JP2002196268A - Waveguide type optical switch and method of controlling switching time - Google Patents
Waveguide type optical switch and method of controlling switching timeInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、導波路型光スイッ
チおよびスイッチング時間の制御方法に係わり、特に、
ＦＴＴＤ（ファイバ・トウ・ザ・デスク）や光ＬＡＮ
（ローカル・エリア・ネットワーク）等のユーザー系光
ネットワーク、あるいは通信処理装置内の光インターコ
ネクションに必須な、波長分割多重通信システム用光ス
イッチ、マトリクス型光スイッチ、多連２×２光スイッ
チアレイ、及び光アド・ドロップマルチプレクサの構成
要素に適用して有効な技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveguide type optical switch and a switching time control method.
FTTD (fiber to the desk) and optical LAN
An optical switch for a wavelength division multiplexing communication system, a matrix type optical switch, a multiple 2 × 2 optical switch array, which is indispensable for a user optical network such as a (local area network) or an optical interconnection in a communication processing apparatus; And technology effective when applied to components of an optical add / drop multiplexer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】急速に普及するマルチメディア通信に対
応するため、光化によるネットワークの大容量化が進め
られている。光波長多重（ＷＤＭ）技術を用いたネット
ワークは、伝送容量の大幅な増大を可能とするだけでな
く、クロスコネクト・交換等のノード機能を含めたネッ
トワーク全体の光化を可能にする技術として注目されて
いる。そのＷＤＭ型ネットワークの実現においては、光
通信システムに柔軟性、拡張性、及び信頼性を確保する
ために、光信号を電気信号に変換することなく、光のま
まで切り替えられる光スイッチが大量に必要となってく
る。このとき、光スイッチに要求される特性として、小
型で低消費電力駆動であることはもとより、スイッチン
グ時間が短いことが強く求められる。2. Description of the Related Art In order to cope with multimedia communication which is spreading rapidly, the capacity of a network has been increased by using light. Networks using optical wavelength division multiplexing (WDM) technology have attracted attention as a technology that not only enables a significant increase in transmission capacity but also enables the opticalization of the entire network including node functions such as cross-connect and switching. Have been. In realizing the WDM type network, in order to secure flexibility, expandability, and reliability in an optical communication system, there are a large number of optical switches that can be switched as they are without converting optical signals into electrical signals. It becomes necessary. At this time, as the characteristics required for the optical switch, not only small size and low power consumption driving but also short switching time are strongly required.
【０００３】本出願人は、前述のような目的を達成する
ことができる「光スイッチ」として、「導波路光部品」
（特願２０００−７５０５３号参照）を提案している。
前述の「導波路光部品」は、各々平行な光軸を有するｍ
本の第１の光導波路群と、各々平行な光軸を有し第１の
光導波路群と各々交差するｎ本の第２の波路群を有する
ｍ×ｎ格子状光導波路とを有し、第１の光導波路群から
の任意の光を該第２の光導波路群へ切り替えることので
きる構造として、第１の光導波路群からの光を第２の光
導波路群へ全反射させる反射壁面で、当該反射壁面が、
前記第１の光導波路群の入力側寄りに配置されているス
リット（溝）を設け、該スリット中に、光の透過が可能
な屈折率整合液を適当量充填し、その他の部分は光が光
導波路と溝壁面の界面で全反射し、かつ前記屈折率整合
液と混じりあわない気体として空気で満たされる構成を
有し、前記屈折率整合液を駆動させることで光路切替を
実現するものであり、前記屈折率整合液として、分子量
分布図のピークが１つとなる単一成分系メチルフェニル
シリコーンオイル等が用いられている。ここで、屈折率
整合液を単一成分系で構成する必要があるのは、以下の
ような理由による。即ち、屈折率整合液の屈折率制御に
は、分子量（粘度）が異なった材料系を組み合わせ（多
成分系）で実現することが多いが、このような形態を取
ると、低分子量（低粘度）の材料系が選択的に揮発する
ため、屈折率が要求仕様値からずれてしまうことにな
り、実用上使えないことになる。このように、多成分系
により合成された屈折率整合液には、実用上において問
題があるが、単一成分系の屈折率整合液では、これらの
点が回避できるため大きなメリットとなる。この提案済
みの光スイッチでは、小型で低消費電力駆動（＜０．１
５Ｗ）であることはもとより、挿入損失（＜３ｄＢ）・
消光比（＞５０ｄＢ）・クロストーク（＜−５０ｄＢ）
といった極めて良好な光学特性を有している。[0003] The present applicant has proposed a "waveguide optical component" as an "optical switch" capable of achieving the above-mentioned object.
(See Japanese Patent Application No. 2000-75053).
The aforementioned “waveguide optical component” has m parallel optical axes.
A first optical waveguide group, and an m × n lattice-shaped optical waveguide having n second waveguide groups each having a parallel optical axis and intersecting the first optical waveguide group, As a structure capable of switching arbitrary light from the first optical waveguide group to the second optical waveguide group, a reflecting wall that totally reflects light from the first optical waveguide group to the second optical waveguide group is used. , The reflecting wall,
A slit (groove) arranged near the input side of the first optical waveguide group is provided, and an appropriate amount of a refractive index matching liquid capable of transmitting light is filled in the slit. It has a configuration that is totally reflected at the interface between the optical waveguide and the groove wall surface and is filled with air as a gas that does not mix with the refractive index matching liquid, and realizes optical path switching by driving the refractive index matching liquid. In addition, as the refractive index matching liquid, a single component type methylphenyl silicone oil having one peak in a molecular weight distribution diagram or the like is used. Here, the reason why the refractive index matching liquid needs to be composed of a single component system is as follows. That is, the refractive index control of the refractive index matching liquid is often realized by combining material systems having different molecular weights (viscosity) (multi-component system). Since the material system of (2) is selectively volatilized, the refractive index deviates from the required specification value, and cannot be used practically. As described above, the refractive index matching liquid synthesized by the multi-component system has a problem in practical use, but the single-component refractive index matching liquid has a great merit because these points can be avoided. The proposed optical switch is small in size and driven with low power consumption (<0.1
5W) as well as insertion loss (<3 dB)
Extinction ratio (> 50 dB) / crosstalk (<-50 dB)
It has very good optical characteristics.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前述の提案済みの光ス
イッチでは、小型で低消費電力駆動（＜０．１５Ｗ）で
あることはもとより、挿入損失（＜３ｄＢ）・消光比
（＞５０ｄＢ）・クロストーク（＜−５０ｄＢ）といっ
た極めて良好な光学特性を有しているにも関わらず、ス
イッチング時間は５０ｍｓ程度を要するといった問題点
があった。即ち、このスイッチング時間は、予備系切替
用光スイッチとして用いる場合には何ら問題はないが、
クロスコネクト用光スイッチ、あるいは、アド・ドロッ
プマルチプレクサー用光スイッチ等の展開を図る際に
は、必ずしも十分であるとは言えない。従って、前述の
提案済みの光スイッチにおいて、スイッチング時間を通
信速度に見合った短いものとすること、具体的な例とし
て、１０Ｇｂｐｓの通信速度を想定するとマージンを考
慮して、６ｍｓ以下にすることが至上の課題であった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであり、本発明の目的は、導波路型光スイッチ
およびそのスイッチング時間の制御方法において、通信
速度に見合った短いスイッチング時間、具体的な例とし
ては、６ｍｓ以下のスイッチング時間を達成することが
可能となる技術を提供することにある。本発明の前記な
らびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及
び添付図面によって明らかにする。The above-mentioned proposed optical switch has a small size, low power consumption drive (<0.15 W), insertion loss (<3 dB), extinction ratio (> 50 dB), Despite having extremely good optical characteristics such as crosstalk (<−50 dB), there is a problem that the switching time requires about 50 ms. In other words, this switching time has no problem when used as a standby system switching optical switch,
It is not always sufficient to develop a cross-connect optical switch or an add / drop multiplexer optical switch. Therefore, in the above-mentioned proposed optical switch, the switching time is set to be short corresponding to the communication speed, and as a specific example, the switching time is set to 6 ms or less in consideration of a margin when a communication speed of 10 Gbps is assumed. It was a supreme task.
The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a waveguide type optical switch and a method for controlling the switching time thereof, in which a short switching time corresponding to a communication speed, As a specific example, an object is to provide a technology capable of achieving a switching time of 6 ms or less. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本出願人は、各々平行な
光軸を有するｍ本の第１の光導波路群と、各々平行な光
軸を有し前記第１の光導波路群と各々交差するｎ本の第
２の光導波路群を有するｍ×ｎ格子状光導波路で、前記
第１の光導波路群からの光を前記第２の光導波路群へ切
り替えできる反射構造を有し、前記第１の光導波路群お
よび前記第２の光導波路群のコアの屈折率がガラスと等
価であり、且つ、前記反射構造物の内側が、透過時にコ
アの屈折率と等価な屈折率整合液で満たされ、反射時に
気体で満たされる反射構造付き交差光導波路を有し、前
記屈折率整合液を駆動させることで光路切替を実現する
導波路型光スイッチにおいて、そのスイッチング時間
は、前記屈折率整合液の粘度と比例することを、本発明
に至る過程において見いだした。即ち、適用するシステ
ムが要求するスイッチング時間は、屈折率整合液の粘度
を調整することにより実現できる。さらに、前記屈折率
整合液の粘度は、前記屈折率整合液の重量平均分子量と
比例することも本発明に至る過程において判明した。即
ち、屈折率整合液の粘度調整は、屈折率整合液の重量平
均分子量を調整することにより実現できる。SUMMARY OF THE INVENTION The present applicant has established a group of m first optical waveguides each having a parallel optical axis, and each intersecting the first group of optical waveguides having a parallel optical axis. An m × n lattice-shaped optical waveguide having n second optical waveguide groups, having a reflection structure capable of switching light from the first optical waveguide group to the second optical waveguide group; The refractive indices of the cores of the first optical waveguide group and the second optical waveguide group are equivalent to glass, and the inside of the reflective structure is filled with a refractive index matching liquid equivalent to the refractive index of the core during transmission. In a waveguide type optical switch that has a crossed optical waveguide with a reflection structure filled with a gas at the time of reflection and realizes optical path switching by driving the refractive index matching liquid, the switching time is determined by the refractive index matching liquid. In the process leading to the present invention, it is proportional to the viscosity of Was Idashi. That is, the switching time required by the applied system can be realized by adjusting the viscosity of the refractive index matching liquid. Further, it has been found in the course of reaching the present invention that the viscosity of the refractive index matching liquid is proportional to the weight average molecular weight of the refractive index matching liquid. That is, the viscosity adjustment of the refractive index matching liquid can be realized by adjusting the weight average molecular weight of the refractive index matching liquid.
【０００６】本願発明は、前記知見に基づいて成された
ものであり、本願において開示される発明のうち、代表
的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。即ち、本発明は、第１の光導波路と、前記第１の光
導波路と交差する第２の光導波路と、前記第１の光導波
路と、前記第２の光導波路との交差部に、前記交差部を
横断するように設けられ、内部に屈折率整合液と不活性
ガスが封入される溝と、前記屈折率整合液を加熱する加
熱手段とを有し、前記屈折率整合液を加熱することによ
り、前記屈折率整合液が前記交差部を横断する位置から
出入りするように前記溝中を移動して光路を切り替える
導波路型光スイッチであって、前記屈折率整合液は、分
子量分布図のピークが一つであり、且つ、重量平均分子
量が１６２以上、９２０以下であるジメチルジフェニル
ポリシロキサンであることを特徴とする。The invention of the present application has been made based on the above-mentioned findings, and a brief summary of a representative one of the inventions disclosed in the present application is as follows. That is, the present invention provides a first optical waveguide, a second optical waveguide that intersects the first optical waveguide, an intersection of the first optical waveguide, and the second optical waveguide, It has a groove provided so as to cross the intersection and in which the refractive index matching liquid and the inert gas are sealed, and a heating means for heating the refractive index matching liquid, and heats the refractive index matching liquid. Thereby, a waveguide type optical switch that switches the optical path by moving in the groove so that the refractive index matching liquid enters and exits from a position crossing the intersection, wherein the refractive index matching liquid has a molecular weight distribution diagram. Dimethyldiphenylpolysiloxane having one peak and a weight average molecular weight of 162 or more and 920 or less.
【０００７】また、本発明は、複数の光導波路を有する
第１の光導波路群と、前記第１の光導波路群の光導波路
と交差する複数の光導波路を有する第２の光導波路群
と、前記第１の光導波路群の各光導波路と、前記第２の
光導波路群の各光導波路との交差部の少なくとも一部
に、前記交差部を横断するように設けられ、内部に屈折
率整合液と不活性ガスが封入される溝と、前記屈折率整
合液を加熱する加熱手段とを有し、前記屈折率整合液を
加熱することにより、前記屈折率整合液が前記交差部を
横断する位置から出入りするように前記溝中を移動して
光路を切り替える導波路型光スイッチであって、前記屈
折率整合液は、分子量分布図のピークが一つであり、且
つ、重量平均分子量が１６２以上、９２０以下であるジ
メチルジフェニルポリシロキサンであることを特徴とす
る。Further, the present invention provides a first optical waveguide group having a plurality of optical waveguides, a second optical waveguide group having a plurality of optical waveguides intersecting the optical waveguides of the first optical waveguide group, At least a part of an intersection between each optical waveguide of the first optical waveguide group and each optical waveguide of the second optical waveguide group is provided so as to cross the intersection, and the refractive index matching is internally provided. A groove in which a liquid and an inert gas are sealed; and a heating unit for heating the refractive index matching liquid, wherein the refractive index matching liquid traverses the intersection by heating the refractive index matching liquid. A waveguide type optical switch for switching an optical path by moving in and out of the groove so as to enter and exit from the position, wherein the refractive index matching liquid has one peak in a molecular weight distribution diagram, and has a weight average molecular weight of 162. Dimethyldiphenylpoly which is not less than 920 Characterized in that it is a Rokisan.
【０００８】また、本発明は、前述の導波路型光スイッ
チのスイッチング時間の制御方法であって、前記屈折率
整合液の粘度を変化させることにより、前記屈折率整合
液の移動時間を変化させて、所望のスイッチング時間を
得ることを特徴とする。本発明の好ましい実施の形態で
は、ｔｓをスイッチング時間、μを屈折率整合液の絶対
粘度、Ｌを屈折率整合液の移動長さ、γを表面張力、Ｔ
を温度とするとき、下記式に基づいて、前記屈折率整合
液の粘度を変化させることを特徴とする。本発明の好ま
しい実施の形態では、前記屈折率整合液の重量平均分子
量を変化させることにより、前記屈折率整合液の粘度を
変化させることを特徴とする。The present invention is also a method for controlling the switching time of the above-mentioned waveguide type optical switch, wherein the moving time of the refractive index matching liquid is changed by changing the viscosity of the refractive index matching liquid. To obtain a desired switching time. In a preferred embodiment of the present invention, ts is the switching time, μ is the absolute viscosity of the refractive index matching liquid, L is the moving length of the refractive index matching liquid, γ is the surface tension, T
Is the temperature, the viscosity of the refractive index matching liquid is changed based on the following equation. In a preferred embodiment of the present invention, the viscosity of the refractive index matching liquid is changed by changing the weight average molecular weight of the refractive index matching liquid.
【０００９】[0009]
【数１】 ｔｓ∝μ・Ｌ／（ｄγ／ｄｔ）・ΔＴ ・・・・・・・・・・・・ （１） なお、（１）式において、ｔｓはスイッチング時間、μ
は屈折率整合液の絶対粘度、Ｌは屈折率整合液の移動長
さ、γは表面張力、Ｔは温度である。[Number 1] t s αμ · L / (dγ / dt) · ΔT ············ (1) Note that in (1), t s is the switching time, mu
Is the absolute viscosity of the refractive index matching liquid, L is the moving length of the refractive index matching liquid, γ is the surface tension, and T is the temperature.
【００１０】前記手段によれば、第１の光導波路と、第
２の光導波路との交差部に、前記交差部を横断するよう
に設けられる溝内に、屈折率整合液と不活性ガスとを封
入し、前記屈折率整合液を加熱することにより、前記屈
折率整合液を移動させて光路を切り替える導波路型光ス
イッチ導波路型光スイッチにおいて、屈折率整合液とし
て、従来使用していた「分子量分布図のピークが１つと
なる単一成分系メチルフェニルシリコーンオイル」のう
ち、特に、図１に示す重量平均分子量が１６２以上、９
２０以下に限定されたジメチルジフェニルポリシロキサ
ンのみを使用することにより、６ｍｓ以下のスイッチン
グ時間を達成することが可能となる。図１に示すよう
に、ジメチルジフェニルポリシロキサンは、主鎖がシロ
キサン（−Ｓｉ−０−）ｎで構成され、側鎖に２ｍ個の
メチル基と、２ｐ個のフェニル基を有する分子である。
ここで、ｎ＝ｍ＋ｐの関係を有する。重量平均分子量
が、最小のジメチルジフェニルポリシロキサンは、上記
化学構造式のｍ＝０、ｐ＝０のときであり、このときの
重量平均分子量は１６２である。よって、この値が重量
平均分子量の下限となる。また、「本発明が解決しよう
とする課題」の欄で説明したように、本発明に関わる光
スイッチに要求されるスイッチング速度は６ｍｓであ
り、これを実現するための重量平均分子量が、９２０に
相当している。According to the above means, the refractive index matching liquid and the inert gas are provided in the groove provided at the intersection of the first optical waveguide and the second optical waveguide so as to cross the intersection. , And by switching the optical path by moving the refractive index matching liquid by heating the refractive index matching liquid, a waveguide type optical switch has been conventionally used as a refractive index matching liquid in a waveguide type optical switch. Among the “single component methylphenyl silicone oils having one peak in the molecular weight distribution diagram”, particularly, the weight average molecular weight shown in FIG.
By using only dimethyldiphenylpolysiloxane limited to 20 or less, a switching time of 6 ms or less can be achieved. As shown in FIG. 1, dimethyldiphenylpolysiloxane is a molecule having a main chain of siloxane (-Si-0-) n and having 2m methyl groups and 2p phenyl groups in side chains.
Here, there is a relationship of n = m + p. Dimethyldiphenylpolysiloxane having the minimum weight average molecular weight is obtained when m = 0 and p = 0 in the above chemical structural formula, and the weight average molecular weight at this time is 162. Therefore, this value is the lower limit of the weight average molecular weight. Further, as described in the section of “Problems to be Solved by the Present Invention”, the switching speed required for the optical switch according to the present invention is 6 ms, and the weight average molecular weight for realizing this is 920. Is equivalent.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一機能を有するものは同一符
号を付け、その繰り返しの説明は省略する。図２は、本
発明の実施の形態の導波路型光スイッチの基本的概念を
示す模式図である。本実施の形態の導波路型光スイッチ
は、屈折率整合液として、分子量分布図のピークが１つ
であり、且つ、重量平均分子量が９２０のジメチルジフ
ェニルポリシロキサンを使用した例である。本実施の形
態の導波路型光スイッチは、図２に示すように、光導波
路基板５の表層部に、各々平行な光軸を有する三本の第
１の光導波路群１と、これらと交差し各々平行な光軸を
有する三本の第２の光導波路群２からなる３×３格子状
光導波路が形成されている。さらに、第１の光導波路群
１の各々の光導波路と第２の光導波路群２の各々の光導
波路との交差部で、一意に決定される交差部にスリット
（溝）３が、形成されている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted. FIG. 2 is a schematic diagram showing the basic concept of the waveguide type optical switch according to the embodiment of the present invention. The waveguide type optical switch of the present embodiment is an example in which dimethyldiphenylpolysiloxane having one peak in the molecular weight distribution diagram and having a weight average molecular weight of 920 is used as the refractive index matching liquid. As shown in FIG. 2, the waveguide type optical switch according to the present embodiment has three first optical waveguide groups 1 each having a parallel optical axis on a surface layer portion of an optical waveguide substrate 5 and intersecting them. Then, a 3 × 3 lattice-shaped optical waveguide composed of three second optical waveguide groups 2 each having a parallel optical axis is formed. Furthermore, a slit (groove) 3 is formed at an intersection determined uniquely at each intersection between each optical waveguide of the first optical waveguide group 1 and each optical waveguide of the second optical waveguide group 2. ing.
【００１２】このスリット（溝）３は、第１の光導波路
群１の入力側（図２のＡ側）寄りに配置されたスリット
壁面で、第１の光導波路群１のＡ側からの光を第２の光
導波路群２のＤ側へ全反射させ、第２の光導波路群の入
力側（図２のＣ側）寄りに配置されたスリット壁面で、
第２の光導波路群１のＣ側からの光を第１の光導波路群
２のＢ側へ全反射させる両側反射壁面を有する。ここ
で、前述の光導波路構造として、コア径が８×８μｍ、
コア／クラッド間の比屈折率差が０．３％の石英系光導
波路を用いた。また、スリット（溝）３の構造として、
溝幅１３μｍ、溝探さ４０μｍ、溝長さ１２４μｍに設
定した。The slit (groove) 3 is a slit wall disposed closer to the input side (A side in FIG. 2) of the first optical waveguide group 1, and the light from the A side of the first optical waveguide group 1 is formed. Is totally reflected to the D side of the second optical waveguide group 2, and the slit wall arranged near the input side (C side in FIG. 2) of the second optical waveguide group 2
It has a double-sided reflecting wall that totally reflects light from the C side of the second optical waveguide group 1 to the B side of the first optical waveguide group 2. Here, as the above-described optical waveguide structure, the core diameter is 8 × 8 μm,
A quartz optical waveguide having a relative refractive index difference between the core and the clad of 0.3% was used. Also, as a structure of the slit (groove) 3,
The groove width was set to 13 μm, the groove search was set to 40 μm, and the groove length was set to 124 μm.
【００１３】スリット（幅）３は、内部に、光の透過が
可能な屈折率整合液４として、分子量分布図のピークが
１つであり、且つ、重量平均分子量が９２０のジメチル
フェニルジフェニルポリシロキサンが、液柱長さ６０μ
ｍとなるように適当量充填されており、その他の部分
は、光が光導波路とスリット壁面の界面で全反射し、か
つ屈折率整合液４と混じりあわない空気、または、ヘリ
ウムガス、窒素ガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリ
プトンガス、キセノンガスのうちいずれか一つもしくは
これらの混合ガスの不活性ガスが充填されている。さら
に、光スイッチング動作（光路切替）に必要な屈折率整
合液４の駆動は、屈折率整合液４を、スリット（幅）３
近傍に設けた複数の薄膜マイクロヒータ（図示していな
い）で加熱することにより駆動させる構造をとってい
る。ただし、前記薄膜マイクロヒータの構造として、幅
１０μｍ、厚さ５０００Åのタンタル（Ｔａ）を用い
た。この駆動方法の原理について説明する。液体の表面
張力は、温度に依存し、一般に臨界温度より充分低い温
度領域では温度の上昇に対して直線的に低下する。した
がって、屈折率整合液４を局所的に加熱した場合、局所
的に温度の上昇した部分の表面張力が他の部分の表面張
力に比べて低下するため、場所による表面張力の違いに
よって、屈折率整合液４は加熱された場所を避けるよう
に移動する。そのため、スリット（幅）３の長さ方向に
配置された複数の薄膜マイクロヒータを順次導通させ
て、屈折率整合液４を加熱することにより、屈折率整合
液４をスリット内で移動させることができる。The slit (width) 3 is a refractive index matching liquid 4 capable of transmitting light therein, and has a single peak of a molecular weight distribution diagram and a dimethylphenyldiphenylpolysiloxane having a weight average molecular weight of 920. But the liquid column length is 60μ
m, and the other part is air, helium gas, or nitrogen gas in which light is totally reflected at the interface between the optical waveguide and the slit wall surface and is not mixed with the refractive index matching liquid 4. , Neon gas, argon gas, krypton gas, xenon gas, or an inert gas of a mixture thereof. Further, the driving of the refractive index matching liquid 4 necessary for the optical switching operation (optical path switching) is performed by changing the refractive index matching liquid 4 to the slit (width) 3.
It is driven by heating with a plurality of thin film micro heaters (not shown) provided in the vicinity. However, tantalum (Ta) having a width of 10 μm and a thickness of 5000 ° was used as the structure of the thin film micro heater. The principle of this driving method will be described. The surface tension of a liquid depends on temperature, and generally decreases linearly with increasing temperature in a temperature region sufficiently lower than the critical temperature. Therefore, when the refractive index matching liquid 4 is locally heated, the surface tension of the locally heated portion is lower than the surface tension of the other portions. The matching liquid 4 moves so as to avoid the heated place. Therefore, a plurality of thin film micro heaters arranged in the length direction of the slit (width) 3 are sequentially turned on to heat the refractive index matching liquid 4, thereby moving the refractive index matching liquid 4 in the slit. it can.
【００１４】本実施の形態では、例えば、スリット
（溝）３における、第１の光導波路群１の入力側（図２
のＡ側）寄りに配置されたスリット壁面を、交差部の略
中央部に配置し、屈折率整合液４を移動させて、スリッ
ト（溝）３の公差部領域に不活性ガスが位置するように
した場合には、第１の光導波路群１のＡ側からの光は、
第２の光導波路群２のＤ側へ全反射される。また、屈折
率整合液４を移動させて、スリット（溝）３の交差部領
域に屈折率整合液４が位置するようにした場合には、第
１の光導波路群１のＡ側からの光は、スリット（溝）３
を横切って第１の光導波路群１のＢ側に直進する。同様
に、例えば、スリット（溝）３における、第２の光導波
路群２の入力側（図２のＣ側）寄りに配置されたスリッ
ト壁面を、交差部の略中央部に配置し、屈折率整合液４
を移動させて、スリット（溝）３の交差部領域に不活性
ガスが位置するようにした場合には、第２の光導波路群
２のＣ側からの光は、第１の光導波路群１のＢ側へ全反
射される。また、屈折率整合液４を移動させて、スリッ
ト（溝）３の交差部領域に屈折率整合液４が位置するよ
うにした場合には、第２の光導波路群２のＣ側からの光
は、スリット（溝）３を横切って第２の光導波路群２の
Ｄ側に直進する。In the present embodiment, for example, the input side of the first optical waveguide group 1 in the slit (groove) 3 (FIG. 2)
(Side A side), the slit wall surface is disposed substantially at the center of the intersection, and the refractive index matching liquid 4 is moved so that the inert gas is positioned in the tolerance region of the slit (groove) 3. In this case, the light from the A side of the first optical waveguide group 1 is
The light is totally reflected to the D side of the second optical waveguide group 2. Further, when the refractive index matching liquid 4 is moved so that the refractive index matching liquid 4 is located in the intersection region of the slit (groove) 3, the light from the side A of the first optical waveguide group 1 is changed. Is a slit (groove) 3
Traverses to the B side of the first optical waveguide group 1. Similarly, for example, a slit wall surface of the slit (groove) 3 that is arranged closer to the input side (the C side in FIG. 2) of the second optical waveguide group 2 is arranged substantially at the center of the intersection, and the refractive index is changed. Matching liquid 4
Is moved so that the inert gas is located in the crossing region of the slit (groove) 3, the light from the C side of the second optical waveguide group 2 is transmitted to the first optical waveguide group 1. Is totally reflected to the B side. Further, when the refractive index matching liquid 4 is moved so that the refractive index matching liquid 4 is located at the intersection of the slits (grooves) 3, the light from the C side of the second optical waveguide group 2 is emitted. Goes straight to the D side of the second optical waveguide group 2 across the slit (groove) 3.
【００１５】本実施の形態の導波路型光スイッチを使用
することにより、光路切替を実現する光スイッチや、多
連２×２光スイッチアレイ、あるいは光アド・ドロップ
マルチプレクサを、３ｄＢ以下の挿入損失で、且つ、５
０ｄＢ以上の高消光比／５０ｄＢ以下の低クロストーク
で精度よく完成させることができた。本実施の形態の導
波路型光スイッチと対比するために、屈折率整合液とし
て、分子量分布図のピークが１つであり、且つ、重量平
均分子量が３０７０のジメチルジフェニルポリシロキサ
ンを用いた導波路型光スイッチ（以下、従来の導波路型
光スイッチという）を作成した。屈折率整合液４とし
て、分子量分布図のピークが一つであり、且つ、重量平
均分子量が３０７０のジメチルジフェニルポリシロキサ
ンを用いる導波路型光スイッチを使用した場合には、光
路切替を実現する光スイッチ、多連２×２光スイッチア
レイ、あるいは、光アド・ドロップマルチプレクサにお
いて、印加電力が０．１５Ｗで、且つ、印加時間が５０
ｍｓのとき、スイッチング時間はすべて５０ｍｓであっ
た。By using the waveguide type optical switch of this embodiment, an optical switch for realizing optical path switching, a multiple 2 × 2 optical switch array, or an optical add / drop multiplexer can be used with an insertion loss of 3 dB or less. And 5
High extinction ratio of 0 dB or more / low crosstalk of 50 dB or less could be completed with high accuracy. Waveguide using dimethyldiphenylpolysiloxane having one peak in the molecular weight distribution diagram and having a weight average molecular weight of 3070 as the refractive index matching liquid for comparison with the waveguide type optical switch of the present embodiment. Type optical switch (hereinafter, referred to as a conventional waveguide type optical switch) was prepared. In the case where a waveguide type optical switch using dimethyldiphenylpolysiloxane having one peak in the molecular weight distribution and having a weight average molecular weight of 3070 is used as the refractive index matching liquid 4, the light for realizing the optical path switching is used. In a switch, a multiple 2 × 2 optical switch array, or an optical add / drop multiplexer, the applied power is 0.15 W and the applied time is 50
At ms, the switching times were all 50 ms.
【００１６】一方、本実施の形態の導波路型光スイッチ
（屈折率整合液４として、分子量分布図のピークが一つ
であり、且つ、重量平均分子量が９２０のジメチルジフ
ェニルポリシロキサンを用いる導波路型光スイッチ）を
使用することにより、光路切替を実現する光スイッチ、
マトリクス型光スイッチ、多連２×２光スイッチアレ
イ、あるいは、光アド・ドロップマルチプレクサにおい
て、印加電力が０．１５Ｗで、且つ、印加時間が５０ｍ
ｓのとき、スイッチング時間はすべて６ｍｓであった。
図３に、本実施の形態の屈折率整合液（重量平均分子量
９２０のジメチルジフェニルポリシロキサン）４の分子
量分布を示す。なお、この図３において、縦軸は分子数
相当の物理量、横軸は分子量である。この図３から明ら
かなように、本実施の形態の屈折率整合液４では、屈折
率整合液を構成する分子がガウス関数的に分布し、その
ピークが一つであることがわかる。このことは、「従来
の技術」の欄で述べたように、多成分系により合成され
た屈折率整合液で問題となる屈折率整合液の揮発性、そ
れに伴う屈折率の変化、粘度の変化等がないことから、
実用上において極めて大きなメリットである。さらに、
ジメチルジフェニルポリシロキサン自身、揮発性が小さ
く、高い耐熱性を有するといった優れた特性も併せ持つ
ことから、本実施の形態の導波路光スイッチを使用する
ことにより、高い信頼性を併せて持った光路切替を実現
する光スイッチ、マトリクス型光スイッチ、多連２×２
光スイッチアレイ、あるいは、光アド・ドロップマルチ
プレクサ等の導波路型光部品を実現することが可能とな
る。On the other hand, the waveguide type optical switch of the present embodiment (a waveguide using dimethyldiphenylpolysiloxane having one peak in the molecular weight distribution and having a weight average molecular weight of 920 as the refractive index matching liquid 4). Optical switch that realizes optical path switching by using
In a matrix type optical switch, a multiple 2 × 2 optical switch array, or an optical add / drop multiplexer, the applied power is 0.15 W and the applied time is 50 m.
At s, the switching times were all 6 ms.
FIG. 3 shows the molecular weight distribution of the refractive index matching liquid (dimethyldiphenylpolysiloxane having a weight average molecular weight of 920) 4 according to the present embodiment. In FIG. 3, the vertical axis represents the physical quantity corresponding to the number of molecules, and the horizontal axis represents the molecular weight. As is apparent from FIG. 3, in the refractive index matching liquid 4 of the present embodiment, the molecules constituting the refractive index matching liquid are distributed in a Gaussian function, and the peak is one. As described in the section of “Prior Art”, this is a problem in the refractive index matching liquid synthesized by the multi-component system, and the volatility of the refractive index matching liquid, the change in the refractive index, and the change in the viscosity. Because there is no such
This is a very great advantage in practical use. further,
Dimethyldiphenylpolysiloxane itself has excellent characteristics such as low volatility and high heat resistance.By using the waveguide optical switch of the present embodiment, the optical path switching with high reliability is also achieved. Switch, matrix type optical switch, multiple 2 × 2
It is possible to realize a waveguide type optical component such as an optical switch array or an optical add / drop multiplexer.
【００１７】ここで、屈折率整合液４として、分子量分
布図のピークが一つであり、且つ、重量平均分子量が６
５６、４０９、１６２等の、９２０より小さなジメチル
ジフェニルポリシロキサンを用いる導波路型光スイッチ
を使用することにより、光路切替を実現する光スイッチ
や、この光スイッチを用いたマトリクス型光スイッチ、
多連２×２光スイッチアレイ、あるいは光アド・ドロッ
プマルチプレクサにおいては、同様の印加条件（印加電
力：０．１５Ｗ、印加時間：５０ｍｓ）で、そのスイッ
チング時間はすべて６ｍｓを切ることは言うまでもな
い。ただし、ジメチルジフェニルポリシロキサンの最小
（重量平均）分子量は１６２であるので、この値が下限
となることは明らかである。ここで、屈折率整合液４と
して使用されるジメチルジフェニルポリシロキサンの重
量平均分子量が、１６２以上６５６以下の範囲であれ
ば、より安定で高精度なスイッチング動作が可能であ
る。また、重量平均分子量が１６２以上４０９以下の範
囲であれば、その安定性はさらに向上し、かつ、より高
速スイッチング動作が可能である。本実施の形態の導波
路型光スイッチのスイッチング時間と屈折率整合液の重
量平均分子量との関係を図４に示す。なお、図４におい
て、□は、重量平均分子量が１６２のジメチルジフェニ
ルポリシロキサンを使用する本実施の形態の導波路型光
スイッチ、■は、重量平均分子量が９２０のジメチルジ
フェニルポリシロキサンを使用する本実施の形態の導波
路型光スイッチ、○は、重量平均分子量が３０７０のジ
メチルジフェニルポリシロキサンを使用する従来の導波
路型光スイッチのスイッチ時間を示す。この図４より、
単一成分系の重量平均分子量が９２０、あるいは１６２
の屈折率整合液（ジメチルジフェニルポリシロキサン）
４を用いることにより、各々６ｍｓ、２ｍｓのスイッチ
ング時間が得られることが明らかとなった。Here, the refractive index matching liquid 4 has one peak in the molecular weight distribution diagram and has a weight average molecular weight of 6
By using a waveguide type optical switch using dimethyldiphenylpolysiloxane smaller than 920, such as 56, 409, 162, etc., an optical switch for realizing optical path switching, a matrix type optical switch using this optical switch,
In the multiple 2 × 2 optical switch array or the optical add / drop multiplexer, it is needless to say that the switching time is less than 6 ms under the same application conditions (applied power: 0.15 W, application time: 50 ms). However, since the minimum (weight average) molecular weight of dimethyldiphenylpolysiloxane is 162, it is obvious that this value is the lower limit. Here, if the weight average molecular weight of dimethyldiphenylpolysiloxane used as the refractive index matching liquid 4 is in the range of 162 to 656, more stable and highly accurate switching operation is possible. When the weight average molecular weight is in the range of 162 or more and 409 or less, the stability is further improved and a higher-speed switching operation is possible. FIG. 4 shows the relationship between the switching time of the waveguide type optical switch of the present embodiment and the weight average molecular weight of the refractive index matching liquid. In FIG. 4, □ indicates a waveguide type optical switch of the present embodiment using dimethyldiphenylpolysiloxane having a weight average molecular weight of 162, and Δ indicates a book using dimethyldiphenylpolysiloxane having a weight average molecular weight of 920. In the waveguide type optical switch according to the embodiment, ○ indicates the switching time of the conventional waveguide type optical switch using dimethyldiphenylpolysiloxane having a weight average molecular weight of 3070. From this FIG.
The weight average molecular weight of the single component system is 920 or 162
Refractive index matching liquid (dimethyldiphenylpolysiloxane)
It was clarified that the switching time of 6 ms and 2 ms was obtained by using No. 4 respectively.
【００１８】ここで、屈折率整合液の動きを定常流と仮
定すると、屈折率整合液４の移動時間（図４のスイッチ
ング時間と同等と定義）は、前記（１）式で表され、図
４に示したスイッチング時間と屈折率整合液４の粘度と
の関係を良く表していることがわかる。また、本実施の
形態で使用した屈折率整合液４の粘度と重量平均分子量
の関係を図５に示す。本実施の形態における、１６２、
並びに９２０の重量平均分子量を持つ屈折率整合液（ジ
メチルジフェニルポリシロキサン）４の粘度は、分析の
結果、各々２ｃＰ、１０ｃＰであることがわかった。図
４、図５に示すこれらの結果から、導波路型光スイッチ
のスイッチング時間を短縮化するには、本実施の形態の
ように屈折率整合液４の重畳平均分子量を低減させるこ
と（換言すれば、粘度を低減すること）が重要であり、
かつ、所望のスイッチング速度を得るためには、適切な
重量平均分子量（粘度）が存在することが明らかであ
る。以上説明したように、本発明に関わる分子量分布の
ピークが一つであり、かつ、重畳平均分子量が１６２以
上、９２０以下であるジメチルジフェニルポリシロキサ
ンを用いることにより、本発明の光スイッチに要求され
るスイッチング速度を初めて達成することが可能となっ
た。Here, assuming that the movement of the refractive index matching liquid is a steady flow, the moving time of the refractive index matching liquid 4 (defined as being equivalent to the switching time in FIG. 4) is expressed by the above equation (1). It can be seen that the relationship between the switching time and the viscosity of the refractive index matching liquid 4 shown in FIG. FIG. 5 shows the relationship between the viscosity and the weight average molecular weight of the refractive index matching liquid 4 used in the present embodiment. 162 in the present embodiment,
As a result of analysis, it was found that the viscosity of the refractive index matching liquid (dimethyldiphenylpolysiloxane) 4 having a weight average molecular weight of 920 was 2 cP and 10 cP, respectively. From these results shown in FIG. 4 and FIG. 5, in order to shorten the switching time of the waveguide type optical switch, it is necessary to reduce the superimposed average molecular weight of the refractive index matching liquid 4 as in the present embodiment (in other words, Is important to reduce the viscosity)
In addition, it is clear that an appropriate weight average molecular weight (viscosity) exists in order to obtain a desired switching speed. As described above, by using dimethyldiphenylpolysiloxane having only one peak of the molecular weight distribution according to the present invention and having a superimposed average molecular weight of 162 or more and 920 or less, the optical switch of the present invention is required. Switching speed can be achieved for the first time.
【００１９】なお、前述の説明では、本発明を、各々平
行な光軸を有する三本の第１の光導波路群１と、これら
と交差し各々平行な光軸を有する三本の第２の光導波路
群２の各々の光導波路との交差部で、一意に決定される
交差部にスリット（溝）３が、形成された導波路型光ス
イッチに適用した実施の形態について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、第１の光導波路
と、第１の光導波路と交差する第２の光導波路との交差
部にスリット（溝）３が形成された導波路型光スイッチ
にも適用可能である。以上、本発明者によってなされた
発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本
発明は、前記実施形態に限定されるものではなく（例え
ば、前記光スイッチを用いたマトリクス型光スイッチ
等）、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能
であることは勿論である。In the above description, the present invention refers to three first optical waveguide groups 1 each having a parallel optical axis and three second optical waveguide groups 1 intersecting with each other and having a parallel optical axis. Although the embodiment in which the slit (groove) 3 is formed at the intersection of each of the optical waveguide groups 2 with each optical waveguide and which is uniquely determined is applied to the waveguide type optical switch, the present embodiment has been described. The invention is not limited to this, and a waveguide type optical switch in which a slit (groove) 3 is formed at an intersection of a first optical waveguide and a second optical waveguide that intersects the first optical waveguide. Is also applicable. As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment (for example, a matrix type optical switch using the optical switch). Etc.), of course, can be variously changed without departing from the gist of the invention.
【００２０】[0020]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。 （１）本発明によれば、６ｍｓという極めて短いスイッ
チング時間で光路切替が可能な光スイッチ、マトリクス
型光スイッチ、多連２×２光スイッチアレイ、及び光ア
ド・ドロップマルチプレクサ等の導波路型光部品を実現
することが可能となる。 （２）本発明によれば、高い信頼性を併せて持った光ス
イッチ、マトリクス型光スイッチ、多連２×２光スイッ
チアレイ、及び光アド・ドロップマルチプレクサ等の導
波路型光部品を実現することが可能となる。The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. (1) According to the present invention, waveguide type light such as an optical switch, a matrix type optical switch, a multiple 2 × 2 optical switch array, and an optical add / drop multiplexer capable of switching the optical path in a very short switching time of 6 ms. Parts can be realized. (2) According to the present invention, a waveguide type optical component such as an optical switch, a matrix type optical switch, a multiple 2 × 2 optical switch array, and an optical add / drop multiplexer having high reliability is realized. It becomes possible.
【図１】本発明を実現するために不可欠な屈折率整合液
の化学構造式を示す図である。FIG. 1 is a view showing a chemical structural formula of a refractive index matching liquid essential for realizing the present invention.
【図２】本発明の実施の形態の導波路型光スイッチの基
本的概念を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a basic concept of a waveguide type optical switch according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の形態の屈折率整合液（重量平均
分子量９２０のジメチルジフェニルポリシロキサン）の
分子量分布を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a molecular weight distribution of a refractive index matching liquid (dimethyldiphenylpolysiloxane having a weight average molecular weight of 920) according to the embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施の形態の導波路型光スイッチのス
イッチング時間と屈折率整合液の重量平均分子量との関
係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a relationship between the switching time of the waveguide type optical switch according to the embodiment of the present invention and the weight average molecular weight of the refractive index matching liquid.
【図５】本発明の実施の形態で使用した屈折率整合液の
粘度と重量平均分子量の関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the viscosity and the weight average molecular weight of the refractive index matching liquid used in the embodiment of the present invention.
１…第１の光導波路群、２…第２の光導波路群、３…ス
リット（溝）、４…屈折率整合液、５…光導波路基板。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st optical waveguide group, 2 ... 2nd optical waveguide group, 3 ... slit (groove), 4 ... refractive index matching liquid, 5 ... optical waveguide board.
Claims (9)
に、前記交差部を横断するように設けられ、内部に屈折
率整合液と不活性ガスが封入される溝と、 前記屈折率整合液を加熱する加熱手段とを有し、 前記屈折率整合液を加熱することにより、前記屈折率整
合液が前記交差部を横断する位置から出入りするように
前記溝中を移動して光路を切り替える導波路型光スイッ
チであって、 前記屈折率整合液は、分子量分布図のピークが一つであ
り、且つ、重量平均分子量が１６２以上、９２０以下で
あるジメチルジフェニルポリシロキサンであることを特
徴とする導波路型光スイッチ。A first optical waveguide; a second optical waveguide that intersects the first optical waveguide; an intersection of the first optical waveguide and the second optical waveguide; A groove provided so as to traverse the portion, in which the refractive index matching liquid and the inert gas are sealed, and heating means for heating the refractive index matching liquid, and heating the refractive index matching liquid. Thus, a waveguide type optical switch that switches the optical path by moving in the groove so that the refractive index matching liquid enters and exits from a position crossing the intersection, wherein the refractive index matching liquid has a molecular weight distribution diagram. A waveguide type optical switch, wherein the optical switch is a dimethyldiphenylpolysiloxane having one peak and a weight average molecular weight of 162 or more and 920 or less.
群と、 前記第１の光導波路群の各光導波路と交差する複数の光
導波路を有する第２の光導波路群と、 前記第１の光導波路群の各光導波路と、前記第２の光導
波路群の各光導波路との交差部の少なくとも一部に、前
記交差部を横断するように設けられ、内部に屈折率整合
液と不活性ガスが封入される溝と、 前記屈折率整合液を加熱する加熱手段とを有し、 前記屈折率整合液を加熱することにより、前記屈折率整
合液が前記交差部を横断する位置から出入りするように
前記溝中を移動して光路を切り替える導波路型光スイッ
チであって、 前記屈折率整合液は、分子量分布図のピークが一つであ
り、且つ、重量平均分子量が１６２以上、９２０以下で
あるジメチルジフェニルポリシロキサンであることを特
徴とする導波路型光スイッチ。2. A first group of optical waveguides having a plurality of optical waveguides; a second group of optical waveguides having a plurality of optical waveguides intersecting each optical waveguide of the first group of optical waveguides; The optical waveguides of the second optical waveguide group and the optical waveguides of the second optical waveguide group are provided at at least a part of the intersections so as to traverse the intersections. A groove filled with an active gas; and heating means for heating the refractive index matching liquid. By heating the refractive index matching liquid, the refractive index matching liquid enters and exits from a position crossing the intersection. A waveguide type optical switch that switches an optical path by moving in the groove so that the refractive index matching liquid has one peak in a molecular weight distribution diagram, and has a weight average molecular weight of 162 or more and 920 Dimethyldiphenylpolysiloxane which is Waveguide-type optical switch, characterized in that.
が、１６２以上６５６以下であることを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の導波路型光スイッチ。3. The waveguide type optical switch according to claim 1, wherein the refractive index matching liquid has a weight average molecular weight of 162 or more and 656 or less.
が、１６２以上４０９以下であることを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の導波路型光スイッチ。4. The waveguide type optical switch according to claim 1, wherein the refractive index matching liquid has a weight average molecular weight of 162 or more and 409 or less.
１６２であることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の導波路型光スイッチ。5. The refractive index matching liquid according to claim 1, wherein the weight average molecular weight is 162.
2. The waveguide type optical switch according to 1.
下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記
載の導波路型光スイッチ。6. The optical switch according to claim 1, wherein the refractive index matching liquid has a viscosity of 10 cP or less.
に記載された導波路型光スイッチのスイッチング時間の
制御方法であって、 前記屈折率整合液の粘度を変化させることにより、前記
屈折率整合液の移動時間を変化させて、所望のスイッチ
ング時間を得ることを特徴とするスイッチング時間の制
御方法。7. The method for controlling a switching time of a waveguide type optical switch according to claim 1, wherein the viscosity of the refractive index matching liquid is changed to change the viscosity of the optical switch. A method for controlling a switching time, wherein a desired switching time is obtained by changing a movement time of a refractive index matching liquid.
合液の絶対粘度、Ｌを屈折率整合液の移動長さ、γを表
面張力、Ｔを温度とするとき、下記式に基づいて、前記
屈折率整合液の粘度を変化させることを特徴とする請求
項７に記載のスイッチング時間の制御方法。 ｔｓ∝μ・Ｌ／（ｄγ／ｄｔ）・ΔＴ8. When ts is a switching time, μ is an absolute viscosity of the refractive index matching liquid, L is a moving length of the refractive index matching liquid, γ is a surface tension, and T is a temperature. The method according to claim 7, wherein the viscosity of the refractive index matching liquid is changed. t s ∝μ · L / (dγ / dt) · ΔT
化させることにより、前記屈折率整合液の粘度を変化さ
せることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の
スイッチング時間の制御方法。9. The method according to claim 7, wherein the viscosity of the refractive index matching liquid is changed by changing a weight average molecular weight of the refractive index matching liquid. .
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