JPH0894866A

JPH0894866A - 導波路型光スイッチ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0894866A
Application number: JP22980294A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sato; 佐藤　　誠; Hideo Kobayashi; 英夫小林; Shigeru Kawamata; 繁川又
Original assignee: Hitachi Cable Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Hitachi Cable Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】屈折率整合液体がスリット内で分散して液切
れを起こさず、しかも光路を切り替えるとき以外無給電
で保持できる導波路型光スイッチ及びその製造方法を提
供すること。【構成】光が伝搬する略矩形状のコア１１がコア１１
より低い屈折率を有するクラッド１２で覆われると共に
互いに交差した複数の光導波路と、光導波路の交差部に
コア１１を切断して設けたスリット１３と、コア１１と
略等しい屈折率を有すると共にスリット１３内に収容さ
れた屈折率整合液体１４と、屈折率整合液体１４をスリ
ット１３内で移動させて光の伝搬方向を切り替える給排
手段１６ａ，１６ｂ、１７ａ，１７ｂとを備えた導波路
型光スイッチにおいて、スリット１３に、屈折率整合液
体１４の移動時に生じる衝撃を緩和する緩衝構造を形成
したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、伝搬する光の光路の切
り替え又は遮断のために用いられる導波路型光スイッチ
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムが高度化するに伴い、低
挿入損失、低ストローク特性を有する空間分割型スイッ
チの必要性が高まってきている。

【０００３】空間分割型光スイッチとして、先に本出願
人らは図５に示すような導波路型光スイッチを提案した
（特願平２−２６９４８９号）。図５（ａ）は、従来の
導波路型光スイッチの平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）
におけるＡ−Ａ線断面図をそれぞれ示している。

【０００４】導波路型光スイッチ１は、石英基板２と、
石英基板２上に形成されたバッファ層３と、バッファ層
３上に形成され、Ｔ字状に交差するコア４と、コア４よ
り低い屈折率を有すると共にコア４及びバッファ層３を
覆うように形成されたクラッド５と、コア４の分岐部４
ａに約４５度の角度で導波路の交差部分を切断して形成
されたスリット６と、スリット６の周囲のクラッド５の
上面に形成された給排手段としての薄膜ヒータ７と、薄
膜ヒータ７、スリット６及びクラッド５を覆うように容
器８内に収容されコア４の屈折率と略等しい屈折率を有
する屈折率整合液体９とで構成されている。

【０００５】この薄膜ヒータ７に給電すると、スリット
６の極近傍だけが加熱され、スリット６内の屈折率整合
液体９ａが気化する。コア４内を矢印Ｌ₁方向に伝搬す
る光は、このスリット６の壁面で反射し、直交するコア
へ曲げられて矢印Ｌ₂方向へ伝搬する。

【０００６】薄膜ヒータ７への給電を停止すると、スリ
ット６の周辺は放熱により冷却され、気化していた屈折
率整合液体が凝結して液体に戻り、スリット６内は再び
屈折率整合液体で満たされるので、矢印Ｌ₁方向へ伝搬
する光は矢印Ｌ₃方向へ直進する。

【０００７】以上のように導波路型光スイッチ１は、ス
リット６への屈折率整合液体９の供給及び排出動作を、
加熱冷却による液体の蒸発凝結によって行うことによ
り、高速のスイッチング動作を実現することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た導波路型光スイッチ１には次のような課題がある。

【０００９】給排手段により屈折率整合液体９を狭いス
リット６内で急激に移動させると、スリット６の端部に
屈折率整合液体９が衝突して粒状に分散するキャビテー
ションが発生する。

【００１０】このため、屈折率整合液体９がスリット６
内に多数分散して液切れの状態になり、光路の切り替え
ができなくなることがある。また、光通信システムでは
膨大な数の光スイッチを有するため、通常は消費電力が
「零」で、切り替えるときのみに電力を必要とする自己
保持機能を有する光スイッチが不可欠となる。しかし、
上述した導波路型光スイッチ１には自己保持機能につい
ての配慮がなされておらず、光路を切り替えて保持する
には薄膜ヒータ７への給電を連続させなければならな
い。このため、電力消費が大きく、経済性に問題があ
る。さらに、熱が蓄積して導波路型光スイッチ１全体が
高温になり、駆動させていない他の導波路型光スイッチ
に影響を及ぼし、誤動作の原因になる。

【００１１】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、屈折率整合液体がスリット内で分散して液切れを起
こさず、しかも光路を切り替えるとき以外無給電で保持
できる導波路型光スイッチ及びその製造方法を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光が伝搬する略矩形状のコアがコアより低
い屈折率を有するクラッドで覆われると共に互いに交差
した複数の光導波路と、光導波路の交差部にコアを切断
して設けたスリットと、コアと略等しい屈折率を有する
と共にスリット内に収容された屈折率整合液体と、屈折
率整合液体をスリット内で移動させて光の伝搬方向を切
り替える給排手段とを備えた導波路型光スイッチにおい
て、スリットに、屈折率整合液体の移動時に生じる衝撃
を緩和する緩衝構造を形成したものである。

【００１３】本発明の導波路型光スイッチはスリット
を、端部に向かってテーパ状に狭く、あるいは端部の一
部が狭く形成したものである。

【００１４】本発明の導波路型光スイッチはスリットの
両端部に屈折率整合液体で満たされた液溜をそれぞれ設
けると共にスリット内に屈折率整合液体を所定量だけ収
容し、両液溜内の液体が給排手段によって移動せずかつ
スリット内に収容された屈折率整合液体がスリット内を
移動するようにしたものである。

【００１５】本発明の導波路型光スイッチはスリットが
形成されたクラッドを封止するための表面キャップとの
貼り合わせ面に、スリットを取り囲むような溝が少なく
とも１本形成したものである。

【００１６】本発明の導波路型光スイッチは、次の(a)
〜(h) の工程で製造することができる。

【００１７】(a) 一方の基板の表面に光導波路用ガラス
膜として、バッファ層、バッファ層より高い屈折率を有
するコア層、コア層より低い屈折率を有しコア層を覆う
クラッド層、を順次積層する工程、(b) クラッド層の上
に、フォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィに
より光導波路をパターン化する工程、(c) ドライエッチ
ングプロセスにより、コア及びスリットを形成する工
程、(d) 他方の基板の表面に薄膜ヒータ用の金属膜を形
成する工程、(e) フォトリソグラフィにより給排手段と
しての発熱体、電極及び配線をパターン化する工程、
(f) ドライエッチングにより電極及び配線を形成する工
程、(g) スリットに屈折率整合液体を所定量だけ収容す
る工程、(h) 両基板の機能部を有する面を減圧下で密封
する工程。

【００１８】本発明の導波路型光スイッチは、両基板の
機能部を有する面を減圧下で密封する工程に、液体の表
面張力及び／または紫外線硬化樹脂を用いたものであ
る。

【００１９】

【作用】上記構成によれば、屈折率整合液体を収容する
スリットが、端部に向かって狭くなるように形成されて
いるので、屈折率整合液体の粘性をスリットの端部に向
かって増大させるのに等しくなり、スリット内に減圧封
止されている屈折率整合液体を給排手段により急激に移
動させても、この屈折率整合液体がスリットの端部に近
付くに従って減速されるため、端部の壁面に衝突する衝
撃波によって屈折率整合液体が粒状に分散することがな
い。また、スリットの端部に屈折率整合液体を収容した
液溜を形成したので、スリット内に減圧封止されている
屈折率整合液体を給排手段により急激に移動させても、
液溜に収容された屈折率整合液体が移動時に発生する衝
撃が緩和される。スリットの端部において、屈折率整合
液体がクラッドの壁面に接する表面積が、クラッドの壁
面に接していない表面積より大きいため、表面張力に大
きな差が生じ、これが保持力として屈折率整合液体が安
定に保持される。スリットは端部に向かってテーパ状に
狭く形成されているので、表面積を小さくしようとする
液体の性質により、給排手段を停止しても液体が端部に
向かって移動し続け、スリットの途中に孤立した液体が
残るのを防ぐことができる。この他、スリットの周囲に
リング状の封止溝を形成し、液体介在させた２枚の基板
を貼り合わせる際、間隔が狭い部分と封止溝の広い部分
とが設けられていることにより、液体の表面張力差を大
きくすることができ、減圧空間での密封を容易に行うこ
とができる。

【００２０】給排手段が屈折率整合液体をスリットのス
リーブ内に供給すると、スリットの表面における屈折率
差がなくなり、光導波路内の光はスリットを直進する。
給排手段によってスリットの端部に移動した屈折率整合
液体は表面張力によってスリット内に保持されるので、
給排手段が供給を停止してもスイッチングの状態を保持
する。逆に給排手段が光導波路のスリットのスリーブ内
から屈折率整合液体を他端に排出すると、スリットの表
面における屈折率差が大きくなり、光導波路内の光が反
射されて分岐方向に曲げられ、スイッチングの状態が反
転する。この場合、給排手段が排出を停止しても屈折率
整合液体は表面張力によってスリットの端部に保持され
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００２２】図１は本発明の導波路型光スイッチの一実
施例の平面図である。

【００２３】光導波路は、石英基板１０の上に、屈折率
が異なる複数のＳｉＯ₂の層を重ねた構造を有してお
り、光が伝搬するコア１１と、コア１１を覆う低屈折率
のクラッド１２とを有している。光導波路は、３つの枝
路１１ａ〜１１ｃを有しており、枝路１１ａ，１１ｂは
直線上に、枝路１１ｃは枝路１１ａ，１１ｂに略直交す
るように配置されている。これら３つの枝路１１ａ〜１
１ｃで略Ｔ字形状の分岐部１１ｄが形成されている。分
岐部１１ｄには、コア１１を切断すると共に枝路１１ａ
と枝路１１ｃの双方に例えば約４５度の傾斜を有するス
リット１３が形成されている。スリット１３は、端部に
向かって狭くなっており、コア１１及びクラッド１２を
石英基板１０に対して垂直に切断するように形成されて
緩衝構造を構成している。スリット１３には、屈折率整
合液体１４が半分程収容されている。屈折率整合液体１
４は、光導波路を構成するコア１１の屈折率に略等しい
屈折率を有する液体である。石英基板１０上のクラッド
１２は、表面キャップ用基板１５で覆われており、この
表面キャップ用基板１５には、給排手段としての薄膜ヒ
ータ１６ａ，１６ｂと電極及び配線１７ａ，１７ｂが形
成されている。石英基板１０と表面キャップ用基板１５
とが、減圧空間で、スリット１３と薄膜ヒータ１６ａ，
１６ｂとが向かい合うように貼り合わせることにより導
波路型光スイッチ１８が形成される。

【００２４】この導波路型光スイッチ１８は、薄膜ヒー
タ１６ａ，１６ｂのいずれか一方に給電することができ
るようになっている。閉空間のスリット１３内に収容さ
れている屈折率整合液体１４は、スリット内の一端のス
リーブ側から他端のスリーブ側に移動自在になっている
と共に、屈折率整合液体１４の移動に伴ってコア１１の
枝路１１ａ，１１ｂの切断面が屈折率整合液体１４で覆
われたり、露出したりするようになっている。

【００２５】次に実施例の作用を述べる。

【００２６】まず、一方の薄膜ヒータ１６ａだけに給電
することにより、薄膜ヒータ１６ａが発熱し、この熱に
よってスリット１３の一端のスリーブ側に収容されてい
る屈折率整合液体１４が他端のスリーブ側に急激に移動
を開始するが、スリット１３の幅が端部に向かって狭く
形成されて緩衝構造となっているため、屈折率整合液体
１４の速度は徐々に減速されて端部に到達し、この結果
コア１１の枝路１１ａ，１１ｂの切断面が屈折率整合液
体１４で覆われて没することになる。枝路１１ａ，１１
ｂが屈折率整合液体１４に没することによって、枝路１
１ａ，１１ｂとスリット１３との屈折率差がなくなり、
矢印Ｌ₁₁方向から枝路１１ａに入射した光は、枝路１１
ｂを介して矢印Ｌ₁₂方向へ直進する。

【００２７】ここで、薄膜ヒータ１６ａへの給電を停止
すると、スリット１３の他端のスリーブ側に移動した屈
折率整合液体１４は表面張力の差によってその位置で保
持され、枝路１１ａから分岐部１１ｄに入射した光は、
依然として矢印Ｌ₁₂方向へ直進する。

【００２８】次に、他方の薄膜ヒータ１６ｂだけに給電
することにより、薄膜ヒータ１６ｂが発熱し、この熱に
よってスリット１３の他端のスリーブ側に移動した屈折
率整合液体１４が他端のスリーブ側から排出されて一端
のスリーブ側に移動し、スリット１３内の枝路１１ａ，
１１ｂが露出する。枝路１１ａ，１１ｂが屈折率整合液
体１４から露出すると、矢印Ｌ₁₁方向から枝路１１ａに
入射した光の方向は、屈折率の差によってスリット１３
の壁面で反射され、直交する枝路１１ｃへ切り替えられ
矢印Ｌ₁₃方向へ進む。この薄膜ヒータ１６ｂへの給電を
停止しても液体の表面張力により、屈折率整合液体１４
は移動したスリット１３の端部に保持される。この結
果、スリット１３のスリーブ内に屈折率整合液体１４が
無い状態が持続される。このため、無給電状態で矢印Ｌ
₁₁方向に枝路１１ａに入射した光は、依然としてスリッ
ト１３の内壁で反射して枝路１１ｃを介して矢印Ｌ₁₃方
向に出射され続ける。

【００２９】以上において本発明の光導波路型スイッチ
は、スリット１３の一方のスリーブから他方のスリーブ
への屈折率整合液体１４の給排動作を、スリット１３上
に設けたいずれか一方の薄膜ヒータ１６ａ（１６ｂ）に
給電することにより、高速でスイッチング動作を行うこ
とができ、かつ、屈折率整合液体１４の表面張力を利用
した保持力で屈折率整合液体１４を保持する、自己保持
機能を有する。

【００３０】したがって屈折率整合液体がスリット内で
分散して液切れを起こさず、しかも光路を切り替えると
き以外無給電で保持できる導波路型光スイッチを実現す
ることができる。

【００３１】次に導波路型光スイッチの製造方法につい
て述べる。

【００３２】図２は本発明の導波路型光スイッチの製造
方法を示す図である。

【００３３】まず、一方の基板としての石英基板１０に
化学的気相成長法（熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ等）、ス
パッタリング法、電子ビーム蒸着法、火炎堆積法等を用
いて、コア１１より屈折率の低いＳｉＯ₂膜からなる厚
さ約１０μｍのバッファ層１９を形成する。ＳｉＯ₂膜
上に屈折率制御用添加物ＴｉＯ₂，ＧｅＯ₂等の不純物
をドープした厚さ約８μｍのコア層２０を形成する。そ
の後、フォトリソグラフィの手法を用いて直交する光導
波路の枝路１１ａ〜１１ｃのパターン形成を行い、エッ
チングガスにＣＨＦ₃を用いた反応性ドライエッチング
（ＲＩＥ）によってエッチングし、厚さ幅共に約８μｍ
のコア１１を形成する（図２（ａ））。

【００３４】ＳｉＯ₂に屈折率制御及びガラス軟化点調
節用添加物Ｐ₂Ｏ₅，Ｂ₂Ｏ₃等をドープして得られる
厚さ約２０μｍのクラッド（コア１１より低い屈折率を
有する）１２を、化学的気相成長法によってコア１１及
びバッファ層１９の上に形成する。

【００３５】コア１１の分岐部１１ｄにフォトリソグラ
フィの手法でスリット１３のパターンを形成し、反応性
ドライエッチングによって両端側が狭いテーパ状のスリ
ット１３を形成する。これとともにスリット１３を取り
囲むように、スリット１３の周囲に溝１２ａを形成する
（図２（ｂ））。

【００３６】次に他方の基板としての石英ガラスからな
る表面キャップ用基板１５上に、スパッタリングを用い
て薄膜ヒータ１６ａ，１６ｂ用の抵抗体としてＣｒと、
電極及び配線１７ａ，１７ｂ用の導体としてＡｕとをそ
れぞれ厚さが約０．５μｍになるように積層膜を形成す
る。薄膜ヒータ１６ａ，１６ｂがスリット１３の真上の
位置に配置されるようにフォトリソグラフィでパターン
を形成する。その後、まずＡｕ膜を反応性ドライエッチ
ングでエッチングして電極及び配線１７ａ，１７ｂを形
成する。Ｃｒ膜をエッチングすることにより薄膜ヒータ
１６ａ，１６ｂが形成される（図２（ｃ））。

【００３７】その後、石英基板１０と表面キャップ用基
板１５とを各々チップ状に切断する。

【００３８】石英基板１０に形成されたスリット１３内
に屈折率整合液体１４として粘性の低いシリコンオイル
を、スリット１３の容積の約１／３に分注して収容す
る。その後、光導波路が設けられたチップ状の石英基板
１０と、薄膜ヒータ１６ａ，１６ｂと電極及び配線１７
ａ，１７ｂが形成された面に比較的粘性の高いシリコン
オイルを塗布した表面キャップ用基板１５とを、機能部
（スリット１３及び薄膜ヒータ１６ａ，１６ｂ）を有す
る面が向かい合うように（図２（ｃ）に示した表面キャ
ップ用基板１５を裏返して）約１Ｐａの減圧空間で貼り
合わせる。その後、チップ状の石英基板１０と表面キャ
ップ用基板１５の周辺部とを紫外線硬化樹脂２１で封じ
て固定する（図２（ｄ））。さらにその後、枝路１１ａ
〜１１ｃに光ファイバを取り付け、配線１７ａ，１７ｂ
に給電用リード線を取り付けて導波路型光スイッチ１８
が形成される。

【００３９】上述のように製造された導波路型光スイッ
チは、スリットに、屈折率整合液体の移動時に生じる衝
撃を緩和する緩衝構造を形成したので、屈折率整合液体
がスリット内で分散して液切れを起こさず、しかも光路
を切り替えるとき以外無給電で保持できる。

【００４０】図３は本発明の導波路型光スイッチの他の
実施例の平面図である。

【００４１】図１に示した実施例との相違点は、スリッ
ト３０の両端に液溜３１ａ，３１ｂが形成されている点
である。これらの液溜３１ａ，３１ｂは、スリット３０
を形成するときに、同時にスリット３０の両端にスリッ
ト３０に連通する空間を形成し、両空間に屈折率整合液
体３２ａ，３２ｂを満たすことにより形成される。スリ
ット３０内の一端部には所定量の屈折率整合液体３２ｃ
が収容されている。スリット３０上には両液溜３１ａ，
３１ｂから離れた位置に２つの薄膜ヒータ３３ａ，３３
ｂが設けられている。

【００４２】このような導波路型光スイッチの一方の薄
膜ヒータ３３ａに電極及び配線３４ａを介して給電する
と、閉空間のスリット３０に収容した屈折率整合液体３
２ｃは、一方の薄膜ヒータ３３ａが設けられている位置
から他端部に向かって移動し、液溜３１ａには屈折率整
合液体３２ａが残っている。

【００４３】一方、移動した屈折率整合液体３２ｃは他
端部の液溜３１ｂの屈折率整合液体３２ｂと一体化す
る。ここで薄膜ヒータ３３ａの給電を停止しても液溜３
１ｂの屈折率整合液体３２ｂはコア１１やクラッド１２
のガラス壁面と接している面が大きいため、屈折率整合
液体３２ｂの表面張力差により、スリット３０の端部に
強く保持されている。液溜３１ｂ内の屈折率整合液体３
２ｂは、表面張力により移動中の屈折率整合液体３２ｃ
を誘引するので、液溜３１ｂ内の屈折率整合液体３２ｂ
と一体化した屈折率整合液体３２ｃはより強く自己保持
される。すなわち、液溜３１ｂ（３１ａ）は緩衝材とし
て機能しており、スリット３０は緩衝構造を有している
のである。

【００４４】このとき枝路１１ａと枝路１１ｃとの間は
屈折率整合液体３２ｃで満たされているため、枝路１１
ａに矢印Ｌ₃₁方向から入射した光は、スリット３０を透
過して枝路１１ｂを経て矢印Ｌ₃₂方向に進む。

【００４５】これとは逆に他方の薄膜ヒータ３３ｂに電
極及び配線３４ｂを介して給電すると、屈折率整合液体
３２ｃは他方の薄膜ヒータ３３ｂが設けられている位置
から一端部に向かって移動し元の位置に保持される。こ
のため枝路１１ａと枝路１１ｂとの間には屈折率整合液
体３２ｃが無くなり、空間で遮断されるので矢印Ｌ₃₁方
向から枝路１１ａに入射した光はスリット３０の壁面で
反射して枝路１１ｃを経て矢印Ｌ₃₃方向に出射する。

【００４６】以上において、本実施例によれば薄膜ヒー
タ３３ａ，３３ｂのいずれか一方に給電することによ
り、屈折率整合液体３２ｃがスリット３０内で分散して
液切れを起こさず、しかも光路を切り替えるとき以外無
給電で保持できる。

【００４７】図４は本発明の導波路型光スイッチのさら
に他の実施例の平面図である。

【００４８】図１に示した実施例との相違点は、スリッ
ト４０の端部の一部を狭く形成した点である。

【００４９】導波路型光スイッチの一方の薄膜ヒータ４
１ａに電極及び配線４２ａを介して給電すると、一端部
に位置した屈折率整合液体４３は、他端部に向かって移
動するが、スリット４０の端部の狭くなった部分で減速
されると共にその端部で保持される。すなわち、このス
リット４０の端部の狭くなった部分が緩衝材として機能
するのである。

【００５０】ここで薄膜ヒータ４１ａの給電を停止して
も屈折率整合液体４３は表面張力によって端部に強く保
持される。このため上述した実施例と同様に枝路１１ａ
と枝路１１ｂとの間は屈折率整合液体４３で満たされて
いるので、矢印Ｌ₄₁方向から枝路１１ａに入射した光は
スリット４０を透過して枝路１１ｂを介して矢印Ｌ₄₂方
向に出射する。

【００５１】他方の薄膜ヒータ４１ｂに電極及び配線４
２ｂを介して給電すると、他端部に位置した屈折率整合
液体４３は、一端部に向かって逆方向に移動し、スリッ
ト４０の端部の狭くなったところで減速されると共にそ
の端部に保持される。このため枝路１１ａと枝路１１ｂ
との間には屈折率整合液体４３が無くなり、空間で遮断
されるので矢印Ｌ₄₁方向から枝路１１ａに入射した光は
スリット４０の壁面で反射して枝路１１ｃを経て矢印Ｌ
₄₃方向に出射する。

【００５２】以上において、本実施例によれば薄膜ヒー
タ４１ａ，４１ｂのいずれか一方に給電することによ
り、屈折率整合液体４３がスリット４０内で分散して液
切れを起こさず、しかも光路を切り替えるとき以外無給
電で保持できる。

【００５３】尚、本実施例ではスリット４０の端部の狭
い部分と広い部分とを別々に加熱した場合で説明した
が、薄膜ヒータ４１ａ，４１ｂをスリット幅に応じて個
別に加熱量を制御するようにしてもよい。この場合スリ
ットの幅（容積）に応じて加熱されるので、屈折率整合
液体の加熱不足や加熱過剰を防止することができ、故障
や誤動作を防止することができる。

【００５４】尚、本実施例では、給排手段としてヒータ
を用いて屈折率整合液体の蒸気圧力による駆動の場合に
ついて述べたが、これに限定されるものではなく、例え
ば静電力やローレンツ力等屈折率整合液体をスリーブに
給排させることができれば他の手段を用いてもよい。

【００５５】また、本実施例では、屈折率整合液体及び
封止用液体として、シリコンオイルを用いた場合で説明
したが、例えば屈折率整合液体としてエチルアルコール
や水等の光の透過性の高い液体を用い、封止用液体とし
て比較的粘性の高い不揮発性の真空封止用グリースや紫
外線硬化樹脂等を用いてもよい。

【００５６】さらに本実施例では、給排手段としてのヒ
ータをスリットの上面に設けたが、スリットの下面や側
面に設けてもよく、ヒータが屈折率整合液体に直接接触
するように形成されているが、ヒータの表面を薄い保護
膜で覆ってもよい。

【００５７】またさらに本実施例では、光スイッチを１
単位素子の場合について説明したが、石英基板上に、例
えばコアをマトリクス状に構成して多数の光スイッチを
集積してもよい。

【００５８】またさらに本実施例では、基板として石英
基板を用いた場合について説明したが、多成分系ガラ
ス、半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ等）、強誘電体（ＬｉＮ
ｂＯ₃、ＬｉＴａＯ₃等）及びサファイア等を用いても
よい。

【００５９】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００６０】(1) 給排手段により移動した屈折率整合液
体がスリットの端部で分散し、液切れを起こすのを防ぐ
ことができるので、信頼性の高いスイッチング動作が得
られる。

【００６１】(2) クラッドに形成されたスリットの周囲
に溝を設け、液体の表面張力の差を利用することによ
り、液体を介在させた２枚の基板を減圧空間で密封して
接着することができる。

【００６２】(3) 安定な自己保持機能を有することか
ら、スイッチング時にパルス状の給電をすればよく、そ
れ以外は無給電で保持することができるため消費電力を
低減することができる。

【００６３】(4) スイッチングの給電時間が短いため、
蓄熱がなく連続使用が可能であり、冷却装置を必要とし
ない。

【００６４】(5) 蓄熱がないため、光スイッチ素子間の
熱による干渉がなく、大規模マトリクス化及び高集積化
が容易に達成でき、信頼性の高い導波路型光スイッチを
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導波路型光スイッチの一実施例の平面
図である。

【図２】本発明の導波路型光スイッチの製造方法を示す
図である。

【図３】本発明の導波路型光スイッチの他の実施例の平
面図である。

【図４】本発明の導波路型光スイッチのさらに他の実施
例の平面図である。

【図５】（ａ）は従来の導波路型光スイッチの平面図、
（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図をである。

【符号の説明】

１１コア１２クラッド１３スリット１４屈折率整合液体（シリコンオイル）１６ａ，１６ｂ給排手段（薄膜ヒータ）１７ａ，１７ｂ給排手段（電極及び配線）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川又繁茨城県土浦市木田余町3550番地日立電線株式会社アドバンスリサーチセンタ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光が伝搬する略矩形状のコアが該コアよ
り低い屈折率を有するクラッドで覆われると共に互いに
交差した複数の光導波路と、該光導波路の交差部に前記
コアを切断して設けたスリットと、前記コアと略等しい
屈折率を有すると共に前記スリット内に収容された屈折
率整合液体と、該屈折率整合液体を前記スリット内で移
動させて光の伝搬方向を切り替える給排手段とを備えた
導波路型光スイッチにおいて、前記スリットに、前記屈
折率整合液体の移動時に生じる衝撃を緩和する緩衝構造
を形成したことを特徴とする導波路型光スイッチ。
【請求項２】前記スリットを、端部に向かってテーパ
状に狭く、あるいは端部の一部が狭く形成したことを特
徴とする請求項１記載の導波路型光スイッチ。
【請求項３】前記スリットの両端部に前記屈折率整合
液体で満たされた液溜をそれぞれ設けると共に前記スリ
ット内に前記屈折率整合液体を所定量だけ収容し、該両
液溜内の液体が前記給排手段によって移動せずかつ前記
スリット内に収容された屈折率整合液体が前記スリット
内を移動するようにしたことを特徴とする請求項１記載
の導波路型光スイッチ。
【請求項４】前記スリットが形成されたクラッドを封
止するための表面キャップとの貼り合わせ面に、前記ス
リットを取り囲むような溝が少なくとも１本形成したこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の導
波路型光スイッチ。
【請求項５】次の工程(a) 〜(h) から成ることを特徴
とする導波路型光スイッチの製造方法。 (a) 一方の基板の表面に光導波路用ガラス膜として、バ
ッファ層、該バッファ層より高い屈折率を有するコア
層、該コア層より低い屈折率を有し該コア層を覆うクラ
ッド層、を順次積層する工程、(b) 該クラッド層の上
に、フォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィに
より光導波路をパターン化する工程、(c) ドライエッチ
ングプロセスにより、コア及びスリットを形成する工
程、(d) 他方の基板の表面に薄膜ヒータ用の金属膜を形
成する工程、(e) フォトリソグラフィにより給排手段と
しての発熱体、電極及び配線をパターン化する工程、
(f) ドライエッチングにより前記電極及び前記配線を形
成する工程、(g) 前記スリットに屈折率整合液体を所定
量だけ収容する工程、(h) 前記両基板の機能部を有する
面を減圧下で密封する工程。
【請求項６】前記両基板の機能部を有する面を減圧下
で密封する工程に、液体の表面張力及び／または紫外線
硬化樹脂を用いたことを特徴とする請求項５記載の導波
路型光スイッチの製造方法。