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光スイッチ

国内特許コード P07A012608
整理番号 K014P25
掲載日 2008年1月11日
出願番号 特願2002-237530
公開番号 特開2004-077765
登録番号 特許第4006507号
出願日 平成14年8月16日(2002.8.16)
公開日 平成16年3月11日(2004.3.11)
登録日 平成19年9月7日(2007.9.7)
発明者
  • 宮崎 英樹
  • 宮嵜 博司
  • 宮野 健次郎
出願人
  • 独立行政法人物質・材料研究機構
発明の名称 光スイッチ
発明の概要

【課題】高度な微細加工技術を必要とせずに簡単な構造で実現でき、難しい制御も不要な光スイッチを提供する。
【解決手段】入力用光導波路102と、第1及び第2の出力用光導波路104,105と前記入力用光導波路102と第1及び第2の出力用光導波路104,105の間に配置された近接または密着した使用波長において透明な入力側球109と出力側球110と、前記入力用光導波路102から出射した光の進行方向に対して前記入力側球109と出力側球110の中心を結ぶ軸のなす角を変化させる電圧が印加される第1及び第3の電極106,108と第2の電極(共通電極)107を設ける。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要
これまでに実用化されてきた光スイッチの代表例としては、根本だけを固定して先端が自由に移動できる1本の入力用光ファイバの先端付近にニッケル製の筒を取り付け、これに2本の出力用光ファイバを対向させて配置しておき、外部に設けた電磁石によって前記1本の入力用光ファイバ自体を移動させ、前記2本の出力用光ファイバのいずれか1本に対向するようにストッパーに対して押し付ける機械式光スイッチがある。
【0003】
また、その他にこれまで実用化されている方式として、石英製の平面光導波路にヒータをパターニングし、温度による屈折率の変化とマッハツェンダー干渉計を組み合わせる干渉式光スイッチがある。
【0004】
上記の方式以外にも、将来の実用化を目指して様々な方式が開発されている。マイクロマシニング技術を利用して、機械式のスイッチを小型化・集積化しようとするものがその代表例で、可動マイクロミラーを静電気で駆動する方法、片持ち構造の光導波路を静電気や磁気によって移動する方法、封入された液体を熱により移動する方法などが知られている。
産業上の利用分野
本発明は、光通信や光計測において用いられている、光ファイバや光導波路間の接続を切り換える光スイッチに関するものである。
特許請求の範囲 【請求項1】(a)入力用光導波路と、
(b)複数の出力用光導波路と、
(c)前記入力用光導波路と複数の出力用光導波路の間に配置された垂直孔内で近接または密着した使用波長において透明な入力側球と出力側球と、
(d)前記垂直孔を取り巻くようにパターニングされた複数の電極に印加する電圧に応じて管壁のいずれかの面に引き付け、前記入力用光導波路から出射した光の進行方向に対して前記入力側球と出力側球の中心を結ぶ軸のなす角を変化させる駆動手段とを具備することを特徴とする光スイッチ。
【請求項2】 請求項1記載の光スイッチにおいて、前記入力側球と出力側球を取り巻く媒質に対する入力側球と出力側球の相対屈折率が1.3から2.2であることを特徴とする光スイッチ。
【請求項3】 請求項1記載の光スイッチにおいて、前記入力側球と出力側球の直径が1μmから5mmであることを特徴とする光スイッチ。
【請求項4】 請求項1記載の光スイッチにおいて、前記2個の球の直径の比が1:1から1:4であることを特徴とする光スイッチ。
【請求項5】 請求項2、3又は4記載の光スイッチにおいて、1本の入力用光導波路と2本の出力用光導波路から構成される1入力2出力型であることを特徴とする光スイッチ。
【請求項6】 請求項2、3又は4記載の光スイッチにおいて、2本の入力用光導波路と1本の出力用光導波路から構成される2入力1出力型であることを特徴とする光スイッチ。
【請求項7】 請求項2、3又は4記載の光スイッチにおいて、前記垂直孔は入力側球と出力側球の動きを拘束する凹部であることを特徴とする。
【請求項8】 請求項7記載の光スイッチにおいて、前記入力側球と出力側球の周囲に3個以上の電極を設け、それらの間に印加する電圧を切り換えることにより、前記入力側球と出力側球の中心を結ぶ軸が前記入力用光導波路から出射した光となす角を変化させることを特徴とする光スイッチ。
【請求項9】 請求項7記載の光スイッチにおいて、前記入力側球と出力側球の少なくともどちらか1個の球の表面を親水性、前記凹部の壁面を疎水性としたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項10】 請求項7記載の光スイッチにおいて、前記入力側球と出力側球の少なくともどちらか1個の球の表面を疎水性、前記凹部の壁面を親水性としたことを特徴とする光スイッチ。
【請求項11】 請求項7記載の光スイッチにおいて、前記凹部に液体を充填したことを特徴とする光スイッチ。
産業区分
  • 光学装置
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2002237530thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ 秩序と物性 領域
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