KR100398804B1 - Optical switch actuated with multiphase driving voltage - Google Patents

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KR100398804B1
KR100398804B1 KR10-2001-0011198A KR20010011198A KR100398804B1 KR 100398804 B1 KR100398804 B1 KR 100398804B1 KR 20010011198 A KR20010011198 A KR 20010011198A KR 100398804 B1 KR100398804 B1 KR 100398804B1
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Abstract

본 발명은 광 통신망에 사용되는 광파장 스위치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광파장 스위치는 구동 레이어가 상부 및 하부 구동 전극에 인가되는 상이한 극성의 구동 전압에 의하여 편향되어 낮은 구동 전압을 사용하더라도 정전기력을 이용한 종래의 광 스위치 소자에 비하여 고속의 동작이 가능하다. 또한 본 발명의 광파장 스위치는 구동 레이어와 상하 구동 전극에 인가되는 전압의 차이를 상대적으로 작게 할 수 있어 구동 레이어와 구동 전극 사이의 방전 현상에 의한 결함을 방지할 수 있다.The present invention relates to an optical wavelength switch for use in an optical communication network. The optical wavelength switch according to the present invention can be operated at a higher speed than the conventional optical switch element using the electrostatic force even when the driving layer is deflected by the driving voltages of different polarities applied to the upper and lower driving electrodes using a lower driving voltage. In addition, the optical wavelength switch of the present invention can relatively reduce the difference between the voltage applied to the drive layer and the vertical drive electrode, thereby preventing defects caused by the discharge phenomenon between the drive layer and the drive electrode.

Description

다상 구동 전압에 의하여 구동되는 광파장 스위치 {OPTICAL SWITCH ACTUATED WITH MULTIPHASE DRIVING VOLTAGE}Optical Wavelength Switch Driven by Polyphase Driving Voltage {OPTICAL SWITCH ACTUATED WITH MULTIPHASE DRIVING VOLTAGE}

본 발명은 광통신 네트워크에서 광 신호를 원하는 경로로 전달하기 위하여 사용되는 광파장 스위치에 관한 것으로서, 특히 다상 구동 전압에 의하여 구동되는 광파장 스위치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical wavelength switch used to transmit an optical signal in a desired path in an optical communication network, and more particularly, to an optical wavelength switch driven by a polyphase driving voltage.

종래에는 광 통신망의 통신 경로를 설정하기 위하여 광 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하여 전기적 신호의 경로를 스위칭 후에 다시 전기적 신호를 광 신호로 변환하는 방법을 사용하였다. 이러한 방법은 광 신호를 전기적 신호로 변환하고 스위칭 한 후에 다시 광 신호로 변환하는 과정을 거쳐야 하므로 광 통신망의 전송 효율이 저하되고 망 구축에 많은 비용이 소요되는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 광 신호를 전기적 신호로 변환하지 않고 직접 원하는 경로로 스위칭 시키는 광파장 스위치 기술이 개발되고 있다. 광파장 스위치를 구성하기 위해서 널리 사용되는 기술의 하나는 반사면의 각도가 구동 신호 입력에 응답하여 소정의 각도로 회전할 수 있는 소형 미러의 어레이로 구성된 MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)을 이용하는 것이다. MEMS를 구성하는 소형 미러는 구동 신호의 입력에 응답하여 소정 각도만큼 회전하여 입력 광 파이버로부터 입력되는 입사광을 선택된 출력 광 파이버로 반사시켜 원하는 형태의 광통신 경로를 형성시키기 위하여 사용된다.Conventionally, in order to establish a communication path of an optical communication network, a method of receiving an optical signal and converting the optical signal into an electrical signal and switching the electrical signal path after switching the electrical signal to an optical signal is used. In this method, the optical signal is converted into an electrical signal and then converted back to an optical signal. Therefore, the transmission efficiency of the optical communication network is degraded and the cost of constructing the network is high. In order to solve this problem, an optical wavelength switch technology has been recently developed to switch an optical signal directly to a desired path without converting the optical signal into an electrical signal. One widely used technique for constructing an optical wavelength switch is to use a micro-electro-mechanical system (MEMS) composed of an array of small mirrors in which the angle of the reflecting surface can rotate at a predetermined angle in response to a drive signal input. . The miniature mirror constituting the MEMS is used to form an optical communication path of a desired shape by rotating by a predetermined angle in response to the input of the drive signal to reflect the incident light input from the input optical fiber to the selected output optical fiber.

MEMS 형태의 종래의 광파장 스위치는 통상 캔티레버(cantilever) 마이크로미러 형태와 토션빔(tortion beam) 마이크로미러의 형태로 구현된다. 캔티레버 마이크로미러는 기저부로부터 연장되는 캔티레버 형태로 미러가 형성되고 미러는 탄성 만곡부(flexure)에 의하여 기저부에 연결되어 구동 전극에 인가되는 전압에 의하여발생하는 정전기력에 의하여 미러가 전극쪽으로 만곡되어 미러에 입사되는 광의 경로를 변경시킨다. 토션빔 마이크로미러는 캔티레버 마이크로미러와 유사한 구조를 가지나 미러의 대향 측면에 연결되어 미러에 작용하는 회전력에 의하여 각 변형되는 한 쌍의 토션빔에 의하여 미러가 지지되는 차이가 있다. 그리하여, 토션빔 마이크로미러는 인가되는 구동 신호의 형태에 따라 한 쌍의 토션빔에 의하여 형성되는 하나의 회전축을 중심으로 회전하여 입사광의 경로를 변경시킬 수 있다.Conventional optical wavelength switches in the form of MEMS are typically implemented in the form of cantilever micromirrors and torsion beam micromirrors. The cantilever micromirror has a mirror formed in the form of a cantilever extending from the base, and the mirror is connected to the base by an elastic flexure, and the mirror is bent toward the electrode by the electrostatic force generated by the voltage applied to the driving electrode to enter the mirror. It changes the path of the light. The torsion beam micromirror has a structure similar to the cantilever micromirror, except that the mirror is supported by a pair of torsion beams, which are connected to opposite sides of the mirror and are deformed by rotational forces acting on the mirror. Thus, the torsion beam micromirror may change the path of incident light by rotating about one rotation axis formed by a pair of torsion beams according to the type of driving signal applied thereto.

캔티레버 및 토션빔 형태의 종래의 MEMS 광파장 스위치는 마이크로미러가 장착되는 기저부 측에 배치된 미러 구동 전극에 구동 전압을 인가하여 구동 전압에 의하여 유도되는 정전기력을 이용하여 미러의 회전력을 발생시킨다. 그러나 종래의 광파장 스위치의 경우 마이크로미러의 한 측에 하나의 구동 전극만을 배치하므로 캔티레버 및 토션빔의 탄성력을 극복하고 마이크로미러를 회전시키고, 또한 광파장 스위치 동작의 고속화 요구에 따라 구동 신호에 대한 마이크로미러의 응답시간을 단축시키기 위해서는 구동 전극에 비교적 고압의 전압을 인가하여야 한다. 그러나 미러 구동 전극에 고압의 전압을 인가하는 경우에는 마이크로미러와 구동 전극 사이에 아크 방전이 일어나 미러의 회전 각도를 정확히 제어할 수 없고 마이크로미러나 구동 전극이 손상되는 문제가 발생한다. 또한, 구동 전극에 고 전압이 인가되면 마이크로미러의 각도를 변경하기 위하여 구동 전극에 반대 극성의 전압을 인가할 때에 구동 전극과 마이크로미러 사이에 대전된 전하를 소거하는데 시간이 소요되어 스위치 소자의 응답 시간이 지연되는 문제가 발행한다. 따라서, 위와 같은 종래의 MEMS 형태 광파장 스위치의 문제를 해결하는 새로운 형태의 광파장 스위치 소자에 대한 필요성이 대두되고 있다.Conventional MEMS light-wavelength switches in the form of cantilever and torsion beams apply a driving voltage to a mirror driving electrode disposed on the base side on which the micromirror is mounted to generate a rotational force of the mirror by using electrostatic force induced by the driving voltage. However, in the conventional optical wavelength switch, only one driving electrode is disposed on one side of the micromirror, thereby overcoming the elastic force of the cantilever and the torsion beam and rotating the micromirror, and also the micromirror for the driving signal according to the demand for high speed optical switch operation. In order to shorten the response time, relatively high voltage should be applied to the driving electrode. However, when a high voltage is applied to the mirror driving electrode, an arc discharge occurs between the micromirror and the driving electrode, so that the rotation angle of the mirror cannot be accurately controlled and the micromirror or the driving electrode is damaged. In addition, when a high voltage is applied to the driving electrode, it takes time to erase the charged charge between the driving electrode and the micromirror when applying a voltage of opposite polarity to the driving electrode to change the angle of the micromirror. The problem of delayed time is issued. Therefore, there is a need for a new type of wavelength switch device that solves the problems of the conventional MEMS type wavelength switch.

본 발명은 종래의 MEMS 형태 광파장 스위치의 문제를 해결하기 위하여 구동 전극에 비교적 낮은 구동 전압을 인가하면서 양호한 응답 특성 및 내구성을 가지는 광파장 스위치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 광파장 스위치는 마이크로미러가 장착된 구동 레이어를 한 쌍의 상하 구동 전극 사이에 배치하고, 상하 구동 전극에 각기 다른 구동 전압을 인가하여 구동 레이어와 상하 전극 사이에 전기적 인력 및 척력을 발생시켜 이들 인력 및 척력이 합성된 힘에 의하여 구동 레이어를 회전시킨다.An object of the present invention is to provide an optical wavelength switch having good response characteristics and durability while applying a relatively low driving voltage to the driving electrode in order to solve the problem of the conventional MEMS type optical wavelength switch. In order to achieve the above object, the optical wavelength switch of the present invention arranges a driving layer equipped with a micromirror between a pair of upper and lower driving electrodes, and applies different driving voltages to the upper and lower driving electrodes to electrically connect the driving layer and the upper and lower electrodes. Attraction and repulsion are generated to rotate the drive layer by the combined forces.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광파장 스위치의 분해사시도.1 is an exploded perspective view of an optical wavelength switch according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 광파장 스위치의 사시도.2 is a perspective view of the optical wavelength switch of FIG.

도 3은 도 2의 선 A-A'를 따라 절개한 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG.

도 4는 구동 레이어를 피봇 구조에 의하여 지지한 본 발명에 따른 광파장 스위치의 사시도.4 is a perspective view of an optical wavelength switch according to the present invention supporting a drive layer by a pivot structure;

도 5는 도 4의 피봇 지지부의 단면도.5 is a cross-sectional view of the pivot support of FIG. 4.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 기판10: substrate

11 : 하부 구동 전극11: lower drive electrode

13 : 상부 구동 전극13: upper drive electrode

17 : 구동 레이어17: driving layer

20 : 마이크로미러20: micromirror

이러한 기술적 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 스위치 기판, 기판에 의하여 회전 가능하도록 지지되고 입사광을 반사시키는 미러를 포함하는 구동 레이어, 및 각각 하부 구동 전극 및 상부 구동 전극을 포함하고 구동 레이어의 양 단부에 배치된 구동 전극 쌍을 포함하고, 구동 레이어가 소정의 전위로 바이어스 되고 적어도 하나의 상기 구동 전극 쌍의 상기 상부 구동 전극과 하부 구동 전극 중 하나에는 상기 구동 레이어에 인가된 전압과 동일한 극성의 구동 전압이 인가되고 다른 하나에는 상기 구동 레이어에 인가된 전압과 반대 극성 또는 0 V 전위의 구동 전압이 인가되는 광파장 스위치 장치를 제공한다. 구동 레이어에 소정의 전압을 인가하고 구동 레이어의 한 측에 배치된 상부 및 하부 구동 전극 중 하나에 구동 레이어에 인가된 전압과 같은 극성의 전위를 가지는 구동 전압을 인가하고 다른 하나의구동 전극에 구동 레이어에 인가된 전압과 다른 극성의 전위 또는 0 V의 전위를 갖는 구동 전압을 각각 인가하면 구동 레이어와 상하 구동 전극 사이에 발생되는 전기적 척력과 인력에 의하여 회전력을 얻게되어 구동 레이어의 한 측에 하나의 구동 전극만을 사용하는 종래의 광파장 스위치에 비하여 스위치를 고속으로 동작시킬 수 있다. 또한, 구동 레이어의 다른 한 쪽에도 상하 구동 전극을 설치하고 대향 측의 상하 구동 전극과 반대되는 패턴으로 구동 전압을 인가하면 스위치의 구동 속도를 더욱 높일 수 있다.In order to achieve this technical object, the present invention provides a switch substrate, a drive layer rotatably supported by the substrate and including a mirror for reflecting incident light, and a lower drive electrode and an upper drive electrode, respectively, at both ends of the drive layer. A driving voltage pair, wherein the driving layer is biased to a predetermined potential, and at least one of the upper driving electrode and the lower driving electrode of the driving electrode pair has a driving voltage having the same polarity as the voltage applied to the driving layer; Is provided and the other is provided with an optical wavelength switch device to which a driving voltage of 0 V potential or a polarity opposite to the voltage applied to the driving layer is applied. A predetermined voltage is applied to the driving layer, and a driving voltage having a potential having the same polarity as that applied to the driving layer is applied to one of the upper and lower driving electrodes disposed on one side of the driving layer and driving to the other driving electrode. Applying a driving voltage having a voltage of different polarity or a potential of 0 V or a voltage applied to the layer, respectively, obtains a rotational force by the electric repulsive force and the attractive force generated between the drive layer and the up and down drive electrodes. The switch can be operated at high speed as compared with the conventional optical wavelength switch using only the driving electrode of. In addition, the driving speed of the switch can be further increased by installing the vertical driving electrodes on the other side of the driving layer and applying the driving voltage in a pattern opposite to the vertical driving electrodes on the opposite side.

이하에서, 본 발명에 따른 광파장 스위치 소자의 구조 및 특징을 첨부한 도면에 도시된 본 발명의 실시예를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 광파장 스위치의 분해도이다. 도시의 목적상 도 1은 광파장 스위치 소자의 구성요소를 분리된 상태로 도시하였으나, 본 발명의 광파장 스위치는 실리콘 등의 반도체를 희생층(sacrifice layer)를 개장한 상태로 적층하고 식각하는 방법을 사용하여 일체의 구조로 형성되는 것을 이해하여야 한다. 이러한 MEMS 구조의 가공 방법은 M. A. Michalicek, J. H. Comtois, and H.K. Schriner, "Design and fabrication of optical MEMS using a four-level planarized surface-micromachined polysilicon5 process,"Proc. SPIE, Vol. 3276, pp. 48-55, 1998를 비롯한 여러 문헌에 공지되어 있으므로 구체적인 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, with reference to the embodiment of the present invention shown in the accompanying drawings the structure and features of the optical wavelength switch element according to the present invention will be described in detail. 1 is an exploded view of an optical wavelength switch according to an embodiment of the present invention. For the purpose of illustration, FIG. 1 illustrates the components of the optical wavelength switch element in a separated state, but the optical wavelength switch of the present invention uses a method of stacking and etching a semiconductor such as silicon with a sacrificial layer refurbished. It should be understood that it is formed as an integral structure. Methods for processing such MEMS structures are described in MA Michalicek, JH Comtois, and HK Schriner, "Design and fabrication of optical MEMS using a four-level planarized surface-micromachined polysilicon5 process," Proc. SPIE , Vol. 3276, pp. 48-55, 1998, and many other documents are known, so a detailed description will be omitted.

도 1을 참조하면 실리콘 등의 반도체로 형성된 기판(10)이 제공되고 기판 상에 하부 구동 전극(11) 및 상부 구동 전극(13)이 폴리실리콘 등의 반도체 재료로형성된다. 하부 구동 전극(11)은 기판의 일정 영역에 금속층을 증착하거나 도전성 불순물을 도핑하거나 폴리실리콘을 사용하여 형성된다. 하부 구동 전극은 기판으로부터 전기적으로 절연되어 있고, 스위치 구동 시 소정의 구동 전압을 인가하는 전원(도시되지 않음)과 연결되어 있다. 상부 구동 전극(13)의 하단부(13A)는 기판의 하부 구동 전극의 외측 영역(12)에 형성되고 상단부에는 이하에서 설명하는 바와 같이 구동 레이어(18)를 덮을 수 있는 오버 행 형태의 전극판(13B)이 형성된다. 상부 구동 전극(13)의 전극판은 하부 구동 전극(11)의 형태에 대응하는 형상을 가지는 것이 바람직하다. 상부 구동 전극 역시 실리콘에 불순물을 도핑하거나 폴리실리콘을 사용하여 형성될 수 있으나, 스위칭 소자를 제작하는 에칭 공정에서 선택적 식각이 용이한 폴리실리콘으로 상부 구동 전극을 형성하는 것이 바람직하다. 상부 구동 전극(13) 역시 기판으로부터 전기적으로 절연되고, 광파장 스위치의 구동 신호를 제공하는 전원(도시되지 않음)이 연결된다. 하부 구동 전극(11) 및 상부 구동 전극(13)의 전극판(13B)은 이하에서 설명하는 바와 같이 구동 레이어와 구동 전극에 소정의 전압이 인가될 때 발생하는 전기력에 의하여 구동 레이어(18)를 소정의 각도로 회전시키기에 충분한 면적을 가져야 한다.Referring to FIG. 1, a substrate 10 formed of a semiconductor such as silicon is provided, and a lower driving electrode 11 and an upper driving electrode 13 are formed of a semiconductor material such as polysilicon on the substrate. The lower driving electrode 11 is formed by depositing a metal layer, doping conductive impurities, or using polysilicon in a predetermined region of the substrate. The lower driving electrode is electrically insulated from the substrate and is connected to a power source (not shown) that applies a predetermined driving voltage when driving the switch. The lower end portion 13A of the upper driving electrode 13 is formed in the outer region 12 of the lower driving electrode of the substrate, and the upper end portion of the upper driving electrode 13 may cover the driving layer 18 as described below. 13B) is formed. It is preferable that the electrode plate of the upper drive electrode 13 has a shape corresponding to the shape of the lower drive electrode 11. The upper driving electrode may also be formed by doping impurities into the silicon or using polysilicon, but it is preferable to form the upper driving electrode with polysilicon that is easy to selectively etch in an etching process of manufacturing a switching device. The upper drive electrode 13 is also electrically insulated from the substrate, and a power supply (not shown) for providing a drive signal of the optical wavelength switch is connected. As described below, the electrode plate 13B of the lower driving electrode 11 and the upper driving electrode 13 controls the driving layer 18 by an electric force generated when a predetermined voltage is applied to the driving layer and the driving electrode. It must have an area sufficient to rotate at an angle.

기판(10)의 영역 14 에는 한 쌍의 지지부(15)가 기판 표면으로부터 상방으로 연장되도록 형성된다. 한 쌍의 지지부(15) 내측으로는 한 쌍의 토션암(16)이 지지부(15)와 일체로 형성된다. 토션암의 회전 탄성률은 구동 전극에 의하여 작용되는 회전력에 의하여 광 경로 스위칭을 위하여 요구되는 미러의 회전 각도가 얻어지도록 설계된다. 한 쌍의 토션 암 사이에는 평판형의 구동 레이어(17)가 일체로 연결되어 있다. 본 실시예에서는 토션 암(16)에 의하여 구동 레이어가 지지되는 것으로 되어 있으나 필요에 따라 스프링 등의 다양한 구조의 탄성 연결 구조에 의하여 구동 레이어를 지지할 수도 있다.In the region 14 of the substrate 10, a pair of supports 15 are formed to extend upward from the substrate surface. Inside the pair of support portions 15, a pair of torsion arms 16 are integrally formed with the support portion 15. The rotational modulus of the torsion arm is designed such that the rotation angle of the mirror required for the optical path switching is obtained by the rotational force applied by the drive electrode. The flat drive layer 17 is integrally connected between the pair of torsion arms. In the present embodiment, the driving layer is supported by the torsion arm 16, but if necessary, the driving layer may be supported by an elastic connection structure having various structures such as a spring.

구동 레이어(18)는 도핑된 실리콘 또는 폴리실리콘 등의 반도체 재료로 지지부(15), 토션암(16) 등과 일체로 제작된다. 구동 레이어의 중앙부에는 미러 요크(mirror yoke; 19)가 형성되고, 미러 요크에는 마이크로미러(20)가 장착되어 구동 레이어가 회전함에 따라 마이크로미러도 구동 레이어와 동일한 각도로 회전하게 된다. 구동 레이어는 일반적으로 사각형의 평판 형태를 가지나 이에 제한되지는 않는다. 구동 레이어의 중앙부에는 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이 상호 교차하는 수평 부재와 수직 부재로 구성된 격자 구조(18)가 형성될 수 있다. 구동 레이어의 중앙부가 격자 구조(18)로 형성된 경우에는 수평 부재와 수직 부재의 교차부에 미러 요크(19) 및 마이크로미러(20)가 형성된다. 또한, 경우에 따라 구동 레이어의 중앙부에 격자 구조 대신에 수평 부재 또는 수직 부재 만이 형성될 수도 있다. 구동 레이어(17)의 중앙부를 패터닝하여 격자 구조 또는 수평/수직 부재를 형성하는 이유는, 상부 구동 전극(13), 하부 구동 전극(11)과 이들 사이에 삽입되는 구동 레이어 사이에 형성되는 정전 용량과 이들 사이에 작용하는 전기력을 보다 정밀하게 제어하고 스위칭 소자 제작시 구동 레이어와 기판 사이에 위치하는 희생층의 식각 공정을 보다 원활하게 하기 위한 것이다. 구동 레이어의 중앙부에 형성되는 수평 부재 및는 수직 부재의 두께와 폭은 스위치 작동시 구동 레이어(17)에 작용하는 정전기력에 의하여 변형되지 않는 한도 내에서 적절히 조절할 수 있다.The drive layer 18 is made of a semiconductor material, such as doped silicon or polysilicon, integrally with the support 15, the torsion arm 16, or the like. A mirror yoke 19 is formed at the center of the driving layer, and the micro yoke 20 is mounted on the mirror yoke so that the micromirror also rotates at the same angle as the driving layer as the driving layer rotates. The drive layer generally has a rectangular flat plate shape, but is not limited thereto. As shown in FIGS. 1 and 2, a grating structure 18 including horizontal members and vertical members that cross each other may be formed at the center portion of the driving layer. When the central portion of the drive layer is formed of the lattice structure 18, the mirror yoke 19 and the micromirror 20 are formed at the intersection of the horizontal member and the vertical member. In some cases, only the horizontal member or the vertical member may be formed in the center of the driving layer instead of the lattice structure. The reason for forming the lattice structure or the horizontal / vertical member by patterning the central portion of the driving layer 17 is that the capacitance formed between the upper driving electrode 13, the lower driving electrode 11 and the driving layer inserted therebetween. In order to more precisely control the electrical force acting between them and to facilitate the etching process of the sacrificial layer located between the driving layer and the substrate when manufacturing the switching device. The thickness and width of the horizontal member and the vertical member formed at the center portion of the drive layer can be appropriately adjusted within the limits not deformed by the electrostatic force acting on the drive layer 17 during switch operation.

도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 구동 레이어(17)는 양호한 전자 이동도를 가지는 폴리실리콘, 도핑된 실리콘 등의 반도체 물질로 하나의 층으로서 양호하게는 중앙부에 격자 구조, 수평 부재 또는 수직 부재를 가지도록 패터닝된다. 구동 레이어는 토션 암(16)과 같은 탄성 연결부에 의하여 지지부(15)에 지지되어, 도 2와 같이 상부 구동 전극 및 하부 구동 전극의 사이의 위치에서 상하 구동 전극과 접촉하지 않도록 유지된다. 구동 레이어는 기판과 전기적으로 절연되어 있고, 광파장 스위치가 동작할 때에 이하에서 설명하는 바와 같이 외부의 전원으로부터 소정의 바이어스 전압이 구동 레이어에 인가된다. 구동 레이어에 일정한 전압이 인가된 상태에서 상부 구동 전극(13) 및 하부 구동 전극(11)에 상이한 구동 전압이 인가되면 구동 레이어와 상하 구동 전극 사이에 전기력이 작용하여 토션암을 중심으로 회전하게 되고, 따라서 구동 레이어에 장착된 마이크로미러(20)를 회전시키게 된다. 구동 레이어가 구동 전극에 의하여 작용하는 전기력에 의하여 회전할 때 구동 레이어가 구동 전극, 특히 상부 구동 전극에 접촉할 수 있는데, 구동 레이어와 구동 전극의 접촉에 의한 방전을 방지하기 위하여 상부 구동 전극 또는 구동 레이어에 산화실리콘 등의 절연 피막을 형성할 수 있다.As shown in Figs. 1 and 2, the drive layer 17 is a semiconductor material such as polysilicon, doped silicon, etc., which has good electron mobility, and is preferably a layer as a lattice structure, a horizontal member or a vertical member in the center. Is patterned to have The drive layer is supported by the support part 15 by an elastic connection part such as the torsion arm 16, and is kept in contact with the up and down drive electrode at a position between the upper drive electrode and the lower drive electrode as shown in FIG. The drive layer is electrically insulated from the substrate, and when the optical wavelength switch operates, a predetermined bias voltage is applied to the drive layer from an external power source as described below. When a different driving voltage is applied to the upper driving electrode 13 and the lower driving electrode 11 while a constant voltage is applied to the driving layer, an electric force is applied between the driving layer and the upper and lower driving electrodes to rotate about the torsion arm. Therefore, the micromirror 20 mounted on the driving layer is rotated. When the drive layer is rotated by an electric force acting by the drive electrode, the drive layer may contact the drive electrode, in particular the upper drive electrode. The upper drive electrode or the drive to prevent discharge due to contact between the drive layer and the drive electrode. An insulating film such as silicon oxide can be formed in the layer.

격자 구조의 중앙(도 1에서 격자 구조의 교차점)에는 마이크로미러(20)를 장착하기 위한 미러 요크(19)가 형성된다. 미러 요크는 폴리실리콘 등의 재료로 구성되고, 미러 요크 위에 장착되는 마이크로미러는 임의의 형태를 가질 수 있으나 통상 원형 또는 사각형의 형태로 형성된다. 미러의 크기는 스위치 소자에 입사되는 입사 빔의 폭 및 해상도에 따라 적절히 조절되고, 미러의 반사 표면은 금 또는니켈 등의 금속을 증착시켜 형성될 수 있다.At the center of the lattice structure (the intersection of the lattice structures in FIG. 1), a mirror yoke 19 for mounting the micromirror 20 is formed. The mirror yoke is made of a material such as polysilicon, and the micromirror mounted on the mirror yoke may have any shape, but is usually formed in a circular or rectangular shape. The size of the mirror is appropriately adjusted according to the width and resolution of the incident beam incident on the switch element, and the reflective surface of the mirror may be formed by depositing a metal such as gold or nickel.

도 2는 도 1의 분해도에 도시된 구성요소들이 결합된 상태의 광파장 스위치 구조를 나타내는 사시도이다. 도 2에서 보는 바와 같이 스위치의 비 구동 상태에서 구동 레이어(17) 및 마이크로미러(20)는 지지부(15) 및 토션암(16)에 의하여 기판(10)으로부터 이격 되어 기판과 수평을 이루도록 지지되어 있고, 구동 레이어의 양측은 는 각각 상부 구동 전극의 전극판 및 하부 구동 전극의 사이에 비접촉 상태로 삽입되어 있다. 구동 레이어를 회전시키는 전기력을 얻기 위하여 격자 구조가 패터닝되지 않은 구동 레이어의 면적 중 많은 부분이 상부 및 하부 구동 전극 사이에 삽입되는 것이 바람직하다. 스위치에 구동 전극이 인가되지 않은 상태에서 구동 레이어는 상부 구동 전극과 하부 구동 전극의 중간 지점에 이들 전극과 평행을 이루며 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 구동 레이어와 상부 및 하부 구동 전극의 간격은 구동 레이어가 입사광을 원하는 경로로 스위칭 하기 위하여 필요한 회전 각도를 허용할 수 있는 범위로 유지되어야 한다. 이하에서는 도 2의 광파장 스위치의 구동 레이어 및 구동 전극에 전압이 인가되어 스위치가 작동하는 과정을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.FIG. 2 is a perspective view illustrating an optical wavelength switch structure in which the components shown in the exploded view of FIG. 1 are combined. As shown in FIG. 2, in the non-drive state of the switch, the driving layer 17 and the micromirror 20 are supported to be horizontally spaced from the substrate 10 by the support part 15 and the torsion arm 16. Both sides of the driving layer are inserted in a non-contact state between the electrode plate of the upper driving electrode and the lower driving electrode, respectively. In order to obtain the electric force for rotating the drive layer, it is preferable that a large part of the area of the drive layer in which the grating structure is not patterned is inserted between the upper and lower drive electrodes. In a state in which a driving electrode is not applied to the switch, the driving layer is preferably positioned in parallel with these electrodes at an intermediate point between the upper driving electrode and the lower driving electrode. In addition, the spacing between the drive layer and the upper and lower drive electrodes must be maintained in a range that allows the drive layer to allow the required angle of rotation to switch the incident light to the desired path. Hereinafter, a process in which the switch is operated by applying a voltage to the driving layer and the driving electrode of the optical wavelength switch of FIG. 2 will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 도 2의 A-A' 선을 따라 절개한 광파장 스위치의 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 스위치의 비구동 상태에서 구동 레이어(33)는 점선으로 표시된 지지부(35)과 토션암(36)에 의하여 구동 레이어의 양 단부(33A 및 33B)가 각각 한 쌍의 하부 구동 전극(31, 31') 및 한 쌍의 상부 구동 전극(32, 32')의 중간 위치에 비접촉 상태로 삽입되어 이들 전극과 평행을 이루도록 배치된다. 스위치의 구동 시에 구동 레이어는 외부 전원에 의하여 일정한 전압 VD로 바이어스 되고, 예를 들어 도 3 좌측의 상부 구동 전극(32)은 VD와 같은 극성의 전위 VH로 바이어스 되는 동시에 하부 구동 전극(31)은 VD와 극성이 다르거나 0 V의 전위를 가지는 VL로 바이어스 된다. 이때 바람직하게는 VH는 VD와 동일한 극성과 전위를 가지고, VL은 0 V의 전위를 가질 수 있다. 이 경우에는 구동 레이어, 상하 구동 전극이 VD와 0 V의 두 가지 전압만으로 구동되므로 스위치를 구동하는 전원 구조 및 전압 패턴을 단순화 할 수 있는 장점이 있다. 이러한 상태에서 상부 구동 전극과 구동 레이어는 동일한 극성의 전위로 바이어스 되므로 구동 레이어의 좌측 단(33A)는 상부 구동 전극(32)에 의하여 도 3의 아래 방향으로 향하는 전기적 척력을 받게 된다. 동일한 방식으로 구동 레이어와 하부 구동 전극(31)은 상호 상이한 극성의 전위를 가지거나 하부 구동 전극이 0V의 전위를 가지므로 정전 유도 현상 등에 의하여 구동 레이어의 좌측 단(33A)은 하부 구동 전극(31)에 의하여 도 3의 아래 방향을 향하는 전기적 인력을 받게 된다. 따라서, 구동 레이어의 좌측 단(33A)는 상부 구동 전극에 의한 척력과 하부 구동 전극에 의한 인력에 의하여 도 3의 아래 방향으로 이동하여 토션암(36)을 중심으로 회전하게 되고, 따라서 구동 레이어에 부착된 마이크로미러(34)가 도 3의 시계 반대 방향으로 회전하게 된다. 한편 , 구동 레이어의 바이어스 전압을 VD로 유지하고 상부 구동 전극(32)와 하부 구동 전극(31)에 인가되는 전압을 바꿔서 상부 구동 전극에 VL를 인가하고 하부 구동 전극에 VH를 인가하면 상부 구동 전극과 구동 레이어 사이에 전기적 인력이 작용하고 구동 레이어와 하부 구동 전극 사이에 전기적 척력이 작용하여 구동 레이어의 좌측 단이 도 3의 위쪽을 향하는 힘을 받게 되어 토션암을 중심으로 구동 레이어가 도 3의 시계 방향으로 회전하게 된다. 본 발명의 실시예에서는, 도 3의 좌측의 상부 구동 전극 및 하부 구동 전극에 예를 들어 VH및 VL을 인가하는 동시에 도 3의 우측의 상부 구동 전극(32') 및 하부 구동 전극(31')에 좌측의 구동 전압이 뒤바뀐 구동 전압 즉, VL및 VH를 각각 인가하면 상부 구동 전극(32')과 구동 레이어의 우측 단(33B) 사이에 전기적 인력이 작용하고, 하부 구동 전극(31')과 구동 레이어의 우측 단(33B) 사이에 전기적 척력이 작용하여 구동 레이어를 도 3의 시계 반대 방향으로 보다 신속히 회전시킬 수 있다.3 is a cross-sectional view of an optical wavelength switch cut along the line AA ′ of FIG. 2. As shown in FIG. 3, in the non-driven state of the switch, the driving layer 33 has a pair of lower ends of both ends 33A and 33B of the driving layer, respectively, by the support part 35 and the torsion arm 36 indicated by dotted lines. The driving electrodes 31 and 31 'and the pair of upper driving electrodes 32 and 32' are inserted in a non-contact state and arranged in parallel with these electrodes. When the switch is driven, the driving layer is biased to a constant voltage V D by an external power supply. For example, the upper driving electrode 32 on the left side of FIG. 3 is biased to a potential V H having the same polarity as V D and at the same time, the lower driving electrode. 31 is biased to V L having a polarity different from that of V D or having a potential of 0 V. At this time, preferably, V H may have the same polarity and potential as V D, and V L may have a potential of 0 V. In this case, since the driving layer and the vertical driving electrode are driven with only two voltages, V D and 0 V, the power supply structure and voltage pattern for driving the switch can be simplified. In this state, since the upper driving electrode and the driving layer are biased with the same polarity potential, the left end 33A of the driving layer is subjected to the electric repulsive force directed downward in FIG. 3 by the upper driving electrode 32. In the same manner, since the driving layer and the lower driving electrode 31 have potentials of different polarities from each other, or the lower driving electrode has a potential of 0 V, the left end 33A of the driving layer is formed by the lower driving electrode 31 due to electrostatic induction. 3) is subjected to electrical attraction in the downward direction of FIG. Accordingly, the left end 33A of the driving layer is moved downward in FIG. 3 by the repulsive force by the upper driving electrode and the attraction force by the lower driving electrode to rotate about the torsion arm 36, and thus the driving layer Attached micromirror 34 is rotated counterclockwise in FIG. On the other hand, if the bias voltage of the driving layer is maintained at V D , and the voltage applied to the upper driving electrode 32 and the lower driving electrode 31 is changed to apply V L to the upper driving electrode and V H to the lower driving electrode. An electrical attraction force is applied between the upper driving electrode and the driving layer, and an electrical repulsive force is applied between the driving layer and the lower driving electrode so that the left end of the driving layer receives the upward direction of FIG. 3. The clockwise rotation of FIG. In the embodiment of the present invention, for example, V H and V L are applied to the upper driving electrode and the lower driving electrode on the left side of FIG. 3 while the upper driving electrode 32 'and the lower driving electrode 31 on the right side of FIG. When the driving voltage of the left side is changed to 'L', that is, V L and V H , respectively, electric attraction force is applied between the upper driving electrode 32 ′ and the right end 33B of the driving layer, and the lower driving electrode ( 31 ') and an electric repulsive force acting between the right end 33B of the drive layer to rotate the drive layer more quickly in the counterclockwise direction of FIG.

본 발명에 따른 광파장 스위치는 한 쌍의 상하 구동 전극에 의하여 동시에 구동 레이어를 회전시키는 회전력을 발생시키므로 구동 레이어와 상하 구동 전극의 바이어스 전압의 차이 즉, VH-VD, VD-VL을 비교적 작게 하더라도 구동 레이어를 신속하게 회전시키기에 충분한 회전력을 얻을 수 있어 광파장 스위치의 응답 특성을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명의 광파장 스위치는 구동 레이어의 양 단부에 배치된 상하 구동 전극 쌍에 상호 뒤바뀐 패턴의 구동 전압을 인가함으로써 구동 레이어를 회전시키는 힘을 효과적으로 배가시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 광파장 스위치는 구동 레이어와 상하 구동 전극 사이의 전위 차가 상대적으로 작으므로 구동 레이어와 구동 전극 사이에 아크 방전이 일어나 소자의 수명을 단축시키는 문제를방지할 수 있다.The optical wavelength switch according to the present invention generates a rotational force for simultaneously rotating the drive layer by a pair of up and down drive electrodes, so that the difference between the bias voltages of the drive layer and the up and down drive electrodes, that is, V H -V D , V D -V L Even with a relatively small size, sufficient torque can be obtained to rotate the drive layer quickly, thereby improving the response characteristics of the optical wavelength switch. In addition, the optical wavelength switch of the present invention can effectively double the force for rotating the drive layer by applying a drive voltage of a pattern reversed to each other to the pair of vertical drive electrodes disposed at both ends of the drive layer. In addition, in the optical wavelength switch according to the present invention, since the potential difference between the driving layer and the vertical driving electrode is relatively small, an arc discharge occurs between the driving layer and the driving electrode, thereby preventing the problem of shortening the life of the device.

도 1 내지 도 3의 실시예에서는 구동 레이어(17)가 지지부(15) 및 피봇암(16)에 의하여 지지되고 있으나, 구동 레이어는 이와 다른 방식으로 지지될 수도 있다. 도 4의 실시예에서는 도 1 및 도 2의 지지부 및 토션암 대신에 피봇 지지부(41)에 의하여 구동 레이어(42)가 지지된다. 도 2의 구성과 동일하다. 피봇 지지부(41)는 구동 레이어(17)의 양 측면 하방이나 측방에 설치될 수 있다. 피봇 지지부(41)은 구동 레이어(42)가 하부 구동 전극(43) 및 상부 구동 전극(44) 사이에서 상하 구동 전극과 접촉하지 않는 범위 내에서 입사광을 원하는 경로로 스위칭하기 위하여 필요한 각도로 회전할 수 있도록 하는 피봇 동작 범위를 갖도록 설계되는 것이 바람직하다.1 to 3, the drive layer 17 is supported by the support 15 and the pivot arm 16, but the drive layer may be supported in a different manner. In the embodiment of FIG. 4, the drive layer 42 is supported by the pivot support 41 instead of the supports and torsion arms of FIGS. 1 and 2. It is the same as the structure of FIG. The pivot support 41 may be installed below or on both sides of the drive layer 17. The pivot support part 41 may rotate at an angle necessary for switching the incident light to a desired path within a range in which the driving layer 42 does not contact the upper and lower driving electrodes between the lower driving electrode 43 and the upper driving electrode 44. It is desirable to be designed to have a pivoting range of motion that allows it.

도 5는 도 4의 피봇 지지부(41)의 구조를 예시하는 단면도이다. 도 5에서 기판(50) 상에 가이드 부재(52)가 박스형 또는 원통형으로 형성된다. 가이드 부재(52)의 내부에는 핀 조인트(51)가 삽입되고 핀 조인트로부터 가이드 부재의 가이드 홀을 통하여 조인트 네크(joint neck; 53)가 연장되고 조인트 연결부재에는 지지판(54)가 연결되어 있다. 지지판(54)에는 광파장 스위치의 구동 레이어(55)가 장착된다. 경우에 따라 광파장 스위치의 구동 레이어(55)는 지지판(54)에 직접 장착되지 않고 연결 빔과 같은 별도의 부재를 사용하여 장착될 수 있다. 도 5의 피봇 구조물은 양호하게는 희생층이 개장된 폴리실리콘층을 적층하고, 에칭 등을 사용하여 희생층을 제거하는 방법으로 형성되는데, 이러한 공정의 예가 미국특허 제6,040,935호 등에 기재되어 있다.5 is a cross-sectional view illustrating the structure of the pivot support 41 of FIG. 4. In FIG. 5, the guide member 52 is formed in a box shape or a cylindrical shape on the substrate 50. A pin joint 51 is inserted in the guide member 52, a joint neck 53 extends from the pin joint through the guide hole of the guide member, and a support plate 54 is connected to the joint connecting member. The support plate 54 is equipped with a drive layer 55 of an optical wavelength switch. In some cases, the driving layer 55 of the wavelength switch may be mounted using a separate member such as a connecting beam instead of being directly mounted to the support plate 54. The pivot structure of FIG. 5 is preferably formed by laminating a polysilicon layer having the sacrificial layer retrofitted and removing the sacrificial layer using etching or the like. An example of such a process is described in US Pat. No. 6,040,935 and the like.

광파장 스위치의 구동 레이어가 구동 전극에 인가되는 구동 전압에 의하여 회전하면 도 5의 피봇 지지부의 핀 조인트 및 지지판은 구동 레이어의 회전 각도만큼 회전하게 된다. 피봇 지지부가 소정의 각도만큼 회전하게 되면 지지판의 하단부가 가이드 부재와 접촉하게 되어 회전이 멈추게 된다. 즉, 구동 레이어를 토션암에 지지하는 경우에는 구동 레이어가 구동 전극에 의하여 작용되는 회전력과 토션암의 탄성력이 평형을 이루는 각도로 연속적으로 회전하는데 반하여, 피봇 지지부에 의하여 구동 레이어를 지지하는 경우에는 구동 레이어가 피봇 구조에 의하여 제한된 일정한 각도만큼 회전하게 된다. 따라서, 피봇 구조는 스위치 구동 시에 구동 레이어가 2 개의 안정된 위치를 갖도록 할 수 있는 장점이 있고 구동 레이어의 회전 시에 회전을 저지하는 탄성력을 작용하지 않으므로 구동 레이어를 보다 신속히 회전시킬 수 있는 장점도 가진다.When the driving layer of the optical wavelength switch is rotated by the driving voltage applied to the driving electrode, the pin joint and the supporting plate of the pivot support of FIG. 5 are rotated by the rotation angle of the driving layer. When the pivot support is rotated by a predetermined angle, the lower end of the support plate comes into contact with the guide member to stop the rotation. That is, when the drive layer is supported by the torsion arm, the drive layer continuously rotates at an angle where the rotational force applied by the drive electrode and the elastic force of the torsion arm are in equilibrium, whereas when the drive layer is supported by the pivot support part, The drive layer is rotated by a certain angle limited by the pivot structure. Therefore, the pivot structure has the advantage that the drive layer can have two stable positions when the switch is driven, and also has the advantage that the drive layer can be rotated more quickly because it does not act as an elastic force that prevents rotation during rotation of the drive layer. Have

본 발명의 광파장 스위치의 구동 레이어를 지지하는 방법으로는 이상에서 설명한 토션빔이나 피봇 구조 이외에, 구동 레이어의 양측(도 1-2에서 토션빔이 구동 레이어에 연결되는 부분)이나 구동 레이어의 중앙 하단에 캔티레버 형태의 탄성 빔을 설치하여 기판에 지지하는 방법을 사용할 수도 있다.As a method for supporting the drive layer of the optical wavelength switch of the present invention, in addition to the torsion beam or pivot structure described above, both sides of the drive layer (parts where the torsion beam is connected to the drive layer in FIGS. 1-2) or the center lower part of the drive layer are shown. It is also possible to use a method of supporting the substrate by providing a cantilever-shaped elastic beam in the.

본 발명의 광파장 스위치 소자는 마이크로미러가 장착된 구동 레이어를 상부 구동 전극과 하부 구동 전극으로 이루어지는 한 쌍의 구동 전극에 의하여 작용하는 전기적 인력과 척력을 사용하여 회전시키기 때문에 구동 레이어와 상하 구동 전극에 인가되는 전위 차이가 종래의 광파장 스위치 소자의 경우에 비하여 낮은 경우에도 효과적으로 광파장 스위치를 구동할 수 있고, 양호한 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 구동 레이어와 상하 구동 전극에 인가되는 전압의 차이를 줄일 수 있기 때문에 이들 간의 방전 현상을 방지할 수 있고 이로 인한 소자의 손상을 방지할 수 있다.The optical wavelength switch element of the present invention rotates the drive layer on which the micromirror is mounted by using an electric attraction force and a repulsive force acted by a pair of drive electrodes consisting of an upper drive electrode and a lower drive electrode. Even when the potential difference applied is low as compared with the conventional optical wavelength switch element, the optical wavelength switch can be effectively driven, and good response characteristics can be obtained. In addition, since the difference between the voltages applied to the driving layer and the vertical driving electrode can be reduced, it is possible to prevent a discharge phenomenon between them and thereby prevent damage to the device.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상에 기초한 다양한 수정례 및 변형례도 본 발명의 범주에 속할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서는 구동 레이어의 한 단부에 한 쌍의 구동 전극을 설치한 실시예를 들어 설명하였으나 필요에 따라 구동 레이어의 한 단부에 2쌍 이상의 구동 전극을 설치할 수도 있다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, Various modifications and modifications based on the technical idea of this invention may belong to the scope of the present invention. For example, in the present specification, an embodiment in which a pair of drive electrodes are provided at one end of the drive layer has been described. However, two or more pairs of drive electrodes may be provided at one end of the drive layer as necessary.

Claims (19)

광 통신망에 사용되는 광파장 스위치 장치에 있어서,In the optical wavelength switch device used in an optical communication network, 스위치 기판;Switch substrates; 상기 기판에 의하여 회전 가능하도록 지지되고 입사광을 반사시키는 미러를 포함하는 구동 레이어;A drive layer rotatably supported by the substrate and including a mirror to reflect incident light; 각각 하부 구동 전극 및 상부 구동 전극을 포함하고 상기 구동 레이어의 양 단부에 배치된 구동 전극 쌍을 포함하고,A drive electrode pair each including a lower drive electrode and an upper drive electrode and disposed at both ends of the drive layer; 상기 구동 레이어가 소정의 전위로 바이어스 되고 적어도 하나의 상기 구동 전극 쌍의 상기 상부 구동 전극과 하부 구동 전극 중 하나에는 상기 구동 레이어에 인가된 전압과 동일한 극성의 구동 전압이 인가되고 다른 하나에는 상기 구동 레이어에 인가된 전압과 반대 극성 또는 0 V 전위의 구동 전압이 인가되는 광파장 스위치 장치.The driving layer is biased to a predetermined potential, one of the upper driving electrodes and the lower driving electrodes of at least one pair of driving electrodes is applied with a driving voltage having the same polarity as the voltage applied to the driving layer, and the driving of the other An optical wavelength switch device to which a driving voltage of a polarity or 0 V potential is applied to a voltage applied to a layer. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 구동 레이어가 대체적으로 사각형 형태를 가지고 상기 구동 전극 쌍이 상기 구동 레이어의 대향하는 양 단부에 적어도 하나씩 배치된 광파장 스위치 장치.And at least one driving electrode pair disposed at opposite ends of the driving layer. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 구동 레이어의 한 단부에 위치한 상기 구동 전극 쌍의 상기 상부 구동 전극과 하부 구동 전극에 각각 인가되는 구동 전압이 상호 뒤바뀌어 대향 단부에 위치한 상기 구동 전극 쌍의 상기 상부 구동 전극과 상기 하부 구동 전극 각각에 동시에 인가되는 광파장 스위치 장치.The driving voltages respectively applied to the upper driving electrode and the lower driving electrode of the driving electrode pair located at one end of the driving layer are reversed to each other so that the upper driving electrode and the lower driving electrode of the driving electrode pair located at the opposite end are respectively A wavelength switch device applied to the same time. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 구동 전극 쌍의 상기 하부 구동 전극과 상기 상부 구동 전극 중 하나의 전극에 상기 구동 레이어에 인가되는 바이어스 전압과 동일 극성 및 동일 전위를 가지는 구동 전압이 인가되고 다른 하나의 전극에 0 V의 구동 전압이 인가되는 광파장 스위치 장치.A driving voltage having the same polarity and the same potential as the bias voltage applied to the driving layer is applied to one of the lower driving electrode and the upper driving electrode of the driving electrode pair, and a driving voltage of 0 V is applied to the other electrode. Applied light wavelength switch device. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 하부 구동 전극이 상기 기판 상에 형성되고 상기 상부 구동 전극이 상기 기판으로부터 연장되고 그 상단부에 상기 구동 레이어의 일부를 덮는 전극판이 형성된 광파장 스위치 장치.And an electrode plate on which the lower driving electrode is formed, the upper driving electrode extends from the substrate, and an upper portion of the lower driving electrode covers a portion of the driving layer. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 구동 레이어의 적어도 일부가 상기 하부 구동 전극과 상기 상부 구동 전극의 상기 전극판 사이에 비접촉 상태로 삽입되어 있는 광파장 스위치 장치.And at least a portion of the drive layer is inserted in a non-contact state between the lower drive electrode and the electrode plate of the upper drive electrode. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 구동 레이어가 탄성 지지부에 의하여 상기 기판과 절연된 상태로 상기 하부 구동 전극과 상기 상부 구동 전극 사이에 회전 가능하도록 지지되어 있는 광파장 스위치 장치.And the driving layer is rotatably supported between the lower driving electrode and the upper driving electrode while being insulated from the substrate by an elastic support part. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 구동 레이어가 피봇 구조에 의하여 상기 기판과 절연된 상태로 상기 하부 구동 전극과 상기 상부 구동 전극 사이에 회전 가능하도록 지지되어 있는 광파장 스위치 장치.And the driving layer is rotatably supported between the lower driving electrode and the upper driving electrode while being insulated from the substrate by a pivot structure. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 구동 레이어의 중앙부에 격자구조, 수평 부재 또는 수직 부재가 형성된 광파장 스위치 장치.And a grating structure, a horizontal member, or a vertical member formed at a central portion of the driving layer. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 기판, 상기 구동 레이어 및 상기 상하 구동 전극이 실리콘, 폴리실리콘 등의 반도체 재료로 형성된 광파장 스위치 장치.And the substrate, the driving layer and the vertical driving electrode are formed of a semiconductor material such as silicon or polysilicon. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 미러가 상기 구동 레이어의 중앙부에 형성된 요크 위에 장착된 광파장스위치 장치.And a mirror mounted on the yoke formed at the center of the driving layer. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 구동 레이어 또는 상기 상하 구동 전극의 표면에 절연층이 형성된 광파장 스위치 장치.And an insulating layer formed on a surface of the driving layer or the vertical driving electrode. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 구동 레이어의 한 단부에 위치한 상기 구동 전극 쌍의 상기 상부 구동 전극 및 상기 하부 구동 전극에 구동 전압이 인가될 때 상기 상부 및 하부 구동 전극이 상기 구동 레이어를 상기 기판에 대하여 상승 또는 하강시키는 전기력을 발생시키고, 대향 단부에 위치한 상기 구동 전극 쌍은 그 반대되는 방향으로 상기 구동 레이어를 이동시키는 전기력을 발생시키는 광파장 스위치 장치.When a driving voltage is applied to the upper driving electrode and the lower driving electrode of the pair of driving electrodes positioned at one end of the driving layer, the upper and lower driving electrodes generate an electric force that raises or lowers the driving layer with respect to the substrate. And the drive electrode pair located at opposite ends generates an electric force for moving the drive layer in the opposite direction. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 구동 레이어의 한 단부에 2 이상의 상기 구동 전극 쌍이 설치된 광파장 스위치 장치.And at least two drive electrode pairs disposed at one end of the drive layer. 스위치 기판, 상기 기판에 의하여 회전 가능하도록 지지되고 입사광을 반사시키는 미러를 포함하는 구동 레이어, 및 각각 하부 구동 전극 및 상부 구동 전극을 포함하고 상기 구동 레이어의 양 단부에 배치된 구동 전극 쌍을 포함하는 광통신용 광파장 스위치 장치를 구동시키는 방법에 있어서,A drive layer comprising a switch substrate, a drive layer rotatably supported by the substrate and including a mirror for reflecting incident light, and a drive electrode pair including lower drive electrodes and upper drive electrodes, respectively, and disposed at both ends of the drive layer; In the method for driving the optical wavelength switch device for optical communication, 상기 구동 레이어를 소정의 전위로 바이어스하고 하나의 상기 구동 전극 쌍의 상기 상부 구동 전극과 하부 구동 전극 중 하나의 전극에는 상기 구동 레이어에 인가된 전압과 동일한 극성의 구동 전압을 인가하고 다른 하나의 전극에는 상기 구동 레이어에 인가된 전압과 반대 극성 또는 0 V 전위의 구동 전압를 인가하는 광파장 스위치 구동 방법.Biasing the driving layer to a predetermined potential, applying a driving voltage having the same polarity as the voltage applied to the driving layer to one of the upper driving electrodes and the lower driving electrodes of the pair of driving electrodes; And applying a driving voltage having a polarity or 0 V potential opposite to the voltage applied to the driving layer. 청구항 15에 있어서,The method according to claim 15, 상기 구동 전극 쌍의 상기 상부 구동 전극과 하부 구동 전극에 각각 인가되는 구동 전압을 상호 뒤바꾸어 상기 구동 레이어의 다른 단부에 위치하는 상기 구동 전극 쌍의 상기 상부 구동 전극과 상기 하부 구동 전극 각각에 동시에 인가하는 광파장 스위치 구동 방법.The driving voltages respectively applied to the upper driving electrode and the lower driving electrode of the driving electrode pair are reversed and applied simultaneously to the upper driving electrode and the lower driving electrode of the driving electrode pair located at the other end of the driving layer. Optical wavelength switch drive method. 청구항 15에 있어서,The method according to claim 15, 상기 구동 전극 쌍의 상기 하부 구동 전극과 상기 상부 구동 전극 중 하나의 전극에 상기 구동 레이어에 인가되는 바이어스 전압과 동일 극성 동일 전위의 구동 전압을 인가하고 다른 하나의 전극에 0 V의 구동 전압을 인가하는 광파장 스위치 구동 방법.A driving voltage having the same polarity and the same potential as the bias voltage applied to the driving layer is applied to one of the lower driving electrode and the upper driving electrode of the driving electrode pair, and a driving voltage of 0 V is applied to the other electrode. Optical wavelength switch drive method. 청구항 15 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 15 to 17, 상기 구동 레이어의 한 단부에 위치한 상기 구동 전극 쌍의 상기 상부 구동 전극 및 상기 하부 구동 전극에 구동 전압이 인가될 때 상기 상부 및 하부 구동 전극이 상기 구동 레이어를 상기 기판에 대하여 상승 또는 하강시키는 전기력을 발생시키고, 대향 단부에 위치한 상기 구동 전극 쌍은 그 반대되는 방향으로 구동 레이어를 이동시키는 전기력을 발생시켜 상기 구동 레이어를 회전시키는 광파장 스위치 구동 방법.When a driving voltage is applied to the upper driving electrode and the lower driving electrode of the pair of driving electrodes positioned at one end of the driving layer, the upper and lower driving electrodes generate an electric force that raises or lowers the driving layer with respect to the substrate. And the drive electrode pair located at opposite ends generates an electric force for moving the drive layer in the opposite direction to rotate the drive layer. 청구항 15 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 15 to 17, 상기 구동 레이어의 한 단부에 2 이상의 상기 구동 전극 쌍을 설치하는 광파장 스위치 구동 방법.And at least two drive electrode pairs at one end of the drive layer.
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