光波导器件以及模块制造技术

本发明专利技术提供一种光波导器件以及模块，在波导型器件中适当地终止剩余光功率。根据本发明专利技术的一个实施例，波导型器件具备为了终止来自波导端部的光而填充有遮光材料的终端构造。通过去除包层和芯部来在光波导上形成槽，在该槽内填满使光强度衰减的材料(遮光材料)，由此能够形成该终端构造。由此，入射到终端构造的光通过遮光材料而衰减，能够抑制成为串扰成分而影响其它光学器件。通过这样的终端构造，不仅能够抑制在同一基板内集成的光学器件彼此的影响，还能够抑制对于与该基板直接连接的其它光学器件等的影响。

【技术实现步骤摘要】
光波导器件以及模块本申请是申请日为2010年11月26日、申请号为201080053387.7、专利技术创造名称为：“光波导器件以及模块”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及使用了基板上的波导的光学器件。更详细而言，涉及使与输入或输出光纤不连接的波导终止于基板内的任意位置而使在该波导中传输的光信号的强度衰减的技术。
技术介绍
由于各家庭中的宽带通信的爆发性普及，网络内容日益多样化。由此产生的通信流量的增加、通信服务的扩展使得对支承它们的通信网络的大容量化、高速化、高功能化的要求日益提高。近年来，光通信技术发挥了应对这些要求的重要作用。而且，在目前的光网络中，通过光-电、电-光转换的信号处理来连结两点之间的对地型通信系统是主流的系统。但是，今后重要的是：使之进一步发展为在包括接入(access)网的全部网络上不需要转换为电信号而直接以光信号对多个地点之间进行连接的网(mesh)型通信系统，以实现各用户的更多样的通信使用方式。作为在该光通信系统中起到重要作用的部件，可举出波导型器件。通过应用光的干涉原理来实现了光信号的分支耦合器、波长合分波器、梳状滤波器(interleavefilter)、光开关、可变光衰减器(VOA：VariableOpticalAttenuator)等各种功能。这些器件是波导型器件，因此电路设计具有灵活性，容易实现大规模化、高集成化。不仅如此，还能够使用LSI等半导体器件制造工艺，因此作为量产性优异的器件而备受期待。在使用了半导体、高分子材料的波导等各种器件的实应化过程中，特别是制作于硅基板上的石英类光波导具有低损失且稳定性和与光纤的接合性优异的特征，该石英类波导是实用化得到最大进展的波导型器件之一。对于使用这些波导型器件构成的光通信系统节点的方式之一，可举出使用了波分复用(WDM：WavelengthDivisionMultiplexing)信号的光分插复用(ROADM：ReconfigurableAdd/DropMultiplexing)。该方式具有在节点内与下层网络之间仅对任意的WDM信道信号进行授受之后向相邻的节点传送全部信号的功能，主要用作构成环形网络的方式。为了实现该功能所需的光学器件包括按波长使WDM信号合流、分支的波长合分波滤波器、用于进行信号路径的切换的光开关、用于调整信号光强度的VOA、光收发器以及光强度监视器等，特别是波长合分波滤波器、光开关、VOA等能够通过波导型器件来实现。近年来，能够将这些波导型器件集成到一个模块内而构成实现ROADM系统的主要功能的高功能光学器件，向实际网络系统的导入取得了极大的进展。图18是其一个例子，是波长合分波滤波器(1404、1406、1416)、光开关(1408-1～N)、VOA(1410-1～N)、光耦合器(1402、1412-1～N)以及监视用PD(PhotoDetector：光电探测器)(1414-1～N)集成为一个模块1400的电路的框图。根据图18的例子，从输入(In)向主(Main)路径输入的WDM信号首先通过分支用光耦合器1402进行分支。之后，一方通过下(Drop)路用波长分波(DEMUX)滤波器1404被分离为各个波长的信号而仅被检测出下层网络中所使用的波长的信号。另一方通过另一DEMUX滤波器1406也被分离为各个波长的信号之后，通过2×1光开关1408-1～N，所述2×1光控开关1408-1～N用于对来自下层网络的发送信号即上(Add)路信号和主路(主路径)信号中的任一方进行选择。在2×1光开关中，仅对与刚在下路(下路径)检测出的波长信号对应的波长选择来自上路(上路径)的信号。进一步，通过VOA1410-1～N对各波长的信号的信号水平进行调整，但对于各波长的信号的输出，通过分支用光耦合器1412-1～N以及在其前面连接的监视用PD1414-1～N对信号的一部分进行监视而进行反馈，控制VOA的衰减量。成为如下结构：水平(level)调整后的各波长的信号通过波长合波(MUX)滤波器1416变为WDM信号之后，从主路径的输出(out)进行输出。根据现有技术，这些各个光学器件在模块内通过光纤相连接，由此实现了向模块的安装，但今后为了实现进一步的小型化、大规模化、低功耗化，集成度的进一步提高成为重要的课题。作为应对这种要求提高集成度的技术而提出的技术之一存在多芯片集成技术。该技术通过不使用光纤而将各个波导型器件基板彼此直接连接，由此实现波导型器件本身的小型化以及模块内的安装面积的减小。例如，在图18的结构中，作为一个波导型器件基板1420而制作波长合分波滤波器1406、1416。同样地，作为一个波导型器件基板1430而制作光开关1408-1～N、VOA1410-1～N以及光耦合器1412-1～N。之后，在对这些基板进行连接时，不通过光纤而直接将基板彼此连接。另外，虽然监视用PD1414-1～N不是波导型器件，但在光耦合器1412-1～N的监视端口和波长合分波滤波器1420的端面或者光开关等的基板1430的端面的任一方，也能够不通过光纤而进行连接。通过该技术，能够缩短模块1400内使用的光纤的长度和/或减少用于对光纤与基板1420、1430进行连接的部件的数量，结果，模块内的安装面积减小，器件的集成度提高。此时，VOA承担以下功能：通过衰减动作来调整所通过的信号光的光级(lightlevel，光级度)，抑制各信道之间的级度偏差。图19A示出波导型器件的VOA的最基本的结构。该VOA1500是包括对光信号进行分支、合流的两个方向性耦合器1504和1508以及支路波导1506a、1506b的、在支路波导1506a、1506b上形成了薄膜加热器1512a、1512b的马赫-曾德尔干涉仪(MZI：MachZehnderInterferometer)型光器件。从端口1502a入射的光信号通过方向性耦合器1504分支，在支路波导1506a、1506b中分别进行传播，通过方向性耦合器1508而再次合流。此时，当从电极焊盘1516、1518对薄膜加热器1512a、1512b中的任一个供电时，在支路波导1506a、1506b之间会产生相位差，根据方向性耦合器1508的相位关系，从端口1510a或者1510b出射的光信号的强度发生变化。当相位差为0时，光信号100％从端口1510b出射，当相位差为π时，100％从端口1510a出射。利用该现象，通过模拟地(连续性)控制向薄膜加热器供给的电力来调整该相位差时，则能够作为VOA加以使用。图19B是沿图19A的XIXB-XIXB线的剖视图。光波导制作在硅基板1520上，由包层(clad)1522以及被该包层1522覆盖的矩形状的芯部1524构成，该包层1522由石英类玻璃形成。在支路波导两侧具有绝热槽1514，能够减少开关或者衰减所需的电力，其中，所述绝热槽1514是使用蚀刻技术沿波导去除包层而形成的。在此，根据MZI干涉原理，为了即使在光分支耦合器由于制作误差而耦合率产生了误差的情况下也得到足够的消光比或者光衰减量，通常将从端口1502a至端口1510b的路径或者从端口1502b至端口1510a的路径(交叉路径)作为主信号路径来加以使用。进一步，在考虑了功耗或者热光学效应的偏振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波导型器件，其特征在于，具备为了使来自波导端部的光终止而填充有遮光材料的终端构造，所述终端构造构成为来自所述波导端部的光相对于该终端构造倾斜入射，所述波导端部具有锥部，该锥部的波导宽度朝向终端变窄，所述终端构造包围所述波导端部而配置为与所述锥部接近或者接触，所述锥部的锥角为成为绝热跃迁的临界角以下。

【技术特征摘要】
2009.11.26 JP 2009-2688141.一种波导型器件，具备为了使来自波导端部的光终止而填充有遮光材料的终端构造，所述终端构造构成为来自所述波导端部的光相对于该终端构造倾斜入射，所述波导端部具有锥部，该锥部的波导宽度朝向终端变窄，所述终端构造包围所述波导端部而配置为与所述锥部接近或者接触，所述波导型器件特征在于，所述锥部的锥角为成为绝热跃迁的临界角以下。2.根据权利要求1所述的波导型器件，其特征在于，来自所述波导端部的光相对于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川贵规，柴崎智世，永野充，柳泽雅弘，照井博，井藤干隆，
申请(专利权)人：NTT电子股份有限公司，日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP