JP2003114358A - 平面光導波路と金属部材との接合構造およびその接合構造を用いた光導波路モジュール - Google Patents
平面光導波路と金属部材との接合構造およびその接合構造を用いた光導波路モジュールInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接合用部材の変形等を伴わず、信頼性が高
い、平面光導波路と金属部材との接合構造とその接合構
造を用いた光導波路モジュールを提供する。 【解決手段】 例えばアレイ導波路回折格子等の平面光
導波路２０の接合面に、図１の（ｃ）、（ｄ）に示すよ
うに、金属膜１１ｂを形成し、金属部材７の接合面に金
属膜１１ａを形成し、これら金属膜１１ａと金属膜１１
ｂとの拡散接合によって平面光導波路と金属部材７とを
接合する。この金属部材７にスライド移動部材１７を接
合する。図１の（ａ）に示すように、アレイ導波路回折
格子の導波路形成領域１０を第１と第２の導波路形成領
域１０ａ，１０ｂに分離してスライド移動部材１７によ
り導波路形成領域１０ａを交差分離面８に沿って移動
し、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。
い、平面光導波路と金属部材との接合構造とその接合構
造を用いた光導波路モジュールを提供する。 【解決手段】 例えばアレイ導波路回折格子等の平面光
導波路２０の接合面に、図１の（ｃ）、（ｄ）に示すよ
うに、金属膜１１ｂを形成し、金属部材７の接合面に金
属膜１１ａを形成し、これら金属膜１１ａと金属膜１１
ｂとの拡散接合によって平面光導波路と金属部材７とを
接合する。この金属部材７にスライド移動部材１７を接
合する。図１の（ａ）に示すように、アレイ導波路回折
格子の導波路形成領域１０を第１と第２の導波路形成領
域１０ａ，１０ｂに分離してスライド移動部材１７によ
り導波路形成領域１０ａを交差分離面８に沿って移動
し、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。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信などに使用
されるアレイ導波路回折格子等の平面光導波路と金属部
材との接合構造およびその接合構造を用いた光導波路モ
ジュールに関するものである。
されるアレイ導波路回折格子等の平面光導波路と金属部
材との接合構造およびその接合構造を用いた光導波路モ
ジュールに関するものである。
【０００２】
【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、光波長多重伝送（ＷＤ
Ｍ）の研究開発が盛んに行なわれ、実用化が進みつつあ
る。光波長多重伝送は、例えば互いに異なる波長を有す
る複数の光を波長多重化して伝送させるものである。
飛躍的に増加させる方法として、光波長多重伝送（ＷＤ
Ｍ）の研究開発が盛んに行なわれ、実用化が進みつつあ
る。光波長多重伝送は、例えば互いに異なる波長を有す
る複数の光を波長多重化して伝送させるものである。
【０００３】このような光波長多重通信のシステムにお
いては、伝送される多重光から、光受信側で波長ごとの
光を取り出すことが必要である。そのため、光波長多重
通信システムには、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が設けられる。
いては、伝送される多重光から、光受信側で波長ごとの
光を取り出すことが必要である。そのため、光波長多重
通信システムには、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が設けられる。
【０００４】光透過デバイスの一例として、平面光導波
路（平板光導波路回路）がある。この平板光導波路回路
（ＰＬＣ；Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒ
ｃｕｉｔ）は、例えばシリコンなどの基板上に石英系ガ
ラスの導波路形成領域を形成したものであり、アレイ導
波路回折格子（ＡＷＧ；Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕ
ｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）やマッハツェンダ光干渉型合
分波器等の様々な回路が知られている。
路（平板光導波路回路）がある。この平板光導波路回路
（ＰＬＣ；Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒ
ｃｕｉｔ）は、例えばシリコンなどの基板上に石英系ガ
ラスの導波路形成領域を形成したものであり、アレイ導
波路回折格子（ＡＷＧ；Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕ
ｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）やマッハツェンダ光干渉型合
分波器等の様々な回路が知られている。
【０００５】アレイ導波路回折格子は、例えば図８に示
すように構成された平面光導波路２０である。図８の図
中、符号１はシリコンなどの基板であり、この基板上に
形成された導波路形成領域１０には、図８に示すような
導波路構成がコアにより形成されている。
すように構成された平面光導波路２０である。図８の図
中、符号１はシリコンなどの基板であり、この基板上に
形成された導波路形成領域１０には、図８に示すような
導波路構成がコアにより形成されている。
【０００６】アレイ導波路回折格子の導波路構成は、少
なくとも１本の光入力導波路２と、該光入力導波路２の
出力側に接続された第１のスラブ導波路３と、該第１の
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のスラ
ブ導波路５と、該第２のスラブ導波路５の出力側に接続
されて複数並設された光出力導波路６とを有している。
なくとも１本の光入力導波路２と、該光入力導波路２の
出力側に接続された第１のスラブ導波路３と、該第１の
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のスラ
ブ導波路５と、該第２のスラブ導波路５の出力側に接続
されて複数並設された光出力導波路６とを有している。
【０００７】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、複数のチ
ャンネル導波路４ａを並設して形成されており、隣り合
うチャンネル導波路４ａの長さは互いに設定量（ΔＬ）
異なっている。
路３から導出された光を伝搬するものであり、複数のチ
ャンネル導波路４ａを並設して形成されており、隣り合
うチャンネル導波路４ａの長さは互いに設定量（ΔＬ）
異なっている。
【０００８】なお、アレイ導波路４を構成するチャンネ
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。また、光出力導波路６は、例えばアレ
イ導波路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もの
である。ただし、図８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４ａ、光出力導波路６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。
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。また、光出力導波路６は、例えばアレ
イ導波路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もの
である。ただし、図８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４ａ、光出力導波路６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。
【０００９】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
れるようになっており、例えば１本の光入力導波路２を
通って第１のスラブ導波路３に導入された波長多重光
は、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。
ァイバ（図示せず）が接続されて、波長多重光が導入さ
れるようになっており、例えば１本の光入力導波路２を
通って第１のスラブ導波路３に導入された波長多重光
は、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。
【００１０】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を構成する全て
のチャンネル導波路４ａ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。
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を構成する全て
のチャンネル導波路４ａ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。
【００１１】アレイ導波路４から第２のスラブ導波路５
に光が入射する際に、光が集光する角度（回折角）をφ
とすると、この角度φと集光する光の波長（光透過中心
波長）λとの間には、（数１）に示すような関係があ
る。
に光が入射する際に、光が集光する角度（回折角）をφ
とすると、この角度φと集光する光の波長（光透過中心
波長）λとの間には、（数１）に示すような関係があ
る。
【００１２】
【数１】
【００１３】ｎｓは第１、第２のスラブ導波路の等価屈
折率、ｄはチャンネル導波路同士の、第１、第２のスラ
ブ導波路側の端部間隔、φは回折角、ｎｃはアレイ導波
路の等価屈折率、ΔＬは隣り合うチャンネル導波路の長
さの差、ｍは回折次数をそれぞれ示す。
折率、ｄはチャンネル導波路同士の、第１、第２のスラ
ブ導波路側の端部間隔、φは回折角、ｎｃはアレイ導波
路の等価屈折率、ΔＬは隣り合うチャンネル導波路の長
さの差、ｍは回折次数をそれぞれ示す。
【００１４】ここで、回折角φ＝０としたときの波長を
λ０とすると、この波長λ０は（数２）により示され
る。なお、波長λ０は、一般に、アレイ導波路回折格子
の中心波長と呼ばれる。
λ０とすると、この波長λ０は（数２）により示され
る。なお、波長λ０は、一般に、アレイ導波路回折格子
の中心波長と呼ばれる。
【００１５】
【数２】
【００１６】また、図９に示すように、回折角φ＝０と
なるアレイ導波路回折格子の集光位置を点Ｏとすると、
回折角φｐを有する光の集光位置は、点Ｏとは異なる点
Ｐ（点ＯからＸ方向にずれた位置）に集光する。ここ
で、Ｏ−Ｐ間のＸ方向の距離をｘとすると、距離ｘと波
長λとの間に（数３）が成立する。
なるアレイ導波路回折格子の集光位置を点Ｏとすると、
回折角φｐを有する光の集光位置は、点Ｏとは異なる点
Ｐ（点ＯからＸ方向にずれた位置）に集光する。ここ
で、Ｏ−Ｐ間のＸ方向の距離をｘとすると、距離ｘと波
長λとの間に（数３）が成立する。
【００１７】
【数３】
【００１８】（数３）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、（数４）で与えられ
る。
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、（数４）で与えられ
る。
【００１９】
【数４】
【００２０】前記（数３）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。
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。
【００２１】つまり、例えば図８に示すように、１本の
光入力導波路２から互いに異なる波長λ１，λ２，λ
３，・・・λｎ（ｎは２以上の整数）を持った波長多重
光を入力させると、これらの光は、波長毎に互いに異な
る光出力導波路６から出力される。
光入力導波路２から互いに異なる波長λ１，λ２，λ
３，・・・λｎ（ｎは２以上の整数）を持った波長多重
光を入力させると、これらの光は、波長毎に互いに異な
る光出力導波路６から出力される。
【００２２】なお、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、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。そのため、図８とは逆に、各光出力導波路６から互
いに波長が異なる光をそれぞれ入射させると、これらの
光は、上記と逆の伝搬経路を通り、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
導波路２から出射される。
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。そのため、図８とは逆に、各光出力導波路６から互
いに波長が異なる光をそれぞれ入射させると、これらの
光は、上記と逆の伝搬経路を通り、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
導波路２から出射される。
【００２３】また、前記（数３）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。すなわち、図９
において、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、（数５）のようになる。
ブ導波路３に関しても同様に成立する。すなわち、図９
において、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、（数５）のようになる。
【００２４】
【数５】
【００２５】なお、（数５）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（数５）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。
スラブ導波路の焦点距離である。この（数５）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。
【００２６】ところで、アレイ導波路回折格子は、元
来、石英系ガラス材料を主とするために、この石英系ガ
ラス材料の温度依存性に起因してアレイ導波路回折格子
の前記光透過中心波長が温度に依存してシフトする。こ
の温度依存性は、１つの光出力導波路６からそれぞれ出
力される光の透過中心波長をλ、前記アレイ導波路４を
形成するコアの等価屈折率をｎc、基板（例えばシリコ
ン基板）１の線膨張係数をαs、アレイ導波路回折格子
の温度変化量をＴとしたときに、（数６）により示され
るものである。
来、石英系ガラス材料を主とするために、この石英系ガ
ラス材料の温度依存性に起因してアレイ導波路回折格子
の前記光透過中心波長が温度に依存してシフトする。こ
の温度依存性は、１つの光出力導波路６からそれぞれ出
力される光の透過中心波長をλ、前記アレイ導波路４を
形成するコアの等価屈折率をｎc、基板（例えばシリコ
ン基板）１の線膨張係数をαs、アレイ導波路回折格子
の温度変化量をＴとしたときに、（数６）により示され
るものである。
【００２７】
【数６】
【００２８】ここで、従来の一般的なアレイ導波路回折
格子において、（数６）から前記光透過中心波長の温度
依存性を求めてみる。従来の一般的なアレイ導波路回折
格子においては、ｄｎｃ／ｄＴ＝１×１０
−５（℃−１）、αｓ＝３．０×１０−６（１／Ｋ）、
ｎｃ＝１．４５１（波長１．５５μｍにおける値）であ
るから、これらの値を（数６）に代入する。
格子において、（数６）から前記光透過中心波長の温度
依存性を求めてみる。従来の一般的なアレイ導波路回折
格子においては、ｄｎｃ／ｄＴ＝１×１０
−５（℃−１）、αｓ＝３．０×１０−６（１／Ｋ）、
ｎｃ＝１．４５１（波長１．５５μｍにおける値）であ
るから、これらの値を（数６）に代入する。
【００２９】また、波長λは、各光出力導波路６につい
てそれぞれ異なるが、各波長λの温度依存性は等しい。
そして、現在用いられているアレイ導波路回折格子は、
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の
で、ここでは、λ＝１５５０ｎｍを（数６）に代入す
る。そうすると、従来の一般的なアレイ導波路回折格子
の前記光透過中心波長の温度依存性ｄλ／ｄＴは、ｄλ
／ｄＴ＝０．０１１（ｎｍ／℃）となる。
てそれぞれ異なるが、各波長λの温度依存性は等しい。
そして、現在用いられているアレイ導波路回折格子は、
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の
で、ここでは、λ＝１５５０ｎｍを（数６）に代入す
る。そうすると、従来の一般的なアレイ導波路回折格子
の前記光透過中心波長の温度依存性ｄλ／ｄＴは、ｄλ
／ｄＴ＝０．０１１（ｎｍ／℃）となる。
【００３０】ここで、アレイ導波路回折格子の温度変動
によってアレイ導波路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ずれたとする。上記の議論
から、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’だけずらせば、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、他の光出力導波路
に関しても同様の作用が生じるため、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。
によってアレイ導波路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ずれたとする。上記の議論
から、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’だけずらせば、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、他の光出力導波路
に関しても同様の作用が生じるため、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。
【００３１】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
の如く、ｄλ／ｄＴ＝０．０１１（ｎｍ／℃）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Δ
λを（数７）により表わすことができる。
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
の如く、ｄλ／ｄＴ＝０．０１１（ｎｍ／℃）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Δ
λを（数７）により表わすことができる。
【００３２】
【数７】
【００３３】（数５）、（数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、（数８）
が導かれる。
光入力導波路の位置補正量ｄｘ’を求めると、（数８）
が導かれる。
【００３４】
【数８】
【００３５】上記議論をふまえ、アレイ導波路回折格子
の第１のスラブ導波路３と第２のスラブ導波路５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面
で分離し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分離面に沿って温度に依存
してスライド移動させる構成が提案された。なお、この
提案の詳細は、特願２０００−２８３８０６号に記載さ
れている。
の第１のスラブ導波路３と第２のスラブ導波路５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面
で分離し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分離面に沿って温度に依存
してスライド移動させる構成が提案された。なお、この
提案の詳細は、特願２０００−２８３８０６号に記載さ
れている。
【００３６】上記提案の構成は、例えば図６に示すよう
な構成である。すなわち、まず、アレイ導波路回折格子
の第１のスラブ導波路３を、第１のスラブ導波路３を通
る光の経路と交わる交差分離面８によって分離してい
る。交差分離面８は導波路形成領域１０の一端側（図６
の（ａ）の左端側）から導波路形成領域１０の途中部に
かけて設けられており、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１
８が形成されている。
な構成である。すなわち、まず、アレイ導波路回折格子
の第１のスラブ導波路３を、第１のスラブ導波路３を通
る光の経路と交わる交差分離面８によって分離してい
る。交差分離面８は導波路形成領域１０の一端側（図６
の（ａ）の左端側）から導波路形成領域１０の途中部に
かけて設けられており、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１
８が形成されている。
【００３７】そして、交差分離面８と非交差分離面１８
とによって、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、図６の（ａ）では、
非交差分離面１８は交差分離面８と直交して設けられて
いる態様を示しているが、非交差分離面１８は交差分離
面８と直交しなくてもよい。
とによって、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、図６の（ａ）では、
非交差分離面１８は交差分離面８と直交して設けられて
いる態様を示しているが、非交差分離面１８は交差分離
面８と直交しなくてもよい。
【００３８】また、前記第１の導波路形成領域１０ａと
第２の導波路形成領域１０ｂとに跨る態様で、導波路形
成領域１０よりも線膨張係数が大きいスライド移動部材
１７が設けられており、このスライド移動部材１７によ
り、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に沿ってスライド移動
させる構成と成している。スライド移動部材１７は、金
属等により形成される。
第２の導波路形成領域１０ｂとに跨る態様で、導波路形
成領域１０よりも線膨張係数が大きいスライド移動部材
１７が設けられており、このスライド移動部材１７によ
り、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に沿ってスライド移動
させる構成と成している。スライド移動部材１７は、金
属等により形成される。
【００３９】図６において、スライド移動部材１７によ
って、（数８）により示される位置補正量ｄｘ’だけ、
前記分離面（図６の交差分離面８）に沿って第１のスラ
ブ導波路３の分離スラブ導波路３ａ及び光入力導波路２
をスライド移動させることにより、前記光透過中心波長
ずれを解消することが可能となる。
って、（数８）により示される位置補正量ｄｘ’だけ、
前記分離面（図６の交差分離面８）に沿って第１のスラ
ブ導波路３の分離スラブ導波路３ａ及び光入力導波路２
をスライド移動させることにより、前記光透過中心波長
ずれを解消することが可能となる。
【００４０】なお、上記効果を発揮するために、上記提
案においては、スライド移動部材１７による第１の導波
路形成領域１０ａの移動量が、アレイ導波路回折格子の
各光透過中心波長の温度依存性を補償することができる
移動量となるように、図６の（ｂ）のＢに示す長さ、す
なわち、スライド移動部材１７とアレイ導波路回折格子
とを接合する接合用部材１３同士の間の長さを設計して
いる。
案においては、スライド移動部材１７による第１の導波
路形成領域１０ａの移動量が、アレイ導波路回折格子の
各光透過中心波長の温度依存性を補償することができる
移動量となるように、図６の（ｂ）のＢに示す長さ、す
なわち、スライド移動部材１７とアレイ導波路回折格子
とを接合する接合用部材１３同士の間の長さを設計して
いる。
【００４１】また、図６においては、一方側の分離スラ
ブ導波路３ａと他方側の分離スラブ導波路３ｂの光軸が
Ｚ方向にずれるのを抑制するために、位置ずれ抑制部材
１９を設けている。この位置ずれ抑制部材１９は省略す
ることも可能である。
ブ導波路３ａと他方側の分離スラブ導波路３ｂの光軸が
Ｚ方向にずれるのを抑制するために、位置ずれ抑制部材
１９を設けている。この位置ずれ抑制部材１９は省略す
ることも可能である。
【００４２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特願２
０００−２８３８０６号において、スライド移動部材１
７をアレイ導波路回折格子に接合する接合構造は特に限
定されておらず、その実施形態例において、接合用部材
１３を接着剤とした例は示されていないが、例えば上記
接合用部材１３として接着剤を適用した場合、光導波路
モジュールを過酷な高温高湿条件下に置くと、光透過中
心波長が大きくすれてしまうといった問題が生じる場合
があった。
０００−２８３８０６号において、スライド移動部材１
７をアレイ導波路回折格子に接合する接合構造は特に限
定されておらず、その実施形態例において、接合用部材
１３を接着剤とした例は示されていないが、例えば上記
接合用部材１３として接着剤を適用した場合、光導波路
モジュールを過酷な高温高湿条件下に置くと、光透過中
心波長が大きくすれてしまうといった問題が生じる場合
があった。
【００４３】すなわち、本発明者が、図６に示した構成
における接合用部材１３を接着剤とした光導波路モジュ
ールを用いて、光導波路モジュール周辺の環境温度８５
℃、湿度８５％として３３６時間保持する高温高湿試験
を行ない、試験前と試験後に、光導波路モジュールの光
透過中心波長変動量を測定した結果、図２の特性線ｂ、
ｂ’、ｂ"に示すように、上記光導波路モジュールの高
温高湿試験後の変動量が約０．１ｎｍ〜０．１５ｎｍと
なり、大きい変動量となる場合があった。
における接合用部材１３を接着剤とした光導波路モジュ
ールを用いて、光導波路モジュール周辺の環境温度８５
℃、湿度８５％として３３６時間保持する高温高湿試験
を行ない、試験前と試験後に、光導波路モジュールの光
透過中心波長変動量を測定した結果、図２の特性線ｂ、
ｂ’、ｂ"に示すように、上記光導波路モジュールの高
温高湿試験後の変動量が約０．１ｎｍ〜０．１５ｎｍと
なり、大きい変動量となる場合があった。
【００４４】なお、例えば１００ＧＨｚの周波数スペー
シングを有するアレイ導波路回折格子を実際のシステム
で使用するためには、その光透過中心波長ずれ量を±
０．０３ｎｍ程度に抑える必要があり、この条件を満足
するためには、上記高温高湿試験のような過酷な条件下
でも光透過中心波長ずれ量が小さいことが望まれてい
る。
シングを有するアレイ導波路回折格子を実際のシステム
で使用するためには、その光透過中心波長ずれ量を±
０．０３ｎｍ程度に抑える必要があり、この条件を満足
するためには、上記高温高湿試験のような過酷な条件下
でも光透過中心波長ずれ量が小さいことが望まれてい
る。
【００４５】上記のように、図６の構成における接合用
部材１３として接着剤を適用し、光モジュールを高温高
湿条件下に置いた場合に、光透過中心波長が大きくすれ
てしまう原因は、以下の現象によると考えられる。
部材１３として接着剤を適用し、光モジュールを高温高
湿条件下に置いた場合に、光透過中心波長が大きくすれ
てしまう原因は、以下の現象によると考えられる。
【００４６】つまり、接着剤は、例えば図７に示すよう
に、アレイ導波路回折格子の環境（温度、湿度）の変化
によってクリープ変形する可能性があるので、スライド
移動部材１７とアレイ導波路回折格子とを接合する接着
剤配設部位同士の間の長さがＢ’に示すようになって、
Ｂに示す設計値より短くなってしまうことによると考え
られる。
に、アレイ導波路回折格子の環境（温度、湿度）の変化
によってクリープ変形する可能性があるので、スライド
移動部材１７とアレイ導波路回折格子とを接合する接着
剤配設部位同士の間の長さがＢ’に示すようになって、
Ｂに示す設計値より短くなってしまうことによると考え
られる。
【００４７】したがって、アレイ導波路回折格子の光透
過中心波長温度依存性を長期にわたって正確に補償する
ことを考慮した場合、接合用部材１３として接着剤を適
用することは問題である可能性があり、上記提案におい
て、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長温度依存性
を長期にわたって正確に補償するためには、スライド移
動部材１７をアレイ導波路回折格子に固定する構成を最
適化することが重要な課題であると、本発明者は考え
た。
過中心波長温度依存性を長期にわたって正確に補償する
ことを考慮した場合、接合用部材１３として接着剤を適
用することは問題である可能性があり、上記提案におい
て、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長温度依存性
を長期にわたって正確に補償するためには、スライド移
動部材１７をアレイ導波路回折格子に固定する構成を最
適化することが重要な課題であると、本発明者は考え
た。
【００４８】また、前記の如く、スライド移動部材１７
は金属部材等により形成されるものであるため、本発明
者は、スライド移動部材１７をアレイ導波路回折格子に
固定する構成の最適化のためには、アレイ導波路回折格
子のような平面光導波路２０と金属部材の接合構造を最
適化することが重要な課題であると考えた。
は金属部材等により形成されるものであるため、本発明
者は、スライド移動部材１７をアレイ導波路回折格子に
固定する構成の最適化のためには、アレイ導波路回折格
子のような平面光導波路２０と金属部材の接合構造を最
適化することが重要な課題であると考えた。
【００４９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、平面光導波路と金属部材
との接合面に設けられる接合用部材の変形等を伴うこと
が無く、信頼性が高い、平面光導波路と金属部材との接
合構造およびその接合構造を用いた光導波路モジュール
を提供することにある。
れたものであり、その目的は、平面光導波路と金属部材
との接合面に設けられる接合用部材の変形等を伴うこと
が無く、信頼性が高い、平面光導波路と金属部材との接
合構造およびその接合構造を用いた光導波路モジュール
を提供することにある。
【００５０】
【課題を解決するための手段】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の発明の平面光導波路と金属部材との接合構造
は、平面光導波路と金属部材とを接合する接合構造であ
って、前記金属部材の接合面と前記平面光導波路の接合
面に設けた金属膜の拡散接合によって前記平面光導波路
と前記金属部材を接合した構成をもって課題を解決する
手段としている。
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の発明の平面光導波路と金属部材との接合構造
は、平面光導波路と金属部材とを接合する接合構造であ
って、前記金属部材の接合面と前記平面光導波路の接合
面に設けた金属膜の拡散接合によって前記平面光導波路
と前記金属部材を接合した構成をもって課題を解決する
手段としている。
【００５１】また、第２の発明の平面光導波路と金属部
材との接合構造は、上記第１の発明の構成に加え、前記
金属部材の線膨張係数を平面光導波路の線膨張係数とほ
ぼ等しく形成した構成をもって課題を解決する手段とし
ている。
材との接合構造は、上記第１の発明の構成に加え、前記
金属部材の線膨張係数を平面光導波路の線膨張係数とほ
ぼ等しく形成した構成をもって課題を解決する手段とし
ている。
【００５２】さらに、第３の発明の平面光導波路と金属
部材との接合構造は、上記第１または第２の発明の構成
に加え、前記金属部材はコバールまたはインバー合金と
した構成をもって課題を解決する手段としている。
部材との接合構造は、上記第１または第２の発明の構成
に加え、前記金属部材はコバールまたはインバー合金と
した構成をもって課題を解決する手段としている。
【００５３】さらに、第４の発明の平面光導波路と金属
部材との接合構造は、上記第１乃至第３のいずれか一つ
の発明の構成に加え、前記金属膜は平面光導波路側と金
属部材側にそれぞれ設けられてそれぞれの金属膜の表面
側に拡散接合面が形成されており、前記平面光導波路側
の金属膜の拡散接合面と前記金属部材側の金属膜の拡散
接合面との間に再結晶温度が約７０℃〜約５００℃の軟
金属の金属介設部材が設けられている構成をもって課題
を解決する手段としている。
部材との接合構造は、上記第１乃至第３のいずれか一つ
の発明の構成に加え、前記金属膜は平面光導波路側と金
属部材側にそれぞれ設けられてそれぞれの金属膜の表面
側に拡散接合面が形成されており、前記平面光導波路側
の金属膜の拡散接合面と前記金属部材側の金属膜の拡散
接合面との間に再結晶温度が約７０℃〜約５００℃の軟
金属の金属介設部材が設けられている構成をもって課題
を解決する手段としている。
【００５４】さらに、第５の発明の平面光導波路と金属
部材との接合構造は、上記第１の発明の構成に加え、前
記金属部材は平面光導波路と間隔を介して配置された第
１金属部材と、該第１金属部材と平面光導波路との間に
介設されて前記第１金属部材より線膨張係数が小さい第
２金属部材により形成されており、該第２金属部材の接
合面が平面光導波路に接合されている構成をもって課題
を解決する手段としている。
部材との接合構造は、上記第１の発明の構成に加え、前
記金属部材は平面光導波路と間隔を介して配置された第
１金属部材と、該第１金属部材と平面光導波路との間に
介設されて前記第１金属部材より線膨張係数が小さい第
２金属部材により形成されており、該第２金属部材の接
合面が平面光導波路に接合されている構成をもって課題
を解決する手段としている。
【００５５】さらに、第６の発明の平面光導波路と金属
部材との接合構造は、上記第５の発明の構成に加え、前
記第２金属部材の線膨張係数が平面光導波路の線膨張係
数とほぼ等しい構成をもって課題を解決する手段として
いる。
部材との接合構造は、上記第５の発明の構成に加え、前
記第２金属部材の線膨張係数が平面光導波路の線膨張係
数とほぼ等しい構成をもって課題を解決する手段として
いる。
【００５６】さらに、第７の発明の平面光導波路と金属
部材との接合構造は、上記第５または第６の発明の構成
に加え、前記第２金属部材はコバールまたはインバー合
金とした構成をもって課題を解決する手段としている。
部材との接合構造は、上記第５または第６の発明の構成
に加え、前記第２金属部材はコバールまたはインバー合
金とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【００５７】さらに、第８の発明の平面光導波路と金属
部材との接合構造は、上記第５または第６または第７の
発明の構成に加え、前記第１金属部材は温度に依存して
平面光導波路よりも大きく伸縮する部材とした構成をも
って課題を解決する手段としている。
部材との接合構造は、上記第５または第６または第７の
発明の構成に加え、前記第１金属部材は温度に依存して
平面光導波路よりも大きく伸縮する部材とした構成をも
って課題を解決する手段としている。
【００５８】さらに、第９の発明の平面光導波路と金属
部材との接合構造は、上記第８の発明の構成に加え、前
記第１金属部材は銅またはアルミニウムとした構成をも
って課題を解決する手段としている。
部材との接合構造は、上記第８の発明の構成に加え、前
記第１金属部材は銅またはアルミニウムとした構成をも
って課題を解決する手段としている。
【００５９】さらに、第１０の発明の平面光導波路と金
属部材との接合構造は、上記第５乃至第９のいずれか一
つの発明の構成に加え、前記金属膜は平面光導波路側と
金属部材の第２金属部材側にそれぞれ設けられて、それ
ぞれの金属膜の表面側に拡散接合面が形成されており、
前記平面光導波路側の金属膜の拡散接合面と前記第２金
属部材側の金属膜の拡散接合面との間に再結晶温度が約
７０℃〜約５００℃の軟金属の金属介設部材が設けられ
ている構成をもって課題を解決する手段としている。
属部材との接合構造は、上記第５乃至第９のいずれか一
つの発明の構成に加え、前記金属膜は平面光導波路側と
金属部材の第２金属部材側にそれぞれ設けられて、それ
ぞれの金属膜の表面側に拡散接合面が形成されており、
前記平面光導波路側の金属膜の拡散接合面と前記第２金
属部材側の金属膜の拡散接合面との間に再結晶温度が約
７０℃〜約５００℃の軟金属の金属介設部材が設けられ
ている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００６０】さらに、第１１の発明の光導波路モジュー
ルは、上記第１乃至第１０のいずれか一つの発明の平面
光導波路と金属部材との接合構造を適用して形成される
構成をもって課題を解決する手段としている。
ルは、上記第１乃至第１０のいずれか一つの発明の平面
光導波路と金属部材との接合構造を適用して形成される
構成をもって課題を解決する手段としている。
【００６１】さらに、第１２の発明の光導波路モジュー
ルは、少なくとも１本の光入力導波路と、該光入力導波
路の出力側に接続された第１のスラブ導波路と、該第１
のスラブ導波路の出力側に接続され、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力側に接続された第２の
スラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出力側に接続
されて複数並設された光出力導波路とを有する導波路形
成領域を基板上に形成し、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がスラブ導波路を通
る光の経路と交わる交差面で分離されて分離スラブ導波
路と成し、その分離面によって前記導波路形成領域が一
方側の分離スラブ導波路を含む第１の導波路形成領域と
他方側の分離スラブ導波路を含む第２の導波路形成領域
とに分離されている平面光導波路の前記第１と第２の導
波路形成領域に跨る態様で、前記第１の導波路形成領域
と前記第２の導波路形成領域の少なくとも一方側を前記
分離面に沿って移動させ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を平面光導波路上に支持す
る支持部材が前記スライド移動部材に固定されており、
前記支持部材は金属部材により形成されて該金属部材が
上記第１乃至第４のいずれか一つの発明の平面光導波路
と金属部材の接合構造により前記平面光導波路に接合さ
れている構成をもって課題を解決する手段としている。
ルは、少なくとも１本の光入力導波路と、該光入力導波
路の出力側に接続された第１のスラブ導波路と、該第１
のスラブ導波路の出力側に接続され、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力側に接続された第２の
スラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出力側に接続
されて複数並設された光出力導波路とを有する導波路形
成領域を基板上に形成し、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がスラブ導波路を通
る光の経路と交わる交差面で分離されて分離スラブ導波
路と成し、その分離面によって前記導波路形成領域が一
方側の分離スラブ導波路を含む第１の導波路形成領域と
他方側の分離スラブ導波路を含む第２の導波路形成領域
とに分離されている平面光導波路の前記第１と第２の導
波路形成領域に跨る態様で、前記第１の導波路形成領域
と前記第２の導波路形成領域の少なくとも一方側を前記
分離面に沿って移動させ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を平面光導波路上に支持す
る支持部材が前記スライド移動部材に固定されており、
前記支持部材は金属部材により形成されて該金属部材が
上記第１乃至第４のいずれか一つの発明の平面光導波路
と金属部材の接合構造により前記平面光導波路に接合さ
れている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００６２】さらに、第１３の発明の光導波路モジュー
ルは、上記第１２の発明の構成に加え、前記スライド移
動部材は温度に依存して平面光導波路よりも大きく伸縮
する部材である構成をもって課題を解決する手段として
いる。
ルは、上記第１２の発明の構成に加え、前記スライド移
動部材は温度に依存して平面光導波路よりも大きく伸縮
する部材である構成をもって課題を解決する手段として
いる。
【００６３】さらに、第１４の発明の光導波路モジュー
ルは、上記第１３の発明の構成に加え、前記スライド移
動部材は銅またはアルミニウムにより形成されている構
成をもって課題を解決する手段としている。
ルは、上記第１３の発明の構成に加え、前記スライド移
動部材は銅またはアルミニウムにより形成されている構
成をもって課題を解決する手段としている。
【００６４】さらに、第１５の発明の光導波路モジュー
ルは、少なくとも１本の光入力導波路と、該光入力導波
路の出力側に接続された第１のスラブ導波路と、該第１
のスラブ導波路の出力側に接続され、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力側に接続された第２の
スラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出力側に接続
されて複数並設された光出力導波路とを有する導波路形
成領域を基板上に形成し、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がスラブ導波路を通
る光の経路と交わる交差面で分離されて分離スラブ導波
路と成し、その分離面によって前記導波路形成領域が一
方側の分離スラブ導波路を含む第１の導波路形成領域と
他方側の分離スラブ導波路を含む第２の導波路形成領域
とに分離されている平面光導波路の前記第１と第２の導
波路形成領域に跨る態様で、前記第１の導波路形成領域
と前記第２の導波路形成領域の少なくとも一方側を前記
分離面に沿って移動させ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を平面光導波路上に支持す
る支持部材が前記スライド移動部材に固定されており、
前記スライド移動部材を形成する第１金属部材と前記支
持部材を形成する第２金属部材から成る金属部材が上記
第５乃至第１０のいずれか一つの発明の平面光導波路と
金属部材の接合構造により前記平面光導波路に接合され
ている構成をもって課題を解決する手段としている。
ルは、少なくとも１本の光入力導波路と、該光入力導波
路の出力側に接続された第１のスラブ導波路と、該第１
のスラブ導波路の出力側に接続され、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力側に接続された第２の
スラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出力側に接続
されて複数並設された光出力導波路とを有する導波路形
成領域を基板上に形成し、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がスラブ導波路を通
る光の経路と交わる交差面で分離されて分離スラブ導波
路と成し、その分離面によって前記導波路形成領域が一
方側の分離スラブ導波路を含む第１の導波路形成領域と
他方側の分離スラブ導波路を含む第２の導波路形成領域
とに分離されている平面光導波路の前記第１と第２の導
波路形成領域に跨る態様で、前記第１の導波路形成領域
と前記第２の導波路形成領域の少なくとも一方側を前記
分離面に沿って移動させ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を平面光導波路上に支持す
る支持部材が前記スライド移動部材に固定されており、
前記スライド移動部材を形成する第１金属部材と前記支
持部材を形成する第２金属部材から成る金属部材が上記
第５乃至第１０のいずれか一つの発明の平面光導波路と
金属部材の接合構造により前記平面光導波路に接合され
ている構成をもって課題を解決する手段としている。
【００６５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例および提案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する。図１の（ａ）、（ｂ）
には、本発明に係る光導波路モジュールの第１実施形態
例の要部構成が示されている。
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例および提案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する。図１の（ａ）、（ｂ）
には、本発明に係る光導波路モジュールの第１実施形態
例の要部構成が示されている。
【００６６】なお、図１の（ａ）にはその平面図が、図
１の（ｂ）にはそのＡ−Ａ’断面図が示されている。ま
た、図１の（ｃ）には図１の（ｂ）の鎖線枠Ｄ内の拡大
断面図が示されており、図１の（ｄ）には、本実施形態
例に適用されている平面光導波路と金属部材との接合構
造が断面図により模式的に示されている。
１の（ｂ）にはそのＡ−Ａ’断面図が示されている。ま
た、図１の（ｃ）には図１の（ｂ）の鎖線枠Ｄ内の拡大
断面図が示されており、図１の（ｄ）には、本実施形態
例に適用されている平面光導波路と金属部材との接合構
造が断面図により模式的に示されている。
【００６７】本実施形態例の光導波路モジュールは、以
下に示す構成の平面光導波路２０を有する。つまり、こ
の平面光導波路２０は、図１の（ａ）に示すように、前
記アレイ導波路回折格子の導波路構成を有する導波路形
成領域１０を基板１上に形成している。また、この平面
光導波路２０は、前記第１のスラブ導波路３と第２のス
ラブ導波路５の少なくとも一方（ここでは第１のスラブ
導波路３）がスラブ導波路を通る光の経路と交わる交差
面（交差分離面８）で分離されて分離スラブ導波路３
ａ，３ｂと成している。
下に示す構成の平面光導波路２０を有する。つまり、こ
の平面光導波路２０は、図１の（ａ）に示すように、前
記アレイ導波路回折格子の導波路構成を有する導波路形
成領域１０を基板１上に形成している。また、この平面
光導波路２０は、前記第１のスラブ導波路３と第２のス
ラブ導波路５の少なくとも一方（ここでは第１のスラブ
導波路３）がスラブ導波路を通る光の経路と交わる交差
面（交差分離面８）で分離されて分離スラブ導波路３
ａ，３ｂと成している。
【００６８】この交差分離面８と非交差分離面１８とに
よって、前記導波路形成領域１０が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１
０ｂとに分離されている。
よって、前記導波路形成領域１０が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１
０ｂとに分離されている。
【００６９】また、本実施形態例の光導波路モジュール
には、この平面光導波路２０の前記第１と第２の導波路
形成領域１０ａ，１０ｂに跨る態様で、第１の導波路形
成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂの少なくと
も一方側（ここでは第１の導波路形成領域１０ａ側）を
前記交差分離面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。
には、この平面光導波路２０の前記第１と第２の導波路
形成領域１０ａ，１０ｂに跨る態様で、第１の導波路形
成領域１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂの少なくと
も一方側（ここでは第１の導波路形成領域１０ａ側）を
前記交差分離面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。
【００７０】スライド移動部材１７は温度に依存して平
面光導波路２０よりも大きく伸縮する部材であり、スラ
イド移動部材１７は、例えば線膨張係数が１．７×１０
−５（１／Ｋ）の銅（Ｃｕ）により形成されている。
面光導波路２０よりも大きく伸縮する部材であり、スラ
イド移動部材１７は、例えば線膨張係数が１．７×１０
−５（１／Ｋ）の銅（Ｃｕ）により形成されている。
【００７１】スライド移動部材１７には、該スライド移
動部材１７を平面光導波路２０上に支持する支持部材９
が固定されており、該支持部材９は金属部材７により形
成されている。金属部材７は、平面光導波路２０の線膨
張係数とほぼ等しい線膨張係数を有している。金属部材
７は、例えば線膨張係数が４．０×１０−６（１／Ｋ）
のコバールにより形成されている。
動部材１７を平面光導波路２０上に支持する支持部材９
が固定されており、該支持部材９は金属部材７により形
成されている。金属部材７は、平面光導波路２０の線膨
張係数とほぼ等しい線膨張係数を有している。金属部材
７は、例えば線膨張係数が４．０×１０−６（１／Ｋ）
のコバールにより形成されている。
【００７２】なお、図１の（ａ）、（ｃ）に示すよう
に、スライド移動部材１７には金属部材７の嵌合穴１２
が形成され、この嵌合穴１２に金属部材７の支持部材９
を嵌め合わせた態様でスライド移動部材１７と金属部材
７が焼ばめにより接合されている。
に、スライド移動部材１７には金属部材７の嵌合穴１２
が形成され、この嵌合穴１２に金属部材７の支持部材９
を嵌め合わせた態様でスライド移動部材１７と金属部材
７が焼ばめにより接合されている。
【００７３】本実施形態例の光導波路モジュールは、上
記金属部材７を、以下に示す平面光導波路２０と金属部
材との接合構造により、アレイ導波路回折格子の平面光
導波路２０に接合して形成されている。
記金属部材７を、以下に示す平面光導波路２０と金属部
材との接合構造により、アレイ導波路回折格子の平面光
導波路２０に接合して形成されている。
【００７４】本実施形態例に適用されている平面光導波
路と金属部材との接合構造は、図１の（ｄ）に示すよう
に、平面光導波路２０の接合面（ここではアレイ導波路
回折格子の導波路形成領域表面）と前記金属部材７の接
合面との接合部に設けた金属膜１１の拡散接合によっ
て、前記平面光導波路２０と金属部材７とを接合するこ
とを特徴としている。
路と金属部材との接合構造は、図１の（ｄ）に示すよう
に、平面光導波路２０の接合面（ここではアレイ導波路
回折格子の導波路形成領域表面）と前記金属部材７の接
合面との接合部に設けた金属膜１１の拡散接合によっ
て、前記平面光導波路２０と金属部材７とを接合するこ
とを特徴としている。
【００７５】つまり、本実施形態例の光導波路モジュー
ルは、金属部材７の接合面である金属部材７の下面に成
膜された金属膜１１ａと、平面光導波路２０の接合面で
あるアレイ導波路回折格子の導波路形成領域１０表面に
成膜された金属膜１１ｂとの拡散接合によって、平面光
導波路２０と金属部材７を接合して形成されている。
ルは、金属部材７の接合面である金属部材７の下面に成
膜された金属膜１１ａと、平面光導波路２０の接合面で
あるアレイ導波路回折格子の導波路形成領域１０表面に
成膜された金属膜１１ｂとの拡散接合によって、平面光
導波路２０と金属部材７を接合して形成されている。
【００７６】上記拡散接合は、固相接合法の一種であ
り、上記金属膜の再結晶温度以上で圧力が加えられるこ
とにより行われるものである。拡散接合は、金属部を溶
融させることなく、加熱・加圧保持し、接合面の原子を
拡散させ、原子間の結合を起こさせて金属的に完全な接
合部を得ようとする接合方法である。拡散接合を行なう
と、金属膜を形成する金属や接合条件によって緻密な接
合が可能であり、かつ、金属膜の機械的強度と同等の良
好な機械的強度を得ることができる。
り、上記金属膜の再結晶温度以上で圧力が加えられるこ
とにより行われるものである。拡散接合は、金属部を溶
融させることなく、加熱・加圧保持し、接合面の原子を
拡散させ、原子間の結合を起こさせて金属的に完全な接
合部を得ようとする接合方法である。拡散接合を行なう
と、金属膜を形成する金属や接合条件によって緻密な接
合が可能であり、かつ、金属膜の機械的強度と同等の良
好な機械的強度を得ることができる。
【００７７】前記金属膜１１ａは、中間層２１と、接合
層２２とを有し、金属膜１１ｂは、接合層２３と中間層
２４とを有している。接合層２２と接合層２３の接触面
が拡散接合面である。接合層２２，２３は各々０．５μ
ｍ厚さのＣｕにより形成され、中間層２１，２４は、各
々例えば０．１μｍ厚さのＣｒにより形成されている。
層２２とを有し、金属膜１１ｂは、接合層２３と中間層
２４とを有している。接合層２２と接合層２３の接触面
が拡散接合面である。接合層２２，２３は各々０．５μ
ｍ厚さのＣｕにより形成され、中間層２１，２４は、各
々例えば０．１μｍ厚さのＣｒにより形成されている。
【００７８】このように、接合層２２，２３の厚みは両
方で１μｍ程度であり、中間層２１，２４の厚みを加え
ても、例えば金属部材と平面光導波路とを接着剤により
接合する場合の厚み（５０〜１００μｍ）よりも非常に
小さい。なお、図１の（ｃ）、（ｄ）は、金属膜１１の
構成を模式的に示したものであり、各層の膜厚は必ずし
も上記膜厚に対応した厚みに示されていない。
方で１μｍ程度であり、中間層２１，２４の厚みを加え
ても、例えば金属部材と平面光導波路とを接着剤により
接合する場合の厚み（５０〜１００μｍ）よりも非常に
小さい。なお、図１の（ｃ）、（ｄ）は、金属膜１１の
構成を模式的に示したものであり、各層の膜厚は必ずし
も上記膜厚に対応した厚みに示されていない。
【００７９】接合層２２，２３は、なるべく低温で拡散
接合可能な金属により形成することが好ましいが、再結
晶温度が常温付近にある金属を選定する場合は、クリー
プ変形や超塑性変形を起こす可能性がある。
接合可能な金属により形成することが好ましいが、再結
晶温度が常温付近にある金属を選定する場合は、クリー
プ変形や超塑性変形を起こす可能性がある。
【００８０】そこで、接合層２２，２３は、光導波路モ
ジュールが使用される温度範囲（０℃〜７０℃）より高
い温度で、かつ、導波路の屈折率に影響を与えない温度
（５００℃以下）付近に再結晶温度がある金属により形
成することが望ましい。接合層２２，２３を形成する金
属は、Ｃｕ以外に、例えば線膨張係数が２．５×１０
−５（１／Ｋ）のアルミニウム（Ａｌ）等が考えられ
る。
ジュールが使用される温度範囲（０℃〜７０℃）より高
い温度で、かつ、導波路の屈折率に影響を与えない温度
（５００℃以下）付近に再結晶温度がある金属により形
成することが望ましい。接合層２２，２３を形成する金
属は、Ｃｕ以外に、例えば線膨張係数が２．５×１０
−５（１／Ｋ）のアルミニウム（Ａｌ）等が考えられ
る。
【００８１】接合層２２，２３として、上記のような金
属を選定することにより、拡散接合時にアレイ導波路回
折格子の光導波路の屈折率に与える影響を軽減できる。
また、中間層２１，２４は、接合層２２，２３と金属部
材７または導波路形成領域１０との密着性を良好にする
ために設けられている。
属を選定することにより、拡散接合時にアレイ導波路回
折格子の光導波路の屈折率に与える影響を軽減できる。
また、中間層２１，２４は、接合層２２，２３と金属部
材７または導波路形成領域１０との密着性を良好にする
ために設けられている。
【００８２】なお、本実施形態例において、金属部材７
は、金属膜１１ａ側の表面（つまり、中間層２１に対向
する面）の平均粗さが０．０２μｍ程度になるまでラッ
プ研磨されている。中間層２１，２４は多層膜としても
よいし、上記密着性が良好なときは省略することもでき
る。
は、金属膜１１ａ側の表面（つまり、中間層２１に対向
する面）の平均粗さが０．０２μｍ程度になるまでラッ
プ研磨されている。中間層２１，２４は多層膜としても
よいし、上記密着性が良好なときは省略することもでき
る。
【００８３】本実施形態例において、金属膜１１の拡散
接合は、上記金属膜１１ａ，１１ｂの成膜後、アレイ導
波路回折格子と金属部材７を高温の不活性雰囲気中（Ｎ
２：１０ｐｐｍ、５００℃）で５０Ｋｆｇ／ｃｍ２で５
０００ｓｅｃ間加圧することにより、接合層２２，２３
に、その再結晶温度以上で圧力を加えて行なった。
接合は、上記金属膜１１ａ，１１ｂの成膜後、アレイ導
波路回折格子と金属部材７を高温の不活性雰囲気中（Ｎ
２：１０ｐｐｍ、５００℃）で５０Ｋｆｇ／ｃｍ２で５
０００ｓｅｃ間加圧することにより、接合層２２，２３
に、その再結晶温度以上で圧力を加えて行なった。
【００８４】なお、接合層２２，２３を形成するＣｕの
再結晶温度は２００〜２２０℃付近が一般的に知られて
いる。この再結晶温度以上で、かつ、Ｃｕの融点以下の
温度で上記のような加圧を行なうことにより、上記拡散
接合を良好に行なうことができ、接合層２２，２３の変
形がほとんど無い状態で緻密に接合することができる。
再結晶温度は２００〜２２０℃付近が一般的に知られて
いる。この再結晶温度以上で、かつ、Ｃｕの融点以下の
温度で上記のような加圧を行なうことにより、上記拡散
接合を良好に行なうことができ、接合層２２，２３の変
形がほとんど無い状態で緻密に接合することができる。
【００８５】本実施形態例によれば、上記のように、ア
レイ導波路回折格子と金属部材７を、金属膜１１の拡散
接合によって行なっており、金属膜１１を形成する金属
や接合条件を上記のように適切に設定することによって
緻密な接合を行なうことができ、金属膜１１の機械的強
度と同等の良好な機械的強度でアレイ導波路回折格子と
金属部材７を接合することができる。
レイ導波路回折格子と金属部材７を、金属膜１１の拡散
接合によって行なっており、金属膜１１を形成する金属
や接合条件を上記のように適切に設定することによって
緻密な接合を行なうことができ、金属膜１１の機械的強
度と同等の良好な機械的強度でアレイ導波路回折格子と
金属部材７を接合することができる。
【００８６】したがって、本実施形態例の光導波路モジ
ュールは、この接合構造を適用することにより、平面光
導波路２０と金属部材との接合を信頼性の高いものとす
ることができ、歩留まりの向上を図ることができる。
ュールは、この接合構造を適用することにより、平面光
導波路２０と金属部材との接合を信頼性の高いものとす
ることができ、歩留まりの向上を図ることができる。
【００８７】また、アレイ導波路回折格子の導波路形成
領域１０はＳｉやガラス等により形成されており、これ
らの材料に比べてスライド移動部材１７の線膨張係数は
大きい。そのため、例えばスライド移動部材１７の下側
の面に金属膜を形成し、この金属膜と金属部材７の接合
面に形成した金属膜を拡散接合すると、拡散接合の冷却
過程において平面光導波路２０の光導波路形成領域１０
に大きな残留応力が与えられる可能性がある。
領域１０はＳｉやガラス等により形成されており、これ
らの材料に比べてスライド移動部材１７の線膨張係数は
大きい。そのため、例えばスライド移動部材１７の下側
の面に金属膜を形成し、この金属膜と金属部材７の接合
面に形成した金属膜を拡散接合すると、拡散接合の冷却
過程において平面光導波路２０の光導波路形成領域１０
に大きな残留応力が与えられる可能性がある。
【００８８】しかし、本実施形態例では、導波路形成領
域１０の線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する金
属部材７と平面光導波路２０とを金属膜１１の拡散接合
により接合する構成を適用することにより、金属膜１１
の拡散接合の際の冷却時に光導波路形成領域１０に残留
応力を殆ど与えることなく金属部材７と平面光導波路２
０とを接合できる。
域１０の線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する金
属部材７と平面光導波路２０とを金属膜１１の拡散接合
により接合する構成を適用することにより、金属膜１１
の拡散接合の際の冷却時に光導波路形成領域１０に残留
応力を殆ど与えることなく金属部材７と平面光導波路２
０とを接合できる。
【００８９】そして、金属部材７とスライド移動部材１
７とを焼きばめ等により接合することによって、スライ
ド移動部材１７の機能によってアレイ導波路回折格子の
光透過中心波長温度依存性を的確に補償できる優れた光
モジュールを形成することができる。
７とを焼きばめ等により接合することによって、スライ
ド移動部材１７の機能によってアレイ導波路回折格子の
光透過中心波長温度依存性を的確に補償できる優れた光
モジュールを形成することができる。
【００９０】本発明者は、本実施形態例の光導波路モジ
ュールについて、光導波路モジュール周辺の環境温度８
５℃、湿度８５％として３３６時間保持する高温高湿試
験を行なった。そして、この試験前と試験後に、光導波
路モジュールの光透過中心波長変動量を測定した。
ュールについて、光導波路モジュール周辺の環境温度８
５℃、湿度８５％として３３６時間保持する高温高湿試
験を行なった。そして、この試験前と試験後に、光導波
路モジュールの光透過中心波長変動量を測定した。
【００９１】その結果、本実施形態例の光導波路モジュ
ールは、図２の特性線ａ、ａ’、ａ"に示すように、い
ずれも高温高湿試験後の変動量が０．０１ｎｍ〜０．０
２ｎｍで非常に小さく、上記のような過酷な試験におい
ても、光透過中心波長ずれ量は、実際のシステムで使用
するための光透過中心波長ずれ量許容範囲（±０．０３
ｎｍ程度）よりも小さかった。
ールは、図２の特性線ａ、ａ’、ａ"に示すように、い
ずれも高温高湿試験後の変動量が０．０１ｎｍ〜０．０
２ｎｍで非常に小さく、上記のような過酷な試験におい
ても、光透過中心波長ずれ量は、実際のシステムで使用
するための光透過中心波長ずれ量許容範囲（±０．０３
ｎｍ程度）よりも小さかった。
【００９２】この検討結果からも明らかなように、本実
施形態例の光導波路モジュールは、上記のような非常に
厳しい環境変化が生じたとしても金属膜１１の変形等を
伴うことがないので、アレイ導波路回折格子の光透過中
心波長補償機能を長期にわたって良好に維持できる、非
常に信頼性の高い優れた光導波路モジュールを実現でき
る。
施形態例の光導波路モジュールは、上記のような非常に
厳しい環境変化が生じたとしても金属膜１１の変形等を
伴うことがないので、アレイ導波路回折格子の光透過中
心波長補償機能を長期にわたって良好に維持できる、非
常に信頼性の高い優れた光導波路モジュールを実現でき
る。
【００９３】図３の（ａ）、（ｂ）には、本発明に係る
光導波路モジュールの第２実施形態例の要部構成が示さ
れている。なお、図３の（ａ）にはその平面図が、図３
の（ｂ）にはそのＡ−Ａ’断面図が示されている。ま
た、図３の（ｃ）には図３の（ｂ）の鎖線枠Ｄ内の拡大
断面図が示されている。
光導波路モジュールの第２実施形態例の要部構成が示さ
れている。なお、図３の（ａ）にはその平面図が、図３
の（ｂ）にはそのＡ−Ａ’断面図が示されている。ま
た、図３の（ｃ）には図３の（ｂ）の鎖線枠Ｄ内の拡大
断面図が示されている。
【００９４】第２実施形態例の光導波路モジュールは、
上記第１実施形態例と同様の構成の平面光導波路２０を
有しており、上記第１実施形態例に設けられていたスラ
イド移動部材１７と同様の機能を有するスライド移動部
材１７とその支持部材９を有している。
上記第１実施形態例と同様の構成の平面光導波路２０を
有しており、上記第１実施形態例に設けられていたスラ
イド移動部材１７と同様の機能を有するスライド移動部
材１７とその支持部材９を有している。
【００９５】第２実施形態例では、金属部材７が第１金
属部材７（７ａ）と第２金属部材７（７ｂ）により形成
されており、これら第１、第２の金属部材７（７ａ，７
ｂ）が予め溶接等により接合された状態で、平面光導波
路２０に接合されている。第１金属部材７ａが、平面光
導波路２０と間隔を介して配置されて上記スライド移動
部材１７を形成しており、第２金属部材７が第１金属部
材７ａと平面光導波路２０（アレイ導波路回折格子）と
の間に介設されて、上記支持部材９を形成している。
属部材７（７ａ）と第２金属部材７（７ｂ）により形成
されており、これら第１、第２の金属部材７（７ａ，７
ｂ）が予め溶接等により接合された状態で、平面光導波
路２０に接合されている。第１金属部材７ａが、平面光
導波路２０と間隔を介して配置されて上記スライド移動
部材１７を形成しており、第２金属部材７が第１金属部
材７ａと平面光導波路２０（アレイ導波路回折格子）と
の間に介設されて、上記支持部材９を形成している。
【００９６】第１金属部材７ａは、温度に依存して平面
光導波路２０よりも大きく伸縮する部材である銅の部材
により形成され、第２金属部材７ｂは第１金属部材７ａ
より線膨張係数が小さく、平面光導波路２０のシリコン
基板あるいは導波路形成領域１０の線膨張係数とほぼ等
しい線膨張係数を有するコバールにより形成されてい
る。
光導波路２０よりも大きく伸縮する部材である銅の部材
により形成され、第２金属部材７ｂは第１金属部材７ａ
より線膨張係数が小さく、平面光導波路２０のシリコン
基板あるいは導波路形成領域１０の線膨張係数とほぼ等
しい線膨張係数を有するコバールにより形成されてい
る。
【００９７】第２実施形態例では、第１金属部材７ａと
第２金属部材７ｂから成る金属部材７を平面光導波路２
０の導波路形成領域１０上に配置し、第１金属部材７ａ
を第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂに跨る態
様とし、金属部材７ｂの接合面に形成した金属膜１１ａ
とアレイ導波路回折格子の接合面に形成した金属膜１１
ｂとの拡散接合により、金属部材７をアレイ導波路回折
格子に接合している。
第２金属部材７ｂから成る金属部材７を平面光導波路２
０の導波路形成領域１０上に配置し、第１金属部材７ａ
を第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂに跨る態
様とし、金属部材７ｂの接合面に形成した金属膜１１ａ
とアレイ導波路回折格子の接合面に形成した金属膜１１
ｂとの拡散接合により、金属部材７をアレイ導波路回折
格子に接合している。
【００９８】第２実施形態例も上記第１実施形態例と同
様の効果を奏することができる。
様の効果を奏することができる。
【００９９】図４には、本発明に係る光導波路モジュー
ルの第３実施形態例に適用されている平面光導波路と金
属部材との接合構造が示されている。第３実施形態例の
光導波路モジュールは、上記第１実施形態例と同様に形
成されたアレイ導波路回折格子の平面光導波路２０を有
し、この平面光導波路２０と金属部材７を接合し、金属
部材７にスライド移動部材１７を接合して形成されてい
る。
ルの第３実施形態例に適用されている平面光導波路と金
属部材との接合構造が示されている。第３実施形態例の
光導波路モジュールは、上記第１実施形態例と同様に形
成されたアレイ導波路回折格子の平面光導波路２０を有
し、この平面光導波路２０と金属部材７を接合し、金属
部材７にスライド移動部材１７を接合して形成されてい
る。
【０１００】第３実施形態例が上記第１実施形態例と異
なる特徴的なことは、図４に示すように、金属部材７側
の金属膜１１ａの拡散接合面と平面光導波路２０側の金
属膜１１ｂの拡散接合面との間に、金属介設部材２５を
設けたことである。なお、接合層２２と接合層２３の接
触面が上記拡散接合面である。
なる特徴的なことは、図４に示すように、金属部材７側
の金属膜１１ａの拡散接合面と平面光導波路２０側の金
属膜１１ｂの拡散接合面との間に、金属介設部材２５を
設けたことである。なお、接合層２２と接合層２３の接
触面が上記拡散接合面である。
【０１０１】金属介設部材２５は、再結晶温度が約７０
℃〜約５００℃の軟金属により形成されている。第３実
施形態例において、金属介設部材２５は、接合層２２，
２３と同種の金属であるＣｕにより形成している。ま
た、第３実施形態例において、金属部材７ｂの金属膜１
１ａ側の平面度は１μｍ、平均粗さは０．８μｍとして
いる。
℃〜約５００℃の軟金属により形成されている。第３実
施形態例において、金属介設部材２５は、接合層２２，
２３と同種の金属であるＣｕにより形成している。ま
た、第３実施形態例において、金属部材７ｂの金属膜１
１ａ側の平面度は１μｍ、平均粗さは０．８μｍとして
いる。
【０１０２】なお、金属介設部材２５は、再結晶温度が
約７０℃〜約５００℃の軟金属であれば、接合層２２，
２３と異種の金属であるＡｌにより形成することもでき
る。金属介設部材２５をＡｌとした場合でも、５００℃
付近の温度で十分拡散接合が可能である。Ｃｕ、Ａｌと
も、接合時の温度付近で軟化するため、接合面同士の密
着性もよい。
約７０℃〜約５００℃の軟金属であれば、接合層２２，
２３と異種の金属であるＡｌにより形成することもでき
る。金属介設部材２５をＡｌとした場合でも、５００℃
付近の温度で十分拡散接合が可能である。Ｃｕ、Ａｌと
も、接合時の温度付近で軟化するため、接合面同士の密
着性もよい。
【０１０３】金属介設部材２５は、金属シートや金属板
等により形成することもできるし、メッキ等の手段によ
り金属膜１１ｂ上に形成して設けることもできる。
等により形成することもできるし、メッキ等の手段によ
り金属膜１１ｂ上に形成して設けることもできる。
【０１０４】第３実施形態例は以上のように構成されて
おり、第３実施形態例も上記第１実施形態例と同様の効
果を奏することができる。
おり、第３実施形態例も上記第１実施形態例と同様の効
果を奏することができる。
【０１０５】また、第３実施形態例は、金属介設部材２
５を設けることによって、例えば金属部材７とアレイ導
波路回折格子等の平面光導波路２０の表面の少なくとも
一方の平面度や表面粗さが不十分である場合でも、金属
部材７と平面光導波路２０の表面との間隔を調整して、
金属部材７と平面光導波路２０との良好な接合を行なう
ことができる。
５を設けることによって、例えば金属部材７とアレイ導
波路回折格子等の平面光導波路２０の表面の少なくとも
一方の平面度や表面粗さが不十分である場合でも、金属
部材７と平面光導波路２０の表面との間隔を調整して、
金属部材７と平面光導波路２０との良好な接合を行なう
ことができる。
【０１０６】さらに、金属介設部材２５を設けることに
より、金属部材７と平面光導波路２０（アレイ導波路回
折格子）間に生ずる残留応力を緩和することができる。
より、金属部材７と平面光導波路２０（アレイ導波路回
折格子）間に生ずる残留応力を緩和することができる。
【０１０７】図５には、本発明に係る光導波路モジュー
ルの第４実施形態例に適用されている平面光導波路と金
属部材との接合構造が示されている。第４実施形態例の
光導波路モジュールは、上記第２実施形態例と同様に形
成されたアレイ導波路回折格子の平面光導波路２０を有
し、このアレイ導波路回折格子と、第１、第２金属部材
７ａ，７ｂから成る金属部材７を接合して形成されてい
る。
ルの第４実施形態例に適用されている平面光導波路と金
属部材との接合構造が示されている。第４実施形態例の
光導波路モジュールは、上記第２実施形態例と同様に形
成されたアレイ導波路回折格子の平面光導波路２０を有
し、このアレイ導波路回折格子と、第１、第２金属部材
７ａ，７ｂから成る金属部材７を接合して形成されてい
る。
【０１０８】第４実施形態例が上記第２実施形態例と異
なる特徴的なことは、図５に示すように、金属部材７側
の金属膜１１ａの拡散接合面と平面光導波路２０側の金
属膜１１ｂの拡散接合面との間に、金属介設部材２５を
設けたことであり、この金属介設部材２５およびその配
設構成は、上記第３実施形態例と同様である。
なる特徴的なことは、図５に示すように、金属部材７側
の金属膜１１ａの拡散接合面と平面光導波路２０側の金
属膜１１ｂの拡散接合面との間に、金属介設部材２５を
設けたことであり、この金属介設部材２５およびその配
設構成は、上記第３実施形態例と同様である。
【０１０９】したがって、第４実施形態例は、上記第２
実施形態例と同様の効果を奏し、かつ、金属介設部材２
５の配設による上記第３実施形態例と同様の効果を奏す
ることができる。
実施形態例と同様の効果を奏し、かつ、金属介設部材２
５の配設による上記第３実施形態例と同様の効果を奏す
ることができる。
【０１１０】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上
記各実施形態例では、スライド移動部材１７をＣｕによ
り形成したが、スライド移動部材１７は例えばアレイ導
波路回折格子等の平面光導波路２０よりも大きく伸縮す
る部材により形成されるものであり、スライド移動部材
１７はＡｌ製でもよい。
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上
記各実施形態例では、スライド移動部材１７をＣｕによ
り形成したが、スライド移動部材１７は例えばアレイ導
波路回折格子等の平面光導波路２０よりも大きく伸縮す
る部材により形成されるものであり、スライド移動部材
１７はＡｌ製でもよい。
【０１１１】また、上記各実施形態例では支持部材９
（上記第１、第３実施形態例における金属部材７およ
び、上記第２、第４実施形態例における第２金属部材７
ｂ）をコバールにより形成したが、支持部材９を、例え
ば線膨張係数が１．０×１０−６（１／Ｋ）のインバー
合金等を適用することもできる。
（上記第１、第３実施形態例における金属部材７およ
び、上記第２、第４実施形態例における第２金属部材７
ｂ）をコバールにより形成したが、支持部材９を、例え
ば線膨張係数が１．０×１０−６（１／Ｋ）のインバー
合金等を適用することもできる。
【０１１２】また、上記第１、第３実施形態例では、ス
ライド移動部材１７に嵌合穴１２を形成したが、スライ
ド移動部材１７に嵌合穴１２を形成せずに、スライド移
動部材１７の下側に密接した態様で、金属部材７を溶接
等により接合してもよい。
ライド移動部材１７に嵌合穴１２を形成したが、スライ
ド移動部材１７に嵌合穴１２を形成せずに、スライド移
動部材１７の下側に密接した態様で、金属部材７を溶接
等により接合してもよい。
【０１１３】さらに、上記実施形態例では、アレイ導波
路回折格子の第１のスラブ導波路３を分離する構成とし
たが第２のスラブ導波路５を分離するようにしてもよい
し、第１と第２のスラブ導波路３，５の両方を分離する
ようにしてもよい。
路回折格子の第１のスラブ導波路３を分離する構成とし
たが第２のスラブ導波路５を分離するようにしてもよい
し、第１と第２のスラブ導波路３，５の両方を分離する
ようにしてもよい。
【０１１４】すなわち、アレイ導波路回折格子の光透過
中心波長を調整する構成は、前記特願２０００−２８３
８０６号に記載されているような様々な構成を適用する
ことができ、様々な構成において、金属部材とアレイ導
波路回折格子との接合構造を上記各実施形態例のような
構成にすることにより、上記各実施形態例のような優れ
た効果を奏することができる。
中心波長を調整する構成は、前記特願２０００−２８３
８０６号に記載されているような様々な構成を適用する
ことができ、様々な構成において、金属部材とアレイ導
波路回折格子との接合構造を上記各実施形態例のような
構成にすることにより、上記各実施形態例のような優れ
た効果を奏することができる。
【０１１５】さらに、上記例では、アレイ導波路回折格
子と金属部材７を接合する例を述べたが、本発明の平面
光導波路と金属部材との接合構造は、アレイ導波路回折
格子以外の様々な平面光導波路の接合面と金属部材の接
合面を接合する構造として適用されるものであり、ま
た、その接合構造を適用して様々な光導波路モジュール
を構成することができる。
子と金属部材７を接合する例を述べたが、本発明の平面
光導波路と金属部材との接合構造は、アレイ導波路回折
格子以外の様々な平面光導波路の接合面と金属部材の接
合面を接合する構造として適用されるものであり、ま
た、その接合構造を適用して様々な光導波路モジュール
を構成することができる。
【０１１６】
【発明の効果】本発明の平面光導波路と金属部材との接
合構造によれば、平面光導波路と金属部材は、前記平面
光導波路の接合面と前記金属部材の接合面との接合部に
設けた金属膜の拡散接合によって接合されているので、
非常に良好な機械的強度を有し、かつ、接着剤のような
変形を伴うこともなく、非常に信頼性の高い平面光導波
路と金属部材との接合構造を実現できる。
合構造によれば、平面光導波路と金属部材は、前記平面
光導波路の接合面と前記金属部材の接合面との接合部に
設けた金属膜の拡散接合によって接合されているので、
非常に良好な機械的強度を有し、かつ、接着剤のような
変形を伴うこともなく、非常に信頼性の高い平面光導波
路と金属部材との接合構造を実現できる。
【０１１７】また、本発明の平面光導波路と金属部材と
の接合構造において、金属部材の線膨張係数を平面光導
波路の線膨張係数とほぼ等しく形成した構成によれば、
金属膜の拡散接合の冷却過程において、平面光導波路に
応力を殆ど加えることなく接合ができ、より一層信頼性
の高い平面光導波路と金属部材との接合構造を実現でき
る。
の接合構造において、金属部材の線膨張係数を平面光導
波路の線膨張係数とほぼ等しく形成した構成によれば、
金属膜の拡散接合の冷却過程において、平面光導波路に
応力を殆ど加えることなく接合ができ、より一層信頼性
の高い平面光導波路と金属部材との接合構造を実現でき
る。
【０１１８】さらに、本発明の平面光導波路と金属部材
との接合構造において、金属部材はコバールまたはイン
バー合金とした構成によれば、これらの金属部材を用い
て上記効果を的確に発揮することができる。
との接合構造において、金属部材はコバールまたはイン
バー合金とした構成によれば、これらの金属部材を用い
て上記効果を的確に発揮することができる。
【０１１９】さらに、本発明の平面光導波路と金属部材
との接合構造において、平面光導波路側と金属部材側に
それぞれ設けられた金属膜表面側の拡散接合面の間に再
結晶温度が約７０℃〜約５００℃の軟金属の金属介設部
材が設けられている構成によれば、例えば金属部材表面
と平面光導波路表面の少なくとも一方の平面度や表面粗
さが不十分である場合でも、金属部材と平面光導波路表
面との間隔を調整して、金属部材と平面光導波路との良
好な接合を行なうことができる。
との接合構造において、平面光導波路側と金属部材側に
それぞれ設けられた金属膜表面側の拡散接合面の間に再
結晶温度が約７０℃〜約５００℃の軟金属の金属介設部
材が設けられている構成によれば、例えば金属部材表面
と平面光導波路表面の少なくとも一方の平面度や表面粗
さが不十分である場合でも、金属部材と平面光導波路表
面との間隔を調整して、金属部材と平面光導波路との良
好な接合を行なうことができる。
【０１２０】また、この構成は、金属介設部材を設ける
ことにより、金属部材と平面光導波路間に生ずる残留応
力を緩和することができる。
ことにより、金属部材と平面光導波路間に生ずる残留応
力を緩和することができる。
【０１２１】さらに、本発明の平面光導波路と金属部材
との接合構造において、金属部材が第１、第２金属部材
を有する構成によれば、例えば第１金属部材の線膨張係
数と平面光導波路の線膨張係数との差が大きいと、拡散
接合の冷却過程において平面光導波路に与える残留応力
が大きくなるが、第１金属部材より線膨張係数が小さい
第２金属部材側を平面光導波路に接合することにより、
前記残留応力を軽減させることができ、かつ、線膨張係
数が大きい第１金属部材を利用して例えば平面光導波路
の温度依存性抑制効果等を果たすことができる。
との接合構造において、金属部材が第１、第２金属部材
を有する構成によれば、例えば第１金属部材の線膨張係
数と平面光導波路の線膨張係数との差が大きいと、拡散
接合の冷却過程において平面光導波路に与える残留応力
が大きくなるが、第１金属部材より線膨張係数が小さい
第２金属部材側を平面光導波路に接合することにより、
前記残留応力を軽減させることができ、かつ、線膨張係
数が大きい第１金属部材を利用して例えば平面光導波路
の温度依存性抑制効果等を果たすことができる。
【０１２２】さらに、上記金属部材が第１、第２金属部
材を有する構成において、第２金属部材はコバールまた
はインバー合金とした構成によれば、これらの材料を適
用して上記効果を的確に発揮することができる。
材を有する構成において、第２金属部材はコバールまた
はインバー合金とした構成によれば、これらの材料を適
用して上記効果を的確に発揮することができる。
【０１２３】さらに、上記金属部材が第１、第２金属部
材を有する構成において、第１金属部材は温度に依存し
て平面光導波路よりも大きく伸縮する部材とした構成に
よれば、第１金属部材が温度に依存して平面光導波路よ
りも大きく伸縮する性質を利用して、平面光導波路の温
度依存性を抑制できる光モジュールの形成等を実現でき
る。
材を有する構成において、第１金属部材は温度に依存し
て平面光導波路よりも大きく伸縮する部材とした構成に
よれば、第１金属部材が温度に依存して平面光導波路よ
りも大きく伸縮する性質を利用して、平面光導波路の温
度依存性を抑制できる光モジュールの形成等を実現でき
る。
【０１２４】さらに、上記金属部材が第１、第２金属部
材を有する構成において、第１金属部材は銅またはアル
ミニウムとした構成によれば、これらの銅、アルミニウ
ムを用いて、例えば平面光導波路の温度依存性を抑制で
きる光モジュールの形成等を容易に実現できる。
材を有する構成において、第１金属部材は銅またはアル
ミニウムとした構成によれば、これらの銅、アルミニウ
ムを用いて、例えば平面光導波路の温度依存性を抑制で
きる光モジュールの形成等を容易に実現できる。
【０１２５】さらに、上記金属部材が第１、第２金属部
材を有する構成において、平面光導波路側と第２金属部
材側にそれぞれ設けられた金属膜表面側の拡散接合面の
間に再結晶温度が約７０℃〜約５００℃の軟金属の金属
介設部材が設けられている構成によれば、例えば第２金
属部材表面と平面光導波路表面の少なくとも一方の平面
度や表面粗さが不十分である場合でも、第２金属部材と
平面光導波路表面との間隔を調整して、金属部材と平面
光導波路との良好な接合を行なうことができる。また、
この構成は、金属介設部材を設けることにより、金属部
材と平面光導波路間に生ずる残留応力を緩和することが
できる。
材を有する構成において、平面光導波路側と第２金属部
材側にそれぞれ設けられた金属膜表面側の拡散接合面の
間に再結晶温度が約７０℃〜約５００℃の軟金属の金属
介設部材が設けられている構成によれば、例えば第２金
属部材表面と平面光導波路表面の少なくとも一方の平面
度や表面粗さが不十分である場合でも、第２金属部材と
平面光導波路表面との間隔を調整して、金属部材と平面
光導波路との良好な接合を行なうことができる。また、
この構成は、金属介設部材を設けることにより、金属部
材と平面光導波路間に生ずる残留応力を緩和することが
できる。
【０１２６】さらに、本発明の光導波路モジュールによ
れば、上記それぞれの平面光導波路と金属部材との接合
構造を適用して形成されているので、平面光導波路と金
属部材とを非常に良好な機械的強度で、かつ、接着剤の
ような変形を伴うこともなく行うことができ、非常に信
頼性の高い光導波路モジュールを形成できる。
れば、上記それぞれの平面光導波路と金属部材との接合
構造を適用して形成されているので、平面光導波路と金
属部材とを非常に良好な機械的強度で、かつ、接着剤の
ような変形を伴うこともなく行うことができ、非常に信
頼性の高い光導波路モジュールを形成できる。
【０１２７】さらに、本発明の光導波路モジュールにお
いて、平面光導波路を、アレイ導波路等を備えたアレイ
導波路回折格子の回路を有する構成とし、金属部材をス
ライド移動部材の支持部材として、該支持部材を上記本
発明の平面光導波路と金属部材の接合構造により前記平
面光導波路に接合した構成によれば、支持部材を非常に
良好な機械的強度で、変形等も伴わずに平面光導波路に
接合できる。
いて、平面光導波路を、アレイ導波路等を備えたアレイ
導波路回折格子の回路を有する構成とし、金属部材をス
ライド移動部材の支持部材として、該支持部材を上記本
発明の平面光導波路と金属部材の接合構造により前記平
面光導波路に接合した構成によれば、支持部材を非常に
良好な機械的強度で、変形等も伴わずに平面光導波路に
接合できる。
【０１２８】したがって、支持部材により支持するスラ
イド移動部材の機能を用いて、例えばアレイ導波路回折
格子の光透過中心波長温度依存性を低減できる優れた光
導波路モジュールを実現できる。
イド移動部材の機能を用いて、例えばアレイ導波路回折
格子の光透過中心波長温度依存性を低減できる優れた光
導波路モジュールを実現できる。
【０１２９】さらに、上記アレイ導波路回折格子の回路
を有する平面光導波路と金属部材の支持部材を有する本
発明の光導波路モジュールにおいて、スライド移動部材
は温度に依存して平面光導波路よりも大きく伸縮する部
材である構成によれば、スライド移動部材の機能を用い
て、例えばアレイ導波路回折格子の光透過中心波長温度
依存性を容易に、かつ、的確に低減できる。
を有する平面光導波路と金属部材の支持部材を有する本
発明の光導波路モジュールにおいて、スライド移動部材
は温度に依存して平面光導波路よりも大きく伸縮する部
材である構成によれば、スライド移動部材の機能を用い
て、例えばアレイ導波路回折格子の光透過中心波長温度
依存性を容易に、かつ、的確に低減できる。
【０１３０】さらに、上記アレイ導波路回折格子の回路
を有する平面光導波路を金属部材の支持部材を有する本
発明の光導波路モジュールにおいて、スライド移動部材
は銅またはアルミニウムにより形成されている構成によ
れば、これらの金属によりスライド移動部材を形成して
上記効果を的確に発揮できる。
を有する平面光導波路を金属部材の支持部材を有する本
発明の光導波路モジュールにおいて、スライド移動部材
は銅またはアルミニウムにより形成されている構成によ
れば、これらの金属によりスライド移動部材を形成して
上記効果を的確に発揮できる。
【０１３１】さらに、本発明の光導波路モジュールにお
いて、平面光導波路をアレイ導波路回折格子の回路を有
する構成とし、スライド移動部材を形成する第１金属部
材と前記スライド移動部材の支持部材を形成する第２金
属部材から成る金属部材を平面光導波路と金属部材の接
合構造により前記平面光導波路に接合されている構成に
よれば、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長温度依
存性を低減できる信頼性の高い光導波路モジュールを実
現できる。
いて、平面光導波路をアレイ導波路回折格子の回路を有
する構成とし、スライド移動部材を形成する第１金属部
材と前記スライド移動部材の支持部材を形成する第２金
属部材から成る金属部材を平面光導波路と金属部材の接
合構造により前記平面光導波路に接合されている構成に
よれば、アレイ導波路回折格子の光透過中心波長温度依
存性を低減できる信頼性の高い光導波路モジュールを実
現できる。
【図１】本発明に係る光導波路モジュールの第１実施形
態例と、第１実施形態例に適用されている平面光導波路
と金属部材との接合構造を示す要部構成図である。
態例と、第１実施形態例に適用されている平面光導波路
と金属部材との接合構造を示す要部構成図である。
【図２】上記第１実施形態例と、本発明に係る光導波路
モジュールの第２実施形態例の高温高湿試験前と試験後
の光透過中心波長変動量を比較例と比較して示すグラフ
である。
モジュールの第２実施形態例の高温高湿試験前と試験後
の光透過中心波長変動量を比較例と比較して示すグラフ
である。
【図３】本発明に係る光導波路モジュールの第２実施形
態例と、第２実施形態例に適用されている平面光導波路
と金属部材との接合構造を示す要部構成図である。
態例と、第２実施形態例に適用されている平面光導波路
と金属部材との接合構造を示す要部構成図である。
【図４】本発明に係る光導波路モジュールの第３実施形
態例に適用されている平面光導波路と金属部材との接合
構造を示す説明図である。
態例に適用されている平面光導波路と金属部材との接合
構造を示す説明図である。
【図５】本発明に係る光導波路モジュールの第４実施形
態例に適用されている平面光導波路と金属部材との接合
構造を示す説明図である。
態例に適用されている平面光導波路と金属部材との接合
構造を示す説明図である。
【図６】アレイ導波路回折格子の光透過中心波長補償提
案例の構成を示す説明図である。
案例の構成を示す説明図である。
【図７】金属部材と平面光導波路との接合用の接合用部
材として接着剤を適用した場合の問題点を示す説明図で
ある。
材として接着剤を適用した場合の問題点を示す説明図で
ある。
【図８】アレイ導波路回折格子の一例を示す説明図であ
る。
る。
【図９】アレイ導波路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る。
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る。
１ 基板
２ 光入力導波路
３ 入力側スラブ導波路
３ａ，３ｂ 分離スラブ導波路
４ アレイ導波路
４ａ チャンネル導波路
５ 出力側スラブ導波路
６ 光出力導波路
７ 金属部材
７ａ 第１金属部材
７ｂ 第２金属部材
９ 支持部材
１０ 導波路形成領域
１１ａ 第１の導波路形成領域
１１ｂ 第２の導波路形成領域
１１，１１ａ，１１ｂ 金属膜
１７ スライド移動部材
２２，２３ 接合層
２５ 金属介設部材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 根角 昌伸
東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古
河電気工業株式会社内
(72)発明者 田中 完二
東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古
河電気工業株式会社内
Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA24 DA02 DA06
2H047 KA03 KA12 LA18 NA10
2H049 AA02 AA12 AA59 AA62 AA65
Claims (15)
- 【請求項１】 平面光導波路と金属部材とを接合する接
合構造であって、前記金属部材の接合面と前記平面光導
波路の接合面に設けた金属膜の拡散接合によって前記平
面光導波路と前記金属部材を接合したことを特徴とする
平面光導波路と金属部材との接合構造。 - 【請求項２】 金属部材の線膨張係数を平面光導波路の
線膨張係数とほぼ等しく形成したことを特徴とする請求
項１記載の平面光導波路と金属部材との接合構造。 - 【請求項３】 金属部材はコバールまたはインバー合金
としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の
平面光導波路と金属部材との接合構造。 - 【請求項４】 金属膜は平面光導波路側と金属部材側に
それぞれ設けられてそれぞれの金属膜の表面側に拡散接
合面が形成されており、前記平面光導波路側の金属膜の
拡散接合面と前記金属部材側の金属膜の拡散接合面との
間に再結晶温度が約７０℃〜約５００℃の軟金属の金属
介設部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃
至請求項３のいずれか一つに記載の平面光導波路と金属
部材との接合構造。 - 【請求項５】 金属部材は平面光導波路と間隔を介して
配置された第１金属部材と、該第１金属部材と平面光導
波路との間に介設されて前記第１金属部材より線膨張係
数が小さい第２金属部材により形成されており、該第２
金属部材の接合面が平面光導波路に接合されていること
を特徴とする請求項１記載の平面光導波路と金属部材の
接合構造。 - 【請求項６】 第２金属部材の線膨張係数が平面光導波
路の線膨張係数とほぼ等しいことを特徴とする請求項５
記載の平面光導波路と金属部材の接合構造。 - 【請求項７】 第２金属部材はコバールまたはインバー
合金としたことを特徴とする請求項５または請求項６記
載の平面光導波路と金属部材の接合構造。 - 【請求項８】 第１金属部材は温度に依存して平面光導
波路よりも大きく伸縮する部材としたことを特徴とする
請求項５または請求項６または請求項７記載の平面光導
波路と金属部材の接合構造。 - 【請求項９】 第１金属部材は銅またはアルミニウムと
したことを特徴とする請求項８記載の平面光導波路と金
属部材の接合構造。 - 【請求項１０】 金属膜は平面光導波路側と金属部材の
第２金属部材側にそれぞれ設けられて、それぞれの金属
膜の表面側に拡散接合面が形成されており、前記平面光
導波路側の金属膜の拡散接合面と前記第２金属部材側の
金属膜の拡散接合面との間に再結晶温度が約７０℃〜約
５００℃の軟金属の金属介設部材が設けられていること
を特徴とする請求項５乃至請求項９のいずれか一つに記
載の平面光導波路と金属部材との接合構造。 - 【請求項１１】 請求項１乃至請求項１０のいずれか一
つに記載の平面光導波路と金属部材との接合構造を適用
して形成されることを特徴とする光導波路モジュール。 - 【請求項１２】 少なくとも１本の光入力導波路と、該
光入力導波路の出力側に接続された第１のスラブ導波路
と、該第１のスラブ導波路の出力側に接続され、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力側に接続さ
れた第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出
力側に接続されて複数並設された光出力導波路とを有す
る導波路形成領域を基板上に形成し、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がスラブ
導波路を通る光の経路と交わる交差面で分離されて分離
スラブ導波路と成し、その分離面によって前記導波路形
成領域が一方側の分離スラブ導波路を含む第１の導波路
形成領域と他方側の分離スラブ導波路を含む第２の導波
路形成領域とに分離されている平面光導波路の前記第１
と第２の導波路形成領域に跨る態様で、前記第１の導波
路形成領域と前記第２の導波路形成領域の少なくとも一
方側を前記分離面に沿って移動させ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を平面光導波路
上に支持する支持部材が前記スライド移動部材に固定さ
れており、前記支持部材は金属部材により形成されて該
金属部材が請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載
の平面光導波路と金属部材の接合構造により前記平面光
導波路に接合されていることを特徴とする光導波路モジ
ュール。 - 【請求項１３】 スライド移動部材は温度に依存して平
面光導波路よりも大きく伸縮する部材であることを特徴
とする請求項１２記載の光導波路モジュール。 - 【請求項１４】 スライド移動部材は銅またはアルミニ
ウムにより形成されていることを特徴とする請求項１３
記載の光導波路モジュール。 - 【請求項１５】 少なくとも１本の光入力導波路と、該
光入力導波路の出力側に接続された第１のスラブ導波路
と、該第１のスラブ導波路の出力側に接続され、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力側に接続さ
れた第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出
力側に接続されて複数並設された光出力導波路とを有す
る導波路形成領域を基板上に形成し、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がスラブ
導波路を通る光の経路と交わる交差面で分離されて分離
スラブ導波路と成し、その分離面によって前記導波路形
成領域が一方側の分離スラブ導波路を含む第１の導波路
形成領域と他方側の分離スラブ導波路を含む第２の導波
路形成領域とに分離されている平面光導波路の前記第１
と第２の導波路形成領域に跨る態様で、前記第１の導波
路形成領域と前記第２の導波路形成領域の少なくとも一
方側を前記分離面に沿って移動させ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を平面光導波路
上に支持する支持部材が前記スライド移動部材に固定さ
れており、前記スライド移動部材を形成する第１金属部
材と前記支持部材を形成する第２金属部材から成る金属
部材が請求項５乃至請求項１０のいずれか一つに記載の
平面光導波路と金属部材の接合構造により前記平面光導
波路に接合されていることを特徴とする光導波路モジュ
ール。
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