JP2010164596A

JP2010164596A - Optical functional integrated device

Info

Publication number: JP2010164596A
Application number: JP2009004231A
Authority: JP
Inventors: Morio Takahashi; 森生高橋
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2009-01-13
Filing date: 2009-01-13
Publication date: 2010-07-29
Also published as: WO2010082524A1

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce driving voltage of an optical functional integrated device. <P>SOLUTION: The optical functional integrated device includes: a cantilever 5 the one end of which is supported by a supporting side part 2; an optical waveguide 15 formed in the cantilever 5; and a heater 6 connected to the cantilever 5. The heater 6 is thermally expanded when an electric current is supplied. The cantilever 5 is so deformed by the thermal expansion of the heater 6 that the light quantity transmitting between an opposite side optical apparatus 3 which is disposed opposite to the other end of the cantilever 5 and the optical waveguide 15 varies. In such an optical function integrated device, the driving voltage necessary when the light quantity transmitting between the opposite side optical apparatus 3 and the optical waveguide 15 varies is reduced in comparison to other types of optical function integrated device in which the optical waveguide is deformed by electrostatic force. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光機能集積デバイスに関し、特に、同一の基板上に作製された光導波路を用いて光で信号処理を行う光機能集積デバイスに関する。 The present invention relates to an optical functional integrated device, and more particularly, to an optical functional integrated device that performs signal processing with light using an optical waveguide manufactured on the same substrate.

ブロードバンド時代を迎え、光ファイバーの効率的な活用に向け、複数の光波長の通信が可能なＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送システムの導入が進んでいる。最近では、数十の光波長を多重化し、さらに高速な伝送を可能にするＤＷＤＭ装置（高密度波長分割多重装置）の活用も拡がっている。これに伴い、各ＷＤＭ伝送システムには、光波長毎に対応した光源が必要となり、高多重化に伴いその必要数は飛躍的に増加している。更に最近では、任意波長を各ノードでＡｄｄ／ＤｒｏｐするＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅｏｐｔｉｃａｌａｄｄ／ｄｒｏｐｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒｓ）の商用化が進行している。本システムを導入すれば、波長多重による伝送容量の拡大に加え、波長を変えることによる光路切り換えが可能となり、光ネットワークの自由度が飛躍的に高まる。さらに、上記の波長多重通信システムでは、伝送容量の増大に伴ってチャンネル数が飛躍的に増大し、制御が複雑化しているという側面もある。数十個の光源を、各チャンネル毎に高度なレベルで個別制御し、なおかつ低価格化・小型化を実現するには、制御性の良い光素子を１チップに高密度に集積化することが必須となる。この要件を満たすデバイスを実現する方法として、ＰＬＣ（ＰｌａｎａｒＬｉｇｈｔｗａｖｅＣｉｒｃｕｉｔ）技術が注目され、これまで様々な素子が１チップに集積化されてきている。 In the era of broadband, introduction of a WDM (Wavelength Division Multiplexing) transmission system capable of communication of a plurality of optical wavelengths is progressing toward efficient use of optical fibers. Recently, the use of DWDM devices (dense wavelength division multiplexing devices) that multiplex several tens of optical wavelengths and enable higher-speed transmission is also expanding. Along with this, each WDM transmission system requires a light source corresponding to each optical wavelength, and the required number has increased dramatically with the increase in multiplexing. More recently, commercialization of ROADM (Reconfigurable optical add / drop multiplexers) for adding / dropping an arbitrary wavelength at each node is in progress. If this system is introduced, the optical capacity can be switched by changing the wavelength in addition to the expansion of the transmission capacity by wavelength multiplexing, and the degree of freedom of the optical network is dramatically increased. Furthermore, in the above wavelength multiplexing communication system, the number of channels is dramatically increased as the transmission capacity is increased, and the control is complicated. Dozens of light sources can be individually controlled at a high level for each channel, and in order to achieve cost reduction and downsizing, it is necessary to integrate highly controllable optical elements on a single chip at high density. Required. As a method for realizing a device that satisfies this requirement, PLC (Planar Lightwave Circuit) technology has been attracting attention, and various elements have been integrated on a single chip.

光ネットワークでは、波長可変レーザーや光合分波器、可変光減衰器、光スイッチ等を小型集積化することが望まれている。ガラスベースのＰＬＣデバイスは、一般的に、光機能の集積化に有利な面があるものの、一つ一つのデバイス要素のサイズがまだ大きく、多機能を１チップに集積することが困難である。中でも、可変光減衰器や光スイッチを集積化するには、マッハツェンダ干渉計を光導波路で形成することが通常であるが、このとき、強い光閉じ込め効果を持つ光導波路で作製したとしても２ｍｍ〜３ｍｍ程度の素子長が必要となり、さらなる小型化は困難である。 In an optical network, it is desired to integrate a tunable laser, an optical multiplexer / demultiplexer, a variable optical attenuator, an optical switch, and the like in a small size. Although glass-based PLC devices generally have an advantage in integrating optical functions, the size of each device element is still large, and it is difficult to integrate multiple functions on one chip. In particular, in order to integrate a variable optical attenuator and an optical switch, it is usual to form a Mach-Zehnder interferometer with an optical waveguide. An element length of about 3 mm is required, and further miniaturization is difficult.

特開平０３−６５０４号公報には、小型化が可能である光遮断機能付き光分岐素子が開示されている。その光遮断機能付き光分岐素子は、シリコン基板と、該基板上に配置された石英系ガラス材質の分岐光導波路と、該分岐光導波路途中に配置された光遮断スイッチとからなることを特徴としている。その光遮断スイッチは、可動導波路部を備え、その可動導波路が静電力により駆動されることにより、光信号を通過させ、または、遮断する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 03-6504 discloses an optical branching device with a light blocking function that can be miniaturized. The light branching device with a light blocking function is characterized by comprising a silicon substrate, a branched optical waveguide made of a silica glass material disposed on the substrate, and a light blocking switch disposed in the middle of the branched optical waveguide. Yes. The optical cutoff switch includes a movable waveguide section, and the movable waveguide is driven by an electrostatic force, thereby allowing an optical signal to pass or blocking.

特開平０３−６５０４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-6504

このような光遮断機能付き光分岐素子は、一般に高電圧（たとえば、５００Ｖ）が必要であるという問題点がある。
本発明の目的は、上述した課題である駆動電圧が大きいという問題点を解決する光機能集積デバイスを提供することにある。 Such an optical branching device with a light blocking function generally has a problem that a high voltage (for example, 500 V) is required.
An object of the present invention is to provide an optical functional integrated device that solves the above-described problem that the drive voltage is large.

本発明による光機能集積デバイスは、一端が支持側部に支持される片持ち梁と、その片持ち梁の内部に形成される光導波路と、その片持ち梁の他端に対向するように配置される対向側光学装置と、その片持ち梁に接合されるヒータとを備えている。そのヒータは、その片持ち梁が形成される材料の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する材料から形成されている。 An optical functional integrated device according to the present invention is arranged so that one end of the cantilever is supported on a support side, an optical waveguide formed inside the cantilever, and the other end of the cantilever And a heater joined to the cantilever. The heater is formed from a material having a coefficient of thermal expansion different from that of the material from which the cantilever is formed.

本発明による光機能集積デバイス製造方法は、内部に光導波路が形成され、一端が支持側部に支持される片持ち梁を作製するステップと、その片持ち梁の他端に対向するように配置される対向側光学装置を作製するステップと、その片持ち梁が形成される材料の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する材料から形成され、その片持ち梁に接合されるヒータを作製するステップとを備えている。 An optical functional integrated device manufacturing method according to the present invention includes a step of producing a cantilever having an optical waveguide formed therein and one end supported by a supporting side, and disposed so as to face the other end of the cantilever. And a step of manufacturing a heater formed of a material having a thermal expansion coefficient different from that of the material from which the cantilever is formed and bonded to the cantilever And.

本発明による光機能集積デバイスは、静電気力により光導波路を変形する他の光機能集積デバイスに比較して、対向側光学装置とその光導波路との間を伝わる光の量が変更するときに必要な駆動電圧を低減することができる。 The optical functional integrated device according to the present invention is necessary when the amount of light transmitted between the opposing optical device and the optical waveguide is changed as compared with other optical functional integrated devices that deform the optical waveguide by electrostatic force. The driving voltage can be reduced.

図１は、本発明による光機能集積デバイスの実施の形態を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an optical functional integrated device according to the present invention. 図２は、光機能集積デバイスの製造途中の状態を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a state during the manufacture of the optical functional integrated device. 図３は、光機能集積デバイスの製造途中の他の状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing another state during the manufacturing of the optical functional integrated device. 図４は、光機能集積デバイスの製造途中のさらに他の状態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing still another state during the manufacture of the optical functional integrated device. 図５は、光機能集積デバイスの製造途中のさらに他の状態を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing still another state during the manufacture of the optical functional integrated device. 図６は、本発明による光機能集積デバイスの実施の他の形態を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the optical function integrated device according to the present invention. 図７は、本発明による光機能集積デバイスの実施のさらに他の形態を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing still another embodiment of the optical functional integrated device according to the present invention. 図８は、本発明による光機能集積デバイスの実施のさらに他の形態を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing still another embodiment of the optical function integrated device according to the present invention.

図面を参照して、本発明による光機能集積デバイスの実施の形態を記載する。その光機能集積デバイス１０は、図１に示されているように、シリコン基板１と支持側部２と対向側部３と片持ち梁５と細線ヒータ６とを備えている。シリコン基板１は、単結晶シリコンから形成され、板状に形成されている。支持側部２と対向側部３とは、ガラスから形成され、シリコン基板１の表面に固定されている。片持ち梁５は、ガラスから形成され、棒状に形成されている。片持ち梁５は、その棒の一端が支持側部２に一体に接合され、その棒の他端の端面７が対向側部３の一部に対向するように、形成されている。片持ち梁５は、さらに、支持側部２に接合されている一端とシリコン基板１との距離よりその一端の反対側の他端とシリコン基板１との距離が大きくなるように、反っている。 Embodiments of an optical functional integrated device according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the optical function integrated device 10 includes a silicon substrate 1, a supporting side portion 2, a facing side portion 3, a cantilever 5, and a thin wire heater 6. The silicon substrate 1 is made of single crystal silicon and has a plate shape. The support side portion 2 and the opposite side portion 3 are made of glass and are fixed to the surface of the silicon substrate 1. The cantilever beam 5 is made of glass and has a rod shape. The cantilever 5 is formed such that one end of the rod is integrally joined to the support side portion 2 and the end surface 7 of the other end of the rod is opposed to a part of the opposite side portion 3. The cantilever 5 is further warped so that the distance between the other end opposite to the one end and the silicon substrate 1 is larger than the distance between the one end joined to the support side portion 2 and the silicon substrate 1. .

細線ヒータ６は、ガラスの熱膨張率より大きい熱膨張率を有する導体から形成されている。その導体としては、アルミＡｌ、クロムＣｒ、ニッケルＮｉ、チタンＴｉ、タングステンＷ、金Ａｕ、白金Ｐｔに例示される単体金属、このような金属の組合わせ、ＴｉＮやＴｉＷに例示される導電性薄膜が例示される。細線ヒータ６は、片持ち梁５のシリコン基板１に対向する面の反対側の面１１の概ね全体に接合されている。すなわち、細線ヒータ６は、片持ち梁５の支持側部２に接合されている一端から反対側の他端までにわたって面１１に接合されている。細線ヒータ６は、電流が印加されることにより発熱し、熱膨張する。片持ち梁５は、細線ヒータ６が膨張したときに、いわゆるバイメタル効果により、端面７がシリコン基板１に近づくように変形する。シリコン基板１は、さらに、片持ち梁５が変形しても片持ち梁５に接触しないように、片持ち梁５が配置されている領域にくぼみ８が形成されている。 The thin wire heater 6 is formed of a conductor having a thermal expansion coefficient larger than that of glass. As the conductor, aluminum, Al, chromium Cr, nickel Ni, titanium Ti, tungsten W, gold Au, platinum Pt, single metals, combinations of such metals, conductive thin films exemplified by TiN and TiW Is exemplified. The thin wire heater 6 is joined to substantially the entire surface 11 opposite to the surface of the cantilever 5 facing the silicon substrate 1. That is, the thin wire heater 6 is joined to the surface 11 from one end joined to the support side portion 2 of the cantilever 5 to the other end on the opposite side. The thin wire heater 6 generates heat and expands when an electric current is applied. When the thin wire heater 6 expands, the cantilever 5 is deformed so that the end face 7 approaches the silicon substrate 1 due to a so-called bimetal effect. The silicon substrate 1 is further provided with a recess 8 in a region where the cantilever 5 is arranged so that the cantilever 5 does not come into contact with the cantilever 5 even if the cantilever 5 is deformed.

支持側部２は、内部に光導波路１４が形成されている。すなわち、支持側部２は、光導波路クラッドと光導波路コアとから形成されている。その光導波路クラッドは、その光導波路コアの屈折率より小さい屈折率を有する材料から形成されている。その光導波路クラッドは、支持側部２の全体の外形を形成している。その光導波路コアは、その光導波路クラッドの内部に形成され、光導波路１４を形成している。 The support side portion 2 has an optical waveguide 14 formed therein. That is, the support side part 2 is formed from the optical waveguide clad and the optical waveguide core. The optical waveguide cladding is made of a material having a refractive index smaller than that of the optical waveguide core. The optical waveguide cladding forms the entire outer shape of the support side 2. The optical waveguide core is formed inside the optical waveguide clad to form the optical waveguide 14.

対向側部３は、内部に光導波路１６が形成されている。すなわち、対向側部３は、光導波路クラッドと光導波路コアとから形成されている。その光導波路クラッドは、その光導波路コアの屈折率より小さい屈折率を有する材料から形成されている。その光導波路クラッドは、対向側部３の全体の外形を形成している。その光導波路コアは、その光導波路クラッドの内部に形成され、光導波路１６を形成している。 The opposing side portion 3 has an optical waveguide 16 formed therein. That is, the opposing side portion 3 is formed of an optical waveguide clad and an optical waveguide core. The optical waveguide cladding is made of a material having a refractive index smaller than that of the optical waveguide core. The optical waveguide cladding forms the entire outer shape of the opposing side portion 3. The optical waveguide core is formed inside the optical waveguide clad to form the optical waveguide 16.

片持ち梁５は、内部に光導波路１５が形成されている。すなわち、片持ち梁５は、光導波路クラッドと光導波路コアとから形成されている。その光導波路クラッドは、その光導波路コアの屈折率より小さい屈折率を有する材料から形成されている。その光導波路クラッドは、片持ち梁５の全体の外形を形成している。その光導波路コアは、その光導波路クラッドの内部に形成され、光導波路１５を形成している。 The cantilever 5 has an optical waveguide 15 formed therein. That is, the cantilever beam 5 is formed of an optical waveguide cladding and an optical waveguide core. The optical waveguide cladding is made of a material having a refractive index smaller than that of the optical waveguide core. The optical waveguide cladding forms the entire outer shape of the cantilever beam 5. The optical waveguide core is formed inside the optical waveguide clad to form the optical waveguide 15.

光導波路１４は、一端が光機能集積デバイス１０に搭載される他の光学装置（図示されていない）に接続され、他端が光導波路１５に接続されている。光導波路１５は、一端が光導波路１４に接続され、他端が片持ち梁５の端面７から露出している。光導波路１６は、一端が光機能集積デバイス１０に搭載されるさらに他の光学装置（図示されていない）に接続され、他端が対向側部３の片持ち梁５に対向する面から露出している。 One end of the optical waveguide 14 is connected to another optical device (not shown) mounted on the optical functional integrated device 10, and the other end is connected to the optical waveguide 15. One end of the optical waveguide 15 is connected to the optical waveguide 14, and the other end is exposed from the end surface 7 of the cantilever 5. One end of the optical waveguide 16 is connected to still another optical device (not shown) mounted on the optical functional integrated device 10, and the other end is exposed from the surface facing the cantilever 5 on the opposite side portion 3. ing.

光機能集積デバイス１０は、さらに、制御回路１９を備えている。制御回路１９は、光機能集積デバイス１０と別個に形成され、図示されていない電線を介して、細線ヒータ６に電気的に接続されている。制御回路１９は、その電線を介して細線ヒータ６に電流を印加する。なお、制御回路１９は、シリコン基板１に形成されることもできる。 The optical function integrated device 10 further includes a control circuit 19. The control circuit 19 is formed separately from the optical functional integrated device 10 and is electrically connected to the thin wire heater 6 via an electric wire (not shown). The control circuit 19 applies a current to the thin wire heater 6 through the electric wire. The control circuit 19 can also be formed on the silicon substrate 1.

図２〜図５は、光機能集積デバイス１０の製造方法を示している。その製造方法では、まず、図２に示されているように、シリコン基板２１の表面にガラス光導波路層２２が成膜される。シリコン基板２１は、単結晶シリコンから形成され、円盤状のウェハに形成されている。ガラス光導波路層２２は、ガラス光導波路層２２の外形を形成する光導波路クラッドの内部に光導波路コア２３が形成されている。光導波路コア２３は、直線状に形成されている。ガラス光導波路層２２は、シリコン基板２１に接合されている面の反対側の面に細線ヒータ２４が接合される。細線ヒータ２４は、長方形状に形成され、光導波路コア２３が沿う直線にその長方形の長い方の辺が平行になるように、かつ、ガラス光導波路層２２のうちの光導波路コア２３が配置された領域を覆うように、配置される。 2 to 5 show a method for manufacturing the optical functional integrated device 10. In the manufacturing method, first, a glass optical waveguide layer 22 is formed on the surface of the silicon substrate 21 as shown in FIG. The silicon substrate 21 is made of single crystal silicon and is formed on a disk-shaped wafer. In the glass optical waveguide layer 22, an optical waveguide core 23 is formed inside an optical waveguide clad that forms the outer shape of the glass optical waveguide layer 22. The optical waveguide core 23 is formed in a straight line. The glass optical waveguide layer 22 has a thin wire heater 24 bonded to the surface opposite to the surface bonded to the silicon substrate 21. The thin wire heater 24 is formed in a rectangular shape, and the optical waveguide core 23 of the glass optical waveguide layer 22 is arranged so that the longer side of the rectangle is parallel to a straight line along the optical waveguide core 23. It is arranged so as to cover the area.

ガラス光導波路層２２は、次いで、図３に示されているように、ガラス光導波路層２２が支持側部２と対向側部３と片持ち梁５とに形成されるように、部分的にレジスト２５が成膜される。ガラス光導波路層２２は、次いで、ＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）により、レジスト２５に被覆されていない部分がエッチングされる。ガラス光導波路層２２は、このようなエッチングにより、図４に示されているように、支持側部分３２と対向側部分３３と片持ち梁部分３５とに形成される。さらに、光導波路コア２３は、このようなエッチングにより、光導波路３６と光導波路３７と光導波路３８とに形成される。光導波路３６は、支持側部分３２の内部に形成される。光導波路３７は、片持ち梁部分３５の内部に形成される。光導波路３８は、対向側部分３３の内部に形成される。 The glass optical waveguide layer 22 is then partially so that the glass optical waveguide layer 22 is formed on the support side 2, the opposite side 3 and the cantilever 5 as shown in FIG. A resist 25 is formed. Next, the glass optical waveguide layer 22 is etched at a portion not covered with the resist 25 by RIE (Reactive Ion Etching). As shown in FIG. 4, the glass optical waveguide layer 22 is formed in the supporting side portion 32, the opposing side portion 33, and the cantilever portion 35 by such etching. Furthermore, the optical waveguide core 23 is formed in the optical waveguide 36, the optical waveguide 37, and the optical waveguide 38 by such etching. The optical waveguide 36 is formed inside the support side portion 32. The optical waveguide 37 is formed inside the cantilever portion 35. The optical waveguide 38 is formed inside the facing portion 33.

シリコン基板２１は、支持側部分３２と対向側部分３３と片持ち梁部分３５とが形成され、レジスト２５が除去された後に、シリコンの等方性選択エッチングされる。シリコン基板２１は、等方性選択エッチングされることにより、図５に示されているように、くぼみ２８が形成されたシリコン基板３９に形成される。このとき、片持ち梁部分３５は、シリコン基板３９から分離して、片持ち梁構造に形成される。片持ち梁部分３５は、さらに、ガラスの熱膨張係数が細線ヒータ２４の熱膨張係数よりも小さいために、細線ヒータ２４の成膜時の残留応力の影響によりシリコン基板３９から離れる方向に反る。 The silicon substrate 21 is formed with a support side portion 32, an opposite side portion 33, and a cantilever portion 35, and after the resist 25 is removed, isotropic selective etching of silicon is performed. As shown in FIG. 5, the silicon substrate 21 is formed on the silicon substrate 39 on which the recesses 28 are formed by isotropic selective etching. At this time, the cantilever portion 35 is separated from the silicon substrate 39 and formed into a cantilever structure. Further, since the thermal expansion coefficient of glass is smaller than the thermal expansion coefficient of the thin wire heater 24, the cantilever portion 35 warps in a direction away from the silicon substrate 39 due to the influence of the residual stress when the thin wire heater 24 is formed. .

次いで、細線ヒータ２４は、様々な電流値の電流が印加され、光導波路３７と光導波路３８との間を伝わる光の量が測定される。その測定結果に基づいて、光導波路３７と光導波路３８との間を伝わる光の量が最大になるように片持ち梁部分３５が変形するときに、細線ヒータ２４に印加される電流の電流値が算出され、細線ヒータ２４に電流が印加されないときに光導波路３７と光導波路３８の間を光が伝わらないことが確認される。 Next, various current values are applied to the thin wire heater 24, and the amount of light transmitted between the optical waveguide 37 and the optical waveguide 38 is measured. Based on the measurement results, the current value of the current applied to the thin wire heater 24 when the cantilever portion 35 is deformed so that the amount of light transmitted between the optical waveguide 37 and the optical waveguide 38 is maximized. And it is confirmed that no light is transmitted between the optical waveguide 37 and the optical waveguide 38 when no current is applied to the thin wire heater 24.

制御回路１９は、光導波路１５と光導波路１６との間を光が伝わるように、または、その間を光が伝わらないように、細線ヒータ６に電流を印加する。すなわち、制御回路１９は、その求められた所定の電流値の電流を細線ヒータ６に印加し、または、細線ヒータ６に電流を印加しない。細線ヒータ６は、制御回路１９により所定の電流が印加されたときに、その印加された電流の電流値に対応する発熱量だけ発熱し、その発熱量に対応する膨張量だけ膨張する。片持ち梁５は、その膨張量に対応する変位量だけ変形し、このとき、光導波路１５と光導波路１６との間を伝わる光の量が最大になるように変形する。片持ち梁５は、細線ヒータ６に電流が印加されないときに、図１に示されているような初期的な形状に変形し、このとき、光導波路１５と光導波路１６との間を光が伝わらなくなるように変形する。すなわち、光機能集積デバイス１０は、いわゆる光スイッチとして、動作する。 The control circuit 19 applies a current to the thin wire heater 6 so that light is transmitted between the optical waveguide 15 and the optical waveguide 16 or so that light is not transmitted therebetween. That is, the control circuit 19 applies a current having the determined predetermined current value to the thin wire heater 6 or does not apply a current to the thin wire heater 6. When a predetermined current is applied by the control circuit 19, the thin wire heater 6 generates heat by an amount of heat corresponding to the current value of the applied current, and expands by an expansion amount corresponding to the amount of generated heat. The cantilever beam 5 is deformed by a displacement amount corresponding to the expansion amount, and at this time, the cantilever beam 5 is deformed so that the amount of light transmitted between the optical waveguide 15 and the optical waveguide 16 is maximized. The cantilever 5 is deformed into an initial shape as shown in FIG. 1 when no current is applied to the thin wire heater 6. At this time, light is transmitted between the optical waveguide 15 and the optical waveguide 16. Deforms so that it cannot be transmitted. That is, the optical function integrated device 10 operates as a so-called optical switch.

なお、光機能集積デバイス１０は、可変光減衰器として動作させることもできる。このとき、細線ヒータ６は、様々な電流値の電流が印加され、光導波路１５と光導波路１６との間を伝わる光の量が測定される。その測定結果に基づいて、光導波路１５と光導波路１６との間を光が伝わるときの減衰率と細線ヒータ６に印加される電流の電流値とが対応付けられる。制御回路１９は、その対応付けに基づいて、所望の減衰率に対応する電流値の電流を細線ヒータ６に印加することにより、光導波路１５と光導波路１６との間をその所望の減衰率で光が伝わるようにすることができる。 The optical function integrated device 10 can be operated as a variable optical attenuator. At this time, various current values are applied to the thin wire heater 6 and the amount of light transmitted between the optical waveguide 15 and the optical waveguide 16 is measured. Based on the measurement result, the attenuation rate when light is transmitted between the optical waveguide 15 and the optical waveguide 16 is associated with the current value of the current applied to the thin wire heater 6. Based on the correspondence, the control circuit 19 applies a current having a current value corresponding to a desired attenuation rate to the thin wire heater 6 so that the desired attenuation rate is provided between the optical waveguide 15 and the optical waveguide 16. Light can be transmitted.

このような光機能集積デバイス１０は、細線ヒータ２４の抵抗値を適切な値に設計することで、静電力を用いて光導波路が形成された片持ち梁を変形する他の光機能集積デバイスに比較して、光スイッチとして動作するときに３Ｖ〜５Ｖに例示される比較的低い電圧を細線ヒータ６に印加することにより、片持ち梁５を変形させることができる。光機能集積デバイス１０は、さらに、片持ち梁５が断熱形状であることから、熱の利用効率がよい。このため、光機能集積デバイス１０は、消費電力が小さいという特徴もある。 Such an optical functional integrated device 10 is designed to be another optical functional integrated device that deforms a cantilever having an optical waveguide formed by using an electrostatic force by designing the resistance value of the thin wire heater 24 to an appropriate value. In comparison, the cantilever 5 can be deformed by applying a relatively low voltage exemplified by 3 V to 5 V to the thin wire heater 6 when operating as an optical switch. The optical functional integrated device 10 further has high heat utilization efficiency because the cantilever 5 has a heat insulating shape. For this reason, the optical function integrated device 10 also has a feature of low power consumption.

片持ち梁５は、光機能集積デバイス１０の素子サイズの小型化の点で、短いことが好ましい。このような光機能集積デバイス１０は、たとえば、片持ち梁５の長さが２００μｍ程度でも、可変光減衰器および光スイッチとして十分に機能し、駆動電圧を十分に低減することができる。すなわち、片持ち梁５は、シリコン基板１のうちの従来素子の１／１０以下の長さで、幅がガラスエッチング領域を含めて５０μｍ程度の領域に形成することができる。このため、このような光機能集積デバイス１０は、小型な光デバイスの作製および高集積化に適している。また、このような光機能集積デバイス１０は、特性上も、物理的に光結合をずらして光強度減衰を行うため、非常に高い消光比を簡単に実現することができる。 The cantilever 5 is preferably short in view of reducing the element size of the optical functional integrated device 10. For example, such an optical functional integrated device 10 can sufficiently function as a variable optical attenuator and an optical switch even when the length of the cantilever 5 is about 200 μm, and can sufficiently reduce the drive voltage. That is, the cantilever 5 can be formed in an area of about 1/10 or less of the conventional element of the silicon substrate 1 and a width of about 50 μm including the glass etching area. Therefore, such an optical functional integrated device 10 is suitable for manufacturing a small optical device and for high integration. Further, such an optical functional integrated device 10 can easily realize a very high extinction ratio because the optical intensity is attenuated by physically shifting the optical coupling in terms of characteristics.

このような光機能集積デバイス１０は、さらに、細線ヒータ６に電流が印加されていない初期状態で、光導波路１５と光導波路１６との光軸が一致している必要がなく、より容易に作成されることができる。 Such an optical functional integrated device 10 is more easily produced because the optical axes of the optical waveguide 15 and the optical waveguide 16 do not need to coincide with each other in an initial state where no current is applied to the thin wire heater 6. Can be done.

なお、細線ヒータ６は、片持ち梁５の面１１の一部分に形成される他の細線ヒータに置換されることもできる。このような光機能集積デバイスも、既述の実施の形態における光機能集積デバイス１０と同様にして、駆動電圧を低減することができる。光機能集積デバイス１０は、さらに、このような光機能集積デバイスに比較して、細線ヒータ６が一様に膨張して変形応力が片持ち梁５の全体に分散するために、片持ち梁５が繰り返し変形することによる破壊を防止することができる。 Note that the thin wire heater 6 can be replaced with another thin wire heater formed on a part of the surface 11 of the cantilever 5. Such an optical functional integrated device can also reduce the drive voltage in the same manner as the optical functional integrated device 10 in the above-described embodiment. The optical functional integrated device 10 further has a cantilever 5 because the thin wire heater 6 uniformly expands and the deformation stress is dispersed throughout the cantilever 5 compared to such an optical functional integrated device. Can be prevented from being repeatedly deformed.

細線ヒータ６の膨張量は、発熱量・電流に対応し、片持ち梁５は、中間状態を実現しやすい。このため、光機能集積デバイス１０は、静電力を用いて光導波路が形成された片持ち梁を変形する他の光機能集積デバイスに比較して、光導波路１５と光導波路１６とが最大光結合するように片持ち梁５をより確実に変形させることができる。光機能集積デバイス１０は、さらに、光導波路１５と光導波路１６とを伝わる光の減衰率をより正確に調整することができる。すなわち、光機能集積デバイス１０は、特に、可変光減衰器として利用することに適している。 The expansion amount of the thin wire heater 6 corresponds to the heat generation amount / current, and the cantilever beam 5 is easy to realize an intermediate state. Therefore, in the optical functional integrated device 10, the optical waveguide 15 and the optical waveguide 16 are maximally optically coupled as compared with other optical functional integrated devices that deform the cantilever in which the optical waveguide is formed using electrostatic force. Thus, the cantilever beam 5 can be deformed more reliably. The optical functional integrated device 10 can further adjust the attenuation rate of light transmitted through the optical waveguide 15 and the optical waveguide 16 more accurately. That is, the optical function integrated device 10 is particularly suitable for use as a variable optical attenuator.

なお、光導波路１５の光導波路１６に対向する端面は、光導波路１５が沿う直線に対して垂直でない面、いわゆる斜め端面に形成されることもできる。このとき、光機能集積デバイス１０は、光導波路１４から光導波路１５に伝わる光が、光導波路１５の光導波路１６に対向する端面を反射して光導波路１４に伝わることを低減する端面反射防止効果を奏する。さらに、光導波路１６の光導波路１５に対向する端面は、光導波路１６が沿う直線に対して垂直でない面、いわゆる斜め端面に形成されることもできる。このとき、光機能集積デバイス１０は、光導波路１６を伝わる光が、光導波路１６の光導波路１５に対向する端面を反射することを低減する端面反射防止効果を奏する。 Note that the end surface of the optical waveguide 15 facing the optical waveguide 16 may be formed as a surface that is not perpendicular to the straight line along which the optical waveguide 15 extends, that is, a so-called oblique end surface. At this time, the optical functional integrated device 10 reduces the end-surface antireflection effect of reducing the light transmitted from the optical waveguide 14 to the optical waveguide 15 by reflecting the end surface of the optical waveguide 15 facing the optical waveguide 16 and transmitting to the optical waveguide 14. Play. Furthermore, the end surface of the optical waveguide 16 that faces the optical waveguide 15 can be formed as a surface that is not perpendicular to the straight line along which the optical waveguide 16 extends, that is, a so-called oblique end surface. At this time, the optical functional integrated device 10 has an end surface antireflection effect that reduces light transmitted through the optical waveguide 16 from reflecting the end surface of the optical waveguide 16 facing the optical waveguide 15.

なお、片持ち梁５が配置される空間には、マッチングオイルが充填されることもできる。このような光機能集積デバイスは、光導波路１４から光導波路１５に伝わる光が、光導波路１５の光導波路１６に対向する端面を反射すること低減する端面反射防止効果を奏する。このような光機能集積デバイスは、さらに、そのマッチングオイルの粘性により片持ち梁５が意図しない変位を抑えることができるため、外部から振動を与えられた場合の悪影響を低減することができる。 In addition, the space where the cantilever 5 is arranged can be filled with matching oil. Such an optical functional integrated device has an end surface antireflection effect that reduces light transmitted from the optical waveguide 14 to the optical waveguide 15 by reflecting the end surface of the optical waveguide 15 facing the optical waveguide 16. Such an optical function integrated device can further suppress the unintended displacement of the cantilever beam 5 due to the viscosity of the matching oil, and therefore can reduce adverse effects when vibration is applied from the outside.

なお、光機能集積デバイス１０は、光導波路１６の光導波路１５に対向する端面にスポットサイズコンバータをさらに備えることもできる。そのスポットサイズコンバータは、光導波路１６の端面部分で、光のフィールドが広がるように、光のスポットサイズを変換する。このようなスポットサイズコンバータとしては、先細り型あるいは先広がり型、セグメント型などが例示される。このようなスポットサイズコンバータによれば、光導波路１５と光導波路１６との最大光結合時に光の損失を少なくすることができる。 The optical functional integrated device 10 may further include a spot size converter on the end face of the optical waveguide 16 facing the optical waveguide 15. The spot size converter converts the spot size of the light so that the light field spreads at the end face portion of the optical waveguide 16. Examples of such spot size converters include a taper type, a taper type, and a segment type. According to such a spot size converter, it is possible to reduce light loss at the time of maximum optical coupling between the optical waveguide 15 and the optical waveguide 16.

図６は、本発明による光機能集積デバイスの実施の他の形態を示している。その光機能集積デバイス４０は、既述の実施の形態における光機能集積デバイス１０と概ね同様に形成され、すなわち、シリコン基板４１と支持側部４２と対向側部４３と片持ち梁４５と細線ヒータ４６とを備えている。シリコン基板４１は、単結晶シリコンから形成され、板状に形成されている。支持側部４２と対向側部４３とは、ガラスから形成され、シリコン基板４１の表面に固定されている。片持ち梁４５は、ガラスから形成され、棒状に形成されている。片持ち梁４５は、その棒の一端が支持側部４２に一体に接合され、その棒の他端の端面４７が対向側部４３の一部に対向するように、形成されている。片持ち梁４５は、さらに、支持側部４２に接合されている一端とシリコン基板４１との距離よりその一端の反対側の他端とシリコン基板４１との距離が大きくなるように、反っている。 FIG. 6 shows another embodiment of the optical function integrated device according to the present invention. The optical functional integrated device 40 is formed in substantially the same manner as the optical functional integrated device 10 in the above-described embodiment, that is, the silicon substrate 41, the supporting side portion 42, the opposing side portion 43, the cantilever 45, and the thin wire heater. 46. The silicon substrate 41 is made of single crystal silicon and has a plate shape. The support side portion 42 and the opposite side portion 43 are made of glass and are fixed to the surface of the silicon substrate 41. The cantilever beam 45 is made of glass and has a rod shape. The cantilever 45 is formed such that one end of the rod is integrally joined to the support side portion 42, and the end surface 47 at the other end of the rod is opposed to a part of the opposing side portion 43. The cantilever 45 is further warped so that the distance between the other end opposite to the one end and the silicon substrate 41 is larger than the distance between the one end joined to the support side portion 42 and the silicon substrate 41. .

細線ヒータ４６は、ガラスの熱膨張率より大きい熱膨張率を有する導体から形成されている。細線ヒータ４６は、片持ち梁４５のシリコン基板４１に対向する面の反対側の面５１の概ね全体に接合されている。すなわち、細線ヒータ４６は、片持ち梁４５の支持側部４２に接合されている一端から反対側の他端までにわたって面５１に接合されている。細線ヒータ４６は、電流が印加されることにより発熱し、熱膨張する。片持ち梁４５は、細線ヒータ４６が膨張したときに、いわゆるバイメタル効果により、端面４７がシリコン基板４１に近づくように変形する。 The thin wire heater 46 is formed of a conductor having a thermal expansion coefficient larger than that of glass. The thin wire heater 46 is joined to substantially the entire surface 51 opposite to the surface of the cantilever 45 facing the silicon substrate 41. That is, the thin wire heater 46 is joined to the surface 51 from one end joined to the support side portion 42 of the cantilever 45 to the other end on the opposite side. The thin wire heater 46 generates heat and expands when an electric current is applied. When the thin wire heater 46 expands, the cantilever beam 45 is deformed so that the end surface 47 approaches the silicon substrate 41 due to a so-called bimetal effect.

支持側部４２は、内部に光導波路５４が形成されている。対向側部４３は、内部に光導波路５６が形成されている。片持ち梁４５は、内部に光導波路５５が形成されている。光導波路５４は、一端が光機能集積デバイス４０に搭載される他の光学装置（図示されていない）に接続され、他端が光導波路５５に接続されている。光導波路５５は、一端が光導波路５４に接続され、他端が片持ち梁４５の端面４７から露出している。光導波路５６は、一端が光機能集積デバイス４０に搭載されるさらに他の光学装置（図示されていない）に接続され、他端が対向側部４３の片持ち梁４５に対向する面から露出している。このとき、光導波路５５と光導波路５６との間を伝わる光の量は、既述の実施の形態における光導波路３７と光導波路３８との間を伝わる光の量と同様にして、片持ち梁４５が変形することにより変化する。 The support side portion 42 has an optical waveguide 54 formed therein. The opposing side portion 43 has an optical waveguide 56 formed therein. The cantilever 45 has an optical waveguide 55 formed therein. One end of the optical waveguide 54 is connected to another optical device (not shown) mounted on the optical functional integrated device 40, and the other end is connected to the optical waveguide 55. One end of the optical waveguide 55 is connected to the optical waveguide 54, and the other end is exposed from the end face 47 of the cantilever 45. One end of the optical waveguide 56 is connected to another optical device (not shown) mounted on the optical functional integrated device 40, and the other end is exposed from the surface facing the cantilever 45 of the opposing side portion 43. ing. At this time, the amount of light transmitted between the optical waveguide 55 and the optical waveguide 56 is cantilevered in the same manner as the amount of light transmitted between the optical waveguide 37 and the optical waveguide 38 in the above-described embodiment. 45 changes due to deformation.

シリコン基板４１は、さらに、片持ち梁４５が配置されている領域にくぼみ４８が形成され、くぼみ４８に台座４９が形成されている。台座４９は、片持ち梁４５が台座４９に接触したときに、光導波路５５と光導波路５６との間を伝わる光の量が最大になるように、形成されている。 The silicon substrate 41 further has a recess 48 formed in a region where the cantilever 45 is disposed, and a pedestal 49 is formed in the recess 48. The pedestal 49 is formed so that the amount of light transmitted between the optical waveguide 55 and the optical waveguide 56 is maximized when the cantilever 45 comes into contact with the pedestal 49.

このような光機能集積デバイス４０の製造では、シリコン基板とガラス光導波路層の間に極薄い犠牲層があらかじめ形成されている基板が形成される。その犠牲層は、ガラス光導波路およびシリコン基板に対して選択的にエッチングされる材料、高融点金属膜から形成されている。その材料としては、ＰＳＧ（ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅｇｌａｓｓ）が例示される。その高融点金属としては、ＷＳｉが例示される。そのガラス光導波路層は、次いで、エッチングされ、支持側部４２と対向側部４３と片持ち梁４５とに形成される。そのシリコン基板は、そのガラス光導波路層がエッチングされた後に、シリコンの等方性選択エッチングされる。そのシリコン基板は、等方性選択エッチングされることにより、くぼみ４８と台座４９とが形成される。その犠牲層は、そのシリコン基板にくぼみ４８と台座４９とが形成された後に、選択エッチングされる。このような選択エッチングにより、片持ち梁４５は、台座４９から分離し、台座４９から離れる方向に反り、光機能集積デバイス４０に形成される。 In the manufacture of such an optical functional integrated device 40, a substrate on which an extremely thin sacrificial layer is formed in advance between the silicon substrate and the glass optical waveguide layer is formed. The sacrificial layer is made of a material that is selectively etched with respect to the glass optical waveguide and the silicon substrate, and a refractory metal film. As the material, PSG (phosphosilicate glass) is exemplified. An example of the refractory metal is WSi. The glass optical waveguide layer is then etched to form support side 42, opposing side 43, and cantilever 45. The silicon substrate is isotropically etched with silicon after the glass optical waveguide layer is etched. The silicon substrate is subjected to isotropic selective etching to form a recess 48 and a pedestal 49. The sacrificial layer is selectively etched after the recess 48 and the pedestal 49 are formed in the silicon substrate. By such selective etching, the cantilever beam 45 is separated from the pedestal 49, warps in a direction away from the pedestal 49, and is formed in the optical functional integrated device 40.

光機能集積デバイス６０は、さらに、光機能集積デバイス４０を光スイッチとして動作させる制御回路（図示されていない）を備えている。その制御回路は、所定の電流値の電流を細線ヒータ４６に印加し、または、細線ヒータ４６に電流を印加しない。細線ヒータ４６は、その制御回路により所定の電流が印加されたときに、発熱し、膨張する。このとき、片持ち梁４５は、シリコン基板４１に近づくように変形し、台座４９に接触する。このとき、光導波路５５と光導波路５６との間を伝わる光の量が最大になる。片持ち梁４５は、細線ヒータ４６に電流が印加されないときに、図６に示されているような初期的な形状に変形し、このとき、光導波路５５と光導波路５６との間を光が伝わらなくなるように変形する。すなわち、その所定の電流値は、片持ち梁４５が台座４９に接触するまで変形するように、十分に大きい。 The optical function integrated device 60 further includes a control circuit (not shown) that causes the optical function integrated device 40 to operate as an optical switch. The control circuit applies a current having a predetermined current value to the thin wire heater 46 or does not apply a current to the thin wire heater 46. The thin wire heater 46 generates heat and expands when a predetermined current is applied by the control circuit. At this time, the cantilever beam 45 is deformed so as to approach the silicon substrate 41 and contacts the pedestal 49. At this time, the amount of light transmitted between the optical waveguide 55 and the optical waveguide 56 is maximized. The cantilever 45 is deformed into an initial shape as shown in FIG. 6 when no current is applied to the thin wire heater 46. At this time, light is transmitted between the optical waveguide 55 and the optical waveguide 56. Deforms so that it cannot be transmitted. That is, the predetermined current value is sufficiently large so as to be deformed until the cantilever beam 45 contacts the pedestal 49.

なお、光機能集積デバイス４０は、可変光減衰器として動作させることもできる。このとき、細線ヒータ４６は、様々な電流値の電流が印加され、光導波路５５と光導波路５６との間を伝わる光の量が測定される。その測定結果に基づいて、光導波路５５と光導波路５６との間を光が伝わるときの減衰率と細線ヒータ４６に印加される電流の電流値とが対応付けられる。その制御回路は、その対応付けに基づいて、所望の減衰率に対応する電流値の電流を細線ヒータ４６に印加することにより、光導波路５５と光導波路５６との間をその所望の減衰率で光が伝わるようにすることができる。 The optical function integrated device 40 can be operated as a variable optical attenuator. At this time, various current values are applied to the thin wire heater 46 and the amount of light transmitted between the optical waveguide 55 and the optical waveguide 56 is measured. Based on the measurement result, the attenuation rate when light is transmitted between the optical waveguide 55 and the optical waveguide 56 is associated with the current value of the current applied to the thin wire heater 46. Based on the correspondence, the control circuit applies a current having a current value corresponding to the desired attenuation rate to the thin wire heater 46, so that the desired attenuation rate is provided between the optical waveguide 55 and the optical waveguide 56. Light can be transmitted.

このような光機能集積デバイス４０は、既述の実施の形態における光機能集積デバイス１０と同様にして、小型化、高集積化、低電圧駆動、非常に高い消光比を簡単に実現することができる。このような光機能集積デバイス４０は、さらに、光結合が最大となる位置で片持ち梁４５を固定することができ、特に光スイッチの場合には、高速な光スイッチングの実現と、安定した最大結合を得ることができる。 Such an optical functional integrated device 40 can easily realize miniaturization, high integration, low voltage drive, and a very high extinction ratio, in the same manner as the optical functional integrated device 10 in the above-described embodiment. it can. Such an optical functional integrated device 40 can further fix the cantilever 45 at a position where the optical coupling is maximized, and particularly in the case of an optical switch, it realizes high-speed optical switching and a stable maximum. Bonds can be obtained.

なお、台座４９は、片持ち梁４５が台座４９に接触したときに、光導波路５５と光導波路５６との間を伝わる光の量が最大以外の値になるように、形成されることもできる。たとえば、台座４９は、片持ち梁４５が台座４９に接触したときに、光導波路５５と光導波路５６との間を伝わる光の量が最小になるように、形成されることもできる。このような光機能集積デバイス４０は、既述の実施の形態における光機能集積デバイス１０と同様にして、小型化、高集積化、低電圧駆動、非常に高い消光比を簡単に実現することができる。 The pedestal 49 can also be formed so that the amount of light transmitted between the optical waveguide 55 and the optical waveguide 56 becomes a value other than the maximum when the cantilever 45 contacts the pedestal 49. . For example, the pedestal 49 can be formed so that the amount of light transmitted between the optical waveguide 55 and the optical waveguide 56 is minimized when the cantilever 45 contacts the pedestal 49. Such an optical functional integrated device 40 can easily realize miniaturization, high integration, low voltage drive, and a very high extinction ratio, in the same manner as the optical functional integrated device 10 in the above-described embodiment. it can.

図７は、本発明による光機能集積デバイスの実施のさらに他の形態を示している。その光機能集積デバイス６０は、既述の実施の形態における光機能集積デバイス１０と概ね同様に形成され、すなわち、シリコン基板６１と支持側部６２と対向側部６３と片持ち梁６５とＳｉＮ膜７２と細線ヒータ６６とを備えている。シリコン基板６１は、単結晶シリコンから形成され、板状に形成されている。支持側部６２と対向側部６３とは、ガラスから形成され、シリコン基板６１の表面に固定されている。片持ち梁６５は、ガラスから形成され、棒状に形成されている。片持ち梁６５は、その棒の一端が支持側部６２に一体に接合され、その棒の他端の端面６７が対向側部６３の一部に対向するように、形成されている。ＳｉＮ膜７２は、支持側部６２と対向側部６３と片持ち梁６５とのシリコン基板６１に対向する面の反対側の面の全体に成膜されている。ＳｉＮ膜７２は、片持ち梁６５に応力を印加して、片持ち梁６５の端面６７がシリコン基板６１から離れるように反ることを防止している。 FIG. 7 shows still another embodiment of the optical function integrated device according to the present invention. The optical functional integrated device 60 is formed in substantially the same manner as the optical functional integrated device 10 in the above-described embodiment, that is, the silicon substrate 61, the supporting side portion 62, the opposing side portion 63, the cantilever 65, and the SiN film. 72 and a thin wire heater 66. The silicon substrate 61 is made of single crystal silicon and has a plate shape. The support side portion 62 and the opposite side portion 63 are made of glass and are fixed to the surface of the silicon substrate 61. The cantilever beam 65 is made of glass and has a rod shape. The cantilever beam 65 is formed such that one end of the rod is integrally joined to the support side portion 62 and the end surface 67 at the other end of the rod is opposed to a part of the opposed side portion 63. The SiN film 72 is formed on the entire surface of the support side portion 62, the opposite side portion 63, and the cantilever 65 opposite to the surface facing the silicon substrate 61. The SiN film 72 applies stress to the cantilever beam 65 to prevent the end surface 67 of the cantilever beam 65 from warping away from the silicon substrate 61.

細線ヒータ６６は、ガラスの熱膨張率より大きい熱膨張率を有する導体から形成されている。細線ヒータ６６は、片持ち梁６５のシリコン基板６１に対向する面の反対側の面７１の概ね全体に接合されている。すなわち、細線ヒータ６６は、片持ち梁６５の支持側部６２に接合されている一端から反対側の他端までにわたって面７１に接合されている。細線ヒータ６６は、電流が印加されることにより発熱し、熱膨張する。片持ち梁６５は、細線ヒータ６６が膨張したときに、いわゆるバイメタル効果により、端面６７がシリコン基板６１に近づくように変形する。 The thin wire heater 66 is formed of a conductor having a thermal expansion coefficient larger than that of glass. The thin wire heater 66 is joined to substantially the entire surface 71 opposite to the surface of the cantilever 65 facing the silicon substrate 61. That is, the thin wire heater 66 is joined to the surface 71 from one end joined to the support side portion 62 of the cantilever 65 to the other end on the opposite side. The thin wire heater 66 generates heat and expands when an electric current is applied. When the thin wire heater 66 expands, the cantilever beam 65 is deformed so that the end face 67 approaches the silicon substrate 61 by a so-called bimetal effect.

支持側部６２は、内部に光導波路７４が形成されている。対向側部６３は、内部に光導波路７６が形成されている。片持ち梁６５は、内部に光導波路７５が形成されている。光導波路７４は、一端が光機能集積デバイス６０に搭載される他の光学装置（図示されていない）に接続され、他端が光導波路７５に接続されている。光導波路７５は、一端が光導波路７４に接続され、他端が片持ち梁６５の端面６７から露出している。光導波路７６は、一端が光機能集積デバイス６０に搭載されるさらに他の光学装置（図示されていない）に接続され、他端が対向側部６３の片持ち梁６５に対向する面から露出している。このとき、光導波路７５と光導波路７６との間を伝わる光の量は、既述の実施の形態における光導波路３７と光導波路３８との間を伝わる光の量と同様にして、片持ち梁６５が変形することにより変化する。 The support side portion 62 has an optical waveguide 74 formed therein. The opposing side portion 63 has an optical waveguide 76 formed therein. The cantilever 65 has an optical waveguide 75 formed therein. One end of the optical waveguide 74 is connected to another optical device (not shown) mounted on the optical functional integrated device 60, and the other end is connected to the optical waveguide 75. One end of the optical waveguide 75 is connected to the optical waveguide 74 and the other end is exposed from the end surface 67 of the cantilever beam 65. One end of the optical waveguide 76 is connected to still another optical device (not shown) mounted on the optical functional integrated device 60, and the other end is exposed from the surface facing the cantilever 65 of the opposing side portion 63. ing. At this time, the amount of light transmitted between the optical waveguide 75 and the optical waveguide 76 is cantilevered in the same manner as the amount of light transmitted between the optical waveguide 37 and the optical waveguide 38 in the above-described embodiment. It changes when 65 changes.

シリコン基板６１は、さらに、片持ち梁６５が配置されている領域にくぼみ６８が形成されている。くぼみ６８は、光導波路７５と光導波路７６との間を伝わる光の量が最小になるまで片持ち梁６５が変形することができるように、深く形成されている。 The silicon substrate 61 further has a recess 68 formed in a region where the cantilever beam 65 is disposed. The recess 68 is formed deep so that the cantilever beam 65 can be deformed until the amount of light transmitted between the optical waveguide 75 and the optical waveguide 76 is minimized.

このような光機能集積デバイス６０の製造では、まず、シリコン基板の表面にガラス光導波路層が成膜され、そのガラス光導波路層のシリコン基板に接合されている面の反対側の面にＳｉＮ層がプラズマＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により成膜される。そのプラズマＣＶＤは、光機能集積デバイス６０の完成時にＳｉＮ膜７２が所定の応力を片持ち梁６５に印加するように、投入ＲＦパワーや導入ガス条件、周波数ミキシング等が調整される。その所定の応力は、光機能集積デバイス６０の完成時に細線ヒータ６６に電流が印加されていない初期状態で光導波路７５と光導波路７６とを伝わる光の量が最大になるように光軸が一致するように、片持ち梁６５を変形させる応力を示している。そのガラス光導波路層は、次いで、エッチングされ、支持側部６２と対向側部６３と片持ち梁６５とに形成される。そのシリコン基板は、そのガラス光導波路層がエッチングされた後に、シリコンの等方性選択エッチングされる。そのシリコン基板は、等方性選択エッチングされることにより、くぼみ６８が形成される。このようなエッチングにより、片持ち梁６５は、シリコン基板６１から分離し、光機能集積デバイス６０に形成される。 In the manufacture of such an optical functional integrated device 60, first, a glass optical waveguide layer is formed on the surface of a silicon substrate, and an SiN layer is formed on the surface of the glass optical waveguide layer opposite to the surface bonded to the silicon substrate. Is formed by plasma CVD (chemical vapor deposition). In the plasma CVD, the input RF power, introduced gas conditions, frequency mixing, and the like are adjusted so that the SiN film 72 applies a predetermined stress to the cantilever 65 when the optical functional integrated device 60 is completed. The predetermined stress is such that the optical axes coincide so that the amount of light transmitted through the optical waveguide 75 and the optical waveguide 76 is maximized in the initial state in which no current is applied to the thin wire heater 66 when the optical functional integrated device 60 is completed. As shown, the stress that deforms the cantilever beam 65 is shown. The glass optical waveguide layer is then etched to form support side 62, opposing side 63, and cantilever 65. The silicon substrate is isotropically etched with silicon after the glass optical waveguide layer is etched. The silicon substrate is subjected to isotropic selective etching to form a recess 68. By such etching, the cantilever beam 65 is separated from the silicon substrate 61 and formed in the optical functional integrated device 60.

光機能集積デバイス６０は、さらに、光機能集積デバイス６０を光スイッチとして動作させる制御回路（図示されていない）を備えている。その制御回路は、所定の電流値の電流を細線ヒータ６６に印加し、または、細線ヒータ６６に電流を印加しない。細線ヒータ６６は、その制御回路により所定の電流が印加されたときに、発熱し、膨張する。このとき、片持ち梁６５は、シリコン基板６１に近づくように変形する。このとき、光導波路７５と光導波路７６との間を伝わる光の量が最小になる。片持ち梁６５は、細線ヒータ６６に電流が印加されないときに、図７に示されているような初期的な形状に変形し、このとき、光導波路７５と光導波路７６との間を伝わる光の量が最大になるように変形する。 The optical function integrated device 60 further includes a control circuit (not shown) that causes the optical function integrated device 60 to operate as an optical switch. The control circuit applies a current having a predetermined current value to the thin wire heater 66 or does not apply a current to the thin wire heater 66. The thin wire heater 66 generates heat and expands when a predetermined current is applied by the control circuit. At this time, the cantilever beam 65 is deformed so as to approach the silicon substrate 61. At this time, the amount of light transmitted between the optical waveguide 75 and the optical waveguide 76 is minimized. The cantilever beam 65 is deformed into an initial shape as shown in FIG. 7 when no current is applied to the thin wire heater 66, and at this time, the light transmitted between the optical waveguide 75 and the optical waveguide 76. Deform so that the amount of is maximized.

なお、光機能集積デバイス６０は、可変光減衰器として動作させることもできる。このとき、その制御回路は、所望の減衰率に対応する電流値の電流を細線ヒータ６６に印加することにより、光導波路７５と光導波路７６との間をその所望の減衰率で光が伝わるようにする。 The optical function integrated device 60 can be operated as a variable optical attenuator. At this time, the control circuit applies a current having a current value corresponding to a desired attenuation rate to the thin wire heater 66 so that light is transmitted between the optical waveguide 75 and the optical waveguide 76 at the desired attenuation rate. To.

このような光機能集積デバイス６０は、既述の実施の形態における光機能集積デバイス１０と同様にして、小型化、高集積化、低電圧駆動、非常に高い消光比を簡単に実現することができる。このような光機能集積デバイス６０は、さらに、細線ヒータ６６に電流が印加されていない初期状態で光導波路７５と光導波路７６とを伝わる光の量が最大になる、可変光減衰量最小あるいは光結合オン（ノーマリーオン）となる。 Such an optical functional integrated device 60 can easily realize miniaturization, high integration, low voltage drive, and a very high extinction ratio, in the same manner as the optical functional integrated device 10 in the above-described embodiment. it can. In such an optical functional integrated device 60, the amount of light transmitted through the optical waveguide 75 and the optical waveguide 76 is maximized in the initial state in which no current is applied to the thin wire heater 66. Combined on (normally on).

なお、ＳｉＮ膜７２は、細線ヒータ６６に電流が印加されていない初期状態で、光導波路７５と光導波路７６との間を伝わる光の量が最大以外の値になるように、形成されることもできる。たとえば、ＳｉＮ膜７２は、細線ヒータ６６に電流が印加されていない初期状態で、光導波路７５と光導波路７６との間を伝わる光の量が最小になるように、形成されることもできる。このような光機能集積デバイス６０は、既述の実施の形態における光機能集積デバイス１０と同様にして、小型化、高集積化、低電圧駆動、非常に高い消光比を簡単に実現することができる。 The SiN film 72 is formed so that the amount of light transmitted between the optical waveguide 75 and the optical waveguide 76 is a value other than the maximum in an initial state where no current is applied to the thin wire heater 66. You can also. For example, the SiN film 72 can be formed so that the amount of light transmitted between the optical waveguide 75 and the optical waveguide 76 is minimized in an initial state where no current is applied to the thin wire heater 66. Such an optical functional integrated device 60 can easily realize miniaturization, high integration, low voltage drive, and a very high extinction ratio, in the same manner as the optical functional integrated device 10 in the above-described embodiment. it can.

図８は、本発明による光機能集積デバイスの実施のさらに他の形態を示している。その光機能集積デバイス８０は、既述の実施の形態における光機能集積デバイス１０と概ね同様に形成され、すなわち、シリコン基板８１と支持側部８２とレーザーチップ８３と片持ち梁８５と細線ヒータ８６とを備えている。シリコン基板８１は、単結晶シリコンから形成され、板状に形成されている。支持側部８２は、ガラスから形成され、シリコン基板８１の表面に固定されている。片持ち梁８５は、ガラスから形成され、棒状に形成されている。片持ち梁８５は、その棒の一端が支持側部８２に一体に接合されている。片持ち梁５は、さらに、支持側部２に接合されている一端とシリコン基板１との距離よりその一端の反対側の他端とシリコン基板１との距離が大きくなるように、反っている。 FIG. 8 shows still another embodiment of the optical function integrated device according to the present invention. The optical functional integrated device 80 is formed in substantially the same manner as the optical functional integrated device 10 in the above-described embodiment, that is, the silicon substrate 81, the supporting side portion 82, the laser chip 83, the cantilever 85, and the thin wire heater 86. And. The silicon substrate 81 is made of single crystal silicon and has a plate shape. The support side portion 82 is made of glass and is fixed to the surface of the silicon substrate 81. The cantilever beam 85 is made of glass and has a rod shape. One end of the rod of the cantilever beam 85 is integrally joined to the support side portion 82. The cantilever 5 is further warped so that the distance between the other end opposite to the one end and the silicon substrate 1 is larger than the distance between the one end joined to the support side portion 2 and the silicon substrate 1. .

レーザーチップ８３は、片持ち梁８５の支持側部８２に接合されている端の反対側の端の端面８７に対向するように、シリコン基板８１の表面に固定されている。レーザーチップ８３は、入力される電気信号に応答してレーザーを発振する。 The laser chip 83 is fixed to the surface of the silicon substrate 81 so as to face the end surface 87 of the end opposite to the end joined to the support side portion 82 of the cantilever 85. The laser chip 83 oscillates a laser in response to an input electrical signal.

細線ヒータ８６は、ガラスの熱膨張率より大きい熱膨張率を有する導体から形成されている。細線ヒータ８６は、片持ち梁８５のシリコン基板８１に対向する面の反対側の面９１の概ね全体に接合されている。すなわち、細線ヒータ８６は、片持ち梁８５の支持側部８２に接合されている一端から反対側の他端までにわたって面９１に接合されている。細線ヒータ８６は、電流が印加されることにより発熱し、熱膨張する。片持ち梁８５は、細線ヒータ８６が膨張したときに、いわゆるバイメタル効果により、端面８７がシリコン基板８１に近づくように変形する。 The thin wire heater 86 is formed of a conductor having a thermal expansion coefficient larger than that of glass. The thin wire heater 86 is joined to substantially the entire surface 91 opposite to the surface of the cantilever 85 facing the silicon substrate 81. That is, the thin wire heater 86 is joined to the surface 91 from one end joined to the support side portion 82 of the cantilever 85 to the other end on the opposite side. The thin wire heater 86 generates heat and expands when an electric current is applied. When the thin wire heater 86 expands, the cantilever beam 85 is deformed so that the end face 87 approaches the silicon substrate 81 due to a so-called bimetal effect.

支持側部８２は、内部に光導波路９２が形成されている。レーザーチップ８３は、内部に光導波路９４が形成されている。片持ち梁８５は、内部に光導波路９３が形成されている。光導波路９２は、一端が光機能集積デバイス８０に搭載される他の光学装置（図示されていない）に接続され、他端が光導波路９３に接続されている。光導波路９３は、一端が光導波路９２に接続され、他端が片持ち梁８５の端面８７から露出している。光導波路９４は、一端がレーザーチップ８３の片持ち梁８５に対向する面から露出している。レーザーチップ８３は、光導波路９４を介して、片持ち梁８５の端面８７に向けてレーザー光を発振する。このとき、光導波路９３と光導波路９４との間を伝わる光の量は、既述の実施の形態における光導波路３７と光導波路３８との間を伝わる光の量と同様にして、片持ち梁４５が変形することにより変化する。 The support side portion 82 has an optical waveguide 92 formed therein. The laser chip 83 has an optical waveguide 94 formed therein. The cantilever 85 has an optical waveguide 93 formed therein. One end of the optical waveguide 92 is connected to another optical device (not shown) mounted on the optical functional integrated device 80, and the other end is connected to the optical waveguide 93. One end of the optical waveguide 93 is connected to the optical waveguide 92 and the other end is exposed from the end face 87 of the cantilever beam 85. One end of the optical waveguide 94 is exposed from the surface facing the cantilever 85 of the laser chip 83. The laser chip 83 oscillates laser light toward the end face 87 of the cantilever 85 via the optical waveguide 94. At this time, the amount of light transmitted between the optical waveguide 93 and the optical waveguide 94 is cantilevered in the same manner as the amount of light transmitted between the optical waveguide 37 and the optical waveguide 38 in the above-described embodiment. 45 changes due to deformation.

シリコン基板８１は、さらに、片持ち梁８５が配置されている領域にくぼみ８８が形成されている。くぼみ８８は、片持ち梁８５がシリコン基板８１に接触しないで変形することができるように、形成されている。 The silicon substrate 81 further has a recess 88 in a region where the cantilever beam 85 is disposed. The recess 88 is formed so that the cantilever beam 85 can be deformed without contacting the silicon substrate 81.

光機能集積デバイス８０は、さらに、制御回路（図示されていない）を備えている。その制御回路は、レーザーチップ８３に電気信号を出力し、レーザーチップ８３からレーザーを発振させ、または、レーザーチップ８３にそのレーザーの発振を停止させる。その制御回路は、さらに、所定の電流値の電流を細線ヒータ８６に印加し、または、細線ヒータ８６に電流を印加しない。細線ヒータ８６は、その制御回路により所定の電流が印加されたときに、発熱し、膨張する。このとき、片持ち梁８５は、シリコン基板８１に近づくように変形する。このとき、レーザーチップ８３から発振されたレーザーが光導波路９３に伝わる量が最大になる。片持ち梁８５は、細線ヒータ８６に電流が印加されないときに、レーザーチップ８３から発振されたレーザーが光導波路９３に伝わらなくなるように、図８に示されているような初期的な形状に変形する。 The optical functional integrated device 80 further includes a control circuit (not shown). The control circuit outputs an electrical signal to the laser chip 83 to oscillate the laser from the laser chip 83 or to stop the laser chip 83 from oscillating the laser. The control circuit further applies a current having a predetermined current value to the thin wire heater 86 or does not apply a current to the thin wire heater 86. The thin wire heater 86 generates heat and expands when a predetermined current is applied by the control circuit. At this time, the cantilever beam 85 is deformed so as to approach the silicon substrate 81. At this time, the amount of laser oscillated from the laser chip 83 is transmitted to the optical waveguide 93 is maximized. The cantilever beam 85 is deformed into an initial shape as shown in FIG. 8 so that the laser oscillated from the laser chip 83 is not transmitted to the optical waveguide 93 when no current is applied to the thin wire heater 86. To do.

なお、光機能集積デバイス８０は、可変光減衰器として動作させることもできる。このとき、その制御回路は、所望の減衰率に対応する電流値の電流を細線ヒータ８６に印加することにより、レーザーチップ８３から発振されたレーザーが光導波路９３にその所望の減衰率で伝わるようにする。 The optical function integrated device 80 can be operated as a variable optical attenuator. At this time, the control circuit applies a current having a current value corresponding to a desired attenuation rate to the thin wire heater 86 so that the laser oscillated from the laser chip 83 is transmitted to the optical waveguide 93 at the desired attenuation rate. To.

このような光機能集積デバイス８０は、既述の実施の形態における光機能集積デバイス１０と同様にして、小型化、高集積化、低電圧駆動、非常に高い消光比を簡単に実現することができる。なお、レーザーチップ８３は、他の発光素子に置換されることもできる。その発光素子としては、発光ダイオードが例示される。さらに、レーザーチップ８３は、他の光学装置に置換されることもできる。その光学装置としては、光ファイバー、受光素子が例示される。このような光機能集積デバイスも、既述の実施の形態における光機能集積デバイス１０と同様にして、小型化、高集積化、低電圧駆動、非常に高い消光比を簡単に実現することができる。 Such an optical functional integrated device 80 can easily realize miniaturization, high integration, low voltage drive, and a very high extinction ratio, similarly to the optical functional integrated device 10 in the above-described embodiment. it can. The laser chip 83 can be replaced with another light emitting element. As the light emitting element, a light emitting diode is exemplified. Further, the laser chip 83 can be replaced with another optical device. Examples of the optical device include an optical fiber and a light receiving element. Similar to the optical functional integrated device 10 in the above-described embodiment, such an optical functional integrated device can easily realize miniaturization, high integration, low voltage driving, and a very high extinction ratio. .

なお、片持ち梁８５は、細線ヒータ８６に電流が印加されていない初期状態で、光導波路９３と光導波路９４との間を伝わる光の量が最小以外の値になるように、形成されることもできる。たとえば、片持ち梁８５は、ＳｉＮ膜が形成されて、細線ヒータ６６に電流が印加されていない初期状態で、光導波路９３と光導波路９４との間を伝わる光の量が最大になるように、形成されることもできる。このような光機能集積デバイス８０は、既述の実施の形態における光機能集積デバイス１０と同様にして、小型化、高集積化、低電圧駆動、非常に高い消光比を簡単に実現することができる。 The cantilever beam 85 is formed so that the amount of light transmitted between the optical waveguide 93 and the optical waveguide 94 is a value other than the minimum in an initial state where no current is applied to the thin wire heater 86. You can also For example, the cantilever beam 85 has a SiN film formed so that the amount of light transmitted between the optical waveguide 93 and the optical waveguide 94 is maximized in an initial state in which no current is applied to the thin wire heater 66. Can also be formed. Such an optical functional integrated device 80 can easily realize miniaturization, high integration, low voltage drive, and a very high extinction ratio, similarly to the optical functional integrated device 10 in the above-described embodiment. it can.

なお、光導波路９３の光導波路９４に対向する端面は、光導波路９３が沿う直線に対して垂直でない面、いわゆる斜め端面に形成されることもできる。このとき、光機能集積デバイス８０は、光導波路９２から光導波路９３に伝わる光が、光導波路９３の光導波路９４に対向する端面を反射して光導波路９２に伝わることを低減する端面反射防止効果を奏する。さらに、光導波路９４の光導波路９３に対向する端面は、光導波路９４が沿う直線に対して垂直でない面、いわゆる斜め端面に形成されることもできる。このとき、光機能集積デバイス８０は、光導波路９４を伝わる光が、光導波路９４の光導波路９３に対向する端面を反射することを低減する端面反射防止効果を奏する。 Note that the end surface of the optical waveguide 93 facing the optical waveguide 94 may be formed as a surface that is not perpendicular to the straight line along which the optical waveguide 93 extends, that is, a so-called oblique end surface. At this time, the optical function integrated device 80 reduces the reflection of the light transmitted from the optical waveguide 92 to the optical waveguide 93 by reflecting the end surface of the optical waveguide 93 facing the optical waveguide 94 and transmitting to the optical waveguide 92. Play. Furthermore, the end surface of the optical waveguide 94 facing the optical waveguide 93 can be formed as a surface that is not perpendicular to the straight line along which the optical waveguide 94 extends, that is, a so-called oblique end surface. At this time, the optical functional integrated device 80 has an end surface antireflection effect that reduces the light transmitted through the optical waveguide 94 from reflecting the end surface of the optical waveguide 94 facing the optical waveguide 93.

１０：光機能集積デバイス
１：シリコン基板
２：支持側部
３：対向側部
５：片持ち梁
６：細線ヒータ
７：端面
８：くぼみ
１１：面
１４：光導波路
１５：光導波路
１６：光導波路
１９：制御回路
２１：シリコン基板
２２：ガラス光導波路層
２３：光導波路コア
２４：細線ヒータ
２５：レジスト
２８：くぼみ
３２：支持側部分
３３：対向側部分
３５：片持ち梁部分
３６：光導波路
３７：光導波路
３８：光導波路
３９：シリコン基板
４０：光機能集積デバイス
４１：シリコン基板
４２：支持側部
４３：対向側部
４５：片持ち梁
４６：細線ヒータ
４７：端面
４８：くぼみ
４９：台座
５１：面
５４：光導波路
５５：光導波路
５６：光導波路
６０：光機能集積デバイス
６１：シリコン基板
６２：支持側部
６３：対向側部
６５：片持ち梁
６６：細線ヒータ
６７：端面
６８：くぼみ
７１：面
７２：ＳｉＮ膜
７４：光導波路
７５：光導波路
７６：光導波路
８０：光機能集積デバイス
８１：シリコン基板
８２：支持側部
８３：レーザーチップ
８５：片持ち梁
８６：細線ヒータ
８７：端面
８８：くぼみ
９１：面
９２：光導波路
９３：光導波路
９４：光導波路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Optical functional integrated device 1: Silicon substrate 2: Support side part 3: Opposite side part 5: Cantilever 6: Fine wire heater 7: End surface 8: Recess 11: Surface 14: Optical waveguide 15: Optical waveguide 16: Optical waveguide 19: Control circuit 21: Silicon substrate 22: Glass optical waveguide layer 23: Optical waveguide core 24: Thin wire heater 25: Resist 28: Recess 32: Support side portion 33: Opposite side portion 35: Cantilever portion 36: Optical waveguide 37 : Optical waveguide 38: Optical waveguide 39: Silicon substrate 40: Optical functional integrated device 41: Silicon substrate 42: Support side part 43: Opposite side part 45: Cantilever 46: Fine wire heater 47: End face 48: Indentation 49: Pedestal 51 : Surface 54: Optical waveguide 55: Optical waveguide 56: Optical waveguide 60: Optical functional integrated device 61: Silicon substrate 62: Support side 63: Opposite side 65: Cantilever 66: Thin wire heater 67: End face 68: Recess 71: Surface 72: SiN film 74: Optical waveguide 75: Optical waveguide 76: Optical waveguide 80: Optical functional integrated device 81: Silicon substrate 82: Support side portion 83 : Laser chip 85: Cantilever 86: Thin wire heater 87: End face 88: Indentation 91: Surface 92: Optical waveguide 93: Optical waveguide 94: Optical waveguide

Claims

一端が支持側部に支持される片持ち梁と、
前記片持ち梁の内部に形成される光導波路と、
前記片持ち梁の他端に対向するように配置される対向側光学装置と、
前記片持ち梁に接合されるヒータとを具備し、
前記ヒータは、前記片持ち梁が形成される材料の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する材料から形成される
光機能集積デバイス。 A cantilever with one end supported by the support side;
An optical waveguide formed inside the cantilever;
An opposing optical device arranged to face the other end of the cantilever;
A heater joined to the cantilever,
The optical function integrated device, wherein the heater is formed of a material having a thermal expansion coefficient different from that of a material from which the cantilever is formed.

請求項１において、
前記ヒータは、電流が印加されることにより熱膨張し、
前記片持ち梁は、前記ヒータが熱膨張するときに、前記対向側光学装置と前記光導波路との間を伝わる光の量が変更するように、変形する
光機能集積デバイス。 In claim 1,
The heater is thermally expanded by applying an electric current,
The cantilever beam is deformed so that the amount of light transmitted between the opposed optical device and the optical waveguide changes when the heater thermally expands.

請求項２において、
前記対向側光学装置に対して固定される台座をさらに具備し、
前記台座は、前記片持ち梁が接触可能な位置に配置される
光機能集積デバイス。 In claim 2,
A pedestal fixed to the opposite optical device;
The said base is an optical functional integrated device arrange | positioned in the position which the said cantilever can contact.

請求項３において、
前記光の量は、前記片持ち梁が前記台座に接触するときに、最大である
光機能集積デバイス。 In claim 3,
The amount of light is maximum when the cantilever is in contact with the pedestal.

請求項２において、
前記片持ち梁に接合される応力制御膜をさらに具備し、
前記応力制御膜は、前記ヒータに前記電流が印加されていないときに前記光の量が最大になるように、前記片持ち梁に応力を与える
光機能集積デバイス。 In claim 2,
Further comprising a stress control film bonded to the cantilever;
The optical function integrated device, wherein the stress control film applies stress to the cantilever so that the amount of light is maximized when the current is not applied to the heater.

請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
前記対向側光学装置は、前記光を他の装置に伝送する光ファイバーである
光機能集積デバイス。 In any one of Claims 1-5,
The opposed optical device is an optical functional integrated device that is an optical fiber that transmits the light to another device.

請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
前記対向側光学装置は、前記光を発光する発光素子である
光機能集積デバイス。 In any one of Claims 1-5,
The opposed optical device is a light-emitting element that emits the light.

請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
前記対向側光学装置は、前記光を受光する受光素子である
光機能集積デバイス。 In any one of Claims 1-5,
The opposed optical device is a light integrated device that is a light receiving element that receives the light.

請求項１〜請求項８のいずれかにおいて、
前記光導波路の前記対向側光学装置に対向する端は、斜め端面に形成されている
光機能集積デバイス。 In any one of Claims 1-8,
An optical function integrated device, wherein an end of the optical waveguide facing the opposing optical device is formed on an oblique end surface.

請求項１〜請求項９のいずれかにおいて、
前記対向側光学装置は、他の光導波路を備え、
前記他の光導波路の前記片持ち梁に対向する端は、斜め端面に形成されている
光機能集積デバイス。 In any one of Claims 1-9,
The opposite optical device includes another optical waveguide,
An optical functional integrated device, wherein an end of the other optical waveguide facing the cantilever is formed on an oblique end surface.

請求項１〜請求項１０のいずれかにおいて、
前記光のスポットサイズを変換するスポットサイズコンバータ
をさらに具備する光機能集積デバイス。 In any one of Claims 1-10,
An optical functional integrated device further comprising a spot size converter for converting the spot size of the light.

請求項１〜請求項１１のいずれかにおいて、
前記片持ち梁が配置される空間に充填されるマッチングオイル
をさらに具備する光機能集積デバイス。 In any one of Claims 1-11,
An optical functional integrated device further comprising matching oil filled in a space in which the cantilever is arranged.

請求項１〜請求項１２のいずれかにおいて、
前記光の量が前記最大または前記最小のうちの一方になるように、前記ヒータに前記電流を印加する制御回路
をさらに具備する光機能集積デバイス。 In any one of Claims 1-12,
An optical functional integrated device further comprising: a control circuit that applies the current to the heater so that the amount of light becomes one of the maximum or the minimum.

請求項１〜請求項１３のいずれかにおいて、
前記ヒータは、前記片持ち梁の前記一端から前記他端までにわたって接合される
光機能集積デバイス。 In any one of Claims 1-13,
The heater is an optical functional integrated device joined from the one end to the other end of the cantilever.

内部に光導波路が形成され、一端が支持側部に支持される片持ち梁を作製するステップと、
前記片持ち梁の他端に対向するように配置される対向側光学装置を作製するステップと、
前記片持ち梁が形成される材料の熱膨張係数と異なる熱膨張係数を有する材料から形成され、前記片持ち梁に接合されるヒータを作製するステップ
とを具備する光機能集積デバイス製造方法。 Producing a cantilever with an optical waveguide formed therein and one end supported on the support side;
Producing a facing optical device arranged to face the other end of the cantilever;
And a step of producing a heater formed of a material having a thermal expansion coefficient different from that of the material from which the cantilever is formed and joined to the cantilever.

請求項１５において、
前記対向側光学装置に対して固定される台座を作製するステップをさらに具備し、
前記台座は、前記片持ち梁が接触可能な位置に配置される
光機能集積デバイス製造方法。 In claim 15,
Further comprising the step of producing a pedestal that is fixed to the opposing optical device;
The pedestal is disposed at a position where the cantilever can come into contact with the optical function integrated device manufacturing method.

請求項１５において、
前記片持ち梁に接合される応力制御膜を作製するステップをさらに具備し、
前記応力制御膜は、前記ヒータに前記電流が印加されていないときに前記光の量が最大になるように、前記片持ち梁に応力を与える
光機能集積デバイス製造方法。 In claim 15,
Further comprising producing a stress control film bonded to the cantilever;
The method of manufacturing an optical functional integrated device, wherein the stress control film applies stress to the cantilever so that the amount of light is maximized when the current is not applied to the heater.

請求項１５〜請求項１７のいずれかにおいて、
前記対向側光学装置は、前記光を他の装置に伝送する光ファイバーである
光機能集積デバイス製造方法。 In any one of Claims 15-17,
The optical functional integrated device manufacturing method, wherein the opposite optical device is an optical fiber that transmits the light to another device.

請求項１５〜請求項１７のいずれかにおいて、
前記対向側光学装置は、前記光を発光する発光素子である
光機能集積デバイス製造方法。 In any one of Claims 15-17,
The facing optical device is a light emitting element that emits the light.

請求項１５〜請求項１７のいずれかにおいて、
前記対向側光学装置は、前記光を受光する受光素子である
光機能集積デバイス製造方法。 In any one of Claims 15-17,
The facing optical device is a light receiving element that receives the light.

請求項１５〜請求項２０のいずれかにおいて、
前記光導波路の前記対向側光学装置に対向する端を斜め端面に形成するステップ
をさらに具備する光機能集積デバイス製造方法。 In any one of Claims 15-20,
An optical functional integrated device manufacturing method further comprising: forming an end of the optical waveguide facing the opposing optical device on an oblique end surface.

請求項１５〜請求項２１のいずれかにおいて、
前記光のスポットサイズを変換するスポットサイズコンバータを作製するステップ
をさらに具備する光機能集積デバイス製造方法。 In any one of Claims 15-21,
An optical functional integrated device manufacturing method further comprising: producing a spot size converter for converting the spot size of the light.

請求項１５〜請求項２２のいずれかにおいて、
前記片持ち梁が配置される空間にマッチングオイルを充填するステップ
をさらに具備する光機能集積デバイス製造方法。 In any one of Claims 15-22,
An optical functional integrated device manufacturing method further comprising: filling a space in which the cantilever is arranged with a matching oil.

請求項１５〜請求項２３のいずれかにおいて、
前記ヒータは、前記片持ち梁の前記一端から前記他端までにわたって接合される
光機能集積デバイス製造方法。 In any one of Claims 15-23,
The method of manufacturing an optical functional integrated device, wherein the heater is joined from the one end to the other end of the cantilever.