專利名稱：平面型光波回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及與發(fā)光元件或受光元件一起集成而構(gòu)成光收發(fā)機(jī)的平面型光波回路。
背景技術(shù)：
隨著光通信技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)部件的開(kāi)發(fā)變得日益重要。特別是，光收發(fā)器的傳輸速度及反應(yīng)速度的高速化在被研究，通信容量不斷擴(kuò)大。一般的收發(fā)機(jī)由用光半導(dǎo)體所制作的發(fā)光元件或受光元件和輸出用或輸入用的光纖構(gòu)成，它們介由透鏡而光耦合。例如，對(duì)于光接收器，從輸入側(cè)的光纖出射的光通過(guò)透鏡而成像至受光元件，直接進(jìn)行檢波(強(qiáng)度檢波)。轉(zhuǎn)而關(guān)注光傳輸系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)處理技術(shù)，使用相位調(diào)制方式的信號(hào)傳輸被廣泛實(shí)用化。相移健控(PSK)方式是一種通過(guò)調(diào)制光的相位來(lái)傳輸信號(hào)的方式，通過(guò)調(diào)制的·多值化，與以往相比傳輸容量得以飛躍性的擴(kuò)大。為了接收這樣的PSK信號(hào)，需要對(duì)光的相位進(jìn)行檢波。受光元件能夠?qū)π盘?hào)光的強(qiáng)度進(jìn)行檢波，但是無(wú)法對(duì)光的相位進(jìn)行檢波。因此，需要將光的相位變換為光強(qiáng)度的手段。關(guān)于此，有通過(guò)使用光的干涉對(duì)相位差進(jìn)行檢波等方法。通過(guò)使信號(hào)光與其他的光(參考光)相干涉并由受光元件對(duì)該干涉光的光強(qiáng)度進(jìn)行檢波，從而能夠得到光的相位信息。有使用另外預(yù)備的光源來(lái)作為參考光的相干檢波，以及使信號(hào)光自身的一部分偏離以作為參考波再使信號(hào)光與參考波相干涉的差動(dòng)檢波。這樣，與只使用以往的強(qiáng)度調(diào)制方式的光接收機(jī)相比,近年來(lái)的PSK方式的光接收機(jī)需要通過(guò)光的干涉來(lái)將相位信息變換為強(qiáng)度信息的光干涉回路。這樣的光干涉回路能夠使用平面型光波回路來(lái)實(shí)現(xiàn)。平面型光波回路具有高量產(chǎn)、低成本以及高信賴方面的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種各樣的光干涉回路。作為用于PSK方式的光接收機(jī)的光干涉回路，光遲延干涉回路、90度混合回路等被實(shí)現(xiàn)并實(shí)用化。這樣的平面型光波回路是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的成像法、蝕刻技術(shù)以及FHD(Flame Hydrolysis Deposition,即火焰水解沉積)等玻璃沉積技術(shù)來(lái)制作的。概觀具體的制造工藝，最初使以石英玻璃等為主原料的下包層和比包層具有更高折射率的芯層沉積至硅(Si)等基底上。之后，在芯層形成各種各樣的波導(dǎo)模式，最后通過(guò)上包層將由芯層形成的波導(dǎo)埋藏。通過(guò)這樣的工藝來(lái)制作成波導(dǎo)型的光功能回路。信號(hào)光被封閉在經(jīng)上述工藝制作出的波導(dǎo)內(nèi)，在傳播平面型光波回路內(nèi)部傳送。圖I示出了以往的平面型光波回路與光接收器的光連接方法。轉(zhuǎn)而關(guān)注PSK方式光接收機(jī)中的平面型光波回路與光接收器的光連接方法，這些基本的連接方法試圖I所示那樣的單純的光纖連接。將輸入輸出端連接了光纖3a、3b的平面型光波回路I與具有輸入光纖3b的光接收器2通過(guò)用光纖相連而進(jìn)行光耦合。用于光耦合的光纖的根數(shù)由從平面型光波回路輸出的輸出光的數(shù)量決定，有時(shí)為多根。然而，使用了這樣的光纖連接的光接收機(jī)的構(gòu)成存在尺寸變大的問(wèn)題。關(guān)于此，通過(guò)將平面型光波回路的輸出與光接收器的輸入使用透鏡直接光耦合，將全體集成至一個(gè)封裝，從而能夠力圖小型化。將這樣的平面型光波回路與光接收器直接光耦合的形態(tài)的光接收器稱作集成型光接收機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)集成型光接收器，平面型光波回路的固定方法變得特別重要。當(dāng)使從平面型光波回路輸出的光在空間中傳送并通過(guò)透鏡等光耦合于受光元件時(shí)，若光的出射端、透鏡、受光元件的位置關(guān)系發(fā)生變化，則通過(guò)受光元件不再能接收所有的光，造成損失。特別是當(dāng)容納光接收機(jī)的封裝的溫度、環(huán)境溫度、各個(gè)元件溫度等發(fā)生變化時(shí)，熱膨脹的影響引起它們的位置變動(dòng)，所以這樣的問(wèn)題變得顯著。因此，為了實(shí)現(xiàn)低損失的光耦合，需要使得各個(gè)位置關(guān)系即使在環(huán)境溫度等發(fā)生變化時(shí)也至少相對(duì)不變動(dòng)。 特別是平面型光波回路，對(duì)于環(huán)境溫度，熱膨脹引起的形狀變化與受光元件等相比非常大。此外，平面型光波回路在光接收器中所占的面積，比受光元件大數(shù)倍至數(shù)十倍，熱膨脹引起的形狀變化也大數(shù)倍至數(shù)十倍。另外，構(gòu)成平面型光波回路的基底與所沉積的薄膜玻璃，由于具有較大的熱膨脹系數(shù)差，所以溫度變化會(huì)引發(fā)較大程度的翹曲。因此，相對(duì)于受光元件、來(lái)自平面型光波回路的出射光的位置變化以及出射角度變化成為不容忽視的問(wèn)題。這兩個(gè)變化引起來(lái)自平面型光波回路的出射光的位置或角度發(fā)生變化，發(fā)生光軸偏差。光軸偏差使得與受光元件的光耦合劣化，發(fā)生損失。對(duì)于集成型光接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)，消除這樣的光軸偏差或者使這樣的光軸偏差無(wú)害化很重要。圖2示出了以往的集成型光接收器的內(nèi)部構(gòu)造。為了使得如上述那樣的由溫度變化引起的光軸偏差不發(fā)生而將平面型光波回路的底面幾乎整面牢牢固定的方法是周知的。圖2所示的集成型光接收器中，作為光功能回路形成了光干涉回路的平面型光波回路13、透鏡14以及受光元件15分別以固定用座架12a、12b以及12c作為支撐構(gòu)件而被固定至基礎(chǔ)基底11。光纖16與平面型光波回路13介由光纖固定部件17而連接。在集成型光接收機(jī)中，從光纖16輸出的光在平面型光波回路13中干涉后，通過(guò)透鏡14耦合至受光元件15。固定用座架12a與平面型光波回路13通過(guò)粘合劑18或焊錫進(jìn)行固定。通過(guò)將平面型光波回路13的底面幾乎整面牢牢固定至固定用座架，從而抑制由溫度引起的膨脹或翹曲變化。另外，通過(guò)將透鏡14、受光元件15也固定至固定用座架，從而使得由溫度變化引起的光軸偏差不發(fā)生。然而，對(duì)于圖2所示的構(gòu)成，雖然能夠被大大抑制由溫度變化引起的光軸偏差雖然，但另一方面，溫度變化引起的平面型光波回路的特性變化變得顯著。如上所述，平面型光波回路13，由于由具有很大熱膨脹系數(shù)差的Si基底13a與石英玻璃層13b構(gòu)成，所以溫度變化引起的翹曲變化或熱膨脹會(huì)很大。對(duì)于圖2所示的構(gòu)成，由于平面型光波回路13的底面被整面固定，所以熱膨脹或翹曲變化得以抑制。另一方面，在此情況下，Si基底13a與石英玻璃層13b之間產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。應(yīng)力通過(guò)光彈性效果，在石英玻璃層13b內(nèi)部引起折射率變化。在平面型光波回路13內(nèi)構(gòu)成的光干涉回路，為了控制干涉特性，波導(dǎo)的長(zhǎng)度和折射率被正確地調(diào)整。介由應(yīng)力發(fā)生的折射率變化，帶來(lái)等價(jià)回路長(zhǎng)的變化，使干涉計(jì)的特性變化，因此使光干涉回路的特性劣化。對(duì)于此，若為了通過(guò)抑制熱應(yīng)力的產(chǎn)生來(lái)抑制光學(xué)特性的變化而使用彈性粘合齊U、膏狀物等柔軟的粘合劑或者固定用膏狀物來(lái)作為粘合劑18(例如，參考日本專利申請(qǐng)JP特開(kāi)2009-175364號(hào)專利公報(bào))，則前述的光軸偏差的影響會(huì)變得顯著，發(fā)生損失。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題本實(shí)用新型的目的在于提供在集成型光接收機(jī)或光發(fā)送機(jī)中能夠同時(shí)抑制由溫度變化引發(fā)的光軸偏差和光功能回路的特性劣化的平面型光波回路。用于解決上述課題的手段為了實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本實(shí)用新型提供一種平面型光波回路，具有形成于基底上的波導(dǎo)型的光功能回路，所述平面型光波回路的特征在于包括波導(dǎo)領(lǐng)域，與形成了來(lái)自所述光功能回路的出射光得以出射的光波導(dǎo)的出射端面或至所述光功能回路的入射光得以入射的光波導(dǎo)的入射端面的一邊相接而僅形成了光波導(dǎo)，僅在形成了所述波導(dǎo)領(lǐng)域的部分的所述基底的底面固定至保持所述平面型光波回路的固定用座架。另外，在本實(shí)用新型的平面型光波回路中，其特征在于進(jìn)行固定使得形成了所述·出射端面的一邊與所述固定用座架的固定所述平面型光波回路的部分的一邊一致，或者使得形成了所述出射端面的一邊比所述固定用座架的固定所述平面型光波回路的部分的一邊向外側(cè)突出，突出長(zhǎng)度小于將所述平面型光波回路固定至所述固定用座架所用粘結(jié)劑的層厚的1000倍。另外，在本實(shí)用新型的平面型光波回路中，其特征在于所述平面型光波回路與所述固定用座架介由中間固定用座架進(jìn)行固定，所述中間固定用座架的熱膨脹系數(shù)與所述基底的熱膨脹系數(shù)相同，或者為比所述固定用座架的熱膨脹系數(shù)更接近所述基底的熱膨脹系數(shù)的值。另外，在本實(shí)用新型的平面型光波回路中，其特征在于進(jìn)行固定使得形成了所述出射端面的一邊與所述中間固定用座架的固定所述平面型光波回路的部分的一邊一致，或者使得形成了所述出射端面的一邊比所述中間固定用座架的固定所述平面型光波回路的部分的一邊向外側(cè)突出，突出長(zhǎng)度小于將所述平面型光波回路固定至所述中間固定用座架所用粘結(jié)劑的層厚的1000倍。另外，在本實(shí)用新型的平面型光波回路中，其特征在于所述平面型光波回路與所述固定用座架介由中間固定用座架進(jìn)行固定，所述中間固定用座架用與所述基底的材料相同的材料制作。另外，在本實(shí)用新型的平面型光波回路中，其特征在于進(jìn)行固定使得形成了所述出射端面的一邊與所述中間固定用座架的固定所述平面型光波回路的部分的一邊一致，或者使得形成了所述出射端面的一邊比所述中間固定用座架的固定所述平面型光波回路的部分的一邊向外側(cè)突出，突出長(zhǎng)度小于將所述平面型光波回路固定至所述中間固定用座架所用粘結(jié)劑的層厚的1000倍。另外，在本實(shí)用新型的平面型光波回路中，其特征在于在形成了所述波導(dǎo)領(lǐng)域部分以外的所述基底的底面，介由熱傳導(dǎo)性膏狀物與所述固定用座架進(jìn)行熱耦合。本實(shí)用新型提供一種平面型光波回路，具有形成于基底上的波導(dǎo)型的光功能回路，所述平面型光波回路的特征在于來(lái)自所述光功能回路的出射光得以出射的光波導(dǎo)的出射端面或者至所述光功能回路的入射光得以入射的光波導(dǎo)的入射端面被固定至中間固定用座架，該中間固定用座架是使所述出射光或入射光透過(guò)的材料的中間固定用座架，所述中間固定用座架被固定至固定用座架。[0026]另外，在本實(shí)用新型的平面型光波回路中，其特征在于在形成了所述波導(dǎo)領(lǐng)域部分以外的所述基底的底面，介由熱傳導(dǎo)性膏狀物與所述固定用座架進(jìn)行熱耦合。本實(shí)用新型提供一種平面型光波回路，具有形成于基底上的波導(dǎo)型的光功能回路，所述平面型光波回路的特征在于來(lái)自所述光功能回路的出射光得以出射的光波導(dǎo)的出射端面或者至所述光功能回路的入射光得以入射的光波導(dǎo)的入射端面被固定至中間固定用座架，在該中間固定用座架的一部分形成有由使所述出射光或入射光透過(guò)的材料制成窗或者使所述出射光或者入射光透過(guò)的缺口，所述中間固定用座架被固定至固定用座架。另外，在本實(shí)用新型的平面型光波回路中，其特征在于在形成了所述波導(dǎo)領(lǐng)域部 分以外的所述基底的底面，介由熱傳導(dǎo)性膏狀物與所述固定用座架進(jìn)行熱耦合。實(shí)用新型的效果在如以上所說(shuō)明的僅將平面型光波回路上的光回路中特別為了防止光軸偏差而必須強(qiáng)力固定的光輸入輸出用的波導(dǎo)領(lǐng)域固定至固定用座架的集成型光接收機(jī)或者光發(fā)送機(jī)中，能夠同時(shí)抑制溫度變化引發(fā)的光軸偏差和光功能回路的特性劣化。

圖I是示出以往的平面型光波回路與光接收器的光連接方法的圖；圖2是示出以往的集成型光接收機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造的圖；圖3是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例I所涉及的集成型光接收器的內(nèi)部構(gòu)造的圖；圖4A是示出實(shí)施例I所涉及的平面型光波回路的固定方法的圖；圖4B是示出實(shí)施例I所涉及的平面型光波回路的固定方法的圖；圖4C是示出實(shí)施例I所涉及的平面型光波回路的固定方法的圖；圖4D是示出實(shí)施例I所涉及的平面型光波回路的固定方法的圖；圖5是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例2所涉及的集成型光接收器的內(nèi)部構(gòu)造的圖；圖6A是示出實(shí)施例3所涉及的平面型光波回路的固定方法的圖；圖6B是示出實(shí)施例3所涉及的平面型光波回路的固定方法的圖；圖7A是示出實(shí)施例I和3中的平面型光波回路的應(yīng)力解析結(jié)果的圖，其中，7A —I 為熱應(yīng)力(2585°C)，7A — 2 為 vonMises (N/mnT2 (MP3))；圖7B是示出實(shí)施例I和3中的平面型光波回路的應(yīng)力解析結(jié)果的圖，其中，7B —I 為等效應(yīng)力(25°C— 85°C),7B — 2 為 vonMises (N/mnT2 (MP3))；圖8A是示出實(shí)施例4所涉及的平面型光波回路的固定方法的圖；圖8B是示出實(shí)施例4所涉及的平面型光波回路的固定方法的圖；圖9A是示出實(shí)施例5所涉及的平面型光波回路的固定方法的圖；圖9B是示出實(shí)施例5所涉及的平面型光波回路的固定方法的圖；圖IOA是示出實(shí)施例6所涉及的平面型光波回路的固定方法的圖；圖IOB是示出實(shí)施例6所涉及的平面型光波回路的固定方法的圖；圖IOC是示出實(shí)施例6所涉及的平面型光波回路的固定方法的圖；圖11是示出本實(shí)用新型的實(shí)施例7所涉及的集成型光接收器的內(nèi)部構(gòu)造的圖。
具體實(shí)施方式
[0051]以下，參照?qǐng)D面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。雖然在本實(shí)施方式中以集成型光接收機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明，但很顯然例如將受光元件替換為發(fā)光元件、將出射光替換為入射光、將出射端面替換為入射端面，則也可以適用于光發(fā)送機(jī)。在本實(shí)施方式中，僅將平面型光波回路上的光回路中特別為了防止光軸偏差而必須強(qiáng)力固定的光輸入輸出用的波導(dǎo)領(lǐng)域固定至固定用座架。不將形成了易受應(yīng)力影響的光干涉回路等光功能回路的領(lǐng)域固定至固定用座架。由此，即使溫度變化引發(fā)變形或翹曲，光功能回路部分的應(yīng)力的影響為最小即可，能夠抑制光功能回路的特性劣化。另外，由于波導(dǎo)領(lǐng)域被固定至固定用座架，所以能夠抑制溫度變化引發(fā)的光軸偏差，作為光收發(fā)器，能夠取得更大的針對(duì)溫度變化的動(dòng)作余地。
另外，若針對(duì)溫度變化的動(dòng)作余地變大，則由于對(duì)光收發(fā)機(jī)中設(shè)置的帕爾特元件等恒溫裝置的要求得到緩和，所以能夠力圖消減光收發(fā)機(jī)的成本以及降低消耗功率。(實(shí)施例I)圖3示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例I所涉及的集成型光接收機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造。作為光功能回路形成了光干涉回路的平面型光波回路33、透鏡34以及受光元件35，分別以固定用座架32a、32b以及32c作為支撐構(gòu)件而被固定至基礎(chǔ)基底31。光纖36與平面型光波回路33介由光纖固定組件37而連接。集成型光接收機(jī)中，從光纖36輸入的光在平面型光波回路33里進(jìn)行干涉等光信號(hào)處理后，通過(guò)透鏡34耦合至受光元件35。在平面型光波回路33的Si基底33a上層積著形成了由芯層、包層構(gòu)成的波導(dǎo)型光功能回路的石英玻璃層33b。圖4A-4D示出了實(shí)施例I所涉及的平面型光波回路的固定方法。詳細(xì)示出了圖3所示的平面型光波回路33的固定方法。在平面型光波回路33的石英玻璃層33b中形成有，作為光功能回路形成了光干涉回路的領(lǐng)域33y，以及與形成了至透鏡34的出射光得以出射的光波導(dǎo)的出射端面的一邊相接而僅形成了光波導(dǎo)(未形成光干涉回路)的波導(dǎo)領(lǐng)域33x(參照?qǐng)D4D)。固定用座架32a如圖4A、4B所示,從側(cè)面看,呈倒L字形狀或鉤形，僅將平面型光波回路33上的光回路中的波導(dǎo)領(lǐng)域33x (參照?qǐng)D4D)通過(guò)粘合劑38進(jìn)行固定。此時(shí)，平面型光波回路33的波導(dǎo)領(lǐng)域33x的下部的基底的底面與固定用座架32a的固定部分的上表面平行。另外，進(jìn)行固定，使得形成了波導(dǎo)領(lǐng)域33x的出射端面的一邊相比固定用座架32a的固定部分的一邊，以粘合劑38的厚度的100倍左右的長(zhǎng)度向外側(cè)突出(在圖4A-4C中向右方)。由此，由溫度變化引起的平面型光波回路33的翹曲變化(參照?qǐng)D4A、4B)，不受由熱膨脹引起的朝(相對(duì)于平面型光波回路33的回路平面)水平方向的位置變化，能夠固定波導(dǎo)領(lǐng)域33x的出射端的位置。由于透鏡34、受光元件35也被固定至固定用座架(參照?qǐng)D3)，所以不發(fā)生由溫度變化引起的光軸偏差。平面型光波回路33的光干涉回路的領(lǐng)域33y不被固定至固定用座架32a，相對(duì)于固定用座架32a呈懸浮狀態(tài)。即使溫度變化引起平面型光波回路33產(chǎn)生翹曲，由于能夠自由變化(參照?qǐng)D4A、4B)，不易受應(yīng)力的影響。因安裝而產(chǎn)生的應(yīng)力或應(yīng)力變化引起光波導(dǎo)的復(fù)折射變化。由于光干涉回路對(duì)復(fù)折射變化敏感，易受特性劣化，所以不將光干涉回路的領(lǐng)域33y固定至固定用座架32a，由此能夠力圖特性的穩(wěn)定化。另一方面，雖然波導(dǎo)領(lǐng)域33x被固定至固定用座架32a，由平面型光波回路33的翹曲變化引起的應(yīng)力的影響與固定了整面的情況相比較小，因此能夠減小由復(fù)折射變化弓I起的特性劣化。[0060]固定用座架32a中未固定平面型光波回路33的部分(非固定部分)，為了使得即使由溫度變化引起的平面型光波回路33的翹曲變化發(fā)生、平面型光波回路33與非固定部分的上表面也不接觸，需要與固定部分之間加上高低差。這是因?yàn)楫?dāng)產(chǎn)生了翹曲變化時(shí)，若平面型光回路33與固定用座架32a接觸，則產(chǎn)生至基底的應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致特性劣化。當(dāng)平面型光波回路33由Si基底和石英系玻璃材料制作時(shí)，非固定部分與固定部分的段差h(參照?qǐng)D4A)，需要設(shè)置為數(shù)百um左右。波導(dǎo)領(lǐng)域33x的出射端面與固定用座架32a的固定部分的側(cè)面一致或者稍稍偏外偵儀在圖4C中，平面型光波回路33 從固定用座架32a的固定部分的側(cè)面向右方偏離)為優(yōu)選。出射端面比固定部分的側(cè)面偏內(nèi)側(cè)(在圖4C中，平面型光波回路33從固定用座架32a的固定部分的側(cè)面向左方偏離)，也能夠產(chǎn)生同樣的效果。但是，在此情況下，由于固定用的粘合劑38裹住出射端面的可能性會(huì)變高，所以需要加厚平面型光波回路33的基底厚度，或者極力涂薄粘合劑38使其不被擠出等等，安裝會(huì)變得困難。另一方面，若使波導(dǎo)領(lǐng)域33x的出射端面相對(duì)于固定用座架32a的固定部分的側(cè)面以粘合劑38的厚度(5 20um)的1000倍以上的長(zhǎng)度向外側(cè)突出，則當(dāng)發(fā)生了由溫度變化引起的平面型光波回路33的翹曲變化時(shí)，波導(dǎo)領(lǐng)域33x的出射端面的偏差對(duì)于光軸其大小無(wú)法忽視。因此，使出射端面相對(duì)于固定部分的側(cè)面向外側(cè)突出的長(zhǎng)度，粘合后粘合劑38的標(biāo)準(zhǔn)擠出量，相對(duì)于粘合劑38的厚度大于等于O倍小于1000倍即可。大于等于10倍小于500倍，尤其能夠不受翹曲的影響、確實(shí)力圖防止粘合劑裹住出射端面。另外，雖然對(duì)平面型光波回路33由Si基底和石英系玻璃材料制成的情況進(jìn)行了描述，但是均由半導(dǎo)體材料或者玻璃系材料構(gòu)成亦可，由LiNbO3等的介電質(zhì)材料等構(gòu)成亦可。無(wú)論哪種情況，都能夠抑制安裝平面型光波回路時(shí)和制溫度變化時(shí)的應(yīng)力的影響。(實(shí)施例2)圖5示出了本實(shí)用新型實(shí)施例2所涉及的集成型光接收機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造。與實(shí)施例I的集成型光接收機(jī)的不同點(diǎn)在于平面型光波回路43。平面型光波回路43的波導(dǎo)領(lǐng)域的出射端面，是相對(duì)于平面型光波回路43的回路平面的垂直方向傾斜加工的。通過(guò)傾斜加工，能夠抑制出射端面的反射。此時(shí)，波導(dǎo)領(lǐng)域的出射端面的下邊與固定用座架32a的固定部分的側(cè)面的位置關(guān)系，依照實(shí)施例I即可。(實(shí)施例3)圖6A、6B示出了實(shí)施例3所涉及的平面型光波回路的固定方法。為了使得溫度變化或者安裝時(shí)特性不劣化，能夠進(jìn)一步限定平面型回路和固定用座架的固定部分。具體而言，如圖6A所示，與圖4A-4D所示的實(shí)施例I的固定用座架32a不同，使用限定了固定部分的形狀的固定用座架52a。如圖6B所示，把平面型光回路53的波導(dǎo)領(lǐng)域53x對(duì)應(yīng)于固定用座架52a的固定部分的形狀、限定在出射端面的一邊的一部分，這樣一來(lái)，不受由熱膨脹引起的向水平方向的位置變化，能夠固定波導(dǎo)領(lǐng)域53x的出射端的位置。由此，與實(shí)施例1、2相比，能夠進(jìn)一步抑制安裝時(shí)的應(yīng)力或溫度變化所引起的應(yīng)力變化。另外，波導(dǎo)領(lǐng)域53x的出射端面與固定用座架52a的固定部分的側(cè)面的位置關(guān)系，依照實(shí)施例I即可。圖7A、7B示出了實(shí)施例I和3中的平面型光波回路的應(yīng)力解析結(jié)果。圖7A是圖4A-4D所示的實(shí)施例I的固定方法的解析結(jié)果，圖7B是圖6A、6B所示的實(shí)施例3的固定方法的解析結(jié)果。平面型光波回路33是邊長(zhǎng)22. 5mm的正方形，固定用座架32a的固定部分的大小是22. 5mmx3. Omm,非固定部分與固定部分的段差h=0. 1mm。平面型光波回路53也是邊長(zhǎng)22. 5mm的正方形，固定用座架52a的固定部分的大小是5. Ommx3. Omm,非固定部分與固定部分的段差h=0. 1mm。兩者固定用座架都由柯伐合金(Kovar)制成，平面型光波回路在Imm厚的Si基底上沉積了 40um厚的石英玻璃層。圖7A、7B示出了使環(huán)境溫度從25度到85度變化時(shí)產(chǎn)生的至平面型光波回路的應(yīng)力變化。如圖7A的解析結(jié)果所示可知，通過(guò)把將平面型光波回路固定至固定用座架的部分限定在波導(dǎo)領(lǐng)域，應(yīng)力的影響不到達(dá)光干涉回路的領(lǐng)域。此外，參照?qǐng)D7B可知，通過(guò)限定波導(dǎo)領(lǐng)域并限定固定部分，使得應(yīng)力的影響會(huì)變小且局限于限定領(lǐng)域。由上所述，能夠抑制安裝平面型光波回路時(shí)、溫度變化時(shí)的光干涉回路的特性變化。(實(shí)施例4)在實(shí)施例1-3中，將平面型光波回路直接固定至固定用座架。一般而言，固定用座架由金屬構(gòu)成。由于平面型光波回路的基底大多使用Si基底等，所以兩者的熱膨脹系數(shù)不 同。因此，環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，由于各自膨脹或收縮的量不同，所以發(fā)生扭曲。實(shí)施例1-3在不易受扭曲影響的平面型光波回路的波導(dǎo)領(lǐng)域固定至固定用座架，而當(dāng)需要進(jìn)一步減少偏差時(shí)，如實(shí)施例4那樣，介由不同于固定用座架的材料所制成的中間固定用座架，來(lái)固定平面型光波回路與固定用座架。圖8A、8B示出了實(shí)施例4所涉及的平面型光波回路的固定方法。如圖8A所示，平面型光波回路73介由中間固定用座架72d，被固定至固定用座架72。中間固定用座架72d的熱膨脹系數(shù)，取相對(duì)于固定用座架72a的熱膨脹系統(tǒng)更接近平面型光波回路73的基底(例如，Si基底)的熱膨脹系數(shù)的值。此外，平面型光波回路73的基底的熱膨脹系數(shù)與固定用座架72a的熱膨脹系數(shù)的中間的值、或者與平面型光波回路73的基底的熱膨脹系數(shù)相同的值為優(yōu)選。若將中間固定用座架72d的熱膨脹系數(shù)的值設(shè)為中間的值，則固定用座架72a和平面型光波回路73產(chǎn)生的扭曲將分別變少。另一方面，若以防止平面型光波回路73的光干涉回路的特性劣化為優(yōu)先，則為了極力避免向光干涉回路側(cè)的扭曲，用具有與平面型光波回路73的基底相同的熱膨脹系數(shù)的材料來(lái)形成中間固定用座架72d。典型地，中間固定用座架72d與平面型光波回路73的基底用同樣的材料制作。由此，能夠防止由溫度變化引起的光軸偏差或安裝時(shí)的光干涉回路的特性劣化。如上所述，為了抑制平面型光波回路的波導(dǎo)領(lǐng)域的出射端面的反射，也可以如圖8B所示那樣將傾斜加工了出射端面的平面型光波回路83固定至中間固定用座架72d。平面型光波回路73、83的波導(dǎo)領(lǐng)域的出射端面與中間固定用座架72d的側(cè)面一致或者稍稍偏外側(cè)(在圖8A、8B中，平面型光波回路73、83從中間固定用座架72d的側(cè)面向右方偏離)為優(yōu)選。出射端面比中間固定用座架72d的側(cè)面偏內(nèi)側(cè)(在圖8A、8B中，平面型光波回路73、83從中間固定用座架72d的側(cè)面向左方偏離)，也能夠獲得同樣的效果。但是，在此情況下，由于固定用的粘合劑78a裹住出射端面的可能性變高，所以需要加厚平面型光波回路73、83的基底厚度，或者極力涂薄粘合劑78a使其不被擠出等，安裝變得困難。另一方面，若使平面型光波回路73、83的波導(dǎo)領(lǐng)域的出射端面相對(duì)于中間固定用座架72d的固定部分的側(cè)面、以粘合劑78a的厚度(5 20um)的1000倍以上的長(zhǎng)度向外側(cè)突出，則當(dāng)再次發(fā)生了由溫度變化引起平面型光波回路73、83的翹曲變化時(shí)，波導(dǎo)領(lǐng)域的出射端面的偏差對(duì)于光軸其大小無(wú)法忽視。因此，使出射端面相對(duì)于固定部分的側(cè)面向外側(cè)突出的長(zhǎng)度，為粘合后粘合劑78a的標(biāo)準(zhǔn)擠出量對(duì)應(yīng)的粘合劑78a的厚度的大于等于O倍小于1000倍即可。大于等于10倍小于500倍，尤其能夠不受翹曲的影響、能夠確實(shí)力圖防止粘合劑裹住出射端面。(實(shí)施例5)圖9A、9B示出了實(shí)施例5所涉及的平面型光波回路的固定方法。使實(shí)施例4所使用的中間固定用座架為透明材料，基于此，將平面型光波回路的波導(dǎo)領(lǐng)域的出射端面固定至中間固定用座架。如圖9A所示，在固定用座架92a的上表面通過(guò)粘合劑98b將中間固定用座架92d固定。將平面型光波回路93的波導(dǎo)領(lǐng)域的出射端面通過(guò)粘合劑98a直接固定 至中間固定用座架92d的側(cè)面。從平面型光波回路93出射的光透過(guò)中間固定用座架92d，率禹合于透鏡和受光兀件。根據(jù)此方法，安裝平面型光波回路時(shí)的應(yīng)力最少，能夠抑制平面型光波回路的特性劣化。另外，是由翹曲變化引起的光軸偏差也最少的構(gòu)成。透明材料為在平面型光波回路的使用光波長(zhǎng)附近沒(méi)有吸收等損失的材料，石英等為優(yōu)選。如上所述，為了抑制平面型光波回路的波導(dǎo)領(lǐng)域的出射端面的反射，還可以如圖9B所示那樣將傾斜加工了出射端面的平面型光波回路103固定至中間固定用座架92e。(實(shí)施例6)圖10A-10C示出了實(shí)施例6所涉及的平面型光波回路的固定方法。在實(shí)施例4所使用的中間固定用座架的一部分形成了使出射光透過(guò)的透明材料制成的窗。將平面型光波回路的波導(dǎo)領(lǐng)域的出射端面對(duì)應(yīng)于中間固定用座架的窗進(jìn)行固定。在固定用座架92a的上表面，通過(guò)粘合劑98b將中間固定用座架92f進(jìn)行固定。將平面型光波回路93的波導(dǎo)領(lǐng)域的出射端，通過(guò)粘合劑98a直接固定至中間固定用座架92f的側(cè)面。從平面型光波回路93出射的光，透過(guò)中間固定用座架92f的窗99，耦合于透鏡和受光元件。根據(jù)此方法，安裝平面型光波回路時(shí)的應(yīng)力最少，能夠抑制平面型光波回路的特性劣化。另外，是翹曲變化引起的光軸偏差也最少的構(gòu)成。透明材料為在平面型光波回路的使用光波長(zhǎng)附近沒(méi)有吸收等損失的材料，可使用石英等。另外，若能夠固定平面型光波回路93和中間固定用座架92f，則采用中空結(jié)構(gòu)的窗99也可，在中間固定用座架92f的一面切割出缺口的空間中使光信號(hào)得以通過(guò)也可。另外，實(shí)施例6在中間固定用座架的一部分形成了窗，也可以將中間固定用座架替換為固定用座架的固定部分，使用在固定用座架的固定部分形成的窗。(實(shí)施例7)根據(jù)光干涉回路的種類，有時(shí)干涉計(jì)內(nèi)需要移相器。一般而言，移相器通過(guò)在波導(dǎo)上部形成的加熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)。移相器的動(dòng)作為，通過(guò)對(duì)波導(dǎo)進(jìn)行局部加熱來(lái)誘發(fā)折射率變化，使透過(guò)波導(dǎo)的光的相位移動(dòng)。在將這樣的移相器配置到光干涉回路的情況下，需要使產(chǎn)生的熱量高效地發(fā)散到外部。原因是，如果產(chǎn)生的熱量不能發(fā)散到平面型光波回路外部，則平面型光波回路自身的溫度會(huì)上升過(guò)高，有超過(guò)耐熱溫度的危險(xiǎn)。圖11示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例7所涉及的集成型光接收機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造。平面型光波回路113、透鏡114以及受光元件115分別以固定用座架112a、112b以及112c作為支撐部件而被固定至基礎(chǔ)基底111。光纖116與平面型光波回路113介由光纖固定部件117連接。此外，在平面型光波回路113的光干涉回路的利用領(lǐng)域的底面的基底與固定用座架112a的非固定部分的上表面之間，配置熱傳導(dǎo)性高的膏狀物119。由此，平面型光波回路113上產(chǎn)生的熱量，介由熱傳導(dǎo)膏狀物119和固定用座架112a向集成型光接收機(jī)的封裝外部釋放。另外，熱傳導(dǎo)膏狀物119，其形狀易變，跟隨由環(huán)境溫度變化引起的平面型光波回路113的翹曲變化，其形狀發(fā)生變化。因此，能夠減小至平面型光波回路113的多余的應(yīng)力。雖然實(shí)施例6中使用了熱傳導(dǎo)膏狀物，但只要熱傳導(dǎo)性高并且能夠某種程度自由地改變本身的形狀的膏狀物、橡膠狀或凝膠狀的材料即可，不限于熱傳導(dǎo)膏狀物。另外，如本實(shí)施例那樣將熱傳導(dǎo)性高且某種程度能夠自由地改變其形狀的膏狀物、橡膠狀或凝膠狀的材料作為用來(lái)使平面型光波回路的熱量通過(guò)固定用座架發(fā)散到外部用的材料來(lái)使用的構(gòu)成，也可以適用于其他實(shí)施例的構(gòu)成。 (產(chǎn)業(yè)上利用的可能性)本實(shí)用新型能夠用于光傳輸系統(tǒng)的光通信裝置。尤其能夠用于接收位相調(diào)制光信號(hào)的集成型接收機(jī)。
權(quán)利要求1.一種平面型光波回路，具有形成于基底上的波導(dǎo)型的光功能回路，所述平面型光波回路的特征在于包括 波導(dǎo)領(lǐng)域，與形成了來(lái)自所述光功能回路的出射光得以出射的光波導(dǎo)的出射端面或至所述光功能回路的入射光得以入射的光波導(dǎo)的入射端面的一邊相接而僅形成了光波導(dǎo)， 僅在形成了所述波導(dǎo)領(lǐng)域的部分的所述基底的底面固定至保持所述平面型光波回路的固定用座架。
2.如權(quán)利要求I所述的平面型光波回路，其特征在于 進(jìn)行固定使得形成了所述出射端面的一邊與所述固定用座架的固定所述平面型光波回路的部分的一邊一致，或者使得形成了所述出射端面的一邊比所述固定用座架的固定所述平面型光波回路的部分的一邊向外側(cè)突出，突出長(zhǎng)度小于將所述平面型光波回路固定至所述固定用座架所用粘結(jié)劑的層厚的1000倍。
3.如權(quán)利要求I所述的平面型光波回路，其特征在于 所述平面型光波回路與所述固定用座架介由中間固定用座架進(jìn)行固定，所述中間固定用座架的熱膨脹系數(shù)與所述基底的熱膨脹系數(shù)相同，或者為比所述固定用座架的熱膨脹系數(shù)更接近所述基底的熱膨脹系數(shù)的值。
4.如權(quán)利要求3所述的平面型光波回路，其特征在于 進(jìn)行固定使得形成了所述出射端面的一邊與所述中間固定用座架的固定所述平面型光波回路的部分的一邊一致，或者使得形成了所述出射端面的一邊比所述中間固定用座架的固定所述平面型光波回路的部分的一邊向外側(cè)突出，突出長(zhǎng)度小于將所述平面型光波回路固定至所述中間固定用座架所用粘結(jié)劑的層厚的1000倍。
5.如權(quán)利要求I所述的平面型光波回路，其特征在于 所述平面型光波回路與所述固定用座架介由中間固定用座架進(jìn)行固定，所述中間固定用座架用與所述基底的材料相同的材料制作。
6.如權(quán)利要求5所述的平面型光波回路，其特征在于 進(jìn)行固定使得形成了所述出射端面的一邊與所述中間固定用座架的固定所述平面型光波回路的部分的一邊一致，或者使得形成了所述出射端面的一邊比所述中間固定用座架的固定所述平面型光波回路的部分的一邊向外側(cè)突出，突出長(zhǎng)度小于將所述平面型光波回路固定至所述中間固定用座架所用粘結(jié)劑的層厚的1000倍。
7.如權(quán)利要求I所述的平面型光波回路，其特征在于 在形成了所述波導(dǎo)領(lǐng)域部分以外的所述基底的底面，介由熱傳導(dǎo)性膏狀物與所述固定用座架進(jìn)行熱耦合。
8.一種平面型光波回路，具有形成于基底上的波導(dǎo)型的光功能回路，所述平面型光波回路的特征在于 來(lái)自所述光功能回路的出射光得以出射的光波導(dǎo)的出射端面或者至所述光功能回路的入射光得以入射的光波導(dǎo)的入射端面被固定至中間固定用座架， 該中間固定用座架是使所述出射光或入射光透過(guò)的材料的中間固定用座架，所述中間固定用座架被固定至固定用座架。
9.如權(quán)利要求8所述的平面型光波回路，其特征在于 在形成了所述波導(dǎo)領(lǐng)域部分以外的所述基底的底面，介由熱傳導(dǎo)性膏狀物與所述固定用座架進(jìn)行熱耦合。
10.一種平面型光波回路，具有形成于基底上的波導(dǎo)型的光功能回路，所述平面型光波回路的特征在于 來(lái)自所述光功能回路的出射光得以出射的光波導(dǎo)的出射端面或者至所述光功能回路的入射光得以入射的光波導(dǎo)的入射端面被固定至中間固定用座架， 在該中間固定用座架的一部分形成有由使所述出射光或入射光透過(guò)的材料制成窗或者使所述出射光或者入射光透過(guò)的缺口，所述中間固定用座架被固定至固定用座架。
11.如權(quán)利要求10所述的平面型光波回路，其特征在于 在形成了所述波導(dǎo)領(lǐng)域部分以外的所述基底的底面，介由熱傳導(dǎo)性膏狀物與所述固定用座架進(jìn)行熱耦合。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種平面型光波回路，具有形成于基底上的波導(dǎo)型的光功能回路，所述平面型光波回路的特征在于包括波導(dǎo)領(lǐng)域，與形成了來(lái)自所述光功能回路的出射光得以出射的光波導(dǎo)的出射端面或至所述光功能回路的入射光得以入射的光波導(dǎo)的入射端面的一邊相接而僅形成了光波導(dǎo)，僅在形成了所述波導(dǎo)領(lǐng)域的部分的所述基底的底面固定至保持所述平面型光波回路的固定用座架。本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供在集成型光接收機(jī)或光發(fā)送機(jī)中能夠同時(shí)抑制由溫度變化引發(fā)的光軸偏差和光功能回路的特性劣化的平面型光波回路。
文檔編號(hào)G02B6/12GK202693841SQ20122029978
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者那須悠介, 笠原亮一, 小川育生, 鈴木賢哉, 海老澤文博 申請(qǐng)人:日本電信電話株式會(huì)社, Ntt電子股份有限公司