KR100488814B1

KR100488814B1 - 광스위치 장치

Info

Publication number: KR100488814B1
Application number: KR10-2003-0040645A
Authority: KR
Inventors: 다무라마사야
Original assignee: 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2005-05-11
Also published as: EP1387196A1; CN1306300C; EP1387196B1; CN1482483A; JP2004061951A; DE60302015D1; JP3719239B2; US7046873B2; DE60302015T2; US20040052447A1; KR20040011351A

Abstract

본 발명은 별도의 부재를 사용하지 않고, 광파이버를 수평 방향과 수직 방향으로 위치 결정할 수 있으며, 광파이버의 부착성을 높인 광스위치 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 구성에 따르면, 유리 기판(1)의 표면에 실리콘 기판(2)을 접합함과 아울러, 실리콘 기판(2)에는, 광파이버(5)를 부착하는 복수의 파이버 부착홈(3)과 복수의 광파이버(5) 사이의 광로를 전환하는 미러(8) 등으로 이루어지는 액츄에이터(6)를 형성한다. 또한, 파이버 부착홈(3)의 내벽면(3A)에는, 광파이버(5)에 대하여 비스듬하게 경사진 푸싱력(pushing force)을 가하는 파이버 클램프(fiber clamp)(10)를 형성한다. 이에 따라, 파이버 클램프(10)에 의해 광파이버(5)를 다른쪽 내벽면(3B)과 유리 기판(1)을 향하여 눌러서, 광파이버(5)를 위치 결정할 수 있다.

Description

광스위치 장치{Optical switch device}

본 발명은 예를 들면 미러(mirror)를 사용하여 복수의 파이버 사이를 접속하는 광로를 전환하는 광스위치 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 광스위치 장치로서, 실리콘 기판 등으로 이루어지는 제 1 기판에 다른 실리콘 기판 등으로 이루어지는 제 2 기판을 맞붙여서 형성하고, 상기 제 2 기판에는 제 1 기판과의 사이에 서로 90도씩 이간하여 방사상으로 연장되는 합계 4개의 파이버 부착홈을 형성함과 아울러, 제 2 기판에는 서로 대향하는 2개씩의 광파이버 사이로 진퇴하는 미러를 가져서 상기 광파이버 사이의 광로를 전환하는 정전 액츄에이터(electrostatic actuator)를 형성한 것이 알려져 있다(예를 들면, 미국특허 제6315462호 명세서 등).

이와 같은 종래 기술에서는, 예를 들면 정전 액츄에이터가 정지하고 있을 때는, 광파이버 사이로 미러가 진입하고 있기 때문에, 광파이버로부터 출사된 빛은 미러에 의해 직교하는 방향을 향해서 반사되어, 서로 직교하는 2개씩의 광파이버가 접속된 상태가 된다. 한편, 정전 액츄에이터를 구동했을 때에는, 광파이버 사이로부터 미러가 퇴출하기 때문에, 광파이버로부터 출사된 빛은 직진하여, 서로 대향하는 2개씩의 광파이버가 접속된 상태가 된다.

그런데, 상술한 종래 기술에서는, 광파이버의 광축을 맞추기 위하여, 파이버 부착홈 내의 대향하는 2개의 내벽면 중에서 한쪽 내벽면에는 다른쪽 내벽면을 향하여 광파이버를 누르는 탄성 브래킷(bracket)이 형성되어 있었다. 그러나, 이 탄성 브래킷은 제 2 기판의 수평 방향에 대하여 광파이버를 위치 결정하지만, 수직 방향에 대한 위치 결정은 행하고 있지 않았다. 이 때문에, 광파이버의 광축을 맞추기 위해서는 별도의 부재를 사용하여 광파이버를 제 1 기판을 향하여 누를 필요가 있어, 광파이버의 부착성이 나쁘다는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 부재를 사용하지 않고, 광파이버를 수평 방향과 수직 방향으로 위치 결정할 수 있으며, 광파이버의 부착성을 높인 광스위치 장치를 제공하는데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 제 1 기판과, 상기 제 1 기판에 맞붙여서 형성되며 상기 제 1 기판과의 사이에 복수의 파이버(fiber) 부착홈이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 2 기판의 각 파이버 부착홈 내에 형성되며 서로 간격을 두고 대향한 복수의 광파이버와, 상기 제 2 기판에 형성되며 상기 복수의 광파이버 사이로 진퇴함으로써 상기 광파이버 사이의 광로를 전환하는 액츄에이터로 이루어지는 광스위치 장치에 적용된다.

그리고, 본 발명이 채용하는 구성의 특징은 상기 제 2 기판에는 상기 광파이버를, 상기 파이버 부착홈 내에서 서로 대향한 2개의 내벽면 중에서 한쪽의 내벽면과 상기 제 1 기판을 향하여 누르는 파이버 클램프를 형성한 것에 있다.

이와 같이 구성함으로써, 광파이버를 파이버 부착홈 내에 삽입했을 때에는, 파이버 클램프를 사용해서 광파이버를 파이버 부착홈 내의 한쪽의 내벽면을 향하여 누름과 아울러, 제 1 기판을 향하여 누를 수 있다. 이 때문에, 별도의 부재를 사용하지 않고, 광파이버를 파이버 부착홈 내에 삽입하는 것만으로, 광파이버를 수평 방향과 수직 방향의 2방향에 대하여 위치 결정할 수 있다.

본 발명에서는, 파이버 클램프는 기단측이 파이버 부착홈의 한쪽 내벽면에 부착되며 선단측이 상기 파이버 부착홈의 폭방향으로 변위 가능한 스프링부와, 상기 스프링부의 선단측에 형성되며 광파이버를 다른쪽 내벽면과 제 1 기판을 향하여 비스듬하게 누르는 누름부에 의해 구성하고 있다.

이에 따라, 누름부는 스프링부의 스프링성에 의해 탄성적으로 광파이버에 접촉함과 아울러, 광파이버를 파이버 부착홈의 다른쪽 내벽면과 제 1 기판을 향하여 비스듬하게 눌러서 위치 결정할 수 있다.

본 발명은 누름부에는, 제 2 기판의 두께 방향을 향하여 비스듬하게 경사져서 광파이버에 면접촉하는 경사면을 형성한 것에 있다.

이에 따라, 경사면은 광파이버에 면접촉하기 때문에, 예를 들면 누름부의 모퉁이 등을 광파이버에 선접촉시키는 경우에 비해서, 제 2 기판의 두께 방향에 대하여 비스듬하게 경사진 푸싱력(pushing force)을 발생시킬 수 있고, 광파이버에 대하여 안정적으로 경사 방향을 향하는 푸싱력을 가할 수 있다. 또한, 제 2 기판으로서 예를 들면 단결정 실리콘으로 이루어지는 실리콘 기판을 사용하는 경우에는, 상기 실리콘 기판에 이방성 에칭을 실시함으로써, 경사면을 갖는 누름부를 형성할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면 반응성 이온 에칭 등을 사용한 경우에 비하여 누름부의 가공 시간을 단축할 수 있다.

본 발명에서는, 액츄에이터는 제 2 기판의 표면측에 형성되며 복수의 광파이버 사이를 넘어서 연장되는 암(arm)부와, 상기 암부의 길이 방향 도중에 위치하며 제 1 기판을 향하여 형성된 미러와, 상기 암부의 양단측에 형성되며 상기 암부를 그 길이 방향을 향하여 변위시켜서 상기 미러를 상기 광로 도중으로 진퇴시키는 2개의 구동부에 의해 구성하고, 파이버 클램프는 제 2 기판의 표면측에 위치하며 상기 액츄에이터의 암부와 함께 형성하는 구성으로 하고 있다.

이에 따라, 2개의 구동부를 사용하여 암부를 변위시킴으로써, 광로 도중으로 미러를 진퇴시킬 수 있으며, 미러를 사용하여 광로를 전환할 수 있다. 또한, 미러는 암부의 길이 방향의 도중 위치에 형성하기 때문에, 예를 들면 암부의 선단에 미러를 형성한 경우에는 암부의 기단측의 1부위에밖에 구동부를 형성할 수 없는 것에 비하여, 암부의 양단측의 2부위에 정전 액츄에이터 등의 구동부를 형성할 수 있다. 이 때문에, 2개의 구동부를 사용하여 미러를 진퇴시키므로, 1개의 구동부를 사용하는 경우에 비하여, 각 구동부에 가하는 전압 등을 저하시킬 수 있으며, 조작성을 높일 수 있다. 또한, 파이버 클램프는 액츄에이터의 암부와 함께 형성하기 때문에, 파이버 클램프와 별개로 액츄에이터를 가공하는 것에 비하여, 예를 들면 반응성 이온 에칭 등의 가공 시간을 단축할 수 있다.

<발명의 실시형태>

이하, 본 발명에 따른 실시형태에 의한 광스위치 장치를 첨부 도면을 따라 상세히 설명한다.

우선, 도 1 내지 도 9는 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내며, 도면에 있어서, 참조 부호 1은 제 1 기판으로서의 유리 기판으로, 상기 유리 기판(1)은 유리 재료에 의해 사각형의 판형상으로 형성되어 있다. 그리고, 유리 기판(1)은 실질적으로 평탄한 표면을 가지며, 상기 표면에는 후술하는 파이버 부착홈(3), 액츄에이터(6) 등이 형성되는 것이다.

참조 부호 2는 유리 기판(1)의 표면에 맞붙여서 형성된 제 2 기판으로서의 실리콘 기판으로, 상기 실리콘 기판(2)은 예를 들면 단결정 또는 다결정의 실리콘 재료로 이루어지며, 유리 기판(1)과 실질적으로 동일한 크기를 갖는 사각형의 판형상으로 형성되어 있다. 그리고, 실리콘 기판(2)은 예를 들면 양극(陽極) 접합법 등에 의해 유리 기판(1)의 표면측에 접합되어 있다.

참조 부호 3은 유리 기판(1)과 실리콘 기판(2) 사이에 형성된 합계 4개의 파이버 부착홈으로, 상기 파이버 부착홈(3)은, 서로 90도씩 이간하여 방사상(십자상)으로 배치되어 있다. 또한, 파이버 부착홈(3)은 서로 교차(직교)하는 2개의 광로(O1, O2)를 따라서 직선 형상으로 형성되며, 각 광로(O1, O2)에 대하여 교차하는 중심 부위(4)를 사이에 두고 2개씩 배치되어 있다. 그리고, 파이버 부착홈(3)은 실리콘 기판(2)을 두께 방향으로 관통하여 형성되며, 실리콘 기판(2)을 실질적으로 삼각형상의 4개의 섬부(islands)(2A)로 분리함과 아울러, 그 내부에는 서로 대향한 내벽면(3A, 3B)이 형성되고, 그 바닥면에는 유리 기판(1)이 노출되어 있다.

참조 부호 5는 파이버 부착홈(3)에 부착된 광파이버로, 상기 광파이버(5)는 광로(O1, O2)를 따라서 2개씩 합계 4개 부착되어 있다. 또한, 각 광로(O1, O2)를 따라서 배치된 2개씩의 광파이버(5)는 중심 부위(4)를 사이에 두고 서로 간격을 두고 대향하고 있다.

참조 부호 6은 실리콘 기판(2) 중 2개의 파이버 부착홈(3) 사이에 끼워진 섬부(2A)에 형성된 액츄에이터로, 상기 액츄에이터(6)는 광로(O1, O2)에 대하여 교차하는 중심 부위(4)로부터 섬부(2A) 내를 향하여 직선 형상으로 연장되는 암부(7)와, 중심 부위(4)로 진퇴 가능하게 되며 암부(7)의 선단에 형성된 얇은 폭의 미러(8)와, 암부(7)의 기단측에 형성되며 암부(7)를 그 길이 방향(화살표 A방향)을 향하여 변위시키는 구동부(9)에 의해 대략 구성되어 있다. 그리고, 미러(8)의 표면에는, 스퍼터, 증착 등의 수단을 사용하여 도전성 금속 재료 등으로 이루어지는 박막(도시하지 않음)이 형성되며, 경면 다듬질이 이루어져 있다.

또한, 구동부(9)는 암부(7)의 폭방향 양측으로부터 암부(7)의 길이 방향과 직교하는 방향을 향하여 직선 형상으로 연장되며 암부(7)가 화살표 A방향으로 변위 가능하게 되도록 지지하는 지지빔(9A)과, 암부(7)의 기단측에 형성되며 암부(7)와 함께 변위하는 가동측 빗살 전극(9B)과, 상기 가동측 빗살 전극(9B)과 맞물리며 유리 기판(1)에 고정하여 형성된 고정측 빗살 전극(9C)에 의해 대략 구성되어 있다. 여기에서, 암부(7), 미러(8), 지지빔(9A), 가동측 빗살 전극(9B)은 지지빔(9A)에 의해 유리 기판(1)의 표면으로부터 이간된 상태(뜬(floating) 상태)로 지지되어 있다. 그리고, 2개의 빗살 전극(9B, 9C) 사이에 전압을 인가함으로써, 빗살 전극(9B, 9C) 사이에 정전 인력이 발생하여, 암부(7), 미러(8), 가동측 빗살 전극(9B)은 전체로서 화살표 A방향을 향하여 변위한다.

참조 부호 10은 파이버 부착홈(3)의 내부에 형성된 파이버 클램프로, 상기 파이버 클램프(10)는 기단측이 파이버 부착홈(3)의 한쪽 내벽면(3A)에 부착되며 파이버 부착홈(3)을 따라서 연장되는 캔틸레버(cantilever)로서의 스프링부(10A)와, 상기 스프링부(10A)의 선단측에서 다른쪽 내벽면(3B)을 향하여 돌출되어 형성된 누름부(10B)에 의해 구성되어 있다. 여기에서, 파이버 클램프(10)는 파이버 부착홈(3)에 삽입되는 광파이버(5)의 축심(O)(코어)보다도 실리콘 기판(2)의 표면측(유리 기판(1)과는 반대측)에 형성되어 있다. 또한, 누름부(10B)는 실질적으로 사각형상을 이루며 스프링부(10A)의 선단측으로부터 돌출됨과 아울러, 그 모퉁이에는 광파이버(5)의 삽입을 용이하게 하기 위하여 모따기(chamfer)가 실시되어 있다.

그리고, 스프링부(10A)의 선단측은 파이버 부착홈(3)의 폭방향에 대하여 변위 가능하게 되어, 단면이 실질적으로 사각형상을 이루는 누름부(10B)의 모퉁이측은 광파이버(5) 중 축심(O)보다도 한쪽 내벽면(3A)측이며, 또한 축심(O)을 사이에 두고 유리 기판(1)과는 반대측(실리콘 기판(2)의 표면측)에 탄성적으로 접촉한다. 이에 따라, 파이버 클램프(10)는 실리콘 기판(2)의 두께 방향에 대하여 비스듬하게 경사진 화살표 B방향을 향해서 광파이버(5)를 누르는 푸싱력을 부여하여, 광파이버(5)를 파이버 부착홈(3)의 다른쪽 내벽면(3B)과 유리 기판(1)을 향하여 누르는 것이다.

참조 부호 11은 실리콘 기판(2)의 표면에 형성된 커버 기판으로서의 유리 기판으로, 상기 유리 기판(11)은 유리 기판(1)과 실질적으로 동일한 사각형상을 이루며, 양극 접합 등에 의해 실리콘 기판(2)의 표면에 접합되어 있다. 또한, 유리 기판(11)의 이면측에는 파이버 부착홈(3) 및 액츄에이터(6)를 덮는 위치에 얕은 홈(11A)이 형성되고, 상기 얕은 홈(11A)은 액츄에이터(6), 파이버 클램프(10)와 유리 기판(11) 사이에 틈을 형성하고 있다. 이에 따라, 액츄에이터(6), 파이버 클램프(10)가 유리 기판(11)에 접촉하는 것을 방지하고, 이들의 변위 동작 등을 보상하고 있다.

한편, 커버 기판으로서의 유리 기판(11)은 반드시 필요한 것은 아니며, 생략하는 구성으로 해도 된다.

본 실시형태에 따른 광스위치 장치는, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 것으로, 다음에 그 제조 방법에 대하여 도 5 내지 도 9를 참조하면서 설명한다.

우선, 도 5에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2)의 이면측에는, 파이버 부착홈(3), 중심 부위(4), 액츄에이터(6)(도 2 참조) 등이 형성되는 부위에 대하여 부분적으로 반응성 이온 에칭(DEEP RIE)을 실시하여, 얕은 홈(12)을 형성한다.

다음으로, 도 6에 나타내는 바와 같이, 파이버 부착홈(3)에 대응한 부분에 대하여 실리콘 기판(2)의 이면측으로부터 다시 반응성 이온 에칭을 실시하여, 실리콘 기판(2)의 표면측에 파이버 클램프(10)에 대응한 두께 칫수만큼을 잔존시킨 예비 파이버 부착홈(13)을 형성한다. 그 후, 도 7에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2)의 이면측에 제 1 기판으로서의 유리 기판(1)을 양극(陽極) 접합한다.

다음으로, 도 8에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2)의 얕은 홈(12)에 대응한 부위에 대하여, 실리콘 기판(2)을 관통하도록 실리콘 기판(2)의 표면측으로부터 반응성 이온 에칭을 실시하여, 미러(8) 등의 액츄에이터(6)를 형성함과 아울러, 파이버 부착홈(3), 파이버 클램프(10)를 함께 형성한다. 이 상태에서, 미러(8)의 표면에는 스퍼터, 증착 등의 수단을 사용하여 도전성 금속 재료 등으로 이루어지는 박막(도시하지 않음)을 형성하고, 경면 다듬질을 행한다.

마지막으로, 도 9에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2)의 표면에 미리 얕은 홈(11A)이 형성된 커버 기판으로서의 유리 기판(11)을 접합한다. 그리고, 실리콘 기판(2)의 외주(外周) 가장자리로부터 파이버 부착홈(3) 내를 향하여 파이버 부착홈(3)을 따라서 광파이버(5)를 삽입한 후에, 광파이버(5)를 접착제 등을 사용하여 고정함으로써 광스위치 장치가 완성된다.

한편, 본 실시형태에서는, 실리콘 기판(2)에 미리 얕은 홈(12)을 형성하는 것으로 하였으나, 얕은 홈(12)을 대신하여 유리 기판(1)에 얕은 홈을 형성하는 구성으로 해도 된다.

본 실시형태에 따른 광스위치 장치는 상술한 바와 같은 제조 방법을 사용하여 제조되는 것으로, 다음에, 그 스위칭 동작에 대하여 설명한다.

우선, 액츄에이터(6)의 가동측 빗살 전극(9B)과 고정측 빗살 전극(9C) 사이에 전압을 인가하지 않을 때에는, 지지빔(9A)의 탄성력에 의해 미러(8)는 중심 부위(4)로 진입한 위치에 있다. 이 때문에, 광로(O1, O2)를 따라서 각각 배치된 2개의 광파이버(5) 중에서 한쪽의 광파이버(5)로부터 출사된 빛은 미러(8)에 의해 반사하고, 서로 직교하는 광로(O2, O1)를 따라서 배치된 다른쪽 광파이버(5)에 입사되어, 이들 사이에서 광통신 등이 행해진다.

한편, 액츄에이터(6)의 가동측 빗살 전극(9B)과 고정측 빗살 전극(9C) 사이에 전압을 인가했을 때에는, 전극(9B, 9C) 사이에 정전 인력이 발생하기 때문에, 지지빔(9A)의 탄성력에 저항하여 미러(8)는 중심 부위(4)로부터 퇴출한다. 이 때문에, 광로(O1, O2)를 따라서 각각 배치된 2개의 광파이버(5) 중에서 한쪽의 광파이버(5)로부터 출사된 빛은 광로(O1, O2)를 따라서 배치된 다른쪽 광파이버(5)에 입사되어, 이들 사이에서 광통신 등이 행해진다. 이 결과, 전극(9B, 9C) 사이에 인가하는 전압의 유무에 기초하여, 접속하는 광로(O1, O2)를 전환할 수 있다.

그런데, 본 실시형태에서는, 실리콘 기판(2)의 파이버 부착홈(3) 내에는 한쪽 내벽면(3A)에 위치하는 파이버 클램프(10)를 형성하였기 때문에, 상기 파이버 클램프(10)를 사용하여 광파이버(5)를 다른쪽 내벽면(3B)을 향하여 누름과 아울러, 유리 기판(1)을 향하여 누를 수 있다. 이 때문에, 별도의 부재를 사용하지 않고, 광파이버(5)를 파이버 부착홈(3) 내에 삽입하는 것만으로, 광파이버(5)를 파이버 부착홈(3)의 폭방향(수평 방향)과 실리콘 기판(2)의 두께 방향(수직 방향)의 2방향에 대하여 위치 결정할 수 있으며, 광파이버(5)의 부착성을 향상시킬 수 있다.

또한, 파이버 클램프(10)는 기단측이 파이버 부착홈(3)의 한쪽 내벽면(3A)에 부착되며 선단측이 파이버 부착홈(3)의 폭방향으로 변위 가능한 스프링부(10A)와, 상기 스프링부(10A)의 선단측에 형성되며 광파이버(5) 중 축심(O)보다도 한쪽 내벽면(3A)측이고, 또한 축심(O)을 사이에 두고 유리 기판(1)과는 반대측에 접촉하는 누름부(10B)에 의해 구성하였기 때문에, 광파이버(5)에 대해서 실리콘 기판(2)의 두께 방향에 대하여 비스듬하게 경사진 푸싱력을 가할 수 있다. 이 때문에, 파이버 클램프(10)의 누름부(10B)에 의해, 광파이버(5)를 파이버 부착홈(3)의 다른쪽 내벽면(3B)과 유리 기판(1)을 향하여 비스듬하게 누를 수 있다.

또한, 파이버 클램프(10)는 실리콘 기판(2)에 형성하기 때문에, 반응성 이온 에칭 등의 마이크로 머시닝(micro-machining) 기술을 사용하여 액츄에이터(6) 등과 일체적으로 또한 고정밀도로 파이버 클램프(10)를 형성할 수 있다. 이 때문에, 다른 부재에 형성한 경우에 비하여, 광파이버(5)의 위치 맞춤 정밀도를 높일 수 있다.

다음으로, 도 10 내지 도 17은 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내며, 본 실시형태의 특징은 파이버 클램프의 누름부에는, 실리콘 기판의 두께 방향을 향하여 비스듬하게 경사져서 광파이버에 면접촉하는 경사면을 형성한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 상술한 제 1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

참조 부호 21은 파이버 부착홈(3)의 내부에 형성된 본 실시형태에 따른 파이버 클램프로, 상기 파이버 클램프(21)는 제 1 실시형태에 따른 파이버 클램프(10)와 실질적으로 동일하게, 기단측이 파이버 부착홈(3)의 한쪽 내벽면(3A)에 부착되며 파이버 부착홈(3)을 따라서 연장되는 캔틸레버로서의 스프링부(21A)와, 상기 스프링부(21A)의 선단측에서 다른쪽 내벽면(3B)을 향하여 돌출되어 형성된 누름부(21B)에 의해 구성되어 있다. 또한, 누름부(21B)는 실질적으로 사각형상을 이루며 스프링부(21A)의 선단측으로부터 돌출함과 아울러, 그 모퉁이에는 광파이버(5)의 삽입을 용이하게 하기 위하여 모따기가 실시되어 있다. 또한, 누름부(21B)에는, 실리콘 기판(2)의 두께 방향에 대하여 비스듬하게 경사져서, 다른쪽 내벽면(3B)으로부터 점차 이간하는 경사면(21C)이 형성되어 있다.

그리고, 스프링부(21A)의 선단측은 파이버 부착홈(3)의 폭방향에 대하여 변위 가능하게 되고, 누름부(21B)의 경사면(21C)은 광파이버(5) 중 축심(O)보다도 한쪽 내벽면(3A)측이며, 또한 축심(O)을 사이에 두고 유리 기판(1)과는 반대측(실리콘 기판(2)의 표면측)에 탄성적으로 면접촉한다. 이에 따라, 파이버 클램프(21)는 실리콘 기판(2)의 두께 방향에 대하여 비스듬하게 경사진 화살표 B방향을 향해서 광파이버(5)에 누르는 푸싱력을 부여하여, 광파이버(5)를 파이버 부착홈(3)의 다른쪽 내벽면(3B)과 유리 기판(1)을 향하여 누르는 것이다.

본 실시형태에 따른 광스위치 장치는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 것으로, 다음에 그 제조 방법에 대하여 도 13 내지 도 17을 참조하면서 설명한다.

우선, 도 13에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2)의 표면과 이면에 마스크를 이루는 산화막(22)을 형성한다. 이 때, 이면측의 산화막(22)에는 파이버 부착홈(3)에 대응한 위치에 개구(22A)를 형성함과 아울러, 상기 개구(22A)의 근방과 중심 부위(4), 액츄에이터(6)(도 10 참조) 등이 형성되는 부위에 대하여 박형부(22B)를 형성해 둔다. 그리고, 이 상태에서 실리콘 기판(2)의 이면측으로부터 개구(22A)를 통하여 이방성 에칭을 일정 시간에 걸쳐 실시하여, 테이퍼 형상으로 경사진 예비적인 경사홈(23)을 형성한다.

다음으로, 에칭 등에 의해 산화막(22)을 전체적으로 얇게 하면, 도 14에 나타내는 바와 같이, 박형부(22B)가 제거된 산화막(22′)이 형성된다. 이 때문에, 다시 실리콘 기판(2)의 이면측으로부터 이방성 에칭을 미리 정해진 일정 시간에 걸쳐 실시하여, 얕은 홈(24)과 최종적인 경사홈(25)을 형성한다. 그 후, 도 15에 나타내는 바와 같이, 산화막(22)을 제거한 상태에서 실리콘 기판(2)의 이면측에 제 1 기판으로서의 유리 기판(1)을 양극 접합한다.

다음으로, 도 16에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2)을 관통하도록 얕은 홈(24) 및 경사홈(25)에 대응한 부위에 대하여, 실리콘 기판(2)의 표면측으로부터 반응성 이온 에칭을 실시하여, 미러(8) 등의 액츄에이터(6)를 형성함과 아울러, 파이버 부착홈(3), 파이버 클램프(21)를 함께 형성한다. 이 때, 파이버 클램프(21)의 누름부(21B)에는 이방성 에칭에 기초하는 경사면(21C)이 형성된다. 그리고, 이 상태에서, 미러(8)의 표면에는, 스퍼터, 증착 등의 수단을 사용하여 도전성 금속 재료 등으로 이루어지는 박막(도시하지 않음)을 형성하고, 경면 다듬질을 행한다.

마지막으로, 도 17에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2)의 표면에 미리 얕은 홈(11A)이 형성된 커버 기판으로서의 유리 기판(11)을 접합한다. 그리고, 실리콘 기판(2)의 외주 가장자리로부터 파이버 부착홈(3) 내에 광파이버(5)를 삽입하고, 접착제 등으로 고정함으로써 광스위치 장치가 완성된다.

이렇게 하여, 이와 같이 구성되는 본 실시형태에서도, 상술한 제 1 실시형태와 실질적으로 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 본 실시형태에서는, 파이버 클램프(21)의 누름부(21B)에는 실리콘 기판(2)의 두께 방향에 대하여 비스듬하게 경사진 경사면(21C)을 형성하였기 때문에, 경사면(21C)은 광파이버(5)에 면접촉한다. 이 때문에, 제 1 실시형태와 같이 누름부(10B)의 모퉁이 등을 광파이버(5)에 선접촉시키는 경우에 비해서, 실리콘 기판(2)의 두께 방향에 대하여 비스듬하게 경사진 푸싱력을 용이하게 발생시킬 수 있으며, 광파이버(5)에 대하여 안정적으로 경사 방향(화살표 B방향)을 향하는 푸싱력을 가할 수 있다.

또한, 단결정 실리콘으로 이루어지는 실리콘 기판(2)에 이방성 에칭을 실시함으로써, 경사면(21C)을 갖는 누름부(21B)를 형성할 수 있기 때문에, 예를 들면 반응성 이온 에칭 등을 사용한 경우에 비하여 파이버 클램프(21)의 가공 시간을 단축할 수 있으며, 생산성을 높일 수 있다.

다음으로, 도 18 내지 도 26은 본 발명의 제 3 실시형태를 나타내며, 본 실시형태의 특징은 액츄에이터를 실리콘 기판의 표면측에 형성되며 복수의 광파이버 사이를 넘어서 연장되는 암부와, 상기 암부의 길이 방향 도중에 위치하며 제 1 기판을 향하여 형성된 미러와, 상기 암부의 양단측에 형성되며 상기 미러를 광로 도중으로 진퇴시키는 2개의 구동부에 의해 구성함과 아울러, 파이버 클램프를, 실리콘 기판의 표면측에 위치하며 상기 액츄에이터의 암부와 함께 형성하는 구성으로 한 것에 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 상술한 제 1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

참조 부호 31은 본 실시형태에 따른 액츄에이터로, 상기 액츄에이터(31)는 중심 부위(4)를 사이에 두고 대향하여 배치된 2개의 섬부(2A)에 형성되어 있다. 그리고, 액츄에이터(31)는 복수의 광파이버(5) 사이에 위치하는 중심 부위(4)를 넘어서 2개의 섬부(2A) 내를 향하여 각각 직선 형상으로 연장되는 암부(32)와, 중심 부위(4)의 광로(O1, O2)로 진퇴 가능하게 되며 암부(32)의 길이 방향 도중에 위치하고 유리 기판(1)을 향해서 수하(垂下)하여 형성된 암부(32)보다도 얇은 폭의 미러(33)와, 암부(32)의 양단측에 각각 형성되며 암부(32)를 그 길이 방향(화살표 A방향)을 향하여 변위시키는 2개의 구동부(34)에 의해 대략 구성되어 있다. 여기에서, 미러(33)는 박막의 도전성 금속 재료 등으로 이루어지는 미러막(mirror film)(33A)에 의해 덮여져 있다.

또한, 구동부(34)는 제 1 실시형태에 따른 구동부(9)와 실질적으로 동일하게, 암부(32)의 폭방향 양측으로부터 암부(32)의 길이 방향과 직교하는 방향을 향하여 직선 형상으로 연장되며 암부(32)가 화살표 A방향으로 변위 가능하게 되도록 지지하는 지지빔(34A)과, 암부(32)의 단부측에 형성되며 암부(32)와 함께 변위하는 가동측 빗살 전극(34B)과, 상기 가동측 빗살 전극(34B)과 맞물리며 유리 기판(1)에 고정하여 형성된 고정측 빗살 전극(34C)에 의해 대략 구성되어 있다. 그리고, 2개의 빗살 전극(34B, 34C) 사이에 역극성 또는 동극성의 전압을 인가함으로써, 빗살 전극(34B, 34C) 사이에 정전 인력 또는 정전 척력(斥力)이 발생되어, 암부(32), 미러(33), 가동측 빗살 전극(34B)은 전체로서 화살표 A방향을 향하여 변위한다.

참조 부호 35는 파이버 부착홈(3)의 내부에 형성된 파이버 클램프로, 상기 파이버 클램프(35)는 제 1 실시형태에 따른 파이버 클램프(10)와 실질적으로 동일하게, 기단측이 파이버 부착홈(3)의 한쪽 내벽면(3A)에 형성되며 파이버 부착홈(3)을 따라서 연장되는 캔틸레버로서의 스프링부(35A)와, 상기 스프링부(35A)의 선단측에서 다른쪽 내벽면(3B)을 향하여 돌출되어 형성된 누름부(35B)에 의해 구성되어 있다. 여기에서, 파이버 클램프(35)는 액츄에이터(31)의 암부(32)와 함께 파이버 부착홈(3)에 삽입되는 광파이버(5)의 축심(O)(코어)보다도 실리콘 기판(2)의 표면측(유리 기판(1)과는 반대측)에 형성됨과 아울러, 그 두께 칫수는 액츄에이터(31)의 암부(32)와 실질적으로 동일한 값으로 설정되어 있다. 또한, 누름부(35B)는 실질적으로 사각형상을 이루며 스프링부(35A)의 선단측으로부터 돌출되어 있다.

그리고, 스프링부(35A)의 선단측은 파이버 부착홈(3)의 폭방향에 대하여 변위 가능하게 되고, 누름부(35B)는 광파이버(5)의 일부를 유리 기판(1)과의 사이에 끼우면서 광파이버(5)를 다른쪽 내벽면(3B)을 향하여 탄성적으로 누른다. 이에 따라, 파이버 클램프(35)는 실리콘 기판(2)의 두께 방향에 대하여 비스듬하게 경사진 화살표 B방향을 향해서 광파이버(5)를 누르는 푸싱력을 부여하여, 광파이버(5)를 파이버 부착홈(3)의 다른쪽 내벽면(3B)과 유리 기판(1)을 향하여 누르는 것이다.

본 실시형태에 따른 광스위치 장치는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 것으로, 다음에 그 제조 방법에 대하여 도 20 내지 도 25를 참조하면서 설명한다.

우선, 도 20에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2)보다도 두꺼운 실리콘 기판(2′)을 준비한다. 그리고, 실리콘 기판(2′)의 이면측에는, 파이버 부착홈(3), 중심 부위(4), 액츄에이터(6)(도 19 참조) 등이 형성되는 부위에 대해서 실리콘 기판(2′)의 두께 방향의 도중 위치까지 반응성 이온 에칭(DEEP RIE)을 실시하여, 파이버 부착홈(3)에 대응한 부위에는 파이버 부착홈(3)과 실질적으로 동일한 폭칫수를 갖는 예비 파이버 부착홈(36)을 형성함과 아울러, 중심 부위(4)에 대응한 부위에는미러(33)에 대응한 돌기(37)를 잔존시킨 예비 오목홈(38)을 형성한다.

다음으로, 도 21에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2′)의 이면측이 메탈 마스크(39)를 부착하고, 스퍼터, 진공 증착 등에 의해 돌기(37)의 표면을 박막 형상의 도전성 금속 재료로 이루어지는 미러막(33A)에 의해 덮어, 미러(33)를 형성한다.

다음으로, 도 22에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2′)의 이면측에 유리 기판(1)을 양극 접합한다. 이 때, 유리 기판(1)의 표면측에는 중심 부위(4), 액츄에이터(6) 등이 대면하는 위치에 얕은 홈(40)이 형성되고, 상기 얕은 홈(40)에 의해 미러(33) 등이 유리 기판(1)에 접촉하는 것을 방지하고 있다. 그리고, 이 상태에서, 도 23에 나타내는 바와 같이 실리콘 기판(2′)의 표면측을 연마하여, 두께 칫수가 얇은 실리콘 기판(2)을 형성한다.

다음으로, 도 24에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2)을 관통하도록 예비 파이버 부착홈(36) 및 예비 오목홈(38)에 대응한 부위에 대하여, 실리콘 기판(2)의 표면측으로부터 반응성 이온 에칭을 실시한다. 이에 따라, 암부(32), 미러(33) 등으로 이루어지는 액츄에이터(31)를 형성함과 아울러, 파이버 부착홈(3), 파이버 클램프(35)를 함께 형성한다.

이 때, 실리콘 기판(2)에는 미리 예비 파이버 부착홈(36) 및 예비 오목홈(38)을 형성하고 있는 것에 더하여, 미러(33)도 이미 형성되어 있기 때문에, 반응성 이온 에칭은 실리콘 기판(2) 중 잔여의 두께 칫수에 대해서 행하면 되어, 모든 두께 칫수에 대해서 행하는 것에 비하여, 단시간에 종료된다. 또한, 파이버 클램프(35)는 액츄에이터(31)의 암부(32)와 동일한 두께 칫수로 형성되어 있기 때문에, 암부(32)를 형성하는 것과 함께 파이버 클램프(35)가 형성된다.

마지막으로, 도 25에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(2)의 표면에 미리 얕은 홈(11A)이 형성된 커버 기판으로서의 유리 기판(11)을 접합한다. 그리고, 실리콘 기판(2)의 외주 가장자리로부터 파이버 부착홈(3) 내에 광파이버(5)를 삽입하고, 접착제 등으로 고정함으로써 광스위치 장치가 완성된다.

본 실시형태에 따른 광스위치 장치는 상술한 바와 같은 제조 방법을 사용하여 제조된 것으로, 다음에 그 스위칭 동작에 대하여 설명한다.

우선, 액츄에이터(31)의 가동측 빗살 전극(34B)과 고정측 빗살 전극(34C) 사이에 전압을 인가하지 않을 때에는, 지지빔(34A)의 탄성력에 의해 미러(33)는 중심 부위(4)로 진입한 위치(광로(O1, O2)의 도중 위치)에 있다. 이 때문에, 광로(O1, O2)를 따라서 각각 배치된 2개의 광파이버(5) 중에서 한쪽의 광파이버(5)로부터 출사된 빛은 미러(33)에 의해 반사하고, 서로 직교하는 광로(O2, O1)를 따라서 배치된 다른쪽 광파이버(5)에 입사되어, 이들 사이에서 광통신 등이 행해진다.

한편, 액츄에이터(31)의 한쪽 구동부(34)의 전극(34B, 34C) 사이에 역극성(플러스와 마이너스)의 전압을 인가하고, 다른쪽 구동부(34)의 전극(34B, 34C) 사이에 동극성의 전압(예를 들면 플러스)을 인가했을 때에는, 한쪽 전극(34B, 34C) 사이에 정전 인력이 발생하고, 다른쪽 전극(34B, 34C) 사이에 정전 척력이 발생하기 때문에, 지지빔(34A)의 탄성력에 저항하여 미러(33)는 중심 부위(4)로부터 퇴출한다. 이 때문에, 광로(O1, O2)를 따라서 각각 배치된 2개의 광파이버(5) 중에서 한쪽 광파이버(5)로부터 출사된 빛은 광로(O1, O2)를 따라서 배치된 다른쪽 광파이버(5)에 입사되어, 이들 사이에서 광통신 등이 행해진다. 이 결과, 전극(34B, 34C) 사이에 전압을 인가했는지의 여부에 기초하여, 접속하는 광로(O1, O2)를 전환할 수 있다.

이렇게 하여, 이와 같이 구성되는 본 실시형태에서도, 상술한 제 1 실시형태와 실질적으로 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 본 실시형태에서는, 암부(32)의 길이 방향 도중에 위치하며 유리 기판(1)을 향해서 수하하여 미러(33)를 형성하는 구성으로 하였기 때문에, 암부(32)의 양단측의 2부위에 구동부(34)를 배치할 수 있다.

즉, 도 26에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 암부(32)로부터 수하(垂下)하여 미러(33)를 형성하였기 때문에, 암부(32)가 광로(O1, O2)를 차단하는 일이 없다. 한편, 도 27에 나타내는 비교예(제 1 실시형태)와 같이 암부(7)의 두께 칫수 전체 길이에 걸쳐 미러(8)를 형성할 때에는, 미러(8)를 넘어서 암부(7)를 연장하면, 암부(7)가 광로(O1, O2)를 차단하게 된다. 이 때문에, 암부(7)의 두께 칫수 전체 길이에 걸쳐 미러(8)를 형성할 때에는, 캔틸레버 상태의 암부(7)의 선단에 미러(8)를 형성할 필요가 있어, 암부(7)의 기단측이 되는 1부위에밖에 구동부를 배치할 수 없다.

이에 비하여, 본 실시형태에서는, 암부(32)의 양단측의 2부위에 구동부(34)를 배치할 수 있기 때문에, 액츄에이터(31)의 구동 전압을 저하시킬 수 있으며, 조작성을 향상시킬 수 있음과 아울러, 실리콘 기판(2)을 낭비없이 유효하게 이용할 수 있다.

또한, 파이버 클램프(35)는 실리콘 기판(2)의 표면측에 위치하며 액츄에이터(31)의 암부(32)와 함께 형성하는 구성으로 하였기 때문에, 파이버 클램프(35)와 별개로 액츄에이터(31) 등을 가공하는 것에 비하여, 장시간의 가공이 필요해지는 반응성 이온 에칭 등의 가공 시간을 단축할 수 있다.

또한, 실리콘 기판(2)의 두께 칫수 전체 길이에 걸쳐 반응성 이온 에칭을 실시했을 때에는, 실리콘 기판(2)의 두께 방향에 대하여 어긋나는 경향이 있어, 미러(33)의 경면에 일그러짐 등이 발생하기 쉽다. 이에 비하여, 본 실시형태에서는, 실리콘 기판(2)의 두께 칫수 도중 위치까지 반응성 이온 에칭을 실시함으로써 암부(32)로부터 수하한 미러(33)를 형성하기 때문에, 미러(33)의 일그러짐이 발생하기 어렵고, 광로(O1, O2) 사이의 전환 정밀도를 높이며, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 제 3 실시형태에서는, 미리 실리콘 기판(2)보다도 두꺼운 실리콘 기판(2′)을 준비함과 아울러, 이 실리콘 기판(2′)의 이면측에 에칭 가공을 실시하고, 유리 기판(1)을 접합한 후에, 그 표면측을 연마하여 소정의 두께 칫수를 갖는 실리콘 기판(2)을 형성하는 것으로 하였다. 이 경우, 실리콘 기판(2′)을 연마하는 행정이 필요해지지만, 제조할 때의 핸들링(handling)시에 실리콘 기판(2′)에 결손, 균열 등이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 제조 수율을 향상할 수 있다.

그러나, 본 발명은 이것에 한하는 것이 아니며, 제 3 실시형태에 있어서, 실리콘 기판(2′)을 대신하여 가공 당초부터 두께 칫수가 얇은 실리콘 기판(2)을 사용하는 것으로 해도 된다. 이에 따라, 실리콘 기판(2′)의 연마 행정을 생략할 수 있다. 한편, 제 1, 제 2 실시형태에서는, 가공 당초부터 두께 칫수가 얇은 실리콘 기판(2)을 사용하는 것으로 하였으나, 제 3 실시형태와 마찬가지로, 가공 당초는 두께 칫수가 두꺼운 실리콘 기판(2′)을 사용하고, 유리 기판(1)을 접합한 후에 연마 행정을 실시하여 얇은 실리콘 기판(2)을 형성하는 것으로 해도 된다.

또한, 상기 제 3 실시형태에서는, 2개의 구동부(34)에서 서로 가동측 빗살 전극(34B)과 고정측 빗살 전극(34C)을 반대 위치(대칭이 되는 위치)에 배치하고, 한쪽 구동부(34)에 정전 인력을 발생시키고, 다른쪽 구동부(34)에 정전 척력을 발생시키는 것으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한하지 않으며, 예를 들면 도 28 및 도 29에 나타내는 변형예와 같이, 2개의 구동부(34′)에서 서로 가동측 빗살 전극(34B′)과 고정측 빗살 전극(34C′)을 동일 위치(평행 이동한 위치)에 배치하고, 양방의 구동부(34′)에 정전 인력을 발생시켜 구동하는 구성으로 해도 된다.

또한, 상기 제 3 실시형태에서는, 4개의 파이버 부착홈(3)을 십자상으로 배치하는 것으로 하였으나, 예를 들면 도 28 및 도 29에 나타내는 변형예와 같이, 2개의 광로(O1, O2)가 평행하게 배열되도록 4개의 파이버 부착홈(3′)을 2개씩 평행하게 배치하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 암부(32′)에는 실질적으로 삼각형상을 이룬 2개의 미러(33′)를 이간하여 형성하고, 이들을 "ハ"자 형상을 이루도록 배치한다.

이에 따라, 도 28에 나타내는 바와 같이 구동부(34′)가 정지한 상태에서는, 광파이버(5)로부터 출사된 빛은 2개의 미러(33′)에 의해 반대 방향으로 반사되어, 도 28 중의 좌측의 2개의 광파이버(5)가 접속됨과 아울러, 우측의 2개의 광파이버(5)가 접속된다. 한편, 도 29에 나타내는 바와 같이 구동부(34′)가 구동한 상태에서는, 미러(33′)가 이동하기 때문에, 광파이버(5)로부터 출사된 빛은 미러(33′)에 닿지 않고 직진하여, 도 29 중의 상측의 2개의 광파이버(5)가 접속됨과 아울러, 하측의 2개의 광파이버(5)가 접속된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 구동부(9, 34)에는 빗살 전극(9B, 9C, 34B, 34C)을 사용하는 구성으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한하지 않으며, 예를 들면 평행 평판 전극을 사용하여 구동부를 구성해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 제 1 기판으로서 유리 기판(1)을 사용하는 것으로 하였으나, 예를 들면 제 1 기판으로서 실리콘 기판 등을 사용하는 것으로 해도 된다.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제 2 기판의 파이버 부착홈 내에는 파이버 클램프를 형성하였기 때문에, 상기 파이버 클램프를 사용하여 광파이버를 2개의 내벽면 중에서 한쪽 내벽면과 제 1 기판을 향하여 누를 수 있다. 이 때문에, 별도의 부재를 사용하지 않고, 광파이버를 파이버 부착홈 내에 삽입하는 것만으로, 광파이버를 파이버 부착홈의 폭방향(수평 방향)과 제 2 기판의 두께 방향(수직 방향)의 2방향에 대하여 위치 결정할 수 있으며, 광파이버의 부착성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 파이버 클램프를 기단측이 파이버 부착홈의 한쪽 내벽면에 부착되고 선단측이 파이버 부착홈의 폭방향으로 변위 가능한 스프링부와, 상기 스프링부의 선단측에 형성된 광파이버를 다른쪽 내벽면과 제 1 기판을 향하여 누르는 누름부에 의해 구성하였기 때문에, 누름부를 광파이버에 접촉시킴으로써, 광파이버에 대해서 제 2 기판의 두께 방향에 대하여 비스듬하게 경사진 푸싱력(pushing force)을 가할 수 있다. 이 때문에, 파이버 클램프의 누름부에 의해, 광파이버를 용이하게 위치 결정할 수 있다.

본 발명에 따르면, 파이버 클램프의 누름부에는 제 2 기판의 두께 방향에 대하여 비스듬하게 경사진 경사면을 형성하였기 때문에, 경사면은 광파이버에 면접촉한다. 이 때문에, 예를 들면 누름부의 모퉁이 등을 광파이버에 선접촉시키는 경우에 비해서, 제 2 기판의 두께 방향에 대하여 비스듬하게 경사진 푸싱력을 발생시킬 수 있으며, 광파이버에 대해서 안정적으로 경사 방향을 향하는 푸싱력을 가하여, 광파이버를 위치 결정할 수 있다. 또한, 제 2 기판으로 단결정 실리콘을 사용하는 경우에는, 상기 실리콘 기판에 이방성 에칭을 실시함으로써, 경사면을 갖는 누름부를 형성할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면 반응성 이온 에칭 등을 사용한 경우에 비하여 누름부의 가공 시간을 단축할 수 있으며, 생산성을 높일 수 있다.

본 발명에 따르면, 암부의 길이 방향 도중에 위치하며 제 1 기판을 향하는 미러를 형성하는 구성으로 하였기 때문에, 암부에 의해 광로를 차단하는 일이 없고, 암부의 양단측의 2부위에 구동부를 형성할 수 있다. 이 때문에, 1개의 구동부를 사용하는 경우에 비하여, 각 구동부에 인가하는 전압 등을 저하시킬 수 있으며, 조작성을 향상시킬 수 있다. 또한, 파이버 클램프는 액츄에이터의 암부와 함께 형성하기 때문에, 파이버 클램프와 별개로 액츄에이터를 가공하는 것에 비하여, 예를 들면 반응성 이온 에칭 등의 가공 시간을 단축할 수 있으며, 생산성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 광스위치 장치를 커버용의 유리 기판을 떼어 낸 상태에서 나타내는 평면도이다.

도 2는 파이버 부착홈, 파이버 클램프, 미러 등을 도 1 중의 화살표 Ⅱ－Ⅱ방향에서 본 단면도이다.

도 3은 도 1 중의 파이버 부착홈, 파이버 클램프 등을 확대하여 나타내는 요부 확대 평면도이다.

도 4는 도 3 중의 파이버 클램프와 광파이버를 확대하여 나타내는 요부 확대 사시도이다.

도 5는 실리콘 기판에 얕은 홈을 형성한 상태를 나타내는 도 2와 동일 위치의 단면도이다.

도 6은 도 5 중의 실리콘 기판에 예비 파이버 부착홈을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 7은 도 6 중의 실리콘 기판의 이면에 지지용의 유리 기판을 접합한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 8은 도 7 중의 실리콘 기판의 표면으로부터 반응성 이온 에칭을 실시하여, 파이버 클램프, 미러 등을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 9는 도 8 중의 실리콘 기판의 표면에 커버용의 유리 기판을 접합한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 10은 제 2 실시형태에 따른 광스위치 장치의 파이버 부착홈, 파이버 클램프, 미러 등을 나타내는 도 2와 동일 위치의 단면도이다.

도 11은 파이버 부착홈, 파이버 클램프 등을 확대하여 나타내는 요부 확대 평면도이다.

도 12는 도 3 중의 파이버 클램프와 광파이버를 확대하여 나타내는 요부 확대 사시도이다.

도 13은 실리콘 기판의 이면으로부터 이방성 에칭을 실시하여, 예비적인 경사홈을 형성한 상태를 나타내는 도 10과 동일 위치의 단면도이다.

도 14는 도 13 중의 실리콘 기판에 더 이방성 에칭을 실시하여, 얕은 홈과 최종적인 경사홈을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 15는 도 14 중의 실리콘 기판의 이면에 지지용의 유리 기판을 접합한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 16은 도 15 중의 실리콘 기판의 표면으로부터 반응성 이온 에칭을 실시하여, 파이버 클램프, 미러 등을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 17은 도 16 중의 실리콘 기판의 표면에 커버용의 유리 기판을 접합한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 18은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 광스위치 장치를 커버용의 유리 기판을 떼어 낸 상태에서 나타내는 평면도이다.

도 19는 파이버 부착홈, 파이버 클램프, 미러 등을 도 18 중의 화살표 XIX－XIX방향에서 본 단면도이다.

도 20은 실리콘 기판의 이면으로부터 반응성 이온 에칭을 실시하여, 예비 파이버 부착홈, 예비 오목홈을 형성한 상태를 나타내는 도 19와 동일 위치의 단면도이다.

도 21은 도 20 중의 실리콘 기판의 이면에 메탈 마스크를 부착하여, 미러막(mirror film)을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 22는 도 21 중의 실리콘 기판의 이면에 지지용의 유리 기판을 접합한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 23은 도 22 중의 실리콘 기판의 표면을 연마한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 24는 도 23 중의 실리콘 기판의 표면으로부터 반응성 이온 에칭을 실시하여, 파이버 클램프, 미러 등을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 25는 도 24 중의 실리콘 기판의 표면에 커버용의 유리 기판을 접합한 상태를 나타내는 단면도이다.

도 26은 제 3 실시형태에 따른 암(arm)부, 미러 및 광파이버의 배치 관계를 나타내는 사시도이다.

도 27은 비교예에 따른 암부, 미러 및 광파이버의 배치 관계를 나타내는 사시도이다.

도 28은 본 발명의 변형예에 따른 광스위치 장치를 커버용의 유리 기판을 떼어 낸 상태에서 나타내는 평면도이다.

도 29는 도 28 중의 광스위치 장치를 구동부가 구동한 상태에서 나타내는 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 유리 기판(제 1 기판) 2 : 실리콘 기판(제 2 기판)

3, 3′: 파이버 부착홈 3A, 3B, 3A′, 3B′: 내벽면

4, 4′: 중심 부위 5 : 광파이버

6, 31, 31′: 액츄에이터 7, 32, 32′: 암부

8, 33, 33′: 미러 9, 34, 34′: 구동부

10, 21, 35 : 파이버 클램프 10A, 21A, 35A : 스프링부

10B, 21B, 35B : 누름부 21C : 경사면

O1, O2 : 광로

Claims

제 1 기판과, 상기 제 1 기판에 맞붙여서 형성되며 상기 제 1 기판과의 사이에 복수의 파이버(fiber) 부착홈이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 2 기판의 각 파이버 부착홈 내에 형성되며 서로 간격을 두고 대향한 복수의 광파이버와, 상기 제 2 기판에 형성되며 상기 복수의 광파이버 사이로 진퇴함으로써 상기 광파이버 사이의 광로를 전환하는 액츄에이터로 이루어지는 광스위치 장치로서,

상기 제 2 기판에는, 상기 광파이버를, 상기 파이버 부착홈 내에서 서로 대향한 2개의 내벽면 중에서 한쪽의 내벽면과 상기 제 1 기판을 향하여 누르는 파이버 클램프(fiber clamp)를 형성한 것을 특징으로 하는 광스위치 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 파이버 클램프는 기단측이 상기 파이버 부착홈의 한쪽 내벽면에 부착되며 선단측이 상기 파이버 부착홈의 폭방향으로 변위 가능한 스프링부와, 상기 스프링부의 선단측에 형성되며 상기 광파이버를 다른쪽 내벽면과 상기 제 1 기판을 향해서 비스듬하게 누르는 누름부에 의해 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광스위치 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 누름부에는 상기 제 2 기판의 두께 방향을 향해서 비스듬하게 경사져서 광파이버에 면접촉하는 경사면을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광스위치 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 액츄에이터는 상기 제 2 기판의 표면측에 형성되며 상기 복수의 광파이버 사이를 넘어서 연장되는 암(arm)부와, 상기 암부의 길이 방향 도중에 위치하며 상기 제 1 기판을 향하여 형성된 미러(mirror)와, 상기 암부의 양단측에 형성되며 상기 암부를 그 길이 방향을 향하여 변위시켜서 상기 미러를 상기 광로 도중으로 진퇴시키는 2개의 구동부에 의해 구성하고,

상기 파이버 클램프는 상기 제 2 기판의 표면측에 위치하며 상기 액츄에이터의 암부와 함께 형성하는 구성으로 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광스위치 장치.