(57)【要約】【課題】液体金属を有し、ラッチ機能を備える圧電形の光学リレーを提供する。【解決手段】圧電光学リレーはリレー筐体（１００）に備えたスイッチング・チャネル（４０）内には液体金属に濡れる表面を備えた第１、第２、第３の接触パッド（５０、５４，５８）と、第１、第２、第３の接触パッドとそれぞれ濡れ接触した第１、第２、第３の液体金属小滴（４２、４４，４６）と、第１、第３の液体金属小滴間を通る第１の光路と、第１、第３の液体金属小滴間に駆動流体を送り第１、第３の液体金属小滴を分離させ、第２、第３の液体金属小滴を合体させる第１の圧電ポンプ（１２６、１２８）と、第２、第３の液体金属小滴間に駆動流体を送り込み第２、第３の液体金属小滴を分離させ、第１、第３の液体金属小滴を合体させる第２の圧電ポンプ（１３０、１３２）を備える。第１の光路は、第１、第３の液体金属小滴の分離、合体に応じて開閉する。【選択図】図３
2004318137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング・チャネルを備えるリレー筐体と、
前記スイッチング・チャネル内に配置され、液体金属に濡れる表面を備えた第１の接触パッドと、
前記スイッチング・チャネル内に配置され、液体金属に濡れる表面を備えた第２の接触パッドと、
前記第１の接触パッドと前記第２の接触パッドの間に配置され、液体金属に濡れる表面を備えた第３の接触パッドと、
前記第１の接触パッドと濡れ接触した第１の液体金属小滴と、
前記第２の接触パッドと濡れ接触した第２の液体金属小滴と、
前記第３の接触パッドと濡れ接触し、前記スイッチング・チャネル内を移動して、前記第１の液体金属小滴及び前記第２の液体金属小滴の一方と合体するようになっている第３の液体小滴と、
前記スイッチング・チャネルの前記第１の液体金属小滴と前記第３の液体金属小滴との間を通る第１の光路と、
前記スイッチング・チャネルの前記第１の液体金属小滴と前記第３の液体金属小滴との間に駆動流体を送り込むことにより、前記第１と第３の液体金属小滴を分離させ、前記第２の液体金属小滴と前記第３の液体金属小滴を合体させる働きをする第１の圧電ポンプと、
前記スイッチング・チャネルの前記第２の液体金属小滴と前記第３の液体金属小滴との間に駆動流体を送り込むことにより、前記第２と第３の液体金属小滴を分離させ、前記第１の液体金属小滴と前記第３の液体金属小滴を合体させる働きをする第２の圧電ポンプが含まれており、
前記第１の光路は、前記第１及び第３の液体金属小滴が合体すると閉鎖され、前記第１及び第３の液体金属が分離すると開通することを特徴とする、
圧電光学リレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リレーに関するものであり、とりわけ、液体の表面張力によってラッチする圧電駆動リレーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光信号を利用した通信システムには、光スイッチ及びルータの利用が必要になる。暑気の光スイッチングは、光信号を電気信号に変換し、電気スイッチまたはルータを利用し、さらに、変換して、光信号に戻すことであった。最近では、電気制御信号を利用して、光信号のスイッチングまたはルーティングを制御する、光学リレーが利用されるようになってきた。光学リレーは、一般に、可動固体ミラーを利用するか、または、気泡の生成を利用して、空洞内の屈折率を変更することによって、光信号をスイッチングする。可動ミラーは、静電ラッチ機構を利用することが可能であるが、気泡スイッチは、ラッチしない。圧電ラッチ・リレーは、圧電材料の残留電荷を利用して、ラッチするか、または、ラッチ機構を含むスイッチ接触子を起動する。
【０００３】
電気リレーには、液体金属も利用される。液体金属は、静電力、熱膨張／収縮による可変形状寸法、及び、圧力勾配を含む、さまざまな技術によって移動させることが可能である。問題となる寸法が収縮すると、液体金属の表面張力が、体積力（慣性）のような他の力よりも優勢な力になる。従って、超小型電子機械（ＭＥＭ）システムの中には、液体金属スイッチングを利用するものもある。
【特許文献１】特開２０００−１５９３８９号公報
【特許文献２】米国特許第６５１５４０４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は液体金属を有し、ラッチ機能を備える圧電形の光学リレーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、液体金属小滴をチャネル内で移動させて、チャネルを通る信号経路を閉鎖あるいは開通させるのに利用する、スイッチに関するものである。液体金属小滴は、せん断姿態で動作して、駆動流体を変位させる圧電素子によって移動させられる。液体金属小滴は、チャネル内の該液体金属小滴に濡れる金属接触パッドに付着して、ラッチ機構が形成されるようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
付属の請求項には、新規であると確信する本発明の特徴について詳述されている。しかし、本発明自体は、その目的及び利点に加えて、編成及び動作方法の両方についても、添付の図面と併せて検討すれば、本発明のいくつかの典型的な実施例について述べた、下記の本発明の詳細な説明を参照することによって、最もよく理解することが可能になる。本発明は、多種多様な形の実施例が可能であるが、本開示が本発明の原理の例証とみなされるべきものであり、本発明を図示及び解説の特定の実施例に制限することを意図したものではないという了解の下に、１つ以上の特定の実施例が、図面に示され、以下において詳述されることになる。下記説明において、図面のいくつかの図における同じか、同様の、または、対応する部分の説明には、同様の参照番号が利用される。
【０００７】
本発明は、スイッチング・チャネル（チャネル）内を移動する液体金属小滴によってスイッチングし、ラッチする圧電駆動リレーに関するものである。
【０００８】
典型的な実施例の１つにおいて、圧電駆動リレーは、せん断姿態で動作する圧電素子を利用して、駆動流体である駆動液体を変位させ、次に、駆動液体が液体金属を変位させる。液体金属は、光路を封鎖即ち閉鎖するか、または、封鎖解除即ち開通して、光信号のスイッチングを可能にする。水銀とすることが可能な液体金属が、リレー筐体の少なくとも１つの固定接触パッドを濡らし、表面張力によってしかるべき位置に保持される。１つ以上の電気信号のスイッチングも可能であるが、１つ以上の電気信号のスイッチングは、１つ以上の電気信号を１つ以上の接触パッドに結合することによって実現可能になるという点に留意されたい。１つ以上の電気信号のスイッチング及び光信号のスイッチングは、液体金属に結合したスラグ（液体金属に濡れる固形片）を用いることによって容易化することが可能である。１つ以上の電気信号をスイッチングする典型的な実施例の１つでは、スラグと液体金属は、１つの電気信号をスイッチングする働きをする電気信号経路が開通するように、２つの接触パッドに結合される。１つ以上の光信号をスイッチングする典型的な実施例の場合、スラグ及び液体金属は、１つ以上の光信号を阻止または阻止解除する働きをする。磁界が存在すると変形するＴｅｒｆｅｎｏｌ−Ｄのような磁歪素子が、圧電素子の代替物として利用可能である。以下では、圧電素子及び磁歪素子は、「圧電素子」と総称することにする。
【０００９】
実施例の１つでは、超小型機械加工（マイクロマシニング）技術を用いて、リレーが製造される。図１には、光学リレー１００の端面図が示されている。動作時、光信号は、光ファイバすなわち導波路１０２を介して、リレーに入射し、リレー内で阻止されなければ、光ファイバすなわち導波路１０４を介して出射する。この実施例の場合、リレー本体は、６つの層から作られており、超小型機械加工による製造になじみやすい。最下層は、図５に関連してさらに詳細に後述することになる回路基板１０６である。次の層は、スイッチング層１０８である。光信号のスイッチングは、この層に含まれるスイッチング・チャネルで生じる。次の層は、駆動液体がスイッチング・チャネルに入るか、または、そこから出ることを可能にする貫通孔（バイア）を含むチャネル・キャップ層１１０である。圧電層１１２には、駆動液体をスイッチング・チャネルに送り込むか、または、そこから送り出す働きをする圧電素子が含まれている。通路層１１４は、圧電層１１２と槽層１１６の間に流体通路をもたらす。他の実施例では、通路は、圧電層１１２または槽層１１６に組み込まれる。図３には、断面３−３が示されている。
【００１０】
第１の動作姿態において、光信号は、光ファイバまたは導波路を介してリレーに入射し、リレー内で阻止されなければ、光ファイバまたは導波路を介して出射する。第２の動作姿態において、電気信号は、接触パッドのうちの２つに結合されるが、この２つの接触パッドは、液体金属によって結合される。第３の動作姿態では、スラグが２つの接触パッドに結合され、さらに、液体金属に結合される。第２及び第３の動作姿態の場合、スイッチングは液体金属と接触パッドの結合を利用して実施可能であるため、光導波路は存在する必要がない。第４の動作姿態において、スラグは、光信号を阻止するか、または、阻止解除する働きをする。
【００１１】
図２は、光学リレー１００の側面図である。光導波路またはファイバ１０４及び１５２によって、光信号はリレーの光スイッチング層１０８に入射することが可能になる。図４には、断面４−４が示されている。
【００１２】
図３は、図１のリレーの断面３−３に沿った断面図である。スイッチング・チャネル４０は、スイッチング層１０８に形成される。液体金属の中央小滴４６は、スイッチング・チャネル内において、可動位置決めされる。典型的な実施例の１つでは、液体金属は水銀である。中央液体金属小滴４６は、移動させて、別の液体小滴４２及び４４と合体させることが可能である。液体金属小滴は、接触パッド５０、５２、５４、５６、５８、及び、６０と濡れ接触している。これら接触パッドは、例えば、シール・ベルト金属から製作することが可能であり、スイッチング・チャネルの側面の接触パッドと結合して、チャネル内にリングまたはベルトを形成することが可能である。液体金属小滴の表面張力は液体の移動に抵抗する。液体金属小滴４４及び４６が、図３に示すように合体すると、光の通過が可能なギャップが小滴間に存在しなくなる。しかし、光は、液体金属小滴４２と４６の間のギャップを通過することが可能である。ギャップ両端で導波路を結合することによって、液体金属小滴を利用して、光導波路間における光の伝送を阻止または阻止解除することが可能になる。本発明の実施例によっては、スラグを液体金属小滴に結合し、液体金属小滴とスラグを利用して、光導波路間における光の伝送を阻止または阻止解除できるようにすることが可能なものもあるという点に留意されたい。さらに、接触パッドを利用して、電気信号をスイッチングすることが可能であり、その場合、電気信号は、液体金属小滴の位置に基づいて切り替えられるという点にも留意されたい。液体金属小滴の移動は、リレー内部を充填して、液体金属を包囲する、透明で、不活性の、非導電性駆動流体によって制御される。
【００１３】
次の層は、チャネル・キャップ層１１０である。この層は任意選択的なものである。というのは、その機能を圧電層１０８または通路層１１４に組み込むことができるためである。チャネル・キャップ層１１０には、接触パッド間に配置された２つのオリフィス３６及び３８が含まれている。液体金属は、オリフィス３８を介してスイッチング・チャネルに駆動流体送り込むことによって、また、任意選択により、オリフィス３６を介してスイッチング・チャネルから駆動流体を送り出すことによって移動させることが可能である。
【００１４】
次の層は、ポンプ作用をもたらす圧電素子１２６、１２８、１３０、１３２を含む圧電層１１２である。この層については、図１１、図１２、及び、図１３に関連してさらに詳細に解説することにする。
【００１５】
次の層は、駆動流体が圧電層１１２に流入し、圧電層１１２から流出するのを可能にする通路層１１４である。駆動流体は、流体通路１２２及び１２４を通って流れる。これらの通路は、急速な流体流を制限し、圧力を均等化させるようなサイズになっている。典型的な実施例の１つでは、通路１２２及び１２４の直径及び長さは、圧電ポンプの作用によって、通路１２２及び１２４よりも多くの流体がオリフィス３６及び３８を流れるように選択される。
【００１６】
最後の層は、駆動流体を槽即ち空洞１２０に収容した槽層１１６である。駆動流体は、流体通路１２２及び１２４によって槽と圧電ポンプの間を通過する。
【００１７】
図４には、リレーの光路の断面図が示されている。光ファイバとすることが可能な光導波路１０２が、スイッチング層１０８のノッチ１３８に埋め込まれ、封入剤または接着剤によって所定位置に保持されている。導波路１０２に沿って伝搬する光は、スイッチング・チャネル４０に入射し、スイッチング層１０８のもう１つのノッチ１４０に埋め込まれた第２の光導波路１０４に結合する。液体金属がスイッチング・チャネル４０に浸入すると、光路は閉鎖される。本発明の望ましい実施例の中には、液体金属に結合したスラグの存在によって、光路の閉鎖が可能なものもある。同時に、変位した駆動流体が、ポンプ室１３４及び流体通路１２２を通過して、駆動流体槽１２０に流入する。任意選択的に、ポンプ室１３４を膨張させて、変位した駆動流体を排除することも可能である。
【００１８】
次に、光リレーの層についてさらに詳細に述べることにする。図５は、回路基板層１０６の平面図である。接触パッド５０、５４、及び、５８が、回路基板層１０６の表面に配置されている。接触パッドは、例えば、シール・ベルト金属から形成することが可能であり、スイッチング・チャネル内の液体金属に濡れる。さらに、回路基板層には、圧電ポンプに制御信号を供給する電気回路要素（不図示）を配置することも可能である。
【００１９】
図６は、リレーのスイッチング層１０８の平面図である。この層には、スイッチング・チャネル４０が形成されている。接触パッド７０、７２、７４、７６、７８、及び、８０がスイッチング・チャネルの側面のさまざまな位置に固定されている。これらの接触パッドは、図３に示す接触パッドと整列され、スイッチング・チャネルの４つの側面全てに接触パッドが形成されることになる。本発明の実施例の中には、接触パッドを１つ以上の電気信号のスイッチングに用いることが可能なものもある。光導波路１０２、１０４、１５０、１５２は、それぞれ、ノッチ１５４、１５６、１５８、１６０に埋め込まれている。光導波路１０２及び１０４は、第１の光路を形成するように整列され、一方、任意選択の光導波路１５０及び１５２は、第２の光路を形成するように整列される。光導波路の端部は、光学的透明度を保つため、液体金属に濡らせない。図７は、図６に示すライン７−７に沿ったスイッチング層１０８の断面図である。シール・ベルト７４及び７６が、スイッチング・チャネル４０の側面に固定されている。図８は、リレーのスイッチング層１０８の側面図である。光導波路１０４及び１５２は、それぞれ、ノッチ１５６及び１６０に埋め込まれている。
【００２０】
図９は、リレーのチャネル・キャップ層１１０の平面図である。オリフィス３６及び３８によって、圧電ポンプとスイッチング・チャネルとの間に駆動流体を流すことが可能になる。接触パッド５２、５６、及び、６０は、層１１０の下面に取り付けられて、スイッチング・チャネルの上部に対する接触パッドをなしている。図１０は、図９に示すチャネル・キャップ層１１０の断面１０−１０に沿った断面図である。オリフィス３８が、この層を通っており、接触パッド５６が、この層の下面に取り付けられている。
【００２１】
図１１は、リレーの圧電層１１２の平面図である。この層のチャネル内に配置された圧電アクチュエータ１２６及び１２８は、第１のポンプ室１６４を形成している。別の圧電アクチュエータ１３０及び１３２は、第２のポンプ室１６６を形成している。各アクチュエータは、電気制御信号を加えることによって、せん断姿態で変形させることが可能な１対の圧電素子を含んでいる。アクチュエータ１３０及び１３２は、第１の極性の制御信号が加えられると、図１２に示すように、せん断姿態で変形する。ポンプ室の容積が増大する。容積が急速に増大すると、流体通路における流体抵抗のため、駆動流体は、主としてスイッチング・チャネルから取り出される。容積がゆっくりと増大すると、表面張力によって液体金属小滴の移動が停止されるので、駆動流体は、主として槽から取り出される。逆極性の制御信号が加えられると、圧電アクチュエータは、図１３に示すように変形する。ポンプ室の容積は減少する。ポンプの動作が急速であれば、駆動流体がスイッチング・チャネルに送り込まれて、液体金属小滴（図３の４４及び４６）間における表面張力による結合を断ち切る。中央液体金属小滴４６は、スイッチング・チャネルに沿って変位し、液体金属小滴４２と合体する。こうして、光導波路１５０と１５２の間の光路が開通し、一方、光導波路１０２と１０４の間の光路は、導波路間のギャップが液体金属に塞がれることによって閉鎖される。実施例の中には、スラグを液体金属小滴４６に結合して、液体金属小滴４６が移動すると、スラグも移動し、スラグが、液体金属小滴４６による光導波路１５０と１５２との間の光路の閉鎖を助けるようにするものもあるという点に留意されたい。さらに、接触パッドが１つ以上の電気信号をスイッチングする働きをする場合には、スラグと液体金属小滴４６を用いて、１つ以上の電気信号のうちのある電気信号を伝送する電気経路を開通することが可能であるという点にも留意されたい。
【００２２】
２つの圧電ポンプを一緒に利用し、一方のポンプが収縮して、スイッチング・チャネルに駆動液体を送り込み、もう一方のポンプが膨張して、チャネルのもう一方の端部から流体を抜き取るようにすることも可能である。これによって、液体金属にかかる力が増すことになる。
【００２３】
液体金属の体積は、一度に、２つの体積だけ合体するように選択される。
【００２４】
図１４には、通路層１１４の平面図が示されている。この図には、流体通路１２２及び１２４が示されている。これらの通路のサイズ及び形状は、通路層の厚さと相俟って、流体流に対する抵抗を決定し、リレーのサイクル時間及びリレーの他の寸法と整合するのが望ましい。図１５は、図１４に示す断面１５−１５に沿って断面図である。流体通路１２４は、この層を通っている。流体通路は、円筒形以外の形状を備えることも可能である。
【００２５】
図１６は、リレーの槽層１１６を下方から見た図である。駆動流体を収容するため、槽層１１６には空洞１２０が形成されている。リレーの組み立て後、槽に駆動流体を充填できるように、穴１７０が設けられている。槽の充填後、穴を密封することが可能である。強度を増すため、穴は隆起プラットフォーム１７２に配置することが可能である。図１７は、図１６に示す断面１７−１７に沿った断面図である。穴１７０は、槽１２０の充填を可能にするため、隆起プラットフォーム１７０を貫通している。槽の壁面は、圧電ポンプ間における圧力パルスのクロストークを軽減するため、弾性的である。
【００２６】
本発明の光学リレーは、小サイズのための超小型機械加工技術を利用して製作することが可能である。
【００２７】
圧電素子の利点は、エネルギを散逸するのではなく、エネルギを蓄積する容量素子であるという点にある。結果として、電力消費及び発熱が最小限に保たれる。
【００２８】
本発明の説明は、特定の実施例に関連して行われたが、通常の当該技術者であれば、以上の説明に鑑みて、多くの代替、修正、置換、及び、変更実施例が明らかになるのは間違いない。従って、本発明は、付属の請求の範囲内に含まれる、こうした代替、修正、及び、変更実施例の全てを包含することを意図したものである。なお、本発明の広汎な実施の可能性に鑑み、本発明の実施態様の一部を下記して本発明の実施者の参考に供する。なお、上記実施例における参照番号を付記して本発明の理解の資とする。
【００２９】
（実施態様１）：スイッチング・チャネル（４０）を備えるリレー筐体（１００）と、前記スイッチング・チャネル（４０）内に配置され、液体金属に濡れる表面を備えた第１の接触パッド（５０）と、前記スイッチング・チャネル（４０）内に配置され、液体金属に濡れる表面を備えた第２の接触パッド（５４）と、前記第１の接触パッド（５０）と前記第２の接触パッド（５４）の間に配置され、液体金属に濡れる表面を備えた第３の接触パッド（５８）と、前記第１の接触パッド（５０）と濡れ接触した第１の液体金属小滴（４２）と、前記第２の接触パッド（５４）と濡れ接触した第２の液体金属小滴（４４）と、前記第３の接触パッド（５８）と濡れ接触し、前記スイッチング・チャネル（４０）内を移動して、前記第１の液体金属小滴（４２）及び前記第２の液体金属小滴（４４）の一方と合体するようになっている第３の液体小滴（４６）と、前記スイッチング・チャネル（４０）の前記第１の液体金属小滴（４２）と前記第３の液体金属小滴（４６）との間を通る第１の光路と、前記スイッチング・チャネルの前記第１の液体金属小滴（４２）と前記第３の液体金属小滴（４６）との間に駆動流体を送り込むことにより、前記第１と第３の液体金属小滴を分離させ、前記第２の液体金属小滴（４４）と前記第３の液体金属小滴（４６）を合体させる働きをする第１の圧電ポンプ（１２６、１２８）と、前記スイッチング・チャネルの前記第２の液体金属小滴（４４）と前記第３の液体金属小滴（４６）との間に駆動流体を送り込むことにより、前記第２と第３の液体金属小滴を分離させ、前記第１の液体金属小滴（４２）と前記第３の液体金属小滴（４６）を合体させる働きをする第２の圧電ポンプ（１３０、１３２）が含まれており、前記第１の光路は、前記第１及び第３の液体金属小滴が合体すると閉鎖され、前記第１及び第３の液体金属が分離すると開通することを特徴とする、圧電光学リレー。
【００３０】
（実施態様２）：さらに、前記リレー筐体（１００）内に形成されて、駆動流体を収容する槽（１２０）と、前記槽（１２０）を前記第１の圧電ポンプ（１２６、１２８）に結合する第１の流体通路（１２２）と、前記槽（１２０）を前記第２の圧電ポンプ（１３０、１３２）に結合する第２の流体通路（１２４）とが含まれ、前記第１及び第２の流体通路が、前記槽と、前記第１及び第２の圧電ポンプとの間における急速な流体流を制限するサイズになっていることを特徴とする、実施態様１に記載の圧電光学リレー。
【００３１】
（実施態様３）：前記第１の圧電ポンプが、前記リレー筐体（１００）内に形成されたポンプ室（１６４）と、端部間結合され、それぞれ、前記ポンプ室（１６４）の側面を形成している、少なくとも１対の圧電素子（１２６、１２８）とを具備し、前記少なくとも１対の圧電素子（１２６）のせん断動作によって、前記ポンプ室（１６４）の容積が変化することを特徴とする、実施態様１に記載の圧電光学リレー。
【００３２】
（実施態様４）：前記第１の光路が、前記スイッチング・チャネル（４０）に光を送り込むように構成された第１の光導波路（１０２）と、前記第１の光導波路（１０２）と光学的に整列され、前記第１の液体金属小滴（４２）と第３の液体金属小滴（４６）の分離時に前記第１の光導波路からの光を受光するように構成された第２の光導波路（１０４）とを具備することを特徴とする、実施態様１に記載の圧電光学リレー。
【００３３】
（実施態様５）：前記リレー筐体（１００）が、前記第１の圧電ポンプ（１２６、１２８）及び前記第２の圧電ポンプ（１３０、１３２）に対する電気接続を支持する回路基板層（１０６）と、前記第１及び第２の圧電ポンプを備える圧電層（１１２）と、前記回路基板層（１０６）と前記圧電層（１１２）の間に配置され、前記スイッチング・チャネルが形成されているスイッチング層（１０８）と、駆動流体を収容するための槽（１２０）が形成されている槽層（１１６）と、前記圧電層（１１２）と前記スイッチング層（１０８）の間に配置され、前記第１及び第２の圧電ポンプと前記スイッチング・チャネル（４０）との間に駆動流体を通せるようにする第１のオリフィス（３６）及び第２のオリフィス（３８）を備えたチャネル・キャップ層（１１０）とを具備することを特徴とする、実施態様１に記載の圧電光学リレー。
【００３４】
（実施態様６）：前記リレー筐体（１００）が、さらに、前記槽層（１１６）と前記圧電層（１１２）の間に配置された通路層（１１４）を具備し、前記槽を前記第１の圧電ポンプ（１２６、１２８）に結合する第１の流体通路（１２２）と前記槽を前記第２の圧電ポンプ（１３０、１３２）に結合する第２の流体通路（１２４）とを前記通路層（１１４）に設けたことを特徴とする、実施態様５に記載の圧電光学リレー。
【００３５】
（実施態様７）：前記第１の光路が、前記スイッチング層（１０８）の第１のノッチ（１５４）に埋め込まれて、前記スイッチング・チャネル（４０）に光を送り込むように構成された第１の光導波路（１０２）と、前記スイッチング層（１０８）の第２のノッチ（１５６）に埋め込まれて、前記第１の光導波路（１０２）と光学的に整列され、前記第１の液体金属小滴（４２）と前記第３の液体金属小滴（４６）が分離された時、前記第１の光導波路（１０２）から光を受光するように構成されている第２の光導波路（１０４）とを具備することを特徴とする、実施態様５に記載の圧電光学リレー。
【００３６】
（実施態様８）：スイッチング・チャネル（４０）内において移動可能な第１の液体金属小滴（４６）を備える圧電光学リレーの光路をスイッチングするための方法であって、前記光路を形成するように、出力光導波路（１０４）と光学的に整列した、前記圧電光学リレーの入力光導波路（１０２）に入力光信号を結合するステップと、前記光路を開通すべき場合には、第１の圧電ポンプ（１２６、１２８）を付勢して、駆動流体を前記スイッチング・チャネル（４０）に送り込むことにより、前記第１の液体金属小滴（４６）が前記光路から押し出され、前記入力光導波路（１０２）が前記出力光導波路（１０４）と光学的に結合されるようにするステップと、前記光路を閉鎖すべき場合には、第２の圧電ポンプ（１３０、１３２）に付勢して、駆動流体を前記スイッチング・チャネル（４０）に送り込むことにより、前記第１の液体金属小滴（４６）が前記光路に侵入し、前記入力光導波路（１０２）が前記出力光導波路（１０４）から光学的に切り離されるようにするステップとを有し、前記第１の圧電ポンプを付勢すると、少なくとも１つの圧電素子（１２６、１２８）がせん断姿態で変形し、第１のポンプ室（１６４）の容積を縮小させることを特徴とする、圧電光学リレーの光路スイッチング方法。
【００３７】
（実施態様９）：前記第１の液体金属小滴（４６）が、前記スイッチング・チャネル（４０）内において第２の接触パッド（５０）と第３の接触パッド（５４）の間に配置された第１の接触パッド（５８）と濡れ接触し、前記第２の圧電ポンプを付勢すると、前記第１の液体金属小滴（４６）が、前記第２の接触パッド（５０）と濡れ接触した第２の液体金属小滴（４２）と合体し、前記第１の圧電ポンプを付勢すると、前記第１の液体金属小滴（４６）が、前記第３の接触パッド（５４）と濡れ接触した第３の液体金属小滴（４４）と合体することを特徴とする、実施態様８に記載の圧電光学リレーの光路スイッチング方法。
【００３８】
（実施態様１０）：さらに、前記光路を開通すべき場合には、前記第２の圧電ポンプ（１３０、１３２）を付勢して、前記スイッチング・チャネル（４０）から駆動流体を抜き取ることによって、前記第１の液体金属小滴（４６）が前記光路から送り出されるようにするステップと、前記光路を閉鎖すべき場合には、前記第１の圧電ポンプ（１２６、１２８）を付勢して、前記スイッチング・チャネル（４０）から駆動流体を抜き取ることによって、前記第１の液体金属小滴（４６）が前記光路に送り込まれるようにするステップとを有することを特徴とする、実施態様８に記載の圧電光学リレーの光路スイッチング方法。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の特定の実施例による光学リレーの端面図である。
【図２】本発明の特定の実施例による光学リレーの側面図である。
【図３】本発明の特定の実施例による光学リレーの断面図である。
【図４】本発明の特定の実施例による光学リレーのもう１つの断面図である。
【図５】本発明の特定の実施例による光学リレーの回路基板層に関する平面図である。
【図６】本発明の特定の実施例による光学リレーのスイッチング層に関する平面図である。
【図７】本発明の特定の実施例による光学リレーのスイッチング層の断面図である。
【図８】本発明の特定の実施例による光学リレーのスイッチング層に関する側面図である。
【図９】本発明の特定の実施例による光学リレーのチャネル・キャップ層に関する平面図である。
【図１０】本発明の特定の実施例による光学リレーのチャネル・キャップ層の断面図である。
【図１１】本発明の特定の実施例による光学リレーの圧電層に関する平面図である。
【図１２】本発明の特定の実施例による、ポンプ室が膨張した、光学リレーの圧電層に関する平面図である。
【図１３】本発明の特定の実施例による、ポンプ室が収縮した、光学リレーの圧電層に関する平面図である。
【図１４】本発明の特定の実施例による光学リレーの通路層に関する平面図である。
【図１５】本発明の特定の実施例による光学リレーの通路層の断面図である。
【図１６】本発明の特定の実施例による光学リレーの槽層に関する底面図である。
【図１７】本発明の特定の実施例による光学リレーの槽層の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
３６  第１のオリフィス
３８  第２のオリフィス
４０  スイッチング・チャネル
４２  第１の液体金属小滴
４４  第２の液体金属小滴
４６  第３の液体金属小滴
５０  第１の接触パッド
５４  第２の接触パッド
５８  第３の接触パッド
１００  リレー筐体
１０２  第１の光導波路
１０４  第２の光導波路
１０６  回路基板層
１０８  スイッチング層
１１２  圧電層
１１６  槽層
１２０  槽
１２２  第１の流体通路
１２４  第２の流体通路
１２６、１２８  第１の圧電ポンプ
１３０、１３２  第２の圧電ポンプ
１５４  第１のノッチ
１５６  第２のノッチ
１６４  ポンプ室
【図１】
2004318137.tif 000003
【図２】
2004318137.tif 000004
【図３】
2004318137.tif 000005
【図４】
2004318137.tif 000006
【図５】
2004318137.tif 000007
【図６】
2004318137.tif 000008
【図７】
2004318137.tif 000009
【図８】
2004318137.tif 000010
【図９】
2004318137.tif 000011
【図１０】
2004318137.tif 000012
【図１１】
2004318137.tif 000013
【図１２】
2004318137.tif 000014
【図１３】
2004318137.tif 000015
【図１４】
2004318137.tif 000016
【図１５】
2004318137.tif 000017
【図１６】
2004318137.tif 000018
【図１７】
2004318137.tif 000019