[go: up one dir, main page]

JP2003228031A - Optical circuit component - Google Patents

Optical circuit component

Info

Publication number
JP2003228031A
JP2003228031A JP2002026076A JP2002026076A JP2003228031A JP 2003228031 A JP2003228031 A JP 2003228031A JP 2002026076 A JP2002026076 A JP 2002026076A JP 2002026076 A JP2002026076 A JP 2002026076A JP 2003228031 A JP2003228031 A JP 2003228031A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clad layer
circuit component
optical circuit
core
thin film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002026076A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Morio Takahashi
森生 高橋
Koichi Suzuki
耕一 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2002026076A priority Critical patent/JP2003228031A/en
Publication of JP2003228031A publication Critical patent/JP2003228031A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical circuit component which has high thermal separating performance between optical waveguides, can decrease the distance between the optical waveguides, and can be made small-sized and highly integrated. <P>SOLUTION: A clad layer 2 is provided on a substrate 1 and two cores 3a and 3b are provided in the clad layer 2. Thin-film heaters 5a and 5b are provided in an area including areas on the top surface of the clad layer 2 right above the cores 3a and 3b. Further, a radiator 8 is provided on the top surface of the clad layer 2. The radiator 8 is of a comb shape surrounding the thin-film heaters 5a and 5b and a portion of it is formed in an area 9 between the cores 3a and 3b. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に少なくと
も1の熱光学位相シフタが設けられた光回路部品に関
し、特に、熱分離の向上を図った光回路部品に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical circuit component provided with at least one thermo-optical phase shifter on a substrate, and more particularly to an optical circuit component with improved thermal isolation.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信分野における多チャンネル化は、
波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiple
xing)通信方式の出現により急速に促進されている。波
長分割多重通信方式の開発当初である1990年前後に
は、波長多重数は4波長乃至16波長程度であったが、
現在では、研究レベルではあるが、300波長に達する
勢いで波長多重数が増え続けている。波長多重数が増加
することにより、通信容量は飛躍的に増大するが、これ
らの多重化された波長ごとに機能的な制御、例えば各波
長のパワーを一定に揃えたり、波長変換を行ったりとい
う制御を実施しようとすると、波長数に応じた数の光素
子が必要となってくる。このため、従来行っていたよう
に、各波長の光に対して夫々個別の機器を用意する方法
では、装置の設置面積及びトータルの価格が増大する等
の問題が発生する。
2. Description of the Related Art In the field of optical communication,
Wavelength Division Multiplexing (WDM)
xing) is rapidly being promoted by the advent of communication methods. Around 1990, when the wavelength division multiplexing communication system was first developed, the number of wavelength division multiplexing was about 4 to 16 wavelengths.
At present, although it is at the research level, the number of wavelength division multiplexing continues to increase at a momentum reaching 300 wavelengths. Although the communication capacity increases dramatically as the number of wavelength division multiplexes increases, functional control is performed for each of these multiplexed wavelengths, for example, the power of each wavelength is made constant or wavelength conversion is performed. In order to carry out the control, the number of optical elements corresponding to the number of wavelengths becomes necessary. For this reason, as in the conventional method, the method of preparing a separate device for each wavelength of light causes problems such as an increase in the installation area of the device and the total price.

【0003】従って、近時、相互に波長が異なる複数の
光を制御する光回路部品の開発が進められており、ま
た、このような光回路部品への複数の光の入出力を制御
する高密度集積が可能な光スイッチの必要性が高まって
いる。
Therefore, recently, an optical circuit component for controlling a plurality of lights having mutually different wavelengths has been under development, and a high level for controlling input / output of a plurality of lights to such an optical circuit component has been developed. There is a growing need for optical switches that can be densely integrated.

【0004】従来より、単体の光スイッチが実現されて
いる。また、この単体の光スイッチを多数備え、複数の
入出力ポートを持つマトリックススイッチも実用化され
ている。光スイッチを実現する技術としては、熱光学位
相シフタを利用する方法、入力ポート及び出力ポートを
機械的に動かして接続する方法、可動式のミラーを所望
の角度に回転させて入力ポートと出力ポートとを接続す
る方法、並びに交差接続された導波路の交差点で泡を発
生させる等の手段により光の反射を制御して入力・出力
ポート間の接続を変更する方法等、多岐に渡る技術が開
発されている。これらの従来技術は、例えば、特開平9
−5653号公報、特開昭62−187826号公報、
特開2001−255474号公報に開示されている。
Conventionally, a single optical switch has been realized. Also, a matrix switch having a large number of this single optical switch and having a plurality of input / output ports has been put into practical use. Techniques for realizing an optical switch include the method of using a thermo-optical phase shifter, the method of mechanically connecting the input port and the output port, and the method of rotating the movable mirror to a desired angle to input and output ports. A wide variety of technologies have been developed, such as a method for connecting to and output, and a method for changing the connection between input and output ports by controlling the reflection of light by means such as generating bubbles at the intersections of cross-connected waveguides. Has been done. These conventional techniques are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
-5653, JP-A-62-187826,
It is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-255474.

【0005】これらの従来技術のうち、熱光学位相シフ
タを利用した平面光波回路(PLC)型デバイスは、そ
の作製プロセスに半導体回路作製技術を利用できること
から、作製が容易であると共に集積性が極めて優れてお
り、光スイッチの高機能化及び大規模化にも有利である
という特長をもつ。
Among these conventional techniques, the planar lightwave circuit (PLC) type device using the thermo-optic phase shifter can be manufactured easily because the semiconductor circuit manufacturing technology can be used in the manufacturing process thereof, and the integration is extremely high. It is excellent and has the feature that it is also advantageous for high-performance and large-scale optical switches.

【0006】通常、熱光学位相シフタは次のようにして
実現される。クラッド層とコアからなる光導波路を作製
し、この光導波路上に金属薄膜等を成膜し、この金属薄
膜を光導波路に沿った細線形状に加工し、通電できるよ
うにする。そして、この金属薄膜に外部から電力を投入
すると、金属薄膜の電気抵抗により熱が発生して、光導
波路のヒータとして機能する。このヒータにおいて発生
した熱は光導波路のクラッド層を伝導してコアに達し、
コアを形成する材料の屈折率を変化させる。例えば、光
導波路が石英ガラスにより形成されている場合は、石英
ガラスの屈折率の温度係数(dn/dT)は約1×10
−5(/℃)であるため、コアを加熱すると、このコア
の屈折率が大きくなる。これにより、光導波路の実効導
波路長が長くなり、出力端における光の位相がシフトす
る。前記ヒータの出力を変化させることにより、出力端
における光の位相シフト量を任意に制御することができ
る。
Generally, the thermo-optical phase shifter is realized as follows. An optical waveguide including a clad layer and a core is produced, a metal thin film or the like is formed on the optical waveguide, and the metal thin film is processed into a thin line shape along the optical waveguide so that electricity can be supplied. Then, when electric power is applied to the metal thin film from the outside, heat is generated due to the electric resistance of the metal thin film and functions as a heater for the optical waveguide. The heat generated in this heater is conducted through the cladding layer of the optical waveguide and reaches the core,
The refractive index of the material forming the core is changed. For example, when the optical waveguide is formed of quartz glass, the temperature coefficient (dn / dT) of the refractive index of quartz glass is about 1 × 10.
Since it is −5 (/ ° C.), heating the core increases the refractive index of the core. As a result, the effective waveguide length of the optical waveguide becomes longer, and the phase of light at the output end shifts. By changing the output of the heater, the phase shift amount of light at the output end can be arbitrarily controlled.

【0007】このような熱光学位相シフタを2組設け、
これらの熱光学位相シフタの入力端を例えば3dBカッ
プラにより相互に接続すると共に、これらの出力端を同
様に相互に接続することにより、マッハ・ツェンダ型干
渉計を作製することができる。マッハ・ツェンダ型干渉
計においては、入力された光を前記2組の熱光学位相シ
フタの光導波路に分岐し、これらの分岐された光の間に
任意の位相差をつけることにより、出力端のカップラに
おいて各々の光導波路を通過してきた光を干渉させて、
位相差に応じた出力強度を得ることができる。例えば、
位相差をつけない場合(位相差0)には、光は相互に強
めあうように干渉するため、入力光と出力光との間に差
異は現れない。これに対して、位相差を入力光波長の半
波長分(位相差π)に設定すると、出力端において光は
相互に打ち消しあい、出力光を消すことができる。即
ち、マッハ・ツェンダ型干渉計は、分岐された光の位相
差を0とπとの間で変化させることにより、光スイッチ
として動作させることができる。このマッハ・ツェンダ
型干渉計スイッチを多数使用することにより、複数の入
出力端を有するマトリックススイッチが実現されてい
る。このようなマトリクススイッチは、例えば、「T. G
oh, "High-Extinction Ratio and Low-Loss Silica-Bas
ed 8x8 Strictly Nonblocking Thermooptic Matrix Swi
tch", IEEE J. Lightwave Technol. Vol.17, p.1192 (1
999)」に記載されている。
Two sets of such thermo-optical phase shifters are provided,
A Mach-Zehnder interferometer can be produced by connecting the input ends of these thermo-optical phase shifters to each other by, for example, a 3 dB coupler and connecting these output ends to each other in the same manner. In the Mach-Zehnder interferometer, the input light is branched into the optical waveguides of the two sets of thermo-optic phase shifters, and an arbitrary phase difference is given between these branched lights, so that the output end The light that has passed through each optical waveguide in the coupler is made to interfere,
The output intensity according to the phase difference can be obtained. For example,
When the phase difference is not provided (phase difference 0), the lights interfere with each other so as to strengthen each other, so that no difference appears between the input light and the output light. On the other hand, when the phase difference is set to a half wavelength of the input light wavelength (phase difference π), the lights cancel each other at the output end, and the output light can be extinguished. That is, the Mach-Zehnder interferometer can be operated as an optical switch by changing the phase difference of the branched light between 0 and π. A matrix switch having a plurality of input / output terminals is realized by using many Mach-Zehnder interferometer switches. Such a matrix switch is described in, for example, "T. G.
oh, "High-Extinction Ratio and Low-Loss Silica-Bas
ed 8x8 Strictly Nonblocking Thermooptic Matrix Swi
tch ", IEEE J. Lightwave Technol. Vol.17, p.1192 (1
999) ”.

【0008】しかしながら、マッハ・ツェンダ型干渉計
においては、一方の熱光学位相シフタで生じる熱が、他
方の熱光学位相シフタの動作に影響を与えてしまうとい
う問題点がある。また、同一基板上に複数のマッハ・ツ
ェンダ型干渉計が設けられている場合、並びに同一基板
上にマッハ・ツェンダ型干渉計及び他の光回路が設けら
れている場合においては、マッハ・ツェンダ型干渉計の
熱光学位相シフタで生じる熱が、隣接するマッハ・ツェ
ンダ型干渉計及び他の光回路の動作に影響を与えてしま
うという問題点がある。更に、熱光学位相シフタの近傍
に例えばこの熱光学位相シフタのヒータを制御するLS
I、又はレーザ発振器等が設けられていると、ヒータか
ら発せられる熱がLSIの動作に影響を与えたり、レー
ザ発振器から発せられる熱が熱光学位相シフタの動作に
影響を与えたりするという問題点がある。
However, in the Mach-Zehnder interferometer, there is a problem that the heat generated in one thermo-optical phase shifter affects the operation of the other thermo-optical phase shifter. In addition, when a plurality of Mach-Zehnder interferometers are provided on the same substrate, and when a Mach-Zehnder interferometer and other optical circuits are provided on the same substrate, the Mach-Zehnder type is used. There is a problem that the heat generated by the thermo-optical phase shifter of the interferometer affects the operation of the adjacent Mach-Zehnder interferometer and other optical circuits. Further, in the vicinity of the thermo-optical phase shifter, for example, an LS that controls the heater of the thermo-optical phase shifter.
I, or if a laser oscillator or the like is provided, the heat generated from the heater may affect the operation of the LSI, and the heat generated from the laser oscillator may affect the operation of the thermo-optical phase shifter. There is.

【0009】そこで従来、熱光学位相シフタのヒータか
ら生じる熱が、他の熱光学位相シフタの光導波路、隣接
するマッハ・ツェンダ型干渉計の光導波路及び他の光回
路の動作に影響を与えないように、これらの光導波路間
の距離を十分に大きくすることにより、熱分離を実現す
る簡便な方法が採用されてきた。
Therefore, conventionally, the heat generated from the heater of the thermo-optical phase shifter does not affect the operations of the optical waveguides of other thermo-optical phase shifters, the optical waveguides of the adjacent Mach-Zehnder interferometers and other optical circuits. As described above, a simple method for realizing thermal separation has been adopted by sufficiently increasing the distance between these optical waveguides.

【0010】また、より能動的な方法としては、(姫野
明ら「石英系導波路を用いた単一モード光導波ゲートマ
トリクススイッチ」、電子情報通信学会論文誌C、Vo
l.J71−C、No.5、第685〜691頁(19
88年))に開示されている方法がある。図19はこの
従来のリッジ型導波路を使用したマッハ・ツェンダ型干
渉計を示す斜視図である。図19に示すように、このマ
ッハ・ツェンダ型干渉計においては、基板101上に光
導波路102が設けられている。光導波路102には、
入力端子103及び出力端子104が設けられており、
入力端子103と出力端子104との間は2本の光導波
路105a及び105bに分岐されている。また、基板
101上における光導波路105aから見て光導波路1
05bの反対側にはヒータ106が設けられている。更
に、基板101上における光導波路105aと105b
との間、及び光導波路105bから見て光導波路105
aの反対側には放熱用金属膜107が設けられている。
これにより、ヒータ106が光導波路105aを加熱す
る際に、この熱を放熱用金属膜107によって放熱する
ことにより、光導波路105bが加熱されることを抑制
できる。
Further, as a more active method, "Akira Himeno et al.," Single-mode optical waveguide gate matrix switch using silica-based waveguide ", IEICE Transactions C, Vo
l. J71-C, No. 5, pp. 685-691 (19
1988)). FIG. 19 is a perspective view showing a Mach-Zehnder interferometer using this conventional ridge-type waveguide. As shown in FIG. 19, in this Mach-Zehnder interferometer, an optical waveguide 102 is provided on a substrate 101. In the optical waveguide 102,
An input terminal 103 and an output terminal 104 are provided,
The input terminal 103 and the output terminal 104 are branched into two optical waveguides 105a and 105b. In addition, the optical waveguide 1 viewed from the optical waveguide 105a on the substrate 101
A heater 106 is provided on the opposite side of 05b. Furthermore, the optical waveguides 105a and 105b on the substrate 101
Between the optical waveguide 105 and the optical waveguide 105b.
A heat-dissipating metal film 107 is provided on the opposite side of a.
As a result, when the heater 106 heats the optical waveguide 105a, the heat is dissipated by the heat-dissipating metal film 107, so that the heating of the optical waveguide 105b can be suppressed.

【0011】更に、例えば、「A. Sugita et al., "Bri
dge-Suspended Silica-Waveguide Thermo-Optic Phase
Shifter and Its Application to Mach-Zender Type Op
tical Switch", Trans. IEICE, 73 (1990) p.105」に
は、基板上に2本のアーム導波路を設け、この2本のア
ーム導波路間の基板にドライエッチング等により溝を設
け、この溝の内部を大気等の熱伝導率が低い気体により
満たす技術が開示されている。これにより、2本のアー
ム導波路間の熱分離性を向上させることができる。
Further, for example, "A. Sugita et al.," Bri
dge-Suspended Silica-Waveguide Thermo-Optic Phase
Shifter and Its Application to Mach-Zender Type Op
tical Switch ", Trans. IEICE, 73 (1990) p.105", two arm waveguides are provided on the substrate, and a groove is provided on the substrate between the two arm waveguides by dry etching or the like. A technique for filling the inside of the groove with a gas having a low thermal conductivity such as the atmosphere is disclosed. As a result, the thermal isolation between the two arm waveguides can be improved.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の技術には、以下に示すような問題点がある。光導
波路間の距離を大きくする技術においては、光導波路の
数が増えると、トータルの光回路部品のサイズが極めて
大きくなってしまうという問題がある。光回路部品のサ
イズを小さくしようとすると、光導波路間の間隔を狭め
なければならず、光導波路間の熱クロストークを何らか
の方法で低減する必要が生じる。上述の如く、近時、チ
ャンネル数が飛躍的に増加しており、このチャンネル数
の増加に伴って、光回路部品における光導波路数が増大
しているため、光導波路間の距離を大きくする方法は実
用的ではない。
However, the above-mentioned conventional techniques have the following problems. In the technique of increasing the distance between the optical waveguides, there is a problem that the total size of the optical circuit components becomes extremely large as the number of optical waveguides increases. In order to reduce the size of the optical circuit component, it is necessary to reduce the distance between the optical waveguides, and it is necessary to reduce the thermal crosstalk between the optical waveguides by some method. As described above, the number of channels has increased dramatically in recent years, and the number of optical waveguides in optical circuit components has increased with the increase in the number of channels. Is not practical.

【0013】また、図19に示す分岐された光導波路の
外側にヒータを設け、導波路間に放熱用金属膜を設ける
方法においては、ヒータが光導波路の外側に配置されて
いるため、隣接する光素子への熱伝達が大きくなってし
まい、アレイ化及び小型化には適さないという問題点が
ある。即ち、図19に示すマッハ・ツェンダ型干渉計に
おいては、ヒータ106で生じた熱が、光導波路105
bに到達することはある程度防止できるものの、ヒータ
106から見て光導波路105aの反対側に配置される
光素子(図示せず)への熱伝達が大きくなってしまい、
この光素子の動作に影響を与える。また、ヒータ106
は基板101上に直に形成されているため、ヒータ10
6が発する熱が直接基板101へ逃げてしまい、光導波
路105aの加熱効率が低いという問題点もある。
Further, in the method shown in FIG. 19 in which a heater is provided outside the branched optical waveguide and a metal film for heat dissipation is provided between the waveguides, since the heater is placed outside the optical waveguide, they are adjacent to each other. There is a problem that heat transfer to the optical element becomes large, which is not suitable for arraying and miniaturization. That is, in the Mach-Zehnder interferometer shown in FIG. 19, the heat generated by the heater 106 is generated by the optical waveguide 105.
Although it can be prevented to reach b to some extent, heat transfer to an optical element (not shown) arranged on the opposite side of the optical waveguide 105a from the heater 106 becomes large,
It affects the operation of this optical element. Also, the heater 106
The heater 10 is formed directly on the substrate 101.
There is also a problem that the heat generated by 6 escapes directly to the substrate 101 and the heating efficiency of the optical waveguide 105a is low.

【0014】更に、光導波路の周辺に断熱溝を設けて熱
分離を図る方法は、光導波路間に例えば大気等の熱伝導
率が低い物質が配置されるために、光導波路間の距離を
大幅に狭めることができる。しかし、基板を例えば石英
ガラス等の熱伝導率が低い材料により形成する場合、熱
光学位相シフタに設けられたヒータから発生した熱が、
基板を通して他の光導波路に伝達され、このとき、基板
の断熱性が高いために、伝達された熱が基板に蓄積され
てしまい、基板全体の温度が上昇してしまう。この結
果、前記他の光導波路の温度が上昇し熱分離が取れない
状態となってしまう。また、このような断熱溝構造は、
その原理上、スラブ型の導波路等においてコア内に温度
分布を設けたい場合及び基板をエッチングが困難な材料
により形成する場合等には、適用できないという問題点
もある。
Further, in the method for providing heat isolation by providing a heat insulating groove around the optical waveguides, since a substance having a low thermal conductivity such as the atmosphere is arranged between the optical waveguides, the distance between the optical waveguides is greatly increased. Can be narrowed to However, when the substrate is made of a material having a low thermal conductivity such as quartz glass, the heat generated from the heater provided in the thermo-optical phase shifter is
The heat is transferred to another optical waveguide through the substrate. At this time, since the heat insulating property of the substrate is high, the transferred heat is accumulated in the substrate and the temperature of the entire substrate rises. As a result, the temperature of the other optical waveguide rises, and heat separation cannot be achieved. In addition, such a heat insulating groove structure,
In principle, there is a problem that it cannot be applied to a case where a temperature distribution is desired to be provided in the core of a slab type waveguide or the like, or when the substrate is made of a material that is difficult to etch.

【0015】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、光導波路間又は隣接する光回路等との間の
熱分離性能が高く、光導波路間又は隣接する光回路等と
の間の距離を小さくでき、小型化及び高集積化が可能な
光回路部品を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has a high heat separation performance between optical waveguides or between adjacent optical circuits, and between optical waveguides or between adjacent optical circuits. It is an object of the present invention to provide an optical circuit component which can be reduced in distance and can be miniaturized and highly integrated.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明に係る光回路部品
は、基板と、この基板上に設けられたクラッド層と、こ
のクラッド層内に前記クラッド層の表面に平行な方向に
相互に離隔して設けられ前記クラッド層と共に複数の光
導波路を構成する複数のコアと、少なくとも1の前記コ
アの直上域又は直下域を含む領域に設けられ発熱するこ
とにより前記光導波路の光の位相を変化させる薄膜ヒー
タと、前記コアの間の領域又はこの領域の直上域若しく
は直下域に設けられ前記薄膜ヒータが放出する熱を吸収
するラジエータと、を有することを特徴とする。
An optical circuit component according to the present invention comprises a substrate, a clad layer provided on the substrate, and a clad layer which is separated from each other in a direction parallel to the surface of the clad layer. A plurality of cores that are provided together to form a plurality of optical waveguides together with the clad layer, and are provided in a region including at least one region directly above or immediately below the cores to change the phase of light in the optical waveguides by generating heat. And a radiator provided in a region between the cores or in a region directly above or directly below this region for absorbing heat emitted by the thin film heater.

【0017】本発明においては、薄膜ヒータがこの薄膜
ヒータの直上域又は直下域に設けられたコアを加熱し、
このコア及びクラッド層から構成される光導波路の光の
位相を変化させることができる。このとき、薄膜ヒータ
はコアの直上域又は直下域を含む領域に設けられている
ため、薄膜ヒータの熱が他のコアに漏洩することを抑制
でき、この薄膜ヒータの直上域又は直下域に設けられて
いるコアを効率よく加熱することができる。また、コア
間の領域又はこの領域の直上域若しくは直下域に設けら
れたラジエータが、薄膜ヒータから生じた熱を吸収する
ことにより、この熱がコア間の領域を伝達することを抑
制でき、薄膜ヒータがこの薄膜ヒータの直上域又は直下
域にないコアを加熱することを防止できる。これによ
り、コア間の熱分離を向上させることができる。この結
果、コア間の距離を小さくすることができ、光回路部品
の小型化、高集積化及び大規模化を図ることが可能とな
る。
In the present invention, the thin film heater heats the core provided in the region directly above or below the thin film heater,
It is possible to change the phase of light in the optical waveguide composed of the core and clad layers. At this time, since the thin film heater is provided in the region including the region directly above or directly below the core, it is possible to suppress the heat of the thin film heater from leaking to other cores, and the thin film heater is provided in the region directly above or below this thin film heater. It is possible to efficiently heat the existing core. In addition, the radiator provided in the region between the cores or in the region directly above or directly below this region absorbs the heat generated from the thin film heater, and this heat can be suppressed from being transmitted in the region between the cores. It is possible to prevent the heater from heating the core which is not located immediately above or below this thin film heater. This can improve the heat separation between the cores. As a result, the distance between the cores can be reduced, and the optical circuit component can be downsized, highly integrated, and large-scaled.

【0018】また、前記コアの数が2であり、前記コア
の入力端同士が相互に結合されていると共に前記コアの
出力端同士が相互に結合されていてもよい。これによ
り、マッハ・ツェンダ型光干渉計を形成することができ
る。このマッハ・ツェンダ型光干渉計においては、1の
光導波路の光の位相と他の光導波路の光の位相との差を
調整することにより、前記出力端における光の干渉を制
御し、前記出力端から出力される光の強度を、前記入力
端に入力される光の強度の0乃至100%の範囲で、任
意に調節することができる。これにより、例えば、VO
A(Variable Optical Attenuator)のように、出力光
の強度を調整する素子を形成することができる。また、
このようなマッハ・ツェンダ型光干渉計において、1の
前記光導波路の光の位相と他の前記光導波路の光の位相
とを相互に等しくすることにより、前記出力端において
光を強め合わせ、前記入力端に入力された光と同じ光を
前記出力端より出力することができる。又は、前記光の
位相を相互に180°異ならせることにより、前記出力
端において光を打ち消し合わせ、前記出力端から出力さ
れる光を消すことができる。これにより、光スイッチを
実現することができる。
The number of the cores may be two, and the input ends of the cores may be connected to each other and the output ends of the cores may be connected to each other. Thereby, a Mach-Zehnder type optical interferometer can be formed. In this Mach-Zehnder interferometer, the interference of light at the output end is controlled by adjusting the difference between the phase of the light in one optical waveguide and the phase of the light in another optical waveguide, The intensity of the light output from the end can be arbitrarily adjusted within the range of 0 to 100% of the intensity of the light input to the input end. Thereby, for example, VO
An element for adjusting the intensity of output light, such as A (Variable Optical Attenuator), can be formed. Also,
In such a Mach-Zehnder interferometer, the phase of the light of the one optical waveguide and the phase of the light of the other optical waveguide are made equal to each other, so that the lights are strengthened at the output end, The same light as the light input to the input end can be output from the output end. Alternatively, by making the phases of the lights different from each other by 180 °, it is possible to cancel the lights at the output end and to cancel the light output from the output end. Thereby, an optical switch can be realized.

【0019】更に、前記クラッド層における前記コアの
間の領域の少なくとも一部に溝が形成されていてもよ
い。これにより、薄膜ヒータからこの薄膜ヒータの直上
域又は直下域にないコアへの直接的な熱伝達を防ぎつ
つ、基板を介した間接的な熱伝達も抑制することができ
るため、熱分離の一層の向上を図ることができると共
に、薄膜ヒータの消費電力を抑えることができる。ま
た、コア及びクラッド層に印加される応力を開放するこ
とにより、光学特性を向上させることもできる。
Further, a groove may be formed in at least a part of a region between the cores in the clad layer. This prevents direct heat transfer from the thin film heater to the core not directly above or below the thin film heater, and also suppresses indirect heat transfer through the substrate, further improving heat separation. And the power consumption of the thin film heater can be suppressed. Also, the optical characteristics can be improved by releasing the stress applied to the core and the clad layer.

【0020】本発明に係る他の光回路部品は、デバイス
に隣接して配置される光回路部品において、基板と、こ
の基板上に設けられたクラッド層と、このクラッド層内
に設けられ前記クラッド層と共に光導波路を構成するコ
アと、このコアの直上域又は直下域を含む領域に設けら
れ発熱することにより前記光導波路の光の位相を変化さ
せる薄膜ヒータと、前記コアと前記デバイスとの間の領
域又はこの領域の直上域若しくは直下域に設けられ前記
薄膜ヒータ又はデバイスが放出する熱を吸収するラジエ
ータと、を有することを特徴とする。
Another optical circuit component according to the present invention is an optical circuit component arranged adjacent to a device, wherein the substrate, a clad layer provided on the substrate, and the clad provided in the clad layer are provided. Between the core and the device, a core that constitutes an optical waveguide with a layer, a thin film heater that is provided in a region including a region directly above or below the core and that changes the phase of light in the optical waveguide by generating heat, And a radiator provided in a region directly above or below this region for absorbing heat emitted by the thin film heater or the device.

【0021】本発明においては、薄膜ヒータがコアを加
熱し、光導波路を伝送する光の位相を変化させることが
できる。このとき、薄膜ヒータはコアの直上域又は直下
域を含む領域に設けられているため、薄膜ヒータの熱が
前記デバイスに伝達することを抑制でき、前記コアを効
率よく加熱することができる。また、ラジエータがコア
とデバイスとの間の領域又はその直上域若しくは直下域
に設けられているため、このラジエータが薄膜ヒータか
ら生じた熱を吸収することにより、薄膜ヒータから生じ
る熱がデバイスを加熱すること及びデバイスから生じる
熱がコアを加熱することを防止できる。これにより、コ
アとデバイスとの間の熱分離を向上させることができ
る。この結果、コアとデバイスとの間の距離を小さくす
ることができ、光回路部品の小型化、高集積化及び大規
模化を図ることが可能となる。
In the present invention, the thin film heater can heat the core and change the phase of the light transmitted through the optical waveguide. At this time, since the thin film heater is provided in the region including the region directly above or directly below the core, the heat of the thin film heater can be suppressed from being transferred to the device, and the core can be efficiently heated. Further, since the radiator is provided in the region between the core and the device or in the region directly above or directly below the device, this radiator absorbs the heat generated by the thin film heater, so that the heat generated by the thin film heater heats the device. And heat generated by the device can prevent the core from heating. This can improve the thermal isolation between the core and the device. As a result, the distance between the core and the device can be reduced, and the optical circuit component can be downsized, highly integrated, and large-scaled.

【0022】本発明に係る更に他の光回路部品は、基板
と、この基板上に設けられたクラッド層と、このクラッ
ド層内に設けられ前記クラッド層と共に光導波路を構成
するスラブ形のコアと、前記コアの直上域又は直下域に
おける前記クラッド層の表面に平行な方向に相互に離隔
して設けられ発熱することにより前記コアをその幅方向
に不均一に加熱する1又は複数の薄膜ヒータと、前記薄
膜ヒータの間の領域又はこの領域の直上域若しくは直下
域に設けられ前記薄膜ヒータが放出する熱を吸収するラ
ジエータと、を有することを特徴とする。
Still another optical circuit component according to the present invention is a substrate, a clad layer provided on the substrate, a slab type core provided in the clad layer and forming an optical waveguide together with the clad layer. One or a plurality of thin film heaters provided separately from each other in a direction parallel to the surface of the cladding layer in a region directly above or below the core to heat the core unevenly in the width direction thereof by generating heat; A radiator provided in a region between the thin film heaters or in a region directly above or directly below this region, and which absorbs heat emitted by the thin film heater.

【0023】本発明においては、薄膜ヒータがコアをそ
の幅方向に不均一に加熱し、光導波路の光の位相を局所
的に変化させることができる。このとき、薄膜ヒータは
コアの直上域又は直下域に設けられているため、前記コ
アを効率よく加熱することができる。また、ラジエータ
が薄膜ヒータの間の領域又はその直上域若しくは直下域
に設けられているため、薄膜ヒータから生じる熱がその
直上域又は直下域に相当する部分以外の部分を加熱する
ことを防止できる。これにより、コアの部分間の熱分離
を向上させることができる。この結果、コア内におい
て、制御性よく微細な屈折率分布を形成することができ
るため、光回路部品の高機能化及び小型化が可能とな
る。
In the present invention, the thin film heater can heat the core non-uniformly in the width direction thereof to locally change the phase of light in the optical waveguide. At this time, since the thin film heater is provided in the region directly above or directly below the core, the core can be efficiently heated. Further, since the radiator is provided in the region between the thin film heaters, or in the region directly above or directly below it, it is possible to prevent the heat generated from the thin film heater from heating the portion other than the region directly above or directly below it. . This can improve the thermal isolation between the core parts. As a result, a fine refractive index distribution can be formed in the core with good controllability, so that the optical circuit component can be made highly functional and miniaturized.

【0024】また、前記クラッド層は、前記基板上に形
成された下側クラッド層と、その下面が前記下側クラッ
ド層の上面に接するように形成された上側クラッド層
と、を有し、前記コアは前記下側クラッド層と前記上側
クラッド層との界面に接していることが好ましい。これ
により、コア近傍におけるクラッド層の対称性を高める
ことができ、光学特性の偏光依存性を抑えることができ
る。このため、コアに入力する光の偏向を考慮する必要
がなくなると共に、光学特性を劣化させること無く光回
路部品の高機能化、小型化及び大規模化が可能となる。
The clad layer has a lower clad layer formed on the substrate, and an upper clad layer formed so that its lower surface is in contact with the upper surface of the lower clad layer. The core is preferably in contact with the interface between the lower clad layer and the upper clad layer. Thereby, the symmetry of the clad layer in the vicinity of the core can be enhanced, and the polarization dependence of the optical characteristics can be suppressed. Therefore, it is not necessary to consider the deflection of the light input to the core, and the optical circuit component can be highly functionalized, miniaturized, and scaled up without deteriorating the optical characteristics.

【0025】更に、前記薄膜ヒータが前記クラッド層上
に形成されていてもよい。これにより、薄膜ヒータが発
する熱が基板に逃げることを抑制でき、コアの加熱効率
を向上させることができる。また、光回路部品の作製が
容易になり、収率の向上を図ることができる。
Further, the thin film heater may be formed on the clad layer. Thereby, the heat generated by the thin film heater can be suppressed from escaping to the substrate, and the heating efficiency of the core can be improved. Further, the production of the optical circuit component is facilitated, and the yield can be improved.

【0026】又は、前記薄膜ヒータが前記クラッド層中
に形成されていてもよい。これにより、薄膜ヒータの安
定化を図れると共に、薄膜ヒータとラジエータとの距離
を大きくとることができ、薄膜ヒータからラジエータへ
直接伝達する熱量を減少させることができるため、光回
路部品の消費電力を抑えることができる。
Alternatively, the thin film heater may be formed in the clad layer. As a result, the thin film heater can be stabilized, the distance between the thin film heater and the radiator can be increased, and the amount of heat directly transferred from the thin film heater to the radiator can be reduced. Can be suppressed.

【0027】更にまた、前記ラジエータが、前記薄膜ヒ
ータが放出する熱を吸熱する吸熱部分と、この吸熱部分
に連結され前記吸熱部分が吸熱した熱を放熱する放熱部
分と、を有していてもよく、吸熱部分が前記クラッド層
に埋め込まれており、ラジエータの放熱部分が前記クラ
ッド層の外部に対して露出していてもよい。これによ
り、ラジエータの配置位置の自由度が高くなると共に、
ラジエータの放熱効率を向上させることができる。
Furthermore, the radiator may have a heat absorbing portion for absorbing the heat emitted by the thin film heater and a heat radiating portion connected to the heat absorbing portion for radiating the heat absorbed by the heat absorbing portion. Of course, the heat absorbing portion may be embedded in the clad layer, and the heat radiating portion of the radiator may be exposed to the outside of the clad layer. This increases the degree of freedom of the radiator placement position, and
The heat radiation efficiency of the radiator can be improved.

【0028】更にまた、本発明の光回路部品は、クラッ
ド層の内部に形成されラジエータの吸熱部分と放熱部分
とを熱的に連結するビアを有していてもよい。これによ
り、ラジエータの吸熱部分及び放熱部分を柔軟に配置す
ることができ、光回路部品の設計の自由度がより一層増
加する。
Furthermore, the optical circuit component of the present invention may have a via formed inside the cladding layer to thermally connect the heat absorbing portion and the heat radiating portion of the radiator. As a result, the heat absorbing portion and the heat radiating portion of the radiator can be flexibly arranged, and the degree of freedom in designing the optical circuit component is further increased.

【0029】更にまた、本発明の光回路部品は、前記ラ
ジエータの放熱部分の少なくとも一部に連結されたヒー
トシンクを有していてもよい。これにより、ラジエータ
による放熱効率をより一層高めることができる。
Furthermore, the optical circuit component of the present invention may have a heat sink connected to at least a part of the heat radiating portion of the radiator. As a result, the heat radiation efficiency of the radiator can be further increased.

【0030】更に、前記コア及び前記クラッド層が石英
を含むガラス材料により形成されており、前記基板が石
英を含むガラス材料又はシリコンにより形成されている
ことが好ましい。これにより、伝搬損失が小さく安定性
が優れた光回路部品の実現が可能となる。
Further, it is preferable that the core and the clad layer are made of a glass material containing quartz, and the substrate is made of a glass material containing quartz or silicon. As a result, it is possible to realize an optical circuit component having a small propagation loss and excellent stability.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図面を参照して具体的に説明する。先ず本発明の第
1の実施例について説明する。図1(a)は本実施例に
係る光回路部品を示す平面図であり、(b)は(a)の
1B−1B線による断面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described. 1A is a plan view showing an optical circuit component according to this embodiment, and FIG. 1B is a sectional view taken along line 1B-1B in FIG.

【0032】図1(a)及び(b)に示すように、本実
施例に係る光スイッチにおいては、基板1上にクラッド
層2が設けられており、このクラッド層2中には相互に
平行に延びる2本のコア3a及び3bが形成されてい
る。基板1は、例えばシリコン若しくはInP等の半導
体又は石英ガラス等の絶縁物質により形成されており、
例えば厚さが0.8mmのシリコン基板により形成され
ている。クラッド層2並びにコア3a及び3bは半導体
又はガラス等により形成されており、例えば、石英ガラ
スにより形成されている。クラッド層2は基板1上に形
成された下側クラッド層2a及びこの下側クラッド層2
a上に形成された上側クラッド層2bから構成されてい
る。下側クラッド層2aの厚さは例えば15μmであ
り、上側クラッド層2bの厚さは例えば10μmであ
り、従って、クラッド層2全体の厚さは例えば25μm
である。コア3a及び3bは上側クラッド層2bの下部
に埋め込まれるように、クラッド層2の表面に平行な方
向に相互に離隔して形成されており、コア3aとコア3
bとの間の距離は例えば60乃至100μmである。コ
ア3a及び3bの厚さは例えば5μmであり、幅は例え
ば5μmである。クラッド層2はコア3a及び3bより
も屈折率が小さくなっており、両者の間の比屈折率差Δ
は0.65%となっている。クラッド層2及びコア3a
により1の光導波路が構成され、クラッド層2及びコア
3bにより他の光導波路が構成されている。この光導波
路は光を伝送するものである。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), in the optical switch according to this embodiment, a clad layer 2 is provided on a substrate 1, and the clad layers 2 are parallel to each other. Two cores 3a and 3b extending in the direction are formed. The substrate 1 is formed of, for example, a semiconductor such as silicon or InP or an insulating material such as quartz glass,
For example, it is formed of a silicon substrate having a thickness of 0.8 mm. The clad layer 2 and the cores 3a and 3b are formed of a semiconductor, glass, or the like, for example, quartz glass. The clad layer 2 includes a lower clad layer 2 a formed on the substrate 1 and the lower clad layer 2 a.
The upper clad layer 2b is formed on a. The lower clad layer 2a has a thickness of, for example, 15 μm, and the upper clad layer 2b has a thickness of, for example, 10 μm. Therefore, the total thickness of the clad layer 2 is, for example, 25 μm.
Is. The cores 3a and 3b are formed separately from each other in a direction parallel to the surface of the cladding layer 2 so as to be embedded in the lower portion of the upper cladding layer 2b.
The distance from b is, for example, 60 to 100 μm. The thickness of the cores 3a and 3b is, for example, 5 μm, and the width thereof is, for example, 5 μm. The clad layer 2 has a smaller refractive index than the cores 3a and 3b, and the relative refractive index difference Δ between them is Δ.
Is 0.65%. Clad layer 2 and core 3a
1 constitutes an optical waveguide, and the clad layer 2 and the core 3b constitute another optical waveguide. This optical waveguide is for transmitting light.

【0033】クラッド層2の表面上におけるコア3aの
直上域を含む領域及びコア3bの直上域を含む領域に
は、例えばCrからなる薄膜ヒータ5a及び5bが形成
されている。薄膜ヒータ5a及び5bはコア3a及び3
bが延びる方向に平行に延びる長方形状を有しており、
その厚さは例えば0.2μmであり、幅は例えば20μ
mであり、長さは例えば4mmである。クラッド層2の
表面上にはヒータ給電用電極6a及び6bが形成されて
おり、薄膜ヒータ5a及び5bの長さ方向における一方
の端部に夫々接続されている。このヒータ給電用電極6
a及び6bはボンディング等により夫々ヒータ電極端子
7a及び7bに接続され、このヒータ電極端子7a及び
7bを介して外部電源(図示せず)に接続されている。
薄膜ヒータ5a及び5bは、クラッド層2を介して夫々
コア3a及び3bを加熱するものである。なお、ヒータ
給電用電極6a及び6bは、薄膜ヒータ5a及び5bよ
りも電気抵抗値が小さい材料により形成されており、例
えば、厚さが0.1μmのTi膜上に厚さが0.5μm
のAu膜が形成された2層膜により形成されている。こ
の場合、Au膜はCr膜よりも電気抵抗値が小さいた
め、ヒータ給電用電極6a及び6bによる電力損失を抑
えることができる。Ti膜はAu膜とクラッド層2との
間の接着層として機能する。また、ヒータ電極端子7a
及び7bは例えば金属ワイヤからなる。
Thin film heaters 5a and 5b made of Cr, for example, are formed on the surface of the cladding layer 2 in the region including the region directly above the core 3a and the region including the region directly above the core 3b. The thin film heaters 5a and 5b are the cores 3a and 3
It has a rectangular shape extending parallel to the direction in which b extends,
The thickness is, for example, 0.2 μm, and the width is, for example, 20 μm.
m, and the length is 4 mm, for example. Heater power supply electrodes 6a and 6b are formed on the surface of the clad layer 2 and are connected to one ends of the thin film heaters 5a and 5b in the length direction, respectively. This heater power supply electrode 6
a and 6b are connected to the heater electrode terminals 7a and 7b, respectively, by bonding or the like, and are connected to an external power source (not shown) via the heater electrode terminals 7a and 7b.
The thin film heaters 5 a and 5 b heat the cores 3 a and 3 b via the cladding layer 2, respectively. The heater power supply electrodes 6a and 6b are formed of a material having an electric resistance value smaller than that of the thin film heaters 5a and 5b. For example, the thickness is 0.5 μm on a Ti film having a thickness of 0.1 μm.
The Au film is formed of a two-layer film. In this case, since the Au film has a smaller electric resistance value than the Cr film, power loss due to the heater power supply electrodes 6a and 6b can be suppressed. The Ti film functions as an adhesive layer between the Au film and the cladding layer 2. Also, the heater electrode terminal 7a
And 7b are made of metal wires, for example.

【0034】また、クラッド層2の表面上には、ラジエ
ータ8が形成されている。ラジエータ8は熱伝導率が高
い材料により形成された薄膜であり、例えば、ヒータ給
電用電極6a及び6bと同様に、(Ti/Au)2層膜
により形成されている。ラジエータ8の形状は、薄膜ヒ
ータ5a及び5bを囲むような櫛状形状であり、その一
部はコア3aと3bとの間の領域の直上域9に形成され
ている。ラジエータ8は薄膜ヒータ5a及び5bが発し
た熱を吸熱して外部に放熱するものであり、薄膜ヒータ
5a及び5bの近傍が吸熱部分となっており、それ以外
の部分が放熱部分となっている。
A radiator 8 is formed on the surface of the cladding layer 2. The radiator 8 is a thin film formed of a material having high thermal conductivity, and is formed of, for example, a (Ti / Au) two-layer film like the heater power supply electrodes 6a and 6b. The shape of the radiator 8 is a comb shape surrounding the thin film heaters 5a and 5b, and a part of the radiator 8 is formed in the area 9 immediately above the area between the cores 3a and 3b. The radiator 8 absorbs heat generated by the thin film heaters 5a and 5b and radiates the heat to the outside. The vicinity of the thin film heaters 5a and 5b is a heat absorbing portion, and the other portions are heat radiating portions. .

【0035】薄膜ヒータ5a及び5bの長さ方向におけ
る夫々ヒータ給電用電極6a及び6bに接続されていな
い側の端部は、ラジエータ8に接続されており、ラジエ
ータ8はヒータ電極端子7cに接続されている。このヒ
ータ電極端子7cは接地電極(図示せず)に接続されて
いる。即ち、ラジエータ8は薄膜ヒータ5a及び5bの
ヒータ給電用電極を兼ねている。クラッド層2、コア3
a、ヒータ5a、ヒータ給電用電極6a、ヒータ給電用
電極としてのラジエータ8、並びにヒータ電極端子7a
及び7cにより、1個の熱光学位相シフタが形成されて
おり、クラッド層2、コア3b、ヒータ5b、ヒータ給
電用電極6b、ヒータ給電用電極としてのラジエータ
8、並びにヒータ電極端子7b及び7cにより、他の熱
光学位相シフタが形成されている。
The ends of the thin film heaters 5a and 5b on the side not connected to the heater power supply electrodes 6a and 6b, respectively, are connected to a radiator 8, which is connected to a heater electrode terminal 7c. ing. The heater electrode terminal 7c is connected to a ground electrode (not shown). That is, the radiator 8 also serves as a heater power supply electrode for the thin film heaters 5a and 5b. Clad layer 2, core 3
a, heater 5a, heater power supply electrode 6a, radiator 8 as heater power supply electrode, and heater electrode terminal 7a
And 7c form one thermo-optical phase shifter, and the cladding layer 2, the core 3b, the heater 5b, the heater power supply electrode 6b, the radiator 8 as the heater power supply electrode, and the heater electrode terminals 7b and 7c. , Another thermo-optical phase shifter is formed.

【0036】次に、本実施例に係る光回路部品の製造方
法について説明する。先ず、基板1として厚さが例えば
0.8mmのシリコン基板を用意する。次に、この基板
1上に、常圧化学気相成膜法(AP−CVD法)によ
り、石英を主成分とするガラス膜を厚さが例えば15μ
mになるように成膜し、下側クラッド層2aを形成す
る。次に、同様にAP−CVD法により厚さが例えば5
μmのガラス膜を成膜し、このガラス膜をフォトリソグ
ラフィ及び反応性イオンエッチング(RIE:Reactivi
ty Ion Etching)によりパターニングし、例えばその断
面形状が、厚さが5μmであり幅が5μmである矩形の
コア3a及び3bを形成する。このとき、下側クラッド
層2a並びにコア3a及び3bに混入させる不純物量を
制御し、下側クラッド層2aとコア3a及び3bとの間
の比屈折率差Δが例えば0.65%となるようにする。
その後、コア3a及び3bを埋め込むように、AP−C
VD法により、下側クラッド層2a上に膜厚が例えば1
0μmの上側クラッド層2bを成膜する。これにより、
埋め込み型導波路を作製する。
Next, a method of manufacturing the optical circuit component according to this embodiment will be described. First, a silicon substrate having a thickness of 0.8 mm, for example, is prepared as the substrate 1. Next, a glass film containing quartz as a main component is formed on the substrate 1 by atmospheric pressure chemical vapor deposition (AP-CVD) to a thickness of, for example, 15 μm.
The lower clad layer 2a is formed to a film thickness of m. Next, similarly, the thickness is, for example, 5 by the AP-CVD method.
A glass film having a thickness of μm is formed, and the glass film is subjected to photolithography and reactive ion etching (RIE: Reactivi).
patterning by ty ion etching) to form rectangular cores 3a and 3b whose cross-sectional shape is, for example, 5 μm thick and 5 μm wide. At this time, the amount of impurities mixed in the lower clad layer 2a and the cores 3a and 3b is controlled so that the relative refractive index difference Δ between the lower clad layer 2a and the cores 3a and 3b becomes, for example, 0.65%. To
After that, AP-C is embedded so that the cores 3a and 3b are embedded.
According to the VD method, the film thickness on the lower clad layer 2a is, for example, 1
The upper clad layer 2b of 0 μm is formed. This allows
An embedded waveguide is manufactured.

【0037】次に、電子ビーム蒸着法により、クラッド
層2上に膜厚が例えば0.2μmのCr膜を成膜し、こ
のCr膜をフォトリソグラフィ及びウェットエッチング
により、幅が例えば20μm、長さが例えば4mmの矩
形状にパターニングし、薄膜ヒータ5a及び5bを形成
する。このとき、薄膜ヒータ5aはコア3aの直上域を
含む領域に形成し、薄膜ヒータ5bはコア3bの直上域
を含む領域に形成する。また、電子ビーム蒸着法によ
り、クラッド層2上にTi及びAuを連続して成膜し
て、厚さが例えば0.1μmのTi膜及び厚さが例えば
0.5μmのAu膜からなる2層膜を形成する。そし
て、この2層膜をフォトリソグラフィ及びウェットエッ
チングによりパターニングし、ヒータ給電用電極6a及
び6b並びにラジエータ8を形成する。このとき、ラジ
エータ8の一部は、コア3a及び3b間の領域の直上域
9に形成する。そして、ヒータ給電用電極6a及び6b
並びにラジエータ8に夫々金属ワイヤをボンディングす
ることにより、ヒータ電極端子7a、7b及び7cを形
成する。ヒータ電極端子7a及び7bは外部電源に接続
し、ヒータ電極端子7cは接地電極に接続する。
Next, a Cr film having a film thickness of, for example, 0.2 μm is formed on the cladding layer 2 by electron beam evaporation, and the Cr film is photolithographically and wet etched to have a width of, for example, 20 μm and a length. Is patterned into, for example, a rectangular shape of 4 mm to form thin film heaters 5a and 5b. At this time, the thin film heater 5a is formed in a region including a region directly above the core 3a, and the thin film heater 5b is formed in a region including a region directly above the core 3b. Also, two layers of Ti and Au are continuously formed on the clad layer 2 by an electron beam evaporation method, and a Ti film having a thickness of, for example, 0.1 μm and an Au film having a thickness of, for example, 0.5 μm are formed. Form a film. Then, the two-layer film is patterned by photolithography and wet etching to form the heater power supply electrodes 6a and 6b and the radiator 8. At this time, a part of the radiator 8 is formed in the region 9 immediately above the region between the cores 3a and 3b. Then, the heater power supply electrodes 6a and 6b
The heater electrode terminals 7a, 7b and 7c are formed by bonding metal wires to the radiator 8 respectively. The heater electrode terminals 7a and 7b are connected to an external power source, and the heater electrode terminal 7c is connected to a ground electrode.

【0038】次に、本実施例に係る光回路部品の動作に
ついて説明する。外部電源(図示せず)がヒータ電極端
子7a、7b及び7c並びにヒータ給電用電極6a及び
6bを介して薄膜ヒータ5a又は5bに電力を投入す
る。これにより、ヒータ5a又は5bは抵抗加熱により
発熱し、クラッド層2及びコア3a又は3bの温度を上
昇させる。この結果、クラッド層2及びコア3a又は3
bを形成する材料の屈折率を変化させて、光導波路の実
効長を制御することにより、各々の導波路に入射された
光の出力端における位相を変化させる。
Next, the operation of the optical circuit component according to this embodiment will be described. An external power source (not shown) applies power to the thin film heater 5a or 5b via the heater electrode terminals 7a, 7b and 7c and the heater power supply electrodes 6a and 6b. As a result, the heater 5a or 5b generates heat by resistance heating to raise the temperature of the cladding layer 2 and the core 3a or 3b. As a result, the cladding layer 2 and the core 3a or 3
By changing the refractive index of the material forming b to control the effective length of the optical waveguide, the phase at the output end of the light incident on each waveguide is changed.

【0039】このとき、ラジエータ8におけるヒータ5
a及び5bの近傍に位置する部分は吸熱部分として機能
し、それ以外の部分は放熱部分として機能する。ヒータ
5a及び5bが発した熱は前記吸熱部分により吸熱さ
れ、一部は外部に放熱され、残部は放熱部分に伝導され
る。放熱部分は吸熱部分から熱が伝導され、この熱を外
部へ放熱する。なお、熱がヒータ5a及び5bの近傍に
位置する部分において外部に放熱されることにより、十
分にラジエータとしての機能を果たす場合には、それ以
外の部分は設けなくてもよい。
At this time, the heater 5 in the radiator 8
The portions located near a and 5b function as heat absorbing portions, and the other portions function as heat radiating portions. The heat generated by the heaters 5a and 5b is absorbed by the heat absorbing portion, a portion of which is radiated to the outside, and the remaining portion is conducted to the heat radiating portion. Heat is conducted from the heat absorbing portion to the heat radiating portion and radiates this heat to the outside. If the heat is radiated to the outside in the portions located in the vicinity of the heaters 5a and 5b to sufficiently perform the function as the radiator, the other portions may not be provided.

【0040】本実施例に係る光回路部品においては、薄
膜ヒータ5aがコア3aの直上域を含む領域に形成さ
れ、薄膜ヒータ5bがコア3bの直上域を含む領域に形
成されているため、薄膜ヒータ5a及び5bが発する熱
が基板1に伝達することを抑制でき、夫々コア3a及び
コア3bを効率よく加熱することができる。
In the optical circuit component according to this embodiment, the thin film heater 5a is formed in the region including the region directly above the core 3a, and the thin film heater 5b is formed in the region including the region directly above the core 3b. The heat generated by the heaters 5a and 5b can be suppressed from being transferred to the substrate 1, and the cores 3a and 3b can be efficiently heated, respectively.

【0041】また、薄膜ヒータ5aが発した熱は、ラジ
エータ8のコア3aと3bとの間の領域上に配置された
部分に吸収されるため、コア3aには伝達されるが、コ
ア3bにはほとんど伝達されない。同様に、薄膜ヒータ
5bから発生した熱は、ラジエータ8の前記部分により
吸収されるため、コア3bには伝達されるが、コア3a
にはほとんど伝達されない。この結果、薄膜ヒータ5a
はその直下にあるコア3aの屈折率を効率的に制御し、
薄膜ヒータ5bはその直下にあるコア3bの屈折率を効
率的に制御することが可能となる。即ち、コア3aとコ
ア3bとの間において、良好な熱分離性を実現すること
ができる。また、薄膜ヒータ5a及び5bから発した熱
は、ラジエータ8に吸収されるため、この熱が光回路部
品の外部に漏洩することを抑制することができる。同様
に、外部から流入した熱もラジエータにより吸収される
ため、この熱がコア3a及び3bに伝導することを抑制
することができる。
The heat generated by the thin film heater 5a is absorbed by the portion of the radiator 8 located between the cores 3a and 3b, so that the heat is transferred to the core 3a but is transferred to the core 3b. Is hardly transmitted. Similarly, the heat generated from the thin film heater 5b is absorbed by the portion of the radiator 8 and thus transferred to the core 3b.
Is hardly transmitted to. As a result, the thin film heater 5a
Efficiently controls the refractive index of the core 3a immediately below,
The thin film heater 5b can efficiently control the refractive index of the core 3b immediately below it. That is, good thermal isolation can be realized between the core 3a and the core 3b. Further, since the heat generated from the thin film heaters 5a and 5b is absorbed by the radiator 8, it is possible to prevent the heat from leaking to the outside of the optical circuit component. Similarly, the heat flowing from the outside is also absorbed by the radiator, so that the heat can be suppressed from being conducted to the cores 3a and 3b.

【0042】このため、本実施例に光回路部品において
は、光導波路間の間隔を小さくすることができ、小型化
を図ることができる。また、この光回路部品を同一基板
上に複数個形成しアレイ化する等の集積化を行う際に、
光回路部品間及び周辺に存在する他の光導波路等との間
の熱分離を図り、装置の小型化及び高集積化を図ること
ができる。本実施例に係る光回路部品は、マッハ・ツェ
ンダ型干渉計又はAWG(Array Wave-guide Grating:
アレイ導波路格子形合分波回路)等に適用することがで
きる。
Therefore, in the optical circuit component of this embodiment, the distance between the optical waveguides can be reduced, and the size can be reduced. Also, when performing integration such as forming a plurality of the optical circuit components on the same substrate to form an array,
It is possible to achieve thermal isolation between the optical circuit components and other optical waveguides and the like existing around the optical circuit components, so that the device can be downsized and highly integrated. The optical circuit component according to the present embodiment is a Mach-Zehnder interferometer or AWG (Array Wave-guide Grating:
Array waveguide grating type multiplexing / demultiplexing circuit) and the like.

【0043】また、本実施例の光回路部品においては、
ヒータ給電用電極6a及び6b並びにラジエータ8が、
あらゆる物質中で最も電気抵抗率が低いAuからなる膜
を含み、薄膜ヒータ5a及び5bをAuよりも電気抵抗
率が高いCrにより形成しているため、薄膜ヒータ5a
及び5bの加熱効率が良好である。更に、ヒータ給電用
電極6a及び6b並びにラジエータ8において、Au膜
とクラッド層2との間にTi膜を設けているため、Au
膜とクラッド層2との間の密着性が良好である。更にま
た、Au膜は熱伝導度が高いため、ラジエータ8の吸熱
・放熱効率が高い。
Further, in the optical circuit component of this embodiment,
The heater power supply electrodes 6a and 6b and the radiator 8 are
Since the thin film heaters 5a and 5b are made of Cr having a higher electric resistivity than Au, the thin film heater 5a includes a film made of Au having the lowest electric resistivity among all substances.
And 5b have good heating efficiency. Further, since the Ti film is provided between the Au film and the cladding layer 2 in the heater power supply electrodes 6a and 6b and the radiator 8, the Au film is provided.
The adhesion between the film and the clad layer 2 is good. Furthermore, since the Au film has high thermal conductivity, the radiator 8 has high heat absorption / heat radiation efficiency.

【0044】更に、本実施例の光回路部品においては、
ラジエータ8を電子ビーム蒸着法により金属薄膜を成膜
し、この金属薄膜をフォトリソグラフィ及びウェットエ
ッチングによりパターニングすることにより形成してい
るため、作製が容易である。更に、ラジエータ8をヒー
タ給電用電極6a及び6bと同時に形成しているため、
ラジエータ8を形成することによる光回路部品の形成コ
ストの増加がほとんどない。更にまた、本実施例の光回
路部品の光導波路はコアがクラッド層に埋め込まれてい
る埋込型であるため、コアの周囲に配置されたクラッド
層の特性を均一化できる。このため、伝送する光の偏向
依存性が小さい。
Further, in the optical circuit component of this embodiment,
Since the radiator 8 is formed by depositing a metal thin film by the electron beam evaporation method and patterning this metal thin film by photolithography and wet etching, it is easy to manufacture. Further, since the radiator 8 is formed at the same time as the heater power supply electrodes 6a and 6b,
There is almost no increase in the formation cost of the optical circuit component due to the formation of the radiator 8. Furthermore, since the optical waveguide of the optical circuit component of the present embodiment is a buried type in which the core is embedded in the cladding layer, the characteristics of the cladding layer arranged around the core can be made uniform. Therefore, the polarization dependence of the transmitted light is small.

【0045】なお、本発明においては、ラジエータの位
置は本実施例の位置に限定されず、より小型な素子を実
現するために、コア3a及び3bの入射端及び出射端側
の上方にあってもよい。また、本実施例においては、ヒ
ータ給電用電極6a及び6bとラジエータ8とを同時に
形成するが、本発明はこれに限定されず、ヒータ給電用
電極とラジエータとを別々に作製してもよい。このと
き、本実施例と同様に、ラジエータはヒータ給電用電極
を兼ねていてもよい。更に、ヒータ給電用電極及びラジ
エータは、必ずしも(Ti/Au)2層膜により形成す
る必要はなく、例えば、Cu又はAlからなる単層膜で
あってもよい。更にまた、薄膜ヒータをCr以外の金属
又は非金属により形成することも可能である。更にま
た、この光回路部品の用途によっては、コアを3本以上
形成し、光導波路を3本以上設けてもよい。
In the present invention, the position of the radiator is not limited to the position of this embodiment, and it is provided above the entrance and exit ends of the cores 3a and 3b in order to realize a smaller device. Good. Further, in the present embodiment, the heater power feeding electrodes 6a and 6b and the radiator 8 are formed at the same time, but the present invention is not limited to this, and the heater power feeding electrode and the radiator may be separately manufactured. At this time, similarly to the present embodiment, the radiator may also serve as the heater power supply electrode. Furthermore, the heater power supply electrode and the radiator do not necessarily have to be formed of a (Ti / Au) two-layer film, and may be, for example, a single-layer film made of Cu or Al. Furthermore, the thin film heater can be formed of a metal other than Cr or a nonmetal. Furthermore, depending on the use of this optical circuit component, three or more cores may be formed and three or more optical waveguides may be provided.

【0046】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図2は本実施例に係る光回路部品を示す平面図で
ある。本実施例は、前述の第1の実施例に係る光回路部
品をマッハ・ツェンダ型干渉計に適用した例である。図
2に示すように、本実施例の光回路部品においては、コ
ア3a及び3bの入力端及び出力端に夫々カップラ4a
及び4bが設けられ、コア3a及び3bの入力端同士が
カップラ4aにより結合され、コア3a及び3bの出力
端同士がカップラ4bにより結合されている。これによ
り、マッハ・ツェンダ型干渉計13が形成されている。
マッハ・ツェンダ型干渉計13における上記以外の構成
は、前述の第1の実施例に係る光回路部品の構成と同様
である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a plan view showing the optical circuit component according to this embodiment. This embodiment is an example in which the optical circuit component according to the first embodiment is applied to a Mach-Zehnder interferometer. As shown in FIG. 2, in the optical circuit component of this embodiment, the couplers 4a are provided at the input and output ends of the cores 3a and 3b, respectively.
And 4b are provided, the input ends of the cores 3a and 3b are coupled by the coupler 4a, and the output ends of the cores 3a and 3b are coupled by the coupler 4b. As a result, the Mach-Zehnder interferometer 13 is formed.
The configuration of the Mach-Zehnder interferometer 13 other than the above is the same as the configuration of the optical circuit component according to the first embodiment described above.

【0047】本実施例においては、薄膜ヒータ5a又は
5bが発熱することにより、コア3a又はコア3bを加
熱することができる。これにより、コア3aの屈折率と
コア3bの屈折率とを相互に異ならせることができ、カ
ップラ4bにおいて、コア3a及び3bを伝送する光の
位相を相互に異ならせることができる。これにより、前
記光を互いに干渉させることができる。この結果、カッ
プラ4bから出力される光の強度を、カップラ4aに入
力される光の強度に対して0乃至100%の範囲で、任
意に制御することができる。これにより、例えば、VO
Aのような出力光の強度を調整する素子を形成すること
ができる。また、例えば、コア3a及び3bを伝送する
光の位相差を0とし、両者を互いに強め合わせることに
より、カップラ4aに入力した光と同じ光をカップラ4
bから出力することができる。また、両者の位相差をπ
(180°)とし、両者を互いに打ち消し合わせること
により、カップラ4bの出力を0とすることができる。
これにより、光スイッチを実現することができる。本実
施例における上記以外の効果は、前述の第1の実施例の
効果と同じである。
In this embodiment, the core 3a or 3b can be heated by the thin film heater 5a or 5b generating heat. As a result, the refractive index of the core 3a and the refractive index of the core 3b can be made different from each other, and the phases of the lights transmitted through the cores 3a and 3b can be made different from each other in the coupler 4b. This allows the lights to interfere with each other. As a result, the intensity of the light output from the coupler 4b can be arbitrarily controlled within the range of 0 to 100% with respect to the intensity of the light input to the coupler 4a. Thereby, for example, VO
An element such as A for adjusting the intensity of output light can be formed. Further, for example, the phase difference between the lights transmitted through the cores 3a and 3b is set to 0, and the two are strengthened to each other, so that the same light as the light input to the coupler 4a can be obtained.
It can be output from b. Also, the phase difference between the two is π
The output of the coupler 4b can be set to 0 by setting (180 °) and canceling each other.
Thereby, an optical switch can be realized. The effects other than the above in this embodiment are the same as the effects of the first embodiment described above.

【0048】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。図3(a)は本実施例に係る光回路部品の構成を
示す平面図であり、(b)は(a)の3B−3B線によ
る断面図である。本実施例の光回路部品は、クラッド層
に溝が形成されている点に特徴がある。図3(a)及び
(b)に示すように、本実施例の光回路部品において
は、コア3a及び3bの直上域及び直下域以外の領域に
おいてクラッド層12の一部が除去され、溝30a及び
30b並びに除去部分31が形成されている。クラッド
層12において、溝30aはコア3aから見てコア3b
の反対側の領域に形成されており、溝30bはコア3a
とコア3bとの間の領域に形成されており、除去部分3
1はコア3bから見てコア3aの反対側に形成されてい
る。そして、この溝30a及び30b並びに除去部分3
1の底部に、ラジエータ38が形成されている。本実施
例の光回路部品における上記以外の構成は、前述の第1
の実施例に係る光回路部品の構成と同じである。なお、
本実施例の光回路部品を使用して、前述の第2の実施例
と同様に、マッハ・ツェンダ型干渉計を構成することも
できる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3A is a plan view showing the configuration of the optical circuit component according to the present embodiment, and FIG. 3B is a sectional view taken along line 3B-3B in FIG. The optical circuit component of this example is characterized in that a groove is formed in the cladding layer. As shown in FIGS. 3A and 3B, in the optical circuit component of this embodiment, a part of the cladding layer 12 is removed in regions other than the regions directly above and immediately below the cores 3a and 3b, and the groove 30a is formed. And 30b and a removed portion 31 are formed. In the clad layer 12, the groove 30a is provided with the core 3b when viewed from the core 3a.
The groove 30b is formed in the region opposite to the core 3a.
Formed in a region between the core and the core 3b, and the removed portion 3
1 is formed on the opposite side of the core 3a when viewed from the core 3b. Then, the grooves 30a and 30b and the removed portion 3
A radiator 38 is formed at the bottom of the radiator 1. The configuration other than the above in the optical circuit component of the present embodiment is the same as in the first embodiment described above.
The configuration is the same as that of the optical circuit component according to the embodiment. In addition,
A Mach-Zehnder interferometer can be constructed by using the optical circuit component of the present embodiment as in the second embodiment.

【0049】本実施例に係る光回路部品は、前述の第1
及び第2の実施例と同様に、コアコア3a及び3b並び
にクラッド層2からなる導波路構造を形成し、薄膜ヒー
タ5a及び5b並びにヒータ給電用電極6a、6b、6
cを形成した後に、フォトリソグラフィ及びRIEによ
り、クラッド層2におけるコア3a及び3bの直上域及
び直下域の両側の領域を部分的に除去することにより、
容易に作製することができる。クラッド層の除去を、ド
ライエッチングの一種であるRIEにより行うことによ
り、エッチング端面の垂直性が確保でき、特に、幅が数
μmから数十μmである狭い領域に深い溝を形成する場
合には有利である。なお、エッチングにおいては、RI
E以外にICP又はウェットエッチング等を組み合わせ
ても同様の構造を形成できる。
The optical circuit component according to this embodiment is the same as the above-mentioned first component.
Similarly to the second embodiment, the waveguide structure including the cores 3a and 3b and the cladding layer 2 is formed, and the thin film heaters 5a and 5b and the heater power supply electrodes 6a, 6b and 6 are formed.
After forming c, by partially removing the regions on both sides of the regions directly above and immediately below the cores 3a and 3b in the cladding layer 2 by photolithography and RIE,
It can be easily manufactured. By removing the clad layer by RIE, which is a type of dry etching, the verticality of the etching end face can be secured, and particularly when a deep groove is formed in a narrow region having a width of several μm to several tens of μm. It is advantageous. In the etching, RI
A similar structure can be formed by combining ICP or wet etching other than E.

【0050】本実施例においては、コア3a及び3bの
間及び周囲に溝30a及び溝30b並びに除去部分31
を設けることにより、コア3aと3bとの間の直接的な
熱伝導を防ぐことができると共に、外部との間の熱伝導
を防ぐことができるため、特に、下側クラッド層又は基
板を介した熱伝導が問題になる場合、例えば、下側クラ
ッド層が厚く、基板までエッチングすることが困難な場
合、及び基板が石英ガラス等の熱伝導が低い材料により
形成されている場合に効果的な手法である。また、本実
施例においては、導波路間における確実な熱アイソレー
ションを実現できるだけでなく、基板とクラッド層との
熱膨張係数の違いによってクラッド層に印加される応力
を開放できる。このため、光の伝送に対する偏光依存性
を低減することもできる。
In this embodiment, the grooves 30a and 30b and the removed portion 31 are provided between and around the cores 3a and 3b.
Since it is possible to prevent the direct heat conduction between the cores 3a and 3b and the heat conduction between the outside by providing the above, it is particularly preferable to interpose the lower clad layer or the substrate. An effective method when heat conduction becomes a problem, for example, when the lower clad layer is thick and it is difficult to etch the substrate, and when the substrate is formed of a material having low heat conduction such as quartz glass. Is. Further, in this embodiment, not only can reliable thermal isolation between the waveguides be realized, but also the stress applied to the cladding layer can be released due to the difference in the thermal expansion coefficient between the substrate and the cladding layer. Therefore, it is possible to reduce the polarization dependence on the transmission of light.

【0051】次に、本発明の第4の実施例について説明
する。図4は本実施例に係る光回路部品を示す斜視図で
ある。本実施例は、デバイスの近傍に配置され、光導波
路が1本である光回路部品の例である。なお、デバイス
には集積回路、レーザ発振器、AWG等の他、光導波路
も含まれる。図4に示すように、本実施例の光回路部品
においては、例えばシリコンからなる基板1が設けら
れ、基板1上には例えば石英ガラスからなるクラッド層
2が設けられている。クラッド層2の内部には、一方向
に延びる1本のコア3が設けられている。コア3は例え
ば石英ガラスにより形成されており、コア3の屈折率は
クラッド層2の屈折率よりも大きく、両者の間の比屈折
率差Δは例えば0.65%である。クラッド層2及びコ
ア3により光導波路が形成されている。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a perspective view showing an optical circuit component according to this embodiment. The present embodiment is an example of an optical circuit component which is arranged near the device and has one optical waveguide. The device includes an integrated circuit, a laser oscillator, an AWG, and the like, as well as an optical waveguide. As shown in FIG. 4, in the optical circuit component of this embodiment, a substrate 1 made of, for example, silicon is provided, and a clad layer 2 made of, for example, quartz glass is provided on the substrate 1. Inside the clad layer 2, one core 3 extending in one direction is provided. The core 3 is made of, for example, quartz glass, the refractive index of the core 3 is larger than that of the cladding layer 2, and the relative refractive index difference Δ between the two is, for example, 0.65%. An optical waveguide is formed by the clad layer 2 and the core 3.

【0052】クラッド層2の上面におけるコア3の直上
域には、例えばCrからなる薄膜ヒータ5が設けられて
いる。薄膜ヒータ5は厚さが例えば0.2μm、幅が例
えば20μm、長さが例えば4mmであり、コア3が延
びる方向に延びている。また、クラッド層2の上面にお
ける薄膜ヒータ5の両側には、ラジエータ8が設けられ
ている。更に、薄膜ヒータ5の長手方向の両端部には夫
々ヒータ給電用電極6a及び6bが設けられ、このヒー
タ給電用電極6a及び6bには夫々ヒータ電極端子7が
接続されている。ヒータ電極端子7は外部電源(図示せ
ず)に接続されている。ラジエータ8はヒータ給電用電
極6bには接続されているが、ヒータ給電用電極6aに
は接続されていない。このため、ラジエータ8が吸収し
た熱はヒータ給電用電極6bを介して光回路部品の外部
に放出されるが、ヒータ給電用電極6a及び6bに供給
された電流はラジエータ8を流れず、全て薄膜ヒータ5
を流れるようになっている。本実施例の光回路部品にお
ける上記以外の構成は、前述の第1の実施例に係る光回
路部品の構成と同様である。
A thin film heater 5 made of, for example, Cr is provided on the upper surface of the clad layer 2 immediately above the core 3. The thin film heater 5 has a thickness of, for example, 0.2 μm, a width of, for example, 20 μm, and a length of, for example, 4 mm, and extends in the extending direction of the core 3. Further, radiators 8 are provided on both sides of the thin film heater 5 on the upper surface of the clad layer 2. Further, heater power supply electrodes 6a and 6b are provided at both ends of the thin film heater 5 in the longitudinal direction, and heater electrode terminals 7 are connected to the heater power supply electrodes 6a and 6b, respectively. The heater electrode terminal 7 is connected to an external power source (not shown). The radiator 8 is connected to the heater power supply electrode 6b, but is not connected to the heater power supply electrode 6a. Therefore, the heat absorbed by the radiator 8 is radiated to the outside of the optical circuit component via the heater power supply electrode 6b, but the current supplied to the heater power supply electrodes 6a and 6b does not flow through the radiator 8 and is entirely thin film. Heater 5
It is designed to flow through. The configuration of the optical circuit component of this example other than the above is the same as the configuration of the optical circuit component according to the first example described above.

【0053】本実施例に係る光回路部品においては、薄
膜ヒータ5がコア3の直上域に形成されているため、薄
膜ヒータ5が発する熱が基板1に伝達することを抑制で
き、コア3を効率よく加熱することができる。また、薄
膜ヒータ5が発した熱は、ラジエータ8に吸収されるた
め、コア3には効率よく伝達されるが、この光回路部品
の外部への漏洩は抑制される。また、外部から伝達する
熱は、ラジエータ8に吸収されるため、コア3にはほと
んど伝達されない。この結果、コア3と外部との間にお
いて、良好な熱分離性を実現することができる。これに
より、本光回路部品と隣接するデバイスとの間の熱分離
を図ることができ、この光回路部品が搭載される装置の
小型化及び高集積化を図ることができる。本実施例の上
記以外の効果は、前述の第1の実施例における効果と同
様である。また、本実施例においては、前述の第3の実
施例に示すように、クラッド層2におけるコア3の両側
の領域に溝を形成してもよい。
In the optical circuit component according to this embodiment, since the thin film heater 5 is formed immediately above the core 3, it is possible to suppress the heat generated by the thin film heater 5 from being transferred to the substrate 1 and to prevent the core 3 from being transferred. It can be heated efficiently. Further, since the heat generated by the thin film heater 5 is absorbed by the radiator 8, it is efficiently transmitted to the core 3, but the leakage of this optical circuit component to the outside is suppressed. Further, the heat transmitted from the outside is absorbed by the radiator 8 and is hardly transmitted to the core 3. As a result, good thermal isolation can be realized between the core 3 and the outside. As a result, heat separation between the present optical circuit component and the adjacent device can be achieved, and the device in which the optical circuit component is mounted can be downsized and highly integrated. The effects of this embodiment other than the above are the same as the effects of the first embodiment described above. Further, in this embodiment, as shown in the third embodiment, grooves may be formed in the regions on both sides of the core 3 in the cladding layer 2.

【0054】次に、本発明の第5の実施例について説明
する。図5は本実施例に係る光回路部品を示す断面図で
ある。本実施例は、前述の第4の実施例に係る光回路部
品を、デバイスとしての薄膜ヒータを制御するLSI
(large scale integrated circuit:大規模集積回路)
の近傍に配置した例である。図5に示すように、本実施
例においては、前述の第4の実施例に係る光回路部品に
おけるクラッド層2上に、表面にLSI14aが形成さ
れたチップ14が搭載されている。LSI14aは薄膜
ヒータ5を制御するものである。クラッド層2の表面に
おけるチップ14と薄膜ヒータ5との間には、ラジエー
タ8が設けられている。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a sectional view showing an optical circuit component according to this embodiment. In this embodiment, the optical circuit component according to the fourth embodiment is an LSI for controlling a thin film heater as a device.
(Large scale integrated circuit)
This is an example of arrangement in the vicinity of. As shown in FIG. 5, in this embodiment, the chip 14 having the LSI 14a formed on the surface thereof is mounted on the cladding layer 2 of the optical circuit component according to the fourth embodiment. The LSI 14a controls the thin film heater 5. A radiator 8 is provided between the chip 14 and the thin film heater 5 on the surface of the clad layer 2.

【0055】本実施例においては、薄膜ヒータ5から発
した熱がラジエータ8により吸収されるため、この熱が
LSI14aに伝導してLSI14aの動作に影響を与
えることを防止できる。また、LSI14aから発せら
れた熱がラジエータ8により吸収されるため、この熱が
コア3に伝導して、コア3を伝送する光の位相に影響を
与えることを防止できる。本実施例に係る上記以外の効
果は、前述の第4の実施例における効果と同じである。
In this embodiment, since the heat generated from the thin film heater 5 is absorbed by the radiator 8, it is possible to prevent the heat from being conducted to the LSI 14a and affecting the operation of the LSI 14a. Further, since the heat generated from the LSI 14a is absorbed by the radiator 8, it is possible to prevent the heat from being conducted to the core 3 and affecting the phase of the light transmitted through the core 3. The effects of the present embodiment other than the above are the same as the effects of the above-described fourth embodiment.

【0056】なお、本実施例においては、クラッド層2
におけるチップ14とラジエータ8との間に溝を設けて
もよい。これにより、薄膜ヒータ5とチップ14との間
の熱分離を一層向上させることができる。
In this embodiment, the cladding layer 2
A groove may be provided between the chip 14 and the radiator 8 in FIG. As a result, the heat separation between the thin film heater 5 and the chip 14 can be further improved.

【0057】次に、本発明の第6の実施例について説明
する。図6は本実施例に係る光回路部品を示す断面図で
ある。本実施例は、前述の第5の実施例において、チッ
プ14の代わりにレーザ発振器15を設けた例である。
図6に示すように、クラッド層2上にレーザ発振器15
が搭載されており、本実施例に係る光回路部品はこのレ
ーザ発振器15の近傍に配置されている。この光回路部
品においては、クラッド層2の表面におけるレーザ発振
器15と薄膜ヒータ5との間にはラジエータ8が設けら
れており、クラッド層2におけるレーザ発振器15とこ
のレーザ発振器15に近い側のラジエータ8との間に溝
30cが設けてられている。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a sectional view showing an optical circuit component according to this embodiment. This embodiment is an example in which a laser oscillator 15 is provided instead of the chip 14 in the fifth embodiment.
As shown in FIG. 6, a laser oscillator 15 is formed on the cladding layer 2.
Is mounted, and the optical circuit component according to the present embodiment is arranged in the vicinity of the laser oscillator 15. In this optical circuit component, a radiator 8 is provided between the laser oscillator 15 on the surface of the clad layer 2 and the thin film heater 5, and the laser oscillator 15 in the clad layer 2 and the radiator near the laser oscillator 15 are provided. A groove 30c is provided between the groove 8 and the groove 8.

【0058】本実施例においては、レーザ発振器15か
ら発せられた熱がラジエータ8により吸収されるため、
この熱がコア3に伝導してコア3を伝送する光の位相に
影響を与えることを防止できる。また、薄膜ヒータ5か
ら発した熱がラジエータ8により吸収されるため、この
熱がレーザ発振器15に伝導してレーザ発振器1の動作
に影響を与えることを防止できる。また、クラッド層2
に溝30cが設けられているため、薄膜ヒータ5及びコ
ア3とレーザ発振器15との間の熱分離性を一層向上さ
せることができる。本実施例に係る上記以外の効果は、
前述の第4の実施例の効果と同じである。
In the present embodiment, since the heat generated from the laser oscillator 15 is absorbed by the radiator 8,
This heat can be prevented from being conducted to the core 3 and affecting the phase of light transmitted through the core 3. Further, since the heat generated from the thin film heater 5 is absorbed by the radiator 8, it is possible to prevent the heat from being conducted to the laser oscillator 15 and affecting the operation of the laser oscillator 1. Also, the clad layer 2
Since the groove 30c is provided in the laser, the thermal isolation between the thin film heater 5 and the core 3 and the laser oscillator 15 can be further improved. Effects other than the above according to the present embodiment,
The effect is the same as that of the above-described fourth embodiment.

【0059】次に、本発明の第7の実施例について説明
する。図7(a)は本実施例に係る光回路部品の構成を
示す平面図であり、(b)は(a)の7B−7B線によ
る断面図である。本実施例の光回路部品は、コアが1本
であり、スラブ形状を有している点に特徴がある。
Next explained is the seventh embodiment of the invention. 7A is a plan view showing the configuration of the optical circuit component according to the present embodiment, and FIG. 7B is a sectional view taken along line 7B-7B in FIG. 7A. The optical circuit component of this example is characterized in that it has one core and has a slab shape.

【0060】図7(a)及び(b)に示すように、本実
施例の光回路部品においては、基板1上にクラッド層2
が設けられており、このクラッド層2中に1本のスラブ
形状のコア13が設けられている。コア13の厚さは例
えば5μmであり、幅は例えば250μmである。コア
13及びクラッド層2により光導波路が構成されてい
る。また、クラッド層2の表面におけるコア13の直上
域には、薄膜ヒータ5a及び5bが相互に離隔して設け
られている。本実施例の光回路部品における上記以外の
構成は、前述の第1の実施例に係る光回路部品の構成と
同じである。
As shown in FIGS. 7A and 7B, in the optical circuit component of this embodiment, the cladding layer 2 is formed on the substrate 1.
Is provided, and one slab-shaped core 13 is provided in the cladding layer 2. The thickness of the core 13 is, for example, 5 μm, and the width thereof is, for example, 250 μm. An optical waveguide is constituted by the core 13 and the clad layer 2. Further, thin film heaters 5a and 5b are provided separately from each other in the region directly above the core 13 on the surface of the clad layer 2. The configuration of the optical circuit component of this example other than the above is the same as the configuration of the optical circuit component according to the first example described above.

【0061】光カップラ等の複数の導波路がコアの形状
がスラブ形状である導波路(以下、スラブ導波路とい
う)に接続されている素子において、素子の小型化等を
目的としてスラブ導波路内で光の位相を調整したい場合
がある。例えば、入射光をアレイ導波路格子形合分波回
路(AWG)等により周波数分離し、この分離された光
の各周波数成分の位相をスラブ導波路において個別に調
整する場合等である。このような場合に、図7(a)及
び(b)に示すようなスラブ形状のコア13の上部に薄
膜ヒータ5a及び5bからなるヒーターアレイを形成し
た光回路部品が有効である。本実施例の光回路部品にお
いては、薄膜ヒータ5a及び5bの夫々に任意の電力を
投入することにより、コア13をその幅方向に不均一に
加熱することができ、コア13の内部において幅方向に
不均一な屈折率分布を形成することができる。
In an element in which a plurality of waveguides such as optical couplers are connected to a waveguide whose core shape is a slab (hereinafter referred to as slab waveguide), the inside of the slab waveguide is used for the purpose of downsizing the element. You may want to adjust the phase of light with. For example, there is a case where the incident light is frequency-separated by an arrayed-waveguide grating type multiplexer / demultiplexer circuit (AWG) or the like, and the phase of each frequency component of the separated light is individually adjusted in the slab waveguide. In such a case, an optical circuit component in which a heater array including the thin film heaters 5a and 5b is formed on the slab-shaped core 13 as shown in FIGS. 7A and 7B is effective. In the optical circuit component of this embodiment, the core 13 can be unevenly heated in the width direction by applying arbitrary power to the thin film heaters 5a and 5b, and the core 13 can be heated in the width direction. It is possible to form a non-uniform refractive index distribution.

【0062】このとき、スラブ導波路の幅を可及的に小
さくしようとすると、薄膜ヒータ5aと5bとの間隔を
狭めていく必要があり、隣接する薄膜ヒータからの熱伝
達により熱アイソレーションが悪化して、個別の屈折率
変化量の調整が困難となる。この点は、前述の第1乃至
第6の実施例において説明したことと同様である。本実
施例においては、クラッド層2の表面上において、コア
13の直上に相当する領域の一部に薄膜ヒータ5a及び
5bを設け、この薄膜ヒータ5a及び5bが設けられた
領域以外の領域の一部にラジエータ8を設けている。こ
れにより、熱アイソレーションを改善することができ
る。
At this time, in order to make the width of the slab waveguide as small as possible, it is necessary to narrow the gap between the thin film heaters 5a and 5b, and heat isolation from adjacent thin film heaters causes thermal isolation. It deteriorates, and it becomes difficult to adjust the individual refractive index change amount. This point is the same as that described in the first to sixth embodiments. In the present embodiment, the thin film heaters 5a and 5b are provided in a part of the region directly above the core 13 on the surface of the cladding layer 2, and one of the regions other than the region where the thin film heaters 5a and 5b are provided. A radiator 8 is provided in the section. This can improve the thermal isolation.

【0063】なお、ラジエータは、クラッド層の内部に
形成してもよい。例えば、コア13の下方にラジエータ
を設ける場合は、先ず、ラジエータを下側クラッド層の
内部に形成し、次いでコア13及び上側クラッド層を形
成した後に、ドライエッチング(RIE)によりラジエ
ータの放熱部分上に相当する領域のクラッド層2をエッ
チングして選択的に除去する。また、ラジエータを上側
クラッド層の表面及び下側クラッド層の内部の双方に配
置することにより、さらに熱アイソレーションを確実に
することもできる。更に、本実施例においては、薄膜ヒ
ータを2本形成したが、必要に応じて1本又は3本以上
形成することも可能である。
The radiator may be formed inside the cladding layer. For example, when a radiator is provided below the core 13, first, the radiator is formed inside the lower clad layer, and then, after the core 13 and the upper clad layer are formed, a radiator is formed on the radiator by dry etching (RIE). The cladding layer 2 in the region corresponding to is etched and selectively removed. Further, by disposing the radiator both on the surface of the upper clad layer and inside the lower clad layer, thermal isolation can be further ensured. Further, although two thin film heaters are formed in the present embodiment, one or three or more thin film heaters may be formed if necessary.

【0064】次に、本発明の第8の実施例について説明
する。図8は本実施例に係る光回路部品を示す断面図で
ある。本実施例の光回路部品は、前述の第1の実施例に
係る光回路部品と比較して、薄膜ヒータ5aが分割ヒー
タ16a及び16bにより形成され、薄膜ヒータ5bが
分割ヒータ16c及び16dにより形成されている点に
特徴がある。薄膜ヒータ5a及び5bは夫々コア3a及
び3bの直上域を含む領域に形成されている。分割ヒー
タ16aと16bとは相互に平行に設けられており、分
割ヒータ16a及び16bはコア3aの直上域の両側の
この直上域からずれた領域に形成されている。同様に、
分割ヒータ16cと16dとは相互に平行に設けられて
おり、分割ヒータ16c及び16dはコア3bの直上域
の両側のこの直上域からずれた領域に形成されている。
即ち、薄膜ヒータ5a及び5bは、全体としては夫々コ
ア3a及び3bの直上域を含む領域に形成されている
が、各分割ヒータは、コア3a又は3bの直上域を含む
領域には形成されていない。本実施例における上記以外
の構成及び効果は、前述の第1の実施例と同様である。
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a sectional view showing the optical circuit component according to the present embodiment. In the optical circuit component of this embodiment, the thin film heater 5a is formed by the divided heaters 16a and 16b, and the thin film heater 5b is formed by the divided heaters 16c and 16d as compared with the optical circuit component according to the first embodiment. It is characterized in that it is done. The thin film heaters 5a and 5b are formed in regions including the regions directly above the cores 3a and 3b, respectively. The divided heaters 16a and 16b are provided in parallel to each other, and the divided heaters 16a and 16b are formed on both sides of the region directly above the core 3a, and in regions deviated from this region directly above. Similarly,
The divided heaters 16c and 16d are provided in parallel with each other, and the divided heaters 16c and 16d are formed on both sides of the region directly above the core 3b, and in regions deviated from this region directly above.
That is, the thin film heaters 5a and 5b are formed in the regions including the regions directly above the cores 3a and 3b, respectively, but the divided heaters are formed in the regions including the regions directly above the cores 3a and 3b, respectively. Absent. The configuration and effects of this embodiment other than the above are the same as those of the first embodiment described above.

【0065】次に、本発明の第9の実施例について説明
する。図9は本実施例に係る光回路部品を示す断面図で
ある。本実施例の光回路部品は、前述の第1の実施例に
係る光回路部品と比較して、薄膜ヒータ5a及び5bが
クラッド層2内に設けられている点に特徴がある。図9
に示すように、本実施例の光回路部品においては、クラ
ッド層2内におけるコア3a及び3bの上方に、薄膜ヒ
ータ5a及び5bが夫々設けられている。本実施例の光
回路部品における上記以外の構成は、前述の第1の実施
例に係る光回路部品の構成と同様である。
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a sectional view showing an optical circuit component according to this embodiment. The optical circuit component of the present embodiment is characterized in that the thin film heaters 5a and 5b are provided in the cladding layer 2 as compared with the optical circuit component according to the first embodiment described above. Figure 9
As shown in FIG. 5, in the optical circuit component of this embodiment, the thin film heaters 5a and 5b are provided above the cores 3a and 3b in the cladding layer 2, respectively. The configuration of the optical circuit component of this example other than the above is the same as the configuration of the optical circuit component according to the first example described above.

【0066】本実施例の光回路部品においては、前述の
第1の実施例と比較して、薄膜ヒータ5a及び5bが夫
々コア3a及び3bのより近くに設けられているため、
コア3a及び3bをより効率よく加熱することができ
る。本実施例の上記以外の効果は、前述の第1の実施例
と同様である。なお、本実施例の光回路部品も、前述の
第2の実施例に示すように、マッハ・ツェンダ型干渉計
に適用することができる。また、クラッド層2における
コアが形成されていない領域に溝を設けてもよく、クラ
ッド層2上にLSI又はレーザ発振器を搭載してもよ
い。更に、本実施例に示すクラッド層中に薄膜ヒータを
設ける技術は、前述の第7の実施例に示すスラブコアを
有する光回路部品に適用することができる。
In the optical circuit component of this embodiment, the thin film heaters 5a and 5b are provided closer to the cores 3a and 3b, respectively, as compared with the first embodiment described above.
The cores 3a and 3b can be heated more efficiently. The effects of this embodiment other than the above are the same as those of the above-described first embodiment. The optical circuit component of this embodiment can also be applied to the Mach-Zehnder interferometer as shown in the second embodiment. Further, a groove may be provided in a region where the core is not formed in the clad layer 2, and an LSI or a laser oscillator may be mounted on the clad layer 2. Further, the technique of providing the thin film heater in the clad layer shown in the present embodiment can be applied to the optical circuit component having the slab core shown in the seventh embodiment.

【0067】次に、本発明の第10の実施例について説
明する。図10(a)は本実施例に係る光回路部品の構
成を示す平面図であり、(b)は(a)の10B−10
B線による断面図である。本実施例の光回路部品は、前
述の第1の実施例に係る光回路部品と比較して、ラジエ
ータ18の吸熱部分がクラッド層22内に埋め込まれて
いる点に特徴がある。
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described. FIG. 10A is a plan view showing the configuration of the optical circuit component according to the present embodiment, and FIG. 10B is a 10B-10 of FIG.
It is sectional drawing by the B line. The optical circuit component of the present embodiment is characterized in that the heat absorbing portion of the radiator 18 is embedded in the clad layer 22 as compared with the optical circuit component according to the first embodiment described above.

【0068】図10(a)及び(b)に示すように、ラ
ジエータ18はクラッド層22内に埋め込まれた吸熱部
分18a及びクラッド層22の外部に露出した放熱部分
18bから構成されている。吸熱部分18aはクラッド
層22内におけるコア3a及び3bの直上域及び直下域
以外の領域に形成され、コア3aとコア3bとの間の領
域にも形成されている。本実施例においては、吸熱部分
18aはコア3a及び3bよりも低い位置に配置されて
いる。また、ラジエータ18の放熱部分18bは、吸熱
部分18aと同じ高さに配置されており、放熱部分18
b上にはクラッド層が存在していない。放熱部分18b
上のクラッド層は、一旦形成された後、ドライエッチン
グ又はウェットエッチングにより除去されている。この
ため、放熱部分18bの表面はクラッド層22の外部に
露出している。本実施例の光回路部品における上記以外
の構成は、前述の第1の実施例に係る光回路部品の構成
と同じである。
As shown in FIGS. 10A and 10B, the radiator 18 is composed of a heat absorbing portion 18a embedded in the clad layer 22 and a heat radiating portion 18b exposed to the outside of the clad layer 22. The heat absorbing portion 18a is formed in the clad layer 22 in a region other than the regions directly above and below the cores 3a and 3b, and is also formed in the region between the cores 3a and 3b. In this embodiment, the heat absorbing portion 18a is arranged at a position lower than the cores 3a and 3b. Further, the heat radiating portion 18b of the radiator 18 is arranged at the same height as the heat absorbing portion 18a.
There is no clad layer on b. Heat dissipation part 18b
The upper clad layer is once formed and then removed by dry etching or wet etching. Therefore, the surface of the heat dissipation portion 18b is exposed to the outside of the cladding layer 22. The configuration of the optical circuit component of this example other than the above is the same as the configuration of the optical circuit component according to the first example described above.

【0069】次に、本実施例に係る光回路部品の製造方
法について説明する。例えば、ラジエータ18の吸熱部
分18aを、コア3a及び3bの下方5μmであり、コ
ア3aと3bとの中間位置に配置する場合について説明
する。先ず、AP−CVD法により、基板1上に膜厚が
10μmである第1の下側クラッド層を成膜し、その
後、例えばCrからなり厚さが0.5μmの金属膜を電
子ビーム蒸着法により成膜する。この金属膜をフォトリ
ソグラフィ及びウェットエッチングにより所望のパター
ンに加工して、ラジエータ18を形成する。その後、さ
らにAP−CVD法により、膜厚が5μmである第2の
下側クラッド層を全面に成膜する。これにより、パター
ニングされたラジエータ18が埋め込まれている下側ク
ラッド層が形成される。その後、第1の実施例と同様
に、コア3a及び3bを形成し、上側クラッド層を形成
する。次に、ラジエータ18の放熱部分18b上のクラ
ッド層をRIEにより除去し、放熱部分18bを露出さ
せる。
Next, a method of manufacturing the optical circuit component according to this embodiment will be described. For example, a case where the heat absorbing portion 18a of the radiator 18 is located 5 μm below the cores 3a and 3b and is located at an intermediate position between the cores 3a and 3b will be described. First, a first lower clad layer having a film thickness of 10 μm is formed on the substrate 1 by the AP-CVD method, and then a metal film made of, for example, Cr and having a thickness of 0.5 μm is formed by the electron beam evaporation method. To form a film. This metal film is processed into a desired pattern by photolithography and wet etching to form the radiator 18. After that, a second lower clad layer having a film thickness of 5 μm is further formed on the entire surface by AP-CVD. As a result, the lower cladding layer in which the patterned radiator 18 is embedded is formed. Then, similarly to the first embodiment, the cores 3a and 3b are formed and the upper clad layer is formed. Next, the clad layer on the heat radiating portion 18b of the radiator 18 is removed by RIE to expose the heat radiating portion 18b.

【0070】本実施例においては、ヒータ5a及び5b
とラジエータ18とを離して配置することができるた
め、薄膜ヒータ5a及び5bから発せられた熱が直接ラ
ジエータ18に流入することを抑制できる。このため、
コア3a及び3bの加熱効率が向上し、消費電力を低減
することができる。また、放熱部分18bはクラッド層
12の外部に露出しているため、放熱効率が高い。更
に、光回路部品を埋め込み構造とすることにより、コア
の位置にとらわれず、ラジエータを3次元的に配置でき
るため、光回路部品の設計の自由度が向上する。この結
果、より良好な熱アイソレーション設計が可能となる。
また、本実施例に係る光回路部品においては、前述の第
1の実施例と比較して、下側クラッド層からの熱の回り
こみを抑えることができる。
In this embodiment, the heaters 5a and 5b are used.
Since the radiator 18 and the radiator 18 can be separated from each other, it is possible to prevent the heat generated from the thin film heaters 5a and 5b from directly flowing into the radiator 18. For this reason,
The heating efficiency of the cores 3a and 3b is improved, and the power consumption can be reduced. Further, since the heat dissipation portion 18b is exposed to the outside of the cladding layer 12, the heat dissipation efficiency is high. Further, since the optical circuit component has the embedded structure, the radiator can be three-dimensionally arranged without being restricted by the position of the core, and thus the degree of freedom in designing the optical circuit component is improved. As a result, a better thermal isolation design is possible.
Further, in the optical circuit component according to the present embodiment, it is possible to suppress the sneak of heat from the lower clad layer, as compared with the first embodiment described above.

【0071】なお、前述の第1の実施例に示したクラッ
ド層上に形成したラジエータと、本実施例に示したクラ
ッド層内に形成したラジエータの双方を設けることもで
きる。これにより、隣接する光導波路への熱の伝達を十
分低く抑えることができ、熱アイソレーションをより一
層確かなものとすることができる。
It is possible to provide both the radiator formed on the cladding layer shown in the first embodiment and the radiator formed in the cladding layer shown in this embodiment. Thereby, the heat transfer to the adjacent optical waveguide can be suppressed sufficiently low, and the thermal isolation can be further ensured.

【0072】なお、本実施例の光回路部品は、前述の第
2の実施例と同様に、マッハ・ツェンダ型干渉計に適用
することができる。また、クラッド層22上にLSI又
はレーザ発振器等のデバイスを搭載してもよい。更に、
本実施例に示すラジエータを吸熱部分と放熱部分とから
構成し、吸熱部分をクラッド層内に形成する技術は、前
述の第1乃至第9の各実施例に適用することができる。
The optical circuit component of this embodiment can be applied to a Mach-Zehnder interferometer as in the second embodiment. A device such as an LSI or a laser oscillator may be mounted on the clad layer 22. Furthermore,
The technique of forming the radiator shown in this embodiment from the heat absorbing portion and the heat radiating portion and forming the heat absorbing portion in the clad layer can be applied to each of the first to ninth embodiments.

【0073】次に、本発明の第11の実施例について説
明する。図11(a)は本実施例に係る光回路部品の構
成を示す平面図であり、(b)は(a)の11B−11
B線による断面図である。本実施例の光回路部品は、ラ
ジエータの吸熱部分がクラッド層内に埋め込まれてお
り、ラジエータの放熱部分がクラッド層上に形成されて
おり、吸熱部分と放熱部分とがビアによって熱的に接続
されている点に特徴がある。
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described. 11A is a plan view showing the configuration of the optical circuit component according to the present embodiment, and FIG. 11B is a plan view of 11B-11 of FIG. 11A.
It is sectional drawing by the B line. In the optical circuit component of this embodiment, the heat absorbing portion of the radiator is embedded in the clad layer, the heat radiating portion of the radiator is formed on the clad layer, and the heat absorbing portion and the heat radiating portion are thermally connected by vias. It is characterized in that it is done.

【0074】図11(a)及び(b)に示すように、本
実施例の光回路部品においては、クラッド層32内にコ
ア3a及び3bが形成されており、クラッド層32内に
おけるコア3a及び3bの直上域及び直下域以外の領域
にラジエータ28の吸熱部分28aが形成されている。
本実施例においては、この吸熱部分28aはコア3a及
び3bと同じ高さに形成されている。また、クラッド層
32上には、ラジエータ28の放熱部分28bが形成さ
れており、吸熱部分28aと放熱部分28bとは、ビア
11によって熱的に接続されている。本実施例の光回路
部品における上記以外の構成は、前述の第1の実施例に
係る光回路部品の構成と同じである。
As shown in FIGS. 11A and 11B, in the optical circuit component of this embodiment, the cores 3a and 3b are formed in the clad layer 32, and the cores 3a and 3b in the clad layer 32 are formed. The heat absorbing portion 28a of the radiator 28 is formed in a region other than the region directly above and directly below 3b.
In this embodiment, the heat absorbing portion 28a is formed at the same height as the cores 3a and 3b. Further, a heat radiation portion 28b of the radiator 28 is formed on the cladding layer 32, and the heat absorption portion 28a and the heat radiation portion 28b are thermally connected by the via 11. The configuration of the optical circuit component of this example other than the above is the same as the configuration of the optical circuit component according to the first example described above.

【0075】本実施例においては、前述の第10の実施
例と同様に、クラッド層32の内部にラジエータ28の
吸熱部分28aを埋め込んだ導波路構造を作製し、RI
E等のエッチングにより吸熱部分28aの直上に相当す
るクラッド層の一部を除去してビアホールを形成し、こ
のビアホールに金属等の熱伝導率が高い材料を埋め込ん
でビア11を形成する。その後、クラッド層22の表面
にラジエータ28の放熱部分28bを形成する。これに
より、ラジエータ28の吸熱部分28a及び放熱部分2
8bを任意の位置に配置できるため、光回路部品の設計
の自由度がより一層向上する。本実施例における上記以
外の効果は前述の第1の実施例と同様である。
In this embodiment, as in the tenth embodiment described above, a waveguide structure is manufactured in which the heat absorbing portion 28a of the radiator 28 is embedded in the cladding layer 32, and RI is formed.
A via hole is formed by removing a part of the clad layer immediately above the heat absorbing portion 28a by etching with E or the like, and a material having a high thermal conductivity such as metal is embedded in the via hole to form the via 11. Then, the heat dissipation portion 28b of the radiator 28 is formed on the surface of the clad layer 22. As a result, the heat absorbing portion 28a and the heat radiating portion 2 of the radiator 28 are
Since 8b can be arranged at any position, the degree of freedom in designing the optical circuit component is further improved. The effects of this embodiment other than the above are the same as those of the first embodiment described above.

【0076】なお、前述の第10の実施例と同様に、ラ
ジエータの放熱部分をコアの下方に配置し、この放熱部
分を吸熱部分とビアを介して熱的に接続し、ラジエータ
の放熱部分上方のクラッド層を除去して、この放熱部分
を露出させてもよい。また、本実施例の光回路部品は、
前述の第2の実施例と同様に、マッハ・ツェンダ型干渉
計に適用することができる。更に、クラッド層32上に
LSI又はレーザ発振器等のデバイスを搭載してもよ
い。
As in the tenth embodiment described above, the heat radiation portion of the radiator is arranged below the core, and this heat radiation portion is thermally connected to the heat absorbing portion via the via so that the heat radiation portion above the radiator is located above. The clad layer may be removed to expose this heat dissipation portion. Further, the optical circuit component of the present embodiment,
It can be applied to a Mach-Zehnder interferometer as in the second embodiment. Further, a device such as an LSI or a laser oscillator may be mounted on the clad layer 32.

【0077】次に、本発明の第12の実施例について説
明する。図12(a)は本実施例に係る光回路部品を示
す平面図であり、(b)は(a)の12B−12B線に
よる断面図である。本実施例の光回路部品は、前述の第
1の実施例に係る光回路部品と比較して、ラジエータの
放熱部にヒートシンク10が取り付けられている点に特
徴がある。ヒートシンクには一般に利用されている製品
を幅広く使用することができる。例えば、アルミニウム
製のブロックから削り出して作製されたような簡便で利
用しやすいものであってもよく、送風ファンを備えたも
のであってもよく、ペルチェ素子であってもよい。放熱
量の制御は、ヒートシンクの大きさ、送風ファンの送風
量、ペルチェ素子へ流す電流の大きさ等を制御すること
により容易に行うことができる。本実施例の光回路部品
における上記以外の構成は、前述の第1の実施例に係る
光回路部品の構成と同じである。
Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described. FIG. 12A is a plan view showing an optical circuit component according to this embodiment, and FIG. 12B is a sectional view taken along line 12B-12B in FIG. The optical circuit component of this embodiment is characterized in that the heat sink 10 is attached to the radiator of the radiator, as compared with the optical circuit component according to the first embodiment. A wide variety of commonly used products can be used for the heat sink. For example, it may be a simple and easy-to-use one manufactured by cutting out from an aluminum block, a fan provided with a blower fan, or a Peltier element. The amount of heat radiation can be easily controlled by controlling the size of the heat sink, the amount of air blown by the blower fan, the amount of current flowing to the Peltier element, and the like. The configuration of the optical circuit component of this example other than the above is the same as the configuration of the optical circuit component according to the first example described above.

【0078】光回路部品の高密度集積化に伴い、熱光学
位相シフタの間隔を狭めてゆくと、隣接する熱光学位相
シフタのヒータからの熱干渉が大きくなってくる。この
とき、ラジエータの吸熱量を最適に設定することによ
り、光回路部品内の温度分布を制御することが可能とな
り、最適な熱分離設計を実現することができる。所望の
熱分布を得るために吸熱量を多くする必要が生ずる場合
があり、熱分離設計を確実に行うために、ヒートシンク
のような強制的な熱放出手段が必要となる場合がある。
本実施例においては、ヒートシンク10を設けることに
より、ラジエータ8の吸熱量を増加させ、光回路部品の
熱分離をより確実に行うことができる。また、送風ファ
ンを備えたヒートシンク又はペルチェ素子からなるヒー
トシンクを使用すれば、ラジエータの吸熱量を任意に制
御することができる。
When the distance between the thermo-optical phase shifters is narrowed as the optical circuit components are highly integrated, the thermal interference from the heaters of the adjacent thermo-optical phase shifters becomes large. At this time, by setting the heat absorption amount of the radiator to an optimum value, it becomes possible to control the temperature distribution in the optical circuit component, and an optimum heat separation design can be realized. It may be necessary to increase the amount of heat absorption in order to obtain the desired heat distribution, and in some cases a forcible heat release means such as a heat sink may be required to ensure a heat separation design.
In this embodiment, by providing the heat sink 10, the amount of heat absorbed by the radiator 8 can be increased, and the heat separation of the optical circuit component can be performed more reliably. Further, if a heat sink having a blower fan or a heat sink composed of a Peltier element is used, the heat absorption amount of the radiator can be controlled arbitrarily.

【0079】なお、本実施例においては、光回路部品の
基本構造を第1の実施例に係る光回路部品の構造と同じ
とし、ヒートシンクを上側クラッド層の表面に形成され
ているラジエータ上に配置したが、本発明はこれに限定
されない。例えば、本実施例において示したラジエータ
の放熱部分にヒートシンクを取り付ける技術を、前述の
第2乃至第11の各実施例に適応してもよい。この場合
も本実施例と同様な効果が得られ、光回路部品の高集積
化及び小型化設計を確実に行うことができる。但し、ラ
ジエータのみで十分な熱放出が可能な場合には、ヒート
シンクはなくてもよい。
In this embodiment, the basic structure of the optical circuit component is the same as that of the optical circuit component according to the first embodiment, and the heat sink is arranged on the radiator formed on the surface of the upper clad layer. However, the present invention is not limited to this. For example, the technique of attaching a heat sink to the heat radiation portion of the radiator shown in this embodiment may be applied to each of the second to eleventh embodiments described above. Also in this case, the same effect as that of the present embodiment can be obtained, and the highly integrated and miniaturized design of the optical circuit component can be surely performed. However, the heat sink may be omitted if sufficient heat can be released only by the radiator.

【0080】前述の第1乃至第12の実施例において
は、埋め込み型導波路について述べたが、本発明の光回
路部品に設けられる導波路構造はこれに限定されず、例
えばリッジ型の導波路が複数配置されていてもよく、こ
の場合においても、上述の各実施例と同様な効果が得ら
れる。また、薄膜ヒータの形状も矩形に制限されるもの
ではなく、導波路のコアを所望の温度に上昇させること
ができ、屈折率変化を誘起できる形状であれば、いかな
る形状であってもよい。
In the above-mentioned first to twelfth embodiments, the buried type waveguide has been described, but the waveguide structure provided in the optical circuit component of the present invention is not limited to this, for example, a ridge type waveguide. May be arranged in plural, and in this case, the same effect as that of each of the above-described embodiments can be obtained. Further, the shape of the thin film heater is not limited to the rectangular shape, and may be any shape as long as the core of the waveguide can be heated to a desired temperature and the refractive index change can be induced.

【0081】[0081]

【実施例】以下、本発明の効果について、その特許請求
の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明する。
光回路部品において、コアの直上域を含む領域に薄膜ヒ
ータを設け、更にコアの直上域から外れた領域にラジエ
ータを設けることにより、どの程度隣接導波路への熱伝
達を抑制して小型化を図ることができるかを、有限要素
法(FEM:finite element method)によりシミュレ
ーションを行い評価した。
The effects of the present invention will be specifically described below in comparison with comparative examples that depart from the scope of the claims.
In optical circuit components, a thin-film heater is provided in the area including the area directly above the core, and a radiator is provided in an area outside the area directly above the core to reduce heat transfer to adjacent waveguides and reduce size. Whether or not it was possible was evaluated by performing a simulation by a finite element method (FEM).

【0082】図13は本シミュレーションにおける本発
明の実施例の熱光学位相シフタを示す斜視図である。図
13に示すように、この本発明の実施例である熱光学位
相シフタにおいては、基板1上にクラッド層2を設け、
このクラッド層2中にコア3を設けた。コア3の形状は
直方体とし、その厚さは5μmとし、幅は20μmとし
た。また、クラッド層2の膜厚は合計で25μmとし、
コア3の上方及び下方の膜厚を夫々10μmとした。ま
た、クラッド層2の上面におけるコア3の直上に相当す
る領域には薄膜ヒータ5を設け、この薄膜ヒータ5の幅
を20μm、長さを4mm、膜厚を0.2μmとした。
更に、クラッド層2の上面における薄膜ヒータ5の両側
に、薄膜ヒータ5から夫々5μmの距離を隔てて2個の
ラジエータ8を設けた。このラジエータ8の幅は30μ
m、長さは4mmとし、その吸熱量は45mWとした。
更にまた、クラッド層2上にはヒータ給電用電極6a及
び6bを設け、夫々薄膜ヒータ5の両端に接続した。そ
して、ヒータ給電用電極6a及び6bには夫々ヒータ電
極端子7を接続した。
FIG. 13 is a perspective view showing the thermo-optical phase shifter of the embodiment of the present invention in this simulation. As shown in FIG. 13, in the thermo-optic phase shifter according to the embodiment of the present invention, the cladding layer 2 is provided on the substrate 1,
The core 3 was provided in the clad layer 2. The core 3 has a rectangular parallelepiped shape, a thickness of 5 μm, and a width of 20 μm. The total thickness of the cladding layer 2 is 25 μm,
The film thickness above and below the core 3 was 10 μm. Further, a thin film heater 5 was provided in a region on the upper surface of the clad layer 2 just above the core 3, and the thin film heater 5 had a width of 20 μm, a length of 4 mm and a film thickness of 0.2 μm.
Further, two radiators 8 were provided on the upper surface of the clad layer 2 on both sides of the thin film heater 5 at a distance of 5 μm from the thin film heater 5, respectively. The width of this radiator 8 is 30μ
m, the length was 4 mm, and the heat absorption amount was 45 mW.
Furthermore, heater power supply electrodes 6a and 6b are provided on the clad layer 2 and are connected to both ends of the thin film heater 5, respectively. A heater electrode terminal 7 was connected to each of the heater power supply electrodes 6a and 6b.

【0083】一方、図14は本シミュレーションにおけ
る比較例の熱光学位相シフタを示す斜視図である。図1
4に示すように、この比較例の熱光学位相シフタは、図
13に示す本発明の実施例に係る熱光学位相シフタか
ら、ラジエータ8を除いている。この熱光学位相シフタ
における上記以外の構成は、図13に示す本発明の実施
例の熱光学位相シフタと同一である。
On the other hand, FIG. 14 is a perspective view showing a thermo-optical phase shifter of a comparative example in this simulation. Figure 1
As shown in FIG. 4, in the thermo-optical phase shifter of this comparative example, the radiator 8 is removed from the thermo-optical phase shifter according to the embodiment of the present invention shown in FIG. The configuration of this thermo-optical phase shifter other than the above is the same as that of the thermo-optical phase shifter of the embodiment of the present invention shown in FIG.

【0084】前述のような熱光学位相シフタにおいて、
300mWの電力を薄膜ヒータ5に投入する場合をシミ
ュレートした。図15は横軸に熱光学位相シフタにおけ
る水平方向の位置をとり、縦軸に垂直方向の位置をとっ
て、図13に示す本発明の実施例の熱光学位相シフタに
おける断面温度分布を示すグラフ図である。なお、前述
の水平方向及び垂直方向の位置は、コアの中心を0とし
ている。また、図中の曲線は等温線を示し、図中の数字
は各等温線の絶対温度を示し、各等温線の間隔は1Kで
ある。図15に示す領域32は、大きさがコア3と等し
く、中心がX=20μm、Y=0μmである領域であ
り、薄膜ヒータ5がコアの直上域を含む領域から外れた
領域に形成されている場合のコアの位置を仮想的に示
す。また、図16は、横軸に前記水平方向の位置をと
り、縦軸にコアの中心の温度に対する各位置の温度をと
って、本実施例の熱光学位相シフタにおける水平方向の
温度分布を示すグラフ図である。なお、図16の縦軸に
示されている値y(dB)は、前記水平方向の位置Xに
おける温度をTX=X(K)とするとき、下記数式1に
より与えられる。
In the thermo-optical phase shifter as described above,
A case of applying an electric power of 300 mW to the thin film heater 5 was simulated. FIG. 15 is a graph showing the cross-sectional temperature distribution in the thermo-optical phase shifter of the embodiment of the present invention shown in FIG. 13, where the horizontal axis represents the horizontal position of the thermo-optical phase shifter and the vertical axis represents the vertical position. It is a figure. In the horizontal and vertical positions, the center of the core is 0. Also, the curves in the figure show isotherms, the numbers in the figure show the absolute temperature of each isotherm, and the interval between each isotherm is 1K. A region 32 shown in FIG. 15 is a region having the same size as the core 3 and a center of X = 20 μm and Y = 0 μm, and the thin film heater 5 is formed in a region outside the region including the region directly above the core. The position of the core is shown virtually. Further, FIG. 16 shows the horizontal temperature distribution in the thermo-optical phase shifter of the present embodiment, in which the horizontal axis indicates the horizontal position and the vertical axis indicates the temperature at each position with respect to the temperature at the center of the core. It is a graph figure. The value y (dB) shown on the vertical axis in FIG. 16 is given by the following mathematical formula 1 when the temperature at the position X in the horizontal direction is T X = X (K).

【0085】[0085]

【数1】 [Equation 1]

【0086】更に、図17は横軸に熱光学位相シフタに
おける水平方向の位置をとり、縦軸に垂直方向の位置を
とって、比較例の熱光学位相シフタにおける断面温度分
布を示すグラフ図である。図中の曲線は等温線を示し、
図中の数字は各等温線の絶対温度を示す。等温線は1K
ごとに示されている。また、図18は、横軸に前記水平
方向の位置をとり、縦軸にコアの中心の温度に対する各
位置の温度y(数式1参照)をとって、比較例の熱光学
位相シフタにおける水平方向の温度分布を示すグラフ図
である。
Further, FIG. 17 is a graph showing a cross-sectional temperature distribution in the thermo-optical phase shifter of the comparative example, with the horizontal axis representing the horizontal position of the thermo-optical phase shifter and the vertical axis representing the vertical position. is there. The curves in the figure show the isotherms,
The numbers in the figure indicate the absolute temperature of each isotherm. Isotherm is 1K
Are shown for each. Further, in FIG. 18, the horizontal axis represents the horizontal position, and the vertical axis represents the temperature y at each position with respect to the temperature of the center of the core (see Formula 1), and the horizontal direction in the thermo-optical phase shifter of the comparative example is shown. It is a graph showing the temperature distribution of.

【0087】図16に示すように、本発明の実施例の熱
光学位相シフタにおいては、コア中心の温度を基準とす
ると、コア中心から20μmの距離の位置(領域32)
における熱アイソレーションは−2dBであった。従っ
て、コアの直上域を含む領域に薄膜ヒータが配置されて
いる場合は、コアの直上域を含む領域から外れた領域に
薄膜ヒータが配置されている場合よりも、コアの加熱効
率が優れていた。また、コア中心から50μmの距離の
位置における熱アイソレーションは−25dBであっ
た。これに対して、図18に示すように、比較例の熱光
学位相シフタにおいては、コア中心からの距離が300
μmである位置における熱アイソレーションは−19d
Bであり、コア中心からの距離が1mmである位置にお
ける熱アイソレーションは−25dBであった。従っ
て、ラジエータ8を有する熱光学位相シフタにおいて
は、コア中心から50μmの距離の位置において、ラジ
エータを有しない熱光学位相シフタにおけるコア中心か
ら1mmの距離の位置に相当する熱アイソレーションが
得られた。このように、本発明の実施例においては、比
較例と比較して明らかに薄膜ヒータから隣接する光導波
路に向かう方向(水平方向)における熱伝達が抑制され
ており、アイソレーションが改善されていた。このた
め、熱光学位相シフタにおいて、コアの直上域を含む領
域に薄膜ヒータを設け、更にラジエータを設ければ、十
分な特性を保ったまま小型化を図ることができる。
As shown in FIG. 16, in the thermo-optic phase shifter of the embodiment of the present invention, when the temperature at the core center is used as a reference, the position at a distance of 20 μm from the core center (region 32).
The thermal isolation at was -2 dB. Therefore, when the thin film heater is arranged in the region including the region directly above the core, the heating efficiency of the core is better than when the thin film heater is arranged in a region outside the region including the region directly above the core. It was Further, the thermal isolation at a position at a distance of 50 μm from the center of the core was −25 dB. On the other hand, as shown in FIG. 18, in the thermo-optical phase shifter of the comparative example, the distance from the core center is 300.
Thermal isolation at μm is -19d
B, and the thermal isolation at a position where the distance from the center of the core was 1 mm was -25 dB. Therefore, in the thermo-optical phase shifter having the radiator 8, at a position at a distance of 50 μm from the core center, thermal isolation corresponding to a position at a distance of 1 mm from the core center in the thermo-optical phase shifter having no radiator was obtained. . As described above, in the example of the present invention, the heat transfer in the direction (horizontal direction) from the thin film heater to the adjacent optical waveguide was obviously suppressed as compared with the comparative example, and the isolation was improved. . Therefore, in the thermo-optical phase shifter, if a thin film heater is provided in a region including a region directly above the core and a radiator is further provided, size reduction can be achieved while maintaining sufficient characteristics.

【0088】なお、図18に示すように、コア中心から
の距離が100μmである位置付近において、熱アイソ
レーションが一部悪化する部分があった。これは下側ク
ラッド層の熱伝導率が低いために、薄膜ヒータからの熱
が下側から回りこむことによりにより、クラッド層の温
度が上昇しているものと理解できる。
As shown in FIG. 18, there was a portion where the thermal isolation deteriorated in the vicinity of the position where the distance from the core center was 100 μm. It can be understood that this is because the thermal conductivity of the lower clad layer is low, so that the temperature of the clad layer rises as heat from the thin film heater circulates from the lower side.

【0089】また、前述の実施例及び比較例に係る熱光
学位相シフタにおけるラジエータの効果を確認するため
には、前述の熱光学位相シフタを使用したマッハ・ツェ
ンダ型光干渉計を作製し、最大消光比が得られる投入電
力量を比較してもよい。同じ長さの薄膜ヒータが導波路
コア上方に形成してあれば、片側の薄膜ヒータを加熱し
て最大消光比が得られる電力量が低い方が、薄膜ヒータ
で発生した熱が隣接導波路に伝わることで隣接導波路コ
アの屈折率変化を誘起していないといえ、隣接導波路と
の熱クロストークが少ないことになる。実験の結果、ラ
ジエータを設けたマッハ・ツェンダ型光干渉計の方が、
ラジエータを設けていないマッハ・ツェンダ型光干渉計
よりも、最大消光比が得られる電力量が少なかった。
Further, in order to confirm the effect of the radiator in the thermo-optical phase shifters according to the above-mentioned Examples and Comparative Examples, a Mach-Zehnder type optical interferometer using the above-mentioned thermo-optical phase shifter was manufactured, and You may compare the input electric energy which can obtain an extinction ratio. If a thin-film heater of the same length is formed above the waveguide core, the heat generated by the thin-film heater will flow to the adjacent waveguide when the amount of power that can heat the thin-film heater on one side to obtain the maximum extinction ratio is lower. It can be said that the transmission does not induce a change in the refractive index of the adjacent waveguide core, but thermal crosstalk with the adjacent waveguide is small. As a result of the experiment, the Mach-Zehnder type optical interferometer equipped with the radiator is
The maximum extinction ratio was obtained with less power than the Mach-Zehnder interferometer without a radiator.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
マッハ・ツェンダ型干渉計又は熱光学シフトアレイ等の
光回路部品において、光導波路のコアの直上域又は直下
域を含む領域に薄膜ヒータを配置し、コア間の領域にラ
ジエータを配置することにより、熱アイソレーションを
改善し、光回路部品内及び光回路部品の外部との間にお
いて、熱が相互に干渉しあうことを防ぎ、導波路の位相
調整を個別に独立に行うことができる。また、ラジエー
タの形成はフォトリソグラフィ及びウェットエッチング
又はドライエッチングといった大規模電子集積回路に一
般に利用されている手法によって簡便に形成することが
できるため、光回路部品の収率に影響を与えることな
く、光学特性が優れた光回路部品を作製することができ
る。従って、本発明によれば、光回路部品の小型化、高
機能化及び大規模化を図ることができる。
As described in detail above, according to the present invention,
In an optical circuit component such as a Mach-Zehnder interferometer or a thermo-optic shift array, by arranging a thin film heater in a region including a region directly above or below the core of an optical waveguide, and arranging a radiator in a region between cores, It is possible to improve the thermal isolation, prevent heat from interfering with each other inside the optical circuit component and outside the optical circuit component, and individually and independently adjust the phase of the waveguide. Further, since the radiator can be easily formed by a method generally used for large-scale electronic integrated circuits such as photolithography and wet etching or dry etching, without affecting the yield of optical circuit components, An optical circuit component having excellent optical characteristics can be manufactured. Therefore, according to the present invention, it is possible to achieve miniaturization, high functionality and large scale of the optical circuit component.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は本発明の第1の実施例に係る光回路部
品を示す平面図であり、(b)は(a)の1B−1B線
による断面図である。
1A is a plan view showing an optical circuit component according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along line 1B-1B in FIG.

【図2】本発明の第2の実施例に係る光回路部品を示す
平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an optical circuit component according to a second embodiment of the present invention.

【図3】(a)は本発明の第3の実施例に係る光回路部
品を示す平面図であり、(b)は(a)の3B−3B線
による断面図である。
3A is a plan view showing an optical circuit component according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a sectional view taken along line 3B-3B in FIG.

【図4】本発明の第4の実施例に係る光回路部品を示す
斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing an optical circuit component according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施例に係る光回路部品を示す
断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing an optical circuit component according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6の実施例に係る光回路部品を示す
断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing an optical circuit component according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】(a)は本発明の第7の実施例に係る光回路部
品を示す平面図であり、(b)は(a)の7B−7B線
による断面図である。
7A is a plan view showing an optical circuit component according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a sectional view taken along line 7B-7B in FIG. 7A.

【図8】本発明の第8の実施例に係る光回路部品を示す
断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing an optical circuit component according to an eighth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第9の実施例に係る光回路部品を示す
断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing an optical circuit component according to a ninth embodiment of the present invention.

【図10】(a)は本発明の第10の実施例に係る光回
路部品を示す平面図であり、(b)は(a)の10B−
10B線による断面図である。
FIG. 10A is a plan view showing an optical circuit component according to a tenth embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a plan view of 10B- of FIG.
It is sectional drawing by the 10B line.

【図11】(a)は本発明の第11の実施例に係る光回
路部品を示す平面図であり、(b)は(a)の11B−
11B線による断面図である。
11A is a plan view showing an optical circuit component according to an eleventh embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a plan view of 11B- of FIG. 11A.
It is sectional drawing by the 11B line.

【図12】(a)は本発明の第12の実施例に係る光回
路部品を示す平面図であり、(b)は(a)の12B−
12B線による断面図である。
12A is a plan view showing an optical circuit component according to a twelfth embodiment of the present invention, and FIG. 12B is a plan view of 12B- of FIG.
FIG. 12B is a sectional view taken along line 12B.

【図13】本発明の実施例の熱光学位相シフタを示す斜
視図である。
FIG. 13 is a perspective view showing a thermo-optical phase shifter according to an embodiment of the present invention.

【図14】比較例の熱光学位相シフタを示す斜視図であ
る。
FIG. 14 is a perspective view showing a thermo-optical phase shifter of a comparative example.

【図15】横軸に熱光学位相シフタにおける水平方向の
位置をとり、縦軸に垂直方向の位置をとって、本発明の
実施例の熱光学位相シフタにおける断面温度分布を示す
グラフ図である。
FIG. 15 is a graph showing a cross-sectional temperature distribution in the thermo-optical phase shifter of the example of the present invention, where the horizontal axis represents the horizontal position of the thermo-optical phase shifter and the vertical axis represents the vertical position. .

【図16】横軸に前記水平方向の位置をとり、縦軸にコ
アの中心の温度に対する各位置の温度をとって、本実施
例の熱光学位相シフタにおける水平方向の温度分布を示
すグラフ図である。
FIG. 16 is a graph showing a horizontal temperature distribution in the thermo-optical phase shifter of the present embodiment, where the horizontal axis represents the horizontal position and the vertical axis represents the temperature at each position with respect to the temperature of the core center. Is.

【図17】横軸に熱光学位相シフタにおける水平方向の
位置をとり、縦軸に垂直方向の位置をとって、比較例の
熱光学位相シフタにおける断面温度分布を示すグラフ図
である。
FIG. 17 is a graph showing a cross-sectional temperature distribution in a thermo-optical phase shifter of a comparative example, where the horizontal axis represents the horizontal position of the thermo-optical phase shifter and the vertical axis represents the vertical position.

【図18】横軸に前記水平方向の位置をとり、縦軸にコ
アの中心の温度に対する各位置の温度をとって、比較例
の熱光学位相シフタにおける水平方向の温度分布を示す
グラフ図である。
FIG. 18 is a graph showing a horizontal temperature distribution in a thermo-optical phase shifter of a comparative example in which the horizontal axis represents the horizontal position and the vertical axis represents the temperature at each position with respect to the temperature of the center of the core. is there.

【図19】従来のリッジ型導波路を使用したマッハ・ツ
ェンダ型干渉計を示す斜視図である。
FIG. 19 is a perspective view showing a Mach-Zehnder interferometer using a conventional ridge waveguide.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1;基板 2、12、22、32;クラッド層 2a;下側クラッド層 2b;上側クラッド層 3、3a、3b、13;コア 4a、4b;カップラ 5、5a、5b;薄膜ヒータ 6a、6b;ヒータ給電用電極 7、7a、7b、7c;ヒータ電極端子 8、18、28、38;ラジエータ 9;領域 10;ヒートシンク 11;ビア 13;マッハ・ツェンダ型干渉計 14;チップ 14a;LSI 15;レーザ発振器 16a、16b、16c、16d;分割ヒータ 18a、28a;吸熱部分 18b、28b;放熱部分 30a、30b、30c;溝 31;除去部分 32;領域 101;基板 102;光導波路 103;入力端子 104;出力端子 105a、105b;光導波路 106;ヒータ 107;放熱用金属膜 1; substrate 2, 12, 22, 32; clad layer 2a; lower clad layer 2b; upper clad layer 3, 3a, 3b, 13; core 4a, 4b; coupler 5, 5a, 5b; thin film heater 6a, 6b: heater power supply electrodes 7, 7a, 7b, 7c; heater electrode terminals 8, 18, 28, 38; radiator 9; area 10; Heat sink 11; Via 13; Mach-Zehnder interferometer 14; Chip 14a; LSI 15; Laser oscillator 16a, 16b, 16c, 16d; split heater 18a, 28a; endothermic portion 18b, 28b; heat dissipation portion 30a, 30b, 30c; groove 31; removed part 32; area 101; substrate 102; optical waveguide 103; input terminal 104; output terminal 105a, 105b; optical waveguide 106; heater 107; Metal film for heat dissipation

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H047 KA04 NA01 QA04 RA08 TA11 2H079 AA06 AA12 BA01 BA03 CA05 DA17 DA23 EA05 EB27    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2H047 KA04 NA01 QA04 RA08 TA11                 2H079 AA06 AA12 BA01 BA03 CA05                       DA17 DA23 EA05 EB27

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、この基板上に設けられたクラッ
ド層と、このクラッド層内に前記クラッド層の表面に平
行な方向に相互に離隔して設けられ前記クラッド層と共
に複数の光導波路を構成する複数のコアと、少なくとも
1の前記コアの直上域又は直下域を含む領域に設けられ
発熱することにより前記光導波路の光の位相を変化させ
る薄膜ヒータと、前記コアの間の領域又はこの領域の直
上域若しくは直下域に設けられ前記薄膜ヒータが放出す
る熱を吸収するラジエータと、を有することを特徴とす
る光回路部品。
1. A substrate, a clad layer provided on the substrate, and a plurality of optical waveguides which are provided in the clad layer and are spaced apart from each other in a direction parallel to the surface of the clad layer. A plurality of cores constituting the thin film heater, which is provided in a region including at least one region directly above or immediately below the core and changes the phase of light of the optical waveguide by generating heat; A radiator provided in a region directly above or below the region for absorbing heat emitted by the thin film heater.
【請求項2】 前記コアの数が2であり、前記コアの入
力端同士が相互に結合されていると共に前記コアの出力
端同士が相互に結合されていることを特徴とする請求項
1に記載の光回路部品。
2. The number of the cores is 2, and the input ends of the cores are coupled to each other and the output ends of the cores are coupled to each other. The described optical circuit component.
【請求項3】 1の前記光導波路の光の位相と他の前記
光導波路の光の位相とを相互に等しくするか又は180
°異ならせることにより、前記出力端から光を出力する
か否かを選択することを特徴とする請求項2に記載の光
回路部品。
3. The phase of the light of the one optical waveguide and the phase of the light of the other optical waveguide are equal to each other, or 180
The optical circuit component according to claim 2, wherein whether to output light from the output end is selected by making the difference.
【請求項4】 前記クラッド層における前記コアの間の
領域の少なくとも一部に溝が形成されていることを特徴
とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光回路部
品。
4. The optical circuit component according to claim 1, wherein a groove is formed in at least a part of a region between the cores in the clad layer.
【請求項5】 デバイスに隣接して配置される光回路部
品において、基板と、この基板上に設けられたクラッド
層と、このクラッド層内に設けられ前記クラッド層と共
に光導波路を構成するコアと、このコアの直上域又は直
下域を含む領域に設けられ発熱することにより前記光導
波路の光の位相を変化させる薄膜ヒータと、前記コアと
前記デバイスとの間の領域又はこの領域の直上域若しく
は直下域に設けられ前記薄膜ヒータ又はデバイスが放出
する熱を吸収するラジエータと、を有することを特徴と
する光回路部品。
5. An optical circuit component arranged adjacent to a device, a substrate, a clad layer provided on the substrate, and a core provided in the clad layer and forming an optical waveguide together with the clad layer. A thin film heater provided in a region including a region directly above or below the core to change the phase of light in the optical waveguide by generating heat, a region between the core and the device, or a region directly above the region or An optical circuit component, comprising: a radiator provided in a region directly below and a radiator that absorbs heat emitted from the thin film heater or the device.
【請求項6】 前記デバイスが前記薄膜ヒータを制御す
る集積回路であることを特徴とする請求項5に記載の光
回路部品。
6. The optical circuit component according to claim 5, wherein the device is an integrated circuit that controls the thin film heater.
【請求項7】 前記デバイスがレーザ発振器であること
を特徴とする請求項5に記載の光回路部品。
7. The optical circuit component according to claim 5, wherein the device is a laser oscillator.
【請求項8】 前記クラッド層における前記コアと前記
デバイスとの間の領域の少なくとも一部に溝が形成され
ていることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項
に記載の光回路部品。
8. The optical circuit according to claim 5, wherein a groove is formed in at least a part of a region between the core and the device in the cladding layer. parts.
【請求項9】 基板と、この基板上に設けられたクラッ
ド層と、このクラッド層内に設けられ前記クラッド層と
共に光導波路を構成するスラブ形のコアと、前記コアの
直上域又は直下域における前記クラッド層の表面に平行
な方向に相互に離隔して設けられ発熱することにより前
記コアをその幅方向に不均一に加熱する1又は複数の薄
膜ヒータと、前記薄膜ヒータの間の領域又はこの領域の
直上域若しくは直下域に設けられ前記薄膜ヒータが放出
する熱を吸収するラジエータと、を有することを特徴と
する光回路部品。
9. A substrate, a clad layer provided on the substrate, a slab-shaped core provided in the clad layer to form an optical waveguide together with the clad layer, and in a region directly above or directly below the core. A region between the thin film heater and one or a plurality of thin film heaters which are provided in a direction parallel to the surface of the clad layer and are spaced apart from each other to heat the core unevenly in the width direction, A radiator provided in a region directly above or below the region for absorbing heat emitted by the thin film heater.
【請求項10】 前記薄膜ヒータが複数の分割ヒータか
らなることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項
に記載の光回路部品。
10. The optical circuit component according to claim 1, wherein the thin film heater comprises a plurality of divided heaters.
【請求項11】 前記クラッド層は、前記基板上に形成
された下側クラッド層と、その下面が前記下側クラッド
層の上面に接するように形成された上側クラッド層と、
を有し、前記コアは前記下側クラッド層と前記上側クラ
ッド層との界面に接していることを特徴とする請求項1
乃至10のいずれか1項に記載の光回路部品。
11. The clad layer includes a lower clad layer formed on the substrate, and an upper clad layer formed so that a lower surface of the clad layer contacts an upper surface of the lower clad layer.
And the core is in contact with an interface between the lower clad layer and the upper clad layer.
The optical circuit component according to any one of items 1 to 10.
【請求項12】 前記薄膜ヒータが前記クラッド層上に
設けられていることを特徴とする請求項1乃至11のい
ずれか1項に記載の光回路部品。
12. The optical circuit component according to claim 1, wherein the thin film heater is provided on the clad layer.
【請求項13】 前記薄膜ヒータが前記クラッド層中に
設けられていることを特徴とする請求項1乃至11のい
ずれか1項に記載の光回路部品。
13. The optical circuit component according to claim 1, wherein the thin film heater is provided in the clad layer.
【請求項14】 前記ラジエータが、前記薄膜ヒータが
放出する熱を吸熱する吸熱部分と、この吸熱部分に連結
され前記吸熱部分が吸熱した熱を放熱する放熱部分と、
を有することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか
1項に記載の光回路部品。
14. The radiator includes an endothermic portion that absorbs heat emitted by the thin film heater, and a heat radiating portion that is connected to the endothermic portion and radiates heat absorbed by the endothermic portion.
The optical circuit component according to any one of claims 1 to 13, further comprising:
【請求項15】 前記ラジエータの吸熱部分が前記クラ
ッド層に埋め込まれており、前記ラジエータの放熱部分
が前記クラッド層の外部に対して露出していることを特
徴とする請求項14に記載の光回路部品。
15. The light according to claim 14, wherein a heat absorbing portion of the radiator is embedded in the clad layer, and a heat radiating portion of the radiator is exposed to the outside of the clad layer. Circuit parts.
【請求項16】 前記クラッド層の内部に形成され、前
記ラジエータの吸熱部分と放熱部分とを熱的に連結する
ビアを有することを特徴とする請求項15に記載の光回
路部品。
16. The optical circuit component according to claim 15, further comprising a via formed inside the cladding layer to thermally connect the heat absorbing portion and the heat radiating portion of the radiator.
【請求項17】 前記ラジエータの放熱部分の少なくと
も一部に連結されたヒートシンクを有することを特徴と
する請求項14乃至16のいずれか1項に記載の光回路
部品。
17. The optical circuit component according to claim 14, further comprising a heat sink connected to at least a part of a heat radiation portion of the radiator.
【請求項18】 前記コア及び前記クラッド層が石英を
含むガラス材料により形成されていることを特徴とする
請求項1乃至17のいずれか1項に記載の光回路部品。
18. The optical circuit component according to claim 1, wherein the core and the clad layer are made of a glass material containing quartz.
【請求項19】 前記基板が石英を含むガラス材料又は
シリコンにより形成されていることを特徴とする請求項
1乃至18のいずれか1項に記載の光回路部品。
19. The optical circuit component according to claim 1, wherein the substrate is made of a glass material containing quartz or silicon.
JP2002026076A 2002-02-01 2002-02-01 Optical circuit component Pending JP2003228031A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002026076A JP2003228031A (en) 2002-02-01 2002-02-01 Optical circuit component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002026076A JP2003228031A (en) 2002-02-01 2002-02-01 Optical circuit component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003228031A true JP2003228031A (en) 2003-08-15

Family

ID=27748029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002026076A Pending JP2003228031A (en) 2002-02-01 2002-02-01 Optical circuit component

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003228031A (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005122091A (en) * 2003-09-26 2005-05-12 Mitsumi Electric Co Ltd Optical device and optical device unit
US6895157B2 (en) * 2002-07-29 2005-05-17 Intel Corporation Thermal optical switch apparatus and methods with enhanced thermal isolation
JP2007078861A (en) * 2005-09-12 2007-03-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Thermo-optic variable attenuator and manufacturing method thereof
WO2008120676A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-09 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical waveguide element, and method for restraining temperature crosstalk of optical waveguide element
JP2014182185A (en) * 2013-03-18 2014-09-29 Fujitsu Ltd Optical switch, and manufacturing method for the same
WO2016092810A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 日本電気株式会社 Wavelength-variable laser device
JP2018506072A (en) * 2015-02-06 2018-03-01 メドルミクス, エセ.エレ.Medlumics, S.L. Miniaturized OCT package and its assembly
JP2019012136A (en) * 2017-06-29 2019-01-24 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
WO2019187522A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element
JP2019179165A (en) * 2018-03-30 2019-10-17 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element
JP2021051134A (en) * 2019-09-24 2021-04-01 日本電信電話株式会社 Integrated optical circuit and integrated optical circuit module

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6895157B2 (en) * 2002-07-29 2005-05-17 Intel Corporation Thermal optical switch apparatus and methods with enhanced thermal isolation
JP2005122091A (en) * 2003-09-26 2005-05-12 Mitsumi Electric Co Ltd Optical device and optical device unit
JP2007078861A (en) * 2005-09-12 2007-03-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Thermo-optic variable attenuator and manufacturing method thereof
WO2008120676A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-09 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical waveguide element, and method for restraining temperature crosstalk of optical waveguide element
JP2008249790A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Optical waveguide element, method of suppressing temperature crosstalk of the same
US8090226B2 (en) 2007-03-29 2012-01-03 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical waveguide device and method for suppressing temperature crosstalk of optical waveguide device
EP2136240A4 (en) * 2007-03-29 2013-08-14 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd OPTICAL WAVEGUIDE MEMBER AND METHOD FOR LIMITING TEMPERATURE CROSSTALK OF OPTICAL WAVEGUIDE ELEMENT
JP2014182185A (en) * 2013-03-18 2014-09-29 Fujitsu Ltd Optical switch, and manufacturing method for the same
WO2016092810A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 日本電気株式会社 Wavelength-variable laser device
CN107005026A (en) * 2014-12-12 2017-08-01 日本电气株式会社 Variable wavelength laser equipment
JPWO2016092810A1 (en) * 2014-12-12 2017-08-17 日本電気株式会社 Tunable laser device
US10069277B2 (en) 2014-12-12 2018-09-04 Nec Corporation Variable wavelength laser device
US9976844B2 (en) 2015-02-06 2018-05-22 Medlumics S.L. Miniaturized OCT package and assembly thereof
JP2018506072A (en) * 2015-02-06 2018-03-01 メドルミクス, エセ.エレ.Medlumics, S.L. Miniaturized OCT package and its assembly
JP2019012136A (en) * 2017-06-29 2019-01-24 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
WO2019187522A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element
JP2019174619A (en) * 2018-03-28 2019-10-10 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element
JP7035704B2 (en) 2018-03-28 2022-03-15 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element
JP2019179165A (en) * 2018-03-30 2019-10-17 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element
JP7035730B2 (en) 2018-03-30 2022-03-15 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element
JP2021051134A (en) * 2019-09-24 2021-04-01 日本電信電話株式会社 Integrated optical circuit and integrated optical circuit module
JP7368155B2 (en) 2019-09-24 2023-10-24 日本電信電話株式会社 Optical integrated circuits and optical integrated circuit modules
JP2023174803A (en) * 2019-09-24 2023-12-08 日本電信電話株式会社 Optical integrated circuits and optical integrated circuit modules
JP7667834B2 (en) 2019-09-24 2025-04-23 日本電信電話株式会社 Optical integrated circuit and optical integrated circuit module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2741122B1 (en) Thermal tuning of an optical device
US7565038B2 (en) Thermo-optic waveguide apparatus
CN102414600B (en) Optical device with large thermal impedance
EP2414878B1 (en) Dual-layer thermally tuned optical device
KR100686920B1 (en) Optical devices comprising thermo-optic polymers
US7630596B2 (en) Silicon structure and method of manufacturing the same
US20090016674A1 (en) Silicon structure and method of manufacturing the same
KR20070098535A (en) Variable light control device and variable light control method
US5623566A (en) Network with thermally induced waveguide
JP2003228031A (en) Optical circuit component
Day et al. Single-chip variable optical attenuator and multiplexer subsystem integration
Dieckroger et al. Thermooptically tunable optical phased array in SiO/sub 2/-Si
JP2012103505A (en) Ganged thermo-optic phase shifter and optical interference circuit using the same
JP2009204730A (en) Thermo-optical phase shifter
JP3573332B2 (en) Interferometric thermo-optical components
JP2006259104A (en) Optical circuit and waveguide type optical variable attenuator
JP3534385B2 (en) Thermo-optic switch
JP3920730B2 (en) Thermo-optic light switch
JP2009222742A (en) Thermooptic phase shifter and method of manufacturing the same
JP2002250903A (en) Optical waveguide device
EP4555377A1 (en) A variable optical attenuator
WO2024157322A1 (en) Phase shifter and optical switch
JP2003131179A (en) Thermo-optic phase shifter
Yamada et al. Photonic crystal slab and Si-wire waveguide devices