CN102985858A - 阵列波导衍射光栅型光合波/分波器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使具有多个阵列波导衍射光栅也能缩小包装尺寸的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器。具备：波导芯片(16)，具备在基板上并排设置多个的阵列波导衍射光栅(14)，该阵列波导衍射光栅具有第1波导(20)、第1平板波导(22)、阵列波导(28)、第2平板波导(26)及第2波导(24)，该波导芯片在上述阵列波导衍射光栅的各个上述第1平板波导(22)或者上述第2平板波导(26)处被分割成第1分离波导芯片(16A)和第2分离波导芯片(16B)；和补偿部件(18)，对应于温度变化而伸缩，从而使第1波导芯片和第2波导芯片相对移动，而补偿阵列波导衍射光栅(14)的光透射中心波长的温度依赖性偏移。波导芯片具有沿阵列波导(28)的弯曲方向弯曲的形状。

Description

阵列波导衍射光栅型光合波/分波器

技术领域

本发明涉及具有将不同波长的光复合到一起、或按各波长分离的波长合波/分波器的功能的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器，特别是涉及实现了无热化(无温度依赖性)的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器。

背景技术

在作为波长合波/分波器(合波/分波)而起到重要作用的阵列波导衍射光栅(AWG(Arrayed Waveguide Grating))中，由于石英类玻璃的光的折射率具有温度依赖性，因此中心波长(透射中心波长)也产生温度依赖性。

由石英类玻璃制造的AWG的中心波长的温度依赖性为0.011nm/℃，是在D-WDM(Dense-Wavelength Division Multiplexing，密集波分复用)传送系统中使用时无法忽视的大值。

因此，近年来，在逐渐多样化的D-WDM传送系统中，AWG强烈要求不需要电源的无热化(无温度依赖性)。

以往，专利文献1中记载了利用补偿板实现无热化的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器(无热AWG模块)(参照图17)。图17所示的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器100具备在波导芯片114形成的第1波导102、与第1波导102连接的第1平板波导104、第2波导106、与第2波导106连接的第2平板波导108及连接第1平板波导104和第2平板波导108的阵列波导110。

该阵列波导衍射光栅型光合波/分波器100在第1平板波导104部分被切断成两部分，分割成包含第1平板波导104的一部分104A的输入侧部分116和包含第1平板波导104的另一部分104B的输出侧部分118。

而且，该输入侧部分116和输出侧部分118通过补偿板112连接。根据该结构，因温度变化导致补偿板112伸缩而使第1平板波导104的一部分104A移动，从而能够修正因温度变化而偏移的波长。

根据该结构，即使温度变化，也能够从第1波导102取出与输入到第2波导106的光相同波长的光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3764195号公报

发明内容

通常，波长合波/分波器在一个包装内收容合波用的AWG和分波用的AWG两个AGW。近年来伴随着波长合波/分波器的高功能化，存在装入包装内的零件件数变多的倾向，从而存在包装变大的问题。

例如，若要将多个专利文献1所述的阵列波导衍射光栅收容到一个包装中，则存在包装的尺寸变得非常大的问题。

本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于提供一种即使在将多个阵列波导衍射光栅收容到一个包装中时也能够将包装尺寸抑制得较小的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器。

本发明的第1方式的发明涉及阵列波导衍射光栅型光合波/分波器，其特征在于，具备：波导芯片，具备在基板上并排设置有多个的阵列波导衍射光栅，该阵列波导衍射光栅具有至少一个第1波导、第1平板波导、阵列波导、第2平板波导和第2波导，该第1平板波导与上述第1波导连接，该阵列波导的一端与上述第1平板波导中的上述第1波导的相反侧连接，且在该阵列波导并排设置有具有彼此不同的长度并向同一方向弯曲的多个信道波导，该第2平板波导与上述阵列波导的另一端连接，该第2波导以并排设置多个的状态与上述第2平板波导中的上述阵列波导的相反侧连接，上述波导芯片在上述阵列波导衍射光栅的各个上述第1平板波导或者上述第2平板波导处被分割成第1波导芯片和第2波导芯片；和补偿部件，对应于温度变化而伸缩，从而使上述第1波导芯片与上述第2波导芯片相对移动，而补偿上述阵列波导衍射光栅的光透射中心波长的温度依赖性偏移，上述波导芯片具有沿上述阵列波导的弯曲方向弯曲的形状。

上述本发明的第1方式的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器，由于波导芯片在具有沿阵列波导的弯曲方向弯曲的形状的基板上形成，因而当并排设置多个阵列波导衍射光栅时，能够缩小彼此相邻的两个阵列波导衍射光栅的间隔。因此，能够将阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的包装尺寸抑制为较小。

本发明的第2方式的发明涉及阵列波导衍射光栅型光合波/分波器，其特征在于，还具备：固定上述第1波导芯片的第1基台；和第2基台，与上述第1基台分开设置，固定上述第2波导芯片，上述补偿部件的一侧固定在上述第1基台或上述第1波导芯片，另一侧固定在上述第2基台。

根据上述本发明的第2方式的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器，由于相对于多个上述阵列波导衍射光栅有一个补偿部件即可，因而零件的共用化容易，能够实现低成本化，并且能够将阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的包装尺寸抑制为较小。

本发明的第3方式的发明涉及阵列波导衍射光栅型光合波/分波器，其特征在于，上述第1波导芯片及上述第2波导芯片的一方由一张基板构成。

本发明的第4方式的发明涉及阵列波导衍射光栅型光合波/分波器，其特征在于，上述第1波导芯片及上述第2波导芯片的任一个分别由一张基板构成。

在这些阵列波导衍射光栅型光合波/分波器中，能够通过一个切断线将多个阵列波导衍射光栅分别分割成两部分。因此，能够以较高的生产率生产。

本发明的第5方式的发明涉及阵列波导解析光栅型光合波/分波器，其特征在于，分割成两部分的阵列波导衍射光栅的分割部分由夹子在厚度方向上夹持。

根据上述本发明的第5方式的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器，由于通过夹子在厚度方向上在分割成两部分的阵列波导衍射光栅的分割部分夹持波导芯片，因而通过补偿部件伸缩防止在分割成两部分的阵列波导衍射光栅的一方和另一方之间产生厚度方向的偏离。因此，能够减少从第1波导或第2波导输出的光信号中混入的噪声。

如以上说明，根据本发明，提供一种即使在将多个阵列波导衍射光栅收容到一个包装中时也能将包装尺寸抑制为较小的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器。

附图说明

图1A是表示实施方式1的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的结构的俯视图。

图1B是表示实施方式1的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的结构的侧视图。

图2A是表示实施方式2的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的结构的俯视图。

图2B是表示实施方式2的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的结构的侧视图。

图3A是表示实施方式3的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的结构的俯视图。

图3B是表示实施方式3的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的结构的侧视图。

图4A是表示实施方式4的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的结构的俯视图。

图4B是表示实施方式4的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的结构的侧视图。

图5A是表示实施方式5的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的结构的俯视图。

图5B是表示实施方式5的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的结构的侧视图。

图6是表示将实施方式5的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的夹子及其附近沿X-X方向在厚度方向上切断的截面的剖视图。

图7A是表示实施方式6的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的结构的俯视图。

图7B是表示实施方式6的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的结构的侧视图。

图8A是表示实施方式7的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的结构的俯视图。

图8B是表示实施方式7的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的结构的侧视图。

图9是表示在晶圆上形成多个阵列波导衍射光栅时的说明图。

图10是表示从形成多个阵列波导衍射光栅的晶圆切下各个波导芯片时的说明图。

图11是表示从形成多个阵列波导衍射光栅的晶圆切下各个波导芯片时的说明图。

图12是表示从形成多个阵列波导衍射光栅的晶圆切下各个波导芯片时的说明图。

图13是表示从上述晶圆切下的各个波导芯片的结构的俯视图。

图14是表示从上述晶圆切下一张基板上存在两个阵列波导衍射光栅的波导芯片的例的俯视图。

图15是表示实施方式1的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的温度特性的评估结果的图表。

图16是表示决定实施方式1的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的补偿板的长度所使用的阵列波导衍射光栅的回路参数的表。

图17是表示现有的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的其他例的结构的俯视图。

具体实施方式

1.实施方式1

下面，说明本发明的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的一例。

在图1A中表示实施方式1的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器1的俯视图，在图1B中表示侧视图。阵列波导衍射光栅型光合波/分波器1具备形成有阵列衍射光栅14的波导芯片16、基台32、34及补偿部件18。

波导芯片16具有由硅形成的基板12和在基板12上形成的两个相互并排设置的阵列波导衍射光栅14，具有沿阵列波导衍射光栅14的轮廓而曲线状地切断的大致回飞镖(boomerang)型的平面形状。沿阵列波导衍射光栅14的弯曲方向分割基板12，在一个基板12上形成有一个阵列波导衍射光栅14。各个阵列波导衍射光栅14具有：被输入光信号的至少一个第1波导20；与第1波导20的输出侧连接的第1平板波导22；阵列波导28，与第1平板波导22的输出侧连接，且并排设置有具有相互不同的长度的多个信道波导(channel waveguide)28a；与阵列波导28的输出侧连接的第2平板波导26；和第2波导24，以并排设置多个的状态与第2平板波导26的输出侧连接。

此外，在本实施方式例中，表示了将阵列波导衍射光栅14的个数设为两个的例，但阵列波导衍射光栅14的个数并不限定于此，也可以是3个以上。

此外，阵列波导衍射光栅14是由光波导构成的平面光波回路(PLC：Planar Lightwave Circuit)，所述光波导由在硅基板12上通过组合火焰水解法(FHD法)、光纤制造技术及半导体微细加工技术而形成的芯部和包层构成。作为基板，可以用石英基板代替硅基板。

在各波导芯片16中，第1平板波导22与基板12一起被与第1平板波导22的光轴交叉的垂直面即切断面30分割。

即，波导芯片16被切断面30分别分割成第1分离波导芯片16A和第2分离波导芯片16B。另外，在各波导芯片16中，第1平板波导22被切断面30分割成第1分离平板波导22A和第2分离平板波导22B两部分。此外，各波导芯片16的切断面30在第1平板波导22的大致相同的位置形成，当并排设置两个阵列波导衍射光栅14时，各切断面30不为同一直线状。

第1分离平板波导22A是指被分割成两部分的第1平板波导22中连接第1波导20的一侧，第2分离平板波导22B是指连接阵列波导28的一侧。而且，在被分割成两部分的波导芯片16中，第1分离波导芯片16A为具备第1分离平板波导22A的一侧，第2分离波导芯片16B是指具备第2分离平板波导22B的一侧。

另外，在被切断面30分割成两部分的基板12中，将形成有第1分离波导芯片16A一侧的基板称为第1基板12A，将形成有第2分离波导芯片16B一侧的基板称为第2基板12B。

波导芯片16固定在基台32、34上，分别将第1分离波导芯片16A固定到作为第1基台的一例的第1玻璃板32，将第2分离波导芯片16B固定到作为第2基台的一例的第2玻璃板34。此外，将一方的波导芯片16的切断面30配置在第1玻璃板32和第2玻璃板34的分离位置，但将另一方的波导芯片16的切断面30配置在第2玻璃板34。

另外，基板12A在与第1玻璃板32相接的部分粘接、固定到第1玻璃板32，基板12B在与第2玻璃板34相接的部分粘接、固定到第2玻璃板34。此外，基板12A的与第2玻璃板34相接的部分未被粘接、固定。

在此，若第1玻璃板32和第2玻璃板34都为石英玻璃制，则紫外线能够透过，从而第1分离波导芯片16A和第1玻璃板32、及第2分离波导芯片16B和第2玻璃板34的粘接能够使用紫外线固化型粘接剂，因此优选。此外优选，第2分离波导芯片16B的阵列波导28的部分不粘接到第2玻璃板34。在不粘接阵列波导28的部分的情况下，当周围温度增减时，能够抑制因第2分离波导芯片16B的线膨胀系数与第2玻璃板34的线膨胀系数的差异而产生的对阵列波导28的影响，从而减少串扰。

进一步，在波导芯片16中，仅阵列波导衍射光栅14在第1平板波导22或第2平板波导26的部分被切断面30切断成两部分，只要能够确保第1平板波导22和第2平板波导26的相对位置的移动量，基板12也可以在至少1部分相连。

进一步，在阵列波导衍射光栅侧光合波/分波器1中设置有长方形的补偿部件18，所述补偿部件18跨过第1玻璃板32和第2玻璃板34，一侧通过粘接剂固定于第1玻璃板32的上表面，另一侧通过粘接剂固定于第2玻璃板32的上表面。该补偿部件18配置为其长边(长度方向)与切断面30的延伸方向平行。此外，在本实施方式中，补偿部件18为铜制或纯铝(JIS：A1050)制的金属板。如图1B所示，在补偿部件18的两端部突出设置有腿部18A，该腿部18A通过粘接剂固定在第1玻璃板32及第2玻璃板34上。由此，使第1玻璃板32及第2玻璃板34与补偿部件18的粘接面积一定。

根据下述(式1)及图16所示的阵列波导衍射光栅14的回路参数算出该补偿部件18的长度，在本实施方式中为18mm。

[数1] $d_x=\frac{L_f\mathrm{\ΔL}}{n_{s}d{\mathrm{\λ}}_0}{n}_g\frac{\mathrm{d\λ}}{\mathrm{dT}}$ ……(式1)

根据该结构，若温度变化，则基于第1平板波导22的聚光位置(基于第1平板波导22的分离平板波导22A的聚光位置)变化d_x。但是，因温度的变化导致补偿部件18伸缩d_x，从而第1玻璃板32和第2玻璃板34沿切断面30相对移动。由此，分离平板波导22A也沿切断面30相对于分离平板波导22B相对移动。由此，修正了第1平板波导22的聚光位置(d_x-d_x=0)。

在各波导芯片16中，将复用了波长不同的光信号的波长复用光信号输入到第1波导20，或者从第1波导20输出波长复用信号。第1平板波导22具有将从第1波导20输入的波长复用光信号按各波长分波的功能、及将在阵列波导28传播的不同波长的光信号合波的功能。

阵列波导28以预定的间距d设置有与输入到第1波导20的波长复用光信号的信道数对应的个数、例如100个信道波导28a，其具有使光信号按各波长传播的功能。在本实施方式中，阵列波导28的间距d为13.8μm，但间距d并不限定于该长度。

另外，由于在各信道波导28a中传播不同波长的光信号，因此信道波导28a分别与所传播的光的波长对应而具有不同的长度。相邻的两个信道波导28a的长度彼此相差设定量ΔL。在本实施方式中，如图16所示，设定量ΔL设定为31.0μm。

进一步，信道波导28a从波导芯片16的一侧边缘朝向另一侧边缘按照长度从短到长的顺序依次配置，因此，如图1A所示，阵列波导衍射光栅14整体向特定的方向弯曲。

设置与输入到第1波导20的波长复用光信号的信道数对应的个数、换言之与信道波导28a相同个数的第2波导24。

接下来，说明阵列波导衍射光栅型光合波/分波器1的制造工序。如图9所示，在一张硅晶圆11上凝缩形成预定个数的阵列波导衍射光栅14。

接下来，如图10所示，利用激光加工机(例如CO₂激光器)沿切断线38将形成有阵列波导衍射光栅14的硅晶圆11曲线状地切断。由此，如图13所示，获得预定个数的基板12具有回飞镖状外形的波导芯片16。

制造波导芯片16后，将波导芯片16在相对于第1平板波导22的光轴(中心线)正交的方向上与基板12一起在第1平板波导22部分切断，分割成第1分离波导芯片16A和第2分离波导芯片16B(参照图1A)两部分。接下来，将这样制成的第1分离波导芯片16A粘接、固定到第1玻璃板32，将第2分离波导芯片16B粘接、固定到第2玻璃板34。

最后，以使补偿部件18的长边与切断面30的延伸方向平行的方式，通过粘接剂将补偿部件18的一个腿部18A固定到第1玻璃板32的上表面，通过粘接剂将另一个腿部18A固定到第2玻璃板32的上表面。此时，安装补偿部件18以使阵列波导衍射光栅14的中心波长与ITU-T栅极的波长一致。由此，制造阵列波导衍射光栅型光合波/分波器1。

(作用/效果)

接下来，说明阵列波导衍射光栅型光合波/分波器1的作用

当阵列波导衍射光栅型光合波/分波器1用于合波(MUX)时，在各波导芯片16中，如图1A中箭头A所示，从各第2波导24逐个单独地输入波长不同的多个光信号(λ1～λn)。

输入的光信号(λ1～λn)通过第2平板波导26被逐个单独地输入到阵列波导衍射光栅14的各信道波导28a。

在各信道波导28a传播的光信号(λ1～λn)在第1平板波导22合波，并如图1A中箭头B所示，作为波长复用光信号从第1波导20输出。

在此，若温度变化，则第1平板波导22的聚光位置(基于第1平板波导22的第2分离平板波导22B的聚光位置)发生变化，但第1分离平板波导22A因补偿部件18的伸缩而相对于分离平板波导22B相对移动从而修正聚光位置。因此，即使温度变化，也能够从第1波导20取出同一波长的光信号。即，在阵列波导衍射光栅14中，从第1波导20输出将具有与输入的多个光信号(λ1～λn)分别相同的波长(λ1～λn)的多个光信号复用的波长复用光信号。

而在阵列波导衍射光栅型光合波/分波器1用于分波(DEMUX)时，在各波导芯片16中，如图1A中箭头C所示，从第1波导20输入将波长不同的多个光信号(λ1～λn)复用的波长复用光信号。

输入的波长复用信号在第1平板波导22被分波成具有波长(λ1、λ2、λ3、……λn)的n个光信号，并被逐个单独地输入到各信道波导28a。

在各信道波导28a分别传播的光信号通过第2平板波导26，并如图1A中箭头D所示从各第2波导24分别输出。即，在阵列波导衍射光栅14中，将波长不同的多个光信号(λ1～λn)复用的波长复用光信号从第1波导20输入，按各波长分波并从第2波导24输出。

在此，若温度变化，则第1平板波导22的第1分离平板波导22A的聚光位置发生变化，但第1分离平板波导22A因补偿部件18的伸缩而相对于第2分离平板波导22B相对移动从而修正聚光位置。因此，即使温度变化，也会从第2波导24取出同一波长的光信号。即，从各第2波导24分别输出波长与输入的波长复用光信号中的各波长λ1～λn相同的光信号。

在阵列波导衍射光栅型光合波/分波器1中，将补偿部件18固定到第1玻璃板32和第2玻璃板34，因此在波导芯片16中能够不考虑补偿部件18的粘贴空间而决定第1分离波导芯片16A及第2分离波导芯片16B的形状。

另外，波导芯片16作为整体为沿阵列波导衍射光栅14的弯曲方向弯曲的回飞镖状的形状。

因此，通过缩小彼此相邻的两个波导芯片16的间隔，阵列波导衍射光栅型光合波/分波器1尽管具有多个波导芯片16，也能够形成在与仅具有一个波导芯片的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器大致相同的面积内。

因此，能够将包装尺寸抑制为较小。

另外，由于能够使波导芯片16都为相同结构，因此易于制造，并能够抑制损耗的偏差。另外，由于对于多个阵列波导衍射光栅14有一个补偿部件18即可，因此零件的共用化容易，易于产生成本效益。

另外，利用激光加工机沿各阵列波导衍射光栅14的轮廓将在一张晶圆11上形成的多个阵列波导衍射光栅14曲线状地切断，从而使波导芯片16的外形为大致回飞镖状的形状，因此能够使每从一张晶圆11获得的波导芯片16的数量比波导芯片16的外形为矩形时多。

另外，将补偿部件18固定到第1玻璃板32和第2玻璃板34以使其长边与切断面30的长度方向平行，从而分离平板波导22A相对于分离平板波导22B沿切断面30相对移动。通过这样使分割的分离平板波导22A相对于分离平板波导22B沿切断面30相对移动，能够以高精度修正第1平板波导22的聚光位置。

另外，波导芯片16在第1平板波导22部分在相对于光轴(中心线)正交的方向上被切断面30切断。由此，第1分离波导芯片16A与第2波导芯片16B在相对于光轴正交的方向上相对移动，因而能够以高精度修正第1平板波导22的聚光位置。

另外，通过使波导芯片16的外形为沿阵列波导衍射光栅14弯曲的回飞镖形状，与利用切割装置切断的情况相比，不会在芯片上残留切割线，因此能够提高波导芯片16对冲击及振动等的机械特性。

2.实施方式2

下面说明本发明的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的其他例。

在图2A中表示实施方式2的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器2的俯视图，在图2B中表示侧视图。实施方式2的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器2与实施方式1同样地并排设置两个阵列波导衍射光栅14。此外，阵列波导衍射光栅14的个数并不限定于两个，也可以是三个以上。

如图2A所示，波导芯片16在两个阵列波导衍射光栅14的第1平板波导22的部分被一个切断面30切断而被分割成第1分离波导芯片16A和第2分离波导芯片16B。因此，第1平板波导22也被切断面30分离成第1分离平板波导22A和第2分离平板波导22B。与在实施方式1中两个第1平板波导22的分离面30在第1平板波导22的相同的位置形成相对，在实施方式2中在不同的位置形成，以使两个第1平板波导22的分离面30在同一直线上的方式配置。

在第1分离波导芯片16A中，形成阵列波导衍射光栅14的第1波导20和第1分离平板波导22A的部分。而且，基板12A按每个阵列波导衍射光栅14被分割成两部分，并被分别固定到第1玻璃板32。

另一方面，在第2分离波导芯片16B中，形成阵列波导衍射光栅14的剩余部分、即第2分离平板波导22B、阵列波导28、第2平板波导26及第2波导24。基板12B相对于两个阵列波导衍射光栅14为一张，并被固定到玻璃板34。

阵列波导衍射光栅型光合波/分波器2在上述以外的点，具体地说，阵列波导衍射光栅14及补偿部件18的结构等与实施方式1的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器相同。

接下来，说明阵列波导衍射光栅型光合波/分波器2的制造工序。

如图9所示，在一张硅晶圆11上凝缩形成预定个数的阵列波导衍射光栅14。

接下来，如图11所示，利用激光加工机(例如CO₂激光器)沿切断线37将形成有阵列波导衍射光栅14的晶圆11曲线状地切断。

由此，如图14所示，获得预定个数的波导芯片16，在该波导芯片16中，基板12具有沿阵列波导衍射光栅14的弯曲而弯曲成回飞镖状的外形，并且并排设置两个阵列波导衍射光栅14。

制造波导芯片16后，如图11所示，将波导芯片16在相对于第1平板波导22的光轴(中心线)正交的方向上与基板12一起在第1平板波导22部分切断，分割成第1分离波导芯片16A和第2分离波导芯片16B两部分。

接下来，如图11所示，将第1分离波导芯片16A的阵列波导衍射光栅14之间的部分沿切断线39切断从而将基板12A分割成两部分。

然后，如图2A所示，将第1分离波导芯片16A粘接、固定到第1玻璃板32，将第2分离波导芯片16B粘接、固定到第2玻璃板34。

最后，通过粘接剂将补偿部件18的一个腿部18A固定到第1玻璃板32的上表面，通过粘接剂将另一个腿部18A固定到第2玻璃板32的上表面，以使补偿部件18的长边与切断面30的延伸方向平行，并且使阵列波导衍射光栅14的中心波长与ITU-T栅极的波长一致。由此，制造阵列波导衍射光栅型光合波/分波器2。

3.实施方式3

下面说明本发明的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的又一例。

在图3A中表示实施方式3的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器3的俯视图，在图3B中表示侧视图。实施方式3的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器3与实施方式1同样地并排设置两个阵列波导衍射光栅14。此外，阵列波导衍射光栅14的个数并不限定于两个，也可以是三个以上。

如图3A所示，与实施方式2同样地，波导芯片16在两个阵列波导衍射光栅14的第1平板波导22的部分被一个切断面30切断而被分割成第1分离波导芯片16A和第2分离波导芯片16B。因此，第1平板波导22也被切断面30分离成第1分离平板波导22A和第2分离平板波导22B。

在第1分离波导芯片16A中，形成阵列波导衍射光栅14的第1波导20和第1分离平板波导22A的部分。而且，基板12A相对于两个阵列波导衍射光栅14为一张，并被固定到第1玻璃板32。

另一方面，在第2分离波导芯片16B中，形成阵列波导衍射光栅14的剩余部分、即第2分离平板波导22B、阵列波导28、第2平板波导26及第2波导24。而且，基板12B按每个阵列波导衍射光栅14被分割成两张，并被分别固定到玻璃板34。

阵列波导衍射光栅型光合波/分波器3在上述以外的点，具体地说，阵列波导衍射光栅14及补偿部件18的结构等与实施方式1的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器相同。

接下来，说明阵列波导衍射光栅型光合波/分波器3的制造工序。

如图9所示，在一张硅晶圆11上凝缩形成预定个数的阵列波导衍射光栅14。

接下来，如图12所示，利用激光加工机(例如CO₂激光器)沿切断线37将形成有阵列波导衍射光栅14的晶圆11曲线状地切断。

由此，如图14所示，获得预定个数的波导芯片16，在该波导芯片16中，基板12具有沿阵列波导衍射光栅14的弯曲而弯曲成回飞镖状的外形，并且并排设置两个阵列波导衍射光栅14。

制造波导芯片16后，如图12所示，将波导芯片16在相对于第1平板波导22的光轴(中心线)正交的方向上与基板12一起在第1平板波导22部分切断，分割成第1分离波导芯片16A和第2分离波导芯片16B两部分。

接下来，如图12所示，将第2分离波导芯片16B的阵列波导衍射光栅14之间的部分沿切断线40切断从而将基板12B分割成两部分。

然后，如图3A所示，将第1分离波导芯片16A粘接、固定到第1玻璃板32，将第2分离波导芯片16B粘接、固定到第2玻璃板34。

最后，通过粘接剂将补偿部件18的一个腿部18A固定到第1玻璃板32的上表面，通过粘接剂将另一个腿部18A固定到第2玻璃板32的上表面，以使补偿部件18的长边与切断面30的延伸方向平行，并且使阵列波导衍射光栅14的中心波长与ITU-T栅极的波长一致。由此，制造阵列波导衍射光栅型光合波/分波器3。

4.实施方式4

下面说明本发明的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的又一例。

在图4A中表示实施方式4的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器4的俯视图，在图4B中表示侧视图。实施方式4的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器4与实施方式1同样地并排设置两个阵列波导衍射光栅14。此外，阵列波导衍射光栅14的个数并不限定于两个，也可以是三个以上。

如图4A所示，与实施方式2同样地，波导芯片16在两个阵列波导衍射光栅14的第1平板波导22的部分被一个切断面30切断而被分割成第1分离波导芯片16A和第2分离波导芯片16B。因此，第1平板波导22也被切断面30分离成第1分离平板波导22A和第2分离平板波导22B。

在第1分离波导芯片16A中，形成阵列波导衍射光栅14的第1波导20和第1分离平板波导22A的部分。而且，基板12A相对于两个阵列波导衍射光栅14为一张，并被固定到第1玻璃板32。

另一方面，在第2分离波导芯片16B中，形成阵列波导衍射光栅14的剩余部分、即第2分离平板波导22B、阵列波导28、第2平板波导26及第2波导24。与第1分离波导芯片16A同样地，基板12B相对于两个阵列波导衍射光栅14为一张，并被固定到第2玻璃板34。

阵列波导衍射光栅型光合波/分波器2在上述以外的点，具体地说，阵列波导衍射光栅14及补偿部件18的结构等与实施方式1的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器相同。

接下来，说明阵列波导衍射光栅型光合波/分波器4的制造工序。

如图9所示，在一张硅晶圆11上凝缩形成预定个数的阵列波导衍射光栅14。

接下来，如图11或图12所示，利用激光加工机(例如CO₂激光器)沿切断线37将形成有阵列波导衍射光栅14的晶圆11曲线状地切断。

由此，如图14所示，获得预定个数的波导芯片16，在该波导芯片16中，基板12具有沿阵列波导衍射光栅14的弯曲而弯曲成回飞镖状的外形，并且并排设置两个阵列波导衍射光栅14。

制造波导芯片16后，如图11或图12所示，将波导芯片16在相对于第1平板波导22的光轴(中心线)正交的方向上与基板12一起在第1平板波导22部分切断，分割成第1分离波导芯片16A和第2分离波导芯片16B两部分。

接下来，将第1分离波导芯片16A粘接、固定到第1玻璃板32，将第2分离波导芯片16B粘接、固定到第2玻璃板34。

最后，通过粘接剂将补偿部件18的一个腿部18A固定到第1玻璃板32的上表面，通过粘接剂将另一个腿部18A固定到第2玻璃板32的上表面，以使补偿部件18的长边与切断面30的延伸方向平行，并且使阵列波导衍射光栅14的中心波长与ITU-T栅极的波长一致。由此，制造阵列波导衍射光栅型光合波/分波器1。

除了实施方式1的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器所具有的优点以外，实施方式2～4的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器2～4还具有以下优点。

即，在实施方式2～4的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器2～4中，将波导芯片16中形成第1平板波导22的部分沿与第1平板波导22的光轴交叉的一个切断面30切断，从而分割成第1分离波导芯片16A和第2分离波导芯片16B。因此，通过一次切断操作能够进行多个阵列波导衍射光栅14的分割操作。

因此，实施方式2～4的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器2～4能够以较高的生产率生产。

5.实施方式5

下面说明本发明的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的又一例。

在图5A中表示实施方式5的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器5的俯视图，在图5B中表示侧视图。另外，图6表示沿切断面30在厚度方向上切断的截面(图5A的X-X截面)。实施方式5的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器5，如图6所示，将波导芯片16的被切断面30切断的部分即第1分离波导芯片16A和第2分离波导芯片16B的切断面30的附近部分从两面夹在盖板15之间，并通过夹子17从盖板15的上方夹持。

如图6所示，在盖板15的中央部沿第1平板波导22的光轴形成槽15A。

另一方面，夹子17具有大致コ字形的截面，具有以彼此相对的方式向内侧弯曲的开口侧端部17A和对开口侧端部17A向彼此接近的方向施力的弹簧部17B。

夹子17的开口侧端部17A的末端形成为与盖板15上形成的槽15A卡合。

在第1玻璃板32及第2玻璃板34分别形成突出部33及突出部35，通过突出部33和第1玻璃板32的剩余部分、以及突出部34和第2玻璃板34的剩余部分，形成矩形状的开口部19。通过开口部19对盖板15及夹子17进行定位。不经由第1玻璃板32或第2玻璃板34，而通过盖板15及夹子17夹持第1分离波导芯片16A和第2分离波导芯片16B。

另外，第2玻璃板34的阵列波导28的下面部分切除成V字形。即，阵列波导28的部分不固定到第1玻璃板32及第2玻璃板34的任一个上。

除了以上的点以外，阵列波导衍射光栅型光合波/分波器5具有与实施方式2的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器2相同的结构。

除了实施方式2的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器1的优点以外，阵列波导衍射光栅侧光合波/分波器5具有以下优点。即，第1分离波导芯片16A和第2分离波导芯片16B在分割面30即两者的边界部通过盖板15和夹子17在厚度方向上夹持，因此第1分离波导芯片16A因补偿部件18伸缩而相对于第2分离波导芯片16B相对移动时，防止在第1分离波导芯片16A和第2分离波导芯片16B之间产生厚度方向的偏离。

另外，通过这样不将波导芯片16的形成阵列波导28的部分粘接、固定到第1玻璃板32或第2玻璃板34，能够抑制因第2分离波导芯片16B的线膨胀系数和第2玻璃板34的线膨胀系数的差异而产生的对阵列波导28的影响，能够实现即使温度变化也能够稳定地获得低噪声电平的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器。

6.实施方式6

下面说明本发明的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的又一例。

在图7A中表示实施方式6的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器6的俯视图，在图7B中表示侧视图。如图7A及图7B所示，实施方式6的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器6具有以下形态：在实施方式1的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器中，以避开两个第2分离波导芯片16B的形成阵列波导28的部分的方式切除第1玻璃板32及第2玻璃板34。除了上述的点以外，实施方式6的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器6具有与实施方式1的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器相同的结构。

如上所述，在阵列波导衍射光栅型光合波/分波器6中，以避开第2分离波导芯片16B的形成阵列波导28的部分的方式切除第1玻璃板32及第2玻璃板34，因而即使温度变化，阵列波导28也不受第2玻璃板34的热膨胀、热收缩的影响。因此，能够实现即使温度变化也稳定地获得低噪声电平的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器。

7.实施方式7

下面说明本发明的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器的又一例。

在图8A中表示实施方式7的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器7的俯视图，在图8B中表示侧视图。如图8A及图8B所示，实施方式7的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器7具有以下形态：在实施方式1的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器中，分离第1玻璃板32和第2玻璃板34的切断线以位于在两个波导芯片16形成的切断面30的正下方的方式形成为锯齿状。除了上述的点以外，实施方式7的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器7具有与实施方式1的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器相同的结构。

如上所述，在阵列波导衍射光栅型光合波/分波器7中，分离第1玻璃板32和第2玻璃板34的切断线以位于在两个波导芯片16形成的切断面30的正下方的方式形成为锯齿状，因而在上述两个波导芯片16的任意一个中，第1分离波导芯片16A实质上在其整个面被第1玻璃板32从下方支撑。

以上，对本发明的实施方式1～7进行了说明，但本发明并不限定于这些实施方式，对于本领域技术人员来说在本发明的范围内能够实施其他各种实施方式是显而易见的。例如，在上述实施方式中，利用CO2激光器切割波导芯片16的外形，但并不限于此，也可以利用各种激光器或者喷水器(water jet)等切割芯片。

另外，在上述实施方式中，在相对于第1平板波导22的光轴(中心线)正交的方向上与基板12一起在第1平板波导22部分切断，从而分割成第1分离波导芯片16A和第2分离波导芯片16B，但并不限定于此，也可以在相对于第1平板波导22的光轴(中心线)斜交的方向上切断。

另外，在上述实施方式中，作为粘接第1分离波导芯片16A及第2分离波导芯片16B的基板使用石英玻璃板，但并不限定于此，也可以使用其他材料，只要考虑粘贴材料的线膨胀系数而决定补偿部件18的长度即可。

另外，第1玻璃板32与第1分离波导芯片16A、及第2玻璃板34与第2分离波导芯片16B的粘贴面积及补偿部件18的粘贴位置并不限定于这些实施方式，只要切断的平板波导的位置能够因补偿部件18的伸缩而相对变化即可。

另外，在上述实施方式中，以使补偿部件18的一端侧固定到第1玻璃板32的情况为例进行了说明，但是并不限定于此，也可以将补偿部件18的一端侧固定到第1分离波导芯片16A。由此，将补偿部件18的一端侧经由第1分离波导芯片16A固定到第1玻璃板32。

另外，在上述实施方式中，以使补偿部件18的另一端侧固定到第2玻璃板34的情况为例进行了说明，但是并不限定于此，也可以改变补偿部件18或者第2分离波导芯片16B的形状而将补偿部件18的另一端侧固定到第2分离波导芯片16B。由此，将补偿部件18的另一端侧经由第2分离波导芯片16B固定到第2玻璃板34。

(1)实施例1

制作实施方式1所述的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器1，并对该阵列波导衍射光栅型光合波/分波器1的温度特性进行评估。

如图15所示，在阵列波导衍射光栅型光合波/分波器1中，在-5～70℃的温度范围内能够实现中心波长变动±0.010nm，确认实际应用没有问题。

另外可知，在-5℃、20℃、50℃及70℃的任意一个温度下，阵列波导解析光栅型光合波/分波器1对具有透射中心波长及其附近的波长的光信号表现出低损耗即高透射率，但是对偏离透射中心波长的频率的光信号表现出高损耗。换言之，可知，在-5℃、20℃、50℃及70℃的任意一个温度下，阵列波导解析光栅型光合波/分波器1使目标频率的光信号以几乎不含噪声的状态透射。上述情况表示即使温度变化也会通过补偿部件18的伸缩而有效地补偿透射中心波长的温度依赖性。

如上所述，若温度变化，则第1平板波导22的聚光位置发生变化，但是第1分离平板波导22A因补偿部件18的伸缩而相对于第2分离平板波导22B相对移动从而修正聚光位置。因此，即使温度变化，当用于合波时，能够将具有与输入的多个光信号(λ1～λn)相同的波长(λ1～λn)的多个光信号复用并从第1波导20取出，当用于分波时，能够将复用的光信号(λ1～λn)按各波长分波并从第2波导24取出，从而能够补偿透射中心波长的温度依赖性。

Claims (5)

1.一种阵列波导衍射光栅型光合波/分波器，其特征在于，具备：

波导芯片，具备在基板上并排设置有多个的阵列波导衍射光栅，该阵列波导衍射光栅具有至少一个第1波导、第1平板波导、阵列波导、第2平板波导和第2波导，该第1平板波导与上述第1波导连接，该阵列波导的一端与上述第1平板波导中的上述第1波导的相反侧连接，且在该阵列波导并排设置有具有彼此不同的长度并向同一方向弯曲的多个信道波导，该第2平板波导与上述阵列波导的另一端连接，该第2波导以并排设置多个的状态与上述第2平板波导中的上述阵列波导的相反侧连接，上述波导芯片在上述阵列波导衍射光栅的各个上述第1平板波导或者上述第2平板波导处被分割成第1波导芯片和第2波导芯片；和

补偿部件，对应于温度变化而伸缩，从而使上述第1波导芯片与上述第2波导芯片相对移动，而补偿上述阵列波导衍射光栅的光透射中心波长的温度依赖性偏移，

上述波导芯片具有沿上述阵列波导的弯曲方向弯曲的形状。

2.根据权利要求1所述的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器，其特征在于，还具备：

固定上述第1波导芯片的第1基台；和

第2基台，与上述第1基台分开设置，固定上述第2波导芯片，

上述补偿部件的一侧固定在上述第1基台或上述第1波导芯片，另一侧固定在上述第2基台。

3.根据权利要求1或2所述的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器，其特征在于，上述第1波导芯片及上述第2波导芯片的一方由一张基板构成。

4.根据权利要求1或2所述的阵列波导衍射光栅型光合波/分波器，其特征在于，上述第1波导芯片及上述第2波导芯片的任一个分别由一张基板构成。

5.根据权利要求1～4的任意一项所述的阵列波导解析光栅型光合波/分波器，其特征在于，上述第1波导芯片和上述第2波导芯片的分割部分由夹子在厚度方向上夹持。

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