(57)【要約】      （修正有）【課題】製造プロセスの精度に対する干渉計の波長特性の依存を低減させる、光集積回路および干渉計の最大透過波長を調整する方法を提供する。【解決手段】光集積回路１００は、第１の光源１１および第２の光源１２と、第１の導波路１３、１４を介して第１の光源および第２の光源にそれぞれ結合された第１の入力ポートおよび第２の入力ポートを有する第１の干渉計１５と、第２の導波路１６、１７を介して第１の干渉計から信号を受け取り、信号を結合して、結合した信号を第３の導波路１９を介して伝送するように構成された第２の干渉計１８と、基板１０の裏側と接触するように構成されたサブマウント４０とを含み、サブマウントは、第１の熱伝導率を有する第１の熱伝導体４１と第２の熱伝導率を有する第２の熱伝導体とを含み、第１の熱伝導率は第２の熱伝導率より大きく、第１の光源および第２の光源は、第２の熱伝導体より第１の熱伝導体の方に近接している。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に配置された光集積回路であって、
第１の光ビームおよび第２の光ビームを第１の導波路および第２の導波路を介して伝送する第１の光源および第２の光源と、
前記第１の導波路および前記第２の導波路からの前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームを結合し、結合された信号光ビームを結合された導波路の出力ポートから伝送する干渉計と、
前記基板の裏側に形成されたコンタクト層と、
前記コンタクト層と接触するサブマウントであって、前記第１の光源および前記第２の光源の領域に対応する第１の熱伝導体と、前記干渉計の領域に対応する第２の熱伝導体と、第３の導波路の一部に対応する第３の熱伝導体とを含むサブマウントと、
を備える、光集積回路。
【請求項２】
前記サブマウントに接触する熱電気冷却素子を含むヒートシンク、
を更に備える、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項３】
前記干渉計は、第１のカプラーと、第２のカプラーと、該第１のカプラーおよび該第２のカプラー間を接続する第１の信号導波路および第２の信号導波路とを含む、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項４】
前記第１のカプラーおよび前記第２のカプラーは、前記第１の光源および前記第２の光源から実質的に等しい距離に配置され、前記第１の導波路および前記第２の導波路は異なる長さを有し、該第１の信号導波路および該第２の信号導波路の中間湾曲領域は、少なくとも５００μｍを超える波長で分離される、請求項３に記載の光集積回路。
【請求項５】
前記基板の温度勾配は、前記第１の光源および前記第２の光源の領域から前記第３の熱伝導体への熱流によって画定され、前記第１の信号導波路および前記第２の信号導波路は、前記温度勾配に沿って実質的に位置合せされる、請求項３に記載の光集積回路。
【請求項６】
前記第１の熱伝導体は第１の熱伝導率を有し、前記第２の熱伝導体は第２の熱伝導率を有し、前記第３の熱伝導体は第３の熱伝導率を有し、前記第１の熱伝導率および前記第３の熱伝導率の各々は、前記第２の熱伝導率より大きい、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項７】
前記第２の熱伝導体は空気である、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項８】
前記第３の熱伝導体の材料は、前記第１の熱伝導体の材料と同じである、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項９】
前記第１の熱伝導体および前記第３の熱伝導体の材料は金である、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項１０】
前記第３の熱伝導率は、前記第２の熱伝導率より少なくとも１桁大きい、請求項６に記載の光集積回路。
【請求項１１】
前記第１の熱伝導体は、前記第１の光源および前記第２の光源の前記領域に実質的にオーバーラップする、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項１２】
前記第１の熱伝導体の面積は、前記第３の熱伝導体の面積より大きい、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項１３】
前記干渉計はマッハ・ツェンダー干渉計である、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項１４】
前記第１の光源および前記第２の光源はレーザーダイオードである、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項１５】
前記第１の熱伝導体は金又は金複合合金であり、前記第２の熱伝導体はリン化インジウムである、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項１６】
前記基板の材料は、前記第１の光源、前記第２の光源および前記干渉計の材料とは異なる、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項１７】
前記第１の光源および前記第２の光源並びに前記干渉計は、リン化インジウム基板の上に形成されている、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項１８】
前記コンタクト層は、前記基板の前記裏側を部分的に覆うように形成され、かつ前記第１の光源および前記第２の光源の前記領域と実質的にオーバーラップするように配置されている、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項１９】
前記サブマウントは溝領域を有する、請求項１に記載の光集積回路。
【請求項２０】
上部に熱伝導体を有するサブマウントの上に配置された光集積回路における光源の動作波長により、干渉計の最大透過波長を調整する方法であって、
前記光源の前記動作波長λｏを求めることと、
許容可能な波長範囲λｍ±Δλを有する前記干渉計の最大透過波長λｍを求めることであって、Δλは許容可能な波長のずれであることと、
前記サブマウントの上に、第１の領域を有する第１の熱伝導体と第２の領域を有する第２の熱伝導体とを配置することであって、λｏ＞λｍ−Δλである場合、前記第１の熱伝導体および前記第２の熱伝導体は、前記第１の領域が前記光源の領域を含みかつ前記第２の領域より大きく、該第２の領域が前記光源から反対側の端部にあるように配置され、前記動作波長λｏが前記許容可能な波長範囲λｍ±Δλにある場合、前記第１の熱伝導体又は前記第２の熱伝導体は前記集積回路の領域を含むように配置されることと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光集積回路と光集積回路を設計する方法とに関し、より詳細には、光部品で配置された熱伝導体を有する光集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
光集積回路（ＰＩＣ）は、レーザーダイオードおよび光学フィルタリング部品を含む複数の光学素子を含む。マッハ・ツェンダー干渉計（ＭＺＩ）およびアレイ導波路回折格子ルーター（ＡＷＧＲ）等の光学フィルタリング部品は、製造プロセスのばらつきに非常に影響されやすい。
【０００３】
製造プロセスのばらつきが波長変動をもたらすため、主な難題の１つは、レーザーおよび光学フィルターの波長をアラインさせることである。概して、レーザーの波長は、光学フィルターの波長よりも、より適切に制御される。ＭＺＩおよびＡＷＧＲ等の光学フィルターの問題は、導波路の幅を設計に従って十分正確に製造することができないことであり、それにより、フィルターの透過波長スペクトルのばらつき、および、透過波長スペクトルとレーザーの動作波長との間の、結果として起きる不整合がもたらされる。
【０００４】
光集積回路を製造する詳細、スケールおよび精度に起因して、導波路の幅を正確に制御することは困難である。しかしながら、導波路の寸法に起因して、その幅が小さなばらつきであっても、相対的に見れば著しい場合がある。例えば、導波路の１．４ミクロンの幅に対するばらつきは、導波路の幅の５％のばらつきである可能性があり、それにより、設計からの著しい波長シフトがもたらされる。
【０００５】
幾つかの方法が、製造された導波路を手動でかつ静的に調整することによってこの問題に対処する。例えば、非特許文献１に記載されている方法は、マッハ・ツェンダー干渉計の波長を調整するためにトリミングを使用し、導波路を包囲する異なる屈折率を有する材料を用いて、導波路のうちの１つにおいて実効屈折率を変更する。しかしながら、この方法は、各干渉計の波長特性の測定と各素子の１つずつのトリミングとが必要であり、パッケージングコストおよび時間が加算される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】K. Watanabe et al., “Trimming of InP-based Mach-Zehnder interferometer filling side cladding of high-mesa waveguide with resin,” Electronic Letters, vol.47, p.1245, 2011
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、製造プロセスの精度に対する干渉計の波長特性の依存を低減させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の実施形態は、光集積回路（ＰＩＣ）であって、ＰＩＣの温度分布を調整するサブマウントを含むＰＩＣと、光集積回路を設計する方法とに関し、ＰＩＣにおける光源の波長と非対称干渉計の最大透過波長とは、予め設定された波長範囲において整合する。
【０００９】
幾つかの実施形態は、導波路の温度の変化により実効屈折率が変化することになる可能性があるという認識に基づく。本開示の実施形態によれば、長さの異なる光学導波路を有する光集積回路における非対称干渉計の最大透過波長のばらつきは、異なる熱特性を有する異なる熱伝導体構成を有する事前設計されたサブマウント群から選択されたサブマウントを配置することによって、干渉計の温度を調整することにより、低減させることができる。
【００１０】
本開示による幾つかの実施形態は、基板の上に配置された光集積回路を提供する。光集積回路は、第１の光ビームおよび第２の光ビームを第１の導波路および第２の導波路を介して伝送する第１の光源および第２の光源と、第１の導波路および第２の導波路からの第１の光ビームおよび第２の光ビームを結合し、結合された信号光ビームを結合された導波路の出力ポートから伝送する干渉計と、基板の裏側に形成されたコンタクト層と、コンタクト層と接触するサブマウントであって、第１の光源および第２の光源の領域に対応する第１の熱伝導体と、干渉計の領域に対応する第２の熱伝導体と、第３の導波路の一部に対応する第３の熱伝導体とを含むサブマウントとを備える。
【００１１】
本開示の実施形態によるサブマウントを含む光集積回路（ＰＩＣ）は、本開示の方法を実施することによって提供することができ、当該光集積回路は、費用効率のよい光集積回路である。当該方法は、熱伝導体を有するサブマウントの上に配置された光集積回路における光源の動作波長により、干渉計の最大透過波長を調整する方法である。当該方法は、光源の動作波長λｏを求めることと、許容可能な波長範囲λｍ±Δλを有する干渉計の最大透過波長λｍを求めることであって、Δλは許容可能な波長のずれであることと、サブマウントの上に、第１の領域を有する第１の熱伝導体と第２の領域を有する第２の熱伝導体とを配置することであって、λｏ＞λｍ−Δλである場合、第１の領域は第２の領域より大きく、第２の領域は光源から反対側の端部に配置され、動作波長λｏが許容可能な波長範囲λｍ±Δλにある場合、第１の熱伝導体又は第２の熱伝導体は集積回路の領域を完全に含むように配置されることとを含む。
【００１２】
本開示の実施形態によれば、光集積回路に含まれるサブマウントの熱伝導体を配置することによって、光源の動作波長と干渉計の最大透過波長とを整合させることができるため、ＰＩＣ製造プロセスの歩留まりが高くなるため、費用効率のよい光集積回路を提供することができる。
【００１３】
ここに開示されている実施形態は、添付図面を参照して更に説明される。示されている図面は、必ずしも一律の縮尺というわけではなく、その代わり、一般的に、本開示の実施形態の原理を示すことに強調が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本開示の実施形態による光集積回路の斜視図である。
【図１Ｂ】本開示の実施形態による光集積回路の平面図である。
【図１Ｃ】本開示の実施形態による光集積回路の側面図である。
【図２Ａ】本開示の実施形態による光集積回路内に配置された干渉計の透過スペクトルを示す図である。
【図２Ｂ】本開示の実施形態による光集積回路内に配置された別の干渉計の他の透過スペクトルを示す図である。
【図３Ａ】本開示の実施形態による、サブマウントの上の熱伝導体の異なる配置に対する光集積回路の温度分布を示すシミュレーション結果の図である。
【図３Ｂ】本開示の実施形態による、サブマウントの上の熱伝導体の異なる領域に対する光集積回路の温度分布を示すシミュレーション結果の図である。
【図３Ｃ】本開示の実施形態による、サブマウントの上の熱伝導体の異なる面積被覆率に対する光集積回路の温度分布を示すシミュレーション結果の図である。
【図４Ａ】本開示の実施形態による光集積回路のサブマウントの平面図である。
【図４Ｂ】本開示の実施形態による、図４Ａの光集積回路のサブマウントの側面図である。
【図４Ｃ】本開示の実施形態による光集積回路の別のサブマウントの平面図である。
【図４Ｄ】本開示の実施形態による図４Ｃの光集積回路の別のサブマウントの側面図である。
【図４Ｅ】本開示の実施形態による光集積回路のサブマウントの別の構成の平面図である。
【図４Ｆ】本開示の実施形態による図４Ｅの光集積回路のサブマウントの別の構成の側面図である。
【図４Ｇ】本開示の実施形態による光集積回路のサブマウントの別の構成の側面図である。
【図４Ｈ】本開示の実施形態による光集積回路の別の構成の側面図である。
【図５Ａ】温度の関数としての光源の動作波長λｏと干渉計の最大透過波長とを示す図である。
【図５Ｂ】温度の関数としての光源の動作波長λｏと干渉計の最大透過波長とを示す図である。
【図６Ａ】光集積回路における光学部品のレイアウトを示す図である。
【図６Ｂ】光集積回路のサブマウントの上の熱伝導体のレイアウトと基板の上の光学部品のレイアウトとを示す図である。
【図７】第１の導波路アームと第２の導波路アームとの間の平均温度差の関数としての波長シフトの量を示す図である。
【図８】熱伝導体を有するサブマウントの上に配置された光集積回路における光源の動作波長により、干渉計の最大透過波長を調整する方法のステップを示す、フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記で明らかにされた図面は、ここに開示されている実施形態を記載しているが、この論述において言及されるように、他の実施形態も意図されている。この開示は、限定ではなく代表例として例示の実施形態を提示している。ここに開示されている実施形態の原理の範囲および趣旨に含まれる非常に多くの他の変更および実施形態を当業者は考案することができる。
【００１６】
以下の説明は、例示的な実施形態のみを提供し、本開示の範囲も、適用範囲も、構成も限定することを意図していない。そうではなく、例示的な実施形態の以下の説明は１つ以上の例示的な実施形態を実施することを可能にする説明を当業者に提供する。添付の特許請求の範囲に明記されているような開示された主題の趣旨および範囲から逸脱することなく要素の機能および配置に行うことができる様々な変更が意図されている。
【００１７】
以下、本発明の様々な実施形態について、図を参照して説明する。図は、単に、本発明の具体的な実施形態の説明を容易にするように意図されていることも留意されるべきである。さらに、図に示すサイズおよび形状は、実施形態の説明を容易にするように意図されており、したがって、本発明は、例示するようなサイズ又は形状に限定されない。それらは、本発明の網羅的な説明として、又は本発明の範囲に対する限定として意図されていない。さらに、本発明の特定の実施形態に関連して説明する態様は、必ずしもその実施形態に限定されず、本発明の他の任意の実施形態で実施することができる。
【００１８】
本発明の幾つかの実施形態は、波長選択的マニピュレーターは温度の変動によって導入される波長変動の影響を受けやすいという認識に基づく。
【００１９】
図１Ａは、本開示の実施形態による光集積回路１００の斜視図である。光集積回路１００は、コンタクト層３０を含む基板１０の上に集積された光学部品を含む。光集積回路１００は、基板１０の底部およびコンタクト層３０を介してサブマウント４０に取り付けられている。サブマウント４０は、温度制御熱電気クーラー５０、例えば、ペルチェ素子に取り付けられている。温度制御熱電気クーラー５０は、冷却素子５０と呼ぶことができる。基板１０は、リン化インジウム（ＩｎＰ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）およびシリコン（Ｓｉ）等の半導体基板から構成することができる。さらに、サブマウント４０は、シリコン、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又はアルミナによって形成することができる。
【００２０】
図１Ｂは、図１Ａの光集積回路１００の平面図である。光集積回路１００は、光学部品１１〜２１を含み、それらは、すなわち、第１の光源１１、第２の光源１２、第１の入力導波路１３、第２の入力導波路１４、マッハ・ツェンダー干渉計２１、および出力ポート２０を備えた出力導波路１９である。マッハ・ツェンダー干渉計２１はまた、光学素子１５〜１８を含む。
【００２１】
光集積回路１００の光学部品１１〜２１は、製造プロセス設計に従って基板１０に完全に又は部分的に埋め込むことができ、光集積回路１００は、予め設定されたパッシベーション膜（図示せず）で覆うことができる。本開示の図は、単に、光集積回路１００の部分および部品の各々の説明のために提供されているが、パッシベーション膜又は光集積回路１００の埋込み構造は省略される。
【００２２】
マッハ・ツェンダー干渉計２１の光学素子１５〜１８は、２×２カプラー１５、第１の信号導波路アーム１６、第２の信号導波路アーム１７および２×１カプラー１８とすることができる。２×２カプラー１５は、第１のカプラー１５と呼ぶことができ、２×１カプラー１８は第２のカプラー１８と呼ぶことができる。第１のカプラー１５は、２つの入力ポートおよび２つの出力ポートを含む。第２のカプラー１８は、２つの入力ポートおよび１つの出力ポートを含む。出力ポート２０は、レンズありで又はなしで、光信号を伝送するために光ファイバー６０に結合される。第１の光源１１および第２の光源１２は、レーザーダイオード（ＬＤ又は半導体レーザー）とすることができる。場合によっては、第１の光源１１および第２の光源１２は、電界吸収型変調レーザー（ＥＭＬ：electroabsorption-modulated laser）とすることができる。第１の光源１１は、第１の光源１１の出力ポートから、第１のピーク波長λ１を有する第１の光ビームを伝送する。第１の光ビームは、第１の入力導波路１３を通って伝播し、第１のカプラー１５の第１の入力ポートに入力される。第２の光源１２は、第２の光源１２の出力ポートから、第２のピーク波長λ２を有する第２の光ビームを伝送する。第２の光ビームは、第２の入力導波路１４を通って伝播し、第１のカプラー１５の第２の入力ポートに入力される。第１のカプラー１５は、第１の光ビームを第１の光信号に分割し、第１の光信号の半分を、第１の信号導波路アーム１６を通して第２のカプラー１８の入力ポートまで伝送し、第１の光信号の残りを、第２の信号導波路アーム１７を通して第２のカプラー１８の別の入力ポートまで伝送する。さらに、第１のカプラー１５は、第２の光ビームを第２の光信号に分割し、第２の光信号の半分を、第１の信号導波路アーム１６を通して第２のカプラー１８の入力ポートまで伝送し、第２の光信号の残りを、第２の信号導波路アーム１７を通して第２のカプラー１８の別の入力ポートまで伝送する。第２のカプラー１８は、第１の光信号および第２の光信号を結合し、結合された信号を、第２のカプラー１８の出力部分から出力導波路１９（出力アーム１９）を通して伝送する。さらに、光ファイバー６０は、結合された信号を、光ファイバー６０を介して光信号受信器（図示せず）に伝送するために、第２のカプラー１８の出力ポート２０に結合されている。マッハ・ツェンダー干渉計２１は、光学部品１５〜１９を備える。２つの導波路アーム１６および１７の長さは異なり、１６および１７の後の光信号の位相関係は、波長によって決まる。導波路アーム１６および１７の相違により、透過の周期性とともに透過の正確なピーク波長が決定される。
【００２３】
図１Ｃは、図１Ｂの断面Ａ−Ａ’から見た光集積回路１００の側面図である。サブマウント４０は、サブマウント４０の上に配置された熱伝導体４１を介してコンタクト層３０に接合されている。基板１０の厚さは、２０μｍ〜３００μｍとすることができる。例えば、基板１０の厚さは、１００μｍとすることができる。サブマウント４０は、コンタクト層３０を通して基板１０と接続されている。コンタクト層３０は、厚さがおよそ０．１μｍ〜０．５μｍの金（Ａｕ）とすることができる。サブマウント４０は、光集積回路１００の熱管理のために冷却素子５０の上に設けられている。冷却素子５０は、熱管理設計に従ってヒートシンク（図示せず）に取り付けることができる。サブマウント４０は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板、シリコン基板又はガラス基板から形成することができる。熱伝導体４１は、約２μｍ〜６μｍの厚さを有する金（Ａｕ）又は金−スズ（Ａｕ／Ｓｎ）合金膜とすることができる。金−スズの組成は、８０％Ａｕおよび２０％Ｓｕとすることができる。サブマウント４０の上の熱伝導体４１〜４３の配置により、光集積回路１００における種々の温度分布が提供され、それについては後述する。
【００２４】
光集積回路１００の動作中、光源１１および１２は熱を発生し、熱は、熱伝導体４１を介してサブマウント４０まで広がり（伝導し）、冷却素子５０に達する。その結果、第１の導波路アーム１６および第２の導波路アーム１７が配置されている位置における温度が、第１の光源１１および第２の光源１２から伝導する熱によって、周囲温度を超えて（例えば、室温を超えて）上昇する。動作中の安定状態では、第１の導波路アーム１６および第２の導波路アーム１７は、設計された（所定）範囲の温度に達する。
【００２５】
図２Ａは、本開示の実施形態による光集積回路内に配置された干渉計の透過スペクトルを示す。示す波長は、カプラーの透過スペクトルと光源の動作波長の複数の波長との関係を説明するための値例である。透過スペクトルＳ１は、最大透過波長λｍにおいて最大透過率Ｔを示す。本開示では、最大透過波長λｍは、干渉計の透過スペクトルにおける最大透過率に対応する波長を示す。干渉計は、光学フィルター又はカプラー（コンバイナー）とすることができる。
【００２６】
光源の動作波長λｏは、干渉計を伝播している間の信号強度の損失を回避するように予め設定された波長範囲λｍ±Δλで整合することが示されている。光源は、レーザーダイオード又は電界吸収型変調レーザー（ＥＭＬ）とすることができる。例えば、光源としてレーザーダイオードが使用される場合、動作波長λｏは、レーザーダイオードのレージング波長とすることができる。
【００２７】
上述したように、光源の動作波長λｏは、透過スペクトルＳ１の予め設定された波長変動範囲λｍ±Δλに位置し、最大透過波長λｍと十分に整合し、Δλは、波長λｍの所定係数α（＝０．０００５％〜０．００１％）から得られる許容可能な変動波長であり、すなわち、Δλ＝α×λｍである。例えば、最大透過波長λｍが１．３μｍ（１３００ｎｍ）であるように設計されている場合、Δλは、０．０００６５μｍ〜０．００１３μｍ（０．６５ｎｍ〜１．３ｎｍ）とすることができる。したがって、Δλ＝１．３ｎｍと想定した場合、予め設定された波長範囲λｍ±Δλは、１．２９８７μｍ〜１．３０１３μｍ（１２９８．７ｎｍ〜１３０１．３ｎｍ）とすることができる。最大透過波長λｍは、１．２６０μｍ〜１．６２５μｍの範囲における別の波長とすることができる。図に見られるように、動作波長λｏが予め設定された波長範囲（波長変動）λｍ±Δλに位置する場合、干渉計を介する信号強度の伝送損失は、光集積回路１００を動作させている間に著しく低い（低減する）。
【００２８】
光源の動作波長λｏと最大透過波長λｍとが適切に整合すると、干渉計を介して信号の有効な伝送を行うために十分な透過率Ｔが得られる。一方、透過スペクトルＳ１がより長いか又はより短い波長に向かってシフトする場合、動作波長λｏは、波長範囲λ’ｍ±Δλ’から出て、動作波長λｏにおける透過率Ｔ’により、干渉計を通って伝播している信号の大量の伝送損失がもたらされる。
【００２９】
この状況は、干渉計の材料の光学特性（例えば、実効屈折率）が材料の温度によって変化する場合に発生する可能性がある。本発明者らの知識によれば、場合によっては、最大透過波長λｍの温度依存性は、約０．０９ｎｍ／℃（又はｎｍ／Ｋ）によって近似することができる。これは、最大透過波長λｍでの透過スペクトルが、干渉計の温度が１℃（１Ｋ）上昇すると〜０．０９ｎｍだけより長い波長に向かってシフトすることを示す。動作波長λｏが予め設定された波長範囲λｍ±Δλの縁の近くにあるとき、透過スペクトルの０．１ｎｍ〜０．２ｎｍシフトは、干渉計を通して信号損失を著しく増大させる可能性があることに留意するべきである。
【００３０】
例えば、幾つかの光集積回路は、約１００ｍＷの動作出力の光源と干渉計とを含み、それらは、同一の基板の上に数百マイクロメートル（１００μｍ〜３００μｍ）だけ離れて配置される。こうした場合、干渉計は、光源の動作中に光源から伝導する熱によって摂氏数度（℃）だけ上昇する可能性がある。
【００３１】
図２Ｂは、本開示の実施形態による光集積回路内に配置された別の干渉計の他の透過スペクトルを示す。干渉計は、最大透過波長λｍを含む透過スペクトルＳ１を有する。この場合、光源の動作波長λ’ｏは、透過スペクトルＳ１の波長変動範囲λｍ±Δλ外に位置する。この状況は、干渉計を製造する間にプロセスのばらつきが発生したときに発生する可能性がある。図２Ｂはまた、或る範囲の波長変動λ’’ｍ±Δλ’’で最大透過波長λ’’ｍを有する透過スペクトルＳ１’’も示す。動作波長λ’ｏでは、透過スペクトルＳ１の透過率Ｔは極めて低いが、透過スペクトルＳ１’’の透過率Ｔ’’は十分に高い。したがって、透過スペクトルＳ１が透過スペクトルＳ１’’までシフトする場合、信号は、干渉計を介して有効に伝送することができる。本開示の実施形態によれば、光集積回路の基板の局所熱伝導性を制御することにより、透過スペクトルＳ１を透過スペクトルＳ１’’に向かって移動させることができる。例えば、干渉計の温度を上昇させるように、光源によって発生する熱を干渉計に有効に伝達することができる場合、透過スペクトルＳ１を透過スペクトルＳ１’’に向かってシフトさせることができる。
【００３２】
本発明の幾つかの実施形態は、方法および光集積回路であって、余分な局所能動温度制御ユニットを必要とすることなく、カプラーのピーク波長と光源の動作波長とを所定範囲で整合させる、ＭＺＩを含む光集積回路の局所温度を管理することができる、方法および光集積回路を提供する。
【００３３】
温度分布のシミュレーション
図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃに、光集積回路１００における温度分布のシミュレーションを示す。光集積回路１００の構成は、図１Ａおよび図１Ｂとして想定する。シミュレーションにおいて、光集積回路の構成例が用いられているが、シミュレーション結果は、光集積回路の温度分布を制御するか又は設計するために光集積回路の代替的な設計に適用することができる。設計のばらつきとして、熱伝導体の配置が変化する。シミュレーションの目的でシミュレーションに使用される他のパラメーターは、以下の通りである。
・光集積回路のサイズ：０．４ｍｍ×２．４ｍｍ
・熱源：基板１００の左端部に分離して配置されている、各々１００ｍＷで動作する４００μｍ長の２つの光源
・基板：厚さが０．１ｍｍのリン化インジウム（ＩｎＰ）
【００３４】
図３Ａは、本開示の実施形態によるサブマウントの上の熱伝導体の異なる配置に対する光集積回路の温度分布を示すシミュレーション結果である。
【００３５】
異なる領域を有する熱伝導体が、サブマウントの右端部および左端部に配置される。厚さが５μｍの金膜が熱伝導体の材料として配置される。サブマウントは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は酸化ベリリウム（ＢｅＯ）等の高熱伝導性材料とすることができる。熱伝導体の様々な配置を、それぞれ配置（ａ）、（ｂ）および（ｃ）として示す。
【００３６】
配置（ａ）は、光源が配置される（サブマウントの左端部）単一熱伝導体を含む。熱伝導体の領域は、第１の光源および第２の光源を含む領域（４００μｍ幅、図３Ａを参照）を覆うことができる。温度は、熱伝導体の縁まで即座に低下し、約３０５Ｋで一定に保たれる。図３Ａにおける単一熱伝導体は、第１の熱伝導体と呼ぶことができる。
【００３７】
一定温度領域は、干渉計が配置される領域に対応するため、干渉計の温度は、光源から伝導する熱によって周囲温度（約２９８Ｋ）から約２Ｋ（２℃）上昇する。この効果は、透過スペクトルがより長い波長の透過スペクトルに向かってシフトする必要があるとき、光集積回路に適用することができる。
【００３８】
配置（ｂ）は、図３Ａの第１の熱伝導体に加えてサブマウントの右端部に５０μｍ幅の熱伝導体（第２の熱伝導体）を含む。温度は、第１の熱伝導体の右縁からサブマウントの右端部まで線形に低下する。線形の温度低下の効果は、追加の熱伝導体を配置することによって光集積回路の温度分布を任意に制御するように適用することができる。
【００３９】
配置（ｃ）は、熱伝導体がサブマウントを完全に覆う場合を示す。この場合、温度は、サブマウントの右端部まで即座に低下し、周囲温度に保たれる。この効果は、干渉計の温度が周囲温度に留まるように設計される場合に適用することができる。
【００４０】
図３Ｂは、本開示の実施形態によるサブマウントの上の熱伝導体の異なる面積に対する光集積回路の温度分布を示すシミュレーション結果である。第１の熱伝導体の面積を、４００μｍから８００μｍまで変化させる。これは、第２の熱伝導体の面積を一定であるように維持しながら、第１の熱伝導体の面積を任意に変化させることによって、干渉計の周囲の温度分布を所定温度範囲（例えば、図３Ｂにおける０．８５Ｋ）で正確に調整することができることを示す。
【００４１】
図３Ｃは、本開示の実施形態によるサブマウントの上の熱伝導体の異なる面積被覆率に対する光集積回路の温度分布を示すシミュレーション結果である。この場合、第２の熱伝導体の面積は、１／４まで低減する。温度は、第１の熱伝導体の右縁からサブマウントの右端部まで線形に低下する。温度低下の勾配は、第２の熱伝導体の面積を変化させることによって制御することができる。言い換えれば、透過スペクトルは、少量の波長でより長い波長に向かって調整することができる。
【００４２】
干渉計の温度の調整
したがって、本開示の幾つかの実施形態は、基板の上に配置された光学部品を有する光集積回路は、光源の動作波長と干渉計の透過スペクトルとの整合を提供するように、上に熱伝導体が別個に配置されたサブマウントを含むという認識に基づく。この場合、光集積回路は、それぞれ第１の入力導波路および第２の入力導波路を介して第１の光ビームおよび第２の光ビームを伝送するように構成された第１の光源および第２の光源と、第１の入力導波路および第２の入力導波路から受け取られた第１の光ビームおよび第２の光ビームを第１の信号および第２の信号に分割し、第１の信号導波路および第２の信号導波路を介して第１の信号および第２の信号を伝送するように構成された第１のカプラーと、第１の干渉計から受け取られた第１の信号および第２の信号を第１の信号導波路および第２の信号導波路を介して結合し、結合した信号を第３の導波路を介して伝送するように構成された第２のカプラーと、基板の裏側に形成されたコンタクト金属層と、サブマウントであって、このサブマウントの熱伝導体を介してコンタクト金属層と接触するように構成された、サブマウントとを含み、熱伝導体は、第１の熱導電率を有する第１の熱伝導体と第２の熱伝導率を有する第２の熱伝導体とを含み、第１の熱伝導率は、第２の熱伝導率より大きく、第１の熱伝導体は、第１の光源および第２の光源の底領域を完全に覆うように配置される。
【００４３】
さらに、第１の熱伝導体の面積は、第２の熱伝導体の面積より大きく、第１の光源および第２の光源は、第２の熱伝導体より第１の熱伝導体に近接して配置される。図４Ａは、本開示の実施形態による光集積回路のサブマウントの平面図である。図では、光集積回路１００に配置された光学部品１１〜１９は、破線によって示す。サブマウント４０は、サブマウント４０の上部に、第１の熱伝導率を有する第１の熱伝導体４１と、第２の熱伝導率を有する第２の熱伝導体４２（図４Ｂを参照）と、第３の熱伝導率を有する第３の熱伝導体４３とを含む。第１の熱伝導体４１は、第１の光源１１および第２の光源１２のおよその領域を含むように配置され、第３の熱伝導体４３は、出力導波路１９の領域を部分的に含むように配置される。さらに、第２の熱伝導体４２は、空気の熱伝導率を有するエアギャップを含むことができる。
【００４４】
図４Ｂは、図４Ａに示す光集積回路１００のサブマウント４０の側面図を示す。第１の熱伝導体４１は、コンタクト層３０を介して第１の光源１１および第２の光源１２を支持するように配置されていることがわかる。第３の熱伝導体４３は、光集積回路１００の出力導波路１９および出力ポート２０の領域を支持するように配置されている。第３の熱伝導体４３はまた、光通信システムに設定されるときに光ファイバー６０に接続される出力ポート２０を備えた出力導波路１９を支持するためにも使用されるため、第３の熱伝導体４３および第１の熱伝導体４１は、機械的強度と、第１の光源１１および第２の光源１２から光学部品１３〜１９を介する出力導波路１９への光学アライメントとを維持するように、同じ厚さを有するように配置される。
【００４５】
この場合、空気（エアギャップ）は、第２の熱伝導体４２として使用され、そこでは、空気の熱伝導率は約０．００２（Ｗ／ｍ−Ｋ）であると想定される。第１の熱伝導体４１および第３の熱伝導体４３は、同一の材料とすることができる。例えば、第１の熱伝導体４１および第３の熱伝導体４３は金膜とすることができ、金は、およそ３１０（Ｗ／ｍ−Ｋ）の熱伝導率を有する。
【００４６】
熱伝導体のこの構成は、図３Ａの配置（ｂ）と、図３Ｂの配置（ｄ）と、図３Ｃの配置（ｆ）とに関連する。第３の熱伝導体４３の面積を一定に維持して第１の熱伝導体１１の面積が変更される場合、第１のカプラー１５および第２のカプラー１８の領域の温度は、小さい温度ステップで正確に制御することができ、それは、第１の光源および第２の光源によって発生する熱の顕著な量が、コンタクト層３０を介して第１の熱伝導体に垂直に流れ、熱の残りは、基板１０およびコンタクト層３０に沿って第３の熱伝導体まで流れるためである。この場合、第２の熱伝導体４２が、第３の熱伝導率を有するエアギャップであるため、エアギャップを通って流れる熱の量を無視することができる。言い換えれば、第１の熱伝導体４１の熱抵抗は、第２の熱伝導体４２の熱抵抗より小さく、第３の熱伝導体４３の熱抵抗は、第２の熱伝導体４２の熱抵抗より小さい。さらに、第１の熱伝導体４１の面積が第３の熱伝導体４３の面積より大きいため、第１の熱伝導体４１の熱抵抗は、第３の熱伝導体４３の熱抵抗より小さい。
【００４７】
本開示の実施形態によれば、第１の熱伝導体１２の領域は、第１の光源１１および第２の光源１２の領域を完全に含むように配置することができる。すなわち、第１の光源１１および第２の光源１２によって発生する熱は、第１の熱伝導体１２を通って基板１０およびコンタクト層３０を介して垂直にかつ有効に伝導する。
【００４８】
場合によっては、第２の熱伝導体４２は、およそ０．３５（Ｗ／ｍ−Ｋ）の熱伝導率を有するエポキシ樹脂とすることができ、それにより、第２の熱伝導率は、第１の熱伝導率のおよそ３桁小さくなる。
【００４９】
図４Ｃは、本開示の実施形態による光集積回路の別のサブマウントの平面図である。この場合、第１の熱伝導体４１は図４Ａのものと同一であり、第２の熱伝導体４２はエアギャップであり、第３の熱伝導体４３は、出力導波路１９の所定領域を支持するようにのみ配置されるエポキシ樹脂である。図４Ｄに、サブマウント４０の側面図を示す。第３の熱伝導体４３はエポキシ樹脂で形成されるため、第１の熱伝導体４１の第１の熱伝導率は、第３の熱伝導率より少なくとも１桁大きい。第１の熱伝導体４１として５μｍ厚さの金膜が使用される場合、第１の熱伝導率（金：約３１０（Ｗ／ｍ−Ｋ））は、第３の熱伝導体よりおよそ３桁大きい。さらに、第２の熱伝導体４２が空気である場合、第３の熱伝導率は、第２の熱伝導率より１桁大きい。サブマウント４０の熱伝導体のこの構成により、光源１１および１２から伝導する熱を蓄積することができ、およそ一定の温度プロファイルで第１のカプラー１５および第２のカプラー１８の温度が上昇する。この状況は、図３Ａの配置（ａ）の場合と同様である。この効果は、最大透過波長λｍが動作波長λｏより小さい（短い）場合に適用することができ、これについては図２Ｂに関して上述している。
【００５０】
図４Ｅは、本開示の実施形態による光集積回路の別のサブマウントの平面図である。この場合、第３の熱伝導体４３は、エポキシ樹脂であり、サブマウント４０の右端部を完全に覆うように配置され、第２の熱伝導体４２は、第１の熱伝導体４１と第３の熱伝導体４３との間の領域に対応する、エアギャップ、二酸化ケイ素膜又はガラス膜とすることができる。この構成により、第１のカプラー１５および第２のカプラー１８の領域の温度を図４Ｄの場合からわずかに低下させることができる。
【００５１】
図４Ｆは、本開示の実施形態による光集積回路のサブマウントの別の構成の側面図である。この場合、第２の熱伝導体４２は、シリコン（約１．３Ｗ／ｍ−Ｋ）、リン化インジウム（約６８（Ｗ／ｍ−Ｋ））又はガリウムヒ素（約５２（Ｗ／ｍ−Ｋ））等の半導体材料とすることができる。
【００５２】
図４Ｇは、本開示の実施形態による光集積回路１００のサブマウントの別の構成の側面図である。この場合、第２の熱伝導体４２は、光源１１および１２から出力導波路１９まで横方向熱伝達を更に低減させるように、サブマウントに溝を含むエアギャップとすることができ、それにより、光源１１および１２と出力導波路１９との間の温度勾配が緩やかとなる。
【００５３】
図４Ｈは、本開示の実施形態による光集積回路１００の別の構成の側面図である。この場合、コンタクト層３０は、横方向熱伝達を更に低減させるように選択的に省略することができる。第２の熱伝導体４２は、エアギャップ、二酸化シリコン膜又は金膜を含む任意ものとすることができる。
【００５４】
干渉計の透過スペクトルの調整
図５Ａは、温度の関数としての光源の動作波長と干渉計の最大透過波長とを示す。光源および干渉計に対する屈折率の温度依存性は同様であり、線形に変更されるものと想定され、それは、光集積回路の光源および干渉計は、一般に同様の半導体材料によって製作されるためである。しかしながら、それらの温度依存性又は温度感受性（図における勾配）は、異なる材料を使用するために互いに異なる場合であっても、本開示に記載する実施形態に基づく光集積回路の他の構成に、干渉計の透過スペクトルを調整する方法を適用することができる。
【００５５】
図５Ａは、光源が動作波長λｏおよび温度ＴＬで動作し、干渉計が、温度ＴＭで動作波長λｏより大きい最大透過波長λｍを有する（λｏ＜λｍ）ことを示す。この場合、動作波長λｏは、干渉計の予め設定された波長範囲（許容可能な範囲）λｍ±Δλ外である。言い換えれば、動作波長λｏは、最小許容可能波長λｍ−Δλより短く、Δλは許容可能な波長のずれである。図によれば、最大透過波長λｍが、動作波長λｏと整合する別の最大透過波長λ’ｍにシフトする場合、干渉計を介する信号強度の著しい伝送損失を低減させることができる。図に示すように、最大透過波長λ’ｍは、最大透過波長λｍを調整波長δλだけ低減させることにより、すなわち、λ’ｍ＝λｍ−δλ＝λｏによって得られる。これは、干渉計の温度ＴＭを調整温度ΔＴ’だけ低下させることによって行うことができる。上述したように、例えば図３Ａでは、干渉計の温度は、熱伝導体の構成によって低下させることができる。配置（ａ）および（ｃ）に関して、およそ２Ｋの温度低下は、熱伝導体材料によってサブマウントを完全に覆うことによって（ファセットの端部まで０．４ｍｍの位置を参照）行うことができる。この関係は、こうした温度低下が、最大透過波長をλｍからλ’ｍまで調整するために十分とすることができることを示す。例えば、熱伝導体は、この場合は、５μｍ厚さの金膜とすることができる。
【００５６】
図５Ｂは、温度の関数としての光源の動作波長と別の干渉計の最大透過波長とを示す。光源が動作波長λｏおよび温度ＴＬで動作し、干渉計が、温度ＴＭで動作波長λｏより大きい最大透過波長λｍを有する（λｏ＞λｍ）ことが示されている。この場合、動作波長λｏは、干渉計の所定波長範囲λｍ±Δλ外である。言い換えれば、動作波長λｏは、最大許容可能波長λｍ＋Δλより大きい。光干渉計のこの構成により、信号が干渉計を通って伝播する間に信号強度の著しい伝送損失がもたらされる。図によれば、最大透過波長λｍが、動作波長λｏと整合する別の最大透過波長λ’ｍにシフトする場合、信号強度の著しい伝送損失を低減させることができる。図に示すように、最大透過波長λ’ｍは、最大透過波長λｍを調整波長＋δλだけ増大させることにより、すなわち、λ’ｍ＝λｍ＋δλ＝λｏによって得られる。これは、干渉計の温度ＴＭを調整温度ΔＴ’だけ上昇させることによって行うことができる。上述したように、例えば図３Ａ〜図３Ｃでは、干渉計の温度は、熱伝導体の構成を変更することによって上昇させることができる。図３Ａの配置（ａ）および（ｃ）によれば、熱伝導体材料によってサブマウントを部分的に覆うことによって（配置（ａ）におけるファセットの端部まで０．４ｍｍの位置を参照）、干渉計の温度をおよそ２Ｋだけ上昇させることができる。この関係は、こうした温度上昇が、最大透過波長をλｍからλ’ｍまで調整するために十分とすることができることを示す。例えば、熱伝導体は、サブマウントの所定領域を部分的にのみ覆う５μｍ厚さの金膜とすることができる。この場合、所定領域は、光源の領域におよそ対応するように設計される。図３Ａ、図４Ｃおよび図４Ｄを参照されたい。より具体的には、熱伝導体は、第１の熱伝導率を有する第１の熱伝導体４１と、第２の熱伝導率を有する第２の熱伝導体４２と、第３の熱伝導率を有する第３の熱伝導体４３とを含むことができる。例えば、第１の熱伝導率は、第２の熱伝導率および第３の熱伝導率より少なくとも１桁大きい。さらに、第１の熱伝導体４１は、５μｍ厚さの金膜とすることができ、第２の熱伝導体４２は空気とすることができ、第３の熱伝導体４３はエポキシ樹脂とすることができる。第３の熱伝導体４３は、光集積回路１００の出力導波路１９の部分を支持するように配置することができ、それは、出力導波路１９の出力ポート２０が光ファイバー６０に接続され、機械的強度を必要とするためである。
【００５７】
場合によっては、製造プロセスのばらつきによって干渉計の波長変動がもたらされた場合に、干渉計の最大透過波長は、光源の動作波長λｏより短い波長に配置される可能性がある。この場合、動作波長λｏは、予め設定された波長範囲λｍ±Δλに位置せず、それにより、信号ビームが干渉計を伝播する間に信号強度が著しく損失することにもなる。
【００５８】
熱伝導体４１は、第１のカプラー１５および第２のカプラー１８の予め設定された透過スペクトル範囲における光源１１および１２の動作波長を実質的に含むように、少なくとも２つの部分を含むことができる。
【００５９】
上述した例では、第１のカプラー１５および第２のカプラー１８は、図４Ａに示すように、基板１０の上で幅方向Ｗに沿って光源１１および１２から出力ポート２０まで直列に位置合せされると想定する。こうした場合、干渉計の２つの導波路アームの平均温度はおよそ同じであると想定することができ、それは、光源１１および１２から第３の熱伝導体４３まで流れる熱が、基板１０の部分の温度を等しく上昇させ、その部分は、光源１１および１２からおよそ同じ距離に位置するためである。例えば、図３Ａのプロファイル（ｂ）、図３Ｃのプロファイル（ｅ）および（ｆ）並びに図３Ｂを参照すると、温度は、第１の熱伝導体の端部から第３の熱伝導体までの距離の関数としておよそ低下する。
【００６０】
場合によっては、光集積回路１００の設計されたレイアウトによれば、基板１０上のカプラー１５および１８並びに導波路アーム１６および１７の配置を変更することが望ましい。
【００６１】
図６Ａは、光集積回路１００における光学部品１１〜１９のレイアウトを示し、そこでは、カプラー１５および１８は、基板１０の上の光源１１および１２からおよそ同じ距離に配置されている。この場合、導波路アーム１６は、導波路アーム１７と比較して光源１１および１２に近いように配置されている。
【００６２】
干渉計の２つの導波路アームに異なる温度を与えることにより、波長シフトを著しく増大させることができる。Ｌ１およびＬ２、β１およびβ２、Ｔ１およびＴ２を、それぞれ、導波路アーム１および導波路アーム２の長さ、伝播定数および温度とする。温度Ｔ１は、アーム長さＬ１を通しての導波路アーム１６の平均温度とすることができ、温度Ｔ２は、導波路アーム１７のアーム長さＬ２を通しての平均温度とすることができる。
【００６３】
理想的なＭＺＩの後の光信号Ａは、
Ａ＝［ｅｘｐ（ｊ  β１  Ｌ１）＋ｅｘｐ（ｊ  β２  Ｌ２）］／２
として表すことができる。伝播定数βは、
β＝２πｎ／λ
として表すことができ、そこでは、ｎは実効屈折率であり、そのため、線形近似では、
Δβ＝２πΔｎ／λ
となる。光信号Ａは、２つの導波路アームの相対位相によって決まる。両導波路アームが同じ平均温度を有する場合、相対位相は、Δβ＝Δβ１＝Δβ２であるため、
Δβ（Ｌ２−Ｌ１）
として表すことができる。言い換えれば、長さの差のみが位相差に影響する。しかしながら、導波路アーム１のみが異なる温度を有する場合、相対位相差はΔβ  Ｌ１であり、それは、このときはるかに大きくなる。
【００６４】
例えば、干渉計に対して４．５ｎｍ波長分離が必要である場合、ΔＬ＝Ｌ２−Ｌ１＝５０μｍが必要である。Ｌ１＝１０００μｍおよびＬ２＝９５０μｍを選択した場合、波長シフトは２０倍大きくなる。
【００６５】
図７は、第１の導波路アームと第２の導波路アームとの間の平均温度差の関数としての波長シフトの量を示す。波長シフトの量は、およそ、導波路アームの間の温度差によって増大する。例えば、干渉計（カプラー）の最大透過波長が光源の動作波長より１ｎｍの波長だけ短いとき、第１の導波路アーム１６と第２の導波路アーム１７との間に１℃（１Ｋ）の温度差を生成することにより、光源の動作波長に最大透過波長を整合させることができる。温度差のこの量は、図６Ｂおよび図３Ａ〜図３Ｃに基づいて熱伝導体４１および４３のレイアウトを適用することによって達成することができる。例えば、第１の導波路アーム１６の中心と第２の熱導波路１７の中心とが１ｍｍだけ分離されているとき、図３Ａの配置（ｂ）に従って、およそ０．４５℃（０．４５Ｋ）の温度差を生成することができ、それにより、最大透過波長は、１．８ｎｍだけ、より長い波長に向かって調整することができる。言い換えれば、光源の動作波長λｏが１３００ｎｍであり、干渉計（カプラー）の最大透過波長λｍが１２９８．２ｎｍである場合、図６Ｂのサブマウントの熱伝導体のレイアウトを用いて１℃の温度差を生成することにより、干渉計の最大透過波長を１３００ｎｍに調整することができる。
【００６６】
本開示の実施形態によれば、温度範囲は、第１のカプラー１５および第２のカプラー１８の透過温度スペクトルのピーク波長が設計された波長範囲でおよそ整合するように設計される。
【００６７】
第１の光源１１および第２の光源１２の動作波長が、事前設定波長範囲に設定される第１のカプラー（干渉計）１５および第２のカプラー（干渉計）１８の予め設定された透過波長範囲にあるように、熱伝導体４１はサブマウント４０の上に配置される。
【００６８】
本開示の幾つかの実施形態は、光源１１および１２の動作波長が、動作中に光源から発生する熱のために変化し、透過のピーク波長が、光源１１および１２から伝導する熱に従って変化するという事実の認識である。熱伝導体４１は、異なる熱伝導材料によって形成することができる。さらに、サブマウントの上にパターニングされた熱伝導体４１および４２は、Ａｕ／Ｓｎ薄膜、Ｃｕめっき、窒化アルミニウム又は金複合合金とすることができる。
【００６９】
図８は、熱伝導体を有するサブマウントの上に配置された光集積回路における光源の動作波長によって、干渉計の最大透過波長を調整する方法のステップを示すフローチャートを示す。ステップは１つの光源に対して記載されているが、この方法は、２つの光源と光集積回路の非対称導波路（導波路アーム）を有する干渉計とに適用することができる。
【００７０】
ステップＳ１において、光学測定によって、光源の動作波長を求める。ステップＳ２において、光集積回路の製造プロセスの後に測定された導波路および干渉計の幾何学的サイズに基づいて、干渉計の最大透過波長を求める。ステップＳ３において、動作波長λｏが最大許容可能波長λｍ＋Δλより大きい場合、光集積回路の基板の底部と接続されるサブマウントに対して、第１の領域および第２の領域をそれぞれ有する第１の熱伝導体および第２の熱伝導体の配置を行う。この場合、ステップＳ５において、第１の領域は光源（複数の場合もある）の領域を含み、第２の領域より大きく、第２の領域は、光源から反対側の端部にあるように配置される。ステップＳ３において、動作波長λｏが許容可能な波長範囲λｍ±Δλにある場合、ステップＳ６において、光集積回路に光源（複数の場合もある）、干渉計および導波路の領域を含むように、第１の熱伝導体又は第２の熱伝導体を配置する。
【００７１】
場合によっては、動作波長λｏが最小許容可能波長λｍ−Δλより短い場合、第１の領域は、第２の領域より小さいように配置することができ、それにより、第１の熱伝導体の熱抵抗（熱接触抵抗）が第２の熱伝導体の熱抵抗より小さくなる。これにより、光源（複数の場合もある）によって発生する熱が、サブマウントの上の第２の熱伝導体の部分より、光源（複数の場合もある）の部分において蓄積されることになる。ペルチェ素子等の冷却素子によってサブマウントが能動的に冷却されるため、第２の熱伝導体の部分の温度は効率的に低下させることができ、光源（複数の場合もある）に対応する第１の熱伝導体の部分は低下せず、それは、第１の熱伝導体の熱抵抗が第２の熱伝導体の熱抵抗より小さいためである。この第１の熱伝導体と第２の熱伝導体との間の熱抵抗バランスにより、動作波長λｏがより大きく（長く）なり、最小許容可能波長λｍ−Δλは短くなり、それは、λｍ−λｏの量を低減させ、動作波長λｏと最大透過波長λｍとを整合させるために適用することができる。
【００７２】
また、本明細書において略述された様々な方法又はプロセスは、様々なオペレーティングシステム又はプラットフォームのうちの任意の１つを用いる１つ以上のプロセッサ上で実行可能なソフトウェアとしてコード化することができる。加えて、そのようなソフトウェアは、複数の適したプログラミング言語および／又はプログラミングツール若しくはスクリプティングツールのうちの任意のものを用いて記述することができ、実行可能機械語コード、又はフレームワーク若しくは仮想機械上で実行される中間コードとしてコンパイルすることもできる。通常、プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態において所望に応じて組み合わせることもできるし、分散させることもできる。
【００７３】
また、本発明の実施形態は、方法として具現化することができ、この方法の一例が提供されている。この方法の一部として実行される動作は、任意の適した方法で順序付けることができる。したがって、例示したものと異なる順序で動作が実行される実施形態を構築することができ、この順序は、幾つかの動作が例示の実施形態では順次的な動作として示されていても、それらの動作を同時に実行することを含むことができる。さらに、請求項の要素を修飾する、特許請求の範囲における「第１」、「第２」等の序数の使用は、それ自体で、１つの請求項の要素の別の請求項の要素に対する優先順位も、優位性も、順序も暗示するものでもなければ、方法の動作が実行される時間的な順序も暗示するものでもなく、請求項の要素を区別するために、単に、或る特定の名称を有する１つの請求項の要素を、同じ（序数の用語の使用を除く）名称を有する別の要素と区別するラベルとして用いられているにすぎない。
【符号の説明】
【００７４】
１０  基板、１１  第１の光源、１２  第２の光源、１３  第１の入力導波路、１４  第２の入力導波路、１５  第１のカプラー、１６  第１の信号導波路アーム、１７  第２の信号導波路アーム、１８  第２のカプラー、１９  出力導波路、２０  出力ポート、２１  マッハ・ツェンダー干渉計、３０  コンタクト層、４０  サブマウント、４１  第１の熱伝導体、４２  第２の熱伝導体、４３  第３の熱伝導体、５０  温度制御熱電気クーラー（冷却素子）、１００  光集積回路。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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