JPH1130759A

JPH1130759A - 位置合わせが向上した光ファイバスイッチ

Info

Publication number: JPH1130759A
Application number: JP10156915A
Authority: JP
Inventors: Herman Melvin Presby; メルヴィンプレスビーハーマン
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 1999-02-02
Also published as: EP0883011A1; US5920665A

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、位置合わせが向上した光ファイバ
スイッチを提供することに関する。【解決手段】位置合わせが向上した機械的光スイッチ
は、共通の基板からへき開された第１及び第２の基板に
固定された光ファイバの対応するアレイを含む。一実施
例において、光ファイバのアレイは本質的に相互に平行
に、共通の基板に固定される。得られた構造は光ファイ
バアレイを横切るようにへき開され、へき開された基板
を生成させる。へき開された基板の特定の各表面を、共
通面内に配置された２つの基盤の表面に固着することに
より、へき開端部における光ファイバの位置合わせが向
上する。そのような位置合わせの向上は、基板表面に対
し、垂直な方向で得られる。この面に平行な方向の光フ
ァイバの位置合わせ及び各構造の光ファイバ間の光学的
接続は、第２のへき開構造を第１のへき開構造に対し、
へき開端部に沿った方向に移動させることにより行え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【本発明の分野】本発明は光信号処理、より具体的には
向上した光ファイバ位置合わせした機械的な光スイッチ
構成に係る。

【０００２】

【本発明の背景】光スイッチはファイバ光通信システム
に、いくつかの用途がある。機械的光スイッチは非常に
高速のスイッチを必要とせず、波長及び偏光に依存しな
いスイッチ用途に、用いられてきた。たとえば、機械的
スイッチは特定の光信号路間をスイッチし、光信号情報
を運ぶ信頼性あるファイバ伝送路を作る光ファイバ伝送
路中で用いられてきた。また、機械的光スイッチは、複
数の光ファイバ間を接続し、光ファイバに接続された光
ファイバ及び部品を試験するための測定装置を提供する
ことに用いられてきた。

【０００３】各種の機械的光スイッチ構成が、市販され
ている。これらのスイッチは典型的な場合、光要素移動
型スイッチ又はファイバ移動型スイッチのいずれかを、
特徴とする。光要素移動型スイッチの例には、第１の光
ファイバの端部からの光信号を、第２の光ファイバの端
部中に選択的に方向を変えるための移動可能な鏡又はプ
リズムを用いる構成が含まれる。この場合、光ファイバ
はそれらの端部が相互に平行になるように、配置され
る。同様のスイッチは相互に向き合う光ファイバの端部
間に、選択的に挿入される不透明可動絞りを用いる。し
かし、既知の光要素移動型スイッチは典型的な場合、オ
ン−オフスイッチ又は１×２スイッチとして働き、１×
ＮまたはＭ×Ｎスイッチ用途のような多ポートスイッチ
ングをすることはできない。

【０００４】従来のファイバ移動型スイッチは典型的な
場合、多ポートスイッチングができるが、機械的に複雑
で、高価で、しばしば位置合わせが悪く、頻繁に調整す
る必要がある。たとえば、１つの従来のファイバ移動型
スイッチ構成は、可動ファイバ接続プラグを用い、それ
はガイドピン及びピンレセプタクルを有する固定された
ファイバコネクタレシーバプラグのアレイを有する。動
作において、可動プラグは所望の位置に荒く移動し、固
定されたプラグにあわせ、次に固定されたプラグ中に押
し込むことにより、精密に位置合わせし、ガイドピンを
レセプタクル中に挿入する。

【０００５】別の従来のファイバ移動型スイッチは、傾
斜屈折率（ＧＲＩＮ）ロッドレンズを用いて、光ファイ
バからの光ビームを広げることに基づく構成をもつ。光
ファイバ及びレンズはホイール上にマウントされ、ホイ
ールは所望のファイバを光ビームが別のレンズで集めら
れる位置に回転し、レンズは光ビームは受ける光ファイ
バ上に焦点をあわせる。しかし、そのようなスイッチ構
成は、組み立てに比較的費用がかかり、典型的な場合、
位置合わせが悪く、しばしば調整を必要とする。従っ
て、多ポートスイッチ動作ができる簡単で、低価格で、
機械的に安定な光ファイバスイッチの必要性が、認識さ
れている。

【０００６】

【本発明の要約】本発明は特許請求の範囲により、規定
される。本発明の実施例には、へき開された基板の第１
及び第２の部分に固定された光ファイバを有する２つの
光ファイバ構造で形成された比較的低挿入損をもつ機械
的に安定な自己整合光スイッチが含まれる。光ファイバ
は本質的に相互に平行に、かつへき開された端部に近接
した第１及び第２の基板部分のそれぞれの上の特定の各
表面に対し、本質的に整合する距離で各基板部分に固定
される。これらのへき開された光ファイバ構造の特定の
表面は、へき開された端部が相互に隣接して面するよう
に、共通面中に位置合わせされた第１及び第２の基盤の
対応する表面に結合されている。

【０００７】そのような構成は、第１及び第２の基盤の
位置合わせされた表面の共通面に対し、本質的に整合し
た距離で、へき開された第１及び第２の基板において、
光ファイバの端部に位置させると有利である。その結
果、光ファイバ端はそのような基盤表面に対し、相互に
垂直な方向に配置される。単一構造からへき開した第１
及び第２の基板部分を用いると、この位置合わせを容易
に向上でき、有利である。その結果、スイッチの動作
中、基盤表面の面に対し垂直方向には、更に位置合わせ
する必要はない。

【０００８】動作中、第２のへき開された基板は、基盤
表面に平行な方向の位置合わせとしてそれに固定された
光ファイバ間を選択的に接続するよう、へき開された端
部に沿って、第１のへき開された基板に対し移動させ
る。第２のへき開された基板を移動させる方法の例は、
それが結合される基盤として、可動基盤を用いることで
ある。次に、可動基盤はたとえば、その中の内部方向に
貫いた溝を含む貫通シャフトで、ねじ駆動型に移動させ
る。このようにして、所望の光ファイバ接続と位置合わ
せをするため、可動基盤を正確に配置するように、シャ
フトは精密に回転させる。従って、本発明により、多ポ
ートスイッチングができる低価格の機械的に単純で、安
定な自己整合スイッチ構成が実現される。

【０００９】本発明に従う光ファイバ構造を、たとえば
へき開前は又は後に、へき開領域にファイバ端を近接さ
せ、各基板部分に光ファイバのアレイを固定させること
により、作製することができる。しかし、光ファイバの
アレイを、へき開されない共通基板の第１及び第２の部
分に固定することにより、本発明の別の視点に従い、光
ファイバスイッチ位置合わせを、更に向上させることが
可能である。次に、得られた構造を、光ファイバアレイ
に沿ってへき開し、所望のへき開構造部分を形成する。
そのような方法により、スイッチ中の光ファイバ端部間
の有利な自己位置合わせが行える。

【００１０】本発明の実施例のこれ以上の特徴及び利点
は、以下の詳細な記述及び添付された図面から、より容
易に明らかになるであろう。

【００１１】

【詳細な記述】本発明は、へき開された基板の第１及び
第２の部分に固定された複数の光ファイバを含む２つの
光ファイバ構造を用いることにより、機械的な光スイッ
チの位置合わせを向上できるということを発見したこと
に基づく。光ファイバは相互に本質的に平行で、かつ基
板部分の特定の各表面から、本質的に整合した距離に、
固定される。光ファイバはまた、それらの端部をへき開
された基板端に近接させて配置し、基板に固定させる。
その結果、光ファイバ構造の対応する特定の表面を、共
通平面内に配置された第１及び第２の基盤の表面に固定
することにより、へき開された端部において光ファイバ
位置合わせを向上させた光スイッチを作ることが可能で
ある。

【００１２】この構成により、そのような基盤表面の共
通面に対し垂直な方向に、位置合わせが向上する。この
面に平行な方向の光ファイバの位置合わせ及び各構造の
光ファイバ間の光学的接続は、へき開端部に沿った方向
に、第１のへき開された基板部分に対して、第２のへき
開された基板部分を移動させることにより、行える。そ
のように移動させることは、たとえば、第１及び第２の
基盤として、固定された可動基盤を用いることにより、
行うことができる。

【００１３】本発明の実施例に従うと、光ファイバのア
レイを、へき開されない共通基板の第１及び第２の部分
に固定することにより、光ファイバ端間の位置合わせの
向上が実現される。次に、そのような構造は、光ファイ
バアレイに沿ってへき開し、所望のへき開構造部分を形
成する。このようにして、光ファイバ端は、へき開端部
において、基板部分の特定の対応する表面に対し、本質
的に整合された距離に配置される。従って、そのような
光ファイバ端は、へき開された構造が共通面内の各基盤
表面に結合された時、へき開端部で自己整合する。

【００１４】あるいは、たとえばへき開の前又は後に、
へき開線に端部を近接させ、各構造部分に光ファイバア
レイを固定することにより、本発明の実施例に従う第１
及び第２の光ファイバ構造部分を作製することが可能で
ある。そのような作製方法において、基板部分はへき開
端部における基板部分の特定の各表面に対し、本質的に
整合した距離で、光ファイバ端を位置合わせすることに
依存する。そのような別の作製方法には、先に述べた自
己整合作製方法に比べ、所望の整合距離を得るために、
光ファイバを固定する上で、より注意が必要である。し
かし、この別の作製方法はなお、本発明の実施例に従う
スイッチ中の光ファイバ位置合わせを容易に向上でき、
有利である。更に、へき開端において面する光ファイバ
端は、そのような実施例における挿入損を減らすため、
研磨できる。

【００１５】本発明の実施例に従う機械的光スイッチ
（１）の例が、図１及び２に示されている。スイッチ
（１）はマウントブラケット（１０）に固定され、集積
化された第１の固定された基盤（５）を含む。基盤（１
５）を固定された基盤（５）に平行なＸ方向に動かすよ
う、マウントブラケット（１０）に移動可能なように固
着する。基盤（５）及び（１５）は本質的に平坦な上部
表面（７）及び（１７）を有し、それらは相互に共通面
中にある。表面（７）は固定された基盤（５）のスペー
サ（８）の上部表面である。表面（７）及び（１７）を
確実に共通面中に置く適当な技術の１つは、描かれた構
成に組み合わせる時、両面を同時に機械加工又は平面化
させることである。

【００１６】光ファイバ（３７）のアレイを含む光ファ
イバ構造（３５）は、可動基盤（１５）の平坦表面（１
７）上に、配置される。光ファイバ（４２）のアレイを
含む対応する光ファイバ構造（４０）は、固定基盤
（５）の平坦表面（７）上に配置される。光ファイバ
（３７）及び（４２）はスイッチ（１）により、光路を
選択すべき光信号を運ぶ。マウントされた光ファイバ構
造（３５）及び（４０）は、図１及び２に示されるよう
に、Ｘ方向に沿って相互に面して近接する端部（３９）
及び（４４）において、ファイバ（３８）及び（４３）
を有する。光ファイバ端（３８）及び（４３）を位置合
わせして組み立てるため、対応する光ファイバ構造（３
５）及び（４０）は、本発明の実施例に従い、共通の単
一基板からへき開した光ファイバ（３７）及び（４２）
を支持する第１及び第２の基板部分を有する。その結
果、光ファイバ端（３８）及び（４３）は、面するへき
開端部（３９）及び（４４）において、基盤表面（７）
及び（１７）上に配置された構造表面に対し、本質的に
整合した距離にある。光ファイバ構造（３５）及び（４
０）を形成する方法の例について、図３に関して、以下
でより詳細に述べる。

【００１７】従って、基盤（５）及び（１５）の表面
（７）及び（１７）が共通の面内にあるから、光ファイ
バ端（３８）及び（４３）は対応して、共通面から本質
的に整合した距離に保たれ、相互に本質的に位置合わせ
される。具体的には、光ファイバ端（３８）及び（４
３）は表面（７）及び（１７）に垂直なＹ方向に、相互
に位置合わせされる。光ファイバ（３７）及び（４２）
は構造（３５）及び（４０）の長さ方向に沿って、共通
面内に描かれているが、本発明の制限を意味しない。構
造の長さ方向に沿って共通面内にない光ファイバを有す
る光ファイバ構造を用いることが可能である。

【００１８】しかし、本発明に従うと、光学的接続を達
成するのに必要な光ファイバ（３７）及び（４２）のア
レイ中の光ファイバは、へき開された端部（３９）及び
（４４）において、基盤表面（７）及び（１７）に結合
された構造（３５）及び（４０）の表面から、本質的に
整合された距離に組み立てることに厳密さを必要とす
る。端部（３９）及び（４４）において、１乃至複数の
光ファイバ端（３８）及び（４３）だけ、構造（３５）
及び（４０）の特定の各表面からの正確な整合された距
離からずれることにより、スイッチの動作中、そのよう
な光ファイバ端（３８）及び（４３）間の接続をする上
で、ある程度の位置合わせ不整合が生じうる。相対的な
ずれは、光ファイバ（３７）及び（４２）のコア径及び
具体的なスイッチ接続に対する許容しうる挿入損に基づ
くと、受け入れられる。たとえば、０．２ｄＢ又はそれ
以下の有利な挿入損を保ちながら、５％も大きく個々の
光ファイバをずらしても、本質的な整合距離を得ること
が可能である。

【００１９】へき開端部（４４）及び（３９）を相互に
できるだけ近接させて、光ファイバ構造（４０）及び
（３５）を、それぞれ基盤（５）及び（１５）上にマウ
ントすることが望ましい。約１０μｍ又はそれ以下のへ
き開端部（４４）及び（３９）の間隙により、約０．５
ｄＢ以下の比較的低い挿入損で、各構造（４０）及び
（３５）の光ファイバ間での光の伝達が有利に行える。
光ファイバ端部（４３）及び（３８）を研磨することに
より、挿入損は更に減少する。また、ゲル又は液体のよ
うな屈折率整合材料を、更に挿入損を減らすため、へき
開端部（４４）及び（３９）間の間隙中に配置する。後
方反射を最小にするため、へき開端部表面（４４）及び
（３９）を相互に平行に保ったまま、基盤表面（７）及
び（１７）の共通面に対して垂直に延びる線に対し、相
補的な角度で、共通面中に、へき開端部（４４）及び
（３９）と光ファイバ端（４３）及び（３８）を形成す
ることは可能である。適当な相補的角度は、約５゜乃至
１５゜の範囲である。

【００２０】所望の光路接続の光ファイバ端（３８）及
び（４３）の各１つを位置合わせするために、基盤（１
５）及び構造（３５）をＸ方向に精密に移動させること
により、第１及び第２の光ファイバ構造（４０）及び
（３５）の異なる個々の光ファイバ間を、異なるように
接続することが可能である。基盤（１５）を移動するた
めに選択される具体的な機構は、本発明を実施する上で
重要ではなく、各種の従来の方法を用いることができ
る。基盤（１５）を移動させるためのネジ駆動構成の例
が、図１及び２に示されているが、それらは説明するた
めだけであり、本発明の制約を意味しない。

【００２１】図示されたネジ駆動機構は、貫通シャフト
（２５）を含み、それはブラケット（１０）の第１の端
部（１１）に回転できるように固着され、図１に示され
るように、基盤（１５）の内部を通る溝（２０）を通し
て延びる。図２に示されるように、シャフト（２５）は
更に制御できるモータ（３０）に固着され、マウントブ
ラケット（１０）の第２の端部（１２）に固着される。
モータ（３０）は貫通シャフト（２５）を回転させ、拡
大溝（２０）をシャフト（２５）の溝を越えて、移動さ
せる。その結果、可動基盤（１５）もシャフト（２５）
に沿ってＸ方向に移動する。シャフト（２５）の回転数
を制御することによって、モータ（３０）は可動基盤
（１５）及び光ファイバ構造（３５）をＸ方向に精密に
位置を制御することができる。モータ（３０）として適
当なモータには、たとえばＤＣモータ及びステップモー
タが含まれる。

【００２２】各種の光ファイバ接続をし、Ｘ方向に位置
合わせをするために、基盤（１５）を配置するモータ
（３０）を制御するのに選択される具体的なモータコン
トローラ（図示されていない）は、本発明を実施する上
で重要ではない。適当なモータコントローラは、たとえ
ばモータ（３０）に必要な移動指示を与える適当なハー
ドウエア又はソフトウエアを有するパーソナルコンピュ
ータのような従来のコンピュータである。加えて、位置
合わせの不整により、へき開端部（３９）又は（４４）
において反射された迷光の量をモニターすることによ
り、モータコントローラのＸ方向の正確な位置を決め、
位置合わせすることが可能である。ピンダイオードのよ
うな必要に応じて設ける光検出器（７５）が、迷光をモ
ニターするために、図２において、へき開端部（３９）
上にマウントされているように、示されている。説明の
ため、必要に応じて設ける光検出器（７５）は、図１に
は示されていない。

【００２３】可動基盤平坦面（１７）を有する共通面を
もつ平坦面（７）を得るため、スペーサ（８）を用いた
スイッチ（１）が示されているが、平坦面（７）及び
（１７）を得るために、他の機械構成を用いることは、
容易に理解できる。たとえば、それぞれ基盤（５）及び
（１５）上に１つづつある２つのスペーサを用いて、平
坦面（７）及び（１７）を得ることはできるか、基盤の
対応するマウント部分が同じ面内にある場合は、省くこ
とが可能である。本発明の別の実施例において、第２の
固定基盤を図１及び２中の可動基盤に置き代える。第２
の固定された基盤の表面は、固定された基盤表面（７）
を有する共通面内に調整する。次に、少なくとも１つの
光ファイバ構造（３５）及び（４０）をそれらの各第１
又は第２の固定された基盤表面上に、移動可能なように
配置する。動作中、所望の光ファイバ接続を形成するた
め、移動可能なように配置された光ファイバ構造（３
５）又は（４０）は、それらの基盤表面を横切って、相
互に移動させる。同様に、所望の光ファイバ接続を得る
ために、両方の光ファイバ構造（３５）及び（４０）を
動かせるように、本発明の実施例に従い、固定された基
盤（５）に第２の可動基盤を置き代えることが、可能で
ある。

【００２４】へき開された基板の対応する各表面に対
し、所望の整合した距離で、各構造（３５）及び（４
０）中に、光ファイバ端部（３８）及び（４３）を作製
するために、いくつかの方法が有用である。たとえば、
へき開前又は後に、基板の切断線にファイバ端部を近接
させ、各基板部分に光ファイバのアレイを固定すること
により、本発明の実施例に従い、第１及び第２の光ファ
イバ構造（３５）及び（４０）を作製することが可能で
ある。この方法に従うと、基板部分は対応する具体的な
基板表面に対し、所望の整合距離で光ファイバ端部（３
８）及び（４３）を配置することに依存する。光ファイ
バ端（３８）及び（４３）をそのように整合した距離で
光ファイバ（３７）及び（４２）を固定する時、この方
法ではより注意が必要である。

【００２５】別の作製方法に従うと、光ファイバのアレ
イをへき開されていない共通基板の第１及び第２の部分
に固定することにより光ファイバ端部間の自己整合が得
られる。次に、そのような構造は光ファイバアレイに沿
ってへき開し、所望のへき開構造部を形成する。このよ
うにして、光ファイバ端部は特定の各基板表面から本質
的に同一の距離で自己整合し、先に述べた作製方法にお
けるような注意は必要ない。図３はそのような作製方法
に従い、第１及び第２の光ファイバ構造（３５）及び
（４０）を生成させるために使用される共通光ファイバ
構造（１００）を示す。

【００２６】構造（１００）は２つの溝のある基板（１
１０）及び（１１５）内に固定された光ファイバ（１０
５）を含む。より具体的には、光ファイバ（１０５）は
基板（１１０）及び（１１５）の面する表面内に形成さ
れた各溝（１２０）及び（１２５）内に固定される。光
ファイバ（１０５）は基板（１１０）及び（１１５）を
貫いて延び、基板（１１５）の底面（１３０）に対し、
本質的に平行である。図１及び２の光ファイバ構造（３
５）及び（４０）を形成するために、光ファイバ構造
（１００）は図３中の破線Ａのような直線で、光ファイ
バ（１０５）を横切って２つの部分にへき開される。適
当なへき開方法には、たとえばねダイヤモンドブレード
切断ソーによる切断、ダイヤモンドけがきと次に曲げに
より、構造を分離させること、又は共通の構造から構造
（３５）及び（４０）を分離する他の任意の方法が含ま
れる。

【００２７】図１に示される構造（１００）からへき開
で得た構造（４０）及び（３５）は、図３に示されるよ
うに、底部平坦基板表面（１３０）に対し、本質的に整
合した距離で、位置合わせされたへき開された端部（３
９）及び（４４）において、光ファイバ端部（３８）及
び（４３）を有する。従って、へき開後形成された導波
路端（３８）及び（４３）は、図１に示されるように、
それぞれ位置合わせされた平坦な基板表面（７）及び
（１７）上に、へき開構造（４０）及び（３５）がマウ
ントされる時、Ｙ方向に位置合わせされる。従って、所
望のスイッチ接続及びＸ方向の位置合わせは、可動基盤
（１５）の移動により、得られる。所望の位置合わせ分
解能は、シャフト（２５）の適切な貫通間隔及びモータ
（３０）の回転分解能を選択することにより、得られ
る。

【００２８】図３において、説明を容易にするため、光
ファイバ（１０５）は各光ファイバ構造の底面に平行な
ように示されている。しかし、光ファイバはそのような
平行方向をもつ必要はなく、機械的スイッチ接続が望ま
しい特定のファイバは、本発明の実施例に従ってへき開
された領域中の基板底面から、本質的に等しい距離にあ
ることのみが重要であることを、理解する必要がある。

【００２９】光ファイバ構造（１００）を組み立てる方
法の例は、各光ファイバ（１０５）と基板（１１０）及
び（１１５）の面する表面中の溝（１２０）及び（１２
５）内の焼きなまし可能な粘着剤を、サンドイッチにす
ることである。次に、十分な熱と圧力を組み立てたもの
に加え、構造（１００）を生成させる。そのような形成
技術及び構造（１００）を生成するのに有用な他の形成
技術が、従来の光ファイバアレイコネクタ及びたとえば
米国特許第４，７６２，３８７号、第４，７２５，１１
４号、第４，６３９，０７４号に述べられているような
溝のある基板を用いたカプラを生成させるために、用い
られる。これらの特許は、本発明と権利者を同じくす
る。

【００３０】１２５μｍ程度の外径とそれぞれ１０μｍ
及び６２．５μｍのコア径を有する従来のシングルモー
ド又はマルチモード光ファイバを含むシングルモード又
はマルチモード光ファイバを、光ファイバ（１０５）と
して用いることができる。もし、従来のシングルモード
光ファイバを用いるなら、熱によりへき開すべきファイ
バ部分中で、１０μｍから約３０μｍに実効コア径を増
すと有利である。加熱は光ファイバのその部分を、コア
を囲むファイバ領域の屈折率が増す特定の温度まで、加
熱する。光ファイバの実効コアを広げるそのような方法
は、当業者には知られており、たとえば、ケイ．シライ
シ（Ｋ．Ｓｈｉｒａｉｓｈｉ）ら、“ドーパントの熱拡
散を用いたビーム拡大”，ジャーナル・オブ・ライトウ
ェーブ・テクノロジー，（Ｊ．ｏｆＬｉｇｈｔｗａｖ
ｅＴｅｃｈｎｏｌ．）第８巻、第８号（１９９０年８
月）に述べられている。本発明の実施例に従いへき開さ
れた構造の部分中で、光ファイバの実効コアを広げるこ
とにより、広げないシングルモード光ファイバより、光
ファイバ接続をするのに、位置合わせ許容度はゆるめら
れる。基板（１１０）及び（１１５）にファイバ（１０
５）を固定する前に、ファイバコア径を実効的に増すた
めに、光ファイバ部分を加熱することが可能である。

【００３１】基板はたとえば、約１ｍｍの厚さ、溝（１
２０）及び（１２５）の長さに沿って１ｃｍの長さ、１
２乃至２４の光ファイバ（１０５）を固定するために、
溝（１２０）及び（１２５）幅０．５ｃｍの寸法をもた
せることができる。光ファイバ中心間の間隔は、本発明
を実施する上で、重要ではない。しかし、２５０μｍ程
度の光ファイバ中心間隔を用いるのが便利である。これ
は市販のファイバ接続チップ中で用いられている標準的
間隔である。２５０μｍ以下の光ファイバ中心間隔を用
いることも可能である。しかし、隣接したファイバの迷
光を取り入れないよう、光ファイバ間の間隔は、一般に
１０μｍ以上が望ましい。２５０μｍ以上のファイバ間
隔も有用であるが、光ファイバ構造は大きくなり、所望
の接続を行うのに、光学構造を相対的に動かさなければ
ならないため、スイッチ時間は遅くなる。また、本発明
の実施例に従うと、１個といった少数の光ファイバ又は
２４以上の光ファイバを用いることができる。

【００３２】溝（１２０）及び（１２５）に用いる具体
的な形は、本発明の実施例にとって、重要ではない。し
かし、へき開線Ａの領域中で、表面（１３０）から本質
的に等しい距離に、各光ファイバを配置するのを容易に
する形を用いるのが望ましく、本質的に“Ｖ”又は
“Ｕ”形、半球又は長方形が含まれる。更に、溝（１２
０）及び（１２５）はたとえば、従来のフォトリソグラ
フィ又は他の切削技術を用いて、基板（１１０）及び
（１１５）としてのシリコン基板中に形成することがで
きる。基板に用いる具体的な材料は、本発明を実施する
のに重要ではなく、シリコンに加え、シリカ、セラミッ
ク、ステンレススチール又は光ファイバが固定できる任
意の他の材料が含まれる。

【００３３】図３の光ファイバ構造（１００）に用いる
具体的な形態は、説明するためだけであり、図１に示さ
れた有利なへき開構造（３５）及び（４０）を生成する
のに有用な本発明の実施例に従う多くの他の光ファイバ
構造を用いることができる。たとえば、溝のある基板
（１１０）中に固定された光ファイバ（１０５）により
形成される光ファイバ構造が得られるように、図３の形
態から基板（１１５）を省くことは可能である。本発明
の実施例に有用な光ファイバ構造の２つの他の形態の例
の断面図が、図４Ａ及び４Ｂに示されている。

【００３４】図４Ａ、４Ｂ及び図３に描かれた光ファイ
バは、明確にするため、同じ参照番号（１０５）で表わ
されている。図４Ａに示された形態において、光ファイ
バ（１０５）は単一基板（２１０）中で開孔（２０５）
を貫いて延びる。開孔（２０５）はたとえば基板（２１
０）の表面（２１５）から本質的に等しい距離に、光フ
ァイバ（１０５）を配置するために、穴あけにより形成
される。図４Ｂに示された形態は、少なくとも光ファイ
バ（１０５）の外径の深さをもつ基板（３１５）の溝
（３０５）中に、光ファイバ（１０５）を固定する。次
に、溝のない基板（３２０）を溝（３０５）を含む基板
表面に固定し、所望の光ファイバ構造を形成する。

【００３５】本発明の指針から離れることなく、本発明
の実施例に従い、多くの異なる光ファイバ構造形態を用
いることができることを、理解すべきである。図３、４
Ａ及び４Ｂに示された形態の例は、説明のためだけであ
り、本発明を限定することを意味しない。たとえば、光
ファイバ端及び各へき開基板上のへき開端部間に、傾斜
屈折率（ＧＲＩＮ）ロッドレンズのような光ビーム拡大
／圧縮デバイスを固定することができる。へき開端部で
は、ファイバ端はそのようなへき開基板端部からくぼ
み、光ファイバ接続をするため、位置合わせ許容度をゆ
るめることができる。ＧＲＩＮロッドレンズの長さは、
光ビーム拡大及び圧縮の程度を決める。スイッチ中で用
いるＧＲＩＮロッドレンズの有利な長さの例は、約３．
０乃至５．０ｍｍの範囲である。その結果、へき開端部
に近接した光ファイバ端は、へき開端部から対応して
３．０乃至５．０ｍｍくぼみ、ＧＲＩＮロッドレンズを
光ファイバ端へき開端部間に配置することができる。

【００３６】上では本発明のいくつかの実施例につい
て、詳細に述べたが、その指針を離れることなく、多く
の修正ができる。そのような修正の全てが、以下の特許
請求の範囲内に含まれることを、意図したものである。
たとえば、１×ＮまたはＭ×Ｎ形態を含む各種のスイッ
チ形態を用いることが可能である。更に、光ファイバ構
造中の受信光ファイバにより受けた光信号は、スイッチ
の伝送用導波路にまわして戻し、同じ信号に対し、他の
所に光路を変えることができる。また、本発明の実施例
に従うスイッチを、一連の段構成に組み、１つのスイッ
チの段の出力を、次の段の入力にすることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に従うへき開された光ファイバ
構造を用いた機械的な光スイッチの一例を示す透視図で
ある。

【図２】図１のスイッチを示す上面図である。

【図３】図１及び２のスイッチ中のへき開された光ファ
イバ構造を形成するために使用できる光ファイバ構造の
部分的に切り取った透視図である。

【図４Ａ】図３の構造に対し、別の光ファイバ構造の一
例を示す断面図である。

【図４Ｂ】図３の構造に対し、別の光ファイバ構造の一
例を示す断面図である。

【符号の説明】

１スイッチ、光スイッチ５基盤７上部表面、表面８スペーサ１０マウントブラケット１１端部１２第２の端部１５基盤１７表面２０溝２５シャフト３０モータ３５光ファイバ構造、構造３７光ファイバ３８光ファイバ端、ファイバ３９端部、へき開端部４０光ファイバ構造、構造４２光ファイバ４３ファイバ、光ファイバ端４４端部、へき開端部７５光検出器１００光ファイバ構造、構造１０５光ファイバ、ファイバ１１０，１１５基板１２０，１２５溝１３０底面２０５開孔２１０基板２１５表面３０５溝３１５，３２０基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第２の基盤（１５）の表面（１７）と共
通の平面内に配置された表面（７）を有する第１の基盤
（５）及び第２の基盤（１５）と第１及び第２の光ファ
イバ構造が含まれ、それらは第１の基板内に固定された
少なくとも１つの光ファイバ（４２，３７）を有する共
通の光ファイバ構造からへき開され、前記第１及び第２
の構造は、対応するへき開端部（４４，３９）を有し、
少なくとも１つの光ファイバ（４２，３７）を含み、前
記第１及び第２の光ファイバ構造は、第１及び第２の基
盤の位置合わせされた表面の各１つに結合された各表面
を有する機械的光ファイバスイッチ（１）において、第
２の光ファイバ構造はへき開端部に沿った方向に、第１
の光ファイバ構造に対して移動可能で、構造中で選択的
に接続及び位置合わせすることを特徴とするスイッチ。
【請求項２】前記光ファイバ端は第１又は第２の基板
へき開端部のそれぞれと、共通の面内に配置されたへき
開端部である請求項１記載のスイッチ。
【請求項３】前記基盤の少なくとも１つは、可動基盤
である請求項１記載のスイッチ。
【請求項４】第１及び第２の基板部分のへき開端部間
の間隙は、１０μｍ以下である請求項１記載のスイッ
チ。
【請求項５】間隙中に配置された屈折率整合材料を更
に含む請求項４記載のスイッチ。
【請求項６】基板部分のへき開端部間の間隙に近接し
た光検出器を更に含む請求項１記載のスイッチ。
【請求項７】前記光ファイバは前記第１及び第２の基
板部分の対応する表面内に形成された溝内に、少なくと
も部分的に固定された請求項１記載のスイッチ。
【請求項８】第３の基板及び第１又は第２の基板によ
り、光ファイバの部分を少なくとも部分的に囲むよう
に、第１又は第２の基板の少なくとも１つに隣接して配
置された少なくとも１つの第３の基板を更に含む請求項
７記載のスイッチ。
【請求項９】前記光ファイバの少なくとも一部を受け
るために、前記第３の基板内に溝が形成された請求項８
記載のスイッチ。
【請求項１０】前記第１及び第２の基板部分は、それ
を貫く開孔を有し、前記光ファイバは前記開口の１つを
貫いて延びる請求項１記載のスイッチ。
【請求項１１】へき開端部に近接した光ファイバ端部
に光学的に必要に応じて接続された傾斜屈折率（ＧＲＩ
Ｎ）レンズを更に含み、前記ＧＲＩＮレンズは前記ファ
イバ端と基板部分の各へき開端部の間に配置される請求
項１記載のスイッチ。