JP3571645B2

JP3571645B2 - 光スイッチおよびその製造方法

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Publication number: JP3571645B2
Application number: JP2000371351A
Authority: JP
Inventors: 竜夫八田; 厚志杉立; 健斎藤; 有朋上村; 藤田　　淳
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2020-12-06
Also published as: US6519381B2; US20020067878A1; JP2002174784A

Description

【０００１】
【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（ＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｍａｒｃｈ７，２０００）のＴｕＭ１（Ｊ．Ｅ．Ｆｏｕｑｕｅｔ， ”Ｃｏｍｐａｃｔｏｐｔｉｃａｌｃｒｏｓｓ−ｃｏｎｎｅｃｔｓｗｉｔｃｈｂａｓｅｄｏｎｔｏｔａｌｉｎｔｅｒｎａｌｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｉｎａｆｌｕｉｄ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｐｌａｎａｒｌｉｇｈｔｗａｖｅｃｉｒｃｕｉｔ”）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

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。