(57)【要約】【課題】周辺温度差が大きくても所望の特性が得られる光導波路型波長スプリッタを提供する。【解決手段】測温体２３を、厚さが０．２ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲内になるように抵抗体をフィルムで覆ったことにより、測温体２３を光導波路型波長スプリッタ本体１に設けたときの表面積が減少すると共に、フィルムによる保温効果が得られる。このため、測温体２３からの放熱量が低減し、周辺温度差が大きくても影響が少なくなり、所望の特性が得られる。また、測温体２３の抵抗体の熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ℃以上とすることにより、光導波路型波長スプリッタ本体１の温度変化を高感度に計測できるので、忠実に所望の特性が得られる。抵抗体に白金より廉価なニッケルを用いることにより低コスト化が図れる。【選択図】　　　　図１
2004138871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路型波長スプリッタ本体と、該光導波路型波長スプリッタ本体の一方の主面に設けられ上記光導波路型波長スプリッタ本体を加熱する加熱手段と、上記光導波路型波長スプリッタ本体の他方の主面に設けられ上記光導波路型波長スプリッタ本体の温度を計測する測温体とを備えた光導波路型波長スプリッタにおいて、上記測温体は、厚さが０．２ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲内になるように抵抗体をフィルムで覆ったものであることを特徴とする光導波路型波長スプリッタ。
【請求項２】
上記抵抗体の熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ℃以上である請求項１に記載の光導波路型波長スプリッタ。
【請求項３】
上記抵抗体がニッケルである請求項２に記載の光導波路型波長スプリッタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光導波路型波長スプリッタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近い将来の波長多重伝送通信において用いられる通信方式としてインターリーブ方式が挙げられる。インターリーブ方式とは一つの系列の部分を、他の一つ以上の系列の部分と、それぞれの系列の順序をくずさずに巡回的に交互に配置するように情報を伝達する方式である。このインターリーブ方式では、一定のチャネル波長間隔を有する信号を、その２倍のチャネル波長間隔を有し、かつ、そのチャネル波長間隔だけ位相がずれた二つの信号に分波、あるいは合波する機能を有する光合分波器が不可欠である。尚、本明細書では、この光合分波器を「波長スプリッタ」と称する。
【０００３】
図５は従来の光導波路型波長スプリッタの機能について説明するための模式図である。
【０００４】
同図に示す光導波路型波長スプリッタ本体１は、一端が基板２の端面（図では左端面）から露出する二つの導波路３ａ、３ｂと、両導波路３ａ、３ｂの他端（この場合右端）に一端が接続された３ｄＢカプラ４と、一端が３ｄＢカプラ４の他端に接続され一方の導波路５ａの光路長が他方の導波路５ｂより長い二つのアーム導波路５ａ、５ｂと、一端が両アーム導波路５ａ、５ｂの他端に接続された３ｄＢカプラ６と、一端が３ｄＢカプラ６の他端に接続され一方の導波路７ａの光路長が他方の導波路７ｂより短い二つのアーム導波路７ａ、７ｂと、一方の側が両アーム導波路７ａ、７ｂの他端に接続された方向性結合器８と、一端が方向性結合器８の他方の側に接続され一方の導波路９ａの光路長が他方の導波路９ｂより長い二つのアーム導波路９ａ、９ｂと、一方の側がアーム導波路９ａ、９ｂに接続された方向性結合器１０と、一端が方向性結合器１０の他方の側に接続され、他端が基板２の端面から露出する二つの導波路１１ａ、１１ｂとが基板２上にそれぞれ形成されたものである。
【０００５】
この波長スプリッタ本体１は、例えばポートＰ１に入力した波長多重信号λ１、λ２、λ３、λ４、…を二つの多重信号に分波し、ポートＰ２から波長多重信号λ１、λ３、…を出力し、ポートＰ３から波長多重信号λ２、λ４、…を出力するようになっている。
【０００６】
この光導波路型波長スプリッタ本体１は、入力した信号（光）を一旦分波し、その分波された一方の光の進む距離を分波された他方の光の進む距離より特定の長さだけ差をつけて合波する際に、光の波としての特徴を利用して干渉させるマッハツェンダ回路により達成できるようになっている。
【０００７】
次に上述した光導波路型波長スプリッタ本体１をガラス基板に形成した光導波路回路について説明する。
【０００８】
光導波路回路は、ガラスで形成されているので、周辺温度が変化すると膨張または収縮する。光導波路型波長スプリッタ本体１においては、周辺温度が変化すると、ガラスの基板２が膨張または収縮することによりマッハツェンダ回路の光路差が変わるため、温度によっては出力される光の波長が異なることになる。
【０００９】
このような問題を解決するために、通常は光導波路回路の温度が一定になるように温度制御するようになっている。
【００１０】
図６は従来の光導波路型波長スプリッタにおける温度制御を説明するための断面図である。
【００１１】
この光導波路型波長スプリッタ１２は、光導波路型波長スプリッタ本体１の一方の主面（図では下面）にヒータ１３が設けられ、光導波路型波長スプリッタ本体１の他方の主面（この場合上面）に測温体（ＲＴＤ：Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｔｅ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ「測温抵抗体」）１４が設けられたものである。
【００１２】
この光導波路型波長スプリッタ１２は、ヒータ１３を通電加熱することにより、光導波路型波長スプリッタ本体１の温度が周辺温度より高くなり、外気に影響されることなく、光導波路型波長スプリッタ１２の特性を一定に保持することができるようになっている。
【００１３】
また、この光導波路型波長スプリッタ１２は、ヒータ１３の温度を一定に保持するため温度のフィードバック制御がかけられるようになっている。すなわち、光導波路型波長スプリッタ本体１の他方の主面に設けられたＲＴＤ１４が光導波路型波長スプリッタ本体１の温度を計測し、光導波路型波長スプリッタ１２が所望の特性を得ることができる定格温度以上（若しくは定格温度以下）になったとき、図示しない制御手段がヒータ１３をオフ（若しくはオン）にするようになっている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術によれば、ＲＴＤ１４は直径が３ｍｍ、厚さが１．５ｍｍのサイズの略半球形状を有するため、図６に示すようにヒータ１３から発せられた熱が光導波路型波長スプリッタ本体１を矢印のように伝導する際、ＲＴＤ１４にも熱が伝導し、一部の熱がそのＲＴＤ１４から光導波路型波長スプリッタ１２の外部に放出されてしまう。
【００１５】
その結果、図７、８に示すようにＲＴＤ１４が設けられた位置において熱較差（温度勾配）が生じ、光導波路型波長スプリッタ１２全体の温度分布が不均一となる。しかも、ＲＴＤ１４の抵抗体には高価な白金が用いられており高コスト化の要因にもなっていた。
【００１６】
尚、図７は図５に示した光導波路型波長スプリッタ本体にＲＴＤを設けたときの位置関係を示す図である。
【００１７】
図７に示すようにＲＴＤ１４は基板２の略中央に設けられている。
【００１８】
図８は図７に示した光導波路型波長スプリッタのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における表面温度分布を示す図である。図８において、横軸はＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線方向、すなわち幅方向の位置を示し、縦軸は表面温度を示す。
【００１９】
ところで、マッハツェンダ回路を用いた光導波路型波長スプリッタ１２においては、本来の特性を得るためには、光導波路型波長スプリッタ１２全体の温度分布が一様でなければならない。従来のようなＲＴＤ１４を用いると、ＲＴＤ１４を介して熱が放出されるので、図８に示すように温度分布の一部にムラが生じ、所望の特性を得ることができない。
【００２０】
また、ＲＴＤ１４を設ける位置によっては、マッハツェンダ回路の一部の光路長差のバランスが大きく崩れ、図９に示すように損失波長特性が大きく劣化するおそれがある。
【００２１】
尚、図９は図５に示した従来の光導波路型波長スプリッタの光応答特性図であり、横軸が波長を示し、縦軸が損失を示す。
【００２２】
さらに、動作時の光導波路型波長スプリッタの周辺温度が定格温度より低い場合、その温度ムラの度合いがさらに大きくなり、ますます所望の特性を得ることができなくなってしまうという問題があった。
【００２３】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、周辺温度差が大きくても所望の特性が得られる光導波路型波長スプリッタを提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、光導波路型波長スプリッタ本体と、光導波路型波長スプリッタ本体の一方の主面に設けられ光導波路型波長スプリッタ本体を加熱する加熱手段と、光導波路型波長スプリッタ本体の他方の主面に設けられ光導波路型波長スプリッタ本体の温度を計測する測温体とを備えた光導波路型波長スプリッタにおいて、測温体は、厚さが０．２ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲内になるように抵抗体をフィルムで覆ったものである。
【００２５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の構成に加え、抵抗体の熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ℃以上であるのが好ましい。
【００２６】
請求項３の発明は、請求項２に記載の構成に加え、抵抗体がニッケルであるのが好ましい。
【００２７】
本発明によれば、測温体の厚さが０．２ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲内になるように抵抗体がフィルムで覆われているので、測温体を光導波路型波長スプリッタ本体に設けたときの表面積が、従来の測温体を設けたときと比べて減少すると共に、フィルムによる保温効果が得られる。このため、測温体からの放熱量が低減し、周辺温度差が大きくても影響が少なくなり、所望の特性が得られる。また、測温体の抵抗体の熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ℃以上であるので、光導波路型波長スプリッタ本体の温度変化を高感度に計測できるので、忠実に所望の特性が得られる。さらに従来用いられていた白金より廉価なニッケルを抵抗体として用いることにより低コスト化が図れる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２９】
図１は本発明の光導波路型波長スプリッタを用いた波長スプリッタモジュールの一実施の形態を示す断面図である。本実施の形態では、５０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚ間隔で光を合波したり、分波したりする光導波路型波長スプリッタの場合について説明する。また、図５〜図７に示した従来例と同様の部材には共通の符号を用いた。
【００３０】
図１に示す波長スプリッタモジュール２０は、一方の主面（図では下面）にインナーベース２１を介して加熱手段としてのヒータ２２が設けられ、他方の主面（この場合上面）に薄型のＲＴＤ２３が設けられた光導波路型波長スプリッタ本体１が複数（図では二つであるが限定されない。）のスペーサ２４で筐体２５内に固定されたものである。
【００３１】
この薄型のＲＴＤ２３は、ＲＴＤ２３の図には示されていない抵抗体を約０．２ｍｍと薄くすると共に、抵抗体を厚さ０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの図には示されていないポリイミドフィルムで覆いＲＴＤ２３の厚さを０．２ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲内としたものである。すなわち、厚さが０．２ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲内になるようにチップ状の抵抗体をフィルムで覆ったものである。ＲＴＤ２３に用いられる抵抗体は、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ℃以上であるものを用いるのが好ましく、サイズは例えば縦が５ｍｍ、横が５ｍｍ、厚さが０．２ｍｍの矩形状のニッケルチップが用いられる。また、ＲＴＤ２３に用いられるフィルムとしては厚さ０．１ｍｍ〜０．２ｍｍのポリイミドフィルムが用いられる。
【００３２】
インナーベース２１は、ヒータ２２の熱を光導波路型波長スプリッタ本体１に伝導させると共に、筐体２５内にスペーサ２４で支持するためのものであり、光導波路型波長スプリッタ本体１よりも大きな面積を有する。インナーベース２１としては熱伝導率が高い（抵抗体程度）金属板（例えば、ニッケル、アルミニウム）が用いられる。
【００３３】
スペーサ２４は、光導波路型波長スプリッタ本体１をインナーベース２１を介して筐体２５内に支持するためのものである。スペーサ２４の材料としては樹脂（例えばエポキシ樹脂）が用いられる。筐体２５としては強度の高い樹脂（例えばＡＢＳ樹脂）が用いられる。尚、図では光導波路型波長スプリッタ本体１と外部との間で光を入出力するための光ファイバや断熱材等は省略されている。
【００３４】
本波長スプリッタモジュール２０によれば、ＲＴＤ２３の抵抗体を約０．２ｍｍと薄くすると共に、抵抗体を厚さ０．１ｍｍ〜０．２ｍｍのポリイミドフィルムで覆いＲＴＤの厚さを０．２ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲内としたことにより、ＲＴＤ２３を光導波路型の波長スプリッタ本体１に設けたときの表面積が減少すると共に、ポリイミドフィルムによる保温効果が得られる。このため、ＲＴＤ２３からの放熱量が低減し、周辺温度変化が大きくても影響が少なくなり、所望の特性が得られる。また、ＲＴＤ２３の抵抗体の熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ℃以上とすることにより、波長スプリッタ本体１の温度変化を高感度に計測できるので、忠実に所望の特性が得られる。さらに、白金より廉価なニッケルを抵抗体として用いることにより低コスト化が図れる。
【００３５】
図２は図１に示した波長スプリッタモジュールに用いられる光導波路型波長スプリッタ本体の原理図である。
【００３６】
図２に示す光導波路型波長スプリッタ２６のようにヒータ２２で発生した熱は光導波路型波長スプリッタ本体１を矢印のように伝導し、ＲＴＤ２３にも伝導するが、ＲＴＤ２３が薄く形成されているため、そのＲＴＤ２３における表面積が、ＲＴＤ２３が設けられていない場合の光導波路型波長スプリッタ本体１の表面積と略等しいので、ＲＴＤ２３における放熱量は、光導波路型波長スプリッタ本体１の他の部分における放熱量と略等しい。従って、光導波路型波長スプリッタ本体１における表面温度分布は、図３に示すように略均一となる。
【００３７】
尚、図３は図１に示した波長スプリッタモジュールの光導波路型波長スプリッタにおける表面温度分布図であり、横軸が光導波路型波長スプリッタの幅方向の位置を示し、縦軸が表面温度を示す。
【００３８】
このような光導波路型波長スプリッタ２６を用いることにより、図４の光応答特性図に示すように光導波路型波長スプリッタのＲＴＤ実装前後でほとんどそん色の無い光応答特性が得られることが分かる。
【００３９】
図４は図１に示した波長スプリッタモジュールの光応答特性図であり、横軸は波長を示し、縦軸は損失を示す。
【００４０】
また、光導波路型波長スプリッタの高機能化を求めるために光導波路型波長スプリッタのサイズが大きくなればなるほど効果的である。
【００４１】
以上において、本発明によれば、温度分布に均熱性を求められている光導波路型波長スプリッタにおいて、薄型ＲＴＤを用いてＲＴＤを介する熱の放射を抑えることで、均熱性を保ち、特性劣化を抑えて所望の特性を得ることができる。
【００４２】
尚、本発明では５０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚ間隔で光を合分波する光導波路型波長スプリッタの場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、周辺温度により光特性の影響を受けやすい他の光部品に適用してもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、周辺温度差が大きくても所望の特性が得られる光導波路型波長スプリッタの提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光導波路型波長スプリッタを用いた波長スプリッタモジュールの一実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１に示した波長スプリッタモジュールに用いられる光導波路型波長スプリッタ本体の原理図である。
【図３】図１に示した波長スプリッタモジュールの光導波路型波長スプリッタにおける表面温度分布図である。
【図４】図１に示した波長スプリッタモジュールの光応答特性図である。
【図５】従来の波長スプリッタの機能について説明するための模式図である。
【図６】従来の光導波路型波長スプリッタにおける温度制御を説明するための断面図である。
【図７】図５に示した光導波路型波長スプリッタとＲＴＤとの位置関係を示す図である。
【図８】図７に示した光導波路型波長スプリッタのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における表面温度分布を示す図である。
【図９】図５に示した従来の光導波路型波長スプリッタの光応答特性図である。
【符号の説明】
１　光導波路型波長スプリッタ本体
２０　波長スプリッタモジュール
２１　インナーベース
２２　加熱手段（ヒータ）
２３　測温体（ＲＴＤ）
２４　スペーサ
２５　筐体
【図１】
2004138871.tif 000003
【図２】
2004138871.tif 000004
【図３】
2004138871.tif 000005
【図４】
2004138871.tif 000006
【図５】
2004138871.tif 000007
【図６】
2004138871.tif 000008
【図７】
2004138871.tif 000009
【図８】
2004138871.tif 000010
【図９】
2004138871.tif 000011