JP2004264787A

JP2004264787A - 光減衰量制御方法および光減衰量制御装置

Info

Publication number: JP2004264787A
Application number: JP2003057623A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Kurumada; 克彦車田; Masatoshi Kanetani; 正敏金谷; Toshiaki Tamamura; 敏昭玉村; Yasuji Omori; 保治大森; Akira Himeno; 明姫野; Yoshihiko Suzuki; 美彦鈴木; Keiichi Akagawa; 圭一赤川; Toru Ishizuya; 徹石津谷; Junji Suzuki; 純児鈴木
Original assignee: NTT Electronics Corp; Nikon Corp
Current assignee: NTT Electronics Corp; Nikon Corp
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-24
Also published as: WO2004079429A1

Abstract

【課題】光導波路のスリットに挿入するシャッタの移動により光量を調整する光減衰装置における偏波依存性を低減する。
【解決手段】シャッタ５の遮蔽を受けずに透過する出力光ビーム領域４が、コア領域の基板３に遠い側から基板に向けた方向に拡大するように、シャッタ５を移動（往動）する。また、シャッタ５の逆方向の移動（復動）により、出力光ビーム領域４が、コア領域の基板３に近い側から遠い方向に向って縮小する。これにより光減衰装置における偏波依存性を低減することができる。シャッタの基板に遠い側の片側の肩部に切り欠き部を設けて、シャッタを基板に対して平行移動しても同様な効果が得られる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光減衰量制御方法および光減衰量制御装置に関し、特に光導波路のスリットにシャッタを挿入して光の減衰量を制御する光減衰装置における偏波依存性を低減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６の（Ａ）は各種の光通信用ファイバに接続して光減衰機能や光遮断機能等を実現する従来の可変光減衰器の光導波路の断面構造を示す。ここで、１は光導波路のクラッド層、２は光導波路のコア、３は光導波路領域の下方に位置する基板である。また、５はシャッタ、６はスリットである。光導波路のクラッド層１およびコア２の材料は石英であり、基板３の材料は通常Ｓｉ単結晶である。
【０００３】
図６の（Ｂ）は図６の（Ａ）のＢ面から左を見たシャッタ５とスリット６を含む図であり、矢印はシャッタ６の運動方向の一般例を示している。図６の（Ｃ）は図６の（Ａ）のＡ面から左を見た図である。
【０００４】
図６から分かるように、シャッタ５をスリット６内において光導波路の長手方向と略直角の矢印方向に移動させることで、クラッド層１とコア２の一部、またはコア２とクラッド層１の全部を遮断し、これにより光導波路を通過する光の量（強度）を調整することができる。シャッタ５の運動は、シャッタ５を適当な公知のアクチュエータ（図示しない）につなぐ一般的な方法で可能であり、これは例えば非特許文献１に記載されている。
【０００５】
スリット６の形成は、半導体プロセスとして用いられているエッチング処理によって可能であり、非特許文献２、または非特許文献３に記載されている。
【０００６】
【非特許文献１】
Ｍ．Ｋａｔａｙａｍａｅｔａｌ，“Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ２ｘ２ＯｐｔｉｃａｌＳｗｉｔｃｈＡｒｒａｙｂｙＳｔｒｅｓｓ−ＩｎｄｕｃｅｄＢｅｎｄｉｎｇ”，ＴｅｃｈｎｉｃａｌＤｉｇｅｓｔＦｏｕｒｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＴｏｐｉｃａｌＭｅｅｔｉｎｇｏｎＣｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙＰｈｏｔｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ＣＴＰ２００１），ｐ．２７−２８，Ｍｃ−４，Ｊａｎ．２００１
【０００７】
【非特許文献２】
下川他「低損失自己保持型マトリクススイッチの研究」ＮＴＴＲ＆Ｄ，Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ．８，１９９５，ｐ．６８４−６８８
【０００８】
【非特許文献３】
堀野他「平面導波路を用いたマクロメカニカル光スイッチ」電子情報通信学会Ｃ−１，Ｖｏｌ．Ｊ８２−Ｃ−１，Ｎｏ．６，ｐ．３３５−３４１，１９９６／６
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した図６に示すような従来の可変減衰装置では、導波路に入射する光ビームの伝播損失が偏光面に依存する、偏波依存性があった。このような偏波依存性は光ファイバシステムの技術が高度化された光波長多重方式などでは特に解決すべき課題となっており、偏波依存性の低減が求められている。
【００１０】
図７は従来の可変減衰器を用いる場合の減衰量の偏波依存性を示している実験結果を示す。図７において、縦軸は光の減衰量、横軸はミラー位置（単位は任意）を表わし、実線と破線で示す曲線はミラー位置に対応する減衰量を導波路基板に平行な偏光成分（ＴＥ；実線）と垂直な成分（ＴＭ；破線）を其々プロットしたものである。
【００１１】
図７に示す実験結果によると、光の減衰量が０〜−５ｄＢ程度の範囲ではＴＥ、ＴＭに対して減衰量は等しいが、−５ｄＢ以下の範囲で減衰量が大きくなるにつれて得られる減衰量はＴＥとＴＭとで異なる値となり、例えばａ点のミラー位置では５ｄＢ近い差が生じている。ここで、Ｋにおいて、シャッタは光ビームの上方に位置している。ａ点はスリット内を伝播する光ビームの大部分がミラーに遮られる位置関係にあり、このような位置関係の場合に、偏波依存性が特に大きくなっている。この原因としては、以下の２点が考えられる。
【００１２】
（１）基板の高屈折率による問題
図８は光導波路のコアを中心にした光ビームのエネルギー強度分布の典型例を示したものであり、横軸はコアの中心からの距離（μｍ）、縦軸は正規化エネルギー強度を表わしている。条件としては、比屈折率差Δ＝０．３％、コアの幅と高さが各３μｍである。この事例でも示されるように、光ビームのエネルギー分布は略正規分布であり、光ビームの裾野はコアの外側まで広がっている。かかる分布の形状はコアの縦横の長さが等しい場合、一次近似としては図８のように上下左右に対称である。
【００１３】
しかし、より詳細にみれば、光導波路を形成する石英系は比屈折率１．４５であり、かかるコアの下方には比屈折率３．４のＳｉ基板があり、一方コアの上方は比屈折率１の空間、あるいはスリット内に満たされる石英と同等の屈折率１．４５を持つ屈折率整合液がある。
【００１４】
このように基板の屈折率が最も高い上下非対称の系においては、以下の述べるように偏波依存性の課題がある。すなわち、光ビームの感ずる（即ち、光ビームの広がり域の）屈折率分布はコアの下方、すなわち基板に近い領域でコアの上方の領域よりも高くなり、その結果光ビームの強度分布は図６の（Ｃ）の破線に示すように、コア２を中心にして上下対称ではなくコアの下方のＳｉ基板３側に引きずられた型となる。換言すれば、光ビームの強度分布はコアの下側により大きく裾野が広がる形状となり、基板３の影響をより受けることになる。
【００１５】
さらに、別の表現をすれば光の電磁波は、その裾野の末端部分が基板側に浸透した状態で伝搬する。さらにかかる状態では、基板への浸透の深さが偏波の状態によって異なり、かつ基板と石英には本来光の伝搬損失の違いがあるために、光ビームの偏波面が異なる場合には、基板の影響に違いが生じて伝搬損失が異なることになる。いわば、基板効果によって偏波依存性問題が生じていることになる。かかる問題は、光減衰装置の偏波依存性をさらに改善する場合に無視できない要因になることが判明した。
【００１６】
ここで、光ビームの空間的な広がりに立ち入ってみると、上下左右に広がりを持つために光ビームの上方の領域ほど、上述した基板効果による伝搬損失の偏波依存性は減少する。ところが、これまで説明した従来装置のシャッタの運動では、図６の（Ｂ）に示すように、基板効果を被りやすい光ビームの下側を透過領域にしている。
【００１７】
図６の（Ｂ）はこれまで説明した従来装置におけるシャッタの運動位置を示している。シャッタ５が導波路のスリット６に挿入される際に、シャッタ５は光導波路の上方から降下してシャッタ５の下の端が光ビームを遮断することによって減衰動作を行う。
【００１８】
図６の（Ｂ）では矢印で示したシャッタ５の動作方向は、減衰量の増加する方向にあり、この運動の終点は図６の（Ｂ）に示すシャッタ５による光ビームの完全遮断状態である。シャッタ５は完全遮断状態よりも更に降下することなく上昇する方向に動作して完全遮断状態から所望の減衰状態を作り出す。
【００１９】
（２）反りによる問題
上述の高屈折率の基板効果の問題は、コアの下側のクラッドをより厚くすれば低減される。しかし，石英導波路の厚さには反りの問題から限度があり、さらに限度内の厚さであっても反りによる原理的問題に起因する偏波依存性が存在することを以下に述べる。
【００２０】
まず、光導波路を製作する通常のサイズである４インチ系のＳｉ基板に通常の４５μｍ程度よりも厚く石英を堆積すると、基板のＳｉ結晶と光導波路の石英の熱膨張率の違いによる反りが１００μｍを超えるまで顕著となり、他のプロセスに障害を与える問題が起こり始める。反りによるプロセス上の障害の代表例には、反りの増加による光導波路の微細パターンの形成の精度劣化がある。また、反りは基板の厚さの系を大きくするほど大きくなり、基板が大型化するほど顕在化するので、今後さらに重要な問題である。また、この問題はＳｉ基板の場合に限らず、熱膨張率が石英より大きい材質を基板とする場合にも起こり得る。
【００２１】
さらに、上記のプロセス上の問題に加えて、基板＋石英層の全体系の反りの大きさにかかわらず、石英層自体の反りに対応して生じている光導波路の内部応力にも注意を払い、これを少しでも低減する必要があることが分かってきた。この内部応力は基板との界面に平行な方向のみに生じているために、光導波路の屈折率に異方性が生ずる。この屈折率の異方性の存在は、光の偏波面の違いによって伝搬損失が変わることになり、光導波路が偏波依存性を持つ原因となる。
【００２２】
図９はＳｉ単結晶基板３とその上に堆積された石英光導波路１４を含む断面図である。基板ウエーハ３上に１０００℃以上で石英層１４を堆積し、常温まで降温したＳｉ−石英の２層構成の系では、上述したようにＳｉ単結晶の熱膨張率が石英の熱膨張率よりも小さい。よって、堆積後の温度低下による体積縮小の程度は、Ｓｉ基板３側が石英側１４よりも大きくなる。その結果、図９に示すように、石英側１４を上にした場合、上に凸の方向で反りが生ずる。また、各２層の厚さは、Ｓｉ基板３の厚さは４″系で通常３００μｍ以上あり、これに対して石英層１４の厚さは上述のように最大４５μｍ程度以下となるために、常温では部厚いＳｉ基板側３から薄い石英層１４は強い圧縮応力を受けた状態にある。さらに、上に凸の形に変形し、Ｓｉ基板界面の圧縮応力を受けている図９に示される断面の形状における石英の表面の線分と、基板界面の線分との長さの比較から明らかなように、石英層１４の内部の応力歪の量はＳｉ基板３との界面で最も大きく、石英層１４の上方ほど低い。
【００２３】
換言すれば、石英層内部の応力歪は基板側から遠いほど緩和されるので、上述の応力歪によって引き起こされる伝搬光損失の偏波依存性問題は基板側から遠いほど軽減されることになる。尚、この問題はＳｉ基板の場合に限らず、熱膨張率が石英よりも大きい材質を基板とする場合にも生じる問題である。
【００２４】
従って、図６の（Ｂ）に示した従来装置におけるシャッタと光ビームとの相対位置関係では、偏波依存性が相対的に強くなる光ビームの下側を透過領域に用いているという欠点が生じている。
【００２５】
以上の説明を要約すると、光導波路における、（１）屈折率による基板効果、（２）反りによる屈折率の異方性は、光導波路を伝搬する光ビームの偏波依存性の問題を引き起こし、さらに上記（１）および（２）のいずれの場合も、偏波依存性は光ビームの上方の成分ほど緩和する方向にある。これに対し、従来装置におけるスリット内の光ビームを遮断するシャッタの運動では、光ビームの下方の成分を透過光に用いている為に、光導波路内を伝搬する光ビームの広がりのうち、偏波依存を被り易い成分を用いている、という解決すべき課題がある。
【００２６】
本発明の目的は、このような課題を解決し、光導波路のスリットに挿入するシャッタを有する光減衰装置における偏波依存性を低減することのできる光減衰量制御方法および光減衰量制御装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１の光減衰量制御方法は、基板上に形成された光導波路の途中に該導波路を横断するスリットを設け、該スリット内壁に面する入力側導波路コアから該スリット内に入射した光ビームを、該スリット内に挿入して往復移動可能なシャッタによって少なくとも部分的に遮断することにより、前記入力側導波路コアに対面する出力側導波路コアに導く光量を調整制御する光減衰量制御方法において、前記シャッタの遮蔽を受けずに透過する出力光ビーム領域が、前記コア領域の前記基板に遠い側から前記基板に向けた方向に拡大するように、該シャッタを移動することを特徴とする。
【００２８】
ここで、前記シャッタを前記基板方向に向って移動するに連れて、前記シャッタの遮蔽を受けずに透過する出力光ビーム領域が、前記コア領域の前記基板に遠い側から前記基板に向けた方向に拡大することを特徴とすることができる。
【００２９】
また、前記シャッタの前記基板に遠い側の片側の肩部に切り欠き部を設け、該シャッタを前記基板に対して平行移動するに連れて、前記シャッタの遮蔽を受けずに透過する出力光ビーム領域が、前記コア領域の前記基板に遠い側から前記基板に向けた方向に拡大することを特徴とすることができる。
【００３０】
上記目的を達成するため、本発明の請求項４の光減衰量制御装置は、基板上に形成された光導波路の途中に該導波路を横断するスリットを設け、該スリット内壁に面する入力側導波路コアから該スリット内に入射した光ビームを、該スリット内に挿入して往復移動可能なシャッタによって少なくとも部分的に遮断することにより、前記入力側導波路コアに対面する出力側導波路コアに導く光量を調整制御する光減衰量制御装置において、前記シャッタの遮蔽を受けずに透過する出力光ビーム領域が、前記コア領域の前記基板に遠い側から前記基板に向けた方向に拡大するように、該シャッタを移動するシャッタ移動手段を有することを特徴とする。
【００３１】
ここで、前記シャッタの遮蔽を受けずに透過する出力光ビーム領域が、前記コア領域の前記基板に遠い側から前記基板に向けた方向に拡大するように、前記シャッタ移動手段は前記シャッタを前記基板方向に向って移動することを特徴とすることができる。
【００３２】
また、前記シャッタの前記基板に遠い側の片側の肩部に切り欠き部を設け、前記シャッタの遮蔽を受けずに透過する出力光ビーム領域が、前記コア領域の前記基板に遠い側から前記基板に向けた方向に拡大するように、前記シャッタ移動手段は前記きり欠き部を有するシャッタを前記基板に対して平行移動することを特徴とすることができる。
【００３３】
また、前記シャッタ移動手段は、前記基板と反対側の前記光導波路の表面と所定の空間を挟んで対向する搭載用基板上に脚部が固定された片持ち梁構造の可動梁を有し、該可動梁の先端に前記シャッタが取り付けられていることを特徴とすることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明を適用した光減衰装置の構成を模式的に描いた概略図であって、（Ａ）はその縦断面図であり、（Ｂ）はその平面図である。図１において、１０はアクチュエータ、１１はアクチュエータを搭載する搭載用基板、１２は光導波体である。光導波路基板３上に形成された光導波路１４は搭載用基板１１と対面するように紙面下側に向いてスペーサ１５を介して搭載用基板１１上方に設置されている。また、搭載用基板１１の裏面側には後述する目的でＸ方向に磁界を発生させる磁石１６が設置されている。
【００３５】
光導波路１４には、図１の（Ｂ）に示すように、入力光を導く光導波路コア２と減衰後の出射光を導く光導波路コア２が溝６を隔てて対向して配置され、当該溝内にミラー５が進入・退避することにより伝搬光を減衰させることが可能となっている。
【００３６】
アクチュエータ１０は、搭載用基板１１に固定された端部１７から図のＸ方向に延びる板状の梁１８と、その先端にミラー５を有し、全体として片持ち梁構造の可動体を構成している。梁１８には、平面図の図１の（Ｂ）で示す配線パターン１９による電流路が形成され、当該電流路に電流が流れると、図のＹ方向に沿う電流路に流れる電流成分と磁石１６によるＸ方向の磁界成分の積に比例したローレンツ力が図のＺ方向に作用する。
【００３７】
従って、例えばアクチュエータ１０に電流を流さない状態で、先端部のミラー５が図１の（Ａ）に示すように片持ち梁のバネ力によって伝搬光を遮らない位置で静止状態にあるとすると、アクチュエータ１０の配線パターン１９による電流路に一定電流を供給することで、Ｚ方向にローレンツ力を発生させて片持ち梁１８のバネ力に抗してミラー５をＺ方向に移動させ、ローレンツ力と片持ち梁１８のバネ力が釣り合う別の位置にミラー５を静止させることが出来る。
【００３８】
ミラー５の静止位置は供給する電流値で設定可能であり、上記の例では電流値を大きくすればするほど、ミラー５の静止位置は下方に移動し、この結果、伝播光の遮蔽量は増加する。即ち、アクチュエータ１０に供給する電流値によって光導波路１４の伝播光の減衰値を設定する構成なっている。
【００３９】
ここで、本発明の重要な点は、溝６内を伝搬する伝播光を断面でみた場合に、遮蔽領域を光導波路基板３側に位置させるようにすることである。この点を以下に詳述する。
【００４０】
図２は本発明の動作原理を示しており、シャッタ（上記のミラー）５の運動面における断面図である。ここで、破線で示す４は光ビームの広がり域を示す。シャッタ５による光ビームの完全遮断状態はシャッタ５の上面が、光ビームの広がり域４の上端部にあたる図面中のａ位置にある時に生ずる。ａ位置から下方のａ′位置へのシャッタ５の移動によって光ビームの透過が始まる。透過光は光ビームの上方成分である（即ち、基板３側でない）ことから、光ビームの下方成分を透過するこれまで説明した従来装置よりも偏波依存性が改善される。
【００４１】
ここで、シャッタ５の中心位置とコア２の中心位置との距離をシャッタ・コア間の相対位置と定義して、このシャッタ・コア間の相対位置を横軸とし、透過光量を縦軸とした出力光量の特性図を図３に示す。図３では、横軸相対位置によってこのシャッタ５の移動領域がＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶの４領域に区分されている。第Ｉ領域は、従来例の図６の（Ｂ）において、シャッタ５の下端が上（基板３の反対側）から降下して光ビームを上方から遮断する運動が、図３においては第Ｉ領域を左から右に実線上で移動することに対応する。第ＩＩの領域における実線上での左から右への移動するにつれて透過光は、光ビームの下方（基板３側）の成分が増え、下方の成分が増えるに従って偏波依存性が強まり、透過光量は偏波によって図中の破線ｅから実線ｆに挟まれた範囲で変化することを示している。従来の装置のシャッタは第Ｉ領域と第ＩＩ領域で動作している。
【００４２】
図４に示す本発明による装置では、シャッタ５をさらに下方（基板３側）に移動させることにより、シャッタ５の上端からの光ビームの成分を透過光として制御することに特徴があり、かかるシャッタ５の相対位置は図３の第ＩＩＩ、ＩＶ領域の特性として示される。
【００４３】
図４の（Ａ）は図３の第ＩＩＩ領域の左端からのシャッタ動作に対応する。つまり、図４の（Ａ）はコア２を囲む光ビームの広がり域４をアクチュエータ１０の片持ち梁１８の先端に取り付けたシャッタ（ミラー）５が完全に塞いでいるので、光は透過しない。この状態は、図３の第ＩＩＩ領域の左端のａ位置になる。この状態から、アクチュエータ１０の配線パターン１９に一定電流を供給すると、ローレンツ力が発生し、片持ち梁１８のバネ力に抗してミラー５が図中の矢印で示す下方、即ち基板３に向って移動する。これにより、光ビームの広がり域４からシャッタ５が降りて行き、出力光量が徐々に増加する。第ＩＩＩ領域のａ′位置はシャッタ５が光ビームの広がり域４を半分ほど塞いでいる時（シャッタ半開）である。第ＩＩＩ領域ではシャッタ５の上端からの光ビームの成分を透過光として制御しているので、第ＩＩ領域に破線ｅで示した偏波依存性の問題が改善される。
【００４４】
図４の（Ｂ）は図３の第ＩＶ領域の動作の完了点（ｂ位置）に対応している。動作の完了点、すなわちシャッタ全開の状態に近い動作領域では光ビームの下方の成分も混じるが、上方の成分のエネルギ強度が十分に強いので下方の偏波依存性を持つ成分は相対的に無視出来るまでに僅かである。図４の（Ｂ）の矢印は、シャッタ５の戻り方向を示している。制御装置またはシャッタ駆動装置（図示しない）により、シャッタ５は所望の出力光量が得られる位置まで動かされ停止する。
【００４５】
図４の（Ｂ）の状態において、シャッタ５は光ビームの広がり域４の下側に位置する必要がある。この場合、シャッタ５が移動するためのスリット（図６の（Ａ）の６を参照）の深さは、光ビームの広がり域４の下端までの深さとシャッタ５の高さ分（上下の拡がり）を合わせた深さ以上となる必要がある。
【００４６】
ところで、図３において、第ＩＩＩ＋ＩＶ領域の特性は、第Ｉ＋ＩＩ領域と大方のところ対称であるが、しかしより正確には、従来例の図６の（Ｃ）に示したように、光ビームの中心がコア２の中心よりも下方にずれているので、図３の特性は左右対称となり得ない。
【００４７】
（第２の実施形態）
本発明のシャッタ動作は、導波路面に垂直な方向に限らない。例えば、図５に示す様な上部に切り欠き部５１を有するシャッタ５を用いれば、導波路面に平行なシャッタ動作により、遮蔽領域を基板３側に位置させることが可能である。シャッタ５の上部の切り欠き部５１は、最初に光ビームの上方成分を透過出力に用いるためのものである。
【００４８】
図５はシャッタ５の運動方向が導波路面に平行の場合の実施形態を示しており、図５の（Ａ）の矢印は、シャッタ５の進行方向を示しており、図５の（Ｂ）の矢印は、シャッタ５の戻り方向を示している。図４の（Ａ）および（Ｂ）のシャッタ位置は、図５の（Ａ）および（Ｂ）のシャッタ位置に相当する。図５の実施形態においても、光ビームの上方成分を透過出力に用いていることから、図４の実施形態と同様に、図３の第ＩＩＩ＋ＩＶ領域の特性を実現できる。
【００４９】
（他の実施形態）
なお、本発明の好適な実施形態を例示して説明したが、本発明の実施形態は上記例示に限定されるものではなく、各請求項に記載の範囲内であれば、その構成部材等の置換、変更、追加、個数の増減、形状の変更等の各種変形は、全て本発明の実施形態に含まれる。例えば、上述の実施形態では、ローレンツ力を可変光減衰器におけるアクチュエータの駆動力とした構成を例示したが、本発明の駆動手段はローレンツ力に限定されない。例えば、静電力駆動でも良い。また、上述の実施形態では片持ち梁を利用したアクチュエータを例示したが、他の形態の各種アクチュエータも適用可能である。シャッタもミラーとは限らず、光を吸収する遮蔽板でもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シャッタの移動につれて、シャッタの遮蔽を受けずに透過する出力光ビーム領域が、コア領域の基板に遠い側から基板に向けた方向に拡大するようにシャッタ機構を構成したので、光導波路のスリットに挿入するシャッタの移動により光量を調整する光減衰装置における偏波依存性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した可変光減衰装置の構成を模式的に描いた概略図であって、（Ａ）はその断面図であり、（Ｂ）はその平面図である。
【図２】本発明の動作原理を示し、図１のシャッタ５の運動面における断面図である。
【図３】シャッタと光ビームの相対位置と透過光出力との関係を示す特性図で、Ｉ，ＩＩの領域は従来装置の特性，ＩＩＩ，ＩＶの領域は本発明装置の特性を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態における上下運動シャッタと光ビームとの相対位置関係を示す模式図で、（Ａ）は図３のａ位置に相応するシャッタで光ビームを完全に遮断しているときの図、（Ｂ）は図３のｂ位置に相応する光ビームを全開放してるときの図である。
【図５】本発明の他の実施形態における水平運動シャッタと光ビームの相対位置関係を示す模式図で、（Ａ）は図４の（Ａ）に対応する図で、（Ｂ）は図４の（Ｂ）に対応する図である。
【図６】（Ａ）は各種の光通信用ファイバに接続して光減衰機能や光遮断機能等を実現する従来の可変光減衰器の光導波路の断面構造を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すＢ面から左を見たスリットの側面図、（Ｃ）は（Ａ）に示すＡ面から左を見たスリットの側面図である。
【図７】従来の可変減衰器を用いる場合の減衰量の偏波依存性を示している実験結果を示す特性図である。
【図８】光導波路のコアを中心にした光ビームのエネルギー強度分布の一例を示す特性図である。
【図９】Ｓｉ単結晶基板とその上に堆積された石英光導波路を含む断面構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１導波路クラッド層
２導波路コア
３光導波路基板
４光ビームの広がり域
５シャッタ（ミラー）
６スリット
１０アクチュエータ
１１アクチュエータを搭載する搭載用基板
１２光導波体
１４光導波路
１５スペーサ
１６磁石
１７搭載用基板に固定された端部
１８端部からＸ方向に延びる板状の梁（片持ち梁）
１９配線パターン
５１切り欠き部
ａシャッタによる光ビームの減衰調整の開始点に相当するシャッタ位置
ｂシャッタによる光ビームの完全遮断状態に相当するシャッタ位置
ｅ〜ｆはさまれた領域、偏波の違いによる透過光強度の変動範囲
Ｉ領域図６に対応したシャッタ移動が示す可変減衰特性域
ＩＩ領域図６のシャッタ移動に対応した可変減衰特性域
ＩＩＩ領域図４の（Ａ）に対応するシャッタ移動が示す可変減衰特性域
ＩＶ領域図４の（Ｂ）に対応するシャッタ移動が示す可変減衰特性域

Claims

基板上に形成された光導波路の途中に該導波路を横断するスリットを設け、該スリット内壁に面する入力側導波路コアから該スリット内に入射した光ビームを、該スリット内に挿入して往復移動可能なシャッタによって少なくとも部分的に遮断することにより、前記入力側導波路コアに対面する出力側導波路コアに導く光量を調整制御する光減衰量制御方法において、
前記シャッタの遮蔽を受けずに透過する出力光ビーム領域が、前記コア領域の前記基板に遠い側から前記基板に向けた方向に拡大するように、該シャッタを移動することを特徴とする光減衰量制御方法。
前記シャッタを前記基板方向に向って移動するに連れて、前記シャッタの遮蔽を受けずに透過する出力光ビーム領域が、前記コア領域の前記基板に遠い側から前記基板に向けた方向に拡大することを特徴とする請求項１に記載の光減衰量制御方法。
前記シャッタの前記基板に遠い側の片側の肩部に切り欠き部を設け、該シャッタを前記基板に対して平行移動するに連れて、前記シャッタの遮蔽を受けずに透過する出力光ビーム領域が、前記コア領域の前記基板に遠い側から前記基板に向けた方向に拡大することを特徴とする請求項１に記載の光減衰量制御方法。
基板上に形成された光導波路の途中に該導波路を横断するスリットを設け、該スリット内壁に面する入力側導波路コアから該スリット内に入射した光ビームを、該スリット内に挿入して往復移動可能なシャッタによって少なくとも部分的に遮断することにより、前記入力側導波路コアに対面する出力側導波路コアに導く光量を調整制御する光減衰量制御装置において、
前記シャッタの遮蔽を受けずに透過する出力光ビーム領域が、前記コア領域の前記基板に遠い側から前記基板に向けた方向に拡大するように、該シャッタを移動するシャッタ移動手段を有することを特徴とする光減衰量制御装置。
前記シャッタの遮蔽を受けずに透過する出力光ビーム領域が、前記コア領域の前記基板に遠い側から前記基板に向けた方向に拡大するように、前記シャッタ移動手段は前記シャッタを前記基板方向に向って移動することを特徴とする請求項４に記載の光減衰量制御装置。
前記シャッタの前記基板に遠い側の片側の肩部に切り欠き部を設け、前記シャッタの遮蔽を受けずに透過する出力光ビーム領域が、前記コア領域の前記基板に遠い側から前記基板に向けた方向に拡大するように、前記シャッタ移動手段は前記きり欠き部を有するシャッタを前記基板に対して平行移動することを特徴とする請求項４に記載の光減衰量制御装置。
前記シャッタ移動手段は、前記基板と反対側の前記光導波路の表面と所定の空間を挟んで対向する搭載用基板上に脚部が固定された片持ち梁構造の可動梁を有し、該可動梁の先端に前記シャッタが取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の光減衰量制御装置。