干渉計、光スイッチ、及び光集積装置
【課題】 光を容易に制御することができ、応答特性がよく小型化が可能な、干渉計、光スイッチ、及び光集積装置を提供する。
【解決手段】 入力用の第１の光ファイバに対し、一端に傾斜端面を他端に反射面を有する２つの分岐光路用の第２及び第３の光ファイバＯｆ２及びＯｆ３について、その一方を互いの傾斜端面の反射及び互いの側面レンズ作用により光結合するよう配置するとともに、その他方を互いの傾斜端面が所定の間隔で対向するように配置し、第２の光ファイバの傾斜端面が形成されていない方の端の端面に、金属ミラーを、また、第３の光ファイバＯｆ３のうちの傾斜端面が形成されていない方の端の端面に、金属ミラーを端面に形成した温度変化により伸縮する形状記憶合金を設置する。
【解決手段】 入力用の第１の光ファイバに対し、一端に傾斜端面を他端に反射面を有する２つの分岐光路用の第２及び第３の光ファイバＯｆ２及びＯｆ３について、その一方を互いの傾斜端面の反射及び互いの側面レンズ作用により光結合するよう配置するとともに、その他方を互いの傾斜端面が所定の間隔で対向するように配置し、第２の光ファイバの傾斜端面が形成されていない方の端の端面に、金属ミラーを、また、第３の光ファイバＯｆ３のうちの傾斜端面が形成されていない方の端の端面に、金属ミラーを端面に形成した温度変化により伸縮する形状記憶合金を設置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スティック形状の、形状記憶合金と光導波部材と半導体装置とを用いて構成された、光電子集積装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光コンピュータや光インターコネクションの分野の進歩が目覚ましい。このため、小型で光を制御することができる光電子集積装置が必要となっている。
【０００３】
現在使われている光電子集積装置の一つに、光スイッチがある。該光スイッチには、例えば、光を導波する光ファイバの光路を変える場合に、ミラー等を機械的に動かすことで光路を切り替えるものがあり、該可動式のミラー等によって光波を反射させることで、光路の切り替えを制御するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような光スイッチでは、光路を切り替えるためにはミラーを動かさなければならないため、光路切り替えの応答特性が悪いといった問題点があった。また、光スイッチが、上述したような機械的な構造を有する場合、小型化、集積化することが難しかった。
【０００５】
また、光電子集積装置を形成する上で、光ファイバと共に様々な回路パターンが形成された半導体装置を用いる必要があるが、円柱状である光ファイバは基板上のブイ溝やピン等で固定できるが、平面形である半導体装置は、ブイ溝やピン等では固定することができないため、光ファイバと半導体とを同一の基板上に固定することは難しかった。
【０００６】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、光を容易に制御することができ、応答特性がよく小型化が可能であり、同じ基板上に半導体装置をも含む光電子集積装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る干渉計は、外部から入射される光ビームを分波し、該分波した双方の光ビームを光路長の異なる２つの分岐光路を通過せしめた後合波することにより、該合波する両光ビームの間に干渉を生ぜしめ、該干渉を生ぜしめてなる光ビームを外部に出射するように構成してなる干渉計において、光を透過可能な材料からなり、その横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、該中心軸に沿って光ビームが伝搬可能なように該横断面の半径方向にその屈折率を異ならしめてなり、少なくともその一端に該中心軸に略４５度傾斜した傾斜端面を有し、該傾斜端面の中心部にて該傾斜端面の中心軸に対し略４５度の角度で入射する光を全反射することが可能な第１、第２、第３の光導波部材と、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、その一端は該中心軸に対し垂直な端面を有し、該垂直な端面には金属薄膜を形成し、該金属薄膜に入射する光ビームを反射してなる、温度の変化によって中心軸方向に伸縮する形状記憶合金とを有し、前記第１の光導波部材に対し前記第２の光導波部材を、該第１の光導波部材の前記一端と該第２の光導波部材の前記一端とが双方の傾斜端面における反射，及び双方の側面のレンズ作用を利用して光結合するように配置し、前記第１の光導波部材に対し前記第３の光導波部材を、互いの中心軸が一致し、互いの傾斜端面が所定の間隔を有して略平行となるように配置することにより光合分波構造を形成し、前記第２の光導波部材，及び前記第３の光導波部材のうち、一方の光導波部材の中心軸と前記形状記憶合金の中心軸とは一致し、光導波部材の端面と、前記形状記憶合金の前記垂直な端面とが所定の間隔を置いて配置されており、他方の光導波部材の他端に該他方の導波部材の中心軸に沿って伝搬して来る光ビームを反射せしめる反射面を配設するようにしてなる、ことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る光スイッチは、請求項１の干渉計を用いた光スイッチであって、該干渉計において前記形状記憶合金を伸縮せしめることで光路長を変化せしめ、位相のずれより生じる制御信号を出力する、ことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る干渉計は、請求項１に記載の干渉計において、温度変化によって伸縮する前記形状記憶合金に電気を流すことで温度変化を起こして伸縮せしめ、または、前記形状記憶合金に温風を吹き付けることで温度変化を起こして伸縮せしめ、または、前記形状記憶合金に光をあてることで温度変化を起こして伸縮せしめる、ことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る光スイッチは、請求項２に記載の光スイッチにおいて、温度変化によって伸縮する前記形状記憶合金に電気を流すことで温度変化を起こして伸縮せしめ、または、前記形状記憶合金に温風を吹き付けることで温度変化を起こして伸縮せしめ、または、前記形状記憶合金に光をあてることで温度変化を起こして伸縮せしめる、ことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項５に係る光集積装置は、請求項３に記載の干渉計、及び／または請求項４に記載の光スイッチの構成部材を、ブイ溝またはピンを設けた基板上に固定配置し、請求項３に記載の干渉計、及び／または請求項４に記載の光スイッチを集積化して前記基板上に形成した、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、温度の変化によって伸縮する形状記憶合金と、光を伝搬可能である光導波部材とを組み合わせて、光電子集積装置を形成することとしたので、通電加熱等の電気によって形状記憶合金の伸縮を制御することができ、光波を様々に制御することが容易に行え、簡単に集積化できるという効果を有する。
【００１３】
また、本発明によれば、光導波部材に形状記憶合金を接着し、該形状記憶合金を伸縮させることで、前記光導波部材を動かし、前記光導波部材中を伝搬する光波が出射する位置を変更することとしたので、応答特性も良いので、集積化でき、精度が高く、応答特性も良い光スイッチが容易に作成できるという効果を有する。
【００１４】
また、本発明によれば、端面を中心軸に対して略４５度傾斜させた傾斜端面に金属薄膜によってミラーを形成した複数の形状記憶合金を有し、該形状記憶合金を伸縮させることで、第１の光導波部材から出射された光波を反射する形状記憶合金を選び、選ばれた形状記憶合金の前記傾斜端面にて光波を反射し、複数の内の一つの第２の光導波部材に入射することとしたので、集積化でき、精度が高く、応答特性も良い光スイッチが容易に作成できるという効果を有する。
【００１５】
また、本発明によれば、それぞれの端面に中心軸に対して略４５度の角度を有し、該中心軸に対して１８０度対称の位置に２つの傾斜面が形成され、それぞれの傾斜面には金属薄膜によってミラーが形成された二つの第１及び第２の形状記憶合金を有し、第１と第２の光導波部材はそれぞれの光導波部材の中心軸に対して垂直方向に並んでおり、第３と第４の光導波部材のそれぞれの端面は、前記第１と前記第２の光導波部材のそれぞれの端面と、向かい合わせになるように構成され、前記第１の光導波部材の中心軸は前記第３の光導波部材の中心軸と同一で、前記第２の光導波部材の中心軸は前記第４の光導波部材の中心軸と同一であり、前記第１と第２の形状記憶合金の中心軸は同一で、前記光導波部材の中心軸に対して垂直であり、前記第１と第２の形状記憶合金が伸びている状態の時に、前記第１の光導波部材と前記第３の光導波部材からの光ビームを前記第１の形状記憶合金の傾斜面は、反射することが可能で、前記第２と第４の光導波部材からの光ビームを前記第２の形状記憶合金の傾斜面は反射することが可能であるように構成し、該第１及び第２の形状記憶合金を伸縮させることで、光波の進路を切り替え、光導波路同士のつなぎ換えを行うこととしたので、集積化され、精度が高く、応答特性も良い光クロスバーが容易に作成できるという効果を有する。
【００１６】
また、本発明によれば、横断面が長方形で、且つそれぞれの端面にその縦断面の中心線に対して略４５度の角度を有し、該中心線に対して１８０度対称の位置に２つの傾斜面が形成され、それぞれの傾斜面には金属薄膜によってミラーが形成された二つの第１及び第２の形状記憶合金を有し、複数の第１の光導波部材及び複数の第２の光導波部材はそれぞれの光導波部材の中心軸に対して垂直方向に並んでおり、複数の第３の光導波部材及び複数の第４の光導波部材のそれぞれの端面は、前記複数の第１及び前記複数の第２の光導波部材のそれぞれの端面と、向かい合わせになるように構成され、前記複数の第１の光導波部材の中心軸は前記複数の第３の光導波部材の中心軸と同一で、前記複数の第２の光導波部材の中心軸は前記複数の第４の光導波部材の中心軸と同一であり、前記第１と第２の形状記憶合金の縦断面の中心線は、前記光導波部材の中心軸に対して垂直であり、前記第１と第２の形状記憶合金が伸びている状態の時に、前記複数の第１の光導波部材と前記複数の第３の光導波部材からの光ビームを前記第１の形状記憶合金の傾斜面は、反射することが可能で、前記複数の第２及び第４の光導波部材からの光ビームを前記第２の形状記憶合金の傾斜面は反射することが可能であるように構成し、該第１及び第２の形状記憶合金を伸縮させることで、光波の進路を切り替え、光導波路同士のつなぎ換えを行うこととしたので、集積化され、精度が高く、応答特性も良い、複数本並列に並べられた光ファイバ内を伝搬される光の導電の切り替えを一度に行えるアドドロップスイッチが容易に作成できるという効果を有する。
【００１７】
また、本発明によれば、前記光クロスバーにおいて、前記第１及び第２の形状記憶合金を、直角二等辺三角柱の直角を挟む２つの傾斜面に金属薄膜を形成し、該２つの傾斜面のそれぞれの中心部にて該傾斜面に入射する光ビームを反射してなるミラーと、横断面が円形で、温度の変化によってその中心軸方向に伸縮する形状を有し、その一端を前記ミラーの底面に接着された２本の形状記憶合金と、からなるものとし、前記第１及び第２の形状記憶合金が伸びている状態の時に、前記複数の第１の光導波部材と前記複数の第３の光導波部材からの光ビームを前記第１の形状記憶合金のミラーは、反射することが可能で、前記複数の第２と前記複数の第４の光導波部材からの光ビームを前記第２の形状記憶合金のミラーは反射することが可能であるように構成したので、請求項５の効果に加え、前記形状記憶合金の移動量のばらつきを少なくして、前記ミラーが上下に移動する方向性を制御しやすい、複数本並列に並べられた光ファイバ内を伝搬される光の導電の切り替えを一度に行えるアドドロップスイッチが容易に作成できるという効果を有する。
【００１８】
また、本発明によれば、前記光クロスバーにおいて、前記第１の形状記憶合金を前記第２の形状記憶合金の外周に沿うよう配置し、前記第１の形状記憶合金の２本の形状記憶合金が縮み、前記第２の形状記憶合金の２本の形状記憶合金が伸びている状態の時に、前記複数の第１の光導波部材と前記複数の第３の光導波部材からの光ビームを前記第１の形状記憶合金のミラーは、反射することが可能で、前記複数の第２と前記複数の第４の光導波部材からの光ビームを前記第２の形状記憶合金のミラーは反射することが可能であるように構成し、該第１または第２の形状記憶合金のどちらか一方を縮めることで、光波の進路を切り替え、光導波路同士のつなぎ換えを行うこととしたので、集積化され、精度が高く、応答特性も良い、複数本並列に並べられた光ファイバ内を伝搬される光の導電の切り替えを一度に行えるアドドロップスイッチが容易に作成できるという効果を有する。また、第１または第２の形状記憶合金のうちどちらか一方を縮ることで光波の進路を切り替えることができるので、光の進路の切り替え制御をより精度よく行うことができる。
【００１９】
また、本発明によれば、端面を中心軸に対して略４５度傾斜させた傾斜端面に、お互いに異なった特性を持つ光波長フィルタを形成した二つの形状記憶合金を有し、該形状記憶合金のそれぞれを伸縮させることで、第１の光導波部材から出射された光波を反射する光波長フィルタを選び、所望の波長の光波を第２の光導波部材に入射させることとしたので、集積化され、精度が高く、応答特性も良く元の光波より簡単に２種類の光波を取り出すことができる光フィルタが容易に作成できるという効果を有する。
【００２０】
また、複数段に増やしていくことで、より精度の高い光フィルタが得られるという効果を有する。
【００２１】
また、本発明によれば、端面を中心軸に対して傾斜させたた傾斜端面に、光波長フィルタを形成された形状記憶合金を有し、該光波長フィルタは光波の反射位置によって異なった反射特性を持つように形成されており、該形状記憶合金を伸縮させることで、第１の光導波部材から出射された光波を反射する光波長フィルタの反射位置を変化させ、所望の波長の光波を第２の光導波部材に入射させることとしたので、集積化され、精度が高く、応答特性も良く元の光波より簡単に複数種類の光波を取り出すことができる光フィルタが容易に作成できるという効果を有する。
【００２２】
また、複数段に増やしていくことで、より精度の高い光フィルタが得られるという効果を有する。
【００２３】
また、本発明によれば、前記光フィルタにおいて、形状記憶合金の傾斜端面に形成された光波長フィルタは、該傾斜端面に金属薄膜を形成し、さらに前記金属薄膜上に誘電体を形成して作成されるファブリーペロー型波長フィルタであることとしたので、広範囲の波長に対応する光波長フィルタを形成でき、元の光波より確実に所望の光波を取り出すことができるという効果を有する。
【００２４】
また、本発明によれば、前記光フィルタにおいて、前記形状記憶合金の前記傾斜端面に形成された前記波長フィルタは、該傾斜端面に溝を設け、その上に前記金属薄膜を形成して作成されるグレーティング型波長フィルタであることとしたので、入射する光波の波長によって反射角を所望の値にすることができ、位置によって異なった反射特性を持つ光波長フィルタを形成でき、元の光波より確実に所望の光波を取り出すことができるという効果を有する。
【００２５】
また、本発明によれば、外部から入射される光ビームを分波し、該分波した双方の光ビームを光路長の異なる分岐光路を通過せしめた後合波することにより干渉を生ぜしめる干渉計において、２つの分岐光路のうちの一方の分岐光路を構成する光導波路の終端に反射面を設け、他方の分岐光路の一部を構成する光導波部材の端面と、端面に金属薄膜を形成した形状記憶合金の該金属薄膜とが所定の距離を置くように配置されたので、該他方の分岐光路は光導波部材の端面から前記金属薄膜に出射されて、反射され再度入射する光ビームが通った光路とで構成されることとなり、該他方の分岐光路を通った光ビームは、一方の分岐光路を通った光ビームとは位相が異なるものとなるため、マイケルソン干渉計として用いることができ、集積化が容易にでき、作成することが容易であるという効果を有する。
【００２６】
また、本発明によれば、前記光スイッチであって、該干渉計において前記形状記憶合金を伸縮せしめることで光路長を変化せしめ、位相のずれより生じる制御信号を出力することとしたので、容易に光スイッチを作成することができるという効果を有する。
【００２７】
また、本発明によれば、前記光スイッチ、前記光クロスバー、前記光フィルタ、前記干渉計において、形状記憶合金に電気を流すことで温度変化を起こして伸縮せしめ、または、前記形状記憶合金に温風を吹き付けることで温度変化を起こして伸縮せしめ、または、前記形状記憶合金に光をあてることで温度変化を起こして伸縮せしめることとしたので、伸縮を制御することが容易に、また、高い精度で行えるという効果を有する。
【００２８】
また、本発明によれば、前記光スイッチ、前記光クロスバー、前記光フィルタ、前記干渉計の構成部材を、ブイ溝またはピンを設けた基板上に固定配置し、前記光スイッチ、前記光クロスバー、前記光フィルタ、前記干渉計を集積化して前記基板上に形成したこととしたので、光導波部材及び形状記憶合金を同一の基板上に設置して光電子集積装置を作成することができ、集積化が容易であるという効果を有する。
【００２９】
また、本発明によれば、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、その側面には、所望の集積回路が形成されており、その端面には電極が形成されていることとしたので、ブイ溝やピンを有する基板上に、該ブイ溝やピンを利用して、配置固定することができるという効果を有する。
【００３０】
また、伝送線の一部として用いることで、信号の伝送途中において、信号を制御することができるという効果を有する。
【００３１】
また、本発明によれば、前記半導体装置において、その端面には、発光部あるいは受光部が形成されていることとしたので、光導波部材と組み合わせることで、光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【００３２】
また、本発明によれば、前記半導体装置において、ブイ溝またはピンを有する基板上に前記半導体装置が積層配置された場合に、それぞれの前記半導体装置同士が接する箇所に電極を形成し、前記半導体装置同士で信号の入出力を行うこととしたので、それぞれの半導体装置を、電線等の伝送線でつなぐ必要がないという効果を有する。
【００３３】
また、本発明によれば、前記半導体装置と、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、温度の変化によって伸縮する、単一または複数の形状記憶合金と、光を透過可能な材料からなり、その横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、該中心軸に沿って光ビームが伝搬可能なように該横断面の半径方向にその屈折率を異ならしめてなる単一または複数の光導波部材とを有し、ブイ溝またはピンを設けた基板上に、前記半導体装置、前記形状記憶合金、前記光導波部材を配置し、集積化した、前記半導体装置と前記形状記憶合金と前記光導波部材との組合せで光ビームを制御することとしたので、スティック状で同一の形状と大きさである、半導体装置と形状記憶合金と光導波部材は同一の基板上に容易に固定配置でき、また、積層配置も可能であり、容易に複雑な制御が可能な光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【００３４】
また、本発明によれば、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、その側面には、所望のマイクロ波回路が形成されており、その中心軸、または側面の一部の領域には対極が形成されていることとしたので、ブイ溝やピンを有する基板上に、該ブイ溝やピンを利用して、配置固定することができるという効果を有する。
【００３５】
また、伝送線の一部として用いることで、信号の伝送途中において、信号を制御することができるという効果を有する。
【００３６】
また、本発明によれば、前記マイクロ波装置において、その端面には、発光部あるいは受光部が形成されていることとしたので、光導波部材と組み合わせることで、光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【００３７】
また、本発明によれば、前記マイクロ波装置において、ブイ溝またはピンを有する基板上に当該マイクロ波装置本体が積層配置された場合に、それぞれの前記マイクロ波装置本体同士が接する箇所に電極を形成し、前記マイクロ波装置本体同士で信号の入出力を行うこととしたので、それぞれのマイクロ波装置を、同軸ケーブル等の伝送線でつなぐ必要がないという効果を有する。
【００３８】
また、本発明によれば、前記マイクロ波装置と、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、温度の変化によって伸縮する、単一または複数の形状記憶合金と、光を透過可能な材料からなり、その横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、該中心軸に沿って光ビームが伝搬可能なように該横断面の半径方向にその屈折率を異ならしめてなる単一または複数の光導波部材とを有し、ブイ溝またはピンを設けた基板上に、前記マイクロ波装置、前記形状記憶合金、前記光導波部材を配置し、集積化した、前記マイクロ波装置と前記形状記憶合金と前記光導波部材との組合せで光ビームを制御するようにしたので、スティック状で同一の形状と大きさである、マイクロ波装置と形状記憶合金と光導波部材とを同一の基板上に容易に固定配置でき、また、積層配置も可能であり、容易に複雑な制御が可能な光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【００３９】
また、本発明によれば、前記光電子集積装置において、前記半導体装置をさらに有し、ブイ溝またはピンを設けた基板上に、前記マイクロ波装置、前記形状記憶合金、前記光導波部材、前記半導体装置を配置し、集積化した、前記マイクロ波装置と前記形状記憶合金と前記光導波部材と前記半導体装置との組合せで光ビームを制御するものとしたので、スティック状で同一の形状と大きさである、マイクロ波装置と形状記憶合金と光導波部材と半導体装置とを同一の基板上に容易に固定配置でき、また、積層配置も可能であり、容易により複雑な制御が可能な光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】光ファイバ間を互いの傾斜端面における反射及び互いの側面のレンズ作用を利用して光結合した光接続構造の構成を示す図であって、斜視図（図１（ａ））、図１（ａ）のＤ矢示図（図１（ｂ））、及び図１（ａ）のＥ矢示図（図１（ｃ））である。
【図２】光ビームを合分波することが可能な光接続構造の構成を示す図であって、正面図（図２（ａ））、及び図２（ａ） の部分拡大図（図２（ｂ））である。
【図３】光ビームを合分波するとともに光配線でＴ字状に引き回すことが可能な光接続構造の構成を示す図であって、斜視図（図３（ａ））、図３（ａ）のＦ矢示図（図３（ｂ））、及び図３（ａ）のＧ矢示図（図３（ｃ））である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる光スイッチの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２にかかる光スイッチの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３にかかる光クロスバーの構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４にかかる光フィルタをの構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態５にかかる光フィルタの構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態６にかかるマイケルソン干渉計の構成を示す図であって、斜視図（図９（ａ））、図９（ａ）のＫ矢示図（図９（ｂ））、及び図９（ａ）のＬ矢示図（図９（ｃ））である。
【図１０】本発明の実施の形態７にかかる半導体装置の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態７にかかる半導体装置を用いて半導体装置同士を接続している状態を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置と光ファイバとを組み合わせた回路の構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置を基板のブイ溝に積層配置した状態を示した図である。
【図１４】本発明の実施の形態３の変形例１にかかるアドドロップスイッチの斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態３の変形例１にかかるアドドロップスイッチの構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態３の変形例１にかかるアドドロップスイッチの別の構成を示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施の形態３の変形例２にかかるアドドロップスイッチの構成を示す斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態７の変形例にかかるマイクロ波装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
各実施の形態を説明する前に、光ファイバ間の基本的な光接続構造を図１〜図３を用いて説明する。
【００４２】
図１は光ファイバ間を互いの傾斜端面における反射及び互いの側面のレンズ作用を利用して光結合した光接続構造の構成を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＤ矢示図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＥ矢示図である。図１における光接続構造は、第１の光ファイバＯｆ１と、第２の光ファイバＯｆ２とで構成され、これら第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２は、共に、横断面が円形で中心軸Ａｘ１，Ａｘ２方向に径が一定な線形状を有し、一端に中心軸Ａｘ１，Ａｘ２に対し、４５度傾斜した鏡面からなる傾斜端面Ｆ１，Ｆ２を有し、中心部に所定の径で中心軸方向に延びるように形成されたコア１と該コア１の外側に形成されたクラッド２とで構成されている。
【００４３】
そして、第１の光ファイバＯｆ１に対し、第２の光ファイバＯｆ２は、該第２の光ファイバＯｆ２の傾斜端面Ｆ２の中心Ｃｐ２が、第１の光ファイバＯｆ１の傾斜端面Ｆ１の中心Ｃｐ１にて該傾斜端面Ｆ１の中心軸Ａｘ４を挟むようにして該第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１に直交する両光ファイバ直交軸Ａｘ３上に位置し、第２の光ファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２が、該第２の光ファイバＯｆ２の傾斜端面Ｆ２の中心軸Ａｘ５を挟むようにして両光ファイバ直交軸Ａｘ３に直交するとともに該両光ファイバ直交軸Ａｘ３方向から見て第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１に対し９０度の交差角を有し、第１の光ファイバＯｆ１の傾斜端面Ｆ１と第２の光ファイバＯｆ２の傾斜端面Ｆ２とが、両光ファイバ直交軸Ａｘ３方向から見て互いに反対の方向を向き、かつ、第２の光ファイバＯｆ２と第１の光ファイバＯｆ１との間隔ｄが次に述べる特定の値となるように配置されている。
【００４４】
すなわち、光ファイバ間隔ｄは、第１の光ファイバの傾斜端面Ｆ１の中心Ｃｐ１で反射されて径が拡がった光ビームが第１の光ファイバＯｆ１，及び第２の光ファイバＯｆ２の双方の側面のレンズ作用により収束されて、第２の光ファイバＯｆ２内を伝搬する際のスポットサイズωB と同じ径を有するものとなる位置に、該第２の光ファイバの傾斜端面Ｆ２の中心Ｃｐ２が位置するような間隔とされる。この間隔ｄは、入射せしめる光ビームの波長に応じて、第１の光ファイバＯｆ１内のスポットサイズωA ，第２の光ファイバＯｆ２内のスポットサイズωB ，クラッドの半径ａ，及びクラッドの屈折率ｎc を適宜選択することにより、所望の値に設定することができる。第１，第２の光ファイバ内のスポットサイズωA ，ωB は、コア１のドーパント等の熱拡散技術等を用いると比較的容易に変化させることができる。
【００４５】
第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２は、光を透過可能な材料、すなわち誘電体又は半導体で構成され、例えばＳｉＯ2 が用いられる。
【００４６】
また、クラッド２の屈折率は、コア１の屈折率より小さくなるようにし、コア１，及びクラッド２の屈折率は、光導波路の周囲の媒質（ここでは空気）の屈折率に対し、第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２の傾斜端面Ｆ１，Ｆ２における全反射条件を満たすに十分大きな値とされる。
【００４７】
また、第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２の傾斜端面Ｆ１，Ｆ２を得るには、例えば、まず、仕上がり面粗さの粗い研磨面を有する研磨機を用い、光ファイバの端を研磨面に対し４５度傾けて研磨し、次いで、仕上がり面粗さの細かい研磨面を有する研磨機を用いて同様に研磨し、最後に、仕上げの研磨をする。これにより、中心軸に対し４５度傾斜した鏡面からなる傾斜端面Ｆ１，Ｆ２を得ることができる。
【００４８】
次に、以上のように構成された光接続構造の動作を説明する。
【００４９】
なお、この動作は、解析モデルを用いて理論的に説明することができる（1997年電子情報通信学会総合大会講演論文集，エレクトロニクス１，P500〜501,SC-3-6「単一モード光ファイバチップのＬカップリングとそのＥＯチップとＥＯボード間結合への応用」参照）が、ここではその解析モデルを用いた説明は省略する。
【００５０】
図１において、第１の光ファイバＯｆ１の他端に所定の波長λの光ビームを入射せしめると、入射した光ビームは、第１の光ファイバＯｆ１の中心部を中心軸Ａｘ１に沿ってスポットサイズωA で伝搬し、第１の光ファイバＯｆ１の傾斜端面Ｆ１の中心点Ｃｐ１で該傾斜端面Ｆ１の中心軸Ａｘ４に対し４５度の角度で反射し、両光ファイバ直交軸Ａｘ３に沿って第１の光ファイバＯｆ１の側面，及び第２の光ファイバＯｆ２の側面を通過し、第２の光ファイバＯｆ２の傾斜端面Ｆ２で該傾斜端面Ｆ２の中心軸Ａｘ５に対し４５度の角度で反射し、第２の光ファバＯｆ２の中心部を中心軸Ａｘ２に沿ってスポットサイズωB で伝搬し、該第２の光ファイバＯｆ２の他端から出射される。
【００５１】
この際に、第１の光ファイバの傾斜端面Ｆ１の中心Ｃｐ１で反射された光ビームは、該第１の光ファイバＯｆ１の半径方向には光の閉じ込め構造が存在しないため径が拡がり、この径の拡がった光ビームは、互いに９０度捩じれた位置関係にある第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２の側面のレンズ作用により、該光ビームの横断面方向において均等な収束効果を受ける。ここで、光ファイバ間隔ｄは、第１の光ファイバの傾斜端面Ｆ１の中心Ｃｐ１で反射されて径が拡がった光ビームが前記収束効果を受けて、第２の光ファイバＯｆ２内を伝搬する際のスポットサイズωB と同じ径を有するものとなる位置に、該第２の光ファイバの傾斜端面Ｆ２の中心Ｃｐ２が位置するような間隔であるので、前記収束効果を受けた光ビームは、第２の光ファイバの傾斜端面Ｆ２の中心Ｃｐ２にて、該第２の光ファイバＯｆ２内のスポットサイズωB と同じ径を有するものとなり、該第２の光ファイバの傾斜端面Ｆ２で反射された光ビームの全部が該第２の光ファイバＯｆ２のコア１に入射する。従って、両光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２間の結合効率ηが１となる。
【００５２】
また、第２の光ファイバＯｆ２の他端に所定の波長λの光ビームを入射せしめると、入射した光ビームは、上記と全く逆の経路を辿り、上記と同様にして結合効率１でもって第２の光ファイバＯｆ２から第１の光ファイバＯｆ１に伝搬し、該第１の光ファイバＯｆ１の他端から出射される。
【００５３】
なお、上記の説明では、第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２と両光ファイバ直交軸Ａｘ３との交差角、第１の光ファイバＯｆ１と第２の光ファイバＯｆ２との交差角、各光ファイバの傾斜端面Ｆ１，Ｆ２の傾斜角、及び光ファイバ間隔ｄが理想値であるものとしているが、これら各角度，及び光ファイバ間隔ｄが理想値から若干ずれたとしても、光ファイバ間の結合効率は急激に低下するものではない。従って、これら各角度，及び光ファイバ間隔ｄは、理想値に近い範囲内で、必要とされる結合効率に応じた値に設定することができる。
【００５４】
また、本光接続構造では、互いに直角にねじれた位置関係にある２つの傾斜端面Ｆ１，Ｆ２で、光ファイバに入射せしめた光ビームを反射するため、光ビームは、一方の傾斜端面でＴＭライク入射すると、他方の傾斜端面ではＴＥライク入射する（あるいは、その逆）。従って、基本的に、第１の光ファイバＯｆ１と第２の光ファイバＯｆ２との接続部では、偏波無依存性を示す。
【００５５】
また、光導波部材として、コア１とクラッド２とからなる光ファイバを用いているが、その半径方向に徐々に小さくなるように屈折率を変化せしめてなるロッドレンズを用いてもよい。
【００５６】
以上のように、光ファイバ間を互いの傾斜端面における反射及び互いの側面のレンズ作用を利用して光結合すれば、高効率な光接続が可能となり、また、上記説明した基本的な光接続構造では光配線をＬ字状に引き回すことが可能となる。 以下、図１に示すような光接続構造をＬ字カップリングという。
【００５７】
図２は、光ビームを合分波可能な光接続構造の構成を示す図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の部分拡大図である。図において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を示し、本光接続構造は、第１の光ファイバＯｆ１に対し、第２の光ファイバＯｆ２を、該第２の光ファイバＯｆ２の中心軸が、第１の光ファイバの中心軸に一致し、かつ第２の光ファイバの傾斜端面Ｆ２が、第１の光ファイバの傾斜端面Ｆ１に対し平行でかつ所定の間隔Ｓを有するよう配置してなる点が、図１の光接続構造と異なるものである。また、Ａｘ６は、第１の光ファイバＯｆ１の傾斜端面Ｆ１の中心点にて該傾斜端面Ｆ１の中心軸Ａｘ４を挟むようにして該第１の光ファイバＯｆ１に直交する第１の光ファイバ直交軸を示している。
【００５８】
このように構成された光接続構造では、実線の矢印で示すように、光ビームを第１の光ファイバの端から入射せしめると、入射した光ビームは、傾斜端面Ｆ１で、傾斜端面Ｆ１及び傾斜端面Ｆ２の間隔Ｓに応じた割合で分波され、一部が傾斜端面Ｆ１及び傾斜端面Ｆ２を通過して第２の光ファイバＯｆ２に入射してその端から出射され、他は傾斜端面Ｆ１で反射して第１の光ファイバ直交軸Ａｘ６に沿って進み、該第１の光ファイバＯｆ１の側面から出射される。その結果、光ビームを分波することができる。
【００５９】
一方、破線の矢印で示すように、第２の光ファイバＯｆ２の端から光ビームを入射せしめるとともに、第１の光ファイバＯｆ１の側面から光ビームを入射せしめると、入射した２つの光ビームは、第１の光ファイバの傾斜端面Ｆ１で合波されて第１の光ファイバに入射し、その端から出射される。その結果、光ビームを合波することができる。
【００６０】
但し、第１の光ファイバＯｆ１の側面から出射される光ビームは、図１で説明したように径が拡がるため、その拡がった光ビームをうまく把捉するようにして利用する必要がある。また、第１の光ファイバＯｆ１の側面から光ビームを普通に入射せしめようとしても光結合効率が悪いので、この第１の光ファイバＯｆ１の側面に光ビームを入出射するには、図１のＬ字カップリングを用いるのが好ましい。そして、そのように上記Ｌ字カップリングを用いることによって、この第１の光ファイバＯｆ１の側面に入出射する光ビームを光配線を用いて引き回すことができる。
【００６１】
図３は、Ｌ字カップリングを用い、光ビームを合分波するとともに光配線で引き回すことが可能な光接続構造の構成を示す図であり、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＦ矢示図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＧ矢示図である。図３において、図１，図２と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、図における光接続構造は、図２の光接続構造に図１のＬ字カップリングを組み合わせたもので、第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２に加えて、該第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２と同一の構造を有し、かつその一端に中心軸Ａｘ７に対し４５度傾斜した傾斜端面Ｆ３を有する第３の光ファイバＯｆ３をさらに有し、該第３の光ファイバＯｆ３を、該第３の光ファイバＯｆ３の中心軸Ａｘ７が、第１の光ファイバの中心軸Ａｘ１に一致し、かつ第３の光ファイバの傾斜端面Ｆ３が、第１の光ファイバの傾斜端面Ｆ１に対し平行でかつ所定の間隔Ｓを有するよう配置してなる点が、図１の光接続構造と異なるものである。また、Ｐ１〜Ｐ３は、第１〜第３の光ファイバＯｆ１〜Ｏｆ３の他端である第１〜第３のポートを示している。
【００６２】
このように構成された光接続構造では、光ビームを第１のポートＰ１から入射せしめると、入射した光ビームは、傾斜端面Ｆ１及び傾斜端面Ｆ３の間隔Ｓに応じた割合で、一部が傾斜端面Ｆ１及び傾斜端面Ｆ３を通過して第３の光ファイバＯｆ３に入射し、第３のポートＰ３から出射され、他は傾斜端面Ｆ１で反射して第２の光ファイバＯｆ２を通り、第２のポートＰ２から出射される。その結果、光分波器として機能する。
【００６３】
一方、第２のポートＰ２，及び第３のポートＰ３から光ビームをそれぞれ入射せしめると、入射した２つの光ビームは第１の光ファイバの傾斜端面Ｆ１で合波されて第１の光ファイバに入射し、第１のポートＰ１から出射される。その結果光合波器として機能する。
【００６４】
従って、本光接続構造は光合分波器として機能するとともに、光配線をＴ字状に引き回すことができる。以下、図３に示すような光接続構造をＴ字カップリングという。
【００６５】
次に、実施の形態で使われる形状記憶合金について説明する。
【００６６】
低温時にある種の金属に、大きな変形を与えても、高温に加熱することで、変形前の状態を記憶しているかのように元の形状に回復する現象を形状記憶効果という。また、形状記憶効果を示す金属を形状記憶合金と呼んでいる。
【００６７】
この形状記憶効果を利用したものにトキコーポレーションが製造しているバイオメタル（Biometal登録商標）がある。バイオメタルはＴｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金である。これは、通電が容易で、引張り方向の使用に優れた性能を発揮するバイオメタル・ファイバと呼ばれる光ファイバのような細線状の形で供給されている。このバイオメタル・ファイバは、引っ張り方向（長手方向）に特性を向上させた一種の異方性材料であり、一定の長さが記憶されており、引張り変形を加えた状態で加熱すると、筋肉のように収縮し、冷却すると弛緩する。一般の形状記憶合金と比較してバイオメタル・ファイバは、変形に必要な力が非常に小さいため、形状回復力（引張り力）を有効に取り出すことができる。バイオメタル・ファイバは、大きな引張り方向のひずみを繰り返し利用することができるうえ、ニクロム線に近い電気抵抗を持つため、通電加熱駆動のアクチュエータとして使用されており、通電加熱で用いたときも優れた動作特性を示す。また、材料的な特性や機械的性質が安定しており、引っ張りで２〜３％以上の大きな安定した動作歪みが使え、使用条件によっては、４％以上可能であるという特徴を持つ。
【００６８】
本実施の形態では形状記憶合金として、このバイオメタル・ファイバを使用している。
（実施の形態１）
本実施の形態１にかかる光スイッチについて図を用いて説明する。図４は、本実施の形態１にかかる光スイッチの構成を示す図である。
【００６９】
まず、本実施の形態１にかかる光スイッチの構成を説明する。全図を通して、同一符号は同一又は相当する部分を示している。Ｍｆは、形状記憶合金である。Ａｘ８は、形状記憶合金Ｍｆの中心軸である。形状記憶合金Ｍｆは、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、温度の変化によって伸縮する特徴を有している。形状記憶合金Ｍｆを加熱した場合には収縮し、冷却すれば、弛緩する。また、Ｏｆ１及びＯｆ２は第１の光ファイバ及び第２の光ファイバで、端面はそれぞれの中心軸Ａｘ１及びＡｘ２に垂直である。
【００７０】
図４に示すように、第１の光ファイバの側面には形状記憶合金Ｍｆの横断面を接着固定し、第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１と形状記憶合金Ｍｆの中心軸Ａｘ８が直交するように構成され、複数の第２の光ファイバＯｆ２は、そのそれぞれの中心軸Ａｘ２が前記第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１と同一方向となるように配置され、中心軸Ａｘ１の垂直方向に複数並んで構成されている。
【００７１】
次に、本実施の形態１にかかる光スイッチの動作について説明する。まず、図４（ａ）に示す状態では、第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１と一番左端の第２の光ファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２が一直線上にある。この状態で、第１の光ファイバＯｆ１を通って光ビームが出射されたとすると、該光ビームは上記第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１に沿って出射されるので、そのまま一番左端の第２の光ファイバＯｆ２のコアに入射され、該一番左端の第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。
【００７２】
形状記憶合金Ｍｆはニクロム線に近い電気抵抗を持つので、例えば、形状記憶合金Ｍｆに電気を流すと、通電加熱が起こり、形状記憶合金Ｍｆは、熱せられる。そのため、形状記憶効果により、形状記憶合金Ｍｆは収縮する。従って、形状記憶合金Ｍｆの一部を固定しておけば、形状記憶合金Ｍｆに接着固定されている光ファイバＯｆ１が、形状記憶合金Ｍｆの中心軸Ａｘ８に沿って右方向に移動する。そして、このときの第１の光ファイバＯｆ１の移動量については、形状記憶合金Ｍｆに流す電気の量とそれによる発熱量及び発熱によって形状記憶合金Ｍｆがどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御することができる。
【００７３】
以上のように形状記憶合金Ｍｆを収縮させることで、図４（ａ）の状態から、図４（ｂ）に示すように、第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１と左から二番目に位置する第２の光ファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２とが同一直線上となる位置に、第１の光ファイバＯｆ１を移動させる。この状態で、第１の光ファイバＯｆ１を通って光ビームが出射されたとすると、該光ビームは第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１に沿って出射されるので、そのまま左から二番目に位置する第２の光ファイバＯｆ２に入射され、該第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。
【００７４】
同様にして、形状記憶合金Ｍｆの移動量を制御することによって、第１の光ファイバＯｆ１から出射される光ビームを、複数並んだ第２の光ファイバＯｆ２の中からいずれかの光ファイバを選択して伝搬させることができる。
【００７５】
なお、図４においては、第１の光ファイバＯｆ１と第２の光ファイバＯｆ２との隙間を、見やすくするために広く描いているが、実際の上記第１の光ファイバＯｆ１と第２の光ファイバＯｆ２との隙間は、第１の光ファイバＯｆ１から第２の光ファイバＯｆ２へ光ビームの損失が少なく伝搬するのに必要な隙間であればよい。また、光ファイバ間での光ビームの入出力時に生じる損失が、該光ビームが空気中を伝搬する場合よりも低くなるマッチングオイルを、第１の光ファイバＯｆ１と第２の光ファイバＯｆ２との間に満たすようにすれば、光ファイバ間での光ビームの損失はほぼゼロに等しくできる。
【００７６】
また、形状記憶合金Ｍｆを加熱する方法は、例えば、赤外線等による光を当てることによる加熱や、温風を吹き付ける事によって加熱する等の方法によっても構わない。
【００７７】
なお、上述した光スイッチの構成を、光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に形成し、それに他の回路を加えることでさらに様々な働きをする光電子集積装置が形成される。そしてその場合、形状記憶合金Ｍｆの形状が光ファイバＯｆ１、Ｏｆ２と同一の形状であるので、該光スイッチを上述した光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に、ブイ溝やピン等で上記形状記憶合金を固定できるので、容易に回路が組める。
【００７８】
このように、本実施の形態１にかかる光スイッチは、第１の光ファイバに接着固定した形状記憶合金に、通電加熱等で温度変化を与えて伸縮させることによって第１の光ファイバを移動させ、複数の第２の光ファイバのうちの一つを選択して、第１の光ファイバより出射される光ビームを、該選択された第２の光ファイバに入射せしめることとしたので、容易に、精度良く光路を変化させることができるという効果を有する。また、形状記憶合金は、光ファイバと同形状であるので、ブイ溝やピン等を有して、それらで光ファイバを固定することができる基板上に設置し、光電子集積装置を作成することができ、それによって複雑な制御ができる光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【００７９】
(実施の形態２)
本実施の形態２にかかる光スイッチについて図を用いて説明する。図５は、本実施の形態２にかかる光スイッチの構成を示す図である。
【００８０】
まず、本実施の形態２にかかる光スイッチの構成を説明する。全図を通して、同一符号は同一又は相当する部分を示している。Ｍｆは、形状記憶合金であり、Ａｘ８は、該形状記憶合金Ｍｆの中心軸である。形状記憶合金Ｍｆは、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、温度の変化によって伸縮する特徴を有している。具体的には、上記形状記憶合金Ｍｆを加熱した場合には収縮し、冷却すれば、弛緩する。また、形状記憶合金Ｍｆの一端には、中心軸Ａｘ８に対して４５度の角度を有する傾斜端面ｍが形成され、傾斜端面ｍに金属を蒸着することで金属薄膜を形成した金属ミラー３が形成されている。Ｏｆ１及びＯｆ２は第１の光ファイバ及び第２の光ファイバで、端面はそれぞれの中心軸Ａｘ１及びＡｘ２に垂直な端面である。また、第２の光ファイバＯｆ２及び形状記憶合金Ｍｆはそれぞれ複数あり、その数は等しい。
【００８１】
本実施の形態２における光スイッチは、図５に示すように、第１の光ファイバの中心軸Ａｘ１と、複数の形状記憶合金Ｍｆの中心軸Ａｘ８とが直交し、複数の形状記憶合金Ｍｆは中心軸Ａｘ８の垂直方向に複数並んで構成され、複数の第２の光ファイバＯｆ２のそれぞれの中心軸Ａｘ２と形状記憶合金Ｍｆのそれぞれの中心軸Ａｘ８とが同一であるように構成されている。
【００８２】
次に、本実施の形態２にかかる光スイッチの動作について説明する。まず、図５（ａ）に示す状態では、形状記憶合金Ｍｆのうち最上段にあるもの以外に電気を流し、通電加熱を起こした状態である。温度上昇によって最上段以外の形状記憶合金Ｍｆは収縮する。従って、形状記憶合金Ｍｆの一部を固定しておけば、収縮により、傾斜端面ｍが左に移動したことになる。そして、その移動量は、形状記憶合金Ｍｆに流す電気の量とそれによる発熱量及び発熱によって形状記憶合金Ｍｆがどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御できる。この際、第１の光ファイバＯｆ１から光ビームが出射されると、収縮していない最上段の形状記憶合金Ｍｆの傾斜端面ｍに形成されている金属ミラー３の中央部で光ビームは反射し、最上段の第２の光ファイバＯｆ２のコアに入射して、最上段の第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。
【００８３】
次に、上から二段目の形状記憶合金以外の形状記憶合金Ｍｆに電気を流し、通電加熱を行うと、図５（ｂ）に示すように、上から二段目の形状記憶合金の傾斜端面ｍ以外は、左に移動したことになる。そしてこの際に、第１の光ファイバＯｆ１から光ビームが出射されると、上から二段目の形状記憶合金Ｍｆの傾斜端面ｍに形成されている金属ミラー３の中央部で光ビームは反射し、上から二段目の第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。
【００８４】
同様にして、形状記憶合金Ｍｆの移動量を制御することによって、第１の光ファイバＯｆ１から出射される光ビームを、複数並んだ第２の光ファイバＯｆ２の中からいずれかの光ファイバを選択して伝搬させることができる。
【００８５】
なお、実施の形態１と同様に光ファイバ間や光ファイバと形状記憶合金間の隙間は、適当な値とし、隙間にマッチングオイルを用いることで光ビームの損失をほぼゼロに等しくすることができる。
【００８６】
また、形状記憶合金Ｍｆを加熱する方法は、例えば、赤外線等による光を当てることによる加熱や、温風を吹き付ける事によって加熱する等の方法によっても構わない。
【００８７】
なお、上述した光スイッチの構成を、光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に形成し、それに他の回路を加えることで、さらに様々な働きをする光電子集積装置が形成される。そしてその場合、形状記憶合金Ｍｆの形状が光ファイバＯｆ１、Ｏｆ２と同一の形状であるので、上記光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に、ブイ溝やピン等で上記形状記憶合金を固定できるので、上記基板上に上記光スイッチを含む光電子集積装置の回路が容易に組める。
【００８８】
このように本実施の形態２にかかる光スイッチによれば、形状記憶合金と第２の光ファイバとを、その中心軸が同一直線上になるように、該中心軸に垂直方向に複数組配置し、複数の形状記憶合金の中から光を入射したい第２の光ファイバと同一直線上の中心軸を有する形状記憶合金を選択し、該選択された金属ミラーを有する形状記憶合金に通電加熱等で温度変化を与えて伸縮させることにより該形状記憶合金の傾斜端面の位置を移動させることで、第１の光ファイバから出射される光ビームを反射して第２の光ファイバに入射せしめることとしたので、容易に、精度良く光路を変化させることができるという効果を有する。また、形状記憶合金は、光ファイバと同形状であるので、ブイ溝やピン等を有して、それらで光ファイバを固定することができる基板上に設置し、光電子集積装置を作成することができ、それによって複雑な制御ができる光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【００８９】
(実施の形態３)
本実施の形態３にかかる光クロスバーについて図を用いて説明する。図６は、本実施の形態３にかかる光クロスバーの構成を示す図である。
【００９０】
まず、本実施の形態３にかかる光クロスバーの構成を説明する。全図を通して、同一符号は同一又は相当する部分を示している。Ｍｆ１は、第１の形状記憶合金で、Ａｘ１０は、該第１の形状記憶合金Ｍｆ１の中心軸であり、Ｍｆ２は、第２の形状記憶合金で、Ａｘ１１は、該第２の形状記憶合金Ｍｆ２の中心軸である。そして、上記第１の形状記憶合金Ｍｆ１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ２は、横断面が円形で、その中心軸Ａｘ１０及びＡｘ１１方向に延びる形状を有し、温度の変化によって中心軸Ａｘ１０及びＡｘ１１方向に伸縮する特徴を有している。具体的には、第１の形状記憶合金Ｍｆ１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ２を加熱した場合に収縮し、冷却すれば弛緩する。そして、上記第１の形状記憶合金Ｍｆ１の一端には、中心軸Ａｘ１０に対して４５度の角度を有し、該中心軸Ａｘ１０に対して１８０度対称の位置にそれぞれ第１の傾斜面ｋ１及び第２の傾斜面ｋ２が形成され、該第１の傾斜面ｋ１及び第２の傾斜面ｋ２には金属を蒸着することで金属薄膜を形成した第１の金属ミラー４が形成されている。また同様に、上記第２の形状記憶合金Ｍｆ２の一端には、中心軸Ａｘ１１に対して４５度の角度を有し、該中心軸Ａｘ１１に対して１８０度対称の位置にそれぞれ第３の傾斜面ｋ３及び第４の傾斜面ｋ４が形成され、該第３の傾斜面ｋ３及び第４の傾斜面ｋ４には金属を蒸着することで金属薄膜を形成した第２の金属ミラー５が形成されている。また、Ｏｆ１及びＯｆ２、Ｏｆ３、Ｏｆ４は第１の光ファイバ及び第２の光ファイバ、第３の光ファイバ、第４の光ファイバであり、各光ファイバの端面はそれぞれの中心軸Ａｘ１及びＡｘ２、Ａｘ７、Ａｘ９に垂直な端面である。
【００９１】
図６に示すように、第１と第２の光ファイバＯｆ１とＯｆ２はそれぞれの光ファイバの中心軸Ａｘ１とＡｘ２に対して垂直方向に並んでおり、第３と第４の光ファイバＯｆ３とＯｆ４のそれぞれの端面は、第１と第２の光ファイバＯｆ１とＯｆ２のそれぞれの垂直な端面と、向かい合わせになるように構成され、第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１は第３の光ファイバＯｆ３の中心軸Ａｘ７と同一直線上に位置するものであり、第２の光ファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２は第４の光ファイバＯｆ４の中心軸Ａｘ９と同一直線上に位置するものである。そして、第１と第２の形状記憶合金Ｍｆ１とＭｆ２の中心軸Ａｘ１０とＡｘ１１とが同一直線上に位置し、上記各光ファイバの中心軸Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｘ７、Ａｘ９に対して垂直であるように構成されている。
【００９２】
次に、本実施の形態３にかかる光クロスバーの動作について説明する。まず、図６（ａ）に示す状態では、第１の形状記憶合金Ｍｆ１の第１の金属ミラー４は第１の光ファイバＯｆ１と第３の光ファイバＯｆ３との間に位置している。また、第２の形状記憶合金Ｍｆ２の第２の金属ミラー５は第２の光ファイバＯｆ２と第４の光ファイバＯｆ４との間に位置している。この状態で、第１の光ファイバＯｆ１の端面から光ビームが出射されると、光ビームは第１の傾斜面ｋ１の中央部辺りで第１の金属ミラー４によって反射し、形状記憶合金の中心軸Ａｘ１０、Ａｘ１１と同一方向に進み第３の傾斜面ｋ３の中央部辺りで第２の金属ミラー５によって反射し、第２の光ファイバＯｆ２のコアに入射して、第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。逆に第２の光ファイバＯｆ２から光ビームが出射された場合は、先程と逆の進路で進んで、第１の光ファイバＯｆ１中を伝搬していく。また、第３の光ファイバＯｆ３の端面から光ビームが出射されると、光ビームは第２の傾斜面ｋ２の中央部辺りで第１の金属ミラー４によって反射し、形状記憶合金の中心軸Ａｘ１０、Ａｘ１１と同一方向に進み第４の傾斜面ｋ４の中央部辺りで第２の金属ミラー５によって反射し、第４の光ファイバＯｆ４のコアに入射して、第４の光ファイバＯｆ４中を伝搬していく。逆に第４の光ファイバＯｆ４から光ビームが出射された場合は、先程と逆の進路で進んで、第３の光ファイバＯｆ３中を伝搬していく。つまりこの状態では、第１の光ファイバＯｆ１と第２の光ファイバＯｆ２がつながっており、第３の光ファイバＯｆ３は第４の光ファイバＯｆ４とつながっている。
【００９３】
しかし、第１の形状記憶合金Ｍｆ１と第２の形状記憶合金Ｍｆ２に電気を流し、通電加熱を行うと、温度上昇によって第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２が収縮する。従って、上記第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２の一部をそれぞれ固定しておけば、図６（ｂ）に示すように、第１の金属ミラー４は左方向に移動し、第２の金属ミラー５は右方向に移動する。そして、この移動量は、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２に流す電気の量とそれによる発熱量及び発熱によって第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２がどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御できる。この状態で、第１の光ファイバＯｆ１の端面から光ビームが出射されると、第３の光ファイバＯｆ３のコアに入射して、第３の光ファイバＯｆ３中を伝搬していく。また、第２の光ファイバＯｆ２の端面から光ビームが出射された場合は、第４の光ファイバＯｆ４中を伝搬していく。また、第３の光ファイバＯｆ３の端面から光ビームが出射されると、第１の光ファイバＯｆ１のコアに入射して、第１の光ファイバＯｆ１中を伝搬していく。また、第４の光ファイバＯｆ４の端面から光ビームが出射された場合は、第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。つまりこの状態では、第１の光ファイバＯｆ１と第３の光ファイバＯｆ３とがつながっており、第２の光ファイバＯｆ２と第４の光ファイバＯｆ４とがつながっている。このように第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２を同時に移動させることで、光ファイバ間の導通を切り替えることができる。
【００９４】
なお、実施の形態１と同様にファイバ間やファイバと形状記憶合金との間の隙間は、適当な値とし、さらに該隙間にマッチングオイルを用いることで光ビームの損失をほぼゼロに等しくすることができる。
【００９５】
また、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２を加熱する方法は、例えば、赤外線等による光を当てることによる加熱や、温風を吹き付ける事によって加熱する等の方法によっても構わない。
【００９６】
さらに、上述した光クロスバーの構成を、光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に形成し、それに他の回路を加えることでさらに様々な働きをする光電子集積装置が形成される。そしてその場合、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２の形状が光ファイバＯｆ１、Ｏｆ２、Ｏｆ３、Ｏｆ４と同一の形状であるので、上記光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に、該ブイ溝やピン等で上記形状記憶合金を固定できるので、上記基板上に上記光クロスバーを含む光電子集積装置の回路が容易に組める。
【００９７】
このように本実施の形態３にかかる光クロスバーによれば、第１と第２の光ファイバはそれぞれの光ファイバの中心軸Ａｘ１とＡｘ２に対して垂直方向に並んでおり、第３と第４の光ファイバのそれぞれの端面は、第１と第２の光ファイバのそれぞれの垂直な端面と、向かい合わせになるように構成され、第１の光ファイバの中心軸は第３の光ファイバの中心軸と同一で、第２の光ファイバの中心軸は第４の光ファイバの中心軸と同一であり、第１と第２の形状記憶合金の中心軸は、光ファイバの中心軸対して垂直であるように構成し、形状記憶合金の一端には、その中心軸に対して４５度の角度を有し、その中心軸に対して１８０度対称の位置にそれぞれ二つの傾斜面が形成され、該傾斜面には金属を蒸着することで金属薄膜を形成した金属ミラーが形成されており、形状記憶合金に通電加熱等で温度変化を与えて伸縮させることにより金属ミラーを有する形状記憶合金の傾斜面の位置を移動させることで光ファイバ同士の導通をつなぎ換えることとしたので、容易に、精度良く光ファイバ間のつなぎ換えができるという効果を有する。
【００９８】
また、形状記憶合金は、光ファイバと同形状であるので、ブイ溝やピン等を有して、それらで光ファイバを固定することができる基板上に設置し、光電子集積装置を作成することができ、それによって複雑な制御ができる光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【００９９】
上述の説明では、光の導通を切り替えられる光ファイバが２本の場合の光クロスバーについて説明したが、図１４に示すように、上記形状記憶合金を、その横断面を円形ではなく長方形にし、且つその一端面に上記実施の形態３と同様にして長方形状の金属ミラーを形成することで、複数本並列に並べられた光ファイバ内を伝搬する光の導通の切り替えを一度に行えるアドドロップスイッチを実現することができる。以下、このようなアドドロップスイッチを実施の形態３の変形例１として説明する。
（実施の形態３の変形例１）
本実施の形態３の変形例１にかかるアドドロップスイッチについて図を用いて説明する。図１５は、本実施の形態３の変形例１にかかるアドドロップスイッチの構成を示す図である。
【０１００】
まず、実施の形態３の変形例１の構成について説明する。全図を通して、同一符号は同一または相当する部分を示している。Ｍｓ１、Ｍｓ２は、第１及び第２の形状記憶合金であり、ａｘ１、ａｘ２は、その縦断面の中心線である。また、第１、第２の形状記憶合金Ｍｓ１、Ｍｓ２は、その横断面が長方形であり、その縦断面の中心線ａｘ１、ａｘ２方向に延びる形状を有し、温度の変化によって該中心線ａｘ１、ａｘ２方向に伸縮する特徴を有している。具体的には、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｓ１、Ｍｓ２を加熱した場合には伸縮し、冷却すれば弛緩する。そして、第１の形状記憶合金Ｍｓ１の一端には、中心線ａｘ１に対して４５度の角度を有し、中心線ａｘ１に対して１８０度対称の位置にそれぞれ第１の傾斜面ｋ１と第２の傾斜面ｋ２が形成され、該第１及び第２の傾斜面ｋ１、ｋ２には、上記実施の形態３と同様、金属を蒸着することで金属膜を形成した第１の金属ミラー４が形成されている。また、第２の形状記憶合金Ｍｓ２も同様に、その一端に縦断面の中心線ａｘ２に対して４５度の角度を有し、１８０度対称の位置にそれぞれ第３の傾斜面ｋ３及び第４の傾斜面ｋ４が形成され、該第３及び第４の傾斜面には第２の金属ミラー５が形成されている。
【０１０１】
そして、Ｏｆ1１、Ｏｆ2１、Ｏｆ3１、Ｏｆ4１は、第１の光ファイバ群Ｏｆ1、及び第２の光ファイバ群Ｏｆ2、第３の光ファイバ群Ｏｆ3、第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各一本目にあたり、本実施の形態３の変形例においては、例えば各光ファイバ群にそれぞれ８本の光ファイバが並列に並んでいるとする。また、図１５に示すように、第１、第２の光ファイバ群Ｏｆ1、Ｏｆ2の各光ファイバの端面は、その中心軸Ａｘ１、Ａｘ２に対して垂直方向に並んでおり、上記第３、第４の光ファイバ分群Ｏｆ3、Ｏｆ4の各光ファイバの端面は、上記第１、第２の光ファイバ群Ｏｆ1、Ｏｆ2の各光ファイバの端面と、向かい合わせになるように構成され、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバの中心軸Ａｘ１と第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバの中心軸Ａｘ７とが同一直線上に位置し、第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバの中心軸Ａｘ２と第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各光ファイバの中心軸Ａｘ９とが同一直線上に位置する。つまり、第１の光ファイバ群Ｏｆ1と第３の光ファイバ群Ｏｆ3との１本目から８本目までの各中心軸が同一直線上にあり、第１の光ファイバ群と第２の光ファイバ群との１本目から８本目までの各中心軸が平行に並んでいる。そして、第１の形状記憶合金Ｍｓ１の縦断面の中心線ａｘ１と、第２の形状記憶合金Ｍｓ２の縦断面の中心線ａｘ２とが同一直線上に位置し、すべての光ファイバの中心軸に対して垂直であるように構成されている。
【０１０２】
次に、本実施の形態３の変形例１にかかるアドドロップスイッチの動作について説明する。まず、図１５（ａ）に示す状態では、第１の形状記憶合金Ｍｓ１の第１の金属ミラー４は第１の光ファイバ群Ｏｆ1と第３の光ファイバ群Ｏｆ3との間に位置している。また、第２の金属ミラー５は、第２の光ファイバ群Ｏｆ2と第４の光ファイバ群Ｏｆ4との間に位置している。この状態で、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、光ビームは第１の傾斜面ｋ１の中央部辺りで第１の金属ミラー４によって反射し、形状記憶合金の縦断面の中心線ａｘ１、ａｘ２と同一方向に進み、第３の傾斜面ｋ３の中央部辺りで第２の金属ミラー５によって反射し、第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバのコアに入射して、該光ファイバ中を伝搬していく。逆に第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバの端面から光ビームが出射された場合は、先程と逆の進路を進んで、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバ中を伝搬していく。また、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、光ビームは第２の傾斜面ｋ２の中央部辺りで第１の金属ミラー４によって反射し、形状記憶合金の縦断面の中心線ａｘ１、ａｘ２と同一方向に進み第４の傾斜面ｋ４の中央部辺りで第２の金属ミラー５によって反射し、第４の光ファイバ群Ｏｆ4の光ファイバのコアに入射して、該光ファイバ中を伝搬していく。逆に第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各光ファイバから光ビームが出射された場合は、先程と逆の進路で進んで、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバ中を伝搬していく。つまりこの状態では、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバと第２の光ファイバ群Ｏｆ2の光ファイバがつながっており、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバは第４の光ファイバＯｆ4の各光ファイバとつながっている。
【０１０３】
しかし、第１の形状記憶合金Ｍｓ１と第２の形状記憶合金Ｍｓ２に電気を流し、通電加熱を行うと、温度上昇によって第１及び第２の形状記憶合金Ｍｓ１及びＭｓ２が収縮する。従って、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｓ１及びＭｓ２の一部をそれぞれ固定しておけば、図１５（ｂ）に示すように、第１の金属ミラー４は上方向に、第２の金属ミラー５は下方向に移動する。そして、その移動量は、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｓ１及びＭｓ２に流す電気量とそれによる発熱量及び発熱によって、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｓ１及びＭｓ２がどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御できる。この状態で、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバのコアに入射して該光ファイバ中を伝搬し、逆に第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバ中を伝搬していく。また、第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバの端面から光ビームが出射された場合は、第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各光ファイバ中を伝搬し、逆に第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバ中を伝搬していく。つまりこの状態では、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバと第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバとがつながっており、第２の光ファイバ群の各光ファイバＯｆ2と第４の光ファイバ群の各光ファイバＯｆ4とがつながっている。
【０１０４】
このように、本実施の形態３の変形例１のアドドロップスイッチにおいては、並列に複数本並べられた光ファイバ内を伝搬する光の導通の切り替えを、容易に精度良く、一度に行うことができる。
【０１０５】
さらに、上述した説明においては、上記形状記憶合金Ｍｓとして、その一端に金属を蒸着することで金属ミラーを形成し、該金属ミラーと形状記憶合金が一体化されている場合について説明したが、上記形状記憶合金Ｍｓを、図１６に示すように、金属ミラーと形状記憶合金とを分離したものとし、２本の横断面が円形状の形状記憶合金の先端に、直角２等辺三角柱のミラーＴを取りつけてなるものとしてもよい。この形状記憶合金の先端に取り付けるミラーＴは、アルミや、プラスチックに金属を蒸着させたものなどが考えられる。このようにすれば、形状記憶合金の断面が小さくなるので、形状記憶合金に電気を流して通電加熱を行う際に、該形状記憶合金が移動する移動量のばらつきを少なくすることができ、上記形状記憶合金の上下に移動する方向性を制御しやすくなる、という効果がある。
【０１０６】
なお、本実施の形態３の変形例１においても、上記実施の形態１と同様にファイバ間やファイバと形状記憶合金との間の隙間は、適当な値とし、さらに該隙間にマッチングオイルを用いることで光ビームの損失をほぼゼロに等しくすることができ、また、上記第１及び第２の形状記憶合金Ｍｓ１及びＭｓ２を加熱する方法は、例えば、赤外線等による光を当てることによる加熱や、温風を吹き付けることによって加熱する等の方法によっても構わないものとする。
【０１０７】
また、以上に説明した２本の横断面が円形状の形状記憶合金の先端にミラーＴを取りつけてなるアドドロップスイッチは、第１、第２のミラーＴ１、Ｔ２を支える各２本の形状記憶合金Ｍｆ１〜Ｍｆ４に、同時に電気を流すなどして通電加熱して同時に移動させ、光ファイバ間の導通を切り替えるようにしたが、図１７のように、２組の長さの違う形状記憶合金ぞれぞれにミラーＴを取りつけることで、２組の形状記憶合金のうち、一組の形状記憶合金を、電気を流すなどして通電加熱して移動させればよいことになる。以下、このようなアドドロップスイッチを実施の形態３の変形例２として説明する。
（実施の形態３の変形例２）
本実施の形態３の変形例２にかかるアドドロップスイッチについて図を用いて説明する。図１７は、本実施の形態３の変形例２にかかるアドドロップスイッチの構成を示す図である。
【０１０８】
まず、実施の形態３の変形例２の構成について説明する。全図を通して、同一符号は同一または相当する部分を示している。Ｍｆ１〜Ｍｆ４は、第１、第２、第３及び第４の形状記憶合金であり、Ａｘ１０〜Ａｘ１４は、各形状記憶合金の中心軸である。上記各形状記憶合金Ｍｆは、横断面が円形でその中心軸Ａｘ方向に伸びる形状を有し、温度の変化によって伸縮する特徴を有している。具体的には、上記形状記憶合金Ｍｆを加熱した場合には収縮し、冷却すれば、弛緩する。そして、上記第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２には第１のミラーＴ１が取りつけられ、上記第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２より長さが短い上記第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４には、第２のミラーＴ２が取りつけられている。この第１及び第２のミラーＴ１、Ｔ２は、直角２等辺三角柱であり、アルミやプラスチックに金属を蒸着させたものなどが考えられる。そして、上記第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２の内側に、第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４を配置するように構成する。
【０１０９】
次に、本実施の形態３の変形例２にかかるアドドロップスイッチの動作について説明する。まず、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２にのみ電気を流し、通電加熱を行うと、温度上昇によって第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２が収縮し、第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４は伸びている。従って、第１、第２、第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２、Ｍｆ３、Ｍｆ４の一部を同じ基板上に固定しておけば、図１７（ａ）に示すように、該第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２に取りつけられた第１のミラーＴ１は下方向に、また該第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４に取りつけられた第２のミラーＴ２は上方向に移動する。そして、その移動量は、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２に流す電気量とそれによる発熱量及び発熱によって、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２がどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御できる。このとき、第１のミラーＴ１は第１の光ファイバ群Ｏｆ1と第３の光ファイバ群Ｏｆ3との間に位置し、第２のミラーＴ２は、第２の光ファイバ群Ｏｆ2と第４の光ファイバ群Ｏｆ4との間に位置している。この状態で、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、光ビームは第１のミラーＴ１によって反射し、第１及び第２の形状記憶合金の中心軸Ａｘ１０、Ａｘ１１と同一方向に進み第２のミラーＴ２によって反射し、第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバのコアに入射して、該光ファイバ中を伝搬していく。逆に第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバの端面から光ビームが出射された場合は、先程と逆の進路を進んで、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバ中を伝搬していく。また、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、光ビームは第１のミラーＴ１によって反射し、第３及び第４の形状記憶合金の中心軸Ａｘ１２、Ａｘ１３と同一方向に進み第２のミラーＴ２によって反射し、第４の光ファイバ群Ｏｆ4の光ファイバのコアに入射して、該光ファイバ中を伝搬していく。逆に、第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各光ファイバから光ビームが出射された場合は、先程と逆の進路で進んで、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバ中を伝搬していく。つまりこの状態では、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバと第２の光ファイバ群Ｏｆ2の光ファイバがつながっており、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバは第４の光ファイバＯｆ4の各光ファイバとつながっている。
【０１１０】
ここで、第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４にのみ電気を流し、通電加熱を行うと、温度上昇によって第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４が収縮し、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２は通電加熱がなされていないので伸びる。従って、従って、第１、第２、第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２、Ｍｆ３、Ｍｆ４の一部を同じ基板上に固定しておけば、図１７（ｂ）に示すように、該第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２に取りつけられた第１のミラーＴ１は上方向に、また該第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４に取りつけられた第２のミラーＴ２は下方向に移動する。そして、その移動量は、第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３及びＭｆ４に流す電気量とそれによる発熱量及び発熱によって、第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３及びＭｆ４がどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御できる。この状態で、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバのコアに入射して該光ファイバ中を伝搬し、逆に第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバ中を伝搬していく。また、第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバの端面から光ビームが出射された場合は、第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各光ファイバ中を伝搬し、逆に第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバ中を伝搬していく。つまりこの状態では、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバと第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバとがつながっており、第２の光ファイバ群の各光ファイバＯｆ2と第４の光ファイバ群の各光ファイバＯｆ4とがつながっている。
【０１１１】
このように、本実施の形態３の変形例２のアドドロップスイッチにおいては、第１のミラーＴ１を取りつける第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２の高さを、第２のミラーＴ２を取りつける第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４の高さより高くし、該第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２と、該第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４とのどちらか一方を、通電加熱等で温度変化を与えて伸縮させて、上記第１及び第２のミラーＴ１、Ｔ２を上下に移動させることで光ファイバ同士の導通をつなぎ換えることとしたので、同時に４本の形状記憶合金に通電する等しなくてもよくなり、容易に、より精度良く、並列に並べられた複数本の光ファイバ間のつなぎ換えを一度に行うことができるという効果を有する。また、上記４本の形状記憶合金を同じ基板上に設けることができることができる、という効果もある。
（実施の形態４）
本実施の形態４にかかる光フィルタについて図を用いて説明する。図７は、本実施の形態４にかかる光フィルタの構成を示す図である。
【０１１２】
まず、本実施の形態４にかかる光フィルタの構成を説明する。全図を通して、同一符号は同一又は相当する部分を示している。Ｍｆ１は、第１の形状記憶合金であり、Ａｘ１０は、該第１の形状記憶合金Ｍｆ１の中心軸である。また、Ｍｆ２は、第２の形状記憶合金であり、Ａｘ１１は、該第２の形状記憶合金Ｍｆ２の中心軸である。そして、第１の形状記憶合金Ｍｆ１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ２は、横断面が円形でその中心軸Ａｘ１０及びＡｘ１１方向に延びる形状を有し、温度の変化によって中心軸Ａｘ１０及びＡｘ１１方向に伸縮する特徴を有している。具体的には、上記第１の形状記憶合金Ｍｆ１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ２を加熱した場合には収縮し、冷却すれば弛緩する。また、第１の形状記憶合金Ｍｆ１の一端には、中心軸Ａｘ１０に対して４５度の角度を有する傾斜端面ｍ１が形成され、該傾斜端面ｍ１に金属を蒸着した後に誘電体を形成して、ファブリーペロー型の光波長フィルタである第１の光波長フィルタ６を形成している。この第１の光波長フィルタ６は、入射する光ビームの波長によって反射特性が異なる特徴がある。また、第２の形状記憶合金Ｍｆ２の一端には、中心軸Ａｘ１１に対して４５度の角度を有する傾斜端面ｍ２が形成され、該傾斜端面ｍ２に金属を蒸着した後にガラス等の誘電体を形成して、ファブリーペロー型の光波長フィルタである第２の光波長フィルタ７を形成している。この第２の光波長フィルタ７は、入射する光ビームの波長によって反射角が異なる特徴がある。また、Ｏｆ１及びＯｆ２は第１の光ファイバ及び第２の光ファイバで、その端面はそれぞれの中心軸Ａｘ１及びＡｘ２に垂直である。
【０１１３】
そして、本実施の形態４にかかる光フィルタは、図７に示すように、第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１と第１の形状記憶合金Ｍｆ１の中心軸Ａｘ１０とが直交するように配置し、また第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１と第２の形状記憶合金Ｍｆ２の中心軸Ａｘ１１とが同一であるように配置し、また第１の形状記憶合金Ｍｆ１の中心軸Ａｘ１０と第２の光ファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２とが同一直線上に位置するように構成されている。
【０１１４】
次に、本実施の形態４にかかる光フィルタの動作について説明する。まず、図７（ａ）に示す状態では、第１の形状記憶合金Ｍｆ１には電気を流さずに弛緩した状態のままとし、第２の形状記憶合金Ｍｆ２には、電気を流して通電加熱を起こし、収縮した状態としてある。第１の光ファイバＯｆ１から出射された光ビームは、第１の光波長フィルタ６の中央部で反射し、第２の光ファイバＯｆ２のコアに入射して、第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。
【０１１５】
次に、第１の形状記憶合金Ｍｆ１に電気を流して通電加熱を起こして、第２の形状記憶合金Ｍｆ２には電気を流さないようにすると、第１の形状記憶合金Ｍｆ１は収縮し、第２の形状記憶合金Ｍｆ２は弛緩して、図７（ｂ）に示すような状態になる。この時に第１の光ファイバＯｆ１から光ビームが出射されると、第２の光波長フィルタ７の中央部で反射し、第２の光ファイバＯｆ２のコアに入射して、第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。
【０１１６】
例えば、第１の光波長フィルタ６には入射角４５度で入射してくる光ビームの内λ１の波長の光だけを出射角４５度で反射するものを用い、また、第２の光波長フィルタ７には入射角４５度で入射してくる光ビームの内λ２の波長の光だけを出射角４５度で反射するものを用いるとし、第１の光ファイバＯｆ１から出射された光ビームは波長λ１及び波長λ２の成分を含んでいるものとする。このような光ビームが、図７（ａ）に示す状態の時に第１の光ファイバＯｆ１から出射され、第２の光ファイバＯｆ２に入射された場合、該第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬する光は、波長がλ１の光のみである。また、上記光ビームが、図７（ｂ）に示す状態の時に第１の光ファイバＯｆ１から出射され、第２の光ファイバＯｆ２に入射された場合、該第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬する光は、波長がλ２の光のみである。つまり、電気を流す形状記憶合金を選択することで、異なる波長成分の光を選択して同じ光ファイバ中に伝搬させることができる。
【０１１７】
なお、第１の光波長フィルタ６と第２の光波長フィルタ７との入れ替えにおいて、第１の形状記憶合金Ｏｆ１と第２の形状記憶合金Ｏｆ２とを制御する必要があるが、それは第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２に流す電気の量とそれによる発熱量及び発熱によって第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２がどれだけ収縮するかを調べておき、形状記憶合金の一部を固定してあれば、容易に制御できる。
【０１１８】
なお、実施の形態１と同様にファイバ間やファイバと形状記憶合金間との間の隙間は、適当な値とし、さらに該隙間にマッチングオイルを用いることで光ビームの損失をほぼゼロに等しくすることができる。
【０１１９】
また、光波長フィルタとして、傾斜端面に適当な溝を設けた後に金属薄膜を形成することで作成されるグレーティング型フィルタや、フィルタ特性を有する材料を用いても良い。
【０１２０】
また、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２を加熱する方法は、例えば、赤外線等による光を当てることによる加熱や、温風を吹き付ける事によって加熱する等の方法によっても構わない。
【０１２１】
なお、上述した光フィルタの構成を、光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝や、ピン等を有する基板上に形成し、それに他の回路を加えることでさらに様々な働きをする光電子集積装置が形成される。そしてその場合、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２の形状が、光ファイバＯｆ１、Ｏｆ２と同一の形状であるので、上記光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に、該ブイ溝やピン等で形状記憶合金を固定できるので、上記基板上に上記光フィルタを含む光電子集積装置の回路が容易に組める。
【０１２２】
また、この光フィルタを多段で用いれば、さらに精度の高い光フィルタを作成でき、その場合においても、上述したように容易に集積化ができる。
【０１２３】
このように、本実施の形態４にかかる光フィルタによれば、第１の光ファイバから出射された光ビームを光波長フィルタで反射し、ある特定の波長だけを第２の光フィルタに入射させ、該光波長フィルタは、第１の形状記憶合金と第２の形状記憶合金とに異なる特性のものを形成し、通電加熱により形状記憶合金が収縮または弛緩することで、前記第１の光ファイバから出射された光ビームが反射する前記光波長フィルタを選択して、第２の光ファイバに伝搬する光の波長を選択することができるようにしたので、容易に精度良く光ビームから所望の波長成分の光を取り出すことができるという効果を有する。
【０１２４】
また、形状記憶合金は、光ファイバと同形状であるので、ブイ溝やピン等を有して、それらで光ファイバを固定することができる基板上に設置し、光電子集積装置を作成することができ、それによって複雑な制御ができる光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
（実施の形態５）
本実施の形態５にかかる光フィルタについて図を用いて説明する。図８は、本実施の形態５にかかる光フィルタの構成を示す図である。
【０１２５】
まず、本実施の形態５にかかる光フィルタの構成を説明する。全図を通して、同一符号は同一又は相当する部分を示している。Ｍｆは、形状記憶合金である。Ａｘ８は、形状記憶合金Ｍｆの中心軸である。形状記憶合金Ｍｆは、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、温度の変化によって伸縮する特徴を有している。具体的には、上記形状記憶合金Ｍｆを加熱した場合には収縮し、冷却すれば、弛緩する。また、形状記憶合金Ｍｆの一端には、中心軸Ａｘ８に対して４５度の角度を有する傾斜端面ｍが形成されており、該傾斜端面ｍには、光の波長レベルの細かい溝を設けてから金属薄膜を形成して、グレーティング型の光波長フィルタ８を形成している。この光波長フィルタ８は、入射する光ビームの波長によって反射角が異なる特徴がある。また、Ｏｆ１及びＯｆ２は第１の光ファイバ及び第２の光ファイバで、端面はそれぞれの中心軸Ａｘ１及びＡｘ２に垂直な端面である。また、第２の光ファイバＯｆ２は複数ある。
【０１２６】
本実施の形態５における光フィルタは、図８に示すように、第１の光ファイバの中心軸Ａｘ１と、形状記憶合金Ｍｆの中心軸Ａｘ８とが直交し、複数の第２の光ファイバＯｆ２それぞれは、その端面を形状記憶合金Ｍｆの光波長フィルタ８に向けている。
【０１２７】
次に、本実施の形態５にかかる光フィルタの動作について説明する。図８において、第１の光ファイバＯｆ１から出射された光ビームは、形状記憶合金Ｍｆの光波長フィルタ８の中央部で反射し、波長成分の違いによって第２の光ファイバＯｆ２に入射し、第２の光ファイバ中を伝搬していく。ここで、光波長フィルタ８は、入射光の波長成分によって反射角が異なるという性質を持っている。また、入射光が反射する光波長フィルタ８の位置の違いによってもその反射特性が異なる。つまり、第１の光ファイバＯｆ１から出射された光ビームは、第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１に沿って進み、光波長フィルタ８の中央部に入射角４５度で入射し、例えば第１の光ファイバＯｆ１から出射された光ビームに含まれる波長がλ１の光は、上部の第２の光ファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２に沿って進み、該上部の第２の光ファイバＯｆ２のコアに入射し、該上部の第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。また、第１の光ファイバＯｆ１から出射された光ビームに含まれる波長がλ２の光は、下部の第２のファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２に沿って進み、該下部の第２の光ファイバＯｆ２のコアに入射し、該下部の第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。つまり、光波長フィルタの性質より、所望の波長の光が反射する方角を知っていれば、その所望の波長の光が反射する位置に第２の光ファイバＯｆ２を設置しておくことで、第１の光ファイバＯｆ１より出射された光ビームに含まれるの所望の波長の光を取り出すことができる。なお、第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１と光波長フィルタ８との角度は、４５度以外でも構わない。
【０１２８】
さらに、光波長フィルタ８の位置によっても反射特性が異なるので、形状記憶合金Ｍｆの一部を固定しておき、この状態で電気を流して通電加熱を行えば、形状記憶合金Ｍｆが収縮して、光波長フィルタ８は左に移動し、その結果光波長フィルタ８の先端部に第１の光ファイバＯｆ１からの光ビームが入射する。そして、その時に先端位置から上部の第２の光フィルタＯｆ２あるいは下部の第２の光フィルタＯｆ２には、別の波長成分の光ビームが入射されることになるので、さらに多くの波長成分の違う光を取り出すことができる。
【０１２９】
なお、光波長フィルタ８の移動量は、形状記憶合金Ｍｆに流す電気の量とそれによる発熱量及び発熱によって形状記憶合金Ｍｆがどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御できる。
【０１３０】
また、実施の形態１と同様にファイバ間やファイバと形状記憶合金との間の隙間は、適当な値とし、さらにその隙間にマッチングオイルを用いることで光ビームの損失をほぼゼロに等しくすることができる。
【０１３１】
また、形状記憶合金Ｍｆを加熱する方法は、例えば、赤外線等による光を当てることによる加熱や、温風を吹き付ける事によって加熱する等の方法によっても構わない。
【０１３２】
なお、上述した光フィルタの構成を、光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝や、ピン等を有する基板上に形成し、それに他の回路を加えることでさらに様々な働きをする光電子集積装置が形成される。そしてその場合、形状記憶合金Ｍｆの形状が、光ファイバＯｆ１、Ｏｆ２と同一の形状であるので、上記光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に形状記憶合金を固定できるので、上記基板上に上記光フィルタを含む光電子集積装置の回路が容易に組める。
【０１３３】
また、この光フィルタを多段で用いれば、さらに精度の高い光フィルタを作成でき、その場合でも容易に集積化ができる。
【０１３４】
このように本実施の形態５にかかる光スイッチによれば、形状記憶合金に光波長フィルタを設け第１の光ファイバから出射される光ビームを反射し、第２の光ファイバに所望の波長成分の光を入射し、さらに該光波長フィルタは、反射位置によって反射特性が異なるものとし、通電加熱により形状記憶合金が収縮または弛緩することで、光波長フィルタを移動させて、反射位置を移動させることで、さらに多数の波長を取り出すことができることとしたので、容易に精度良く光ビームから所望の波長成分の光を取り出すことができるという効果を有する。
【０１３５】
また、形状記憶合金は、光ファイバと同形状であるので、ブイ溝やピン等を有して、それらで光ファイバを固定することができる基板上に設置し、光電子集積装置を作成することができ、それによって複雑な制御ができる光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
（実施の形態６）
本実施の形態６にかかるマイケルソン干渉計について図を用いて説明する。図９は、本実施の形態６にかかるマイケルソン干渉計の構成を示す図であり、図９（ａ）は斜視図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＫ矢示図、図９（ｃ）は図９（ａ）のＬ矢示図である。
【０１３６】
図において、図３，図９と同一符号は同一又は相当する部分を示し、本実施の形態６は、図３のＴ字カップリングを直接応用したものである。すなわち、第１〜第３の光ファイバＯｆ１〜Ｏｆ３は、同一の構造を有し、従って、コア１，及びクラッド２の径も同じである。
【０１３７】
Ｍｆは、形状記憶合金であり、Ａｘ８は、該形状記憶合金Ｍｆの中心軸である。上記形状記憶合金Ｍｆは、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、温度の変化によって伸縮する特徴を有している。具体的には、該形状記憶合金Ｍｆを加熱した場合には収縮し、冷却すれば、弛緩する。また、形状記憶合金Ｍｆの一端は、中心軸Ａｘ８に対して垂直であり、該端面に金属を蒸着することで金属薄膜を形成した金属ミラー３が形成されている。
【０１３８】
第１の光ファイバＯｆ１，第２の光ファイバＯｆ２，及び第３の光ファイバＯｆ３は、共に、一端に傾斜端面Ｆ１〜Ｆ３を有しており、上記第１，第２，第３の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２，Ｏｆ３は、それぞれ、傾斜端面Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が形成されていない方の端の端面が中心軸に垂直に形成され、また、上記第２の光ファイバＯｆ２の垂直な端面には金属を蒸着することにより金属ミラー９が形成され、上記第３の光ファイバＯｆ３の垂直な端面と形状記憶合金Ｍｆの金属ミラーとは所定の距離を置いて隣接している。また、形状記憶合金Ｍｆの中心軸Ａｘ８と第３の光ファイバＯｆ３の中心軸Ａｘ７とは同一直線上に位置している。また、第２，第３の光ファイバＯｆ２，Ｏｆ３は、互いに、長さが異なっている。
【０１３９】
１０１は、本実施の形態６によるマイケルソン干渉計の出力を利用するための光検知器である。光検知器１０１は、フォトダイオード等で構成され、第１の光ファイバと第２の光ファイバとの直交軸Ａｘ３上に位置し、かつ第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２に接する，あるいは近接するようにして配置される。具体的には、例えば、その表面直下にフォトダイオードを半導体デバイス製造プロセスにより形成してなる半導体を光学台として用い、該光学台上に第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２を、それらの接続部がフォトダイオード上に位置するようにして配置することにより、本図の配置を実現することができる。
【０１４０】
次に、以上のように構成されたマイケルソン干渉計の動作を説明する。第１の光ファイバＯｆ１に光ビームを入射せしめると、該入射した光ビームは傾斜端面Ｆ１で間隔Ｓに応じた比率で分波され、該分波された一方の光ビームは、第２の光ファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２に沿って進み、金属ミラー９で反射され、その後、逆の経路を辿って第１の光ファイバＯｆ１の傾斜端面Ｆ１に戻り、そこをその一部が通過する。一方、前記分波された他方の光ビームは第３の光ファイバの中心軸Ａｘ７に沿って進み、外部に出射される。この外部に出射された光ビームは、形状記憶合金Ｍｆの金属ミラー３で反射されて、再び第３の光ファイバＯｆ３に入射し、逆の経路を辿って該第３の光ファイバＯｆ３の傾斜端面Ｆ３に戻り、そこでその一部が反射され、前記第１の光ファイバＯｆ１の傾斜端面Ｆ１を通過してくる光ビームと合波され、該合波された光ビームが光検知器１０１に入射する。そして、上述したように、上記第２の光ファイバＯｆ２の長さと第３の光ファイバＯｆ３の長さが異なり、その結果形状記憶合金Ｍｆの金属ミラー３で反射された光ビームと第２の光ファイバＯｆ２の金属ミラー９で反射された光ビームとは通った光路長が異なるため、両光ビーム間で干渉を生じ、従って、干渉計として用いることができる。
【０１４１】
また、形状記憶合金Ｍｆに電気を流し、通電加熱によって収縮させると第３の光ファイバＯｆ３に対し、該形状記憶合金Ｍｆの端面に形成された金属ミラー３を、該第３の光ファイバＯｆ３の中心軸Ａｘ７に平行な方向に相対的に移動させることができるので、該金属ミラー３との距離に応じて、金属ミラー３で反射される光ビームの位相が変化し、これにより、前記合波された光ビームの干渉による光強度が変化するため、光検知器１０１でこの光強度の変化を検知することにより、本実施の形態６によるマイケルソン干渉計を光スイッチとして用いることができる。
【０１４２】
なお、光波長フィルタ８の移動量は、形状記憶合金Ｍｆに流す電気の量とそれによる発熱量及び発熱によって形状記憶合金Ｍｆがどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御できる。
【０１４３】
また、上記実施の形態１と同様に、ファイバ間やファイバと形状記憶合金との間の隙間は、適当な値とし、さらにその隙間にマッチングオイルを用いることで光ビームの損失をほぼゼロに等しくすることができる。
【０１４４】
また、形状記憶合金Ｍｆを加熱する方法は、例えば、赤外線等による光を当てることによる加熱や、温風を吹き付ける事によって加熱する等の方法によっても構わない。
【０１４５】
なお、上述した干渉計の構成を、光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝や、ピン等を有する基板上に形成し、それに他の回路を加えることでさらに様々な働きをする光電子集積装置が形成される。そしてその場合、形状記憶合金Ｍｆの形状が光ファイバＯｆ１、Ｏｆ２と同一の形状であるので、上記光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に、該ブイ溝やピン等で形状記憶合金を固定できるので、上記基板上に上記干渉計を含む光電子集積装置の回路が容易に組める。
【０１４６】
また、上記の説明では、第２の光ファイバＯｆ２の端面に金属膜を形成し、第３の光ファイバＯｆ３の端面に形状記憶合金Ｍｆを設置するようにしたが、第２の光ファイバＯｆ２の端面に形状記憶合金Ｍｆを設置し、第３の光ファイバＯｆ３の端面に金属膜を形成してもよい。
【０１４７】
また、上記の説明では、第２の光ファイバＯｆ２及び第３の光ファイバＯｆ３について、長さを異ならしめるようにしたが、長さを同じとし、屈折率を異ならしめるようにしてもよい。
【０１４８】
このように本実施の形態６の干渉計によれば、入力用の第１の光ファイバに対し、一端に傾斜端面を他端に反射面を有する２つの分岐光路用の第２及び第３の光ファイバＯｆ２及びＯｆ３について、その一方を互いの傾斜端面の反射及び互いの側面レンズ作用により光結合するよう配置するとともに、その他方を互いの傾斜端面が所定の間隔で対向するように配置し、第２の光ファイバの傾斜端面が形成されていない方の端の端面に、金属ミラーを、また、第３の光ファイバＯｆ３のうちの傾斜端面が形成されていない方の端の端面に、金属ミラーを端面に形成した温度変化により伸縮する形状記憶合金を設置することで、マイケルソン干渉計として用いることができる。また、本実施の形態６による干渉計を用いて、作成することが容易な光スイッチを得ることができる。さらに、スティック状の複数の光ファイバ及び形状記憶合金を、互いに略９０度ねじれた状態で互いの端部を合わせるようにして積層配置することにより干渉計を構成することができるため、該干渉計を光デバイスに用いるのに十分小さなサイズとすることができ、かつ容易に作成することができる。
（実施の形態７）
本実施の形態７にかかる半導体装置について図を用いて説明する。図１０は、本実施の形態７にかかる半導体装置の構成を示す図である。また、図１１は、本実施の形態７にかかる半導体装置を用いて半導体装置同士を接続している状態を示す図である。
【０１４９】
まず、本実施の形態７にかかる半導体装置の構成を説明する。Ｓｆは半導体装置であり、スティック状で、横断面が円形であり、その中心軸方向に延びる形状を有している。１１は半導体装置Ｓｆの基板であり、基板１１上に集積回路１２が形成されている。つまり、本実施の形態７における半導体装置Ｓｆには、その側面に集積回路１２が形成されている。また、１０は集積回路１２の電極であり、半導体装置Ｓｆの端面ｍ３に形成されている。
【０１５０】
上記のように構成された本実施の形態７における半導体装置Ｓｆは、図１１に示すように、平面状の半導体装置１３同士をつなぐ電線等である伝送線１４の途中に設置される。そして、上記伝送線１４は、それぞれの半導体装置１３の電極１５に接続されている。
【０１５１】
次に、本実施の形態７にかかる半導体装置Ｓｆの動作について説明する。半導体装置ＳｆはＳｉ又はＧａＡｓの単結晶上に、半導体デバイスプロセスにより回路を形成したもので、従来は、平面状であった半導体装置をスティック状にしたものである。この半導体装置Ｓｆは伝送線１４と同一の形状、及び大きさであり、従来の平面状の半導体装置１３の電極１５と伝送線１４を介して連結している。この上記伝送線１４は電気信号をそのまま伝えるものであるが、本実施の形態７における半導体装置Ｓｆはそれ自体が集積回路１２を備え、信号を制御する働きを持っているので、電極１５からの信号を変換して伝送することができる。なお、図１０に示す半導体装置Ｓｆには、その端面ｍ３に電極１０を３個有しているが、この電極の数は何個でも良く、また、図１１のように一つの電極同士を接続する場合には、上記半導体装置Ｓｆの一つの端面ｍ３に１個の電極でも構わない。また、上記半導体装置Ｓｆは、図１０に示されるように半導体装置１３同士の接続に使用するだけでなく、それ以外の電気回路の接続に使用でき、形状が電線等である伝送線１４と同一のスティック状であるので伝送線１４と同様の使い方ができ、使用しやすい。
【０１５２】
このように、本実施の形態７における半導体装置によれば、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状である基板の側面に集積回路が形成されているので、電線等である伝送線と接続して使用することができ、また、伝送線とは異なり信号を伝えるだけでなく制御することができるという効果を有する。
【０１５３】
さらに、本実施の形態７における半導体装置は、伝送線と同形状であるので、伝送線と同様の使い方ができ、且つ容易接続して使用できるという効果も有する。
【０１５４】
なお、上記実施の形態７においては、基板上のシリコン等に集積回路が形成されているスティック状の半導体集積Ｓｆについて説明したが、基板上の誘電体、例えばセラミック等にマイクロ波集積回路を形成するようにすれば、スティック状のマイクロ波装置として使用できる。以下、実施の形態７の変形例において、このマイクロ波装置について説明する。
（実施の形態７の変形例）
以下、本実施の形態７の変形例にかかる、マイクロ波装置について、図１８を用いて説明する。図１８は、本実施の形態７の変形例におけるマイクロ波装置の構成を示す図である。図において、Ｄｆはマイクロ波装置であり、スティック状で、横断面が円形であり、その中心軸方向に延びる形状を有している。また、１９は、マイクロ波装置Ｄｆの基板であり、基板１９上にマイクロ波集積回路２０が形成されている。つまり、本実施の形態７の変形例におけるマイクロ波装置Ｄｆには、その側面にマイクロ波集積回路２０が形成されている。このマイクロ波集積回路２０は、例えばセラミック等に、所望のパターンを写真で焼きつけ、カットあるいは、溶かす等して作成される。
【０１５５】
また、マイクロ波装置Ｄｆには、対極が必要なので、例えば、図１８（ａ）のように、マイクロ波装置Ｄｆの中心軸上に、同軸ケーブルのように、金属棒を対極２１として設けたり、図１８（ｂ）のように、マイクロ波集積回路２０の側面のある任意の領域に対極２１を設ける等して、対極をマイクロ波装置Ｄｆ上に設ければよい。なお、図１８（ｂ）のように側面領域に対極２１を設ける場合は、マイクロ波集積回路２０をその対極２１に使用している領域以外に形成する。
【０１５６】
そして、上記のように構成されたマイクロ波装置Ｄｆを、図１１に示す、半導体装置Ｓｆのかわりに、平面状の半導体装置１３同士をつなぐ同軸ケーブルあるいはフィーダ線等の伝送線１４の途中に設置する。
【０１５７】
次に、本実施の形態７の変形例にかかる、マイクロ波装置Ｄｆの動作について説明する。例えば、マイクロ波装置Ｄｆが、図１８（ａ）に示すような分岐回路のマイクロ波集積回路２０を有する場合、該マイクロ波装置Ｄｆに入力された光ビームが、出力される際には４つに分岐されて出力される。このように、上記マイクロ波装置Ｄｆはマイクロ波集積回路２０を備え、信号を制御する働きを持っているので、同軸ケーブル等の上記伝送線１４のように単に信号をそのまま伝えるだけでなく、信号を変換して伝送することができる。なお、図１８（ａ）に示すマイクロ波装置Ｄｆは、その端面に電極を４つ有しているが、この数は何個でもよく、そのマイクロ波集積回路２０のパターンによるものである。また、図１１のように接続させる場合は１つの電極でよい。また、マイクロ波装置Ｄｆの形状がスティック状であるので、伝送線１４と同様の使い方ができ使用しやすい。
【０１５８】
このように、本実施の形態７の変形例にかかるマイクロ波装置Ｄｆにおいても、上述した半導体装置Ｓｆと同様、入力されてくる電波を、同軸ケーブル等の伝送線のように伝送するだけでなく、制御することができ、さらに、伝送線と同形状であるので、同様の使い方ができ、容易に接続して使用することができる効果を有する。
（実施の形態８）
本実施の形態８にかかる光電子集積装置について図を用いて説明する。図１２は、本実施の形態７にかかる半導体装置Ｓｆと光ファイバとを組み合わせた回路の構成を示す図である。図１３は、本実施の形態７にかかる半導体装置Ｓｆを基板のブイ溝に積層配置した状態を示した図である。
【０１５９】
まず、本実施の形態８にかかる光電子集積装置の構成を説明する。本実施の形態８に係る光電子集積装置は、本実施の形態７にかかる半導体装置Ｓｆを用いており、図１０に示すように半導体装置Ｓｆは横断面が円形で、その中心軸方向に延びる形状を有し、スティック状である。これは、光ファイバと同一の直径及び形状である。また、上述したように半導体装置Ｓｆの側面には集積回路１２が、端面ｍ３には電極１０が形成されている。また、Ｏｆは光ファイバである。
【０１６０】
図１２に示すように、この半導体装置Ｓｆの端面ｍ３に面発光型のレーザダイオード１６を設置する。電極１０により、レーザダイオードには、電気信号が入力されている。さらに端面ｍ３に向かい合うように端面がくるように光ファイバＯｆを設置する。半導体装置Ｓｆの中心軸と光ファイバＯｆの中心軸は同一である。
【０１６１】
次に、本実施の形態８にかかる光電子集積装置の動作について説明する。図１２に示す状態で、半導体装置Ｓｆからの電気信号を受け、面発光型のレーザダイオード１６が発光するその光ビームは光ファイバＯｆのコアに入射し、光ファイバＯｆ中を伝搬していく。また、半導体装置Ｓｆの端面ｍ３には、レーザダイオード１６のかわりに受光素子を設置してもよく、その場合は、光ファイバＯｆから出射された光ビームを受光素子が電気信号へと変換し、その信号を集積回路１２で制御して、受光素子とは反対の端面に設置された電極（図示せず）に送る。そして、上述したような半導体素子Ｓｆと光ファイバＯｆとを、ブイ溝やピンを有する基板上に設置固定することで、集積装置を作成することができる。また、それぞれの半導体装置Ｓｆに異なる働き、例えば、一つはメモリとして、一つはＬＤドライバとして、一つはＭＰＵとしての働きを持つように作成し、それら３本の半導体装置Ｓｆを、図１３に示すように、ブイ溝１７を有する基板１８に積層配置して、各半導体装置Ｓｆの電極１０が接してつながるように設置するようにすれば、それぞれの半導体装置Ｓｆを結合させて働かせることができる。また、実施の形態１から６に示した光電子集積装置に半導体装置Ｓｆを追加することで、さらに複雑な制御が容易に実現できる光電子集積装置を作成することができる。
【０１６２】
また、実施の形態７の変形例において説明したマイクロ波装置Ｄｆを、上述した半導体装置Ｓｆと置き換えても、上記同様の効果を得ることができる。さらに、上記半導体装置Ｓｆ、マイクロ波装置Ｄｆを組み合わせて使用すれば、より複雑な制御が容易に実現できる光電子集積装置を作成することができる。
【０１６３】
このように、本実施の形態８にかかる光電子集積装置によれば、スティック形状の半導体装置、あるいはマイクロ波装置の端面に発光部を設け、該発光部からの光ビームが光ファイバに入射せしめるように設置することとしたので、集積化され、容易に光を制御することができるという効果を有する。
【０１６４】
また、前記半導体装置、あるいはマイクロ波装置を積層配置する場合に、お互い接する部分に電極を形成したので、電極間を伝送線でつなぐ必要がなく、容易に作成することができるという効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【０１６５】
本発明の干渉計、光スイッチ、及び光集積装置は、光を容易に制御することができ、応答特性がよく小型化が可能な干渉計、光スイッチ、及び光集積装置として有用である。
【符号の説明】
【０１６６】
Ａｘ１ 第１の光ファイバの中心軸
Ａｘ２ 第２の光ファイバの中心軸
Ａｘ３ 両光ファイバ直交軸
Ａｘ４ 第１の光ファイバの傾斜端面の中心軸
Ａｘ５ 第２の光ファイバの傾斜端面の中心軸
Ａｘ６ 第１の光ファイバ直交軸
Ａｘ７ 第３の光ファイバの中心軸
Ａｘ８ 形状記憶合金の中心軸
Ａｘ９ 第４の光ファイバの中心軸
Ａｘ１０ 第１の形状記憶合金の中心軸
Ａｘ１１ 第２の形状記憶合金の中心軸
Ａｘ１２ 第３の形状記憶合金の中心軸
Ａｘ１３ 第４の形状記憶合金の中心軸
ａｘ１ 第１の形状記憶合金の縦断面の中心線
ａｘ２ 第２の形状記憶合金の縦断面の中心線
Ｃｐ１ 第１の光ファイバの傾斜端面の中心点
Ｃｐ２ 第２の光ファイバの傾斜端面の中心点
ｄ 光ファイバ間隔
Ｆ１ 第１の光ファイバの傾斜端面
Ｆ２ 第２の光ファイバの傾斜端面
Ｆ３ 第３の光ファイバの傾斜端面
Ｏｆ１ 第１の光ファイバ
Ｏｆ２ 第２の光ファイバ
Ｏｆ３ 第３の光ファイバ
Ｏｆ４ 第４の光ファイバ
Ｏｆ 光ファイバ
Ｏｆ1 第１の光ファイバ群
Ｏｆ2 第２の光ファイバ群
Ｏｆ3 第３の光ファイバ群
Ｏｆ4 第４の光ファイバ群
Ｓ 傾斜端面の間隔
Ｐ１〜Ｐ３ ポート
Ｍｆ 形状記憶合金
Ｍｆ１、Ｍｓ１ 第１の形状記憶合金
Ｍｆ２、Ｍｓ２ 第２の形状記憶合金
Ｍｆ３ 第３の形状記憶合金
Ｍｆ４ 第４の形状記憶合金
Ｔ１ 第１のミラー
Ｔ２ 第２のミラー
ｍ 形状記憶合金の傾斜端面
ｍ１ 傾斜端面
ｍ２ 傾斜端面
ｍ３ 端面
ｋ１ 第１の傾斜面
ｋ２ 第２の傾斜面
ｋ３ 第３の傾斜面
ｋ４ 第４の傾斜面
１ コア
２ クラッド
３、９ 金属ミラー
４ 第１の金属ミラー
５ 第２の金属ミラー
６ 第１の光波長フィルタ
７ 第２の光波長フィルタ
８ 光波長フィルタ
１０、１５、２２ 電極
１１、１９ 基板
１２ 集積回路
１３ 半導体装置
１４ 伝送線
１６ レーザダイオード
１７ ブイ溝
１８ 基板
２０ マイクロ波集積回路
２１ 対極
１０１ 光検知器
Ｓｆ 半導体装置
Ｄｆ マイクロ波装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スティック形状の、形状記憶合金と光導波部材と半導体装置とを用いて構成された、光電子集積装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光コンピュータや光インターコネクションの分野の進歩が目覚ましい。このため、小型で光を制御することができる光電子集積装置が必要となっている。
【０００３】
現在使われている光電子集積装置の一つに、光スイッチがある。該光スイッチには、例えば、光を導波する光ファイバの光路を変える場合に、ミラー等を機械的に動かすことで光路を切り替えるものがあり、該可動式のミラー等によって光波を反射させることで、光路の切り替えを制御するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような光スイッチでは、光路を切り替えるためにはミラーを動かさなければならないため、光路切り替えの応答特性が悪いといった問題点があった。また、光スイッチが、上述したような機械的な構造を有する場合、小型化、集積化することが難しかった。
【０００５】
また、光電子集積装置を形成する上で、光ファイバと共に様々な回路パターンが形成された半導体装置を用いる必要があるが、円柱状である光ファイバは基板上のブイ溝やピン等で固定できるが、平面形である半導体装置は、ブイ溝やピン等では固定することができないため、光ファイバと半導体とを同一の基板上に固定することは難しかった。
【０００６】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、光を容易に制御することができ、応答特性がよく小型化が可能であり、同じ基板上に半導体装置をも含む光電子集積装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る干渉計は、外部から入射される光ビームを分波し、該分波した双方の光ビームを光路長の異なる２つの分岐光路を通過せしめた後合波することにより、該合波する両光ビームの間に干渉を生ぜしめ、該干渉を生ぜしめてなる光ビームを外部に出射するように構成してなる干渉計において、光を透過可能な材料からなり、その横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、該中心軸に沿って光ビームが伝搬可能なように該横断面の半径方向にその屈折率を異ならしめてなり、少なくともその一端に該中心軸に略４５度傾斜した傾斜端面を有し、該傾斜端面の中心部にて該傾斜端面の中心軸に対し略４５度の角度で入射する光を全反射することが可能な第１、第２、第３の光導波部材と、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、その一端は該中心軸に対し垂直な端面を有し、該垂直な端面には金属薄膜を形成し、該金属薄膜に入射する光ビームを反射してなる、温度の変化によって中心軸方向に伸縮する形状記憶合金とを有し、前記第１の光導波部材に対し前記第２の光導波部材を、該第１の光導波部材の前記一端と該第２の光導波部材の前記一端とが双方の傾斜端面における反射，及び双方の側面のレンズ作用を利用して光結合するように配置し、前記第１の光導波部材に対し前記第３の光導波部材を、互いの中心軸が一致し、互いの傾斜端面が所定の間隔を有して略平行となるように配置することにより光合分波構造を形成し、前記第２の光導波部材，及び前記第３の光導波部材のうち、一方の光導波部材の中心軸と前記形状記憶合金の中心軸とは一致し、光導波部材の端面と、前記形状記憶合金の前記垂直な端面とが所定の間隔を置いて配置されており、他方の光導波部材の他端に該他方の導波部材の中心軸に沿って伝搬して来る光ビームを反射せしめる反射面を配設するようにしてなる、ことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る光スイッチは、請求項１の干渉計を用いた光スイッチであって、該干渉計において前記形状記憶合金を伸縮せしめることで光路長を変化せしめ、位相のずれより生じる制御信号を出力する、ことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る干渉計は、請求項１に記載の干渉計において、温度変化によって伸縮する前記形状記憶合金に電気を流すことで温度変化を起こして伸縮せしめ、または、前記形状記憶合金に温風を吹き付けることで温度変化を起こして伸縮せしめ、または、前記形状記憶合金に光をあてることで温度変化を起こして伸縮せしめる、ことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る光スイッチは、請求項２に記載の光スイッチにおいて、温度変化によって伸縮する前記形状記憶合金に電気を流すことで温度変化を起こして伸縮せしめ、または、前記形状記憶合金に温風を吹き付けることで温度変化を起こして伸縮せしめ、または、前記形状記憶合金に光をあてることで温度変化を起こして伸縮せしめる、ことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項５に係る光集積装置は、請求項３に記載の干渉計、及び／または請求項４に記載の光スイッチの構成部材を、ブイ溝またはピンを設けた基板上に固定配置し、請求項３に記載の干渉計、及び／または請求項４に記載の光スイッチを集積化して前記基板上に形成した、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、温度の変化によって伸縮する形状記憶合金と、光を伝搬可能である光導波部材とを組み合わせて、光電子集積装置を形成することとしたので、通電加熱等の電気によって形状記憶合金の伸縮を制御することができ、光波を様々に制御することが容易に行え、簡単に集積化できるという効果を有する。
【００１３】
また、本発明によれば、光導波部材に形状記憶合金を接着し、該形状記憶合金を伸縮させることで、前記光導波部材を動かし、前記光導波部材中を伝搬する光波が出射する位置を変更することとしたので、応答特性も良いので、集積化でき、精度が高く、応答特性も良い光スイッチが容易に作成できるという効果を有する。
【００１４】
また、本発明によれば、端面を中心軸に対して略４５度傾斜させた傾斜端面に金属薄膜によってミラーを形成した複数の形状記憶合金を有し、該形状記憶合金を伸縮させることで、第１の光導波部材から出射された光波を反射する形状記憶合金を選び、選ばれた形状記憶合金の前記傾斜端面にて光波を反射し、複数の内の一つの第２の光導波部材に入射することとしたので、集積化でき、精度が高く、応答特性も良い光スイッチが容易に作成できるという効果を有する。
【００１５】
また、本発明によれば、それぞれの端面に中心軸に対して略４５度の角度を有し、該中心軸に対して１８０度対称の位置に２つの傾斜面が形成され、それぞれの傾斜面には金属薄膜によってミラーが形成された二つの第１及び第２の形状記憶合金を有し、第１と第２の光導波部材はそれぞれの光導波部材の中心軸に対して垂直方向に並んでおり、第３と第４の光導波部材のそれぞれの端面は、前記第１と前記第２の光導波部材のそれぞれの端面と、向かい合わせになるように構成され、前記第１の光導波部材の中心軸は前記第３の光導波部材の中心軸と同一で、前記第２の光導波部材の中心軸は前記第４の光導波部材の中心軸と同一であり、前記第１と第２の形状記憶合金の中心軸は同一で、前記光導波部材の中心軸に対して垂直であり、前記第１と第２の形状記憶合金が伸びている状態の時に、前記第１の光導波部材と前記第３の光導波部材からの光ビームを前記第１の形状記憶合金の傾斜面は、反射することが可能で、前記第２と第４の光導波部材からの光ビームを前記第２の形状記憶合金の傾斜面は反射することが可能であるように構成し、該第１及び第２の形状記憶合金を伸縮させることで、光波の進路を切り替え、光導波路同士のつなぎ換えを行うこととしたので、集積化され、精度が高く、応答特性も良い光クロスバーが容易に作成できるという効果を有する。
【００１６】
また、本発明によれば、横断面が長方形で、且つそれぞれの端面にその縦断面の中心線に対して略４５度の角度を有し、該中心線に対して１８０度対称の位置に２つの傾斜面が形成され、それぞれの傾斜面には金属薄膜によってミラーが形成された二つの第１及び第２の形状記憶合金を有し、複数の第１の光導波部材及び複数の第２の光導波部材はそれぞれの光導波部材の中心軸に対して垂直方向に並んでおり、複数の第３の光導波部材及び複数の第４の光導波部材のそれぞれの端面は、前記複数の第１及び前記複数の第２の光導波部材のそれぞれの端面と、向かい合わせになるように構成され、前記複数の第１の光導波部材の中心軸は前記複数の第３の光導波部材の中心軸と同一で、前記複数の第２の光導波部材の中心軸は前記複数の第４の光導波部材の中心軸と同一であり、前記第１と第２の形状記憶合金の縦断面の中心線は、前記光導波部材の中心軸に対して垂直であり、前記第１と第２の形状記憶合金が伸びている状態の時に、前記複数の第１の光導波部材と前記複数の第３の光導波部材からの光ビームを前記第１の形状記憶合金の傾斜面は、反射することが可能で、前記複数の第２及び第４の光導波部材からの光ビームを前記第２の形状記憶合金の傾斜面は反射することが可能であるように構成し、該第１及び第２の形状記憶合金を伸縮させることで、光波の進路を切り替え、光導波路同士のつなぎ換えを行うこととしたので、集積化され、精度が高く、応答特性も良い、複数本並列に並べられた光ファイバ内を伝搬される光の導電の切り替えを一度に行えるアドドロップスイッチが容易に作成できるという効果を有する。
【００１７】
また、本発明によれば、前記光クロスバーにおいて、前記第１及び第２の形状記憶合金を、直角二等辺三角柱の直角を挟む２つの傾斜面に金属薄膜を形成し、該２つの傾斜面のそれぞれの中心部にて該傾斜面に入射する光ビームを反射してなるミラーと、横断面が円形で、温度の変化によってその中心軸方向に伸縮する形状を有し、その一端を前記ミラーの底面に接着された２本の形状記憶合金と、からなるものとし、前記第１及び第２の形状記憶合金が伸びている状態の時に、前記複数の第１の光導波部材と前記複数の第３の光導波部材からの光ビームを前記第１の形状記憶合金のミラーは、反射することが可能で、前記複数の第２と前記複数の第４の光導波部材からの光ビームを前記第２の形状記憶合金のミラーは反射することが可能であるように構成したので、請求項５の効果に加え、前記形状記憶合金の移動量のばらつきを少なくして、前記ミラーが上下に移動する方向性を制御しやすい、複数本並列に並べられた光ファイバ内を伝搬される光の導電の切り替えを一度に行えるアドドロップスイッチが容易に作成できるという効果を有する。
【００１８】
また、本発明によれば、前記光クロスバーにおいて、前記第１の形状記憶合金を前記第２の形状記憶合金の外周に沿うよう配置し、前記第１の形状記憶合金の２本の形状記憶合金が縮み、前記第２の形状記憶合金の２本の形状記憶合金が伸びている状態の時に、前記複数の第１の光導波部材と前記複数の第３の光導波部材からの光ビームを前記第１の形状記憶合金のミラーは、反射することが可能で、前記複数の第２と前記複数の第４の光導波部材からの光ビームを前記第２の形状記憶合金のミラーは反射することが可能であるように構成し、該第１または第２の形状記憶合金のどちらか一方を縮めることで、光波の進路を切り替え、光導波路同士のつなぎ換えを行うこととしたので、集積化され、精度が高く、応答特性も良い、複数本並列に並べられた光ファイバ内を伝搬される光の導電の切り替えを一度に行えるアドドロップスイッチが容易に作成できるという効果を有する。また、第１または第２の形状記憶合金のうちどちらか一方を縮ることで光波の進路を切り替えることができるので、光の進路の切り替え制御をより精度よく行うことができる。
【００１９】
また、本発明によれば、端面を中心軸に対して略４５度傾斜させた傾斜端面に、お互いに異なった特性を持つ光波長フィルタを形成した二つの形状記憶合金を有し、該形状記憶合金のそれぞれを伸縮させることで、第１の光導波部材から出射された光波を反射する光波長フィルタを選び、所望の波長の光波を第２の光導波部材に入射させることとしたので、集積化され、精度が高く、応答特性も良く元の光波より簡単に２種類の光波を取り出すことができる光フィルタが容易に作成できるという効果を有する。
【００２０】
また、複数段に増やしていくことで、より精度の高い光フィルタが得られるという効果を有する。
【００２１】
また、本発明によれば、端面を中心軸に対して傾斜させたた傾斜端面に、光波長フィルタを形成された形状記憶合金を有し、該光波長フィルタは光波の反射位置によって異なった反射特性を持つように形成されており、該形状記憶合金を伸縮させることで、第１の光導波部材から出射された光波を反射する光波長フィルタの反射位置を変化させ、所望の波長の光波を第２の光導波部材に入射させることとしたので、集積化され、精度が高く、応答特性も良く元の光波より簡単に複数種類の光波を取り出すことができる光フィルタが容易に作成できるという効果を有する。
【００２２】
また、複数段に増やしていくことで、より精度の高い光フィルタが得られるという効果を有する。
【００２３】
また、本発明によれば、前記光フィルタにおいて、形状記憶合金の傾斜端面に形成された光波長フィルタは、該傾斜端面に金属薄膜を形成し、さらに前記金属薄膜上に誘電体を形成して作成されるファブリーペロー型波長フィルタであることとしたので、広範囲の波長に対応する光波長フィルタを形成でき、元の光波より確実に所望の光波を取り出すことができるという効果を有する。
【００２４】
また、本発明によれば、前記光フィルタにおいて、前記形状記憶合金の前記傾斜端面に形成された前記波長フィルタは、該傾斜端面に溝を設け、その上に前記金属薄膜を形成して作成されるグレーティング型波長フィルタであることとしたので、入射する光波の波長によって反射角を所望の値にすることができ、位置によって異なった反射特性を持つ光波長フィルタを形成でき、元の光波より確実に所望の光波を取り出すことができるという効果を有する。
【００２５】
また、本発明によれば、外部から入射される光ビームを分波し、該分波した双方の光ビームを光路長の異なる分岐光路を通過せしめた後合波することにより干渉を生ぜしめる干渉計において、２つの分岐光路のうちの一方の分岐光路を構成する光導波路の終端に反射面を設け、他方の分岐光路の一部を構成する光導波部材の端面と、端面に金属薄膜を形成した形状記憶合金の該金属薄膜とが所定の距離を置くように配置されたので、該他方の分岐光路は光導波部材の端面から前記金属薄膜に出射されて、反射され再度入射する光ビームが通った光路とで構成されることとなり、該他方の分岐光路を通った光ビームは、一方の分岐光路を通った光ビームとは位相が異なるものとなるため、マイケルソン干渉計として用いることができ、集積化が容易にでき、作成することが容易であるという効果を有する。
【００２６】
また、本発明によれば、前記光スイッチであって、該干渉計において前記形状記憶合金を伸縮せしめることで光路長を変化せしめ、位相のずれより生じる制御信号を出力することとしたので、容易に光スイッチを作成することができるという効果を有する。
【００２７】
また、本発明によれば、前記光スイッチ、前記光クロスバー、前記光フィルタ、前記干渉計において、形状記憶合金に電気を流すことで温度変化を起こして伸縮せしめ、または、前記形状記憶合金に温風を吹き付けることで温度変化を起こして伸縮せしめ、または、前記形状記憶合金に光をあてることで温度変化を起こして伸縮せしめることとしたので、伸縮を制御することが容易に、また、高い精度で行えるという効果を有する。
【００２８】
また、本発明によれば、前記光スイッチ、前記光クロスバー、前記光フィルタ、前記干渉計の構成部材を、ブイ溝またはピンを設けた基板上に固定配置し、前記光スイッチ、前記光クロスバー、前記光フィルタ、前記干渉計を集積化して前記基板上に形成したこととしたので、光導波部材及び形状記憶合金を同一の基板上に設置して光電子集積装置を作成することができ、集積化が容易であるという効果を有する。
【００２９】
また、本発明によれば、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、その側面には、所望の集積回路が形成されており、その端面には電極が形成されていることとしたので、ブイ溝やピンを有する基板上に、該ブイ溝やピンを利用して、配置固定することができるという効果を有する。
【００３０】
また、伝送線の一部として用いることで、信号の伝送途中において、信号を制御することができるという効果を有する。
【００３１】
また、本発明によれば、前記半導体装置において、その端面には、発光部あるいは受光部が形成されていることとしたので、光導波部材と組み合わせることで、光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【００３２】
また、本発明によれば、前記半導体装置において、ブイ溝またはピンを有する基板上に前記半導体装置が積層配置された場合に、それぞれの前記半導体装置同士が接する箇所に電極を形成し、前記半導体装置同士で信号の入出力を行うこととしたので、それぞれの半導体装置を、電線等の伝送線でつなぐ必要がないという効果を有する。
【００３３】
また、本発明によれば、前記半導体装置と、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、温度の変化によって伸縮する、単一または複数の形状記憶合金と、光を透過可能な材料からなり、その横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、該中心軸に沿って光ビームが伝搬可能なように該横断面の半径方向にその屈折率を異ならしめてなる単一または複数の光導波部材とを有し、ブイ溝またはピンを設けた基板上に、前記半導体装置、前記形状記憶合金、前記光導波部材を配置し、集積化した、前記半導体装置と前記形状記憶合金と前記光導波部材との組合せで光ビームを制御することとしたので、スティック状で同一の形状と大きさである、半導体装置と形状記憶合金と光導波部材は同一の基板上に容易に固定配置でき、また、積層配置も可能であり、容易に複雑な制御が可能な光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【００３４】
また、本発明によれば、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、その側面には、所望のマイクロ波回路が形成されており、その中心軸、または側面の一部の領域には対極が形成されていることとしたので、ブイ溝やピンを有する基板上に、該ブイ溝やピンを利用して、配置固定することができるという効果を有する。
【００３５】
また、伝送線の一部として用いることで、信号の伝送途中において、信号を制御することができるという効果を有する。
【００３６】
また、本発明によれば、前記マイクロ波装置において、その端面には、発光部あるいは受光部が形成されていることとしたので、光導波部材と組み合わせることで、光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【００３７】
また、本発明によれば、前記マイクロ波装置において、ブイ溝またはピンを有する基板上に当該マイクロ波装置本体が積層配置された場合に、それぞれの前記マイクロ波装置本体同士が接する箇所に電極を形成し、前記マイクロ波装置本体同士で信号の入出力を行うこととしたので、それぞれのマイクロ波装置を、同軸ケーブル等の伝送線でつなぐ必要がないという効果を有する。
【００３８】
また、本発明によれば、前記マイクロ波装置と、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、温度の変化によって伸縮する、単一または複数の形状記憶合金と、光を透過可能な材料からなり、その横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、該中心軸に沿って光ビームが伝搬可能なように該横断面の半径方向にその屈折率を異ならしめてなる単一または複数の光導波部材とを有し、ブイ溝またはピンを設けた基板上に、前記マイクロ波装置、前記形状記憶合金、前記光導波部材を配置し、集積化した、前記マイクロ波装置と前記形状記憶合金と前記光導波部材との組合せで光ビームを制御するようにしたので、スティック状で同一の形状と大きさである、マイクロ波装置と形状記憶合金と光導波部材とを同一の基板上に容易に固定配置でき、また、積層配置も可能であり、容易に複雑な制御が可能な光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【００３９】
また、本発明によれば、前記光電子集積装置において、前記半導体装置をさらに有し、ブイ溝またはピンを設けた基板上に、前記マイクロ波装置、前記形状記憶合金、前記光導波部材、前記半導体装置を配置し、集積化した、前記マイクロ波装置と前記形状記憶合金と前記光導波部材と前記半導体装置との組合せで光ビームを制御するものとしたので、スティック状で同一の形状と大きさである、マイクロ波装置と形状記憶合金と光導波部材と半導体装置とを同一の基板上に容易に固定配置でき、また、積層配置も可能であり、容易により複雑な制御が可能な光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】光ファイバ間を互いの傾斜端面における反射及び互いの側面のレンズ作用を利用して光結合した光接続構造の構成を示す図であって、斜視図（図１（ａ））、図１（ａ）のＤ矢示図（図１（ｂ））、及び図１（ａ）のＥ矢示図（図１（ｃ））である。
【図２】光ビームを合分波することが可能な光接続構造の構成を示す図であって、正面図（図２（ａ））、及び図２（ａ） の部分拡大図（図２（ｂ））である。
【図３】光ビームを合分波するとともに光配線でＴ字状に引き回すことが可能な光接続構造の構成を示す図であって、斜視図（図３（ａ））、図３（ａ）のＦ矢示図（図３（ｂ））、及び図３（ａ）のＧ矢示図（図３（ｃ））である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる光スイッチの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２にかかる光スイッチの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３にかかる光クロスバーの構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態４にかかる光フィルタをの構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態５にかかる光フィルタの構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態６にかかるマイケルソン干渉計の構成を示す図であって、斜視図（図９（ａ））、図９（ａ）のＫ矢示図（図９（ｂ））、及び図９（ａ）のＬ矢示図（図９（ｃ））である。
【図１０】本発明の実施の形態７にかかる半導体装置の構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態７にかかる半導体装置を用いて半導体装置同士を接続している状態を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置と光ファイバとを組み合わせた回路の構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態８にかかる半導体装置を基板のブイ溝に積層配置した状態を示した図である。
【図１４】本発明の実施の形態３の変形例１にかかるアドドロップスイッチの斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態３の変形例１にかかるアドドロップスイッチの構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態３の変形例１にかかるアドドロップスイッチの別の構成を示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施の形態３の変形例２にかかるアドドロップスイッチの構成を示す斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態７の変形例にかかるマイクロ波装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
各実施の形態を説明する前に、光ファイバ間の基本的な光接続構造を図１〜図３を用いて説明する。
【００４２】
図１は光ファイバ間を互いの傾斜端面における反射及び互いの側面のレンズ作用を利用して光結合した光接続構造の構成を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＤ矢示図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＥ矢示図である。図１における光接続構造は、第１の光ファイバＯｆ１と、第２の光ファイバＯｆ２とで構成され、これら第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２は、共に、横断面が円形で中心軸Ａｘ１，Ａｘ２方向に径が一定な線形状を有し、一端に中心軸Ａｘ１，Ａｘ２に対し、４５度傾斜した鏡面からなる傾斜端面Ｆ１，Ｆ２を有し、中心部に所定の径で中心軸方向に延びるように形成されたコア１と該コア１の外側に形成されたクラッド２とで構成されている。
【００４３】
そして、第１の光ファイバＯｆ１に対し、第２の光ファイバＯｆ２は、該第２の光ファイバＯｆ２の傾斜端面Ｆ２の中心Ｃｐ２が、第１の光ファイバＯｆ１の傾斜端面Ｆ１の中心Ｃｐ１にて該傾斜端面Ｆ１の中心軸Ａｘ４を挟むようにして該第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１に直交する両光ファイバ直交軸Ａｘ３上に位置し、第２の光ファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２が、該第２の光ファイバＯｆ２の傾斜端面Ｆ２の中心軸Ａｘ５を挟むようにして両光ファイバ直交軸Ａｘ３に直交するとともに該両光ファイバ直交軸Ａｘ３方向から見て第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１に対し９０度の交差角を有し、第１の光ファイバＯｆ１の傾斜端面Ｆ１と第２の光ファイバＯｆ２の傾斜端面Ｆ２とが、両光ファイバ直交軸Ａｘ３方向から見て互いに反対の方向を向き、かつ、第２の光ファイバＯｆ２と第１の光ファイバＯｆ１との間隔ｄが次に述べる特定の値となるように配置されている。
【００４４】
すなわち、光ファイバ間隔ｄは、第１の光ファイバの傾斜端面Ｆ１の中心Ｃｐ１で反射されて径が拡がった光ビームが第１の光ファイバＯｆ１，及び第２の光ファイバＯｆ２の双方の側面のレンズ作用により収束されて、第２の光ファイバＯｆ２内を伝搬する際のスポットサイズωB と同じ径を有するものとなる位置に、該第２の光ファイバの傾斜端面Ｆ２の中心Ｃｐ２が位置するような間隔とされる。この間隔ｄは、入射せしめる光ビームの波長に応じて、第１の光ファイバＯｆ１内のスポットサイズωA ，第２の光ファイバＯｆ２内のスポットサイズωB ，クラッドの半径ａ，及びクラッドの屈折率ｎc を適宜選択することにより、所望の値に設定することができる。第１，第２の光ファイバ内のスポットサイズωA ，ωB は、コア１のドーパント等の熱拡散技術等を用いると比較的容易に変化させることができる。
【００４５】
第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２は、光を透過可能な材料、すなわち誘電体又は半導体で構成され、例えばＳｉＯ2 が用いられる。
【００４６】
また、クラッド２の屈折率は、コア１の屈折率より小さくなるようにし、コア１，及びクラッド２の屈折率は、光導波路の周囲の媒質（ここでは空気）の屈折率に対し、第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２の傾斜端面Ｆ１，Ｆ２における全反射条件を満たすに十分大きな値とされる。
【００４７】
また、第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２の傾斜端面Ｆ１，Ｆ２を得るには、例えば、まず、仕上がり面粗さの粗い研磨面を有する研磨機を用い、光ファイバの端を研磨面に対し４５度傾けて研磨し、次いで、仕上がり面粗さの細かい研磨面を有する研磨機を用いて同様に研磨し、最後に、仕上げの研磨をする。これにより、中心軸に対し４５度傾斜した鏡面からなる傾斜端面Ｆ１，Ｆ２を得ることができる。
【００４８】
次に、以上のように構成された光接続構造の動作を説明する。
【００４９】
なお、この動作は、解析モデルを用いて理論的に説明することができる（1997年電子情報通信学会総合大会講演論文集，エレクトロニクス１，P500〜501,SC-3-6「単一モード光ファイバチップのＬカップリングとそのＥＯチップとＥＯボード間結合への応用」参照）が、ここではその解析モデルを用いた説明は省略する。
【００５０】
図１において、第１の光ファイバＯｆ１の他端に所定の波長λの光ビームを入射せしめると、入射した光ビームは、第１の光ファイバＯｆ１の中心部を中心軸Ａｘ１に沿ってスポットサイズωA で伝搬し、第１の光ファイバＯｆ１の傾斜端面Ｆ１の中心点Ｃｐ１で該傾斜端面Ｆ１の中心軸Ａｘ４に対し４５度の角度で反射し、両光ファイバ直交軸Ａｘ３に沿って第１の光ファイバＯｆ１の側面，及び第２の光ファイバＯｆ２の側面を通過し、第２の光ファイバＯｆ２の傾斜端面Ｆ２で該傾斜端面Ｆ２の中心軸Ａｘ５に対し４５度の角度で反射し、第２の光ファバＯｆ２の中心部を中心軸Ａｘ２に沿ってスポットサイズωB で伝搬し、該第２の光ファイバＯｆ２の他端から出射される。
【００５１】
この際に、第１の光ファイバの傾斜端面Ｆ１の中心Ｃｐ１で反射された光ビームは、該第１の光ファイバＯｆ１の半径方向には光の閉じ込め構造が存在しないため径が拡がり、この径の拡がった光ビームは、互いに９０度捩じれた位置関係にある第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２の側面のレンズ作用により、該光ビームの横断面方向において均等な収束効果を受ける。ここで、光ファイバ間隔ｄは、第１の光ファイバの傾斜端面Ｆ１の中心Ｃｐ１で反射されて径が拡がった光ビームが前記収束効果を受けて、第２の光ファイバＯｆ２内を伝搬する際のスポットサイズωB と同じ径を有するものとなる位置に、該第２の光ファイバの傾斜端面Ｆ２の中心Ｃｐ２が位置するような間隔であるので、前記収束効果を受けた光ビームは、第２の光ファイバの傾斜端面Ｆ２の中心Ｃｐ２にて、該第２の光ファイバＯｆ２内のスポットサイズωB と同じ径を有するものとなり、該第２の光ファイバの傾斜端面Ｆ２で反射された光ビームの全部が該第２の光ファイバＯｆ２のコア１に入射する。従って、両光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２間の結合効率ηが１となる。
【００５２】
また、第２の光ファイバＯｆ２の他端に所定の波長λの光ビームを入射せしめると、入射した光ビームは、上記と全く逆の経路を辿り、上記と同様にして結合効率１でもって第２の光ファイバＯｆ２から第１の光ファイバＯｆ１に伝搬し、該第１の光ファイバＯｆ１の他端から出射される。
【００５３】
なお、上記の説明では、第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２と両光ファイバ直交軸Ａｘ３との交差角、第１の光ファイバＯｆ１と第２の光ファイバＯｆ２との交差角、各光ファイバの傾斜端面Ｆ１，Ｆ２の傾斜角、及び光ファイバ間隔ｄが理想値であるものとしているが、これら各角度，及び光ファイバ間隔ｄが理想値から若干ずれたとしても、光ファイバ間の結合効率は急激に低下するものではない。従って、これら各角度，及び光ファイバ間隔ｄは、理想値に近い範囲内で、必要とされる結合効率に応じた値に設定することができる。
【００５４】
また、本光接続構造では、互いに直角にねじれた位置関係にある２つの傾斜端面Ｆ１，Ｆ２で、光ファイバに入射せしめた光ビームを反射するため、光ビームは、一方の傾斜端面でＴＭライク入射すると、他方の傾斜端面ではＴＥライク入射する（あるいは、その逆）。従って、基本的に、第１の光ファイバＯｆ１と第２の光ファイバＯｆ２との接続部では、偏波無依存性を示す。
【００５５】
また、光導波部材として、コア１とクラッド２とからなる光ファイバを用いているが、その半径方向に徐々に小さくなるように屈折率を変化せしめてなるロッドレンズを用いてもよい。
【００５６】
以上のように、光ファイバ間を互いの傾斜端面における反射及び互いの側面のレンズ作用を利用して光結合すれば、高効率な光接続が可能となり、また、上記説明した基本的な光接続構造では光配線をＬ字状に引き回すことが可能となる。 以下、図１に示すような光接続構造をＬ字カップリングという。
【００５７】
図２は、光ビームを合分波可能な光接続構造の構成を示す図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の部分拡大図である。図において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を示し、本光接続構造は、第１の光ファイバＯｆ１に対し、第２の光ファイバＯｆ２を、該第２の光ファイバＯｆ２の中心軸が、第１の光ファイバの中心軸に一致し、かつ第２の光ファイバの傾斜端面Ｆ２が、第１の光ファイバの傾斜端面Ｆ１に対し平行でかつ所定の間隔Ｓを有するよう配置してなる点が、図１の光接続構造と異なるものである。また、Ａｘ６は、第１の光ファイバＯｆ１の傾斜端面Ｆ１の中心点にて該傾斜端面Ｆ１の中心軸Ａｘ４を挟むようにして該第１の光ファイバＯｆ１に直交する第１の光ファイバ直交軸を示している。
【００５８】
このように構成された光接続構造では、実線の矢印で示すように、光ビームを第１の光ファイバの端から入射せしめると、入射した光ビームは、傾斜端面Ｆ１で、傾斜端面Ｆ１及び傾斜端面Ｆ２の間隔Ｓに応じた割合で分波され、一部が傾斜端面Ｆ１及び傾斜端面Ｆ２を通過して第２の光ファイバＯｆ２に入射してその端から出射され、他は傾斜端面Ｆ１で反射して第１の光ファイバ直交軸Ａｘ６に沿って進み、該第１の光ファイバＯｆ１の側面から出射される。その結果、光ビームを分波することができる。
【００５９】
一方、破線の矢印で示すように、第２の光ファイバＯｆ２の端から光ビームを入射せしめるとともに、第１の光ファイバＯｆ１の側面から光ビームを入射せしめると、入射した２つの光ビームは、第１の光ファイバの傾斜端面Ｆ１で合波されて第１の光ファイバに入射し、その端から出射される。その結果、光ビームを合波することができる。
【００６０】
但し、第１の光ファイバＯｆ１の側面から出射される光ビームは、図１で説明したように径が拡がるため、その拡がった光ビームをうまく把捉するようにして利用する必要がある。また、第１の光ファイバＯｆ１の側面から光ビームを普通に入射せしめようとしても光結合効率が悪いので、この第１の光ファイバＯｆ１の側面に光ビームを入出射するには、図１のＬ字カップリングを用いるのが好ましい。そして、そのように上記Ｌ字カップリングを用いることによって、この第１の光ファイバＯｆ１の側面に入出射する光ビームを光配線を用いて引き回すことができる。
【００６１】
図３は、Ｌ字カップリングを用い、光ビームを合分波するとともに光配線で引き回すことが可能な光接続構造の構成を示す図であり、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＦ矢示図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＧ矢示図である。図３において、図１，図２と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、図における光接続構造は、図２の光接続構造に図１のＬ字カップリングを組み合わせたもので、第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２に加えて、該第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２と同一の構造を有し、かつその一端に中心軸Ａｘ７に対し４５度傾斜した傾斜端面Ｆ３を有する第３の光ファイバＯｆ３をさらに有し、該第３の光ファイバＯｆ３を、該第３の光ファイバＯｆ３の中心軸Ａｘ７が、第１の光ファイバの中心軸Ａｘ１に一致し、かつ第３の光ファイバの傾斜端面Ｆ３が、第１の光ファイバの傾斜端面Ｆ１に対し平行でかつ所定の間隔Ｓを有するよう配置してなる点が、図１の光接続構造と異なるものである。また、Ｐ１〜Ｐ３は、第１〜第３の光ファイバＯｆ１〜Ｏｆ３の他端である第１〜第３のポートを示している。
【００６２】
このように構成された光接続構造では、光ビームを第１のポートＰ１から入射せしめると、入射した光ビームは、傾斜端面Ｆ１及び傾斜端面Ｆ３の間隔Ｓに応じた割合で、一部が傾斜端面Ｆ１及び傾斜端面Ｆ３を通過して第３の光ファイバＯｆ３に入射し、第３のポートＰ３から出射され、他は傾斜端面Ｆ１で反射して第２の光ファイバＯｆ２を通り、第２のポートＰ２から出射される。その結果、光分波器として機能する。
【００６３】
一方、第２のポートＰ２，及び第３のポートＰ３から光ビームをそれぞれ入射せしめると、入射した２つの光ビームは第１の光ファイバの傾斜端面Ｆ１で合波されて第１の光ファイバに入射し、第１のポートＰ１から出射される。その結果光合波器として機能する。
【００６４】
従って、本光接続構造は光合分波器として機能するとともに、光配線をＴ字状に引き回すことができる。以下、図３に示すような光接続構造をＴ字カップリングという。
【００６５】
次に、実施の形態で使われる形状記憶合金について説明する。
【００６６】
低温時にある種の金属に、大きな変形を与えても、高温に加熱することで、変形前の状態を記憶しているかのように元の形状に回復する現象を形状記憶効果という。また、形状記憶効果を示す金属を形状記憶合金と呼んでいる。
【００６７】
この形状記憶効果を利用したものにトキコーポレーションが製造しているバイオメタル（Biometal登録商標）がある。バイオメタルはＴｉ−Ｎｉ系の形状記憶合金である。これは、通電が容易で、引張り方向の使用に優れた性能を発揮するバイオメタル・ファイバと呼ばれる光ファイバのような細線状の形で供給されている。このバイオメタル・ファイバは、引っ張り方向（長手方向）に特性を向上させた一種の異方性材料であり、一定の長さが記憶されており、引張り変形を加えた状態で加熱すると、筋肉のように収縮し、冷却すると弛緩する。一般の形状記憶合金と比較してバイオメタル・ファイバは、変形に必要な力が非常に小さいため、形状回復力（引張り力）を有効に取り出すことができる。バイオメタル・ファイバは、大きな引張り方向のひずみを繰り返し利用することができるうえ、ニクロム線に近い電気抵抗を持つため、通電加熱駆動のアクチュエータとして使用されており、通電加熱で用いたときも優れた動作特性を示す。また、材料的な特性や機械的性質が安定しており、引っ張りで２〜３％以上の大きな安定した動作歪みが使え、使用条件によっては、４％以上可能であるという特徴を持つ。
【００６８】
本実施の形態では形状記憶合金として、このバイオメタル・ファイバを使用している。
（実施の形態１）
本実施の形態１にかかる光スイッチについて図を用いて説明する。図４は、本実施の形態１にかかる光スイッチの構成を示す図である。
【００６９】
まず、本実施の形態１にかかる光スイッチの構成を説明する。全図を通して、同一符号は同一又は相当する部分を示している。Ｍｆは、形状記憶合金である。Ａｘ８は、形状記憶合金Ｍｆの中心軸である。形状記憶合金Ｍｆは、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、温度の変化によって伸縮する特徴を有している。形状記憶合金Ｍｆを加熱した場合には収縮し、冷却すれば、弛緩する。また、Ｏｆ１及びＯｆ２は第１の光ファイバ及び第２の光ファイバで、端面はそれぞれの中心軸Ａｘ１及びＡｘ２に垂直である。
【００７０】
図４に示すように、第１の光ファイバの側面には形状記憶合金Ｍｆの横断面を接着固定し、第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１と形状記憶合金Ｍｆの中心軸Ａｘ８が直交するように構成され、複数の第２の光ファイバＯｆ２は、そのそれぞれの中心軸Ａｘ２が前記第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１と同一方向となるように配置され、中心軸Ａｘ１の垂直方向に複数並んで構成されている。
【００７１】
次に、本実施の形態１にかかる光スイッチの動作について説明する。まず、図４（ａ）に示す状態では、第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１と一番左端の第２の光ファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２が一直線上にある。この状態で、第１の光ファイバＯｆ１を通って光ビームが出射されたとすると、該光ビームは上記第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１に沿って出射されるので、そのまま一番左端の第２の光ファイバＯｆ２のコアに入射され、該一番左端の第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。
【００７２】
形状記憶合金Ｍｆはニクロム線に近い電気抵抗を持つので、例えば、形状記憶合金Ｍｆに電気を流すと、通電加熱が起こり、形状記憶合金Ｍｆは、熱せられる。そのため、形状記憶効果により、形状記憶合金Ｍｆは収縮する。従って、形状記憶合金Ｍｆの一部を固定しておけば、形状記憶合金Ｍｆに接着固定されている光ファイバＯｆ１が、形状記憶合金Ｍｆの中心軸Ａｘ８に沿って右方向に移動する。そして、このときの第１の光ファイバＯｆ１の移動量については、形状記憶合金Ｍｆに流す電気の量とそれによる発熱量及び発熱によって形状記憶合金Ｍｆがどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御することができる。
【００７３】
以上のように形状記憶合金Ｍｆを収縮させることで、図４（ａ）の状態から、図４（ｂ）に示すように、第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１と左から二番目に位置する第２の光ファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２とが同一直線上となる位置に、第１の光ファイバＯｆ１を移動させる。この状態で、第１の光ファイバＯｆ１を通って光ビームが出射されたとすると、該光ビームは第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１に沿って出射されるので、そのまま左から二番目に位置する第２の光ファイバＯｆ２に入射され、該第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。
【００７４】
同様にして、形状記憶合金Ｍｆの移動量を制御することによって、第１の光ファイバＯｆ１から出射される光ビームを、複数並んだ第２の光ファイバＯｆ２の中からいずれかの光ファイバを選択して伝搬させることができる。
【００７５】
なお、図４においては、第１の光ファイバＯｆ１と第２の光ファイバＯｆ２との隙間を、見やすくするために広く描いているが、実際の上記第１の光ファイバＯｆ１と第２の光ファイバＯｆ２との隙間は、第１の光ファイバＯｆ１から第２の光ファイバＯｆ２へ光ビームの損失が少なく伝搬するのに必要な隙間であればよい。また、光ファイバ間での光ビームの入出力時に生じる損失が、該光ビームが空気中を伝搬する場合よりも低くなるマッチングオイルを、第１の光ファイバＯｆ１と第２の光ファイバＯｆ２との間に満たすようにすれば、光ファイバ間での光ビームの損失はほぼゼロに等しくできる。
【００７６】
また、形状記憶合金Ｍｆを加熱する方法は、例えば、赤外線等による光を当てることによる加熱や、温風を吹き付ける事によって加熱する等の方法によっても構わない。
【００７７】
なお、上述した光スイッチの構成を、光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に形成し、それに他の回路を加えることでさらに様々な働きをする光電子集積装置が形成される。そしてその場合、形状記憶合金Ｍｆの形状が光ファイバＯｆ１、Ｏｆ２と同一の形状であるので、該光スイッチを上述した光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に、ブイ溝やピン等で上記形状記憶合金を固定できるので、容易に回路が組める。
【００７８】
このように、本実施の形態１にかかる光スイッチは、第１の光ファイバに接着固定した形状記憶合金に、通電加熱等で温度変化を与えて伸縮させることによって第１の光ファイバを移動させ、複数の第２の光ファイバのうちの一つを選択して、第１の光ファイバより出射される光ビームを、該選択された第２の光ファイバに入射せしめることとしたので、容易に、精度良く光路を変化させることができるという効果を有する。また、形状記憶合金は、光ファイバと同形状であるので、ブイ溝やピン等を有して、それらで光ファイバを固定することができる基板上に設置し、光電子集積装置を作成することができ、それによって複雑な制御ができる光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【００７９】
(実施の形態２)
本実施の形態２にかかる光スイッチについて図を用いて説明する。図５は、本実施の形態２にかかる光スイッチの構成を示す図である。
【００８０】
まず、本実施の形態２にかかる光スイッチの構成を説明する。全図を通して、同一符号は同一又は相当する部分を示している。Ｍｆは、形状記憶合金であり、Ａｘ８は、該形状記憶合金Ｍｆの中心軸である。形状記憶合金Ｍｆは、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、温度の変化によって伸縮する特徴を有している。具体的には、上記形状記憶合金Ｍｆを加熱した場合には収縮し、冷却すれば、弛緩する。また、形状記憶合金Ｍｆの一端には、中心軸Ａｘ８に対して４５度の角度を有する傾斜端面ｍが形成され、傾斜端面ｍに金属を蒸着することで金属薄膜を形成した金属ミラー３が形成されている。Ｏｆ１及びＯｆ２は第１の光ファイバ及び第２の光ファイバで、端面はそれぞれの中心軸Ａｘ１及びＡｘ２に垂直な端面である。また、第２の光ファイバＯｆ２及び形状記憶合金Ｍｆはそれぞれ複数あり、その数は等しい。
【００８１】
本実施の形態２における光スイッチは、図５に示すように、第１の光ファイバの中心軸Ａｘ１と、複数の形状記憶合金Ｍｆの中心軸Ａｘ８とが直交し、複数の形状記憶合金Ｍｆは中心軸Ａｘ８の垂直方向に複数並んで構成され、複数の第２の光ファイバＯｆ２のそれぞれの中心軸Ａｘ２と形状記憶合金Ｍｆのそれぞれの中心軸Ａｘ８とが同一であるように構成されている。
【００８２】
次に、本実施の形態２にかかる光スイッチの動作について説明する。まず、図５（ａ）に示す状態では、形状記憶合金Ｍｆのうち最上段にあるもの以外に電気を流し、通電加熱を起こした状態である。温度上昇によって最上段以外の形状記憶合金Ｍｆは収縮する。従って、形状記憶合金Ｍｆの一部を固定しておけば、収縮により、傾斜端面ｍが左に移動したことになる。そして、その移動量は、形状記憶合金Ｍｆに流す電気の量とそれによる発熱量及び発熱によって形状記憶合金Ｍｆがどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御できる。この際、第１の光ファイバＯｆ１から光ビームが出射されると、収縮していない最上段の形状記憶合金Ｍｆの傾斜端面ｍに形成されている金属ミラー３の中央部で光ビームは反射し、最上段の第２の光ファイバＯｆ２のコアに入射して、最上段の第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。
【００８３】
次に、上から二段目の形状記憶合金以外の形状記憶合金Ｍｆに電気を流し、通電加熱を行うと、図５（ｂ）に示すように、上から二段目の形状記憶合金の傾斜端面ｍ以外は、左に移動したことになる。そしてこの際に、第１の光ファイバＯｆ１から光ビームが出射されると、上から二段目の形状記憶合金Ｍｆの傾斜端面ｍに形成されている金属ミラー３の中央部で光ビームは反射し、上から二段目の第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。
【００８４】
同様にして、形状記憶合金Ｍｆの移動量を制御することによって、第１の光ファイバＯｆ１から出射される光ビームを、複数並んだ第２の光ファイバＯｆ２の中からいずれかの光ファイバを選択して伝搬させることができる。
【００８５】
なお、実施の形態１と同様に光ファイバ間や光ファイバと形状記憶合金間の隙間は、適当な値とし、隙間にマッチングオイルを用いることで光ビームの損失をほぼゼロに等しくすることができる。
【００８６】
また、形状記憶合金Ｍｆを加熱する方法は、例えば、赤外線等による光を当てることによる加熱や、温風を吹き付ける事によって加熱する等の方法によっても構わない。
【００８７】
なお、上述した光スイッチの構成を、光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に形成し、それに他の回路を加えることで、さらに様々な働きをする光電子集積装置が形成される。そしてその場合、形状記憶合金Ｍｆの形状が光ファイバＯｆ１、Ｏｆ２と同一の形状であるので、上記光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に、ブイ溝やピン等で上記形状記憶合金を固定できるので、上記基板上に上記光スイッチを含む光電子集積装置の回路が容易に組める。
【００８８】
このように本実施の形態２にかかる光スイッチによれば、形状記憶合金と第２の光ファイバとを、その中心軸が同一直線上になるように、該中心軸に垂直方向に複数組配置し、複数の形状記憶合金の中から光を入射したい第２の光ファイバと同一直線上の中心軸を有する形状記憶合金を選択し、該選択された金属ミラーを有する形状記憶合金に通電加熱等で温度変化を与えて伸縮させることにより該形状記憶合金の傾斜端面の位置を移動させることで、第１の光ファイバから出射される光ビームを反射して第２の光ファイバに入射せしめることとしたので、容易に、精度良く光路を変化させることができるという効果を有する。また、形状記憶合金は、光ファイバと同形状であるので、ブイ溝やピン等を有して、それらで光ファイバを固定することができる基板上に設置し、光電子集積装置を作成することができ、それによって複雑な制御ができる光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【００８９】
(実施の形態３)
本実施の形態３にかかる光クロスバーについて図を用いて説明する。図６は、本実施の形態３にかかる光クロスバーの構成を示す図である。
【００９０】
まず、本実施の形態３にかかる光クロスバーの構成を説明する。全図を通して、同一符号は同一又は相当する部分を示している。Ｍｆ１は、第１の形状記憶合金で、Ａｘ１０は、該第１の形状記憶合金Ｍｆ１の中心軸であり、Ｍｆ２は、第２の形状記憶合金で、Ａｘ１１は、該第２の形状記憶合金Ｍｆ２の中心軸である。そして、上記第１の形状記憶合金Ｍｆ１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ２は、横断面が円形で、その中心軸Ａｘ１０及びＡｘ１１方向に延びる形状を有し、温度の変化によって中心軸Ａｘ１０及びＡｘ１１方向に伸縮する特徴を有している。具体的には、第１の形状記憶合金Ｍｆ１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ２を加熱した場合に収縮し、冷却すれば弛緩する。そして、上記第１の形状記憶合金Ｍｆ１の一端には、中心軸Ａｘ１０に対して４５度の角度を有し、該中心軸Ａｘ１０に対して１８０度対称の位置にそれぞれ第１の傾斜面ｋ１及び第２の傾斜面ｋ２が形成され、該第１の傾斜面ｋ１及び第２の傾斜面ｋ２には金属を蒸着することで金属薄膜を形成した第１の金属ミラー４が形成されている。また同様に、上記第２の形状記憶合金Ｍｆ２の一端には、中心軸Ａｘ１１に対して４５度の角度を有し、該中心軸Ａｘ１１に対して１８０度対称の位置にそれぞれ第３の傾斜面ｋ３及び第４の傾斜面ｋ４が形成され、該第３の傾斜面ｋ３及び第４の傾斜面ｋ４には金属を蒸着することで金属薄膜を形成した第２の金属ミラー５が形成されている。また、Ｏｆ１及びＯｆ２、Ｏｆ３、Ｏｆ４は第１の光ファイバ及び第２の光ファイバ、第３の光ファイバ、第４の光ファイバであり、各光ファイバの端面はそれぞれの中心軸Ａｘ１及びＡｘ２、Ａｘ７、Ａｘ９に垂直な端面である。
【００９１】
図６に示すように、第１と第２の光ファイバＯｆ１とＯｆ２はそれぞれの光ファイバの中心軸Ａｘ１とＡｘ２に対して垂直方向に並んでおり、第３と第４の光ファイバＯｆ３とＯｆ４のそれぞれの端面は、第１と第２の光ファイバＯｆ１とＯｆ２のそれぞれの垂直な端面と、向かい合わせになるように構成され、第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１は第３の光ファイバＯｆ３の中心軸Ａｘ７と同一直線上に位置するものであり、第２の光ファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２は第４の光ファイバＯｆ４の中心軸Ａｘ９と同一直線上に位置するものである。そして、第１と第２の形状記憶合金Ｍｆ１とＭｆ２の中心軸Ａｘ１０とＡｘ１１とが同一直線上に位置し、上記各光ファイバの中心軸Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｘ７、Ａｘ９に対して垂直であるように構成されている。
【００９２】
次に、本実施の形態３にかかる光クロスバーの動作について説明する。まず、図６（ａ）に示す状態では、第１の形状記憶合金Ｍｆ１の第１の金属ミラー４は第１の光ファイバＯｆ１と第３の光ファイバＯｆ３との間に位置している。また、第２の形状記憶合金Ｍｆ２の第２の金属ミラー５は第２の光ファイバＯｆ２と第４の光ファイバＯｆ４との間に位置している。この状態で、第１の光ファイバＯｆ１の端面から光ビームが出射されると、光ビームは第１の傾斜面ｋ１の中央部辺りで第１の金属ミラー４によって反射し、形状記憶合金の中心軸Ａｘ１０、Ａｘ１１と同一方向に進み第３の傾斜面ｋ３の中央部辺りで第２の金属ミラー５によって反射し、第２の光ファイバＯｆ２のコアに入射して、第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。逆に第２の光ファイバＯｆ２から光ビームが出射された場合は、先程と逆の進路で進んで、第１の光ファイバＯｆ１中を伝搬していく。また、第３の光ファイバＯｆ３の端面から光ビームが出射されると、光ビームは第２の傾斜面ｋ２の中央部辺りで第１の金属ミラー４によって反射し、形状記憶合金の中心軸Ａｘ１０、Ａｘ１１と同一方向に進み第４の傾斜面ｋ４の中央部辺りで第２の金属ミラー５によって反射し、第４の光ファイバＯｆ４のコアに入射して、第４の光ファイバＯｆ４中を伝搬していく。逆に第４の光ファイバＯｆ４から光ビームが出射された場合は、先程と逆の進路で進んで、第３の光ファイバＯｆ３中を伝搬していく。つまりこの状態では、第１の光ファイバＯｆ１と第２の光ファイバＯｆ２がつながっており、第３の光ファイバＯｆ３は第４の光ファイバＯｆ４とつながっている。
【００９３】
しかし、第１の形状記憶合金Ｍｆ１と第２の形状記憶合金Ｍｆ２に電気を流し、通電加熱を行うと、温度上昇によって第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２が収縮する。従って、上記第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２の一部をそれぞれ固定しておけば、図６（ｂ）に示すように、第１の金属ミラー４は左方向に移動し、第２の金属ミラー５は右方向に移動する。そして、この移動量は、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２に流す電気の量とそれによる発熱量及び発熱によって第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２がどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御できる。この状態で、第１の光ファイバＯｆ１の端面から光ビームが出射されると、第３の光ファイバＯｆ３のコアに入射して、第３の光ファイバＯｆ３中を伝搬していく。また、第２の光ファイバＯｆ２の端面から光ビームが出射された場合は、第４の光ファイバＯｆ４中を伝搬していく。また、第３の光ファイバＯｆ３の端面から光ビームが出射されると、第１の光ファイバＯｆ１のコアに入射して、第１の光ファイバＯｆ１中を伝搬していく。また、第４の光ファイバＯｆ４の端面から光ビームが出射された場合は、第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。つまりこの状態では、第１の光ファイバＯｆ１と第３の光ファイバＯｆ３とがつながっており、第２の光ファイバＯｆ２と第４の光ファイバＯｆ４とがつながっている。このように第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２を同時に移動させることで、光ファイバ間の導通を切り替えることができる。
【００９４】
なお、実施の形態１と同様にファイバ間やファイバと形状記憶合金との間の隙間は、適当な値とし、さらに該隙間にマッチングオイルを用いることで光ビームの損失をほぼゼロに等しくすることができる。
【００９５】
また、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２を加熱する方法は、例えば、赤外線等による光を当てることによる加熱や、温風を吹き付ける事によって加熱する等の方法によっても構わない。
【００９６】
さらに、上述した光クロスバーの構成を、光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に形成し、それに他の回路を加えることでさらに様々な働きをする光電子集積装置が形成される。そしてその場合、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２の形状が光ファイバＯｆ１、Ｏｆ２、Ｏｆ３、Ｏｆ４と同一の形状であるので、上記光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に、該ブイ溝やピン等で上記形状記憶合金を固定できるので、上記基板上に上記光クロスバーを含む光電子集積装置の回路が容易に組める。
【００９７】
このように本実施の形態３にかかる光クロスバーによれば、第１と第２の光ファイバはそれぞれの光ファイバの中心軸Ａｘ１とＡｘ２に対して垂直方向に並んでおり、第３と第４の光ファイバのそれぞれの端面は、第１と第２の光ファイバのそれぞれの垂直な端面と、向かい合わせになるように構成され、第１の光ファイバの中心軸は第３の光ファイバの中心軸と同一で、第２の光ファイバの中心軸は第４の光ファイバの中心軸と同一であり、第１と第２の形状記憶合金の中心軸は、光ファイバの中心軸対して垂直であるように構成し、形状記憶合金の一端には、その中心軸に対して４５度の角度を有し、その中心軸に対して１８０度対称の位置にそれぞれ二つの傾斜面が形成され、該傾斜面には金属を蒸着することで金属薄膜を形成した金属ミラーが形成されており、形状記憶合金に通電加熱等で温度変化を与えて伸縮させることにより金属ミラーを有する形状記憶合金の傾斜面の位置を移動させることで光ファイバ同士の導通をつなぎ換えることとしたので、容易に、精度良く光ファイバ間のつなぎ換えができるという効果を有する。
【００９８】
また、形状記憶合金は、光ファイバと同形状であるので、ブイ溝やピン等を有して、それらで光ファイバを固定することができる基板上に設置し、光電子集積装置を作成することができ、それによって複雑な制御ができる光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
【００９９】
上述の説明では、光の導通を切り替えられる光ファイバが２本の場合の光クロスバーについて説明したが、図１４に示すように、上記形状記憶合金を、その横断面を円形ではなく長方形にし、且つその一端面に上記実施の形態３と同様にして長方形状の金属ミラーを形成することで、複数本並列に並べられた光ファイバ内を伝搬する光の導通の切り替えを一度に行えるアドドロップスイッチを実現することができる。以下、このようなアドドロップスイッチを実施の形態３の変形例１として説明する。
（実施の形態３の変形例１）
本実施の形態３の変形例１にかかるアドドロップスイッチについて図を用いて説明する。図１５は、本実施の形態３の変形例１にかかるアドドロップスイッチの構成を示す図である。
【０１００】
まず、実施の形態３の変形例１の構成について説明する。全図を通して、同一符号は同一または相当する部分を示している。Ｍｓ１、Ｍｓ２は、第１及び第２の形状記憶合金であり、ａｘ１、ａｘ２は、その縦断面の中心線である。また、第１、第２の形状記憶合金Ｍｓ１、Ｍｓ２は、その横断面が長方形であり、その縦断面の中心線ａｘ１、ａｘ２方向に延びる形状を有し、温度の変化によって該中心線ａｘ１、ａｘ２方向に伸縮する特徴を有している。具体的には、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｓ１、Ｍｓ２を加熱した場合には伸縮し、冷却すれば弛緩する。そして、第１の形状記憶合金Ｍｓ１の一端には、中心線ａｘ１に対して４５度の角度を有し、中心線ａｘ１に対して１８０度対称の位置にそれぞれ第１の傾斜面ｋ１と第２の傾斜面ｋ２が形成され、該第１及び第２の傾斜面ｋ１、ｋ２には、上記実施の形態３と同様、金属を蒸着することで金属膜を形成した第１の金属ミラー４が形成されている。また、第２の形状記憶合金Ｍｓ２も同様に、その一端に縦断面の中心線ａｘ２に対して４５度の角度を有し、１８０度対称の位置にそれぞれ第３の傾斜面ｋ３及び第４の傾斜面ｋ４が形成され、該第３及び第４の傾斜面には第２の金属ミラー５が形成されている。
【０１０１】
そして、Ｏｆ1１、Ｏｆ2１、Ｏｆ3１、Ｏｆ4１は、第１の光ファイバ群Ｏｆ1、及び第２の光ファイバ群Ｏｆ2、第３の光ファイバ群Ｏｆ3、第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各一本目にあたり、本実施の形態３の変形例においては、例えば各光ファイバ群にそれぞれ８本の光ファイバが並列に並んでいるとする。また、図１５に示すように、第１、第２の光ファイバ群Ｏｆ1、Ｏｆ2の各光ファイバの端面は、その中心軸Ａｘ１、Ａｘ２に対して垂直方向に並んでおり、上記第３、第４の光ファイバ分群Ｏｆ3、Ｏｆ4の各光ファイバの端面は、上記第１、第２の光ファイバ群Ｏｆ1、Ｏｆ2の各光ファイバの端面と、向かい合わせになるように構成され、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバの中心軸Ａｘ１と第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバの中心軸Ａｘ７とが同一直線上に位置し、第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバの中心軸Ａｘ２と第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各光ファイバの中心軸Ａｘ９とが同一直線上に位置する。つまり、第１の光ファイバ群Ｏｆ1と第３の光ファイバ群Ｏｆ3との１本目から８本目までの各中心軸が同一直線上にあり、第１の光ファイバ群と第２の光ファイバ群との１本目から８本目までの各中心軸が平行に並んでいる。そして、第１の形状記憶合金Ｍｓ１の縦断面の中心線ａｘ１と、第２の形状記憶合金Ｍｓ２の縦断面の中心線ａｘ２とが同一直線上に位置し、すべての光ファイバの中心軸に対して垂直であるように構成されている。
【０１０２】
次に、本実施の形態３の変形例１にかかるアドドロップスイッチの動作について説明する。まず、図１５（ａ）に示す状態では、第１の形状記憶合金Ｍｓ１の第１の金属ミラー４は第１の光ファイバ群Ｏｆ1と第３の光ファイバ群Ｏｆ3との間に位置している。また、第２の金属ミラー５は、第２の光ファイバ群Ｏｆ2と第４の光ファイバ群Ｏｆ4との間に位置している。この状態で、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、光ビームは第１の傾斜面ｋ１の中央部辺りで第１の金属ミラー４によって反射し、形状記憶合金の縦断面の中心線ａｘ１、ａｘ２と同一方向に進み、第３の傾斜面ｋ３の中央部辺りで第２の金属ミラー５によって反射し、第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバのコアに入射して、該光ファイバ中を伝搬していく。逆に第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバの端面から光ビームが出射された場合は、先程と逆の進路を進んで、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバ中を伝搬していく。また、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、光ビームは第２の傾斜面ｋ２の中央部辺りで第１の金属ミラー４によって反射し、形状記憶合金の縦断面の中心線ａｘ１、ａｘ２と同一方向に進み第４の傾斜面ｋ４の中央部辺りで第２の金属ミラー５によって反射し、第４の光ファイバ群Ｏｆ4の光ファイバのコアに入射して、該光ファイバ中を伝搬していく。逆に第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各光ファイバから光ビームが出射された場合は、先程と逆の進路で進んで、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバ中を伝搬していく。つまりこの状態では、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバと第２の光ファイバ群Ｏｆ2の光ファイバがつながっており、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバは第４の光ファイバＯｆ4の各光ファイバとつながっている。
【０１０３】
しかし、第１の形状記憶合金Ｍｓ１と第２の形状記憶合金Ｍｓ２に電気を流し、通電加熱を行うと、温度上昇によって第１及び第２の形状記憶合金Ｍｓ１及びＭｓ２が収縮する。従って、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｓ１及びＭｓ２の一部をそれぞれ固定しておけば、図１５（ｂ）に示すように、第１の金属ミラー４は上方向に、第２の金属ミラー５は下方向に移動する。そして、その移動量は、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｓ１及びＭｓ２に流す電気量とそれによる発熱量及び発熱によって、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｓ１及びＭｓ２がどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御できる。この状態で、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバのコアに入射して該光ファイバ中を伝搬し、逆に第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバ中を伝搬していく。また、第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバの端面から光ビームが出射された場合は、第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各光ファイバ中を伝搬し、逆に第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバ中を伝搬していく。つまりこの状態では、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバと第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバとがつながっており、第２の光ファイバ群の各光ファイバＯｆ2と第４の光ファイバ群の各光ファイバＯｆ4とがつながっている。
【０１０４】
このように、本実施の形態３の変形例１のアドドロップスイッチにおいては、並列に複数本並べられた光ファイバ内を伝搬する光の導通の切り替えを、容易に精度良く、一度に行うことができる。
【０１０５】
さらに、上述した説明においては、上記形状記憶合金Ｍｓとして、その一端に金属を蒸着することで金属ミラーを形成し、該金属ミラーと形状記憶合金が一体化されている場合について説明したが、上記形状記憶合金Ｍｓを、図１６に示すように、金属ミラーと形状記憶合金とを分離したものとし、２本の横断面が円形状の形状記憶合金の先端に、直角２等辺三角柱のミラーＴを取りつけてなるものとしてもよい。この形状記憶合金の先端に取り付けるミラーＴは、アルミや、プラスチックに金属を蒸着させたものなどが考えられる。このようにすれば、形状記憶合金の断面が小さくなるので、形状記憶合金に電気を流して通電加熱を行う際に、該形状記憶合金が移動する移動量のばらつきを少なくすることができ、上記形状記憶合金の上下に移動する方向性を制御しやすくなる、という効果がある。
【０１０６】
なお、本実施の形態３の変形例１においても、上記実施の形態１と同様にファイバ間やファイバと形状記憶合金との間の隙間は、適当な値とし、さらに該隙間にマッチングオイルを用いることで光ビームの損失をほぼゼロに等しくすることができ、また、上記第１及び第２の形状記憶合金Ｍｓ１及びＭｓ２を加熱する方法は、例えば、赤外線等による光を当てることによる加熱や、温風を吹き付けることによって加熱する等の方法によっても構わないものとする。
【０１０７】
また、以上に説明した２本の横断面が円形状の形状記憶合金の先端にミラーＴを取りつけてなるアドドロップスイッチは、第１、第２のミラーＴ１、Ｔ２を支える各２本の形状記憶合金Ｍｆ１〜Ｍｆ４に、同時に電気を流すなどして通電加熱して同時に移動させ、光ファイバ間の導通を切り替えるようにしたが、図１７のように、２組の長さの違う形状記憶合金ぞれぞれにミラーＴを取りつけることで、２組の形状記憶合金のうち、一組の形状記憶合金を、電気を流すなどして通電加熱して移動させればよいことになる。以下、このようなアドドロップスイッチを実施の形態３の変形例２として説明する。
（実施の形態３の変形例２）
本実施の形態３の変形例２にかかるアドドロップスイッチについて図を用いて説明する。図１７は、本実施の形態３の変形例２にかかるアドドロップスイッチの構成を示す図である。
【０１０８】
まず、実施の形態３の変形例２の構成について説明する。全図を通して、同一符号は同一または相当する部分を示している。Ｍｆ１〜Ｍｆ４は、第１、第２、第３及び第４の形状記憶合金であり、Ａｘ１０〜Ａｘ１４は、各形状記憶合金の中心軸である。上記各形状記憶合金Ｍｆは、横断面が円形でその中心軸Ａｘ方向に伸びる形状を有し、温度の変化によって伸縮する特徴を有している。具体的には、上記形状記憶合金Ｍｆを加熱した場合には収縮し、冷却すれば、弛緩する。そして、上記第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２には第１のミラーＴ１が取りつけられ、上記第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２より長さが短い上記第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４には、第２のミラーＴ２が取りつけられている。この第１及び第２のミラーＴ１、Ｔ２は、直角２等辺三角柱であり、アルミやプラスチックに金属を蒸着させたものなどが考えられる。そして、上記第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２の内側に、第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４を配置するように構成する。
【０１０９】
次に、本実施の形態３の変形例２にかかるアドドロップスイッチの動作について説明する。まず、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２にのみ電気を流し、通電加熱を行うと、温度上昇によって第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２が収縮し、第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４は伸びている。従って、第１、第２、第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２、Ｍｆ３、Ｍｆ４の一部を同じ基板上に固定しておけば、図１７（ａ）に示すように、該第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２に取りつけられた第１のミラーＴ１は下方向に、また該第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４に取りつけられた第２のミラーＴ２は上方向に移動する。そして、その移動量は、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２に流す電気量とそれによる発熱量及び発熱によって、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２がどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御できる。このとき、第１のミラーＴ１は第１の光ファイバ群Ｏｆ1と第３の光ファイバ群Ｏｆ3との間に位置し、第２のミラーＴ２は、第２の光ファイバ群Ｏｆ2と第４の光ファイバ群Ｏｆ4との間に位置している。この状態で、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、光ビームは第１のミラーＴ１によって反射し、第１及び第２の形状記憶合金の中心軸Ａｘ１０、Ａｘ１１と同一方向に進み第２のミラーＴ２によって反射し、第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバのコアに入射して、該光ファイバ中を伝搬していく。逆に第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバの端面から光ビームが出射された場合は、先程と逆の進路を進んで、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバ中を伝搬していく。また、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、光ビームは第１のミラーＴ１によって反射し、第３及び第４の形状記憶合金の中心軸Ａｘ１２、Ａｘ１３と同一方向に進み第２のミラーＴ２によって反射し、第４の光ファイバ群Ｏｆ4の光ファイバのコアに入射して、該光ファイバ中を伝搬していく。逆に、第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各光ファイバから光ビームが出射された場合は、先程と逆の進路で進んで、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバ中を伝搬していく。つまりこの状態では、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバと第２の光ファイバ群Ｏｆ2の光ファイバがつながっており、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバは第４の光ファイバＯｆ4の各光ファイバとつながっている。
【０１１０】
ここで、第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４にのみ電気を流し、通電加熱を行うと、温度上昇によって第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４が収縮し、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２は通電加熱がなされていないので伸びる。従って、従って、第１、第２、第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２、Ｍｆ３、Ｍｆ４の一部を同じ基板上に固定しておけば、図１７（ｂ）に示すように、該第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２に取りつけられた第１のミラーＴ１は上方向に、また該第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４に取りつけられた第２のミラーＴ２は下方向に移動する。そして、その移動量は、第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３及びＭｆ４に流す電気量とそれによる発熱量及び発熱によって、第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３及びＭｆ４がどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御できる。この状態で、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバのコアに入射して該光ファイバ中を伝搬し、逆に第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバ中を伝搬していく。また、第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバの端面から光ビームが出射された場合は、第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各光ファイバ中を伝搬し、逆に第４の光ファイバ群Ｏｆ4の各光ファイバの端面から光ビームが出射されると、第２の光ファイバ群Ｏｆ2の各光ファイバ中を伝搬していく。つまりこの状態では、第１の光ファイバ群Ｏｆ1の各光ファイバと第３の光ファイバ群Ｏｆ3の各光ファイバとがつながっており、第２の光ファイバ群の各光ファイバＯｆ2と第４の光ファイバ群の各光ファイバＯｆ4とがつながっている。
【０１１１】
このように、本実施の形態３の変形例２のアドドロップスイッチにおいては、第１のミラーＴ１を取りつける第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２の高さを、第２のミラーＴ２を取りつける第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４の高さより高くし、該第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２と、該第３及び第４の形状記憶合金Ｍｆ３、Ｍｆ４とのどちらか一方を、通電加熱等で温度変化を与えて伸縮させて、上記第１及び第２のミラーＴ１、Ｔ２を上下に移動させることで光ファイバ同士の導通をつなぎ換えることとしたので、同時に４本の形状記憶合金に通電する等しなくてもよくなり、容易に、より精度良く、並列に並べられた複数本の光ファイバ間のつなぎ換えを一度に行うことができるという効果を有する。また、上記４本の形状記憶合金を同じ基板上に設けることができることができる、という効果もある。
（実施の形態４）
本実施の形態４にかかる光フィルタについて図を用いて説明する。図７は、本実施の形態４にかかる光フィルタの構成を示す図である。
【０１１２】
まず、本実施の形態４にかかる光フィルタの構成を説明する。全図を通して、同一符号は同一又は相当する部分を示している。Ｍｆ１は、第１の形状記憶合金であり、Ａｘ１０は、該第１の形状記憶合金Ｍｆ１の中心軸である。また、Ｍｆ２は、第２の形状記憶合金であり、Ａｘ１１は、該第２の形状記憶合金Ｍｆ２の中心軸である。そして、第１の形状記憶合金Ｍｆ１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ２は、横断面が円形でその中心軸Ａｘ１０及びＡｘ１１方向に延びる形状を有し、温度の変化によって中心軸Ａｘ１０及びＡｘ１１方向に伸縮する特徴を有している。具体的には、上記第１の形状記憶合金Ｍｆ１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ２を加熱した場合には収縮し、冷却すれば弛緩する。また、第１の形状記憶合金Ｍｆ１の一端には、中心軸Ａｘ１０に対して４５度の角度を有する傾斜端面ｍ１が形成され、該傾斜端面ｍ１に金属を蒸着した後に誘電体を形成して、ファブリーペロー型の光波長フィルタである第１の光波長フィルタ６を形成している。この第１の光波長フィルタ６は、入射する光ビームの波長によって反射特性が異なる特徴がある。また、第２の形状記憶合金Ｍｆ２の一端には、中心軸Ａｘ１１に対して４５度の角度を有する傾斜端面ｍ２が形成され、該傾斜端面ｍ２に金属を蒸着した後にガラス等の誘電体を形成して、ファブリーペロー型の光波長フィルタである第２の光波長フィルタ７を形成している。この第２の光波長フィルタ７は、入射する光ビームの波長によって反射角が異なる特徴がある。また、Ｏｆ１及びＯｆ２は第１の光ファイバ及び第２の光ファイバで、その端面はそれぞれの中心軸Ａｘ１及びＡｘ２に垂直である。
【０１１３】
そして、本実施の形態４にかかる光フィルタは、図７に示すように、第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１と第１の形状記憶合金Ｍｆ１の中心軸Ａｘ１０とが直交するように配置し、また第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１と第２の形状記憶合金Ｍｆ２の中心軸Ａｘ１１とが同一であるように配置し、また第１の形状記憶合金Ｍｆ１の中心軸Ａｘ１０と第２の光ファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２とが同一直線上に位置するように構成されている。
【０１１４】
次に、本実施の形態４にかかる光フィルタの動作について説明する。まず、図７（ａ）に示す状態では、第１の形状記憶合金Ｍｆ１には電気を流さずに弛緩した状態のままとし、第２の形状記憶合金Ｍｆ２には、電気を流して通電加熱を起こし、収縮した状態としてある。第１の光ファイバＯｆ１から出射された光ビームは、第１の光波長フィルタ６の中央部で反射し、第２の光ファイバＯｆ２のコアに入射して、第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。
【０１１５】
次に、第１の形状記憶合金Ｍｆ１に電気を流して通電加熱を起こして、第２の形状記憶合金Ｍｆ２には電気を流さないようにすると、第１の形状記憶合金Ｍｆ１は収縮し、第２の形状記憶合金Ｍｆ２は弛緩して、図７（ｂ）に示すような状態になる。この時に第１の光ファイバＯｆ１から光ビームが出射されると、第２の光波長フィルタ７の中央部で反射し、第２の光ファイバＯｆ２のコアに入射して、第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。
【０１１６】
例えば、第１の光波長フィルタ６には入射角４５度で入射してくる光ビームの内λ１の波長の光だけを出射角４５度で反射するものを用い、また、第２の光波長フィルタ７には入射角４５度で入射してくる光ビームの内λ２の波長の光だけを出射角４５度で反射するものを用いるとし、第１の光ファイバＯｆ１から出射された光ビームは波長λ１及び波長λ２の成分を含んでいるものとする。このような光ビームが、図７（ａ）に示す状態の時に第１の光ファイバＯｆ１から出射され、第２の光ファイバＯｆ２に入射された場合、該第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬する光は、波長がλ１の光のみである。また、上記光ビームが、図７（ｂ）に示す状態の時に第１の光ファイバＯｆ１から出射され、第２の光ファイバＯｆ２に入射された場合、該第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬する光は、波長がλ２の光のみである。つまり、電気を流す形状記憶合金を選択することで、異なる波長成分の光を選択して同じ光ファイバ中に伝搬させることができる。
【０１１７】
なお、第１の光波長フィルタ６と第２の光波長フィルタ７との入れ替えにおいて、第１の形状記憶合金Ｏｆ１と第２の形状記憶合金Ｏｆ２とを制御する必要があるが、それは第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２に流す電気の量とそれによる発熱量及び発熱によって第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２がどれだけ収縮するかを調べておき、形状記憶合金の一部を固定してあれば、容易に制御できる。
【０１１８】
なお、実施の形態１と同様にファイバ間やファイバと形状記憶合金間との間の隙間は、適当な値とし、さらに該隙間にマッチングオイルを用いることで光ビームの損失をほぼゼロに等しくすることができる。
【０１１９】
また、光波長フィルタとして、傾斜端面に適当な溝を設けた後に金属薄膜を形成することで作成されるグレーティング型フィルタや、フィルタ特性を有する材料を用いても良い。
【０１２０】
また、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１及びＭｆ２を加熱する方法は、例えば、赤外線等による光を当てることによる加熱や、温風を吹き付ける事によって加熱する等の方法によっても構わない。
【０１２１】
なお、上述した光フィルタの構成を、光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝や、ピン等を有する基板上に形成し、それに他の回路を加えることでさらに様々な働きをする光電子集積装置が形成される。そしてその場合、第１及び第２の形状記憶合金Ｍｆ１、Ｍｆ２の形状が、光ファイバＯｆ１、Ｏｆ２と同一の形状であるので、上記光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に、該ブイ溝やピン等で形状記憶合金を固定できるので、上記基板上に上記光フィルタを含む光電子集積装置の回路が容易に組める。
【０１２２】
また、この光フィルタを多段で用いれば、さらに精度の高い光フィルタを作成でき、その場合においても、上述したように容易に集積化ができる。
【０１２３】
このように、本実施の形態４にかかる光フィルタによれば、第１の光ファイバから出射された光ビームを光波長フィルタで反射し、ある特定の波長だけを第２の光フィルタに入射させ、該光波長フィルタは、第１の形状記憶合金と第２の形状記憶合金とに異なる特性のものを形成し、通電加熱により形状記憶合金が収縮または弛緩することで、前記第１の光ファイバから出射された光ビームが反射する前記光波長フィルタを選択して、第２の光ファイバに伝搬する光の波長を選択することができるようにしたので、容易に精度良く光ビームから所望の波長成分の光を取り出すことができるという効果を有する。
【０１２４】
また、形状記憶合金は、光ファイバと同形状であるので、ブイ溝やピン等を有して、それらで光ファイバを固定することができる基板上に設置し、光電子集積装置を作成することができ、それによって複雑な制御ができる光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
（実施の形態５）
本実施の形態５にかかる光フィルタについて図を用いて説明する。図８は、本実施の形態５にかかる光フィルタの構成を示す図である。
【０１２５】
まず、本実施の形態５にかかる光フィルタの構成を説明する。全図を通して、同一符号は同一又は相当する部分を示している。Ｍｆは、形状記憶合金である。Ａｘ８は、形状記憶合金Ｍｆの中心軸である。形状記憶合金Ｍｆは、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、温度の変化によって伸縮する特徴を有している。具体的には、上記形状記憶合金Ｍｆを加熱した場合には収縮し、冷却すれば、弛緩する。また、形状記憶合金Ｍｆの一端には、中心軸Ａｘ８に対して４５度の角度を有する傾斜端面ｍが形成されており、該傾斜端面ｍには、光の波長レベルの細かい溝を設けてから金属薄膜を形成して、グレーティング型の光波長フィルタ８を形成している。この光波長フィルタ８は、入射する光ビームの波長によって反射角が異なる特徴がある。また、Ｏｆ１及びＯｆ２は第１の光ファイバ及び第２の光ファイバで、端面はそれぞれの中心軸Ａｘ１及びＡｘ２に垂直な端面である。また、第２の光ファイバＯｆ２は複数ある。
【０１２６】
本実施の形態５における光フィルタは、図８に示すように、第１の光ファイバの中心軸Ａｘ１と、形状記憶合金Ｍｆの中心軸Ａｘ８とが直交し、複数の第２の光ファイバＯｆ２それぞれは、その端面を形状記憶合金Ｍｆの光波長フィルタ８に向けている。
【０１２７】
次に、本実施の形態５にかかる光フィルタの動作について説明する。図８において、第１の光ファイバＯｆ１から出射された光ビームは、形状記憶合金Ｍｆの光波長フィルタ８の中央部で反射し、波長成分の違いによって第２の光ファイバＯｆ２に入射し、第２の光ファイバ中を伝搬していく。ここで、光波長フィルタ８は、入射光の波長成分によって反射角が異なるという性質を持っている。また、入射光が反射する光波長フィルタ８の位置の違いによってもその反射特性が異なる。つまり、第１の光ファイバＯｆ１から出射された光ビームは、第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１に沿って進み、光波長フィルタ８の中央部に入射角４５度で入射し、例えば第１の光ファイバＯｆ１から出射された光ビームに含まれる波長がλ１の光は、上部の第２の光ファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２に沿って進み、該上部の第２の光ファイバＯｆ２のコアに入射し、該上部の第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。また、第１の光ファイバＯｆ１から出射された光ビームに含まれる波長がλ２の光は、下部の第２のファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２に沿って進み、該下部の第２の光ファイバＯｆ２のコアに入射し、該下部の第２の光ファイバＯｆ２中を伝搬していく。つまり、光波長フィルタの性質より、所望の波長の光が反射する方角を知っていれば、その所望の波長の光が反射する位置に第２の光ファイバＯｆ２を設置しておくことで、第１の光ファイバＯｆ１より出射された光ビームに含まれるの所望の波長の光を取り出すことができる。なお、第１の光ファイバＯｆ１の中心軸Ａｘ１と光波長フィルタ８との角度は、４５度以外でも構わない。
【０１２８】
さらに、光波長フィルタ８の位置によっても反射特性が異なるので、形状記憶合金Ｍｆの一部を固定しておき、この状態で電気を流して通電加熱を行えば、形状記憶合金Ｍｆが収縮して、光波長フィルタ８は左に移動し、その結果光波長フィルタ８の先端部に第１の光ファイバＯｆ１からの光ビームが入射する。そして、その時に先端位置から上部の第２の光フィルタＯｆ２あるいは下部の第２の光フィルタＯｆ２には、別の波長成分の光ビームが入射されることになるので、さらに多くの波長成分の違う光を取り出すことができる。
【０１２９】
なお、光波長フィルタ８の移動量は、形状記憶合金Ｍｆに流す電気の量とそれによる発熱量及び発熱によって形状記憶合金Ｍｆがどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御できる。
【０１３０】
また、実施の形態１と同様にファイバ間やファイバと形状記憶合金との間の隙間は、適当な値とし、さらにその隙間にマッチングオイルを用いることで光ビームの損失をほぼゼロに等しくすることができる。
【０１３１】
また、形状記憶合金Ｍｆを加熱する方法は、例えば、赤外線等による光を当てることによる加熱や、温風を吹き付ける事によって加熱する等の方法によっても構わない。
【０１３２】
なお、上述した光フィルタの構成を、光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝や、ピン等を有する基板上に形成し、それに他の回路を加えることでさらに様々な働きをする光電子集積装置が形成される。そしてその場合、形状記憶合金Ｍｆの形状が、光ファイバＯｆ１、Ｏｆ２と同一の形状であるので、上記光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に形状記憶合金を固定できるので、上記基板上に上記光フィルタを含む光電子集積装置の回路が容易に組める。
【０１３３】
また、この光フィルタを多段で用いれば、さらに精度の高い光フィルタを作成でき、その場合でも容易に集積化ができる。
【０１３４】
このように本実施の形態５にかかる光スイッチによれば、形状記憶合金に光波長フィルタを設け第１の光ファイバから出射される光ビームを反射し、第２の光ファイバに所望の波長成分の光を入射し、さらに該光波長フィルタは、反射位置によって反射特性が異なるものとし、通電加熱により形状記憶合金が収縮または弛緩することで、光波長フィルタを移動させて、反射位置を移動させることで、さらに多数の波長を取り出すことができることとしたので、容易に精度良く光ビームから所望の波長成分の光を取り出すことができるという効果を有する。
【０１３５】
また、形状記憶合金は、光ファイバと同形状であるので、ブイ溝やピン等を有して、それらで光ファイバを固定することができる基板上に設置し、光電子集積装置を作成することができ、それによって複雑な制御ができる光電子集積装置を作成することができるという効果を有する。
（実施の形態６）
本実施の形態６にかかるマイケルソン干渉計について図を用いて説明する。図９は、本実施の形態６にかかるマイケルソン干渉計の構成を示す図であり、図９（ａ）は斜視図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＫ矢示図、図９（ｃ）は図９（ａ）のＬ矢示図である。
【０１３６】
図において、図３，図９と同一符号は同一又は相当する部分を示し、本実施の形態６は、図３のＴ字カップリングを直接応用したものである。すなわち、第１〜第３の光ファイバＯｆ１〜Ｏｆ３は、同一の構造を有し、従って、コア１，及びクラッド２の径も同じである。
【０１３７】
Ｍｆは、形状記憶合金であり、Ａｘ８は、該形状記憶合金Ｍｆの中心軸である。上記形状記憶合金Ｍｆは、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、温度の変化によって伸縮する特徴を有している。具体的には、該形状記憶合金Ｍｆを加熱した場合には収縮し、冷却すれば、弛緩する。また、形状記憶合金Ｍｆの一端は、中心軸Ａｘ８に対して垂直であり、該端面に金属を蒸着することで金属薄膜を形成した金属ミラー３が形成されている。
【０１３８】
第１の光ファイバＯｆ１，第２の光ファイバＯｆ２，及び第３の光ファイバＯｆ３は、共に、一端に傾斜端面Ｆ１〜Ｆ３を有しており、上記第１，第２，第３の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２，Ｏｆ３は、それぞれ、傾斜端面Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が形成されていない方の端の端面が中心軸に垂直に形成され、また、上記第２の光ファイバＯｆ２の垂直な端面には金属を蒸着することにより金属ミラー９が形成され、上記第３の光ファイバＯｆ３の垂直な端面と形状記憶合金Ｍｆの金属ミラーとは所定の距離を置いて隣接している。また、形状記憶合金Ｍｆの中心軸Ａｘ８と第３の光ファイバＯｆ３の中心軸Ａｘ７とは同一直線上に位置している。また、第２，第３の光ファイバＯｆ２，Ｏｆ３は、互いに、長さが異なっている。
【０１３９】
１０１は、本実施の形態６によるマイケルソン干渉計の出力を利用するための光検知器である。光検知器１０１は、フォトダイオード等で構成され、第１の光ファイバと第２の光ファイバとの直交軸Ａｘ３上に位置し、かつ第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２に接する，あるいは近接するようにして配置される。具体的には、例えば、その表面直下にフォトダイオードを半導体デバイス製造プロセスにより形成してなる半導体を光学台として用い、該光学台上に第１，第２の光ファイバＯｆ１，Ｏｆ２を、それらの接続部がフォトダイオード上に位置するようにして配置することにより、本図の配置を実現することができる。
【０１４０】
次に、以上のように構成されたマイケルソン干渉計の動作を説明する。第１の光ファイバＯｆ１に光ビームを入射せしめると、該入射した光ビームは傾斜端面Ｆ１で間隔Ｓに応じた比率で分波され、該分波された一方の光ビームは、第２の光ファイバＯｆ２の中心軸Ａｘ２に沿って進み、金属ミラー９で反射され、その後、逆の経路を辿って第１の光ファイバＯｆ１の傾斜端面Ｆ１に戻り、そこをその一部が通過する。一方、前記分波された他方の光ビームは第３の光ファイバの中心軸Ａｘ７に沿って進み、外部に出射される。この外部に出射された光ビームは、形状記憶合金Ｍｆの金属ミラー３で反射されて、再び第３の光ファイバＯｆ３に入射し、逆の経路を辿って該第３の光ファイバＯｆ３の傾斜端面Ｆ３に戻り、そこでその一部が反射され、前記第１の光ファイバＯｆ１の傾斜端面Ｆ１を通過してくる光ビームと合波され、該合波された光ビームが光検知器１０１に入射する。そして、上述したように、上記第２の光ファイバＯｆ２の長さと第３の光ファイバＯｆ３の長さが異なり、その結果形状記憶合金Ｍｆの金属ミラー３で反射された光ビームと第２の光ファイバＯｆ２の金属ミラー９で反射された光ビームとは通った光路長が異なるため、両光ビーム間で干渉を生じ、従って、干渉計として用いることができる。
【０１４１】
また、形状記憶合金Ｍｆに電気を流し、通電加熱によって収縮させると第３の光ファイバＯｆ３に対し、該形状記憶合金Ｍｆの端面に形成された金属ミラー３を、該第３の光ファイバＯｆ３の中心軸Ａｘ７に平行な方向に相対的に移動させることができるので、該金属ミラー３との距離に応じて、金属ミラー３で反射される光ビームの位相が変化し、これにより、前記合波された光ビームの干渉による光強度が変化するため、光検知器１０１でこの光強度の変化を検知することにより、本実施の形態６によるマイケルソン干渉計を光スイッチとして用いることができる。
【０１４２】
なお、光波長フィルタ８の移動量は、形状記憶合金Ｍｆに流す電気の量とそれによる発熱量及び発熱によって形状記憶合金Ｍｆがどれだけ収縮するかを調べておけば、容易に制御できる。
【０１４３】
また、上記実施の形態１と同様に、ファイバ間やファイバと形状記憶合金との間の隙間は、適当な値とし、さらにその隙間にマッチングオイルを用いることで光ビームの損失をほぼゼロに等しくすることができる。
【０１４４】
また、形状記憶合金Ｍｆを加熱する方法は、例えば、赤外線等による光を当てることによる加熱や、温風を吹き付ける事によって加熱する等の方法によっても構わない。
【０１４５】
なお、上述した干渉計の構成を、光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝や、ピン等を有する基板上に形成し、それに他の回路を加えることでさらに様々な働きをする光電子集積装置が形成される。そしてその場合、形状記憶合金Ｍｆの形状が光ファイバＯｆ１、Ｏｆ２と同一の形状であるので、上記光ファイバで回路を組む場合に使用するブイ溝やピン等を有する基板上に、該ブイ溝やピン等で形状記憶合金を固定できるので、上記基板上に上記干渉計を含む光電子集積装置の回路が容易に組める。
【０１４６】
また、上記の説明では、第２の光ファイバＯｆ２の端面に金属膜を形成し、第３の光ファイバＯｆ３の端面に形状記憶合金Ｍｆを設置するようにしたが、第２の光ファイバＯｆ２の端面に形状記憶合金Ｍｆを設置し、第３の光ファイバＯｆ３の端面に金属膜を形成してもよい。
【０１４７】
また、上記の説明では、第２の光ファイバＯｆ２及び第３の光ファイバＯｆ３について、長さを異ならしめるようにしたが、長さを同じとし、屈折率を異ならしめるようにしてもよい。
【０１４８】
このように本実施の形態６の干渉計によれば、入力用の第１の光ファイバに対し、一端に傾斜端面を他端に反射面を有する２つの分岐光路用の第２及び第３の光ファイバＯｆ２及びＯｆ３について、その一方を互いの傾斜端面の反射及び互いの側面レンズ作用により光結合するよう配置するとともに、その他方を互いの傾斜端面が所定の間隔で対向するように配置し、第２の光ファイバの傾斜端面が形成されていない方の端の端面に、金属ミラーを、また、第３の光ファイバＯｆ３のうちの傾斜端面が形成されていない方の端の端面に、金属ミラーを端面に形成した温度変化により伸縮する形状記憶合金を設置することで、マイケルソン干渉計として用いることができる。また、本実施の形態６による干渉計を用いて、作成することが容易な光スイッチを得ることができる。さらに、スティック状の複数の光ファイバ及び形状記憶合金を、互いに略９０度ねじれた状態で互いの端部を合わせるようにして積層配置することにより干渉計を構成することができるため、該干渉計を光デバイスに用いるのに十分小さなサイズとすることができ、かつ容易に作成することができる。
（実施の形態７）
本実施の形態７にかかる半導体装置について図を用いて説明する。図１０は、本実施の形態７にかかる半導体装置の構成を示す図である。また、図１１は、本実施の形態７にかかる半導体装置を用いて半導体装置同士を接続している状態を示す図である。
【０１４９】
まず、本実施の形態７にかかる半導体装置の構成を説明する。Ｓｆは半導体装置であり、スティック状で、横断面が円形であり、その中心軸方向に延びる形状を有している。１１は半導体装置Ｓｆの基板であり、基板１１上に集積回路１２が形成されている。つまり、本実施の形態７における半導体装置Ｓｆには、その側面に集積回路１２が形成されている。また、１０は集積回路１２の電極であり、半導体装置Ｓｆの端面ｍ３に形成されている。
【０１５０】
上記のように構成された本実施の形態７における半導体装置Ｓｆは、図１１に示すように、平面状の半導体装置１３同士をつなぐ電線等である伝送線１４の途中に設置される。そして、上記伝送線１４は、それぞれの半導体装置１３の電極１５に接続されている。
【０１５１】
次に、本実施の形態７にかかる半導体装置Ｓｆの動作について説明する。半導体装置ＳｆはＳｉ又はＧａＡｓの単結晶上に、半導体デバイスプロセスにより回路を形成したもので、従来は、平面状であった半導体装置をスティック状にしたものである。この半導体装置Ｓｆは伝送線１４と同一の形状、及び大きさであり、従来の平面状の半導体装置１３の電極１５と伝送線１４を介して連結している。この上記伝送線１４は電気信号をそのまま伝えるものであるが、本実施の形態７における半導体装置Ｓｆはそれ自体が集積回路１２を備え、信号を制御する働きを持っているので、電極１５からの信号を変換して伝送することができる。なお、図１０に示す半導体装置Ｓｆには、その端面ｍ３に電極１０を３個有しているが、この電極の数は何個でも良く、また、図１１のように一つの電極同士を接続する場合には、上記半導体装置Ｓｆの一つの端面ｍ３に１個の電極でも構わない。また、上記半導体装置Ｓｆは、図１０に示されるように半導体装置１３同士の接続に使用するだけでなく、それ以外の電気回路の接続に使用でき、形状が電線等である伝送線１４と同一のスティック状であるので伝送線１４と同様の使い方ができ、使用しやすい。
【０１５２】
このように、本実施の形態７における半導体装置によれば、横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状である基板の側面に集積回路が形成されているので、電線等である伝送線と接続して使用することができ、また、伝送線とは異なり信号を伝えるだけでなく制御することができるという効果を有する。
【０１５３】
さらに、本実施の形態７における半導体装置は、伝送線と同形状であるので、伝送線と同様の使い方ができ、且つ容易接続して使用できるという効果も有する。
【０１５４】
なお、上記実施の形態７においては、基板上のシリコン等に集積回路が形成されているスティック状の半導体集積Ｓｆについて説明したが、基板上の誘電体、例えばセラミック等にマイクロ波集積回路を形成するようにすれば、スティック状のマイクロ波装置として使用できる。以下、実施の形態７の変形例において、このマイクロ波装置について説明する。
（実施の形態７の変形例）
以下、本実施の形態７の変形例にかかる、マイクロ波装置について、図１８を用いて説明する。図１８は、本実施の形態７の変形例におけるマイクロ波装置の構成を示す図である。図において、Ｄｆはマイクロ波装置であり、スティック状で、横断面が円形であり、その中心軸方向に延びる形状を有している。また、１９は、マイクロ波装置Ｄｆの基板であり、基板１９上にマイクロ波集積回路２０が形成されている。つまり、本実施の形態７の変形例におけるマイクロ波装置Ｄｆには、その側面にマイクロ波集積回路２０が形成されている。このマイクロ波集積回路２０は、例えばセラミック等に、所望のパターンを写真で焼きつけ、カットあるいは、溶かす等して作成される。
【０１５５】
また、マイクロ波装置Ｄｆには、対極が必要なので、例えば、図１８（ａ）のように、マイクロ波装置Ｄｆの中心軸上に、同軸ケーブルのように、金属棒を対極２１として設けたり、図１８（ｂ）のように、マイクロ波集積回路２０の側面のある任意の領域に対極２１を設ける等して、対極をマイクロ波装置Ｄｆ上に設ければよい。なお、図１８（ｂ）のように側面領域に対極２１を設ける場合は、マイクロ波集積回路２０をその対極２１に使用している領域以外に形成する。
【０１５６】
そして、上記のように構成されたマイクロ波装置Ｄｆを、図１１に示す、半導体装置Ｓｆのかわりに、平面状の半導体装置１３同士をつなぐ同軸ケーブルあるいはフィーダ線等の伝送線１４の途中に設置する。
【０１５７】
次に、本実施の形態７の変形例にかかる、マイクロ波装置Ｄｆの動作について説明する。例えば、マイクロ波装置Ｄｆが、図１８（ａ）に示すような分岐回路のマイクロ波集積回路２０を有する場合、該マイクロ波装置Ｄｆに入力された光ビームが、出力される際には４つに分岐されて出力される。このように、上記マイクロ波装置Ｄｆはマイクロ波集積回路２０を備え、信号を制御する働きを持っているので、同軸ケーブル等の上記伝送線１４のように単に信号をそのまま伝えるだけでなく、信号を変換して伝送することができる。なお、図１８（ａ）に示すマイクロ波装置Ｄｆは、その端面に電極を４つ有しているが、この数は何個でもよく、そのマイクロ波集積回路２０のパターンによるものである。また、図１１のように接続させる場合は１つの電極でよい。また、マイクロ波装置Ｄｆの形状がスティック状であるので、伝送線１４と同様の使い方ができ使用しやすい。
【０１５８】
このように、本実施の形態７の変形例にかかるマイクロ波装置Ｄｆにおいても、上述した半導体装置Ｓｆと同様、入力されてくる電波を、同軸ケーブル等の伝送線のように伝送するだけでなく、制御することができ、さらに、伝送線と同形状であるので、同様の使い方ができ、容易に接続して使用することができる効果を有する。
（実施の形態８）
本実施の形態８にかかる光電子集積装置について図を用いて説明する。図１２は、本実施の形態７にかかる半導体装置Ｓｆと光ファイバとを組み合わせた回路の構成を示す図である。図１３は、本実施の形態７にかかる半導体装置Ｓｆを基板のブイ溝に積層配置した状態を示した図である。
【０１５９】
まず、本実施の形態８にかかる光電子集積装置の構成を説明する。本実施の形態８に係る光電子集積装置は、本実施の形態７にかかる半導体装置Ｓｆを用いており、図１０に示すように半導体装置Ｓｆは横断面が円形で、その中心軸方向に延びる形状を有し、スティック状である。これは、光ファイバと同一の直径及び形状である。また、上述したように半導体装置Ｓｆの側面には集積回路１２が、端面ｍ３には電極１０が形成されている。また、Ｏｆは光ファイバである。
【０１６０】
図１２に示すように、この半導体装置Ｓｆの端面ｍ３に面発光型のレーザダイオード１６を設置する。電極１０により、レーザダイオードには、電気信号が入力されている。さらに端面ｍ３に向かい合うように端面がくるように光ファイバＯｆを設置する。半導体装置Ｓｆの中心軸と光ファイバＯｆの中心軸は同一である。
【０１６１】
次に、本実施の形態８にかかる光電子集積装置の動作について説明する。図１２に示す状態で、半導体装置Ｓｆからの電気信号を受け、面発光型のレーザダイオード１６が発光するその光ビームは光ファイバＯｆのコアに入射し、光ファイバＯｆ中を伝搬していく。また、半導体装置Ｓｆの端面ｍ３には、レーザダイオード１６のかわりに受光素子を設置してもよく、その場合は、光ファイバＯｆから出射された光ビームを受光素子が電気信号へと変換し、その信号を集積回路１２で制御して、受光素子とは反対の端面に設置された電極（図示せず）に送る。そして、上述したような半導体素子Ｓｆと光ファイバＯｆとを、ブイ溝やピンを有する基板上に設置固定することで、集積装置を作成することができる。また、それぞれの半導体装置Ｓｆに異なる働き、例えば、一つはメモリとして、一つはＬＤドライバとして、一つはＭＰＵとしての働きを持つように作成し、それら３本の半導体装置Ｓｆを、図１３に示すように、ブイ溝１７を有する基板１８に積層配置して、各半導体装置Ｓｆの電極１０が接してつながるように設置するようにすれば、それぞれの半導体装置Ｓｆを結合させて働かせることができる。また、実施の形態１から６に示した光電子集積装置に半導体装置Ｓｆを追加することで、さらに複雑な制御が容易に実現できる光電子集積装置を作成することができる。
【０１６２】
また、実施の形態７の変形例において説明したマイクロ波装置Ｄｆを、上述した半導体装置Ｓｆと置き換えても、上記同様の効果を得ることができる。さらに、上記半導体装置Ｓｆ、マイクロ波装置Ｄｆを組み合わせて使用すれば、より複雑な制御が容易に実現できる光電子集積装置を作成することができる。
【０１６３】
このように、本実施の形態８にかかる光電子集積装置によれば、スティック形状の半導体装置、あるいはマイクロ波装置の端面に発光部を設け、該発光部からの光ビームが光ファイバに入射せしめるように設置することとしたので、集積化され、容易に光を制御することができるという効果を有する。
【０１６４】
また、前記半導体装置、あるいはマイクロ波装置を積層配置する場合に、お互い接する部分に電極を形成したので、電極間を伝送線でつなぐ必要がなく、容易に作成することができるという効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【０１６５】
本発明の干渉計、光スイッチ、及び光集積装置は、光を容易に制御することができ、応答特性がよく小型化が可能な干渉計、光スイッチ、及び光集積装置として有用である。
【符号の説明】
【０１６６】
Ａｘ１ 第１の光ファイバの中心軸
Ａｘ２ 第２の光ファイバの中心軸
Ａｘ３ 両光ファイバ直交軸
Ａｘ４ 第１の光ファイバの傾斜端面の中心軸
Ａｘ５ 第２の光ファイバの傾斜端面の中心軸
Ａｘ６ 第１の光ファイバ直交軸
Ａｘ７ 第３の光ファイバの中心軸
Ａｘ８ 形状記憶合金の中心軸
Ａｘ９ 第４の光ファイバの中心軸
Ａｘ１０ 第１の形状記憶合金の中心軸
Ａｘ１１ 第２の形状記憶合金の中心軸
Ａｘ１２ 第３の形状記憶合金の中心軸
Ａｘ１３ 第４の形状記憶合金の中心軸
ａｘ１ 第１の形状記憶合金の縦断面の中心線
ａｘ２ 第２の形状記憶合金の縦断面の中心線
Ｃｐ１ 第１の光ファイバの傾斜端面の中心点
Ｃｐ２ 第２の光ファイバの傾斜端面の中心点
ｄ 光ファイバ間隔
Ｆ１ 第１の光ファイバの傾斜端面
Ｆ２ 第２の光ファイバの傾斜端面
Ｆ３ 第３の光ファイバの傾斜端面
Ｏｆ１ 第１の光ファイバ
Ｏｆ２ 第２の光ファイバ
Ｏｆ３ 第３の光ファイバ
Ｏｆ４ 第４の光ファイバ
Ｏｆ 光ファイバ
Ｏｆ1 第１の光ファイバ群
Ｏｆ2 第２の光ファイバ群
Ｏｆ3 第３の光ファイバ群
Ｏｆ4 第４の光ファイバ群
Ｓ 傾斜端面の間隔
Ｐ１〜Ｐ３ ポート
Ｍｆ 形状記憶合金
Ｍｆ１、Ｍｓ１ 第１の形状記憶合金
Ｍｆ２、Ｍｓ２ 第２の形状記憶合金
Ｍｆ３ 第３の形状記憶合金
Ｍｆ４ 第４の形状記憶合金
Ｔ１ 第１のミラー
Ｔ２ 第２のミラー
ｍ 形状記憶合金の傾斜端面
ｍ１ 傾斜端面
ｍ２ 傾斜端面
ｍ３ 端面
ｋ１ 第１の傾斜面
ｋ２ 第２の傾斜面
ｋ３ 第３の傾斜面
ｋ４ 第４の傾斜面
１ コア
２ クラッド
３、９ 金属ミラー
４ 第１の金属ミラー
５ 第２の金属ミラー
６ 第１の光波長フィルタ
７ 第２の光波長フィルタ
８ 光波長フィルタ
１０、１５、２２ 電極
１１、１９ 基板
１２ 集積回路
１３ 半導体装置
１４ 伝送線
１６ レーザダイオード
１７ ブイ溝
１８ 基板
２０ マイクロ波集積回路
２１ 対極
１０１ 光検知器
Ｓｆ 半導体装置
Ｄｆ マイクロ波装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入射される光ビームを分波し、該分波した双方の光ビームを光路長の異なる２つの分岐光路を通過せしめた後合波することにより、該合波する両光ビームの間に干渉を生ぜしめ、該干渉を生ぜしめてなる光ビームを外部に出射するように構成してなる干渉計において、
光を透過可能な材料からなり、その横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、該中心軸に沿って光ビームが伝搬可能なように該横断面の半径方向にその屈折率を異ならしめてなり、少なくともその一端に該中心軸に略４５度傾斜した傾斜端面を有し、該傾斜端面の中心部にて該傾斜端面の中心軸に対し略４５度の角度で入射する光を全反射することが可能な第１、第２、第３の光導波部材と、
横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、その一端は該中心軸に対し垂直な端面を有し、該垂直な端面には金属薄膜を形成し、該金属薄膜に入射する光ビームを反射してなる、温度の変化によって中心軸方向に伸縮する形状記憶合金とを有し、
前記第１の光導波部材に対し前記第２の光導波部材を、該第１の光導波部材の前記一端と該第２の光導波部材の前記一端とが双方の傾斜端面における反射，及び双方の側面のレンズ作用を利用して光結合するように配置し、
前記第１の光導波部材に対し前記第３の光導波部材を、互いの中心軸が一致し、互いの傾斜端面が所定の間隔を有して略平行となるように配置することにより光合分波構造を形成し、
前記第２の光導波部材，及び前記第３の光導波部材のうち、一方の光導波部材の中心軸と前記形状記憶合金の中心軸とは一致し、光導波部材の端面と、前記形状記憶合金の前記垂直な端面とが所定の間隔を置いて配置されており、他方の光導波部材の他端に該他方の導波部材の中心軸に沿って伝搬して来る光ビームを反射せしめる反射面を配設するようにしてなる、
ことを特徴とする干渉計。
【請求項２】
請求項１の干渉計を用いた光スイッチであって、
該干渉計において前記形状記憶合金を伸縮せしめることで光路長を変化せしめ、位相のずれより生じる制御信号を出力する、
ことを特徴とする光スイッチ。
【請求項３】
請求項１に記載の干渉計において、
温度変化によって伸縮する前記形状記憶合金に電気を流すことで温度変化を起こして伸縮せしめ、
または、前記形状記憶合金に温風を吹き付けることで温度変化を起こして伸縮せしめ、
または、前記形状記憶合金に光をあてることで温度変化を起こして伸縮せしめる、
ことを特徴とする干渉計。
【請求項４】
請求項２に記載の光スイッチにおいて、
温度変化によって伸縮する前記形状記憶合金に電気を流すことで温度変化を起こして伸縮せしめ、
または、前記形状記憶合金に温風を吹き付けることで温度変化を起こして伸縮せしめ、
または、前記形状記憶合金に光をあてることで温度変化を起こして伸縮せしめる、
ことを特徴とする光スイッチ。
【請求項５】
請求項３に記載の干渉計、及び／または請求項４に記載の光スイッチの構成部材を、ブイ溝またはピンを設けた基板上に固定配置し、
請求項３に記載の干渉計、及び／または請求項４に記載の光スイッチを集積化して前記基板上に形成した、
ことを特徴とする光集積装置。
【請求項１】
外部から入射される光ビームを分波し、該分波した双方の光ビームを光路長の異なる２つの分岐光路を通過せしめた後合波することにより、該合波する両光ビームの間に干渉を生ぜしめ、該干渉を生ぜしめてなる光ビームを外部に出射するように構成してなる干渉計において、
光を透過可能な材料からなり、その横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、該中心軸に沿って光ビームが伝搬可能なように該横断面の半径方向にその屈折率を異ならしめてなり、少なくともその一端に該中心軸に略４５度傾斜した傾斜端面を有し、該傾斜端面の中心部にて該傾斜端面の中心軸に対し略４５度の角度で入射する光を全反射することが可能な第１、第２、第３の光導波部材と、
横断面が円形でその中心軸方向に延びる形状を有し、その一端は該中心軸に対し垂直な端面を有し、該垂直な端面には金属薄膜を形成し、該金属薄膜に入射する光ビームを反射してなる、温度の変化によって中心軸方向に伸縮する形状記憶合金とを有し、
前記第１の光導波部材に対し前記第２の光導波部材を、該第１の光導波部材の前記一端と該第２の光導波部材の前記一端とが双方の傾斜端面における反射，及び双方の側面のレンズ作用を利用して光結合するように配置し、
前記第１の光導波部材に対し前記第３の光導波部材を、互いの中心軸が一致し、互いの傾斜端面が所定の間隔を有して略平行となるように配置することにより光合分波構造を形成し、
前記第２の光導波部材，及び前記第３の光導波部材のうち、一方の光導波部材の中心軸と前記形状記憶合金の中心軸とは一致し、光導波部材の端面と、前記形状記憶合金の前記垂直な端面とが所定の間隔を置いて配置されており、他方の光導波部材の他端に該他方の導波部材の中心軸に沿って伝搬して来る光ビームを反射せしめる反射面を配設するようにしてなる、
ことを特徴とする干渉計。
【請求項２】
請求項１の干渉計を用いた光スイッチであって、
該干渉計において前記形状記憶合金を伸縮せしめることで光路長を変化せしめ、位相のずれより生じる制御信号を出力する、
ことを特徴とする光スイッチ。
【請求項３】
請求項１に記載の干渉計において、
温度変化によって伸縮する前記形状記憶合金に電気を流すことで温度変化を起こして伸縮せしめ、
または、前記形状記憶合金に温風を吹き付けることで温度変化を起こして伸縮せしめ、
または、前記形状記憶合金に光をあてることで温度変化を起こして伸縮せしめる、
ことを特徴とする干渉計。
【請求項４】
請求項２に記載の光スイッチにおいて、
温度変化によって伸縮する前記形状記憶合金に電気を流すことで温度変化を起こして伸縮せしめ、
または、前記形状記憶合金に温風を吹き付けることで温度変化を起こして伸縮せしめ、
または、前記形状記憶合金に光をあてることで温度変化を起こして伸縮せしめる、
ことを特徴とする光スイッチ。
【請求項５】
請求項３に記載の干渉計、及び／または請求項４に記載の光スイッチの構成部材を、ブイ溝またはピンを設けた基板上に固定配置し、
請求項３に記載の干渉計、及び／または請求項４に記載の光スイッチを集積化して前記基板上に形成した、
ことを特徴とする光集積装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−２３７７０２（Ｐ２０１０−２３７７０２Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３０５７０（Ｐ２０１０−１３０５７０）
【出願日】平成２２年６月７日（２０１０．６．７）
【分割の表示】特願２００１−２６７７９３（Ｐ２００１−２６７７９３）の分割
【原出願日】平成１３年９月４日（２００１．９．４）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２０００年３月２８日〜３１日 社団法人電子情報通信学会開催の「２０００年電子情報通信学会総合大会」において文書をもって発表
【出願人】（５９７０８６２９８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月７日（２０１０．６．７）
【分割の表示】特願２００１−２６７７９３（Ｐ２００１−２６７７９３）の分割
【原出願日】平成１３年９月４日（２００１．９．４）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２０００年３月２８日〜３１日 社団法人電子情報通信学会開催の「２０００年電子情報通信学会総合大会」において文書をもって発表
【出願人】（５９７０８６２９８）
【Ｆターム（参考）】
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