(57)【要約】【課題】低コストで量産性に優れ、しかも小型化に適した導波路型可変光減衰器を提供する。【解決手段】導波路型可変光減衰器（１）は、マルチモード干渉光導波路（１０）と、マルチモード干渉光導波路（１０）より幅が狭く、マルチモード干渉光導波路（１０）の中心光軸（ＣＢ）に連なる入力光導波路（２０）および出力光導波路（３０）と、マルチモード干渉光導波路（１０）の中心光軸（ＣＢ）から左右いずれか片方寄りにおいて一部のフィールド（Ｆ）を含む所定位置に配置された薄膜ヒータ（４０）と、を備える。【選択図】図１
2006251563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチモード干渉光導波路を用いた導波路型可変光減衰器であって、
マルチモード干渉光導波路の左右いずれか片側において一部のフィールドを含む所定位置に、薄膜ヒータを備えたことを特徴とする導波路型可変光減衰器。
【請求項２】
マルチモード干渉光導波路と、
前記マルチモード干渉光導波路より幅が狭く、マルチモード干渉光導波路の中心光軸に連なる入力光導波路および出力光導波路と、
前記マルチモード干渉光導波路の中心光軸から左右いずれか片方寄りにおいて一部のフィールドを含む所定位置に配置された薄膜ヒータと、
を備えたことを特徴とする導波路型可変光減衰器。
【請求項３】
前記入力光導波路および前記出力光導波路は、マルチモード干渉光導波路に向けて幅が拡がる入力テーパ導波路および出力テーパ導波路をそれぞれ介して前記マルチモード干渉光導波路に接続されることを特徴とする請求項２記載の導波路型可変光減衰器。
【請求項４】
前記薄膜ヒータは、前記マルチモード干渉光導波路の入射端におけるフィールドが再現されるフィールド群のうち左右いずれか片側における複数のフィールドを含む所定位置に配置されることを特徴とする請求項１記載の導波路型可変光減衰器。
【請求項５】
前記薄膜ヒータは、前記マルチモード干渉光導波路の入射端におけるフィールドが再現されるフィールド群のうち中心光軸から左右いずれか片方寄りにおける複数のフィールドを含む所定位置に配置されることを特徴とする請求項２または請求項３記載の導波路型可変光減衰器。
【請求項６】
前記薄膜ヒータの幅は、前記入力光導波路および前記出力光導波路の幅とほぼ同程度に形成されることを特徴とする請求項２、３、５のいずれかに記載の導波路型可変光減衰器。
【請求項７】
前記光導波路を構成するコアおよびクラッドは、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリシラン樹脂、ポリシロキサン樹脂および石英ガラスの中から選ばれるいずれか１種、または２種以上の組合せからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の導波路型可変光減衰器。
【請求項８】
前記薄膜ヒータは、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｐｔの中から選ばれるいずれか１種、または２種以上の組合せからなる導電性薄膜材料を用いて、スパッタリング、蒸着またはメッキ等により成膜され、フォトリソグラフィ処理により形成される加熱薄膜ヒータであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の導波路型可変光減衰器。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の導波路型可変光減衰器を複数個、基板上に並列に備えたことを特徴とする導波路型可変光減衰器アレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光通信システムや光信号処理システムにおいて、光信号強度の調節や光減衰量の調節に適用される導波路型可変光減衰器に関し、また、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重）を利用した波長多重通信システムにおいて、波長多重光信号が増幅されて分波した各信号光の強度調節に適用される導波路型可変光減衰器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光通信システムには、信号光の強度を適正値に調節する可変光減衰器（ＶＯＡ：Variable Optical Attenuator）が不可欠である。
【０００３】
特に近年は、ＤＷＤＭ（Dense Wavelength Division Multiplexing：高密度波長分割多重）やＣＷＤＭ（Coarse Wavelength Division Multiplexing：低密度波長分割多重）などの波長多重通信システムや、並列多チャネル光通信システムにおいて、複数チャネルの信号光強度を同時に調節することが求められる。
【０００４】
このため、多チャネルの並列光通信システムに対応できる小型で集積しやすい可変光減衰器または可変光減衰器アレイが求められている。
【０００５】
導波路型の可変光減衰器は、機械駆動型のものに比べ、フォトリソグラフィ技術を用いることで任意のパターンの光導波路を形成することができ、しかも構成の柔軟性が高く集積し易い利点があるため、熱光学効果や電気光学効果を用いる導波路型のものが多数提案されている。
【０００６】
特に、マッハツェンダー（ＭＺ）干渉系を用いる導波路型可変光減衰器は、消費電力が低い利点を有することから、熱光学効果を利用するタイプのものや、電気光学効果を利用するタイプのものなど、広く検討されてきた。従来の熱光学効果を利用するタイプの例を図１２、図１３に示す。
【０００７】
図１２、図１３に示すように、マッハツェンダー（ＭＺ）干渉系は、入力光を２分岐するＹ分岐導波路と、各分岐光をそれぞれ伝搬する一対の並行導波路アームと、各伝搬光を結合するＹ結合導波路とによって構成される。
【０００８】
そして、片方の導波路アーム上に、熱光学効果をもたらすことでこの導波路アームを伝搬する光の位相を制御する薄膜ヒータが形成される。このため、薄膜ヒータへの通電電力を変化させることで、２つの導波路アームを伝搬する光間の位相差が変化し、位相干渉による出力光強度を制御することができるものである。
【特許文献１】特開２００３−２９２１９号公報
【特許文献２】特開２００３−５１３９号公報
【特許文献３】特開２０００−２２１３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記のようなマッハツェンダー（ＭＺ）干渉系を用いる導波路型可変光減衰器では、その構造上、Ｙ分岐導波路およびＹ結合導波路、並びに一対の並行導波路アームが必要不可欠である。
【００１０】
Ｙ分岐導波路およびＹ結合導波路におけるＹ状分岐の均等性を確保し、挿入損失の低減を図るには、Ｙ状分岐を対称性の高い分岐構造にすることと、分岐角度そのものをできるだけ小さい角度にすることが要求される。
【００１１】
また、並行導波路アームの相互の対称性を保つには、両導波路アームが互いに同一のものであることが理想であり、それには両導波路アームの作製許容誤差をできるだけ小さく抑えることが要求される。
【００１２】
このような要求に応えるためには、最低限、高精細なフォトリソグラフィプロセスを処理する高価なフォトリソグラフィ処理装置が必要であり、そのため、導波路型可変光減衰器の製造コストが高くなる。
【００１３】
しかも、高精細なフォトリソグラフィプロセスを用いてもなお、上記の要求を充分に満たす性能を導波路型可変光減衰器にもたせることは困難で、製作再現性に問題があり、要求される性能に対して製品の歩留まりが悪い。
【００１４】
また、Ｙ状分岐の分岐角度そのものをできるだけ小さくすると、必然的に、導波路型可変光減衰器の長さがＹ分岐導波路およびＹ結合導波路部分で長くなる。そのため、導波路型可変光減衰器の小型化の要求と矛盾することになる。
【００１５】
さらに、例えば、大きい減衰量が求められた場合には、複数のマッハツェンダー（ＭＺ）干渉系を直列に多段接続する構造が必要になり、ますます導波路型可変光減衰器が大きくなってしまう。
【００１６】
この発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、低コストで量産性に優れ、しかも小型化に適した導波路型可変光減衰器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明の請求項１に係る導波路型可変光減衰器は、マルチモード干渉光導波路を用いた導波路型可変光減衰器であって、マルチモード干渉光導波路の左右いずれか片側において一部のフィールドを含む所定位置に、薄膜ヒータを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
この発明の請求項２に係る導波路型可変光減衰器は、マルチモード干渉光導波路と、前記マルチモード干渉光導波路より幅が狭く、マルチモード干渉光導波路の中心光軸に連なる入力光導波路および出力光導波路と、前記マルチモード干渉光導波路の中心光軸から左右いずれか片方寄りにおいて一部のフィールドを含む所定位置に配置された薄膜ヒータと、を備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
この発明の請求項３に係る導波路型可変光減衰器は、請求項２記載の導波路型可変光減衰器において、前記入力光導波路および前記出力光導波路は、マルチモード干渉光導波路に向けて幅が拡がる入力テーパ導波路および出力テーパ導波路をそれぞれ介して前記マルチモード干渉光導波路に接続されることを特徴とするものである。
【００２０】
この発明の請求項４に係る導波路型可変光減衰器は、請求項１記載の導波路型可変光減衰器において、前記薄膜ヒータは、前記マルチモード干渉光導波路の入射端におけるフィールドが再現されるフィールド群のうち左右いずれか片側における複数のフィールドを含む所定位置に配置されることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明の請求項５に係る導波路型可変光減衰器は、請求項２または請求項３記載の導波路型可変光減衰器において、前記薄膜ヒータは、前記マルチモード干渉光導波路の入射端におけるフィールドが再現されるフィールド群のうち中心光軸から左右いずれか片方寄りにおける複数のフィールドを含む所定位置に配置されることを特徴とするものである。
【００２２】
この発明の請求項６に係る導波路型可変光減衰器は、請求項２、３、５のいずれかに記載の導波路型可変光減衰器において、前記薄膜ヒータの幅は、前記入力光導波路および前記出力光導波路の幅とほぼ同程度に形成されることを特徴とするものである。
【００２３】
この発明の請求項７に係る導波路型可変光減衰器は、請求項１〜６のいずれかに記載の導波路型可変光減衰器において、前記光導波路を構成するコアおよびクラッドは、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリシラン樹脂、ポリシロキサン樹脂および石英ガラスの中から選ばれるいずれか１種、または２種以上の組合せからなることを特徴とするものである。
【００２４】
この発明の請求項８に係る導波路型可変光減衰器は、請求項１〜７のいずれかに記載の導波路型可変光減衰器において、前記薄膜ヒータは、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｐｔの中から選ばれるいずれか１種、または２種以上の組合せからなる導電性薄膜材料を用いて、スパッタリング、蒸着またはメッキ等により成膜され、フォトリソグラフィ処理により形成される加熱薄膜ヒータであることを特徴とするものである。
【００２５】
この発明の請求項９に係る導波路型可変光減衰器アレイは、請求項１〜８のいずれかに記載の導波路型可変光減衰器を複数個、基板上に並列に備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
この発明は以上のように、マルチモード干渉光導波路を用いた導波路型可変光減衰器であって、マルチモード干渉光導波路の左右いずれか片側において一部のフィールドを含む所定位置に、薄膜ヒータを備えた構成としたので、構造がきわめてシンプルで小型であり、また、高精細なフォトリソグラフィプロセスが不要であるため低コストで量産性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、この発明による導波路型可変光減衰器の第１の実施形態を示し、この導波路型可変光減衰器１は、マルチモード干渉（ＭＭＩ：Multimode Interference）光導波路を用いた導波路型可変光減衰器であって、マルチモード干渉光導波路（以下、ＭＭＩ光導波路と称する。）１０の左右いずれか片側において一部のフィールドを含む所定位置に、薄膜ヒータ４０を備えたものである。
【００２９】
一般に、ＭＭＩ光導波路は、入射端におけるフィールドが再現される自己収束効果を有している。そのため、ＭＭＩ光導波路の幅の値によって決まる特定の距離において、１つから複数の収束するフィールドを得ることができる。
【００３０】
すなわち、図４に示すように、ＭＭＩ光導波路１０は、入射端から出射端に至る長さ方向所定距離ごとに、収束するフィールドＦが幅方向に分散して現れる。
【００３１】
図４に示すＭＭＩ光導波路１０の場合、例えば、入射端から出射端までの距離Ｌの１／２の距離（１／２）Ｌの位置には、左右２つのフィールドＦａ１，Ｆａ２が現れる。
【００３２】
また、入射端から距離（１／３）Ｌの位置には、左右３つのフィールドＦｂ１，Ｆｂ２，Ｆｂ３が現れる。
【００３３】
一方、入射端から距離（２／３）Ｌの位置には、左右３つのフィールドＦｃ１，Ｆｃ２，Ｆｃ３が現れる。
【００３４】
また、入射端から距離（１／４）Ｌの位置には、左右４つのフィールドＦｄ１，Ｆｄ２，Ｆｄ３，Ｆｄ４が現れる。
【００３５】
一方、入射端から距離（３／４）Ｌの位置には、左右４つのフィールドＦｅ１，Ｆｅ２，Ｆｅ３，Ｆｅ４が現れる。
【００３６】
以下同様に、入射端からの所定の距離に応じて、左右（幅方向）に分散した複数のフィールドＦが現れる。これらのフィールド群は、適宜の光導波路解析ソフトを用いることで、容易に画面表示できるものである。
【００３７】
このようなＭＭＩ光導波路１０は、図２に示すように、シリコン（Ｓｉ）基板１１上に、下部クラッド層１２、コア部１３、上部クラッド層１４を順次形成することで得られる。
【００３８】
すなわち、シリコン基板１１上に、クラッド用の感光性ポリマー材料を例えばスピンコートにより塗布し、現像・ベイクすることで下部クラッド層１２が形成される。
【００３９】
つぎに、下部クラッド層１２上に、クラッド用の感光性ポリマー材料よりも屈折率が大きいコア用の感光性ポリマー材料を例えばスピンコートにより塗布し、コアパターンが形成されたフォトマスクを用いて露光後、現像・ベイクすることでコア部１３が形成される。
【００４０】
つぎに、下部クラッド層１２およびコア部１３上に、クラッド用の感光性ポリマー材料を例えばスピンコートにより塗布し、現像・ベイクすることで上部クラッド層１４が形成される。
【００４１】
ＭＭＩ光導波路１０を構成するコア用の感光性ポリマー材料およびクラッド用の感光性ポリマー材料は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリシラン樹脂、ポリシロキサン樹脂の中から選ばれるいずれか１種、または２種以上の組合せを用いることができる。
【００４２】
また、ＭＭＩ光導波路１０の前後には、ＭＭＩ光導波路１０より幅が狭く、ＭＭＩ光導波路１０の中心光軸ＣＢに連なる入力光導波路２０および出力光導波路３０が接続されている。
【００４３】
図３に示すように、入力光導波路２０および出力光導波路３０は、コア部の幅が異なる以外は、ＭＭＩ光導波路１０と同様に形成されるものである。
【００４４】
すなわち、シリコン基板２１，３１上に、クラッド用の感光性ポリマー材料を例えばスピンコートにより塗布し、現像・ベイクすることで下部クラッド層２２，３２が形成される。
【００４５】
つぎに、下部クラッド層２２，３２上に、クラッド用の感光性ポリマー材料よりも屈折率が大きいコア用の感光性ポリマー材料を例えばスピンコートにより塗布し、コアパターンが形成されたフォトマスクを用いて露光後、現像・ベイクすることでコア部２３，３３が形成される。
【００４６】
つぎに、下部クラッド層２２，３２およびコア部２３，３３上に、クラッド用の感光性ポリマー材料を例えばスピンコートにより塗布し、現像・ベイクすることで上部クラッド層２４，３４が形成される。
【００４７】
入力光導波路２０および出力光導波路３０を構成するコア用およびクラッド用の感光性ポリマー材料は、ＭＭＩ光導波路１０と同様に、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリシラン樹脂、ポリシロキサン樹脂の中から選ばれるいずれか１種、または２種以上の組合せを用いることができる。
【００４８】
そして、この導波路型可変光減衰器１は、ＭＭＩ光導波路１０の左右いずれか片側（図１では上側または下側）に位置するフィールド群のうち、一部のフィールドを含む所定位置に、薄膜ヒータ４０を例えばスパッタリングにより成膜し、パターニングにより形成したものである。
【００４９】
具体的には、ＭＭＩ光導波路１０の中心光軸ＣＢ上に位置するフィールド（例えば、図４のＦｂ２，Ｆｃ２等）は含まず、ＭＭＩ光導波路１０の中心光軸ＣＢから左右いずれか片方寄り（図１では上方寄りまたは下方寄り）に位置するフィールド群の中から選ばれる一部のフィールドを含む所定位置に、薄膜ヒータ４０は形成される。
【００５０】
すなわち、薄膜ヒータ４０の形成位置は、ＭＭＩ光導波路１０のフィールドパターンが例えば図４に示すような場合、一例として、図５（ａ）に示すように、ＭＭＩ光導波路１０の左側（図１では上側）に位置するフィールドＦａ１およびＦｂ１，Ｆｃ１をカバーする領域に設定することができる。
【００５１】
この場合は、ＭＭＩ光導波路１０の右側（図１では下側）に位置するフィールドＦａ２およびＦｂ３，Ｆｃ３をカバーする領域に設定しても同様である。
【００５２】
また、別の例として、図５（ｂ）に示すように、ＭＭＩ光導波路１０の左側（図１では上側）に位置するフィールドＦａ１およびＦｂ１，Ｆｃ１に加えて、さらにその前後のフィールドＦｄ１，Ｆｅ１をカバーする領域に設定することができる。
【００５３】
この場合は、ＭＭＩ光導波路１０の右側（図１では下側）に位置するフィールドＦａ２およびＦｂ３，Ｆｃ３に加えて、さらにその前後のフィールドＦｄ４，Ｆｅ４をカバーする領域に設定しても同様である。
【００５４】
薄膜ヒータ４０は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔａ、ＴａＮ、Ｐｔの中から選ばれるいずれか１種、または２種以上の組合せからなる導電性薄膜材料を用いて、スパッタリング、蒸着またはメッキ等により成膜され、フォトリソグラフィ処理によりパターニング形成される加熱薄膜ヒータとして構成することができる。
【００５５】
そして、薄膜ヒータ４０の幅は、例えば、入力光導波路２０および出力光導波路３０の幅とほぼ同程度に形成される。また、薄膜ヒータ４０の前後両端には、電極４１，４２が形成される。
【００５６】
上記のような導波路型可変光減衰器１は、薄膜ヒータ４０の両電極４１，４２間に電流を流すと、薄膜ヒータ４０が発熱し、この薄膜ヒータ４０の発熱が、ＭＭＩ光導波路１０の対応する部分に伝わる。
【００５７】
すなわち、例えば、薄膜ヒータ４０が、例えば図５（ａ）に示すように、ＭＭＩ光導波路１０の左側（図１では上側）に位置するフィールドＦａ１およびＦｂ１，Ｆｃ１をカバーする領域に形成されている場合、この領域（一方の導波路干渉アームに相当）とその周辺部分の屈折率が、反対側に位置するフィールドＦａ２およびＦｂ３，Ｆｃ３が含まれる領域（他方の導波路干渉アームに相当）の屈折率に対して変化する。
【００５８】
この屈折率の変化により、フィールドＦａ１およびＦｂ１，Ｆｃ１の領域（一方の導波路干渉アーム）を伝搬する光の光路長が、フィールドＦａ２およびＦｂ３，Ｆｃ３の領域（他方の導波路干渉アーム）を伝搬する光の光路長に対して変化する。
【００５９】
そして、光路長の変化により、フィールドＦａ１およびＦｂ１，Ｆｃ１の領域（一方の導波路干渉アーム）を伝搬する光の位相が、フィールドＦａ２およびＦｂ３，Ｆｃ３の領域（他方の導波路干渉アーム）を伝搬する光の位相に対して変化する。
【００６０】
この位相の変化により、フィールドＦａ１およびＦｂ１，Ｆｃ１領域（一方の導波路干渉アーム）の伝搬光と、フィールドＦａ２およびＦｂ３，Ｆｃ３領域（他方の導波路干渉アーム）の伝搬光とが、出力導波路３０側で位相干渉を引き起こし、出力導波路３０における伝搬光が減衰する。
【００６１】
したがって、薄膜ヒータ４０の通電電力を変化させることによって、屈折率の変化量、光路長の変化量、位相の変化量を制御し、その結果、出力導波路３０における伝搬光の減衰量を制御することができる。
【００６２】
上記の導波路型可変光減衰器１を、つぎのようにして試作した。
【００６３】
まず、シリコン（Ｓｉ）基板１１の上に、導波路材料として感光性ポリシロキサン樹脂を用いてスピンコート、ベイク、パターニングすることにより、下部クラッド層１２、コア部１３、上部クラッド層１４を形成してＭＭＩ光導波路１０を作製した。このとき、入力光導波路２０および出力光導波路３０も一括して作製した。
【００６４】
得られたＭＭＩ光導波路１０の所定位置に、薄膜スパッタリング、パターニングすることにより、薄膜ヒータ４０を形成した。
【００６５】
感光性ポリシロキサン樹脂の熱光学（ＴＯ）係数は−１．３×１０−４／℃である。また、導波路コア（コア部１３）の屈折率ｎｃを１．４４６、コア（コア部１３）とクラッド（下部クラッド層１２および上部クラッド層１４）との屈折率差Δｎを０．００４とした。
【００６６】
ＭＭＩ光導波路１０の幅Ｗは５６μｍ、ＭＭＩ光導波路１０の長さＬは３．６ｍｍとした。入力光導波路２０および出力光導波路３０のコア部２３，３３の寸法は７×７μｍとした。
【００６７】
ＭＭＩ光導波路１０の中心光軸ＣＢより１９μｍ離れた位置に薄膜ヒータ４０を形成し、薄膜ヒータ４０の幅は７μｍ、薄膜ヒータ４０の長さは８００μｍとした。
【００６８】
この導波路型可変光減衰器１を用いてシミュレーション解析したところ、図６に示すように、薄膜ヒータ４０による加熱温度差（加熱温度と周囲温度との差）が１８℃のとき、最大減衰量３９ｄＢが得られた。
【００６９】
このときの薄膜ヒータ４０による消費電力の計算値は２．７ｍＷ、挿入損失は０．３１ｄＢ、偏波依存損失（ＰＤＬ：Polarization Dependent Loss）も非常に小さい結果が得られた。図７に示すように、各光減衰量に対する波長特性も良好であった。
【００７０】
さらに、この導波路型可変光減衰器１を複数個、チャネル間隔２５０μｍで並列に配置することで構成した導波路型可変光減衰器アレイは、チャネル間のクロストークが小さく、−７０ｄＢ以下を実現することができた。
【００７１】
図８は、この発明による導波路型可変光減衰器の第２の実施形態を示し、この導波路型可変光減衰器２は、薄膜ヒータ４０の平面形状が、図１に示す導波路型可変光減衰器１と異なるものである。
【００７２】
すなわち、図１に示す導波路型可変光減衰器１の場合、薄膜ヒータ４０の平面形状は、矩形状に形成されている。
【００７３】
これに対し、この導波路型可変光減衰器２の薄膜ヒータ４０の平面形状は、図８（ａ）に示すように、円弧状または湾曲状に形成されている。
【００７４】
具体的には、図８（ｂ）に示すように、ＭＭＩ光導波路１０の左側（図では上側）に位置するフィールドＦａ１，Ｆｂ１，Ｆｃ１，Ｆｄ１およびＦｅ１を円弧状または湾曲状にカバーする領域に、薄膜ヒータ４０が形成される。
【００７５】
この場合、ＭＭＩ光導波路１０の右側（図では下側）に位置するフィールドＦａ２，Ｆｂ３，Ｆｃ３，Ｆｄ４およびＦｅ４を円弧状または湾曲状にカバーする領域に、薄膜ヒータ４０を形成しても同様である。
【００７６】
この導波路型可変光減衰器２も、図１の導波路型可変光減衰器１と実質的に同様の加熱温度による出力光減衰量の変化特性を示す。
【００７７】
図９は、この発明による導波路型可変光減衰器の第３の実施形態を示し、この導波路型可変光減衰器３は、薄膜ヒータ４０の平面形状が、図１に示す導波路型可変光減衰器１および図８に示す導波路型可変光減衰器２と異なり、図９（ａ）に示すように、階段状に形成されている。
【００７８】
具体的には、図９（ｂ）に示すように、ＭＭＩ光導波路１０の左側（図では上側）に位置するフィールドＦａ１，Ｆｂ１，Ｆｃ１，Ｆｄ１およびＦｅ１を階段状にカバーする領域に、薄膜ヒータ４０が形成される。
【００７９】
この場合、ＭＭＩ光導波路１０の右側（図では下側）に位置するフィールドＦａ２，Ｆｂ３，Ｆｃ３，Ｆｄ４およびＦｅ４を階段状にカバーする領域に、薄膜ヒータ４０を形成しても同様である。
【００８０】
この導波路型可変光減衰器３も、図１の導波路型可変光減衰器１および図８に示す導波路型可変光減衰器２と実質的に同様の加熱温度による出力光減衰量の変化特性を示す。
【００８１】
図１０は、この発明による導波路型可変光減衰器の第４の実施形態を示し、この導波路型可変光減衰器４は、入力光導波路２０が、ＭＭＩ光導波路１０に直接接続されるのではなく、ＭＭＩ光導波路１０に向けて幅が拡がる入力テーパ導波路５０を介して、ＭＭＩ光導波路１０に接続されている。
【００８２】
また、出力光導波路３０も、ＭＭＩ光導波路１０に直接接続されるのではなく、ＭＭＩ光導波路１０に向けて幅が拡がる出力テーパ導波路６０を介して、ＭＭＩ光導波路１０に接続されている。
【００８３】
図１１に示すように、入力テーパ導波路５０および出力テーパ導波路６０は、コア部の幅が連続的に変化する以外は、ＭＭＩ光導波路１０、入力光導波路２０および出力光導波路３０と同様に形成されるものである。
【００８４】
すなわち、シリコン基板５１，６１上に、クラッド用の感光性ポリマー材料を例えばスピンコートにより塗布し、現像・ベイクすることで下部クラッド層５２，６２が形成される。
【００８５】
つぎに、下部クラッド層５２，６２上に、クラッド用の感光性ポリマー材料よりも屈折率が大きいコア用の感光性ポリマー材料を例えばスピンコートにより塗布し、コアパターンが形成されたフォトマスクを用いて露光後、現像・ベイクすることでコア部５３，６３が形成される。
【００８６】
つぎに、下部クラッド層５２，６２およびコア部５３，６３上に、クラッド用の感光性ポリマー材料を例えばスピンコートにより塗布し、現像・ベイクすることで上部クラッド層５４，６４が形成される。
【００８７】
入力テーパ導波路５０および出力テーパ導波路６０を構成するコア用およびクラッド用の感光性ポリマー材料は、ＭＭＩ光導波路１０、入力光導波路２０および出力光導波路３０と同様に、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリシラン樹脂、ポリシロキサン樹脂の中から選ばれるいずれか１種、または２種以上の組合せを用いることができる。
【００８８】
これ以外について、この導波路型可変光減衰器４は、図１に示す導波路型可変光減衰器１と同様のものであるので、対応する部分に同一の符号を付けて示すことで、重複した説明は省略する。
【００８９】
一般に、ＭＭＩ光導波路１０の幅Ｗが変化した場合、それに対応したフィールドの特定距離が変化し、出射光の過剰損失が生じる。
【００９０】
そこで、上記の導波路型可変光減衰器４は、入力光導波路２０および出力光導波路３０が、ＭＭＩ光導波路１０に向けて幅が拡がる入力テーパ導波路５０および出力テーパ導波路６０をそれぞれ介して、ＭＭＩ光導波路１０に接続してある。
【００９１】
これにより、導波路型可変光減衰器４は、ＭＭＩ光導波路１０の入射端において放射角を小さくして、ＭＭＩ光導波路１０での幅変化に伴う出射フィールドの位置変動に対するトレランスを向上させ、ＭＭＩ光導波路１０の挿入損失の低減や導波路作製歩留まりの向上を図ることができる。
【００９２】
また、この導波路型可変光減衰器４において、薄膜ヒータ４０の平面形状を、図８に示すように、円弧状または湾曲状に形成することが可能であり、また、図９に示すように、階段状に形成することも可能である。
【００９３】
上記のように、導波路型可変光減衰器１〜４はいずれも、ＭＭＩ光導波路１０と薄膜ヒータ４０と、これに入力光導波路２０および出力光導波路３０とで構成される。ＭＭＩ光導波路１０は構造が極めて簡単であり、原理的に損失が極めて小さく、他の導波路と比較して、製作誤差に対する許容度が高いため、大規模な光集積回路を作製するのに最も適している。
【００９４】
つまり、導波路型可変光減衰器１〜４によれば、従来のＭＺ干渉系導波路において製作再現性に問題のあるＹ分岐導波路およびＹ結合導波路を必要としないため、構造が非常に簡単で小型であり、また、高精細なフォトリソグラフィプロセスを処理する高価なフォトリソグラフィ処理装置を必要としないため、製造コストの低減、歩留まりの向上に高いに寄与することができる。
【００９５】
さらに、導波路型可変光減衰器１〜４によれば、構造がきわめてシンプルで小型であり、また、高精細なフォトリソグラフィプロセスが不要であるため低コストで量産性に優れている。また、構造が小型で消費電力が低く、チャネル間のクロストークが低いため、複数チャネルの導波路型可変光減衰器アレイの構成に最適である。
【００９６】
なお、上記の実施形態においては、光導波路の形成材料として感光性のポリマー樹脂材料を用いたが、これらのポリマー樹脂のほかに、石英ガラスや半導体などの光導波路を構成できる材料を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】この発明による導波路型可変光減衰器の第１の実施形態を示す概略的平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿ってとられたマルチモード干渉（ＭＭＩ）光導波路の断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿ってとられた入力光導波路および出力光導波路の断面図である。
【図４】マルチモード干渉（ＭＭＩ）光導波路のフィールドパターンの一例を示す概略的平面図である。
【図５】薄膜ヒータの配置位置の例を示す概略的平面図である。
【図６】薄膜ヒータの加熱温度による出力光減衰量の変化特性を示すグラフである。
【図７】この発明による導波路型可変光減衰器の波長特性を示すグラフである。
【図８】この発明による導波路型可変光減衰器の第２の実施形態を示す概略的平面図である。
【図９】この発明による導波路型可変光減衰器の第３の実施形態を示す概略的平面図である。
【図１０】この発明による導波路型可変光減衰器の第４の実施形態を示す概略的平面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線に沿ってとられた入力テーパ導波路および出力テーパ導波路の断面図である。
【図１２】従来の導波路型可変光減衰器の一例を示す概略的平面図である。
【図１３】従来の導波路型可変光減衰器の他の例を示す概略的平面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１，２，３，４  導波路型可変光減衰器
１０  マルチモード干渉（ＭＭＩ）光導波路
１１，２１，３１，５１，６１  シリコン（Ｓｉ）基板
１２，２２，３２，５２，６２  下部クラッド層
１３，２３，３３，５３，６３  コア部
１４，２４，３４，５４，６４  上部クラッド層
２０  入力光導波路
３０  出力光導波路
４０  薄膜ヒータ
５０  入力テーパ導波路
６０  出力テーパ導波路
【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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