(57)【要約】本発明は、集積型導波路装置に関する。この装置は、コア（６）と、クラッディング（５）と、コア／またはクラッディングの内部のブラッグ格子とを具備している。導波路（１）は、導波路装置の抵抗加熱のためにヒートシンク（１３）および電極（１２）として用いられる基板に配置される。
2005522735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒートシンクと、複数の面を有する光導波路と、加熱手段とを具備し、前記加熱手段および前記ヒートシンクがいずれも前記光導波路の同一の側に配置されていることを特徴とする熱光学装置。
【請求項２】
前記光導波路が、ポリマーであることを特徴とする請求項１に記載の熱光学装置。
【請求項３】
前記加熱手段が、電気抵抗加熱であることを特徴とする請求項１に記載の熱光学装置。
【請求項４】
前記ヒートシンクと前記加熱手段との間に配置される断熱層をさらに具備していることを特徴とする請求項１または２に記載の熱光学装置。
【請求項５】
前記断熱層が、ポリマーであることを特徴とする請求項４に記載の熱光学装置。
【請求項６】
前記光導波路に隣接して配置され、かつ前記光導波路の前記加熱手段および前記ヒートシンクと同一の側に配置される反射防止コーティングをさらに具備していることを特徴とする請求項１に記載の熱光学装置。
【請求項７】
前記光導波路が、ブラッグ格子を具備していることを特徴とする請求項１、２または６に記載の熱光学装置。
【請求項８】
周波数領域多重化光信号から周波数スペクトルの一部を波長可変に選択するための方法であって、
ヒートシンクと、複数の面を有する光導波路と、加熱手段とを具備し、前記加熱手段および前記ヒートシンクがいずれも前記光導波路の同一の側に配置され、前記光導波路がブラッグ格子を具備している熱光学装置に周波数領域多重化光信号を向けさせるステップと、
前記周波数領域多重化光信号の前記周波数スペクトルの所望の周波数部分の選択に対応する温度まで前記熱光学装置を加熱させるステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記光導波路が、ポリマーであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記加熱手段が、電気抵抗加熱であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記熱光学装置が、前記ヒートシンクと前記加熱手段との間に配置される断熱層をさらに具備していることを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
【請求項１２】
前記断熱層が、ポリマーであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記熱光学装置が、前記光導波路に隣接して配置され、かつ前記光導波路の前記加熱手段および前記ヒートシンクと同一の側に配置される反射防止コーティングをさらに具備していることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
複数の熱光学装置を具備し、少なくとも１つの前記熱光学装置が、ヒートシンクと、複数の面を有する光導波路と、加熱手段とを具備し、前記加熱手段および前記ヒートシンクがいずれも前記光導波路の同一の側に配置されていることを特徴とする集積型光通信構成要素。
【請求項１５】
前記光導波路が、ポリマーであることを特徴とする請求項１４に記載の集積型光学構成要素。
【請求項１６】
前記加熱手段が、電気抵抗加熱であることを特徴とする請求項１４に記載の集積型光学構成要素。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの前記熱光学装置が、前記ヒートシンクと前記加熱手段との間に配置される断熱層をさらに具備していることを特徴とする請求項１４または１５に記載の集積型光学構成要素。
【請求項１８】
前記断熱層が、ポリマーであることを特徴とする請求項１４に記載の集積型光学構成要素。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの前記熱光学装置が、前記光導波路に隣接して配置され、かつ前記光導波路の前記加熱手段および前記ヒートシンクと同一の側に配置される反射防止コーティングをさらに具備していることを特徴とする請求項１４に記載の集積型光学構成要素。
【請求項２０】
前記光導波路が、ブラッグ格子を具備していることを特徴とする請求項１４に記載の集積型光学構成要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、そこに送信される光信号を調整、操作、または変更するために、熱光学効果を用いる集積型光通信装置のための新規な設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料の屈折率が温度と共に変化することは、当業界では公知である。ガラスまたはポリマーなどの誘電材料の屈折率の変化は、その材料の中で光の速度を変化させる。したがって、透明媒体を介して伝搬する光波は、周囲領域より高い温度または低い温度でその媒体内の領域を通過するとき、位相シフトまたは偏向を生じる。熱光学効果として広く知られているこの効果は、当業界では公知であり、光信号に操作を加えるために、特に光通信の分野で用いられる。
【０００３】
当業界では、熱光学装置は現在、集積型光空間スイッチ、周波数選択装置、位相検知センサに採用されている。
【０００４】
（非特許文献１）は、センサにおける熱光学素子を用いるリング状共振器の作製について記載している。厚さ３μｍのＳｉＯ２の下部クラッディング層が、Ｓｉ３Ｎ４光導波路構造から５２５μｍのＳｉ基板を分離し、ここで該構造が、Ａｌ電気接点を有するポリＳｉ抵抗から厚さ２μｍのＳｉＯ２によって分離される、熱光学構造が開示されている。（非特許文献１）は、加熱時の電力需要を低減させるために、ケイ素基板から加熱された導波路構造を部分的に分離するように発展させた（非特許文献２）のブリッジ構造を開示している。
【０００５】
（非特許文献３）は、いわゆるヒータとＳｉ基板との間に、厚さ４０μｍの下部クラッディングの外層を形成することによって、集積型熱光学スイッチのケイ素基板中の熱拡散を低減する方法を提供する。以下の図１は、（非特許文献３）の構造を示しており、薄膜Ｃｒ加熱素子が基板から導波路構造の対向する端部に配置される。
【０００６】
【非特許文献１】ヘイマラ（Ｈｅｉｍａｌａ）ら著、「Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈ．」第１４号、Ｐ．２２６０〜２２６７（１９９６）
【非特許文献２】杉田（Ｓｕｇｉｔａ）ら著、「Ｔｒａｎｓ．ＩＥＩＣＥ」、Ｅ７３、Ｐ．１０５〜１０８（１９９０）
【非特許文献３】笠原（Ｋａｓａｈａｒａ）ら著、「ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈ．Ｌｅｔｔ．」第１１（９）号、Ｐ．１１３２〜１１３４（１９９９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
当業界における実施形態のすべてにおいて、第一に、加熱される導波路のためにある程度の熱分離を形成するための付加的な厚さの「下部クラッディング」層を備えたケイ素基板上に導波路構造を形成し、次に、最後のステップにおいて、導波路構造においてケイ素基板とは逆側に加熱素子を蒸着することは明確に教示されている。このような実施形態のすべては、中にコアを含む加熱される導波路にわたって著しい温度勾配を呈する。これに伴う屈折率勾配は、入射光信号における望ましくない複屈折または偏光に依存する損失を引き起こす可能性がある。別の有害な影響は、周波数選択装置の解像度に対する望ましくない制限である。光空間スイッチなどの一定の用途において、比較的小さい温度勾配は、性能において無視することができる影響を及ぼすのに対し、本願明細書の本発明者らは、周波数選択用途において、可能な限り温度勾配を最小限に抑えることがきわめて望ましいことと考えた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ヒートシンクと、光導波路と、加熱手段とを具備し、上記の加熱手段および上記のヒートシンクがいずれも上記の光導波路の同一の側に配置されている熱光学装置を提供する。
【０００９】
本発明において、周波数領域多重化光信号から周波数スペクトルの一部を波長可変に選択するための方法であって、
ヒートシンクと、複数の面を有する光導波路と、加熱手段とを具備し、上記の加熱手段および上記のヒートシンクがいずれも上記の光導波路の同一の側に配置され、上記の光導波路がブラッグ格子を具備している熱光学装置に周波数領域多重化光信号を向けさせるステップと、
上記の周波数領域多重化光信号の上記の周波数スペクトルの所望の周波数部分の選択に対応する温度まで上記の熱光学装置を加熱させるステップと
を含む方法がさらに提供される。
【００１０】
本発明において、複数の熱光学装置を含み、上記の熱光学装置がヒートシンクと、複数の面を有する光導波路と、加熱手段とを具備し、上記の加熱手段および上記のヒートシンクがいずれも上記の光導波路の同一の側に配置されている集積型光通信構成要素がさらに提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
一般的な用途において、熱光学装置の設計は、複数の設計変数の中で調整が図られる。これは、迅速な加熱および冷却の両方を図る「切替時間」または「調整時間」の速度が含まれる。言い換えると、加熱の速度は、使用されるヒータの設計および電力のほか、加熱対象の材料の熱慣性および熱伝導率によって決定される。冷却時間は、材料の熱慣性および熱伝導率と、ヒートシンクの有用性とに関連している。しかし、可能な限り小さな電力を用い、可能な限り小さなヒータを作製することも望ましい。最後に、用途に応じて、加熱される導波路における種々の温度均一性の許容差が必要である。空間光スイッチは、導波路集積型ブラッグ格子などの周波数選択構成要素より導波路コアによる温度勾配のはるかに大きい耐性があることが分かっている。後者の場合には、任意の程度の温度の非均一性は、装置の解像度における低下を必ず生じるとは限らない。したがって、ブラッグ格子などの周波数選択集積型光学装置における温度均一性を実現することは特に重要である。
【００１２】
この工夫が、本願明細書において実現されている。当業界において教示された設計が、図１に概略的に示されており、ヒータ２は導波路１の一面にあり、より低い温度のヒートシンク３は導波路１の上記のヒータ２とは別の面に配置されるという事実のために、コア６およびクラッディング５を有する加熱される導波路１において温度勾配を必然的に導入しなければならない。上記の本願明細書に記載されている技術は、導波路とヒートシンクとの間にある程度の断熱を提供することによって、温度勾配を低減する方法を提供する。しかし、ヒートシンクが必要な冷却速度を実現するために必要であることから、これは制限値であるに過ぎない可能性がある。ヒートシンクは導波路から過度に分離されている場合には、冷却は望ましくないほど低速で行われると推測される。
【００１３】
図２に概略的に示されているような本発明による熱光学装置において、ヒータ１２およびヒートシンク１３は、光導波路１１の同一の側にあり、ヒータはヒートシンクと導波路との間に配置される。図２は、この事実に基づいて、本発明の好ましい実施形態を示しており、上記のヒータ１２と上記のヒートシンク１３との間に配置される断熱層１４をさらに具備している。その結果、本発明による熱光学装置は、加熱サイクル中に導波路にわたってはるかに低減した温度勾配を生じ、冷却サイクル中にはヒートシンクが冷却を促進する。本発明において、数ミリ秒の加熱速度および冷却速度が実現される。
【００１４】
所望より大きな電力を消費するヒータの使用を必要とするため、ヒータをヒートシンクと直接熱接触させることによって、生成される熱の相当の部分は、導波路ではなくヒートシンクに伝達される。熱光学装置における熱負荷を低減し、その電力需要を最小限に抑えることが望ましいことから、好ましい実施形態において、加熱手段とヒートシンクとの間に断熱層を介在させることによって、競合する設計変数の中で良好な釣り合いを取ることができることが分かっている。しかし、本発明の好ましい実施形態において、断熱層は、熱光学装置における導波路ではないことを強調することが重要である。加熱手段およびヒートシンクは、光導波路の同一側に配置され、本発明の熱光学装置の能動構成要素として作用することが、本発明の基本的な態様である。好ましい実施形態において、高度の温度均一性は、１Ｗ／ｃｍ程度の電気抵抗加熱を用いて約１２０℃の所望の温度範囲にわたって実現される。
【００１５】
本発明の実施において、ヒートシンクは、特定の用途に適していると考えられるような半導体または導体（たとえば、金属）であってもよい。ヒートシンクは、ケイ素であることが好ましい。ケイ素の面が、接着を改善する機能化されることが最も好ましい。本発明の好ましい実施形態において断熱層が用いられるときには、ケイ素のヒートシンクの面は、シラン処理されることが好ましく、（３−アクリロキシプロピル）トリクロロシランを用いることが最も好ましい。ヒートシンクは、特定の寸法である必要はないが、所望の程度の冷却を行うように選択されなければならない。約５００μｍの厚さが、適切であることが分かっている。
【００１６】
本発明に適する光導波路は、下部クラッディングと、コアと、上部クラッディングとを具備し、コアが下部クラッディングおよび上部クラッディングの両方より高い屈折率を有する。適切な導波路材料としては、ポリマーおよびガラスの両方が挙げられる。適切なポリマーは、その特性に応じて選択される。−１×１０−４／℃〜−４×１０−４／℃の範囲の屈折率の温度依存性ｄｎ／ｄＴおよび０．０１〜１Ｗ／ｍ．Ｋの範囲の熱伝導率を呈することが好ましい。感光性ハロゲン化アクリレートが特に好ましい。
【００１７】
当業界において公知の他の導波路材料も、本発明の熱光学装置において用いられてもよい。しかし、これらの材料の使用は熱伝導率と屈折率の温度依存性との間により大きな妥協を必要とするため、あまり好ましくない。たとえば、ガラスは適切に低い熱伝導率を呈するが、ｄｎ／ｄＴは約１×１０−５／℃である。ケイ素は、ｄｎ／ｄＴ約１．８×１０−４／℃を呈するが、約８３．７Ｗ／ｍ．Ｋの高い熱伝導率である。ポリマーの導波路が、本発明の実施では好ましい。
【００１８】
本発明において、導波路構造を加熱するための手段がさらに提供される。本発明によれば、上記の加熱手段は、光導波路のヒートシンクと同一の側に配置されている。本発明の実施の場合には、任意の適切な加熱手段で十分である。適切な手段としては、電気抵抗加熱、無線周波数インダクタンス、マイクロ波加熱、熱伝達流体による加熱が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。加熱の好ましい方法は、電気抵抗加熱である。ヒータは、断熱層が用いられないときには、Ｃｒ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｃｒ／ＡｕおよびＴｉ／Ａｕからなる群から選択される層状構造を含み、断熱層が用いられるときには、Ｃｒ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｎｉ／Ｃｒ、Ｃｒ／Ａｕ／ＣｒおよびＴｉ／Ａｕ／Ｔｉからなる群から選択される層状構造を含めば、さらに好ましい。ヒータは、断熱層が用いられないときには、Ｃｒ／Ｎｉ／Ａｕ、断熱層が用いられるときには、Ｃｒ／Ａｕ／Ｃｒからなる層状構造を含めば、最も好ましい。
【００１９】
本発明の実施に厳密には必要ではないが、上記の加熱手段と上記のヒートシンクとの間に断熱層を介在させることがきわめて好ましい。上記の断熱材の選択は、加熱サイクル中の加熱手段からヒートシンクへの電力の過剰な流出と冷却サイクル中の不十分な冷却速度との釣り合いを実現する必要がある。本発明の実施には、所望の釣り合いを図る任意の断熱材料が適切である。０．０１〜１Ｗ／ｍ．Ｋの範囲、好ましくは０．１〜０．５Ｗ／ｍ．Ｋの範囲の熱伝導率を呈する厚さ１〜１０μｍのポリマー材料を使用することが好都合であることが分かっている。
【００２０】
本発明の熱光学装置を作製するための工程は、ある種の機能を実施する構成要素を作製するために、材料の層を塗布する一連のステップおよび塗布された層にパターンを施す一連のステップを含む。本発明の典型的な実施において、平面を有するヒートシンク材料は、パターン形成ステップを伴う順に塗布される層を有する。材料の層は、当業界では公知の手段によって種々に塗布されてもよい。ポリマー材料は、スピンコーティング、スロットコーティング、ドクターブレード、ダミング、成形および注型をはじめとする方法によって形成されることが好都合であると考えられるが、これらに限定されるわけではない。スピンコーティングが好ましい。厚さは、±０．０５μｍに制御されることが好ましい。ガラス材料および半導体材料は、化学蒸着法または火炎堆積法などの当業界では一般に実行されている方法によって作製されてもよい。一般に、このように堆積されたガラス層の厚さは、±０．０１μｍに制御されることができる。
【００２１】
このように作製された層は、直接マスクフォトリソグラフィ、マスクフォトリソグラフィ／反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、レーザ直接描画リソグラフィ、エンボス加工、打抜き加工、注型、成形および単純に切削およびトリミングなどの当業界では公知の好都合な方法によってパターン形成されてもよいが、これらに限定されるわけではない。直接マスクフォトリソグラフィおよびマスクフォトリソグラフィ／ＲＩＥが好ましい。
【００２２】
図３は、本発明の好ましい実施形態を作成するための１つの方法を示している。また、本願明細書において上述された工程などの他の工程を用いてもよい。さらに、同一の工程ステップは、異なる順序で行われてもよい。たとえば、ヒータが最初にパターン形成され、次に導波路が整列されるように、異なるパターン形成順序であってもよい。さらに、示された工程ステップによって、装置を作製してもよいが、種々の相対位置に素子を配置してもよい。たとえば、導波路コアはリブにおいて中心にある必要はなく、ヒータは導波路に対してさまざまな位置で整列されることができる。
【００２３】
一般に、０．１μｍのフィルタを介して、すべての液体および溶液を濾過することが好ましい。
【００２４】
本発明の熱光学装置を作製するために、図３に示された工程のステップは、フォトリソグラフィ方法、フォトレジストポリマー、反応性イオンエッチングを広範囲に使用している。すべての工程は、当業者には公知である。
【００２５】
図３に示されている手順の後に、第１のステップＡにおいて、厚さが５００μｍ以下である表面酸化ケイ素が、（３−アクリロキシプロピル）トリクロロシランを用いて処理され、次に、ポリマー断熱層によってスピンコートされる。断熱層の厚さは、スピン速度プロファイル、スピン時間およびスピンコーティング中の温度によって制御される。ポリマー断熱層は、紫外光に曝露時に硬化可能なフォトレジストまたは他の感光性材料であることが好ましい。
【００２６】
次のステップＢにおいて、抵抗加熱素子が硬化された断熱層上に堆積される。最も好ましい実施形態において、加熱素子は、Ｃｒ／Ａｕ／Ｃｒを含む層状構造である。
【００２７】
次のステップＣにおいて、感光性ポリマーのクラッディングは、加熱素子／断熱層上にスピンコートおよびブランク露光され、ポリマーコア材料は、このようにして形成された層上にスピンコートされ、フォトリソグラフィによってパターン形成され、現像され、続いて、別のクラッディング材料がスピンコートおよびブランク露光される。
【００２８】
次のステップＤにおいて、ＮｉまたはＣｒ  ＲＩＥマスク材料などの硬質金属が、導波路層上にスパッタコートされる。
【００２９】
次のステップＥにおいて、ＲＩＥマスク金属層が、フォトリソグラフィ方法を用いてパターン形成され、次のステップＦにおいて、露光されたポリマー材料がＲＩＥに曝され、その結果、いずれかの側で曝露された金属積層を有するポリマーのメサ構造を生じる。
【００３０】
ステップＧ、Ｈ、ＩおよびＪは、装置の一方の側に電気接続（配線および接合パッド）のための熱光学装置を作製し、他方の側から余分なヒータ材料を除去することに関する。ステップＧにおいて、ウェットエッチングの準備において、ポリマーマスクが蒸着される。ステップＨにおいて、ポリマーマスクがパターン形成されて現像される。ステップＩにおいて、余分なヒータ材料が除去され、ステップＪにおいて、電源に接続するためのヒータの配線および接合パッドを露出させるために、残りのウェットエッチングマスクが除去される。
【００３１】
好ましい実施形態において、出力密度１Ｗ／ｃｍ２のヒータは、５０ミリ秒未満で、好ましくは１０ミリ秒以下で、１２０℃の温度上昇を提供する。冷却は加熱より時間がかかり、温度下降も５０ミリ秒未満、好ましくは１０ミリ秒以下である。
【００３２】
この事実に基づいて本発明者によって考案された本発明の一実施形態は、ヒートシンクと、ブラッグ格子を具備している光導波路と、加熱手段とを具備している熱光学装置を備え、上記の加熱手段および上記のヒートシンクがいずれも上記の光導波路の同一の側に配置されている周波数選択光通信構成要素である。特に好ましい一実施形態において、複数の上記の周波数選択構成要素は、光通信モジュールに集積するために単独チップ上に配置される。一実施形態において、本発明の個々の周波数選択構成要素は、本発明の複数の上記の周波数選択構成要素を含む上記のチップ上に、他の上記の周波数選択構成要素とは異なる温度で動作される。
【００３３】
光導波路に集積されるブラッグ格子を使用して、たとえば、きわめて狭い周波数帯域に関してのみ反射される波において干渉による強め合いを形成することによって、伝搬信号のより広いスペクトルから単独の狭い光周波数を選択する。ブラッグ格子の屈折率におけるシフトを生じるために熱光学効果を用いることにより、干渉による強め合いが生じる波長におけるシフトを生じる。したがって、ブラッグ格子に適用される熱光学効果は、周波数領域多重化光通信システムにおける重要な特徴である選択される波長の波長可変性を提供する。本発明において、本発明の熱光学装置は、ブラッグ格子を集積して具備している光導波路をさらに具備してもよく、それによって、周波数選択光構成要素を形成する。
【００３４】
ブラッグ格子は、屈折率振動が導波路に生じるときに、光導波路に作製される。上記の振動は、屈折率ミラーを生じ、それぞれが反射を有し、すべての反射が一部の波長帯域（λ＝２ｎΛであり、λは反射帯域の中心波長であり、ｎは有効屈折率であり、Λは格子または屈折率振動の周期である）に関して発展的に加算され、上記の帯域における光信号が後方に反射されるのに対し、他の波長帯域は前方に伝搬する。熱光学効果を用いることによって、熱がブラッグ格子を含む導波路に加えられ、屈折率ｎが変化し、反射波長帯域λを変化させる。本発明の周波数選択光構成要素は、狭くてよく、フラットトップを有する選択波長帯域に関するスペクトル形状を呈する。
【００３５】
特に好ましい一実施形態において、反射防止コーティングが、導波路構造の蒸着の直前に施される。この事実に基づいて、本発明者は、反射防止コーティングが、本発明の周波数選択装置の解像度を改善すると考えている。
【００３６】
この事実に基づいて、本発明者らによって、周波数領域多重化光信号から周波数スペクトルの一部を波長可変に選択するための方法であって、
ヒートシンクと、複数の面を有する光導波路と、加熱手段とを具備し、上記の加熱手段および上記のヒートシンクがいずれも上記の光導波路の同一の側に配置され、上記の光導波路がブラッグ格子を具備している熱光学装置に周波数領域多重化光信号を向けさせるステップと、
上記の周波数領域多重化光信号の上記の周波数スペクトルの所望の周波数部分の選択に対応する温度まで上記の熱光学装置を加熱させるステップと
を含む方法がさらに考案される。
【００３７】
この事実に基づき、方法の好ましい実施形態は、そこに用いられる熱光学装置の好ましい実施形態である。
【００３８】
本願明細書の本発明は、以下の特定の実施形態においてさらに説明される。
【実施例】
【００３９】
（実施例１）
この実施例では、以下の用語が用いられる。
【００４０】
ＡＲＣは、３１．５重量％のジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、６３重量％のトリプロピレングリコールジアクリレート、５重量％のビス−（ジメチルアミン）ベンゾフェノンおよび０．５重量％のダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）４２６５の混合物である。
【００４１】
Ｂ３は、９４重量％のエトキシ化ペルフルオロポリエーテルジアクリレート（ＭＷ１１００）、４重量％のジトリメチロールプロパンテトラアクリレートおよび２重量％のダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）１１７３の混合物である。
【００４２】
ＢＦ３は、９８重量％のエトキシ化ペルフルオロポリエーテルジアクリレート（ＭＷ１１００）および２重量％のダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）１１７３の混合物である。
【００４３】
Ｃ３は、９１重量％のエトキシ化ペルフルオロポリエーテルジアクリレート（ＭＷ１１００）、６．５重量％のジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、２重量％のダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）１１７３および０．５重量％のダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）４２６５の混合物である。
【００４４】
６インチの酸化ケイ素ウェーハ（基板）が、ＫＯＨによって洗浄され、次に（３−アクリロキシプロピル）トリクロロシランを用いて処理された。Ｂ３モノマーの厚さ１７μｍの層が、ウェーハ上にスピン蒸着され、次に紫外光を用いて重合化された。Ｃｒ、ＡｕおよびＣｒの連続層が、ヒータ積層を形成するために、個別の厚さ１０／２００／１０ｎｍでポリマーコートされたウェーハ上にスパッタ蒸着された。ＳｉＯ２の厚さ２０ｎｍの層が、接着層として下部ヒータ積層に蒸着された。ＡＲＣ反射防止コーティングの厚さ６μｍの層が、シリカ層上に蒸着された。ポリマー導波路が、以下のように、ネガの階調の感光性モノマーを用いて、上記のＡＲＣ上に作製された。厚さ１０μｍのＢＦ３下部クラッド層が、スピン蒸着され、紫外光を用いてブランケット硬化され、Ｃ３コア層が蒸着され、暗視野フォトマスクによって紫外光を当て、有機溶剤を用いて露光されていない領域を現像することによって、断面積７μｍ×７μｍの直線導波路が、その中にパターン形成され、厚さ１０μｍのＢ３上部クラッド層が熱光学装置を作製するためにスピン蒸着され、紫外光を用いてブランケット硬化された。
【００４５】
（実施例２）
ブラッグ格子が、位相マスクを介した紫外曝露によって、実施例１の熱光学装置の導波路内に作製された。１００ｎｍのＮｉ層が、スパッタ蒸着され、ＲＩＥ用のマスクとしてフォトリソグラフィによってパターン形成された。上記の導波路は、その周囲にメサ構造を作製するために、ＲＩＥを用いてパターン形成され、それらの間で、Ｃｒ／Ａｕ／Ｃｒのヒータ積層が露光された。メサ構造の間のＮｉのＲＩＥ用のマスクおよびＣｒは、完全にエッチングされ、メサ構造の間にＣｒ／Ａｕ層が残った。ウェーハは、めっきマスクとしてメサ構造を用いて、Ａｕによって電気めっきされた。１００ｎｍの第２のＮｉ層が、スパッタ蒸着され、ＲＩＥ用のマスクとしてフォトリソグラフィによってパターン形成された。上記のメサ構造は、両方の横側面からさらにＲＩＥエッチングされ、下にあるＣｒ／Ａｕ／Ｃｒを露出させた。メサ構造とめっきされた経路との間の上記のＮｉのＲＩＥ用のマスクおよびＣｒは、完全にエッチングされ、メサ構造の間にＣｒ／Ａｕ層が残った。Ｃｒ／Ａｕ層は、結果として生じる波長選択光構成要素を分離するために、フォトリソグラフィによってパターン形成された。
【００４６】
（実施例３および比較例Ａ）
図２に示された本発明の熱光学装置および比較用の図１に示された当業界の熱光学装置による熱伝達および温度外形をモデル化するために、コンピュータシミュレーションが行われた。ＢＢＶから入手可能な市販の熱伝達ソフトウェアパッケージ「テンプセレネ（ＴｅｍｐＳｅｌｅｎｅ）」が使用された。以下の調整可能な変数は、次のように設定された。
変数：
基板：ケイ素
断熱層：１０μｍ
下部クラッドの厚さ：１０μｍ
コアの厚さおよび幅：７μｍ
上部クラッドの厚さ：１０μｍ
メサおよび下部ヒータの幅：２７μｍ
下部ヒータの長さ：１ｃｍ
断熱層、下部クラッド、コアおよび上部クラッドの熱伝導率：０．１Ｗ／ｍ．Ｋ
【００４７】
結果は、それぞれ図４および５に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】当業界における典型的な構成の概略図を示している。
【図２】本発明の概略図を示している。
【図３】本発明の実施形態を提供するためのステップごとの方法を示している。
【図４】本発明の熱光学装置の熱伝達シミュレーション研究の結果を示している。
【図５】当業界の熱光学装置の熱伝達シミュレーション研究の結果を示している。
【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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【国際調査報告】
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