JP5161160B2 - 光スイッチモジュール - Google Patents
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Description
前記マイクロミラー素子を用いて光スイッチ等を製造するに当たっては、マイクロミラー素子の特性を評価する必要がある。この特性評価を行うために特に重要視される特性は、マイクロミラー素子の基本特性のうち、駆動電圧に対するミラー回転角の特性(V−θ特性)と、マイクロミラー素子の応答特性とが挙げられる。この応答特性の評価は、マイクロミラー素子にパルス状の駆動電圧を印加し、ミラー固有の共振周波数を求めることにより行う。
一般に市販されているPSDの検出可能な受光波長は、400〜1100nm程度である。このため、このPSDは、入射する光の波長が通信波長帯域である1300nm帯や1550nm帯である場合には使用することができない。
このため、マイクロミラー素子の特性評価は、気密封止をする以前(反射防止コーティングがない状態)に行わなければならず、安定した状態で行うことができないという問題があった。
したがって、本発明によれば、マイクロミラー素子の特性を安定にかつ正確に評価することが可能な光スイッチモジュールを提供することができる。
以下、本発明に係る光スイッチモジュールの一実施例を図1〜図7によって詳細に説明する。
この実施例に示す光スイッチモジュール11は、図1〜図3に示すように、パッケージ12内にMEMSミラーアレイチップ13を気密に封止することによって形成されている。
ミラーアレイチップ13とパッケージ本体14との電気的な接続は、上述したボンディングワイヤによる方法の他に、図4に示すように、ミラーアレイチップ13底部に電極用パッド(図示せず)を形成し、はんだボール25等により直接接続する構成を採ることも可能である。
なお、透過窓22をリッドフレーム21に取付ける位置は、図3に示すようにモジュールの内側であっても、図5に示すようにモジュールの外側であってもよい。
リッドフレーム21の溶接は、パッケージ12内が乾燥窒素やアルゴン等の不活性ガスに置換される状態で行っている。すなわち、MEMSミラーアレイチップ13は、不活性ガスで満たされたパッケージ12内に気密に封止されることになる。
なお、ここではリッドフレーム21とシールリング17との接合にシーム溶接を用いた例を説明したが、接合の方法はシーム溶接に限定されることはなく、例えばレーザ溶接等の方法を用いてもよい。レーザ溶接を用いた場合には、シールリング17の形状は矩形に限定されることなく、円形や楕円形とすることが可能である。
また、リッドフレーム21とシールリング17との接合の方法として、熱硬化型や紫外線硬化型等の接着剤を用いることも可能である。
この透過窓22の表面と裏面とには、本発明でいう反射防止処理として反射防止コーティング24(図3参照)がそれぞれ施されている。この反射防止コーティング24は、通信波長帯域と可視光波長帯域とを含む少なくとも二つの波長帯領域で光が透過するように構成されている。このような反射防止コーティング24は、誘電体膜を透過窓22の表面と裏面とにそれぞれ所定の層数だけ積層させることによって形成することができる。
また、反射防止コーティング21の特性としては、図7に示すように、2つの波長域において透過領域を分離させた特性とせずに、2波長領域を含む全体域において高い透過性を持たせるようにしてもよい。
したがって、この実施例によれば、MEMSミラーアレイチップ13(マイクロミラー素子)の特性を安定にかつ正確に評価することが可能な光スイッチモジュールを提供することができる。
透過窓は、図8に示すように、MEMSミラーアレイチップに対して傾斜させることができる。図8は他の実施例を示す側面図で、同図(A)はシールリングの溶接面を傾斜させた例を示し、同図(B)はリッドフレームの透過窓用取付座を傾斜させた例を示す。図8において、前記図1〜図5によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図8(B)に示すリッドフレーム21は、透過窓22を取付けるための取付座21aがMEMSミラーアレイチップ13(静止状態にあるマイクロミラー素子のミラー)に対して所定の角度だけ傾斜するように形成されている。
特に、マイクロミラー素子の回転方向が1軸の場合には、その回転方向に直交する方向に透過窓22を傾斜させ、マイクロミラー素子の回転方向が直交する2軸の場合には、より回転角度が大きい回転方向に直交する方向に透過窓22を傾斜させることにより、本発明の効果をより一層高めることが可能となる。また、マイクロミラー素子の回転方向が直交する2軸の場合であって、各軸の回転角度が等しい場合においては、透過窓22をどちらの方向に傾斜させてもよい。
また、本発明は、透過させる光の波長帯域は、膜の材料、構成で任意に設計することが可能である。さらに、本発明は、搭載するマイクロミラー素子の形状、大きさ、配線方法等に依存せず、かつパッケージの材料、形状、大きさ、種類、窓の材料、形状等に依存せず利用することができる。
Claims (8)
- 可動反射体を有するマイクロミラー素子により入射光の反射方向を制御する光スイッチモジュールであって、
前記マイクロミラー素子を収納して気密に封止するパッケージを有し、
前記パッケージは、入射光および反射光を透過させる透過窓を備え、
前記透過窓は、通信波長帯域と、光位置センサで検出可能な可視光波長帯域とを含む少なくとも二つの波長帯域で光を透過させる反射防止処理が施され、
前記通信波長帯域の光の波長は、1400nm〜1630nmであり、
前記可視光波長帯域の光の波長は、630nm〜700nmであることを特徴とする光スイッチモジュール。 - 請求項1記載の光スイッチモジュールにおいて、前記反射防止処理は、前記透過窓に5酸化タンタルと二酸化珪素とを材料とする膜を形成する処理であることを特徴とする光スイッチモジュール。
- 請求項1または請求項2記載の光スイッチモジュールにおいて、前記マイクロミラー素子が複数アレイ状に配置されていることを特徴とする光スイッチモジュール。
- 請求項1または請求項2記載の光スイッチモジュールにおいて、前記透過窓は、前記マイクロミラー素子の最大傾斜角度より大きな角度で傾斜していることを特徴とする光スイッチモジュール。
- 請求項4記載の光スイッチモジュールにおいて、前記透過窓の傾斜角度が、前記マイクロミラー素子の最大傾斜角度の2倍以上であることを特徴とする光スイッチモジュール。
- 請求項5記載の光スイッチモジュールにおいて、前記マイクロミラー素子が複数アレイ状に配置されていることを特徴する光スイッチモジュール。
- 請求項5または請求項6記載の光スイッチモジュールにおいて、前記マイクロミラー素子の回転方向が1軸方向であり、
その回転方向に直交する方向に前記透過窓を傾斜させていることを特徴とする光スイッチモジュール。 - 請求項5または請求項6記載の光スイッチモジュールにおいて、前記マイクロミラー素子の回転方向が直交する2方向であり、
その回転方向のうち、より回転角度が大きい回転方向に直交する方向に前記透過窓を傾斜させていることを特徴とする光スイッチモジュール。
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