FR2807844A1

FR2807844A1 - Commutateur optique a pieces mobiles et son procede de realisation, et dispositif de brassage optique utilisant le commutateur optique

Info

Publication number: FR2807844A1
Application number: FR0004910A
Authority: FR
Inventors: Patrick Pouteau; Jacques Margail
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2000-04-17
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2001-10-19
Anticipated expiration: 2020-04-17
Also published as: US6833080B2; WO2001079903A1; EP1275020A1; FR2807844B1; JP2004501382A; US20030138191A1

Abstract

Commutateur optique comprenant, sur un substrat (100), des moyens optiques (120), et des moyens moteurs (114, 115, 124) coopérant avec les moyens optiques pour les faire pivoter entre une position de repos et au moins une position active. Conformément à l'invention, le commutateur comprend des premiers moyens de butée (122), mobiles, rigidement solidaires des moyens optiques (120, 130) de façon à pouvoir pivoter avec les moyens optiques, et des deuxièmes moyens de butée (128), fixes, agencés dans un plan sensiblement parallèle à la face principale (110) du substrat, et coopérant avec les premiers moyens de butée pour fixer ladite position active des moyens optiques.Application à la réalisation de brasseur optique.

Description

COMMUTATEUR OPTIQUE A PIECES MOBILES ET SON PROCEDE DE REALISATION, ET DISPOSITIF DE BRASSAGE OPTIQUE UTILISANT LE COMMUTATEUR OPTIQUE Domaine technique présente invention concerne un commutateur optique intégré à pièces mobiles, un dispositif brassage optique utilisant le commutateur, et procédé réalisation du commutateur.

Les dispositifs de brassage optique sont assimilables à des multiplexeurs, capables de connecter optiquement une ou plusieurs voies optiques d'entrée sélectivement à une ou plusieurs voies de sortie. Ils utilisent à cet effet des commutateurs optiques.

L'invention concerne aussi bien des commutateurs de type tout ou rien, c'est-à-dire des commutateurs qui autorisent ou interdisent le passage de la lumière, que des commutateurs qui renvoient lumière encore des commutateurs qui modifient caractéristique de la lumière. Les commutateurs peuvent présenter deux états de commutation, ou plus.

'invention trouve des applications de façon générale dans le domaine des télécommunications optiques et du traitement optique de signaux. Etat de technique antérieure Les documents (1), (2) et (3), dont les références complètes sont indiquées à la fin de la description, donnent une illustration d'un arrière-plan technologique de l'invention Le document (1) décrit un commutateur optique multivoie équipé d'une poutre flexible de distribution. Cette poutre, pourvue d'un microguide optique permet de distribuer un faisceau lumineux appliqué en une voie d'entrée, vers une voie de sortie sélectionnée parmi plusieurs voies de sortie possibles.

L'utilisation de tels commutateurs pour réaliser un brasseur optique nécessite un nombre élevé de composants, et donc un nombre élevé de circuits électroniques de commande de ces composants. De plus, le commutateur occasionne des pertes optiques importantes.

Un nombre plus limité de composants peut être utilisé dans un brasseur optique du type dit "en espace libre . Dans un tel brasseur, décrit par exemple dans le document (2), des commutateurs à miroirs de "torsion" verticaux sont utilisés.

Les miroirs verticaux peuvent occuper une premiere position de commutation correspondant à mode de réflexion de la lumière et une deuxième position de commutation correspondant à un mode transmission de la lumière.

Les miroirs se dressent perpendiculairement a une face principale d'un substrat de support. peuvent pivoter, selon un axe également perpendiculaire, entre les deux positions commutation. Les miroirs sont mus par l'exercice de forces électrostatiques entre une plaque de support du miroir et une électrode verticale.

Dans un tel commutateur, le contrôle de la verticalité des miroirs peut s'avérer critique. En effet, un défaut de verticalité d'un miroir peut entraîner un désalignement du faisceau optique renvoyé le miroir.

On connaît également par le document (3) un commutateur dans lequel un miroir est pivoté par des forces électromagnétiques depuis une position de repos parallèle au substrat, vers une position active perpendiculaire au substrat. Là encore se pose le problème du maintien du miroir dans sa position active, garantissant cette position avec précision. Exposé de l'invention La présente invention a pour but de proposer un commutateur optique amélioré ne présentant pas les difficultés ci-dessus et dans lequel la position active 'un miroir ou d'un autre moyen optique peut être fixée avec précision.

Un autre but est de proposer un commutateur qui puisse être du type tout ou rien mais qui puisse également être conçu pour présenter plusieurs états de commutation.

Un but est encore de proposer un procédé particulièrement simple et économique de réalisation d'un tel commutateur.

Enfin, un but de l'invention est de proposer dispositif de brassage optique utilisant le commutateur optique amélioré.

Pour atteindre ces buts, l'invention a plus précisément pour objet un commutateur optique comprenant, sur un substrat, des moyens optiques aptes à interagir avec une lumière de commutation, et moyens moteurs reliés aux moyens optiques pour les faire pivoter, entre une première position dite de repos et au moins une deuxième position dite active. Conformément à l'invention, le commutateur comprend des premiers moyens de butée, mobiles rigidement solidaires des moyens optiques, de façon à pouvoir pivoter avec les moyens optiques, et deuxièmes moyens de butée, fixes, agencés dans un plan sensiblement parallèle à la face principale du substrat, et coopérant avec les premiers moyens de butée pour fixer ladite position active des moyens optiques. 'axe de pivotement des moyens optiques et des premiers moyens de butée est de préférence parallèle à la face principale du substrat.

Comme les moyens de butée fixe sont parallèles à la face principale du substrat, il est possible d'ajuster de façon très simple et très précise la position des moyens de butée fixe. or, comme les moyens de butée mobiles sont rigidement solidaires des moyens optiques la position active des moyens optiques est également fixée avec précision par l'ajustage des moyens butée fixe.

Comme les moyens de butées fixes selon l'invention peuvent être parallèles au plan principal, 1a précision de formation de ces moyens est liée à la précision des épaisseurs des couches. En revanche, dans l'art antérieur, ces moyens de butée étaient réalisés par la paroi de l'évidemment du substrat qui était perpendiculaire au plan du substrat, et la précision de la position des moyens optiques était alors dépendante de la précision de l'assemblage. Ceci n'est pas le cas de l'invention.

Selon une réalisation particulière du commutateur, les moyens de butée mobiles peuvent présenter avec les moyens optiques un écartement angulaire. En raison du lien rigide entre les moyens de butée mobiles et les moyens optiques cet angle est conservé inchangé lors mouvement de pivotement des moyens optiques.

Dans l'invention la fonction optique et la fonction de positionnement sont ainsi dissociées contrairement à l'art antérieur où les moyens optiques et la butée mobile étaient dans un plan parallèle.

Grâce à l'écartement angulaire, les moyens de butée ne sont pas situes dans le même plan que les moyens optiques. Il ne risquent donc pas d'interagir avec la lumière et ne nécessitent pas de traitement antireflet particulier pour éviter une réflexion parasite.

L'angle que forment les moyens de butée mobiles avec les moyens optiques peut être, par exemple, un angle droit. Dans ce si la face principale du substrat comprend les moyens de butée fixes, la commutation des moyens optiques peut avoir lieu de telle façon que, dans position de repos, les moyens optiques s'étendent de façon sensiblement parallèle à la face principale du substrat, et, dans au moins l'une des positions actives, moyens optiques se dressent de façon sensiblement perpendiculaire à la face principale du substrat. Selon un autre aspect particulier l'invention, les moyens moteurs peuvent comporter moins une première électrode, dite électrode mobile solidaire des moyens optiques de façon à pouvoir pivoter avec les moyens optiques, et au moins une deuxième électrode, dite électrode fixe, solidaire du substrat. Une électrode fixe est associée respectivement à chaque électrode mobile pour exercer respectivement entre l'électrode mobile et l'électrode fixe associée des forces électrostatiques de pivotement.

De façon avantageuse, les premiers moyens de butée, c'est-à-dire les moyens de butée mobiles, solidaires des moyens optiques, peuvent constituer une ou plusieurs électrode(s) mobile(s) ou porter une ou plusieurs électrodes mobiles. Les moyens de butée alors également une fonction d'actionnement des moyens optiques.

Dans le cas particulier où les moyens de butée présentent un écartement angulaire avec les moyens optiques, il est possible de séparer le plan de l'électrode du plan des moyens optiques et ainsi libérer les moyens optiques des contraintes liées à présence d'une électrode. Ceci permet un choix plus varié des moyens optiques.

En particulier, les moyens optiques peuvent comporter un ou plusieurs composants optiques chois' , exemple, parmi : un miroir, une lame séparatrice, lentille, une lame de matériau absorbant et une i lame en matériau réfléchissant, une optique difractive. Dans une réalisation plus sophistiquée, d'un commutateur à plusieurs positions actives, les moyens optiques peuvent présenter une première partie avec une première propriété optique, se dressant sur le substrat dans une première position active, et une deuxième partie présentant une deuxième propriété optique, différente de la première propriété optique, ou identique a celle-ci, se dressant sur le substrat dans une deuxième position active.

Le pivotement des moyens optiques et des moyens de butée mobiles peut être assuré par des moyens ` charnière qui les relient au substrat.

Les moyens à charnière peuvent comporter, exemple, une ou plusieurs poutres de torsion s'étendant sensiblement selon l'axe de pivotement.

Les poutres de torsion peuvent en plus assurer le rappel automatique des moyens optique dans l'une positions active ou de repos.

L'invention concerne en outre un dispositif brassage optique comportant une pluralité commutateurs optiques, tels que décrits ci-dessus agencés en lignes et rangées, une voie optique d'entrée étant associée à chaque ligne, respectivement rangée de commutateurs et une voie optique de sortie étant associée à chaque rangée, respectivement ligne, de commutateurs.

Le dispositif de brassage optique peut en outre comprendre une pluralité de fibres optiques couplées respectivement aux lignes et rangées de commutateurs optiques. Chaque fibre est ainsi associée à une voie d'entrée ou une voie de sortie du dispositif. L'invention concerne aussi un procédé de réalisation d'un commutateur tel que décrit. Le procédé comprend les étapes successives suivantes a) formation d'au moins une électrode fixe sur une face principale d'un premier substrat, définition moyens optiques sur un deuxième substrat, parallèlement à une face principale deuxième substrat, b) l'assemblage des premier et deuxième substrats, en mettant en regard lesdites faces principales, et c) gravure du deuxième substrat par une face arrière libre, opposée à la face principale, pour former, dans le substrat, au moins une butée mobile, rigidement solidaire des moyens optiques, et pour libérer les moyens optiques.

La butée mobile formée dans le deuxième substrat peut servir de support pour l'électrode mobile ou constituer elle-même une électrode mobile lorsque le matériau du substrat est non isolant. On entend par matériau non isolant un matériau conducteur ou semi conducteur auquel on peut appliquer un potentiel électrique susceptible de générer la force électrostatique nécessaire au pivotement des moyens optiques.

I1 convient de noter aussi qu'une pluralité de butées et/ou une pluralité d'électrodes mobiles peuvent être formées simultanément ou non.

L'étape a) du procédé peut comporter en outre la gravure, dans le premier substrat, d'au moins une cavité de réception des moyens optiques. La cavité permet de recevoir les moyens optiques, en particulier dans leur position de repos, de sorte qu'ils libèrent entièrement espace de passage du rayon lumineux à commuter.

Par ailleurs, l'étape a) du procédé peut comporter la définition, dans le premier substrat, d'une ou de plusieurs butées fixes, cooperant avec la butée mobile du deuxième substrat, pour fixer une position des moyens optiques dans la position active /ou la position de repos.

Les butées fixes, constituent les moyens de butée fixes et permettent de mieux définir la position active ou de repos des moyens optiques. En l'absence butées, les moyens de butée fixes peuvent être simplement formés par la surface de la face principale premier substrat.

D'autres caractéristiques et avantages de 'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, en référence aux figures des dessins annexés. Cette description est donnée à titre purement illustratif et non limitatif. Brève description des figures - La figure 1 est un écorché partiel et schématique d'un commutateur optique conforme à l'invention.

- La figure 2 est une coupe schématique selon un plan I-I du commutateur de la figure 1.

- La figure 3 est une coupe schématique d'un commutateur constituant une variante par rapport à la figure 2. - Les figures 4 à 6 sont des coupes schématiques de substrats préparés pour la formation commutateur conforme à l'invention. - La figure 7 est une représentation schématique de substrats préparés conformément aux figures 4 à 6 dans un état précédent leur assemblage.

- Les figures 8 et 9 sont des coupes schématiques des substrats après leur assemblage et illustrent des étapes subséquentes d'un procédé de formation du commutateur conforme à l'invention.

- La figure 10 est une représentation schématique et simplifiée, en vue de dessus, d'un dispositif de brassage optique incluant des commutateurs optiques conformes à l'invention. Description détaillée de modes particuliers de mise en oeuvre de l'invention Dans la description qui suit, des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures sont repérées avec les mêmes références, afin ' simplifier la lecture. Par ailleurs, et pour des raisons de clarté, les figures ne respectent pas échelle unique.

Le commutateur de la figure 1 comprend premier substrat 100 avec une face principale 110. La face principale présente une dépression dans laquelle sont formées des électrodes fixes 114.

La dépression 112 est prévue pour recevoir un miroir 120 dans une position de repos. Dans cet exemple, le miroir 120 constiÉue les moyens optiques au sens de l'invention. Le miroir est relié de façon rigide à deux ailettes 122 disposées de part et d'autre du miroir. Dans l'exemple illustré, celles-ci forment avec plan du miroir un angle droit.

Les ailettes sont disposées en regard des électrodes fixes 114 et portent sur leur face tournée vers les électrodes fixes, des électrodes 124 appelées électrodes mobiles.

ailettes 122 peuvent être dépourvues d'électrodes et constituer elles-mêmes les électrodes lorsqu'elles sont en un matériau non isolant.

poutres de torsion 126 relient l'ensemble formé le miroir 120 et les ailettes 122 a une partie fixe du substrat 100. Elles permettent un pivotement du miroir et des ailettes selon un axe parallele à la face principale 110. Cet est matérialisé par les poutres 126 qui constituent une charnière.

I1 convient à ce sujet de préciser les poutres 126 sont libres par rapport au fond de la dépression 112. Elles ne sont reliées à la partie fixe du substrat qu'en leurs extrémités indiquées avec la lettre P sur la figure 1. On peut noter par ailleurs que le miroir 120 et les poutres 126 sont gravés dans des couches minces 201, 202 intercalées entre le premier substrat 100 et un deuxième substrat 200. Ce point, qui n'apparaît pas sur la figure 1, sera décrit plus en détail dans la suite du texte, en référence aux figures suivantes.

Lorsqu'aucune différence de potentiel n'est appliquée entre les électrodes mobiles 124 et les electrodes fixes 114, ou lorsque la différence de potentiel est inférieure à un seuil de commutation, le miroir occupe la position basse représentée sur la figure dans laquelle il repose dans la dépression 112.

Dans ce cas, un faisceau de lumière peut passer dessus du substrat selon un chemin matérialisé sur la figure par une flèche F1. Le faisceau passe dans un espace libre de commutation 220 et dans une première gorge de sortie 222, pratiqués dans le deuxième substrat 200.

L'état dans lequel un faisceau peut emprunter le chemin selon la flèche F1 est un premier état de commutation appelé état de repos.

Lorsqu'on applique entre les électrodes mobiles et les électrodes fixes 114, une différence potentiel supérieure à un seuil de commutation 'ensemble formé par les ailettes 122 et le miroir 12 pivote dans un sens indiqué par des petites flèches. Le pivotement est provoqué par un couple de rotation qui résulte de forces électrostatiques s'exerçant entre electrodes mobiles et fixes. Ce couple de rotation doit vaincre un couple de rappel exercé par les poutres torsion 126.

Le seuil de commutation peut être établi expérimentalement ou par calcul, il dépend essentiellement de la surface des électrodes, de leur conductivité, de leur espacement et du couple de rappel des poutres de torsion.

Le pivotement du miroir est arrêté lorsque les ailettes 112 viennent en butée contre la face principale 110 du premier substrat 100. Dans l'exemple de la figure, la face principale est équipée de butées 128 désignées par "butées fixes" et coopérant avec les ailettes pour fixer avec plus de précision la position du miroir dans sa position redressée. Ainsi, les ailettes constituent les moyens de butée mobiles tels que définis précédemment. moyens de butée fixes sont formés par la face principale du premier substrat, ou par des butées fixes lorsqu elle en est équipée.

Lorsque les ailettes sont en appui contre les butées 128, le miroir occupe position redressée (non représentée) dans laquelle faisceau lumineux peut être réfléchi selon une direction indiquée par une flèche Fz en trait discontinu.

Cet état est, dans l'exemple illustré, un deuxième état de commutation, "état actif". L'ensemble formé par les électrodes mobiles et les électrodes fixes font partie des moyens moteurs indiqués précédemment.

La figure 2 est une coupe schématique simplifiée du dispositif de la figure 1 selon le plan de coupe I-I indiqué sur la figure 1.

Elle montre en trait plein le miroir 120 et une ailette 122 dans une position intermédiaire entre la position de repos et la position active. Elle montre également, en trait discontinu, ces parties dans la position active. On peut observer que butées 128 de la face principale du substrat 110 présentent une hauteur ajustée de telle façon que miroir 120 se dresse perpendiculairement à ladite face dans la position active. Dans cette position, l'ailette 122 parallèle à la face principale du substrat.

Dans d'autres applications, une hauteur différente des butées, ou un angle différent de entre les ailettes et le miroir, permettent de fixer d autres positions actives.

On peut encore observer que le miroir 120 est formé d'un support 119 et d'une couche de matériau refléchissant 121 recouvrant une face du support. Le support 119 est constitué des deux couches intercalaires 201, 202 déjà évoquées.

Les autres éléments, dont les références sont rappelées sur la figure sont identiques à ceux dejà décrits en référence à la figure 1. On pourra donc 'y référer.

La figure 3 montre une autre possibilité de réalisation d'un commutateur conforme à l'invention. Dans l'exemple de la figure 3, les moyens optiques comportent un premier composant optique, en l'occurrence le miroir 120, s'étendant d'un des côtes ailettes 122 (dont une seule est visible) et autre composant optique 130, par exemple une lame semi- transparente ou un deuxième miroir, s'étendant sur un coté opposé des ailettes 122.

De la même façon, le premier substrat 1 présente un jeu de premières électrodes fixes 114 et jeu de deuxièmes électrodes fixes 115 disposées respectivement de part et d'autre des ailettes et des poutres de torsion 126.

On observe que les ailettes 122 ne portent pas d'électrodes. Elles sont en un matériau non isolant, de sorte qu'elles constituent également électrodes mobiles.

On observe en outre que le premier substrat présente une gorge 102 de débattement des moyens optiques. Lorsqu'aucune tension n'est appliquée entre les électrodes, c'est-à-dire dans l'état de commutation de repos, les deux composants optiques , 130 se trouvent dans une position sensiblement parallèle à la face principale 110 du premier substrat 100. Les ailettes 122 se dressent alors perpendiculairement au substrat. Cette position correspond à la position de repos, dans laquelle le système est automatiquement rappelé par les poutres de torsion 126.

Dans un premier état de commutation actif, une tension est appliquée entre les ailettes 122, qui constituent les électrodes mobiles, et les premières électrodes fixes 114. L'ensemble formé par les ailettes et les moyens optiques pivote alors selon l'axe des poutres de torsion 126 jusqu'à ce que les ailettes viennent en appui contre des butées 128 disposées au voisinage des premières électrodes fixes 114.

Le premier composant optique 120 se dresse alors dans l'espace libre de commutation 220 dans lequel il peut agir sur un faisceau lumineux. Le deuxième composant optique 130, en revanche, est reçu dans gorge de débattement 102 du premier substrat 100. Dans un deuxième état de commutation actif, une tension de commutation est appliquée entre les ailettes 122 les deuxièmes électrodes fixes 115. L'ensemble formé par les ailettes et les moyens optiques pivote alors dans un sens opposé jusqu'à ce que les ailettes 122 viennent en appui contre des butées disposées au voisinage des deuxièmes électrodes fixes 115. Dans cet etat le deuxième composant optique se dresse dans l'espace libre de commutation 220 et le premier composant optique plonge dans la gorge débattement 102. Un dispositif conforme à la figure 3 peut être utilisé par exemple dans un brasseur optique dans lequel on souhaite répartir une puissance lumineuse sur plusieurs voies de sortie.

I1 est alors possible de remplacer les miroirs par lames partiellement réfléchissantes.

La référence 300 indique schématiquement des moyens de commande électroniques prévus pour appliquer des tensions de commutation aux électrodes. Ces moyens, qui en tant que tels ne font pas partie l'invention, ne sont pas décrits ici. Ils sont réalisables selon des techniques usuelles de micro-électronique ou d'électronique.

Comme les figures précédentes, la figure 3 montre que les premier et deuxième substrats peuvent être séparés par deux couches intercalaires 201, 202. L'origine de ces couches apparaitra dans la suite du texte relative à un procédé de fabrication du composant optique. La figure 4 montre, en coupe, la préparation du premier substrat 100 lors d'un procédé de fabrication d'un commutateur conforme à l'invention. I1 s'agit, par exemple, d'un substrat de silicium dont la face principale 110 est gravée pour y pratiquer une dépression 112 et éventuellement des butées . Les butées 128 délimitent une région de formation d électrodes fixes.

Les électrodes fixes 114, dont une seule est visible, sont formées par dépôt et gravure d' couche metallique telle qu'une couche d'or.

La couche métallique peut être électriquement isolée du substrat si celui-ci est conducteur. L'isolation peut être obtenue par dépôt d'une couche intermédiaire telle que de l'oxyde de silicium.

De la même façon, on forme des pistes de conduction électrique (non représentées) permettant de relier les électrodes aux moyens de commande électroniques 300 évoqués en relation avec la figure 3.

La figure 5 montre, en coupe, un substrat 200 utilisable pour former ledit deuxième substrat du commutateur.

Le substrat 200 présente une couche mince superficielle 201 et une couche mince enterrée 202, en un matériau différent de la couche superficielle. La couche enterrée 202 sépare la couche superficielle 201 d'une partie massive 203 du substrat.

Le substrat 200 est par exemple du type silicium sur isolant (SOI, Silicon On Insulator) comprenant dans l'ordre, une couche mince de silicium, une couche enterrée d'oxyde de silicium et une partie massive de silicium.

Les couches superficielle 201 et enterrée 202 i sont mises en forme, selon des techniques usuelles de photolithographie et de gravure, pour y définir et détourer une plaquette destinée à former, ou tout au moins à supporter, les moyens optiques du commutateur. Comme le montre la figure 6, la plaquette est garnie d'une couche métallique 121, réfléchissante, et constitue ainsi un miroir. Par analogie avec les figures précédentes, la plaquette formant miroir est repérée avec la référence 120 et désignée par "miroir".

La gravure couches superficielle et enterrée 201, 202 est mise à profit également pour y définir les poutres torsion 126 qui prolongent la plaquette (lame) du miroir. Elle est encore mise à profit pour former a la surface principale 210 du deuxième substrat 200 une dépression 212. La dépression 212 est localisée dans une région sensiblement symétrique à la région comprenant le miroir, par rapport aux poutres La figure 7 montre en perspective le report du deuxième substrat le premier substrat 100 à un instant précédant leur mise en contact.

La figure permet de mieux voir les formes et les emplacements des poutres de torsion 126 et du miroir 120 définis sur deuxième substrat, ainsi que les formes et les emplacements des électrodes 114 et des butées 128 sur le premier substrat.

On peut observer en particulier que l'emplacement et les dimensions de la dépression 112 du premier substrat 100 sont prévus de façon à pouvoir recevoir le miroir 120 et les poutres de torsion 126 du deuxième substrat 200. La dépression permet en i particulier d'empêcher un contact liant entre le premier substrat avec les poutres de torsion et le miroir. Un collage de ces poutres sur le premier substrat 100 est ainsi évité.

De la même façon, la dépression 212 dans le deuxième substrat 200 est prévue pour coïncider avec les électrodes 114 et les butées 128. Elle permet également d'éviter le collage de ces parties.

Les faces principales 110 et 210 premier et deuxième substrats sont mises en contact dans leur partie périphérique dépourvue de relief, pour obtenir collage. Ce collage peut être un collage moléculaire direct (appelé en terminologie anglo-saxonne "wafer bonding") ou un collage faisant intervenir liant.

La figure 8 montre en coupe, selon un plan -VII indiqué sur la figure 7, la structure obtenue après collage.

On peut observer que les premier deuxième substrats ne sont solidaires que sur une partie periphérique, c'est-à-dire une partie ne comprenant pas les moyens optiques et les moyens moteurs.

Une dernière étape illustrée par figure 9 comprend la gravure profonde du deuxième substrat 200 par une face libre de celui-ci. I1 s'agit la face arrière" opposée à la face principale 210.

La gravure permet de définir les ailettes 122, dégager l'espace libre de commutation 220 et de libérer le miroir 120.

La gravure, de type anisotrope, effectuée en utilisant la couche enterrée 202 comme couche d arrêt de gravure pour préserver le miroir Par ailleurs, les ailettes, préservées lors de gravure, sont reliées au miroir par l'intermédiaire de la couche enterrée 202 et sont situées à l'aplomb des poutres de torsion 126. L'emplacement et la forme des ailettes peuvent être fixés par un masque de gravure non représenté.

La figure 9 est par ailleurs semblable ' la figure 2 décrite précédemment.

La couche enterrée 202 sur le miroir 120, mise à lors de la gravure; peut éventuellement etre éliminée si nécessaire.

La description qui précède se réfère à la fabrication d'un seul commutateur. Toutefois, une pluralité de commutateurs peuvent être réalisés simultanément sur un même substrat.

A titre d'illustration, la figure 10 montre un brasseur optique 10 utilisant une pluralité de commutateurs optiques tels que décrits précédemment.

commutateurs, par exemple à miroir, sont repérés avec la référence 20 et sont marqués d'une croix lorsqu'il sont dans un état actif.

Le brasseur optique présente une pluralité de voies d'entrée couplées à une pluralité de fibres optiques d'entrée de signal 12. Le couplage a lieu, par exemple, par l'intermédiaire d'un réseau de lentilles 14.

De la même façon, le brasseur est couplé ' une pluralité de fibres optiques de sortie de signal 16, par l'intermédiaire d'un deuxième réseau de lentilles 18. Chaque fibre 14 matérialise une voie de sortie du brasseur.

i Les commutateurs optiques 20 sont répartis en lignes.et en rangées, chaque ligne étant associée a une voie d'entrée et chaque rangée étant associée à une voie de sortie.

Lorsqu'un commutateur est dans un état de commutation actif son miroir redressé permet, par exemple, de renvoyer un faisceau F reçu depuis une fibre d'entrée de signal vers une fibre de sortie de signal. Les voies d'entrée peuvent ainsi etre sélectivement couplées aux voies de sortie".

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Claims

REVENDICATIONS

1. Commutateur optique comprenant, sur un substrat (100, 200), des moyens optiques (120, 130) aptes à interagir avec une lumière de commutation, et des moyens moteurs (114, 115, 124) coopérant avec les moyens optiques pour les faire pivoter entre une première position dite de repos et au moins une deuxième position dite active, caractérisé en ce que le commutateur comprend des premiers moyens de butée (122), mobiles, rigidement solidaires des moyens optiques (120, 130) de façon à pouvoir pivoter avec les moyens optiques, et des deuxièmes moyens de butée (128), fixes, agencés dans un plan sensiblement parallèle à la face principale (110) substrat, et coopérant avec les premiers moyens de butée pour fixer ladite position active des moyens optiques.

2. Commutateur selon la revendication 1, dans lequel les moyens moteurs comportent au moins une électrode (124), dite mobile, solidaire des moyens optiques (120) de façon à pouvoir pivoter avec les moyens optiques, et au moins une électrode (114), dite fixe, solidaire du substrat, associée respectivement à chaque électrode mobile pour exercer respectivement entre chaque électrode mobile et chaque electrode fixe associée des forces électrostatiques de pivotement.

3. Commutateur selon la revendication 2, dans lequel premiers moyens de butée (1 ) constituent au moins électrode mobile.

4 Commutateur selon la revendication 2, dans lequel les premiers moyens de butée portent au moins une électrode mobile (124).

5. Commutateur selon la revendication 1, dans lequel les premiers moyens de butée (122) présentent avec moyens optiques (120) un écartement angulaire.

6. Commutateur selon la revendication 5, dans lequel 'écartement angulaire est sensiblement droit.

7. Commutateur selon la revendication 1, dans lequel dans la position de repos, les moyens optiques (120) 'étendent de façon sensiblement parallèle à la face principale (110) du substrat (100), et, dans au moins une position active, les moyens optiques se dressent de façon sensiblement perpendiculaire la face principale du substrat.

8. Commutateur selon la revendication 1, dans lequel premiers moyens de butée (122) et les moyens optiques (120, 130) sont reliés au substrat (100, 0) par des moyens à charnière.

9. Commutateur selon la revendication 8, dans lequel les moyens à charnière comportent au moins une poutre de torsion (126), s'étendant sensiblement selon un axe de pivotement.

10. Commutateur selon la revendication 1, dans lequel les moyens optiques (120, 130) comportent au moins l'un parmi un miroir, une lame séparatrice, une lentille, une plaquette de matériau absorbant, une plaquette en matériau réfléchissant.

11. Commutateur selon la revendication 1, dans lequel les moyens optiques présentent une première partie (120) avec une première propriété optique se dressant sur le substrat dans une première position i active et une deuxième partie (130) présentant une deuxième propriété optique, différente de la première propriété optique, ou identique à celle-ci, se dressant sur le substrat dans une deuxième position active.

12. Dispositif (10) de brassage optique comportant une pluralité de commutateurs optiques (20) selon revendication 1, agencés en lignes et rangées de commutateurs optiques, une voie optique d'entrée étant associée à chaque ligne, respectivement rangée, de commutateurs et une voie optique de sortie étant associée à chaque rangée, respectivement ligne, de commutateur.

13. Dispositif de brassage selon la revendication 12, comprenant une pluralité de fibres optiques (12, 16) couplées respectivement aux lignes et rangées de commutateurs optiques.

14. Procédé de réalisation d'un commutateur optique selon la revendication 1, comprenant les étapes successives suivantes a) formation d'au moins une électrode fixe sur une face principale (110) d'un premier substrat (100) et définition des moyens optiques (120) sur un deuxième substrat (200), parallèlement à une face principale (2 ) du deuxième substrat, b) assemblage des substrats en mettant en regard lesdites faces principales (110, 210), c) gravure du deuxième substrat (200) par face arrière libre, opposée à la face principale pour former, dans le substrat, au moins une butée mobile (122) solidaire des moyens optiques (120) pour libérer les moyens optiques. i

15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel on utilise un deuxième substrat en un matériau

16. Procédé selon la revendication , comprenant en outre la formation d'une électrode (124) non isolant, de sorte que la butée (122) forme électrode. sur la butée.

17. Procédé selon la revendication 14, dans lequel l'étape a) comprend en outre la gravure, dans le premier substrat (100), d'au moins une cavité (112) de réception des moyens optiques.

18. Procédé selon la revendication 14, dans lequel l'étape a) comprend en outre la définition dans le premier substrat d'au moins une butée fixe (128) coopérant avec la butée mobile (122) formée dans deuxième substrat, pour fixer une position des moyens optiques dans la position active et/ou la position repos.

19. Procédé selon la revendication 14, dans lequel on utilise un deuxième substrat (200) avec une couche superficielle (201) séparée d'une partie massive (203) par une couche enterrée (202), et dans lequel on définit gravure dans la couche superficielle une plaquette formant les moyens optiques (120), et des barres torsion (126) reliant la plaquette à une partie fixe de la couche superficielle. . Procédé selon la revendication 19, dans lequel on dépose une couche de matériau optique (121) sur la couche superficielle dans une région dans laquelle on définit ladite plaquette. 21. Procédé selon la revendication 19, dans lequel on effectue lors de 'étape c) une gravure du deuxième substrat avec arrêt la couche enterrée (202). 22. Procédé selon la revendication 19, dans lequel le deuxième substrat (2 ) est du type silicium sur isolant (SOI, Silicon On Insulator). 23. Procédé selon la revendication 14, dans lequel on grave en outre au moins une gorge (102) de débattement des moyens optiques dans le premier substrat (100).