(57)【要約】【課題】  例えばミラーと光学的ガイドチャネルとの間の相対配置といったような、相対的な位置決めを容易に行うこと。【解決手段】  光ビーム（１１）のための光学的ガイド構造（１０）と、可動光学部材駆動手段（４０）を使用することにより、光ビームに対する干渉・非干渉を制御され得るものとされた可動光学部材（２０）と、可動光学部材を光学的ガイド構造に対して連結するためのフレキシブル支持体（２１）と、を具備してなる光学デバイスにおいて、光学的ガイド構造に対して可動光学部材を位置決めするための位置決めデバイス（３０）を具備し、この位置決めデバイスが、第１機械的参照物（３０．１）と、第２機械的参照物（３０．２）と、これらを相互連結するための手段（３０．３）と、を備えている。【選択図】  図２Ｂ
2005202393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学デバイスであって、
少なくとも１つの光ビーム（１１）のための光学的ガイド構造（１０）と、
可動光学部材駆動手段（４０）を使用することによって、案内された前記光ビームに対する干渉・非干渉を制御され得るものとされた可動光学部材（２０）と、
この可動光学部材を前記光学的ガイド構造に対して連結するためのフレキシブル支持体（２１）と、
を具備してなる光学デバイスにおいて、
前記光学的ガイド構造に対して前記可動光学部材を位置決めするための位置決めデバイス（３０）を具備し、
この位置決めデバイスが、前記光学的ガイド構造に対して連結された第１機械的参照物（３０．１）と、前記可動光学部材に対して連結された第２機械的参照物（３０．２）と、前記第１機械的参照物と前記第２機械的参照物とを相互連結するための手段（３０．３）と、を備え、
前記相互連結が、前記第１および第２機械的参照物（３０．１，３０．２）と前記光学的ガイド構造（１０）とを含有する少なくとも１つの平面内における前記可動光学部材の移動を許容することを特徴とする光学デバイス。
【請求項２】
請求項１記載の光学デバイスにおいて、
前記可動光学部材（２０）が、並進移動と回転移動との一方または双方を行い得るものとされていることを特徴とする光学デバイス。
【請求項３】
請求項１または２記載の光学デバイスにおいて、
前記相互連結手段（３０．３）と前記駆動手段（４０）とが、互いに個別のものとされていることを特徴とする光学デバイス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学デバイスにおいて、
前記相互連結手段（３０．３）が、受動的なものであり、
前記相互連結が、前記光学デバイスの製造時に行われることを特徴とする光学デバイス。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学デバイスにおいて、
前記相互連結手段（３０．３）が、能動的なものであり、
前記相互連結手段（３０．３）が、前記可動光学部材（２０）の移動前におよび／または移動最中におよび／または移動後に、活性化され得るものとされていることを特徴とする光学デバイス。
【請求項６】
請求項５記載の光学デバイスにおいて、
前記相互連結手段（３０．３）が、少なくとも一対をなす電極（Ｅｃ，Ｅ１）を備え、
この電極対の一方の電極（Ｅｃ）が、可動とされていることを特徴とする光学デバイス。
【請求項７】
請求項６記載の光学デバイスにおいて、
前記相互連結手段（３０．３）が、複数の対をなす電極（Ｅｃ１，Ｅ１，Ｅｃ２，Ｅ２）を備え、
各電極対内の電極が、互いに垂直な平面内に延在していることを特徴とする光学デバイス。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学デバイスにおいて、
前記第２機械的参照物（３０．２）が、フレキシブル接続手段（３０．４）を介することによって、前記可動光学部材（２０）に対してフレキシブルに連結されていることを特徴とする光学デバイス。
【請求項９】
請求項８記載の光学デバイスにおいて、
前記フレキシブル接続手段（３０．４）が、前記相互連結手段（３０．３）の前記可動電極（Ｅｃ１）よりも薄いことを特徴とする光学デバイス。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学デバイスにおいて、
前記フレキシブル支持体（２１）と、前記可動光学部材（２０）に対して連結された前記第２機械的参照物（３０．２）とが、可動ブロックを形成していることを特徴とする光学デバイス。
【請求項１１】
請求項１０記載の光学デバイスにおいて、
前記可動ブロックが、前記相互連結手段（３０．３）の少なくとも１つの可動電極（Ｅｃ１）と前記駆動手段（４０）の可動電極（Ｅｃ３）とを、支持しているあるいは形成していることを特徴とする光学デバイス。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学デバイスにおいて、
前記可動光学部材（２０）が、駆動されたときには、キャビティ（１２）の内外にわたって挿抜可能とされ、
前記光学的ガイド構造（１０）が、このキャビティ（１２）内に開口していることを特徴とする光学デバイス。
【請求項１３】
請求項１２記載の光学デバイスにおいて、
前記キャビティ（１２）が、屈折率調整用流体を収容していることを特徴とする光学デバイス。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光学デバイスにおいて、
前記駆動手段（４０）が、前記可動光学部材の保護カバー（４１）に対して固定された固定電極（Ｅ３）を備えていることを特徴とする光学デバイス。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光学デバイスにおいて、
前記第１機械的参照物（３０．１）と前記第２機械的参照物（３０．２）とが、１つまたは複数の表面と、エッジまたは尖端を有した１つまたは複数の部材（３０．２０）と、これら部材の組合せと、の中から選択されていることを特徴とする光学デバイス。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光学デバイスにおいて、
前記第１機械的参照物（３０．１）と前記第２機械的参照物（３０．２）とが、１つまたは複数の突起（３０．２２）と、各突起のためのハウジング（３０．１１）と、これら部材の組合せと、の中から選択されていることを特徴とする光学デバイス。
【請求項１７】
請求項１６記載の光学デバイスにおいて、
前記ハウジング（３０．１１）には、前記突起（３０．２２）のための案内手段（３０．１２）が設けられていることを特徴とする光学デバイス。
【請求項１８】
請求項１６または１７記載の光学デバイスにおいて、
前記ハウジング（３０．１１）が、Ｖ字形状グルーブであることを特徴とする光学デバイス。
【請求項１９】
請求項１８記載の光学デバイスにおいて、
前記案内手段（３０．１２）が、Ｖ字形状グルーブをなす壁とされていることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２０】
請求項１７記載の光学デバイスにおいて、
前記案内手段（３０．１２）が、フレキシブルなタブであることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれか１項に記載の光学デバイスにおいて、
前記光学的ガイド構造（１０）が、前記可動光学部材（２０）の一方側において、ｎ個の光学的ガイドチャネル（１０．１０）を備え、前記可動光学部材（２０）の他方側において、ｍ個の光学的ガイドチャネル（１０．２０）を備え、
ここで、ｎおよびｍが、整数であるとともに、少なくとも一方が、１以上であることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２２】
請求項２１記載の光学デバイスにおいて、
前記光学的ガイドチャネル（１０．２０）が、光学的ガイドまたは光ファイバであることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか１項に記載の光学デバイスにおいて、
前記可動光学部材（２０）が、半反射性スライド体、または、ミラー、または、シャッター、または、プリズム、または、レンズ、であることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２４】
光学的ミキサーであって、
請求項１〜２３のいずれか１項に記載の光学デバイスを、行列配置された態様で、複数個具備し、
各光学デバイスの光学的ガイド構造（１０）が、前記可動光学部材（２０）の一方側に非ゼロ角度でもって配置された２つの光学的ガイドチャネル（１０．１，１０．２）と、前記可動光学部材（２０）の他方側に非ゼロ角度でもって配置された２つの光学的ガイドチャネル（１０．３，１０．４）と、を備え、
前記複数の光学デバイスが、対応する光学的ガイドチャネルを介して、行列配置で接続されていることを特徴とする光学的ミキサー。
【請求項２５】
請求項１〜２３のいずれか１項に記載された光学デバイスを製造するための方法であって、
第１基板（１０１）上において、光学的ガイド構造（１０）を形成し、
前記光学的ガイド構造が開口するキャビティ（１２）をエッチングによって形成するとともに、第１機械的参照物（３０．１）を形成し、
相互連結手段のための電極（Ｅ１，Ｅ２）を形成し、
第２基板（１０２）から開始して、可動ブロックを形成し、この場合、この可動ブロックを、前記可動光学部材（２０）に対して連結された前記第２機械的参照物（３０．２）と、フレキシブル支持体（２１）と、を備えてなるものとし、
前記第１基板（１０１）と、ひっくり返しにした前記第２基板（１０２）とを、組み立て、
前記第１基板（１０１）との機械的連結を維持しつつ、前記可動ブロックを解放し、
第３基板（１０３）から開始して、前記駆動手段（４０）のための電極（Ｅ３）を形成し、
前記駆動手段（４０）のための前記電極（Ｅ３）をカバー（４１）の下方に配置しつつ、前記第２基板の上方にカバー（４１）を組み立てる、
ことを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の方法において、
前記電極を、誘電体材料（９３，９６）によって保護することを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２５または２６記載の方法において、
前記第２基板（１０２）および前記第３基板（１０３）を、ＳＯＩ基板とすることを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２５〜２７のいずれか１項に記載の方法において、
前記可動ブロックを解放する前記ステップにおいては、薄肉化を行うことを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２５〜２８のいずれか１項に記載の方法において、
前記光学的ガイド構造（１０）を形成する前に、かつ、この光学的ガイド構造（１０）が開口する前記キャビティ（１２）をエッチング形成する前に、前記第１基板（１０１）上に、電極（Ｅ１，Ｅ２）を成膜することを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の方法において、
前記エッチングステップの後に、前記第１基板（１０１）内にＶ字形状グルーブを形成するというエッチングステップを行い、
このＶ字形状グルーブを、前記第１機械的参照物（３０．１）として使用することを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２５〜２８のいずれか１項に記載の方法において、
前記エッチングステップの後に、電極（Ｅ１，Ｅ２）を成膜することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的ガイド構造に対して相互作用し得る可動光学部材を備えた光学デバイスに関するものである。例えば、このタイプのデバイスは、光学的遠隔通信の分野に応用することができ、また、特に、例えば光学的ミキサー内において光学的信号スイッチング機能に応用することができ、１つまたは複数の光学的入力チャネルを１つまたは複数の光学的出力チャネルに対して選択的に連通させることができる。
【０００２】
光学的遠隔通信は、急速に広まっており、データ通信量の増大化と、インターネットにおける興味の増大化と、に直面している。光学的ネットワークの容量は、高密度の波長多重化システムの導入により、かなり増大した。すべての光学的スイッチング機能を行うことが不可避である。言い換えれば、光学信号の変調解除後には、電気的スイッチングを行う必要がない。
【背景技術】
【０００３】
以下の説明においては、参考文献［１］〜［１４］を参照することができる。これら文献は、様々な公知の光学的スイッチングデバイスを例示している。
【０００４】
光学的スイッチは、２つの主要な系列に分類される。すなわち、第１に、完全一体化スイッチと、第２に、可動機械的部材が設けられたスイッチと、に分類される。
【０００５】
完全に一体化された光学的スイッチには、例えば、ＤＯＳ（デジタル式光学的スイッチ）や、ＭＺＩ（Mach-Zehnder  Interferometer）、がある。これらは、いくつかの材料における熱的光学的性質や電気化学的性質を利用しているとともに、スイッチング機能をもたらし得るよう、屈折率に与える影響を利用している。明らかに、このタイプのスイッチは、光学回路内に容易に組み込み得るという利点を有している。しかしながら、スイッチング対象をなす光の波長や偏光に対しての感度のために、限界が存在する。他の限界は、特に熱的光学的アクチュエータの場合に、エネルギー消費が大きいことである。最後に、熱的光学的効果を使用したスイッチは、応答時間において劣っており、そのため、遅いものとなってしまう。
【０００６】
よって、スイッチング対象をなす光の偏光や波長に対して十分に鈍感であることが要求されるような用途においては、機械的デバイススイッチの方が、好まれる。このようなスイッチにおいては、スイッチの様々なタイプは、スイッチングを行っている機械的デバイスの機能に応じて認識することができる。
【０００７】
参考文献［１］は、光ファイバの移動をベースとしたスイッチを示している。このタイプのスイッチは、画像クロストークが非常に少ない。言い換えれば、互いに隣接するスイッチングチャネルの間での寄生結合が非常に少ない。他方、これらスイッチの製造は、光ファイバどうしの間における非常に精密な位置合わせ要求に関連する問題点のために、困難なものとなっている。これらスイッチの使用は、なおも、小さな構成要素に制限されている。また、参考文献［２］は、光学的ガイドを有したスイッチを示している。光学的ガイドが、同じチップ上に一体化されたアクチュエータによって駆動されるようになっている。このようなスイッチは、チャネルどうしの間の寄生結合（画像のクロストーク）が小さいという利点を維持しつつ、非常に多数のスイッチングチャネルを有することができる。
【０００８】
参考文献［３］［４］［５］は、光ビーム内に挿入し得るマイクロミラーの使用を提案している。マイクロミラースイッチは、光ビームの自由な伝搬のために、独自の空間を使用する。光ビームの軌跡を変更し得るよう光ビーム内に挿入されるミラーは、この２次元空間あるいは３次元空間内において変位することができる。このタイプの光スイッチに関連する主要な限界は、自由空間内のスイッチング空間の中におけるビームの発散に基づく。このことは、また、複数のスイッチを収容しているマトリクスのサイズを制限し、光ファイバに対しての連結の実施に際して、（したがって、コストに対して）深刻な難点を引き起こす。複数のマイクロレンズに関しては、ビームを拡大したりコリメートしたりする傾向があり、様々な構成要素どうしの位置合わせが、非常に困難である。
【０００９】
参考文献［４］［６］［７］に記載された構成においては、光は、光ファイバによって案内され、光ファイバの端部間にミラーを挿入することによって、スイッチング機能が行われる。ミラーは、ファイバが位置している面に対して垂直であるようななおかつファイバが位置している面に対して平行な面に対して垂直であるような面内において、静電的制御によって、駆動される。
【００１０】
このような構成の利点の１つは、光ファイバ位置決めデバイスを推奨していることである。参考文献［４］は、内部に光ファイバを嵌合させるキャビティ回りにおいて基板内にエッチング形成されたフレキシブルタブの使用を記載している。参考文献［６］［７］は、結晶面の関数としての、シリコンの湿式エッチング特性を記載している。他方、この手法の欠点は、集合支持体上に光ファイバを手動で組み立てることに関連している。集合支持体上には、ミラーと、各ミラーの機械的駆動デバイスと、が設置される。このことは、付加的な製造コストを誘起し、マトリクスの製造に対して適合していない。
【００１１】
参考文献［８］［９］に記載されているような他の実施形態においては、光は、光学的ガイドによって案内され、ミラーが、同一平面的光学的ガイドチャネルの両端間を分離しているキャビティ内に挿入される。
【００１２】
図１Ａおよび図１Ｂには、光学的ガイドチャネル（１，２）と協働し得るよう構成されたそのような基本的スイッチが図示されている。一方のチャネル（１）によって案内された光（３）は、他方のチャネル（２）内を伝搬するか、あるいは、他の光学的チャネル（図１Ａおよび図１Ｂには図示されていないチャネル）に対して案内されるように停止される。他のチャネルへの案内は、図１Ｃに示されている。
【００１３】
２つの光学的ガイドチャネル（１，２）は、基板（１００）内に設置されているとともに、２つの光学的ガイドチャネル（１，２）の隣接端部どうしの間には、ハウジング（４）が設けられている。ハウジング（４）は、光学的付属物（５）を収容することができる。光学的付属物（５）がハウジング（４）内に存在していない場合には、光（３）は、一方の光学的ガイドチャネル（１）から、他方の光学的ガイドチャネル（２）へと、ハウジング（４）を自由に通過することによって（図１Ａ）、伝搬することができる。光学的付属物（５）がハウジング（４）内に位置している場合には、一方のチャネル（１または２）によって案内された光（３）は、他方のチャネル（２または１）内を伝搬することができない（図１Ｂ）。光は、停止される。すなわち、光学的付属物（５）の性質に応じて、反射したり減衰したりする。光学的付属物（５）は、シャッターや、ミラーや、半反射性スライド体、とすることができる。
【００１４】
図１Ｃにおいては、入力用光学的ガイドチャネル（１．１，１．２，１．３，１．４）が、複数の列をなして配置され、出力用光学的ガイドチャネル（２．１，２．２，２．３，２．４）が、複数の行をなして配置されている。複数のハウジング（４）が、列と行との交差箇所に配置されている。複数の光学的付属物（５）が、いくつかのハウジング（４）内に配置されている。
【００１５】
このような実施形態においては、光学的付属物は、支持体上に設置され、支持体は、基板に対して垂直なあるいは平行な平面内において可動とされ、光に対して干渉したり干渉しなかったりする。この支持体は、光学的ガイドと同じ基板上において、同じ層内に、あるいは、場合によっては付加的な層を使用することによって、形成される。他の場合には、光学的ガイドチャネルとハウジングとが、基板上に形成され、光学的付属物とその支持体とが、他の基板上に形成され、それら基板どうしが、その後、互いに組み立てられる。
【００１６】
参考文献［１０］は、シリコンミラーをベースとした２×２のスイッチマトリクスに関して、フリップチップ技術を使用した組立を記載している。シリコンミラーは、マトリクスがなす平面内において、光学的ガイドマトリクスに対して移動する。
【００１７】
参考文献［１１］［１２］［１３］には、ミラーと光学的ガイド回路とを備えてなる機械的デバイスの組立が記載されている。光学的ガイド回路は、光学的ガイドどうしを分離しているキャビティ内へとミラーを挿入するために使用されている。ミラーの挿入は、光学的ガイド回路が配置されている基板に対して、垂直に行われる。
【００１８】
また、参考文献［１４］は、キャビティを有した光学的ガイドチップ上におけるＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical  System）タイプのマイクロミラーチップのフリップチップ組立を記載している。マイクロミラーの移動は、チップがなす平面に対して垂直なものとされている。基板平面に対して垂直な平面内において移動を引き起こすという手法は、基板平面内において移動を引き起こす場合よりも、スイッチの構成を、よりコンパクトなものとする。したがって、このようなスイッチは、入力チャネルおよび出力チャネルの数が多いようなマトリクスを形成する場合には、有利である。
【００１９】
そのようなデバイスの１つの欠点は、ミラーと光学的ガイドチャネルとの間の相対配置が、十分でないことである。特に、ミラーの支持のために、また、移動が単一の平面内において起こることのために、十分でない。この配置は、詳細に対応されていない。位置決め品質は、一般に、製造の制御に依存する。側方位置における位置決めおよび傾斜状態での位置決めは、小さな光学的損失を得る場合には支配的である。１μｍという程度の精度あるいはそれ以上の精度が要求され、これは、大部分の現存の製造技術では得ることができない。これは、特に、２つの基板どうしを組み立てなければならないような構成の場合である。さらに、複数の光ファイバを配置するために使用されている手法は、直接的に調節可能ではない。
【特許文献１】欧州特許出願公開第０ ９６１ １５０号明細書（参考文献［１１］）
【特許文献２】米国特許第５，１４８，５０６号明細書（参考文献［１２］）
【特許文献３】仏国特許出願公開第２ ８１７ ０５０号明細書（参考文献［１３］）
【非特許文献１】“Bistable 2×2 and mutistable 1×4 micromechanical fibre-optic switches on silicon”, P. Kopka, M. Hoffmann, E. Voges, MOEMS 99, Mainz(D), August 30-September 1, 1999（参考文献［１］）
【非特許文献２】“Low voltage, wavelength and polarisation independentmicro-opto-mechanical switch integrated on silicon”, E. Ollier, P. Mottier,ECIO 97, Stockholm (Sweden), April 2-4, 1997（参考文献［２］）
【非特許文献３】“Optical-layer networking: opportunities for and progressin lightwave micromachines”, L. Y. Lin, E.L. Goldstein, OFC 2000, Baltimore(US), March 7-10, 2000（参考文献［３］）
【非特許文献４】“4×4 fibre optic matrix switch based on MOEMS”, C. Marxer, Y. Girardin, N. F. De Rooij, MOEMS 99, Mainz (D), August 30-September 1, 1999（参考文献［４］）
【非特許文献５】“Free-space micromachined optical switches withsubmillisecond switching time for large-scale optical crossconnects”, L. Y. Lin, E.L. Goldstein, R. W. Tkach, IEEE photonics Technology Letters, Vol. 10, No. 4, April 1998（参考文献［５］）
【非特許文献６】“Micro-opto-electro-mechanical switch for optical network”, M. Mita, Ph. Helin, D. Miyauchi, H. Toshiyoshi, H. Fujita, LIMMS ActivityReport, March 1998-March 1999（参考文献［６］）
【非特許文献７】“Development of a multi-channel 2×2 switch”, Y. Kato,T. Norimatsu, O. Imaki, T. Sasaki, K. Kondo, K. Mori, Optical MEMS Conference,20-23 August, 2002, Lugano, Switzerland（参考文献［７］）
【非特許文献８】“An SOI optical microswitch integrated with siliconwaveguides and touch-down micromirror actuators”, Young-Hyun Jin and al,Optical MEMS 2000 Conference, 21-24 August, Kauai, Hawaii, USA（参考文献［８］）
【非特許文献９】“Micromachined curling optical switch array for PLC basedintegrated programmable add/drop multiplexer”, M. Katayama and al, OFC 2001Conference, March 2001, Anaheim, CA, USA（参考文献［９］）
【非特許文献１０】“4×4 matrix switch based on MEMS switches and integratedwaveguides”, L. Dellmann and al, Transducers 01 Conference, 10-14 June 2001,Munich, Germany（参考文献［１０］）
【非特許文献１１】“Global revolution for Nanovation”, ECOC 2000 ExibitionNews, 2000（参考文献［１４］）
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の目的は、上述した限界や困難点を有していないような、少なくとも１つの光ビームのための光学的ガイド構造と、可動光学部材駆動手段を使用することによって、案内された光ビームに対する干渉・非干渉を制御され得るものとされた可動光学部材と、を具備してなる光学デバイスを提供することである。
【００２１】
可動光学部材と光学的ガイド構造との間における、光学デバイスの位置決め精度は、従来技術の場合よりも、ずっと良好である。この良好な精度は、可動光学部材と光学的ガイド構造とが同一基板上に形成されている場合であっても、また、光学的ガイド構造が第１基板上に形成されかつ可動光学部材が第２基板に形成されこれら２つの基板がその後に粗く組み立てられる場合であっても、同様に得られる。
【００２２】
これを達成するために、本発明は、可動光学部材と光学的ガイド構造との間に、位置決めデバイスを具備している。この位置決めデバイスは、第１に光学的ガイド構造に関連した機械的参照物と、第２に可動光学部材に関連した機械的参照物と、これら２つの機械的参照物を相互連結するための手段と、を備え、相互連結が、第１および第２機械的参照物と光学的ガイド構造とを含有する少なくとも１つの平面内における可動光学部材の移動を許容する。
【００２３】
より詳細には、本発明は、光学デバイスであって、少なくとも１つの光ビームのための光学的ガイド構造と、可動光学部材駆動手段を使用することによって、案内された光ビームに対する干渉・非干渉を制御され得るものとされた可動光学部材と、この可動光学部材を光学的ガイド構造に対して連結するためのフレキシブル支持体と、を具備してなる光学デバイスにおいて、光学的ガイド構造に対して可動光学部材を位置決めするための位置決めデバイスを具備し、この位置決めデバイスが、光学的ガイド構造に対して連結された第１機械的参照物と、可動光学部材に対して連結された第２機械的参照物と、第１機械的参照物と第２機械的参照物とを相互連結するための手段と、を備え、相互連結が、第１および第２機械的参照物（３０．１，３０．２）と光学的ガイド構造（１０）とを含有する少なくとも１つの平面内における可動光学部材の移動を許容することを特徴とする光学デバイスに関するものである。
【００２４】
この場合、可動光学部材は、並進移動と回転移動との一方または双方を行うことができる。これら移動は、スペース内において少なくとも１つの方向に沿って行うことができる。
【００２５】
相互連結手段と駆動手段とは、有利には、互いに個別のものとされ、これにより、光学的ガイド構造に対しての可動光学部材の正確な位置決めを容易に得ることができる。この位置決めは、可動光学部材が移動した場合であっても、変更されない。これにより、光学的ガイド構造によって搬送された光ビームに対する干渉・非干渉を制御することができる。
【００２６】
相互連結手段は、受動的なものとすることができ、相互連結は、光学デバイスの製造時に一括して行うことができる。例えば、このような受動的な相互連結は、応力を受けた機械的構造を調節しつつ変形させることによって、行うことができる。この変形は、可能であれば、バックリングとされる。
【００２７】
他の実施形態においては、相互連結手段は、能動的なものとすることができ、相互連結手段は、可動光学部材の移動前におよび／または移動最中におよび／または移動後に、活性化することができる。
【００２８】
相互連結手段は、少なくとも一対をなす電極を備えることができ、この電極対の一方の電極は、可動とすることができる。
【００２９】
相互連結手段が、複数の対をなす電極を備えている場合には、各電極対内の電極は、互いに垂直な平面内に延在することができる。
【００３０】
１つの有利な実施形態においては、第２機械的参照物は、フレキシブル接続手段を介することによって、可動光学部材に対してフレキシブルに連結される。
【００３１】
フレキシブル接続手段は、好ましくは、相互連結手段の可動電極よりも薄い。
【００３２】
有利には、製造の観点からは、フレキシブル支持体と、可動光学部材と、第２機械的参照物と、可動光学部材および第２機械的参照物の接続手段とは、可動ブロックを形成することができる。
【００３３】
可動ブロックは、相互連結手段の少なくとも１つの可動電極と駆動手段の可動電極とを、支持することができるあるいは形成することができる。
【００３４】
可動光学部材は、駆動されたときには、キャビティの内外にわたって挿抜可能とされ、光学的ガイド構造は、このキャビティ内に開口している。
【００３５】
キャビティは、屈折率調整用流体を収容することができる。
【００３６】
可動光学部材の駆動手段は、可動光学部材の保護カバーに対して固定された固定電極を備えることができ、これに加えて、可動電極を備えることができる。
【００３７】
第１機械的参照物と第２機械的参照物とは、１つまたは複数の表面と、エッジまたは尖端を有した１つまたは複数の部材と、これら部材の組合せと、の中から選択することができる。
【００３８】
他の実施形態においては、第１機械的参照物と第２機械的参照物とは、１つまたは複数の突起と、各突起のためのハウジングと、これら部材の組合せと、の中から選択することができる。
【００３９】
ハウジングには、好ましくは、突起のための案内手段が設けられる。これにより、相互連結手段として、１つまたは複数の電極対を使用することを回避することができる。
【００４０】
ハウジングは、Ｖ字形状グルーブとすることができる。この構成においては、案内手段は、Ｖ字形状グルーブをなす壁とすることができる。
【００４１】
他の実施形態においては、案内手段は、フレキシブルなタブとすることができる。
【００４２】
光学的ガイド構造は、可動光学部材の一方側において、ｎ個の光学的ガイドチャネルを備え、可動光学部材の他方側において、ｍ個の光学的ガイドチャネルを備え、ここで、ｎおよびｍは、整数であるとともに、少なくとも一方は、１以上である。
【００４３】
光学的ガイドチャネルは、光学的ガイドとすることも、また、光ファイバとすることも、できる。
【００４４】
可動光学部材は、半反射性スライド体、または、ミラー、または、シャッター、または、プリズム、または、レンズ、とすることができる。
【００４５】
本発明は、また、光学的ミキサーに関するものであって、この光学的ミキサーは、上述した光学デバイスを、行列配置された態様で、複数個具備し、各光学デバイスの光学的ガイド構造が、可動光学部材の一方側に非ゼロ角度でもって配置された２つの光学的ガイドチャネルと、可動光学部材の他方側に非ゼロ角度でもって配置された２つの光学的ガイドチャネルと、を備え、複数の光学デバイスが、対応する光学的ガイドチャネルを介して、行列配置で接続されていることを特徴としている。
【００４６】
本発明は、また、上述した光学デバイスを製造するための方法に関するものである。この方法においては、
第１基板上において、光学的ガイド構造を形成し、
光学的ガイド構造が開口するキャビティをエッチングによって形成するとともに、第１機械的参照物を形成し、
相互連結手段のための電極を形成し、
第２基板から開始して、可動ブロックを形成し、この場合、この可動ブロックを、可動光学部材に対して連結された第２機械的参照物と、フレキシブル支持体と、を備えてなるものとし、
第１基板と、ひっくり返しにした第２基板とを、組み立て、
第１基板との機械的連結を維持しつつ、可動ブロックを解放し、
第３基板から開始して、駆動手段のための電極を形成し、
駆動手段のための電極をカバーの下方に配置しつつ、第２基板の上方にカバーを組み立てる。
【００４７】
この方法においては、さらに、電極を、誘電体材料によって保護する。
【００４８】
第２基板および第３基板は、有利には、ＳＯＩ基板とされる。
【００４９】
可動ブロックを解放するステップにおいては、薄肉化を行うことができる。
【００５０】
光学的ガイド構造を形成する前に、かつ、この光学的ガイド構造が開口するキャビティをエッチング形成する前に、第１基板上に、電極を成膜することができる。
【００５１】
エッチングステップの後に、第１基板内にＶ字形状グルーブを形成するというエッチングステップを行うことができ、このＶ字形状グルーブを、第１機械的参照物として使用することができる。
【００５２】
他の態様においては、エッチングステップの後に、電極を成膜することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
本発明点は、添付図面を参照しつつ、本発明を何ら限定するものではなく単なる例示としての好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を読むことにより、明瞭となるであろう。
【００５４】
以下においては、様々な図面にわたって、同一の部材または同様の部材または等価な部材については、図面間の比較を容易とし得るよう、同じ符号を付している。
【００５５】
図示の各部材は、図面の理解を明瞭なものとし得るよう、必ずしも同じスケールで図示されているわけではない。
【００５６】
さて、平面図として図示されている図２Ａおよび図２Ｂを参照して、本発明による光学デバイスの第１実施形態について、説明する。図示の光学デバイスは、少なくとも１つの光学的ガイドチャネルを有してなる光学的ガイド構造（１０）を備えている。この例においては、２つの光学的ガイドチャネル（１０．１，１０．２）が設けられている。これらチャネルは、光学的ガイドとすることも、また、光ファイバとすることも、できる。光学的ガイド構造（１０）は、平面（ｘｏｙ平面）とされている。光学的ガイドチャネルは、光ビーム（１１）を搬送し得るよう構成されている。光学的ガイド構造（１０）は、ベース（１００）に対して固定されている。ベース（１００）は、光学的ガイド構造（１０）と協働するものであって、この例においては、基板（１００）とされている。光学的ガイド構造は、基板内に配置されている。
【００５７】
光学デバイスは、さらに、可動光学部材（２０）を備えている。可動光学部材（２０）は、光ビーム（１１）と相互作用するモードと、光ビーム（１１）と相互作用しないモードと、を有している。可動光学部材（２０）は、光ビーム（１１）に対して完全に反射性のものとすることができる。あるいは、可動光学部材（２０）は、光ビーム（１１）を部分的に透過させることも、また、光ビーム（１１）を吸収することも、できる。可動光学部材（２０）は、ミラーや、プリズムや、レンズや、半反射性光学的スライド体や、シャッター、とすることができる。可動光学部材（２０）は、誘電体材料や金属材料や半導体材料から形成することができる。可動光学部材（２０）は、２つのスライド体の間に流体を含有することができる。例えば、屈折率を有した液体や、液晶、を含有することができる。可動光学部材（２０）が光ビーム（１１）と相互作用を起こすときには、可動光学部材（２０）は、光学的ガイド構造（１０）の光学的ガイドチャネル（１０．１，１０．２）が開口しているキャビティ（１２）内に含浸されている。
【００５８】
可動光学部材（２０）は、可動なものであって、有利には固定された光学的ガイド構造（１０）に対して、機械的に連結されている。この連結は、通常は、フレキシブルな支持体（２１）を介することによって、間接的なものとされている。
【００５９】
光学デバイスは、さらに、位置決めデバイス（３０）を備えている。位置決めデバイス（３０）は、可動光学部材（２０）を、光学的ガイド構造（１０）に対して位置決めする。この位置決めデバイス（３０）は、（通常は、ベース（１００）を介して）光学的ガイド構造（１０）に対して連結された少なくとも１つの第１機械的参照物（３０．１）と、可動光学部材（２０）に対して連結された第２機械的参照物（３０．２）と、第１機械的参照物（３０．１）と第２機械的参照物（３０．２）とを相互連結するための手段（３０．３）と、を備えている。この相互連結により、可動光学部材（２０）は、第１機械的参照物（３０．１）と第２機械的参照物（３０．２）と光学的ガイド構造（１０）とを含有している少なくとも１つの平面内において、移動することができる。図においては、この移動は、上述した平面（ｘｏｙ平面）内における少なくとも１つの並進移動として、および／または、ｚ軸回りの少なくとも１つの回転として、行われている。このようなタイプの移動により、第２機械的参照物と第１機械的参照物との間の相互連結は、可動光学部材（２０）を、光学的ガイド構造（１０）に対して極めて正確に位置決めすることができる。これは、従来技術の場合とは相違している。従来技術においては、位置決めデバイスが明確に設けられておらず、可動光学部材（２０）の移動は、上述した平面に対して垂直な平面内においてしか、可能ではなかった。可動光学部材が偶発的に角度ずれを起こした場合、例えば、基板が光学的ガイド構造を支持した状態で基板に対して可動光学部材を組み立てるといったようなときに、可動光学部材が偶発的に角度ずれを起こした場合、従来技術では、修正することができなかった。このような精度の低い位置決めでは、光学的損失が発生し、満足のいく結果は、得られない。
【００６０】
第１機械的参照物（３０．１）は、表面タイプのものとすることができ、第２機械的参照物（３０．２）は、エッジや尖端や他のタイプのものを有した部材とすることができる。尖端やエッジは、位置決めデバイス（３０）の活性化後には、表面に対して接触することとなる。図２Ａおよび図２Ｂに示す例においては、第１機械的参照物（３０．１）は、それぞれエッジが設けられた２つの部材（３０．２０）から形成され、第２機械的参照物（３０．２）は、平面的表面から形成されている。両エッジは、同一平面的なものとされている。これとは逆の構成とすることもできる。図は、エッジを有した部材に代えて、尖端を有した部材を、概略的に示している。
【００６１】
平面的表面は、可動光学部材（２０）の１つの面である。この例においては、その面は、ミラーの形態とされている。図２Ａにおいては、位置決めデバイス（３０）は、未だ、活性化されていない。可動光学部材（２０）は、光学的ガイド構造（１０）に対しての適正位置には、配置されていない。可動光学部材（２０）は、並進移動と、少なくとも１つの回転と、を受けなければ、所望位置に到達できない。図２Ｂにおいては、位置決めデバイス（３０）は、活性化されている。第１機械的参照物（３０．１）が、相互連結されている。この例においては、第１機械的参照物（３０．１）は、第２機械的参照物（３０．２）に対して接触している。第１機械的参照物（３０．１）と第２機械的参照物（３０．２）とを相互連結するための手段（３０．３）は、可動光学部材（２０）に対して同一平面的力（ｘｏｙ平面）を印加している２つの矢印によって示されている。この手段については、詳細に後述する。位置決めの後におよび／または前におよび／または最中に、可動光学部材（２０）を、移動させることができ、キャビティ（１２）内へと挿入したりあるいはキャビティ（１２）から取り外したりすることができる。キャビティ（１２）に対しては、光学的ガイド構造（１０）の２つの光学的ガイドチャネル（１０．１，１０．２）が開口している。
【００６２】
図３は、本発明による光学デバイスの他の構成を示している。この場合、第１機械的参照物（３０．１）は、２つの平面的表面から形成され、第２機械的参照物（３０．２）は、それぞれエッジを有した２つの部材から形成されている。相互連結が行われた場合には、エッジが、平面的表面に対して接触するようになる。
【００６３】
光学的ガイド構造（１０）と、キャビティ（１２）と、可動光学部材（２０）とは、図２と同様とされている。第１機械的参照物（３０．１）は、光学的ガイド構造（１０）がなす平面に対して垂直に配向された２つの平面的表面によって形成されている。この例においては、平面的表面は、ｘｏｚ平面内に配置されている。表面は、補助キャビティ（１２．１）の壁である。相互連結が行われる際には、補助キャビティ（１２．１）内に、第２機械的参照物（３０．２）が移動してくる。
【００６４】
平面的表面は、例えば、光学的ガイド構造（１０）が開口しているキャビティ（１２）の壁から、形成することができる。表面は、光学的ガイド構造の光学的ガイドチャネルの外表面に対応することができる。
【００６５】
第２機械的参照物（３０．２）は、それぞれエッジ（３０．１）が形成された２つの部材（３０．２０）から形成される。それらエッジは、ｚ軸に沿って平行であるとともに、可動光学部材（２０）の両側に配置されている。各エッジは、第１機械的参照物（３０．１）がなす平面的表面（３０．１０）に対して接触することとなる。エッジを有した部材（３０．２０）は、例えば連結アームといったようなタイプの連結手段（３０．４）を介して、可動光学部材（２０）に対して機械的に連結されている。可動光学部材（２０）は、ほぼプレートの形状とされ、連結手段（３０．４）は、可動光学部材（２０）の両側に延在している。連結手段（３０．４）は、フレキシブルなものとし得るものの、必須ではない。
【００６６】
第２機械的参照物（３０．２）と第１機械的参照物（３０．１）との間の相互連結手段（３０．３）は、受動的なものとすることができる。この相互連結は、例えば材料の応力現象を使用することによって、光学デバイスの製造時に行うことができる。この実施形態は、図３に示されている。補助部材（３０．３０）は、例えばバックリングタイプのような不可逆変形によって、機械的に応力が付与されている。この補助部材（３０．３０）が変形した際には、第１機械的参照物（３０．１）と第２機械的参照物（３０．２）とが相互連結される（言い換えれば、エッジ（３０．２１）が、表面（３０．１０）に対して当接するようになる）。バックリングも含めた機械的応力は、本発明による光学デバイスの製造時に、熱的効果によって形成することができる。図３においては、移動態様は、図２Ａおよび図２Ｂに図示したものと同じである。
【００６７】
この場合、第１および第２機械的参照物の相互連結が完了した時点で、本発明による光学デバイスは、動作の待受状態となっている。言い換えれば、可動光学部材（２０）が、光学的ガイド構造（１０）に対して完璧に位置決めされ終わった時点で、可動光学部材（２０）は、光学的ガイド構造（１０）によって案内された光ビーム（１１）と相互作用することもしないこともできる。可動光学部材（２０）を移動させる手段（４０）が設けられており、この手段（４０）は、可動光学部材（２０）をキャビティ（１２）内へと移動させることによりあるいはキャビティ（１２）から移動させることにより、相互作用を設定したりあるいは解除したりすることができる。この移動は、第２機械的参照物と第１機械的参照物との間において既に形成されている位置決めを変更するものであってはならない。図３においては、可動光学部材（２０）を移動させる手段（４０）は、十字形によって表示されている。
【００６８】
変形例においては、第２機械的参照物と第１機械的参照物とを相互連結するための手段（３０．３）は、後述するように、能動的なものとすることができ、静電的アクチュエータや電磁的アクチュエータや他のアクチュエータから形成することができる。
【００６９】
さて、図４Ａ〜図４Ｈを参照して説明する。これら図においては、本発明による光学デバイスは、いくつかの構成に関して、断面図および平面図によって示されている。第１の構成は、第１機械的参照物（３０．１）に対して第２機械的参照物（３０．２）を相互連結する前に、適用可能である。休止時には、構成に応じて、可動光学部材（２０）は、キャビティ（１２）の外部に位置することも（図４Ａ、図４Ｂ）、あるいは、キャビティ（１２）の内部に位置することも（図４Ｇ、図４Ｈ）、できる。第２の構成は、第１機械的参照物に対して第２機械的参照物を相互連結した後に、適用可能である。可動光学部材（２０）は、キャビティ（１２）の内部に位置することも（図４Ｃ、図４Ｄ）、あるいは、キャビティ（１２）の外部に位置することも（図４Ｅ、図４Ｆ）、できる。
【００７０】
これらの例においては、第１および第２機械的参照物は、図３に示すものと同等である。しかしながら、第２機械的参照物と第１機械的参照物とを相互連結するための手段は、能動的なものとされ、静電アクチュエータタイプのものとされている。
【００７１】
可動光学部材（２０）は、両面ミラーの形態とされている。可動光学部材（２０）をキャビティの内外へと移動させるために使用される、可動光学部材（２０）の移動手段（４０）も、また、静電タイプのものとされている。
【００７２】
光学的ガイド構造（１０）は、ほぼＸ字形をなすようにして配置された同一平面的な４つの光学的ガイドチャネル（１０．１，１０．２，１０．３，１０．４）を備えている。これら４つの光学的ガイドチャネル（１０．１，１０．２，１０．３，１０．４）の一端は、キャビティ（１２）内に開口している。可動光学部材（２０）がキャビティ（１２）内に位置している場合には、それら光学的ガイドチャネルのうちの２つ（１０．１，１０．３）は、可動光学部材（２０）の一方サイドに位置しており、他の２つ（１０．２，１０．４）は、可動光学部材（２０）の他方サイドに位置している。
【００７３】
キャビティ（１２）は、光学的ガイド構造（１０）が上部にまたは内部に配置されている基板（１００）から、掘り下げられている。光学的ガイド構造は、ｘｏｙ平面内に延在している。可動光学部材（２０）は、中央に位置して、ｘｏｚ平面内に配向した略平面である。可動光学部材（２０）をキャビティの内外にわたって移動させることが、ｚ方向に沿って引き起こされることが仮定されている。図において、可動光学部材（２０）は、フレキシブル支持体（２１）を使用してキャビティ（１２）の上方において懸架されている。フレキシブル支持体（２１）は、光学的ガイド構造（１０）に対して可動光学部材（２０）を基板（１００）を介して連結している。このフレキシブル支持体（２１）は、２つの連結アーム（２１）の形態とされている。一方の連結アームは、ｘ方向に沿って、他方の連結アームの延長上に位置している。第２機械的参照物（３０．２）は、図３の場合と同様に、エッジ（３０．２０）を有した２つの部材とされている。各部材（３０．２０）は、ｚ方向においては、フレキシブル連結部材（２１．１）を介して、可動光学部材（２０）に対して連結されている。フレキシブル連結部材（２１．１）は、この特定の例においては、フレキシブル支持体（２１）の一方の連結アーム（２１）の一部を形成している。実際、この例においては、各連結アーム（２１）は、２つのセグメント（２１．１，２１．２）を備えている。可動光学部材（２０）寄りに位置したセグメント（２１．１）は、一端が、可動光学部材（２０）上に固定されており、他端が、エッジ（３０．２０）を有する部分に対して固定されている。セグメント（２１．１）は、ｚ方向においてフレキシブルである。可動光学部材（２０）から遠いところに位置した他方のセグメント（２１．２）は、一端が、エッジ（３０．２）を有した部材に対して固定されており、他端が、基板（１００）に対して固定されている。セグメント（２１．２）は、ｙ方向およびｚ方向においてフレキシブルである。この場合、第２機械的参照物（３０．２）と可動光学部材（２０）との間のフレキシブルな連結は、フレキシブル支持体のセグメント（２１．１）によって具現されている。他の構成においては、この連結（３０．４）は、フレキシブル支持体（２１）とは個別的なものとされる。フレキシブル支持体（２１）と基板（１０
０）との間の連結は、セグメント（２１．２）内に配置された嵌め込み参照物（４２）とすることができる。したがって、フレキシブル支持体（２１）は、光学的ガイド構造（１０）に対して可動光学部材（２０）を間接的に連結する。
【００７４】
第１機械的参照物（３０．１）と第２機械的参照物（３０．２）とを相互連結するための手段（３０．３）は、静電タイプのものとすることができる。この手段は、可動光学部材（２０）の両側に、２つのタイプの電極対（Ｅｃ１，Ｅ１）（Ｅｃ２，Ｅ２）を備えている。一方の電極対をなす各電極は、制御電圧が印加されたときには、静電的に引き付けられる。図４Ｃおよびこれ以降の図面は、さらなる詳細を示している。一方のタイプの電極対は、他方のタイプの電極対に対して垂直である。一方の電極対（Ｅｃ１，Ｅｃ２）は、可動である。すなわち、フレキシブル支持体（２１）に対して、および／または、フレキシブル連結部材（３０．４）に対して、および／または、第２機械的参照物（３０．２）に対して、固定されている。この例においては、一方の可動電極（Ｅｃ１）は、嵌め込み部材（４２）の近傍において、フレキシブル支持体（２１）のセグメント（２１．２）に対して固定されている。第２の可動電極（Ｅｃ２）は、エッジ（３０．２０）を有した部材に対して固定されている。
【００７５】
電極対の他方の電極（Ｅ１，Ｅ２）は、基板（１００）に対して完全に固定されている。各電極対（Ｅｃ１，Ｅ１）（Ｅｃ２，Ｅ２）間に制御電圧を印加することにより、第１機械的参照物（３０．１）に対しての第２機械的参照物（３０．２）の移動が引き起こされる。この移動は、可能であれば、３次元的なものとされ、これにより、相互連結が行われた際に、可動光学部材（２０）の並進移動と回転移動とを可能とすることができる。上述したように、２つの電極対の固定電極（Ｅ１，Ｅ２）は、２つの垂直平面内に配置されている。特に、ｘｏｚ平面（可動光学部材（２０）がキャビティ（１２）の内外にわたって移動する平面）内と、ｘｏｙ平面（光学的ガイド構造（１０）が延在する平面）内と、に配置されている。可能であれば、電極対の一方の電極は、後述するように、誘電体材料によって被覆される。これにより、電極間の機械的コンタクトの際に、電極が電気的に保護される。
【００７６】
連結アーム（２１）は、各電極対の引力方向において、特に、ｚ方向において（電極対（Ｅｃ１，Ｅ１）の引力方向）、および、ｙ方向において（電極対（Ｅｃ２，Ｅ２）の引力方向）、フレキシブルでなければならない。連結アームのフレキシブルさに関するさらなる説明については、後述する。
【００７７】
一方の固定電極（Ｅ１）は、基板（１００）上に形成されているとともに光学的ガイド構造（１０）がなす平面（ｘｏｙ平面）内に配向しているものであって、基板（１００）内においてフレキシブル支持体（２１）の嵌め込み部材（４２）の近傍に位置している。
【００７８】
他方の固定電極（Ｅ２）は、基板（１００）上に形成されているとともに可動光学部材（２０）の移動平面（ｘｏｚ平面）内において光学的ガイド構造（１０）に対して垂直に配向しているものであって、エッジ（３０．２０）を有した部材のところに配置されている。
【００７９】
電極は、固定されているかあるいは可動であるかにかかわらず、局所的な金属化によって形成することができる。
【００８０】
図４Ｃ〜図４Ｈに示すように個別の可動電極（Ｅｃ１，Ｅｃ２）を設けることに代えて、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、可動電極は、単一の共通電極（Ｅｃ）として形成することができる。実際、フレキシブル支持体（２１）と、第２機械的参照物（３０．２）に対して連結された可動光学部材（２０）とは、単一の可動電極（Ｅｃ）をなす可動ブロックを形成している。この可動ブロックは、例えば、ドーピング可能な半導体材料から形成することができる、あるいは、金属から形成することができる。可動ブロックが十分に良好ではない導電体であるような他の構成においては、共通電極（Ｅｃ）を、可動ブロック上に成膜することができる。ここで、この電極（Ｅｃ）は、２つの電極対に対して共通したものである。制御時には、この電極（Ｅｃ）は、好ましくはグラウンド電位とされた所定電位にまで電位を上昇させることができる。一方、各固定電極（Ｅ１，Ｅ２）は、通常は互いに異なるような適切な電位とされる。これにより、第１機械的参照物（３０．１）と第２機械的参照物（３０．２）とを相互連結したときには、可動光学部材の適切な移動を引き起こすことができる。
【００８１】
図４Ａおよび図４Ｂにおいては、可動光学部材（２０）と光学的ガイド構造（１０）との間において、位置決めが行われていない。第２機械的参照物（３０．２）と第１機械的参照物（３０．１）とは、未だ、相互連結されていない。それらは、互いにコンタクトしていない。さらに、可動光学部材（２０）は、キャビティ（１２）の外部に位置している。本発明による光学デバイスは、動作の待受状態とはなっていない。
【００８２】
図４Ｃおよび図４Ｄにおいては、第２機械的参照物（３０．２）と第１機械的参照物（３０．１）とが、相互連結されており、可動光学部材（２０）が、キャビティ（１２）内に挿入されている。電極対（Ｅ１，Ｅｃ１；Ｅ２，Ｅｃ２）に対して適切な制御電圧が印加されている。エッジ（３０．２０）を有した部材は、第１機械的参照物をなす表面（３０．１０）に対して、接触している。この例においては、相互連結を形成した時点で、第２機械的参照物が、キャビティ（１２）の延長をなすスペース（１２．１）内へと移動する。これは、第１機械的参照物として機能する平面的表面を、光学的ガイドチャネル（１０．１〜１０．４）が内部に開口するキャビティの壁として、取り扱い得るからである。変形例においては、平面的表面は、相互連結が行われた場合にエッジ（３０．２０）を有した部材が内部に移動してくる補助キャビティの壁とすることができる。しかしながら、すなわち（１２．１）がキャビティ（１２）に対して連通している方が、シンプルである。この表面は、固定電極（Ｅ２）を具現する金属化によって被覆される。電極（Ｅｃ２）は、この時点で、電極（Ｅ２）に対して非常に近接させることができる。
【００８３】
他の電極対をなす電極（Ｅ１，Ｅｃ１）は、静電効果によって互いに接近する。しかしながら、この例においては、接触することはない。遠い方のセグメント（２１．２）のところにおいて、フレキシブル支持体（２１）は、ｘｏｚ平面内において変形し、また、ｘｏｙ平面内においても変形する。
【００８４】
近い方のセグメント（２１．１）は、この時点では、ほとんど変形しない。セグメント（２１．１）は、遠い方のセグメント（２１．２）よりも、ｙ方向においてより堅固である。セグメント（２１．１）は、可動光学部材（２０）を経路に沿って引っ張ることにより、ｘｏｙ平面内においておよびｘｏｚ平面内において移動する。近い方のセグメント（２１．１）は、遠い方のセグメント（２１．２）よりも幅が広い（ｙ方向に沿った寸法が大きい）。これは、所望の硬さを得るための手段である。
【００８５】
可動光学部材（２０）は、キャビティ（１２）内へと進入している。光学デバイスは、反射状態にある（可動光学部材（２０）がミラーである場合）。それは、可動光学部材（２０）が、キャビティ（１２）内に位置しているからである。光学的ガイドチャネル（１０．１）によって搬送された光ビーム（１１）は、可動光学部材（２０）の１つの面によって反射されて、可動光学部材（２０）に関して同じサイドに配置された光学的ガイドチャネル（１０．３）へと向けられる。同様に、光学的ガイドチャネル（１０．２）によって搬送された光ビーム（図示せず）は、可動光学部材（２０）の反対面によって反射されて、可動光学部材（２０）に関して光学的ガイドチャネル（１０．２）と同じサイドに配置された光学的ガイドチャネル（１０．４）へと向けられる。反射面と入射光ビームとの間の角度は、この反射を得るために決定される。その結果、基本的スイッチングが行われる。
【００８６】
可動光学部材（２０）を移動させるための手段（４０）も、また、静電的なものとされる。この手段（４０）は、電極対（Ｅｃ３，Ｅ３）を備えている。この場合、一方の電極（Ｅｃ３）が可動とされ、他方の電極（Ｅ３）は、固定されている。可動電極（Ｅｃ３）は、可動光学部材（２０）に対して連結されている。図４Ａおよび図４Ｂの例においては、共通電極（Ｅｃ）によって具現されている。図４Ｃ、図４Ｄ、図４Ｅ、図４Ｆの例においては、独立とされている。固定電極（Ｅ３）は、保護カバー（４１）に対して完全に固定されている。保護カバー（４１）は、基板（１００）に対して固定され、キャビティ（１２）と可動光学部材（２０）とを少なくともカバーしている。このカバーは、可動光学部材（２０）の周囲の制御スペースを規定している。この固定電極（Ｅ３）は、可動光学部材（２０）に対向して配置されている。
【００８７】
２つの電極（Ｅｃ３，Ｅ３）の間に制御電圧を印加することは、２つの電極どうしを互いに接近させるという効果を有しており、そのため、ｘｏｚ平面（可動光学部材（２０）が移動する平面）内において、近い方のセグメント（２１．２）を引き寄せて、可動光学部材（２０）をキャビティ（１２）の外部へと持ち上げる。近い方のセグメント（２１．１）は、ｘｏｙ平面（光学的ガイド構造がなす平面）内において十分に剛直である。これにより、第２機械的参照物（３０．２）と第１機械的参照物（３０．１）との間の相互連結を無効とすることがない。可動光学部材（２０）を移動させるための手段（４０）は、活性化されたときには、第１機械的参照物と第２機械的参照物との間の相互連結を無効とすることなく、近い方のセグメント（２１．１）のところにおいてフレキシブル支持体（２１）を変形させることができ、可能であれば、遠い方のセグメント（２１．２）のところにおいてフレキシブル支持体（２１）を変形させることができる。この状態は、図４Ｅおよび図４Ｆに示されている。遠い方のセグメント（２１．２）の変形を避けることが好ましい。
【００８８】
本発明による光学デバイスは、伝達状態にある。光学的ガイドチャネル（１０．１）によって搬送された光ビーム（１１）は、キャビティ（１２）を通過し、光学的ガイドチャネル（１０．１）の延長上に位置した光学的ガイドチャネル（１０．４）内を伝搬する。同じことは、光学的ガイドチャネル（１０．２）から光学的ガイドチャネル（１０．３）を通過していく光ビームについても、当てはまる。
【００８９】
挿入損失を最小化することが要望された場合には、少なくともキャビティ（１２）内に、屈折率適合化流体（液体またはゲル）を添加することが、推奨される。この場合の光学損失は、光学的ガイドチャネルと可動光学部材（２０）との間のスペース内にわたって光ビームを伝搬させることに由来する。
【００９０】
相互連結手段（３０．３）および／または移動手段（４０）の静電制御は、適切な条件下で動作することができる。すなわち、少なくとも一方の可動電極が、２つの限界位置の間にわたって移動したときに、動作することができる。例えば、制御電圧は、一方の限界条件下における可動電極（Ｅｃ３）の所定移動距離をもたらす。可動電極（Ｅｃ３）は、所定の変形振幅を超えてはならない。可動電極（Ｅｃ３）が、所定の変形振幅を超えてしまうと、制御電圧が増大されれば、何かに係止されない限り、固定電極に対して接触するところまで移動してしまう。他の限界位置は、可動光学部材（２０）が、キャビティ（１２）の底部に接触して係止する場合に対応している。
【００９１】
変形例においては、静電制御は、不安定な範囲内で動作することができる。この構成においては、可動電極（Ｅｃ３）が、電極間の振幅全体を使用し得るような、移動距離を有している。可動電極（Ｅｃ３）は、図４Ｇの場合と同様に、絶縁体パッド参照物（４３）によって係止させることができる。例えば、仏国特許出願公開第２ ８１８ ８２５号明細書に開示されているような可変硬さを有した構造による制御を、想定することができる。あるいは、可能であれば、可動ジッピング効果電極による制御を、想定することができる。すなわち、可動電極を、端部から開始して、固定電極に対して漸次的に接触させるような制御を、想定することができる。
【００９２】
図４Ａ〜図４Ｆは、ｘｏｙ平面内およびｘｏｚ平面内での並進移動とｚ軸およびｙ軸回りでの回転移動とからなる移動を示している。
【００９３】
次に、図４Ｇおよび図４Ｈを参照して説明する。これら図における構成は、図４Ａおよび図４Ｂにおける構成と同様である。唯一の相違点は、第２機械的参照物（３０．２）と第１機械的参照物（３０．１）との間の相互連結が行われる前においても、可動光学部材（２０）が、キャビティ（１２）内に配置されている点である。第２機械的参照物（３０．２）と第１機械的参照物（３０．１）との間の相互連結を行うための手段（３０．３）は、ここでは、単一タイプの電極対を有しているのみである。可動電極（Ｅｃ２）が、第２機械的参照物（３０．２）寄りに配置されており、光学的ガイド構造がなす平面内における移動を可能としている。他のタイプの電極対は、この場合には、不要である。電極対に関し、固定電極（Ｅ２）は、第１機械的参照物（３０．１）の各参照表面のところに配置され、可動電極（Ｅｃ２）は、エッジ（３０．２０）を有した部材のエッジの近傍に配置されている。したがって、光学デバイスは、同じタイプの２つの電極対（Ｅｃ２，Ｅ２）を備えており、光学的ガイド構造（１０）に対しての可動光学部材（２０）の所望位置決めを可能とする。図４Ｇおよび図４Ｈにおいては、行われる移動は、第１および第２機械的参照物（３０．１，３０．２）と光学的ガイド構造（１０）とを含有した平面内における移動である。
【００９４】
よって、光学的ガイド構造（１０）がなす平面に対して垂直なｚ方向における第２機械的参照物（３０．２）の並進移動は、第２機械的参照物（３０．２）と第１機械的参照物（３０．１）とが相互連結している場合には、不要である。それは、構成的に、休止時には可動光学部材（２０）が、キャビティ（１２）の内部に存在するからである。
【００９５】
可動光学部材（２０）を移動させるための手段（４０）は、先に図示したものとほぼ同じ特性を有している。図４Ｇおよび図４Ｈに示す構成においては、電極（Ｅｃ３）と電極（Ｅ３）との間のスペースは、低減することができる。可動光学部材（２０）を移動させるための手段（４０）に対して入力すべき制御電圧は、より小さなものとすることができる。これにより、光学デバイスの機能的制御を容易なものとすることができる。言い換えれば、光学デバイスの伝達状態から反射状態への変化を容易なものとすることができる。
【００９６】
可動電極として特定の形状のものを使用することにより、本発明による光学デバイスの動作を最適化することができる。例えば、電極構成を例示している仏国特許出願公開第２ ８１７ ０５０号明細書を参照されたい。
【００９７】
次に、第２機械的参照物および第１機械的参照物の変形例について考察する。図５Ａ，図５Ｂ，図５Ｃは、本発明による光学デバイスにおいて第１機械的参照物と第２機械的参照物とを相互連結する前と後とにおける概略的な平面図および断面図である。
【００９８】
第２機械的参照物（３０．２）は、１つまたは複数の突起（３０．２２）を備えている。第１機械的参照物（３０．１）は、１つまたは複数のハウジング（３０．１１）から形成されており、各ハウジングは、相互連結が形成される際には、突起（３０．２２）を収容する。ハウジング（３０．１１）は、キャビティ（１２）の底部として振る舞うものであって、基板（１００）から掘り下げられていて、光学的ガイド構造（１０）を収容する。各ハウジング（３０．１１）には、突起（３０．２２）をハウジング内へと案内するための機械的手段（３０．１２）が設けられている。この例においては、ハウジング（３０．１１）は、Ｖ字形状グルーブとされ、ガイド手段（３０．１２）は、グルーブの傾斜壁とされている。各突起（３０．２２）は、回転円筒体という形態とされている。しかしながら、他の形態とすることも可能である。各突起（３０．２２）は、グルーブの壁によって案内され、グルーブ内へと進入する。この案内は、光学的ガイド構造（１０）に対しての可動光学部材（２０）の３次元的な位置決めに対して、寄与する。つまり、突起（３０．２２）は、Ｖ字形グルーブの壁によって中心合わせされる。
【００９９】
各突起（３０．２２）は、フレキシブルな連結（２１．１）を介して、可動光学部材（２０）に対して固定される。可動光学部材（２０）は、キャビティ（１２）の上方において懸架される。可動光学部材（２０）は、光学的ガイド構造（１０）に対して連結されかつ少なくともｚ方向においてフレキシブルとされた支持体（２１）によって、キャビティ（１２）内へと進入可能とされている。フレキシブル支持体（２１）は、図４に示すように、フレキシブル連結部材（２１．１）を包含することができ、可動光学部材（２０）の両側に位置した連結アームという形態とすることができ、突起（３０．２２）の両サイドに配置されたセグメント（２１．１，２１．２）から形成することができる。
【０１００】
図５Ｂにおいては、第２機械的参照物（３０．２）と第１機械的参照物（３０．１）とは、未だ、相互連結されていない。可動光学部材（２０）は、キャビティ（１２）の外部に位置している。図５Ｃにおいては、第２機械的参照物（３０．２）と第１機械的参照物（３０．１）とが、相互連結されており、可動光学部材（２０）が、光学的ガイド構造（１０）の光学的ガイドチャネルを通して伝搬された光ビーム（１１）を遮蔽し得るような位置とされている。
【０１０１】
第１機械的参照物（３０．１）と第２機械的参照物（３０．２）とを相互連結するための手段（３０．３）は、静電タイプのものとすることができ、少なくとも１つの電極対を備えることができる。電極対は、フレキシブル支持体（２１）に対して固定された可動電極（Ｅｃ）と、光学的ガイド構造（１０）を支持している基板（１００）に対して固定された少なくとも１つの固定電極（Ｅ１）と、を備えている。両電極（Ｅ１，Ｅｃ）は、光学的ガイド構造（１０）が位置する平面（ｘｏｙ平面）内に延在しており、ｚ方向に沿って移動することができる。案内手段の存在のために、相互連結手段のための他の平面内には、他の電極対は存在しない。可動光学部材（２０）を移動させるための手段（４０）は、図４に図示したものと同様である。
【０１０２】
光学的ガイド構造（１０）の光学的ガイドチャネルが開口しているキャビティ（１２）は、また、Ｖ字形底部を有するものとして図示されている。このようなＶ字形状は、エッチング技術を使用することにより、容易に形成することができる。好ましくは、半導体材料製基板内において結晶面上において、エッチング技術を使用することにより、容易に形成することができる。
【０１０３】
Ｖ字形状グルーブは、ｘｏｚ平面を向いた壁によって、あるいは、図５Ａに示すような傾斜壁によって、拘束することができる。このような拘束グルーブは、正方形ベース部を有した中空ピラミッドを形成する。傾斜壁は、光学的ガイド構造に対しての可動光学部材の位置決めをもたらす。図５Ａ〜図５Ｃにおいては、許可された移動は、ｘｏｚ平面内およびｘｏｙ平面内での並進移動と、少なくともｚ軸回りでの回転移動と、である。
【０１０４】
図６Ａ，図６Ｂ，図６Ｃは、図５Ａ，図５Ｂ，図５Ｃと同様の図であって、同じ移動が許容されている。第１機械的参照物（３０．１）において相違しており、第１機械的参照物（３０．１）は、常にハウジングタイプのものとされている。第２機械的参照物（３０．２）は、上記と同様に、１つまたは複数の突起（３０．２２）から形成されている。各突起（３０．２２）は、好ましくは、回転円筒体という形態とされている。各突起（３０．２２）は、突起（３０．２２）を機械的に案内するための手段（３０．１２）を有したハウジング（３０．１１）内へと進入し得るよう構成されている。明確な形状を有したハウジング（３０．１１）は、基板（１００）から掘り下げられている。機械的案内手段（３０．１２）は、複数のフレキシブルタブの形態とされている。これらタブは、突起がハウジング内に導入された際には、開口から各ハウジング内にぶら下がっている。フレキシブルタブ（３０．１２）は、ハウジング（３０．１１）内に配置された自由端を有している。これらフレキシブルタブ（３０．１２）は、第２機械的参照物（３０．２）と第１機械的参照物（３０．１）とが相互連結されたときには、突起を案内する。それらの役割は、ハウジング（３０．１１）内において突起（３０．２２）を中心合わせすることである。
【０１０５】
次に、光学的ガイド構造（１０）の様々な構成について説明する。光学的ガイド構造（１０）は、可動光学部材（２０）の一方側に、キャビティ（１２）内に挿入されるべきｎ個の光学的ガイドチャネル（１０．１０）を備えており、可動光学部材（２０）の他方側に、ｍ個の光学的ガイドチャネル（１０．２０）を備えている。ｎおよびｍは、整数であって、少なくとも一方は、１以上である。この光学的ガイド構造は、平面的である（ｘｏｙ平面）。
【０１０６】
最も単純な構成は、図７Ａに示すように、ただ１つの光学的ガイドチャネル（１０．１０）を有している。光学的ガイドチャネル（１０．１０）は、光ファイバまたは光学的ガイドとすることができ、キャビティ（１２）内に開口している。キャビティの反対側において、光学的ガイドチャネル（１０．１０）の延長上に、デバイス（８０）を設けることができる。デバイス（８０）は、例えば光検出器とされ、光学的ガイドチャネル（１０．１０）によって搬送された光ビーム（１１）によって照射される。この場合、可動光学部材（２０）は、シャッターとして機能する。可動光学部材（２０）がキャビティ（１２）内に位置している場合には、可動光学部材（２０）は、デバイス（８０）に対しての光ビーム（１１）の伝搬を停止する。可動光学部材（２０）がキャビティ（１２）の外部に位置している場合には、光ビーム（１１）は、デバイス（８０）に到達することができる。この状態は、図７Ａに示されている。
【０１０７】
図７Ｂに示す変形例においては、デバイス（８０）は、キャビティ（１２）内に挿入された可動光学部材（２０）に対して、光学的ガイドチャネル（１０．１０）と同じサイドに配置することができる。この場合、可動光学部材（２０）は、デバイス（８０）に対して光ビーム（１１）を反射するという機能を果たすことができる。これは、図７Ｂに示されている状態である。図７Ａ〜図７Ｇにおいては、位置決めデバイス（３０）が図示されている。
【０１０８】
図２Ａおよび図２Ｂは、可動光学部材の一方側に２つの光学的ガイドチャネルが配置され、可動光学部材の他方側に光学的ガイドチャネルが配置されていない、状況が図示されている。光学的ガイドチャネルは、互いに角度をなして配置されている。可動光学部材（２０）は、反射体として機能している。
【０１０９】
図４は、可動光学部材（２０）の両側においてキャビティ（１２）内に挿入された２つの光学的ガイドチャネルを示している。光学デバイスは、可動光学部材（２０）がキャビティ（１２）内に位置している場合には反射として動作し、かつ、可動光学部材（２０）がキャビティ（１２）の外部に位置している場合には透過として動作するような、スイッチである。
【０１１０】
図７Ｃにおいては、可動光学部材（２０）の一方側に、キャビティ（１２）内に挿入されたｎ個の光学的ガイドチャネル（１０．１０）が設けられ、可動光学部材（２０）の他方側に、ｍ個の光学的ガイドチャネル（１０．２０）が設けられている。ｎは、ｍと等しく、１以上である。ｍ個の光学的ガイドチャネル（１０．２０）は、ｎ個の光学的ガイドチャネル（１０．１０）の延長上である。光学的ガイドチャネル（１０．１０，１０．２０）は、可動光学部材（２０）に対して角度を形成している。この光学デバイスは、ｎ個のチャネルに関してシャッターとして機能する。
【０１１１】
図７Ｄは、図２の構造を一般化したものであって、可動光学部材（２０）の同じ側に、キャビティ（１２）内に挿入されたｎ／２個ずつの２つのグループをなす光学的ガイドチャネル（１０．１０）が設けられている。これら２つのグループは、互いに対して角度を形成している。このタイプの光学デバイスは、ｎ／２個のチャネルに関して反射体として機能する。
【０１１２】
図７Ｅは、図４の構造を一般化したものであって、可動光学部材（２０）の一方側に、キャビティ（１２）内に挿入されたｎ／２個ずつの２つのグループをなす光学的ガイドチャネル（１０．１０）が角度をなして配置され、可動光学部材（２０）の他方側に、ｎ／２個ずつの２つのグループをなす光学的ガイドチャネル（１０．２０）が角度をなして配置されている。可動光学部材（２０）の一方側におけるｎ／２個からなる光学的ガイドチャネル（１０．１０または１０．２０）のグループは、可動光学部材（２０）の他方側におけるｎ／２個からなる光学的ガイドチャネル（１０．２０または１０．１０）のグループに対して、延長上に位置している。このタイプの光学デバイスは、ｎ個のチャネルに関してスイッチとして動作し、透過または反射として機能する。
【０１１３】
図７Ｆおよび図７Ｇは、本発明による光学デバイスの他の構成を示している。ここでは、１×ｎというスイッチング機能を果たしている。
【０１１４】
図７Ｆにおいては、光学的ガイド構造は、キャビティ（１２）内に配置された可動光学部材（２０）の同じ側において、第１に、単一の光学的ガイドチャネル（１０．１０）と、第２に、１グループをなす（ｎ−１）個の光学的ガイドチャネル（１０．１０）と、を備えている。
【０１１５】
可動光学部材（２０）は、ミラーとすることができる。可動光学部材（２０）は、ｚ軸回りにおいて複数の角度位置を有することができる。これにより、ｎ個の光学的ガイドチャネル（１０．１０）の中から任意のものを選択し得るものとされている。光学デバイスは、反射で動作し、可逆的である。
【０１１６】
図７Ｇにおいては、可動光学部材（２０）の一方側において、キャビティ（１２）内に挿入された単一の光学的ガイドチャネル（１０．１０）が設けられ、可動光学部材（２０）の反対側において、１グループをなすｍ個（＝（ｎ−１）個）の光学的ガイドチャネル（１０．２０）が設けられている。可動光学部材（２０）は、透明なまたは半透明な誘電体製スライド体とすることができる。可動光学部材（２０）は、ｚ軸回りにおいて複数の角度位置を有することができる。これにより、ｍ個の光学的ガイドチャネル（１０．２０）の中から任意のものを選択し得るものとされている。光学デバイスは、透過で動作し、可逆的である。
【０１１７】
これら図面においては、可動光学部材（２０）を回転駆動するための手段については、詳細に図示されていない。このような手段は、両方向矢印（８１）によって概略的に示されている。
【０１１８】
本発明は、また、上述したような複数の光学デバイスを備えてなる光学的ミキサーに関するものである。複数の光学デバイスは、行列配置され、光学的ガイド構造（１０）が、可動光学部材（２０）の同じ側に非ゼロ角度でもって配置された２つの光学的ガイドチャネル（１０．１，１０．２）と、可動光学部材（２０）の同じ側に非ゼロ角度でもって配置された２つの光学的ガイドチャネル（１０．３，１０．４）と、を備えている。様々な光学的ガイドチャネル（１０．１〜１０．４）は、キャビティ（１２）内に開口しており、行および／または列に応じて光学デバイスを付加的に接続するために使用することができる。図７Ｈは、そのような光学的ミキサーを示している。２つの可動光学部材（２０）が、キャビティ（１２）の中に挿入されている。フレキシブル支持体は、符号（２１）によって示されており、位置決めデバイスは、符号（３０）によって示されている。
【０１１９】
次に、本発明による光学デバイスの一実施形態について説明する。光学デバイスは、図４Ａおよび図４Ｂに示すものと同様であり、単一の中実可動電極（Ｅｃ）が、可動ブロックから形成されており、特に、可動光学部材とフレキシブル支持体とエッジを有した部材とフレキシブル接続部材とから形成されている。しかしながら、相違点が存在する。
【０１２０】
第１基板（１０１）上に、光学的ガイド構造（１０）を形成することから開始する。この光学的ガイド構造（１０）は、交差して配置された４つの光学的ガイドチャネルを備えている。各光学的ガイドチャネルは、フラットな光学的ガイドの形態とされ、コアとコーティングとを有している。例えばシリコンから形成されているようなベース基板（１０１）上に、第１層（ｃ１）を成膜する。この層を、第２層（ｃ２）によって被覆する。第２層は、コアとして動作することとなるとともに、その後にエッチングされることによって、コアの外形を形成することとなる。コアは、使用される技術に応じて、円形横断面のものとも、また、矩形横断面のものとも、することができる。シリコン技術においては、コアの断面は、矩形とされる傾向があり、ガラス上での技術においては、コアの断面は、円形とされる傾向がある。第２層（ｃ２）を、コーティングとして機能する第３層（ｃ３）によって被覆する（図８Ａ）。この図は、図４Ｂに示すＣＣ’軸に沿った断面である。光学的ガイドチャネル（１０．３，１０．４）は、端部が示されている。それは、この時点では、キャビティが未だ形成されていないからである。
【０１２１】
層（ｃ１，ｃ２，ｃ３）は、様々なドーピング度合いの材料からあるいは非ドーピング材料から形成することができる。第２層（ｃ２）は、光を案内し得るよう、他の層（ｃ１，ｃ３）よりも大きな屈折率を有している。例えば、第２層をなす材料は、ガラスや、酸化シリコンや、シリコンや、ポリマーの中から選択することができる。
【０１２２】
次に、エッチングを行って、キャビティ（１２）を形成する。キャビティ（１２）は、可動光学部材を収容するとともに、第２機械的参照物（エッジを有した部材の形態とされる）が移動することができるスペース（１２．１）を形成し、このスペースを規定する壁からなる第１機械的参照物を具現する。図４Ｂは、このスペース（１２．１）が、キャビティ（１２）と連通している様子を示している。しかしながら、この構成は、必須ではない。スペース（１２．１）とキャビティ（１２）とは、個別的なものである。図８Ｂは、図４ＢにおけるＤＤ’軸に沿った、デバイスの横断面図である。このエッチングは、異方的なドライエッチングとすることができる。このドライエッチングは、第１基板（１０１）上において停止する。この図は、光学的ガイドチャネル（１０．２）および光学的ガイドチャネル（１０．４）を示す正面からの横断面図である。
【０１２３】
次に、第２機械的参照物と第１機械的参照物との相互連結手段をなす固定電極（Ｅ１，Ｅ２）を形成する（図８Ｃ）。これら電極は、図４Ａおよび図４Ｂに示す電極と適合している。電極（Ｅ２）は、紙面内に位置していることにより、図示されていない。電極のこのような実施形態は、例えばアルミニウムやチタンやニッケルや金といったような導電性材料から、機械的マスク（図示せず）を介しての、蒸発やスパッタリングによって、形成することができる。電極に対してアクセスするための導電性パッド（９１，９２）を、電極（Ｅ１，Ｅ２）に対して接続することができる。
【０１２４】
次に、電極（Ｅ１，Ｅ２）およびパッド（９１，９２）上に、誘電体層（９３）を成膜する。これにより、光学デバイスの電気機械的動作時に、これら電極およびパッドを保護する。この酸化層を使用することにより、第１基板（１０１）を、後述するように、第２基板（１０２）によってシールすることができる。例えば、ホウ素およびリンによってドーピングされた酸化シリコンであるＢＰＳＧ（Boron Phosphorus Silicate Glass） からなる酸化物層や、同様の酸化物層を、形成することができる。表面酸化物層の平坦化ステップを、行うことができ、これにより、第２基板（１０２）によってシールするための表面を形成することができる（図８Ｄ）。
【０１２５】
次なるステップのための出発点は、２つの半導体材料層の間に、すなわち下側層（９５．１）と上側層（９５．２）との間に、中間誘電体層（９４）を備えてなる第２基板（１０２）である。例えば、厚いＳＯＩ（シリコンオンインシュレータ）基板（１０２）とすることができる。この場合、シリコン層（９５．２）の厚さは、約２０μｍとされ、埋込酸化シリコン層（９４）の厚さは、約１μｍとされる（図９Ａ）。第２機械的参照物（３０．２）と、フレキシブル支持体（２１）と、必要であればフレキシブル接続部材（フレキシブル支持体内に嵌め込まれない場合）とが、エッチングによって形成される（図９Ｂ）。例えば、例えば酸化シリコン製のものといったような酸化物マスク（９６）を介することによって、異方性ドライエッチングを、行うことができる。エッチングは、半導体材料製の上側層（９５．２）内において停止する。
【０１２６】
次なるステップは、エッチングされた部分から、酸化物マスクを除去することである。エッチングされた部分は、特に、フレキシブル支持体（２１）と、第２機械的参照物（３０．２）と、可動光学部材（２０）とは、移動することができる。言い換えれば、可動ブロックは、移動することができる（図９Ｃ）。これは、酸化物層の残部を例えば樹脂層によって保護した後に、酸化物をドライエッチングまたはウェットエッチングすることにより行うことができる。可動ブロックが、相互連結手段と移動手段とに共通の可動電極（Ｅｃ）を形成することが仮定されている。
【０１２７】
図１０Ａは、光学的ガイド構造（１０）を支持している第１基板（１０１）と、可動ブロックを有しつつひっくり返された第２基板（１０２）と、の間の組立を示している。この組立は、分子シールや同様のシール、共融シール、あるいは、陽極シール、とすることができる。この組立の精度は、それほど良好である必要はない。
【０１２８】
次なるステップは、薄肉化によって、下側の半導体材料層（９５．１）と中間誘電体層（９４）とを除去することにより、さらに、図９Ｂにおけるステップにおいてエッチングされなかった上側半導体材料層の厚さ部分内において形状を規定することにより、可動ブロックを解放することである（図１０Ｂ）。このようなエッチングは、異方性ドライエッチングによって行うことができる。第２基板の材料は、フレキシブル支持体（２１）の両サイドに維持される。それは、第１ベース基板（１０１）に対するシールが形成される場所であるからである。
【０１２９】
このような可動ブロックの外形の形成ステップは、困難なものである。それは、半導体材料製下側層（９５．１）および中間誘電体層（９４）が除去された時点で、既に可動ブロックとなっているからである。逆の手順を使用することができる。すなわち、図９Ｂにおけるステップにおいてエッチングされなかった半導体材料製上側層（９５．２）の残部厚さと中間誘電体層（９４）と下側半導体材料層（９５．１）とを通して可動ブロックの外形を規定し、中間誘電体層（９４）と下側半導体材料層（９５．１）とを除去する。これら２つの層は、スティフナーとして機能する。変形例においては、中間誘電体層（９４）だけを、スティフナー層と見なすことができる。下側半導体材料層（９５．１）を、その後除去することができ、中間誘電体層（９４）を、その後除去することができる。
【０１３０】
半導体材料からなる厚い層（９６）とこの層を被覆する薄い絶縁体材料層（９７）と半導体材料製薄層（９８）とを備えてなる第３基板（１０３）を使用することによって、可動光学部材の駆動手段を形成することができる（図１１Ａ）。これは、ＳＯＩ基板とすることができ、薄層（９７，９８）は、数μｍという厚さとすることができる。
【０１３１】
可動光学部材の駆動手段の固定電極（Ｅ３）、および、固定電極に対して接続されたアクセスパッド（１０４）の外形を、半導体材料製薄層（９８）（可能であれば、導電性を高めるためにエッチングされる）内においてエッチングすることができる（図１１Ｂ）。
【０１３２】
固定電極（Ｅ３）およびパッド（１０４）は、誘電体材料層（１０５）によって被覆される（図１１Ｃ）。これは、酸化シリコンからなる層とすることができる。誘電体材料層（１０５）の表面を平坦化するためのステップを行うことを、想定することができる。
【０１３３】
カバー（４１）の内部の壁が、誘電体材料層（１０５）内に形成される。これにより、制御スペースを制限することができる（図１１Ｄ）。これは、誘電体材料層（１０５）の異方性ドライエッチングによって行うことができる。エッチングは、固定電極（Ｅ３）を露出させるものの、パッド（１０４）は露出させない。
【０１３４】
図１２Ａに示すステップは、図１０Ｂに示す構造の上に、図１１Ｄにおいて形成された基板をひっくり返しつつ、組み立てることである。固定電極（Ｅ３）は、可動ブロックの頂部にあり、そのため、可動電極（Ｅｃ）の頂部にある。組立は、図１０Ａに関して上述したのと同じタイプのシールとすることができる。
【０１３５】
最後に、パッド（９１，９２）のところにおいておよび電極（Ｅｃ）のところにおいておよびパッド（１０４）のところにおいて、エッチングステップが行われる。これにより、様々な電極（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅｃ）のコンタクトが再加工される（図１２Ｂ）。
【０１３６】
次に、図５に示すのと同等の本発明による光学デバイスの製造方法の一例について説明する。この場合、第２機械的参照物として突起を使用し、第１機械的参照物としてＶ字形グルーブを使用するとともに、相互連結を、光学的ガイド構造がなす平面に対して実質的に垂直なものとして、行う。
【０１３７】
例えばシリコンから形成されたような第１基板（１０１）から開始する。第１基板を、導電材料（１０６）によって被覆する。導電材料は、例えば、ドーピングされたシリコンや、ＡｌＳｉや、あるいは、アルミニウムや金等の金属材料、とすることができる。
【０１３８】
光リソグラフィーおよびエッチングを使用することにより、第１機械的参照物と第２機械的参照物とを相互連結するための手段における固定電極（Ｅ１）の外形を規定する。従来技術の場合と同様に、少なくとも１つのパッド（９１）を、固定電極（Ｅ１）に対するアクセスのために設置する。このようにして形成された基板（１０１）を、絶縁層（１０６）によって被覆する。絶縁層（１０６）は、可動光学部材を収容することとなるグルーブおよびキャビティをエッチングするための光リソグラフィーマスクとして機能する（図１３Ａ）。例えば、この層（１０６）は、酸化シリコンおよび／または窒化シリコンから形成することができ、プラズマによって増強された化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）によって成膜される。グルーブおよびキャビティの外形に対応する開口（１０７）を、層（１０６）内にエッチング形成する。
【０１３９】
次に、図８Ａに示すステップと同様にして、光学的ガイド構造を形成する。第１層（ｃ１）を成膜する。この第１層は、コーティングとして機能する。この第１層を、第２層（ｃ２）によって被覆する。第２層は、光学的ガイドチャネルに関するコアとして動作することとなる。第２層をエッチングすることによって、コアの外形を形成する。第２層（ｃ２）を、コーティングとして機能する第３層（ｃ３）によって被覆する（図１３Ｂ）。この図は、図５Ａに示すＥＥ’軸に沿った断面である。
【０１４０】
層（ｃ１〜ｃ３）からなる積層体をエッチングすることにより、スペース（１０７）を露出させる。スペース（１０７）は、キャビティのうちの、光学的ガイド構造の光学的ガイドチャネルが開口する部分に対応したものとする。スペース内においては、第１機械的参照物と第２機械的参照物とを相互連結する前に突起を位置決めしている（図１３Ｃ）。この図１３Ｃは、図５Ａに示すＦＦ’軸に沿った断面であって、断面内の２つの光学的ガイドチャネル（１０．３，１０．４）を示している。次なるステップは、キャビティ（１２）の底部をエッチングして、第１基板（１０１）内にＶ字形状グルーブ（３０．１１）を形成することである（図１３Ｄ）。
【０１４１】
第２機械的参照物（３０．２）内の突起（３０．２２）と、フレキシブル支持体（２１）と、必要であればフレキシブル接続部材（フレキシブル支持体内に嵌め込まれない場合）とが、図９Ａ（図１４Ａ参照）に関して上述したようにして第２基板（１０２）内に可動光学部材（２０）をエッチング形成することにより、形成される。例えば、エッチングは、酸化シリコン製のものといったような酸化物マスク（９６）を介することによって、異方性ドライエッチングとすることができる。エッチングは、半導体材料製の上側層（９５．２）内において停止する。
【０１４２】
次なるステップは、エッチングされた部分において、酸化物マスクを露出させることである。エッチングされた部分は、移動可能である必要がある（以降においては、可動ブロックと称される）。言い換えれば、フレキシブル支持体（２１）と、第２機械的参照物（３０．２）と、可動光学部材（２０）とは、移動することができる（図１４Ｂ）。このエッチングは、酸化物層の残部を例えば樹脂層によって保護した後に、酸化物をドライエッチングまたはウェットエッチングすることにより行うことができる。
【０１４３】
図１５Ａは、光学的ガイド構造（１０）を支持している第１基板（１０１）と、可動ブロックを有しつつひっくり返された第２基板（１０２）と、の間の組立を示している。この組立は、図１０Ａの場合と同様にして行うことができる。
【０１４４】
図１５Ｂは、図１０Ｂの場合と同じく、可動ブロックの解放を示している。
【０１４５】
第３基板（１０３）から開始して、可動光学部材の駆動手段を形成することに関しては、図１１Ａ〜図１１Ｄを参照されたい。
【０１４６】
図１６Ａは、図１５Ｂに示す構造の上に、図１１Ｄにおいて形成された基板をひっくり返しつつ、組み立てる様子を示している。固定電極（Ｅ３）は、可動ブロックの上方にある。アセンブリは、図１０Ａに関して上述したのと同じタイプのシールとすることができる。
【０１４７】
図１６Ｂは、最後に、パッド（９１，１０４）のところにおけるおよび電極（Ｅｃ）のところにおけるエッチングステップを示している。これにより、様々な電極（Ｅ１，Ｅ３，Ｅｃ）のコンタクトが再加工される。
【０１４８】
本発明のいくつかの実施形態について例示し詳細に説明したけれども、本発明の範囲を逸脱することなく様々な修正や変形が可能であること、特に、位置決めデバイスの形状や、可動光学部材の形状や、光学的ガイド構造の構造に関して、本発明の範囲を逸脱することなく様々な修正や変形が可能であることは、理解されるであろう。また、第２機械的参照物を具現するに際して、突起とハウジングとの相互関係を入れ替えても良いことも、理解されるであろう。この場合には、第１機械的参照物を具現するものとして、突起が使用される。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１Ａ】従来技術による、スイッチング機能を有した光学デバイスの原理を示す図である。
【図１Ｂ】従来技術による、スイッチング機能を有した光学デバイスの原理を示す図である。
【図１Ｃ】従来技術による複数の光学デバイスを備えてなる光学的ミキサーを示す図である。
【図２Ａ】可動光学部材を光学的ガイド構造に対して位置決めする前の状態において、本発明による光学デバイスを示す図である。
【図２Ｂ】可動光学部材を光学的ガイド構造に対して位置決めした後の状態において、本発明による光学デバイスを示す図である。
【図３】位置決めデバイスが受動的なものである場合に、本発明による光学デバイスを示す図である。
【図４Ａ】位置決めデバイスが能動的なものである場合に、本発明による光学デバイスの一実施形態を示す断面図である。
【図４Ｂ】位置決めデバイスが能動的なものである場合に、本発明による光学デバイスの一実施形態を示す平面図である。
【図４Ｃ】位置決めデバイスが能動的なものである場合に、本発明による光学デバイスの他の実施形態を示す断面図である。
【図４Ｄ】位置決めデバイスが能動的なものである場合に、本発明による光学デバイスの他の実施形態を示す平面図である。
【図４Ｅ】位置決めデバイスが能動的なものである場合に、本発明による光学デバイスの他の実施形態を示す断面図である。
【図４Ｆ】位置決めデバイスが能動的なものである場合に、本発明による光学デバイスの他の実施形態を示す平面図である。
【図４Ｇ】位置決めデバイスが能動的なものである場合に、本発明による光学デバイスの他の実施形態を示す断面図である。
【図４Ｈ】位置決めデバイスが能動的なものである場合に、本発明による光学デバイスの他の実施形態を示す平面図である。
【図５Ａ】第２機械的参照物が突起によって形成され、第１機械的参照物が突起のためのハウジングによって形成されている場合に、本発明による光学デバイスの他の実施形態を示す平面図である。
【図５Ｂ】第２機械的参照物が突起によって形成され、第１機械的参照物が突起のためのハウジングによって形成されている場合に、本発明による光学デバイスの他の実施形態を示す断面図である。
【図５Ｃ】第２機械的参照物が突起によって形成され、第１機械的参照物が突起のためのハウジングによって形成されている場合に、本発明による光学デバイスの他の実施形態を示す断面図である。
【図６Ａ】第２機械的参照物が突起によって形成され、第１機械的参照物が突起のためのハウジングによって形成されている場合に、本発明による光学デバイスのさらに他の実施形態を示す平面図である。
【図６Ｂ】第２機械的参照物が突起によって形成され、第１機械的参照物が突起のためのハウジングによって形成されている場合に、本発明による光学デバイスのさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図６Ｃ】第２機械的参照物が突起によって形成され、第１機械的参照物が突起のためのハウジングによって形成されている場合に、本発明による光学デバイスのさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図７Ａ】光学的ガイド構造および光学的ミキサーに関しての、いくつかの可能な構成を示す図である。
【図７Ｂ】光学的ガイド構造および光学的ミキサーに関しての、いくつかの可能な構成を示す図である。
【図７Ｃ】光学的ガイド構造および光学的ミキサーに関しての、いくつかの可能な構成を示す図である。
【図７Ｄ】光学的ガイド構造および光学的ミキサーに関しての、いくつかの可能な構成を示す図である。
【図７Ｅ】光学的ガイド構造および光学的ミキサーに関しての、いくつかの可能な構成を示す図である。
【図７Ｆ】光学的ガイド構造および光学的ミキサーに関しての、いくつかの可能な構成を示す図である。
【図７Ｇ】光学的ガイド構造および光学的ミキサーに関しての、いくつかの可能な構成を示す図である。
【図７Ｈ】光学的ガイド構造および光学的ミキサーに関しての、いくつかの可能な構成を示す図である。
【図８Ａ】光学的ガイド構造および第１機械的参照物を備えてなる第１基板に関しての、複数の製造ステップの第１例を示す図である。
【図８Ｂ】光学的ガイド構造および第１機械的参照物を備えてなる第１基板に関しての、複数の製造ステップの第１例を示す図である。
【図８Ｃ】光学的ガイド構造および第１機械的参照物を備えてなる第１基板に関しての、複数の製造ステップの第１例を示す図である。
【図８Ｄ】光学的ガイド構造および第１機械的参照物を備えてなる第１基板に関しての、複数の製造ステップの第１例を示す図である。
【図９Ａ】光学部材および第２機械的参照物を備えてなる可動ブロックを、第２基板から形成するに際しての、複数の製造ステップの第１例を示す図である。
【図９Ｂ】光学部材および第２機械的参照物を備えてなる可動ブロックを、第２基板から形成するに際しての、複数の製造ステップの第１例を示す図である。
【図９Ｃ】光学部材および第２機械的参照物を備えてなる可動ブロックを、第２基板から形成するに際しての、複数の製造ステップの第１例を示す図である。
【図１０Ａ】図８に示す第１基板に対して、図９に示す第２基板をひっくり返しつつ取り付けて、可動ブロックを解放した様子を示す図である。
【図１０Ｂ】図８に示す第１基板に対して、図９に示す第２基板をひっくり返しつつ取り付けて、可動ブロックを解放した様子を示す図である。
【図１１Ａ】第３基板から開始して、変位手段の電極の製造と、カバーの形成と、を示す図である。
【図１１Ｂ】第３基板から開始して、変位手段の電極の製造と、カバーの形成と、を示す図である。
【図１１Ｃ】第３基板から開始して、変位手段の電極の製造と、カバーの形成と、を示す図である。
【図１１Ｄ】第３基板から開始して、変位手段の電極の製造と、カバーの形成と、を示す図である。
【図１２Ａ】図１０に示す最初の２つの基板に対して、図１１に示す第３基板を取り付けて、コンタクトのための穴を形成する様子を示す図である。
【図１２Ｂ】図１０に示す最初の２つの基板に対して、図１１に示す第３基板を取り付けて、コンタクトのための穴を形成する様子を示す図である。
【図１３Ａ】光学的ガイド構造および第１機械的参照物を備えてなる第１基板に関しての、製造の第２例を示す図である。
【図１３Ｂ】光学的ガイド構造および第１機械的参照物を備えてなる第１基板に関しての、製造の第２例を示す図である。
【図１３Ｃ】光学的ガイド構造および第１機械的参照物を備えてなる第１基板に関しての、製造の第２例を示す図である。
【図１３Ｄ】光学的ガイド構造および第１機械的参照物を備えてなる第１基板に関しての、製造の第２例を示す図である。
【図１４Ａ】光学部材および第２機械的参照物を備えてなる可動ブロックを、第２基板から形成するに際しての、複数の製造ステップの第２例を示す図である。
【図１４Ｂ】光学部材および第２機械的参照物を備えてなる可動ブロックを、第２基板から形成するに際しての、複数の製造ステップの第２例を示す図である。
【図１５Ａ】図１３に示す第１基板に対して、図１４に示す第２基板をひっくり返しつつ取り付けて、可動ブロックを解放した様子を示す図である。
【図１５Ｂ】図１３に示す第１基板に対して、図１４に示す第２基板をひっくり返しつつ取り付けて、可動ブロックを解放した様子を示す図である。
【図１６Ａ】図１１に示す第３基板を、図１５に示す２つの基板に対して取り付けて、コンタクトのための穴を形成する様子を示す図である。
【図１６Ｂ】図１１に示す第３基板を、図１５に示す２つの基板に対して取り付けて、コンタクトのための穴を形成する様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１０        光学的ガイド構造
１０．１０  光学的ガイドチャネル
１０．２０  光学的ガイドチャネル
１０．３    光学的ガイドチャネル
１０．４    光学的ガイドチャネル
１１        光ビーム
１２        キャビティ
２０        可動光学部材
２１        フレキシブル支持体
３０        位置決めデバイス
３０．１    第１機械的参照物
３０．１１  ハウジング
３０．１２  案内手段
３０．２    第２機械的参照物
３０．２０  エッジを有した部材
３０．２２  突起
３０．３    相互連結手段
３０．４    フレキシブル接続手段
４０        可動光学部材駆動手段
４１        保護カバー
１０１        第１基板
１０２        第２基板
１０３        第３基板
【図１Ａ】
2005202393.tif 000003
【図１Ｂ】
2005202393.tif 000004
【図１Ｃ】
2005202393.tif 000005
【図２Ａ】
2005202393.tif 000006
【図２Ｂ】
2005202393.tif 000007
【図３】
2005202393.tif 000008
【図４Ａ】
2005202393.tif 000009
【図４Ｂ】
2005202393.tif 000010
【図４Ｃ】
2005202393.tif 000011
【図４Ｄ】
2005202393.tif 000012
【図４Ｅ】
2005202393.tif 000013
【図４Ｆ】
2005202393.tif 000014
【図４Ｇ】
2005202393.tif 000015
【図４Ｈ】
2005202393.tif 000016
【図５Ａ】
2005202393.tif 000017
【図５Ｂ】
2005202393.tif 000018
【図５Ｃ】
2005202393.tif 000019
【図６Ａ】
2005202393.tif 000020
【図６Ｂ】
2005202393.tif 000021
【図６Ｃ】
2005202393.tif 000022
【図７Ａ】
2005202393.tif 000023
【図７Ｂ】
2005202393.tif 000024
【図７Ｃ】
2005202393.tif 000025
【図７Ｄ】
2005202393.tif 000026
【図７Ｅ】
2005202393.tif 000027
【図７Ｆ】
2005202393.tif 000028
【図７Ｇ】
2005202393.tif 000029
【図７Ｈ】
2005202393.tif 000030
【図８Ａ】
2005202393.tif 000031
【図８Ｂ】
2005202393.tif 000032
【図８Ｃ】
2005202393.tif 000033
【図８Ｄ】
2005202393.tif 000034
【図９Ａ】
2005202393.tif 000035
【図９Ｂ】
2005202393.tif 000036
【図９Ｃ】
2005202393.tif 000037
【図１０Ａ】
2005202393.tif 000038
【図１０Ｂ】
2005202393.tif 000039
【図１１Ａ】
2005202393.tif 000040
【図１１Ｂ】
2005202393.tif 000041
【図１１Ｃ】
2005202393.tif 000042
【図１１Ｄ】
2005202393.tif 000043
【図１２Ａ】
2005202393.tif 000044
【図１２Ｂ】
2005202393.tif 000045
【図１３Ａ】
2005202393.tif 000046
【図１３Ｂ】
2005202393.tif 000047
【図１３Ｃ】
2005202393.tif 000048
【図１３Ｄ】
2005202393.tif 000049
【図１４Ａ】
2005202393.tif 000050
【図１４Ｂ】
2005202393.tif 000051
【図１５Ａ】
2005202393.tif 000052
【図１５Ｂ】
2005202393.tif 000053
【図１６Ａ】
2005202393.tif 000054
【図１６Ｂ】
2005202393.tif 000055
【外国語明細書】
2005202393.tif 000056
2005202393.tif 000057
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