(57)【要約】【課題】光導波路スイッチにおいて使用できるアクチュエータを提供する。【解決手段】サーマルアクチュエータ５００を実質的にまっすぐなビーム５１０により形成する。ビーム５１０を複数個のビームセグメント５２０，５２２，５２４から形成する。各ビームセグメント５２０，５２２，５２４はそれぞれ所定のビーム幅５２５，５２６，５２７を有する。ビーム幅５２５，５２６，５２７はビーム５１０の長さ５１８方向に沿い所定のパターンに従い変化している。内蔵加熱手段５２８，５４６によって加熱されるとビーム５１０は座屈し、ビームの座屈によりビーム中間点５１９は所定方向５４８に移動し、ビーム中間点５１９の移動によって内蔵光導波路スイッチが動作する。内蔵加熱手段は、ジュール加熱、渦電流加熱、伝導加熱、対流加熱、輻射加熱等による。【選択図】図１９
2005055914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、
ビームアレイを形成するよう上記第１の支持部材と上記第２の支持部材との間に配置されて平行に且つ何れも角度を持たず実質的にまっすぐに延びる複数本のビームであって、これらのビームの幅が所定のパターンに従って変化する複数本のビームと、
上記ビームアレイに対して直交するよう延び上記ビームアレイを構成する各ビームの中間点において当該各ビームと結合する内部結合ビームと、
を備えるサーマルアクチュエータ。
【請求項２】
基板と、
上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、
ビームアレイを形成するよう上記第１の支持部材と上記第２の支持部材との間に配置されて平行に且つ何れも角度を持たず実質的にまっすぐに延びる複数本のビームであって、隣接するビーム同士の間隔が所定のパターンに従って変化する複数本のビームと、
上記ビームアレイに対して直交するよう延び上記ビームアレイを構成する各ビームの中間点において当該各ビームと結合する内部結合ビームと、
を備えるサーマルアクチュエータ。
【請求項３】
基板と、
上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、
ビームアレイを形成するよう上記第１の支持部材と上記第２の支持部材との間に配置されて平行に且つ何れも角度を持たず実質的にまっすぐに延びる複数本のビームであって、各ビームの抵抗値が所定のパターンに従って変化する複数本のビームと、
上記ビームアレイに対して直交するよう延び上記ビームアレイを構成する各ビームの中間点において当該各ビームと結合する内部結合ビームと、
を備えるサーマルアクチュエータ。
【請求項４】
基板と、
上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、
上記第１及び第２の支持部材の間に渡されるように延び、第１の側部、第２の側部、長さ及び中間点を有し、上記第１の側部に沿って実質的にまっすぐに延びるビームと、
を有し、
上記ビームは複数のビームセグメントから構成され、これらのビームセグメントはそれぞれ上記長さと直交する方向における幅を有し、上記ビームは複数のビームセグメント幅を有するよう形成され、
上記複数のビームセグメント幅が上記長さ方向に沿い所定のパターンに従って変化し、
ビームを加熱することによってビームが座屈し、ビームの中間点が、当該ビームの第２の側部に対してほぼ直交し且つ外側に向いた所定方向に移動するサーマルアクチュエータ。
【請求項５】
基板と、
上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、
上記第１及び第２の支持部材の間に渡されるように互いに平行に延び、ビームアレイを形成する複数のビームと、
を有し、
上記ビームアレイの各ビームは、第１の側部、第２の側部、長さ及び中間点を有し、当該第１の側部に沿い実質的にまっすぐに延び、
各ビームが、複数のビームセグメントから構成され、これらのビームセグメントはそれぞれ上記長さと直交する方向における幅を有し、上記ビームは複数のビームセグメント幅を有するように形成され、
上記複数のビームセグメント幅が上記長さ方向に沿い所定のパターンに従って変化し、
さらに、上記ビームアレイに対して直交するよう延び各ビームの中間点において当該各ビームと結合する内部結合ビーム、を有し、
ビームを加熱することによってビームアレイが座屈し、上記内部結合ビームが、各ビームの第２の側部に対してほぼ直交し且つ外側に向いた所定方向に移動するサーマルアクチュエータ。
【請求項６】
基板と、
上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、
上記第１及び第２の支持部材の間に渡されるように延び、第１の側部、第２の側部、長さ及び中間点を有し、上記第２の側部に沿って実質的にまっすぐに延びるビームと、
を有し、
上記ビームは複数のビームセグメントから構成され、これらのビームセグメントはそれぞれ上記長さと直交する方向における幅を有し、上記ビームは複数のビームセグメント幅を有するよう形成され、
上記複数のビームセグメント幅が上記長さ方向に沿い所定のパターンに従って変化し、
ビームを加熱することによってビームが座屈し、ビームの中間点が、当該ビームの第２の側部に対してほぼ直交し且つ外側に向いた所定方向に移動するサーマルアクチュエータ。
【請求項７】
基板と、
上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、
上記第１及び第２の支持部材の間に渡されるように互いに平行に延び、ビームアレイを形成する複数のビームと、
を有し、
上記ビームアレイの各ビームは、第１の側部、第２の側部、長さ及び中間点を有し、当該第２の側部に沿い実質的にまっすぐに延び、
各ビームが、複数のビームセグメントから構成され、これらのビームセグメントはそれぞれ上記長さと直交する方向における幅を有し、上記ビームは複数のビームセグメント幅を有するように形成され、
上記複数のビームセグメント幅が上記長さ方向に沿い所定のパターンに従って変化し、
さらに、上記ビームアレイに対して直交するよう延び各ビームの中間点において当該各ビームと結合する内部結合ビーム、を有し、
ビームを加熱することによってビームアレイが座屈し、上記内部結合ビームが、各ビームの第２の側部に対してほぼ直交し且つ外側に向いた所定方向に移動するサーマルアクチュエータ。
【請求項８】
基板と、
上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、
上記第１及び第２の支持部材の間に渡されるように延び、第１の側部、第２の側部、長さ及び中間点を有し、上記第１の側部に沿い実質的にまっすぐに延びるビームと、
を有し、
上記ビームは複数のビームセグメントから構成され、これらのビームセグメントはそれぞれ上記長さと直交する方向における平均幅を有し、上記ビームは複数のビームセグメント平均幅を有するように形成され、
上記複数のビームセグメント平均幅が上記長さ方向に沿い所定のパターンに従って変化し、
その加熱によってビームが座屈し、上記ビームの中間点が、各アレイの第２の側部に対してほぼ直交し且つ外側に向いた所定方向に移動するサーマルアクチュエータ。
【請求項９】
基板と、
上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、
上記第１及び第２の支持部材の間に渡されるように互いに平行に延び、ビームアレイを形成する複数のビームと、
を有し、
上記ビームアレイの各ビームは、第１の側部、第２の側部、長さ及び中間点を有し、当該第１の側部に沿い実質的にまっすぐに延び、
上記ビームアレイの各ビームは、複数のビームセグメントから構成され、これらのビームセグメントはそれぞれ上記長さと直交する方向における平均幅を有し、各ビームは複数のビームセグメント平均幅を有するように形成され、
上記複数のビームセグメント平均幅が上記長さ方向に沿い所定のパターンに従って変化し、
さらに、上記ビームアレイに対して直交するよう延び各ビームの中間点において当該各ビームと結合する内部結合ビーム、を有し、
ビームを加熱することによってビームアレイが座屈し、上記内部結合ビームが、各アレイの第２の側部に対してほぼ直交し且つ外側に向いた所定方向に移動するサーマルアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルアクチュエータ、特に光導波路スイッチ内で使用するのに適したサーマルアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来型のサーマルアクチュエータ即ちＶビームアクチュエータは、微小電気機械（ＭＥＭＳ）構造において広く用いられている。この種のアクチュエータは、ロバート  エル  ウッド等(Robert L. Wood et al.)に付与された米国特許たる下記特許文献１、バイジャヤクマール  アール  デューラー等(Vijayakumar R. Dhuler et al.)に付与された米国特許たる下記特許文献２〜６、エドワード  エイ  ヒル等(Edward A. Hill et al.)に付与された米国特許たる下記特許文献７、並びに下記非特許文献１及び２に、記載されている。
【０００３】
しかしながら、これらのアクチュエータは残留応力、特にアクチュエータ製造時にドーピングによって生じる応力に対して、敏感に過ぎる。
【０００４】
実際、これらのアクチュエータにおいて用いられているベントビーム構造は、下記非特許文献３に記載されているように、残留応力を計測するためベントビーム応力センサにおいても使用されている。
【０００５】
Ｖビームアクチュエータにおける残留応力は、Ｖビームをそれ本来の設計目標配置から偏向させるよう、作用する。これは、ビーム角が横断力を引き起こすためである。更に、光導波路スイッチにおいてこの種のＶビームアクチュエータを使用すると、残留ストレスによって導波路に芯ずれが生じてしまう。この光導波路芯ずれにより生じる光学的損失量は無視できない量である。結局のところ、現在におけるＶビームアクチュエータは、光導波路スイッチ向けとしては一般に使用できない。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５９０９０７８号明細書
【特許文献２】米国特許第５９９４８１６号明細書
【特許文献３】米国特許第６０２３１２１号明細書
【特許文献４】米国特許第６１１４７９４号明細書
【特許文献５】米国特許第６２５５７５７号明細書
【特許文献６】米国特許第６３２４７４８号明細書
【特許文献７】米国特許第６３６０５３９号明細書
【非特許文献１】ロング  クー(Long Que),ジョーサング  パーク(Jae-Sung Park),ヨーゲシュ  ビー  ジャンチャンダニ(Yogesh B. Gianchandani)共著,"ベントビーム電熱アクチュエータ(Bent-Beam Electrothermal Actuators)", ジャーナル  オブ  マイクロエレクトロメカニカル  システムズ(Journal of Microelectromechanical Systems), 第10巻, No.2, 2001年7月, p.247-254.
【非特許文献２】ジョン  エム  マロニー(John M. Maloney),ドン  エル  デボー(Don L. DeVoe),デビッド  エス  シュライバー(David S. Schreiber)共著,"単結晶シリコンからなる伝熱アクチュエータの解析と設計(Analysis and Design of Electrothermal Actuators Fabricated from Single Crystal Silicon)",アメリカ機械学会会報  国際機械技術会議・展覧会(Proceedings ASME International Mechanical Enginerring Conference and Exposition, Orlando, FL), 2000年, p.233-240.
【非特許文献３】ヨーゲシュ  ビー  ジャンチャンダニ(Yogesh B. Gianchandani),ハリール  ナジャフィ(Khalil Najafi)共著,"ベントビーム張力センサ(Bent-Beam Strain Sensors)", ジャーナル  オブ  マイクロエレクトロメカニカル  システムズ（Journal of Microelectromechanical Systems）, 第5巻, No.1, 1996年3月, p.52-58.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、光導波路スイッチにおいて使用できるアクチュエータが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる第１のサーマルアクチュエータは、基板と、上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、ビームアレイを形成するよう上記第１の支持部材と上記第２の支持部材との間に配置されて平行に且つ何れも角度を持たず実質的にまっすぐに延びる複数本のビームであって、これらのビームの幅が所定のパターンに従って変化する複数本のビームと、上記ビームアレイに対して直交するよう延び上記ビームアレイを構成する各ビームの中間点において当該各ビームと結合する内部結合ビームと、を備える。
【０００９】
本発明に係る第２のサーマルアクチュエータは、基板と、上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、ビームアレイを形成するよう上記第１の支持部材と上記第２の支持部材との間に配置されて平行に且つ何れも角度を持たず実質的にまっすぐに延びる複数本のビームであって、隣接するビーム同士の間隔が所定のパターンに従って変化する複数本のビームと、上記ビームアレイに対して直交するよう延び上記ビームアレイを構成する各ビームの中間点において当該各ビームと結合する内部結合ビームと、を備える。
【００１０】
本発明にかかる第３のサーマルアクチュエータは、基板と、上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、ビームアレイを形成するよう上記第１の支持部材と上記第２の支持部材との間に配置されて平行に且つ何れも角度を持たず実質的にまっすぐに延びる複数本のビームであって、各ビームの抵抗値が所定のパターンに従って変化する複数本のビームと、上記ビームアレイに対して直交するよう延び上記ビームアレイを構成する各ビームの中間点において当該各ビームと結合する内部結合ビームと、を備える。
【００１１】
本発明に係る第４のサーマルアクチュエータは、基板と、上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、上記第１及び第２の支持部材の間に渡されるように延び、第１の側部、第２の側部、長さ及び中間点を有し、上記第１の側部に沿って実質的にまっすぐに延びるビームと、を有し、上記ビームは複数のビームセグメントから構成され、これらのビームセグメントはそれぞれ上記長さと直交する方向における幅を有し、上記ビームは複数のビームセグメント幅を有するよう形成され、上記複数のビームセグメント幅が上記長さ方向に沿い所定のパターンに従って変化し、ビームを加熱することによってビームが座屈し、ビームの中間点が、当該ビームの第２の側部に対してほぼ直交し且つ外側に向いた所定方向に移動する。
【００１２】
本発明に係る第５のサーマルアクチュエータは、基板と、上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、上記第１及び第２の支持部材の間に渡されるように互いに平行に延び、ビームアレイを形成する複数のビームと、を有し、上記ビームアレイの各ビームは、第１の側部、第２の側部、長さ及び中間点を有し、当該第１の側部に沿い実質的にまっすぐに延び、各ビームが、複数のビームセグメントから構成され、これらのビームセグメントはそれぞれ上記長さと直交する方向における幅を有し、上記ビームは複数のビームセグメント幅を有するように形成され、上記複数のビームセグメント幅が上記長さ方向に沿い所定のパターンに従って変化し、さらに、当該アクチュエータは、上記ビームアレイに対して直交するよう延び各ビームの中間点において当該各ビームと結合する内部結合ビーム、を有し、ビームを加熱することによってビームアレイが座屈し、上記内部結合ビームが、各ビームの第２の側部に対してほぼ直交し且つ外側に向いた所定方向に移動する。
【００１３】
本発明に係る第６のサーマルアクチュエータは、基板と、上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、上記第１及び第２の支持部材の間に渡されるように延び、第１の側部、第２の側部、長さ及び中間点を有し、上記第２の側部に沿って実質的にまっすぐに延びるビームと、を有し、上記ビームは複数のビームセグメントから構成され、これらのビームセグメントはそれぞれ上記長さと直交する方向における幅を有し、上記ビームは複数のビームセグメント幅を有するよう形成され、上記複数のビームセグメント幅が上記長さ方向に沿い所定のパターンに従って変化し、ビームを加熱することによってビームが座屈し、ビームの中間点が、当該ビームの第２の側部に対してほぼ直交し且つ外側に向いた所定方向に移動する。
【００１４】
本発明に係る第７のサーマルアクチュエータは、基板と、上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、上記第１及び第２の支持部材の間に渡されるように互いに平行に延び、ビームアレイを形成する複数のビームと、を有し、上記ビームアレイの各ビームは、第１の側部、第２の側部、長さ及び中間点を有し、当該第２の側部に沿い実質的にまっすぐに延び、各ビームが、複数のビームセグメントから構成され、これらのビームセグメントはそれぞれ上記長さと直交する方向における幅を有し、上記ビームは複数のビームセグメント幅を有するように形成され、上記複数のビームセグメント幅が上記長さ方向に沿い所定のパターンに従って変化し、さらに、当該サーマルアクチュエータは、上記ビームアレイに対して直交するよう延び各ビームの中間点において当該各ビームと結合する内部結合ビーム、を有し、ビームを加熱することによってビームアレイが座屈し、上記内部結合ビームが、各ビームの第２の側部に対してほぼ直交し且つ外側に向いた所定方向に移動する。
【００１５】
本発明に係る第８のサーマルアクチュエータは、基板と、上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、上記第１及び第２の支持部材の間に渡されるように延び、第１の側部、第２の側部、長さ及び中間点を有し、上記第１の側部に沿い実質的にまっすぐに延びるビームと、を有し、上記ビームは複数のビームセグメントから構成され、これらのビームセグメントはそれぞれ上記長さと直交する方向における平均幅を有し、上記ビームは複数のビームセグメント平均幅を有するように形成され、上記複数のビームセグメント平均幅が上記長さ方向に沿い所定のパターンに従って変化し、その加熱によってビームが座屈し、上記ビームの中間点が、各アレイの第２の側部に対してほぼ直交し且つ外側に向いた所定方向に移動する。
【００１６】
本発明に係る第９のサーマルアクチュエータは、基板と、上記基板の表面上に配置され当該表面に対して直交して延びる第１及び第２の支持部材と、上記第１及び第２の支持部材の間に渡されるように互いに平行に延び、ビームアレイを形成する複数のビームと、を有し、上記ビームアレイの各ビームは、第１の側部、第２の側部、長さ及び中間点を有し、当該第１の側部に沿い実質的にまっすぐに延び、上記ビームアレイの各ビームは、複数のビームセグメントから構成され、これらのビームセグメントはそれぞれ上記長さと直交する方向における平均幅を有し、各ビームは複数のビームセグメント平均幅を有するように形成され、上記複数のビームセグメント平均幅が上記長さ方向に沿い所定のパターンに従って変化し、さらに、当該サーマルアクチュエータは、上記ビームアレイに対して直交するよう延び各ビームの中間点において当該各ビームと結合する内部結合ビーム、を有し、ビームを加熱することによってビームアレイが座屈し、上記内部結合ビームが、各アレイの第２の側部に対してほぼ直交し且つ外側に向いた所定方向に移動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１〜図１２に、光導波路スイッチ１００ａ，１００ｂ，１００ｃ及び対応するサーマルアクチュエータ２００，３００，４００を示す。サーマルアクチュエータ２００，３００，４００は、概略、複数本の実質的にまっすぐで且つ平行なビーム（梁）２１２ａ〜２１２ｄ，３１２ａ〜３１２ｅ，４１２ａ〜４１２ｅから構成されており、これらのビームによってビームアレイ２１４，３１４，４１４が形成されている。各ビームの中間点は直交結合ビーム２２０，３２０，４２０に取り付けられ互いに結合している。各アレイビームは、ある値を採るビーム加熱パラメータを有している。ビーム加熱パラメータ値はビームアレイを横断する方向に沿い所定パターンに従い変化している。内蔵加熱手段によってビームが加熱されると、ビームアレイを構成するビーム内の温度分布が非対称となり、ビームアレイに座屈が生じる。ビームアレイにおけるビームの座屈によって、取り付けられた結合ビーム２２０，３２０，４２０が所定方向２４８，３４８，４４８へと移動し、この移動によって光導波路スイッチ１００ａ，１００ｂ，１００ｃが動作する。ビームアレイを構成するビームを加熱する内蔵加熱手段は、ジュール加熱、渦電流加熱、伝導加熱、対流加熱及び輻射加熱の何れかによって構成されている。
【００１８】
図１３，図１５，図１９〜図２４及び図３１〜図３６に、光導波路スイッチ１００ｄ，１００ｆ及び対応するサーマルアクチュエータ５００，７００を示す。サーマルアクチュエータ５００，７００は、概略、実質的にまっすぐなビーム５１０，７１０によって構成されている。ビーム５１０，７１０はその長さ５１８，７１８及び中間点５１９，７１９によって規定されている。ビーム５１０，７１０は複数個のビームセグメント５２０，５２２，５２４；７２０，７２２，７２４から構成されており、その幅は５２５，５２６，５２７；７２５，７２６，７２７で表されている。各ビームセグメントの幅５２５，５２６，５２７；７２５，７２６，７２７はビーム長さ方向に沿って所定のパターンに従い変化している。内蔵加熱手段により加熱されるとビーム５１０，７１０には座屈が生じる。ビームが座屈するとビーム中間点５１９，７１９は所定方向５４８，７４８に移動し、この移動によって光導波路スイッチ１００ｄ、１００ｆが動作する。内蔵加熱手段は、ジュール加熱、渦電流加熱、伝導加熱、対流加熱及び輻射加熱の何れかの手段によって構成されている。
【００１９】
図１４，図１６，図２５〜図３０及び図３７〜図４２に、光導波路スイッチ１００ｅ，１００ｇ及び対応するサーマルアクチュエータ６００，８００を示す。サーマルアクチュエータ６００，８００は、概略、複数本のビーム６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃ；８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃから形成されたビームアレイ６１３，８１３により構成されている。また、各ビームは上述したビーム５１０，７１０と同様の構成を有している。各ビームの中間点は直交結合ビーム６１４，８１４に取り付けられ互いに結合している。内蔵加熱手段によってこれら複数本のビームが加熱されると、ビームに座屈が生じる。ビームアレイを構成するビームが座屈すると結合ビーム６１４，８１４が所定方向６４８，８４８へと動き、この運動によって光導波路スイッチ１００ｅ，１００ｇが動作する。内蔵加熱手段は、ジュール加熱、渦電流加熱、伝導加熱、対流加熱及び輻射加熱の何れかの手段によって構成されている。
【００２０】
図１７及び図４３〜図４８に、光導波路スイッチ１００ｈ及び対応するサーマルアクチュエータ９００を示す。サーマルアクチュエータ９００は、概略、実質的にまっすぐなビーム９１０によって構成されている。ビーム９１０はその長さ９１８及び中間点９１９によって規定されている。ビーム９１０はその長さ方向に沿って並んだ複数個のビームセグメント９２０，９２１，９２２，９２３，９２４から構成されている。各ビームセグメントの平均幅は、９２５，９３１，９２６，９３３，９２７として表されている。ビームセグメント平均幅はビーム長さ方向に沿って所定のパターンに従い変化している。内蔵加熱手段によって加熱されるとビームには座屈が生じる。ビームに座屈が生じるとビーム中間点９１９は所定方向９４８へと移動し、この移動によって光導波路スイッチ１００ｈが動作する。内蔵加熱手段は、ジュール加熱、渦電流加熱、伝導加熱、対流加熱及び輻射加熱の何れかの手段によって構成されている。
【００２１】
図１８及び図４９〜図５４に、光導波路スイッチ１００ｉ及び対応するサーマルアクチュエータ１０００を示す。サーマルアクチュエータ１０００は、概略、ビームアレイ１００９を形成するよう配置された複数本のビーム１０１０ａ，１０１０ｂ，１０１０ｃから構成されている。各ビームは複数個のビームセグメント１０２０，１０２１，１０２２，１０２３，１０２４から構成されている。各ビームセグメントの平均幅は、１０２５ａ，１０３１ａ，１０２６ａ，１０３３ａ，１０２７ａ；１０２５ｂ，１０３１ｂ，１０２６ｂ，１０３３ｂ，１０２７ｂ；１０２５ｃ，１０３１ｃ，１０２６ｃ，１０３３ｃ，１０２７ｃとして表されている。各ビームのビームセグメント平均幅はビーム長さ方向に沿って所定のパターンに従い変化している。各ビームの中間点１０１９は直交結合ビーム１００５に取り付けられ互いに結合している。内蔵加熱手段によって加熱されるとビームアレイには座屈が生じる。ビームアレイを構成するビームに座屈が生じるとビーム中間点１０１９は所定方向１０４８へと移動し、この移動によって光導波路スイッチ１００ｉが動作する。内蔵加熱手段は、ジュール加熱、渦電流加熱、伝導加熱、対流加熱及び輻射加熱の何れかの手段によって構成されている。
【００２２】
さて、図１に、サーマルアクチュエータの第１実施形態２００及びそれにより構成される光導波路スイッチ１００ａを示す。サーマルアクチュエータ２００については、図４〜図６に、より詳細に示されている。
【００２３】
図２に、サーマルアクチュエータの第２実施形態３００及びそれにより構成される光導波路スイッチ１００ｂを示す。サーマルアクチュエータ３００については、図７〜図９に、より詳細に示されている。
【００２４】
図３に、サーマルアクチュエータの第３実施形態４００及びそれにより構成される光導波路スイッチ１００ｃを示す。サーマルアクチュエータ４００については、図１０〜図１２に、より詳細に示されている。
【００２５】
サーマルアクチュエータを内蔵する光導波路スイッチの例については、米国特許出願第６０／４５６０８６号（発明者：ジョエル  カビー(Joel Kubby)、２００３年３月１９日出願）、米国特許出願第０９／９８６３９５号（発明者：ジョエル  カビー等(Joel Kubby et al.)、２００１年１１月８日出願）、米国特許第６６５８１７９号明細書（２００３年１２月２日発行）、米国特許出願第６０／４５６０６３号（発明者：ジョエルカビー等(Joel Kubby et al.)、２００３年３月１９日出願）に、記載されている。
【００２６】
図４〜図６に、サーマルアクチュエータ２００の詳細を示す。
【００２７】
図４においては、サーマルアクチュエータ２００を上方から鳥瞰している。図中、５及び６はそれぞれ参照線である。図示の如く、サーマルアクチュエータ２００は、表面２０４を有する基板２０２、基板２０２の表面２０４上に配置され当該表面２０４に対して直交するよう延びる第１の支持部材２０６及び第２の支持部材２０８、第１の支持部材２０６と第２の支持部材２０８との間で平行に且つ角度を持たず実質的にまっすぐに延びビームアレイ２１４を形成する複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄ、並びに各アレイビームと実質的にその中間点において結合するようビームアレイ２１４と直交して延びた内部結合ビーム２２０から、構成されている。また、ビームアレイ２１４を構成する各ビーム２１２ａ〜２１２ｄはそれぞれ固有の幅２２６を有しており、このビーム幅２２６はビームアレイ２１４内において所定パターンに従って変化している。
【００２８】
ここでいう所定パターンは、次のような特徴を有するものである。即ち、ビームアレイ２１４をその一方の側２５０から他方の側２５２へと横切るに従ってビーム幅２２６は狭まることはなく、少なくとも一回は広がる、というパターンである。
【００２９】
ビームアレイ２１４を構成する隣り合ったビームの対２２２は、あるビーム間隔２２４を有している。このビーム間隔２２４は、ビームアレイ内の全隣接ビーム対２２２について、実質的に等しい値である。
【００３０】
図４に、更には図５及び図６に示すように、本発明の一実施形態においては、サーマルアクチュエータ２００にヒータ層２２８を設けている。ヒータ層２２８は、基板表面上、複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄと向かい合う位置に、当該複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄを加熱できるよう配置されている。ヒータ層入力２３８及びヒータ層出力２４０は、ヒータ層２２８を用いて複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄを加熱することができるよう、ヒータ層２２８と接続されている。
【００３１】
ヒータ層２２８は、ジョエル  カビー(Joel Kubby)に付与された米国特許第５７０６０４１号明細書及び米国特許第５８５１４１２号明細書に記載されているように、基板から熱的に絶縁することができる。
【００３２】
更に、本発明の一実施形態においては、複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄそれぞれがビーム加熱電流２４６によって加熱されるよう、構成されている。ビーム加熱電流２４６は、内部ビーム入力２４２及びビーム出力２４４から供給され、複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄに熱を発生させる。
【００３３】
複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄは、米国特許公開第２００３／１３４４４５号明細書（２００３年１月１７日発行）に記載されているように、基板から熱的に絶縁することができる。
【００３４】
図示されているように、複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄは、当該複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄを加熱することによってビーム２１２ａ〜２１２ｄが座屈し、結合ビーム２２０が所定方向２４８へと移動するよう、配置されている。ある実施形態においては、複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄはヒータ層２２８によって加熱される。他の実施形態においては、複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄはビーム加熱電流２４６を供給することによって加熱される。更に他の実施形態においては、複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄはヒータ層２２８とビーム加熱電流２４６との組合せによって加熱される。
【００３５】
総じて図４〜図６を参照するに、本発明の一実施形態においては、複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄがそれぞれ低導電率素材により形成されている。例えば、単結晶シリコンや多結晶シリコンである。
【００３６】
一実施形態においては、複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄがそれぞれシリコン・オン・インシュレータ・ウエハ２３２のデバイス層２３０内に形成されている。
【００３７】
シリコン・オン・インシュレータ・ウエハのデバイス層内に複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄを形成する方法は、フィリップ  ディー  フロイド等(Phillip D. Floyd et al.)に付与された米国特許第６００２５０７号明細書及び米国特許第６０１４２４０号明細書や、ジョエル  カビー等(Joel Kubby et al.)に付与された米国特許第６３６２５１２号明細書及び米国特許第６３７９９８９号明細書に、記載されている。
【００３８】
一実施形態においては、第１の支持部材２０６及び第２の支持部材２０８が、シリコン・オン・インシュレータ・ウエハ２３２の埋込酸化物層２３４内に形成されている。
【００３９】
図７〜図９に、サーマルアクチュエータ３００を詳細に示す。
【００４０】
図７に、サーマルアクチュエータ３００を上方から鳥瞰して示す。図中、８及び９は第１及び第２参照線である。図示の如く、サーマルアクチュエータ３００は、表面３０４を有する基板３０２、基板３０２の表面３０４上に直交するよう配置された第１の支持部材３０６及び第２の支持部材３０８、第１の支持部材３０６と第２の支持部材３０８との間に平行に且つそれぞれ角度を持たず実質的にまっすぐに延びビームアレイ３１４を形成する複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅ、並びにビームアレイ３１４と直交するよう延び各ビーム３１２ａ〜３１２ｅをその中間点にて互いに結合する内部結合ビーム３２０から、構成されている。また、ビームアレイ３１４を構成する隣接ビーム対３２２はそれぞれ固有の間隔３２４を有しており、この間隔３２４は所定のパターンに従い変化している。
【００４１】
ここでいう所定パターンは、次のように特徴づけられる。即ち、ビームアレイ３１４をその一方の側３５０から他方の側３５２へと横切っていくにつれ、ビーム間隔３２４は狭まることはなく、少なくとも一回は広がる、というパターンである。
【００４２】
ビームアレイ３１４の各ビーム３１２ａ〜３１２ｅは対応する値を有するビーム幅３２６を有しており、ビームアレイ３１４を構成する全ビーム３１２ａ〜３１２ｅのビーム幅３２６は互いに実質的に等しい幅である。
【００４３】
図７、更には図８及び図９に示すように、ある実施形態においては、サーマルアクチュエータ３００はヒータ層３２８を備えている。ヒータ層３２８は複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅと対向しそれらを加熱するよう、基板表面上に配置されている。ヒータ層３２８を用いて複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅを加熱できるよう、ヒータ層３２８はヒータ層入力３３８及びヒータ層出力３４０と結合している。
【００４４】
更に、ある実施形態においては、複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅそれぞれがビーム加熱電流３４６により加熱されよう、構成される。ビーム加熱電流３４６は、内部ビーム入力３４２及びビーム出力３４４によって供給され、当該複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅを加熱する。
【００４５】
図示の如く、複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅは、当該複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅを加熱することによってビーム３１２ａ〜３１２ｅに座屈が生じ結合ビーム３２０が所定方向３４８へと動くよう、配置されている。ある実施形態においては、複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅはヒータ層３２８によって加熱される。他の実施形態においては、複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅはビーム加熱電流３４６を供給することによって加熱される。更に他の実施形態においては、複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅはヒータ層３２８とビーム加熱電流３４６との組合せによって加熱される。
【００４６】
総じて図７〜図９を参照するに、ある実施形態においては、複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅそれぞれが低導電率素材により形成されている。例えば単結晶シリコンや多結晶シリコンである。
【００４７】
ある実施形態においては、複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅそれぞれがシリコン・オン・インシュレータ・ウエハ３３２のデバイス層３３０内に形成されている。
【００４８】
ある実施形態においては、第１の支持部材３０６及び第２の支持部材３０８が、シリコン・オン・インシュレータ・ウエハ３３２の埋込酸化物層３３４内に形成されている。
【００４９】
図１０〜図１２に、サーマルアクチュエータ４００を詳細に示す。
【００５０】
図１０に、サーマルアクチュエータ４００を上方から鳥瞰して示す。図中、１１及び１２は第１及び第２の参照線である。図示の如く、サーマルアクチュエータ４００は、表面４０４を有する基板４０２、基板４０２の表面４０４上に当該表面４０４に対して直交するよう配置された第１の支持部材４０６及び第２の支持部材４０８、第１の支持部材４０６と第２の支持部材４０８との間で平行に且つ角度を持たず実質的にまっすぐに延びてビームアレイ４１４を形成する複数本のビーム４１２ａ〜４１２ｅ、並びにビームアレイ４１４に対して直交するよう延び各アレイビーム４１２ａ〜４１２ｅをその中間点において結合する内部結合ビーム４２０を、備えている。また、ビームアレイ４１４を構成する各ビーム４１２ａ〜４１２ｅは相応の値を有するビーム抵抗４３６によって構成されており、各ビーム４１２ａ〜４１２ｅの抵抗値はビームアレイ４１４内において所定パターンに従って変化している。
【００５１】
ここでいう所定パターンは、次のように特徴づけられる。即ち、ビームアレイ４１４をその一方の側４５０から他方の側４５２へと横切っていくにつれビーム抵抗値は増加はせず、少なくとも一回は減少する、というパターンである。
【００５２】
ビームアレイ４１４を構成する各ビーム４１２ａ〜４１２ｅはあるビーム幅４２６を有しており、このビーム幅４２６は、ビームアレイ４１４を構成する全ビーム４１２ａ〜４１２ｅについて実質的に等しい値を有する幅である。
【００５３】
ビームアレイ４１４を構成するビーム４１２ａ〜４１２ｅのうち互いに隣接しているビームの対４２２はある間隔４２６を有しており、このビーム間隔４２６は、ビームアレイ４１４における全ビーム対４２２について互いに実質的に等しい値を有する間隔である。
【００５４】
図１０、更には図１１及び図１２に示すように、ある実施形態においては、複数本のビーム４１２ａ〜４１２ｅそれぞれがビーム加熱電流４４６によって加熱されるよう構成される。ビーム加熱電流４４６は、内部ビーム入力４４２及びビーム出力４４４によって供給され、複数本のビーム４１２ａ〜４１２ｅを加熱する。
【００５５】
図示の如く、複数本のビーム４１２ａ〜４１２ｅは、当該複数本のビーム４１２ａ〜４１２ｅの加熱によってビームに座屈が生じ結合ビーム４２０が所定方向４４８へと移動するよう、配置されている。
【００５６】
総じて図１０〜図１２を参照するに、ある実施形態においては、サーマルアクチュエータ４００は、表面マイクロマシニング又はバルクマイクロマシニングにより製造できる微小電気機械（ＭＥＭＳ）構造により、構成されている。
【００５７】
ある実施形態においては、複数本のビーム４１２ａ〜４１２ｅがそれぞれ低導電率素材により形成されている。例えば単結晶シリコン又は多結晶シリコンである。
【００５８】
ある実施形態においては、複数本のビーム４１２ａ〜４１２ｅそれぞれがシリコン・オン・インシュレータ・ウエハ４３２のデバイス層４３０内に形成されている。
【００５９】
ある実施形態においては、第１の支持部材４０６及び第２の支持部材４０８が、シリコン・オン・インシュレータ・ウエハ４３２の埋込酸化物層４３４内に形成されている。
【００６０】
次に、図４〜図６を参照し、サーマルアクチュエータ２００の更なる側面について述べる。
【００６１】
図４〜図６に示されるサーマルアクチュエータ２００は、表面２０４を有する基板２０２、当該基板２０２の表面２０４上から直交して延びるよう配置された第１の支持部材２０６及び第２の支持部材２０８、第１の支持部材と上記第２の支持部材との間で平行に且つ角度を持たず実質的にまっすぐに延びビームアレイ２１４を形成する複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄ、並びにビームアレイ２１４と直交するよう延び各ビーム２１２ａ〜２１２ｄの中間点において各ビーム２１２ａ〜２１２ｄと結合する内部結合ビーム２２０から、構成されている。また、ビームアレイ２１４を構成する各ビーム２１２ａ〜２１２ｄは対応するビーム加熱パラメータ２５４を有しており、ビームアレイ２１４内においてこのビーム加熱パラメータ２５４は所定パターンに従って変化している。
【００６２】
ビーム加熱パラメータ２５４の一例はビーム幅２２６である。ビーム幅ｗは温度勾配
【数１】
2005055914.tif 000003
の支配下にてビームに流れる熱フロー
【数２】
2005055914.tif 000004
に影響する。これは、一次元におけるフーリエの熱伝導則
【数３】
2005055914.tif 000005
により決定される。この式中、Ａはビーム幅ｗとビーム厚ｔの積
Ａ＝（ｗ）（ｔ）
によって与えられる。λ（Ｔ）は、ビームにおける温度依存性の熱伝導率である。ビーム幅ｗはまたビームの熱容量に、ひいてはビームの温度Ｔにも、影響している。ビームの温度Ｔは一次元における所与の熱入力Ｑについての時間関数として、熱方程式
【数４】
2005055914.tif 000006
により与えられる。この式中、ρはビームの密度であり、Ｃはビームの熱容量であり、ｈは対流伝熱係数であり、Ｔextは外部温度である。ビーム厚ｔが与えられているとき、ビーム幅ｗが広いとそのビームの熱容量は大きくなり、従って熱入力Ｑが所与であれば所定時間経過後にてビームが到達する温度は低くなる。
【００６３】
ビーム加熱パラメータ２５４の更なる例は、ビーム間隔２２４である。ビームとビームの間では、熱は伝導、対流及び輻射によって伝達しうる。ビーム間隔２２４が狭いとビーム間での熱伝達は大きくなる。即ち、１本のビームにて損失した熱の一部は最も近くにある他のビームへと伝達される。この伝達は双方向的である。熱の他の部分はビームから周囲環境への伝導、対流及び輻射によって失われる。この損失は、間隔２２４が大きいと多くなる。
【００６４】
ビーム加熱パラメータ２５４の最後の例はビーム電気抵抗Ｒである。そのビーム抵抗がＲであるビームに流れる電流Ｉによって発生する熱の量Ｑは、ジュールの法則に従い、次の式
Ｑ＝Ｉ2Ｒｔ
により与えられる。この式中、ｔは時刻である。
【００６５】
ビームアレイ２１４を構成する各ビーム２１２ａ〜２１２ｄはその平均ビーム温度２３６ａ〜２３６ｄによって特徴づけられる。これらアレイビーム２１２ａ〜２１２ｄの平均ビーム温度２３６ａ〜２３６ｄによって、ある平均温度分布２５６が形成される。更に、複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄそれぞれを加熱することによってビームアレイ２１４を加熱する手段も、設けられている。この加熱手段は、例えば各ビームにビーム加熱電流２４６を流すことによる直流ジュール加熱や、基板２０２上に設けられたヒータ層２２８に電流を流すこと等によるヒータ層２２８からの伝導、対流、輻射等による間接加熱等を、含んでいる。更に、ヒータ層２２８を使用する実施形態においては、ヒータ層２２８を基板２０２から熱的に絶縁しておくことができる。この点についてはジョエル  カビー(Joel Kubby)に付与された米国特許５７０６０４１号明細書及び米国特許５８５１４１２号明細書並びにジョエル  カビー等(Joel Kubby et al.)に付与された米国特許６３６２５１２号明細書に記載がある。
【００６６】
前述した所定のパターンは、次のように特徴づけることができる。即ち、ビームアレイ２１４をその一方の側２５０から他方の側２５２へと横切るにつれて、ビーム温度分布が複数本のビームの加熱により非対称となるよう、ビーム加熱パラメータが設定される、というパターンである。
【００６７】
図示の如く、複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄは、その加熱によって座屈が生じ結合ビーム２２０が所定方向２４８へと動くよう、配置されている。
【００６８】
複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄの更なる加熱はビームを更に膨張させ、結合ビーム２２０を所定方向２４８へと更に移動させる。
【００６９】
ある実施形態においては、複数本のビーム２１２ａ〜２１２ｄの加熱は、ジュール加熱、渦電流加熱、伝導加熱、対流加熱及び輻射加熱の何れかによって行われる。
【００７０】
図７〜図９を参照し、サーマルアクチュエータ３００の更なる側面に関して説明する。
【００７１】
図７〜図９に示されるように、サーマルアクチュエータ３００は、表面３０４を有する基板３０２、基板３０２の表面３０４上にこれと直交するように延びた第１の支持部材３０６及び第２の支持部材３０８、第１の支持部材３０６と第２の支持部材３０８との間で平行に且つ角度を持たず実質的にまっすぐに延びビームアレイ３１４を形成する複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅ、並びにビームアレイ３１４に直交するよう延び各アレイビーム３１２ａ〜３１２ｅとその中間点において結合する内部結合ビーム３２０から、構成されている。また、ビームアレイ３１４を形成する各ビーム３１２ａ〜３１２ｅはそれぞれビーム加熱パラメータ３５４を有しており、ビーム加熱パラメータ３５４はビームアレイ３１４内において所定パターンに従い変化している。
【００７２】
ビームアレイ３１４を構成する各ビーム３１２ａ〜３１２ｅはその平均ビーム温度によって特徴づけられる。これらアレイビーム３１２ａ〜３１２ｅの平均ビーム温度によって、ある平均温度分布が形成される。更に、複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅそれぞれを加熱することによってビームアレイ３１４を加熱する手段も、設けられている。この加熱手段は、例えば各ビームにビーム加熱電流３４６を流すことによる直流ジュール加熱や、基板３０２上に設けられたヒータ層３２８に電流を流すこと等によるヒータ層３２８からの伝導、対流、輻射等による間接加熱等を、含んでいる。更に、ヒータ層３２８を使用する実施形態においては、ヒータ層３２８を基板３０２から熱的に絶縁しておくことができる。この点についてはジョエル  カビー(Joel Kubby)に付与された米国特許５７０６０４１号明細書及び米国特許５８５１４１２号明細書並びにジョエル  カビー等(Joel Kubby et al.)に付与された米国特許６３６２５１２号明細書に記載がある。
【００７３】
前述した所定のパターンは、次のように特徴づけることができる。即ち、ビームアレイ３１４をその一方の側３５０から他方の側３５２へと横切るにつれて、ビーム温度分布が複数本のビームの加熱により非対称となるよう、ビーム加熱パラメータが設定される、というパターンである。
【００７４】
図示の如く、複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｅは、その加熱によって座屈が生じ結合ビーム３２０が所定方向３４８へと動くよう、配置されている。
【００７５】
ある実施形態においては、複数本のビーム３１２ａ〜３１２ｄの加熱は、ジュール加熱、渦電流加熱、伝導加熱、対流加熱及び輻射加熱の何れかによって行われる。
【００７６】
図１０〜図１２を参照し、サーマルアクチュエータ４００の更なる側面に関して説明する。
【００７７】
図１０〜図１２に示されるように、サーマルアクチュエータ４００は、表面４０４を有する基板４０２、基板４０２の表面４０４上にこれと直交するように延びた第１の支持部材４０６及び第２の支持部材４０８、第１の支持部材４０６と第２の支持部材４０８との間で平行に且つ角度を持たず実質的にまっすぐに延びビームアレイ４１４を形成する複数本のビーム４１２ａ〜４１２ｅ、並びにビームアレイ４１４に直交するよう延び各アレイビーム４１２ａ〜４１２ｅとその中間点において結合する内部結合ビーム４２０から、構成されている。また、ビームアレイ４１４を形成する各ビーム４１２ａ〜４１２ｅはそれぞれビーム加熱パラメータ４５４を有しており、ビーム加熱パラメータ４５４はビームアレイ４１４内において所定パターンに従い変化している。
【００７８】
ビームアレイ４１４を構成する各ビーム４１２ａ〜４１２ｅはその平均ビーム温度によって特徴づけられる。これらアレイビーム４１２ａ〜４１２ｅの平均ビーム温度によって、ある平均温度分布が形成される。更に、複数本のビーム４１２ａ〜４１２ｅそれぞれを加熱することによってビームアレイ４１４を加熱する手段も、設けられている。この加熱手段は、例えば各ビームにビーム加熱電流４４６を流すことによる直流ジュール加熱や、基板４０２上に設けられたヒータ層４２８に電流を流すこと等によるヒータ層４２８からの伝導、対流、輻射等による間接加熱等を、含んでいる。更に、ヒータ層４２８を使用する実施形態においては、ヒータ層４２８を基板４０２から熱的に絶縁しておくことができる。この点についてはジョエル  カビー(Joel Kubby)に付与された米国特許５７０６０４１号明細書及び米国特許５８５１４１２号明細書並びにジョエル  カビー等(Joel Kubby et al.)に付与された米国特許６３６２５１２号明細書に記載がある。
【００７９】
前述した所定のパターンは、次のように特徴づけることができる。即ち、ビームアレイ４１４をその一方の側４５０から他方の側４５２へと横切るにつれて、ビーム温度分布が複数本のビームの加熱により非対称となるよう、ビーム加熱パラメータが設定される、というパターンである。
【００８０】
図示の如く、複数本のビーム４１２ａ〜４１２ｅは、その加熱によって座屈が生じ結合ビーム４２０が所定方向４４８へと動くよう、配置されている。
【００８１】
ある実施形態においては、複数本のビーム４１２ａ〜４１２ｄの加熱は、ジュール加熱、渦電流加熱、伝導加熱、対流加熱及び輻射加熱の何れかによって行われる。
【００８２】
さて、図１３に、サーマルアクチュエータの第４実施形態５００を備える光導波路スイッチ１００ｄを示す。サーマルアクチュエータ５００は図１９〜図２４に詳細に記載されている。
【００８３】
図１４に、サーマルアクチュエータの第５実施形態６００を備える光導波路スイッチ１００ｅを示す。サーマルアクチュエータ６００は図２５〜図３０に詳細に記載されている。
【００８４】
図１５に、サーマルアクチュエータの第６実施形態７００を備える光導波路スイッチ１００ｆを示す。サーマルアクチュエータ７００は図３１〜図３６に詳細に記載されている。
【００８５】
図１６に、サーマルアクチュエータの第７実施形態８００を備える光導波路スイッチ１００ｇを示す。サーマルアクチュエータ８００は図３７〜図４２に詳細に記載されている。
【００８６】
図１７に、サーマルアクチュエータの第８実施形態９００を備える光導波路スイッチ１００ｈを示す。サーマルアクチュエータ９００は図４３〜図４８に詳細に記載されている。
【００８７】
図１８に、サーマルアクチュエータの第９実施形態１０００を備える光導波路スイッチ１００ｉを示す。サーマルアクチュエータ１０００は図４９〜図５４に詳細に記載されている。
【００８８】
図１９〜図２４に、サーマルアクチュエータ５００を詳細に示す。
【００８９】
図１９に、サーマルアクチュエータ５００を上方から鳥瞰して示す。図中、２０〜２４は合計５本の参照線である。
【００９０】
図１９〜図２４に示されるように、サーマルアクチュエータ５００は、表面５０４を有する基板５０２、基板５０２の表面５０４上にこれと直交するように延びた第１の支持部材５０６及び第２の支持部材５０８、並びに第１の支持部材５０６と第２の支持部材５０８との間に延びたビーム５１０から、構成されている。ビーム５１０は、第１の側部５１１、第２の側部５１２、長さ５１８及び中間点５１９を有している。ビーム５１０は、第１の側部５１１に沿って実質的にまっすぐである。ビーム５１０は、複数個のビームセグメント５２０，５２２，５２４から構成されている。各ビームセグメント５２０，５２２，５２４は、長さ５１８と直交する方向に沿い、それぞれ幅５２５，５２６，５２７を有している。言い換えれば、ビーム５１０には部位毎に別々な幅５２５，５２６，５２７がある。ビーム５１０のビームセグメント幅は、５２５，５２６，５２７というように、所定のパターンに従いビーム長さ５１８の方向に沿って変化している。ビーム５１０における加熱はビーム５１０に座屈を発生させ、更にはその中間点５１９を所定方向５４８へと移動させる。この方向５４８は、概略、第２の側部５１２に対して直交しており、また第２の側部５１２から外側を向いている。
【００９１】
図１９に示すように、ある実施形態においては、上述の所定パターンは次のように特徴づけられる。即ち、ビーム長さ５１８に沿って第１の支持部材５０６からビーム中間点５１９へと、ビームセグメント５２０，５２２の幅５２５，５２６は狭まることはなく、少なくとも一時広がり、また、ビーム長さ５１８に沿ってビーム中間点５１９から第２の支持部材５０８へと、ビームセグメント５２２，５２４の幅５２６，５２７は広がることはなく、少なくとも一時狭まる、というパターンである。
【００９２】
ある実施形態においては、ビーム５１０は基板５０２の表面５０４上に設けられた内部ヒータ層５２８により加熱されている。ヒータ層５２８は、ヒータ層入力５３８及びヒータ層出力５４０と結合している。
【００９３】
他の実施形態においては、ビーム５１０は、ビーム加熱電流５４６を内部ビーム入力５４２及びビーム出力５４４により供給することによって、加熱されている。
【００９４】
ある実施形態においては、ビーム５１０は単結晶シリコンや多結晶シリコン等の低導電率素材から形成されている。
【００９５】
他の実施形態においては、ビーム５１０はシリコン・オン・インシュレータ・ウエハのデバイス層内に形成されている。
【００９６】
図１９に示すように、ある実施形態においては、ビーム５１０はちょうど３個のビームセグメント５２０，５２２，５２４から構成されている。
【００９７】
他の実施形態においては、ビーム５１０はｎ個（ｎ≠３）のビームセグメントから構成される。ここで、ｎは例えば２，４，５，１２，１５，３２，８２，１０９，１８８，５１９，１００３等である。
【００９８】
図１９に示すように、ある実施形態においては、ビーム５１０は実質的に平行な側面を有するビームセグメント５２０，５２２，５２４のみから構成されている。
【００９９】
更に図１９に示すように、ある実施形態においては、ビーム５１０中の２個のビームセグメント５２０，５２４が、その長さも幅５２５，５２７も等しいものとなっている。
【０１００】
図２５〜図３０に、サーマルアクチュエータ６００を詳細に示す。
【０１０１】
図２５に、サーマルアクチュエータ６００を上方から鳥瞰して示す。図中、２６〜３０は５本の参照線である。
【０１０２】
図２５〜図３０に示されるように、サーマルアクチュエータ６００は、表面６０４を有する基板６０２、基板６０２の表面６０４上にこれと直交するように延びた第１の支持部材６０６及び第２の支持部材６０８、第１の支持部材６０６と第２の支持部材６０８との間に平行に延びビームアレイ６１３を形成する複数本のビーム６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃ、並びにビームアレイ６１３に対して直交するように延びビームアレイ６１３を構成する複数本のビーム６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃと実質的にその中間点６１９において結合する内部結合ビーム６１４から、構成されている。ビームアレイ６１３を構成する各ビーム６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃは、第１の側部６１１ａ，６１１ｂ，６１１ｃ、第２の側部６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ、長さ６１８及び中間点６１９を有している。ビームアレイ６１３を構成する各ビーム６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃは、第１の側部６１１ａ，６１１ｂ，６１１ｃに沿って実質的にまっすぐである。ビームアレイ６１３を構成する各ビーム６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃは、複数個のビームセグメント６２０，６２２，６２４から構成されている。各ビームセグメント６２０，６２２，６２４は、長さ６１８と直交する方向に沿い、それぞれ幅６２５ａ，６２６ａ，６２７ａ；６２５ｂ，６２６ｂ，６２７ｂ；６２５ｃ、６２６ｃ、６２７ｃを有している。言い換えれば、ビーム６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃには部位毎に別々な幅がある。ビーム６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃのセグメント幅６２５ａ，６２６ａ，６２７ａ；６２５ｂ，６２６ｂ，６２７ｂ；６２５ｃ、６２６ｃ、６２７ｃは、所定のパターンに従いビーム長さ６１８の方向に沿って変化している。ビームアレイ６１３における加熱はビームアレイ６１３に座屈を発生させ、更にはその結合ビーム６１４を所定方向６４８へと移動させる。この方向６４８は、概略、第２の側部６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃに対して直交しており、また第２の側部６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃから外側を向いている。
【０１０３】
ある実施形態においては、上述の所定パターンは次のように特徴づけられる。即ち、ビーム長さ６１８に沿って第１の支持部材６０６からビーム中間点６１９へと、ビームセグメント６２０，６２２の幅６２５ａ，６２６ａ，６２７ａ；６２５ｂ，６２６ｂ，６２７ｂは狭まることはなく、少なくとも一時は広がり、また、ビーム長さ６１８に沿ってビーム中間点６１９から第２の支持部材６０８へと、ビームセグメント６２２，６２４の幅６２５ｂ，６２６ｂ，６２７ｂ；６２５ｃ，６２６ｃ，６２７ｃは広がることはなく、少なくとも一時は狭まる、というパターンである。
【０１０４】
ある実施形態においては、ビーム６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃは基板６０２の表面６０４上に設けられた内部ヒータ層６２８により加熱されている。ヒータ層６２８は、ヒータ層入力６３８及びヒータ層出力６４０と結合している。
【０１０５】
他の実施形態においては、ビーム６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃは、ビーム加熱電流６４６ａ，６４６ｂ，６４６ｃを内部ビーム入力６４２及びビーム出力６４４により供給することによって、加熱されている。
【０１０６】
ある実施形態においては、ビーム６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃは単結晶シリコンや多結晶シリコン等の低導電率素材から形成されている。
【０１０７】
他の実施形態においては、ビーム６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃはシリコン・オン・インシュレータ・ウエハのデバイス層内に形成されている。
【０１０８】
図２５に示すように、ある実施形態においては、ビーム６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃはちょうど３個のビームセグメント６２０，６２２，６２４から構成されている。
【０１０９】
他の実施形態においては、ビームアレイ６１３の各ビーム６１０ａ，６１０ｂ，６１０ｃはｎ個（ｎ≠３）のビームセグメントから構成される。ここで、ｎは例えば２，４，５，１２，１５，３２，８２，１０９，１８８，５１９，１００３等である。
【０１１０】
図２５に示すように、ある実施形態においては、ビームアレイ６１３は３本のビームから構成されている。
【０１１１】
他の実施形態においては、ビームアレイ６１３はｎ本（ｎ≠３）のビームから構成される。ここで、ｎは例えば２，４，５，１２，１５，３２，８２，１０９，１８８，５１９，１００３等である。
【０１１２】
図３１〜図３６に、サーマルアクチュエータ７００を詳細に示す。
【０１１３】
図３１に、サーマルアクチュエータ７００を上方から鳥瞰して示す。図中、３２〜３６は５本の参照線である。
【０１１４】
図３１〜図３６に示されるように、サーマルアクチュエータ７００は、表面７０４を有する基板７０２、基板７０２の表面７０４上にこれと直交するように延びた第１の支持部材７０６及び第２の支持部材７０８、並びに第１の支持部材７０６と第２の支持部材７０８との間に延びたビーム７１０から、構成されている。ビーム７１０は、第１の側部７１１、第２の側部７１２、長さ７１８及び中間点７１９を有している。ビーム７１０は、第２の側部７１２に沿って実質的にまっすぐである。ビーム７１０は、複数個のビームセグメント７２０，７２２，７２４から構成されている。各ビームセグメント７２０，７２２，７２４は、長さ７１８と直交する方向に沿い、それぞれ幅７２５，７２６，７２７を有している。言い換えれば、ビーム７１０には部位毎に別々な幅７２５，７２６，７２７がある。ビーム７１０のビームセグメント幅は、７２５，７２６，７２７というように、所定のパターンに従いビーム長さ７１８の方向に沿って変化している。ビーム７１０における加熱はビーム７１０に座屈を発生させ、更にはその中間点７１９を所定方向７４８へと移動させる。この方向７４８は、概略、第２の側部７１２に対して直交しており、また第２の側部７１２から外側を向いている。
【０１１５】
図３１に示すように、ある実施形態においては、上述の所定パターンは次のように特徴づけられる。即ち、ビーム長さ７１８に沿って第１の支持部材７０６からビーム中間点７１９へと、ビームセグメント７２０，７２２の幅７２５，７２６は広がることはなく、少なくとも一時は狭まり、また、ビーム長さ７１８に沿ってビーム中間点７１９から第２の支持部材７０８へと、ビームセグメント７２２，７２４の幅７２６，７２７は狭まることはなく、少なくとも一時は広がる、というパターンである。
【０１１６】
ある実施形態においては、ビーム７１０は基板７０２の表面７０４上に設けられた内部ヒータ層７２８により加熱されている。ヒータ層７２８は、ヒータ層入力７３８及びヒータ層出力７４０と結合している。
【０１１７】
他の実施形態においては、ビーム７１０は、ビーム加熱電流７４６を内部ビーム入力７４２及びビーム出力７４４により供給することによって、加熱されている。
【０１１８】
ある実施形態においては、ビーム７１０は単結晶シリコンや多結晶シリコン等の低導電率素材から形成されている。
【０１１９】
他の実施形態においては、ビーム７１０はシリコン・オン・インシュレータ・ウエハのデバイス層内に形成されている。
【０１２０】
図３１に示すように、ある実施形態においては、ビーム７１０はちょうど３個のビームセグメント７２０，７２２，７２４から構成されている。
【０１２１】
他の実施形態においては、ビーム７１０はｎ個（ｎ≠３）のビームセグメントから構成される。ここで、ｎは例えば２，４，５，１２，１５，３２，８２，１０９，１８８，５１９，１００３等である。
【０１２２】
図示の如く、ある実施形態においては、ビーム７１０は実質的に平行な側面を有するビームセグメント７２０，７２２，７２４のみから構成されている。
【０１２３】
図示の如く、ある実施形態においては、ビーム７１０中の２個のビームセグメント７２０，７２４が、その長さも幅７２５，７２７も等しいものとなっている。
【０１２４】
図３７〜図４２に、サーマルアクチュエータ８００を詳細に示す。
【０１２５】
図３７に、サーマルアクチュエータ８００を上方から鳥瞰して示す。図中、３８〜４２は５本の参照線である。
【０１２６】
図３７〜図４２に示されるように、サーマルアクチュエータ８００は、表面８０４を有する基板８０２、基板８０２の表面８０４上にこれと直交するように延びた第１の支持部材８０６及び第２の支持部材８０８、第１の支持部材８０６と第２の支持部材８０８との間に平行に延びビームアレイ８１３を形成する複数本のビーム８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃ、並びにビームアレイ８１３に対して直交するように延びビームアレイ８１３を構成する複数本のビーム８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃと実質的にその中間点８１９において結合する内部結合ビーム８１４から、構成されている。ビームアレイ８１３を構成する各ビーム８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃは、第１の側部８１１ａ，８１１ｂ，８１１ｃ、第２の側部８１２ａ，８１２ｂ，８１２ｃ、長さ８１８及び中間点８１９を有している。ビームアレイ８１３を構成する各ビーム８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃは、第２の側部８１２ａ，８１２ｂ，８１２ｃに沿って実質的にまっすぐである。ビームアレイ８１３を構成する各ビーム８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃは、複数個のビームセグメント８２０，８２２，８２４から構成されている。各ビームセグメント８２０，８２２，８２４は、長さ８１８と直交する方向に沿い、それぞれ幅８２５ａ，８２６ａ，８２７ａ；８２５ｂ，８２６ｂ，８２７ｂ；８２５ｃ、８２６ｃ、８２７ｃを有している。言い換えれば、ビーム８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃには部位毎に別々な幅がある。ビーム８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃのセグメント幅８２５ａ，８２６ａ，８２７ａ；８２５ｂ，８２６ｂ，８２７ｂ；８２５ｃ、８２６ｃ、８２７ｃは、所定のパターンに従いビーム長さ８１８の方向に沿って変化している。ビームアレイ８１３における加熱はビームアレイ８１３に座屈を発生させ、更にはその結合ビーム８１４を所定方向８４８へと移動させる。この方向８４８は、概略、第２の側部８１２ａ，８１２ｂ，８１２ｃに対して直交しており、また第２の側部８１２ａ，８１２ｂ，８１２ｃから外側を向いている。
【０１２７】
図３７に示されるように、ある実施形態においては、上述の所定パターンは次のように特徴づけられる。即ち、ビーム長さ８１８に沿って第１の支持部材８０６からビーム中間点８１９へと、ビームセグメント８２０，８２２の幅８２５ａ，８２６ａ，８２７ａ；８２５ｂ，８２６ｂ，８２７ｂは広がることはなく、少なくとも一時は狭まり、また、ビーム長さ８１８に沿ってビーム中間点８１９から第２の支持部材８０８へと、ビームセグメント８２２，８２４の幅８２５ｂ，８２６ｂ，８２７ｂ；８２５ｃ，８２６ｃ，８２７ｃは狭まることはなく、少なくとも一時は広がる、というパターンである。
【０１２８】
ある実施形態においては、ビーム８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃは基板８０２の表面８０４上に設けられた内部ヒータ層８２８により加熱されている。ヒータ層８２８は、ヒータ層入力８３８及びヒータ層出力８４０と結合している。
【０１２９】
他の実施形態においては、ビーム８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃは、ビーム加熱電流８４６ａ，８４６ｂ，８４６ｃを内部ビーム入力８４２及びビーム出力８４４により供給することによって、加熱されている。
【０１３０】
ある実施形態においては、ビーム８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃは単結晶シリコンや多結晶シリコン等の低導電率素材から形成されている。
【０１３１】
他の実施形態においては、ビーム８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃはシリコン・オン・インシュレータ・ウエハのデバイス層内に形成されている。
【０１３２】
図３７に示すように、ある実施形態においては、ビーム８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃはちょうど３個のビームセグメント８２０，８２２，８２４から構成されている。
【０１３３】
他の実施形態においては、ビームアレイ８１３の各ビーム８１０ａ，８１０ｂ，８１０ｃはｎ個（ｎ≠３）のビームセグメントから構成される。ここで、ｎは例えば２，４，５，１２，１５，３２，８２，１０９，１８８，５１９，１００３等である。
【０１３４】
図３７に示すように、ある実施形態においては、ビームアレイ８１３は３本のビームから構成されている。
【０１３５】
他の実施形態においては、ビームアレイ８１３はｎ本（ｎ≠３）のビームから構成される。ここで、ｎは例えば２，４，５，１２，１５，３２，８２，１０９，１８８，５１９，１００３等である。
【０１３６】
図４３〜図４８に、サーマルアクチュエータ９００を詳細に示す。
【０１３７】
図４３に、サーマルアクチュエータ９００を上方から鳥瞰して示す。図中、４４〜４８は５本の参照線である。
【０１３８】
図４３〜図４８に示されるように、サーマルアクチュエータ９００は、表面９０４を有する基板９０２、基板９０２の表面９０４上にこれと直交するように延びた第１の支持部材９０６及び第２の支持部材９０８、並びに第１の支持部材９０６と第２の支持部材９０８との間に延びたビーム９１０から、構成されている。ビーム９１０は、第１の側部９１１、第２の側部９１２、長さ９１８及び中間点９１９を有している。ビーム９１０は、第１の側部９１１に沿って実質的にまっすぐである。ビーム９１０は、複数個のビームセグメント９２０，９２１，９２２，９２３，９２４から構成されている。各ビームセグメント９２０，９２１，９２２，９２３，９２４は、長さ９１８と直交する方向に沿い、それぞれ平均幅９２５，９３１，９２６，９３３，９２７を有している。言い換えれば、ビーム９１０には部位毎に別々な平均幅９２５，９３１，９２６，９３３，９２７がある。ビーム９１０のビームセグメント平均幅は、９２５，９３１，９２６，９３３，９２７というように、所定のパターンに従いビーム長さ９１８の方向に沿って変化している。ビーム９１０における加熱はビーム９１０に座屈を発生させ、更にはその中間点９１９を所定方向９４８へと移動させる。この方向９４８は、概略、第２の側部９１２に対して直交しており、また第２の側部９１２から外側を向いている。
【０１３９】
図４３に示すように、ある実施形態においては、上述の所定パターンは次のように特徴づけられる。即ち、ビーム長さ９１８に沿って第１の支持部材９０６からビーム中間点９１９へと、ビームセグメント９２０，９２１，９２２の平均幅９２５，９３１，９２６は狭まることはなく、少なくとも一時は広がり、また、ビーム長さ９１８に沿ってビーム中間点９１９から第２の支持部材９０８へと、ビームセグメント９２２，９２３，９２４の平均幅９２６，９３３，９２７は広がることはなく、少なくとも一時は狭まることはない、というパターンである。
【０１４０】
更に図４３を参照するに、ビームセグメント平均幅９２５，９３１，９２６，９３３，９２７の所定パターンは、図示の如く、第１のビームモーメント９５６及び第２のビームモーメント９５８に対応している。
【０１４１】
ある実施形態においては、ビーム９１０は基板９０２の表面９０４上に設けられた内部ヒータ層９２８により加熱されている。ヒータ層９２８は、ヒータ層入力９３８及びヒータ層出力９４０と結合している。
【０１４２】
他の実施形態においては、ビーム９１０は、ビーム加熱電流９４６を内部ビーム入力９４２及びビーム出力９４４により供給することによって、加熱されている。
【０１４３】
ある実施形態においては、ビーム９１０は単結晶シリコンや多結晶シリコン等の低導電率素材から形成されている。
【０１４４】
他の実施形態においては、ビーム９１０はシリコン・オン・インシュレータ・ウエハのデバイス層内に形成されている。
【０１４５】
図４３に示すように、ある実施形態においては、ビーム９１０はちょうど５個のビームセグメント９２０，９２１，９２２，９２３，９２４から構成されている。
【０１４６】
他の実施形態においては、ビーム９１０はｎ個（ｎ≠５）のビームセグメントから構成される。ここで、ｎは例えば２，３，４，６，１２，１５，３２，８２，１０９，１８８，５１９，１００３等である。
【０１４７】
図示の如く、ある実施形態においては、ビーム９１０は実質的に平行な側面を有するビームセグメント９２０，９２２，９２４を含んでいる。
【０１４８】
図示の如く、ある実施形態においては、ビーム９１０中の２個のビームセグメント９２０，９２４が、その長さも幅９２５，９２７も等しいものとなっている。
【０１４９】
図４９〜図５４に、サーマルアクチュエータ１０００を詳細に示す。
【０１５０】
図４９に、サーマルアクチュエータ１０００を上方から鳥瞰して示す。図中、５０〜５４は５本の参照線である。
【０１５１】
図４９〜図５４に示されるように、サーマルアクチュエータ１０００は、表面１００４を有する基板１００２、基板１００２の表面１００４上にこれと直交するように延びた第１の支持部材１００６及び第２の支持部材１００８、第１の支持部材１００６と第２の支持部材１００８との間に平行に延びビームアレイ１００９を形成する複数本のビーム１０１０ａ，１０１０ｂ，１０１０ｃ、並びにビームアレイ１００９に対し直交するように延びビームアレイ１００９を構成する各ビーム１０１０ａ，１０１０ｂ，１０１０ｃと実質的にその中間点において結合する内部結合ビーム１００５から、構成されている。ビームアレイ１００９を構成する各ビーム１０１０ａ，１０１０ｂ，１０１０ｃは、第１の側部１０１１ａ，１０１１ｂ，１０１１ｃ、第２の側部１０１２ａ，１０１２ｂ，１０１２ｃ、長さ１０１８及び中間点１０１９を有している。各ビーム１０１０ａ，１０１０ｂ，１０１０ｃは第１の側部１０１１ａ，１０１１ｂ，１０１１ｃに沿って実質的にまっすぐである。ビームアレイ１００９を構成する各ビーム１０１０ａ，１０１０ｂ，１０１０ｃは複数個のビームセグメント１０２０，１０２１，１０２２，１０２３，１０２４から構成されている。各ビームセグメント１０２０，１０２１，１０２２，１０２３，１０２４は、長さ１０１８と直交する方向に沿い、それぞれ平均幅１０２５ａ，１０３１ａ，１０２６ａ，１０３３ａ，１０２７ａ；１０２５ｂ，１０３１ｂ，１０２６ｂ，１０３３ｂ，１０２７ｂ；１０２５ｃ，１０３１ｃ，１０２６ｃ，１０３３ｃ，１０２７ｃを有している。言い換えれば、ビーム１００９には部位毎に別々な平均幅１０２５ａ，１０３１ａ，１０２６ａ，１０３３ａ，１０２７ａ；１０２５ｂ，１０３１ｂ，１０２６ｂ，１０３３ｂ，１０２７ｂ；１０２５ｃ，１０３１ｃ，１０２６ｃ，１０３３ｃ，１０２７ｃがある。ビーム１００９のビームセグメント平均幅は、１０２５ａ，１０３１ａ，１０２６ａ，１０３３ａ，１０２７ａ；１０２５ｂ，１０３１ｂ，１０２６ｂ，１０３３ｂ，１０２７ｂ；１０２５ｃ，１０３１ｃ，１０２６ｃ，１０３３ｃ，１０２７ｃというように、所定のパターンに従いビーム長さ１０１８の方向に沿って変化している。ビームアレイ１００９における加熱はビームアレイ１００９に座屈を発生させ、更にはその結合ビーム１０１４を所定方向１０４８へと移動させる。この方向１０４８は、概略、アレイビーム１０１０ａ，１０１０ｂ，１０１０ｃの第２の側部１０１２ａ，１０１２ｂ，１０１２ｃに対して直交しており、また第２の側部１０１２ａ，１０１２ｂ，１０１２ｃから外側を向いている。
【０１５２】
図４９に示すように、ある実施形態においては、上述の所定パターンは次のように特徴づけられる。即ち、ビーム長さ１０１８に沿って第１の支持部材１００６からビーム中間点１０１９へと、ビームセグメント１０２０，１０２１，１０２２の平均幅１０２５ａ，１０３１ａ，１０２６ａ；１０２５ｂ，１０３１ｂ，１０２６ｂ；１０２５ｃ，１０３１ｃ，１０２６ｃは狭まることはなく、少なくとも一時は広がり、また、ビーム長さ１０１８に沿ってビーム中間点１０１９から第２の支持部材１００８へと、ビームセグメント１０２２，１０２３，１０２４の平均幅１０２６ａ，１０３３ａ，１０２７ａ；１０２６ｂ，１０３３ｂ，１０２７ｂ；１０２６ｃ，１０３３ｃ，１０２７ｃは広がることはなく、少なくとも一時は狭まる、というパターンである。
【０１５３】
更に図４９を参照するに、ビームセグメント平均幅１０２５ａ，１０３１ａ，１０２６ａ，１０３３ａ，１０２７ａ；１０２５ｂ，１０３１ｂ，１０２６ｂ，１０３３ｂ，１０２７ｂ；１０２５ｃ，１０３１ｃ，１０２６ｃ，１０３３ｃ，１０２７ｃの所定パターンは、図示の如く、第１のビームモーメント１０５６ａ，１０５６ｂ，１０５６ｃ及び第２のビームモーメント１０５８ａ，１０５８ｂ，１０５８ｃに対応している。
【０１５４】
ある実施形態においては、ビーム１０１０ａ，１０１０ｂ，１０１０ｃは基板１００２の表面１００４上に設けられた内部ヒータ層１０２８により加熱されている。ヒータ層１０２８は、ヒータ層入力１０３８及びヒータ層出力１０４０と結合している。
【０１５５】
他の実施形態においては、ビーム１０１０ａ，１０１０ｂ，１０１０ｃは、ビーム加熱電流１０４６ａ，１０４６ｂ，１０４６ｃを内部ビーム入力１０４２及びビーム出力１０４４により供給することによって、加熱されている。
【０１５６】
ある実施形態においては、ビーム１０１０ａ，１０１０ｂ，１０１０ｃは単結晶シリコンや多結晶シリコン等の低導電率素材から形成されている。
【０１５７】
他の実施形態においては、ビーム１０１０ａ，１０１０ｂ，１０１０ｃはシリコン・オン・インシュレータ・ウエハのデバイス層内に形成されている。
【０１５８】
図４９に示すように、ある実施形態においては、ビーム１０１０ａ，１０１０ｂ，１０１０ｃはちょうど５個のビームセグメント１０２０，１０２１，１０２２，１０２３，１０２４から構成されている。
【０１５９】
他の実施形態においては、ビームアレイ１００９を構成する各ビーム１０１０ａ，１０１０ｂ，１０１０ｃはｎ個（ｎ≠５）のビームセグメントから構成される。ここで、ｎは例えば２，３，４，６，１２，１５，３２，８２，１０９，１８８，５１９，１００３等である。
【０１６０】
図４９に示した如く、ある実施形態においては、ビームアレイ１００９はちょうど３本のビームから構成されている。
【０１６１】
他の実施形態においては、ビームアレイ１００９はｎ本（ｎ≠３）のビームから構成される。ここで、ｎは例えば２，４，５，１２，１５，３２，８２，１０９，１８８，５１９，１００３等である。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】サーマルアクチュエータの第１実施形態２００を備えた光導波路スイッチ１００ａを示すブロック図である。
【図２】サーマルアクチュエータの第２実施形態３００を備えた光導波路スイッチ１００ｂを示すブロック図である。
【図３】サーマルアクチュエータの第３実施形態４００を備えた光導波路スイッチ１００ｃを示すブロック図である。
【図４】第１参照線５及び第２参照線６を含め、サーマルアクチュエータの第１実施形態２００を示す上方鳥瞰図である。
【図５】図４中の第１参照線５に沿ってサーマルアクチュエータの第１実施形態２００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図６】図４中の第２参照線６に沿ってサーマルアクチュエータの第１実施形態２００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図７】第１参照線８及び第２参照線９を含め、サーマルアクチュエータの第２実施形態３００を示す上方鳥瞰図である。
【図８】図７中の第１参照線８に沿ってサーマルアクチュエータの第２実施形態３００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図９】図７中の第２参照線９に沿ってサーマルアクチュエータの第２実施形態３００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図１０】第１参照線１１及び第２参照線１２を含め、サーマルアクチュエータの第３実施形態４００を示す上方鳥瞰図である。
【図１１】図１０中の第１参照線１１に沿ってサーマルアクチュエータの第３実施形態４００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図１２】図１０中の第２参照線１２に沿ってサーマルアクチュエータの第３実施形態４００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図１３】サーマルアクチュエータの第４実施形態５００を備えた光導波路スイッチ１００ｄを示すブロック図である。
【図１４】サーマルアクチュエータの第５実施形態６００を備えた光導波路スイッチ１００ｅを示すブロック図である。
【図１５】サーマルアクチュエータの第６実施形態７００を備えた光導波路スイッチ１００ｆを示すブロック図である。
【図１６】サーマルアクチュエータの第７実施形態８００を備えた光導波路スイッチ１００ｇを示すブロック図である。
【図１７】サーマルアクチュエータの第８実施形態９００を備えた光導波路スイッチ１００ｈを示すブロック図である。
【図１８】サーマルアクチュエータの第９実施形態１０００を備えた光導波路スイッチ１００ｉを示すブロック図である。
【図１９】参照線２０〜２４を含め、サーマルアクチュエータの第４実施形態５００を示す上方鳥瞰図である。
【図２０】図１９中の参照線２０に沿ってサーマルアクチュエータの第４実施形態５００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図２１】図１９中の参照線２１に沿ってサーマルアクチュエータの第４実施形態５００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図２２】図１９中の参照線２２に沿ってサーマルアクチュエータの第４実施形態５００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図２３】図１９中の参照線２３に沿ってサーマルアクチュエータの第４実施形態５００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図２４】図１９中の参照線２４に沿ってサーマルアクチュエータの第４実施形態５００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図２５】参照線２６〜３０を含め、サーマルアクチュエータの第５実施形態６００を示す上方鳥瞰図である。
【図２６】図２５中の参照線２６に沿ってサーマルアクチュエータの第５実施形態６００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図２７】図２５中の参照線２７に沿ってサーマルアクチュエータの第５実施形態６００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図２８】図２５中の参照線２８に沿ってサーマルアクチュエータの第５実施形態６００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図２９】図２５中の参照線２９に沿ってサーマルアクチュエータの第５実施形態６００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図３０】図２５中の参照線３０に沿ってサーマルアクチュエータの第５実施形態６００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図３１】参照線３２〜３６を含め、サーマルアクチュエータの第６実施形態７００を示す上方鳥瞰図である。
【図３２】図３１中の参照線３２に沿ってサーマルアクチュエータの第６実施形態７００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図３３】図３１中の参照線３３に沿ってサーマルアクチュエータの第６実施形態７００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図３４】図３１中の参照線３４に沿ってサーマルアクチュエータの第６実施形態７００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図３５】図３１中の参照線３５に沿ってサーマルアクチュエータの第６実施形態７００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図３６】図３１中の参照線３６に沿ってサーマルアクチュエータの第６実施形態７００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図３７】参照線３８〜４２を含め、サーマルアクチュエータの第７実施形態８００を示す上方鳥瞰図である。
【図３８】図３７中の参照線３８に沿ってサーマルアクチュエータの第７実施形態８００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図３９】図３７中の参照線３９に沿ってサーマルアクチュエータの第７実施形態８００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図４０】図３７中の参照線４０に沿ってサーマルアクチュエータの第７実施形態８００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図４１】図３７中の参照線４１に沿ってサーマルアクチュエータの第７実施形態８００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図４２】図３７中の参照線４２に沿ってサーマルアクチュエータの第７実施形態８００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図４３】参照線４４〜４８を含め、サーマルアクチュエータの第８実施形態９００を示す上方鳥瞰図である。
【図４４】図４３中の参照線４４に沿ってサーマルアクチュエータの第８実施形態９００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図４５】図４３中の参照線４５に沿ってサーマルアクチュエータの第８実施形態９００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図４６】図４３中の参照線４６に沿ってサーマルアクチュエータの第８実施形態９００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図４７】図４３中の参照線４７に沿ってサーマルアクチュエータの第８実施形態９００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図４８】図４３中の参照線４８に沿ってサーマルアクチュエータの第８実施形態９００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図４９】参照線５０〜５４を含め、サーマルアクチュエータの第９実施形態１０００を示す上方鳥瞰図である。
【図５０】図４８中の参照線５０に沿ってサーマルアクチュエータの第９実施形態１０００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図５１】図４８中の参照線５１に沿ってサーマルアクチュエータの第９実施形態１０００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図５２】図４８中の参照線５２に沿ってサーマルアクチュエータの第９実施形態１０００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図５３】図４８中の参照線５３に沿ってサーマルアクチュエータの第９実施形態１０００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【図５４】図４８中の参照線５４に沿ってサーマルアクチュエータの第９実施形態１０００の破断面乃至輪郭を示す図である。
【符号の説明】
【０１６３】
２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００  サーマルアクチュエータ、
２０２，３０２，４０２，５０２，６０２，７０２，８０２，９０２，１００２  基板、
２０６，３０６，４０６，５０６，６０６，７０６，８０６，９０６，１００６  第１の支持部材、
２０８，３０８，４０８，５０８，６０８，７０８，８０８，９０８，１００８  第２の支持部材、
２１２ａ−ｄ，３１２ａ−ｅ，４１２ａ−ｅ，５１０，６１０ａ−ｃ，７０１，８１０ａ−ｃ，９１０，１０１０ａ−ｃ  ビーム、２１４，３１４，４１４，６１３，８１３，１００９  ビームアレイ、
２２０，３２０，４２０，６１４，８１４，１００５  結合ビーム、
５１１，６１１ａ−ｃ，７１１，８１１ａ−ｃ，９１１，１０１１ａ−ｃ  第１の側部、
５１２，６１２ａ−ｃ，７１２，８１２ａ−ｃ，９１２，１０１２ａ−ｃ  第２の側部、
５２０，５２２，５２４，６２０，６２２，６２４，８２０，８２２，８２４，９２０，９２１，９２２，９２３，９２４，１０２０，１０２１，１０２２，１０２３，１０２４  ビームセグメント。
【図１】
2005055914.tif 000007
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図１０】
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