JP2007065034A - 光スイッチ - Google Patents
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Abstract
【課題】 クロス型の光スイッチにおいて、安定で高速な切り換えができるようにする。
【解決手段】 基板21の穴22内で光ファイバF1、F2間を接続する光軸と、光ファイバF3、F4間を接続する光軸とが交わる光軸交差領域に対してミラー30を進退させて、光ファイバF1、F2の間および光ファイバF3、F4の間が接続された第1状態と、光ファイバF1、F4の間および光ファイバF2、F3の間が接続された第2状態とのいずれかに切り換えるアクチュエータ31とを有する光スイッチにおいて、アクチュエータ31は、基板21の穴22内に配置され、光軸交差領域方向に延びた一端側にミラー30が一体的に形成された回動板32と、回動板32の中間部外縁と基板21の内縁との間を連結して回動板32を回動自在に支持する軸33、34と、回動板32の他端側に回動力を与えて、ミラー30を光軸交差領域に対して進退させる駆動手段とを有している。
【選択図】 図2
【解決手段】 基板21の穴22内で光ファイバF1、F2間を接続する光軸と、光ファイバF3、F4間を接続する光軸とが交わる光軸交差領域に対してミラー30を進退させて、光ファイバF1、F2の間および光ファイバF3、F4の間が接続された第1状態と、光ファイバF1、F4の間および光ファイバF2、F3の間が接続された第2状態とのいずれかに切り換えるアクチュエータ31とを有する光スイッチにおいて、アクチュエータ31は、基板21の穴22内に配置され、光軸交差領域方向に延びた一端側にミラー30が一体的に形成された回動板32と、回動板32の中間部外縁と基板21の内縁との間を連結して回動板32を回動自在に支持する軸33、34と、回動板32の他端側に回動力を与えて、ミラー30を光軸交差領域に対して進退させる駆動手段とを有している。
【選択図】 図2
Description
本発明は、クロス型の光スイッチにおいて、安定で高速な切り換えができるようにするための技術に関する。
各種光学機器には、図10に示すようなクロス型の光スイッチ10が使用されているものがある。クロス型の光スイッチ10は、4本の光ファイバF1〜F4のうち、図10の(a)のように光ファイバF1、F2の端部間および光ファイバF3、F4の端部間が光学的に接続された第1状態と、図10の(b)のように、光ファイバF1、F4の端部間および光ファイバF2、F3の端部間が光学的に接続された第2状態の切り換えが可能になっている。
このようなクロス型の光スイッチの切り換えは、一般的にミラー駆動による光路の切り換えで行っており、複数個のミラーを用いる構造と両面に反射面を有する一個のミラーを用いる構造があるが、駆動の容易さという点で一個のミラーを用いるものが有利である。
図11は、一個のミラーを用いたクロス型の光スイッチの基本構成を示すものであり、4本の光ファイバF1〜F4のうち、光ファイバF1、F2の一端端の入出射光軸をL1に一致させた状態で配置し、光ファイバF3、F4の一端端の入出射光軸を、L1に対して所定角度α(例えばα=90°)で交差するL2に一致させた状態で配置し、両面に反射面11a、11bが形成されている極薄いミラー11を、光軸L1、L2の交点Oを含む光軸交差領域に対して進退させる。
図11の(a)のように、ミラー11が光軸交差領域から離間した位置にある場合には、光ファイバF1、F2の端部間、光ファイバF3、F4の端部間がそれぞれ接続された第1状態であるが、図11の(b)のように、ミラー11の反射面11a、11bが、光軸L1、L2を含む平面に直交し、且つ、光軸L1、L2に対して同一角度をなす状態で光軸交差領域に進入した場合、例えば光ファイバF1から出射されて光軸L1に沿って反射面11aに入射された光は、反射面11aで反射されて光軸L2に沿って光ファイバF4に入射される。また、光ファイバF3から出射されて光軸L2に沿って反射面11bに入射された光は、反射面11aで反射されて光軸L1に沿って光ファイバF2に入射される。つまり、光ファイバF1、F4の端部間、光ファイバF2、F3の端部間がそれぞれ接続された第2状態となる。
ミラー11を光軸交差領域に対して進退させるための機構として、非特許文献1には、スライド駆動型のアクチュエータにより、図11で示しているようにミラー11をその反射面11a、11bと平行な平面に沿って直進、後退させる構造が開示されている。
また、非特許文献2には、図12に示すように、ミラー15を光軸交差領域内でその一辺15aを中心に回動できるように支持し、図12の(a)のようにミラー15が垂れ下がった状態で第2状態にし、図12の(b)のように、ミラー15が上方に回動した状態で第1状態にする構造が開示されている。
"Micro-Opto-Mechanical2x2 Switch for Single Mode Fibers based on Plasma-EtchedSilicon Mirror and Electrostatic Actuation" InternationalConference on Optical MEMS and Their Application MOEMS 97, pp.233-237 November18-21,1997
"OPTICALCROSS-CONNECT SWITCH BY SILICON MICROMACHINING" InternationalConference on Optical MEMS and Their Application MOEMS 97, pp.253-258 November18-21,1997
しかしながら、上記した従来のクロス型の光スイッチでは次のような問題があった。
非特許文献1のようにミラー11をスライド駆動型のアクチュエータで光軸交差領域内に対して直進、後退させる構造では、各ファイバの出射光のビーム幅の1/cos (α/2)倍以上の大きな駆動ストロークを要し、その分だけアクチュエータが大きくなり、しかも高速な切り換えが困難であった。
非特許文献1のようにミラー11をスライド駆動型のアクチュエータで光軸交差領域内に対して直進、後退させる構造では、各ファイバの出射光のビーム幅の1/cos (α/2)倍以上の大きな駆動ストロークを要し、その分だけアクチュエータが大きくなり、しかも高速な切り換えが困難であった。
また、非特許文献2のようにミラー15を光軸交差領域内で回動させる構造では、ミラー15の幅をビーム幅と同程度とした場合、その回動ストロークをほぼ90°にする必要があり、そのための大きな駆動力が必要となり、これを静電駆動する場合、非常に高い電圧の電源が必要となる。また、ミラー15の一辺側を回動中心とする構造では、外部からの振動でミラー15の角度が変化しやすく、切り換え動作が不安定になるという問題もある。
本発明は、上記問題を解決し、安定で高速な切り換えができるクロス型の光スイッチを提供することを目的としている。
前記目的を達成するために、本発明の請求項1の光スイッチは、
内側に穴(22)が形成された枠状の基板(21)と、
前記基板の一面側で前記穴を挟んで互いの一端側が対向するように支持され、それぞれの一端側の入出射光軸が前記穴内を前記基板の表面に平行に通過する第1光軸(L1)に一致する第1光ファイバ(F1)および第2ファイバ(F2)と、
前記基板の一面側で前記穴を挟んで互いの一端側が対向するように支持され、それぞれの一端側の入出射光軸が前記穴内を前記基板の表面に平行に通過し、且つ前記第1光軸と所定角度で交わる第2光軸(L2)に一致する第3光ファイバ(F3)および第4光ファイバと、
両面に光を反射するための反射面が形成されたミラー(30)と、
前記穴内で前記第1光軸と第2光軸とが交わる光軸交差領域に対して前記ミラーを進退させ、前記第1光ファイバと前記第2光ファイバとの間および前記第3光ファイバと前記第4光ファイバとの間が接続された第1状態と、前記第1光ファイバと前記第4光ファイバとの間および前記第2光ファイバと前記第3光ファイバとの間が前記ミラーの各反射面を介して接続された第2状態とのいずれかに切り換えるアクチュエータ(31)とを有する光スイッチにおいて、
前記アクチュエータは、
前記基板の穴内に配置され、前記光軸交差領域方向に延びた一端側に前記ミラーが一体的に形成された回動板(32)と、
長手方向に捩れ変形自在で前記基板の内縁から前記回動板の中間部外縁まで延びて、前記回動板を回動自在に支持する一対の軸(33、34)と、
前記回動板の他端側に該回動板を回動させる方向の力を与えて、前記一端側のミラーを前記光軸交差領域に対して進退させる駆動手段(27、32c、40)とを有していることを特徴としている。
内側に穴(22)が形成された枠状の基板(21)と、
前記基板の一面側で前記穴を挟んで互いの一端側が対向するように支持され、それぞれの一端側の入出射光軸が前記穴内を前記基板の表面に平行に通過する第1光軸(L1)に一致する第1光ファイバ(F1)および第2ファイバ(F2)と、
前記基板の一面側で前記穴を挟んで互いの一端側が対向するように支持され、それぞれの一端側の入出射光軸が前記穴内を前記基板の表面に平行に通過し、且つ前記第1光軸と所定角度で交わる第2光軸(L2)に一致する第3光ファイバ(F3)および第4光ファイバと、
両面に光を反射するための反射面が形成されたミラー(30)と、
前記穴内で前記第1光軸と第2光軸とが交わる光軸交差領域に対して前記ミラーを進退させ、前記第1光ファイバと前記第2光ファイバとの間および前記第3光ファイバと前記第4光ファイバとの間が接続された第1状態と、前記第1光ファイバと前記第4光ファイバとの間および前記第2光ファイバと前記第3光ファイバとの間が前記ミラーの各反射面を介して接続された第2状態とのいずれかに切り換えるアクチュエータ(31)とを有する光スイッチにおいて、
前記アクチュエータは、
前記基板の穴内に配置され、前記光軸交差領域方向に延びた一端側に前記ミラーが一体的に形成された回動板(32)と、
長手方向に捩れ変形自在で前記基板の内縁から前記回動板の中間部外縁まで延びて、前記回動板を回動自在に支持する一対の軸(33、34)と、
前記回動板の他端側に該回動板を回動させる方向の力を与えて、前記一端側のミラーを前記光軸交差領域に対して進退させる駆動手段(27、32c、40)とを有していることを特徴としている。
また、本発明の請求項2の光スイッチは、請求項1記載の光スイッチにおいて、
前記基板、アクチュエータおよびミラーは、絶縁層(100a)を導電層(100b、100c)で挟んだ3層構造のSOI基板に対するエッチング処理によって一体的に形成されていることを特徴としている。
前記基板、アクチュエータおよびミラーは、絶縁層(100a)を導電層(100b、100c)で挟んだ3層構造のSOI基板に対するエッチング処理によって一体的に形成されていることを特徴としている。
また、本発明の請求項3の光スイッチは、請求項2記載の光スイッチにおいて、
前記各光ファイバの一端側は、前記SOI基板に対するエッチング処理で一方の導電層を除去することで形成されたガイド溝(23〜26)に支持されていることを特徴としている。
前記各光ファイバの一端側は、前記SOI基板に対するエッチング処理で一方の導電層を除去することで形成されたガイド溝(23〜26)に支持されていることを特徴としている。
また、本発明の請求項4の光スイッチは、請求項2または請求項3記載の光スイッチにおいて、
前記駆動手段は、前記回動板の他端側の一方の導電層と、前記回動板の他端側近傍の前記基板の内縁の他方の導電層との間に印加した電圧によって生じる吸引力で、前記回動板を回動させることを特徴としている。
前記駆動手段は、前記回動板の他端側の一方の導電層と、前記回動板の他端側近傍の前記基板の内縁の他方の導電層との間に印加した電圧によって生じる吸引力で、前記回動板を回動させることを特徴としている。
また、本発明の請求項5の光スイッチは、請求項4記載の光スイッチにおいて、
前記駆動手段は、前記回動板の他端側で一方の導電層により櫛歯状に形成された複数の突起(32c)と、前記基板の内縁で他方の導電層により櫛歯状に形成され、前記回動板の他端側の複数の突起の間にそれぞれ隙間を持って入り込むように形成された複数の突起(27)とを有していることを特徴としている。
前記駆動手段は、前記回動板の他端側で一方の導電層により櫛歯状に形成された複数の突起(32c)と、前記基板の内縁で他方の導電層により櫛歯状に形成され、前記回動板の他端側の複数の突起の間にそれぞれ隙間を持って入り込むように形成された複数の突起(27)とを有していることを特徴としている。
このように、本発明の光スイッチでは、第1〜第4光ファイバの光軸交差領域にミラーを進退させて光路切り換えを行うクロス型の光スイッチにおいて、ミラー駆動用のアクチュエータを、基板の穴内に配置され、光軸交差領域方向に延びた一端側にミラーが一体的に形成された回動板と、その回動板の中間部と基板の内縁間を連結して回動自在に支持する軸と、回動板の他端側に回動力を与えてミラーを光軸交差領域に対して進退させる駆動手段とにより構成している。
このため、回動板の一端側に要求される回動ストロークは、各光ファイバのビーム幅とほぼ等しくて済み、しかも、他端側の駆動ストロークは軸から一端までの距離に対して軸から他端側までの距離を小さくすることで、さらに小さくできるので、少ない駆動力で高速な切り換えが可能となる。
また、回動板の一端側にミラーを形成し、他端側を駆動する構造であるので、軸の両端のモーメントをバランスさせておくことで、振動などの外部の力による回動を防止でき、安定な切り換え動作が可能となる。
また、基板、ミラーおよびアクチュエータは、絶縁層を導電層で挟んだ3層構造のSOI基板に対するエッチング処理によって一体的に形成されているので、製造が容易で低コスト化できる。なお、ミラーの反射率を向上させるためにクロム(Cr)と金(Au)を蒸着することも有効である。
また、各光ファイバの一端側は、SOI基板に対するエッチング処理で一方の導電層を除去することで形成されたガイド溝に支持されているので、その溝の底の高さ位置が絶縁層の表面位置で規定される。このため、ガイド溝に支持される各光ファイバの基板厚さ方向の位置のバラツキがなく、各光ファイバの光軸ずれが少なく、光軸合わせが容易である。
さらに、回動板の他端側で一方の導電層により形成された櫛歯状の突起と、基板の内縁で他方の導電層により形成された櫛歯状の突起との間に電圧を印加して回動板を回動させるので、低い電圧で大きな力を回動板に与えることができ、駆動電源が簡単になる。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1〜図4は、本発明を適用したクロス型の光スイッチ20の構成を示している。
図1〜図4は、本発明を適用したクロス型の光スイッチ20の構成を示している。
図1、図2に示しているように、この光スイッチ20は、後述の光ファイバF1〜F4を除いて、例えばSOI2の絶縁層100aを、高い導電性を有するシリコン(Si)の導電層100b、100cで挟んだ3層構造のSOI基板に対するエッチング処理により、枠状の基板21、ミラー30およびアクチュエータ31が一体的に形成されている。
基板21は外形がほぼ正方形で、その中央には、基板21の対角線を中心線とする横長の長方形の穴22が形成されている。
基板21の上層側(導電層100b側)には、切り換え対象の4本の光ファイバF1〜F4をそれぞれ受け入れて、各ファイバF1〜F4の一端側を、基板表面に沿って穴22の右部まで導くガイド溝23〜26が形成されている。
これらのガイド溝23〜26は、図4に示しているように、各ファイバF1〜F4の径より僅かに広い幅と、導電層100bの層厚に等しい深さを有する矩形溝であり、導電層100bの厚さは、例えば各光ファイバF1〜F4のコア径より大きく外径とほぼ等しくなるように設定されている。したがって、各光ファイバF1〜F4の先端側の外周は基板21の絶縁層100aの表面に接し、各入出射光軸はガイド溝23〜26の深さのほぼ1/2の位置を通過することになる。
また、光ファイバF1、F2をガイドするガイド溝23、24は、基板21の第1辺(図2で左上の辺)とそれに平行な第3辺(図2で右下の辺)にそれぞれ直交し、且つ互いに一直線上に並ぶように形成され、光ファイバF3、F4をガイドするガイド溝25、26は、基板21の第2辺(図2で左下の辺)とそれに平行な第4辺(図2で右上の辺)にそれぞれ直交し、且つ互いに一直線上に並ぶように形成されている。
したがって、ガイド溝23、24にガイドされた光ファイバF1、F2の先端側の入出射光軸は一致(その共通の光軸をL1とする)し、ガイド溝25、26にガイドされた光ファイバF3、F4の先端側の入出射光軸も一致(その共通の光軸をL2とする)し、しかも、両光軸L1、L2は、基板21の穴22の右部で、穴22の長手方向に沿った中心線上で直交することになる。
なお、ここでは、光軸L1、L2の交差角が90°の場合を説明するが、この交差角は任意である。
光軸L1、L2が交差する領域(光軸交差領域)には、後述するミラー30が進退自在に配置されている。
一方、穴22の左側には、光軸交差領域に対してミラー30を進退させ、光ファイバF1、F2の先端間および光ファイバF3、F4の先端間が光学的に接続された第1状態と、光ファイバF1、F4の先端間および光ファイバF2、F3の先端間がミラー30の両面に形成された反射面30a、30bを介してそれぞれ光学的に接続された第2状態とのいずれかに切り換えるアクチュエータ31が形成されている。
アクチュエータ31は、穴22の左部側に配置され、外形が横向きT字型の回動板32と、回動板32の横板部32aの中間部上縁から基板21の内縁まで直交するように延び長手方向に捩れ変形自在な軸33と、軸33と一直線上に並び、回動板32の横板部32aの中間部下縁から基板21の内縁まで延び長手方向に捩れ変形自在な軸34とを有しており、この1対の軸33、34によって回動板32を穴22の内側で回動自在に支持している。
回動板32の横板部32aの右端側は光軸交差領域方向に延びており、ミラー30は、その反射面30a、30bが回動板32の厚さ方向に平行となる向き(軸33、34と直交する向き)で、横板部32aの右端中央から前記した光軸交差領域まで延びている。
また、回動板32の横板部32aの左端側で横板部32aと直交する縦板部32bの左縁には、櫛歯状に複数の突起32cが所定間隔で形成されている。
また、基板21の左内縁の下層部(導電層100c)には、回動板32の各突起32cと同一間隔で、各突起32cを隙間のある状態で受け入れる櫛歯状の複数の突起27が形成されている。
回動板32側の各突起32cと基板21側の各突起27は、所謂櫛歯電極を形成し、後述する駆動回路40とともに、回動板32に回動力を与えるための駆動手段を構成している。
即ち、図3に示しているように、上記した突起32cを含む回動板32、軸33、34は、基板21の上層部とともに導電層100bで形成され、基板21の下層部に形成された突起27は導電層100cで形成されており、両導電層100b、100cは、絶縁層100aによって絶縁されている。
したがって、図5の(a)に示しているように、基板21の上面側(導電層100b)と下面側(導電層100c)との間に直流電圧を印加できる駆動回路40を設け、その印直流電圧Vを0にした場合には、突起27、32c間に吸引力が発生せず、回動板32は基板21と平行な状態で静止していて、右端側のミラー30は、図6の(a)に示すように、光軸交差領域に進入した状態(第2状態)となる。
このため、例えば光ファイバF1から光軸L1に沿って出射された光P1は、ミラー30の反射面30aで反射して、光軸L2に沿って光ファイバF4に入射され、光ファイバF3から光軸L2に沿って出射された光P2は、ミラー30の反射面30bで反射して、光軸L1に沿って光ファイバF2に入射される(逆光路の場合も同様である)。
また、図5の(b)に示しているように、駆動回路40から0より高い直流電圧Vを印加すれば、突起27、32a間に静電的な吸引力が生じ、回動板32は軸33、34を中心にしてその左部が下層側に近づく方向に回動することになり、右端側のミラー30が、基板21の上層部から突出する方向に移動して、図6の(b)のように、光軸交差領域から離れた状態(第1状態)となる。
このため、例えば光ファイバF1から光軸L1に沿って出射された光P1は、そのまま光ファイバF2に入射され、光ファイバF3から光軸L2に沿って出射された光P2は、光ファイバF4に入射される(逆光路の場合も同様である)。
なお、図示していないが、基板21の表面(導電層100bの表面)、ミラー30の両面、アクチュエータ31の表面(導電層100bの表面)には、ミラー30の両面の反射率を高くし、また、アクチュエータ31に対する電圧印加を確実にして高い導電率を得るために、金属材(Cr、Au)が蒸着されている。
また、回動板32の横板部32a、縦板部32bおよび突起32cの幅、長さは、軸33、34の両端の回転モーメントがバランスするように設定されている。
次に、上記構成の光スイッチの製造方法について簡単に説明する。
始めに、図7の(a)のように、SOI基板100の導電層100bの表面のうち、穴22とガイド溝23〜26を除く基板21の上層部、回動板32、軸33、34の各形成部分をマスク101で覆い、図7の(b)のように、ICP−RIEエッチング処理を行う。この処理により前記したガイド溝23〜26が形成される。
始めに、図7の(a)のように、SOI基板100の導電層100bの表面のうち、穴22とガイド溝23〜26を除く基板21の上層部、回動板32、軸33、34の各形成部分をマスク101で覆い、図7の(b)のように、ICP−RIEエッチング処理を行う。この処理により前記したガイド溝23〜26が形成される。
次に、図7の(c)のように、SOI基板100の導電層100cの表面のうち、穴22を除く基板21の下層部、突起27の各形成部分をマスク102で覆い、図7の(d)のように、ICP−RIEエッチング処理を行う。
さらに、図7の(e)のように、表面に漏出している絶縁層100aをエッチング処理により除去し、前記したように、ミラー30の両面の反射率を高くし、アクチュエータ31に高い導電率を与えるために、導電層100bの表面およびミラー30の両面に金属材(Cr、Au)を蒸着して、前記した光スイッチ20の光ファイバF1〜F4を除く主要部を完成させ、最後に、光ファイバF1〜F4を各ガイド溝23〜26に固定することで上記光スイッチ20が完成する。
このように、実施形態の光スイッチ20のアクチュエータ31は、基板21の穴22内に配置され、光軸交差領域方向に延びた一端側にミラー30が一体的に形成された回動板32と、回動板32の中間部外縁と基板21の内縁との間を連結して回動板32を回動自在に支持する軸33、34と、回動板32の他端側に回動力を与えて、ミラー30を光軸交差領域に対して進退させる駆動手段とを有している。
このため、回動板32の一端側に要求される回動ストロークは、各光ファイバF1〜F4のビーム幅とほぼ等しくて済み、しかも、他端側の駆動ストロークは軸33、34から一端までの距離に対して軸33、34から他端側までの距離を小さくすることで、さらに小さくできるので、少ない駆動力で高速な切り換えが可能となる。
また、回動板32の一端側にミラー30を形成し、他端側を駆動する構造であるので、軸33、34の両端のモーメントをバランスさせておくことで、振動などの外部の力による回動を防止でき、安定な切り換え動作が可能となる。
また、基板21、ミラー30およびアクチュエータ31は、絶縁層100aを導電層100b、100cで挟んだ3層構造のSOI基板100に対するエッチング処理によって一体的に形成されているので、製造が容易で低コスト化できる。
さらに、回動板32の他端側の一方の導電層100bと、回動板32の他端側近傍の基板21の内縁の他方の導電層100cとに、櫛歯状の突起32c、27がそれぞれ形成されているので、電極面積が大きくなり、低い電圧で大きな力を回動板32に与えることができ、駆動回路40の構成を簡単化できる。
また、ガイド溝23〜26は、エッチングにより導電層100bを除去して形成しているので、その底の高さ位置が絶縁層100aの表面位置で規定される。このため、ガイド溝23〜26に支持される各光ファイバF1〜F4の基板厚さ方向の位置のバラツキがなく、各光ファイバの光軸ずれが少なく、光軸合わせが容易である。なお、矩形のガイド溝23〜26の場合、各光ファイバF1〜F4が溝内でその幅方向に位置ずれを起こす場合もあるが、この溝の幅方向のずれは、ミラー30の反射面30a、30bの長さ方向のずれであり、ミラー30の移動方向(回動方向)と直交する方向であるため、切り換えが不完全になってクロストークを発生することはない。
以上実施形態の光スイッチ20について説明したが、前記した光スイッチ20の各部の形状は種々変更可能である。
例えば、図8のように、基板21′の外形を多角形にしてもよく、図8の穴22′のように、光軸交差部の周囲の開口を小さくすることで、光ファイバF1〜F4の先端部の穴22′への突出長を均等化し、光軸ずれをより小さくすることもできる。
また、前記実施形態では、回動板32およびミラー30を同一の導電層100bで形成していたが、図9のように、回動板32を一方の導電層(図9では導電層100c)で形成し、基板21側の突起27とミラー30を他方の導電層(図9では100b)で形成してもよい。
20……光スイッチ、21……基板、22……穴、23〜26……ガイド溝、27……突起、30……ミラー、31……アクチュエータ、32……回動板、32a……横板部、32b……縦板部、32c……突起、33、34……軸、40……駆動回路、100……SOI基板、100a……絶縁層、100b、100c……導電層、F1〜F4……光ファイバ
Claims (5)
- 内側に穴(22)が形成された枠状の基板(21)と、
前記基板の一面側で前記穴を挟んで互いの一端側が対向するように支持され、それぞれの一端側の入出射光軸が前記穴内を前記基板の表面に平行に通過する第1光軸(L1)に一致する第1光ファイバ(F1)および第2ファイバ(F2)と、
前記基板の一面側で前記穴を挟んで互いの一端側が対向するように支持され、それぞれの一端側の入出射光軸が前記穴内を前記基板の表面に平行に通過し、且つ前記第1光軸と所定角度で交わる第2光軸(L2)に一致する第3光ファイバ(F3)および第4光ファイバと、
両面に光を反射するための反射面が形成されたミラー(30)と、
前記穴内で前記第1光軸と第2光軸とが交わる光軸交差領域に対して前記ミラーを進退させ、前記第1光ファイバと前記第2光ファイバとの間および前記第3光ファイバと前記第4光ファイバとの間が接続された第1状態と、前記第1光ファイバと前記第4光ファイバとの間および前記第2光ファイバと前記第3光ファイバとの間が前記ミラーの各反射面を介して接続された第2状態とのいずれかに切り換えるアクチュエータ(31)とを有する光スイッチにおいて、
前記アクチュエータは、
前記基板の穴内に配置され、前記光軸交差領域方向に延びた一端側に前記ミラーが一体的に形成された回動板(32)と、
長手方向に捩れ変形自在で前記基板の内縁から前記回動板の中間部外縁まで延びて、前記回動板を回動自在に支持する一対の軸(33、34)と、
前記回動板の他端側に該回動板を回動させる方向の力を与えて、前記一端側のミラーを前記光軸交差領域に対して進退させる駆動手段(27、32c、40)とを有していることを特徴とする光スイッチ。 - 前記基板、アクチュエータおよびミラーは、絶縁層(100a)を導電層(100b、100c)で挟んだ3層構造のSOI基板に対するエッチング処理によって一体的に形成されていることを特徴とする請求項1記載の光スイッチ。
- 前記各光ファイバの一端側は、前記SOI基板に対するエッチング処理で一方の導電層を除去することで形成されたガイド溝(23〜26)に支持されていることを特徴とする請求項2記載の光スイッチ。
- 前記駆動手段は、前記回動板の他端側の一方の導電層と、前記回動板の他端側近傍の前記基板の内縁の他方の導電層との間に印加した電圧によって生じる吸引力で、前記回動板を回動させることを特徴とする請求項2または請求項3記載の光スイッチ。
- 前記駆動手段は、前記回動板の他端側で一方の導電層により櫛歯状に形成された複数の突起(32c)と、前記基板の内縁で他方の導電層により櫛歯状に形成され、前記回動板の他端側の複数の突起の間にそれぞれ隙間を持って入り込むように形成された複数の突起(27)とを有していることを特徴とする請求項4記載の光スイッチ。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05127105A (ja) * | 1991-04-26 | 1993-05-25 | Texas Instr Inc <Ti> | 光学的回路網におけるスイツチング装置 |
JPH1144852A (ja) * | 1997-05-15 | 1999-02-16 | Lucent Technol Inc | 光学的スイッチ |
JP2004013099A (ja) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Fujitsu Ltd | マイクロミラー素子およびその製造方法 |
JP2004082288A (ja) * | 2002-08-27 | 2004-03-18 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電型アクチュエータ及びそれを用いた光スイッチ |
JP2004354458A (ja) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Matsushita Electric Works Ltd | 光スイッチ |
JP2005134896A (ja) * | 2003-10-10 | 2005-05-26 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 微小可動デバイス |
-
2005
- 2005-08-29 JP JP2005247486A patent/JP2007065034A/ja active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05127105A (ja) * | 1991-04-26 | 1993-05-25 | Texas Instr Inc <Ti> | 光学的回路網におけるスイツチング装置 |
JPH1144852A (ja) * | 1997-05-15 | 1999-02-16 | Lucent Technol Inc | 光学的スイッチ |
JP2004013099A (ja) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Fujitsu Ltd | マイクロミラー素子およびその製造方法 |
JP2004082288A (ja) * | 2002-08-27 | 2004-03-18 | Matsushita Electric Works Ltd | 静電型アクチュエータ及びそれを用いた光スイッチ |
JP2004354458A (ja) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Matsushita Electric Works Ltd | 光スイッチ |
JP2005134896A (ja) * | 2003-10-10 | 2005-05-26 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 微小可動デバイス |
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