JPH06175049A - 光学スイッチおよびその製造方法 - Google Patents

光学スイッチおよびその製造方法

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JPH06175049A JP4171175A JP17117592A JPH06175049A JP H06175049 A JPH06175049 A JP H06175049A JP 4171175 A JP4171175 A JP 4171175A JP 17117592 A JP17117592 A JP 17117592A JP H06175049 A JPH06175049 A JP H06175049A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アラインメントが容易で、安定に動作する光
学スイッチおよびその製造方法を提供する。 【構成】 光を空間光変調器に反射する、基板の中に形
成された鏡に光を向ける導波管を通したり通さなかった
りして、マイクロレンズの配列に接続された光ファイバ
から成る。空間光変調器は、ついで、光を反射し、他方
の鏡に戻し、その鏡は他方のマイクロレンズの配列を通
してその光を反射し、他方の光ファイバに出す。その構
造は基板から鏡を形成し、場合によって導波管を形成
し、ファイバおよびマイクロレンズのための溝を形成
し、ファイバ、レンズおよび空間光変調器パッケージの
ような外部部品を取り付け、全体をパッケージすること
によって製造される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はファイバ光学スイッチ、
特にファイバ光学スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】ファイバ光学のためのスイッチを設ける
ことは光学−電子工学の分野で従来広く行なわれて来
た。純粋に光学的であるファイバ光学がスイッチングを
電気的に行なうことを可能にする回路と結合され、つい
で信号が伝送のために光学の方に戻される。これは、ス
イッチングが光学的に行なわれる純粋に光学的な技術を
使用するよりも遅く、かつより複雑である。
【０００３】純粋に光学的なスイッチングは沢山の方法
で行なわれて来た。その一つは、スイッチング操作とな
る、スイッチング・ネットワークを通して光を伝送した
りしなかったりするために液晶（ＬＣＤ）空間光変調器
の使用によって達成される。この方法は遅い応答時間を
持っており、アラインメントの困難がある。
【０００４】これらの方法の他の一つはＬｉＮｂＯ3 の
ような電気−光学的結晶材料の使用を含んでいる。しか
しながら、ＬｉＮｂＯ3 導波管スイッチは単一モード・
ファイバと一緒の使用に限られて来た。また、偏光依存
性を除去する研究が続けられているけれども、これらの
スイッチは現在の所偏光依存性である。
【０００５】光学的スイッチングを達成するための方法
のさらに他の一つは変形可能鏡装置（ＤＭＤ）空間光変
調器の使用を使ってである。ＤＭＤは反射モードで動作
する。ＤＭＤは、鏡の配列の各部材を個々に制御するこ
とによって、光を反射するように制御される。この概念
に適合する、既に特許されているかまたは出願されてい
る他の特許がある。それらは、ここに参考文献として含
まれている米国特許第４，８１１，２１０号、第４，８
５９，０１２号、第４，８５６，８６３号である。
【０００６】ファイバとＤＭＤを相対的に一直線上に並
べて保持するように設計されたコネクタは、これまで、
アルミニウムやデルリンのようないろいろの材料から作
り出されて来た。最終的な希望の形状を得るために、こ
れらの材料は機械加工されるかまたはモールドされる。
ファイバの配列は互に、かつ端末パッケージに対してあ
る角度に保持される。
【０００７】このアプローチには、製作性、コスト、寸
法、および複雑さを含め、沢山の制限がある。機械加工
であったり、モールディングであったりする必要な製作
は最終的なパッケージングに不正確さと不安定性を導入
する。この製造工程は、また、労働集約的であり、した
がって高価である。
【０００８】二つまたはそれ以上のファイバの配列を納
めるのに必要なコネクタの寸法は比較的大い。さらに、
他のファイバの配列および端末パッケージングに対する
希望の角度を達成するために、ファイバはそれらが配列
の背面から出るように支持されなければならない。この
ことはさらに沢山の空間を占め、スイッチ設備の複雑さ
に導く。また、必要な寸法および重量のコネクタは振動
および熱的な効果から不安定となり易い。
【０００９】付加的に、ファイバの端末がスイッチング
が起る面の上方遠くに維持されることはスイッチの一部
との偶発的な物理的な相互作用の強い可能性を惹き起
し、動作の不安定性となる。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】目的および利点が、光
学的内部接続のための構造を提供する本発明によって、
明らかとなり、一部以下に現れ、完成されるであろう。
その構造は、基板から形成された単数または複数の鏡、
光を集束するためのマイクロレンズの配列、その基板と
接続する光ファイバ、およびそれらの鏡を保持する基板
の上かまたは下に取り付けられる空間光変調器のパッケ
ージを含む。この構造の１変形はファイバとマイクロレ
ンズの間の伝送のため光学的導波管の使用を含んでい
る。
【００１１】その装置は、一つの実施例においては、一
つの鏡から離れたファイバの面から光を空間光変調器に
反射することによって動作する。その空間光変調器はつ
いでその光を変調し、他の一つの鏡に反射して戻る。こ
の第２の鏡は光が他の一つのファイバを通るように光の
方向を変える。さらに、その光は位相または振幅変調さ
れたり、あるいはオン／オフ・スイッチのように作用し
て全く伝送されなかったりする。
【００１２】
【実施例】光学的内部接続ネットワークの中でスイッチ
ングまたは変調に使用するために、ファイバを反射性の
空間光変調器（ＳＬＭ）に結合するための鏡およびアラ
インメント構造を形成する方位依存性エッチング（ＯＤ
Ｅ）を使用する概念は、低レベルの集積から高レベルの
集積まで、いくつかの方法で具体化されることができ
る。
【００１３】沢山の可能な配置の一つが図１に示されて
いる。この配置は他の可能性の大部分よりも低いレベル
の集積を使用する。シリコン基板１０は鏡１６ａおよび
１６ｂを形成するようにエッチされる。それらの鏡が一
つの分離した部品であることもできるが、この選択は、
分離した鏡を固定するときに起るアラインメントの困難
によって作製をより困難にする。レンズ１４ａおよび１
４ｂは光を入力ファイバ１２ｂから個々に制御される反
射性の部材２０を持ったＳＬＭ１８に、かつ部材２０か
ら出力ファイバ１２ａに有効に結合するために必要であ
る。一つ以上の入力または出力ファイバを持つことが可
能である。ここでは簡単のために一つのみが示されてい
る。レンズ１４ａおよび１４ｂは、例えば鋸引きまたは
エッチングによって作られる、適当な寸法の溝１５ａお
よび１５ｂの中の正しい場所に膠で付けられるだろう。
エッチされる鏡１６ａおよび１６ｂから適切な距離の所
にＳＬＭ１８を位置決めするために使用されるスペーサ
は示されていない。この実施例においては、ＳＬＭ１８
を図示のように位置決めするために、スペーサは厚さ２
２でなければならない。この集積のレベルでは、ファイ
バは鏡と同じ基板の上にエッチされた溝の中に保持され
るか、またはファイバは分離されたＶ字形の溝のブロッ
クの中に保持され、それが基板に固定される。
【００１４】光は以上議論された方法のいずれかで位置
決めされ、保持されることができるファイバ１２ｂを通
して装置の中に伝搬する。その光はマイクロレンズ１４
ｂによってエッチされた鏡１６ｂの上に集束される。光
は鏡１６ｂからＳＬＭ１８に反射される。ＳＬＭ１８は
個々に制御される反射性の部材２０を有している。この
ような変調器の沢山の例のうちの一つは変形可能鏡装置
（ＤＭＤ）である。ＤＭＤの捩りビーム配置を使用する
これらの実施例の一つにおいては、下記が真であろう。
制御される部材が“オン”、あるいは図１に示されてい
るように傾けられていれば、光はその部材からエッチさ
れた鏡１６ａに反射される。ついで、光はマイクロレン
ズ１４ａを通してファイバ１６ａに伝搬し、装置の外に
出る。“オフ”のファイバ・ネットワーク・チャンネル
１２ｂ−１２ａを持つことが望まれるときは、部材２０
は他の方向に傾けられ、それが光を鏡１６ｂから離れる
方向に向け、光がファイバ１２ａに戻るように結合され
ることを可能にせず、光は装置の外に出ない。液晶のよ
うな他の空間光変調器を使用することもできる。
【００１５】オン／オフ以外の変調も可能である。液晶
またはＤＭＤの他の配列は、例えば、位相のみの変調を
達成するために使用することができる沢山の変調器のう
ちのいくつかでしかない。以上の議論において、反射性
のどのような空間光変調器も使用することができ、位相
または振幅変調のために使用することができるどのよう
な空間光変調器もオン／オフ以外のために使用される。
【００１６】鏡およびＳＬＭにおける光線光学のジェオ
メトリが図２ａに示されている。入力光線２４および出
力光線２６は基板に平行に進む。鏡の間に含まれる角３
０、θinclは、基板１０に平行な出力チャンネル２６に
正しくずらされ、方向を変えられるような鏡部材２０か
らの戻り反射のために、鈍角（＞９０°）でなければな
らない。引用番号３２をθtiltとして、その面が基板に
平行にある（θtilt＝０）、正確に法線入射で使用され
る反射性のＳＬＭの場合、含まれる角３０の二等分線と
基板の法線の間にあるオフセット角２８、θoff は０°
でなければならず、鏡からの入力と出力光線２５と２７
は基板２９の法線に関して対称であろう。図２ｂにおけ
るように、ただ１枚の鏡が使用されるときは、オフセッ
ト角は鏡角θmirrorと４５°の間の差である。θmirror
が４５°に等しければ、オフセット角は０に等しい。図
２ａに示されているように、傾斜させられた変形可能鏡
装置（ＤＭＤ）の絵素２０での使用のためには、ゼロで
ないオフセット角が必要である。製造工程の中で議論さ
れるように、２鏡実施例においては、これは結晶面方向
から外れた固有の角度で切り出された基板を使用するこ
とによって達成される。１鏡実施例においては、これは
同じ方法で、または鏡結晶面の適切な選択によって達成
することができる。
【００１７】図３は図１における装置よりも高いレベル
の集積を持った沢山の可能な構造のうちの他の一つを示
す。この実施例においては、入力ファイバ１２ｂは基板
１０の上に単結晶として製造することができる集積され
た光学的導波管３４ｂに接続される。前の議論と同様
に、光はマイクロレンズ１４ｂに至る導波管３４ｂを通
してエッチされた鏡のうちの第１の鏡１６ｂに伝搬す
る。光は鏡で反射され、個個に制御される鏡部材２０を
持ったＳＬＭ１８に至る。ついで、光は部材２０で反射
され、鏡１６ａに至る。つぎに、光はマイクロレンズ１
４ａを通して集積された光学的導波管３４ａを通り、フ
ァイバ１２ａに至る。
【００１８】このより高いレベルの集積は沢山の利点を
提供する。鏡エッチング工程のために選ばれた基板の結
晶学的な方位の故に、正しくアラインメントされたファ
イバ保持のＶ字形の溝を得ることができない場合に、そ
れは入力チャンネルと出力チャンネルの蝕刻法によるア
ラインメントを可能にする。恐らくもっと重要なことに
は、内部接続ネットワークのためのより進んだ単結晶パ
ッケージを作るために、クロスバー・スイッチのような
完全な装置の機能をさらに集積するように、スプリッ
タ、コンバイナ、および類似のもののような集積された
光学的構成要素がそれらの場所に作製されることができ
るだろう。いくつかの種類のＳＬＭの使用のために必要
とされるポラライザのような附属の構成要素もまた類似
の方法でパッケージの中に集積されることができるだろ
う。マイクロレンズを集積された光学的構成要素で置き
換ることができることさえも考えることができる。大き
な数値の開きと高い効率を要求するこの応用に必要とさ
れるレンズ性能を達成することは困難であるが、可能で
ある。
【００１９】議論された集積レベルのうちのいずれかで
ＳＬＭの異った方位を使用することができるだろう。こ
の配置が図４に示されている。鏡が光を入力面から基板
の中に反射する。この配置では、基板はそのパッケージ
が動作しなければならない波長で透明でなければならな
い。製造技術で議論される、鏡表面の付加の鏡コーティ
ング（金属または誘電体）は、全内部反射を使用するこ
とができるときは、不必要であろう。この配置の利点
は、基板の鏡とは反対側の表面の上に設けられたＳＬＭ
を持った、完全単結晶スイッチを作ることができること
であり、そこでは配置工程は空間光変調器を基板の下側
に形成することであるだろう。したがって、この変形は
最高の程度の集積のための潜在力を持っている。入力チ
ャンネル２４および出力チャンネル２６は基板の内部に
あることが必要であろう。シリコン中の導波管が示され
たが、それらは付着させられた誘電体の導波管よりも損
失が大きくなる傾向を持っており、光ファイバとＳｉの
間の屈折率の不連続があり、それが受け入れることがで
きない入力と出力の結合損失に導くことがあり得るだろ
う。
【００２０】ＳＬＭの中の鏡部材の個々の制御は図５で
一層明らかとなる。この構造においては、導波管３４ａ
および３４ｂの中に四つのファイバ・ポートがある。斜
視図であるので、出力ポート３６ａ−３６ｄだけが見え
る。この実施例においては、ＳＬＭ１８は四つの個々に
制御される部材２０ａから２０ｄまでを含んでいる。希
望に応じて選ばれたどのような数のポートおよび部材を
持った他の実施例も可能である。ＳＬＭ１８は見易くす
る目的で基板から取り外されて示されている。前に議論
したように、ＳＬＭは実際導波管およびマイクロレンズ
の上面または底面に位置させられる。鏡１６ａおよび１
６ｂは、マイクロレンズの溝１５ａおよび１５ｂと同様
に、装置を横切るように作製される。光が図には示され
ていない入力ポートにはいると、“オン”であるポート
が互に無関係に選ばれる。この実施例においては、すべ
てのポート３６ａ−３６ｂ、あるいはただ一つのポー
ト、あるいはその何らかの組合せが光励起を持つことが
できるだろう。
【００２１】前に議論されたような集積された光学的ス
プリッタおよびコンバイナと、図５におけるような多重
入力および出力ポートを持つ構造が図６に示されてい
る。図６には、二つの入力および出力ポートだけが示さ
れている。ここ迄議論されたすべての配置におけるよう
に、ポートの数は設計者に希望されていることによるこ
とを除いてどのような数にも制限されない。図には示さ
れていないファイバからポート３８ａおよび３８ｂには
いる光は四つの導波管４０ａ−４０ｄに分割される。つ
いで、光は前の議論におけるように変調され、導波管４
０ｅ−４０ｈに通過させられる。その後、光はそれが分
割された時とは異った配列に再び組み合わされ、ポート
３８ｃおよび３８ｄにおいてパッケージを出る。この種
の構造は完全なばらまき能力を持つ光学的クロスバー・
スイッチの一部として使用されることができる。
【００２２】図７はこれらの装置が作られる沢山の方法
の一つである製造工程のフローを示す。工程４２におい
ては、シリコン、ガリウム砒素、またはインジウム燐の
ような半導体基板の中に窓が形成される。基板、この例
ではシリコンが使用される、の反射性の表面をエッチす
るために、＜１１１＞面に対して＜１１０＞面がエッチ
されなければならない。シリコンの結晶学的な性質によ
って、このことは反射性の表面の間に１１０度の角を与
える。１１０度の角はシリコン面の法線に対して２．５
度だけ傾けられる必要がある。そのようにして、光の伝
送を可能にするために、５度に傾けられたＤＭＤスイッ
チと一緒の使用のために、光ビームは入射ビームに平行
にパッケージを出る。このことは、ウェーハがシリコン
・インゴットから切り出されるとき、＜１１１＞結晶軸
から２．５度外してウェーハを切り出すことによって達
成される。
【００２３】シリコンの中に鏡を形成するために、選択
（Preferential）エッチングを使用することができる。
この例においては、シリコン・ウェーハは綺麗にされ、
ついで酸化物成長のためにチューブ型の炉の中に置かれ
る。その後、ウェーハは一方の側をポジティブ型のフォ
トレジストでコートされ、フォトマスクが特定の結晶学
的面に関してウェーハと並べられ、ウェーハは紫外線に
曝らされる。露出されたウェーハは取り出され、ついで
酸化シリコンに開いた窓を残して現像され、その酸化シ
リコンは、ついで、緩衝弗酸溶液の中でエッチされる。
残りのフォトレジストが、酸化物マスクによって覆れた
シリコン・ウェーハを残して除去され、その酸化物マス
クは、ついで、選択エッチングのために水酸化カリ溶液
の中に置かれる。
【００２４】このようなウェーハからの一つの領域の１
例が図８に示されている。後の図面における同定を容易
にするために、矩形の領域が示されている。この種の多
数の装置が各ウェーハから作製されることができること
には注意しなければならない。酸化物マスク６４が図の
上で二つの側面６６および６７を持ったウェーハ６２の
上に残っている。選択エッチングが予め定められた深さ
に達した後で、ウェーハは溶液から引き出され、浄化さ
れる。他の一つの酸化物成長およびフォトレジスト層が
ウェーハに加えられる。ついで、希望の領域が他の一つ
のフォトマスクを通して紫外線に曝らされ、最終的に光
ファイバを保持する台状の領域の上にレジストを残して
現象される。
【００２５】この工程の例が図９ａ−９ｃに示されてい
る。この図では、図８において側面６６を見た所を示
す。台状の領域６８ａおよび６８ｃは、鏡の先端６８ｂ
と同様に、エッチされるのを防ぐためにカバーされてい
る。最初のエッチングがなされた後では、図９ｂに示さ
れているようなウェーハが現れる。台状の領域をエッチ
するために、マスク領域６８ａおよび６８ｃが取り除か
れ、ウェーハは再びエッチされる。そのエッチングが完
了した後では、図９ｃに示されているようなウェーハが
現れる。選択エッチングが完了した後では、結果として
生じるウェーハは図１０のように見える。再び図８で側
面６６の方から見ている。台状の領域７０ａおよび７０
ｂと鏡７２の尖端が示されている。
【００２６】図７の過程のフローは工程４４において設
計者からの決定を必要とする。導波管が希望されるとき
は、過程は進路５０に沿って工程５２に進む。導波管を
形成するために、下の被覆層が基板の上に形成される。
このための可能な材料は二酸化シリコンである。ドープ
された二酸化シリコンのような導波管コア層が、つい
で、下の被覆層の上に形成される。コアはその中にチャ
ンネル導波管を形成するためにエッチされる。上の被覆
層がコアの上に形成され、パターン化される。そのパタ
ーンニングは、希望の場所では導波管が残され、基板の
中に形成された鏡の上のような希望しない場所ではそれ
が取り除かれるようなものでなければならない。パター
ンニングが行なわれた後では、導波管層がエッチされ、
そのパターンによって決定されるようなチャンネル導波
管の中に形成された層を残す。
【００２７】導波管が希望されないときは、過程は進路
４６を通って工程４８に進む。工程５２からの進路５４
もまたこの工程に至る。光ファイバのための溝が形成さ
れなければならない。これは沢山の方法で達成されるこ
とができる。少数の方法を挙げれば、それらの溝は鋸引
きされたり、プレハブの溝を持った別個の部品を膠付け
したり、エッチングによって形成されたりすることがで
きるだろう。それらの溝をエッチするために、プラズマ
・エッチングを使用することができるだろう。ウェーハ
は前に議論したのと同じ酸化物、レジスト、マスク、紫
外線への露出、現象、エッチング、およびレジスト除去
工程を受ける。ついで、ウェーハは、希望の溝が形成さ
れるまで、プラズマに曝らされる。溝のエッチングの前
および後のウェーハがそれぞれ図１１のａおよびｂに示
されている。これらの図は図８の側面６７を見る方向の
図である。図１１ａのレジスト・ブロック７４ａ−７４
ｄはエッチングが図１１ｂの溝７６ａ−７６ｃを生じさ
せることを保証する。この図は三つの溝の使用のみを示
しているが、設計者が希望するだけ沢山の溝を持つこと
が可能である。付加的に前の工程でパターンを切られ、
エッチされた導波管はエッチング工程のためのマスクと
して使用されることができる。導波管のパターンニング
は基板の縁にまで至る導波管の薄い延長部のパターンを
切る工程も含むことができるだろう。ついで、その薄い
延長部の間の間隙がエッチされ、ファイバを設置するＶ
字形の溝を形成する。
【００２８】図７の過程のフローは工程５６に進む。マ
イクロレンズのための溝が形成されなければならない。
これらの溝の可能な製造の例として、それらは上記のよ
うにエッチされたり、ダイヤモンドを先端に付けた鋸で
鋸引きされることができる。工程５７は、反射性を改善
するために、金属を使うか誘電体を使った鏡のコーティ
ングを含む選択することができる工程である。この工程
の一部として、また、出力を改善するために、導波管の
端末を反射防止コーティングでコートすることができる
だろう。
【００２９】過程中の工程５８は以上のようにして製造
された構造物に外部部品が取り付けられる点である。フ
ァイバがそれぞれの溝の中に置かれ、それらの先端がす
べて同じ面上にあるように並べられ、ついで所定の場所
に恒久的に付けられる。マイクロレンズがそのために作
られた溝の中に設置され、取り付けられる。実際の取付
けは沢山の方法で作られることができ、その一つは紫外
線硬化エポキシであることができるだろう。過程はＳＬ
Ｍパッケージを使った上記構造をパッケージするための
最終工程６０に進む。
【００３０】ＳＬＭパッケージは鏡の上にか、または内
部反射が使用されるときは鏡の下に取り付けられること
ができる。その部分の外側の縁は接着材でコートされ、
二つの半分が一緒に対にされる。オン状態にあるＳＬＭ
の予め定められた鏡を使って、最大の光学的出力が得ら
れるまで、一方の部分が他方に対して動かされる。ここ
でパッケージはそれらの部材に対してそれを保護し、未
来の使用のためにシステムの配列を維持するために封止
される。
【００３１】したがって、この点まで光学的スイッチン
グ・パッケージおよび技術のための特定の実施例が記載
されたけれども、このような特別の引用が以下の特許請
求の範囲の諸項に述べられる範囲を除いて本発明の範囲
の制限と考えられることを意図するものではない。
【００３２】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1) a. 基板の中に少くとも一つの鏡を形成する工程、 b. 上記鏡へおよび／またはそれから光を伝送するため
に上記基板を少くとも一つの光ファイバと結合させる工
程、 c. 上記ファイバと上記鏡の間に設けられ、上記光を集
束するための少くとも一つのマイクロレンズの配列を備
える工程、 d. 上記鏡から反射された上記光を反射するために、上
記基板に隣接して空間光変調器を配置する工程、 e. このようにして形成されるスイッチをパッケージす
る工程を含む、光スイッチを製造する方法。
【００３３】(2) 上記形成する工程が基板の方位依存
性のエッチングを含む、第１項記載の方法。
【００３４】(3) 上記結合する工程が上記ファイバの
ための一直線上に並ぶ特徴を形成するように基板をエッ
チングすること、および上記ファイバを取り付けること
を含む、第１項記載の方法。
【００３５】(4) 上記結合する工程が外部部品の中の
ファイバのためのプレハブの一直線上に並べる構造を持
った外部部品を取り付けることを含む、第１項記載の方
法。
【００３６】(5) 上記マイクロレンズを備える工程が
溝を形成するために基板をエッチングすること、および
上記マイクロレンズを取り付けることを含む、第１項記
載の方法。
【００３７】(6) 上記マイクロレンズを備える工程が
溝を形成するために基板を鋸引きすること、および上記
マイクロレンズを取り付けることを含む、第１項記載の
方法。
【００３８】(7) 上記配置する工程が上記基板の上面
に上記空間光変調器を配置することを含む、第１項記載
の方法。
【００３９】(8) 上記配置する工程が上記空間光変調
器を上記基板の下に配置することを含む、第１項記載の
方法。
【００４０】(9) 上記配置する工程が上記空間光変調
器を上記基板の下側に形成することを含む、第１項記載
の方法。
【００４１】(10) 上記スイッチをパッケージする工程
が上記スイッチの縁を接着することを含む、第１項記載
の方法。
【００４２】(11) a. 基板の中に少くとも一つの鏡を形成する工程、 b. 上記鏡へおよび／またはそれから光をむけるために
上記基板の上に導波管を付着させる工程、 c. 上記導波管へおよび／またはそれから光を伝送する
ために上記導波管を少くとも一つの光ファイバと結合さ
せる工程、 d. 上記導波管と上記鏡の間に設けられ、上記光を集束
するための少くとも一つのマイクロレンズの配列を備え
る工程、 e. 上記鏡から反射された上記光を反射するために、上
記基板に隣接して空間光変調器を配置する工程、 f. このようにして形成されるスイッチをパッケージす
る工程を含む、光学スイッチを製造する方法。
【００４３】(12) 上記形成する工程が基板の方位依存
性のエッチングを含む、第１１項記載の方法。
【００４４】(13) 上記結合する工程が上記ファイバの
ための一直線上に並ぶ特徴を形成するように基板をエッ
チングすること、および上記ファイバを取り付けること
を含む、第１１項記載の方法。
【００４５】(14) 上記結合する工程が外部部品の中の
ファイバのためのプレハブの一直線上に並べる構造を持
った外部部品を取り付けることを含む、第１１項記載の
方法。
【００４６】(15) 上記マイクロレンズを備える工程が
溝を形成するために基板をエッチングすること、および
上記マイクロレンズを取り付けることを含む、第１１項
記載の方法。
【００４７】(16) 上記マイクロレンズを備える工程が
溝を形成するために基板を鋸引きすること、および上記
マイクロレンズを取り付けること、
【００４８】(17) 上記配置する工程が上記基板の上面
に上記空間光変調器を配置することを含む、第１１項記
載の方法。
【００４９】(18) 上記配置する工程が上記空間光変調
器を上記基板の下に配置することを含む、第１１項記載
の方法。
【００５０】(19) 上記配置する工程が上記空間光変調
器を上記基板の下側に形成することを含む、第１１項記
載の方法。
【００５１】(20) 上記スイッチをパッケージする工程
が上記スイッチの縁を接着することを含む、第１１項記
載の方法。
【００５２】(21) a. 下記を含む第１の構造、i. 基板、ii. 上記基
板の中に形成された少くとも一つの鏡、iii. 光を上記
鏡の方へおよび／またはそれから方向づけるために、上
記基板に付けられた少くとも一つの光ファイバ、iv.
上記光を集束するために、上記鏡と上記光ファイバの間
であって上記基板に付けられた少くとも一つのマイクロ
レンズの配列、 b. 上記第１の構造に対向して設けられ、上記鏡から反
射された光を反射するための空間光変調器を含む第２の
構造を含む光学スイッチ。
【００５３】(22) 上記基板がシリコンである、第２１
項記載のスイッチ。
【００５４】(23) 上記基板がガリウム砒素である、第
２１項記載のスイッチ。
【００５５】(24) 上記基板がインジウム燐である、第
２１項記載のスイッチ。
【００５６】(25) 上記鏡のオフセット角がゼロでない
角である、第２１項記載のスイッチ。
【００５７】(26) 上記空間光変調器が個々に偏向可能
な鏡部材の配列を含む、第２１項記載のスイッチ。
【００５８】(27) 上記空間光変調器が液晶装置の配列
を含む、第２１項記載のスイッチ。
【００５９】(28) a. 下記を含む第１の構造、i. 基板、ii. ファイ
バとマイクロレンズの間の少くとも一つの導波管、iii.
上記基板の中に形成された少くとも一つの鏡、iv.
光を上記導波管の方へおよび／またはそれから方向づけ
るために、上記基板に付けられた少くとも一つの光ファ
イバ、v. 上記光を集束するために、上記鏡と上記光
ファイバの間であって、上記基板に付けられた少くとも
一つのマイクロレンズの配列、 b. 上記第１の構造に対向して設けられ、上記鏡から反
射された光を反射するための空間光変調器を含む第２の
構造を含む光学スイッチ。
【００６０】(35) a. 第１の面内の光ファイバを通して光を伝送する工
程、 b. 上記光をレンズを使って集束する工程、 c. 上記第１の面の外にある鏡から、空間光変調器を含
む第２の面に上記光を反射する工程、 d. 上記第２の面から上記第１の面内の鏡に光を反射す
るために上記空間光変調器を使用する工程、および e. 上記第１の面内の上記鏡から光ファイバに反射され
た光の一部を集束する工程 を含む光学的内部接続方法。
【００６１】(36) a. 第１の面内の光ファイバを通して光を伝送する工
程、 b. 上記光ファイバから以降の光伝送のための導波管の
中に光を受ける工程、 c. 上記光をレンズを使って集束する工程、 d. 上記第１の面の外にある鏡から、空間光変調器を含
む第２の面に上記光を反射する工程、 e. 上記第２の面から上記第１の面内の鏡に光を反射す
るために上記空間光変調器を使用する工程、 f. 上記第１の面内の上記鏡から導波管に反射された光
の一部を集束する工程、および g. 上記導波管から光ファイバに光を伝送する工程 を含む光学的内部接続方法。
【００６２】(37) 光学的内部接続のための構造が製造
および操作方法とともに開示される。一つの実施例にお
いては、その構造は、光を空間光変調器に反射する、基
板の中に形成された鏡に光を向ける導波管を通したり通
さなかったりして、マイクロレンズの配列に接続された
光ファイバから成っている。その空間光変調器は、つい
で、光を反射し、他方の鏡に戻し、その鏡は集積された
導波管を通したり通さなかったりして他方のマイクロレ
ンズの配列を通してその光を反射し、他方の光ファイバ
に出す。その構造は基板から鏡を形成し、希望されると
きは導波管を形成し、ファイバおよびマイクロレンズの
ための溝を形成し、ファイバ、レンズ、および空間光変
調器パッケージのような外部部品を取り付け、並びを維
持するために装置をパッケージすることによって製造さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学スイッチの１実施例を示す図である。
【図２】図１に示す実施例の説明図および１変形を示す
図で、ａは２側鏡スイッチのための光線光学のジェオメ
トリを示す図、ｂは光学スイッチの１側鏡の実施例を示
す図である。
【図３】光学スイッチのそれに代る実施例を示す図であ
る。
【図４】基板を通して動作する光学スイッチを示す図で
ある。
【図５】４ポート光学スイッチを示す図である。
【図６】ビーム・スプリッタおよびコンバイナを有する
４ポート光学スイッチを示す図である。
【図７】光学スイッチの製造のための過程のフローを示
す図である。
【図８】製造過程を通して変化するウェーハを示す図で
ある。
【図９】製造過程を通して変化するウェーハを示す図で
ある。
【図１０】製造過程を通して変化するウェーハを示す図
である。
【図１１】製造過程を通して変化するウェーハを示す図
である。
【符号の説明】
１０ シリコン基板 １２ａ 出力ファイバ １２ｂ 入力ファイバ １４ａ，１４ｂ レンズ １５ａ，１５ｂ 溝 １６ａ，１６ｂ 鏡 １８ ＳＬＭ ２０ 反射性部材 ２４ 入力チャンネル ２６ 出力チャンネル ３４ａ，３４ｂ 導波管 ３６ａ〜３６ｄ 出力ポート ３８ａ〜３８ｄ ポート ４０ａ〜４０ｄ 導波管 ６４ 酸化物マスク ６２ ウェハー ７２ 鏡 ７６ａ〜７６ｃ 溝
【手続補正書】
【提出日】平成５年１２月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】a. 基板の中に少くとも一つの鏡を形成す
    る工程、 b. 上記鏡へおよび／またはそれから光を伝送するため
    に上記基板を少くとも一つの光ファイバと結合させる工
    程、 c. 上記ファイバと上記鏡の間に設けられ、上記光を集
    束するための少くとも一つのマイクロレンズの配列を備
    える工程、 d. 上記鏡から反射された上記光を反射するために、上
    記基板に隣接して空間光変調器を配置する工程、 e. このようにして形成されるスイッチをパッケージす
    る工程 を含む、光スイッチを製造する方法。
  2. 【請求項２】a. 下記を含む第１の構造、i. 基板、
    ii. 上記基板の中に形成された少くとも一つの鏡、ii
    i. 光を上記鏡の方へおよび／またはそれから方向づけ
    るために、上記基板に付けられた少くとも一つの光ファ
    イバ、iv. 上記光を集束するために、上記鏡と上記光
    ファイバの間であって上記基板に付けられた少くとも一
    つのマイクロレンズの配列、 b. 上記第１の構造に対向して設けられ、上記鏡から反
    射された光を反射するための空間光変調器を含む第２の
    構造を含む光学スイッチ。
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