(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光スイッチであって、
第１の導波路区画と、
第２の導波路区画と、
房を画定する基板であって、該基板は、前記第１及び第２の導波路区画に結合されており、前記房は、前記第１の導波路区画を前記第２の導波路区画から分離させていることからなる、基板と、
前記房内において前記導波路区画の交差点に配置された第１の加熱素子と、
前記房内に配置された液体であって、前記第１の加熱素子により加熱される、液体と、
前記房内の圧力を所定範囲内に維持するよう制御するための手段
とを備え、
前記制御するための手段が前記圧力を所定範囲内に維持するよう制御することが、それにより、前記第１の加熱素子の温度が第１の温度の時には、前記第１の導波路区画を介して伝達された光信号が、前記房を通過して、前記第２の導波路区画内へと送り込まれることとなるようにし、及び、前記第１の加熱素子の前記温度が、第２の温度を超えるように上昇した時に限っては、前記液体内に気泡が形成されて、前記第１の導波路区画を介して伝達された光信号が該気泡により反射させられることとなるようにすることを含み、
前記制御するための手段が、第２の加熱素子を含み、
前記房が、第１の隔室と第２の隔室とを備え、該第１の隔室と該第２の隔室との間に通路を有し、及び、
前記第２の加熱素子が、前記第２の隔室内の前記液体を加熱させて、前記圧力を上昇させることからなる、光スイッチ。
【請求項２】
前記制御するための手段は、前記第１の導波路区画によって伝達された光信号が、前記第２の導波路区画によって受け取られることを示す通知信号を受け取るための、及び前記通知信号に基づいて前記圧力を所定範囲内に維持するよう調整するための手段を含む、請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記制御するための手段が、ピストンを備える、請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項４】
前記制御するための手段が、インジェクタを備える、請求項１に記載の光スイッチ。
【請求項５】
第１の導波路区画と、
第２の導波路区画と、
圧力制御機構と、
房を備えた基板であって、該基板は、前記圧力制御機構と、前記第１の導波路区画と、前記第２の導波路区画とに結合されており、前記房は、前記第１の導波路区画を前記第２の導波路区画から分離させており、前記圧力制御機構によって、前記房内の圧力が所定範囲内に維持されるよう制御されることからなる、基板と、
前記房内において前記導波路区画の交差点に配置された第１の加熱素子と、
前記房内に配置された液体であって、前記第１の加熱素子により加熱される、液体
とを備え、
前記圧力制御機構が前記圧力を所定範囲内に維持するよう制御することが、それにより、前記第１の加熱素子の温度が第１の温度の時には、前記第１の導波路区画を介して伝達された光信号が、前記房を通過して、前記第２の導波路区画内へと送り込まれることとなるようにし、及び、前記第１の加熱素子の前記温度が、第２の温度を超えるように上昇した時に限っては、前記液体内に気泡が形成されて、前記第１の導波路区画を介して伝達された光信号が該気泡により反射させられることとなるようにすることを含み、
前記圧力制御機構が、第２の加熱素子を備え、
前記房が、第１の隔室と第２の隔室とによって画定され、該第１の隔室と該第２の隔室との間に通路を有し、及び、
前記第２の加熱素子が、前記第２の隔室内の前記液体を加熱させて、前記圧力を上昇させることからなる、光スイッチ。
【請求項６】
前記第１の導波路区画によって伝達された光信号が、前記第２の導波路区画によって受け取られることを示す通知信号を、前記圧力制御機構が受け取り、及び、
前記圧力制御機構が、前記通知信号に基づいて前記圧力を所定範囲内に維持するよう調整することからなる、請求項５に記載の光スイッチ。
【請求項７】
前記圧力制御機構が、ピストンを備える、請求項５に記載の光スイッチ。
【請求項８】
前記圧力制御機構が、インジェクタを備える、請求項５に記載の光スイッチ。
【請求項９】
光信号を切り換えるための方法であって、
第１の導波路区画、第２の導波路区画、及び第３の導波路区画を提供し、
基板を提供し、前記基板は、液体によって満たされた房を備え、前記房は、前記第１の導波路区画を前記第２の導波路区画から分離させており、
加熱素子を提供し、
前記第１の導波路区画を介して光信号を伝達し、及び、
前記房内の圧力を所定範囲内に維持するよう調整し、それにより、前記加熱素子の温度が第１の温度の時には、前記第１の導波路区画を介して伝達された光信号が、前記房を通過して、前記第２の導波路区画内へと送り込まれることとなるようにし、及び、前記加熱素子の前記温度が、第２の温度を超えるように上昇した時に限っては、前記液体内に気泡が形成されて、前記第１の導波路区画を介して伝達された光信号が該気泡により反射させられて、前記第３の導波路区画内へと送り込まれることとなるようにする
ことを含み、
前記房が、第１の隔室と第２の隔室とによって画定され、該第１の隔室と該第２の隔室との間に通路を有し、及び、
前記調整することが、前記第２の隔室内の前記液体を加熱することを含むことからなる、方法。
【請求項１０】
前記調整することが、前記房内に、ある物質を注入することを含むことからなる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ピストンを提供することを更に含み、及び、
前記調整することが、前記ピストンを移動させることを含むことからなる、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記調整することが、前記液体を加熱することを含むことからなる、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、光スイッチに関するものであり、とりわけ、光スイッチ内における流体圧を制御して、切換特性を向上させる、全反射に基づく光スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内面反射光スイッチには、それぞれの導波路区画の交差点に配置された液体内に気泡を形成することによって、状態を変化させるものもある。例えば、参考までに援用されている、「Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  ＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎＯｐｔｉｃａｌ  Ｓｗｉｔｃｈｅｓ  Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ」と題する米国特許第５，６９９，４６２号（対応する特開平１０−９０７３５号：「光スイッチ素子および光スイッチ方法」参照）には、気泡を利用して、状態を変化させる光スイッチの記載がある。
【０００３】
図１に示すように、上記特許に記載の光スイッチ１５は、クラッド材料２７によって包囲されたコア材料の導波路区画２２〜２５を備えている。導波路区画２２及び２３は、液体３４が充填されたトレンチ３２によって導波路区画２４及び２５から分離されている（図２）。液体３４の屈折率は、導波路区画２２〜２４の屈折率に近いか、または、同じである。従って、光スイッチ１５の第１の状態において、導波路区画２２を通過する光信号は、トレンチ３２への到達時に、ほとんど反射または屈折を生じない。代わりに、導波路区画２２からの光信号は、液体３４を通過して、導波路区画２４に入射する。
【０００４】
トレンチ３２には、光スイッチ１５の状態を切換えるために利用可能な、基板上に配置された加熱素子３５（図２）も含まれている。加熱素子３５には、加熱素子３５によって発生する熱量を選択的に増／減するための制御回路要素が含まれている。光スイッチ１５の状態を切換えるため、加熱素子３５の温度が液体３４の沸点を超えるまで、加熱素子３５の温度を上昇させることによって、図３に示すように、液体３４内に気泡４１が形成させられる。気泡４１は、液体３４及び導波路区画２２〜２５とは屈折率が大きく異なり、導波路区画２２から導波路区画２４まで延びている。従って、導波路区画２２を通過する光信号は、導波路区画２２と気泡４１の界面において反射される。従って、導波路区画２２によって伝送される光信号は、導波路区画２２と気泡４１の界面において反射され、導波路区画２４ではなく、導波路区画２３に沿って進行する。
【０００５】
光スイッチ１５をもとの状態に戻すため、気泡４１が崩壊するまで、加熱素子３５の温度が低下させられる。換言すれば、加熱素子３５の温度は、液体３４の沸点またはそれ未満にまで低下させられる。気泡４１が崩壊すると、導波路区画２２に沿って進行する光信号は、もはや、導波路区画２２の端部において反射されず、光信号は、従って、導波路区画２３ではなく、導波路区画２４に送り込まれる。
【０００６】
しかし、気泡４２（図４）が偶然トレンチ３２内に形成されると、光スイッチ１５に関する問題が生じる。こうした条件下では、加熱素子３５が液体３４の沸点未満であっても、気泡４２が期せずしてトレンチ３２内に形成されることがある。こうした状態になると、導波路区画２２に沿って進行する信号は、加熱素子３５の温度に関係なく導波路区画２３に向かって反射される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、光スイッチにおける気泡の形成を制御して、不慮の気泡がトレンチ内に形成されて、光スイッチの働きを妨げることがないようにする方法と、そのように動作する装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上述の先行技術に関する不足及び欠点が克服される。一般に、本発明によれば、光スイッチにおける気泡の偶発的な形成を防止するための装置及び方法が得られる。
【０００９】
本発明には、基板、第１の導波路区画、第２の導波路区画、加熱素子、液体、及び、圧力制御機構が含まれている。基板は、第１の導波路区画及び第２の導波路区画に結合され、第１の導波路区画を第２の導波路区画から分離する房を含んでいる。液体は、房内に納められており、加熱素子に反応する。圧力制御機構によって、房内の圧力が制御され、第１の導波路区画と第２の導波路区画間における不測の気泡形成が阻止される。
【００１０】
本発明のもう１つの特徴によれば、房は、第１の隔室（コンパートメント）と第２の隔室から構成される。２つの隔室は、第１の隔室から第２の隔室に延びる通路を介して相互接続されている。房内の圧力を制御するため、圧力制御機構によって、第２の隔室内で液体の温度が制御される。
【００１１】
本発明のもう１つの特徴によれば、圧力制御機構は、ピストンとアクチュエータから構成される。アクチュエータは、房内の圧力を高めるため、ピストンをある方向に移動させ、房内の圧力を低下させるため、ピストンを逆方向に移動させる。
【００１２】
本発明のもう１つの特徴によれば、圧力制御機構は、ある物質を、房内に注入する、及び／又は、房から取り除くことによって、房内における圧力を制御する。
【００１３】
本発明は、また、光信号を切換えるための方法を提供するものとみなすことも可能である。この方法には、第１の導波路、第２の導波路、及び、第３の導波路を設けるステップと、液体が充填された房を含んでおり、房によって、第１の導波路区画が第２の導波路区画から分離されるようになっている、基板を設けるステップと、加熱素子を設けるステップと、第１の導波路区画を介して光信号を伝送するステップと、第１の温度から第２の温度に加熱素子の温度を上昇させることによって、液体内に気泡を形成するステップと、房内の圧力を調整し、加熱素子の温度が第１の温度の場合には、第１の導波路区画を介して伝送される光信号が、房を通って、第２の導波路区画に送り込まれるようにし、加熱素子の温度が、第２の温度になると、第１の導波路区画を介して伝送される光信号が、前記気泡の境界において反射され、第３の導波路区画を介して伝送されるようにするステップが含まれている。
【００１４】
本発明の他の特徴及び利点については、添付の図面と関連づけて読み取れば、下記の詳細な説明を検討することにより、当該技術者には明らかなになるであろう。こうした特徴及び利点は、全て、本発明に包含されるものとする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
発明者の発見によれば、従来の技術に関して上記し、図４に示すように、内面反射光スイッチ１５のトレンチ内における偶発的な気泡４２の形成は、通常、加熱素子３５から基板３８を介して拡散する熱によって誘発される。これに関して、基板３８の温度は、加熱素子３５が繰り返し熱を発生すると、次第に上昇する場合が多い。光スイッチ１５が、同様のスイッチ・アレイの１つである場合、他の光スイッチに関連した近くの加熱素子によって発生する熱のために、基板３８の温度が次第に上昇する可能性がある。
【００１６】
結果として、基板３８は、図４に示すように、トレンチ３２内に不測の気泡４２の形成を誘導するのに十分な高温になる可能性がある。換言すれば、さまざまな位置における基板３８の温度が、液体３４の沸点を超え、そのため、液体３４内における不測の気泡４２の形成を誘導することになる可能性がある。この気泡４２によって、光スイッチ１５は、加熱素子３５の状態（すなわち、温度）に関係なく、反射状態になる。さらに、基板３８の温度のために、導波路区画２２によって伝送される光信号を反射するのに十分なサイズの不測の気泡４２が誘発される限りにおいて、導波路区画２２によって伝送される各信号は、導波路区画２３に沿って反射され、加熱素子３５の温度制御では、光スイッチ１５の状態を制御するのに効果がない。
【００１７】
一般に、本発明によれば、図１〜３に示す従来の光スイッチ１５と同様の改良された光スイッチ５０（図５）が得られる。しかし、従来の光スイッチ１５とは異なり、本発明の光スイッチ５０には、液体３４に加えられる圧力を制御する圧力制御機構５２（図６）が含まれている。圧力制御機構５２によって、この圧力は十分な高さに保たれるので、基板３８からの熱によって、液体内に不測の気泡形成が誘発されることはない。従って、光スイッチ５０の切換特性は、基板３８の温度によってあまり影響される異はない。
【００１８】
図５及び図６を参照すると、光スイッチ５０のクラッド材料２７によって、導波路区画２２〜２５が結合される基板が形成される。クラッド材料２７による基板には、導波路区画２２及び２３を、それぞれ、導波路区画２４及び２５から分離する房５４が含まれている。房５４は、液体３４が充填されており、房５４には気密密閉を施し、液体３４には脱ガスを施すのが望ましいが、脱ガスが施されていない液体３４を利用することも可能である。房５４内には、加熱素子３５が結合される基板３８が配置されている。
【００１９】
光スイッチ５０の第１の状態において、加熱素子３５の温度は、液体３４の沸点以下の第１の温度である。従って、導波路区画２２及び２４間における液体内には、気泡は存在しない。液体３４の屈折率は、光が液体に入射し、あまり方向を変化させずに、通過するように、導波路区画２２〜２５の屈折率に対して十分にうまく整合することが望ましい。従って、光スイッチ５０の第１の状態において、導波路区画２２を介して光スイッチ５０に入力される光信号は、液体３４を通過して、導波路区画２４に入射する。
【００２０】
光スイッチ５０の第２の状態において、加熱素子３５の温度は、液体３４の沸点である第２の温度まで上昇する。この状態において、加熱素子３５からの熱によって、図３に示すように、液体３４内に気泡４１が形成される。気泡４１は、導波路区画２２の端部から導波路区画２４の端部まで延びるのが望ましい。従って、導波路区画２２を介して光スイッチ５０に入力される光信号は、導波路区画２２と気泡４１の界面において反射され、導波路区画２３を介して光スイッチ５０から出射する。
【００２１】
図６に示すように、光スイッチ５０には、房５４内の圧力を制御する圧力制御機構が含まれている。圧力制御機構５２によって、房５４内の圧力は、不測の気泡形成を阻止する範囲内に維持されるが、光スイッチ５０がその第２の状態にある場合、加熱素子３５からの熱によって、房５４内に気泡を形成することは可能である。
【００２２】
これに関して、房５４内の圧力が上昇するにつれて、液体３４の沸点が上昇し、房５４内の圧力が低下するにつれて、液体３４の沸点が低下する。さらに、基板３８の加熱は、主として、加熱素子３５を第２の温度まで加熱するか、または、近くの同様の加熱素子を第２の温度まで加熱することによって生じるので、基板３８の温度は、一貫して、上述の第２の温度より低いことが望ましい。
【００２３】
液体３４の沸点は、房５４の圧力とともに変化し、基板３８の温度は、一貫して第２の温度より低いことが望ましいので、液体３４の沸点を基板３８の温度と第２の温度との間の範囲内の温度にする、房５４内における圧力範囲が存在する。房５４内の圧力がこの圧力範囲内に維持される限りにおいて、その圧力によって、基板３８からの熱が、液体３４内において偶発的な気泡４２の形成を誘発するのが阻止され、加熱素子３５からの熱だけに反応して、液体３４内に気泡４１を形成することが可能になる。
【００２４】
しかし、房５４内の圧力が、この上述の圧力範囲の最低値未満になると、基板３８からの熱によって、液体３４内に不測の気泡４２が形成される可能性がある。この結果、スイッチ５０が図らずも反射状態（すなわち、第２の状態）になる。房５４内の圧力が、この上述の圧力範囲より高くなると、加熱素子３５の温度が第２の温度である場合、加熱素子３５からの熱では、液体３４内に気泡の形成を誘発するのに不十分である。従って、光スイッチ５０が、加熱素子３５だけに応答して機能することを保証するため、圧力制御機構５２によって、房５４内の圧力が上述の圧力範囲内に維持される。
【００２５】
さまざまな方法及び装置を用いて、房５４内の圧力を制御することが可能である。望ましい実施例の場合、房５４内の圧力は、液体３４の一部の温度を制御することによって制御される。図５及び図６によって示されるように、望ましい実施例の房５４は、２つの隔室５５及び５８と、通路６２から構成される。通路６２は、隔室５５から隔室５８まで延びており、隔室５５及び５８のいずれか一方からの液体３４が、通路６２を通って、隔室５５及び５８のもう一方に流入することが可能である。
【００２６】
図６によって示される構成の場合、圧力制御機構５２には、熱を発生して、隔室５８内における液体３４の温度を制御する加熱素子が含まれている。隔室５８は、一部が液体３４によって、また、一部が、蒸気によって充填されており、液体３４は蒸気と平衡がとれている。当該技術において既知のように、密閉された房内における液相／気相の２相系の圧力は、温度に比例して変動する。従って、圧力制御機構５２は、隔室５８内の温度を制御することによって、房５４全体の圧力を制御する。
【００２７】
圧力制御機構５２が、隔室５８内の液体３４の温度に作用して、房５４内における適正な温度範囲を維持することができるのが望ましいが、一般には、圧力制御機構５２によって、隔室５５内における液体３４の温度がかなりの影響を受けるのは望ましくない。これに関して、液体３４の温度を変化させると、液体３４の屈折率が影響される。導波路区画２２〜２５からの光信号は、隔室５５内の液体を通過するので、光信号の減衰を最小限に抑えるには、隔室５５内の液体３４の屈折率は一定であることが望ましい。従って、隔室５５内における液体３４の温度は、隔室５５内における液体３４の屈折率の変動を最小限に抑えるため、一定に保たれるべきである。
【００２８】
図６に示されるように、液体３４を２つの隔室５５及び５８内に分離するのは、隔室５５内における液体３４の温度を一定に保つのに役立つ。これに関して、通路６２の比較的小さい断面積によって、２つの隔室５５及び５８の液体３４間における熱伝達が妨げられる。しかし、通路６２によって、隔室５８内の圧力は房全体に通じている。従って、隔室５８内における液体３４の温度が変化しても、隔室５５内における液体３４の温度にはあまり影響がないが、房５４全体の圧力は急速に変化する。従って、房５４を２つの隔室５５及び５８に分割することは、圧力制御機構５２の房５４全体の圧力を決定する能力をあまり損なうことなく、隔室５５内の液体３４を一定の温度に維持するのに役立つことになる。
【００２９】
留意すべきは、液体３４の温度が隔室５８の温度変化によって受ける影響は、通路６２の断面積をより小さくすると、低下するという点である。従って、通路６２の断面積は、２つの隔室５５及び５８間における圧力変化の伝達能力と両立、できるだけ小さいことが望ましい。
【００３０】
図７は、スイッチ５０の動作方法を示すフローチャートである。動作時、図７のブロック６５及び６７によって示されるように，スイッチ５０をモニタすることが可能で、加熱素子３５の温度が、液体３４の沸点未満が望ましい第１の温度でありえる。これに関して、図７のブロック６９及び７１によって示されるように、導波路区画２２を介したスイッチ５０に対する光信号の入力が、導波路区画２４と導波路区画２３のいずれを介して出力されるかの決定がなされる。信号が、導波路区画２４を介して出力される場合、房５４内の圧力は十分に高く、隔室５８内における液体３４の温度を上昇させる必要がない。従って、圧力制御機構５２は、図７のブロック７３によって示されるように、隔室５８内の液体３４の温度を維持することによって、房５４内の圧力を維持する。しかし、光信号が導波路区画２３を介して出力される場合、液体３４内に、不測の気泡４２が形成されていることがある。この場合、図７のブロック７４によって示されるように、房５４内の圧力を上昇させて、不測の気泡４２を崩壊させることが望ましい。
【００３１】
ブロック６９、７１、及び、７４を実施する場合、導波路区画２２を介して光スイッチ５０に入力される光信号が、導波路区画２４を介して出力されるまで、圧力制御機構５２によって発生する熱が上昇させられる。圧力制御機構５２からの熱によって、隔室５８内の液体３４の温度が上昇するにつれて、房５４内の圧力が高まり、不測の気泡４２のサイズが収縮する。導波路区画２２を介して入力される光信号が、導波路区画２４を介して出力されると、基板３８からの熱では、光スイッチ５０の動作にかなりの影響を与えるのは不十分になり、さらに、隔室５８の温度を上昇させる必要がなくなる。従って、図７のブロック７３によって示されるように、圧力制御機構５２は、隔室５５内の圧力を維持するため、必要に応じて、隔室５８内の液体３４に対する加熱を続行する。
【００３２】
図７のブロック７７によって示されるように、加熱素子３５の温度が、液体３４の沸点を超えることが望ましい第２の温度である場合には、光スイッチ５０のモニタも実施される。加熱素子３５の温度が、第２の温度である場合、加熱素子３５によって生じる熱のために、房５４内に気泡４１が形成されるはずである。従って、導波路区画２２を介して入力される光信号は、気泡４１と導波路区画２２の端部との界面において反射されるはずであり、従って、光信号は、導波路区画２３を介して出力されるはずである。光信号が、実際に、導波路区画２３を介して出力される場合、房５４内の圧力は、加熱素子３５による気泡４１の発生を可能にするのに十分な程に低い。従って、圧力制御機構５２は、図７のブロック７３、７８、及び、７９によって示されるように、隔室５８内の液体３４の温度を維持することによって、房５４内の圧力を維持する。しかし、光信号が、代わりに、導波路区画２４を介して出力される場合、房５４内の圧力が、高すぎるため、加熱素子３５によって生じる熱に応答して気泡４１を形成することができない。従って、図７のブロック７８、７９、及び、８０によって示されるように、光信号が、導波路区画２４を介してスイッチ５０から出力されるまで、隔室５８の温度は、圧力制御機構５２によって低下させられる。
【００３３】
ブロック７８、７９、及び、８０を実施する場合、導波路区画２２を介して光スイッチ５０に入力される光信号が、導波路区画２４を介してもはや出力されなくまるまで、圧力制御機構５２によって生じる熱が低下させられる。圧力制御機構５２からの熱の低下によって、隔室５８内の液体３４の温度が低下するにつれて、房５４内の圧力も低下し、加熱素子３５からの熱によって誘発される気泡のサイズが拡張する。ブロック７９において、導波路区画２２を介して入力される光信号が、導波路区画２４を介してもはや出力されていないということになると、房５４内の圧力は、気泡４１の形成を可能にするのに十分なほど低く、隔室５８内の液体３４の温度をそれ以上低下させる必要がなくなる。従って、図７のブロック７３によって示されるように、圧力制御機構５２は、隔室５８内における液体３４の温度を維持するため、必要に応じて、隔室５８内の液体３４に対する加熱を続行する。
【００３４】
上記モニタ及び制御を実施することによって、房５４内の圧力が適正な圧力範囲内に維持されるという保証が得られる。所望に応じて、モニタ及び制御を繰り返すことによって、スイッチ５０が、加熱素子３５だけに応答して、動作し続けるという保証を得ることが可能になる。
【００３５】
圧力制御機構５２の動作を制御するため、圧力制御機構５２には、図８によって示されるように、コントローラ８５を含むのが望ましい。望ましい実施例の場合、コントローラ８５は、電気回路要素及び／または機械コンポーネントを含むハードウェアによって実施されるが、所望であれば、ソフトウェアまたはハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実施することも可能である。コントローラ８５は、データ・インターフェイス８６から、導波路区画２２を介して光スイッチ５０に入力される信号を出力するのが、導波路区画２３と２４のどちらであるかを指示する通知信号を受信する。望ましい実施例の場合、データ・インターフェイス８６には、通知信号を自動的に発生して、コントローラ８５に伝送することができるように、光が導波路区画２３及び２４のいずれを通って進行しているかを検出するセンサが含まれている。
【００３６】
コントローラ８５は、図７のブロック７４及び８０において、上述の通知信号に基づき、圧力制御機構５２によって発生する熱を上昇させるべきか、あるいは、低下させるべきかの判定を行い、圧力制御機構５２によって発生する熱を制御するための制御信号を加熱素子８７に送る。一例として、加熱素子８７は、抵抗器とすることが可能である。コントローラ８５は、圧力制御機構５２によって発生する熱量を増大させるため、加熱素子８７に印加する電圧を高くし、圧力制御機構５２によって発生する熱量を減少させるため、加熱素子８７に印加する電圧を低くする。代わりに、コントローラ８５は、加熱素子８７に伝送される加熱パルスのデューティ・サイクルを変更するといった、他の技法によって加熱素子８７を制御することも可能である。コントローラ８５は、さらに、図７のブロック７３において、それが房５４内の圧力を維持するのを助けるため、房５４内に配置された温度センサ８８及び／または圧力センサ８９から入力を受信することが可能である。
【００３７】
望ましい実施例には、２つの隔室５５及び５８を備えた房５４が含まれているが、留意すべきは、任意の数の（１つ以上の）隔室を利用して、本発明を実施することが可能であるという点である。例えば、圧力制御機構５２は、所望の場合、隔室５５内の液体３４を直接加熱することが可能であり、隔室５８及び通路６２は不要になる。しかし、前述のように、一般には、隔室５５内の液体３４の温度に対する影響は最小限にするのが望ましく、従って、望ましい実施例に基づいて隔室５８内の液体３４を加熱するのが望ましい。
【００３８】
さらに、房５４内の液体３４を加熱する以外の技法を用いて、房５４内の圧力を制御することも可能である。例えば、図９には、圧力制御機構５２がピストン８１とアクチュエータ８４から構成された実施例が示されている。アクチュエータ８４は、房５４内の圧力を高めるために、ピストンをｙ方向に移動させ、房５４内の圧力を下げるため、ピストン８１を逆方向に移動させる。図９によって示された実施例の働きは、房５４内の圧力が、流体３４の温度を変化させる代わりに、ピストン８１を移動させることによって制御されるという点を除けば、図６によって示された実施例の働きと同じである。
【００３９】
図１０によって示されるように、アクチュエータ８４は、房５４内の圧力を増／減させるため、いつ、どの方向にピストン８１を移動させるべきかを判定する、コントローラ９０に結合されるのが望ましい。コントローラ８５（図８）と同様に、コントローラ９０も、データ・インターフェイス及び／または圧力センサ８９から入力を受信して、房５４内の圧力を高める必要があるか、または、低下させる必要があるかの判定を行うことが可能である。さらに、コントローラ９０は、電気回路要素及び／または機械コンポーネントを含むハードウェアによって実施するのが望ましいが、所望であれば、ソフトウェアまたはハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実施することも可能である。
【００４０】
図１１によって示されるもう１つの実施例の場合、圧力制御機構５２は、液体または蒸気のような物質を密閉房５４内に注入することによって、房５４内の圧力を高めるインジェクタ９１から構成することが可能である。解放弁９４を用いて、房５４内の液体３４または蒸気の一部が脱出して、リザーバ９７に流入できるようにすることによって、房５４内の圧力を低下させることが可能である。図１１によって示される実施例の働きは、房５４内の圧力が、それぞれ、房５４内にある物質を注入し、房５４内からその物質を放出することによって制御されるという点を除けば、図６によって示された実施例の働きと同じである。
【００４１】
図１２によって示されるように、上述の実施例の圧力制御機構５２には、インジェクタ９１の及び解放弁９４の動作を制御し、インジェクタ９１を介して、房５４内にある物質を注入すべき時機、または、解放弁９４を介して、房５４内からその物質を解放すべき時機を判定するためのコントローラ９９が含まれているのが望ましい。コントローラ８５（図８）と同様、コントローラ９９は、データ・インターフェイス８６及び／または圧力センサ８９から入力を受信して、房５４内の圧力を高める必要があるか、または、低下させる必要があるかの判定を行うことが可能である。さらに、コントローラ９９は、電気回路要素及び／または機械コンポーネントを含むハードウェアによって実施するのが望ましいが、所望であれば、ソフトウェアまたはハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって実施することも可能である。
【００４２】
留意すべきは、とりわけ、スイッチ５０が交換網に用いられている場合、同じ房５４及び圧力制御機構５２を利用する、複数のスイッチ５０を設計することが可能であるという点である。従って、複数の加熱素子３５が房５４内に存在する可能性がある。この状況の場合、他の加熱素子による気泡の形成が、房５４内の圧力に影響する、従って、スイッチ５０の切換特性に影響する可能性がある。しかし、上述のように、房５４の圧力をモニタして、適正な範囲内に維持することによって、圧力制御機構５２は、他の加熱素子及び／または基板に関連した気泡の形成によって誘発される追加圧力を補償する。
【００４３】
上述の実施例の場合、液体３４内における気泡４１または４２の存在が、導波路区画２２を介して入力される光信号が、導波路区画２３と２４のどちらを介して出力されるかを確かめることによって検出される。しかし、他の方法を利用して、気泡４１または４２の存在を検出することもできるし、液体３４内における気泡４１または４２の存在を検出するための任意の技法を用いて、本発明を実施することも可能である。
【００４４】
強調しておくべきは、本発明の上述の実施例、すなわち、どの「望ましい」実施例も、本発明について可能性のある単なる実施例にすぎない。上述の実施例に対して、多くの変更及び修正を施すことが可能である。従って、こうした修正及び変更は、全て、本発明の範囲内に含まれるものとする。
以下に本発明の広汎な応用のための実施態様の数例をかかげる。
【００４５】
（実施態様１）
光スイッチ（５０）であって、
第１の導波路区画（２２）と、
第２の導波路区画（２４）と、
房（５４）を形成し、前記第１と第２の導波路区画（２２、２４）に結合されており、前記房（５４）によって、前記第１の導波路区画（２２）を前記第２の導波路区画（２４）から分離するようになっている、基板（２７）と、
前記房（５４）内において前記導波路区画（２２、２４）の交差点に配置されている加熱素子（３５）と、
前記房（５４）内に配置されて、前記加熱素子（３５）に反応する液体（３４）と、
前記房（５４）内の圧力を制御するための手段（５２）が含まれている、
光スイッチ（５０）。
【００４６】
（実施態様２）
前記制御手段（５２）に、ピストン（８１）が含まれていることを特徴とする、実施態様１に記載の光スイッチ（５０）。
（実施態様３）
前記制御手段（５２）に、インジェクタ（９１）が含まれていることを特徴とする、実施態様１に記載の光スイッチ（５０）。
【００４７】
（実施態様４）
前記加熱素子（３５）が、第１の状態において第１の温度を有し、第２の状態において第２の温度を有することと、前記制御手段（５２）によって、前記液体（３４）の沸点を前記第１の温度と前記第２の温度の間の温度に設定する圧力範囲内に前記圧力が維持されることを特徴とする、実施態様１に記載の光スイッチ（５０）。
【００４８】
（実施態様５）
前記制御手段（５２）に加熱素子（８７）が含まれることを特徴とする、実施態様１に記載の光スイッチ（５０）。
【００４９】
（実施態様６）
前記房（５４）に、間に通路（６２）を備えた第１の隔室（５５）と第２の隔室（５８）が含まれていることと、前記加熱素子（８７）によって、前記第２の隔室（５８）内の前記液体（３４）が加熱されると、前記圧力が上昇することを特徴とする、実施態様５に記載の光スイッチ（５０）。
【００５０】
（実施態様７）
光信号を切換えるための方法であって、
第１の導波路区画（２２）、第２の導波路区画（２４）、及び、第３の導波路区画（２３）を設けるステップと、
液体（３４）が充填された房（５４）を含んでおり、前記房（５４）によって、前記第１の導波路区画（２２）が前記第２の導波路区画（２４）から分離されるようになっている、基板（２７）を設けるステップと、
加熱素子（３５）を設けるステップと、
前記第１の導波路区画を介して光信号を伝送するステップと、
前記房（５４）内の圧力を調整し、前記加熱素子（３５）の温度が第１の温度の場合には、前記第１の導波路区画（２２）を介して伝送される光信号が、前記房（５４）を通って、前記第２の導波路区画（２４）に送り込まれるようにし、前記加熱素子（３５）の前記温度が、上昇して、第２の温度を超える場合に限って、前記液体（３４）内に気泡（４１）が形成され、前記第１の導波路区画（２２）を介して伝送される光信号が反射されて、前記第３の導波路区画（２３）内に送り込まれるようにするステップが含まれている、
切換方法。
【００５１】
（実施態様８）前記調整ステップに、ある物質を前記房（５４）内に注入するステップが含まれることを特徴とする、実施態様７に記載の方法。
【００５２】
（実施態様９）
さらに、ピストン（８１）を設けるステップが含まれることと、前記調整ステップに、前記ピストン（８１）を移動させるステップが含まれることを特徴とする、実施態様７に記載の方法。
【００５３】
（実施態様１０）
前記調整ステップに、前記液体（３４）を加熱するステップが含まれることを特徴とする、実施態様７に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光スイッチの平面図である。
【図２】図１によって示されたスイッチの断面図である。
【図３】少なくとも２つの導波路区画を分離する液体内に、気泡が適正に形成された場合の、図２のスイッチを表した断面図である。
【図４】少なくとも２つの導波路区画を分離する液体内に、気泡が偶発的に形成された場合の、図２のスイッチを表した断面図である。
【図５】本発明の光スイッチの平面図である。
【図６】図５によって示されたスイッチの断面図である。
【図７】図６の圧力制御機構の構成及び機能性を表したフローチャートである。
【図８】図６の圧力制御機構を例示したブロック図である。
【図９】圧力制御機構がアクチュエータとピストンから構成される場合の、図６のスイッチを表した断面図である。
【図１０】図９の圧力制御機構を例示したブロック図である。
【図１１】圧力制御機構にインジェクタが含まれる場合の、図６の房及び圧力制御機構を表した側面図である。
【図１２】図１１の圧力制御機構を例示したブロック図である。
【符号の説明】
２２  第１の導波路区画
２３  第３の導波路区画
２４  第２の導波路区画
２７  基板
３４  液体
３５  加熱素子
４１  気泡
５０  光スイッチ
５２  圧力制御手段
５４  房
５５  第１の隔室
５８  第２の隔室
６２  通路
８１  ピストン
８７  加熱素子
９１  インジェクタ
【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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