(57)【要約】【課題】振動面が互いに直交する２つの偏光について、中心波長における温度特性を調整して、同一温度において同一の中心波長を得る。【解決手段】光導波路は、光導波路の内部に残留応力を持たせることによって、光導波路の共振波長の温度無依存化を図り、また、光導波路を伝播する直交する偏光の共振波長の温度特性が異なることを用い、温度制御を行うことによって両偏光の共振波長差を制御して共振波長の偏光無依存化依を図る。さらに、この温度無依存存化および偏光無依存化において、コアに紫外線を照射することによって共振波長をトリミングし、共振波長を所望の波長に制御する。【選択図】図４
2009053425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッド上にコアを形成して成る光導波路を有する波長フィルタの形成方法において、
前記光導波路に内部応力を付与することによって、振動面が互いに直交する２つの偏光の少なくとも一方の偏光の中心波長の温度依存性を制御して、２つの偏光の温度係数を異ならせる温度依存性制御工程と、
前記光導波路に紫外線を照射することによって前記波長フィルタの中心波長を制御する中心波長制御工程と、
前記光導波路の温度を制御することによって前記光導波路を伝播する振動面が互いに直交する偏光間の中心波長差を制御する中心波長差制御工程とを含むことを特徴とする、光導波路波長フィルタの形成方法。
【請求項２】
クラッド上にコアを形成して成る光導波路を有する波長フィルタの形成方法において、
前記光導波路に内部応力を付与することによって、振動面が互いに直交する２つの偏光の少なくとも一方の偏光の中心波長の温度依存性を制御して、２つの偏光の温度係数を異ならせる温度依存性制御工程と、
前記光導波路に紫外線を照射することによって前記波長フィルタの中心波長を制御する中心波長制御工程とを含むことを特徴とする、光導波路波長フィルタの形成方法。
【請求項３】
クラッド上にコアを形成して成る光導波路を有する波長フィルタの形成方法において、
前記光導波路に紫外線を照射することによって前記波長フィルタの中心波長を制御する中心波長制御工程と、
前記光導波路の温度を制御することによって前記光導波路を通過する振動面が互いに直交する偏光間の中心波長差を制御する中心波長差制御工程とを含むことを特徴とする、光導波路波長フィルタの形成方法。
【請求項４】
前記コアはＳｉＯＮであることを特徴とする、請求項１から３の何れか一つに記載の光導波路波長フィルタの形成方法。
【請求項５】
前記温度依存性制御工程は、ＳｉＯ2のクラッド上にＰＥ−ＣＶＤによりＳｉＯＮのコアを生成することにより内部応力を有した光導波路を形成し、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の少なくとも一方の中心波長の温度依存性を制御することを特徴とする、請求項１又は２に記載の光導波路波長フィルタの形成方法。
【請求項６】
前記中心波長制御工程は、前記波長フィルタのＴＥ偏光とＴＭ偏光の少なくとも一方の中心波長を所定波長に調整することを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の光導波路波長フィルタの形成方法。
【請求項７】
前記中心波長差制御工程は、波長フィルタのＴＥ偏光の中心波長温度特性とＴＭ偏光の中心波長の温度特性が交差する交差点に向けて温度制御することにより、ＴＥ偏光の中心波長とＴＭ偏光の中心波長との波長差を低減させることを特徴とする請求項１又は３の何れか一つに記載の光導波路波長フィルタの形成方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか一つに記載される形成方法によって形成されることを特徴とする光導波路波長フィルタ。
【請求項９】
クラッド上にコアを形成して成る光導波路を有する波長フィルタにおいて、
前記波長フィルタは、振動面が互いに直交する２つの偏光の中心波長の温度依存性において互いに異なる温度係数を有し、
前記波長フィルタの中心波長は、紫外線照射によって所定波長に制御され、
前記光導波路の温度を制御することによって前記光導波路を伝播する直交する偏光間の中心波長差を制御する温度制御手段を備えることを特徴とする、光導波路波長フィルタ。
【請求項１０】
前記コアはＳｉＯＮであることを特徴とする、請求項９に記載の光導波路波長フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路波長フィルタに関し、特に、光導波路波長フィルタの中心波長の特性を所望特性とする光導波路波長フィルタの形成方法、および所望の中心波長の特性を有する光導波路波長フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
波長によって光経路を制御するフォトニックネットワークには、Add/Dropフィルタが不可欠である。このAdd/Dropフィルタとして、クラッド上にコアを積層して形成される積層マイクロリング共振器が提案されている。この積層マイクロリング共振器は、入力側光導波路および出力側光導波路（ここでは両者を併せてバスラインと呼ぶ）を下層のクラッドに互いに交差するように埋め込み、その交差部においてリング共振器を積層する。
【０００３】
この光導波路波長フィルタをはじめとして一般の光導波路型波長フィルタでは、波長フィルタの中心波長が温度によって変動しないという温度無依存性（アサーマル）や、波長フィルタの中心波長が偏光方向によって変動しないという偏光無依存性が求められている。
【０００４】
光通信においてマイクロリング共振器フィルタを含めた波長フィルタなどの光導波路デバイスは温度依存性を有していることが知られている。例えば、一般的に波長フィルタなどは温度依存性を有しており、温度変化に伴ってフィルタ特性が変化する。半導体で製作した波長フィルタの温度依存性は０．１［ｎｍ／Ｋ］程度であり，石英系においても０．０１［ｎｍ／Ｋ］程度の温度依存性がある。
【０００５】
シングルモードファイバの低損失波長帯である１．５５μｍ帯の４０〜１００ｎｍの波長帯域に、光信号を０．８ｎｍ（１００ＧＨｚ）あるいは０．４ｎｍ（５０ＧＨｚ）の狭い波長間隔で３２波〜１６０波多重化する高密度波長分割多重方式（Dense Wavelength Division Multiplexing: DWDM）では、光信号を前記した狭い波長間隔で通信を行っており、光通信システムでは約８０℃〜１００ ℃の温度範囲での安定動作が要求されるので、温度依存性は非常に大きな問題である。
【０００６】
一般に，干渉あるいは共振を利用した波長フィルタとしてファブリ・ペロー型共振器、分布帰還型共振器、マッハツェンダー干渉計型フィルタ、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）型波長フィルタ等が知られているが、これらの中心波長λoは光路長Ｓの温度依存性のために変化する。
【０００７】
中心波長λoはいずれの種類のフィルタの場合も次式のようになる。
【０００８】
λo＝ｎeqＬ／Ｎ
【０００９】
ただし、Ｌは光導波路の長さ（マッハツェンダー型やＡＷＧ型では光路の長さの差）であり、ｎeq（＝β／κo）は等価屈折率、Ｎは共振（あるいは干渉）次数である。この式を用いて中心波長λoの温度依存性を求めると次式が得られる。
【００１０】
ｄλo／ｄＴ＝（１／Ｌ）・（ｄＳ／ｄＴ）・（λo／ｎeq）
【００１１】
ここで、上記式中の（１／Ｌ）・（ｄＳ／ｄＴ）は「光路長温度係数」と呼ばれる値である。この式は、フィルタの中心波長の温度依存性は光路長温度係数に比例していることを表している。例えば，中心波長λo＝１．５５μｍの場合、ガラス光導波路や半導体光導波路の光路長温度係数は（１／Ｌ）・（ｄＳ／ｄＴ）≒１０-4〜１０-5［１／Ｋ］程度であるので、中心波長の温度依存性はｄλo／ｄＴ≒０．０１〜０．１［ｎｍ／Ｋ］程度となる。
【００１２】
このことから、高密度な波長多重光通信を実用化するためには、この光路長の温度依存性が非常に大きな問題となる。現在、素子加熱によって温度を一定に保つことにより温度に対してフィルタ特性の無依存化がなされているが、コストおよび省電力化の点で不利である。
【００１３】
そこで、波長フィルタを温度無依存化する方法として，屈折率温度係数が負の材料を導波路の一部に挿入する方法（非特許文献１）や， dn/dTの異なる材料を用いる方法（非特許文献２，３）、一般の誘電体導波路材料がdn/dT＞０に対してdn/dT＜０であるポリマー材料を用いる方法（非特許文献４）などが提案されている。また、本出願の発明者は、光導波路に応力分布を持たせることによって光導波路の中心波長の温度無依存化を図る光導波路を提案している（特許文献１、非特許文献５）。
【００１４】
また、偏光は光導波路中を伝播する間に楕円偏光になるため、波長フィルタの中心波長に偏光依存性がある場合には、偏光によって中心波長にずれが生じてクロストークが発生するという問題があり、高密度波長多重用合分波器では、偏光無依存性が求められている。高屈折差光導波路ではコア断面のアスペクト比制御によって偏光無依存化が図られるが、この偏光無依存化の条件は、光導波路の製作における許容範囲が小さいという問題がある。
【００１５】
また、コアに溝を形成してλ/2板を挿入することによって、偏光無依存化を図ることも提案されているが、デバイスサイズを小型化することが困難であるという問題がある。
【００１６】
これに対して、本出願の発明者は、上記した応力制御を用いた温度無依存化あるいは温度依存性の低減化（特許文献１）をマイクロリング共振器に適用した場合、その共振波長の温度依存性が入射偏光によって大きく異なることを利用して、温度制御によりマイクロリング共振器の偏光無依存化を図ることについて提案している（非特許文献６）
【００１７】
【非特許文献１】Y.Inoue, A.Kaneko, F.Hanawa, H.Takahashi, K.Hattori, and S.Sumida, ”Athermal silica-based arrayed-waveguide grating multiplexer,” Electron. Lett., vol.33, no.23, pp.1945-1947 (1997)
【非特許文献２】H.Tanobe, et al., ”A Temperature Insensitive InGaAsInP Optical Filter.”IEEE Phton. Technol. Lett., vol.8, no.11, pp.1489-1491 (1998)
【非特許文献３】H.Tanobe, et al., ”Temperature Insensitive Arrayed Waveguide Grating on InP Substrates,”IEEE Phton. Technol. Lett., vol.10. no.2, pp.235-237 (1998)
【非特許文献４】Y.Kokubun, N.Funato, and M.Takizawa,”Athermal waveguides for temperature independent lightwave devices,”IEEE Photonics Technol. Lett., vol.5, no.11, pp.1297-1300 (Nov.1993)
【非特許文献５】N.Zaizen, N.Kobayashi, Y.Kokubun, "Athermal microring resonator filter by stress control", MOC’06, Seoul, G-3(pp.200-201), Sep. 2006
【非特許文献６】小林直樹，財前宣浩，國分泰雄，“応力と温度制御を用いたマイクロリング共振器フィルタの偏光無依存化”, 第５４回応用物理学関係連合講演会,  27p-SG-8，（2007年3月27日）
【特許文献１】特願２００６−０７１７３０
【特許文献２】特開２００４−２６４６１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
光導波路波長フィルタでは、上記した応力制御を用いたマイクロリング共振器フィルタの共振波長温度依存性の制御（非特許文献５）や、応力と温度制御を用いたマイクロリング共振器フィルタの偏光無依存化（非特許文献６）によって、高屈折率差光導波路を用いた微小デバイスに対して温度無依存化および偏光無依存化が提案されているが、実際のマイクロリング共振器フィルタの製作では、フォトマスクの作製分解能やコア膜厚の不均一性等に起因する作製誤差によって共振波長が設計値からずれる場合がある。
【００１９】
本出願の発明者は、この共振波長を所定値に合わせるために、ＵＶ感光性ポリマーをクラッドに用いたトリミング方法を提案し、さらに、経時変化の少ない安定した共振波長トリミングとして、Ｔa2Ｏ5−ＳiＯ2をコアに用いた波長フィルタを用い、このコアに水素ローディングを行った後、コアに紫外線を照射して導波モードの等価屈折率を変化させることで共振波長をトリミングする方法を提案している（特許文献２）。
【００２０】
しかしながら、上記した文献に示される共振波長トリミングにおいて用いるＴa2Ｏ5−ＳiＯ2のコアでは、紫外線照射によるトリミング効果が小さいという課題がある。
【００２１】
光導波路波長フィルタでは、光導波路波長フィルタの中心波長の温度無依存化や偏光無依存化が求められる他に、中心波長を所定の波長に効率的にトリミングすることが求められている。
【００２２】
より詳細には、光導波路を通過する、振動面が互いに直交する２つの偏光について、中心波長における温度特性を同一の波長で調整することが求められ、さらに、温度無依存化や偏光無依存化が求められ、また、その中心波長を所定の波長に効率的にトリミングすることが求められる。
【００２３】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、振動面が互いに直交する２つの偏光について、中心波長における温度特性を調整して、ある温度において同一の中心波長を得ることを目的とする。
【００２４】
さらに、振動面が互いに直交する２つの偏光について、中心波長における温度特性を調整して、少なくとも一方の偏光に対する温度無依存化や、偏光無依存化を行うことを目的とし、また、その中心波長を所定の波長に効率的にトリミングすることを目的とする。
【００２５】
また、光導波路形波長フィルタの中心波長の温度無依存化や偏光無依存化と、中心波長の大きなトリミング効果の両方を得ることができる光導波路波長フィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の光導波路は、光導波路の内部に残留応力を持たせることによって、光導波路型波長フィルタを通過する、振動面が互いに直交する２つの偏光について、何れか一方の偏光の中心波長における温度特性を調整して、ある温度において同一の中心波長を得る。
【００２７】
中心波長の温度特性の調整によって、光導波路型波長フィルタの振動面が互いに直交する偏光（ＴＥ偏光およびＴＭ偏光）の少なくとも一方の偏光の中心波長の温度無依存化を図ることができる。また、光導波路を伝播する、振動面が互いに直交する偏光の中心波長の温度特性が異なることを利用して、温度制御を行うことによって両偏光の中心波長差を制御して中心波長の偏光無依存化を図る。
【００２８】
さらに、この温度無依存存化および偏光無依存化において、コアに紫外線を照射することによって中心波長をトリミングし、中心波長を所望の波長に制御する。
【００２９】
中心波長のトリミングは、一つの光導波路波長フィルタに一方の偏光の温度無依存存化と偏光無依存化の両無依存化を適用したものに適用する他に、温度無依存化および偏光無依存化に対してそれぞれ単独で適用してもよい。
【００３０】
温度無依存化において、本出願の発明者は、材料固有の屈折率の温度係数が正のコアおよびクラッドを有する光導波路において、導波路材料のｄｎ／ｄＴが正である誘電体系では、中心波長λoの温度依存性ｄλo／ｄＴは正となって通常はレッドシフトするが、内部応力を有する光導波路ではブルーシフトすることを見出した。ブルーシフトは中心波長λoの温度依存性ｄλo／ｄＴが負であることを意味している。
【００３１】
また、本出願の発明者は、コア材料としてＳｉＯＮを用いて、ＰＥ−ＣＶＤ法によってクラッド上にＳｉＯＮのコアを有する光導波路型波長フィルタを生成したとき、中心波長は温度上昇に伴ってブルーシフトし、中心波長λoの温度依存性ｄλo／ｄＴが負となることを見出した。
【００３２】
本発明の光導波路は、材料固有の屈折率の温度係数が正のコアおよびクラッドを有する光導波路であり、コアは、膜厚方向に、コアとクラッドとを跨ぐ光導波路の導波モードの等価屈折率の温度係数を負にする応力分布を持つ。光導波路の導波モードの等価屈折率の温度係数は、この応力分布による負の温度係数と、コアおよびクラッドの材料に固有の正の屈折率温度係数とにより定まる。
【００３３】
光導波路に応力分布を持たせる態様として、本発明の光導波路は、クラッド上にコアを成膜して生成する。クラッド上にＳｉＯＮのコアを化学的気相成長法によって成膜生成すると、基板の線膨張係数と光導波膜の線膨張係数の差や成膜時の条件（成膜温度，投入電力，圧力など）および膜厚等に依存してコアの膜厚方向に応力分布が発生する。
【００３４】
本出願の発明者は、内部応力により温度依存性が影響を受けること、内部応力は温度依存性を負の方向に影響を与えること、強い内部応力によって正の温度係数を負の温度係数に変えること、および振動面を異にする偏光は、内部応力による温度係数への影響の大きさに差異があること等を見出した。
【００３５】
本発明は、これらに知見に基づいて、振動面を異にする偏光の少なくとも一方の偏光に対して、内部応力によって温度依存性を変えることで、二つの偏光の温度係数を異ならせて中心波長の温度依存性を調整する。
【００３６】
例えば、正の温度係数の大きさの調整、正の温度係数から負の温度係数への変更、あるいは負の温度係数の大きさの調整を行うことができる。
【００３７】
一般に、内部応力を有していない場合には、各偏光の中心波長にずれがあり、それぞれの偏光に対する中心波長の温度依存性は、ほぼ同じ大きさの温度係数を有している。この場合には、各偏光の中心波長について、同一温度において同一の中心波長を得るように調整することは困難である。
【００３８】
これに対して、本発明によれば、内部応力によって、振動面を異にする偏光の少なくとも一方の偏光の温度依存性を変え、これによって、振動面が互いに直交する偏光（ＴＥ偏光およびＴＭ偏光）の温度係数がほぼ等しい状態から、温度係数が異なる状態に温度特性を変えることができる。温度特性が交差する点では、ある温度において同一の中心波長を得ることが可能となる。
【００３９】
したがって、クラッド上にコアを成膜してなる光導波路において、応力分布によって、コアとクラッドとを跨ぐ光導波路の導波モードの内で、少なくとも一方の偏光について等価屈折率の温度係数を調整し、ある温度において同一の中心波長を得るようにすることができる。
【００４０】
さらに、内部応力の大きさを制御することによって互いの偏光の温度係数の傾きを調整し、温度無依存化を行う他、偏光無依存化を行うことができる。また、その中心波長を所定の波長にトリミングすることで、所望の中心波長において温度無依存化や偏光無依存化を行うことができる。
【００４１】
本発明の光導波路は、クラッド上に成膜したコアの一部をエッチバックすることによってコアの応力分布状態を調整し、これによって、等価屈折率の温度係数を調整することができる。
【００４２】
本発明は、光導波路波長フィルタの形成方法の態様と光導波路波長フィルタの態様の態様とすることができる。
【００４３】
本発明の光導波路波長フィルタの形成方法の態様は、クラッド上にコアを形成して成る光導波路を有する波長フィルタの形成方法であって、各工程の組み合わせによって３つの態様を備える。クラッド上に形成するコアはＳiＯＮを用いることができる。
【００４４】
本発明の光導波路波長フィルタの形成方法の第１の態様は、光導波路に内部応力を付与することによって、振動面が互いに直交する２つの偏光の少なくとも一方の偏光の中心波長の温度依存性を制御する温度依存性制御工程と、光導波路に紫外線を照射することによって波長フィルタの中心波長を制御する中心波長制御工程と、光導波路の温度を制御することによって光導波路を伝播する直交する偏光間の中心波長差を制御する中心波長差制御工程とを含むものである。
【００４５】
第１の態様によれば、温度依存性制御工程によって少なくとも一方の偏光に対して波長フィルタの中心波長の温度依存性を変えて、両偏光はある温度において同一の中心波長を有するようにすることができる。中心波長の温度依存性の傾きは、内部応力によって調整することができる。例えば、温度上昇に伴って中心波長が上昇する正の傾きや、温度上昇に伴って中心波長が下降する負の傾きにおいてその大きさを調整したり、正の傾きから負の傾きに変更したり、あるいは温度依存性の傾きを零とすることができる。
【００４６】
この第１の態様において、少なくとも一方の偏光の中心波長の温度依存性の傾きを零とすることによって温度無依存化することができる。
【００４７】
また、中心波長差制御工程によって波長フィルタを偏光無依存化し、中心波長制御工程によって波長フィルタの中心波長を所定波長に定めることができる。
【００４８】
第１の態様によれば、温度依存性制御工程によって少なくとも一方の偏光に対して波長フィルタを温度無依存化し、中心波長差制御工程によって波長フィルタを偏光無依存化し、中心波長制御工程によって波長フィルタの中心波長を所定波長に定めることができる。
【００４９】
本発明の光導波路波長フィルタの形成方法の第２の態様は、光導波路に内部応力を付与することによって、振動面が互いに直交する２つの偏光の少なくとも一方の偏光の中心波長温度依存性を制御する温度依存性制御工程と、光導波路に紫外線を照射することによって波長フィルタの中心波長を制御する中心波長制御工程とを含むものである。
【００５０】
第２の態様の温度依存性制御工程は、第１の態様と同様に、少なくとも一方の偏光の中心波長の温度依存性の傾きについて、正の傾きの大きさ、負の傾きの大きさ、正の傾きから負の傾きへの変更、および零とすることができる。
【００５１】
第２の態様によれば、温度依存性制御工程によって、少なくとも一方の偏光に対して波長フィルタの中心波長の温度依存性を変えて、両偏光はある温度において同一の中心波長を有するようにすることができる。また、波長フィルタを温度無依存化し、中心波長制御工程によって波長フィルタの中心波長を所定波長に定めることができる。
【００５２】
本発明の光導波路波長フィルタの形成方法の第３の態様は、光導波路に紫外線を照射することによって波長フィルタの中心波長を制御する中心波長制御工程と、光導波路の温度を制御することによって前記光導波路を通過する直交する偏光間の中心波長差を制御する中心波長差制御工程とを含むものである。
【００５３】
第３の態様によれば、中心波長差制御工程によって波長フィルタを偏光無依存化し、中心波長制御工程によって波長フィルタの中心波長を所定波長に定めることができる。
【００５４】
各態様において、温度依存性制御工程は、ＳiＯのクラッド上にＰＥ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）によりＳiＯＮのコアを生成することにより内部応力を有した光導波路を形成する。生成されるコアの内部応力は、クラッドの線膨張係数とコアの線膨張係数の差や成膜時における成膜温度，投入電力，圧力などの成膜条件や膜厚等に依存する。
【００５５】
本発明の中心波長制御工程は、紫外線をコアに照射することによって波長フィルタのＴＥ偏光の中心波長を所定波長に調整する。紫外線の照射による中心波長のシフト量は、照射時間に依存する。
【００５６】
本発明の中心波長差制御工程は、波長フィルタのＴＥ偏光の中心波長温度特性とＴＭ偏光の中心波長温度特性が交差する交差点に向けて温度制御する。ＴＥ偏光の中心波長特性とＴＭ偏光の中心波長特性が交差する交差点付近では、同一温度において、ＴＥ偏光の中心波長とＴＭ偏光の中心波長の波長差は低減され、偏光無依存性が達成される。
【００５７】
本発明の光導波路波長フィルタの態様は、本発明の光導波路波長フィルタの形成方法によって形成される光導波路波長フィルタである。
【００５８】
また、本発明の光導波路波長フィルタの態様は、クラッド上にコアを形成して成る光導波路を有する波長フィルタであり、この波長フィルタは、振動面が互いに直交する２つの偏光の少なくとも一方の偏光の中心波長について負の温度特性を有し、波長フィルタの中心波長は紫外線照射によって所定波長に制御され、光導波路の温度を制御することによって光導波路を伝播する直交する偏光間の中心波長差を制御する温度制御手段を備える。クラッド上に形成するコアはＳiＯＮを用いることができる。波長フィルタは、少なくとも一方の偏光の中心波長についてコアやクラッドの材料が固有に備える正の屈折率温度係数と、内部応力と光弾性効果および基板とコアの線膨張係数差の組み合わせによって、波長フィルタを温度無依存性とすることができる。
【００５９】
また、温度制御手段は、波長フィルタの温度を制御することによって、光導波路を伝播する直交する偏光間の中心波長差を低減して、波長フィルタを偏光無依存性とすることができる。
【発明の効果】
【００６０】
以上説明したように、本発明によれば、振動面が互いに直交する２つの偏光について、中心波長における温度特性を調整して、ある温度において同一の中心波長を得ることができる。
【００６１】
また、本発明によれば、振動面が互いに直交する２つの偏光について、中心波長における温度特性を調整して、温度無依存化や偏光無依存化を行うことができ、また、その中心波長を所定の波長に効率的にトリミングすることができる。
【００６２】
光導波路波長フィルタにおいて、光導波路波長フィルタの中心波長の温度無依存化や偏光無依存化と、中心波長の有効的なトリミング効果とを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
【００６４】
以下、本発明の光導波路をリング共振器に適用した例について説明する。図１は、本発明の光導波路をリング共振器に適用した光導波フィルタを説明するための図である。
【００６５】
図１において、光導波路波長フィルタ１は、Ｓiの基板５上にＳiＯ2のクラッド２を形成し、このクラッド２上にＳiＯＮのリングコア３を備える。また、クラッド２内に、リングコア３との間で光信号の授受を行うバスラインコア４を備える。
【００６６】
リングコア３は、リングコア厚ｔｒ、リングコア幅ｗｒ、リング径Ｒとし、クラッド２上にオーバーエッチｔoeを介在させて備える。また、バスラインコア４は、バスラインコア厚ｔｂ、バスラインコア幅ｗｂとし、リングコア３との間に分離層膜厚ｔsepを挟んで備える。
【００６７】
上記した構成の光導波路波長フィルタ１は、クラッド２と、このクラッド２上において応力分布を有するリングコア３、バスラインコア４とにより構成される。クラッド２は例えばＳiＯ2とし、リングコア３、バスラインコア４はＳiＯＮとする。この構成の光導波路波長フィルタ１において、リングコア３は空気層を上部クラッドとしているが、リングコア３の上層に保護クラッドを設ける構成としてもよい。
【００６８】
クラッド２上にＰＥ−ＣＶＤによって成膜することによって、コア３には膜厚方向に応力分布が生じる。この膜厚方向の内部応力は、コア３とクラッド２とを跨ぐ光導波路の導波モードの等価屈折率の温度係数を負にする。この等価屈折率の温度係数は内部応力に依存し、さらに、この内部応力はコア３の膜厚に依存する。したがって、コア３の膜厚を調整することによって、等価屈折率の温度係数を調整する。
【００６９】
コア３の膜厚調整は、クラッド２上に成膜したコアをエッチバックすることで行うことができる。エッチバックは、例えばイオンエッチングにより行うことができる。イオンエッチングはドライエッチング法の一種で，プラズマ中のイオンを加速、衝突させる物理的なエッチングである。また、ガスを選択して反応性のイオンを用いる反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching:RIE）によって，物理的な反応に加え、化学的な反応をエッチングに関与させることができる。反応性イオンエッチングに用いるガスとしては、例えば、ＳiＯ2やＳiＯＮ等のガラス系材料に対してはＣ2Ｆ6のガスを用いることができる。
【００７０】
また、等価屈折率の温度係数を調整する他の態様として、コアを所定温度に加熱してアニールする方法がある。
【００７１】
応力によって屈折率が変化する現象は、光弾性効果として知られている。通常、誘電体の屈折率温度依存性は正の特性であり、温度上昇に伴って屈折率は増加する。これにより、誘電体導波路波長フィルタの共振波長は正の温度依存性を示し、温度上昇に伴って共振波長は長くなりレッドシフトを示す。
【００７２】
なお、一般に波長フィルタは、マッハツェンダー型やＡＷＧ型等の干渉現象を利用するものや、ファブリ・ペロー共振器やリング共振器等の共振現象を利用するものがあり、これらフィルタの分波波長は一般に中心波長と呼ばれ、共振現象を利用するものについては共振波長と呼ばれている。
【００７３】
ここでは、光導波路をリング共振器に適用した例について説明するため、中心波長に代えて共振波長の用語を用いて説明する。
【００７４】
上記したように、誘電体導波路波長フィルタは応力が無い場合には正の温度依存性を示すのに対して、本願の発明者は、誘電体の導波路波長フィルタに内部応力が存在する場合には、その共振波長が負の温度依存性を示し、温度上昇に伴って共振波長は短くなりブルーシフトを示すことを見出した。
【００７５】
この現象を説明するためのモデルとして、ヤング率が直交する方向の応力によって以下の式で表される非線形モデルを仮定する。この現象は、ストレススティフニングとして知られている。
【００７６】
Ｅx＝（１＋ｋyσy）Ｅ
【００７７】
ここで、座標軸を光導波膜の面内にｙ軸とｚ軸を，また光導波膜に垂直な方向にｘ軸をとるとき、Ｅxはｘ方向のヤング率、ｋyは非線形係数、σyはｙ方向の応力、Ｅは通常のヤング率とする。ここでは、ｙ方向の初期応力が強いほどヤング率Ｅxが大きくなり、基板の熱膨張分だけ圧縮するに必要となる応力が増大すると仮定すると、図２に示す関係が得られる。この関係は、実験結果と一致するものである。
【００７８】
図２は、初期応力と温度依存性との関係を説明するための図である。図２において、初期応力が１０8Ｐa程度までは、基板の熱膨張に伴う熱応力による光弾性効果はＴＯ効果（熱光学効果）よりも十分に小さく、無視できる程度であるが、初期応力が１０9Ｐaよりも大きくなると、光弾性効果はＴＯ効果（熱光学効果）よりも大きくなる。
【００７９】
したがって、光導波路波長フィルタに大きな初期応力がある場合には、ＴＯ効果（熱光学効果）による正の温度依存性よりも光弾性効果による負の温度依存性が優勢となり、誘電体導波路波長フィルタの共振波長は負の温度依存性を示す。
【００８０】
この導波路波長フィルタの共振波長の負の温度依存性は内部応力に依存するため、内部応力を制御することによって、導波路波長フィルタの共振波長の温度依存性を制御することができる。内部応力の制御は、前記したように、ＰＥ−ＣＶＤで成膜した膜厚をエッチバックによって制御したり、コアの厚みを最適化することで行うことができる。
【００８１】
図３は、内部応力の大きさと温度依存性との関係の概略を示している。さらに、詳細には、内部応力の大きさと、振動面が互いに直交する２つの偏光（ＴＥ偏光およびＴＭ偏光）の温度依存性との関係を示している。なお、ここで、温度依存性は温度に対する共振波長λの変化によって示している。
【００８２】
図３（ａ）は、内部応力が無い場合の温度依存性を示している。この場合には、ＴＥ偏光の共振波長とＴＭ偏光の共振波長にはずれがあり、その温度依存性の係数（図中の傾き）はほぼ同じであり、所定の温度範囲では交差していない。
【００８３】
本願の発明者は、内部応力による温度依存性が、ＴＥ偏光およびＴＭ偏光に与える影響の大きさについて、ＴＭ偏光に与える影響とＴＥ偏光に与える影響とのは差異があり、ＴＭ偏光に与える影響はＴＥ偏光に与える影響よりも大きいことを見出した。より詳細には、共振波長の温度依存性は、内部応力がなければ屈折率温度係数が正値であるため正の依存性を示し、温度上昇に伴って共振波長が長くなるという特性を示す。一方、内部応力が残留する場合には、温度依存性の負の方向に影響し、さらに、この負の方向の影響はＴＥ偏光よりもＴＭ偏光の方が大きくなる。
【００８４】
図３（ｂ）〜図３（ｆ）は、内部応力の大きさによる共振波長の温度依存性の特性の変化を模式的に示している。なお、図３では、図３（ｂ）から図３（ｆ）の順で内部応力が大きくなる場合を示している。
【００８５】
図３（ａ）に示すように、内部応力が無い場合には温度依存性の係数（図中の傾き）はほぼ同じであって、所定の温度範囲では交差しない。これに対して、図３（ｂ）〜図３（ｆ）に示されている内部応力がある場合にはＴＥ偏光の温度依存性とＴＭ偏光の温度依存性との差異によって、所定の温度範囲では交差し、ある温度において同じ共振波長を有することができる。
【００８６】
図３（ｂ）は内部応力が小さい場合を示している。内部応力によるＴＭ偏光の温度依存性に対する影響はＴＥ偏光の温度依存性に対する影響より大きく、その方向は負の方向である。そのため、内部応力が小さい場合には、ＴＭ偏光とＴＥ偏光の温度依存性は共に正で、ＴＥ偏光の温度依存性はＴＭ偏光の温度依存性よりも正の方向で大きくなる。
【００８７】
ＴＥ偏光の温度依存性は、ＴＭ偏光の温度依存性に対して所定の温度範囲内において交差し、この交差点の温度において同じ共振波長を有する。
【００８８】
図３（ｃ）は内部応力が次に大きい場合を示している。ＴＭ偏光の温度依存性の変化はＴＥ偏光の温度依存性の変化よりも大きいため、ＴＥ偏光の温度依存性が正のままの状態でＴＭ偏光の温度依存性は零となる。ＴＭ偏光の温度依存性が零となる状態では、温度が変化してもＴＭ偏光の共振波長は変化しないという温度無依存性を意味している。なお、ＴＥ偏光の温度依存性が正のままの状態であるため、ＴＥ偏光の共振波長は、温度が変化すると長くなる方向に変化する。
【００８９】
ＴＥ偏光の温度依存性は、ＴＭ偏光の温度依存性に対して所定の温度範囲内において交差し、この交差点の温度において同じ共振波長を有する。
【００９０】
図３（ｄ）は内部応力がさらに大きい場合を示している。ＴＭ偏光の温度依存性の変化はＴＥ偏光の温度依存性の変化よりも大きいため、ＴＥ偏光の温度依存性が正のままの状態でＴＭ偏光の温度依存性は負の温度依存性を有する。この状態では、ＴＥ偏光とＴＭ偏光とは正方向と負方向の逆方向の温度依存性を有し、温度が上昇すると、ＴＥ偏光の共振波長は長くなる方向に変化し、ＴＭ偏光の共振波長は短くなる方向に変化する。
【００９１】
ＴＥ偏光の温度依存性とＴＭ偏光の温度依存性とは、所定の温度範囲内において交差し、この交差点の温度において同じ共振波長を有する。
【００９２】
図３（ｅ）は内部応力がさらに大きい場合を示している。ＴＭ偏光の温度依存性の変化はＴＥ偏光の温度依存性の変化よりも大きいため、ＴＥ偏光の温度依存性は零となり、ＴＭ偏光の温度依存性は負の温度依存性を有する。ＴＥ偏光の温度依存性が零となる状態では、温度が変化してもＴＥ偏光の共振波長は変化しないという温度無依存性を意味している。なお、ＴＭ偏光の温度依存性は負の状態であるため、ＴＭ偏光の共振波長は、温度が変化すると短くなる方向に変化する。
【００９３】
ＴＥ偏光の温度依存性とＴＭ偏光の温度依存性とは、所定の温度範囲内において交差し、この交差点の温度において同じ共振波長を有する。
【００９４】
図３（ｆ）は内部応力がさらに大きい場合を示している。内部応力によるＴＭ偏光の温度依存性に対する影響はＴＥ偏光の温度依存性に対する影響より大きく、その方向は負の方向であるため、ＴＭ偏光とＴＥ偏光の温度依存性は共に負で、ＴＭ偏光の温度依存性はＴＥ偏光の温度依存性よりも負の方向で大きくなる。
【００９５】
ＴＥ偏光の温度依存性とＴＭ偏光の温度依存性とは、所定の温度範囲内において交差し、この交差点の温度において同じ共振波長を有する。
【００９６】
図３で示したように、内部応力の大きさに応じて温度依存性は変化し、さらに、詳細には、内部応力の大きさに応じて、振動面が互いに直交する２つの偏光（ＴＥ偏光およびＴＭ偏光）の温度依存性の関係が変化する。図３（ｂ）〜図３（ｆ）に示すように、内部応力の大きさに応じてＴＥ偏光とＴＭ偏光との関係が変化するとともに、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の温度係数を異ならせ、所定の温度範囲内において交差させ、この交差点の温度において同じ共振波長を有するようにする。
【００９７】
次に、本発明の光導波路波長フィルタの形成方法について、図４のフローチャートを用いて説明する。本発明の光導波路波長フィルタの形成は、図３（ｂ）〜図３（ｆ）で示した各温度依存性の態様について適用することができる。
【００９８】
はじめに、温度依存性制御工程によって光導波路波長フィルタの温度依存性を制御し、振動面が直交する２つの偏光の共振波長（中心波長）の温度係数を異ならせる。
【００９９】
この温度依存性は、前記図３（ｂ）〜図３（ｆ）に示すように、内部応力の大きさによって制御することができる。例えば、図３（ｂ）に示すように小さな内部応力を付与した場合には、ＴＭ偏光およびＴＥ偏光の温度依存性を共に正の傾きとなるように制御することができる。また、付与する内部応力の大きさを制御することで、図３（ｃ）に示すようにＴＭ偏光を温度無依存化したり、図３（ｅ）に示すようにＴＥ偏光を温度無依存化性することができる。
【０１００】
温度依存性制御工程では、ＳiＯ2のクラッド上にＰＥ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）によりＳiＯＮのコアを生成して光導波路を形成する際に、コアに付与される内部応力の大きさによって温度依存性を制御する。生成されるコアの内部応力は、クラッドの線膨張係数とコアの線膨張係数の差や成膜時における成膜温度，投入電力，圧力などの成膜条件や膜厚等によって調整する（Ｓ１）。
【０１０１】
次に、中心波長制御工程によって光導波路波長フィルタの共振波長をトリミングし、設計値に合わせる。この中心波長制御工程では、紫外線をコアに照射することによって共振波長（中心波長）を所定波長に調整する。紫外線の照射による中心波長のシフト量は、照射時間を調整することで制御する（Ｓ２）。
【０１０２】
次に、中心波長差制御工程によって、振動面が直交する２つの偏光の共振波長（中心波長）の波長差を減少させ、共振波長を合わせる。波長フィルタの２つの偏光は、温度依存性制御工程によってその共振波長（中心波長）の温度係数が異なることによって、温度特性が交差する交差点を持つ。
【０１０３】
波長フィルタのＴＥ偏光の共振波長（中心波長）温度特性とＴＭ偏光の共振波長（中心波長）温度特性が交差する交差点に向けて温度制御する。ＴＥ偏光の中心波長特性とＴＭ偏光の中心波長特性が交差する交差点付近では、同一温度において、ＴＥ偏光の中心波長とＴＭ偏光の中心波長の波長差は低減され、偏光無依存性が達成される。この温度制御による偏光無依存化を用いることによって、光導波路波長フィルタの製造誤差に伴う偏光依存性を補償することができる（Ｓ３）。
【０１０４】
以下、図５〜図１２を用いて光導波路波長フィルタの形成方法の一形態について説明する。ここでは、図３で示した温度依存性の変化の各態様において、図３（ｅ）に示した態様の例について示す。図３（ｅ）は、内部応力によって一方の偏光（ＴＥ偏光）について温度無依存化することができ、さらに、共振波長を所定波長に調整し、その波長において偏光無依存性化することができる態様である。
【０１０５】
図５は光導波路波長フィルタの形成方法の一形態を説明するためのフローチャートであり、図６は光導波路波長フィルタの形成方法の一形態の各工程における共振波長の温度特性を示す図であり、図７は本発明の光導波路波長フィルタのＴＥ偏光とＴＭ偏光の共振波長の温度特性を示す図であり、図８は本発明の光導波路波長フィルタのトリミング工程の概略構成を示す図であり、図９は本発明の光導波路波長フィルタにおいて、紫外線を５分間照射した場合の共振波長のシフトを示す図であり、図１０は本発明の光導波路波長フィルタにおいて、紫外線を１０分間照射した場合の共振波長のシフトを示す図である。
【０１０６】
はじめに、光導波路波長フィルタの温度依存性制御の工程によって温度無依存化する。
【０１０７】
ＴＥ偏光およびＴＭ偏光において、ＴＯ効果（熱光学効果）の温度係数を制御することによって温度依存性を制御し、温度無依存化あるいは温度依存の低減化を図る。この温度依存性は、コアに内部応力を付与することで行う。この内部応力は、クラッド上にＰＥ−ＣＶＤによってＳiＯＮのコアを成膜することによって形成することができる。
【０１０８】
図６（ａ）は温度依存性制御の工程による温度無依存化を説明するための概略図である。図６（ａ）において、光導波路波長フィルタを伝播する光は、互いに振動面が直交するＴＥ偏光とＴＭ偏光を含んでいる。このＴＥ／ＴＭ偏光は、内部応力によって温度依存性の差異が拡大する。ここで、内部応力を制御することによって、ＴＥ偏光の温度に対する共振波長の変動を減少させ、温度無依存化、あるいは温度依存性を低減化するように制御する。
【０１０９】
これによって、ＴＥ偏光の共振波長は、温度が変化しても変動せず、ほぼ同じ波長を維持する。一方、ＴＭ偏光の共振波長は、温度依存性が残存して、負の依存性をもつ。
【０１１０】
通常のＴＯ効果（熱光学効果）は、ＴＥ／ＴＭ偏光でほぼ同じ温度依存性を示すが、内部応力による光弾性効果によって、偏光間の温度依存性の差が大きくなる。図７は、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の共振波長の温度特性の実測結果を示している（Ｓ１１）。
【０１１１】
次に、光導波路波長フィルタをトリミングして共振波長（中心波長）を所定波長に調整する。
【０１１２】
本発明の光導波路波長フィルタにおいて、成膜して生成された光導波路波長フィルタの共振波長は必ずしも所望の波長と一致しているとは限らず、設計値からずれている場合がある。このように、共振波長が設計値からずれている場合には、トリミングの工程によって、光導波路波長フィルタの共振波長を設計値に合わせる。このトリミングは、コアに紫外線を照射することによって行う。
【０１１３】
図６（ｂ）はトリミングによる共振波長の制御工程を説明するための概略図である。図６（ｂ）において、細い実線および破線はトリミングを行う前のＴＥ偏光の共振波長温度依存性およびＴＭ偏光の共振波長温度依存性を示し、太い実線および破線はトリミングを行った後のＴＥ偏光の共振波長温度依存性およびＴＭ偏光の共振波長温度依存性を示している。紫外線照射によるＵＶトリミングによって、ＴＥ偏光の共振波長を所望の波長λoに合わせる。
【０１１４】
図８は、光導波路波長フィルタのトリミング工程の概略構成を示している。この工程では、図示しない光源から紫外線を光導波路波長フィルタの上面に向かって照射することで行うことができる。
【０１１５】
トリミングによる共振波長のシフト量は、紫外線の照射時間によって制御することができる。図９は紫外線を５分間照射した場合を示し、図１０は紫外線を１０分間照射した場合の実測結果を示している。この例では、ＴＥ偏光の共振波長温度依存性およびＴＭ偏光の共振波長温度依存性は、ほぼ同じ関係を保持したまま共振波長がシフトし、照射時間が長いほど短波長側に大きくシフトしている。
【０１１６】
また、図１１は、紫外線照射によるトリミングの他の例であり、紫外線を５分間照射した場合を示している。この例においても、ＴＥ偏光の共振波長温度依存性およびＴＭ偏光の共振波長温度依存性は、ほぼ同じ関係を保持したまま共振波長がシフトしている。
【０１１７】
なお、図１１に示す例では、紫外線の波長λは２５４nm、照射パワーは４２．６mW/cm2、照射時間は５分である。
【０１１８】
したがって、紫外線の照射時間を制御することによって、共振波長を制御することができる（Ｓ１２）。
【０１１９】
次に、光導波路波長フィルタの共振波長（中心波長）差制御の工程によって偏光無依存化する。
【０１２０】
ＴＥ偏光およびＴＭ偏光において、温度を制御することによって偏光依存性を制御し、偏光無依存化あるいは偏光依存の低減化を図る。この偏光依存性は、例えば、ペルチェ素子等の温度制御手段によって光導波路波長フィルタの温度を制御することで行う。
【０１２１】
図６（ｃ）は偏光無依存化の工程を説明するための概略図である。なお、図６（ｃ）では、共振波長を設計値に合わせた状態において行っているが、共振波長が設計値からずれた状態で行ってもよい。したがって、ＴＥ偏光とＴＭ偏光のいずれか一方の温度無依存化の工程の後に偏光無依存化の工程を行って、その後、トリミングによって共振波長の制御工程を行って共振波長を設計値に合わせてもよい。
【０１２２】
図６（ｃ）において、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の共振波長の温度特性は交差しており、この交差点においてＴＥ偏光とＴＭ偏光は同じ共振波長を有する。この交差点への移動は、交差点における温度Ｔoよりも光導波路波長フィルタの温度が低温である場合には、温度制御手段によって光導波路波長フィルタを加熱することで行うことができ、一方、交差点における温度Ｔoよりも高温である場合には、温度制御手段によって光導波路波長フィルタを冷却することで行うことができる。
【０１２３】
なお、図６（ｃ）では、トリミングによってＴＥ偏光の共振波長が設計値λoに合わせられた状態で偏光無依存化を行うことによって、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の共振波長を共に設計値λoに合わせることができる。
【０１２４】
図１２は、紫外線照射によるトリミングの前後の状態を示している。トリミングによりＴＥ偏光を設計値に合わせた後、温度制御によってＴＥ偏光の共振波長とＴＭ偏光の共振波長とを合わせることで、偏光無依存化あるいは、偏光依存性の低減化を行う。
【０１２５】
この温度制御による偏光無依存化を用いることによって、光導波路波長フィルタの製造誤差に伴う偏光依存性を補償することができる（Ｓ１３）。
【０１２６】
以下、図１３〜図１６を用いて、光導波路波長フィルタの形成方法の他の形態について説明する。図１３〜図１６は、内部応力の差によって温度依存性が異なる場合の形態例であり、それぞれ図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）、図３（ｆ）に対応するものである。
【０１２７】
図１３に示す形態例は、ＴＭ偏光およびＴＥ偏光は共に正の傾きの温度依存性を持つ例である。
【０１２８】
はじめに、図１３（ａ）に示す温度依存性制御の工程において、内部応力を付与することによってＴＥ偏光の共振波長とＴＭ偏光の共振波長に正の異なる温度依存性を持たせる。
【０１２９】
次に、光導波路波長フィルタをトリミングして共振波長（中心波長）を所定波長に調整する。図１３（ｂ）に示すトリミングによる共振波長の制御工程において、細い実線および破線はトリミングを行う前の偏光の共振波長温度依存性を示し、太い実線および破線はトリミングを行った後の偏光の共振波長温度依存性を示している。紫外線照射によるＵＶトリミングによって、ＴＥ偏光とＴＭ偏光とが交差する共振波長を所望の波長λoに合わせる。
【０１３０】
次に、光導波路波長フィルタの共振波長（中心波長）差を制御する。ＴＥ偏光およびＴＭ偏光において温度を制御することによって両共振波長の波長差を減少させ、偏光依存の低減化あるいは偏光無依存化する。
【０１３１】
図１３（ｃ）に示す偏光無依存化の工程において、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の共振波長の温度特性は交差しており、この交差点においてＴＥ偏光とＴＭ偏光は同じ共振波長を有する。図示しない温度制御手段によって光導波路波長フィルタを加熱るいは冷却することによって、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の共振波長を交差点で定まる所望の波長λoに合わせる。
【０１３２】
図１４に示す形態例は、ＴＭ偏光は零の温度依存性を持ち、ＴＥ偏光は正の傾きの温度依存性を持つ例である。
【０１３３】
はじめに、図１４（ａ）に示す温度依存性制御の工程において、内部応力を付与することによってＴＭ偏光の共振波長に零の温度依存性を持たせ、ＴＥ偏光の共振波長に正の温度依存性を持たせる。
【０１３４】
次に、光導波路波長フィルタをトリミングして共振波長（中心波長）を所定波長に調整する。図１４（ｂ）に示すトリミングによる共振波長の制御工程において、細い実線および破線はトリミングを行う前の偏光の共振波長温度依存性を示し、太い実線および破線はトリミングを行った後の偏光の共振波長温度依存性を示している。紫外線照射によるＵＶトリミングによって、ＴＭ偏光の共振波長を所望の波長λoに合わせる。
【０１３５】
次に、光導波路波長フィルタの共振波長（中心波長）差を制御して、偏光無依存化する。ＴＥ偏光およびＴＭ偏光において、温度を制御することによって偏光依存性を制御し、偏光無依存化あるいは偏光依存の低減化を図る。
【０１３６】
図１４（ｃ）に示す偏光無依存化の工程において、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の共振波長の温度特性は交差しており、この交差点においてＴＥ偏光とＴＭ偏光は同じ共振波長を有する。図示しない温度制御手段によって光導波路波長フィルタを加熱るいは冷却することによって、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の共振波長を交差点で定まる所望の波長λoに合わせる。
【０１３７】
図１５に示す形態例は、ＴＭ偏光は負の傾きの温度依存性を持ち、ＴＥ偏光は正の傾きの温度依存性を持つ例である。
【０１３８】
はじめに、図１５（ａ）に示す温度依存性制御の工程において、内部応力を付与することによってＴＥ偏光の共振波長に正の温度依存性を持たせ、ＴＭ偏光の共振波長に負の異なる温度依存性を持たせる。
【０１３９】
次に、光導波路波長フィルタをトリミングして共振波長（中心波長）を所定波長に調整する。図１５（ｂ）に示すトリミングによる共振波長の制御工程において、細い実線および破線はトリミングを行う前の偏光の共振波長温度依存性を示し、太い実線および破線はトリミングを行った後の偏光の共振波長温度依存性を示している。紫外線照射によるＵＶトリミングによって、ＴＥ偏光とＴＭ偏光とが交差する共振波長を所望の波長λoに合わせる。
【０１４０】
次に、光導波路波長フィルタの共振波長（中心波長）差を制御する。ＴＥ偏光およびＴＭ偏光において温度を制御することによって両共振波長の波長差を減少させ、偏光依存の低減化あるいは偏光無依存化する。
【０１４１】
図１５（ｃ）に示す偏光無依存化の工程において、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の共振波長の温度特性は交差しており、この交差点においてＴＥ偏光とＴＭ偏光は同じ共振波長を有する。図示しない温度制御手段によって光導波路波長フィルタを加熱るいは冷却することによって、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の共振波長を交差点で定まる所望の波長λoに合わせる。
【０１４２】
図１６に示す形態例は、ＴＭ偏光は負の傾きの温度依存性を持ち、ＴＥ偏光は負のＴＭ偏光よりも小さい傾きの温度依存性を持つ例である。
【０１４３】
はじめに、図１６（ａ）に示す温度依存性制御の工程において、内部応力を付与することによってＴＥ偏光の共振波長とＴＭ偏光の共振波長に負の異なる温度依存性を持たせる。
【０１４４】
次に、光導波路波長フィルタをトリミングして共振波長（中心波長）を所定波長に調整する。図１６（ｂ）に示すトリミングによる共振波長の制御工程において、細い実線および破線はトリミングを行う前の偏光の共振波長温度依存性を示し、太い実線および破線はトリミングを行った後の偏光の共振波長温度依存性を示している。紫外線照射によるＵＶトリミングによって、ＴＥ偏光とＴＭ偏光とが交差する共振波長を所望の波長λoに合わせる。
【０１４５】
次に、光導波路波長フィルタの共振波長（中心波長）差を制御する。ＴＥ偏光およびＴＭ偏光において温度を制御することによって両共振波長の波長差を減少させ、偏光依存の低減化あるいは偏光無依存化する。
【０１４６】
図１６（ｃ）に示す偏光無依存化の工程において、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の共振波長の温度特性は交差しており、この交差点においてＴＥ偏光とＴＭ偏光は同じ共振波長を有する。図示しない温度制御手段によって光導波路波長フィルタを加熱るいは冷却することによって、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の共振波長を交差点で定まる所望の波長λoに合わせる。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明は、導波路型光波長フィルタや光センサ等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の光導波路をリング導波路に適用した光導波フィルタを説明するための図である。
【図２】初期応力と温度依存性との関係を説明するための図である。
【図３】内部応力の大きさと温度依存性との関係の概略を示す図である。
【図４】本発明の光導波路波長フィルタの形成方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の光導波路波長フィルタの形成方法の一形態を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の光導波路波長フィルタの形成方法の一形態の各工程における共振波長の温度特性を示す図である。
【図７】本発明の光導波路波長フィルタのＴＥ偏光とＴＭ偏光の共振波長の温度特性を示す図である。
【図８】本発明の光導波路波長フィルタのトリミング工程の概略構成を示す図である。
【図９】本発明の光導波路波長フィルタにおいて、紫外線を５分間照射した場合の共振波長のシフトを示す図である。
【図１０】本発明の光導波路波長フィルタにおいて、紫外線を１０分間照射した場合の共振波長のシフトを示す図である。
【図１１】本発明の光導波路波長フィルタにおいて、紫外線照射によるトリミングの他の例を示す図である。
【図１２】本発明の光導波路波長フィルタにおいて、紫外線照射によるトリミングの前後の状態を示す図である。
【図１３】本発明の光導波路波長フィルタの形成方法の他の形態を説明するための図である。
【図１４】本発明の光導波路波長フィルタの形成方法の他の形態を説明するための図である。
【図１５】本発明の光導波路波長フィルタの形成方法の他の形態を説明するための図である。
【図１６】本発明の光導波路波長フィルタの形成方法の他の形態を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１…光導波路波長フィルタ
２…クラッド
３…リングコア
４…バスラインコア
５…基板
【図２】
2009053425.tif 000003
【図３】
2009053425.tif 000004
【図４】
2009053425.tif 000005
【図５】
2009053425.tif 000006
【図６】
2009053425.tif 000007
【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１】
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【図８】
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