JP3946514B2 - 光学装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学装置に係り、特に、光路の切り換えや光の偏向を行い得る光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光スイッチは、光通信ネットワークの中で、光の経路を切り換える中継点として機能するものであり、光通信ネットワークを構築する上で不可欠な構成要素である。
【０００３】
近時、電気光学効果（Electro-Optic Effect、ＥＯ効果）により光の経路を切り換える光スイッチが提案されている。
【０００４】
提案されている光スイッチは、光導波路層に電界を印加し、電気光学効果により屈折率を制御することで、光の経路を切り換えるものであり、高速スイッチングが可能である。また、大電流を流すことを要しないため、熱光学スイッチと比較して、格段に消費電力を低減することができる。また、機械的に可動する部分が存在しないため、高い信頼性を得ることができる。
【０００５】
提案されている光スイッチの偏向部には、多数のプリズム電極が形成されている。提案されている光スイッチでは、各々のプリズム電極に対して適宜電圧を印加することにより、光信号を所望の方向に偏向し、光信号を任意のチャンネルに導くことができる。
【０００６】
各々のプリズム電極に対して電圧を印加する方法として、例えば、ボンディングによりプリズム電極に対して配線を接続することが考えられる。図９は、ボンディングにより接続された配線によりプリズム電極に電圧を印加する場合を示す概略図である。
【０００７】
図９に示すように、光導波路基板１１２上には、スラブ光導波路層１４０が形成されている。スラブ光導波路層１４０上には、多数のプリズム電極１１８が形成されている。各々のプリズム電極１１８には、ボンディングにより、配線１０２が接続されている。図９に示す光スイッチでは、各々の配線１０２を介して、各々のプリズム電極１１８に電圧が印加される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ボンディングにより接続された配線１０２によりプリズム電極１１８に電圧を印加する場合には、配線１０２の引き回しが非常に煩雑であった。
【０００９】
ここで、ビアが埋め込まれた光導波路基板を制御基板に実装し、半田バンプ及びビアを介して、制御基板からプリズム電極に電圧を印加することも考えられる。しかし、この場合には、接合プロセスにおいて、光導波路基板と制御基板の熱膨張係数の相違に起因して、半田バンプに大きな剪断応力が加わる虞がある。即ち、光導波路基板の材料として例えばセラミックスを用い、制御基板の材料として例えば樹脂を用いた場合には、光導波路基板と制御基板との熱膨張係数が大きく相違することとなる。このため、接合プロセスにおいて、光導波路基板と制御基板との熱膨張係数の差異に起因して、半田バンプに大きな剪断応力が加わり、ひいては信頼性の低下を招くこととなる。
【００１０】
本発明の目的は、信頼性の低下を招くことなく、各々のプリズム電極に電圧を印加し得る光学装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、制御回路が形成された第１の基板と、前記第１の基板の上方に設けられ、電気光学効果により屈折率が変化する光導波路層と、前記光導波路層に電圧を印加するプリズム電極とが形成された第２の基板と、少なくとも前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられた第３の基板とを有し、前記制御回路と前記プリズム電極とが、柱状の導電体を介して電気的に接続され、前記柱状の導電体は、前記第３の基板に形成された開口部内に外力に応じて撓むように設けられていることを特徴とする光学装置により達成される。
また、上記目的は、制御回路が形成された第１の基板と、前記第１の基板の上方に設けられ、電気光学効果により屈折率が変化する光導波路層と、前記光導波路層に電圧を印加するプリズム電極とが形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟まれたスペーサとを有し、前記制御回路と前記プリズム電極とが、柱状の導電体を介して電気的に接続され、前記柱状の導電体は、前記スペーサに形成された開口部内に外力に応じて撓むように設けられていることを特徴とする光学装置により達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態による光スイッチを図１乃至図７を用いて説明する。図１は、本実施形態による光スイッチを示す概略図（その１）である。図１（ａ）は断面図であり、図１（ｂ）は平面図である。図１（ａ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図である。図２は、本実施形態による光スイッチを示す概略図（その２）である。図２（ａ）は断面図であり、図２（ｂ）は平面図である。図２（ａ）は、図２（ｂ）のＢ−Ｂ′線断面図である。図３は、光導波路基板を示す断面図である。図４は、光偏向基板を示す概略図（その１）である。図４（ａ）は断面図であり、図４（ｂ）は平面図である。図４（ａ）は、図４（ｂ）のＣ−Ｃ′線断面図である。図５は、光偏向基板を示す概略図（その２）である。図５（ａ）は断面図であり、図５（ｂ）は平面図である。図６は、本実施形態による光スイッチの動作原理を示す概念図である。図７は、本実施形態による光スイッチの動作を示す平面図である。
【００１３】
なお、本実施形態では、本発明を光スイッチに適用する場合を例に説明するが、本発明は、光スイッチのみならず、あらゆる光学装置に適用することが可能である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態による光スイッチは、制御回路（図示せず）が形成された制御基板１０と、制御基板１０上に実装された光導波路基板１２と、光導波路基板１２上に実装された光偏向基板１４ａ、１４ｂと、制御基板１０上に設けられたコネクタ１６ａ、１６ｂとを有している。
【００１５】
セラミックより成る制御基板１０の下面側には、上述したように制御回路が形成されている。制御回路は、光偏向基板１４ａ、１４ｂに形成されたプリズム電極１８に適宜電圧を印加することにより、光信号の進行方向を制御するものである。
【００１６】
制御基板１０と光導波路基板１２との間には、銅板より成る板バネ２２ａ、２２ｂが挟まれている。板バネ２２ａ、２２ｂは、光導波路基板１２と光偏向基板１４ａ、１４ｂとを密着させるためのものである。
【００１７】
光導波路基板１２は、固定金具１３により、制御基板１０に固定されている。
【００１８】
光導波路基板１２の上面には、スラブ光導波路層２４が形成されている。スラブ光導波路層２４は、光導波路基板１２の上面の中央部に形成されている。
【００１９】
図３は、光導波路基板を示す断面図である。
【００２０】
図３に示すように、下部クラッド層を兼ねる石英基板１２上には、Ｇｅ拡散領域より成るコア層２６が形成されている。コア層２６の屈折率と石英基板１２の屈折率とは互いに異なっている。
【００２１】
コア層２６上には、ＳｉＯ２より成る上部クラッド層２８が形成されている。上部クラッド層２８は、例えば、プラズマＣＶＤ法により形成することが可能である。上部クラッド層２８の屈折率は、下部クラッド層を兼ねる石英基板１２の屈折率とほぼ等しくなっている。
【００２２】
下部クラッド層を兼ねる石英基板１２、コア層２６、及び上部クラッド層２８により、スラブ光導波路層２４が構成されている。
【００２３】
図１及び図２に示すように、光導波路基板１２上には、高分子ポリマより成るチャネル導波路３０が形成されている。チャネル導波路層３０の端部は、横方向のコリメートができるような形状にパターニングされている。
【００２４】
チャネル導波路３０の端部には、レンズ３１が設けられている。レンズ３１は、チャネル導波路３０と、後述する光偏向基板１４ａのスラブ光導波路層４０とを光学的に結合するためのものである。
【００２５】
光導波路基板１２には、開口部３２がストライプ状に形成されている。開口部３２は、ピン２０を実装する領域を確保するためのものである。開口部３０は、例えば、サンドブラスト法により形成することができる。
【００２６】
開口部３２内における制御基板１０の上面には、電極パッド（図示せず）が形成されている。
【００２７】
電極パッド上には、Ｃｕより成るピン２０が実装されている。ピン２０は、制御回路とプリズム電極１８とを電気的に接続するためのものである。ピン２０は、例えば高融点半田を用いて、電極パッドに固定されている。
【００２８】
ピン２０は、図２に示すように、一体に形成された基部２０ａ及び柱状部２０ｂにより構成されている。基部２０ａは、柱状部２０ｂを支えるものである。基部２０ａの底面積が比較的大きくなっているため、ピン２０を電極パッドに半田付けするのが容易となる。一方、柱状部２０ｂは、細く形成されているため、外力に応じて撓む。電極パッド上に実装されたピン２０は、制御基板１０に埋め込まれたビア（図示せず）等を介して、制御回路に電気的に接続されている。
【００２９】
光導波路基板１２上には、光偏向基板１４ａ、１４ｂが実装されている。
【００３０】
図４に示すように、ＮｂがドープされたＳＴＯ基板１４上には、例えば、厚さ１５００ｎｍのＰＬＺＴより成る下部クラッド層３４が形成されている。下部クラッド層３４の組成は、例えばＰｂ0.09Ｌａ0.91（Ｚｒ0.65Ｔｉ0.35）Ｏ3となっている。下部クラッド層３４の屈折率は、例えば２．４５となっている。下部クラッド層３４は、例えば、ゾル・ゲル（sol-gel）法により形成することができる。
【００３１】
下部クラッド層３４上には、例えば、厚さ２０００ｎｍのＰＺＴより成るコア層３６が形成されている。コア層３６の組成は、例えばＰｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3となっている。このような組成のコア層３６の屈折率は、例えば２．５６となる。コア層３６は、例えば、ゾル・ゲル法により形成することが可能である。
【００３２】
コア層３６上には、例えば、厚さ１５００ｎｍのＰＬＺＴより成る上部クラッド層３８が形成されている。上部クラッド層３８の組成は、下部クラッド層３４と同様に、例えばＰｂ0.09Ｌａ0.91（Ｚｒ0.65Ｔｉ0.35）Ｏ3となっている。上部クラッド層３８の屈折率は、下部クラッド層３４と同様に、例えば２．４５となっている。上部クラッド層３８は、下部クラッド層３４と同様に、例えば、ゾル・ゲル法により形成することが可能である。
【００３３】
これら下部クラッド層３４、コア層３６、及び上部クラッド層３８により、スラブ光導波路層４０が構成されている。
【００３４】
図４及び図５に示すように、スラブ光導波路層４０上には、例えば、膜厚２００ｎｍのＡｕより成るプリズム電極１８が形成されている。プリズム電極１８は、例えば、スパッタ法により形成することができる。
【００３５】
プリズム電極１８は、光導波路層４０に電界を印加し、電気光学効果により、プリズム電極１８と基板１４との間に挟まれた領域の光の屈折率を制御するものである。
【００３６】
光導波路層４０に用いられているＰＺＴやＰＬＺＴは、電界を加えると、電気光学効果により屈折率が変化する材料である。光導波路層４０の材料として、電気光学効果により屈折率が変化する材料が用いられているため、プリズム電極１８への印加電圧をオン、オフすると、プリズム電極１８と基板１４とにより挟まれた領域の屈折率が変化する。
【００３７】
本明細書中では、プリズム電極１８と基板１４との間に挟まれ、電界を印加することにより屈折率を変化させ得る領域を、プリズム領域という。プリズム領域は、実質的にプリズムとして機能し、光を偏向することができる。
【００３８】
プリズム電極１８上には、ソルダーレジスト４２が形成されている。ソルダーレジスト４２には、プリズム電極１８に達するコンタクトホール４４が形成されている。コンタクトホール４４には、電極パッド４６が形成されている。電極パッド４６は、コンタクトホール４４を介して、プリズム電極１８に電気的に接続されている。
【００３９】
電極パッド４６上には、低融点半田より成る半田バンプ４８が形成されている。
【００４０】
こうして光偏向基板基板１４ａ、１４ｂが構成されている。
【００４１】
光偏向基板１４ａ、１４ｂは、スラブ光導波路層４０及びプリズム電極１８が形成された面が光導波路基板１２と対向するように、光導波路基板１２上に実装されている。
【００４２】
光偏向基板１４ａ、１４ｂに形成されたプリズム電極１８は、半田バンプ４８により、ピン２０に接続されている。
【００４３】
光偏向部基板１４ａ、１４ｂ上には、ステンレスより成る支持板５２ａ、５２ｂが設けられている。光偏向基板１４ａ、１４ｂと支持板との間には、例えば銅板より成る板バネ５４が挟まれている。板バネ５４は、制御基板１０と光導波路基板１２との間に挟まれた板バネ２２ａ、２２ｂと相俟って、光偏向基板１４ａ、１４ｂと光導波路基板１２とを密着するものである。
【００４４】
光偏向基板１４ａ、１４ｂは、板バネ５４及び支持板５２ａ、５２ｂを介して接地される。光偏向基板１４ａ、１４ｂが接地されるため、光偏向基板１４ａ、１４ｂに静電気が蓄積されるのを防止することができ、静電気による素子の破壊が防止される。
【００４５】
また、図１及び図２に示すように、制御基板１０上には、コネクタ部１６ａ、１６ｂが設けられている。
【００４６】
コネクタ部１６ａ、１６ｂには、それぞれ、例えば４本の光ファイバケーブル５６が差し込まれるようになっている。光ファイバケーブル５６の芯線５８は、コネクタ部１６ａ、１６ｂに形成された孔に差し込まれている。
【００４７】
こうして、本実施形態による光スイッチが構成されている。
【００４８】
次に、本実施形態による光スイッチの動作原理について図６を用いて説明する。
【００４９】
図６は、本実施形態による光スイッチの動作原理を示す概念図である。
【００５０】
図６に示すように、プリズム電極１８ｂ1〜１８ｂ4には電圧が印加されており、プリズム電極１８ａ1〜１８ａ4には電圧が印加されていない。
【００５１】
プリズム電極１８ｂ1〜１８ｂ4に電圧が印加されているため、プリズム電極１８ｂ1〜１８ｂ4と基板１４との間に挟まれたプリズム領域において屈折率が変化する。プリズム領域が構成されていない領域におけるスラブ光導波路層４０の屈折率をｎとすると、プリズム電極１８ｂ1〜１８ｂ4と基板１４との間に挟まれたプリズム領域における屈折率は、ｎ−Δｎとなる。
【００５２】
一方、プリズム電極１８ａ1〜１８ａ4には電圧が印加されていないため、プリズム電極１８ａ1〜１８ａ4と基板１４との間にはプリズム領域は構成されず、屈折率は変化しない。プリズム電極１８ａ1〜１８ａ4と基板１４との間の屈折率はｎのままとなる。
【００５３】
光偏向基板１４のスラブ光導波路層４０に導入された光信号は、プリズム領域を通過する毎に偏向され、図６に示すような光路で進行する。
【００５４】
次に、本実施形態による光スイッチの動作について図７を用いて説明する。
【００５５】
図７（ａ）は、光路が切り換えられていない状態を示しており、図７（ｂ）は、光路が切り換えられた状態を示している。
【００５６】
まず、図７（ａ）に示す状態について説明する。
【００５７】
図７（ａ）に示す状態では、光偏向基板１４ａ、１４ｂのいずれのプリズム電極１８にも電圧が印加されていない。このため、光ファイバケーブル５６ａ〜５６ｄから導入される光信号は、光路が切り換えられることなく、対応する光ファイバケーブル５６ｅ〜５６ｈにそれぞれ導入される。
【００５８】
図７（ｂ）に示す状態では、光偏向基板１４ａ、１４ｂのプリズム電極１８に電圧が適宜印加されている。このため、光ファイバケーブル５６ｂから導入される光信号は、光路が切り換えられ、例えば光ファイバケーブル５６ｇに導入される。また、光ファイバケーブル５６ｃから導入される光信号は、光路が切り換えられ、光ファイバケーブル５６ｈに導入される。また、光ファイバケーブル５６ｄから導入される光信号は、光路が切り換えられ、光ファイバケーブル５６ｆに導入される。一方、光ファイバケーブル５６ａから導入される光信号は、光路が切り換えられることなく、光ファイバケーブル５６ｅに導入される。
【００５９】
本実施形態による光スイッチは、プリズム電極１８と制御回路とが、ピン２０を介して電気的に接続されていることに主な特徴がある。
【００６０】
上述したように、ボンディングにより接続された配線によりプリズム電極に電圧を印加する場合には、配線の引き回しが非常に煩雑となる。
【００６１】
また、ビアが埋め込まれた光導波路基板を制御基板上に直接実装し、ビア及び半田バンプを介してプリズム電極に電圧を印加する場合には、上述したように、接合プロセスにおいて、制御基板と光導波路基板との熱膨張係数の相違に起因して接合部に剪断応力が加わり、信頼性の低下を招く虞がある。
【００６２】
これに対し、本実施形態では、ピン２０を介して、制御回路とプリズム電極１８とが電気的に接続されている。ピン２０は、基部２０ａと柱状部２０ｂとから構成されており、柱状部２０ｂが細く形成されているため、柱状部２０ｂは外力に応じて撓む。このため、本実施形態によれば、制御基板１０と光偏向基板１４ａ、１４ｂとの熱膨張係数が大きく相違している場合であっても、ピン２０の柱状部２０ｂが外力に応じて撓むため、接合プロセスにおいて接合部にダメージが加わるのを防止することができる。従って、本実施形態によれば、信頼性の高い光スイッチを提供することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態による光スイッチは、光偏向基板１４ａ、１４ｂのスラブ光導波路層４０が形成された面と、光導波路基板１２のスラブ光導波路層２４が形成された面とが互いに対向するように、光導波路基板１２上に光導波路基板１４ａ、１４ｂが実装されていることにも、主な特徴の一つがある。
【００６４】
本実施形態によれば、光偏向基板１４ａ、１４ｂのスラブ光導波路層４０が形成された面と、光導波路基板１２のスラブ光導波路層２４が形成された面とが互いに対向するように、光導波路基板１２上に光導波路基板１４ａ、１４ｂが実装されているため、光偏向基板１４ａ、１４ｂのスラブ光導波路層４０と光導波路基板１２のスラブ光導波路層２４とを確実に位置合わせすることができる。従って、本実施形態によれば、光偏向基板１４ａ、１４ｂのスラブ光導波路層４０と光導波路基板１２のスラブ光導波路層２４との間で良好な光学的な結合を実現することができ、ひいては光学的特性が良好な光スイッチを提供することができる。
【００６５】
また、本実施形態による光スイッチは、制御基板１０と光導波路基板１２との間、及び光導波路基板１２と光偏向基板１４ａ、１４ｂとの間に、それぞれ板バネ２２ａ、２２ｂ、５４が挟まれていることにも、主な特徴の一つがある。
【００６６】
本実施形態によれば、板バネ２２ａ、２２ｂ、５４により光偏向基板１４ａ、１４ｂと光導波路基板１２とを密着させることができるので、光偏向基板１４ａ、１４ｂのスラブ光導波路層４０と光導波路基板１２のスラブ光導波路層２４とを高精度に位置合わせすることができる。従って、本実施形態によれば、光学的な結合をより良好にすることができる。
【００６７】
また、本実施形態による光スイッチは、板バネ２２ａ、２２ｂ、５４や支持板５２ａ、５２ｂが導電体により構成されており、光偏向基板１４ａ、１４ｂが板バネ５４や支持板５２ａ、５２ｂ等を介して接地されることにも、主な特徴の一つがある。
【００６８】
本実施形態によれば、光偏向基板１４ａ、１４ｂが板バネ５４や支持板５２ａ、５２ｂ等を介して接地されるため、光偏向基板１４ａ、１４ｂに静電気が蓄積されるのを防止することができる。従って、本実施形態によれば、静電気による素子の破壊を防止することができ、信頼性の高い光スイッチを提供することができる。
【００６９】
（変形例）
本実施形態の変形例による光スイッチを図８を用いて説明する。図８は、本変形例による光スイッチを示す概略図である。
【００７０】
本変形例による光スイッチは、光偏向基板１４ａ、１４ｂと制御基板１０との間にスペーサ６２が挟まれていることに、主な特徴がある。
【００７１】
図８に示すように、光偏向基板１４ａ、１４ｂと制御基板１０との間には、スペーサ６２が設けられている。スペーサ６２には、ストライプ状に開口部６４が形成されている。
【００７２】
図１や図２等に示す光スイッチでは、光導波路基板１２に開口部３２内にピン２０を実装していたが、本変形例では、光偏向基板１４ａ、１４ｂと制御基板１０との間にスペーサ６２を挟み、スペーサ６２に形成された開口部６４内にピンを設けている。
【００７３】
このように、光偏向基板１４ａ、１４ｂと制御基板１０との間にスペーサ６２を挟み、スペーサ６２に形成された開口部６４内にピン２０を設けてもよい。
【００７４】
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００７５】
例えば、上記実施形態では、基部２０ａが制御基板１０側になるようにピン２０を実装したが、基部２０ａが光偏向基板１４ａ、１４ｂ側になるようにピン２０を実装してもよい。この場合には、ピン２０の基部２０ａ側を高融点半田を用いてプリズム電極１８に固定し、ピン２０の柱状部２０ｂを低融点半田を用いて制御基板１０の電極パッド（図示せず）に固定すればよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、ピン２０を用いてプリズム電極１８と制御回路とを電気的に接続したが、必ずしもピン２０を用いることに限定されるものではなく、外力に応じて撓む導電体を広く用いることができる。
【００７７】
また、上記実施形態の変形例では、スペーサ６２に形成された開口部６４内にピンを設けたが、必ずしも開口部内にピンを設けなくてもよい。即ち、光偏向基板１４ａ、１４ｂと制御基板１０との間にスペーサを挟み、スペーサにより隔てられた光偏向基板１４ａ、１４ｂと制御基板１０との間にピンを実装すればよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、光ファイバが４本差し込まれる光スイッチを例に説明したが、更に多くの光ファイバを差し込めるようにして、更にチャネル数の多い光スイッチを提供してもよい。但し、チャネル数に応じて、プリズム電極を形成することを要する。
【００７９】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、制御回路とプリズム電極とがピンを介して電気的に接続されているため、制御基板と光偏向基板との熱膨張係数が大きく相違している場合であっても、ピンが撓み、接合プロセスにおいて接合部にダメージが加わるのを防止することができる。従って、本発明によれば、信頼性の高い光スイッチを提供することが可能となる。
【００８０】
また、本発明によれば、光偏向基板のスラブ光導波路層が形成された面と、光導波路基板のスラブ光導波路層が形成された面とが互いに対向するように、光導波路基板上に光導波路基板が実装されているため、光偏向基板のスラブ光導波路層と光導波路基板のスラブ光導波路層とを確実に位置合わせすることができる。従って、本発明によれば、光偏向基板のスラブ光導波路層と光導波路基板のスラブ光導波路層との間で良好な光学的な結合を実現することができ、ひいては光学的特性が良好な光スイッチを提供することができる。
【００８１】
また、本発明によれば、制御基板と光導波路基板との間、及び光導波路基板と光偏向基板との間に、それぞれ板バネが挟まれているため、光偏向基板と光導波路基板とを密着させることができる。従って、本発明によれば、光偏向基板のスラブ光導波路層と光導波路基板のスラブ光導波路層とを高精度に位置合わせすることができ、光学的な結合をより良好にすることができる。
【００８２】
また、本発明によれば、板バネや支持板が導電体により構成されており、光偏向基板が板バネや支持板を介して接地されるため、光偏向基板に静電気が蓄積されるのを防止することができる。従って、本発明によれば、静電気による素子の破壊を防止することができ、信頼性の高い光スイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による光スイッチを示す概略図（その１）である。
【図２】本発明の一実施形態による光スイッチを示す概略図（その２）である。
【図３】光導波路基板を示す断面図である。
【図４】光偏向基板を示す概略図（その１）である。
【図５】光偏向基板を示す概略図（その２）である。
【図６】本発明の一実施形態による光スイッチの動作原理を示す概念図である。
【図７】本発明の一実施形態による光スイッチの動作を示す平面図である。
【図８】本発明の一実施形態の変形例による光スイッチの動作を示す平面図である。
【図９】ボンディングにより接続された配線によりプリズム電極に電圧を印加する場合を示す概略図である。
【符号の説明】
１０…制御基板
１２…光導波路基板、石英基板
１３…固定金具
１４…基板、ＳＴＯ基板
１４ａ、１４ｂ…光偏向基板
１６ａ、１６ｂ…コネクタ部
１８、１８ａ1〜１８ａ4、１８ｂ1〜１８ｂ4…プリズム電極
２０…ピン
２０ａ…基部
２０ｂ…柱状部
２２ａ、２２ｂ…板バネ
２４…スラブ光導波路層
２６…コア層
２８…上部クラッド層
３０…チャネル導波路
３１…レンズ
３２…開口部
３４…下部クラッド層
３６…コア層
３８…上部クラッド層
４０…スラブ光導波路層
４２…ソルダーレジスト
４４…コンタクトホール
４６…電極パッド
４８…半田バンプ
５２ａ、５２ｂ…支持板
５４…板バネ
５６、５６ａ〜５６ｈ…光ファイバケーブル
５８…芯線
６２…スペーサ
６４…開口部
１０２…配線
１０６…半田バンプ
１１２…光導波路基板
１１８…プリズム電極
１４０…スラブ光導波路層
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学装置に係り、特に、光路の切り換えや光の偏向を行い得る光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光スイッチは、光通信ネットワークの中で、光の経路を切り換える中継点として機能するものであり、光通信ネットワークを構築する上で不可欠な構成要素である。
【０００３】
近時、電気光学効果（Electro-Optic Effect、ＥＯ効果）により光の経路を切り換える光スイッチが提案されている。
【０００４】
提案されている光スイッチは、光導波路層に電界を印加し、電気光学効果により屈折率を制御することで、光の経路を切り換えるものであり、高速スイッチングが可能である。また、大電流を流すことを要しないため、熱光学スイッチと比較して、格段に消費電力を低減することができる。また、機械的に可動する部分が存在しないため、高い信頼性を得ることができる。
【０００５】
提案されている光スイッチの偏向部には、多数のプリズム電極が形成されている。提案されている光スイッチでは、各々のプリズム電極に対して適宜電圧を印加することにより、光信号を所望の方向に偏向し、光信号を任意のチャンネルに導くことができる。
【０００６】
各々のプリズム電極に対して電圧を印加する方法として、例えば、ボンディングによりプリズム電極に対して配線を接続することが考えられる。図９は、ボンディングにより接続された配線によりプリズム電極に電圧を印加する場合を示す概略図である。
【０００７】
図９に示すように、光導波路基板１１２上には、スラブ光導波路層１４０が形成されている。スラブ光導波路層１４０上には、多数のプリズム電極１１８が形成されている。各々のプリズム電極１１８には、ボンディングにより、配線１０２が接続されている。図９に示す光スイッチでは、各々の配線１０２を介して、各々のプリズム電極１１８に電圧が印加される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ボンディングにより接続された配線１０２によりプリズム電極１１８に電圧を印加する場合には、配線１０２の引き回しが非常に煩雑であった。
【０００９】
ここで、ビアが埋め込まれた光導波路基板を制御基板に実装し、半田バンプ及びビアを介して、制御基板からプリズム電極に電圧を印加することも考えられる。しかし、この場合には、接合プロセスにおいて、光導波路基板と制御基板の熱膨張係数の相違に起因して、半田バンプに大きな剪断応力が加わる虞がある。即ち、光導波路基板の材料として例えばセラミックスを用い、制御基板の材料として例えば樹脂を用いた場合には、光導波路基板と制御基板との熱膨張係数が大きく相違することとなる。このため、接合プロセスにおいて、光導波路基板と制御基板との熱膨張係数の差異に起因して、半田バンプに大きな剪断応力が加わり、ひいては信頼性の低下を招くこととなる。
【００１０】
本発明の目的は、信頼性の低下を招くことなく、各々のプリズム電極に電圧を印加し得る光学装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、制御回路が形成された第１の基板と、前記第１の基板の上方に設けられ、電気光学効果により屈折率が変化する光導波路層と、前記光導波路層に電圧を印加するプリズム電極とが形成された第２の基板と、少なくとも前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられた第３の基板とを有し、前記制御回路と前記プリズム電極とが、柱状の導電体を介して電気的に接続され、前記柱状の導電体は、前記第３の基板に形成された開口部内に外力に応じて撓むように設けられていることを特徴とする光学装置により達成される。
また、上記目的は、制御回路が形成された第１の基板と、前記第１の基板の上方に設けられ、電気光学効果により屈折率が変化する光導波路層と、前記光導波路層に電圧を印加するプリズム電極とが形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟まれたスペーサとを有し、前記制御回路と前記プリズム電極とが、柱状の導電体を介して電気的に接続され、前記柱状の導電体は、前記スペーサに形成された開口部内に外力に応じて撓むように設けられていることを特徴とする光学装置により達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態による光スイッチを図１乃至図７を用いて説明する。図１は、本実施形態による光スイッチを示す概略図（その１）である。図１（ａ）は断面図であり、図１（ｂ）は平面図である。図１（ａ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ′線断面図である。図２は、本実施形態による光スイッチを示す概略図（その２）である。図２（ａ）は断面図であり、図２（ｂ）は平面図である。図２（ａ）は、図２（ｂ）のＢ−Ｂ′線断面図である。図３は、光導波路基板を示す断面図である。図４は、光偏向基板を示す概略図（その１）である。図４（ａ）は断面図であり、図４（ｂ）は平面図である。図４（ａ）は、図４（ｂ）のＣ−Ｃ′線断面図である。図５は、光偏向基板を示す概略図（その２）である。図５（ａ）は断面図であり、図５（ｂ）は平面図である。図６は、本実施形態による光スイッチの動作原理を示す概念図である。図７は、本実施形態による光スイッチの動作を示す平面図である。
【００１３】
なお、本実施形態では、本発明を光スイッチに適用する場合を例に説明するが、本発明は、光スイッチのみならず、あらゆる光学装置に適用することが可能である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態による光スイッチは、制御回路（図示せず）が形成された制御基板１０と、制御基板１０上に実装された光導波路基板１２と、光導波路基板１２上に実装された光偏向基板１４ａ、１４ｂと、制御基板１０上に設けられたコネクタ１６ａ、１６ｂとを有している。
【００１５】
セラミックより成る制御基板１０の下面側には、上述したように制御回路が形成されている。制御回路は、光偏向基板１４ａ、１４ｂに形成されたプリズム電極１８に適宜電圧を印加することにより、光信号の進行方向を制御するものである。
【００１６】
制御基板１０と光導波路基板１２との間には、銅板より成る板バネ２２ａ、２２ｂが挟まれている。板バネ２２ａ、２２ｂは、光導波路基板１２と光偏向基板１４ａ、１４ｂとを密着させるためのものである。
【００１７】
光導波路基板１２は、固定金具１３により、制御基板１０に固定されている。
【００１８】
光導波路基板１２の上面には、スラブ光導波路層２４が形成されている。スラブ光導波路層２４は、光導波路基板１２の上面の中央部に形成されている。
【００１９】
図３は、光導波路基板を示す断面図である。
【００２０】
図３に示すように、下部クラッド層を兼ねる石英基板１２上には、Ｇｅ拡散領域より成るコア層２６が形成されている。コア層２６の屈折率と石英基板１２の屈折率とは互いに異なっている。
【００２１】
コア層２６上には、ＳｉＯ２より成る上部クラッド層２８が形成されている。上部クラッド層２８は、例えば、プラズマＣＶＤ法により形成することが可能である。上部クラッド層２８の屈折率は、下部クラッド層を兼ねる石英基板１２の屈折率とほぼ等しくなっている。
【００２２】
下部クラッド層を兼ねる石英基板１２、コア層２６、及び上部クラッド層２８により、スラブ光導波路層２４が構成されている。
【００２３】
図１及び図２に示すように、光導波路基板１２上には、高分子ポリマより成るチャネル導波路３０が形成されている。チャネル導波路層３０の端部は、横方向のコリメートができるような形状にパターニングされている。
【００２４】
チャネル導波路３０の端部には、レンズ３１が設けられている。レンズ３１は、チャネル導波路３０と、後述する光偏向基板１４ａのスラブ光導波路層４０とを光学的に結合するためのものである。
【００２５】
光導波路基板１２には、開口部３２がストライプ状に形成されている。開口部３２は、ピン２０を実装する領域を確保するためのものである。開口部３０は、例えば、サンドブラスト法により形成することができる。
【００２６】
開口部３２内における制御基板１０の上面には、電極パッド（図示せず）が形成されている。
【００２７】
電極パッド上には、Ｃｕより成るピン２０が実装されている。ピン２０は、制御回路とプリズム電極１８とを電気的に接続するためのものである。ピン２０は、例えば高融点半田を用いて、電極パッドに固定されている。
【００２８】
ピン２０は、図２に示すように、一体に形成された基部２０ａ及び柱状部２０ｂにより構成されている。基部２０ａは、柱状部２０ｂを支えるものである。基部２０ａの底面積が比較的大きくなっているため、ピン２０を電極パッドに半田付けするのが容易となる。一方、柱状部２０ｂは、細く形成されているため、外力に応じて撓む。電極パッド上に実装されたピン２０は、制御基板１０に埋め込まれたビア（図示せず）等を介して、制御回路に電気的に接続されている。
【００２９】
光導波路基板１２上には、光偏向基板１４ａ、１４ｂが実装されている。
【００３０】
図４に示すように、ＮｂがドープされたＳＴＯ基板１４上には、例えば、厚さ１５００ｎｍのＰＬＺＴより成る下部クラッド層３４が形成されている。下部クラッド層３４の組成は、例えばＰｂ0.09Ｌａ0.91（Ｚｒ0.65Ｔｉ0.35）Ｏ3となっている。下部クラッド層３４の屈折率は、例えば２．４５となっている。下部クラッド層３４は、例えば、ゾル・ゲル（sol-gel）法により形成することができる。
【００３１】
下部クラッド層３４上には、例えば、厚さ２０００ｎｍのＰＺＴより成るコア層３６が形成されている。コア層３６の組成は、例えばＰｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3となっている。このような組成のコア層３６の屈折率は、例えば２．５６となる。コア層３６は、例えば、ゾル・ゲル法により形成することが可能である。
【００３２】
コア層３６上には、例えば、厚さ１５００ｎｍのＰＬＺＴより成る上部クラッド層３８が形成されている。上部クラッド層３８の組成は、下部クラッド層３４と同様に、例えばＰｂ0.09Ｌａ0.91（Ｚｒ0.65Ｔｉ0.35）Ｏ3となっている。上部クラッド層３８の屈折率は、下部クラッド層３４と同様に、例えば２．４５となっている。上部クラッド層３８は、下部クラッド層３４と同様に、例えば、ゾル・ゲル法により形成することが可能である。
【００３３】
これら下部クラッド層３４、コア層３６、及び上部クラッド層３８により、スラブ光導波路層４０が構成されている。
【００３４】
図４及び図５に示すように、スラブ光導波路層４０上には、例えば、膜厚２００ｎｍのＡｕより成るプリズム電極１８が形成されている。プリズム電極１８は、例えば、スパッタ法により形成することができる。
【００３５】
プリズム電極１８は、光導波路層４０に電界を印加し、電気光学効果により、プリズム電極１８と基板１４との間に挟まれた領域の光の屈折率を制御するものである。
【００３６】
光導波路層４０に用いられているＰＺＴやＰＬＺＴは、電界を加えると、電気光学効果により屈折率が変化する材料である。光導波路層４０の材料として、電気光学効果により屈折率が変化する材料が用いられているため、プリズム電極１８への印加電圧をオン、オフすると、プリズム電極１８と基板１４とにより挟まれた領域の屈折率が変化する。
【００３７】
本明細書中では、プリズム電極１８と基板１４との間に挟まれ、電界を印加することにより屈折率を変化させ得る領域を、プリズム領域という。プリズム領域は、実質的にプリズムとして機能し、光を偏向することができる。
【００３８】
プリズム電極１８上には、ソルダーレジスト４２が形成されている。ソルダーレジスト４２には、プリズム電極１８に達するコンタクトホール４４が形成されている。コンタクトホール４４には、電極パッド４６が形成されている。電極パッド４６は、コンタクトホール４４を介して、プリズム電極１８に電気的に接続されている。
【００３９】
電極パッド４６上には、低融点半田より成る半田バンプ４８が形成されている。
【００４０】
こうして光偏向基板基板１４ａ、１４ｂが構成されている。
【００４１】
光偏向基板１４ａ、１４ｂは、スラブ光導波路層４０及びプリズム電極１８が形成された面が光導波路基板１２と対向するように、光導波路基板１２上に実装されている。
【００４２】
光偏向基板１４ａ、１４ｂに形成されたプリズム電極１８は、半田バンプ４８により、ピン２０に接続されている。
【００４３】
光偏向部基板１４ａ、１４ｂ上には、ステンレスより成る支持板５２ａ、５２ｂが設けられている。光偏向基板１４ａ、１４ｂと支持板との間には、例えば銅板より成る板バネ５４が挟まれている。板バネ５４は、制御基板１０と光導波路基板１２との間に挟まれた板バネ２２ａ、２２ｂと相俟って、光偏向基板１４ａ、１４ｂと光導波路基板１２とを密着するものである。
【００４４】
光偏向基板１４ａ、１４ｂは、板バネ５４及び支持板５２ａ、５２ｂを介して接地される。光偏向基板１４ａ、１４ｂが接地されるため、光偏向基板１４ａ、１４ｂに静電気が蓄積されるのを防止することができ、静電気による素子の破壊が防止される。
【００４５】
また、図１及び図２に示すように、制御基板１０上には、コネクタ部１６ａ、１６ｂが設けられている。
【００４６】
コネクタ部１６ａ、１６ｂには、それぞれ、例えば４本の光ファイバケーブル５６が差し込まれるようになっている。光ファイバケーブル５６の芯線５８は、コネクタ部１６ａ、１６ｂに形成された孔に差し込まれている。
【００４７】
こうして、本実施形態による光スイッチが構成されている。
【００４８】
次に、本実施形態による光スイッチの動作原理について図６を用いて説明する。
【００４９】
図６は、本実施形態による光スイッチの動作原理を示す概念図である。
【００５０】
図６に示すように、プリズム電極１８ｂ1〜１８ｂ4には電圧が印加されており、プリズム電極１８ａ1〜１８ａ4には電圧が印加されていない。
【００５１】
プリズム電極１８ｂ1〜１８ｂ4に電圧が印加されているため、プリズム電極１８ｂ1〜１８ｂ4と基板１４との間に挟まれたプリズム領域において屈折率が変化する。プリズム領域が構成されていない領域におけるスラブ光導波路層４０の屈折率をｎとすると、プリズム電極１８ｂ1〜１８ｂ4と基板１４との間に挟まれたプリズム領域における屈折率は、ｎ−Δｎとなる。
【００５２】
一方、プリズム電極１８ａ1〜１８ａ4には電圧が印加されていないため、プリズム電極１８ａ1〜１８ａ4と基板１４との間にはプリズム領域は構成されず、屈折率は変化しない。プリズム電極１８ａ1〜１８ａ4と基板１４との間の屈折率はｎのままとなる。
【００５３】
光偏向基板１４のスラブ光導波路層４０に導入された光信号は、プリズム領域を通過する毎に偏向され、図６に示すような光路で進行する。
【００５４】
次に、本実施形態による光スイッチの動作について図７を用いて説明する。
【００５５】
図７（ａ）は、光路が切り換えられていない状態を示しており、図７（ｂ）は、光路が切り換えられた状態を示している。
【００５６】
まず、図７（ａ）に示す状態について説明する。
【００５７】
図７（ａ）に示す状態では、光偏向基板１４ａ、１４ｂのいずれのプリズム電極１８にも電圧が印加されていない。このため、光ファイバケーブル５６ａ〜５６ｄから導入される光信号は、光路が切り換えられることなく、対応する光ファイバケーブル５６ｅ〜５６ｈにそれぞれ導入される。
【００５８】
図７（ｂ）に示す状態では、光偏向基板１４ａ、１４ｂのプリズム電極１８に電圧が適宜印加されている。このため、光ファイバケーブル５６ｂから導入される光信号は、光路が切り換えられ、例えば光ファイバケーブル５６ｇに導入される。また、光ファイバケーブル５６ｃから導入される光信号は、光路が切り換えられ、光ファイバケーブル５６ｈに導入される。また、光ファイバケーブル５６ｄから導入される光信号は、光路が切り換えられ、光ファイバケーブル５６ｆに導入される。一方、光ファイバケーブル５６ａから導入される光信号は、光路が切り換えられることなく、光ファイバケーブル５６ｅに導入される。
【００５９】
本実施形態による光スイッチは、プリズム電極１８と制御回路とが、ピン２０を介して電気的に接続されていることに主な特徴がある。
【００６０】
上述したように、ボンディングにより接続された配線によりプリズム電極に電圧を印加する場合には、配線の引き回しが非常に煩雑となる。
【００６１】
また、ビアが埋め込まれた光導波路基板を制御基板上に直接実装し、ビア及び半田バンプを介してプリズム電極に電圧を印加する場合には、上述したように、接合プロセスにおいて、制御基板と光導波路基板との熱膨張係数の相違に起因して接合部に剪断応力が加わり、信頼性の低下を招く虞がある。
【００６２】
これに対し、本実施形態では、ピン２０を介して、制御回路とプリズム電極１８とが電気的に接続されている。ピン２０は、基部２０ａと柱状部２０ｂとから構成されており、柱状部２０ｂが細く形成されているため、柱状部２０ｂは外力に応じて撓む。このため、本実施形態によれば、制御基板１０と光偏向基板１４ａ、１４ｂとの熱膨張係数が大きく相違している場合であっても、ピン２０の柱状部２０ｂが外力に応じて撓むため、接合プロセスにおいて接合部にダメージが加わるのを防止することができる。従って、本実施形態によれば、信頼性の高い光スイッチを提供することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態による光スイッチは、光偏向基板１４ａ、１４ｂのスラブ光導波路層４０が形成された面と、光導波路基板１２のスラブ光導波路層２４が形成された面とが互いに対向するように、光導波路基板１２上に光導波路基板１４ａ、１４ｂが実装されていることにも、主な特徴の一つがある。
【００６４】
本実施形態によれば、光偏向基板１４ａ、１４ｂのスラブ光導波路層４０が形成された面と、光導波路基板１２のスラブ光導波路層２４が形成された面とが互いに対向するように、光導波路基板１２上に光導波路基板１４ａ、１４ｂが実装されているため、光偏向基板１４ａ、１４ｂのスラブ光導波路層４０と光導波路基板１２のスラブ光導波路層２４とを確実に位置合わせすることができる。従って、本実施形態によれば、光偏向基板１４ａ、１４ｂのスラブ光導波路層４０と光導波路基板１２のスラブ光導波路層２４との間で良好な光学的な結合を実現することができ、ひいては光学的特性が良好な光スイッチを提供することができる。
【００６５】
また、本実施形態による光スイッチは、制御基板１０と光導波路基板１２との間、及び光導波路基板１２と光偏向基板１４ａ、１４ｂとの間に、それぞれ板バネ２２ａ、２２ｂ、５４が挟まれていることにも、主な特徴の一つがある。
【００６６】
本実施形態によれば、板バネ２２ａ、２２ｂ、５４により光偏向基板１４ａ、１４ｂと光導波路基板１２とを密着させることができるので、光偏向基板１４ａ、１４ｂのスラブ光導波路層４０と光導波路基板１２のスラブ光導波路層２４とを高精度に位置合わせすることができる。従って、本実施形態によれば、光学的な結合をより良好にすることができる。
【００６７】
また、本実施形態による光スイッチは、板バネ２２ａ、２２ｂ、５４や支持板５２ａ、５２ｂが導電体により構成されており、光偏向基板１４ａ、１４ｂが板バネ５４や支持板５２ａ、５２ｂ等を介して接地されることにも、主な特徴の一つがある。
【００６８】
本実施形態によれば、光偏向基板１４ａ、１４ｂが板バネ５４や支持板５２ａ、５２ｂ等を介して接地されるため、光偏向基板１４ａ、１４ｂに静電気が蓄積されるのを防止することができる。従って、本実施形態によれば、静電気による素子の破壊を防止することができ、信頼性の高い光スイッチを提供することができる。
【００６９】
（変形例）
本実施形態の変形例による光スイッチを図８を用いて説明する。図８は、本変形例による光スイッチを示す概略図である。
【００７０】
本変形例による光スイッチは、光偏向基板１４ａ、１４ｂと制御基板１０との間にスペーサ６２が挟まれていることに、主な特徴がある。
【００７１】
図８に示すように、光偏向基板１４ａ、１４ｂと制御基板１０との間には、スペーサ６２が設けられている。スペーサ６２には、ストライプ状に開口部６４が形成されている。
【００７２】
図１や図２等に示す光スイッチでは、光導波路基板１２に開口部３２内にピン２０を実装していたが、本変形例では、光偏向基板１４ａ、１４ｂと制御基板１０との間にスペーサ６２を挟み、スペーサ６２に形成された開口部６４内にピンを設けている。
【００７３】
このように、光偏向基板１４ａ、１４ｂと制御基板１０との間にスペーサ６２を挟み、スペーサ６２に形成された開口部６４内にピン２０を設けてもよい。
【００７４】
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００７５】
例えば、上記実施形態では、基部２０ａが制御基板１０側になるようにピン２０を実装したが、基部２０ａが光偏向基板１４ａ、１４ｂ側になるようにピン２０を実装してもよい。この場合には、ピン２０の基部２０ａ側を高融点半田を用いてプリズム電極１８に固定し、ピン２０の柱状部２０ｂを低融点半田を用いて制御基板１０の電極パッド（図示せず）に固定すればよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、ピン２０を用いてプリズム電極１８と制御回路とを電気的に接続したが、必ずしもピン２０を用いることに限定されるものではなく、外力に応じて撓む導電体を広く用いることができる。
【００７７】
また、上記実施形態の変形例では、スペーサ６２に形成された開口部６４内にピンを設けたが、必ずしも開口部内にピンを設けなくてもよい。即ち、光偏向基板１４ａ、１４ｂと制御基板１０との間にスペーサを挟み、スペーサにより隔てられた光偏向基板１４ａ、１４ｂと制御基板１０との間にピンを実装すればよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、光ファイバが４本差し込まれる光スイッチを例に説明したが、更に多くの光ファイバを差し込めるようにして、更にチャネル数の多い光スイッチを提供してもよい。但し、チャネル数に応じて、プリズム電極を形成することを要する。
【００７９】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、制御回路とプリズム電極とがピンを介して電気的に接続されているため、制御基板と光偏向基板との熱膨張係数が大きく相違している場合であっても、ピンが撓み、接合プロセスにおいて接合部にダメージが加わるのを防止することができる。従って、本発明によれば、信頼性の高い光スイッチを提供することが可能となる。
【００８０】
また、本発明によれば、光偏向基板のスラブ光導波路層が形成された面と、光導波路基板のスラブ光導波路層が形成された面とが互いに対向するように、光導波路基板上に光導波路基板が実装されているため、光偏向基板のスラブ光導波路層と光導波路基板のスラブ光導波路層とを確実に位置合わせすることができる。従って、本発明によれば、光偏向基板のスラブ光導波路層と光導波路基板のスラブ光導波路層との間で良好な光学的な結合を実現することができ、ひいては光学的特性が良好な光スイッチを提供することができる。
【００８１】
また、本発明によれば、制御基板と光導波路基板との間、及び光導波路基板と光偏向基板との間に、それぞれ板バネが挟まれているため、光偏向基板と光導波路基板とを密着させることができる。従って、本発明によれば、光偏向基板のスラブ光導波路層と光導波路基板のスラブ光導波路層とを高精度に位置合わせすることができ、光学的な結合をより良好にすることができる。
【００８２】
また、本発明によれば、板バネや支持板が導電体により構成されており、光偏向基板が板バネや支持板を介して接地されるため、光偏向基板に静電気が蓄積されるのを防止することができる。従って、本発明によれば、静電気による素子の破壊を防止することができ、信頼性の高い光スイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による光スイッチを示す概略図（その１）である。
【図２】本発明の一実施形態による光スイッチを示す概略図（その２）である。
【図３】光導波路基板を示す断面図である。
【図４】光偏向基板を示す概略図（その１）である。
【図５】光偏向基板を示す概略図（その２）である。
【図６】本発明の一実施形態による光スイッチの動作原理を示す概念図である。
【図７】本発明の一実施形態による光スイッチの動作を示す平面図である。
【図８】本発明の一実施形態の変形例による光スイッチの動作を示す平面図である。
【図９】ボンディングにより接続された配線によりプリズム電極に電圧を印加する場合を示す概略図である。
【符号の説明】
１０…制御基板
１２…光導波路基板、石英基板
１３…固定金具
１４…基板、ＳＴＯ基板
１４ａ、１４ｂ…光偏向基板
１６ａ、１６ｂ…コネクタ部
１８、１８ａ1〜１８ａ4、１８ｂ1〜１８ｂ4…プリズム電極
２０…ピン
２０ａ…基部
２０ｂ…柱状部
２２ａ、２２ｂ…板バネ
２４…スラブ光導波路層
２６…コア層
２８…上部クラッド層
３０…チャネル導波路
３１…レンズ
３２…開口部
３４…下部クラッド層
３６…コア層
３８…上部クラッド層
４０…スラブ光導波路層
４２…ソルダーレジスト
４４…コンタクトホール
４６…電極パッド
４８…半田バンプ
５２ａ、５２ｂ…支持板
５４…板バネ
５６、５６ａ〜５６ｈ…光ファイバケーブル
５８…芯線
６２…スペーサ
６４…開口部
１０２…配線
１０６…半田バンプ
１１２…光導波路基板
１１８…プリズム電極
１４０…スラブ光導波路層
Claims (10)
- 制御回路が形成された第１の基板と、
前記第１の基板の上方に設けられ、電気光学効果により屈折率が変化する光導波路層と、前記光導波路層に電圧を印加するプリズム電極とが形成された第２の基板と、
少なくとも前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられた第３の基板とを有し、
前記制御回路と前記プリズム電極とが、柱状の導電体を介して電気的に接続され、
前記柱状の導電体は、前記第３の基板に形成された開口部内に外力に応じて撓むように設けられている
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項１記載の光学装置において、
前記光導波路層は、前記第２の基板の前記第３の基板と対向する面側に形成されており、
前記プリズム電極は、前記光導波路層の前記第３の基板と対向する面側に形成されており、
前記第３の基板には、前記光導波路層と光学的に結合する他の光導波路層が形成されている
ことを特徴とする光学装置。 - 制御回路が形成された第１の基板と、
前記第１の基板の上方に設けられ、電気光学効果により屈折率が変化する光導波路層と、前記光導波路層に電圧を印加するプリズム電極とが形成された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟まれたスペーサとを有し、
前記制御回路と前記プリズム電極とが、柱状の導電体を介して電気的に接続され、
前記柱状の導電体は、前記スペーサに形成された開口部内に外力に応じて撓むように設けられている
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項３記載の光学装置において、
前記第１の基板上に設けられた第３の基板とを更に有し、
前記光導波路層は、前記第２の基板の前記スペーサと対向する面側に形成されており、
前記プリズム電極は、前記光導波路層の前記スペーサと対向する面側に形成されており、
前記第３の基板には、前記光導波路層と光学的に結合する他の光導波路層が形成されている
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学装置において、
前記柱状の導電体と一体に形成され、前記柱状の導電体を支える基部を更に有する
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学装置において、
前記柱状の導電体が、半田バンプにより接合されている
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項１、２又は４記載の光学装置において、
前記第２の基板と前記第３の基板とを密着するバネを更に有する
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項７記載の光学装置において、
前記バネは、板バネである
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項７又は８記載の光学装置において、
前記バネは、導電体より成る
ことを特徴とする光学装置。 - 請求項７乃至９のいずれか１項に記載の光学装置において、
前記第２の基板が、前記バネを介して接地される
ことを特徴とする光学装置。
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