(57)【要約】  高アイソレーションの光スイッチはクラッド層で包囲されたコアを備える。コアは一方の入力線路と、この入力線路からノードを介して分岐する２本の出力線路を有する形状に形成される。２つのヒータ要素がそれぞれ各出力線路に近接して配置される。一方のヒータ要素が選択的に通電されて、一方の出力線路を加熱してその屈折率を低下させることでその出力線路を非動作状態とする。各ヒータ要素は、ヒータ要素やコアが投影される水平投影面において、近接する出力線路の直線部位に部分的に重複する主ストリップと、主ストリップからノードに沿って演出する偏向ストリップを備える。各偏向ストリップは、水平投射面において、ノードと離間した形で、非関連側の出力線路の直線部位の延長線とほぼ平行に延出する。この偏向ストリップは、非動作側の出力線路に至る部分のノードの一部を加熱し、動作側の出力線路に至る他の部分への熱影響を無くして、ノードを通過する光を偏向させてこの光を動作側の出力線路へ効果的に導く。
2008511013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さと幅を備えた基材（１０）と、
上記基材上に形成された負の熱光学係数（dn/dT）を有するクラッド層（２０）と、
上記クラッド層内に埋め込まれてクラッド層に包囲されるコア（３０）とを備えた光スイッチであり、
上記コアは上記基材の長さ方向に沿って延出し、負の熱光学係数（dn/dT）を有する透明材料で形成され、
上記コアは、これを包囲するクラッド層と異なる屈折率を有し、両者の間に屈折率の差を作り出して、周りのクラッド層とで光を透過させるための光ガイドを構成し、
上記コアは、光入力端子（９１）からノード（３２）に至る入力線路（３１）と、このノードから分岐して個別の光出力端子（９３）に至る２つの出力線路（３３）を備え、
上記２つの出力線路にそれぞれ近接配置された２つのヒータ要素（４０）が設けられ、これらのヒータ要素は電圧源に接続されて、２つの出力線路（３３）の内の一つを選択的に加熱することで、その屈折率を低下させて、選択された出力線路（３３）を不能とする、
上記の２つの出力線路（３３）は、上記ノードから分岐する直線部位（３５）をそれぞれ備え、
上記の各ヒータ要素は、ヒータ要素やコアが投影される水平投影面において、隣接する出力線路の上記直線部位の少なくとも一部に重複する主ストリップ（４５）と、この水平投影面において上記主ストリップ（４５）から上記ノード３２に沿って延出する偏向ストリップ（４２）とを備え、
上記各偏向ストリップ（４２）は、上記の水平投影面において、上記ノード（３２）と離間した状態で非関連側の出力線路３３の直線部位３５の延長線とほぼ平行に走ることを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
上記の各ヒータ要素（４０）は、上記偏向ストリップ（４２）から上記主ストリップ（４５）から遠ざかる方向に上記入力線路（３１）に沿って延出する前置ストリップ（４１）を有し、この前置ストリップ（４１）は上記の水平投影面において、上記入力線路（３１）に対して傾斜して、上記偏向ストリップ（４２）側に延出するにつれて、上記入力線路（３１）に近づくことを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項３】
上記の主ストリップ（４５）は、上記の水平投影面において、関連する出力線路３３の直線部位（３５）に対して、この直線部位の中心線より外側でのみ重複することを特徴とする請求項１または２に記載の光スイッチ。
【請求項４】
上記入力線路（３１）及び出力線路（３３）は上記の水平投影面内においてその全長に亘って均一な幅（ｗ）を有し、
上記の直線部位（３５）は、コアの幅の３〜５倍の間隔で２つの直線部位（３５）が互いに離間する点まで、上記ノード（３２）から直接に延出し、
上記出力線路（３３）にはそれぞれ曲線部位（３６）を有し、この曲線部位は上記直線部位（３５）から上記光出力端子にかけて、上記の水平投影面において、出力線路（３３）間のギャップを更に増大させる方向に延出することを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項５】
上記水平投影面における上記２つの出力線路の直線部位（３５）の間の部分で、上記クラッド層（２１）と上記基材（１０）との界面に熱放散体（５０）が設けられ、
この熱放散体（５０）は、クラッド層より高い熱伝導率を有することで、各ヒーター要素から基材への熱移動を促進させて、非加熱側の出力線路が熱影響を受け無いようにすることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項６】
上記クラッド層と上記基材との界面で上記入力線路の下方に、前置熱放散体（５１）が配置され、
この前置熱放散体（５１）は、クラッド層より高い熱伝導率を有することで、上記入力線路を通して伝導される熱の基材への熱移動を促進させることを特徴とする請求項５に記載の光スイッチ。
【請求項７】
上記熱放散体（５０）は、基材（１０）と一体に形成されてクラッド層（２１）内へ突出することを特徴とする請求項５に記載の光スイッチ。
【請求項８】
上記前置熱放散体（５１）は、基材（１０）と一体に形成されてクラッド層内へ突出することを特徴とする請求項６に記載の光スイッチ。
【請求項９】
上記熱放散体（５０）は、上記水平投影面において、三角形部（５６）を有して三角形部の隣り合う２辺（５６）で頂角（５７）を形成する、この三角部（５６）は頂角（５７）を上記ノード（３５）と反対側となる形で上記ノード（３２）に近い直線部位（３５）に重複して、上記水平投影面において、上記の隣り合う２辺（５６）がそれぞれヒータ要素（４０）の偏向ストリップ（４２）と略平行となることを特徴とする請求項７に記載の光スイッチ。
【請求項１０】
一対の底クラッド層（２４）が上記基材に近接して配置され、
これらの底クラッド層（２４）は横方向に離間し、上記の水平投影面において近接する出力線路から横方向の外方にオフセットされ、
この底クラッド層は、上記のクラッド層より低い屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項１１】
各底クラッド層の高さは出力線路の上面よりも低いことを特徴とする請求項１０に記載の光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱光学作用により光路選択を行う光スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日本特許公報５８−９３０３６は、熱電スイッチを開示している。このスイッチではクラッド層内に分岐コアが形成されて一つの入力線路とこの入力線路から分岐する２つの出力線路を備えたＹ字型の光ガイドを形成している。２つのヒータ要素がクラッド層上で各出力線路の上方に配置されて出力線路の一方を選択的に加熱することで加熱された出力線路の屈折率を上昇させ、これにより加熱された出力線路を通した光の伝達を可能とし、非加熱側の出力線路を通して光の伝達を不能としている。石英などの熱光学係数が正の材料に対しては、このような動作原理で光路選択が行われる。一方、ポリマー材料においては熱光学係数が負であるため、全く逆の動作となり、加熱された出力線路の屈折率を低下させ、非加熱側の出力線路を通して光の伝達を可能とし、光路選択が行われる。一般的に熱光学係数の絶対値はポリマーの方が大きいため、同じ温度変化に対して生じる屈折率変化が大きくとれる。したがって少ない電力で光路切替えが行えるという利点がある。しかしながら、ポリマーを用いた光スイッチは、出力線路間での十分なアイソレーションを得ることが困難であった。その理由は、各ヒータ要素が分岐ノードに近接して配置されるため、動作側、即ち、加熱が意図されない側の出力線路が分岐ノードに近い部分で加熱されてしまうことであり、この結果、ノードに近い部分で動作側の出力線路から外側へ拡散・放出されてしまい、出力線路間のアイソレーションを低下させ、これに伴って挿入損失を増やしてしまう。
【発明の開示】
【０００３】
本発明は、上述の欠点に鑑みて、達成されたものであり、高アイソレーションと低損失を備えた改良された光スイッチを提供する。本発明に係る光スイッチは、長さ及び幅を備えた基材、この基材上に形成した負の熱光学係数を持つクラッド層、及びクラッド層内に埋設されてこれに包囲されたコアを備える。コアは基材の長さ方向に沿って水平に延出する。コアは負の熱光学係数(dn/dT)を有する透明材料で形成され、これを囲むクラッド層と異なる屈折率を有し、両者の間に屈折率差を与えることで、周りのクラッド層と共同して光を伝達するための光ガイドを構成する。コアは、光入力端子からノードへ至る一つの入力線路と、ノードから分岐してそれぞれの光出力端子へ至る２つの出力線路を有する形状とされる。
電圧源に接続されるヒータ要素により、２つの出力線路の内の一つを選択的に加熱することで、その屈折率を低下させて、選択された出力線路を不能とする。２つの出力線路は、ノードから分岐する直線部位３５をそれぞれ備え、各ヒータ要素は、ヒータ要素やコアが投影される水平投影面において、隣接する出力線路の上記直線部位の少なくとも一部に重複する主ストリップと、この水平投影面において主ストリップからノードに沿って延出する偏向ストリップ４２とを備える。本発明が特徴とするところは、各偏向ストリップが水平投影面において、ノードと離間した状態で非関連側の出力線路の直線部位の延長線とほぼ平行に走ることである。このノードは、２つの出力線路が互いに結合する領域、長さを必然的に伴うという構造的な要請により、偏向ストリップが設けられ、非動作側の出力線路につながるノードの一部を加熱し、動作側の出力線路につながる他の部分が熱影響を受けないようにして、ノード内で光を偏向させることで光を動作側の出力線路へ確実に送り出すことができる。これに関連して、各偏向ストリップを非関連側、即ち動作側の出力線路の直線部位の延長線と、水平投射面において、ほぼ平行に延出することが最も効果的である。
好ましくは、各ヒータ要素には偏向ストリップから主ストリップに対して遠ざかる方向に入力線路に沿って延出する前置ストリップが付加される。各前置ストリップは水平投影面において、入力線路に対して傾斜して、偏向ストリップ側に延出するにつれて、上記入力線路に近づく。
この前置きストリップは、入力線路での隣接する幅方向の一部をある程度加熱するために追加されたもので、動作側の出力線路に直接つながる入力線路の残りの幅方向の一部に向けて入力線路を通過する光をオフセットさせることにより、入力線路からの光がノードを超えて動作側の出力線路へ効果的にガイドして、アイソレーションを更に高め、これに伴って挿入損失を低下させる。
【０００４】
動作側の出力線路を熱的影響から保護すると同時に、非動作側の出力線路を効果的に加熱するために、水平投影面において、ヒータ要素は主ストリップが関連する出力線路、即ち非動作側の出力線路の直線部位に対して、この直線部位の中心線より外側でのみ重複する構成するようにしても良い。
更に、本発明の光スイッチは高アイソレーションとスイッチの実体的な長さを短くすることを実現するために設計される。基本的に、入力線路及び出力線路はノードを除いて同一の幅とされる。高アイソレーションを得るために分岐角度を０．１°〜０．２°とする一方、出力線路の長さ路制限して、スイッチ長を短くすることが望ましい。このような両方の要求を満たすために、直線部位は、コアの幅の３〜５倍の間隔で２つの直線部位が互いに離間する点まで、ノードから直接に延出すると共に、出力線路にはそれぞれ曲線部位が設けられ、この曲線部位は直線部位ら光出力端子に至る部分で、水平投影面において、出力線路間のギャップを更に増大させる方向に延出する。このような構成を備えることで、光スイッチに高いアイソレーションと短い全体長が得られる。
【０００５】
動作側の出力線路が加熱されるのを防ぐと同時に、非動作側の出力線路を効果的に加熱するために、水平投影面における２つの出力線路の直線部位３５の間の部分で、クラッド層と基材との界面に熱放散体が設けるようにしてもよい。この熱放散体は、クラッド層より高い熱伝導率を有することで、ヒータ要素から各出力線路を介して基材側に伝導される熱移動を促進させて、非加熱の、即ち、動作側の出力線路が他の、即ち、非動作側の出力線路から熱的影響を受けないように保護する。
【０００６】
これに関連して、光スイッチには更に前置熱放散体が設けられて、入力線路からの光がノードを経て動作側の出力線路へ効果的に送り出すようにすることができる。この前置熱放散体は、クラッド層と基材との界面で入力線路の下方に配置され、クラッド層より高い熱伝導率を有することで、入力線路を通して伝導される熱移動を促進させる。換言すれば、前置熱放散体は前置ストリップと効果的に共同して、入力線路を通過する光を動作側の出力線路へオフセットしながらも、損失を防ぐものである。
【０００７】
熱放散体及び前置熱放散体は、基材と一体に形成されてクラッド層内に突出していることが好ましい。
【０００８】
好ましい実施形態においては、熱放散体は、水平投影面において三角形部を有し、この三角形部の隣り合う２辺で頂角を形成する。この三角形部は頂角がノードと反対側となる形でノードに近い直線部位に重複し、水平投影面において、隣り合う２辺がそれぞれヒータ要素の偏向ストリップと略平行となるように配置される。このため、熱放散体が偏向ストリップからその長さに亘って一様の距離で離間することになり、偏向ストリップに隣接する出力線路は一様に加熱されることができ、入力線路から動作側の出力線路へ進む光の損失を抑えることができる。
【０００９】
更に、光スイッチには、基材に近接して配置される一対の底クラッド層を備えることができる。この底クラッド層はクラッド層より低い屈折率を有するもので、横方向に離間し、水平投影面において近接する出力線路から横方向の外方にオフセットされる。この構成のため、非動作側の出力線路に与えられる熱によって幾分かの熱影響を受ける動作側の出力線路が、コアよりも低い屈折率を有する材料で完全に包囲されることができ、動作側の出力線路を通過する光の放射損失を低減できる。各底クラッド層の高さは出力線路の上面より低いことが望ましい。
【００１０】
上述した利点やその他の利点は、添付図面を参照して以下に説明する好ましい実施形態より明確になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に本発明の好ましい実施形態に係る光スイッチを示す。光スイッチ１００は光ファイバーネットワーク内に挿入されて熱光学効果を利用して光信号をスイッチするために使用される。このスイッチ１００は矩形のベース１１０内に、１本の光ファイバー１２１用の入力コネクタ１２０及び２本の光ファイバー１３１用の出力コネクタ１３０と共に収容される。カバー１４０がベース１１０に取り付けられてスイッチ１００とコネクタ１２０、１３０を覆う。図２に示すように、スイッチは、層構造となった矩形モジュールに形作られ、この層構造はシリコン結晶の基材１０、クラッド層２０、クラッド層２０内に埋設したコア３０、クラッド層２０上に配置した２つの独立したヒータ要素４０とで構成される。また、スイッチ１０には一組の電極２０１、２０２、２０３が備えられ、ヒータ要素４０を外部の電圧源２００へ電気接続し、ヒータ要素４０の一つを選択的に加熱して、入力光ファイバー１２１を通して入ってくる光を２つの光ファイバー１３１の一方へ送り出す。
【００１２】
クラッド層２０及びコア３０は共に、ポリイミドのようなポリマーで形成されて、コア３０はクラッド層２０よりも大きな屈折率を有し、０．００４〜０．００８の屈折率差（Δｎ）を作りだし、クラッド層２０とで光伝達のための光ガイドを規定する。
【００１３】
図９〜図１１に示すように、クラッド層２０は、Ｓｉ基材１０上へ順に積層される下部クラッド層２１と上部クラッド層２２とで構成され、コア３０は下部クラッド層２１上へ部分的に積層される。下部クラッド層２１の厚さは、基材１０の上面から測定して７μｍから２０μｍであり、上部クラッド層２２はコア３０の上面から測定して同じく７μｍから２０μｍである。コア３０のないところにおける上部クラッド層２２の総厚は、さらにコア３０の厚み分増えることになる。
【００１４】
図２及び図３に示すように、コア３０は略正方形断面を有し、クラッド層２０内において水平に演出してＹ字型の平面形状を形成して、一つの入力線路３１と２つの出力線路３３を与え、出力線路３３はノード３２を介して入力線路３１から分岐する。従って、図５に示すように、コア３０の幅は、ノード３２を除いて一様である。入力線路３１及び出力線路３３の幅は約４〜８μｍとされる。入力線路３１は、入力コネクタ１２０にて光ファイバー１２１に接続される光入力端子９１から直線的に延出する。各出力線路３３はノード３２から分岐する直線部位３５と、直線部位３５から延出する曲線部位３６と、その後に続き出力端子９３で終わる後部直線部位３７を備え、出力端子９３は各出力光ファイバー１３１へ出力コネクタ１３０により接続される。この曲線部位３６は、スイッチ１００の全体長を短くする目的のために設けられる。直線部位３５はノード３２から０．１°〜０．２°の角度で分岐して、２つの直線部位３５がコアの幅の３〜５倍の距離、即ち、幅が４μｍの場合であれば、１２μｍ〜２０μｍの距離で互いに離間する点まで延出する。コア３０におけるこのような平面形状により、３５ｄＢ以上もの優れたアイソレーションが得られる。一方のヒータ要素４０が加熱されると、出力線路３３の内の一方の隣接する出力線路及びこれを囲む部分が加熱され、これらの屈折率を低下させる。これにより、対応する出力線路３３が非動作状態となり、他の出力線路３３が動作して光を伝達することになる。
【００１５】
図４及び図５に示すように、各ヒータ要素４０は、ヒータ要素４０及びコア３０が投射される水平投射面において、ノード３２から離れた部分で対応する一方の出力線路３３での直線部位３５に部分的に重複する主ストリップ４５を備える。これ以降の説明において、別段の言及がない限り、ヒータ要素４０をコア３０や他の部分に関連して説明する場合は水平投射面を参照することとする。主ストリップ４５は、主に出力線路３３の内の近接する一方を加熱して非動作とするためのものである。主ストリップ４５が直線部位３５に重複するのは、直線部位の中心線の外側のみであって、他の出力線路に対して十分なギャップを与えて、動作側の出力線路３３の直線部位３５に対する熱影響を最小とする。一方のヒータ要素４０が加熱されると、近接する出力線路３３の直線部位３５及びこれを囲むクラッド層２１、２２の一部が加熱されて屈折率が低下することで、図１０及び図１１中の破線で示すように、光強度分布ＬＩＮＴが大きく歪められるまたは出力線路の中心から外れる結果、出力線路３３が非動作状態となる。これら図での断面は図７中のＹ−Ｙ線断面やＺ−Ｚ線断面に対応する。この場合、他方の出力線路３３は大きな熱影響を受けることがなく、図９に示すように、入力線路３１と同様に、正常な光強度分布パターンで光を伝達させる。
【００１６】
各ヒータ要素４０は、更に、偏向ストリップ４２を備え、ノード３２中を通過する光を、動作側の直線部位３５、即ち、出力線路３３側に向けて偏向させる。この偏向ストリップ４２は主ストリップ４０から、直線部位３５の一部及びノード３２に沿って、連続的に延出するもので、主ストリップ４２から離れるに従って、近接する直線部位３５から大きく離れるように、これと横方向に離間している。詳しくは、図５に示すように、非関連側の直線部位３５の延長線ＥＸとほぼ平行に偏向ストリップ４２が延出して、ノード３２における近接する部分だけを加熱することで、動作側の出力線路３３の直線部位３５に向けて光を偏向させると共に、この直線部位３５が重大な熱影響を受けるのを防止している。更に、ヒータ要素４０には前置ストリップ４１が設けられ、この前置ストリップ４１は偏向ストリップ４２から連続的に入力線路３１に沿って延出する。前置ストリップ４１は、入力線路３１における近接する一部、即ち、幅方向の一部をある程度加熱して、入力線路３１を通過する光を、ノード３２を経て動作側の出力線路３３の直線部位３５へ至る非近接側へオフセットさせ、これにより入力線路３１から動作側の出力線路３３へノード３２を介して光を高アイソレーションで効果的にガイドする。この前置ストリップ４１は、偏向ストリップ４２と同じ軸に沿って連続的に延出し、偏向ストリップ側４２で入力線路により近づくように入力線路３１に対して傾斜している。
【００１７】
図６〜図１０に示すように、基材１０と下部クラッド層２１との界面に、熱放散体５０が形成されて、一方のヒータ要素４０から放出される熱を吸収することで、コア３０に熱の悪影響を与えるのを防止している。この熱放散体５０はＳｉ基材１０と一体に形成されて下部クラッド層２１内へ突出するもので、クラッド層２１、２２よりも高い熱伝導率を有する。熱放散体５０を設けることで、図１２Ａの等温線ＩＳＴで示されるように、一方のヒータ要素４０から放出され近接する出力線路３３を超えて伝導する熱を熱放散体５０でうまく吸収し、他方の出力線路３３が大きな熱影響を受けることを防いでいる。アイソレーションを高めるため、即ち、動作側の出力線路３３から光の放射を最小にして、ここを通る光の伝達を最大とするために、多量の熱を加えたとしても、効力が認められる。
【００１８】
図６及び図７に示すように、熱放散体５０は水平投射面において、前部小三角形部５１と後部大三角形部５２とを有する平面形状がカイト形とされてノード３２の直下方に配置され、図６に示されるように、前部小三角形部５１を入力線路３１側に配置されてノード３２及び隣接する部分のコア３０に重複する。後部大三角形部５２の２辺５６は隣接する偏向ストリップ側４２と平行に延出し、入力線路３１の軸上に一致した点で後部頂点５７に交わる。隣接する２辺５６は、対応する偏向ストリップ側４２と平行となるため、一方のヒータ要素４０を加熱することにより発生する等温線ＩＳＴ（図８の破線で示す）もまた、動作側の出力線路３３の直線部位３５と平行となり、動作側の出力線路３３を熱的影響から保護する上記の効果が最適化され、アイソレーションを向上させると共にスイッチの挿入損失を軽減する。ここにおいて、図１０及び図１１に示すように、後部大三角形部５２の上面は、近接する直線部位３５それぞれ対面する方向に傾斜され、この方向に沿って温度勾配を形成することで、非動作側の出力線路３３内での光が動作側の出力線路３３を通して進む光に干渉しないように歪め、光のアイソレーションを向上させている。
前部小三角形部５１は、前置熱放散体を規定するために設けられて、入力線路３１からの光をノード３２を経て動作側の出力線路３３へ適切に導くものである。前置熱放散体５１は、入力線路３１の下方でノード３２の直下近傍に配置されて、入力線路３１側に伝導する熱移動を促進させることで、入力線路３１での近接する部分のみを加熱して、反対側の部分が熱影響を受けることがないようしてノード３２に進みついで動作側の出力線路３３へ向かう光を効果的にオフセットさせる。
【００１９】
図１０及び図１１に示すように、スイッチには一対の底クラッド層２４が備えられる。この底クラッド層２４は、基材１０に近接して設けられ、下部クラッド層２１よりも小さな屈折率を有する。底クラッド層２４は横方向で互いに離間し、水平投射面内において、近接する出力線路３３の外側横方向にオフセットされる。底クラッド層２４は、一方の出力線路が加熱された時に他方の動作側の出力線路に対する熱影響を最小とするために導入されたものであり、動作側の出力線路での光伝達効率を最適化させる。このため、底クラッド層２４は、図１３Ａに示すように、一方のヒータ要素４０とこれと非関連側の出力線路３３とを結ぶ延長線の上に配置され、この線に沿った屈折率勾配を与える。図１３Ａにおいて、薄線は動作側の出力線路を加熱していない場合の屈折率（ｎ）を示し、太線は出力線路を加熱した場合の屈折率（ｎ）を示す。同図において、コアの有効屈折率は破線で示す。このように、熱源から遠くて屈折率の低下が上部クラッド層２２よりも小さい場所、即ち底部クラッド層２４での屈折率を低くすることにより、動作側の出力線路３３は、最大の効率で光り伝達が行えて放射損失を最小とできる。そうでなければ、即ち、低い屈折率の底クラッド層２４を設けない場合は、下部クラッド層２１の底部において、図１３ＢのＲで示すように、動作側の出力線路３３の屈折率よりも屈折率が高い状態となる部分ができ、ある程度の放射損失を招き、最適な光伝達効率を損なうことがある。上の効果を最大限に生かすためには、各底クラッド層２４の上面がコア３０の上面と近接させることが望ましい。しかしながら、図１１及び図１２に示すように底クラッド層２４の上面をコアの下面より低くするようにしても良い。
【００２０】
図１４は、本発明の他の好ましい実施形態を示すもので、基本的には上述の実施形態と同一であり、異なる点は、平坦な熱放散体５０ＡがＳｉ基材１０Ａの一体に形成されたことである。同様の部材は、文字「Ａ」を付記した同様の番号で示す。この実施形態では、熱放散体５０Ａは、周縁部をＳｉＯ２に酸化させることで、Ｓｉ基板１０Ａと一体化される。また、熱放散体は、高い熱伝導率を有する異なる材料、例えば銅や或いは、基材とは異なる他の適切なセラミックを積層することにより形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係る光スイッチの分解斜視図。
【図２】上記スイッチの主要部の斜視図。
【図３】コア及びヒータ要素を含む上記スイッチの主要部の上面図。
【図４】コアとヒータ要素との関係を示す拡大上面図。
【図５】コアとヒータ要素との関係を示す拡大上面図。
【図６】スイッチの基材上に形成した熱放散体を示す部分斜視図。
【図７】熱放散体とヒータ要素及びコアとの空間的な関係を示す拡大上面図。
【図８】ヒータ要素の一方を加熱した時の等温線を示す拡大上面図。
【図９】図７中のＸ−Ｘ線断面図。
【図１０】図７中のＹ−Ｙ線断面図。
【図１１】図７中のＺ−Ｚ線断面図。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、一つの断面におけるスイッチの熱効果を示す断面図。
【図１３】（Ａ）及び（Ｂ）は、上記スイッチの利点を説明するグラフ。
【図１４】図１０と同様の断面図で、別の好ましい実施形態を示す断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年2月21日(2007.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さと幅を備えた基材（１０）と、
上記基材上に形成された負の熱光学係数（dn/dT）を有するクラッド層（２０）と、
上記クラッド層内に埋め込まれてクラッド層に包囲されるコア（３０）とを備えた光スイッチであり、
上記コアは上記基材の長さ方向に沿って延出し、負の熱光学係数（dn/dT）を有する透明材料で形成され、
上記コアは、これを包囲するクラッド層と異なる屈折率を有し、両者の間に屈折率の差を作り出して、周りのクラッド層とで光を透過させるための光ガイドを構成し、
上記コアは、光入力端子（９１）からノード（３２）に至る入力線路（３１）と、このノードから分岐して個別の光出力端子（９３）に至る２つの出力線路（３３）を備え、
上記２つの出力線路にそれぞれ近接配置された２つのヒータ要素（４０）が設けられ、これらのヒータ要素は電圧源に接続されて、２つの出力線路（３３）の内の一つを選択的に加熱することで、その屈折率を低下させて、選択された出力線路（３３）を不能とする、
上記の２つの出力線路（３３）は、上記ノードから分岐する直線部位（３５）をそれぞれ備え、
上記の各ヒータ要素は、ヒータ要素やコアが投影される水平投影面において、隣接する出力線路の上記直線部位の少なくとも一部に重複する主ストリップ（４５）と、この水平投影面において上記主ストリップ（４５）から上記ノード３２に沿って延出する偏向ストリップ（４２）とを備え、
上記各偏向ストリップ（４２）は、上記の水平投影面において、上記ノード（３２）と離間した状態で非関連側の出力線路３３の直線部位３５の延長線とほぼ平行に走り、
上記水平投影面における上記２つの出力線路の直線部位（３５）の間の部分で、上記クラッド層（２１）と上記基材（１０）との界面に熱放散体（５０）が設けられ、
この熱放散体（５０）は、上記基材（１０）上面に突出し、クラッド層より高い熱伝導率を有することで、各ヒータ要素から基材への熱移動を促進させて、非加熱側の出力線路が熱影響を受け無いようになったことを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
上記クラッド層と上記基材との界面で上記入力線路の下方に、前置熱放散体（５１）が配置され、
この前置熱放散体（５１）は、クラッド層より高い熱伝導率を有することで、上記入力線路を通して伝導される熱の基材への熱移動を促進させることを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項３】
上記熱放散体（５０）は、基材（１０）と一体に形成されてクラッド層（２１）内へ突出することを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項４】
上記前置熱放散体（５１）は、基材（１０）と一体に形成されてクラッド層内へ突出することを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項５】
上記熱放散体（５０）は、上記水平投影面において、三角形部（５６）を有して三角形部の隣り合う２辺（５６）で頂角（５７）を形成する、この三角部（５６）は頂角（５７）を上記ノード（３５）と反対側となる形で上記ノード（３２）に近い直線部位（３５）に重複して、上記水平投影面において、上記の隣り合う２辺（５６）がそれぞれヒータ要素（４０）の偏向ストリップ（４２）と略平行となることを特徴とする請求項３に記載の光スイッチ。
【請求項６】
上記クラッド層（２０）は、基材（10）上に積層された下クラッド層（２１）と、下クラッド層（２１）に積層さえた上クラッド層（２２）とで構成され、一対の底クラッド層（２４）が基材（１０）と上クラッド層（２２）との間で、下クラッド層（２１）内に形成され、
これらの底クラッド層（２４）は横方向に離間し、上記の水平投影面において近接する出力線路から横方向の外方にオフセットされ、
この底クラッド層は、上記のクラッド層より低い屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項７】
各底クラッド層の高さは出力線路の上面よりも低いことを特徴とする請求項６に記載の光スイッチ。
【国際調査報告】
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