(57)【要約】【課題】本発明は、光遮断膜の移動変位を増幅させ得るＭＥＭＳ光減衰器に関するものである。【解決手段】本発明は、平坦な上面を有する基板１２１と、前記基板１２１上に相互に光軸が一致するよう並べられた光送信端１２９ａ及び光受信端１２９ｂと、前記基板１２１上に配置されて前記光軸に対して垂直方向に作動する駆動行程を供給するマイクロ電子アクチュエータと、前記基板１２１上に配置され、前記マイクロ電子アクチュエータの駆動行程を第１端部で受けて第２端部から増幅された変位で供給するための少なくとも１つの梃子構造物１３３ａ，１３３ｂ、１３４ａ，１３４ｂ、１３５ａ，１３５ｂと、前記基板１２１上に前記梃子構造体１３３ａ，１３３ｂ、１３４ａ，１３４ｂ、１３５ａ，１３５ｂの第２端部に連結されるよう配置され、前記増幅された変位に応じて前記光軸上の所定の減衰位置に移動する光遮断膜１２７とを含むＭＥＭＳ可変光減衰器を提供する。【選択図】図２
2004212934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的入力信号により光量を所定の大きさに減衰させるためのマイクロ電子機械システム可変光減衰器において、
平坦な上面を有する基板と、
前記基板上に相互光軸が一致するよう並べられた光送信端と光受信端と、
前記基板上に配置され前記光軸に対して垂直方向に作動する駆動行程を供給するためのマイクロ電子アクチュエータと、
前記基板上に配置されて前記マイクロ電子アクチュエータの駆動行程を第１端部で受け第２端部から増幅された変位で供給するための少なくとも１つの梃子構造物と、
前記基板上に前記梃子構造体の第２端部に連結されるよう配置されて前記増幅された変位に応じて前記光軸上の所定の減衰位置に移動する光遮断膜と、
を有することを特徴とするマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項２】
前記マイクロ電子アクチュエータは、前記電気的入力信号により静電力を形成する静電電極部と、前記静電電極部の静電力により前記光軸の垂直方向に移動して前記少なくとも１つの梃子の第１端部に連結された移動質量部と、前記移動質量部に第１弾性構造物で連結された接地電極部とを含むことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項３】
前記移動質量部と前記梃子構造物は第２弾性構造物で連結されることを特徴とする請求項２に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項４】
前記接地電極部は前記移動質量部の両側に各々配置された２個の接地電極から成ることを特徴とする請求項２に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項５】
前記基板上面において前記梃子構造物を基準として前記移動質量部の反対側に固定された支持構造物をさらに含み、
前記梃子構造物は、前記移動質量部の移動経路と略垂直に配置され、前記第１端部に隣接した部分が前記支持構造物に連結されたことを特徴とする請求項２に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項６】
前記梃子構造物の第１端部に隣接した部分と前記支持構造物は第３弾性構造物で連結されたことを特徴とする請求項５に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項７】
前記支持構造物は金属物質が塗布されて追加的な接地電極として作用することを特徴とする請求項５に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項８】
前記少なくとも１つの梃子構造物は第１梃子構造物と前記第２梃子構造物とで成り、
前記基板上面において前記第１及び第２梃子構造物を基準として前記移動質量部の反対側に固定された支持構造物をさらに含み、
ここで、前記第１及び第２梃子構造物は前記移動質量部の移動経路と略垂直に直列配置され、前記第１端部に隣接した部分が各々前記支持構造物に連結されたことを特徴とする請求項２に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項９】
前記第１梃子構造物と前記第２梃子構造物とは前記光遮断膜と前記移動質量部の中心を連結する仮想線を基準に左右対称に配列されたことを特徴とする請求項８に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項１０】
前記第１及び第２梃子構造物は各々の第１端部が相互に隣接するよう配列されたことを特徴とする請求項８に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項１１】
前記第１及び第２梃子構造物は１つの支持構造物に連結されたことを特徴とする請求項１０に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項１２】
前記第１及び第２梃子構造物は各々の第２端部が相互に隣接するよう配列されたことを特徴とする請求項８に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項１３】
前記移動質量部と前記梃子構造物の第１端部は各々第２弾性構造物で連結されたことを特徴とする請求項８に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項１４】
前記第１及び第２梃子構造物の第１端部に隣接した部分と前記支持構造物は各々第３弾性構造物で連結されたことを特徴とする請求項８に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項１５】
前記光遮断膜と前記梃子構造物の第２端部は第４弾性構造物で連結されたことを特徴とする請求項８に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項１６】
前記光送信端及び光受信端は光コリメータを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項１５中いずれか一項に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項１７】
電気的入力信号により光量を所定の大きさに減衰させるためのマイクロ電子機械システム可変光減衰器において、
平坦な上面を有する基板と、
前記基板上に相互に光軸が一致するよう並べられた光送信端と光受信端と、
前記基板上に固定されて前記電気的入力信号により静電力を形成する静電電極部と、
前記基板上に配置されて前記静電電極部の静電力により前記光軸の垂直方向に移動する移動質量部と、
前記基板上に固定されて前記移動質量部に第１弾性構造物で連結された接地電極部と、
前記基板上に前記移動質量部の移動経路と略垂直に配置され、前記移動質量部に第２弾性構造物で連結された第１端部と、前記第１端部と対向する第２端部を有する梃子構造物と、
前記基板上に前記梃子構造物を基準として移動質量部の反対側に形成され、前記梃子構造物の第１端部と隣接した部分に第３弾性構造物で連結された支持構造物と、
前記基板上に配置されて前記梃子構造体の前記第２端部に連結された光遮断膜と、
を有することを特徴とするマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項１８】
電気的入力信号により光量を所定の大きさに減衰させるためのマイクロ電子機械システム可変光減衰器において、
平坦な上面を有する基板と、
前記基板上に相互に光軸が一致するよう並べられた光送信端と光受信端と、
前記基板上に配置されて前記電気的入力信号により静電力を形成する静電電極部と、
前記基板上に配置されて前記静電電極部の静電力により前記光軸の垂直方向に移動する移動質量部と、
前記基板上面中前記移動質量部の両側に各々配置され、前記移動質量部の両側に第１弾性構造物で各々連結された２つの接地電極と、
各々第１端部と第２端部を備え、前記第１端部が相互に隣接するよう前記基板上に前記移動質量部の移動経路と略垂直に直列配置され、前記第１端部は各々前記移動質量部に第２弾性構造物で連結された第１及び第２梃子構造物と、
前記基板上に前記第１及び第２梃子構造物を基準として前記移動質量部の反対側に配置され、前記第１及び第２梃子構造物中前記第１端部と隣接した部分に第３弾性構造物で連結された支持構造物と、
前記基板上に配置され前記第１及び第２梃子構造物の前記第２端部に第４弾性構造物で各々連結された光遮断膜と、
を有することを特徴とするマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項１９】
電気的入力信号により光量を所定の大きさに減衰させるためのマイクロ電子機械システム可変光減衰器において、
平坦な上面を有する基板と、
前記基板上に相互に光軸が一致するよう並べられた光送信端と光受信端と、
前記基板上に配置されて前記電気的入力信号により静電力を形成する静電電極部と、
前記基板上に配置されて前記静電電極部の静電力により前記光軸の垂直方向に移動する移動質量部と、
前記基板上面中前記移動質量部の両側に各々配置され、前記移動質量部の両側に第１弾性構造物で各々連結された２つの接地電極と、
各々第１端部と第２端部を備え、前記第２端部が相互に隣接するよう前記基板上に前記移動質量部の移動経路と略垂直に直列配置され、前記第１端部は各々前記移動質量部に第２弾性構造物で連結された第１及び第２梃子構造物と、
前記基板上に前記第１及び第２梃子構造物を基準として前記移動質量部の反対側に各々配置され、前記第１及び第２梃子構造物中前記第１端部と隣接した部分に第３弾性構造物で各々連結された２つの支持構造物と、
前記基板上に配置され前記第１及び第２梃子構造物の前記第２端部に第４弾性構造物で各々連結された光遮断膜と、
を有することを特徴とするマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【請求項２０】
前記移動質量部は前記第１及び第２梃子構造物の配列方向と平行し、当該第１及び第２梃子構造物の配列長さに相応して延長された連結構造物を含み、
前記第１及び第２梃子構造物の第１端部は前記第３弾性構造物で前記移動質量部の連結構造物の両端に各々連結されたことを特徴とする請求項１９に記載のマイクロ電子機械システム可変光減衰器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロ電子機械システム（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＭＥＭＳという。）型光減衰器に関するもので、より詳しくは、光コリメータのようにモードフィールド直径（ＭＦＤ）が大きい光送受信端に適合するよう光遮断膜の移動変位を増幅できるＭＥＭＳ光減衰器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信用光減衰器は一対の入射端と出射端を設け、その入射端から光信号に所定の光損失を発生させ、減衰した光出力を出射する光部品をいう。一般に、光通信の光受信出力レベルは該システムの構成に応じて多様に使用される。例えば、光受信出力レベルは伝送距離の長短に基づく光ファイバの伝送損失の差、光ファイバ接続部の数と伝送路に使用される光分器結合などの光部品数及び性能によって決まる。従って、光受信部の光量受信が許容レベル以上に過多な場合は光減衰器が必要となる。この他にも、光減衰器は通信機器や光測定機器に対する評価、調整及び矯正にも多様に適用できる。
【０００３】
前記光減衰器は一定した減衰量を与える固定光減衰器（ｆｉｘｅｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）と、減衰量を必要に応じて変化させ得る可変光減衰器（ｖａｒｉａｂｌｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ：ＶＯＡ）とに分類できる。光減衰器はより安価で信頼性に優れ小型化されるよう製造されることが要求されている。
【０００４】
こうした要求を満足させるべく、最近、薄膜技術を用いたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）構造の開発が進んでいる。ＭＥＭＳ可変光減衰器の場合には、薄膜技術を適用してシリコン等の基板上に微細構造のアクチュエータを形成する方式で構成される。通常、該アクチュエータの駆動方式は熱膨張または静電方式を用い、その駆動により光遮断膜の変位が与えられ、送信端（または出射端ともいう）から受信端（または入射端ともいう）に向かった光量を調節するようになる。
【０００５】
図６及び７は、各々従来の静電アクチュエータを用いた可変光減衰器を表す斜視図及び平面図である。図６及び７によると、前記ＭＥＭＳ可変光減衰器は、送信端の光導波路（２１９ａ）と受信端の光導波路（２１９ｂ）を設けた基板（２１１）と、駆動電極（２１２ａ、２１２ｂ）、接地電極（２１４）、スプリングの役目を果たす弾性構造物（２１５）及び移動質量部（２１６）で成る静電アクチュエータと、前記アクチュエータの移動質量部（２１６）に連結された光遮断膜（２１７）とを含む。こうした各構造物はシリコンと同じ物質から成る。
【０００６】
前記駆動電極（２１２ａ、２１２ｂ）と接地電極（２１４）は酸化物層（２１８）（アンカ（ａｎｃｈｏｒ）ともいう）により基板（２１１）上に支持され、前記移動質量部（２１６）は前記スプリング（２１５）を介して前記接地電極（２１４）に連結されて基板（２１１）上を浮遊する櫛歯構造となる。また、前記駆動電極（２１２ａ、２１２ｂ）から延長された部分（２１３ａ、２１３ｂ）も前記櫛構造の移動質量部（２１６）と相互に噛み合った櫛歯（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ  ｃｏｍｂ）構造となる。
【０００７】
こうした構造において、駆動電極（２１２ａ、２１２ｂ）と接地電極（２１４）との間に電位差ができるよう駆動信号を印加すると、移動質量部（２１６）と駆動電極延長部（２１３ａ、２１３ｂ）との櫛歯構造に静電力が形成され、その静電力により移動可能な移動質量部（２１６）が駆動電極延長部（２１３ａ、２１３ｂ）へ移動し、静電力が解除されると、弾性構造物（２１５）の弾性力により再び元の位置に戻る。こうした静電力による移動質量部（２１６）の駆動行程により光遮断膜（２１７）が送信端（２１９ａ）と受信端（２１９ｂ）との間に入射する光を部分的に遮断することができる。
【０００８】
前記ＭＥＭＳ可変光減衰器の送受信端とされる光導波路には、通常の光ファイバ端が一般に用いられる。こうした光ファイバの光性能を向上させるべく光コリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）を装着して使うことが考えられる。光コリメータを使用すると、モードフィールド直径が大きいので整列損失を減少でき、波長依存損失（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ  ｌｏｓｓ：ＷＤＬ）及び偏光依存損失（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｄｅｎｐｅｎｄｅｎｃｅ  ｌｏｓｓ：  ＰＤＬ）の変動量と、反射損失及び初期挿入損失においてより優れた光性能を確保することが期待される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記光コリメータは上述のような優れた利点にも拘らず、モードフィールド直径（ｍｏｄｅ  ｆｉｅｌｄ  ｄｉａｍｅｔｅｒ：ＭＦＤ）の大きさの問題から従来のＭＥＭＳ可変光減衰器の構造に採用できない。従来のＭＥＭＳ可変光減衰器のアクチュエータは光ファイバのモードフィールド直径に適した１０μｍ程の駆動行程を有するよう構成されるが、光コリメータを使うと該モードフィールド直径が約１００μｍ（場合によっては２００〜３００μｍ）以上なので、従来のＭＥＭＳアクチュエータの駆動行程において適切な減衰量を発生させ難い。こうした問題を解決すべく光遮断膜の移動距離を決定するＭＥＭＳアクチュエータの駆動行程を増大させなければならないが、ＭＥＭＳ可変光減衰器の小型化という制約事項のため限界があった。即ち、従来のＭＥＭＳ可変光減衰器のアクチュエータから光遮断膜（２１７）の移動距離を決定する駆動行程の変位は二つの対向するコーム構造、即ち移動質量部（２１６）と駆動電極延長部（２１３）との間隔（ｄ）のみで定義されるので、その間隔（ｄ）のみ用いて光コリメータに適した駆動行程の変位まで拡大するのはＭＥＭＳ可変光減衰器の小型化のニーズに応えられなくなる問題がある。
【００１０】
従って、当技術分野においては、優れた光性能を備えたＭＥＭＳ可変光減衰器を具現すべく、ＭＥＭＳアクチュエータ構造体を改善して光コリメータのモードフィールド直径に適した大きさの駆動行程を増幅させて所望の光減衰量を得られるＭＥＭＳ可変光減衰器が要求されている。
【００１１】
本発明は前記問題を解決すべく案出されたもので、その目的は、ＭＥＭＳアクチュエータに梃子構造を適用し、その駆動行程が増幅した変位で作動するようにさせ、光コリメータなどのＭＦＤでも所望の減衰量を実現できるＭＥＭＳ可変光減衰器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記技術的課題を成し遂げるために、本発明は、平坦な上面を有する基板と、前記基板上に相互に光軸が一致するよう並べられた光送信端及び光受信端と、前記基板上に配置され前記光軸に対して垂直方向に作動する駆動行程を提供するマイクロ電子アクチュエータと、前記基板上に配置され前記マイクロ電子アクチュエータの駆動行程を第１端部に受けて第２端部を通して増幅した変位で提供する少なくとも１つの梃子構造物と、前記基板上に前記梃子構造体の第２端部に連結されるよう配置され前記増幅した変位に応じて前記光軸上の所定の減衰位置に移動する光遮断膜とを含むＭＥＭＳ可変光減衰器を提供する。本発明は多様な実施例に具現することができる。本発明の第１実施例においては、平坦な上面を有する基板と、前記基板上に相互に光軸が一致するよう並べられた光送信端及び光受信端と、前記基板上に固定され電気的入力信号によって静電力を形成する静電電極部と、前記基板上に配置され前記静電電極部の静電力によって前記光軸の垂直方向に移動する移動質量部と、前記基板上に固定され前記移動質量部に第１弾性構造物で連結された接地電極部と、前記基板上に前記移動質量部の移動経路と略垂直に配置され、前記移動質量部に第２弾性構造物で連結された第１端部及び前記第１端部の反対側端部である第２端部を有す梃子構造物と、前記基板上に前記梃子構造物を基準として移動質量部の反対側に形成され、前記梃子構造物の第１端部と隣接した部分に第３弾性構造物で連結された支持構造物と、前記基板上に配置され前記梃子構造体の前記第２端部に連結された光遮断膜とを含むＭＥＭＳ可変光減衰器を提供することができる。
【００１３】
さらに、本発明の第２実施例によるＭＥＭＳ可変光減衰器は、平坦な上面を有する基板と、前記基板上に相互に光軸が一致するよう並べられた光送信端及び光受信端と、前記基板上に配置され電気的入力信号によって静電力を形成する静電電極部と、前記基板上に配置され前記静電電極部の静電力によって前記光軸の垂直方向に移動する移動質量部と、前記基板上面中前記移動質量部の両側に各々配置され前記移動質量部の両側に第１弾性構造物で各々連結された２個の接地電極と、各々第１端部及び第２端部を備え前記第１端部が相互に隣接するよう前記基板上に前記移動質量部の移動経路と略垂直に直列配置され、前記第１端部は前記移動質量部に第２弾性構造物で連結された第１及び第２梃子構造物と、前記基板上に前記第１及び第２梃子構造物を基準として前記移動質量部の反対側に配置され前記第１及び第２梃子構造物中前記第１端部と隣接した部分に第３弾性構造物で連結された支持構造物と、前記基板上に配置され前記第１及び第２梃子構造物の前記第２端部に第４弾性構造物で各々連結された光遮断膜とから成ることができる。
【００１４】
本発明の第３実施例によるＭＥＭＳ可変光減衰器は、平坦な上面を有する基板と、前記基板上に相互に光軸が一致するよう並べられた光送信端及び光受信端と、前記基板上に配置され電気的入力信号によって静電力を形成する静電電極部と、前記基板上に配置され前記静電電極部の静電力によって前記光軸の垂直方向に移動する移動質量部と、前記基板上面中前記移動質量部の両側に各々配置され前記移動質量部の両側に第１弾性構造物で各々連結された２個の接地電極と、各々第１端部と第２端部を備え前記第２端部が相互に隣接するよう前記基板上に前記移動質量部の移動経路と略垂直に直列配置され、前記第１端部は前記移動質量部に第２弾性構造物で連結された第１及び第２梃子構造物と、前記基板上に前記第１及び第２梃子構造物を基準として前記移動質量部の反対側に各々配置され前記第１及び第２梃子構造物中前記第１端部と隣接した部分に第３弾性構造物で各々連結された２個の支持構造物と、前記基板上に配置され前記第１及び第２梃子構造物の前記第２端部に第４弾性構造物で各々連結された光遮断膜とから成ることができる。本発明の第３実施例においては、前記移動質量部に前記第１及び第２梃子構造物の配列方向と平行し該配列長さに相応する長さの連結構造物を備え、前記第１及び第２梃子構造物の第１段が前記移動質量部の連結構造物両端に各々連結されるよう構成することでより十分な変位を確保できる。
【００１５】
さらに、本発明の各実施例において、前記静電電極部と前記移動質量部との接触部は相互噛み合うコーム構造の多様な形態に具現することができる。
【００１６】
こうした本発明は光受信端と光送信端にモードフィールド直径の大きい光コリメータを装着する場合にも所望の光遮断膜の変位を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
上述したように、本発明のＭＥＭＳ光減衰器によれば、ＭＥＭＳ構造が有する小型化という基本的ニーズを満足させると同時に、ＭＥＭＳアクチュエータ構造体の駆動行程を増幅させ、モードフィールド直径（ＭＦＤ）の大きい光送受信端に適合する光遮断膜の移動変位を提供することができる。従って、本発明によるＭＥＭＳ可変光減衰器はモードフィールド直径の大きい光コリメータを用いても所望の減衰量を容易に具現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付の図面に基づき本発明を詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例によるＭＥＭＳ可変光減衰器の平面図である。図１によると、前記ＭＥＭＳ可変光減衰器は、光送信端（２９ａ）と光受信端（２９ｂ）とを備えた基板（２１）と、駆動電極（２２）、接地電極（２４ａ、２４ｂ）及び移動質量部（２６）で成る静電アクチュエータと、前記静電アクチュエータの駆動行程を増幅した変位で供給する梃子構造物（３５）と、前記梃子構造物（３５）に連結された光遮断膜（２７）とを含む。
【実施例１】
【００１９】
前記駆動電極（２２）と接地電極（２４ａ、２４ｂ）は酸化物層（図示せず）により基板（２１）上に固定された構造物（斜線で表示）である。前記移動質量部（２６）は第１弾性構造物（３１ａ、３１ｂ）によりその両側に配置された接地電極（２４ａ、２４ｂ）に連結されながら基板（２１）上に浮いた状態で存在する。前記移動質量部（２６）と前記駆動電極（２２）は静電力をより効率的に作用させるよう相互に噛み合った櫛歯（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｔｅｄ  ｃｏｍｂ）構造とすることができる。
【００２０】
前記第１弾性構造物（３１ａ、３１ｂ）は前記移動質量部（２６）の所定経路に沿った駆動行程を保障する線形スプリングのような機能を働く。本実施例のように、両側に配列する場合には正確な直線運動が可能なように案内できる利点があるが、前記第１弾性構造物と前記接地電極の配列位置と個数により本発明の範囲が限定されるわけではない。即ち、前記第１弾性構造物と接地電極は移動質量部が移動後に元の位置に戻されるよう１つで他の位置に配置されることもできる。
【００２１】
前記梃子構造物（３５）は前記移動質量部（２６）の移動方向と略垂直に配置され、その第１端部は第２弾性構造物（３２）で前記移動質量部（２６）と連結され、第２端部は前記光遮断膜（２７）と垂直に連結される。さらに、前記梃子構造物（３５）は梃子作用として働くために、前記第１端部の隣接した部分に支点が形成されるよう、第３弾性構造物（３３）で基板（２１）上に固定された支持構造物（２５）と連結される。前記支持構造物（２５）は接地電極（２４ａ、２４ｂ）と同一に金属を塗布して追加的な接地電極にすることもできる。前記第２弾性構造物（３２）と第３弾性構造物（３３）は前記梃子構造物（３３）の作動を円滑になるように保障する機能として働く。
【００２２】
図１のＭＥＭＳ可変光減衰器においては、駆動電極（２２）に所定の電気的信号が入力されて静電力が発生すると、移動質量部（２６）は駆動電極部（２２）の方に移動し、以後静電力が減少したり解除されると、前記第１弾性構造物（３１ａ、３１ｂ）の弾性力によって所定の位置に再び戻る。こうした駆動行程による移動質量部（２６）の移動変位は該移動質量部（２６）の櫛歯端部と駆動電極（２２）本体との間隔（Ｄ１）で定義される。
【００２３】
前記間隔（Ｄ１）から成る駆動行程は前記第２弾性構造物（３２）を介して前記梃子構造物（３５）の第１端部に伝達され、前記移動質量部（２６）の移動間隔とほぼ同じ間隔ほど移動する。このように第１端部が移動すると、前記梃子構造物（３５）中光遮断膜（２７）に連結された第２端部は前記梃子構造物（３５）中前記支持構造物（２５）に連結された支点によって増幅された変位で移動することができる。このように前記第２端部が増幅された変位で移動するにつれて、その第２端部に垂直に連結された光遮断膜（２７）も光送受信端間の光軸（または光経路）に向って該増幅された変位で移動することができる。
【００２４】
前記ＭＥＭＳ可変光減衰器において、梃子構造物による変位の増幅度合いは支点の位置によって決まる。即ち、第１端部側梃子構造物の長さ（ｌ１）と第２端部側梃子構造物の長さ（Ｌ１）との比で決定される。例えば、図１の梃子構造物（３５）において、第２端部側梃子構造物の長さ（Ｌ１）を第１端部側梃子構造物の長さ（ｌ１）の約１０倍になるよう支点を設けると、前記第２端部に連結された前記光遮断幅の変位も移動質量の駆動行程による第１端部の変位の約１０倍に増幅させられる。従って、約１０〜３０μｍの変位を有するＭＥＭＳ可変光減衰器の場合、約１００〜３００μｍ程度に増幅させることができる。前記変位値は、ＭＥＭＳ可変光減衰器の光コリメータを用いる場合、そのモードフィールド直径でも所望の光減衰量が得られる変位となることができる。
【００２５】
このように、より高い変位増幅率を得るべく、前記梃子構造物（３５）において、支持構造物（２５）と連結されて支点の形成される地点をできる限りその第１端部に隣接するよう形成することが好ましい。
【実施例２】
【００２６】
図２は、本発明の第２実施例によるＭＥＭＳ可変光減衰器の斜視図である。本実施例は、光遮断膜が光軸と正確に垂直方向に移動するのを保障すべく、２個の梃子構造物が左右対称で配置された構造とされる。図２によると、前記ＭＥＭＳ可変光減衰器は、光送信端（１２９ａ）及び光受信端（１２９ｂ）を設けた基板（１２１）と、駆動電極（１２２）、接地電極（１２４ａ、１２４ｂ）及び移動質量部（１２６）で成る静電アクチュエータと、左右に各々対称構造で配列された２個の梃子構造物（１３５ａ、１３５ｂ）と、前記梃子構造物（１３５ａ、１３５ｂ）各々に連結された光遮断膜（１２７）とを含む。
【００２７】
図１に説明した実施例と似たように、前記駆動電極（１２２）と接地電極（１２４ａ、１２４ｂ）は酸化物層（１２８）により基板（１２１）上に固定される。前記移動質量部（１２６）は第１弾性構造物（１３１ａ、１３１ｂ）でその両側に配置された接地電極（１２４ａ、１２４ｂ）と連結され、基板（１２１）上に浮いた状態で存在する。ここで、前記第１弾性構造物（１３１ａ、１３１ｂ）は前記移動質量部（１２６）の所定の経路に沿った駆動行程を保障する線形スプリングのような機能として働く。
【００２８】
前記第１及び第２梃子構造物（１３５ａ、１３５ｂ）は各々前記移動質量部（１２６）の移動方向と略垂直に配置され、各々第１端部が隣接するよう略同一線上に並べられる。前記第１及び第２梃子構造物（１３５ａ、１３５ｂ）の第１端部は各々第２弾性構造物（１３２ａ、１３２ｂ）で前記移動質量部（１２６）と連結される。さらに、前記第１及び第２梃子構造物（１３５ａ、１３５ｂ）は梃子の作用を働くよう、前記第１端部の隣接部分に支点を設ける。こうした支点は第３弾性構造物（１３３ａ、１３３ｂ）で前記基板（１２５）上に固定された支持構造物（１２５）と連結させることにより設けることができる。前記支持構造物（１２５）は接地電極（１２４ａ、１２４ｂ）と同一に金属が塗布されて追加的な接地電極の役目を果たすこともできる。
【００２９】
前記第１及び第２梃子構造物（１３５ａ、１３５ｂ）中、前記第１端部の反対側端部である第２端部は第３弾性構造物（１３３ａ、１３３ｂ）で前記光遮断膜（１２７）と連結される。このように光遮断膜（１２７）と梃子構造物（１３５ａ、１３５ｂ）の整列状態は前記光遮断膜（１２７）と移動質量部（１２６）の中心を連結する仮想線（Ｘ−Ｘ’）を基準として左右対称の構造とさせることが好ましい。
【００３０】
図３（Ａ）と図３（Ｂ）は図２のＭＥＭＳ可変光減衰器の作動過程を示す平面図である。図３（Ａ）のＭＥＭＳ可変光減衰器は、駆動電極（１２２）に光減衰量を指示する電気的信号が入力されていない状態を示す。図２に説明したように、移動質量部（１２６）は第１弾性構造物で接地電極（１２４ａ、１２４ｂ）に各々連結され、光軸に垂直な直線経路に沿って移動できる構造となる。さらに、相互に隣接した第１及び第２梃子構造物（１３５ａ、１３５ｂ）の第１端部は各々第２弾性構造物（１３２ａ、１３２ｂ）で移動質量部（１２６）と各々連結され、その第２端部は各々第４弾性構造物（１３４ａ、１３４ｂ）で光遮断膜（１２７）と各々連結され、前記第１及び第２梃子構造物（１３５ａ、１３５ｂ）の第１端部と隣接した部分は第３弾性構造物（１３３ａ、１３３ｂ）で支持構造物（１２５）と連結されて支点の作用として働く。
【００３１】
図３（Ａ）のＭＥＭＳ可変光減衰器の駆動電極部（１２２）に所定の光減衰量を指示する電気的信号が入力されると、静電力が発生し、その静電力によって図３（Ｂ）のように移動質量部（１２６）が駆動電極部（１２２）の方向に移動する。移動質量部（１２６）の移動方向に沿って、それと同一な移動距離だけ第１及び第２梃子構造物（１３５ａ、１３５ｂ）の第１端部が移動する。前記第１及び第２梃子構造物（１３５ａ、１３５ｂ）の第１端部が移動するのと同時に、その反対方向（即ち、光軸に向かう方向）に前記第１及び第２梃子構造物（１３５ａ、１３５ｂ）の第２端部が移動する。この際、移動する第２端部の変位は先に説明したように、第１端部の隣接した部分に支点が形成されるので、第１端部側の梃子構造物の長さ（ｌ２）に対する第２端部側の梃子構造物の長さ（Ｌ２）の比ほどで増幅されることができる。
【００３２】
従って、前記光遮断膜（１２７）は移動質量部（１２６）と駆動電極部（１２２）との間隔で定義される駆動行程の変位よりも大きい移動変位を得られる。とりわけ、本実施例のように、前記光遮断膜（１２７）を左右対称に配列された２個の梃子構造物（１３５ａ、１３５ｂ）に連結して移動させることにより、前記光送受信端（１２９ａ、１２９ｂ）の光軸に対してより正確な垂直方向に移動させることができる。
【００３３】
本発明によるＭＥＭＳ可変光減衰器は多様な形態で具現することができる。例えば、静電力の発生する移動質量部と駆動電極部との接触構造をコーム構造でなく他の構造に変更させてもよい。前記実施例にコーム構造を用いたのは単なる平板構造においてより静電引力の発生面積を大きくするためである。
【００３４】
こうして静電引力の発生面積を拡大させる構造は、平板形の構造を改良し他の実施例で具現することもできる。改善された平板構造から成る移動質量部と駆動質量部の一例は図４に示してある。図４は本発明の第２実施例と似た構造において移動質量部（１４６）と駆動電極部（１４２）の構造のみ改造したものである。図４によると、図２のＭＥＭＳ可変光減衰器のように、移動質量部（１４６）は第１弾性構造物（１５１ａ、１５１ｂ）で接地電極（１４４ａ、１４４ｂ）と各々連結され、相互に隣接した第１及び第２梃子構造物（１５５ａ、１５５ｂ）の第１端部は各々第２弾性構造物（１５２ａ、１５２ｂ）で移動質量部（１４６）と各々連結され、その第２端部は各々第４弾性構造物（１５４ａ、１５４ｂ）で光遮断膜（１４５）と各々連結される。
【００３５】
さらに、前記第１及び第２梃子構造物（１５５ａ、１５５ｂ）において第１端部と隣接した部分は第３弾性構造物（１５３ａ、１５３ｂ）で支持構造物（１４５）と連結されて支点の役目を果たす。このように構成された本実施例において、移動質量部（１４６）はその本体に平行に駆動電極部（１４２）を向いて配列された２個の電極延長部（１４６’、１４６”）を備え、前記駆動電極部（１４２）もその本体に平行に移動質量部（１４６）を向いて配列された２個の電極延長部（１４２’、１４２”）を備える。ここで、駆動電極部（１４２）の電極延長部（１４２’、１４２”）は移動電極部と重ならないよう、その本体の両端から延長され、移動質量部（１４６）の本体と延長電極部（１４６’、１４６”）との間に各々配置されるよう設ける。
【００３６】
上述した移動質量部（１４２）と駆動電極部（１４６）との構造は静電力の発生面積を増加させ、静電引力による移動質量部（１４２）の移動をより効果的に行えるようにする。
【実施例３】
【００３７】
図５は本発明の第３実施例によるＭＥＭＳ可変光減衰器の平面図である。本実施例は、上述した第２実施例と異なる梃子構造物の連結構造から成るＭＥＭＳ可変光減衰器を供給する。本実施例によるＭＥＭＳ可変光減衰器は、光送信端（１６９ａ）及び光受信端（１６９ｂ）を備えた基板（１６１）と、駆動電極（１６２）、接地電極（１６４ａ、１６４ｂ）及び移動質量部（１６６）から成る静電アクチュエータと、左右に各々対称構造で配列された２個の梃子構造物（１７５ａ、１７５ｂ）と、前記梃子構造物（１７５ａ、１７５ｂ）に各々に連結された光遮断膜（１６７）とを含み、前記駆動電極（１６２）と接地電極（１６４ａ、１６４ｂ）は酸化物層（１６８）で基板（１６１）上に固定される。前記移動質量部（１６６）は第１弾性構造物（１７１ａ、１７１ｂ）でその両側に配置された接地電極（１６４ａ、１６４ｂ）と連結され、基板（１６１）上に浮いた状態で存在する。ここで、前記第１弾性構造物（１７１ａ、１７１ｂ）は前記移動質量部（１７６）の所定の経路に沿った駆動行程を保障する線形スプリングのような機能として働く。
【００３８】
前記第１及び第２梃子構造物（１７５ａ、１７５ｂ）は各々前記移動質量部（１６６）の移動方向と略垂直に配置され、各々第１端部が隣接するよう略同一線上に並べられる。しかし、本実施例は、図２の第２実施例と異なって、前記第１及び第２梃子構造物（１７５ａ、１７５ｂ）中、基板（１６１）の外部に向かう第１端部が各々第２弾性構造物（１７２ａ、１７２ｂ）で前記移動質量部（１６６）と連結され、その第１端部の隣接した部分に支点が形成されるよう第３弾性構造物（１７３ａ、１７３ｂ）で前記基板（１６１）上に固定された支持構造物（１６５ａ、１６５ｂ）と各々連結される。２つの梃子構造物の支点が離隔するので、２つの支持構造物（１６５ａ、１６５ｂ）が設けられ、該支持構造物（１６５ａ、１６５ｂ）も接地電極（１６４ａ、１６４ｂ）と同一に金属を塗布して追加的な接地電極の役目を果たすよう具現することができる。
【００３９】
前記第１及び第２梃子構造物（１７５ａ、１７５ｂ）中、前記第１端部の反対側端部である第２端部は第３弾性構造物（１７３ａ、１７３ｂ）で前記光遮断膜（１６７）と連結される。ここで、その両側に配列された接地電極（１６４ａ、１６４ｂ）によりその幅が制限された移動質量部（１６６）は第１及び第２梃子構造物（１７５ａ、１７５ｂ）の第２端部と連結されなければならないので、第２弾性構造物（１７２ａ、１７２ｂ）を具現するのに困難がある。従って、こうした問題を解決すべく、図５に示すように、前記移動質量部（１６６）が前記第１及び第２梃子構造物（１７５ａ、１７５ｂ）の配列方向と平行に該配列長さに相応して延長された追加的な連結構造物（１６６ａ）を備えるよう形成し、該連結構造物（１６６ａ）の両端部に第１端部が連結されるよう形成することができる。このように、光遮断膜（１６７）と梃子構造物（１７５ａ、１７５ｂ）の整列状態は、前記光遮断膜（１６７）と移動質量部（１６６）の中心を連結する仮想線を基準として左右対称の構造にさせることが好ましい。
【００４０】
本発明は上述した実施例及び添付の図面により限定されるものでなく、添付の請求の範囲により限定され、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内において様々な形態の置換、変形及び変更が可能であることは当技術分野において通常の知識を有する者にとっては明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施例によるＭＥＭＳ可変光減衰器の平面図である。
【図２】本発明の第２実施例によるＭＥＭＳ可変光減衰器の斜視図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第２実施例によるＭＥＭＳ可変光減衰器の作動を説明するための平面図である。
【図４】移動質量部と駆動電極部が改良されたＭＥＭＳ可変光減衰器の平面図である。
【図５】本発明の第３実施例によるＭＥＭＳ可変光減衰器の平面図である。
【図６】従来のＭＥＭＳ可変光減衰器を示す斜視図である。
【図７】従来のＭＥＭＳ可変光減衰器を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１２１  基板
１２２  駆動電極
１２４ａ、１２４ｂ  接地電極
１２５  支持構造物
１２６  移動質量部
１２７  光遮断膜
１２８  酸化物層
１２９ａ、１２９ｂ  光送受信端
１３１ａ、１３１ｂ  第１弾性構造物
１３２ａ、１３２ｂ  第２弾性構造物
１３３ａ、１３３ｂ  第３弾性構造物
１３４ａ、１３４ｂ  第４弾性構造物
１３５ａ、１３５ｂ  第１及び第２梃子構造物
【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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