(57)【要約】　【課題】屈折率整合のための適当な液体の選択を拡張しかつ光スイッチにおける電力消費及び熱発生を減少する構造及び動作方法を提供する。　【解決手段】第１のウエイブガイドセグメント及び第２のウエイブガイドセグメント（１１４）の交差点にある空洞（１１６）を液体（１４２）によって満たすことと、空洞（１１６）の温度における液体の部分蒸気圧より低い流体圧力に液体（１４２）を維持することを具備する光スイッチの動作方法が提供される。【選択図】図３
2004070354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　第１のウエイブガイドセグメント及び第２のウエイブガイドセグメントの交差点にある空洞を液体によって満たすことと、
　前記空洞の温度における前記液体の部分蒸気圧より低い流体圧力に前記液体を維持することを具備する、光スイッチの動作方法。
【請求項２】
　前記液体の核形成エネルギーに打勝ち、それにより前記空洞内に泡を形成するために、前記液体を加熱することを更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
　前記空洞内における前記泡を維持するために、前記液体の前記加熱を減少することをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
　前記加熱を終了することによって前記泡をつぶすことをさらに含むことを特徴とする、請求項２又は３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
　前記部分蒸気圧と前記流体圧力との間の差が、前記空洞を満たす泡において前記液体が引起こす表面張力より小さいことを特徴とする、請求項１、２、３又は４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
　第１のウエイブガイドセグメントのセット、
　前記第１のウエイブガイドセグメントの光経路に交差する光経路を定義する第２のウエイブガイドセグメントのセット、及び
　前記第１のウエイブガイドセグメントと前記第２のウエイブガイドセグメントとの交差点における空洞のセットを有する光学構造部と、
　光スイッチが、前記第１のウエイブガイドセグメントと前記第２のウエイブガイドセグメントとの屈折率に整合する屈折率を有する液体を備え、その際、前記液体が、前記空洞に連通しており、前記液体の部分蒸気圧より低い圧力を有することを特徴とする、光スイッチ。
【請求項７】
　前記液体の前記圧力と前記部分蒸気圧との間の差が、前記空洞のうちの１つを満たす泡の表面張力より小さいことを特徴とする、請求項６に記載の光スイッチ。
【請求項８】
　前記液体が、１つ以上の空洞を満たし、前記液体から加熱された蒸気泡が、１つ以上の前記空洞内にあることを特徴とする、請求項６又は７のいずれか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、光通信等に使用される光スイッチに関し、特に負の圧力差によって動作する光スイッチの動作に関する。
【背景技術】
【０００２】
　光信号を直接操作する光スイッチは、光ネットワークのためにますます重要になっている。したがって光信号をスイッチングするいくつかの技術が開発されている。図１は、Ｆｏｕｑｕｅｔ及びその他による“Ｔｏｔａｌ　Ｉｎｔｅｒｎａｌ　Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｓｗｉｔｃｈｅｓ　Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ”と題する特許文献１に記載されたいくつかの光スイッチング技術を利用する光スイッチ１００の平面図を示している。図１及び図２（ａ）及び図２（ｂ）の断面図に図示したように、光スイッチ１００は、平面状の光波回路１１０、半導体基板１２０、ベース板１３０、及び貯蔵容器１４０を含む。
【０００３】
　平面状光波回路１１０は、水晶のような光学材料からなる板であり、交差するウエイブガイドセグメント１１２及び１１４、及びウエイブガイドセグメント１１４とウエイブガイドセグメント１１２の交差点における空洞１１６を含んでいる。一般に光信号は、ウエイブガイドセグメント１１２又は１１４の一つのセットにおいて光スイッチ１００に入力され、そして空洞１１６は、光信号のためのスイッチングサイトとして作用する。特に空洞１１６は、ウエイブガイド１１２及び１１４の屈折率に整合した屈折率を有する液体１４２によって満たされているとき、光信号を入力ウエイブガイドセグメント１１２又は１１４から同じ経路に沿った次のウエイブガイドセグメント１１２又は１１４に透過する。図２（ａ）は、貯蔵容器１４０から液体１４２によって満たされた空洞１１６を示している。　
【０００４】
　空洞１１６は、空洞が泡を含むとき、光信号のスイッチングのために反射性になる。さらに特定すれば、入力ウエイブガイド１１２又は１１４と蒸気泡１４６（図２（ｂ）に示すような）との間の境界面１１５における全内部反射は、光信号を交差するウエイブガイドセグメント１１４又は１１２にスイッチする。選択的に光信号の初期の経路に沿った空洞１１６の１つを活性化し又は反射性にすることは、光信号をいずれかの交差するウエイブガイドセグメント１１４又は１１２にスイッチすることができる。光信号の経路に沿ったどの空洞１１６も反射性でないならば、光信号は、光スイッチ１００を通って直線的に通過する。
【０００５】
　半導体基板１２０は、空洞１１６内に配置された加熱要素１２２を含む電子回路を含む。選択的に加熱要素１２２を活性化することは、相応する空洞１１６内における液体を蒸発させ、かつ活性化された加熱要素１２２を含む空洞１１６に相当するスイッチングサイトを活性化する（すなわち反射性にする）。それから活性化された加熱要素１２２は、泡を安定にかつスイッチングサイトを反射性に維持するために、加熱し続ける。加熱要素１２２がターンオフされると、泡１４６及びその回りの液体１４２は冷たくなり、泡１４６はつぶされ、かつ空洞１１６は、液体１４２によって再び満たされる。
【０００６】
　ベース板１３０は、半導体チップ１２０のためにヒートシンクとして作用するが、貯蔵容器１４０に接続された入口１３６も含む。入口１３６及び半導体基板１２０を通る穴１２６は、液体１４２が貯蔵容器１４０と空洞１１６の下にある薄い流体通路１１８との間において流れることを可能にする。とくに泡１４６が、スイッチングサイトを活性化又は不活性化するために、形成し又はつぶれるとき、流体１４２は、貯蔵容器１４０に又はここから流れる。
【０００７】
　貯蔵容器１４０は、部分的に液体１４２によって満たされ、部分的にガス１４４、典型的には液体１４２からの蒸気によって満たされる。ガス１４４の圧力は、液体１４２の圧力を制御し、かつそれ故に空洞１１６内における泡の形成の困難さを制御する。Ｓｃｈｉａｆｆｉｎｏ及びその他による“Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　Ｄｅｖｉｃｅ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ　Ｆｌｕｉｄ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｏ　Ｉｍｐｒｏｖｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ”と題する２００１年２月１３日に発行された特許文献２は、スイッチ１００内において不適切なスイッチングを引起こすことがある泡のまちがった形成を避けるために、貯蔵容器１４０内における圧力制御機構が、どのようにして液体１４２の圧力を上昇することができるかを記載している。
【０００８】
　スイッチ１００に似た光スイッチは、光信号のスイッチングのために効果的であるとわかっている。しかしながらいくつかの範囲において改善が求められる。例えばスイッチ１００におけるエネルギー消費は、複数のスイッチングサイトが同時に活性化されるとき、重要なことがある。スイッチングサイトが活性化されるとき、相応する加熱要素１２２は、上にある空洞１１６における泡１４６のつぶれを防止するために、十分に高い温度を局所的に維持しなければならない。エネルギーのこの一定の排出は、光スイッチ１００を通る光信号のルートが一定のままであるときでさえ継続する。エネルギー消費も、とくに高い密度の加熱要素１２２を有するコンパクトな光スイッチにおいて、消散することが困難なことがある熱を発生する。加熱も、小さな範囲に局限され、このことは、電子回路の損傷及び故障に通じることがある。実質的に維持することができる加熱の量の制限は、光スイッチが利用することができる液体のタイプを制限する。とくにある種の液体は、泡を発生及び維持するためにあまりに多くの熱を必要とする。
【０００９】
　光スイッチ１００に関する別の関心事は、泡１４６を含む空洞１１６内において起こることがある凝縮と蒸留である。それぞれの泡１４６は、泡１４６内の蒸気圧を維持し、それにより泡１４６がつぶれることを防止するために、上昇した温度に維持されている。泡１４６内における加熱された蒸気は、空洞１１６の一層冷たい壁において凝縮することがある。空洞１１６と入力ウエイブガイドセグメント１１２又は１１４との間の境界面１１５における凝縮は、スペクトル反射を引起こすことがあり、その結果、一層わずかな光信号が所望の出力ウエイブガイドセグメント１１４又は１１２に反射した場合、信号損失を生じ、その結果、光信号の一部が別のウエイブガイドセグメント内に反射した場合、雑音を生じる。
【００１０】
　凝縮は、液体１４２が２つ又はそれ以上の分離可能な化合物を含むとき、局所的な蒸留を引起こすこともある。蒸留は、液体１４２の組成を変化し、それによって、屈折率を局所的に変化することがある。液体１４２及びウエイブガイドセグメント１１２及び１１４に関する屈折率を整合することは、透明であるようにするスイッチングサイトにおける反射の許容できないレベルを避けるために微妙である。蒸留の問題は、液体の屈折率を変化させる蒸留に抗する液体に液体１４２のための適当な選択を制限する。
【００１１】
【特許文献１】米国特許第５，６９９，４６２号明細書
【特許文献２】米国特許第６，１８８，８１５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
　既存の光スイッチにおける制限を考慮して、光スイッチにおける一層良好な屈折率整合のための適当な液体の選択を拡張しかつ光スイッチにおける電力消費及び熱発生を減少する構造及び動作方法に対する要求が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
　本発明の態様によれば、動作温度における液体の蒸気圧が流体圧力より大きいような流体圧力及び動作温度において、液体によって光スイッチが動作する。この動作体制において、液体の流体圧力と蒸気圧との負の圧力差は、光スイッチにおいて泡を維持するために必要な熱の量を減少する。したがって液体の流体圧力より高い蒸気圧を有する液体によって動作する光スイッチは、光スイッチに従来利用される液体を利用した場合、減少した電力で動作することができ、そして従来の光スイッチに利用するためには、あまりに多くの熱を必要とする液体を利用することができる。
【００１４】
　本発明の態様を利用する光スイッチは、スイッチングサイトの反射性の状態を維持するためにわずかな局所的加熱しか必要としないので、エネルギー的に高効率であることができる。減少した加熱は、光スイッチの有効寿命を延長することができる。スイッチングサイトも、わずかな凝縮の反射性表面のために、泡とその回りの空洞との間の温度差が減少するので、高い信号対雑音比（ＳＮＲ）のために一層明確な反射を提供する。
【００１５】
　本発明の１つの特定の態様は、ウエイブガイドセグメントの交差点に空洞を有する交差するウエイブガイドセグメントを備えた光学的構造を有する光スイッチである。空洞に連通する液体は、ウエイブガイドセグメントの屈折率に整合する屈折率を有し、かつ液体の部分蒸気圧より低い流体圧力を有する。それぞれの空洞は、相応する加熱要素が加熱するか又はしないかどうかに依存して、流体又は蒸気のいずれかによって満たされている。蒸気の泡を維持するために空洞内における液体の局所的な加熱は、加熱前の蒸気圧が、すでに流体圧力より高いので、わずかな電力しか必要としない。しかしながら流体圧力と液体の部分蒸気圧との間の差は、一般に１つの空洞を満たす泡の表面張力より小さいので、相応する加熱要素が加熱を停止すると、泡はつぶれる。液体の核形成エネルギー、液体における表面張力、及びスイッチングサイトの分離は、意図に反する泡の形成を防止する。
【００１６】
　本発明の別の態様は、光スイッチの動作方法である。その方法は、第１のウエイブガイドセグメント及び第２のウエイブガイドセグメントの交差点にある空洞を液体によって満たすこと、及び空洞の温度における液体の部分蒸気圧より低い流体圧力に液体を維持することを含む。液体の加熱は、液体の核形成エネルギーに打勝ち、かつ空洞内に蒸気の泡を形成するが、蒸気圧と流体圧力との間の差が蒸気の泡における表面張力より小さい場合、加熱を終了したときに、蒸気の泡はつぶれる。
【００１７】
　即ち、本発明は、第１のウエイブガイドセグメント（１１２）及び第２のウエイブガイドセグメント（１１４）の交差点にある空洞（１１６）を液体（１４２）によって満たすことと、前記空洞（１１６）の温度における前記液体の部分蒸気圧より低い流体圧力に前記液体（１４２）を維持することを具備する、光スイッチの動作方法を提供する。
【００１８】
　好ましくは、前記液体（１４２）の核形成エネルギーに打勝ち、それにより前記空洞（１１６）内に泡（１４６）を形成するために、前記液体（１４２）を加熱することを更に含む。
【００１９】
　好ましくは、前記空洞内における前記泡（１４６）を維持するために、前記液体（１４２）の前記加熱を減少することをさらに含む。
【００２０】
　好ましくは、前記加熱を終了することによって前記泡（１４６）をつぶすことをさらに含む。
【００２１】
　好ましくは、前記部分蒸気圧と前記流体圧力との間の差が、前記空洞（１１６）を満たす泡（１４６）において前記液体（１４２）が引起こす表面張力より小さい。
【００２２】
　更に、本発明は、第１のウエイブガイドセグメント（１１２）のセット、前記第１のウエイブガイドセグメントの光経路に交差する光経路を定義する第２のウエイブガイドセグメント（１１４）のセット、及び前記第１のウエイブガイドセグメント（１１２）と前記第２のウエイブガイドセグメント（１１４）との交差点における空洞（１１６）のセットを有する光学構造部（１１０）と、光スイッチが、前記第１のウエイブガイドセグメント（１１２）と前記第２のウエイブガイドセグメント（１１４）との屈折率に整合する屈折率を有する液体（１４２）を備え、その際、前記液体（１４２）が、前記空洞（１１６）に連通しており、前記液体（１４２）の部分蒸気圧より低い圧力を有することを特徴とする、光スイッチを提供する
【００２３】
　好ましくは、前記液体（１４２）の前記圧力と前記部分蒸気圧との間の差が、前記空洞（１１６）のうちの１つを満たす泡（１４６）の表面張力より小さい。
【００２４】
　好ましくは、前記液体（１４２）が、１つ以上の空洞（１１６）を満たし、前記液体（１４２）から加熱された蒸気泡（１４６）が、１つ以上の前記空洞（１１６）内にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
　以下に添付図面を参照して、本発明の好適実施形態となる光スイッチについて詳細に説明する。同じ参照符号の利用は、類似又は同一の項目を表している。
【００２６】
　本発明の態様によれば、光スイッチは、流体圧力が液体の蒸気圧より低いような流体圧力及び動作温度において液体を操作する。光スイッチにおけるスイッチングサイトより小さい又は同じ寸法を有する泡の液体の核形成エネルギー及び表面張力は、加熱することなく、泡を自発的に形成しかつ維持することを防止する。この圧力体制において、スイッチングサイトにおける泡を維持するために、わずかな加熱しか必要ない。したがって光スイッチは、動作のためにわずかな電力しか必要としない。減少した加熱も、スイッチにおける加熱要素の寿命を延長し、かつ一層高い加熱レベルに適していないことがある加熱要素の利用を可能にする。光スイッチは、通常の光スイッチにおける実際の利用のためにあまりに大きな加熱を必要とする液体も利用することができる。
【００２７】
　図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に図示した光スイッチ１００のような光スイッチにおけるスイッチングサイト３００の断面図を示している。スイッチングサイト３００は、平面状の光波回路１１０とその下にある半導体基板１２０との間に形成された空洞１１６を含んでいる。空洞１１６は、ほぼ４０×１５×８０μｍの典型的な寸法を有する。ウエイブガイドセグメント１１２及び１１２’は、平面状の光波回路１１０における光信号を案内する一層高い屈折率のコア領域を有する。一般に光スイッチ及びスイッチングサイト３００は、ここに開示された流体圧力又は温度の利用及び動作方法を除いて、既存の光スイッチ及びスイッチングサイトと構造的に同一であることができる。その代わりにスイッチングサイト３００は、一層小さな又は低電力の加熱要素を有することができ、かつ／又は通常の光スイッチのために不適当な流体を利用することができる。
【００２８】
　スイッチングサイト３００が、図３（ａ）に示すように透明（又は不活性）である場合、空洞３００は、入力ウエイブガイド１１２のコアの屈折率に整合した屈折率を有する液体１４２によって満たされている。液体１４２は、典型的にフルオロベンゼンのような有機溶媒であるが、必要な屈折率及び化学的及び物理的特性を提供するあらゆる液体が適している。入力ウエイブガイドセグメント１１２は、空洞１１６内の液体１４２を通って、入力ウエイブガイドセグメント１１２と同一直線上にある次のウエイブガイドセグメント１１２’に通過する光信号を案内する。ウエイブガイド１１２のコアの屈折率と液体１４２の屈折率の整合は、図３（ａ）におけるウエイブガイドセグメント１１２と液体１４２との間の境界面１１５における光信号ＯＳの部分反射を回避する。
【００２９】
　本発明の態様によれば、液体１４２及び光スイッチの回りの部品の動作温度Ｔ０、及び液体１４２の流体圧力Ｐｅは、動作温度Ｔ０における液体１４２の部分蒸気圧Ｐｖが流体圧力Ｐｅより高いようになっている。図１の光スイッチ１００において、貯蔵容器１４０の温度を平面状の光波回路１１０、半導体基板１２０及びベース板１３０の動作温度Ｔ０より下に維持することは、貯蔵容器１４０内の蒸気１４４によって維持されるような流体圧力Ｐｅと動作温度Ｔ０における液体１４２の部分蒸気圧Ｐｖとの間に負の圧力差を提供することができる。貯蔵容器１４０と光スイッチの残りとの間におけるほぼ１０℃の温度差は、フルオロベンゼンのような液体に対してほぼ３０００パスカルの負の圧力差を提供することができる。
【００３０】
　第１の考察において予測できるものとは相違して、泡形成のための核形成エネルギーに打勝ちかつ一度泡が形成されたときの液体の表面張力に打勝つために、十分なエネルギーが入力されないかぎり、泡が形成されないので、空洞１１６の液体を満たした状態は、安定状態である。典型的には液体に対する核形成エネルギーは、液体の臨界温度のほぼ８２％に相当する。（臨界温度とは、その温度において圧力が液体状態を維持することができなくなる温度のことであり、かつフルオロベンゼンに対してほぼ２８７℃である。）したがってスイッチングサイト３００が液体１４２の泡の核形成エネルギーに相当する温度（ここにおいて核形成温度と称する）より下に維持されている場合、スイッチングサイト３００の液体を満たした状態は、液体圧力Ｐｅが液体１４２の部分蒸気圧Ｐｖより低い場合でさえ、安定である。
【００３１】
　核形成温度より上の温度にスイッチングサイト３００における液体１４２を加熱することは、図３（ｂ）に示すように泡３１０を形成する。形成の後に、泡３１０は、泡３１０の内側の蒸気圧Ｐｖ’、泡３１０における外側の流体圧力Ｐｅ及び泡３１０の表面張力Ｓの間のバランスに依存して、膨張し又はつぶれる。泡３１０内の蒸気圧Ｐｖ’は、泡３１０の温度Ｔｂに依存する。蒸気圧Ｐｖ’が、式１に示すように、内方への外部流体圧力Ｐｅと表面張力Ｓの合計より大きいままである場合、泡３１０は、空洞１１６を満たすまで膨張し続ける。一般に加熱要素１２２は、膨張のために必要なレベルに内部圧力Ｐｖ’を維持するために（式１）、活性化したままでなければならない。外方への蒸気圧Ｐｖ’が内方への外部流体圧力Ｐｅと表面張力Ｓの合計より下に低下すると、泡３１０は収縮する。
【００３２】
　Ｐｖ’≧Ｐｅ+Ｓ　　（式１）
【００３３】
　光スイッチ１００の通常の動作は、動作温度Ｔ０における蒸気圧Ｐｖより高く流体圧力Ｐｅを維持する。したがって通常泡を維持するために必要な温度差（Ｔｂ−Ｔ０）は、蒸気圧における増大（Ｐｖ’−Ｐｖ）が正の圧力差（Ｐｅ−Ｐｖ）と表面張力Ｓとの合計より大きいように、泡３１０における蒸気圧Ｐｖ’を増大する。本発明の態様によれば、外部流体圧力Ｐｅは減少し（すなわち動作温度Ｔ０における蒸気圧Ｐｖより低く）、かつ泡３１０を維持するために必要な温度差（Ｔｂ−Ｔ０）は一層小さい。等価的に圧力の増加（Ｐｖ’−Ｐｖ）は、負の圧力差−（Ｐｖ−Ｐｅ）に等しい量だけ泡３１０の表面張力Ｓより小さくともよい。
【００３４】
　図３（ｂ）の活性化プロセスは、泡３１０を発生するために短期間にわたって核形成温度より上に空洞１１６内の液体の部分を加熱する。泡３１０は、急速に膨張して、図３（ｃ）に示すように空洞１１６を満たす。それから泡３１０の加熱は、安定な泡３１０のために必要なレベルに泡温度Ｔｂを維持するレベルに減少してもよい。
【００３５】
　泡３１０は、流体通路１１８のための小さな寸法において（例えばほぼ５μｍの高さｈ）、表面張力Ｓが圧力差Ｐｖ’−Ｐｅに打勝ち、かつ膨張をつぶすので、流体通路１１８内に広がらない。したがって泡３１０は、例え蒸気圧Ｐｖ’が流体圧力Ｐｅより高いにもかかわらず、図３（ｃ）に示すように、選ばれた空洞１１６内に制限される。泡３１０の制限は、別のスイッチングサイトを意図に反して活性化することなく、選ばれたスイッチングサイト３００だけを活性化することを可能にする。
【００３６】
　前記のような図３（ｃ）の泡３１０の泡温度Ｔｂは、ある種の通常の光スイッチにおいて必要な泡温度より低くすることができ、かつ依然として安定な泡を維持することができる。その結果、泡３１０と光スイッチのその回りの要素との間の温度差（Ｔｂ−Ｔ０）は、従来の光スイッチにおけるものより小さい。したがって空洞の壁におけるかつとくに境界面１１５における蒸気の凝縮は減少し、かつ境界面１１５は、ウエイブガイドセグメント１１２からウエイブガイドセグメント１１４（図３（ｃ）の図には示されていない）に入射光信号ＯＳをさらに明確に反射することができる。減少した凝縮は、液体１４２が混合物であるとき、液体成分を分離することがある液体の蒸留も減少する。
【００３７】
　一度発生された泡３１０は、加熱が連続するかぎり、空洞１１６内に留まる。スイッチングサイト３００を不活性化するために、加熱は停止され、かつ泡３１０は、動作温度Ｔ０にまで冷たくなる。動作温度において表面張力Ｓは、蒸気圧Ｐｖと外部圧力Ｐｅとの間の差より大きく、かつ泡３１０をつぶす。
【００３８】
　動作温度Ｔ０における流体圧力Ｐｅと蒸気圧Ｐｖとの間の負の圧力（Ｐｅ−Ｐｖ）の差の選択は、反射状態にスイッチングサイトを維持するために必要な電力の量における減少を決定する。例えば液体１４２としてフルオロベンゼンを利用しかつ４０×１５×８０μｍである空洞１１６を有する本発明の実施例は、流体圧力Ｐｅが蒸気圧Ｐｖに等しいとき（例えば貯蔵容器１４０が動作温度Ｔ０にあるとき）、典型的に空洞１１６内に泡を維持するために１５０ｍＷの電力を必要とする。この実施例は、ほぼ３０００パスカルの負の圧力差（Ｐｅ−Ｐｖ）を形成することによって（例えば貯蔵容器１４０が動作温度Ｔ０より１０℃下にあるとき）、１５０ｍＷから２５ｍＷに必要な電力を減少することができる。流体圧力Ｐｅをさらに低下することによって、それ以上の電力減少を達成することができる。しかしながら、流体圧力Ｐｅがあまりに低いと，加熱を停止したときに泡をつぶすために必要な時間が、著しく増加し、かつ光スイッチのスイッチング時間は、受け入れることができないほど遅くなることがある。
【００３９】
　負の圧力差における光スイッチの動作は、適当な液体の選択を拡張する利点も提供する。例えば２−フルオロ−トルエンのような液体は、流体圧力Ｐｅが動作温度Ｔ０における部分蒸気圧Ｐｖより高いか又はこれに等しいとき、泡を維持するために高レベルの加熱を必要とする。高レベルの加熱は、しばしば通常の加熱要素を急速に燃焼させ又はさもなければ破壊させる。したがって２−フルオロ−トルエンは、早期の破壊を回避することができないかぎり、光スイッチに利用するために適していない。蒸気圧Ｐｖより低い流体圧力Ｐｅを利用すれば、２−フルオロ−トルエンにおける泡を維持するために必要な加熱は減少し、かつ実際に光スイッチに２−フルオロ−トルエンの利用が行なわれる。光スイッチのための適当な液体に対する選択のこの及びその他の拡張は、光スイッチにおけるウエイブガイドの屈折率に整合した屈折率を有する液体を見出す困難を減少する。
【００４０】
　上述のように特定の実施例を用いて本発明を説明したが、この説明は本発明の適用の例にすぎず、かつ限定と解するべきものではない。開示された実施例の特徴の種々の適用及び組合せは、特許請求の範囲によって定義されるような本発明の権利範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】光スイッチの平面図である。
【図２】（ａ）は、反射性のスイッチングサイトを持たない図１の光スイッチの断面図であり、（ｂ）は、反射性のスイッチングサイトを有する図１の光スイッチの断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施例にしたがって泡発生プロセスを示すスイッチングサイトの断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施例にしたがって泡発生プロセスを示すスイッチングサイトの断面図であり、（ｃ）は、本発明の実施例にしたがって泡発生プロセスを示すスイッチングサイトの断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００　光スイッチ
１１０　光学構造部
１１２　ウエイブガイドセグメント
１１４　ウエイブガイドセグメント
１１６　空洞
１４２　液体
１４６　泡
【図１】
2004070354.tif 000003
【図２】
2004070354.tif 000004
【図３】
2004070354.tif 000005