(57)【要約】【課題】 制作が容易で、小形化及び軽量化され、低コストで大量生産が可能な可変光減衰器を提供する。また、応答速度が速く、駆動電力が小さい可変光減衰器を提供する。【解決手段】少なくとも１つの入力光ファイバー11と、少なくとも１つの出力光ファイバー12とが一体化している光ファイバー部1と、光ファイバー部から一定の間隔をおいて向き合うように配列され、入力光ファイバー11から出射される出射光13を出力光ファイバー12に反射させ、垂直または回転駆動によって出射光13を減衰させる少なくとも１つのマイクロミラー14を有するミラー部2と、光ファイバー部1とミラー部2の間に配置され、入力光ファイバー11から出射される出射光13をマイクロミラー14に集束させるレンズ3とを含む。【選択図】  図１
2005122112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの入力光ファイバーと、少なくとも１つの出力光ファイバーとが一体化している光ファイバー部と、
前記光ファイバー部から一定の間隔をおいて向き合うように配列され、前記入力光ファイバーから出射される出射光を前記出力光ファイバーに反射させ、垂直または回転駆動によって前記出射光を減衰させる少なくとも１つのマイクロミラーを有するミラー部と、
前記光ファイバー部と前記ミラー部の間に配置され、前記入力光ファイバーから出射される出射光を前記マイクロミラーに集束させるレンズと、を含んでいることを特徴とする可変光減衰器。
【請求項２】
前記光ファイバー部の入力光ファイバー及び出力光ファイバーは、互いに隣接しているか、または一定の間隔で離れていることを特徴とする請求項１記載の可変光減衰器。
【請求項３】
前記光ファイバー部は、
入／出力光ファイバーと、
前記入／出力光ファイバーを囲むチューブと、
前記入／出力光ファイバーを固定するために、前記入／出力光ファイバーとチューブの間に取り付けられる光ファイバー固定台と、を含んでいることを特徴とする請求項１記載の可変光減衰器。
【請求項４】
前記入力光ファイバーから出射する光を集束させる前記レンズは、前記入／出力光ファイバーの前方のチューブ内に取り付けられることを特徴とする請求項３記載の可変光減衰器。
【請求項５】
前記光ファイバー固定台は、Ｖ溝またはフェルールの形状であることを特徴とする請求項３記載の可変光減衰器。
【請求項６】
前記光ファイバー固定台は、ガラス、シリコン、ジルコニウム、金属、ポリマーのうち、何れかを選択して形成されることを特徴とする請求項３記載の可変光減衰器。
【請求項７】
前記ミラー部を支持するために、前記ミラー部の下側に取り付けられるミラー支持台をさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の可変光減衰器。
【請求項８】
前記ミラー部を保護するために、前記ミラー部の上部に形成されるキャップをさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の可変光減衰器。
【請求項９】
前記キャップの中心部には、前記入力光ファイバーから出射される光を集束させる前記レンズが取り付けられることを特徴とする請求項８記載の可変光減衰器。
【請求項１０】
前記キャップの中心部には、前記入力光ファイバーから出射される光を透過させるウィンドウが取り付けられることを特徴とする請求項８記載の可変光減衰器。
【請求項１１】
前記キャップの外面には、外部磁界を前記ミラー部のマイクロミラーに印加するための磁性コイルが取り付けられることを特徴とする請求項８記載の可変光減衰器。
【請求項１２】
前記磁性コイルの外面は、前記磁性コイルの磁界を高めるためのヨークで囲まれていることを特徴とする請求項１１記載の可変光減衰器。
【請求項１３】
前記ミラー部は、
少なくとも１つの貫通孔を有する基板と、
前記貫通孔の領域に形成されるマイクロミラーと、
前記マイクロミラー上に形成される反射面と、
前記反射面の両側の前記マイクロミラー上に形成される磁性体と、
前記マイクロミラーの一面と前記基板とを連結するスプリングと、
前記スプリングを含む前記マイクロミラー周辺の基板上に形成され、外部の電気的信号に従って前記マイクロミラーを回転駆動させるコイルと、を含んでいることを特徴とする請求項１記載の可変光減衰器。
【請求項１４】
前記磁性体とスプリングは、互いに垂直な方向に形成されることを特徴とする請求項１３記載の可変光減衰器。
【請求項１５】
前記コイルは、
第１、第２電極パッドと、
前記第１電極パッドに連結される下部導電線と、
前記第２電極パッドに連結される上部導電線と、
前記下部導電線と上部導電線とを電気的に連結するコアと、
前記基板と下部導電線を絶縁させる下部絶縁層と、
前記上部導電線と下部導電線を絶縁させる上部絶縁層と、を含んでいることを特徴とする請求項１３記載の可変光減衰器。
【請求項１６】
前記基板の周縁の領域上に所定の高さで形成され、前記入力光ファイバーから出射される光を集束するレンズを固定させるレンズ固定台をさらに含んでいることを特徴とする請求項１３記載の可変光減衰器。
【請求項１７】
前記ミラー部は、
少なくとも１つの貫通孔を有する基板と、
前記貫通孔の領域に形成されるマイクロミラーと、
前記マイクロミラー上に形成される反射面と、
前記マイクロミラーの４つの面と前記基板とを連結するスプリングと、
前記反射面の周辺の前記マイクロミラー上に形成され、外部の電気的信号に従って前記マイクロミラーを垂直に駆動させるコイルと、をさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の可変光減衰器。
【請求項１８】
前記コイルは、
第１、第２電極パッドと、
前記第１電極パッドに連結される下部導電線と、
前記第２電極パッドに連結される上部導電線と、
前記下部導電線と、上部導電線とを電気的に連結するコアと、
前記基板と下部導電線を絶縁させる下部絶縁層と、
前記上部導電線と下部導電線を絶縁させる上部絶縁層と、を含んでいることを特徴とする請求項１７記載の可変光減衰器。
【請求項１９】
前記基板の周縁領域上に所定の高さで形成され、前記入力光ファイバーから出射される光を集束するレンズを固定するレンズ固定台をさらに含んでいることを特徴とする請求項１７記載の可変光減衰器。
【請求項２０】
互いに隣接しているか、または一定の間隔だけ離れている、少なくとも１つの入／出力光ファイバーと、
前記入／出力光ファイバーを囲むチューブと、
前記入／出力光ファイバーを固定するために、前記入／出力光ファイバーとチューブの間に取り付けられる光ファイバー固定台と、
前記入／出力光ファイバーから一定の間隔をおいて向き合うように配列され、前記入力光ファイバーから出射される出射光を前記出力光ファイバーに反射させ、垂直または回転駆動によって前記出射光を減衰させる少なくとも１つのマイクロミラーを有するミラー部と、
前記ミラー部を支持するために、前記ミラー部の下側に取り付けられるミラー支持台と、
前記入／出力光ファイバーと前記ミラー部の間に配置され、前記入力光ファイバーから出射される出射光を前記マイクロミラーに集束させるレンズと、
前記レンズを固定するために、前記ミラー部の上側に取り付けられるレンズ支持台と、を含んでいることを特徴とする可変光減衰器。
【請求項２１】
前記ミラー支持台に取り付けられ、前記レンズを含むミラー部の上部に形成され、中心部には前記入力光ファイバーから出射される光を透過させるウィンドウが取り付けられているキャップをさらに含んでいることを特徴とする請求項２０記載の可変光減衰器。
【請求項２２】
前記キャップの外面には、外部の磁界を前記ミラー部のマイクロミラーに印加するための磁性コイルが取り付けられることを特徴とする請求項２１記載の可変光減衰器。
【請求項２３】
前記ミラー部は、
少なくとも１つの貫通孔を有する基板と、
前記貫通孔の領域に形成されるマイクロミラーと、
前記マイクロミラー上に形成される反射面と、
前記マイクロミラーの一面または４つの面と、前記基板とを連結するスプリングと、
前記スプリングを含む前記マイクロミラー周辺の基板上に形成され、外部の電気的信号に従って前記マイクロミラーを回転、または垂直駆動させるコイルと、を含んでいることを特徴とする請求項２０記載の可変光減衰器。
【請求項２４】
前記スプリングが前記マイクロミラーの一面にのみ連結される場合、前記反射面の両側の前記マイクロミラー上には磁性体が形成されることを特徴とする請求項２３記載の可変光減衰器。
【請求項２５】
互いに隣接しているか、または一定の間隔だけ離れている、少なくとも１つの入／出力光ファイバーと、
前記入／出力光ファイバーを囲むチューブと、
前記入／出力光ファイバーを固定するために、前記入／出力光ファイバーとチューブの間に取り付けられる光ファイバー固定台と、
前記入／出力光ファイバーから一定の間隔をおいて向き合うように配列され、前記入力光ファイバーから出射される出射光を前記出力光ファイバーに反射させ、垂直または回転駆動によって前記出射光を減衰させる少なくとも１つのマイクロミラーを有するミラー部と、
前記ミラー部を支えるために、前記ミラー部の下側に取り付けられるミラー支持台と、
前記入／出力光ファイバーと前記ミラー部の間に配置され、前記入力光ファイバーから出射される出射光を前記マイクロミラーに集束させるレンズと、
前記ミラー部を含むミラー支持台の上部に形成され、前記レンズを固定するキャップと、を含んでいることを特徴とする可変光減衰器。
【請求項２６】
前記キャップの外面には、外部磁界を前記ミラー部のマイクロミラーに印加するための磁性コイルが取り付けられることを特徴とする請求項２５記載の可変光減衰器。
【請求項２７】
前記ミラー部は、
少なくとも１つの貫通孔を有する基板と、
前記貫通孔の領域に形成されるマイクロミラーと、
前記マイクロミラー上に形成される反射面と、
前記マイクロミラーの一面または４つの面と、前記基板とを連結するスプリングと、
前記スプリングを含む前記マイクロミラー周辺の基板上に形成され、外部の電気的信号に従って、前記マイクロミラーを回転、または垂直駆動させるコイルと、を含んでいることを特徴とする請求項２５記載の可変光減衰器。
【請求項２８】
前記スプリングが前記マイクロミラーの一面にのみ連結される場合、前記反射面の両側の前記マイクロミラー上には磁性体が形成されることを特徴とする請求項２７記載の可変光減衰器。
【請求項２９】
互いに隣接しているか、または一定の間隔だけ離れている、少なくとも１つの入／出力光ファイバーと、
前記入／出力光ファイバーを囲むチューブと、
前記入／出力光ファイバーを固定するために、前記入／出力光ファイバーとチューブの間に取り付けられる光ファイバー固定台と、
前記入／出力光ファイバーから一定の間隔をおいて向き合うように配列され、前記入力光ファイバーから出射する出射光を前記出力光ファイバーに反射させ、垂直または回転駆動によって前記出射光を減衰させる少なくとも１つのマイクロミラーを有するミラー部と、
前記ミラー部を支えるために、前記ミラー部の下側に取り付けられるミラー支持台と、
前記入／出力光ファイバーの前方のチューブ内に配列され、前記入力光ファイバーから出射する出射光を前記マイクロミラーに集束させるレンズと、
前記ミラー部を含むミラー支持台の上部に形成され、前記入力光ファイバーから出射する光を透過させるウィンドウが取り付けられているキャップと、を含んでいることを特徴とする可変光減衰器。
【請求項３０】
前記キャップの外面には、外部磁界を前記ミラー部のマイクロミラー部に印加するための磁性コイルが取り付けられることを特徴とする請求項２９記載の可変光減衰器。
【請求項３１】
前記ミラー部は、
少なくとも１つの貫通孔を有する基板と、
前記貫通孔の領域に形成されるマイクロミラーと、
前記マイクロミラー上に形成される反射面と、
前記マイクロミラーの一面または４つの面と、前記基板とを連結するスプリングと、
前記スプリングを含む前記マイクロミラー周辺の基板上に形成され、外部の電気的信号に従って前記マイクロミラーを回転、または垂直駆動させるコイルと、を含んでいることを特徴とする請求項２９記載の可変光減衰器。
【請求項３２】
前記スプリングが前記マイクロミラーの一面にのみ連結される場合、前記反射面の両側の前記マイクロミラー上には磁性体が形成されることを特徴とする請求項３１記載の可変光減衰器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信網で使用される光スイッチ素子に関し、特に、マイクロミラーを有する可変光減衰器に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、急増する多様な形態の情報を効果的に伝送するために、波長分割多重化光通信システムが活発に開発されて、供給されてきた。
かかる光通信システムでは、波長が各々異なる複数個の光源にそれぞれ異なる情報を保存した後、これを多重化して、１つの光ファイバーを介して伝送する。
そして、受信端では、この多重化した信号を逆多重化して分離した後、各波長別に光信号を受信する。
【０００３】
一方、光信号を長距離伝送するためには、光信号の減少を考慮し、伝送の中間で光増幅器を使用することが必須である。この際、光増幅器の利点やデマルチプレクサの特性が波長によって異なるので、各波長別の光出力が互いに異なるように現れる。
もし、このような状態で多重化した後伝送されると、波長別光出力の均一性が失われて信号の特性が低下し、そして、究極的には伝送不可能になる。
【０００４】
したがって、各波長別光信号の強度を均一にするためには、可変光減衰器が必要である。
一般に、光減衰器は、光信号が最も小さい波長を基準にして、他の波長の信号を減少させる役割を果たす。
【０００５】
従来技術の光減衰器は、例えば、モータを用いて機械的に光ファイバーを動かす素子、微細電子機械システム（microelectromechanical system：ＭＥＭＳ）アクチュエータを用いた素子、光ファイバーの一部を研いだ後、その表面に特殊物質をコーティングした素子、及びシリカ基板上に熱光学効果を用いたマハゼンダー干渉系型光変調器（Mach−Zehnder interferometric modulator）素子などが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、機械的な光減衰器と光ファイバーを研いで作った光減衰器などは、大きさが大きく、他の光素子との集積が不可能であるという問題点がある。そして、ＭＥＭＳ素子と、シリカ素子を用いた光減衰器は、駆動電圧、及び電力の消耗が多い。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、小形化及び軽量化の可能な可変光減衰器を提供することにある。
【０００８】
他の目的として、製作が簡単かつ容易であり、低コストで大量生産が可能な可変光減衰器を提供することにある。
また他の目的として、応答速度が速く、駆動電力が小さい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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明による可変光減衰器は、 少なくとも１つの入力光ファイバーと、少なくとも１つの出力光ファイバーとが一体化している光ファイバー部と、前記光ファイバー部から一定の間隔をおいて向き合うように配列され、前記入力光ファイバーから出射される出射光を前記出力光ファイバーに反射させ、垂直または回転駆動によって前記出射光を減衰させる少なくとも１つのマイクロミラーを有するミラー部と、前記光ファイバー部と前記ミラー部の間に配置され、前記入力光ファイバーから出射される出射光を前記マイクロミラーに集束させるレンズとを含んでいることを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記光ファイバー部の入力光ファイバーと、出力光ファイバーとは、互いに隣接しているか、または一定の間隔離れており、前記光ファイバー部は、入／出力光ファイバーと、前記入／出力光ファイバーを囲むチューブと、前記入／出力光ファイバーを固定するために、前記入／出力光ファイバーとチューブの間に取り付けられる光ファイバー固定台とで構成される。
【００１１】
前記入／出力光ファイバーの前方のチューブ内には、前記入力光ファイバーから出射される光を集束させる前記レンズが取り付けられる。
【００１２】
前記ミラー部は、少なくとも１つの貫通孔を有する基板と、前記貫通孔の領域に形成されるマイクロミラーと、前記マイクロミラー上に形成される反射面と、前記反射面の両側の前記マイクロミラー上に形成される磁性体と、前記マイクロミラーの一面と前記基板とを連結するスプリングと、前記スプリングを含む前記マイクロミラー周辺の基板上に形成され、外部の電気的信号に従って前記マイクロミラーを回転駆動させるコイルと、を含んでいる。
【００１３】
本発明に従う可変光減衰器は、互いに隣接しているか、または一定の間隔だけ離れている、少なくとも１つの入／出力光ファイバーと、前記入／出力光ファイバーを囲むチューブと、前記入／出力光ファイバーを固定するために、前記入／出力光ファイバーとチューブの間に取り付けられる光ファイバー固定台と、前記入／出力光ファイバーから一定の間隔をおいて向き合うように配列され、前記入力光ファイバーから出射する出射光を前記出力光ファイバーに反射させ、垂直または回転駆動によって前記出射光を減衰させる少なくとも１つのマイクロミラーを有するミラー部と、
前記ミラー部を支持するために、前記ミラー部の下側に取り付けられるミラー支持台と、前記入／出力光ファイバーと前記ミラー部の間に配置され、前記入力光ファイバーから出射する出射光を前記マイクロミラーに集束させるレンズと、前記レンズを固定するために、前記ミラー部の上側に取り付けられるレンズ支持台と、を含んでいることを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記ミラー支持台に取り付けられ、前記レンズを含むミラー部の上部に形成され、中心部には前記入力光ファイバーから出射される光を透過させるウィンドウが取り付けられているキャップをさらに備えている。
【００１５】
前記キャップの外面には、外部磁界を前記ミラー部のマイクロミラーに印加するための磁性コイルが取り付けられる。
【００１６】
本発明に従う可変光減衰器は、互いに隣接しているか、または一定の間隔だけ離れている、少なくとも１つの入／出力光ファイバーと、前記入／出力光ファイバーを囲むチューブと、前記入／出力光ファイバーを固定するために、前記入／出力光ファイバーとチューブの間に取り付けられる光ファイバー固定台と、前記入／出力光ファイバーから一定の間隔をおいて向き合うように配列され、前記入力光ファイバーから出射される出射光を前記出力光ファイバーに反射させ、垂直または回転駆動によって前記出射光を減衰させる少なくとも１つのマイクロミラーを有するミラー部と、
前記ミラー部を支えるために、前記ミラー部の下側に取り付けられるミラー支持台と、前記入／出力光ファイバーと前記ミラー部の間に配置され、前記入力光ファイバーから出射される出射光を前記マイクロミラーに集束させるレンズと、前記ミラー部を含むミラー支持台の上部に形成され、前記レンズを固定するキャップと、を含んでいることを特徴とする。
【００１７】
ここで、前記キャップの外面には、外部磁界を前記ミラー部のマイクロミラーに印加するための磁性コイルが取り付けられる。
【００１８】
本発明に従う可変光減衰器は、互いに隣接しているか、または一定の間隔だけ離れている、少なくとも１つの入／出力光ファイバーと、前記入／出力光ファイバーを囲むチューブと、前記入／出力光ファイバーを固定するために、前記入／出力光ファイバーとチューブの間に取り付けられる光ファイバー固定台と、前記入／出力光ファイバーから一定の間隔をおいて向き合うように配列され、前記入力光ファイバーから出射される出射光を前記出力光ファイバーに反射させ、垂直または回転駆動によって前記出射光を減衰させる少なくとも１つのマイクロミラーを有するミラー部と、
前記ミラー部を支えるために、前記ミラー部の下側に取り付けられるミラー支持台と、前記入／出力光ファイバーの前方のチューブ内に配列され、前記入力光ファイバーから出射される出射光を前記マイクロミラーに集束させるレンズと、前記ミラー部を含むミラー支持台の上部に形成され、前記入力光ファイバーから出射する光を透過させるウィンドウが取り付けられているキャップと、を含んでいることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、電磁力駆動のマイクロミラーを使用して、光通信用送受信モジュールインタフェースの主要部品の光減衰器を実現することができる。
即ち、マイクロマシーニング技術、及び半導体一貫工程などを通じて小形軽量化されたインターフェース部品を実現することができ、部品単価を節減できる。
また、動作中の駆動電力が顕著に低められ、入／出力光ファイバーが一体化しているので、組立時の整列工程を単純化できる。
そして、本発明の光スイッチを拡張して、ｎチャンネルＯＡＤＭのドロップモジュールを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
先ず、本発明の概念は、一体化した入／出力光ファイバーと、レンズと、シリコンマイクロマシーニング及び半導体一貫製造工程を通じて製作されたマイクロミラーとを集積し、可変光減衰器を製作することで、小形及び軽量化の可能な可変光減衰器、製作が簡単で容易であり、低コストで大量生産の可能な可変光減衰器、応答速度が速く、駆動電力が小さい可変光減衰器を提供することにある。
【００２１】
また、マイクロマシーニング技術で製作され、微細に駆動するマイクロミラーは、応答速度が速く、駆動電力が小さくて、可変光減衰器の性能を向上させる。そして、本発明の可変光減衰器は、多様なチャンネル数を有するＯＡＤＭ（Optical Add/Drop Multiplexer）のドロップモジュールを実現できる。
【００２２】
図１は、本発明による可変光減衰器の駆動原理を示す図である。図１に示すように、本発明は、大別して光ファイバー部１と、ミラー部２と、それらの間に整列されるレンズ３とで構成される。光ファイバー部１は、少なくとも１つの入力光ファイバー１１と、少なくとも１つの出力光ファイバー１２とが一体化している。ここで、光ファイバー部１の入力光ファイバー１１と、出力光ファイバー１２は、互いに並んでくっ付いているか、或いは一定の間隔だけ離れている。
【００２３】
ミラー部２は、少なくとも１つのマイクロミラー１４を有し、光ファイバー部１から一定の間隔をおいて向き合うように配列される。また、ミラー部２は、入力光ファイバー１１から出射された出射光を出力光ファイバー１２に反射させ、垂直または回転駆動によって出射光を減衰させる。
【００２４】
レンズ３は、光ファイバー部１とミラー部２の間に位置し、入力光ファイバー１１から出射される出射光をミラー部２のマイクロミラー１４に集束させる。
【００２５】
このように構成される本発明の駆動原理は次の通りである。
まず、入力光ファイバー１１から出射した光は、入力光経路１５と、出力光経路１６に沿って進行する。したがって、マイクロミラー１４は、入力光１７全体を出力光ファイバー１２に伝達する。出力光１８の減衰は、マイクロミラー１４の垂直運動１９、または回転運動２０によって出力光経路１６が初期の位置を外れることによって生じる。
【００２６】
図２は、マイクロミラー１４が垂直運動する場合の、本発明に従う可変光減衰器の駆動原理を示す図である。
図２に示すように、マイクロミラー１４が垂直方向に垂直運動１９すると、初期状態の第１出力光経路１８ａは、第２出力光経路１８ｂに変わる。したがって、第２出力光１８は、光経路の変化程度に比例して減衰する。即ち、出力光１８の減衰量は、出力光経路１８が初期状態から外れるその程度に比例して増加する。
【００２７】
図３Ａ及び図３Ｂは、マイクロミラーが回転運動する本発明による可変光減衰器の駆動原理を示す図である。
図３Ａは、回転軸２１がマイクロミラーの先端に位置した場合であり、図３Ｂは、回転軸２１がマイクロミラーの中心部に位置した場合である。
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、マイクロミラー１４がθｚ方向に回転運動２０すると、初期状態の第１出力光経路１８ａは、第２出力光経路１８ｂに変わり、第２出力光１８は、光経路の変化程度に比例して減衰する。
【００２８】
図４〜図７は、本発明の第１乃至第４実施形態に従う可変光減衰器のパッケージを示す図である。
【００２９】
第１実施形態
本発明の第１実施形態は、図４に示すように、レンズ３がキャップ３３に取り付けられている場合である。
入／出力光ファイバー１１，１２は、チューブ３１によって囲まれており、入／出力光ファイバー１１，１２を固定するために、入／出力光ファイバー１１，１２とチューブ３１の間には光ファイバー固定台３２が取り付けられている。ここで、入力光ファイバー１１と出力光ファイバー１２は、互いに隣接しているか、または一定の間隔だけ離れている。
【００３０】
光ファイバー固定台３２は、Ｖ溝またはフェルール（ferrule）の形状を使用することができ、光ファイバー固定台３２の材質としては、ガラス、シリコン、ジルコニウム、金属、ポリマーなど、多様な材質を使用できる。また、マイクロミラーが形成されたミラー部２を支えるために、ミラー部２の下側にはミラー支持台３４が取り付けられる。ここで、ミラー部２と、ミラー支持台３４は、電気的な連結のためにワイヤボンディングが行われる。
そして、ミラー部２を保護するために、ミラー部２の上部にはキャップ３３が覆われ、ミラー部２は、キャップ３３によって気密状態に実装される。ここで、キャップ３３の中心部には、入力光ファイバー１１から出射する光を集束させるレンズ３が取り付けられている。
【００３１】
第２実施形態
本発明の第２実施形態は、図５に示すように、レンズ３がチューブ３１に取り付けられている場合である。
入／出力光ファイバー１１，１２は、チューブ３１によって囲まれており、入／出力光ファイバー１１，１２を固定するために、入／出力光ファイバー１１，１２とチューブ３１の間には光ファイバー固定台３２が取り付けられている。そして、入／出力光ファイバー１１，１２の前方のチューブ３１内には、入力光ファイバー１１から出射される光を集束させるレンズ３が取り付けられている。
【００３２】
マイクロミラーが形成されたミラー部２を支持するために、ミラー部２の下側にはミラー支持台３４が取り付けられる。そして、ミラー部２を保護するために、ミラー部２の上部にはキャップ３３が覆われ、ミラー部２は、キャップ３３によって気密状態に実装される。ここで、キャップ３３の中心部には入力光ファイバー１１から出射する光を透過させるウィンドウ  ３５が取り付けられている。
【００３３】
第３実施形態
本発明の第３実施形態は、図６に示すように、レンズ３がミラー部２のレンズ固定台３６に取り付けられている場合である。
本発明の第３実施形態は、第２実施形態にレンズ３を固定させるレンズ固定台３６が追加される。レンズ固定台３６は、ミラー部２の基板の周縁領域上に所定の高さで形成され、入力光ファイバー１１から出射される光を集束するレンズ３を固定する。この際、ミラー部２は、レンズ固定台３６によって気密状態に実装される。
【００３４】
第４実施形態
本発明の第４実施形態は、図７に示すように、レンズ３がミラー部２のレンズ固定台３６に取り付けられている場合である。
本発明の第４実施形態は、第３実施形態からウィンドウ３５を有するキャップ３３が除去された。したがって、第４実施形態のレンズ３は、第１乃至第３実施形態のキャップ３３に形成されるレンズやウィンドウの役割を同時に行う。このように構成される本発明の実施形態において、マイクロミラーの反射面を除き、入／出力光ファイバー１１，１２の先端、レンズ３、ウィンドウ３５などには無反射コーティングをして光効率を高め、リターンロースを減少させる。また、入／出力光ファイバー１１，１２の先端は、垂直ではない一定の角度（約８度）を有するように加工して、リターンロースを減少させる。
【００３５】
図８Ａは、本発明による可変光減衰器のミラー部を示す斜視図であり、図８Ｂは、図８ＡのＩ−Ｉ線上による断面図であり、図８Ｃは、図８ＡのII−II線上による断面図である。
図８Ａは、電磁力駆動のマイクロミラーの一例として、図３Ａに示す回転運動を使用した可変光減衰器に適用可能である。
図８Ａに示すように、基板５１は、少なくとも１つの貫通孔５６を有する。ここで、基板５１は、製造工程に従って基板５１に貫通孔５６を形成することができ、基板５１の裏面をエッチングして、マイクロミラー面を露出させることもできる。
【００３６】
そして、貫通孔の領域にはマイクロミラー５２が形成され、マイクロミラー５２上には反射面５５が形成され、反射面５５の両側のマイクロミラー５２上には磁性体５４が形成される。また、スプリング５３によってマイクロミラー５２の一面と基板５１とを連結する。ここで、磁性体５４とスプリング５３は、互いに垂直な方向に形成される。
【００３７】
図９Ａは図８Ａのミラー部が駆動することを示す斜視図、 図９Ｂは図９ＡのＩ−Ｉ線上に従う断面図である。図９Ａは、電磁力駆動のマイクロミラー５２が＋θｙ方向に駆動する形状を示すもので、マイクロミラー５２の駆動のためには、外部から基板５１に垂直方向の電場を加える。
【００３８】
基板５１に垂直方向である−ｚ方向に磁界を加える場合、マイクロミラー５２には＋θｙ方向へのトルクが加えられ、マイクロミラー５２は、この駆動トルクと、スプリングによる復元力トルクとが平行する位置まで回転する。したがって、マイクロミラー５２に加えられる外部磁界の大きさを調節することで、マイクロミラー５２の各変位を調節できる。
【００３９】
マイクロミラー５２の回転方向は、＋θｙまたは−θｙの両方向駆動が可能なので、光学系の構造にしたがって適切な方向を選択できる。
即ち、外部磁界を＋ｚ方向に加える場合、マイクロミラー５２は−θｙ方向に回転し、外部磁界を−ｚ方向に加える場合、マイクロミラー５２は＋θｙ方向に回転する。
【００４０】
図８Ａと図９Ａに示す電磁力駆動のマイクロミラーは、回転軸がマイクロミラー５２の一方の先端に位置した構造である。したがって、図８Ａと図９Ａに示す電磁力駆動マイクロミラーは、図３Ａに示すマイクロミラーの回転運動を使用した可変光減衰器に適する。
また、図８Ａと図９Ａに示す電磁力駆動マイクロミラーは、スプリングと磁性体の相対的な位置を調節して、図３Ｂに示す回転軸がマイクロミラーの中心部に位置した構造も実現可能である。
【００４１】
図１０は、電磁力駆動のマイクロミラーを駆動するためのコイルがミラー部に集積されたことを示す図である。
図１０に示すように、コイル５７は、スプリング５３を含むマイクロミラー５２の周辺の基板５１上に形成され、外部の電気的信号に従ってマイクロミラー５２を回転駆動させる。コイル５７は、マイクロミラー５２と同一の基板５１上に形成され、コイル５７の両先端には第１電極パッド５８と、第２電極パッド５９とが形成される。
第１、第２電極パッド５８，５９の間に電流を印加する場合、電流の方向に従ってマイクロミラー５２には±ｚ方向の電場が加えられる。したがって、マイクロミラー５２を、＋θｙまたは−θｙのうち望みの方向に回転させえる。
【００４２】
図１１Ａは図１０のコイルの電流の流れを示す図で、 図１１Ｂは図１１ＡのIII−III線上による断面図である。図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、コイル５７は、第１、第２電極パッド（図示せず）と、第１連結部５７ｄによって第１電極パッドに連結される下部導電線５７ａと、第２連結部５７ｅによって第２電極パッドに連結される上部導電線５７ｃと、下部導電線５７ａと上部導電線５７ｃとを電気的に連結するコア５７ｂと、基板５１と下部導電線５７ａを絶縁させる下部絶縁層５７ｆと、上部導電線５７ｃと下部導電線５７ａを絶縁させる上部絶縁層５７ｇとで構成される。
【００４３】
図１１Ａに示すように、電流がコイルに流れる場合、下部導電線５７ａは、第１連結部５７ｄを介して印加される電流（Ｉ）をコイル中心部のコア５７ｂに伝達する。
下部導電線５７ａを介してコア５７ｂに流れ込んだ電流は、実質的なコイルの役割を果たす上部導電線５７ｃを介して第２連結部５７ｅに再び流れ出る。
【００４４】
電流の方向が逆の場合、これと反対の経路を通じて電流が流れる。
図１２Ａは本発明による可変光減衰器の他のミラー部を示す斜視図、図１２Ｂは図１２Ａの平面図、図１２Ｃは図１２ＢのIV−IV線上に従う断面図である。
図１２Ａ〜図１２Ｃは、電磁力駆動のマイクロミラーの他の一例として、図２に示す垂直運動を使用した可変光減衰器に適用可能である。
図１２Ａ〜図１２Ｃに示すように、基板６１は、少なくとも１つの貫通孔６０を有する。ここで、基板６１は、製造工程に従って基板６１に貫通孔６０を形成することができ、基板６１の裏面をエッチングして、マイクロミラー面を露出させることもできる。
【００４５】
そして、貫通孔領域にはマイクロミラー６２が形成され、マイクロミラー６２上には反射面６５が形成され、スプリング６３によって、マイクロミラー６２の４つの面と基板６１とを連結される。また、コイル６４は、反射面６５の周辺のマイクロミラー６２上に形成され、外部の電気的信号に従ってマイクロミラー６２を垂直駆動させる。このように、コイル６４が形成されたマイクロミラー６２は、基板６１に垂直に加えられる外部磁界と、コイルに流れる電流による磁界との相互作用によって＋ｚ方向、または−ｚ方向に動く。
【００４６】
ここで、外部磁界が＋ｚ方向に加えられる場合、コイル６４に＋θｚ方向の電流が流れると、マイクロミラー６２は−ｚ方向に動く。そして、コイル６４に−θ方向に電流が流れると、マイクロミラー６２は＋ｚ方向に動く。
第１電極パッド６７と、第２電極パッド６８の間に電流を印加する場合、スプリング６３の上部に形成された第１、第２連結部６６ａ、６６ｂを通じてコイル６４に電流が流れる。
【００４７】
図１３及び図１４は可変光減衰器のパッケージに装着される磁性コイルを示す図である。図１３は、ミラー部２の電磁力駆動のマイクロミラーを駆動するために、キャップ３３の外面に外部磁界を印加するための磁性コイル３７が取り付けられた場合である。ここで、磁性コイル３７は、ミラー部２に垂直方向の磁界を印加できる任意の場所に位置する。
また、磁性コイル３７は、図４及び図５に示すように、本発明の第１、第２、第３実施形態に共に適用可能である。
【００４８】
図１４は、ミラー部２に印加される磁界の大きさを極大化するために、磁性コイル３７の外面にヨーク３８が囲まれている場合である。ここで、ヨーク３８は、透磁率の高い物質で製作される。また、ヨーク３８は、磁性コイル３７が形成された本発明の第１、第２、第３実施形態において共に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に従う可変光減衰器の駆動原理を示す図である。
【図２】マイクロミラーが垂直運動する本発明による可変光減衰器の駆動原理を示す図である。
【図３Ａ】回転軸２１がマイクロミラーの先端に位置した場合において、マイクロミラーが回転運動する本発明による可変光減衰器の駆動原理を示す図である。
【図３Ｂ】回転軸２１がマイクロミラーの中心部に位置した場合において、マイクロミラーが回転運動する本発明による可変光減衰器の駆動原理を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態による可変光減衰器のパッケージを示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態による可変光減衰器のパッケージを示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態による可変光減衰器のパッケージを示す図である。
【図７】本発明の第４実施形態による可変光減衰器のパッケージを示す図である。
【図８Ａ】本発明による可変光減衰器のミラー部を示す斜視図である。
【図８Ｂ】図８ＡのＩ−Ｉ線上に従う断面図である。
【図８Ｃ】図８ＡのII−II線上に従う断面図である。
【図９Ａ】図８Ａのミラー部が駆動することを示す斜視図である。
【図９Ｂ】図９ＡのＩ−Ｉ線上に従う断面図である。
【図１０】電子力駆動マイクロミラーを駆動させるためのコイルがミラー部に集積されたことを示す図である。
【図１１Ａ】図１０のコイルの電流の流れを示す図である。
【図１１Ｂ】図１１ＡのIII−III線上に従う断面図である。
【図１２Ａ】本発明による可変光減衰器の他のミラー部を示す斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの平面図である。
【図１２Ｃ】図１２ＢのIV−IV線上に従う断面図である。
【図１３】可変光減衰器のパッケージに装着される磁性コイルを示す図である。
【図１４】ミラー部２に印加される磁界の大きさを極大化するために、磁性コイル３７の外面にヨーク３８が囲まれている場合の磁性コイルを示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１：光ファイバー部  ２：ミラー部  ３：レンズ  １１：入力光ファイバー  １２：出力光ファイバー
１３：出射光  １４：マイクロミラー  １５：入力光経路  １６：出力光経路
１７：入力光  １８：出力光  １９：垂直運動  ２０：回転運動  ２１：回転軸
３１：チューブ  ３２：光ファイバー固定台  ３３：キャップ  ３４：ミラー支持台
３５：ウィンドウ  ３６：レンズ固定台  ５１，６１：基板
５２，６２：マイクロミラー  ５３，６３：スプリング  ５４：磁性体
５５，６５：反射面  ５６，６０：貫通孔  ５７，６４：コイル
５８，６７：第１電極パッド  ５９，６８：第２電極パッド  ６６：連結部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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