JP2003344787A - 光スイッチ及びその製造方法 - Google Patents
光スイッチ及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光軸調整が容易であり、また作製が容易な光
スイッチを提供する。 【解決手段】 両端部が光入射部1と光出射部2として
形成され、内面に光反射膜3が設けられた複数の光導波
管4。光出射部2と光入射部1とを対向させて配置した
隣合う光導波管4の間に設けられ、光出射部2から出射
した光を反射させる位置と反射させない位置との間で移
動可能なミラー5。複数の光導波管4のうち端部に位置
する光導波管4の光入射部1あるいは光出射部2に移動
可能なミラー5を介して光出射部2あるいは光入射部1
を対向させて配置され、内面に光反射膜3が設けられた
端部光導波管6。これらを備えて光スイッチを形成す
る。
スイッチを提供する。 【解決手段】 両端部が光入射部1と光出射部2として
形成され、内面に光反射膜3が設けられた複数の光導波
管4。光出射部2と光入射部1とを対向させて配置した
隣合う光導波管4の間に設けられ、光出射部2から出射
した光を反射させる位置と反射させない位置との間で移
動可能なミラー5。複数の光導波管4のうち端部に位置
する光導波管4の光入射部1あるいは光出射部2に移動
可能なミラー5を介して光出射部2あるいは光入射部1
を対向させて配置され、内面に光反射膜3が設けられた
端部光導波管6。これらを備えて光スイッチを形成す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光情報処
理などにおいて用いられる光スイッチ及びその製造方法
に関するものであり、特に4×4以上の規模でスイッチ
ングするマトリクス光スイッチ及びその製造方法に関す
るものである。
理などにおいて用いられる光スイッチ及びその製造方法
に関するものであり、特に4×4以上の規模でスイッチ
ングするマトリクス光スイッチ及びその製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年の複雑な光通信技術の急速な普及に
伴なって、光信号を電気信号に変換することなしに光路
を切り替える技術の必要性が高まってきている。そして
現在、いわゆるプロテクションスイッチとして2×2
(2入力、2出力)の光スイッチなど複数の方式の光ス
イッチが提案されているなかで、消光比特性、PDL
(Polarization Dependent Loss)特性、消費電力など
の特性の有利性から、MEMS(Micro Electro-Mechan
ical Systems)技術を用いた光スイッチが有望である。
伴なって、光信号を電気信号に変換することなしに光路
を切り替える技術の必要性が高まってきている。そして
現在、いわゆるプロテクションスイッチとして2×2
(2入力、2出力)の光スイッチなど複数の方式の光ス
イッチが提案されているなかで、消光比特性、PDL
(Polarization Dependent Loss)特性、消費電力など
の特性の有利性から、MEMS(Micro Electro-Mechan
ical Systems)技術を用いた光スイッチが有望である。
【0003】図12は特開2000−121967号公
報で提供されているMEMS式2×2光スイッチの一例
を示すものであり、シリコン基板20に座ぐり孔21を
設けると共に座ぐり孔21の中央部上に配置した可動板
22がフレクチュア部23を介してシリコン基板20に
結合してある。この可動板22はフレクチュア部23が
変形することによって上下方向に変位するように、静電
駆動されるようになっている。そして可動板22にはミ
ラー24が設けてあり、またシリコン基板20の周辺に
は、出射側光ファイバ25と二本の入射側光ファイバ2
6,27が配置してある。
報で提供されているMEMS式2×2光スイッチの一例
を示すものであり、シリコン基板20に座ぐり孔21を
設けると共に座ぐり孔21の中央部上に配置した可動板
22がフレクチュア部23を介してシリコン基板20に
結合してある。この可動板22はフレクチュア部23が
変形することによって上下方向に変位するように、静電
駆動されるようになっている。そして可動板22にはミ
ラー24が設けてあり、またシリコン基板20の周辺に
は、出射側光ファイバ25と二本の入射側光ファイバ2
6,27が配置してある。
【0004】このものにあって、出射側光ファイバ25
から出射された光はミラー24で反射され、方向を変換
されて一方の入射側光ファイバ26に入射して伝送され
る。また可動板22が下方へ変位するように駆動される
と、出射側光ファイバ25から出射された光はミラー2
4で反射されることなく直進し、他方の入射側光ファイ
バ27に入射して伝送される。このようにして、光路を
切り替えて光の伝送をすることができるものである。
から出射された光はミラー24で反射され、方向を変換
されて一方の入射側光ファイバ26に入射して伝送され
る。また可動板22が下方へ変位するように駆動される
と、出射側光ファイバ25から出射された光はミラー2
4で反射されることなく直進し、他方の入射側光ファイ
バ27に入射して伝送される。このようにして、光路を
切り替えて光の伝送をすることができるものである。
【0005】しかしこのものでは、出射側光ファイバ2
5と入射側光ファイバ26,27はシリコン基板20を
介して離れた位置に配置されており、出射側光ファイバ
25と入射側光ファイバ26,27の光軸調整が難しい
という問題がある。特に4×4や8×8というように規
模を拡大した構成で作製した場合には、各光ファイバの
光軸調整は著しく困難になるものであった。
5と入射側光ファイバ26,27はシリコン基板20を
介して離れた位置に配置されており、出射側光ファイバ
25と入射側光ファイバ26,27の光軸調整が難しい
という問題がある。特に4×4や8×8というように規
模を拡大した構成で作製した場合には、各光ファイバの
光軸調整は著しく困難になるものであった。
【0006】また、コア層とクラッド層からなる光導波
路をマトリクス状に配置し、光導波路の交差部に光反射
面を有する可動板を移動可能に設けた光スイッチが特開
平4−52616号公報や「2001IEEE/LEOS Internatio
nal Conference on OpticalMEMS 2001」で提案されてい
るが、このものではコア層とクラッド層からなる光導波
路の形成が困難である等の問題を有するものであった。
路をマトリクス状に配置し、光導波路の交差部に光反射
面を有する可動板を移動可能に設けた光スイッチが特開
平4−52616号公報や「2001IEEE/LEOS Internatio
nal Conference on OpticalMEMS 2001」で提案されてい
るが、このものではコア層とクラッド層からなる光導波
路の形成が困難である等の問題を有するものであった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
みてなされたものであり、光軸調整が容易であり、また
作製が容易な光スイッチを提供することを目的とするも
のである。
みてなされたものであり、光軸調整が容易であり、また
作製が容易な光スイッチを提供することを目的とするも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
光スイッチは、両端部が光入射部1と光出射部2として
形成され、内面に光反射膜3が設けられた複数の光導波
管4と、光出射部2と光入射部1とを対向させて配置し
た隣合う光導波管4の間に設けられ、光出射部2から出
射した光を反射させる位置と反射させない位置との間で
移動可能なミラー5と、複数の光導波管4のうち端部に
位置する光導波管4の光入射部1あるいは光出射部2に
ミラー5を介して光出射部2あるいは光入射部1を対向
させて配置され、内面に光反射膜3が設けられた端部光
導波管6とを備えて成ることを特徴とするものである。
光スイッチは、両端部が光入射部1と光出射部2として
形成され、内面に光反射膜3が設けられた複数の光導波
管4と、光出射部2と光入射部1とを対向させて配置し
た隣合う光導波管4の間に設けられ、光出射部2から出
射した光を反射させる位置と反射させない位置との間で
移動可能なミラー5と、複数の光導波管4のうち端部に
位置する光導波管4の光入射部1あるいは光出射部2に
ミラー5を介して光出射部2あるいは光入射部1を対向
させて配置され、内面に光反射膜3が設けられた端部光
導波管6とを備えて成ることを特徴とするものである。
【0009】また請求項2の発明は、請求項1におい
て、光導波管4及びミラー5がマトリクス状に配置して
設けられていることを特徴とするものである。
て、光導波管4及びミラー5がマトリクス状に配置して
設けられていることを特徴とするものである。
【0010】また請求項3の発明は、請求項1又は2に
おいて、光導波管4と端部光導波管6の内径が、導波し
ようとする光の波長とほぼ同じ寸法であることを特徴と
するものである。
おいて、光導波管4と端部光導波管6の内径が、導波し
ようとする光の波長とほぼ同じ寸法であることを特徴と
するものである。
【0011】また請求項4の発明は、請求項1乃至3の
いずれかにおいて、光反射膜3がAu、Al、AuSn
から選ばれた金属の膜で形成されていることを特徴とす
るものである。
いずれかにおいて、光反射膜3がAu、Al、AuSn
から選ばれた金属の膜で形成されていることを特徴とす
るものである。
【0012】また請求項5の発明は、請求項1乃至4の
いずれかにおいて、光導波管4の光を導波する方向に対
してミラーが45°の角度で傾斜していることを特徴と
するものである。
いずれかにおいて、光導波管4の光を導波する方向に対
してミラーが45°の角度で傾斜していることを特徴と
するものである。
【0013】また請求項6の発明は、請求項1乃至5の
いずれかにおいて、ミラー5は表面が凹湾曲しているこ
とを特徴とするものである。
いずれかにおいて、ミラー5は表面が凹湾曲しているこ
とを特徴とするものである。
【0014】また請求項7の発明は、請求項1乃至6の
いずれかにおいて、光導波管4が直線形状に形成されて
いることを特徴とするものである。
いずれかにおいて、光導波管4が直線形状に形成されて
いることを特徴とするものである。
【0015】また請求項8の発明は、請求項1乃至7の
いずれかにおいて、光導波管4の光入射部1の内径が、
ミラー5を介して隣合う光導波管4の光出射部2の内径
より大きいことを特徴とするものである。
いずれかにおいて、光導波管4の光入射部1の内径が、
ミラー5を介して隣合う光導波管4の光出射部2の内径
より大きいことを特徴とするものである。
【0016】また請求項9の発明は、請求項1乃至8の
いずれかにおいて、光導波管4は光入射部1の内径が光
出射部2の内径より大きいことを特徴とするものであ
る。
いずれかにおいて、光導波管4は光入射部1の内径が光
出射部2の内径より大きいことを特徴とするものであ
る。
【0017】また請求項10の発明は、請求項1乃至9
のいずれかにおいて、端部光導波管6のミラー5側の端
部の内径が反対側の端部の内径より小さいことを特徴と
するものである。
のいずれかにおいて、端部光導波管6のミラー5側の端
部の内径が反対側の端部の内径より小さいことを特徴と
するものである。
【0018】また請求項11の発明は、請求項1乃至1
0のいずれかにおいて、ミラー5は光導波管4及び端部
光導波管6が配置されている面と平行な方向に移動可能
であることを特徴とするものである。
0のいずれかにおいて、ミラー5は光導波管4及び端部
光導波管6が配置されている面と平行な方向に移動可能
であることを特徴とするものである。
【0019】また請求項12の発明は、請求項1乃至1
1のいずれかにおいて、端部光導波管6は、光出射部2
が複数に分岐して形成されていることを特徴とするもの
である。
1のいずれかにおいて、端部光導波管6は、光出射部2
が複数に分岐して形成されていることを特徴とするもの
である。
【0020】また請求項13の発明は、請求項1乃至1
2のいずれかにおいて、光導波管4の内面に周期的な凹
凸7を設けたことを特徴とするものである。
2のいずれかにおいて、光導波管4の内面に周期的な凹
凸7を設けたことを特徴とするものである。
【0021】本発明の請求項14に係る光スイッチの製
造方法は、請求項1乃至13のいずれかに記載の光スイ
ッチを製造するにあたって、表面に溝8を設けると共に
溝8の内面に光反射膜3を形成したシリコン基板9の表
面に、光反射膜3を表面に形成した他のシリコン基板1
0を光反射膜3の側で重ねて接合することによって、内
面に光反射膜3が設けられた光導波管4及び端部光導波
管6を形成することを特徴とするものである。
造方法は、請求項1乃至13のいずれかに記載の光スイ
ッチを製造するにあたって、表面に溝8を設けると共に
溝8の内面に光反射膜3を形成したシリコン基板9の表
面に、光反射膜3を表面に形成した他のシリコン基板1
0を光反射膜3の側で重ねて接合することによって、内
面に光反射膜3が設けられた光導波管4及び端部光導波
管6を形成することを特徴とするものである。
【0022】また請求項15の発明は、請求項14にお
いて、光反射膜3をAuで形成することを特徴とするも
のである。
いて、光反射膜3をAuで形成することを特徴とするも
のである。
【0023】また請求項16の発明は、請求項14又は
15において、シリコン基板9,10の接合し合う面に
AuSnの膜を形成することを特徴とするものである。
15において、シリコン基板9,10の接合し合う面に
AuSnの膜を形成することを特徴とするものである。
【0024】また請求項17の発明は、請求項14乃至
16のいずれかにおいて、シリコン基板9,10同士を
接合するにあたって、一方と他方のシリコン基板9,1
0を嵌合させて結合することを特徴とするものである。
16のいずれかにおいて、シリコン基板9,10同士を
接合するにあたって、一方と他方のシリコン基板9,1
0を嵌合させて結合することを特徴とするものである。
【0025】また請求項18の発明は、請求項14乃至
17のいずれかにおいて、一枚のシリコン基板9を加工
して溝8を加工すると共にミラー5を設けた後、このシ
リコン基板9の表面に他のシリコン基板10を接合する
ことを特徴とするものである。
17のいずれかにおいて、一枚のシリコン基板9を加工
して溝8を加工すると共にミラー5を設けた後、このシ
リコン基板9の表面に他のシリコン基板10を接合する
ことを特徴とするものである。
【0026】本発明の請求項19に係る光スイッチの製
造方法は、請求項1乃至13のいずれかに記載の光スイ
ッチを製造するにあたって、シリコン基板11の表面に
光反射膜3を形成し、この光反射膜3の上にSiO2層
12を堆積して設けた後に、SiO2層12のうち光導
波管4,6を形成しようとする部分を残しながらSiO
2層12をエッチング加工してパターンニングし、パタ
ーンニングしたSiO 2層12の表面に光反射膜3を形
成した後、上記堆積したSiO2層12をエッチングし
て除去することによって、内面に光反射膜3が設けられ
た光導波管4及び端部光導波管6を形成することを特徴
とするものである。
造方法は、請求項1乃至13のいずれかに記載の光スイ
ッチを製造するにあたって、シリコン基板11の表面に
光反射膜3を形成し、この光反射膜3の上にSiO2層
12を堆積して設けた後に、SiO2層12のうち光導
波管4,6を形成しようとする部分を残しながらSiO
2層12をエッチング加工してパターンニングし、パタ
ーンニングしたSiO 2層12の表面に光反射膜3を形
成した後、上記堆積したSiO2層12をエッチングし
て除去することによって、内面に光反射膜3が設けられ
た光導波管4及び端部光導波管6を形成することを特徴
とするものである。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
する。
【0028】図1は本発明の実施の形態の一例を示すも
のであり、シリコンで形成される基板A内に光導波管4
とミラー5を設けて光スイッチを形成するようにしてあ
る。光導波管4は一方の端部が光入射部1、他方の端部
が光出射部2となった内部空洞の管状に形成してあり、
その内周に光反射膜3を設けることによって、光は光反
射膜3で反射しながら光導波管4内を伝播されるように
なっている。
のであり、シリコンで形成される基板A内に光導波管4
とミラー5を設けて光スイッチを形成するようにしてあ
る。光導波管4は一方の端部が光入射部1、他方の端部
が光出射部2となった内部空洞の管状に形成してあり、
その内周に光反射膜3を設けることによって、光は光反
射膜3で反射しながら光導波管4内を伝播されるように
なっている。
【0029】光導波管4は基板A内に光出射部2と光入
射部1を対向させて複数配置して設けられるものであ
り、図1(b)に示すように、光導波管4が横方向に並
ぶ行と光導波管4が縦方向に並ぶ列からなるマトリクス
状に配置してある。光導波管4が横方向に並ぶ行と光導
波管4が縦方向に並ぶ列は直交させてあり、光導波管4
は碁盤目の格子状に配置されるものである。また光導波
管4のうち、基板Aの端部に開口するように形成される
ものは端部光導波管6となるものであり、この端部光導
波管6のうち、基板Aの隣合う側面において、一方の側
面で開口する端部光導波管6で光入力端子部30が、他
方の側面開口する端部光導波管6で光出力端子部31が
形成されるものである。図1(b)にみられるように、
図1の実施の形態は、光入力端子部30の端部光導波路
6が4本、光出力端子部31の端部光導波路6が4本で
あるので、4入力、4出力の4×4光スイッチである。
射部1を対向させて複数配置して設けられるものであ
り、図1(b)に示すように、光導波管4が横方向に並
ぶ行と光導波管4が縦方向に並ぶ列からなるマトリクス
状に配置してある。光導波管4が横方向に並ぶ行と光導
波管4が縦方向に並ぶ列は直交させてあり、光導波管4
は碁盤目の格子状に配置されるものである。また光導波
管4のうち、基板Aの端部に開口するように形成される
ものは端部光導波管6となるものであり、この端部光導
波管6のうち、基板Aの隣合う側面において、一方の側
面で開口する端部光導波管6で光入力端子部30が、他
方の側面開口する端部光導波管6で光出力端子部31が
形成されるものである。図1(b)にみられるように、
図1の実施の形態は、光入力端子部30の端部光導波路
6が4本、光出力端子部31の端部光導波路6が4本で
あるので、4入力、4出力の4×4光スイッチである。
【0030】上記の光導波管4(端部光導波管6を含
む、段落内で以下同じ)には16箇所に交差部があり、
各交差部では2本〜4本の光導波管4の端部が対向して
いる。そしてこの各交差部にミラー5が配置して設けて
あり、横方向に隣合う光導波管4の端部間、すなわち一
方の光導波管4の光出射部2と他方の光入射部1の間、
及び縦方向に隣合う光導波管4の端部間、すなわち一方
の光導波管4の光出射部2と他方の光入射部1の間が、
それぞれミラー5で分断されるようにしてある。ミラー
5はその表面が光導波管4の光を導波する方向(長手方
向)に対して45°の角度で傾斜するように配置してあ
り、光導波管4の光出射部2から出射した光の進行方向
を90°変更することができるようにしてある。またミ
ラー5は図2のように光導波管4の交差部に形成された
スリット32内にスライド自在に配置してあり、基板A
内に設けた静電コム駆動式アクチュエータなどのミラー
駆動部33によってミラー5を駆動することができるよ
うにしてある。ミラー5は隣合う光導波管4の交差部内
に差し込まれて、光出射部2から出射された光を反射す
る位置と、この交差部から抜け出して光を反射しない位
置との間で移動駆動されるものである。ミラー5も上記
の光導波管4と同様にマトリクス状に配置されており、
4×4や8×8などの規模の大きい光スイッチを容易に
作製することができるものである。
む、段落内で以下同じ)には16箇所に交差部があり、
各交差部では2本〜4本の光導波管4の端部が対向して
いる。そしてこの各交差部にミラー5が配置して設けて
あり、横方向に隣合う光導波管4の端部間、すなわち一
方の光導波管4の光出射部2と他方の光入射部1の間、
及び縦方向に隣合う光導波管4の端部間、すなわち一方
の光導波管4の光出射部2と他方の光入射部1の間が、
それぞれミラー5で分断されるようにしてある。ミラー
5はその表面が光導波管4の光を導波する方向(長手方
向)に対して45°の角度で傾斜するように配置してあ
り、光導波管4の光出射部2から出射した光の進行方向
を90°変更することができるようにしてある。またミ
ラー5は図2のように光導波管4の交差部に形成された
スリット32内にスライド自在に配置してあり、基板A
内に設けた静電コム駆動式アクチュエータなどのミラー
駆動部33によってミラー5を駆動することができるよ
うにしてある。ミラー5は隣合う光導波管4の交差部内
に差し込まれて、光出射部2から出射された光を反射す
る位置と、この交差部から抜け出して光を反射しない位
置との間で移動駆動されるものである。ミラー5も上記
の光導波管4と同様にマトリクス状に配置されており、
4×4や8×8などの規模の大きい光スイッチを容易に
作製することができるものである。
【0031】上記のように形成される光スイッチにあっ
て、光入力端子30を形成する端部光導波管6の光入射
部1や、光出力端子31を形成する端部光導波管6の光
出射部2には光ファイバーが接続してあり、そして、光
入力端子30を形成する端部光導波管6に入力された光
は、光導波管4の交差部にミラー5が差し込まれている
箇所では、ミラー5によって反射されて進行方向が変更
され、図3(a)の実線矢印のように横方向の光導波管
4から出射した光は縦方向の光導波管4に入射して伝送
され、あるいは破線矢印のように縦方向の光導波管4か
ら出射した光は横方向の光導波管4に入射して伝送され
る。また光導波管4の交差部からミラー5が抜け出てい
る箇所では、ミラー5によって反射されないので方向が
変更されることがなく、図3(b)の実線矢印のように
横方向の光導波管4から出射した光はそのまま横方向の
光導波管4に入射して伝送され、あるいは破線矢印のよ
うに縦方向の光導波管4から出射した光はそのまま縦方
向の光導波管4に入射して伝送される。このようにミラ
ー5をミラー駆動部33で移動させて、光導波管4の所
定箇所の交差部にミラー5を差し込むと共に、所定箇所
の交差部からミラー5を抜くようにミラー5の移動を制
御することによって、光入力端子30を形成する所定の
端部光導波管6から入力された光を、所定の光路の光導
波管4を経て、光出力端子31を形成する所定の端部光
導波管6から出力させることができるものである。
て、光入力端子30を形成する端部光導波管6の光入射
部1や、光出力端子31を形成する端部光導波管6の光
出射部2には光ファイバーが接続してあり、そして、光
入力端子30を形成する端部光導波管6に入力された光
は、光導波管4の交差部にミラー5が差し込まれている
箇所では、ミラー5によって反射されて進行方向が変更
され、図3(a)の実線矢印のように横方向の光導波管
4から出射した光は縦方向の光導波管4に入射して伝送
され、あるいは破線矢印のように縦方向の光導波管4か
ら出射した光は横方向の光導波管4に入射して伝送され
る。また光導波管4の交差部からミラー5が抜け出てい
る箇所では、ミラー5によって反射されないので方向が
変更されることがなく、図3(b)の実線矢印のように
横方向の光導波管4から出射した光はそのまま横方向の
光導波管4に入射して伝送され、あるいは破線矢印のよ
うに縦方向の光導波管4から出射した光はそのまま縦方
向の光導波管4に入射して伝送される。このようにミラ
ー5をミラー駆動部33で移動させて、光導波管4の所
定箇所の交差部にミラー5を差し込むと共に、所定箇所
の交差部からミラー5を抜くようにミラー5の移動を制
御することによって、光入力端子30を形成する所定の
端部光導波管6から入力された光を、所定の光路の光導
波管4を経て、光出力端子31を形成する所定の端部光
導波管6から出力させることができるものである。
【0032】ここで、図1の実施の形態では各光導波管
4や端部光導波管6の断面形状は正方形であるが、これ
に限定されるものではなく、円形や他の多角形であって
もよい。光導波管4や端部光導波管6の内径は特に限定
されるものではないが、光通信に用いられる導波光の波
長とほぼ等しい寸法に形成するのが好ましく、例えば内
径1.5μmに形成することができる。このように光導
波管4や端部光導波管6の内径を導波光の波長とほぼ等
しくすることによって、単純なTEモードなど最もシン
プルな伝播方式で伝播することができ、導波モードが単
一になって入射した光波形が変形することなく、低光導
波損失で光路を切り替えることが可能になるものであ
る。
4や端部光導波管6の断面形状は正方形であるが、これ
に限定されるものではなく、円形や他の多角形であって
もよい。光導波管4や端部光導波管6の内径は特に限定
されるものではないが、光通信に用いられる導波光の波
長とほぼ等しい寸法に形成するのが好ましく、例えば内
径1.5μmに形成することができる。このように光導
波管4や端部光導波管6の内径を導波光の波長とほぼ等
しくすることによって、単純なTEモードなど最もシン
プルな伝播方式で伝播することができ、導波モードが単
一になって入射した光波形が変形することなく、低光導
波損失で光路を切り替えることが可能になるものであ
る。
【0033】また、光導波管4や端部光導波管6の内周
に光反射膜3を設けることによって、光は光反射膜3で
反射しながら低い光導波損失で伝播されるようになって
いる。光反射膜3としては特に限定されるものではない
が、Au、Al、AuSnから選ばれた金属の膜で形成
するのが好ましい。これらの金属は光反射率が高く、光
導波損失をより低くすることができるものであり、これ
らのなかでもAuの光反射率が最も高いのでより好まし
い。光導波管4や端部光導波管6は直線形状に形成する
のが好ましい。光導波管4や端部光導波管6を直線形状
に形成することによって、余分な光導波時間や、光導波
損失が生じることなく、光を導波させることができるも
のである。
に光反射膜3を設けることによって、光は光反射膜3で
反射しながら低い光導波損失で伝播されるようになって
いる。光反射膜3としては特に限定されるものではない
が、Au、Al、AuSnから選ばれた金属の膜で形成
するのが好ましい。これらの金属は光反射率が高く、光
導波損失をより低くすることができるものであり、これ
らのなかでもAuの光反射率が最も高いのでより好まし
い。光導波管4や端部光導波管6は直線形状に形成する
のが好ましい。光導波管4や端部光導波管6を直線形状
に形成することによって、余分な光導波時間や、光導波
損失が生じることなく、光を導波させることができるも
のである。
【0034】ここで、上記の各光導波管4や端部光導波
管6は同一平面に形成されているが、ミラー5の移動方
向はこの光導波管4や端部光導波管6を形成した面と平
行な方向に設定してある。このようにミラー5の移動方
向を光導波管4や端部光導波管6を形成した面と平行な
方向に設定することによって、ミラー5を移動させるミ
ラー駆動部33を光導波管4や端部光導波管6で囲まれ
るスペース内に設けることができるものであり、基板A
内に光導波管4や端部光導波管6に干渉することなくミ
ラー駆動部33を配置するための特別なスペースを形成
するような必要がなくなって、光スイッチを小型化する
ことができるものである。
管6は同一平面に形成されているが、ミラー5の移動方
向はこの光導波管4や端部光導波管6を形成した面と平
行な方向に設定してある。このようにミラー5の移動方
向を光導波管4や端部光導波管6を形成した面と平行な
方向に設定することによって、ミラー5を移動させるミ
ラー駆動部33を光導波管4や端部光導波管6で囲まれ
るスペース内に設けることができるものであり、基板A
内に光導波管4や端部光導波管6に干渉することなくミ
ラー駆動部33を配置するための特別なスペースを形成
するような必要がなくなって、光スイッチを小型化する
ことができるものである。
【0035】図4は本発明の他の実施の形態を示すもの
であり、隣合う光導波管4(端部光導波管6を含む、段
落内で以下同じ)において、光導波管4の光入射部1の
内径がミラー5を挟んで隣合う光導波管4の光出射部2
の内径より大きくなるように、光入射部1の内周を広げ
た構造に形成してある。このようにミラー5を挟んで隣
合う光導波管4の光入射部1の内径を光出射部2の内径
より大きく形成することによって、光出射部2から出射
した光を隣合う光導波管4に光入射部1から効率良く入
射させることができ、隣合う光導波管4の間の光伝播効
率を高く確保することができるものである。また光入力
端子30を形成する端部光導波管6の光入射部1の内径
を大きく形成することによって、光ファイバーから出力
された光を集光して効率良く入射させることができるも
のである。
であり、隣合う光導波管4(端部光導波管6を含む、段
落内で以下同じ)において、光導波管4の光入射部1の
内径がミラー5を挟んで隣合う光導波管4の光出射部2
の内径より大きくなるように、光入射部1の内周を広げ
た構造に形成してある。このようにミラー5を挟んで隣
合う光導波管4の光入射部1の内径を光出射部2の内径
より大きく形成することによって、光出射部2から出射
した光を隣合う光導波管4に光入射部1から効率良く入
射させることができ、隣合う光導波管4の間の光伝播効
率を高く確保することができるものである。また光入力
端子30を形成する端部光導波管6の光入射部1の内径
を大きく形成することによって、光ファイバーから出力
された光を集光して効率良く入射させることができるも
のである。
【0036】また、各光導波管4において、光の入射効
率を高く得るために一方の端部の光入射部1の内径は大
きく形成してあるが、他方の端部の光出射部2は光入射
部1の内径より小さくしてある。従って、各光導波管4
において光出射部2の内径を等しく形成することによっ
て、光導波管4内を伝播する光のビームサイズを同一に
することができるものである。
率を高く得るために一方の端部の光入射部1の内径は大
きく形成してあるが、他方の端部の光出射部2は光入射
部1の内径より小さくしてある。従って、各光導波管4
において光出射部2の内径を等しく形成することによっ
て、光導波管4内を伝播する光のビームサイズを同一に
することができるものである。
【0037】さらに、端部光導波管6においても、光の
入射効率を高く得るためにミラー5側の端部の光入射部
1の内径は大きく形成してあるが、ミラー5と反対側の
端部の光出射部2は光入射部1の内径より小さくしてあ
る。そして、光入力端子部30を形成する端部光導波管
6の光入射部1の内径に応じて、光スイッチに入射させ
る光のビーム径を自由に設定することができると共に、
光出射端子部31を形成する端部光導波管6の光出射部
2の内径に応じて、光スイッチから出射させる光のビー
ム径を自由に設定することができるものである。
入射効率を高く得るためにミラー5側の端部の光入射部
1の内径は大きく形成してあるが、ミラー5と反対側の
端部の光出射部2は光入射部1の内径より小さくしてあ
る。そして、光入力端子部30を形成する端部光導波管
6の光入射部1の内径に応じて、光スイッチに入射させ
る光のビーム径を自由に設定することができると共に、
光出射端子部31を形成する端部光導波管6の光出射部
2の内径に応じて、光スイッチから出射させる光のビー
ム径を自由に設定することができるものである。
【0038】図5は本発明の他の実施の形態を示すもの
であり、ミラー5の反射面を凹湾曲した曲面に形成して
ある。ミラー5の反射面をこのように凹湾曲面に形成す
ることによって、隣合う一方の光導波管4(端部光導波
管6を含む、段落内で以下同じ)の光出射部2からの光
がミラー5で反射する際に、ミラー5は凹面鏡として作
用し、光を集光した状態で他方の光導波管4の光入射部
1に入射させることができるものであり、隣合う光導波
管4の間の光伝播効率を高く確保することができるもの
である。
であり、ミラー5の反射面を凹湾曲した曲面に形成して
ある。ミラー5の反射面をこのように凹湾曲面に形成す
ることによって、隣合う一方の光導波管4(端部光導波
管6を含む、段落内で以下同じ)の光出射部2からの光
がミラー5で反射する際に、ミラー5は凹面鏡として作
用し、光を集光した状態で他方の光導波管4の光入射部
1に入射させることができるものであり、隣合う光導波
管4の間の光伝播効率を高く確保することができるもの
である。
【0039】図6は本発明の他の実施の形態を示すもの
であり、光出力端子部31を形成する端部光導波管6
は、光出射部2を複数本に分岐してあり、基板Aの端面
において複数箇所に開口させてある。このように端部光
導波管6の光出射部2を複数に分岐することによって、
光出力端子部31を形成する端部光導波管6から出力す
る光信号を分離するいわゆるスプリッター機能を光スイ
ッチの基板A内で実現することが可能になるものであ
る。
であり、光出力端子部31を形成する端部光導波管6
は、光出射部2を複数本に分岐してあり、基板Aの端面
において複数箇所に開口させてある。このように端部光
導波管6の光出射部2を複数に分岐することによって、
光出力端子部31を形成する端部光導波管6から出力す
る光信号を分離するいわゆるスプリッター機能を光スイ
ッチの基板A内で実現することが可能になるものであ
る。
【0040】図7は本発明の他の実施の形態を示すもの
であり、光導波管4(端部光導波管6を含む、段落内で
以下同じ)の内面に周期構造の凹凸7が設けてある。凹
凸7は光導波管4の底面に光導波管4の長手方向(光の
導波方向)に沿って格子状に凸部7aと凹部7bを、所
定の周期を有するように規則的に設けることによって形
成してある。このように光導波管4に凹凸7を一定ピッ
チで周期的に設けることによって、凹凸7の一ピッチの
周期をΔとすると、波長λ=2Δの光のみを選択的に凹
凸7で反射することができるものである。従って、例え
ばサーキュレータ的な機能を有する逆行する特定波長を
有する光を取り出す機構と組み合せると、特定波長の光
を凹凸7で反射させて取り出したうえで、光スイッチか
ら光を出力させることができるものである。
であり、光導波管4(端部光導波管6を含む、段落内で
以下同じ)の内面に周期構造の凹凸7が設けてある。凹
凸7は光導波管4の底面に光導波管4の長手方向(光の
導波方向)に沿って格子状に凸部7aと凹部7bを、所
定の周期を有するように規則的に設けることによって形
成してある。このように光導波管4に凹凸7を一定ピッ
チで周期的に設けることによって、凹凸7の一ピッチの
周期をΔとすると、波長λ=2Δの光のみを選択的に凹
凸7で反射することができるものである。従って、例え
ばサーキュレータ的な機能を有する逆行する特定波長を
有する光を取り出す機構と組み合せると、特定波長の光
を凹凸7で反射させて取り出したうえで、光スイッチか
ら光を出力させることができるものである。
【0041】次に、上記のような光スイッチを製造する
にあたって、光反射膜3を内面に設けた光導波管4(端
部光導波管6を含む)を形成する方法について説明す
る。
にあたって、光反射膜3を内面に設けた光導波管4(端
部光導波管6を含む)を形成する方法について説明す
る。
【0042】図8は実施の形態の一例を示すものであ
り、まず図8(a)に示すように、第一のシリコン基板
9の平坦な表面にフォトリソグラフィー技術とエッチン
グ技術により溝8を形成し、この溝8の内面に金属の堆
積により光反射膜3を設ける。光反射膜3は溝8を設け
たシリコン基板9の表面に設けられていてもよい。また
第二のシリコン基板9の平坦な表面にも金属の堆積によ
り光反射膜3を設ける。そして第一のシリコン基板9の
溝8及び光反射膜3を設けた表面に、第二のシリコン基
板10の光反射膜3を設けた表面を重ね、加熱加圧して
各シリコン基板9,10の光反射膜3同士を接着させる
ことによって、図8(b)に示すように、第一のシリコ
ン基板9と第二のシリコン基板10を接合させる。この
ようにして、シリコン基板9,10間の溝8によって、
内面に光反射膜3を設けた光導波管4(端部光導波管6
を含む、段落内で以下同じ)を形成することができるも
のである。このものにあって、溝8は半導体加工プロセ
スの技術をそのまま用いてシリコン基板9に微細寸法で
形成することができるものであり、微小な光導波管4を
容易に作製することができるものである。
り、まず図8(a)に示すように、第一のシリコン基板
9の平坦な表面にフォトリソグラフィー技術とエッチン
グ技術により溝8を形成し、この溝8の内面に金属の堆
積により光反射膜3を設ける。光反射膜3は溝8を設け
たシリコン基板9の表面に設けられていてもよい。また
第二のシリコン基板9の平坦な表面にも金属の堆積によ
り光反射膜3を設ける。そして第一のシリコン基板9の
溝8及び光反射膜3を設けた表面に、第二のシリコン基
板10の光反射膜3を設けた表面を重ね、加熱加圧して
各シリコン基板9,10の光反射膜3同士を接着させる
ことによって、図8(b)に示すように、第一のシリコ
ン基板9と第二のシリコン基板10を接合させる。この
ようにして、シリコン基板9,10間の溝8によって、
内面に光反射膜3を設けた光導波管4(端部光導波管6
を含む、段落内で以下同じ)を形成することができるも
のである。このものにあって、溝8は半導体加工プロセ
スの技術をそのまま用いてシリコン基板9に微細寸法で
形成することができるものであり、微小な光導波管4を
容易に作製することができるものである。
【0043】ここで、図8の実施の形態では、第一のシ
リコン基板9に溝8の内面を含む表面にAuの光反射膜
3aを設け、第二のシリコン基板10の表面にAuSn
の光反射膜3bを設け、Auの光反射膜3aとAuSn
の光反射膜3bを密着させて接合するようにしてある。
AuとAuSnとは加熱加圧によって容易に接着するの
で、第一のシリコン基板9と第二のシリコン基板10の
接合を容易に行なうことができるものである。また溝8
によって形成される光導波管4(端部光導波管6を含
む)の内面の四面のうち三面の光反射膜3をAuで形成
することができるので、光導波損失をより低くすること
ができるものである。
リコン基板9に溝8の内面を含む表面にAuの光反射膜
3aを設け、第二のシリコン基板10の表面にAuSn
の光反射膜3bを設け、Auの光反射膜3aとAuSn
の光反射膜3bを密着させて接合するようにしてある。
AuとAuSnとは加熱加圧によって容易に接着するの
で、第一のシリコン基板9と第二のシリコン基板10の
接合を容易に行なうことができるものである。また溝8
によって形成される光導波管4(端部光導波管6を含
む)の内面の四面のうち三面の光反射膜3をAuで形成
することができるので、光導波損失をより低くすること
ができるものである。
【0044】図9の実施の形態では、第一のシリコン基
板9に溝8の内面にAuの光反射膜3aを設けると共に
溝8以外の表面にAuSnの金属膜39を設け、第二の
シリコン基板10の表面にAuの光反射膜3aを設け、
第一のシリコン基板9のAuSnの金属膜39と第二の
シリコン基板10のAuの光反射膜3aを密着させて接
合するようにしてある。このものでは、溝8によって形
成される光導波管4(端部光導波管6を含む)の内面の
全面をAuの光反射膜3aで形成することができ、光導
波損失をより低くすることができるものであり、また第
一のシリコン基板9と第二のシリコン基板10の接合は
AuSnの金属膜39とAuの光反射膜3aによって容
易に行なうことができるものである。
板9に溝8の内面にAuの光反射膜3aを設けると共に
溝8以外の表面にAuSnの金属膜39を設け、第二の
シリコン基板10の表面にAuの光反射膜3aを設け、
第一のシリコン基板9のAuSnの金属膜39と第二の
シリコン基板10のAuの光反射膜3aを密着させて接
合するようにしてある。このものでは、溝8によって形
成される光導波管4(端部光導波管6を含む)の内面の
全面をAuの光反射膜3aで形成することができ、光導
波損失をより低くすることができるものであり、また第
一のシリコン基板9と第二のシリコン基板10の接合は
AuSnの金属膜39とAuの光反射膜3aによって容
易に行なうことができるものである。
【0045】また上記の図8や図9の実施の形態のよう
に、一枚のシリコン基板9に溝8を加工して光導波管4
(端部光導波管6を含む、段落内で以下同じ)を形成す
る場合、このシリコン基板9にミラー5を設ける加工を
行なうことによって、光導波管4とミラー5を同じシリ
コン基板9に形成することができるものであり、光導波
管4とミラー5を精度高く位置合わせして形成すること
ができるものである。
に、一枚のシリコン基板9に溝8を加工して光導波管4
(端部光導波管6を含む、段落内で以下同じ)を形成す
る場合、このシリコン基板9にミラー5を設ける加工を
行なうことによって、光導波管4とミラー5を同じシリ
コン基板9に形成することができるものであり、光導波
管4とミラー5を精度高く位置合わせして形成すること
ができるものである。
【0046】図10は本発明の他の実施の形態を示すも
のであり、第一のシリコン基板9と第二のシリコン基板
10のそれぞれの表面に溝8を設け、第一のシリコン基
板9の溝8の内面にAuの光反射膜3aを形成すると共
に溝8以外の表面にAuSnの金属膜39を形成してあ
る。第二のシリコン基板10には溝8を含む表面にAu
の光反射膜3aが形成してある。また第一のシリコン基
板9の接合面には凹部36が、第二のシリコン基板10
の接合面には凸部37がそれぞれ設けてある。そして凹
部36と凸部37を嵌合することによって、両シリコン
基板9,10を図10(b)のように結合し、加熱加圧
して接合するようにしてある。このように凹部36と凸
部37を嵌合することによって、一対のシリコン基板
9,10を正確に位置合わせした状態で接合することが
できるものであり、精度高く光導波管4(端部光導波管
6を含む)の形成を行なうことができるものである。
のであり、第一のシリコン基板9と第二のシリコン基板
10のそれぞれの表面に溝8を設け、第一のシリコン基
板9の溝8の内面にAuの光反射膜3aを形成すると共
に溝8以外の表面にAuSnの金属膜39を形成してあ
る。第二のシリコン基板10には溝8を含む表面にAu
の光反射膜3aが形成してある。また第一のシリコン基
板9の接合面には凹部36が、第二のシリコン基板10
の接合面には凸部37がそれぞれ設けてある。そして凹
部36と凸部37を嵌合することによって、両シリコン
基板9,10を図10(b)のように結合し、加熱加圧
して接合するようにしてある。このように凹部36と凸
部37を嵌合することによって、一対のシリコン基板
9,10を正確に位置合わせした状態で接合することが
できるものであり、精度高く光導波管4(端部光導波管
6を含む)の形成を行なうことができるものである。
【0047】図11は光導波管4(端部光導波管6を含
む、段落内で以下同じ)を形成する方法の他の実施の形
態を示すものであり、まず図11(a)のように、シリ
コン基板11の表面にAu等の金属を堆積して光反射膜
3を形成する。次にこの光反射膜3の上に図11(b)
のようにSiO2を堆積してSiO2層12を形成す
る。次いで、フォトリソグラフィー技術とエッチング技
術により、SiO2層12の一部を残して他の部分を除
去する。そして残したSiO2層12の表面にAu等の
金属を堆積して図11(d)のように光反射膜3を形成
した後、さらにHF液等でこのSiO2層12を除去す
ることによって、図11(e)のように光反射層3で囲
まれた光導波管4を形成することができるものである。
このようにして、上記のように二枚のシリコン基板9,
10を接合して用いる必要なく、一枚のシリコン基板1
1で光スイッチを作製することができるものである。
む、段落内で以下同じ)を形成する方法の他の実施の形
態を示すものであり、まず図11(a)のように、シリ
コン基板11の表面にAu等の金属を堆積して光反射膜
3を形成する。次にこの光反射膜3の上に図11(b)
のようにSiO2を堆積してSiO2層12を形成す
る。次いで、フォトリソグラフィー技術とエッチング技
術により、SiO2層12の一部を残して他の部分を除
去する。そして残したSiO2層12の表面にAu等の
金属を堆積して図11(d)のように光反射膜3を形成
した後、さらにHF液等でこのSiO2層12を除去す
ることによって、図11(e)のように光反射層3で囲
まれた光導波管4を形成することができるものである。
このようにして、上記のように二枚のシリコン基板9,
10を接合して用いる必要なく、一枚のシリコン基板1
1で光スイッチを作製することができるものである。
【0048】
【発明の効果】上記のように本発明の請求項1に係る光
スイッチは、両端部が光入射部と光出射部として形成さ
れ、内面に光反射膜が設けられた複数の光導波管と、光
出射部と光入射部とを対向させて配置した隣合う光導波
管の間に設けられ、光出射部から出射した光を反射させ
る位置と反射させない位置との間で移動可能なミラー
と、複数の光導波管のうち端部に位置する光導波管の光
入射部あるいは光出射部にミラーを介して光出射部ある
いは光入射部を対向させて配置され、内面に光反射膜が
設けられた端部光導波管とを備えるので、ミラーを介し
て対向する光導波管の間隔や光導波管と端部光導波管の
間隔を微小に形成することができ、光導波管や端部光導
波管の光軸調整が容易になるものであり、また光導波管
や端部光導波管は光反射膜を設けることによって形成す
ることができ、コア層とクラッド層から形成する場合よ
りも作製が容易になるものである。
スイッチは、両端部が光入射部と光出射部として形成さ
れ、内面に光反射膜が設けられた複数の光導波管と、光
出射部と光入射部とを対向させて配置した隣合う光導波
管の間に設けられ、光出射部から出射した光を反射させ
る位置と反射させない位置との間で移動可能なミラー
と、複数の光導波管のうち端部に位置する光導波管の光
入射部あるいは光出射部にミラーを介して光出射部ある
いは光入射部を対向させて配置され、内面に光反射膜が
設けられた端部光導波管とを備えるので、ミラーを介し
て対向する光導波管の間隔や光導波管と端部光導波管の
間隔を微小に形成することができ、光導波管や端部光導
波管の光軸調整が容易になるものであり、また光導波管
や端部光導波管は光反射膜を設けることによって形成す
ることができ、コア層とクラッド層から形成する場合よ
りも作製が容易になるものである。
【0049】また請求項2の発明は、請求項1におい
て、光導波管及びミラーがマトリクス状に配置して設け
られているので、4×4や8×8などの規模の大きい光
スイッチを容易に作製することができるものである。
て、光導波管及びミラーがマトリクス状に配置して設け
られているので、4×4や8×8などの規模の大きい光
スイッチを容易に作製することができるものである。
【0050】また請求項3の発明は、請求項1又は2に
おいて、光導波管と端部光導波管の内径が、導波しよう
とする光の波長とほぼ同じ寸法であるので、導波モード
が単一になって入射した光波形が変形することなく、低
光導波損失で光路を切り替えることが可能になるもので
ある。
おいて、光導波管と端部光導波管の内径が、導波しよう
とする光の波長とほぼ同じ寸法であるので、導波モード
が単一になって入射した光波形が変形することなく、低
光導波損失で光路を切り替えることが可能になるもので
ある。
【0051】また請求項4の発明は、請求項1乃至3の
いずれかにおいて、光反射膜がAu、Al、AuSnか
ら選ばれた金属の膜で形成されているので、これらの金
属は光反射率が高く、光導波損失を低くすることができ
るものである。
いずれかにおいて、光反射膜がAu、Al、AuSnか
ら選ばれた金属の膜で形成されているので、これらの金
属は光反射率が高く、光導波損失を低くすることができ
るものである。
【0052】また請求項5の発明は、請求項1乃至4の
いずれかにおいて、光導波管の光を導波する方向に対し
てミラーが45°の角度で傾斜しているので、光導波管
の光出射部から出射した光の進行方向を90°変更する
ことができるものである。
いずれかにおいて、光導波管の光を導波する方向に対し
てミラーが45°の角度で傾斜しているので、光導波管
の光出射部から出射した光の進行方向を90°変更する
ことができるものである。
【0053】また請求項6の発明は、請求項1乃至5の
いずれかにおいて、ミラーは表面が凹湾曲しているの
で、光を集光した状態で次の光導波管の光入射部に入射
させることができ、光伝播効率を高く確保することがで
きるものである。
いずれかにおいて、ミラーは表面が凹湾曲しているの
で、光を集光した状態で次の光導波管の光入射部に入射
させることができ、光伝播効率を高く確保することがで
きるものである。
【0054】また請求項7の発明は、請求項1乃至6の
いずれかにおいて、光導波管が直線形状に形成されてい
るので、余分な光導波時間や光導波損失が生じることな
く、光を導波することができるものである。
いずれかにおいて、光導波管が直線形状に形成されてい
るので、余分な光導波時間や光導波損失が生じることな
く、光を導波することができるものである。
【0055】また請求項8の発明は、請求項1乃至7の
いずれかにおいて、光導波管の光入射部の内径が、ミラ
ーを介して隣合う光導波管の光出射部の内径より大きい
ので、光出射部から出射した光を隣合う光導波管の光入
射部に効率良く入射させることができ、光伝播効率を高
く確保することができるものである。
いずれかにおいて、光導波管の光入射部の内径が、ミラ
ーを介して隣合う光導波管の光出射部の内径より大きい
ので、光出射部から出射した光を隣合う光導波管の光入
射部に効率良く入射させることができ、光伝播効率を高
く確保することができるものである。
【0056】また請求項9の発明は、請求項1乃至8の
いずれかにおいて、光導波管は光入射部の内径が光出射
部の内径より大きいので、各光導波管において光出射部
の内径を等しく形成することによって、光導波管内を伝
播する光のビームサイズを同一にすることができるもの
である。
いずれかにおいて、光導波管は光入射部の内径が光出射
部の内径より大きいので、各光導波管において光出射部
の内径を等しく形成することによって、光導波管内を伝
播する光のビームサイズを同一にすることができるもの
である。
【0057】また請求項10の発明は、請求項1乃至9
のいずれかにおいて、端部光導波管のミラー側の端部の
内径が反対側の端部の内径より小さいので、光入力端子
部を形成する端部光導波管の光入射部の内径に応じて、
光スイッチに入射させる光のビーム径を自由に設定する
ことができると共に、光出射端子部を形成する端部光導
波管の光出射部の内径に応じて、光スイッチから出射さ
せる光のビーム径を自由に設定することができるもので
ある。
のいずれかにおいて、端部光導波管のミラー側の端部の
内径が反対側の端部の内径より小さいので、光入力端子
部を形成する端部光導波管の光入射部の内径に応じて、
光スイッチに入射させる光のビーム径を自由に設定する
ことができると共に、光出射端子部を形成する端部光導
波管の光出射部の内径に応じて、光スイッチから出射さ
せる光のビーム径を自由に設定することができるもので
ある。
【0058】また請求項11の発明は、請求項1乃至1
0のいずれかにおいて、ミラーは光導波管及び端部光導
波管が配置されている面と平行な方向に移動可能である
ので、ミラーを移動させるミラー駆動部を光導波管や端
部光導波管で囲まれるスペースを利用して設けることが
できるものであり、光スイッチを小型化することができ
るものである。
0のいずれかにおいて、ミラーは光導波管及び端部光導
波管が配置されている面と平行な方向に移動可能である
ので、ミラーを移動させるミラー駆動部を光導波管や端
部光導波管で囲まれるスペースを利用して設けることが
できるものであり、光スイッチを小型化することができ
るものである。
【0059】また請求項12の発明は、請求項1乃至1
1のいずれかにおいて、端部光導波管は、光出射部が複
数に分岐して形成されているので、端部光導波管から出
力する光信号を分離することができるものである。
1のいずれかにおいて、端部光導波管は、光出射部が複
数に分岐して形成されているので、端部光導波管から出
力する光信号を分離することができるものである。
【0060】また請求項13の発明は、請求項1乃至1
2のいずれかにおいて、光導波管の内面に周期的な凹凸
を設けたので、特定波長の光を凹凸で反射させて取り出
したうえで、光スイッチから光を出力させることができ
るものである。
2のいずれかにおいて、光導波管の内面に周期的な凹凸
を設けたので、特定波長の光を凹凸で反射させて取り出
したうえで、光スイッチから光を出力させることができ
るものである。
【0061】本発明の請求項14に係る光スイッチの製
造方法は、請求項1乃至13のいずれかに記載の光スイ
ッチを製造するにあたって、表面に溝を設けると共に溝
の内面に光反射膜を形成したシリコン基板の表面に、光
反射膜を表面に形成した他のシリコン基板を光反射膜の
側で重ねて接合することによって、内面に光反射膜が設
けられた光導波管及び端部光導波管を形成するようにし
たので、溝は半導体加工プロセスの技術をそのまま用い
てシリコン基板に微細寸法で形成することができるもの
であり、微小な光導波管や端部光導波管を容易に作製す
ることができるものである。
造方法は、請求項1乃至13のいずれかに記載の光スイ
ッチを製造するにあたって、表面に溝を設けると共に溝
の内面に光反射膜を形成したシリコン基板の表面に、光
反射膜を表面に形成した他のシリコン基板を光反射膜の
側で重ねて接合することによって、内面に光反射膜が設
けられた光導波管及び端部光導波管を形成するようにし
たので、溝は半導体加工プロセスの技術をそのまま用い
てシリコン基板に微細寸法で形成することができるもの
であり、微小な光導波管や端部光導波管を容易に作製す
ることができるものである。
【0062】また請求項15の発明は、請求項14にお
いて、光反射膜をAuで形成するようにしたので、Au
は光反射率が高く、光導波損失を低くすることができる
ものである。
いて、光反射膜をAuで形成するようにしたので、Au
は光反射率が高く、光導波損失を低くすることができる
ものである。
【0063】また請求項16の発明は、請求項14又は
15において、シリコン基板の接合し合う面にAuSn
の膜を形成するようにしたので、AuSnは加熱加圧に
よって容易に接着し、シリコン基板の接合を容易に行な
うことができるものである。
15において、シリコン基板の接合し合う面にAuSn
の膜を形成するようにしたので、AuSnは加熱加圧に
よって容易に接着し、シリコン基板の接合を容易に行な
うことができるものである。
【0064】また請求項17の発明は、請求項14乃至
16のいずれかにおいて、シリコン基板同士を接合する
にあたって、一方と他方のシリコン基板を嵌合させて結
合するようにしたので、シリコン基板を正確に位置合わ
せした状態で接合することができるものであり、精度高
く光導波管や端部光導波管の形成を行なうことができる
ものである。
16のいずれかにおいて、シリコン基板同士を接合する
にあたって、一方と他方のシリコン基板を嵌合させて結
合するようにしたので、シリコン基板を正確に位置合わ
せした状態で接合することができるものであり、精度高
く光導波管や端部光導波管の形成を行なうことができる
ものである。
【0065】また請求項18の発明は、請求項14乃至
17のいずれかにおいて、一枚のシリコン基板を加工し
て溝を加工すると共にミラーを設けた後、このシリコン
基板の表面に他のシリコン基板を接合するようにしたの
で、光導波管とミラーを同じシリコン基板に形成するこ
とができるものであり、光導波管とミラーを精度高く位
置合わせして形成することができるものである。
17のいずれかにおいて、一枚のシリコン基板を加工し
て溝を加工すると共にミラーを設けた後、このシリコン
基板の表面に他のシリコン基板を接合するようにしたの
で、光導波管とミラーを同じシリコン基板に形成するこ
とができるものであり、光導波管とミラーを精度高く位
置合わせして形成することができるものである。
【0066】また本発明の請求項19に係る光スイッチ
の製造方法は、請求項1乃至13のいずれかに記載の光
スイッチを製造するにあたって、シリコン基板の表面に
光反射膜を形成し、この光反射膜の上にSiO2層を堆
積して設けた後に、SiO2層のうち光導波管を形成し
ようとする部分を残しながらSiO2層をエッチング加
工してパターンニングし、パターンニングしたSiO2
層の表面に光反射膜を形成した後、上記堆積したSiO
2層をエッチングして除去することによって、内面に光
反射膜が設けられた光導波管及び端部光導波管を形成す
るようにしたので、二枚のシリコン基板を接合して用い
る必要なく、一枚のシリコン基板で光スイッチを作製す
ることができるものである。
の製造方法は、請求項1乃至13のいずれかに記載の光
スイッチを製造するにあたって、シリコン基板の表面に
光反射膜を形成し、この光反射膜の上にSiO2層を堆
積して設けた後に、SiO2層のうち光導波管を形成し
ようとする部分を残しながらSiO2層をエッチング加
工してパターンニングし、パターンニングしたSiO2
層の表面に光反射膜を形成した後、上記堆積したSiO
2層をエッチングして除去することによって、内面に光
反射膜が設けられた光導波管及び端部光導波管を形成す
るようにしたので、二枚のシリコン基板を接合して用い
る必要なく、一枚のシリコン基板で光スイッチを作製す
ることができるものである。
【図1】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、
(a)は斜視図、(b)は(a)の厚み方向中央部での
水平断面図である。
(a)は斜視図、(b)は(a)の厚み方向中央部での
水平断面図である。
【図2】同上の一部の拡大した斜視図である。
【図3】同上の一部を拡大して示すものであり、
(a),(b)はそれぞれ水平断面図である。
(a),(b)はそれぞれ水平断面図である。
【図4】本発明の他の実施の形態の一例を示す、一部の
拡大した水平断面図である。
拡大した水平断面図である。
【図5】本発明の他の実施の形態の一例を示す、一部の
拡大した水平断面図である。
拡大した水平断面図である。
【図6】本発明の他の実施の形態の一例を示すものであ
り、(a)は一部の斜視図、(b)は一部の平面図であ
る。
り、(a)は一部の斜視図、(b)は一部の平面図であ
る。
【図7】本発明の他の実施の形態の一例を示すものであ
り、(a)は一部の縦断面図、(b)は一部の平面図で
ある。
り、(a)は一部の縦断面図、(b)は一部の平面図で
ある。
【図8】本発明の他の実施の形態の一例を示すものであ
り、(a),(b)はそれぞれ一部の縦断面である。
り、(a),(b)はそれぞれ一部の縦断面である。
【図9】本発明の他の実施の形態の一例を示すものであ
り、(a),(b)はそれぞれ一部の縦断面である。
り、(a),(b)はそれぞれ一部の縦断面である。
【図10】本発明の他の実施の形態の一例を示すもので
あり、(a),(b)はそれぞれ一部の縦断面である。
あり、(a),(b)はそれぞれ一部の縦断面である。
【図11】本発明の他の実施の形態の一例を示すもので
あり、(a)乃至(e)はそれぞれ一部の縦断面であ
る。
あり、(a)乃至(e)はそれぞれ一部の縦断面であ
る。
【図12】従来例を示すものであり、(a)は平面図、
(b)は縦断面図である。
(b)は縦断面図である。
1 光入射部
2 光射出部
3 光反射膜
4 光導波管
5 ミラー
6 端部光導波管
7 凹凸
8 溝
9 シリコン基板
10 シリコン基板
11 シリコン基板
12 SiO2層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 宮島 久和
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
(72)発明者 荻原 淳
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
Fターム(参考) 2H041 AA16 AB14 AB15 AC06 AZ02
AZ08
Claims (19)
- 【請求項1】 両端部が光入射部と光出射部として形成
され、内面に光反射膜が設けられた複数の光導波管と、
光出射部と光入射部とを対向させて配置した隣合う光導
波管の間に設けられ、光出射部から出射した光を反射さ
せる位置と反射させない位置との間で移動可能なミラー
と、複数の光導波管のうち端部に位置する光導波管の光
入射部あるいは光出射部にミラーを介して光出射部ある
いは光入射部を対向させて配置され、内面に光反射膜が
設けられた端部光導波管とを備えて成ることを特徴とす
る光スイッチ。 - 【請求項2】 光導波管及びミラーがマトリクス状に配
置して設けられていることを特徴とする請求項1に記載
の光スイッチ。 - 【請求項3】 光導波管と端部光導波管の内径が、導波
しようとする光の波長とほぼ同じ寸法であることを特徴
とする請求項1又は2に記載の光スイッチ。 - 【請求項4】 光反射膜がAu、Al、AuSnから選
ばれた金属の膜で形成されていることを特徴とする請求
項1乃至3のいずれかに記載の光スイッチ。 - 【請求項5】 光導波管の光を導波する方向に対してミ
ラーが45°の角度で傾斜していることを特徴とする請
求項1乃至4のいずれかに記載の光スイッチ。 - 【請求項6】 ミラーは表面が凹湾曲していることを特
徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の光スイッ
チ。 - 【請求項7】 光導波管が直線形状に形成されているこ
とを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の光ス
イッチ。 - 【請求項8】 光導波管の光入射部の内径が、ミラーを
介して隣合う光導波管の光出射部の内径より大きいこと
を特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の光スイ
ッチ。 - 【請求項9】 光導波管は光入射部の内径が光出射部の
内径より大きいことを特徴とする請求項1乃至8のいず
れかに記載の光スイッチ。 - 【請求項10】 端部光導波管のミラー側の端部の内径
が反対側の端部の内径より小さいことを特徴とする請求
項1乃至9のいずれかに記載の光スイッチ。 - 【請求項11】 ミラーは光導波管及び端部光導波管が
配置されている面と平行な方向に移動可能であることを
特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の光スイ
ッチ。 - 【請求項12】 端部光導波管は、光出射部が複数に分
岐して形成されていることを特徴とする請求項1乃至1
1のいずれかに記載の光スイッチ。 - 【請求項13】 光導波管の内面に周期的な凹凸を設け
たことを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載
の光スイッチ。 - 【請求項14】 請求項1乃至13のいずれかに記載の
光スイッチを製造するにあたって、表面に溝を設けると
共に溝の内面に光反射膜を形成したシリコン基板の表面
に、光反射膜を表面に形成した他のシリコン基板を光反
射膜の側で重ねて接合することによって、内面に光反射
膜が設けられた光導波管及び端部光導波管を形成するこ
とを特徴とする光スイッチの製造方法。 - 【請求項15】 光反射膜をAuで形成することを特徴
とする請求項14に記載の光スイッチの製造方法。 - 【請求項16】 シリコン基板の接合し合う面にAuS
nの膜を形成することを特徴とする請求項14又は15
に記載の光スイッチの製造方法。 - 【請求項17】 シリコン基板同士を接合するにあたっ
て、一方と他方のシリコン基板を嵌合させて結合するこ
とを特徴とする請求項14乃至16のいずれかに記載の
光スイッチの製造方法。 - 【請求項18】 一枚のシリコン基板を加工して溝を加
工すると共にミラーを設けた後、このシリコン基板の表
面に他のシリコン基板を接合することを特徴とする請求
項14乃至17のいずれかに記載の光スイッチの製造方
法。 - 【請求項19】 請求項1乃至13のいずれかに記載の
光スイッチを製造するにあたって、シリコン基板の表面
に光反射膜を形成し、この光反射膜の上にSiO2層を
堆積して設けた後に、SiO2層のうち光導波管を形成
しようとする部分を残しながらSiO2層をエッチング
加工してパターンニングし、パターンニングしたSiO
2層の表面に光反射膜を形成した後、上記堆積したSi
O2層をエッチングして除去することによって、内面に
光反射膜が設けられた光導波管及び端部光導波管を形成
することを特徴とする光スイッチの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002154811A JP2003344787A (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 光スイッチ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002154811A JP2003344787A (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 光スイッチ及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003344787A true JP2003344787A (ja) | 2003-12-03 |
Family
ID=29771470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002154811A Withdrawn JP2003344787A (ja) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | 光スイッチ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003344787A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006102934A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-20 | Lucent Technol Inc | 適応光学装置で使用するための傾斜またはピストン運動を有するmemsミラー |
JP2006520489A (ja) * | 2003-03-15 | 2006-09-07 | キネテイツク・リミテツド | 中空コアの導波路を含む可変光減衰器 |
JP2009075587A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Samsung Electronics Co Ltd | 2軸駆動電磁気スキャナー |
JP2019510262A (ja) * | 2016-03-01 | 2019-04-11 | マジック リープ, インコーポレイテッドMagic Leap,Inc. | 光の異なる波長を導波管に入力するための反射切替デバイス |
-
2002
- 2002-05-28 JP JP2002154811A patent/JP2003344787A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006520489A (ja) * | 2003-03-15 | 2006-09-07 | キネテイツク・リミテツド | 中空コアの導波路を含む可変光減衰器 |
JP4713464B2 (ja) * | 2003-03-15 | 2011-06-29 | キネテイツク・リミテツド | 中空コアの導波路を含む可変光減衰器 |
JP2006102934A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-20 | Lucent Technol Inc | 適応光学装置で使用するための傾斜またはピストン運動を有するmemsミラー |
JP2009075587A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Samsung Electronics Co Ltd | 2軸駆動電磁気スキャナー |
JP2019510262A (ja) * | 2016-03-01 | 2019-04-11 | マジック リープ, インコーポレイテッドMagic Leap,Inc. | 光の異なる波長を導波管に入力するための反射切替デバイス |
JP2022031270A (ja) * | 2016-03-01 | 2022-02-18 | マジック リープ, インコーポレイテッド | 光の異なる波長を導波管に入力するための反射切替デバイス |
US11256095B2 (en) | 2016-03-01 | 2022-02-22 | Magic Leap, Inc. | Reflective switching device for inputting different wavelengths of light into waveguides |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |