JPH05203887A - 光スイッチと、その製造方法 - Google Patents

光スイッチと、その製造方法

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JPH05203887A
JPH05203887A JP4273704A JP27370492A JPH05203887A JP H05203887 A JPH05203887 A JP H05203887A JP 4273704 A JP4273704 A JP 4273704A JP 27370492 A JP27370492 A JP 27370492A JP H05203887 A JPH05203887 A JP H05203887A
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JP
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rotating
optical switch
rotating part
light guides
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JP4273704A
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Gilles Delapierre
ドゥラピエール ジル
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Commissariat à l'Énergie Atomique et Aux Énergies Alternatives
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｎ本の第１の組の入射−出射用光ガイド24、
26と、Ｍ本の第２の組の入射−出射用光ガイド28と、支
持体８に対して回転自在な重心が回転軸線上にある回転
部10と、回転部を任意の位置をとれるように回転させる
手段12, 14, 18,20, 22とで構成され、回転部10は中間
光ガイド30, 32を有し、この回転部は回転した時に中間
光ガイドの１本が、Ｎ本の入射−出射用光ガイドの内の
１本とＭ本の入射−出射用光ガイドの内の１本とを連結
するような位置をとるようになっている支持体８上に形
成された少なくとも１つの光スイッチ単位を有する光通
信分野で利用される光スイッチと、その製造方法。 【構成】 支持体８が平らな第１の基板と第２の基板と
で構成され、これら２枚の基板は互いに重ねられ且つ固
定され、第１および第２の基板は少なくとも１つ回転部
分を有し、これら２つの回転部分が互いに重ねられ且つ
固定されて回転部10を形成する。集積技術で製造され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光スイッチ(commutateur
optique) と、その製造方法に関するものである。本発
明は特に光通信の分野で応用される。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバは電磁気内で多量の情報を伝
達することができるため、情報伝達の分野の発展に大き
く貢献してきたが、高性能の光スイッチを製造するのが
困難なため、その発展が遅れている。光スイッチは、Ｎ
本の光ファイバの中から選択した任意の１本とＭ本の光
ファイバの中から選択した任意の１本とを連結するため
のものである。ここで、Ｎは２以上の整数であり、Ｍは
１以上の整数を示す。例えば、Ｎ本の光ファイバが送信
用ファイバで、Ｍ本の光ファイバが受信用ファイバであ
るか、あるいは、その逆に、Ｎが受信用でＭが送信用で
も良い。必ずしも高速を必要としない光スイッチングは
機械的なシステムを用いて行うことができるが、現在の
機械的な光スイッチングは大型で、重量が大きく、価格
が高い上に、極めて正確な光ファイバ対光ファイバの位
置決め精度が要求されるといった欠点がある。
【０００３】この機械的システムの欠点を解決するため
に、マイクロエレクトロニクス分野と同じマイクロリソ
グラフィー技術および薄膜技術を用いた光スイッチング
システムが作られている。この方法で作られた公知の光
スイッチングシステムでは、１本の光ファイバを他の光
ファイバに対して整合させるように光ファイバまたは光
ファイバを支持する部品を固定するようになっている。
マイクロリソグラフィー技術と薄膜技術とを用いた公知
の光スイッチングシステムは下記の欠点がある： (1) 加速に対して敏感であり、(2) 電流を供給しない状
態では、１本の光ファイバが他の光ファイバに対して整
合した位置を維持することができず、(3) 光ファイバを
曲げたときに雑信号が入る恐れがある。加速に対する敏
感さは柔構造を剛構造化することで減らすことができる
が、そうすると、ファイバを曲げるための "駆動体(mot
eur)”のパワーを増加させる必要があり、従って、制御
用の電圧または電流を大きくする必要があり、駆動体の
寸法が大きくなる。しかし、駆動体の寸法を大きくする
と加速に対する感度が大きくなってしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記欠
点を解決することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記欠点を
解決するために、(1) 中間光ガイドを用いて、送信用の
光ファイバと受信用の光ファイバとを移動させる必要を
なくし、(2) この中間光ガイドをローターすなわち回転
部上に形成し、この回転部の重心を回転軸上において加
速に対する感度をなくし、このような回転部（この回転
部は光スイッチの他の部分と一体ではない) を用いるこ
とによって電気を供給せずに系を安定させることがで
き、(3) 「バーニヤ」システムを用いて１回の回転運動
でＮ本の光ファイバの中の１本を別の光ファイバへスイ
ッチする。本発明では、集積化製造技術を採用すること
によって、光ガイド、回転部およびその回転手段間の合
性を良くしている。また、集積化製造技術によって同一
半導体基板上に多数の光スイッチ単位を製造することが
できる。
【０００６】本発明の光スイッチは、支持体上に形成さ
れた少なくとも１つの光スイッチ単位を有する光スイッ
チであって、各光スイッチ単位が： (1) Ｎ本の第１の組の入射−出射用光ガイド (ここで、
Ｎは２以上の整数) と、(2) Ｍ本の第２の組の入射−出
射用光ガイド (ここで、Ｍが１以上の整数) と、(3) 支
持体に対して回転自在な重心が回転軸線上にある回転部
であって、中間光ガイドを有し、この回転部は回転した
時に中間光ガイドの１本が、Ｎ本の入射−出射用光ガイ
ドの内の１本とＭ本の入射−出射用光ガイドの内の１本
とを連結するような位置をとるようになっている回転部
と、(4) 任意の位置をとれるように回転部を回転させる
手段とで構成される光スイッチにおいて、支持体が平ら
な第１の基板と第２の基板とで構成され、これらの基板
は互いに重ねられ且つ固定され、第１の基板は少なくと
も１つ回転部分を有し、第２の基板は少なくとも１つ回
転部分を有し、これら２つの回転部分が互いに重ねられ
且つ固定されて回転部を形成し、２枚の基板のうちの一
方に入射−出射光ガイドが形成されており、それに対応
する回転部分に中間光ガイドが形成されていることを特
徴とする。
【０００７】本発明の特殊実施例では、Ｎが２、Ｍが１
であり、中間光ガイド(30, 32)の数は２本であり、取り
得る位置は２種類であり、回転部の回転手段が、間隙を
介して配置された第１の固定電極対および第２の固定電
極対と、回転部と剛体連結され且つ電気的に連通した２
つの可動電極とで構成され、第２の固定電極対は回転部
位に対して第１の固定電極対の各電極とは反対側に位置
しており、２つの可動電極の各々は第１の固定電極対の
２つの電極の間および第２の固定電極対の２つの電極の
間に位置していて、第１および第２の固定電極対に属す
る２つの互いに反対側の電極間に電圧を加えた時に、回
転部が可動電極が２つの電極対と接触する位置から別の
位置へ移動するようになっている。
【０００８】本発明のさらに他の特殊実施例では、Ｎは
２以上であり、Ｍは１であり、中間光ガイドの数はＮで
あり、従って取り得る位置の数はＮであり、回転部の外
周上にＮ個のスロットを有し、回転手段が各スロットと
組合された歯と、各歯を対応するスロットと係合させる
駆動手段とで構成されていて、回転部に１つの位置を取
らせたり、スロットから歯を離脱させるようになってい
る。この特殊実施例では、各駆動手段が一端部に歯を有
するレバーと、両端が固定された変形自在な細長い電極
とで構成されており、この細長い電極が変形した時にレ
バーの他端部が動かされて、対応するスロット内に対応
する歯が係合し、回転手段が細長い電極に対して直角な
磁場を生じさせる手段を備え、細長い電極の両端間に電
圧を加えた時に電極が変形する。
【０００９】本発明はさらに上記光スイッチの製造方法
に関するものである。本発明方法は、Ｎ本の入射−出射
光ガイドと、Ｍ本の入射−出射光ガイドと、中間光ガイ
ドとを第１の半導体基板の正面となる片方の表面上に形
成し、この第１の基板の裏面となる他方の面に凹部を形
成し、この凹部が回転部の第１部分を規定し、中間光ガ
イドはこの第１部分上に形成され、第２の半導体基板の
裏面となる側の表面から回転部の第２の部分を規定する
ドーナツ状の凹部を形成し、第２の基板の正面となる別
の面を第１の基板の裏面に固定して回転部の第１の部分
を第２の部分に固定し、回転部を第１および第２の基板
の残りの部分から分離させる各工程によって構成され
る。
【００１０】本発明方法の特殊実施例では、基板はシリ
コン基板であり、各基板はシリコン可溶性ガラスによっ
て固定することができる。本発明方法のさらに特殊実施
例では、基板はシリコン基板であり、第２の基板の上面
から酸化珪素の層をリング状に埋め込み、このリングの
軸線を回転部の回転軸と対応させ、第２の基板の上面か
ら上記埋込み層まで上記軸線の周りで円形にエッチング
し、２枚の基板を固定した後に、第２の基板内に上記埋
込み層の所まで形成されているドーナツ状の凹部を介し
て埋込み層を除去することによって回転部の対応部分を
フリーにする。以下、添付図面を用いて本発明の非限定
的な実施例を詳細に説明する。
【００１１】図１は本発明の光スイッチの一部の概念的
平面図である。図１の光スイッチは２対１型のスイッチ
で、２本の光ファイバ２、４の内の任意の一本を別の光
ファイバ６に光学的に接続して、光ファイバ２、４の内
の一方から光ファイバ６へ、あるいはその逆に光を伝達
する。図１に示した本発明の光スイッチは、以下で説明
するように、２枚の半導体基板、例えばシリコン基板で
作られている。図１にはこのうちの１枚が示されてお
り、これは上部基板を形成し、参照番号８で示されてい
る。図１には、回転部10の上部も示されており、この回
転部も２枚の基板で作られている。この回転部10は光ス
イッチの他の部分とは電気的に絶縁されており、直径の
両端から外側に延びた延長部12および14（回転部10はそ
の回転軸に対して回転対称である）を有し、これらの延
長部12および14は回転部10を介して電気的に互いに連通
している。
【００１２】図１に示す光スイッチを作るのに用いられ
る半導体材料は、以下で説明する光スイッチ操作を行う
上で十分な電導性を有し、延長部12から延長部14までは
回転部10を介して電気的に連続している。図１に示す光
スイッチでは延長部12、14が可動電極を形成している。
図１に示す光スイッチは２つの固定電極16および18を有
している。これらの固定電極16、18は半導体基板８から
作られ、互いに間隔を介して並んでいる。図１に示す光
スイッチはさらに２つの固定電極20、22を有している。
これらの固定電極20、22も半導体基板８から作られ、互
いに間隔を介して並んでいる。図１に示す具体例では、
電極22は回転部10の回転軸線に対して電極16と対称であ
り、電極20は電極18と対称である。可動電極12は電極16
と18の間に位置しており、可動電極14は電極20と22の間
に位置している。図１に示すように、基板８の上面には
３本の光ガイド24、26および28が形成され、これらの光
ガイド24、26および28は各光ファイバ２、４および６と
結合されている。
【００１３】回転部10の上面には２本の中間光ガイド3
0、32が形成されている。光ガイド24および26は回転部1
0の片側に位置し、ガイド28はその反対側に位置してい
る。光ガイド24、26および28は直線であり、各光ガイド
の一端は回転部10の上部と基板８とを分ける環状空間の
所で終わっており、その他端はそれぞれ対応する光ファ
イバに光学的に連結されている。光ガイド24、26および
28は回転部10の回転軸と交わる直線上に位置している。
中間光ガイド30および32はカーブしており、上記回転軸
を含む面に対して対称である。中間光ガイド30および32
の末端は上記環状空間の所にある。中間光ガイド30、32
の曲率は、回転部10が回転した際に、図１の光スイッチ
が以下の２つの状態のいずれか一方をとるように決定さ
れている： (1) 中間光ガイド30が一端で光ガイド24と光学的に連結
し、他端でガイド26と光学的に連結して、ファイバ２と
６とが光学的に連結された状態（中間光ガイド32はいず
れのファイバにも連結されていない）または (2) 中間光ガイド32が一端で光ファイバ４と連結し、他
端で光ファイバ６と連結して、光ファイバ４と６とが光
学的に連結され、中間光ガイド30がいずれの光ファイバ
にも連結されていない状態。 図１では、回転部10は全く光学的連結がない状態にあ
り、可動電極12は固定電極16と18との中間に位置し、可
動電極14は固定電極20と22との中間に位置している。回
転部10が図１に示す位置にある場合には、各可動電極は
その両側に位置した２つの固定電極に対して等しい角度
を成し、各中間光ガイドの端部が対応する固定光ガイド
（基板上に形成されている）に対して成す角度が互いに
等しくなる。この角度は図１ではｔで示してある。
【００１４】図１には、電極16と22との間または電極18
と20と間に電線36を介して電圧を加える装置34が示され
ている。電線36は装置34から出て電極16、18、20および
22に形成された電気的接続素子38に接続されている。上
記の電圧が加えられると、静電気力が生じて光スイッチ
は上記のいずれかの状態をとる。例えば、電極12、14が
電極16、22とそれぞれ接触している状態の時に、電極18
と20との間に電圧を加えると、回転部10が回転し、電極
12、14が電極18、20とそれぞれ接触し、その結果、ファ
イバ２と６が光学的に連結される。前の段階へ戻す場合
には、電極16と22の間に電圧を加えれば良い。静電気力
は回転部10の回転角に対して以下の量： （1/2)ＣＶ2 から導かれた値に比例する（ここで、Ｃは固定電極およ
び可動電極で構成される容量を表し、Ｖは固定電極間に
加えた電圧を示す）。この静電気力は摩擦力以上であれ
ば良く、摩擦力は小さくすることができるので、静電気
力はそれほど大きくなくても良い。また、スイッチ操作
を行った後は電圧を維持する必要がないため、高電圧の
パルスを使用することもできる。しかし、図１に示す具
体例では、互いに隣接した２つの固定電極間の間隔が狭
く、容量Ｃが非常に高くなるので、上記スイッチ操作を
行った際に (安全上の理由から) ２つの固定電極間に弱
い電圧を加えて新しい位置を維持することもできる。
【００１５】次に、図１の光スイッチの製造方法を説明
する。図１の平面図には光スイッチを構成する２枚の基
板の内の１枚しか示されていない。もう１枚の下側基板
は図１のＢ−Ｂ断面を示す図５のｂに示されている。本
発明の方法では集積化技術が使用される。集積化技術は
光ガイドを基板８と同じ厚さの非常に厚い支持体で支持
できるという点で有利である。一般に、光ガイドはガラ
ス、ドープガラス、酸化珪素または窒化珪素などで作ら
れた厚さ数ミクロンの層を堆積またはエッチングして作
っており、その厚さが比較的厚い（数ミクロン）という
点を考えると、この点は非常に重要であり、厚さの厚い
層にすることが必須であり、支持体が剛体であることが
重要である。上記実施例では、支持体は基板８であり、
この基板８は厚さが約 0.4ミリメートルのシリコン基板
である。中間光ガイドを有する回転部すなわちローター
10はこの基板８から作られ、このローター10の軸支部は
他方の基板から作られる。図示した実施例では、他方の
基板も厚さが約 0.4ミリメートルのシリコン基板であ
る。
【００１６】以下、図１に示した光スイッチの製造方法
を説明する。最初に、基板８の処理を行って、厚さ約 3
00〜400 nmの酸化珪素の層40を形成する。この層40は基
板８の表面から深さ約30μｍの位置に埋込まれている。
このような構造にするためには、公知のＳＩＭＯＸ法を
用いて酸素を深くまで注入した後、珪素をエピタキシー
成長させることによって層40を所望の深さ (本実施例で
は表面から30μｍ) の位置に形成する。この状態は図３
の(a) に示されている。層42はエピタキシー成長させた
珪素の層である。次に、光集積回路の製造分野で公知の
方法を用いて、シリコン上に堆積法またはエッチング法
で光ガイド24、26、28、30および32を形成する。これら
の光ガイド24、26、28、30および32は機械精度の誤差を
考えて、高さを５μｍ、幅を10μｍにするのが好まし
い。
【００１７】次に、図１、２と図３の(b) に示されたリ
ング状の凹部44を形成する。この凹部44の軸線はＸで示
されている。また、この凹部44は軸線Ｘに対して互いに
対称な２つの延長部を有している。これらの延長部は可
動電極12、14の下側に延びている（図１、図２参照）。
この凹部44はシリコン基板８を酸化珪素の層40の位置ま
でエッチングして形成する。このエッチングはわずかに
異方性のリアクティブイオンエッチングで行うが、スピ
ードを上げるためには高周波 (hyperfrequency-assiste
d)リアクティブイオンエッチングにするのが好ましい。
【００１８】次に、もう１枚のシリコン基板46を処理す
る（図４）。先ず、基板46の表面から深さ約10μｍの位
置に厚さ約 300〜400nm の酸化珪素の層48を形成する。
実際には、基板46に酸素を深く注入 (ＳＩＭＯＸ法）し
た後に所望深さとなるまで珪素をエピタキシー成長させ
る。しかし、上記の酸素注入は層48が軸線Ｙに対してリ
ング状（図４参照）となるように部分的に行う。この部
分的な酸素注入時には基板の残りの部分はマスクしてお
く。次に、珪素をエピタキシー成長させた基板46の表面
全体に厚さは約 0.5μｍでガラス層50を堆積させる。こ
のガラスはシリコンに接着可能なもので、例えば、コー
ニング（Corning)社から Corning 7740 の名称で市販の
ガラスを使用することができる。
【００１９】次に、ガラス層50をエッチングして、Ｙを
軸線とした環状部分を除去することによって、図４の
(a) に示すように、Ｙを軸線としたガラス層52を残す。
次に、以上のようにエッチング加工されたガラス層を有
する基板46の上面全体に窒化珪素の層をガラス層52の厚
さより薄い厚さで形成する。この窒化珪素の層をエッチ
ングして、軸線Ｙを軸とするリング状の窒化珪素の層54
のみを残す。このリング状部分54はディスク状部分52を
取り囲んでいる。この窒化珪素の層54は光スイッチの摩
擦を減少させ且つ機械間隙を調節する役目をする。次
に、基板46の上面から酸化珪素の層48まで環状の溝56を
形成する。この溝56はディスク状部分52とリング状部分
54との間に位置し、その軸線はＹである（図４ｂ）。こ
の環状溝56が回転部10の軸受間隙を形成する。この環状
溝56は幅が約１〜２μｍで、異方性リアクティブイオン
エッチングで形成される。次に、基板46の下側からリン
グ状酸化珪素の層48の所までドーナツ状の凹部58を形成
する。この凹部58の軸線はＹである。この凹部58は前記
の凹部44を形成した時と同じエッチング法で形成でき
る。
【００２０】次に、基板46の上側表面に、リング状ガラ
ス層50とディスク状ガラス52とを介して、基板８の下側
表面を付着させる。この場合、軸線Ｘと軸線Ｙとを一致
させて回転部10の回転軸Ｚとする（図５）。基板８の基
板46への付着は電場を用いた溶接法(soudure assistee
par champelectrique) すなわちアノードボンディング
(anodic bonding)によって行うことができる。次に、湿
式等方性エッチングによって凹部58を介してリング状酸
化珪素の層48を除去する（図５ｂ）。次に、異方性イオ
ンエッチングによって回転部10に幅５μｍのエアーギャ
ップ60を形成する。同時に同様なエッチングによって図
１および図２に示す電極12、14、16、18、20および22を
形成する。光ファイバ２、４および６の芯を各光ガイド
24、26および28の段歩に接続した後、その他の部分（端
子38）の電気的な接続を行う。
【００２１】本発明の光スイッチは上記以外の方法で作
ることもできる。図６は本発明の別の具体例の部分的な
概念図である。整数Ｎが２以上の場合には、図１に示す
ようなモーター電極が基板に対して直角であるような簡
単な装置を使用することはできない。この場合には、回
転部の周囲または基板に平行な一連のアーク電極を有す
るステッピングモーターにすることができる。この場合
には、各命令パルスで回転部をｐだけ回転させることが
できるが、回転部の絶対的位置に関する情報を得ること
ができないという欠点がある。図６に概念的且つ部分的
に示した具体例では、３本の光ファイバから１本を明確
に選択することができる。すなわち、図６に示した本発
明の光スイッチでは、３本の光ファイバ62、64および66
の任意の１本を別の光ファイバ68に接続させることがで
きる。
【００２２】図６の光スイッチは、図１に示した光スイ
ッチと類似の方法で製造することができる。図６の光ス
イッチもシリコン等の２枚の半導体基板から作られる
が、図６では上側の基板70しか見えない。図６に示す光
スイッチも基板70から作られた回転部72を有している。
図６では、上側基板70の、回転部72の片側に、３本の光
ガイド74、76、78（図１では２本）が形成されている。
３本の光ガイド74、76および78は各光ファイバ62、64、
66に接続されている。回転部72の別の側には光ガイド80
があり、この光ガイド80は光ファイバ68に光学的に接続
されている。回転部72の上面には、各光ファイバ62、6
4、66に対応した３本の中間光ガイド82、84、86が形成
されている。これらの中間光ガイド82、84、86は、回転
部72が適当に回転した時に光ガイド80とガイド74、76、
78のうちの任意の１本が光学的に連結するように配置さ
れている。図６に示すように、回転部72の周囲には、３
つのスロット88、90、92が互いに120 °の角度を成して
形成されている。
【００２３】図６の光スイッチも３つの駆動装置94、9
6、98を有している。これらの駆動装置94、96、98は互
いに同一で、各スロット88、90、92と組合されている。
各駆動装置は基板70から作られる。各駆動装置は下記の
部材で構成されている： (1) 対応するスロット88、90、92と係合する歯102 を端
部に有するレバー100 、(2) 基板70とは電気的に絶縁さ
れた状態で両端が基板70と一体化されている細長い変形
自在な電極104 。図６に示すように、この電極104 の一
端は可撓性を大きくするためにジグザグ構造106 にする
こともできる。電極104 はバー108 を介してレバー100
に接続されており、変形するとレバー100 の他端を変位
させて歯102 を対応するスロットと係合させる。
【００２４】図６の光スイッチは、上側基板70に直角な
磁界を作り出すための永久磁石のような磁石手段を有し
ている。図６では各磁石手段が作り出す磁場Ｂが示され
ている。細長い変形自在な電極104 の両端は、これらの
電極104 の両端間に電圧パルスを送る装置110 に電気的
に接続されている。パルス状電流が細長い電極104 内を
伝播すると電極104 が湾曲して電極104 と連結した歯10
2 が対応するスロット内に挿入され、それによって回転
部72が少し回転する。例えば、駆動装置98に電圧パルス
を加えた状態である図６に示す位置から出発して、駆動
装置94の細長い電極104 の両端に電圧パルスを加える
と、対応する歯が対応するスロット中に挿入され、回転
部72を回転させて、ファイバ66と68とが光学的に連結さ
れるような位置をとる。
【００２５】各駆動装置は、静止時に各歯が対応するス
ロットと係合するように、各歯 102をスロットと対向さ
せることもできる。また、各スロットの両側に各ストッ
パーを設けても同様な結果が得られる。１回のスイッチ
操作には単一の電気パルスを送るだけで十分であるの
で、高電流（100 ｍＡ以上）を流すことができ、約 0.5
Ｔの磁場で歯102 を回転部72の中心に向かって十分に移
動させることができる。この移動は約60μｍであり、そ
れによる回転部72の回転移動量ｐ (この値は回転部72の
円周での値) は約30μｍである。スロット88、90および
92は、光スイッチが任意の位置にあっても対応する歯が
スロットと対向するように、十分に幅広くなければなら
ない。従って、各スロットは回転部の円周部の所の幅は
ｐの約５倍にすることができる。
【００２６】図６に示す光スイッチの製造方法は図１〜
５で述べたものと類似している。先ず最初に、上側基板
70を処理して、酸化珪素の層を形成し、その上に珪素層
をエピタキシャル成長させ、各光ガイドを形成し、基板
70の下側表面から適当な凹部を形成する。この凹部はド
ーナツ状部分と、このドーナツ状部分と連通し且つ互い
に120 °離れて配置された３つの部分とで構成されてい
る。ドーナツ状部分は回転部72と基板70の残りの部分と
を分けている図６に示された環状軸支部111 の下側に位
置している。上記３つの部分は駆動装置94、96、98の下
側に位置しており、図６では参照番号112 で示されてい
る。上側基板70の処理が終了した後に、下側基板の処理
を行う。まず、リング状の酸化珪素の層を形成し、その
上に珪素層をエピタキシャル成長させ、この下側基板を
上側基板70に固定するためのガラス層を形成し、リング
型の窒化珪素の層を形成し、下側基板の上側面より環状
溝を形成し、下側基板の下側面よりドーナツ状溝を形成
する。
【００２７】次に、下側基板を上側基板70に固定する。
埋め込まれたリング状酸化珪素層を除去する。軸支部11
1 を形成すると同時に、スロット88、90、92を作り、そ
れと同時に、レバー 100、歯 102、細長い電極 104、前
記部品 106、レバー108 および以下で述べる部品 116、
118 で構成される駆動装置を作る。次いで、光ファイバ
を対応する光ガイドに接続し、種々の電気的接合を行
う。駆動装置のエッチングの際に、各駆動装置に対し
て、上側基板70に埋め込んだ２つの酸化珪素の層の部分
114 を露出させる。これら２つの露出部114 は図６の平
面図に示されている。対応する細長い電極104 の両端は
各露出部114 上にあるので、上側基板70の他の部分とは
電気的に絶縁されている。図６に示す実施例の各駆動装
置において、図６の 106、 108、 116および118で示し
た各部品の幅は十分な曲げ可撓性を得るために５μｍ以
下にする。
【００２８】部品106 はジグザグ状の部分であり、この
部分を介して細長い電極104 の一端が基板70に機械的に
結合されている。部品 118は直線状シリコン部分で、図
６に示すように、この部分を介して細長い電極104 は基
板70に機械的に接続されている。部品108 は細長い電極
104 をレバー100 に連結するレバーである。部品 116は
シリコンのストリップで、レバー100 から基板70へ延
び、レバー100 はこの部品116 の回りで回動する。図６
に示す３対１型光スイッチを用いて、Ｎ対Ｍ型の光スイ
ッチを構成することができる。この一例は図７に示され
ている。図７は９対９型の光スイッチの平面図である。
【００２９】図７に示す光スイッチは同一基板に形成さ
れた図６と同じ形式の一連の単位の光スイッチ122 を互
いに平行且つ直列に取付けたものである。図７には片方
の基板のみが参照番号123 で示されている。各光スイッ
チ122 の回転部124 は互いに同一であり、図７で参照番
号126 で示される光ガイドは２つの光スイッチ122 に共
通であり、参照番号128 で示す光ガイドは図には示され
ていない各光ファイバに連結されている。駆動手段（必
要な電圧を供給するためのもの) も図示されていない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の光スイッチの部分的な概念図。
【図２】 図１のＡ−Ａにおける断面図。
【図３】 図１に示す光スイッチの製造過程の一部を示
す概念図。
【図４】 図１に示す光スイッチの製造過程の他の一部
を示す概念図。
【図５】 図１に示す光スイッチの製造過程の他の一部
を示す概念図で、図５のｂは図１のＢ−Ｂにおける断面
を示している。
【図６】 本発明の別の光スイッチの部分的な概念図。
【図７】 本発明の単位の光スイッチを複数個有する光
スイッチの部分的な概念的平面線図。
【符号の説明】
２、４、６、62、64、66、68 光ファ
イバ ８、46、70、123 半導体
基板 10、72、124 回転部 12、14 可動電
極 16、18、20、22 固定電
極 24、26、28、74、76、78、80、126 、128 光ガイ
ド 30、32、82、84、86 中間光
ガイド 34、110 電圧供
給装置 38 端子 40、42、48 珪素層 44、58、112 凹部 50 ガラス
層 52 ディス
ク状ガラス層 54 窒化珪
素層 56 環状溝 60 エアー
ギャップ 72、124 回転部 88、90、92 スロッ
ト 100 レバー 102 歯 104 細長い
電極 106 ジグザ
グ構造 108 ストリ
ップ 94、96、98 駆動装
置 111 環状ギ
ャップ 114 酸化珪
素の露出部 122 光スイ
ッチ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 支持体(8, 46; 70, 123)に形成された少
    なくとも１つの光スイッチ単位を有する光スイッチであ
    って、各光スイッチ単位が：(1) Ｎ本の第１の組の入射
    −出射用光ガイド(24, 26; 74, 76, 78) (ここで、Ｎは
    ２以上の整数) と、(2) Ｍ本の第２の組の入射−出射用
    光ガイド(28; 80) (ここで、Ｍが１以上の整数) と、
    (3) 支持体(8, 46; 70, 123)に対して回転自在な重心が
    回転軸線(Z) 上にある回転部(10, 72, 124）であって、
    中間光ガイド(30, 32; 82, 84, 86)を有し、 この回転部は回転した時に中間光ガイドの１本が、Ｎ本
    の入射−出射用光ガイドの内の１本とＭ本の入射−出射
    用光ガイドの内の１本とを連結するような位置をとるよ
    うになっている回転部と、(4) 任意の位置をとれるよう
    に回転部を回転させる手段(12, 14, 18, 20, 22;94, 9
    6, 98, 102)と、で構成される光スイッチにおいて、 支持体が平らな第１の基板(8, 70, 123)と第２の基板(4
    6)とで構成され、これらの基板は互いに重ねられ且つ固
    定され、第１の基板は少なくとも１つ回転部分を有し、
    第２の基板は少なくとも１つ回転部分を有し、これら２
    つの回転部分が互いに重ねられ且つ固定されて回転部(1
    0, 72, 124）を形成し、２枚の基板(8,70, 123)のうち
    の一方に入射−出射光ガイドが形成されており、それに
    対応する回転部分に中間光ガイドが形成されていること
    を特徴とする光スイッチ。
  2. 【請求項２】 Ｎが２、Ｍが１であり、中間光ガイド(3
    0, 32)の数は２本であり、取り得る位置は２種類であ
    り、 回転部の回転手段が、間隙を介して配置された第１の固
    定電極対(16, 18)および第２の固定電極対(20, 22)と、
    回転部と剛体連結され且つ電気的に連通した２つの可動
    電極(12, 14)とで構成され、第２の固定電極対(20, 22)
    は回転部位に対して第１の固定電極対(16, 18)の各電極
    とは反対側に位置しており、２つの可動電極の各々は第
    １の固定電極対(16, 18)の２つの電極の間および第２の
    固定電極対(20, 22)の２つの電極の間に位置していて、
    第１および第２の固定電極対に属する２つの互いに反対
    側の電極間に電圧を加えた時に、回転部が可動電極が２
    つの電極対と接触する位置から別の位置へ移動するよう
    になっている請求項１に記載の光スイッチ。
  3. 【請求項３】 Ｍが１であり、中間光ガイド(82, 84, 8
    6)の数がＮであり、取り得る位置の数はＮであり、回転
    部(72)の外周上にＮ個のスロット(88, 90, 92)を有し、
    回転手段が各スロットと組合された歯(102）と、各歯を
    対応するスロットと係合せさる駆動手段(94, 96, 98)と
    で構成されていて、回転部(72)に１つの位置を取らせた
    り、スロットから歯を離脱させるようになっている請求
    項１に記載の光スイッチ。
  4. 【請求項４】 各駆動手段(94, 96, 98)が、一端部に歯
    (102）を有するレバー(100）と、両端が固定された変形
    自在な細長い電極(104) とで構成されており、この細長
    い電極(104) が変形した時にレバー(100）の他端部が動
    かされて、対応するスロット内に対応する歯が係合し、
    回転手段が細長い電極(104) に対して直角な磁場（Ｂ）
    を生じさせる手段を備え、細長い電極(104) の両端間に
    電圧を加えた時に電極が変形する請求項３に記載の光ス
    イッチ。
  5. 【請求項５】 Ｎ本の入射−出射光ガイド(24, 26, 74,
    76, 78)と、Ｍ本の入射−出射光ガイド(28, 80)と、中
    間光ガイド(30, 32, 82, 84, 86)とを第１の半導体基板
    (8, 46) の正面となる片方の表面上に形成し、この第１
    の基板の裏面となる他方の面に凹部(44, 112) を形成
    し、この凹部(44, 112) が回転部(10, 72)の第１部分を
    規定し、中間光ガイドはこの第１部分上に形成され、第
    ２の半導体基板(46)の裏面となる側の表面から回転部の
    第２の部分を規定するドーナツ状の凹部(58)を形成し、
    第２の基板の正面となる別の面を第１の基板の裏面に固
    定して回転部の第１の部分を第２の部分に固定し、回転
    部(10, 72)を第１および第２の基板の残りの部分から分
    離させる各工程によって構成されることを特徴とする請
    求項１に記載の光スイッチの製造方法。
  6. 【請求項６】 基板(8, 46）がシリコン基板であり、シ
    リコン可溶性ガラスによって互いに固定されている請求
    項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 基板(8, 46）がシリコン基板であり、第
    ２の基板(46)の上面から酸化珪素の層(48)をリング状に
    埋め込み、このリングの軸線(Y) を回転部(10)の回転軸
    と対応させ、第２の基板の上面から上記埋込み層(48)ま
    で上記軸線の周りで円形にエッチングし、２枚の基板
    (8, 46）を固定した後に、第２の基板(46)内に上記埋込
    み層(48)の所まで形成されているドーナツ状の凹部(58)
    を介して埋込み層(48)を除去することによって回転部の
    対応部分をフリーにする請求項５に記載の方法。
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