(57)【要約】【課題】  目下利用可能な装置より高速であって、アレイとして多数に組み立て可能なＶＯＡをもたらすこと。他のＷＤＭ装置に統合することを可能にする技術によって製造されるＶＯＡをもたらすこと。【解決手段】  光ネットワーク内の信号の強度は、可変光アッテネータ（ＶＯＡ）を用いて制御できる。本発明によるＶＯＡは、光ネットワークに特に有利であり、波長分割多重化信号のゲイン制御に関するチャネル毎の規格化機能を提供する。本発明のＶＯＡは、電光材料及び電極を含むクラッディングを有するウエーブガイドを含み、その電極は、電位差がその電極に印加された場合に電光材料内に電場を形成する。ＶＯＡは層を有し、その層はウエーブガイドのコアに平行であって、減衰する信号から光を受信するようにコアに光学的に結合される。パワーメータは、層からの光を、信号からの減衰光量の指標として受信し、電極への電圧を制御する。【選択図】  図１
2005208650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を制御可能に減衰させる装置であって：
第１の屈折率を有するコアとクラッディングとを含むウエーブガイドであって、前記クラッディングは、第２の屈折率を有する材料と、前記コアに隣接する第１側面及び前記コアから隔たった第２側面を有する電気‐光学（ＥＯ）材料とを有するところのウエーブガイド；
前記ＥＯ材料内で電場を形成し、前記ＥＯ材料の屈折率を変える１対の電極；及び
前記ＥＯ材料の前記第２側面に隣接し、前記第１の屈折率に近似的に等しい屈折率を有する層；
を備え、前記ウエーブガイドを通じて伝搬する光の割合が、前記１対の電極に印加された電圧によって変化し；及び
前記ウエーブガイドを貫通して伝送されなかった入射光の少なくとも一部が前記層に沿って伝送される
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ＥＯ材料の屈折率が、印加された電位差によって、前記第１の屈折率から前記第２の屈折率へ変化する
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
更に基板を含み、前記第１の材料が前記基板上にある
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
更にセンサを含み、前記層に沿って伝搬する光に比例する出力を与えるように、前記層が前記センサに光学的に結合される
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記出力に応答して、印加される電位差を制御するコントローラを更に含む
ことを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
更に基板を含み、前記第１材料が前記基板上にあり、前記層が前記ＥＯ材料から隔たった側面を有し、前記１対の電極の一方が前記基板及び前記第１材料の間にあり、前記１対の電極の他方が前記層の隔たった側面に隣接する
ことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項７】
前記１対の電極の各々が前記ウエーブガイドと同一平面内で平行に位置し、前記１対の電極の各々が１つの端部を有し、１対の端部がある間隔を有し、前記ＥＯ材料の少なくとも一部が前記一対の端部の間にある
ことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項８】
前記間隔が、前記ウエーブガイドに沿って規則的に反復する間隔である
ことを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記間隔は、第１の長さを有する第１間隔及び第２の長さを有する第２間隔の間で段階的に反復される
ことを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
複数の光信号を制御可能に減衰させるアレイ装置であって：
間隔をおいた複数のウエーブガイドであって、各ウエーブガイドは、第１の屈折率を有するコアとクラッディングとを含み、前記クラッディングは、第２の屈折率を有する材料と、前記コアに隣接する第１側面及び前記コアから隔たった第２側面を有する電気‐光学（ＥＯ）材料とを有するところの複数のウエーブガイド；
複数の電極対であって、電極対の各々は複数のウエーブガイドの１つに対応し、電極対の各々は、前記ＥＯ材料内で電場を形成し、複数のウエーブガイドの対応するものの前記ＥＯ材料の屈折率を変えるところの複数の電極対；及び
複数の層であって、各層は複数のウエーブガイドの１つに対応し、各層は、前記ＥＯ材料の対応する前記第２側面に隣接し、前記第１の屈折率に近似的に等しい屈折率を有するところの複数の層；
を備え、複数のウエーブガイドの各々について、前記ウエーブガイドを通じて伝搬する光の割合が、前記電極対に印加された電圧によって変化し；及び
複数のウエーブガイドの各々について、前記ウエーブガイドを貫通して伝送されなかった入射光の少なくとも一部が、対応する層に沿って伝送される
ことを特徴とするアレイ装置。
【請求項１１】
前記ＥＯ材料の屈折率が、印加された電位差によって、前記第１の屈折率から前記第２の屈折率へ変化する
ことを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
更に基板を含み、前記第１の材料が前記基板上にある
ことを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
更に複数のセンサを含み、対応する層に沿って伝搬する光に比例する出力を与えるように、複数の層の各々が複数のセンサの１つに光学的に結合される
ことを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１４】
対応する出力に応答して、複数の電極の各々に印加される電位差を制御するコントローラを更に含む
ことを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
更に基板を含み、前記第１材料が前記基板上にあり、前記層が前記ＥＯ材料から隔たった側面を有し、前記電極対各々の一方が前記基板及び前記第１材料の間にあり、前記電極対各々の他方が前記層の隔たった側面に隣接する
ことを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１６】
前記電極対の各々が前記ウエーブガイドと同一平面内で平行に位置し、前記電極対の各々が１つの端部を有し、１対の端部がある間隔を有し、前記ＥＯ材料の少なくとも一部が前記一対の端部の間にある
ことを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１７】
前記間隔が、前記ウエーブガイドに沿って規則的に反復する間隔である
ことを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
前記間隔は、第１の長さを有する第１間隔及び第２の長さを有する第２間隔の間で段階的に反復される
ことを特徴とする請求項１７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に光通信装置の技術分野に関連し、特に電光材料に形成された可変光アッテネータに関する。
【背景技術】
【０００２】
高速光ネットワークは、光ファイバネットワークを介した光信号のような情報を長距離にわたって送信する。信号強度を維持するために、好ましくは光増幅器を利用する光信号の増幅は、長距離ネットワークに沿った規則的な間隔で必要とされる。ある高度なネットワーク技術は、同じファイバを通じて多くのチャネルを同時に送信するので、各チャネルに関して利得が同じであることは重要である。例えば、波長分割多重化（ＷＤＭ）を利用するネットワークは、同一のファイバ上で多くのチャネルを送信し、そのチャネルの各々は異なる波長におけるものである。現在の光増幅器は、波長依存性の利得（ゲイン）を有するので、反復した増幅は、送信される情報を歪ませてしまう。波長依存性の利得は、様々な信号チャネルの光学的な等化によって克服できる。実際には、その等化は、可変光アッテネータ（ＶＯＡ：ｖａｒｉａｂｌｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）を用いて行われる。
【０００３】
現在利用可能なＶＯＡが何種類も存在する。ある種のＶＯＡでは、マッハツェンダ（ＭａｃｈＺｅｈｎｄｅｒ）干渉計が、温度依存性の屈折率（熱‐光効果）を有する材料を光経路内に有する。干渉計は、熱‐光材料の温度変化が光出力強度の変化になるように構成される。アッテネータ（減衰器）は、熱−光材料の温度制御によって調整される。熱−光ＶＯＡは、良好な光結合特性を有し、偏光性に依存しないけれども、パワー消費が大きく、１０ｍｓより遅い応答時間になる問題を有し、それらは高速ネットワークには適切でない。
【０００４】
現在利用可能なＶＯＡはその中で可動なマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）素子を利用するが、マイクロ素子は光を減衰させるために使用される。また、ＭＥＭＳ装置は、比較的低速であり、ミリ秒のオーダーの応答時間を有し、且つＶＯＡの多くの可動部分に起因する信頼性の問題を有する。
【０００５】
動作速度及び信頼性に加えて、素子配列（アレイ）内に又は他の装置内に組み込むことの可能なＶＯＡをもたらすことも望まれている。ＷＤＭネットワークで想定される多数のチャネルに起因して、より小型のＶＯＡを構築できること、ＶＯＡをアレイ（ａｒｒａｙ）に組み立てること、及びマルチプレクサやデマルチプレクサのような他のＷＤＭ装置にそれらを組み込むことは、非常に有利であろう。従来は、ＶＯＡをアレイに構築すること又は他の装置内に構築することは困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、目下利用可能な装置より高速であって、アレイとして多数に組み立て可能なＶＯＡをもたらすことが望まれている。また、他のＷＤＭ装置に統合することを可能にする技術によって製造されるＶＯＡをもたらすことも望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、減衰機能を有するウエーブガイドを提供することによって、ＶＯＡに関する上記の問題を解決し、その減衰機能は電光材料に電場を印加することで調整され、その電光材料はウエーブガイドの一部である又はウエーブガイドのクラッディングに隣接している。
【０００８】
本発明の一態様では、光信号を可変減衰するウエーブガイド及びレイヤを有する装置を提供し、ウエーブガイド及びレイヤの各々は可変屈折率のクラッディングにより隔てられた第1の屈折率を有する。ウエーブガイド及びレイヤの間のクラッディングの部分は、ＥＯ材料及び電極を含み、その電極は、電極間の電位差に従って、ＥＯ材料の屈折率を変える電場を与える。一態様では、クラッディング及びＥＯ材料は、電場が無いときに第2の屈折率を有し、低損失性のウエーブガイドになる。ＥＯ材料は、電位差を印加することによって、第1の屈折率を有し高損失性のウエーブガイドになるように変更でき、光の大部分がそのレイヤに結合され、それにより減衰させられる。レイヤに光学的に接続されたセンサは、減衰信号から除去された光量の指標を与え、その指標は電極間に印加された電圧を制御するために使用できる。他の実施例では、本発明は、個別的な装置の配列より成り、複数の光信号の個々を可変に減衰させる。
【０００９】
本発明の別の態様では、光信号を可変に減衰させる装置が提供される。本装置は、第１の屈折率を有するコアとクラッディングとを含むウエーブガイドを含み、前記クラッディングは、第２の屈折率を有する材料と、前記コアに隣接する第１側面及び前記コアから隔たった第２側面を有する電気‐光学（ＥＯ）材料とを有する。また、本装置は、前記ＥＯ材料内で電場を形成し、前記ＥＯ材料の屈折率を変える１対の電極と、前記ＥＯ材料の前記第２側面に隣接し、前記第１の屈折率に近似的に等しい屈折率を有する層とを含む。前記ウエーブガイドを通じて伝搬する光の割合は、前記１対の電極に印加された電圧によって変化し、前記ウエーブガイドを貫通して伝送されなかった入射光の少なくとも一部が前記層に沿って伝送される。
【００１０】
前記ＥＯ材料の屈折率は、印加された電位差によって、前記第１の屈折率から前記第２の屈折率へ変化することが好ましい。一態様では、層内の光に比例する出力を生成するために、センサが層に光学的に結合される。コントローラは、センサ出力を受信し、電極への電位差を制御することが好ましい。他の態様では、第１の材料が基板上にある。電極対の一方は、基板及び第１材料の間にあり、電極対の他方はコアから離間した層上にある。更なる他の態様では、１対の電極の各々が前記ウエーブガイドと同一平面内で平行に位置し、前記１対の電極の各々が１つの端部を有し、１対の端部がある間隔を有し、前記ＥＯ材料の少なくとも一部が前記一対の端部の間にある。前記間隔は、前記ウエーブガイドに沿って、一定に又は規則的に反復する間隔である。
【００１１】
本発明の更なる他の態様では、複数の光信号を制御可能に減衰させるアレイ装置が提供される。アレイは、間隔をおいた複数のウエーブガイドを有する。各ウエーブガイドは、第１の屈折率を有するコアとクラッディングとを含み、前記クラッディングは、第２の屈折率を有する材料と、前記コアに隣接する第１側面及び前記コアから隔たった第２側面を有する電気‐光学（ＥＯ）材料とを有する。本装置は、前記ＥＯ材料内で電場を形成し、前記ＥＯ材料の屈折率を変える電極対を含み、前記ＥＯ材料の第２側面に隣接し、前記第１の屈折率に近似的に等しい屈折率を有する層を含む。前記ウエーブガイドを通じて伝搬する光量は、前記電極対に印加された電圧によって変化し、前記ウエーブガイドを貫通して伝送されなかった入射光の少なくとも一部が、層に沿って伝送される。前記ＥＯ材料の屈折率は、印加された電位差によって、前記第１の屈折率から前記第２の屈折率へ変化することが好ましい。一態様では、層内の光に比例する出力を与えるように、センサが層に光学的に結合される。コントローラは、センサの出力を受信し、電極への電位差を制御する。別の態様では、前記第１材料が前記基板上にある。電極対の一方が前記基板及び前記第１材料の間にあり、前記電極対の他方が前記層の隔たった側面に隣接する。他の態様では、前記電極対の各々が前記ウエーブガイドと同一平面内で平行に位置し、前記電極対の各々が１つの端部を有し、１対の端部がある間隔を有し、前記ＥＯ材料の少なくとも一部が前記一対の端部の間にある。前記間隔は、前記ウエーブガイドに沿って一定に或いは規則的に反復する間隔である
本発明の更なる態様では、可変光アッテネータのアレイが提供され、そのアレイは従来のものより信頼性が高く、高価ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に関する更なる態様及び付随する利点は、添付図面と共に以下の詳細な説明を参照することによって更に明白になるであろう。
【００１３】
ある要素、状態又は性質を示すために図中に参照記号が使用され、複数の図に共通する参照記号は同様な要素、状態又は性質を示す。
【実施例１】
【００１４】
本発明は、現在利用可能なＶＯＡに付随する問題を克服するＶＯＡに関する。例えば、本発明によるＶＯＡは、密接して収容されたアレイ内に製造することができ、減衰性の監視内容を用意に分析できる。従って、それらはＷＤＭネットワークに容易に利用可能である。より具体的には、本発明によるＶＯＡは、ウエーブガイドのコアから光学的に接続された層（レイヤ）への光の漏れ（リーク）を制御することで、減衰機能を与える。この層は、しばしば「ドレイン層」と言及される。ドレイン層の光学特性を選択することで、減衰性が強化され、リークした光がその層に閉じ込められ、入力信号から減衰した光の監視を支援する。
【００１５】
図１は、ＶＯＡ１００のアレイ及び強度モニタのアレイの概要であり、強度モニタは、ＷＤＭネットワークの利得等化器（イコライザ）１０に使用される本発明によるパワーモニタでもある。ＶＯＡアレイ１００及び強度計アレイ１８に加えて、利得等化器１０は、デマルチプレクサ（ＤＭＵＸ）１５、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２５及びコントローラ３３を含む。利得等化器１０は、ファイバ１３により提供されるソース１１からのＷＤＭ信号１７’を受け入れ、等化された信号２１’を生成するために各ＷＤＭ信号の強度を別々に調整し、その等化済み信号は、ファイバ２７を介してＷＤＭ信号受信機２９に伝送される。
【００１６】
ＷＤＭを用いると、信号１７’及び信号２１’のような各信号は、２以上の個別信号又はチャネルを含む。チャネル数は、ここでは“ｎ”として示され、ｎは２以上である。信号１７’の個々は、一般に信号１７として、１７（１），１７（２），．．．，１７（ｎ）として或いは１つの信号１７（ｍ）に関して記され、ここでｍは一般的な指標（インデックス）である。個々の信号２１’は、信号２１に関する同様なものにより、信号２１（１），２１（２），．．．，２１（ｎ）の１つにより、或いは信号２１（ｍ）のようにインデックスｍに関連付けることにより記される。
【００１７】
利得等化器１０は、以下のようにして信号２１’を作成するために信号１７’の強度を調整する。ＤＭＵＸ１５は、ＷＤＭ信号１７’を受信し、そのＷＤＭ信号をｎこの別々の信号１７に分離する。ＶＯＡアレイ１００は、ｎ個の別々のＶＯＡを含み、それらは具体的にはＶＯＡ１０１（１），ＶＯＡ１０１（２），．．．，ＶＯＡ１０１（ｎ）で示されるＷＤＭチャネルの各々に対応する。ＶＯＡアレイの個々は、ＶＯＡ１０１として言及され、或いは、ｎ以外の数で（例えば、ｍ番目のＶＯＡはＶＯＡ１０１（ｍ）として）言及される。
【００１８】
以下に説明されるように、ＶＯＡ１０１は、信号１７を受信し、２つの光出力を生成し、それらは：等化信号２１及び監視信号２３である。上述した表記法を用いると、ｎ個の監視信号２３は、監視信号２３（１），２３（２），．．．，２３（ｎ）の１つとして言及される。また、ＶＯＡアレイ１００は、強度モニタのアレイ１８を含み、そのアレイはｎ個の個別的な強度モニタ１９（１），１９（２），．．．，１９（ｎ）又は一般的に強度モニタ１９を含む。以下に説明されるように、強度モニタ１９の各々は、モニタ信号２３を受信し、モニタ信号の強度に比例する電気信号３１を生成する。コントローラ３３は、ｎ個のチャネルの各々から電気信号３１を受信し、ＶＯＡ１０１内の対応する信号１７の減衰性に適用される補正内容を算出し、その補正信号３５をＶＯＡに与える。一実施例では、各チャネルは、そのチャネルの監視信号に従って互いに独立に減衰させられる。他の実施例では、他のチャネルからの情報を用いて、１以上のチャネルが減衰させられる。例えば、チャネルの１つは、ＶＯＡアレイ１００を校正するために既知の強度レベルを提供する。ＭＵＸ２５は、ｎ個の等化された信号２３を、等化されたＷＤＭ信号２１’に再結合する。マルチプレクサ及びデマルチプレクサは、当該技術分野で知られており、例えば、アレイウエーブガイドグレーティング（ＡＷＧ）又は薄膜フィルタを含むことができる。
【００１９】
本発明のＶＯＡアレイ１００の概要は、図２，３，４に提示され、図２は基板２０１に形成された本発明による２つのＶＯＡ１００の第１実施例の平面図であり、図３は図２の３−３端部断面図であり、図４は図２の４−４横断面図である。図２，３，４は本発明に関する例示であり、主要な態様を示す。本実施例及び他の実施例に関する説明から明らかになるように、本発明の範囲内で多くの材料及び構成が存在し、本発明はここに提示される実施例に限定されない。
【００２０】
図２は、ＶＯＡ１０１（ｍ）及びＶＯＡ１０１（ｍ＋１）のような２つの代表例であって隣接するＶＯＡを示す。各ＶＯＡ１０１は、信号１７を受信するＤＭＵＸ１５に光学的に接続される入力２０２から、等化信号２１を提供するＭＵＸ２５に接続される出力２０４へ伸びる。図３，４に示されるように、各ＶＯＡ１０１は、ドレイン層２１３と、コア２０５及び包囲するクラッディング２１１を含むウエーブガイド２０３とを含む。入力２０２及び出力２０４の間の光減衰が（以下に説明されるように）制御できるように、コア２０５、クラッディング２１１及びドレイン層２１３の光学的特性が選択される。
【００２１】
コア２０５を介する光の減衰は、コア２０５及びドレイン層２１３間のクラッディング２１１の屈折率（Ｒ．Ｉ．）を変えながら、コアを通じて光を伝搬させることで達成される。コア２０５から減衰した光は、クラッディング２１１の変更されたＲ．Ｉ．によってドレイン層２１３に接続される。好ましくは、クラッディング２１１の全部又は一部を形成する屈折率の調整可能な材料は、ＥＯ材料である。当該技術分野で知られているように、これらの材料は、その材料内の電場と共に変化するＲ．Ｉ．を有する。電気‐光効果は本質的に非常に高速であり、ＥＯ材料の原子レベルの変化に起因する。これらの変化は、数ナノ秒のオーダーの速度で起こり得る。したがって、ＶＯＡ１０１の動作速度は、凡そ１乃至凡そ５００ナノ秒程度に高速になり得る。
【００２２】
本発明では、ウエーブガイドのクラッディングのＥＯ材料の近辺に電極が設けられ、（図５Ａ及び５Ｂに示される）電極に印加される電位差に応じてＲ．Ｉ．を変化させ、それらの電極は、コア２０５及びドレイン層２１３の間のクラッディングに対向して又はその近辺に設けられる。好ましくは、ＶＯＡ１０１の電極に全く又はほとんど電圧が引火されてない場合に、ウエーブガイド２０３が低損失性のウエーブガイドになり、ＶＯＡ電極に電圧が印加される場合に、ウエーブガイドを介する損失が増加し、ＶＯＡから減衰した光の相当な量はドレイン層２１３に向かう。
【００２３】
光学特性の選択性が以下に説明されるが、それは好ましいものであって必須ではなく、（１）ＶＯＡの電極間に何らの電位差も印加されていなければ、クラッディング２１１は一様なＲ．Ｉ．を有し、そのＶＯＡを通じた光の効率的な伝送を許容し、及び（２）ＶＯＡの電極間に電位差が印加されたならば、コア２０５及びドレイン層２１３間のクラッディング２０９のＲ．Ｉ．に影響を及ぼす電場が生じ、コアからの光をドレイン層に結合するように、材料の特性及び寸法が選択される。光到来入力２０２のうち出力２０４から出て行く部分は、電極に印加される電位差により制御できる。ＶＯＡ２０１を介する光信号の制御は、（例えば、以下に説明されるように、層２０９にかかる電位差に従って）層に電場を印加し、電−光レイヤ２０９のＲ．Ｉ．を変えることによってなされる。ＶＯＡ２０１から減衰した光はドレイン層２１３に結合されるので、ＶＯＡから減衰した光は、コア２０５の向きには散乱されず、その層により好都合にサンプリングされ、以下に説明されるようにＶＯＡを制御するために使用できる。
【００２４】
より具体的には、クラッディング２１１は、第１のクラッディング２０７及び第２のクラッディング２０９を含む。第２のクラッディング２０９のＲ．Ｉ．は、以下に説明されるように、調整可能であるが、コア２０５、第１のクラッディング２０７及びドレイン層２１３の屈折率は比較的一定である、或いは第２のクラッディングのＲ．Ｉ．よりも可変性が非常に小さい。或いは、クラッディング２０７，２０９の双方は、ＥＯ材料から形成できる。当該技術分野で知られているように、クラッディング２０９のＥＯ材料のＲ．Ｉ．は、連続的に且つ制御可能に変更できる。Ｒ．Ｉ．の制御性は、本発明のＶＯＡが、入力２０２及び出力２０４の間で光を制御可能に減衰させることを可能にする。
【００２５】
コア２０５及びドレイン層２１３が同一のＲ．Ｉ．を有し、クラッディング２０７が、より低いＲ．Ｉ．を有することが好ましい。クラッディング２０９はＥＯ材料から形成され、そのＥＯ材料は、適切な電場の印加によって、コア２０５及びドレイン層２１３のＲ．Ｉ．と、クラッディングのＲ．Ｉ．との間で変化することの可能なＲ．Ｉ．を有する。電場がかかっていない場合に（電極が“給電されていない”場合に）、クラッディング２０９及びクラッディング２０７の屈折率が同一であり、例えば０ｄＢのオーダーの僅かな減衰がＶＯＡ１０１に生じ、電場が印加された場合に（電極が“給電された”場合に）、クラッディング２０９のＲ．Ｉ．がコア２０５及びドレイン層２１３のＲ．Ｉ．に等しく、例えば１５ｄＢ／ｃｍと同程度に大きいような減衰がＶＯＡに生じることが好ましい。ウエーブガイド２０３は、ＶＯＡが給電されてない場合に小さな減衰を示し、給電入力の増加と共に減衰性が増える。入力２０２からの光のうち出力２０４に到達しない部分は、“リークした（漏れた）”光として言及される（その光はウエーブガイド２０３からリークしたものである。）。リーク光は、好ましくは、ドレイン層２１３を通じて伝播し、出力２０４の近辺でモニタ信号２３として生じる。信号２３はウエーブガイド２０３の向きに伝搬するよう示されているが、光線２３’として概略的に示されるように、光の一部はウエーブガイドから離れて伝播することが、理解されるであろう。モニタ信号２３は、信号１７から減衰した光の一部である。
【００２６】
クラッディング２１１のＥＯ材料のＲ．Ｉ．の変化をもたらす電極及びクラッディングの２例が、図２の５Ａ−５Ａ及び５Ｂ−５Ｂ断面図のように図５Ａ及び５Ｂにそれぞれ示されている。図５Ａ，５Ｂの例では、コア２０５及びドレイン層２１３は１．５６７のＲ．Ｉ．を有する光ポリマであり、クラッディング２０７は１．５６３のＲ．Ｉ．を有する光ポリマである。クラッディング２０９はＥＯ材料であり、そのＥＯ材料は、電場がかかってないときに１．５６３のＲ．Ｉ．を示し、電極間にある最大電位差がかかると１．５６７のＲ．Ｉ．を示す。
【００２７】
図５Ａは、ドレイン層２１３上面の電極５０１ａと、基板２０１及びクラッディング２０７間の電極５０１ｂとを有するＶＯＡ１０１’を示す。電極５０１ａ及び５０１ｂは、ＶＯＡ１０１’の長さに沿って伸び、クラッディング２０９は、コア２０５及びドレイン層２１３間の領域に閉じ込められる。電極５０１ａ及び５０１ｂ間に電位差を印加することは、第２クラッディング２０９のＥＯ材料内で電場を生じさせ、第２クラッディングのＲ．Ｉ．を増やす。
【００２８】
図５Ｂは、コア２０５上面に伸びる第１クラッディング２０７’と、コア及び第１クラッディングからドレイン層２１３に伸びる第２クラッディング２０９’とを有するＶＯＡ１”を示す。第２クラッディング２０９’は、第２クラッディングに埋め込まれた第１電極５０３ａ及び第２電極５０３ｂを有する。電極５０３ａ，５０３ｂはＶＯＡ１０１”の長さに沿って伸び、クラッディング２０９はコア２０５及びドレイン層２１３間の領域に制限される。電極５０３ａ及び５０３ｂ間のギャップは、電場を生成し、領域５０７内でクラッディング２０９のＥＯ材料のＲ．Ｉ．の変化をもたらす。更に、電極５０３ａ，５０３ｂ間のギャップは、コア２０５及びドレイン層２１３間に開口を形成し、コアから減衰した光がその層へ伝搬することを可能にする。ＥＯ材料及び電極配置の組み合わせることで、コア２０５及びドレイン層２１３間の領域内でクラッディングのＲ．Ｉ．を変更し、コア及びドレイン層を選択的に結合する。
【００２９】
簡略化されたＶＯＡ構造に関するコンピュータシミュレーションは、減衰に関する、Ｒ．Ｉ．の影響及びＶＯＡの寸法を表す。それらの結果は図１４−１５に提示され、様々な設計パラメータの関数として、ウエーブガイド長さのｄＢ／ｃｍ単位で光パワーの損失又は減衰として提示される。図１４，１５は、２つのコンピュータシミュレーション領域に関する図２の３−３断面図と同様な断面図であり、図１４Ｂ及び１５Ｂは、１．５５０μｍの光伝搬に関するシミュレーション結果を示す。図１４Ａは、コア１４０１、クラッディング１４０３及びドレイン層１４０５を有する第１領域１４００を示す。図１４Ｂに提示される結果に関し、コア１４０１は１．５６７のＲ．Ｉ．を有し、１辺がｓ＝７μｍの正方形断面を有し、１．５６３のＲ．Ｉ．を有するクラッディング１４０３によって包囲される。クラッディング１４０３は、コア１４０１からドレイン層１４０５へ伸びる高さｄを有する。シミュレーションに関する高さ及び幅の合計は、コア１４０１周囲の一辺でＡ＝５０μｍである。
【００３０】
図１４Ｂは、クラッディング１４０３の高さｄ及びドレイン層１４０５のＲ．Ｉ．の関数として、光パワーの損失を示す。クラッディング１４０３全体は、同一のＲ．Ｉ．を有し、従ってこれらの計算は、給電されていないＶＯＡによる損失を表す。図１４Ｂに提示されたｄの値の各々について、ドレイン層１４０５のＲ．Ｉ．がクラッディング１４０３のＲ．Ｉ．と同じになる場合に、光パワーの損失が最小になり、従って、ドレイン層１４０５は、ドレイン層のＲ．Ｉ．がクラッディングのものに合致する場合に、付加的なクラッディングとして機能する。更に、コア及びドレイン層の光結合に部分的に起因して、ｄの値の各々について、ドレイン層１４０５のＲ．Ｉ．がコア１４０１のＲ．Ｉ．と同じである場合に最小になる。また、ドレイン層１４０５のＲ．Ｉ．のいかなる値についても、ｄの減少は、クラッディング厚さの低減になり、これは光パワーの損失を増やす。
【００３１】
図１５Ａは、コア１５０１、下位クラッディング１５０３、上位クラッディング１５０５（埋め込まれた電極１５０９ａ及び１５０９ｂを有する）及びドレイン層１５０７を有する演算領域１５００を示す。図１５Ｂに示される結果に関し、コア１５０１は、１．５６７のＲ．Ｉ．を有し、一辺ｓ＝７μｍの正方形断面を有し、１．５６３のＲ．Ｉ．を有する下位クラッディングにより一辺が、上位クラッディング１５０５により他辺が包囲される。上位クラッディング１５０５は、可変的な高さｄ及び可変的なＲ．Ｉ．を有する。電極１５０９ａ，１５０９ｂは２０μｍの間隔ｂを有し、下位クラッディング１５０３及び上位クラッディング１５０５間の界面から高さｔ＝４μｍの場所に位置する。電極１５０９ａ，１５０９ｂ間に電位差を印加することは、領域１５１１のＲ．Ｉ．を変更することによってシミュレーション（模擬）することができる。シミュレーションでの高さ及び幅の合計は、一辺Ａ＝５０μｍである。
【００３２】
図１５Ｂは、減衰性がｄに依存し且つクラッディング１５０５のＲ．Ｉ．に依存することを示し、ｄの小さな値に関し、コア１５０１のＲ．Ｉ．に近いクラッディングのＲ．Ｉ．の値で減衰性が増えている。
【００３３】
図１４Ｂ，１５Ｂの結果は、いくつかの設計パラメータに関し、損失及び減衰のトレードオフがあることを示す。具体的には、その結果は、無給電ＶＯＡ１０１からの光の結合は、コア及びドレイン層が同じＲ．Ｉ．を有する場合であって、コア及びドレイン層間のクラッディングの厚さが最小である場合に最大になることを示し、クラッディングの屈折率を変えることで減衰性が変更可能なことを示す。図１７は、本発明によるＶＯＡ１７０１の一例に関する寸法を示し、そのＶＯＡは、コア１７０５と、クラッディング１７１１と、第１のクラッディング１７０７及び第２のクラッディング１７０９と、ドレイン層１７１３とを有する。更に、ＶＯＡ１７０１は、第２クラッディング１７０９の周りに設けられた電極（図示せず）を有するが、図５Ａ，５Ｂに関して説明されたものであり、以下に詳細に説明される。好適実施例では、コア１７０５は、１．５６７のＲ．Ｉ．を有し、一辺ｓ＝７μｍの正方形断面を有し、第１のクラッディング１７０７の底面及び側面並びに第２のクラッディング１７０９の上面で包囲される。第１のクラッディング１７０７は、１．５６３のＲ．Ｉ．を有し、コア１７０５よりも距離Ｚだけ下に伸び、ここでＺは５μｍ乃至２０μｍの範囲内にあり、好ましくは約１５μｍである。第２のクラッディング１７０９は、コア１７０５から層１７１３への距離Ｙだけ伸び、電極間の電位差がゼロからある最大値まで増やされるにつれて、１．５６３から１．５６７まで可変なＲ．Ｉ．を有するＥＯ材料を含む。Ｙの値は５μｍ乃至２０μｍであり、好ましくは約８μｍである。層１７１３は好ましくはコア１７０５と同じＲ．Ｉ．を有し、１μｍ乃至１０μｍの範囲内（より好ましくは、３μｍ乃至５μｍの範囲内）の高さＴを有する。ＶＯＡ１７０１は、３０μｍ以上（好ましくは約２５０μｍ）の幅Ｗを有する。
【００３４】
図１８は、減衰に関する層１７１３のＲ．Ｉ．の影響を示すグラフであり、クラッディング１７０９のＲ．Ｉ．の関数としての減衰が、コア１７０５のＲ．Ｉ．と同じ値を有する層１７１３のＲ．Ｉ．に関する曲線１８０１と、クラッディング１７０７のＲ．Ｉ．と同じ値を有する層１７１３のＲ．Ｉ．に関する曲線１８０２とで示される。図１８は、屈折率の等しい層１７１３及びコア１７０５を有するウエーブガイドは、クラッディング１７０９の同じＲ．Ｉ．では、より高い減衰性を有することを示す。従って、層１７１３のＲ．Ｉ．は、ＶＯＡの特性を改善するのに効果的である。
【実施例２】
【００３５】
図６−８には、第２実施例のＶＯＡ６０１及び対応するパワーメータ１９が示され、図６は図２の６−６横断面図であり、図７は平面図であり、図８は図７の８−８反部断面図である。各ＶＯＡ６０１は、光入力１７を受信する入力６０２と、信号２１を供給する出力６０４と、監視信号２３を与える監視出力６０６とを有する。ＶＯＡ６０１は、クラッディング６１１により包囲され入力から出力へのウエーブガイドコア６０５と、クラッディング６１１上面のドレイン層６１３と、クラッディング６１１及び基板２０１間の大の電極６２１と、監視出力を含む層６１３上面の第２の電極６２３とを含む。クラッディング６１１は、第１のクラッディング６０７と、第２の、ＥＯクラッディング６０９とを含む。具体的には、ＥＯクラッディング６０９はＥＯ材料から形成され、第１のクラッディング６０７、コア６０５及び層６１３は、ＥＯでない材料から形成される。入力６０２及び出力６０４はコア６０５の端部に対応し、光はコア内に接続され及びコアから、好ましくは不図示の光ファイバへ出力される。
【００３６】
コア６０５、クラッディング６１１及び層６１３の材料は、ＷＤＭ信号の波長に関して光学的に透明な材料である。基板２０１の材料は、限定されはしないが、ＷＤＭ波長にて光学的に透明である。材料の光属性及び寸法に加えて電極６２１，６２３の間隔及び配置は、以下に説明するように、ＥＯクラッディング６０９の光学的に制御可能な電光Ｒ．Ｉ．に従って、図６のコア６０５内の矢印で示されるような、入力６０２から及び出力６０４へのＶＯＡ６０１を伝搬する光を制御可能に伝搬させ、減衰させ又は遮断するように選択される。ＥＯクラッディング６０９がコア６０５のＲ．Ｉ．に等しいＲ．Ｉ．を有する場合には、ＶＯＡ６０１の寸法及び材料は、コア及びクラッディング６１１が入力６０２及び出力６０４の間で高損失性のウエーブガイドになるように選択される。ＥＯクラッディング６０９がクラッディング６０７のものに等しいＲ．Ｉ．を有する場合に、ＶＯＡ６０１の寸法及び材料は、コア６０５及びクラッディング６１１が光入力コア６０５の低損失性ウエーブガイドになるように選択される。コア６０５及びクラッディング６０７の間のＲ．Ｉ．値では、光の制御可能な部分が、可変光アッテネータ６０１を伝搬する。
【００３７】
コア６０５は、長方形又は正方形の断面形状を有することが好ましい。図８の好適実施例に示されるように、コア６０５は、長さＸを各辺が有する正方形断面を有する。クラッディング６０７は厚さＺを有し、ＥＯクラッディング６０９は厚さＹを有する。層６１３は厚さＴを有する。ＶＯＡ６０１は幅Ｗを有し、これは好ましくは近似的にＶＯＡの高さに等しい（Ｗ≒Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）。コア６０５は屈折率Ｒ．Ｉ．（コア）を有し、層６１３は屈折率Ｒ．Ｉ．（層）を有し、クラッディング６０７は屈折率Ｒ．Ｉ．（クラッディング）を有し、ＥＯクラッディング６０９は印加された電場に依存する可変屈折率Ｒ．Ｉ．（Ｅ−Ｏ）を有するＥＯ材料である。電極６２１及び６２３の間の電位差ΔＶの印加は、近似的に、−ΔＶ／Ｓの電場を生成し、Ｓは電極６２１，６２３間の間隔（Ｓ＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋Ｔ）であり、ＥＯクラッディング６０９のＲ．Ｉ．はその電場に応答するものである。
【００３８】
ある好適実施例では、コア６０１は、１．５６７のＲ．Ｉ．を有し、一辺がＸ＝７μｍの正方形断面を有し、第１のクラッディング６０７の底面及び側面により及びＥＯクラッディング６０９の上面により包囲される。第１のクラッディング６０７は１．５６３のＲ．Ｉ．を有し、コア６０５より距離Ｚだけ下に伸び、Ｚは５μｍ乃至３０μｍの範囲内（より好ましくは、約１５μｍ）である。ＥＯクラッディング６０９は、コア６０５から層６１３へ距離Ｙだけ伸び、電極間の電位差が０乃至所定値まで増やされるにつれて、１．５６３乃至１．５６７まで変化することの可能なＲ．Ｉ．を有するＥＯ材料を含む。Ｙの値は５μｍ乃至２０μｍの範囲内（好ましくは、８μｍ）である。層６１３は好ましくはコア６０５と同じＲ．Ｉ．を有し、１μｍ乃至１０μｍ（より好ましくは、３μｍ乃至５μｍ）の範囲内の高さＴを有する。ＶＯＡ６０１は、３０μｍ以上（好ましくは、２５０μｍ）の幅Ｗを有する。
【００３９】
コア６０５及び層６１３に関する好ましい材料は、光ポリマを含み、限定されはしないが、低光損失性のエポキシを含む。クラッディング６０７に好ましい材料は、コアのものより僅かに低いクラッディングＲ．Ｉ．を修正するために添加されたドーパントを含むコア６０５と同一である（例えば、２％乃至１０％のより低いＲ．Ｉ．を有する他のエポキシ）。基板６０１に好ましい材料は、限定されはしないが、シリコンのような基板ウエハの製造に典型的に使用される材料を含む。ＥＯクラッディング６０９
に好ましい材料は、コア及びクラッディングの屈折率の範囲内のＲ．Ｉ．を有し且つ適切に印加される電圧でそれらを使用可能にする電−光係数を有する材料を含み、限定ではないが、ポリカーボネート及び発色団（ｃｈｒｏｍｏｐｈｏｒｅ）の混合物を含む。電極６２１，６２３に好ましい材料は、例えばタングステン、チタニウム及び銅のような、半導体製造技術と両立可能な方法を用いて堆積可能であってＶＯＡ６０１の層を有する金属である。
【００４０】
一実施例では、コア６０５、層６１３及びクラッディング６０７は、１種類の光ポリマから形成され、ＥＯクラッディング６０９は、添加物を有する同一又は類似のポリ間から形成され、限定ではないが、ポリマ電光性を示すポリカーボネート及び発色団を含む。これらの材料を有するＶＯＡ１０１の動作は、Ｒ．Ｉ．を適切に変更するのに約１乃至約１００Ｖ／μｍのオーダーの電場を必要とする。この電場を生成するのに好ましい電極間隔は、約５乃至約２０μｍ（好ましくは、約１０乃至約１００ボルトの電位差を生じる）の範囲内にある。
【００４１】
図９は、本発明による第２実施例のＶＯＡ６０１及び対応するパワーメータ１９のいくつかの動作の性質を示す横断面図であり、描いている線Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤはＶＯＡを通じた光の伝播又は偏向の様子を示す。上述したように、電極６２１，６２３間に電位差をかけることは、ＥＯクラッディング６０９のＲ．Ｉ．を、クラッディング６０７のものから遠ざけ、コア６０５及び層６１３のＲ．Ｉ．に向かうように調整する。これらの状態で、コア６０５を通じる光の一部は、屈折率の値の相違に応じてウエーブガイドに結合される。光線Ａのような光が入力２０２でＶＯＡ６０１に与えられる。ΔＶ＝０ボルトでは、ＥＯクラッディング６０９のＲ．Ｉ．はクラッディング６０７のものと同じであり、光線Ｄの出力光のように概略的に示されるように、入力光の大部分はコア６０５内で出力２０４に伝搬する。
【００４２】
ＥＯクラッディング６０９のＲ．Ｉ．がコア６０５のものと同じ場合には、光は、ＥＯクラッディング６０９を通じて層６１３の中にコアから“リーク”する。光線Ｂ，Ｃで示されるように、光は先ず電光的に修正されたＲ．Ｉ．を有するクラッディング６０９の部分の中に伝搬する。層６１３と同一面の層６２５は、層６１３とは異なるＲ．Ｉ．を有し、例えば蒸着された金層を有する傾斜した面を有し、監視出力６０６からの光線Ｃを監視信号２３として強度モニタ１９へ向けて９０度方向を変える。強度モニタ１９は、監視信号２３の光強度に電気信号で応答し、その電気信号はコントローラ３３に与えられる。コントローラ３３は電極６２１，６２３の一方又は双方に電圧を与え、それによりＶＯＡ１０１の減衰量を制御する。コントローラ３３は、ＶＯＡ１０１の様々なものに様々な電圧を供給し、個々のＷＤＭ信号チャネルのゲインを制御することができる。
【００４３】
一実施例では、パワーメータ１９は、信号２３を受信するよう設けられたインジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）ＰＩＮ光ダイオードを含む。パワーメータ１９は、例えば、金又は金‐錫のバンプによるフリップチップボンディング技術を用いて搭載することができる。
【実施例３】
【００４４】
図１０−１３に、関連するパワーメータを有するＶＯＡ１００１の第３実施例が示され、図１０は図２の１０−１０横断面図であり、図１１は平面図であり、図１２Ａは図１１の１２−１２端部断面図であり、図１３Ａは電極構成を示す図１２Ａの１３−１３平面断面図である。ＶＯＡ１００１は、光信号１７を受信する入力１００２と、信号２１を与える出力１００４と、監視信号２３を与える監視出力１００６とを有する。ＶＯＡ１００１は、コア６０５と、クラッディング６０７及びＥＯクラッディング６０９と、層６１３と、層６２５とを有する。第２実施例のＶＯＡ６０１及び第３実施例のＶＯＡ１００１の相違の１つは、電極の配置にある。具体的には、ＶＯＡ１００１は、クラッディング６０９のＥＯ材料中に第１電極１０２１及び第２電極１０２３を有する。図１２Ａ及び１３Ａに良く示されているように、電極１０２１，１０２３は互いに対向する端部１０２２，１０２４にそれぞれ存在する。電極１０２１，１０２３に電位差が印加されると、端部１０２２，１０２４間のＥＯクラッディング６０９内に電場が生じ、コア６０５及び層６１２間のクラッディングのＲ．Ｉ．を変える。また、端部１０２２，１０２４は、コア６０５及び層６１３の間に開口を形成し、コアからリークした光がＥＯクラッディング６０９を通じて層６１３へ伝播可能にする。
【００４５】
端部１０２２，１０２４の間の材料は、光が層６１３の中に伝搬できるＥＯ材料を含むことが重要である。図１２Ｂは図１１の別の実施例のＶＯＡ１００１’の１２−１２端部断面図であり、電極１０２１，１０２３が材料１２０５上に形成され、ＥＯクラッディング６０９は、電極１０２１，１０２３上の端部１０２２，１０２４間の空間を埋める。更に、ＶＯＡ１００１のクラッディング６０７は、コア６０５及び基板２０１間の下位クラッディング１２０３と、測位クラッディング（サイドクラッディング）１２０１とで形成される。クラッディング１２０１，１２０３の材料はクラッディング１２０３と同じであることが好ましい。コア６０５の底部に出る下位クラッディング１２０３を備えることは、図１９Ａ−１９Ｋを参照しながら説明されるように、ＶＯＡの製造を支援するかもしれない。
【００４６】
図１３Ｂに、周期的電極と言及される交互の電極の態様が示され、これは図１２Ａの１３−１３平面断面図に対応する。２つの交互電極１０２１’，１０２３’はＥＯクラッディング６０９を横切る互いに対向する端部１０２２’，１０２４’に存する。端部１０２２’，１０２４’の各々は、幅ａを有する第１端部１０２２ａ，１０２４ａと、幅ｂを有する第２端部１０２２ｂ，１０２４ｂと、“ａ”及び“ｂ”の端部の間の端部１０２２ｃ，１０２４ｃとを交互に備える。電極１０２１’及び１０２３’間の間隔がＶＯＡの長さに沿って周期的であり、ａ／（ａ＋ｂ）の部分がＳ１の間隔を有し、ｂ／（ａ＋ｂ）の部分がＳ２の間隔を有するように、“ａ”及び“ｂ”端部が並べられる。交番する間隔は、電極１０２１’，１０２３’間に電位差がある場合に、ＥＯクラッディング６０９内で交番するＲ．Ｉ．をもたらす。
【００４７】
印加された電位差から生じるＲ．Ｉ．変化に起因する減衰は、電極間の間隔でＲ．Ｉ．を変えることでシミュレートされた。図１３Ｂによる電極を有するＶＯＡの減衰は、周期的電極１０２２’，１０２４’のＳ１，Ｓ２，ａ，ｂと共に変化する。特に、Ｒ．Ｉ．変化による変化を利用する減衰応答は、電位差による減衰性変化の感度を設計で制御することを可能にする。図１６はＶＯＡ１００１’の算出された減衰性をｄＢ／ｃｍで示すグラフであり、Ｓ１＝２０μｍ、Ｓ２＝５０μｍであり、ａ，ｂは５０μｍの増分で２７５μｍ乃至５２５μｍにわたって同時に変更された。“ｂ＝０μｍ”でマークされた曲線は、１対の直線状電極のものを表す。ｂの値が増えると、ｂ及びクラッディングＲ．Ｉ．のほとんどの値について、減衰性が増えている。４２５μｍのｂの値は、所与のＲ．Ｉ．変化について最大の減衰性を与える。
【実施例４】
【００４８】
本発明によるＶＯＡを製造するいくつかの方法が存在する。図１９Ａ−１９Ｋは、マイクロエレクトロニクス及び光ファイバ製造の技術分野でよく知られた技術を用いて、ＶＯＡ１００１’を製造する方法を示す。図１９Ａ−１９Ｆは、コア６０５及びクラッディング１２０１，１２０３の形成工程を示す。図１９Ａに示されるように、シリコンウエハから形成される基板２０１は、ウエーブガイドの下位クラッディング１２０３の材料で被覆（コーティング）される。
【００４９】
コーティングは、スピンコーティング又はメニスカスコーディングの工程で実行される。クラッディング１２０３は、限定されはしないが、紫外線（ＵＶ）硬化エポキシでもよい。コア６０５は、クラッディング１２０１，１２０３の材料より低いＲ．Ｉ．を有する材料より成り、限定されはしないが、別のＵＶ硬化エポキシでもよい。図１９Ｂに示されるように、（例えば、スピンコーティング又はメニスカスコーティングによって）コア材料をコーティングすること、コアが必要とされる材料を硬化させるように、対応するパターンでＵＶ光をコーティングされたコア材料にさらすこと（ＵＶパターニング及び硬化）、現像媒体で未硬化のコア材料をエッチングすることによって、コア６０５は形成される。クラッディング材料をＵＶ光にさらすことで硬化させること（図１９Ｃ）、図１９Ｄに示されるように例えば化学的研磨又は機械的研磨によってコア６０５の上面までクラッディング材料１９０１を研磨してクラッディング１２０１を形成することによって、クラッディングはクラッディング材料１９０１から形成され、その材料は、限定ではないが、ＵＶ硬化性樹脂であってコア６０５のものより高いＲ．Ｉ．を有することが好ましいクラッディング材料１２０３のようなものである。例えばスピンコーティング又はメニスカスコーティングによって、クラッディング１２０１及びコア６０５上にクラッディング１２０１の材料が堆積され（図１９Ｅ）、図１９Ｆに示されるようにプラズマエッチングによって、材料１９０３を貫通してコア６０５上にトレンチ１９０５が形成される。
【００５０】
コア６０５、下位クラッディング１２０３及び測位クラッディング１２０１が形成された後に、電極が次に設けられる。図１９Ｇに示されるように、クラッディング１２０１及びコア６０５の露出した部分にメタル１９０７が蒸着される。蒸着は、スパッタリング又は真空蒸着によって行うことができる。メタル１９０７の選択肢は、限定されないが、チタニウム、銅又は金を含む。レジスト１９０９が、メタル１９０７の上にパターニングされ、パターニングされる場所は、図１９Ｈに示されるように、レジストをコーティング及びＵＶパターニングすることによって電極が設けられる場所である。露出したメタル１９０７は酸を用意することでエッチングされ、図１９Ｉに示されるように、フォトレジスト剥離材でエッチングレジスト１９０９が除去され、電極１０２１，１０２３が材料１２０５及びコーティングされてないトレンチ１９０５上に設けられる。
【００５１】
次に、図１９Ｊに示されるように、電光材料のクラッディングが堆積及び形成される。クラッディング６０９の材料は、限定されはしないが、ポリカーボネート及び発色団を含む。図１９Ｋに示されるように、コア６０５と同様なＲ．Ｉ．を有するＵＶ硬化エポキシであることが好ましいドレイン層６１３は、ＥＯクラッディング６０９の上面で被覆される。その後に、ＥＯクラッディング６０９は、例えば１５０℃で１０Ｖ／ｕｍで１時間の間、電極１２０１，１２０３間にＤＣ電圧を印加することによる電場と共に形成される。図示されてはいないが、必要ならば、残りのステップは電極１２０１，１２０３にビアを設け、チップをダイシングし、例えば金又は金‐錫バンプの何れかによるフリップチップボンディングすることでパワーメータ１９を搭載し及び完成したＶＯＡ１００１’をパッケージングする。
【００５２】
上述した実施例は本発明に関する例であり、説明した特定の実施例に本発明の範囲を限定することは意図されない。従って、本発明に関する１以上の実施例が図示及び説明されたが、本発明の精神又は本質的特性から逸脱せずに様々な変更がそれらになされてもよいことが理解されるであろう。例えば、材料、電極の寸法又は制御手法の他のものが本発明で使用されてもよい。従って、ここでの開示及び説明した内容は例示であるとして解釈されるべきであり、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】ＷＤＭネットワークの利得等化に使用される本発明によるＶＯＡ及び対応するパワーメータのアレイの概略図である。
【図２】本発明の第１実施例の２つのＶＯＡに関する平面図である。
【図３】図２の３−３端部断面図である。
【図４】図２の４−４横断面図である。
【図５】ＶＯＡ電極の別の実施例を示す図２の５Ａ−５Ａ及び５Ｂ−５Ｂ断面図である。
【図６】図２の平面図の６−６横断面図であり、本発明のＶＯＡ及びパワーメータの第２実施例によるＶＯＡ及びパワーメータを示す。
【図７】本発明のＶＯＡ及びパワーメータのアレイに関するＶＯＡ及び対応するパワーメータの第２実施例の平面図を示す。
【図８】図７の８−８横端断面図である。
【図９】本発明によるＶＯＡ及びパワーメータの第２実施例に関するいくつかの動作特性を示す横断面図を示す。
【図１０】図３の平面図の１０−１０横断面図であり、本発明のＶＯＡ及びパワーメータの第３実施例によるＶＯＡ及びパワーメータを示す。
【図１１】本発明のＶＯＡ及びパワーメータのアレイによるＶＯＡ及び対応するパワーメータの第３実施例の平面図である。
【図１２Ａ】図１１の１２−１２端部断面図である。
【図１２Ｂ】図１１の別の実施例による１２−１２端部断面図である。
【図１３Ａ】第１電極の例を示す図１２Ａの１３−１３平面断面図である。
【図１３Ｂ】第２電極の例を示す図１２Ａの１３−１３平面断面図である。
【図１４Ａ】ＶＯＡのコンピュータシミュレーションに使用される材料の第１領域の断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａの領域を用いた計算結果を示すグラフであり、クラッディング高さ及びドレイン層の屈折率の関数として光パワーの損失を示す。
【図１５Ａ】ＶＯＡのコンピュータシミュレーションに使用される材料の第２領域の断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの領域を用いた計算結果を示すグラフであり、クラッディング高さ及びドレイン層の屈折率の関数として波長の減衰を示す。
【図１６】周期的な電極を有するＶＯＡ内で計算された減衰性を示すグラフである。
【図１７】１５５０μｍの光に対するＶＯＡの一例の寸法に関する説明図である。
【図１８】ドレイン層の２つの屈折率値に関する減衰特性におけるドレイン層のＲ．Ｉ．の影響を示す。
【図１９】ＶＯＡアレイ１００を作成する製造工程を示す。
【符号の説明】
【００５４】
１０  ゲインイコライザ；  １１  ソース；    １３  ファイバ；  １５  デマルチプレクサ；  １７’ＷＤＭ信号；  １８  強度メータのアレイ；  １９  強度モニタ；  ２１’等化された信号；  ２３  監視信号；  ２５  マルチプレクサ；  ２７  ファイバ；  ３１  電気信号；  ３３  コントローラ；  ３５  補正信号；  １００  ＶＯＡアレイ；  ２０１  基板；  ２０２  入力；  ２０３  ウエーブガイド；  ２０４  出力；  ２０５  コア；  ２０７，２０９，２１１  クラッディング；  ２１３  ドレイン層；  ５０１  電極；  ５０３  電極；  ５０７  領域；  ６０１  ＶＯＡ；  ６０２  入力；  ６０４  出力；  ６０５  ウエーブガイドコア；  ６０７，６０９，６１１  クラッディング  ６１３  ドレイン層；  ６２１，６２３  電極；  １００１  ＶＯＡ；  １００２  入力；  １００４  出力；  １００６  監視出力；  １０２１，１０２３  電極；  １０２２，１０２４  端部；  １２０１，１２０３  クラッディング；  １４０１  コア；  １４０３  クラッディング；  １４０５  ドレイン層；  １５０１  コア；  １５０３  下位クラッディング；  １５０５  上位クラッディング；  １５０７  ドレイン層；  １５０９  電極；  １７０１  ＶＯＡ；  １７０５  コア；  １７０７，１７０９，１７１１  クラッディング；  １７１１  クラッディング；  １７１３  層；  １９０１  クラッディング材料  １９０３  材料；  １９０５  トレンチ；  １９０７  メタル；  １９０９  レジストｓ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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