(57)【要約】【課題】ミラーの位置保持機能を有し、小型で高集積化可能な光スイッチ、光分岐挿入装置、光伝送システム及び光スイッチの製造方法を提供する。【解決手段】光スイッチ１は、光導波路３が設けられた平面導波路２と、平面導波路２上に両持ち的に支持された梁状部材６を含むアクチュエータ構造体５とを有している。この梁状部材６の中央部には、光導波路３上を通る光を遮断するミラー１０が設けられている。また、梁状部材６の両端部には、梁状部材６の長手方向に延在する連結部材１２がそれぞれ接続されている。この連結部材１２は、ミラー１０が光導波路３上を通る光を通過させる位置または光導波路３上を通る光を遮断させる位置にある初期状態において梁状部材６が圧縮応力をもって撓むように、梁状部材６に予め圧縮力を加えている。【選択図】　図１
2004077525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路を有するベース部材と、
前記ベース部材の上面に両持ち的に支持された梁状部材と、
前記梁状部材に固定され、前記光路上を通る光を遮断するミラーと、
前記ミラーを水平方向に移動させる駆動手段と、
前記ミラーが前記光路上を通る光を通過させる位置または前記光路上を通る光を遮断させる位置にある初期状態において前記梁状部材が圧縮応力をもって撓むように、前記梁状部材に予め圧縮力を加えた圧縮力付与手段とを備えることを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記圧縮力付与手段は、前記梁状部材の端部に接続され、前記梁状部材の長手方向に延在する連結部材を有し、前記連結部材の延在方向に対して交差する方向の力を前記連結部材に与えることで、前記梁状部材に圧縮力を加えるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記圧縮力付与手段は、前記連結部材に固定され、前記連結部材の延在方向に対して交差する方向の力を前記連結部材に与えるための補助部材と、前記ベース部材に設けられ、前記補助部材と係合する凹部とを更に有し、前記初期状態において前記梁状部材に圧縮力が加わるように前記補助部材を前記凹部に対して位置決めし、その状態で前記梁状部材を前記ベース部材の上面に固定したことを特徴とする請求項２記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記圧縮力付与手段は、前記ベース部材上に設けられ、前記連結部材と係合して、前記連結部材の延在方向に対して交差する方向の力を前記連結部材に与えるための突起部を更に有し、
前記初期状態において前記梁状部材に圧縮力が加わるように前記連結部材を前記ベース部材に対して位置決めし、その状態で前記梁状部材を前記ベース部材の上面に固定したことを特徴とする請求項２記載の光スイッチ。
【請求項５】
前記圧縮力付与手段は、前記連結部材を前記連結部材の延在方向に対して交差する方向に移動させる手段を更に有し、
前記初期状態において前記梁状部材に圧縮力が加わるように、前記連結部材を前記連結部材の延在方向に対して交差する方向に移動させた状態で、前記梁状部材を前記ベース部材の上面に固定したことを特徴とする請求項２記載の光スイッチ。
【請求項６】
前記連結部材は、前記梁状部材の両端部に接続されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項記載の光スイッチ。
【請求項７】
前記駆動手段は、前記ベース部材の上部における前記梁状部材の一側に設けられた第１電極と、前記ベース部材の上部における前記梁状部材の他側に設けられた第２電極と、前記梁状部材と前記第１電極及び前記第２電極との間に静電気力を発生させる手段とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の光スイッチ。
【請求項８】
前記梁状部材の両側には、前記第１電極及び前記第２電極と対向するように複数の第１櫛歯が設けられており、
前記第１電極及び前記第２電極には、前記各第１櫛歯間に挿入される複数の第２櫛歯がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項７記載の光スイッチ。
【請求項９】
前記梁状部材、前記ミラー、前記第１電極及び前記第２電極は、導電性を有するＳｉで形成され、
前記ミラーの表面には、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌのいずれかがコーティングされていることを特徴とする請求項７または８記載の光スイッチ。
【請求項１０】
前記ベース部材は、前記光路を複数組有し、
前記梁状部材及び前記ミラーを含むアクチュエータ構造体は、前記複数組の光路に対応して前記ベース部材の上部にアレイ状に複数配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項記載の光スイッチ。
【請求項１１】
前記各アクチュエータ構造体の配列間隔は１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１０記載の光スイッチ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項記載の光スイッチを備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか一項記載の光スイッチを備えたことを特徴とする光伝送システム。
【請求項１４】
光路を有するベース部材を製作する工程と、
前記光路上を通る光を遮断するミラーが固定された梁状部材を製作する工程と、
前記ミラーが前記光路上を通る光を通過させる位置または前記光路上を通る光を遮断させる位置にある初期状態において前記梁状部材が圧縮応力をもって撓むように、前記梁状部材に圧縮力を加え、その状態で、前記梁状部材を前記ベース部材の上面に両持ち的に支持させて固定する工程とを含むことを特徴とする光スイッチの製造方法。
【請求項１５】
前記梁状部材を製作する工程において、前記梁状部材の端部に、前記梁状部材の長手方向に延在する連結部材を接続し、
前記梁状部材を前記ベース部材の上面に固定する工程において、前記連結部材の延在方向に対して交差する方向の力を前記連結部材に与えることで、前記初期状態において前記梁状部材に圧縮力を加えることを特徴とする請求項１４記載の光スイッチの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明のは、光通信等で用いられる光スイッチ、光分岐挿入装置、光伝送システム及び光スイッチの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような分野に属する技術としては、例えばＳＰＩＥ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ＳＰＩＥ　Ｖｏｌ．３８７６　１９９９に記載された光スイッチが知られている。この光スイッチは、ミラーを備えたアクチュエータの延在方向に対し垂直に取り付けられた板バネがアクチュエータの移動に伴って撓むことにより、移動した位置にミラーを自己保持させるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、ミラーを備えたアクチュエータの延在方向及びその垂直な方向にスペースが取られるため、光スイッチが大型化し、高集積化が困難となる。
【０００４】
本発明の目的は、ミラーの位置保持機能を有し、小型で高集積化可能な光スイッチ、光分岐挿入装置、光伝送システム及び光スイッチの製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の光スイッチは、光路を有するベース部材と、ベース部材の上面に両持ち的に支持された梁状部材と、梁状部材に固定され、光路上を通る光を遮断するミラーと、ミラーを水平方向に移動させる駆動手段と、ミラーが光路上を通る光を通過させる位置または光路上を通る光を遮断させる位置にある初期状態において梁状部材が圧縮応力をもって撓むように、梁状部材に予め圧縮力を加えた圧縮力付与手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
このような光スイッチは、光路上を通る光を遮断するミラーを備えた梁状部材が、圧縮力付与手段による圧縮力によって撓んでおり、その状態でミラーを水平方向に移動させるようになっている。例えば、光路上を通る光を通過させる位置（通過位置）にある初期状態から光路上を通る光を遮断させる位置（遮断位置）へミラーを移動させる場合は、駆動手段によって梁状部材を反対方向に撓ませる。この状態においても、梁状部材には圧縮応力が生じており、初期状態の場合と同等の圧縮力が付与された状態で撓むようになる。
【０００７】
以上のように梁状部材にミラーを設け、梁状部材を互いに反対方向に撓ませることで、ミラーを通過位置と遮断位置との間で移動させるため、ミラーの移動方向（梁状部材の延在方向に直交する方向）にスペースが取られなくて済む。これにより、小型で高集積化された光スイッチを実現することができる。また、ミラーが通過位置及び遮断位置にあるときには、圧縮応力が生じた状態で梁状部材が撓んでいることで、駆動手段による駆動力を与え続けなくても梁状部材（ミラー）は、安定して駆動後の位置に自己保持される。
【０００８】
好ましくは、圧縮力付与手段は、梁状部材の端部に接続され、梁状部材の長手方向に延在する連結部材を有し、連結部材の延在方向に対して交差する方向の力を連結部材に与えることで、梁状部材に圧縮力を加えるように構成されている。このように、モーメントを利用して梁状部材に圧縮力を加えることで、より小さな力で梁状部材を撓ませることができる。また、連結部材が梁状部材の長手方向に延在するように梁状部材の端部に接続されていることで、梁状部材の延在方向に直交する方向の省スペース化が図れるため、光スイッチを更に小型化することができる。
【０００９】
また、好ましくは、圧縮力付与手段は、連結部材に固定され、連結部材の延在方向に対して交差する方向の力を連結部材に与えるための補助部材と、ベース部材に設けられ、補助部材と係合する凹部とを更に有し、初期状態において梁状部材に圧縮力が加わるように補助部材を凹部に対して位置決めし、その状態で梁状部材をベース部材の上面に固定する。この場合、補助部材を凹部に挿入した状態で、梁状部材とベース部材とを相対移動させることで、補助部材には、係合する凹部によって連結部材の延在方向に対して交差する方向の力が加えられ、その結果として梁状部材に圧縮力が加えられる。そして、梁状部材が圧縮力によって撓んだ状態となり、その状態で梁状部材をベース部材の上面に固定する。このように、梁状部材とベース部材とを相対移動させるだけで、梁状部材に圧縮力を加えることができるため、梁状部材に力を加える手段を別個に設ける必要がなく、梁状部材を容易に撓ませることができる。
【００１０】
また、圧縮力付与手段は、ベース部材上に設けられ、連結部材と係合して、連結部材の延在方向に対して交差する方向の力を連結部材に与えるための突起部を更に有し、初期状態において梁状部材に圧縮力が加わるように連結部材をベース部材に対して位置決めし、その状態で梁状部材をベース部材の上面に固定したものであってもよい。この場合、梁状部材とベース部材とを相対移動させることで、ベース部材に設けられた突起部が、連結部材の延在方向に対して交差する方向の力を連結部材に与えるようになり、その結果として梁状部材に圧縮力が加えられる。そして、梁状部材が圧縮力によって撓んだ状態となり、その状態で梁状部材をベース部材の上面に固定する。このように、梁状部材とベース部材とを相対移動させるだけで梁状部材に圧縮力を加えることができるため、梁状部材に力を加える手段を別個に設ける必要がなく、梁状部材を容易に撓ませることができる。
【００１１】
更に、圧縮力付与手段は、連結部材を連結部材の延在方向に対して交差する方向に移動させる手段を更に有し、初期状態において梁状部材に圧縮力が加わるように、連結部材を連結部材の延在方向に対して交差する方向に移動させた状態で、梁状部材をベース部材の上面に固定したものであってもよい。このような連結部材を連結部材の延在方向に対して交差する方向に移動させる手段として、例えば連結部材に平行に設けた電極と連結部材との間に静電気力を発生させる手段が挙げられる。この場合、電極を取り付け、電極と連結部材との間に静電気を発生させるだけで連結部材を移動させることができるため、初期状態において梁状部材に簡単に圧縮力を付与することが可能となる。従って、光スイッチの設計及び加工が容易に行える。
【００１２】
好ましくは、連結部材は、梁状部材の両端部に接続されている。これにより、梁状部材に対して両側からほぼ均等な圧縮力を加えることができるため、梁状部材をバランス良く撓ませることができる。
【００１３】
また、好ましくは、駆動手段は、ベース部材の上部における梁状部材の一側に設けられた第１電極と、ベース部材の上部における梁状部材の他側に設けられた第２電極と、梁状部材と第１電極及び第２電極との間に静電気力を発生させる手段とを有する。この場合、ミラーが通過位置または遮断位置にある初期状態において、第１電極と梁状部材との間に静電気力を発生させると、ミラーは、反対の位置に移動する。その後、第２電極と梁状部材との間に静電気力を発生させると再びミラーが初期状態に戻る。このように静電気力を用いることで、梁状部材を小さな消費電力で駆動させることができる。
【００１４】
この場合、梁状部材の両側には、第１電極及び第２電極と対向するように複数の第１櫛歯が設けられており、第１電極及び第２電極には、各第１櫛歯間に挿入される複数の第２櫛歯がそれぞれ設けられているのが好ましい。これにより、小さな印加電圧で梁状部材と第１電極及び第２電極との間に大きな静電気力を発生させることができる。
【００１５】
好ましくは、梁状部材、ミラー、第１電極及び前記第２電極は、導電性を有するＳｉで形成され、ミラーの表面には、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌのいずれかがコーティングされている。このように導電性を有するＳｉで梁状部材、ミラー、第１電極及び第２電極を形成することにより、これらの部材を安価且つ容易に製造することができる。また、ミラーの表面にＡｕ、Ａｇ、Ａｌのいずれかをコーティングすることにより、反射率の良い高性能なミラーを得ることができる。
【００１６】
また、好ましくは、ベース部材は、光路を複数組有し、梁状部材及びミラーを含むアクチュエータ構造体は、複数組の光路に対応してベース部材の上部にアレイ状に複数配置されている。これにより、複数の光スイッチを小型にパッケージングすることができる。
【００１７】
この場合、各アクチュエータ構造体の配列間隔は１ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、複数の光スイッチをより小型にパッケージングでき、高集積化及び多チャンネル化された光スイッチを実現することができる。
【００１８】
本発明の光分岐挿入装置は、上記の光スイッチを備えたことを特徴とするものである。このような光分岐挿入装置は、複数配列された上記光スイッチを備えて構成されるので、小型化及び高集積化を図ることができる。
【００１９】
本発明の光伝送システムは、上記の光スイッチを備えたことを特徴とするものである。このような光伝送システムは、例えば、光スイッチを備えた複数の光モジュールで結ばれた環状ネットワークにおいて、任意の光モジュールが故障した場合であっても、それ以外の光モジュールによって光の伝送を継続させ、光伝送の遮断を防止するものである。このような光伝送システムに上述した光スイッチを適用することで、上記光モジュールのような光伝送システムの構成単位を小型化することができる。
【００２０】
本発明の光スイッチの製造方法は、光路を有するベース部材を製作する工程と、光路上を通る光を遮断するミラーが固定された梁状部材を製作する工程と、ミラーが光路上を通る光を通過させる位置または光路上を通る光を遮断させる位置にある初期状態において梁状部材が圧縮応力をもって撓むように、梁状部材に圧縮力を加え、その状態で、梁状部材をベース部材の上面に両持ち的に支持させて固定する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の製造方法によれば、梁状部材にミラーを設け、梁状部材を互いに反対方向に撓ませることで、ミラーを通過位置と遮断位置との間で移動させるため、ミラーの移動方向（梁状部材の延在方向に直交する方向）にスペースが取られなくて済む。このため、小型で高集積化された光スイッチを実現することができる。また、ミラーが通過位置及び遮断位置にあるときには、圧縮応力が生じた状態で梁状部材を撓ませたことで、駆動手段による駆動力を与え続けなくても梁状部材（ミラー）を、安定して駆動後の位置に自己保持させることができる。
【００２２】
好ましくは、梁状部材を製作する工程において、梁状部材の端部に、梁状部材の長手方向に延在する連結部材を接続し、梁状部材をベース部材の上面に固定する工程において、連結部材の延在方向に対して交差する方向の力を連結部材に与えることで、初期状態において梁状部材に圧縮力を加える。このように、モーメントを利用して梁状部材に圧縮力を加えることで、より小さな力で梁状部材を撓ませることができる。また、連結部材を梁状部材の長手方向に延在するように梁状部材の端部に接続させることで、梁状部材の延在方向に直交する方向の省スペース化が図れるため、光スイッチを更に小型化することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光スイッチ、光分岐挿入装置、光伝送システム及び光スイッチの製造方法の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１実施形態に係る光スイッチを示す平面図であり、図２は、その側面図である。図１において、光スイッチ１は平面導波路２を有し、この平面導波路２には、略クロス状の光路Ａ〜Ｄを形成する光導波路３が設けられている。また、平面導波路２には、光路Ａ〜Ｄとつながる溝部４が設けられている。
【００２５】
平面導波路２上には、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いて形成されたアクチュエータ構造体５が設けられている。アクチュエータ構造体５は、基板Ｐを有し、この基板Ｐには梁状部材６が固定されている。この梁状部材６は、その中央部が溝部４に位置するように平面導波路２の上面に撓んだ状態で両持ち的に支持されている。また、梁状部材６の両側には、複数本の櫛歯７が設けられている。
【００２６】
またアクチュエータ構造体５は、梁状部材６を挟むように設けられた２つの電極８ａ，８ｂを有し、これらの電極８ａ，８ｂには、対向する梁状部材６の各櫛歯７間に挿入される複数の櫛歯９ａ，９ｂがそれぞれ設けられている。
【００２７】
梁状部材６の中央部には、光路Ａ上を通る光を光路Ｂに向けて反射させるミラー１０が固定されている。このミラー１０は、平面導波路２の溝部４内に入り込むように構成されている。
【００２８】
なお、梁状部材６、ミラー１０、電極８ａ，８ｂは、低コスト化及び製造を容易にさせるために、導電性を有するＳｉで形成されているのが望ましい。また、ミラー１０の表面には、反射率向上の観点から、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等がコーティングされているのが望ましい。
【００２９】
梁状部材６と電極８ａ，８ｂとは電圧源１１を介して接続されており、この電圧源１１により梁状部材６と電極８ａ，８ｂとの間に所定の電圧を加えることで両者間に静電気力を発生させる。そして、この静電気力によって梁状部材６が電圧を加えた方の電極８ａ，８ｂに引き寄せられるようになっている。
【００３０】
このように静電気を用いることで、小さな消費電力で梁状部材６を駆動させることができる。更に、梁状部材６と電極８ａ，８ｂとにそれぞれ櫛歯を設けたことで、小さな印加電圧でも大きな静電気力を発生させることができる。
【００３１】
梁状部材６の両端部には、梁状部材６の長手方向に延在する連結部材１２がそれぞれ接続されている。この連結部材１２における梁状部材６との接続側（連結部材１２の先端側）部分は、円弧状に湾曲形状を有している。また、連結部材１２の先端部は、平面導波路２とアクチュエータ構造体５とを接合するアンカー１３に接続されている。一方、連結部材１２における梁状部材６との接続側と反対に位置する基端部にはそれぞれ補助部材１４が設けられており、この補助部材１４は、平面導波路２に設けられた凹部１５に入り込んで係合している。このような連結部材１２は、梁状部材６の初期状態において、梁状部材６の延在方向に圧縮力を加えた状態で固定されており、それによって梁状部材６が圧縮応力をもって撓んでいる。
【００３２】
以上のような本実施形態に係る光スイッチ１において、例えば、ミラー１０が光路Ａ上を通る光を遮断する位置（遮断位置）にある場合（図１）を初期状態とし、この状態から、ミラー１０を光路Ａ上を通る光を通過させる位置（通過位置）に移動させる場合は、梁状部材６と電極８ａとの間に電圧を加えて静電気力を発生させる。すると、図３に示すように、梁状部材６が電極８ａ側に引き寄せられ初期状態とは反対側に撓み、ミラー１０が通過位置に移動する。
【００３３】
このとき、ミラー１０を初期状態から通過位置に移動させた後も、梁状部材６には圧縮応力が生じており、初期状態の場合と同等の圧縮力が付与された状態で撓んでいる。このため、梁状部材６と電極８ａとの間に電圧を加え続けなくても、ミラー１０を安定して移動後の位置に自己保持させることができる。
【００３４】
一方、ミラー１０を通過位置から初期状態（遮断位置）に戻す場合は、梁状部材６と電極８ｂとの間に電圧を加えて静電気力を発生させる。すると、梁状部材６が電極８ｂ側に引き寄せられて撓み、図１に示すような初期状態にミラー１０が移動する。
【００３５】
このように、ミラー１０を通過位置と遮断位置との間で移動させるには、梁状部材６を互いに反対方向に撓ませるだけでよいので、梁状部材６の延在方向に直交する方向にスペースが取られなくて済む。これにより、小型で高集積化された光スイッチを実現することができる。
【００３６】
次に、本実施形態に係る光スイッチ１の製造方法について説明する。まず、上述した平面導波路２と梁状部材６及びミラー１０を含むアクチュエータ構造体５とを製作する。梁状部材６を製作する過程においては、梁状部材６の端部に連結部材１２を接続する。次いで、図４に示すように、連結部材１２の補助部材１４を平面導波路２の凹部１５に対して位置決めして挿入する。このとき、平面導波路２とアクチュエータ構造体５とは、これらの正規の接合位置よりも互いにずれた状態となっている。
【００３７】
その後、平面導波路２とアクチュエータ構造体５とを両者の正規の接合位置まで相対移動させる。これにより、梁状部材６に圧縮力が加わって、梁状部材６が図１に示すように圧縮力をもって撓むようになる。このとき、図５に示すように、補助部材１４を凹部１５に挿入した状態で、アクチュエータ構造体５と平面導波路２とを相対移動させることで、補助部材１４には、係合する凹部１５によって連結部材１２の延在方向に対してほぼ直交する方向の力が加えられる。そして、その状態で、アクチュエータ構造体５を平面導波路２の上面に接合（固定）する。
【００３８】
なお、平面導波路２及びアクチュエータ構造体５の接合に関しては、例えば、図６に示すように、平面導波路２とアクチュエータ構造体５とのアライメントマーク２０が整合しているか否か例えば顕微鏡２１等で観測し（図６（ａ），（ｂ））、その後、互いのアライメントマーク２０が整合した平面導波路２とアクチュエータ構造体５とを接着剤等で接合する（図６（ｃ））。
【００３９】
図７は、補助部材１４によって梁状部材６に圧縮力が加えられる過程を示す図である。図７（ａ）に示すように梁状部材６に圧縮力が加えられていない状態から、補助部材１４に連結部材１２の延在方向に対してほぼ直交する方向の力（図中、矢印Ａ）が加えられると、図７（ｂ）に示すように、連結部材１２と梁状部材６との接続点２２に力（図中、矢印Ｂ）が加えられる。つまり、梁状部材６に圧縮力が加えられることとなり、その結果として、梁状部材６が撓んだ状態となる。
【００４０】
このように、連結部材１２の延在方向に対して交差する方向の力を連結部材１２に与えることで、モーメントを利用することができるため、より小さな力で梁状部材６を撓ませることができる。また、連結部材１２の梁状部材６との接続部分が円弧状に湾曲した形状となっていることで、連結部材１２に加える力が小さくても、より大きなモーメントを働かせることができる。
【００４１】
更に、連結部材１２は、梁状部材６の長手方向に延在するように梁状部材６の端部に接続されていることで、梁状部材６の延在方向に直交する方向の省スペース化が図れる。
【００４２】
以上のように、アクチュエータ構造体５と平面導波路２とを相対移動させるだけで、梁状部材６に圧縮力を加えることができるため、梁状部材６に力を加える手段を別個に設ける必要がなく、梁状部材６を容易に撓ませることができる。
【００４３】
また、上記の光スイッチ１は、梁状部材６の延在方向に直交する方向の省スペース化が図れることから、図８に示すように、平面導波路３０に複数組の光路を設け、その複数組の光路に対応して平面導波路３０の上部に複数のアクチュエータ構造体５をアレイ状に配置することが可能となる。これにより、複数の光スイッチを小型にパッケージングすることができ、高集積化及び多チャンネル化も可能となる。なお、アクチュエータ構造体５の配列間隔Ｑは１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４４】
また、このようなアレイ状の光スイッチを製造する際、平面導波路２に対して、アレイ状に配置された複数のアクチュエータ構造体５を一括して相対移動させることにより双方を接合させる。これにより、簡単且つ効率よく高集積化及び多チャンネル化された光スイッチを製造することができる。
【００４５】
次に、連結部材１２の延在方向に対して交差する方向の力を連結部材１２に与える他の手段について、図９を参照して説明する。同図において、平面導波路２上には突起部４０が設けられており、この突起部４０は連結部材１２と係合されている。この場合、平面導波路２とアクチュエータ構造体５とを相対移動させることで、平面導波路２に設けられた突起部４０が、連結部材１２の延在方向に対して交差する方向の力を連結部材１２に与え、その結果として梁状部材６に圧縮力が加えられる。そして、梁状部材６が圧縮力によって撓んだ状態となり、その状態でアクチュエータ構造体５を平面導波路２の上面に固定する。
【００４６】
この場合においても、平面導波路２とアクチュエータ構造体５とを相対移動させるだけで梁状部材６に圧縮力を加えることができるため、梁状部材６に力を加える手段を別個に設ける必要がなく、梁状部材６を容易に撓ませることができる。
【００４７】
次に、本発明の第２実施形態に係る光スイッチについて図１０〜図１２を参照して説明する。なお、本実施形態に係る光スイッチは、第１実施形態に係る光スイッチにおける梁状部材に圧縮力を付与する手段が異なるものである。
【００４８】
図１０は、本実施形態に係る光スイッチを示す平面図である。同図において、光スイッチ５０のアクチュエータ構造体５は、梁状部材６の両端にそれぞれ接続された連結部材５１と、連結部材５１と平行に設けられた電極５２とを有している。連結部材５１の電極５２に面する側には、複数本の櫛歯５３が設けられており、電極５２には、連結部材５１の各櫛歯５３間に挿入される複数の櫛歯５４がそれぞれ設けられている。連結部材５１と電極５２とは電圧源５７を介して接続されており、この電圧源５７により連結部材５１と電極５２との間に所定の電圧を加えることで両者間に静電気力を発生させる。
【００４９】
このような光スイッチ５０においては、第１実施形態と同様に、連結部材５１、電極５２、電圧源５７によって、初期状態において梁状部材６に圧縮力が加えられ、梁状部材６は圧縮応力をもって撓んだ状態となっている。そして、図１１に示すように、ミラー１０が遮断位置から通過位置に移動するときは、梁状部材６が反対側に撓み、ミラー１０をその位置に自己保持させるようになっている。
【００５０】
連結部材５１が付与する圧縮力によって梁状部材６を撓ませる場合は、まず、図１２に示す状態から連結部材５１と電極５２との間に静電気力を発生させ、連結部材５１を電極５２側に移動させる。すると、連結部材５１が梁状部材６に圧縮力を与え、梁状部材６を撓ませる。そして、その状態で、平面導波路２とアクチュエータ構造体５とを重ね合わせ接合する。
【００５１】
以上のような光スイッチ５０は、きめ細かな位置合わせを行うことなく、簡単に梁状部材６に圧縮力を加えることができるため、設計が容易になる。
【００５２】
なお、上記実施形態では、静電アクチュエータにより連結部材５１を駆動する構成としたが、特にこれには限らず、電磁アクチュエータ等を使用してもよい。
【００５３】
図１３は、上述した光スイッチを備えた光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ）の一例を示したものである。光分岐挿入装置は、波長多重化された信号の中から任意波長の信号をＡｄｄ／Ｄｒｏｐする機能を有するものである。
【００５４】
光分岐挿入装置６０は、複数の上記の光スイッチ１を有する光スイッチアレイ６２と、複数の光可変減衰器６３を有する光可変減衰器アレイ６４とを備えている。各光スイッチ１と各光可変減衰器６３とは、導波路６５を介して接続されている。各光スイッチ１は、導波路６６を介して分波器６７と接続されている。この分波器６７は、１本の光ファイバ６８を伝搬してきた波長の異なる複数の光信号を各波長毎に分波する。各光可変減衰器６３は、導波路６９を介して合波器７０と接続されている。この合波器７０は、各波長の光信号を合波して１本の光ファイバ７１に導く。各導波路６９には、光可変減衰器６３で減衰された光のパワーを検出する光モニタ７２が設けられている。また、各光スイッチ１には、Ａｄｄ用導波路７３及びＤｒｏｐ用導波路７４が接続されている。
【００５５】
光スイッチアレイ６２、光可変減衰器アレイ６３及び光モニタ７２は、コントローラ７５と接続されている。このコントローラ７５は、各光スイッチ１に電圧を供給する複数の電圧源と、各光可変減衰器６３に電圧を供給する複数の電圧源とを有している。コントローラ７５は、各光スイッチ１に電圧信号を送出し、導波路６５，６６，７３，７４の光路切換を行う。また、コントローラ７５は、光モニタ７２の検出値に基づいて、出力光量が所望値となるように各光可変減衰器６３に電圧信号を送出する。
【００５６】
図１４は、上述した光スイッチを備えた光伝送システムの一例を示したものである。本光伝送システムは、光スイッチを備えた複数の光モジュールで結ばれた環状ネットワークにおいて、任意の光モジュールが故障した場合であっても、それ以外の光モジュールによって光の伝送を継続させ、光伝送の遮断を防止するものである。
【００５７】
図１４において、光伝送システム８０を備えた環状ネットワーク８１は、中央制御部８２と複数のノード（分岐点）８３ａ〜８３ｊとが環状に結ばれており、中央制御部８２からの光信号を複数のノード８３ａ〜８３ｊを経由して送信させる。
【００５８】
図１５に示すように、ノード８３ａ〜８３ｊには、パワーユニット８４が備えられており、例えば１００Ｖの電圧が加えられている。また、ノード８３ａ〜８３ｊには、２つの光スイッチ１または５０（以下、光スイッチ１の場合とする）が接続されており、この光スイッチ１を介して光信号が環状ネットワーク８１の順方向（図中、矢印Ｘ方向）、逆方向（図中、矢印Ｙ）に送信される。例えば、光信号は、順方向では、Ａ１，Ａ２，Ｄ２，Ｄ１の順に通り、逆方向では、Ｃ１，Ｃ２，Ｂ２，Ｂ１の順に通る。
【００５９】
以上のような光伝送システム８０において、例えば、図１４に示すように、停電等によってノード８３ｂ，８３ｊの電圧が落ちた場合、光スイッチ１のミラー（図示せず）を通過位置から遮断位置へ移動する。その結果、光信号は、図１６に示すように、順方向では、Ａ１、Ｄ１の順に通り、逆方向ではＣ１、Ｂ１の順に通るようになる。これにより、光通信を環状ネットワーク８１上で遮断させることなく、他の正常なノードへ伝送させることができる。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、連結部材を梁状部材の両端に接続しているが、いずれか一方のみであってもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、ミラーが遮断位置にあるときを初期状態としたが、通過位置にあるときを初期状態とし、電圧を加えて遮断位置に移動するようにしてもよい。
【００６２】
さらに、上記実施形態の光スイッチは２×２スイッチであるが、本発明は、ＯＮ／ＯＦＦスイッチやｍ×ｎスイッチ等にも適用可能である。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、梁状部材にミラーを設け、梁状部材を互いに反対方向に撓ませることで、ミラーを水平方向に移動させるようにしたため、ミラーの移動方向にスペースが取られなくて済み、小型で高集積化された光スイッチを実現することができる。また、ミラーが光路上を通る光を通過させる位置または光路上を通る光を遮断させる位置にあるときには、梁状部材が圧縮応力をもって撓んでいるようにしたことで、駆動手段による駆動力を与え続けなくても梁状部材（ミラー）を、安定して駆動後の位置に自己保持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光スイッチを示す平面図である。
【図２】図１に示す光スイッチの側面図である。
【図３】図１に示す光スイッチのミラーを移動させた後の状態を示す図である。
【図４】図１に示す光スイッチの梁状部材に圧縮力を付与する前の状態を示す図である。
【図５】図１に示す光スイッチの圧縮力付与手段の一部を示す部分斜視図である。
【図６】図１に示す光スイッチの接合過程を示す模式図である。
【図７】図１に示す光スイッチの圧縮力付与手段による圧縮力の付与過程を示す図である。
【図８】図１に示す光スイッチのアレイ化された状態を示す図である。
【図９】図５に示す圧縮力付与手段の変形例を示す部分斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る光スイッチを示す平面図である。
【図１１】図１０に示す光スイッチのミラーを移動させた後の状態を示す図である。
【図１２】図１０に示す光スイッチの梁状部材に圧縮力を付与する前の状態を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る光スイッチを適用した光分岐挿入装置の一例を示す構成図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る光スイッチを適用した光伝送システムを備えた環状ネットワークの一例を示す構成図である。
【図１５】図１４に示す光伝送システムの通常時の動作を示す図である。
【図１６】図１４に示す光伝送システムの故障時の動作を示す図である。
【符号の説明】
１…光スイッチ、２…平面導波路（ベース部材）、３…光導波路（光路）、４…溝部、５…アクチュエータ構造体、６…梁状部材、７…櫛歯（第１櫛歯）、８ａ，８ｂ…電極（第１，２電極）、９ａ，９ｂ…櫛歯（第２櫛歯）、１０…ミラー、１１…電圧源、１２…連結部材（圧縮力付与手段）、１４…補助部材（圧縮力付与手段）、１５…凹部（圧縮力付与手段）、３０…平面導波路（ベース部材）、４０…突起部（圧縮力付与手段）、５０…光スイッチ、５１…連結部材（圧縮力付与手段）、５２…電極（圧縮力付与手段）、５３…櫛歯（圧縮力付与手段）、５４…櫛歯（圧縮力付与手段）、６０…光分岐挿入装置、８０…光伝送システム。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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