專利名稱：微鏡元件和光開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)微鏡，尤其涉及用于對(duì)波長(zhǎng)復(fù)用數(shù)大的波長(zhǎng)復(fù)用光信號(hào)進(jìn)行大規(guī)模信道切換(也就是交叉連接)的微鏡元件(micromirror element)，以及使用該微鏡元件的光開(kāi)關(guān)。
背景技術(shù)：
近來(lái)，由于干線系統(tǒng)中光信號(hào)的速度提高，光交叉連接設(shè)備等的光開(kāi)關(guān)功能需要處理超過(guò)每秒10Gbp的超高速光信號(hào)。另外，由于波分復(fù)用(WDM)傳輸技術(shù)中的波長(zhǎng)復(fù)用數(shù)的增長(zhǎng)，光開(kāi)關(guān)的尺寸變得越來(lái)越大。
在專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)1中已經(jīng)公開(kāi)了帶有MEMS鏡的大規(guī)模光開(kāi)關(guān)。在后文中，解釋這種結(jié)構(gòu)的光開(kāi)關(guān)中使用的MEMS鏡。
在MEMS鏡元件中，在基板上布置的一對(duì)電極利用其間產(chǎn)生的靜電力來(lái)吸引和分離可擺動(dòng)地支撐在基板上方的鏡子。由于靜電力，鏡子擺動(dòng)并傾斜，從而可以調(diào)整鏡子的反射面的角度。另外，由于適當(dāng)調(diào)整了鏡子反射面的角度，因而可以進(jìn)行光信號(hào)路徑的切換(例如，參見(jiàn)專利文獻(xiàn)2)。
在這種結(jié)構(gòu)的MEMS鏡元件中，例如，通過(guò)蝕刻在基板上形成一對(duì)電極，并且鏡體由鏡子和可擺動(dòng)地支撐該鏡子的鏡架組成。另外，將該鏡體通過(guò)支架布置在其上形成有一對(duì)電極的基板上。
在帶有上述MEMS鏡元件的光開(kāi)關(guān)中，需要使用光開(kāi)關(guān)的輸入光和輸出光進(jìn)行反饋控制，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的操作。另外，還需要比較輸入光與輸出光，以判斷開(kāi)關(guān)內(nèi)的故障。因此需要在光開(kāi)關(guān)中的光輸入單元和輸出單元中分別安裝光檢測(cè)裝置。
圖15示出了帶有MEMS鏡元件的常規(guī)光開(kāi)關(guān)。如圖15所示，光開(kāi)關(guān)帶有輸入側(cè)MEMS鏡陣列1505和輸出側(cè)MEMS鏡陣列1506(多個(gè)MEMS鏡1500以矩陣形式布置并集成于其中)。在該光開(kāi)關(guān)中，輸入到輸入側(cè)光纖陣列1503中的光(輸入光)1511由輸入側(cè)光檢測(cè)裝置1501檢測(cè)，從輸出側(cè)光纖陣列1504輸出的光(輸出光)1512由輸出側(cè)光檢測(cè)裝置1502檢測(cè)?？刂蒲b置1507比較分別從由輸入側(cè)光檢測(cè)裝置1501和輸出側(cè)光檢測(cè)裝置1502檢測(cè)的輸入光和輸出光中獲得的光檢測(cè)信號(hào)1513和光檢測(cè)信號(hào)1514，并根據(jù)比較結(jié)果檢測(cè)光開(kāi)關(guān)的故障。另外，根據(jù)輸出光檢測(cè)信號(hào)1514進(jìn)行光開(kāi)關(guān)的反饋控制。輸入側(cè)光檢測(cè)裝置1501和輸出側(cè)光檢測(cè)裝置1502中的每一個(gè)都使用一個(gè)集成了例如光耦合器和光監(jiān)控器的裝置。
在具有上述結(jié)構(gòu)的光開(kāi)關(guān)中，光檢測(cè)裝置1501和1502分別布置在光開(kāi)關(guān)的輸入側(cè)和輸出側(cè)，這使開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，結(jié)果成本明顯升高。為解決該問(wèn)題，提供了圖16所示的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，光檢測(cè)裝置被集成在鏡表面上(例如，見(jiàn)專利文獻(xiàn)3)。
在圖16中所示的MEMS鏡元件中，鏡體1600通過(guò)支架(未示出)布置在基板(未示出)上方。在鏡體1600中，在鏡基板(未示出)的表面形成光檢測(cè)層1603，并在該光檢測(cè)層1603的表面上形成一構(gòu)成鏡表面(反射表面)的反射層1604，從而構(gòu)成了可動(dòng)鏡1601?？蓜?dòng)鏡1601通過(guò)扭轉(zhuǎn)彈簧1605由第一鏡架1602可擺動(dòng)地支撐，該第一鏡架1602還通過(guò)另外的扭轉(zhuǎn)彈簧1605由第二鏡架1606可擺動(dòng)地支撐。
在這種結(jié)構(gòu)的MEMS鏡元件中，在可動(dòng)鏡1601的光檢測(cè)層1603上檢測(cè)對(duì)應(yīng)于輸入光的光電流，從而獲得入射到MEMS鏡元件上的光的檢測(cè)信號(hào)。由于在MEMS鏡元件中一體地形成了可動(dòng)鏡1601和光檢測(cè)層1603，因而無(wú)需如圖15所示情況中的分開(kāi)的光檢測(cè)裝置。
專利文獻(xiàn)1國(guó)際公報(bào)WO 00/020899專利文獻(xiàn)2美國(guó)專利說(shuō)明書(shū)6044705專利文獻(xiàn)3日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)公報(bào)No.2003-202418非專利文獻(xiàn)Fully provisioned 112×112 micro-mechanicalopticalcrossconnect with 35.8Tb/s demonstrated capacity，Optical FiberCommunications Conterence(OFC 2000)，Postdeadline paper PD-12，March2000。
在具有圖16所示的一體設(shè)置了可動(dòng)鏡1601和光檢測(cè)層1603的結(jié)構(gòu)的MEMS鏡元件中，制造MEMS鏡元件時(shí)，可動(dòng)鏡1601的成品率和光檢測(cè)層1603的成品率協(xié)同地影響該鏡元件的成品率。因而，在這樣的結(jié)構(gòu)中，整個(gè)MEMS鏡元件的成品率降低。結(jié)果，很難降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的至少是解決常規(guī)技術(shù)中的問(wèn)題。
依據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的一種微鏡元件包括通過(guò)支架布置在基板上的鏡體，所述鏡體具有鏡架和被所述鏡架可擺動(dòng)支撐的可動(dòng)鏡，所形成的鏡體允許入射光的一部分通過(guò)所述可動(dòng)鏡；以及光檢測(cè)單元，所述光檢測(cè)單元布置在所述基板上，并檢測(cè)通過(guò)所述可動(dòng)鏡的光。
依據(jù)本發(fā)明另一方面的一種光開(kāi)關(guān)包括輸入側(cè)光纖陣列，其用于光的輸入；輸入側(cè)鏡陣列，其反射從所述輸入側(cè)光纖陣列輸出的光；輸出側(cè)鏡陣列，其反射從所述輸入側(cè)鏡陣列輸出的光；以及輸出側(cè)光纖陣列，其輸出從所述輸出側(cè)鏡陣列輸出的光；所述輸入側(cè)鏡陣列和所述輸出側(cè)鏡陣列中的至少一個(gè)包括微鏡元件。所述微鏡元件具有通過(guò)支架布置在基板上的鏡體，所述鏡體包括鏡架和被所述鏡架可擺動(dòng)支撐的可動(dòng)鏡，配置所述鏡體從而允許入射光的一部分通過(guò)所述可動(dòng)鏡；以及布置在基板上的光檢測(cè)單元，其檢測(cè)通過(guò)所述可動(dòng)鏡的光。
在以下結(jié)合附圖的對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)被具體闡明，或者將變得更加明顯。


圖1是依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的微鏡元件的立體圖；圖2是圖1所示的微鏡元件沿I-I′線的剖面圖；圖3表示圖1所示的微鏡元件中的光檢測(cè)動(dòng)作；圖4是第一實(shí)施例的變型例的透光孔的形狀及其效果的解釋性視圖；圖5是第一實(shí)施例的變型例的透光孔的形狀及其效果的另一解釋性視圖；圖6是在依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的微鏡元件的可動(dòng)鏡中形成的透光孔的俯視圖；圖7表示透光孔中的透光系數(shù)(light transmission factor)的分布；圖8表示通過(guò)透光孔、隨后被光檢測(cè)裝置接收的光的光電流分布；圖9表示依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的微鏡元件中的光檢測(cè)動(dòng)作；圖10是依據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的微鏡元件的剖面圖；圖11表示依據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的微鏡元件的光檢測(cè)裝置的光接收單元的形狀；圖12是依據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的微鏡元件的剖面圖；圖13是依據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的方框圖；圖14是依據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的示意圖；圖15是常規(guī)光開(kāi)關(guān)的一種結(jié)構(gòu)的方框圖；以及圖16表示常規(guī)光開(kāi)關(guān)的另一結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)解釋依據(jù)本發(fā)明的微鏡元件和光開(kāi)關(guān)的示范性實(shí)施例。該微鏡元件采用MEMS技術(shù)。
圖1是依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的微鏡元件100的立體圖。圖2是沿圖1中的I-I′線的剖面圖。
微鏡元件100具有這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，鏡體103被布線基板101上的支架109(見(jiàn)圖2)支撐，在布線基板101上布置有一對(duì)鏡驅(qū)動(dòng)電極102和一光檢測(cè)裝置110。雖然沒(méi)有具體示出，但布線基板101上布置著各種連線和電路。
如圖1所示，鏡體103包含鏡架104(其為正方形架體)和正方形可動(dòng)鏡106。可動(dòng)鏡106通過(guò)彼此相對(duì)布置在可動(dòng)鏡106邊緣的一對(duì)扭轉(zhuǎn)桿105由鏡架104可擺動(dòng)地支撐。將鏡架104安裝并固定到支架109的邊緣部分(見(jiàn)圖2)。
如圖2所示，可動(dòng)鏡106帶有形成在鏡基板107的表面上的反射層108，即反射表面。將硅(Si)基板用作鏡基板107，金(Au)膜構(gòu)成了反射層108。
在鏡基板107的面向鏡驅(qū)動(dòng)電極102的后表面上布置了鏡側(cè)電極(省略了對(duì)其的顯示)。鏡基板本身也可用作該電極。
在可動(dòng)鏡106的中心形成了截面為圓形的透光孔111，其穿過(guò)鏡基板107、反射層108和所述鏡側(cè)電極(未示出，有時(shí)也由鏡基板充當(dāng))。依據(jù)光檢測(cè)裝置110(將隨后描述)的光接收單元的大小、檢測(cè)特性等來(lái)適當(dāng)?shù)卮_定透光孔111的直徑，并且該直徑的確定還要使入射到可動(dòng)鏡106的大部分光被反射并僅有小部分光通過(guò)透光孔111。此處，所形成的透光孔111在可動(dòng)鏡106的厚度方向上具有一致的直徑。
在制造如此結(jié)構(gòu)的可動(dòng)鏡106時(shí)，首先利用反應(yīng)式離子蝕刻(RIE)法等方法蝕刻Si基板來(lái)形成正方形鏡基板107，隨后在所形成的鏡基板107的表面上布置具有位于中心的圓形開(kāi)口的掩模(未示出)。此時(shí)，掩模應(yīng)該被布置為使所述開(kāi)口位于鏡基板107的中心。隨后，使用掩模，采用RIE法等方法進(jìn)行蝕刻以去除掩模開(kāi)口內(nèi)的鏡基板107，從而在可動(dòng)鏡106的中心形成圓形透光孔111。
隨后，利用氣相沉積法等方法在鏡基板107的表面上形成由Au膜制成的具有預(yù)定厚度的反射層108。
另一方面，在布線基板101的位于透光孔111下方的區(qū)域內(nèi)布置光檢測(cè)裝置110。此處，光檢測(cè)裝置110由光接收元件(如光電二極管、金屬半導(dǎo)體金屬(MSM))組成。光檢測(cè)裝置110的光接收單元的中心和透光孔111的中心彼此一致。如上所述，由于在可動(dòng)鏡106的中心部分提供了透光孔111，因而可以實(shí)現(xiàn)光檢測(cè)裝置110的光接收單元的中心和可動(dòng)鏡106的中心彼此一致的結(jié)構(gòu)。因而，如后所述，當(dāng)可動(dòng)鏡106的中心和入射到可動(dòng)鏡106的光的中心彼此一致時(shí)，這樣的結(jié)構(gòu)使光接收單元處檢測(cè)的光電流最大。
可在單獨(dú)的過(guò)程中預(yù)制光檢測(cè)裝置110并將其與布線基板101相連接，或者可以直接在布線基板101上制造光檢測(cè)裝置110。當(dāng)直接制造時(shí)，可顯著減少微鏡元件100的制造過(guò)程的數(shù)目。
在具有上述結(jié)構(gòu)的微鏡元件100中，當(dāng)在鏡驅(qū)動(dòng)電極102和鏡側(cè)電極(未示出)之間施加了電壓時(shí)，在這些電極之間產(chǎn)生了靜電力。鏡驅(qū)動(dòng)電極102利用靜電力實(shí)現(xiàn)可動(dòng)鏡106的吸引和分離。這使得可動(dòng)鏡106如圖2的箭頭a所示在兩個(gè)軸方向上繞扭轉(zhuǎn)桿105的軸擺動(dòng)。結(jié)果，可動(dòng)鏡106向預(yù)定角度傾斜，從而使其反射表面偏置。
接著，解釋在微鏡元件100中的光的檢測(cè)方法。圖3表示微鏡元件100中的光檢測(cè)動(dòng)作。
如圖3所示，當(dāng)光120進(jìn)入微鏡元件100的可動(dòng)鏡106的反射面(即，反射層108的表面)時(shí)，光120的大部分從該反射面反射，同時(shí)部分光由透光孔111通過(guò)了可動(dòng)鏡106(即對(duì)應(yīng)于通過(guò)光121)，從而照射布置在可動(dòng)鏡106下方的光檢測(cè)裝置110的光接收單元。
將由光檢測(cè)裝置110的光接收單元接收的光121被檢測(cè)為光電流，轉(zhuǎn)換成光電信號(hào)，并作為光120的檢測(cè)信號(hào)輸出到信號(hào)處理電路(未示出)。如隨后對(duì)圖13和圖14的描述，由微鏡元件100的光檢測(cè)裝置110獲得的光120的檢測(cè)信號(hào)1312、1313、1413和1414被輸出到由微鏡元件100構(gòu)成的光開(kāi)關(guān)中的控制裝置1305和1404?？刂蒲b置1305和1404根據(jù)檢測(cè)信號(hào)1312、1313、1413和1414進(jìn)行反饋控制、故障檢測(cè)等。
如前文所述，在本實(shí)施例的微鏡元件中，入射到可動(dòng)鏡106的部分光通過(guò)透光孔111照射到安裝在布線基板101上的光檢測(cè)裝置110上(見(jiàn)圖2)，該光檢測(cè)裝置110布置在該微鏡元件內(nèi)。因而，無(wú)需作為與微鏡元件100分開(kāi)的光檢測(cè)裝置來(lái)提供光檢測(cè)裝置110。
在本實(shí)施例的微鏡元件100中，可動(dòng)鏡106和光檢測(cè)裝置110不像圖16所示的常規(guī)示例那樣一體化，而是在分開(kāi)的過(guò)程中制造的，因而，可動(dòng)鏡106和光檢測(cè)裝置110的缺陷率不會(huì)協(xié)同地影響微鏡元件110的缺陷率。這提高了整個(gè)微鏡元件100的成品率。由于以上原因，本實(shí)施例的微鏡元件100可以降低成本。
在微鏡元件100中，可動(dòng)鏡106的中心和光檢測(cè)裝置110的中心彼此一致。因而，當(dāng)光120照射可動(dòng)鏡106的中心時(shí)，光檢測(cè)裝置110檢測(cè)的光電流最大。利用這一事實(shí)，擺動(dòng)可動(dòng)鏡106從而使被光檢測(cè)裝置110檢測(cè)的光電流最大，并調(diào)整反射面的角度，從而可使光120照射可動(dòng)鏡106的中心。如上所述，可容易并精確地實(shí)現(xiàn)可動(dòng)鏡106的中心和入射光120的射束點(diǎn)的對(duì)準(zhǔn)。
在上面已經(jīng)解釋了的情況中，透光孔111的直徑在可動(dòng)鏡106的厚度方向上一致。另一方面，可采用透光孔111的直徑在可動(dòng)鏡106的厚度方向上變化的結(jié)構(gòu)(即，透光孔111的側(cè)壁傾斜的結(jié)構(gòu))作為本實(shí)施例的變型例。下文解釋這種結(jié)構(gòu)。
圖4和圖5是依據(jù)第一實(shí)施例的變型例的微鏡元件的透光孔的形狀及其效果的解釋性視圖。除可動(dòng)鏡106和光檢測(cè)裝置110外，依據(jù)本示例的構(gòu)造與圖1和圖2所示的相同，因而此處省略了對(duì)這些構(gòu)造的描述。另外，在照射到可動(dòng)鏡106的光中，此處只顯示了通過(guò)了透光孔111的光束400(后文稱為入射光束)，沒(méi)有示出被鏡面反射的其它光束。
如圖4和圖5所示，在本實(shí)施例的可動(dòng)鏡106中形成的透光孔111具有錐形的截面，其從反射面一側(cè)向后表面一側(cè)逐漸加寬。換句話說(shuō)，此處透光孔111為圓臺(tái)形狀(conical trapezoidal shape)。
下面解釋這種形狀的透光孔111的效果。此處與上述直徑一致的透光孔111的情況(即透光孔111形成為圖4和圖5中的虛線A所示的形狀)相比較地解釋本示例的效果。
首先解釋如圖4和圖5的虛線A所示的橫截面積在可動(dòng)鏡106的厚度方向上不變的情況，也就是所形成的透光孔111具有一致的直徑的情況。在這種情況下，當(dāng)入射光束400垂直地進(jìn)入可動(dòng)鏡106時(shí)(如圖4所示，其被水平地保持)，入射光束400經(jīng)過(guò)沒(méi)有被可動(dòng)鏡106除透光孔111之外的部分遮蔽的孔，并被光檢測(cè)裝置110檢測(cè)。
因而，在這種情況下，進(jìn)入該孔的入射光束400有效地利用了透光孔111的入光口111A的整個(gè)面積。換句話說(shuō)，用于通過(guò)入射光束400的入光口111A的有效面積最大。
另一方面，當(dāng)如圖5的虛線A所示可動(dòng)鏡106傾斜布置時(shí)，這改變了入射光束400與可動(dòng)鏡106的相對(duì)位置，照射除透光孔111之外的區(qū)域的入射光400被可動(dòng)鏡106屏蔽。在這種情況下，入射光束400不是從透光孔111的入光口111A的整個(gè)面積而是從入光口111的預(yù)定部分進(jìn)入透光孔。與圖4所示的情況相比較，在這種情況下，用于通過(guò)入射光束400的入光口111A的有效面積變小。
如上所述，在透光孔111具有一致的直徑的情況下，當(dāng)可動(dòng)鏡106和入射光束400的相對(duì)位置由于可動(dòng)鏡106的傾斜而改變時(shí)，改變了用于通過(guò)入射光束400的入光口111A的有效面積。
另一方面，在下面的本示例中，實(shí)現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，即使可動(dòng)鏡106和入射光束400的相對(duì)位置改變，用于通過(guò)入射光束400的入光口111A的有效面積也不變。
也就是說(shuō)，在本示例中，錐形透光孔111的入光口111A的橫截面積小于出光口的橫截面積(如實(shí)線所示)，在如圖4所示的可動(dòng)鏡106垂直于入射光束400的狀態(tài)下和如圖5所示的可動(dòng)鏡106相對(duì)入射光束400傾斜的狀態(tài)下，用于通過(guò)入射光束400的入光口111A的有效面積保持恒定。因此，在由光檢測(cè)裝置110檢測(cè)入射光束400時(shí)，可以減少由于可動(dòng)鏡106和入射光束400的相對(duì)位置改變而造成的影響。
上述示例已經(jīng)解釋了透光孔111為圓臺(tái)形狀的情況。只要透光孔111的形狀即使在可動(dòng)鏡106被傾斜時(shí)也可以使用于通過(guò)入射光束的入光口111A的有效面積保持恒定，那么透光孔111可以是圓臺(tái)形狀之外的任何形狀。
圖6是在依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的微鏡元件的可動(dòng)鏡中形成的透光孔的俯視平面圖。雖然此處只示出了可動(dòng)鏡106的透光孔111，然而被省略了顯示的其它結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的相同。
如圖6所示，在本實(shí)施例的微鏡元件的可動(dòng)鏡106的中心形成十字形的透光孔111。透光孔111的中心P與可動(dòng)鏡106的中心一致。透光孔111的開(kāi)口面積分別沿從孔的中心P到點(diǎn)Q和點(diǎn)R的方向變小。開(kāi)口面積沿到點(diǎn)Q的方向和到點(diǎn)R的方向的改變相對(duì)于中心P相互對(duì)稱。
因而，在如圖7所示的分布中，透光孔111的透光系數(shù)在孔中心P處最大，并分別向著在孔的頂端的點(diǎn)Q和R下降。在圖7中，豎軸代表透光孔111中的透光系數(shù)，水平軸代表在透光孔111中，點(diǎn)Q到點(diǎn)R相對(duì)于中心P的相對(duì)位置。
通常，在空間傳播的光束的強(qiáng)度從其中心向其外圍變得越來(lái)越小，并表現(xiàn)為高斯函數(shù)型分布。因而，當(dāng)光在如圖7所示的透光孔111內(nèi)的透光系數(shù)分布從中心P朝各個(gè)頂端的點(diǎn)Q和R變小的狀態(tài)下進(jìn)入可動(dòng)鏡106(見(jiàn)圖6)時(shí)，如圖8所示，當(dāng)強(qiáng)度最高的光束中心和透光系數(shù)最高的透光孔111的中心P一致時(shí)，光檢測(cè)裝置110(見(jiàn)圖2)所檢測(cè)的光電流最大。另外，當(dāng)光束的中心從中心P向點(diǎn)Q或點(diǎn)R一側(cè)偏移時(shí)，所檢測(cè)的光電流顯著減少。圖8表示由光檢測(cè)裝置110(見(jiàn)圖2)檢測(cè)的電流的大小。水平軸代表在透光孔11 中，點(diǎn)Q到點(diǎn)R相對(duì)于中心P的相對(duì)位置。
考慮到光束的中心位置和被檢測(cè)的光電流之間的這種關(guān)系，可調(diào)整可動(dòng)鏡106(見(jiàn)圖6)的斜度從而使被光檢測(cè)裝置110(見(jiàn)圖2)檢測(cè)的光電流最大，這可使光束的中心和可動(dòng)鏡106的中心部相一致。在這種情況下，如圖8所示，由于當(dāng)光束的中心與可動(dòng)鏡106的中心不一致時(shí)，光電流顯著下降，因而，可以比第一實(shí)施例的情況更容易更精確地調(diào)整光束的中心位置。
在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，同樣產(chǎn)生了類似第一實(shí)施例的效果。
上面解釋了透光孔11 1為十字形的情況。另一方面，依據(jù)本實(shí)施例的透光孔111不限于上述形狀，而可具有上述形狀之外的任何形狀，只要從中心部分向外圍，透光系數(shù)變得更小。
圖9表示依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的微鏡元件的光檢測(cè)動(dòng)作。圖9中只示出了可動(dòng)鏡106和光檢測(cè)裝置110，除此之外的被省略了顯示的構(gòu)造與第一實(shí)施例的相同。
如圖9所示，在本實(shí)施例的微鏡元件中，可動(dòng)鏡106被配置為使其能夠反射照射光900的大部分并透過(guò)照射光900的部分，也就是，可動(dòng)鏡106被配置為半鏡(half mirror)。被如上所述地配置為半鏡的可動(dòng)鏡106是通過(guò)調(diào)節(jié)鏡基板107、反射層108和鏡側(cè)電極(未示出)的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
此處，構(gòu)成鏡基板107的Si基板能夠被用于光通信的1.3μm到1.5μm波段的光穿透。另外，由于鏡側(cè)電極(未示出)由透明電極材料構(gòu)成，因而通過(guò)調(diào)節(jié)構(gòu)成反射層108的Au膜的厚度可實(shí)現(xiàn)半鏡的制造。與確定第一實(shí)施例的透光孔111的直徑類似，依據(jù)反射光和通過(guò)光901之間的適當(dāng)比率、光檢測(cè)裝置110的大小、其檢測(cè)特性等適當(dāng)?shù)卮_定用于制造半鏡的Au膜的厚度。
在具有如此結(jié)構(gòu)的微鏡元件中，照射可動(dòng)鏡106的光900的大部分被鏡表面反射，光900的一部分依次穿透可動(dòng)鏡106的反射層108、鏡基板107和鏡側(cè)電極(未示出)，并隨后照射光檢測(cè)裝置110的光接收單元(即，對(duì)應(yīng)于通過(guò)光901)。因而，在本實(shí)施例中同樣可產(chǎn)生與第一實(shí)施例類似的效果。
另外，依據(jù)本實(shí)施例，可通過(guò)調(diào)節(jié)構(gòu)成反射層108的Au膜的厚度形成光穿透部分，而無(wú)需第一實(shí)施例所描述的蝕刻，從而更加容易制造。
本實(shí)施例可應(yīng)用于鏡基板107由Si基板以外的材料制成的情況，以及反射層108由Au膜以外的金屬薄膜構(gòu)成的情況。
圖10是依據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的微鏡元件的剖面圖。如圖10所示，與第一實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)是，本實(shí)施例的微鏡元件100帶有布置在鏡體103和光檢測(cè)裝置110之間作為聚光器的透鏡1001。除此之外的構(gòu)造與第一實(shí)施例相同，因此，省略了對(duì)它們的描述。
依據(jù)本實(shí)施例，由透鏡支撐體1002支撐的凸透鏡1001布置在可動(dòng)鏡106和光檢測(cè)裝置110之間。透鏡1001嵌入板狀支架1002中，并與之成為一體。透鏡支撐體1002的邊緣部分由支架109支撐。布置透鏡1001從而使得通過(guò)透光孔111并進(jìn)入透鏡1001的光可以被會(huì)聚到光檢測(cè)裝置110的光接收單元。
在本實(shí)施例的這種結(jié)構(gòu)中，入射到可動(dòng)鏡106的光1010中的通過(guò)透光孔111入射到透鏡1001的光(也就是通過(guò)光1011)可以被會(huì)聚到光檢測(cè)裝置110的光接收單元。因而，通過(guò)光1011可以有選擇地照射光檢測(cè)裝置110的光接收單元。這使得可以有效地將通過(guò)可動(dòng)鏡106的通過(guò)光1011提供給光檢測(cè)裝置110用于光檢測(cè)。結(jié)果，可以產(chǎn)生類似于第一實(shí)施例的效果，并可提高檢測(cè)精度、獲得更小的光檢測(cè)裝置110。
上面解釋的情況中，可動(dòng)鏡106等的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的相同。本實(shí)施例的以布置了透鏡1001為特征的構(gòu)造可以應(yīng)用于第一實(shí)施例以外的其它結(jié)構(gòu)。
圖11表示依據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的微鏡元件的光檢測(cè)裝置的光接收單元的構(gòu)造。雖然圖11中只示出了光檢測(cè)裝置110的光接收單元，但除以上構(gòu)造之外，本實(shí)施例中可采用第一到第四實(shí)施例中的任何構(gòu)造。
依據(jù)本實(shí)施例，光檢測(cè)裝置110的光接收單元被分為4個(gè)區(qū)1100。當(dāng)已經(jīng)通過(guò)了透光孔111(見(jiàn)圖2)的光照射光檢測(cè)裝置110的光接收單元的每個(gè)區(qū)1100時(shí)，各光分別被各區(qū)1100接收，并檢測(cè)了各光電流。
此處，照射到光檢測(cè)裝置110的光接收單元的每個(gè)區(qū)1100的光量隨光射束點(diǎn)1101的位置變化而改變。例如，當(dāng)光射束點(diǎn)1101的中心與光接收單元的中心一致時(shí)，照射光接收單元各個(gè)區(qū)1100的光量變得一致，從而各個(gè)區(qū)1100檢測(cè)到一致的光電流。另一方面，當(dāng)光射束點(diǎn)1101的位置偏置到任何一個(gè)區(qū)1100上時(shí)，照射到各區(qū)1100的光量變得不一致，因而，各個(gè)區(qū)1100中檢測(cè)的光電流變得彼此不同。
考慮到光射束點(diǎn)1011的位置和光檢測(cè)裝置110的光接收單元的各個(gè)區(qū)1100檢測(cè)的光電流之間的關(guān)系，在本實(shí)施例中，可以通過(guò)比較光檢測(cè)裝置110的光接收單元的各個(gè)區(qū)1100中檢測(cè)的光電流來(lái)檢測(cè)光射束點(diǎn)1101在光檢測(cè)裝置110的光接收單元中的位置。這使得可以檢測(cè)照射到可動(dòng)鏡106(見(jiàn)圖2)上的光射束點(diǎn)的位置。結(jié)果，可以調(diào)節(jié)可動(dòng)鏡106的角度從而使光照射到可動(dòng)鏡106的中心。
因而，依據(jù)第五實(shí)施例，不僅可以產(chǎn)生第一到第四實(shí)施例所描述的效果，而且還可檢測(cè)照射到可動(dòng)鏡106上的光射束點(diǎn)的位置。
上面解釋了光檢測(cè)裝置110的光接收單元被分成4個(gè)區(qū)1100的情況，但該光接收單元被分成的區(qū)的數(shù)目不限于上述的四個(gè)。
圖12是依據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的微鏡元件的剖面圖。
如圖12所示，光檢測(cè)裝置110被安裝在本實(shí)施例的微鏡元件100中的布線基板101上。鏡體103通過(guò)連接凸點(diǎn)(bump)1201布置在布線基板101上。
與第一實(shí)施例的情況類似，鏡體103包括由連接凸點(diǎn)1201支撐的鏡架104和由該鏡架104支撐的可動(dòng)鏡106，該鏡架104由扭轉(zhuǎn)桿(未示出)可擺動(dòng)地支撐。雖然可動(dòng)鏡106具有與第一實(shí)施例相同的構(gòu)造，但與第一實(shí)施例不同的是，在鏡基板107的后表面并未形成鏡側(cè)電極。
依據(jù)本實(shí)施例，在鏡架104的內(nèi)緣布置一對(duì)彼此相對(duì)的梳狀電極1202A。除此之外，在可動(dòng)鏡106的外緣布置一對(duì)彼此相對(duì)的梳狀電極1202B，從而與鏡架104的對(duì)應(yīng)的梳狀電極1202A接合。梳狀電極1202A和1202B的構(gòu)造與日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)公報(bào)No.2002-328316中公開(kāi)的圖5所示的相同。
在如此配置的鏡體103中，外加電壓被施加到鏡架104的每個(gè)梳狀電極1202A和可動(dòng)鏡106的每個(gè)梳狀電極1202B上，從而在這些電極間產(chǎn)生靜電力。靜電力擺動(dòng)可動(dòng)鏡106。結(jié)果，可動(dòng)鏡106的反射面的角度在兩個(gè)軸方向上調(diào)整。
依據(jù)本實(shí)施例，可產(chǎn)生與第一實(shí)施例類似的效果。另外，本實(shí)施例的微鏡元件100的結(jié)構(gòu)適于直接在布線基板101上制造光檢測(cè)裝置110，并例如在光檢測(cè)裝置110由光電二極管組成時(shí)，可通過(guò)在布線基板101上直接形成半導(dǎo)體層來(lái)制造該光電二極管。通過(guò)如上所述地直接在布線基板101上制造光檢測(cè)裝置110，可以減少制造微鏡元件時(shí)的制造過(guò)程的數(shù)目，從而降低成本。
雖然在上面解釋的情況中，可動(dòng)鏡106的基本構(gòu)造與第一實(shí)施例中的相類似，但本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不限于此。例如，可動(dòng)鏡106的構(gòu)造可以是與第二實(shí)施例和第三實(shí)施例中的相類似的基本構(gòu)造。另外，透鏡可以布置在可動(dòng)鏡106和光檢測(cè)裝置110之間，就如第四實(shí)施例那樣。另外，也可采用像第五實(shí)施例那樣劃分光檢測(cè)裝置110的光接收單元。
在后文中，解釋裝有依據(jù)上述第一到第六實(shí)施例的微鏡元件的光開(kāi)關(guān)。構(gòu)成光開(kāi)關(guān)的微鏡元件可以是第一到第六實(shí)施例中的微鏡元件中的任意一種。
圖13是依據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的方框圖。
如圖13所示，本實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)裝有由多個(gè)光纖1300A構(gòu)成的輸入側(cè)光纖陣列1301，各光纖1300A的一端構(gòu)成光輸入端口1300B；輸入側(cè)鏡陣列1303和輸出側(cè)鏡陣列1304，都帶有以矩陣形式排列和集成的多個(gè)上述結(jié)構(gòu)的微鏡元件100；由多個(gè)光纖1300A構(gòu)成的輸出側(cè)光纖陣列1302，各光纖1300A的一端構(gòu)成了光輸出端口1300C；以及控制裝置1305，由構(gòu)成輸入側(cè)鏡陣列1303和輸出側(cè)鏡陣列1304的各微鏡元件100的各光檢測(cè)裝置110檢測(cè)的光檢測(cè)信號(hào)被傳送到所述控制裝置1305，以進(jìn)行各種控制。
將輸入側(cè)鏡陣列1303和輸出側(cè)鏡陣列1304布置為，使各微鏡元件100的各可動(dòng)鏡106的反射面分別面向相對(duì)應(yīng)的反射面。另外，布置輸入側(cè)光纖陣列1301和輸出側(cè)光纖陣列1302從而使它們彼此相對(duì)，并且在這二者之間插入輸入側(cè)鏡陣列1303和輸出側(cè)鏡陣列1304。
圖13是本實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的動(dòng)作和特征結(jié)構(gòu)的解釋圖，并且僅有選擇地示出了與之相關(guān)的部分。因而，光開(kāi)關(guān)的部件不限于所示的這些部件。例如盡管此處省略了顯示，但光開(kāi)關(guān)裝有準(zhǔn)直透鏡陣列等(類似于常規(guī)光開(kāi)關(guān)所配設(shè)的部件)。
輸入側(cè)鏡陣列1303和輸出側(cè)鏡陣列1304上的微鏡元件100的數(shù)量和布置、輸入側(cè)光纖陣列1301和輸出側(cè)光纖陣列1302上的光纖1300A的數(shù)量和布置不限于圖示結(jié)構(gòu)中的情況。在輸入側(cè)鏡陣列1303和輸出側(cè)鏡陣列1304上，微鏡元件100可以以矩陣的形式布置在多個(gè)行和列上，或布置在一個(gè)豎直的或水平的行上。另外，例如，光纖1300A可以布置在輸入側(cè)光纖陣列1301和輸出側(cè)光纖陣列1302上的多個(gè)行和列上。
在具有上述結(jié)構(gòu)的光開(kāi)關(guān)中，輸入光1310通過(guò)輸入側(cè)光纖陣列1301進(jìn)入輸入側(cè)鏡陣列1303。隨后，例如，輸入光1310從構(gòu)成輸入側(cè)鏡陣列1303的各個(gè)微鏡元件100的各個(gè)可動(dòng)鏡106的表面反射，并如圖2所示地偏轉(zhuǎn)。此時(shí)，入射到可動(dòng)鏡106的光120的一部分通過(guò)可動(dòng)鏡106(即對(duì)應(yīng)于通過(guò)光121)，并被布置在可動(dòng)鏡106下方的光檢測(cè)裝置110的光接收單元接收。以這種方式接收的通過(guò)光121經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換，作為輸入光檢測(cè)信號(hào)1312輸出到控制裝置1305。
另一方面，被輸入側(cè)鏡陣列1303轉(zhuǎn)向的光隨后進(jìn)入輸出側(cè)鏡陣列1304。隨后，類似于輸入側(cè)鏡陣列1303的情況，例如如圖2所示，光從構(gòu)成輸出側(cè)鏡陣列1304的各個(gè)微鏡元件100的各個(gè)可動(dòng)鏡106的表面反射，并被轉(zhuǎn)向以導(dǎo)向輸出側(cè)光纖陣列1302，接著作為輸出光1311從輸出側(cè)光纖陣列1302輸出。
如圖2所示，入射到可動(dòng)鏡106的光120的一部分通過(guò)可動(dòng)鏡106(即對(duì)應(yīng)于通過(guò)光121)，并被布置在輸出側(cè)鏡陣列1304上的可動(dòng)鏡106下方的光檢測(cè)裝置110的光接收單元接收。以這種方式接收的通過(guò)光121經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換，作為輸出光檢測(cè)信號(hào)1313輸出到控制裝置1305。
控制裝置1305比較分別從輸入側(cè)鏡陣列1303和輸出側(cè)鏡陣列1304的微鏡元件100的各光檢測(cè)裝置110輸出的各輸入光檢測(cè)信號(hào)1312和各輸出光檢測(cè)信號(hào)1313。根據(jù)比較結(jié)果，控制裝置1305進(jìn)行反饋控制，故障檢測(cè)等。
例如，當(dāng)輸入側(cè)鏡陣列1303和輸出側(cè)鏡陣列1304由微鏡元件100構(gòu)成(在各微鏡元件100中，光檢測(cè)裝置110的各光接收單元如圖11中所示的第五實(shí)施例那樣被分成4個(gè)區(qū)1100)時(shí)，如上所述，根據(jù)各光檢測(cè)裝置1 10的光接收單元的各個(gè)區(qū)1100所獲得的各檢測(cè)信號(hào)，控制裝置1305檢測(cè)照射到可動(dòng)鏡106的表面上的光的射束點(diǎn)的位置。
當(dāng)控制裝置1305識(shí)別出被檢測(cè)的光的射束點(diǎn)偏離了可動(dòng)鏡106的中心時(shí)，控制裝置1305分別調(diào)節(jié)輸入側(cè)鏡陣列1303和輸出側(cè)鏡陣列1304的各微鏡元件100的各可動(dòng)鏡106的布局(具體地，反射面的角度)，從而使光的射束點(diǎn)與可動(dòng)鏡106的中心相對(duì)應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了反饋控制。
另外，例如控制裝置1305比較從輸入側(cè)鏡陣列1303的微鏡元件100的光檢測(cè)裝置110輸出的輸入光檢測(cè)信號(hào)1312和從輸出側(cè)鏡陣列1304的微鏡元件100的檢測(cè)裝置110輸出的輸出光檢測(cè)信號(hào)1313。當(dāng)輸出光檢測(cè)信號(hào)1313的強(qiáng)度明顯低于輸入光檢測(cè)信號(hào)1312的強(qiáng)度時(shí)，控制裝置1305識(shí)別出光開(kāi)關(guān)內(nèi)發(fā)生了故障，從而檢測(cè)了光開(kāi)關(guān)內(nèi)的故障。
由于構(gòu)成輸入側(cè)鏡陣列1303和輸出側(cè)鏡陣列1304的微鏡元件100裝有光檢測(cè)裝置110，因而本實(shí)施例的如此結(jié)構(gòu)的光開(kāi)關(guān)使得光開(kāi)關(guān)的輸入光可以由輸入側(cè)鏡陣列1303的光檢測(cè)裝置110檢測(cè)，光開(kāi)關(guān)的輸出光可以由輸出側(cè)鏡陣列1304的光檢測(cè)裝置110檢測(cè)。因而，無(wú)需像圖15所示的常規(guī)光開(kāi)關(guān)那樣為輸入光和輸出光獨(dú)立地提供檢測(cè)裝置。這使得可實(shí)現(xiàn)一種低成本的光開(kāi)關(guān)。
除此之外，微鏡元件100的光檢測(cè)裝置110和可動(dòng)鏡106在分開(kāi)的過(guò)程制造。這意味著微鏡元件100的缺陷率不像圖16所示的常規(guī)微鏡元件那樣是光檢測(cè)裝置110和可動(dòng)鏡106的缺陷率的乘積。因而提高了微鏡元件100的成品率，從而實(shí)現(xiàn)降低了成本的光開(kāi)關(guān)。
圖14表示依據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)。
如圖14所示，本實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)裝有由多個(gè)光纖1400構(gòu)成的輸入側(cè)光纖陣列1401A，各光纖1400的一端構(gòu)成了光輸入端口1400A；由多個(gè)光纖1400構(gòu)成的輸出側(cè)光纖陣列1401B，各光纖1400的一端構(gòu)成了輸出端口1400B；由微鏡元件100構(gòu)成的鏡陣列1402，微鏡元件100具有上述第一到第六實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中的任一種，并以矩陣的形式排列在多個(gè)行中；角鏡(corner mirror)1407，以三角柱的形狀布置在鏡陣列1402上方；以及控制裝置1404，鏡陣列1402的各微鏡元件100的各光檢測(cè)裝置(未示出)檢測(cè)的光檢測(cè)信號(hào)被傳送到所述的控制裝置1404，以進(jìn)行各種控制。
輸入側(cè)光纖陣列1401A和輸出側(cè)光纖陣列1401B相互相鄰布置，并構(gòu)成光纖組(fiber block)1401。如所描述的，依據(jù)本實(shí)施例，在鏡陣列1402的同一側(cè)進(jìn)行光的輸入與輸出。
另外，在本實(shí)施例的鏡陣列1402中，布置在輸入側(cè)光纖陣列1401A一側(cè)的微鏡元件100構(gòu)成了輸入側(cè)鏡陣列1402A，布置在輸出側(cè)光纖陣列1401B一側(cè)的微鏡元件100構(gòu)成了輸出側(cè)鏡陣列1402B。如上所述，在鏡陣列1402的結(jié)構(gòu)中，輸入側(cè)鏡陣列1402A和輸出側(cè)鏡陣列1402B布置在同一平面上。省略了對(duì)微鏡元件100結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的顯示。
圖14是本實(shí)施例的光開(kāi)關(guān)的動(dòng)作和特征結(jié)構(gòu)的解釋圖，并且僅有選擇地示出了與之相關(guān)的部分。因而，光開(kāi)關(guān)的部件不限于圖14所示的這些部件。例如，盡管此處省略了描述，但光開(kāi)關(guān)裝有準(zhǔn)直透鏡陣列等(類似于常規(guī)光開(kāi)關(guān)所裝有的部件)，還為該光開(kāi)關(guān)提供了角鏡的支架等。
另外，輸入側(cè)鏡陣列1402A和輸出側(cè)鏡陣列1402B上的微鏡元件100的數(shù)量和布置、輸入側(cè)光纖陣列1401A和輸出側(cè)光纖陣列1401B上的光纖1400的數(shù)量和布置不限于依據(jù)上述第七實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)中所示的情況。
依據(jù)如此結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例，輸入光1411從輸入側(cè)光纖陣列1401A進(jìn)入，并被鏡陣列1402的輸入側(cè)鏡陣列1402A反射，該光從角鏡1407的各表面適當(dāng)?shù)胤瓷?，以?dǎo)向輸出側(cè)鏡陣列1402B，并進(jìn)一步從輸出側(cè)鏡陣列1402B反射，以導(dǎo)向輸出側(cè)光纖陣列1401B，接著作為輸出光1412輸出。
與第七實(shí)施例的情況類似，在輸入側(cè)鏡陣列1402A中，如圖2所示，入射到可動(dòng)鏡106的光120的一部分通過(guò)可動(dòng)鏡106(即對(duì)應(yīng)于通過(guò)光121)，并被布置在可動(dòng)鏡106下方的光檢測(cè)裝置110的光接收單元接收。以這種方式接收的通過(guò)光121經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換，隨后作為輸入光檢測(cè)信號(hào)1413輸出到控制裝置1404。除此之外，在輸出側(cè)鏡陣列1402B中類似地獲得輸出光檢測(cè)信號(hào)1414，隨后將其輸出到控制裝置1404。
控制裝置1404比較分別從輸入側(cè)鏡陣列1402A和輸出側(cè)鏡陣列1402B的各微鏡元件100的各光檢測(cè)裝置110輸出的輸入光檢測(cè)信號(hào)1413和輸出光檢測(cè)信號(hào)1414。根據(jù)比較結(jié)果，控制裝置1404進(jìn)行反饋控制，故障檢測(cè)等。
本實(shí)施例可同樣產(chǎn)生第六實(shí)施例所描述的效果。
依據(jù)本發(fā)明的微鏡元件，可以低成本地實(shí)現(xiàn)具有光檢測(cè)功能的微鏡元件，另外，可以獲得成本降低的光開(kāi)關(guān)。
另外，由于將光檢測(cè)單元設(shè)置在微鏡元件內(nèi)部，因而無(wú)需提供與微鏡元件分開(kāi)的光檢測(cè)單元。此外，由于鏡體和光檢測(cè)單元相互分開(kāi)地提供，在微鏡元件制造時(shí)，鏡體的成品率和光檢測(cè)單元的成品率不會(huì)協(xié)同地影響微鏡元件的成品率，從而可以提高微鏡元件的成品率。
另外，可以降低實(shí)現(xiàn)微鏡元件的成本，此外，可以實(shí)現(xiàn)適用于交叉連接和WDM技術(shù)并且性能優(yōu)良、成本低的光開(kāi)關(guān)。
雖然為了完整而清楚地公開(kāi)，本發(fā)明是參照特定的實(shí)施例描述的，但并不因此限制所附的權(quán)利要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本文所闡明的基本教導(dǎo)的范圍內(nèi)所作出的所有改進(jìn)和等同替換，都在其范圍內(nèi)。
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本發(fā)明基于并要求2004年3月31日提交的在先日本專利申請(qǐng)No.2004-108510的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)引用將該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容合并在本文中。
權(quán)利要求
1.一種微鏡元件，包括鏡體，通過(guò)支架布置在基板上，所述鏡體具有鏡架和被所述鏡架可擺動(dòng)支撐的可動(dòng)鏡，所形成的鏡體允許入射光的一部分通過(guò)所述可動(dòng)鏡；以及光檢測(cè)單元，所述光檢測(cè)單元布置在所述基板上，并檢測(cè)通過(guò)所述可動(dòng)鏡的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微鏡元件，其特征在于，所述可動(dòng)鏡帶有透光孔，所述入射光的一部分經(jīng)所述透光孔通過(guò)所述可動(dòng)鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微鏡元件，其特征在于，所述透光孔形成在所述可動(dòng)鏡的大致中心處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微鏡元件，其特征在于，所述透光孔具有這樣的結(jié)構(gòu)透光系數(shù)在中心最高，并隨著與中心的距離增加而下降。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微鏡元件，其特征在于，所述透光孔具有這樣的結(jié)構(gòu)即使所述可動(dòng)鏡與入射到所述可動(dòng)鏡的光的相對(duì)位置改變，用于入射到所述透光孔的光的所述透光孔的入口的有效入射面積也保持恒定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微鏡元件，其特征在于，所述透光孔的橫截面為錐形，其面積從所述透光孔的入口向所述透光孔的出口逐漸變大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微鏡元件，其特征在于，所述可動(dòng)鏡為半鏡，其允許入射光的一部分通過(guò)，而反射入射光的其余部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微鏡元件，其特征在于，進(jìn)一步包括聚光單元，其設(shè)置在所述可動(dòng)鏡和所述光檢測(cè)單元之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微鏡元件，其特征在于，進(jìn)一步包括聚光單元，其設(shè)置在所述可動(dòng)鏡和所述光檢測(cè)單元之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微鏡元件，其特征在于，所述光檢測(cè)單元的光檢測(cè)部分被分為多個(gè)部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微鏡元件，其特征在于，所述光檢測(cè)單元是在所述基板上直接制造的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微鏡元件，其特征在于，所述光檢測(cè)單元為光電二極管。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微鏡元件，其特征在于，所述可動(dòng)鏡包括第一電極，所述鏡架包括第二電極，通過(guò)向所述第一電極和所述第二電極施加電壓，在所述第一電極和所述第二電極之間產(chǎn)生靜電力，所述可動(dòng)鏡被所述靜電力擺動(dòng)。
14.一種光開(kāi)關(guān)，包括輸入側(cè)光纖陣列，用于光的輸入；輸入鏡陣列，反射從所述輸入側(cè)光纖陣列輸出的光；輸出側(cè)鏡陣列，反射從所述輸入側(cè)鏡陣列輸出的光；以及輸出側(cè)光纖陣列，輸出從所述輸出側(cè)鏡陣列輸出的光；而且，所述輸入側(cè)鏡陣列和所述輸出側(cè)鏡陣列中的至少一個(gè)包括微鏡元件，所述微鏡元件具有鏡體，通過(guò)支架布置在基板上，所述鏡體具有鏡架和被所述鏡架可擺動(dòng)支撐的可動(dòng)鏡，配置所述鏡體從而允許入射光的一部分通過(guò)所述可動(dòng)鏡；以及布置在基板上的光檢測(cè)單元，其檢測(cè)通過(guò)所述可動(dòng)鏡的光。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光開(kāi)關(guān)，進(jìn)一步包括控制單元，其中，由所述微鏡元件構(gòu)成的所述輸入側(cè)鏡陣列和所述輸出側(cè)鏡陣列中的任一個(gè)或兩者中的微鏡元件的各光檢測(cè)單元所檢測(cè)的輸入光檢測(cè)信號(hào)和輸出光檢測(cè)信號(hào)中的任一個(gè)或兩者被輸出到所述控制單元，所述控制單元依據(jù)所述輸入光檢測(cè)信號(hào)和所述輸出光檢測(cè)信號(hào)中的任一個(gè)或兩者進(jìn)行反饋控制。
全文摘要
微鏡元件和光開(kāi)關(guān)。微鏡元件被構(gòu)造為鏡體通過(guò)支架布置在其上布置有一對(duì)鏡驅(qū)動(dòng)電極和一光檢測(cè)單元的布線基板上。鏡體由鏡架和被該鏡架可擺動(dòng)地支撐的可動(dòng)鏡構(gòu)成。透光孔形成在所述可動(dòng)鏡的中心。通過(guò)所述透光孔的光由光檢測(cè)單元檢測(cè)。
文檔編號(hào)G02B6/35GK1677158SQ200410086780
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者山本毅, 竹內(nèi)真一 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社