JP3571645B2 - 光スイッチおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信設備において光路の切替に用いられる光スイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図13を参照して、従来の光スイッチ100について説明する。この光スイッチ100は、OFC2000(Optical Fiber Communication Conference, March 7, 2000)のTuM1(J.E.Fouquet, ”Compact optical cross−connect switch based on total internal reflection in a fluid−containing planar lightwave circuit”)において示された光スイッチである。この光スイッチ100は、シリカ平面光回路基板51からなっており、シリカ平面光回路基板51の中にわずかに屈折率の高い方形光導波路を形成することによって2次元の光回路を構成している。一般的に、シリカ平面光回路基板51としては、屈折率が1.5程度のものが用いられており、光導波路2の部分は1%程度屈折率が高い材質となっている。光導波路2の部分は一般に「コア」とも呼ばれる。光導波路2の交差点に部分的に重なる位置を横切るように溝52が形成されており、溝52の中には屈折率整合オイル56が満たされている。屈折率整合オイル56とは、光導波路2と屈折率が等しいオイルである。
【0003】
この光スイッチ100の動作について説明する。この光スイッチ100には、図示されていないバブル発生機構が備えられており、光導波路2の交差点において屈折率整合オイル56の液中にバブル53を発生させたり、再びバブル53を消滅させたりすることができる。バブル発生機構は、バブルジェット方式のプリンタのヘッドにも用いられているのと同様の機構を用いることができる。
【0004】
交差点にバブル53が発生している場合には、交差点に入射した光はバブル53の表面で全反射され、バブル53が存在しない場合には、光導波路2と屈折率整合オイル56とは屈折率が等しいので光は直進する。この性質を利用して、バブル53の生成/解消によって光路を反射/直進の2つの状態に切り替えることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように構成される光スイッチ100においては、エッチングのプロセス上の精度により溝52の幅が少なくとも15μm程度は必要であった。また、1つの交差点当たり少なくとも0.07dBの光損失が発生するという問題点があった。一方、光スイッチ100全体としての光損失L[dB]は、次式で与えられる。
L=2C+(m−1)T+(n−1)T+R
m:入力ポートの数
n:出力ポートの数
C:光が光ファイバから光スイッチに入射する際と、光が光導波路を通って交差点である活性領域まで進む間とによってもたらされる損失[dB]
T:1つの溝を横切り、2つの交差点に挟まれる短い光導波路の区間を伝達する際の損失[dB]
R:空の溝の側壁での反射と、2つの交差点に挟まれる短い光導波路の区間の伝達とによる損失[dB]
たとえば、1000×1000の大規模な光スイッチを構成しようとした場合には、この式に具体的な数値を代入すると、
L=2×0.25+(1000−1)×0.07+(1000−1)×0.07+2.1=142.46dB
となる。したがって、理想的に製造できた場合でも142.46dBの光損失が発生する。光スイッチとして信号品質を劣化させることなく機能するためには光損失Lを10dB以下に抑える必要がある。そのように光損失を考慮すると、この方式の構成では、32×32程度以上の大規模化は困難という問題点があった。
【0006】
また、シリカ平面光回路基板51は、半導体と同様の装置で製造されるため、光スイッチが大型化した場合には非常に高価なものとなってしまうという問題点があった。さらに、屈折率整合オイル56にその都度発生するバブル53を利用しているため、発生したバブル53が小さかったり、発生位置がずれてしたりした場合には、光の切換え異常が発生するという問題点があった。さらに、屈折率整合オイル56の状態によっては、屈折率整合オイル56の小さな粒に光の局部的な吸収が発生し、信号光のエネルギーにより、光路周辺が焼損してしまうという問題点があった。
【0007】
そこで、本発明では、製造が容易で、光損失が少なく大規模化に対応でき、上述のような切換え異常や焼損の発生することのない光スイッチを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づく光スイッチは、基本的にポリマーからなる板材と、駆動手段とを備え、上記板材は、その内部に線状に延びる光導波路と、上記光導波路を横断するように設けられた切れ目を有し、上記切れ目は、上記板材の一方の側から切れ込んでいてなおかつ上記板材の他方の側までは達していない切り込みであり、上記駆動手段は、上記切れ目の間隙を接近および離隔させることによって、上記光導波路を、上記切れ目を透過して光が進行できる状態と、上記切れ目で光が反射する状態との間で切り替えることにより、光の進路を選択する。
【0009】
上記構成を採用することにより、切れ目の接近および離隔によって間隙の距離が信号光の波長の1/4以下の状態と1/4より大きい状態とを切り換えることができ、信号光の接続/反射の切換えを行なうことができる。この方式では、間隙を制御する際の精度は低くてよいため、光スイッチを簡単に構成することができる。
【0010】
また、この構成では、一部分はまだつながっているため、光導波路のずれを防止することができる。
【0011】
上記発明において好ましくは、上記光導波路は上記板材内部で交差しており、上記切れ目は、上記光導波路の交差点を横切るように配置されている。この構成を採用することにより、交差点において接続/反射を切り換えられるため、信号光の行き先を交差点のどちらの光導波路にするかを選択することができる。
【0012】
上記発明において好ましくは、上記光導波路は上記板材内部で複数の交差点において交差しており、上記切り込みは、複数の上記交差点を横切るように線状に延び、上記板材は、一つの上記交差点と他の上記交差点との間において上記切り込みに交差する応力解放切り込みを有する。この構成を採用することにより、近隣の交差点において切換えを行なっても、その変形が伝わることを防止でき、互いに近接した交差点であっても、接続/反射をそれぞれ独立に制御することができる。
【0013】
上記発明において好ましくは、上記駆動手段は、上記切れ目を一方の側から圧迫する押圧手段であり、上記押圧手段によって圧迫されることによって、上記切れ目の間隙が信号を伝達する光の波長の1/4以下の距離に接近させられる。この構成を採用することにより、押圧手段によって圧迫することによって、光導波路を接続することができ、信号光はそのまま透過することとなる。
上記発明において好ましくは、上記駆動手段は、上記切れ目を一方の側から圧迫する押圧手段であり、上記押圧手段によって圧迫されることによって、上記切れ目の間隙が信号を伝達する光の波長の1/4より大きい距離に遠ざけられる。この構成を採用することにより、押圧手段によって圧迫することによって、光導波路を遮断することができ、信号光は透過できず全反射することとなる。この方式では、透過させる際に、局所的変形のほぼない自然な形状にしておくことができるため、透過時の光の損失を低減することができる。
【0014】
上記発明において好ましくは、上記板材は、上記押圧手段によって押圧される箇所の押圧される側と反対側の面に凹部を有する板状の支持部材を備える。この構成を採用することにより、板材が微弱な力でも変位するようになる。そのため、少ない駆動力で光導波路の接続/反射の切換えを行なうことができる。
【0015】
上記発明において好ましくは、上記押圧手段は、上記板材に略垂直な方向に沿って進退可能な部材である。この構成を採用することにより、部材の進退によって板材を押圧することの有無を選択することができ、制御が容易となる。
【0016】
上記発明において好ましくは、上記押圧手段は、上記板材の表面に形成されたコイルと、上記コイルに近接して設けられた磁石と、上記コイルに電流を供給する電流供給手段である。この構成を採用することにより、簡単な機構で電気的に各交差点の接続/反射を切り換えることができるようになる。
【0017】
上記発明において好ましくは、上記押圧手段は、上記板材に接して配置され、膨張収縮可能な風船状部材である。この構成を採用することにより、微小な構造によって、光導波路の接続/反射の切換えを行なえるようになる。
【0018】
上記発明において好ましくは、上記駆動手段は、上記切れ目に挿入可能なくさび形部材を備え、上記切れ目に上記くさび形部材を挿入することによって、上記切れ目の間隙が信号を伝達する光の波長の1/4より大きい距離に遠ざけられる。この構成を採用することにより、プッシュロッドやコイルを用いる場合に比べて小さなエネルギーで、光スイッチの接続/反射の切換えをすることができるようになる。
【0019】
上記発明において好ましくは、上記切れ目内部に露出する面に屈折率整合オイルが塗布されている。この構成を採用することにより、光導波路の接続時の光損失をより低減することができる。
【0020】
上記発明において好ましくは、上記駆動手段は、上記板材のうち、上記光導波路に沿って上記切れ目を挟む一方の側を他方の側より大きく曲げることによって、上記光導波路内の信号光の通過を遮断することのできる曲げ手段を備える。この構成を採用することにより、一方の光導波路を大きく曲げ、他方の光導波路の進路から完全にそらせることで、入射してきた側でない方の光導波路へは全く信号光が漏れて入ることがなくなるため、損失を低減することができる。
【0021】
上記目的を達成するため、本発明に基づく光スイッチの製造方法は、基本的にポリマーからなる板材と、駆動手段とを備え、上記板材は、その内部に線状に延びる光導波路と、上記光導波路を横断するように設けられた切れ目を有し、上記駆動手段は、上記切れ目の間隙を接近および離隔させることによって光の進路を選択する、光スイッチの製造方法であって、上記板材に、上記板材のなす平面内であって切り込みを形成しようとする方向と垂直な方向に引張力を加えつつ、刃物の切れ刃を当てて、切り込みを形成しようとする方向に沿って移動させることで、上記板材の一方の側から切れ込んでいてなおかつ上記板材の他方の側までは達しない切り込みを設ける切り込み形成工程を含む。
【0022】
上記方法を採用することにより、簡単な操作で分子レベルで整然と整列された断面を得ることができる。その結果、接続時の密着性が高まり、接続時の光損失の少ない光スイッチを得ることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
(構成)
図1を参照して、本発明に基づく実施の形態1における光スイッチについて説明する。図1に示すのは、この光スイッチに用いるポリマー光導波路3の部分である。このポリマー光導波路3は、切れ目として、ポリイミドフィルム1に鋭利な刃物で切断して形成した第1〜第3の切り込み6a〜6cを有している。さらに、第1〜第3の切り込み6a〜6cに対して垂直に入れられた第1〜第5の応力解放切り込み7a〜7eを有している。なお、本明細書では、「切り込み」とは、ある断面に注目したときに、ある部分では切れていて他の部分ではまだつながった部分の残っているものをいうものとし、「切れ目」とは、切り込みを含み、さらに完全に切り離されたものをも含むものとする。
【0024】
このポリマー光導波路3においては、説明のために、第1および第2の入力ポート4a,4b、第1および第2の出力ポート5a,5bを図示しているが、入力ポートおよび出力ポートはより多く存在してもよい。光導波路2は、各入力ポートと出力ポートに対応してポリイミドフィルム1の内部に多数形成されており、交差点8a〜8fで交差している。
【0025】
図1には図示していないが、各交差点の近傍には、交差点部分を一方の側から圧迫する押圧手段が設けられている。押圧手段としては、たとえば、図2(a),(b)に示すような、プッシュロッド9である。
【0026】
(作用・効果)
図2(a),(b)を参照して、光路の切換え動作について説明する。図2(a),(b)は、光導波路2の交差点8a〜8fの部分を拡大して示したものである。まず、プッシュロッド9がポリイミドフィルム1に押し当てられていない図2(a)の状態では、光導波路2を進んできた信号光は、切り込み6の部分で反射される。一方、プッシュロッド9がポリイミドフィルム1に押し当てられた図2(b)の状態では、プッシュロッド9の圧迫によって上下の光導波路2同士が物理的に接合されるため、信号光は切り込み6のあった部分を無反射で透過することができる。
【0027】
再び、図1を参照して、引き続き、動作について説明する。たとえば、図1のポリマー光導波路3を備える光スイッチにおいて、交差点8a,8b,8e,8fにプッシュロッド9(図2参照)を押し当て、交差点8cのみを解放しておく。この場合、交差点8cにおいては、光導波路2が切り込み6aによって45°の角度で切断されているため、交差点8cでは、光信号が全反射される。その結果、第1の入力ポート4aから入射した信号光を第1の出力ポート5aに出力することができる。
【0028】
また、交差点8a,8dにプッシュロッド9を押し当て、交差点8bを解放した場合には、第1の入力ポート4aから入射した信号光を第2の出力ポート5bに出力することができる。
【0029】
同様に、交差点8a〜8fの中から適宜選択した交差点のみにプッシュロッド9を押し当てることによって、第1および第2の入力ポート4a,4bからの入射光を第1および第2の出力ポート5a,5bのうちの任意の出力ポートに出力することができる。
【0030】
なお、たとえば、交差点8bと交差点8eの間には、応力解放切り込み7cが形成されている。そのため、交差点8bをプッシュロッド9によって押した場合にも変形が伝わって交差点8eが歪むのを防ぐことができる。このように、応力解放切り込みを各交差点間にそれぞれ設けておくことによって、互いに近接した交差点における接続/反射をそれぞれ独立に制御することができる。
【0031】
本実施の形態における光スイッチは、上述のように、光導波路における接続/反射の切換えを、プッシュロッドを押し当てることで生じるポリマー導波路の伸縮によって行なうため、従来の屈折率整合オイルを用いた方式よりも、正確に切り換えられるという利点がある。また、接続時には、光導波路同士を物理的につなげるため、きわめて少ない損失で接続できるという効果がある。
【0032】
さらに、図2(a),(b)に示すように、切れ目としての切り込み6の箇所において、切り込み6を挟む両側のポリイミドフィルム1が一部つながった構造としておけば、光導波路2のずれを防止することができる。
【0033】
また、切り込み6は、鋭利な刃物による切り込みであってよいので、ポリイミドフィルム1の断面が刃物による切断で滑らかに加工できるという特徴を生かして散乱のない切り口を交差点に形成することができる。
【0034】
また、プッシュロッド9によって切り込み6を圧迫することという方式をとっているため、切り込み6の間隙の幅を信号波長の1/4以下に狭くすることが容易にできる。そのため、切り込み6の間隙を制御する際の精度は比較的緩くてよく、光スイッチを安価に製造することができる。
【0035】
なお、図3(a),(b)に示すように、ポリイミドフィルム1の裏面に支持部材12を添え、支持部材12には切り込み6に対応する位置に窪み21を設けておけば、プッシュロッド9で圧迫されたポリイミドフィルム1が微弱な力でも変位するようになる。そのため、少ない駆動力で光導波路の接続/反射の切換えを行なうことができる。
【0036】
(製造方法)
このような光スイッチのポリマー光導波路3の製造方法としては、たとえば、以下のように製造できる。
【0037】
図4(a)に示すように、ポリイミドフィルム1を予めラバーシート10に重ねて接着しておき、一直線上に引張力11a,11bを及ぼした状態で、鋭利な刃物、たとえば、ダイサーその他の切断加工機の刃を接触させる。そうすると、ポリイミドフィルム1は劈開によって裂けるように迅速に切断され、ラバーシート10の引張力11a,11bに対応する本来の弾性変形の状態にまで延びる。このとき、劈開の進行する速度に合わせて矢印20の向きに刃物を移動させていくと、所望の直線に沿ってポリイミドフィルム1が切れるように導くことができる。図4(b)に、その状態の断面を示す。切り込み6はポリイミドフィルム1の内部にある光導波路2に達する程度の深さに形成できれば十分であり、ラバーシート10には切り込む必要はない。
【0038】
このように、持続的に引張力をかけながらポリイミドフィルム1の表面に対して刃物を当てることによって、分子レベルで整然と整列された断面を得ることができる。
【0039】
(実施の形態2)
(構成)
図5〜図8を参照して、本発明に基づく実施の形態2における光スイッチについて説明する。図5(a),(b)に示すように、プッシュロッド9は、ポリイミドフィルム1の裏面すなわち切り込み6のある側と反対側の面において、押さえ板27の貫通穴23を通じて押すようになっている。図5(a)に示すように、プッシュロッド9によって押さない状態では、切り込み6はふさがっており、光導波路2同士は接続状態である。一方、図5(b)に示すように、プッシュロッド9で押すことによって、光導波路2は曲げられ、切り込み6の間隙の幅が、信号波長の1/4より大きく広がる。このようにして、光導波路2内を伝わってきた信号光は全反射するようになる。
【0040】
このような構造を複数寄せ集めて大規模化した例を、図6に示す。これは、入力・出力それぞれ8ポートを有する光スイッチ101となっている。この分解図を図7に示す。光スイッチ101は、入力・出力それぞれ8ポートを有し、各入出力ポートを結び、交差する光導波路2と、切り込み6、応力解放切り込み(図示省略)が設けられたポリマー光導波路3を、押さえ板27a,27bで上下から挟んだ構造である。押さえ板27a,27bにはポリマー光導波路3の各交差点8に対応する位置に貫通穴23a,23bがあいている。各貫通穴23a,23bに対応する位置にはそれぞれプッシュロッド9が配置されており、プッシュロッド9は、図示しない駆動手段によって押さえ板27bの下側から各貫通穴23a,23bを通じてポリマー光導波路3の各交差点8の部分を押し上げることができるようになっている。
【0041】
図8に、図6における光スイッチ101の一部分26の拡大図を示す。ここでは、ポート28a〜28dが示されているが、これら4ポートの中ではポート28dにおいてのみプッシュロッド9がポリマー光導波路3を押し上げている。したがって、ポート28a,28b,28cにおいては、信号光は直進し、ポート28dにおいては、切り込み6が押し広げられて開いていることから、信号光は全反射する。
【0042】
(作用・効果)
実施の形態1では、プッシュロッド9で押すことによって局所的に変形した状態を光導波路2の接続状態としていたが、本実施の形態では、プッシュロッド9で押さない自然な状態を光導波路2の接続状態としているため、局所的な変形のほぼない状態で信号光が伝達されることになる。このため、接続状態の切り込み6を信号光が通過する際の透過損失を、実施の形態1の場合に比べてさらに低減することができる。1つ1つの切り込み6において、透過損失を低減した結果、光スイッチ全体として見れば、複数の入出力ポート間の損失合計をも低減することができる。
【0043】
また、ポリマー光導波路を平面的な状態で保持しておけるため、上述のように所定の貫通穴の設けられた平板でポリマー光導波路を挟みこむなどして簡単に光スイッチを構成することができる。
【0044】
(実施の形態3)
(構成)
本発明に基づく実施の形態3における光スイッチのポリマー光導波路3の交差点近傍の断面図を、図9(a),(b)に示す。基本的には、実施の形態2と同様であるが、交差点近傍部分を押し上げる押圧手段としては、プッシュロッド9の代わりに、液体の充填された風船29と、風船29に接するピエゾ素子30とを備えている。他の部分の構成は、実施の形態2に示したものと同じである。
【0045】
(作用・効果)
初期状態、すなわち、光導波路2の接続状態では、風船29は、やや扁平である。ここで、ピエゾ素子30から超音波を送ることにより、風船29内の圧力が高まり、風船29が球状になる。すると、風船29は、ポリマー光導波路3の交差点近傍部分を押し上げ、切り込み6が開く。切り込み6の間隙の幅が信号波長の1/4より大きくなることによって、信号光は全反射するようになる。このような変化を利用して、光導波路の接続/反射を切り換えることができる。
【0046】
(実施の形態4)
(構成)
本発明に基づく実施の形態4における光スイッチのポリマー光導波路3の交差点近傍の断面図を、図10(a),(b)に示す。基本的には、実施の形態2と同様であるが、交差点近傍部分を押し上げる押圧手段としては、プッシュロッド9の代わりに、コイル13と磁石14とを備えている。コイル13は、平面内で渦巻き状となっている。磁石14は、たとえば永久磁石である。他の部分の構成は、実施の形態2に示したものと同じである。
【0047】
(作用・効果)
コイル13に電流を流すことで、コイル13と磁石14との間に反発力が働く。この反発力により、コイル13は変形し、ポリイミドフィルム1を押し曲げることができる。その結果、切り込み6の間隙が信号光の波長の1/4より大きく開き、信号光は全反射するようになる。本実施の形態によれば、簡単な機構で電気的に各交差点の接続/反射を切り換えることができるようになる。
【0048】
(実施の形態5)
(構成)
本発明に基づく実施の形態5における光スイッチのポリマー光導波路3の交差点近傍の断面図を、図11(a),(b)に示す。基本的には、実施の形態2と同様であるが、交差点において切り込み6の間隙を広げる手段としては、押圧手段の代わりに、くさび形部材15が備えられている。他の部分の構成は、実施の形態2に示したものと同じである。
【0049】
(作用・効果)
くさび形部材15を切り込み6に挿入することによって、間隙の幅が信号光の波長の1/4より大きく広げることができる。これによって、信号光は全反射するようになる。この場合、プッシュロッド9やコイル13より小さなエネルギーで、光スイッチの接続/反射の切換えをすることができるようになる。
【0050】
(実施の形態6)
(構成)
本発明に基づく実施の形態6における光スイッチのポリマー光導波路3の交差点近傍の断面図を、図12に示す。基本的には、実施の形態2と同様であるが、交差点において、これまでの切り込み6に相当するものは、これまでの実施の形態のように一部つながった形状の切り込み6ではなく、完全に切り離された形状の切れ目31となっている。間隙に露出した切り口には薄く屈折率整合オイル16が塗布されている。
【0051】
押圧手段で間隙を押し広げる代わりに、図中の光導波路2のうち上側と下側とで異なる曲率になるように上下のうち少なくとも一方をポリイミドフィルム1ごと曲げるための曲げ手段(図示省略)を備えている。他の部分の構成は、実施の形態2に示したものと同じである。
【0052】
(作用・効果)
上下のうち少なくとも一方の光導波路2をポリイミドフィルム1ごと曲げることができる。図12の例では、上側は曲げず、下側を曲げている。このようにすることで、信号光は透過できなくなり、全反射するようになる。上下とも曲げない場合、切れ目31の間隙は信号光の波長の1/4以下になるように接近または接触しており、信号光は透過することができる。このような変化を利用して、光導波路の接続/反射を切り換えることができる。
【0053】
なお、図12において、上側から下側へと信号光が伝達されているとすると、下側を大きく曲げ、上側の光導波路2の進路から完全にそらせることで、下側へは全く信号光が漏れて入ることがなくなるため、損失を低減することができる。
【0054】
また、切り口に屈折率整合オイルが塗布されているため、光導波路2の接続時の光損失をより低減することができる。
【0055】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【0056】
【発明の効果】
本発明によれば、ポリイミドフィルムなどの板材の切れ目の接近および離隔によって間隙の距離が信号光の波長の1/4以下の状態と1/4より大きい状態とを切り換えることができ、信号光の接続/反射の切換えを行なうことができる。この方式では、簡単な間隙を制御する際の精度は低くてよいため、光スイッチを簡単に構成することができる。また、光損失が少なく、大規模化への対応も容易で、切換え異常や焼損の発生することもなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく実施の形態1における光スイッチの斜視図である。
【図2】(a),(b)は、本発明に基づく実施の形態1の一つの例における光スイッチの接続/反射の切換え原理の説明図である。
【図3】(a),(b)は、本発明に基づく実施の形態1の他の例における光スイッチの接続/反射の切換え原理の説明図である。
【図4】(a)は、本発明に基づく実施の形態1のポリマー光導波路の製造工程を示す斜視図である。(b)は、同じく断面図である。
【図5】(a),(b)は、本発明に基づく実施の形態2の一つの例における光スイッチの接続/反射の切換え原理の説明図である。
【図6】本発明に基づく実施の形態2における光スイッチを示す斜視図である。
【図7】本発明に基づく実施の形態2における光スイッチを示す分解図である。
【図8】図6の一部分を取出した拡大図である。
【図9】(a),(b)は、本発明に基づく実施の形態3における光スイッチの接続/反射の切換え原理の説明図である。
【図10】(a),(b)は、本発明に基づく実施の形態4における光スイッチの接続/反射の切換え原理の説明図である。
【図11】(a),(b)は、本発明に基づく実施の形態5における光スイッチの接続/反射の切換え原理の説明図である。
【図12】本発明に基づく実施の形態6における光スイッチの接続/反射の切換え原理の説明図である。
【図13】従来技術に基づく光スイッチの断面図である。
【符号の説明】
1 ポリイミドフィルム、2 光導波路(コア)、3 ポリマー光導波路、4a,4b 入力ポート、5a,5b 出力ポート、6,6a,6b,6c 切り込み、7a,7b,7c,7d,7e 応力解放切り込み、8,8a,8b,8c,8d,8e,8f 交差点、9 プッシュロッド、10 ラバーシート、11a,11b 引張力、12,22 支持部材、13 コイル、14 磁石、15 くさび形部材、16,56 屈折率整合オイル、20 進行方向、21 窪み、23 貫通穴、24 入力ポート群、25 出力ポート群、26 一部分、27,27a,27b 押さえ板、28a,28b,28c,28d ポート、29 風船、30 ピエゾ素子、31 切れ目、51 シリカ平面光回路基板、52 溝、53 バブル、56 屈折率整合オイル、100,101 光スイッチ。
Claims (13)
- 基本的にポリマーからなる板材と、駆動手段とを備え、前記板材は、その内部に線状に延びる光導波路と、前記光導波路を横断するように設けられた切れ目を有し、
前記切れ目は、前記板材の一方の側から切れ込んでいてなおかつ前記板材の他方の側までは達していない切り込みであり、
前記駆動手段は、前記切れ目の間隙を接近および離隔させることによって、前記光導波路を、前記切れ目を透過して光が進行できる状態と、前記切れ目で光が反射する状態との間で切り替えることにより、光の進路を選択する、光スイッチ。 - 前記光導波路は前記板材内部で交差しており、前記切れ目は、前記光導波路の交差点を横切るように配置されている、請求項1に記載の光スイッチ。
- 前記光導波路は前記板材内部で複数の交差点において交差しており、前記切り込みは、複数の前記交差点を横切るように線状に延び、前記板材は、一つの前記交差点と他の前記交差点との間において前記切り込みに交差する応力解放切り込みを有する、請求項1に記載の光スイッチ。
- 前記駆動手段は、前記切れ目を一方の側から圧迫する押圧手段であり、前記押圧手段によって圧迫されることによって、前記切れ目の間隙が信号を伝達する光の波長の1/4以下の距離に接近させられる、請求項1から3のいずれかに記載の光スイッチ。
- 前記駆動手段は、前記切れ目を一方の側から圧迫する押圧手段であり、前記押圧手段によって圧迫されることによって、前記切れ目の間隙が信号を伝達する光の波長の1/4より大きい距離に遠ざけられる、請求項1から3のいずれかに記載の光スイッチ。
- 前記板材は、前記押圧手段によって押圧される箇所の押圧される側と反対側の面に凹部を有する板状の支持部材を備える、請求項4または5に記載の光スイッチ。
- 前記押圧手段は、前記板材に略垂直な方向に沿って進退可能な部材である、請求項4から6のいずれかに記載の光スイッチ。
- 前記押圧手段は、前記板材の表面に形成されたコイルと、前記コイルに近接して設けられた磁石と、前記コイルに電流を供給する電流供給手段である、請求項4から6のいずれかに記載の光スイッチ。
- 前記押圧手段は、前記板材に接して配置され、膨張収縮可能な風船状部材である、請求項4から6のいずれかに記載の光スイッチ。
- 前記駆動手段は、前記切れ目に挿入可能なくさび形部材を備え、前記切れ目に前記くさび形部材を挿入することによって、前記切れ目の間隙が信号を伝達する光の波長の1/4より大きい距離に遠ざけられる、請求項1から3のいずれかに記載の光スイッチ。
- 前記切れ目内部に露出する面に屈折率整合オイルが塗布されている、請求項1から10のいずれかに記載の光スイッチ。
- 前記駆動手段は、前記板材のうち、前記光導波路に沿って前記切れ目を挟む一方の側を他方の側より大きく曲げることによって、前記光導波路内の信号光の通過を遮断することのできる曲げ手段を備える、請求項1に記載の光スイッチ。
- 基本的にポリマーからなる板材と、駆動手段とを備え、前記板材は、その内部に線状に延びる光導波路と、前記光導波路を横断するように設けられた切れ目を有し、前記駆動手段は、前記切れ目の間隙を接近および離隔させることによって光の進路を選択する、光スイッチの製造方法であって、
前記板材に、前記板材のなす平面内であって切り込みを形成しようとする方向と垂直な方向に引張力を加えつつ、刃物の切れ刃を当てて、切り込みを形成しようとする方向に沿って移動させることで、前記板材の一方の側から切れ込んでいてなおかつ前記板材の他方の側までは達しない切り込みを設ける切り込み形成工程を含む、光スイッチの製造方法。
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