(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上でクラッド層に屈折率の高いコア部が埋設された光導波路を用いて形成される干渉計光回路で、光導波路近傍の局所的な加熱処理により光導波路の実効屈折率が部分的に恒久的に変化する現象を利用して、この干渉計光回路を構成する光導波路の光路長が調整されている干渉計光回路において、
少なくとも２種類以上の構造の前記光導波路近傍の局所的な加熱処理領域を備えており、
しかも局所的な前記加熱処理領域は、前記光導波路上に形成された薄膜ヒーターであり、
前記光導波路近傍の局所的な加熱処理により生じたＴＥ偏光の屈折率変化に対するＴＭ偏光の屈折率変化の割合が少なくとも２つ以上の前記加熱処理領域で異なっていることを特徴とする干渉計光回路。
【請求項２】
前記加熱処理領域の構造の違いが、加熱処理領域の幅、即ち前記光導波路の延在方向に対して直交する方向の長さの違いであることを特徴とする請求項１記載の干渉計光回路。
【請求項３】
前記加熱処理領域の幅が、少なくとも一種類の加熱処理領域ではコア部中心からクラッド表面までの距離ｄの２．６倍以上、或いは少なくとも一種類の加熱処理領域ではコア部中心からクラッド表面までの距離ｄの１．４倍以下であることを特徴とする請求項２記載の干渉計光回路。
【請求項４】
前記加熱処理領域の構造の違いが、光導波路から加熱処理領域までの距離の違いであることを特徴とする請求項１記載の干渉計光回路。
【請求項５】
前記加熱処理領域の構造の違いが、加熱処理領域中に光導波路方向に沿ったスリットの有無、或いはそのスリット幅の違いであることを特徴とする請求項１記載の干渉計光回路。
【請求項６】
前記加熱処理領域の構造の違いが、光導波路周囲のクラッドを部分的に除去して構成されるトレンチの有無、或いは光導波路からトレンチまでの距離或いはトレンチの深さの違いであることを特徴とする請求項１記載の干渉計光回路。
【請求項７】
前記干渉計光回路が、偏光方向に依存する固定の遅延手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の干渉計光回路。
【請求項８】
前記干渉計光回路が、１つ以上の光カプラーとこれら光カプラーに接続される複数本の光導波路からなることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項の干渉計光回路。
【請求項９】
前記干渉計光回路が、２つの２×２光カプラーとこれら光カプラーを接続する２本の光導波路からなり、
局所的な加熱処理により、この２本の光導波路の光路長差（遅延差）が、ＴＥ偏光についてはλ／２（但しλは波長）の奇数倍であり、ＴＭ偏光についてはλ／２の偶数倍、またはＴＥ偏光についてはλ／２の偶数倍であり、ＴＭ偏光についてはλ／２の奇数倍であるように調整されていることを特徴とする請求項８の干渉計光回路。
【請求項１０】
前記２つの２×２光カプラーを接続する２本の光導波路のいずれか或いは両方に偏光依存の固定の遅延手段を備えていることを特徴とする請求項９の干渉計光回路。
【請求項１１】
基板上でクラッド層に屈折率の高いコア部が埋設された光導波路を用いて形成される干渉計光回路で、光導波路近傍の局所的な加熱処理により光導波路の実効屈折率が部分的に恒久的に変化する現象を利用して、この干渉計光回路を構成する光導波路の光路長が調整されている干渉計光回路の製造方法において、
少なくとも２種類以上の構造の前記光導波路近傍の局所的な加熱処理領域を備え、
しかも局所的な前記加熱処理領域は、前記光導波路上に形成された薄膜ヒーターであり、
前記加熱処理領域により局所的な加熱処理をすることにより、前記光導波路近傍の局所的な加熱処理により生じたＴＥ偏光の屈折率変化に対するＴＭ偏光の屈折率変化の割合を少なくとも２つ以上の前記加熱処理領域で異ならせることを特徴とする干渉計光回路の製造方法。
【請求項１２】
前記加熱処理領域の構造の違いが、加熱処理領域の幅、即ち前記光導波路の延在方向に対して直交する方向の長さの違いであることを特徴とする請求項１１記載の干渉計光回路の製造方法。
【請求項１３】
前記加熱処理領域の幅が、少なくとも一種類の加熱処理領域ではコア部中心からクラッド表面までの距離ｄの２．６倍以上、或いは少なくとも一種類の加熱処理領域ではコア部中心からクラッド表面までの距離ｄの１．４倍以下であることを特徴とする請求項１２記載の干渉計光回路の製造方法。
【請求項１４】
前記加熱処理領域の構造の違いが、光導波路から加熱処理領域までの距離の違いであることを特徴とする請求項１１記載の干渉計光回路の製造方法。
【請求項１５】
前記加熱処理領域の構造の違いが、加熱処理領域中に光導波路方向に沿ったスリットの有無、或いはそのスリット幅の違いであることを特徴とする請求項１１記載の干渉計光回路の製造方法。
【請求項１６】
前記加熱処理領域の構造の違いが、光導波路周囲のクラッドを部分的に除去して構成されるトレンチの有無、或いは光導波路からトレンチまでの距離或いはトレンチの深さの違いであることを特徴とする請求項１１記載の干渉計光回路の製造方法。
【請求項１７】
前記干渉計光回路が、偏光方向に依存する固定の遅延手段を備えていることを特徴とする請求項１１乃至請求項１６の何れか一項に記載の干渉計光回路の製造方法。
【請求項１８】
前記干渉計光回路が、１つ以上の光カプラーとこれら光カプラーに接続される複数本の光導波路からなることを特徴とする請求項１１乃至請求項１７の何れか一項の干渉計光回路の製造方法。
【請求項１９】
前記干渉計光回路が、２つの２×２光カプラーとこれら光カプラーを接続する２本の光導波路からなり、
局所的な加熱処理により、この２本の光導波路の光路長差（遅延差）が、ＴＥ偏光についてはλ／２（但しλは波長）の奇数倍であり、ＴＭ偏光についてはλ／２の偶数倍、またはＴＥ偏光についてはλ／２の偶数倍であり、ＴＭ偏光についてはλ／２の奇数倍であるように調整することを特徴とする請求項１８の干渉計光回路の製造方法。
【請求項２０】
前記２つの２×２光カプラーを接続する２本の光導波路のいずれか或いは両方に偏光依存の固定の遅延手段を備えていることを特徴とする請求項１９の干渉計光回路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、干渉計光回路及びその製造方法に関するものであり、光通信分野で用いる平面光波回路型におけるＴＥ偏光とＴＭ偏光に対する光路長（位相）を独立に調整できるように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板上に作製される単一モード導波路を用いた光回路は集積性・量産性に優れると云った特徴を持ち、経済的な光ネットワークノードを構築する上で必要不可欠な部品である。特にＳｉＯ2 を主成分とした石英系導波路を用いた光回路は、低損失であり、石英系光ファイバーとの親和性に優れ、また、長期安定性に優れるなどの特徴を持っており、アレイ導波路格子合分波器に代表される数多くの光部品が実用化され、商用システムで使用されるに至っている。
【０００３】
これら光部品は、例えば、火炎堆積法（ＦＨＤ）や化学気相堆積法（ＣＶＤ）などのガラス膜堆積技術と、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）などの微細加工技術を組み合わせて作製される。具体的には、シリコンウェハー等の基板上に下部クラッド層となるガラス膜を堆積し、引き続き、屈折率がクラッド層よりもやや高いコア層を堆積する。そして、光回路となるコアパターンを微細加工技術によりパターン化し、最後に上部クラッド層となるガラス膜を堆積する事で、埋め込み型の光導波路から成る光回路が作製される。
【０００４】
通常、ＦＨＤ法ではガラス膜を透明化するときに熱処理を行い、ＣＶＤ法でもガラス膜の透明度を上げるために熱処理を行う。この高温プロセスは導波路を構成するガラス膜面内に熱応力を誘起し、結果として導波路の実効屈折率が偏光方向によって異なる導波路複屈折Ｂ値を生じさせ、光回路特性に偏光依存性をもたらす。また、この導波路複屈折は作製誤差により、ウェハー面内において微妙に異なっているため、十分な光回路特性を得るためには、光回路個別に且つ回路の局所別に導波路複屈折を調整する必要がある。
【０００５】
従来の局所的な導波路複屈折調整技術の例としては、アモルファスシリコン薄膜による応力付与膜を用いる方法などがある（特開平１−７７００２）。これはアモルファスシリコン薄膜を導波路上に装荷すると導波路に強い引っ張り応力が入り、ガラスの光弾性効果を介して導波路の実効屈折率が変化する現象を利用している。アモルファスシリコン薄膜の形状を変えることで応力分布、すなわち導波路複屈折の制御ができる。また、このアモルファスシリコン薄膜はＡｒレーザー等により除去する事が可能なので、装荷されている長さを光回路特性に合わせて微調整することで、導波路複屈折Ｂ値を含めた導波路の実効屈折率を調整することができる。
【０００６】
このアモルファスシリコン応力付与膜を使った技術は、更に積極的に利用されて偏光分路素子（ＰＢＳ）の構成要素にも応用されている（例えば、"Biriefringence control od silica waveguides on Si and its application to a polarization-beam splitter/switch",Journal of Lightwave Technology,Vol.12,No.4,Apr.1994 ）。
【０００７】
このＰＢＳは、図１３に示すように、基板（シリコン基板１）上に作製された石英系導波路からなる２個の３ｄＢ光カプラー（５０％光結合器）７，７と２本の導波路アームで構成されたマッハツェンダー干渉計（ＭＺＩ）に、３種類の幅のアモルファスシリコン応力付与薄膜６ａ，６ｂ，６ｃを装荷した回路構成となっている。なお、図１３において、２ａ，２ｂは導波路コア、３はクラッド層、４’は熱光学位相調整用薄膜ヒータ、５は給電配線及び給電パッド、１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂは入出力導波路端である。
【０００８】
３種類の幅のアモルファスシリコン応力付与薄膜６ａ，６ｂ，６ｃのうち、１種類目（６ｃ）は幅５０μｍであり、主に導波路複屈折を制御するためのものである。残りの２種類（６ａ，６ｂ）は９０μｍと１００μｍであり、主に偏光無依存に導波路の実効屈折率を制御するためのものである。これらアモルファスシリコン応力付与薄膜６ａ，６ｂ，６ｃの長さをＡｒレーザー等により除去し調整することで、２本の導波路アームの光路長差をＴＭ偏光に対して０に、ＴＥ偏光に対してλ／２（λ：波長）に合わせ込んでいる。従って公知の干渉原理より、入力ポート（１１ｂ）に入射された光の内、ＴＭ偏光はクロスポート（１２ａ）、ＴＥ偏光はバーポート（１２ｂ）へ導波し、このＭＺＩはＰＢＳとして機能する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このアモルファスシリコン応力付与薄膜を用いた導波路複屈折調整技術はレーザーを用いて最終調整を行っており、数１０μｍの精度でレーザー照射の位置あわせを行う必要がある。そのため装置が複雑化し高価になると云った問題があった。
【００１０】
一方、導波路の実効屈折率を恒久的に調整（トリミング）する方法として局所加熱トリミング法（例えば、特開平３−２６７９０２）が実用化されている。この技術は、導波路上にパターン化された薄膜ヒーターを用いて導波路を局所的に比較的高い電力で加熱処理することにより、恒久的に導波路の実効屈折率を変化させ、光回路の光路長（位相）調整を行うものである。薄膜ヒーターはフォトマスクを用いた微細加工技術で形成するため、加熱時に高精度の位置あわせは不要であり単に所定の薄膜ヒーターに通電を行うだけでよい。よって、調整作業は比較的簡易な装置で行うことが出来、また自動化も比較的容易である。しかしながら、この実効屈折率変化の原理や偏光依存性の制御に関しては未解明であったため、導波路複屈折を制御する方法としては不十分であった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
研究所の研究員は、鋭意研究の結果、上記局所加熱トリミング法の原理が局所加熱によって主にヒーターとコアの間のクラッド、特にヒーター直下近接のクラッドが変質し（言い換えれば、クラッド表面近傍の膜質が変質する）、その結果、導波路に応力が加わるためであることを見いだした。そして、局所加熱領域の幅ｗを調整し応力分布を変えることで、この偏光依存性をほぼ制御できることを実験的に明らかにした。具体的には、図２に示すように、局所加熱領域の幅がオーバークラッド表面からコア中心までの距離の約２倍のｗ0 付近（±３０％）の場合には実効屈折率の変化はほぼ偏光無依存となり、局所加熱領域の幅がこれよりも広い場合はＴＭ偏光の方が、これよりも狭い場合はＴＥ偏光の方が、優勢に屈折率変化する。
【００１２】
従って、局所加熱領域の幅をオーバークラッド表面からコア中心までの距離の約２倍のｗ0 よりも広くあるいは狭くすることにより、偏光依存性を持たせて光導波路の恒久的な実効屈折率制御を行うことが出来る。特に２種類以上の幅を用いて局所加熱処理を行うことにより、ＴＥ偏光とＴＭ偏光を完全に独立させて恒久的な実効屈折率制御、すなわち複屈折率制御を行うことが可能となる。
【００１３】
この実効屈折率の偏光依存性は局所加熱によって誘起される応力分布によって決まることから、基本的には応力分布の異なる２種類以上の局所加熱処理を用いれば、ＴＥ偏光とＴＭ偏光を完全に独立して恒久的な実効屈折率制御すなわち複屈折率制御を行うことが可能となる。従って、局所加熱領域の幅以外にも、例えば、局所加熱領域と導波路中心の距離や局所加熱領域の形状などの構造の違いを利用しても良い。更に、局所加熱領域の周辺にクラッドを除去したトレンチ構造を導入し局所加熱による応力形状に変化を与えその位置や深さなどの構造の違いによって、応力形状の変化の違いを出しても良い。
【００１４】
また、この局所加熱による光路長調整はあくまで微調整手段であるので、回路設計上の遅延差が必要な場合はあらかじめ固定の遅延光回路を設けておき、特性向上のための最終的な調整に用いることが望ましい。
【００１５】
加熱処理の手段は上述したように、薄膜ヒーターによる方法が装置コストを考慮すると好ましいが、これに限るものではなく、クラッドを局所的に加熱する手段で有れば良く、例えば、ＣＯ2 レーザーのような局所的加熱手段であっても構わない。
【００１６】
以上をまとめると、本発明の特徴は次のようなものである。即ち、コア及びクラッドからなる光導波路において、局所加熱により導波路の屈折率を恒久的に変える事ができるのは、被加熱部分の変成によりコアに応力が加わるためであり、加熱によって変成する領域の幅や、導波路に対する距離や位置を変える事で、ＴＥ偏光の屈折率をＴＭ偏光の屈折率に比して大きく変化させたり、その逆にＴＭ偏光の屈折率を大きく変化させたり、または２つの偏光の屈折率を等しく変化させたりすることが可能であるという新しい知見が得られた。
本願発明の干渉計光回路及びその製造方法では、上記知見に基づき、偏光に与える影響の異なる少なくとも２種類の加熱領域によって導波路を加熱して屈折率を、従って光路長を調整することを特徴とする。
例えば、ＴＥ偏光の屈折率をＴＭ偏光に比して優勢に変化させる第１の加熱領域と、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の屈折率を等しく変化させる第２の加熱領域を併用すれば、第１の加熱領域によってＴＥ偏光とＴＭ偏光の光路長差を所望の値（例えば（λ／２）に設定し、その後、両偏光の光路長差を等しくシフトすれば、一つの干渉計において、ＴＥは位相差λ／２、ＴＭは位相差ゼロに併せ込むことが可能となる。
【００１７】
かかる知見に基づき案出した本発明の干渉計光回路の構成は、基板上でクラッド層に屈折率の高いコア部が埋設された光導波路を用いて形成される干渉計光回路で、光導波路近傍の局所的な加熱処理により光導波路の実効屈折率が部分的に恒久的に変化する現象を利用して、この干渉計光回路を構成する光導波路の光路長が調整されている干渉計光回路において、
少なくとも２種類以上の構造の前記光導波路近傍の局所的な加熱処理領域を備えており、
しかも局所的な前記加熱処理領域は、前記光導波路上に形成された薄膜ヒーターであり、
前記光導波路近傍の局所的な加熱処理により生じたＴＥ偏光の屈折率変化に対するＴＭ偏光の屈折率変化の割合が少なくとも２つ以上の前記加熱処理領域で異なっていることを特徴とする。
【００１８】
また本発明の干渉計光回路の構成は、加熱処理領域の構造の違いが、加熱処理領域の幅、即ち前記光導波路の延在方向に対して直交する方向の長さの違いであったり、
加熱処理領域の幅が、少なくとも一種類の加熱処理領域ではコア部中心からクラッド表面までの距離ｄの２．６倍以上、或いは少なくとも一種類の加熱処理領域ではコア部中心からクラッド表面までの距離ｄの１．４倍以下であったり、
加熱処理領域の構造の違いが、光導波路から加熱処理領域までの距離の違いであったり、
加熱処理領域の構造の違いが、加熱処理領域中に光導波路方向に沿ったスリットの有無、或いはそのスリット幅の違いであったり、
加熱処理領域の構造の違いが、光導波路周囲のクラッドを部分的に除去して構成されるトレンチの有無、或いは光導波路からトレンチまでの距離或いはトレンチの深さの違いであったり、
干渉計光回路が、偏光方向に依存する固定の遅延手段を備えていたり、
干渉計光回路が、１つ以上の光カプラーとこれら光カプラーに接続される複数本の光導波路からなっていることを特徴とする。
【００１９】
また本発明の干渉計光回路の構成は、干渉計光回路が、２つの２×２光カプラーとこれら光カプラーを接続する２本の光導波路からなり、局所的な加熱処理により、この２本の光導波路の光路長差（遅延差）が、ＴＥ偏光についてはλ／２（但しλは波長）の奇数倍であり、ＴＭ偏光についてはλ／２の偶数倍、またはＴＥ偏光についてはλ／２の偶数倍であり、ＴＭ偏光についてはλ／２の奇数倍であるように調整されていたり、
２つの２×２光カプラーを接続する２本の光導波路のいずれか或いは両方に偏光依存の固定の遅延手段を備えていることを特徴とする。
【００２０】
また本発明の干渉計光回路の製造方法は、局所的な加熱処理領域、例えば光導波路上に形成された薄膜ヒーターにより局所的な加熱処理を行うことを特徴とする。
【００２１】
【作用】
ＴＥ偏光とＴＭ偏光の独立制御性を以下に説明する。具体的に、干渉計光回路の一部分において図１に示すような２種類の幅の局所加熱領域を持った導波路を考える。図１において、１はシリコン基板，２は導波路コア，３はクラッド層，４ａ，４ｂは局所加熱処理用の薄膜ヒーター、５は給電電線及び給電パッドである。
【００２２】
図１において、幅ｗの局所加熱による屈折率変化を各偏光毎にδＴＥ、δＴＭとする。平均的な偏光における屈折率変化をδａ（＝（δＴＥ＋δＴＭ）／２）、屈折率変化の偏光依存差をδｐ（＝δＴＥ−δＴＭ）とすると、屈折率依存差δｐは図２より近似的に平均屈折率変化δａに比例するので、δｐ＝Ｃ（ｗ）・δａと表すことが出来る。ここで、Ｃ（ｗ）は比例係数で、図２からわかるように局所加熱領域の幅に依存し、ｗ＝ｗ0 のとき偏光無依存Ｃ＝０となり、ｗ＞ｗ0 のときＴＭ偏光優勢Ｃ＜０、ｗ＜ｗ0 のときＴＭ偏光優勢Ｃ＞０となる。図１のように２種類の幅ｗ1 ，ｗ2 の局所加熱領域を持った導波路の場合、トータルの平均屈折率変化δＡとトータルの偏光依存屈折率差δＰは、それぞれ、
δＡ＝δａ1＋δａ2                                    …（１ａ）
δＰ＝δｐ1＋δｐ2＝Ｃ（ｗ1）・δａ1＋Ｃ（ｗ2）・δａ2…（１ｂ）
となる。従って、Ｃ（ｗ1 ）≠Ｃ（ｗ2 ）の場合この方程式の行列式≠０であるので、任意のδＡ，δＰを満たすδａ1 ，δａ2 が必ず一意に存在する。よって、平均屈折率変化δＡと偏光依存屈折率差δＰは完全に独立して制御することが可能、すなわちＴＥ偏光とＴＭ偏光も完全に独立して制御することが可能となる。
【００２３】
局所加熱処理の場合、通常、屈折率変化はプラスの値をとるので、δａ1 ，δａ2 ＞０という制限があるが、干渉計光回路の光路長差は相対的なものであるので、マイナスの値を考慮する場合は、他の経路の光路長をプラスすれば良い。
【００２４】
以上説明したように、２種類以上の構造を持った局所加熱領域を備えることで、実効屈折率変化の偏光依存性が異なる独立した調整パラメータを２つ以上持つことになり、その結果、ＴＥ偏光とＴＭ偏光も完全に独立して制御することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、具体的な実施例を用いて本発明を説明する。尚、以下の実施例では、シリコン基板上に作製された石英系の単一モード光導波路を用いた構成としているが、これは冒頭述べたように、石英系の導波路が極めて低損失で長期安定性に優れ、通信用石英ファイバーとの親和性に優れているためである。しかしながら、本発明は、クラッドの局所加熱による応力制御が可能なすべての材料に適用可能であることは明白であり、例えば、基板材料として石英基板やサファイヤ基板など、また光導波路として多成分ガラスや高分子材料、ニオブ酸リチウムなど、他の材料の組み合わせでも構わないことは勿論である。
また、図１や図１３で用いた部材と同一機能をはたす部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００２６】
［実施例１：ＰＢＳ１］
図３に第一の実施例である、干渉計光回路として使用する偏光分離素子（ＰＢＳ）の構成例を示す。なお図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）における線分Ｂ−Ｂ’に沿った断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）におけるＣ−Ｃ’に沿った断面図である。また図３において、８は応力解放溝（λ／２偏光依存遅延手段）、４１ａ，４１ｂは局所加熱処理用の薄膜ヒーター（ｗ≒ｗO ）、４２ａ，４２ｂは局所加熱処理用の薄膜ヒーター（ｗ＞ｗO ）、４３ａ，４３ｂは局所加熱処理用の薄膜ヒーター（ｗ＜ｗO ）である。
【００２７】
このＰＢＳは、２個の５０％光結合器（３ｄＢカプラー）７，７およびこれらカプラーを結ぶ２本の導波路アーム、入出力端とカプラーを結ぶ入出力導波路で構成されたＭＺＩ干渉計にＴＥ偏光とＴＭ偏光の偏光方向に依存して約λ／２（λ：波長）の光路長変化を与えるλ／２偏光依存遅延手段８、および両側の導波路アームに３種類の幅の局所加熱手段である薄膜ヒーター４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂを用いて備えている。
【００２８】
今回のＰＢＳでは、３ｄＢカプラー７，７として、二本の導波路を数μｍまで近接して構成される方向性結合器を用いた。これは方向性結合器が他の手段に比べて挿入損失が低いためである。しかしながら、３ｄＢカプラーはこの構成に限定されるものではなく、他の手段、例えばマルチモード導波路を用いたマルチモード干渉計（ＭＭＩ）カプラーやこれらカプラーを複数個従属接続して構成される波長無依存カプラー（ＷＩＮＣ）などであってももちろん良い。
【００２９】
また今回のＰＢＳではλ／２偏光依存遅延手段として、応力解放溝８を片方の導波路アームに備える構成を用いた（特開昭６３−１８２６０８）。これは応力解放溝８による構成が低挿入損失であるためである。しかしながら、このλ／２偏光依存遅延手段はこの構成に限らず、他の構成、例えばλ／２波長板を片方の導波路アームに主軸を０度或いは９０度にして挿入する構成などでももちろん構わない。更に今回のＰＢＳでは、λ／２偏光依存遅延差を生じさせるために、応力解放溝８を上側の導波路アーム（導波路コア２ａ側）に設けたが、遅延差は相対的なものであるから下側の導波路アームに（導波路コア２ｂ側側）に設けても構わないし、両側に設けてその溝の長さ等を上側と下側で差を設けることでλ／２偏光依存遅延差を生じさせてももちろん構わない。
【００３０】
また、各導波路アームの光路長は実効屈折率を導波路上で線積分した値で決まるので、λ／２偏光依存遅延手段８や３種類の幅の局所加熱手段４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂは導波路アーム上でどの順番で配置されていても良い。
【００３１】
この実施例のＰＢＳは、厚さ１ｍｍ直径４インチのシリコン基板１上に公知の従来技術を用いて作製した。石英系導波路はＳｉＣｌ4 やＧｅＣｌ4 などの原料ガスの加水分解反応を利用した火炎加水分解反応堆積技術による石英系ガラス膜の堆積技術と反応性イオンエッチング技術の組み合わせにより作製し、局所加熱用の薄膜ヒータ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂは真空蒸着法およびエッチングにより作製して、最後に応力解放溝８を反応性イオンエッチングにより形成した。コアの断面寸法は６μｍ角であり、コア２ａ，２ｂは約４０μｍのクラッド層３に取り囲まれ、クラッド上部表面から１５μｍの位置にコア中心がある。コア２ａ，２ｂとクラッド層３間の比屈折率差は０．７５％である。
【００３２】
２本の導波路アームのアーム長は約２０ｍｍでアーム長差は０とし、アーム間隔は１ｍｍとした。応力解放溝８の導波路方向の長さは約１．９ｍｍであり、幅は５０μｍである。導波路中心から応力解放溝８までの距離は２５μｍとした。３種類の薄膜ヒーターは、幅をそれぞれ１５μｍ（＜ｗ0 ）（４３ａ，４３ｂ），３０μｍ（≒ｗ0 ）（４１ａ，４１ｂ），６０μｍ（＞ｗ0 ）（４２ａ，４２ｂ）とし、長さは５ｍｍとした。ここで、ｗ0 はオーバークラッド表面からコア中心までの距離の約２倍である。
【００３３】
このウェハーをダイシングにより切り出してセラミック基板に固定し、入出力導波路端１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂにはシングルモードファイバーを接続し、各薄膜ヒータ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂには給電配線パッド５を介して給電リードを接続し、ＰＢＳモジュールとした。
【００３４】
本行程で作製された光回路は、シリコン基板と石英系ガラスの熱膨張係数差のため面内方向に強い圧縮応力が加わっていることから、元々導波路には４×１０-4の複屈折が生じており、ＴＭ偏光の方がＴＥ偏光に比べてわずかに高い屈折率となっている。一方、応力解放溝８の部分では応力が解放されているため、複屈折がほぼ０となっている。従って、２本の導波路アームにおける１．９ｍｍの応力解放溝８の有無により、光路長差に約λ／２の偏光依存性が生じる。その結果、今回の回路はＴＥ偏光にとってはほぼ光路長差が０のＭＺＩとなり、ＴＭ偏光にとってはほぼλ／２の光路長差を持ったＭＺＩとなり、公知の干渉原理より、入力ポート（１１ｂ）に入射された光の内、ＴＥ偏光はクロスポート（１２ａ）、ＴＭ偏光はバーポート（１２ｂ）へ導波する。
【００３５】
ここで「ほぼ」と述べたが、作製される光回路は作製誤差をもっており、これら設計光路長差はわずかにずれることが普通であり、十分な消光比特性を得るには、このわずかなずれを正確に合わせ込むことが極めて重要となる。以下にこの合わせ込みの方法、すなわち、今回の発明の中心となる部分について詳しく述べる。
【００３６】
図４（ａ）に、今回作製したＰＢＳの特性を示す。この特性は幅３０μｍの薄膜ヒーターを熱光学位相シフターとして兼用して測定した。横軸は薄膜ヒーターへ加えた駆動電力である。図中右側は上側の薄膜ヒーター４１ａに、左側は下側の薄膜ヒーター４１ｂに通電している。この図を見てわかるように、駆動電力が０の状態ではＴＥ偏光はバーポート１２ｂへ漏れ込み、またＴＭ偏光もクロスポート１２ａへ漏れ込んでおり、十分な消光比が得られていない。また、この駆動特性から、十分な消光比特性を得るには、ＴＥ偏光に対しては上側アームの実効屈折率を上げて光路長をやや長くし、ＴＭ偏光に対しては下側アームの実効屈折率を上げて光路長をやや長くする必要があることがわかる。
【００３７】
図２を見てわかるように、各幅の薄膜ヒーターを用いて局所加熱処理を行うことにより、幅３０μｍの薄膜ヒーターでは偏光無依存（式１ｂにおいてＣ≒０）に、幅１５μｍの薄膜ヒーターではＴＥ偏光を約２５％優勢（式１ｂにおいてＣ≒０．２５）に、幅６０μｍの薄膜ヒーターではＴＭ偏光を約２５％優勢（式１ｂにおいてＣ≒−０．２５）に実効屈折率を増加させることが出来る。
【００３８】
今回の調整は、（１）導波路アームのＴＥ偏光での光路長差ΔＬTE（＝上側アーム−下側アーム）とＴＭ偏光での光路長差ΔＬTMの差ΔＬp （＝ΔＬTE−ΔＬTM）をλ／２に調整する、（２）ΔＬTE＝０（すなわち、ΔＬTM＝−λ／２）に調整する、の二段階に分けて行った。
【００３９】
図４（ａ）の回路作製後の状態では、ΔＬp ＝０．８・λ／２程度である。上述のように上側アームの幅１５μｍの薄膜ヒーター４３ａまたは下側アームの幅６０μｍの薄膜ヒーター４２ｂを用いて局所加熱処理を行うことによりΔＬp は増加する。各偏光の光路長差ΔＬTE，ΔＬTMは、何れも、上側アームの薄膜ヒーター４３ａを用いた場合は増加し、下側アームの薄膜ヒーター４２ｂを用いた場合は減少する。そこで今回は、ΔＬp の調整の際にΔＬTE，ΔＬTMがあまり大きく一方向に大きくずれないようにするため、薄膜ヒーター４３ａと薄膜ヒーター４２ｂの両方を用いて調整を行った。具体的には、薄膜ヒーター４３ａに７．５Ｗの電力を、薄膜ヒーター４２ｂに１０Ｗの電力を数秒間ずつ数回に分けて加え、その都度ΔＬTEやΔＬTMの変化を見ながら局所加熱処理を行った。その結果、薄膜ヒーター４３ａに合計２０秒間、薄膜ヒーター４２ｂに合計１００秒間、局所加熱処理をしたところ、ＰＢＳの位相特性は図４（ｂ）に示すようになり、恒久的にΔＬp ＝λ／２となった。
【００４０】
ΔＬp はλ／２となったものの、ΔＬTE＝０．０７・λ／２である。よって次に、ΔＬTEを０に調整するために、下側アームの幅３０μｍの薄膜ヒーター４１ｂを用いて局所加熱処理を行った。上述のように、幅３０μｍの薄膜ヒーターを用いて局所加熱処理を行うと、ほぼ偏光無依存に屈折率が増加するのでΔＬp ＝λ／２を維持したまま、ΔＬTEの調整を行うことが出来る。具体的には、薄膜ヒーター４１ｂに６Ｗの電力を１０秒間加えて局所加熱処理を行った。その結果、ＰＢＳの位相特性は図４（ｃ）に示すようになり、ΔＬp ＝λ／２を維持したまま、ΔＬTE＝０（すなわち、ΔＬTM＝−λ／２）となった。
最終的には、駆動電力が０の状態であっても、挿入損失１ｄＢ程度、偏光消光比はＴＥ偏光、ＴＭ偏光共に３０ｄＢ程度の十分な値が得られるようになった。
【００４１】
今回の調整では正確を期するために加熱時間を分割して局所加熱処理を行い、ΔＬTEやΔＬTMの変化に合わせて総加熱時間を調節したが、ある程度の誤差を許せば一回の時間にまとめて加熱処理を行っても良い。
【００４２】
また、今回の調整では、偏光依存の位相差を調整する段階（１）と、偏光無依存に位相差を調整する段階（２）を完全に分けて調整を行ったが、サンプルによっては（２）の調整後に微妙にΔＬp がずれる場合がある。その場合は、適宜、（１）の段階に戻って調整すればよい。
【００４３】
また、今回の調整では偏光依存の位相差を調整する段階（１）と、偏光無依存に位相差を調整する段階（２）の両方を行ったが、偏光無依存の位相差は例えば熱光学効果を用いても調整出来るので、（１）のみを行い（２）の段階は省略し熱光学位相シフターで調整しても良い。しかし、この場合は熱光学位相シフターに常に駆動電力を与え続けなければならず、省電力の観点からは（２）の段階も行った方が好ましい。
【００４４】
また、今回の調整では、薄膜ヒーター４３ｂ，４２ａは使用しなかった。これは、今回の初期状態における光路長差の偏光依存差ΔＬP(0)が最終的に設定する偏光依存差ΔＬp(f)（今回はλ／２）に対して小さかったためである。従って、作製誤差の大きさを考慮して、必ずΔＬp(0)＜ΔＬp(f)となるようにλ／２偏光依存遅延手段８を設計しておけば、薄膜ヒーター４３ｂ，４２ａを省くことが出来、回路サイズをより小型にすることが出来る。逆に必ずΔＬp(0)＞ΔＬp(f)となる設計であれば薄膜ヒーター４３ａ，４２ｂを省くことが出来る。
【００４５】
また、上側アームの幅１５μｍの薄膜ヒーター４３ａまたは下側アームの幅６０μｍの薄膜ヒーター４２ｂを用いて局所加熱処理を行った場合はΔＬP が増加し、各偏光の光路長差ΔＬTE，ΔＬTMは共に、薄膜ヒーター４３ａを用いた場合は増加し、薄膜ヒーター４２ｂを用いた場合は減少するので、上側アームでの局所加熱処理量と下側アームでの局所加熱処理量を適当に配分する事により、ΔＬp をλ／２に調整すると共にΔＬTEを０に調整することも可能である。従って、この場合は更に薄膜ヒーター４１ａ，４１ｂも省略することが出来、回路を小型化することが出来る。これに関しては、実施例２で詳しく述べる。
【００４６】
今回のＰＢＳでは導波路アーム間の光路長差はＴＥ偏光に対して０としＴＭ偏光に対してλ／２としたが、基本的にはこの導波路アーム間の光路長差がＴＥ偏光でλ／２の倍数に、ＴＭ偏光ではＴＥ偏光の光路長差にλ／２の奇数倍を加減した光路長差であればＰＢＳとして動作する。しかしながらＭＺＩでは光路長差が大きくなると、一般的に波長依存性が大きくなるため十分な消光比が得られる波長帯域が制限されてくる。従って、この光路長差は小さい方が好ましい。
【００４７】
［実施例２：ＰＢＳ２］
図５に第二の実施例である、干渉計光回路として使用する偏光分離素子（ＰＢＳ）の構成例を示す。図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）における線分Ｂ−Ｂ’に沿った断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）におけるＣ−Ｃ’に沿った断面図である。構成は第一の実施例のＰＢＳと類似しているが、局所加熱手段としての幅１５μｍ（＜ｗ0 ）の薄膜ヒーターが４３と、幅６０μｍ（＞ｗ0 ）の薄膜ヒーター４２の二種類が各アームにそれぞれ備えられるのみで、数、種類が削減されていることが異なる。また、λ／２偏光依存遅延手段としての応力解放溝８が１．７ｍｍとやや短めに設計されており、導波路アーム間の光路長差の偏光依存差ΔＬp が必ずλ／２より小さくなる（すなわちＬp(0)＜ΔＬp(f)）ように構成されている点が第一の実施例とは異なる。
【００４８】
この実施例の光回路は、第一の実施例と同様な方法で作製されモジュール化されている。
【００４９】
薄膜ヒーター４３と薄膜ヒーター４２を用いて、第一の実施例と同様に特性を想定したところ、ΔＬTE(0) ＝−０．１・λ／２、ΔＬTM(0) ＝−０．８・λ／２であり、ΔＬp(0)＝０．７・λ／２であった。従って、必要な調整量は各偏光に対してそれぞれδＬTE（＝ΔＬTE(f) −ΔＬTE(0) ）＝０．１・λ／２、δＬTM（＝ΔＬTM(f) −ΔＬTM(0) ）＝−０．２・λ／２であるから、偏光依存差の調整量および偏光無依存の光路長調整量はそれぞれδＬp ＝０．３・λ／２、δＬa ＝−０．０５・λ／２となる。
【００５０】
さて、薄膜ヒーター４３，４２の長さは共にｌ＝５ｍｍであるので、各薄膜ヒーター４３，４２の局所加熱処理による偏光無依存の屈折率変化をそれぞれ、δａ1 ，δａ2 、屈折率変化の偏光依存差をそれぞれδｐ1 ，δｐ2 とすると、局所加熱処理による偏光依存差の変化量δＬp および偏光無依存の光路長変化量δＬa は
δＬa＝１・（δａ1−δａ2）                            …（２ａ）
δＬp＝１・（δｐ1−δｐ2）＝１・（Ｃ1・δａ1−Ｃ2・δａ2）…（２ｂ）となる。前述のように、幅１５μｍの薄膜ヒーター４３ではＣ1 ＝０．２５、幅６０μｍの薄膜ヒーター４２ではＣ2 ＝−０．２５であることから、これらの連立式を解くと、δａ1 ＝８．９×１０-5、δａ2 ＝９．７×１０-5となる。
【００５１】
この屈折率変化が得られるよう、薄膜ヒーター４３に７．５Ｗの電力を２８秒間、薄膜ヒーター４２に１２Ｗの電力を６７秒間加えて局所加熱処理を行った。その結果、恒久的にＬTE＝０、ΔＬTM＝−λ／２となり、駆動電力なしで、挿入損失１ｄＢ程度、偏光消光比はＴＥ偏光，ＴＭ偏光共に３０ｄＢ程度の十分な値が得られるようになった。
【００５２】
［実施例３：ＰＢＳ３］
図６に第三の実施例である、干渉計光回路として使用する偏光分離素子（ＰＢＳ）の構成例を示す。図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）における線分Ｂ−Ｂ’に沿った断面図である。構成は第二の実施例のＰＢＳと類似しているが、λ／２偏光依存遅延手段が無い点が、更に局所加熱手段としての薄膜ヒーター４３ａ〜４３ｄ，４２ａ〜４２ｄが同一構造にて複数個備えられている点が異なる。また、今回のＰＢＳでは後述するように加熱電力量を平準化するために光路長差をλ／２設け、上側の導波路がやや長い構成とした。薄膜ヒーターの合計長すなわち局所加熱処理領域の合計長は、今回の調整量の大きさを勘案して第二の実施例よりも長い２０ｍｍとした。また、導波路アーム間隔は２５０μｍとした。
【００５３】
この実施例のＰＢＳは、第一の実施例と同様な方法で作製されモジュール化されている。
【００５４】
薄膜ヒーター４３ａと薄膜ヒーター４２ａを用いて、第一の実施例と同様に特性を測定したところ、ΔＬTE(0) ＝λ／２、ΔＬTM(0) ＝λ／２であり、ΔＬp(0)＝０であった。今回のＰＢＳは片方の導波路アームに４本の薄膜ヒーターが備えられており、合計ｌ＝２０ｍｍ長の加熱領域がある。従って、第二の実施例と同様に計算すると必要な屈折率変化はδａ1 ＝９．７×１０-5、δａ2 ＝５．８×１０-5となる。
【００５５】
この屈折率変化が得られるよう、幅１５μｍ（＜ｗ0 ）の薄膜ヒーター４３ａ〜４３ｄに７．５Ｗの電力をそれぞれ順番に５０秒間、幅６０μｍ（＞ｗ  0 ）の薄膜ヒーター４２ａ〜４２ｄに１０Ｗの電力をそれぞれ順番に１００秒間加えて局所加熱処理を行った。その結果、恒久的にＬTE＝０、ΔＬTM＝−λ／２となり、駆動電力なしで、挿入損失１ｄＢ程度、偏光消光比はＴＥ偏光，ＴＭ偏光共に３０ｄＢ程度の十分な値が得られるようになった。
【００５６】
さて、同じ電力での加熱の場合、一般的に幅の狭い局所加熱処理の方が幅の広い局所加熱処理に比べて単位面積あたりの加熱密度が高くなるため、図２を見てわかるように屈折率変化が大きくなる。そこで今回のＰＢＳでは、ＭＺＩにλ／２の光路長差を設け、幅６０μｍの薄膜ヒーター４２ａ〜４２ｄによる屈折率変化δａ2 を、幅１５μｍの薄膜ヒーター４３ａ〜４３ｄによる屈折率変化δａ1 に比べて小さくし、加熱電力量を平準化している。
【００５７】
今回の局所加熱処理では４つに分割された薄膜ヒーター４３ａ〜４３ｄ，４２ａ〜４２ｄに対して別々に処理を行った。もちろん、同時に処理を行っても良いし、また、上側導波路アームの薄膜ヒーター４３ａ〜４３ｄや下側導波路アームの薄膜ヒーター４２ａ〜４２ｄの一方或いは両方の薄膜ヒーターを四分割しないで一つの長さ２０ｍｍ薄膜ヒーターとして作製し処理を行っても良いが、その場合特に下側の導波路アームの薄膜ヒーターでは処理電力が４０Ｗにもなるので、処理の際に強力な基板冷却系が必要となる。
【００５８】
また、今回のＰＢＳでは、合計２０ｍｍ長の薄膜ヒーターを等分に分割したが、例えば、１５ｍｍと５ｍｍに不等分に分割し、１５ｍｍ長を粗調整用、５ｍｍ長を微調整用として用いても良い。
【００５９】
［実施例４〜７：その他の干渉計回路への適用例］
図７に各種干渉計への適用例としての実施例を示す。
【００６０】
図７（ａ）はカプラ間の導波路アームに所望の光路長差を設けたマッハツェンダー干渉計フィルター（透過型干渉フィルターの例）である。
【００６１】
図７（ｂ）はカプラから分岐された光路に反射終端９を設け、カプラと反射終端９の往復の光路長差に所望の光路長差を設けたマイケルソン干渉計フィルター（反射型干渉フィルターの例）である。
【００６２】
図７（ｃ）は導波路に所望の往復光路長（共振光路長）をおいてハーフミラー（反射率９９％程度）１０を設けたファブリペロー干渉計フィルター（多重反射型フィルターの例）である。なお、１１，１２は入出力導波路端である。
【００６３】
図７（ｄ）は所望の光路長（共振光路長）をリング回路２ｃとして設定したリング干渉計フィルターである。
【００６４】
これら何れのフィルターも光路長差あるいは共振光路長を所望の長さΔＬ（＝実効屈折率×導波路長差）に設定することにより所望の波長（周波数）透過特性を得るものである。しかしながら、実施例１で述べたように導波路の実効屈折率はＴＭ偏光の方がＴＥ偏光に比べてわずかに高い屈折率となっていることから、光路長差や共振光路長はＴＭ偏光の方がＴＥ偏光に比べて長くなる。
【００６５】
さて、これら干渉計の波長特性は、注目する波長λの近傍では、ΔＬ1 ＝ΔＬの光路長差や干渉計でもΔＬ2 ＝ΔＬ＋ｍ・λ（ｍは整数）でもほぼ同じ特性を示すという特徴がある。従って、ＴＭ偏光とＴＥ偏光の光路長差をｍ・λに合わせ込むことが出来れば、見かけ上、波長透過特性の偏光依存性は解消されることになる。そこで、前述の実施例同様の手法を用いて、ＴＭ偏光とＴＥ偏光の光路長差をｍ・λに合わせ込み、且つＴＥ偏光（またはＴＭ偏光）でのΔＬの値も所望の値に合わせ込めばよい。また、｜ｍ｜が大きくなる、各偏光でほぼ同じ特性を示す波長領域が狭くなることから、ｍは出来るだけ０に近い方が好ましい。
実際に、これら干渉計において合わせ込みを行ったところ、見かけ上、波長透過特性の偏光依存性が解消された所望の特性が得られた。
【００６６】
以上に述べた実施例では、本発明をそれほど複雑でない光回路で実施した。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、マッハツェンダー干渉計を多段に接続されているラティス型フィルターや、多光束干渉フィルターであるアレイ導波路格子等にも適用可能であることはもちろんである。
【００６７】
また、以上で説明した実施例では、応力分布の異なる２種類以上の局所加熱処理の実現手段として、局所加熱処理領域の幅の違いを用いた。しかしながら、異なる応力部分を誘起させる方法はこれだけではない。
【００６８】
例えば、この偏光特性は局所加熱領域の幅ｗとオーバークラッド表面からコア中心までの距離ｄの関係で決まることから、図８に示すように、幅ｗを一定としてオーバークラッド厚をｄ1 ，ｄ2 というように、部分的に変えることによっても、ＴＥ偏光とＴＭ偏光を独立して制御することができる。実際に素子を作製したところ独立制御が可能であった。なお図８において、２１はクラッド厚調整用ピットである。
【００６９】
また、図９に示すように局所加熱領域の位置を導波路直上からずらした構造（薄膜ヒーター４ａを導波路直上に位置させ薄膜ヒーター４ｂを導波路からＳだけずらしてた構造）や、図１０に示すように局所加熱領域にスリットを設けそのスリット幅をｇ1,ｇ2 と変えた構造や、図１１に示すように局所加熱領域を複数のストライプに分け、その密度等を変えた構造（薄膜ヒーター４ａの密度が粗で薄膜ヒーター４ａの密度が密の構造）や、図１２に示すように局所加熱領域の周辺にクラッドを除去したトレンチ構造（応力分布調整溝２２ａ，２２ｂ）を導入し、その位置や深さなどに違いを与えた構造（応力分布調整溝２２ａの位置ＣＷ1 は近く、応力分布調整溝２２ｂの位置ＣＷ2 は遠い構造）でも、実効屈折率の変化に偏光依存性が生じ、上記実施例と同様にＴＥ偏光とＴＭ偏光を独立して制御することができた。
【００７０】
また今回、局所加熱の手段はクラッド上に作製した薄膜ヒーターを用いたが、ＣＯ2 レーザーを局所的に照射しクラッドを加熱する方法でも同様な効果が得られた。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、クラッドを局所的に加熱し膜質を変化させ、その変化により応力変化を誘起することで、複屈折率調整を行うことが可能となった。更に、干渉計光回路に２種類以上の応力分布誘起構造を持った局所加熱領域を備えることで、恒久的な実効屈折率変化の偏光依存性が異なる独立した調整パラメータを２つ以上持つことになり、その結果、ＴＥ偏光とＴＭ偏光も完全に独立して調整すなわち複屈折率調整を行うことが可能となった。
【００７２】
これら局所加熱処理において、特に薄膜ヒーターを用いることにより局所加熱時に高精度の照射位置合わせなどは不要となり、単に所定の薄膜ヒーターに通電を行うだけ、すなわち、調整作業は比較的簡易な装置で行うことが出来た。このことは本技術を実用化を図る上で極めて有効である。
【００７３】
本発明を偏波分離素子をはじめとする様々な干渉計光回路に応用することにより、干渉光路長を各偏光別に設定通りに調整する事が可能となり、熱光学効果等を用いた位相制御を行うことなく、高い光学特性を得ることが出来るようになった。従って、本発明は干渉計光回路の低消費電力化といった観点からも非常に有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示す構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【図２】局所加熱処理による恒久的屈折率変化の様子を示す特性図。
【図３】本発明の第一の実施例としての偏光分離素子（ＰＢＳ）を示す構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。
【図４】ＰＢＳの光路長差の調整状態を示す特性図。
【図５】本発明の第二の実施例としての偏光分離素子（ＰＢＳ）を示す構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。
【図６】本発明の第三の実施例としての偏光分離素子（ＰＢＳ）を示す構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【図７】本発明の第四〜第七の実施例としての偏光分離素子（ＰＢＳ）を示す構成図であり、（ａ）は第四の実施例としてのマッハツェンダー型干渉計フィルターを示す平面図、（ｂ）は第五の実施例としてのマイケルソン型干渉計フィルターを示す平面図、（ｃ）は第六の実施例としてのファブリペロー型干渉計フィルターを示す平面図、（ｄ）は第七の実施例としてのリング共振器型干渉計フィルターを示す平面図である。
【図８】本発明の基本構成の変形例を示す構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。。
【図９】本発明の基本構成の変形例を示す構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【図１０】本発明の基本構成の変形例を示す構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【図１１】本発明の基本構成の変形例を示す構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【図１２】本発明の基本構成の変形例を示す構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。。
【図１３】従来の偏光分離素子（ＰＢＳ）を示す構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。
【符号の説明】
１  シリコン基板
２，２ａ，２ｂ，２ｃ  導波路コア
３  クラッド層
４ａ，４ｂ  局所加熱処理用薄膜ヒーター（局所加熱領域）
４’  熱光学位相調整用薄膜ヒーター
５  給電配線及び給電パッド
６ａ，６ｂ，６ｃ  アモルファスシリコン応力付与薄膜
７  ５０％光結合器（３ｄＢカプラー）
８  応力解放溝（λ／２偏光依存遅延手段）
９  反射終端
１０  ハーフミラー
１１，１１ａ，１１ｂ，１２，１２ａ，１２ｂ  入出力導波路端
２１  クラッド厚調整用ピット
２２ａ，２２ｂ  応力分布調整溝
４１ａ，４１ｂ  局所加熱処理用薄膜ヒーター（ｗ≒ｗ0 ）
４２，４２ａ〜４２ｄ  局所加熱処理用薄膜ヒーター（ｗ＞ｗ0 ）
４３，４３ａ〜４３ｄ  局所加熱処理用薄膜ヒーター（ｗ＜ｗ0 ）
【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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