JP3973458B2 - 光スイッチ - 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とその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、光スイッチとして、特願2000−371351に記載されたものがある。図18を参照して、この光スイッチ100について説明する。光スイッチ100は、ポリマーシート101を押え板102a,102bで挟みこんだ構造をしている。ポリマーシート101の内部にはポリマーシートの他の部分より屈折率の高い材質で形成された光導波路3が格子状に延びている。光導波路3同士の交差点を横断するようにポリマーシート101の表面に切れ目4a〜4dが設けられている。これらの切れ目4a〜4dを露出させるように押え板102a,102bにそれぞれ開口部5a〜5dが設けられている。これらの開口部5a〜5dが光路の切り替えを行なうための「ポート」を構成する。
【0003】
光信号は、図18に矢印で示すように図中左下からポリマーシート101の光導波路3に入射する。各ポート近傍の断面図を図19、図20に示す。各ポートでは、駆動手段としての押圧部材26によってポリマーシート101を下から押し上げるか否かによって、光路の選択を行なうことができる。図19に示すように、ポリマーシート101を押し上げない状態では、ポリマーシート101の切れ目4は密着しているため、光導波路3は連続しており、光信号はそのまま通過する。しかし、図20に示すように押圧部材26でポリマーシート101を押し上げた場合、切れ目4が開くことによって光導波路3は分断され、光信号は光導波路3と空気との境界面で反射する。この切れ目4は、光導波路3同士の交差点にあるので、この場合、光信号は、反射によって進路を変える。
【0004】
図18の例では、開口部5a,5cに対応する各ポートにおいてのみ押し上げられ、切れ目4a,4cが開いている。したがって、これらのポートでは光信号の反射が起こり、他のポートでは光信号は反射せずそのまま直進している。このようにして、複数の入口のいずれかから入射した光信号を光スイッチの複数ある出口のうちのどこから出射させるかを、その都度駆動手段の操作により選択することができる。
【0005】
なお、図18では4つのポートのみが表示されているが、図18は、光スイッチ100の一部分を取出して拡大した図であり、実際にはより多くのポートが配置され、より多くの本数の光導波路3が配置されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような構造の光スイッチにおいて、押圧部材26による押圧力は切れ目4の切断面に垂直に、すなわち切断面を互いに引き離す方向にのみ作用すべきであるが、開口部5が円形であるため、押圧による引張力が切れ目4の切断面に平行な方向にも働き、間隙にできる空気層の厚みがうまく制御できないという問題があった。
【0007】
特に、たとえば32×32といった大規模な光スイッチでは、光導波路の交差点のうち押圧すべきものを複数の押圧部材で正確に位置決めして押圧することが非常に難しいという問題があった。
【0008】
また、押圧部材の導波路に接する表面は滑らかに加工する必要があり、押圧部材の形状によってはこの加工に膨大な労力を要したり高度な技術を要したりするという問題があった。
【0009】
さらに、押圧によりポリマーシート内に生じる不所望な変形が光導波路を通る光信号の損失を増加させるという問題点があった。
【0010】
さらに、押圧せず光導波路がつながった状態においても光信号が透過する際に1/1000程度の反射光が発生してしまうという問題があった。
【0011】
さらに、切れ目の切断面の表面が平滑でないために、切れ目を通過する光信号の損失が大きくなるという問題があった。
【0012】
そこで、本発明は、これらの問題を解決して光損失を低減することを目的とする。
【0013】
【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、内部に線状に延びる光導波路を有するポリマーシートと、上記ポリマーシートの少なくとも一方の表面に接する押え板と、駆動手段とを備え、上記ポリマーシートは、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、上記押え板は、上記切れ目に対応する位置に開口部を有し、上記開口部は、上記押え板の少なくとも上記ポリマーシートに接する側の面において上記切れ目の延びる方向に平行に長手形状をしており、上記駆動手段は、上記開口部を通じて上記ポリマーシートを押圧するか否かによって上記切れ目の開閉の状態を切り替え、光の進路を選択するためのものである。この構成を採用することにより、小さな押圧力で小さな変位量でも所望のスイッチングができる。
【0014】
上記発明において好ましくは、上記駆動手段は、上記ポリマーシートに接触可能なように上記開口部内に配置された直接押圧部材を備え、上記直接押圧部材は、上記開口部の形状によって上記押え板の平面方向の位置を拘束されている。この構成を採用することにより、切れ目のある位置を正確に押してポリマーシートを変形させることができる。
【0015】
上記発明において好ましくは、上記開口部は、上記押え板の厚さ方向に見て形状が変化しており、上記ポリマーシートに接する側の面以外の部分において上記直接押圧部材が上記開口部の上記長手形状の中で上記切れ目に対応する位置に留まるように拘束するための形状を有する。この構成を採用することにより、直接押圧部材はポリマーシートの切れ目のある位置を正確に押すことができる。
【0016】
上記発明において好ましくは、上記開口部は、上記押え板の厚さ方向に見て形状が変化しており、上記ポリマーシートに接する側の面から遠ざかるにつれて広くなるテーパ形状の部分を含む。この構成を採用することにより、テーパ形状の部分によって直接押圧部材の移動できる範囲が規定されるので、直接押圧部材が確実に一定量だけポリマーシートを押す構造を実現することができる。
【0017】
上記発明において好ましくは、上記押え板の上記ポリマーシートと接する側と反対側に、上記直接押圧部材に対応する位置に貫通孔を有する補強板を備え、上記貫通孔の内部を通るように配置された間接押圧部材と、上記間接押圧部材を介して上記直接押圧部材を押圧する駆動源とを備える。この構成を採用することにより、駆動源の動きが押え板などに必要以上に伝わることを防止し、必要な変位のみを間接押圧部材および直接押圧部材を通じてポリマーシートの所望の箇所に伝えることができる。
【0018】
上記発明において好ましくは、上記光導波路は上記ポリマーシートの厚さ方向の中心から外れた深さに配置されている。この構成を採用することにより、押圧部材の変位量当たりの切れ目の開く距離が大きくなるので、小さな変位量で切れ目に十分な厚みの空気層を生じさせることができる。
【0019】
上記発明において好ましくは、上記切れ目の最深部と上記光導波路とは、上記光導波路のモードフィールド半径よりも離れている。この構成を採用することにより、より確実に光を全反射させることができる。
【0020】
上記発明において好ましくは、上記直接押圧部材が球状の部材である。この構成を採用することにより、直接押圧部材の傾きを制御する必要がなく、容易に一定の押圧を得ることができる。
【0021】
上記発明において好ましくは、上記直接押圧部材の上記ポリマーシートに接する側の先端が、上記切れ目の延びる方向に平行に長手形状となっている。この構成を採用することにより、切れ目に先端を沿わせるように押し当てれば、ポリマーシートを効率良く変形させることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、各実施の形態において「上」または「下」に言及する場合は、絶対的な上下を意味するものではなく、便宜上、図に示された姿勢における上や下を意味するものとする。
【0027】
(実施の形態1)
(構成)
図1〜図3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。ただし、図1〜図3は、1つのポートのみを取り出し、拡大して示したものであり、実際の光スイッチは、このようなポートが平面内に多数配列されたものである。
【0028】
本実施の形態における光スイッチは、図1に示すように、ポリマーシート1を押え板2a,2bで挟みこんだ構造をしている。ポリマーシート1の内部には、光導波路3が縦横に延びるように構成されており、その交差点を横切るようにポリマーシート1の一方の表面から切れ目4が設けられている。光信号は、図1における左下側から入射光6として入射し、そのまま切れ目4を透過する場合は、透過光7として出射し、切れ目4で反射した場合は反射光8として透過光7とは異なる側から出射する。2枚の押え板のうち、切れ目4が見える側の押え板2aの開口部5は、ポリマーシート1に接していない側から見ると円形であるが、ポリマーシート1に接する側から見ると楕円形である。この楕円形は、図1に示されるように、切れ目4の延びる方向とほぼ平行に長径を有する楕円形となっている。本実施の形態におけるこの例は、開口部5の上側の円形部分の直径が300μmであり、下側の楕円形の長径が900μm、短径が300μmである。図1では、光スイッチの駆動のための部分が図示省略されている。図2に、駆動のための部分を合わせて断面図として表示する。図2は、開口部5の長径に沿って切断した断面図である。切れ目4は、ちょうどこの切断面上に載っているので、図2の中には表れていない。図3は、開口部5の短径に沿って切断した断面図である。押え板2a,2bの開口部5の円形部分には、光スイッチの駆動時に直接押し当てられる直接押圧部材としてボール9a,9bが嵌め込まれている。ボール9a,9bは、300μmよりわずかに小さな直径を有する。ボール9a,9bとしては、たとえば、ボールベアリングに用いられている金属製のボールが使用可能である。さらにこれらのボール9a,9bをポリマーシート1に向けて押圧可能なように間接押圧部材10a,10bが配置されている。本明細書で「光スイッチ」といった場合、ポリマーシートと押え板とからなる積層体のみならずこういった直接押圧部材、間接押圧部材を含めた全体を指す。
【0029】
(動作)
次に、この光スイッチの動作について説明する。入射光6として入った光信号を透過光7として出力したい場合、間接押圧部材10aがピエゾアクチュエータ(図示省略)などによって押されて、ボール9aをポリマーシート1に向けて押圧する。すると、ボール9aで押えつけられることで切れ目4の内部にわずかに入っていた空気層がなくなり、切れ目の前後の光導波路3同士が密着して光信号が透過する。この状態は、フィジカルコンタクト(PC)と呼ばれ、密着しているために光がほぼ100%透過する。この場合、入力された光信号は、図1における透過光7となって出力される。
【0030】
一方、入射光6として入った光信号を反射光8として出力したい場合、間接押圧部材10bがピエゾアクチュエータ(図示省略)などによって押されて、ボール9bをポリマーシート1に向けて押圧する。すると、ボール9bで押えつけられることでポリマーシート1が曲がり、切れ目4の内部に空気層が生じる。その結果、光信号は、光導波路3から空気層に入射した時点で反射し、図1における反射光8となって出力される。
【0031】
(作用・効果)
この光スイッチでは、開口部5のポリマーシート1に接する側が切れ目4とほぼ平行な長径を有する楕円径となっているので、小さな押圧力で小さな変位量でも所望のスイッチングができる。
【0032】
この光スイッチでは、開口部5の形状によって、ポリマーシート1の平面に対するボール9a,9bの2次元的な位置関係が拘束され、ボール9a,9bはポリマーシート1の平面に対してほぼ垂直に一定距離内を移動できるのみであるので、ボール9a,9bはポリマーシート1の切れ目4のある位置を正確に押すことができる。
【0033】
直接押圧部材は、球状のものには限らないが、上述の例で示したように球状の部材とすると、押圧部材の傾きを制御する必要がなく、容易に一定の押圧を得ることができるため好ましい。特に、ボールベアリング用のボールを用いれば、安価で高精度な球形を得ることができるため、好ましい。
【0034】
ところで、この光スイッチに用いられているポリマーシート1を光導波路3に沿った面で切断した拡大断面図を、図4に示す。上述したようにポリマーシート1の内部には屈折率の異なる部分として光導波路3が線状に設けられているが、光導波路3の配置される深さは、好ましくは図4に示すようにポリマーシート1の厚み方向中央から切れ目4の開口する側の面に向かってずれた位置がよい。この状態であれば、切れ目4の開口する側の反対側の面から押圧された場合に押圧部材の変位量当たりの切れ目4の開く距離が大きくなるので、押圧部材の小さな変位量で切れ目4に十分な厚みの空気層を生じさせることができ、光が全反射する状態を容易に作り出すことができる。
【0035】
図5に、光導波路を伝搬する光信号の電界強度を示す。光導波路における切れ目4の最深部である深さL2において電界強度が十分小さくなっていると光を全反射させることができる。そのためには、導波路の中心線の深さをL1とし、光導波路を伝搬する光のモードフィールド半径をrとすると、L2−L1>rとなっている必要がある。なお、「モードフィールド半径」とは、径方向の光強度分布が最大値(通常は光導波路のコアの中心部分における値)に対して1/e2(eは自然対数の底:2.71828…)となるところの半径を意味する。
【0036】
図2、図3に示した例では、直接押圧部材としてボール9a,9bを用いたが、図6に示すような扁平押圧部材11を用いてもよい。すなわち、少なくとも先端が扁平な部材であり、この扁平な先端を切れ目に沿わせるように押し当てる。このようにすれば、ポリマーシート1を効率良く変形させることができる。
【0037】
(実施の形態2)
図7〜図9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。ただし、図7は、1つのポートのみを取り出し、拡大して示したものであり、実際の光スイッチは、このようなポートが平面内に多数配列されたものである。また、図7では、ポリマーシート1の上側に接する押え板が図示省略されている。
【0038】
この光スイッチにおいても、直接押圧部材としてボール9が用いられている。ポリマーシート1の下側に押え板2eが接しており、さらにその下側にストッパ板14が接している。図8に示すように、押え板2eは下広がりのテーパ穴17を有し、そのテーパ穴17から互いに略180°をなす2方向にスリット16が延びている。図9に示すように、ストッパ板14にはボール9の直径より小さな直径の球受け穴18があいている。ボール9は、図7に示すように、押え板2eのテーパ穴17に収まり、ここから脱落しないようにストッパ板14によって支えられている。押え板2eはスリット16が切れ目4に沿うようにポリマーシート1に対して配置される。
【0039】
球受け穴18の直径は、ボール9の落ち込む量を規定しており、最も下に落ち込んだときにはストッパ板14の下側にボール9の一部が突出するように設定されている。一方、テーパ穴17のテーパ角と内径は、ボール9が最も上に押し上げられたときに押え板2eの上側にボール9が突出する量を規定している。
【0040】
ストッパ板14の下側にはピエゾアクチュエータ15が配置されており、ピエゾアクチュエータ15の上端が上下に変位することによって、ボール9を上下に変位させることができる。ボール9の上下方向の変位によってポリマーシート1が変形して、光導波路を分断したり接続したりする点については、実施の形態1と同じである。
【0041】
(作用・効果)
この光スイッチであれば、ポリマーシート1の面に垂直な方向(上下方向)のボール9の移動量が押え板2eとストッパ板14とによって確実に規定されるので、ピエゾアクチュエータ15の変位量にばらつきがあってもボール9は確実に一定の高さだけ押し上げられることとなり、光スイッチとしての性能を安定させることができる。
【0042】
図7では、ポリマーシート1の下側からの押圧機構のみを表示しているが、反対側(上側)にも対称に同様の押圧機構を設けてもよい。
【0043】
(実施の形態3)
図10〜図12を参照して、本発明に基づく実施の形態3における光スイッチについて説明する。ただし、図10は、1つのポートのみを取り出し、拡大して示したものであり、実際の光スイッチは、このようなポートが平面内に多数配列されたものである。また、図10では、ポリマーシート1の上側に接する押え板が図示省略されている。
【0044】
この光スイッチにおいても、直接押圧部材としてボール9が用いられている。ポリマーシート1の下側に押え板2fが接しており、さらにその下側にストッパ板14nが接している。図11に示すように、押え板2fは下広がりのテーパ付きスリット19を有している。図12に示すように、ストッパ板14nにはボール9の直径よりわずかに大きな直径のストレート部と下にいくにつれて徐々に狭くなるテーパ部とが連続してなる球受け穴18nが設けられている。ボール9は、図10に示すように、テーパ付きスリット19と球受け穴18nとによって一定空間内に閉じ込められ、支えられている。押え板2fはテーパ付きスリット19が切れ目4に沿うようにポリマーシート1に対して配置される。
【0045】
球受け穴18nのテーパ部は、ボール9の落ち込む量を規定しており、最も下に落ち込んだときにはストッパ板14nの下側にボール9の一部が突出するように設定されている。一方、テーパ付きスリット19のテーパ角は、ボール9が最も上に押し上げられたときに押え板2fの上側にボール9が突出する量を規定している。
【0046】
ストッパ板14nの下側にはピエゾアクチュエータ15が配置されており、ピエゾアクチュエータ15の上端が上下に変位することによって、ボール9を上下に変位させることができる。ボール9の上下方向の変位によってポリマーシート1が変形して、光導波路を分断したり接続したりする点については、実施の形態1と同じである。
【0047】
(作用・効果)
この光スイッチであれば、ポリマーシート1の面に垂直な方向(上下方向)のボール9の移動量が押え板2fとストッパ板14nとによって確実に規定されるので、ピエゾアクチュエータ15の変位量にばらつきがあってもボール9は確実に一定の高さだけ押し上げられることとなり、光スイッチとしての性能を安定させることができる。さらに、実施の形態2で示した構造に比べても、穴構造が簡単になっており、製作しやすい。
【0048】
図10では、ポリマーシート1の下側からの押圧機構のみを表示しているが、反対側(上側)にも対称に同様の押圧機構を設けてもよい。
【0049】
本実施の形態における光スイッチにおいて、仮に、ピエゾアクチュエータ15に押されることでストッパ板14nや押え板2fが不所望にたわんでしまうと、直接押圧していない周辺のポートにおいても切れ目4が開いてしまい、スイッチが正しく機能しなくなる。そこで、ストッパ板14nや押え板2fの変形を防止するためには、図13に示すように、ストッパ板14nの下に貫通穴20を有する補強板22を配置すればよい。この場合、ピエゾアクチュエータ15は補強板22の下から、棒状の間接押圧部材21を介して、ボール9を押し上げるものとする。このようにすれば、ピエゾアクチュエータ15の上面の変位のうち必要な部分だけを間接押圧部材21によってボール9に伝えることができ、ストッパ板14nや押え板2fがピエゾアクチュエータ15に押されてたわむことを防止できる。
【0050】
たとえば、32×32光スイッチの場合は、光の進路を切り替えるためのポートが1024個必要となる。この各ポートに数gfの力が加わるとすると、押え板全体では数kgfの力が加わることになる。上述の補強板22を選定する際には、この力に十分耐えられるだけの強度が求められる。補強板22としては、たとえば、ステンレス製の厚み2mmの板材が用いられる。
【0051】
補強板22を用いる場合であっても、図13に示したような棒状の間接押圧部材21を用いずに直接ピエゾアクチュエータ15でボール9を押し上げることとしてもよいが、その場合、ピエゾアクチュエータ15がボール9に達するために貫通穴20の径をピエゾアクチュエータ15の径より大きくしなければならず、補強板22の効果が減じられてしまう。したがって、補強板22を用いる場合には、図13に示すように棒状ないしピン状の間接押圧部材21を用いることが好ましい。
【0052】
なお、補強板と間接押圧部材とを用いた構成は、実施の形態3のみならず、実施の形態1または2で示した構造に適用することもできる。
【0053】
(実施の形態4)
実施の形態1で参照した図1では、互いに直交する2本の光導波路3の交差点の中央に各光導波路3と45°の角度をなす方向に切れ目4を形成した光スイッチの例を示した。この角度は、45°でなくても、図14に示すように、40°以上で、全反射角以下であってもよい。全反射角とは、この場合光導波路3の屈折率と空気の屈折率から決まる値で、この例では48°である。交差点において光導波路3と切れ目4とのなす角度θcutが全反射角48°より小さければ、この切れ目4の開閉によってスイッチング動作を行なうことができる。しかし、角度θcutが小さくなりすぎると、切れ目4を閉じて光導波路3を接合した状態、すなわち光を透過させようとする状態においても無視できない量の反射が生じ、光スイッチ内部でのクロストークが大きくなる。図15に、切れ目4を閉じ、光導波路3を接合させた状態での、角度θcutと反射量Pout/Pinとの関係を示す。
【0054】
図15に示されるように、θcut<40°では、光を透過させようとする状態においても1/1000を超える反射光が発生し、クロストークが大きくなり、もはや良好なスイッチング性能が得られない。したがって、角度θcutを40°以上で、全反射角以下の値に設定してはじめて、透過状態でのクロストーク低減と反射状態での全反射状態とが両立できる。
【0055】
(実施の形態5)
本発明に基づく実施の形態5では、光スイッチの製造方法について説明する。特に、その製造方法の中でポリマーシート1に切れ目4を形成する工程について説明する。
【0056】
図16に示すように、ヒータ24で刃物23を、ポリマーシート1の材料であるポリイミドの耐熱温度の上限である300℃付近まで加熱する。この状態で刃物23をポリマーシート1に添えて滑らかに移動させることでポリマーシート1を切断していく。このとき、ポリマーシート1の切断すべき部分には、刃物23から熱が伝わって分子間の結合が弱くなっているため、刃物23を当てることで弱くなった分子間の結合が自ずと切れていく。したがって、切断面が分子の配列に沿ってなめらかに形成される。
【0057】
このように切れ目4の切断面をなめらかに形成することができれば、光損失を低減することができる。
【0058】
(実施の形態6)
本発明に基づく実施の形態6でも、光スイッチの製造方法について説明する。特に、その製造方法の中でポリマーシート1に切れ目4を形成する工程について説明する。
【0059】
図17に示すように、超音波振動子25で刃物23を振動させつつ用いる。この状態で刃物23をポリマーシート1に添えて滑らかに移動させることでポリマーシート1を切断していく。このとき、ポリマーシート1の切断すべき部分には、振動する刃物23と擦れ合うことで摩擦熱が発生する。切断すべき部分は、摩擦熱によって分子間の結合が弱くなっているため、刃物23を当てることで弱くなった分子間の結合が自ずと切れていく。したがって、切断面が分子の配列に沿ってなめらかに形成される。
【0060】
このように切れ目4の切断面をなめらかに形成することができれば、光損失を低減することができる。また、ヒータで加熱する場合に比べて摩擦熱を用いる場合は、ポリマーシート1の切断したい箇所に集中的に熱を与えることができ、ポリマーシート1全体の熱変成を抑えつつ、目的を達成することができる。振動を与える手段を超音波振動子とすることで、切断面の位置を正確に制御しつつ摩擦熱を発生させることができる。
【0061】
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。
【0062】
【発明の効果】
本発明によれば、小さな押圧力で小さな変位量でもより確実に切れ目を開閉できるようになるので、光損失を低減し、より確実に所望のスイッチングをすることができる。
【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要部拡大斜視図である。
【図2】 本発明に基づく実施の形態1における光スイッチの、第1の向きから見た要部拡大断面図である。
【図3】 本発明に基づく実施の形態1における光スイッチの、第2の向きから見た要部拡大断面図である。
【図4】 本発明に基づく実施の形態1における光スイッチのポリマーシートの断面図である。
【図5】 本発明に基づく実施の形態1における光スイッチの光導波路を伝搬する光信号の電界強度分布を示すグラフである。
【図6】 本発明に基づく実施の形態1における光スイッチで使用可能な扁平押圧部材の斜視図である。
【図7】 本発明に基づく実施の形態2における光スイッチの要部拡大断面図である。
【図8】 本発明に基づく実施の形態2における光スイッチの押え板の斜視図である。
【図9】 本発明に基づく実施の形態2における光スイッチのストッパ板の斜視図である。
【図10】 本発明に基づく実施の形態3における光スイッチの要部拡大断面図である。
【図11】 本発明に基づく実施の形態3における光スイッチの押え板の斜視図である。
【図12】 本発明に基づく実施の形態3における光スイッチのストッパ板の斜視図である。
【図13】 本発明に基づく実施の形態3における光スイッチの変形例の要部拡大断面図である。
【図14】 本発明に基づく実施の形態4における光スイッチの動作の説明図である。
【図15】 角度θcutと反射量Pout/Pinとの関係を示すグラフである。
【図16】 本発明に基づく実施の形態5における光スイッチの製造方法の途中の工程の説明図である。
【図17】 本発明に基づく実施の形態6における光スイッチの製造方法の途中の工程の説明図である。
【図18】 従来技術に基づく光スイッチの要部拡大斜視図である。
【図19】 従来技術に基づく光スイッチの動作の第1の説明図である。
【図20】 従来技術に基づく光スイッチの動作の第2の説明図である。
【符号の説明】
1,101 ポリマーシート、2a,2b,2e,2f,102a,102b押え板、3 光導波路(コア)、4,4a,4b,4c,4d 切れ目、5,5a,5b,5c,5d 開口部、6 入射光、7 透過光、8 反射光、9,9a,9b ボール、10a,10b 間接押圧部材、11 扁平押圧部材、14,14n ストッパ板、15 ピエゾアクチュエータ、16 スリット、17テーパ穴、18,18n 球受け穴、19 テーパ付きスリット、20 貫通穴、21 間接押圧部材、22 補強板、23 刃物、24 ヒータ、25 超音波振動子、26 押圧部材、100 光スイッチ。
Claims (9)
- 内部に線状に延びる光導波路を有するポリマーシートと、
前記ポリマーシートの少なくとも一方の表面に接する押え板と、
駆動手段とを備え、
前記ポリマーシートは、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、
前記押え板は、前記切れ目に対応する位置に開口部を有し、
前記開口部は、前記押え板の少なくとも前記ポリマーシートに接する側の面において前記切れ目の延びる方向に平行に長手形状をしており、
前記駆動手段は、前記開口部を通じて前記ポリマーシートを押圧するか否かによって前記切れ目の開閉の状態を切り替え、光の進路を選択するためのものである、光スイッチ。 - 前記駆動手段は、前記ポリマーシートに接触可能なように前記開口部内に配置された直接押圧部材を備え、前記直接押圧部材は、前記開口部の形状によって前記押え板の平面方向の位置を拘束されている、請求項1に記載の光スイッチ。
- 前記開口部は、前記押え板の厚さ方向に見て形状が変化しており、前記ポリマーシートに接する側の面以外の部分において前記直接押圧部材が前記開口部の前記長手形状の中で前記切れ目に対応する位置に留まるように拘束するための形状を有する、請求項2に記載の光スイッチ。
- 前記開口部は、前記押え板の厚さ方向に見て形状が変化しており、前記ポリマーシートに接する側の面から遠ざかるにつれて広くなるテーパ形状の部分を含む、請求項3に記載の光スイッチ。
- 前記押え板の前記ポリマーシートと接する側と反対側に、前記直接押圧部材に対応する位置に貫通孔を有する補強板を備え、前記貫通孔の内部を通るように配置された間接押圧部材と、前記間接押圧部材を介して前記直接押圧部材を押圧する駆動源とを備える、請求項2から4のいずれかに記載の光スイッチ。
- 前記光導波路は前記ポリマーシートの厚さ方向の中心から外れた深さに配置されている、請求項1から5のいずれかに記載の光スイッチ。
- 前記切れ目の最深部と前記光導波路とは、前記光導波路のモードフィールド半径よりも離れている、請求項6に記載の光スイッチ。
- 前記直接押圧部材が球状の部材である、請求項1から7のいずれかに記載の光スイッチ。
- 前記直接押圧部材の前記ポリマーシートに接する側の先端が、前記切れ目の延びる方向に平行に長手形状となっている、請求項1から7のいずれかに記載の光スイッチ。
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