JPH1054948A - 光変調装置／切換装置及びその方法 - Google Patents

光変調装置／切換装置及びその方法

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JPH1054948A
JPH1054948A JP9121996A JP12199697A JPH1054948A JP H1054948 A JPH1054948 A JP H1054948A JP 9121996 A JP9121996 A JP 9121996A JP 12199697 A JP12199697 A JP 12199697A JP H1054948 A JPH1054948 A JP H1054948A
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zone plate
signal
reflection
optical signal
light signal
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JP9121996A
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Dennis S Greywall
エス．グレイウォール デニス
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0808—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more diffracting elements

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 改良された光変調装置／切換装置並びにその
方法の提供。 【解決手段】 光変調装置／切換装置１ｂの、変位可能
なゾーン板支持部材６ｂ内に定義される反射ゾーン板８
が、入射光信号２３の反射ゾーン板８からの反射である
反射光信号２４を受光導波部材（図示しない）上で焦点
合わせする。制御信号に応動して、制御された電圧電源
１８ｂが、ゾーン板支持部材６ｂとゾーン板支持部材６
ｂから間隔を置いた層２ｂとに電圧を供給する。供給さ
れた電圧が、ゾーン板支持部材６ｂを層２ｂの方へ変位
させる静電力を生成する。ゾーン板支持部材６ｂが変位
すると、反射ゾーン板８への入射光信号２３に対する反
射ゾーン板８の方位が変化する。この方位変化が、反射
ゾーン板８からの反射光信号２４のパスの方向を変化さ
せる。供給電圧の振幅を変化させることにより反射光信
号２４を別の受光導波部材（図示しない）の方向へ向け
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光変調装置／切換
装置に関し、詳しくは光信号を変調するための又は光切
換装置（光スイッチ）を機能させるための焦点合わせ装
置を用いる微細機械加工（マイクロマシン加工）した装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】費用のかからない光変調装置及び光切換
装置の開発を求める要求が増大しつつあり、光変調装置
についての構造が多数提案されて来た。それらの提案は
大抵、少なくとも一方を移動（位置変化、又は簡単に、
変位）可能にした２層の部材によって定義される可変の
空気間隙（エアギャップ）を利用している。２層のうち
の一方の層を変位させてエアギャップを変化させると、
装置の光特性、一般には反射率が変化する。
【０００３】したがって、変調装置は、或る状態におい
て入射光信号に対して高反射率を有し、別の状態におい
ては入射光信号に対して低反射率を有する。この反射率
の差を用いて光信号が変調される。このような変調装置
は通常、上記の２層にかけて電圧を供給して静電的な力
（静電力）を生成し、これによって可動層を他方の層の
方へ変位させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の構造を有する変
調装置には多くの欠点がある。例えば、電圧をかけた
「電圧オン」状態と電圧をかけない「電圧オフ」状態と
の間で光特性を最大限変化させるために特定の距離だけ
可動層を変位させるためには特定の電圧（例えば３７．
４Ｖ）を要する。変調装置が老化するにつれて、この特
定の電圧値は変化する。駆動電圧を適切に調整できない
と、変調装置の性能が劣化する。
【０００５】更に、装置の基盤をなす光学原理によっ
て、上記の層についての厚さ又はその他の特性に制約が
生じる。そして、このような制約によって、材料の選択
や複雑な製造が制限されることになる。又このような変
調装置は一般に、１本の光ファイバでしか用いらず、こ
れらの装置の潜在的な有用性を制限することになる。
【０００６】すなわち、従来技術のこれらの欠点を避け
た光変調装置が求められている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】課題を解決するための本
発明は、入射光信号を反射させるための反射ゾーン板か
らなる光変調装置／切換装置である。本光変調装置／切
換装置は更に、この反射ゾーン板を当初の方位、一般に
は入射光信号に直角な方位から少なくとも１個の別の方
位へ回転又は傾斜（変位）させるための手段からなる。
【０００８】反射ゾーン板はレンズとして機能し、入射
光信号を受光して反射された光信号（反射光信号）の焦
点を合わせる、すなわち光信号を合焦させる。反射ゾー
ン板は、反射に対して破壊的（すなわち有害な）干渉を
もたらす、光信号寄与分（光信号成分、又は簡単に、成
分）、の位相を変化させ又は除去する。結果として得ら
れる反射光信号は、もし光信号が鏡又は他の反射面から
反射されたとした場合よりはるかに高い中心輝度を有す
る。
【０００９】反射ゾーン板をその当初の方位から傾斜さ
せることによって反射光信号の方向を変えることができ
る。本発明に基づく変調装置／切換装置の一実施例にお
いては、制御された電圧電源からの電圧信号に応動して
反射ゾーン板が、変調装置／切換装置が静止すなわち休
止状態にある当初（第１）の方位と第２の方位（変調装
置／切換装置が偏倚（バイアス）状態にある）との間
で、迅速に傾斜する。
【００１０】休止状態においては、反射光信号が導波部
材と光通信状態にあり、偏倚状態においては、反射光信
号のパスが、光信号がもはや導波部材と光通信状態では
なくなるように変更される。この手法では、休止状態と
偏倚状態との間のコントラストが非常に高い状態で光信
号を変調できる。
【００１１】その上、本発明に基づく変調装置／切換装
置は、２つの状態間のコントラストを最大にするために
特定の電圧ををかけて作動させる必要がない。むしろ、
電圧が、偏倚状態において光信号が導波部材によって捉
えられない事態を確保するのに十分なだけ反射ゾーン板
を傾斜させることができる電圧である限り、最大コント
ラストが得られる。更に、推奨実施例においては光信号
が反射率の高い被覆面から反射されるので、反射ゾーン
板に対する適切な支持部材材料に関しての制限は比較的
少ない。
【００１２】他の実施例においては、各々の方位がそれ
ぞれ異なる反射光信号パスをもたらすような複数の方位
に傾斜させることができる。各方位において、反射ゾー
ン板は、それぞれ異なる導波部材と光通信状態にある。
したがって、制御された電圧電源からの電圧信号に応動
して、入射光信号を複数の導波部材のいずれにも切り換
えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明
に基づく光変調装置／切換装置１の平面図及び側面図を
それぞれ示す単純化した略図である。光変調装置／切換
装置１は、ゾーン板支持部材６の内部又は上面に定義さ
れる反射ゾーン板８からなる。ゾーン板支持部材６は、
支持手段４に機械的に接続される。
【００１４】光変調装置／切換装置１は更に、反射ゾー
ン板８を回転させ又は軸３０から離れる方向に傾斜させ
るための変位手段１８からなる。本明細書において後に
述べる光変調装置／切換装置１の個々の実施例に依って
は、反射ゾーン板８は、軸３０の周りに符号３１の方向
に回転させ、又は符号３２の方向に軸３０から離れるよ
うに傾斜させることができる。支持手段４及び変位手段
１８については、光変調装置／切換装置のいくつかの推
奨実施例に関連して後に更に述べる。
【００１５】反射ゾーン板８は、レンズと全く同類の仕
方で機能し、入射光信号を合焦させる。反射ゾーン板８
は、合焦を次の動作で行う。すなわち、もし反射ゾーン
板８がないと、鏡から反射された光の振幅は、光ビーム
の発散のため、鏡からの総距離と共に減少する。もし鏡
が一連の同心環又はゾーンに分割されている場合、反射
光の振幅は単に、各ゾーンからの成分の合計である。
【００１６】各ゾーンからの光が進む全距離は僅かに異
なるため、各成分は検出点には異なる位相で到着する。
このことから干渉効果が生じる。有害な干渉をもたらす
これらのゾーンを除去すれば、反射ゾーン板を用いるこ
とによって、与えられた距離だけ反射ゾーン板から離れ
た位置、すなわち「焦点」、における合計振幅を大いに
強化することができる。一実施例においてはこの有害な
成分が、図２に示すような適切に間隔を置いた一連の非
反射環を構築することによって除去される。
【００１７】図２に示す反射ゾーン板８ａは、間隔を置
き同心に設置された４個の非反射領域１０によって定義
される。反射領域１１は、これら非反射領域１０の間に
設置される。反射領域１１は、検出装置の位置に正味の
建設的干渉状態が得られるように設置される。
【００１８】尚、すぐ判るように、本発明に用いられる
反射ゾーン板の構成は、反射される光信号の波長、光信
号を送達する導波部材からの反射ゾーン板の距離、及び
反射光信号を受信する導波部材、検出器等と反射ゾーン
板との距離と共に変わる。したがって、他の実施例にお
いては、反射ゾーン板は、上述の因子の関数としての４
個よりも多いか少ない個数の非反射領域１０からなる。
反射ゾーン板の他の実施例、並びに必要とされる非反射
領域又はゾーンの個数及びこれら非反射領域１０の半径
Ｒi の計算方法については、本明細書において後に述べ
る。
【００１９】更に、別の一実施例においては、反射ゾー
ン板を図２に示すように、但し図２において反射ゾーン
板の反射領域１１が配置されている部分に非反射領域１
０を配置した形で形成することができる。これら２種類
の実施例から得られる反射光信号の振幅は、１８０度の
位相差があることを除いては類似である。変調装置／切
換装置の性能からいえば位相は重要ではない、本発明に
基づく光変調装置／切換装置１の動作については下で述
べる。
【００２０】図３（ａ）において、反射ゾーン板８は軸
３０の方向に合わせて位置され、入射光信号２３に直角
である。したがって、反射ゾーン板８から反射された信
号（反射光信号）２４は、入射光信号２３と同じ光路
（パス）に沿って反対の向きに送り返される。図３
（ｂ）においては、反射ゾーン板８が軸３０から角度β
だけ傾斜しているため、入射光信号２３はもはや反射ゾ
ーン板８に直角ではない。したがって、反射光信号２４
は、入射光信号と反射光信号との角度が２βになるよう
な形で反射ゾーン板８から反射される。
【００２１】下で述べるように、制御信号に応動して反
射ゾーン板８をこれら２個の方位の間で迅速に傾斜させ
ることにより、この反射ゾーン板を用いて光信号を変調
し又は光切換装置として機能させることができる。図４
（ａ）〜図７に、種々の導波配置を備えた光変調装置／
切換装置の使用状態を示す。
【００２２】図４（ａ）及び図４（ｂ）に光変調装置／
切換装置１が光変調装置として用いられる場合の配置１
００ａを示す。配置１００ａは、光変調装置／切換装置
１と、入射及び反射光信号の両方を搬送する導波部材２
５とからなる。本説明において、用語「導波部材」は、
光ファイバ又はその他光信号の伝搬をサポートするのに
適した媒体を意味する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、
反射ゾーン板８が導波部材２５から間隔を置いた場合を
示す。軸３０は導波部材２５に直角である。
【００２３】図４（ａ）において、光変調装置／切換装
置１は、反射ゾーン板８が軸３０に沿って位置合わせさ
れた、「非傾斜」又は「休止」状態にある。休止状態に
おいては、反射ゾーン板８は導波部材２５に直角であ
る。この状態で、反射ゾーン板８は入射光信号２３を受
信して反射光信号２４を導波部材２５に返す。
【００２４】図４（ｂ）において、光変調装置／切換装
置１は、反射ゾーン板８が軸３０から角度βだけ傾斜し
た、「傾斜」状態（「偏倚（バイアス）」状態とも称す
る）にある。偏倚状態においては、反射ゾーン板８は導
波部材２５に直角ではない。したがって偏倚状態におい
ては、反射ゾーン板８から反射された反射光信号２４
は、入射光信号２３から角度２βだけ偏倚したパスを通
り、導波部材２５による受信はされない。
【００２５】図５（ａ）及び図５（ｂ）に光変調装置／
切換装置１が前と同様に光変調装置として用いられる場
合の配置１００ｂを示す。配置１００ｂは、光変調装置
／切換装置１と、２個の導波部材２５、２６とからな
る。配置１００ｂにおいては２個の導波部材のうちの１
個例えば２５が、入射光信号２３を反射ゾーン板８に送
達し、他方の導波部材２６が反射光信号２４を受信す
る。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、反射ゾーン板８が導
波部材２５、２６から間隔を置いた場合を示す。
【００２６】導波部材２５、２６は、光変調装置／切換
装置が図５（ａ）に示す休止状態にあるときに反射光信
号２４が導波部材２６への第１のパスに沿って進むよう
に配置される。図５（ｂ）に示す偏倚状態においては、
反射光信号２４は、第１のパスから角度２βだけ偏向す
る。このような偏向により、反射光信号２４の導波部材
２６による受信はされない。
【００２７】図６（ａ）及び図６（ｂ）に、光変調装置
／切換装置１が光切換装置として用いられる場合の配置
２００ａを示す。配置２００ａは、光変調装置／切換装
置１と、３個の導波部材２５、２６、２７とからなる。
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、反射ゾーン板８がこれら
３個の導波部材から間隔を置いた場合を示す。導波部材
２５が、入射光信号２３を反射ゾーン板８に送達し、他
の導波部材２６又は２７のうちの１個が反射光信号２４
を受信する。
【００２８】導波部材２５、２６は、光変調装置／切換
装置が図６（ａ）に示す休止状態にあるときに反射光信
号２４が導波部材２６への第１のパスに沿って進むよう
に配置される。図６（ｂ）に示す偏倚状態においては、
反射光信号２４は、第１のパスから角度２βだけ偏向す
る。このような偏向により、反射光信号２４は第２のパ
スに進み、導波部材２７によって受信される。
【００２９】尚、すぐ判るように、例えば図７に示すよ
うな他の実施例においては、反射光信号２４の受信用に
他の導波部材を更に用いることができる。図７は配置２
００ｂを示し、この配置２００ｂは、光変調装置／切換
装置１と、入射光信号２３を送達するための１個の導波
部材２５と、反射光信号２４を受信するための導波部材
２６〜２９とからなる。
【００３０】軸３０に対する反射ゾーン板の傾斜角βを
変えることにより、反射光信号２４のパスを変えること
ができる。したがって、反射ゾーン板を適切に傾斜させ
ることにより、反射光信号２４を４個の導波部材２６〜
２９のいずれに向けることも可能である。
【００３１】上記のような配置を形成するための反射ゾ
ーン板８と導波部材との間隔の置き方についての指標は
本明細書において後に説明する。
【００３２】光変調装置／切換装置１の特徴概要、その
動作及び用法例について述べたので、次に本発明に基づ
く光変調装置／切換装置の３種類の特定の実施例、及び
これら実施例の形成方法について説明する。
【００３３】１つの実施例の或る要素は他の実施例の要
素と構造的に同一であるが、反射ゾーン板８を除いて
は、個々の特定の実施例についての要素には全て、他の
実施例と区別するための特定の英字をその符号に含めて
付けることとする。例えば、光変調装置／切換装置１ａ
の要素の符号には全て識別子「ａ」を付け、光変調装置
／切換装置１ｂの要素の符号には全て識別子「ｂ」を付
ける。
【００３４】図８に、本発明に基づく微細（ミクロ）機
械的光変調装置／切換装置の第１の推奨実施例１ａを斜
視図で示す。光変調装置／切換装置１ａは、可撓性及び
導電性を有するゾーン板支持部材６ａ上に偏心して配置
された反射ゾーン板８からなる。ゾーン板支持部材６ａ
は、支持構造４ａによって導電層２ａの上方に懸架され
ている。
【００３５】この推奨実施例においては、接点１４ａ及
び１６ａが、導電層２ａ上及びゾーン板支持部材６ａ上
にそれぞれ設置される。接点１４ａ及び１６ａは、制御
された電圧電源１８ａへの電気的接続を形成する。ゾー
ン板支持部材６ａは、２点支持梁構造（又は構成）をな
す。
【００３６】動作に関しては、図８及び図９（ａ）は休
止状態にある光変調装置／切換装置１ａを示し、この状
態においては反射ゾーン板８は入射光信号２３に直角で
ある。反射光信号２４は入射光信号２３と同じパスに沿
って逆の向きに返される。
【００３７】図９（ｂ）は、偏倚状態にある光変調装置
／切換装置１ａの断面図である。制御信号に応動して、
制御された電圧電源１８ａがゾーン板支持部材６ａ及び
導電層２ａに対して電圧を掛ける。掛けられた電圧によ
って静電力が生成され、この静電力がゾーン板支持部材
６ａを導電層２ａの方へ変位させる。
【００３８】光変調装置／切換装置１ａにおいては、ゾ
ーン板支持部材６ａの各端部４１ａ、４２ａが支持構造
４ａに取り付けられている。したがって、光変調装置／
切換装置１ａが偏倚状態にあると、ゾーン板支持部材６
ａの中点４０ａに近い領域ほど軸３０に対する撓みがゾ
ーン板支持部材６ａの端部４１ａ、４２ａに近い領域よ
りも大きくなる。
【００３９】反射ゾーン板８がゾーン板支持部材６ａ上
の偏心位置に設置されているので、反射ゾーン板８はゾ
ーン板支持部材６ａの中点４０ａの方向へ下向きに傾斜
することになる。すなわち、反射ゾーン板８は当初の非
偏倚方向から軸３０に対して角度βだけ変位する。この
ため、反射ゾーン板８に直角な軸３３はもはや入射光信
号２３と方向が一致しないことになる。したがって、反
射光信号２４はその光源には返されない。反射光信号２
４のパスは、入射光信号２３のパスから角度２βだけ変
位する。
【００４０】光変調装置／切換装置１ａにおいては、ゾ
ーン板支持部材６ａ及び支持構造４ａが、本明細書で前
に述べた光変調装置／切換装置１の支持手段４によって
示される機能及び構造を実現する。又、制御された電圧
電源１８ａが、ゾーン板支持部材６ａ及び導電層２ａの
導電性並びにゾーン板支持部材６ａの可撓性と共になっ
て、光変調装置／切換装置１の変位手段１８によって示
される機能及び構造を実現する。
【００４１】図１０（ａ）に、本発明に基づく微細（ミ
クロ）機械的光変調装置／切換装置の第２の推奨実施例
１ｂを斜視図で示す。光変調装置／切換装置１ｂは、導
電性を有するゾーン板支持部材６ｂ上に配置された可撓
性を有する反射ゾーン板８からなる。ゾーン板支持部材
６ｂの一端部４１ｂから延びる可撓性を有するたわみ部
材７ｂが、支持構造４ｂに取り付けられる。支持構造４
ｂが、たわみ部材７ｂと共になって、導電層２ｂの上方
にゾーン板支持部材６ｂを懸架する。
【００４２】この推奨実施例においては、接点１４ｂ及
び１６ｂが、導電層２ｂ及びゾーン板支持部材６ｂとそ
れぞれ電気的接触状態にあるように設置される。接点１
４ｂ及び１６ｂは、制御された電圧電源１８ｂへの電気
的接続を形成する。ゾーン板支持部材６ｂは、たわみ部
材７ｂと共に、片持ち梁構造（又は構成）をなす。
【００４３】動作に関しては、図１０（ａ）及び図１０
（ｂ）は、休止状態にある光変調装置／切換装置１ｂを
示し、この状態においては反射ゾーン板８は入射光信号
２３に直角である。反射光信号２４は入射光信号２３と
同じパスに沿って逆の向きに返される。
【００４４】図１０（ｃ）は、偏倚状態にある光変調装
置／切換装置１ｂの断面図である。制御信号に応動し
て、制御された電圧電源１８ｂがゾーン板支持部材６ｂ
及び導電層２ｂに対して電圧を掛ける。結果として生成
される静電力がゾーン板支持部材６ｂを導電層２ｂの方
へ変位させる。
【００４５】光変調装置／切換装置１ｂの片持ち梁構成
においては、ゾーン板支持部材６ｂの一端部４１ｂが軸
３０に最も近い位置に留まり、ゾーン板支持部材６ｂの
他端部４２ｂは軸３０から最も遠い位置へ撓む。したが
って、光変調装置／切換装置１ｂが偏倚状態にあると、
反射ゾーン板８はゾーン板支持部材６ｂの他端部４２ｂ
の方向へ下向きに傾斜する。すなわち、反射ゾーン板８
は当初の非偏倚方向から軸３０に対して角度βだけ変位
する。
【００４６】このため、反射ゾーン板８に直角な軸３３
はもはや入射光信号２３と方向が一致しないことにな
る。したがって、反射光信号２４はその光源には返され
ない。反射光信号２４のパスは、入射光信号２３のパス
から角度２βだけ変位する。
【００４７】光変調装置／切換装置１ｂにおいてはゾー
ン板支持部材６ｂ、たわみ部材７ｂ、及び支持構造４ｂ
が、前に述べた光変調装置／切換装置１の支持手段４に
よって示される機能及び構造を実現する。又制御された
電圧電源１８ｂ及びたわみ部材７ｂが、ゾーン板支持部
材６ｂ及び導電層２ｂの導電性と共になって、光変調装
置／切換装置１の変位手段１８によって示される機能及
び構造を実現する。
【００４８】図１１（ａ）に、本発明に基づく光変調装
置／切換装置の第３の推奨実施例１ｃを示す。光変調装
置／切換装置１ｃは、少なくとも部分的に導電性を有す
るゾーン板支持部材６ｃ内に配置された反射ゾーン板８
からなる。ゾーン板支持部材６ｃの端部４３ｃ及び４４
ｃからそれぞれ延びる捩れ部材７ｃ及び７ｄが、支持構
造４ｃに取り付けられる。支持構造４ｃが、捩れ部材７
ｃ及び７ｄと共になって、少なくとも部分的に導電性を
有する層２ｃの上方にゾーン板支持部材６ｃを懸架す
る。
【００４９】この推奨実施例においては、接点１４ｃ及
び１６ｃが、層２ｃ（の導電性領域）及びゾーン板支持
部材６ｃとそれぞれ電気的接触状態にあるように設置さ
れる。接点１４ｃ及び１６ｃは、制御された電圧電源１
８ｃへの電気的接続を形成する。捩れ部材７ｃ及び７ｄ
を分割線として用いて、層２ｃ及びゾーン板支持部材６
ｃのそれぞれ約半分だけを導電性とする必要がある。ゾ
ーン板支持部材６ｃは、捩れ部材７ｃ及び７ｄと共に、
捩れ構造（又は構成）をなす。
【００５０】動作に関しては、図１１（ａ）及び図１１
（ｂ）は、休止状態にある光変調装置／切換装置１ｃを
示し、この状態においては反射ゾーン板８は入射光信号
２３に直角である。反射光信号２４は入射光信号２３と
同じパスに沿って逆の向きに返される。
【００５１】図１１（ｃ）は、偏倚状態にある光変調装
置／切換装置１ｃを示す。制御信号に応動して、制御さ
れた電圧電源１８ｃがゾーン板支持部材６ｃ及び層２ｃ
に対して電圧を掛ける。掛けられた電圧によって静電力
が生成され、この静電力がゾーン板支持部材６ｃの導電
性領域を層２ｃの導電性領域の方へ変位させる。
【００５２】光変調装置／切換装置１ｃの捩れ構成にお
いては、ゾーン板支持部材６ｃの一端部が層２ｃの方へ
引かれるように、捩れ部材７ｃ及び７ｄによって定めら
れる軸のまわりに回転する。したがって、光変調装置／
切換装置１ｃが偏倚状態にあると、反射ゾーン板８は、
導電性領域の位置に依って捩れ部材７ｃ及び７ｄの左又
は右の方向へ下向きに傾斜する。すなわち、反射ゾーン
板８は当初の非偏倚方向から軸３０に対して角度βだけ
変位する。
【００５３】このため、反射ゾーン板８に直角な軸３３
はもはや入射光信号２３と方向が一致しないことにな
る。したがって、反射光信号２４はその光源には返され
ない。反射光信号２４のパスは、入射光信号２３のパス
から角度２βだけ変位する。
【００５４】光変調装置／切換装置１ｃにおいては、ゾ
ーン板支持部材６ｃ、捩れ部材７ｃ、７ｄ、及び支持構
造４ｃが、本明細書において前に述べた光変調装置／切
換装置１の支持手段４によって示される機能及び構造を
実現する。又、制御された電圧電源１８ｃ及び捩れ部材
７ｃ、７ｄが、ゾーン板支持部材６ｃ及び層２ｃの導電
性領域と共になって、光変調装置／切換装置１の変位手
段１８によって示される機能及び構造を実現する。
【００５５】上に述べた光変調装置／切換装置の種々の
実施例は、前に説明した配置１００ａ、１００ｂ、２０
０ａ、及び２００ｂのいずれにも用いることができる。
本発明に基づく光変調装置／切換装置を形成するために
は、当業者に周知の平面及び立体ミクロ機械加工手法が
使用可能である。
【００５６】尚又、当業者には、導電性又は部分的に導
電性であるとされるゾーン板支持部材６及び導電層２の
ような要素は、本質的に導電性を有するものであって
も、或いは適切な導電性を有する材料を蒸着させること
により又は場合によっては適切な元素を用いてドーピン
グを行うことにより導電性を持たせものであってもよい
ことが理解できよう。次に、本発明に利用される反射ゾ
ーン板８について更に詳しく説明する。
【００５７】前に述べたように、本発明に利用される反
射ゾーン板８は、図２に示すように構成することができ
る。図２は、間隔を置き同心に設置された円形の非反射
領域１０と、それらの間に位置する円形の反射領域１１
とによって定義される反射ゾーン板８ａを示す。これら
の非反射領域及び反射領域を形成する方法は多数あり、
当業者には明らかである。
【００５８】例えば、非反射領域１０については、これ
らの領域を透明にして、光がこれらの領域を通過してそ
の下に位置する層に吸収されるようにすることも、又は
これらの領域を黒色にすることもできる。反射領域は、
これらに設定すべき適切な領域１１において、反射ゾー
ン板８ａの平滑な表面をアルミ又は金のような反射性の
高い物質でコーティングすることによって形成できる。
【００５９】これらの非反射領域及び反射領域を形成す
る際にゾーン支持部材６に物質を配置する適切な方法、
すなわち写真平板、印刷、種々の蒸着技術からいずれを
選択するかは、当業者の能力で決めればよい。非反射領
域及び反射領域の他の実施例並びに領域形成方法で上記
以外に当業者が発想したものにつても、適切ならば使用
できる。
【００６０】反射ゾーン板８ａを用いた本発明に基づく
光変調装置／切換装置においては、入射光信号の半分が
非反射領域１０において失われる。光信号のうちの「位
相の外れた」成分のパス長さを波長の１／２だけ増加又
は減少させることによって、これらの成分がその光信号
の残りと位相の合った状態になることは、当業者には理
解されよう。
【００６１】図１２（ａ）に示す反射ゾーン板の推奨実
施例８ｂにおいて、反射ゾーン板の表面の、本来は非反
射領域が設置される部分を反射性となるように適切に処
理し、表面が反射領域１１の表面よりも図中符号ｄで示
すように波長の１／４だけ高くなるように段差を付け
る。このような領域から反射される光の往復パス長さは
波長の１／２だけ減少する。このようにして、非反射領
域１０が位相反転反射領域１０ａとなる。
【００６２】反射ゾーン板８ｂから反射された光信号の
振幅は、反射ゾーン板８ａから反射された光信号の振幅
の２倍である。当業者に既知の表面又は立体ミクロ機械
加工手法を用いることにより、表面高さにλ／４の段差
が付くように段階を形成することが可能である。
【００６３】本発明に基づく光変調装置／切換装置の種
々の要素についての材料選択に対する制約は、一般の変
調装置の場合よりも一般に少ない。望む領域、例えば反
射、非反射及び位相反転の領域に適する材料には、ポリ
シリコン、酸化インジウムすず（ＩＴＯ）をコーティン
グしたガラス、窒化珪素、金属膜、及びプラスチックが
含まれ、選択に制約はない。
【００６４】図１２（ｂ）において、反射ゾーン板８ａ
（図２）又は８ｂ（図１２（ａ））の中心を通る軸５０
上に光源があると仮定すると、与えられたゾーンの内縁
４６に入射する光のパス長さＰ1 は、そのゾーンの外縁
４７に入射する光のパス長さＰ2 よりも短い。このパス
長さの差が位相のずれを発生させ、これによって有害な
干渉が生じる。
【００６５】図１２（ｃ）に示す反射ゾーン板の別の推
奨実施例８ｃにおいて、各領域の表面は、その領域の半
径が増加するにつれてより上方の段階へ上がるように段
差が付けられている。無限の個数の段差、すなわち滑ら
かな昇り面にすれば最良の性能が得られるが、そのよう
な面を形成することは困難である。
【００６６】段差のない平坦な表面に比べれば、２段階
からなるゾーン板でも性能がかなり改善されるが、多
分、２段階の対で構成される各ゾーンを少なくとも４段
階の段差構成に置き換えるのがよい。４段階のゾーン板
においては、段階の高さは一般に、０、(１／８)λ、
(１／４)λ、 (３／８)λとなる。個数ｂ個の段階を有
するゾーン板においては、段差の高さはλ／（２ｂ）と
なる。但し第１の段階を常に０とする。
【００６７】反射ゾーン板８のゾーン半径は次のように
して定められる。ガウスビームのソース（発射源）Ｓ、
すなわち光信号を送達する導波部材の端部、が反射ゾー
ン板からｄs の距離にあり、検出点Ｐすなわち反射光信
号を受信する導波部材の端部が反射ゾーン板からｄp の
距離にあるものと仮定する。Ｓ及びＰは両方共反射ゾー
ン板８の対称軸上に位置する。
【００６８】位相反転反射ゾーン板８ｂのような２段階
のレベルを有する反射ゾーン板を含む、反射ゾーン板８
ａのような反射ゾーン板８については、ゾーン半径は次
の関係式によって定められる。 ［１］ (Ｒm 2/２Ｒ)＋ｒ−ｄp ＝ ｍλ/２ ここに、ｒ＝(Ｒm 2＋ｄp 2)0.5、 ｍは整数、Ｒはソース
Ｓから距離ｄs だけ離れた同位相波面の曲率半径であ
る。ｄs がλに比較して大きい場合には、Ｒ≒ｄsであ
る。
【００６９】第１のゾーンは反射ゾーン板８ｂの中心か
らＲ1 まで延び第２のゾーンはＲ1からＲ2 まで延び、
以下同様である。式［１］の解を［表１］に示す。ゾー
ン半径Ｒm は、λ（入射光信号の波長）に関して示され
る。［表１］はｄs ＝ｄp の条件に基づく。
【００７０】言い換えれば、入射光信号を送達する導波
部材と反射光信号を受信する導波部材とは反射ゾーン板
から同じ距離にある。ゾーン半径Ｒm は、ｄs 及びｍの
関数として表される。すなわち、或る特定のゾーンｍに
ついてのＲm/λが、ｄs/λの種々の値、例えば１００、
２００、...５００ において与えられる。
【００７１】
【表１】
【００７２】光信号のエネルギーのやく９９％は、光源
（ソース）、すなわち光信号を送達する導波部材の端
部、から或る与えられた距離における光ビームの半径の
１．５倍の半径以内に包含される。したがって、ビーム
半径の１．５倍を超える半径のゾーンが反射光信号の輝
度に与える寄与度は無視できるほどに小さい。［表１］
の各欄内の＊印を付けた半径は、ｄs/λの値に対する最
大有効ゾーン半径すなわちビーム半径の１．５倍より小
さい最大ゾーン半径を表す。例えば、もしｄs/λ＝１０
０の場合、３個よりも多くのゾーンは必要ない。
【００７３】図１２（ｃ）に示す反射ゾーン板８ｃのよ
うな４段階の反射ゾーン板についての半径は次のように
計算される。隣接するゾーン境界に連関する光パスは
λ/４だけの差がある。４段階の反射ゾーン板について
の反射ゾーンの半径（Ｓi,j で表す） は次の式で与え
られる。 ［２］ (Ｓi,j)2/(２Ｒ)＋ｒ−ｄp ＝ (ｉ−１)/λ
＋(ｊ−１)/ｂλ ここに、ｉはゾーン番号、ｊは段階レベル、すなわちｊ
＝１、２、３、４であり、ｂは段階の個数、例えば本例
では４である。
【００７４】第１ゾーンについては、第１のレベルは余
分な位相ずれがなく反射ゾーン板８ｃの中心から半径Ｓ
1,1 まで延びる。第２のレベルはπ/２ の位相ずれがあ
り、Ｓ1,1 からＳ1,2 まで延びる。第３のレベルはπの
位相ずれがあり、Ｓ1,2 からＳ1,3 まで延びる。そして
第４のレベルは３π/２ の位相ずれがあり、Ｓ1,3 から
Ｓ1,4 まで延びる。第２のゾーン（例えばＳ2,1 〜Ｓ
2,4 ）についての配置も同様な順序での反復となる。
【００７５】式［２］の解によって与えられる４段階の
反射ゾーン板についての反射ゾーン半径Ｓi,j を［表
２］及び［表３］に、入射光信号の波長λに関して示
す。［表２］はゾーン番号１〜５についてのゾーン半
径、すなわちＳ1,1 〜Ｓ5,4 を示し、［表３］はゾーン
番号６〜９についてのゾーン半径を示す。［表２］及び
［表３］はｄs ＝ｄp の条件に基づく。
【００７６】ゾーン半径Ｓi,j は、ｄs ｉ及びｊの関数
として表される。すなわち、或る特定のゾーン番号ｉ及
び段階ｊについてのＳi,j/λが、ｄs/λの種々の値、例
えば１００、２００、... ５００において与えられる。
これらの表の各欄内の＊印を付けた半径は、ｄs/λの値
に対する最大有効ゾーン半径を示す。
【００７７】尚、４個以外の段階レベル個数ｂを有する
反射ゾーン板についても、式［２］中のｂをその段階レ
ベル個数に等しく設定することにより、式［２］を用い
てゾーン半径を計算できる。
【００７８】
【表２】
【００７９】
【表３】
【００８０】図１３は、計算による４段階反射ゾーン板
のガウス曲線（符号５４）及び計算による２段階反射ゾ
ーン板のガウス曲線（符号５２）を示す。これらの曲線
５２、５４は、反射光信号の相対的振幅を、光信号の中
心からの相対的半径方向距離の関数として表す。
【００８１】相対的振幅は、検出器（点Ｐ）すなわち受
信側の導波部材の端部における反射光信号の振幅を、ソ
ース（点Ｓ）すなわち送達側の導波部材の端部における
入射光信号の振幅によって除した値として定義される。
相対的半径方向距離は、点Ｐにおける光信号の中心から
の横方向距離を、点Ｓにおける光信号の半径によって除
した値として定義される。図１３はｄp＝ｄs及びｄp/λ
＝２００の条件に基づく。図１３は中心位置において、
２段階の反射ゾーン板から反射された光信号が当初の振
幅の約６０％の振幅を有し、信号損失が約１ｄＢである
ことを示す。
【００８２】反射ゾーン板８から反射された光信号は、
一般に光ファイバである導波部材の開口部（アパーチ
ャ）によって捉えられる必要がある。したがって受信側
の光ファイバ端部において波光信号が適切なビーム幅す
なわちスポットサイズ、を有することが重要である。ス
ポットサイズは、ソースすなわち光信号送達側の光ファ
イバの端部と反射ゾーン板８との間の距離を変えること
によって調整できる。
【００８３】図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、反射光信
号の相対的振幅を、相対的半径方向距離ρ/ｗ0の関数と
して、いくつかのｄs/λ値について表したものである。
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）の場合、相対的半径方向距
離ρ/ｗ0は、受信側の光ファイバの中心からの半径方向
距離を、送達側の光ファイバの端部における光信号の幅
で除したものとして定義される。図１４（ａ）〜図１４
（ｃ）において、ｄp/λ=２００である。
【００８４】ｄs/λ＝３２０、ｄs/λ＝２５０、及びｄ
s/λ＝２００の場合の反射光信号の相対的振幅の曲線５
６、５８、６０を図１４（ａ）、図１４（ｂ）、及び図
１４（ｃ）にそれぞれ示す。図１４（ａ）〜図１４
（ｃ）は、ソース側の光ファイバと反射ゾーン板８との
間の距離が増加するにつれて、曲線の幅が狭くなる。し
たがって、ソースから反射ゾーン板への距離が大きいほ
ど、エネルギーのより大きな部分がより小さな半径以内
で捉えられる。このようにして、ソース側の導波部材と
反射ゾーン板との間隔（距離）を、受信側の導波部材の
開口に対して調整することができる。
【００８５】１００ｂ、２００ａ、２００ｂのような配
置においては、反射光信号（ビーム）を１個以上の導波
部材へ向ける必要がある。したがって、導波部材とはゾ
ーン板８との間隔を或る特定の値にした場合に、反射ゾ
ーン板８をある特定の角度βだけ傾斜させなければなら
ない。反射ゾーン板８の傾斜は、ゾーン板支持部材６の
或る特定の撓み値に対応する。ゾーン板支持部材の撓み
値は、供給電圧Ｖによって制御される。
【００８６】ゾーン板支持部材の撓みを或る特定の値に
するのに必要な電圧Ｖは通常の実験で定めることがで
き、代わりに次の方法に基づいて計算することもでき
る。
【００８７】２点支持梁構成を有するゾーン板支持部材
６ａの撓みを或る特定の量にするのに必要とされる電圧
Ｖは、図１５及び図１６を参照して次のように計算する
ことができる。ゾーン板支持部材６ａにおける張力が大
きい場合、力の方程式は次式によって与えられる。
【００８８】［３］ Ｔ(ｄ2Ｚ/ｄｘ2)＝0.5ε0ｗＶ2
/(ｔ0＋ｔs/Ｋs＋Ｚ)2 ここに、Ｔ＝張力、ε0 ＝誘電率、ｗ＝ゾーン板支持部
材の幅、Ｖ＝電圧、ｔ0＝偏倚がない場合のゾーン板支
持部材６ａと導電層２との間の空隙（ギャップ）、ｔs
＝ゾーン板支持部材の厚さ、Ｋs ＝比誘電率、Ｚ＝梁の
変位、そしてｘはゾーン板支持部材６ａの長さに沿って
中点から計測した横方向の位置である。
【００８９】上式の解によって、Ｚがｘ及びＶの関数と
して与えられる。Ｚは次式によって近似化させることが
可能である。 ［４］ Ｚ(ｘ,Ｖ)＝Ｚmp(Ｖ)ｃｏｓ(πｘ/Ｌ) 式［４］において、Ｚmpはゾーン板支持部材の中点にお
ける変位、そしてＬはゾーン板支持部材６ａの長さであ
る。
【００９０】相対的変位Ｚmp/ｔeffは、Ｕの普遍関数で
あり、ここに ｔeff＝ｔ0＋ｔs/Ｋs、 Ｕ＝ε0Ｖ2/(ρ
ｔsｔeff 3ｆres 2)、ｆres ＝１/(２Ｌ)(Ｓ/ρ)0.5、そ
してＳ＝ゾーン板支持部材６ａを形成する材料の応力で
ある。
【００９１】図１７にＺmp/ｔeffをＵの関数として普遍
曲線で示す。この曲線から、この相対的変位がＶ（又は
Ｕ）と共に増加し、Ｕ＝Ｕc＝11.2 において不安定にな
ることが判る。
【００９２】反射ゾーン板８ａと２個の導波部材との間
隔、及びこれら２個の導波部材の間の距離が与えられる
と、反射ゾーン板８ａの傾斜角βを幾何学を用いて定め
ることができる。この傾斜角とゾーン板支持部材６ａの
長さとを知れば、必要な、ゾーン板支持部材６ａの相対
的変位Ｚmp/ｔeffを定めることができる。図１７を用い
て相対的変位Ｚmp/ｔeffから、対応するＵの値を読み取
ることが可能である。そして、このＵの値と式［５］と
を用いて、望む傾斜角βを得るための電圧Ｖを定めるこ
とができる。
【００９３】片持ち梁構成を有するゾーン板支持部材６
ｂについては、力の方程式は次式で与えられる。 ＥＩ(ｄ4Ｚ/ｄｘ4)＝0.5ε0ｗＶ2/(ｔ0＋ｔs/Ｋs＋Ｚ)2 ここに、Ｅは縦弾性係数（ヤング率）、Ｉは慣性モーメ
ント、他の変数は前に定義したとおりである。傾斜角及
び電圧についての要件は、２点支持梁構成について述べ
たのと同様の方法で定めることができる。
【００９４】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。
【００９５】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、光
変調装置／切換装置において、光信号を変調する際にコ
ントラストを非常に高くすることができるため、従来技
術で要求された高い作動用電圧を必要としない。光信号
が反射率の高い被覆面から反射されるので、反射ゾーン
板支持部材材料に関しての制限が少なく、したがって、
装置の材料の選択や製造面での制約が少ない。
【００９６】又、反射光信号を複数の導波部材（光ファ
イバ等）に対応させることが可能なので、１本の光ファ
イバにしか対応しない従来の技術と異なり、装置の潜在
的な有用性を制限されることがない。反射ゾーン板に光
干渉を回避する段差を設けたので、反射光信号の振幅を
大幅に強化できる。したがって、光変調装置／切換装置
の性能及び効率を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく光変調装置／切換装置の概念的
略図であり、図１（ａ）にその平面図を、又図１（ｂ）
にその側面図をそれぞれ示す。
【図２】反射ゾーン板の一例示実施例である。
【図３】本発明に基づく光変調装置／切換装置の部分図
である。図３（ａ）に反射ゾーン板が入射光信号に直角
な軸に一致する場合を、図３（ｂ）に反射ゾーン板が入
射光信号に直角な軸に対して傾斜する場合をそれぞれ示
す。
【図４】本発明に基づく光変調装置／切換装置を１個の
導波部材に関連して用い光信号を変調する場合の配置図
である。図４（ａ）に光変調装置／切換装置の反射ゾー
ン板が入射光信号に直角な軸に一致する場合を、図４
（ｂ）に反射ゾーン板が入射光信号に直角な軸に対して
傾斜する場合をそれぞれ示す。
【図５】本発明に基づく光変調装置／切換装置を２個の
導波部材に関連して用い光信号を変調する場合の配置図
である。図５（ａ）に光変調装置／切換装置が休止状態
にある場合を、図５（ｂ）に同装置が偏倚状態にある場
合をそれぞれ示す。
【図６】本発明に基づく光変調装置／切換装置を３個の
導波部材に関連して用い光信号を変調する場合の配置図
である。図６（ａ）に光変調装置／切換装置が休止状態
にある場合を、図６（ｂ）に同装置が偏倚状態にある場
合をそれぞれ示す。
【図７】本発明に基づく光変調装置／切換装置を５個の
導波部材に関連して用い光切換装置として機能させる場
合の配置図である。
【図８】本発明に基づく光変調装置／切換装置の第１の
推奨実施例で、ゾーン板支持部材が２点支持梁構造とし
て構成される場合を斜視図で示す。
【図９】図８の光変調装置／切換装置の断面図である。
図９（ａ）に同装置が休止状態にある場合を、図９
（ｂ）に同装置が偏倚状態にある場合をそれぞれ示す。
【図１０】本発明に基づく光変調装置／切換装置の第２
の推奨実施例として、ゾーン板支持部材が、片持ち梁構
造として構成される場合の説明図である。図１０（ａ）
に斜視図を、図１０（ｂ）に図１０（ａ）の光変調装置
／切換装置が休止状態にある場合の断面図を、図１０
（ｃ）に図１０（ａ）の光変調装置／切換装置が偏倚状
態にある場合の断面図をそれぞれ示す。
【図１１】本発明に基づく光変調装置／切換装置の第３
の推奨実施例として、ゾーン板支持部材が、捩れ構造と
して構成される場合の説明図である。図１１（ａ）に斜
視図を、図１１（ｂ）に図１１（ａ）の光変調装置／切
換装置が休止状態にある場合の断面図を、図１１（ｃ）
に図１１（ａ）の光変調装置／切換装置が偏倚状態にあ
る場合の断面図をそれぞれ示す。本発明に基づく光変調
装置／切換装置の第３の推奨実施例の斜視図で、ゾーン
板支持部材が、ねじれ構造として構成される場合を示
す。
【図１２】反射ゾーン板の推奨実施例である。図１２
（ａ）に第１の推奨実施例を、図１２（ｂ）に、与えら
れたゾーン（領域）の区分の間の光パス長さの差を表す
説明図を、図１２（ｃ）に第２の推奨実施例であをそれ
ぞれ示す。
【図１３】４段階の反射ゾーン板及び２段階の反射ゾー
ン板についての、反射光信号の相対的振幅を、光信号の
中心からの相対的半径方向距離の関数として表す線図で
ある。
【図１４】反射光信号の相対的振幅を、光信号の中心か
らの半径方向の相対的距離の関数として表す線図であ
る。図１４（ａ）にｄs/λ＝３２０の場合を、図１４
（ｂ）にｄs/λ＝２５０の場合を、図１４（ｃ）にｄs/
λ＝２００の場合をそれぞれ示す。
【図１５】２点支持梁の説明図である。
【図１６】与えられた膜（ゾーン支持部材）変位に対す
る駆動電圧の要件を定めるのに便利な、Ｕの関数として
の普遍曲線Ｚmp/ｔeffを示す線図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 光変調装置／切換装置 ２ａ、２ｂ 導電層 ２ｃ 層 ４ 支持手段 ４ａ、４ｂ、４ｃ 支持構造 ６、６ａ、６ｂ ゾーン板支持部材 ７ｂ たわみ部材 ７ｃ、７ｄ 捩れ部材 ８、８ａ、８ｂ、８ｃ 反射ゾーン板 １０ 非反射領域 １０ａ 位相反転反射領域 １１ 反射領域 １４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 接
点 １８ 変位手段 １８ａ、１８ｂ、１８ｃ 電圧電源 ２３ 入射光信号 ２４ 光反射信号 ２５、２６、２７、２８、２９ 導波部材 ３０、３３、５０ 軸 ３１、３２ 方向 ４０ａ 中点 ４１ａ、４２ａ （ゾーン板支持部材６ａの）端部 ４１ｂ （ゾーン板支持部材６ｂの）一端部 ４２ｂ （ゾーン板支持部材６ｂの）他端部 ４３ｃ、４４ｃ （ゾーン板支持部材６ｃの）端部 ４６ 内縁 ４７ 外縁 ５２ ２段階反射ゾーン板の反射光信号の振幅曲線（ガ
ウス曲線） ５４ ４段階反射ゾーン板のガウス曲線 ５６、５８、６０ 反射光信号の相対的振幅の曲線 １００ａ、１００ｂ，２００ａ、２００ｂ 配置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光変調装置／切換装置であって、該装置
    が、 入射光信号を受信するため及び反射光信号を返すための
    反射ゾーン板であって、該反射光信号が該反射ゾーン板
    から予め定められた距離に焦点を合わされ、該反射ゾー
    ン板が第１及び第２の状態を有すると共に、該反射ゾー
    ン板が（ｉ）間隔を置き同心に設置された第１の複数の
    環状領域によって囲まれた中心に位置する円形領域であ
    って該円形及び該環状領域の両方が第１の種類であるよ
    うな、中心に位置する円形領域と（ｉｉ）間隔を置いた
    該第１の種類の該環状領域の間に位置する第２の種類の
    第２の複数の領域とによって定義され、且つ該反射ゾー
    ン板が第１又は第２の形状のうちのいずれかを有する、
    ような反射ゾーン板と、 ゾーン板支持部材であって、該ゾーン板支持部材の内部
    又は上面に前記反射ゾーン板が定義され、該ゾーン板支
    持部材が、力に応動して変位するように物理的に構成さ
    れ、該ゾーン板支持部材が、前記第１の状態から前記第
    ２の状態へ又は前記第２の状態から前記第１の状態へ状
    態を変化させる、ようなゾーン板支持部材と、 からな
    り、 前記第１の状態において、前記反射ゾーン板が前記入射
    光信号に対して第１の方位を有すると共に、前記反射光
    信号が第１のパスをたどり、前記第２の状態において、
    前記反射ゾーン板が前記入射信号に対して第２の方位を
    有すると共に、前記反射光信号が第２のパスをたどり、 前記焦点合わせ位置が、前記パスのうちの少なくとも１
    個のパスに沿って存在し、 前記第１の構成において、前記第１の種類の領域が、前
    記反射光信号の振幅にマイナスとなる成分が前記焦点合
    わせ位置に到達することを防止し、前記第２の種類の領
    域が、前記反射光信号の振幅にプラスとなる成分を前記
    焦点合わせ位置に反射させ、前記第２の構成において、
    前記第１の種類の領域が、前記反射光信号の振幅にプラ
    スとなる成分を前記焦点合わせ位置に反射させ、前記第
    ２の種類の領域が、前記反射光信号の振幅にマイナスと
    なる成分が前記焦点合わせ位置に到達することを防止す
    る、ことを特徴とする、光変調装置／交換装置。
  2. 【請求項２】 前記第１の方位において、前記反射ゾー
    ン板が、前記入射光信号に直角であることを特徴とする
    請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 前記装置が更に、第１の導波部材からな
    り、該第１の導波部材が、前記入射光信号を前記反射ゾ
    ーン板に送達し、前記第１の状態において、該第１の導
    波部材が、前記反射光信号と光通信状態にあり、前記第
    ２の状態において、該第１の導波部材が、前記反射光信
    号と光通信状態にない、ことを特徴とする請求項１の装
    置。
  4. 【請求項４】 前記装置が更に、第１及び第２の導波部
    材からなり、該第１の導波部材が、前記入射光信号を前
    記反射ゾーン板に送達し、前記第１の状態において、該
    第２の導波部材が、前記反射光信号と光通信状態にあ
    り、前記第２の状態において、該第２の導波部材が、前
    記反射光信号と光通信状態にない、ことを特徴とする請
    求項１の装置。
  5. 【請求項５】 前記装置が更に、第１、第２及び第３の
    導波部材からなり、該第１の導波部材が、前記入射光信
    号を前記反射ゾーン板に送達し、前記第１の状態におい
    て該第２の導波部材が、前記反射光信号と光通信状態に
    あり、前記第２の状態において該第３の導波部材が、前
    記反射光信号と光通信状態にある、ことを特徴とする請
    求項１の装置。
  6. 【請求項６】 前記反射ゾーン板と前記焦点合わせ位置
    との間の前記距離が、前記入射光信号の波長の約１００
    倍から５００倍の範囲内にある、ことを特徴とする請求
    項１の装置。
  7. 【請求項７】 前記反射光信号の振幅にマイナスとなる
    成分が前記焦点合わせ位置に到達することを防止する前
    記領域が、マイナスとなる成分を反射しなことを特徴と
    する請求項１の装置。
  8. 【請求項８】 前記反射光信号の振幅にマイナスとなる
    成分が前記焦点合わせ位置に到達することを防止する前
    記領域が、前記光反射信号の位相を約１８０度変える、
    ことを特徴とする請求項１の装置。
  9. 【請求項９】 前記装置が更に、前記ゾーン板支持部材
    から間隔を置いた導電層と、前記ゾーン板支持部材及び
    該導電層に電気的に接続される制御された電源部と、か
    らなることを特徴とする請求項１の装置。
  10. 【請求項１０】 前記装置が更に、前記合焦位置に位置
    する第１の端部を有する導波部材からなることを特徴と
    する請求項１の装置。
  11. 【請求項１１】 前記ゾーン板支持部材が可撓性を有
    し、且つ２点支持梁構成を有することを特徴とする請求
    項１の装置。
  12. 【請求項１２】 前記装置が更に、前記ゾーン板支持部
    材から間隔を置いた導電層と、前記ゾーン板支持部材及
    び該導電層に電気的に接続される制御された電圧電源部
    と、からなることを特徴とする請求項１１の装置。
  13. 【請求項１３】 前記装置が更に、前記焦点合わせ位置
    に位置する第１の端部を有する導波部材からなることを
    特徴とする請求項１２の装置。
  14. 【請求項１４】 前記ゾーン板支持部材が片持ち梁構成
    を有することを特徴とする請求項１の装置。
  15. 【請求項１５】 前記装置が更に、前記ゾーン板支持部
    材から間隔を置いた導電層と、前記ゾーン板支持部材及
    び該導電層に電気的に接続される制御された電圧電源部
    と、からなることを特徴とする請求項１４の装置。
  16. 【請求項１６】 前記装置が更に、前記合焦位置に位置
    する第１の端部を有する導波部材からなることを特徴と
    する請求項１５の装置。
  17. 【請求項１７】 前記ゾーン板支持部材がねじ捩れ構成
    を有することを特徴とする請求項１の装置。
  18. 【請求項１８】 前記装置が更に、前記ゾーン板支持部
    材から間隔を置いた導電層と、前記ゾーン板支持部材及
    び該導電層に電気的に接続される制御された電圧電源部
    と、からなることを特徴とする請求項１７の装置。
  19. 【請求項１９】 前記装置が更に、前記合焦位置に位置
    する第１の端部を有する導波部材からなることを特徴と
    する請求項１８の装置。
  20. 【請求項２０】 前記第１及び第２の複数の領域の各領
    域が更に、１つの領域内の各区分の高さがその領域内の
    隣接する区分に対して同じ量だけ異なるような区分から
    なることを特徴とする請求項１の装置。
  21. 【請求項２１】 光信号変調方法であって、該方法が、 反射ゾーン板の、該光信号に対する方位を、制御信号に
    応動して第１の方位と第２の方位との間で変化させるス
    テップと、 前記光信号を前記反射ゾーン板から反射させるステップ
    であって、前記反射ゾーン板の方位の変化が、第１の方
    位においては前記光信号が予め定められた位置へ反射さ
    れ第２の方位においては前記光信号が予め定められた位
    置へ反射されないように前記反射ゾーン板から反射され
    た前記光信号のパスを変化させ、該光パスの制御された
    変化が前記光信号の変調をもたらすような、反射させる
    ステップと、からなることを特徴とする、光信号変調方
    法。
  22. 【請求項２２】 前記第１の方位と第２の方位との間で
    変化させるステップが更に、制御信号に応動して静電力
    を生成するステップであって該静電力が前記反射ゾーン
    板の方位を変えさせる静電力であるような、静電力を生
    成するステップからなることを特徴とする請求項２１の
    方法。
  23. 【請求項２３】 光信号切り換え方法であって、該方法
    が、 制御信号に応動して、反射ゾーン板を該光信号に対して
    変位させるステップであって、その変位の結果、該反射
    ゾーン板が少なくとも第１の方位及び第２の方位を取る
    ような、反射ゾーン板を変位させるステップと、 前記反射ゾーン板が前記第１の方位にあるときには前記
    光信号を前記反射ゾーン板から第１の導波部材へ反射さ
    せ、前記反射ゾーン板が前記第２の方位にあるときには
    前記光信号を前記反射ゾーン板から第２の導波部材へ反
    射させるステップと、からなることを特徴とする、光信
    号切換方法。
  24. 【請求項２４】 前記変位させるステップが更に、該反
    射ゾーン板が第３の方位を取る結果をもたらし、前記反
    射させるステップが更に、前記反射ゾーン板が該第３の
    方位にあるときには前記光信号を前記反射ゾーン板から
    第３の導波部材へ反射させるステップからなる、ことを
    特徴とする請求項２３の方法。
  25. 【請求項２５】 前記変位させるステップが更に、制御
    信号に応動して静電力を生成するステップであって該静
    電力が前記反射ゾーン板を変位させる静電力であるよう
    な、静電力を生成するステップからなることを特徴とす
    る請求項２３の方法。
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