(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部導体上に基板、下部クラッド材料、導波管コア材料、上部クラッド材料が順に堆積された構造に対し、前記下部クラッド材料の上面の一部が露出するように前記上部クラッド材料及び前記導波管コア材料を選択的にエッチングしてそれぞれ上部クラッド及び導波管コアを形成する工程と、
前記下部クラッド材料の前記上面の一部、前記導波管コア及び前記上部クラッドを覆うように熱光学的補償クラッド材料を形成する工程と、
前記熱光学的補償クラッド材料、前記下部クラッド材料及び前記基板にビアを形成して前記底部導体の一部を露出する工程と、
前記ビア内を埋めて前記熱光学的補償クラッド材料上を覆う導電性材料を形成する工程と、
前記導電性材料をエッチングして、前記熱光学的補償クラッド材料上に、前記導波管コアと対向する第１の電極と、前記ビアを介して前記底部導体と接続される第２の電極とを形成する工程と、
を含み、
前記導波管コアが歪みを有するように、前記上部クラッドおよび導波管コアを加熱することを更に含み、
前記上部クラッドは、前記導波管コアと異なる熱膨張係数を有し、
前記導波管コアは、正の熱光学的係数を有し、
前記熱光学的補償材料は、負の熱光学的係数を有する、
光学構造を形成する方法。
【請求項２】
前記導波管コア内の歪みは、前記上部クラッドによって生成される、
請求項１に記載の光学構造を形成する方法。
【請求項３】
前記第１の電極は、前記上部クラッドと電気的に通信し、
前記第２の電極は、前記下部クラッド材料と電気的に通信することと、
を含む、
請求項１に記載の光学構造を形成する方法。
【請求項４】
前記導波管コアは、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩＮＰ、ＳｉｘＧｅ１−ｘのうちの一つを含む、
請求項１に記載の光学構造を形成する方法。
【請求項５】
前記上部クラッドは、窒化ケイ素、ＳｉＯｘＮｙ、スピンオン誘電体、ＳｉＯ２、水素付加ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ａｌ２Ｏ３のうちの一つを含む、
請求項１に記載の光学構造を形成する方法。
【請求項６】
温度センサと、検出された温度変化に応じて、前記電極に印加される電圧を制御するために前記温度センサに接続された制御デバイスと、を形成することをさらに含む、
請求項１に記載の光学構造を形成する方法。
【請求項７】
波長検出器と、検出された波長の変化に応じて、前記電極に印加される電圧を制御するために、前記波長検出器に接続された制御デバイスと、を形成することをさらに含む、
請求項１に記載の光学構造を形成する方法。
【請求項８】
前記制御デバイスおよび前記導波管は共通の基板上に形成される、
請求項６又は７に記載の光学構造を形成する方法。
【請求項９】
前記熱光学的補償材料は、ポリマーおよび酸化チタンのうちの一つを含む、
請求項１に記載の光学構造を形成する方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作中に熱的に誘発される波長ドリフトに晒されることがあるフォトニック構造に対する波長補償を提供するための方法および装置に関する。より詳細には、本発明は、導波管共振器に対する波長補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
リングまたはレーストラック導波管共振器は、光信号に対する変調器またはフィルタとして集積フォトニック回路で通常用いられる。このように、導波管共振器の通常波長で表示される共振周波数は、そこを通ることが予測される光信号の波長とアライメントをとる必要があり、さもなければ、変調器またはフィルタ性能が劣化するであろう。
【０００３】
このような共振器の動作波長は、温度変化などの動作条件に対して敏感であり、その温度変化によって波長ドリフトを引き起こすことがある。このように熱的に誘発された波長ドリフトを補償するために、導波管共振器の一定温度を維持するために局所的なマイクロヒータを使用することが出来る。導波管共振器が局所的に加熱されると、その加熱によって、導波管共振器の有効屈折率の変化を引き起こし、安定な動作波長を生成する。ヒータは、導波管共振器を所望の温度で維持し、このようにして所望の動作波長を維持する。
【０００４】
熱に基づくドリフト補償機構は、遅い応答、過剰なエネルギーコスト、低い正確性、一方向のみの加熱（冷却不可）などの相当の欠点を有し、集積フォトニックシステムで実際の使用に適用するのは困難である。
【０００５】
フォトニック導波管共振器に対する波長ドリフト補償方法および装置の改善が必要である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態に係る導波管共振器構造のトップダウン図である。
【図２】本発明の実施形態を用いて得られる、共振器波長における変化を図示する。
【図３】構造的実施形態の断面を図示する。
【図４Ａ】図３の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図４Ｂ】図３の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図４Ｃ】図３の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図４Ｄ】図３の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図４Ｅ】図３の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図５】構造的実施形態の断面を図示する。
【図６Ａ】図５の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図６Ｂ】図５の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図６Ｃ】図５の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図６Ｄ】図５の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図６Ｅ】図５の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図６Ｆ】図５の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図７】構造的実施形態の断面を図示する。
【図８Ａ】図７の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図８Ｂ】図７の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図８Ｃ】図７の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図８Ｄ】図７の実施形態を形成するために用いることが出来る方法の一実施形態を断面で図示する。
【図９】本発明の様々な実施形態において用いることが出来る制御回路を図示する。
【図１０】図９の制御回路で用いることが出来る制御アルゴリズムの一実施形態を図示する。
【図１１】図９の制御回路で用いることが出来る他の制御アルゴリズムの一実施形態を図示する。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に記述される構造的実施形態は、導波管共振器に対する歪み含有（ｓｔｒａｉｎｅｄ）導波管コア材料と、導波管共振器に電圧を印加する関連するバイアス構造とを用い、導波管共振器の有効屈折率、したがって、共振波長を所望の値に設定し、それによって、そうでない場合に生じ得る熱的に誘発される波長ドリフトを補償する。
【０００８】
歪み含有コア材料は、その通常の原子間距離を超えて材料の原子が伸ばされたものである。歪みは、幾つかの方法、例えば、コア材料と接触し、コア材料とは異なる熱膨張係数を有するクラッド材料を配置することによって、導波管において達成することが出来る。コア材料内に誘発される歪みをさらに強めるために、コア材料およびクラッドは、加熱することが出来る。歪み含有コア材料は、また、クラッド材料を使用することによって作成することが出来、そこで原子間距離は、導波管コア材料の原子間距離よりも大きく、これはコア材料の原子を伸張させ、クラッド材料の原子と整列させる。さらに、本質的に歪む特定の材料は、導波管コア材料用に用いることが出来る。特定のドーパントを用いて導波管コア材料をドープすることによって、導波管コア材料を歪ませることもまた可能である。シリコンは、フォトニックシステムにおいて導波管コア材料としてしばしば用いられる。シリコン導波管コア材料を歪ませる様々な方法と、フォトニックシステムにおけるその利用は、次の文献に記述される。Ｓｅｃｏｎｄ，Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｓｔｒａｉｎｅｄ  ｂｙ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｎｉｔｒｉｄｅ，ｂｙ  Ｃｏｚｚａｎｅｌｌｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ４，２０１１およびＰｏｃｋｅｌｓ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｂａｓｅｄ  Ｆｕｌｌｅｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔｒａｉｎｅｄ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ，ｂｙ  Ｃｈｍｉｅｌａｋ  ｅｔ  ａｌ．，Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，Ａｕｇｕｓｔ  １７，２０１１．
【０００９】
ここで、方法および構造の実施形態が記述される。図１は、導波管共振器１５の上面図を示し、導波管共振器１５は、フォトニックシステムにおいて変調器またはフィルタとして用いることが出来る。入力導波管１１および出力導波管１３は、導波管共振器１５の導波管２１にエバネセントに結合される。導波管共振器１５は、閉ループ導波管２１を含み、これは環状で図示されているが、レーストラックまたは他の閉ループ形状で構成することが出来る。導波管２１の底面に電気的に結合された底部電極１９と、導波管２１の上面に電気的に結合された上部電極１７もまた図１に示される。
【００１０】
導波管２１は、上部電極１７および底部電極１９に電圧を印加することによって、導波管２１の有効屈折率の変化を許容する、歪み含有導波管コア材料を含む。印加された電圧により生成される電界は、導波管２１の共振波長の変化を引き起こし、それは、所望の波長を動かして維持し、それによって熱的に誘発された波長ドリフトを補償するために利用することが出来る。
【００１１】
図２は、導波管２１の有効屈折率およびそれによって電圧の印加の結果生じる波長をシフトするために、図１における上部電極１７と底部電極１９とに印加された電圧を如何にして使用することが出来るかを示す。図２に示されるように、導波管２１を通る光信号の強度は、名目上の共振波長３７ａを有し、それは、図１の構造の上部電極１７および底部電極１９に印加される電圧によって、強度値３７ｂおよび３７ｃによって図示されるように、シフトすることが出来る。
【００１２】
共振導波管１５のある特定の実施形態が図３に示され、これは、導波管共振器１５の一部を通る断面である。図示されるように、導波管コア２９は、シリコンを含んでもよいが、関連する下部クラッド材料２７と、上部および側部クラッド材料３５とを有する。集合的に、下部クラッド材料２７と導波管コア２９と上部および側部クラッド材料３５は、導波管２１を形成する。下部クラッド材料２７、シリコン導波管コア２９および上部クラッド材料３５の製造中に、シリコン導波管コア２９に歪みが混入される。上述されたように、歪みは、幾つかの異なる方法で誘発されてもよい。一例においては、シリコン導波管コア２９は、窒化ケイ素などの上部クラッド材料３５と接触し、上部クラッド材料は、シリコンの熱膨張係数とは異なる熱膨張係数を有する。これによって、シリコン導波管コア２９内に歪みを引き起こし、この歪みはアニーリング動作中に材料を加熱することによって増強される。シリコン導波管コア２９内の歪みは、既知のポッケルス効果を用いて、上部電極３９ａと底部電極３９ｂに対する電圧の印加に応じてシリコン導波管コア２９の有効屈折率が変化することを可能とし、上部電極３９ａと底部電極３９ｂは、図１における上部電極１７および底部電極１９に対応する。導波管２１に印加されるバイアスの結果、導波管２１の有効屈折率が、導波管共振器１５の波長を所望の値に効率的に変化および／または維持するために使用することが出来る、設定値へ調整され、これにより熱的に誘発される波長ドリフトを補償する。
【００１３】
図３に示された構造的実施形態の製造方法が、ここで、図４Ａ−図４Ｅを参照して記述される。
【００１４】
図４Ａは、図３の実施形態を製造するための開始構造を示す。図４ａに示されるように、基板２５は、シリコンまたは他の基板材料であり得るが、その上に形成された底部クラッド材料２７を有する。底部クラッド材料２７および上部クラッド材料３５は、フォトニック技術において既知であるが、導波管コアの材料のそれよりも低い屈折率を有する。底部クラッド材料２７は、二酸化ケイ素または窒化ケイ素とすることが出来る。図４Ａに材料２８として図示される導波管コア材料は、シリコンとすることが出来る。一実施形態においては、基板２５、底部クラッド材料２７およびシリコン材料２８は、一体型シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板の一部とすることが出来る。
【００１５】
図４Ｂは、シリコン導波管コア２９を形成するためにシリコン導波管材料２８がエッチングされた後の図４Ａの構造を図示する。これに続いて、上部クラッド材料３５は、導波管コアの上でその側部端周囲に製造される。シリコンコア材料２９のために、上部クラッド用に適切な材料は、例えば、窒化ケイ素、スピンオン誘電体、二酸化ケイ素、およびシリコンとは異なる熱膨張係数を有する他の材料とすることが出来、これは、シリコン導波管コア２９における歪みを増加させるために加熱することが出来る。上部クラッド材料３５の製造後、シリコン導波管コア２９における歪みを強化するために熱アニーリングプロセスを実施することが出来る。
【００１６】
上述されたように、シリコン導波管コア２９に歪みを誘発するための他の技術は、また、歪み含有シリコン導波管コア２９を形成するためにも使用することが出来る。あるいは、材料２８は、導波管コア２９用に使用することが出来、導波管コア２９は、本質的に歪みを有する。
【００１７】
図４Ａおよび図４Ｂは、また、基板２５の下の導電性材料１９の形成を示す。この層は、ドープされたポリシリコンまたは集積回路の製造で通常用いられる任意の金属材料、例えば、銅、アルミニウム、を堆積することによって形成することが出来る。
【００１８】
図４Ｃは、図４Ｂの構造における導電性材料１９のレベルへと下方に向かう、ビア３１の形成を図示する。このビア３１は、本技術分野で既知の従来の異方性エッチング技術によって形成される。図４Ｄは、図４Ｃの構造の上の導電性材料３９の形成を示し、これは、双方ともビア３１を充填し、上部クラッド材料３５の上の被覆導電性材料３９を提供する。
【００１９】
図４Ｅは、個別の電極３９ａ、３９ｂを形成するための導電性材料３９のその後のエッチングを図示し、電極３９ａは、上部電極１７（図１）に対応し、電極３９ｂは、底部電極１９に接続する。
【００２０】
導波管コア２９における歪みが、導波管コア２９内で二次非線形光学効果、いわゆるポッケルス効果を誘発するため、導波管２１の有効屈折率は、導体３９ａ、３９ｂに印加された電圧で変化させることが出来る。これは、導波管共振器１５の動作波長を、対応して変化させるだろう。以下に説明されるように、所望の波長に設定および／または維持するため、導体３９ａおよび３９ｂに対する電圧を印加する制御技術であって、導波管共振器１５の動作中に熱的に誘発される波長ドリフトを補償することが出来る、制御技術を開発することが出来る。
【００２１】
図５は、導波管共振器１５’の第二の構造的実施形態の断面を示す。図５に示される実施形態は、導波管２１の一部としての熱光学的補償クラッド材料４３をさらに含むという点で、図３に示された実施形態とは異なる。熱光学的補償クラッド材料４３は、温度変化によって、導波管共振器２１の共振波長におけるドリフトを減少するのに役立つように使用することが出来る。熱光学的補償クラッド層４３は、シリコン導波管コア２９の正の熱光学的係数と比較すると、負の熱光学的係数を有する。図５の構造は、熱的効果によって引き起こされる波長ドリフトを減少させることが出来るが、それとは関係なく、図示された構造は、所望の波長を設定および／または維持し、任意の実際の熱的ドリフトを補償するために、印加された電圧で依然微調整することができる。ここで、図５の実施形態は、図６Ａ−図６Ｆに示される製造方法に関して記述される。
【００２２】
図６Ａに示された始めの構造は、底部導体１９と基板２５と下部クラッド材料２７とコア材料２８と上部クラッド材料３５とを含む。使用される様々な材料は、図４Ａ−図４Ｅの製造方法で使用された材料と同一である。図５と同様に、基板２５、下部クラッド材料２７、およびコア材料は、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板の一部とすることが出来る。図５を参照して上述されたように、上部クラッド材料３５ａと異なる熱膨張係数を導波管コア２９が有することによって、導波管コア２９内に歪みが誘発される。例えば、導波管コア２９材料は、シリコンとすることが出来、上部クラッド材料３５ａは、窒化ケイ素とすることが出来、シリコンコア材料内に誘発される歪みは、熱アニールによって高めることが出来る。
【００２３】
図６Ｂに示されるように、異方性エッチングが、上部クラッド材料３５および導波管材料２８に実施されて、上部クラッド３５ａおよび導波管コア２９を形成する。上部クラッド３５ａおよび導波管コア２９のエッチングの前またはその後に、熱アニールを適用することが出来る。或いは、シリコン導波管コア２９における歪みを誘発するために、上述された他の方法を用いることが出来る。
【００２４】
図６Ｂに示される異方性エッチングに続いて、熱光学的補償クラッド材料４３が適用される。この材料は、シリコン導波管コア２９の正の熱光学的係数と比較すると、負の熱光学的係数を有する。この材料は、既知の負の膨張係数のポリマーとすることが出来、例えば、これは、欧州公開出願ＥＰ０６８８５５１５Ａ１に記述されたポリマーで、この文献は、その全体において本明細書に参照によって組み入れられている。材料４３に使用することが出来る他の材料は、負の膨張係数のセラミックおよび金属酸化物を含み、適切な金属酸化物の一例として酸化チタンがある。
【００２５】
図６Ｄに図示されるように、ビア４５は、熱光学的補償クラッド材料４３、下部クラッド２７、基板２５を通じて、導電性材料１９に対して異方性エッチングされる。図６Ｅに図示されるように、その後、導電性材料４７は、ビア４５内で熱光学的補償クラッド材料４３の上に付けられる。この導電性材料は、ドープされたポリシリコン、または例えば、銅、アルミニウム、または、集積回路製造で典型的に用いられる他の金属などの金属層とすることが出来る。
【００２６】
図６Ｆに図示されるように、熱光学的補償クラッド材料４３の上の導電性材料４７は、二つの導体４７ａおよび４７ｂを形成するためにエッチングされることが出来、それによって、導波管共振器１５’に電圧を印加することが可能となり、これにより共振波長をシフトおよび／または維持する。
【００２７】
図７は、導波管共振器１５”の別の構造的実施形態を図示する。図７に示されるように、電極４７ａ、４７ｂ、４７ｃは、導波管２１に対して提供される。電極４７ａ、４７ｂ、４７ｃは、上部クラッド材料３５の上面上にのみ提供される。図７の実施形態の製造方法が、ここで、図８Ａ−図８Ｄを参照して記述される。
【００２８】
図８Ａをまず参照すると、開始構造は、基板２５と、下部クラッド層２７と、導波管コアを形成するために用いることが出来るシリコンなどの材料２８とを含む。また、図８Ａの構造における様々な材料は、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板の一部とすることが出来る。
【００２９】
図８Ｂに図示されるように、導波管コア２９は、導波管材料２８をエッチングすることによって形成される。その後、上部クラッド層３５が製造される。上記の実施形態と同様に、上述された方法により、導波管コア２９および上部クラッド材料３５の製造中に、導波管コア２９内に歪みが生成される。
【００３０】
図８Ｃに図示されるように、上部導電性材料４７は、上部クラッド材料３５の上に形成され、これは、図８Ｄに示されるように、その後、３つの導電性領域４７ａ、４７ｂおよび４７ｃを作成するために選択的にエッチングされる。図８Ｄに示されるように、中央導電性領域４７ａは、正の電圧の印加用に使用され、外側導電性領域４７ｂおよび４７ｃは、接地される。上記実施形態と同様に、導電性領域４７ａ、４７ｂおよび４７ｃに対する電圧の印加は、導波管２１の有効屈折率および導波管共振器１５”の共振波長を調整することが出来る。この実施形態においては、全体構造を作成するための単純化された処理を促進するように、底部電極は必要とされない。さらに、図７および図８Ｄは、上部クラッド材料３５の上面上の３つの導電性領域４７ａ、４７ｂおよび４７ｃを図示するが、別の実施形態においては、二つだけの離隔された導電性領域が形成され、そのうちの一方は、正の電圧側に接続され、他方は接地されるためのものである。
【００３１】
図９は、上述された実施形態における様々な構造に、動作電圧を継続して供給するために使用することが出来るＤＣ電圧制御回路４８を示す。ＤＣ電圧制御回路４８は、導波管共振器１５（１５’、１５”）を製造するために使用される共通の基板２５上のＣＭＯＳ回路として製造することが出来る。制御回路４８は、所望の動作波長に導波管共振器１５（１５’、１５”）を設定するために、電圧を最初に設定するための設定点アジャスタ４９を含む。導波管共振器１５（１５’、１５”）の動作中に周囲の温度を検知するための温度センサ４１もまた図示される。あるいは、センサ４１は、導波管共振器１５（１５’、１５”）の実際の共振波長を検知する波長センサとすることが出来る。
【００３２】
図１０は、ＤＣ電圧制御回路４８によって使用するための制御アルゴリズムを図示する。回路４８内のファームウェアまたはソフトウェア制御されたデジタルプロセッサまたはアナログ信号プロセッサは、図１０に示された制御アルゴリズムを実行することが出来る。第一のステップ１０１として、所望の動作波長λ０に対し予測される動作温度Ｔ０用の入力設定点が、設定点アジャスタ４９によって設定される。ステップ１０３においては、入力設定点は、設定点出力電圧に変換される。記述されるように、これは、アナログまたはデジタル技術によって行うことが出来る。例えば、デジタルプロセッサが使用される場合、ルックアップ機能を使用することが出来、最初の温度Ｔ０および波長λ０を特定の電圧出力に関連付ける。この設定点は、製造による変動を補償し、所望の動作値に波長λ０を調整するために使用することが出来る。
【００３３】
ステップ１０３に続いて、温度センサ４１を使用して、ステップ１０５において、温度Ｔ１が検知される。検知された温度Ｔ１が、設定点温度Ｔ０付近の所定の温度帯域内である、所定の閾値Ｔ０±Ｔｈの範囲内にある場合、出力電圧Ｖ内で変化はなく、プロセスはステップ１０５に戻る。しかしながら、検知された温度Ｔ１が所定の閾値帯域Ｔ０±Ｔｈの外にある場合、Δ値は、検知された温度Ｔ１と設定温度Ｔ０との間でのプラスまたはマイナスの差分として計算される。このプラスまたはマイナス差分値Δは、その後、ステップ１１１で使用され、出力電圧Ｖを上方または下方に変化させて、動作波長は元の所望の動作波長λ０に戻る。ステップ１１１が実行されると、プロセスは、電圧が設定されるステップ１０３に戻り、プロセスが継続する。
【００３４】
温度Ｔ１を検知する代わりに、制御回路４８に対する制御アルゴリズムは、導波管共振器１５（１５’、１５”）の動作波長λを検知することが出来、これは、図１１に示されるように、出力電圧を調整し、それによって動作波長を所望の波長λ０に調整するために使用することが出来る。図１０のプロセスでそうであったように、図１１のプロセスは、ステップ１０１’で開始し、ステップ１０１’では、所望の動作波長λ０に対する入力設定点が設定される。ステップ１０３’は、波長設定点λ０を、導波管共振器１５（１５’、１５”）に印加される出力電圧に変換する。その後、ステップ１０５’においては、動作波長λが検知され、それに続いて、ステップ１０７’において、所望の波長λ０を中心にした所定の閾値帯域λ０±Ｔｈ内に動作波長λがあるか否かの判定が行われる。もし、ある場合には、プロセスは、ステップ１０５’に戻る。しかしながら、検知された動作波長λが所定の閾値帯域λ０±Ｔｈ内にない場合、検知されたλと設定されたλ０との間で、プラスまたはマイナス差分Δがステップ１０９’で計算され、これは、その後、ステップ１１１’で印加された電圧を変化させるために使用され、それに続いて、新しく計算された電圧が、ステップ１０３’で設定され、プロセスが再開する。
【００３５】
製造プロセスが、導波管共振器１５（１５’、１５”）に対して整合する最初の所望の動作波長を生成するために十分精密である場合には、図１０および図１１のプロセスのステップ１０１における最初の所望の波長の最初の設定点調整は、省略することが出来ることに留意されたい。さもなければ、最初の設定点調整は、任意の、製造による変動に対し、導波管共振器１５（１５’、１５”）を補償するために使用することが出来、これは、所望の波長とは異なる共振波長を生成するだろう。
【００３６】
前述から理解できるように、様々な実施形態は、歪み含有導波管コアと組み合わせた印加電圧を使用することによって、例えば、フィルタまたは変調器などの、フォトニック導波管共振器における製造異常と同様な熱ドリフトを調整するための非常に高速かつ効率的な方法を提供する。
【００３７】
上述された実施形態においては、歪み含有シリコンが導波管コア材料２９として使用される。しかしながら、他の歪み含有導波管コア材料がシリコンの代わりに使用されてもよく、それは、所望の動作波長に対応する特定の有効屈折率に導波管共振器を調整して維持するために、印加された電界によって利用することが出来る。このような材料は、例として、ＧａＡｓ、ＩＮＰ、ＳｉｘＧｅ１−ｘを含む。歪みを有することが出来、導波管コアを形成するために使用することが出来る他の材料は、任意のＩＩＩ族からＩＶ属の材料を含む。記述されたように、導波管コア２９用に使用される幾つかの材料は、その中に本質的に歪みを有することが出来る。
【００３８】
上述された実施形態においては、シリコンの熱膨張係数とは異なる熱膨張係数を有する上部クラッド材料３５を使用することによって、シリコン導波管コア２９内に歪みが生成される。しかしながら、下部クラッド材料２７を使用して、または、上部クラッド材料３５および下部クラッド材料２７の双方を使用することによって、歪みを生成することも出来る。
【００３９】
シリコン導波管コア２９に対して、導波管２１の有効屈折率は、外部電圧によって印加される電界強度と、その材料内の方向とに依存することにさらに留意すべきである。様々な実施形態は、上部電極１７と底部電極１９とを用いて電界を印加することが出来る方法を図示する。しかしながら、電界を制御するための他の配置もまた使用することが出来る。
【００４０】
シリコン導波管コア２９に対して、上部クラッド材料３５および下部クラッド材料２７は、シリコン導波管コア２９の熱膨張係数とは異なる熱膨張係数を有する他の誘電体と共に、窒化ケイ素、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉＯ２、スピンオン誘電体（ＳＯＤ）、水素付加ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ａｌ２Ｏ３を含むことが出来る。
【００４１】
様々な方法および構造的実施形態が上述されてきたが、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、双方に対して変更を行うことが出来ることが明らかである。したがって、本発明は、特定の実施形態の上述の記述によって限定されることなく、添付の請求項の範囲によってのみ限定される。
【図１】
0006438973.tif 000002
【図２】
0006438973.tif 000003
【図３】
0006438973.tif 000004
【図４Ａ】
0006438973.tif 000005
【図４Ｂ】
0006438973.tif 000006
【図４Ｃ】
0006438973.tif 000007
【図４Ｄ】
0006438973.tif 000008
【図４Ｅ】
0006438973.tif 000009
【図５】
0006438973.tif 000010
【図６Ａ】
0006438973.tif 000011
【図６Ｂ】
0006438973.tif 000012
【図６Ｃ】
0006438973.tif 000013
【図６Ｄ】
0006438973.tif 000014
【図６Ｅ】
0006438973.tif 000015
【図６Ｆ】
0006438973.tif 000016
【図７】
0006438973.tif 000017
【図８Ａ】
0006438973.tif 000018
【図８Ｂ】
0006438973.tif 000019
【図８Ｃ】
0006438973.tif 000020
【図８Ｄ】
0006438973.tif 000021
【図９】
0006438973.tif 000022
【図１０】
0006438973.tif 000023
【図１１】
0006438973.tif 000024