JPH10161046A - 光導波路型光スイッチおよびその製造方法 - Google Patents
光導波路型光スイッチおよびその製造方法Info
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- JPH10161046A JPH10161046A JP32162296A JP32162296A JPH10161046A JP H10161046 A JPH10161046 A JP H10161046A JP 32162296 A JP32162296 A JP 32162296A JP 32162296 A JP32162296 A JP 32162296A JP H10161046 A JPH10161046 A JP H10161046A
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- optical
- substrate
- optical switch
- switch
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板の反りを抑制して光結合効率の低下を防
止し、挿入損失の小さい低コストの光導波路型スイッチ
を提供する。 【解決手段】 互いに平行でかつ先端を連結部材１０に
より連結されて基板８上に形成された複数の片持ち梁９
と、少なくとも一つの前記片持ち梁９の上に形成した光
導波路２と、前記光導波路２に対向して固定された複数
の光導波路６とからなる光スイッチにおいて、光導波路
２を有機材料で形成した。光結合高率に優れた光スイッ
チを低コストで製造できる。
止し、挿入損失の小さい低コストの光導波路型スイッチ
を提供する。 【解決手段】 互いに平行でかつ先端を連結部材１０に
より連結されて基板８上に形成された複数の片持ち梁９
と、少なくとも一つの前記片持ち梁９の上に形成した光
導波路２と、前記光導波路２に対向して固定された複数
の光導波路６とからなる光スイッチにおいて、光導波路
２を有機材料で形成した。光結合高率に優れた光スイッ
チを低コストで製造できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野で用い
る光導波路型光スイッチおよびその製造方法に係り、特
に、小型で挿入損失の少ない光導波路型光スイッチを実
現するための構造に関する。
る光導波路型光スイッチおよびその製造方法に係り、特
に、小型で挿入損失の少ない光導波路型光スイッチを実
現するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光スイッチとしては、バルク型光
スイッチ，光ファイバ可動型光スイッチ，光導波路型光
スイッチが提案されている。
スイッチ，光ファイバ可動型光スイッチ，光導波路型光
スイッチが提案されている。
【０００３】バルク型光スイッチは、可動プリズムやレ
ンズなどを構成要素として組み立てられており、波長依
存性がなく、比較的低損失である。また、光ファイバ可
動型光スイッチは、光ファイバ自体を小型のアクチュエ
ータにより動かして出力先の光ファイバを選択する方式
であり、比較的低損失である。
ンズなどを構成要素として組み立てられており、波長依
存性がなく、比較的低損失である。また、光ファイバ可
動型光スイッチは、光ファイバ自体を小型のアクチュエ
ータにより動かして出力先の光ファイバを選択する方式
であり、比較的低損失である。
【０００４】しかし、これらの方式の光スイッチは、組
み立て調整工程が煩雑で量産に適さず、高価になるた
め、広く普及するには至っていない。
み立て調整工程が煩雑で量産に適さず、高価になるた
め、広く普及するには至っていない。
【０００５】光導波路型光スイッチは、平面基板上の光
導波路を基本として、フォトリソグラフィ技術や微細加
工技術を利用して、いわゆる集積型の光スイッチを一括
大量生産することをめざしており、将来の光スイッチと
して期待されている。この種の光導波路型スイッチとし
ては、特開平6−148536号公報に開示された光スイッチ
がある。この光導波路型スイッチは、片持ち梁上に形成
した光導波路を静電気力を利用して動かし、光路を切換
える１×２の光スイッチである。
導波路を基本として、フォトリソグラフィ技術や微細加
工技術を利用して、いわゆる集積型の光スイッチを一括
大量生産することをめざしており、将来の光スイッチと
して期待されている。この種の光導波路型スイッチとし
ては、特開平6−148536号公報に開示された光スイッチ
がある。この光導波路型スイッチは、片持ち梁上に形成
した光導波路を静電気力を利用して動かし、光路を切換
える１×２の光スイッチである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の光導波路型
光スイッチには、基板材料と光導波路材料との線膨張係
数の差に起因する基板の反りにより、光スイッチング部
で位置ずれが生じ、光の結合効率が低下し、挿入損失が
増大するという問題があった。
光スイッチには、基板材料と光導波路材料との線膨張係
数の差に起因する基板の反りにより、光スイッチング部
で位置ずれが生じ、光の結合効率が低下し、挿入損失が
増大するという問題があった。
【０００７】本発明の目的は、基板の反りを抑制して光
結合効率の低下を防止し、挿入損失の小さい低コストの
光導波路型光スイッチを提供することである。
結合効率の低下を防止し、挿入損失の小さい低コストの
光導波路型光スイッチを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、互いに平行でかつ先端を連結部材により
連結されて基板上に形成された複数の片持ち梁と、少な
くとも一つの前記片持ち梁の上に形成した光導波路と、
光導波路に対向して固定された複数の光導波路とからな
る光導波路型光スイッチにおいて、光導波路を有機材料
で形成した光導波路型光スイッチを提案するものであ
る。
成するために、互いに平行でかつ先端を連結部材により
連結されて基板上に形成された複数の片持ち梁と、少な
くとも一つの前記片持ち梁の上に形成した光導波路と、
光導波路に対向して固定された複数の光導波路とからな
る光導波路型光スイッチにおいて、光導波路を有機材料
で形成した光導波路型光スイッチを提案するものであ
る。
【０００９】光導波路の連結部材と、光路が切換えられ
る際に連結部材が接触する位置の基板との両方で、連結
部材および基板の接触部を有機材料層よよりも突出させ
る。
る際に連結部材が接触する位置の基板との両方で、連結
部材および基板の接触部を有機材料層よよりも突出させ
る。
【００１０】前記基板は、金属，Ｓｉ，ガラス，または
セラミックスからなる。
セラミックスからなる。
【００１１】前記光導波路の材料の線膨脹係数と前記基
板の材料の線膨脹係数との差が、線膨張係数の大きい方
の２０％以下である前記基板の材料を用いる。
板の材料の線膨脹係数との差が、線膨張係数の大きい方
の２０％以下である前記基板の材料を用いる。
【００１２】本発明の光スイッチの製造方法では、互い
に平行でかつ先端を連結部材により連結された複数の片
持ち梁とその上の有機材料層とを形成し、片持ち梁を光
スイッチングがなされる位置に移動させた状態で前記光
導波路を形成する。その際、電子ビーム照射または光照
射により、光導波路を形成する。
に平行でかつ先端を連結部材により連結された複数の片
持ち梁とその上の有機材料層とを形成し、片持ち梁を光
スイッチングがなされる位置に移動させた状態で前記光
導波路を形成する。その際、電子ビーム照射または光照
射により、光導波路を形成する。
【００１３】一般に、有機材料は、石英ガラスよりも線
膨張係数が大きく、基板の材料と線膨張係数を合わせる
ことが容易である。有機材料を光導波路として使用し、
基板の材料と線膨張係数を合わせると、光導波路層と基
板材料との線膨張係数の差に起因する基板の反りを低減
できる。
膨張係数が大きく、基板の材料と線膨張係数を合わせる
ことが容易である。有機材料を光導波路として使用し、
基板の材料と線膨張係数を合わせると、光導波路層と基
板材料との線膨張係数の差に起因する基板の反りを低減
できる。
【００１４】光導波路の連結部材と、光路切換えが行わ
れる際に連結部材が接触する位置の基板との両方で、連
結部材および基板の接触部を有機材料層よりも突出させ
ると、光スイッチング動作時に有機材料よりも硬度の高
い連結部材と基板とが接触するので、接触部の変形が抑
制され、接触後の位置ずれを小さく抑えることができ、
光の結合ずれが少ない高精度の光スイッチング部が得ら
れる。
れる際に連結部材が接触する位置の基板との両方で、連
結部材および基板の接触部を有機材料層よりも突出させ
ると、光スイッチング動作時に有機材料よりも硬度の高
い連結部材と基板とが接触するので、接触部の変形が抑
制され、接触後の位置ずれを小さく抑えることができ、
光の結合ずれが少ない高精度の光スイッチング部が得ら
れる。
【００１５】基板材料を金属，Ｓｉ，ガラス，またはセ
ラミックスにすると、有機材料層の自重による変形や振
動による変形を防止でき、光の結合ずれが少ない高精度
の光スイッチング部が得られる。
ラミックスにすると、有機材料層の自重による変形や振
動による変形を防止でき、光の結合ずれが少ない高精度
の光スイッチング部が得られる。
【００１６】光導波路材料と基板材料との線膨脹係数の
差異が、光導波路材料の線膨脹係数の２０％以下である
基板材料を用いることにより、光の結合ずれが少ない高
精度の光スイッチング部を得ることができる。
差異が、光導波路材料の線膨脹係数の２０％以下である
基板材料を用いることにより、光の結合ずれが少ない高
精度の光スイッチング部を得ることができる。
【００１７】また、片持ち梁を光スイッチングがなされ
る位置に移動させた状態で、光導波路を形成すると、光
スイッチング部での光導波路同士の位置合わせが自動的
になされるので、加工寸法の誤差に起因する光結合効率
の低下を抑制できる。
る位置に移動させた状態で、光導波路を形成すると、光
スイッチング部での光導波路同士の位置合わせが自動的
になされるので、加工寸法の誤差に起因する光結合効率
の低下を抑制できる。
【００１８】さらに、電子ビーム照射により光導波路を
形成すると、高精度に直接描画できるから、光の結合ず
れが少ない光スイッチング部が得られる。
形成すると、高精度に直接描画できるから、光の結合ず
れが少ない光スイッチング部が得られる。
【００１９】同様に、フォトリソグラフィ設備を使っ
て、光照射により光導波路を形成すると、光の結合ずれ
が少ない高精度の光スイッチング部を得ることができ
る。
て、光照射により光導波路を形成すると、光の結合ずれ
が少ない高精度の光スイッチング部を得ることができ
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に、図１〜図８を参照して、本
発明による光導波路型光スイッチの実施例を説明する。
発明による光導波路型光スイッチの実施例を説明する。
【００２１】図１は、本発明による光導波路型光スイッ
チの一実施例の構成を示す斜視図である。本実施例の光
導波路型光スイッチは、上面にポリイミド層７が形成さ
れたＳＵＳ３０４基板８と、ＳＵＳ３０４基板８の中空
部に可動状態で形成され先端が連結された片持ち梁９
と、片持ち梁９の上に形成された可動側光導波路コア２
と、磁性体膜３および電磁アクチュエータ４からなる駆
動機構と、可動側光導波路コア２から光信号を受け取る
固定側光導波路６と、可動側光導波路コア２に光を入射
させる入力側光ファイバ１と、固定側光導波路６から光
信号を取り出す出力側光ファイバ５とからなる。
チの一実施例の構成を示す斜視図である。本実施例の光
導波路型光スイッチは、上面にポリイミド層７が形成さ
れたＳＵＳ３０４基板８と、ＳＵＳ３０４基板８の中空
部に可動状態で形成され先端が連結された片持ち梁９
と、片持ち梁９の上に形成された可動側光導波路コア２
と、磁性体膜３および電磁アクチュエータ４からなる駆
動機構と、可動側光導波路コア２から光信号を受け取る
固定側光導波路６と、可動側光導波路コア２に光を入射
させる入力側光ファイバ１と、固定側光導波路６から光
信号を取り出す出力側光ファイバ５とからなる。
【００２２】光信号は、入力側光ファイバ１から可動側
光導波路コア２に入射される。電磁アクチュエータ４
は、その状態により磁性体膜３を引き付ける方向を切換
え可能なので、磁性体膜３が形成された片持ち梁９の位
置は、電磁アクチュエータ４の状態により、その位置が
二者択一される。その結果として、可動側光導波路コア
２が光結合する固定側光導波路６が選択される。固定側
光導波路６に受け渡された光信号は、出力側光ファイバ
５により取り出される。
光導波路コア２に入射される。電磁アクチュエータ４
は、その状態により磁性体膜３を引き付ける方向を切換
え可能なので、磁性体膜３が形成された片持ち梁９の位
置は、電磁アクチュエータ４の状態により、その位置が
二者択一される。その結果として、可動側光導波路コア
２が光結合する固定側光導波路６が選択される。固定側
光導波路６に受け渡された光信号は、出力側光ファイバ
５により取り出される。
【００２３】図２は、本発明による光導波路型光スイッ
チにおいて磁性体膜が形成されていない部分の断面構造
を示す図である。電磁アクチュエータ４は、電磁アクチ
ュエータ４ａおよび４ｂかならる。本実施例の光導波路
型光スイッチでは、最下層にＳＵＳ３０４基板８と、こ
のＳＵＳ３０４基板８をエッチング加工して形成された
片持ち梁９とがあり、その上に、ポリイミドバッファ層
７が形成されている。ポリイミドバッファ層７の中に
は、これよりも光の屈折率が大きいポリイミドからなる
可動側光導波路コア２が形成されている。ポリイミドバ
ッファ層７の上には、既に述べた電磁アクチュエータ４
ａおよび４ｂが形成されている。
チにおいて磁性体膜が形成されていない部分の断面構造
を示す図である。電磁アクチュエータ４は、電磁アクチ
ュエータ４ａおよび４ｂかならる。本実施例の光導波路
型光スイッチでは、最下層にＳＵＳ３０４基板８と、こ
のＳＵＳ３０４基板８をエッチング加工して形成された
片持ち梁９とがあり、その上に、ポリイミドバッファ層
７が形成されている。ポリイミドバッファ層７の中に
は、これよりも光の屈折率が大きいポリイミドからなる
可動側光導波路コア２が形成されている。ポリイミドバ
ッファ層７の上には、既に述べた電磁アクチュエータ４
ａおよび４ｂが形成されている。
【００２４】ポリイミドバッファ層７と可動側光導波路
コア２とからなる光導波路は、ＳＵＳ３０４基板８およ
び片持ち梁９により支持されるので、自重や振動などで
変形することがなく、位置を高精度に維持でき、光受け
渡し部での光結合効率を低下させることがない。
コア２とからなる光導波路は、ＳＵＳ３０４基板８およ
び片持ち梁９により支持されるので、自重や振動などで
変形することがなく、位置を高精度に維持でき、光受け
渡し部での光結合効率を低下させることがない。
【００２５】図３および図４は、本発明による光導波路
型光スイッチの光導波路形成方法を示す図である。ま
ず、図３に示す電磁アクチュエータ４ａに連結部材１０
上に形成された磁性体膜３を吸引させ、電磁アクチュエ
ータ４ｂには吸引力を発生させない状態で、片持ち梁９
を電磁アクチュエータ４ａ側に位置決めする。この状態
で、描画経路１１に沿って、ポリイミドバッファ層７に
電子ビームを照射する。電子ビームの照射により、ポリ
イミドバッファ層７の光の屈折率が大きくなり、可動側
光導波路コア２と電磁アクチュエータ４ａ側の固定側光
導波路６とが、同時に形成される。
型光スイッチの光導波路形成方法を示す図である。ま
ず、図３に示す電磁アクチュエータ４ａに連結部材１０
上に形成された磁性体膜３を吸引させ、電磁アクチュエ
ータ４ｂには吸引力を発生させない状態で、片持ち梁９
を電磁アクチュエータ４ａ側に位置決めする。この状態
で、描画経路１１に沿って、ポリイミドバッファ層７に
電子ビームを照射する。電子ビームの照射により、ポリ
イミドバッファ層７の光の屈折率が大きくなり、可動側
光導波路コア２と電磁アクチュエータ４ａ側の固定側光
導波路６とが、同時に形成される。
【００２６】次に、図４に示す電磁アクチュエータ４ｂ
に磁性体膜３を吸引させ、電磁アクチュエータ４ａには
吸引力を発生させない状態で、片持ち梁９を電磁アクチ
ュエータ４ｂ側に位置決めする。この状態で、既に形成
された可動側光導波路コア２の位置に合わせ、描画経路
１１に沿って、ポリイミドバッファ層７に電子ビームを
照射する。この電子ビームの照射により、電磁アクチュ
エータ４ｂ側の固定側光導波路６が形成される。本実施
例では、光導波路２，６の形成に電子ビームを用いた
が、良好に収束した光ビームを用いても、同様の効果が
得られる。
に磁性体膜３を吸引させ、電磁アクチュエータ４ａには
吸引力を発生させない状態で、片持ち梁９を電磁アクチ
ュエータ４ｂ側に位置決めする。この状態で、既に形成
された可動側光導波路コア２の位置に合わせ、描画経路
１１に沿って、ポリイミドバッファ層７に電子ビームを
照射する。この電子ビームの照射により、電磁アクチュ
エータ４ｂ側の固定側光導波路６が形成される。本実施
例では、光導波路２，６の形成に電子ビームを用いた
が、良好に収束した光ビームを用いても、同様の効果が
得られる。
【００２７】本実施例によれば、可動側光導波路コア２
と固定側光導波路６とを実際の切換え位置で同時に形成
し、または、既に形成された可動側光導波路コア２の位
置に合わせて、位置決め精度の高い電子ビーム照射によ
り、固定側光導波路６を形成するので、可動側光導波路
コア２と固定側光導波路６との位置決め誤差が極めて少
ない光受け渡し部を形成でき、光結合効率を低下させる
ことがない。
と固定側光導波路６とを実際の切換え位置で同時に形成
し、または、既に形成された可動側光導波路コア２の位
置に合わせて、位置決め精度の高い電子ビーム照射によ
り、固定側光導波路６を形成するので、可動側光導波路
コア２と固定側光導波路６との位置決め誤差が極めて少
ない光受け渡し部を形成でき、光結合効率を低下させる
ことがない。
【００２８】また、光ビームを用いた光導波路の形成方
法によれば、光導波路を大気中で形成できるので、作業
が容易になる。
法によれば、光導波路を大気中で形成できるので、作業
が容易になる。
【００２９】図５は、本発明による光導波路型光スイッ
チの製造方法のプロセスの一例を示す図である。ＳＵＳ
３０４基板８にポリイミドバッファ層７を形成し、磁性
体膜を形成する。エッチング加工により、ＳＵＳ３０４
基板８から片持ち梁９を加工し、電磁アクチュエータ４
を実装する。電子ビーム照射により、可動側光導波路コ
ア２および固定側光導波路コア６を形成する。さらに、
可動側光導波路コア２および固定側光導波路コア６に入
力側光ファイバ１と出力側光ファイバ５とを接続し、パ
ッケージングする。
チの製造方法のプロセスの一例を示す図である。ＳＵＳ
３０４基板８にポリイミドバッファ層７を形成し、磁性
体膜を形成する。エッチング加工により、ＳＵＳ３０４
基板８から片持ち梁９を加工し、電磁アクチュエータ４
を実装する。電子ビーム照射により、可動側光導波路コ
ア２および固定側光導波路コア６を形成する。さらに、
可動側光導波路コア２および固定側光導波路コア６に入
力側光ファイバ１と出力側光ファイバ５とを接続し、パ
ッケージングする。
【００３０】本実施例によれば、可動側光導波路コア２
と固定側光導波路６とを実際の切換え位置に置いて、最
も位置合せが困難な光受け渡し部を位置合せするので、
誤差の極めて少ない光受け渡し部を形成でき、光結合効
率を低下させることがなく、また、繁雑な位置合せ工程
を省き、低コストで光スイッチを製造できる。
と固定側光導波路６とを実際の切換え位置に置いて、最
も位置合せが困難な光受け渡し部を位置合せするので、
誤差の極めて少ない光受け渡し部を形成でき、光結合効
率を低下させることがなく、また、繁雑な位置合せ工程
を省き、低コストで光スイッチを製造できる。
【００３１】図６は、本発明による光導波路型光スイッ
チの連結部材の位置における断面構造を示す図である。
連結部材１０は、ポリイミドバッファ層７および磁性体
膜３よりも横に突出している。連結部材１０に対向する
位置のＳＵＳ３０４基板３は、ポリイミドバッファ層
７，電磁アクチュエータ４ａおよび４ｂよりも横に突出
している。したがって、切替状態では、連結部材１０と
ＳＵＳ３０４基板３とが接触し、位置が決まる。この時
には、剛性が低いポリイミドバッファ層７同士は、接触
せず、表面実装のために高精度の位置合せが困難な電磁
アクチュエータ４ａおよび４ｂと磁性体膜３とも、接触
しないので、光受け渡し部の位置決め精度を低下させる
ことがない。したがって、光結合効率の低下が避けられ
る。
チの連結部材の位置における断面構造を示す図である。
連結部材１０は、ポリイミドバッファ層７および磁性体
膜３よりも横に突出している。連結部材１０に対向する
位置のＳＵＳ３０４基板３は、ポリイミドバッファ層
７，電磁アクチュエータ４ａおよび４ｂよりも横に突出
している。したがって、切替状態では、連結部材１０と
ＳＵＳ３０４基板３とが接触し、位置が決まる。この時
には、剛性が低いポリイミドバッファ層７同士は、接触
せず、表面実装のために高精度の位置合せが困難な電磁
アクチュエータ４ａおよび４ｂと磁性体膜３とも、接触
しないので、光受け渡し部の位置決め精度を低下させる
ことがない。したがって、光結合効率の低下が避けられ
る。
【００３２】本実施例では、基板８の材料として金属材
料であるＳＵＳ３０４を用いているが、本発明の基板材
料は、ＳＵＳ３０４に限定されない。すなわち、光導波
路材料と基板材料との線膨脹係数の差が、線膨張係数の
大きい方の２０％以下，望ましくは１０％以下，さらに
望ましくは５％以下である金属，Ｓｉ，ガラス，または
セラミックスであれば、同様の効果が得られる。
料であるＳＵＳ３０４を用いているが、本発明の基板材
料は、ＳＵＳ３０４に限定されない。すなわち、光導波
路材料と基板材料との線膨脹係数の差が、線膨張係数の
大きい方の２０％以下，望ましくは１０％以下，さらに
望ましくは５％以下である金属，Ｓｉ，ガラス，または
セラミックスであれば、同様の効果が得られる。
【００３３】図７は、本発明による光導波路型光スイッ
チのたわみの発生状況を示す特性図である。特性曲線１
２は、ＳＵＳ３０４基板上にコア直径８μｍのポリイミ
ド光導波路２を形成した場合のたわみデータであり、特
性曲線１３は、Ｓｉ基板上に同じコア直径のＳｉＯ2光
導波路２を形成した場合のたわみデータである。基板８
の厚さは１００μｍであり、光導波路層２の厚さは５０
μｍであり、基板８の寸法は横１ｍｍで縦１０ｍｍであ
る。
チのたわみの発生状況を示す特性図である。特性曲線１
２は、ＳＵＳ３０４基板上にコア直径８μｍのポリイミ
ド光導波路２を形成した場合のたわみデータであり、特
性曲線１３は、Ｓｉ基板上に同じコア直径のＳｉＯ2光
導波路２を形成した場合のたわみデータである。基板８
の厚さは１００μｍであり、光導波路層２の厚さは５０
μｍであり、基板８の寸法は横１ｍｍで縦１０ｍｍであ
る。
【００３４】Ｓｉ基板上にＳｉＯ2光導波路を形成する
場合、ＳｉとＳｉＯ2との線膨張係数の差が、Ｓｉの線
膨張係数の９５％であり、また、ＳｉＯ2光導波路の形
成温度は、通常１４００Ｋ以上の温度であるから、Ｓｉ
Ｏ2光導波路形成プロセスに起因した熱ひずみがＳｉ基
板に発生し、基板が０.１８mmたわむ。この場合には、
光結合損失が６０ｄＢ以上となり、光スイッチとしては
機能しない。
場合、ＳｉとＳｉＯ2との線膨張係数の差が、Ｓｉの線
膨張係数の９５％であり、また、ＳｉＯ2光導波路の形
成温度は、通常１４００Ｋ以上の温度であるから、Ｓｉ
Ｏ2光導波路形成プロセスに起因した熱ひずみがＳｉ基
板に発生し、基板が０.１８mmたわむ。この場合には、
光結合損失が６０ｄＢ以上となり、光スイッチとしては
機能しない。
【００３５】これに対し、本発明により、線膨張係数が
１.９×１０~ 5Ｋ~ 1のＳＵＳ３０４基板８上に線膨張
係数が２.０×１０~ 5Ｋ~ 1のポリイミド光導波路２を
形成した場合、両者の線膨張係数の差が５％小さく、ポ
リイミドの剛性が低く、ポリイミド光導波路２を形成す
る際の温度が５００Ｋ程度であるから、ＳＵＳ３０４基
板８に発生するたわみは、０.００２ｍｍ以下と小さ
い。したがって、基板８のたわみによる光受け渡し部の
位置決め精度の低下が少ない。この場合の光結合損失
は、約０.５ｄＢであり、損失の少ない光結合を実現で
きる。
１.９×１０~ 5Ｋ~ 1のＳＵＳ３０４基板８上に線膨張
係数が２.０×１０~ 5Ｋ~ 1のポリイミド光導波路２を
形成した場合、両者の線膨張係数の差が５％小さく、ポ
リイミドの剛性が低く、ポリイミド光導波路２を形成す
る際の温度が５００Ｋ程度であるから、ＳＵＳ３０４基
板８に発生するたわみは、０.００２ｍｍ以下と小さ
い。したがって、基板８のたわみによる光受け渡し部の
位置決め精度の低下が少ない。この場合の光結合損失
は、約０.５ｄＢであり、損失の少ない光結合を実現で
きる。
【００３６】図８は、本発明による光導波路型光スイッ
チのたわみの発生状況と使用する材料との関係を示す図
表である。ポリイミド１，ポリイミド２，ＳｉＯ2，Ｓ
ｉ，ＳＵＳ３０４，およびＮｂの線膨張係数は、それぞ
れ８×１０~ 6Ｋ~ 1、２.０×１０~ 5Ｋ~ 1，４.９×１
０~ 7Ｋ~ 1，９.６×１０~ 6Ｋ~ 1，１.９×１０~ 5Ｋ~
1であって、ヤング率は、3700ＭＰａ，2960ＭＰａ，70
000ＭＰａ，120000ＭＰａ，195000ＭＰａである。線膨
張係数の差が９５％であるＳｉとＳｉＯ2との組み合わ
せでは、光結合損失は６０ｄＢ以上となるが、線膨張係
数の差が１７％のポリイミド１とＳｉとの組み合わせで
は、光結合損失は５ｄＢ、線膨張係数の差が１０％ の
ポリイミド１とＮｂとの組み合わせでは、光結合損失は
１.５ｄＢ、線膨張係数の差が５％のポリイミド２とＳ
ＵＳ３０４との組み合わせでは、光結合損失は０.５ｄ
Ｂとなるので、線膨張係数の差が２０％以下であれば、
光スイッチとして十分に機能できる。
チのたわみの発生状況と使用する材料との関係を示す図
表である。ポリイミド１，ポリイミド２，ＳｉＯ2，Ｓ
ｉ，ＳＵＳ３０４，およびＮｂの線膨張係数は、それぞ
れ８×１０~ 6Ｋ~ 1、２.０×１０~ 5Ｋ~ 1，４.９×１
０~ 7Ｋ~ 1，９.６×１０~ 6Ｋ~ 1，１.９×１０~ 5Ｋ~
1であって、ヤング率は、3700ＭＰａ，2960ＭＰａ，70
000ＭＰａ，120000ＭＰａ，195000ＭＰａである。線膨
張係数の差が９５％であるＳｉとＳｉＯ2との組み合わ
せでは、光結合損失は６０ｄＢ以上となるが、線膨張係
数の差が１７％のポリイミド１とＳｉとの組み合わせで
は、光結合損失は５ｄＢ、線膨張係数の差が１０％ の
ポリイミド１とＮｂとの組み合わせでは、光結合損失は
１.５ｄＢ、線膨張係数の差が５％のポリイミド２とＳ
ＵＳ３０４との組み合わせでは、光結合損失は０.５ｄ
Ｂとなるので、線膨張係数の差が２０％以下であれば、
光スイッチとして十分に機能できる。
【００３７】本実施例では、光導波路を形成する有機材
料としてポリイミドを使用しているが、本発明の光導波
路材料は、ポリイミドに限定されず、他の有機材料でも
同様の効果が得られる。
料としてポリイミドを使用しているが、本発明の光導波
路材料は、ポリイミドに限定されず、他の有機材料でも
同様の効果が得られる。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、光導波路を有機材料で
形成して、特に、光導波路材料と基板材料との線膨脹係
数の差が、線膨張係数の大きい方の２０％以下となるよ
うにしたので、基板の反りを抑制して光結合効率の低下
を防止し、挿入損失の小さい低コストの光導波路型光ス
イッチが得られる。
形成して、特に、光導波路材料と基板材料との線膨脹係
数の差が、線膨張係数の大きい方の２０％以下となるよ
うにしたので、基板の反りを抑制して光結合効率の低下
を防止し、挿入損失の小さい低コストの光導波路型光ス
イッチが得られる。
【図１】本発明による光導波路型光スイッチの一実施例
の構成を示す斜視図である。
の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明による光導波路型光スイッチにおいて磁
性体膜が形成されていない部分の断面構造を示す図であ
る。
性体膜が形成されていない部分の断面構造を示す図であ
る。
【図３】本発明による光導波路型光スイッチの光導波路
形成方法を示す図である。
形成方法を示す図である。
【図４】本発明による光導波路型光スイッチの光導波路
形成方法を示す図である。
形成方法を示す図である。
【図５】本発明による光導波路型光スイッチの製造方法
のプロセスの一例を示す図である。
のプロセスの一例を示す図である。
【図６】本発明による光導波路型光スイッチの連結部材
の位置における断面構造を示す図である。
の位置における断面構造を示す図である。
【図７】本発明による光導波路型光スイッチのたわみの
発生状況を示す特性図である。
発生状況を示す特性図である。
【図８】本発明による光導波路型光スイッチのたわみの
発生状況と使用する材料との関係を示す図表である。
発生状況と使用する材料との関係を示す図表である。
１ 入力側光ファイバ ２ 可動側光導波路コア ３ 磁性体膜 ４，４ａ，４ｂ 電磁アクチュエータ ５ 出力側光ファイバ ６ 固定側光導波路 ７ ポリイミド層 ８ ＳＵＳ３０４基板 ９ 片持ち梁 １０ 連結部材 １１ 電子ビームによる描画経路 １２ ポリイミド光導波路／ＳＵＳ３０４基板の組合せ
のたわみデータ １３ ＳｉＯ2光導波路／Ｓｉ基板の組合せのたわみデ
ータ
のたわみデータ １３ ＳｉＯ2光導波路／Ｓｉ基板の組合せのたわみデ
ータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 明石 照久 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 村西 勝 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 小松 礼文 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内
Claims (7)
- 【請求項１】 互いに平行でかつ先端を連結部材により
連結されて基板上に形成された複数の片持ち梁と、少な
くとも一つの前記片持ち梁の上に形成した光導波路と、
前記光導波路に対向して固定された複数の光導波路とか
らなる光導波路型光スイッチにおいて、 光導波路を有機材料で形成したことを特徴とする光導波
路型光スイッチ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光導波路型光スイッチ
において、 前記光導波路の前記連結部材と、光路が切換えられる際
に前記連結部材が接触する位置の基板との両方で、前記
連結部材および基板の接触部を前記有機材料層よりも突
出させたことを特徴とする光導波路型光スイッチ。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の光導波路型光
スイッチにおいて、 前記基板が、金属，Ｓｉ，ガラス，またはセラミックス
からなることを特徴とする光導波路型光スイッチ。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか一項に記載
の光導波路型光スイッチにおいて、 前記光導波路の材料の線膨脹係数と前記基板の材料の線
膨脹係数との差が、線膨張係数が大きい方の２０％以下
である前記基板の材料を用いたことを特徴とする光導波
路型光スイッチ。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか一項に記載
の光スイッチの製造方法において、 互いに平行でかつ先端を連結部材により連結された複数
の片持ち梁とその上の有機材料層とを形成し、 前記片持ち梁を光スイッチングがなされる位置に移動さ
せた状態で前記光導波路を形成することを特徴とする光
スイッチの製造方法。 - 【請求項６】 請求項５に記載の光スイッチの製造方法
において、 電子ビーム照射により前記光導波路を形成することを特
徴とする光スイッチの製造方法。 - 【請求項７】 請求項５に記載の光スイッチの製造方法
において、 光照射により前記光導波路を形成することを特徴とする
光スイッチの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32162296A JPH10161046A (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 光導波路型光スイッチおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32162296A JPH10161046A (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 光導波路型光スイッチおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10161046A true JPH10161046A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18134576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32162296A Pending JPH10161046A (ja) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | 光導波路型光スイッチおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10161046A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0859260A3 (en) * | 1997-02-17 | 2000-12-20 | Hitachi, Ltd. | Optical switch, method of manufacturing same, and optical communication equipment using same |
| US6421477B1 (en) | 1998-07-13 | 2002-07-16 | Mimaki Electronic Component Co., Ltd. | Optical switch |
-
1996
- 1996-12-02 JP JP32162296A patent/JPH10161046A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0859260A3 (en) * | 1997-02-17 | 2000-12-20 | Hitachi, Ltd. | Optical switch, method of manufacturing same, and optical communication equipment using same |
| US6219472B1 (en) | 1997-02-17 | 2001-04-17 | Hitachi, Ltd. | Optical switch, method of manufacturing same, and optical communication equipment using the same |
| US6487330B2 (en) | 1997-02-17 | 2002-11-26 | Hitachi, Ltd. | Optical switch, method of manufacturing same, and optical communication equipment using same |
| US6421477B1 (en) | 1998-07-13 | 2002-07-16 | Mimaki Electronic Component Co., Ltd. | Optical switch |
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