JP3469706B2 - Light switch - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光路中に設置され
た反射部材を移動させることにより光路の切替を行う光
スイッチに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switch for switching an optical path by moving a reflecting member installed in the optical path.
【０００２】この種の光スイッチとしては従来、ガラス
製の基板に互いに直交する方向に光導波路を形成し、そ
の交差点に交差角を２等分する方向にスロットを形成
し、そのスロットの長手方向中間部に液状反射材（具体
的には水銀）を入れておいて、その液状反射材をスロッ
ト長手方向に移動させることにより光路の切替を行うも
のが公知である（特開平６−１７５０５２号公報）。Conventionally, as an optical switch of this type, an optical waveguide is formed on a glass substrate in directions orthogonal to each other, and a slot is formed at a crossing point thereof in a direction that divides a crossing angle into two equal parts, and a longitudinal direction of the slot is formed. It is known that a liquid reflecting material (specifically, mercury) is put in an intermediate portion, and the liquid reflecting material is moved in the longitudinal direction of the slot to switch the optical path (Japanese Patent Laid-Open No. 6-175052). ).
【０００３】この光スイッチの場合、液状反射材を移動
させる力は、スロット内の液状反射材の両端側に透明電
解質溶液を充填し、スロットの両端部に電極を設置し
て、この電極間に電圧をかけることにより得ている。電
圧をかけると、液状反射材と透明電解質溶液間の界面張
力が変化して液状反射材を移動させる力が得られる。電
極に電圧をかけるための配線パターンは基板表面に蒸着
などにより形成されている。また基板のスロット内に液
状反射材と透明電解質溶液を閉じ込めるため、基板上に
はガラス製の蓋板が接合されている。In the case of this optical switch, the force for moving the liquid reflecting material is such that both ends of the liquid reflecting material in the slot are filled with the transparent electrolyte solution, electrodes are installed at both ends of the slot, and between the electrodes. It is obtained by applying a voltage. When a voltage is applied, the interfacial tension between the liquid reflecting material and the transparent electrolyte solution changes, and a force for moving the liquid reflecting material is obtained. A wiring pattern for applying a voltage to the electrodes is formed on the surface of the substrate by vapor deposition or the like. Further, a glass cover plate is bonded on the substrate to confine the liquid reflector and the transparent electrolyte solution in the slot of the substrate.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の光スイ
ッチは、ガラス製の基板上にガラス製の蓋板を接合する
ことにより、スロット内に充填した液状反射材および透
明電解質溶液が漏れないように封止しているが、弾性の
ないガラスとガラスの接合であるため、基板と蓋板の間
のわずかな隙間に毛細管現象により液状反射材または透
明電解質溶液が入り込みやすく、液密性を確保すること
が難しい。特に１枚の基板上にｎ×ｍのマトリックス光
スイッチを形成する場合は、すべての光スイッチの液密
性を１枚の蓋板で一括して確保する必要があり、実現が
困難である。In the conventional optical switch of this type, by bonding a glass cover plate on a glass substrate, the liquid reflector and the transparent electrolyte solution filled in the slot do not leak. Although it is sealed like this, since it is a glass-to-glass joint that does not have elasticity, the liquid reflection material or transparent electrolyte solution easily enters into the slight gap between the substrate and the lid plate due to the capillary phenomenon to ensure liquid tightness. Difficult to do. In particular, when forming an n × m matrix optical switch on one substrate, it is necessary to collectively secure the liquid tightness of all the optical switches with one lid plate, which is difficult to realize.
【０００５】また液状反射材や透明電解質溶液は導電性
であるため、これらが基板と蓋板の間に侵入すると、基
板表面に形成された配線パターンを短絡させるおそれが
ある。また基板には光導波路およびスロットを形成した
後に、さらに電極、配線パターンを形成する必要がある
ため、製造工程が多く、生産性がわるい。Further, since the liquid reflecting material and the transparent electrolyte solution are conductive, if they enter between the substrate and the cover plate, the wiring pattern formed on the surface of the substrate may be short-circuited. Further, since it is necessary to further form electrodes and wiring patterns on the substrate after forming the optical waveguide and the slot, the number of manufacturing steps is large and the productivity is poor.
【０００６】さらに従来の光スイッチは直線状のスロッ
トに液状反射材と透明電解質溶液が充填されている状態
であるので、液状反射材が移動するときに透明電解質溶
液の逃げ場がなく、このため液状反射材がスムーズに移
動し難い。Further, since the conventional optical switch is in a state in which the liquid reflector and the transparent electrolyte solution are filled in the linear slot, there is no escape for the transparent electrolyte solution when the liquid reflector moves, so that the liquid It is difficult for the reflective material to move smoothly.
【０００７】以上のような問題点に鑑み、本発明の第１
の目的は、スロット内に充填された液状反射材および透
明電解質溶液をより確実にスロット内に閉じ込めること
ができ、しかも比較的製造の容易な光スイッチを提供す
ることにある。また本発明の第２の目的は、液状反射材
が透明電解質溶液に抑制されることなくスムーズに移動
できる光スイッチを提供することにある。In view of the above problems, the first aspect of the present invention
It is an object of the invention to provide an optical switch which can more reliably confine the liquid reflector and the transparent electrolyte solution filled in the slot in the slot, and which is relatively easy to manufacture. A second object of the present invention is to provide an optical switch in which the liquid reflecting material can move smoothly without being suppressed by the transparent electrolyte solution.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】第１の目的を達成するた
め本発明の光スイッチは、互いに交差する方向に光導波
路を形成し、光導波路の交差角を２等分する方向に光導
波路をしゃ断する主スロットを形成した基板と、前記主
スロットの長手方向中間部に充填された液状反射材と、
その液状反射材の両端側に充填された透明電解質溶液
と、前記基板の主スロットを形成した面に接合された蓋
板とを備え、前記蓋板は蓋板本体の基板側の面に高分子
材層を一体に設け、その高分子材層内に前記主スロット
の両端部に露出する電極とその電極からのびる配線パタ
ーンを形成したものからなることを特徴とするものであ
る。In order to achieve the first object, an optical switch according to the present invention forms an optical waveguide in a direction intersecting with each other, and forms an optical waveguide in a direction that divides a crossing angle of the optical waveguide into two equal parts. A substrate having a main slot to be cut off, and a liquid reflection material filled in the longitudinal middle portion of the main slot,
The liquid reflective material is provided with a transparent electrolyte solution filled on both sides, and a lid plate joined to the surface of the substrate on which the main slot is formed, the lid plate being a polymer on the substrate-side surface of the lid plate body. It is characterized in that the material layer is integrally provided, and an electrode exposed at both ends of the main slot and a wiring pattern extending from the electrode are formed in the polymer material layer.
【０００９】蓋板の基板側の面に設けられた高分子材層
はガラスより弾性があるため、基板に蓋板を密接させる
と、この高分子材層がシール材として作用し、スロット
内に液状反射材および透明電解質溶液を確実に閉じ込め
ることが可能となる。また電極および配線パターンが蓋
板側に形成されているため、基板の製造工程を簡素化で
き、電極および配線パターンの形成を基板の製造と関係
なく行うことが可能となる。Since the polymer material layer provided on the surface of the lid plate on the substrate side is more elastic than glass, when the lid plate is brought into close contact with the substrate, this polymer material layer acts as a sealing material, and the It is possible to reliably enclose the liquid reflector and the transparent electrolyte solution. Further, since the electrodes and the wiring patterns are formed on the cover plate side, the manufacturing process of the substrate can be simplified, and the electrodes and the wiring patterns can be formed regardless of the manufacturing of the substrate.
【００１０】また前記第２の目的を達成するため本発明
は、上記のような光スイッチにおいて、蓋板に、主スロ
ットの一端側から主スロットと異なる経路を通って主ス
ロットの他端側に通じる迂回スロットが形成されている
ことを特徴とするものである。このように迂回スロット
を設けておくと、液状反射材により押された透明電解質
溶液は迂回スロットに流れ込むので、液状反射材の移動
を抑制することがなくなり、液状反射材をスムーズに移
動させることが可能となる。In order to achieve the second object, the present invention provides the optical switch as described above, wherein the cover plate is provided on the cover plate from the one end side of the main slot to the other end side of the main slot through a route different from the main slot. It is characterized in that a detour slot that communicates is formed. By providing the bypass slot in this way, the transparent electrolyte solution pressed by the liquid reflecting material flows into the bypass slot, so that the movement of the liquid reflecting material is not suppressed and the liquid reflecting material can be smoothly moved. It will be possible.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。
〔実施形態１〕図１ないし図７は本発明の一実施形態を
示す。この光スイッチは石英ガラス製の基板１を備えて
いる。基板１には互いに直交する方向に光導波路２Ｘ、
２Ｙが形成されている。光導波路２Ｘ、２Ｙの交差部に
は、光導波路の交差角をほぼ２等分する方向に主スロッ
ト３が形成されている。この主スロット３の一方の側壁
は光導波路２Ｘ、２Ｙの中心軸線の交差点を通過してい
る。主スロット３はその位置で光導波路２Ａ、２Ｂをし
ゃ断している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. [Embodiment 1] FIGS. 1 to 7 show an embodiment of the present invention. This optical switch comprises a substrate 1 made of quartz glass. The optical waveguides 2X are arranged on the substrate 1 in directions orthogonal to each other.
2Y is formed. At the intersection of the optical waveguides 2X and 2Y, a main slot 3 is formed in a direction that bisects the intersection angle of the optical waveguides. One side wall of the main slot 3 passes through the intersection of the central axes of the optical waveguides 2X and 2Y. The main slot 3 blocks the optical waveguides 2A and 2B at that position.
【００１２】主スロット３の長手方向中間部には液状反
射材４（水銀など）が充填され、その液状反射材４の両
端側には透明電解質溶液５（Ｎａ2 ＳＯ4 溶液など）が
充填されている。A liquid reflector 4 (mercury or the like) is filled in the longitudinal middle portion of the main slot 3, and a transparent electrolyte solution 5 (Na 2 SO 4 solution or the like) is filled in both ends of the liquid reflector 4. ing.
【００１３】基板１の主スロット３を形成した面には蓋
板６が接合されている。この蓋板６はガラス製の蓋板本
体７の基板１側の面に高分子材層８を一体に設けたもの
である。高分子材層８としては例えばポリイミド等が使
用される。この高分子材層８内には主スロット３の両端
部に露出する電極９と、その電極４からのびる配線パタ
ーン１０が形成されている。また蓋板６には、主スロッ
ト３の一端側から主スロット３と異なる経路（図示の例
でと主スロット３の両側）を通って主スロット３の他端
側に通じる迂回スロット１１が形成されている。A cover plate 6 is joined to the surface of the substrate 1 on which the main slot 3 is formed. The lid plate 6 is one in which a polymer layer 8 is integrally provided on the surface of the glass lid plate body 7 on the substrate 1 side. For example, polyimide or the like is used as the polymer material layer 8. Electrodes 9 exposed at both ends of the main slot 3 and a wiring pattern 10 extending from the electrode 4 are formed in the polymer layer 8. A detour slot 11 is formed in the cover plate 6 from one end side of the main slot 3 to the other end side of the main slot 3 through a path different from the main slot 3 (both sides of the main slot 3 in the illustrated example). ing.
【００１４】このような蓋板６は図８（ａ）〜（ｆ）の
ようにして製作することができる（図８は図１と上下が
反対である）。（ａ）まずガラス製の蓋板本体７の片面
にポリイミド等を塗布して第１の高分子材層８ａを形成
する。（ｂ）第１の高分子材層８ａ上に蒸着などの手段
により配線パターン１０を形成する。（ｃ）配線パター
ン１０の端部に蒸着などの手段により電極９を形成す
る。（ｄ）全面にポリイミド等を塗布して第２の高分子
材層８ｂを形成する。これにより配線パターン１０およ
び電極９以外の領域では第１の高分子材層８ａと第２の
高分子材層８ｂが一体化して高分子材層８となる。
（ｅ）高分子材層８をパターンエッチングして迂回スロ
ットに相当する部分を除去する。（ｆ）蓋板本体７をド
ライエッチング等の手段により溝堀りして迂回スロット
１１を形成する。このとき高分子材層８はエッチングマ
スクとなる。さらに高分子材層８をエッチングして厚さ
を減らし、電極９の表面を露出させる。これで蓋板６が
出来上がる。Such a cover plate 6 can be manufactured as shown in FIGS. 8A to 8F (FIG. 8 is upside down from FIG. 1). (A) First, polyimide or the like is applied to one surface of the lid plate main body 7 made of glass to form the first polymer material layer 8a. (B) The wiring pattern 10 is formed on the first polymer layer 8a by means such as vapor deposition. (C) The electrode 9 is formed on the end portion of the wiring pattern 10 by means such as vapor deposition. (D) Polyimide or the like is applied to the entire surface to form the second polymer material layer 8b. As a result, in regions other than the wiring pattern 10 and the electrodes 9, the first polymer material layer 8a and the second polymer material layer 8b are integrated to form the polymer material layer 8.
(E) The polymer material layer 8 is pattern-etched to remove the portion corresponding to the bypass slot. (F) The detour slot 11 is formed by digging the lid plate body 7 by means of dry etching or the like. At this time, the polymer material layer 8 serves as an etching mask. Further, the polymer material layer 8 is etched to reduce the thickness and expose the surface of the electrode 9. This completes the cover plate 6.
【００１５】この蓋板６における高分子材層８は、配線
パターン１０の絶縁体になると共に、図１のように基板
１に接合したときは、その弾性により基板１表面に密接
するので、主スロット３内に液状反射材４および透明電
解質溶液５を閉じ込めるシール材として働く。The polymer material layer 8 of the cover plate 6 serves as an insulator of the wiring pattern 10 and when bonded to the substrate 1 as shown in FIG. It functions as a sealing material for confining the liquid reflector 4 and the transparent electrolyte solution 5 in the slot 3.
【００１６】この光スイッチは次のように動作する。液
状反射材４が図１および図２の実線の位置にあるとき
は、例えば横方向光導波路２Ｘの入力側（図２左下）か
ら入った光は液状反射材４で反射して縦方向光導波路２
Ｙの出力側（図２右下）へ出ていく。また縦方向光導波
路２Ｙの入力側（図２左上）から入った光は液状反射材
４でしゃ断される。このあと電極９間に電圧を印加して
液状反射材４を図１および図２の一点鎖線の位置に移動
させると、光導波路２Ｘ、２Ｙの交差部が透明電解質溶
液５で満たされるため、例えば横方向光導波路２Ｘの入
力側（図２左下）から入った光はそのまま直進して出力
側（図２右上）へ出ていく。また縦方向光導波路２Ｙの
入力側（図２左上）から入った光はそのまま直進して出
力側（図２右下）へ出ていく。このようにして光路の切
替が行われる。This optical switch operates as follows. When the liquid reflecting material 4 is in the position shown by the solid line in FIGS. 1 and 2, for example, light entering from the input side (lower left in FIG. 2) of the horizontal optical waveguide 2X is reflected by the liquid reflecting material 4 and is reflected in the vertical optical waveguide. Two
Go to the output side of Y (bottom right of Fig. 2). Light entering from the input side (upper left of FIG. 2) of the vertical optical waveguide 2Y is blocked by the liquid reflecting material 4. After that, when a voltage is applied between the electrodes 9 to move the liquid reflection material 4 to the position indicated by the alternate long and short dash line in FIGS. 1 and 2, the intersection of the optical waveguides 2X and 2Y is filled with the transparent electrolyte solution 5. Light that has entered from the input side (lower left in FIG. 2) of the lateral optical waveguide 2X goes straight on and goes out to the output side (upper right in FIG. 2). Light entering from the input side (upper left in FIG. 2) of the vertical optical waveguide 2Y goes straight on and goes out to the output side (lower right in FIG. 2). In this way, the optical path is switched.
【００１７】また液状反射材４が移動すると、それに押
されて透明電解質溶液５も迂回スロット１１を通って例
えば図５、図６の矢印のように流動する。このため液状
反射材４は透明電解質溶液５に移動を制限されることな
くスムーズに移動することができる。When the liquid reflector 4 moves, the transparent electrolyte solution 5 is pushed by the liquid reflector 4 and flows through the bypass slot 11 as shown by arrows in FIGS. 5 and 6, for example. Therefore, the liquid reflector 4 can move smoothly without being restricted to the transparent electrolyte solution 5.
【００１８】〔実施形態２〕図９は本発明の他の実施形
態を示す。この実施形態が前記実施形態１と異なる点
は、蓋板６に迂回スロットが形成されていないことであ
る。それ以外は実施形態１と同じであるので同一部分に
は同一符号を付してある。この構成では、液状反射材４
の移動のし難さは従来と同様であるが、高分子材層８が
シール材として作用するため、液状反射材４および透明
電解質溶液５の漏れを確実に防止できる効果がある。[Second Embodiment] FIG. 9 shows another embodiment of the present invention. The difference of this embodiment from the first embodiment is that the detour slot is not formed in the cover plate 6. The other parts are the same as those in the first embodiment, and therefore, the same parts are denoted by the same reference numerals. In this configuration, the liquid reflection material 4
However, since the polymer material layer 8 acts as a sealant, the liquid reflector 4 and the transparent electrolyte solution 5 can be reliably prevented from leaking.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、蓋
板の基板側の面に高分子材層を設けたので、そのシール
作用により液状反射材および透明電解質溶液の漏れを確
実に防止することができる。また電極および配線パター
ンが蓋板側に形成されているため、基板側の製造工程が
すくなくなり、製造が容易になる。さらに蓋板に迂回ス
ロットを設けることにより液状反射材の移動をスムーズ
に行うことができ、切替動作を迅速に行うことが可能と
なる。As described above, according to the present invention, since the polymer material layer is provided on the surface of the lid plate on the substrate side, the sealing action reliably prevents leakage of the liquid reflector and the transparent electrolyte solution. can do. Further, since the electrodes and the wiring pattern are formed on the cover plate side, the manufacturing process on the substrate side is saved, and the manufacturing is facilitated. Further, by providing the detour slot in the cover plate, the liquid reflecting material can be smoothly moved, and the switching operation can be performed quickly.
【図１】 本発明の光スイッチの一実施形態を示す縦断
面図。FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of an optical switch of the present invention.
【図２】 図１のＡ−Ａ線における横断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
【図３】 図１のＢ−Ｂ線における横断面図。3 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
【図４】 図１のＣ−Ｃ線における横断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
【図５】 図１のＤ−Ｄ線における横断面図。5 is a cross-sectional view taken along the line D-D in FIG.
【図６】 図１のＥ−Ｅ線における縦断面図。6 is a vertical cross-sectional view taken along the line EE of FIG.
【図７】 図１のＦ−Ｆ線における縦断面図。7 is a vertical cross-sectional view taken along the line FF of FIG.
【図８】 （ａ）〜（ｆ）は図１の光スイッチにおける
蓋板の製造方法を工程順に示す説明図。8A to 8F are explanatory views showing a method of manufacturing a cover plate in the optical switch of FIG. 1 in the order of steps.
【図９】 本発明の光スイッチの他の実施形態を示す縦
断面図。FIG. 9 is a vertical sectional view showing another embodiment of the optical switch of the present invention.
１：基板 ２Ｘ、２Ｙ：光導波路 ３：主スロット ４：液状反射材 ５：透明電解質溶液 ６：蓋板 ７：蓋板本体 ８：高分子材層 ９：電極 １０：配線パターン １１：迂回スロット 1: substrate 2X, 2Y: Optical waveguide 3: Main slot 4: Liquid reflector 5: Transparent electrolyte solution 6: lid plate 7: Lid plate body 8: Polymer material layer 9: Electrode 10: Wiring pattern 11: Detour slot
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小沢 章一 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古河電気工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 誠 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 26/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Shoichi Ozawa 2-6-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Sato 3-19-2, Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. Japan Telegraph and Telephone Corporation (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 26/08
Claims (2)
Ｙ）を形成し、かつ光導波路の交差角を２等分する方向
に光導波路をしゃ断する主スロット（３）を形成した基
板（１）と、前記主スロット（３）の長手方向中間部に
充填された液状反射材（４）と、その液状反射材の両端
側に充填された透明電解質溶液（５）と、前記基板
（１）の主スロットを形成した面に接合された蓋板
（６）とを備え、前記蓋板（６）は蓋板本体（７）の基
板側の面に高分子材層（８）を一体に設け、その高分子
材層（８）内に前記主スロット（３）の両端部に露出す
る電極（９）とその電極からのびる配線パターン（１
０）を形成したものからなることを特徴とする光スイッ
チ。1. An optical waveguide (2X, 2X) in a direction intersecting with each other.
Y) and a substrate (1) having a main slot (3) for cutting the optical waveguide in a direction that bisects the intersection angle of the optical waveguide, and a longitudinal intermediate portion of the main slot (3). The filled liquid reflector (4), the transparent electrolyte solution (5) filled at both ends of the liquid reflector, and the lid plate (6) joined to the surface of the substrate (1) in which the main slot is formed. ) And the lid plate (6) is integrally provided with a polymer layer (8) on the substrate side surface of the lid body (7), and the main slot (8) is provided in the polymer layer (8). The electrode (9) exposed at both ends of (3) and the wiring pattern (1) extending from the electrode (9)
0) formed from the optical switch.
から主スロットと異なる経路を通って主スロットの他端
側に通じる迂回スロット（１１）が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。2. The cover plate (6) is formed with a detour slot (11) communicating from one end side of the main slot (3) to the other end side of the main slot through a route different from the main slot. The optical switch according to claim 1.
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| JP11391896A JP3469706B2 (en) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | Light switch |
Applications Claiming Priority (1)
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| JPH09297273A JPH09297273A (en) | 1997-11-18 |
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