(57)【要約】【課題】  アレイ導波路回折格子の光透過中心波長温度依存性を低減する。【解決手段】  光入力導波路２と、第１のスラブ導波路３と、互いに異なる長さの複数の導波路よりなるアレイ導波路４と、第２のスラブ導波路５と、複数の光出力導波路６を有するアレイ導波路回折格子の第１のスラブ導波路３を、通過光経路と交わる分離面８で分離して分離スラブ導波路３ａ，３ｂとし、互いに温度変化に対する伸縮量が異なる部材により形成したスライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃによって、分離スラブ導波路３ａを分離面８に沿って温度に依存してスライド移動する。各スライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃはアレイ導波路回折格子の使用温度帯内の互いに異なる温度帯に対応して分離スラブ導波路３ａを移動する構成とし、分離スラブ導波路３ａのスライド移動量を、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するように温度変化に対して変化する温度依存低減量と成す。【選択図】      図１
2007065562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本または並設された複数の光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝播する互いに異なる長さの複数の導波路よりなるアレイ導波路が接続され、該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には１本または並設された複数の光出力導波路が接続されて成る導波路構成が基板上に形成されているアレイ導波路回折格子であって、前記第１と第２のスラブ導波路の少なくとも一方が、スラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面の分離面で分離されて分離スラブ導波路と成し、該分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減させる方向に前記分離面に沿って温度に依存してスライド移動するスライド移動部材が複数設けられており、これら複数のスライド移動部材は互いに温度変化に対する伸縮量が異なる部材により形成されており、各スライド移動部材はアレイ導波路回折格子の使用温度帯内の互いに異なる温度帯に対応して前記分離スラブ導波路を移動する構成と成し、前記複数のスライド移動部材の温度変化に対応する伸縮量による前記分離スラブ導波路のスライド移動量がアレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するように温度変化に対して変化する温度依存低減量と成していることを特徴とするアレイ導波路回折格子。
【請求項２】
複数のスライド移動部材のうち少なくとも２つのスライド移動部材は互いに異なる長さに形成されていることを特徴とした請求項１記載のアレイ導波路回折格子。
【請求項３】
複数のスライド移動部材のうち少なくとも２つのスライド移動部材は互いに異種材料の部材であることを特徴とした請求項１または請求項２記載のアレイ導波路回折格子。
【請求項４】
複数のスライド移動部材のうち、少なくとも１つのスライド移動部材は少なくとも１箇所で分割された分割型スライド移動部材と成し、少なくとも１つのスライド移動部材は分割されていない非分割スライド移動部材と成しており、前記分割型スライド移動部材はその分割された面がアレイ導波路回折格子の使用温度帯内の一部の接触配設温度帯において互いに接触して配設され、他の温度帯においては分割面同士が互いに間隔を介して対向配設されることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載のアレイ導波路回折格子。
【請求項５】
接触配設温度帯が互いに異なる温度帯の分割型スライド移動部材が複数設けられ、各分割型スライド移動部材の接触配設温度帯における伸縮量と非分割スライド移動部材の伸縮量とに応じて、アレイ導波路回折格子の使用温度帯内の複数の各温度帯における温度変化に対応する分離スラブ導波路のスライド移動量を互いに異なる移動量とすることを特徴とする請求項４記載のアレイ導波路回折格子。
【請求項６】
スライド移動部材は非分割スライド移動部材の第１スライド移動部材と、アレイ導波路回折格子の使用温度帯のうち高温側に設定される第１温度帯を接触配設温度帯とする第２スライド移動部材と、アレイ導波路回折格子の使用温度帯のうち前記第１温度帯よりも温度間隔を介して低温側に設定される第３温度帯を接触配設温度帯とする第３スライド移動部材とを有し、前記第１温度帯では前記第１スライド移動部材と前記第２スライド移動部材との伸縮量に応じたスライド移動が行われ、前記第１温度帯と前記第３温度帯との間の第２温度帯では前記第１スライド移動部材の伸縮量に応じたスライド移動が行われ、前記第３温度帯では前記第１スライド移動部材と前記第３スライド移動部材との伸縮量に応じたスライド移動が行われることを特徴とする請求項５記載のアレイ導波路回折格子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光通信分野において、複数の波長の光の合分波等を行うアレイ導波路回折格子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信分野において、例えば図１１の模式図に示されるようなアレイ導波路回折格子が用いられている。アレイ導波路回折格子は、１本または並設された複数（ここでは複数）の光入力導波路２と、該光入力導波路２の出力側に接続された第１スラブ導波路３と、該第１スラブ導波路３の出力側に接続されたアレイ導波路４と、該アレイ導波路４の出力側に接続された第２スラブ導波路５と、該第２スラブ導波路５の出力側に接続された１本または並設された複数（ここでは複数）の光出力導波路６とを有している。
【０００３】
前記アレイ導波路４は、第１のスラブ導波路３から導出された光を伝搬するものであり、複数の導波路（チャンネル導波路）４０を並設して形成されている。隣り合うチャンネル導波路４０の長さは互いに設定量（ΔＬ）異なっており、アレイ導波路回折格子１１における位相部分を形成している。
【０００４】
なお、アレイ導波路４を構成するチャンネル導波路４０は、通常、例えば１００本といったように多数設けられるが、同図においては、図の簡略化のために、これらのチャンネル導波路４０の本数を簡略的に示してある。
【０００５】
アレイ導波路回折格子１１は、例えば、１本の光入力導波路２に、波長λ１、λ２、λ３、・・・λｎを持った波長多重光を導入すると、この波長多重光は、光入力導波路２を通って第１のスラブ導波路３に導入され、その回折効果によって広がってアレイ導波路４に入射し、アレイ導波路４を伝搬する。
【０００６】
このアレイ導波路４を伝搬した光は、第２のスラブ導波路５に達し、さらに、光出力導波路６に集光されて出力されるが、アレイ導波路４の全てのチャンネル導波路４０の長さが互いに異なることから、アレイ導波路４を伝搬した後に個々の光の位相にずれが生じ、このずれ量に応じて集束光の波面が傾き、この傾き角度により集光する位置が決まる。
【０００７】
そのため、波長の異なった光の集光位置は互いに異なることになり、その位置に光出力導波路６を形成することによって、波長の異なった光を波長ごとに異なる光出力導波路６から出力する波長分波機能を有する。
【０００８】
また、アレイ導波路回折格子は、光回路の相反性（可逆性）の原理を利用しているため、波長分波機能と共に、波長合波機能も有している。すなわち、上記とは逆に、各光出力導波路６から互いに波長が異なる例えば波長λ１、λ２、λ３、・・・λｎの複数の光を入射させると、これらの光は、上記と逆の伝搬経路を通り、第２のスラブ導波路５とアレイ導波路４と第１のスラブ導波路３とによって合波され、１本の光入力波路２から出射される。
【０００９】
一般に、アレイ導波路回折格子は、石英系ガラスで構成されているため、その屈折率の温度依存性に起因した温度変動が発生する。具体的には、アレイ導波路回折格子の配置されている環境温度が変化するとアレイ導波路回折格子の光透過中心波長（中心波長）が温度に依存して変化し、通常使用されている温度範囲（−５℃から７０℃）において、約０．８ｎｍ程度の中心波長変動が生じる。したがって、従来は、アレイ導波路回折格子をDWDM（高密度波長合分波）システムで使用するためには、ペルチェやヒータでアレイ導波路回折格子チップ全体の温度調節をする必要があった。
【００１０】
このため、アレイ導波路回折格子の温度無依存化が強く望まれており、最近では、中心波長の温度依存性を補償する技術（温度無依存型のアレイ導波路回折格子の開発技術）が開発されている。そして、これらの技術により、アレイ導波路回折格子の温調（温度調節）フリー、無電力化が実現できている（例えば、非特許文献１、２、参照。）。
【００１１】
図１２には、従来提案されている温度無依存型のアレイ導波路回折格子の例が示されている。このアレイ導波路回折格子は、第１のスラブ導波路３が第１のスラブ導波路３を通る光の経路と交わる交差面の分離面８で分離されて分離スラブ導波路３ａ，３ｂと成している。また、分離面８と交差する交差面１８でもアレイ導波路回折格子が分離されており、これら分離面８と交差面１８とによって、アレイ導波路回折格子がチップ１ａとチップ１ｂとに分離されている。
【００１２】
また、分離スラブ導波路３ａを、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減させる方向（矢印Ａまたは矢印Ｂの方向）に前記分離面８に沿って温度に依存してスライド移動する１つのスライド移動部材７が設けられており、このスライド移動部材７による分離スラブ導波路３ａの移動によって、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度無依存化を図ろうとしている。
【００１３】
【非特許文献１】Y.Inoue,A.Kaneko, F.Hanawa, H.Takahashi, K.Hattori, S.Sumida, “Athermal silica-basedarrayed-waveguide grating multiplexer,” Electron Lett.,vol.33, pp1945-1947, 1997．
【非特許文献２】T.Saito,K.Nara, Y.Nekado, J.Hasegawa, K.Kashihara,”100GHz-32ch athermal アレイ導波路回折格子with extremely low temperature dependency of center wavelength,” OFC’03 MF47,pp57-59, 2003．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、近年ブロードキャストサービスとpoint-to-point伝送を同時に実現できるWDM-PON（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ−Ｐｏｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムの検討が進められており、本システムでは従来のPONシステムで使用されている光スプリッタと同様、アレイ導波路回折格子自身は屋外に設置される可能性がある。この場合、従来の端局での使用温度範囲（−５〜７０℃）よりも厳しく、−４０〜８５℃と非常に広い範囲を補償しなければならない。
【００１５】
しかしながら、従来提案されている温度無依存型のアレイ導波路回折格子では、図１３に示すように、中心波長の温度依存性が完全にフラットではなく、中心波長シフト量の正方向を上にした場合に下に凸の温度依存性が観測されており、アレイ導波路回折格子の中心波長の温度無依存化が十分ではなかった。つまり、従来提案されている温度無依存型のアレイ導波路回折格子は、−５〜７０℃における光透過中心波長（中心波長）の変動は、±０．０１５ｎｍ以下で問題がない特性であったが、使用温度範囲を−４０〜８５℃まで拡大すると、中心波長の変動が±０．０４ｎｍ程度まで劣化することになる。
【００１６】
なお、図１３に示す例は、２０℃でのアレイ導波路回折格子の光透過中心波長（中心波長）が０となるように、アレイ導波路回折格子を形成した例である。
【００１７】
また、トラフィックが増大する今後のネットワークを構築する上で、アレイ導波路回折格子の狭スペーシング化は必要になりつつある。スペーシングが狭くなると、中心波長の温度依存性のトレランスが小さくなり、従来の温度無依存型のアレイ導波路回折格子が実現している中心波長変動、つまり、−５〜７０℃で±０．０１５ｎｍ以下よりも小さくする必要がある。
【００１８】
したがって、従来の温度無依存型のアレイ導波路回折格子では、その中心波長の温度依存性に問題が生じることになるため、より一層中心波長の温度依存性を低減できるアレイ導波路回折格子の開発が望まれる。
【００１９】
本発明は、上記従来の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、例えばアレイ導波路回折格子を屋外に配置したとしても、そのアレイ導波路回折格子の使用温度帯における光透過中心波長の温度依存性を従来よりもさらに低減できる、光透過中心波長の温度変化が小さいアレイ導波路回折格子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明は、１本または並設された複数の光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝播する互いに異なる長さの複数の導波路よりなるアレイ導波路が接続され、該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には１本または並設された複数の光出力導波路が接続されて成る導波路構成が基板上に形成されているアレイ導波路回折格子であって、前記第１と第２のスラブ導波路の少なくとも一方が、スラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面の分離面で分離されて分離スラブ導波路と成し、該分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減させる方向に前記分離面に沿って温度に依存してスライド移動するスライド移動部材が複数設けられており、これら複数のスライド移動部材は互いに温度変化に対する伸縮量が異なる部材により形成されており、各スライド移動部材はアレイ導波路回折格子の使用温度帯内の互いに異なる温度帯に対応して前記分離スラブ導波路を移動する構成と成し、前記複数のスライド移動部材の温度変化に対応する伸縮量による前記分離スラブ導波路のスライド移動量がアレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するように温度変化に対して変化する温度依存低減量と成している構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２１】
なお、前記互いに異なる温度帯とは、例えば１つの温度帯が−５０℃〜７０℃であり、別の温度帯が−５℃〜２０℃といったように、共通している温度帯（例えばこの例では、−５℃〜２０℃）を有する場合と、互いに共通している温度帯が全く無い場合との両方を含むものである。
【００２２】
また、第２の発明は、上記第１の発明の構成に加え、前記複数のスライド移動部材のうち少なくとも２つのスライド移動部材は互いに異なる長さに形成されていることを特徴とする。
【００２３】
さらに、第３の発明は、上記第１または第２の発明の構成に加え、前記複数のスライド移動部材のうち少なくとも２つのスライド移動部材は互いに異種材料の部材であることを特徴とする。
【００２４】
さらに、第４の発明は、上記第１または第２または第３の発明の構成に加え、前記複数のスライド移動部材のうち、少なくとも１つのスライド移動部材は少な
くとも１箇所で分割された分割型スライド移動部材と成し、少なくとも１つのスライド移動部材は分割されていない非分割スライド移動部材と成しており、前記分割型スライド移動部材はその分割された面がアレイ導波路回折格子の使用温度帯内の一部の接触配設温度帯において互いに接触して配設され、他の温度帯においては分割面同士が互いに間隔を介して対向配設される構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２５】
さらに、第５の発明は、上記第４の発明の構成に加え、前記接触配設温度帯が互いに異なる温度帯の分割型スライド移動部材が複数設けられ、各分割型スライド移動部材の接触配設温度帯における伸縮量と非分割スライド移動部材の伸縮量とに応じて、アレイ導波路回折格子の使用温度帯内の複数の各温度帯における温度変化に対応する分離スラブ導波路のスライド移動量を互いに異なる移動量とすることを特徴とする。
【００２６】
さらに、第６の発明は、上記第５の発明の構成に加え、スライド移動部材は非分割スライド移動部材の第１スライド移動部材と、アレイ導波路回折格子の使用温度帯のうち高温側に設定される第１温度帯を接触配設温度帯とする第２スライド移動部材と、アレイ導波路回折格子の使用温度帯のうち前記第１温度帯よりも温度間隔を介して低温側に設定される第３温度帯を接触配設温度帯とする第３スライド移動部材とを有し、前記第１温度帯では前記第１スライド移動部材と前記第２スライド移動部材との伸縮量に応じたスライド移動が行われ、前記第１温度帯と前記第３温度帯との間の第２温度帯では前記第１スライド移動部材の伸縮量に応じたスライド移動が行われ、前記第３温度帯では前記第１スライド移動部材と前記第３スライド移動部材との伸縮量に応じたスライド移動が行われる構成をもって課題を解決する手段としている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、第１と第２のスラブ導波路の少なくとも一方が、スラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面の分離面で分離されて分離スラブ導波路と成し、該分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減させる方向に前記分離面に沿って温度に依存してスライド移動するスライド移動部材が複数設けられているので、これらのスライド移動部材によって分離スラブ導波路を移動して、以下のように、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を非常に小さくすることができる。
【００２８】
つまり、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性（波長シフト量）は、温度変化に対する光透過中心波長のシフト量が、正方向（長波長側へのシフト）を上にした場合に下に凸の湾曲した変化（例えば二次曲線的変化）となり、スラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面の分離面で分離された分離スラブ導波路をスライド移動することによってアレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するためには、この温度特性に対応させて、スライド移動量を温度変化に対して変化させればよいことを本出願人は見出した。
【００２９】
なお、本出願人は、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性がこのような特性となる原因は、アレイ導波路回折格子を構成する石英系ガラスの屈折率の温度係数ｄｎ／ｄＴ自体の温度変化にあることも、検討により見出している。
【００３０】
本発明によれば、前記複数のスライド移動部材は互いに温度変化に対する伸縮量が異なる部材により形成されて、各スライド移動部材はアレイ導波路回折格子の使用温度帯内の互いに異なる温度帯に対応して前記分離スラブ導波路を移動する構成と成し、前記複数のスライド移動部材の温度変化に対応する伸縮量による前記分離スラブ導波路のスライド移動量が、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するように、温度変化に対して変化する温度依存低減量と成しているので、温度変化に対する光透過中心波長のシフト量が例えば湾曲した変化となっても、そのアレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を前記スライド移動量によって効率的に低減できる。
【００３１】
したがって、本発明によれば、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を極めて小さくすることができる。
【００３２】
また、本発明において、複数のスライド移動部材のうち少なくとも２つのスライド移動部材を互いに異なる長さに形成したり、複数のスライド移動部材のうち少なくとも２つのスライド移動部材は互いに異種材料の部材としたりすることによって、複数のスライド移動部材を互いに温度変化に対する伸縮量が異なる部材とすることができ、簡単な構成により上記効果を発揮できる。
【００３３】
さらに、本発明において、複数のスライド移動部材は、少なくとも１箇所で分割された分割型スライド移動部材と、分割されていない非分割スライド移動部材とをそれぞれ１つ以上有して、分割型スライド移動部材はその分割された面がアレイ導波路回折格子の使用温度帯内の一部の接触配設温度帯において互いに接触して配設され、他の温度帯においては分割面同士が互いに間隔を介して対向配設される構成によれば、非分割スライド移動部材と分割型スライド移動部材とを組み合わせることにより、アレイ導波路回折格子の使用温度帯内の複数の各温度帯において分離スラブ導波路のスライド移動量を的確に調整でき、該スライド移動量を温度変化に対して変化する温度依存低減量と成すことができる。
【００３４】
さらに、非分割スライド移動部材と分割型スライド移動部材とを有する本発明の構成において、接触配設温度帯が互いに異なる温度帯の分割型スライド移動部材が複数設けられ、各分割型スライド移動部材の接触配設温度帯における伸縮量と非分割スライド移動部材の伸縮量とに応じて、アレイ導波路回折格子の使用温度帯内の複数の各温度帯における温度変化に対応する分離スラブ導波路のスライド移動量を互いに異なる移動量とする構成によれば、アレイ導波路回折格子の使用温度帯内の複数の各温度帯において分離スラブ導波路のスライド移動量をより一層的確に調整でき、該スライド移動量を温度変化に対して変化する温度依存低減量と成すことができる。
【００３５】
さらに、本発明において、スライド移動部材は非分割スライド移動部材の第１スライド移動部材と分割型スライド移動部材の、第２と第３スライド移動部材とを有し、アレイ導波路回折格子の使用温度帯における３つの互いに異なる温度帯（第１、第２、第３温度帯）において、それぞれ、第１、第２、第３のスライド移動部材のうち、対応するスライド移動部材の（単独または組み合わせの）伸縮量に応じたスライド移動が行われる構成によれば、アレイ導波路回折格子の使用温度帯内の複数の各温度帯において分離スラブ導波路のスライド移動量をより一層的確に調整でき、該スライド移動量を温度変化に対して変化する温度依存低減量と成すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態例の説明において、これまでの従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。図１には、本発明に係るアレイ導波路回折格子の一実施形態例が模式的な平面図により示されており、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、アレイ導波路回折格子の温度Ｔを互いに異なる温度にしたときの状態により示されている。
【００３７】
これらの図に示されるように、本実施形態例のアレイ導波路回折格子は、図１２に示したアレイ導波路回折格子と同様の回路構成を有し、第１のスラブ導波路３が第１のスラブ導波路３を通る光の経路と交わる交差面の分離面８で分離されて分離スラブ導波路３ａ，３ｂと成しており、また、分離面８と交差する交差面１８と、分離面８とによって、アレイ導波路回折格子がチップ１ａとチップ１ｂとに分離されている。
【００３８】
ただし、本実施形態例では、分離スラブ導波路３ａ，３ｂの少なくとも一方側（ここでは分離スラブ導波路３ａ）を、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減させる方向（矢印Ａまたは矢印Ｂの適宜の方向）に前記分離面８に沿って温度に依存してスライド移動するスライド移動部材７が、複数（ここでは、第１、第２、第３スライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃの３個）設けられている。
【００３９】
各スライド移動部材７（７ａ，７ｂ，７ｃ）は、分離スラブ導波路３ａと光入力導波路２とを有するチップ１ａと、分離スラブ導波路３ｂとアレイ導波路４０とを有するチップ１ｂとに跨る態様で設けられており、それぞれ、一端側がチップ１ａに固定され、他端側がチップ１ｂに固定されている。
【００４０】
例えば、図２（ａ）には、図２（ｂ）の切断線Ｃ−Ｃでアレイ導波路回折格子を切断したときの断面構成が示されており、第３スライド移動部材７ｃは、接続部位１１でチップ１ａ，１ｂにそれぞれ、例えば接着剤等によって接続固定されている。また、この図に示す第３スライド移動部材７ｃと同様の態様で、第１、第２スライド移動部材７ａ，７ｂも、それぞれ、チップ１ａ，１ｂに接続固定されている。
【００４１】
また、本実施形態例のアレイ導波路回折格子は、その光透過中心波長シフトが２０℃において０となるように設計されている。前記各スライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃは、アレイ導波路回折格子の環境温度変化に応じて伸縮し、アレイ導波路回折格子が２０℃を越える温度となると、各スライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃはそれぞれ伸張して分離スラブ導波路３ａを矢印Ａ方向に移動する。また、アレイ導波路回折格子が２０℃未満となると、各スライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃはそれぞれ収縮して分離スラブ導波路３ａを矢印Ｂ方向に移動する。
【００４２】
３つのスライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃのうち、第１スライド移動部材７ａは分割されていない非分割スライド移動部材と成し、第２、第３スライド移動部材７ｂ，７ｃは少なくとも１箇所（ここでは、それぞれ、長手方向中央部の１箇所）で分割された分割型スライド移動部材と成している。
【００４３】
また、３つのスライド移動部材７（７ａ，７ｂ，７ｃ）は、互いに異なる長さに形成されており、第１スライド移動部材７ａの長さはＬ１、第２スライド移動部材７ｂの分割されていない状態での長さはＬ２、第３スライド移動部材７ｃの分割されていない状態での長さはＬ３であり、Ｌ３＜Ｌ１＜Ｌ２と成している。
【００４４】
本実施形態例では、このように、第１、第２、第３スライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃの長さを互いに異なる長さに形成することによって、各スライド移動部材７（７ａ，７ｂ，７ｃ）は、互いに温度変化に対する伸縮量が異なる部材により形成されている。
【００４５】
また、各スライド移動部材７（７ａ，７ｂ，７ｃ）は、アレイ導波路回折格子の使用温度帯内の互いに異なる温度帯に対応して前記分離スラブ導波路３ａを移動する構成と成している。なお、ここで、互いに異なる温度帯とは、共通の温度帯を含むものであってもよいし、共通の温度帯を含まない温度帯でもよい。
【００４６】
例えば、本実施形態例において、アレイ導波路回折格子の使用温度帯は−４０℃〜８５℃としており、第１スライド移動部材７ａは−４０℃〜８５℃の温度帯に対応して前記分離スラブ導波路３ａを移動する構成と成し、第２スライド移動部材７ｂは５０℃〜８５℃の温度帯に対応して前記分離スラブ導波路３ａを移動する構成と成し、第３スライド移動部材７ｃは−４０℃〜２０℃の温度帯に対応して前記分離スラブ導波路３ａを移動する構成と成している。つまり、本実施形態例においては、互いに異なる温度帯とは、共通の温度帯を含むものである。
【００４７】
また、本実施形態例では、第１スライド移動部材７ａを非分割スライド移動部材とし、第２、第３スライド移動部材７ｂ，７ｂを分割型スライド移動部材とし、以下のように構成することにより、上記のように、第１、第２、第３スライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃにより移動する温度帯が互いに異なる温度帯になるようにしている。
【００４８】
つまり、分割型スライド移動部材である第２、第３スライド移動部材７ｂ，７ｃは、それぞれ、その分割された面９ｂ，９ｃが、アレイ導波路回折格子の使用温度帯内の一部の接触配設温度帯において互いに接触して配設され、他の温度帯においては分割面９ｂ同士や分割面９ｃ同士が互いに間隔を介して対向配設されるように構成されるものであり、本実施形態例において、第２スライド移動部材７ｂと第３スライド移動部材７ｃとは、接触配設温度帯が互いに異なる温度帯の分割型スライド移動部材である。
【００４９】
具体的には、第２スライド移動部材７ｂは、アレイ導波路回折格子の使用温度帯（ここでは、−４０℃〜８５℃）のうち、高温側に設定される第１温度帯（５０℃以上）を接触配設温度帯とし、第３スライド移動部材７ｃは、アレイ導波路回折格子の使用温度帯のうちの、前記第１温度帯よりも温度間隔を介して低温側に設定される第３温度帯（２０度以下）を接触配設温度帯とする。なお、各温度帯は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。
【００５０】
そして、本実施形態例では、各分割型スライド移動部材７ｂ，７ｃの接触配設温度帯における伸縮量と非分割スライド移動部材７ａの伸縮量とに応じて、アレイ導波路回折格子の使用温度帯内の、以下に述べる第１、第２、第３の複数の各温度帯における温度変化に対応する分離スラブ導波路３ａのスライド移動量を互いに異なる移動量とし、それにより、複数のスライド移動部材７（７ａ，７ｂ，７ｃ）の、温度変化に対応する伸縮量による、前記分離スラブ導波路３ａのスライド移動量が、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するように温度変化に対して変化する温度依存低減量と成していることを特徴とする。
【００５１】
具体的には、前記第１温度帯においては、第１スライド移動部材７ａと第２スライド移動部材７ｂとの伸縮量に応じたスライド移動が行われ、前記第１温度帯と前記第３温度帯との間の第２温度帯では、第１スライド移動部材７ａの伸縮量のみに応じたスライド移動が行われ、第３温度帯では第１スライド移動部材７ａと第３スライド移動部材７ｃとの伸縮量に応じたスライド移動が行われ、それにより、分離スラブ導波路８ａの分離面８に沿ったスライド移動量が、温度変化に対して変化する温度依存低減量と成している。
【００５２】
なお、本出願人は、アレイ導波路回折格子の温度無依存化を実現する検討を行い、このとき、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性（波長シフト量）は、温度変化に対する光透過中心波長のシフト量が、正方向を上にした場合に下に凸の湾曲した変化となることを確認した。そして、スラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面の分離面で分離された分離スラブ導波路をスライド移動することによって、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するためには、この温度特性に対応させて、スライド移動量ｄｘを、例えば図１０に示すように、温度変化に対して変化（図１０の場合には、二次曲線的変化）させればよいことを見出した。
【００５３】
なお、図１０の特性は、１００ＧＨｚ間隔で４２波長の光を合分波するアレイ導波路回折格子について求めた例であり、スライド移動量ｄｘは、温度をＴとしたときに、（数１）の二次関数により表される。
【００５４】
【数１】
2007065562.tif 000003
【００５５】
そして、この検討に基づき、本実施形態例を含む本発明の構成を提案することにしたものであり、本実施形態例では、非分割の第１スライド移動部材７ａと、それぞれ１箇所で分割されて、使用温度帯内の一部の接触配設温度帯においては互いに接触して配設される第２、第３スライド移動部材７ｂ，７ｃとを設け、これらのスライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃによって、分離スラブ導波路３ａを分離面８に沿って移動することにして、前記の如く、前記分離スラブ導波路３ａの分離面８に沿ったスライド移動量を、前記の如く変化する温度依存低減量（例えば、図１０に対応する値）としている。
【００５６】
したがって、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を効率的に低減することができる。
【００５７】
以下に、本実施形態例のアレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減する動作について具体的に述べ、その効果について言及する。
【００５８】
図１（ａ）に示すように、前記第１温度帯と前記第３温度帯との間の第２温度帯では、第２スライド移動部材７ｂと第３スライド移動部材７ｃとが分割配設されているので、前記第１スライド移動部材７ａの伸縮量にのみ応じたスライド移動が行われる。なお、本実施形態例では、第２温度帯の温度をＴ２とすると、２０℃＜Ｔ２＜５０℃となり、第２温度帯は、２０℃より高い温度帯であるので、第１スライド移動部材７ａは伸張し、分離スラブ導波路３ａは、スライド移動部材７ａの伸張量に応じて、図１の矢印Ａ方向に温度に依存して移動する。
【００５９】
また、前記第１温度帯では、例えば図１（ｂ）に示すように、第２スライド移動部材７ｂが接触配設される。そのため、この第２スライド移動部材７ｂと、元々分割されていない第１スライド移動部材７ａとの伸縮量に応じたスライド移動が行われる。なお、第１温度帯においては、第３スライド移動部材７ｃは分割面９ｃ同士が間隔を介して分離配設されているので、分離スラブ導波路３ａの移動に関与しない。
【００６０】
また、第１温度帯の温度をＴ１とすると、本実施形態例では、５０℃≦Ｔ１となり、第１温度帯は、２０℃より高い温度帯であるので、第１スライド移動部材７ａと第２スライド移動部材７ｂは共に伸張し、分離スラブ導波路３ａを図１の矢印Ａ方向に移動する。ここで、第２スライド移動部材７ｂの長さＬ２が第１スライド移動部材７ａの長さＬ１より長いので、温度に対する伸張量は、第２スライド移動部材７ｂの方が第１スライド移動部材７ａより大きく、この第２スライド移動部材７ｂの伸張量の影響によって、分離スラブ導波路３ａは、前記第２温度帯における単位温度毎の移動量よりも大きい単位温度毎の移動量だけ温度に依存してＡ方向に移動する。
【００６１】
一方、前記第３温度帯では、例えば図１（ｃ）に示すように、第３スライド移動部材７ｃが接触配設される。そのため、この第３スライド移動部材７ｃと、元々分割されていない第１スライド移動部材７ａとの伸縮量に応じたスライド移動が行われる。なお、第３温度帯においては、第２スライド移動部材７ｂは分割面９ｂ同士が間隔を介して分離配設されているので、分離スラブ導波路３ａの移動に関与しない。
【００６２】
本実施形態例では、第３温度帯の温度をＴ３とすると、２０℃≧Ｔ３となり、第３温度帯は、２０℃以下の温度帯であるので、第１スライド移動部材７ａと第３スライド移動部材７ｃは共に収縮し、分離スラブ導波路３ａを図１の矢印Ｂ方向に移動する。
【００６３】
ここで、第３スライド移動部材７ｃの長さＬ３が第１スライド移動部材７ａの長さＬ１より短いので、温度に対する収縮量（ここでは温度が低くなるにつれて収縮する量）は、第３スライド移動部材７ｃの方が第１スライド移動部材７ａより小さく、この第３スライド移動部材７ｃの収縮量の影響によって、分離スラブ導波路３ａの矢印Ｂ方向への移動量が小さく抑えられ、第１スライド移動部材７ａ単独による移動の場合よりもその移動量は小さくなる。
【００６４】
なお、２０度以下の温度帯であっても、その温度帯において、温度が上昇する場合（例えば０℃から２０℃に変化する場合に）は、上昇前の温度を基準とすると（例えば０℃を基準とすると）、第１、第３スライド移動部材７ａ，７ｃは共に伸張し、分離スラブ導波路３ａは基準とした位置から矢印Ａ方向に移動する。ただし、この場合も、第３スライド移動部材７ｃの伸張量は第１スライド移動部材７ａの伸張量より小さく、この影響を受けて、温度上昇に伴って分離スラブ導波路３ａを矢印Ａ方向に移動する単位温度毎の移動量は、第１スライド移動部材７ａ単独の時に比べて小さくなる。
【００６５】
以上の動作によって、つまり、上記のように、第１、第２、第３スライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｂが使用温度帯内の互いに異なる第１、第２、第３温度帯に対応して前記分離スラブ導波路３ａを移動することによって、本実施形態例では、前記の如く、分離スラブ導波路３ａのスライド移動量を、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するように温度変化に対して変化する温度依存低減量とすることができる。
【００６６】
したがって、本実施形態例では、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性、つまり、温度変化に対する光透過中心波長のシフト量が、正方向を上とした場合に下に凸の湾曲した、例えば二次曲線的な変化となる温度依存性を、前記スライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃによる、二次曲線的なスライド移動量によって効率的に低減できる。
【００６７】
また、本実施形態例によれば、複数のスライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃの長さを互いに異なる長さに形成することにより、これらのスライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃを互いに温度変化に対する伸縮量が異なる部材とすることができ、簡単な構成により上記効果を発揮できる。
【００６８】
さらに、本実施形態例によれば、複数のスライド移動部材のうち、２つのスライド移動部材７ｂ，７ｃは１箇所で分割された分割型スライド移動部材と成し、１つのスライド移動部材７ａは分割されていない非分割スライド移動部材と成しており、分割型スライド移動部材７ｂ，７ｃはその分割された面９ｂ，９ｃがアレイ導波路回折格子の使用温度帯内の互いに異なる一部の接触配設温度帯において互いに接触して配設され、他の温度帯においては分割面９ｂ同士や分割面９ｃ同士が互いに間隔を介して対向配設されるので、上記のように、アレイ導波路回折格子の使用温度帯内の複数の各温度帯において分離スラブ導波路３ａのスライド移動量を的確に調整でき、該スライド移動量を温度変化に対して変化する温度依存低減量と成すことができる。
【００６９】
（実施例）
以下に、上記実施形態例の実施例について説明する。この実施例は、図１に示した平面構成を有しており、シリコンの基板２１上に、火炎加水分解法、フォトリソグラフィー、反応性イオンエッチングにより石英系ガラスで構成される光入力導波路２、第１のスラブ導波路３、アレイ導波路４、第２のスラブ導波路５、光出力導波路６を有する回路構成の、100GHz-32chガウシアンタイプのアレイ導波路回折格子のチップを作製し、次にダイシング装置により第１のスラブ導波路３を切断分離し、スライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃを設けて形成したものである。
【００７０】
表１にアレイ導波路回折格子の回路パラメータを示す。なお、チャンネルスペーシングは合分波間隔である。
【００７１】
【表１】
2007065562.tif 000004
【００７２】
第１スライド移動部材７ａとして銅板（線膨張係数１．７×１０−５）を用いて、切断後のアレイ導波路回折格子チップ同士を接続した。このとき、第１スライド移動部材７ａの長さＬ１は、次式（数２）の温度変化ｄＴによる中心波長変化ｄλと、必要な焦点位置の補正量ｄｘの関係により計算して決定した。
【００７３】
【数２】
2007065562.tif 000005
【００７４】
ここで、Ｌｆはスラブ導波路の焦点距離、ΔＬはアレイ導波路の光路長差、ｎｓはスラブ導波路の実効屈折率、ｄはスラブ導波路端におけるアレイ導波路の間隔、ｎｇはアレイ導波路の群屈折率、ΔＴは温度変化である。
【００７５】
回路パラメータと上式（数２）より、Ｌ１は１６．２ｍｍと計算される。
【００７６】
ここで、比較のために、スライド移動部材７ｂ，７ｃを設けずに、スライド移動部材７ａのみを設けたアレイ導波路回折格子について、その光透過中心波長の温度変動を測定した。図５に、その測定結果を示す。同図から明らかなように、温度範囲−５℃から７０℃において、約±０．０１５ｎｍ程度の温度依存性が生じている。
【００７７】
続いて、本実施例の構成となるように、つまり、図１に示したように、スライド移動部材７ａの隣にスライド移動部材７ｂ，７ｃを接続した。ここで、スライド移動部材７ｂ，７ｃの長さＬ２、Ｌ３は、それぞれ１９．４ｍｍと１３．０ｍｍmとした。また、第２スライド移動部材７ｂは、その分離面９ｂ同士が隙間無く当接するように、５０℃でアレイ導波路回折格子チップと接続した。一方、第３スライド移動部材７ｃは、その分離面９ｃ同士が隙間無く当接するように、２０℃でアレイ導波路回折格子チップと接続した。
【００７８】
図３、図４に本実施例の温度特性を示す。温度範囲−５℃から７０℃において、約±０．００５ｎｍ以下の温度依存性（図４参照）実現することができた。また、−４０℃から８５℃の温度範囲においても、中心波長変動±０．０１５ｎｍ以下を実現することができていることが分かる（図３参照）。このように、本実施例によって、上記実施形態例の効果が確認できた。
【００７９】
なお、本発明は、上記実施形態例およびその実施例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、複数配設されるスライド移動部材７の配設数は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものであり、２つでもよいし、４つ以上でもよい。例えば図６には、５つのスライド移動部材７を設けた例が示されており、上記実施形態例に示したスライド移動部材７ｂ，７ｃをそれぞれ幅方向に２分割してスライド移動部材７ａの両側に並設している。このような構成とすると、スライド移動部材７ａの伸縮時に回転モーメントが発生しにくくなる構成となり、好ましい。
【００８０】
また、上記実施形態例では、スライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃの長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３の関係を、L３＜L１＜L２としたが、スライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃの長さは適宜設定されるものである。
【００８１】
例えば、３つのスライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃを互いに異種材料の部材により形成することによって、図７に示すように、スライド移動部材７ａ，７ｂ，７ｃの長さを互いに等しい長さとしても互いに温度変化に対する伸縮量が異なる部材とすることができる。なお、同図に示す例は、スライド移動部材７ａを銅により、スライド移動部材７ｂをアルミニウムにより、スライド移動部材７ｃをステンレスによりそれぞれ形成した例であり、それにより、各スライド移動部材７の温度に対する伸縮量は、スライド移動部材７ｂ＞スライド移動部材７ａ＞スライド移動部材７ｃの順にしている。
【００８２】
さらに、複数のスライド移動部材７は、互いに温度変化に対する伸縮量が異なる部材とすれば、その配設数、長さ、厚み、素材、形状等は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。
【００８３】
さらに、スライド移動部材７の接続位置は限定されるものでなく、適宜設定されるものであり、スライド移動部材７は、アレイ導波路回折格子の分割された部分（チップ１ａ，１ｂ）に各々接続されて分離スラブ導波路を適切にスライド移動できる態様と成していればよい。
【００８４】
さらに、上記実施形態例では、スライド移動部材７ｂ，７ｃは中央部の面９ｂ，９ｃで２つに分割されていたが、スライド移動部材７ｂ，７ｃの分割位置は特に限定されることはなく、どの部分（位置）で分割されていてもよいし、分割数も２分割とは限らず、３分割以上でもよい。
【００８５】
さらに、本実施形態例では、スライド移動部材７ｂ，７ｃは、図２に示すような断面構成にしたが、スライド移動部材７ｂ，７ｃ等の分割型スライド移動部材の断面構成は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものであり、例えば図８（ａ）に示す断面構成であってもよい。なお、図８（ａ）は、図８（ｂ）のＣ−Ｃ断面図であり、図８（ａ）において、第３スライド移動部材７ｃは、接続部位１１でチップ１ａ，１ｂにそれぞれ接続されており、符号１２で示す非接続部位においては接続されていない。また、第２スライド移動部材７ｂも同様の態様で接続されている。
【００８６】
さらに、複数のスライド移動部材７の配置形態は、図９に示す構成とすることもできる。つまり、スライド移動部材７の配置形態は、例えば枠形状の第１スライド移動部材７ａの内側に、第２スライド移動部材７ｂと第３スライド移動部材７ｃを配置するといったような配置形態としてもよい。ここで、図９（ｂ）は、この実施形態例の平面図、図９（ａ）は、図９（ｂ）のＣ−Ｃ断面図であり、第２、第３スライド移動部材７ｂ，７ｂは、共に、第１スライド移動部材７ａの内側に挿入もしくは、その両端側が固定されている。なお、図９のような態様でスライド移動部材７を設ける場合、例えば第１スライド移動部材７ａを、その長手方向に波状に変化する曲面を有するように形成すると、固定部位１１での負荷がかからないので好ましい。
【００８７】
なお、図９に示す例は、スライド移動部材７ａを銅により、スライド移動部材７ｂをアルミニウムにより、スライド移動部材７ｃをステンレスによりそれぞれ形成した例を示しているが、これらのスライド移動部材７の材質は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、その数も、２つでも、４つ以上でもよい。
【００８８】
さらに、上記実施形態例では、アレイ導波路回折格子の温度変化に対する光透過中心波長のシフト量が、正方向を上とした場合に下に凸の湾曲した二次曲線的な変化となる温度依存性を有し、この温度依存性に対応させて、複数のスライド移動部材７の温度変化に対応する伸縮量による分離スラブ導波路３ａのスライド移動量がアレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するように温度変化に対して変化する温度依存低減量と成したが、スライド移動部材７による分離スラブ導波路のスライド移動量は適宜決定されるものである。つまり、本発明は、複数のスライド移動部材７を設けることにより、アレイ導波路回折格子の温度依存性が直線的もしくは二次曲線的な変化の場合においても、それ以外であっても、その変化に対応してアレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するように、分離スラブ導波路のスライド移動量を温度変化に対して変化する温度依存低減量と成すことができる。
【００８９】
さらに、上記実施形態例では、第１のスラブ導波路３を分離して分離スラブ導波路３ａ，３ｂとしたが、第２のスラブ導波路５側を分離してもよいし、第１と第２のスラブ導波路３，５を分離してもよい。また、スライド移動部材７は、分離スラブ導波路の一方を分離面に沿ってスライド移動してもよいが、両方を分離面に沿ってスライド移動してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明に係るアレイ導波路回折格子の一実施形態例を、その動作と共に模式的に示す説明図である。
【図２】上記実施形態例の断面構成を説明するための図である。
【図３】上記実施形態例の一実施例の−４０℃から８５℃までの光透過中心波長温度依存性を示すグラフである。
【図４】上記実施形態例の一実施例の−５℃から約７０℃までの光透過中心波長温度依存性を示すグラフである。
【図５】１つのスライド移動部材のみを有する温度無依存型のアレイ導波路回折格子の光透過中心波長温度依存性の例を示すグラフである。
【図６】本発明に係るアレイ導波路回折格子の別の実施形態例を平面図により模式的に示す説明図である。
【図７】本発明に係るアレイ導波路回折格子のさらに別の実施形態例を平面図と断面図とにより模式的に示す説明図である。
【図８】本発明に係るアレイ導波路回折格子のさらにまた別の実施形態例を平面図と断面図とにより模式的に示す説明図である。
【図９】本発明に係るアレイ導波路回折格子のさらにまた別の実施形態例を平面図と断面図とにより模式的に示す説明図である。
【図１０】アレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を効率的に低減できる温度に対応したスライド移動量の例を示すグラフである。
【図１１】アレイ導波路回折格子の構成例を示す斜視説明図である。
【図１２】従来提案された温度無依存型のアレイ導波路回折格子の例を示す平面説明図である。
【図１３】従来提案された温度無依存型のアレイ導波路回折格子の光透過中心波長の温度依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９１】
２    光入力導波路
３    第１のスラブ導波路
４    アレイ導波路
５    第２のスラブ導波路
６    光出力導波路
７，７ａ，７ｂ，７ｃ    スライド移動部材
８    分離面
２１  基板
【図１】
2007065562.tif 000006
【図２】
2007065562.tif 000007
【図３】
2007065562.tif 000008
【図４】
2007065562.tif 000009
【図５】
2007065562.tif 000010
【図６】
2007065562.tif 000011
【図７】
2007065562.tif 000012
【図８】
2007065562.tif 000013
【図９】
2007065562.tif 000014
【図１０】
2007065562.tif 000015
【図１１】
2007065562.tif 000016
【図１２】
2007065562.tif 000017
【図１３】
2007065562.tif 000018