メカトロニクス技術
◆リボン状薄膜ミラーを用いたマイクロ光スイッチ

光の方向を変更し照射光を切り替える光スイッチは,ネットワーク交換機や表示デバイス,センサなど多くの光応用機器の中核となるデバイスです.そのため多くの原理が提案され,一部実用化されていますが,本質的に構造が複雑で,多くの製造プロセスが必要となります.

そこで,単純な構造を持ち,原理的に高分解能化,多チャンネル化も容易な光スイッチを提案し,研究を進めています.これまでに,その基本特性を実験的に調べ,その性能向上方法や製造方法,調整方法を提案し,有効性を検証しています.本光スイッチは,表面に電極をパターニングした2枚の基板とその間にS形状で配置される変形可能なリボン状の薄膜ミラーより構成され,部品構造は極めて簡単です.またリボン状(S形状)ミラーは静電力で駆動され,その駆動電圧を利用しやすい24V以下に低減できることを実証しています.

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図1 マイクロ光スイッチの駆動原理

図2 試作マイクロ光スイッチの駆動の様子

主要論文

[1]
Kaiji Sato: Driving Voltage Reduction of a Micromechanical Optical Switch Driven by Electrostatic Force Using an S-Shaped Deformable Thin-Film Mirror, Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing, Vol.7, No.3, (2013) pp.410-421.
[2]
Kaiji Sato and Kazutoshi Okutsu: Basic Characteristics of a Micromechanical Optical Switch Using an S-Shaped Deformable Thin-Film Mirror, Journal of Lightwave Technology, Vol.29, No.18, (2011) pp.2805-2811.