(57)【要約】【課題】分散特性の調整が容易な可変分散補償器において好適に用いられる光デバイスを提供すること。【解決手段】この光デバイス１０は、光導波路型回折格子素子１０１と、長手方向に沿って配置されており、直流電力が流れることによってその第１の表面が加熱されると共に当該第１の表面に対向する第２の表面が冷却される熱電冷却素子１０４と、光導波路型回折格子素子１０１及び熱電冷却素子１０４の間に配置され、光導波路型回折格子素子１０１と熱電冷却素子１０４の第１の表面又は第２の表面との双方に接すると共に、長手方向に沿って熱抵抗分布が生じるように形成されている第１の熱伝導部材１０２と、第１の熱伝導部材１０２が接している熱電冷却素子１０４の第１の表面又は第２の表面と対向する表面に接して配置されており、第１の熱伝導部材１０２よりも熱伝導率が高い第２の熱伝導部材１１１と、を備える。【選択図】　図１
2004021111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路の長手方向に沿った所定範囲に渡って屈折率変調による回折格子が形成され、当該回折格子の格子間隔が前記長手方向に沿って変化している光導波路型回折格子素子と、
前記長手方向に沿って配置されており、直流電力が流れることによってその第１の表面が加熱されると共に当該第１の表面に対向する第２の表面が冷却される熱電冷却素子と、
前記光導波路型回折格子素子及び前記熱電冷却素子の間に配置され、前記光導波路型回折格子素子と前記熱電冷却素子の第１の表面又は第２の表面との双方に接すると共に、前記長手方向に沿って熱抵抗分布が生じるように形成されている第１の熱伝導部材と、
前記第１の熱伝導部材が接している前記熱電冷却素子の第１の表面又は第２の表面と対向する、当該熱電冷却素子の第２の表面又は第１の表面に接して配置されており、前記第１の熱伝導部材よりも熱伝導率が高い第２の熱伝導部材と、
を備える光デバイス。
【請求項２】
前記第１の熱伝導部材は、前記光導波路型回折格子素子から前記第２の熱伝導部材に向かう厚みが前記長手方向に沿って変化することによって前記熱抵抗分布が生じるように形成されている、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記第１の熱伝導部材は、前記光導波路型回折格子素子から前記第２の熱伝導部材に向かう幅が前記長手方向に沿って変化することによって熱抵抗分布が生じるように形成されている、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記第１の熱伝導部材は、前記長手方向に沿って熱抵抗が異なる複数の部分によって構成されており、当該複数の部分の熱抵抗の変化によって熱抵抗分布が生じるように形成されている、請求項１に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記第１の熱伝導部材には前記長手方向に沿って溝が形成されており、前記光導波路型回折格子素子は当該形成された溝に配置されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の光デバイス。
【請求項６】
前記第１の熱伝導部材は、石英ガラスによって形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の光デバイス。
【請求項７】
前記第２の熱伝導部材は、アルミニウムによって形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の光デバイス。
【請求項８】
前記光導波路型回折格子素子の温度勾配を測定するための複数の温度センサと、
当該複数の温度センサが測定した前記光導波路型回折格子素子の温度勾配に応じて、前記複数の熱電冷却素子に流れる直流電流をそれぞれ調整する温度制御機構と、を更に備える請求項１から７のいずれか１項に記載の光デバイス。
【請求項９】
前記温度制御機構を含む回路基板を更に備える請求項８に記載の光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光導波路にブラッググレーティングといった屈折率変調による回折格子が形成された光導波路型回折格子素子を備える光デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光導波路型回折格子素子は、光導波路（例えば光ファイバ）における長手方向に沿った所定範囲に渡って屈折率変調によるグレーティングといった回折格子が形成されたものであって、この光導波路を伝搬する光のうち特定波長の光をグレーティングにより選択的に反射し又は損失を与えることができる。そのうちでも、屈折率変調の格子間隔が長手方向に沿って変化しているチャープトブラッググレーティングが光導波路に形成された光導波路型回折格子素子は、そのグレーティングの長手方向の各位置においてブラッグ条件を満たす波長の光を反射することができるので、或る一定波長域において光の波長分散を調整する分散調整モジュールの一構成要素として用いられ得る。分散調整モジュールは、信号光を用いて光伝送を行う光通信システムにおいて中継器等に設けられ、光ファイバ伝送路の波長分散を補償することができる。
【０００３】
また、チャープトブラッググレーティングが光導波路に形成された光導波路型回折格子素子を含む分散調整モジュールは、その分散特性が可変であって調整可能であるのが好適である。例えば、一定規格で量産された各分散調整モジュールを中継器等に設置し、分散補償の対象である光ファイバ伝送路の分散特性に応じて分散調整モジュールの分散特性を調整することができるので、安価に分散調整モジュールを製造することができる。また、分散補償の対象である光ファイバ伝送路の分散特性が温度変化により変動した場合に、その変動に応じて分散調整モジュールの分散特性を調整することができるので、常に光ファイバ伝送路の波長分散を分散調整モジュールにより好適に補償することができる。
【０００４】
このような分散特性が可変である分散調整モジュールとして用いられ得る光導波路型回折格子素子を含む光部品として、特開平２０００−２３５１７０号公報や文献「Ｍ．　Ｍ．　Ｏｈｎ，　ｅｔ　ａｌ．，　”Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｖａｒｉａｂｌｅ　ｆｉｂｒｅ　Ｂｒａｇｇ　ｇｒａｔｉｎｇ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｓｔａｃｋ”，　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，　Ｖｏｌ．３２，　Ｎｏ．２１　（１９９６）」に開示されたものが知られている。
【０００５】
上記公報に開示されたものは、光導波路である光ファイバの長手方向に沿った一定範囲に亘ってグレーティングが形成されており、その一定範囲において複数のマイクロヒータが光ファイバに接して設けられていている。そして、これら複数のマイクロヒータにより上記一定範囲の光ファイバに温度分布が形成されて、これにより、各位置におけるグレーティングの実効屈折率が調整されて、このグレーティングにおける光の反射の際の分散特性が調整される。
【０００６】
また、上記のＯｈｎの文献に記載されたものは、光導波路である光ファイバの長手方向に沿った一定範囲に亘ってグレーティングが形成されており、その一定範囲において複数のピエゾ素子が光ファイバに接して設けられていている。そして、これら複数のピエゾ素子により上記一定範囲の光ファイバに応力分布が形成されて、これにより、各位置におけるグレーティングの格子間隔が調整されて、このグレーティングにおける光の反射の際の分散特性が調整される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の公報またはＯｈｎの文献に記載のものは、複数のマイクロヒータまたは複数のピエゾ素子それぞれを微細に制御することが必要であって、その制御が容易ではなく、したがって、グレーティングにおける光の反射の際の分散特性の調整が容易ではない。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、分散特性の調整が容易な可変分散補償器において好適に用いられる光デバイスを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光デバイスは、光導波路の長手方向に沿った所定範囲に渡って屈折率変調による回折格子が形成され、当該回折格子の格子間隔が前記長手方向に沿って変化している光導波路型回折格子素子と、長手方向に沿って配置されており、直流電力が流れることによってその第１の表面が加熱されると共に当該第１の表面に対向する第２の表面が冷却される熱電冷却素子と、光導波路型回折格子素子及び熱電冷却素子の間に配置され、光導波路型回折格子素子と熱電冷却素子の第１の表面又は第２の表面との双方に接すると共に、長手方向に沿って熱抵抗分布が生じるように形成されている第１の熱伝導部材と、第１の熱伝導部材が接している熱電冷却素子の第１の表面又は第２の表面と対向する、当該熱電冷却素子の第２の表面又は第１の表面に接して配置されており、第１の熱伝導部材よりも熱伝導率が高い第２の熱伝導部材と、を備える。
【００１０】
本発明の光デバイスによれば、光導波路型回折格子素子と熱電冷却素子との間に第１の熱伝導部材が配置され、この第１の熱伝導部材は長手方向に沿って熱抵抗分布が生じるように形成されているので、熱電冷却素子が例えば一つであっても光導波路型回折格子素子に伝わる熱に所定の分布が生じる。従って、この熱抵抗分布によって光導波路型回折格子素子に温度勾配を与えることが可能となり、回折格子素子の実効屈折率を調整して光導波路型回折格子素子の分散特性を調整することが可能となる。また、第２の熱伝導部材の熱伝導率よりも第１の熱伝導部材の熱伝導率が低いので、熱電冷却素子から光導波路型回折格子素子への熱伝達速度が相対的に緩やかになり、結果として光導波路型回折格子素子の各部へ伝わる熱による温度勾配がより滑らかになる。すなわち、第２の熱伝導部材の熱伝導率よりも第１の熱伝導部材の熱伝導率が低ければ、一般的には第１の熱伝導部材の比熱や熱容量が大きくなる傾向にあり、熱電冷却素子から第１の熱伝導部材へ伝えられる熱による温度勾配が例えば階段状であっても、第１の熱伝導部材に蓄えられる熱量が大きいために、その階段状の温度勾配の段差部分が相対的に小さくなって結果的に光導波路型回折格子素子の各部へ伝わる熱による温度勾配がより滑らかになる。
【００１１】
また本発明の光デバイスでは、第１の熱伝導部材は、光導波路型回折格子素子から第２の熱伝導部材に向かう厚みが長手方向に沿って変化することによって熱抵抗分布が生じるように形成されていることが好ましい。第１の熱伝導部材の厚みが長手方向に沿って変化すれば容易に熱抵抗分布を生じさせることができる。
【００１２】
また本発明の光デバイスでは、第１の熱伝導部材は、光導波路型回折格子素子から第２の熱伝導部材に向かう幅が長手方向に沿って変化することによって熱抵抗分布が生じるように形成されていることが好ましい。第１の熱伝導部材の幅が長手方向に沿って変化すれば容易に熱抵抗分布を生じさせることができる。
【００１３】
また本発明の光デバイスでは、第１の熱伝導部材は、長手方向に沿って熱抵抗が異なる複数の部分によって構成されており、当該複数の部分の熱抵抗の変化によって熱抵抗分布が生じるように形成されていることが好ましい。熱抵抗が異なる複数の部分によって第１の熱伝導部材を構成すれば、任意に熱抵抗分布を生じさせることができる。
【００１４】
また本発明の光デバイスでは、第１の熱伝導部材には長手方向に沿って溝が形成されており、光導波路型回折格子素子は当該形成された溝に配置されていることが好ましい。光導波路型回折格子素子が第１の熱伝導部材に形成された溝に配置されているので、第１の熱伝導部材から光導波路型回折格子素子へより効率的に熱が伝わるので、熱電冷却素子で消費される直流電力量が低減される。
【００１５】
また本発明の光デバイスでは、第１の熱伝導部材は石英ガラスによって形成されていることが好ましい。石英ガラスの熱伝導率は相対的に低いので、光導波路型回折格子素子に与えられる熱勾配がより滑らかになる。
【００１６】
また本発明の光デバイスでは、第２の熱伝導部材はアルミニウムによって形成されていることが好ましい。アルミニウムの熱伝導率は相対的に高いので、熱電冷却素子で消費される直流電力量がより低減される。
【００１７】
また本発明の光デバイスでは、光導波路型回折格子素子の温度勾配を測定するための複数の温度センサと、当該複数の温度センサが測定した光導波路型回折格子素子の温度勾配に応じて、複数の熱電冷却素子に流れる直流電流をそれぞれ調整する温度制御機構と、を更に備えていることが好ましい。複数の温度センサで測定した温度勾配に応じて、複数の熱電冷却素子に流れる直流電流をそれぞれ調整するので、各熱電冷却素子の加熱又は冷却の状態を適切に制御でき、より短時間での温度安定をもたらすことができる。
【００１８】
また本発明の光デバイスでは、温度制御機構を含む回路基板を更に備えていることが好ましい。回路基板が温度制御機構を含んでいるので、回路基板と光導波路型回折格子素子と第１の熱伝導部材と第２の熱伝導部材とを組み合わせて、分散特性の調整が容易な可変分散補償器を構成するモジュールを形成できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の知見は、例示のみのために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２０】
本発明の実施形態である光デバイス１０について説明する。図１（ａ）は、光デバイス１０の構成を示す図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の光導波路型回折格子素子１０１近傍の断面を示す図である。図１（ａ）に示される光デバイス１０は、光導波路型回折格子素子１０１、第１の熱伝導部材１０２、１０３、熱電冷却素子１０４、温度センサ１０６、１０７、１０８、温度制御機構１０９、回路基板１１０、及び、第２の熱伝導部材１１１を備えている。
【００２１】
光導波路型回折格子素子１０１は、光導波路である光ファイバにブラッググレーティングが形成されたものであり、光ファイバを伝搬してきて入射した特定波長の光をブラッググレーティングによりブラッグ反射し、その反射した光を入射時と逆の方向に伝搬させるものである。光導波路型回折格子素子１０１は、屈折率変調の格子間隔が長手方向に沿って変化しているチャープトブラッググレーティングである。
【００２２】
この光導波路型回折格子素子１０１は、第１の熱伝導部材１０２の長手方向に沿って形成されているＶ字溝１０２ａと、第１の熱伝導部材１０３との間に挟まれて固定されている。光導波路型回折格子素子１０１は、第１の熱伝導部材１０２と第１の熱伝導部材１０３との双方に接しており、第１の熱伝導部材１０２及び第１の熱伝導部材１０３に与えられる熱が、第１の熱伝導部材１０２及び第１の熱伝導部材１０３を経由して光導波路型回折格子素子１０１に伝えられる。また、第１の熱伝導部材１０２及び第１の熱伝導部材１０３と、光導波路型回折格子素子１０１との隙間には、熱が伝わりやすいように樹脂材料を充填している。
【００２３】
第１の熱伝導部材１０２及び第１の熱伝導部材１０３は、石英ガラスによって形成されている。また、第１の熱伝導部材１０２のＶ字溝１０２ａと対向する底面１０２ｂに接して熱電冷却素子１０４が、Ｖ字溝１０２ａの長手方向に沿うように配置されている。
【００２４】
第１の熱伝導部材１０２の平面図を図２（ａ）に示す。第１の熱伝導部材１０２は、光導波路型回折格子素子１０１の先端に行くに従って幅が徐々に狭くなるように略台形をしている。第１の熱伝導部材１０２は、図２（ａ）に示すように長手方向に沿って幅が変化しているので、その幅の変化に応じて熱抵抗分布が生じることとなる。熱抵抗とは、考えている二面間の温度差を熱流束（単位面積を通って単位時間に移動する熱量）で除した値であって、長手方向に沿って熱抵抗分布が生じれば、光導波路型回折格子素子１０１には温度勾配が発生することとなり、回折格子素子の実効屈折率を調整して光導波路型回折格子素子１０１の分散特性を調整することが可能となる。
【００２５】
また、第１の熱伝導部材１０２は、断面が図２（ｂ）に示す第１の熱伝導部材１１２のようになっていてもよい。図２（ｂ）の例に拠れば、第１の熱伝導部材１１２は、光導波路型回折格子素子１０１の先端に行くに従って厚みが徐々に薄くなるように形成されている。図２（ｂ）の第１の熱伝導部材１１２のように長手方向に沿って厚みが変化してれば、その幅の変化に応じて熱抵抗分布が生じることとなる。
【００２６】
更に、第１の熱伝導部材１０２及び第１の熱伝導部材１０３は、図２（ｃ）に示す第１の熱伝導部材１１４ａ〜１１４ｉ及び第１の熱伝導部材１１３ａ〜１１３ｉのようになっていてもよい。第１の熱伝導部材１１４ａ〜１１４ｉは、それぞれの熱抵抗が光導波路型回折格子素子１０１の先端に行くに従って大きくなるように構成されている。また、熱伝導部材１１３ａ〜１１３ｉも、それぞれの熱抵抗が光導波路型回折格子素子１０１の先端に行くに従って大きくなるように構成されている。従って、第１の熱伝導部材１１４ａ〜１１４ｉ及び第１の熱伝導部材１１３ａ〜１１３ｉは、全体として光導波路型回折格子素子１０１の先端に行くに従って熱抵抗が大きくなるように構成されている。この構成により、第１の熱伝導部材１１４ａ〜１１４ｉ及び第１の熱伝導部材１１３ａ〜１１３ｉのそれぞれの熱抵抗の差によって熱抵抗分布が生じることとなる。
【００２７】
熱電冷却素子１０４は、冷却能力を持ったＰ型半導体及びＮ型半導体の接合対であって、いわゆるペルチェ効果を有する素子である。熱電冷却素子１０４は、直流電流が流れることによって、素子の両表面が加熱又は冷却されるものであり、直流電流の向きを変えることによって加熱又は冷却される面を切り替えることができる。熱電冷却素子１０４は、温度制御機構１０９に接続されており、温度制御機構１０９からの制御信号に応じてその内部に流れる直流電流の向きや量を変えることができ、第１の熱伝導部材１０２の底面１０２ｂに接する面を適宜加熱又は冷却できるように構成されている。
【００２８】
本実施形態においては、熱電冷却素子１０４は一体に構成されているけれども、光導波路型回折格子素子１０１の長手方向に沿って分割して構成されていてもよい。このように複数の熱電冷却素子１０４を備えるようにすれば、光導波路型回折格子素子１０１に対してより的確に温度勾配を与えることができる。
【００２９】
第１の熱伝導部材１０３の第１の熱伝導部材１０２と接しているのとは反対側の天面１０３ａには、温度センサ１０６、１０７、１０８がそれぞれ第１の熱伝導部材１０２のＶ字溝１０２ａの長手方向に沿うように配置されている。温度センサ１０６〜１０８は、第１の熱伝導部材１０３の表面温度を測定し、その測定結果を温度制御機構１０９に出力する。
【００３０】
温度制御機構１０９は、温度センサ１０６〜１０８から出力された温度測定結果に基づいて、間接的に光導波路型回折格子素子１０１の温度勾配が、図３（ａ）の例えば温度分布２０ａのようになっていることを知ることができる。より具体的には、第１の熱伝導部材１０３の厚みや熱伝導率は既知のものであるから、測定した第１の熱伝導部材１０３の表面温度に所定の演算を施すことによって、図３（ａ）に示すような光導波路型回折格子素子１０１の長手方向の温度分布を得ることができる。光導波路型回折格子素子１０１の温度分布は、温度分布２０ａのように、光導波路形回折格子素子１０１の入口側から奥に向かって温度が下がるようになっている場合や、逆に温度分布２０ｂのように奥に向かって温度が上がっている場合や、温度分布２０ｃのように非線形の分布の場合もある。この温度分布は、光導波路型回折格子素子１０１が与えようとする波長分散量によって決まるものである。一般的に、温度勾配と波長分散量とは、図３（ｂ）の波長分散量２１ａや波長分散量２１ｂのように特定の関係があることから、光導波路型回折格子素子１０１の温度勾配を制御することによって波長分散補償が可能となる。
【００３１】
ここで、光導波路型回折格子素子１０１の温度勾配を制御することによって波長分散補償を行うしくみについて説明する。既に説明したように、光導波路型回折格子素子１０１は、屈折率変調の格子間隔が長手方向に沿って変化しているチャープトブラッググレーティングであり、その入口から奥に向かって格子間隔が長くなるように構成されている。このように構成されていると、光導波路型回折格子素子１０１の入口付近の回折格子の周期は相対的に短く、ブラッグ反射波長が短いので、波長の短い光は光導波路型回折格子素子１０１の入口付近で反射されて光導波路を戻っていくことになる。また、波長の長い光は逆に、光導波路型回折格子素子１０１の奥側に入り、回折格子の周期で定まるブラッグ反射波長と一致した点で反射される。従って、波長の短い光の方が波長の長い光よりも短い距離を通過することとなり、結果的に正の波長分散を与えることができる。
【００３２】
ここで、ブラッグ反射波長λは、光導波路型回折格子素子１０１の屈折率ｎと、回折格子の周期Λとの積に比例するので、光導波路型回折格子素子１０１の一部分が例えば加熱されて屈折率が変化すれば、回折格子の周期Λが一定であったとしても、ブラッグ反射波長λが長波長側にシフトすることとなる。従って、光導波路型回折格子素子１０１の温度勾配を適当に制御すれば、その温度勾配に応じて、図３（ｂ）に示すように波長分散量を連続的に変化させることができる。
【００３３】
この場合、波長分散量を連続的に変化させるためには、光導波路型回折格子素子１０１の温度勾配が滑らかになるようにすることが好ましい。光導波路型回折格子素子１０１の温度勾配が滑らかでないと、光導波路型回折格子素子１０１の長手方向のブラッグ反射波長λの変化が階段状になり、波長分散量の変化も階段状になってしまうからである。本実施形態では光導波路型回折格子素子１０１の温度勾配を滑らかにするために次のような手法を採用している。
【００３４】
温度制御機構１０９は、温度センサ１０６〜１０８の温度測定結果と、予め求められている第１の熱伝導部材１０２や第１の熱伝導部材１０３の熱伝導率及び熱抵抗といった物性値に基づいて、光導波路型回折格子素子１０１の温度分布を推測する。温度制御機構１０９は、その推測した温度分布が目標とする温度勾配となるように、熱電冷却素子１０４に流す直流電流を制御する。熱電冷却素子１０４と光導波路型回折格子素子１０１とに接している第１の熱伝導部材１０２の熱伝導率及び熱抵抗といった物性値は予め求められているから、温度制御機構１０９は、温度センサ１０６〜１０８の温度測定結果に応じて、熱電冷却素子１０４に流す直流電流を制御することにより光導波路型回折格子素子１０１の温度勾配を滑らかに制御できる。
【００３５】
特に、第１の熱伝導部材１０２及び第１の熱伝導部材１０３は石英ガラスであって、その熱伝導率は比較的低いものであるから、熱電冷却素子１０４から光導波路型回折格子素子１０１への伝熱速度は比較的遅くなり、光導波路型回折格子素子１０１の長手方向の長さに比して熱電冷却素子１０４の設置個数が少なくても、つまり、本実施形態のように一つであっても、光導波路型回折格子素子１０１の温度勾配を滑らかに与えることができる。
【００３６】
温度制御機構１０９は、回路基板１１０に設けられており、回路基板１１０は、第２の熱伝導部材１１１に固定されている。第２の熱伝導部材１１１は、アルミニウムで形成されており、熱電冷却素子１０４と接している。例えば、光導波路型回折格子素子１０１に温度勾配を与えるために、熱電冷却素子１０４の第１の熱伝導部材１０２に接する面を加熱する場合には、熱電冷却素子１０４は第２の熱伝導部材１１１から熱を吸収することとなる。
【００３７】
本実施形態の作用及び効果について説明する。光導波路型回折格子素子１０１と熱電冷却素子１０４との間に第１の熱伝導部材１０２が配置され、この第１の熱伝導部材１０２は長手方向に沿って熱抵抗分布が生じるように形成されているので、熱電冷却素子１０４が本実施形態のように一つであっても光導波路型回折格子素子１０１に伝わる熱に所定の分布が生じる。従って、この熱抵抗分布によって光導波路型回折格子素子１０１に温度勾配を与えることが可能となり、回折格子素子の実効屈折率を調整して光導波路型回折格子素子１０１の分散特性を調整することが可能となる。
【００３８】
また、第２の熱伝導部材１１１の熱伝導率よりも第１の熱伝導部材１０２の熱伝導率が低いので、熱電冷却素子１０４から光導波路型回折格子素子１０１への熱伝達速度が相対的に緩やかになり、結果として光導波路型回折格子素子１０１の各部へ伝わる熱による温度勾配がより滑らかになる。すなわち、第２の熱伝導部材１１１の熱伝導率よりも第１の熱伝導部材１０２の熱伝導率が低ければ、一般的には第１の熱伝導部材１０２の比熱や熱容量が大きくなる傾向にあり、熱電冷却素子１０４から第１の熱伝導部材１０２へ伝えられる熱による温度勾配が例えば階段状であっても、第１の熱伝導部材１０２に蓄えられる熱量が大きいために、その階段状の温度勾配の段差部分が相対的に小さくなって結果的に光導波路型回折格子素子１０１の各部へ伝わる熱による温度勾配がより滑らかになる。
【００３９】
光導波路型回折格子素子１０１が第１の熱伝導部材１０２に形成されたＶ字溝１０２ａに配置されているので、第１の熱伝導部材１０２から光導波路型回折格子素子１０１へより効率的に熱が伝わり、熱電冷却素子１０４で消費される直流電力量が低減される。
【００４０】
また本実施形態の光デバイス１０では、第１の熱伝導部材１０２、１０３は石英ガラスによって形成されており、石英ガラスの熱伝導率は相対的に低いので、光導波路型回折格子素子１０１に与えられる熱勾配がより滑らかになる。
【００４１】
また本実施形態の光デバイス１０では、第２の熱伝導部材１１１はアルミニウムによって形成されており、アルミニウムの熱伝導率は相対的に高いので、熱電冷却素子１０４で消費される直流電力量がより低減される。
【００４２】
複数の温度センサ１０６、１０７、１０８で測定した温度勾配に応じて、複数の熱電冷却素子１０４に流れる直流電流をそれぞれ調整するので、各熱電冷却素子１０４の加熱又は冷却の状態を適切に制御でき、より短時間での温度安定をもたらすことができる。
【００４３】
回路基板１１０が温度制御機構１０９を含んでいるので、回路基板１１０と光導波路型回折格子素子１０１と第１の熱伝導部材１０２、１０３と第２の熱伝導部材１１１とを組み合わせて、分散特性の調整が容易な分散調整モジュールの一部としての光デバイス１０を形成できる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、光導波路型回折格子素子と熱電冷却素子との間に第１の熱伝導部材が配置され、この第１の熱伝導部材は長手方向に沿って熱抵抗分布が生じるように形成されているので、熱電冷却素子が例えば一つであっても光導波路型回折格子素子に伝わる熱に所定の分布が生じる。従って、この熱抵抗分布によって光導波路型回折格子素子に温度勾配を与えることが可能となり、回折格子素子の実効屈折率を調整して光導波路型回折格子素子の分散特性を調整することが可能となる。また、第２の熱伝導部材の熱伝導率よりも第１の熱伝導部材の熱伝導率が低いので、熱電冷却素子から光導波路型回折格子素子への熱伝達速度が相対的に緩やかになり、結果として光導波路型回折格子素子の各部へ伝わる熱による温度勾配がより滑らかになる。すなわち、第２の熱伝導部材の熱伝導率よりも第１の熱伝導部材の熱伝導率が低ければ、一般的には第１の熱伝導部材の比熱や熱容量が大きくなる傾向にあり、熱電冷却素子から第１の熱伝導部材へ伝えられる熱による温度勾配が例えば階段状であっても、第１の熱伝導部材に蓄えられる熱量が大きいために、その階段状の温度勾配の段差部分が相対的に小さくなって結果的に光導波路型回折格子素子の各部へ伝わる熱による温度勾配がより滑らかになる。従って本発明の目的とする、分散特性の調整が容易な可変分散補償器において好適に用いられる光デバイスを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である光デバイスの構成を示した図である。
【図２】図１の第１の熱伝導部材を説明するための図である。
【図３】図１の光導波路型回折格子素子の温度勾配を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…光デバイス、１０１…光導波路型回折格子素子、１０２…第１の熱伝導部材、１０２ａ…Ｖ字溝、１０２ｂ…底面、１０３…第１の熱伝導部材、１０３ａ…天面、１０４…熱電冷却素子、１０６…温度センサ、１０７…温度センサ、１０８…温度センサ、１０９…温度制御機構、１１０…回路基板、１１１…第２の熱伝導部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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