(57)【要約】【課題】波長多重された光を別々に出力することのできる光スイッチを提供する。【解決手段】光導波路１４ａ、１４ｂと交差する溝部２内に複数の干渉フィルター３ａ〜３ｃを並設したフィルター３を配置し、複数の電極４に３相の駆動電圧を与える。このようにして、フィルター３の移動子部３ｄと固定子として働く電極４にとの間に発生する静電力を利用した誘導電荷型静電気駆動方式を用いて、所望の位置にフィルター３を移動させる。【選択図】図２
2007293357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッド層と、前記クラッド層に囲まれ前記クラッド層よりも屈折率の大きいコア部からなる第１及び第２の光導波路と、を有し、前記第１及び第２の光導波路が所定の交差角度で交差して設けられ、前記第１及び第２の光導波路の交差部を横切る溝部が形成された本体部と、
前記溝部に嵌め込まれ、前記溝部に沿って移動可能なスイッチング部材と、
前記スイッチング部材に設けられ、所定の抵抗値をもつ移動子と、
前記スイッチング部材に設けられ、前記スイッチング部材の移動方向に並んだ複数のフィルターと、
前記溝部の内部に構成される絶縁層を介して前記移動子と対向する位置に設けられ、前記移動子を駆動する複数の電極と、
を備え、
前記複数のフィルターの各々が選択的に前記第１及び第２の光導波路の交差部に配置されるように前記複数の電極の幅が設定されており、前記移動子を前記複数の電極により静電誘導した後、前記複数の電極に駆動電圧を与えて前記スイッチング部材を任意の位置に移動することで、波長に応じて異なる方向に光を導くことを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記複数の電極が、前記光導波路の前記溝部によって分断されたコア部の延長線上と異なる位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記複数の電極が、前記溝部の側面と異なる位置に設けられることを特徴とする請求項２に記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記絶縁層が、前記溝部に封入された絶縁性のマッチングオイルであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光スイッチ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光スイッチを同一光路上に複数配置したことを特徴とする光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路の光路上に配されたスイッチング部材によって光を反射または透過し、スイッチング部材の移動により光の進行方向を切り替える光スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量の情報伝達のために光ネットワークの開発が成されているが、この光ネットワークにおいて、光分岐するための装置として光スイッチが用いられる。この従来の光スイッチが、特開２０００−１２１９６７号公報で開示されている。当該公報で提案されている光スイッチは、光ファイバーから出射された光束の光路上に配置されたマイクロミラーを可動板で支持し、可動板を電圧の印加により移動してマイクロミラーを光路上から退避させることによって光の直進と反射とを切り替えている。
【０００３】
又、ＵＳＰ５６９９４６２には、交差する２つの光導波路を斜めに横断する溝部を設け、溝部に充填した液体内に気泡を形成してマイクロヒータにより気泡を加熱して移動する光スイッチが開示されている。この光スイッチによると、充填される液体の屈折率と光導波路の屈折率を略等しくしているため、光導波路の光路上に液体が配置されると光が直進し、気泡が配置されると光が反射して進行方向が切り替えられるようになっている。
【０００４】
又、上述の光スイッチ以外に、２つの光導波路の交差部に設置したミラーやフィルタを駆動するために、圧電素子を備えたマイクロポンプや電磁コイルによる磁力などを利用したものがある。
【特許文献１】特開２０００−１２１９６７号公報
【特許文献２】ＵＳＰ５６９９４６２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、異なる情報をそれぞれ別の波長の光（搬送波）に乗せ、複数の搬送波を重畳して大容量の情報を１本の光ファイバーにより伝送することのできる所謂波長多重通信が行われるようになっている。しかしながら、上記の従来の光スイッチによると、波長多重された光は一律に反射や透過されるため、各搬送波に乗せられた情報を別々に出力することができない。このため、別途分波器等により分波して情報が取り出されるため、光スイッチを備えた光通信システムが複雑になる問題があった。
【０００６】
又、上記の特開２０００−１２１９６７号公報に開示された光スイッチは、光ファイバーから出射された光をマイクロミラーで反射または透過して光ファイバーに出力するため、コリメートレンズが必要となる。ＵＳＰ５６９９４６２に開示された光スイッチは加熱するため、マイクロヒータ及び放熱する機構を必要とする。又、マイクロポンプのような液体を利用した駆動機構では、所定の位置にフィルタを停止させる動作が困難で、その位置決め機構が複雑になる。更に、コイルなどの電磁力を用いた場合は、フィルタを駆動させるためのコイルを含む駆動力発生部が複雑で大きくなる。従って、何れも光スイッチの構造が複雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、波長多重された光を別々に出力することのできる光スイッチを提供することを目的とする。又、本発明は、構造が簡単な光スイッチを提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の光スイッチは、クラッド層と、前記クラッド層に囲まれ前記クラッド層よりも屈折率の大きいコア部からなる第１及び第２の光導波路と、を有し、前記第１及び第２の光導波路が所定の交差角度で交差して設けられ、前記第１及び第２の光導波路の交差部を横切る溝部が形成された本体部と、前記溝部に嵌め込まれ、前記溝部に沿って移動可能なスイッチング部材と、前記スイッチング部材に設けられ、所定の抵抗値をもつ移動子と、前記スイッチング部材に設けられ、前記スイッチング部材の移動方向に並んだ複数のフィルターと、前記溝部の内部に構成される絶縁層を介して前記移動子と対向する位置に設けられ、前記移動子を駆動する複数の電極と、を備え、前記複数のフィルターの各々が選択的に前記第１及び第２の光導波路の交差部に配置されるように前記複数の電極の幅が設定されており、前記移動子を前記複数の電極により静電誘導した後、前記複数の電極に駆動電圧を与えて前記スイッチング部材を任意の位置に移動することで、波長に応じて異なる方向に光を導くことを特徴とする。この構成によると、複数の電極に駆動電圧を与えることによって、移動子に電荷を誘導した後、複数の電極に与える駆動電圧を切り換えて、移動子と複数の電極との間に働く静電力による斥力及び引力を利用してスイッチング部材を任意の位置に移動させる。
【０００９】
このような光スイッチにおいて、前記複数の電極を、前記光導波路の前記溝部によって分断されたコア部の延長線上と異なる位置に設けることで、該光導波路を通過する光の減衰を抑制し、効率よく伝播することができる。このとき、前記複数の電極が前記光導波路と同一の層に設けられるとき、前記複数の電極が前記光導波路が設けられる位置と異なる位置に設けられる。
【００１０】
更に、前記複数の電極が、前記溝部の側面と異なる位置に設けられるようにしても構わない。このとき、前記複数の電極が、前記溝部を覆うような蓋部に設けられ、前記スイッチング部材の上面に対して絶縁層を介して対面するようにしても構わない。又、前記複数の電極が、前記溝部の底面に設けられ、前記スイッチング部材の下面に対して絶縁層を介して対面するようにしても構わない。更に、前記スイッチング部材が、前記溝部のよりはみ出した形状とするとともに、該溝部よりはみ出した部分を前記移動子とし、前記複数の電極が、前記溝部の表面上に設けられた層の側面に設けられ、前記移動子となる前記スイッチング部材のはみ出した部分の側面に絶縁層を介して対向するようにしても構わない。
【００１１】
上述の光スイッチにおいて、前記スイッチング部材は前記光導波路と交差する溝内を移動する干渉フィルターから成るようにしても構わない。又、絶縁層として絶縁膜を設けるようにしても構わないし、溝部に封入される絶縁性のマッチングオイルを絶縁層としても構わない。
【００１２】
又、上述の光スイッチにおいて、駆動電圧を３相の電圧とし、前記複数の電極に対して、隣接する３つの電極毎に各相の電圧が供給されるように分配される。このとき、各相の電圧は、３つの電圧レベルの組み合わせによって成る。望ましくは、正の電圧と、負の電圧と、接地電圧との組み合わせである。
【００１３】
又、本発明は、上記構成の光スイッチを同一光路上に複数配置したことを特徴としている。この構成によると、光スイッチをｎ個直列に並べた一つの光路に波長多重された光を伝送してｎ本の出力ポートの内、任意の出力ポートに任意の波長の光を導くことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、固定子に駆動電圧を与えて、移動子を静電誘導した後、駆動電圧を切り換えることによって移動子と固定子との間に働く静電力を利用して、スイッチング部材を移動させるため、固定子のピッチ毎に正確に位置決めを行うことができる。又、固定子として電極を配置することによってスイッチング部材の駆動機構を構成することができるため、駆動機構の小型化を図ることができる。又、光導波路の光路上に配されるスイッチング部材が波長に応じて異なる方向に光を導くので、波長多重された入射光を波長別にスイッチングして別々に出力することができる。従って、別途分波器等を必要とせず、光スイッチを用いた光通信システムの簡素化を図ることができる。
【００１５】
又、光導波路と異なる部分に固定子となる複数の電極が設けられるため、光導波路を伝播させる導波光の過剰損失を防ぐことができる。又、溝部に構成せずに異なる層に複数の電極を設けることによって、簡易に静電力発生部となる固定子を構成することができる。
【００１６】
更に、光スイッチを一つの光路に複数配置することによって、波長多重された光を複数の光ファイバーに分岐させることなく、そのまま直列に並んだ光スイッチに入力させて、出力用の各光ファイバーに任意の波長の光を出力させることができる。従って、従来のように高価な分波器などを必要とせず、又、光スイッチの数を削減して光の損失を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。まず、以下の各実施形態において共通して用いられる光スイッチの本体部における導波路の製造方法について、簡単に説明する。尚、図１（ａ）〜（ｄ）は、光スイッチの本体部の断面図で、本体部に設けられた２本の導波路を横切る方向の断面を表す。
【００１８】
まず、図１（ａ）に示すように、Ｓｉ等から成る基板１０上には石英等から成る下部クラッド層１１がＣＶＤ等により成膜される。下部クラッド層１１上には、図１（ｂ）に示すように、石英等から成るコア層１２が成膜される。下部クラッド層１１はフッ素等をドーピングすることによりコア層１２よりも屈折率が小さくなっている。コア層１２上にはレジスト１３がスピンコート等により塗布され、露光及び現像を行って所定形状にパターニングされる。
【００１９】
次に、図１（ｃ）に示すように、ＲＩＥ等によりコア層１２をエッチングすることにより、所定形状の導波路１４が形成される。コア層１２が石英の場合には、ＲＩＥの反応ガスとしてＣＨＦ3やＣＦ4等が用いられる。レジスト１３を剥離後、図１（ｄ）に示すように、下部クラッド層１１と同じ材質の上部クラッド層１５がフッ素等をドーピングしながら成膜される。これにより、屈折率の小さい下部クラッド層１１と上部クラッド層１５とに挟まれた導波路１４により入射光を導波する本体部８が得られる。
【００２０】
このような製造方法で製造された導波路１４を有する本体部８によって成る光スイッチの各実施形態について、以下に説明する。以下の各実施形態において、この本体部８に設けられた導波路１４は、共通の構成となる。
【００２１】
＜第１の実施形態＞
図２は第１の実施形態の光スイッチの構成を示す外観斜視図である。光スイッチ１は、上述のような製造方法によって、本体部８に２つの導波路１４ａ、１４ｂが所定の交差角度θで交差して設けられるとともに、導波路１４ａ、１４ｂの交差部１４ｃを横切る溝部２が形成されている。そして、溝部２に嵌め込むようにして、光学特性の異なる干渉フィルター３ａ〜３ｃ及び所定の抵抗値（例えば、１０10Ω／□〜１０15Ω／□、尚、Ω／□とは、表面抵抗率を表す単位である。）を有する抵抗体材料によって成る移動子部３ｄを有するフィルター３が設けられるとともに、このフィルター３を溝部２に沿って駆動させるために移動子部３ｄに対して固定子として働く複数本の電極４が設けられる。更に、この複数本の電極４に対して３相の駆動電圧を与えるための３相配線部５が設けられる。尚、複数本の電極４は、後述するように絶縁膜７で覆われるが、説明を簡単にするために、図２では不図示とする。
【００２２】
このように光スイッチ１が構成されるとき、図３の断面図のように、本体部８の表面上にアルミ膜等の金属膜をパターニングして設けられた電極４が溝部２の側面まで設けられ、電極４がフィルター３の側面３ｘと対向するようにして設けられる。又、電極４とフィルター３と間を絶縁するため、溝部２にシリコンオイルなどの絶縁性のマッチングオイル６を封入するとともに、電極４を覆うように、本体部８の表面に絶縁膜７が設けられる。
【００２３】
更に、この電極４は、金属によって成形されるので、導波路１４ａ、１４ｂに重なるように設けられると光が減衰してしまう。よって、図２のように、本体部８において、導波路１４ａ、１４ｂの設けられた部分と異なる部分に電極４が設けられ、フィルター３の移動子部３ｄと対向するように設けられる。又、電極４は、例えば、１０００Åの厚みで５μｍの幅の金属膜とするとともに、各電極間の間隔を５μｍとする。
【００２４】
又、フィルター３において、例えば、干渉フィルター３ａ〜３ｃがそれぞれ図４〜図６に示す光学特性を有するように形成した場合の光スイッチ１の動作を以下に説明する。光スイッチ１に入射する光束は、波長λ１（＝１．３μｍ）の光と波長λ２（＝１．５５μｍ）の光とがファイバーカプラで１本の光ファイバーに波長多重され、入力ポートＩ（図２参照）から入射するようになっている。
【００２５】
次に、上述のようにして電極４が設けられたときのフィルター３の駆動方法について、図７〜図１３を参照して説明する。尚、電極４は、図７〜図９のように、電極４ａ〜４ｉが設けられているものとし、電極４ａ、４ｄ、４ｇが３相配線部５のうちの配線５ａに、電極４ｂ、４ｅ、４ｈが配線５ｂに、電極４ｃ、４ｆ、４ｉが配線５ｃに、それぞれ接続されているものとする。又、光スイッチは、初期状態として、図１０のように、導波路１４ａ、１４ｂの交差部１４ｃから干渉フィルター３ａ〜３ｃが全て待避した位置にフィルター３が配置されるものとする。更に、動作を簡単に説明するために、各電極４間の幅と干渉フィルタ３ａ〜３ｃの幅を等しいものとする。更に、図１０〜図１３において、マッチングオイル６及び絶縁膜７は不図示としている。
【００２６】
初期状態においては、入力ポートＩから入射した波長λ１、λ２の光は導波路１４ａ内を直進して、第１出力ポートＯａから出力される。このとき、図７（ａ）のように、配線５ａに正の電圧＋Ｖが、配線５ｂに負の電圧−Ｖが、配線５ｃに接地電圧が、それぞれ印加される。よって、電極４ａ、４ｄ、４ｇに正の電荷が帯電するとともに、電極４ｂ、４ｅ、４ｈに負の電荷が帯電する。このとき、電極４ａ〜４ｉに対向するようにして設置されるフィルター３の移動子部３ｄにおいて、電極４ａ、４ｄ、４ｇに対向する部分３ｐ、３ｒ、３ｔに負の電荷が帯電するとともに、電極４ｂ、４ｅ、４ｈに対向する部分３ｑ、３ｓ、３ｕに正の電荷が帯電する。
【００２７】
図１０の状態から、図１１のように、導波路１４ａ、１４ｂの交差部１４ｃにフィルター３の干渉フィルター３ａが配置されるようにするとき、図７（ｂ）のように、配線５ａ、５ｃに負の電圧−Ｖが、配線５ｂに正の電圧＋Ｖが、それぞれ印加されるように、３相配線部５に与える電圧を切り換える。このとき、フィルター３の移動子部３ｄでは、高い抵抗に妨げられて、部分３ｐ〜３ｕに帯電された電荷の移動が留まった状態となる。
【００２８】
このとき、部分３ｐ、３ｒ、３ｔに対して、負の電荷が帯電された電極４ａ、４ｃ、４ｄ、４ｆ、４ｇによって斥力が働くとともに正の電荷が帯電された電極４ｂ、４ｅ、４ｈによって引力が働く。又、同様に、部分３ｑ、３ｓ、３ｕに対して、正の電荷が帯電された電極４ｂ、４ｅ、４ｈによって斥力が働くとともに負の電荷が帯電された電極４ｃ、４ｆ、４ｉによって引力が働く。よって、フィルター３に対して、図７の垂直方向に反発力が働くとともに左側に駆動力が発生し、部分３ｐ、３ｒ、３ｔが正の電荷が帯電された電極４ｂ、４ｅ、４ｈに対向するとともに部分３ｑ、３ｓ、３ｕが負の電荷が帯電された電極４ｃ、４ｆ、４ｉに対向するように、フィルター３が電極４の幅１つ分移動する。
【００２９】
そして、図７（ｃ）のように、配線５ａに接地電圧が、配線５ｂに正の電圧＋Ｖが、配線５ｃに負の電圧−Ｖが、それぞれ印加され、図１１のように、導波路１４ａ、１４ｂの交差部１４ｃにフィルター３の干渉フィルター３ａが配置されるように、フィルター３の位置を固定する。このとき、干渉フィルター３ａは波長λ１、λ２において透過率が略０％である（図４参照）。このため、入力ポートＩから入射した波長λ１、λ２の光はフィルター３で反射して導波路１４ｂを進行し、第２出力ポートＯｂから出力される。
【００３０】
又、図１１の状態から、図１２のように、導波路１４ａ、１４ｂの交差部１４ｃにフィルター３の干渉フィルター３ｂが配置されるようにするとき、図７（ｄ）のように、配線５ａ、５ｂに負の電圧−Ｖが、配線５ｃに正の電圧＋Ｖが、それぞれ印加されるように、３相配線部５に与える電圧を切り換える。そして、図１０の状態から図１１の状態に変更したときと同様、フィルター３に対して、図７の垂直方向に反発力が働くとともに左側に駆動力が発生する。よって、部分３ｐ、３ｒ、３ｔが正の電荷が帯電された電極４ｃ、４ｆ、４ｉに対向するとともに部分３ｑ、３ｓが負の電荷が帯電された電極４ｄ、４ｇに対向するように、フィルター３が電極４の幅１つ分移動する。
【００３１】
そして、図８（ａ）のように、配線５ａに負の電圧−Ｖが、配線５ｂに接地電圧が、配線５ｃに正の電圧＋Ｖが、それぞれ印加され、図１２のように、導波路１４ａ、１４ｂの交差部１４ｃにフィルター３の干渉フィルター３ｂが配置されるように、フィルター３の位置を固定する。このとき、干渉フィルター３ｂは波長λ１において透過率が略１００％になっており、波長λ２において透過率が略０％である（図５参照）。このため、入力ポートＩから入射した波長λ１の光はフィルター３を透過して導波路１４ａ内を直進して第１出力ポートＯａから出力される。また、波長λ２の光はフィルター３で反射して導波路１４ｂを進行し、第２出力ポートＯｂから出力される。
【００３２】
更に、図１２の状態から、図１３のように、導波路１４ａ、１４ｂの交差部１４ｃにフィルター３の干渉フィルター３ｃが配置されるようにするとき、図８（ｂ）のように、配線５ａに正の電圧＋Ｖが、配線５ｂ、５ｃに負の電圧−Ｖが、それぞれ印加されるように、３相配線部５に与える電圧を切り換える。よって、部分３ｐ、３ｒが正の電荷が帯電された電極４ｄ、４ｇに対向するとともに部分３ｑ、３ｓが負の電荷が帯電された電極４ｅ、４ｈに対向するように、フィルター３が電極４の幅１つ分移動する。
【００３３】
そして、図８（ｃ）のように、配線５ａに正の電圧＋Ｖが、配線５ｂに負の電圧−Ｖが、配線５ｃに接地電圧が、それぞれ印加され、図１３のように、導波路１４ａ、１４ｂの交差部１４ｃにフィルター３の干渉フィルター３ｃが配置されるように、フィルター３の位置を固定する。このとき、干渉フィルター３ｃは波長λ１において透過率が略０％になっており、波長λ２において透過率が略１００％である（図６参照）。このため、入力ポートＩから入射した波長λ１の光はフィルター３で反射して導波路１４ｂを進行し、第２出力ポートＯｂから出力される。また、波長λ２の光はフィルター３を透過して導波路１４ａ内を直進して第１出力ポートＯａから出力される。
【００３４】
逆に、図１３の状態から、図１２の状態にするとき、図８（ｄ）のように、配線５ａに負の電圧−Ｖが、配線５ｂ、５ｃに正の電圧＋Ｖが、それぞれ印加されるように、３相配線部５に与える電圧を切り換える。このとき、部分３ｐ、３ｒ、３ｔに対して、負の電荷が帯電された電極４ｄ、４ｇによって斥力が働くとともに正の電荷が帯電された電極４ｃ、４ｆ、４ｉによって引力が働く。又、同様に、部分３ｑ、３ｓに対して、正の電荷が帯電された電極４ｅ、４ｆ、４ｈ、４ｉによって斥力が働くとともに負の電荷が帯電された電極４ｄ、４ｇによって引力が働く。
【００３５】
よって、フィルター３に対して、図８の垂直方向に反発力が働くとともに右側に駆動力が発生し、部分３ｐ、３ｒ、３ｔが正の電荷が帯電された電極４ｃ、４ｆ、４ｉに対向するとともに部分３ｑ、３ｓが負の電荷が帯電された電極４ｄ、４ｇに対向するように、フィルター３が電極４の幅１つ分移動する。そして、図９（ａ）のように、配線５ａに負の電圧−Ｖが、配線５ｂに接地電圧が、配線５ｃに正の電圧＋Ｖが、それぞれ印加され、図１２のように、導波路１４ａ、１４ｂの交差部１４ｃにフィルター３の干渉フィルター３ｂが配置されるように、フィルター３の位置を固定する。
【００３６】
又、図１２の状態から、図１１の状態にするとき、図９（ｂ）のように、配線５ａ、５ｂに正の電圧＋Ｖが、配線５ｃに負の電圧−Ｖが、それぞれ印加されるように、３相配線部５に与える電圧を切り換える。よって、フィルター３に対して、図９の垂直方向に反発力が働くとともに右側に駆動力が発生し、フィルター３が電極４の幅１つ分移動する。そして、図９（ｃ）のように、配線５ａに接地電圧が、配線５ｂに正の電圧＋Ｖが、配線５ｃに負の電圧−Ｖが、それぞれ印加され、図１１のように、導波路１４ａ、１４ｂの交差部１４ｃにフィルター３の干渉フィルター３ａが配置されるように、フィルター３の位置を固定する。
【００３７】
又、図１１の状態から、図１０の状態にするとき、図９（ｄ）のように、配線５ａ、５ｃに正の電圧＋Ｖが、配線５ｂに負の電圧−Ｖが、それぞれ印加されるように、３相配線部５に与える電圧を切り換える。よって、フィルター３に対して、図９の垂直方向に反発力が働くとともに右側に駆動力が発生し、フィルター３が電極４の幅１つ分移動する。そして、図７（ａ）のように、配線５ａに正の電圧＋Ｖが、配線５ｂに負の電圧−Ｖが、配線５ｃに接地電圧が、それぞれ印加され、図１０のように、導波路１４ａ、１４ｂの交差部１４ｃから干渉フィルター３ａ〜３ｃが全て待避した位置にフィルター３が配置される。
【００３８】
上述のような動作を行ってフィルター３の干渉フィルター３ａ〜３ｃを一つずつ移動させるとき、図７（ｂ）→図７（ｄ）→図８（ａ）の順に、３相配線部５に与える電圧を切り換えることで、図１０の状態から図１２の状態にすることができる。又、図７（ｂ）→図７（ｄ）→図８（ｂ）→図８（ｃ）の順に、３相配線部５に与える電圧を切り換えることで、図１０の状態から図１３の状態にすることができる。又、図７（ｄ）→図８（ｂ）→図８（ｃ）の順に、３相配線部５に与える電圧を切り換えることで、図１１の状態から図１３の状態にすることができる。
【００３９】
逆に、図８（ｄ）→図９（ｂ）→図９（ｃ）の順に、３相配線部５に与える電圧を切り換えることで、図１３の状態から図１１の状態にすることができる。又、図８（ｄ）→図９（ｂ）→図９（ｄ）→図７（ａ）の順に、３相配線部５に与える電圧を切り換えることで、図１３の状態から図１０の状態にすることができる。又、図９（ｂ）→図９（ｄ）→図７（ａ）の順に、３相配線部５に与える電圧を切り換えることで、図１２の状態から図１０の状態にすることができる。
【００４０】
従って、電極４とフィルター３の移動子部３ｄによる誘導電荷型静電気方式を利用してフィルター３を移動することによって、複数の波長の搬送波が重畳された波長多重光束を全反射、全透過、一部透過・一部反射に切り替えることができる。また、図１４に示すように、干渉フィルターを例えば波長が１．５５μｍの光だけを透過する狭帯域にすることも可能である。
【００４１】
本実施形態によると、波長多重された入射光を波長別にスイッチングして別々に出力することができるので、別途分波器等を必要とせず、光通信システムの簡素化を図ることができる。
【００４２】
＜第２の実施形態＞
図１５は第２の実施形態の光スイッチの構成を示す分解斜視図である。第１の実施形態と同様、光スイッチ１ａは、本体部８に、２つの導波路１４ａ、１４ｂとともに、導波路１４ａ、１４ｂの交差部１４ｃを横切る溝部２が形成されている。そして、シリコンオイルなどのマッチングオイル６が封入された溝部２に嵌め込むようにして、フィルター３が設けられる。
【００４３】
更に、この本体部８の上面を絶縁膜２７を介して覆う蓋部２０の裏面に、移動子部３ｄに対して固定子として働く複数本の電極２４と、複数本の電極２４に対して３相の駆動電圧を与えるための３相配線部２５とが設けられる。尚、蓋部２０は、電極２４と３相配線部２５との関係を示すために、透過した図とする。又、電極２４は、フィルター３の移動子部３ｄと交差するような位置に設けられる。又、電極２４は、第１の実施形態と同様、例えば、１０００Åの厚みで５μｍの幅の金属膜とするとともに、各電極間の間隔を５μｍとする。
【００４４】
よって、固定子となる電極２４とフィルター３の移動子部３ｄとの関係が、図１６の断面図のような関係となる。即ち、電極２４が、溝部２に嵌め込まれたフィルター３の上面３ｙに対して、マッチングオイル６及び絶縁膜２７を介して対面する。このように構成される光スイッチ１ａの動作については、第１の実施形態と同様となるので、その説明は省略する。
【００４５】
＜第３の実施形態＞
図１７は第３の実施形態の光スイッチの構成を示す分解斜視図である。本実施形態の光スイッチ１ｂは、まず、基板３０表面に固定子として働く複数の電極３４と、複数本の電極３４に対して３相の駆動電圧を与えるための３相配線部３５とが設けられた後、その上面を覆うように絶縁膜３７が設けられる。そして、更に、このような電極３４と３相配線部３５とが設けられた基板３０に、第１の実施形態と同様、２つの導波路１４ａ、１４ｂの交差部１４ｃを横切る溝部２を形成するように、導波路１４ａ、１４ｂを有するクラッド層３１が設けられることで、本体部を構成する。
【００４６】
このようにして、本体部を構成すると、シリコンオイルなどのマッチングオイル６が封入された溝部２に嵌め込むようにして、フィルター３が設けられる。このとき、電極３４は、フィルター３の移動子部３ｄと交差するような位置に設けられる。又、電極３４は、第１の実施形態と同様、例えば、１０００Åの厚みで５μｍの幅の金属膜とするとともに、各電極間の間隔を５μｍとする。
【００４７】
よって、固定子となる電極３４とフィルター３の移動子部３ｄとの関係が、図１８の断面図のような関係となる。即ち、電極３４が、溝部２に嵌め込まれたフィルター３の下面３ｚに対して、マッチングオイル６及び絶縁膜３７を介して対面する。このように構成される光スイッチ１ｂの動作については、第１の実施形態と同様となるので、その説明は省略する。
【００４８】
＜第４の実施形態＞
図１９は第４の実施形態の光スイッチの内部構成を示す分解斜視図である。第２の実施形態と同様、光スイッチ１ｃは、本体部８に、２つの導波路１４ａ、１４ｂとともに、導波路１４ａ、１４ｂの交差部１４ｃを横切る溝部２が形成されている。そして、マッチングオイル６が封入された溝部２に嵌め込むとともに、干渉フィルタ３ａ〜３ｃの設けられた部分が交差部１４ｃ付近に位置するように、フィルター４３が設けられる。
【００４９】
フィルター４３は、第１〜第３の実施形態におけるフィルター３と異なり、溝部２より上部に２００μｍ以上はみ出した構成とし、このはみ出した部分を移動子部４３ｄとする。このようにフィルター４３が嵌め込まれた本体部８の導波路１４ａ、１４ｂが設けられた部分の表面に、電極付板部４０が設置される。この電極付板部４０は、その側面４０ｘに、移動子部３ｄに対して固定子として働く複数本の電極４４と、複数本の電極４４に対して３相の駆動電圧を与えるための３相配線部４５とが設けられる。又、本体部８の導波路１４ａのみが設けられた部分の表面に板部４１が設けられる。尚、複数本の電極４４は、後述するように絶縁膜４７で覆われるが、説明を簡単にするために、図１９では不図示とする。
【００５０】
このように、電極４４と３相配線部４５とが設けられた電極付板部４０の側面４０ｘ上には、電極４４と３相配線部４５とを覆うための絶縁膜４７が設けられる。又、電極付板部４０は、絶縁材料によって構成される。そして、電極４４は、第２の実施形態と同様、例えば、１０００Åの厚みで５μｍの幅の金属膜とするとともに、各電極間の間隔を５μｍとする。
【００５１】
よって、固定子となる電極４４とフィルター４３の移動子部４３ｄとの関係が、図２０の断面図のような関係となる。即ち、電極４４が、溝部２に嵌め込まれたフィルター４３の側面４３ｘにおける移動子部４３ｄに対して、マッチングオイル６及び絶縁膜４７を介して対面する。又、フィルター４３は、図２１のように、溝部２の側面対向する部分に、干渉フィルター３ａ〜３ｃが設けられるとともに、入射光を全て透過するための切り欠き部４３ｅが設けられる。
【００５２】
更に、本実施形態においては、図２１のように、移動子部４３ｄが切り欠き部４３ｅと干渉フィルタ３ａ〜３ｃの上部に設けられる。このように構成される光スイッチ１ｂの動作については、第１の実施形態と同様となるので、その説明は省略する。
【００５３】
上述のように、各実施形態において、光スイッチを構成するとき、第２〜第４の実施形態において、第１の実施形態と異なり、固定子として働く電極２４〜４４それぞれが導波路１４ａ、１４ｂと異なる層に設けられる。よって、第２〜第４の実施形態の光スイッチにおける電極２４〜４４については、光スイッチの上面から見て、導波路１４ａ、１４ｂと重なり合うような位置及び導波路１４ａ、１４ｂと重ならない位置のいずれに設けても構わない。
【００５４】
尚、フィルターに変えてマイクロミラー等の他のスイッチング部材を電極に対向する位置に移動子部を設けるとともに溝部内に配してもよい。このようにすると、波長選択性はないが、導波路と交差して配置したスイッチング部材を誘導電荷型静電方式を利用して移動させることにより、コリメートレンズや放熱機構を必要としない光スイッチを実現することができる。
【００５５】
又、固定子として働く電極と、この電極に３相の駆動電圧を与えるための３相配線部との関係は、例えば、図２２又は図２３のようにしても構わない。即ち、図２２のように、３相の駆動電圧が与えられる電極５１ａ〜５１ｃと電気的に接続された配線５２ａ〜５２ｃが設けられるとともに、固定子として働く電極５３ａ〜５３ｉそれぞれに対して配線５２ａ〜５２ｃと電気的に接続するためのコンタクトホール５４ａ〜５４ｉを設けるようにしても構わない。
【００５６】
このとき、電極５３ａ、５３ｄ、５３ｇがコンタクトホール５４ａ、５４ｄ、５４ｇを通じて、絶縁膜を介して設けられる配線５２ａと接続され、電極５３ｂ、５３ｅ、５３ｈがコンタクトホール５４ｂ、５４ｅ、５４ｈを通じて、絶縁膜を介して設けられる配線５２ｂと接続され、電極５３ｃ、５３ｆ、５３ｉがコンタクトホール５４ｃ、５４ｆ、５４ｉを通じて、絶縁膜を介して設けられる配線５２ｃと接続される。
【００５７】
又、図２３のように、３相の駆動電圧が与えられる電極６１ａ〜６１ｃそれぞれに対して電気的に接続された配線６２ａ〜６２ｉを有するフレキシブル基板６０が設けられる。そして、、このフレキシブル基板６０の配線６２ａ〜６２ｉに対して、固定子として働く電極６４ａ〜６４ｉが、ＡＣＦ（異方性導電膜）６３を介して電気的に接続される。よって、電極６４ａ、６４ｄ、６４ｇが配線６２ａ、６２ｄ、６２ｇを通じて電極６１ａと接続され、電極６４ｂ、６４ｅ、６４ｈが配線６２ｂ、６２ｅ、６２ｈを通じて電極６１ｂと接続され、電極６４ｃ、６４ｆ、６４ｉが配線６２ｃ、６２ｆ、６２ｉを通じて電極６１ｃと接続される。
【００５８】
このようにすることで、５μｍ間隔毎に設けられた幅５μｍの電極６４ａ〜６４ｉを、１００μｍ間隔毎にフレキシブル基板６０に設けられた幅１００μｍの電極６１ａ〜６１ｃに、電気的に接続することができる。
【００５９】
次に、複数の光スイッチを設けた光スイッチ列の実施例について説明する。図２４は、複数の光スイッチを設けたときの平面図である。本実施例は、第１〜第４の実施形態のいずれかの構成の光スイッチ１０１ａ〜１０１ｃが直線状に配置されて、光スイッチ列１００が構成されている。光スイッチ列１００には導波路１１４ａと導波路１１４ｂ〜１１４ｄとが交差し、各交差部分に第１実施形態と同様の溝部１０２ａ〜１０２ｃが設けられ、溝部１０２ａ〜１０２ｃそれぞれにフィルタ１０３ａ〜１０３ｃが嵌め込まれる。
【００６０】
導波路１１４ａの入力側（図中、左方）には、光ファイバー１０４が接続され、導波路１１４ａの出力側（図中、右方）には、光ファイバー１０５が接続されている。導波路１１４ｂ〜１１４ｄの出力側（図中、下方）には、光ファイバーアレイ１０６の各光ファイバーが接続されている。
【００６１】
光ファイバー１０４から複数の波長の光が重畳された波長多重光束が入射すると、誘導電荷型静電気方式を用いて溝部１０２ａ〜１０２ｃ内に配されたフィルター１０３ａ〜１０３ｃを移動させることにより、波長に応じて異なる光ファイバーから出力させることができる。
【００６２】
よって、上述の実施例と同様に、ｎ個の光スイッチによって光スイッチ列を構成したとき、例えば、ｎ個の波長が多重された光をｎ本の光ファイバーに分岐させた後にその出力の切り換えを行わずに、そのまま１×ｎ個の光スイッチに入力させて、ｎ個の出力用の各光ファイバーに任意の波長の光を出力させることができる。従って、従来のように高価な分波器などを必要とせず、又、光スイッチの数を削減して光の損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態の光スイッチの本体部の製造方法を示す側面断面図。
【図２】本発明の第１実施形態の光スイッチの構成を示す外観斜視図。
【図３】図２の光スイッチの溝部周辺の構成を示す側面断面図。
【図４】本発明の光スイッチの第１の干渉フィルターの透過率を示す図。
【図５】本発明の光スイッチの第２の干渉フィルターの透過率を示す図。
【図６】本発明の光スイッチの第３の干渉フィルターの透過率を示す図。
【図７】フィルター移動時における、フィルターの移動子部と電極との関係を示す図。
【図８】フィルター移動時における、フィルターの移動子部と電極との関係を示す図。
【図９】フィルター移動時における、フィルターの移動子部と電極との関係を示す図。
【図１０】光スイッチの透過モード時の状態を示す平面図。
【図１１】光スイッチの反射モード時の状態を示す平面図。
【図１２】光スイッチの一部透過時の状態を示す平面図。
【図１３】光スイッチの一部透過時の状態を示す平面図。
【図１４】本発明の光スイッチの他の干渉フィルターの透過率を示す図。
【図１５】第２の実施形態の光スイッチの溝部周辺の構成を示す分解断面図。
【図１６】図１５の光スイッチの溝部周辺の構成を示す側面断面図。
【図１７】第３の実施形態の光スイッチの溝部周辺の構成を示す分解断面図。
【図１８】図１７の光スイッチの溝部周辺の構成を示す側面断面図。
【図１９】第４の実施形態の光スイッチの溝部周辺の構成を示す分解断面図。
【図２０】図１９の光スイッチの溝部周辺の構成を示す側面断面図。
【図２１】図１９の光スイッチのフィルターの構成を示す外観斜視図。
【図２２】固定子と３相配線部との関係を示す図。
【図２３】固定子と３相配線部との関係を示す図。
【図２４】複数の光スイッチを設けた光スイッチ列を示す平面図。
【符号の説明】
【００６４】
１    光スイッチ
２    溝部
３    フィルター
３ａ〜３ｃ  干渉フィルター
３ｄ  移動子部
４    電極
５    ３相配線部
６    マッチングオイル
７    絶縁膜
８    本体部
１０    基板
１１    下部クラッド層
１２    コア層
１４、１４ａ、１４ｂ  導波路
１５    上部クラッド層
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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