(57)【要約】【課題】光スイッチの低損失化及び低コスト化を実現する。【解決手段】  光ビームを反射することにより光ビームの光路を切り替えるミラー１４とミラー１４を移動及び位置保持するバネ１５とを有するミラーユニット２と、ミラーユニット２にアライメント接続され、ミラー１４を上下方向に駆動するアクチュエータ２１を有するアクチュエータユニット３とを備える。これにより、ミラーユニット２は、アクチュエータユニット３とは別に設計可能になるので、アクチュエータ２１の大きさに左右されることなく、ミラー１４の高さを低損失に必要な高さに設計，形成することができる。また、既存の電磁アクチュエータ技術を利用して、アクチュエータを形成することができるので、光スイッチ１の低コスト化が可能となる。【選択図】図１
2006011262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを反射することにより光ビームの光路を切り替えるミラーと当該ミラーを移動及び位置保持するバネ部とを有するミラーユニットと、
前記ミラーユニットにアライメント接続され、前記ミラーを上下方向に駆動するアクチュエータを有するアクチュエータユニットと
を備えることを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の光スイッチであって、
前記ミラーユニットと前記アクチュエータユニットは、前記アクチュエータの駆動力を前記ミラーに伝達するミラー上下駆動用ユニットを介してアライメント接続されていることを特徴とする光スイッチ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光スイッチであって、
前記ミラーユニットの下部には凹部が形成され、前記アクチュエータユニットの上部、若しくは、アクチュエータユニットに接続されたミラー上下駆動用ユニットの上部には凸部が形成され、ミラーユニットとアクチュエータユニット、若しくは、ミラーユニットとミラー上下駆動用ユニットは凹部と凸部によりアライメント接続されていることを特徴とする光スイッチ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の光スイッチであって、
前記ミラーの高さは、ミラーユニット内における空間ビームの最小直径の１．５乃至３倍の大きさを有することを特徴とする光スイッチ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の光スイッチであって、
前記ミラーユニットは、第１層、中間支持層、及び第１層よりも薄く形成された第２層の３層構造から成る基板により構成され、第１層には、基板平面に対して垂直に前記ミラーが形成され、第２層には、前記バネ部が一体形成されていることを特徴とする光スイッチ。
【請求項６】
請求項５に記載の光スイッチであって、
前記第１層及び第２層はシリコンにより形成され、中間支持層は二酸化シリコンにより形成されていることを特徴とする光スイッチ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のうち、いずれか１項に記載の光スイッチであって、
複数の入力光ファイバ及び出力光ファイバを備え、前記ミラーは、入力光ファイバと出力光ファイバ間の光路を切り替えることを特徴とする光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信分野や光学計測機器分野に適用して好適な、光ビームの光路をミラーによって切り替える光スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電気通信回線の急速な普及に伴い、光ファイバネットワークの通信容量が急激に増加している。このような背景から、異なる波長の光信号を多重化して通信する、いわゆる高密度波長多重（Dense Wavelength Division Multiplexing : DWDM）光通信技術が、通信容量の増加に対応する上で非常に重要な技術の一つになってきている。
【０００３】
現在のＤＷＤＭ光通信技術では、光信号の分岐点（ノード）において、波長多重された光信号を分波する波長分波器と、分波された光信号を特定のルートに分岐，挿入するためのマトリクス型光スイッチが用いられており、多重化信号が今後益々増加するのに伴い、マトリクス型光スイッチのルート数は、数チャネル程度の小規模なものから、数千チャンネル程度の大規模なものが必要になると言われている。
【０００４】
ところで、従来より、マトリクス型光スイッチの駆動方式として、可動ミラーを２方向に駆動して光ビームを反射させる３次元ミラー方式と、可動ミラーを１方向に駆動して光ビームを反射させる２次元ミラー方式とが知られている。前者の３次元ミラー方式では、光ビームの変化角度を大きくするために、可動ミラーと光ファイバ、又はレンズとの間の距離が大きくなることから、可動ミラーの角度を正確に制御する必要がある。さらに、可動ミラーの位置検出処理及び位置安定性制御処理を行う必要があるために、制御部に大きな負担が掛かる。
【０００５】
一方、後者の２次元ミラー方式では、制御が簡単であるのと同時に、３次元ミラー方式では困難なラッチ機能を付加することが可能となる。このような背景から、最近では、２次元ミラー方式で駆動されるマトリクス型光スイッチの研究が盛んに行われている。しかしながら、２次元ミラー方式では、光スイッチの挿入損失の低減（低損失化）が困難であるの同時に、光スイッチを小型に構成し、上述のような光スイッチの大規模化に対応することが難しい。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するために、光ファイバとレンズの保持溝を形成してアライメント精度を向上することにより低損失化を図ると共に、可動ミラーと可動ミラーを駆動する電磁アクチュエータとを一体積層化することにより小型化を図る光スイッチが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００２−２８７０４８号公報（図２，３，１５，１８参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、本願発明者らは、精力的な研究を重ねてきた結果、２次元ミラー方式の光スイッチの低損失化を実現するためには、可動ミラーが光ビームの全光を分岐するのに十分な大きさを有する必要性があることを知見した。より具体的には、本願発明者らは、ビーム光強度の分布状態がガウス分布を呈すると仮定すると、図６に示すように、ミラー高さＨとビーム径Ｒの比（ミラー高さ／ビーム径）が所定値以上でなければ、可動ミラーでビームの全光を分岐することができないために損失が大きなくなり、１［ｄＢ］程度の全損失を仮定した場合、アライメント，コネクタ等のカップリング損失を考慮して可動ミラーでの損失を０．１［ｄＢ］程度まで低下させるためには、ミラーの高さＨはビーム径Ｒの１．５倍以上必要であることを知見した。
【０００８】
さらに、光スイッチを２次元ミラー方式で駆動する場合には、図７（ａ）に示すような単純な入出力タイプ以外に、図７（ｂ），（ｃ）に示すような、光信号に新たな波長の信号を加えるＡＤＤ機能や光信号の中から任意の波長の信号を取り出すＤＲＯＰ機能を有するＡＤＤ／ＤＲＯＰタイプへの適用を考慮し、この場合、入力ビームがＤＲＯＰポートに影響しないようにクロストーク性能を考慮しなければならないが、本願発明者らは、このクロストーク性能を５０［ｄＢ］として考慮した場合には、ミラー高さ／ビーム径は３倍程度必要になることを知見した。
【０００９】
さらに、光スイッチを２次元ミラー方式で駆動する場合には、光ビームは、図８（ａ）に示すように、入力光ファイバ６１からコリメートレンズ（入射レンズ）６３ａを通った後、ビームウエストと呼ばれる最小ビーム径を経て、コリメートレンズ（出射レンズ）６３ｂを介して出力光ファイバ６２に繋がる。この時、図８（ｂ）に示すように、光スイッチの構成として４×４型のマトリクス配置を仮定すると、光路内のビームは必ずしも最小ビームの位置においてミラーＭにより分岐されるわけでなない。従って、可動ミラーで光ビームの全光を分岐するためには、光路長に対する最大ビーム径を仮定して可動ミラーのサイズを決定しなければならない。なお、一般に、最大ビーム径は、図８（ｃ）に示すように、光路長の約１／２乗に比例して大きくなる。
【００１０】
また、本願発明者らは、光スイッチの構成として４×４型のマトリクス配置を仮定し、各ミラー間のピッチＰ（図８（ｂ）参照）を最大光路長Ｌｍａｘ（図８（ｂ）参照）の１／８とした時に必要なミラー高さＨ（＝ストローク）は、図９（ｂ）に示すように、ミラー高さ／ビーム径比の増加に伴い大きくなり、既存の電磁アクチュエータを用いて可動ミラーを駆動する場合には、ミラー高さ／ビーム径比が１．５以上になる最小のミラー間ピッチＭは１．５［ｍｍ］程度が限界であることを知見した。なお、図９（ｂ）では、既存の電磁アクチュエータとして機械式リレーに用いられるようなボビンに銅線を巻き付けたものを想定し、そのストロークは、通常必要と思われる３０Ｇでのラッチ可能な駆動力を仮定して算出した。
【００１１】
しかしながら、従来までの光スイッチでは、上述の通り、ミラー部とアクチュエータ部とが一体積層化され、且つ、電磁アクチュエータは半導体工法により形成されているので、電磁コイルのターン数が少なく、また電流を多く流すことができない。従って、従来までの光スイッチによれば、電磁アクチュエータの駆動力は既存のものと比較して小さくなり、同一ストロークを得るためには、電磁アクチュエータの大きさを既存のものより大きくする必要がある。また、駆動力を大きくする場合には、電磁アクチュエータのストロークは数ｍｍ以上必要になるが、一般に、半導体工法で作成される電磁アクチュエータのストロークは数百μｍ程度に制限されるので、電磁アクチュエータの駆動力を大きくすることは難しい。
【００１２】
従って、従来までの光スイッチの構成によれば、可動ミラーの高さ（＝ストローク）を低損失化に必要な高さにすることは困難であり、ミラー高さがビーム径と同程度以下になるために、光スイッチの低損失化を実現することはできない。また、このような理由から、従来までの光スイッチによれば、ＡＤＤ／ＤＲＯＰ型の光スイッチにおいて必要となるクロストーク性能を満足することはできず、適用可能な技術範囲が大幅に狭くなる。さらに、従来までの光スイッチによれば、大きなサイズのアクチュエータを半導体工法により複数作製する場合、ウェハ当たりの製造可能個数が少なくなるので、歩留まりが低下し、光スイッチを安価に製造することができない。
【００１３】
本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、その目的は、低損失化に必要な大きさのミラーユニットとアクチュエータユニットを個別に設計，形成し、ミラーユニットとアクチュエータユニットとを接続して光スイッチを構成することにより、低損失化及び低コスト化が可能な光スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る光スイッチは、光ビームを反射することにより光ビームの光路を切り替えるミラーとミラーを移動及び位置保持するバネ部とを有するミラーユニットと、ミラーユニットにアライメント接続され、ミラーを上下方向に駆動するアクチュエータを有するアクチュエータユニットとを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る光スイッチによれば、アクチュエータユニットの大きさに制限されずに、低損失化に必要な大きさにミラーユニットを形成することができるので、光スイッチの低損失化を実現することができる。また、アクチュエータとして既存の電磁アクチュエータを使用することができるので、光スイッチの信頼性向上及び低コスト化を実現することができるの同時に、駆動力が大きいためにミラーの位置安定性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、例えば４本の入力光ファイバと４本の出力光ファイバを有し、入力光ファイバと出力光ファイバ間の光ビームの光路を切り替える４×４（４入力４出力）型の光スイッチに適用することができる。以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる４×４型の光スイッチの構成について説明する。
【００１７】
［光スイッチの構成］
始めに、図１を参照して、本発明の実施形態となる光スイッチの構成について説明する。
【００１８】
本発明の実施形態となる光スイッチ１は、図１に示すように、ミラーユニット２とアクチュエータユニット３とを主な構成要素として備え、ミラーユニット２とアクチュエータユニット３は、アクチュエータユニット３の外周部の４隅に形成された凸部４とミラーユニット２の外周部の凸部４に対応する位置に形成された凹部５とにより、アライメント接続されている。なお、上記凸部４及び凹部５の形状は、四角形状であっても円形状であってもよい。
【００１９】
〔ミラーユニットの構成〕
上記ミラーユニット２は、４本の入力光ファイバ１１と、４本の出力光ファイバ１２と、入力光ファイバ１１の出力側及び出力光ファイバ１２の入力側に設けられたコリメートレンズ１３とを備える。また、ミラーユニット３は、コリメートレンズ１３を介して入力光ファイバ１１から入射した光ビームを反射するミラー１４と、ミラー１４を移動，位置保持するバネ１５とを有する個別ミラーユニットを複数備え、個別ミラーユニットは、入力光ファイバ１１と出力光ファイバ１２の位置に合わせて４行４列状に配列されている。なお、ミラー１４の高さは、本願発明者らが得た知見に基づき、ミラーユニット３内における光ビームの最小直径の１．５乃至３．０倍の大きさを有するように構成されている。
【００２０】
〔アクチュエータユニットの構成〕
上記アクチュエータユニット３は、ミラー１４に対応する位置に形成された複数のアクチュエータ２１を備える。そして、各アクチュエータ２１は、図示しない制御部から外部信号が印加されるのに応じて、対応する位置のミラー１４を上下方向に移動することにより、入力光ファイバ１１から入射した光ビームの出力をオン／オフ制御し、例えば図中の破線矢印に示すように、指定された出力光ファイバ１２へと光ビームを分岐させる。
【００２１】
ここで、本発明の実施形態となる光スイッチ１では、ミラーユニット２とアクチュエータユニット３の大きさは略同じに構成されているが、例えば図２に示すように、アクチュエータユニット３をミラーユニット２より大きく構成し、ミラーユニット２とアクチュエータユニット３とをミラー上下駆動用中間ユニット６を介してアライメント接続するようにしてもよい。
【００２２】
なお、この場合、アクチュエータユニット３の凸部４の位置に対応するミラー上下駆動用中間ユニット６部分に凹部７を形成し、ミラーユニット２の凹部５の位置に対応するミラー上下駆動用中間ユニット６部分に凸部８を形成する。そして、アクチュエータユニット３の凹部４とミラー上下駆動用中間ユニット６の凹部７とを接続し、ミラーユニット２の凹部５とミラー上下駆動用中間ユニット６の凸部８とを接続することにより、ミラーユニット２とアクチュエータ３とをミラー上下駆動用中間中間ユニット６を介して接続する。このような構成によれば、各ユニットを接続する際、ユニット間のアライメントを容易に行うことができる。
【００２３】
また、この場合、アクチュエータユニット３内の各アクチュエータ２１に伝達板２２を接続し、ミラー上下駆動用中間ユニット６の伝達板２２に対応する位置にピン３１を貫通させる。そして、各アクチュエータ２１は、ピン３１を介してミラー１４に駆動力を伝達することにより、対応するミラー１４を上下方向に駆動する。このような構成によれば、アクチュエータ２１として、新規な小型アクチュエータ以外に、既存の機械式リレー等で用いられている電磁アクチュエータを使用することができるようになるので、光スイッチを低コストで、且つ、信頼性高く構成することができる。
【００２４】
［個別ミラーユニットの構成］
次に、図３を参照して、上記個別ミラーユニットの構成について詳しく説明する。
【００２５】
上記個別ミラーユニットは、３層構造を有し、図３（ａ），（ｂ）に示すように、シリコン（Ｓｉ）から成る第１層４１と、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）から成る中間支持層４２と、中間支持層４２を介して第１層４１の下面に接続され、第１層４１の膜厚より小さい膜厚を有するシリコンから成る第２層４３とから構成されている。そして、第１層４１には、平面に対し垂直に形成されたミラー１４と、ミラー１４とミラー１４に隣接する他のミラーを保持し、且つ、バネ１５を支持するためのフレーム４４が形成されている。また、第２層４３には、ミラー１４を移動，位置保持するバネ１５が形成されている。なお、ミラー１４とバネ１５は、第１層４１，中間支持層４２，及び第２層４３の各層を接続する前に形成しても、各層を接続した後に形成してもよい。
【００２６】
ここで、一般に、光ビームの光路が長い場合には、ミラー１４に僅かでも位置ズレがあると、光ビームを出力光ファイバ１２に導くことが出来なくなるために、バネ１５はミラー１４の位置保持を精度高く行わなければならない。一方、バネ１５のバネ定数を小さくすると、ミラー１４の移動に必要なアクチュエータ２１の駆動力は小さくて済むが、逆にミラー１４の位置保持力が小さくなる。すなわち、アクチュエータ２１の駆動力とバネ１５の位置保持力はトレードオフの関係にある。また、ミラー１４については、上下方向の位置だけでなく横方向の位置についても精度高く制御する必要があるのと同時に、ミラー１４の移動ストロークについては、バネ１５を構成する材料の破壊強度を考慮しなければならない。従って、バネ１５については、アクチュエータ２１の駆動力の範囲内、且つ、バネ材料が破壊しないストロークで最もバネ定数を大きくする必要がある。
【００２７】
そこで、本発明の実施形態となる光スイッチ１では、上記バネ１５は、ミラー１４の台座部分４５の各４辺に折り返し構造のバネを２本並列に配置することにより形成されている。このような構成によれば、破壊強度は折り返しバネ１本と同等であるが、ミラー１４の横方向の振動を抑制し、位置安定性が格段に向上する効果がある。なお、この実施形態では折り返し構造のバネを２本並列に配置したが、２本以上のバネを並列に配列してもよい。また、バネはミラー１４の台座部分４５の４辺に対して配置されているが、台座部分４５の４隅に配置してもよく、さらに、バネ形状は板状であってもよい。
【００２８】
〔個別ミラーユニットの製造方法〕
次に、図４，５を参照して、上記個別ミラーユニットの製造方法について説明する。なお、図４，５は、図３（ｃ）に示す線分ＡＢにおける個別ミラーユニットの断面工程図を示す。
【００２９】
上記個別ミラーユニットを製造する際は、始めに、図４（ａ）に示すような、０．６〜０．７［ｍｍ］程度の膜厚を有する第１層４１と、１〜２［μｍ］程度の膜厚を有する中間支持層４２と、１０〜３０［μｍ］程度の膜厚を有する第２層４３とが接続されたＳＯＩ基板を用意し、図４（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板の両表面に０．５［ｍｍ］程度の高さを有するミラー１４を形成するために必要な膜厚１〜２［μｍ］程度の酸化膜５１を形成する。なお、上述の通り、個別ミラーユニットの製造に用いる基板はＳＯＩ構造であるので、個別ミラーユニットは従来の半導体工法を利用して簡単に製造することができる。
【００３０】
次に、ＳＯＩ基板の裏面の酸化膜５１をパターニングすることにより、図４（ｃ）に示すように、凹部５を形成するための酸化膜パターンＭ１とバネ１５を形成するための酸化膜パターンＭ２を第２層４３表面上に形成した後、図４（ｄ）に示すように、形成されたパターンの形状を保護するためにＳＯＩ基板の裏面全面にＳｉＮ膜５２を形成する。なお、ＳＯＩ基板の裏面にのみＳｉＮ膜５２を形成することができない場合には、ＳＯＩ基板の両表面にＳｉＮ膜５２を形成した後、ＳＯＩ基板の表面のＳｉＮ膜を除去することにより、ＳＯＩ基板の裏面全面にＳｉＮ膜５２を形成するようにしてもよい。
【００３１】
次に、ＳＯＩ基板の表面の酸化膜５１をパターニングすることにより、図４（ｅ）に示すように、凹部５を形成するための酸化膜パターンＭ３とミラー１４を形成するための酸化膜パターンＭ４を第１層４１表面上に形成する。そして、フレーム４２を形成するためのレジストパターン５３を形成した後に、図４（ｆ）に示すように、第１層４１を０．１〜０．２［ｍｍ］程度エッチングする。これにより、後述処理によって０．１〜０．２［ｍｍ］程度の高さを有するフレーム４２を形成することができる。
【００３２】
なお、図からも明らかなように、本実施形態では、酸化膜パターンＭ１の開口径が酸化膜パターンＭ３の開口径よりも大きくなるように構成されている。このような構成によれば、酸化膜パターンＭ１，Ｍ３をマスクとして第１層４１及び第２層４３をエッチングすることにより凹部５を形成した際、凹部５の開口径は第２層４３から第１層に向かって小さくなるテーパー形状を有するようになるので、凹部５に凸部４をはめ込んだ際に接続部分でがたつきが生じることを防止できる。
【００３３】
次に、レジストパターン５３を除去した後、図５（ｇ）に示すように、酸化膜パターンＭ３，Ｍ４をマスクとして第１層４１を０．５［ｍｍ］程度エッチングすることにより、ミラー１４と凹部５ａを同時に形成する。ここで、第１層４１は、ドライエッチング処理によりエッチングすることが望ましい。このドライエッチング処理によれば、第１層４１の深掘と同時に垂直性のよい形状が形成され、生産性が高い。また、ウェットエッチング処理と比較して、マスクとなるＳｉＮ膜が不要になる等、製造工程を簡略化することができる。
【００３４】
次に、第１層４１表面に熱酸化処理を施すことにより、図５（ｈ）に示すように、第１層４１表面に１［μｍ］程度の酸化膜５４を形成する。ドライエッチング処理後のミラー１４表面には、凹凸があり、その面粗度は３００［ｎｍ］程度になるために、光ビームを低損失で反射させることは難しくなる。従って、このような処理によれば、ミラー１４表面の面粗度を３０［ｎｍ］程度まで低減し、光ビームを低損失で反射させることが可能となる。
【００３５】
次に、バネ１４と凹部５を形成するために、図５（ｉ）に示すように、ＳＯＩ基板の裏面のＳｉＮ膜５２を除去した後、酸化膜パターンＭ１，Ｍ２をマスクとして第２層４３をエッチングすることにより凹部５ｂとバネ１５を形成する。次に、図５（ｊ）に示すように、第１層表面４１表面に形成した酸化膜５４をウェットエッチング処理により除去した後、図５（ｋ）に示すように、凹部５ａと凹部５ｂとの間の中間支持層４２を除去することにより凹部５を貫通形成する。このような凹部５の構成によれば、凹部５を上部から観察することが可能になるので、凹部５に凸部４をアライメントする際の作業が容易になる。そして最後に、ミラー１４が光ビームを効率良く反射可能にするために、ミラー１４の表面に金等の膜５５を形成する。これにより、一連の製造工程は完了する。
【００３６】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる光スイッチ１によれば、光ビームを反射することにより光ビームの光路を切り替えるミラー１４とミラー１４を移動及び位置保持するバネ１５とを有するミラーユニット２と、ミラーユニット２にアライメント接続され、ミラー１４を上下方向に駆動するアクチュエータ２１を有するアクチュエータユニット３とを備える。そして、このような構成によれば、ミラーユニット２は、アクチュエータユニット３とは別に設計可能になるので、アクチュエータ２１の大きさに左右されることなく、ミラー１４の高さを低損失に必要な高さに設計，形成することができる。例えば、ミラー１４のピッチ及び高さをそれぞれ２［ｍｍ］程度及び０．５［ｍｍ］程度に構成することにより、ミラー１４がビーム径に対し十分な大きさを有し、低損失化を実現することができる。また、既存の電磁アクチュエータ技術を利用して、ミラー１４のピッチと同じ２［ｍｍ］程度のピッチ、且つ、０．５［ｍｍ］程度のストロークを有し、ラッチ機能を備える電磁アクチュエータを形成することもできるので、光スイッチ１の低コスト化が可能となる。
【００３７】
また、本発明の実施形態となる光スイッチ１によれば、ミラーユニット２は、第１層４１、中間支持層４２、及び第１層４１よりも薄く形成された第２層４３の３層構造から成るＳＯＩ基板により構成され、第１層４１には、基板平面に対して垂直にミラー１４が形成され、第２層４３には、バネ１５が一体形成されているので、ミラーユニット２を簡単、且つ、低コストで製造することができる。また、ミラー１４とバネ１５のアライメントが不要になる。
【００３８】
また、本発明の実施形態となる光スイッチ１によれば、ミラーユニット２の下部には凹部５が形成され、アクチュエータユニット３の上部（又は、アクチュエータユニット３に接続されたミラー上下駆動用ユニット６の上部）には凸部４（又は、凸部８）が形成され、ミラーユニット２とアクチュエータユニット３（又は、ミラー上下駆動用ユニット６）は凹部５と凸部４（又は、凸部８）によりアライメント接続されているので、ミラーユニット２とアクチュエータユニット３（又は、ミラー上下駆動用ユニット６）の位置決めが容易となり、光スイッチ１を低コストで製造することができる。
【００３９】
また、本発明の実施形態となる光スイッチ１によれば、ミラーの高さ１４は、ミラーユニット２内における光ビームの最小直径の１．５乃至３倍の大きさを有するので、光スイッチ１の低損失化と同時に、高いストローク（相互干渉）性能を得ることができる。また、単純な入出力タイプ以外に、ＡＤＤ／ＤＲＯＰタイプの光スイッチにも適用することができる。
【００４０】
また、本発明の実施形態となる光スイッチ１によれば、第１層４１及び第２層４３はシリコンにより形成され、中間支持層４２は二酸化シリコンにより形成されているので、一般的な半導体工法を利用して光スイッチ１を容易に製造することができる。
【００４１】
また、本発明の実施形態となる光スイッチ１によれば、個別ミラーユニットを製造する際、第１層４１にミラー１４と凹部５を同時に形成するので、光スイッチ１を容易に製造することができる。
【００４２】
また、本発明の実施形態となる光スイッチ１によれば、個別ミラーユニットを製造する際、第１層４１にミラー１４を形成した後、熱酸化処理を施し、ウェットエッチング処理によって熱酸化処理により形成されたミラー１４表面上の酸化膜５４を除去するので、ミラー１４の低損失化を実現できるのと同時に、光スイッチ１を容易に製造することができる。
【００４３】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、本実施形態は、本発明を４×４（４入力４出力）の光スイッチに適用したものであるが、本発明は、最小規模のユニットを複数個接続することにより、Ｎ（＞１）本の入力光ファイバとＭ（＞１）本の出力光ファイバを有する光スイッチに適用できる。そして、このような構成によれば、光スイッチの製造が容易となるの同時に、光スイッチの小型化が可能となる。また、本実施形態では、凹部５は、第２層４３から第１層４１に向かって貫通形成されているが、第１層４１を貫通せずに、第２層４３から第１層４１に跨って形成されていてもよい。このような凹部５の構成によれば、凹部５の深さを凸部４の長さに応じて形成することができるので、製造工程が容易になるのと同時に、低コストで製造することが可能となる。このように、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態となる光スイッチの構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す光スイッチの応用例の構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態となる個別ミラーユニット及びバネの構成を示す分解斜視図である。
【図４】図３に示す個別ミラーユニットの製造方法を説明するための断面工程図である。
【図５】図３に示す個別ミラーユニットの製造方法を説明するための断面工程図である。
【図６】ミラー高さ／ビーム径比と光スイッチの挿入損失の関係を説明するための図である。
【図７】単純な入出力タイプとＡＤＤ／ＤＲＯＰタイプの光スイッチの構成を示す図である。
【図８】光ビームの光路長と最大ビーム直径の関係を説明するための図である。
【図９】ミラー高さ／ビーム径比の変化に応じてミラーのピッチとミラー高さの関係が変化する様子を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：光スイッチ
２：ミラーユニット
３：アクチュエータユニット
４，８：凸部
５，７：凹部
６：ミラー上下駆動用ユニット
１１：入力光ファイバ
１２：出力光ファイバ
１３：コリメートレンズ
１４：ミラー
１５：バネ
２１：アクチュエータ
４１：第１層
４２：中間支持層
４３：第３層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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