KR100442831B1 - Optical switch and manufacturing method thereof - Google Patents

Optical switch and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100442831B1
KR100442831B1 KR10-2002-0004631A KR20020004631A KR100442831B1 KR 100442831 B1 KR100442831 B1 KR 100442831B1 KR 20020004631 A KR20020004631 A KR 20020004631A KR 100442831 B1 KR100442831 B1 KR 100442831B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
micromirror
waveguide
actuator
waveguides
optical switch
Prior art date
Application number
KR10-2002-0004631A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20030064142A (en
Inventor
민영훈
김진환
김성철
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR10-2002-0004631A priority Critical patent/KR100442831B1/en
Publication of KR20030064142A publication Critical patent/KR20030064142A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100442831B1 publication Critical patent/KR100442831B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/35Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/35442D constellations, i.e. with switching elements and switched beams located in a plane
    • G02B6/3546NxM switch, i.e. a regular array of switches elements of matrix type constellation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/35Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3564Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
    • G02B6/3584Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details constructional details of an associated actuator having a MEMS construction, i.e. constructed using semiconductor technology such as etching

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

마이크로미러와 도파로를 용이하게 조립할 수 있어 렌즈와 같은 별도의 광학부품이 필요없으며, 광학 정렬을 용이하게 할 수 있는 광스위치 및 그 제조 방법이 개시되어 있다.Disclosed are an optical switch and a method of manufacturing the same, which can easily assemble a micromirror and a waveguide, thereby eliminating the need for a separate optical component such as a lens, and facilitating optical alignment.

이 개시된 광스위치는, 광이 입력되는 적어도 하나 이상의 입력측 도파로; 상기 입력측 도파로에 대해 소정 각도로 기울어진 적어도 하나 이상의 입사면을 갖는 마이크로미러; 상기 마이크로미러를 이동시키기 위한 액추에이터; 상기 마이크로미러로부터 반사되어 입사된 광을 출력하는 적어도 하나 이상의 출력측 도파로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The disclosed optical switch comprises: at least one input side waveguide through which light is input; A micromirror having at least one incident surface inclined at an angle with respect to the input waveguide; An actuator for moving the micromirror; And at least one output side waveguide for outputting incident light reflected from the micromirror.

이 광스위치는 렌즈와 같은 광학부품을 별도로 구비하지 않아도 되므로 조립이 용이하고, 완제품 상태가 아닌 단품 상태에서 테스트 및 조립이 가능하도록 하여 신뢰성 있고 대량 생산이 용이한 이점이 있다.Since the optical switch does not need to be separately provided with an optical component such as a lens, it is easy to assemble, and it is possible to test and assemble in a single state instead of a finished state, thereby providing a reliable and easy mass production.

Description

광 스위치 및 그 제조 방법{Optical switch and manufacturing method thereof}Optical switch and manufacturing method thereof

본 발명은 광스위치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로미러 액추에이터와 도파로를 용이하게 조립할 수 있어 렌즈와 같은 별도의 광학부품이 필요없으며, 다면의 마이크로미러를 수평 이동 가능하도록 하여 스위칭함으로써 광학 정렬을 용이하게 할 수 있는 광스위치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical switch and a method of manufacturing the same, and more particularly, it is possible to easily assemble the micromirror actuator and the waveguide, so that an additional optical component such as a lens is not required, and the micromirror of the multi-sided mirror can be moved horizontally. The present invention relates to an optical switch and a method of manufacturing the same, which can facilitate optical alignment.

근래에는 광통신의 발달로 광신호를 적절한 선로로 절환하기 위한 광스위치의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 종래 광신호를 받아서 이를 전기신호로 변환한 다음, 상기 전기신호를 다시 광신호로 변환하여 선택된 다른 선로로 인가하는 O-E-O 방식에서 점차 광신호를 전기신호의 변환없이 바로 광신호로 절환할 수 있는 O-O 방식의 연구가 진행되고 있다.Recently, due to the development of optical communication, research and development of optical switches for switching optical signals to appropriate lines have been actively conducted. OO that can receive a conventional optical signal and convert it into an electrical signal, and then convert the optical signal back to an optical signal and gradually switch the optical signal to an optical signal without converting the electrical signal in the OEO method. The research of the method is in progress.

광스위치에는 도파로를 설계하고 열 또는 전압을 가하여 도파로의 굴절률을 변화시킴으로써 광경로를 변화시키는 TO(thermo-optic), EO(electro-optic) 방식의 스위치가 있고, 기타 기계식 및 액정 등을 이용한 방법도 있다. 이 중 MEMS(MicroElectromechanical System)를 이용하여 마이크로미러를 만들고 이를 이용하여 광신호를 절환하는 방식이 다른 방식에 비해 소형으로 할 수 있으며, 인접한 부품들과의 간섭이 적고 광손실이 적은 편이어서 선호되고 있다.Optical switch includes TO (thermo-optic) and EO (electro-optic) switches that design the waveguide and change the optical path by applying heat or voltage to change the refractive index of the waveguide, and other mechanical and liquid crystal methods. There is also. Among them, the method of making micromirror using MEMS (MicroElectromechanical System) and switching the optical signal can be made smaller than other methods, and it is preferred because it has less interference with adjacent parts and less optical loss. have.

MEMS를 이용한 방식 중에는 마이크로미러를 한 방향으로 on-off시켜 이차원적으로 스위칭하는 방법과 두 방향으로 구동시키면서 광신호를 원하는 위치에 정확하게 전달되도록 하는 삼차원적인 방법이 있다. 그런데, 스위칭 경로가 많지 않은 경우, 예를 들어 16×16 이하인 경우에는 대부분 이차원 스위칭 방법을 사용한다. 여기서, 광스위치의 가격을 결정하는 요소로는 광스위치의 크기, 제작공정의 수 및 조립의 용이성 등이 있다.Among the methods using MEMS, there is a method of switching two-dimensionally by turning off the micromirror in one direction and a three-dimensional method of precisely transmitting an optical signal to a desired position while driving in two directions. By the way, when there are not many switching paths, for example, 16x16 or less, most two-dimensional switching methods are used. Here, the factors that determine the price of the optical switch include the size of the optical switch, the number of manufacturing processes and the ease of assembly.

종래의 광스위치 중에서 마이크로미러를 직각으로 구동하여 on-off 스위칭하는 것이 있다. 도 1을 참조하면, 복수개의 마이크로미러 액추에이터(110)가 2차원의 메트릭스 형태로 배열되고, 입력부의 광파이버(143)에서 나온 빛은 마이크로 렌즈(145)를 거쳐 평행광으로 변환된다. 이 평행광은 수직으로 직립해 있는 마이크로 미러(131)를 향해 입사되어 반사된 다음 출력부쪽의 마이크로 렌즈(146)를 통과해 출력측 광파이버(148)로 전송된다. 즉, 광스위치는 기판(115)에 대해 수직으로 직립된 마이크로미러(131a)(131b)(131c)(131d)에 의해 입사되는 광신호를 반사시키고 수평 상태로 되어 있는 마이크로미러(132)에 의해서는 입사되는 광신호를 통과시킴으로써 광경로를 선택할 수 있도록 되어 있다.In the conventional optical switch, there is an on-off switching by driving the micromirror at a right angle. Referring to FIG. 1, a plurality of micromirror actuators 110 are arranged in a two-dimensional matrix form, and light emitted from the optical fiber 143 of the input unit is converted into parallel light through the microlens 145. The parallel light is incident and reflected toward the vertically upright micromirror 131 and then transmitted to the output side optical fiber 148 through the microlens 146 on the output side. That is, the optical switch reflects the optical signal incident by the micromirrors 131a, 131b, 131c, and 131d, which are upright with respect to the substrate 115, by the micromirror 132 which is in a horizontal state. The optical path can be selected by passing an incident optical signal.

그런데, 상기 광파이버(143)(148)는 일정한 굵기(단모드 광파이버인 경우에는 약 125㎛의 직경을 가진다.)를 가지기 때문에 이차원 공간상에서 이들의 적절한배열을 위해서는 적당한 공간이 불가피하게 요구된다. 또한, 상기 광파이버(143)(148)와 마이크로미러(132)와의 광경로 배열을 위해서는 광학벤치를 만들어야 하고 긴 경로를 진행하는 광의 손실을 줄이기 위해 렌즈를 사용한다. 그런데, 렌즈를 사용하는 경우 광빔의 직경이 더 커지므로 광파이버의 배열 공간이 증가될 수 밖에 없다.By the way, since the optical fibers 143 and 148 have a constant thickness (a diameter of about 125 μm in the case of a short mode optical fiber), an appropriate space is inevitably required for their proper arrangement in two-dimensional space. In addition, in order to arrange the optical paths of the optical fibers 143 and 148 and the micromirror 132, an optical bench must be made, and a lens is used to reduce the loss of light along a long path. However, when the lens is used, since the diameter of the light beam is larger, the arrangement space of the optical fiber is inevitably increased.

또한, 상기와 같이 마이크로미러를 수직으로 세워 광경로를 전환하는 경우에는 마이크로미러를 정확하게 수직으로 제어하기 어렵다. 또한, 광학적 성능을 테스트하기 위해서 광스위치와 광학벤치를 조립한 완제품으로 마이크로미러를 구동시킨 상태에서 테스트를 해야 하므로 불량품에 대한 보정의 기회가 없으므로 불량률이 높아 대량생산에 부적합하다.In addition, when the micromirror is vertically switched as described above to switch the optical path, it is difficult to accurately control the micromirror vertically. In addition, in order to test the optical performance, the test must be performed while the micromirror is driven with the finished product assembled with the optical switch and the optical bench, so there is no chance of compensation for the defective product, so the defective rate is not suitable for mass production.

도 2a는 종래의 슬라이드형 광스위치를 나타낸 것으로, 액추에이터(158)에 의해 슬라이드 가능하게 된 마이크로미러(155)가 메트릭스형으로 배치되어 있고, 광의 입력 및 출력 측에 각각 입력 광파이버(150), 렌즈(151), 출력 광파이버(157)가 구비되어 있다. 상기 마이크로미러(155)가 수평이동되어 광경로상에 위치하게 될 때 입사광이 반사되고, 광경로를 벗어나 있는 경우에는 광이 직진하게 된다.2A shows a conventional slide type optical switch, in which a micromirror 155 slidable by an actuator 158 is arranged in a matrix type, and an input optical fiber 150 and a lens are respectively provided on the input and output sides of light. 151 and an output optical fiber 157 are provided. When the micromirror 155 is horizontally moved and positioned on the optical path, incident light is reflected, and when the micromirror 155 is out of the optical path, the light goes straight.

상기와 같은 슬라이드형 구조는 상기 입력 광파이버(150)로부터 나온 광이 상기 마이크로미러(155)에 맺칠 때 광의 직경(최소 50㎛)이 크기 때문에 상기 마이크로미러(155)가 이동되어야 하는 거리가 크다. 하지만, 일반적인 액추에이터에 의해서는 충분한 이동 거리를 얻기 어렵다. 또한, 광학 성능을 테스트하기 위해서는 제조 및 조립이 완료된 후 구동 상태에서 테스트되어야 하므로 불량률이 높게 나온다.The slide-type structure as described above has a large distance that the micromirror 155 should be moved because the diameter of the light (at least 50 μm) is large when the light from the input optical fiber 150 enters the micromirror 155. However, it is difficult to obtain a sufficient moving distance by a general actuator. In addition, in order to test the optical performance, the defect rate is high because it must be tested in a driving state after manufacturing and assembly are completed.

이 밖에 종래의 광스위치는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 그루브(165)가 십자형으로 형성되고, 이 그루브(165)에 광파이버(166)가 삽입되며, 상기 그루브(165) 사이에 마이크로미러(167)가 슬라이드 가능하게 배치되어 구성된다. 여기서는, 렌즈와 같은 광학부품을 구비할 필요가 없으나 실리콘 웨이퍼에 이방성 선택 식각을 이용하여 수직의 마이크로미러를 제조하는데 있어서 식각시의 공정조건에 따라 수직도가 큰 오차 범위를 가질 수밖에 없다. 또한, 이방성 선택 식각을 이용하여 수직 마이크로미러를 제조할 때 발생하는 물결무늬 형상으로 인해 반사광의 산란이 발생하여 광손실이 발생하게 된다. 일반적으로 마이크로미러의 표면에 금속막을 도포하는 경우 표면 형상에 따른 산란으로 인한 반사광 손실에 의해 반사도가 약 15-20% 정도 떨어진다.In addition, in the conventional optical switch, as shown in FIGS. 3A and 3B, the grooves 165 are cross-shaped, and the optical fibers 166 are inserted into the grooves 165, and the microstrip is formed between the grooves 165. The mirror 167 is arrange | positioned so that a slide is possible. In this case, it is not necessary to include an optical component such as a lens, but in manufacturing a vertical micromirror using anisotropic selective etching on a silicon wafer, there is bound to have a large error range depending on the processing conditions during etching. In addition, due to the wavy pattern generated when the vertical micromirror is manufactured using anisotropic selective etching, scattering of reflected light occurs and light loss occurs. In general, when the metal film is applied to the surface of the micromirror, the reflectivity is reduced by about 15-20% due to the reflected light loss due to scattering according to the surface shape.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 마이크로미러 액추에이터와 도파로를 용이하게 조립할 수 있어 완성품 상태가 아닌 단품 상태에서 테스트가 가능하며, 렌즈와 같은 광학부품을 사용할 필요가 없고 광학 정렬이 용이한 광스위치 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, it is possible to easily assemble the micromirror actuator and the waveguide can be tested in a single state instead of a finished state, there is no need to use optical components such as lenses, and optical alignment is It is an object of the present invention to provide an easy optical switch and a method of manufacturing the same.

도 1은 종래의 정전력으로 수직 구동되는 광스위치를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing an optical switch vertically driven with a conventional electrostatic power.

도 2는 종래의 슬라이드형 광스위치를 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a view schematically showing a conventional slide type optical switch.

도 3a 및 도 3b는 종래의 2×2 광스위치를 나타낸 도면이다.3A and 3B show a conventional 2x2 optical switch.

도 4는 본 발명에 따른 광스위치를 나타낸 사시도이다.4 is a perspective view showing an optical switch according to the present invention.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 광스위치의 작동 예시도이다.5A and 5B are diagrams illustrating an operation of an optical switch according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 광스위치에 사용되는 콤형 액추에이터를 나타낸 도면이다.6 is a view showing a comb-type actuator used in the optical switch according to an embodiment of the present invention.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 광스위치의 작동 상태를 설명하기 위한 도면이다.7A and 7B are views for explaining an operating state of an optical switch according to an embodiment of the present invention.

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광스위치의 구성 및 작동 상태를 나타낸 도면이다.8A and 8B are views illustrating a configuration and an operating state of an optical switch according to another embodiment of the present invention.

도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광스위치의 구성 및 작동 상태를 나타낸 도면이다.9A to 9C are views illustrating a configuration and an operating state of an optical switch according to another embodiment of the present invention.

도 10a 내지 도 10e는 본 발명에 따른 광스위치의 제조 공정을 나타낸 도면이다.10A to 10E are views illustrating a manufacturing process of an optical switch according to the present invention.

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

7,8,33,43...마이크로미러, 15,16,17,18,30,35,36,40,43...도파로7,8,33,43 ... micromirror, 15,16,17,18,30,35,36,40,43 ... waveguide

20...광파이버, 25,38,48...액추에이터20 ... optical fiber, 25,38,48 ... actuator

7a,8a,33a,43a,43b,43c...입사면7a, 8a, 33a, 43a, 43b, 43c ... incident surface

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광스위치는, 광이 입력되는 제1 및 제2 도파로; 상기 제1 및 제2 도파로와 소정 간격 이격되어 마주보게 배치되고 광을 출력하는 제3 및 제4 도파로; 상기 제1 및 제2 도파로와 상기 제3 및 제4 도파로 사이에 배치된 플레이트상에 서로 마주보게 배치되고, 상기 제1 내지 제4 도파로에 대해 경사지게 형성된 입사면과 출사면을 각각 가지는 제1 및 제2 마이크로미러; 상기 플레이트의 일측에 결합되어 상기 플레이트를 수평 이동시키는 액추에이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an optical switch according to a preferred embodiment of the present invention, the first and second waveguide to which light is input; Third and fourth waveguides disposed to face each other at a predetermined distance from the first and second waveguides and outputting light; A first and second waveguide disposed on the plate disposed between the first and second waveguides and the third and fourth waveguides to face each other, the first and second waveguides having an incidence surface and an inclined surface that are inclined with respect to the first to fourth waveguides, respectively; A second micromirror; It is characterized in that it comprises; an actuator coupled to one side of the plate to move the plate horizontally.

상기 제1 및 제2 마이크로미러는 상기 제1 및 제2 도파로로부터 전송된 광을 크로스 형태로 반사시켜 광경로를 전환하도록 배치되는 것이 바람직하다.The first and second micromirrors are preferably arranged to change the optical path by reflecting the light transmitted from the first and second waveguides in a cross shape.

상기 액추에이터는 상기 플레이트에 일체로 형성되는 것이 바람직하다.The actuator is preferably formed integrally with the plate.

상기 제1 및 제2 마이크로미러는 삼각기둥 형태로 형성되는 것이 바람직하다.The first and second micromirrors are preferably formed in the shape of a triangular prism.

상기 도파로, 마이크로미러 및 액추에이터가 어레이 구조로 배열되는 것이 바람직하다.The waveguide, the micromirror and the actuator are preferably arranged in an array structure.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광스위치는, 광이 입력되는 적어도 하나 이상의 입력측 도파로; 상기 입력측 도파로에 대해 소정 각도로 기울어진 적어도 하나 이상의 입사면을 갖는 마이크로미러; 상기 마이크로미러를 이동시키기 위한 액추에이터; 상기 마이크로미러로부터 반사되어 입사된 광을 출력하는 적어도 하나 이상의 출력측 도파로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an optical switch according to a preferred embodiment of the present invention, at least one input side waveguide to which light is input; A micromirror having at least one incident surface inclined at an angle with respect to the input waveguide; An actuator for moving the micromirror; And at least one output side waveguide for outputting incident light reflected from the micromirror.

상기 마이크로미러가 상기 적어도 하나 이상의 입사면의 개수에 대응되는 단계로 이동되는 것을 특징으로 한다.The micromirror is moved to a step corresponding to the number of the at least one incident surface.

상기 입력측 도파로에 대해 대향되게 배치된 도파로가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.And a waveguide disposed to face the input waveguide.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광스위치 제조 방법은, 웨이퍼 위에 산화물 마스크를 증착하는 단계; 상기 산화물 마스크 위에 액추에이터용 SOI 또는 SOG를 적층하는 단계; 상기 SOI 또는 SOG 위에 고형상비용 몰드를 증착한 다음 식각공정을 통하여 마이크로미러용 구조물을 형성하는 단계; SOI 또는 SOG 위에 Al을 증착하고, 상기 산화물 마스크를 제거하는 단계; 상기 Al층을 제거하고 금속층을 증착하여 마이크로미러 및 액추에이터를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an optical switch manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention comprises the steps of: depositing an oxide mask on a wafer; Stacking an actuator SOI or SOG on the oxide mask; Depositing a solid state cost mold on the SOI or SOG and forming a structure for a micromirror through an etching process; Depositing Al over SOI or SOG and removing the oxide mask; Removing the Al layer and depositing a metal layer to form a micromirror and an actuator.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광스위치에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an optical switch according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4 및 도 5a를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광스위치는 광이 입력되는 제1 및 제2 도파로(15)(16), 상기 제1 및 제2 도파로(15)(16)와 소정 간격 이격되어 마주보게 배치되고 광이 출력되는 제3 및 제4 도파로(17)(18)를 구비하고, 상기 제1 및 제2 도파로(15)(16)와 제3 및 제4 도파로(17)(18) 사이에 플레이트(5)가 배치된다.4 and 5A, an optical switch according to an exemplary embodiment of the present invention includes first and second waveguides 15 and 16 to which light is input, and first and second waveguides 15 and 16. And third and fourth waveguides 17 and 18 disposed to face each other at a predetermined interval and outputting light, and the first and second waveguides 15 and 16 and the third and fourth waveguides ( The plates 5 are arranged between 17 and 18.

상기 플레이트(5)상에는 한 쌍의 제1 및 제2 마이크로미러(7)(8)가 마주보게 세워져 있다. 상기 제1 및 제2 마이크로미러(7)(8)는 각각 입사면(7a)(8a)과 출사면(7b)(8b)을 가지는 삼각 기둥 형태일 수 있다. 상기 입사면(7a)(8a)과 출사면(7b)(8b)은 각각 소정의 사잇각을 가지고 마주보게 형성된다. 그리고, 상기 제1 및 제2 도파로(15)(16)의 출력단(15b)(15b)은 각각 상기 제1 및 제2 마이크로미러(7)(8)의 입사면(7a)(8a)을 향하도록 배치된다. 또한, 상기 제3 및 제4 도파로(17)(18)의 입력단(17a)(18a)은 상기 출사면(7b)(8b)을 향하도록 배치된다. 상기 제1 내지 제4 도파로(15)(16)(17)(18)에는 다른 부품에 연결시킬 수 있도록 광파이버(20)가 더 결합될 수 있다.On the plate 5 a pair of first and second micromirrors 7 and 8 are erected facing each other. The first and second micromirrors 7 and 8 may be in the form of a triangular column having entrance surfaces 7a and 8a and exit surfaces 7b and 8b, respectively. The entrance surfaces 7a and 8a and the exit surfaces 7b and 8b are formed to face each other with a predetermined angle. The output ends 15b and 15b of the first and second waveguides 15 and 16 face the incidence surfaces 7a and 8a of the first and second micromirrors 7 and 8, respectively. Is arranged to. In addition, the input ends 17a and 18a of the third and fourth waveguides 17 and 18 are disposed to face the exit surfaces 7b and 8b. The optical fibers 20 may be further coupled to the first to fourth waveguides 15, 16, 17, and 18 so as to be connected to other components.

한편, 상기 플레이트(5)의 일측에는 상기 플레이트(5)를 수평이동시키는 액추에이터(25)가 구비된다. 상기 액추에이터(25)는 예를 들어 콤(comb)형 액추에이터일 수 있다. 콤형 액추에이터는 도 6에 도시된 바와 같이, 중앙에 제1 및 제2구동전극(27)(28)이 배치되고, 상기 제1 및 제2 구동전극(27)(28)에 대해 각각 마주보게 배치된 제1 및 제2 접지전극(29)(30)이 배치된다. 상기 제1구동전극(27)과 제1접지전극(29) 및 상기 제2 구동전극(28)과 제2 접지전극(30)은 각각 콤형태로 되어 있고 상호 마주보면서 교호적으로 결합될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 구동전극(27)(28)은 고정되어 있고, 상기 제1 및 제2 접지전극(29)(30)이 상기 제1 및 제2 구동전극(27)(28)과의 상호작용에 의한 정전력에 의해 이동가능하도록 되어 있다. 따라서, 상기 제1접지전극(29)과 제1구동전극(27) 사이에 정전력이 발생될 때, 상기 제1접지전극(29)이 상기 제1구동전극(27) 사이로 이동되어 서로 교번적으로 위치하고, 상기 제2접지전극(30)과 제2구동전극(28) 사이에 정전력이 발생될 때, 상기 제2접지전극(30)이 상기 제2구동전극(27) 사이로 이동되어 서로 교번적으로 위치한다.On the other hand, one side of the plate 5 is provided with an actuator 25 for horizontally moving the plate (5). The actuator 25 may be, for example, a comb type actuator. As shown in FIG. 6, the comb-type actuator is disposed with the first and second driving electrodes 27 and 28 at the center thereof, and face each other with respect to the first and second driving electrodes 27 and 28, respectively. First and second ground electrodes 29 and 30 are disposed. The first driving electrode 27, the first ground electrode 29, and the second driving electrode 28 and the second ground electrode 30 may each have a comb shape and may be alternately coupled to face each other. . In addition, the first and second driving electrodes 27 and 28 are fixed, and the first and second ground electrodes 29 and 30 are connected to the first and second driving electrodes 27 and 28. It is made to be movable by the electrostatic force by interaction with the. Accordingly, when electrostatic force is generated between the first ground electrode 29 and the first driving electrode 27, the first ground electrode 29 is moved between the first driving electrode 27 and alternately with each other. When the electrostatic force is generated between the second ground electrode 30 and the second driving electrode 28, the second ground electrode 30 is moved between the second driving electrode 27 and alternately with each other. It is located as an enemy.

여기서, 상기 제1 및 제2 접지전극(29)(30) 사이에 슬라이드축(35)이 연결되고, 상기 슬라이드축(35)를 중심으로 그 양측에 판스프링(37)이 구비된다. 따라서,상기 제1 또는 제2 구동전극(27)(28)에 전압이 해제되면 상기 판스프링(37)의 복원력에 의해 상기 슬라이드축(35)은 원래의 자리로 돌아온다.Here, a slide shaft 35 is connected between the first and second ground electrodes 29 and 30, and plate springs 37 are provided at both sides of the slide shaft 35. Accordingly, when the voltage is released to the first or second driving electrodes 27 and 28, the slide shaft 35 returns to its original position by the restoring force of the leaf spring 37.

상기 슬라이드축(35)의 일단이 상기 플레이트(5)에 결합된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 접지전극(29)(30)과 제1 및 제2 구동전극(27)(28) 사이에 발생되는 정전력에 의해 상기 슬라이드축(35)이 슬라이드됨에 따라 상기 플레이트(5)가 수평 이동되며 이때 상기 제1 및 제2 마이크로미러(7)(8)가 함께 수평 이동된다.One end of the slide shaft 35 is coupled to the plate 5. Therefore, the slide shaft 35 is slid by the electrostatic force generated between the first and second ground electrodes 29 and 30 and the first and second driving electrodes 27 and 28. (5) is moved horizontally, in which the first and second micromirrors (7) (8) are moved horizontally together.

본 발명의 일실시예에 따른 광스위치의 스위칭 작동은 다음과 같다.Switching operation of the optical switch according to an embodiment of the present invention is as follows.

도 5a에 도시된 바와 같이 상기 제1 및 제2 도파로(15)(16)를 통해 진행된 광이 상기 제1 및 제2 마이크로미러(7)(8)의 입사면(7a)(8a)에 각각 입사된다. 그리고, 상기 제1 마이크로미러(7)의 입사면(7a)에서 반사된 광은 그 맞은편에 있는 제2 마이크로미러(8)의 출사면(8a)으로 향하고, 상기 출사면(8a)에서 반사되어 상기 제4 도파로(18)로 입사된다. 이와 동일하게 상기 제2도파로(16)로부터 상기 제2 마이크로미러(8)의 입사면(8a)에 입사된 광은 상기 출사면(7b) 쪽으로 반사되고, 상기 출사면(7b)에서 반사된 광은 상기 제3 도파로(17)로 들어간다.As shown in FIG. 5A, light propagated through the first and second waveguides 15 and 16 is respectively incident on the incidence surfaces 7a and 8a of the first and second micromirrors 7 and 8, respectively. Incident. Then, the light reflected from the incident surface 7a of the first micromirror 7 is directed to the exit surface 8a of the second micromirror 8 on the opposite side thereof, and reflected from the exit surface 8a. And enters the fourth waveguide 18. Similarly, light incident from the second waveguide 16 to the incident surface 8a of the second micromirror 8 is reflected toward the exit surface 7b and is reflected by the exit surface 7b. Enters the third waveguide 17.

이와 같이 상기 제1 및 제2 마이크로미러(7)(8)는 상기 제1 및 제2 도파로(15)(16)로부터의 광을 크로스 형태로 반사시켜 광경로를 전환하도록 되어 있다.As described above, the first and second micromirrors 7 and 8 reflect the light from the first and second waveguides 15 and 16 in a cross shape to switch the optical path.

한편, 상기 액추에이터(25)에 의해 상기 플레이트(5)가 수평 이동된 상태가 도 5b에 도시되어 있다. 상기 액추에이터(25)에 의해 상기 플레이트(5)가 수평 이동됨에 따라 상기 제1 및 제2 마이크로미러(7)(8)가 함께 이동된다. 이때, 상기 제1 및 제2 마이크로미러(7)(8)는 상기 제1 및 제2 도파로(15)(16)에서 상기 제3 및 제4 도파로(17)(18)로 이어지는 광경로를 벗어나게 된다. 따라서, 상기 제1 도파로(15)에서 출사된 광은 그 맞은 편에 있는 제3 도파로(17)로 직진되고, 상기 제2 도파로(16)에서 출사된 광은 그 맞은 편에 있는 제4 도파로(18)로 직진된다.Meanwhile, the state in which the plate 5 is horizontally moved by the actuator 25 is shown in FIG. 5B. As the plate 5 is horizontally moved by the actuator 25, the first and second micromirrors 7 and 8 move together. In this case, the first and second micromirrors 7 and 8 may move away from the optical paths leading from the first and second waveguides 15 and 16 to the third and fourth waveguides 17 and 18. do. Accordingly, the light emitted from the first waveguide 15 goes straight to the third waveguide 17 on the opposite side thereof, and the light emitted from the second waveguide 16 goes to the fourth waveguide on the opposite side ( Go straight to 18).

이와 같이 작동되는 본 발명의 일실시예에 따른 광스위치는 광학정렬의 허용오차가 크므로 조립이 용이하다는 이점이 있다. 다시 말하면, 도 7a에 도시된 바와 같이 상기 제1 및 제2 마이크로미러(7)(8)가 입사광(i)에 대해 정확히 중앙 위치로 배치되지 않고 예를 들어 5㎛ 정도 아래에 있는 경우에도 광이 원하는 경로로 정확히 전달될 수 있다. 다시 말하면, 입사광(i)이 상기 제1 및 제2 마이크로미러(7)(8)의 입사면(7a)(8a) 내에만 들어오면 마이크로미러의 이동위치가 정위치에서 약간 벗어나다 하더라도 광진행 경로에 영향을 미치지 않는다. 도면에서 R은 입사광(i)에 대한 마이크로미러의 정위치의 기준선을 나타낸다. 이와 유사하게 도 7b에 도시된 바와 같이 상기 제1 및 제2 마이크로미러(7)(8)가 입사광(i)에 대해 한쪽으로 치우쳐 배치되거나 이동되어도 광이 원하는 경로로 정확히 전달될 수 있다.The optical switch according to the embodiment of the present invention operated as described above has an advantage of easy assembly because of large tolerance of optical alignment. In other words, even when the first and second micromirrors 7 and 8 are not disposed at the exact center position with respect to the incident light i as shown in FIG. This can be passed exactly to the desired path. In other words, if the incident light i only enters the incident surfaces 7a and 8a of the first and second micromirrors 7 and 8, even if the moving position of the micromirror is slightly out of the fixed position, the light advances. Does not affect the path In the figure, R represents the reference line of the exact position of the micromirror for the incident light i. Similarly, even if the first and second micromirrors 7 and 8 are disposed or moved to one side with respect to the incident light i as shown in FIG. 7B, the light can be accurately transmitted in a desired path.

또한, 상기와 같이 구성된 2×2 광스위치를 어레이 구조로 배열하여 사용할 수 있다. 상기 구성에서는 입력측과 출력측이 수평하게 배열되어 있으므로 이러한 단위 광스위치를 용이하게 어레이 구조로 배열할 수 있다. 예를 들어, 종래의 2×2 광스위치(도 3a 참조)는 입력측과 출력측이 사방에 각각 배치되어 있으므로 어레이 구조로 배열하기가 어렵다.In addition, the 2 × 2 optical switch configured as described above may be arranged in an array structure. In the above configuration, since the input side and the output side are arranged horizontally, such unit optical switches can be easily arranged in an array structure. For example, in the conventional 2x2 optical switch (refer to FIG. 3A), since the input side and the output side are respectively disposed in all directions, it is difficult to arrange in an array structure.

이상은 2×2 광스위치의 경우를 설명하였지만, 1×N 구조의 광스위치를 구현하는 것도 가능하다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 광스위치는 도 8a를 참조하면, 입력측 도파로(30)와, 상기 입력측 도파로(30)에 대해 소정 각도로 기울어진 적어도 하나 이상의 반사면(33a)을 가진 마이크로미러(33)와, 상기 반사면(33a)에 의해 반사된 광을 출력시키는 출력측 도파로(35)와, 상기 마이크로미러(33)를 수평 이동시키는 액추에이터(38)를 포함하여 구성된다.Although the case of the 2 × 2 optical switch has been described above, it is also possible to implement an optical switch having a 1 × N structure. Referring to FIG. 8A, an optical switch according to another exemplary embodiment of the present invention may include a micromirror having an input waveguide 30 and at least one reflective surface 33a inclined at a predetermined angle with respect to the input waveguide 30. 33), an output waveguide 35 for outputting the light reflected by the reflecting surface 33a, and an actuator 38 for horizontally moving the micromirror 33.

상기 마이크로미러(33)는 다각 기둥 형태로 형성될 수 있는데, 여기서는 특히 삼각 기둥 형태를 가지는 경우로, 상기 입력측 도파로(30)에서 나온 광이 상기 반사면(33a)에서 반사되어 상기 출력측 도파로(35)로 향한다. 상기 마이크로미러(33)는 그 단면이 이등변 삼각형이거나 직각 삼각형일 수 있으며, 플레이트(42) 위에 돌출 형성된다. 이와 같이 상기 반사면(33a)이 한 개 구비된 경우에는 반사면(33a)에서 반사된 광이 진행되는 광경로상에 상기 출력측 도파로(35)가 마련된다. 또한, 상기 입력측 도파로(30)에 대해 대향되게 또 다른 출력측 도파로(36)가 더 구비될 수 있다. 도 8b를 참조하면, 상기 마이크로미러(33)가 상기 액추에이터(38)에 의해 이동되어 상기 입력측 도파로(30)로부터 나온 광의 진행 경로를 벗어날 때 상기 다른 출력측 도파로(36)로 직접 전송된다. 이에 따라 1×2 광스위치를 구현할 수 있다.The micromirror 33 may be formed in a polygonal column shape. In particular, the micromirror 33 may have a triangular column shape. In this case, the light from the input waveguide 30 may be reflected from the reflection surface 33a, and thus the output waveguide 35 may be formed. Head to). The micromirror 33 may have an isosceles triangle or a right triangle in cross section and protrudes over the plate 42. As described above, when one reflective surface 33a is provided, the output waveguide 35 is provided on an optical path through which the light reflected from the reflective surface 33a travels. In addition, another output side waveguide 36 may be further provided to face the input side waveguide 30. Referring to FIG. 8B, the micromirror 33 is moved by the actuator 38 and transmitted directly to the other output waveguide 36 when it exits the path of travel of light from the input waveguide 30. Accordingly, a 1 × 2 optical switch can be realized.

이 밖에, 도 9a에 도시된 바와 같이 입력측 도파로(40)가 구비되고, 마이크로미러(43)가 상기 입력측 도파로(40)에 대해 서로 다른 각도로 기울어진 다수개의 반사면(43a)(43b)(43c)을 갖도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 반사면(43a)(43b)(43c)에서 반사되어 진행되는 광경로상에 각각 대응되는 출력측 도파로(45a)(45b)(45c)가 구비된다. 미설명 참조 부호 42는 플레이트를, 48은 액추에이터를 각각 나타낸다.In addition, as shown in FIG. 9A, an input waveguide 40 is provided, and a plurality of reflective surfaces 43a and 43b (in which the micromirrors 43 are inclined at different angles with respect to the input waveguide 40) 43c). In addition, output side waveguides 45a, 45b, 45c corresponding to the optical paths reflected by the reflective surfaces 43a, 43b, 43c are provided. Unexplained reference numeral 42 denotes a plate and 48 denotes an actuator.

상기 예에서와 같이 마이크로미러(43)가 다수개의 반사면(43a)(43b)(43c)을 갖는 경우의 작동 상태를 보면 다음과 같다. 상기 다수개의 반사면(43a)(43b)(43c)을 편의상 그 순서대로 제1반사면, 제2반사면, 제3반사면으로 명명하고, 이에 대응되는 각각의 출력측 도파로를 제1 내지 제3 출력측 도파로로 명명하기로 한다. 도 9a는 상기 입력측 도파로(40)에서 나온 광이 상기 제1반사면(43a)에서 반사되어 상기 제1 출력측 도파로(45a)를 통해 출력된다. 그리고, 도 9b에 도시된 바와 같이 상기 액추에이터(48)에 의해 상기 마이크로미러(43)가 이동되어 상기 제2 반사면(43b)이 상기 입력측 도파로(40)에 대향될 때, 광이 상기 입력측 도파로(40)를 통해 전송되면 상기 제2 반사면(43b)에 반사되어 나간다. 이어서, 상기 제2 출력측 도파로(45b)를 통해 출력된다. 이와 동일한 방법으로, 도 9c에 도시된 바와 같이 상기 마이크로미러(43)가 적당하게 이동되어 상기 제3 반사면(43c)이 상기 입력측 도파로(40)에 대향되면, 광신호는 상기 제3 반사면(43c)을 통해 상기 제3 출력측 도파로(45c)로 진행된다. 여기서, 상기 액추에이터(48)는 앞서 설명한 콤(comb)형 액추에이터일 수 있다.As shown in the above example, the operating state when the micromirror 43 has a plurality of reflective surfaces 43a, 43b, 43c is as follows. The plurality of reflecting surfaces 43a, 43b, 43c are named as a first reflecting surface, a second reflecting surface, and a third reflecting surface in that order for convenience, and each of the output waveguides corresponding to the first to third reflecting surfaces is first to third. We will call it the output waveguide. 9A illustrates that light emitted from the input waveguide 40 is reflected by the first reflection surface 43a and output through the first output waveguide 45a. As shown in FIG. 9B, when the micromirror 43 is moved by the actuator 48 so that the second reflecting surface 43b faces the input side waveguide 40, light is inputted to the input side waveguide 40. If it is transmitted through 40, it is reflected by the second reflecting surface 43b. Then, it is output through the second output side waveguide 45b. In the same way, as shown in FIG. 9C, when the micromirror 43 is appropriately moved so that the third reflecting surface 43c faces the input waveguide 40, an optical signal is transmitted to the third reflecting surface. The third output side waveguide 45c passes through 43c. Here, the actuator 48 may be a comb-type actuator described above.

상기 예에서는 3개의 입사면과 이에 대응되는 3개의 출력측 도파로를 갖는 1×3 광스위치 구조를 예시하였지만, 본 발명은 N개의 입사면을 구비하여 1×N 구조의 광스위치에 응용할 수 있음은 물론이다. 이때, 상기 마이크로미러(43)는 반사면의 개수에 대응되는 단계로 이동된다. 즉, 반사면이 3개인 경우에는 상기 마이크로미러(43)가 3단계로 이동되고, 상기 입력측 도파로(40)와 대향되도록 선택된 각각의 반사면에 따라 광경로가 변환된다.In the above example, a 1 × 3 optical switch structure having three incidence planes and three output waveguides corresponding thereto is illustrated, but the present invention can be applied to an optical switch having a structure of 1 × N structure with N incidence planes. to be. At this time, the micromirror 43 is moved to a step corresponding to the number of reflective surfaces. That is, when there are three reflecting surfaces, the micromirror 43 is moved in three steps, and the optical path is converted according to each reflecting surface selected to face the input waveguide 40.

더욱이, 상기 마이크로미러(43)를 사이에 두고 상기 입력측 도파로(40)에 마주보도록 다른 출력측 도파로(도 8a의 36 참조)를 더 구비할 수 있다. 이때, 상기 마이크로미러(43)가 상기 입력측 도파로(40)에서 연장된 경로를 벗어날 정도로 이동되면 상기 입력측 도파로(40)에서 나온 광은 상기 다른 출력측 도파로로 직진하여 나간다.Furthermore, another output side waveguide (see 36 of FIG. 8A) may be further provided to face the input waveguide 40 with the micromirror 43 interposed therebetween. At this time, when the micromirror 43 is moved so as to escape the path extending from the input waveguide 40, the light from the input waveguide 40 goes straight to the other output waveguide.

이상과 같이 하여 다수개의 반사면과 이에 대응되는 출력측 도파로의 위치가 정확하게 맞추어지면 광학 정렬을 용이하게 할 수 있다.As described above, when the positions of the plurality of reflecting surfaces and the output waveguide corresponding thereto are correctly aligned, optical alignment can be facilitated.

다음은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광스위치의 제조 방법에 대해 설명한다.Next, a method of manufacturing an optical switch according to a preferred embodiment of the present invention will be described.

먼저, 도 10a에 도시된 바와 같이 웨이퍼(50) 위에 산화물 마스크(53)를 증착하고, 상기 산화물 마스크(53) 위에 콤 형태의 액추에이터용 SOI(Silicon On Insulator) 또는 SOG(Silicon On Glass)(55)를 적층한다. 그런 다음, 도 10b 및 도 10c에 도시된 바와 같이 상기 SOI 또는 SOG(55) 위에 고형상비용 몰드(57)를 증착한 다음 마이크로미러 형상을 패터닝하고 식각공정을 통하여 마이크로미러용 구조물(50)을 형성한다. 상기 고형상비용 몰드(57)는 예를 들어 Su-8으로 제조될 수 있다. 그리고, 상기 SOI 또는 SOG(55) 위에 도 10d에 도시된 바와 같이 Al층(63)을 증착한다.First, as shown in FIG. 10A, an oxide mask 53 is deposited on a wafer 50, and a silicon on insulator (SOI) or silicon on glass (SOG) 55 for a comb-shaped actuator is disposed on the oxide mask 53. )). Next, as shown in FIGS. 10B and 10C, the solid-state cost mold 57 is deposited on the SOI or SOG 55, and then the micromirror shape is patterned and the micromirror structure 50 is formed through an etching process. Form. The solid cost mold 57 may be made of Su-8, for example. Then, an Al layer 63 is deposited on the SOI or SOG 55 as shown in FIG. 10D.

그리고, HF 및 BHF 용액을 이용하여 상기 액추에이터용 SOI 또는 SOG(55)와 마이크로미러용 구조물(60) 아래에 있는 상기 산화물 마스크(53)을 제거함으로써 상기 액추에이터용 SOI 또는 SOG(55)와 마이크로미러용 구조물(60)이 이동 가능하게 된다. 그리고, 상기 Al층(63)을 제거하고 Ti/Au 또는 Cr/Au 재질로 된 금속층(66)을 증착하여 마이크로미러(68) 및 액추에이터(67)를 완성한다. 도 10e에서 미설명 부호 69는 액추에이터를 구동하기 위한 전원을 배치하기 위한 패드를 나타낸다.Then, the SOI or SOG 55 and the micromirror for the actuator are removed by removing the oxide mask 53 under the actuator SOI or SOG 55 and the micromirror structure 60 using HF and BHF solutions. The dragon structure 60 is movable. Then, the Al layer 63 is removed and the metal layer 66 made of Ti / Au or Cr / Au is deposited to complete the micromirror 68 and the actuator 67. Reference numeral 69 in FIG. 10E denotes a pad for disposing a power source for driving the actuator.

한편, 도 10d에 도시된 바와 같이 마이크로미러(68)의 높이에 대응되는 도파로(70)가 실리카 또는 폴리머를 사용하여 별도로 제조된다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 10D, the waveguide 70 corresponding to the height of the micromirror 68 is separately manufactured using silica or polymer.

상기와 같이 마이크로미러를 고형상비용 몰드를 이용하여 제조하므로 종래에 웨이퍼를 수직 식각한 후 금속막을 증착하는 방법에 비해 제조 공정이 용이하고, 미러의 수직도 및 반사도가 향상된다. 또한, 고형상비용 몰드를 식각하는데 있어서 식각 방향을 자유롭게 정할 수 있는 이점이 있어 마이크로미러를 다면 형태로 제조할 수 있다.As described above, since the micromirror is manufactured using a solid-state mold, the manufacturing process is easier and the verticality and reflectivity of the mirror are improved as compared with a method of depositing a metal film after vertically etching the wafer. In addition, there is an advantage in that the etching direction can be freely determined in etching the solid state cost mold, so that the micromirror can be manufactured in a multi-faced form.

본 발명에 따른 광스위치는 렌즈와 같은 광학부품을 별도로 구비하지 않아도 되므로 조립이 용이하고, 완제품 상태가 아닌 단품 상태에서 테스트 및 조립이 가능하도록 하여 신뢰성 있고 대량 생산이 용이하도록 한 것이다. 또한, 입력측 도파로와 출력측 도파로 사이에 마이크로미러를 삽입하여 조립하도록 되어 있어 광학 정렬이 용이하다.Since the optical switch according to the present invention does not need to be provided with an optical component such as a lens, it is easy to assemble, and it is possible to test and assemble in a single product state rather than a finished product state so that it is reliable and easy to mass produce. In addition, micromirrors are inserted and assembled between the input waveguide and the output waveguide to facilitate optical alignment.

본 발명에 따른 광스위치의 제조 방법은 고형상비용 몰드를 이용하여 마이크로미러를 제조하므로 마이크로미러의 형상을 자유롭게 제작할 수 있고, 제조 공정이 간단하여 생산성이 뛰어나며, 마이크로미러를 액추에이터에 일체로 형성함으로써 마이크로미러의 반사도 및 수직도를 향상시킬 수 있다.In the manufacturing method of the optical switch according to the present invention, since the micromirror is manufactured using a solid-state mold, the shape of the micromirror can be freely produced, the manufacturing process is simple, the productivity is excellent, and the micromirror is integrally formed on the actuator. The reflectivity and verticality of the micromirror can be improved.

Claims (13)

광이 입력되는 제1 및 제2 도파로;First and second waveguides through which light is input; 상기 제1 및 제2 도파로와 소정 간격 이격되어 마주보게 배치되고 광을 출력하는 제3 및 제4 도파로;Third and fourth waveguides disposed to face each other at a predetermined distance from the first and second waveguides and outputting light; 상기 제1 및 제2 도파로와 상기 제3 및 제4 도파로 사이에 배치된 플레이트상에 서로 마주보게 배치되고, 상기 제1 내지 제4 도파로에 대해 경사지게 형성된 입사면과 출사면을 각각 가지는 제1 및 제2 마이크로미러;A first and second waveguide disposed on the plate disposed between the first and second waveguides and the third and fourth waveguides to face each other, the first and second waveguides having an incidence surface and an inclined surface that are inclined with respect to the first to fourth waveguides, respectively; A second micromirror; 상기 플레이트의 일측에 일체로 형성되어 상기 플레이트를 수평 이동시키는 액추에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광스위치.And an actuator formed integrally with one side of the plate to move the plate horizontally. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 및 제2 마이크로미러는 상기 제1 및 제2 도파로로부터 전송된 광을 크로스 형태로 반사시켜 광경로를 전환하도록 배치된 것을 특징으로 하는 광스위치.And the first and second micromirrors are arranged to switch light paths by reflecting light transmitted from the first and second waveguides in a cross shape. 삭제delete 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제1 및 제2 마이크로미러는 삼각기둥 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 광스위치.And the first and second micromirrors are formed in a triangular prism shape. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 도파로, 마이크로미러 및 액추에이터가 어레이 구조로 배열되는 것을 특징으로 하는 광스위치.And the waveguide, the micromirror and the actuator are arranged in an array structure. 광이 입력되는 적어도 하나 이상의 입력측 도파로;At least one input side waveguide through which light is input; 상기 입력측 도파로에 대해 소정 각도로 기울어진 적어도 하나 이상의 반사면을 갖는 마이크로미러;A micromirror having at least one reflecting surface inclined at an angle with respect to the input waveguide; 상기 마이크로미러를 이동시키기 위한 액추에이터;An actuator for moving the micromirror; 상기 마이크로미러로부터 반사되어 입사된 광을 출력하는 적어도 하나 이상의 출력측 도파로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광스위치.At least one output side waveguide for outputting incident light reflected from the micromirror. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 마이크로미러가 상기 적어도 하나 이상의 반사면의 개수에 대응되는 단계로 이동되는 것을 특징으로 하는 광스위치.And the micromirror is moved in a step corresponding to the number of the at least one reflective surface. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 입력측 도파로에 대해 대향되게 배치된 도파로가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 광스위치.And a waveguide disposed to face the input waveguide. 제 6항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 6 to 8, 상기 마이크로미러와 액추에이터가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 광스위치.And the micromirror and the actuator are integrally formed. 웨이퍼 위에 산화물 마스크를 증착하는 단계;Depositing an oxide mask on the wafer; 상기 산화물 마스크 위에 액추에이터용 SOI 또는 SOG를 적층하는 단계;Stacking an actuator SOI or SOG on the oxide mask; 상기 SOI 또는 SOG 위에 고형상비용 몰드를 증착한 다음 식각공정을 통하여 마이크로미러용 구조물을 형성하는 단계;Depositing a solid state cost mold on the SOI or SOG and forming a structure for a micromirror through an etching process; SOI 또는 SOG 위에 Al을 증착하고, 상기 산화물 마스크를 제거하는 단계;Depositing Al over SOI or SOG and removing the oxide mask; 상기 Al층을 제거하고 금속층을 증착하여 마이크로미러 및 액추에이터를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광스위치 제조 방법.Removing the Al layer and depositing a metal layer to form a micromirror and an actuator. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 산화물 마스크를 제거시 HF 및 BHF 용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 광스위치 제조 방법.HF and BHF solution is used when removing the oxide mask manufacturing method of the optical switch. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,The method according to claim 10 or 11, wherein 상기 금속층은 Ti/Au 또는 Cr/Au 재질로 된 것을 특징으로 하는 광스위치 제조 방법.The metal layer is an optical switch manufacturing method, characterized in that made of Ti / Au or Cr / Au material. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,The method according to claim 1 or 6, 상기 액추에이터는 콤형 액추에이터인 것을 특징으로 하는 광스위치.The actuator is an optical switch, characterized in that the comb-type actuator.
KR10-2002-0004631A 2002-01-26 2002-01-26 Optical switch and manufacturing method thereof KR100442831B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0004631A KR100442831B1 (en) 2002-01-26 2002-01-26 Optical switch and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0004631A KR100442831B1 (en) 2002-01-26 2002-01-26 Optical switch and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030064142A KR20030064142A (en) 2003-07-31
KR100442831B1 true KR100442831B1 (en) 2004-08-02

Family

ID=32219473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0004631A KR100442831B1 (en) 2002-01-26 2002-01-26 Optical switch and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100442831B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030066065A (en) * 2002-02-04 2003-08-09 엘지전자 주식회사 Micro prism mirror

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5436986A (en) * 1993-03-09 1995-07-25 Tsai; Jian-Hung Apparatus for switching optical signals among optical fibers and method
US5642446A (en) * 1993-03-09 1997-06-24 Tsai; Jian-Hung Apparatus for switching optical signals among optical fibers
US5808780A (en) * 1997-06-09 1998-09-15 Texas Instruments Incorporated Non-contacting micromechanical optical switch
JP2001296486A (en) * 2000-04-13 2001-10-26 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Matrix optical switch
KR20030013760A (en) * 2001-08-09 2003-02-15 삼성전기주식회사 Variable optical attenuator of optical path conversion
KR20030025714A (en) * 2001-09-22 2003-03-29 김덕승 Micromachined optical switch and method of manufacture thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5436986A (en) * 1993-03-09 1995-07-25 Tsai; Jian-Hung Apparatus for switching optical signals among optical fibers and method
US5642446A (en) * 1993-03-09 1997-06-24 Tsai; Jian-Hung Apparatus for switching optical signals among optical fibers
US5808780A (en) * 1997-06-09 1998-09-15 Texas Instruments Incorporated Non-contacting micromechanical optical switch
JP2001296486A (en) * 2000-04-13 2001-10-26 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Matrix optical switch
KR20030013760A (en) * 2001-08-09 2003-02-15 삼성전기주식회사 Variable optical attenuator of optical path conversion
KR20030025714A (en) * 2001-09-22 2003-03-29 김덕승 Micromachined optical switch and method of manufacture thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030064142A (en) 2003-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6522800B2 (en) Microstructure switches
Wu et al. Optical MEMS for lightwave communication
US6891676B2 (en) Tunable spectral filter
KR100549496B1 (en) Multi-channel optical switch
US20050074204A1 (en) Spectral plane method and apparatus for wavelength-selective optical switching
CN101278219A (en) Integrated microelectromechanical wavelength selective switch and method of making same
WO2003009022A2 (en) Switch and variable optical attenuator for single or arrayed optical channels
US7003188B2 (en) Low loss optical switching system
Fan et al. Digital MEMS switch for planar photonic crossconnects
US6647168B2 (en) Low loss optical switching system
US6678436B2 (en) Optical switch with moving lenses
US7349593B2 (en) Optical wavelength switch having planar lightwave circuit structure
KR100442831B1 (en) Optical switch and manufacturing method thereof
Biswas et al. MEMS‐based Optical Switches
US6782155B2 (en) Optical switch
US7379635B2 (en) Optical switch with three optical ports on one side
KR20050000837A (en) Optical Switch and Menufacturing method thereof
JP2003121764A (en) Optical switch using rotary wedge prism and optical switch module
KR100450821B1 (en) Method of optical device using MEMS
WO2004027479A1 (en) Planar optical waveguide switching device using mirrors
Katayama et al. Micromachined curling optical switch array for PLC-based, integrated programmable add/drop multiplexer
JP2004070054A (en) Optical attenuator and optical attenuator array
Chi et al. Monolithic wavelength-selective switches and cross connects with integrated MEMS mirror array
KR100446625B1 (en) Manufacture method of optical switch
JP2003329864A (en) Optical substrate having slab waveguide and hybrid type optical integrated circuit device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20070703

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee