(57)【要約】【課題】アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長とのずれを補正し、光透過中心波長を設定波長にできるアレイ導波路型回折格子を作製する。【解決手段】光入力導波路２と、第１のスラブ導波路３と、互いに異なる長さの複数並設したアレイ導波路４と、第２のスラブ導波路５と、複数並設した光出力導波路６とを順に接続してなる導波路形成部１０を基板１上に形成する。次にアレイ導波路型回折格子に光を通し、光透過中心波長の設定波長とのずれを求める。次に第１のスラブ導波路３を通る光の経路と交わる切断面８で第１のスラブ導波路３を切断分離し、それに伴い、導波路形成領域１０も第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。分離スラブ導波路３ａ，３ｂ同士の切断面８を向き合わせ、光透過中心波長のずれを修正する量だけ切断面８の切断ライン方向に位置を相対的にずらして両スラブ導波路３ａ，３ｂを光接続する。【選択図】図１
2010204696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本または２本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いに異なる長さの複数の並設されたアレイ導波路が接続され、該複数のアレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続されたアレイ導波路型回折格子の導波路構成を基板上に形成し、然る後に、その基板上に形成されたアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を測定して、光透過中心波長の設定波長に対する測定波長のずれを求め、然る後に、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切断面で前記基板と共に切断して分離スラブ導波路を形成し、然る後に、該分離スラブ導波路同士を互いに切断面を向き合わせにして配置し、前記光透過中心波長の設定波長に対する測定波長のずれを解消する量だけ分離スラブ導波路同士を前記切断時の切断ライン方向に相対的にずらして接続して光透過中心波長を設定波長に一致させたアレイ導波路型回折格子を作製することを特徴とするアレイ導波路型回折格子の作製方法。
【請求項２】
１本または２本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いに異なる長さの複数の並設されたアレイ導波路が接続され、該複数のアレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続されたアレイ導波路型回折格子の導波路構成を基板上に形成し、然る後に、その基板上に形成されたアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を測定して、光透過中心波長の設定波長に対する測定波長のずれを求め、然る後に、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切断面で前記基板と共に切断して分離スラブ導波路を形成し、然る後に、該分離スラブ導波路同士を互いに切断面を向き合わせにしてベースの面上に配置して分離スラブ導波路の一方側を前記ベースの面上に固定し、分離スラブ導波路の他方側は前記ベース面上に固定せずに当該ベースの面上に沿って移動可能に配置し、かつ、前記光透過中心波長の設定波長に対する測定波長のずれを解消する量だけ分離スラブ導波路同士を前記切断時の切断ライン方向に相対的にずらした状態にして前記アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を設定波長に一致させ、さらに、使用環境温度の変化によって生じる前記アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に前記移動側の分離スラブ導波路を固定側の分離スラブ導波路に対して前記切断ラインに沿ってリアルタイムでスライド移動させるスライド移動機構を組み込むことを特徴とするアレイ導波路型回折格子の作製方法。
【請求項３】
アレイ導波路型回折格子の導波路構成を基板上に形成した後に第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切断面で切断して分離スラブ導波路を形成するのに代えて、アレイ導波路型回折格子の導波路構成における第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切断面で切断して分離スラブ導波路と成した形態の、一方側の分離スラブ導波路を有するアレイ導波路型回折格子の部分的導波路構成と、他方側の分離スラブ導波路を有するアレイ導波路型回折格子の部分的導波路構成をそれぞれ別々の基板上に形成し、然る後に、該別々の基板に形成された分離スラブ導波路同士を互いに前記切断面に相当する面を向き合わせにし、前記アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長が設定波長に一致するように位置を合わせベースの面上に配置して、分離スラブ導波路の一方側を前記ベースの面上に固定し、分離スラブ導波路の他方側は前記ベース面上に固定せずに当該ベースの面上に沿って移動可能に配置し、さらに、使用環境温度の変化によって生じる前記アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に前記移動側の分離スラブ導波路を固定側の分離スラブ導波路に対して前記切断ラインに沿ってリアルタイムでスライド移動させるスライド移動機構を組み込むことを特徴とする請求項２記載のアレイ導波路型回折格子の作製方法。
【請求項４】
スライド移動機構は導波路構成および基板よりも温度に依存して大きく伸縮する温度依存伸縮部材により形成し、その温度依存伸縮部材の一端側は移動側の分離スラブ導波路に固定し、該温度依存伸縮部材の他端側はベースに固定することを特徴とする請求項２又は請求項３記載のアレイ導波路型回折格子の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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型回折格子の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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９に示すような平板光導波路回路（ＰＬＣ；Ｐｌａｎａｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）のアレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ；Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）がある。アレイ導波路型回折格子は、シリコンなどの基板１上に、同図に示すような導波路構成を備えた導波路形成領域１０を石英系ガラス等のコアにより形成したものである。
【０００４】
アレイ導波路型回折格子の導波路構成は、１本または２本以上の並設された光入力導波路２の出射側に、第１のスラブ導波路３が接続され、第１のスラブ導波路３の出射側には複数の並設されたアレイ導波路４が接続され、アレイ導波路４の出射側には第２のスラブ導波路５が接続され、第２のスラブ導波路５の出射側には複数の並設された光出力導波路６が接続されて形成されている。
【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、互いに異なる長さに形成され、隣り合うアレイ導波路４の長さは互いにΔＬ異なっている。なお、光入力導波路２や光出力導波路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、これらの光入力導波路２、アレイ導波路４、光出力導波路６の各々の本数を簡略的に示してある。
【０００６】
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各アレイ導波路４に入射し、アレイ導波路４を伝搬する。
【０００７】
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、全てのアレイ導波路４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。
【０００８】
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（分波光）を各波長ごとに異なる光出力導波路６から出力できる。
【０００９】
すなわち、アレイ導波路型回折格子は、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の長さの差（ΔＬ）及びその実効屈折率ｎｃに比例する。
【００１０】
アレイ導波路型回折格子は、上記のような特性を有するために、アレイ導波路型回折格子を波長多重伝送用の波長多重分波器として用いることができ、例えば図９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。
【００１１】
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。
【００１２】
上記アレイ導波路型回折格子において、各光出力導波路６から出力される光の光透過特性（アレイ導波路型回折格子の透過光強度の波長特性）は、例えば図１０の（ａ）に示すようになり、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。なお、前記光透過特性は、必ずしも１つの極大値を有するとは限らず、例えば同図の（ｂ）に示すように、２つ以上の極大値を有するものである場合もある。
【００１３】
そして、各光出力導波路６から出力される光の光透過特性（アレイ導波路型回折格子の透過光強度の波長特性）は、例えば図１１に示すようになり、各波長（λ１，λ２，λ３，・・・λｎ）を中心とした透過スペクトルとなる。なお、同図には、異なった光出力導波路６から出力される波長特性を重ねて示してある。
【００１４】
また、アレイ導波路型回折格子は、光の相反性（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９とは逆に、互いに異なる複数の波長の光をそれぞれの波長ごとにそれぞれの光出力導波路６から入射させると、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。
【００１５】
このようなアレイ導波路型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。
【００１６】
上記のようなアレイ導波路型回折格子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、シリコン等の基板１上にアンダークラッド膜、コア膜を順に形成し、その後、アレイ導波路回折格子の導波路構成が描かれたフォトマスクを介してフォトリソグラフィー、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オーバークラッド膜を形成することにより、導波路形成領域を形成し、アレイ導波路型回折格子が作製される。
【００１７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第９１１６６０号明細書（＆特開平１１−２１８６３９号公報）
【特許文献２】欧州特許出願公開第９２２９７３号明細書（＆特開２０００−２４１６５６号公報）
【特許文献３】国際公開第９８／１３７１８号パンフレット（＆特表２００１−５００９８９号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところで、上記のアレイ導波路型回折格子は、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型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、１つの光出力導波路６からそれぞれ出力される光の透過中心波長をλ、前記アレイ導波路４を形成するコアの等価屈折率をｎc、基板（例えばシリコン基板）１の熱膨張係数をαs、アレイ導波路型回折格子の温度変化量をＴとしたときに、（数１）により示されるものである。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
ここで、従来の一般的なアレイ導波路型回折格子において、（数１）から前記光透過中心波長の温度依存性を求めてみる。従来の一般的なアレイ導波路型回折格子においては、ｄｎｃ／ｄＴ＝１×１０−５（℃−１）、αｓ＝３．０×１０−６（℃−１）、ｎｃ＝１．４５１（波長１．５５μｍにおける値）であるから、これらの値を（数１）に代入する。
【００２１】
また、波長λは、各光出力導波路６についてそれぞれ異なるが、各波長λの温度依存性は等しい。そして、現在用いられているアレイ導波路型回折格子は、波長１５５０ｎｍを中心とする波長帯の波長多重光を分波したり合波したりするために用いられることが多いので、ここでは、λ＝１５５０ｎｍを（数１）に代入する。そうすると、従来の一般的なアレイ導波路型回折格子の前記光透過中心波長の温度依存性は、（数２）に示す値となる。
【００２２】
【数２】
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【００２３】
なお、ｄλ／ｄＴの単位は、ｎｍ／℃である。例えばアレイ導波路型回折格子の使用環境温度が２０℃変化したとすると、各光出力導波路６から出力される光透過中心波長は０．３０ｎｍ長波長側にシフトするものであり、前記使用環境温度変化が７０℃以上になると、前記光透過中心波長のシフト量が１ｎｍ以上になってしまう。
【００２４】
アレイ導波路型回折格子は１ｎｍ以下の非常に狭い間隔で波長を分波または合波できることが特徴であり、この特徴を生かして波長多重光通信用に適用されるものであるため、上記のように、使用環境温度変化によって光透過中心波長が上記シフト量だけ変化することは致命的である。
【００２５】
そこで、従来から温度により光透過中心波長が変化しないように、アレイ導波路型回折格子の温度を一定に保つための温度調節手段を設けたアレイ導波路型回折格子が提案されている。この温度調節手段は、例えば、ペルチェ素子やヒータなどを設けて構成されるものであり、いずれも、アレイ導波路型回折格子を予め定めた設定温度（室温以上）に保つ制御を行なうものである。
【００２６】
例えば図１２には、ペルチェ素子を備えたペルチェモジュール１６と、サーミスタ１８を有するアレイ導波路型回折格子が示されており、ペルチェモジュール１６とサーミスタ１８は、導線１７により温度コントローラ（図示せず）に接続されている。なお、サーミスタ１８は、ペルチェモジュール１６と基板１との間に介設された均熱板４２に取り付けられており、基板１と均熱板４２との間及び均熱板４２とペルチェモジュール１６との間には、それぞれ、熱伝導がよくなるように、通常、熱伝導性シリコーンオイルオンパウンドや熱伝導性のシリコーンＲＴＶ（Ｒｏｏｍ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）が設けられている。
【００２７】
このような温度制御手段が設けられたアレイ導波路型回折格子においては、均熱板４２の温度をサーミスタ１８により検出し、この値を温度コントローラにてフィードバックしながら、ペルチェモジュール１６に流れる電流を制御し、アレイ導波路型回折格子の温度が一定となるように、精密な温度制御を行なっている。
【００２８】
また、アレイ導波路型回折格子を構成するアレイ導波路部の作製誤差（膜厚、幅、屈折率等の誤差）に起因して、前記光透過中心波長がＩＴＵグリッド波長等の設定波長からずれている場合にも、光透過中心波長が前記設定波長となる温度を（数２）を用いて算出し、アレイ導波路型回折格子の温度がこの算出温度となるようにペルチェ素子やヒータ等を有する温度調節手段によって温度調節すれば、前記光透過中心波長をグリッド波長に合わせることができる。
【００２９】
しかしながら、ペルチェ素子やヒータのような温度調節手段を用いてアレイ導波路型回折格子の温度を一定に保つものは、温度調節のために、ペルチェ素子やヒータに例えば１Ｗといった通電を常時行なわなければならず、コストがかかるといった問題があった。
【００３０】
また、ペルチェ素子やヒータのような電気部品を使用するためには、当然、コントローラーや制御用サーミスター、熱電対等が必要となり、これらの部品の組立ずれ等に起因して、光透過中心波長シフトを正確に抑制できないことがあった。
【００３１】
さらに、ペルチェ素子の放熱能力には限界があり、アレイ導波路型回折格子を備えたモジュールのサイズなどを考慮すると、使用環境温度が０℃から７０℃まで変化する場合、アレイ導波路型回折格子の温度制御は４０℃から５０℃の範囲に限定する必要があり、アレイ導波路型回折格子の作製誤差などにより、前記光透過中心波長がＩＴＵグリッド波長等の設定波長から大きく（０．５ｎｍ以上）ずれている場合には、ペルチェ素子を用いてアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をＩＴＵグリッド波長等の設定波長に合わせることが難しく、アレイ導波路型回折格子が不良品になってしまうことが多かった。
【００３２】
一方、最近では、図１３に示すように、アレイ導波路４の途中に、アレイ導波路４を横切る溝４３を形成し、この溝４３に、アレイ導波路４と屈折率が異なるシリコーン樹脂４４等を充填することにより、前記温度変化による前記中心波長ずれを補償するタイプのアレイ導波路型回折格子も提案されている。シリコーン樹脂４４は、負の屈折率温度係数を有しており、前記溝４３を三角形状に形成して、アレイ導波路４の長さが長くなるほどシリコーン樹脂４４の介設長さも長くすることにより、シリコーン樹脂４４によって全てのアレイ導波路４によって分波または合波される波長を均一に温度補償し、前記光透過中心波長を補償するようにしている。
【００３３】
しかしながら、このようなタイプのアレイ導波路回折格子においては、溝４３に設けたシリコーン樹脂４４によって光透過中心波長の温度補償を行なうため、溝４３を非常に正確に形成しなければならず、非常に作製が難しく、量産困難なため、コストが高くなってしまった。
【００３４】
また、このようなタイプのアレイ導波路型回折格子においては、アレイ導波路型回折格子の導波路構成や溝４３を極めて精度良く形成したつもりでも、作製誤差が生じることは避けられず、この作製誤差などによって、前記光透過中心波長が、前記グリッド波長からずれていたときに、前記光透過中心波長とグリッド波長とを一致させることはできない。そのため、光透過中心波長がグリッド波長からずれたときには、図１２に示したアレイ導波路型回折格子と同様に、ペルチェモジュール１６等を設ける必要が生じ、ますますコストが高くなってしまう。
【００３５】
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、光透過中心波長を例えばＩＴＵグリッド波長等の所望の設定波長に合わせることができる安価なアレイ導波路型回折格子の製造方法を提供し、さらに、そのアレイ導波路型回折格子において、光透過中心波長の温度依存性を正確に抑制して、温度によらず、光透過中心波長を常に設定波長にできるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
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、１本または２本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いに異なる長さの複数の並設されたアレイ導波路が接続され、該複数のアレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続されたアレイ導波路型回折格子の導波路構成を基板上に形成し、然る後に、その基板上に形成されたアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を測定して、光透過中心波長の設定波長に対する測定波長のずれを求め、然る後に、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切断面で前記基板と共に切断して分離スラブ導波路を形成し、然る後に、該分離スラブ導波路同士を互いに切断面を向き合わせにして配置し、前記光透過中心波長の設定波長に対する測定波長のずれを解消する量だけ分離スラブ導波路同士を前記切断時の切断ライン方向に相対的にずらして接続して光透過中心波長を設定波長に一致させたアレイ導波路型回折格子を作製する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３７】
また、第２の発明は、１本または２本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いに異なる長さの複数の並設されたアレイ導波路が接続され、該複数のアレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続されたアレイ導波路型回折格子の導波路構成を基板上に形成し、然る後に、その基板上に形成されたアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を測定して、光透過中心波長の設定波長に対する測定波長のずれを求め、然る後に、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切断面で前記基板と共に切断して分離スラブ導波路を形成し、然る後に、該分離スラブ導波路同士を互いに切断面を向き合わせにしてベースの面上に配置して分離スラブ導波路の一方側を前記ベースの面上に固定し、分離スラブ導波路の他方側は前記ベース面上に固定せずに当該ベースの面上に沿って移動可能に配置し、かつ、前記光透過中心波長の設定波長に対する測定波長のずれを解消する量だけ分離スラブ導波路同士を前記切断時の切断ライン方向に相対的にずらした状態にして前記アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を設定波長に一致させ、さらに、使用環境温度の変化によって生じる前記アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に前記移動側の分離スラブ導波路を固定側の分離スラブ導波路に対して前記切断ラインに沿ってリアルタイムでスライド移動させるスライド移動機構を組み込む構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３８】
さらに、第３の発明は、上記第２の発明の構成において、前記アレイ導波路型回折格子の導波路構成を基板上に形成した後に第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切断面で切断して分離スラブ導波路を形成するのに代えて、アレイ導波路型回折格子の導波路構成における第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切断面で切断して分離スラブ導波路と成した形態の、一方側の分離スラブ導波路を有するアレイ導波路型回折格子の部分的導波路構成と、他方側の分離スラブ導波路を有するアレイ導波路型回折格子の部分的導波路構成をそれぞれ別々の基板上に形成し、然る後に、該別々の基板に形成された分離スラブ導波路同士を互いに前記切断面に相当する面を向き合わせにし、前記アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長が設定波長に一致するように位置を合わせベースの面上に配置して、分離スラブ導波路の一方側を前記ベースの面上に固定し、分離スラブ導波路の他方側は前記ベース面上に固定せずに当該ベースの面上に沿って移動可能に配置し、さらに、使用環境温度の変化によって生じる前記アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に前記移動側の分離スラブ導波路を固定側の分離スラブ導波路に対して前記切断ラインに沿ってリアルタイムでスライド移動させるスライド移動機構を組み込む構成をもって課題を解決する手段としている。
【００３９】
さらに、第４の発明は、上記第２又は第３の発明の構成に加え、前記スライド移動機構は導波路構成および基板よりも温度に依存して大きく伸縮する温度依存伸縮部材により形成し、その温度依存伸縮部材の一端側は移動側の分離スラブ導波路に固定し、該温度依存伸縮部材の他端側はベースに固定する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００４０】
本発明者は、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを解消することと、前記光透過中心波長の温度依存性を抑制することの２つの目的を達成するために、アレイ導波路型回折格子の線分散特性に着目した。
【００４１】
アレイ導波路型回折格子において、光入力導波路から入射された光は、第１のスラブ導波路（入力側スラブ導波路）で回折し、アレイ導波路を励振する。なお、前記の如く、隣接するアレイ導波路の長さは互いにΔＬずつ異なっている。そこで、アレイ導波路を伝搬した光は、（数３）を満たし、第２のスラブ導波路（出力側スラブ導波路）の出力端に集光される。
【００４２】
【数３】
2010204696.tif 000005
【００４３】
（数３）において、ｎsは第１のスラブ導波路および第２のスラブ導波路の等価屈折率、ｎcはアレイ導波路の等価屈折率、φは回折角、ｍは回折次数、ｄは隣り合うアレイ導波路同士の間隔であり、λは、前記の如く、各光出力導波路から出力される光の透過中心波長である。
【００４４】
ここで、回折角φ=０となるところの光透過中心波長をλ０とすると、λ０は（数４）で表される。なお、波長λ０は、一般に、アレイ導波路型回折格子の中心波長と呼ばれる。
【００４５】
【数４】
2010204696.tif 000006
【００４６】
ところで、図８において、回折角φ=０となるアレイ導波路型回折格子の集光位置を点Ｏとすると、回折角φ＝φpを有する光の集光位置（第２のスラブ導波路５の出力端における位置）は、例えば点Ｐの位置（点ＯからＸ方向にずれた位置）となる。ここで、Ｏ−Ｐ間のＸ方向の距離をｘとすると波長λとの間に（数５）が成立する。なお、図８では、導波路形成領域の符号は省略している。
【００４７】
【数５】
2010204696.tif 000007
【００４８】
（数５）において、Ｌfは第２のスラブ導波路５の焦点距離であり、ｎgはアレイ導波路４の群屈折率である。なお、アレイ導波路４の群屈折率ｎgは、アレイ導波路４の等価屈折率ｎcにより、（数６）で与えられる。
【００４９】
【数６】
2010204696.tif 000008
【００５０】
前記（数５）は、第２のスラブ導波路５の焦点ＯからＸ方向の距離ｄｘ離れた位置に光出力導波路６の入力端を配置形成することにより、ｄλだけ波長の異なった光を取り出すことが可能であることを意味する。
【００５１】
また、（数５）の関係は、第１のスラブ導波路３に関しても同様に成立する。すなわち、例えば第１のスラブ導波路３の焦点中心を点Ｏ’とし、この点Ｏ’からＸ方向に距離ｄｘ’ずれた位置にある点を点Ｐ’とすると、この点Ｐ’に光を入射した場合に、出力の波長がｄλ’ずれることになる。この関係を式により表わすと、（数７）のようになる。
【００５２】
【数７】
2010204696.tif 000009
【００５３】
なお、（数７）において、Ｌｆ’は第１のスラブ導波路３の焦点距離である。この（数７）は、第１のスラブ導波路３の焦点Ｏ’とＸ方向の距離ｄｘ’離れた位置に光入力導波路２の出力端を配置形成することにより、前記焦点Ｏに形成した光出力導波路６においてｄλ’だけ波長の異なった光を取り出すことが可能であることを意味する。
【００５４】
したがって、作製したアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長が例えばＩＴＵグリッド波長等の設定波長とΔλずれていたときに、ｄλ’＝Δλとなるように、光入力導波路２の出力端位置を前記Ｘ方向に距離ｄｘ’だけずらせば、例えば焦点Ｏに形成した光出力導波路６において、波長ずれのない光を取り出すことができ、他の光出力導波路６に関しても同様の作用が生じるため、前記光透過中心波長ずれΔλを補正（解消）できることになる。
【００５５】
上記構成の本発明においては、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がスラブ導波路を通る光の経路と交わる切断面で切断分離されて分離スラブ導波路と成し、該分離スラブ導波路同士が切断面を互いに向き合わせて接続されている。そこで、第１のスラブ導波路が切断分離されていると仮定し、この分離された第１のスラブ導波路を、前記切断面に沿って基板面方向に位置をずらした状態で接続し、それにより、ｄλ’＝Δλとなるように、光入力導波路の出力端位置を前記Ｘ方向に距離ｄｘ’だけずらせば、前記光透過中心波長ずれΔλを補正（解消）できることになる。
【００５６】
なお、前記（数７）から明らかなように、出力の波長のずれｄλ’は、第１のスラブ導波路３の焦点距離によっても変化するので、本発明において、互いに対向する分離スラブ導波路端面が間隔を介した状態で分離スラブ導波路同士を接続したり、分離スラブ導波路の少なくとも一方側の切断面は研磨面または研削面と成したりすることにより、スラブ導波路の分離前と分離した後の接続後の焦点距離を、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をシフトさせるのに十分な大きさだけ変化させれば、同様に、アレイ導波路型回折格子の前記光透過中心波長ずれΔλを補正（解消）できることになる。
【００５７】
また、本発明において、前記分離スラブ導波路の少なくとも一方側を切断面に沿って移動させるスライド移動機構を設け、このスライド移動機構によって、例えば光入力導波路に接続されている分離スラブ導波路側（光入力導波路も含む）を前記切断面に沿ってスライド移動させれば、前記各光透過中心波長をシフトさせることが可能となる。
【００５８】
さらに、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度変動によってアレイ導波路型回折格子の光出力導波路から出力される光透過中心波長がΔλずれたときに、前記スライド移動機構によって、前記各光透過中心波長の温度依存変動（波長ずれ）Δλがｄλと等しくなるようにして、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分離スラブ導波路及び光入力導波路を前記切断面に沿って移動させれば、前記温度変化に伴う光透過中心波長ずれを解消することが可能となる。
【００５９】
なお、厳密に言えば、分離スラブ導波路および光入力導波路の移動を切断面に沿って行なった場合にも、光入力導波路の出力端の位置を変えることによって、光入力導波路の出力端からアレイ導波路の入力端まで、第１のスラブ導波路内を伝搬する光の焦点距離Ｌｆ’が若干変化する。しかしながら、現在用いられているアレイ導波路型回折格子における第１のスラブ導波路の焦点距離は数ｍｍのオーダーであり、一方、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正のために移動する光入力導波路の出力端位置の移動量は数μｍ〜数１０μｍのオーダーであり、第１のスラブ導波路の焦点距離に比べて非常に小さい。
【００６０】
そのため、この場合、実質的には上記焦点距離の変化は無視してしまっても何も差し支えないと考えられる。このことから、前記の如く、アレイ導波路型回折格子における各光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に分離スラブ導波路及び光入力導波路を前記切断面に沿って移動させれば、前記光透過中心波長ずれを解消することが可能となる。
【００６１】
ここで、前記スライド移動機構によって前記光透過中心波長の温度依存性を低減するために、温度変化量と光入力導波路の位置補正量の関係を導いておく。前記光透過中心波長の温度依存性（温度による光透過中心波長のずれ量）は、前記（数２）で表されるので、温度変化量Ｔを用いて光透過中心波長ずれ量Δλを（数８）により表わすことができる。
【００６２】
【数８】
2010204696.tif 000010
【００６３】
（数７）、（数８）から、温度変化量Ｔと光入力導波路の位置補正量ｄｘ’を求めると、（数９）が導かれる。
【００６４】
【数９】
2010204696.tif 000011
【００６５】
したがって、本発明において、（数９）により示される位置補正量ｄｘ’だけ、前記スライド移動機構によって前記切断面に沿って第１のスラブ導波路の分離スラブ導波路及び光入力導波路をスライド移動させることにより、前記光透過中心波長ずれを解消することが可能となる。
【００６６】
また、前記の如く、アレイ導波路型回折格子は光の相反性を利用して形成されているものであり、第２のスラブ導波路側を切断分離して、分離された分離スラブ導波路の少なくとも一方側を、スライド移動機構によって前記切断面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れば、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可能となる。
【００６７】
さらに、上記の原理に基づいて作用するスライド移動機構を設け、ペルチェ素子やヒータを用いなくてもアレイ導波路型回折格子の使用環境温度による光透過中心波長ずれを抑制し、光透過中心波長の温度無依存化を可能とした本発明においては、ペルチェ素子やヒータを含む温度調節手段を設ける場合のように、常時通電を必要とせず、温度調節手段の部品の組立誤差による温度補正誤差が生じることもない。
【発明の効果】
【００６８】
本発明によれば、アレイ導波路型回折格子の導波路構成を形成する第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がスラブ導波路を通る光の経路と交わる切断面で切断されて分離スラブ導波路と成し、該分離スラブ導波路同士が切断面を互いに向き合わせて接続されているために、例えば分離スラブ導波路同士が切断面に沿って基板面方向に位置をずらした状態で接続したり、互いに対向する分離スラブ導波路端面が接触した状態あるいは間隔を介した状態で分離スラブ導波路同士を接続したり、分離スラブ導波路の少なくとも一方側の切断面は研磨面または研削面と成したりして、適宜の接続状態で分離スラブ導波路同士を接続できる。
【００６９】
また、このような分離スラブ導波路同士の接続によって、例えばアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をスラブ導波路切断前の光透過中心波長に対してシフトさせることができ、このようにシフトした構成のものにおいては、光透過中心波長を適宜の値とすることができる。
【００７０】
そして、本発明において、例えば、切断前の状態のアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長が設定波長からずれていたときに、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを補正にする方向に分離スラブ導波路同士を接続することにより、分離スラブ導波路同士の接続によって光透過中心波長ずれを補正（解消）することができる。
【００７１】
さらに、分離スラブ導波路の少なくとも一方側を切断面に沿ってリアルタイムで移動させるスライド移動機構を設けた構成のものにおいては、例えばスライド移動機構を、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をシフトさせる中心波長調整手段と成すことができ、このリアルタイムのシフトによって、アレイ導波路型回折格子の使用中における光透過中心波長の温度依存変動を低減することができる。
【００７２】
さらに、スライド移動機構は導波路構成および基板よりも温度に依存して大きく伸縮する温度依存伸縮部材を有している構成のものにおいては、この温度依存伸縮部材によって、分離スラブ導波路の少なくとも一方側をリアルタイムでスライド移動し、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存変動を低減することができ、装置構成も簡略化できる。
【００７３】
さらに、スライド移動機構は温度の変化に応じて分離スラブ導波路のスライド移動量とスライド移動方向を制御してアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に少なくとも一方の分離スラブ導波路をリアルタイムで移動する手段と成しているので、この手段によって、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存変動を低減することができる。
【００７４】
さらに、本発明のアレイ導波路型回折格子の作製方法において、光入力導波路と第１のスラブ導波路とアレイ導波路と第２のスラブ導波路と光出力導波路を有する導波路構成を基板上に形成し、然る後に、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切断面で切断して分離スラブ導波路を形成し、該分離スラブ導波路同士を接続してアレイ導波路型回折格子を作製する構成のものにおいては、従来のアレイ導波路型回折格子の作製方法を利用して、容易に本発明のアレイ導波路型回折格子を作製することができる。
【００７５】
さらに、本発明のアレイ導波路型回折格子の作製方法において、アレイ導波路型回折格子の導波路構成における第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切断面で切断して分離スラブ導波路と成した形態の、一方側の分離スラブ導波路を有するアレイ導波路型回折格子の部分的導波路構成と、他方側の分離スラブ導波路を有するアレイ導波路型回折格子の部分的導波路構成をそれぞれ別々の基板上に形成し、然る後に、該別々の基板に形成された分離スラブ導波路同士を接続してアレイ導波路型回折格子を作製する構成においては、例えば基板を形成するウェハ上に前記各部分的導波路構成を効率良く形成することが可能となり、アレイ導波路型回折格子の生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第１実施形態例を示す要部構成図である。
【図２】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第２実施形態例を示す要部構成図である。
【図３】上記第２実施形態例のアレイ導波路型回折格子における光透過中心波長の温度依存性を従来のアレイ導波路型回折格子における光透過中心波長の温度依存性と比較して示すグラフである。
【図４】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第３実施形態例を示す要部構成図である。
【図５】アレイ導波路型回折格子を第１のスラブ導波路の光の経路に交わる切断面で切断した形態の２つの部分的導波路形成領域を、それぞれ別々の基板用ウェハに形成する場合の設計例を示す説明図である。
【図６】アレイ導波路型回折格子の導波路形成領域を基板用ウェハに形成する場合の設計例を示す説明図である。
【図７】本発明のアレイ導波路型回折格子のその他の実施形態例を平面図により示す要部構成図である。
【図８】アレイ導波路型回折格子における光透過中心波長シフトと光入力導波路および光出力導波路の位置との関係を示す説明図である。
【図９】従来のアレイ導波路型回折格子の構成を波長多重分離化動作と共に示す説明である。
【図１０】アレイ導波路型回折格子の光透過特性の例を示すグラフである。
【図１１】アレイ導波路型回折格子の各光出力導波路から出力される各光の光透過特性例を１つのグラフにまとめて示すグラフである。
【図１２】温度制御回路を備えた従来のアレイ導波路型回折格子を示す説明図である。
【図１３】光透過特性の温度依存性を低減するために従来提案されたアレイ導波路型回折格子の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００７７】
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の（ａ）には、本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第１実施形態例の要部構成が平面図により示されている。
【００７８】
本実施形態例は、図９に示したような従来のアレイ導波路型回折格子とほぼ同様の導波路構成を有する導波路形成領域１０をシリコン等の基板１上に形成して成るものであり、本実施形態例が従来例と異なる特徴的なことは、図１の（ａ）に示すように、前記第１のスラブ導波路３が第１のスラブ導波路３を通る光の経路と交わる切断面８で切断されて分離スラブ導波路３ａ，３ｂと成し、該分離スラブ導波路３ａ，３ｂ同士が切断面８を互いに向き合わせて接続されていることである。
【００７９】
また、本実施形態例では、分離スラブ導波路３ａ，３ｂ同士を切断面８に沿って基板面方向に位置調整量ｄｘ’だけずらした状態で接続されており、それにより、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をシフトさせ、該光透過中心波長の設定波長からのずれを補正して、光透過中心波長を設定温度（例えば２５℃）において、設定波長であるＩＴＵグリッド波長とほぼ一致させている。
【００８０】
本実施形態例のアレイ導波路型回折格子は以上のように構成されており、このアレイ導波路型回折格子を作製するときには、まず、図１の（ｂ）に示すようなアレイ導波路型回折格子を作製する。次に、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を測定し、この測定波長の設定波長（この場合ＩＴＵグリッド波長）からのずれを求めてその値をΔλとする。
【００８１】
その後、図１の（ａ）に示したように、第１のスラブ導波路３を、第１のスラブ導波路３を通る光の進行方向中心軸に直交する切断面８で切断し、それに伴い、アレイ導波路型回折格子を第１の導波路形成領域１０ａおよびその下の基板１ａと第２の導波路形成領域１０ｂおよびその下の基板１ｂとに分離する。そして、分離スラブ導波路３ａ，３ｂ同士を切断面８に沿って基板面方向に位置調整量ｄｘ’だけずらした状態で接続することにより、本実施形態例のアレイ導波路型回折格子が作製される。
【００８２】
なお、図１における線Ａは、アレイ導波路型回折格子を切断面８で切断する前の状態において、入力導波路２ａの出力端２０から第１のスラブ導波路３に入射する光の中心軸方向を示している。
【００８３】
また、上記位置調整量ｄｘ’は、前記の如く、本発明者がアレイ導波路型回折格子の線分散特性に着目して行なった検討結果に基づいて定めたものであり、光入力導波路２の出力端位置を前記Ｘ方向に位置調整量ｄｘ’だけ移動することにより、各光出力導波路６からの出力波長を前記（数７）に示すｄλ’（ｄλ’＝Δλ）シフトさせることができる。
【００８４】
なお、切断面８の形成方法として、本実施形態例では、ダイシングソー等による切断を適用している。また、分離スラブ導波路３ａ，３ｂ同士の接続に際し、第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂとを接着固定して分離スラブ導波路３ａ，３ｂを接続してもよいし、少なくとも分離スラブ導波路３ａと分離スラブ導波路３ｂの接続部（互いに対向する面の間）に、マッチングオイルやマッチンググリースを設けた状態で、第１の導波路形成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂとをクリップ等を介して機械的に接続してもよい。
【００８５】
また、第１の導波路形成領域１０ａおよびその下の基板１ａと第２の導波路形成領域１０ｂおよびその下の基板１ｂを、表面が平滑なベース上に配置して、分離スラブ導波路３ａ，３ｂの切断面８同士を対向させ、接続すると、分離スラブ導波路３ａ，３ｂの高さの位置合わせを容易に行なうことができる。
【００８６】
本実施形態例によれば、上記のように、アレイ導波路型回折格子の第１のスラブ導波路３をその光の経路と交わる切断面８で切断して分離スラブ導波路３ａ，３ｂを形成し、分離スラブ導波路３ａ，３ｂ同士を切断面８に沿って、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をＩＴＵグリッド波長に補正できる位置調整量ｄｘ’だけずらした状態で、切断面８を互いに向き合わせて接続したものであるから、前記設定温度において、光透過中心波長がＩＴＵグリッド波長とほぼ一致する優れたアレイ導波路型回折格子とすることができる。
【００８７】
また、本実施形態例によれば、アレイ導波路型回折格子を切断面８で切断して分離スラブ導波路３ａ，３ｂを形成し、分離スラブ導波路３ａ，３ｂ同士を切断面８に沿ってずらした状態で接続して形成されるものであるから、非常に容易に作製することができ、作製歩留まりを向上させることができる。
【００８８】
図２には、本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第２実施形態例の要部構成が平面図により示されている。本第２実施形態例において、上記第１実施形態例と同一名称部分には同一符号が付してある。
【００８９】
本第２実施形態例も上記第１実施形態例と同様に、図９に示したような構成のアレイ導波路型回折格子を、その第１のスラブ導波路３を通る光の経路と交わる切断面８で切断して形成されており、前記設定温度においてアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をＩＴＵグリッド波長に補正できる位置調整量ｄｘ’だけ、分離スラブ導波路３ａ側を切断面８に沿って分離スラブ導波路３ｂ側に対してずらした状態で、切断面８を互いに向き合わせて接続されている。
【００９０】
本第２実施形態例の特徴的なことは、分離スラブ導波路３ｂを有する第２の導波路形成領域１０ｂおよびその下の基板１ｂをベース９に固定し、分離スラブ導波路３ａを有する第１の導波路形成領域１０ａおよびその下の基板１ａを切断面８に沿ってベース９の面方向にスライド移動することにより、分離スラブ導波路３ａ側を分離スラブ導波路３ｂ側に対して、切断面８に沿って相対移動する構成としたことである。
【００９１】
具体的には、本第２実施形態例において、ベース９は、石英ガラスやＩｎｖａｒロットなどの低熱膨張率の材料により形成されており、このベース９に、分離スラブ導波路３ｂとアレイ導波路４と第２のスラブ導波路５と光出力導波路６が形成されている側の導波路形成部１０ｂおよびその下の基板１ｂが固定されている。
【００９２】
一方、分離スラブ導波路３ａが形成されている側の導波路形成部１０ａおよびその下の基板１は、ベース９の表面に沿って図の矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向にスライド移動自在に配置されており、導波路形成部１０ａの一端側は接着剤１３を介して高熱膨張係数部材７に固定されており、他端側は係止部材１４に係止されている。
【００９３】
前記高熱膨張係数部材７は、導波路形成部１０ａの上面に沿って設けられた上板部７ａと導波路形成部１０ａの側面に沿って設けられた側板部（図示されていない）とを有するＬ字形状の部材であり、側板部が固定部１１でベース９に固定されている。
【００９４】
また、高熱膨張係数部材７は、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長のシフトに応じた分離スラブ導波路３ａの移動量に対応する熱膨張係数による収縮が生じる物質であり、温度に依存して導波路形成領域１０および基板１よりも大きく伸縮する温度依存伸縮部材として機能する。高熱膨張係数部材７は、例えば熱膨張係数が２．５×１０−５（１／Ｋ）のＡｌ（アルミニウム）により形成されている。
【００９５】
前記係止部材１４は、導波路形成部１０ａの上面に沿って設けられた上板部１４ａと導波路形成部１０ａの側面に沿って設けられた側板部（図示されていない）とを有するＬ字形状の部材であり、側板部が固定部１２でベース９に固定されている。係止部材１４の上板部の内壁と導波路形成部１０ａの上面とは当接しており、導波路形成部１０ａのスライド移動時に、導波路形成部１０ａがベース９に対して上方側（ＸＹ平面に垂直なＺ軸方向）に変位しないようになっている。また、側板部の内壁と導波路形成部１０ａの側面とは間隔を介しており、導波路形成部１０ａのスライド移動が支障なく行なえるようになっている。
【００９６】
本第２実施形態例において、前記の如く、分離スラブ導波路３ａ側を分離スラブ導波路３ｂ側に対して切断面８に沿って相対移動するスライド移動機構は、高熱膨張係数部材７と、ベース９、係止部材１４を有して構成されている。そして、スライド移動機構は前記特徴的な構成の高熱膨張係数部材７を有することにより、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に分離スラブ導波路３ａ側の第１の導波路形成領域１０ａを移動し、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を温度依存変動を低減する方向にシフトさせる中心波長調整手段と成している。
【００９７】
なお、本第２実施形態例において、前記導波路構成における各パラメータは、以下のように構成されている。すなわち、第１のスラブ導波路３の焦点距離Ｌｆ’と第２のスラブ導波路５の焦点距離Ｌfは等しく、その値は９ｍｍ（９０００μｍ）であり、また、２５℃において、第１のスラブ導波路３の等価屈折率および第２のスラブ導波路５の等価屈折率は共にｎｓで、その値は、波長１．５５μｍの光に対して１．４５３である。
【００９８】
さらに、アレイ導波路４の光路長差ΔＬは６５．２μｍ、隣り合うアレイ導波路４同士の間隔は１５μｍ、回折次数ｍは６１、アレイ導波路４の等価屈折率ｎｃは波長１．５５μｍの光に対して１．４５１、アレイ導波路の群屈折率ｎｇは波長１．５５μｍの光に対して１．４７５である。
【００９９】
したがって、本第２実施形態例のアレイ導波路型回折格子において、回折角φ＝０となるところの光透過中心波長λ0は、前記（数４）から明らかなように、λ0=１５５０．９ｎｍである。
【０１００】
ところで、本発明者は、アレイ導波路型回折格子の温度依存性を抑制するために、アレイ導波路型回折格子の線分散特性に着目し、前記（数１）〜（数９）を用いた説明の通り、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度変化量Ｔと光入力導波路の位置補正量ｄｘ’との関係を求めた。そして、この関係は前記（数９）により表わされることを確認した。なお、この使用環境温度変化量Ｔに対応する位置補正量ｄｘ’は、前記設定温度において光透過中心波長がＩＴＵグリッド波長からずれているときに、光透過中心波長をＩＴＵグリッド波長に合わせるためのｄｘ’とは別に定められるものである。
【０１０１】
そこで、本実施形態例について、アレイ導波路型回折格子の導波路構成の各パラメータと（数９）に基づき、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度の変化量Ｔと光入力導波路２の位置補正量ｄｘ’の関係を求めると、（数１０）に示す関係となっていることが分かった。
【０１０２】
【数１０】
2010204696.tif 000012
【０１０３】
したがって、本第２実施形態例において、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度が１０℃変化した際、光入力導波路２の出力端の位置をＸ方向に約３．８３μｍ補正（移動）すれば、温度による中心波長すれが補正できる計算になる。
【０１０４】
そこで、本第２実施形態例では、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度が１０℃上昇したときに、光ファイバに接続されている光入力導波路２の出力端２０の位置が約３．８３μｍだけ、矢印Ａ方向に移動し、その逆に、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度が１０℃下降したときに、光入力導波路２の出力端２０の位置が約３．８３μｍだけ、矢印Ｂ方向に移動するように、分離スラブ導波路３ａ側の移動量を定めた。そして、この移動量が得られるように高熱膨張係数部材７の大きさ等を形成し、前記スライド移動機構によって、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るようにしている。
【０１０５】
なお、本第２実施形態例のアレイ導波路型回折格子の作製に際し、本発明者は、ファイバグレーティングの温度補償パッケージを応用し、モジュールを組み立てた。すなわち、第１のスラブ導波路３の切断にはダイシングソーを用い、切断面８における反射を防ぐために、石英系ガラスと屈折率の整合したマッチンググリースを切断面８に塗布した。また、高熱膨張係数部材７と導波路形成部１０ａとの接着に用いた接着剤１３は、熱硬化接着剤とし、１００℃で硬化させた。
【０１０６】
また、光ファイバ配列具２１に設けた光ファイバ２３とアレイ導波路回折格子の光入力導波路２を調心し、光ファイバ配列具２２に固定した光ファイバテープ２４の各光ファイバ（図示せず）とアレイ導波路型回折格子の各光出力導波路６を調心し、対応する光ファイバと導波路２，６をそれぞれ接続した。
【０１０７】
本第２実施形態例は以上のように構成されており、本第２実施形態例も上記第１実施形態例と同様に、第１のスラブ導波路３を通る光の経路と交わる切断面８で、第１のスラブ導波路３が分離スラブ導波路３ａ，３ｂに切断分離し、設定温度においてアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をＩＴＵグリッド波長に補正できる位置調整量ｄｘ’だけずらした状態で、互いに向き合わせて接続したものであるから、前記設定温度において、光透過中心波長がＩＴＵグリッド波長とほぼ一致する優れたアレイ導波路型回折格子とすることができる。
【０１０８】
また、本第２実施形態例は、特徴的なスライド移動機構を設け、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度が上昇変化すると、前記スライド移動機構によって、分離スラブ導波路３ａ側が切断面８に沿ってＡ方向に移動し、一方、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度が下降変化すると、前記スライド移動機構によって、分離スラブ導波路３ａ側が切断面８に沿ってＢ方向に移動する。そして、この移動によって、アレイ導波路型回折格子の各光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向への分離スラブ導波路３ａのスライド移動が行なわれる。
【０１０９】
また、上記スライド移動量は、前記（数１０）により求められる位置補正量ｄｘ’であり、上記スライド移動によって、分離スラブ導波路３ａ及び光入力導波路２がスライド移動する。
【０１１０】
したがって、本第２実施形態例によれば、たとえアレイ導波路型回折格子の使用環境温度が変化しても、この温度変化に伴う光透過中心波長ずれを解消することができ、使用環境温度に依存しない、いわゆる温度無依存型のアレイ導波路型回折格子とすることができ、温度変化によらず、常にアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をほぼＩＴＵグリッド波長にすることができる。
【０１１１】
本発明者が、実際に、０℃〜８０℃の環境温度において、光透過中心波長の温度変化を測定したところ、図３の特性線ａに示す結果が得られ、光透過中心波長のずれ（シフト）量は約０．０１ｎｍ以下となり、使用環境温度が０℃〜８０℃の範囲内で変化しても、光透過中心波長は殆どずれないことが確認できた。
【０１１２】
なお、図３には、アレイ導波路型回折格子における導波路構成の各パラメータを本第２実施形態例と同様に形成し、第１のスラブ導波路３を分離していない従来のアレイ導波路型回折格子において、０℃〜８０℃の環境温度における光透過中心波長の温度変化を測定した結果も示されている（図３の特性線ｂ）。特性線ａと特性線ｂとを比較すると明らかなように、本第２実施形態例のアレイ導波路型回折格子は、従来のアレイ導波路型回折格子において問題であった光透過中心波長の温度依存性を解消することができ、光波長多重通信用などの実用に適した優れたアレイ導波路型回折格子であることが分かる。
【０１１３】
また、本第２実施形態例によれば、前記スライド移動機構は、高熱膨張係数部材７、ベース９、係止部材１４を有して構成されており、ベース９に配置した導波路形成部１０ａおよびその下の基板１の一端側を、高熱膨張係数部材７を介してベース９に固定し、他端側を係止部材１４により係止するといった簡単な構成であり、アレイ導波路型回折格子の構成の複雑化を避けることができる。
【０１１４】
さらに、本第２実施形態例によれば、上記のように導波路形成部１０ａおよびその下の基板１をベース９にスライド移動自在に固定し、導波路形成部１０およびその下の基板をベース９に固定したものであるため、容易に作製することができる。
【０１１５】
さらに、本第２実施形態例によれば、ペルチェ素子やヒータを用いる必要がないために、ペルチェ素子やヒータを含む温度調節手段を設ける場合のように、常時通電を必要とせず、部品の組立誤差による温度補正誤差を抑制することができる。
【０１１６】
図４には、本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第３実施形態例の要部構成が平面図により示されている。本第２実施形態例において、上記第１、第２実施形態例と同一名称部分には同一符号が付してある。
【０１１７】
本第３実施形態例は上記第２実施形態例とほぼ同様に構成されており、本第３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、高熱膨張係数部材７の代わりにマイクロメーターヘッド２５を設けてスライド移動機構を構成したことである。なお、本第３実施形態例でも上記第２実施形態例と同様に、係止部材１４が設けられているが、図４には、係止部材１４を省略して示してある。
【０１１８】
マイクロメーターヘッド２５には図示されていない制御手段が接続されており、マイクロメーターヘッド２５は、この制御手段の制御に基づいて温度の変化に応じて分離スラブ導波路３ａのスライド移動量とスライド移動方向を制御し、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に分離スラブ導波路３ａを移動する手段と成している。前記制御手段には、例えば（数１０）に示したような、分離スラブ導波路３ａのスライド移動量とスライド移動方向の情報が予め入力されている。
【０１１９】
本第３実施形態例は以上のように構成されており、本第３実施形態例も上記第２実施形態例とほぼ同様にして作製され、同様の動作により同様の効果を奏することができる。
【０１２０】
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、アレイ導波路型回折格子の作製に際し、いずれも、光入力導波路２と第１のスラブ導波路３とアレイ導波路４と第２のスラブ導波路５と光出力導波路６を有する導波路構成を基板１上に形成し、然る後に、前記第１のスラブ導波路３を、該第１のスラブ導波路３を通る光の経路と交わる切断面８で切断して分離スラブ導波路３ａ，３ｂを形成し、該分離スラブ導波路３ａ，３ｂ同士を接続したが、アレイ導波路型回折格子の作製方法は特に限定されるものではない。
【０１２１】
例えば、図５の（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示すように、アレイ導波路型回折格子の導波路構成における第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切断面８で切断して分離スラブ導波路３ａ，３ｂと成した形態の、一方側の分離スラブ導波路３ａを有するアレイ導波路型回折格子の部分的導波路構成（同図の（ａ）に示す第１の導波路形成領域１０ａ）と、他方側の分離スラブ導波路３ｂを有するアレイ導波路型回折格子の部分的導波路構成（同図の（ｂ）に示す第２の導波路形成領域１０ｂ）をそれぞれ別々の基板１上に形成し、然る後に、該別々の基板１に形成された分離スラブ導波路３ａ，３ｂ同士を接続してアレイ導波路型回折格子を作製してもよい。
【０１２２】
このようにすると、作製されるアレイ導波路型回折格子の生産性を向上させることができる。すなわち、切断しない状態のアレイ導波路型回折格子のチップサイズは、一般に、３ｃｍ×４ｃｍであり、図６に示すように、基板１となる４インチのウェハ３０上にせいぜい４チップしか配置できない（言い換えると、１チップ当たり０．２５枚のウェハ３０を必要とする）。
【０１２３】
それに対し、図５に示したように、分離スラブ導波路３ａを有するアレイ導波路型回折格子の部分的導波路構成と分離スラブ導波路３ｂを有するアレイ導波路型回折格子の部分的導波路構成をそれぞれ別々の基板１上に形成すると、同図の（ａ）においては、１ウェハ当たり７８チップ形成でき、同図の（ｂ）においては１ウェハ当たり１０チップ形成できる。言い換えれば、１チップ当たり０．１１枚のウェハ３０を必要とするだけであり、図６の場合に比べ、１チップ当たりのウェハ３０の必要枚数を格段に少なくすることができる。
【０１２４】
また、アレイ導波路型回折格子において、アレイ導波路４の形成部分の製造密度が不良となると、他の部分に問題がなくてもアレイ導波路型回折格子の光学特性が不良となるケースが多いので、アレイ導波路４の形成部分の歩留まりが悪い場合に、アレイ導波路４の形成部のみを作り直して、より一層生産性を向上させることもできる。
【０１２５】
また、上記各実施形態例では、分離スラブ導波路３ａ，３ｂ同士を切断面８に沿って基板面方向に位置をずらした状態で接続することにより、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを補正するようにしたが、例えば図７の（ａ）、（ｂ）に示すように、互いに対向する分離スラブ導波路３ａ，３ｂ端面を、間隔を介した状態で分離スラブ導波路３ａ，３ｂ同士を接続して、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを補正するようにしてもよい。
【０１２６】
この場合、同図の（ａ）に示すように、分離スラブ導波路３ａ，３ｂの端面（切断面８）を平行に配置してもよいし、同図の（ｂ）に示すように、分離スラブ導波路３ａ，３ｂの端面を、予め定めた設定角度を介して配置してもよい。
【０１２７】
さらに、分離スラブ導波路３ａ，３ｂの少なくとも一方側の切断面を研磨面または研削面と成して、研磨又は研削した方の分離スラブ導波路３ａ，３ｂの焦点距離を第１のスラブ導波路３の切断前よりも短くし、それにより、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを補正するようにしてもよい。
【０１２８】
さらに、上記の様々な態様（分離スラブ導波路３ａ，３ｂ同士を切断面８に沿って基板面方向に位置をずらした状態で接続する態様、互いに対向する分離スラブ導波路３ａ，３ｂの端面が間隔を介した状態で分離スラブ導波路３ａ，３ｂ同士を接続する態様、分離スラブ導波路３ａ，３ｂの少なくとも一方側の切断面８を研磨面または研削面と成す態様）の２つ以上の態様を組み合わせて、分離スラブ導波路３ａ，３ｂ同士を接続してもよい。
【０１２９】
さらに、上記各実施形態例では、第１のスラブ導波路３を切断分離したが、アレイ導波路型回折格子は光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側を切断分離して、分離された分離スラブ導波路同士を、上記の様々な態様やその態様を組み合わせた態様で、切断面８を互いに向き合わせて接続してもよい。
【０１３０】
さらに、上記各実施形態例では、いずれも、切断面８をダイシングソーなどによって形成したが、切断面８を劈開により形成する劈開形成面としてもよい。
【０１３１】
さらに、上記第２実施形態例のように、高熱膨張係数部材７を有するスライド移動機構を設ける場合、上記第２実施形態例のように、高熱膨張係数部材７としてＡｌの板を用いるとは限らず、Ａｌ以外の材料により高熱膨張係数部材７を形成してもよい。
【０１３２】
さらに、上記第２、第３実施形態例のように、スライド移動機構を設ける場合にも、第２のスラブ導波路５側を切断分離して形成した分離スラブ導波路の少なくとも一方側を、スライド移動機構によって前記切断面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よい。この場合も、上記第２、第３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。
【０１３３】
さらに、第１のスラブ導波路３と第２のスラブ導波路５の両方をそれぞれ切断してそれぞれ分離スラブ導波路を形成し、分離された分離スラブ導波路同士を、切断面を互いに向き合わせて接続したり、分離スラブ導波路の少なくとも一方側を、スライド移動機構によって前記切断面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よい。
【０１３４】
さらに、第１のスラブ導波路３や第２のスラブ導波路５の切断面８は上記各実施形態例のように、スラブ導波路を通る光の進行方向中心軸に直交する面とは限らず、進行方向中心軸に対して斜めに交わる面としてもよく、切断するスラブ導波路を通る光の経路と交わる切断面で切断分離すればよい。
【０１３５】
さらに、本発明のアレイ導波路型回折格子を構成する各導波路２，３，４，５，６の等価屈折率や本数、大きさなどの詳細な値は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
【符号の説明】
【０１３６】
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
５  第２のスラブ導波路
６  光出力導波路
７  高熱膨張係数部材
８  切断面
９  ベース
１０，１０ａ，１０ｂ  導波路形成部
１４  係止部材
３０  ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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