(57)【要約】【課題】透過特性が可変な光干渉回路を構成し、かつ環境温度に対して温度無依存化を達成した波長可変フィルタを提供すること。【解決手段】本実施例においては、光学樹脂２１を局所的に加熱するためのヒータ３０が実装されている点に特徴がある。図中示すヒータ３０は、そのおおよその外形を示したものであり、実際は光学樹脂を局所的に加熱できる外付けしたヒータであればよい。さらに、ヒータ３０からは電力を印加するための電気配線４０が取り出されている。この時、このＡＷＧを温度無依存化するためには、第１のスラブ導波路１２に溝２０を形成し光学樹脂２１を充填しているが、溝２０と光学樹脂２１が式（１）を満足するようにＡＷＧを構成する光干渉回路を設計すれば、温度無依存化することが可能である。【選択図】図７
2010054624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力した波長多重光を分波して異なる波長の複数の光を出力する波長可変フィルタにおいて、
長さの異なる複数のチャネル導波路であって、前記複数のチャネル導波路間で生じる位相差の波長による変化により前記波長多重光を分波する複数のチャネル導波路と、
光の進行方向と交差するように配置され、各波長の光に対する前記位相差の温度による変化をキャンセルする材料と、
前記材料を加熱または冷却する機構と
を備えることを特徴とする波長可変フィルタ。
【請求項２】
所定の長さずつ異なる長さを有した前記複数のチャネル導波路で構成されるアレイ導波路回折格子と、
前記アレイ導波路回折格子と入力用のチャネル導波路との間に配置された入力側のスラブ導波路と、
前記アレイ導波路回折格子と出力用のチャネル導波路との間に配置された出力側のスラブ導波路と
を備え、
前記いずれの導波路も、上部クラッド、コア、及び下部クラッドで構成されており、
前記入力側または出力側のスラブ導波路は、入力した各波長の光に対して、前記入力側のスラブ導波路から前記アレイ導波路回折格子の複数のチャネル導波路を経て前期出力側のスラブ導波路に至る経路間で生じる位相差の温度による変化をキャンセルする前記材料を、光の進行方向と交差するように湾曲状に形成した溝に充填して含み、
前記溝は、前記入力側もしくは出力側のスラブ導波路から前記上部クラッドおよび前記コアを除去することにより形成されるか、または前記入力側もしくは出力側のスラブ導波路から前記上部クラッド、前記コアおよび前記下部クラッドを除去することにより形成され、
前記材料は、前記材料が含まれるスラブ導波路の実効屈折率の温度係数と異なる屈折率温度係数を有する材料であることを特徴とする請求項１に記載の波長可変フィルタ。
【請求項３】
前記溝は、前記入力側または出力側のスラブ導波路に形成された、前記材料を充填するための複数の溝であり、
前記複数の溝はグループ化され、
前記材料を独立に加熱または冷却する機構をグループ毎に備えることを特徴とする請求項２に記載の波長可変フィルタ。
【請求項４】
所定の長さずつ異なる長さを有した前記複数のチャネル導波路で構成されるアレイ導波路回折格子と、
前記アレイ導波路回折格子と入力用のチャネル導波路との間に配置された入力側のスラブ導波路と、
前記アレイ導波路回折格子と出力用のチャネル導波路との間に配置された出力側のスラブ導波路と
を備え、
前記いずれの導波路も、上部クラッド、コア、及び下部クラッドで構成されており、
前記アレイ導波路回折格子は、入力した各波長の光に対して前記複数のチャネル導波路間で生じる位相差の温度による変化をキャンセルする材料を、前記複数のチャネル導波路に跨り交差するように形成した溝に充填して含み、
前記溝は、前記チャネル導波路から前記上部クラッドおよび前記コアを除去することにより形成されるか、または前記チャネル導波路から前記上部クラッド、前記コアおよび前記下部クラッドを除去することにより形成され、
前記材料は、前記複数のチャネル導波路の実効屈折率の温度係数と異なる屈折率温度係数を有する材料であることを特徴とする請求項１に記載の波長可変フィルタ。
【請求項５】
前記溝は、前記アレイ導波路回折格子を構成する前記複数のチャネル導波路に跨り交差するように形成した、前記材料を充填するための複数の溝であり、
前記複数の溝はグループ化され、
前記材料を独立に加熱または冷却する機構をグループ毎に備えることを特徴とする請求項４に記載の波長可変フィルタ。
【請求項６】
前記複数のチャネル導波路は、
上部クラッド、コア、及び下部クラッドで構成されており、
Ｎ＋１（Ｎは、１以上の整数）個の光カプラと隣接する光カプラとに挟まれたＮ組のアーム導波路であり、
前記Ｎ組のアーム導波路のそれぞれは、光路長が異なる第１のアーム導波路および第２のアーム導波路で構成され、
前記第１のアーム導波路または前記第２のアーム導波路の少なくとも一方に溝が形成され、
前記溝は、前記溝が形成されるアーム導波路から前記上部クラッド及び前記コアを除去することにより形成されるか、または前記溝が形成されるアーム導波路から前記上部クラッド、前記コア、及び前記下部クラッドを除去することにより形成され、
前記溝には、前記溝が形成されるアーム導波路の実効屈折率の温度係数と異なる屈折率温度係数を有する前記材料が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の波長可変フィルタ。
【請求項７】
前記複数のチャネル導波路は、
上部クラッド、コア、及び下部クラッドで構成されており、
１つ又は複数の光分岐カプラを接続して構成された、Ｍ（Ｍは、２以上の整数）ポートの出力を有する第１の光分岐カプラのそれぞれの出力と、１つ又は複数の光分岐カプラを接続して構成された、前記第１の光分岐カプラの出力のポート数と同数の入力のポート数を有する第２の光分岐カプラのそれぞれの入力との間に設けられた、各々が異なる遅延量を有するＭ本の遅延導波路であり、
前記Ｍ本の遅延導波路のうちの少なくとも１つの一部に溝が形成され、
前記溝は、前記溝が形成される遅延導波路から前記上部クラッド及び前記コアを除去することにより形成されるか、または前記遅延導波路から前記上部クラッド、前記コア、及び前記下部クラッドを除去することにより形成され、
前記溝には、前記溝が形成される遅延導波路の実効屈折率の温度係数と異なる屈折率温度係数を有する前記材料が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の波長可変フィルタ。
【請求項８】
前記複数のチャネル導波路は、円状のリング導波路、及び１つ又は２つの入出力導波路であり、
前記リング導波路は、上部クラッド、コア、及び下部クラッドで構成されており、
前記リング導波路は、前記リング導波路から前記上部クラッド及び前記コアを除去することにより、または前記リング導波路から前記上部クラッド、前記コア、及び前記下部クラッドを除去することにより形成される溝を備え、
前記溝には、前記リング導波路の実効屈折率の温度係数と異なる屈折率温度係数を有する前記材料が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の波長可変フィルタ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の波長可変フィルタの出力部に、１つ又は複数のフォトダイオードを備えることを特徴とする光信号モニタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に光ファイバ通信に用いられる波長可変フィルタおよびそれを用いた光信号モニタである。詳しくは複数の光波長信号を取り扱うＷＤＭシステムで使用される波長可変フィルタおよびそれを用いた光信号モニタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信容量の増大に伴い、波長多重分割（ＷＤＭ）技術を用いた光伝送システム（ＷＤＭシステム）がバックボーンからメトロエリアの領域において広く導入されている。ＷＤＭシステムは、複数の波長からなる光信号を取り扱うため、光波長合分波器や光スイッチ等の光部品から構成されている。これら光部品は、様々な動作原理にもとづいて実用化されているが、そのなかでも石英系平面光波回路（ＰＬＣ）を用いた光部品は、光回路設計の自由度が高く、信頼性に優れていることから現在最も有力な光部品として注目されている。このようなＰＬＣを用いた光波長合分波器や光スイッチ等の光部品は、基板上に形成されたコアとクラッドから構成される複数の導波路からなる光干渉回路である。
【０００３】
ここでは、ＰＬＣを用いた光干渉回路の一例として、光波長合分波器として機能するアレイ導波路回折格子型光合分波器（ＡＷＧ）を例に挙げて以下に説明する。
【０００４】
図１に、従来の光干渉回路の一例であるアレイ導波路回折格子型光合分波器（ＡＷＧ）１０を示す。ＡＷＧ１０は、第１のスラブ導波路１２と、所定の長さずつ異なる長さを有した複数のチャネル導波路で構成されるアレイ導波路１３と、第２のスラブ導波路１４とで構成される。また、第１のスラブ導波路１２には、ひとつもしくは複数の入力導波路１１（ここではひとつとして描いている。）が、一方第２のスラブ導波路１４には、複数の出力導波路１５が接続されている。これら導波路は、図４に示すように通常シリコンの基板１上において石英からなるコア２とクラッド３で構成されている。ＡＷＧ１０において、入力導波路１１に、複数の波長が合波されたＷＤＭ信号を入射すると、出力導波路１５から各々のポートにて入力光信号を分波して取り出すことができる（非特許文献１参照）。
【０００５】
以上述べてきたＡＷＧは、ＷＤＭシステムにおいて、各波長信号の光パワーを監視するための光信号モニタの構成部品としても用いられる。具体的には、図２に示すように、ＡＷＧ１０の各々の出力導波路１５の端面に受光素子としてフォトダイオード（ＰＤ）５０１を直接実装することで、各波長の光信号パワーをモニタできるコンパクトな光チャンネルモニタ（ＯＣＭ）が実用化されている（非特許文献２参照）。なお、ここで示すＰＤ５０１は、筐体５０２とガラス窓５０３の中で気密封止されたチップスケールパッケージ型ＰＤアレイ（ＣＳＰ型ＰＤアレイ）５００を用いた例を示している（非特許文献３参照）。ＣＳＰ型ＰＤアレイ５００内に内蔵された各々ＰＤ５０１の受光面は、ＡＷＧ１０の出力導波路１５の各々のポートと光学的に結合している。
【０００６】
【特許文献１】特許第３４３６９３７号公報
【特許文献２】特許第３４９８６５０号公報
【非特許文献１】高橋  他、「ＷＤＭ用アレイ導波路回折格子」、ＮＴＴ  Ｒ＆Ｄ、Ｖｏｌ．４６、Ｎｏ．７、ｐｐ．６８５−６９２、１９９７
【非特許文献２】大山  他、「ＡＷＧとＣＳＰ型ＰＤアレイを用いた４０−ｃｈ光パワーチャンネルモニタモジュール」、２００６年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会講演論文集１、Ｃ−３−７８、ｐｐ．２００
【非特許文献３】土居  他、「チップスケールパッケージ型ＰＤアレイ（ＣＳＰ−ＰＤ）の開発」、信学技報  ＥＭＤ２００７−３６、ＣＰＭ２００７−５７、ＯＰＥ２００７−７４、ＬＱＥ２００７−３、（２００７−０８）、ｐｐ．３９−４４
【非特許文献４】S. Kamei et al., “Recent progress on athermal AWG wavelength multiplexer,” Proc. of SPIE, Vol. 6014, 60140H, 2005
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＷＤＭシステムの大容量化のひとつの方法として、隣接チャンネルの周波数間隔を狭くしていく方法がある。しかし、周波数間隔が狭くなるほど、システム上要求される波長精度が厳しくなる。そのため、ＷＤＭシステムで用いられる光信号モニタを例に挙げると、光パワーのみならず波長情報を検出する機能の実装が求められている。
【０００８】
しかし、先に述べた従来の技術によるＡＷＧを用いた光信号モニタでは、分波された光信号の光パワーしか検出できないという課題があった。もし、ＡＷＧの透過波長特性を可変にすることができれば、波長情報を検出することができるようになる。
【０００９】
また従来のＡＷＧでは、環境温度に対して透過特性が大きく変動する。これは、ＡＷＧを構成する導波路材料の屈折率の温度変化が存在するためである。そのため、ＡＷＧの温度を常に一定に保つ機構を実装するか、もしくはＡＷＧを環境温度に対して温度無依存化する必要があった。特に後者の温度無依存化は、近年のＷＤＭシステムの省電力化、省スペース化を求める上で必須とされている。
【００１０】
一般に、ｉ種類の導波路材料で構成される光干渉回路が、環境温度に対してその光学特性を変動させない温度無依存化条件は、以下の式（１）で表わされる。
【００１１】
【数１】
2010054624.tif 000003
【００１２】
ここで、ｎｉは、ｉ番目の導波路材料の実効屈折率、ΔＬｉは隣接する光干渉計間の光路長差、Ｔは温度をそれぞれ表わす。式（１）を計算し、線膨張係数で現れる項が無視できる程小さいとすると、温度無依存条件は、
【００１３】
【数２】
2010054624.tif 000004
【００１４】
と考えてよい。
【００１５】
ここでは、ＡＷＧを温度無依存化する方法について述べる。図３に示すＡＷＧは、図１のＡＷＧを温度無依存化した形態を示している。また、図４は、図３のＡ−Ａ’における断面図を示す。すなわち図３の構成では、石英のみを導波路材料（第１の導波路材料）として構成していた図１のＡＷＧに対し、図２のＡＷＧではその光干渉回路を構成する導波路材料（第１の導波路材料）の一部（ここでは、アレイ導波路の一部）を、石英（第１の導波路材料）とは異なる光路長温度係数を有する導波路材料（第２の導波路材料）で置換することにより、ＡＷＧの光学特性の温度無依存化を達成する。よって、式（１）を具体的に記述すると、
【００１６】
【数３】
2010054624.tif 000005
【００１７】
但し、
【００１８】
【数４】
2010054624.tif 000006
【００１９】
を満たせばよい。ここで、α１、α２は、それぞれ第１の導波路材料の光路長温度係数と第２の導波路材料の光路長温度係数、ｎ１、ｎ２は、それぞれ第１の導波路材料による実効屈折率と第２の導波路材料による実効屈折率であり、ΔＬ１、ΔＬ２は、それぞれ第１の導波路材料による構成される隣接する光干渉計における行路長差と、第２の導波路材料による隣接する光干渉計（ここではアレイ導波路）における行路長差である。
【００２０】
通常、第１の導波路材料である石英の光路長温度係数α1は、＋１．１×１０−５［１／℃］である。また光学樹脂２１としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、ＰＭＭＡ等が用いられるが、ここでは、光路長温度係数α２が、−３７×１０−５［１／℃］のシリコーン樹脂を第２の導波路材料として用いた（特許文献１参照）。
【００２１】
ＡＷＧにおいて、光干渉計を構成するアレイ導波路のうち隣接する導波路間で、Ｌ１’を、隣接する導波路間のうち一の導波路において第２の導波路材料で構成されている長さの総和とし、Ｌ２’を、隣接する導波路間のうち他の導波路において第２の導波路材料で構成されている長さの総和とし、Ｌ１を、この一の導波路においてＬ１’を除いて第１の導波路材料で構成されている長さとし、Ｌ２を、この他の導波路においてＬ２'を除いて第１の導波路材料で構成されている長さとすると、式（１１）より、
【００２２】
【数５】
2010054624.tif 000007
【００２３】
となり、これを満たすように設計すれば、温度無依存ＡＷＧにすることができる。
【００２４】
また、溝による放射損失を低減するために、溝は通常複数に分割されて形成されている（非特許文献４参照）。なお、溝２０は、通常フォトリソグラフィーとＲＩＥ等を用いた微細加工技術により形成される。また、溝２０を形成し光学樹脂２１を充填する場所は、ここで説明したアレイ導波路の他に、図５に示すように第１のスラブ導波路１２であってもよく、また図６に示すように第２のスラブ導波路１４であってもよく、要はＡＷＧを構成する光干渉回路全体で、式（１）を満たすのであれば、その位置は特に問わない。尚、スラブ導波路に光学樹脂２１を充填する溝を形成する場合には、入力導波路から出射された光において、スラブ導波路の中央付近を伝搬して光学樹脂が充填された溝を通過する際の屈折角と、スラブ導波路の中心から離れた部分を伝搬して光学樹脂が充填された溝を通過する際の屈折角とが、異なってくるために収差が生じ、その結果ＡＷＧの透過特性を劣化させる。そこで、スラブ導波路に形成した溝の形状は、スラブ導波路を伝搬する光の進行方向が、溝において常に光の屈折角が均一となるように溝の形状を湾曲状にすることで、環境温度変化に伴って生じる各波長の光の等位相面の変化をキャンセルすることができるため、最適化されたＡＷＧの透過特性を得ることができる（特許文献２参照）。
【００２５】
以上が、ＡＷＧを温度無依存化する方法である。しかし、これらの形態では、あくまで環境温度に対して光学特性の温度無依存化を達成しただけのことであって、ＡＷＧの透過波長特性の可変化は実現できていなことは明らかである。
【００２６】
本発明は、従来の技術で生じていた課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、例えば透過特性が可変な光干渉回路を構成し、かつ環境温度に対して温度無依存化を達成した波長可変フィルタを提供することにある。
【００２７】
また、本発明は、ＡＷＧを構成する光干渉回路に限定されることなく、たとえばマッハツェンダ干渉計やリング共振器といったその他様々な波長フィルタにおいてもその透過特性を可変化し、かつ環境温度に対して温度無依存化を達成する波長可変フィルタを提供することにある。
【００２８】
さらには、本発明による波長可変フィルタを応用することで、測定光の光パワーの検出に加え、波長、光信号強度比（ＯＳＮＲ）を検出する機能を実装したコンパクトでかつ温環境温度に対して温度無依存化を達成する光信号モニタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、入力した波長多重光を分波して異なる波長の複数の光を出力する波長可変フィルタにおいて、長さの異なる複数のチャネル導波路であって、前記複数のチャネル導波路間で生じる位相差の波長による変化により前記波長多重光を分波する複数のチャネル導波路と、光の進行方向と交差するように配置され、各波長の光に対する前記位相差の温度による変化をキャンセルする材料と、
前記材料を加熱または冷却する機構とを備えることを特徴とする。
【００３０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１において、所定の長さずつ異なる長さを有した前記複数のチャネル導波路で構成されるアレイ導波路回折格子と、前記アレイ導波路回折格子と入力用のチャネル導波路との間に配置された入力側のスラブ導波路と、前記アレイ導波路回折格子と出力用のチャネル導波路との間に配置された出力側のスラブ導波路とを備え、前記いずれの導波路も、上部クラッド、コア、及び下部クラッドで構成されており、前記入力側または出力側のスラブ導波路は、入力した各波長の光に対して、前記入力側のスラブ導波路から前記アレイ導波路回折格子の複数のチャネル導波路を経て前期出力側のスラブ導波路に至る経路間で生じる位相差の温度による変化をキャンセルする前記材料を、光の進行方向と交差するように湾曲状に形成した溝に充填して含み、前記溝は、前記入力側もしくは出力側のスラブ導波路から前記上部クラッドおよび前記コアを除去することにより形成されるか、または前記入力側もしくは出力側のスラブ導波路から前記上部クラッド、前記コアおよび前記下部クラッドを除去することにより形成され、前記材料は、前記材料が含まれるスラブ導波路の実効屈折率の温度係数と異なる屈折率温度係数を有する材料であることを特徴とする。
【００３１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記溝は、前記入力側または出力側のスラブ導波路に形成された、前記材料を充填するための複数の溝であり、前記複数の溝はグループ化され、前記材料を独立に加熱または冷却する機構をグループ毎に備えることを特徴とする。
【００３２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１において、所定の長さずつ異なる長さを有した前記複数のチャネル導波路で構成されるアレイ導波路回折格子と、前記アレイ導波路回折格子と入力用のチャネル導波路との間に配置された入力側のスラブ導波路と、前記アレイ導波路回折格子と出力用のチャネル導波路との間に配置された出力側のスラブ導波路とを備え、前記いずれの導波路も、上部クラッド、コア、及び下部クラッドで構成されており、前記アレイ導波路回折格子は、入力した各波長の光に対して前記複数のチャネル導波路間で生じる位相差の温度による変化をキャンセルする材料を、前記複数のチャネル導波路に跨り交差するように形成した溝に充填して含み、前記溝は、前記チャネル導波路から前記上部クラッドおよび前記コアを除去することにより形成されるか、または前記チャネル導波路から前記上部クラッド、前記コアおよび前記下部クラッドを除去することにより形成され、前記材料は、前記複数のチャネル導波路の実効屈折率の温度係数と異なる屈折率温度係数を有する材料であることを特徴とする。
【００３３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記溝は、前記アレイ導波路回折格子を構成する前記複数のチャネル導波路に跨り交差するように形成した、前記材料を充填するための複数の溝であり、前記複数の溝はグループ化され、前記材料を独立に加熱または冷却する機構をグループ毎に備えることを特徴とする。
【００３４】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１において、前記複数のチャネル導波路は、上部クラッド、コア、及び下部クラッドで構成されており、Ｎ＋１（Ｎは、１以上の整数）個の光カプラと隣接する光カプラとに挟まれたＮ組のアーム導波路であり、前記Ｎ組のアーム導波路のそれぞれは、光路長が異なる第１のアーム導波路および第２のアーム導波路で構成され、前記第１のアーム導波路または前記第２のアーム導波路の少なくとも一方に溝が形成され、前記溝は、前記溝が形成されるアーム導波路から前記上部クラッド及び前記コアを除去することにより形成されるか、または前記溝が形成されるアーム導波路から前記上部クラッド、前記コア、及び前記下部クラッドを除去することにより形成され、前記溝には、前記溝が形成されるアーム導波路の実効屈折率の温度係数と異なる屈折率温度係数を有する前記材料が充填されていることを特徴とする。
【００３５】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１において、前記複数のチャネル導波路は、上部クラッド、コア、及び下部クラッドで構成されており、１つ又は複数の光分岐カプラを接続して構成された、Ｍ（Ｍは、２以上の整数）ポートの出力を有する第１の光分岐カプラのそれぞれの出力と、１つ又は複数の光分岐カプラを接続して構成された、前記第１の光分岐カプラの出力のポート数と同数の入力のポート数を有する第２の光分岐カプラのそれぞれの入力との間に設けられた、各々が異なる遅延量を有するＭ本の遅延導波路であり、前記Ｍ本の遅延導波路のうちの少なくとも１つの一部に溝が形成され、前記溝は、前記溝が形成される遅延導波路から前記上部クラッド及び前記コアを除去することにより形成されるか、または前記遅延導波路から前記上部クラッド、前記コア、及び前記下部クラッドを除去することにより形成され、前記溝には、前記溝が形成される遅延導波路の実効屈折率の温度係数と異なる屈折率温度係数を有する前記材料が充填されていることを特徴とする。
【００３６】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１において、前記複数のチャネル導波路は、円状のリング導波路、及び１つ又は２つの入出力導波路であり、前記リング導波路は、上部クラッド、コア、及び下部クラッドで構成されており、前記リング導波路は、前記リング導波路から前記上部クラッド及び前記コアを除去することにより、または前記リング導波路から前記上部クラッド、前記コア、及び前記下部クラッドを除去することにより形成される溝を備え、前記溝には、前記リング導波路の実効屈折率の温度係数と異なる屈折率温度係数を有する前記材料が充填されていることを特徴とする。
【００３７】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれかに記載の波長可変フィルタの出力部に、１つ又は複数のフォトダイオードを備えることを特徴とする光信号モニタである。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、温度無依存の光干渉回路を局所的に加熱して、温度無依存条件を維持したまま、波長可変フィルタを実現することができる。さらに、出力部にＰＤを備えることにより、ＯＳＮＲやピーク波長をモニタすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
（第１の実施例）  
図７に、第１の実施の形態を示す。また、図８は、図７のＢ−Ｂ’における断面図を示す。本実施例では、図５に示したように、第１のスラブ導波路１２に溝２０を形成し、その溝２０に光学樹脂２１を充填した形態で環境温度に対し温度無依存化したＡＷＧを取り上げて説明する。
【００４０】
本実施例においては、光学樹脂２１を局所的に加熱するためのヒータ３０が実装されている点に特徴がある。図中示すヒータ３０は、そのおおよその外形を示したものであり、実際は光学樹脂を局所的に加熱できる外付けしたヒータであればよい。さらに、ヒータ３０からは電力を印加するための電気配線４０が取り出されている。
この時、このＡＷＧを温度無依存化するためには、第１のスラブ導波路１２に溝２０を形成し光学樹脂２１を充填しているが、溝２０と光学樹脂２１が先に述べた式（１）を満足するように、ＡＷＧを構成する光干渉回路を設計すれば、温度無依存化することが可能である。
【００４１】
よって、式（１）を具体的に記述した式（２）を満たせばよい。すなわち、本実施例においては、
【００４２】
【数６】
2010054624.tif 000008
【００４３】
但し、
【００４４】
【数７】
2010054624.tif 000009
【００４５】
を満たせばよい。ここで、α１、α２は、それぞれ第１の導波路材料の光路長温度係数と第２の導波路材料の光路長温度係数、ｎ１、ｎ２は、それぞれ第１の導波路材料による実効屈折率と第２の導波路材料による実効屈折率であり、ΔＬ１、ΔＬ２は、それぞれ第１の導波路材料による構成される隣接する光干渉計における行路長差と、第２の導波路材料による隣接する光干渉計（ここでは第１のスラブ導波路１２）における行路長差である。また、ｄｎ１／ｄＴ、ｄｎ２／ｄＴは、屈折率温度係数と呼ばれる。
【００４６】
通常、第１の導波路材料は石英であるので、その光路長温度係数α1は、＋１．１×１０−５［１／℃］である。また、ここでは、光路長温度係数α２が、−３７×１０−５［１／℃］のシリコーン樹脂を第２の導波路材料として用いた。
【００４７】
ここで、ＡＷＧにおいて、光干渉計を構成するアレイ導波路のうち隣接する導波路と入力スラブ導波路と出力スラブ導波路とで構成される導波路パス間で、Ｌ１’を、前記隣接する導波路パスのうち一の導波路パスにおいて、スラブ導波路において第２の導波路材料で構成されている長さの総和とし、Ｌ２’を、前記隣接する導波路パスのうち他の導波路パスにおいて、スラブ導波路において第２の導波路材料で構成されている長さの総和とし、Ｌ１を、前記一の導波路パスにおいてＬ１’を除いて第１の導波路材料で構成されている長さとし、Ｌ２を、前記他の導波路においてＬ２’を除いて第１の導波路材料で構成されている長さとすると、式（１１）より、
【００４８】
【数８】
2010054624.tif 000010
【００４９】
となり、これを満たすように設計すれば、温度無依存ＡＷＧにすることができる。
【００５０】
また、溝２０による放射損失を低減するために、溝２０は通常複数に分割されて形成される。さらには、環境温度変化に伴って生じる各波長の光の等位相面の変化をキャンセルするために、スラブ導波路に形成した溝の形状は、スラブ導波路を伝搬する光の進行方向が、溝において常に光の屈折角が均一となるように溝の形状を湾曲状に配置している。
【００５１】
実際には、以下のとおりＡＷＧを作製した。シリコン基板上にコアとクラッドからなる比屈折率差１．５％の石英系光導波路をＰＬＣ技術により形成した。コアのサイズは、４．５μｍ×４．５μｍである。その後、ＲＩＥにより光学樹脂を充填する溝を加工した。溝の幅は７μｍから６０μｍへ変化させつつ湾曲状になるように形成した。溝の数は、６分割しており、その溝の間隔は４０μｍ一定とした。溝の深さは、ここではコアよりも深い位置までクラッドをエッチングした。
【００５２】
さて、ヒータ３０に電力を印加すると、局所的に光学樹脂２１が加熱されてその屈折率が変化する。光学樹脂２１の光路長温度係数の絶対値は、石英による導波路のそれよりも大きいため、加熱により光学樹脂２０部分での光路長が変化し、その結果ＡＷＧ１０の第２のスラブ導波路１４の集光面において波長毎の集光位置が変化する。このことは、ＡＷＧの透過波長特性を可変にすることが可能であることを意味している。このように本実施例によれば、従来の環境温度に対して温度無依存化したＡＷＧ１０において、光学樹脂２１が充填された領域にヒータ３０を取り付けるだけで、環境温度に対して温度無依存でかつ透過波長可変のＡＷＧを実現することができるようになる。
【００５３】
図９に、チャンネル周波数間隔１００ＧＨｚのＡＷＧ１０に、ヒータ３０としてセラミックヒータを、光学樹脂２１の充填された溝２０上に実装して作製したＡＷＧ２０１の、印加電力に対する透過波長特性を示す。印加電力に比例して、ＡＷＧ２０１の透過波長特性がその形状に変形を伴うことなく可変であることがわかる。横軸の印加電力はすなわち波長に対応付けることができるので、光学樹脂２１を局所的に加熱する手段をＡＷＧ１０に備えるだけで、容易にＡＷＧの透過波長を可変にすることができる。本実施例における、印加電力に対する透過波長可変効率は、約５［ＧＨｚ／Ｗ］であった。これは、ヒータ３０の形状やその実装形態の最適化を行うことで、一層の改善が可能である。
【００５４】
このように、ヒータ３０への印加電力に対し透過波長特性が対応するので、入射光に対しＡＷＧ２０１のヒータ３０を掃引駆動して、その時出力される光パワーが最大となる印加電力を求めることによって、波長を検出することが可能となる。また、光信号が有する波長成分よりも広い範囲で、本ＡＷＧ２０１のヒータを掃引駆動にしつつ光信号光を入射し、その時出力される光パワーの最小と最大の比を取ることにより、ＯＳＮＲを検出することが可能となる。このことは、以下に述べる各実施例においても同様に言えることである。
【００５５】
このように波長検出またはＯＳＮＲ検出を可能する動作は、環境温度に対して温度無依存化されているので、従来と異なって環境温度に対する校正が不要となる特徴を有する。このことは、以下に述べる各実施例においても同様に言えることである。
【００５６】
尚、透過波長の可変域は、ＷＤＭシステムのチャンネル周波数間隔以下の可変域を有する程度の印加電力で掃引駆動できる範囲であればよい。これは、ＡＷＧは出力導波路毎に、各々のチャンネル周波数（波長）の光信号を同時に出力することができるためである。このことは、システム上の全波長域にわたって可変フィルタを掃引する方式よりも、読み取り速度を高速にできるといった特徴がある。
【００５７】
本実施例では、ヒータ３０にセラミックヒータを用いた例を示したが、局所的に加熱できる機構で実装が可能であればその種類を選ばないことは言うまでもない。例えば、ペルチエ素子、シートヒータ、抵抗発熱体等でもよい。また逆に、局所的に冷却できる機構が実装されてもよい。できれば、印加電力に対するフィルタ可変特性が最大となるような小型な加熱機構もしくは冷却機構であることが望ましい。
【００５８】
印加電力に対する透過波長の可変特性の効率を一層高めるためには、第１の導波路材料（本実施例では石英）中で置換され局所的に加熱もしくは冷却される第２の導波路材料（本実施例ではシリコーン樹脂）の光路長温度係数の絶対値が、第１の導波路材料のそれよりも大きい程よい。また、第２の導波路材料を加熱もしくは冷却する場所は、第２の導波路材料の一部であってもよいし、第２の導波路材料の全体であってよい。このことは、以下に述べる各実施例においても同様に言えることである。
【００５９】
また、温度変化によって生ずる各波長の光の等位相面の変化をキャンセルする材料、および溝を埋める充填物の構成材としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリメタルメタクリレート樹脂等の各種の光学樹脂、あるいはナトリウム、カリウムおよびカルシウムを含む多成分ガラス材等が使用され、一方、入出力スラブ導波路、入出力チャネル導波路、およびアレイ導波路回折格子を構成するチャネル導波路の構成材としては、多くの場合、石英系材料が使用される。
【００６０】
また、本実施例においては、第１のスラブ導波路１２に形成された溝２０に充填してある光学樹脂２１を局所的に加熱するためのヒータ３０が実装されている例について説明したが、式（１）に示す温度無依存化の条件を満足するように設計しさえすれば、例えば図１０に示すように、第２のスラブ導波路１４に溝２０を形成し、充填してある光学樹脂２１を局所的に加熱するためのヒータ３１を実装してもよいし、あるいは図１１に示すように、アレイ導波路１３の部分に溝２０を形成し、充填してある光学樹脂２１を局所的に加熱するためのヒータ３０を実装してもよく、あるいは図１２に示すように、第１のスラブ導波路１４と第２のスラブ導波路の両方に溝２０を形成し、充填してある光学樹脂２１を局所的に加熱するためのヒータ３０を実装してもよく、これらの場合についても同様の発明の効果を生むことが可能であることはいうまでもない。このことは、以下に述べる各実施例においても同様に言えることである。
【００６１】
ここで、溝の形状について述べておく。本実施例においては、第１の導波路材料である石英は、正の光路長温度係数を有し、一方第２の導波路材料であるシリコーン樹脂は、負の光路長温度係数を有し、光路長温度係数の絶対値は第２の導波路材料の方が大きい。この場合、式（１）に示す温度無依存化となる条件において、第２の導波路材料が充填される光軸方向の溝幅は、光路長差が大きい方から小さい方に向かって、その幅が細くなるというだけのことである。すなわち、常に溝の形状はこのとおりというわけではなく、使用される第１の導波路材料と第２の導波路材料に依存して、式（１）に示す温度無依存化条件を満たしたうえで導出される溝の形状は変わるということはいうまでもない。このことは、以下に述べる各実施例においても同様に言えることである。
【００６２】
また、溝の深さは、コアの下面以上にエッチングされればよい。このことは、以下に述べる各実施例においても同様に言えることである。
【００６３】
また、ここでは、第１の導波路材料が正の光路長温度係数を有し、第２の導波路材料が負の光路長温度係数を有するといった、お互いが異符号の光路長温度係数を有する組み合わせで述べたが、その他にも材料的に可能であれば、第１の導波路材料が正の光路長温度係数を有し、第２の導波路材料も正の光路長温度係数を有する組み合わせでも良いし、第１の導波路材料が負の光路長温度係数を有し、第２の導波路材料も負の光路長温度係数を有する組み合わせでも良い。すなわち、式（１）に示す温度無依存化条件を満足できればよいのであって、実現可能であれば各材料の光路長温度係数の符号は選ばない。このことは、以下に述べる各実施例においても同様に言えることである。
【００６４】
（第２の実施例）  
図１３に、第２の実施の形態を示す。また、図１４は、図１３のＣ−Ｃ’における断面図を示す。第１の実施例と異なるところは、ヒータ３０として、溝２１の周辺および溝２１と溝２１の間のクラッド３上に微細加工プロセスにより薄膜ヒータ３２を集積した点である。薄膜ヒータ３２にすることにより、第１の実施例でおこなった外付けヒータ３０の実装工程を無くすことができるとともに、ヒータ実装による厚さ方向の増大を無くすことができるためモジュール化したとき薄型化を図ることができる。薄膜ヒータ３２の材質として、例えばクロム、チタン等が挙げられるが、これらの材質だけになんら限定されるものではない。
【００６５】
実際に作製したＡＷＧは、第１の実施例と同じである。さらに、溝と溝の間のクラッド上に集積したヒータの幅は２０μｍとした。
【００６６】
本実施例においても、環境温度に対する温度無依存化については、先に述べた式（１）を用いて溝２０と光学樹脂２１の形状および屈折率を設定し、ＡＷＧ１０を構成する光干渉回路を設計すればよい。
【００６７】
このように本実施例によれば、従来の温度無依存化したＡＷＧにおいて、光学樹脂が充填された領域にヒータを、微細加工技術によって集積することができるため、先の第１の実施例におけるヒータの実装工程をなくすことができるようになり、透過波長可変のＡＷＧを容易に製造することできるようになる。
【００６８】
図１５に、チャンネル周波数間隔１００ＧＨｚで設計したＡＷＧ１０に、ヒータ３０として薄膜ヒータ３２を集積して作製したＡＷＧの印加電力に対する中心透過周波数特性を示す。この図から、印加電力に対する透過波長特性の可変効率は、約１０［ＧＨｚ／Ｗ］であることがわかる。ヒータ位置を微細加工技術により、光学樹脂２１が充填される溝２０の直近に集積することが可能となったため、第１の実施例と比較して、低電力で透過波長特性を可変にできる。
【００６９】
図１６は、印加電力をパラメータにして、環境温度に対する中心波長を実測した結果を示す。この図は、電力印加による中心波長の変動分を差し引き、環境温度２５度を基準にして示している。このように、−１０度から＋７０度の温度範囲において、±０．０２５ｎｍ以内の中心波長変動を実現している。これは、温度無依存化していないＡＷＧが、同じ温度範囲で約０．９ｎｍの中心波長変動を起こすのに対して、十分小さい。すなわち、温度無依存化を実現していることがわかる。
【００７０】
また、第１の実施例でも述べたように、本実施の形態を、第２のスラブ導波路１４において実現してもよいし、アレイ導波路１３において実現してもよい。このことは、以下に述べる各実施例においても同様に言えることである。
【００７１】
さらに、式（１）に示す温度無依存化条件を満足した上で、印加電力に対する透過波長特性の可変効率を改善する方策としては、溝２０の分割数を多くしていき薄膜ヒータ３２を集積できる領域を増やすことで、加熱領域を密に局所化することによって一層の改善を図ることができる。このことは、以下に述べる各実施例においても同様に言えることである。
【００７２】
また、図１３に示す薄膜ヒータ３２の接続パターンについて述べる。図１７に溝と薄膜ヒータのパターンを抜き出して描いている。このように、図１７（ａ）のように、薄膜ヒータ３２を並列接続したパターンであってもよく、図１７（ｂ）のように、薄膜ヒータ３２を直列接続したパターンであってもよく、あるいは図１７（ｃ）のように、並列接続と直列接続を取り混ぜた接続でもよく、これらになんら限定されるものではない。また、薄膜ヒータは、溝と溝の間のクラッド上に常に配置しなければならないということはなく、必要に応じて間隔をあけて配置してもよい。可能であれば、印加電力に対する透過波長特性の可変効率が最大となるようなパターンでヒータを集積することが望ましい。このことは、以下に述べる各実施例においても同様に言えることである。
【００７３】
（第３の実施例）  
図１８に、第３の実施の形態を示す。また、図１９は、図１８のＤ−Ｄ’における断面図を示す。第２の実施例と異なるところは、薄膜ヒータ３２を溝２０の底部に微細加工プロセスにより集積した点である。第２の実施例における薄膜ヒータ３２からの発熱は、一旦クラッド３を介して溝２０に充填された光学樹脂２１に伝導する。一方、本実施の形態によれば、薄膜ヒータ３２上に直接光学樹脂２１が接して充填されるため、薄膜ヒータ３２からの発熱は直接光学樹脂２１に伝導する。そのため、第２の実施例と比較して印加電力に対する透過波長特性の可変効率を高めることが可能になる。さらに、式（１）に示す温度無依存化条件を満足した上で、印加電力に対する透過波長特性の可変効率を改善する方策としては、溝２０の分割数を多くしていき薄膜ヒータ３２を集積できる溝２０の数を増やすことで、加熱領域を密に局所化することによって一層の改善を図ることができる。また、可能であれば、溝２０の側壁にもヒータを集積してもよい。
【００７４】
（第４の実施例）  
図２０に、第４の実施の形態を示す。本実施の形態では、以上述べてきた実施の形態と異なって、第１のスラブ導波路１２において、光学樹脂２１を充填する溝２０の配置に特徴がある。すなわち、光学樹脂２１が充填される溝２０の領域を拡大することで、加熱により光学樹脂部分での光路長の変化量を、第１の実施例よりも大きくできる、すなわち印加電力に対する透過波長特性の可変効率を高めることが可能になる。この領域を、第１の溝部１２１と呼ぶことにする。また、この第１の溝部１２１周辺には、局所的な加熱ができるように薄膜ヒータ３２が集積してあり、これを第１のヒータ１３１と呼ぶ。尚、これらを第１のヒータ１３１の集積方法としては、第１の実施例で述べたようにヒータ３０を外付けで取り付けてもよいし、第２の実施例で述べたように、溝２０の周辺および溝２０と溝２０との間のクラッド３上に薄膜ヒータ３２を集積してもよいし、第３の実施例で述べたように、溝２０の底部に薄膜ヒータ３２を集積してもよく、その実現形態になんら制約はない。ここでは、一例として第２の実施例を元に説明するまでのことである。
【００７５】
さて、環境温度に対する温度無依存化を図る場合、単に溝の領域を拡大すると、第１の溝部１２１だけでは、式（１）の温度無依存条件から外れてしまう。そこで温度無依存化を実現するためには、あらためて条件を満足する分だけの光学樹脂を充填する溝を補償用として配置すればよい。この、補償用の溝を、第２の溝部１２２と呼ぶことにする。
【００７６】
本実施例においては、第１の導波路材料である石英は、正の光路長温度係数を有し、一方第２の導波路材料であるシリコーン樹脂は、負の光路長温度係数を有し、光路長温度係数の絶対値は第２の導波路材料が第１の導波路材料より大きい。この場合、温度無依存化となる条件においては、第２の導波路材料が充填される光軸方向の溝幅は、形状的には、光路長差が大きい方から小さい方に向かって、その幅が細くなっていくが、それが温度無依存化条件を外れた溝幅分で第１の溝部１２１が形成されているとする。そこで、形状的には光路長差が大きい方から小さい方に向かってその光軸方向の幅が細くなる第１の溝部１２１とは逆の形状を有する第２の溝部、すなわち形状的には行路長差が大きい方から小さい方に向かってその光軸方向の幅が太くなる第２の溝部１２２を、補償する幅分だけ配置すればよい。当然、第２の溝部１２２にも、第１の溝部１２１に充填した光学樹脂２１を充填する。
【００７７】
尚、第１の溝部１２１と第２の溝部１２２の配置は、他にも多様に配置することが可能である。すなわち、図２０に示すように、第１の溝部１２１と第２の溝部１２２の両方を第１のスラブ導波路１２に配置し、かつ第２の溝部１２２を入力導波路１１側に配置した形態でもよいし、第１の溝部１２１と第２の溝部１２２の両方を第１のスラブ導波路１２に配置し、かつ第１の溝部を入力導波路１１側に配置してもよい。さらには、第１の溝部１２１と第２の溝部１２２の両方を第２のスラブ導波路１４に配置し、かつ第２の溝部１２２を出力導波路１５側に配置した形態でもよいし、第１の溝部１２１と第２の溝部１２２の両方を第２のスラブ導波路１２に配置し、かつ第１の溝部を出力導波路１５側に配置してもよい。さらには、第１の溝部１２１を第１のスラブ導波路１２に配置し、第２の溝部１２２を第２のスラブ導波路１４に配置してもよいし、逆に、第１の溝部１２１を第２のスラブ導波路１４に配置し、第２の溝部１２２を第１のスラブ導波路１２に配置してもよい。さらには、アレイ導波路１３の部分に、第１の溝部１２１と第２の溝部１２２を配置してもよい。また、レイアウト上可能であれば、第１の溝部１２１を構成する溝２０と第２の溝部１２２を構成する溝２０を織り交ぜながら配置してもよい。
【００７８】
（第５の実施例）  
図２１に、第５の実施の形態を示す。第４の実施例と異なるところは、第１の溝部１２１周辺に加え、第２の溝部１２２周辺にも局所的に加熱ができるようにヒータ３２が集積してある点である。第１の溝部１２１周辺に配置されたヒータを第１のヒータ１３１、第２の溝部１２２周辺に配置されたヒータを第２のヒータ１３２と呼ぶことにする。但し、第１のヒータ１３１と第２のヒータ１３２はお互い独立して電力を印加できる電気配線４０、４１にする。第２のヒータ１３２を配置したことにより、第２の溝部１２２に充填された光学樹脂２１においても、加熱により屈折率を変えるため光路長が変化し、その結果ＡＷＧ１０の第２のスラブ導波路１４の集光面において各波長の集光位置が変化する。しかし、第５の実施例で述べたように、第２の溝部１２２は第１の溝部１２１に対して補償する向き、すなわち第１の溝部１２１に充填された光学樹脂２１を加熱して得られる第２のスラブ導波路１４の集光面の集光方向とは逆の向きに作用する。この点を応用して、通常は第１のヒータ１３１を駆動して透過波長特性を可変にして使用するところを、さらに第２のヒータ１３２を別途駆動することにより、透過波長特性の可変速度を制御することが可能になる。すなわち、第１のヒータ１３１と第２のヒータ１３２の制御を関係付けて駆動することにより、波長可変フィルタの掃引速度を可変にしたり、任意の透過波長特性ポイントに高速チューニングすることが可能になる。
【００７９】
ここでは、溝２０を分割した構成例を示したが、必ずしも分割する必要はない。しかし、溝を分割することにより、放射損失を低減すること可能であり、かつヒータを局所的に密に集積することにより、透過波長特性の可変効率を高めることができる。また、第１の溝部を構成する各溝２０と、第２の溝部を構成する各溝２０とは、第１のヒータ１３１と第２のヒータ１３２を駆動する機構を独立して実装すれば、それぞれの溝パターンを交互にあるいは複数配置してもよい。
【００８０】
尚、第１のヒータ１３１と第２のヒータ１３２の配置は、第４の実施例でも述べたように、第１の溝部１２１と第２の溝部１２２の配置位置に対応して配置することは言うまでもない。但し、第１のヒータ１３１と第２のヒータ１３２は独立して駆動させるので、相互間の熱干渉を低減させるためには、第１の溝部１２１と第２の溝部１２２を別々に離して配置できるように、第１のヒータ１３１を第１のスラブ導波路１２に、第２のヒータ１３２を第２のスラブ導波路１４に配置した方が望ましい。もしくは、第２のヒータ１３２を第１のスラブ導波路１２に、第１のヒータ１３１を第２のスラブ導波路１４に配置してもよい。
【００８１】
また、アレイ導波路１３に複数の溝を設けてグループ化し、グループ毎にヒータを配置することもできる。
【００８２】
（第６の実施例）  
図２２に第６の実施の形態を示す。これは、第１の光カプラ６０と第２の光カプラ６１と、これらふたつの光カプラを連結する第１のアーム導波路６２と第２のアーム導波路６３とで構成されるマッハツェンダ光干渉回路である。尚、本実施例では、第１および第２の光カプラを、方向性結合器で構成した例を示す。また、第１のアーム導波路の長さと第２のアーム導波路の長さは異なっており、第１のアーム導波路の長さが第２のアーム導波路の長さより長いとして以下説明する。第１の導波路材料で形成した本マッハツェンダ光干渉回路において、その第１のアーム導波路の一部に溝２０を形成して、第１の導波路材料とは異なる第２の導波路材料をそこに充填する。例えば、第１の導波路材料として、温度屈折率係数α1が、＋１．１×１０−５［１／℃］の石英を、また第２の導波路材料として、光路長温度係数α２が、−３７×１０−５［１／℃］のシリコーン樹脂を用いる。この時、このマッハツェンダ光干渉回路を温度無依存化するためには、先に述べた式（１）を満足するように光干渉回路を設計すれば、温度無依存化することが可能である。
【００８３】
よって、式（１）を具体的に記述した式（２）において、
【００８４】
【数９】
2010054624.tif 000011
【００８５】
但し、
【００８６】
【数１０】
2010054624.tif 000012
【００８７】
を満足して作製すればよい。ここで、α１、α２は、それぞれ第１の導波路材料の光路長温度係数と第２の導波路材料の光路長温度係数、ｎ１、ｎ２は、それぞれ第１の導波路材料による実効屈折率と第２の導波路材料による実効屈折率であり、ΔＬ１、ΔＬ２は、それぞれ第１の導波路材料により構成される第１のアーム導波路と第２のアーム導波路との光路長差と、第２の導波路材料により構成される第１のアーム導波路と第２のアーム導波路との光路長差である。また、ｄｎ１／ｄＴ、ｄｎ２／ｄＴは、屈折率温度係数と呼ばれる。
【００８８】
光干渉計を構成する第１のアーム導波路と第２のアーム導波路間で、Ｌ１’を、第１の導波路材料を充填した溝の長さの総和とし、Ｌ１を、Ｌ１’を除く前記溝が形成された第１のアーム導波路の長さとし、Ｌ２を、前記溝が形成されていない第２のアーム導波路の長さとすると、
【００８９】
【数１１】
2010054624.tif 000013
【００９０】
となり、これを満たすように設計すれば、温度無依存化することができる。こうすることで、環境温度に依存しない一定の透過波長特性を有したマッハツェンダ光干渉回路を実現することができる。図２３に、環境温度−１０〜＋７０度の範囲における透過波長特性を計算した一例を示す。環境温度に依存することなく、その透過波長特性が一定であるこがわかる。
【００９１】
以上の構成において、溝２０に充填した光学樹脂２１を局所的に加熱するために薄膜ヒータ３２を溝周辺に集積する。このヒータに電力を印加すると、透過波長特性が可変のマッハツェンダ光干渉回路を実現することができる。その透過特性を計算した一例を、図２４に示す。すなわち、本実施例によれば、環境温度に対して温度無依存でかつ透過波長特性が可変のマッハツェンダ光干渉回路を提供することができるようになる。
【００９２】
尚、本実施例では、第１のアーム導波路が第２のアーム導波路が長い場合で説明をおこなった。この時、本実施例のように負の光路長温度係数を有する第２の光導波路材料を用いる場合には、第１のアーム導波路側に第２の光導波路材料を充填し、一方正の光路長温度係数を有する第２の光導波路材料を用いる場合には、第２のアーム導波路側に第２の光導波路材料を充填することになる。
【００９３】
また、ヒータの集積方法としては、第１の実施例で述べたようにヒータ３１を外付けで取り付けてもよいし、第２の実施例で述べたように、溝２０と溝２０との間のクラッド３上に薄膜ヒータ３２を集積してもよいし、第３の実施例で述べたように、溝２０の底部に薄膜ヒータ３２を集積してもよく、その実現形態になんら制約はない。また、ヒータ等による加熱機構ではなく、冷却機構でもよいことはいうまでもない。
【００９４】
以下に、本実施の形態を実現する上の設計方法について具体的に述べる。図２５に示すように、マッハツェンダ光干渉回路が、ｉ種類の光導波路材料から構成されているとすると、その温度無依存化の条件は、以下の式を満たせばよい。（図２５は、３種類の光導波路材料で構成される例で示している。）
【００９５】
【数１２】
2010054624.tif 000014
【００９６】
【数１３】
2010054624.tif 000015
【００９７】
【数１４】
2010054624.tif 000016
【００９８】
ここで、ｎｉは第ｉの光導波路材料の屈折率、Ｌｉａは第１のアーム導波路における第ｉの光導波路材料の光路長、Ｌｉｂは第２のアーム導波路における第ｉの光導波路材料の光路長、Ｘiは第ｉの光導波路材料の過剰損失である。
【００９９】
例えば、図２２に示した構成は、図２６に示すように、第１の導波路材料が石英であり、第１のアーム導波路の一部に充填した第２の導波路材料が光学樹脂であり、第２のアーム導波路にはそのまま石英で作製していると見なせばよい。ここで、光学樹脂の屈折率を１．３９のものを使用したとすると、石英により形成される第１のアーム導波路と第２のアーム導波路の長さの差は、１９８１μｍとなり、第２の導波路材料が充填される溝の長さは、４６μｍとなる。この溝は、必ずしも分割する必要はないが、放射損失を低減するために、通常分割して形成される。分割数については、溝加工プロセスにおけるエッチング条件にも依存するが、例えば、５分割するとすると、溝ひとつあたりの長さは、９．２μｍで作製すればよい。
【０１００】
また、図２７に示すように、第１のアーム導波路に形成した光学樹脂を充填した溝を第１の溝とすると、第２のアーム導波路側に、さらに第２の溝を形成することにより、両アーム導波路間の損失を均一化してもよい。この場合には、第２の溝が空気であるため、その屈折率を１．０００３とすると、石英により形成される第１のアーム導波路と第２のアーム導波路の長さの差は、１９８９μｍとなり、第１の溝の長さは、４６.２μｍとなり、第２の溝の長さは、１１．７μｍとなる。これらの溝についても、必ずしも分割する必要はないが、放射損失を低減するために、通常分割して形成する。例えば、第１の溝を５分割するとすると、それを構成する溝ひとつあたりの長さは、９．２４μｍであり、一方、第２の溝を２分割するとすると、それを構成する溝ひとつあたりの長さは、５．８５μｍとなる。
【０１０１】
さらに、第２の溝に埃などが入り込まないように、マッチングオイル等を充填してもよい。例えば、マッチングオイルの屈折率を１．４７とすると、石英により形成される第１のアーム導波路と第２のアーム導波路の長さの差は、１９９０μｍとなり、第１の溝の長さは、７８μｍとなり、第２の溝の長さは、３９．３μｍとなる。この第２の溝についても、必ずしも分割する必要はないが、放射損失を低減するために、通常分割して形成する。これらの溝についても、必ずしも分割する必要はないが、放射損失を低減するために、通常分割して形成する。例えば、第１の溝を１３分割するとすると、それを構成する溝ひとつあたりの長さは、６μｍであり、一方、第２の溝を３分割するとすると、それを構成する溝ひとつあたりの長さは、１３．１μｍとなる。
【０１０２】
また、図２８のように第１のアーム導波路に温度無依存化条件を満たす第１の溝部の他に第３の溝部を形成して、このとき第２のアーム導波路にも、第１のアーム導波路に形成した第３の溝部と同じ光路長で第３の溝部を補償のため入れた構成であってもよい。このとき、第１および第３の全ての溝部には同じ光学樹脂を充填することになる。さらに、第１の溝部と第３の溝部の周辺には、共通した加熱冷却機構が実装されている（ここでは、薄膜ヒータを集積した例を示している。）。このように、図２６よりも、温度屈折率係数が大きい第２の光導波路材料部分を増やすことによって、より透過波長特性の可変効率を改善することが可能になる。
【０１０３】
（第７の実施例）  
図２９（ａ）に第７の実施の形態を示す。これは、マッハツェンダ光干渉回路のアーム導波路をM段縦列に接続したM段ラティス光干渉回路である。M段ラティス光干渉回路は、M+１個の光カプラと、当該光カプラの隣接相互間に配置されたＭ個の遅延部とからなり、当該遅延部は、第１のアーム導波路と第２のアーム導波路より構成されており、第１のアーム導波路と第２のアーム導波路の長さの差はΔLに設定されている。
【０１０４】
第１の導波路材料で形成した本ラティス光干渉回路において、その第１のアーム導波路の一部に溝を形成し、第１の導波路材料とは異なる第２の導波路材料をそこに充填した。ここでは、第１の導波路材料として、温度屈折率係数α1が、＋１．１×１０−５［１／℃］の石英を、また第２の導波路材料として、光路長温度係数α２が、−３７×１０−５［１／℃］のシリコーン樹脂を用いた。
【０１０５】
Ｍ段ラティス光干渉回路の透過スペクトルは、下記式で表される。
【０１０６】
【数１５】
2010054624.tif 000017
【０１０７】
ここで、Ｍは段数、xqは振幅係数、ΔLはアーム導波路間の光路長差、ｆは光周波数、ｃは光速である。（尚、Ｍ＝１の時は、実施例６で述べた１段のマッハツェンダ光干渉回路に相当する。）
この時、このラティス光干渉回路を温度無依存化するためには、先に述べた式（１）を満足するように光干渉回路を設計すれば、温度無依存化することが可能である。
【０１０８】
以上の構成において、溝に充填した光学樹脂を局所的に加熱するために薄膜ヒータを第１のアーム導波路に形成した溝周辺に集積する。このヒータに電力を印加することにより、透過波長特性が可変のラティス型光回路を実現した。その透過波長特性を図３０に示す。すなわち、本実施例によれば、環境温度に対して温度無依存でかつ透過波長特性が可変のラティス光干渉回路を提供することができる。
【０１０９】
なお、本実施形態では、第１から第Ｍ遅延部の光路長差を全てΔLに設定したが、多段の遅延部ごとに光路長差を変えても良い。その場合は、遅延量に応じて、先に述べた式（１）を満足するように溝を形成し、樹脂を充填すれば良い。
【０１１０】
また、第１のアーム導波路に溝を形成することにより、損失が生じる。そこで、図２９（ｂ）に示すように、光学樹脂を充填する第１のアーム導波路と同じ光路長分の溝を形成し、光学樹脂を充填することにより、溝を形成したことによる両アーム導波路間の損失を均一化してもよい。さらには、その溝にマッチングオイルなどの第３の導波路材料を充填してもよい。この考え方は、第６の実施例で図２６、図２７、図２８の説明と同じである。
【０１１１】
（第８の実施例）  
図３１（ａ）に第８の実施の形態を示す。これは、マッハツェンダ光干渉回路のアーム導波路をM段並列に接続したM段トランスバーサル光干渉回路である。M段トランスバーサル光干渉回路は、入力をM本の導波路に分波する光カプラと、当該光カプラに接続されたＭ本のアーム導波路と、当該Ｍ本のアーム導波路を合波する光カプラより構成されている。第１のアーム導波路に対する第２から第Mのアーム導波路の光路長差は、それぞれ、ΔL＋φ２、２ΔL＋φ３、…、（M−１）ΔL＋φMに設定されている。ただし、φMは、第Mのアーム導波路の位相である。
【０１１２】
第１の導波路材料で形成した本トランスバーサル光干渉回路において、その第１から第M-１のアーム導波路の一部に溝を形成し、第１の導波路材料とは異なる第２の導波路材料をそこに充填した。ここでは、第１の導波路材料として、温度屈折率係数α1が、＋１．１×１０−５［１／℃］の石英を、また第２の導波路材料として、光路長温度係数α２が、−３７×１０−５［１／℃］のシリコーン樹脂を用いた。
【０１１３】
M段トランスバーサル光干渉回路の透過スペクトルは、下記式で表される。
【０１１４】
【数１６】
2010054624.tif 000018
【０１１５】
ここで、Ｍは段数、xqは振幅係数、ΔLはアーム導波路間の光路長差、ｆは光周波数、ｃは光速である。
【０１１６】
この時、このトランスバーサル光干渉回路を温度無依存化するためには、先に述べた式（１）を満足するように光干渉回路を設計すれば、温度無依存化することが可能である。
以上の構成において、溝に充填した光学樹脂を局所的に加熱するために薄膜ヒータを第１から第M−１のアーム導波路に形成した溝周辺に集積する。このヒータに電力を印加することにより、環境温度に対して温度無依存でかつ透過波長特性が可変のトランスバーサル光干渉回路を実現した。また、図３１（ｂ）に示すように、全てのアーム導波路に、同じ光路長分の溝を形成し、光学樹脂を充填することによりアーム導波路間の損失を均一化してもよい。この考え方は、第６の実施例で図２６、図２７、図２８の説明と同じである。
【０１１７】
（第９の実施例）  
図３２（ａ）に第９の実施の形態を示す。これは、１入力２出力のマッハツェンダ光干渉回路をM段、多段に接続した１×２Mフィルタである。第ｍ段目のマッハツェンダ光干渉回路の光路長差は、２M-ｍ・ΔL＋φm,kに設定されている。ただし、φm,kは、ｍ段目の素子のうち、ｋ個目の素子の位相である。例えば、図３２の構成では、
１段目、１個目の素子の光路長差は、４ΔL＋φ1,1
２段目、１個目の素子の光路長差は、２ΔL＋φ2,1
２段目、２個目の素子の光路長差は、２ΔL＋φ2,2
３段目、１個目の素子の光路長差は、ΔL＋φ3,1
３段目、２個目の素子の光路長差は、ΔL＋φ3,2
３段目、３個目の素子の光路長差は、ΔL＋φ3,3
３段目、４個目の素子の光路長差は、ΔL＋φ3,4
ここで、φ1,1＝０、φ2,1＝π/２、φ2,2＝０、φ３,１＝π/４、φ３,２＝３π/４、φ３,３＝π/２、φ３,４＝０に設定した時の、その透過波長特性を図３３（ａ）に示す。
【０１１８】
第１の導波路材料で形成した本１×２Mフィルタにおいて、そのアーム導波路の一部に溝を形成し、第１の導波路材料とは異なる第２の導波路材料をそこに充填した。ここでは、第１の導波路材料として、温度屈折率係数α1が、＋１．１×１０−５［１／℃］の石英を、また第２の導波路材料として、光路長温度係数α２が、−３７×１０−５［１／℃］のシリコーン樹脂を用いた。この時、この１×２Mフィルタを温度無依存化するためには、先に述べた式（１）を満足するように光干渉回路を設計すれば、温度無依存化することが可能である。
【０１１９】
以上の構成において、溝に充填した光学樹脂を局所的に加熱するために薄膜ヒータを溝周辺に集積する。
【０１２０】
前述したように、温度無依存化を行い、溝に充填した光学樹脂を局所的に加熱した時の入力ポート１、出力ポート１のその透過波長特性を図３３（ｂ）に示す。このヒータに電力を印加することにより、環境温度に対して温度無依存でかつ透過波長特性が可変のマッハツェンダ光干渉回路型１×２Mフィルタを実現できる。
【０１２１】
尚、ここでは以上の構成において、１×２Mフィルタを構成する素子として、マッハツェンダ光干渉回路を用いたが、先に述べたラティス光干渉回路やトランスバーサル光干渉回路を用いてもよいし、後述するリング光干渉回路など、その他の光干渉回路を用いてもよいし、あるいは複数の異なる光干渉回路を用いても良い。また、図３２（ｂ）に示すように、対になるアーム導波路毎に、同じ光路長分の溝を形成し、光学樹脂を充填することによりアーム導波路間の損失を均一化してもよい。この考え方は、第６の実施例で図２６、図２７、図２８の説明と同じである。
【０１２２】
（第１０の実施例）  
図３４に第１０の実施の形態を示す。これは、ひとつの導波路７０とリング導波路７１とで構成され、導波路７０とリング導波路７１との間に方向性結合器７２が構成されているリング共振器８０である。このリング共振器８０は、入力ポートＲ１からの入力に対して、そのリング導波路７１の長さに依存して、その出力ポートＲ２からの出力特性において、急峻な遮断特性を有する透過波長特性を示す。
【０１２３】
このリング導波路７１の一部に溝２０を形成して、リング導波路７１とは異なる光路長温度係数を有する光学樹脂２１を充填する。ここで、溝２０を形成し光学樹脂２１を充填する条件を、式（１）を満足するように設計することによって、環境温度に対して温度無依存化したリング共振器を構成することができる。よって、式（１）を具体的に記述した式（２）をリング導波路において満たせばよい。すなわち、
【０１２４】
【数１７】
2010054624.tif 000019
【０１２５】
但し、
【０１２６】
【数１８】
2010054624.tif 000020
【０１２７】
を満たせばよい。ここで、α１、α２は、それぞれリング導波路中の第１の導波路材料の光路長温度係数とリング導波路中の第２の導波路材料の光路長温度係数、ｎ１、ｎ２は、それぞれリング導波路中の第１の導波路材料による実効屈折率とリング導波路中の第２の導波路媒質による実効屈折率であり、ΔＬ１、ΔＬ２は、それぞれリング導波路中の第１の導波路材料によって構成される導波路による光路長差と、リング導波路中の第２の導波路材料によって構成される導波路による光路長差である。また、ｄｎ１／ｄＴ、ｄｎ２／ｄＴは、屈折率温度係数と呼ばれる。
【０１２８】
光干渉計を構成するリング導波路において、Ｌ１’を、第１の導波路材料を充填した溝の長さの総和とし、Ｌ１を、Ｌ１’を除く前記溝が形成されたリング導波路の長さとすると、
【０１２９】
【数１９】
2010054624.tif 000021
【０１３０】
となり、これを満たすように設計すれば、温度無依存化することができる。
【０１３１】
さらに、これら光学樹脂２１を局所的に加熱もしくは冷却するための機構が実装されている。ここでは、光学樹脂２１を充填した溝２０の周辺に薄膜ヒータ３２を集積した例で説明する。すなわち、光学樹脂２１を加熱することにより、その部分の屈折率が変化しその結果実効的な光路長が変化する。するとリング共振器７０の共振周波数（波長）が変化して透過波長特性を可変にすることできる。すなわち、本実施例によれば、可変の透過波長特性を有しかつ環境温度に対し温度無依存化した光導波回路を提供することが可能になる。
【０１３２】
（第１１の実施例）  
図３５に第１１の実施の形態を示す。これは、先の第１０の実施例で述べた光導波回路と異なって、２箇所において導波路７０とリング導波路７１との間に方向性結合器７２を有するリング共振器８０である。このリング共振器８０は、入力ポートＳ１からの入力に対して、そのリング導波路の長さに依存して、その出力ポートＳ２からの出力特性において、急峻な透過波長特性を示す。
【０１３３】
本回路でも同様に、このリング導波路７１の一部に溝２０を形成して、リング導波路７１とは異なる光路長温度係数を有する光学樹脂２１を充填する。ここでも、溝２０を形成し光学樹脂２１を充填する条件を、式（１）を満足するように設計することによって、環境温度に対して温度無依存化した可変の透過波長特性を有する光導波回路を提供することが可能になる。
【０１３４】
（第１２の実施例）  
図３６に、第１２の実施の形態を示す。ここでは、第１の実施例から第５の実施例で述べてきた透過波長特性が可変のＡＷＧ２０１に、ＰＤ５０１を集積することで構成できる光信号モニタ２００について述べる。すなわち、本光信号モニタの基本的な構成は、図２に示した従来の技術と同様に、ＡＷＧ１０の出力導波路１５の端面に複数のＰＤ５０１を集積したＣＳＰ型ＰＤアレイ５００を取り付けたものであるが、異なる点として温度無依存化のために形成した溝の充填された光学樹脂２１を局所的に加熱するために、ヒータ３０を配置した点にある。ヒータの集積方法は、第１の実施例から第５の実施例にいたって述べたように、外付けでヒータを実装してもよいし、薄膜ヒータを集積してもよく、その形態を問わないことは言うまでもない。図３６においては、第１の実施例の図７をもとにして示しているに過ぎない。ここでも、溝を形成し光学樹脂を充填する条件を、先の実施例と同様に環境温度に対して温度無依存になる条件式（１）を満足するようにして設計している。
【０１３５】
本構成による光信号モニタ２００の動作を以下に説明する。複数の波長信号が合波されたＷＤＭ信号を、ＡＷＧ１０の入力導波路１１より入力すると、ＡＷＧの動作原理に従い、各々の波長信号が出力導波路１５毎に出力され、さらにそれぞれ波長信号毎に各ＰＤ５０１で受光されて電気信号に変換されて出力される。この時、ヒータ３０に電力を印加すると溝２０に充填された光学樹脂２１が加熱されて、これまでにも述べてきたようにＡＷＧ１０の透過波長特性が可動する。この時ヒータ３０への印加電力は、ＡＷＧ１０の透過特性の可動範囲を、各チャンネルの透過帯域よりも狭い範囲で掃引できる程度でよい。図３７（ａ）に、ヒータ３０を駆動しながら各チャンネルを透過してくる光信号７００をモニタする様子を示す。ヒータ３０に電力を印加するとそれに比例してＡＷＧ１０の透過特性７０１が可動（図中矢印）して、それに対応するＰＤ５０１からの光電流すなわちモニタ信号７０２が出力される（図３７（ｂ））。ヒータ３０に印加する電力は、波長（λ）情報に対応付けることができるので、モニタ信号７０２がピークとなる印加電力すなわち波長位置（λ１）が、そのチャンネルを透過してくる光信号の波長として検出可能である。また、縦軸パワー（Ｐ）のピーク値（Ｐ１）は、光信号７００の光パワーとして検出することができる。さらには、モニタ信号７０２のピーク値（Ｐ１）とモニタ信号のノイズレベル（ＰＮ）の値の比は、ＯＳＮＲとして検出することが可能である。このように、従来の技術では光パワーしか検出できなかった光信号モニタを、本実施の形態でＡＷＧを可変フィルタ化して光信号モニタを構成することにより、光パワーに加えて、ピーク波長とさらにはＯＳＮＲもモニタすることができるようになる。
【０１３６】
先にも述べたように、透過波長特性の掃引可変域は、ＡＷＧのチャンネル周波数間隔以下の可変域を有する程度の印加電力で駆動できる範囲であればよい。これは、ＡＷＧは出力導波路毎に、各々のチャンネル周波数（すなわち波長）の光信号を同時に出力することができるためである。よって、本実施例による光信号モニタは、各チャンネルの透過帯域よりも狭い範囲の掃引波長可変域の駆動で、波長チャンネルの全光信号を一括してモニタできるといった特徴がある。このことは、システム上の全波長域にわたって可変フィルタを掃引する方式の光信号モニタよりもパラレルに波長情報を取り出せるので、読み取り速度が高速になるといった特徴がある。
【０１３７】
なお、作製するＡＷＧ１０の透過帯域幅をより狭く設計することによって、光信号の波形をより一層高精度にモニタすることが可能になる。従って、変調された光信号のビットレートの違いや、変調フォーマットの違いによる波形をモニタすることもできる。
【０１３８】
以上、本発明においては、特にＣＳＰ型ＰＤアレイ５００を実装することによって、これまでにないコンパクトで環境温度に対してモニタ特性の変動がない温度無依存のＯＰＭを構成できるという点に特徴がある。
【０１３９】
（第１３の実施例）  
図３８に、第１３の実施の形態を示す。本実施例が、先の第１２の実施例と異なる点は、ＣＳＰ−ＰＤアレイが第２のスラブ１４の端面に取り付けられている点である。こうすることにより、出力導波路部分を無くすことができるので、光信号モニタの小型化をいっそう進めることが可能となる。
【０１４０】
（第１４の実施例）  
図３９に、第１４の実施の形態を示す。本実施例は、第９の実施例（図３２（ｂ）参照。図３２（ａ）の形態でも良い。）において、マッハツェンダ光干渉回路型１×２Mフィルタの出力導波路端面にＰＤ５０１を取り付けている。ＰＤ５０１は単チャンネルのＣＳＰ型ＰＤアレイ５００を実装してもよいが、その形態は特には問わない。尚、ＰＤを取り付ける出力ポートは、マッハツェンダ光干渉回路型１×２Mフィルタの設計に依存する。各アーム導波路の一部に形成された溝２０に充填された光学樹脂２１を、局所的に加熱することにより、透過波長特性を可変にすることができる。ここでも、溝２０を形成し光学樹脂２１を充填する条件を、環境温度に対する温度無依存化の条件式（１）を満足するように設計している。透過波長特性をヒータ加熱により掃引すると、それに応じてＰＤ５０１からの光電流すなわちモニタ信号が出力される。透過波長特性の掃引により、光パワーのみならず波長およびＯＳＮＲも検出することが可能である。ここで、１×２Mフィルタを構成する素子として、先に述べたラティス光干渉回路やトランスバーサル光干渉回路を用いてもよいし、後述するリング光干渉回路など、その他の光干渉回路を用いてもよいし、あるいは複数の異なる光干渉回路を用いても良い。こうすることにより、環境温度無依存のＯＰＭを構成できるようになる。
【０１４１】
（第１５の実施例）  
図４０に、第１５の実施の形態を示す。本実施例は、第１１の実施例であるリング共振器８０の出力ポートＳ２にＰＤ５０１を集積した例を示している。ＰＤ５０１は単チャンネルのＣＳＰ型ＰＤアレイ５００を実装してもよいが、その形態は特には問わない。リング導波路７１の一部に形成された溝２０に充填された光学樹脂２１を、局所的に加熱することにより、その共振周波数（波長）を可変にすることができる。ここでも、溝２０を形成し光学樹脂２１を充填する条件を、環境温度に対する温度無依存化の条件式（１）を満足するように設計している。透過波長特性をヒータ加熱により掃引すると、それに応じてＰＤ５０１からの光電流すなわちモニタ信号７０２が出力される。透過波長特性の掃引により、光パワーのみならずピーク波長およびＯＳＮＲも検出することが可能である。
【０１４２】
以上、本発明においても、これまでにないコンパクトで環境温度に対してもモニタ特性の変動のない環境温度無依存のＯＰＭを構成できるという点に特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】従来の光干渉回路の一例であるアレイ導波路回折格子型光合分波器（ＡＷＧ）を示す図である。
【図２】図１のＡＷＧの各々の出力導波路の端面に受光素子としてフォトダイオード（ＰＤ）を直接実装した例を示す図である。
【図３】図１のＡＷＧを温度無依存化した形態を示す図である。
【図４】図３のＡ-Ａ’線に沿った断面図である。
【図５】図１のＡＷＧの変形形態を示す図である。
【図６】図１のＡＷＧの変形形態を示す図である。
【図７】第１の実施の形態に係るＡＷＧを示す図である。
【図８】図７のＢ-Ｂ’線に沿った断面図である。
【図９】第１の実施の形態に係るＡＷＧの印加電力に対する透過波長特性を示す図である。
【図１０】第１の実施の形態に係るＡＷＧの変形形態を示す図である。
【図１１】第１の実施の形態に係るＡＷＧの変形形態を示す図である。
【図１２】第１の実施の形態に係るＡＷＧの変形形態を示す図である。
【図１３】第２の実施の形態に係るＡＷＧを示す図である。
【図１４】図１３のＣ-Ｃ’線に沿った断面図である。
【図１５】第２の実施の形態に係るＡＷＧの印加電力に対する中心透過周波数特性を示す図である。
【図１６】第２の実施の形態に係るＡＷＧに対して、印加電力をパラメータにして環境温度に対する中心波長を実測した結果を示す図である。
【図１７】溝と薄膜ヒータのパターンを抜き出して示す図である。
【図１８】第３の実施の形態に係るＡＷＧを示す図である。
【図１９】図１８のＤ-Ｄ’線に沿った断面図である。
【図２０】第４の実施の形態に係るＡＷＧを示す図である。
【図２１】第５の実施の形態に係るＡＷＧを示す図である。
【図２２】第６の実施の形態に係る光干渉回路を示す図である。
【図２３】第６の実施の形態に係る光干渉回路について、環境温度−１０〜＋７０度の範囲における透過波長特性を計算した一例を示す図である。
【図２４】第６の実施の形態に係る光干渉回路について、透過特性を計算した一例を示す図である。
【図２５】第６の実施の形態に係る光干渉回路の設計方法を説明するための図である。
【図２６】図２２の構成の具体例を示す図である。
【図２７】図２２の構成の変形形態を示す図である。
【図２８】図２２の構成の変形形態を示す図である。
【図２９】（ａ）は第７の実施の形態に係るＭ段ラティス光干渉回路を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の変形形態を示す図である。
【図３０】第７の実施の形態に係るラティス光干渉回路の透過波長特性を示す図である。
【図３１】（ａ）は第８の実施の形態に係るＭ段トランスバーサル光干渉回路を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の変形形態を示す図である。
【図３２】（ａ）は第９の実施の形態に係る１×２Mフィルタを示す図であり、（ｂ）は（ａ）の変形形態を示す図である。
【図３３】第９の実施の形態に係る１×２Mフィルタの透過特性を示す図である。
【図３４】第１０の実施の形態に係るリング共振器を示す図である。
【図３５】第１１の実施の形態に係るリング共振器を示す図である。
【図３６】第１２の実施の形態に係る光信号モニタを示す図である。
【図３７】第１２の実施の形態に係る光信号モニタにおいて、ヒータを駆動しながら各チャンネルを透過してくる光信号をモニタする様子を示す図である。
【図３８】第１３の実施の形態に係る光信号モニタを示す図である。
【図３９】第１４の実施の形態に係る光信号モニタを示す図である。
【図４０】第１５の実施の形態に係る光信号モニタを示す図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１  基板
２  コア
３  クラッド（上部クラッド及び下部クラッドに対応）
１０  ＡＷＧ  （波長可変フィルタに対応）
１１  入力導波路（入力用のチャネル導波路に対応）
１２  第１のスラブ導波路（入力側のスラブ導波路に対応）
１３  アレイ導波路
１４  第２のスラブ導波路（出力側のスラブ導波路に対応）
１５  出力導波路（出力用のチャネル導波路に対応）
２０  溝
２１  光学樹脂（材料に対応）
３０  ヒータ（材料を加熱または冷却する機構に対応）
３１  （外付け）ヒータ
３２  薄膜ヒータ
４０  電気配線
６０  第１の光カプラ（方向性結合器に対応）
６１  第２の光カプラ（方向性結合器に対応）
６２  第１のアーム導波路
６３  第２のアーム導波路
７０  入出力導波路
７１  リング導波路
７２  方向性結合器
８０  リング共振器
１２１  第１の溝部
１２２  第２の溝部
１３１  第１のヒータ
１３２  第２のヒータ
２００  光信号モニタ
２０１  ＡＷＧ（波長可変フィルタに対応）
５００  ＣＳＰ型ＰＤアレイ
５０１  ＰＤ（フォトダイオードに対応）
５０２  筐体
５０３  ガラス窓
７００  光信号
７０１  ＡＷＧの透過特性
７０２  モニタ信号
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図１６】
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