JP2000111815A - 傾斜端部を有する微細加工光スイッチ - Google Patents
傾斜端部を有する微細加工光スイッチInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 傾斜端部を有する微細加工光スイッチを提供
する。 【解決手段】 光スイッチ１００は傾斜端部を有する４
つの光導波路１３０，１４０，１５０，１６０を含み、
端部は２つの傾斜端を含み、支持上に配置され、それに
よって各導波路の各傾斜端は別の光導波路の傾斜端と相
対して近接すし相対する傾斜端の各対の間に空間が規定
され；２つの導波路間で伝搬する光信号の光路の中へ及
び光路の外へ少くとも第１の光デバイス１０２を動かす
よう動作できる第１の電子機械駆動器１０８が含まれ、
第１の光デバイスは相対する傾斜端の第１の対の間の空
間内で動き、光信号の光路の中へ及び光路の外へ少くと
も第２の光デバイス１１２を動かすよう動作できる第２
の電子機械駆動器１１８が含まれ、第１の対の１つの傾
斜端及び第２の対の１つの傾斜端は、光導波路の１つに
共通である。
する。 【解決手段】 光スイッチ１００は傾斜端部を有する４
つの光導波路１３０，１４０，１５０，１６０を含み、
端部は２つの傾斜端を含み、支持上に配置され、それに
よって各導波路の各傾斜端は別の光導波路の傾斜端と相
対して近接すし相対する傾斜端の各対の間に空間が規定
され；２つの導波路間で伝搬する光信号の光路の中へ及
び光路の外へ少くとも第１の光デバイス１０２を動かす
よう動作できる第１の電子機械駆動器１０８が含まれ、
第１の光デバイスは相対する傾斜端の第１の対の間の空
間内で動き、光信号の光路の中へ及び光路の外へ少くと
も第２の光デバイス１１２を動かすよう動作できる第２
の電子機械駆動器１１８が含まれ、第１の対の１つの傾
斜端及び第２の対の１つの傾斜端は、光導波路の１つに
共通である。
Description
【０００１】本発明の分野 本発明は、一般的に光スイッチ、より具体的にはマイク
ロマシン／光スイッチに係る。
ロマシン／光スイッチに係る。
【０００２】本発明の背景 電気的に制御されたマイクロマシン光スイッチは、光フ
ァイバからの光出力を遮断したり、方向を変えることが
できる。そのようなスイッチは光通信システム中の各種
の異なる用途で使用できる。たとえば、高いコントラス
ト比を有する低挿入損光スイッチは、光ファイバに接続
され、各種の適合性があり、再構成可能な回路網を設計
及び作製することを、可能にする。そのようなスイッチ
は光源ファイバからの光を、異なる着信ファイバに向け
るために使用できるであろう。焦点を合わせる要素をつ
け加えなければ、そのようなスイッチの挿入損は、光源
及び着信ファイバの数が増すにつれ増加する。挿入損の
ような増加は、標準的な光ファイバ構成に付随した形状
的な制約による。
ァイバからの光出力を遮断したり、方向を変えることが
できる。そのようなスイッチは光通信システム中の各種
の異なる用途で使用できる。たとえば、高いコントラス
ト比を有する低挿入損光スイッチは、光ファイバに接続
され、各種の適合性があり、再構成可能な回路網を設計
及び作製することを、可能にする。そのようなスイッチ
は光源ファイバからの光を、異なる着信ファイバに向け
るために使用できるであろう。焦点を合わせる要素をつ
け加えなければ、そのようなスイッチの挿入損は、光源
及び着信ファイバの数が増すにつれ増加する。挿入損の
ような増加は、標準的な光ファイバ構成に付随した形状
的な制約による。
【０００３】上述の問題の一例として、４つの光ファイ
バの構成を考える。その場合、ファイバは端部と端部を
対にし、ファイバ端のそれぞれの対の間に間隙を有する
ように、配置される。対になったファイバの２つの構成
を、両方の対のファイバ間の間隙が重なるように、相互
に垂直に（かつ同じ面内で）配置する。言いかえると、
ファイバは０度、９０度、１８０度及び２７０度で配置
される。典型的な場合、ファイバは平坦又はわずかに傾
いた小面が生じるように、へき開されるから、ファイバ
の上述の構成の端部は、少くとも１つのファイバ直径だ
け相互に離さなければならない。ファイバは典型的な場
合、コアより本質的に大きな直径のクラッド（支持で光
の好ましくない損失を防止するために必要）を有する光
学的に活性なコアから成るから、ただ１つのファイバ直
径の間隙でも、コアの直径を著しく越える距離を表わす
ことがありうる。そのような１つのファイバ直径の間隙
でも、光信号の有限の広がりによる許容できない高い挿
入損をしばしば生じる。従って、少くとも４つの光ファ
イバをもつマイクロマシン光スイッチの低挿入損構成か
ら、利点が生じる。
バの構成を考える。その場合、ファイバは端部と端部を
対にし、ファイバ端のそれぞれの対の間に間隙を有する
ように、配置される。対になったファイバの２つの構成
を、両方の対のファイバ間の間隙が重なるように、相互
に垂直に（かつ同じ面内で）配置する。言いかえると、
ファイバは０度、９０度、１８０度及び２７０度で配置
される。典型的な場合、ファイバは平坦又はわずかに傾
いた小面が生じるように、へき開されるから、ファイバ
の上述の構成の端部は、少くとも１つのファイバ直径だ
け相互に離さなければならない。ファイバは典型的な場
合、コアより本質的に大きな直径のクラッド（支持で光
の好ましくない損失を防止するために必要）を有する光
学的に活性なコアから成るから、ただ１つのファイバ直
径の間隙でも、コアの直径を著しく越える距離を表わす
ことがありうる。そのような１つのファイバ直径の間隙
でも、光信号の有限の広がりによる許容できない高い挿
入損をしばしば生じる。従って、少くとも４つの光ファ
イバをもつマイクロマシン光スイッチの低挿入損構成か
ら、利点が生じる。
【０００４】本発明の要約 電気的に制御された駆動器を用いた傾斜した端部を有す
る光導波路又はファイバを含む１×３及び２×２光スイ
ッチについて、明らかにされている。いくつかの実施例
において、駆動器は静電的に駆動される。１×３光スイ
ッチは光信号を伝送するための１つの光源ファイバと光
信号を受けるための３つの着信ファイバを含む。２×２
光スイッチは、２つの光信号を伝送するための２つの光
源ファイバと２つの光信号を受けるための２つの着信フ
ァイバを含む。各種ファイバ間の光路中に置かれた光デ
バイスは、信号を適切な着信ファイバに向ける。
る光導波路又はファイバを含む１×３及び２×２光スイ
ッチについて、明らかにされている。いくつかの実施例
において、駆動器は静電的に駆動される。１×３光スイ
ッチは光信号を伝送するための１つの光源ファイバと光
信号を受けるための３つの着信ファイバを含む。２×２
光スイッチは、２つの光信号を伝送するための２つの光
源ファイバと２つの光信号を受けるための２つの着信フ
ァイバを含む。各種ファイバ間の光路中に置かれた光デ
バイスは、信号を適切な着信ファイバに向ける。
【０００５】ファイバ端は傾斜をもたせると有利で、そ
れによってそのような端部は相互に適切に近接して配置
され、低挿入損の光スイッチが生じる。それにもかかわ
らずファイバ端間に十分な間隙が作られ、そのようなフ
ァイバ端間の光路中に光デバイスを動かしたり、出した
りすることが可能になる。リンク装置が機械的に光デバ
イスを駆動するために接続する。明らかにされている駆
動器は、光デバイスを垂直又は水平に動かすことによ
り、光路中に移動させたり、出したりすることができ
る。
れによってそのような端部は相互に適切に近接して配置
され、低挿入損の光スイッチが生じる。それにもかかわ
らずファイバ端間に十分な間隙が作られ、そのようなフ
ァイバ端間の光路中に光デバイスを動かしたり、出した
りすることが可能になる。リンク装置が機械的に光デバ
イスを駆動するために接続する。明らかにされている駆
動器は、光デバイスを垂直又は水平に動かすことによ
り、光路中に移動させたり、出したりすることができ
る。
【０００６】詳細な記述 図１は本発明の実施例に従う光スイッチ１００を示す。
光スイッチ１００は４つの導波路１３０，１４０，１５
０及び１６０及びそれぞれ駆動器１０８及び１１８に結
合された２つの信号方向器１０２及び１１２を含む。リ
ンク装置１０６は信号方向器１０２及び駆動器１０８を
結合し、リンク装置１１６は信号方向器１１２及び駆動
器１１８を結合する。
光スイッチ１００は４つの導波路１３０，１４０，１５
０及び１６０及びそれぞれ駆動器１０８及び１１８に結
合された２つの信号方向器１０２及び１１２を含む。リ
ンク装置１０６は信号方向器１０２及び駆動器１０８を
結合し、リンク装置１１６は信号方向器１１２及び駆動
器１１８を結合する。
【０００７】駆動器１０８及び１１８は各信号方向器１
０２及び１１２を、領域１１０中の各種導波路間を伝搬
する光信号（図示されていない）の光路の中へ動かす
か、外へ動かすように動作する。図１に描かれた実施例
において、駆動器は各ベクトル１２０及び１２２で示さ
れるように、往復運動状に“面内”光路に沿って信号方
向器１０２及び１１２を動かす。他の実施例において、
駆動器は信号方向器を“面外”光路に沿って動かし、そ
れは図１において信号方向器を“ずらして”動かす。更
に、必要な機能を与えるのに適した駆動器についての説
明は、本明細書で後に述べる。
０２及び１１２を、領域１１０中の各種導波路間を伝搬
する光信号（図示されていない）の光路の中へ動かす
か、外へ動かすように動作する。図１に描かれた実施例
において、駆動器は各ベクトル１２０及び１２２で示さ
れるように、往復運動状に“面内”光路に沿って信号方
向器１０２及び１１２を動かす。他の実施例において、
駆動器は信号方向器を“面外”光路に沿って動かし、そ
れは図１において信号方向器を“ずらして”動かす。更
に、必要な機能を与えるのに適した駆動器についての説
明は、本明細書で後に述べる。
【０００８】駆動器により、光信号の光路中に一度配置
されると、信号方向器１０２又は１１２はその光信号の
光路を変えるように動作する。信号方向器１０２及び１
１２は光信号の光路に影響を与えるのに適した構造を含
む。光信号は全体又は一部が反射されるか、光学的に変
えられる。そのような構造のいくつかの限定されない例
には、誘電体ミラー、反射（たとえば金属被覆）表面、
誘電体フィルタ、変調器、偏向器、駆動器及び周波数２
倍器のような非線形光応答をもつデバイスが含まれる。
されると、信号方向器１０２又は１１２はその光信号の
光路を変えるように動作する。信号方向器１０２及び１
１２は光信号の光路に影響を与えるのに適した構造を含
む。光信号は全体又は一部が反射されるか、光学的に変
えられる。そのような構造のいくつかの限定されない例
には、誘電体ミラー、反射（たとえば金属被覆）表面、
誘電体フィルタ、変調器、偏向器、駆動器及び周波数２
倍器のような非線形光応答をもつデバイスが含まれる。
【０００９】４つの導波路１３０，１４０，１５０及び
１６０は、図１中で光ファイバとして描かれている。便
宜上、そのような導波路は以後詳細な記述では“光ファ
イバ”又は“ファイバ”と呼ぶが、他の実施例では、他
の光伝送媒体が用いられると理解される。ファイバは各
ファイバ１４０及び１６０のコア端面１４８及び１６８
と同様、各ファイバ１３０及び１５０のコア端面１３８
及び１５８が相互に“面を向ける”ように、相対する対
として配置される。
１６０は、図１中で光ファイバとして描かれている。便
宜上、そのような導波路は以後詳細な記述では“光ファ
イバ”又は“ファイバ”と呼ぶが、他の実施例では、他
の光伝送媒体が用いられると理解される。ファイバは各
ファイバ１４０及び１６０のコア端面１４８及び１６８
と同様、各ファイバ１３０及び１５０のコア端面１３８
及び１５８が相互に“面を向ける”ように、相対する対
として配置される。
【００１０】４つの光ファイバのそれぞれは、同様に構
成される。光ファイバ１３０を例として選ぶと、前記光
ファイバ１３０はコア１３１、クラッド１３２及び有利
であるのは傾斜した端部１３４を含む。傾斜した端部１
３４は図１中で“傾めの”線で描かれるか、クラッド１
３２中の傾斜した端部１３６及び１３７で、それはコア
１３１のコア端面１３８の方向に傾いている。同様に、
光ファイバ１４０，１５０及び１６０は各コア１４１，
１５１及び１６１、クラッド１４２，１５２及び１６
２、及び傾斜した端部１４４，１５４及び１６４を含
む。そのような傾斜した端部を形成する１つの方法は、
長さ方向の軸の周りにファイバを回転しながら、レーザ
で光ファイバの端部を加熱することである。もちろん、
三次元的に考える時、傾斜した端部１３４はコアの切頭
体としてより適切に可視化され、傾斜した端部１３６及
び１３７は前記切頭体の表面の一部の単なる例であるこ
とが、認識されるであろう。
成される。光ファイバ１３０を例として選ぶと、前記光
ファイバ１３０はコア１３１、クラッド１３２及び有利
であるのは傾斜した端部１３４を含む。傾斜した端部１
３４は図１中で“傾めの”線で描かれるか、クラッド１
３２中の傾斜した端部１３６及び１３７で、それはコア
１３１のコア端面１３８の方向に傾いている。同様に、
光ファイバ１４０，１５０及び１６０は各コア１４１，
１５１及び１６１、クラッド１４２，１５２及び１６
２、及び傾斜した端部１４４，１５４及び１６４を含
む。そのような傾斜した端部を形成する１つの方法は、
長さ方向の軸の周りにファイバを回転しながら、レーザ
で光ファイバの端部を加熱することである。もちろん、
三次元的に考える時、傾斜した端部１３４はコアの切頭
体としてより適切に可視化され、傾斜した端部１３６及
び１３７は前記切頭体の表面の一部の単なる例であるこ
とが、認識されるであろう。
【００１１】ファイバ１４０−１６０のような傾斜した
端面をもつファイバは、垂直にへき開されたファイバよ
り、より近接して配置できる。従って、そのようなファ
イバ間の自由空間光路長は、減少し、挿入損は減少す
る。そのような傾斜した端面の傾斜端部により、隣接し
たファイバ間で駆動器リンク装置（たとえば、リンク装
置１０６及び１１６）を通過させることが容易になる。
たとえば、光ファイバ１３０の傾斜した端部１３６及び
光ファイバ１４０の傾斜した端部１４７は、近接した関
係にあるが、間でリンク装置１０６を通過させられるの
に十分離れた空間をもつ。
端面をもつファイバは、垂直にへき開されたファイバよ
り、より近接して配置できる。従って、そのようなファ
イバ間の自由空間光路長は、減少し、挿入損は減少す
る。そのような傾斜した端面の傾斜端部により、隣接し
たファイバ間で駆動器リンク装置（たとえば、リンク装
置１０６及び１１６）を通過させることが容易になる。
たとえば、光ファイバ１３０の傾斜した端部１３６及び
光ファイバ１４０の傾斜した端部１４７は、近接した関
係にあるが、間でリンク装置１０６を通過させられるの
に十分離れた空間をもつ。
【００１２】傾斜した端部は、相対するファイバのコア
の端面間に等距離ができるように構成すると有利であ
る。たとえば、コア端面１３８及び１５８（ファイバ１
３０及び１５０）間の距離がコア端面１４８及び１６８
間の距離に本質的に等しいことが望ましい。そのような
本質的に等距離の間隔は、適切なファイバ形状により、
実現される。図１から代表的なファイバ（ファイバ１５
０）を描いた図２を参照すると、傾斜した端部１５７又
は１５８とファイバの隣接した縦方向の外部端の間にで
きる角度βは、約１３０ないし約１４０度の範囲にすべ
きである。本明細書中で後に詳細に述べるように、角度
βは傾斜した端部の周囲で変ってよい。
の端面間に等距離ができるように構成すると有利であ
る。たとえば、コア端面１３８及び１５８（ファイバ１
３０及び１５０）間の距離がコア端面１４８及び１６８
間の距離に本質的に等しいことが望ましい。そのような
本質的に等距離の間隔は、適切なファイバ形状により、
実現される。図１から代表的なファイバ（ファイバ１５
０）を描いた図２を参照すると、傾斜した端部１５７又
は１５８とファイバの隣接した縦方向の外部端の間にで
きる角度βは、約１３０ないし約１４０度の範囲にすべ
きである。本明細書中で後に詳細に述べるように、角度
βは傾斜した端部の周囲で変ってよい。
【００１３】図１に描かれた光スイッチ１００の例にお
いて、ファイバ１３０及び１５０のような相対するファ
イバのコア端面は、相互に平行で、そのようなファイバ
の１つから、他のファイバに通過する光信号（図示され
ていない）に対し、垂直である。そのような構成によっ
て、“後方反射”が起り、コア端面１５８のようなコア
端面に入射した光信号の一部は、コア端面１３８に後方
に反射される。後方反射は単一のファイバ内でも起る可
能性があり、その場合光信号が光コア端面１３８のよう
なコア端面を出る時、光信号の一部は、光コア１３１の
ような光コア中に後方反射される。そのような後方反射
は挿入損を、好ましくないほど増加させる。コア端面の
形態を変えることにより、後方反射は減すか除くことが
できる。
いて、ファイバ１３０及び１５０のような相対するファ
イバのコア端面は、相互に平行で、そのようなファイバ
の１つから、他のファイバに通過する光信号（図示され
ていない）に対し、垂直である。そのような構成によっ
て、“後方反射”が起り、コア端面１５８のようなコア
端面に入射した光信号の一部は、コア端面１３８に後方
に反射される。後方反射は単一のファイバ内でも起る可
能性があり、その場合光信号が光コア端面１３８のよう
なコア端面を出る時、光信号の一部は、光コア１３１の
ような光コア中に後方反射される。そのような後方反射
は挿入損を、好ましくないほど増加させる。コア端面の
形態を変えることにより、後方反射は減すか除くことが
できる。
【００１４】図３は本発明に従う光スイッチ３００の例
を描き、それは後方反射を減すのに物理的に適してい
る。図３に示された光スイッチ３００の部分は、“傾斜
した”コア端面３３８，３４８，３５８及び３６８を有
するファイバ３３０−３６０の傾斜した端面３３４，３
４４，３５４及び３６４を示す。そのような“傾斜”に
より、後方反射は減少する。
を描き、それは後方反射を減すのに物理的に適してい
る。図３に示された光スイッチ３００の部分は、“傾斜
した”コア端面３３８，３４８，３５８及び３６８を有
するファイバ３３０−３６０の傾斜した端面３３４，３
４４，３５４及び３６４を示す。そのような“傾斜”に
より、後方反射は減少する。
【００１５】光信号（Ｓ１）は光コア３３１を出る時、
屈折し、ファイバ３５０の光コア３５１に入る時、再び
屈折する。屈折又は“曲がり”の大きさは、屈折のスネ
ル則によって定義される。それは次のように定義され
る。 〔１〕 ｎ1 ・ｓｉｎθ＝ｎ2 ・ｓｉｎα ここで、ｎ1 は光コアの屈折率； ｎ2 は信号が入る媒体の屈折率； θは入射角； αは屈折角；である。 媒体が空気であると仮定すると、それはほぼ１の屈折率
をもち、スネル則は次のようになる。 〔２〕 ｎ1 ・ｓｉｎθ＝ｓｉｎα
屈折し、ファイバ３５０の光コア３５１に入る時、再び
屈折する。屈折又は“曲がり”の大きさは、屈折のスネ
ル則によって定義される。それは次のように定義され
る。 〔１〕 ｎ1 ・ｓｉｎθ＝ｎ2 ・ｓｉｎα ここで、ｎ1 は光コアの屈折率； ｎ2 は信号が入る媒体の屈折率； θは入射角； αは屈折角；である。 媒体が空気であると仮定すると、それはほぼ１の屈折率
をもち、スネル則は次のようになる。 〔２〕 ｎ1 ・ｓｉｎθ＝ｓｉｎα
【００１６】図４を参照すると、一実施例において、コ
ア端面４３８は後方反射を減すため、“平坦”面（すな
わち、信号（Ｓ１）に対し垂直な面）に対し、約８°傾
いている。光コア４３１の屈折率を約１．４６と仮定す
ると、屈折角αは約１２°である。
ア端面４３８は後方反射を減すため、“平坦”面（すな
わち、信号（Ｓ１）に対し垂直な面）に対し、約８°傾
いている。光コア４３１の屈折率を約１．４６と仮定す
ると、屈折角αは約１２°である。
【００１７】ファイバ４３０の角度のある端面と信号
（Ｓ１）の屈折を説明するために、着信ファイバ４５０
の光学軸（３−３）は光源ファイバ４３０の光学軸（４
−４）から、距離ｄだけずれていなければならない。距
離ｄは次式で与えられる。 〔３〕 ｄ＝Ｄ・ｓｉｎ（α−θ） ここで、Ｄは光源ファイバ及び着信ファイバの光コアの
中心間の距離である。
（Ｓ１）の屈折を説明するために、着信ファイバ４５０
の光学軸（３−３）は光源ファイバ４３０の光学軸（４
−４）から、距離ｄだけずれていなければならない。距
離ｄは次式で与えられる。 〔３〕 ｄ＝Ｄ・ｓｉｎ（α−θ） ここで、Ｄは光源ファイバ及び着信ファイバの光コアの
中心間の距離である。
【００１８】距離Ｄは光ファイバ間で信号方向器が接近
できるようにしながら、光信号の有限の分岐による挿入
損を減すため、できるだけ小さく設定する。従って、も
しＤが２０ミクロンに等しく、θが８°なら、ずれｄは
約１．７ミクロンに等しい。
できるようにしながら、光信号の有限の分岐による挿入
損を減すため、できるだけ小さく設定する。従って、も
しＤが２０ミクロンに等しく、θが８°なら、ずれｄは
約１．７ミクロンに等しい。
【００１９】他の実施例において、コア端面を“傾斜”
させるのではなく、後方反射を減すために、他の形状が
用いられ、丸くしたコア端面が含まれる。当業者には認
識されるであろうが、そのような丸くした端面は、光フ
ァイバのコア／クラッド構成の屈折率特性に顕著で良く
規定された変化を示さない導波路として良く働く。
させるのではなく、後方反射を減すために、他の形状が
用いられ、丸くしたコア端面が含まれる。当業者には認
識されるであろうが、そのような丸くした端面は、光フ
ァイバのコア／クラッド構成の屈折率特性に顕著で良く
規定された変化を示さない導波路として良く働く。
【００２０】本光スイッチの動作について、図５ａ−５
ｃ及び７ａ−７ｃを参照しながら述べる。それらの図に
おいて、導波路の詳細（たとえば傾斜等）及び駆動器の
詳細は、説明を明確にするため、省かれている。
ｃ及び７ａ−７ｃを参照しながら述べる。それらの図に
おいて、導波路の詳細（たとえば傾斜等）及び駆動器の
詳細は、説明を明確にするため、省かれている。
【００２１】図５ａ−５ｃに示された第１の実施例にお
いて、本光スイッチは１×３スイッチとして働く。その
ようなスイッチにおいて、信号（Ｓ２）のような信号は
単一のファイバを光源とし、３つの着信ファイバのいず
れか１つに分配される。図５ａ−５ｃに描かれた実施例
において、光源ファイバはファイバ５４０である。図５
ａは光源ファイバ５４０から第１の着信ファイバ５６０
へ、光軸Ａ−Ａに沿って妨げられず伝搬する光信号（Ｓ
２）を示す。信号方向器５０２及び５１２のいずれも、
光軸Ａ−Ａにより規定される信号路内に動いていないた
め、光信号（Ｓ２）はスイッチをファイバ５６０の方へ
交差する。
いて、本光スイッチは１×３スイッチとして働く。その
ようなスイッチにおいて、信号（Ｓ２）のような信号は
単一のファイバを光源とし、３つの着信ファイバのいず
れか１つに分配される。図５ａ−５ｃに描かれた実施例
において、光源ファイバはファイバ５４０である。図５
ａは光源ファイバ５４０から第１の着信ファイバ５６０
へ、光軸Ａ−Ａに沿って妨げられず伝搬する光信号（Ｓ
２）を示す。信号方向器５０２及び５１２のいずれも、
光軸Ａ−Ａにより規定される信号路内に動いていないた
め、光信号（Ｓ２）はスイッチをファイバ５６０の方へ
交差する。
【００２２】図５ｂにおいて、信号方向器５０２は結合
された駆動器５０８の動作を通して、信号（Ｓ２）路中
に導入される。信号方向器５０２は光信号（Ｓ２）をさ
えぎり、その信号の少くとも一部を、光軸Ｂ−Ｂに沿っ
てファイバ５５０に向ける。図５ｃにおいて、結合され
た駆動器５０８の動作により、信号方向器５０２が光路
から除かれた後、信号方向器５１２は結合された駆動器
５１８を通して、前記信号路中に動かされる。信号方向
器５１２は光信号（Ｓ２）をさえぎり、前記信号（Ｓ
２）の少くとも一部を、光軸Ｂ−Ｂに沿って、ファイバ
５３０に向ける。
された駆動器５０８の動作を通して、信号（Ｓ２）路中
に導入される。信号方向器５０２は光信号（Ｓ２）をさ
えぎり、その信号の少くとも一部を、光軸Ｂ−Ｂに沿っ
てファイバ５５０に向ける。図５ｃにおいて、結合され
た駆動器５０８の動作により、信号方向器５０２が光路
から除かれた後、信号方向器５１２は結合された駆動器
５１８を通して、前記信号路中に動かされる。信号方向
器５１２は光信号（Ｓ２）をさえぎり、前記信号（Ｓ
２）の少くとも一部を、光軸Ｂ−Ｂに沿って、ファイバ
５３０に向ける。
【００２３】このように、信号（Ｓ２）は３つの着信フ
ァイバ５３０，５５０又は５６０のいずれか１つに向け
られる。ファイバ５６０は両方の信号方向器を信号（Ｓ
２）の光路からはずしたままにすることにより、接近で
き、ファイバ５５０は信号方向器５０２を信号路内に導
入することにより、接近でき、ファイバ５３０は信号方
向器５１２を信号（Ｓ２）の光路内に導入することによ
り、接近できる。
ァイバ５３０，５５０又は５６０のいずれか１つに向け
られる。ファイバ５６０は両方の信号方向器を信号（Ｓ
２）の光路からはずしたままにすることにより、接近で
き、ファイバ５５０は信号方向器５０２を信号路内に導
入することにより、接近でき、ファイバ５３０は信号方
向器５１２を信号（Ｓ２）の光路内に導入することによ
り、接近できる。
【００２４】図１に描かれた光スイッチ１００は、１×
３スイッチとして適切に機能する。２つの信号方向器を
加えることにより、そのようなスイッチは２×２スイッ
チとして働く。２×２スイッチにおいて、それぞれ２つ
の光源ファイバの１つを光源とする２つの光信号は、２
つの着信ファイバのいずれか１つに向けることができ
る。図６はそのような２×２スイッチの実施例を示す。
スイッチ６００は４個の信号方向器を含み、信号方向器
６０２及び６０４はリンク装置６０６の相対する側に配
置され、信号方向器６１２及び６１４はリンク装置６１
６の相対する側に配置される。駆動器６０８はリンク装
置６０６を駆動し、駆動器６１８はリンク装置６１６を
駆動する。スイッチ６００は４つのファイバ６３０，６
４０，６５０及び６６０のそれぞれが各傾斜した端部６
３４，６４４，６５４及び６６４をもつことを含んで、
上記の点以外はスイッチ１００と構造上同一である。
３スイッチとして適切に機能する。２つの信号方向器を
加えることにより、そのようなスイッチは２×２スイッ
チとして働く。２×２スイッチにおいて、それぞれ２つ
の光源ファイバの１つを光源とする２つの光信号は、２
つの着信ファイバのいずれか１つに向けることができ
る。図６はそのような２×２スイッチの実施例を示す。
スイッチ６００は４個の信号方向器を含み、信号方向器
６０２及び６０４はリンク装置６０６の相対する側に配
置され、信号方向器６１２及び６１４はリンク装置６１
６の相対する側に配置される。駆動器６０８はリンク装
置６０６を駆動し、駆動器６１８はリンク装置６１６を
駆動する。スイッチ６００は４つのファイバ６３０，６
４０，６５０及び６６０のそれぞれが各傾斜した端部６
３４，６４４，６５４及び６６４をもつことを含んで、
上記の点以外はスイッチ１００と構造上同一である。
【００２５】光スイッチ６００の動作について、図７ａ
−７ｃと関連づけて述べる。図７ａは光源ファイバ７３
０から着信ファイバ７５０へ、光軸Ｂ−Ｂに沿って妨げ
られずに伝搬する信号（Ｓ３）及び光源ファイバ７４０
から着信ファイバ７６０へ、光軸Ａ−Ａに沿って妨げら
れず伝搬する光信号（Ｓ４）を示す。信号方向が信号の
光路からはずれているため、光信号（Ｓ３）及び（Ｓ
４）はスイッチ６００と交差する。
−７ｃと関連づけて述べる。図７ａは光源ファイバ７３
０から着信ファイバ７５０へ、光軸Ｂ−Ｂに沿って妨げ
られずに伝搬する信号（Ｓ３）及び光源ファイバ７４０
から着信ファイバ７６０へ、光軸Ａ−Ａに沿って妨げら
れず伝搬する光信号（Ｓ４）を示す。信号方向が信号の
光路からはずれているため、光信号（Ｓ３）及び（Ｓ
４）はスイッチ６００と交差する。
【００２６】図７ｂにおいて、信号方向器７０２及び７
０４はそれぞれ信号（Ｓ４）及び（Ｓ３）の光路中に導
入されている。信号方向器７０２は信号（Ｓ４）をさえ
ぎり、少くともその一部を、ファイバ７６０に向う最初
の光路から、ファイバ７５０に向う光軸Ｂ−Ｂに沿った
新しい光路に向ける。信号方向器７０４は信号（Ｓ３）
をさえぎり、少くともその一部を、ファイバ７５０に向
う最初の光路から、ファイバ７６０に向う光軸Ａ−Ａに
沿った新しい光路に向ける。
０４はそれぞれ信号（Ｓ４）及び（Ｓ３）の光路中に導
入されている。信号方向器７０２は信号（Ｓ４）をさえ
ぎり、少くともその一部を、ファイバ７６０に向う最初
の光路から、ファイバ７５０に向う光軸Ｂ−Ｂに沿った
新しい光路に向ける。信号方向器７０４は信号（Ｓ３）
をさえぎり、少くともその一部を、ファイバ７５０に向
う最初の光路から、ファイバ７６０に向う光軸Ａ−Ａに
沿った新しい光路に向ける。
【００２７】図７ａ及び７ｂに描かれた実施例におい
て、信号（Ｓ３）及び（Ｓ４）はファイバ７３０及び７
４０を光源とする。信号方向器７０２及び７０４はファ
イバの他の対を光源からの信号の方向を変えるためにも
使用できる。具体的には、信号方向器７０２及び７０４
は以下のファイバ対からの信号の方向を変えるために、
使用できる。すなわち、ファイバ７３０及び７４０、フ
ァイバ７４０及び７６０、ファイバ７３０及び７５０及
びファイバ７５０及び７６０である。信号がファイバ７
４０及び７５０を光源とする時は、両方の信号の方向を
変えるためには、信号方向器７０２のみが必要である。
信号がファイバ７３０及び７６０を光源とする時は、両
方の信号の方向を変えるためには、信号方向器７０４の
みが必要である。
て、信号（Ｓ３）及び（Ｓ４）はファイバ７３０及び７
４０を光源とする。信号方向器７０２及び７０４はファ
イバの他の対を光源からの信号の方向を変えるためにも
使用できる。具体的には、信号方向器７０２及び７０４
は以下のファイバ対からの信号の方向を変えるために、
使用できる。すなわち、ファイバ７３０及び７４０、フ
ァイバ７４０及び７６０、ファイバ７３０及び７５０及
びファイバ７５０及び７６０である。信号がファイバ７
４０及び７５０を光源とする時は、両方の信号の方向を
変えるためには、信号方向器７０２のみが必要である。
信号がファイバ７３０及び７６０を光源とする時は、両
方の信号の方向を変えるためには、信号方向器７０４の
みが必要である。
【００２８】図７ｃにおいて、信号方向器７０２及び７
０４は光信号（Ｓ４）及び（Ｓ３）の光路からはずさ
れ、信号方向器７１２及び７１４がその中に導入されて
いる。信号（Ｓ４）はファイバ７４０を光源とし、信号
（Ｓ３）はファイバ７６０を光源とする。信号方向器７
１２は信号（Ｓ４）をさえぎり、少くともその一部を、
ファイバ７６０に向うその最初の光路から、ファイバ７
３０に向う光軸Ｂ−Ｂに沿った新しい光路に向ける。信
号方向器７１４は信号（Ｓ３）をさえぎり、少くともそ
の一部を、ファイバ７４０に向うその最初の光路から、
ファイバ７５０に向う光軸Ｂ−Ｂに沿った新しい光路に
向ける。
０４は光信号（Ｓ４）及び（Ｓ３）の光路からはずさ
れ、信号方向器７１２及び７１４がその中に導入されて
いる。信号（Ｓ４）はファイバ７４０を光源とし、信号
（Ｓ３）はファイバ７６０を光源とする。信号方向器７
１２は信号（Ｓ４）をさえぎり、少くともその一部を、
ファイバ７６０に向うその最初の光路から、ファイバ７
３０に向う光軸Ｂ−Ｂに沿った新しい光路に向ける。信
号方向器７１４は信号（Ｓ３）をさえぎり、少くともそ
の一部を、ファイバ７４０に向うその最初の光路から、
ファイバ７５０に向う光軸Ｂ−Ｂに沿った新しい光路に
向ける。
【００２９】ファイバ７４０及び７６０を光源とする信
号の方向を変えるのに加え、信号方向器７１２及び７１
４は以下のファイバ対からの信号の方向を変えるために
使うことができる。すなわち、ファイバ７４０及び７５
０；ファイバ７３０及び７５０及びファイバ７３０及び
７６０である。信号がファイバ７３０及び７４０を光源
とする時、両方の信号（Ｓ３）及び（Ｓ４）の方向を変
えるために、信号方向器７１２のみが必要である。同様
に、信号がファイバ７５０及び７６０を光源とする時
は、両方の信号の方向を変えるために、信号方向器７１
４のみが必要である。
号の方向を変えるのに加え、信号方向器７１２及び７１
４は以下のファイバ対からの信号の方向を変えるために
使うことができる。すなわち、ファイバ７４０及び７５
０；ファイバ７３０及び７５０及びファイバ７３０及び
７６０である。信号がファイバ７３０及び７４０を光源
とする時、両方の信号（Ｓ３）及び（Ｓ４）の方向を変
えるために、信号方向器７１２のみが必要である。同様
に、信号がファイバ７５０及び７６０を光源とする時
は、両方の信号の方向を変えるために、信号方向器７１
４のみが必要である。
【００３０】本発明の指針に従う光スイッチのいくつか
の例の構造及び動作について、上で述べた。信号方向器
を光信号の光路に入れたり出したりするよう動かすのに
適した駆動器の構造、動作及び作製の詳細な説明をす
る。
の例の構造及び動作について、上で述べた。信号方向器
を光信号の光路に入れたり出したりするよう動かすのに
適した駆動器の構造、動作及び作製の詳細な説明をす
る。
【００３１】図８ａは図１に描かれた駆動器１０８及び
１１８として使用するのに適した駆動器８００、図５ａ
−５ｃ中に描かれた駆動器５０８及び５１８、図６に描
かれた駆動器６０８及び６１８及び図７ａ−７ｃに描か
れた駆動器７０８及び７１８の第１の実施例を示す。上
述の駆動器として用いるのに適した駆動器９００の第２
の実施例が、図９に描かれている。簡単かつ明瞭にする
ため、２つだけの導波路、１つの駆動器及び１つのリン
ク装置が、図８ａ及び９に描かれている。
１１８として使用するのに適した駆動器８００、図５ａ
−５ｃ中に描かれた駆動器５０８及び５１８、図６に描
かれた駆動器６０８及び６１８及び図７ａ−７ｃに描か
れた駆動器７０８及び７１８の第１の実施例を示す。上
述の駆動器として用いるのに適した駆動器９００の第２
の実施例が、図９に描かれている。簡単かつ明瞭にする
ため、２つだけの導波路、１つの駆動器及び１つのリン
ク装置が、図８ａ及び９に描かれている。
【００３２】図８ａを参照すると、駆動器８００はいく
つかの蝶番をつけた平板を含む。そのような蝶番をつけ
た平板の形成については、当業者には知られている。ピ
スター（Ｐｉｓｔｅｒ）ら、“微細加工蝶番”第３３
巻，センサ及び駆動器Ａ，２４９−５６頁，１９９２を
参照のこと。また、権利者を本件と同じくする１９９７
年５月１５日に出願された審査中の特許出願、マイクロ
マシン加工光スイッチ、出願第０８／８５６５６９号及
び１９９７年５月１５日に出願されたマイクロデバイス
の作製方法及び装置、特許出願０８／０５６５６５号を
参照のこと。これら両方がここに参照文献として含まれ
る。
つかの蝶番をつけた平板を含む。そのような蝶番をつけ
た平板の形成については、当業者には知られている。ピ
スター（Ｐｉｓｔｅｒ）ら、“微細加工蝶番”第３３
巻，センサ及び駆動器Ａ，２４９−５６頁，１９９２を
参照のこと。また、権利者を本件と同じくする１９９７
年５月１５日に出願された審査中の特許出願、マイクロ
マシン加工光スイッチ、出願第０８／８５６５６９号及
び１９９７年５月１５日に出願されたマイクロデバイス
の作製方法及び装置、特許出願０８／０５６５６５号を
参照のこと。これら両方がここに参照文献として含まれ
る。
【００３３】図８ａの駆動器８００の例は、“面内”ス
イッチングをするために構成され、図９の駆動器９００
の例は、“面外”スイッチングするために構成されてい
る。ここで用いるように、“面内”、水平、“面外”垂
直という用語は、上に光スイッチがある支持の表面に対
する方向又は配置をさす。たとえば、面内又は水平の動
きというのは、支持の表面に平行な方向の動きをさす。
イッチングをするために構成され、図９の駆動器９００
の例は、“面外”スイッチングするために構成されてい
る。ここで用いるように、“面内”、水平、“面外”垂
直という用語は、上に光スイッチがある支持の表面に対
する方向又は配置をさす。たとえば、面内又は水平の動
きというのは、支持の表面に平行な方向の動きをさす。
【００３４】図８ａの“面内”駆動器８００は固定され
た電極８７０及び可動電極８７１を有し、それらは相互
に離れている。固定電極８７０は支持８７２に蝶番付け
するのが好ましく（蝶番は図示されていない）、支持板
（図示されていない）は垂直又は面外位置に固定電極８
７０を支持するために用いられる。固定電極８７０は導
電体（図示されていない）を通して、制御された電圧源
（図示されていない）に接続されている。固定電極８７
０及び可動電極８７１は、制御された電圧源を通して、
電圧を印加した時、可動電極８７１が固定電極８７０の
方向に揺れるように十分な静電引力が電極間に生じるよ
うに、適切に離される。
た電極８７０及び可動電極８７１を有し、それらは相互
に離れている。固定電極８７０は支持８７２に蝶番付け
するのが好ましく（蝶番は図示されていない）、支持板
（図示されていない）は垂直又は面外位置に固定電極８
７０を支持するために用いられる。固定電極８７０は導
電体（図示されていない）を通して、制御された電圧源
（図示されていない）に接続されている。固定電極８７
０及び可動電極８７１は、制御された電圧源を通して、
電圧を印加した時、可動電極８７１が固定電極８７０の
方向に揺れるように十分な静電引力が電極間に生じるよ
うに、適切に離される。
【００３５】可動電極８７１はフレーム８７５の交差部
８７４から蝶番付けされているように示されている支持
手段８７３により、支持されている。支持手段８７３は
可動電極８７１が固定電極８７０の方向に揺れるよう
に、適切な形態をもつ。フレーム８７５は蝶番（図示さ
れていない）により支持８７２に蝶番付けされ、支持
（図示されていない）により、面外に固定される。
８７４から蝶番付けされているように示されている支持
手段８７３により、支持されている。支持手段８７３は
可動電極８７１が固定電極８７０の方向に揺れるよう
に、適切な形態をもつ。フレーム８７５は蝶番（図示さ
れていない）により支持８７２に蝶番付けされ、支持
（図示されていない）により、面外に固定される。
【００３６】図８ａに示された実施例において、リンク
装置８７６は蝶番付けされたそり８７７及び蝶番８７９
によりそり８７７に蝶番付けされた光デバイス支持８７
８から成る。光デバイス支持８７８は上に光デバイス８
０４が配置された突起８８０を含む。光支持デバイス８
７８は支持手段（図示されていない）及び必要に応じて
固着蝶番８７９により、光導波路８３０及び８４０間に
突出するように、垂直、面外に固定される。
装置８７６は蝶番付けされたそり８７７及び蝶番８７９
によりそり８７７に蝶番付けされた光デバイス支持８７
８から成る。光デバイス支持８７８は上に光デバイス８
０４が配置された突起８８０を含む。光支持デバイス８
７８は支持手段（図示されていない）及び必要に応じて
固着蝶番８７９により、光導波路８３０及び８４０間に
突出するように、垂直、面外に固定される。
【００３７】形成する際、光デバイス支持８７８のよう
な蝶番付け平板は、基板の表面上又はその近くに平坦に
置かれる。従って、そのような平板で構造を組立てるに
は、それらの蝶番の周りに、基板面からはずして回転す
る必要がある。典型的な場合、蝶番付けされた平板のい
くつかは、９０度回転され、他のものはそれより小さい
角度だけ回転される。１９７７年１２月２２日に出願さ
れた本件と権利者を同じくする自己組立てマイクロマシ
ンデバイス、出願番号第０８／９９７１５号を参照のこ
と。これはここに参照文献として含まれる。
な蝶番付け平板は、基板の表面上又はその近くに平坦に
置かれる。従って、そのような平板で構造を組立てるに
は、それらの蝶番の周りに、基板面からはずして回転す
る必要がある。典型的な場合、蝶番付けされた平板のい
くつかは、９０度回転され、他のものはそれより小さい
角度だけ回転される。１９７７年１２月２２日に出願さ
れた本件と権利者を同じくする自己組立てマイクロマシ
ンデバイス、出願番号第０８／９９７１５号を参照のこ
と。これはここに参照文献として含まれる。
【００３８】そり８７７は可動電極８７１に結合又は固
着された第１の部分８８１及び光デバイス支持８７８が
固着された第２の部分８８２から成る。第１及び第２の
部分８８１及び８８２は面外脱結合器として機能する蝶
番８８３を通して、相互結合されている。言いかえる
と、蝶番８８３は第２の部分８８２とは独立に、第１の
部分８８１を面内及び面外方向に動かす。これにより、
光デバイス８０４が光路中に及び光路外に動くことは、
可動電極８７１が固定電極８７０の方へ及び方から揺れ
るのに伴う可動電極８７１の動きの結果、第１の部分８
８１に伝えられる面外要素の動きに影響されない。
着された第１の部分８８１及び光デバイス支持８７８が
固着された第２の部分８８２から成る。第１及び第２の
部分８８１及び８８２は面外脱結合器として機能する蝶
番８８３を通して、相互結合されている。言いかえる
と、蝶番８８３は第２の部分８８２とは独立に、第１の
部分８８１を面内及び面外方向に動かす。これにより、
光デバイス８０４が光路中に及び光路外に動くことは、
可動電極８７１が固定電極８７０の方へ及び方から揺れ
るのに伴う可動電極８７１の動きの結果、第１の部分８
８１に伝えられる面外要素の動きに影響されない。
【００３９】光デバイス支持８７８の突起８８０は、光
ファイバ８３０及び８４０間の空間８６９内に置かれて
いる。図８ａに示されるように、光ファイバ８３０及び
８４０は支持８７２上に配置されている。しかし、光フ
ァイバ８３０及び８４０は支持８７２とは異なる支持上
に配置してもよいことを認識すべきである。駆動器８０
０が励起された（すなわち、電圧が印加された）時、可
動電極８７１は固定電極８７０の方向へ引かれる。その
結果、そり８７７は軸Ａ−Ａ及びＢ−Ｂの交点から離れ
るように動く。これらの軸は光コア８３１及び８４１に
より規定された光路と一致する。（すなわち、そりは図
８ａ中で左の方へ動く。）
ファイバ８３０及び８４０間の空間８６９内に置かれて
いる。図８ａに示されるように、光ファイバ８３０及び
８４０は支持８７２上に配置されている。しかし、光フ
ァイバ８３０及び８４０は支持８７２とは異なる支持上
に配置してもよいことを認識すべきである。駆動器８０
０が励起された（すなわち、電圧が印加された）時、可
動電極８７１は固定電極８７０の方向へ引かれる。その
結果、そり８７７は軸Ａ−Ａ及びＢ−Ｂの交点から離れ
るように動く。これらの軸は光コア８３１及び８４１に
より規定された光路と一致する。（すなわち、そりは図
８ａ中で左の方へ動く。）
【００４０】ばね８８４のような力を回復するのに適し
た構造が、第２の部分８８２の端部８８５及び８８６に
固着され、ばね端部８８７において、基板８７２に固着
されている。励起された状態において、ばね８８４は図
８ｂに示されるように、変形している。駆動電圧が除去
されると、ばね８８４は図８ａに示されるように、そり
８７７をその励起されていない位置に戻すために、回復
力又はバイアスを与える。そのような状態において、可
動電極８７１は軸Ｃ−Ｃに沿って本質的に垂直にぶら下
っている。駆動器８００が励起状態から、励起されてい
ない状態に行くにつれ、そり８７７は軸Ａ−Ａ及びＢ−
Ｂの交点の方へ動くことがわかる。電極８７０及び８７
１間の間隔は、励起されていない状態において、光デバ
イス８０４は光路と交差せず、励起状態で、光デバイス
８０４が光路と交差するように、設定される。
た構造が、第２の部分８８２の端部８８５及び８８６に
固着され、ばね端部８８７において、基板８７２に固着
されている。励起された状態において、ばね８８４は図
８ｂに示されるように、変形している。駆動電圧が除去
されると、ばね８８４は図８ａに示されるように、そり
８７７をその励起されていない位置に戻すために、回復
力又はバイアスを与える。そのような状態において、可
動電極８７１は軸Ｃ−Ｃに沿って本質的に垂直にぶら下
っている。駆動器８００が励起状態から、励起されてい
ない状態に行くにつれ、そり８７７は軸Ａ−Ａ及びＢ−
Ｂの交点の方へ動くことがわかる。電極８７０及び８７
１間の間隔は、励起されていない状態において、光デバ
イス８０４は光路と交差せず、励起状態で、光デバイス
８０４が光路と交差するように、設定される。
【００４１】光スイッチは駆動器８００が励起されてい
ない状態の時、光デバイス８０４が第１の位置（光路
内）にあり、駆動器８００が励起状態にある時、第２の
位置（光路外）にあるか、その逆であるように、構成で
きることを認識すべきである。図８ａに示されるよう
に、駆動器８００が励起されていない状態の時、光デバ
イス８０４を第２の位置に置くように、刻み目８８８を
第１の位置に置くことができる。また、駆動器８００は
別のリンク装置上に配置された別の光デバイスを、光デ
バイス８０４が光路からはずれた時、光路中に動かすた
め、光デバイス８０４を十分面内移動させなければなら
ないことも、認識すべきである。
ない状態の時、光デバイス８０４が第１の位置（光路
内）にあり、駆動器８００が励起状態にある時、第２の
位置（光路外）にあるか、その逆であるように、構成で
きることを認識すべきである。図８ａに示されるよう
に、駆動器８００が励起されていない状態の時、光デバ
イス８０４を第２の位置に置くように、刻み目８８８を
第１の位置に置くことができる。また、駆動器８００は
別のリンク装置上に配置された別の光デバイスを、光デ
バイス８０４が光路からはずれた時、光路中に動かすた
め、光デバイス８０４を十分面内移動させなければなら
ないことも、認識すべきである。
【００４２】２×２光スイッチ６００の本発明の実施例
において、駆動器の１つにより励起された光デバイスは
典型的な場合、光路内にあり、一方他の駆動器の光デバ
イスは、典型的な場合、光路外にある。また、駆動器の
１つは典型的な場合、その励起状態にあり、一方他方の
駆動器は励起されていない状態にある。しかし、光スイ
ッチは２つの駆動器が同時に励起できるよう、構成する
ことができることを、認識すべきである。
において、駆動器の１つにより励起された光デバイスは
典型的な場合、光路内にあり、一方他の駆動器の光デバ
イスは、典型的な場合、光路外にある。また、駆動器の
１つは典型的な場合、その励起状態にあり、一方他方の
駆動器は励起されていない状態にある。しかし、光スイ
ッチは２つの駆動器が同時に励起できるよう、構成する
ことができることを、認識すべきである。
【００４３】図８ａの面内駆動器８００は単一の固定電
極及び単一の可動電極を使用すると限定されない。複数
の固定及び可動電極は、交互に固定及び可動歯部分とし
て構成してもよい。そのような交互になった固定及び可
動歯部分を有する駆動器は、しばしば“櫛”駆動と呼ば
れ、当業者には良く知られている。
極及び単一の可動電極を使用すると限定されない。複数
の固定及び可動電極は、交互に固定及び可動歯部分とし
て構成してもよい。そのような交互になった固定及び可
動歯部分を有する駆動器は、しばしば“櫛”駆動と呼ば
れ、当業者には良く知られている。
【００４４】図９は面外駆動器９００、リンク装置９８
９及び光デバイス９０４を示す。光ファイバ９３０及び
９４０は支持９７２上に配置されている。しかし、光フ
ァイバ９３０及び９４０は支持９７２とは異なる別の支
持上に配置してもよいことを、認識すべきである。リン
ク装置９８９は駆動器９００を光デバイス９０４に機械
的に結合又は接続する。励起されていない状態におい
て、リンク装置９８９は本質的に表面９７２ａに平行に
配置され、光導波路９３０及び９４０間の間隙８９０を
貫いている。リンク装置９８９及び光デバイス９０４は
導波路９３０及び９４０に対して配置され、それにより
光デバイス９０４は光導波路９３０及び９４０間を伝搬
する光信号の光路中の第１の位置と、光導波路９３０及
び９４０間の光路からはずれた第２の位置の間で移動で
きる。
９及び光デバイス９０４を示す。光ファイバ９３０及び
９４０は支持９７２上に配置されている。しかし、光フ
ァイバ９３０及び９４０は支持９７２とは異なる別の支
持上に配置してもよいことを、認識すべきである。リン
ク装置９８９は駆動器９００を光デバイス９０４に機械
的に結合又は接続する。励起されていない状態におい
て、リンク装置９８９は本質的に表面９７２ａに平行に
配置され、光導波路９３０及び９４０間の間隙８９０を
貫いている。リンク装置９８９及び光デバイス９０４は
導波路９３０及び９４０に対して配置され、それにより
光デバイス９０４は光導波路９３０及び９４０間を伝搬
する光信号の光路中の第１の位置と、光導波路９３０及
び９４０間の光路からはずれた第２の位置の間で移動で
きる。
【００４５】駆動器９００はリンク装置９８９に垂直又
は面外の動きを与え、従って光デバイス９０４は光路中
へ及び光路から外へ、本質的に“上及び下へ”あるいは
垂直に往復運動をする。光スイッチは駆動器９００が励
起状態にある時、（光路内の）第１の位置にあり、駆動
器９００が励起されていない時、（光路外の）第２の位
置にあるか、その逆であるように、構成できることを認
識すべきである。また、光デバイス９０４が光路外にあ
る時、別のリンク装置上に配置された別の光デバイス
を、光路内に動かすように、駆動器９００は光デバイス
９０４に十分な垂直方向の動きを与えなければならない
ことを、認識すべきである。
は面外の動きを与え、従って光デバイス９０４は光路中
へ及び光路から外へ、本質的に“上及び下へ”あるいは
垂直に往復運動をする。光スイッチは駆動器９００が励
起状態にある時、（光路内の）第１の位置にあり、駆動
器９００が励起されていない時、（光路外の）第２の位
置にあるか、その逆であるように、構成できることを認
識すべきである。また、光デバイス９０４が光路外にあ
る時、別のリンク装置上に配置された別の光デバイス
を、光路内に動かすように、駆動器９００は光デバイス
９０４に十分な垂直方向の動きを与えなければならない
ことを、認識すべきである。
【００４６】駆動器９００は２つの導電性表面又は電
極：可動平板電極９９２及び固定電極９９１を含む。可
動平板電極９９２は基板９７２の表面９７２ａ上に配置
された固定電極９９１上に、柔軟な支持（図示されてい
ない）により、ぶら下げられている。可動平板電極９９
２はドープされたポリシリコン又は他の導電性材料で作
製してよい。固定電極９９１はドープポリシリコン又は
他の導電性材料で作製してよく、あるいは基板９７２は
適切にドープし、その一領域を固定電極９９１として機
能するよう導電性にしてもよい。
極：可動平板電極９９２及び固定電極９９１を含む。可
動平板電極９９２は基板９７２の表面９７２ａ上に配置
された固定電極９９１上に、柔軟な支持（図示されてい
ない）により、ぶら下げられている。可動平板電極９９
２はドープされたポリシリコン又は他の導電性材料で作
製してよい。固定電極９９１はドープポリシリコン又は
他の導電性材料で作製してよく、あるいは基板９７２は
適切にドープし、その一領域を固定電極９９１として機
能するよう導電性にしてもよい。
【００４７】リンク装置９８９は支点９９４上に配置さ
れたビーム９９３を含む。支点９９４は基板表面９７２
ａに固定され、ビーム９９３を第１の部分９９３ａと第
２の部分９９３ｂに分割する。ビーム９９３はビーム端
９９３ｃにおいて、可動平板電極９９２の一部の下にあ
る。ビーム端９９３ｃは可動平板電極９９２のそのよう
な部分に、機械的に接続されるか（接続は図示されてい
ない）機械的にとりつけられる。柔軟なつり下げ部分
（図示されていない）を、基板表面９７２ａにビーム９
９３を固定するために用いてもよい。
れたビーム９９３を含む。支点９９４は基板表面９７２
ａに固定され、ビーム９９３を第１の部分９９３ａと第
２の部分９９３ｂに分割する。ビーム９９３はビーム端
９９３ｃにおいて、可動平板電極９９２の一部の下にあ
る。ビーム端９９３ｃは可動平板電極９９２のそのよう
な部分に、機械的に接続されるか（接続は図示されてい
ない）機械的にとりつけられる。柔軟なつり下げ部分
（図示されていない）を、基板表面９７２ａにビーム９
９３を固定するために用いてもよい。
【００４８】一実施例において、光デバイス支持９９５
はビーム端９９６の近くでビーム９９３に固着される。
光デバイス支持９９５は上に光デバイス９０４が配置さ
れる突起９９７を含む。実施例によっては、光デバイス
支持９９５は蝶番９９８を通して、ビーム９９８に蝶番
付けされ、導波路９３０及び９４０間に突出するのに必
要なように、垂直な面外位置に、支持（図示されていな
い）により保持される。
はビーム端９９６の近くでビーム９９３に固着される。
光デバイス支持９９５は上に光デバイス９０４が配置さ
れる突起９９７を含む。実施例によっては、光デバイス
支持９９５は蝶番９９８を通して、ビーム９９８に蝶番
付けされ、導波路９３０及び９４０間に突出するのに必
要なように、垂直な面外位置に、支持（図示されていな
い）により保持される。
【００４９】平板駆動器９００の電極９９２及び９９１
は、電圧源（図示されていない）と電気的に接触してい
る。平板駆動器９００に電圧が印加された時、可動平板
電極９９２と固定電極９９１の間に、静電引力が発生す
る。そのような引力は、可動電極９９２を固定電極９９
１の方に下方に動かす。可動電極９９２が下方に動くと
ともに、ビーム９９３の第１の部分９９３ａは基板表面
９７２ａの方へ下方に動かされる。支点９９４が存在す
るため、ビーム９９３の第２の部分９９３ｂは、第１の
部分９９３ａが下方に動くにつれ、“シーソー”又は
“上下に揺れて”上方に動く。支点９９４と光デバイス
９０４間の距離を適切に選ぶことにより、光デバイスは
平板電極９９２及び９９１の振動的な動きの関数とし
て、コア９３１及び９４１により規定される光路の中
へ、及び光路から外へ動かされる。加えて、支点９９４
を固定電極９９１の近くに適切に置くことにより、かつ
第２の部分９９３ｂに対する第１の部分９９３ａの相対
的な長さを適切に設定することにより、光デバイスは光
路から十分上方に離され、第２の光デバイスは第２の駆
動器により駆動され、光路の中へ及び外へ移動する。
は、電圧源（図示されていない）と電気的に接触してい
る。平板駆動器９００に電圧が印加された時、可動平板
電極９９２と固定電極９９１の間に、静電引力が発生す
る。そのような引力は、可動電極９９２を固定電極９９
１の方に下方に動かす。可動電極９９２が下方に動くと
ともに、ビーム９９３の第１の部分９９３ａは基板表面
９７２ａの方へ下方に動かされる。支点９９４が存在す
るため、ビーム９９３の第２の部分９９３ｂは、第１の
部分９９３ａが下方に動くにつれ、“シーソー”又は
“上下に揺れて”上方に動く。支点９９４と光デバイス
９０４間の距離を適切に選ぶことにより、光デバイスは
平板電極９９２及び９９１の振動的な動きの関数とし
て、コア９３１及び９４１により規定される光路の中
へ、及び光路から外へ動かされる。加えて、支点９９４
を固定電極９９１の近くに適切に置くことにより、かつ
第２の部分９９３ｂに対する第１の部分９９３ａの相対
的な長さを適切に設定することにより、光デバイスは光
路から十分上方に離され、第２の光デバイスは第２の駆
動器により駆動され、光路の中へ及び外へ移動する。
【００５０】図９に描かれた実施例において、光デバイ
スはバイアスが印加された時、光路から出るように動
く。他の実施例において、光スイッチはバイアスが印加
された時、光デバイスが光路中に動くように構成できる
ことが認識されるであろう。平板電極９９１及び９９
２、蝶番及び面外光スイッチを含む各種支持平板は、
“面内”光スイッチについて述べたように、作製及び組
立てできる。
スはバイアスが印加された時、光路から出るように動
く。他の実施例において、光スイッチはバイアスが印加
された時、光デバイスが光路中に動くように構成できる
ことが認識されるであろう。平板電極９９１及び９９
２、蝶番及び面外光スイッチを含む各種支持平板は、
“面内”光スイッチについて述べたように、作製及び組
立てできる。
【００５１】図８ａ及び９は単一の光デバイスを示す
が、当業者には、２つの光デバイスを光デバイス支持の
相対する表面上に固定することができることが明らかで
あろう。そのようにして、先に述べた面内及び面外駆動
器は、２×２光スイッチを用いることができる。
が、当業者には、２つの光デバイスを光デバイス支持の
相対する表面上に固定することができることが明らかで
あろう。そのようにして、先に述べた面内及び面外駆動
器は、２×２光スイッチを用いることができる。
【００５２】上で述べた実施例は、単に本発明の例を示
すためであり、本発明の視野を離れることなく、当業者
には多くの様々な変形が考案できることを、理解すべき
である。従って、そのような変形は特許請求の範囲の視
野及びそれらと等価なものの中に含まれることを意図し
ている。
すためであり、本発明の視野を離れることなく、当業者
には多くの様々な変形が考案できることを、理解すべき
である。従って、そのような変形は特許請求の範囲の視
野及びそれらと等価なものの中に含まれることを意図し
ている。
【図１】傾斜したファイバ端を有する１×３光スイッチ
の概略図である。
の概略図である。
【図２】現在の光スイッチとともに用いるための傾斜し
たファイバ端の詳細を示す図である。
たファイバ端の詳細を示す図である。
【図３】後方反射を減すのに適した傾斜したファイバ端
を示す図である。
を示す図である。
【図４】現在の光スイッチとともに用いるための傾斜し
たファイバ端の形状の詳細を示す図である。
たファイバ端の形状の詳細を示す図である。
【図５ａ】第１の光路に沿ったスイッチと交差する光信
号を示す本発明の１×３光スイッチの概念図である。
号を示す本発明の１×３光スイッチの概念図である。
【図５ｂ】第１の光デバイスに接し、第１の光路からそ
らされる光信号を示す図５ａの１×３光スイッチの概念
図である。
らされる光信号を示す図５ａの１×３光スイッチの概念
図である。
【図５ｃ】第２の光デバイスに接し、第１の光路からそ
らされる光信号を示す図５ａの１×３光スイッチの概念
図である。
らされる光信号を示す図５ａの１×３光スイッチの概念
図である。
【図６】傾斜したファイバ端を有する２×２光スイッチ
の概念図である。
の概念図である。
【図７ａ】相対する導波路の第１の対間のスイッチと交
差する第１の光信号と相対する導波路の第２の対間のス
イッチと交差する第２の光信号を示す図６の２×２光ス
イッチの概念図である。
差する第１の光信号と相対する導波路の第２の対間のス
イッチと交差する第２の光信号を示す図６の２×２光ス
イッチの概念図である。
【図７ｂ】２つの光信号の光路が光デバイスの第１の対
と接することを通して変えられる隣接した光源導波路を
有する２×２光スイッチの概念図である。
と接することを通して変えられる隣接した光源導波路を
有する２×２光スイッチの概念図である。
【図７ｃ】２つの光信号の光路が光デバイスの第２の対
と接することを通して変えられる相対する光源導波路を
有する２×２光スイッチの概念図である。
と接することを通して変えられる相対する光源導波路を
有する２×２光スイッチの概念図である。
【図８ａ】１×３及び２×２光スイッチ用の面内駆動器
の概念図である。
の概念図である。
【図８ｂ】励起状態の面内駆動器のばねの概念図であ
る。
る。
【図９】１×３及び２×２光スイッチ用の面外駆動器の
概念図である。
概念図である。
１００ 光スイッチ １０２ 信号方向器 １０６ リンク装置 １０８ 駆動器 １１０ 領域 １１２ 信号方向器 １１６ リンク装置 １１８ 駆動器 １２０，１２２ ベクトル １３０ 導波路，光ファイバ １３１ コア １３２ クラッド １３４，１３６，１３７ 端部 １３８ コア端面 １４０ 導波路，ファイバ １４１ コア １４２ クラッド １４４，１４７ 端部 １４８ コア端面 １５０ 導波路，ファイバ １５１ コア １５２ クラッド １５４，１５７ 端部 １５８ コア端面，端部 １６０ 導波路，ファイバ １６１ コア １６２ クラッド １６４ 端部 １６８ コア端面 ３００ 光スイッチ ３３０ ファイバ ３３１ 光コア ３３４ 端面 ３３８ コア端面 ３４０ ファイバ ３４８ コア端面 ３５０ ファイバ ３５１ 光コア ３５４ 端面 ３５８ コア端面 ３６０ ファイバ ３６４ 端面 ３６８ コア端面 ４３０ ファイバ ４３１ 光コア ４５０ 着信ファイバ ５０２ 信号方向器 ５０８ 駆動器 ５１２ 信号方向器 ５１８ 駆動器 ５３０ ファイバ ５４０ 光源ファイバ ５５０ ファイバ ５６０ 着信ファイバ，ファイバ ６００ スイッチ，光スイッチ ６０２，６０４ 信号方向器 ６０６ リンク装置 ６０８ 駆動器 ６１２，６１４ 信号方向器 ６１６ リンク装置 ６１８ 駆動器 ６３０ ファイバ ６３４ 端部 ６４０ ファイバ ６４４ 端部 ６５０ ファイバ ６５４ 端部 ６６０ ファイバ ６６４ 端部 ７０２，７０４ 信号方向器 ７０８ 駆動器 ７１２，７１４ 信号方向器 ７１８ 駆動器 ７３０ 光源ファイバ，ファイバ ７４０ 光源ファイバ，ファイバ ７５０，７６０ 着信ファイバ，ファイバ ８００ 駆動器 ８０４ 光デバイス ８３０ 光ファイバ ８３１ 光コア ８４０ 光ファイバ ８４１ 光コア ８６９ 空間 ８７０ 電極，固定電極 ８７１ 電極，可動電極 ８７２ 支持，基板 ８７３ 支持手段 ８７４ 交差部 ８７５ フレーム ８７７ そり ８７８ 光デバイス支持 ８７９ 固着蝶番 ８８０ 突起 ８８１ 第１の部分 ８８２ 第２の部分 ８８３ 蝶番 ８８４ ばね ８８５，８８６ 端部 ８８７ ばね端部 ８８８ 刻み目 ８９０ 間隙 ９００ 駆動器 ９０４ 光デバイス ９３０ 光ファイバ ９３１ コア ９４０ 光ファイバ ９４１ コア ９７２ 支持，基板 ９７２ａ 表面 ９８９ リンク装置 ９９１ 電極，固定電極 ９９２ 可動平板電極 ９９３ ビーム ９９３ａ，９９３ｂ 部分 ９９３ｃ ビーム端 ９９４ 支点 ９９５ 光デバイス支持 ９９７ 突起 ９９８ 蝶番 Ｓ１，Ｓ２ 信号 Ｓ３，Ｓ４ 信号，光信号 Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂ 光軸 ３−３，４−４ 光学軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディヴィッド ジェー． ビショップ アメリカ合衆国 07901 ニュージャーシ ィ，サミット，オーク クノール ロード ７ (72)発明者 シー． ランディ ギルズ アメリカ合衆国 07981 ニュージャーシ ィ，ホイッパニー，パーシパニー ロード 114
Claims (17)
- 【請求項１】 ４つの光導波路を含み、それぞれは傾斜
した端部を有し、端部は２つの傾斜端を含み、支持上に
配置され、それにより各導波路の各傾斜端は、別の導波
路の傾斜端と相対し、近接した関係にあり、前記近接に
より相対する傾斜端の各対間の空間が規定され；少くと
も第１の光デバイスを２つの導波路間で伝搬する光信号
の光路の中へ及び光路の外へ動かすよう動作しうる第１
の電子機械的駆動器が含まれ、第１の光デバイスは相対
する傾斜端の第１の対間の空間内を動き；少くとも第２
の光デバイスを、光信号の光路の中へ及び光路の外へ動
かすよう動作しうる第２の電子機械的駆動器が含まれ、
第２の光デバイスは相対する傾斜端の第２の対間の空間
内を動き；第１の対の１つの傾斜端及び第１の対の２つ
の傾斜端は、光導波路の１つに共通である光スイッチ。 - 【請求項２】 ４つの導波路の２つの傾斜端は、相対す
る関係で、それらに間に第１の間隙を規定し、４つの導
波路の他の２つの傾斜端は、相対する関係で、それらの
間に第２の間隙を規定し、更に第１の間隙及び第２の間
隙は本質的に等しい請求項１記載の光スイッチ。 - 【請求項３】 第１及び第２の電子機械的駆動器及び４
つの導波路は、支持の第１の表面上に配置される請求項
１記載の光スイッチ。 - 【請求項４】 第１の駆動器には、 可動導電性平板；固定導電性平板が含まれ、固定及び可
動平板はそれらの間に静電荷を支持するよう適切に置か
れ、可動導電性平板を固定導電性平板の方向に動かし；
可動平板及び第１の光デバイスと機械的に接続されたリ
ンク装置が含まれ；リンク装置は可動導電性平板が動く
とき動き、前記リンク装置の動きは、光デバイスを第１
の励起されていない位置から第２の駆動位置に動かす請
求項１記載の光スイッチ。 - 【請求項５】 光デバイスは支持の第１の表面に本質的
に平行な面内で動く請求項４記載の光スイッチ。 - 【請求項６】 光デバイスは支持の第１の表面に本質的
に垂直な面内で動く請求項４記載の光スイッチ。 - 【請求項７】 光デバイスの第１の励起されていない位
置は、光信号の光路からはずれ、光デバイスの第２の励
起位置は、光信号の光路内にある請求項４記載の光スイ
ッチ。 - 【請求項８】 光デバイスの第１の励起されていない位
置は、光信号の光路内にあり、光デバイスの第２の励起
位置は、光信号の光路からはずれている請求項４記載の
光スイッチ。 - 【請求項９】 第１の光導波路が含まれ、それぞれが傾
斜した端部を有し、端部は２つの傾斜端を含み、支持上
に配置され、それにより各導波路の各傾斜端は、相対し
て、別の光導波路の傾斜端に近接した関係にあり、前記
近接により、相対する傾斜端の各対間に空間が規定さ
れ；２つの導波路間で伝搬する第１の光信号の光路の中
へ及び光路の外へ、第１の光デバイスを動かすよう動作
でき、他の２つの光導波路間を伝搬する第２の光信号の
光路の中へ及び光路の外へ、第２の光デバイスを動かす
よう動作できる第１の電子機械駆動器が含まれ、第１及
び第２の光デバイスは第１の相対する傾斜端の対の間の
空間で動き；第１の光信号の光路の中へ及び光路の外
へ、第３の光デバイスを動かすよう動作でき、第２の光
信号の光路の中へ及び光路の外へ、第４の光デバイスを
動かすよう動作できる第２の電子機械駆動器が含まれ、
第３及び第４の光デバイスは相対する傾斜端の第２の対
間の空間内で動き；第１の対の１つの傾斜端と第２の対
の１つの傾斜端は光導波路の１つに共通である光スイッ
チ。 - 【請求項１０】 ４つの導波路の２つの傾斜端は相対す
る関係で、それらの間に第１の間隙を規定し、４つの導
波路の他の２つの傾斜端は、相対する関係で、それらの
間に第２の間隙を規定し、更に第１の間隙と第２の間隙
は本質的に等しい請求項９記載の光スイッチ。 - 【請求項１１】 ２つの光デバイス支持が更に含まれ、
第１及び第２の光デバイスは１つの光デバイス支持の相
対する側に配置され、第３及び第４の光デバイスは他の
光デバイス支持の相対する側の上に配置される請求項９
記載の光スイッチ。 - 【請求項１２】 第１及び第２の電子機械駆動器及び４
つの導波路は、支持の第１の表面上に配置される請求項
９記載の光スイッチ。 - 【請求項１３】 第１の駆動器には、 可動導電性平板；固定導電性平板が含まれ、固定及び可
動平板はそれらの間に静電荷を支持するよう適切に置か
れ、可動導電性平板を固定導電性平板の方向に動かし；
可動平板及び第１の光デバイスと機械的に接続されたリ
ンク装置が含まれ；リンク装置は可動導電性平板が動く
とき動き、前記リンク装置の動きは、光デバイスを第１
の減衰していない位置から第２の励起位置に動かす請求
項９記載の光スイッチ。 - 【請求項１４】 光デバイスは支持の第１の表面に本質
的に平行な面内で動く請求項１３記載の光スイッチ。 - 【請求項１５】 光デバイスは支持の第１の表面に本質
的に垂直な面内で動く請求項１３記載の光スイッチ。 - 【請求項１６】 第１の励起されていない位置にある光
デバイスは、光信号の光路からはずれ、第２の励起位置
にある光デバイスは、光信号の光路内にある請求項１３
記載の光スイッチ。 - 【請求項１７】 第１の励起されていない位置にある光
デバイスは、光信号の光路内にあり、第２の励起位置に
ある光デバイスは、光信号の光路からはずれている請求
項１３記載の光スイッチ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/154,797 US6108466A (en) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | Micro-machined optical switch with tapered ends |
| US09/154797 | 1998-09-17 |
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