專利名稱：熱光學(xué)型可變光衰減器及使用了它的陣列型可變光衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在大容量多信道的光通信系統(tǒng)及光測量系統(tǒng)等領(lǐng)域中，能對每個信道調(diào)整光信號強度的熱光學(xué)型可變光衰減器及使用了它的陣列型可變光衰減器。
背景技術(shù)：
近年來，伴隨網(wǎng)絡(luò)的快速普及，使得作為用于增大光通信網(wǎng)絡(luò)的傳送容量的嘗試之一，將不同波長的多個光信號在一根光纖上多路傳送的波分多路復(fù)用(WDMWavelength Division Multiplexing)方式被實用化。在WDM系統(tǒng)中，光增幅器(例如，摻鉺光纖放大器EDFA)的使用必不可少，但通常由于光增幅器具有增益波長依存性，所以帶來接收機飽和或S/N比變差等問題。
作為解決這些問題的方法之一，進行在WMD系統(tǒng)的合波器的輸入側(cè)設(shè)置可變光衰減器(VOAVoltage Optical Attenuator)，對每個波長調(diào)整信號電平的方法。
因此，最好使用通過將多個VOA并列地配置，對每個波長使用VOA的陣列型VOA。一般，希望VOA具有低插入損耗、不依賴于偏振、不依賴于波長、光衰減量可變范圍的廣域性等特性。在陣列型VOA的場合進一步要求相鄰VOA陣列間低串音干擾、低成本、小型化、低耗電量等。
作為滿足這種要求的VOA，有使用電光學(xué)效應(yīng)、磁光學(xué)效應(yīng)、熱光學(xué)效應(yīng)(折射率隨溫度變化的效應(yīng))的非機械式VOA。特別是，作為使用熱光學(xué)效應(yīng)的VOA(熱光學(xué)型VOA)的制造材料，折射率的變化隨溫度變化較大的光學(xué)聚合物材料近年來引起了人們的注目。
光學(xué)聚合物材料與SiO2(二氧化硅石英)材料比較，由于熱光學(xué)系數(shù)大一個量級以上、熱傳導(dǎo)率較低，所以能謀求低耗電量，且具有可以低成本制造的優(yōu)點。特別是，聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧系樹脂、丙稀系樹脂、通過溶膠-凝膠法作成的有機無機聚合物等光學(xué)聚合物材料具有當(dāng)溫度變高時折射率就變低這樣的負熱光學(xué)效應(yīng)。
有關(guān)熱光學(xué)型VOA的制造，當(dāng)使用具有這種光學(xué)特性的光學(xué)聚合物材料時，通過旋轉(zhuǎn)涂層法很容易形成薄膜，而且由于可以在低溫進行制造流程，所以不需要限定制造基板，可以以大面積基板制造，構(gòu)成熱光學(xué)型VOA的金屬包層或芯層的積層化也變?nèi)菀住Ａ硗?，由于不限于旋轉(zhuǎn)涂層法而能應(yīng)用多種多樣的制造方法，所以量產(chǎn)性優(yōu)良，也期待能低成本。
圖1是表示原來的熱光學(xué)型VOA結(jié)構(gòu)的骨架俯視圖。對此，參照特開2002-162654號公報、ELECTRONICS LETTERS，23rd November 2000 Vol.36No.24，pp2032-2033.及ELECTRONICS LETTERS，26rd April 2001 Vol.37No.9，pp587-588.。
在圖1的熱光學(xué)型可變光衰減器20中，當(dāng)從電源25通入電流時，加熱器24加熱，位于加熱器24下方的多模光導(dǎo)波路23的被加熱部溫度上升。于是，由于構(gòu)成熱光學(xué)型可變光衰減器20的光學(xué)聚合物材料的負熱光學(xué)特性，上述被加熱部的折射率變小。由此，經(jīng)單模光導(dǎo)波路21傳播的入射光φ10(光功率P10)經(jīng)錐部22傳播后，在多模光導(dǎo)波路23的上述被加熱部中激發(fā)高次模光φ1、φ2。并且，該激發(fā)的高次模光φ1、φ2向多模光導(dǎo)波路23的周邊擴散，引起光泄漏，結(jié)果單模光導(dǎo)波路27的輸出光功率(P11)衰減(即，P11＜P10)。
在將上述熱光學(xué)可變光衰減器20多個并列配置而構(gòu)成陣列型可變光衰減器的場合，從各多模導(dǎo)波路泄漏的光與相鄰導(dǎo)波路耦合，產(chǎn)生了使光衰減量的可變范圍及相鄰導(dǎo)波路間的串音干擾變差的問題(例如，相鄰導(dǎo)波路的間隔為250μm的場合，串音干擾約為-34dB)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種能夠很容易地得到使由于通過加熱器加熱的陣列型導(dǎo)波路的被加熱部激發(fā)的高次模光擴散導(dǎo)致的泄漏引起的相鄰導(dǎo)波路間的串音干擾減小的同時，取得能增大光衰減量可變范圍的陣列型可變光衰減器的熱光學(xué)型可變光衰減器。
作為解決上述問題的方法，本發(fā)明的熱光學(xué)型可變光衰減器使用了具有負熱光學(xué)效果的光學(xué)材料，其特征在于，具備第1光導(dǎo)波路，其具有傳播入射光的第1單模光傳播部、傳播輸出光的第2單模光傳播部、設(shè)置在上述第1及第2單模光傳播部之間的多模光傳播部、設(shè)置在上述第1單模光傳播部與上述多模光傳播部之間的第1錐部和設(shè)置在上述第2單模光傳播部與上述多模光傳播部之間的第2錐部；薄膜加熱器，其相對上述輸出光的傳播方向傾斜角度β、并配置在上述多模光傳播部上；第2光導(dǎo)波路，其具有為了接收通過上述薄膜加熱器激發(fā)、擴散發(fā)射的高次模光并使之分路，而在上述多模光傳播部的一側(cè)，在相對上述輸出光的傳播方向傾斜角度2β的方向上設(shè)置的多模光受光部和用于將在上述多模光受光部接收的多模光導(dǎo)向與上述第2單模光傳播部的中心軸平行的方向并發(fā)射的輸出部。
本發(fā)明的熱光學(xué)型可變光衰減器，具有通過錐部設(shè)置在傳播入射光的第1單模光傳播部和傳播輸出光的第2單模光傳播部之間的多模光傳播部的第1光導(dǎo)波路，和相對上述第1光導(dǎo)波路的光傳播方向傾斜角度β、配置在多模光傳播部上的薄膜加熱器，在電流流入該加熱器之際激發(fā)的高次模光發(fā)射并衰減之際，由于在上述多模光傳播部的一側(cè)，設(shè)置有用于在相對上述輸出光的傳播方向傾斜角度2β的方向上接收高次模光的多模光受光部和用于將在多模光受光部接收的高次模光導(dǎo)向與上述第2單模光傳播部的中心軸平行的方向并發(fā)射的輸出部的第2光導(dǎo)波路并使之衰減，所以能抑制激發(fā)的高次模光向多模光傳播部的周邊擴散。因而，將本發(fā)明的熱光學(xué)型光衰減器高密度地并列配置構(gòu)成陣列型可變光衰減器的場合，能減小基于來自相鄰的光衰減器的泄漏光的耦合的光導(dǎo)波路陣列間的串音干擾，與此同時能將光衰減量的可變范圍變大。
在上述第1光導(dǎo)波路的多模光傳播部的一側(cè)與在該多模光傳播部的一側(cè)傾斜角度2β的方向上設(shè)置的上述第2光導(dǎo)波路交叉的V字型區(qū)域上，最好設(shè)置用于高效地接收傳播上述高次模光的三角形的輔助光導(dǎo)波路。通過在第2光導(dǎo)波路的多模光受光部上設(shè)置三角形的輔助光導(dǎo)波路，能更高效地射入由加熱器激發(fā)的高次模光。因此，能進一步提高抑制激發(fā)的高次模光向多模光傳播部周邊擴散這樣的上述的效果。
為了減少上述多模光受光部引起的光傳播損失，上述多模光受光部的另一側(cè)最好具有切割掉三角形的形狀。通過將多模光受光部的另一側(cè)做成切割掉三角形的形狀，由于第1光導(dǎo)波路的多模光傳播部一側(cè)和第2光導(dǎo)波路的多模光受光部的接合長度變小，所以能防止電流沒流入加熱器的場合，即在不必要做光衰減的場合入射光的一部分向第2光導(dǎo)波路的多模光受光部泄漏，入射光衰減，能得到可變范圍廣的光衰減器。
上述第1光導(dǎo)波路的多模光傳播部的一側(cè)和上述第2光導(dǎo)波路的多模光受光部最好具有所定間隔以隔離開并光學(xué)地耦合起來。通過將第1光導(dǎo)波路的多模光傳播部和第2光導(dǎo)波路的多模光受光部設(shè)置稱以所定的間隔隔離開并光學(xué)地耦合起來，能進一步增加防止在不必要做光衰減的場合入射光的一部分向第2光導(dǎo)波路的多模光受光部泄漏、入射光衰減這樣的上述效果。
上述所定間隔最好為3μm或其以下。通過使所定間隔在3μm或其以下，能更有效地防止在不必要做光衰減的場合入射光衰減，使上述效果更加可靠。
上述第1光導(dǎo)波路的第1錐部最好具有拋物線形狀。通過將上述第1光導(dǎo)波路的第1錐部做成拋物線形狀，由于縮短第1錐部的長度，所以能將可變光衰減器更小型化。
本發(fā)明的陣列型可變光衰減器最好以上述熱光學(xué)型可變光衰減器多個并列配置而成。由于是并列配置了多個在上述第1光導(dǎo)波路的多模光傳播部的一側(cè)設(shè)有用于接收由于加熱器的加熱而激發(fā)的高次模光并使之分路的第2光導(dǎo)波路的光衰減器的陣列型可變光衰減器，所以能抑制由于加熱器的加熱而激發(fā)的高次模光向相鄰導(dǎo)波路擴散泄漏并由此引起的光衰減量的可變范圍或?qū)Р逢嚵虚g的串音干擾的變差。因此，能得到優(yōu)質(zhì)的高密度的陣列型光衰減器。


圖1是表示原來的熱光學(xué)型可變光衰減器的骨架俯視圖。
圖2是表示本發(fā)明涉及的熱光學(xué)型可變光衰減器的第1實施方式的骨架俯視圖。
圖3是表示本發(fā)明涉及的熱光學(xué)型可變光衰減器的第2實施方式的骨架俯視圖。
圖4是表示本發(fā)明涉及的熱光學(xué)型可變光衰減器的第3實施方式的骨架俯視圖。
圖5是表示本發(fā)明涉及的熱光學(xué)型可變光衰減器的第4實施方式的骨架俯視圖。
圖6(a)是圖2的A-A′線的光導(dǎo)波路剖面圖，圖6(b)是圖2的B-B′線的光導(dǎo)波路剖面圖，圖6(c)是圖2的C-C′線的光導(dǎo)波路剖面圖。
圖7是圖5的E-E′線的光導(dǎo)波路剖面圖。
圖8是表示本發(fā)明的第4實施方式的衰減量可變范圍的模擬結(jié)果的曲線圖。
具體實施例方式
以下，基于圖2至圖8說明實施本發(fā)明的最好的實施方式。
用圖2及圖6(a)～(c)說明本發(fā)明涉及的熱光學(xué)型可變光衰減器的第1實施方式。圖2是表示本發(fā)明涉及的熱光學(xué)型可變光衰減器的第1實施方式的骨架俯視圖。圖6(a)是圖2的A-A′線的光導(dǎo)波路剖面圖，圖6(b)是圖2的B-B′線的光導(dǎo)波路剖面圖，圖6(c)是圖2的C-C′線的光導(dǎo)波路剖面圖。
如圖6(a)～(c)所示，本實施方式的熱光學(xué)型可變光衰減器100，在由Si(硅)、玻璃(石英)、光學(xué)聚合物等材料構(gòu)成的基板13上，使由光學(xué)聚合物等材料構(gòu)成的導(dǎo)波路12(上部金屬包層12A、導(dǎo)波路芯層1，7，3，9A、下部金屬包層12C)及由金屬材料(例如，Ta-Au)構(gòu)成的薄膜加熱器層4順次積層，導(dǎo)波路芯層1，7，3，9A由具有比金屬包層12A、12C的折射率更大的折射率的光學(xué)聚合物材料構(gòu)成。
用圖2說明本實施方式的熱光學(xué)型可變光衰減器100的結(jié)構(gòu)。
熱光學(xué)型可變光衰減器100由第1光導(dǎo)波路50、用于控制經(jīng)第1光導(dǎo)波路50傳播的光的強度的薄膜加熱器4、用于利用負熱光學(xué)效應(yīng)引導(dǎo)在第1光導(dǎo)波路產(chǎn)生的高次模光的第2光導(dǎo)波路9構(gòu)成。
第1光導(dǎo)波路50由傳播入射光(光功率PIN)的第1單模光傳播部1、在第1單模光傳播部1的上述入射光的傳播方向上形成的第1錐部2、在經(jīng)第1錐部2傳播的光的傳播方向上形成的多模光傳播部3、在多模光傳播部3的上述光的傳播方向上形成的第2錐部7、在第2錐部7的上述光的傳播方向上形成的第2單模光傳播部8構(gòu)成。
這里，第1單模光傳播部1、第1錐部2、多模光傳播部3、第2錐部7、第2單模光傳播部8具有同一中心軸CL1。另外，第1單模光傳播部1和第2單模光傳播部8具有相同大小的寬度W1。而且，多模光傳播部3的寬度W2比第1及第2單模光傳播部1，8的寬度W1大(W1＜W2)。并且，第1錐部2的長度L1和第2錐部7的長度L3比多模光傳播部3的長度L2小(L1，L3＜L2)。
第2光導(dǎo)波路9作為與多模光傳播部3的一個側(cè)面3S1成規(guī)定的角度2β(0＜β＜π2)的光導(dǎo)波路設(shè)置。因而，本實施方式的熱光學(xué)型可變光衰減器100整體呈非對稱Y字形狀。
該第2光導(dǎo)波路9具有與多模光傳播部3相同的寬度W2，由以P1、P2作為與一個側(cè)面3S1的接合點的多模光的受光部9A、具有與第2單模光傳播部8的寬度W1相同寬度和相同輸出方向的輸出端部9C(輸出部)、連接受光部9A和輸出端部9C的平緩的曲線狀的錐狀光導(dǎo)波路9B構(gòu)成。
另外，第1光導(dǎo)波路50的第2單模光傳播部8的中心軸CL1與第2光導(dǎo)波路9的輸出端部9C的中心軸CL2的間隔D設(shè)定為相鄰導(dǎo)波路陣列間的間隔的1/2為好。
另外，在本實施方式中，將第1光導(dǎo)波路的第1錐部2的光導(dǎo)波路形狀做成拋物線形狀。此時，對于第1錐部2，關(guān)系式w(z)＝(2αλgz+wmin2)1/2成立。這里，z(0≤z≤L1)表示在第1錐部2的上述入射光的傳播方向的輸入側(cè)端面上設(shè)定原點O時的、第1錐部2沿第1錐部2的中心軸CL1的長度。因而，W(z)表示在長度z上的第1錐部2的寬度，W(0)＝W1＝Wmin，W(L1)＝W2≡Wmax。另外，λgλ0/nc，λ0為真空中光的傳播波長，nc表示光導(dǎo)波路芯層1，7，3，9A的折射率。另外，α是滿足0＜α＜1的常數(shù)。當(dāng)將第1錐部2的光導(dǎo)波路形狀做成拋物線形狀且滿足上述關(guān)系式時，能使錐部的長度更短。
在制造這種實施方式的熱光學(xué)形可變光衰減器100之際，可以使用各種制造方法，但這里，以半導(dǎo)體制造流程為例簡要說明。
在由Si、玻璃或光學(xué)聚合物材料構(gòu)成的基板上，使用光學(xué)聚合體材料按下部金屬包層12C、導(dǎo)波路芯層1，7，3，9A、上部金屬包層12A的順序通過旋轉(zhuǎn)涂層法成膜。
為了形成上述導(dǎo)波路芯層1，7，3，9A，一般采用光刻蝕法、干刻法(反應(yīng)性離子刻蝕法(RIE))。
其次，將金屬材料(例如，Ta-Au)通過真空蒸鍍或濺射法成膜，其后通過光刻蝕法和濕刻法制作成薄膜加熱器層4。
接著，對如上構(gòu)成的本實施方式的熱光學(xué)型可變光衰減器100的動作原理進行說明。
當(dāng)電流流入薄膜加熱器層4，由于多模光傳播部3的負熱光學(xué)特性，通過上部金屬包層12A被加熱的多模光傳播部3的被加熱部的折射率比周圍的光導(dǎo)波路芯層部分小。由此，在上述被加熱部分激發(fā)出高次模光。該高次模光中，一部分的高次模光透過上述被加熱部，入射到第2錐部7上。并且，大部分的高次模光，在上述被加熱部以反射角β全反射，從多模光傳播部3的一個側(cè)面3S1被導(dǎo)入第2光導(dǎo)波路9的受光部9A，向第2光導(dǎo)波路9的輸出端9C在形成平緩的曲線形狀的錐狀導(dǎo)波路9B傳播的同時，光線擴散發(fā)射，在輸出端9C中衰減到幾乎對周圍沒有影響的程度而發(fā)射。
另一方面，第1光導(dǎo)波路50的上述高次模光從第2錐部7擴散泄漏，從第2單模光傳播部8僅單模光作為輸出光(光功率POUT1)向外部輸出。結(jié)果，上述輸出光的光功率POUT1比經(jīng)第1單模光傳播部1傳播的入射光功率PIN小。
如果流入薄膜加熱器層4的電流變大，被第1光導(dǎo)波路50的多模光傳播部3的被加熱部全反射的多模光的量就變多，因為更多的入射光被衰減，所以本發(fā)明能通過使流入薄膜加熱器層4的電流大小改變而作為可變光衰減器動作。
這樣，在本實施方式的熱光學(xué)型可變光衰減器100中，在第1光導(dǎo)波部50的多模光傳播部3的被加熱部上全反射激發(fā)的高次模光全部順利地進入到第2光導(dǎo)波路9的受光部9A，向輸出端部9C傳播，同時擴散泄漏。
因而，可以使將本實施方式的熱光學(xué)型可變光衰減器100多個并列配置制造陣列型可變光衰減器場合的、由于高次模光的擴散泄漏引起的相鄰導(dǎo)波路陣列間的串音干擾比原來的技術(shù)更小。在本實施方式中，相鄰導(dǎo)波路陣列的間隔為250μm的場合，光衰減量的可變范圍為25dB或其以上，串音干擾為-40dB或其以下。
接著，用圖3說明本發(fā)明涉及的熱光學(xué)型可變光衰減器的第2實施方式。圖3是表示本發(fā)明涉及的熱光學(xué)型可變光衰減器的第2實施方式的骨架俯視圖。在圖3中，與第1實施方式相同的部件標(biāo)以相同的符號省略說明，僅說明不同點。
本實施方式的熱光學(xué)型可變光衰減器100A是，將在與從第1光導(dǎo)波路50的多模光傳播部3的一個側(cè)面3S1延伸成Y字形的第2光導(dǎo)波路9交叉的V字形區(qū)域以P1、P2、P3為頂點的三角形狀的光導(dǎo)波路，作為用于射入通過薄膜加熱器層4激發(fā)的高次模光的輔助光導(dǎo)波路10設(shè)置的裝置。
以下，對以上構(gòu)成的本實施方式的熱光學(xué)型可變光衰減器100A的動作原理進行說明。
如在第1實施方式所說明過的那樣，當(dāng)電流流入薄膜加熱器層4時，由此激發(fā)的高次模光的大部分被導(dǎo)入第2光導(dǎo)波路9的受光部9A，但一部分激發(fā)的高次模光因Goos-Hanchen效應(yīng)，還從多模光傳播部3和第2光導(dǎo)波路9交叉的V字形區(qū)域T1擴散發(fā)射。
因此，在本實施方式中，在形成上述頂角2β的V字形區(qū)域T1上設(shè)置三角形的輔助導(dǎo)波路10，由此能將從多模光傳播部3的一個側(cè)面3S1擴散發(fā)射的高次模光更順利地進入第2光導(dǎo)波路9。
因而，可以使將本實施方式的熱光學(xué)型可變光衰減器100多個并列配置制造陣列型可變光衰減器場合的、由于第1光導(dǎo)波路50的第2錐部2上的高次模光的擴散泄漏引起的相鄰導(dǎo)波路陣列間的串音干擾，原來的技術(shù)當(dāng)然不用說，還比第1實施方式更小。
接著，用圖4說明本發(fā)明涉及的熱光學(xué)型可變光衰減器的第3實施方式。圖4是表示本發(fā)明涉及的熱光學(xué)型可變光衰減器的第3實施方式的骨架俯視圖。在圖4中，與第2實施方式相同的部件標(biāo)以相同的符號省略說明，僅說明不同點。
本實施方式的熱光學(xué)型可變光衰減器100B是，在與從多模光傳播部3的一個側(cè)面3S1分成Y字形的第2光導(dǎo)波路9的受光部9A的下側(cè)部分上設(shè)置有以P2、P5、P6為頂點的三角形的導(dǎo)波路去除部T21的裝置。
以下，說明以上構(gòu)成的本實施方式的熱光學(xué)型可變光衰減器100B的動作原理。
在本實施方式中，由于在電流沒流入薄膜加熱器層4的場合變得明顯，所以以下僅對這種狀況進行說明。
用于引導(dǎo)通過薄膜加熱器層4激發(fā)的高次模光擴散發(fā)射的第2光導(dǎo)波路9在電流沒流入加熱器的場合，也有使經(jīng)多模光傳播部3傳播的入射光的一部分泄漏而使傳送損失增大的問題。
因此，本實施方式是在對高次模的受光的影響比較小的、與該多模光傳播部3接合的第2光導(dǎo)波路9的下側(cè)部分上設(shè)置了3角形狀的導(dǎo)波路去除部T21，這樣，由于成為插入損耗的主要原因的接合部分的長度變短，所以能減少插入損耗。
接著，用圖5、7及8說明本發(fā)明涉及的熱光學(xué)型可變光衰減器的第4實施方式。圖5是表示本發(fā)明涉及的熱光學(xué)型可變光衰減器的第4實施方式的骨架俯視圖。圖7是圖5的E-E′線的光導(dǎo)波路剖面圖。圖8是表示本發(fā)明的第4實施方式的衰減量可變范圍的數(shù)值模擬結(jié)果的圖表。在圖5中，與第3實施方式相同的部件標(biāo)以相同的符號省略說明，僅說明不同點。
本實施方式是，在第3實施方式中，將第2光導(dǎo)波路9的受光部9A與第1光導(dǎo)波路50的多模光傳播部3的一個側(cè)面3S1以規(guī)定的間隔W3分隔并使之光耦合的裝置。
以下，對以上構(gòu)成的本實施方式的熱光學(xué)型可變光衰減器100C的動作原理進行說明。
圖8是表示本發(fā)實施方式的熱光學(xué)型可變光衰減器的光衰減量可變范圍的模擬結(jié)果的曲線圖。在圖8中，橫軸表示由室溫開始的溫度增加量ΔT(℃)，縱軸表示可變光衰減量(dB)。
該模擬中的各種參數(shù)如下設(shè)定。
第1及第2光導(dǎo)波路芯層1，7，3，9A的折射率＝1.533，金屬包層12A，12C的折射率＝1.526，下部金屬包層12C的厚度d1＝10μm，第1及第2光導(dǎo)波路芯層的厚度h＝7μm，上部金屬包層12A的厚度d2＝10μm，第1及第2單模光傳播部1，8及第2光導(dǎo)波路9的輸出端部9C的寬度W1＝7μm，多模光傳播部3的寬度W2＝30μm，第1錐部2的長度L1＝1100μm，多模光傳播部3的長度L2＝3000μm，第2錐部7的長度L3＝900μm，去除部T21的光耦合部的去除長度L4＝100μm，輔助光導(dǎo)波路10的受光部的耦合長度L5＝500μm，第1光導(dǎo)波路的第2單模光傳播部8的中心軸CL1和第2光導(dǎo)波路9的輸出端部9C的中心軸CL2的間隔D＝(導(dǎo)波路陣列間隔)/2。再有，多模光傳播部3的寬度W2為25～50μm，薄膜加熱器層4的傾斜角β為1.0°～1.5°，只要第2光導(dǎo)波路9的中間部9B的曲率半徑R1、R2為10mm以上即可。另外，薄膜加熱器層4的材料選擇Ta-Au，設(shè)定薄膜加熱器層4的厚度d3＝0.2μm，薄膜加熱器層4的寬度W4＝7μm，薄膜加熱器層4的傾斜角β＝1.4°，薄膜加熱器層4的長度＝3.5mm。另外，第1光導(dǎo)波路50的第1錐部2的形狀做成拋物線形狀。
使用如上所述設(shè)定的各種參數(shù)，將ΔT(℃)和第1光導(dǎo)波路50上的可變光衰減量(dB)的關(guān)系模擬的結(jié)果表示為圖8。這里所示的各種曲線表示沒有第2光導(dǎo)波路9的場合、第1光導(dǎo)波路50的一個側(cè)面3S1和第2光導(dǎo)波路9的受光部9A的間隔W3＝0μm，1μm，2μm的場合。
根據(jù)該結(jié)果可知，不具有第2光導(dǎo)波路9的場合的可變光衰減量約為14dB，上述間隔W3為2μm的場合約為18dB，上述間隔W3為1μm的場合約為22dB，上述間隔W3為0μm的場合約為28dB，后3種場合全部比不具有第2光導(dǎo)波路9的場合的光衰減量的可變范圍更廣。另外，比較后3種場合，可知上述間隔W3為0μm的場合的光衰減量的可變范圍最廣?？墒牵容^ΔT＝0℃的場合的入射光的傳送損失，上述間隔W3為0μm的場合約為0.5dB，上述間隔W3為2μm的場合約為0.3dB以下，傳送損失變小。
因而，第1光導(dǎo)波路50的一個側(cè)面3S1和第2光導(dǎo)波路9的受光部9A的間隔W3，只要對應(yīng)使用目的折衷選擇光衰減量可變范圍和光串音干擾即可。
以上，詳細說明了本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明的熱光學(xué)型可變光衰減器及利用其的陣列型可變光衰減器并不僅限于上述實施方式。
權(quán)利要求
1.一種熱光學(xué)型可變光衰減器，使用了具有負熱光學(xué)效果的光學(xué)材料，其特征在于，具備第1光導(dǎo)波路，其具有傳播入射光的第1單模光傳播部、傳播輸出光的第2單模光傳播部、設(shè)置在上述第1及第2單模光傳播部之間的多模光傳播部、設(shè)置在上述第1單模光傳播部和上述多模光傳播部之間的第1錐部，以及設(shè)置在上述第2單模光傳播部和上述多模光傳播部之間的第2錐部；薄膜加熱器，其相對上述輸出光的傳播方向傾斜角度β，并配置在上述多模光傳播部上；第2光導(dǎo)波路，其具有為了接收通過上述薄膜加熱器激發(fā)、擴散發(fā)射的高次模光并使之分路而在上述多模光傳播部的一側(cè)相對上述輸出光的傳播方向傾斜角度2β的方向上設(shè)置的多模光受光部，和用于將在上述多模光受光部接收的多模光導(dǎo)向與上述第2單模光傳播部的中心軸平行的方向并發(fā)射的輸出部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱光學(xué)型可變光衰減器，其特征在于在上述第1光導(dǎo)波路的多模光傳播部的一側(cè)與在該多模光傳播部的一側(cè)傾斜角度2β的方向上設(shè)置的上述第2光導(dǎo)波路交叉的V字型區(qū)域設(shè)置用于有效地接收傳播上述高次模光的三角形的輔助光導(dǎo)波路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱光學(xué)型可變光衰減器，其特征在于為了減少上述多模光受光部引起的光傳播損失，上述多模光受光部的另一側(cè)具有切割掉三角形的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的熱光學(xué)型可變光衰減器，其特征在于上述第1光導(dǎo)波路的多模光傳播部的一側(cè)和上述第2光導(dǎo)波路的多模光受光部具有所定間隔以使其隔離開并光學(xué)地耦合起來。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱光學(xué)型可變光衰減器，其特征在于上述所定間隔為3μm或其以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的熱光學(xué)型可變光衰減器，其特征在于上述第1光導(dǎo)波路的第1錐部具有拋物線形狀。
7.一種陣列型可變光衰減器，其特征在于將權(quán)利要求1至6任意一項所述的熱光學(xué)型可變光衰減器多個并列配置而成。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)相鄰導(dǎo)波路陣列之間的低串音干擾、可以應(yīng)用于陣列型可變光衰減器上的熱光學(xué)型可變光衰減器。使用了具有負熱光學(xué)效應(yīng)的光學(xué)材料的熱光學(xué)型可變光衰減器(100)，在單模光導(dǎo)波路(1)，(8)之間，通過錐部(2)，(7)設(shè)置有多模光傳播部(3)，在上述多模光傳播部(3)的上部使加熱薄膜加熱器(4)相對第1光導(dǎo)波路(50)的光傳播方向傾斜角度β設(shè)置，并且，設(shè)置與上述多模光傳播部(3)的側(cè)面(3S1)光學(xué)地耦合、相對第1光導(dǎo)波路(50)的光傳播方向傾斜角度2β的第2光導(dǎo)波路(9)而成。
文檔編號G02F1/01GK1836187SQ200480022999
公開日2006年9月20日 申請日期2004年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月13日
發(fā)明者江曉清, 吳玉英, 王明華, 來關(guān)明 申請人:株式會社精工技研