圧電マイクロアクチュエータを用いた超小型光クロスコネクトシステムの研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450105
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: 大平 文和 香川大学, 工学部, 教授 (80325315)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石丸 伊知郎 香川大学, 工学部, 助教授 (70325322) ; 橋口 原 香川大学, 工学部, 助教授 (70314903) ; 三原 豊 香川大学, 工学部, 教授 (50314901) ; 春日 政雄 セイコーインスツルメンツ(株), NSI推進室, 部長(研究職)
• Keywords: 光通信システム / 光クロスコネクトシステム / マイクロアクチュエータ / マイクロマシン / 光スイッチ / 光結合損失 / マイクロミラー / アレーファイバ

Research Abstract

本研究は、将来の高速・大容量光通信システムにおいて必須となる超小型光クロスコネクトシステムの実現に向けた基本技術の確立を目的とする。今年度は下記の研究を遂行し実績をあげた。
1.システム構成法:全体構成法を検討し、大規模化に向けた最適な構成法を明らかにした。具体的な形態としてファイバ間の光結合を、空間を介して行う「空間型」とし、また制御デバイスを少なく出来る「非マトリクス構成」が適切であることを示した。これにより2次元アレーファイバを用いた対向型の高密度実装構成法を具体化するとともに、アレーファイバ間のピッチや空間距離をパラメータとしたスイッチ規模数を明らかにした。
2.光接続技術、高密度光実装技術:光接続を低損失で行うためファイバ間をコリメート光にして接続する構成を提案し、具体的な接続損失の光学シミュレーションを行った。損失低減のために、ファイバ間にマイクロレンズを介した結合構成において最適レンズ設計を行い、またファイバの位置決め誤差が生じた場合の損失増加量を明らかにした。これにより低損失化のための必要精度を定量的に示し、具体的な工学設計を可能とした。
3.制御用アクチュエータ、および反射ミラー:ファイバ間の光結合を行う構成法の一つとして、反射ミラー型のデバイスを考案しその製作法を検討した。具体的には、X/Y方向に対してそれぞれ傾斜が可能なヒンジ支持構成とし、シリコン厚さが25μmのSOI板をフォトリソプロセスによりパターニングして反射ミラーを形成した。このための製作工程を考案するとともに、適正プロセス条件を把握し安定した製作を可能とした。本ミラーを電磁アクチュエータで駆動し、セルフォックレンズを介したコリメート光をファイバ聞で光結合させることにより、光スイッチングの基本動作を確認できた。

Research Products

• [Publications] 岩瀬充洋, 他: "光クロスコネクトシステム構成法の研究"精密工学会 知能メカトロニクス専門委員会研究報告. 6・4. 33-37 (2002)
• [Publications] 山内誠, 他: "光クロスコネクトシステム製作法の研究"精密工学会 知能メカトロニクス専門委員会研究報告. 6・4. 38-42 (2002)