Return light control unit
专利汇可以提供Return light control unit专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized, inexpensive, and high-performance control unit in quantities by solving defects such as the size increase, non- massproductivity, non-economization, and restrictions of fast driving of elements due to individual component constitution that a piezoelectric driving optical mirror has. SOLUTION: This device consists of a movable part 4 having a mirror surface 3 composed of a conductor or semiconductor supported on >=2 couple of beams 5 extending from an anchor 6, an inter-digital electrode couple 8 which are united with the anchor 6 and formed of a conductor or semiconductor, a tip- spherical fiber 11 which has lens operation at its front end, and a V groove 10a where the tipspherical fiber 11 is fixed. In this case, the movable part 4, comb-line electrode couple 8, and V groove 10a are formed on the same substrate 10 and the tip-spherical fiber 11 is arranged so that the mirror surface 3 of the movable part 4 is at the beam waist position formed through the lens operation.，下面是Return light control unit专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は光通信、光計測などのシステムに供する光波制御デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種装置の可動ミラーとしては、図５
に示すように、ピエゾアクチュエータ１００にミラー１
０１を付与したものがあげられる。 そして、本装置は、
光ファイバ１０２及び微小レンズ１０３も含めて光学定盤１０４上に全て個別部品で組み合わされている。
【０００３】
【発明の属する分野】ところが、従来装置は全て個別部品の組み合わせなので、素子体積が大きくなると同時に大きさから決まる機械的共振周波数がピエゾミラーの駆動速度を制限している。 さらに個別部品構成は素子の量産性、経済性を損なう。 また、ピエゾの駆動電源として大出力な電源が必要であり、さらにピエゾ自身の本質的な駆動特性としてヒステリシスを有するため、サブミクロン未満の駆動精度を得るためにはクローズループ制御によるコントロール回路が必須であった。
【０００４】そこで、本発明は従来のピエゾ駆動光学ミラーが持つ個別部品構成による素子の大型化、非量産性、非経済性、高速駆動の制限等の欠点を解決し、小型・安価・高性能な戻り光制御装置を大量に供給することを目的とする。
【０００５】
【課題解決のための手段】上記目的を達成するために、
本発明に係る戻り光制御装置は、固定部から伸びた一対以上の梁により支えられた導体または半導体から成る鏡面を持つ可動構造体と、前記固定部と一体化した導体または半導体から成る静電駆動機構と、前端にレンズ作用を有する光ファイバと、同光ファイバを固定するファイバガイド溝とから成り、前記鏡面を持つ可動構造体と静電駆動機構とファイバガイド溝とが同一基板上に形成され、前記光ファイバをレンズ作用により形成されるビームウェスト位置に前記可動構造体の鏡面が位置するように配置したことを特徴とする。
【０００６】また、前記静電駆動機構が櫛形静電駆動アクチュエータであることを特徴とする。 また、前記静電駆動機構が静電容量変位センサを内蔵していることを特徴とする。 また、前記可動構造体と静電駆動機構とが金属めっきにより形成されたことを特徴とする。
【０００７】〔作用〕マイクロマシニング技術により、
ミラーと静電駆動機構とを一体形成することにより、素子自体が大幅に小形化され、フォトリソ工程で同一基板上に多数のミラーと静電駆動部が一括生産できるので、
従来技術に比べ工程が著しく削減され、素子の量産性、
経済性の大幅な向上が得られる。 またアクチュエータの超小形化による低電力、高速駆動が得られる。 また、静電駆動は原理的にヒステリシスを持たないため制御性にも優れる。
【０００８】
〔実施例〕本発明の実施例概要を図１に示す。 図示のように、マイクロアクチュエータ１がマイクロマシニング技術により作製するのでそのサイズが大幅に小形化され、例えば、１ｃｍ以下のパッケージ２にモジュール化できる。 パッケージ２の中のデバイス詳細図を同図に示す。
【０００９】これによれば、Ｓｉ（ケイ素）からなる基板１０上に鏡面３となる側面を持つ可動構造体（可動部）４が梁５を介して基板１０に固定されたブロックであるアンカー６につながって支持されている。 この時、
梁５はバネの役割を果たす。 また、可動構造体４の鏡面３と反対側の例えば櫛形形状をした側面は、これと対向した固定電極７の櫛形側面とによってコンデンサ（櫛形電極対）８が形成されている。 これらの構造体は基板１
０上に絶縁膜を介して作製する。
【００１０】このように構成されるため、前記固定電極７と可動部４との間に電圧を印加することにより、可動部４の鏡面３と反対側の側面と、固定電極７の側面との間に静電引力が生じ、可動部４を支持する梁５が静電引力によりたわみ、可動部４は固定電極７側に変位すると同時に鏡面３が基板１０上のＶ溝１０ａに挿入された先球ファイバ１１のファイバ光軸方向に駆動し、該静電力とバネ力との釣り合う位置で止まる。
【００１１】従って、先球ファイバ１１への反射光路長あるいは等価的な反射率の制御が行える。 尚、Ｖ溝１０
ａからなるファイバーガイド溝に挿入された先球ファイバ１１は、可動部４の鏡面３に光軸が垂直でかつビームウェストが鏡面３近傍になるように配置され、例えば紫外線硬化樹脂などにより固定されている。
【００１２】前記静電駆動機構としては、例えば図２に示すようなものがある。 これによれば、いずれも静電駆動機能を有するコンデンサ部が互いに対向する櫛形電極対８構造となっている。 図２の（ａ）は、静電力発生部を前後に配したもので鏡面３の移動方向を梁５に垂直な両側に駆動できるとともに同時に駆動範囲も一方向に比べ大きくとれるタイプである。 図２の（ｂ）は、片側だけに静電駆動機構を配した例で構造が簡便になる。
【００１３】図３はさらに別の実施例である。 例えば梁５に対して鏡面３に近い側に駆動機構を配置し、梁５に対して鏡面３の反対側に変位検出用のコンデンサ２０が形成されている。 図３の（ａ）の場合は、変位検出用コンデンサ２０が変位方向に対して垂直な平板電極構造となっており、アクチュエータ変位に反比例した容量変化を利用して変位を検出する。 一方、図３の（ｂ）の場合は、変位検出用コンデンサ２０が変位に対して平行な平板電極構造となっており、変位に比例した容量変化を利用し変位を検出する。 この場合、図では一対のコンデンサであるが、複数対にして櫛形電極とすることにより、
容量検出感度を向上できることは言うまでもない。
【００１４】尚、上記実施例における可動部４の梁５において、真直梁だけでなく、２段以上の多段に折れ曲がった梁を使用できることは言うまでもない。
【００１５】次に、本装置の作製方法を図４に示す。 まず、Ｓｉ基板１０上に絶縁膜１２を例えば熱酸化あるいは低圧ＣＶＤ（化学蒸着法）により形成後、ファイバガイドのパターンを形成する〔図４の（ａ）参照〕。 その後、犠牲層１３を後で可動部が形成されるべき場所に形成する。 この犠牲層１３は構造体作製後、除去し、可動部が基板１０に対して動けるようにするための層である。
【００１６】次に、例えば金属めっきで構造体を作製する場合は、めっき下地層１４となる導電膜を蒸着する〔図４の（ｂ）参照〕。 そして、その上にめっきの鋳型１５を例えばレジストなどで形成後〔図４の（ｃ）参照〕、構造体となるめっき金属（例えばＮｉ）１６を鋳型内にめっき充填する〔図４の（ｄ）参照〕。
【００１７】その後、めっきの鋳型１５を除去し、構造体のない部分のめっき下地層１４をイオンビームスパッタエッチングにより除去し、さらに犠牲層１３を除去して基板１０から浮いた可動部とアンカー部と固定電極部からなる静電駆動のマイクロアクチュエータ１が作製される〔図４の（ｅ）参照〕。 次に、ＫＯＨなどのアルカリ溶液による異方性エッチングによりファイバガイド溝としてのＶ溝１０ａを形成後、最後に先球ファイバ１１
をＵＶ硬化樹脂などでＶ溝１０ａに固定する。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、鏡面と静電駆動機構とを同一基板上にモノリシックに形成しているため、個別部品の組立が不要で、素子の量産性、経済性の大幅な向上が得られるという効果がある。 またアクチュエータが非常に小形であるため高速駆動が可能で素子の高周波化が得られる効果がある。 また、アクチュエータの駆動電力が少ないため、装置全体の省力化が図れると共に、静電力を用いているたのでヒステリシスもなく高精度な戻り光制御装置が実現できる効果がある。
【図１】本発明に係る戻り光制御装置の一実施例を示す概要斜視図である。
【図２】同じく静電駆動機構の詳細説明図である。
【図３】同じく静電容量変位センサ内蔵の静電駆動機構の詳細説明図である。
【図４】同じく素子の作製手順を示す図である。
【図５】従来の可動ミラーの説明図である。
１ マイクロアクチュエータ ２ パッケージ ３ 鏡面 ４ 可動部 ５ 梁 ６ アンカー ７ 固定電極 ８ 櫛形電極対（コンデンサ） １０ 基板 １０ａ Ｖ溝 １１ 先球ファイバー
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