JP2000275554A - 液体移動型光スイッチ - Google Patents
液体移動型光スイッチInfo
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Abstract
する。 【解決手段】 発熱手段が凹部102、103の中に形
成されているので、光導波路基板100に蓋110を接
合する際に蓋110が発熱手段に接触せず、光導波路基
板100自体の最上部に蓋110が接合される。また凹
部102、103は光路切換用溝101から所定の距離
だけ離れた位置に形成されているので、光路切換用溝1
01の周囲は完全に光導波路基板100と蓋110とで
密閉される。その結果、光導波路基板100の平坦化が
必要なくなり、絶縁膜の成膜と研磨工程とを省略でき、
製造上の利点が生じると共に信頼性が向上する。
Description
の光スイッチに関し、特に熱毛細管力を利用した液体移
動型光スイッチに関する。
に、光導波路と所定の角度をなす溝を形成し、光を反射
或いは透過させる方法が提案されている(例えば、Bist
atable optical switching using electrochemically g
enerated bubbles,Optics letters/Vol 15,No 24/Decem
ber 15,1990 )。
の液体を、液体(屈折率整合液)の熱毛細管力によって
移動させることにより、光を反射或いは透過させる「光
スイッチ」が提案されている(特開平9−133932
号公報)。
図である。
導波路24iと光導波路24oとが同一光軸上に形成さ
れ、光導波路23iと光導波路23oとが同一光軸上に
形成されている。これら二つの光軸は同一平面上で交差
するように配置されている。管路25は光軸の交点を通
る壁面を有し、その壁面は管路の中に空気が存在する時
に光導波路23iを伝搬してきた光が管路壁面で全反射
されて光導波路24oに入射するような角度になってい
る。
o、24i、24oと交差しない別の管路26に接続さ
れて環状管路を形成し、その環状管路の中に光導波路2
3i、23o、24i、24oと略等しい屈折率を有す
る屈折率整合液29と空気とが封入され、蓋22によっ
て気密封止されている。管路25の近傍には二つのヒー
タ27a、27bが配置されており、これらのヒータ2
7a、27bのうちいずれか一方を発熱させることによ
り、屈折率整合液29と気体との界面張力が変化し、毛
細管現象の釣り合いが崩れることによって屈折率整合液
29を移動させるようになっている。
光軸の交点付近にある場合は、光導波路23iを伝搬し
てきた光は屈折率整合液29を透過して光導波路23o
に入射する。また、光軸付近に空気が存在する場合は、
光導波路23iを伝搬してきた光は管路壁面で全反射さ
れて光導波路24oに入射する。
チにおいては、ヒータと電気配線用薄膜の堆積、並びに
ヒータと電気配線用パターン加工、さらに絶縁膜堆積、
並びにその表面研磨等、幾多のプロセスが必要であり、
より簡便な構造が求められていた。
光半導体基板21に接合して管路25、26を気密封止
するには、光導波路基板21の蓋22と接する面に10
nmオーダーの平坦さが要求される。
気配線28a、28b、28cとは光導波路基板21の
表面に形成する必要があるため、それらの厚さによって
生じる段差を解消し、なおかつ平坦さを確保するには、
ヒータ27a、27bと電気配線28a、28b、28
cとを形成した後、絶縁膜で覆い、さらにその表面を研
磨しなければならない。
ッタ法、CVD法、真空蒸着法等で成膜した後、熱処理
を行わないと応力が残存したり組織が緻密でなくなるた
め、機械的、化学的強度が低くなる。従来提案されてい
る構造の光スイッチではヒータ27a、27bや電気配
線28a、28b、28cの材料が熱の影響を免れない
ために十分な熱処理ができない。さらに、ヒータ27
a、27bや電気配線28a、28b、28cの材料
は、絶縁物と弾性率が異なるため、ヒータ27a、27
bや電気配線28a、28b、28cが埋め込まれてい
る部分とその他の部分とでは研磨の際に絶縁物が受ける
加工歪みが異なる。その結果としてヒータ及び配線の縁
に沿って研磨速度が局所的に速くなり凹みが生じる。
レベルに小さくするには加工歪みを極力小さくする必要
があり、それはすなわち研磨速度の極端な低下をまねく
等実用性に乏しいことが問題として残る。またこの研磨
した絶縁膜表面の仕上がり具合が、液体の封入状態を支
配し、結果的に光スイッチの動作の再現性、信頼性を左
右していた。
チ構造を実現するには、多くのプロセスが必要であり、
かつ極めて高度なプロセスが必要であった。
し、信頼性に優れた液体移動型光スイッチを提供するこ
とにある。
に本発明の液体移動型光スイッチは、互いに交差しない
m本の光導波路及び互いに交差しないn本の光導波路が
互いに交差する光導波路基板と、光導波路の各交差部に
形成され、光導波路の光軸と所定の角度をなす壁面を有
する光路切換用溝と、光路切換用溝内に一定の量だけ注
入され光導波路の屈折率に略等しい屈折率を有する屈折
率整合液と、光路切換用溝の近傍に配置された発熱手段
と、光導波路基板上に接合され光路切換用溝に注入され
た屈折率整合液を封止するための蓋とを備えた液体移動
型光スイッチにおいて、光路切換用溝の周囲から所定の
距離だけ離れた位置に形成された凹部の底面に、凹部の
深さより薄い発熱手段を形成し、発熱手段の凹部が光路
切換用溝に接しないようにして、光路切換用溝が基板表
面の高さにより取り囲まれる構造としたものである。
ッチは、蓋の材質を多成分ガラスとし、光路切換用溝の
周囲にSiを成膜し、蓋と光導波路基板とを接合する接
合手段として陽極接合を用いるのが好ましい。
面よりも低い位置に形成されているので、光導波路基板
に蓋を接合する際に蓋表面が発熱手段には接触せず、光
導波路基板表面に蓋が接合される。また発熱手段である
凹部は光路切換用溝から所定の距離だけ離れた位置に形
成されているので、光路切換用溝の周囲は完全に光導波
路基板と蓋とで密閉される。その結果、光導波路基板の
平坦化が必要なくなり、絶縁膜の成膜と研磨工程とを省
略でき、製造上の利点が生じると共に信頼性が向上す
る。
ことで、多成分ガラスからなる蓋を陽極接合で光導波路
基板に接合できるようになるが、特に光導波路が石英系
である場合、Siと石英系材料とは接着性が非常によい
ため、蓋が発熱手段や絶縁膜を介して接合された場合に
比べて信頼性が著しく向上する。
図面に基づいて詳述する。
実施の形態を示す部分透視図である。
いに交差する光導波路基板であり、光導波路の交差部に
光路切換用溝101が形成されている。光路切換用溝1
01内には、光導波路と屈折率の等しい屈折率整合液が
一定量だけ封入されている。光路切換用溝101から所
定の距離だけ離れた位置に略コの字形状の凹部102
と、略V字形状の凹部103とが共に光路切換用溝10
1を臨むように形成されている。両凹部102、103
の底面の光路切換用溝101側には、凹部102、10
3の深さより薄いヒータ104、105がそれぞれ形成
されている。凹部102、103の残りの底面にはヒー
タ104、105に接続され凹部102、103の深さ
より薄い電気配線106、107、108、109がそ
れぞれ形成されている。これらヒータ104、105と
電気配線106、107、108、109とで発熱手段
が構成されている。
5及び電気配線106、107、108、109の一部
は、光導波路基板100に接合された蓋110で覆われ
ており、光導波路基板100の蓋110の外側には四つ
の電気配線106、107、108、109が露出して
おり、外部回路に接続できるようになっている。
04、105及び電気配線106、107、108、1
09はいずれも凹部102、103の中に形成されてい
るので、光導波路基板100と蓋110とを接合する際
に障害になることはなく、光路切換用溝101の周囲は
完全に光導波路基板100と蓋110とで密閉される。
その結果、光導波路基板100の平坦化が必要なくな
り、絶縁膜の成膜と研磨工程とを省略でき、製造上の利
点が生じると共に信頼性が向上する。
とすることで、多成分ガラスからなる蓋110を陽極接
合で光導波路基板100に接合できるようになるが、特
に光導波路が石英系である場合、Siと石英系材料とは
接着性が非常によいため、蓋110が発熱手段や絶縁膜
を介して接合された場合に比べて信頼性が著しく向上す
る。
101との間の距離は、ヒータ104、105の熱が光
路切換用溝101に達することができ、かつ、光路切換
用溝101を気密封止するのに十分な幅を確保できるよ
うに設計されているのが好ましい。
る交差部に液体移動型光スイッチを形成した場合で説明
したが、これに限定されず、互いに交差しないm(m≧
1)本の光導波路及び互いに交差しないn(n≧1)本
の光導波路が互いに交差する光導波路基板の各交差部に
液体移動型光スイッチを形成してm×nマトリックス構
造の光スイッチを構成してもよい。
の液体移動型光スイッチを製造するための製造工程図で
ある。
01を有するクラッド202を形成して光導波路とする
(図2(a))。
膜する(図2(b))。
をコートする(図2(c))。
ド202のヒータが形成される位置に凹部102(10
3)を開ける(図2(d))。
ヒータ用の導電膜104aを成膜し、リフトオフ法でヒ
ータ104(105)を凹部102(103)の中に形
成する(図2(e))。
より、Si膜203及びクラッド202に光路切換用溝
101を形成する(図2(f))。
00の光路切換用溝101内に屈折率整合液を注入した
後、光路切換用溝101、ヒータ104(105)及び
電気配線106〜109の一部を覆うように蓋(図示せ
ず)を光導波路基板100に接合することにより液体移
動型光スイッチが得られる。
形成と、リフトオフの際に同一のフォトレジスト204
を使用するので、単にリフトオフでヒータ104(10
5)を形成する場合に比べて工程数はエッチング1回分
しか増加しない。
な優れた効果を発揮する。
供を実現することができる。
を示す部分透視図である。
動型光スイッチを製造するための製造工程図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 互いに交差しないm本の光導波路及び互
いに交差しないn本の光導波路が互いに交差する光導波
路基板と、上記光導波路の各交差部に形成され、上記光
導波路の光軸と所定の角度をなす壁面を有する光路切換
用溝と、該光路切換用溝内に一定の量だけ注入され上記
光導波路の屈折率に略等しい屈折率を有する屈折率整合
液と、上記光路切換用溝の近傍に配置された発熱手段
と、上記光導波路基板上に接合され上記光路切換用溝に
注入された屈折率整合液を封止するための蓋とを備えた
液体移動型光スイッチにおいて、上記光路切換用溝の周
囲から所定の距離だけ離れた位置に形成された凹部の底
面に、該凹部の深さより薄い発熱手段を形成し、該発熱
手段の凹部は光路切換用溝に接しないようにして、光路
切換用溝が基板表面の高さにより取り囲まれたことを特
徴とする液体移動型光スイッチ。 - 【請求項2】 上記蓋の材質を多成分ガラスとし、上記
光路切換用溝の周囲にSiを成膜し、上記蓋と上記光導
波路基板とを接合する接合手段として陽極接合を用いた
請求項1に記載の液体移動型光スイッチ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08009099A JP3566878B2 (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 液体移動型光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08009099A JP3566878B2 (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 液体移動型光スイッチ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000275554A true JP2000275554A (ja) | 2000-10-06 |
JP3566878B2 JP3566878B2 (ja) | 2004-09-15 |
Family
ID=13708513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08009099A Expired - Fee Related JP3566878B2 (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 液体移動型光スイッチ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3566878B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6895139B2 (en) | 2003-04-15 | 2005-05-17 | Agilent Technologies, Inc. | Bistable thermopneumatic optical switch |
-
1999
- 1999-03-24 JP JP08009099A patent/JP3566878B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6895139B2 (en) | 2003-04-15 | 2005-05-17 | Agilent Technologies, Inc. | Bistable thermopneumatic optical switch |
Also Published As
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