(57)【要約】アレイ導波路型回折格子を構成する２つのスラブ導波路のうち少なくとも一方のスラブ導波路を基板と共に交差分離面（８）で切断分離させる。そして、分離スラブ導波路（３ａ）を含む基板上に形成された導波路形成領域と分離スラブ導波路（３ｂ）を含む基板上に形成された導波路形成領域とに跨って、スライド移動部材（１７）が設けられる。スライド移動部材（１７）を塑性変形させることによって、初期透過中心波長のズレを補正し、グリッド波長に合わせる。該スライド移動部材（１７）によって、分離スラブ導波路（３ａ）を交差分離面（８）に沿って温度に依存してスライド移動させることにより、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減させる。
2002033462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本以上の光入力導波路と、該光入力導波路の出射側に接続された第１のスラブ導波路と、該第１のスラブ導波路の出射側に接続され、互いに設定量異なる長さの複数並設されたチャネル導波路から成るアレイ導波路と、該アレイ導波路の出射側に接続された第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出射側に複数並設接続された光出力導波路とを有する導波路構成を基板上に形成し、前記第１のスラブ導波路と第２のスラブ導波路の少なくとも一方をスラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面で分離して分離スラブ導波路と成し、この分離された分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記分離面に沿って温度に依存してスライド移動することによりアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するスライド移動部材が設けられており、該スライド移動部材の長さを前記スライド移動方向の塑性変形によってアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを補正する長さとしていることを特徴とするアレイ導波路型回折格子。
【請求項２】
スライド移動部材の塑性変形は該スライド移動部材への圧縮応力印加により施されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載のアレイ導波路型回折格子。
【請求項３】
スライド移動部材の塑性変形は該スライド移動部材への引っ張り応力印加により施されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載のアレイ導波路型回折格子。
【請求項４】
１本以上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搬する互いの長さが設定量異なる複数のチャンネル導波路が並設されて成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複数の並設された光出力導波路が接続された導波路構成を基板上に形成し、前記第１のスラブ導波路と第２のスラブ導波路の少なくとも一方をスラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面で分離して分離スラブ導波路と成し、この分離された分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記分離面に沿って温度に依存してスライド移動することによりアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するスライド移動部材が設けられており、該スライド移動部材のスライド方向の変位領域には窪み又は穴が形成されており、該窪み又は穴の開口より広径の広径部を有する嵌合部材が前記窪み又は穴に嵌合することにより、前記スライド移動部材の長さをアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを補正する長さとしていることを特徴とするアレイ導波路型回折格子。
【請求項５】
嵌合部材は先端側に向かうにつれて縮径するテーパネジとしたことを特徴とする請求の範囲第４項記載のアレイ導波路型回折格子。
【請求項６】
スライド移動部材は金属により形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか一つに記載のアレイ導波路型回折格子。
【請求項７】
１本以上の光入力導波路と、該光入力導波路の出射側に接続された第１のスラブ導波路と、該第１のスラブ導波路の出射側に接続され、互いに設定量異なる長さの複数並設されたチャネル導波路から成るアレイ導波路と、該アレイ導波路の出射側に接続された第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出射側に複数並設接続された光出力導波路とを有する導波路構成を基板上に形成し、前記第１のスラブ導波路と第２のスラブ導波路の少なくとも一方をスラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面で分離して分離スラブ導波路と成したアレイ導波路型回折格子に、前記分離された分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記分離面に沿って温度に依存してスライド移動することによりアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するスライド移動部材を設け、該スライド移動部材を塑性変形させて前記分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記分離面に沿って移動させることによりアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を設定波長とすることを特徴とするアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正方法。
【請求項８】
スライド移動部材の塑性変形は前記スライド移動部材への圧縮応力印加により行なうことを特徴とする請求の範囲第７項記載のアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正方法。
【請求項９】
スライド移動部材の塑性変形は前記スライド移動部材への引っ張り応力印加により行なうことを特徴とする請求の範囲第７項記載のアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正方法。
【請求項１０】
１本以上の光入力導波路と、該光入力導波路の出射側に接続された第１のスラブ導波路と、該第１のスラブ導波路の出射側に接続され、互いに設定量異なる長さの複数並設されたチャネル導波路から成るアレイ導波路と、該アレイ導波路の出射側に接続された第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出射側に複数並設接続された光出力導波路とを有する導波路構成を基板上に形成し、前記第１のスラブ導波路と第２のスラブ導波路の少なくとも一方をスラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面で分離して分離スラブ導波路と成したアレイ導波路型回折格子に、前記分離された分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記分離面に沿って温度に依存してスライド移動することによりアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するスライド移動部材を設け、該スライド移動部材のスライド方向の変位領域には窪み又は穴を形成し、該窪み又は穴の開口より広径の広径部を有する嵌合部材を前記窪み又は穴に嵌合することにより、前記スライド移動部材の前記スライド方向の長さを変化させて前記分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記分離面に沿って移動させることによりアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を設定波長とすることを特徴とするアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正方法。
【請求項１１】
アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をモニタしながら、モニタされる光透過中心波長が設定波長となるようにスライド移動部材により分離スラブ導波路の分離面に沿った移動を行なうことを特徴とする請求の範囲第７項乃至第１０項のいずれか一つに記載のアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、例えば波長多重光通信において光合分波器として用いられるアレイ導波路型回折格子およびその光透過中心波長補正方法に関するものである。
背景技術
近年、光通信においては、その伝送容量を飛躍的に増加させる方法として、光波長多重通信の研究開発が盛んに行なわれ、実用化が進みつつある。光波長多重通信は、例えば互いに異なる波長を有する複数の光を多重して伝送させるものである。このような光波長多重通信のシステムにおいては、予め定められた波長の光のみを透過する光透過デバイス等を、システム内に設けることが不可欠である。光透過デバイスは、例えば光受信側に設けられ、伝送される多重光から波長ごとの光を取り出すために用いられる。
第１１図には、光透過デバイスの一例が示されている。この光透過デバイスは平板光導波路回路（ＰＬＣ；Ｐｌａｎａｒ　Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）のアレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ；Ａｒｒａｙｅｄ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　Ｇｒａｔｉｎｇ）である。アレイ導波路型回折格子は、シリコンなどの基板１上に、同図に示すような導波路構成を有する導波路形成領域１０を石英系ガラス等より形成してなる。
アレイ導波路型回折格子の導波路構成は、１本以上の光入力導波路２と、該光入力導波路２の出射側に接続された第１のスラブ導波路３とを有する。第１のスラブ導波路３の出射側には複数並設（ａｒｒａｎｇｅｄ　ｓｉｄｅ　ｂｙ　ｓｉｄｅ）されたチャンネル導波路４ａから成るアレイ導波路４が接続されている。アレイ導波路４の出射側には第２のスラブ導波路５が接続され、第２のスラブ導波路５の出射側には複数の並設された光出力導波路６が接続されている。
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る。隣り合うチャンネル導波路４ａの長さは互いにΔＬ異なっている。なお、光出力導波路６は、例えばアレイ導波路型回折格子によって分波あるいは合波される互いに異なる波長の信号光の数に対応させて設けられる。チャンネル導波路４ａは、通常、例えば１００本といったように多数設けられる。ただし、同図においては、図の簡略化のために、これらの光出力導波路６、チャンネル導波路４ａおよび光入力導波路２の各々の本数を簡略的に示してある。
光入力導波路２には、例えば送信側の光ファイバ（図示せず）が接続されて、波長多重光が導入されるようになっている。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に入射する。第１のスラブ導波路３に入射した波長多重光は、第１のスラブ導波路３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。
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。ただし、アレイ導波路４の隣り合うチャンネル導波路４ａの長さが互いに設定量異なることから、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る。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。
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る。それぞれの光の集光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（分波光）を各波長ごとに異なる光出力導波路６から出力できる。
すなわち、アレイ導波路型回折格子は、光入力導波路２から入力される互いに異なる複数の波長をもった多重光から１つ以上の波長の光を分波して各光出力導波路６から出力する光分波機能を有している。分波される光の中心波長は、アレイ導波路４の隣り合うチャンネル導波路４ａの長さの差（ΔＬ）及びアレイ導波路４の実効屈折率（等価屈折率）ｎｃに比例する。
アレイ導波路型回折格子は（式１）の関係を満たす。
（式１）
2002033462.tif 000003
なお、ｎｓは第１のスラブ導波路および第２のスラブ導波路の等価屈折率、ｎｃはアレイ導波路の等価屈折率である。また、φは回折角、ｍは回折次数、ｄは隣り合うチャンネル導波路４ａ同士の間隔、λは各光出力導波路から出力される光の透過中心波長である。
ここで、回折角φ＝０となるところの光透過中心波長をλ０とすると、λ０は（式２）で表される。なお、波長λ０は、一般に、アレイ導波路型回折格子の中心波長と呼ばれる。
（式２）
2002033462.tif 000004
アレイ導波路型回折格子は、上記のような特性を有するために、アレイ導波路型回折格子を波長多重伝送用の波長多重分波器として用いることができる。
例えば第１１図に示すように、１本の光入力導波路２から波長λ１，λ２，λ３，・・・λｎ（ｎは２以上の整数）の波長多重光を入力させると、これらの各波長の光は、第１のスラブ導波路３で広げられ、アレイ導波路４に到達する。その後、各波長の光は、第２のスラブ導波路５を通って、前記の如く、波長によって異なる位置に集光される。それぞれの波長の光は、互いに異なる光出力導波路６に入射し、それぞれの光出力導波路６を通って、光出力導波路６の出射端から出力される。
そして、各光出力導波路６の出射端に光出力用の光ファイバ（図示せず）を接続することにより、この光ファイバを介して、前記各波長の光が取り出される。なお、各光出力導波路６や前述の光入力導波路２に光ファイバを接続するときには、例えば光ファイバの接続端面を１次元アレイ状に配列固定した光ファイバアレイを用意する。そして、この光ファイバアレイを光出力導波路６や光入力導波路２の接続端面側に固定して光ファイバと光出力導波路６及び光入力導波路２を接続する。
上記アレイ導波路型回折格子において、各光出力導波路６から出力される光の光透過特性、つまり、アレイ導波路型回折格子の透過光強度の波長特性は、例えば第１２Ａ図に示すようになる。この図に示されるように、各光出力導波路６から出力される光の光透過特性は、各光透過中心波長（例えばλ１，λ２，λ３，・・・λｎ）を中心とし、それぞれの対応する光透過中心波長から波長がずれるにしたがって光透過率が小さくなる光透過特性となる。なお、第１３図は、各光出力導波路６からの出力スペクトル例を重ねて示した図である。
また、前記光透過特性は、必ずしも第１２Ａ図に示したように１つの極大値を有するとは限らず、例えば第１２Ｂ図に示すように、２つ以上の極大値を有する場合もある。
さらに、アレイ導波路型回折格子は、光の相反性（可逆性）の原理を利用しているため、光分波器としての機能と共に、光合波器としての機能も有している。光合波は、例えば第１１図とは逆に、互いに異なる複数の波長の光をそれぞれの波長ごとに、アレイ導波路型回折格子のそれぞれの光出力導波路６から入射させることにより行なわれる。各光出力導波路６から入射した光は、上記と逆の伝搬経路を通り、第２のスラブ導波路５、アレイ導波路４及び第１のスラブ導波路３を通って合波され、１本の光入力導波路２から出射される。
ところで、上記のアレイ導波路型回折格子の導波路形成領域は、元来、石英系ガラス材料を主として形成されている。そのため、アレイ導波路型回折格子の前記光透過中心波長は、石英系ガラス材料の温度依存性に起因して温度に依存してシフトする。この温度依存性は、アレイ導波路型回折格子の温度変化量をＴとしたときに、該温度変化量Ｔによって前記（式２）を微分することにより（式３）により示されるものである。
（式３）
2002033462.tif 000005
なお、（式３）において、右辺第１項はアレイ導波路４の実効屈折率の温度依存性、右辺第２項は基板の伸縮に伴う、アレイ導波路４の長さの変化を示している。
第１４図は、この光透過中心波長の温度依存性を、１つの光出力導波路６から出力される光透過特性の測定結果により模式的に示す図である。同図に示すように、光透過中心波長は、アレイ導波路型回折格子の温度が高温になればなるほど長波長側にシフトする。その逆に、光透過中心波長は、アレイ導波路型回折格子の温度が低温になればなるぼど短波長側にシフトする。
温度が上昇すると、導波路を形成するガラスの屈折率が増大し、それにより、（式３）の右辺第１項が大きくなる。また、温度が上昇すると、基板１および導波路材料の熱膨張により物理的にもアレイ導波路４の長さが長くなる。つまり、（式３）の右辺第２項が大きくなる。したがって、温度が上昇すると、アレイ導波路４を通る光が感じる光路長が長くなるため、上記のような光透過中心波長シフトが生じる。
なお、第１４図では、１つの光出力導波路６から出力される光の透過特性の温度変化を示したが、アレイ導波路型回折格子においては、全ての光出力導波路６から出力される光の透過特性が同様のシフト特性を示す。すなわち、全ての光出力導波路６から出力される光は、温度に依存して光透過中心波長が同じシフト方向に同じシフト量だけシフトする。
従来の一般的なアレイ導波路型回折格子においては、ｄｎｃ／ｄＴ＝１×１０−５（℃−１）、波長１．５５μｍにおけるｎｃ＝１．４５１である。また、現在用いられているアレイ導波路型回折格子は、波長１５５０ｎｍを中心とする波長帯の波長多重光を分波したり合波したりするために用いられることが多い。そこで、波長１５５０ｎｍを中心とする波長帯における従来の一般的なアレイ導波路型回折格子の前記光透過中心波長の温度依存性を求める。そうなると、光透過中心波長の温度依存性の値は、約０．０１ｎｍ／℃となる。
したがって、例えばアレイ導波路型回折格子の温度が５０℃変化すると、各光出力導波路６から出力される光透過中心波長は０．５ｎｍシフトする。また。アレイ導波路型回折格子の温度が７０℃変化すると、前記光透過中心波長のシフト量は０．７ｎｍとなってしまう。
近年、アレイ導波路型回折格子に求められる分波または合波の波長間隔は０．４ｎｍ〜１．６ｎｍと大変狭くなってきている。したがって、上記のように、温度変化によって光透過中心波長が上記シフト量だけ変化することは無視できない。
そこで、従来から温度により光透過中心波長が変化しないように、アレイ導波路型回折格子の温度を一定に保つための温度調節手段を設けたアレイ導波路型回折格子が提案されている。この温度調節手段は、例えば、ペルチェ素子やヒータなどを設けて構成されるものである。これらの温度調節手段は、アレイ導波路型回折格子を予め定めた設定温度に保つ制御を行なうものである。
第１５図には、アレイ導波路型回折格子の基板１側にペルチェ素子２６を設けた構成が示されている。同図に示すアレイ導波路型回折格子は、サーミスタ４０の検出温度に基づいてアレイ導波路型回折格子の温度を一定に保つように調節するものである。図中、４１は導線、１２は均熱板を示す。
なお、ペルチェ素子の代わりにヒータを設けた構成のものは、ヒータで高温保持し、アレイ導波路型回折格子の温度を一定に保つようにしている。
上記温度調節手段を設ける構成は、アレイ導波路型回折格子の温度を一定に保つことにより、温度に起因して基板１の膨張収縮や前記コアの等価屈折率変化などを抑制できる。そのため、温度調節手段を設ける構成は、上記光透過中心波長の温度依存性の問題を解消できる。
しかしながら、ペルチェ素子やヒータのような温度調節手段を用いてアレイ導波路型回折格子の温度を一定に保つためには、当然、コントローラーや制御用サーミスター、熱電対等が必要となる。そして、温度調節手段を設けた構成のアレイ導波路型回折格子は、温度調節手段の部品の組立ずれ等に起因して、光透過中心波長シフトを正確に抑制できないことがあった。
また、アレイ導波路型回折格子は、その製造時に非常に精密さが要求される。そのため、従来のアレイ導波路型回折格子は、前記使用時の光透過中心波長の温度依存性とは別に、製造時の誤差（製造ばらつき等）により光透過中心波長が設計波長からずれてしまうといった問題も有していた。したがって、光透過中心波長の設計波長からのずれと温度依存性の両方を補正できる安価なアレイ導波路型回折格子の開発が求められていた。
発明の開示
本発明の第１構成のアレイ導波路型回折格子は、１本以上の光入力導波路と、該光入力導波路の出射側に接続された第１のスラブ導波路と、該第１のスラブ導波路の出射側に接続され、互いに設定量異なる長さの複数並設されたチャネル導波路から成るアレイ導波路と、該アレイ導波路の出射側に接続された第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出射側に複数並設接続された光出力導波路とを有する導波路構成を基板上に形成し、前記第１のスラブ導波路と第２のスラブ導波路の少なくとも一方をスラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面で分離して分離スラブ導波路と成し、この分離された分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記分離面に沿って温度に依存してスライド移動することによりアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するスライド移動部材が設けられており、該スライド移動部材の長さを前記スライド移動方向の塑性変形によってアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを補正する長さとしていることを特徴とする。
また、本発明の第２構成のアレイ導波路型回折格子は、上記第１構成に加え、前記スライド移動部材の塑性変形は該スライド移動部材への圧縮応力印加により施されていることを特徴とする。
さらに、本発明の第３構成のアレイ導波路型回折格子は、上記第１構成に加え、前記スライド移動部材の塑性変形は該スライド移動部材への引っ張り応力印加により施されていることを特徴とする。
さらに、本発明の第４構成のアレイ導波路型回折格子は、１本以上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搬する互いの長さが設定量異なる複数のチャンネル導波路が並設されて成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複数の並設された光出力導波路が接続された導波路構成を基板上に形成し、前記第１のスラブ導波路と第２のスラブ導波路の少なくとも一方をスラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面で分離して分離スラブ導波路と成し、この分離された分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記分離面に沿って温度に依存してスライド移動することによりアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するスライド移動部材が設けられており、該スライド移動部材のスライド方向の変位領域には窪み又は穴が形成されており、該窪み又は穴の開口より広径の広径部を有する嵌合部材が前記窪み又は穴に嵌合することにより、前記スライド移動部材の長さをアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを補正する長さとしていることを特徴とする。
さらに、本発明の第５構成のアレイ導波路型回折格子は、上記第４構成に加え、前記嵌合部材は先端側に向かうにつれて縮径するテーパネジとしたことを特徴とする。
さらに、本発明の第６構成のアレイ導波路型回折格子は、上記第１乃至第５のいずれか一つの構成に加え、前記スライド移動部材は金属により形成されていることを特徴とする。
さらに、本発明の第７構成のアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正方法は、１本以上の光入力導波路と、該光入力導波路の出射側に接続された第１のスラブ導波路と、該第１のスラブ導波路の出射側に接続され、互いに設定量異なる長さの複数並設されたチャネル導波路から成るアレイ導波路と、該アレイ導波路の出射側に接続された第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出射側に複数並設接続された光出力導波路とを有する導波路構成を基板上に形成し、前記第１のスラブ導波路と第２のスラブ導波路の少なくとも一方をスラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面で分離して分離スラブ導波路と成したアレイ導波路型回折格子に、前記分離された分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記分離面に沿って温度に依存してスライド移動することによりアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するスライド移動部材を設け、該スライド移動部材を塑性変形させて前記分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記分離面に沿って移動させることによりアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を設定波長とすることを特徴とする。
さらに、本発明の第８構成のアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正方法は、上記第７構成に加え、前記スライド移動部材の塑性変形は前記スライド移動部材への圧縮応力印加により行なうことを特徴とする。
さらに、本発明の第９構成のアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正方法は、上記第７構成に加え、前記スライド移動部材の塑性変形は前記スライド移動部材への引っ張り応力印加により行なうことを特徴とする。
さらに、本発明の第１０構成のアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正方法は、１本以上の光入力導波路と、該光入力導波路の出射側に接続された第１のスラブ導波路と、該第１のスラブ導波路の出射側に接続され、互いに設定量異なる長さの複数並設されたチャネル導波路から成るアレイ導波路と、該アレイ導波路の出射側に接続された第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出射側に複数並設接続された光出力導波路とを有する導波路構成を基板上に形成し、前記第１のスラブ導波路と第２のスラブ導波路の少なくとも一方をスラブ導波路を通る光の経路と交わる交差面で分離して分離スラブ導波路と成したアレイ導波路型回折格子に、前記分離された分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記分離面に沿って温度に依存してスライド移動することによりアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減するスライド移動部材を設け、該スライド移動部材のスライド方向の変位領域には窪み又は穴を形成し、該窪み又は穴の開口より広径の広径部を有する嵌合部材を前記窪み又は穴に嵌合することにより、前記スライド移動部材の前記スライド方向の長さを変化させて前記分離スラブ導波路の少なくとも一方側を前記分離面に沿って移動させることによりアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を設定波長とすることを特徴とする。
さらに、本発明の第１１構成のアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正方法は、上記第７乃至第１０のいずれか一つの構成に加え、前記アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をモニタしながら、モニタされる光透過中心波長が設定波長となるようにスライド移動部材により分離スラブ導波路の分離面に沿った移動を行なうことを特徴とする。
本発明者は、アレイ導波路型回折格子の温度依存性を抑制するために、アレイ導波路型回折格子の線分散特性に着目した。
前記の如く、アレイ導波路型回折格子において、回折角φ＝０のときの光透過中心波長λ０は（式２）により示されるものである。この回折角φ＝０となるアレイ導波路型回折格子の集光位置を第１０図において点Ｏとする。そうすると、回折角φ＝φｐを有する光の集光位置（第２のスラブ導波路の出力端における位置）は、例えば点ＯからＸ方向にずれた点Ｐの位置となる。ここで、Ｏ−Ｐ間のＸ方向の距離をｘとすると波長λとの間に（式４）が成立する。
（式４）
2002033462.tif 000006
（式４）において、Ｌｆは第２のスラブ導波路の焦点距離であり、ｎｇはアレイ導波路の群屈折率である。なお、アレイ導波路の群屈折率ｎｇは、アレイ導波路の等価屈折率ｎｃにより、（式５）で与えられる。
（式５）
2002033462.tif 000007
前記（式４）は、第２のスラブ導波路の焦点ＯからＸ方向の距離ｄｘ離れた位置に光出力導波路の入力端を配置形成することにより、ｄλだけ波長の異なった光を取り出すことが可能であることを意味する。
また、（式４）の関係は、第１のスラブ導波路３に関しても同様に成立する。例えば第１のスラブ導波路３の焦点中心を点Ｏ’とし、この点Ｏ’からＸ方向に距離ｄｘ’ずれた位置にある点を点Ｐ’とする。そうすると、この点Ｐ’に光を入射した場合に、出力の波長がｄλ’ずれることになる。この関係を式により表わすと、（式６）のようになる。
（式６）
2002033462.tif 000008
なお、（式６）において、Ｌｆ’は第１のスラブ導波路の焦点距離である。この（式６）は、第１のスラブ導波路の焦点Ｏ’とＸ方向の距離ｄｘ’離れた位置に光入力導波路の出力端を配置形成することにより、前記焦点Ｏに形成した光出力導波路においてｄλ’だけ波長の異なった光を取り出すことが可能であることを意味する。
したがって、温度変動によってアレイ導波路型回折格子の光出力導波路から出力される光透過中心波長がΔλずれたときの光透過中心波長ずれの補正は、ｄλ’＝Δλとなるように、光入力導波路の出力端位置を前記Ｘ方向に距離ｄｘ’だけずらすことにより行える。この操作により、例えば焦点Ｏに形成した光出力導波路において、波長ずれのない光を取り出すことができる。また、上記作用は、他の光出力導波路に関しても同様に生じるため、前記光透過中心波長ずれΔλを補正（解消）できることになる。
上記構成の本発明においては、第１のスラブ導波路と第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面で分離されている。ここで、第１のスラブ導波路が分離されていると仮定して議論する。この分離された第１のスラブ導波路のうち、例えば光入力導波路に接続されている分離スラブ導波路側（光入力導波路も含む）を、スライド移動部材によって前記分離面に沿ってスライド移動させる。そうすると、このスライド移動によって、前記各光透過中心波長をシフトさせることが可能となる。
また、前記スライド移動部材によって、前記各光透過中心波長の温度依存変動（波長ずれ）Δλがｄλと等しくなるようにして、前記各光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に分離スラブ導波路及び光入力導波路を前記分離面に沿って移動させる。そうすれば、温度に依存した前記光透過中心波長ずれを解消することが可能となる。
なお、厳密に言えば、光入力導波路の出力端の位置を変えることによって、光入力導波路の出力端からアレイ導波路の入力端まで、第１のスラブ導波路内を伝搬する光の焦点距離Ｌｆ’若干変化する。しかし、現在用いられているアレイ導波路型回折格子における第１のスラブ導波路の焦点距離は数ｍｍのオーダーである。一方、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正のために移動する光入力導波路の出力端位置の移動量は数μｍ〜数１０μｍのオーダーである。つまり、前記光入力導波路の出力端位置の移動量は第１のスラブ導波路の焦点距離に比べて非常に小さい。
そのため、実質的には上記焦点距離の変化は無視してしまっても何も差し支えないと考えられる。このことから、前記の如く、アレイ導波路型回折格子における各光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に分離スラブ導波路及び光入力導波路を前記分離面に沿って移動させれば、温度に依存した光透過中心波長ずれを解消することが可能となる。
ここで、温度変化量と光入力導波路の位置補正量の関係を導いておく。前記光透過中心波長の温度依存性（温度による光透過中心波長のずれ量）は、前記（式３）で表されるので、温度変化量Ｔを用いて光透過中心波長ずれ量Δλを（式７）により表わすことができる。
（式７）
2002033462.tif 000009
（式６）、（式７）から、温度変化量Ｔと光入力導波路の位置補正量ｄｘ’を求めると、（式８）が導かれる。
（式８）
2002033462.tif 000010
本発明において、（式８）により示される位置補正量ｄｘ’だけ、前記スライド移動部材によって、前記分離面に沿って第１のスラブ導波路の分離スラブ導波路及び光入力導波路を温度に依存させてスライド移動させる。このスライド移動により、温度に依存した前記光透過中心波長ずれを解消することが可能となる。
また、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長がグリッド波長等の設定波長からずれている場合、その補正も重要である。本発明のアレイ導波路型回折格子は、前記の如く、光入力導波路に接続されている分離スラブ導波路側を前記分離面に沿ってスライド移動させれば、前記各光透過中心波長をシフトさせることが可能である。そこで、本発明は、スライド移動部材の前記スライド移動方向の長さをスライド移動部材の塑性変形等によって変化させて分離スラブ導波路を前記分離面に沿ってスライド移動させるようにした。そのため、本発明は、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を設定波長にシフトできる。
なお、上記スライド移動部材の塑性変形は、例えばスライド移動部材に圧縮応力を加えたり引っ張り応力を加えたりして行われるものである。また、スライド移動部材のスライド移動方向の長さは、スライド移動部材に形成された窪み又は穴への嵌合部材の嵌合によっても変化させることができる。
そして、スライド移動部材の長さを、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを補正する長さとすることにより、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をほぼ設定波長にすることが可能となる。
また、本発明は、前記の如く、スライド移動部材が温度に依存して分離スラブ導波路をスライド移動させる。したがって、例えばこのスライド移動によって、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を低減すれば、使用温度範囲内におけるいずれの温度においても、光透過中心波長がほぼ設定波長となる優れたアレイ導波路型回折格子にできる。
なお、前記の如く、アレイ導波路型回折格子は光の相反性を利用して形成されているものである。そのため、第２のスラブ導波路側を分離して、分離された分離スラブ導波路の少なくとも一方側を、前記分離面に沿って前記各光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向にスライド移動させるスライド移動部材を設けた場合も同様の効果が得られる。この構成のアレイ導波路型回折格子も、使用温度範囲内におけるいずれの温度においても、光透過中心波長が設定波長とすることができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従い各実施例に基づいて説明する。なお、以下の実施例の説明において、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。第１Ａ図、第１Ｂ図は、本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第１実施例の概略図を模式的に示す。第１Ａ図は平面図、第１Ｂ図は側面図である。
これらの図に示すように、第１実施例のアレイ導波路型回折格子も従来例のアレイ導波路型回折格子と同様に、基板１上にコアの導波路構成を形成している。ただし、第１実施例のアレイ導波路型回折格子においては、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面（分離面）の交差分離面８で分離されている。
交差分離面８は導波路形成領域１０の一端側（図の左端側）から導波路形成領域の途中部にかけて設けられている。この交差分離面８に連通させて、第１のスラブ導波路３と交差しない非交差分離面１８が形成されている。第１実施例において、非交差分離面１８は交差分離面８と直交して設けられているが、非交差分離面１８は交差分離面８と直交しなくてもよい。第１Ａ図は、非交差分離面１８と交差分離面８が直交している態様を記載している。
交差分離面８と非交差分離面１８とは、導波路形成領域１０を、一方側の分離スラブ導波路３ａを含む第１の導波路形成領域１０ａと、他方側の分離スラブ導波路３ｂを含む第２の導波路形成領域１０ｂとに分離している。
なお、上記第１の導波路形成領城１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂは分離されたため間隔を介して配置されている。例えば、第１Ａ図に示すＡ部の間隔（非交差分離面１８同士の間隔）は１００μｍ程度であり、第１Ａ図に示すＢ部の間隔（交差分離面８同士の間隔）は２５μｍ程度である。
また、第１実施例では、アレイ導波路型回折格子の温度に依存して、第１の導波路形成領域１０ａを第２の導波路形成領域１０ｂに対して交差分離面８に沿って移動させるスライド移動部材１７が設けられている。スライド移動部材１７は、このスライド移動を、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長温度依存性を低減する方向に行なう構成と成している。
上記スライド移動部材１７は、基板１よりも熱膨張率が大きい金属である銅板により形成されている。銅の熱膨張係数は１．６５×１０−５（１／Ｋ）である。スライド移動部材１７の下側には接着剤３０が設けられ、導波路形成領域１０ａ，１０ｂの固定用部位にスライド移動部材１７が固定されている。
なお、第１実施例において、前記導波路構成における各パラメータは、以下のように構成されている。
すなわち、第１のスラブ導波路３の焦点距離Ｌｆ’と第２のスラブ導波路５の焦点距離Ｌｆは等しく、その値は９ｍｍ（９０００μｍ）である。また、２５℃において、第１のスラブ導波路３の等価屈折率および第２のスラブ導波路５の等価屈折率は共にｎｓで、その値は、波長１．５５μｍの光に対して１．４５３である。さらに、アレイ導波路４の光路長差ΔＬは６５．２μｍ、隣り合うアレイ導波路４同士の間隔ｄは１５μｍである。アレイ導波路型回折格子の回折次数ｍは６１、アレイ導波路４の等価屈折率ｎｃは波長１．５５μｍの光に対して１．４５１である。アレイ導波路４の群屈折率ｎＫは、波長１．５５μｍの光に対して１．４７５である。
したがって、第１実施例のアレイ導波路型回折格子において、回折角φ＝０となるところの光透過中心波長λ０は、前記（式２）から明らかなように、λ０＝約１５５０ｎｍである。
また、第１実施例において、分離スラブ導波路３ａ側の移動に伴う光入力導波路２の出力端の移動量をｄｘ’とする。この移動量ｄｘ’と中心波長シフト量ｄλ’との関係値を求めると、ｄｘ’＝２５．６ｄλ’となる。したがって、光透過中心波長を０．１ｎｍ変動させるために、スライド移動部材１７の長手方向の熱膨張係数利用領域の長さを２．５６μｍ変化させればよいことが分かる。
さらに、基板１の熱膨張率はスライド移動部材１７の熱膨張率に比べると遥かに小さいので無視して、アレイ導波路型回折格子の中心波長の温度依存性０．０１ｎｍ／℃を補償するのに必要な銅板の熱膨張係数利用領域の長さを求める。そうすると、上記熱膨張係数利用領域の長さの値（計算値）Ｊｃは、Ｊｃ＝１７ｍｍとなる。この計算値に基づいてスライド移動部材１７の固定位置間隔（図のＪ）の長さの最適値を実験により求めたところ、その値を２０ｍｍとすればよいことが分かった。
そこで、第１実施例では、Ｊの長さが２０ｍｍとなるように、スライド移動部材１７の全長および固定位置間隔の長さを決定し、アレイ導波路型回折格子を製造した。
さらに、第１実施例では、スライド移動部材１７に穴部３８，３９を設けている。そして、第１Ｃ図、第１Ｄ図の矢印Ｅに示すように、スライド移動部材１７に引っ張り応力を加えて、スライド移動部材１７を前記スライド移動方向（図のＸ方向）に塑性変形している。
スライド移動部材１７は、穴部３９が設けられているので変形しやすくなっている。また、穴部３９の形成位置はスライド移動部材１７の中央部であるので、スライド移動部材１７の曲げ方向の強度をほぼ維持したままでスライド移動部材１７の伸縮が可能になる。
スライド移動部材１７の長さを上記引っ張り応力によって生じるスライド移動方向の塑性変形によって、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを短波長側に補正する長さとしている。
なお、第１Ｃ図、第１Ｄ図は、スライド移動部材１７の長さ変化量を誇張して示している。すなわち、非交差分離面１８の間隔変化量を誇張して示している。ただし、この変化量は、実際にはこれらの図に示す量よりも遥かに小さいものである。
上記スライド移動部材１７の塑性変形は、例えば第３図に示す応力印加手段であるバイス４９により行なわれるものである。つまり、スライド移動部材１７に加える上記引っ張り応力の調節は、バイス４９に設けたピン５５，５６をそれぞれスライド移動部材１７の穴部３８に挿入して行なわれる。上記スライド移動部材１７に加える引っ張り応力の調節は、ピン５５，５６の挿入状態で、ハンドル５７を操作してピン５６の位置を調節することにより行なわれる。
また、第１実施例では、上記スライド移動部材１７に引っ張り応力を印加させる際、第２図に示すように、アレイ導波路型回折格子の光入力導波路２に半導体光増幅器（ＡＳＥ）４２を接続した。また、アレイ導波路型回折格子の光出力導波路６の１つに、光スペクトラムアナライザ４３を接続した。そして、光スペクトラムアナライザ４３によってアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をモニタしながら、スライド移動部材１７に図の矢印に示す方向の引っ張り応力を印加して、スライド移動部材１７の塑性変形を行なった。
なお、第２図の図中、２１，２２は光ファイバアレイ、２３，２５は光ファイバ、２４は４心の光ファイバテープ心線である。
第４図の特性線ａは、スライド移動部材１７に引っ張り応力を印加する前のアレイ導波路型回折格子の光透過損失特性（光透過スペクトル）を示している。第１実施例では、第４図の特性線ｂに示すように、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長が約−０．５ｎｍ変化したところで引っ張り応力を開放し、バイス４９をスライド移動部材１７から外した。また、上記引っ張り応力解放後のアレイ導波路型回折格子の光透過スペクトルを測定したところ、同図の特性線ｃに示す結果が得られた。
これらの特性線ａ〜ｃに示すように、上記引っ張り応力の印加時または引っ張り応力解放後の光透過スペクトルは、いずれも、引っ張り応力印加前と比べて、光透過中心波長がシフトした以外に、光学特性の変化は見られなかった。
また、上記引っ張り応力印加時に、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長が−０．５ｎｍシフトしたのにもかかわらず、上記引っ張り応力を開放した時の光透過中心波長シフト量は−０．１ｎｍであった。これは、スライド移動部材１７が、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長シフト量にして−０．１ｎｍ分だけ塑性変形したことを意味する。また、この塑性変形と引っ張り時の弾性変形を合わせた光透過中心波長シフト量（変化量）が−０．５ｎｍ分だったことを意味する。
このように、所望の光透過中心波長変化量を得るためには、スライド移動部材１７に引っ張り応力を印加したときと、引っ張り応力を開放したときのそれぞれについて、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の初期値からの変化量とを予め求めておくとよい。このような光透過中心波長変化量の測定を行なうと、例えば光透過中心波長をグリッド波長にすることができる。
なお、前記の如く、アレイ導波路型回折格子は、各光出力導波路６から出力する光の波長（光透過中心波長）の温度依存性は等しい。そのため、上記のように、１つの光出力導波路６からの光透過中心波長をグリッド波長にすると、他の光出力導波路６からの光透過中心波長もグリッド波長になる。
第１実施例は以上のように構成されており、第１Ｃ図、第１Ｄ図の矢印Ｅに示したように、スライド移動部材１７に引っ張り応力を加えてスライド移動方向に塑性変形させる。そして、この塑性変形によって、第１実施例は、スライド移動部材１７の長さを、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを補正する長さとした。したがって、第１実施例は、非常に簡単な構成で、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を設定波長（グリッド波長）にすることができる。
また、第１実施例によれば、アレイ導波路型回折格子の温度が変化すると、前記スライド移動部材１７が温度に依存して伸縮する。この伸縮によって、分離スラブ導波路３ａ側はアレイ導波路型回折格子の各光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向に、分離面８に沿ってスライド移動する。なお、各光透過中心波長の温度依存性を低減する方向は、第１Ａ図、第１Ｂ図の矢印Ｃ方向または矢印Ｄ方向である。
そのため、第１実施例によれば、設定波長からのずれを補正することにより、たとえアレイ導波路型回折格子の温度が変化しても、この温度変化に伴う光透過中心波長ずれを解消することができる。つまり、第１実施例は、温度に依存しない、いわゆる温度無依存型のアレイ導波路型回折格子とすることができる。
したがって、第１実施例は、使用温度範囲内におけるいずれの温度においても、光透過中心波長が設定波長（グリッド波長）となる優れたアレイ導波路型回折格子とすることができる。
なお、本発明者が第１実施例のアレイ導波路型回折格子の０℃〜８０℃における光透過中心波長の温度変化を測定したところ、光透過中心波長のずれ（シフト）量は約０．０１ｎｍ以下であった。すなわち、この測定により、第１実施例のアレイ導波路型回折格子は、温度が０℃〜８０℃の範囲内で変化しても光透過中心波長は殆どずれず、光透過中心波長が常にグリッド波長である優れたアレイ導波路型回折格子であることが確認できた。
第５Ａ図、第５Ｂ図には、本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第２実施例の概略図が模式的に示されている。本第２実施例は上記第１実施例とほぼ同様に構成されており、本第２実施例の説明において、上記第１実施例との重複説明は省略または簡略化する。
本第２実施例が上記第１実施例と異なる特徴的なことは、スライド移動部材１７に圧縮応力を加えることにより、スライド移動部材１７を前記スライド移動方向（図のＸ方向）に塑性変形していることである。この圧縮応力印加は、第５Ｃ図、第５Ｄ図に示すように、スライド移動部材１７を左右両側から挟み、これらの図の矢印Ｅに示す方向に応力を加えて行なう。なお、第２実施例は、スライド移動部材１７に穴部３８，３９を設けていない。
第２実施例は、スライド移動部材１７の長さを、上記スライド移動方向の塑性変形によって、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを長波長側に補正する長さとしている。
なお、第５Ｃ図、第５Ｄ図では、スライド移動部材１７の長さ変化量を誇張して示している。すなわち、非交差分離面１８の間隔変化量を誇張して示している。しかし、スライド移動部材１７の長さの変化量は、実際には同図に示す量よりも遥かに小さいものである。
また、上記塑性変形は、例えば万力等の圧縮応力印加手段４５により行われるものである。圧縮応力印加手段４５は、スライド移動部材１７の変形を規制するためのガイド４７と、スライド移動部材１７に圧縮応力を加えてスライド移動部材１７の長手方向の長さを精度良く変化させる押え治具４８とを有する。
第２実施例でも、スライド移動部材１７に圧縮応力を印加させる際には、上記第１実施例と同様に、第６図に示すようにして光スペクトラムアナライザ４３によりアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をモニタした。そして、モニタされる光透過中心波長が設定波長となるようにスライド移動部材１７の塑性変形を行なった。
なお、一例として、上記スライド移動部材１７の塑性変形工程において、本発明者は、アレイ導波路型回折格子の８ポート目である８番目の光出力導波路６から出力される光の光透過中心波長をスライド移動部材１７の塑性変形前に測定した。その結果、光透過中心波長の値は１５５０．２０ｎｍであった。そこで、上記方法によりスライド移動部材１７を前記スライド移動方向に塑性変形させ、アレイ導波路型回折格子の８ポート目の光透過中心波長を前記グリッド波長である１５５０．１１６ｎｍに変化させた。
第２実施例でも、１つの光出力導波路６からの光透過中心波長をグリッド波長にすると、他の光出力導波路６からの光透過中心波長もグリッド波長にすることができる。第２実施例も上記第１実施例と同様の効果を奏することができる。
なお、本発明は上記各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、上記第１実施例では、スライド移動部材１７の塑性変形は該スライド移動部材１７への引っ張り応力印加により施した。ただし、例えばバイス４９によるピン５６の位置調節方向を上記第１実施例と逆にすれば、スライド移動部材１７に圧縮応力を印加することができる。この場合、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を長波長側に変化することができる。
また、例えば第７Ａ図、第７Ｂ図に示すように、スライド移動部材１７は、その表面側に引っ張り治具の係止凹部３２を設けて形成してもよい。この構成は、第７Ｃ図、第７Ｄ図の矢印Ｅに示すように、引っ張り応力印加によって、スライド移動部材１７の塑性変形を施すことができる。なお、この引っ張り応力印加は、例えば第７Ｄ図に示すような引っ張り治具３３によって行なう。
この構成は、上記第１実施例と同様に、スライド移動部材１７を上記スライド移動方向に塑性変形することによって、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを短波長側に補正することができる。
さらに、例えば第８Ａ図、第８Ｂ図に示すように、スライド移動部材１７は、スライド方向の変位領域（図のＪで示す領域）に窪み又は穴３４を形成してもよい。そして、第８Ｃ図、第８Ｄ図に示すように、前記窪み又は穴３４の開口より広径の広径部を有する嵌合部材としての楔部材３５を前記窪み又は穴３４に嵌合してもよい。この場合も、楔部材３５の窪み又は穴３４への嵌合によって、スライド移動部材１７の長さをアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを補正する長さとする。そうすると、上記第１実施例と同様の効果を奏することができる。
なお、第８Ｃ図、第８Ｄ図に示す構成は、楔部材３５の窪み又は穴３４への嵌合によるスライド移動部材１７の変形によって必ずしもスライド移動部材１７を塑性変形させなくてもよい。つまり、楔部材３５の窪み又は穴３４への嵌合は、楔部材３５を窪み又は穴３４から外した際にスライド移動部材１７の長さが元の長さに戻る、いわゆる弾性変形範囲でもよい。
さらに、本発明のアレイ導波路型回折格子は、例えば第９Ａ図、第９Ｂ図、第９Ｃ図、第９Ｄ図に示す構成としてもよい。この構成は、スライド移動部材１７のスライド方向の変位領域（図のＪで示す領域）に窪み又は穴としてのねじ穴３６を形成し、ねじ穴３６に嵌合部材としてのテーパねじ３７を嵌合している。テーパねじ３７は、ねじ穴３６の開口より広径の広径部を有し、先端側に向かうにつれて縮径するねじである。この場合も、テーパネジ３７のねじ穴３６への嵌合によって、スライド移動部材１７の長さをアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを補正する長さとすることにより同様の効果を奏することができる。
なお、この構成においても、テーパねじ３７のねじ穴３６への嵌合によるスライド移動部材１７の変形は前記弾性変形範囲でもよい。また、この構成は、テーパねじ３７の挿入深度によってスライド移動部材１７の変形量の微調整を非常に行ないやすい。
さらに、この構成は、テーパねじ３７の締め量の調整によりスライド移動部材１７の長さを長くすることも短くすることもできる。そのため、この構成は、光透過中心波長を長波長側にも短波長側にも微妙に調整できる構成とすることができる。
上記テーパねじ３７の締め量調整は、例えば以下のようにして行なう。まず、テーパねじ３７をねじ穴３６の途中部まで挿入した状態のスライド移動部材１７をアレイ導波路型回折格子に固定しておく。その後、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を短波長側に補正したい場合はテーパねじ３７のねじ穴３６への挿入深度を深くしてスライド移動部材１７の長さを長くする。アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を長波長側に補正したい場合は、テーパねじ３７のねじ穴３６への挿入深度を浅くしたりテーパねじ３７を取り除くことによりスライド移動部材１７の長さを短くする。
さらに、上記第２実施例では、スライド移動部材１７に第５Ｃ図のＸ方向の圧縮応力を印加した。しかし、第２実施例の構成は、例えば第５Ｃ図のＹ方向の圧縮応力を印加することにより、スライド移動部材１７の前記スライド移動方向の長さが長くなるように変化させることもできる。なお、スライド移動部材１７のスライド移動方向は、第５Ａ図および第５Ｃ図のＸ方向である。
以上のように、スライド移動部材１７の変形方法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。つまり、重要な点は、スライド移動部材１７を前記スライド移動方向に変形させて、スライド移動部材１７の長さを、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の設定波長からのずれを補正する長さとすることである。このスライド移動部材１７の長さ調整を行なったアレイ導波路型回折格子は、上記各実施例と同様の効果を奏することができる。
また、上記のように、スライド移動部材１７の変形を塑性変形等の様々な方法で行なう際も、スライド移動部材１７の変形を、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長をモニタしながら行なうとよい。つまり、モニタされる光透過中心波長が設定波長となるようにスライド移動部材１７により分離スラブ導波路の分離面に沿った移動を行なうとよい。
さらに、上記各実施例では、第１のスラブ導波路３を分離したが、第２のスラブ導波路５側を分離してもよい。つまり、アレイ導波路型回折格子は光の相反性を利用して形成されているものであるので、第２のスラブ導波路５側を分離しても上記実施例と同様の効果を得られる。
この場合も、まず、スライド移動部材１７を塑性変形する。その後、分離された分離スラブ導波路の少なくとも一方側を、スライド移動部材１７によって前記面に沿って前記各光透過中心波長の温度依存変動を低減する方向にスライド移動させる。このように、第２のスラブ導波路５側を分離した構成も上記各実施例と同様の効果を得ることができ、前記各光透過中心波長の温度依存変動を解消することができる。
さらに、第１のスラブ導波路３や第２のスラブ導波路５の分離面（交差分離面）８は、上記各実施例のようにＸ軸とほぼ平行な面とするとは限らない。交差分離面８は、Ｘ軸に対して斜めの面としてもよい。つまり、交差分離面８は、分離するスラブ導波路を通る光の経路と交わる面でスラブ導波路分離する面であればよい。
さらに、上記各実施例は、分離スラブ導波路３ａ側を分離面８に沿ってスライド移動させるスライド移動部材１７を、第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂに跨る態様で設けた。だだし、スライド移動部材１７の配設形態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る。
例えばアレイ導波路型回折格子のベースを設けて、第２の導波路形成領域１０ｂをベースに固定し、第１の導波路形成領域１０ａはベースに対してスライド移動自在とする。そして、スライド移動部材１７の一端側をベースに、他端側を第１の導波路形成領域１０ａにそれぞれ固定し、スライド移動部材１７の熱伸縮を利用して第１の導波路形成領域１０ａを前記分離面８に沿って温度に依存してスライド移動させるようにしてもよい。
さらに、上記各実施例では、スライド移動部材１７を金属の銅により形成したが、スライド移動部材１７を銅以外の金属により形成することもできる。また、スライド移動部材１７は、アレイ導波路型回折格子の基板および導波路形成領域よりも熱膨張係数が大きい金属以外の材料により形成してもよい。ただし、金属は塑性変形等の加工がし易いので、金属をスライド移動部材１７とすると、アレイ導波路型回折格子の製造を容易にできる利点がある。
さらに、スライド移動部材１７は、上記のような熱による伸縮を利用して前記分離スラブ導波路を移動する構成としなくてもよい。分離スラブ導波路の移動は、例えばスライド移動部材１７の一端側を分離スラブ導波路に固定し、スライド移動部材１７の他端側に前記分離スラブ導波路を移動する機械的移動手段と電気的移動手段の少なくとも一方の移動手段を設けても行える。
さらに、本発明のアレイ導波路型回折格子を構成する各導波路２，３，４ａ，５，６の等価屈折率や本数、大きさなどの詳細な値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る。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明に係るアレイ導波路型回折格子は、例えば使用温度範囲内のいずれの温度においても、光透過中心波長をほぼ設定波長とすることができるので、波長多重伝送用の光透過デバイスに適している。
【図面の簡単な説明】
第１Ａ図は、本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第１実施例の要部構成を示す平面図であり、第１Ｂ図はその側面図であり、第１Ｃ図は、第１実施例に設けられているスライド移動部材の塑性変形動作を平面図により示す説明図であり、第１Ｄ図はその側面図であり、第２図は、第１実施例のアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正工程例を模式的に示す説明図であり、第３図は、第１実施例のアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正に適用される治具の例を示す説明図であり、第４図は、第１実施例のアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正前と、その補正を行なうための応力印加時と、光透過中心波長補正後の光透過特性を示すグラフである。
第５Ａ図は、本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第２実施例の要部構成を示す平面図であり、第５Ｂ図はその側面図であり、第５Ｃ図は、第２実施例に設けられているスライド移動部材の塑性変形動作を平面図により示す説明図であり、第５Ｄ図はその側面図であり、第６図は、第２実施例のアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長補正工程例を模式的に示す説明図であり、第７Ａ図は、本発明のアレイ導波路型回折格子のその他の実施例の要部構成を示す平面図であり、第７Ｂ図はその側面図であり、第７Ｃ図は、第７Ａ図、第７Ｂ図に示す実施例に設けられているスライド移動部材の塑性変形動作を平面図により示す説明図であり、第７Ｄ図はその側面図である。
第８Ａ図は、本発明のアレイ導波路型回折格子のその他の実施例の要部構成を示す平面図であり、第８Ｂ図はその側面図であり、第８Ｃ図は、第８Ａ図、第８Ｂ図に示す実施例に設けられているスライド移動部材の塑性変形動作を平面図により示す説明図であり、第８Ｄ図はその側面図であり、第９Ａ図は、本発明のアレイ導波路型回折格子のその他の実施例の要部構成を示す平面図であり、第９Ｂ図はその側面図であり、第９Ｃ図は、第９Ａ図、第９Ｂ図に示す実施例に設けられているスライド移動部材の塑性変形動作を平面図により示す説明図であり、第９Ｄ図はその側面図である。
第１０図は、アレイ導波路型回折格子における光透過中心波長シフトと光入力導波路および光出力導波路の位置との関係を示す説明図であり、第１１図は、従来のアレイ導波路型回折格子を示す説明図であり、第１２Ａ図は、アレイ導波路型回折格子の１つの光出力導波路から出力される光の光透過特性例を示すグラフであり、第１２Ｂ図は、アレイ導波路型回折格子の１つの光出力導波路から出力される光の光透過特性の別の例を示すグラフである。
第１３図は、アレイ導波路型回折格子の複数の光出力導波路から出力される光の光透過特性を重ねて示すグラフであり、第１４図は、アレイ導波路型回折格子の１つの光出力導波路から出力される光の光透過特性の温度によるシフト例を示すグラフであり、第１５図は、従来のペルチェ素子を設けて構成したアレイ導波路型回折格子を示す説明図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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