JP3817480B2

JP3817480B2 - Optical switch and mirror element

Info

Publication number: JP3817480B2
Application number: JP2002002755A
Authority: JP
Inventors: 純児鈴木; 徹石津谷
Original assignee: NTT Electronics Corp; Nikon Corp
Current assignee: NTT Electronics Corp; Nikon Corp
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2022-01-09
Also published as: JP2003202508A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜により形成されたミラー素子、および、このミラー素子を備えた光スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
端面が向かい合うように配置された４本の光導波路の端面の間に、微小なミラーをアクチュエータにより挿入することにより、光路を切り換える光スイッチが例えば特開２００１−１４２００８号公報に記載されている。この光スイッチは、４本の光導波路が１枚の基板中に形成されており、基板を横切るように溝（凹部）が形成されている。４本の光導波路の端面は、溝の側面に露出されている。微小なミラーが、溝の中に挿入されている状態のときには、光導波路の端面から出射された光がミラーによって反射されて、隣り合う光導波路の端面に入射する。一方、微小なミラーが、溝から取り出されている状態のときには、光導波路の端面から出射された光は、そのまま溝を横切るように直進し、向かい合う位置の光導波路の端面に入射する。
【０００３】
また、Sensors and Actuators A,33(1992)249-256、"Microfabricated Hinges"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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−１４２００８号公報に光スイッチは、光導波路基板に設けられた溝に微小なミラーを挿入する構成であるため、ミラーの挿入深さによっては、ミラーの先端が溝の底面に接触し、ミラーが変形する可能性がある。ミラーの挿入深さを制御する方法としては、アクチュエータの駆動力を調整する方法が考えられるが、環境温度等の変化により駆動電源等の出力にドリフトとが生じた場合、位置ずれが生じる。ドリフトを防ぐためには、アクチュエータの位置をフィードバック制御することも可能であるが、システムの肥大化を招き好ましくない。また、ミラーの下部のアクチュエータ部分を光導波路基板の基板面に接触させて、それ以上ミラーが挿入されないようにすることも考えられる。しかしながら、ミラーの下部には、ミラーを支えるヒンジ等の機構を配置する必要があるため、この機構が導波路基板の基板面に接触してしまい、ミラーの垂直度に影響を与える可能性がある。
【０００５】
本発明は、微小なミラーを導波路基板に挿入することにより光路の切り換えを行う光スイッチであって、ミラーの挿入深さを精度良く制御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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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。
【０００７】
すなわち、複数の光導波路と該光導波路の端面が露出するように形成されている溝とを有する光導波路基板と、
前記溝に挿入されて光路を切り替えるミラーと、
前記ミラーを搭載し、該ミラーを前記光導波路基板の前記溝に挿入するための可動板と、を有し、
前記可動板には、前記ミラーを前記光導波路基板の前記溝に挿入した際に前記光導波路基板の一部と接触し、前記ミラーの挿入深さを制限するストッパ部材が搭載され、
前記ストッパ部材は、一方の端部が前記可動板に固定され、該一方の端部から他方の端部へ向かって立ち上がった板状部材であることを特徴とする光スイッチである。このストッパ部材が自ら湾曲するような材料であれば、自分から立ち上がるので製造上好ましい。
【００１０】
前記目的を達成するための他の光スイッチに係る発明は、
複数の光導波路と該光導波路の端面が露出するように形成されている溝とを有する光導波路基板と、
前記溝に挿入されて光路を切り替えるミラーと、
前記ミラーを搭載し、該ミラーを前記光導波路基板の前記溝に挿入するための可動板と、を有し、
前記可動板には、前記ミラーを前記光導波路基板の前記溝に挿入した際に前記光導波路基板の一部と接触し、前記ミラーの挿入深さを制限するストッパ部材が搭載され、
前記ストッパ部材は、一部が前記ミラーの主平面に固定され、該固定された一部から固定されていない自由端に向かって立ち上がった板状部材であることを特徴とする。
【００１１】
ここで、以上の各光スイッチにおいて、前記板状部材は、少なくとも２枚の膜を積層した構成で、自立する板状部材を得ることができる。前記２枚の膜をそれぞれ構成する材料は互いに異なる材料である構成にすることができる。
【００１２】
また、前記目的を達成するための他の光スイッチに係る発明は、
複数の光導波路と該光導波路の端面が露出するように形成されている溝とを有する光導波路基板と、
前記溝に挿入されて光路を切り替えるミラーと、
前記ミラーを搭載し、該ミラーを前記光導波路基板の前記溝に挿入するための可動板と、を有し、
前記可動板には、前記ミラーを前記光導波路基板の前記溝に挿入した際に前記光導波路基板の一部と接触し、前記ミラーの挿入深さを制限するストッパ部材が搭載され、
前記ストッパ部材は、前記ミラーの外周との間に予め定めた間隔を開けて、前記ミラーの外周を取り囲む形状を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明によれば、以下のようなミラー素子が提供される。
【００１４】
すなわち、複数の光導波路と該光導波路の端面が露出するように形成されている溝とを有する光導波路基板の、該溝に挿入されて光路を切り替えるミラーと、
前記ミラーを搭載し、該ミラーを前記光導波路基板の前記溝に挿入するための可動板と、を有し、
前記可動板には、前記ミラーを前記光導波路基板の前記溝に挿入した際に前記光導波路基板の一部と接触し、前記ミラーの挿入深さを制限するストッパ部材が搭載され、
前記ストッパ部材は、一方の端部が前記可動板に固定され、該一方の端部から他方の端部へ向かって立ち上がった板状部材であることを特徴とするミラー素子である。
【００１７】
また、前記目的を達成するための他の光スイッチに係る発明は、
複数の光導波路と該光導波路の端面が露出するように形成されている溝とを有する光導波路基板の、該溝に挿入されて光路を切り替えるミラーと、
前記ミラーを搭載し、該ミラーを前記光導波路基板の前記溝に挿入するための可動板と、を有し、
前記可動板には、前記ミラーを前記光導波路基板の前記溝に挿入した際に前記光導波路基板の一部と接触し、前記ミラーの挿入深さを制限するストッパ部材が搭載され、
前記ストッパ部材は、一部が前記ミラーの主平面に固定され、該固定された一部から固定されていない自由端に向かって立ち上がった板状部材であることを特徴とする。
【００１８】
ここで、以上の各ミラー素子において、前記板状部材は、少なくとも２枚の膜を積層した構成であり、前記２枚の膜をそれぞれ構成する材料は互いに異なる材料である構成にすることができる。
【００１９】
また、前記目的を達成するための他の光スイッチに係る発明は、
複数の光導波路と該光導波路の端面が露出するように形成されている溝とを有する光導波路基板の、該溝に挿入されて光路を切り替えるミラーと、
前記ミラーを搭載し、該ミラーを前記光導波路基板の前記溝に挿入するための可動板と、を有し、
前記可動板には、前記ミラーを前記光導波路基板の前記溝に挿入した際に前記光導波路基板の一部と接触し、前記ミラーの挿入深さを制限するストッパ部材が搭載され、
前記ストッパ部材は、前記ミラーの外周との間に予め定めた間隔を開けて、前記ミラーの外周を取り囲む形状を有することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
【００２２】
本実施の形態の光スイッチは、図５（ａ），（ｂ）に示すようにミラー基板３０と光導波路基板４０とをスペーサ５１を挟んで重ね合わせた構成である。ミラー基板３０は、図２または図５のように基板３０上に脚部１０２ｃにより片端が固定された可動板１０２を備え、可動板１０２の上にミラー１０１を搭載した構成である。図１に示したように、ミラー１０１は、ヒンジ１０４により可動板１０２の主平面に対して垂直に支持されている。また、可動板１０２の上には、図１のようにストッパ１０３が搭載されている。ストッパ１０３は、ミラー１０１が光導波路基板４０に挿入される際に挿入深さを制御するストッパとして用いられる。
【００２３】
ストッパ１０３は、図４に示すように窒化シリコン膜１０３ａとＡｌ膜１０３ｂとを積層したバイマテリアル構造であり、これら２層が脚部１０３ｃによって可動板１０２に固定されている。また、図示していないが、ミラー基板３０の裏面側には、可動板１０２およびストッパ１０３の温度を一定に保持する温度調節素子が配置されている。
【００２４】
ストッパ１０３は、窒化シリコン膜１０３ａとＡｌ膜１０３ｂ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た応力により、脚部１０３ｃから先端まで円弧状に湾曲している。ストッパ１０３の湾曲の曲率半径は、窒化シリコン膜１０３ａとＡｌ膜１０３ｂの膜厚、成膜条件、ならびに、ストッパ１０３の温度に依存する。よって、図１に示すように温度調節素子によって維持される温度において、ストッパ１０３の先端１０３ｄが可動板１０２から予め定めた所定の高さｈ１に位置する湾曲状態となるように、窒化シリコン膜１０３ａとＡｌ膜１０３ｂの膜厚や、脚部１０３ｃから先端までの長さ等が予め設計されている。
【００２５】
可動板１０２も、図４に示したように窒化シリコン膜１０２ａとＡｌ膜１０２ｂとを積層したバイマテリアル構造である。窒化シリコン膜１０２ａとＡｌ膜１０２ｂの端部は、屈曲して脚部１０２ｃを構成し、ミラー基板３０に固定されている。可動板１０２も、窒化シリコン膜１０２ａとＡｌ膜１０２ｂ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た応力により、脚部１０２ｃから先端まで円弧状に湾曲している。可動板１０２の湾曲の曲率半径は、温度調節素子によって維持される温度において、ミラー１０１を図５（ｂ）のように光導波路基板４０に挿入できる湾曲状態となるように、窒化シリコン膜１０２ａとＡｌ膜１０２ｂの膜厚や、脚部１０２ｃから先端までの長さ等が予め設計されている。
【００２６】
ミラー基板３０は、図４のように、シリコン基板３１と、絶縁層３１ａと、電極膜３２と、配線３４と、絶縁層３３とを有している。絶縁層３１ａは、シリコン基板３１の上面全体に配置され、絶縁層３１ａの上に電極膜３２と配線３４とがそれぞれ配置されている。電極膜３２は、可動板１０２と向かい合う領域に少なくとも配置されている。配線３４は、可動板１０２の脚部１０２ｃに接続されている。絶縁層３３は、電極膜３２と配線３４を覆うように配置されている。
【００２７】
したがって、電極膜３２と、配線３４とに所定の電圧を印加して、可動板１０２のＡｌ膜１０２ｂと電極膜３２とに互いに極性の異なる電荷をチャージすると、可動板１０２は静電力によりミラー基板３０の上面に引き寄せられ、可動板１０２がミラー基板３０の上面に密着した図５（ａ）の状態となり、ミラー１０１を光導波路基板４０に形成された光路から取り出すことができる。
【００２８】
一方、光導波路基板４０には、図３のように切り換えるべき光を伝搬する４本の光導波路４１，４２，４３，４４が埋め込まれている。光導波路基板４０には、中央部に裏面側から幅約数十μｍ程度の溝４６が形成され、溝４６の側面に光導波路４１，４２，４３，４４の端面４１ａ，４２ａ，４３ｂ，４４ｂが露出されている。端面４１ａと端面４２ａとの間隔、ならびに、端面４３ｂと端面４４ｂとの間隔は、図５（ｂ）に示したようにミラー１０１で覆うことのできる間隔に設計されている。
【００２９】
ミラー基板３０は、溝４６にミラー１０１を挿入できるように位置合わせして、図５（ａ），（ｂ）に示すように光導波路基板４０と重ねられている。
【００３０】
ところで、可動板１０２のＡｌ膜１０２ｂとミラー基板３０の電極膜３２との間に電圧を印加した状態では、ミラー１０１は、光導波路４３、４４の端面４３ｂ，４４ｂより下側に位置する。この場合、例えば、図３に示す光導波路４３の端面４３ａから光を入射すると、光導波路４３を伝搬した光は、端面４３ｂから出射され、溝４６を斜めに横切り、対向する光導波路４２の端面４２ａに入射し、光導波路４２を伝搬して端面４２ｂから出射される。また、例えば、光導波路４１の端面４１ｂから光を入射すると、光導波路４１を伝搬した光は、端面４１ａから出射され、溝４６を斜めに横切り、そのまま対向する光導波路４４の端面４４ｂに入射し、光導波路４４を伝搬して端面４４ａから出射される。
【００３１】
一方、可動板１０２のＡｌ膜１０２ｂとミラー基板３０の電極膜３２との間に電圧を印加していない状態に切り換えると、図５（ｂ）のように可動板１０２が、窒化シリコン膜１０２ａとＡｌ膜１０２ｂの応力により湾曲する。この湾曲により、ミラー１０１は、溝４６に挿入される。このとき、ストッパ１０３は、溝４６の幅よりも外側に位置するため、ストッパ１０３の先端１０３ｄが、溝４６の脇の光導波路基板４０の下面４０ａに接触し、ミラー１０１が図５（ｂ）の位置以上に溝４６内に挿入されないように阻止される。これにより、ミラー１０１の上端１０１ａが、溝４６の上面４０ｂに接触しない位置で、ミラー１０１を停止させることができる。したがって、ミラー１０１が溝４６の上面と可動板１０２との間に挟まれて変形する恐れがなく、ミラー１０１の反射面を光導波路基板４０の主平面に垂直に維持することができる。
【００３２】
図５（ｂ）の状態では、ミラー１０１は、光導波路４３、４４の端面４３ｂ，４４ｂを覆うように位置するため、例えば、図３に示す光導波路４３の端面４３ａから光を入射した場合、ミラー１０１の両面が鏡面になっている場合では、光導波路４３を伝搬した光は、端面４３ｂから出射され、ミラー１０１で反射されて、光導波路４４の端面４４ｂに入射し、光導波路４４を伝搬して端面４４ａから出射される。また、例えば、光導波路４１の端面４１ｂから光を入射した場合、光導波路４１を伝搬した光は、端面４１ａから出射され、ミラー１０１で反射され、光導波路４２の端面４２ａに入射し、光導波路４２を伝搬して端面４２ｂから出射される。また、ストッパ１０３を可動板１０２に対して好適な位置に固定する等により、ミラー１０１の反射面が光導波路基板４０に精度良く垂直に維持されるため、反射光を精度良く、端面４４ｂ、４２ａ等に入射させることができる。
【００３３】
ここで、本実施の形態の光スイッチの製造方法を図４および図７（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。
【００３４】
まず、図４のように、シリコン基板３１上に予め絶縁層３１ａと電極膜３２と配線３４と絶縁層３３が形成されたミラー基板３０を用意し、このミラー基板３０上にレジスト層を形成する。このレジスト層は、後に除去される犠牲層である。レジスト層上の、可動板１０２の脚部１０２ｃとなる位置にレジストホールを形成した後、レジスト層の上に順に窒化シリコン膜１０２ａと、Ａｌ膜１０２ｂとを成膜し、可動板１０２の形状にパターニングする。これにより、可動板１０２が形成される。ただし、この状態では基板３０上のレジスト層（犠牲層）は除去しない。
【００３５】
つぎに、可動板１０２の上に、図７（ａ）のようにレジスト層７１を形成する。このレジスト層７１も犠牲層である。このレジスト層７１に、ストッパ１０３の脚部１０３ｃの位置と、ヒンジ１０４が可動板１０２と接触する位置とにそれぞれレジストホール７１ａ、７１ｂを形成する。
【００３６】
レジスト層７１上に窒化シリコン膜を成膜し、ストッパ１０３の窒化シリコン膜１０３ａの形状、および、ヒンジ１０４が可動板１０２と接触するヒンジ下部１０４ａの形状にパターニングする（図７（ｂ））。さらに、Ａｌ膜を成膜し、ストッパ１０３のＡｌ膜１０３ｂの形状、ならびに、ミラー１０１の形状にパターニングする（図７（ｃ））。さらに、上面を覆うように、犠牲層となるレジスト層７３を形成し、ヒンジ１０４の位置にレジストホール７３ｂを形成する（図７（ｄ））。この上に、Ａｌ膜を形成し、ヒンジ１０４の上部１０４ｂの形状にパターニングする。この状態が、図７（ｅ）および図６に図示した状態であり、形成されたミラー１０１とストッパ１０３が犠牲層のレジスト層７３、７１の中に埋め込まれた状態である。この後、ミラー基板と可動板１０２との間の不図示のレジスト層、ならびに、レジスト層７１，７３をアッシングにより除去する。これにより、図４に示したように可動板１０２がミラー基板３０から離れて湾曲する。また、ストッパ１０３も可動板１０２から離れて湾曲して立ち上がる。さらに、ミラー１０１も可動板１０２から離れ、ヒンジ１０４により可動板１０２に片端が固定されている状態となるので、外部から力を加えてミラー１０１を垂直に起こす。ヒンジ１０４は、垂直に立ち上がったミラー１０１を支持する。
【００３７】
温度調節素子（不図示）により、温度を予め定めた温度にする調節すると、ストッパ１０３の先端１０３ｄは、可動板１０２から高さｈ１に湾曲して立ち上がり、可動板１０２は、ミラー１０１を光導波路基板４０に挿入するのに十分な湾曲状態まで立ち上がる。
【００３８】
このミラー基板３０を、別途作成した光導波路基板４０にスペーサ５１を挟んで図５のように重ね合わせることにより、本実施の形態の光スイッチを製造することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、ストッパ１０３をミラー１０１の片面側にのみ配置しているが、ミラー１０１の両面にそれぞれストッパ１０３を配置する構成にすることができる。ストッパ１０３を両側に配置することにより、可動板１０２の湾曲が強く、ミラー１０１を光導波路基板４０に押し込む力が強い場合であっても、２つのストッパ１０３により、確実にミラー１０１を位置決めする事が可能である。
【００４０】
なお、ミラー１０１を垂直に支持する構成としては、ヒンジ１０４に限らず、リム構造（アングル）等の他の構成部材を用いることも可能である。また、ヒンジ１０４とアングル等の他の構成部材の両方を備える構成にすることも可能である。
【００４１】
（第２の実施の形態）
つぎに、第２の実施の形態の光スイッチを図８を用いて説明する。
【００４２】
第２の実施の形態の光スイッチは、第１の実施の形態の光スイッチと似た構成であるが、光スイッチのストッパ１０３に代えて、ストッパ８０３がミラー１０１のミラー面上に取り付けられている点が第１の実施の形態とは異なっている。ストッパ１０３以外の光スイッチの構成は、第１の実施の形態と同じであるので説明を省略する。
【００４３】
第２の実施の形態のストッパ８０３は、ミラー１０１の光の反射を妨げないように反射面の下部に備えられ、ストッパ８０３の側面８０３ａは、ミラー１０１の反射面と垂直、すなわち、可動板１０２の上面と略平行になるように備えられている。ストッパ８０３の湾曲の状態は、ストッパ８０３の脚部８０３ｃから先端８０３ｂまでの高さｈ２が光導波路基板４０の溝４６の溝幅（ここでは約数十μｍ）よりも大きくなるように設定されている。よって、光スイッチの動作によって、ミラー１０１が溝４６に挿入されると、ストッパ８０３の側面８０３ａが、光導波路基板４０の下面４０ａに接触し、ミラー１０１の上端１０１ａが溝の上面４６ｂに接触しない位置でミラー１０１を停止させることができる。ミラー１０１にストッパ８０３が備えられている位置は、ミラー１０１の高さや溝４６の深さ等に応じて予め設計により定められている。
【００４４】
図８のストッパ８０３を備えたミラー１０１を製造する工程としては、まず、第１の実施の形態のミラー１０１の製造工程の図７（ａ）〜（ｅ）のミラー１０１の製造工程を行い、続けて、ミラー１０１上のストッパ８０３の脚部８０３ｃを設けるべき位置に、レジスト層７３に図７（ａ）のレジストホール７１ａを設け、この後続けて図７（ａ）〜（ｅ）のストッパ１０３の製造工程を行うことによりストッパ８０３を形成する。この後、犠牲層のレジスト層を除去することにより、図８のストッパ８０３がミラー１０１上で湾曲して立ち上がる。最後に、外部から力を加えてミラー１０１を可動板１０２上で垂直に起こすことにより、図８のミラー１０１を製造することができる。
【００４５】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態の光スイッチを図９を用いて説明する。
【００４６】
第３の実施の形態の光スイッチは、第１の実施の形態の光スイッチと似た構成であるが、ストッパ１０３に代えて、ストッパ９０３が可動板１０２上に搭載されている点が第１の実施の形態とは異なっている。ストッパ１０３以外の光スイッチの構成は、第１の実施の形態と同じであるので説明を省略する。
【００４７】
第３の実施の形態のストッパ９０３は、図９のように、ミラー１０１の外周を取り囲む形状を有し、ヒンジ９０４によって可動板１０２上に垂直に支持されている。ストッパ９０３とミラー１０１との間には、予め定めた幅の間隙９０３ｂが設けられている。
【００４８】
光スイッチの動作によって、ミラー１０１が溝４６に挿入されると、ストッパ９０３の上端９０３ａが溝４６の上面４０ｂと接触し、ミラー１０１が溝４６の上面４０ｂに接触しない位置でミラー１０１を停止させる。このとき、ストッパ９０３は、可動板１０２と溝４６の上面４０ｂとの間に挟まれ、可動板１０２がストッパ９０３を上面４０ｂに押しつける力によって変形するが、ミラー１０１との間には間隙９０３ｂが設けられているため、ストッパ９０３はミラー１０１には接触しない。
【００４９】
なお、ストッパ９０３の強度を高めるために、ヒンジ１０４の他に強度を増す構成部材を用いることも可能である。また、ストッパ９０３を可動板１０２上に垂直に立てるための構成としては、ヒンジ９０４以外の構成を用いることも可能である。
【００５０】
図９のストッパ９０３およびミラー１０１を可動板１０２に製造する工程としては、第１の実施の形態のミラー１０１の製造工程の図７（ａ）〜（ｅ）のミラー１０１の製造工程を用い、ミラー１０１をパターングする際に、同時にストッパ９０３もパターニングし、ヒンジ１０４を形成する工程で、同時にヒンジ９０４を形成することにより製造することができる。
【００５１】
なお、上述してきた第１〜第３の実施の形態では、ミラー１０１の形状を長方形としているが、この形状に限定されるものではない。例えば、図５（ｂ）ようにミラー１０１が溝４６に挿入された状態で、ミラー１０１の上面が、溝４６の上面４０ｂに平行になるように形状を設定しても良い。
【００５２】
また、上述してきた第１〜第３の実施の形態では、図５（ａ），（ｂ）のように可動板１０２が片持ち支持された構造のスイッチについて説明したが、第１〜第３の実施の形態のミラー１０１およびストッパ１０３等は、ミラー１０１が光導波路基板４０の溝４６中に挿入される構造のものであれば、他の構造の光スイッチに適用することが可能である。
【００５３】
また、第１〜第３の実施の形態の光スイッチにおいて、光導波路基板４０の溝４６中に屈折率を調整した液体を満たす構成にすることも可能である。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、微小なミラーを導波路基板に挿入することにより光路の切り換えを行う光スイッチであって、ミラーの挿入深さを精度良く制御することのできる光スイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態の光スイッチのミラー基板３０の可動板１０２の先端部の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態の光スイッチのミラー基板３０の切り欠き斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態の光スイッチの光導波路基板４０の斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態の光スイッチのミラー基板３０の可動板１０２が湾曲している状態の断面図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の第１の実施の形態の光スイッチの断面図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態の光スイッチの可動板１０２上にミラー１０１およびストッパ１０３を製造する工程において、レジスト層７３の除去前の上面図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１の実施の形態の光スイッチの可動板１０２上にミラー１０１およびストッパ１０３を製造する工程を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態の光スイッチの可動板１０２の先端部の斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施の形態の光スイッチの可動板１０２の先端部の斜視図である。
【符号の説明】
３０…ミラー基板、３１…シリコン基板、３２…電極膜、３３…絶縁膜、３４…配線、４０…光導波路基板、４１，４２，４３，４４…光導波路、４６…溝、５１…スペーサ、７１…レジスト層、７３…レジスト層、１０１…ミラー、１０２…可動板、１０２ａ…窒化シリコン膜、１０２ｂ…Ａｌ膜、１０２ｃ…脚部、１０３…ストッパ、１０３ａ…窒化シリコン膜、１０３ｂ…Ａｌ膜、１０３ｃ…脚部、１０４…ヒンジ、１０４ａ…ヒンジの下部、１０４ｂ…ヒンジの上部、８０３…ストッパ、９０３…ストッパ、９０４…ヒンジ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mirror element formed of a thin film and an optical switch including the mirror element.
[0002]
[Prior art]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-142008 discloses an optical switch that switches an optical path by inserting a minute mirror with an actuator between end faces of four optical waveguides arranged so that the end faces face each other. In this optical switch, four optical waveguides are formed in one substrate, and a groove (concave portion) is formed so as to cross the substrate. The end surfaces of the four optical waveguides are exposed on the side surfaces of the grooves. When the minute mirror is inserted in the groove, the light emitted from the end face of the optical waveguide is reflected by the mirror and enters the end face of the adjacent optical waveguide. On the other hand, when the minute mirror is taken out from the groove, the light emitted from the end face of the optical waveguide goes straight across the groove as it is and enters the end face of the optical waveguide at the opposite position.
[0003]
In Sensors and Actuators A, 33 (1992) 249-256, "Microfabricated Hinges", a film to be a plate is formed on the substrate, and the plate is raised perpendicularly to the substrate, so that the substrate is Forming a vertical plate is disclosed. In the process of forming a film to be a plate, a hinge structure that connects one end of the plate and the substrate is formed. A plate is raised around this hinge to form a fine vertical structure.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In JP 2001-142008 A, an optical switch has a configuration in which a minute mirror is inserted into a groove provided in an optical waveguide substrate. Therefore, depending on the insertion depth of the mirror, the tip of the mirror contacts the bottom surface of the groove. The mirror may be deformed. As a method of controlling the insertion depth of the mirror, a method of adjusting the driving force of the actuator is conceivable. However, when a drift occurs in the output of the driving power source or the like due to a change in the environmental temperature or the like, a positional deviation occurs. In order to prevent drift, it is possible to feedback control the position of the actuator, but this is not preferable because the system becomes enlarged. It is also conceivable that the lower part of the mirror is brought into contact with the substrate surface of the optical waveguide substrate to prevent further insertion of the mirror. However, since it is necessary to dispose a mechanism such as a hinge that supports the mirror below the mirror, this mechanism may come into contact with the substrate surface of the waveguide substrate, which may affect the perpendicularity of the mirror. .
[0005]
An object of the present invention is to provide an optical switch that switches an optical path by inserting a minute mirror into a waveguide substrate, and that can control the insertion depth of the mirror with high accuracy. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, the following optical switch is provided.
[0007]
That is, an optical waveguide substrate having a plurality of optical waveguides and grooves formed so as to expose end faces of the optical waveguides;
A mirror that is inserted into the groove to switch the optical path ;
A movable plate for mounting the mirror and inserting the mirror into the groove of the optical waveguide substrate;
The movable plate is mounted with a stopper member that contacts a part of the optical waveguide substrate when the mirror is inserted into the groove of the optical waveguide substrate and limits the insertion depth of the mirror .
The stopper member is an optical switch characterized in that one end is fixed to the movable plate, and is a plate-like member that rises from the one end toward the other end . If this stopper member is a material that curves by itself, it is preferable in manufacturing because it stands up from itself.
[0010]
The invention relating to another optical switch for achieving the above object is as follows:
An optical waveguide substrate having a plurality of optical waveguides and grooves formed so that end faces of the optical waveguides are exposed;
A mirror that is inserted into the groove to switch the optical path;
A movable plate for mounting the mirror and inserting the mirror into the groove of the optical waveguide substrate;
The movable plate is mounted with a stopper member that contacts a part of the optical waveguide substrate when the mirror is inserted into the groove of the optical waveguide substrate and limits the insertion depth of the mirror.
The stopper member is partially fixed to the main plane of the mirror, characterized in that it is a plate-shaped member rises towards the free end that is not fixed and some that are the fixed.
[0011]
Here, in each of the optical switches described above, the plate-like member has a configuration in which at least two films are laminated, and a self-standing plate-like member can be obtained. The materials constituting the two films can be different from each other.
[0012]
The invention relating to another optical switch for achieving the above object
An optical waveguide substrate having a plurality of optical waveguides and grooves formed so that end faces of the optical waveguides are exposed;
A mirror that is inserted into the groove to switch the optical path;
A movable plate for mounting the mirror and inserting the mirror into the groove of the optical waveguide substrate;
The movable plate is mounted with a stopper member that contacts a part of the optical waveguide substrate when the mirror is inserted into the groove of the optical waveguide substrate and limits the insertion depth of the mirror.
The stopper member has a shape surrounding the outer periphery of the mirror with a predetermined interval between the stopper member and the outer periphery of the mirror .
[0013]
Moreover, according to this invention, the following mirror elements are provided.
[0014]
That is, a mirror of an optical waveguide substrate having a plurality of optical waveguides and a groove formed so as to expose an end face of the optical waveguide, and a mirror that is inserted into the groove and switches an optical path ;
A movable plate for mounting the mirror and inserting the mirror into the groove of the optical waveguide substrate;
The movable plate is mounted with a stopper member that contacts a part of the optical waveguide substrate when the mirror is inserted into the groove of the optical waveguide substrate and limits the insertion depth of the mirror .
The stopper member is a mirror element characterized in that one end is fixed to the movable plate, and is a plate-like member rising from the one end toward the other end .
[0017]
The invention relating to another optical switch for achieving the above object
An optical waveguide substrate having a plurality of optical waveguides and a groove formed so that an end face of the optical waveguide is exposed; a mirror that is inserted into the groove and switches the optical path;
A movable plate for mounting the mirror and inserting the mirror into the groove of the optical waveguide substrate;
The movable plate is mounted with a stopper member that contacts a part of the optical waveguide substrate when the mirror is inserted into the groove of the optical waveguide substrate and limits the insertion depth of the mirror.
The stopper member is partially fixed to the main plane of the mirror, characterized in that it is a plate-shaped member rises towards the free end that is not fixed and some that are the fixed.
[0018]
Here, in each of the mirror elements described above, the plate-like member may have a configuration in which at least two films are stacked, and the materials that constitute the two films may be different from each other. .
[0019]
The invention relating to another optical switch for achieving the above object
An optical waveguide substrate having a plurality of optical waveguides and a groove formed so that an end face of the optical waveguide is exposed; a mirror that is inserted into the groove and switches the optical path;
A movable plate for mounting the mirror and inserting the mirror into the groove of the optical waveguide substrate;
The movable plate is mounted with a stopper member that contacts a part of the optical waveguide substrate when the mirror is inserted into the groove of the optical waveguide substrate and limits the insertion depth of the mirror.
The stopper member has a shape surrounding the outer periphery of the mirror with a predetermined interval between the stopper member and the outer periphery of the mirror .
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
(First embodiment)
[0022]
The optical switch of the present embodiment has a configuration in which a mirror substrate 30 and an optical waveguide substrate 40 are overlapped with a spacer 51 interposed therebetween as shown in FIGS. As shown in FIG. 2 or 5, the mirror substrate 30 includes a movable plate 102 having one end fixed by a leg portion 102 c on the substrate 30, and the mirror 101 is mounted on the movable plate 102. As shown in FIG. 1, the mirror 101 is supported perpendicularly to the main plane of the movable plate 102 by a hinge 104. A stopper 103 is mounted on the movable plate 102 as shown in FIG. The stopper 103 is used as a stopper for controlling the insertion depth when the mirror 101 is inserted into the optical waveguide substrate 40.
[0023]
As shown in FIG. 4, the stopper 103 has a bimaterial structure in which a silicon nitride film 103a and an Al film 103b are stacked, and these two layers are fixed to the movable plate 102 by legs 103c. Although not shown, a temperature adjustment element that keeps the temperatures of the movable plate 102 and the stopper 103 constant is disposed on the back side of the mirror substrate 30.
[0024]
The stopper 103 is curved in an arc shape from the leg 103c to the tip due to the stress generated by the difference in thermal expansion coefficient between the silicon nitride film 103a and the Al film 103b and the stress generated during the film formation. The curvature radius of curvature of the stopper 103 depends on the thicknesses of the silicon nitride film 103 a and the Al film 103 b, film formation conditions, and the temperature of the stopper 103. Therefore, as shown in FIG. 1, at the temperature maintained by the temperature adjusting element, the silicon nitride film 103a is formed such that the tip 103d of the stopper 103 is in a curved state positioned at a predetermined height h1 from the movable plate 102. The film thickness of the Al film 103b, the length from the leg 103c to the tip, etc. are designed in advance.
[0025]
The movable plate 102 also has a bimaterial structure in which a silicon nitride film 102a and an Al film 102b are stacked as shown in FIG. The ends of the silicon nitride film 102a and the Al film 102b are bent to form the leg portion 102c and are fixed to the mirror substrate 30. The movable plate 102 is also curved in an arc shape from the leg 102c to the tip due to the stress generated by the difference in thermal expansion coefficient between the silicon nitride film 102a and the Al film 102b and the stress generated during film formation. The curvature radius of curvature of the movable plate 102 is such that the mirror 101 can be inserted into the optical waveguide substrate 40 as shown in FIG. 5B at a temperature maintained by the temperature adjustment element. The film thickness of the Al film 102b, the length from the leg 102c to the tip, etc. are designed in advance.
[0026]
As illustrated in FIG. 4, the mirror substrate 30 includes a silicon substrate 31, an insulating layer 31 a, an electrode film 32, a wiring 34, and an insulating layer 33. The insulating layer 31a is disposed on the entire top surface of the silicon substrate 31, and the electrode film 32 and the wiring 34 are disposed on the insulating layer 31a. The electrode film 32 is disposed at least in a region facing the movable plate 102. The wiring 34 is connected to the leg portion 102 c of the movable plate 102. The insulating layer 33 is disposed so as to cover the electrode film 32 and the wiring 34.
[0027]
Therefore, when a predetermined voltage is applied to the electrode film 32 and the wiring 34 to charge the Al film 102b and the electrode film 32 of the movable plate 102 with different polarities, the movable plate 102 is mirrored by electrostatic force. The movable plate 102 is attracted to the upper surface of the mirror 30, and the movable plate 102 is brought into close contact with the upper surface of the mirror substrate 30, and the mirror 101 can be taken out from the optical path formed on the optical waveguide substrate 40.
[0028]
On the other hand, four optical waveguides 41, 42, 43, and 44 that propagate light to be switched are embedded in the optical waveguide substrate 40 as shown in FIG. In the optical waveguide substrate 40, a groove 46 having a width of about several tens of μm is formed in the central portion from the back side, and end faces 41 a, 42 a, 43 b, 44 b of the optical waveguides 41, 42, 43, 44 are formed on the side surfaces of the groove 46. Exposed. The interval between the end surface 41a and the end surface 42a and the interval between the end surface 43b and the end surface 44b are designed to be an interval that can be covered by the mirror 101 as shown in FIG.
[0029]
The mirror substrate 30 is aligned with the groove 46 so that the mirror 101 can be inserted, and is superimposed on the optical waveguide substrate 40 as shown in FIGS.
[0030]
By the way, in a state where a voltage is applied between the Al film 102 b of the movable plate 102 and the electrode film 32 of the mirror substrate 30, the mirror 101 is positioned below the end surfaces 43 b and 44 b of the optical waveguides 43 and 44. In this case, for example, when light is incident from the end face 43a of the optical waveguide 43 shown in FIG. 3, the light propagating through the optical waveguide 43 is emitted from the end face 43b, obliquely crosses the groove 46, and the end face of the opposing optical waveguide 42 42a is incident on 42a, propagates through the optical waveguide 42, and exits from the end face 42b. For example, when light is incident from the end face 41b of the optical waveguide 41, the light propagated through the optical waveguide 41 is emitted from the end face 41a, obliquely crosses the groove 46, and enters the end face 44b of the opposing optical waveguide 44 as it is. Then, it propagates through the optical waveguide 44 and is emitted from the end face 44a.
[0031]
On the other hand, when switching to a state in which no voltage is applied between the Al film 102b of the movable plate 102 and the electrode film 32 of the mirror substrate 30, the movable plate 102 is separated from the silicon nitride film 102a as shown in FIG. Curved by the stress of the Al film 102b. Due to this bending, the mirror 101 is inserted into the groove 46. At this time, since the stopper 103 is positioned outside the width of the groove 46, the tip 103d of the stopper 103 contacts the lower surface 40a of the optical waveguide substrate 40 beside the groove 46, and the mirror 101 is shown in FIG. It is prevented from being inserted into the groove 46 beyond the position. Thereby, the mirror 101 can be stopped at a position where the upper end 101a of the mirror 101 does not contact the upper surface 40b of the groove 46. Therefore, there is no fear that the mirror 101 is sandwiched between the upper surface of the groove 46 and the movable plate 102 and deformed, and the reflecting surface of the mirror 101 can be maintained perpendicular to the main plane of the optical waveguide substrate 40.
[0032]
In the state shown in FIG. 5B, the mirror 101 is positioned so as to cover the end faces 43b and 44b of the optical waveguides 43 and 44. Therefore, for example, when light is incident from the end face 43a of the optical waveguide 43 shown in FIG. When both surfaces of the mirror 101 are mirror surfaces, the light propagated through the optical waveguide 43 is emitted from the end surface 43 b, reflected by the mirror 101, incident on the end surface 44 b of the optical waveguide 44, and propagates through the optical waveguide 44. Then, the light is emitted from the end face 44a. For example, when light is incident from the end surface 41b of the optical waveguide 41, the light propagated through the optical waveguide 41 is emitted from the end surface 41a, reflected by the mirror 101, and incident on the end surface 42a of the optical waveguide 42. 42 is emitted from the end face 42b. In addition, since the reflecting surface of the mirror 101 is accurately maintained perpendicular to the optical waveguide substrate 40 by fixing the stopper 103 at a suitable position with respect to the movable plate 102, the reflected light can be accurately reflected at the end surfaces 44b, 42a. Or the like.
[0033]
Here, the manufacturing method of the optical switch of this Embodiment is demonstrated using FIG. 4 and FIG. 7 (a)-(e).
[0034]
First, as shown in FIG. 4, a mirror substrate 30 in which an insulating layer 31 a, an electrode film 32, a wiring 34 and an insulating layer 33 are formed in advance on a silicon substrate 31 is prepared, and a resist layer is formed on the mirror substrate 30. . This resist layer is a sacrificial layer that is removed later. After a resist hole is formed at a position on the resist layer where the leg 102c of the movable plate 102 is formed, a silicon nitride film 102a and an Al film 102b are sequentially formed on the resist layer to form the shape of the movable plate 102. Pattern. Thereby, the movable plate 102 is formed. However, in this state, the resist layer (sacrificial layer) on the substrate 30 is not removed.
[0035]
Next, a resist layer 71 is formed on the movable plate 102 as shown in FIG. This resist layer 71 is also a sacrificial layer. In the resist layer 71, resist holes 71a and 71b are formed at the positions of the leg portions 103c of the stopper 103 and the positions at which the hinge 104 contacts the movable plate 102, respectively.
[0036]
A silicon nitride film is formed on the resist layer 71 and patterned into the shape of the silicon nitride film 103a of the stopper 103 and the shape of the hinge lower portion 104a in which the hinge 104 contacts the movable plate 102 (FIG. 7B). Further, an Al film is formed and patterned into the shape of the Al film 103b of the stopper 103 and the shape of the mirror 101 (FIG. 7C). Further, a resist layer 73 serving as a sacrificial layer is formed so as to cover the upper surface, and a resist hole 73b is formed at the position of the hinge 104 (FIG. 7D). An Al film is formed thereon and patterned into the shape of the upper part 104b of the hinge 104. This state is the state illustrated in FIGS. 7E and 6, in which the formed mirror 101 and the stopper 103 are embedded in the sacrifice resist layers 73 and 71. Thereafter, the resist layer (not shown) between the mirror substrate and the movable plate 102 and the resist layers 71 and 73 are removed by ashing. As a result, the movable plate 102 is bent away from the mirror substrate 30 as shown in FIG. Further, the stopper 103 is also bent away from the movable plate 102 and rises. Further, since the mirror 101 is also separated from the movable plate 102 and one end is fixed to the movable plate 102 by the hinge 104, a force is applied from the outside to raise the mirror 101 vertically. The hinge 104 supports the mirror 101 rising vertically.
[0037]
When the temperature is adjusted to a predetermined temperature by a temperature adjusting element (not shown), the tip 103d of the stopper 103 is curved and rises from the movable plate 102 to a height h1, and the movable plate 102 moves the mirror 101 to the optical waveguide. It rises to a curved state sufficient to be inserted into the substrate 40.
[0038]
By superposing the mirror substrate 30 on a separately prepared optical waveguide substrate 40 with a spacer 51 interposed therebetween as shown in FIG. 5, the optical switch of this embodiment can be manufactured.
[0039]
In this embodiment, the stopper 103 is disposed only on one side of the mirror 101. However, the stopper 103 may be disposed on both surfaces of the mirror 101. By disposing the stoppers 103 on both sides, even if the bending of the movable plate 102 is strong and the force for pushing the mirror 101 into the optical waveguide substrate 40 is strong, the mirror 101 can be surely positioned by the two stoppers 103. Is possible.
[0040]
The configuration for vertically supporting the mirror 101 is not limited to the hinge 104, and other components such as a rim structure (angle) may be used. Moreover, it is also possible to make it the structure provided with both other components, such as hinge 104 and an angle.
[0041]
(Second Embodiment)
Next, the optical switch of the second embodiment will be described with reference to FIG.
[0042]
The optical switch of the second embodiment has a configuration similar to that of the optical switch of the first embodiment, but a stopper 803 is attached on the mirror surface of the mirror 101 in place of the stopper 103 of the optical switch. This is different from the first embodiment. Since the configuration of the optical switch other than the stopper 103 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
[0043]
The stopper 803 of the second embodiment is provided at the lower part of the reflecting surface so as not to prevent the reflection of light from the mirror 101, and the side surface 803 a of the stopper 803 is perpendicular to the reflecting surface of the mirror 101, that is, the movable plate 102. It is provided so that it may become substantially parallel to the upper surface. The curved state of the stopper 803 is set such that the height h2 from the leg portion 803c to the tip 803b of the stopper 803 is larger than the groove width (here, about several tens of μm) of the groove 46 of the optical waveguide substrate 40. Yes. Therefore, when the mirror 101 is inserted into the groove 46 by the operation of the optical switch, the side surface 803a of the stopper 803 contacts the lower surface 40a of the optical waveguide substrate 40, and the upper end 101a of the mirror 101 does not contact the upper surface 46b of the groove. The mirror 101 can be stopped at the position. The position where the mirror 101 is provided with the stopper 803 is determined in advance by design according to the height of the mirror 101, the depth of the groove 46, and the like.
[0044]
As a process of manufacturing the mirror 101 provided with the stopper 803 in FIG. 8, first, the manufacturing process of the mirror 101 in FIGS. 7A to 7E of the manufacturing process of the mirror 101 of the first embodiment is performed. Subsequently, a resist hole 71a shown in FIG. 7A is provided in the resist layer 73 at a position where the leg portion 803c of the stopper 803 on the mirror 101 is to be provided, and then the stoppers shown in FIGS. The stopper 803 is formed by performing the manufacturing process 103. Thereafter, the resist layer of the sacrificial layer is removed, so that the stopper 803 in FIG. Finally, the mirror 101 shown in FIG. 8 can be manufactured by raising the mirror 101 vertically on the movable plate 102 by applying a force from the outside.
[0045]
(Third embodiment)
An optical switch according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
[0046]
The optical switch according to the third embodiment has a configuration similar to that of the optical switch according to the first embodiment, except that a stopper 903 is mounted on the movable plate 102 instead of the stopper 103. This is different from the embodiment. Since the configuration of the optical switch other than the stopper 103 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
[0047]
As shown in FIG. 9, the stopper 903 of the third embodiment has a shape surrounding the outer periphery of the mirror 101 and is vertically supported on the movable plate 102 by a hinge 904. A gap 903 b having a predetermined width is provided between the stopper 903 and the mirror 101.
[0048]
When the mirror 101 is inserted into the groove 46 by the operation of the optical switch, the upper end 903a of the stopper 903 contacts the upper surface 40b of the groove 46, and the mirror 101 is stopped at a position where the mirror 101 does not contact the upper surface 40b of the groove 46. . At this time, the stopper 903 is sandwiched between the movable plate 102 and the upper surface 40 b of the groove 46, and the movable plate 102 is deformed by the force pressing the stopper 903 against the upper surface 40 b, but there is a gap 903 b between the mirror 101 and the stopper 903. Since it is provided, the stopper 903 does not contact the mirror 101.
[0049]
In addition, in order to increase the strength of the stopper 903, it is possible to use a structural member that increases the strength in addition to the hinge 104. Further, as a configuration for standing the stopper 903 vertically on the movable plate 102, a configuration other than the hinge 904 can be used.
[0050]
As a process of manufacturing the stopper 903 and the mirror 101 of FIG. 9 on the movable plate 102, the manufacturing process of the mirror 101 of FIGS. 7A to 7E of the manufacturing process of the mirror 101 of the first embodiment is used. When the mirror 101 is patterned, the stopper 903 is also patterned at the same time, and in the process of forming the hinge 104, it can be manufactured by forming the hinge 904 at the same time.
[0051]
In the first to third embodiments described above, the shape of the mirror 101 is a rectangle, but the shape is not limited to this. For example, the shape may be set so that the upper surface of the mirror 101 is parallel to the upper surface 40b of the groove 46 in a state where the mirror 101 is inserted into the groove 46 as shown in FIG.
[0052]
In the first to third embodiments described above, the switch having a structure in which the movable plate 102 is cantilevered as shown in FIGS. 5A and 5B has been described. The mirror 101, the stopper 103, and the like in the embodiment can be applied to optical switches having other structures as long as the mirror 101 is inserted into the groove 46 of the optical waveguide substrate 40.
[0053]
In the optical switches of the first to third embodiments, the groove 46 of the optical waveguide substrate 40 can be filled with a liquid whose refractive index is adjusted.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an optical switch that switches an optical path by inserting a minute mirror into a waveguide substrate, and that can accurately control the insertion depth of the mirror. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a distal end portion of a movable plate 102 of a mirror substrate 30 of an optical switch according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cutaway perspective view of a mirror substrate 30 of the optical switch according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of an optical waveguide substrate 40 of the optical switch according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a state in which a movable plate 102 of a mirror substrate 30 of the optical switch according to the first embodiment of the present invention is curved.
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views of the optical switch according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a top view of the optical switch according to the first embodiment of the present invention before the resist layer 73 is removed in the process of manufacturing the mirror 101 and the stopper 103 on the movable plate 102;
FIGS. 7A to 7E are cross-sectional views showing steps of manufacturing a mirror 101 and a stopper 103 on the movable plate 102 of the optical switch according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view of a distal end portion of a movable plate 102 of an optical switch according to a second embodiment of this invention.
FIG. 9 is a perspective view of a distal end portion of a movable plate 102 of an optical switch according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
30 ... mirror substrate, 31 ... silicon substrate, 32 ... electrode film, 33 ... insulating film, 34 ... wiring, 40 ... optical waveguide substrate, 41, 42, 43, 44 ... optical waveguide, 46 ... groove, 51 ... spacer, 71 ... Resist layer 73 ... Resist layer 101 ... Mirror 102 ... Moving plate 102a ... Silicon nitride film 102b ... Al film 102c ... Leg part 103 ... Stopper 103a ... Silicon nitride film 103b ... Al film 103c DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Leg part, 104 ... Hinge, 104a ... Lower part of hinge, 104b ... Upper part of hinge, 803 ... Stopper, 903 ... Stopper, 904 ... Hinge.

Claims

An optical waveguide substrate having a plurality of optical waveguides and grooves formed so that end faces of the optical waveguides are exposed;
A mirror that is inserted into the groove to switch the optical path;
A movable plate for mounting the mirror and inserting the mirror into the groove of the optical waveguide substrate;
The movable plate is mounted with a stopper member that contacts a part of the optical waveguide substrate when the mirror is inserted into the groove of the optical waveguide substrate and limits the insertion depth of the mirror.
The optical switch according to claim 1, wherein the stopper member is a plate-shaped member having one end portion fixed to the movable plate and rising from the one end portion toward the other end portion.

An optical waveguide substrate having a plurality of optical waveguides and grooves formed so that end faces of the optical waveguides are exposed;
A mirror that is inserted into the groove to switch the optical path;
A movable plate for mounting the mirror and inserting the mirror into the groove of the optical waveguide substrate;
The movable plate is mounted with a stopper member that contacts a part of the optical waveguide substrate when the mirror is inserted into the groove of the optical waveguide substrate and limits the insertion depth of the mirror.
An optical switch according to claim 1, wherein the stopper member is a plate-like member that is partly fixed to the main plane of the mirror and rises from the fixed part toward a free end that is not fixed.

The optical switch according to any one of claims 1 and 2,
The plate-like member has a structure in which at least two films are laminated, and the materials constituting the two films are different from each other.

An optical waveguide substrate having a plurality of optical waveguides and grooves formed so that end faces of the optical waveguides are exposed;
A mirror that is inserted into the groove to switch the optical path;
A movable plate for mounting the mirror and inserting the mirror into the groove of the optical waveguide substrate;
The movable plate is mounted with a stopper member that contacts a part of the optical waveguide substrate when the mirror is inserted into the groove of the optical waveguide substrate and limits the insertion depth of the mirror.
The optical switch, wherein the stopper member has a shape surrounding the outer periphery of the mirror with a predetermined interval between the stopper member and the outer periphery of the mirror.

An optical waveguide substrate having a plurality of optical waveguides and a groove formed so that an end face of the optical waveguide is exposed; a mirror that is inserted into the groove and switches the optical path;
A movable plate for mounting the mirror and inserting the mirror into the groove of the optical waveguide substrate;
The movable plate is mounted with a stopper member that contacts a part of the optical waveguide substrate when the mirror is inserted into the groove of the optical waveguide substrate and limits the insertion depth of the mirror.
1. The mirror element according to claim 1, wherein the stopper member is a plate-like member having one end fixed to the movable plate and rising from the one end toward the other end.

An optical waveguide substrate having a plurality of optical waveguides and a groove formed so that an end face of the optical waveguide is exposed; a mirror that is inserted into the groove and switches the optical path;
A movable plate for mounting the mirror and inserting the mirror into the groove of the optical waveguide substrate;
The movable plate is mounted with a stopper member that contacts a part of the optical waveguide substrate when the mirror is inserted into the groove of the optical waveguide substrate and limits the insertion depth of the mirror.
The mirror element, wherein the stopper member is a plate-like member partly fixed to the main plane of the mirror and rising from the fixed part toward a free end that is not fixed.

The mirror element according to any one of claims 5 and 6,
The plate-like member has a structure in which at least two films are laminated, and the materials constituting the two films are different from each other.

An optical waveguide substrate having a plurality of optical waveguides and a groove formed so that an end face of the optical waveguide is exposed; a mirror that is inserted into the groove and switches the optical path;
A movable plate for mounting the mirror and inserting the mirror into the groove of the optical waveguide substrate;
The movable plate is mounted with a stopper member that contacts a part of the optical waveguide substrate when the mirror is inserted into the groove of the optical waveguide substrate and limits the insertion depth of the mirror.
The mirror element, wherein the stopper member has a shape surrounding the outer periphery of the mirror with a predetermined interval between the stopper member and the outer periphery of the mirror.