JP2007114230A - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007114230A JP2007114230A JP2005302344A JP2005302344A JP2007114230A JP 2007114230 A JP2007114230 A JP 2007114230A JP 2005302344 A JP2005302344 A JP 2005302344A JP 2005302344 A JP2005302344 A JP 2005302344A JP 2007114230 A JP2007114230 A JP 2007114230A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movable mirror
- mirror
- optical
- input port
- optical waveguide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
- G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
- G02B6/352—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror the reflective optical element having a shaped reflective surface, e.g. a reflective element comprising several reflective surfaces or facets that function together
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
- G02B26/0841—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting element being moved or deformed by electrostatic means
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
- G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
- G02B6/3514—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror the reflective optical element moving along a line so as to translate into and out of the beam path, i.e. across the beam path
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
- G02B6/3544—2D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
- G02B6/3548—1xN switch, i.e. one input and a selectable single output of N possible outputs
- G02B6/355—1x2 switch, i.e. one input and a selectable single output of two possible outputs
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
- G02B6/357—Electrostatic force
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/358—Latching of the moving element, i.e. maintaining or holding the moving element in place once operation has been performed; includes a mechanically bistable system
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
【解決手段】基板上に、3つの光導波手段の端部が互いに平行に支持され、中央の光導波手段の端部が光スイッチの1つの入力ポートとされ、両側に隣接する2つの光導波手段の端部が第1及び第2の出力ポートとされ、入力ポートからの出射光は、その光路の入力ポートの端面から同一距離の位置に切換え挿入される第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーによって、第1の出力ポート側または第2の出力ポート側の何れかに切換え反射偏向され、第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーからの光は、第1の固定ミラー及び第2の固定ミラーで反射偏向され入力ポートからの出射光と平行かつ逆向きとされて第1及び第2の出力ポートに各結合する。
【選択図】図1
Description
入力光を2つの出力に切換える場合、これらの光スイッチをその用途に供してもよいが、小型集積のためには1入力−2出力のポートで構成されるデバイスを用意することが好適である。その場合さらに、その3つのポートがチップの1辺にすべて揃って並列する構造を有するデバイスとすることが、スペースの集約のためにはとりわけ最適である。
特許文献3の図2Bには、斯かる構造のMEMS光スイッチの例が記載される。しかしこの構成は、切換えに係る入力ポートから2つの出力ポートそれぞれに至る光路長が同一でなく、両光路の条件が不均等であり、両出力ポートから光学的同質の出力光が得られない。
また特許文献1〜3に記載される、従来の、光路中に可動ミラーを挿抜してその反射と透過とを切換え利用する構造の光デバイスによれば、まず、可動ミラーを光路中に挿入して反射光を利用する場合、可動ミラーを十分な駆動量をもって光路中に挿入しきって、残留透過光すなわち透過ポートへのクロストークを十分遮断し減失しなければならない。更に、可動ミラーを抜出して透過光を利用する場合には、可動ミラーをその光路から十分な駆動距離だけ抜出し切って、ミラーの一部が僅かに光路を遮って生じる残留反射光のクロストークを十分に減失しなければならない。従来のデバイスではアイソレーション仕様を充たすために、結局、この前者と後者との各十分な駆動距離を足し合わせてなる全駆動距離をストロークとして、各可動ミラーが駆動しなければならなかった。
これによって、従来になく小型で集約的な組み込みが可能で、かつ切換えに係る出力光の光学的性質が十分乃至完全に同質な、新しい光スイッチが得られる。本発明において、可動ミラーについては、特許文献1記載のアクチュエータに係る双安定動作や重心の安定配置その他の技術が転用可能となる。
本発明の他の目的は、上述の光スイッチにおいて、製造上の誤差を発生しても、入力ポートと出力ポート間の光軸のズレが発生し難い構造の光スイッチを提案するにある。
本発明の実施形態4で提案する光スイッチは、第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーは、それぞれ、入力ポートの端面から同一距離の位置への挿入状態と同位置からの抜出状態とを2つの安定状態に持つ双安定のヒンジに支持され、それらの抜出状態はその当該第1または第2の可動ミラーの一部が入力ポートからの出射光の光路内に残留する位置に定義され、それらの切換え挿入は、第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーの、何れか一方が挿入状態にあり他方が抜出状態にあるステップから、両方がともに抜出状態にあるステップを経て、一方が抜出状態にあり他方が挿入状態にあるステップに切換える駆動制御手段を備えることを特徴とする。
本発明の実施形態7で提案する光スイッチは、基板上に3つの光導波手段の端部が互いに平行して並列して支持され、そのうちの何れか1つの光導波手段の端部が光スイッチの入力ポートとされ、残余の2つの光導波手段の端部が第1及び第2の2つの出力ポートとされ、入力ポートからの出射光の光路には、入力ポートからの光を第1の出力ポート側に反射偏向する第1の固定ミラーと、その第1の固定ミラーに至る途中の位置に挿入されて入力ポートからの光を切換え第2の出力ポート側に反射偏向することができる可動ミラーとが設けられ、その第1の固定ミラー及び可動ミラーからの光は、それぞれ第2の固定ミラー及び第3の固定ミラーでさらに反射偏向されて入力ポートからの出射光と平行かつ逆向とされて、第1及び第2の出力ポートに各結合する構成とされ、入力ポートから第1の固定ミラー及び第2の固定ミラーを経て第1の出力ポートに至る光路長の合計と、入力ポートから可動ミラー及び第3の固定ミラーを経て第2の出力ポートに至る光路長の合計とは、互いに相等しく形成されていることを特徴とする。
本発明の実施形態11で提案する光スイッチは、3つの光導波手段の端部は、それらの3つの端面の位置を直線上に整列しつつそれら端面において結合する光軸を互いに平行して備えられ、そのうちの中央の光導波手段の端部が入力ポートとされ、その両側に隣接する他の2つの光導波手段の端部が第1及び第2の2つの出力ポートとされ、可動ミラーは、入力ポートからの出射光の光路の第1の固定ミラーに至る途中の位置に、基板面内方向において、その光路の第2の出力ポート側から挿抜駆動するものとされることを特徴とする。
本発明の実施形態13で提案する光スイッチは、第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーは、それぞれ挿抜駆動されるロッド状部材の先端に具備される板状部に反射材料を被覆して構成され、基板の第1の可動ミラーと第2の可動ミラーとに挟まれる部位には、2つのロッド状部材が挿抜駆動される2つの軌道に面する切除部を形成し、この切除部の形成により、前記第1の可動ミラー及び前記第2の可動ミラーが各抜出された位置において、前記2つのロッド状部材の少なくとも第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーのそれぞれの両側には開放された空間が設けられていることを特徴とする。
また本発明の実施形態7〜12で提案した光スイッチによれば、1入力−2出力のポートを有する光スイッチにおいて、切換えに係る2つの光路の光路長の同一化を手段として、切換えられる出射光の強度やスポットサイズ等に係る光学的性質を同質化することができる。なかんずく実施形態9、10で提案した光スイッチによれば、上述の光路長の同一化に加え切換えに係る2つの光路が含むミラーの角度関係も両光路について互いに等しくなるよう配置することで、ミラーの偏波依存特性に起因する不均等にも対処し、出射光の偏光特性等に係る光学的性質についても同質化することができる。これらによって出射光を所望に対し十分な程度に同質化できる。
本発明の実施形態3〜5で提案した光スイッチによれば、挿入状態にある可動ミラーの背後に抜出状態にある可動ミラーが配置されるから、抜出状態にある可動ミラーは挿入状態にある可動ミラーの陰になり、抜出状態にある可動ミラーを光路から大きく排出させなくても、光路を伝搬する光のビームに可動ミラーが接することはない。したがって、抜出状態にある可動ミラーに光が照射され、その反射光によりクロストークが発生する状況を阻止することができる。この結果として、本発明によれば可動ミラーのストロークを小さくすることができる。なかんずく実施形態4で提案した光スイッチによれば、そのストロークを従来の可動ミラー抜出型の光スイッチのほぼ半分にまで縮小することができる。
また、本発明の実施形態1〜14で提案した光スイッチによれば、ミラーや光導波手段の位置決めにかかる作製誤差を互いに相殺して各要素相互の相対的アライメントを維持し、光結合を担保することができる。すなわち、本発明のような2回反射の折り返しでポート間を結合する光路構成であれば、その2回反射に係る両ミラーの面が同一量ズレても、光路はそのズレ分奥行きを増減して折り返され、両ポートの光軸をそのままにして結合を維持する性質を持つ。同じく入出力ポートの側方ズレについても、そのズレが同一量対称ならば、同様に光軸の結合を維持する。そして、基板をエッチングしてMEMSデバイスを形成する場合、ミラーや溝などの構造物がすべて同一工程で形成されるので、エッチングの加不足による形成側壁面のズレはみな同一量ないし対称的であるので、その製造誤差が原則としてポート間の光軸整合には影響しないという特長を有する。
また端面反射防止のために、端面を斜め研磨してもよい。以下、その例は図示しないが、その場合、本発明のすべての実施形態に亙って、3本の光ファイバとその溝だけが各端面から入出射する光軸に対して一律に数度の傾斜を有し、相互に平行を保って配向される点のみが例示のものと相異し、他の部分はすべて、図示に係るような垂直端面の形態と変わらない。
3つのポートの端面の位置は一列に揃って形成されることが好適である。例を図示しないが、3本の光ファイバでなるテープ状ファイバをガイド溝に収容して組み立てる形態も可能である。
ロッドレンズや上記の先球レンズを好適実施例とする集光手段は、3つのポートのすべてに同じものが具備されるのが最適であるが、入出射のいずれか一方にのみ集光手段を具備して他方は開口角に従う光束の形態で結合をはかることも可能である。
なお、光導波手段にマルチモード光導波手段を用い、かつ集光手段等を端部に備える場合にも、入力ポートのみに集光手段を備えるか、或いは2つの出力ポートについて同一構成ないし同一の集光性能を有する集光手段を備えることが肝要である。
基板10は層構造のSOI(Silicon On Insulator)基板などを利用し、マイクロマシニング技術によって入出力ポート支持部20及び可動ミラー駆動部30、可動ミラー40A、40Bが形成される。
入出力ポート支持部20はこの実施例では図2に拡大して示すように3条の凹溝21A、21B、21Cを形成して構成した場合を示す。これら3条の凹溝21A、21B、21Cのそれぞれに上述のシングルモード光ファイバ手段の端部である光導波手段22A、22B、22Cを挿入支持し、入出力ポートを構成する。3つのシングルモード光導波手段のうちの中央に位置するシングルモード光導波手段の端部が光スイッチの1つの入力ポートとされ、その両側に隣接する他の2つのシングルモード光導波手段の端部が第1及び第2の2つの出力ポートとされ、入力ポートからの出射光は、その光路の入力ポートの端面から同一距離の位置に切換え挿入される第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーによって、それぞれ第1の出力ポート側または第2の出力ポート側に切換え反射偏向され、その第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーからの光は、それぞれ第1の固定ミラー及び第2の固定ミラーでさらに反射偏向され入力ポートからの出射光と平行かつ逆向きとされて第1及び第2の出力ポートに各結合する構成とされる。
この実施例では3条の凹溝21A、21B、21Cは基板10の一辺にほぼ垂直に交差する姿勢で互いに軸線が平行して形成され、辺から所望の距離の位置において端面が並列して配置される。この実施例では中央に配置した凹溝21Bに挿入支持した光導波手段22Bを入力ポートとし、両側の凹溝21Aと21Cに挿入支持した光導波手段22Aと22Cを出力ポートとして動作させる場合を示す。このために、この実施例では中央に位置した光導波手段22Bの光軸から+45度、−45度の反射面を持つ可動ミラー40Aと40Bを設け、この可動ミラー40Aと40Bを光導波手段22Bが出射する光路に対して挿入と抜出駆動し、一方の可動ミラー40Aが光路に対して挿入された状態で光導波手段22Bから出射光を図2に示す場合には光導波手段22A側に反射させ、更に固定ミラー41Aで反射させて光導波手段22Aに入射させる。これに対し、可動ミラー40Aを抜出させ、可動ミラー40Bを挿入位置に駆動した場合は光導波手段22Bの端面から出射した光は可動ミラー40Bで光導波手段22C側に反射し、固定ミラー41Bで反射して光導波手段22Cに入射する状態に切換えられるように構成した場合を示す。
ヒンジ32A、32Bは基板10の板面に2条の凹溝を平行に形成し、この2条の凹溝のそれぞれの中央の位置に板状体を形成し、この板状体をヒンジ32A、32Bとして利用する。ヒンジ32Aと32Bは一端が基板に連結され、他端はロッド31A及び31Bのそれぞれに連結される。ヒンジ32A及び32Bはそれぞれ固定端とロッド31A、31Bとの連結点との間において、初期状態で湾曲して形成され、この湾曲によって固定端とロッド31A、31Bとの間の距離より長く形成され、この余剰長により一方と他方の双安定動作を可能としている。
つまり、図3Aは可動ミラー40Aが挿入位置にあり、この挿入位置に存在することにより光ビームPBをほぼ100%受光し、反射させる状況を示す。この状況でタイミングT1で駆動信号#1が1論理に反転し、この駆動信号#1の反転により可動ミラー40Aが抜出方向に移動を開始し、タイミングT2で抜出位置に達したとする。この状況が図3Bで表わされる。可動ミラー40Aが完全に抜出位置に停止したことを確認する時間を経過したタイミングT3で駆動信号#2を反転させ、この駆動信号#2の反転により可動ミラー40Bを挿入方向に移動させ所定の時間後に挿入位置に到達させる(図3C)。
従って、この駆動方法を採った場合には各可動ミラー40A及び40Bに要求されるストロークS2は、上述の図3の場合のストロークSに上記緩衝帯BFを加えてなる距離となる。図4には、緩衝帯BFの大きさとして上記Sとほぼ等しい距離を採った設計例を示している。この例では、抜出位置にある可動ミラーは上述のアイソレーション性能に影響する範囲外に達するので、ストロークS2の大きさは上述の従来技術の場合と変わらない。但し、本発明のデバイスの双安定ヒンジをエッチング形成する際に、2つの可動ミラーが各抜出状態にある位置をエッチングマスクに従う自然状態(第1安定状態)として作製し、挿入状態をそこからヒンジを反転して得る状態(第2安定状態)に選ぶと、一般に第2安定状態から第1安定状態に到る動作の方がその逆の過程よりも早く完了するヒンジの性質を利用して、緩衝帯BFの距離を図4の例よりもさらに小さく、すなわち可動ミラーの抜出位置を上述のアイソレーション性能の影響する範囲の内部に選び、ストロークS2を従来技術よりも小さくすることも可能である。これが可能であるのは、本実施形態では可動ミラーの駆動方向がそのミラー面の方向と平行であることから、第1安定状態に比べて相対的に位置精度が出にくく通常は抜出状態に選ぶことが好まれる第2安定状態を、光を反射する挿入状態に選んでも、その位置ずれが駆動方向のものである限り反射光に影響がないという利点が得られることによる。
次に、本発明に係る、製造誤差に対し、光軸のズレが発生しないという作用効果について説明する。
ここでは特に図2に示した入出力ポート支持部20を構成する凹溝21A、21B、21Cがエッチングの過程により溝幅が多少予め予定した寸法に仕上がらなかった場合を考える。サイドエッチング量が不足の場合は凹溝21A、21B、21Cの幅は予定した寸法より小さく形成される。サイドエッチング量が超過した場合は予定した寸法より大きく形成される。マイクロマシニング技術はこのような特性を持つため、予め予定する寸法としては実際に挿入する光ファイバの直径よりわずかに太い寸法を予定の寸法に設定し、サイドエッチング量に過不足があっても、必ず光ファイバを溝に挿入できるようにしている。
ここでサイドエッチング量の誤差により間隙L2に変化した場合には、そのサイドエッチング量の誤差によりミラーの反射面はM1からM2、C1からC2に変化する。この結果、光導波手段22Bから光路A1’で出射された光は反射面M2で反射し、光路A2’を経て反射面C2で反射し、光路A3’を通じて光導波手段22Aの光軸に入射する。つまり、光導波手段22Aと22Bの間隙が、L1からL2に変化したとしても、そのエッチング誤差はミラーの反射面にも作用し、ミラーの反射面の位置も同量だけ変位するから、総合すると光導波手段22Aと22Bとの間の光結合は保持される。
この図6に示した実施例によれば可動ミラー駆動部30及びロッド31が一組で済むため、小型化することができる利点がある。
図7に示す実施例では可動ミラー駆動部30に近い位置に支持した光導波手段22Aを入力ポートとして作用させ、他の2つの光導波手段22Bと22Cを出力ポートとして作用させる構造とした場合を示す。
可動ミラー40はロッド31の先端にロッド31の軸線と45度の角度で交叉する姿勢で形成され、光導波手段22Aから出射された光を90度の角度で光路を折曲げて反射させる。可動ミラー40が可動ミラー駆動部30の駆動力によって光導波手段22Aが出射する光路上から抜出されると、光導波手段22Aから出射された光は可動ミラー40が存在していた位置を透過し、第1固定ミラー42に照射される。第1固定ミラー42は可動ミラー40の反射面と同一の角度の向に配置された反射面を有し、光導波手段22Aから出射した光を90度の角度で光路を折曲げて反射させる。中央に位置する光導波手段22Bに結合する光束の軸線上には第1固定ミラー42の反射面と90度の角度で交叉する角度の反射面を持つ第2固定ミラー43が設けられる。更に、反対側の端に支持した光導波手段22Cに結合する光束の軸線上には第2固定ミラー43の反射面と平行する姿勢の第3固定ミラー44が設けられる。これら第1固定ミラー42と、第2固定ミラー43と、第3固定ミラー44とによって可動ミラー40の抜出位置に応じて出射光が光導波手段22Bか光導波手段22Cの何れかに入射される状態に切換えられる。
ここで光導波手段22Aから第1固定ミラー42、第2固定ミラー43を経て光導波手段22Bに入射する光路の光路長と、光導波手段22Aから可動ミラー40と第3固定ミラー44と光導波手段22Cに至る光路の光路長は互いに等しくなるように、第1固定ミラー42と第2固定ミラー43と第3固定ミラー44の位置が選定される。
このために、光導波手段22Bから出射する光束の軸線上に第1固定ミラー42を配置し、更に、光導波手段22Aに結合する光束の軸線上に第2固定ミラー43を配置する。更に、光導波手段22Cの軸線上に第3固定ミラー44を配置する。第1固定ミラー42と第2固定ミラー43は90度の角度で交叉する関係にあり、第1固定ミラー42で反射し、その反射光が第2固定ミラー43で反射すると、その反射光の光路は第1固定ミラー42に入射した光の光路と平行な光路となる。
この発明の形態においても、光導波手段の端部22Bから、22A及び22Cにそれぞれ至る2つの光路の光路長は相等しく構成され、その条件を満たすように第1固定ミラー42の入射光に対する角度等も定められる。実施例3と比較すると、2つの切換え光路について、可動ミラー40と第1固定ミラー42、第3固定ミラー44と第2固定ミラー43のそれぞれの入射角が互いに対応して対称となっていないが、入力ポートを中央の光導波手段の端部22Bに選んだことで隣接するポート間での光結合で光スイッチが構成されるため、光路の絶対的な長さが実施例3よりも短縮できる有利がある。
図9に凹部45を形成しない実施例を示す。図9に示すように凹部45が存在しない場合も、光スイッチとしては支障なく動作するが、製造過程において、可動ミラー40とロッド31をマイクロマシニング技術により基板10から切り出し、可動ミラー40の反射面となる面に蒸着等の方法で反射層を被着形成する際に、凹部45が存在しないことにより反射ミラー40及びロッド31の空間に面する側の面にのみ反射層となる金属層が被着されてしまうおそれがある。図9に示す例では可動ミラー40の本来反射面となるべき面にのみ反射層が被着されれば目的に達せられるものであるが、このように一方の面のみに厚く反射層が形成されると可動ミラーの両側に生起する膜応力に不均等が生じ、ミラーが湾曲してしまう不都合が生じる。
20 入出力ポート支持部 40、40A、40B 可動ミラー
21A、21B、21C 凹溝 41A、41B 固定ミラー
22A、22B、22C 光導波手段 42 第1固定ミラー
23A、23B、23C ファイバ押圧バネ 43 第2固定ミラー
30 可動ミラー駆動部 44 第3固定ミラー
31A、31B、31C ロッド 45 凹部
32A、32B、32C ヒンジ
Claims (14)
- 基板上に、3つの光導波手段の端部が互いに平行に並列して支持され、そのうちの中央の光導波手段の端部が光スイッチの1つの入力ポートとされ、その両側に隣接する他の2つの光導波手段の端部が第1及び第2の出力ポートとされ、
前記入力ポートからの出射光は、その光路の入力ポートの端面から同一距離の位置に切換え挿入される第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーによって、それぞれ前記第1の出力ポート側または前記第2の出力ポート側に切換え反射偏向され、その第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーからの光は、それぞれ第1の固定ミラー及び第2の固定ミラーでさらに反射偏向され前記入力ポートからの出射光と平行かつ逆向きとされて前記第1及び第2の出力ポートに各結合する構成とされ、
前記第1の可動ミラーから前記第1の固定ミラーを経て前記第1の出力ポートに至る光路と、前記第2の可動ミラーから前記第2の固定ミラーを経て前記第2の出力ポートに至る光路とは、前記入力ポートの出射光の軸に関して対称に形成されていることを特徴とする光スイッチ。 - 基板上に、3つの光導波手段の端部が互いに平行に並列して支持され、そのうちの中央の光導波手段の端部が光スイッチの1つの入力ポートとされ、その両側に隣接する他の2つの光導波手段の端部が第1及び第2の2つの出力ポートとされ、
前記入力ポートからの出射光は、その光路の入力ポートの端面から同一の距離の位置に切換え挿入される第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーによって、それぞれ前記第1の出力ポート側または前記第2の出力ポート側に切換え反射偏向され、その第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーからの光は、それぞれ第1の固定ミラー及び第2の固定ミラーでさらに反射偏向され前記入力ポートからの出力光と平行かつ逆向きとされて前記第1及び第2の出力ポートに各結合する構成とされ、
前記3つの光導波手段の端部は3つのシングルモード光導波手段の端部であり、前記入力ポートまたは前記2つの出力ポートの、少なくとも何れかの側のシングルモード光導波手段の端部は集光手段を具備するものとされ、
前記2つの出力ポートのシングルモード光導波手段の端部は、その各端面における光の出射パターンが互いに同一のものとされ、
前記第1の可動ミラーから前記第1の固定ミラーを経て前記第1の出力ポートに至る光路と、前記第2の可動ミラーから前記第2の固定ミラーを経て前記第2の出力ポートに至る光路とは、前記入力ポートからの出射光の軸に関して対称に形成されていることを特徴とする光スイッチ。 - 前記第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーは、それぞれ第1の静電アクチュエータ及び第2の静電アクチュエータにより、基板面内方向において、前記入力ポートの端面から同一距離の位置に挿抜駆動されることを特徴とする請求項1又は2の何れかに記載される光スイッチ。
- 前記第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーは、それぞれ、前記入力ポートの端面から同一距離の位置への挿入状態と同位置からの抜出状態とを2つの安定状態に持つ双安定のヒンジに支持され、それらの抜出状態はその該当第1または第2の可動ミラーの一部が前記入力ポートからの出射光の光路内に残留する位置に定義され、それらの前記切換え挿入は、第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーの、何れか一方が挿入状態にあり他方が抜出状態にあるステップから、両方がともに抜出状態にあるステップを経て、一方が抜出状態にあり他方が挿入状態にあるステップに切換える駆動制御手段を備えることを特徴とする請求項3に記載される光スイッチ。
- 前記第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーは、それぞれ、前記入力ポートの端面から同一距離の位置に対する挿入状態と抜出状態とを2つの安定状態に持つ双安定のヒンジに支持され、それらの抜出状態は、それらの任意の一方の挿入状態から抜出状態への駆動と他方の抜出状態から挿入状態への駆動とを同時開始して行って両者の衝突が生じないだけの緩衝帯を有する位置に定義され、それらの前記切換え挿入は、一方の挿入状態から抜出状態への駆動と他方の抜出状態から挿入状態への駆動とが同時に開始されてともに行われることを特徴とする請求項3に記載される光スイッチ。
- 前記第1の可動ミラーと第2の可動ミラーとは一体の部品で形成され、その部品が1つの静電アクチュエータにより基板面内方向において変移駆動されることで、第1の可動ミラーと第2の可動ミラーとが前記入力ポートの端面から同一距離の位置に切換え挿入されることを特徴とする請求項1又は2の何れかに記載される光スイッチ。
- 基板上に、3つの光導波手段の端部が互いに平行して並列して支持され、そのうちの何れか1つの光導波手段の端部が光スイッチの入力ポートとされ、残余の2つの光導波手段の端部が第1及び第2の2つの出力ポートとされ、
前記入力ポートからの出射光の光路には、入力ポートからの光を前記第1の出力ポート側に反射偏向する第1の固定ミラーと、その第1の固定ミラーに至る途中の位置に挿入されて入力ポートからの光を切換え前記第2の出力ポート側に反射偏向することができる可動ミラーとが設けられ、その第1の固定ミラー及び可動ミラーからの光は、それぞれ第2の固定ミラー及び第3の固定ミラーでさらに反射偏向されて前記入力ポートからの出射光と平行かつ逆向とされて、前記第1及び第2の出力ポートに各結合する構成とされ、
前記入力ポートから前記第1の固定ミラー及び前記第2の固定ミラーを経て前記第1の出力ポートに至る光路長の合計と、前記入力ポートから前記可動ミラー及び前記第3の固定ミラーを経て前記第2の出力ポートに至る光路長の合計とは、互いに相等しく形成されていることを特徴とする光スイッチ。 - 基板上に、3つの光導波手段の端部が互いに平行に並列して支持され、そのうちの何れか1つの光導波手段の端部が光スイッチの1つの入力ポートとされ、残余の2つの光導波手段の端部が第1及び第2の2つの出力ポートとされ、
前記入力ポートからの出射光の光路には、入力ポートからの光を前記第1の出力ポート側に反射偏向する第1の固定ミラーと、その第1の固定ミラーに至る途中の位置に挿入されて入力ポートからの光を切換え前記第2の出力ポート側に反射偏向することのできる可動ミラーとが設けられ、その第1の固定ミラー及び可動ミラーからの光は、それぞれ第2の固定ミラー及び第3の固定ミラーでさらに反射偏向されて前記入力ポートからの出射光と平行かつ逆向きとされて、前記第1及び第2の出力ポートに各結合する構成とされ、
前記3つの光導波手段の端部は3つのシングルモード光導波手段の端部であり、前記入力ポートまたは前記2つの出力ポートの、少なくとも何れかの側のシングルモード光導波手段の端部は集光手段を具備するものとされ、
前記2つの出力ポートのシングルモード光導波手段の端部は、その各端面における光の出射パターンが互いに同一のものとされ、
前記入力ポートから前記第1の固定ミラー及び前記第2の固定ミラーを経て前記第1の出力ポートに至る光路長の合計と、前記入力ポートから前記可動ミラー及び前記第3の固定ミラーを経て前記第2の出力ポートに至る光路長の合計とは、互いに相等しく形成されていることを特徴とする光スイッチ。 - 前記3つの光導波手段の端部は、それらの3つの端面の位置を直線上に整列しつつそれら端面において結合する光軸を互いに平行に並列して備えられ、そのうちの両外側の何れか一方の光導波手段の端部が前記入力ポートとされ、両外側の他方の光導波手段が前記第2の出力ポートとされ、前記第1の固定ミラーと前記可動ミラーとのミラー面はともに前記入力ポートからの出射光の軸に対し、前記2つの出力ポート側に向いた45度の傾斜とされ、前記第2の固定ミラーと前記第3の固定ミラーとのミラー面はともに同じ軸の方向に対し前記入力ポート側に向いた45度の傾斜とされることを特徴とする請求項7又は8の何れかに記載される光スイッチ。
- 前記可動ミラーは、静電アクチュエータにより、基板面内の前記入力ポートからの出射光の軸と垂直な方向に駆動されることを特徴とする請求項9に記載される光スイッチ。
- 前記3つの光導波手段の端部は、それらの3つの端面の位置を直線上に整列しつつそれら端面において結合する光軸を互いに平行して備えられ、そのうちの中央の光導波手段の端部が前記入力ポートとされ、その両側に隣接する他の2つの光導波手段の端部が前記第1及び第2の2つの出力ポートとされ、前記可動ミラーは、前記入力ポートからの出射光の光路の前記第1の固定ミラーに至る途中の位置に、基板面内方向において、その光路の前記第2の出力ポート側から挿抜駆動するものとされることを特徴とする請求項7又は8の何れかに記載される光スイッチ。
- 前記可動ミラーは、挿抜駆動されるロッド状部材の先端に具備される板状部に反射材料を被覆して構成され、前記基板の前記第1の固定ミラーの背後には、前記ロッド状部材が挿抜駆動される軌道に面して開口する凹部を形成し、この凹部の形成により、前記可動ミラーが前記光路に挿入された位置において、前記ロッド状部材の少なくともその可動ミラーの両側には開放された空間が設けられていることを特徴とする請求項11に記載される光スイッチ。
- 前記第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーは、それぞれ挿抜駆動されるロッド状部材の先端に具備される板状部に反射材料を被覆して構成され、前記基板の前記第1の可動ミラーと第2の可動ミラーとに挟まれる部位には、前記2つのロッド状部材が挿抜駆動される2つの軌道に面する切除部を形成し、この切除部の形成により、前記第1の可動ミラー及び前記第2の可動ミラーが各抜出された位置において、前記2つのロッド状部材の少なくとも第1の可動ミラー及び第2の可動ミラーのそれぞれの両側には解放された空間が設けられていることを特徴とする請求項3乃至5の何れかに記載される光スイッチ。
- 前記3つの光導波手段の端部は、3本の光ファイバ手段の端部であり、前記基板上にはそれらを位置決め固定する3本の断面矩形溝が互いに平行に並列して形成され、それら3本の断面矩形溝には、一方の側壁面に設けられて収容する光ファイバを対向する他方の側壁面に向かって付勢し押圧固定する舌片状のファイバ押圧バネが、互いに光結合するポートの断面矩形溝どうしでは何れも互いに反対側となる側壁面に、おのおの備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項13の何れかに記載される光スイッチ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005302344A JP2007114230A (ja) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | 光スイッチ |
US11/580,599 US7379635B2 (en) | 2005-10-17 | 2006-10-13 | Optical switch with three optical ports on one side |
FR0654307A FR2892205B1 (fr) | 2005-10-17 | 2006-10-17 | Commutateur optique |
CNB2006101647052A CN100414342C (zh) | 2005-10-17 | 2006-10-17 | 光开关 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005302344A JP2007114230A (ja) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | 光スイッチ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007114230A true JP2007114230A (ja) | 2007-05-10 |
Family
ID=37909196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005302344A Pending JP2007114230A (ja) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | 光スイッチ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7379635B2 (ja) |
JP (1) | JP2007114230A (ja) |
CN (1) | CN100414342C (ja) |
FR (1) | FR2892205B1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009031409A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 光デバイス |
JP2009175176A (ja) * | 2008-01-21 | 2009-08-06 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 光デバイス |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6461445B1 (ja) | 2017-07-06 | 2019-01-30 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光学デバイス |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6108466A (en) | 1998-09-17 | 2000-08-22 | Lucent Technologies | Micro-machined optical switch with tapered ends |
EP1102104A2 (en) * | 1999-11-17 | 2001-05-23 | Lucent Technologies Inc. | Optical switch |
JP2002082292A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 光スイッチ |
JP2003043270A (ja) | 2001-08-03 | 2003-02-13 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 光ファイバ端部構造及びその製造方法 |
US6993218B2 (en) * | 2001-09-21 | 2006-01-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical switch and optical switch array |
JP3665967B2 (ja) | 2002-09-30 | 2005-06-29 | 日本航空電子工業株式会社 | レンズ付き光導波路の作製方法 |
JP2004233951A (ja) * | 2002-12-02 | 2004-08-19 | Seiko Instruments Inc | 光スイッチおよび光スイッチ装置 |
JP3907634B2 (ja) | 2003-07-02 | 2007-04-18 | 日本航空電子工業株式会社 | 光デバイス |
-
2005
- 2005-10-17 JP JP2005302344A patent/JP2007114230A/ja active Pending
-
2006
- 2006-10-13 US US11/580,599 patent/US7379635B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-10-17 CN CNB2006101647052A patent/CN100414342C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-10-17 FR FR0654307A patent/FR2892205B1/fr not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009031409A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 光デバイス |
JP4677427B2 (ja) * | 2007-07-25 | 2011-04-27 | 日本航空電子工業株式会社 | 光デバイス |
JP2009175176A (ja) * | 2008-01-21 | 2009-08-06 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 光デバイス |
US7792399B2 (en) | 2008-01-21 | 2010-09-07 | Japan Aviation Electronics Industry Limited | Optical device |
JP4567069B2 (ja) * | 2008-01-21 | 2010-10-20 | 日本航空電子工業株式会社 | 光スイッチ、及び光デバイス |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7379635B2 (en) | 2008-05-27 |
US20070086698A1 (en) | 2007-04-19 |
CN1952727A (zh) | 2007-04-25 |
CN100414342C (zh) | 2008-08-27 |
FR2892205B1 (fr) | 2011-10-28 |
FR2892205A1 (fr) | 2007-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6108466A (en) | Micro-machined optical switch with tapered ends | |
JP4713464B2 (ja) | 中空コアの導波路を含む可変光減衰器 | |
US20060219879A1 (en) | Light switch and light switch array | |
WO2021062206A1 (en) | Optical Switch Controllable by Vertical Motion MEMS Structure | |
US7437032B2 (en) | Optical switch and method of controlling optical switch | |
JP2009511956A (ja) | 一体型超微小電気機械波長選択スイッチ及びその製造方法 | |
JP2007114230A (ja) | 光スイッチ | |
US6954563B2 (en) | Optical routing mechanism with integral fiber input/output arrangement on MEMS die | |
JP2003029178A (ja) | 光スイッチの製造方法 | |
US10466422B1 (en) | FTIR/TIR optical switch using a moving waveguide | |
WO2002095479A1 (en) | Mems balanced path optical switch | |
US20040131306A1 (en) | Optical switch and optical switch device | |
US7468995B2 (en) | Optical switch | |
JP4461918B2 (ja) | 可動ミラーデバイス、分散補償器、利得等化器、及び光adm装置 | |
JPH03215812A (ja) | マトリクス光スイッチ | |
JP2005092149A (ja) | 光路切換スイッチ | |
EP1245976A1 (en) | Optical switch configuration | |
US11237335B1 (en) | Optical switch controllable by vertical motion MEMS structure | |
JP2003241002A (ja) | 光コリメータ及び光スイッチ | |
US7079726B2 (en) | Microelectromechanical optical switch using bendable fibers to direct light signals | |
JP2004191848A (ja) | 光学デバイスおよびその製造方法 | |
JP2008003419A (ja) | 光スイッチ | |
JP2002023074A (ja) | 光スイッチ、光スイッチアレイ及び光合分波装置 | |
JP2005153057A (ja) | マイクロアクチュエータ、並びに、これを用いた光学装置及び光スイッチ | |
JP2004302425A (ja) | 光ファイバアレイおよびその製造方法、光デバイス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080922 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080930 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091027 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100302 |