JP2004310003A - マイクロ電子機械システム可変光減衰器 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）可変光減衰器に関するものである。
【解決手段】 本発明は、基板と、前記基板上に相互光軸が一致し合うよう整列された受信端３０及び送信端２０と、前記基板上に配置されたマイクロ電子アクチュエータと、前記アクチュエータにより前記両送受信端間の所定位置に移動可能な光遮断膜４７とを具備し、前記光遮断膜４７は、その表面に反射度９０％以上の物質から成る第１塗布層４８と、前記第１塗布層４８上に反射度８０％以下で一部の光が透過でき、透過した光がその内部において漸次消滅され得る物質から成る第２塗布層４９とを含んだＭＥＭＳ可変光減衰器を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明はマイクロ電子機械システム（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＭＥＭＳという。）型光減衰器に関するもので、より詳しくは、送受信光導波路間において光信号の光量を調節するための微細光遮断膜（ｂｅａｍ ｓｈｕｔｔｅｒ）を改善したＭＥＭＳ光減衰器に関するものである。

光通信用光減衰器とは、一対の送信端と受信端を備え、その送信端から光信号に所定の光損失を発生させ、減衰された光出力を出射する光部品をいう。一般に、光通信の光受信出力レベルは該システムの構成に応じて多様に用いられる。例えば、光受信出力レベルは伝送距離の長短による光ファイバの伝送損失差、光ファイバ接続部数と伝送路に用いる光分器結合等の光部品数及び性能によって決定される。従って、光受信部の光量受信が許容レベル以上に多くなり過ぎる場合には光減衰器が必要となる。この他にも、光減衰器は通信機器や光測定機器に対する評価、調整及び矯正においても様々な適用ができる。

前記光減衰器は、一定の減衰量を与える固定光減衰器（ｆｉｘｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）と、減衰量を必要に応じて変化できる可変光減衰器（ｖａｒｉａｂｌｅ ｏｐｔｉｃａｌ ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ：ＶＯＡ）とに分けることができる。光減衰器はより低コストで信頼性に優れ小型化されることが要求されている。こうした要求を満足させるべく、最近は薄膜技術を利用したＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）構造での開発が進んでいる。ＭＥＭＳ可変光減衰器の場合は、薄膜技術を適用してシリコン等の基板上に微細構造のアクチュエータを設けるような方式で構成される。通常、そのアクチュエータ駆動方式は熱膨張または静電式であり、その駆動によって光遮断膜の変位が与えられ、送信端（または出射端ともいう。）から受信端（または入射端ともいう。）に向かう光量を調節するのである。

図５は従来の静電アクチュエータを用いた可変光減衰器を示す斜視図である。図５のＭＥＭＳ可変光減衰器は、送信端（１２０）と受信端（１３０）を備えた基板（１１１）と、駆動電極（１１２ａ、１１２ｂ）、接地電極（１１４）、スプリング（１１５）及び移動質量部（１１６）から成る静電アクチュエータと、前記アクチュエータの移動質量部（１１６）に連結された光遮断膜（１１７）とを含む。

前記駆動電極（１１２ａ、１１２ｂ）と接地電極（１１４）は酸化物層（「アンカー（ａｎｃｈｏｒ）」ともいう：１１９）により基板（１１１）上に支持され、前記移動質量部（１１６）は前記スプリング（１１５）を通して前記接地電極（１１４）に連結されて基板（１１１）上に浮遊する櫛形構造とされている。また、前記駆動電極（１１２ａ、１１２ｂ）から延長された部分（１１３ａ、１１３ｂ）も前記コム構造の移動質量部（１１６）と互いに噛み合った櫛形（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ ｃｏｍｂ）構造とされている。

図５の構造において、駆動電極（１１２ａ、１１２ｂ）と接地電極（１１４）との間に電位差ができるよう駆動信号を印加すると、移動質量部（１１６）と駆動電極延長部（１１３ａ、１１３ｂ）との櫛形構造において静電力が生じ、その静電力により移動可能な移動質量部（１１６）が駆動電極延長部（１１３ａ、１１３ｂ）に移動するようになる。こうした移動質量部（１１６）の移動により、光遮断膜（１１７）が送信光ファイバ端（１２０）と受信光ファイバ端（１３０）との間に移動して受信光ファイバ端（１３０）へ入射する光を部分的に遮断することができる。こうしたＭＥＭＳ可変光減衰器は、使用波長範囲に応じて減衰量が変わってはならないだけでなく、調節した光量が時間の変化や波長、偏光の変化もしくは振動等の外乱により起こす変動を最少化することが要求される。

しかし、従来の可変光減衰器は波長依存損失（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｌｏｓｓ： ＷＤＬ）と偏光依存損失（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｌｏｓｓ： ＰＤＬ）が大きいという問題があった。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、従来の可変光減衰器の平板形光遮断膜による光減衰効果を説明するための概略図である。図６（ａ）によると、送信端（１２０）から受信端（１３０）へ入射する光が部分的に平板形光遮断膜（１２７）によって遮断される様態を示してある。同図に示す光遮断膜（１２７）は通常のアクチュエータ構造物と同一なシリコンから成る。

前記光遮断膜（１２７）により相当量の光（Ｒ）は反射して受信端（１３０）への入射が遮断されるが、光遮断膜（１２７）が高い光透過率を有するシリコンから成るため、相当量（Ｔ）は受信端（１３０）へ入射する。また、一部の光（Ｓ１）は散乱して受信端（１３０）へ入射したり、また他の一部の散乱光（Ｓ２）は逆反射して送信端（１２０）へ再入射したりもする。このように、シリコン材質の平板形光遮断膜（１２７）の低い遮断効果を解決すべく、図６（ｂ）のように、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ等の反射度の高い金属（約９０％以上の金属）が塗布された光遮断膜を使ったりもする。

図６（ｂ）は、反射型金属であるＡｕが塗布された光遮断膜（１３７）を用いた例を表す。表面にＡｕ塗布層（１３８）を有する光遮断膜（１３７）は殆どの光（Ｒ）を反射して、図６（ａ）のように受信端（１３０）へ入射する光をほぼ発生させない。

しかし、Ａｕ塗布層（１３８）を形成した光遮断膜（１３７）となっても反射による散乱光（Ｓ１、Ｓ２）を発生させてしまう。その散乱光の一部（Ｓ１）は受信端（１３０）へ入射したり、他の一部は送信端（１２０）へ再反射したりもする。例えば、Ａｕ塗布層を有する光遮断膜を使って送信端から受信端へ入射する光量の５０％を遮断しようとする場合、反射して遮断される光量（Ｒ）は約４９％、散乱する光量（Ｓ１＋Ｓ２）は１％程発生し兼ねない。

ところで、こうした散乱光はたとえその割合が少なかろうと、その散乱光による逆反射（ｂａｃｋ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）光量が増加するばかりでなく、波長及び偏光の変化に応じて敏感に変化するので、受信端へ入射する際には可変光減衰器の波長依存損失（ＷＤＬ）及び偏光依存損失（ＰＤＬ）が増加する問題を起こさせる場合もある。このように、従来のＭＥＭＳ可変光減衰器は、その光遮断膜の不完全な遮断効果により逆反射光量が増加し、波長依存損失（ＷＤＬ）及び偏光依存損失（ＰＤＬ）が増加するので、減衰器としての信頼性に問題があった。従って、当技術分野においては、送信端へ向かう逆反射光量及び散乱光を最少化すると共に、光遮断膜を通過して受信端へ入射する光量及び散乱光を防止できる新たな光遮断膜を有するＭＥＭＳ可変光減衰器が要求されてきた。

本発明は上述した従来の技術における問題点を解決すべく案出されたもので、その目的は、光遮断膜の反射作用による逆散乱光の発生を抑制するばかりでなく、光遮断膜を通過して受信端へ向かう光量及び散乱光を遮断することにより、波長依存損失及び偏光依存損失を改善したＭＥＭＳ可変光減衰器を提供することにある。

前記技術的課題を成し遂げるべく、本発明の一実施の形態においては、平坦な上面を有する基板と、前記基板の上面に配置されたマイクロ電子アクチュエータと、前記基板上に相互に光軸が一致し合うよう整列された光導波用受信端及び送信端と、前記アクチュエータにより送受信端間の所定位置に移動可能な光遮断膜とを含み、前記光遮断膜は、その表面に反射度が９０％以上の物質から成る第１塗布層と、前記第１塗布層に反射度が８０％以下で光の一部を透過させながら、その透過光に対して材質厚に応じた光消滅比を有する物質から成る第２塗布層を有するＭＥＭＳ可変光減衰器を提供する。好ましくは、前記第１塗布層は、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ及びＰｔから成るグループから選択されたいずれか一つの物質とすることができ、前記第２塗布層は、Ｔｉ、ＴｉＯ_２、Ｃｒ、ＣｒＯ_２、Ｗ、Ｔｅ及びＢｅから成るグループから選択されたいずれか一つの物質とすることができる。また、前記第２塗布層は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｅ及びＢｅから成るグループから選択されたいずれか一つの物質から成る第１層と、前記第１層上に形成されＴｉＯ_２またはＣｒＯ_２から成る第２層との復層構造とすることもできる。さらに、好ましくは、前記光遮断膜は前記送信端と受信端の光軸に対して斜めに配置された平板構造でもよく、好ましくは前記光導波用受信端の光軸に垂直な面を有し、前記光導波用送信端の光軸に９０°より低い角度で傾斜面を形成する構造にされてもよい。このような光遮断膜は半櫛形状となることができる。

本発明の具体的な実施の形態において、前記アクチュエータは、前記基板上に固定された接地電極と前記基板上に固定されて櫛形延長部を設けた駆動電極とを含んだ電極部と、前記基板上に配置されて一端が前記接地電極に連結されたスプリングと、前記基板上に配置されて前記駆動電極の前記スプリングの他端に連結され、前記駆動電極の櫛形延長部と噛み合った櫛形構造とされた移動質量部とを含んで構成することができる。前記実施の形態において、前記第１塗布層をＡｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ及びＰｔから成るグループから選択されたいずれか一つの物質とする際、同一工程により前記電極部の電極物質もそれと同一な金属で塗布して所望の電気的伝導性を得られる。他方、第２塗布層をＴｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｅ及びＢｅから成るグループから選択されたいずれか一つの物質とする場合は、同一工程により前記電極部の電極物質をそれと同一の金属で塗布することができる。

このように本発明による可変光減衰器の主な特徴は、光遮断膜の表面上に反射度が９０％以上の物質から成る第１塗布層と、前記第１塗布層上に反射度が８０％以下で光の一部を透過させながら、その透過光に対して材質厚に応じた光消滅比を有する物質から成る第２塗布層とを有する光遮断膜を具備することにある。

前記可変光減衰器を用いて光の一部を遮断する場合には、光遮断膜の第２塗布層において一次的に反射作用による散乱光を最少化させ透過光の一部を消失させる一方、前記第２塗布層を通過して受信端へ向かい兼ねない光量及び散乱光を高い反射度を有する第１塗布層において遮断することにより、反射損失、波長依存損失及び偏光依存損失を改善した可変光減衰器を提供することができる。

上述したように、本発明によると、光遮断膜に９０％以上の高い反射度を有する第１塗布層と、比較的低い反射度と所定の透過率を有し且つ透過中の光を消滅させられる第２塗布層とを備えて、前記第２塗布層の反射作用による逆散乱光を減少させられると共に、第２塗布層を透過した光量及び入射散乱光が光遮断膜を通して受信端へ向かわないよう第１塗布層により遮断することができる。その結果、本発明による可変光減衰器においては、波長依存損失及び偏光依存損失を画期的に改善することができる。

以下、添付の図面に基づいて本発明をより詳しく説明する。図１は、２重塗布層を有する平板形光遮断膜を具備した可変光減衰器の作動を説明するための概略図である。図１によると、送信端（２０）から受信端（３０）へ入射する光量が部分的に平板形光遮断膜（４７）により遮断される様態が示してある。前記平板形光遮断膜（４７）は、その表面上に反射度が９０％以上の物質から成る第１塗布層（４８）と、前記第１塗布層上に反射度が８０％以下で光の一部を透過させながら、その透過光に対して材質厚に応じた光消滅比を有する物質から成る第２塗布層（４９）とを具備する。

前記光遮断膜（４７）の第１塗布層（４８）はＡｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ及びＰｔから成るグループから選択されたいずれか一つの物質とすることができ、前記第２塗布層（４９）はＴｉ、ＴｉＯ_２、Ｃｒ、ＣｒＯ_２、Ｗ、Ｔｅ及びＢｅから成るグループから選択されたいずれか一つの物質とすることができる。

本実施の形態においては、第１塗布層（４８）はＡｕ（反射度：約９８％）から成り、第２塗布層（４９）はチタニウム（Ｔｉ）から成る。第２塗布層を成すＴｉ物質は反射度が約６０％で、全体光量の約４０％は透過させる光特性を呈する。即ち、光遮断膜の本体を構成するシリコン（Ｓｉ）よりは低い透過率を表す。しかし、第２塗布層を構成するＴｉ物質はシリコンと異なり透過光を消滅させる特性を有する。

従って、図１に表すように、光導波用送信端（２０）から光導波用受信端（３０）へ入射する光量の一部を光遮断膜（４７）により遮断する際、その遮断光の多くの部分（Ｒ）は反射し、前記光遮断膜（４７）の第２塗布層（４９）を透過する光は第２塗布層（４９）内部において部分的に消滅したりもする。しかし、その消滅比は第２塗布層（４９）の厚さによって決まり、透過光を完全に消滅させるためには第２塗布層（４９）を増大させなければならないが、透過光量を完全に消滅させるべく厚くするのは困難である。

従って、本発明においては、第２塗布層（４９）と光遮断膜（４７）との間に第１塗布層（４８）を設け、第２塗布層（４９）を透過した光量をＡｕから成る第１塗布層の高い反射率により受信端（３０）へ向かわないよう遮断することができる。

このように、Ｔｉから成る第２塗布層（４９）は従来のＡｕのような表面層に比して反射度が高くないので送信端に向かう散乱光を減少させる役目を果たし、Ａｕから成る第１塗布層（４８）は第２塗布層を透過した光量及び散乱光が光遮断膜を通過して受信端へ向かわないよう遮断する役目を果たす。結局、本発明による可変光減衰器によれば、散乱光により惹起される波長依存損失（ＷＤＬ）及び偏光依存損失（ＰＤＬ）を大幅に減少することができる。

例えば、送信端（２０）から発生する全体光量が１００％で、そのうち５０％の光量を遮断しようと光遮断膜（４７）を送受信端（２０、３０）間の所定位置に移動させると、前記光遮断膜（４７）で反射して遮断される光は全体光量の約３０％で、残りの光量は第２塗布層（４９）を透過する過程において一部（例えば、２０％中約１５％）が消滅する。消滅しない光量（約５％）は第１塗布層（４８）により反射し光遮断膜（４７）を通して受信端（３０）へ向かわずに、再び第２塗布層内部に入射して完全に消滅することができる。

即ち、従来のＡｕから成る単一塗布層を有する光遮断膜と比較すると、Ａｕは全体光量中遮断された５０％の光量中約４９％を反射するが、Ｔｉから成る第２塗布層（４９）においては約２０％のみ反射するので、反射作用による散乱光も従来のＡｕドープ光遮断膜の１／３レベルに減少でき、第２塗布層（４９）を透過する光は進行中一部消滅したり、Ａｕから成る第１塗布層（４８）に当り第２塗布層（４９）内部へ再反射して完全に消滅するので、光遮断膜を通して受信端へ向かわずに済む。

このように、本発明の前記実施の形態においては、第２塗布層により逆反射散乱光及び反射光を減少させて反射損失を改善するばかりでなく、第１塗布層により受信端へ向かう入射散乱光を最少化できるので、散乱光による波長依存損失（ＷＤＬ）または偏光依存損失（ＰＤＬ）をかなり改善することができる。

こうした光遮断膜の遮断特性を改善するため、第１塗布層の物質は、第２塗布層を透過する過程で損失されなかった光量及び散乱光が光遮断膜を通して受信端へ向かうのを遮断すべく約９０％以上の高い反射度を有する物質を選択することが適している。こうした物質はＡｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ及びＰｔから成るグループから選択されたいずれか一つの物質であることができる。

また、第２塗布層の物質にはＴｉばかりでなくＣｒ、Ｗ、Ｔｅ及びＢｅのような金属物質を用いることもできる。こうした金属のような伝導性物質の他に、ＴｉＯ_２、ＣｒＯ_２も本発明が要する光透過特性を有しながら、透過光を消滅させる特性を呈する。特に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｅ及びＢｅのような金属物質を使用する場合は、その金属層を第１層にし、その第１層上にＴｉＯ_２、ＣｒＯ_２のような金属酸化物を第２層とすることができる。

下記表１によると、本発明の塗布物質、即ち光遮断膜の表面層物質に関する好ましい例を詳しく説明する。下記表１によると、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｅは反射度が約８０％以下として残りの光は透過させながら、その材質厚に応じた消滅比を有することがわかる。即ち、表１の金属物質は、反射度を下げ、透過光をその物質内で消滅させることにより、散乱光の影響を最少化する優れた光遮断特性を呈することができる。下記表１の各物理量は光通信用光波長である１．５μｍに該当する数値である。

さらに、前記金属物質ばかりでなく、その表面が自然酸化した場合や前記物質の酸化膜も前記金属物質と似た光特性を呈するので、本発明による光遮断膜の表面層物質として用いることができる。従って、ＴｉＯ_２、ＣｒＯ_２のような酸化膜は単独または金属層と共に第２塗布層を構成することができる。

本発明は、光遮断膜の構造を変更することにより、光遮断膜を透過可能な光量または散乱光を屈折させ受信端に向かわない方式と組み合せて具現してもよい。こうした光遮断膜の一例が図２に表してある。図２は本発明による２重塗布膜を有する半櫛形光遮断膜を備えた可変光減衰器の作動を説明するための概略図である。本実施の形態は本発明による２重塗布層を備えると共に光遮断膜（５７）の構造を変更した様態である。

図２に表すように、光遮断膜（５７）は、受信端（３０）の光軸（Ｘ１）とは垂直な面を成し、送信端（２０）の光軸（Ｘ２）とは傾斜面を成す。前記傾斜面の角度は光遮断膜（５７）を透過する光が屈折し受信光ファイバ端のコアに向かわない範囲で９０°より小さい任意の角度とされる。こうした光遮断膜（５７）の構造は半櫛形となることができる。図２に示した半櫛形光遮断膜（５７）は、透過光を受信端（３０）のコアへ進入しないよう屈折させて入射経路を変更する作用をする。

このような構造の光遮断膜を利用すると、図１に示す実施の形態のように、送信端（２０）から受信端（３０）へ入射する光量の一部を遮断する際、光遮断膜（５７）により遮断された光の多い部分（Ｒ）は反射して受信端（２０）に向かわなくなる。また、散乱光を含んだ光遮断膜（５７）のＴｉ塗布層（５９）を透過した光は透過過程で一部が消滅し、他の一部はＡｕ塗布層（５８）により反射して、受信端（３０）に向かう光はほぼ発生しない。

さらに、受信端へ向かいかねない少量の光または散乱光が生じても、先に述べた半櫛形光遮断膜（５７）の構造により屈折し、受信端（３０）に向かわなくなる。即ち、光遮断膜（５７）に進入する光は傾斜面と成す入射角と同角で１次屈折し、再び受信端（３０）の光軸に対して傾斜した光遮断膜（５７）の反対面で屈折し、その進行方向が受信端（３０）のコアを外れるようになる。
本実施の形態において、光遮断膜（５７）の半櫛形構造と第１塗布層（５８）は異なるメカニズムにより望まない光量及び散乱光が受信端（３０）へ向かうのを防ぐ役目を果たす。即ち、光遮断膜（５７）の半櫛形構造の場合には、受信端（３０）のコアに向かわないよう透過した光量及び散乱光を屈折させ、第１塗布層（５８）の場合は、高い反射率で遮断する役目を果たす。このように本実施の形態においては、光遮断膜を透過して受信端へ向かう入射光及び散乱光を効果的に防ぎ、第２塗布層（５９）によって反射による散乱光（Ｓ）も大幅に減少することができる。従って、散乱光が引き起こす波長依存損失（ＷＤＬ）及び偏光依存損失（ＰＤＬ）を大幅に減少でき、ひいては可変光減衰器の信頼性を画期的に向上させられるのである。

図３は本発明による光遮断膜を備えたＭＥＭＳ可変光減衰器の概略斜視図である。前記ＭＥＭＳ可変光減衰器は、送信端（２０）と受信端（３０）とを具備した基板（７１）と、駆動電極（７２ａ、７２ｂ）、接地電極（７４）、スプリング（７５）及び移動質量部（７６）から成る静電アクチュエータと、前記アクチュエータの移動質量部（７６）に連結された光遮断膜（７７）とを含む。前記駆動電極（７２ａ、７２ｂ）と接地電極（７４）は酸化物層（７９）により前記基板（７１）上に支持され、前記移動質量部（７６）は前記スプリング（７５）を通して前記接地電極（７４）に連結され、基板（７１）上に浮いた状態となる。前記スプリング（７５）は、他のアクチュエータと同一物質から成る弾性構造物で、図３には折り曲がった形状で表してあるが、実際こうした形状に制限されるわけではない。さらに、前記駆動電極（７２ａ、７２ｂ）から延長された部分（７３ａ、７３ｂ）と移動質量部（７６）は図示のように相互に噛み合った櫛形構造とされることができる。

前記ＭＥＭＳ可変光減衰器の光遮断膜（７７）は光送信ファイバ端に対して傾斜面を成す半櫛形状の構造とされる。そして、光遮断膜表面に、図２に示すように、Ａｕのような物質で第１塗布層と、その第１塗布層上にＴｉのような物質で第２塗布層とが形成される。

このように、第１塗布層を形成すべくＡｕのような金属物質を塗布したり、第２塗布層を形成すべくＴｉのような金属で第２塗布層を形成した場合には、駆動電極（７２ａ、７２ｂ）と接地電極（７４）を含む電極部の電極物質に、それと同じ金属を塗布することができる。

本発明によるＭＥＭＳ可変光減衰器の光遮断膜は、波長と偏光に敏感な散乱光の影響を最少化することにより、波長依存損失や偏光依存損失を大幅に減少させられる。こうした結果は図４（ａ）と図４（ｂ）のグラフに表してある。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、従来のＡｕドープ平板形光遮断膜と本発明による２重塗布層を有する半櫛形光遮断膜の波長依存損失を、減衰量０ｄＢ、１０ｄＢ、２０ｄＢに対して測定したグラフである。ここで、本発明による光遮断膜に形成された２重塗布層は、その光遮断膜表面にＡｕから成る第１塗布層と、前記第１塗布層上にＴｉから成る第２塗布層とで成る。前記グラフにおいて縦軸は変動量、ボックスは各実験の変動量に対する分布状態を表す。

図４（ａ）のように、減衰量０ｄＢに対する波長依存損失の場合、本発明による２重塗布層を具備した半櫛形光遮断膜からはほぼ発生しないが、Ａｕドープ平板形光遮断膜の場合には、約０．１〜０．３ｄＢまでの変動量を表す。これは、通常の可変光減衰器のアクチュエータを成す構造物も光遮断膜のＡｕ金属と同一工程において塗布されるので、その塗布されたＡｕ層により生じる外乱によるものである。

さらに、減衰量１０ｄＢに対する波長依存損失の場合には、Ａｕドープ平板形光遮断膜を用いると約０．２〜０．４Ｄｂで、本発明による光遮断膜では、０．０５〜０．１ｄＢ程と低い分布を表す。減衰量２０ｄＢに対する波長依存損失の場合には、両光遮断膜間の変動量差がより開き、Ａｕドープ平板形光遮断膜は約０．４〜１ｄＢ、本発明による光遮断膜では約０．３〜０．３６ｄＢ程となった。

一方、偏光依存損失においても、本発明による可変光減衰器が優れた特性を呈した。図４（ｂ）によると、減衰量０ｄＢの場合、本発明による光遮断膜とＡｕドープ平板形光遮断膜の両方でほぼ変動量が無かったが、減衰量１０ｄＢに対する偏光依存損失の場合には、Ａｕドープ平板形光遮断膜は約０．３〜１ｄＢとなったが、これに比して本発明による光遮断膜は約０．２〜０．２４ｄＢ程であり、減衰量２０ｄＢに対する偏光依存損失の場合は、Ａｕドープ平板形光遮断膜は約０．７〜１．６ｄＢであったが、本発明による光遮断膜は約０．２〜０．２４ｄＢ程と大変低い数値を記録した。このように、本発明による光遮断膜を備えた可変光減衰器は、反射による散乱光の発生を抑制することにより、波長及び偏光に応じて変化する光量の変動を最小化することができる。

本発明は上述した実施の形態及び添付の図面により限定されず、添付の請求の範囲により限定されるもので、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で多様な形態の置換、変形及び変更が可能なことは当技術分野において通常の知識を有する者にとって自明である。

本発明の一実施の形態によるＭＥＭＳ可変光減衰器の光遮断膜を用いて光の一部を遮断する様態を示す。 本発明の他実施の形態によるＭＥＭＳ可変光減衰器の光遮断膜を用いて光の一部を遮断する様態を示す。 本発明によるＭＥＭＳ可変光減衰器の概略斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、各々従来のＭＥＭＳ可変光減衰器と本発明の可変光減衰器の波長依存損失及び偏光依存損失を表すグラフである。 通常のＭＥＭＳ可変光減衰器の概略斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、各々従来のＭＥＭＳ可変光減衰器の平板形光遮断膜を用いて光の一部を遮断する様態を示す。

符号の説明

１１ 基板
１２ａ、１２ｂ 駆動電極
１４ 接地電極
１５ スプリング部
１６ 櫛形移動質量部
１７ 光遮断膜
１９ 酸化物層
２０ 光導波用送信端
３０ 光導波用受信端

Claims (10)

1. 平坦な上面を有する基板と、
   前記基板上面に配置されたマイクロ電子アクチュエータと、
   前記基板上に相互に光軸が一致し合うよう整列された光導波用受信端と送信端と、
   前記アクチュエータにより送受信端間の所定位置に移動可能な光遮断膜を含み、前記光遮断膜は、当該光遮断膜の表面上に反射度が９０％以上の物質から成る第１塗布層と、前記第１塗布層上に反射度が８０％以下で光の一部を透過させながら当該透過光に対して材質厚に応じた光消滅比を有する物質から成る第２塗布層と、
   を有することを特徴とするマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
2. 前記第１塗布層は、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ及びＰｔから成るグループから選択されたいずれか一つの物質とすることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
3. 前記第２塗布層はＴｉ、ＴｉＯ_２、Ｃｒ、ＣｒＯ_２、Ｗ、Ｔｅ及びＢｅから成るグループから選択されたいずれか一つの物質とすることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
4. 前記第２塗布層は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｅ及びＢｅから成るグループから選択されたいずれか一つの物質から成る第１層、及び前記第１層上に形成され、ＴｉＯ_２またはＣｒＯ_２から成る第２層を有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
5. 前記光遮断膜は、前記送信端と受信端の光軸に対して傾斜するよう配置された平板構造であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
6. 前記光遮断膜は、前記光導波用受信端の光軸に垂直な面を有し、前記光導波用送信端の光軸に９０°より小さい角で傾斜する面を有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
7. 前記光遮断膜は半櫛形状であることを特徴とする請求項６に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
8. 前記アクチュエータは、
   前記基板上に固定された接地電極と駆動電極を備えた電極部と、
   前記基板上に配置され、当該基板の一端が前記接地電極に連結されたスプリングと、
   前記基板上に配置されて前記駆動電極の前記スプリングの他端に連結され、前記駆動電極方向に移動可能な構造から成る移動質量部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
9. 前記第１塗布層はＡｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ及びＰｔから成るグループから選択されたいずれか一つの物質とし、前記電極部の電極物質は前記第１塗布層を成す金属と同一金属により塗布されることを特徴とする請求項８に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
10. 前記第２塗布層はＴｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｅ及びＢｅから成るグループから選択されたいずれか一つの物質とし、前記電極部の電極物質は前記第２塗布層を成す金属と同一金属により塗布されることを特徴とする請求項８に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。

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