(57)【要約】反射率が高く、振動に強いミラーを用いた光スイッチを提供する。光導波路基板２３０と、ミラー部１１８と、ミラー部１１８を搭載した可動部２３１とを有する。ミラー部１１８は、光反射部１０１と、光反射部１０１を可動部２３１上に支持する支持部１０２とを含む。光導波路基板２３０は、光路をスイッチングするために可動部２３１によって光反射部１０１が挿入されるための溝２４７と、光反射部１０１が溝２４７に挿入される際に支持部１０２の一部が入り込むための凹部２５０とを有する。
2004038485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路基板と、ミラー部と、前記ミラー部を搭載した可動部とを有し、
前記ミラー部は、光反射部と、前記光反射部を前記可動部上に支持する支持部とを含み、
前記光導波路基板は、光路をスイッチングするために前記可動部によって前記光反射部が挿入されるための溝と、前記光反射部が前記溝に挿入される際に前記支持部の一部が入り込むための凹部とを有することを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の光スイッチにおいて、
前記光反射部および支持部は、それぞれ膜によって構成され、
前記支持部は、一方の端部が前記可動部に固定され、他方の端部は、直接または他の部材を介して前記光反射部と接続され、前記一方の端部から前記他方の端部に向かって湾曲することにより、前記光反射部を構成する膜の主平面を、前記光導波路基板の主平面に対して非平行に支持する構成であることを特徴とする光スイッチ。
【請求項３】
請求項２に記載の光スイッチにおいて、
前記支持部の前記他方の端部は、前記光反射部の下端よりも高い位置に位置し、直接または前記他の部材を介して、前記光反射部を吊り下げた構成であり、
前記光反射部が前記溝に挿入される際に、前記光導波路基板の前記凹部には、前記支持部の前記他方の端部が入り込むことを特徴とする光スイッチ。
【請求項４】
請求項２または３に記載の光スイッチにおいて、
前記支持部は、前記光反射部の両脇にそれぞれ配置され、前記光反射部を両側から支持する構成であり、
前記光導波路基板の前記凹部は、前記光反射部の両側の前記支持部に対応して、前記溝の両側に配置されていることを特徴とする光スイッチ。
【請求項５】
請求項１、２、３または４に記載の光スイッチにおいて、
前記溝と前記凹部とは連続しており、前記溝および前記凹部には、屈折率整合のためのオイルが充填されていることを特徴とする光スイッチ。
【請求項６】
光導波路基板と、光学素子と、前記光学素子を搭載した可動部とを有し、
前記光学素子は、所望の光学特性を持つ光学膜と、前記光学膜を前記可動部上に支持する支持部とを含み、
前記光導波路基板は、前記可動部によって前記光学膜が挿入されるための溝と、前記光学膜が前記溝に挿入される際に前記支持部の一部が入り込むための凹部とを有することを特徴とする光学装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光学装置において、
前記支持部は、膜によって構成され、一方の端部が前記可動部に固定され、他方の端部が直接または他の部材を介して前記光学膜と接続され、前記一方の端部から前記他方の端部に向かって湾曲することにより、前記光学膜の主平面を、前記光導波路基板の主平面に対して非平行に支持する構成であることを特徴とする光学装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光学装置において、
前記支持部の前記他方の端部は、前記光学膜の下端よりも高い位置に位置し、直接または前記他の部材を介して、前記光学膜を吊り下げた構成であり、
前記光学膜が前記溝に挿入される際に、前記光導波路基板の前記凹部には、前記支持部の前記他方の端部が入り込むことを特徴とする光学装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の光学装置において、
前記支持部は、前記光学膜の両脇にそれぞれ配置され、前記光学膜を両側から支持する構成であり、
前記光導波路基板の前記凹部は、前記光学膜の両側の前記支持部に対応して、前記溝の両側に配置されていることを特徴とする光学装置。
【請求項１０】
請求項６、７、８または９に記載の光学装置において、
前記溝と前記凹部とは連続しており、前記溝および前記凹部には、屈折率整合のためのオイルが充填されていることを特徴とする光学装置。
【請求項１１】
請求項６、７、８、９または１０に記載の光学装置において、
前記光学膜が光を遮る膜で形成され、光量減衰器として機能することを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、薄膜により形成された光学素子を備えた光スイッチ及び光学装置に関する。
【背景技術】  特開２００１−４２２３３号公報（特許文献１）に、微小なミラーをアクチュエータにより移動させて光路中に挿入することにより、光路を切り換える光スイッチが開示されている。この光スイッチは、マイクロマシニング技術によって、微小なミラーを搭載した可動電極板を形成している。微小なミラーは、反射面が可動電極板の主平面に対して垂直である。可動電極板と対向する位置には、固定電極が配置され、可動電極板と固定電極との間に電圧を印加することにより、静電力により、可動電極板を移動させる。これにより、微小なミラーを光路中に挿入したり、光路中から取り出したりする構造である。
また、この光スイッチでは、可動電極板上にミラーを形成するために、可動電極板となる薄膜上に、ミラーの高さ分の厚さを有するフォトレジスト膜を形成し、フォトレジスト膜にミラーの形状のエッチングホールを設け、エッチングホール内にめっき法により金属膜を成長させた後、フォトレジスト膜を除去している。
また、特開２００１−１４２００８号公報（特許文献２）にも、微小なミラーをアクチュエータ上に搭載し、アクチュエータによりミラーを光路中に移動させて、光路を切り換える光スイッチが開示されている。
また、Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  Ａ，３３（１９９２）２４９−２５６、”Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  Ｈｉｎｇｅｓ”（非特許文献１）には、基板上にプレートとなる膜を成膜し、このプレートを基板に対して垂直に起こすことにより、基板に垂直なプレートを形成することが開示されている。プレートとなる膜の形成プロセスにおいて、プレートの一方の端部と、基板とを接続するヒンジ構造を形成している。このヒンジを中心にプレートを起こし、微細な垂直構造体を形成している。
【発明の開示】
特許文献１記載の光スイッチの微小なミラーは、上述のように、ミラーの高さ分だけ厚く形成されたフォトレジスト膜にエッチングホールを設け、このエッチングホールにめっき法により金属膜を充填することにより形成される。このため、ミラー面は、エッチングホールの側面の表面形状を反転した形状となる。現状のフォトレジスト膜のエッチング技術では、エッチングホールの側面の主平面に対する角度を制御することは難しく、しかも、側面の表面粗さを滑らかにすることも難しい。このため、特許文献１記載の方法で、可動電極板に対して反射面が垂直で、反射率の高いミラーを製造することは困難であった。
また、特許文献２には、微小なミラー構造および製造方法についての詳しい記載はなされていない。
また、非特許文献１に記載のブレートをヒンジにより垂直に起こして支える構成を、光スイッチのミラーに応用することが考えられるが、薄膜プロセスで形成されたプレートを、薄膜プロセスで形成された立体構造のヒンジにより垂直に支える構成であるため、ガタが生じやすく、強度も得にくい。このため、基板面に対してプレートを垂直に維持することは難しい。
本発明は、反射率が高く、振動に強いミラーを用いた光スイッチを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、以下のような光スイッチが提供される。
すなわち、光導波路基板と、ミラー部と、前記ミラー部を搭載した可動部とを有し、
前記ミラー部は、光反射部と、前記光反射部を前記可動部上に支持する支持部とを含み、
前記光導波路基板は、光路をスイッチングするために前記可動部によって前記光反射部が挿入されるための溝と、前記光反射部が前記溝に挿入される際に前記支持部の一部が入り込むための凹部とを有することを特徴とする光スイッチである。
上記光スイッチにおいて、前記光反射部および支持部は、それぞれ膜によって構成することが可能であり、このとき前記支持部は、一方の端部が前記可動部に固定され、他方の端部は、直接または他の部材を介して前記光反射部と接続され、前記一方の端部から前記他方の端部に向かって湾曲することにより、前記光反射部を構成する膜の主平面を、前記光導波路基板の主平面に対して非平行に支持する構成にすることができる。
上記光スイッチにおいて、前記支持部の前記他方の端部は、前記光反射部の下端よりも高い位置に位置し、直接または前記他の部材を介して、前記光反射部を吊り下げた構成にすることが可能であり、前記光反射部が前記溝に挿入される際に、前記光導波路基板の前記凹部には、前記支持部の前記他方の端部が入り込む構成にすることができる。
上記光スイッチにおいて、前記支持部は、前記光反射部の両脇にそれぞれ配置され、前記光反射部を両側から支持する構成にすることが可能であり、前記光導波路基板の前記凹部は、前記光反射部の両側の前記支持部に対応して、前記溝の両側に配置することが可能である。
上記光スイッチにおいて、前記溝と前記凹部とは連続しており、前記溝および前記凹部には、屈折率整合のためのオイルが充填されている構成にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】  図１（ａ）は、本発明の実施の形態の光スイッチにおいて、電圧を印加して可動板２３１を下げた状態のＡ−Ａ断面図であり、図１（ｂ）は、電圧を印加していない状態のＡ−Ａ断面図である。
図２は、本発明の実施の形態の光スイッチの上面図である。
図３は、本発明の実施の形態の光スイッチの光導波路基板２４０の切り欠き斜視図である。
図４は、本発明の実施の形態の光スイッチのミラー構造体基板２３０の切り欠き斜視図である。
図５（ａ）は、本発明の実施の形態の光スイッチに用いられるミラー１１８の断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ矢視図である。
図６は、本発明の実施の形態の光スイッチに用いられるミラー１１８の斜視図である。
図７は、本発明の実施の形態の光スイッチにおいて、ミラー構造体基板２３０上の可動板２３１の配置を示す上面図である。
図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態の光スイッチにおいて、ミラー構造体基板２３０の製造工程を示すＣ−Ｃ断面図である。
図９（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態の光スイッチにおいて、ミラー構造体基板２３０の製造工程を示すＣ−Ｃ断面図である。
図１０は、本発明の実施の形態の光スイッチにおいて、ミラー構造体基板２３０の製造工程で最終のアッシング工程を行う前の状態を示す上面である。
図１１（ａ）は、本発明の実施の形態の光スイッチに搭載可能な別のミラー１１７の形状を示すＤ−Ｄ断面図であり、図１１（ｂ）は、ミラー１１７の反射部１０１を裏面側から見た正面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の一実施の形態の光スイッチについて図面を用いて説明する。
本実施の形態の光スイッチは、図１（ａ）のように、光導波路基板２４０と、ミラー構造体基板２３０とを、不図示のスペーサを挟むことにより一定の間隔を開けて重ね合わせた構成である。光導波路基板２４０とミラー構造体基板２３０との間の空間には、光導波路基板２４０の光導波路の屈折率に合わせたマッチングオイル（屈折率整合液）が満たされている。
光導波路基板２４０には、図２、図３に示したように光導波路２４１，２４２，２４３等と、光導波路２４４，２４５，２４６等とが予め定めた角度で交差するように配置されている。これら光導波路２４１〜２４６は、光導波路基板２４０に埋め込まれている。光導波路２４１，２４２，２４３等と、光導波路２４４，２４５，２４６等とが交差する部分には、ミラー構造体基板２３０のミラー１１８を挿入するための溝２４７が設けられている。溝２４７の開口方向は、図１（ａ）、図３に示したようにミラー構造体基板２３０側（下側）に向けられている。この溝２４７に、図１（ｂ）のように、ミラー構造体基板２３０のミラー１１８の反射部１０１を挿入することにより、交差する光導波路の一方を伝搬する光を反射して、他方の光導波路に入射させ、スイッチング動作を行うことができる。
ミラー構造体基板２３０には、図１（ａ），図４のように可動板２３１が搭載され、可動板２３１上に、ミラー１１８が搭載されている。可動板２３１は、窒化シリコン膜とＡｌ膜と窒化シリコン膜とを順に積層した３層膜からなり、ミラー１１８を搭載するための長方形のミラー搭載板２３１ｂと、ミラー搭載板２３１ｂの端部に接続された２本の帯状の支持板２３１ｃとを含む。支持板２３１ｃは、端部にそれぞれ脚部２３１ａを有している。脚部２３１ａは基板２３０に固定されている。可動板２３１は、窒化シリコン膜とＡｌ膜との熱膨張係数の差によって生じる内部応力、ならびに、成膜時に生じた内部応力により、常温でミラー構造体基板２３０に対して上向きに湾曲するように形成されている。これにより、可動板２３１は、脚部２３１ａを支点として、図１（ｂ）のようにミラー搭載板２３１ｂ側が持ち上がり、ミラー１１８を光導波路基板２４０の溝２４７に挿入することができる。
また、可動板２３１を構成するＡｌ膜は、脚部２３１ａを介して、基板２３０内の配線に接続されている。また、基板２３０内には、可動板２３１と向き合うように不図示の電極が配置されている。よって、可動板２３１のＡｌ膜と、基板２３０内部の不図示の電極との間に電圧を印加することにより、可動板２３１は静電力により基板２３０に引き寄せられ、図１（ａ）のように基板２３０に密着する。これにより、ミラー１１８を光導波路基板２４０の溝２４７から取り出した状態にすることができる。
なお、図１および図４では、ミラー構造体基板２３０上に可動板２３１が一つのみ搭載されている状態を図示しているが、図２の光導波路２４１等が交差する点の溝２４７のそれぞれにミラー１１８を挿入するために、実際は図７のように、複数の可動板２３１が縦横に隣接するように並べて配置され、それぞれの可動板２３１にミラー１１８が搭載されている。その際、可動板２３１の支持板２３１ｃの間に、隣接する可動板２３１のミラー搭載板２３１ｂが、入り込むように配置されている。このような配置にすることにより、基板２３０上にミラー１１８を高密度に配置できるようにしている。
つぎに、可動板２３１に搭載されたミラー１１８の構成について説明する。
ミラー１１８は、図５（ａ），（ｂ）、図６に示したように、２本の帯状の支持部１０２と、２つの接続部１０４と、２本の帯状の支持部１０３と、反射部１０１と、反射部支持部１０５とを有している。支持部１０２と支持部１０３は、いずれも長手方向に円弧状に湾曲している。接続部１０４と反射部支持部１０５と反射部１０１は、剛性を高めるために、縁に段差（折り返し）を有している。
２本の支持部１０２の一方の端部は、脚部１０２ｃにより可動板２３１に固定されている。２本の支持部１０２の先端には、それぞれ接続部１０４を介して支持部１０３の上端が接続されている。２本の支持部１０３は下向きに垂れ下がり、その先端は、反射部支持部１０５の両端を支持している。反射部支持部１０５には、反射部１０１が搭載されている。よって、反射部１０１を搭載した反射部支持部１０５は、２本の支持部１０３によって吊り下げられた構成である。
支持部１０２は、図５（ａ）に示したように窒化シリコン膜１０２ａとＡｌ膜１０２ｂとを積層した２層膜である。支持部１０３は、Ａｌ膜１０３ａと窒化シリコン膜１０３ｂとを積層した２層膜である。支持部１０２，１０３は、いずれも、Ａｌ膜と窒化シリコン膜との熱膨張係数の差異によって生じる応力ならびに成膜時に生じる応力によって円弧状に湾曲している。このとき、図５（ａ）、図６に示したように、支持部１０２は、可動板２３１に対して上向きに湾曲するように形成されているのに対して、支持部１０３は、支持部１０２とは逆に、下向きに湾曲するように形成されている。このために、支持部１０２は、可動板２３１側から窒化シリコン膜１０２ａ、Ａｌ膜１０２ｂの順に積層され、支持部１０３は、可動板２３１側からＡｌ膜１０３ａ、窒化シリコン膜１０３ｂの順に積層されている。
このように支持部１０３を支持部１０２に対して逆向きに湾曲させることにより、図５（ａ）のように、反射部１０１が支持される位置を、可動板２３１に近い低い位置にすることができるとともに、水平方向については、支持部１０２の脚部１０２ｃに近い位置に反射部１０１を支持することができる。これにより、ミラー１１８は、反射部１０１が振動しにくく、反射部１０１の位置が安定する。
このように、ミラー１１８の構造は、反射部１０１が振動しにくいという利点を有するが、支持部１０３により反射部支持部１０５を吊り下げた構造であるため、接続部１０４が反射部１０１の上端近くの高い位置に存在する。このため、図１（ｂ）のように、可動板２３１によりミラー１１８を持ち上げて、光導波路基板２４０の溝２４７に反射部１０１を挿入する際に、接続部１０４および支持部１０２、１０３が光導波路基板２３０に接触して、反射部１０１の溝２４７への挿入を妨げる虞れがある。
この問題を解決するため、本実施の形態では、図１（ａ）、（ｂ）および図２に示したように、光導波路基板２４０の溝２４７の両脇に、接続部１０４および支持部１０２、１０３が入り込むことができる凹部２５０を形成している。凹部２５０は、溝２４７の両脇の領域であって、少なくとも接続部１０４および支持部１０２、１０３が挿入される領域に設けられる。図１，図２では、溝２４７の両脇の光導波路２４１等によって囲まれた菱形の領域の内側の全体に広く設けている。ただし、凹部２５０が光導波路２４１等の伝搬光に影響を与えないように、光導波路２４１からは一定の距離をあけている。凹部２５０の深さは、接続部１０４の高さに合わせて設計する。図１では、溝２４７と同程度の深さを持つように形成している。これにより、反射部１０１が振動しにくい吊り下げ型のミラー１１８を用いた場合であっても、反射部１０１を光導波路基板２４０の溝２４７に十分な深さまで挿入することができる。よって、光スイッチとして、消光比の大きな高性能の光スイッチを提供できる。
また、図１、図２では、溝２４７と、その両脇の凹部２５０とが連続するように形成している。これにより、隣り合う溝２４７が凹部２５０によって、連続している。このような構成にすることにより、マッチングオイルが満たされた溝２４７にミラー１１８の反射部１０１が挿入される際に、マッチングオイルが左右の広い空間である凹部２５０に移動することができるため、反射部１０１を溝２４７に挿入する際の抵抗が小さくなるという効果が得られる。
本実施の形態の光スイッチの動作について、光導波路２４２と光導波路２４５の交差する位置のミラー１１８を例にとって説明する。可動板２３１のＡｌ膜と基板２３０内部の電極との間に電圧を印加している状態では、図１（ａ）のように可動板２３１が静電力により基板２３０に引き寄せられ、ミラー１１８の反射部１０１は、光導波路基板２４０の溝２４７よりも下側に位置する。よって、例えば、光導波路２４２を伝搬する光は、溝２４７を横切ってそのまま光導波路２４２を伝搬する。
一方、可動板２３１のＡｌ膜と基板２３０内部の電極との間に電圧を印加していない状態では、図１（ｂ）のように可動板２３１が湾曲し、ミラー１１８の反射部１０１は、溝２４７に挿入され、接続部１０４および支持部１０２、１０３は溝の両脇の凹部２５０に挿入される。これにより、例えば、光導波路２４２を伝搬する光は、溝２４７において反射部１０１によって反射されることにより、折り返され、光導波路２４５に入射し、光導波路２４５を伝搬する。これにより、光導波路２４２を伝搬する光を光導波路２４５から取り出すことが可能になり、光の伝搬方向のスイッチングを実現できる。
なお、ミラー１１８の反射部１０１は、図６に示したように製造時に基板２３０側を向いていた面の方が反射率が高く、反射面として用いるのに適している。したがって、光導波路基板２４０の光の伝搬の向きに合わせて、反射部１０１の図６の面が反射面となるように、可動板２３１にミラー１１８を搭載する向きを定めることが望ましい。
つぎに、光導波路基板２４０の製造方法について説明する。本実施の形態では、光導波路基板２４０の光導波路２４１等は、不純物をドープすることにより屈折率を高めたＳｉＯ２により形成する。また、光導波路の周囲のクラッド部分はＳｉＯ２により形成している。製造手順としては、まず、Ｓｉ基板を用意し、Ｓｉ基板上に火炎堆積法によりガラス微粒子を堆積することにより下部クラッド層を形成し、その上に火炎堆積法により不純物がドープされたガラス微粒子の光導波路層を形成する。その後熱処理を施すことにより、下部クラッド層と光導波路層とを透明ガラス状態にする。つぎに、光導波路層をドライエッチングにより図２のように光導波路２４１〜２４６の形状にパターニングする。この上に、再び火炎堆積法によりガラス微粒子を堆積し、上部クラッド層を形成し、光導波路２４１〜２４６を覆う。さらに熱処理を施すことにより、上部クラッド層を透明ガラス状態にする。最後に、ドライエッチングまたはウエットエッチングにより、溝２４７および凹部２５０を形成する。以上により、光導波路基板２４０を製造することができる。
つぎに、ミラー構造体基板２３０上に、可動板２３１およびミラー１１８を形成する製造方法を図８（ａ）〜（ｃ）、図９（ａ）〜（ｃ）、図１０を用いて説明する。
まず、基板２３０上に可動板２３１を形成する。不図示の電極および配線が予め形成された基板２３０上に、レジスト層２８１を形成し、可動板２３１の脚部２３１ａを形成するべき位置に、それぞれ開口（不図示）をフォトリソグラフィーにより形成する（図８（ａ））。このレジスト層２８１は、犠牲層であり、最後の工程で除去される。つぎに、レジスト層２８１の上面に窒化シリコン膜を成膜し、開口の底部の窒化シリコン膜に開口を設ける。さらに、Ａｌ膜を成膜し、その上に窒化シリコン膜を積層する。この窒化シリコン膜、Ａｌ膜、窒化シリコン膜の３層膜が可動板２３１となる。窒化シリコン膜およびＡｌ膜の膜厚および成膜条件は、可動板２３１が上向きに反るように予め定めた膜厚および成膜条件とする。この後、上記工程で成膜した窒化シリコン膜、Ａｌ膜、窒化シリコン膜の３層膜を、フォトリソグラフィとエッチングの手法により、図７の可動板２３１の形状にパターニングする。これにより、脚部２３１ａの位置でＡｌ膜が基板２３０の配線と接続された可動板２３１を形成することができる。
つぎに、可動板２３１の上に、ミラー１１８を形成する。ミラー１１８の支持部１０２，１０３、接続部１０４、反射部支持部１０５、反射部１０１は、可動板２３１上に、図１０のような配置および形状に形成される。図８（ａ）〜（ｃ）、図９（ａ）〜（ｃ）は、図１０のＣ−Ｃ断面におけるミラー１１８の製造手順を示している。
まず、可動板２３１が形成された基板２３０の全面にレジスト層８１を形成し、支持部１０２の脚部１０２ｃを形成するべき位置に、開口８１ａをフォトリソグラフィーにより形成する（図８（ａ））。つぎに、接続部１０４ならびに反射部支持部１０５を形成すべき位置に、レジストアイランド２０１を形成する（図８（ｂ））。レジストアイランド２０１を形成することにより、接続部１０４および反射部支持部１０５を、周囲に段差のある形状にすることができる。この状態の基板２３０の全面に、支持部１０３のＡｌ膜１０３ａを成膜し、フォトリソグラフィとエッチングの手法により図１０に示した支持部１０３の形状にパターニングする（図８（ｃ））。つぎに、全面に窒化シリコン膜とＡｌ膜１０２ｂを順に成膜する（図９（ａ））。成膜したＡｌ膜１０２ｂを図１０の支持部１０２の形状にパターニングした後、上記工程で成膜した窒化シリコン膜を、支持部１０２、接続部１０４、支持部１０３、反射部支持部１０５の形状にパターニングする（図９（ｂ））。これにより、支持部１０３の窒化シリコン膜１０３ｂと、接続部１０４と、反射部支持部１０５とが一度に形成される。
図９（ｂ）の状態の基板２３０の全面にレジスト層１４１を形成し、反射部１０１と反射部支持部１０５との接続部１０５ｂとなる位置に開口を形成する（図９（ｃ））。この上にさらに、レジスト層８２を形成し、反射部１０１の部分を残して除去し、レジストアイランドを形成する。このレジストアイランドを形成することにより、反射部１０１を、周囲に段差１０１ａをもつ形状に形成することができる。レジストアイランドのレジスト層８２についても、接続部１０５ｂとなる位置に開口を形成する。この状態の基板２３０の全面にＡｌ膜１０１を成膜して、反射部１０１の形状にパターニングする（図９（ｃ））。これにより、図１０に示したように、犠牲層２８１，８１，１４１等を挟んで、可動板２３１，支持部１０２、１０３、接続部１０４、反射部支持部１０５，反射部１０１が、積層された基板２３０を形成することができる。
最後に、アッシングにより、犠牲層のレジスト層２８１，８１，１４１，８２を除去する。これにより、支持部１０２および支持部１０３が湾曲して図６のように可動板２３１上に立ち上がり、図６のミラー１１８の形状となる。また、可動板２３１も湾曲して、図１（ｂ）のように基板２３０に対して立ち上がり、ミラー１１８を上下動することが可能な状態となる。以上により、ミラー構造体基板２３０を製造することができる。
最後に光導波路基板２４０とミラー構造体基板２３０とを位置合わせし、スペーサを挟んで重ね合わせて固定する。そして、光導波路基板２４０とミラー構造体基板２３０との間の空間にマッチングオイルを注入し、封止する。これにより、本実施の形態の光スイッチを製造することができる。
上述してきたように、本実施の形態の光スイッチは、ミラー１１８として、薄膜で形成した反射部１０１を、支持部１０２、１０３で垂直に持ち上げた構成であるため、反射部１０１の反射面として、薄膜の主平面を用いることができる。よって、反射面を容易に滑らかに形成できるため、高い反射率を得ることができる。また、ミラー１１８は、反射部支持部１０５を吊り下げることにより、反射部１０１を可動板２３１に近い低い位置に支持することができるため、反射部１０１が振動しにくい。しかも、光導波路基板２４０に凹部２５０を設けたことにより、吊り下げ型のミラー１１８を用いた場合であっても、接続部１０４および支持部１０２，１０３が光導波路基板２４０にぶつかることなく、反射部１０１を溝２４７の奥まで挿入できる。よって、振動に強く、消光比の大きな光スイッチを提供することができる。
また、上述の実施の形態の光スイッチに用いることのできるミラーとしては、上述したミラー１１８に限定されるものではない。本実施の形態のように凹部２５０を設けた光導波路基板は、反射部を支持する部材が、反射部の両脇に存在する構造のミラーを用いた場合に有効である。例えば、図１１（ａ）、（ｂ）に示したように、反射部１０１を両脇の２本の支持部１０２から下向き（可動板２３１側）につり下げた形状であるミラー１１７を用いることができる。このミラー１１７も、反射部１０１の可動板２３１からの高さが低く、可動板２３１が移動した場合にも反射部１０１が振動しにくいという利点がある。ミラー１１７は、支持部１０２の上端が、反射部１０１の上端と同じ高さであるため、凹部２５０の深さとしては、溝２４７と同等もしくはそれ以上に形成する。
また、上述してきた実施の形態では、光導波路基板２４０の溝２４７と両脇の凹部２５０とを連続させているが、必ずしも連続させる必要はない。また、ミラーの支持部の配置に応じて、ミラーの支持部が光導波路基板２４０とぶつかる部分のみに凹部２５０を設けることも可能である。
また、上述してきた実施の形態では、光導波路基板２４０の凹部２５０をエッチングにより形成しているが、エッチングに限らず機械的な加工等の他の方法により形成することも可能である。
以上説明したように、本発明によれば、反射率が高く、振動に強いミラーを用いた光スイッチを提供することができる。
なお、図１において、可動板２３１の位置を所望の高さで停止させることにより、本実施の形態の構成では、ミラー１１８の反射部１０１を光路の途中で停止させることができる。例えば、光束の半分や１／３等所望の光量を遮る高さで停止させることができる。これにより、本実施形態の光スイッチを所望の光量のみを通過させる、光量減衰器（アッテネータ）として用いることが可能である。この場合、ミラー１１８の反射部１０１に代えて、光反射率の低い膜を遮光部として搭載することが可能である。さらに、反射部１０１に代えて、偏光特性を有する偏光膜や、光波長フィルタ特性を有する光学薄膜を搭載することも可能である。これらを可動板２３１に搭載するこにより、偏光器、波長選択器等の光学装置を構成することができる。
【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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【国際調査報告】
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