JP2759113B2 - 光スイッチおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は簡易な構造を有しかつ製造性に優れるファイ
バ可動型メカニカル光スイッチとその製造方法に関する
ものである。

〔従来技術と発明が解決しようとする課題〕

光ファイバを直接駆動して光路を切り替える構造のメ
カニカル光スイッチは、構造が簡単であり、低挿入損
失、小形化、低駆動電力が得られると言う特徴を有して
おり、これまでに多くのタイプのスイッチ構造が提案さ
れている。その中に第14図に示す光スイッチがある。こ
の光スイッチは磁性体を着装したファイバを駆動するタ
イプのもので、P.G.Hale等により考案されたのである
（Electoronics Letter,VOL.12,NO.15参照）。この光ス
イッチは、一本のニッケルスリーブ103が装着された可
動ファイバ101を図示せざる磁気回路が発生する外部磁
界により駆動し、対向する二本の静止ファイバ102,102
との間で切り替え動作を行うものである。この他にも同
タイプの光スイッチとしては磁性材料からなるバネ材に
ファイバを接着固定したものが多く提案されている（例
えば、栗田他『光スイッチの一形式』、昭和53年度電子
通信学会総合全国大会、NO.858参照）。

ところが、これらの光スイッチの多くは切替え状態を
維持する為に外部から磁界を継続的に供給する必要があ
り、低電力駆動スイッチの実現と言う観点からは好まし
くない。また、これら光スイッチでは、主要部材である
可動ファイバの構成法に関する言及は見当たらないもの
の、所望の磁気特性を有する微小磁性体片の作製とその
ファイバへの装着には極めて煩雑な作業を伴うので、ス
イッチの量産化や小形化を図る事が困難であった。

これらの欠点を解決し、構造が簡易で製造し易くかつ
自己保持型スイッチング動作を実現できるファイバ可動
型光スイッチを提供する目的で、本願発明者等は所望の
磁気特性を有する磁性金属を電着法によってファイバの
所定の位置に所定の厚さに被覆し、このように被覆され
た磁性膜を囲むように中空ソレノイドコイルと永久磁石
を配置してなる光スイッチを提案した（S.NAGAOKA et.a
l“SMALL−SIZEOPTI CAL SWITCH USING MAGNETIC ALLOY
COATED FIBER"'84 OFCMB2（1984）参照）。

第15図にその一例を示す。このメカニカル光スイッチ
は１×２型のもので、所望の磁気特性を有する磁性膜20
3が先端近傍表面に電着法により被覆された片持ち梁状
の可動ファイバ201と、ハウジング部材207の片端に設け
られた上下のＶ状溝206,206に固定された静止ファイバ2
02,202と、前記磁性膜203の両端部の磁極を反転する為
のソレノイドコイル204と、磁性膜203に対して光軸と垂
直方向に磁気吸引力を付与する永久磁石対205,205とに
よって構成されている。

本スイッチの動作は以下に示す通りである。すなわ
ち、磁性膜203の両端部の磁極に応じて可動ファイバ201
は上下の永久磁石205,205のいずれか一方に磁気的に吸
引され、その先端はＶ状溝206,206内にて静止ファイバ2
02,202のいずれか一方と光結合する。ソレノイドコイル
204へ導電して磁性膜203に光軸に沿った磁界を印加する
ことにより発生させた磁性膜203両端の磁極を反転させ
ると、可動ファイバは他方の永久磁石205側に吸引され
て他方の静止ファイバ202に光結合する。電流を供給し
ない状態においても、磁性膜203は一方の永久磁石205に
磁気的に吸引された状態が維持されるので、一方の静止
ファイバ202との結合状態を保つことができ、自己保持
型のスイッチング動作が得られる。

この構造の光スイッチでは、低保磁力を有するFe−Ni
合金製の磁性膜203（保磁力Hc＝5Oe、残留磁束密度Br＝
3.0KG）を長さ5mm、に渡り20μｍの厚さで可動ファイバ
201に形成し、この磁性膜203の部分を内径0.5mm、外径
1.0mmの中空ソレノイドコイル204（800ターン）へ挿入
し、さらに幅2mm、長さ5mm、厚さ1mmのフェライト製永
久磁石205,205を間隔1mmでコイル204の外部へ配置して
スイッチを構造した場合に、切り替え動作に必要なコイ
ル204への供給電力が0.5V×15mAと言う低電力駆動を実
現できている。またコイル204への通電を停止した後
に、永久磁石205,205により得られる自己保持力は50mg
以上であり、この自己保持力により30G程度の衝撃にも
安定した可動−静止ファイバ間の光学的結合状態を維持
出来る事が検証されている。さらに、切り替え動作時に
可動ファイバ201が往復する距離を130μｍ程度に設定す
ることにより、スイッチング動作時間1ms程度という高
速応答性を実現している。なお、この例の他にも、上記
磁性膜203の組成や膜厚を変えて磁性膜203の保磁力や残
留磁束密度を増減させることにより、所望の駆動電力と
自己保持力を有する光スイッチを構成する事が可能であ
り、光スイッチの設計において柔軟性を有している事も
検証されている。これらの優れた特徴は、磁性膜203を
可動ファイバ201に密接した位置に設けた点と、そのよ
うに形成された細径、軽量な可動ファイバ201の磁性膜2
03近傍に駆動・保持のための磁気回路（コイル204、永
久磁石205,205等）を配置した事により実現されたもの
である。

ところが先に提案した前記光スイッチにおいては、可
動ファイバ201の表面に硬質のNiやFe金属合金からなる
磁性膜203が電着されているので、電着応力等によって
同ファイバに反り等の変形が生じて、可動−静止ファイ
バ間に僅かな角度ずれ、軸ずれが発生し易い。このた
め、特に単一モード光スイッチで要求される厳しい光軸
間精度の水準を十分満足させることができない懸念があ
った。

加えて先に提案した前記光スイッチにおいては、保護
被覆付きの長尺ファイバを用いて可動ファイバを構成で
きない不満があった。

すなわち、上記磁性膜203を電着するには予め裸ファ
イバ表面へ電着時の電極となる下地金属層を形成してお
く必要がある。この下地金属層の形成には簡易な方法と
して、AuやNi等の無電解鍍金法が考えられるが、無電解
鍍金法において最も重要な前処理工程である被鍍金対象
物の表面粗化処理を溶融石英からなるガラスファイバ表
面へ施す事が困難なので、無電解鍍金法では下地金属層
を均質に形成する事が不可能であった。このため、下地
金属層の形成には真空蒸着法を用いた。ところが真空蒸
着法では、蒸着装置のベルジャー内にファイバを収容し
なければならず、しかも蒸着金属をファイバ表面に強固
に密着させると共に膜厚を均質化させる為にはファイバ
表面を200〜300℃に加熱しつつファイバを回転させる必
要があるので、保護樹脂層の付いた長尺ファイバの先端
部に良好な下地金属層を形成する事は困難である。本願
発明者も本スイッチの可動ファイバ作製時には、100〜2
00mmの保護樹脂層を完全に除去した数十本の短尺ファイ
バを回転機構を有する所定の治具に装着し、これを真空
蒸着装置のベルジャー内に設置して下地金属層を形成す
る方法を採っていた。また、下地金属層形成後は同ファ
イバを所定の長さに切断して、その一部に所定の磁気特
性を有する磁性膜203を所定の長さ所定の厚さに部分電
着して、磁性膜203が被覆された可動ファイバ201を作製
していた。

さらに、前述の理由により前記従来の光スイッチにお
いては可動ファイバ201が短かいものとなってしまうの
で、スイッチを構成する際には、可動ファイバ側にコネ
クタ接続あるいは長尺ピグテールファイバとのスプライ
ス接続等の端末処理を施す必要が生じ、挿入損失の低減
化やスイッチ組立作業工程の削減の障害となっていた。

本発明は、単一モード光スイッチに要求される光軸間
精度の水準を満足でき、しかも保護被覆付き長尺ファイ
バを用いて可動ファイバを構成することも可能なファイ
バ可動型の光スイッチとその製造方法を提供することを
目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光スイッチにおいては、磁性工学材料的に十
数〜数十エルステッドの保磁力を有する半硬質磁性材料
からなり、永久磁石とほぼ同じ長さ、可動ファイバの先
端部とほぼ同一若しくは若干太い内径を有する薄肉磁性
合金パイプを磁性体として可動ファイバに嵌め合わせる
ことによって前記課題の解決を図った。

前記の光スイッチにおいて、本発明の請求項１は、前
記可動ファイバが、ファイバ製造時の線引き工程におい
て表面にアモルファスカーボンが被覆されてなるもので
あることを特徴とする。

また本発明の請求項２において、前記可動ファイバの
先端部の外径とほぼ同一若しくは若干太い内径を有して
可動ファイバに嵌め合わされる薄肉磁性合金パイプを作
成するには、可動ファイバの先端部の外径と同一若しく
は若干太い外径を有する孔抜き用ファイバの外周表面
に、孔抜き用ファイバを溶解可能なエッチング液では溶
解されない半硬質磁性材料からなる磁性合金膜を形成
し、その後、このようにして形成された磁性合金膜付き
ファイバを所定の長さに切断し、ついでこれをエッチン
グ液に浸して孔抜き用ファイバの部分を溶解除去する。

更に、本発明の請求項３においては、前記可動ファイ
バの先端から薄肉磁性合金パイプの装着部位までの可動
ファイバの外径を、弗化水素酸系エッチング液により若
干細くした後、前記の薄肉磁性合金パイプをこの細くさ
れた可動ファイバに嵌合・固定する。

〔作用〕

本発明の光スイッチは、可動ファイバの先端部とほぼ
同一若しくは若干太い内径を有する薄肉磁性合金パイプ
が磁性体として可動ファイバに嵌め合わされたものなの
で、磁性体と可動ファイバとが分かれている。従って本
発明の光スイッチは、磁性体から可動ファイバに応力が
加わるのを回避でき、可動ファイバの反りや変形を防止
して可動ファイバ先端部の真直性を向上できる。

また本発明の光スイッチでは、磁性体としての薄肉磁
性合金パイプと可動ファイバとが分かれているので、薄
肉磁性合金パイプを可動ファイバと分離して製作でき
る。従って本発明の光スイッチは、可動ファイバに保護
被覆付きでかつ長尺のファイバを用いることが可能にな
る。

さらに、請求項１の光スイッチにおいては、可動ファ
イバの裸ファイバ部分がアモルファスカーボンによって
保護されているので、スイッチ動作に対する可動ファイ
バの耐久性が向上される。

さらに請求項２の製造方法においては、精密機械加工
を全く伴わずに本発明の光スイッチを構成する薄肉磁性
合金パイプを高い精度で歩留り良く生産できる。

請求項３の製造方法では、可動ファイバの先端から薄
肉磁性合金パイプの装着部位までが細くなるので、薄肉
磁性合金パイプを円滑に嵌合できる。また、エッチング
した部分とエッチングしない部分との間には段部が形成
されるので、この段部を磁性合金パイプを固定する際の
位置決めに利用できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の光スイッチの実施例と
その製造方法の実施例を説明する。

（実施例１） 第１図は、本発明の光スイッチの一実施例を示すもの
で、図中符号901は可動ファイバである。この可動ファ
イバ901には、保護樹脂層901C付きの長尺な光ファイバ
で、かつ線引き工程時にCVD法等で数百Åのアモルファ
スカーボン薄膜がコーティングされたものが用いられて
いる。この可動ファイバ901の先端側は、所定の長さに
渡って保護樹脂層901Cが除去されており、可動側裸ファ
イバ部901Aとされている。さらにこの可動側裸ファイバ
部901Aの先端部分には、第２図に示すように、エッチン
グ処理により所定の長さに渡って細径化された細径部90
1Eが形成されている。そしてこの可動ファイバ901の細
径部901Eには、薄肉磁性合金パイプ（以下磁性パイプと
記す）901Bが嵌め合わされている。

この磁性パイプ901Bは、第３図に示すように、Au製の
内層503と、その上に積層された磁性合金製の磁性金属
膜層504と、その上に形成されたAu製の磁性金属膜防食
金属膜層505とからなる３層構造のものである。この磁
性パイプ901Bの磁性金属膜層504は、磁性工学材料的に
十数〜数十エルステッドの保磁力を有する半硬質磁性材
料であるFe/Ni磁性合金によって形成されている。また
この磁性パイプ901Bの内径は、可動ファイバ901のクラ
ッド外径より約１μｍ太く形成されている。またこの磁
性パイプ901Bの長さは、後述する永久磁石905とほぼ同
一に設定されている。この磁性パイプ901は、第２図に
示すように、細径部901Eの基端側に形成された段部に当
接した状態で接着層603を介して可動ファイバ901に接着
固定されている。

可動ファイバ901は、磁石パイプ901Bの取り付けられ
た側が自由端となるように、スリーブ907に片持ち梁状
に固定されている。またこの可動ファイバ901の後端に
はコネクタ901Dが取り付けられている。

この可動ファイバ901の先端と対向する位置には、２
本の静止ファイバ902,903が配置されている。静止ファ
イバ902,903は、保護樹脂層902B,903Bが設けられた光フ
ァイバからなるもので、その後端部にはコネクタ902C,9
03Cが取り付けられている。またこれら静止ファイバ90
2,903の先端部分には、保護樹脂層902B,903Bが除去され
た裸ファイバ部902A,903Aが形成されている。この静止
ファイバ902,903の裸ファイバ部902A,903Aは、エッチン
グ処理により前記可動ファイバ901の先端の細径部901E
と同一の径に形成されている。

これら静止ファイバ902,903の裸ファイバ部902A,903A
は、第１図および第４図に示すように、スリーブ906の
光軸整合用Ｖ溝906B,906Bの一端側に固定されている。
このスリーブ906のＶ溝906B,906Bの他端側には、前記可
動ファイバ901が挿入されている。

前記可動ファイバ901の磁性パイプ901Bが取り付けら
れた部分の外周には、磁性パイプ901Bの長手方向両端部
の磁性を反転させるためのソレノイドコイル904が配置
されている。このソレノイドコイル904および前記スリ
ーブ906,907は、割りスリーブ908内に接着固定されてい
る。そして、この割りスリーブ908の外周には、第５図
に示すように、ホルダー909を介して磁気吸引力発生源
である永久磁石905,905が設けられている。これら永久
磁石905,905は、磁性パイプ901Bとほぼ平行に、かつ互
いの極が逆に位置するように配置されている。

次にこの光スイッチの製造方法を説明する。

この光スイッチを製造するには、まず磁性パイプ901B
を製作する。磁性パイプ901Bを製作するには、まず可動
ファイバ901に用いたのと同一の石英製光ファイバを準
備し、その保護樹脂層を全て除去して孔抜き用ファイバ
301…を作成する。ついでこれら複数の孔抜き用ファイ
バ301…を、第６図に示すように、額縁状のファイバ保
持治具302に取り付ける。このファイバ保持治具302の両
端302B,302Bには、ファイバを固定するための溝を形成
しておくと良い。ついでこのファイバ保持治具302を、
蒸着装置のベルジャー内のモータ303に取り付け、回転
させながら下地金属層を形成する。第１層となる下地金
属層としては、まずTiを5000Å程度形成し、その上にさ
らにAuを数千Å蒸着する。ついでこの様にして下地金属
層が形成された孔抜き用ファイバ301を、第７図に示す
ように、電気鍍金浴液402へ浸して、電極403を介して通
電し、所定の金属層を電着する。本実施例では第７図の
鍍金工程において、まず層内503をなすAuを数μｍ電着
し、その上に磁性合金膜層504となるFe/Ni磁性合金膜を
20〜30μｍの厚みに電着し、さらにその上にこの磁性合
金膜層504を防蝕するためのAu膜を数μｍ電着した。な
お、下地金属層の上に形成するAu膜は磁性合金膜形成時
の鍍金応力の緩和や電極との良好な電気的接触を得る上
で形成しておくことが好ましい。

ついで前述の様にして複合金属膜を形成したファイバ
を所定の長さに切断した後、弗化水素酸溶液中に所定の
時間浸する。すると、第８図に示すように、磁性パイプ
901Bが作製される。第８図において符号501A、501Bはそ
れぞれガラスファイバのコア、クラッド部を、502は前
記の下地金属膜を、503は数μｍの厚みのAu製内層を、5
04は数十μｍ厚みのFe/Ni磁性合金膜を、505は厚み数μ
ｍのAu製磁性合金膜防蝕金属膜層をそれぞれ示してい
る。弗化水素酸溶液に浸された複合金属膜付きファイバ
の孔抜き用ファイバ301の部分は同図（ａ）〜（ｃ）の
ようにエッチング除去される。そしてこの時下地金属層
502としてクラッド表面へ直接蒸着された数千Åの厚み
のTi製下地金属膜502も同時に除去される。このため、
得られる磁性パイプ901Bの内径は用いたファイバ301の
クラッド外径よりも約１μｍ太くなる。なお、ガラス製
の孔抜き用ファイバ301をエッチング除去する際に、エ
ッチング液温度を数10℃に加熱しかつ磁性体である上記
複合金属膜付きファイバをエッチング液収納容器の外部
からの回転磁界で回転させる事により、数十分でガラス
部の除去が可能である。

上述のように磁性パイプ901Bを製作するのと並行し
て、可動ファイバ901となる保護樹脂層901C付きのファ
イバの先端部の同樹脂層901Cを除去し、裸ファイバの先
端部分に所定の長さに渡ってエッチング処理を施し細径
化する。

この細径化は第９図に示すように、細径化する部分以
外のファイバ表面にレジスト膜501を塗布した状態で、
該ファイバを弗化水素系溶液707中に所定の時間浸すこ
とにより容易に行える。この時同時に静止ファイバ903,
903の裸ファイバ部902A,903Aをエッチング処理する。第
10図は室温状態において直径125μｍの標準的なガラス
ファイバを弗化水素酸溶液中に浸した場合のファイバの
エッチングレート実験結果を示している。このグラフか
ら、可動ファイバ901に２〜３分のエッチング処理を施
すことにより、前記磁性パイプ901Bをスムーズに挿入で
きる太さまで細径化できることがわかる。

このように先端部が細径化されたファイバを裸ファイ
バ部分901Aが突き出るようにして根本をスリーブ907に
固定する。その後、前述のように製作された磁性パイプ
901Bを第２図のように固定する。磁性パイプ901Bを接着
する際には紫外線硬化樹脂603を固定部分に塗布し、フ
ァイバの片端から紫外線を照射すると短時間で固定出来
る。

次に、２本の静止ファイバ902と903を、スリーブ906
のＶ溝部分906B,906Bに接着固定する。ついで、割りス
リーブ908の所定位置にソレノイドコイル904を接着固定
し、同割りスリーブ908の両端からスリーブ906,907を挿
入し、可動ファイバ901と静止ファイバ902,903との間の
間隙を所定の寸法に調整した後に両スリーブ906,907を
割りスリーブ908に接着固定する。この後、永久磁石90
5,905を固定したホルダー909を磁性パイプ901B近傍へ配
置固定してスイッチの作製が完了する。

この実施例の光スイッチにおいては、可動ファイバ90
1の先端の細径部901Eよりも若干太い内径を有する磁性
パイプ901Bが磁性体として可動ファイバ901に嵌められ
たものなので、磁性パイプ901Bを可動ファイバ901から
分離して製作することができる。従って、この光スイッ
チによれば、可動ファイバ901に保護被覆付きでかつ長
尺のファイバを用いることが可能となり、可動ファイバ
901の端末の接続処理を不要とし、挿入損失の低減、ス
イッチ組み立て工程の削減を図ることが可能となる。

また特にこの光スイッチは、磁性パイプ901Bが可動フ
ァイバ901に嵌め合わされたものなので、磁性パイプ901
Bと可動ファイバ901との間は分離している。このためこ
の光スイッチでは、磁性パイプ901Bを設けることにより
可動ファイバ901の先端に加わるのを回避でき、可動フ
ァイバ901の先端の真直性を向上できる。従ってこの光
スイッチでは、可動ファイバ901の静止ファイバ902,903
との間の角度ずれ、軸ずれを低減して光軸間精度を、単
一モード光スイッチで要求される水準を満足できるまで
高めることができる。

さらにこの光スイッチでは、アモルファスカーボンが
被覆されたファイバによって可動ファイバ901が形成さ
れているので、繰り返しのスイッチ動作に対する可動フ
ァイバ901の耐久性が向上する。従ってこの光スイッチ
は、寿命の長いものとなる。

またさらにこの光スイッチでは、細径化された可動フ
ァイバ901の細径部901Eと対応して静止ファイバ902,903
の裸ファイバ部902A,903Aを細径化したので、外径寸法
に起因して可動ファイバ901と静止ファイバ902,903との
間に光軸ずれが生じるのを回避できる。

さらにまたこの光スイッチでは、可動ファイバ901の
先端に細径部901Eが設けられているので、細径化されて
いない部分と細径部901Eとの境界にわずかな段差が形成
され、これがストッパーの役目を果たす。従ってこの光
スイッチは、磁性パイプ901Bのファイバ先端からの距離
を高精度に定めることができる。

また、この光スイッチに用いた磁性パイプ901Bの製造
方法としては、磁性金属製の円筒の延伸加工や微細精密
加工等も考えられるが、この実施例の製造方法では、孔
抜き用ファイバ301の外周面に磁性合金膜504を含む膜を
被覆した後、磁性合金膜が形成された孔抜き用ファイバ
301を切断し、ついで孔抜き用ファイバ301の部分をエッ
チング液で溶解除去するので、強い力を加えずに、高精
度の磁性パイプ901Bを製作できる。従ってこの製造方法
によれば、精度の要求される磁性パイプ901Bを歩留り良
く製造できる。

さらにこの実施例の製造方法では、可動ファイバ901
の先端から磁性パイプの装着部位までをエッチング処理
したので、変形し易い薄肉の磁性パイプ901Bを円滑に嵌
合できる。またこの製造方法によれば、エッチング処理
を施した部分と施されない部分との間に形成される段部
がストッパーとして機能するので、磁性パイプ901Bを高
精度に位置決めできる利点がある。

（実施例２） 保護樹脂層の除去された裸ファイバで可動ファイバ90
1が製作された光スイッチを製作した。

この際、第11図に示すように、可動ファイバ901の根
元部（固定端側）にテーパー部705を形成した。このテ
ーパ部705は、弗化水素酸溶液中に浸したファイバを所
定の速度で引き上げることにより容易に形成できた。

このようにテーパ加工された根元部から磁性パイプ90
1Bを挿入したところ、パイプ901Bを極めて容易に嵌める
ことができた。

（実施例３） 可動ファイバ901の先端に細径部901Eを形成しない点
のみ実施例１の光スイッチと異なる光スイッチを製作し
た。磁性パイプ901Bには、可動ファイバ901をなすファ
イバのクラッド外径よりも数μｍ太い内径を有するもの
を用いた。

この磁性パイプ901Bの製作は、可動ファイバ901をな
すファイバのクラッド外径よりも数μｍ太いクラッド外
径を有するファイバを用いて行った。

この光スイッチも製作が容易であった。

（実施例４） 可動ファイバ901の先端に細径部901Eを形成しない点
のみ実施例１の光スイッチと異なるスイッチを製作し
た。

このとき磁性パイプ901Bの製作を、可動ファイバ901
をなすファイバのクラッド外径と同一のクラッド外径を
有するファイバを用いて行った。

このように製作された磁性パイプ901Bは、Tiで形成さ
れた下地金属膜502が弗化水素酸系溶液に溶解したた
め、可動ファイバ901のクラッド外径より約１μｍ程度
大であった。

この磁性パイプ901Bも第12図に示すように、可動ファ
イバ901の裸ファイバ部901Aに挿入でき、光スイッチを
製作できた。

（実施例５） 第13図は本発明の光スイッチの他の実施例を示すもの
である。

この光スイッチは、１×２型スイッチ1001…を複数並
列配置して多芯１×２型光スイッチを構成したものであ
る。この光スイッチに磁気吸引力を与えるための上下の
永久磁石には、各１×２型スイッチ1001…の幅とほぼ同
じ幅の永久磁石が複数個並べられてなる共用永久磁石10
02,1002が用いられている。

この多芯１×２型光スイッチにおいても、個々のスイ
ッチについて独立した自己保持型のスイッチング動作を
実現できるので、多芯スイッチの小形化や構成部材削減
に有効である。

なお、本願発明の光スイッチは前記実施例に拘束され
るものでは無い。例えば実施例２に示した磁性パイプの
挿入法により可動ファイバを作製する場合には、可動フ
ァイバの根本側をコネクタフェルールのファイバ挿入孔
へ挿入・固定し、可動ファイバ側をコネクタ接続形式と
する事も可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の光スイッチは、可動ファ
イバの先端部と略同一もしくは若干太い内径を有する磁
性パイプが磁性体として可動ファイバに嵌められたもの
なので、磁性体を設けることによって可動ファイバの先
端部に応力が加わるのを回避でき、この部分の真直性を
向上できる。従って本発明の光スイッチによれば、可動
−静止ファイバ間の角度ずれ、軸ずれを低減して、光軸
間精度を単一モード光スイッチで要求される水準まで高
めることができる。

また本発明の光スイッチは、磁性パイプが可動ファイ
バに嵌め合わされたものなので、磁性パイプを可動パイ
プから分離して製作できる。よって本発明の光スイッチ
によれば、可動ファイバに保護被覆付きでかつ長尺のフ
ァイバを用いて可動ファイバの端末の接続処理を不要と
し、スイッチの低損失化、組み立て工程の削減を図るこ
とが可能となる。

特に請求項１の光スイッチでは、アモルファスカーボ
ンが被覆されたファイバによって可動ファイバが形成さ
れているので、繰り返しのスイッチ動作に対する可動フ
ァイバの耐久性が向上する。従ってこの光スイッチは、
可動ファイバが受傷し難く、寿命の長いものとなる。

また請求項２の製造方法では、孔抜き用ファイバの外
周に磁性合金膜を含む膜を被覆しあと、磁性合金膜付き
ファイバを切断し、ついで孔抜き用ファイバをエッチン
グ液で溶解除去するので、強い力を加えることなくしか
も簡単な機械加工で高精度の磁性パイプを製作できる。
従ってこの製造方法によれば、精度の要求される磁性パ
イプを歩留り良く製造できる。

さらに請求項３の製造方法では、可動ファイバの先端
から磁性パイプの装着部位までをエッチング処理して細
径化するので、変形し易い薄肉の磁性パイプを円滑に挿
入できる。またエッチング処理を施した部分と施されな
い部分との間に形成される段部がストッパーとして機能
するので、磁性パイプの位置決めを正確に行える利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光スイッチの一実施例を示す一部断面
視した正面図、第２図は同実施例の可動ファイバの先端
部を示す拡大図、第３図は同実施例の磁性パイプを示す
拡大図、第４図は第１図中IV−IV線に沿う断面図、第５
図は第１図中のＶ−Ｖ線に沿う断面図、第６図ないし第
９図は実施例１の光スイッチの製造方法の一実施例を説
明するためのもので、第６図は孔抜きファイバに下地金
属層を真空蒸着法で形成する工程を示す正面図、第７図
は電気鍍金浴中で磁性金属層を電着する工程を示す正面
図、第８図は孔抜きファイバの部分をエッチング除去す
る工程を示す断面図、第９図は可動ファイバの先端部に
エッチング処理を施す工程を示す概略図、第10図はエッ
チング時間とファイバ外径の関係を示すグラフ、第11図
は実施例２の光スイッチの製造方法を示す正面図、第12
図は実施例３の光スイッチの可動ファイバの先端部を示
す断面図、第13図は実施例５の光スイッチを示す斜視
図、第14図は従来の光スイッチを示す断面図、第15図は
本発明者が過去に提案した光スイッチを示す斜視図であ
る。 301……孔抜き用ファイバ、402……電気鍍金浴液、504
……磁性合金膜層、707……弗化水素酸系溶液、901……
可動ファイバ、901B……磁性パイプ、902・903……静止
ファイバ、904……ソレノイドコイル、905……永久磁
石。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自己保持型のスイッチ動作を行う機械式の
   光スイッチであって、 片持ち梁状に支持された可動ファイバと、その先端近傍
   に装着された磁性体と、該磁性体を包囲するように設け
   られた中空ソレノイドコイルと、前記磁性体と平行にか
   つ互いに逆極性となるように対向配置された永久磁石
   と、前記可動ファイバの先端と対向するように固定され
   た静止ファイバとからなり、 前記の磁性体が、磁性工学材料的に十数〜数十エルステ
   ッドの保磁力を有する半硬質磁性材料からなり、かつ前
   記永久磁石とほぼ同じ長さ及び前記可動ファイバの先端
   部の外径とほぼ同一若しくは若干太い内径を有して可動
   ファイバに嵌め合わされた薄肉磁性合金パイプからな
   り、 かつ前記可動ファイバが、ファイバ製造時の線引き工程
   において表面にアモルファスカーボンが被覆されてなる
   ものであることを特徴とする光スイッチ。
2. 【請求項２】自己保持型のスイッチ動作を行う機械式の
   光スイッチであって、片持ち梁状に支持された可動ファ
   イバと、その先端近傍に装着された磁性体と、該磁性体
   を包囲するように設けられた中空ソレノイドコイルと、
   前記磁性体と平行にかつ互いに逆極性となるように対向
   配置された永久磁石と、前記可動ファイバの先端と対向
   するように固定された静止ファイバとからなり、前記の
   磁性体が、磁性工学材料的に十数〜数十エルステッドの
   保磁力を有する半硬質磁性材料からなり、かつ前記永久
   磁石とほぼ同じ長さ及び前記可動ファイバの先端部の外
   径とほぼ同一若しくは若干太い内径を有して可動ファイ
   バに嵌め合わされた薄肉磁性合金パイプからなる光スイ
   ッチを製造するに際して、 前記可動ファイバの先端部の外径と同一若しくは若干太
   い外径を有する孔抜き用ファイバの外周表面に、孔抜き
   用ファイバを溶解可能なエッチング液では溶解されない
   半硬質磁性材料からなる磁性合金膜を形成し、得られた
   磁性合金膜付きファイバを所定の長さに切断し、次いで
   これをエッチング液に浸して孔抜き用ファイバの部分を
   溶解除去することにより、可動ファイバの先端部のクラ
   ッド外径とほぼ同一若しくは若干太い内径を有する前記
   薄肉磁性合金パイプを作成することを特徴とする光スイ
   ッチの製造方法。
3. 【請求項３】自己保持型のスイッチ動作を行う機械式の
   光スイッチであって、片持ち梁状に支持された可動ファ
   イバと、その先端近傍に装着された磁性体と、該磁性体
   を包囲するように設けられた中空ソレノイドコイルと、
   前記磁性体と平行にかつ互いに逆極性となるように対向
   配置された永久磁石と、前記可動ファイバの先端と対向
   するように固定された静止ファイバとからなり、前記の
   磁性体が、磁性工学材料的に十数〜数十エルステッドの
   保磁力を有する半硬質磁性材料からなり、かつ前記永久
   磁石とほぼ同じ長さ及び前記可動ファイバの先端部の外
   径とほぼ同一若しくは若干太い内径を有して可動ファイ
   バに嵌め合わされた薄肉磁性合金パイプからなる光スイ
   ッチを製造するに際して、 前記可動ファイバの先端から薄肉磁性合金パイプの装着
   部位までの可動ファイバの外径を、弗化水素酸系エッチ
   ング液により若干細くした後、前記の薄肉磁性合金パイ
   プをこの細くされた可動ファイバに嵌合・固定すること
   を特徴とする光スイッチの製造方法。