(57)【要約】【課題】本発明では、簡易な制御アルゴリズムの光強度調整機能と簡易な構造でヒットレス動作ができるマイクロミラー構造のマイクロ液晶素子及びそのマイクロ液晶素子を用いた波長選択スイッチを提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係るマイクロ液晶素子は、光を反射するミラーと、光を反射する側の前記ミラーの表面に配置され、２枚の透明電極板間が液晶で充填されおり前記２枚の透明電極間に印加する電圧により前記ミラーで反射する反射光の光強度を制御する散乱層と、前記ミラーの表面を前記ミラーに向かって照射される光の光軸に対して傾斜させ、該光の反射方向を制御するミラー駆動機構と、を備える。【選択図】図４
2008287052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を反射するミラーと、
光を反射する側の前記ミラーの表面に配置され、２枚の透明電極板間が液晶で充填されており前記２枚の透明電極間に印加する電圧により前記ミラーで反射する反射光の光強度を制御する散乱層と、
前記ミラーの表面を前記ミラーに向かって照射される光の光軸に対して傾斜させ、該光の反射方向を制御するミラー駆動機構と、
を備えるマイクロ液晶素子。
【請求項２】
基板と、
前記基板の面と前記ミラーの前記散乱層側と反対側の表面とを相対させ、前記基板に対して前記ミラーを回転可動で支持するミラー保持機構と、
をさらに備える請求項１に記載のマイクロ液晶素子。
【請求項３】
前記ミラー駆動機構は、前記ミラーの前記散乱層側と反対側の表面に設置されるミラー側電極板及び前記基板の前記ミラー側電極板と相対する位置に配置された基板側電極板であり、前記ミラー側電極板と前記基板側電極板との間に印加された電圧で生じる静電力で前記ミラーを傾斜させることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロ液晶素子。
【請求項４】
請求項１から３に記載のいずれかのマイクロ液晶素子を前記散乱層が平面的に配列されるように複数並列させた光部品と、
一以上の波長を含む光を入出力し、横並び直線状に設けられた複数の光入出力ポートに対向して前記光入出力ポートからの光を平行光にするように配置された第一レンズと、
前記第一レンズを間にして前記複数の光入出力ポートの反対側に配置され、前記光入出力ポートから入出力される光のうち前記第一レンズを透過した光を受ける面上に前記複数の光入出力ポートの配置方向に平行な複数の格子が形成された格子面において前記第一レンズを透過した光を波長ごとに異なる角度に分ける回折格子と、
前記回折格子を間にして前記第一レンズの反対側に配置され、前記回折格子で分けられた光を収束して波長毎に前記光部品のそれぞれの前記マイクロ液晶素子に照射する第二レンズと、
前記回折格子を透過した光が前記光部品で反射され前記複数の光入出力ポートに結合するまでの光路のいずれかの位置に波長毎に挿入され、光強度をモニタする受光器と、
を含む波長選択スイッチであって、
前記光部品は、前記ミラー駆動機構を前記マイクロ液晶素子毎に駆動させ、それぞれの前記マイクロ液晶素子に照射される光を前記第二レンズ、前記回折格子及び前記第一レンズを透過して前記複数の光入出力ポートのいずれかに収束する方向に反射するとともに、前記受光器で前記マイクロ液晶素子毎に照射される光又は前記マイクロ液晶素子毎に反射される光の光強度を波長毎にモニタし、前記光入出力ポートに結合する光が所定の光強度となるように前記マイクロ液晶素子毎に前記２枚の透明電極間に印加する電圧を制御することを特徴とする波長選択スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射される光の反射光の光強度を制御するマイクロ液晶素子及び光波長多重通信において異なる波長の光を分岐し又は結合することが可能な波長選択スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
波長選択スイッチや波長クロスコネクトなどの光スイッチでは、波長毎の信号強度を一定とするため信号強度をモニタしながら可変光アッテネータ等を用いて光強度を適当に調整する機能（以下、「光強度を適当に調整する機能」を「光強度調整機能」と略記する。）が要求される。例えば、光信号の強度を適当に調整する機能として、一般的にはマイクロミラーの反射角度を変化させて出力ファイバ（ポート）への結合量を調整する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
また、前記光スイッチにおいては、任意の入力ファイバ（あるいは入力ポート）から入力される光信号を波長毎に任意の出力ファイバ（あるいは出力ポート）にスイッチさせるが、信号を切替える際、意図しない出力ファイバ（出力ポート）に該光信号が漏洩することを防ぐため、該光信号が意図しない出力ファイバ（出力ポート）に結合しないような光路を通すなど、一般にヒットレス動作と言われる機能が要求される。ヒットレス動作を実現するためには、マイクロミラーの角度制御を二軸化し、出力ファイバ（ポート）を選択させるために用いる角度軸（主軸）と直行する角度（副軸）にマイクロミラーを動かし、意図しない出力ファイバ（ポート）への結合を減らす方法が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。
【特許文献１】米国特許６６２５３４６Ｂ
【特許文献２】特開２００６−１８４４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来から光信号をスイッチングする機能としてＭＥＭＳなどのマイクロミラーを用いた反射を利用することが多い。しかし、光強度調整機能として、マイクロミラーを用いる場合、マイクロミラーの角度と結合の調整量が必ずしも簡単な関係（線形など）になく、光強度調整に複雑な制御アルゴリズムが必要といった課題があった。さらに、マイクロミラーでヒットレス動作を実現するためには、マイクロミラーの可動軸を複軸化したり、副軸の可変量を大きくしなければならないという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題を達成するためになされたもので、簡易な制御アルゴリズムの光強度調整機能と簡易な構造でヒットレス動作ができるマイクロミラー構造のマイクロ液晶素子及びそのマイクロ液晶素子を用いた波長選択スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係るマイクロ液晶素子は、波長毎に配置されたマイクロミラーのミラー表面に透過型の液晶可変光アッテネータ（ＶＯＡ）を配置することとした。
【０００７】
具体的には、本願第一発明に係るマイクロ液晶素子は、光を反射するミラーと、光を反射する側の前記ミラーの表面に配置され、２枚の透明電極板間が液晶で充填されており前記２枚の透明電極間に印加する電圧により前記ミラーで反射する反射光の光強度を制御する散乱層と、前記ミラーの表面を前記ミラーに向かって照射される光の光軸に対して傾斜させ、該光の反射方向を制御するミラー駆動機構と、を備える。
【０００８】
液晶の可変光アッテネータ機能（ＶＯＡ機能）により、光信号の強度を調整することが可能である。また、波長選択スイッチとして用いる場合、マイクロミラーを可動させる信号とともにＶＯＡ機能を用いて光信号強度を減衰させることによりヒットレス動作も実現可能となる。この場合、マイクロミラーは一軸可動のものでも利用可能になる。
【０００９】
本願第一発明に係るマイクロ液晶素子は、基板と、前記基板の面と前記ミラーの前記散乱層側と反対側の表面とを相対させ、前記基板に対して前記ミラーを回転可動で支持するミラー保持機構と、をさらに備える。
【００１０】
ミラー保持機構により、ミラーは基板に対して回転可動とすることができる。
【００１１】
本願第一発明に係るマイクロ液晶素子の前記ミラー駆動機構は、前記ミラーの前記散乱層側と反対側の表面に設置されるミラー側電極板及び前記基板の前記ミラー側電極板と相対する位置に配置された基板側電極板であり、前記ミラー側電極板と前記基板側電極板との間に印加された電圧で生じる静電力で前記ミラーを傾斜させることができる。
【００１２】
本願第二発明に係る波長選択スイッチは、前記マイクロ液晶素子を前記散乱層が平面的に配列されるように複数並列させた光部品と、一以上の波長を含む光を入出力し、横並び直線状に設けられた複数の光入出力ポートに対向して前記光入出力ポートからの光を平行光にするように配置された第一レンズと、前記第一レンズを間にして前記複数の光入出力ポートの反対側に配置され、前記光入出力ポートから入出力される光のうち前記第一レンズを透過した光を受ける面上に前記複数の光入出力ポートの配置方向に平行な複数の格子が形成された格子面において前記第一レンズを透過した光を波長ごとに異なる角度に分ける回折格子と、前記回折格子を間にして前記第一レンズの反対側に配置され、前記回折格子で分けられた光を収束して波長毎に前記光部品のそれぞれの前記マイクロ液晶素子に照射する第二レンズと、前記回折格子を透過した光が前記光部品で反射され前記複数の光入出力ポートに結合するまでの光路のいずれかの位置に波長毎に挿入され、光強度をモニタする受光器と、を含む波長選択スイッチであって、前記光部品は、前記ミラー駆動機構を前記マイクロ液晶素子毎に駆動させ、それぞれの前記マイクロ液晶素子に照射される光を前記第二レンズ、前記回折格子及び前記第一レンズを透過して前記複数の光入出力ポートのいずれかに収束する方向に反射するとともに、前記受光器で前記マイクロ液晶素子毎に照射される光又は前記マイクロ液晶素子毎に反射される光の光強度を波長毎にモニタし、前記光入出力ポートに結合する光が所定の光強度となるように前記マイクロ液晶素子毎に前記２枚の透明電極間に印加する電圧を制御することを特徴とする。
【００１３】
受光器が測定した光強度の結果をマイクロ液晶素子の反射光の減衰量にフィードバック又はフィードフォワードすることでモニタしている各波長の光信号の光強度を容易に調整することができる。また、マイクロミラーを可動させる信号に合わせてＶＯＡ機能を用いて光信号強度を大きく減衰させることによりヒットレス動作が実現可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、簡易な制御アルゴリズムの光強度調整機能と簡易な構造でヒットレス動作ができるマイクロミラー構造のマイクロ液晶素子及びそのマイクロ液晶素子を用いた波長選択スイッチを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、具体的に実施形態を示して本願発明を詳細に説明するが、本願の発明は以下の記載に限定して解釈されない。また、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１６】
（第一実施形態）
本実施形態のマイクロ液晶素子は、光を反射するミラーと、光を反射する側の前記ミラーの表面に配置され、２枚の透明電極板間が液晶で充填されており前記２枚の透明電極間に印加する電圧により前記ミラーで反射する反射光の光強度を制御する散乱層と、前記ミラーの表面を前記ミラーに向かって照射される光の光軸に対して傾斜させ、該光の反射方向を制御するミラー駆動機構と、を備える。
【００１７】
図１に、本実施形態のマイクロ液晶素子８０１の概略構成図を示す。図２は、図１のマイクロ液晶素子８０１のＡ−Ａ’における断面を示した図である。なお、図２は散乱層１２の構造を模式的に示すため、ミラー１１の厚みと散乱層１２の厚みとの比率は実際の比率とは異なっている。マイクロ液晶素子８０１は、基板１０、ミラー１１、散乱層１２、駆動機構１３、基板１４及びミラー保持機構１５を備える。なお、図１及び図２において、駆動機構１３は基板側電極板１０ａ及びミラー側電極板１３ａである。
【００１８】
ミラー１１は、一方の面が光を反射する側の前記ミラーの表面のミラー面１１１であるＭＥＭＳミラーである（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ、微小電気機械システム）。ミラー１１の他の面である裏面１１２には、後述する駆動機構１３用のミラー側電極板１３ａが形成されている。また、ミラー１１には後述する散乱層１２への印加電圧を制御する制御端子１２５が搭載される。
【００１９】
散乱層１２は、ミラー面１１１上に配置され、２枚の透明電極板間が液晶で充填されおり前記２枚の透明電極間に印加する電圧によりミラー１１で反射する反射光の光強度を制御する。散乱層１２の具体的構成を図２を用いて説明する。散乱層１２は透明電極板２２、透明電極板２３及び液晶２４を有する。透明電極板２２及び透明電極板２３は、例えば、ＩＴＯである。液晶２４は２枚のガラス板２８の間に充填される。散乱層１２は、透明電極板２２と透明電極板２３とで液晶２４が充填された２枚のガラス板２８の外側を挟む構造である。散乱層１２は、液晶２４の機能により透過型の液晶可変光アッテネータ（ＶＯＡ）の機能を持つ（以下、「液晶可変光アッテネータの機能」を「ＶＯＡ機能」と略記する。）。
【００２０】
基板１４はミラー１１を支える部材である。基板１４は、図１では図示しないピラー１８で基板１０に固定される。基板１０及び基板１４は、例えばＳｉで形成される。
【００２１】
ミラー保持機構１５は、基板１０の面とミラー１１の散乱層１２側と反対側の表面とを相対させ、基板１０に対してミラー１１を回転可動で支持する。具体的には、ミラー保持機構１５は基板１４とミラー１１の端とを回転可動で接続する。例えば、ミラー保持機構１５は板ばね又はスプリングヒンジとすることができる。図１のミラー保持機構１５はスプリングヒンジである。スプリングヒンジは一軸可動でよい。ミラー保持機構１５により、ミラー１１は散乱層１２を上として基板１０の上に掛け渡される。
【００２２】
ミラー駆動機構１３は、ミラー面１１１を前記ミラーに向かって照射される光Ｌｎの光軸に対して傾斜させ、反射光Ｌｈの方向を制御する。例えば、ミラー駆動機構１３は、裏面１１２に設置されるミラー側電極板１３ａ及び基板１０のミラー側電極板１３ａと相対する位置に配置された基板側電極板１０ａであり、ミラー側電極板１３ａと基板側電極板１０ａとの間に印加された電圧で生じる静電力でミラー１１を傾斜させる。ミラー側電極板１３ａと基板側電極板１０ａとの組は２組あり、ミラー１１の端部付近に設置される。それぞれの組のミラー側電極板１３ａと基板側電極板１０ａとに電圧を印加することでミラー１１は矢印Ｒの方向に回転する。すなわち、ミラー駆動機構１３は、ミラー１１の傾斜方向により反射光Ｌｈの方向を制御する反射光方向制御機能を持つ。
【００２３】
制御端子１２５が透明電極板２２と透明電極板２３との間に印加する電圧値を調整することで、照射される光Ｌｎは散乱層１２で減衰され、ミラー駆動機構１３がミラー面１１１の傾斜を制御することで反射光Ｌｈは方向が定まる。さらに、散乱層１２は反射光Ｌｈの光強度を大幅に減衰させることでシャッタとしても機能する。
【００２４】
マイクロ液晶素子８０１は、散乱層１２のＶＯＡ機能及びミラー１１の反射光方向制御機能により、反射光の方向及び光強度を任意に制御できる。従って、マイクロ液晶素子８０１は、波長選択スイッチに利用することで簡易な制御アルゴリズムの光強度調整機能と簡易な構造でヒットレス動作ができる。
【００２５】
（第二実施形態）
本実施形態の光部品８１１は、第一実施形態で説明したマイクロ液晶素子８０１を散乱層１２が平面的に配列されるように複数並列させたものである。図３に光部品８１１の概略構成図を示す。光部品８１１はマイクロ液晶素子８０１を３つ併置しているが、設計に応じて加減することができる。
【００２６】
基板１０には、それぞれのマイクロ液晶素子８０１に対応する基板側電極板１０ａ（図示せず）が搭載される。光部品８１１は、それぞれのマイクロ液晶素子８０１のＶＯＡ機能及び反射光方向制御機能により、それぞれのマイクロ液晶素子８０１に照射する光の反射光について、反射光の方向及び光強度を独立して制御することができる。従って、光部品８１１は、波長選択スイッチに利用することで簡易な制御アルゴリズムの光強度調整機能と簡易な構造でヒットレス動作ができる。
【００２７】
（第三実施形態）
本実施形態の波長選択スイッチは、マイクロ液晶素子を前記散乱層が平面的に配列されるように複数並列させた光部品と、一以上の波長を含む光を入出力し、横並び直線状に設けられた複数の光入出力ポートに対向して前記光入出力ポートからの光を平行光にするように配置された第一レンズと、前記第一レンズを間にして前記複数の光入出力ポートの反対側に配置され、前記光入出力ポートから入出力される光のうち前記第一レンズを透過した光を受ける面上に前記複数の光入出力ポートの配置方向に平行な複数の格子が形成された格子面において前記第一レンズを透過した光を波長ごとに異なる角度で透過させる回折格子と、前記回折格子を間にして前記第一レンズの反対側に配置され、前記回折格子を透過した光を収束して波長毎に前記光部品のそれぞれの前記マイクロ液晶素子に照射する第二レンズと、前記回折格子を透過した光が前記光部品で反射され前記複数の光入出力ポートに結合するまでの光路のいずれかの位置に波長毎に挿入され、光強度をモニタする受光器と、を含む波長選択スイッチであって、前記光部品は、前記ミラー駆動機構を前記マイクロ液晶素子毎に駆動させ、それぞれの前記マイクロ液晶素子に照射される光を前記第二レンズ、前記回折格子及び前記第一レンズを透過して前記複数の光入出力ポートのいずれかに収束する方向に反射するとともに、前記受光器で前記マイクロ液晶素子毎に照射される光又は前記マイクロ液晶素子毎に反射される光の光強度を波長毎にモニタし、前記光入出力ポートに結合する光が所定の光強度となるように前記マイクロ液晶素子毎に前記２枚の透明電極間に印加する電圧を制御することを特徴とする。
【００２８】
図４に、本実施形態の波長選択スイッチ８２１の概略構成図を示す。波長選択スイッチ８２１は、光部品８１１、第一レンズ３０、回折格子３６、第二レンズ３７及び受光器３９を備える。また、波長選択スイッチ８２１は、光ファイバ４０ａ〜４０ｇが接続される光入力ポート２０ａ〜２０ｇも備える。
【００２９】
第一レンズ３０は、例えば、凸レンズ、マイクロレンズアレイ又は光学収差を低減させるために適切な凸レンズと凹レンズを接着して組み合わせたダブレットレンズやトリプレットレンズのように複数のレンズを組み合わせたレンズを用いてもよい。図４の第一レンズ３０はマイクロレンズアレイである。
【００３０】
図４では、光入出力ポート２０ａ〜２０ｇと７つ記載しているが、これ以上又はこれ以下の任意の数で配置可能である。光入出力ポート２０ａ〜２０ｇには、例えば、図４に示すように光入出力ポート２０ａ〜２０ｇごとに光ファイバ４０ａ〜４０ｇが接続される。また、光入出力ポート２０ａ〜２０ｇは、それぞれ光ファイバ４０ａ〜４０ｇを伝搬する一以上の波長を含む光を入出力する。また、光入出力ポート２０ａ〜２０ｇは、横並び直線状に設けられ、光入出力ポート２０ａ〜２０ｇに対向して配置された第一レンズ３０が光入出力ポート２０ａ〜２０ｇからの光を平行光に変換する。
【００３１】
回折格子３６は、第一レンズ３０を間にして光入出力ポート２０ａ〜２０ｇの反対側に配置される。また、回折格子３６の格子面３２上には、光入出力ポート２０ａ〜２０ｇの配置方向に平行となるように配置された格子（不図示）が形成されている。回折格子３６は、格子面３２により複数の波長を含む光信号Ｌｉｎを波長毎に異なる方向へ回折させる。図４では、光信号Ｌｉｎを３つの波長の光信号Ｌ１、光信号Ｌ２及び光信号Ｌ３に回折している。
【００３２】
光部品８１１は、図３で説明した光部品８１１と同様である。図４の光部品８１１は、３つのマイクロ液晶素子８０１を併置しているが、光ファイバ４０内を伝搬する光の波長数に応じて波長ごとに複数配置するとよい。
【００３３】
光強度検出器３９は、光信号Ｌｉｎが回折格子３６で回折した後から入出力ポート２０ａ〜２０ｇまでのいずれかの位置において光信号Ｌ１、光信号Ｌ２及び光信号Ｌ３の光強度を測定する。例えば、図４のように各光信号の光路にハーフミラー３１ａ〜３１ｇを挿入し、光信号の一部を測定してもよい。
【００３４】
波長選択スイッチ８２１の動作を図４を利用して説明する。なお、図４では、入力される光信号の波長は３つであるが、この数は、多くても少なくても良い。
【００３５】
入出力ポート２０ｄから入力された光信号Ｌｉｎは、第一レンズ３０及びハーフミラー３１ｅを通り、回折格子３６に到達する。光信号Ｌｉｎは、回折格子３６の回折面３２で波長毎に回折し、波長毎の方向へ光信号Ｌ１、光信号Ｌ２及び光信号Ｌ３となる。光信号Ｌ１、光信号Ｌ２及び光信号Ｌ３は、第二レンズ３７を経由して光部品８１１のそれぞれのマイクロ液晶素子８０１を照射する。
【００３６】
前述のように、光部品８１１は、反射光方向制御機能により、それぞれの光信号の反射方向を所望の向きに変える。図４では、光部品８１１は、光信号Ｌ１が第二レンズ３７、回折格子３６及び第一レンズ３０を経由して入出力ポート２０ｂへ入射するようにマイクロ液晶素子８０１のミラー面の角度を変化させている。同様に、光部品８１１は、光信号Ｌ２及び光信号Ｌ３がそれぞれ入出力ポート２０ａ及び入出力ポート２０ｇへ入射するようにマイクロ液晶素子８０１のミラー面の角度を変化させている。また、ミラー１１の傾斜を変えることで、光信号を結合させる入出力ポートを切替えることができる。
【００３７】
前述のように光部品８１１は、ＶＯＡ機能によりそれぞれの光信号を所望の光強度となるように減衰させる。例えば、図４のように光強度検出器３９がマイクロ液晶素子８０１で反射した後の光信号Ｌ１、光信号Ｌ２及び光信号Ｌ３の光強度を測定している場合、光強度検出器３９が測定した光信号の光強度を光部品８１１にフィードバックして制御することで、それぞれの光信号を所望の光強度とすることができる。また、光強度検出器３９がマイクロ液晶素子８０１で反射する前の光信号Ｌ１、光信号Ｌ２及び光信号Ｌ３の光強度を測定している場合、光強度検出器が測定した光信号の光強度を光部品８１１にフィードフォワードして制御することで、それぞれの光信号を所望の光強度とすることができる。
【００３８】
例えば、波長選択スイッチ８２１は、光信号Ｌ１、光信号Ｌ２及び光信号Ｌ３の光強度を等しくして出力することができる。また、光信号Ｌ１、光信号Ｌ２及び光信号Ｌ３を伝達する先のユーザの要求やユーザまでの距離に応じて光信号Ｌ１、光信号Ｌ２及び光信号Ｌ３の光強度を調整して出力することができる。
【００３９】
さらに、波長選択スイッチ８２１は、光路切替え時にヒットレス動作を簡単に実現することができる。具体的には、波長選択スイッチ８２１は、光信号を結合させる入出力ポートを切替える際に、マイクロ液晶素子８０１のＶＯＡ機能により光信号の光強度を大幅に減衰させた後に、反射光方向制御機能で光信号の反射方向を変更し、再びＶＯＡ機能により光信号の光強度を元に戻すことでヒットレス動作ができる。例えば、現在、光信号Ｌ１は入出力ポート２０ｂに入射しているが、光部品８１１はマイクロ液晶素子８０１のミラー面の角度を変えることで入出力ポート２０ｃへ切替えることができる。この際、光部品８１１はマイクロ液晶素子８０１の散乱層に印加する電圧を調整して光信号Ｌ１の光強度を大幅に減衰させることでヒットレス動作が可能となる。
【００４０】
従って、波長選択スイッチ８２１は、簡易な制御アルゴリズムの光強度調整機能と簡易な構造でヒットレス動作ができる。
【００４１】
なお、以上の実施形態では、１つの光入出力ポート（後述の光入出力ポート２０ｄ）から光が出力され他の光入出力ポート（後述の光入出力ポート２０ａ〜２０ｇ）のいずれかに光を波長ごとに分けて出力する構成について説明したが、当該他の光入出力ポート２０ａ〜２０ｇのいずれかから出力される光を波長ごとに分けて当該１つの光入出力ポート２０ｄに入力する形態についても同様に説明できる。
【００４２】
（マイクロ液晶素子の製造方法）
本実施形態のマイクロ液晶素子８０１を製造するための製造工程の例を図５から図１３に示す。図５は液晶チップ形成工程で作製された液晶チップ５０１の断面を示したものである。一般的な液晶作製プロセスに従い、２枚のガラス板２８の間に液晶２４を充填した構造を透明電極２２及び透明電極２３で挟み液晶チップ５０１をシリコンウエハ６０１上に作製する。
【００４３】
図６はＭＥＭＳミラー形成工程で作製されたＭＥＭＳミラー５０２の断面を示したものである。図６（ａ）のようにシリコンウエハ６０２上に一般的なＭＥＭＳプロセスによりミラー保持機構１５を有するＭＥＭＳミラー５０２を作製する。さらに、図６（ｂ）のように、ＭＥＭＳミラー５０２に図５の透明電極２３に電圧を印加するための引き出し用電極１７を所定の位置に作製しておく。
【００４４】
図７はウエハ貼り合せ工程を示したものである。図７（ａ）はウエハ貼り合せのイメージを示したものである。図７（ａ）のようにシリコンウエハ６０２の上にシリコンウエハ６０１を、所定の位置に整合するようアライメントした後、一般的なウエハ張り合わせ技術を用いて貼り合せる。なお、接着材を利用する場合には、ＭＥＭＳミラー５０２のミラー面１１１および引き出し用電極１７の上には乗らないようにする必要がある。図７（ｂ）にウエハ貼り合せ工程後のウエハ断面の図を示す。液晶チップ５０１の層を液晶層５５、ＭＥＭＳミラー５０２の層をＭＥＭＳミラー層５６として示している。
【００４５】
図８は液晶層不要部除去工程後の液晶チップ５０１及びＭＥＭＳミラー５０２の断面を示している。ウエハ貼り合せ工程後、ダイシングなどの方法を用いて液晶層５５のみを適宜切断し、ＭＥＭＳミラー層５６以外の液晶層５５を適宜撤去する。なお、ここでは基板レベルで張り合わせた後、液晶層５５のみを切断する例を示したが、貼り合せる前に液晶層５５を加工し、所望の大きさとした液晶セルをＭＥＭＳミラーの上に搭載する方法を用いてもよい。
【００４６】
図９は、配線形成工程で透明電極２２及び透明電極２３に電圧を印加するための配線１４５を形成した後の液晶チップ５０１及びＭＥＭＳミラー５０２の断面を示している。なお、配線を形成する前に絶縁が必要な箇所には適宜絶縁膜を形成しておく必要のあることは言うまでもない。ここまでの工程で液晶付ＭＥＭＳミラーが完成する。
【００４７】
図１０はＭＥＭＳ駆動系プロセス基板形成工程で作製された駆動系プロセス基板５０３の断面を示したものである。ＭＥＭＳ駆動用の構造をシリコンウエハ６０３上に形成し、ＭＥＭＳ駆動系プロセス基板５０３を作製する。図１０の駆動系プロセス基板５０３はＭＥＭＳミラー５０２を静電駆動させる。
【００４８】
図１１はウエハ貼り合せ工程を示したものである。図１１（ａ）はウエハ貼り合せのイメージを示したものである。シリコンウエハ６０３の上にすでに貼り合せてあるシリコンウエハ６０１及びシリコンウエハ６０２を一般的な方法で貼り合せる。図１１（ｂ）にウエハ貼り合せ工程後の液晶チップ５０１、ＭＥＭＳミラー５０２及び駆動系プロセス基板５０３の断面の図を示す。
【００４９】
図１２のように不要部分を除去してから所望のサイズに切出し、図１３のようにワイヤボンディングをしてマイクロ液晶素子８０１を製造する。図１２及び図１３は、それぞれの工程後の液晶チップ５０１、ＭＥＭＳミラー５０２及び駆動系プロセス基板５０３の断面の図である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の波長選択スイッチは、異なる波長の光を分岐し又は結合することができ、光波長多重通信ネットワーク実現の際の波長多重用の光合分波回路や波長再配置型のａｄｄ−ｄｒｏｐ波長多重回路として適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施形態のマイクロ液晶素子の概略構成図である。
【図２】本実施形態のマイクロ液晶素子の断面図である。
【図３】本実施形態の光部品の概略構成図である。
【図４】本実施形態の波長選択スイッチの概略構成図である。
【図５】本実施形態の液晶チップの作成工程後における液晶チップの断面を示す図である。
【図６】本実施形態のＭＥＭＳミラーの作成工程を示す図である。（ａ）はＭＥＭＳミラーの断面図である。（ｂ）は引き出し用電極の作成後の断面図である。
【図７】本実施形態のウエハ貼り合せ工程を示した図である。（ａ）はウエハ貼り合せのイメージを示したものである。（ｂ）はウエハ貼り合せ工程後におけるウエハの断面を示した図である。
【図８】本実施形態の液晶層不要部除去工程後のウエハ断面を示した図である。
【図９】本実施形態の配線を形成する工程後のウエハ断面を示した図である。
【図１０】本実施形態のＭＥＭＳ駆動系プロセス基板製造工程後のウエハ断面を示した図である。
【図１１】本実施形態のウエハ貼り合せ工程を示した図である。（ａ）はウエハ貼り合せのイメージを示したものである。（ｂ）はウエハ貼り合せ工程後におけるウエハの断面を示した図である。
【図１２】本実施形態の不要部分を除去してから所望のサイズに切出した後のウエハ断面を示した図である。
【図１３】本実施形態のマイクロ液晶素子の断面を示した図である。
【符号の説明】
【００５２】
８０１：マイクロ液晶素子
８１１：光部品
８２１：波長選択スイッチ
５０１：液晶チップ
５０２：ＭＥＭＳミラー
５０３：ＭＥＭＳ駆動系プロセス基板
６０１、６０２、６０３：シリコンウエハ
１０、１４：基板
１０ａ：基板側電極板
１１：ミラー
１１１：ミラー面
１１２：裏面
１２：散乱層
１２５：制御端子
１３：駆動機構
１３ａ：ミラー側電極板
１４５：配線
１５：ミラー保持機構
１７：引き出し用電極
１８：ピラー
２０ａ〜２０ｇ：光入出力ポート
２２、２３：透明電極板
２４：液晶
２８：ガラス板
３０：第一レンズ
３１ａ〜３１ｇ：ハーフミラー
３２：格子面
３６：回折格子
３７：第二レンズ
３９：光強度検出器
４０ａ〜４０ｇ：光ファイバ
５５：液晶層
５６：ＭＥＭＳミラー層
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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