(57)【要約】【課題】ＭＥＭＳ技術を用いて微細に製造された光スイッチにおいて、スイッチング動作を確実かつ高速にし、動作効率を良好にして消費電力を小さくし、漏れ磁束を小さくする。【解決手段】下部基板１１に、光ファイバ固定用の第１のＶ溝１２と板ばね位置決め手段２３の凹部２３ａとを、エッチングにより同時に形成する。そして、可動光ファイバ１６と固定光ファイバ２６を第１のＶ溝１２内に、板ばね１３を凹部２３ａに位置決めしてそれぞれ固定する。下部基板１１の凹部１１ａと上部基板２１の凹部２１ａに位置決めころ１５を位置させて、両基板１１，２１を位置合わせして互いに固定する。上部基板２１の第２のＶ溝２２内にはもう１つの固定光ファイバ２６を固定しておく。それから、上部基板２１の上面にエッチングにより形成されている電磁石位置決め凹部２５に電磁石１８の一部を嵌合させて位置決めして固定する。【選択図】　　　図１
2004094089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層状態で互いに固定されている１対の基板と、
前記１対の基板の間に固定されている固定部分と可動部分とを有する光ファイバと、
一方の前記基板に一部が固定されている、前記光ファイバを保持してばね力を付与する板ばねと、
前記ばね力に抗して前記板ばねと前記光ファイバの前記可動部分を変位させることによりスイッチング動作を行わせるアクチュエータと、
前記１対の基板を互いに位置合わせする基板間位置決め手段と、
前記板ばねが固定されている前記基板に設けられている板ばね位置決め手段と、
前記１対の基板のいずれか一方に設けられている、前記アクチュエータ位置決め用凹部とを有する光スイッチ。
【請求項２】
前記アクチュエータ位置決め凹部はエッチングにより形成されている、請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記板ばね位置決め手段はエッチングにより形成された凹部を有する、請求項１または２に記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記基板はシリコンからなる請求項２または３に記載の光スイッチ。
【請求項５】
前記アクチュエータは、前記板ばねが固定されていない方の基板に固定されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光スイッチ。
【請求項６】
前記アクチュエータは磁力を発生するものであり、前記板ばねは磁性材により形成されているか、または磁性片が固着されたものである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光スイッチ。
【請求項７】
前記アクチュエータ位置決め凹部によって、前記アクチュエータと前記板ばねとの間の間隔が前記基板の厚さよりも短くなっている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光スイッチ。
【請求項８】
前記可動部分を有する前記光ファイバの先端と対向可能な位置に先端を有する固定光ファイバが、前記１対の基板間に固定されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光スイッチ。
【請求項９】
前記固定光ファイバから前記可動部分の可動方向に沿って離れた位置に、前記可動部分を有する前記光ファイバの先端と対向可能な先端を有するもう１つの固定光ファイバが設けられており、
前記可動部分の移動に伴って、前記光ファイバの先端が、前記固定光ファイバの先端および前記もう１つの光ファイバの先端のいずれか一方と選択的に対向する、請求項８に記載の光スイッチ。
【請求項１０】
一方の基板上に、光ファイバの固定部分を固定するとともに、前記光ファイバを保持する板ばねを、前記板ばね位置決め手段によって位置決めして固定する工程と、
前記一方の基板上に、基板間位置決め手段によって位置合わせして他方の基板を重ね合わせて、前記板ばねおよび前記光ファイバを挟み込むように固定する工程と、
ばね力に抗して前記板ばねと前記光ファイバの可動部分を変位させることによりスイッチング動作を行わせるアクチュエータを、前記他方の基板上のアクチュエータ位置決め凹部にはめ込んで、前記他方の基板を介して前記板ばねの一部と対向するように固定する工程とを含む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】
本発明は、光ファイバ伝送路の光路の切り換えや遮断を行う光通信用などの光スイッチとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信分野などにおいて、光ファイバ伝送路の光路の切り換えや遮断を行う光スイッチとして、光ファイバを直接駆動して光路を切り替える構造のメカニカル光スイッチが多く用いられている。このメカニカル光スイッチは、構造が簡単であり、低挿入損失、小型化、低駆動電力が得られると言う特徴を有しているため、これまでに多くの構造が提案されている。図１０にその一例を示す。
【０００３】
図１０に示すメカニカル光スイッチは１×２型のスイッチであり、１本の可動光ファイバ１０９と、中空ソレノイドコイル１１０と、１対の永久磁石１１１ａ，１１１ｂと、２本の固定光ファイバ（半割円柱１０３内に隠れて見えない）と、円筒スリーブ１１２とを有している。円筒スリーブ１１２は、円筒管１０７および半割円柱１０３を整列保持し、かつ中空ソレノイドコイル１１０および永久磁石１１１ａ，１１１ｂが固定されている。可動光ファイバ１０９は、基部が円筒管１０７に片持ち梁状に固定されていて、その先端近傍表面に、所望の磁気特性を有するパイプ状の磁性体１０８が固着されている。中空ソレノイドコイル１１０は、流れる電流の向きを変えることにより、磁性体１０８両端の磁極を反転させるものである。１対の永久磁石１１１ａ，１１１ｂは、磁性体１０８に対して光軸と垂直方向に磁気吸引力を付与するものである。固定光ファイバは、半割円柱１０３の平坦部に形成されたＶ溝１０５内に固定されている。
【０００４】
このような構造のメカニカル光スイッチの動作は以下に示す通りである。可動光ファイバ１０９は、磁性体１０８の両端部の磁極に応じて、１対の永久磁石のいずれか一方（例えば１１１ａ）に磁気的に吸引され、その先端は、半割円柱１０３の平坦部に形成されたＶ溝１０５内において２本の固定光ファイバのいずれか一方と光結合する。そして、中空ソレノイドコイル１１０に通電して磁性体１０８に光軸に沿った磁界を印加することにより、磁性体１０８両端の磁極を反転させると、可動光ファイバ１０９は他方の永久磁石（例えば１１１ｂ）側に吸引されて他方の固定光ファイバに光結合する。電流を供給しない状態においても、磁性体１０８は永久磁石１１１ａまたは１１１ｂに磁気的に吸引されているため、一方の固定光ファイバとの結合状態を保つことができ、自己保持型のスイッチング動作を得ることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６３−３１３１１１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示す従来例では、半割円柱１０３や円筒スリーブ１１２などの主要な構成部品に、極めて高い加工精度および組立精度が要求される。そのため、部品費用が高く、組立には長い時間を要し、製造コストが高くなる。
【０００７】
図１０に示す例に限らず、従来のメカニカル光スイッチは、構造が比較的簡単であるものの、高精度の構成部品を必要とする。また、構成部品が高精度であっても、加工公差や組立誤差があるため、高性能の光学特性を得るためには、組立時の調整に時間がかかるという問題がある。そのため、大量生産には適さず低コスト化は困難であるという問題がある。
【０００８】
また、近年の光ファイバを用いた光通信においては、時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送ばかりでなく、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送を用いて、より大量の情報を伝達することが可能になっている。それに伴って、光信号を解析し、伝達された大量の情報を処理するために、光スイッチや光源や波長可変減衰器などの多数の様々な光学デバイスが複合されて用いられる。したがって、光通信システム全体をあまり大型化させないためには、光スイッチ等の個々の光学デバイスをできる限り小型化することが必要であり、光通信の多チャンネル化が進めば進むほど、さらに一層の小型化が望まれる。
【０００９】
そこで、従来、半導体製造などで多用されている、いわゆるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ）技術、すなわち、シリコン基板に対して露光およびエッチングなどを施すフォトリソグラフィ法で加工を行う技術を利用して、前記した従来例と同様な作動を行うメカニカル光スイッチを製造することが考えられる。図示しないが、この場合、シリコン基板を光スイッチの本体として、これにフォトリソグラフィ法により保持溝を形成し、この保持溝内に、可動光ファイバの少なくとも一部と固定光ファイバの少なくとも一部を、接着剤等により固定する構成である。ＭＥＭＳ技術は、高精度かつ微細な加工を行える技術として確立されており、小型の光学デバイスを低コストで大量生産することが可能になる。
【００１０】
このような構成のメカニカル光スイッチでは、磁力を利用して可動光ファイバを変位させるのに加えて、板ばねを用いて光ファイバを付勢して、スイッチングの確実性と速度の向上が図られる。具体的には、磁性片と板ばねとを接合したものや磁性片自体を板ばねとして形成したもので光ファイバを保持し、光ファイバにばね力を付勢するとともに、電磁石によって板ばね（磁性片）に適宜に磁力を及ぼすことにより、確実かつ高速なスイッチング動作を可能にしている。この構成では、板ばね（磁性片）と電磁石との間の高い位置精度が要求される。仮に、両者の相対位置精度が悪いと、電磁石が発生した磁力が板ばねの変形に有効に使われず、所望の特性が得られなくなるおそれがあり、また、板ばねを十分に変形させるために、必要以上の高電流を電磁石に供給する必要が生じ、消費電力が大きくなるおそれがある。さらに、近年の光スイッチは小型化が進み高密度実装されるので、板ばね（磁性片）と磁力発生手段の位置精度が悪いことに起因する磁束の漏れが、外部部材に磁気的な影響を及ぼしてしまうおそれがある。例えば、通常の光スイッチでは電磁石に３０ｍＡ程度の電流を供給するが、電磁石と板ばね（磁性片）との相対位置が５０μｍ程度ずれると、供給すべき電流が２０〜３０ｍＡ程度変動する可能性がある。従って、両者の位置精度は５〜１０μｍ以下の誤差に抑えることが望ましい。
【００１１】
そこで本発明の目的は、ＭＥＭＳ技術を用いて微細に製造され、スイッチング動作が確実かつ高速であるとともに、動作効率が良好で消費電力が小さく、漏れ磁束の小さい光スイッチおよびその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の光スイッチは、積層状態で互いに固定されている１対の基板と、１対の基板の間に固定されている固定部分と可動部分とを有する光ファイバと、一方の基板に一部が固定されている、光ファイバを保持してばね力を付与する板ばねと、ばね力に抗して板ばねと光ファイバの可動部分を変位させることによりスイッチング動作を行わせるアクチュエータと、１対の基板を互いに位置合わせする基板間位置決め手段と、板ばねが固定されている基板に設けられている板ばね位置決め手段と、１対の基板のいずれか一方に設けられている、アクチュエータ位置決め用凹部とを有するところにある。
【００１３】
この構成によると、アクチュエータを板ばねに対して容易に相対位置精度よく配置できるので、効率よく板ばねを作動させることができ、設計通りの所望の特性が得られ、消費電力を小さく抑えることができる。さらに、アクチュエータが発生した作動力が外部部材にできるだけ影響を及ぼさないように正確に配置することができ、高密度実装および装置の小型化が可能になる。
【００１４】
アクチュエータ位置決め凹部はエッチングにより形成されていることが好ましい。同様に、板ばね位置決め手段はエッチングにより形成された凹部を有することが好ましい。これらの場合、基板はシリコンからなるものである。このような構成によると、アクチュエータや板ばね位置決め手段を非常に容易に正確に形成することができ、板ばね位置決め手段を光ファイバの保持溝と同時に形成することができ、板ばねと光ファイバの相対位置精度をさらに向上させることかできる。
【００１５】
アクチュエータは、板ばねが固定されていない方の基板に固定されている。そして、アクチュエータは磁力を発生するものであり、板ばねは磁性材により形成されているか、または磁性片が固着されたものであってもよい。アクチュエータ位置決め凹部によって、アクチュエータと板ばねとの間の間隔が短くなり、それによってアクチュエータと磁性体の距離が短くなることが好ましい。その場合、エネルギー効率がさらに向上する。
【００１６】
可動部分を有する光ファイバの先端と対向可能な位置に先端を有する固定光ファイバが、１対の基板間に固定されていてもよい。さらに、固定光ファイバから可動部分の可動方向に沿って離れた位置に、可動部分を有する光ファイバの先端と対向可能な先端を有するもう１つの固定光ファイバが設けられており、可動部分の移動に伴って、光ファイバの先端が、固定光ファイバの先端およびもう１つの光ファイバの先端のいずれか一方と選択的に対向する構成であってもよい。
【００１７】
本発明の光スイッチの製造方法は、一方の基板上に、光ファイバの固定部分を固定するとともに、光ファイバを保持する板ばねを、板ばね位置決め手段によって位置決めして固定する工程と、一方の基板上に、基板間位置決め手段によって位置合わせして他方の基板を重ね合わせて、板ばねおよび前記光ファイバを挟み込むように固定する工程と、ばね力に抗して板ばねと光ファイバの可動部分を変位させることによりスイッチング動作を行わせるアクチュエータを、他方の基板上のアクチュエータ位置決め凹部にはめ込んで、他方の基板を介して板ばねの一部と対向するように固定する工程とを含むことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。まず、本実施形態の光スイッチ全体の基本構成について説明する。図１は、本実施形態の１×２光スイッチの主要部の分解斜視図であり、図２はその完成状態の斜視図、図３は上部基板を外した状態の模式的平面図である。また、図４はその第１の状態のＡ−Ａ’線断面図、図５は第２の状態のＡ−Ａ’線断面図である。図６〜９はそれぞれ、図３中のＢ−Ｂ’線断面図からＥ−Ｅ’線断面図である。なお、これらの図においては、見易くするために、一部の寸法の縮尺を変えて図示している。
【００１９】
本実施形態の光スイッチは、１つの入力側裸光ファイバ（可動光ファイバ１７）が基板（下部基板）１１に対して垂直方向に移動することにより、２つの出力側裸光ファイバ（固定光ファイバ１６ともう１つの固定光ファイバ２６）へ光路の切り換えを行うことができる１×２光スイッチである。この光スイッチの本体は、下部基板（シリコン基板）１１と上部基板（もう１つのシリコン基板）２１から構成されており、それぞれの基板１１，２１が向かい合う面には、Ｖ溝（保持溝）１２，２２と凹部１４，２４と流れ防止溝２０が形成されている。図８，９に示すように、下部基板１１に形成された第１のＶ溝（保持溝）１２には、根元部（固定部分）が固定されていて、先端部（可動部分）が下部基板１１に対して垂直方向に移動可能な片持ち梁状の可動光ファイバ１７と、可動光ファイバ１７と端面同士が近接して対向する第１の固定光ファイバ１６が固定されている。また、上部基板２１に形成された第２のＶ溝（保持溝）２２には、図８に示すように端面の光軸方向の位置が第１の固定光ファイバ１６とほぼ一致する第２の固定光ファイバ（もう１つの固定光ファイバ）２６が、第１の固定光ファイバ１６と平行に並んで固定されている。各光ファイバ１６，１７，２６の各Ｖ溝１２，２２内への固定は接着剤によって行われ、それぞれの接着部分１９の近傍には、流れ防止溝２０が設けられている。なお、通常の光ファイバは心線の周りが樹脂コートされているが、ここでは、先端から所望の長さだけ樹脂コートを剥離して裸にした光ファイバを使用し、その裸にされた部分をＶ溝内に挿入している。
【００２０】
図１，３に示すように、下部基板１１の一部には凹部１４が設けられており、その凹部１４上に、板ばね１３が取り付けられている。板ばね１３は、下部基板１１に固定されている１対の固定部１３ａと、大面積の単一の中間部１３ｂと、１対の固定部１３ａと中間部１３ｂとをそれぞれ連結する１対の細長い梁状部１３ｃとからなり、中間部１３ｂを中心として対称な形状に形成されている。下部基板１１には、凹部１４と近接して、１対の板ばね位置決め手段２３がＭＥＭＳ技術を利用して設けられている。そして、この板ばね位置決め手段２３にエッチングにより形成されている凹部２３ａに、板ばね１３の固定部１３ａが嵌合されることにより、板ばね１３は下部基板１１上に位置精度よく取り付けられている。
【００２１】
図示していないが、中間部１３ｂには、後述する電磁石１８の磁力を受ける磁性片が固着されて一体化されている。また、中間部１３ｂには、孔部１３ｄが設けられている。図１，３〜５に示すように、この孔部１３ｄに可動光ファイバ１７が挿通されて、可動光ファイバ１７は、孔部１３ｄの上下両縁部と屈曲する中間部１３ｂの上下両面に上下から当接されて挟まれた状態に保持されている。
【００２２】
上部基板２１の、凹部２４および第２のＶ溝２２と反対側の面には、電磁石１８が配置されている。具体的には、図１，２，４，５に示すように、電磁石位置決め用凹部（アクチュエータ位置決め用凹部）２５が上部基板２１上にＭＥＭＳ技術を利用してエッチングにより設けられている。そして、電磁石１８の一部がこの電磁石位置決め用凹部２５に嵌合されることにより、電磁石１８は上部基板２１上に位置精度よく取り付けられている。
【００２３】
この電磁石１８が鉄心とコイルで形成されている場合、コイルに電流を流すことにより、板ばね１３の中間部１３ｂ（図示されていない磁性片）の周辺に磁場を発生させ、下部基板１１に対して垂直な方向の磁気吸引力を与えることができる。この磁気吸引力により、図４に示す初期状態から、図５に示すように、板ばね１３の中間部１３ｂは電磁石１８に向かって移動する。このとき、可動光ファイバ１７の先端部は、板ばね１３の中間部１３ｂにより持ち上げられて、電磁石１８の方へ移動する。
【００２４】
なお、図６，７，９に示す断面図では、可動光ファイバ１７が第１の固定光ファイバ１６と光結合している状態を実線で示し、可動光ファイバ１７が第２の固定光ファイバ２６と光結合している状態を破線で示している。電磁石１８のコイルに電流を流していないとき、すなわち、磁性片に磁気吸引力が働いていないときには、図４，７に示すように、可動光ファイバ１７の先端部には、板ばね１３の中間部１３ｂから下部基板１１方向への付勢力が加わり、図９に示すように、可動光ファイバ１７は第１のＶ溝１２内に保持される。
【００２５】
第１のＶ溝１２には、図１，３，４に示すように、第１の固定光ファイバ１６が、可動光ファイバ１７と端面同士が近接するように配置されており、同一のＶ溝１２内で端面が近接する２本の光ファイバ１６，１７間で、挿入損失の低い光結合が行われる。そして、電磁石１８のコイルに電流を流すと、すなわち、板ばね１３の中間部１３ｂ（磁性片）に磁気吸引力が働くと、図５と図６の破線で示すように、板ばね１３の中間部１３ｂは下部基板１１から離れる方向へ移動し、可動光ファイバ１７の先端部は、板ばね１３の中間部１３ｂにより持ち上げられて、図９に破線で示すように、上部基板２１に形成した第２のＶ溝２２内に押し付けられる。このように可動光ファイバ１７は第２のＶ溝２２内に保持され、第２の固定光ファイバ２６と光結合する。
【００２６】
このような構成の光スイッチによると、電磁石１８のコイルに流す電流をＯＮ／ＯＦＦすることにより、板ばね１３を変位させ、中間部１３ｂに保持されている可動光ファイバ１７を、第１のＶ溝１２内または第２のＶ溝２２内に選択的に位置させて、２本の固定光ファイバ１６，２６への光の切り換えが可能である。この光スイッチは、比較的単純な構造であるために、組立時の調整が容易であり、高性能な光スイッチを低コストで供給できる。また、主要部品である上部基板２１や下部基板１１は、シリコンやガラスウェハから量産性良く製造できる。
【００２７】
ここで、本実施形態の光スイッチの製造方法について説明する。
【００２８】
上部基板２１および下部基板１１としては、結晶方位が存在する単結晶シリコンやガラスを用いる。単結晶シリコンを使用する場合、結晶方位によってエッチングレートの異方性のあるエッチング液に浸して、エッチングを進行させることにより、容易に高精度なＶ溝が加工できる。例えば（１００）方位の単結晶シリコンウェハを使用するときには、（１１１）あるいは（１１０）の側面を有するＶ溝が作製できる。これらの面はウェハ表面の（１００）面に対し、一定の角度を有しており、高精度にエッチングマスクを加工できるフォトリソグラフィ技術と併用することにより、高精度なＶ溝加工が実現できる。そして、上部基板２１と下部基板１１とが、凹部１１ａ，２１ａ内に配置される位置決めころ（基板間位置決め手段）１５によって位置合わせされて、接着剤により互いに接合される。
【００２９】
本実施形態では、電磁石位置決め凹部２５が上部基板２１にエッチングにより精度よく形成されているため、電磁石位置決め凹部２５に位置決めされる電磁石１８は非常に位置精度よく保持される。従来は、上部基板２１を下部基板１１に貼り付けると、通常は不透明である上部基板２１に遮られて可動光ファイバ１６および板ばね１３が目視できないため、電磁石１８の正確な取付位置が作業者に認識し難かった。しかし、本実施形態では、予め上部基板２１の上面に電磁石位置決め凹部２５が設けられているので、この電磁石位置決め凹部２５に電磁石１８の一部を嵌合させるだけで、非常に簡単に正確な位置決めができる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、板ばね１３を下部基板１１に正確に取り付けるための板ばね位置決め手段２３が設けられており、しかも、板ばね位置決め手段２３の凹部２３ａは下部基板１１のエッチングにより第１のＶ溝１２等と同時に形成されているため、板ばね位置決め手段２３の凹部２３ａに位置決めされる板ばね１３と第１のＶ溝１２内に配置される可動光ファイバ１６とが、非常に相対位置精度よく保持される。そして、この下部基板１１と上部基板２１とが、位置決めころ１５により位置精度よく接合されるため、可動光ファイバ１６と板ばね１３と電磁石１８の相対位置精度が非常に良好である。
【００３１】
従って、電磁石１８の発生する磁力が効率よく板ばね１３を作動させることができ、設計通りの所望の特性が得られ、消費電力を小さく抑えることができる。さらに、磁束漏れが小さく、高密度実装されていても外部部材に磁気的な影響を及ぼすことは殆どない。なお、位置決めころ１５を保持する下部基板１１および上部基板２１の凹部１１ａ，２１ａが、板ばね位置決め手段２３の凹部２３ａや第１のＶ溝１２等と同時にエッチングにより形成されていると、上部基板１１と下部基板２１の接合状態における相対位置精度が向上するため、より効果的である。また、電磁石１８と板ばね１３との間隔が、電磁石位置決め用凹部２５の深さの分だけ上部基板２１の厚さよりも薄くなっているため、電磁石１８の発生する磁力を板ばね１３に作用させるエネルギー効率が向上する。
【００３２】
本実施形態においては、図１，３に示すように、第１のＶ溝１２内への可動光ファイバ１７および第１の固定光ファイバ１６の固定と、下部基板１１と上部基板２１との接合と、第２のＶ溝２２内への第２の固定光ファイバ２６の固定は、すべて接着剤（例えば紫外線硬化型接着剤や、紫外線硬化型接着剤と熱硬化型接着剤の併用）によって行われ、それぞれ接着部分１９が存在する。この接着部分１９の近傍に流れ防止溝２０ａ，２０ｂが設けられている。
【００３３】
なお、この光スイッチにおいて、可動ファイバ１７の端面と２本の固定ファイバ１６，２６の端面間に空気が存在する場合、挿入損失を低減させるためには、端面間距離を約２０μｍ以下まで近接させる必要がある。また、光ファイバ１６，１７，２６の端面での屈折率差によって、表面反射が生じ、挿入損失や反射減衰量が増加する。そこで、それぞれの端面に反射防止膜をコーティングすることが望ましい。
【００３４】
また、反射減衰量を低減させるために、光ファイバ１６，１７，２６の端面を、光軸に垂直な面から５度から８度程度傾けるように加工することも考えられるが、光ファイバ端面での屈折により、光軸ずれが起こり、挿入損失が増加する。そこで、この場合には、１本のＶ溝に光ファイバを配置するのではなく、光軸ずれに対応した位置に光ファイバが配置できる２本の平行なＶ溝を形成することが望ましい。
【００３５】
また、光ファイバ１６，１７，２６の端面間を屈折率整合液で満たすことによって、反射損失及び挿入損失を低減させることも可能である。
【００３６】
図示しないが、本実施形態の板ばね１３の中間部１３ｂには、磁性片が、貼り付けや、真空蒸着やスパッタリングなどの薄膜堆積法や、めっき法などにより一体化されている。しかし、板ばね１３自体を磁性材で形成しても構わない。
【００３７】
本実施形態の基板１１，２１はシリコン基板であるが、光ファイバ１６，１７，２６と同一材料であるガラスにより基板１１，２１を形成すると、熱膨張係数が光ファイバ１６，１７，２６と一致するため、広い温度範囲において、挿入損失、反射損失、偏波依存特性等において、温度変化に依存しない、優れた光スイッチを作製できる。その場合、Ｖ溝１２，２２は、基板１１，２１の表面を機械的に加工して作製される。例えば、切削用ブレードを高速回転させ、回転方向に走査させながらカッティングすることにより、ブレードの断面形状を転写させた形の溝が作製できる。ブレードのテーパ角を制御することにより、任意の傾斜の側面を容易に形成でき、様々な形状のＶ溝加工が実現する。
【００３８】
本実施形態では、図示しない磁性片が固着された、または磁性材からなる板ばね１３に、電磁石１８から磁力を作用させて動作させる構成であるが、電磁石１８以外の静電アクチュエータなどのアクチュエータによって板ばねを駆動する構成であってもよい。その場合、板ばね１３は磁性を持たなくてもよい。
【００３９】
板ばね位置決め手段２３は、下部基板１１を直接エッチングすることにより形成しても、下部基板１１上にレジストを形成してそれをパターニングすることにより形成してもよい。いずれの場合も、板ばね位置決め手段２３の凹部２３ａと第１のＶ溝１２とを、エッチングにより同時に形成することが好ましい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によると、電磁石などのアクチュエータを、作動力を及ぼすべき板ばねに対して容易に相対位置精度よく配置できるので、効率よく板ばねを作動させることができ、設計通りの所望の特性が得られ、消費電力を小さく抑えることができる。さらに、アクチュエータが発生した磁力などの作動力が外部部材にできるだけ影響を及ぼさないように正確に配置することができ、高密度実装および装置の小型化が可能になる。また、アクチュエータ位置決め用凹部の深さの分だけ、アクチュエータと板ばねとの間隔が基板の厚さよりも薄くなっていると、エネルギー効率が向上する。
【００４１】
アクチュエータ位置決め凹部および板ばね位置決め手段をエッチングにより形成すると、これらを非常に容易に正確に形成することができる。特に、板ばね位置決め手段を光ファイバの保持溝と同時に形成すると、板ばねと光ファイバの相対位置精度が非常に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の光スイッチの分解斜視図である。
【図２】図１に示す光スイッチの完成状態の斜視図である。
【図３】図１に示す光スイッチの上部基板を外した状態の模式的平面図である。
【図４】図１に示す光スイッチの第１の状態の、図３のＡ−Ａ’線断面図である。
【図５】図１に示す光スイッチの第２の状態の、図３のＡ−Ａ’線断面図である。
【図６】図１に示す光スイッチの、図３のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図７】図１に示す光スイッチの、図３のＣ−Ｃ’線断面図である。
【図８】図１に示す光スイッチの、図３のＤ−Ｄ’線断面図である。
【図９】図１に示す光スイッチの、図３のＥ−Ｅ’線断面図である。
【図１０】従来の光スイッチの一部切欠斜視図である。
【符号の説明】
１１　　　下部基板
１１ａ　　凹部
１２　　　第１のＶ溝
１３　　　板ばね
１５　　　位置決めころ
１６　　　第１の固定光ファイバ
１７　　　可動光ファイバ
１８　　　電磁石
２１　　　上部基板
２１ａ　　凹部
２２　　　第２のＶ溝
２３　　　板ばね位置決め手段
２３ａ　　凹部
２５　　　電磁石位置決め用凹部
２６　　　第２の固定光ファイバ
【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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