KR20020064909A - 평면 도파관 및 셔터 액츄에이터를 포함하는 광학 스위치 - Google Patents

평면 도파관 및 셔터 액츄에이터를 포함하는 광학 스위치 Download PDF

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알-헤미야리카드하르
존스로이든데이비드
지메네즈호세엘.
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나노베이션 테크놀로지즈, 인크.
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Abstract

광학 스위치는 입력 도파관과 분리되고 트렌치의 주위에 배치되는 2개의 출력 도파관들을 가진다. 입력 도파관과 제1 출력 도파관은 그 각각의 코어들에 의해 한정되는 각각의 광행로들을 가진다. 그 광행로(및 코어)들은 서로 동축이다. 도파관들은 도파관의 굴절률과 상이한 굴절률을 가지는 매체가 그 내부에 제공되는 트렌치에 의해 분리된다. 광신호가 입력 도파관으로부터 제1 출력 도파관으로 트렌치를 횡단하여 전파할 때 상이한 굴절률을 겪더라도 입력 도파관과 제1 출력 도파관은 입력 도파관으로부터 제1 출력 도파관으로 전파하는 광신호의 전달 특성에 영향을 미치기에 불충분하고 트렌치에 의해 한정되는 거리로 분리된다. 입력 도파관과 제2 출력 도파관은 트렌치의 동일한 측면상에 거의 배열되어 입력 도파관으로부터 제2 출력 도파관으로 통과하는 광신호는 트렌치를 완전히 횡단하지 않는다. 따라서, 입력 도파관으로부터 제1 또는 제2 출력 도파관 중의 하나로 통과하는 광신호가 상이한 굴절률들을 마주치더라도 광신호가 도파관들의 사이에서 이동하여야 하는 거리는 신호의 광학 전달 특성에 영향을 미치지 않도록 충분히 적다.

Description

평면 도파관 및 셔터 액츄에이터를 포함하는 광학 스위치 {AN OPTICAL SWITCH HAVING A PLANAR WAVEGUIDE AND A SHUTTER ACTUATOR}
광학 스위치는 광 네트워크에서 광신호가 전파되는 경로를 결정하고 제어하기 위한 필수 구성 부품이다. 통상적으로, 광신호(용어 "빛신호" 및 "광신호"는 본 명세서에서 바꿔 사용될 수 있고 넓게 해석되어 가시 광선, 적외선, 자외선광 등을 언급하도록 의도된다)는 도파관 코어(waveguide core)에 의해 통상적으로 형성되는 광행로를 따라 도파관에 의해 안내된다. 다른 광행로, 즉 다른 도파관 코어를 따라 전파되도록 광신호의 방향을 바꾸는 것이 필요하거나 요구된다. 하나의 도파관으로부터 다른 쪽으로의 광신호의 전달은 광신호가 도파관들의 굴절률(통상적으로 거의 동일한 굴절률을 가짐)과 상이한 굴절률을 가질 수 있는 매체를 통해 전파되는 것을 필요로 할 수도 있다. 광신호가 다른 굴절률을 가지는 재료(매체)를 통과하는 경우 광신호의 전달 특성은 바뀌게 될 수 있다는 것은 공지된 사실이다. 예를 들면, 광신호가 각각의 재료를 통해 전파됨에 따른 신호의 속도 차이 및 적어도 부분적으로 재료 각각의 굴절률에 기인하여 제1 굴절률을 가지는 재료로부터 제2 굴절률을 가지는 재료로 통과하는 광신호에 의도되지 않은 위상 변이(phase shift)가 유도될 수도 있다. 게다가, 두 개의 매체 사이의 경계부에서 편광 영역의 부정합(mismatch) 때문에 반사된 신호가 생성될 수도 있다. 본 명세서에서 사용된 것과 같이, 용어 "매체(medium)"는 광범위하게 해석되어 진공을 포함한다.
이러한 광신호의 반사는 반사된 신호의 양만큼 전달되는 에너지(power)를 감소시키고, 전달된 신호의 손실을 초래하기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 반사된 신호는 광학 반사 감쇠(optical return loss)로 알려진 바와 같이 광원의 방향으로 되돌아갈 수도 있다. 광학 반사 감쇠는 광신호의 공급원을 불안정하게 만들 수 있기 때문에 극히 바람직하지 못하다.
두 개의 재료(또는 매체)가 거의 동일한 굴절률을 가지는 경우, 광신호가 하나의 재료로부터 다른 쪽으로 통과함에 따른 광신호의 전달 특성의 현저한 변화는 발생하지 않는다. 굴절률의 부정합에 대한 하나의 해결책은 굴절률 정합 유체를 사용하는 것이다. 광학 스위치에서 전형적인 사용은 도파관의 재료와 거의 동일한 굴절률을 갖는 재료를 갖춘 적어도 두 개의 도파관 사이에 트렌치(trench)를 충전하는 것이다. 따라서, 광신호는 광신호가 하나의 도파관으로부터 다른 쪽으로 트렌치를 통해 통과함에 따라 굴절률의 현저한 변화를 격지 않는다.
이러한 해결책의 일예는 국제특허 출원번호 제WO 00/25160호에서 발견된다. 상기 출원은 스위치의 광학적 성능을 유지시키기 위해 빛행로 사이(즉, 도파관들 사이)의 챔버 내에 시준 정합 유체를 사용하는 스위치를 설명한다. 굴절률 정합 유체의 사용은 누출의 가능성 및 유체 내에서 절환 요소의 운동에 대한 항력에 기인한 스위치 응답 시간의 감소 등을 포함하는 새로운 고려 사항을 유도시킨다.
또한, 광신호는 광신호가 도파관 사이 및 트렌치를 가로질러 통과함에 따라 삽입 손실(insertion loss)을 겪는다. 도파관의 입력/출력 면 및 트렌치에서의 불연속에 의해 야기되는 광학적 반사 감쇠는 여전히 고려해야할 사항이다. 전체적으로, 광신호가 전파 방향을 따라 전파하면서, 트렌치를 통해 통과함에 따라, 광신호는 평면의 물리적 특성(예컨대 반사도, 수직도, 도파관 재료 등)에 기인하여 광신호 일부분의 반사(광학 에너지 측면)가 트렌치를 가로질러 되돌아가는 방향(예를 들면, 전파 방향의 대향 방향)을 취하게 할 수도 있는 도파관의 입력 평면과 만난다. 이는 명백하게 바람직하지 못하다.
크기도 광학적 구성 부품(즉, 장치, 회로 및 시스템)의 설계, 제조 및 구성에 있어서 항상 존재하는 고려 사항이다. 광학 장치, 회로, 및 시스템이 더 고밀도로, 에너지를 적게 소비하여, 더 효율적으로 작동하도록 제조될 수 있도록 더 작은 광학 구성 부품을 제공하는 것이 명백히 바람직하다.
본 발명은 입력 도파관과 하나 이상의 출력 도파관 사이에서 빛을 절환시키기 위한 광학 스위치에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 따라 구성된 광학 스위치의 평면도이다.
도2a 및 도2b는 도1의 선 2-2를 따라 취한 광학 스위치의 두 개의 실시예의단면도이다.
도3은 도1의 선3-3을 따라 취한 광학 스위치의 도파관의 단면도이다.
도4a 및 도4b는 본 발명에 따라 구성된 다른 광학 스위치의 평면도로, 도4a는 제1 위치에서 스위치를 도시하고 도4b는 다른 위치에서 스위치를 도시한다.
도5는 도4a 및 도4b에 도시된 광학 스위치를 포함하는 2 x 2 스위치의 개략도이다.
도6은 도4a 및 도4b에 도시된 광학 스위치를 포함하는 4 x 4 스위치의 개략도이다.
도7은 본 발명에 따른 광학 스위치의 부품으로서 제공되는 전열식 액츄에이터의 실시예의 단면도이다.
도8은 본 발명에 따른 광학 스위치의 부품으로서 제공되는 전열식 액츄에이터의 다른 실시예의 평면도이다.
도9는 본 발명에 따른 광학 스위치의 부품으로서 제공되는 전열식 액츄에이터의 또 다른 실시예의 평면도이다.
도10은 도1의 도파관의 테이퍼부의 일부분을 근접하여 도시한 평면도이다.
도11의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예를 따른 광학 스위치의 조립체를 도시한다.
도12a 및 도12b는 외부 부품 및 커넥팅 하드웨어와 함께 각기 플립 칩(flip-chip) 및 일체식 제조 기술을 사용하여 제조된 본 발명에 따른 광학 스위치 구조의 부분들을 도시하는 부분 측단면도이다.
본 발명은 트렌치에 의해 분리되고 그 주위에 배치된 두 개의 출력 도파관 및 입력 도파관을 갖는 광학 스위치에 관한 것이다. 입력 도파관 및 제1 출력 도파관은 각각의 코어에 의해 형성되는 각각의 광행로(optical path)를 가지며, 이들 광행로(그리고 코어)는 전체적으로 서로에 대해 정렬되거나 동일 축을 가진다. 트렌치는 도파관과는 다른 굴절률을 가지고 그 내부에 제공되는 매체를 가진다. 입력 도파관, 제1 출력 도파관 및 제2 출력 도파관은 비록 광신호가 입력 도파관으로부터 제1 또는 제2 출력 도파관으로 전파됨에 따라 상이한 굴절률을 격지만, 입력 도파관으로부터 제1 또는 제2 출력 도파관 중 하나로 전파되는 광신호의 전달 특성에 영향을 미치기에는 불충분한 거리로 분리되어 있기 때문에, 역 반사(back reflection)는 발생하지 않는다. 따라서, 입력 도파관으로부터 출력 도파관들 중 하나로 통과하는 광신호가 트렌치를 완전히 가로질러야 하지만, 광신호가 도파관 사이에서 이동해야 하는 거리는 신호의 광학 전달 특성에 영향 끼치지 않을 정도로 충분히 작다.
입력 도파관으로부터 제2 출력 도파관으로 통과하는 광신호가 트렌치를 완전히 가로지르지 않도록 입력 도파관 및 제2 출력 도파관은 전체적으로 트렌치의 동일한 측면 상에 배열된다. 또한, 비록 광신호는 다양한 굴절률을 격지만, 신호의 광학 전달 특성에 악영향을 미치기에는 너무 작은 거리에 걸쳐 전파된다.
1x2 및 2x2 광학 스위치 모두가 본 발명에 따라 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명은 본 명세서의 개시 내용에 있어 예시가 될 수 있는 구성, 부품의 조합 및 부품의 배열의 특징을 포함한다. 본 발명의 범위는 청구 범위에 기재된다.
도면에 있어서, 도면은 일정한 척도가 아니고 단순한 예시이며, 유사한 도면 부호는 몇몇의 도면에 걸쳐 유사한 부품을 나타낸다.
본 발명은 트렌치에 의해 분리되고 그 주위에 배치된 두 개의 출력 도파관 및 입력 도파관을 갖는 광학 스위치에 관한 것이다. 입력 도파관 및 제1 출력 도파관은 각각의 코어에 의해 형성되는 각각의 광행로를 가지며, 이들 광행로(그리고 코어)는 전체적으로 서로에 대해 정렬되거나 동일 축을 가진다. 이들 도파관은 또한 트렌치에 의해 분리되고, 트렌치는 도파관의 굴절률과는 다른 굴절률을 가지고 그 내부에 제공되는 매체를 가진다. 입력 도파관, 제1 출력 도파관은 비록 광신호가 입력 도파관으로부터 제1 출력 도파관으로 전파됨에 따라 상이한 굴절률을 격지만, 입력 도파관으로부터 제1 출력 도파관으로 전파되는 광신호의 전달 특성에 영향을 미치기에는 불충분한 거리로 분리된다. 따라서, 비록 입력 도파관으로부터 제1 출력 도파관으로 통과하는 광신호가 트렌치를 완전히 가로질러야 함에도 불구하고, 광신호가 도파관 사이에서 이동해야만 하는 거리는 신호의 광학 전달 특성에 악영향을 끼치기에는 너무 작다.
입력 도파관으로부터 제2 출력 도파관으로 통과하는 광신호가 트렌치를 완전히 가로지르지 않고 대신에 셔터의 반사면에 반사되도록 입력 도파관 및 제2 출력 도파관은 전체적으로 트렌치의 동일한 측면 상에 배열된다. 또한, 비록 광신호는 상이한 굴절률을 격지만, 광신호는 신호의 광학 전달 특성에 악영향을 미치기에는 너무 작은 거리에 걸쳐 전파된다.
즉, 트렌치는 유한한 두께의 거울식 셔터가 트렌치의 내에 위치되는 것을 허용할 정도로 충분히 큰 반면에, 트렌치 간극(gap) 내에서 빛의 회절을 최소화시키는 것이 가능할 정도로 작아야만 한다.
이하에서 상세한 도면을 참조하고, 도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 광학 스위치(1)가 도시된다. 바람직하게는 본 발명의 광학 스위치(1)는 실리카(silica)계 반도체(예를 들면, 이산화 규소) 및 약하게 빛을 제한하는 다른 도파관으로 구성된다. 또한, 예를 들면, GaAS 및 InP와 같은 다른 반도체가 사용될 수도 있다. 게다가, 이하에서 설명되는 도판관의 구성은 본 발명의 일 실시예의 예시적이고 비제한적인 예로서 제공되고, 다른 도파관의 기하학적 배열 및 구성은 본 발명의 범위 및 기술 사상에 의해 예상될 수 있으며, 이에 포함된다.
도1은 1 x 2 스위치를 도시하지만, 다른 구성(예를 들면, 1 x N 또는 M x N)은 본 발명의 범위 및 기술 사상 내에서 예상될 수 있고 이에 속하는 것이 당업자 및 본 명세서의 개시 내용에서 명백해진다. 예로써, 이하에서 도4a 및 도4b를 참조하여 더욱 상세히 설명될 바와 같이, 2 x 2 스위치는 도파관(6)의 것과 동축인 광행로를 갖고 이에 대향하는 제2 입력 도파관을 제공함으로써 구성될 수 있다.
스위치(1)는 입력 도파관(3) 및 트렌치(15)에 의해 분리되고[입력 도파관(3) 및 제1 출력 도파관(5)] 그 주위에 배열된 제1 및 제2 출력 도파관(5, 6)을 포함한다. 입력 도파관(3) 및 제1 출력 도파관(5)의 일예이기도 한, 제2 출력 도파관(6)의 단면이 도3에 도시된다. 제2 출력 도파관(6)에 대한 다음의 설명은 입력 및 제1 출력 도파관(3, 5)에도 적용된다. 도파관(6)은 이 기술 분야의 숙련자에게 공지된 반도체 제조 기술 및 방법을 사용하여 구성되고, 따라서 본 명세서에서는 상세히 설명될 필요가 없다. 도파관(6)은 기판(13) 상에 침적된 하부 클래드층(9b,cladding) 상에 침적된 코어(7)를 포함한다. 비제한적인 예로서, 기판은 규소, 석영 또는 이산화 규소일 수 있다. 상부 클래드층(9a)은 매몰식 도파관 구성을 형성하도록 코어(7) 주위에 그리고 그 위에 걸쳐 침적된다.
도파관(3, 5, 6)은 원하는 광학 특성을 제공하도록 선택된 다양한 재료로 형성될 수도 있다. 규산계(SiO2) 플랫폼 상에 본 발명의 광학 스위치(1)를 구성하는 것이 바람직하지만, 원하는 광학 특성을 제공하는 다른 반도체가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 코어(7)가 게르마늄이 첨가된 실리카(silica)를 포함할 수도 있고, 동시에 상부 및 하부 클래드(9a, 9b)가 열적 SiO2또는 붕소 인화물 첨가 실리카 유리를 포함할 수도 있다. 이러한 플랫폼은 섬유와의 양호한 결합 및 다양한 가용 인덱스 콘트라스트(0.35 % 내지 1.10%)를 제공한다. 사용될 수 있는 다른 플랫폼은, 제한하지 않는 예에 의해, SiOxNy, 중합체 또는 그 조합을 포함한다. 인디움 인화물(indium phosphide) 또는 갈륨 비화물(gallium arsenide)과 같은 다른 시스템도 사용될 수도 있다.
계속 도3을 참조하여, 코어(7)는 약 0.35 내지 0.70 % 범위의 굴절 콘트라스트 인덱스(index of refraction contrast)를 갖추고, 바람직하게는 출력 섬유에 높은 결합을 허용하도록 약 0.35 내지 0.55 % 범위의 굴절률(index of refraction)일 수 있다. 코어(7)는 측면이 약 3 내지 10 ㎛ 두께 및 약 3 내지 15 ㎛ 폭을 갖는 직사각형일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 코어는 약 6 내지 8 ㎛ 두께 및 약 6 내지 14 ㎛ 폭을 갖춘 정사각형이다. 코어(7)에 인접한 상부 및 하부 클래드층(9a,9b)은 약 3 내지 18 ㎛ 두께일 수 있고, 바람직하게는 약 15 ㎛ 두께일 수 있다. 또한, 코어 두께는 동일한 이유로 약 7 내지 8 ㎛의 범위일 수 있다. 최종 코어 및 클래드 크기를 선택하는데 있어서, 낮은 수평 회절 및 양호한 비정렬 공차가 허용되도록 주의해야 한다.
다시, 이러한 크기는 예에 의해 제한적이지 않게 제공된다.
본 발명은 강피압 도파관(strongly-confined waveguides) 및 약피압 도파관(weakly-confined waveguides) 모두에 효과가 있다. 최근에는, 약피압 도파관에 사용되는 것이 바람직하다.
도1을 다시 참조하여, 입력 도파관(3)의 코어(7)는 도파관의 종방향 길이를 따르는 광행로(2)를 형성한다. 이 광행로(2)는 제1 출력 도파관(5)의 코어(7)에 의해 형성된 광행로(8)와 일반적으로 동축이다. 비동축 정도는 광신호의 전파에 수직과 입력 도파관 트렌치 경계부 사이에 형성된 각도에 의해 한 측면 상에 결정되고, 다른쪽에는 다음에 설명되는 것과 같이 트렌치 길이에 의해 결정된다. 그러므로, 입력 도파관(3) 및 제1 출력 도파관(5)은 정렬되고 또는 동축인 광행로를 갖추고 서로 레지스트리(registry) 내에 배열되는 것이 고려될 수도 있고, 이는 입력 도파관(3)으로부터 제1 출력 도파관(5)으로 전달된 광의 양을 최대화한다.
또한, 제2 출력 도파관(6)은 소정의 각, 바람직하게는 약 30°내지 80°사이인 각으로 입력 도파관 광행로(2)에 대하여 경사져 있는 광행로(4)를 형성한다. 그러므로, 입력 도파관 광행로(2)는 교차점(110)에서 제2 출력 도파관 광행로(4)와 교차한다.
트렌치(15)는 입력 도파관(3) 및 제1 출력 도파관(5)으로 분리하고 그 주위에 도파관이 배열되는 기판(13, 도2a 및 도2b 참조) 내에 형성된다. 트렌치(15)는, 부분적 또는 완전하게, 연관 굴절률 n을 갖는 예를 들면 공기와 같은 광학적으로 투명한 매체(120)로 채워진다. 공기에 있어서, 굴절률은 약 1.00이다.
제한적이지 않는 예에 의해, 트렌치(15)는 약 8 내지 40 ㎛ 폭, 더 양호하게는 12 내지 20 ㎛ 폭일 수 있다.
절환 요소(130)는 입력 도파관(3)과 제1 및 제2 출력 도파관(5, 6) 중 하나 사이에 광신호를 절환하는데 용이하다. 절환 요소(130)는 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이 트렌치(15) 내에 제공된 셔터(17) 및 셔터(17)의 선택적 이동을 제공하기 위한 링크(10)에 의해 셔터(17)에 결합된 액츄에이터(33)를 포함한다. 액츄에이터(33)의 다양한 실시예가, 제한적이지 않는 예로서, 전열식, 정전식 및 압전식을 포함하는 본 발명에 의해 고려되고, 각각이 아래에 더욱 자세하게 설명된다.
셔터(17)는 실리콘, 중합체, 금속 또는 유전체 재료와 같은 가볍지만 강한 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 이러한 저중량의 강한 셔터(17)는, 예를 들면, 입력 도파관(3)으로부터의 광신호 출력이 제2 출력 도파관(6)에 반사되어지는 도1에 도시된 위치와 입력 도파관(3)으로부터의 광신호 출력이 제1 출력 도파관(5)을 통과하도록 셔터(17)가 광행로로부터 변위되어지는 제2 위치 사이의 전기 신호에 대응하여 빠르게 이동될 수 있다.
높은 반사 코팅이 셔터(17)의 적어도 한 표면(140), 바람직하게는 입력 도파관(3)의 출력 패시트(21, facet)와 대면하는 표면에 제공된다. 이러한 코팅을 위한 금의 사용은, 왜곡(약 95 %의 반사) 없이 빛(광)을 반사하는 표면(140)에 높은 반사면(29)을 제공하고, 예를 들면, 무선 교신, 데이터 통신 및 분광기 적용에 대하여 파장에 무관하다. "패시트"란 용어는 도파관의 단부를 칭한다.
도1을 계속 참조하여, 셔터(140)의 후방(28)은 같은 방식으로 금으로 도금될 수 있다. 이러한 도금은 스위치(7)가 교번식 모드로 작동하게 하고, 위에서 설명된 바와 같이, 이로써 대향하는 제2 입력 도파관(도시 생략)을 제공하고 도파관(6)의 것과 동축인 광행로를 갖추어 2 X 2 스위치가 구성될 수 있다. 이러한 구조에서, 빛은 셔터(140)의 후방(28)에서 반사됨으로써 제2 도파관으로부터 출력 도파관(5)으로 향하게 될 수 있다. 2 X 2 스위치는 도4a 및 도4b를 참조하여 이후에 더 자세히 설명된다.
셔터(140)는 약 1 내지 8 ㎛ 두께, 약 10 내지 100 ㎛ 높이 및 약 10 내지 100 ㎛ 길이를 가질 수 있다. 셔터(140)는 충분히 강하고 가벼운 재료로 만들어질 수 있다. 바람직하게는, 셔터(140)는 약 2 ㎛ 두께, 약 30 내지 40 ㎛ 높이 및 약 30 내지 40 ㎛ 길이를 갖는다. 제한적이지 않은 예로서, 셔터(140)는 또한 실리콘으로 만들어지고, 반사면(28, 29)은 금으로 만들어질 수 있다.
도2a를 계속 참조하여, 셔터(17)는 셔터(17)가 제2 위치에 있을 때 빛을 반사하고 완벽하게 차단하는데 충분한 높이(hs)를 갖는다. 들어오는 광신호를 완전하게 차단하도록, 셔터(17)가 코어(7)의 두께(tc)보다 더 큰 높이(hs) 및 코어(7)의폭(wc) 보다 더 긴 길이(ls)를 갖어야 한다는 것을 알 수 있다. 셔터(17)의 길이(ls)는 제1 위치로부터 제2 위치로 이동되어지는 셔터(17)에 필요한 길이를 저감하도록 최소화되는 것이 바람직하고, 이는 또한 광행로의 내외로 셔터(17)를 이동시키는데 필요한 전력을 감소하며, 스위치(1)의 속도를 개선한다.
셔터(17)의 폭(wc)은 반사된 빛행로에 있어서 삽입 손실에 영향을 준다. 특히, 더 얇은 셔터(17)는 삽입 손실이 더 작을 수도 있고, 바람직한 셔터 폭의 치수는약 2 ㎛이다. 셔터(17)의 반사면(29)에 반사되는 광의 광학 손실은, 트렌치(15) 내의 광 회절로 인해, 가장 작은 미러(mirror) 두께를 가짐으로써 최소화될 수 있다.
계속해서 도1을 참조하여, 입력 도파관(3)은 광원(100, 예를 들면, 광섬유 케이블, 레이저 등)으로부터 광신호(예를 들면, WDM, DWDM, UDWDM 등)를 수용하고 코어(7) 내에서 광행로(2)를 따라 광신호를 안내한다. 광신호는 출력 패시트(21)를 거쳐 입력 도파관(3)을 나와 트렌치(15)로 들어간다. 셔터(17)의 위치에 따라, 광신호는 트렌치(15)를 가로질러 전파되어 입력 패시트(21')를 거쳐 제1 출력 도파관(5)으로 들어가거나, 면(140, 코팅이 되지 않았다면, 면 그 자체)의 코팅(29)에 부딪치고 반사되며, 트렌치(15)의 일부를 가로질러 전파되어 입력 패시트(21")를 거쳐 제2 출력 도파관(6)으로 들어간다. 어떠한 경우에도, 광신호는 계속 전파되어 도파관의 광행로를 따르는 각 도파관의 코어(7)에 의해 안내된다.
계속 도1을 참조하여, 절환 요소(130)의 액츄에이터(33)는 제1과 제2 위치사이에서 셔터(17)의 이동을 제어한다. 셔터(17)의 이동은, 이동이 출력 도파관(5, 6) 사이의 광신호를 절환하는 능력을 제공하는 한, 사실상 어떠한 방향[예를 들면, 트렌치(15)의 바닥 표면(150)에 평행하거나 수직인 평면을 따름]일 수도 있다. 예를 들면, 도1 및 도2a는 트렌치(15)의 바닥 표면(150)의 평면과 전체적으로 평행인 평면을 따라 화살표 A(도1)에 의해 일반적으로 표시된 방향으로 이동 가능한 셔터(17)를 갖는 절환 요소(130)의 제1 실시예를 도시한다.
셔터(17)가 트렌치(15)의 바닥 표면(150)과 전체적으로 수직인 평면을 따라 화살표 B로 일반적으로 표시된 방향으로 이동 가능한 다른 실시예가 도2b에 도시된다. 셔터(17)가 입력 도파관(3)에 의해 형성된 광행로(2)의 내외로 이동하게 제공된다면, 셔터(17)의 이동 방향은 중요하지 않다. 광행로(2) 내에 위치되면, 광신호는 셔터(16)에 반사되고, 제2 출력 도파관(6) 내로 다시 향한다. 광행로(2)의 외부에 위치되면, 광신호는 트렌치(15)를 가로질러 제1 출력 도파관(5) 내로 향한다. 액츄에이터(133)에 의한 셔터(17)의 이동은 액츄에이터(133)으로의 제어 신호 입력에 응답한다. 이러한 신호는 전기 신호, 광신호, 기계적 신호 또는 액츄에이터가 반응할 수 있게 하는 사실상 다른 어떤 신호일 수도 있다.
이제 도4a 및 도4b를 참조하여, 셔터(117)의 양 측면(128, 129) 모두가 절환을 위해 사용될 수 있기 때문에, 반사 셔터(17)가 매우 매력적인 절환 요소라는 것을 알 수 있다. 이러한 특징은, 적은 수의 셔터가 더 큰 스위치를 구성하는데 사용될 필요가 있기 때문에, 스위치 매트릭스(matrices)의 구성을 간략하게 한다. 2 X 2 스위치의 경우, 예를 들면, 단지 하나의 셔터(117)만이 2 X 2 비차단 스위치를형성하는데 필요하다. 이것은 2 X 2 비차단 스위치를 성취하는데 네 개의 절환 요소를 필요로 하는 2 X 2 비차단 스위치용 열광학적 마크 젠더(Mach-Zehnder) 간섭계의 사용과 같은 다른 기술에 qlgo 뚜렷한 개선을 가져온다.
계속 도4a 및 도4b를 참조하여, 도4a는 본 발명에 따라 구성된 2 X 2 광학 스위치(101)를 도시한다. 스위치(101)는 비차단 설계이고, 어느 다른 입력에 존재하는 광신호를 어느 다른 출력로 향하게 하는 능력에 영향을 주지 않고 어느 입력에 존재하는 광신호가 어느 출력로 향할 수도 있다는 것을 의미한다. 스위치(101)는 도5에 더 전체적인 도면으로 도시되어 있고, 도파관(103, 112)과 함께 절환 부품을 도시한다.
도4a에 도시된 바와 같이, 스위치(101)는 입구(G) 및 출구(Y)를 갖춘 제1 도파관(112)을 갖는다. 도파관(112)은 그 광행로가 반도체 기판(도시 생략)에 형성된 트렌치에 의해 방해되도록 비연속적이다. 제2 도파관(103)은 전체적으로 수직으로 제공되고 트렌치(15)에 잇는 제1 도파관의 광행로와 교차한다. 제2 도파관(103)은 입구(H) 및 출구(Z)를 포함한다. 미러 셔터(117)는 전체적으로 화살표 1로 표시된 방향으로 트렌치(15)의 내외로 선택적으로 이동 가능하다. 미러 셔터(117)는 꽤 반사적이고 각기 이중 패시트 미러(117)를 제공하는 패시트로서 역할을 하는 전체적으로 평행한 두 개의 표면(128, 129)을 갖는다. 미러 셔터(117)는 본 발명의 다른 태양에서 미리 설명된 선을 따라 미세 기계 셔터, 또는 다른 적절한 장치를 포함한다.
미러 셔터(117)가 도4a에 도시된 바와 같이 트렌치(15) 밖에 위치되면, 스위치(101)는 오프 상태에 있다. 도파관(112)의 입구(G)에 존재하는 광신호(G')는 그를 통하여 전파하고 출구(Y)를 거쳐 도파관(112)을 나간다. 이와 같이, 도파관(103)의 입구(H)에 존재하는 광신호(H')는 그를 통해 전파하여 출구(Z)를 거쳐 도파관(103)을 나간다. 비록 트렌치(15)가 각각의 도파관(112, 103)의 광행로를 방해하더라도, 트렌치(15)는 도파관(112, 103)을 통하는 광전파에 달리 영향을 주지 않는다. 미러 셔터(117)가 도4b에 도시된 바와 같이 트렌치(15) 내에 위치되면, 스위치(101)는 온 상태로 되는데, 즉, 절환이 일어난다. 도파관(112)의 입구(G)에 존재하는 광신호(G')는 미러 셔터(117)와 접촉하고, 표면(128)에 반사되며, 도파관(103)의 출구(Z)를 거쳐 스위치(101)를 나간다. 유사하게, 도파관(103)의 입구(H)에 존재하는 광신호(H')는 미러 셔터(117)와 접촉하고, 표면(129)에 반사되며, 도파관(112)의 출구(Y)를 거쳐 스위치(101)를 나간다.
도5로 돌아와서, 스위치(101)는 그에 부착된 제1 및 제2 도파관(112, 103)을 갖추고 개략적으로 도시된다.
도6은 도4a 및 도4b에서 설명된 유형의 여섯 개의 스위치(또한 절환 요소로 알려짐)를 채용하는 4 X 4 스위치(300)를 도시한다(자유 공간 MEMS 스위치 및 열광학적 마크 젠더 간섭계 스위치와 같은 알려진 유형의 4 X 4 스위치는 6 개의 절환 요소를 필요로 함). 이러한 스위치(300)는 신호(AA, BB, CC, DD)가 도입되는 4 개의 입력 도파관(303, 305, 307, 309) 및 4 개의 출력 도파관(311, 313, 315, 317)을 갖는다. 스위치(301)는 입력 도파관(303, 305, 307, 309)을 통해 스위치(300)로 들어가는 신호(AA, BB, CC, DD)가, 각각, 원하는 대로 출력 도파관(311, 313,315, 317) 내로 안내되도록 하는 방식으로 설정될 수 있다. 본 발명이 4 X 4 스위치(300)에 필요한 절환 요소(301)의 수를 크게 줄인다는 것을 알 수 있다.
도1 내지 도2b를 참조하면, 액츄에이터(33, 133)는 링크(10)에 의해 셔터(17)에 연결되고 셔터(17)를 광행로(2)의 내외로 이동하는 역할을 한다. 본 발명을 개선하기 위해 임의의 적절한 액츄에이터가 사용될 수 있는데, 전열식 또는 전기 기계식의 액츄에이터가 바람직하다.
전열식 액츄에이터는 당업계에서 일반적으로 알려져 있으므로 상세하게 설명하지 않기로 한다. 본 발명의 목적들을 위하여, (인가된 전기 에너지에 의해 발생될 수 있는 것으로 인정되는) 열 에너지의 인가에 반응하여 그 크기를 충분히 변경하는 임의의 전열식 액츄에이터가 사용될 수 있는 것으로 인정되어야 한다. 전열식 액츄에이터(electrothermal actuator)를 사용하는 이점은 예를 들어 에너지의 지속적인 인가 없이 그 위치를 유지하는 래치형 장치일 수 있다는 것이다. 따라서, 래치형 액츄에이터(latching-type actuator)는 그 위치를 절환하도록 할 때까지 2개의 위치들 중 하나인 상태로 유지될 것이다.
본 발명에 사용하기에 적합한 전열식 래치형 액츄에이터(233)의 예가 도7에 도시되어 있다. 액츄에이터(233)는 공동부(37)의 벽에 대해 단부 지점(35, 35')들에 견고하게 고정되는 가요성 부재(34)를 포함한다. 공동부(37)는 가요성 부재(34)의 이동이 셔터(17)를 제1 및 제2 위치의 사이에서 충분히 이동시키도록 허용하는 크기와 형상을 가진다. 또한, 부재(34)에 비교적 가장 근접하여 위치한 히터(39)가 제공된다. 히터(39)가 구동될 때, 부재(34)가 데워지고 팽창한다. 부재의 단부들은 단부 지점(35, 35')들에 고정되어 있기 때문에, 부재(34)는 단부 지점들이 외향 이동하도록 간단히 팽창할 수 없다. 대신에, 압축 응력은 부재의 길이를 따라 생성될 것이다. 이러한 응력은 부재(34)가 그 위치를 도7의 참조 부호 "D"로 표시된 위치로 변경시키도록 충분한 레벨에 도달할 때까지 증가한다. 따라서, 히터(39)가 (예를 들어, 접점(도시하지 않음)을 통한 전류의 인가에 의해) 가열될 때, 가요성 부재(34)도 또한 데워지고 참조 부호 "C"로 표시한 외부 위치와 참조 부호 "D"로 표시되는 고정 위치의 사이에서 이동하게 될 것이다. 대안으로서, 부재(34)는 그 자체가 히터일 수 있다.
또한, 정전식 액츄에이터(electrostatic actuator)가 셔터(17)를 선택적으로 이동하기 위해 사용될 수 있다. 정전기식 액츄에이터의 장점은 높은 작동 속도, 낮은 에너지 소모 및 최소 시스템 가열을 포함한다. 본 발명과 관련하여 사용할 수 있는 정전식 액츄에이터(333)의 한 형태가 도8에 도시되어 있다. 액츄에이터(333)는 전기장이 전극(41, 41')에 인가될 때 적어도 1차원(즉, 폭 또는 길이)으로 팽창하는 재료로 이루어진 압전 요소(43)의 대향 측상에 위치하는 전극(41, 41')들을 포함한다. 압전 요소(43)는 따라서 셔터(17)에 대해 이동을 부여하여 화살표 E로 표시된 방향으로 팽창하게 할 수 있다.
하나의 액츄에이터만이 셔터(17)에 필요한 운동량을 제공하기에 충분하지 않을 수 있다. 이는 도9에 도시된 바와 같은 다수의 서로 얽혀진 핑거(45)들을 가지는 압전식 액츄에이터(433)를 제공함으로써 조정된다. 이들 핑거는 핑거(45)들의 일측의 원하지 않는 움직임을 방지하기 위한 역할을 하는, 액츄에이터(433) 내의지지체(20)에 부착된다. 전기 신호가 액츄에이터(433)의 전극(도시하지 않음)에 인가될 때, 단부 지점(47)의 F 화살표 방향으로의 총 변위는 모든 핑거(45)들의 누적 변위를 나타낼 것이다. 단부 지점(47)의 변위는 핑거들의 개별 변위들의 합이기 때문에, 셔터(17)의 상당한 이동이 달성될 수 있다. 이러한 형태의 정전식 액츄에이터(433)는 셔터(17)의 소정의 이동을 얻기 위해 가능한 한 100 V와 비슷한 실질 전압의 인가를 필요로 할 수 있다. 전압 전위의 크기에도 불구하고, 정전식 액츄에이터(433)을 통과하는 전류는 무시할 수 있기 때문에 매우 작은 에너지가 요구된다.
도1을 다시 참조하면, 도파관(3, 5, 6)들의 각각은 도파관 코어(7)가 구성되는 재료에 의해 적어도 부분적으로 결정되는 연관 굴절률(associated index of refraction)을 가진다. 도파관(3, 5, 6)들의 연관 굴절률은 서로 거의 동일하며, 실리카 플랫폼을 위해 약 1.45의 값을 가진다. 또한 트렌치(15)에 제공된 매체(120)는 도파관 굴절률들과 상이할 수 있는 연관 굴절률을 가진다. 예를 들어, 매체가 공기인 경우, 그 굴절률은 1.00이다. 광신호가 전파함에 따라 상이한 굴절률을 겪을 때, 그 신호의 특정된 특징은 상이한 지수들의 결과로 변경되어질 수 있다. 예를 들면, 광신호가 전파함에 따라 상이한 굴절률을 겪을 때, (광학 에너지의 측면에서) 광신호는 광행로(2)를 따라 입력 도파관의 안으로 다시 반사될 수 있다. 그 반사된 신호는 다시 공급원으로 전파될 수 있어 불안정하게 한다.
또한, 광신호는 제1 굴절률을 가지는 재료로부터 제2 및 상이한 굴절률을 가지는 재료로 통과할 때 위상 변이를 겪을 수 있다. 광학 스위치로서는, 광신호가스위치를 구성하는 다양한 요소들을 따라 안내되고 그에 의해 절환될 때 그 광학적 특성에 있어서 어떠한 현저한 변화를 겪지 않는 것이 바람직하다.
상이한 굴절률들의 바람직하지 않은 영향들을 극복하기 위해 본 발명은 입력 도파관(3)의 출력 패시트(21)와 출력 도파관(5, 6)의 입력 패시트(21', 21'')의 사이의 거리를 조정함으로써 광신호는 매우 짧은 거리로 전파되기 때문에 광신호 특성에서의 임의의 현저한 변화가 발생하지 않는다. 따라서, 광신호가 (입력 도파관(3)으로부터 제1 출력 도파관(5)으로) 트렌치(15)를 완전히 횡단하거나 (입력 도파관(3)으로부터 제2 출력 도파관(6)으로) 트렌치(15)를 부분적으로 횡단하여도, 광신호는 매체 및 도파관 각각의 굴절률의 차이로 인해 어떠한 현저한 악영향를 겪지 않는다.
본 발명의 다른 태양은 광신호가 상이한 굴절률을 가지는 재료들의 사이를 통과할 때 발생되는 광학 반사 감쇠(ORL)를 보상한다. 굴절률의 차이는 (광학 에너지 면에서) 광신호의 부분이 예를 들어 반사되고 광행로(2)를 따라 출력 도파관 안으로 다시 전파하게 할 수 있다. 그 반사된 신호는 불리하게 역반사될 수 있고 광신호원을 불안정하게 할 수 있다. 각 도파관의 광행로에 대하여 출력 패시트(21, 21', 21")의 각도를 경사지게 함으로써(예를 들어, 도1 참조), 임의의 반사된 신호가 도파관 코어(7)로부터는 멀리 향하고 클래딩부(9a, 9b)를 향하게 하여, 반사광이 입력 도파관(3)에서 안내되고 전파하는 광신호를 간섭하는 것을 방지한다. 본 발명의 일실시예에서, 출력 패시트(21, 21', 21")는 입력 도파관(3)의 안으로 역 반사하는 광의 손실을 최소화하기 위해 약 5°내지 10°로, 보다 바람직하게는 6°내지 8°의 각도(α)로 배치될 수 있다. 6°의 바람직한 경우를 위해, 상술한 동축에 대한 이동은 5.0㎛ 트렌치를 위한 0.2 ㎛로부터 35 ㎛ 트렌치를 위한 1.7 ㎛로의 범위를 가진다.
본 발명의 다른 태양에서, 광학 반사 감쇠는 도파관 패시트(21, 21', 21")에 반사 방지 막(도시하지 않음)을 도포함으로써 더욱 최소화될 수 있다. 반사 방지 막은 단일 층 또는 다중 층 구조일 수 있다. 이러한 막은 도파관 트렌치 경계면에서 파장의 큰 범위에 걸쳐 3.5 %로부터 1% 미만으로 반사를 줄일 수 있다. 반사 방지 막 층을 형성하는 재료 및 두께는 박막 기술에서 사용하는 것과 동일하다. 예를 들면, 우수한 단일층으로서 1.55 ㎛의 파장에서 실리카 도파관과 트렌치의 사이의 반사 방지 막 층은 굴절률 1.204와 두께 322 nm을 가진다.
다른 실시예에서, 광학 반사 감쇠는 각도진 경계면과 반사 방지 막을 조합하여 사용함으로써 최소화될 수 있다.
본 발명의 다른 태양은 스위치(1)로 또한 그로부터 빛을 향하게 하도록 사용되는 도파관(3, 5, 6)들의 형상에 관한 것이다. 본 발명의 태양에 따르면, 도1 및 도10에 도시된 바와 같이, 테이퍼진 네크 영역(51, tapered neck region)이 도파관(3, 5, 6)의 적어도 하나에 제공되어 도파관의 폭은 트렌치(15)로부터 이격된 위치(49)에서 작아지는 단면적으로 테이퍼진다. 테이퍼진 네크(51)는 트렌치에서 광의 회절 감소를 도와준다.
비제한적인 실시예로서만, 트렌치(15)의 영역에서 도파관 폭은 약 5 내지 15 ㎛의 범위에 있을 수 있다. 이 폭은 원격 위치(49)에서 약 4 내지 10 ㎛의 범위로테이퍼질 수 있다. 이러한 수치들은 실시예를 위한 것이며 다른 수치도 또한 본 발명의 범위 및 사상내에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
테이퍼진 네크 영역(51)은 광신호가 도파관(3, 5, 6)에 의해 안내되어 그를 따라 전파할 때 원활한 이행을 제공한다. 테이퍼진 네크 영역(51)은 공지의 도파관 광학에 따라 도파관을 통과하는 광 이동을 제한하고 빛이 상이한 치수를 가지는 도파관들의 사이를 통과하는 장소에서 일어날 수 있는 이행 손실을 크게 감소시킨다.
다양한 테이퍼 길이들과 경사 비율들이 주어진 장치의 특정 고려에 따라 사용될 수 있다.
본 발명의 광학 스위치(1)는 단일체로 형성될 수 있거나 플립 칩 제조 기술을 이용하여 조립될 수 있으며, 후자는 도11의 (a) 및 (b)에 개괄적으로 도시되어 있다. 플립 칩 제조에 있어서, 도파관(3, 5, 6) 및 트렌치(15)는 공지의 반도체 제조 기술 및 공정(예를 들어, 침전, 에칭등)을 사용하여 제1 칩(200)상에 단일체로 형성되며, 셔터(17) 및 액츄에이터(33)는 제2 칩(210)상에 형성된다. 조립 전에, 2개의 칩은 상호 대면하여 지향하고 칩들의 대응 부분(예를 들어, 셔터(17)와 트렌치(15))가 서로 대향하도록 정렬된다. 다음에 칩들이 결합된다.
대안으로, 본 발명의 다른 실시예에서, 광학 스위치(1)는 절환 요소(130)와 도파관(3, 5, 6)을 단일체로 형성하여 구성될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 광학 스위치(1)의 다양한 부분들은 현재 공지되거나 이후에 발전되는 반도체 에칭 기술 및 공정을 사용하여 재료의 상이한 층들의 선택적인 침전 및 제거를 통해 단일 기판(13)상에 형성된다. 단일체 제조의 장점은 2개의 기판들이 결합하기 전에 상이한 요소들을 정합할 필요성을 피한다는 것이다.
도12a 및 도12b를 참조하면, 본 발명에 따른 플립 칩 및 단일체 형성 광학 스위치(1)가 각각 도시되어 있다. 양 도면은 또한 도파관 코어(7)가 섬유 코어(65)와 광학적으로 연결하도록 예를 들어 광 섬유(67) 등의 외부 광학 요소에 대한 광학 스위치(1)의 연결을 도시한 것이다. 각 광 섬유(67)는 트렌치 부재(69)에 의해 지지되고, 섬유 리드(63)를 사용하여 제 위치에 고정된다. 글라스 덮개(61)는 아래의 스위치 요소들을 보호한다. 광 섬유들을 고정하거나 다른 광행로를 사용하는 대안의 방식이 또한 사용될 수 있다.
2개의 제조 기술의 사이에 차이점은 절환 요소(130)의 위치이다. 즉, 플립 칩에서는 상부이고 단일체에서는 기판(13)의 내부이다.
본 발명은 청구 범위에서의 표현에 의해 한정되는 각도, 재료, 형상 또는 크기의 범위를 제외하고서 본 명세서에 기재된 각도, 재료, 형상 또는 크기에 한정되지 않는다.
따라서, 그 양호한 실시예에 적용하여 본 발명의 신규한 특징이 도시되고 기재되고 지적되었지만, 개시된 본 발명의 형상 및 상세부에서 다양한 생략, 대체 및 변경이 본 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않고 당업자에 의해 이루어질 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 첨부된 청구범위에 표현된 것에만 한정되지 않는다.
또한, 이하의 청구범위는 본 명세서에서 기재된 본 발명의 일반적이고 구체적인 모든 특징들과, 표현에 관한 문제로서 본 발명의 범위내에 포함되는 것으로 일컬어지는 모든 기재를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 본 발명은 본 명세서에 개시된 치수, 비율 또는 배열에 제한되어 해석하지 않아야 한다.

Claims (23)

  1. 광원으로부터의 광신호를 절환하기 위한 광학 스위치에 있어서,
    연관 굴절률을 갖고 자체의 종축에 의해 전체적으로 한정되는 제1 도파관 광행로를 따라 광신호를 안내하는 제1 도파관과,
    연관 굴절률을 갖고 자체의 종축에 의해 전체적으로 한정되고 제1 도파관 광행로와 일반적으로 동축인 제2 도파관 광행로를 따라 광신호를 안내하는 제2 도파관과,
    연관 굴절률을 갖고 자체의 종축에 의해 전체적으로 한정되고 제1 도파관 광행로에 대해 소정의 각도로 배향된 제3 도파관 광행로를 따라 광신호를 안내하는 제3 도파관과,
    제1, 제2 및 제3 도파관이 주위에 배열되고 상기 도파관들 중 두 개를 분리하고 연관 굴절률을 갖는 트렌치와,
    트렌치에 배치되고 반사 표면을 갖는 셔터와,
    제1 도파관으로부터의 광신호가 트렌치를 가로질러 제2 도파관으로 이동하는 제1 위치와 제1 도파관으로부터의 광신호가 반사 표면에 의해 제3 도파관으로 반사되는 제2 위치 사이에서 상기 셔터를 이동시키도록 상기 셔터에 연결된 액츄에이터를 포함하고,
    제1, 제2 및 제3 도파관을 위한 연관 굴절률은 거의 동일하며 상기 매체의 연관 굴절률과는 상이하고, 제1, 제2 및 제3 도파관은 광신호가 도파관과 매체의상이한 굴절률에 의해 영향을 받지 않는 거리에 의해 분리된 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 도파관은 약 8 내지 40 ㎛ 이하의 거리로 분리되는 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 도파관 트렌치는 약 12 내지 20 ㎛ 이하의 거리로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  4. 제1항에 있어서, 제1, 제2 및 제3 도파관의 굴절률은 거의 동일한 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는 전열식 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는 압전식 액츄에이터 또는 정전식 액츄에이터 중 하나인 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 트렌치는 실질적으로 일정한 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 트렌치는 가변 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 도파관은 광신호가 제1 도파관을 벗어나서 트렌치로 도입되는 패시트를 갖고, 상기 제2 도파관은 광신호가 트렌치를 벗어나서 제2 도파관으로 도입되는 패시트를 갖고, 상기 제3 도파관은 반사 표면에 의해 반사되고 트렌치를 떠난 광신호가 제3 도파관으로 도입되는 패시트를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 도파관 패시트들 중 하나 이상은 대응 도파관의 광행로에 대해 경사진 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 도파관 패시트들 중 하나 이상는 약 6°과 10°사이의 각으로 경사진 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 도파관 패시트들은 각각 대응 도파관의 광행로에 대해 경사진 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  13. 상기 패시트들의 각도는 각각 약 6°와 10°사이의 각으로 경사진 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 트렌치는 표면을 갖고 상기 셔터는 상기 표면과 일반적으로 평행한 선을 따라 제1 및 제2 위치 사이에서 이동되는 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  15. 제1항에 있어서, 상기 트렌치는 표면을 갖고 상기 셔터는 표면과 일반적으로 교차하는 선을 따라 제1 및 제2 위치 사이에서 이동되는 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제1 도파관은 제1 폭 및 제1 폭보다 좁은 제2 폭을 가지고, 테이퍼진 변화부가 상기 제1 및 제2 폭을 연결하고 상기 제1 폭은 패시트에 제공되는 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제2 도파관은 제1 폭 및 제1 폭보다 좁은 제2 폭을 가지고, 테이퍼진 이행부가 상기 제1 및 제2 폭을 연결하고, 상기 제1 폭은 패시트에 제공되는 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제3 도파관은 제1 폭 및 제1 폭보다 좁은 제2 폭을 가지고, 테이퍼진 이행부가 상기 제1 및 제2 폭을 연결하고, 상기 제1 폭은 패시트에 제공되는 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 셔터는 약 2㎛의 폭과 약 20 과 70 ㎛ 사이의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는 래치형 장치인 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  21. 제1 도파관과,
    교차부에서 제1 도파관과 교차하는 제2 도파관과,
    제1 도파관 및 제2 도파관과 교차하고 일부가 교차부 내부에 배치되는 트렌치와,
    제1 반사면 및 제2 반사면을 갖는 활주 부재를 포함하고,
    상기 부재는 교차부 내부의 제1 위치에서 교차부 외부의 제2 위치 사이에서 트렌치를 따라 이동가능한 것을 특징으로 하는 광학 스위치.
  22. 광신호가 입력 도파관의 패시트로부터 제1 및 제2 출력 도파관 중 하나의 입력 패시트로 안내되어 이동되고, 입력 도파관이 제1 출력 도파관에 의해 형성되는 광행로와 동축인 광행로를 형성하고 제2 출력 도파관에 의해 형성된 광행로와 교차하고, 입력 도파관과 제1 및 제2 출력 도파관은 각각 서로 실질적으로 동일한 연관굴절률을 갖고, 입력 도파관 및 제1 출력 도파관은 도파관의 굴절률과는 상이한 연관 굴절률을 갖는 매체가 그 내부에 제공되는 트렌치의 대향 측면에 배치되는 광학 스위치에서 광신호를 절환하는 방법에 있어서,
    광신호가 매체 및 도파관의 상이한 굴절률에 의해 영향을 받지 않는 거리에 의해 입력 도파관과 제1 출력 도파관을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 트렌치는 입력 도파관 및 제1 출력 도파관을 분리하는 거리를 결정하고 약 8 내지 40 ㎛ 사이인 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
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