波路部品が高価に
なったりすることを抑制できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。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
複説明は省略する。図１には、本発明に係る光導波路部
品の一実施形態例の要部構成が断面図により示されてい
る。

【００３６】本実施形態例の光導波路部品も、図７、図
８に示した従来の光導波路部品と同様に、アレイ導波路
型回折格子の光導波路回路を有する光導波路チップ９と
ペルチェモジュールの温度調節部品８を有している。本
実施形態例は、光導波路チップ９と温度調節部品８とを
重ね合わせて、光導波路チップ９の接合面と温度調節部
品８の接合面間に介設した接合剤７により光導波路チッ
プ９と温度調節部品８を直接接合したことを特徴として
いる。

【００３７】なお、本実施形態例においても、図１に示
す構成は、必要に応じて、適宜のパッケージに収容さ
れ、モジュール化される。また、本実施形態例におい
て、温度調節部品８は従来例と同様のペルチェモジュー
ルである。光導波路チップ９の基板１は、熱伝導率が５
０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材質である単結晶のシリコンに
より形成されており、基板１の厚みは１ｍｍである。

【００３８】なお、シリコンの熱伝導率は１２５．６ｍ
Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、この値は、ガラスの熱伝導率の
値１．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）に比べて１００倍以上と非常に
高く、鉄の熱伝導率の値３５５．９ｍＷ／（ｍ・Ｋ）や
半田の熱伝導率の値３３．５ｍＷ／（ｍ・Ｋ）よりも高
い。

【００３９】また、シリコンの熱伝導率の値は、均熱板
１２として使用される銅の熱伝導率の値３３５．９ｍＷ
／（ｍ・Ｋ）やアルミニウムの熱伝導率２３４．５ｍＷ
／（ｍ・Ｋ）と比べても、２〜３分の１程度である。こ
のように、シリコンの熱伝導率は非常に良好であるの
で、シリコンを基板１として用いることは光導波路チッ
プ９の温度をほぼ均一に保つために有効である。

【００４０】前記接合剤７は、熱伝導性に優れたシリコ
ーンを主成分とし、かつ、弾性を有する接着剤のシリコ
ーンＲＴＶ（シリコーン室温加硫ゴム）である。接合剤
７は、東レ・ダウコーニング（株）の製品名ＳＥ４４８
６としており、この接合剤７の熱伝導率は０．８４Ｗ／
（ｍ・Ｋ）、ヤング率は０．６×１０^７Ｐａである。ま
た、本実施形態例において、接合剤７の厚みの平均は
０．３３ｍｍであり、接合剤７は、温度調節部品８の上
面のほぼ全領域に設けられている。

【００４１】接合剤７の適用例として、この他に、例え
ば東レ・ダウコーニング（株）のＳＥシリーズ（ＳＥ４
４００、ＳＥ４４１０、ＳＥ４４２０、ＳＥ４４２２、
ＳＥ４４４０、ＳＥ４４５０、ＳＥ９１８４）等の熱伝
導性シリコーンＲＴＶがある。これらの熱伝導性ＲＴＶ
の熱伝導率は、いずれも、０．７５Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜
１．０５Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、一般的なシリコーンＲ
ＴＶの熱伝導率（０．１７Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜０．３３Ｗ
／（ｍ・Ｋ））の数倍である。

【００４２】ところで、本実施形態例の光導波路部品に
適用している温度調節部品８はペルチェモジュールであ
り、ペルチェモジュールは、前記の如く、該ペルチェモ
ジュールへの通電により、吸熱反応および発熱反応を得
るものである。ペルチェモジュールはその動作時に、上
基板２３と下基板２４のいずれか一方が吸熱面となり、
その反対の基板が発熱面となる。

【００４３】したがって、ペルチェモジュールを動作さ
せると、上基板２３と下基板２４の温度差が大きく変化
し、上基板２３と下基板２４は、その熱収縮により反り
が生じる。また、その反り量は、上基板２３と下基板２
４の温度差により変化する。

【００４４】例えば、図５には、ペルチェモジュールの
反りの温度依存性が示されている。同図は、ペルチェモ
ジュールを放熱フィンの上に配置し、上基板２３の表面
温度が設定温度となるように温度コントローラにより通
電したときの、ペルチェモジュールの反りを表面粗さ計
により測定した結果である。同図の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は、上記設定温度を、それぞれ、０℃、２０℃、
７０℃としたときの測定結果であり、測定長さはいずれ
も１４ｍｍである。

【００４５】図５の（ａ）に示すように、上基板２３の
表面温度が０℃の時には凹型に約２μｍ反っており、同
図の（ｃ）に示すように、上基板２３の表面温度が７０
℃の時には凸型に約１μｍ反っていることが分かる。

【００４６】これは、上基板２３の表面温度が０℃の時
には下基板２４が高温になるため、熱収縮の関係で、上
基板２３が縮み、下基板２４が伸びるため、凹型に反
り、また、上基板２３の表面温度が７０℃の時には下基
板２４が低温になるため、熱収縮の関係で、上基板２３
が伸び、下基板２４が縮むため凸型に反るということを
意味している。また、０℃と７０℃との反りの差は約３
μｍとなる。

【００４７】この反りの変化については、外部雰囲気を
一定（例えば室温）にした状態で、ペルチェモジュール
の表面温度を変化させたときの反りの変化にも当てはま
る。すなわち、例えばペルチェモジュールの上基板２３
の表面温度を４０℃と一定にした状態で、外部の温度が
７０℃となると、ペルチェモジュールの上基板２３の表
面は吸熱面となることから、発熱面となる下基板２４よ
り温度が下がり、凹型に反りが生じる。

【００４８】また、その逆に、例えばペルチェモジュー
ルの上基板２３の表面温度を４０℃と一定にした状態
で、外部の温度が０℃となると、ペルチェモジュールの
上基板２３の表面は発熱面となることから、吸熱面とな
る下基板２４より温度が上がり、凸型に反りが生じる。

【００４９】そして、ペルチェモジュールに光導波路チ
ップ９が貼り付けられていると、上記のようにペルチェ
モジュールが反れば、その反りが光導波路チップ９に伝
わり、光導波路チップ９にも反りが生じることになる。

【００５０】なお、温度調節部品８として、ヒーター素
子を有するものを適用した場合も、温度調節部品８と光
導波路チップ９との熱膨張係数の差に起因してバイメタ
ル効果が生じ、反りが生じる。

【００５１】光導波路の屈折率は、光導波路に加えられ
る応力によっても変化するため、光導波路チップ９に反
りが生じると、光導波路チップ９の温度をせっかく一定
に保っても、次式（２）に示す屈折率ｎが変化して、前
記式（１）に示した波長λが変化する。そうなると、光
導波路チップ９の形成されているアレイ導波路型回折格
子等の光導波路回路において、各光出力導波路６から出
力される光の光透過中心波長が変化してしまう。

【００５２】ｎ＝Ｃ・σ・・・・・（２）

【００５３】なお、式（２）において、ｎは光導波路の
屈折率、Ｃは光導波路の光弾性定数、σは光導波路に与
えられる応力である。ここで、光導波路に与えられる応
力が圧縮応力の場合、σの値は＋（プラス）となり、光
導波路に与えられる応力が引っ張り応力の場合、σの値
は−（マイナス）となる。また、石英系ガラス材料から
成る光導波路の光弾性定数Ｃの値はマイナスの値とな
る。

【００５４】したがって、光導波路に圧縮応力が加えら
れると、式（２）に示す関係から光導波路の屈折率は小
さくなり、式光透過中心波長は、式（１）に示す関係か
ら短波長側にシフトする。また、その逆に、光導波路に
引っ張り応力が加えられると、式（２）に示す関係から
光導波路の屈折率は大きくなり、式光透過中心波長は、
式（１）に示す関係から長波長側にシフトする。

【００５５】このように、温度調節部品８の反りの影響
を受けて光導波路チップ９の光透過中心波長が変化する
ことは、実用上問題となるので、この反りを抑制するた
めに、本発明者は、熱伝導性シリコーンＲＴＶの接合剤
７のゴムとしての性質に着目した。

【００５６】そして、１００ＧＨｚ間隔の１６ｄｈで光
を合分波する機能を有するアレイ導波路型回折格子の光
導波路回路を光導波路チップ９に形成し、図１に示す接
合剤７の厚みｔを、図３に示すように、０から０．５ｍ
ｍまで変化させたときのアレイ導波路型回折格子の光透
過中心波長変動を求めた。この検討は、光導波路チップ
９の温度を４０℃に制御しながら環境温度が２０℃から
７０℃に変化させて行なった。なお、図３の特性線ａは
実験結果から予想される回帰曲線、特性線ａを挟む両側
の破線は、そのばらつきの範囲を示す。

【００５７】その結果、図３に示すように、接合剤７の
厚みが厚くなるにしたがって、光透過中心波長の変動量
の絶対値が減少し、接合剤７の厚みが０．３３ｍｍの時
に光透過中心波長変動量が０となった。そこで、本実施
形態例では、上記のように、接合剤７の厚みを０．３３
ｍｍとした。

【００５８】なお、接合剤７の厚みを大きくしすぎる
と、温度調節部品８から光導波路チップ９への熱伝導性
が劣化し、光導波路チップ９の温度を所望の温度に制御
できなくなり、それにより、光透過中心波長が長波長側
にシフトしてしまうと考えられる。

【００５９】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、光導波路チップ９と温度調節部品８とは、接合剤７
を介して、均熱板１２を設けずに直接接合されているの
で、均熱板を介して光導波路チップ９と温度調節部品８
とを接合する従来例のように、光導波路部品の厚みが厚
くなることを抑制できし、温度コントロールの際の消費
電力が大きくなったり、光導波路部品が高価になったり
することを抑制でき、温度調節部品８によって光導波路
チップ９の温度を正確に制御することができる。

【００６０】なお、本実施形態例の光導波路部品を図８
に示すようなパッケージ２０内に収容してモジュール化
した場合、その厚み（図８のＡに対応する部分の厚み）
は８．５ｍｍ以下となる。

【００６１】また、本実施形態例では、接合剤７を高弾
性の熱伝導性シリコーンＲＴＶにより形成し、その厚み
を図３に示した検討結果に基づいて的確に定めたもので
あるから、光導波路チップ９が温度調節部品８の反りの
影響を受けることを抑制し、光導波路チップ９の光透過
中心波長を設定波長にすることができる。

【００６２】さらに、本実施形態例では、接合剤７を熱
伝導性シリコーンＲＴＶの接着剤により形成しているの
で、従来のようにシリコーンオイルコンパウンドによっ
て、光導波路チップ９と均熱板１２と温度調節部品８を
接合していた場合のように、光導波路チップ９と温度調
節部品８とがはがれたり位置ずれしたりすることを抑制
でき、安定した動作を実現することができる。

【００６３】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
るものでなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、
上記実施形態例では、接合剤７は、東レ・ダウコーニン
グ（株）のＳＥ４４８６としたが、接合剤７は上記した
東レ・ダウコーニング（株）のＳＥシリーズ等の様々な
シリコーンＲＴＶを適用することができる。

【００６４】また、接合剤７は、シリコーンＲＴＶ以外
の接合剤としてもよく、例えば熱伝導率が０．４Ｗ／
（ｍ・Ｋ）以上の接合剤を用いることにより、温度調節
部品８による光導波路チップ９の温度制御を良好に行な
うことができる。また、接合剤７は、ヤング率が２．０
×１０^７Ｐａ以下である構成を有していれば、上記実施
形態例のように、接合剤７の厚みを適宜設定することに
より、温度調節部品８の反りの影響を抑制できるので、
好適である。

【００６５】また、接合剤７は、シリコーンを主成分と
する接着剤である構成とすると、光導波路チップ９と温
度調節部品８との位置ずれやはがれ等を抑制することが
でき、好適である。

【００６６】さらに、上記実施形態例では、接合剤７は
厚みの平均が約０．３３ｍｍとなるようにしたが、接合
剤７の厚みの平均は必ずしも約０．３３ｍｍとするとは
限らない。例えば上記実施形態例に適用した接合剤７を
適用し、接合剤７の厚みの平均を０．１ｍｍ以上とする
ことにより、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長
の変動量を０．０５ｎｍ以下にできる。このように、接
合剤７の厚みは適宜設定されるものである。

【００６７】さらに、上記実施形態例では、接合剤７は
温度調節部品８の上面のほぼ全領域に設けたが、接合剤
７の配設領域は温度調節部品８の上面の面積より小さく
てもよいし、大きくてもよく、光導波路チップ９の基板
１側全領域に設けてもよい。

【００６８】さらに、接合剤７は、シリコーンコンパウ
ンドとしてもよい。接合剤７をシリコーンコンパウンド
とする場合は、例えば図４の（ａ）に示すように、光導
波路チップ９と温度調節部品８の固定用の接着剤２７を
設けると、光導波路チップ９と温度調節部品８の位置を
固定することができ、安定した動作を実現できる。

【００６９】また、この場合、固定用の接着剤２７を、
上記実施形態例で適用した接合剤７のような弾性を有す
る接着剤とすることにより、温度調節部品８の反りが光
導波路チップ９に伝達することを抑制でき、上記実施形
態例と同様の効果を奏することができる。

【００７０】さらに、上記実施形態例では、光導波路チ
ップ９をアレイ導波路型回折格子チップとしたが、光導
波路チップ９はアレイ導波路型回折格子チップに限定さ
れるものではなく適宜設定されるものであり、本発明
は、例えば周知のマッハツェンダ回路を用いた光導波路
回路等、温度に依存して光透過特性が変化する光導波路
回路を有する光導波路チップ９を適用して形成すること
ができる。

【００７１】なお、図４の（ｂ）には、上記マッハツェ
ンダ回路の一例が平面図により示されており、この図に
示すように、マッハツェンダ回路は、例えば２本の光導
波路１４，１５を並設し、光導波路１４，１５を近接さ
せた複数の方向性結合部１６，１７を光導波路１４，１
５の長手方向に間隔を介して形成される。

【００７２】さらに、上記実施形態例では、光導波路チ
ップ９の基板１側に温度調節部品８を接合したが、光導
波路チップ９の光導波路回路形成領域側に温度調節部品
８を接合してもよい。

【００７３】さらに、上記実施形態例では、光導波路チ
ップ９の基板１をシリコンとしたが、光導波路チップ９
の基板１は、シリコン以外の基板としてもよい。ただ
し、基板１をシリコン等、熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・
Ｋ）以上の材質により形成すると、上記実施形態例のよ
うに基板１側に温度調節部品８を設ける場合に、温度調
節部品８による光導波路チップ９の温度制御をより一層
良好に行なうことができる。

【００７４】さらに、上記実施形態例では、温度調節部
品８をペルチェモジュールとしたが、本発明に適用する
温度調節部品８は特に限定されるものでなく適宜設定さ
れるものであり、ヒーター素子等を有する構成としても
よい。

【００７５】

【発明の効果】本発明によれば、光導波路チップと温度
調節部品とを、接合剤を介して直接接合したので、均熱
板を介して光導波路チップと温度調節部品とを接合する
場合のように、光導波路部品の厚みが厚くなったり、温
度コントロールの際の消費電力が大きくなったり、光導
波路部品が高価になったりすることを抑制できる。

【００７６】また、本発明において、接合剤は熱伝導率
が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である構成によれば、温度
調節部品と光導波路チップとの熱伝導を良好にできるの
で、温度調節部品による光導波路チップの温度制御を非
常に良好に行なうことができる。

【００７７】さらに、本発明において、接合剤はヤング
率が２．０×１０^７Ｐａ以下である構成によれば、たと
え温度調節部品が動作時に反ったとしても、その反りが
光導波路チップに影響を与えることを抑制できる。

【００７８】さらに、本発明において、接合剤はシリコ
ーンを主成分とする接着剤である構成によれば、温度調
節部品と光導波路チップとの位置ずれを抑制でき、か
つ、温度調節部品と光導波路チップとの熱伝導を良好に
できるので、温度調節部品による光導波路チップの温度
制御をより一層良好に行なうことができる。

【００７９】さらに、本発明において、接合剤は厚みの
平均が０．１ｍｍ以上である構成によれば、たとえ温度
調節部品が動作時に反ったとしても、その反りが光導波
路チップに影響を与えることをより一層確実に抑制で
き、光導波路チップの光導波路回路の比価値は変動を抑
制できる。

【００８０】さらに、本発明において、温度調節部品は
ペルチェ素子またはヒーター素子を有して形成されてい
る構成によれば、小型の素子を用いて温度調節部品を構
成でき、良好な温度調節動作を行なうことができる。

【００８１】さらに、本発明において、光導波路チップ
の基板は熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材質によ
り形成されている構成によれば、光導波路チップの基板
側に温度調節部品を設けることにより、温度調節部品と
光導波路チップとの熱伝導を良好に行なうことができ
る。

【００８２】さらに、本発明において、光導波路チップ
の基板はシリコンである構成によれば、光導波路チップ
の基板側に温度調節部品を設けることにより、温度調節
部品と光導波路チップとの熱伝導を良好に行なうことが
できるし、シリコン基板を用いて容易に光導波路チップ
を形成することができる。

【００８３】さらに、本発明において、光導波路チップ
の光導波回路はアレイ導波路型回折格子の光導波回路で
ある構成によれば、アレイ導波路型回折格子の光透過中
心波長を温度によらず一定に保つことができ、波長分割
多重伝送用に好適な光導波路部品を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光導波路部品の一実施形態例を示
す要部構成図である。

【図２】上記実施形態例の作製方法を模式的に示す説明
図である。

【図３】光導波路チップと温度調節部品との間に介設す
る接合剤の厚みと光導波路チップの光透過中心波長変動
との関係を示すグラフである。

【図４】本発明に係る光導波路部品の他の実施形態例を
示す要部構成図（ａ）と、発明に係る光導波路部品の他
の実施形態例に適用される光導波路回路例を示す平面説
明図（ｂ）である。

【図５】ペルチェモジュールの温度に依存した反り状態
を示す説明図である。

【図６】アレイ導波路型回折格子を示す説明図である。

【図７】従来の光導波路部品を分解状態で示す説明図で
ある。

【図８】従来の光導波路部品を示す断面図である。

【符号の説明】

１基板２光入力導波路３第１のスラブ導波路４アレイ導波路４ａチャンネル導波路５第２のスラブ導波路６光出力導波路７接合剤８温度調節部品９光導波路チップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺智浩東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者太田寿彦東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KA12 LA19 MA05 QA07 TA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温度に依存して光透過特性が変化する光
導波路回路を基板上に形成した光導波路チップと、該光
導波路チップの温度調節部品とを有し、該温度調節部品
と前記光導波路チップとを重ね合わせて、前記光導波路
チップの接合面と前記温度調節部品の接合面間に介設し
た接合剤により前記光導波路チップと前記温度調節部品
を直接接合したことを特徴とする光導波路部品。
【請求項２】接合剤は熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・
Ｋ）以上であることを特徴とする請求項１記載の光導波
路部品。
【請求項３】接合剤はヤング率が２．０×１０^７Ｐａ
以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記
載の光導波路部品。
【請求項４】接合剤はシリコーンを主成分とする接着
剤であることを特徴とする請求項１または請求項２また
は請求項３記載の光導波路部品。
【請求項５】接合剤は厚みの平均が０．１ｍｍ以上で
あることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか
一つに記載の光導波路部品。
【請求項６】温度調節部品はペルチェ素子またはヒー
ター素子を有して形成されていることを特徴とする請求
項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の光導波路部
品。
【請求項７】光導波路チップの基板は熱伝導率が５０
Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材質により形成されていることを
特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載
の光導波路部品。
【請求項８】光導波路チップの基板はシリコンである
ことを特徴とする請求項７記載の光導波路部品。
【請求項９】光導波路チップの光導波回路は、１本以
上の光入力導波路と、該光入力導波路の出射側に接続さ
れた第１のスラブ導波路と、該第１のスラブ導波路の出
射側に接続され、互いに設定量異なる長さの複数並設さ
れたチャネル導波路から成るアレイ導波路と、該アレイ
導波路の出射側に接続された第２のスラブ導波路と、該
第２のスラブ導波路の出射側に複数並設接続された光出
力導波路とを有するアレイ導波路型回折格子の光導波回
路であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいず
れか一つに記載の光導波路部品。