JP4477263B2

JP4477263B2 - Method of manufacturing arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer

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Publication number: JP4477263B2
Application number: JP2001256343A
Authority: JP
Inventors: 一久柏原; 一孝奈良; 完二田中
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2021-08-27
Also published as: DE10239231A1; JP2003066254A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば波長多重光通信において光合分波器として用いられるアレイ導波路回折格子型光合分波器の製造方法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、実用化が進みつつある。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、このような光波長多重通信のシステムにおいては、伝送される多重光から、光受信側で波長ごとの光を取り出すために、予め定められた波長の光のみを透過する光透過デバイス等を、システム内に設けることが不可欠である。
【０００３】
光透過デバイスの一例として、図１２に示すようなアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ；ＡｒｒａｙｅｄＷａｖｅｇｕｉｄｅＧｒａｔｉｎｇ）がある。このアレイ導波路回折格子は、通常、同図に示すような平板光導波路回路（ＰＬＣ；ＰｌａｎａｒＬｉｇｈｔｗａｖｅＣｉｒｃｕｉｔ）チップとして形成されるものであり、以下、このようなチップ構成をアレイ導波路回折格子チップと呼ぶ。
【０００４】
アレイ導波路回折格子チップは、例えばシリコンなどの基板１上に石英系ガラスの導波路形成領域１０を形成することにより得られる。アレイ導波路回折格子の導波路構成は、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の出射側に複数並設接続された光出力導波路６とを有している。
【０００５】
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。
【０００６】
なお、光出力導波路６は、例えばアレイ導波路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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
そのため、波長の異なった光の集光位置は互いに異なることになり、その位置に光出力導波路６を形成することによって、波長の異なった光を各波長ごとに異なる光出力導波路６から出力できる。
【００１０】
すなわち、アレイ導波路回折格子は、光入力導波路２から入力される互いに異なる複数の波長をもった多重光から１つ以上の波長の光を分波して各光出力導波路６から出力する光分波機能を有しており、分波される光の中心波長は、アレイ導波路４の隣り合うチャンネル導波路４ａの長さの差（ΔＬ）及びチャンネル導波路４ａの実効屈折率（等価屈折率）ｎ_ｃに比例する。
【００１１】
アレイ導波路回折格子は、上記のような特性を有するために、アレイ導波路回折格子を波長多重伝送に適用する光分波用の光透過デバイスとして用いることができる。例えば図１２に示すように、１本の光入力導波路２から波長λ１，λ２，λ３，・・・λｎ（ｎは２以上の整数）の波長多重光を入力させると、これらの各波長の光は、第１のスラブ導波路３で広げられ、アレイ導波路４に到達し、第２のスラブ導波路５を通って、前記の如く、波長によって異なる位置に集光され、互いに異なる光出力導波路６に入射し、それぞれの光出力導波路６を通って、光出力導波路６の出射端から出力される。
【００１２】
そして、各光出力導波路６の出射端に光出力用の光ファイバ（図示せず）を接続することにより、この光ファイバを介して、前記各波長の光が取り出される。なお、各光出力導波路６や前述の光入力導波路２に光ファイバを接続するときには、例えば光ファイバの接続端面を１次元アレイ状に配列固定した光ファイバアレイを用意し、この光ファイバアレイを光出力導波路６や光入力導波路２の接続端面側に固定して光ファイバと光出力導波路６及び光入力導波路２を接続する。
【００１３】
上記アレイ導波路回折格子において、各光出力導波路６から出力される光の光透過特性（アレイ導波路回折格子の透過光強度の波長特性）は、各光透過中心波長（例えばλ１，λ２，λ３，・・・λｎ）を中心とし、それぞれの対応する光透過中心波長から波長がずれるにしたがって光透過率が小さくなる光透過特性を示す。
【００１４】
上記各光透過中心波長λ_０は、アレイ導波路４の等価屈折率ｎ_ｃと、隣り合うチャンネル導波路４ａの長さの差ΔＬと、回折次数ｍとにより決定され、次式（１）により示されるものである。したがって、１つの光出力導波路６について、前記光透過特性を示す波長は１つとは限らず、設定される回折次数によって複数の中心波長が存在しうる。この光透過中心波長λ_０を中心に、ある波長間隔Δλ（ｎｍ）の複数の光信号を分波することができるため、以下の議論ではλ_０のみを考慮すればよい。
【００１５】
λ_０＝ｎ_ｃΔＬ／ｍ・・・・・（１）
【００１６】
また、アレイ導波路回折格子は、光回路の相反性（可逆性）の原理を利用しているため、光分波器としての機能と共に、光合波器としての機能も有している。すなわち、図１２とは逆に、各光出力導波路６から互いに波長が異なる複数の光を入射させると、これらの光は、上記と逆の伝搬経路を通り、アレイ導波路４と第１のスラブ導波路３とによって合波され、１本の光入力導波路２から出射される。
【００１７】
このようなアレイ導波路回折格子においては、前記の如く、回折格子の波長分解能が回折格子を構成するアレイ導波路４の各チャンネル導波路４ａの長さの差（ΔＬ）に比例するために、ΔＬを大きく設計することにより、従来の回折格子では実現できなかった波長間隔の狭い波長多重光の光合分波が可能となり、高密度の光波長多重通信の実現に必要とされている、複数の信号光の光合分波機能、すなわち、波長間隔が１ｎｍ以下の複数の光信号を分波または合波する機能を果たすことができる。
【００１８】
上記機能を有するアレイ導波路回折格子チップを作製するときには、例えば、まず、火炎加水分解堆積法を用いて、シリコン基板上に下部クラッド膜、コア膜を順に形成し、フォトリソグラフィーと反応性イオンエッチング法を用い、コア膜にアレイ導波路回折格子パターンを転写する。その後、再度、火炎加水分解堆積法を用いて上部クラッド膜を形成する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記アレイ導波路回折格子チップは、予め定めた設定温度での光透過中心波長が設定波長となるように設計され、製造されるが、アレイ導波路回折格子チップの作製プロセスにおいて、コアの屈折率、幅等がばらつくため、光透過中心波長がばらついて歩留まりが悪化するといった問題があった。
【００２０】
例えば波長１．５５μｍ帯において１００ＧＨｚの波長間隔（波長換算で約０．８ｎｍ）で光合分波するアレイ導波路回折格子チップについて考えると、波長多重伝送システム側からは、例えば設定波長における波長精度が、設計波長±０．０５ｎｍ以内となるように要求されているが、この要求を満足できるアレイ導波路回折格子チップの作製歩留まりを向上させることは難しかった。
【００２１】
また、元来、石英系ガラス材料を主とするために、この石英系ガラス材料の温度依存性に起因してアレイ導波路回折格子の前記光透過中心波長が温度に依存してシフトする。この温度依存性は、例えば従来の一般的な設計値を用いて構成したアレイ導波路回折格子において、アレイ導波路回折格子の温度変化が５０℃以上になったときに前記光透過中心波長のシフト量が０．５ｎｍ以上になってしまうほど大きいものであり、この値は、１ｎｍ以下の非常に狭い間隔で波長を分波または合波するアレイ導波路回折格子にとって致命的な値である。
【００２２】
そこで、上記光透過中心波長の温度依存性を抑制することができるアレイ導波路回折格子型光合分波器が提案されたが、本発明者は、上記アレイ導波路回折格子チップの作製プロセスに伴う、コアの屈折率、幅等の誤差による光透過中心波長ずれの問題を解消しない限り、せっかく光透過中心波長の温度依存性を抑制しても、波長多重用として好適なアレイ導波路回折格子の実現が難しいと考えた。
【００２３】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、たとえアレイ導波路回折格子型光合分波器の作製プロセスによってコアの屈折率、幅等の誤差が生じたとしても、光透過中心波長を温度に依らずほぼ設定波長にすることができるアレイ導波路回折格子型光合分波器の製造方法を提供することにある。
【００２４】
【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の発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器の製造方法は、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備えた導波路形成領域を有するアレイ導波路回折格子を用意し、前記第１のスラブ導波路と第２のスラブ導波路の少なくとも一方をスラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面で分離してその分離面によって前記導波路形成領域を一方側の分離スラブ導波路を含む第１の導波路形成領域と他方側の分離スラブ導波路を含む第２の導波路形成領域に分離する工程と、前記第１と第２の導波路形成領域の少なくとも一方側を温度に依存して、第１の導波路形成領域を第２の導波路形成領域に対して、前記分離面に沿って相対的にスライド移動させることにより、アレイ導波路回折格子の各光出力導波路から出力する光の光透過中心波長の温度依存性を抑制する、前記導波路形成領域よりも熱膨張係数が大きいスライド移動部材を用意するとともに、アレイ導波路回折格子の各光出力導波路から出力する光の光透過中心波長を測定し、当該測定時における光透過中心波長の設定波長からのずれ量を求める工程と、前記光透過中心波長の設定波長からのずれ量をほぼ補償する分だけ前記光透過中心波長の測定時の温度からずらした温度で、前記スライド移動部材を前記第１と第２の導波路形成領域に跨る態様で固定して、前記光透過中心波長の使用時のいずれの温度においても光透過中心波長を設定波長にする工程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。
【００２５】
また、第２の発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器の製造方法は、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備えた導波路形成領域を有するアレイ導波路回折格子をベース上に設け、前記アレイ導波路回折格子の前記第１のスラブ導波路と第２のスラブ導波路の少なくとも一方をスラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面で分離してその分離面によって前記導波路形成領域を一方側の分離スラブ導波路を含む第１の導波路形成領域と他方側の分離スラブ導波路を含む第２の導波路形成領域に分離する工程と、前記第１と第２の導波路形成領域の少なくとも一方側を温度に依存して、第１の導波路形成領域を第２の導波路形成領域に対して、前記分離面に沿って相対的にスライド移動させることにより、アレイ導波路回折格子の各光出力導波路から出力する光の光透過中心波長の温度依存性を抑制する、前記導波路形成領域よりも熱膨張係数が大きいスライド移動部材を用意するとともに、アレイ導波路回折格子の各光出力導波路から出力する光の光透過中心波長を測定し、当該測定時における光透過中心波長の設定波長からのずれ量を求める工程と、前記光透過中心波長の設定波長からのずれ量をほぼ補償する分だけ前記光透過中心波長の測定時の温度からずらした温度で、前記スライド移動部材を前記第１と第２の導波路形成領域のうちのいずれか一方と前記ベースとにそれぞれ跨る態様で固定して、前記光透過中心波長の使用時のいずれの温度においても光透過中心波長を設定波長にする工程を有する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２７】
本発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器の製造方法は、第１と第２の少なくとも一方のスラブ導波路を、スラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面によって分離し、一方側の分離スラブ導波路を含む第１の導波路形成領域と、他方側の分離スラブ導波路を含む第２の導波路形成領域に分離する工程と、前記第１と第２の導波路形成領域の少なくとも一方側をその分離面に沿って移動させる機能を備えたスライド移動部材を固定する工程を有するものである。
【００２８】
なお、スライド移動部材の固定は、第１の発明においては、第１と第２の導波路形成領域に跨る態様で行なわれ、第２の発明においては、第１と第２の導波路形成領域のうちのいずれか一方と前記ベースとにそれぞれ跨る態様で行なわれる。
【００２９】
本発明において、上記スライド移動部材の固定は、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の測定時の温度における光透過中心波長の設定波長からのずれ量を補償する分だけ前記測定時の温度からずらした温度で行なわれるので、使用中のいずれの温度においても光透過中心波長を設定波長にすることができる。
【００３０】
また、本発明においては、スライド移動部材の長さ等を自在に設定し、このスライド移動部材によって、例えば温度に依存して第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域の相対位置を変化させることにより、光透過中心波長の温度依存性を抑制することが可能である。
【００３１】
したがって、本発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器は、温度によらず、光透過中心波長が設定波長と一致するアレイ導波路回折格子型光合分波器となる。
【００３２】
【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、本発明の第１の製造方法によって製造されるアレイ導波路回折格子型光合分波器の第１実施形態例の概略図が示されている。なお、同図の（ａ）には本実施形態例の光合分波器の平面図が、同図の（ｂ）には、同図の（ａ）の紙面に向かって右側から見た側面図がそれぞれ示されている。
【００３３】
これらの図に示すように、本実施形態例は、図１２に示した構成のアレイ導波路回折格子の第１のスラブ導波路３を、第１のスラブ導波路３を通る光の経路と交わる交差分離面８によって分離している。交差分離面８は導波路形成領域１０の一端側（図の上端側）から導波路形成領域の途中部にかけて設けられており、この交差分離面８に連通させて、第１のスラブ導波路３と交差しない非交差分離面１８が形成されている。非交差分離面１８は交差分離面８と直交して設けられている。なお、非交差分離面１８は交差分離面８と直交しなくてもよく、同図は直交している態様を記載している。
【００３４】
そして、本実施形態例では、交差分離面８と非交差分離面１８とによって、導波路形成領域１０を、一方側の分離スラブ導波路３ａを含む第１の導波路形成領域１０ａと、他方側の分離スラブ導波路３ｂを含む第２の導波路形成領域１０ｂとに分離している。
【００３５】
前記第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂとに跨る態様で、導波路形成領域１０よりも熱膨張係数が大きいスライド移動部材１７が設けられている。本実施形態例は、このスライド移動部材１７により、温度に依存して、第１の導波路形成領域１０ａを第２の導波路形成領域１０ｂに対して、交差分離面８に沿ってスライド移動させる構成と成している。
【００３６】
また、本実施形態例では、スライド移動部材１７を導波路形成領域１０ａ，１０ｂの表面上に、導波路形成領域１０ａと導波路形成領域１０ｂに跨る態様で設けることにより、前記導波路形成領域１０ａのスライド移動時に、導波路形成領域１０ａが前記ベース９に対して上方側（ＸＹ平面に垂直なＺ軸方向）に変位することを抑制している。
【００３７】
スライド移動部材１７は、例えば熱膨張係数が１．６５×１０^−５（１／Ｋ）の銅板により形成されている。スライド移動部材１７の下側には、破線の斜線で示す固定用部位２９に、スライド移動部材１７を嵌合する嵌合溝３０が設けられている。スライド移動部材１７には嵌合溝３０に嵌合する脚部が形成され、この脚部が嵌合溝３０に嵌合され、接着剤により固定されている。
【００３８】
なお、上記第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂは分離されたため間隔を介して配置されており、例えば、同図に示すＡ部の間隔（非交差分離面１８同士の間隔）は１００μｍ程度であり、同図に示すＢ部の間隔（交差分離面８同士の間隔）は２５μｍ程度である。
【００３９】
また、本実施形態例においては、ベース９が基板１の下側に設けられており、このベース９の周囲からそれぞれ外側に張り出した取り付け部に穴部１５が形成されている。この穴部１５に嵌合される止め具（ねじなど）により、導波路形成領域１０および基板１を有するチップが、図示されていない収容パッケージ（アレイ導波路回折格子チップの保護パッケージ）に固定される構成と成している。また、第２の導波路形成領域１０ｂは、把持部材としてのクリップ１９ａにより、２ヶ所の位置でベース９に把持固定されている。
【００４０】
さらに、本実施形態例では、第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂの境界領域の一部（図１の上部側）に、第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂが基板１の面に垂直な方向に位置ずれすることを抑制する位置ずれ抑制部材としてのシリコン板３５が設けられている。このシリコン板３５は平坦な面を有する板状部材により形成されており、シリコン板３５は前記平坦な面を基板１の裏面側に当接させて設けられ、クリップ１９ｂにより把持されている。なお、クリップ１９ｂやシリコン板３５は省略してもよい。
【００４１】
本実施形態例において、、クリップ１９ｂによる把持は、前記第１の導波路形成領域１０ａの交差分離面８に沿ったスライド移動を妨げるものではなく、第１の導波路形成領域１０ａは、スライド移動部材１７によって、第２の導波路形成領域１０ｂに対して交差分離面８に沿ってスライド移動可能なようにクリップ１９ｂにより把持されている。
【００４２】
また、本実施形態例において、図１に示すＪの長さは２０ｍｍ、Ｅの長さは６０ｍｍ、Ｑの長さは５ｍｍ、Ｆの厚みは１ｍｍである。
【００４３】
さらに、本実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器は、１００ＧＨｚの波長間隔で１６波の光合波および光分波ができるアレイ導波路回折格子型光合分波器である。
【００４４】
さらに、本実施形態例では、導波路形成領域１０の上部クラッドにドープするＢ_２Ｏ_３とＰ_２Ｏ_５の量を従来のアレイ導波路回折格子におけるドープ量に比べて大きくしている。光導波回路チップ２５は前記規格化組成を３３とし、それにより、導波路形成領域１０（上部クラッドとコアと下部クラッド）に発生する複屈折の値Ｂを、｜Ｂ｜≦５．３４×１０^−５としている。
【００４５】
この構成により、本実施形態例は、半波長板を設けなくても偏波依存性損失を抑制できる、いわゆる偏波無依存型のアレイ導波路回折格子型光合分波器と成している。
【００４６】
また、本実施形態例において、前記交差分離面８同士の間隔には、導波路形成領域１０と屈折率整合性を有するマッチングオイルを設けており、さらに、本実施形態例では、アレイ導波路回折格子を収容する収容パッケージには、マッチングオイルを充填している。なお、収容パッケージ内にマッチングオイルを充填しない場合は、前記交差分離面８同士の間隔に粘度の高いマッチンググリスを設けるとよい。
【００４７】
本実施形態例は以上のように構成されており、以下、本実施形態例の作製方法について、その具体例を述べる。まず、図２の（ａ）に示すような、従来のアレイ導波路回折格子と同様の構成のアレイ導波路回折格子チップを１つ以上用意する。そして、それぞれのアレイ導波路回折格子チップについて、設定温度（例えば３５℃）における光透過中心波長を測定し、設定波長からのずれ量を記録しておく。
【００４８】
次に、以下に述べる工程を、それぞれのアレイ導波路回折格子チップについて行なう。まず、同図の（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィとドライエッチングで嵌合溝３０を加工する。嵌合溝３０の深さは例えば約４０μｍとする。また、嵌合溝３０の形成位置は、アレイ導波路回折格子チップの温度依存性を補償できる位置とした。
【００４９】
つまり、本実施形態例のアレイ導波路回折格子において、分離スラブ導波路３ａが図１の矢印Ｃ方向に移動するとき、その移動量を＋ｄｘとすると、＋ｄｘに対して光透過中心波長はｄλだけ短波長側にリニアに変化するので、実験的に求めたアレイ導波路回折格子チップそのものの光透過中心波長の温度依存性０．０１１ｎｍ／℃をキャンセルできる熱膨張量になるように、図１に示す長さＪ（嵌合溝３０の間隔）を設計した。
【００５０】
本実施形態例では、上記Ｊを計算により求め、その、計算値Ｊ_ｃに基づき、実際のＪ（図１に示すＪ）の長さを上記計算値Ｊ_ｃ（この場合は、１７ｍｍ）としてアレイ導波路回折格子型光合分波器を製造した場合と、計算値Ｊ_ｃ＋５ｍｍ（２２ｍｍ）としてアレイ導波路回折格子型光合分波器を製造した場合と、計算値Ｊ_ｃ−５ｍｍ（１２ｍｍ）としてアレイ導波路回折格子型光合分波器を製造した場合とで、光透過中心波長の温度依存性が５℃〜７５℃の温度範囲内でどのような特性になるかをそれぞれ実験により求めた。
【００５１】
そして、上記検討により求めた、Ｊの長さと光透過中心波長の温度依存性との関係データから、光透過中心波長の温度依存係数をほぼ０とするためには、Ｊの長さを２０ｍｍとすればよいことが分かったので、Ｊの長さが２０ｍｍとなるように、スライド移動部材１７の長さおよび、嵌合溝３０の形成部の配設位置を決定し、アレイ導波路回折格子を製造した。
【００５２】
次に、図３の（ａ）に示すように、導波路形成領域１０を第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂに分離するための、前記交差分離面８を含む分離面（本実施形態例では交差分離面８と非交差分離面１８）形成用の分離線８０を予め定める。
【００５３】
そして、非交差分離面１８を形成してアレイ導波路回折格子チップを切断する工程と、同図の（ｂ）に示すように、アレイ導波路回折格子チップの裏面側に、前記分離線８０に沿って溝３８を形成する工程とを行なう。
【００５４】
なお、非交差分離面１８は、アレイ導波路回折格子チップをダイシングソー（ダイサー）等により切断して形成し、その幅は例えば約１００μｍとする。また、アレイ導波路回折格子チップの交差分離面８の裏面側への分離線８０に沿った溝３８は、幅が約３００μｍ、深さが約０．７ｍｍの溝とする。
【００５５】
その後、図４の（ａ）に示すように、アレイ導波路回折格子チップの裏面側を仮固定部３２で平坦な平板状ガラスの仮固定板４９に仮固定する。なお、仮固定部３２には、例えば接着剤としてセメダインハイスーパー５（商品名）を適用し、後で剥離できるように、○状に数箇所に接着剤を設けて、アレイ導波路回折格子チップと仮固定板４９を仮固定する。
【００５６】
上記アレイ導波路回折格子チップの仮固定板４９への仮固定の後、図４の（ｂ）、（ｃ）に示すように、前記交差分離面８の分離線８０に沿ってアレイ導波路回折格子の表面側に幅約２０μｍの溝３７を形成し、同図の（ｃ）に示すように、アレイ導波路回折格子の裏面側から形成したした溝３８と合わせて交差分離面８とする。
【００５７】
その後、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、銅板のスライド移動部材１７の脚部を嵌合溝３０に嵌合し、エポキシ系熱硬化性接着剤等の接着剤を用いてスライド移動部材１７を導波路形成領域１０の嵌合溝３０に溝固定する。
【００５８】
ここで、本実施形態例では、アレイ導波路回折格子の設定温度における光透過中心波長の設定波長からのずれ量をほぼ補償する分だけ前記設定温度からずらした温度で、前記スライド移動部材１７を前記第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂに跨る態様で固定する。
【００５９】
つまり、スライド移動部材１７の固定に際し、設定温度（ここでは３５℃）における設計光透過中心波長をλ_ｄとし、導波路形成領域１０を第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂに分離する前に設定温度において測定した光透過中心波長（測定光透過中心波長）をλ_ｍとすると、（λ_ｄ−λ_ｍ）＝０．０１１×Δｔとなる温度が、アレイ導波路回折格子の設定温度における光透過中心波長の設定波長からのずれ量を補償する分の温度となる。この温度だけ、設定温度からずらした温度でスライド移動部材１７をアレイ導波路回折格子に固定すれば、光透過中心波長を設定波長にすることができる。
【００６０】
なお、ここでは、室温でアレイ導波路回折格子チップの光透過中心波長を測定し、光透過中心波長の温度依存性０．０１１ｎｍ／℃を使って３５℃に換算したものを、測定光透過中心波長λ_ｍとした。
【００６１】
そこで、設定温度における光透過中心波長が設定波長から０．０５ｎｍ以上短波長側にずれたアレイ導波路回折格子チップは、設定温度よりも高い温度（ここでは４５℃）で接着剤の硬化を行ない、スライド移動部材１７を嵌合溝３０に固定し、前記設定温度における光透過中心波長が設定波長から０．０５ｎｍ以上長波長側にずれたアレイ導波路回折格子チップは、設定温度よりも低い温度（ここでは２５℃）で接着剤の硬化を行ない、スライド移動部材１７を嵌合溝３０に固定した。
【００６２】
その後、上記構成の、仮固定板４９に仮固定したアレイ導波路回折格子チップをアセトン中に入れて、図５の（ｃ）に示すように、仮固定板４９から剥離し、前記交差分離面８及び非交差分離面１８によって第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂに分離する。
【００６３】
その後、アレイ導波路回折格子に接続する光ファイバアレイ２１，２２などに設けた光ファイバ２３，２４とアレイ導波路回折格子の光入力導波路２および光出力導波路６をそれぞれ調心し、ボンディングする。
【００６４】
そして、本実施形態例では、導波路形成領域１０ｂおよびその下の基板１をクリップ１９ａによってベース９に固定し、第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂの境界領域の裏面側（基板１の裏面）にシリコン板３５を当接配置してクリップ１９ｂによりスライド移動可能なように設置する。なお、シリコン板３５は導波路形成領域１０の裏面側に設けても導波路形成領域１０の表面側に設けてもよい。
【００６５】
そして、アレイ導波路回折格子チップを収容パッケージ（図示せず）に収容し、ベース９の穴部１５を利用してアレイ導波路回折格子を上記収容パッケージに固定する。その後、収容パッケージ１６にマッチングオイルを充填し、収容パッケージ内を密封する。
【００６６】
本実施形態例によれば、上記のように、導波路形成領域１０を第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂに分離し、第１の導波路形成領域１０ａ側をその分離面に沿って移動させる機能を備えたスライド移動部材１７を、アレイ導波路回折格子の設定温度における光透過中心波長の設定波長からのずれ量を補償する分だけ前記設定温度からずらした温度で固定するので、設定温度において光透過中心波長を設定波長にすることができる。
【００６７】
図６の（ａ）には、本実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器を１０個作製し、それぞれのアレイ導波路回折格子型光合分波器における光透過中心波長の設定波長からのずれを求めた結果が示されている。
【００６８】
この図から明らかなように、本実施形態例においては、スライド移動部材１７の固定温度を設定温度における光透過中心波長の設定波長からのずれ量をほぼ補償する分だけ前記設定温度からずらした温度とすることにより、アレイ導波路回折格子の作製誤差等に伴う光透過中心波長ずれを設定温度において補償することができ、光透過中心波長の設定波長からのずれが小さいアレイ導波路回折格子型光合分波器となった。
【００６９】
なお、本発明者は、比較例として、図２から図４に示した工程の後、前記スライド移動部材１７を、前記第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂに跨る態様にて、設定温度で固定したアレイ導波路回折格子型光合分波器を１０個作製した。つまり、これらの比較例のアレイ導波路回折格子型光合分波器は、スライド移動部材１７の固定温度を、アレイ導波路回折格子毎にずらすことなく全て同じ設定温度で固定して形成したアレイ導波路回折格子型光合分波器である。
【００７０】
図６の（ｂ）には、この比較例の１０個のアレイ導波路回折格子型光合分波器において、光透過中心波長の設定波長からのずれを求めた結果が示されている。この図から明らかなように、比較例においては、設定温度おける測定光透過中心波長が設定波長とほぼ一致していないアレイ導波路回折格子型光合分波器が多かった。それに対し、図６の（ａ）に示したように、本実施形態例は、設定温度において光透過中心波長が設定波長とほぼ一致し、歩留まりの向上を図ることができた。
【００７１】
また、本実施形態例によれば、スライド移動部材１７によって、第１の導波路形成領域１０ａを交差分離面８に沿って移動することにより、アレイ導波路回折格子の各光透過中心波長の温度依存性を補償することができる。しかも、本実施形態例は、装置構成が簡単であり、装置の低コスト化および製造歩留まりの向上を図ることができる。
【００７２】
また、本実施形態例によれば、上記製造方法を適用し、導波路形成領域１０を第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂに分離する分離線８０を予め定め、スライド移動部材１７を第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂに跨る態様で固定した後、前記分離線８０に沿って分離することにより導波路形成領域１０を第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂとに、仮固定板４９から剥離することにより分離するので、第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂのＹ方向の相対位置が分離前後で変わることがない。
【００７３】
したがって、本実施形態例によれば、アレイ導波路回折格子チップの分離前と同様の光透過特性を維持することでき、挿入損失を小さくすることができる。
【００７４】
さらに、本実施形態例では、第２の導波路形成領域１０ｂおよびその下の基板１をクリップ１９ａ，１９ｂで把持しているために、第２の導波路形成領域１０ｂ側がベース９の熱膨張の影響を受け難く、導波路形成領域１０ａ側を導波路形成領域１０ｂ側に対してより一層正確にスライド移動させて、上記アレイ導波路回折格子の各光透過中心波長の温度依存性を解消することができる。
【００７５】
さらに、本実施形態例では、交差分離面８同士の間隔にマッチングオイルを設け、アレイ導波路回折格子を、マッチングオイルが充填された収容パッケージ１６内に収容しているために、前記の如く、高温多湿の条件下でも損失の増加を抑制できる優れた光合分波器とすることができるし、例えば耐湿特性が弱いアレイ導波路回折格子に対しても吸湿によるアレイ導波路回折格子のクラック発生も確実に防止できる。
【００７６】
図７には、本発明の第２の製造方法によって製造されるアレイ導波路回折格子型光合分波器の第２実施形態例の要部構成が示されている。本第２実施形態例は上記第１実施形態例とほぼ同様に構成されており、本第２実施形態例が上記第１実施形態例と異なる特徴的なことは、非交差分離面１８を形成せずに交差分離面８によって導波路形成領域を第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂとに分離していることと、スライド移動部材１７を第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂの境界領域の表面側に設けたことである。
【００７７】
なお、同図には示されていないが、本実施形態例においても、ベース９が設けられ、第２の導波路形成領域１０ｂ側はクリップ１９ａによってベースに固定されている。
【００７８】
本第２実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器を製造するときには、図８の（ａ）に示すように、前記分離線８０の設定と嵌合溝３０の形成を行なう。その後、同図の（ｂ）に示すように導波路形成領域１０に幅約２０μｍ、深さ約０．２ｍｍの溝３７を形成し、同図の（ｃ）に示すように嵌合溝３０にスライド移動部材１７の脚部を嵌合し、固定する。
【００７９】
このスライド移動部材１７の固定の際、設定温度における光透過中心波長の設定波長からのずれ量をほぼ補償する分だけ前記設定温度からずらした温度で、スライド移動部材１７を第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂに跨る態様で固定する。その後、アレイ導波路回折格子チップの裏面側から約３００μｍの幅の溝３８を形成して交差分離面８を形成した。
【００８０】
本第２実施形態例も上記第１実施形態例と同様の効果を奏することができる。
【００８１】
なお、本発明は上記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、スライド移動部材１７として銅板を用いたが、スライド移動部材１７は必ずしも銅により形成するとは限らず、銅以外の金属部材により形成してもよいし、導波路形成領域１０よりも熱膨張係数が大きい、金属以外の部材により形成してもよい。
【００８２】
また、上記各実施形態例では、導波路形成領域１０の表面側にスライド移動部材１７を設けたが、基板１の裏面側にスライド移動部材１７を設けてもよい。
【００８３】
さらに、上記実施形態例では、導波路形成領域１０の上部クラッドにドープするＢ_２Ｏ_３とＰ_２Ｏ_５の量を従来のアレイ導波路回折格子におけるドープ量に比べて大きくし、半波長板を設けなくても偏波依存性損失を抑制できる構成としたが、Ｂ_２Ｏ_３やＰ_２Ｏ_５の量を従来のアレイ導波路回折格子におけるドープ量と同等とし、図９に示すように、アレイ導波路４を横切る半波長板３９を設けてもよい。この場合、一般的には、半波長板３９を挿入する溝を、アレイ導波路４を横切る態様で形成し、その溝に半波長板３９を挿入する。
【００８４】
さらに、上記各実施形態例では、第１のスラブ導波路３を分離したが、アレイ導波路回折格子は光回路の相反性を利用して形成されているものであり、第２のスラブ導波路５側を分離して、分離された分離スラブ導波路の少なくとも一方側を、スライド移動部材１７によって前記交差分離面８に沿って前記各光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向にスライド移動させても、上記各実施形態例と同様の効果が得られ、前記各光透過中心波長の温度依存変動を解消することができる。
【００８５】
さらに、第１のスラブ導波路３や第２のスラブ導波路５の交差分離面８は上記実施形態例のようにＸ軸とほぼ平行な面とするとは限らず、Ｘ軸に対して斜めの面としてもよく、分離するスラブ導波路を通る光の経路と交わる分離面で分離すればよい。
【００８６】
さらに、上記各実施形態例では、アレイ導波路回折格子の導波路構成において、光入力導波路２は複数本設けられていたが、光入力導波路２は１本設けてもよい。
【００８７】
さらに、上記各実施形態例では、導波路形成領域１０ｂ側をクリップ１９ａによってベース９に把持固定したが、クリップ１９ａ以外の把持部材で導波路形成領域１０ｂをベース９に固定してもよいし、導波路形成領域１０ａの周囲部をベース９に把持固定し、導波路形成領域１０ｂ側を交差分離面８に沿って移動する構成としてもよい。
【００８８】
さらに、上記各実施形態例では、スライド移動部材１７を第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂに跨る態様で設けたが、例えば図１０の（ａ）、（ｂ）に示すように、スライド移動部材１７を第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂのいずれか一方（同図では第１の導波路形成領域１０ａ）とベース９とに跨る態様で設けてもよい。
【００８９】
この場合、アレイ導波路回折格子をベース９上に設け、スライド移動部材１７アレイ導波路回折格子の設定温度における光透過中心波長の設定波長からのずれ量をほぼ補償する分だけ前記設定温度からずらした温度で、前記スライド移動部材１７を前記第１の導波路形成領域１０ａの少なくとも一方と前記ベース９とにそれぞれ跨る態様で固定することにより、上記各実施形態例と同様に、光透過中心波長を設定波長にすることができる。
【００９０】
なお、図１１には、図１０に示したアレイ導波路回折格子の製造方法例が示されており、図１１に示すような方法を適用すると、上記実施形態例と同様に、アレイ導波路回折格子の挿入損失を抑制できる。
【００９１】
すなわち、図１１の（ａ）に示すように、アレイ導波路回折格子のチップを例えばＵ字形状の石英板等のベース９上に設け、前記分離線８０を予め定めておき、第２の導波路形成領域１０ｂ側のみベース９に熱硬化性接着剤等により固定する。その後、同図の（ｂ）、（ｃ）に示すように、スライド移動部材１７を第１の導波路形成領域１０ａとベース９とに跨る態様で固定した後、前記分離線８０に沿って分離して導波路形成領域１０を第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂとに分離するようにするとよい。
【００９２】
さらに、上記各実施形態例では、交差分離面８、非交差分離面１８等の分離面を切断により形成したが、これらの分離面は例えば劈開等の他の方法によって形成した分離面としてもよい。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によれば、第１と第２の少なくとも一方のスラブ導波路の分離に伴って第１と第２の導波路形成領域を形成し、その一方側を前記分離面に沿って移動させるスライド移動部材を、光透過中心波長の設定波長からのずれ量をほぼ補償する分だけ光透過中心波長の測定時の温度からずらした温度で固定することにより、使用中のいずれの温度においても光透過中心波長を設定波長にすることができる。
【００９４】
そして、上記スライド移動部材の長さ等を自在に設定し、例えば温度に依存して第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域の相対位置を変化させることにより、光透過中心波長の温度依存性を抑制することができるので、本発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器は、温度によらず、光透過中心波長が設定波長と一致するアレイ導波路回折格子型光合分波器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器の第１実施形態例の要部構成を平面図（ａ）と側面図（ｂ）により示す構成図である。
【図２】上記実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器の製造工程の一部を平面図により示す説明図である。
【図３】上記実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器の図２に続く製造工程を示す説明図である。
【図４】上記実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器の図３に続く製造工程を示す説明図である。
【図５】上記実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器の図４に続く製造工程を示す説明図である。
【図６】上記実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器の光透過中心波長ずれ量測定結果を示すグラフ（ａ）と、その比較例における測定結果を示すグラフ（ｂ）である。
【図７】本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器の第２実施形態例の要部構成を平面図により示す構成図である。
【図８】上記第２実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器の製造工程の一部を示す説明図である。
【図９】本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器の他の実施形態例の要部構成を平面図により示す構成図である。
【図１０】本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器の他の実施形態例の要部構成を側面図（ａ）と平面図（ｂ）により示す構成図である。
【図１１】図１０に示した実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器における製造工程の一部を平面図（ａ）、（ｃ）と側面図（ｂ）により示す説明図である。
【図１２】従来のアレイ導波路回折格子を平面図により示す説明図である。
【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
３ａ，３ｂ分離スラブ導波路
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
８交差分離面
９ベース
１０導波路形成領域
１０ａ第１の導波路形成領域
１０ｂ第２の導波路形成領域
１７スライド移動部材
１８非交差分離面
３０嵌合溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an array waveguide diffraction grating type optical multiplexer / demultiplexer used as an optical multiplexer / demultiplexer in wavelength multiplexing optical communication, for example.VesselIt relates to a manufacturing method.
[0002]
[Background]
In recent years, in optical communication, research and development of optical wavelength division multiplexing communication has been actively conducted as a method for dramatically increasing the transmission capacity, and practical application is being advanced. In optical wavelength division multiplexing, for example, a plurality of lights having different wavelengths are multiplexed and transmitted. In such an optical wavelength division multiplexing system, from the multiplexed light to be transmitted, on the optical receiving side, for each wavelength. In order to extract the light, it is indispensable to provide in the system a light transmission device that transmits only light of a predetermined wavelength.
[0003]
An example of the light transmission device is an arrayed waveguide grating (AWG) as shown in FIG. The arrayed waveguide diffraction grating is usually formed as a planar lightwave circuit (PLC) chip as shown in the figure, and this chip configuration is hereinafter referred to as an arrayed waveguide diffraction grating chip. Call it.
[0004]
The arrayed waveguide diffraction grating chip is obtained by forming a silica-based glass waveguide forming region 10 on a substrate 1 such as silicon. The waveguide configuration of the arrayed waveguide diffraction grating includes one or more optical input waveguides 2, a first slab waveguide 3 connected to the output side of the optical input waveguide 2, and the first slab waveguide. An arrayed waveguide 4 connected to the output side of the waveguide 3, a second slab waveguide 5 connected to the output side of the arrayed waveguide 4, and a plurality of parallel arrangements on the output side of the second slab waveguide 5 And an optical output waveguide 6 connected thereto.
[0005]
The arrayed waveguide 4 propagates light derived from the first slab waveguide 3, and is formed by arranging a plurality of channel waveguides 4a in parallel. Are different from each other by a set amount (ΔL).
[0006]
The optical output waveguide 6 is provided corresponding to the number of signal lights having different wavelengths that are demultiplexed or combined by, for example, an arrayed waveguide diffraction grating, and the channel waveguides constituting the arrayed waveguide 4 are provided. The waveguide 4a is normally provided in a large number such as 100, for example. In the figure, for simplification of the drawing, each of the channel waveguide 4a, the optical output waveguide 6 and the optical input waveguide 2 is provided. Is simply shown.
[0007]
For example, a transmission side optical fiber (not shown) is connected to the optical input waveguide 2 so that wavelength division multiplexed light is introduced, and the first slab guide is passed through the optical input waveguide 2. The light introduced into the waveguide 3 spreads by the diffraction effect and enters the arrayed waveguide 4 and propagates through the arrayed waveguide 4.
[0008]
The light that has propagated through the arrayed waveguide 4 reaches the second slab waveguide 5 and is further collected and output to the optical output waveguide 6, but all of the channel waveguides 4 a of the arrayed waveguide 4 are output. Since the lengths are different from each other, a phase shift occurs in each light after propagating through the arrayed waveguide 4, and the wavefront of the focused light is tilted according to the shift amount, and the focusing position is determined by the tilt angle.
[0009]
Therefore, the condensing positions of light having different wavelengths are different from each other. By forming the light output waveguide 6 at the position, light having different wavelengths is output from the different light output waveguides 6 for each wavelength. it can.
[0010]
That is, the arrayed waveguide diffraction grating demultiplexes light having one or more wavelengths from the multiplexed light having a plurality of different wavelengths input from the optical input waveguide 2 and outputs the demultiplexed light from each optical output waveguide 6. The center wavelength of light to be demultiplexed is the difference in length (ΔL) between adjacent channel waveguides 4a of the arrayed waveguide 4 and the effective refractive index (equivalent to the equivalent of the channel waveguide 4a). Refractive index n_cIs proportional to
[0011]
Since the arrayed waveguide diffraction grating has the characteristics as described above, it can be used as an optical transmission device for optical demultiplexing in which the arrayed waveguide diffraction grating is applied to wavelength multiplexing transmission. For example, as shown in FIG. 12, when wavelength multiplexed light of wavelengths λ1, λ2, λ3,... Λn (n is an integer of 2 or more) is input from one optical input waveguide 2, each of these wavelengths is input. The light is spread by the first slab waveguide 3, reaches the arrayed waveguide 4, passes through the second slab waveguide 5, and is condensed at different positions depending on the wavelength as described above, and has different light outputs. The light enters the waveguide 6, passes through each light output waveguide 6, and is output from the output end of the light output waveguide 6.
[0012]
Then, by connecting an optical fiber for light output (not shown) to the output end of each light output waveguide 6, light of each wavelength is extracted through this optical fiber. When connecting an optical fiber to each optical output waveguide 6 or the above-described optical input waveguide 2, for example, an optical fiber array is prepared in which connection end faces of optical fibers are arranged and fixed in a one-dimensional array. Are fixed to the connection end face side of the optical output waveguide 6 or the optical input waveguide 2, and the optical fiber is connected to the optical output waveguide 6 and the optical input waveguide 2.
[0013]
In the arrayed waveguide grating, the light transmission characteristics of the light output from each light output waveguide 6 (the wavelength characteristics of the transmitted light intensity of the arrayed waveguide grating) are the light transmission center wavelengths (for example, λ1, λ2, A light transmission characteristic is shown in which the light transmittance decreases with a shift from the corresponding light transmission center wavelength, with λ3,.
[0014]
Each light transmission center wavelength λ₀Is the equivalent refractive index n of the arrayed waveguide 4_cAnd the difference ΔL in length between adjacent channel waveguides 4a and the diffraction order m, which are expressed by the following equation (1). Therefore, for one optical output waveguide 6, the wavelength indicating the light transmission characteristic is not limited to one, and a plurality of center wavelengths may exist depending on the set diffraction order. This light transmission center wavelength λ₀Since a plurality of optical signals having a certain wavelength interval Δλ (nm) can be demultiplexed around₀Only need to be considered.
[0015]
λ₀= N_cΔL / m (1)
[0016]
Further, since the arrayed waveguide diffraction grating utilizes the principle of reciprocity (reversibility) of an optical circuit, it has a function as an optical demultiplexer as well as a function as an optical multiplexer. That is, contrary to FIG. 12, when a plurality of lights having different wavelengths are incident from the respective light output waveguides 6, these lights pass through the propagation paths opposite to the above, and the arrayed waveguides 4 and the first waveguides. The light is combined by the slab waveguide 3 and emitted from one optical input waveguide 2.
[0017]
In such an arrayed waveguide diffraction grating, as described above, the wavelength resolution of the diffraction grating is proportional to the difference in length (ΔL) of each channel waveguide 4a of the arrayed waveguide 4 constituting the diffraction grating. By designing ΔL to be large, optical multiplexing / demultiplexing of wavelength-division multiplexed light with a narrow wavelength interval that could not be realized with a conventional diffraction grating is possible, and a plurality of optical wavelength multiplexing communications required for realizing high-density optical wavelength division multiplexing communication are possible. An optical multiplexing / demultiplexing function of signal light, that is, a function of demultiplexing or multiplexing a plurality of optical signals having a wavelength interval of 1 nm or less can be achieved.
[0018]
When fabricating an arrayed waveguide grating chip having the above functions, for example, first, a lower clad film and a core film are sequentially formed on a silicon substrate by using a flame hydrolysis deposition method, and then photolithography and reactive ion etching are performed. The arrayed waveguide grating pattern is transferred to the core film using the method. Thereafter, an upper clad film is formed again using the flame hydrolysis deposition method.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the arrayed waveguide grating chip is designed and manufactured so that the light transmission center wavelength at a preset temperature becomes a set wavelength. In the manufacturing process of the arrayed waveguide grating chip, Since the refractive index, width, and the like vary, there is a problem that the light transmission center wavelength varies and the yield deteriorates.
[0020]
For example, considering an arrayed waveguide grating chip that performs optical multiplexing / demultiplexing at a wavelength interval of 100 GHz (approximately 0.8 nm in terms of wavelength) in the wavelength 1.55 μm band, for example, the wavelength accuracy at the set wavelength is from the wavelength multiplexing transmission system side. Although it is required to be within the design wavelength ± 0.05 nm, it has been difficult to improve the production yield of the arrayed waveguide grating chip that can satisfy this requirement.
[0021]
In addition, since the silica glass material is mainly used, the light transmission center wavelength of the arrayed waveguide diffraction grating is shifted depending on the temperature due to the temperature dependence of the silica glass material. For example, in an arrayed waveguide grating configured using conventional general design values, this temperature dependence is caused by the shift of the light transmission center wavelength when the temperature change of the arrayed waveguide grating exceeds 50 ° C. The value is so large that the amount becomes 0.5 nm or more, and this value is fatal for an arrayed waveguide grating that demultiplexes or multiplexes wavelengths at very narrow intervals of 1 nm or less.
[0022]
Thus, an arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer that can suppress the temperature dependence of the light transmission center wavelength has been proposed, but the present inventor accompanies the manufacturing process of the arrayed waveguide grating chip. As long as the problem of optical transmission center wavelength shift due to errors such as the refractive index and width of the core is not solved, even if the temperature dependence of the light transmission center wavelength is suppressed, an array waveguide diffraction grating suitable for wavelength multiplexing can be used. I thought it was difficult to realize.
[0023]
  The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is that even if errors such as the refractive index and width of the core occur due to the fabrication process of the arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer. , Arrayed-waveguide grating optical multiplexing / demultiplexing that can set the light transmission center wavelength to almost the set wavelength regardless of temperatureVesselIt is to provide a manufacturing method.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration as means for solving the problems. That is, the manufacturing method of the arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer according to the first aspect of the present invention includes one or more optical input waveguides and a first slab waveguide connected to the output side of the optical input waveguide. And an arrayed waveguide composed of a plurality of channel waveguides arranged in parallel with different lengths from each other and connected to the output side of the first slab waveguide, and a first connected to the output side of the arrayed waveguide An arrayed waveguide diffraction grating having a waveguide forming region including a plurality of slab waveguides and a plurality of optical output waveguides connected in parallel on the emission side of the second slab waveguide; At least one of the second slab waveguide and the second slab waveguide is separated by an intersecting surface that intersects the light path passing through the slab waveguide, and the waveguide forming region includes the separated slab waveguide on one side by the separation surface First waveguide formation region and separate slab waveguide on the other side And separating the second waveguide forming region that includes the at least one side of said first and second waveguide forming regionDepending on the temperature, the first waveguide formation region is slid relative to the second waveguide formation region along the separation surface, whereby each light output guide of the arrayed waveguide grating is guided. Suppresses the temperature dependence of the light transmission center wavelength of light output from the waveguide, and has a larger thermal expansion coefficient than the waveguide formation region.Prepare slide moving memberAnd measuring the light transmission center wavelength of the light output from each light output waveguide of the arrayed waveguide diffraction grating, and determining the amount of deviation from the set wavelength of the light transmission center wavelength at the time of the measurement,The amount by which the deviation from the set wavelength of the light transmission center wavelength is almost compensated.When measuring the center wavelength of light transmissionThe slide moving member is fixed in such a manner as to straddle the first and second waveguide forming regions at a temperature shifted from the temperature.The light transmission center wavelength is set to the set wavelength at any temperature when the light transmission center wavelength is used.And a means for solving the problem.
[0025]
  The method of manufacturing the arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer according to the second aspect of the invention includes one or more optical input waveguides and a first slab waveguide connected to the output side of the optical input waveguide. And an arrayed waveguide composed of a plurality of channel waveguides arranged in parallel with different lengths from each other and connected to the output side of the first slab waveguide, and a first connected to the output side of the arrayed waveguide An arrayed waveguide diffraction grating having a waveguide formation region having a slab waveguide of 2 and a plurality of optical output waveguides connected in parallel on the output side of the second slab waveguide; At least one of the first slab waveguide and the second slab waveguide of the arrayed waveguide diffraction grating is separated at an intersecting surface intersecting with a light path passing through the slab waveguide, and the waveguide formation region is defined by the separation surface. A first waveguide configuration including a separate slab waveguide on one side And separating the second waveguide forming region that includes the separated slab waveguide region and the other side, at least one side of said first and second waveguide forming regionDepending on the temperature, the first waveguide formation region is slid relative to the second waveguide formation region along the separation surface, whereby each light output guide of the arrayed waveguide grating is guided. Suppresses the temperature dependence of the light transmission center wavelength of light output from the waveguide, and has a larger thermal expansion coefficient than the waveguide formation region.Prepare slide moving memberAnd measuring the light transmission center wavelength of the light output from each light output waveguide of the arrayed waveguide diffraction grating, and determining the amount of deviation from the set wavelength of the light transmission center wavelength at the time of the measurement,The amount by which the deviation from the set wavelength of the light transmission center wavelength is almost compensated.When measuring the center wavelength of light transmissionThe slide moving member is moved at a temperature shifted from the temperature of the first and second waveguide forming regions.One of themFixed in a manner that straddles one and the baseThe light transmission center wavelength is set to the set wavelength at any temperature when the light transmission center wavelength is used.It is a means to solve the problem with a configuration having a process to do.
[0027]
In the method of manufacturing an arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention, at least one of the first and second slab waveguides is separated by an intersecting surface intersecting with a light path passing through the slab waveguide. Separating the first waveguide formation region including the separated slab waveguide and the second waveguide formation region including the other separation slab waveguide; and the first and second waveguide formation regions. The method includes a step of fixing a slide moving member having a function of moving at least one side along the separation surface.
[0028]
  In the first invention, the slide moving member is fixed in a manner straddling the first and second waveguide formation regions. In the second invention, the first and second waveguide formation regions are fixed. ofOne of themIt is performed in such a manner as to straddle one side and the base.
[0029]
  In the present invention, the slide moving member is fixed by the arrayed waveguide diffraction grating.When measuring the center wavelength of light transmissionThe amount corresponding to the amount of deviation from the set wavelength of the light transmission center wavelength at the temperature is compensated forAt the time of measurementSince it is performed at a temperature shifted from the temperature,Any in useAt temperatureAlsoThe light transmission center wavelength can be set to the set wavelength.
[0030]
Further, in the present invention, the length of the slide moving member is freely set, and the relative position between the first waveguide forming region and the second waveguide forming region is determined by the slide moving member, for example, depending on temperature. By changing the temperature, it is possible to suppress the temperature dependence of the light transmission center wavelength.
[0031]
  Therefore, the arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer of the present invention is an arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer whose light transmission center wavelength matches the set wavelength regardless of temperature..
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the present embodiment, the same reference numerals are assigned to the same name portions as in the conventional example, and the duplicate description thereof is omitted. FIG. 1 shows the present invention.Manufactured by the first manufacturing method of1 is a schematic diagram of a first embodiment of an arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer. 2A is a plan view of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present embodiment, and FIG. 2B is a side view of the optical multiplexer / demultiplexer viewed from the right side in FIG. Are shown respectively.
[0033]
As shown in these drawings, the present embodiment crosses the first slab waveguide 3 of the arrayed waveguide diffraction grating having the configuration shown in FIG. 12 with a light path passing through the first slab waveguide 3. They are separated by the intersection separation plane 8. The intersecting separation surface 8 is provided from one end side (the upper end side in the drawing) of the waveguide forming region 10 to a middle portion of the waveguide forming region, and communicates with the intersecting separation surface 8 so as to communicate with the first slab waveguide 3. A non-intersecting separation surface 18 that does not intersect with is formed. The non-intersecting separation surface 18 is provided orthogonal to the intersecting separation surface 8. The non-intersecting separation surface 18 does not have to be orthogonal to the intersecting separation surface 8, and FIG.
[0034]
In this embodiment, the intersecting separation surface 8 and the non-intersecting separation surface 18 make the waveguide forming region 10 the first waveguide forming region 10a including the separated slab waveguide 3a on one side and the other side. And the second waveguide forming region 10b including the separated slab waveguide 3b.
[0035]
A slide moving member 17 having a thermal expansion coefficient larger than that of the waveguide forming region 10 is provided in a manner straddling the first waveguide forming region 10a and the second waveguide forming region 10b. In this embodiment, the first waveguide formation region 10a is slid along the crossing separation surface 8 with respect to the second waveguide formation region 10b by the slide moving member 17 depending on the temperature. Consists of composition.
[0036]
Further, in this embodiment, the slide moving member 17 is provided on the surface of the waveguide forming regions 10a and 10b in a manner straddling the waveguide forming region 10a and the waveguide forming region 10b, whereby the waveguide forming region 10a. During the slide movement, the waveguide forming region 10a is prevented from being displaced upward (Z-axis direction perpendicular to the XY plane) with respect to the base 9.
[0037]
The slide moving member 17 has a coefficient of thermal expansion of 1.65 × 10, for example.^-5It is formed of a (1 / K) copper plate. On the lower side of the slide moving member 17, a fitting groove 30 for fitting the slide moving member 17 is provided in a fixing portion 29 indicated by a broken diagonal line. The slide moving member 17 is formed with a leg portion that fits into the fitting groove 30, and the leg portion is fitted into the fitting groove 30 and fixed by an adhesive.
[0038]
Note that the first waveguide forming region 10a and the second waveguide forming region 10b are separated from each other because they are separated, and for example, the interval between the A portions shown in FIG. ) Is about 100 μm, and the interval between B portions (interval between the crossing separation surfaces 8) shown in FIG.
[0039]
In the present embodiment, the base 9 is provided on the lower side of the substrate 1, and the holes 15 are formed in the attachment portions that protrude outward from the periphery of the base 9. By means of stoppers (screws or the like) fitted into the holes 15, the chip having the waveguide forming region 10 and the substrate 1 is fixed to a housing package (protective package for an arrayed waveguide grating chip) not shown. It is composed of The second waveguide forming region 10b is held and fixed to the base 9 at two positions by a clip 19a as a holding member.
[0040]
Furthermore, in the present embodiment, the first and second waveguide formation regions are formed in a part of the boundary region between the first waveguide formation region 10a and the second waveguide formation region 10b (upper side in FIG. 1). A silicon plate 35 is provided as a misalignment suppressing member that suppresses misalignment of 10a and 10b in a direction perpendicular to the surface of the substrate 1. The silicon plate 35 is formed of a plate-like member having a flat surface. The silicon plate 35 is provided with the flat surface abutting against the back surface side of the substrate 1 and is held by a clip 19b. Note that the clip 19b and the silicon plate 35 may be omitted.
[0041]
In the present embodiment, the gripping by the clip 19b does not disturb the sliding movement along the crossing separation surface 8 of the first waveguide forming area 10a, and the first waveguide forming area 10a is slid. The member 17 is held by the clip 19b so as to be slidable along the intersecting separation surface 8 with respect to the second waveguide forming region 10b.
[0042]
Further, in this embodiment, the length of J shown in FIG. 1 is 20 mm, the length of E is 60 mm, the length of Q is 5 mm, and the thickness of F is 1 mm.
[0043]
Furthermore, the arrayed waveguide diffraction grating type optical multiplexer / demultiplexer according to the present embodiment is an arrayed waveguide diffraction grating type optical multiplexer / demultiplexer capable of optical multiplexing / demultiplexing of 16 waves at a wavelength interval of 100 GHz.
[0044]
Furthermore, in this embodiment, B doped in the upper clad of the waveguide forming region 10₂O₃And P₂O₅This amount is made larger than the doping amount in the conventional arrayed waveguide grating. The optical waveguide circuit chip 25 has a normalized composition of 33, whereby the birefringence value B generated in the waveguide formation region 10 (upper clad, core, and lower clad) is set to | B | ≦ 5.34 × 10.^-5It is said.
[0045]
With this configuration, the present embodiment is a so-called polarization-independent arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer that can suppress polarization-dependent loss without providing a half-wave plate.
[0046]
Further, in the present embodiment example, a matching oil having a refractive index matching with the waveguide forming region 10 is provided in the interval between the intersecting separation surfaces 8, and in the present embodiment example, the arrayed waveguide diffraction is provided. The housing package for housing the lattice is filled with matching oil. In addition, when matching oil is not filled in the accommodation package, it is preferable to provide matching grease having a high viscosity in the interval between the intersecting separation surfaces 8.
[0047]
The present embodiment example is configured as described above, and a specific example of the manufacturing method of the present embodiment example will be described below. First, as shown in FIG. 2A, one or more arrayed waveguide grating chips having the same configuration as the conventional arrayed waveguide grating are prepared. Then, for each arrayed waveguide grating chip, the light transmission center wavelength at a set temperature (for example, 35 ° C.) is measured, and the amount of deviation from the set wavelength is recorded.
[0048]
Next, the steps described below are performed for each arrayed waveguide grating chip. First, as shown in FIG. 5B, the fitting groove 30 is processed by photolithography and dry etching. The depth of the fitting groove 30 is, for example, about 40 μm. Further, the fitting groove 30 was formed at a position where the temperature dependence of the arrayed waveguide grating chip could be compensated.
[0049]
That is, in the arrayed waveguide diffraction grating of this embodiment, when the separation slab waveguide 3a moves in the direction of arrow C in FIG. Since it linearly changes to the short wavelength side, the thermal expansion amount that can cancel the temperature dependence 0.011 nm / ° C. of the light transmission center wavelength of the arrayed waveguide grating chip itself obtained experimentally is shown in FIG. The indicated length J (interval of the fitting groove 30) was designed.
[0050]
In the present embodiment, the above J is obtained by calculation, and the calculated value J_cBased on the above, the actual length of J (J shown in FIG._c(In this case, 17 mm) When the arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer is manufactured, the calculated value J_cWhen an arrayed waveguide diffraction grating type optical multiplexer / demultiplexer is manufactured as +5 mm (22 mm), the calculated value J_cThe characteristics of the temperature dependence of the light transmission center wavelength within the temperature range of 5 ° C. to 75 ° C. when the arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer is manufactured at −5 mm (12 mm). Each was determined by experiment.
[0051]
Then, from the relational data between the length of J and the temperature dependence of the light transmission center wavelength obtained by the above examination, in order to make the temperature dependence coefficient of the light transmission center wavelength almost 0, the length of J is set to 20 mm. The length of the slide moving member 17 and the position where the fitting groove 30 is formed are determined so that the length of J is 20 mm. Manufactured.
[0052]
Next, as shown in FIG. 3A, the crossing separation surface 8 for separating the waveguide forming region 10 into the first waveguide forming region 10a and the second waveguide forming region 10b is included. A separation line 80 for forming a separation surface (cross separation surface 8 and non-cross separation surface 18 in this embodiment) is determined in advance.
[0053]
Then, the step of forming the non-intersecting separation surface 18 and cutting the arrayed waveguide grating chip, and the separation line 80 on the back side of the arrayed waveguide grating chip as shown in FIG. And the step of forming the groove 38 along.
[0054]
The non-intersecting separation surface 18 is formed by cutting an arrayed waveguide diffraction grating chip with a dicing saw (dicer) or the like, and has a width of, for example, about 100 μm. Further, the groove 38 along the separation line 80 to the back surface side of the intersecting separation surface 8 of the arrayed waveguide diffraction grating chip is a groove having a width of about 300 μm and a depth of about 0.7 mm.
[0055]
Thereafter, as shown in FIG. 4A, the back surface side of the arrayed waveguide grating chip is temporarily fixed to a flat flat glass temporary fixing plate 49 by the temporary fixing portion 32. For example, Cemedine High Super 5 (trade name) is applied to the temporary fixing portion 32 as an adhesive, and an adhesive is provided in several places in a circle so that it can be peeled later. And temporarily fixing the temporary fixing plate 49.
[0056]
After temporarily fixing the arrayed waveguide diffraction grating chip to the temporarily fixed plate 49, as shown in FIGS. 4B and 4C, the arrayed waveguide diffraction along the separation line 80 of the intersecting separation surface 8 is performed. Grooves 37 having a width of about 20 μm are formed on the front surface side of the grating, and as shown in (c) of FIG.
[0057]
Thereafter, as shown in FIGS. 5A and 5B, the legs of the copper plate slide moving member 17 are fitted into the fitting groove 30, and an adhesive such as an epoxy thermosetting adhesive is used. The slide moving member 17 is fixed to the fitting groove 30 in the waveguide forming region 10.
[0058]
Here, in the present embodiment example, the slide moving member 17 is moved at a temperature shifted from the set temperature by an amount that substantially compensates for the amount of shift from the set wavelength of the light transmission center wavelength at the set temperature of the arrayed waveguide grating. The first and second waveguide forming regions 10a and 10b are fixed in such a manner as to straddle.
[0059]
That is, when the slide moving member 17 is fixed, the design light transmission center wavelength at the set temperature (35 ° C. in this case) is λ._dAnd a light transmission center wavelength (measured light transmission center wavelength) measured at a set temperature before separating the waveguide formation region 10 into the first and second waveguide formation regions 10a and 10b._mThen (λ_d−λ_m) = 0.011 × Δt is a temperature that compensates for the amount of deviation of the light transmission center wavelength from the set wavelength at the set temperature of the arrayed waveguide grating. If the slide moving member 17 is fixed to the arrayed waveguide diffraction grating at a temperature shifted from the set temperature by this temperature, the light transmission center wavelength can be set to the set wavelength.
[0060]
Here, the light transmission center wavelength of the arrayed waveguide grating chip is measured at room temperature, and converted to 35 ° C. using the temperature dependence of the light transmission center wavelength of 0.011 nm / ° C. Wavelength λ_mIt was.
[0061]
Thus, the arrayed waveguide grating chip whose light transmission center wavelength at the set temperature is shifted from the set wavelength to the short wavelength side by 0.05 nm or more cures the adhesive at a temperature higher than the set temperature (here, 45 ° C.). The arrayed waveguide grating chip in which the slide moving member 17 is fixed to the fitting groove 30 and the light transmission center wavelength at the set temperature is shifted from the set wavelength to the long wavelength side by 0.05 nm or more is lower than the set temperature. The adhesive was cured at 25 ° C. (here, 25 ° C.), and the slide moving member 17 was fixed to the fitting groove 30.
[0062]
After that, the arrayed waveguide grating chip having the above structure temporarily fixed to the temporary fixing plate 49 is put in acetone and peeled off from the temporary fixing plate 49 as shown in FIG. 8 and the non-intersecting separation surface 18 separate the first waveguide formation region 10a and the second waveguide formation region 10b.
[0063]
Thereafter, the optical fibers 23 and 24 provided in the optical fiber arrays 21 and 22 connected to the arrayed waveguide diffraction grating and the optical input waveguide 2 and the optical output waveguide 6 of the arrayed waveguide diffraction grating are aligned and bonded. To do.
[0064]
In this embodiment, the waveguide forming region 10b and the substrate 1 therebelow are fixed to the base 9 by the clip 19a, and the boundary region between the first waveguide forming region 10a and the second waveguide forming region 10b is fixed. The silicon plate 35 is disposed in contact with the back side (the back side of the substrate 1) so as to be slidable by the clip 19b. The silicon plate 35 may be provided on the back surface side of the waveguide forming region 10 or on the front surface side of the waveguide forming region 10.
[0065]
Then, the arrayed waveguide diffraction grating chip is accommodated in an accommodation package (not shown), and the arrayed waveguide diffraction grating is fixed to the accommodation package using the holes 15 of the base 9. Thereafter, the housing package 16 is filled with matching oil, and the inside of the housing package is sealed.
[0066]
According to the present embodiment, as described above, the waveguide formation region 10 is separated into the first and second waveguide formation regions 10a and 10b, and the first waveguide formation region 10a side is the separation surface. Since the slide moving member 17 having the function of moving along is fixed at a temperature shifted from the set temperature by an amount that compensates for the shift amount from the set wavelength of the light transmission center wavelength at the set temperature of the arrayed waveguide grating. The light transmission center wavelength can be set to the set wavelength at the set temperature.
[0067]
FIG. 6A shows ten arrayed waveguide grating optical multiplexers / demultiplexers according to the present embodiment, and the set wavelength of the light transmission center wavelength in each of the arrayed waveguide grating optical multiplexers / demultiplexers. The result of obtaining the deviation from is shown.
[0068]
As is apparent from this figure, in this embodiment, the temperature at which the fixed temperature of the slide moving member 17 is shifted from the set temperature by an amount that substantially compensates for the amount of shift from the set wavelength of the light transmission center wavelength at the set temperature. Therefore, the optical transmission center wavelength shift due to the manufacturing error of the arrayed waveguide diffraction grating can be compensated at the set temperature, and the optical waveguide center wavelength deviation is small from the set wavelength. It became a duplexer.
[0069]
In addition, as a comparative example, the present inventor, as a comparative example, after the steps shown in FIGS. 2 to 4, the slide moving member 17 is in a mode straddling the first and second waveguide forming regions 10a and 10b. Ten arrayed waveguide grating optical multiplexers / demultiplexers fixed at a set temperature were produced. In other words, the array waveguide diffraction grating type optical multiplexer / demultiplexers of these comparative examples are all formed by fixing the fixed temperature of the slide moving member 17 at the same set temperature without shifting for each array waveguide diffraction grating. This is a waveguide diffraction grating type optical multiplexer / demultiplexer.
[0070]
FIG. 6B shows the result of obtaining the deviation of the light transmission center wavelength from the set wavelength in the ten arrayed waveguide grating optical multiplexers / demultiplexers of this comparative example. As is clear from this figure, in the comparative example, there are many arrayed waveguide diffraction grating type optical multiplexers / demultiplexers in which the measured light transmission center wavelength at the set temperature does not substantially match the set wavelength. On the other hand, as shown in FIG. 6A, in this embodiment, the light transmission center wavelength substantially coincides with the set wavelength at the set temperature, and the yield can be improved.
[0071]
Further, according to the present embodiment, the temperature of each light transmission center wavelength of the arrayed waveguide grating is obtained by moving the first waveguide forming region 10a along the crossing separation surface 8 by the slide moving member 17. Dependencies can be compensated. In addition, the present embodiment has a simple apparatus configuration, and can reduce the cost of the apparatus and improve the manufacturing yield.
[0072]
Further, according to the present embodiment, the above manufacturing method is applied, and the separation line 80 that separates the waveguide formation region 10 into the first waveguide formation region 10a and the second waveguide formation region 10b is determined in advance. After the slide moving member 17 is fixed in a manner straddling the first and second waveguide forming regions 10a and 10b, the waveguide moving region 10 is separated along the separation line 80 to thereby make the waveguide forming region 10 the first waveguide forming region. 10a and the second waveguide formation region 10b are separated by peeling from the temporary fixing plate 49, so that the relative positions of the first and second waveguide formation regions 10a and 10b in the Y direction change before and after the separation. There is nothing.
[0073]
Therefore, according to this embodiment, the same light transmission characteristics as before separation of the arrayed waveguide grating chip can be maintained, and insertion loss can be reduced.
[0074]
Furthermore, in this embodiment, since the second waveguide formation region 10b and the substrate 1 therebelow are gripped by the clips 19a and 19b, the second waveguide formation region 10b side is subjected to thermal expansion of the base 9. It is difficult to be affected, and the waveguide formation region 10a side is slid more accurately with respect to the waveguide formation region 10b side to eliminate the temperature dependence of each light transmission center wavelength of the arrayed waveguide diffraction grating. Can do.
[0075]
Furthermore, in the present embodiment example, matching oil is provided in the interval between the intersecting separation surfaces 8, and the arrayed waveguide diffraction grating is accommodated in the accommodating package 16 filled with the matching oil. It can be an excellent optical multiplexer / demultiplexer that can suppress an increase in loss even under high temperature and high humidity conditions. For example, the generation of cracks in the arrayed waveguide grating due to moisture absorption can be reduced even for the arrayed waveguide grating with weak moisture resistance. It can be surely prevented.
[0076]
  FIG. 7 shows the present invention.Manufactured by the second manufacturing methodThe configuration of the main part of the second embodiment of the arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer is shown. The second embodiment is configured in substantially the same manner as the first embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in that a non-intersecting separation surface 18 is formed. Without separating the waveguide formation region into the first waveguide formation region 10a and the second waveguide formation region 10b by the crossing separation surface 8, the slide moving member 17 is separated from the first and second waveguides. This is provided on the surface side of the boundary region between the waveguide forming regions 10a and 10b.
[0077]
Although not shown in the figure, also in this embodiment, the base 9 is provided, and the second waveguide forming region 10b side is fixed to the base by the clip 19a.
[0078]
When manufacturing the arrayed waveguide diffraction grating type optical multiplexer / demultiplexer according to the second embodiment, the separation line 80 is set and the fitting groove 30 is formed as shown in FIG. Thereafter, a groove 37 having a width of about 20 μm and a depth of about 0.2 mm is formed in the waveguide forming region 10 as shown in FIG. 5B, and the fitting groove 30 is formed as shown in FIG. The legs of the slide moving member 17 are fitted and fixed.
[0079]
When the slide moving member 17 is fixed, the slide moving member 17 is moved to the first and second temperatures at a temperature shifted from the set temperature by an amount that substantially compensates for the amount of deviation of the light transmission center wavelength from the set wavelength at the set temperature. It fixes in the aspect which straddles waveguide formation area 10a, 10b. Thereafter, a groove 38 having a width of about 300 μm was formed from the back side of the arrayed waveguide grating chip to form the crossing separation surface 8.
[0080]
The second embodiment can also achieve the same effects as the first embodiment.
[0081]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment example, Various aspects can be taken. For example, in each of the embodiments described above, a copper plate is used as the slide moving member 17. However, the slide moving member 17 is not necessarily formed of copper, and may be formed of a metal member other than copper, or a waveguide is formed. You may form by members other than a metal with a larger thermal expansion coefficient than the area | region 10.
[0082]
In each of the above embodiments, the slide moving member 17 is provided on the front surface side of the waveguide forming region 10, but the slide moving member 17 may be provided on the back surface side of the substrate 1.
[0083]
Further, in the above embodiment, B is doped into the upper clad of the waveguide forming region 10.₂O₃And P₂O₅Is made larger than the doping amount in the conventional arrayed waveguide grating, and the polarization dependent loss can be suppressed without providing a half-wave plate.₂O₃Or P₂O₅, And a half-wave plate 39 that crosses the arrayed waveguide 4 may be provided as shown in FIG. In this case, generally, a groove into which the half-wave plate 39 is inserted is formed so as to cross the arrayed waveguide 4, and the half-wave plate 39 is inserted into the groove.
[0084]
Further, in each of the above embodiments, the first slab waveguide 3 is separated, but the arrayed waveguide diffraction grating is formed by utilizing the reciprocity of the optical circuit, and the second slab waveguide is formed. 5 is separated, and at least one side of the separated separated slab waveguide is slid and moved along the crossing separation plane 8 in a direction to reduce the temperature-dependent fluctuation of each light transmission center wavelength by the slide moving member 17. Even if it makes it, the effect similar to each said embodiment is acquired, and the temperature dependence fluctuation | variation of each said light transmission center wavelength can be eliminated.
[0085]
Further, the intersecting separation surface 8 of the first slab waveguide 3 and the second slab waveguide 5 is not necessarily a plane substantially parallel to the X axis as in the above-described embodiment, and is oblique to the X axis. It may be a plane, and may be separated by a separation plane that intersects the light path passing through the slab waveguide to be separated.
[0086]
Further, in each of the above-described embodiments, a plurality of optical input waveguides 2 are provided in the waveguide configuration of the arrayed waveguide diffraction grating, but one optical input waveguide 2 may be provided.
[0087]
Further, in each of the above embodiments, the waveguide forming region 10b side is held and fixed to the base 9 by the clip 19a, but the waveguide forming region 10b may be fixed to the base 9 by a holding member other than the clip 19a. The periphery of the waveguide forming region 10a may be gripped and fixed to the base 9, and the waveguide forming region 10b side may be moved along the crossing separation surface 8.
[0088]
  Further, in each of the above-described embodiments, the slide moving member 17 is provided so as to straddle the first waveguide formation region 10a and the second waveguide formation region 10b. For example, FIG. 10 (a) and (b) As shown in FIG. 2, the slide moving member 17 is moved between the first and second waveguide forming regions 10a and 10b.eitherOn the other hand (in the same figure, the 1st waveguide formation area 10a) and you may provide in the aspect straddling the base 9. FIG.
[0089]
In this case, an arrayed waveguide diffraction grating is provided on the base 9, and the slide moving member 17 is shifted from the set temperature by an amount that substantially compensates for the amount of shift from the set wavelength of the light transmission center wavelength at the set temperature of the arrayed waveguide grating. At the same temperature, the slide moving member 17 is fixed in such a manner as to straddle at least one of the first waveguide forming region 10a and the base 9, respectively. Can be set to the set wavelength.
[0090]
FIG. 11 shows an example of a method for manufacturing the arrayed waveguide diffraction grating shown in FIG. 10. When the method shown in FIG. 11 is applied, the arrayed waveguide diffraction is similar to the above embodiment. The insertion loss of the grating can be suppressed.
[0091]
That is, as shown in FIG. 11A, a chip of an arrayed waveguide diffraction grating is provided on a base 9 such as a U-shaped quartz plate, the separation line 80 is determined in advance, and the second conductor is formed. Only the waveguide forming region 10b side is fixed to the base 9 with a thermosetting adhesive or the like. Thereafter, as shown in FIGS. 5B and 5C, the slide moving member 17 is fixed in a manner straddling the first waveguide forming region 10a and the base 9, and then separated along the separation line 80. Thus, the waveguide forming region 10 may be separated into a first waveguide forming region 10a and a second waveguide forming region 10b.
[0092]
Further, in each of the above embodiments, the separation surfaces such as the intersection separation surface 8 and the non-intersection separation surface 18 are formed by cutting. However, these separation surfaces may be separation surfaces formed by other methods such as cleavage. .
[0093]
【The invention's effect】
  According to the present invention, the first and second waveguide formation regions are formed in association with the separation of at least one of the first and second slab waveguides.OneA slide moving member that moves the side along the separation surface,lightJust enough to compensate for the deviation of the transmission center wavelength from the set wavelength.When measuring the center wavelength of light transmissionBy fixing at a temperature shifted from the temperature,At any temperature during useThe light transmission center wavelength can be set to the set wavelength.
[0094]
Then, by setting the length of the slide moving member freely, for example, by changing the relative position of the first waveguide formation region and the second waveguide formation region depending on the temperature, the light transmission center wavelength Therefore, the arrayed waveguide diffraction grating type optical multiplexer / demultiplexer of the present invention is independent of the temperature, and the optical waveguide centering wavelength of the arrayed waveguide grating type optical multiplexing / demultiplexing whose wavelength matches the set wavelength. A waver can be realized.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing a main configuration of a first embodiment of an arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention by a plan view (a) and a side view (b).
FIG. 2 is a plan view illustrating a part of the manufacturing process of the arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer according to the embodiment.
3 is an explanatory diagram showing a manufacturing process subsequent to FIG. 2 for the arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer of the embodiment. FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a manufacturing process subsequent to FIG. 3 for the arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer of the embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a manufacturing process subsequent to FIG. 4 for the arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer of the embodiment.
FIG. 6 is a graph (a) showing a measurement result of a light transmission center wavelength shift amount of the arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer of the embodiment, and a graph (b) showing a measurement result in the comparative example. .
FIG. 7 is a configuration diagram showing a main configuration of a second embodiment of the arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention in a plan view.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a part of the manufacturing process of the arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer according to the second embodiment.
FIG. 9 is a configuration diagram showing a main configuration of another embodiment of the arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention in a plan view.
FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration of a main part of another embodiment of the arrayed waveguide grating optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention by a side view (a) and a plan view (b).
11 is an explanatory view showing a part of a manufacturing process in the arrayed waveguide diffraction grating type optical multiplexer / demultiplexer of the embodiment shown in FIG. 10 with plan views (a), (c) and a side view (b). is there.
FIG. 12 is an explanatory view showing a conventional arrayed waveguide diffraction grating in plan view.
[Explanation of symbols]
1 Substrate
2 Optical input waveguide
3 First slab waveguide
3a, 3b Separated slab waveguide
4 Arrayed waveguide
4a channel waveguide
5 Second slab waveguide
6 Optical output waveguide
8 crossing separation plane
9 base
10 Waveguide formation region
10a First waveguide formation region
10b Second waveguide formation region
17 Slide moving member
18 Non-intersecting separation plane
30 mating groove

Claims

One or more optical input waveguides, a first slab waveguide connected to the output side of the optical input waveguide, and lengths connected to the output side of the first slab waveguide and having different set amounts from each other An arrayed waveguide comprising a plurality of channel waveguides arranged side by side, a second slab waveguide connected to the output side of the arrayed waveguide, and a plurality of side by side connected to the output side of the second slab waveguide An arrayed waveguide diffraction grating having a waveguide forming region with a light output waveguide formed is prepared, and at least one of the first slab waveguide and the second slab waveguide passes through the slab waveguide. A second waveguide including a first waveguide formation region including a separation slab waveguide on one side and a second separation slab waveguide on the other side separated by an intersection surface intersecting with the path. A step of separating into formation regions, and the first and second waveguides; Depending on the temperature of at least one side of the formation region, the first waveguide forming region with respect to the second waveguide forming region, by relatively sliding movement along the separation surface, the array waveguide An arrayed waveguide diffraction grating having a slide moving member that suppresses the temperature dependence of the light transmission center wavelength of the light output from each light output waveguide of the diffraction grating and has a thermal expansion coefficient larger than that of the waveguide forming region is provided. Measuring a light transmission center wavelength of light output from each of the light output waveguides, obtaining a deviation amount of the light transmission center wavelength from the set wavelength at the time of the measurement, and a deviation of the light transmission center wavelength from the set wavelength The slide moving member is fixed in a manner straddling the first and second waveguide forming regions at a temperature shifted from the temperature at the time of measurement of the light transmission center wavelength by an amount that substantially compensates the amount, and the light transmission center Method of manufacturing the arrayed waveguide grating type optical demultiplexer, characterized by a step of setting the wavelength of the light transmission center wavelength at any temperature when using long.

One or more optical input waveguides, a first slab waveguide connected to the output side of the optical input waveguide, and lengths connected to the output side of the first slab waveguide and having different set amounts from each other An arrayed waveguide comprising a plurality of channel waveguides arranged side by side, a second slab waveguide connected to the output side of the arrayed waveguide, and a plurality of side by side connected to the output side of the second slab waveguide An arrayed waveguide grating having a waveguide forming region with a light output waveguide formed on a base, and at least one of the first slab waveguide and the second slab waveguide of the arrayed waveguide grating One side is separated by an intersecting surface intersecting with a light path passing through the slab waveguide, and the waveguide forming region is separated from the first waveguide forming region including the separated slab waveguide on one side and the separated slab on the other side by the separating surface. Separated into second waveguide formation region including waveguide And that step, depending at least one side of said first and second waveguide forming region on the temperature, the first waveguide forming region with respect to the second waveguide forming region, along the separation surface The temperature expansion coefficient is larger than that of the waveguide formation region, which suppresses the temperature dependence of the light transmission center wavelength of the light output from each light output waveguide of the arrayed waveguide diffraction grating. A step of preparing a slide moving member, measuring a light transmission center wavelength of light output from each light output waveguide of the arrayed waveguide diffraction grating, and obtaining a deviation amount of the light transmission center wavelength from the set wavelength at the time of the measurement And the first and second waveguides at the temperature shifted from the temperature at the time of measurement of the light transmission center wavelength by an amount that substantially compensates for the amount of deviation of the light transmission center wavelength from the set wavelength. forming region Fixed in a manner extending over each of the one of Chi and the base, the array guide which is characterized by comprising the step of setting the wavelength of the light transmission center wavelength in any of the temperature during use of the light transmission central wavelength Manufacturing method of waveguide diffraction grating type optical multiplexer / demultiplexer.