JPH0820652B2 - 光スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、光の伝送路を切換えるための光スイッチ
に関する。

（従来の技術） 従来より、光の伝送路の切換えを行なうための光スイ
ッチとして、例えば特開昭63-80223号公報に開示されて
いるものがある。

第18図はこの従来の光スイッチの実施例の構成を概略
的に示す図であり、図の（Ａ）及び（Ｂ）は垂直方向Ｑ
からみた図及び水平方向Ｐからみた図である。

これら図に示す従来の光スイッチは、一定方向に並列
配置された複数の集光性ロッドレンズ10と、ロッドレン
ズ10からの光を水平方向Ｐに拡大する（垂直方向Ｑには
作用しない）第一のレンズ12と、このレンズ12からの光
を平行光にするコリメータレンズ14と、このレンズ14か
らの光を垂直方向Ｑに集光する第二のレンズ16と、この
レンズ16からの光を入力する光シャッターアレイとして
のゲートマトリクス18と、このマトリクス18からの光を
垂直方向Ｑに収束する第三のレンズ20と、マトリクス18
からの光を水平方向Ｐに集光する第四のレンズ22とを備
えて成る。

このような構成の光スイッチでは、入力ファイバ24に
よって伝送してきた光信号をレンズ10、12、14、16から
成る光分配回路を介してゲートマトリクス18に入力し、
またゲートマトリクス18からの出力光をレンズ20、22か
ら成る光合流回路を介して出力ファイバ26に入力させて
おり、光分配回路及び光合流回路として光ファイバ融着
型スターカプラを用いた光スイッチよりも作成しやすい
という利点がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上述した従来の光スイッチでは、レンズ
のために確保すべき光路長が長くなるため、光スイッチ
の小型化を図るのが難しいという問題点があった。

またレンズを多用するので光軸合せが大変であり、特
に第三のレンズ及び出力ファイバの光軸を一致させかつ
第四のレンズ及び出力ファイバの光軸を一致させること
がむずかしかった。これがため、回線数が多くなる光ス
イッチ、例えば32〜64回線（32〜64個の入出力ポート）
を有する光スイッチの作成が大変であった。

この発明の目的は上述した従来の問題点を解決するた
め、光軸合せを簡単化できる構造の光スイッチを提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、請求項１の発明の光スイ
ッチは、導波型分岐部及び分岐部の出力端に光学的に結
合させた第一光ガイド部を有する分岐手段と、導波型合
流部及び合流部の入力端に光学的に結合させた第二光ガ
イド部を有する合流手段と、これら分岐手段及び合流手
段の間に設けた光シャッターアレイとを備え、光シャッ
ターアレイを構成する複数の光シャッターを、第一基板
に、マトリクス状に配列して設け、第一基板の主面の法
線方向に、第二、第一及び第三基板を順次に積層し、複
数の分岐部を、行方向に並列させて第二基板に設けると
共に、各分岐部を列方向に延在させて、列方向に所定間
隔で離間配置した複数の第一光ガイド部を、各分岐部に
設け、複数の合流部を、列方向に並列させて第三基板に
設けると共に、各合流部を行方向に延在させて、行方向
に所定間隔で離間配置した複数の第二光ガイド部を、各
合流部に設け、第一基板の主面の法線方向から見て、各
光シャッターに対し相対応する第一及び第二光ガイド部
を重ね合わせるように配置し、これら光シャッター、第
一及び第二光ガイド部を介して、各分岐部をそれぞれ異
なる合流部と光学的に結合して成ることを特徴とする。

また請求項２の発明の光スイッチは、導波型分岐部及
び分岐部の出力端に光学的に結合させた第一光ガイド部
を有する分岐手段と、導波型合流部及び合流部の入力端
に光学的に結合させた第二光ガイド部を有する合流手段
と、これら分岐手段及び合流手段の間に設けた光シャッ
ターアレイとを備え、光シャッターアレイを構成する複
数の光シャッターを、マトリクス状に配列して基板に設
け、分岐部を板状の分岐部として複数の分岐部を行方向
に積層し、分岐部を列方向に延在させて、列方向に所定
間隔で離間配置した複数の第一光ガイド部を、各分岐部
に設け、合流部を板状の合流部として複数の合流部を列
方向に積層し、合流部を行方向に延在させて、行方向に
所定間隔で離間配置した複数の第二光ガイド部を、各合
流部に設け、基板の主面の法線方向から見て、各光シャ
ッターに対し相対応する第一及び第二光ガイド部を重ね
合わせるように配置し、これら光シャッター、第一及び
第二光ガイド部を介して、各分岐部をそれぞれ異なる合
流部と光学的に結合して成ることを特徴とする。

（作用） 請求項１の発明によれば、光シャッターアレイは第一
基板にマトリクス状に配列した複数の光シャッターを有
し、分岐手段は第二基板に設けた分岐部及び第一光ガイ
ド部から成り、合流手段は第三基板に設けた合流部及び
第二光ガイド部から成る。そしてこれら光シャッター、
分岐部、第一光ガイド部、合流部及び第二光ガイド部を
それぞれ、基板の所定位置に精度良く位置決めして形成
することはフォトリソ技術を用いて容易に行なえる。

従ってこれら第一、第二及び第三基板を相対的に移動
させることにより、各光シャッターに対し相対応する第
一及び第二光ガイド部を、精度良く位置決めすることが
容易に行なえる。

また請求項２の発明によれば、光シャッターアレイは
基板にマトリクス状に配列した複数の光シャッターを有
し、分岐手段は板状の分岐部とこの分岐部に設けた第一
光ガイド部とから成り、合流手段は板状の合流部とこの
合流部に設けた第二光ガイド部とから成る。そしてこれ
ら光シャッターを基板の所定位置に精度良く位置決めし
て形成することはフォトリソ技術を用いて容易に行な
え、さらに第一光ガイド部を板状の分岐部の所定位置に
精度良く形成すること、及び第二光ガイド部を板状の合
流部の所定位置に精度良く形成することは、フォトリソ
技術や研磨技術を用いて容易に行なえる。

従ってこれら光シャッターアレイを設けた基板、板状
の分岐部及び板状の合流部を相対的に移動させることに
より、各光シャッターに対し相対応する第一及び第二光
ガイド部を、精度良く位置決めすることが容易に行なえ
る。

（実施例） 以下、この発明の実施例につき説明する。尚、図面は
この発明が理解できる程度に概略的に示されているにす
ぎず、従って各構成成分の形状、寸法及び配設位置を図
示例に限定するものではない。

第一実施例 第１図（Ａ）及び（Ｂ）はこの発明の第一実施例の構
成を概略的に示す平面図及び側面図であり、図（Ａ）は
主として導波型分岐部、コリメートレンズ及び導波型合
流部の平面的にみたときの配設位置を及び図（Ｂ）は図
（Ａ）において二点鎖線ｐで囲んだ導波型分岐部、コリ
メートレンズ及び導波型合流部の側面からみたときの配
設位置を概略的に示している。第一実施例を、請求項１
の発明の実施例として説明する。

第１図にも示すようにこの実施例の光スイッチ30は、
導波型分岐部32及びこの分岐部32の出力端に光学的に結
合させた第一光ガイド部34を有する分岐手段36と、導波
型合流部38及びこの合流部38の入力端に光学的に結合さ
せた第二光ガイド部40を有する合流手段42と、これら分
岐手段36及び合流手段42の間に設けた光シャッターアレ
イ44とを備えて成る。尚、第１図において光ガイド部34
及び40の配設位置を点を付して示した。また図において
符号46は分岐部32の入力端と結合する入力ファイバ及び
48は合流部38の出力端と結合する出力ファイバを示し、
これらファイバ46、48を一点鎖線で示した。また符号32
a及び38aは分岐部32の入力端及び合流部38の入力端をそ
れぞれ示す。

そして光シャッターアレイ44を構成する複数の光シャ
ッター52を、第一基板50に、マトリクス状に配列して設
け、第一基板50の主面の法線方向に、第二、第一及び第
三基板60、50及び66を順次に積層する。

そして複数の分岐部32を、行方向に並列させて第二基
板60に設けると共に、各分岐部32を列方向に延在させ
て、列方向に所定間隔で離間配置した複数の第一光ガイ
ド部34を、各分岐部32に設ける。また複数の合流部38
を、列方向に並列させて第三基板66に設けると共に、各
合流部38を行方向に延在させて、行方向に所定間隔で離
間配置した複数の第二光ガイド部40を、各合流部38に設
ける。

そして第一基板50の主面の法線方向から見て、各光シ
ャッター52に対し相対応する第一及び第二光ガイド部34
及び40を重ね合わせるように配置し、これら光シャッタ
ー52、第一及び第二光ガイド部34及び40を介して、各分
岐部32をそれぞれ異なる合流部38と光学的に結合する。

以下、より詳細にこの実施例につき説明する。

第２図はこの実施例の光シャッターアレイの構成を概
略的に示す平面図である。

光シャッターアレイ44は基板50に設けた複数のシャッ
ター52から成り、この実施例にあってはシャッター52を
マトリクス状に配置している。シャッター52をオン状態
又はオフ状態に制御することによって光の通過状態又は
不通過状態を形成できる。

そしてこの実施例では、分岐手段36及び光シャッター
アレイ44の間と、合流手段42及び光シャッターアレイ44
の間とにコリメートレンズアレイ54を設ける。各コリメ
ートレンズアレイ54は、複数のコリメートレンズ58を基
板56にマトリクス状に配列して成り、基板56の法線方向
から見て、各コリメートレンズアレイ54のコリメートレ
ンズ58とコリメートレンズアレイ54の光シャッター52と
を重ね合わせるように配置する。

第３図はこの実施例のコリメートレンズアレイの構成
を概略的に示す平面図である。尚、第３図に示すコリメ
ートレンズアレイは、合流手段42及び光シャッターアレ
イ44の間に配置する場合の構成を一例として示したもの
である。

コリメートレンズアレイ54は基板56に設けた複数のコ
リメートレンズ58から成り、これらレンズ58をそれぞれ
対応するシャッター52の位置に配置している。コリメー
トレンズ58は、例えばイオン交換技術によって基板56に
形成した基板材料よりも屈折率の高い部分を以って構成
される。

第４図（Ａ）及び（Ｂ）はこの実施例の分岐手段の構
成を概略的に示す図であり、図（Ａ）は平面図及び図
（Ｂ）は図（Ａ）におけるIV B-IV B線に沿って取った
断面を示す。

さらにこの実施例では、分岐手段36を導波型スターカ
プラと同様に、入力した光のパワーの分布を分岐部の巾
方向X₁において均一化する機能を有する分岐部32と、全
反射面を以って構成した第一光ガイド部34とから構成し
ており、第一光ガイド部34を対応するシャッター52の位
置に配置している。

第５図（Ａ）及び（Ｂ）はこの実施例の分岐手段の形
成方法の一例の説明に供する図である。これら図（Ａ）
及び（Ｂ）は主要な工程を段階的に示し、第４図（Ｂ）
に対応する断面を示す。

第５図（Ａ）及び（Ｂ）にも示すように、まずフォト
リソ技術及びエッチング技術によって分岐部32の形成位
置に溝62を形成する。この溝62は、第一光ガイド部34の
配設位置に基板60面に対して所定の角度θ（例えば45
°）で傾いた斜面64を有する。この斜面64を全反射面を
形成するに足りる程度に平滑な面とする。

そして第４図（Ｂ）にも示すように、溝62内に分岐部
32としての光導波路を設ける。その結果、基板面に対し
て角度θで傾いた全反射面が、分岐部32と基板材料との
屈折率差によって、斜面64の位置にできる。この全反射
面がこの実施例の第一光ガイド部34を構成しており、角
度θを任意好適に設定することによって、分岐部32を導
波してきた光を第一光ガイド部34を介してシャッター52
に導くことができる。

この実施例では第一光ガイド部34を全反射面とした
が、第一光ガイド部34を全反射面にかえて乱反射面とし
ても良い。全反射面とした場合にシャッター52へ光を導
けないような角度のθであっても、乱反射面とした場合
にはシャッター52へ光を導くことができるという利点が
ある。

さらにこの実施例では分岐手段36と同様、合流手段42
を入力した光のパワーの分布を合流部の巾方向Y₁（第１
図（Ａ）参照）において均一化する機能を有する合流部
38と、全反射面を以って構成した第二光ガイド部40とか
ら構成しており、第二光ガイド部40を対応するシャッタ
ー52の位置に配置している。そして合流手段42を分岐手
段36と同様にして基板66に形成する。

第二光ガイド部40を全反射面にかえて乱反射面とする
ようにしてもよい。

第６図はこの実施例の動作の説明に供する図であり、
主として分岐部、コリメートレンズ、第一及び第二光ガ
イド部の位置関係を概略的に示す要部断面図である。
尚、図面の簡略化のために断面を示すハッチングを省略
して示した。

入力端32aから入力部32に入力した光は例えば図面に
垂直な方向に沿って分岐部32内を伝搬してゆき第一光ガ
イド部34に入射する。分岐部32は導波型スターカプラの
場合と同様、光のパワーを分岐部32の巾方向X₁において
均一に分布させるように作用する。従ってガイド部34か
ら出力する光のパワーを、光が複数の第一光ガイド部34
のいずれのガイド部34から出力してもほぼ同じ大きさの
パワーとすることができ、従って分岐部32からの出力光
の光パワーの均一化を図れる。

第一光ガイド部34に入射した光は、第一光ガイド部34
で例えば基板60面に対して垂直な方向に全反射してオン
状態のシャッター52を通過し第二光ガイド部40に入射
し、さらに第二光ガイド部40で全反射して合流部38と光
学的に結合する。合流部38に結合した光は出力端38aか
ら出力する。

合流部38もまた分岐部32と同様、光のパワーを合流部
38の巾方向Y₁（第１図（Ａ）参照）において均一に分布
させるように作用する。従って複数の入力端32aのいず
れの入力端32aから入力した光も、ほぼ同じ大きさの光
パワーで出力端38aから出力し、従って出力端38aからの
出力光のパワーの均一化を図れる。

またこの実施例では第一光ガイド部34及びシャッター
52の間に配置したコリメートレンズ58と、第二光ガイド
部40及びシャッター52の間に配置したコリメートレンズ
58によって、光の回析による広がりを防止でき、従って
光が第一光ガイド部34から第二光ガイド部38に入射する
際の光のロスを低減できる。

シャッター52のオン及びオフ状態を任意好適に制御す
ることによって、任意好適な入力端32a及び出力端38aを
光学的に結合することができ、従って任意の入力端32a
に入力した光を任意の出力端38aから出力させることが
できる。

この実施例の光スイッチ30によれば各構成成分特にコ
リメートレンズ58とシャッター52とガイド部34、40をフ
ォトリソ技術によって精度良く位置決めした状態で形成
できるので、これら構成成分特に58、52、34、40の光軸
合せの簡単化が図れる。

また分岐部32及び合流部38をスターカプラと同様の機
能を有する分岐部及び合流部とすることによって、分岐
部32及び合流部38と入力ファイバ46及び出力ファイバ48
とをこれらの位置決めを高精度に行なわなくとも結合さ
せることができ、この点からも光軸合せの簡単化を図れ
る。

このように光軸合せの簡単化が図れる結果、50回線以
上の光交換を行なえる光スイッチを容易に作成できる。

またこの実施例によれば、ガイド部34、40の方向X₁、
Y₁における巾を20μｍとすれば基板60、66の一辺を5cm
として50回線の光交換器として用いて好適な50入力50出
力の光スイッチを形成でき、小型な光スイッチを提供で
きる。

〈変形例〉 第７図（Ａ）及び（Ｂ）はこの実施例の分岐手段の第
一変形例の構成を概略的に示す図であり、図（Ａ）は平
面図及び図（Ｂ）は図（Ａ）におけるVII B-VII B線に
沿って取った断面を示す。尚、上述した構成成分と対応
する構成成分については同一の符号を付して示し、その
詳細な説明を省略する。

この変形例の分岐手段68は、入力した光のパワーの分
布を分岐部32の巾方向X₁に均一化する機能を有する分岐
部32と、蛍光物質を以って構成した第一光ガイド部70と
から構成する。

第７図（Ｂ）にも示すように、第一光ガイド部70は、
対応するシャッター52の位置に形成した蛍光物質層から
成る。

このような構成の分岐手段68に入力した光が第一光ガ
イド部70に入力すると、蛍光物質が発する蛍光が第一光
ガイド部70から出力する。

合流手段をこの例の分岐手段68と同様、入力した光の
パワーの分布を合流部の巾方向に均一化する機能を有す
る合流部と、蛍光物質を以って構成した第二光ガイド部
とから構成するようにしても良い。

第８図（Ａ）及び（Ｂ）は分岐手段の第二変形例の構
成を概略的に示す図であり、図（Ａ）は平面図及び図
（Ｂ）は図（Ａ）におけるVIII B-VIII B線に沿って取
った断面を示す。尚、上述した構成成分と同様の構成成
分については同一の符号を付して示し、その詳細な説明
を省略する。

この変形例の分岐手段72は、入力した光のパワーの分
布を分岐部32の巾方向X₁に均一化する機能を有する分岐
部32と、ハーフミラーを以って構成した第一光ガイド部
74と、第一光ガイド部74を透過した光を次段の光回路素
子へ導くための導波路76とから構成する。

第一光ガイド部74で反射されてシャッター52に入力
し、第一光ガイド部74を透過した光は導波路76を伝搬し
て次段の光回路素子に入力する。

好ましくは導波路76を入力した光のパワーの分布を導
波路巾方向に均一化する機能を有する導波路とするのが
良い。

第９図（Ａ）及び（Ｂ）は分岐手段の第三変形例の構
成を概略的に示す図であり、図（Ａ）は平面図及び図
（Ｂ）は図（Ａ）におけるVII B-VII B線に沿って取っ
た断面を示す。尚、上述した構成成分と対応する構成成
分については同一の符号を付して示し、その詳細な説明
を省略する。

この変形例の分岐手段78は、分岐部80と、ハーフミラ
ーを以って構成した第一光ガイド部74と、全反射面を以
って構成した第一光ガイド部34とから構成する。

第一光ガイド部74、34を一列に配列し、これら第一光
ガイド部の最終段に第一光ガイド部を配置する。導波路
80に入力した光は次々と第一光ガイド部74を透過したの
ち第一光ガイド部34に入射する。

この変形例では分岐部80の巾を巾狭に形成でき、従っ
て分岐手段78の小型化が図れる。尚、分岐部80は導波型
スターカプラと同様の機能を有さなくとも良い。

合流手段をこの変形例の分岐手段78と同様の構成とし
ても良い。

第10図（Ａ）及び（Ｂ）は分岐手段の第四変形例の構
成を概略的に示す図であり、図（Ａ）は平面図及び図
（Ｂ）は図（Ａ）におけるXB-XB線に沿って取った断面
を示す。尚、上述した構成成分と対応する構成成分につ
いては同一の符号を付して示し、その詳細な説明を省略
する。

この変形例では分岐手段104を、入力した光のパワー
の分布を分岐部巾方向X₁において均一化する機能を有す
る分岐部106と、全反射面を以って構成した第一光ガイ
ド部108とから構成する。

各分岐部106を基板60に離間させて設けた導波路層と
する。第一光ガイド部108の形成のため、分岐部106に溝
110を設けこの溝110内に任意好適な屈折率を有する媒質
112例えば空気の層を設ける。分岐部106及び溝110内の
媒質112との屈折率差によって第一光ガイド部108として
の全反射面を形成できる。尚、溝110内の媒質112の屈折
率を任意好適に定めることによって、ハーフミラーを形
成することもできる。従って第二変形例において、導波
路76の形成材料を分岐部32の形成材料と同じとし第一光
ガイド部74をこの変形例と同様に溝及びこの溝内に設け
た媒質によって形成したハーフミラーとすることもでき
る。また第三変形例において、第一光ガイド部34を溝及
び溝内に設けた媒質によって形成した全反射面とし、第
一光ガイド部74を溝及び溝内に設けた媒質によって形成
したハーフミラーとすることもできる。

合流手段をこの変形例の分岐手段104と同様の構成と
してもよい。

第11図は第一実施例における分岐手段の第五変形例の
構成を概略的に示す平面図である。尚、上述した構成成
分と対応する構成成分については同一の符号を付して示
し、その詳細な説明を省略する。

この変形例では分岐手段114を、分岐部116と、全反射
面を以って構成した第一光ガイド部34を以って構成す
る。

分岐部116を入力した光のパワーの分布を巾方向X₁に
おいて均一化する機能を有する導波路116aと複数の曲り
導波路116bを以って構成し、各第一光ガイド部116を曲
り導波路116bを介して導波路116aと結合する。

合流手段をこの変形例の分岐手段114と同様の構成と
してもよい。

第12図は第一実施例における分岐手段の第六変形例の
構成を概略的に示す平面図である。尚、上述した構成成
分と対応する構成成分については同一の符号を付して示
し、その詳細な説明を省略する。

この変形例では分岐手段138を、分岐部140と全反射面
を以って構成した第一光ガイド部34とから構成する。

分岐部140を任意好適個数の分岐140bと導波路140aと
から構成し、この分岐部140によって入力した光をツリ
ー状に分岐させて第一光ガイド部34に至らしめる光の伝
搬経路を形成する。

合流手段をこの変形例の分岐手段138と同様の構成と
しても良い。

第二実施例 第13図（Ａ）及び（Ｂ）はこの発明の第二実施例の構
成を概略的に示す側面図及び平面図である。第二実施例
を、請求項２の発明の実施例として説明する。尚、上述
した構成成分と同様の構成成分については同一の符号を
付して示す。

この実施例ではコリメートレンズアレイを省略し分岐
手段及び合流手段の構成を変更した他は第一実施例と同
様の構成となっている。以下、第一実施例と相違する点
につき説明し、第一実施例と同様の点についてはその詳
細な説明を省略する。

この実施例の光スイッチ82は、導波型分岐部84及び全
反射面を以って構成した第一光ガイド部34を有する分岐
手段86と、導波型合流部88及び全反射面を以って構成し
た第二光ガイド部40を有する合流手段90と、これら手段
86及び90の間に設けた光シャッターアレイ44とを備えて
成る。

そして光シャッターアレイ44を構成する複数の光シャ
ッター52を、マトリクス状に配列して基板50に設ける。
さらに分岐部84を板状の分岐部として複数の分岐部84を
行方向に積層し、分岐部84を列方向に延在させて、列方
向に所定間隔で離間配置した複数の第一光ガイド部34
を、各分岐部84に設ける。また合流部88を板状の合流部
として複数の合流部88を列方向に積層し、合流部88を行
方向に延在させて、行方向に所定間隔で離間配置した複
数の第二光ガイド部40を、各合流部88に設ける。

そして光シャッター52を設けた基板50の主面の法線方
向から見て、各光シャッター52に対し相対応する第一及
び第二光ガイド部34及び40を重ね合わせるように配置
し、これら光シャッター50、第一及び第二光ガイド部34
及び40を介して、各分岐部84をそれぞれ異なる合流部88
と光学的に結合する。

ここでは第一光ガイド部34及び第二光ガイド部40をそ
れぞれ、全反射面を以って構成する。そして分岐部84を
入力した光のパワーの分布を分岐部の深さ方向X₂におい
て均一化する機能を有する分岐部とし、同様に合流部88
を入力した光のパワーの分布を合流部の深さ方向Y₂にお
いて均一化する機能を有する合流部とする。

第14図（Ａ）及び（Ｂ）はこの実施例の分岐手段の説
明に供する斜視図であり、これら図（Ａ）及び（Ｂ）は
分岐手段84の形成方法の一例の主要な工程を段階的に示
す。

この実施例の分岐手段84の形成に当っては、まず、第
14図（Ａ）にも示すように、基板60aに切欠部92を形成
し、第一光ガイド部34の形成位置に基板側面に対して角
度Ψ（例えば45°）だけ傾いた斜面94（第14図（Ａ）
中、斜面94を点を付して示した）を形成する。

次に、第14図（Ｂ）にも示すように切欠部92に分岐部
84としての光導波路を設ける。その結果、基板側面に対
して角度Ψで傾いた全反射面（第一光ガイド部34）が斜
面94の位置にできる。

このようにして分岐手段86を形成した基板60aを複数
個並列させて相互に固着することによって、第13図
（Ａ）にも示すように並列配置した分岐手段86を得る。

合流手段90も、分岐手段86と同様にして形成できる。

この実施例では分岐手段86及び合流部88を巾狭に形成
でき、従って分岐手段86及び合流手段90の高集積化が図
れ、よって光スイッチ82の小型化を図れるという利点が
ある。

またこの実施例においても第一実施例と同様、各構成
成分を精度良く位置決めした状態で形成できるので、光
軸合せの簡単化が図れる。また分岐部84及び合流部88を
スターカプラと同様の機能を有する分岐部及び合流部と
することによって、分岐部84及び合流部88と入力ファイ
バ46及び出力ファイバ48との位置決めを高精度に行なわ
ずにすむので、光軸合せの簡単化を図れる。

またこの実施例によれば、光ガイド部34、40の巾を20
μｍ（又は50μｍ）、分岐部88及び合流部84の深さを2m
m（又は3mm）、及び分岐手段86及び合流手段90の配設ピ
ッチを250μｍとすれば、一辺が2.5cmの基板60、66を用
いて100回線の光スイッチ（又は一辺が2cmの基板60、66
を用いて60回線の光スイッチ）を形成でき、小型な光ス
イッチを提供できる。

尚、第二実施例においてもコリメートレンズアレイを
設けるようにしても良い。

〈変形例〉 第15図はこの実施例の分岐手段の第一変形例の構成を
概略的に示す斜視図である。

この変形例の分岐手段96は分岐部98及び第一光ガイド
部100から成り、分岐部98をクラッド102で挟んだ導波路
コアを以って及びガイド部100を分岐部98の端面に例え
ば研磨によって形成した全反射面または乱反射面を以っ
て構成している。

分岐手段96の形成に当っては、板状の形状のクラッド
102及び分岐部98を交互に例えば貼合せ法等によって積
層し、その後これら102、98から成る積層体の端面に例
えば研磨して第一光ガイド部100を形成する。分岐部98
及びクラッド102の厚みを薄くするとこれら98、102が反
りかえるため厚みを薄くして高集積化を図ることには限
界があるが、簡便に分岐手段96を作成できるという利点
がある。

合流手段をこの変形例の分岐手段96と同様の構成とし
ても良い。

第16図（Ａ）及び（Ｂ）は第二実施例における分岐手
段の第二変形例の説明に供する斜視図であり、これら図
（Ａ）及び（Ｂ）は分岐手段の形成方法の一例の主要な
工程を段階的に示す。尚、上述した構成成分と同様の構
成成分については同一の符号を付して示しその詳細な説
明を省略する。

この変形例の分岐手段118は、第16図（Ｂ）にも示す
ように、入力した光のパワーの分布を分岐部深さ方向X₂
において均一化する機能を有する分岐部120と、全反射
面を以って構成した第一光ガイド部122とから構成す
る。

分岐部120を基板60aに設けた導波路層とし、第一光ガ
イド部122を分岐部120に設けた溝124及び溝124内に設け
た任意好適な屈折率を有する媒質例えば空気の層によっ
て形成した全反射面とする。

次に分岐手段118の形成方法の一例につき説明する。

まず基板60aとして例えばガラス基板を用意し、第16
図（Ａ）にも示すように例えばイオン交換技術によって
基板60aに分岐部120を形成する。

次に分岐部120に例えばイオンミリングによって溝124
を形成し、この溝124内に媒質126例えば空気の層を設け
る。媒質126と分岐部120との屈折率差によって全反射面
を形成できる。

次に第16図（Ｂ）にも示すように分岐手段118を形成
した複数個の基板60aを相互に固着し、よって所定の位
置に並列配置した複数個の分岐手段118を得る。尚、導
波路形成材料を基板60aに例えばCVD法によって堆積させ
ることによって、分岐部120を形成するようにしても良
い。

合流手段をこの変形例の分岐手段118と同様の構成と
してもよい。

第17図は第二実施例における分岐手段の第三変形例の
構成を概略的に示す斜視図である。尚、上述した構成成
分と同様の構成成分については同一の符号を付して示し
その詳細な説明を省略する。

この変形例では分岐手段128を、分岐部130と全反射面
を以って構成した第一光ガイド部132とから構成する。

分岐部130をクラッド102で挟んだ導波路コアとし、第
一光ガイド部132を分岐部130に設けた溝134及び溝134内
に設けた任意好適な屈折率を有する媒質136によって形
成した全反射面とする。

溝134の構成を図示のものに限定するものではない
が、図中、分岐部130に設けた溝134のひとつの全体構成
を点線で示した。

合流手段をこの変形例の分岐手段128と同様の構成と
してもよい。

この発明は上述した実施例にのみ限定されるものでは
なく、従って各構成成分の形状、寸法、配設位置、形成
材料、形成方法、配設個数を任意好適に変更することが
できる。例えば第一及び第二光ガイド部をプリズムと
し、光シャッターアレイと導波型分岐部及び合流部とを
プリズム結合するようにしても良い。このプリズムを、
例えば導波型分岐部及び導波型合流部上に設けるように
しても良いし、或は導波型分岐部及び合流部中に形成す
るようにしても良い。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、請求項１の発明
によれば、光シャッターアレイは第一基板にマトリクス
状に配列した複数の光シャッターを有し、分岐手段は第
二基板に設けた分岐部及び第一光ガイド部から成り、合
流手段は第三基板に設けた合流部及び第二光ガイド部か
ら成る。そしてこれら光シャッター、分岐部、第一光ガ
イド部、合流部及び第二光ガイド部をそれぞれ、基板の
所定位置に精度良く位置決めして形成することはフォト
リソ技術を用いて容易に行なえる。

従ってこれら第一、第二及び第三基板を相対的に移動
させることにより、各光シャッターに対し相対応する第
一及び第二光ガイド部を、精度良く位置決めすることが
容易に行なえので、光軸合わせが従来に比し容易な光ス
イッチを提供できる。

また請求項２の発明によれば、光シャッターアレイは
基板にマトリクス状に配列した複数の光シャッターを有
し、分岐手段は板状の分岐部とこの分岐部に設けた第一
光ガイド部とから成り、合流手段は板状の合流部とこの
合流部に設けた第二光ガイド部とから成る。そしてこれ
ら光シャッターを基板の所定位置に精度良く位置決めし
て形成することはフォトリソ技術を用いて容易に行な
え、さらに第一光ガイド部を板状の分岐部の所定位置に
精度良く形成すること、及び第二光ガイド部を板状の合
流部の所定位置に精度良く形成することは、フォトリソ
技術や研磨技術を用いて容易に行なえる。

従ってこれら光シャッターアレイを設けた基板、板状
の分岐部及び板状の合流部を相対的に移動させることに
より、各光シャッターに対し相対応する第一及び第二光
ガイド部を、精度良く位置決めすることが容易に行なえ
るので、光軸合わせが従来に比し容易な光スイッチを提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）及び（Ｂ）はこの発明の第一実施例の説明
に供する平面図及び側面図、 第２図は光シャッターアレイの説明に供する平面図、 第３図はコリメートレンズアレイの説明に供する平面
図、 第４図（Ａ）及び（Ｂ）は分岐手段の説明に供する平面
図及び断面図、 第５図（Ａ）及び（Ｂ）は分岐手段の形成方法の一例の
説明に供する断面図、 第６図は第一実施例の動作の説明に供する図、 第７図（Ａ）及び（Ｂ）は第一実施例における分岐手段
の第一変形例の説明に供する平面図及び断面図、 第８図（Ａ）及び（Ｂ）は第一実施例における分岐手段
の第二変形例の説明に供する平面図及び断面図、 第９図（Ａ）及び（Ｂ）は第一実施例における分岐手段
の第三変形例の説明に供する平面図及び断面図、 第10図（Ａ）及び（Ｂ）は第一実施例における分岐手段
の第四変形例の説明に供する平面図及び断面図、 第11図は第一実施例における分岐手段の第五変形例の説
明に供する平面図、 第12図は第一実施例における分岐手段の第六変形例の説
明に供する平面図、 第13図（Ａ）及び（Ｂ）はこの発明の第二実施例の説明
に供する側面図及び平面図、 第14図（Ａ）及び（Ｂ）は第二実施例の分岐手段の説明
に供する斜視図、 第15図は第二実施例における分岐手段の第一変形例の説
明に供する斜視図、 第16図（Ａ）及び（Ｂ）は第二実施例における分岐手段
の第二変形例の説明に供する斜視図、 第17図は第二実施例における分岐手段の第三変形例の説
明に供する斜視図、 第18図（Ａ）及び（Ｂ）は従来の光スイッチの構成の説
明に供する図である。 30、82……光スイッチ 32、80、84、98、106、116、120、130、140……導波型
分岐部 34、70、74、100、108、122、132……第一光ガイド部 36、68、72、78、86、96、104、114、118、128、138…
…分岐手段 38、88……導波型合流部 40……第二光ガイド部 42、90……合流手段 44……光シャッターアレイ 54……コリメートレンズアレイ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導波型分岐部及び該分岐部の出力端に光学
   的に結合させた第一光ガイド部を有する分岐手段と、 導波型合流部及び該合流部の入力端に光学的に結合させ
   た第二光ガイド部を有する合流手段と、 これら分岐手段及び合流手段の間に設けた光シャッター
   アレイとを備え、 前記光シャッターアレイを構成する複数の光シャッター
   を、第一基板に、マトリクス状に配列して設け、 第一基板の主面の法線方向に、第二、第一及び第三基板
   を順次に積層し、 複数の分岐部を、行方向に並列させて前記第二基板に設
   けると共に、各分岐部を列方向に延在させて、列方向に
   所定間隔で離間配置した複数の第一光ガイド部を、各分
   岐部に設け、 複数の合流部を、列方向に並列させて前記第三基板に設
   けると共に、各合流部を行方向に延在させて、行方向に
   所定間隔で離間配置した複数の第二光ガイド部を、各合
   流部に設け、 第一基板の主面の法線方向から見て、各光シャッターに
   対し相対応する第一及び第二光ガイド部を重ね合わせる
   ように配置し、これら光シャッター、第一及び第二光ガ
   イド部を介して、各分岐部をそれぞれ異なる合流部と光
   学的に結合して成ることを特徴とする光スイッチ。
2. 【請求項２】導波型分岐部及び該分岐部の出力端に光学
   的に結合させた第一光ガイド部を有する分岐手段と、 導波型合流部及び該合流部の入力端に光学的に結合させ
   た第二光ガイド部を有する合流手段と、 これら分岐手段及び合流手段の間に設けた光シャッター
   アレイとを備え、 前記光シャッターアレイを構成する複数の光シャッター
   を、マトリクス状に配列して基板に設け、 分岐部を板状の分岐部として複数の分岐部を行方向に積
   層し、前記分岐部を列方向に延在させて、列方向に所定
   間隔で離間配置した複数の第一光ガイド部を、各分岐部
   に設け、 合流部を板状の合流部として複数の合流部を列方向に積
   層し、前記合流部を行方向に延在させて、行方向に所定
   間隔で離間配置した複数の第二光ガイド部を、各合流部
   に設け、 基板の主面の法線方向から見て、各光シャッターに対し
   相対応する第一及び第二光ガイド部を重ね合わせるよう
   に配置し、これら光シャッター、第一及び第二光ガイド
   部を介して、各分岐部をそれぞれ異なる合流部と光学的
   に結合して成ることを特徴とする光スイッチ。
3. 【請求項３】前記分岐手段及び光シャッターアレイの間
   と、前記合流手段及び光シャッターアレイの間とにそれ
   ぞれ、コリメートレンズアレイを設け、 各コリメートレンズアレイは、複数のコリメートレンズ
   を基板にマトリクス状に配列して成り、 基板の法線方向から見て、各コリメートレンズアレイの
   コリメートレンズと光シャッターアレイの光シャッター
   とを重ね合わせるように配置して成ることを特徴とする
   請求項１又は２に記載の光スイッチ。
4. 【請求項４】前記第一光ガイド部を、反射面又は蛍光物
   質を以って構成することを特徴とする請求項１又は２に
   記載の光スイッチ。
5. 【請求項５】前記第二光ガイド部を、反射面又は蛍光物
   質を以って構成することを特徴とする請求項１又は２に
   記載の光スイッチ。
6. 【請求項６】反射面を全反射面、乱反射面又はハーフミ
   ラーを以って構成することを特徴とする請求項４又は５
   に記載の光スイッチ。