JP2000010030A - 自己保持型アレイ光導波路スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アレイ導波路単位でのスイッチングが可能
で、かつ汎用性に優れる自己保持型アレイ光導波路スイ
ッチを提供することを課題とする。 【解決手段】 端面２ａ近傍の表面に一様な厚さの強磁
性体膜７，７を形成し、かつ基板より剥離し柔軟性を有
する入力用高分子フィルムアレイ光導波路２と、入力用
高分子フィルムアレイ光導波路２と同一の導波路間隔
で、かつ同一のコア寸法を有する２つの出力用アレイ光
導波路３，４と、２つの出力用アレイ光導波路３，４を
各端面３ａ，４ａが端面２ａと相対するように配設し、
入力用高分子フィルムアレイ光導波路２を端面２ａが可
動端となるように片持梁状に保持する保持部材１０と、
保持部材１０に固定され、端面２ａ近傍に磁界を発生さ
せる駆動コイル１１，１２とを備え、駆動コイル１１，
１２の通電により入力用高分子フィルムアレイ光導波路
２を着磁することによって、スイッチングする自己保持
型アレイ光導波路スイッチ１とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
用いられる光スイッチに関し、特に、アレイ導波路単位
でスイッチングが可能な自己保持型アレイ光導波路スイ
ッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムの高度化に向けて、高分
子アレイ光導波路を構成要素とした高密度光インタコネ
クション（ＰＯＬＯ、ＰａｒａＢＩＴ（安東ら、信学会
ソサイエティ大会、Ｂ−１０−１３０、１９９７．））
や、アレイ導波路格子型合分波器を用いた波長多重の研
究が盛んに進められている。今後、このような光波ネッ
トワークの高まりとともに、アレイ導波路単位または光
ファイバアレイ単位での線路の切り換えを行う光スイッ
チが必要不可欠である。

【０００３】光スイッチとしては、導波路型、ファイバ
可動型等がある。導波路型光スイッチには、石英系光導
波路によるマッハツェンダ型熱光学効果スイッチや高分
子光導波路によるＹ分岐型デジタル熱光学効果スイッチ
等がある。これらの熱光学効果スイッチは、モジュール
内での光部品を結ぶスイッチとして用いられる。しか
し、スイッチ単体としては、２×２スイッチまたは１×
２スイッチしか存在しない。他方、ファイバ可動型光ス
イッチ（特開平５７−２０７０２号公報）は、光ボード
間、装置間を結ぶ光ファイバのスイッチとしてよく用い
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
導波路型スイッチによりＮ×Ｎ（Ｎ＞２）のアレイ導波
路単位での光スイッチを形成する場合、導波路型スイッ
チを多段化しなければならない。そのため、スイッチが
大型化（大面積化）し、しかも、光の入力部から出力部
までの挿入損が増大する。他方、従来のファイバ可動型
光スイッチにより光ファイバアレイ単位での光スイッチ
を形成する場合、可動部に用いるファイバが石英製であ
るため柔軟性に乏しく、作製が困難である。

【０００５】そこで、本発明の課題は、アレイ導波路単
位でのスイッチングが可能で、かつ汎用性に優れる自己
保持型アレイ光導波路スイッチを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
明に係る自己保持型アレイ光導波路スイッチは、端面ま
たは端面近傍の表面に一様な厚さの強磁性体膜を形成
し、かつ基板から剥離し柔軟性を有する入力用高分子フ
ィルムアレイ光導波路と、前記入力用高分子フィルムア
レイ光導波路と同一の導波路間隔で、かつ同一またはそ
れ以上のコア寸法を有する２つの出力用アレイ光導波路
と、前記２つの出力用アレイ光導波路を各端面が前記入
力用高分子フィルムアレイ光導波路の端面と相対するよ
うに配設し、前記入力用高分子フィルムアレイ光導波路
を端面が可動端となるように片持梁状に保持する保持部
材と、前記保持部材に固定され、前記入力用高分子フィ
ルムアレイ光導波路の端面近傍に磁界を発生させる駆動
コイルとを備え、前記駆動コイルの通電により前記入力
用高分子フィルムアレイ光導波路に着磁を施すことによ
って、前記２つの出力用アレイ光導波路間を前記入力用
高分子フィルムアレイ光導波路が切り替わる自己保持型
の光スイッチングを行うことを特徴とする。

【０００７】しかも、前記自己保持型アレイ光導波路ス
イッチにおいて、前記出力用アレイ光導波路の端面また
は端面近傍の表面に一様な厚さの強磁性体膜を形成し、
前記入力用高分子フィルムアレイ光導波路と前記出力用
アレイ光導波路の光軸整合を行うことを特徴とする。

【０００８】または、前記自己保持型アレイ光導波路ス
イッチにおいて、アレイ導波路格子型合分波器の入力光
導波路を前記２つの出力用アレイ光導波路として用いる
ことを特徴とする。

【０００９】あるいは、前記自己保持型アレイ光導波路
スイッチにおいて、前記入力用高分子フィルムアレイ光
導波路および前記出力用アレイ光導波路の端面に機械的
ガイド機構を有し、前記入力用高分子フィルムアレイ光
導波路と前記出力用アレイ光導波路の光軸整合を行うこ
とを特徴とする。

【００１０】さらには、前記自己保持型アレイ光導波路
スイッチにおいて、前記入力用高分子フィルムアレイ光
導波路および前記出力用アレイ光導波路のコアの屈折率
と同一または近い屈折率を有する液体を、前記保持部材
の間隙に充填し、対向する前記入力用高分子フィルムア
レイ光導波路と前記出力用アレイ光導波路間の屈折率整
合を行うことを特徴とする。

【００１１】または、前記自己保持型アレイ光導波路ス
イッチにおいて、前記入力用高分子フィルムアレイ光導
波路のコアおよびクラッドのいずれか一方または両方が
フッ素化ポリイミドにより形成されることを特徴とす
る。

【００１２】本発明の自己保持型アレイ光導波路スイッ
チは、入力用高分子フィルムアレイ光導波路に形成され
た強磁性体膜に作用する駆動コイルの通電による磁気力
をスイッチングの駆動力として利用する。さらに、高分
子フィルムアレイ光導波路を基板から剥離することによ
って得られた柔軟性によって、アレイ導波路単位のスイ
ッチングを可能とした。また、本発明の自己保持型アレ
イ光導波路スイッチは、駆動コイルの通電による磁界の
作用により、入力用高分子フィルムアレイ光導波路およ
び出力用アレイ光導波路の強磁性体膜間に異種の磁極を
発生させ、光軸整合を行う。さらに、入力用高分子フィ
ルムアレイ光導波路および出力用アレイ光導波路の接続
する端面に機械的ガイド部を各々設けることによって、
光軸整合を行う。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る自己保持型ア
レイ光導波路スイッチの第１の実施の形態を添付の図
１、図２および図３を参照して説明する。図１は自己保
持型アレイ光導波路スイッチ１の構造図、図２は自己保
持型アレイ光導波路スイッチ１の入力用高分子フィルム
アレイ光導波路２と出力用アレイ光導波路３，４の接続
状態を示す図、図３は自己保持型アレイ光導波路スイッ
チ１の出力用アレイ光導波路３，４の基板５，６の形状
を示す図である。

【００１４】自己保持型アレイ光導波路スイッチ１の構
成について説明する。自己保持型アレイ光導波路スイッ
チ１は、１つの入力用高分子フィルムアレイ光導波路
２、２つの出力用アレイ光導波路３，４および２つの駆
動コイル１１，１２を、保持部材１０に各々固定して構
成する。

【００１５】入力用高分子フィルムアレイ光導波路２
は、シリコン基板上に作製したフッ素化ポリイミド光導
波路を酸に浸透させ、シリコン基板を剥離して作製す
る。シリコン基板を剥離する長さは、可動端面２ａから
少なくとも保持部材１０に格納される長さ以上とする。
なお、シリコン基板を剥離することによって、入力用高
分子フィルムアレイ光導波路２は、柔軟性を得る。さら
に、入力用高分子フィルムアレイ光導波路２の可動端面
２ａ近傍の上部クラッド２ｃ上および下部クラッド２ｄ
上に、強磁性体膜７，７を一様な膜厚で形成する。ま
た、入力用高分子フィルムアレイ光導波路２は、複数本
のコア２ｅを有し、幅Ｗ３である（図２の（ｂ）参
照）。コア２ｅの寸法は、高さＨ１，幅Ｗ１である。そ
して、導波路間隔である隣接するコア２ｅ，２ｅの中心
軸Ｃ１，Ｃ１間は、コア間隔Ｓ１である。

【００１６】なお、入力用高分子フィルムアレイ光導波
路２の材料としてフッ素化ポリイミドとしたが、基本的
には高分子材料であればよい。例えば、エポキシ樹脂、
アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレ
ン、ポリシロキサン、ベンゾシクロブテン等である。し
かし、高分子材料の中でもフッ素化ポリイミドは、光通
信波長帯での透明性、耐熱性（３００℃以上）およびア
レイ光導波路作製に必要な加工性等に優れているため、
最も優れた長期安定性を有する自己保持型アレイ光導波
路スイッチ１を作製できる。フッ素化ポリイミドは、フ
ッ素テトラカルボン酸またはその誘導体とジアミンか
ら、テトラカルボン酸またはその誘導体とフッ素化ジア
ミンから、あるいはフッ素化テトラカルボン酸またはそ
の誘導体とフッ素化ジアミンから製造することができ
る。これらのフッ素化ポリイミドは、単体だけでなく、
フッ素化ポリイミド共重合体、または必要に応じて添加
剤等を添加したものを用いることができる。

【００１７】出力用アレイ光導波路３，４は、シリコン
基板５，６上に作製したフッ素化ポリイミド光導波路で
ある。出力用アレイ光導波路３，４の幅Ｗ４は、入力用
高分子フィルムアレイ光導波路２の幅Ｗ３と同一とす
る。さらに、出力用アレイ光導波路３，４の固定端面３
ａ，４ａ近傍の上側クラッド３ｂ，４ｂ上に、強磁性体
膜７，７と同一厚さで、かつ一様な膜厚で強磁性体膜
８，９を各々形成する。また、出力用アレイ光導路３
（４）は、複数本のコア３ｃ（４ｃ）を有する（図２の
（ｃ）参照）。なお、コア３ｃ（４ｃ）は、下記の条件
で形成する。コア３ｃ（４ｃ）の本数は、入力用高分子
フィルムアレイ光導波路２のコア２ｅの本数と同一とす
る。コア３ｃ（４ｃ）の寸法は、高さＨ２，幅Ｗ２であ
り、コア２ｅの高さＨ１，幅Ｗ１と同一またはそれ以上
を有するものとする。そして、導波路間隔である隣接す
るコア３ｃ，３ｃ（４ｃ，４ｃ）の中心軸Ｃ２，Ｃ２間
は、コア間隔Ｓ２である。コア間隔Ｓ２は、コア間隔Ｓ
１と同一とする（図２の（ａ）参照）。このようなコア
３ｃ（４ｃ）の寸法および間隔の設定は、入力用高分子
フィルムアレイ光導波路２と出力用アレイ光導波路３，
４が接続した時の光信号の伝送に必要な条件である。

【００１８】なお、出力用アレイ光導波路３，４の材料
としてフッ素化ポリイミドとしたが、基本的には光透過
性に優れた材料であればよい。例えば、エポキシ樹脂、
アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレ
ン、ポリシロキサン、ベンゾシクロブテン等の高分子材
料、イリジウムリン、ガリウム砒素等の半導体材料およ
び石英等がある。

【００１９】強磁性体膜７，７および８，９としては、
ＦｅＮｉＣｏ系の保磁力の大きい硬質磁性材料が適して
いる。膜厚は、数１０μｍ程度とする。強磁性体膜７，
７および８，９を形成する方法としては、スパッタ法、
無電解メッキ法、電解メッキ法および湿布法等がある。

【００２０】保持部材１０は、機械的強度のある材料で
あればよい。保持部材１０は、入力用高分子フィルムア
レイ光導波路２を挿入可能な孔を有する側面１０ａと、
出力用アレイ光導波路３，４および基板５，６を挿入可
能な孔を有する側面１０ｂを持つ。

【００２１】駆動コイル１１，１２は、通電することに
よって磁界を発生し、電磁石として作用する。磁界は、
強磁性体膜７，７および８，９近傍で、数キロエルステ
ッドを発生するものであればよい。その時の電流値とし
ては、数１００ミリアンペアが望ましい。

【００２２】自己保持型アレイ光導波路スイッチ１は、
入力用高分子フィルムアレイ光導波路２を保持部材１０
の側面１０ａに挿入し、固定端面２ｂで保持部材１０に
固定する。さらに、出力用アレイ光導波路３，４および
基板５，６を保持部材１０の側面１０ｂに挿入し、保持
部材１０に配設する。配設する時、出力用アレイ光導波
路３，４の固定端面３ａ，４ａを、入力用高分子フィル
ムアレイ光導波路２の可動端面２ａに相対させる。この
時、入力用高分子フィルムアレイ光導波路２の可動端面
２ａは、上下方向に移動自在で、かつ出力用アレイ光導
波路３，４の固定端面３ａ，４ａと接続した時に梁状に
保持される。すなわち、入力用高分子フィルムアレイ光
導波路２は、固定端面２ｂで固定され、可動端面２ａが
上下移動可能であり、保持部材１０の側面１０ａと出力
用アレイ光導波路３，４間に片持梁状に保持されてい
る。なお、入力用高分子フィルムアレイ光導波路２およ
び出力用アレイ光導波路３，４の固定は、入力用高分子
フィルムアレイ光導波路２の可動端面２ａと出力用アレ
イ光導波路３または４の固定端面３ａまたは４ａが接続
した時にコア２ｅとコア３ｃまたは４ｃが一致するよう
に、光導波路の幅方向を調整して行う。

【００２３】駆動コイル１１，１２は、保持部材の上下
の外面１０ｃ，１０ｄに各々固定する。固定位置として
は、入力用高分子フィルムアレイ光導波路２の光軸およ
び出力用アレイ光導波路３，４の光軸に対して垂直方向
に磁界を発生する位置とする。なお、駆動コイル１１，
１２は、光軸に垂直方向に磁界を発生するように固定す
ることが望ましいが、強磁性体膜７，７および強磁性体
膜８，９に数キロエルステッド程度の磁界を発生できる
ように固定すればよい。さらに、固定位置としては、駆
動コイル１１，１２が磁界を発生した時、強磁性体膜
７，７と強磁性体膜８，９に同程度の磁界を及ぼす位置
とする。

【００２４】上記構成の自己保持型アレイ光導波路スイ
ッチ１の作用について説明する。自己保持型アレイ光導
波路スイッチ１は、駆動コイル１１に通電すると磁界を
発生する。磁界によって、入力用高分子フィルムアレイ
光導波路２の強磁性体膜７が駆動コイル１１側に吸引さ
れる。それに伴って、入力用高分子フィルムアレイ光導
波路２の可動端面２ａが駆動コイル１１側へ移動し、可
動端面２ａが出力用アレイ光導波路３の固定端面３ａに
対向する（図１の（ａ）参照）。

【００２５】さらに、発生した磁界によって、強磁性体
膜７および強磁性体膜８が磁化し、強磁性体膜７と強磁
性体膜８に異なった磁極が発生する。そのため、入力用
高分子フィルムアレイ光導波路２と出力用アレイ光導波
路３が、お互いを引っ張り合う。しかも、強磁性体膜７
および強磁性体膜８は同一の膜厚、かつ一様な厚さを有
しているため、強磁性体膜７および８の外周面（保持部
材１０の内面）を基準面として、機械的に対向する光導
波路の光軸整合を行う。このように強磁性体膜７と８間
の磁気吸引力および強磁性体膜７，８の膜厚設定によっ
て、光導波路の厚さ方向の光軸整合を行う。

【００２６】上記作用により、入力用高分子フィルムア
レイ光導波路２と出力用アレイ光導波路３は光軸が一致
して接続する。接続後、駆動コイル１１の通電を停止
し、磁界を取り除く。磁界を除去しても、入力用高分子
フィルムアレイ光導波路２と出力用アレイ光導波路３の
接続は保持される。この保持力は、入力用高分子フィル
ムアレイ光導波路２が柔軟性を有するためである。すな
わち、入力用高分子フィルムアレイ光導波路２は、平坦
になろうとする反発力が小さいため、固定端面３ａに接
続した可動端面２ａと固定端面２ｂ間に形成される形状
を保ったまま、接続を保持する。なお、入力用高分子フ
ィルムアレイ光導波路２と出力用アレイ光導波路３また
は４の接続損失としては、０．５ｄＢ以下が望ましい。
この場合、１μｍ以下程度の光軸整合の精度を必要とす
る。

【００２７】他方、自己保持型アレイ光導波路スイッチ
１は、駆動コイル１２に通電すると磁界を発生する。磁
界によって、入力用高分子フィルムアレイ光導波路２の
強磁性体膜７が駆動コイル１２側に吸引される。それに
伴って、入力用高分子フィルムアレイ光導波路２の可動
端面２ａが駆動コイル１２側へ移動し、可動端面２ａが
出力用アレイ光導波路４の固定端面４ａに対向する（図
１の（ｂ）参照）。さらに、上記と同様に、強磁性体膜
７と強磁性体膜９の作用によって光軸整合を行う。そし
て、入力用高分子フィルムアレイ光導波路２と出力用ア
レイ光導波路４は光軸が一致して接続する。最後に、駆
動コイル１２の通電を停止させ、スイッチングが完了す
る。

【００２８】このように、自己保持型アレイ光導波路ス
イッチ１は、入力用高分子フィルムアレイ光導波路２の
柔軟性および座屈力によって、ＰＣ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ
ｃｏｎｔａｃｔ）接続を実現し、アレイ光導波路単位
でのスイッチングを可能とした。さらに、強磁性体膜
７，７と強磁性体膜８，９間の磁気吸引力および膜厚設
定によって、光軸整合を行う。

【００２９】次に、図３を参照して、自己保持型アレイ
光導波路スイッチ１のスイッチング時の摩擦を考慮した
形状の基板５，６について説明する。図３の（ａ）で
は、基板５，６の固定端面５ａ，６ａを、出力用アレイ
光導波路３，４の固定端面３ａ，４ａと同一平面で形成
してある。この場合、入力用高分子フィルムアレイ光導
波路２の可動端面２ａは、スイッチング時、固定端面５
ａ，６ａに接触する。しかし、入力用高分子フィルムア
レイ光導波路２は柔軟性に優れた高分子材料で形成され
ているため、接触による可動端面２ａのひび割れおよび
割れ等は、基本的には生じない。したがって、自己保持
型アレイ光導波路スイッチ１は、長期的に安定したスイ
ッチング動作が可能となる。

【００３０】また、図３の（ｂ）では、基板５，６の固
定端面５ｂ，６ｂを、出力用アレイ光導波路３，４の固
定端面３ａ，４ａから掘りこみ深さＤ１を有する平面形
状に形成してある。さらに、図３の（ｃ）では、基板
５，６の固定端面５ｃ、６ｃを、出力用アレイ光導波路
３，４の固定端面３ａ，４ａから掘りこみ深さＤ２を有
する曲面形状に形成してある。これらの形状の場合、入
力用高分子フィルムアレイ光導波路２は、スイッチング
時、可動端面２ａが固定端面５ｂ，６ｂまたは５ｃ、６
ｃに接触しない。そのため、自己保持型アレイ光導波路
スイッチ１は、摩擦抵抗が低減され、さらに長期的に安
定したスイッチング動作が可能となる。

【００３１】次に、自己保持型アレイ光導波路スイッチ
１の保持部材１０の空間部１０ｅへ充填する屈折率整合
液について説明する。可動端面２ａと固定端面３ａ，４
ａの間を空気とすれば、光導波路のコアと空気の屈折率
の差によって、境界面で反射による損失が生じる。これ
を防止するため、屈折率整合液を用いる。保持部材１０
の空間部１０ｅに、入力用高分子フィルムアレイ光導波
路２と出力用アレイ光導波路３，４の屈折率に同一また
は近い屈折率を有し、かつ所定の粘性を有する屈折率整
合液を充填する。屈折率整合液の作用により、入力用高
分子フィルムアレイ光導波路２の可動端面２ａと出力用
アレイ光導波路３，４の固定端面３ａまたは４ａの境界
面での反射による損失が低減する。さらに、屈折率整合
液は潤滑剤の役割も果たすため、自己保持型アレイ光導
波路スイッチ１のスイッチング動作は、スムーズにな
る。

【００３２】屈折率整合液は、入力用高分子フィルムア
レイ光導波路２のコア２ａと出力用アレイ光導波路３，
４のコア３ａ，４ａが同一の屈折率を有する場合、その
屈折率と同一の屈折率を有するものを使用する。なお、
屈折率は同一でなくてもできるだけ近い屈折率を有する
ものであればよいが、同一の屈折率を有する屈折率整合
液が上記効果を最も大きく得ることができる。また、入
力用高分子フィルムアレイ光導波路２と出力用アレイ光
導波路３，４が異なる材料で形成され、コア２ａとコア
３ａ，４ａが異なる屈折率を有する場合、コア２ａとコ
ア３ａ，４ａの屈折率の中間の屈折率を有する屈折率整
合液を使用する。例えば、入力用高分子フィルムアレイ
光導波路２の材料がポリマー（屈折率１．５４）と出力
用アレイ光導波路３，４の材料が石英（屈折率１．４
６）の場合、屈折率１．５０程度を有する屈折率整合液
を使用する。屈折率整合液としては、例えばシリコーン
オイルやフェーズド・シリカ・マッチング液がある。

【００３３】以下に本発明に係る自己保持型アレイ光導
波路スイッチの第２の実施の形態を添付の図４を参照し
て説明する。図４は、自己保持型アレイ光導波路スイッ
チ２１の斜視図である。自己保持型アレイ光導波路スイ
ッチ２１は、出力用アレイ光導波路２３，２４として石
英系アレイ導波路格子型合分波器３３，３４の入力光導
波路を用い、入力用高分子フィルムアレイ光導波路２２
と直接結合させる構成である。

【００３４】大面積の石英系アレイ導波路格子型合分波
器３３，３４は、シリコン基板２５，２６上に石英系光
導波路を形成したものである。自己保持型アレイ光導波
路スイッチ２１は、２枚の石英系アレイ導波路格子型合
分波器３３，３４を上下に実装し、その入力光導波路を
出力用アレイ光導波路２３，２４として用いる。入力用
高分子フィルムアレイ光導波路２２は、出力用アレイ光
導波路２３，２４に直接接合できるように、保持部材
（図示せず）に片持梁状に保持される。なお、入力用高
分子フィルムアレイ光導波路２２は、第１の実施の形態
で説明した同様な構造を持つ。また、入力用高分子フィ
ルムアレイ光導波路２２の複数本のコア２２ａは、出力
用アレイ光導波路２３のコア２３ａと同一の本数、同一
のコア間隔（導波路間隔）、かつ同一またはそれ以下の
コア寸法で形成する。さらに、保持部材（図示せず）に
は、上面に駆動コイル３１を、下面に駆動コイル３２を
各々固定する。

【００３５】上記構成の自己保持型アレイ光導波路スイ
ッチ２１は、駆動コイル３１または駆動コイル３２の通
電により発生する磁界の作用によって、強磁性体膜２
７，２７が吸引されスイッチングを行う。自己保持型ア
レイ光導波路スイッチ２１は、入力用高分子フィルムア
レイ光導波路２２と出力用アレイ光導波路２３，２４を
直接接合できる構成としたため、光を伝搬する距離が短
くなり、かつ結合数を少なくできる。そのため、スイッ
チの挿入損を大幅に低減することができる。なお、挿入
損は、光の入力部から出力部（石英系アレイ導波路格子
型合分波器３３，３４の出口）までの損失で、主として
伝搬損失と結合損失の和である。

【００３６】また、入力用高分子フィルムアレイ光導波
路２２は柔軟性に優れた高分子材料で形成されているた
め、スイッチング時に、入力用高分子フィルムアレイ光
導波路２２の可動端面と出力用アレイ光導波路２３，２
４の固定端面の接触によって、石英系アレイ導波路格子
型合分波器３３，３４の入力光導波路端面にひび割れや
割れなどを発生させない。そのため、自己保持型アレイ
光導波路スイッチ２１は、長期的に安定したスイッチン
グ動作が可能となる。

【００３７】なお、アレイ導波路格子型合分波器の材料
に石英を用いたが、他の材料を用いてもよい。例えば、
フッ素化ポリイミド等の高分子材料や半導体材料を用い
てもよい。

【００３８】以下に本発明に係る自己保持型アレイ光導
波路スイッチの第３の実施の形態を添付の図５を参照し
て説明する。図５は、自己保持型アレイ光導波路スイッ
チ４１の光軸整合用の機械ガイド部の模式図である。自
己保持型アレイ光導波路スイッチ４１は、第１の実施の
形態の自己保持型アレイ光導波路スイッチ１に光軸整合
用の機械的ガイド機構を構成に追加したものである。

【００３９】自己保持型アレイ光導波路スイッチ４１
は、入力用高分子フィルムアレイ光導波路４２と出力用
アレイ光導波路４３（４４）間に機械的ガイド機構を有
する。入力用高分子フィルムアレイ光導波路４２は、第
１の実施の形態の入力用高分子フィルムアレイ光導波路
２の可動端面２ａの両側に機械的ガイド部４２ｂ，４２
ｃを形成したものである。機械的ガイド部４２ｂ，４２
ｃは、入力用高分子フィルムアレイ光導波路２の可動端
面２ａの両側をテーパ状に切削して形成する。出力用ア
レイ光導波路４３（４４）は、入力用高分子フィルムア
レイ光導波路４２の機械的ガイド部４２ｂ，４２ｃに嵌
合する形状に機械的ガイド部４３ｂ，４３ｃ（４４ｂ，
４４ｃ）を第１の実施の形態の出力用アレイ光導波路３
（４）の固定端面３ａ（４ａ）に形成したものである。
なお、出力用アレイ光導波路４３（４４）の基板（図示
せず）にも同一形状の機械的ガイド部（図示せず）を形
成しておく。

【００４０】機械的ガイド部４２ｂ，４２ｃと機械的ガ
イド部４３ｂ，４３ｃ（４４ｂ，４４ｃ）は光導波路の
幅方向に雌雄関係の形状を有するため、入力用高分子フ
ィルムアレイ光導波路４２と出力用アレイ光導波路４３
（４４）の接続時に光導波路の幅方向の光軸整合を行
う。そのため、入力用高分子フィルムアレイ光導波路４
２のコア４２ａと出力用アレイ光導波路４３（４４）の
コア４３ａ（４４ａ）の幅方向の接続が容易となる。な
お、第１の実施の形態の自己保持型アレイ光導波路スイ
ッチ１は、入力用高分子フィルムアレイ光導波路２と出
力用アレイ光導波路３，４の接続時に光導波路の厚さ方
向の光軸整合機能を有していた。したがって、本実施の
形態の光導波路の幅方向の光軸整合と合わせると、アレ
イ光導波路間の光学角度ずれがより低減され、接続損失
を非常に小さくすることができる。

【００４１】なお、本実施の形態での機械的ガイド部の
形状を４２ｂ，４２ｃと４３ｂ，４３ｃ（４４ｂ，４４
ｃ）としたが、この形状に限定されず、他の形状として
もよい。例えば、曲面の雌雄関係を持つ形状や隣接する
コア間に雌雄関係を持つ形状等としてもよい。

【００４２】本発明は、上記の実施の形態に限定される
ことなく、様々な形態で実施される。例えば、第１の実
施の形態で屈折率整合液を保持部材の空間部全体に充填
したが、入力用高分子フィルムアレイ光導波路と出力用
アレイ光導波路の端面近傍のみに充填する構成としても
よい。また、第１の実施の形態で駆動コイルを保持部材
の外部に固定したが、保持部材の内部に固定する構成と
してもよい。

【００４３】

【発明の効果】上記のように、本発明に係る自己保持型
アレイ光導波路スイッチは、高分子フィルムアレイ光導
波路を基板から剥離することにより、高分子フィルムア
レイ光導波路自体に柔軟性を得た。その柔軟性に着目
し、入力用光導波路として自己保持型アレイ光導波路ス
イッチを構成することによって、アレイ導波路単位での
スイッチングを可能とした。しかも、入力用高分子フィ
ルムアレイ光導波路の強磁性体膜と出力用アレイ光導波
路の強磁性体膜の磁気吸引力と膜厚設定、および機械的
ガイド機構の作用により高精度の光軸整合を可能とし
た。さらに、上記のような構成としたことにより、経済
性に優れた自己保持型アレイ光導波路スイッチを作製す
ることが可能である。また、本発明に係る自己保持型ア
レイ光導波路スイッチは、光インタコネクションにおけ
る線路切換やアレイ光導波路格子型合分波器の切替スイ
ッチ等へ応用でき、汎用性にも優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態の自己保持型ア
レイ光導波路スイッチの構造図である。 （ａ） 上側の出力用アレイ光導波路に接続した時の構
造図である。 （ｂ） 下側の出力用アレイ光導波路に接続した時の構
造図である。 （ｃ） （ａ）図のＡ側から見た構造図である。

【図２】図１の自己保持型アレイ光導波路スイッチの入
力用高分子フィルムアレイ光導波路と出力用アレイ光導
波路の接続状態を示す図である。 （ａ） 入力用高分子フィルムアレイ光導波路と出力用
アレイ光導波路が接続した時の平面図である。 （ｂ） （ａ）図のＢ−Ｂ断面図である。 （ｃ） （ａ）図のＣ−Ｃ断面図である。

【図３】図１の自己保持型アレイ光導波路スイッチの出
力用アレイ光導波路の基板の形状を示す図である。 （ａ） 出力用アレイ光導波路の基板の端面が出力用ア
レイ光導波路の端面と同一平面の場合。 （ｂ） 出力用アレイ光導波路の基板の端面が出力用ア
レイ光導波路の端面に対して平面の掘りこみを有してい
る場合。 （ｃ） 出力用アレイ光導波路の基板の端面が出力用ア
レイ光導波路の端面に対して曲面の掘りこみを有してい
る場合。

【図４】本発明に係る第２の実施の形態の自己保持型ア
レイ光導波路スイッチの斜視図である。

【図５】本発明に係る第３の実施の形態の自己保持型ア
レイ光導波路スイッチの光軸整合用の機械ガイド部の模
式図である。

【符号の説明】

１，２１，４１・・・自己保持型アレイ光導波路スイッ
チ ２，２２，４２・・・入力用高分子フィルムアレイ光導
波路 ３，４，２３，２４，４３，４４・・・出力用アレイ光
導波路 ５，６，２５，２６・・・基板 ７，８，９，２７・・・強磁性体膜 １０・・・保持部材 １１，１２，３１，３２・・・駆動コイル ３３，３４・・・石英系アレイ導波路格子型合分波器 Ｃ１，Ｃ２・・・コアの中心軸 Ｓ１，Ｓ２・・・コア間隔 Ｈ１，Ｈ２・・・コア高さ Ｗ１，Ｗ２・・・コア幅 Ｗ３，Ｗ４・・・光導波路幅 Ｄ１，Ｄ２・・・掘りこみ深さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 恒次 秀起 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H041 AA14 AB19 AC04 AZ01 AZ08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端面または端面近傍の表面に一様な厚さ
   の強磁性体膜を形成し、かつ基板から剥離し柔軟性を有
   する入力用高分子フィルムアレイ光導波路と、前記入力
   用高分子フィルムアレイ光導波路と同一の導波路間隔
   で、かつ同一またはそれ以上のコア寸法を有する２つの
   出力用アレイ光導波路と、 前記２つの出力用アレイ光導波路を各端面が前記入力用
   高分子フィルムアレイ光導波路の端面と相対するように
   配設し、前記入力用高分子フィルムアレイ光導波路を端
   面が可動端となるように片持梁状に保持する保持部材
   と、 前記保持部材に固定され、前記入力用高分子フィルムア
   レイ光導波路の端面近傍に磁界を発生させる駆動コイル
   とを備え、 前記駆動コイルの通電により前記入力用高分子フィルム
   アレイ光導波路に着磁を施すことによって、前記２つの
   出力用アレイ光導波路間を前記入力用高分子フィルムア
   レイ光導波路が切り替わる自己保持型の光スイッチング
   を行うことを特徴とする自己保持型アレイ光導波路スイ
   ッチ。
2. 【請求項２】 前記出力用アレイ光導波路の端面または
   端面近傍の表面に一様な厚さの強磁性体膜を形成し、前
   記入力用高分子フィルムアレイ光導波路と前記出力用ア
   レイ光導波路の光軸整合を行うことを特徴とする請求項
   １に記載の自己保持型アレイ光導波路スイッチ。
3. 【請求項３】 アレイ導波路格子型合分波器の入力光導
   波路を前記２つの出力用アレイ光導波路として用いるこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の自己保持型ア
   レイ光導波路スイッチ。
4. 【請求項４】 前記入力用高分子フィルムアレイ光導波
   路および前記出力用アレイ光導波路の端面に機械的ガイ
   ド機構を有し、前記入力用高分子フィルムアレイ光導波
   路と前記出力用アレイ光導波路の光軸整合を行うことを
   特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の自己
   保持型アレイ光導波路スイッチ。
5. 【請求項５】 前記入力用高分子フィルムアレイ光導波
   路および前記出力用アレイ光導波路のコアの屈折率と同
   一または近い屈折率を有する液体を、前記保持部材の間
   隙に充填し、対向する前記入力用高分子フィルムアレイ
   光導波路と前記出力用アレイ光導波路間の屈折率整合を
   行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに
   記載の自己保持型アレイ光導波路スイッチ。
6. 【請求項６】 前記入力用高分子フィルムアレイ光導波
   路のコアおよびクラッドのいずれか一方または両方がフ
   ッ素化ポリイミドにより形成されることを特徴とする請
   求項１乃至５のいずれか１つに記載の自己保持型アレイ
   光導波路スイッチ。