特許 7268180 アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュール用の新しく改善された可変二方向性熱補償器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-24

(45)【発行日】2023-05-02

(54)【発明の名称】アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュール用の新しく改善された可変二方向性熱補償器

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/12 20060101AFI20230425BHJP

【ＦＩ】

G02B6/12 336

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2021549553

(86)(22)【出願日】2019-02-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-04

(86)【国際出願番号】 US2019019921

(87)【国際公開番号】W WO2020176089

(87)【国際公開日】2020-09-03

【審査請求日】2021-08-23

(73)【特許権者】

【識別番号】591043064

【氏名又は名称】モレックス エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100116207

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100096426

【弁理士】

【氏名又は名称】川合 誠

(72)【発明者】

【氏名】シュユ チャン

(72)【発明者】

【氏名】グレン リー

(72)【発明者】

【氏名】マイク ファン

(72)【発明者】

【氏名】タイチョン ファン

【審査官】堀部 修平

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０６５５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０２０８４１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００７－５３６５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０２３４２００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０７４９０８２３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／１２ － ６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学ネットワーク内で波長多重化及び逆多重化を達成するために利用される非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールと共に使用するための熱補償器であって、
非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールに接続されるように適合された弓形フレーム部材と、
該弓形フレーム部材の第１の端部セクションに取り付けられた第１の端部分を有して取り付けられた中央バー部材と、を備え、
前記弓形フレーム部材が、第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する第１の所定の材料から作製されており、前記中央バー部材が、前記弓形フレーム部材を構成する前記第１の所定の材料の第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）未満である第２の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する第２の所定の材料から作製され、
前記弓形フレーム部材は、前記中央バー部材が内部に配置される中央中空部分を画定し、
前記弓形フレーム部材の前記第１の端部セクションとは反対側の第２の端部セクション内にねじ式に係合された第１の端部分と、前記中央バー部材の第２の端部分と係合される第２の端部分と、を有するねじであって、前記熱補償器が冷たい温度条件下で完全に収縮したときに、前記中央バー部材の第２の端部分が前記ねじと係合して配置されるようにする、ねじを更に備える、熱補償器。

【請求項2】

比較的高い温度条件下では、前記弓形フレーム部材が、前記中央バー部材よりも大きい速度で膨張するが、比較的低い温度条件下では、前記中央バー部材の収縮が、前記弓形フレーム部材の収縮よりも遅い速度で、前記弓形フレーム部材の収縮を効果的に遅らせる、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項3】

比較的高い又は比較的低い温度条件下では、前記弓形フレーム部材は、前記非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールに入る光の入射光路が角度シフトを経験するように、膨張及び収縮する、請求項２に記載の熱補償器。

【請求項4】

前記中央バー部材が、前記弓形フレーム部材の第１の端部セクションと係合される中央バー部材を横断する方向に配向されたヘッドセクションを有するとともに、ねじ式に調節可能なねじの第２の端部分と係合される足セクションを有する実質的にＴ字形の構成を有する、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項5】

前記ねじが、前記中央バー部材のヤング率よりも大きいヤング率を有する所定の材料から作製されており、
前記ねじのヤング率と実質的に同じヤング率を有する所定の材料から作製された保護ブロックが、前記中央バー部材の第２の端部分にしっかりと固定されており、前記中央バー部材の第２の端部分が前記ねじの第２の端部分と係合するとき、前記ねじが前記中央バー部材に損傷を与えることができないようにする、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項6】

前記弓形フレーム部材の第１の端部セクションの外面部分にしっかりと固定された膨張強化ブロックを更に備え、該膨張強化ブロックが、前記弓形フレーム部材の熱膨張係数（ＣＴＥ）よりも大きい熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する所定の材料から作製されていることにより、前記弓形フレーム部材の第１の端部セクションが、前記弓形フレーム部材の他のセクションよりも大きい速度で膨張することができる、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項7】

前記弓形フレーム部材が、互いに鏡像である脚部を備える、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項8】

前記弓形フレーム部材が、実質的に六角形の構成を有する、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項9】

前記弓形フレーム部材が、実質的にダイヤモンド形状の構成を有する、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項10】

前記弓形フレーム部材が、第１及び第２の端部セクションを共に相互接続する一対の脚部材を有し、
該一対の脚部材の両方が、弧状に構成されている、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項11】

前記弓形フレーム部材が、前記第１及び第２の端部セクションを共に相互接続する一対の脚部材を有し、
該一対の脚部材のうちの第１のものが、弧状に構成されており、一方、前記一対の脚部材のうちの第２のものが、ダイヤモンドの半分を含む、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項12】

前記弓形フレーム部材が、前記第１及び第２の端部セクションを共に相互接続する一対の脚部材を有し、
該一対の脚部材のうちの第１のものが、前記六角形の半分を含み、一方、前記一対の脚部材のうちの第２のものが、直線状であり、その上に画定された異なる厚さ領域を有する、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項13】

前記弓形フレーム部材が、前記第１及び第２の端部セクションを共に相互接続する一対の脚部材を有し、
該一対の脚部材のうちの第１のものが、前記六角形の半分を含み、一方、前記一対の脚部材のうちの第２のものが、実質的にプリーツ状又は正弦波状の構成を有する、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項14】

前記弓形フレーム部材が、前記第１及び第２の端部セクションを共に相互接続する一対の脚部材を有し、
該一対の脚部材の両方が、前記六角形の側面を画定するが、厚さが変化する部分を有する、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項15】

前記弓形フレーム部材が、前記第１及び第２の端部セクションを共に相互接続する一対の脚部材を有し、
該一対の脚部材の両方が、前記六角形の側面を画定するが、前記脚部材に様々な質量を提供するように、内部に画定された線形スロットを有する、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項16】

前記弓形フレーム部材が、前記第１及び第２の端部セクションを共に相互接続する一対の脚部材を有し、
前記弓形フレーム部材の第１の端部セクションが、前記Ｔ字形の中央バー部材のヘッド部分を収容するためのチャンバを備えている、請求項４に記載の熱補償器。

【請求項17】

前記中央バー部材が、円形の断面を有する円筒状ロッドと、矩形平行六面体を形成するロッドと、本体部分及び横断方向に配向されたヘッドセクションを含む実質的にＴ字形状の構成であって、前記ヘッドセクションが、前記本体部分の幅寸法の約半分のみである幅寸法を有する、構成と、本体部分及び横断方向に配向されたヘッドセクションを含む実質的にＴ字形状の構成であって、前記ヘッドセクションが、該ヘッドセクションから除去されたおよそ１つの角部又は１つの四分円を有する、構成と、長手方向軸に沿って延在する本体部分、及び横断方向に配向されたヘッドセクションを含む実質的にＴ字形状の構成であって、前記本体部分が、前記長手方向軸に沿って考慮すると、前記ヘッドセクションの軸方向の配置を越えて所定の距離突出する、構成とを含む群から選択される構成を有する、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項18】

前記弓形フレーム部材及び前記中央バー部材が、最適な膨張及び収縮結果を達成するように、所定の熱膨張係数（ＣＴＥ）を呈する任意の材料から作製されることができ、該材料が、鋼、鉄、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、ニッケル、亜鉛、コバルト、マグネシウム、コバール、黄銅、鉛、グラファイト、炭素、ゴム、セラミック、木材、エポキシ、陽極酸化アルミニウム、スズ、金、パラジウム、銀、モリブデン、白金、チタン、クロム、マンガン、様々なプラスチック、合金、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、及びビニルを含む群から選択される、請求項１に記載の熱補償器。

【請求項19】

光学ネットワークとの波長多重化及び逆多重化を達成するために利用される、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールであって、
ハウジングと、
固定構成要素と、
可動構成要素と、
熱補償器であって、固定端セクションと、前記非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの可動構成要素に接続されるように適合された可動端セクションと、を有する弓形フレーム部材であって、該弓形フレーム部材が高温及び低温条件下で膨張及び収縮するとき、前記非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの可動構成要素を移動又は変位させるようにする、弓形フレーム部材と、該弓形フレーム部材の可動端セクションに取り付けられた第１の端部分を有し、前記弓形フレーム部材の中央中空部分の内部に配置された中央バー部材であって、前記弓形フレーム部材の固定端セクション内に第１の端部分がねじ式に係合されたねじの第２の端部分と係合して配置される第２の端部分を有する中央バー部材と、を備える、熱補償器と、を備え、前記弓形フレーム部材が、第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する第１の所定の材料から作製されており、前記中央バー部材が、前記弓形フレーム部材を構成する前記第１の所定の材料の第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）未満である第２の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する第２の所定の材料から作製されていることにより、高温条件下では、前記弓形フレーム部材が、前記中央バー部材よりも大きい速度で膨張する一方で、低温条件下では、前記中央バー部材の収縮が、前記弓形フレーム部材の収縮よりも遅い速度で、前記弓形フレーム部材の収縮を効果的に遅らせることにより、前記非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが、前記光学ネットワーク内の適切な波長多重化及び逆多重化を達成するために、前記非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールに入る光の適切な焦点を維持することができる、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール。

【請求項20】

前記非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの可動構成要素が、前記非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの断片部分を含む、請求項１９に記載の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール。

【請求項21】

前記非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールは、該非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの可動構成要素が、前記非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの第１の半分を含み、一方で、前記非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの固定構成要素が、前記非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの第２の半分を含むように、効果的に半分に分割されている、請求項１９に記載の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱補償器に関し、より具体的には、光学ネットワーク内の波長多重化及び逆多重化と共にひいては利用されるアレイ導波路回折格子（arrayed waveguide grating 、ＡＷＧ）モジュールと共に利用することができる、新しく改善された熱補償器に関する。

【背景技術】

【0002】

光学ネットワーク内の波長多重化及び逆多重化と共に利用されるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールに関連して、温度が変化するにつれて、作動波長も変化し、それによって性能に影響を及ぼすことが見出されている。現在、２種類のアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールが存在し、第１の種類のアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールは、熱アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールとして知られ、ヒータ及び熱電対が、モジュールの温度を一定に維持するために利用されている。このことは、波長安定性を明確に改善するが、ユニットは電力を消費し、システムに導入される追加の構成要素では、全体的なシステムの信頼性が幾分低減される。第２の種類のアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールは、非加熱又は非熱アレイ導波路回折格子（athermal arrayed waveguide grating、ＡＡＷＧ）モジュールである。非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの１つの利点は、電力消費がゼロであるという点で、効果的に受動構造であることである。しかしながら、１つの大きな欠点は、非加熱又は非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが、非常に良好に確立された作動温度範囲内でのみ確実に動作することである。現在、例えば、その温度範囲は－１５℃から７０℃まで及ぶが、－４０℃～８５℃の温度範囲内で利用されるこのような非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの使用が報告されている。しかしながら、このような温度範囲内のこのような非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールを利用する際の大きな欠点が、国際電気通信連合（International Telecommunication Union 、ＩＴＵ）によって確立される波長オフセットとして知られる波長不安定性が大きいことにつながっていることも報告されている。

【0003】

非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールを利用してそのような波長不安定性を補償するために、様々な非加熱式の熱補償器が利用されてきた。例えば、図１～図２を参照すると、従来のアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュール１０を示す図１の１ａ～１ｃに示されるように、低温条件、中温条件を介して、高温条件までの間で温度が変化すると、従来のアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュール１０の焦点はシフトすることが分かる。したがって、図２の２ａ～２ｃに示すように、図示されていない熱補償器を備えた非加熱又は非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール２０が示されており、これは、非加熱又は非熱導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール２０の焦点を効果的に再集束させるように、非加熱又は非熱導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール２０の前方セクション２２を物理的又は機械的に移動又は変位させて、これにより、結果として得られる出力焦点は、非加熱又は非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール２０が利用されている範囲内の温度に関係なく、効果的に一定にされる。しかしながら、熱誘導波長変化が、広範に可変の動作温度範囲にわたって非線形であることも知られており、これは、例えば、非加熱又は非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール２０の前方セクション２２の機械的移動又は変位の補償は、非加熱又は非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール２０が比較的暖かい環境内で動作しているときではなく、非加熱又は非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール２０が比較的低温環境内で動作しているときに、異なることを意味する。

【0004】

従来の可変二方向性熱補償器の一例が図３に示されており、参照記号３０によって示される。より具体的には、熱補償器３０は、非加熱又は非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの可動又は変位可能セクションに接続されるか、又はこれと係合するように適合されるフレーム部材３２であって、矩形平行六面体の構成を有する三次元の固体ブロックを効果的に含む、フレーム部材３２と、非加熱又は非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの非可動又は非変位可能セクションに接続されるか、又はこれと係合するように適合されたねじ３４と、を備えることが分かる。フレーム部材３２及びねじ３４が、実質的に異なる熱膨張係数（coefficient of thermal expansion、ＣＴＥ）特性によって特徴付けられる具体的に予め決定された異なる材料から作製されることにより、非加熱又は非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが動作している環境の温度として、フレーム部材３２は、ねじの膨張又は収縮に対してより速い速度で膨張又は収縮し、したがって、非加熱又は非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの可動又は変位可能なセクションを低温から高温の環境に非線形に変位又は移動させる。しかしながら、不運にも、適切に異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）特性を呈する具体的に選択された材料からのそのような温度補償器の作製にもかかわらず、このような先行技術の設計は、実際に、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが著しく異なる又はより広い温度範囲内で動作することを可能にするために要求される必要な熱補償を提供することができなかった。これは、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが比較的冷たい又は低い温度によって特徴付けられる環境内で動作しているときの非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの可動セクションの所望の移動又は変位が、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが比較的暖かい又は高い温度によって特徴付けられる環境内で動作しているときの非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの可動セクションの所望の移動又は変位とは異なるためである。熱補償器の先行技術の設計は、冷たい及び／又は暖かい環境内で動作するか、又はその環境からなる、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの補償要件を満たすように、膨張と収縮との間に十分に有意な差異を生じさせることができなかった。

【0005】

それゆえに、したがって、当技術分野では、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが、実際に、大幅に異なる又は異種の温度を示す可能性がある温度範囲又は環境内で利用できるように、改善された熱補償を実際に達成できる、新しく改善された非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの必要性が存在する。換言すれば、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが比較的冷たい又は低い温度の環境内で動作している場合に非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが収縮する速度よりも、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが比較的暖かい又は高い温度の環境内で動作している場合に高い速度で、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが膨張することを可能にする熱補償器の使用の結果として、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールは、大幅に異なる又は異種の温度を示す可能性のある温度範囲又は環境内で実際には利用できる。

【発明の概要】

【0006】

上記の必要性は、本発明によって達成されており、本発明の原理及び教示に従って、新しく改善された熱補償器が開発されており、基本形態では、従来の固体ブロック矩形平行六面体の代わりに、膨張可能及び収縮可能な弓形の構成を有するフレーム部材を備えるように見える。中央バー部材は、中央バー部材の一端が、弓形フレーム部材の一方の内側端にしっかりと固定された状態で、弓形フレーム部材内に内部的に配置され、一方、中央バー部材の第２の反対側の端部は、弓形フレーム部材の第２の反対側の端部内にしっかりと取り付けられたねじと係合される。弓形フレーム部材及び中央バー部材は、異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）特性を有する、具体的に予め決定された異なる材料から作製される。このようにして、弓形フレーム部材は、中央バー部材が高温条件下で膨張するよりも実質的により高い速度で膨張することが可能であるが、反対に、弓形フレーム部材は、中央バー部材が比較的低い温度条件下で収縮する速度で収縮することのみができるように、中央バー部材によって効果的に拘束される。これはまさに、所望される熱補償の種類である。なぜなら、留意したように、熱補償器が接続されるように適合された非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの可動セクションは、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの適切な焦点を維持するように膨張する速度とは異なる速度で収縮する必要があるからである。また、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの適切な焦点を維持するために、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの可動又は変位可能なセクションの正確な移動又は変位を達成するために、熱補償器の弓形フレーム部材は、様々な異なる幾何学的構成又は形状を有してもよいことと、熱補償器の弓形フレーム部材は、様々な異なる材料から作製されてもよく、そのような様々な異なる材料は全て、異なる熱膨張特性を示し、弓形フレーム部材の様々なセクションのサイズ又は厚さ寸法を変化させてもよいことと、に留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0007】

本発明の様々な他の特徴及び付随する利点は、添付図面と関連して考慮される場合、以下の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。ここで、同様の参照記号は、いくつかの図面全体を通して同様の又は対応する部分を示す。

【0008】

【図1】１ａは、従来の先行技術のアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールの概略図であり、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールの焦点が、比較的低い温度範囲環境内で利用されるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールの結果として、第１の特定の方向にシフトされたものとして概略的に示されている図である。 １ｂは、１ａ内に開示されるような従来の先行技術のアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールの概略図であり、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールの焦点が、中間温度範囲環境内で利用されるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールの結果として、その所望の所定の焦点から全くシフトされていないように概略的に示されている図である。 １ｃは、１ｂ内に開示されるような従来の先行技術のアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールの概略図であり、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールの焦点が、比較的高い温度範囲環境内で利用されるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールの結果として、第２の反対方向にシフトしたものとして概略的に示されている図である。

【図2】２ａは、従来の先行技術の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの概略図であり、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが比較的低い温度範囲環境内で利用されているという事実に起因して通常生じていたであろう、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの焦点のシフトを効果的に補償するように、熱補償器によって、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの前方部分が第１の方向に所定の距離移動又は変位される結果として一定に維持されているものとして、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの焦点が概略的に示されている図である。 ２ｂは、２ａ内に開示されるような従来の先行技術の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの概略図であり、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが中間温度範囲環境内で利用されているという事実に起因して、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの前方部分を移動させる必要なしに一定に維持されるものとして、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの焦点が概略的に示されている図である。 ２ｃは、２ａ内に示されるような従来の先行技術の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの概略図であり、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが比較的高い温度範囲環境内で利用されているという事実に起因して通常発生していたであろう非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの焦点のシフトを効果的に補償するように、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの焦点が、熱補償器によって、反対方向に所定の距離移動又は変位される非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの前方部分の結果として一定に維持されているものとして概略的に示されている図である。

【図3】非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールと共に利用されている従来の先行技術の熱補償器の斜視図である。

【図4】非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールと共に有利に利用されるように、本発明の原理及び教示に従って開発された、新しく改善された可変二方向性熱補償器の第１の実施形態の概略図である。

【図5】中央バー部材の硬度パラメータよりも高い硬度パラメータを有する材料から作製されるねじによって中央バー部材が損傷するのを防ぐように、ねじと係合するように適合された中央バー部材の端部に保護ブロックが取り付けられている、本発明の新しく改善された可変二方向性熱補償器の中央バー部材の第２の実施形態の概略図である。

【図5a】図４のものと同様の概略図であるが、熱補償器の弓形フレーム部材には、弓形フレーム部材のヘッド端の外面部分に取り付けられた膨張強化ブロックが設けられていることを示す図である。

【図6a】本発明の教示及び原理に従って開発された弓形フレーム部材の第２の実施形態の概略図であり、図４内に開示されるような実質的に軸方向に伸長された六角形に構成された弓形フレーム部材１０２の代わりに、図６ａ内に開示される弓形フレーム部材が、実質的にダイヤモンド形状の構成を有することを示す図である。

【図6b】弓形フレーム部材の第３の実施形態の概略図であり、図４内に開示されるような弓形フレーム部材によって特徴付けられる線形側面及び脚の代わりに、弓形フレーム部材１０２ｂの第１及び第２の端部セクションが、弧状に構成された側面セクションによって共に相互接続されていることを示す図である。

【図6c】弓形フレーム部材の第４の実施形態の概略図であり、図６ｂ内に開示されるような、弓形フレーム部材の弧状に構成された側面セクションの一方が、１対の線形セグメントを含む側面セクションによって置き換えられており、これは、前述の実施形態の弓形フレーム部材とは異なり、弓形フレーム部材のこの第４の実施形態の２つの側面セクションは、互いに対称又は鏡像の構造ではなく、それにより、弓形フレーム部材が軸方向に膨張及び収縮すると、２つの側面セクションが、全体の弓形フレーム部材の膨張又は収縮がもはや直線的ではなく、所定の角運動又は変位も包含するか、又はそれも含むように、異なる膨張及び収縮移動又は変位を経験することを示す図である。

【図6d】弓形フレーム部材の第５の実施形態の概略図であり、弓形フレーム部材の右側セクションが３つの線形セグメントを含み、図４内に示される弓形フレーム部材の側面セクションと実質的に同様であり、セグメントを備えるが、線形セグメントのうちの２つを共に相互接続する左側セクションが、左側セクションの線形範囲に対して横方向外側及び内側に突出する異なる厚さ部分が設けられた線形セグメントを備え、これにより、再び、弓形フレーム部材の左側と右側との間に画定された非対称構造を考慮すると、全体の弓形フレーム部材の膨張又は収縮はもはや直線的ではなく、所定の角運動又は変位も包含するか、又はそれも含むことを示す図である。

【図6e】右側セクションが、図６ｄ内に示されるような第５の実施形態の弓形フレーム部材の右側セクションに類似している、弓形フレーム部材の第６の実施形態の概略図であるが、弓形フレーム部材の左側セクションが、プリーツ状又は正弦波状に共に相互接続される複数のセクションを備え、これにより、全体的な弓形フレーム部材が膨張又は収縮を経験するときに、個々のプリーツ状又は正弦波形状のセクションが、互いに対して膨張又は収縮することになり、これにより、再び、全体的な弓形フレーム部材の膨張又は収縮がもはや直線的ではなく、所定の角運動又は変位も包含するか、又はそれも含むことになることを示す図である。

【図6f】弓形フレーム部材の第７の実施形態の概略図であり、この第７の実施形態の弓形フレーム部材の構造が、このような側面セクションの厚さ寸法を変化させるように側面セクションの部分が除去されているという事実を除いて、第１の実施形態の弓形フレーム部材と実質的に同様であり、これにより、弓形フレーム部材の側面セクションの厚さ寸法のこのようなばらつきが、弓形フレーム部材の膨張及び収縮特性に影響を及ぼすことになることを示す図である。

【図6g】弓形フレーム部材の第８の実施形態の概略図であり、第８の実施形態の弓形フレーム部材が、スロットが弓形フレーム部材の側面セグメント内にそれぞれ画定されているという事実を除いて、第１の実施形態の弓形フレーム部材と実質的に同様であり、これにより、スロットが、弓形フレーム部材の膨張及び収縮特性に影響を及ぼす弓形フレーム部材の側面セクションの厚さ寸法又は質量の変動を効果的に画定することを示す図である。

【図6h】弓形フレーム部材の第９の実施形態の概略図であり、弓形フレーム部材が、実質的に矩形に構成されたチャンバが、中央バー部材のヘッド部分を収容するように弓形フレーム部材の内部に画定されるという事実を除いて、図４内に開示されるような、第１の実施形態の弓形フレーム部材と同様の構成を有し、これにより、弓形フレーム部材と一体構造を効果的に画定するように、中央バー部材が弓形フレーム部材に実際にしっかりと固定される必要はなく、しかしながら、中央バー部材が、弓形フレーム部材チャンバ内のそのヘッド部分の配置の結果として、弓形フレーム部材内の内部で定位置に効果的に係止されることを示す図である。

【図7a】中央バー部材の第２の実施形態の概略図であり、図４内に示されるような中央バー部材１０４の実質的にＴ字形状の構成を有する代わりに、中央バー部材の第２の実施形態が、円筒状に構成された中央バー部材を備えてもよいことを示す図である。

【図7b】中央バー部材の第３の実施形態の概略図であり、中央バー部材の第３の実施形態が、矩形の平行六面体の幾何学的構成を有することを示す図である。

【図7c】中央バー部材の第４の実施形態の概略図であり、中央バー部材の第４の実施形態が、図４内に示されるような中央バー部材の第１の実施形態と同様であり、しかしながら、中央バー部材のヘッド部分の横方向幅又は横断寸法が、中央バー部材の長手方向軸に関して考慮されるように、図４内に示されるような中央バー部材のヘッド部分のおよそ半分だけであることを示す図である。

【図7d】中央バー部材の第５の実施形態の概略図であり、中央バー部材の第５の実施形態が、図４内に示されるような中央バー部材の第１の実施形態と同様であり、しかしながら、図４内に示されるような、中央バー部材の完全なヘッド部分の代わりに、中央バー部材１０４ｄの第５の実施形態のヘッド部分が、図４内に示されるような中央バー部材１２６のヘッド部分を形成した矩形の平行六面体から除去された１つの角部又は四分円を効果的に有することを示す図である。

【図7e】中央バー部材の第６の実施形態の概略図であり、中央バー部材が、中央バー部材１０４ｅの遠位端部分１３６ｅが、中央バー部材１０４ｅのヘッド部分１２６ｅの配置を越えて所定の量だけ突出することを除いて、図４内に示されるような中央バー部材１０４の構成と同様の構成を有することを示す図である。

【図8a】非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの第１の実施形態の概略図であり、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが、固定された第１のセクションと、全体的な非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの断片部分を含む第２の可動セクションとに効果的に分割されていることを示す図である。

【図8b】非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの第２の実施形態の概略図であり、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが、１つの半分のセクションが固定され、他方の半分のセクションが可動であるように、半分に効果的に分割されていることを示す図である。

【図8c】熱補償器の長手方向軸が、光学ネットワークの入射光路に対して第１の所定の角度に配向され、これにより、熱補償器が膨張されると、第２の可動構成要素が、熱補償器の長手方向軸に平行な左に配向された方向に移動又は変位されるような方式で、図８ａに示されるような第１の実施形態の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールに動作可能に接続される、図４内に示されるものなどの熱補償器を示す概略図である。

【図8d】熱補償器の長手方向軸が、光学ネットワークの入射光路に対して第２の所定の角度であって、熱補償器の長手方向軸が図８ｃ内に示されるように配向される第１の所定の角度とは異なる第２の所定の角度で配向され、これにより、熱補償器が膨張すると、第２の可動構成要素が再び、熱補償器の長手方向軸に対して角度配向方向に移動又は変位されるような方式で、図８ａ内に示されるような第１の実施形態の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールに動作可能に接続される、図４内に示されるものなどの熱補償器を示す概略図である。

【図8e】熱補償器の長手方向軸が光学ネットワークの入射光路に対して第１の所定の角度で配向されている間に、熱補償器が、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの基部又はハウジング部分にしっかりと固定された固定端を有し、これにより、熱補償器が膨張されると、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの上部可動構成要素が、熱補償器の長手方向軸に平行な実質的に右方向に配向された方向に移動又は変位されるような方式で、図８ｂ内に示されるような第２の実施形態の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールに動作可能に接続される、図４内に示されるものなどの熱補償器を示す概略図である。

【図8f】図８ｃ内に示されるような第１の実施形態の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールに動作可能に接続される、図４内に示されるものなどの熱補償器を示す概略図であり、しかしながら、熱補償器の長手方向軸が光学ネットワークの入射光路に対して第１の所定の角度で配向されている間に、熱補償器が、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの基部又はハウジング部分にしっかりと接続された固定端を有し、これにより、熱補償器が膨張されると、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの第２の可動断片構成要素が、熱補償器の長手方向軸に平行な実質的に左方向に配向された方向に移動又は変位されることになることを示す図である。

【図9】図３内に示されるような従来の先行技術の熱補償器を、図４及び図６ｈに示されるような本発明の新しく改善された熱補償器と比較する概略図であり、変位差の全体的な収縮、膨張、及び移動がマイクロメートルで示されていることを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

ここで図面、より具体的には、そのうちの図４を参照すると、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールと共に使用するための新しく改善された可変二方向性熱補償器の第１の実施形態が開示されており、一般に、参照記号１００によって示される。より具体的には、新しく改善された可変二方向性熱補償器１００は、フレーム部材１０２、中央バー部材１０４、及びねじ１０６を備えることが分かる。更により具体的には、フレーム部材１０２は、長手方向に配向された軸１０８に対して、又はその周りに画定されるような軸方向に細長い八角形を含む実質的に弓の構成の幾何学的構成を有することが分かる。より具体的には、弓形フレーム部材１０２は、可動であるように適合された第１の端部セクション１１０と、固定されるように適合された第２の反対側に配置された端部セクション１１２と、第１の側面セクション１１４と、第２の側面セクション１１６と、第１の側面セクション１１４を第１及び第２の端部セクション１１０、１１２にそれぞれ相互接続する第１及び第２の脚部セクション１１８、１２０と、第２の側面セクション１１６を第１及び第２の端部セクション１１０、１１２にそれぞれ相互接続する第３及び第４の脚部セクション１２２、１２４と、を備えるように見え、弓形フレーム部材１０２の前述のセクション及び脚部分は、中央中空部分１２５を画定する。

【0010】

したがって、理解できるように、弓形フレーム部材１０２の固有の幾何学的構造構成に起因して、温度が上昇すると、弓形フレーム部材１０２は、第１の側面セクション１１４と、第２の側面セクション１１６と、第１の側面セクション１１４を第１及び第２の端部セクション１１０、１１２にそれぞれ相互接続する第１及び第２の脚部セクション１１８、１２０と、第２の側面セクション１１６を第１及び第２の端部セクション１１０、１１２にそれぞれ相互接続する第３及び第４の脚部セクション１２２、１２４との間に画定された構造的相互接続によって許容されるように、長手方向に延在する軸１０８に対して、軸方向に効果的に伸長又は膨張することになる。更に、弓形フレーム部材１０２が軸方向に効果的に伸長又は膨張すると、第１及び第２の側面セクション１１４、１１６は、再び、第１の側面セクション１１４を第１及び第２の端部セクション１１０、１１２にそれぞれ相互接続する第１及び第２の脚部セクション１１８、１２０と、第２の側面セクション１１６を第１及び第２の端部セクション１１０、１１２にそれぞれ相互接続する第３及び第４の脚部セクション１２２、１２４とによって許容されるように、互いに向かって効果的に移動することが理解されるであろう。更に、熱補償器１００が利用される非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが、比較的冷たい温度又は低い温度にさらされるか、又はその範囲内で動作するとき、弓形フレーム部材１０２の逆移動又は変位が生じ、すなわち、弓形フレーム部材１０２が軸方向に収縮することが理解されるであろう。したがって、弓形フレーム部材１０２を特徴付ける構造的構成は、以下でより十分に説明するように、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの可動セクションの必要な移動又は変位を正確に行うように、固有の可撓性及び弾力性を有する弓形フレーム部材１０２を提供することが分かる。

【0011】

図４からも分かるように、中央バー部材１０４は、弓形フレーム部材１０２の中空中央部分１２５内に配置され、弓形フレーム部材１０２の第１の端部セクション１１０にしっかりと固定された第１の端部又はヘッド部分１２６を備えるように見える実質的にＴ字形状の構成を有する。一方、第２の反対側の端部又は足部分１２８は、弓形フレーム部材１０２の第２の端部セクション１１２内にしっかりと取り付けられたその反対側に配置された第２の端部を有するねじ１０６の第１の端部と係合するように適合されている。ねじ１０６は、弓形フレーム部材１０２の固定端セクション１１２内でねじ式に調節されて、第１の端部又はヘッド部分１２６を、弓形フレーム部材１０２の第１の端部セクション１１０の内面部分と係合させるようにする。本発明の更なる教示及び原理に従って、弓形フレーム部材１０２及び中央バー部材１０４は、特定の、異なる、予め決定された、又は既知の熱膨張係数（ＣＴＥ）特性を有する材料から作製され、弓形フレーム部材１０２が、中央バー部材１０４の熱膨張係数（ＣＴＥ）よりも大きい又は高い熱膨張係数（ＣＴＥ）を呈する材料から作製される。このようにして、したがって、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが、比較的暖かい又は高い温度条件を経験している環境内で動作される場合、弓形フレーム部材１０２は、その熱膨張係数（ＣＴＥ）特性に従って軸方向に効果的に自由に膨張又は伸長し、一方、反対に、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが、比較的冷たい又は低い温度条件を経験している環境内で動作される場合、弓形フレーム部材１０２は、弓形フレーム部材１０２の第１の端部セクション１１０が中央バー部材１０４にしっかりと固定されているという事実を考慮して、その軸方向の収縮移動又は変位に効果的にある程度拘束する又は遅らせることが理解され得る。中央バー部材１０４の熱膨張係数（ＣＴＥ）特性は、弓形フレーム部材１０２の熱膨張係数（ＣＴＥ）特性よりも小さいので、中央バー部材１０４の軸方向の収縮は、弓形フレーム部材１０２の軸方向収縮と比較して、より小さい又は遅い速度で進行し、それにより、弓形フレーム部材１０２の全体的な収縮は、その軸方向の熱膨張又は伸長よりも低い速度で達成される。前述したように、これらの移動又は変位は、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの適切な焦点を保つために所望され、必要とされる。

【0012】

更に、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが、比較的暖かい又は高い温度条件内に動作可能に配置されるか、又はそれに露出している場合、弓形フレーム部材１０２は、中央バー部材１０４の第２の反対側の端部又は足部１２８がねじ１０６の第１の端部から係合解除される程度に、軸方向に膨張又は伸長するが、反対に、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが、比較的冷たい又は低い温度条件内に動作可能に配置されるか、又はそれに露出している場合、弓形フレーム部材１０２は、それらの熱膨張係数（ＣＴＥ）間の差異に従って中央バー部材１０４によって許容されるように、軸方向に収縮し、これにより、中央バー部材１０４の第２の反対側の端部又は足部１２８が、再び、ねじ１０６の第１の端部から係合することに留意されたい。なお更に、ねじ１０６は、通常、比較的大きなヤング率及び小さい熱膨張係数（ＣＴＥ）によって特徴付けられる材料から作製されることに留意されたい。したがって、中央バー部材１０４の第２の反対側の端部又は足部１２８が、ねじ１０６の第１の端部と係合するとき、ねじ１０６の相対的硬度又は剛性は、中央バー部材１０４の第２の反対側の端部又は足部１２８に凹み又は他の損傷を引き起こす可能性があることが見出された。この状態が発生するのを防ぐために、中央バー部材１０４の第２の反対側の端部又は足部１２８には、図５に示されるような保護ブロック１３０が設けられてもよい。保護ブロック１３０は、ねじ１０６を作製するために利用されるものと同じ材料から作製され、それにより、したがって、ねじ１０６の第１の端部が実際に中央バー部材１０４に損傷を与えることができないように、保護ブロック１３０のヤング率及び硬度又は剛性は、ねじ１０６のものと同じである。

【0013】

ここで図５ａを参照すると、弓形フレーム部材１０２の膨張、及び熱補償器が取り付けられる非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールのそのセクションの移動又は変位は、以下でより十分に説明するように、膨張強化ブロックを、弓形フレーム部材のヘッド端部の外面部分に取り付けることによって、更に強化させることができることにも留意されたい。利用可能な空間が重要な設計因子である空間環境内でより小さい構成要素を収容することができるように、技術がより小さい構成要素に向かうにつれて、熱補償器の有効サイズは、例えば、その長手方向全長寸法に関連して、小さくする必要がある。これは、弓形フレーム部材及び／又は中央バー部材の長手方向長さを短くすることによって達成することができる。しかしながら、このようなより短い構造的構成要素では、熱補償器は、必ずしも高温及び低温条件下で所望の相対的移動又は変位を達成するとは限らない可能性がある。したがって、図５ａに示すように、膨張強化ブロック１３２は、熱補償器１００’の弓形フレーム部材１０２のヘッド端の外面部分に取り付けられている。膨張強化ブロック１３２は、弓形フレーム部材１０２のものよりも大きい熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する好適な材料から作製されてもよく、それにより、膨張強化ブロック１３２は、したがって、弓形フレーム部材１０２よりも速い速度で、かつより大きな範囲で膨張する。しかしながら、反対に、比較的に冷たい又は低い温度環境内での動作中、膨張強化ブロック１３２の収縮、並びに弓形フレーム部材１０２の収縮は、再び、中央バー部材１０４の比較的低い熱膨張係数（ＣＴＥ）特性によって、いくらか遅れることになる。

【0014】

更に続いて、図６ａ～図６ｈを参照すると、以下で更に論じるように、新しく改善された可変二方向性熱補償器１００が、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールに動作可能に接続されるとき、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの追加の異なる膨張及び収縮移動又は変位を達成するために、様々な異なる構造的構成を有する弓形フレーム部材１０２の様々な異なる実施形態が可能である。例えば、本発明の教示及び原理に従って開発された弓形フレーム部材の第２の実施形態を示す図６ａ内に開示されるように、図４内に開示されるような実質的に軸方向に伸長された六角形に構成された弓形フレーム部材１０２の代わりに、図６ａに開示されるような弓形フレーム部材１０２ａは、実質的にダイヤモンド形状の構成を有することが分かる。あるいは、図６ｂ内に開示されるように、弓形フレーム部材の第３の実施形態が示されており、図４内に開示されるような弓形フレーム部材１０２によって特徴付けられる線形側面及び脚の代わりに、弓形フレーム部材１０２ｂの第１及び第２の端部セクション１１０ｂ、１１２ｂは、弧状に構成された側面セクション１１４ｂ、１１６ｂによって共に相互接続されている。なお更に、図６ｃから分かるように、弓形フレーム部材の第４の実施形態が開示されており、弓形フレーム部材１０２ｂの弧状に構成された側面セクション１１４ｂのうちの１つが、一対の線形セグメント１１４ｃ－１、１１４ｃ－２を含む側面セクションによって置き換えられている。弓形フレーム部材１０２、１０２ａ、及び１０２ｂとは異なり、２つの側面セクション１１４ｃ、１１６ｃは、もはや互いに対称又は鏡像の構造ではないことが理解されるであろう。したがって、弓形フレーム部材１０２ｃが軸方向に膨張及び収縮すると、２つの側面セクション１１４ｃ、１１６ｃは、異なる膨張及び収縮移動又は変位を経験することになる。このようにして、弓形フレーム部材１０２ｃ全体の膨張又は収縮は、もはや直線的ではなく、予め決定された角運動又は変位を包含するか、又はそれを含むであろう。

【0015】

なお更に引き続き図６ｄを参照すると、弓形フレーム部材１０２ｄの第５の実施形態が開示されており、セグメント１１６ｄ、１２２ｄ、１２４ｄを備える弓形フレーム部材１０２ｄの右側セクションは、図４内に示され、セグメント１１６、１２２、１２４を備える弓形フレーム部材１０２の側面セクションと実質的に同様であることが理解される。しかしながら、セグメント１１８ｄ、１２０ｄを共に相互接続する左側セクション１１４ｄは、左側セクション１１４ｄの直線範囲に対して横方向外側及び内側に突出する異なる厚さ部分１３２ｄ、１３４ｄを備えた線形セグメントを備えることが分かる。再び、弓形フレーム部材１０２ｄの左側と右側との間に画定される非対称構造を考慮すると、弓形フレーム部材１０２ｃ全体の膨張又は収縮はもはや直線的ではなく、所定の角運動又は変位を包含するか、又はそれを含むことも理解されたい。

【0016】

図６ｅを参照すると、本発明の原理及び教示に従って開発され得る弓形フレーム部材１０２ｅの第６の実施形態が開示され、第５の実施形態の弓形フレーム部材１０２ｄの右側セクション１１６ｄと同様の右側セクション１１６ｅを備えることが分かる。しかしながら、セグメント１１８ｅ、１２０ｅを共に相互接続する弓形フレーム部材１０２ｅの左側セクション１１４ｅは、複数のセクション１３６ｅを備え、これらは、プリーツ状又は正弦波方式で共に相互接続されていることが分かる。したがって、弓形フレーム部材１０２ｅ全体が膨張又は収縮を経験すると、個々のセクション１３６ｅもまた、互いに対して膨張又は収縮することになり、その結果、再び、弓形フレーム部材１０２ｃ全体の膨張又は収縮は、もはや、直線的ではなく、予め決定された角運動又は変位も包含するか、又はそれも含むことになることが理解できる。次に図６ｆを参照すると、弓形フレーム部材１０２ｆの第７の実施形態が開示されており、この第７の実施形態の弓形フレーム部材１０２ｆの構造は、そのような側面セクション１１４ｆ、１１６ｆの厚さ寸法を変化させるように、参照記号１３８ｆ、１４０ｆによって示されるように、側面セクション１１４ｆ、１１６ｆの部分が除去されているという事実を除いて、第１の実施の形態の弓形フレーム部材１０２と実質的に同様であることが分かる。側面セクション１１４ｆ、１１６ｆの厚さ寸法のこれらの変化は、弓形フレーム部材１０２ｆの膨張及び収縮特性に影響を与えるであろう。弓形フレーム部材１０２ｇの第８の実施形態が図６ｇ内に示されており、第８の実施形態の弓形フレーム部材１０２ｇは、スロット１４２ｇ、１４４ｇが側面セグメント１１６ｇ、１２２ｇ、１２４ｇ、及び１１４ｇ、１１８ｇ、１２０ｇ内にそれぞれ画定されているという事実を除いて、第１の実施形態の弓形フレーム部材１０２と実質的に同様であることが分かる。再び、弓形フレーム部材１０２ｇの側面セクションの厚さ寸法又は質量のこれらの変形は、弓形フレーム部材１０２ｇの膨張及び収縮特性に影響を与えることになる。最後に、図６ｈを参照すると、弓形フレーム部材１０２ｈの第９の実施形態が開示され、弓形フレーム部材１０２ｈは、実質的に矩形に構成されたチャンバ１４６ｈが、中央バー部材１０４のヘッド部分１２６を収容するように弓形フレーム部材１０２ｈの内部に画定されるという事実を除いて、図４内に開示されるように、弓形フレーム部材１０２の構成と同様の構成を有することが分かる。このように、中央バー部材１０４は、弓形フレーム部材と一体構造を効果的に画定するように、実際には、弓形フレーム部材１０２ｈにしっかりと固定される必要はないが、それにもかかわらず、中央バー部材１０４は、チャンバ１４６ｈ内のそのヘッド部１２６の配置の結果として、弓形フレーム部材１０２ｈ内の内部で定位置に効果的に係止される。

【0017】

以下で更に論じるように、新しく改善された可変二方向性熱補償器１００が、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールに動作可能に接続される場合、及び非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールが、比較的暖かい、高い、冷たい、又は低い温度条件下で動作される場合、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの追加の異なる膨張及び収縮移動又は変位を達成するために、弓形フレーム部材１０２の場合のように、様々な異なる構造的構成を有する中央バー部材１０４の様々な異なる実施形態が可能である。これらの様々な実施形態が、図７ａ～図７ｆ内に開示されている。したがって、図７ａを参照すると、中央バー部材１０４ａの第２の実施形態は、図４内に示されるような中央バー部材１０４の実質的にＴ字形状の構成を有する代わりに、中央バー部材１０４は、円筒状に構成された中央バー部材を備えてもよいことが分かる。あるいは、図７ｂ内に示されるように、中央バー部材の第３の実施形態が１０４ｂで示されており、矩形の平行六面体の幾何学的構成を有することが分かる。図７ｃを参照すると、中央バー部材の第４の実施形態が１０４ｃで示されており、中央バー部材１０４の第４の実施形態は、図４内に示されるような中央バー部材１０４の第１の実施形態と同様であることが分かる。しかしながら、中央バー部材１０４ｃの長手方向軸１０８ｃに関して考慮されるように、ヘッド部分１２６ｃの横方向幅又は横断寸法は、図４内に示されるような中央バー部材１０４のヘッド部分１２６のおよそ半分だけであることが分かる。

【0018】

なお更に、図７ｄを参照すると、中央バー部材の第５の実施形態が１０４ｄで示されている。中央バー部材１０４の第５の実施形態は、図４内に示されるように中央バー部材１０４の第１の実施形態と同様であることが分かる。しかしながら、図４内に示されるように中央バー部材１０４の完全なヘッド部分１２６の代わりに、矩形の平行六面体を備えているように、中央バー部材１０４ｄの第５の実施形態のヘッド部分１２６ｄは、図４内に示されるような中央バー部材１２６のヘッド部分１２６を形成する矩形の平行六面体から、１４８ｄのように、１つの角部又は四分円が効果的に除去されていることが分かる。最後に図７ｅを参照すると、中央バー部材の第６の実施形態は、１０４ｅで示されており、Ｔ字形状の中央バー部材１０４ｅの長手方向軸１５１に関して考慮されるように、中央バー部材１０４ｅの遠位端部分１５０ｅが、中央バー部材１０４ｅのヘッド部分１２６ｅの配置を越えて所定量突出するという事実を除いて、図４内に示されるような中央バー部材１０４の構成と同様の構成を有することが分かる。図４及び図６ａ～図６ｈ内に示されるように、異なる構成の弓形フレーム部材１０２～１０２ｈを提供するのと同様の方式で、図４及び図７ａ～図７ｈ内に示すように、異なる構成の中央バー部材１０４及び１０４－ａ～１０４ｅは、異なる厚さ寸法、異なる質量などを有する中央バー部材を提供し、それにより、そのような差異は、中央バー部材の膨張及び収縮特性に影響を及ぼす異なる要因として現れることに留意されたい。

【0019】

本発明の熱補償器の様々な構造的な構成要素、及びその様々な異なる構成又は代替の実施形態を説明してきたが、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールに動作可能に接続された場合の本発明の熱補償器の動作を説明する。図２の２ａ～２ｃ内に示すような従来のアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）モジュールに関する議論で簡単に述べたように、図８ａを参照すると、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの第１の実施形態が示されており、一般に、参照記号１５２によって示される。より具体的には、第１の実施形態の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２は、２つの主要な構成要素である、第１の固定構成要素１５４及び第２の可動構成要素１５６を備え、第２の可動構成要素１５６は、効果的に、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２全体のうちの断片的なセクションであることが分かる。第１の固定構成要素１５４と第２の可動構成要素１５６との境界は、１５８で示されている。理解され得るように、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２が、様々に異なる、比較的暖かい、高い、冷たい、又は低い温度条件下で動作される場合、可動構成要素１５６は、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２の適切な焦点を維持するために必要に応じて移動又は変位されるように適合される。あるいは、図８ｂ内に示すように、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの第２の実施形態が例示され、一般に、参照記号１５２’によって示される。非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２’のこの第２の実施形態によれば、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２’は、半分に効果的に分割され、上部可動セクション１６０’及び下部固定セクション１６２’を備えることが分かる。図８ａ及び図８ｂ内に示される両方の実施形態では、可動及び固定セクションは反転され得ることに留意されたい。

【0020】

図８ｃ内に示されるように、図４内に示されるような熱補償器１００は、熱補償器１００の固定端部１１２が熱補償器１００の第１の固定構成要素１５４に固定される一方で、熱補償器の可動端部１１０が第２の可動構成要素１５６に固定され、熱補償器１００の長手方向軸１０８が、光学ネットワークの入射光路（ＩＬＰ）に対して第１の所定の角度で配向されるような方式で、図８ｃ内に示されるように、第１の実施形態の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２に動作可能に接続される場合には、熱補償器１００が膨張すると、第１の実施形態の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２の第２の可動構成要素１５６は、熱補償器１００の長手方向軸１０８に平行な左向きに配向された方向に移動又は変位されることになる。同様の方式で、図４内に示されるような熱補償器１００が、熱補償器１００の固定端部１１２が熱補償器１００の第１の固定構成要素１５４に固定される一方で、熱補償器の可動端部１１０が第２の可動構成要素１５６に固定され、ただし、熱補償器の長手方向軸は、熱補償器１００の長手方向軸が図８ｄ内に示されるように配向される第１の所定の角度とは異なる、第２の所定の角度で光学ネットワークの入射光路（ＩＬＰ）に対して配向されるような方式で、図８ｄ内に示されるように、第１の実施形態の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２に動作可能に接続される場合には、熱補償器が膨張すると、第２の可動構成要素は、再び、熱補償器の長手方向軸に対して角度配向で移動又は変位されることになる。

【0021】

あるいは、図８ｅ内に示されるように、図４内に示されるような熱補償器１００は、熱補償器１００が、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２’の基部又はハウジング部分に固定接続された固定端を有する一方で、熱補償器１００の長手方向軸１０８は、光学ネットワークの入射光路（ＩＬＰ）に対して第１の所定の角度で配向されるような方式で、図８ｂ内に示されるように、第２の実施形態の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２’に動作可能に接続される場合、これにより、熱補償器１００が膨張すると、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２’の上部可動構成要素１６０’は、熱補償器１００の長手方向軸１０８に平行な実質的に右方向に配向された方向に移動又は変位されることになる。更に別の代替として、図８ｆは、図８ｃ内に示されるように、第１の実施形態の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２に動作可能に接続された、図４内に示されるものなどの熱補償器１００を示す概略図である。しかしながら、熱補償器１００は、熱補償器１００の長手方向軸１０８が光学ネットワークの入射光路（ＩＬＰ）に対して第１の所定の角度で配向されている間に、熱補償器１００は、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２の基部又はハウジング部分にしっかりと接続された固定端部を有する。これにより、熱補償器１００が膨張すると、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２の第２の可動断片構成要素１５６は、熱補償器の長手方向軸に平行な実質的に左方向に配向された方向に移動又は変位されることになる。

【0022】

図９を参照すると、図３内に示されたような従来の先行技術の熱補償器と、図４及び図６ｈ内に示されたような本発明の新しく改善された熱補償器の概略図が示されており、変位差の全体的な収縮、膨張、及び移動はマイクロメートルで示されている。弓形フレームは、その形状変化に対してより可撓性であるため、先行技術の熱補償器よりも低温環境における熱膨張係数（ＣＴＥ）が５倍以上小さい中央バーによって、収縮がはるかに遅くなり得る。より具体的には、非限定的な例として、従来の先行技術の熱補償器３０では、熱補償器３０が低温条件下で収縮した場合、その全長寸法は４３．２６マイクロメートルであり、一方、熱補償器３０が高温条件下で膨張した場合、その全長寸法は４５．３７マイクロメートルであり、その全長寸法の差は２．１１マイクロメートルであったことが分かり得る。一方、低温条件下で収縮した新しく改善された熱補償器１０２ｈでは、その全長寸法は３２．０１マイクロメートルであった。一方、熱補償器１０２ｈが高温条件下で膨張した場合、その全長寸法は４４．３４であった。その全長寸法の差は１２．３３であった。したがって、このような統計から明らかに理解され得るように、従来の先行技術の熱補償器３０と比較して、本発明の熱補償器１０２ｈによってより大きな長さ寸法差を達成することができた。したがって、従来の先行技術の熱補償器３０を利用することとは対照的に、本発明の熱補償器１００を利用する場合、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュールの可動部分のより大きな差動移動が可能である。それにより、次いで、非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２、１５２’の可動部分のより大きな差動移動又は変位を達成することにより、より大きな差動温度範囲にわたる入射光のより正確な集束を可能にする。

【0023】

最後に、最適な膨張及び収縮結果を達成するために、熱補償器１００の弓形フレーム部材１０２、中央バー部材１０４、ねじ１０６、保護ブロック１３０、及び膨張強化ブロック１３２は、様々な異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）を呈する多数の異なる材料のうちのいずれか１つから作製されてもよいことに留意されたい。このような材料の例としては、鋼、鉄、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、ニッケル、亜鉛、コバルト、マグネシウム、コバール、黄銅、鉛、黒鉛、炭素、ゴム、セラミック、木材、エポキシ、陽極酸化アルミニウム、スズ、金、パラジウム、銀、モリブデン、白金、チタン、クロム、マンガン、様々なプラスチック、合金、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ビニルなどである。材料は、予め決定された必要な移動、信頼性、及び／又は他の性能特性を達成するために、例えば、熱膨張係数（ＣＴＥ）、それらの強度、力、可撓性、剛性、降伏強度、脆性などを含むそれぞれの様々な特性に対して選択されてもよい。加えて、熱補償器１００の非熱アレイ導波路回折格子（ＡＡＷＧ）モジュール１５２、１５２’への取り付けは、例えば、ねじ、エポキシ、接着剤、ボルト、ナット、支柱、穴、スロット、舌部及び溝、カム、ギア、ラチェット、磁石、はんだ、溶接、ワイヤ、摩擦嵌め、スナップ嵌め、ラッチ嵌めなどの任意の好適な手段によって達成されてもよい。

【0024】

明らかに、本発明の多くの変形及び修正は、上記の教示に照らして可能である。したがって、添付の特許請求の範囲内では、本発明は、本明細書に具体的に記載されるもの以外に実施されてもよいことを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図5A】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図6G】

【図6H】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図7E】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図8E】

【図8F】

【図9】