JPH05341213A - オプティカルファイバスイッチ - Google Patents

オプティカルファイバスイッチ

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JPH05341213A
JPH05341213A JP5029569A JP2956993A JPH05341213A JP H05341213 A JPH05341213 A JP H05341213A JP 5029569 A JP5029569 A JP 5029569A JP 2956993 A JP2956993 A JP 2956993A JP H05341213 A JPH05341213 A JP H05341213A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造が容易で堅固なオプティカルファイバス
イッチを提供する。 【構成】 本スイッチは空間光変調器層（１５）の上
に、可傾ミラー素子（１６）、かすめミラー層（１
４）、レンズ層（１３）、スペーサ層（１２）およびフ
ァイバ保持層（１１）を積み重ねた構造をしている。フ
ァイバ保持層（１１）は３本のファイバ（１７ａ−１７
ｃ）の端部を一列に保持すると共に、軸を相互に平行に
保っている。かすめミラー層（１４）は光を外側のファ
イバ（１７ａ，１７ｃ）と可傾ミラー（１６）との間で
導く。レンズ層（１３）はファイバ保持層（１１）とか
すめミラー層（１４）との間にあって、ファイバ（１７
ａ−１７ｃ）に出入りする光を結合させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はオプティカルファイバを
用いた光伝達装置に関するものであり、特に空間光変調
装置に基づくオプティカルファイバスイッチに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】通信にオプティカルファイバがますます
利用されるにつれて、オプティカルファイバにより伝送
される信号の経路を決める手段を改良する必要性が生じ
た。これらのファイバのスイッチングはこれまでオプト
エレクトロニクスデバイスを用いてなされていた。スイ
ッチングを電気的に行う回路にオプティカルファイバが
接続されていて、電気信号が光信号に変換されて、次い
で伝送が行われる。変換プロセスがあるために、信号に
損失と歪みが生じるし、この種のスイッチにより扱うこ
とのできるデータの速度は電子回路の速度により制限さ
れる。
【０００３】オプティカルファイバスイッチングを行う
ための純粋な光学的方法ならば、より高速のデータ速度
を実現することが期待できる。そのような光学的方法の
ひとつは空間光変調器（ＳＬＭ）構造に基づく装置、特
に反射性素子を有する装置を用いることである。ＳＬＭ
は電気的にアドレス可能な素子のアレイであり、各素子
は電気的入力に応答して個別に機械的に動くことができ
る。反射性ＳＬＭの場合、入射光がＳＬＭの表面に当た
ると、反射性素子により光が所定の方向に向けられる。
反射性素子はその方向に光を反射するように配置してお
く。
【０００４】多くのＳＬＭ装置は各ピクセル素子が２種
類の状態のうちどちらかの状態をとるという意味で２進
的である。素子がオフの場合、例えば光を伝達しないこ
とを意味する。逆に素子がオンの場合には、光を最高強
度で伝達することを意味する。他に３種類の状態を有す
るＳＬＭ装置もあり、この場合、光は３種類の方向のう
ちいずれかに向けられる。ＳＬＭが光にどのように作用
するかは、ＳＬＭが組込まれている光学システムに大部
分依存する。
【０００５】ＳＬＭ構造はこれまで何種類も開発されて
おり、反射性素子とアドレス回路に関していろいろな種
類がある。反射性素子として、エラストマ、薄膜、片持
ち梁、捩れ梁などがある。アドレッシングは光学的に光
ビーム入力によるか、あるいは集積回路によりなされ
る。集積回路アドレッシングと片持ち梁および捩れ梁を
組合わせた方式が、Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ １１５０，ｐ
ｐ．８６−１０２（１９９０）に掲載されている、ラリ
ー・ホーンベック（Ｌａｒｒｙ Ｊ．Ｈｏｒｎｂｅｃ
ｋ）著、「変形可能ミラーを有する空間光変調器」
（“Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ−Ｍｉｒｒｏｒ Ｓｐａｔｉ
ａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ”）に述べられ
ている。
【０００６】スイッチングに応用する場合、ＳＬＭは１
本の入力ファイバを１本または複数の出力ファイバに選
択的に接続するのに用いられる。たとえば、「オン／オ
フ」型のスイッチの場合、入力ファイバから入ってきた
光をミラー素子に結像させ、ミラーは光を出力ファイバ
に向けて反射するか、もしくは反射しないような位置に
配置する。また、「１対ｎ」の仕向け型スイッチの場
合、入力光をミラー素子のアレイ上に結像させ、各素子
は光を選択的にそれぞれの経路に向けるように配置す
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＳＬＭ装置をオプティ
カルファイバスイッチとして使う場合の問題は、現存す
る構造の多くが製造が容易でなくかつ安価でないことで
ある。多くの構造において重要な視点は、いかにしてス
イッチ内の１本のファイバの光を他のファイバの光と干
渉することなく、ＳＬＭのミラー素子に結合させるかと
いう点である。光の分離を行うために、ある構造のもの
ではファイバがある角度でミラー素子と対面することが
必要とされる。この構造のものは、製造時にファイバの
正確な位置決めと保持、および対応するレンズとの個別
の整列を必要とする。これらの各種の部品をすべてある
角度で支持するために、特に仕向け型のスイッチ用に、
十分小さくて堅固な構造を考え出すのは難しい。製造が
容易でかつ、振動や衝撃に耐えるために十分堅固である
ようなＳＬＭ方式のオプティカルスイッチの実現が望ま
れるのである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によりオプティカ
ルファイバ用のスイッチが提供される。本スイッチは可
傾ミラーの上方に組立てられているが、このミラーは下
方の電極から静電的に引っばられることにより、傾くよ
うになっている。可傾ミラーと付随する電極とは従来の
空間光変調装置に使われるものと同じものでよい。各可
傾ミラー素子の上に積み上げられているいくつかの層
が、入出力光の向きを決めるのであるが、入出力ファイ
バの端部が相互に一列にかつ平行になるように作用す
る。オプティカルファイバ保持層が２本の外側のファイ
バと１本の真中のファイバの端部を一列に保持する。各
ファイバ端に付随したレンズを有するレンズ層が、１本
もしくは複数の入力ファイバから入って来た光を１本も
しくは複数の出力ファイバへと接続する。スペーサ層が
空間光変調器層の上方で相互に所定の距離だけファイバ
保持層とレンズ層とを分離している。レンズミラー層の
下で、可傾ミラー素子の上にあるかすめミラー層は、外
側のファイバの各々に付随したかすめミラーを有し、外
側のファイバから出入りする光を所定のかすめ角だけ曲
げる。可傾ミラーは二方向のいずれかにある傾き角だけ
動くことができて、それによって外側ファイバから出入
りする光の向きを定める。
【０００９】本発明の技術的な利点は、スイッチがいく
つかの層から容易に組立てられて、従来のＳＬＭ装置の
上に入出力ビーム用の所定の経路をつくることである。
各層の表面が平坦であるから、切断や研磨など各層をつ
くるプロセスも簡単である。
【００１０】
【実施例】以下説明するように、本発明はねじれ梁、ま
たは片持ち梁形式のミラー素子を用いたＳＬＭ構造に関
するものである。オプティカルファイバスイッチングに
空間光変調器を用いるのは、空間光変調器の呼び方とは
異なる使い方であるが、ここでは「空間光変調器（ＳＬ
Ｍ）」という術語を用いることにする。以下説明するよ
うに、本発明ではＳＬＭの概念をいくつか含んでいる。
しかしながら、本発明は動作上相違点があると共に、関
連する光学系など構造面でも相違点がある。
【００１１】図１はオプティカルファイバスイッチ１０
の断面図であり、スイッチ１０はファイバ保持器層１
１、スペーサ層１２、レンズ層１３、かすめミラー層１
４、および可傾ミラー層１５から成る。可傾ミラー層１
５は、後で図４と共に説明するように、いくつかの可傾
ミラー１６を有するＳＬＭアレイの一部である。
【００１２】動作に際してスイッチ１０は入出力オプテ
ィカルファイバ１７ａ−１７ｃから入ってくる光ビーム
の方向を定めるのに用いられる。ファイバ１７ａ−１７
ｃはいずれも入力チャネルか出力チャネルのどちらにも
なれるという意味で、スイッチ１０は双方向性である。
出力光はファイバ１７ａ−１７ｃのいずれか１個から出
て行くが、どのファイバを通るかは可傾ミラー１６の傾
き具合による。
【００１３】一般的に言えば、光はファイバ１７ａ−１
７ｃを経由してスイッチ１０に出入りする。ファイバ１
７ａ−１７ｃの端部はファイバ保持器層１１に保持され
ている。光はレンズ層１３により結像する。外側ファイ
バ１７ａと１７ｃの各々と可傾ミラー１６との間を通る
光は、かすめミラー層１４の表面の入射点を含む曲がっ
た径路をたどる。他方、真中のファイバ１７ｂと可傾ミ
ラー１６との間を通る光は、レンズ層１３を経由して可
傾ミラー１６に至る真直ぐな径路をたどる。
【００１４】通常スイッチ１０は単極双投スイッチとし
て使われ、可傾ミラー１６の各位置に対して１個の入力
が２個の出力のいずれかにスイッチされる。光がファイ
バ１７ｂから入って来て、可傾ミラー１６の傾き方向に
依り、ファイバ１７ａまたは１７ｃのいずれかにスイッ
チされる。しかし、スイッチ１０は１７ａと１７ｃから
の入力を選択して１７ｂに出力する２対１選択器として
使うこともできよう。またスイッチ１０は任意の隣接す
る２本のファイバ、すなわちファイバ１７ａと１７ｂ、
または１７ｂと１７ｃに関してオン／オフスイッチとし
て使うこともできよう。また、もしスイッチ１０が可傾
ミラー１６のアレイでつくられていれば、クロスバスイ
ッチのように、複数の入力のうちの１個を、複数の出力
のうちの１個にスイッチすることもできる。
【００１５】スイッチ１０は層１１−１４をＳＬＭ装置
の上に組立てることにより、容易に単一の装置として実
現される。ＳＬＭ層１５の可傾ミラー１６は、後述する
ように片持ち梁またはねじれ梁構造を有する。あるいは
可傾ミラー１６が少なくとも２個の傾き位置の間を動く
ことができるような構造になっていればよい。図１、
Ａ、および２Ｂはねじれ梁構造を示しており、可傾ミラ
ー１６は３種類の安定状態を有する。図３は片持ち梁構
造を示し、可傾ミラー１６は２種類の安定状態を有す
る。もしスイッチ１０が片持ち梁構造を有していれば、
１個の可傾ミラー１６と２個の入出力ファイバ１７ａと
１７ｂ、または１７ｂと１７ｃとだけで構成することが
できよう。
【００１６】図２Ａと２Ｂとは捩れ梁構造を有する可傾
ミラー１６を示す。厚い反射性梁、すなわちミラー２２
が空隙の上に吊るされており、２個の薄い捩れヒンジ２
３ａと２３ｂとにより２個の固定された支持台の間に接
続されていて、張力を加えられている。ミラー２２の半
分下にあるアドレス電極２４ａまたは２４ｂに電圧が加
えられると、捩れヒンジ２３ａと２３ｂとが捩られて、
ミラー２２は２個のヒンジ２３ａと２３ｂの軸のまわり
に回転する。
【００１７】図２Ｂに３種類の安定状態を有するミラー
２２を示す。ある位置では、ミラー２２の端がランディ
ング電極２６ａに近づき、点線２５ｂで示す傾いた位置
にある。適当な電圧をアドレス電極２４ａと２４ｂに加
えることにより、ミラー２２をその位置に動かす。特別
なバイアスを電極２７を介してミラー２２に加えてもよ
い。もし電極２４ａと２４ｂに反対極性の電圧を加えれ
ば、ミラー２２は点線２５ａで示す位置に回転するであ
ろう。傾かない位置、すなわち点線２５ｃに沿った「平
らな」位置にするには、適当なバイアス電圧を加える。
【００１８】図３は片持ち梁構造を有する可傾ミラー１
６を斜め切断した図である。厚い反射性の梁３１が空隙
を以て吊るされており、薄い片持ちヒンジ３２により固
定された支持台に接続されている。下方にある電極３３
に電圧が加えられると、片持ちヒンジ３２が曲がって、
梁の先端がアドレス電極３３の方に偏向させられる。
【００１９】捩れ梁と片持ち梁のいずれが用いられよう
とも、可傾ミラー１６は反射性の表面を有する。理想的
にはこの表面は集積回路層としてつくられる。例えば、
ヒンジと梁層は「埋込みヒンジプロセス」を用いてつく
ることができる。ヒンジを形成するアルミニウム合金を
スペーサ層にスパッタで付着させる。ヒンジを形成する
領域の外側にマスク用酸化膜をプラズマデポジットして
パターン化する。それからヒンジ酸化膜は第２のアルミ
ニウム合金層により埋込まれるが、この合金層は後で梁
を形成するものである。次に、梁と支持柱を形成する予
定の領域の外側に、マスク用酸化膜をプラズマデポジッ
トしてパターン化する。最後に、単独プラズマアルミニ
ウムエッチングを用いて、ヒンジと梁と支持柱の形をつ
くる。ヒンジ領域の上にある梁金属をエッチング除去し
て、埋まっているヒンジ酸化膜を露出するが、この酸化
膜はエッチングストッパの役をする。プラズマアルミニ
ウムエッチンが完成したとき、薄いヒンジ金属と厚い梁
と支持柱金属は同時に形ができている。他の製造方法を
用いることもできるが、単一の反射層から可傾ミラー１
６のアレイを形成するのが容易か否かを考慮することが
重要である。
【００２０】再び図１を参照して、別々につくられた材
料のいくつかの層１１−１５から成る光路ユニットがＳ
ＬＭ層１５の上に組立てられる。後述するように、これ
らの層のうちいくつかは方向依存性エッチングのような
既知の技術によりつくることができる。これらの層をあ
らかじめ決められた形になるように組立てて、各層の面
を平行に保つことができる。層を相互に貼り合わせるの
に、紫外線または熱硬化性エポキシのような従来手段を
用いることができる。
【００２１】最上部の層はファイバ保持層１１であっ
て、入出力オプティカルファイバ１７ａ−１７ｃを適所
に保持するのに使用される。好ましい実施例では、ファ
イバ保持層１１はＶ溝のブロックであるが、これは複数
のオプティカルファイバを相互に平行に正確な間隙を以
て保持する手段として知られている。ファイバを並べる
ためのＶ溝をつくるのに、シリコン層の方向依存性エッ
チングが使用される。ファイバ保持層１１は他の形状も
可能であるが、本発明の利点は入出力ファイバの端部が
相互に平行に保持されることである。
【００２２】図４は図１のＡ−Ａ′線から見たファイバ
保持層１１の底面図である。この場合スイッチ１０は３
枚の可傾ミラー１６の線型アレイを含み、ファイバ保持
層１１はＶ溝部からできている。ファイバの各列毎に可
傾ミラー１６が１枚付随している。すなわち図４に示す
ファイバ１７ａ−１７ｃの端部に可傾ミラー１６が１枚
付随しており、ファイバ１７ｄ−１７ｉの端部に残りの
２枚の可傾ミラー１６が付随している。平坦なシリコン
片４１に溝がつくられていて、その溝の中にファイバ１
７ａ−１７ｉが納められ、保持されている。図４に示す
ように理想的には各列のファイバは２個のＶ溝部４１の
間にはさまれている。各ファイバ１７ａ−１７ｉの端部
はファイバ保持層１１の底面にて同一平面内に納まって
いて、ファイバ保持層１１の全底面が研磨しやすくなっ
ており、各ファイバ１７ａ−１７ｉの端部が同時に光を
伝えられるようになっている。更に伝達を良くするため
に、ファイバと保持層の表面に非反射性の被覆を施して
もよい。
【００２３】再び図１を参照して、ファイバ保持層１１
はレンズ層１３とＳＬＭ層１５の上方に位置している
が、各ファイバ１７ａ−１７ｃは可傾ミラー１６の傾き
のない位置、すなわち水平位置に対して垂直の関係にあ
る。真中のファイバ１７ｂから入って来た光はレンズ１
３ｂを経て可傾ミラー１６へと垂直の径路をたどる。し
たがって、可傾ミラー１６が傾かない位置にあるとき、
光は反射して直接ファイバ１７ｂに戻って行く。こうし
てこの光は他のファイバ１７ａと１７ｃの光とは分離さ
れている。ここで用いる「水平」と「垂直」という用語
はスイッチ１０の素子の相互位置関係を説明する目的で
使うのであって、外部環境とは無関係である。
【００２４】スペーサ層１２はファイバ保持層１１の底
面とレンズ層１３との間に空隙をつくっている。スペー
サ層１２はファイバ保持層１１とレンズ層１３の外縁部
のスペーサ壁から成る。図５で後述するが、この空隙の
長さは入出力光の所望の倍率に関係がある。ファイバ１
７ａ−１７ｃの端部に出入りする光のビームはスペーサ
層１２内では平行で、可傾ミラー１６が傾いていないと
きミラー１６の水平面に対して垂直である。
【００２５】レンズ層１３は複数のレンズ１３ａ−１３
ｃから成り、各レンズは各ファイバ１７ａ−１７ｃに対
応している。レンズ１３ａ−１３ｃはファイバ１７ａと
１７ｃから入って来た光をかすめミラー層１４と可傾ミ
ラー１６に結合させ、ファイバ１７ｂから入って来た光
を可傾ミラー１６に結合させるのに用いられている。各
レンズ１３ａ−１３ｃの大きさと形状は、対応するファ
イバから入ってきた光が可傾ミラー１６の表面積より小
さい点として可傾ミラー１６上に結像するように選ばれ
る。こうして光の損失を防いでいる。典型的にはレンズ
１３ａ−１３ｃは非常に小さく、具休的にはマイクロレ
ンズが用いられる。適当なレンズ層１３はコーニング社
製のフォトフォームレンズのアレイからつくることがで
きる。レンズ層１３をつくる他の方法として、例えば半
導体またはガラス板をエッチングして回折性部品をつく
ってもよい。図５で後述するように、本発明の利点はレ
ンズ１３ａ−１３ｃが相互に共同平面であることであ
り、このために製造工程がやさしくなっているのであ
る。
【００２６】図５で後述するが、図１の実施例ではファ
イバ１７ａ−１７ｃから入った光が可傾ミラー１６に至
る迄倍率は１対１である。レンズ層１３からファイバ保
持層１１までの距離と、レンズ層１３から可傾ミラー層
１５までの距離とは等しい。各レンズ１３ａ−１３ｃの
焦点距離は上記距離の約１／２である。しかし、配置を
変えて距離と倍率を変えることも可能である。
【００２７】かすめミラー層１４は可傾ミラー１６の両
側に設けられた角度付きミラーから成り、外側のファイ
バ１７ａと１７ｃから入ってきた光を曲げて可傾ミラー
１６に導く。かすめミラー層１４はシリコン層をエッチ
ングして研磨することによりつくることができる。シリ
コン層からミラーをつくる方法はＵ．Ｓ．特許出願Ｎ
ｏ．７２３，１０５にいろいろ述べられているので、参
照されたい。かすめミラー層１４はガラスまたはプラス
チックの層内で槽を掘るかまたは成型することによって
もつくることができる。高反射性の表面をつくるには、
研磨もしくは反射性材料のデポジションを行えばよい。
スイッチ１０が可傾ミラー１６の線型アレイを含む場合
には、かすめミラー層１４は可傾ミラー１６の線に沿っ
て延長してつくればよい。
【００２８】図５で後述するが、ファイバ１７ａまたは
１７ｃから入ってかすめミラー層１４に到達した光の入
射角は、可傾ミラー１６の傾かない（水平）位置に関し
て、可傾ミラー１６の傾き角と同じであるのが好まし
い。傾き角とかすめ入射角は小さい、すなわち１０゜程
度であるから、かすめミラー層１４の壁はスイッチ１０
の少なくとも２側面に沿ってほぼ垂直になっている。入
射点におけるかすめミラー層１４の反射面の面積は、レ
ンズ１３ａと１３ｃを通って来た光を実質的な損失なく
捕えるのに充分な広さを有する。
【００２９】図５は代表的なスイッチ１０の構造を示
す。距離ｄ′はファイバ１７ａ−１７ｃの端部とレンズ
層１３間の距離であり、スペーサ層１２により設定され
る。距離ｄはレンズ層１３と可傾ミラー層１５間の距離
である。ファイバ１７ａまたは１７ｃからかすめミラー
層１４への入射点の上方と下方とに距離ｄを分けて、そ
れぞれａとｂと記してある。ｃの部分はいずれかの入射
点から可傾ミラー１６までの距離である。距離ｓは真中
のファイバ１７ｂから隣りのファイバ１７ａまたは１７
ｃのいずれかの中心までの距離である。角度θは可傾ミ
ラー１６のいずれかの方向の傾き角であり、ファイバ１
７ａの方向を向いて傾いているのが示されている。かす
めミラー層１４への入射角もθである。言い換えれば、
可傾ミラー１６がいずれかの方向に傾いているとき、可
傾ミラー１６の表面の法線はかすめミラー１４の対応す
る反射面にほぼ平行である。
【００３０】既知の幾何学に基づいて計算すると、もし
θが小さければ、次式のようになる。
【００３１】
【数１】 もしａ＝ｂならば、次式で表わされる。
【００３２】
【数２】 ここでθ＝１０°の場合、次式が得られる。
【００３３】
【数３】 この結果、ｃ＋ａ＝５．６７Ｓとなり、これはｄの１．
０３２倍にすぎない。ここで、１１＝ｄ，１２＝ａ＋ｃ
とおくと、１１と１２の関係は次式で表わされる。
【００３４】
【数４】 再び、もしθが小さければ、１２対１１の値は１に近づ
く。図１に示したように、もしピンボケにしないのであ
れば、各ファイバ１７ａ−１７ｃの端部から対応するレ
ンズ１３ａ−１３ｃに至る距離は等しいから、ファイバ
１７ａ−１７ｃの端面を同じ平面に置くことが可能であ
る。また、１１は１２にほぼ等しいから、レンズ１３ａ
−１３ｃの焦点距離はすべて等しく、同じ水平面内に設
置してよい。
【００３５】代表的なスイッチ１０の大きさの例を示
す。両方向に１０゜傾く場合、ファイバ１７ａ−１７ｃ
のうち任意の隣接する２個の中心間の距離は、約２００
または２５０マイクロメートルである。距離ｄとｄ′は
各々約１ミリメートルである。各レンズ１３ａ−１３ｃ
の直径は約２００マイクロメートルで、焦点距離は約５
００マイクロメートルである。
【００３６】本発明を特定の実施例を参照して説明した
が、そのことは限定的意味を持つものではない。開示し
た実施例の修正や変形などは当業者に明らかであろう。
したがって、請求の範囲は本発明の真の範囲内に含まれ
るすべての修正例を包含するものである。
【００３７】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）相互に平行な２本の外側ファイバと１本の真中フ
ァイバとの端部を保持するためのオプティカルファイバ
保持層と、前記各端部に付随したレンズを有し、前記端
部に出入りする光を結合するためのレンズ層と、前記フ
ァイバ保持層と前記レンズ層とを所定の距離だけ離すた
めのものであって、空間光変調装置層の上方に設けられ
ているスペーサ層と、前記レンズ層の下にあって、前記
空間光変調装置層の上方にあり、前記外側ファイバの各
々に付随したかすめミラーを有し、前記外側ファイバか
ら出入りする光を所定のかすめ入射角で方向を定めるた
めの、かすめミラー層と、前記真中のファイバの軸に垂
直な面で定義される水平面に関して二方向のうちいずれ
かの方向にある傾き角だけ動くことができるようになっ
ていて、傾いた位置にあるとき前記外側ファイバから出
入りする光の向きを定めるための可傾ミラーと、前記可
傾ミラーの位置を制御するための電極回路と、を含むこ
とを特徴とする、オプティカルファイバスイッチ。
【００３８】（２）第（１）項記載の装置において、前
記ファイバ保持層がＶ溝の部分を含むことを特徴とす
る、オプティカルファイバスイッチ。
【００３９】（３）第（１）項記載の装置において、前
記レンズ層は前記ファイバの端部および前記可傾ミラー
の間にあって、両者からほぼ等距離にあることを特徴と
する、オプティカルファイバスイッチ。
【００４０】（４）第（１）項記載の装置において、前
記かすめミラーは前記水平面にほぼ垂直であることを特
徴とする、オプティカルファイバスイッチ。
【００４１】（５）第（１）項記載の装置において、前
記かすめ入射角は前記傾き角と同じであることを特徴と
する、オプティカルファイバスイッチ。
【００４２】（６）第（１）項記載の装置において、前
記ファイバ保持層は前記オプティカルファイバの端部を
前記水平面内に保持することを特徴とする、オプティカ
ルファイバスイッチ。
【００４３】（７）第（１）項記載の装置において、前
記かすめミラー層はシリコン材料から成る層の中に槽を
掘ることによりつくることを特徴とする、オプティカル
ファイバスイッチ。
【００４４】（８）第（１）項記載の装置において、前
記スイッチは可傾ミラーのアレイを有していることと、
前記ファイバ保持層は前記各可傾ミラーに対応した入出
力ファイバを有することと、前記レンズ層は前記各ファ
イバに付随したレンズを有することを特徴とする、オプ
ティカルファイバスイッチ。
【００４５】（９）第（１）項記載の装置において、前
記可傾ミラーと前記電極回路とは空間光変調装置の一部
であることを特徴とする、オプティカルファイバスイッ
チ。
【００４６】（１０）第（１）項記載の装置において、
前記可傾ミラーは前記水平面に関して傾かない位置にも
保持されることができることを特徴とする、オプティカ
ルファイバスイッチ。
【００４７】（１１）第（１）項記載の装置において、
前記レンズ層の前記レンズは相互に同じ平面内に設置さ
れていることと、前記レンズの平面は前記水平面に平行
であることを特徴とする、オプティカルファイバスイッ
チ。
【００４８】（１２）空間光変調装置の少なくとも１個
の可傾ミラーの両側に、前記可傾ミラーから上方に角度
の付いた２個のかすめミラー面を有するかすめミラー層
を設けるステップと、３個の入出力オプティカルファイ
バの各々に付随するレンズを同一平面内に納めたレンズ
層を、前記かすめミラー層の上に設けるステップと、前
記レンズ層とファイバ保持層とを所定の距離離すための
スペーサ層を、前記レンズ層の上に設けるステップと、
入出力ファイバの端部を同一平面内に納めたファイバ保
持層を、前記スペーサ層の上に設けるステップと、を含
むことを特徴とする、オプティカルスイッチの製造方
法。
【００４９】（１３）第（１２）項記載の方法におい
て、前記かすめミラー層を設けるステップは、シリコン
材料から成る層の中に槽を彫ることによって達成するこ
とを特徴とする、オプティカルスイッチの製造方法。
【００５０】（１４）第（１２）項記載の方法におい
て、前記レンズ層を設けるステップは、前記レンズ層を
ユニットとして製造することにより達成することを特徴
とする、オプティカルスイッチの製造方法。
【００５１】（１５）第（１２）項記載の方法におい
て、前記ファイバの端部を研磨するステップを更に含む
と共に、前記ファイバ保持層をユニットとして設置する
ことを特徴とする、オプティカルスイッチの製造方法。
【００５２】（１６）第（１２）項記載の方法におい
て、前記ファイバ層を設けるステップは、前記ファイバ
の端部をＶ溝部の間に保持することを含むことを特徴と
する、オプティカルスイッチの製造方法。
【００５３】（１７）第（１２）項記載の方法におい
て、前記３木の入出力ファイバの端部が相互に平行にな
るように、ファイバを前記ファイバ保持層内に納めるス
テップを更に含むことを特徴とする、オプティカルスイ
ッチの製造方法。
【００５４】（１８）可傾ミラーを所定の傾き位置に動
かすステップと、オプティカルファイバ保持器平面内に
ある入力オプティカルファイバの端部を通って光を内部
に伝達するステップと、前記オプティカルファイバ面と
平行なレンズ平面内の第１のレンズを用いて、前記光を
結像させるステップと、前記光を前記可傾ミラーに反射
させるステップと、前記可傾ミラーの側にあるかすめミ
ラーに前記光を反射させるステップと、前記第１のレン
ズと同一平面内にある第２のレンズを用いて、前記光を
結像させるステップと、その端部が前記入力オプティカ
ルファイバの端部と同じオプティカルファイバ保持器面
内にある出力オプティカルファイバの端部から、前記光
を外に伝達するステップと、を含むことを特徴とする、
光学的接続方法。
【００５５】（１９）第（１８）項記載の方法におい
て、前記可傾ミラーを動かすステップは、前記かすめミ
ラーの入射角と同じ角度だけ、傾きのない位置に関して
前記可傾ミラーを傾けることにより達成することを特徴
とする、光学的接続方法。
【００５６】（２０）第（１８）項記載の方法におい
て、前記入力オプティカルファイバの端部と出力オプテ
ィカルファイバの端部を通って光を伝達するステップ
は、１列に並べた３本のファイバのうち隣り合う２本の
ファイバを入出力ファイバとして選ぶことにより決まる
ことを特徴とする、光学的接続方法。
【００５７】（２１）第（１８）項記載の方法におい
て、前記出力オプティカルファイバの端部を通って光を
伝達するステップは、光を前記出力ファイバに向けて反
射するミラーを可傾ミラーアレイの中から１個選択する
ことにより決まることを特徴とする、光学的接続方法。
【００５８】（２２）一列に並べた３本の入出力オプテ
ィカルファイバ１７ａ−１７ｃを結合させるためのスイ
ッチ１０。このスイッチ１０は可傾ミラー素子１６、か
すめミラー層１４、レンズ層１３、およびファイバ保持
層１４を上に積み重ねた空間光変調装置に基づいてい
る。かすめミラー層１４は光を外側のファイバ１７ａ，
１７ｃと可傾ミラー１６との間で導き、ファイバ保持層
１１はファイバ１７ａ−１７ｃの端部の軸を相互に平行
に保つことができる。レンズ層１３がファイバ保持層１
１とかすめミラー層１４との間にあって、ファイバ１７
ａ−１７ｃに出入りする光を結合させる。
【００５９】米国特許出願番号７２３，１０５「オプテ
ィカルスイッチの装置及び方法」に記載の発明は本願に
関係し、ここに参考のために取り込まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるオプティカルファイバスイッチの
断面図。
【図２】空間光変調装置の捩れ梁可傾ミラー素子。
【図３】空間光変調装置の片持ち梁可傾ミラー素子の斜
め切断面図。
【図４】Ｖ溝形状のファイバ保持部を有する、スイッチ
の線型アレイのファイバ保持層の底面図。
【図５】スイッチの幾何学的関係を示す図。
【符号の説明】
１１ オプティカルファイバ保持層 １２ スペーサ層 １３ レンズ層 １４ かすめミラー層 １５ 空間光変調器層 １６ 可傾ミラー １７ オプティカルファイバ ２４ アドレス電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 相互に平行な２本の外側ファイバと１本
    の真中ファイバとの端部を保持するためのオプティカル
    ファイバ保持層と、 前記各端部に付随したレンズを有し、前記端部に出入り
    する光を結合するためのレンズ層と、 前記ファイバ保持層と前記レンズ層とを所定の距離だけ
    離すためのものであって、空間光変調装置層の上方に設
    けられているスペーサ層と、 前記レンズ層の下にあって、前記空間光変調装置層の上
    方にあり、前記外側ファイバの各々に付随したかすめミ
    ラーを有し、前記外側ファイバから出入りする光を所定
    のかすめ入射角で方向を定めるための、かすめミラー層
    と、 前記真中のファイバの軸に垂直な面で定義される水平面
    に関して二方向のうちいずれかの方向にある傾き角だけ
    動くことができるようになっていて、傾いた位置にある
    とき前記外側ファイバから出入りする光の向きを定める
    ための可傾ミラーと、 前記可傾ミラーの位置を制御するための電極回路と、を
    含むことを特徴とする、オプティカルファイバスイッ
    チ。
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