JP2003107375A - 移動する液滴を利用した全内反射光スイッチ - Google Patents
移動する液滴を利用した全内反射光スイッチInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】状態の変更に大電力を要することなく、且つ電
力が除去されても、どの状態を確実に維持することので
きる光スイッチを提供する。 【選択手段】光スイッチ（１０）は、端部が基板のトレ
ンチ（１８）の一部を成すギャップをはさんで配置され
る第１及び第２の導波路（１３、１４）が含まれる。ギ
ャップに第１の屈折率を備えた液体が充填されると、第
１の導波路（１３）を通る光が、第２の導波路（１４）
に入射し、一方、液体がなければ、第１の導波路（１
３）を通る光が、ギャップによって反射される。トレン
チ（１８）には、第１の屈折率を備えた液滴材料を含む
液滴（１２）が、トレンチ（１８）内に移動可能にして
配置され、トレンチ（１８）内の第１と第２の位置間に
おいて移動可能とされ、液滴（１２）が、第１の位置に
おいてギャップを充填し、第２の位置においてギャップ
から外される。
力が除去されても、どの状態を確実に維持することので
きる光スイッチを提供する。 【選択手段】光スイッチ（１０）は、端部が基板のトレ
ンチ（１８）の一部を成すギャップをはさんで配置され
る第１及び第２の導波路（１３、１４）が含まれる。ギ
ャップに第１の屈折率を備えた液体が充填されると、第
１の導波路（１３）を通る光が、第２の導波路（１４）
に入射し、一方、液体がなければ、第１の導波路（１
３）を通る光が、ギャップによって反射される。トレン
チ（１８）には、第１の屈折率を備えた液滴材料を含む
液滴（１２）が、トレンチ（１８）内に移動可能にして
配置され、トレンチ（１８）内の第１と第２の位置間に
おいて移動可能とされ、液滴（１２）が、第１の位置に
おいてギャップを充填し、第２の位置においてギャップ
から外される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光スイッチに関す
るものであり、とりわけ、改良された交差点スイッチン
グ素子に関するものである。
るものであり、とりわけ、改良された交差点スイッチン
グ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバによれば、電子経路よりも大
幅に高いデータ伝送速度が得られる。しかし、光信号経
路に固有のより広い帯域幅を有効に利用するには、光交
差接続スイッチが必要になる。典型的な遠隔通信環境で
は、光ファイバ間における信号のスイッチングには、電
気的交差接続スイッチが利用される。光信号は、まず、
電気信号に変換される。電気信号をスイッチした後、信
号は、再び、光信号に変換され、光ファイバを介して伝
送される。高スループットを実現するため、電気交差接
続スイッチは、並列性が高く、コストが高いスイッチン
グ構成を利用している。しかし、こうした並列アーキテ
クチャをもってしても、交差接続スイッチは、依然とし
てネックのままである。
幅に高いデータ伝送速度が得られる。しかし、光信号経
路に固有のより広い帯域幅を有効に利用するには、光交
差接続スイッチが必要になる。典型的な遠隔通信環境で
は、光ファイバ間における信号のスイッチングには、電
気的交差接続スイッチが利用される。光信号は、まず、
電気信号に変換される。電気信号をスイッチした後、信
号は、再び、光信号に変換され、光ファイバを介して伝
送される。高スループットを実現するため、電気交差接
続スイッチは、並列性が高く、コストが高いスイッチン
グ構成を利用している。しかし、こうした並列アーキテ
クチャをもってしても、交差接続スイッチは、依然とし
てネックのままである。
【０００３】いくつかの光学交差接続スイッチが提案さ
れたが、これらのうちには、安価で、信頼性のある光交
差接続スイッチの要求を首尾よく満たしたものはない。
あるクラスの光交差接続スイッチは、波長分割多重化
（ＷＤＭ）に依存して、スイッチングを実施する。しか
し、このタイプのシステムは、スイッチされる光信号が
異なる波長を備えることを必要とする。光信号の波長が
全て同じシステムの場合、このタイプのシステムでは、
信号が所望の波長に変換され、スイッチされ、更に、も
との波長に再変換されることが必要とされる。この変換
プロセスによって、システムが複雑になり、コストが上
昇する。
れたが、これらのうちには、安価で、信頼性のある光交
差接続スイッチの要求を首尾よく満たしたものはない。
あるクラスの光交差接続スイッチは、波長分割多重化
（ＷＤＭ）に依存して、スイッチングを実施する。しか
し、このタイプのシステムは、スイッチされる光信号が
異なる波長を備えることを必要とする。光信号の波長が
全て同じシステムの場合、このタイプのシステムでは、
信号が所望の波長に変換され、スイッチされ、更に、も
との波長に再変換されることが必要とされる。この変換
プロセスによって、システムが複雑になり、コストが上
昇する。
【０００４】第２のタイプの光交差接続では、全内反射
（ＴＩＲ）スイッチング素子が利用される。ＴＩＲ素子
は、スイッチング可能境界を備えた導波路から構成され
る。光がある角度でこの境界に当たる。第１の状態の場
合、境界によって、屈折率が大幅に異なる２つの領域が
分割される。この状態の場合、入射角はＴＩＲの臨界角
より大きく、光は境界から反射され、従って、方向を変
化させる。第２の状態の場合、境界によって分割される
２つの領域は、屈折率が同じであり、光は、境界を通っ
てまっすぐに進行し続ける。ＴＩＲの臨界角は、２つの
領域の屈折率の差によって決まる。大きく方向を変更す
るには、境界の後方領域が、導波路の屈折率に等しい屈
折率と導波路の屈折率より著しく小さい屈折率の間でス
イッチング可能でなければならない。
（ＴＩＲ）スイッチング素子が利用される。ＴＩＲ素子
は、スイッチング可能境界を備えた導波路から構成され
る。光がある角度でこの境界に当たる。第１の状態の場
合、境界によって、屈折率が大幅に異なる２つの領域が
分割される。この状態の場合、入射角はＴＩＲの臨界角
より大きく、光は境界から反射され、従って、方向を変
化させる。第２の状態の場合、境界によって分割される
２つの領域は、屈折率が同じであり、光は、境界を通っ
てまっすぐに進行し続ける。ＴＩＲの臨界角は、２つの
領域の屈折率の差によって決まる。大きく方向を変更す
るには、境界の後方領域が、導波路の屈折率に等しい屈
折率と導波路の屈折率より著しく小さい屈折率の間でス
イッチング可能でなければならない。
【０００５】屈折率を大きく変化させるあるクラスの先
行技術によるＴＩＲ素子は、境界後方の材料を機械的に
変更することによって有効に作用する。例えば、Ｋａｎ
ａｉ他に対する米国特許第５，２０４，９２１号には、
導波路内における交差点アレイをベースにした光交差接
続の記載がある。各交差点のグルーブは、グルーブに屈
折率整合オイルが充填されているか否かに従って、「オ
ン」または「オフ」にスイッチすることが可能である。
屈折率整合オイルは、導波路の屈折率に近い屈折率を備
えている。導波路を介して伝送される光信号は、グルー
ブに屈折率整合オイルが充填されている場合には、交差
点を通って伝送されるが、グルーブが空の場合には、全
内反射によって交差点でその方向を変化させることにな
る。交差点のスイッチング構成を変更するには、グルー
ブに充填するか、グルーブを空にしなければならない。
この特許において教示のシステムの場合、「ロボット」
がグルーブに充填し、グルーブを空にする。このタイプ
のスイッチは、問題となる多くの用途にとってあまりに
も遅すぎる。
行技術によるＴＩＲ素子は、境界後方の材料を機械的に
変更することによって有効に作用する。例えば、Ｋａｎ
ａｉ他に対する米国特許第５，２０４，９２１号には、
導波路内における交差点アレイをベースにした光交差接
続の記載がある。各交差点のグルーブは、グルーブに屈
折率整合オイルが充填されているか否かに従って、「オ
ン」または「オフ」にスイッチすることが可能である。
屈折率整合オイルは、導波路の屈折率に近い屈折率を備
えている。導波路を介して伝送される光信号は、グルー
ブに屈折率整合オイルが充填されている場合には、交差
点を通って伝送されるが、グルーブが空の場合には、全
内反射によって交差点でその方向を変化させることにな
る。交差点のスイッチング構成を変更するには、グルー
ブに充填するか、グルーブを空にしなければならない。
この特許において教示のシステムの場合、「ロボット」
がグルーブに充填し、グルーブを空にする。このタイプ
のスイッチは、問題となる多くの用途にとってあまりに
も遅すぎる。
【０００６】参考までに本明細書において援用されてい
る米国特許第５，６９９，４６２号には、このタイプの
ＴＩＲ素子の高速バージョンが教示されている。この特
許において教示のＴＩＲ素子では、熱活性化を利用し
て、液体が第１の光学導波路と第２の光学導波路の交差
点においてギャップから変位させられる。このタイプの
ＴＩＲ素子の場合、トレンチを導波路が横切っている。
トレンチには、屈折率整合液体が充填されている。局部
ヒータによって屈折率整合液体を加熱することによっ
て、交差点にバブルが発生する。交差点を反射状態から
透過状態にスイッチするには、従って、出力光信号の方
向を変更するには、交差点からバブルを除去しなければ
ならない。
る米国特許第５，６９９，４６２号には、このタイプの
ＴＩＲ素子の高速バージョンが教示されている。この特
許において教示のＴＩＲ素子では、熱活性化を利用し
て、液体が第１の光学導波路と第２の光学導波路の交差
点においてギャップから変位させられる。このタイプの
ＴＩＲ素子の場合、トレンチを導波路が横切っている。
トレンチには、屈折率整合液体が充填されている。局部
ヒータによって屈折率整合液体を加熱することによっ
て、交差点にバブルが発生する。交差点を反射状態から
透過状態にスイッチするには、従って、出力光信号の方
向を変更するには、交差点からバブルを除去しなければ
ならない。
【０００７】ガス・蒸気遷移に基づくスイッチには、い
くつかの問題がある。第１に、屈折率整合液体を蒸発さ
せてバブルを発生するには、かなりの量の電力が必要に
なる。第２に、気泡を交差点に維持するには、大きい温
度勾配を維持しなければならない。この温度勾配によっ
て、熱応力が誘発され、デバイスの動作温度範囲が縮小
される。第３に、これらのスイッチは、いつも電力の存
在に左右される。デバイスから電力が除去されると、全
ての交差点が最終的には透過状態に入ることになる。
くつかの問題がある。第１に、屈折率整合液体を蒸発さ
せてバブルを発生するには、かなりの量の電力が必要に
なる。第２に、気泡を交差点に維持するには、大きい温
度勾配を維持しなければならない。この温度勾配によっ
て、熱応力が誘発され、デバイスの動作温度範囲が縮小
される。第３に、これらのスイッチは、いつも電力の存
在に左右される。デバイスから電力が除去されると、全
ての交差点が最終的には透過状態に入ることになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、交差
接続スイッチ等に用いられる改良された交差点を提供す
ることにある。
接続スイッチ等に用いられる改良された交差点を提供す
ることにある。
【０００９】本発明の更に他の目的は、上述の先行技術
によるデバイスの高温度勾配及び大電力入力を必要とし
ない交差点を提供することにある。
によるデバイスの高温度勾配及び大電力入力を必要とし
ない交差点を提供することにある。
【００１０】本発明の更に他の目的は、交差点から電力
が除去されると、その状態を維持する交差点を提供する
ことにある。
が除去されると、その状態を維持する交差点を提供する
ことにある。
【００１１】本発明による以上の及びその他の目的につ
いては、当業者には、下記の本発明に関する詳細な説明
及び添付の図面から明らかになるであろう。
いては、当業者には、下記の本発明に関する詳細な説明
及び添付の図面から明らかになるであろう。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１と第２の
導波路から構成された光スイッチを提供する。第１と第
２の導波路は、端部がギャップをはさんで配置されてお
り、ギャップに第１の屈折率を備えた液体が充填されて
いる場合には、第１の導波路を進む光が第２の導波路に
入射するが、ギャップに、第１の屈折率とは大幅に異な
る第２の屈折率を備えた材料が充填されている場合に
は、第１の導波路を進む光がギャップによって反射され
るようになっている。ギャップは、第１の屈折率を備え
た液滴材料からなる液滴を含むトレンチの一部である。
この液滴は、トレンチ内に配置され、トレンチ内の第１
と第２の位置の間で移動可能であり、第１の位置におい
てギャップを充填する。液滴が第２の位置にある場合、
ギャップには、第２の屈折率を備えた材料が充填され
る。液滴は、第１の対をなす電極間に印加される電位に
よって、第１の位置を含むトレンチ領域内に電界が生じ
るように構成された、複数の電極によって発生する電界
を利用して移動させることが可能である。液滴は、液滴
にかかる正味の力がトレンチの方向に対して平行な方向
に生じるように、液滴の２つのエッジを差別的に又は区
別して加熱することによって移動させることも可能であ
る。加熱は、液滴材料によって吸収される波長の光で、
液滴の一方のエッジを照射することによって実施可能で
ある。
導波路から構成された光スイッチを提供する。第１と第
２の導波路は、端部がギャップをはさんで配置されてお
り、ギャップに第１の屈折率を備えた液体が充填されて
いる場合には、第１の導波路を進む光が第２の導波路に
入射するが、ギャップに、第１の屈折率とは大幅に異な
る第２の屈折率を備えた材料が充填されている場合に
は、第１の導波路を進む光がギャップによって反射され
るようになっている。ギャップは、第１の屈折率を備え
た液滴材料からなる液滴を含むトレンチの一部である。
この液滴は、トレンチ内に配置され、トレンチ内の第１
と第２の位置の間で移動可能であり、第１の位置におい
てギャップを充填する。液滴が第２の位置にある場合、
ギャップには、第２の屈折率を備えた材料が充填され
る。液滴は、第１の対をなす電極間に印加される電位に
よって、第１の位置を含むトレンチ領域内に電界が生じ
るように構成された、複数の電極によって発生する電界
を利用して移動させることが可能である。液滴は、液滴
にかかる正味の力がトレンチの方向に対して平行な方向
に生じるように、液滴の２つのエッジを差別的に又は区
別して加熱することによって移動させることも可能であ
る。加熱は、液滴材料によって吸収される波長の光で、
液滴の一方のエッジを照射することによって実施可能で
ある。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して本発明
の好適実施形態について詳細に説明する。本発明は、２
つの状態を備えた先行技術による交差点スイッチング素
子２１０の平面図である、図１及び図２を参照すること
によってより容易に理解することが可能になる。スイッ
チング素子２１０は、基板上に平面光波回路をなすよう
に製作された、３つの導波路２１１〜２１３から構成さ
れる。基板は、シリカが望ましいが、シリコンのような
他の材料を利用することが可能である。導波路は、２つ
のクラッド層と、コア層によって形成されている。図面
を簡略化するため、個々の層は省略されている。シリカ
によるこうした導波路の製作は、当該技術にとって周知
のところであり、従って、本明細書では詳述を控えるこ
とにする。例えば、オハイオ州コロンバスのＨｉｔａｃ
ｈｉ Ｃａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｉｎｔ
ｅｇｒａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．は、シ
リカ及びシリコン基板上のＳｉＯ２による導波路のデモ
ンストレーションを行った。コアは、主として、Ｇｅま
たはＴｉＯ２のような別の材料をドープしたＳｉＯ２で
ある。クラッド材料は、Ｂ２Ｏ３及びＰ２Ｏ５のような
別の材料をドープしたＳｉＯ ２である。コア材料は、ク
ラッド層の屈折率とは異なる屈折率を備えているので、
光信号は導波路２１１〜２１３に沿って導かれる。
の好適実施形態について詳細に説明する。本発明は、２
つの状態を備えた先行技術による交差点スイッチング素
子２１０の平面図である、図１及び図２を参照すること
によってより容易に理解することが可能になる。スイッ
チング素子２１０は、基板上に平面光波回路をなすよう
に製作された、３つの導波路２１１〜２１３から構成さ
れる。基板は、シリカが望ましいが、シリコンのような
他の材料を利用することが可能である。導波路は、２つ
のクラッド層と、コア層によって形成されている。図面
を簡略化するため、個々の層は省略されている。シリカ
によるこうした導波路の製作は、当該技術にとって周知
のところであり、従って、本明細書では詳述を控えるこ
とにする。例えば、オハイオ州コロンバスのＨｉｔａｃ
ｈｉ Ｃａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｉｎｔ
ｅｇｒａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．は、シ
リカ及びシリコン基板上のＳｉＯ２による導波路のデモ
ンストレーションを行った。コアは、主として、Ｇｅま
たはＴｉＯ２のような別の材料をドープしたＳｉＯ２で
ある。クラッド材料は、Ｂ２Ｏ３及びＰ２Ｏ５のような
別の材料をドープしたＳｉＯ ２である。コア材料は、ク
ラッド層の屈折率とは異なる屈折率を備えているので、
光信号は導波路２１１〜２１３に沿って導かれる。
【００１４】トレンチ２１４は、エッチングによって、
導波路を貫通して、できれば、シリコン基板に入り込む
ように形成される。トレンチ２１４の配置は、トレンチ
２１４を充填する材料の屈折率が、図１に示す導波路の
屈折率と大幅に異なる場合、導波路２１１に沿って進行
する光信号が、反射されて導波路２１３に送り込まれる
ように施される。スイッチング素子のこの状態は、「反
射状態」と呼ばれる。しかし、トレンチと導波路の交差
点が導波路のコアの屈折率と整合する屈折率を備える材
料によって充填されると、光信号は、トレンチ２１４を
通過して、図２に示すように、導波路２１２を介して出
射する。スイッチング素子のこの状態は、「透過状態」
と呼ばれる。
導波路を貫通して、できれば、シリコン基板に入り込む
ように形成される。トレンチ２１４の配置は、トレンチ
２１４を充填する材料の屈折率が、図１に示す導波路の
屈折率と大幅に異なる場合、導波路２１１に沿って進行
する光信号が、反射されて導波路２１３に送り込まれる
ように施される。スイッチング素子のこの状態は、「反
射状態」と呼ばれる。しかし、トレンチと導波路の交差
点が導波路のコアの屈折率と整合する屈折率を備える材
料によって充填されると、光信号は、トレンチ２１４を
通過して、図２に示すように、導波路２１２を介して出
射する。スイッチング素子のこの状態は、「透過状態」
と呼ばれる。
【００１５】導波路２１１及び２１３がトレンチ２１４
と交差する角度は、導波路の材料とトレンチ内に反射状
態を生じさせるために用いられる材料との屈折率の差に
よって決まる。導波路の入射角及びトレンチの位置は、
導波路２１１からトレンチ壁面への入射光が全内反射に
よって導波路２１３に送り込まれるように選択される。
この角度は、一般に、トレンチ壁面の垂直方向に対して
５３〜７５度である。
と交差する角度は、導波路の材料とトレンチ内に反射状
態を生じさせるために用いられる材料との屈折率の差に
よって決まる。導波路の入射角及びトレンチの位置は、
導波路２１１からトレンチ壁面への入射光が全内反射に
よって導波路２１３に送り込まれるように選択される。
この角度は、一般に、トレンチ壁面の垂直方向に対して
５３〜７５度である。
【００１６】トレンチに屈折率整合材料が充填されてい
る場合、第４の導波路２１９に沿って進行する光は、導
波路２１３に入り込む。導波路２１９は、交差点スイッ
チング素子の２次元アレイを利用した交差接続スイッチ
を構成するために用いられる。このタイプのアレイは、
一般に、複数行及び列をなす交差点スイッチング素子と
して構成される。行及び列をなす交差点スイッチング素
子は、行及び列導波路を介して接続されている。交差接
続スイッチによって、行導波路の入力信号が列導波路に
接続される。特定のスイッチング・パターンは、スイッ
チング素子の状態によって決まる。
る場合、第４の導波路２１９に沿って進行する光は、導
波路２１３に入り込む。導波路２１９は、交差点スイッ
チング素子の２次元アレイを利用した交差接続スイッチ
を構成するために用いられる。このタイプのアレイは、
一般に、複数行及び列をなす交差点スイッチング素子と
して構成される。行及び列をなす交差点スイッチング素
子は、行及び列導波路を介して接続されている。交差接
続スイッチによって、行導波路の入力信号が列導波路に
接続される。特定のスイッチング・パターンは、スイッ
チング素子の状態によって決まる。
【００１７】これらの単純な交差接続スイッチの場合、
各列毎に存在する、行導波路から列導波路に光をスイッ
チするスイッチング素子は、いつでも、せいぜい１つで
ある。列導波路にスイッチされる光は、非反射状態にあ
るスイッチング素子を介して、列の端部に伝送される。
導波路２１９によって、アレイにおける素子１０の上方
のスイッチング素子によってスイッチされる光をその下
方の列における次のスイッチング素子に伝送することが
可能になるので、最終的には、列の最後のスイッチング
素子から光を出射することが可能になる。
各列毎に存在する、行導波路から列導波路に光をスイッ
チするスイッチング素子は、いつでも、せいぜい１つで
ある。列導波路にスイッチされる光は、非反射状態にあ
るスイッチング素子を介して、列の端部に伝送される。
導波路２１９によって、アレイにおける素子１０の上方
のスイッチング素子によってスイッチされる光をその下
方の列における次のスイッチング素子に伝送することが
可能になるので、最終的には、列の最後のスイッチング
素子から光を出射することが可能になる。
【００１８】上述のように、屈折率整合材料は、加熱素
子２１６を用いて交差点にバブル２１５を形成すること
によって交差点から移動させることが可能である。加熱
素子２１６は、屈折率整合液体を蒸発させ、かつ、交差
点が反射状態に留まるべき時間中、バブルを維持するた
めに、電力を引き出す。
子２１６を用いて交差点にバブル２１５を形成すること
によって交差点から移動させることが可能である。加熱
素子２１６は、屈折率整合液体を蒸発させ、かつ、交差
点が反射状態に留まるべき時間中、バブルを維持するた
めに、電力を引き出す。
【００１９】本発明では、液滴への電界の印加によって
トレンチ内を移動させられる屈折率整合液体の誘電体液
滴を利用して、これらの問題を克服する。電界を除去す
ると、液滴はその最終位置に留まり、従って、電力が除
去されても、交差点はその状態を維持する。更に、電源
は屈折率整合液体を蒸発させる必要がないので、デバイ
スの電力消費が、蒸気ベースのバブル・システムに比べ
て大幅に少なくなる。
トレンチ内を移動させられる屈折率整合液体の誘電体液
滴を利用して、これらの問題を克服する。電界を除去す
ると、液滴はその最終位置に留まり、従って、電力が除
去されても、交差点はその状態を維持する。更に、電源
は屈折率整合液体を蒸発させる必要がないので、デバイ
スの電力消費が、蒸気ベースのバブル・システムに比べ
て大幅に少なくなる。
【００２０】次に図３〜５を参照すると、図３は、本発
明による交差点１０の一部に関する部分分解透視図であ
る。図４及び図５は、それぞれ、反射状態及び透過状態
における本発明による交差点の平面図である。本発明
は、誘電体液滴が電界内に入り込むという観測結果に基
づくものである。本発明の場合、誘電体液滴１２は、ト
レンチ１８内に閉じ込められている。透過状態におい
て、液滴は移動させられて、図５に示すように、導波路
１３を被うことになる。液滴の屈折率は、導波路の屈折
率と整合するように選択されており、従って、光は導波
路１３から導波路１４へと受け渡される。液滴が、図４
に示すように導波路から除去されると、トレンチ内のガ
スと導波路の界面において、導波路の光が反射され、導
波路１６に沿って進むことになる。
明による交差点１０の一部に関する部分分解透視図であ
る。図４及び図５は、それぞれ、反射状態及び透過状態
における本発明による交差点の平面図である。本発明
は、誘電体液滴が電界内に入り込むという観測結果に基
づくものである。本発明の場合、誘電体液滴１２は、ト
レンチ１８内に閉じ込められている。透過状態におい
て、液滴は移動させられて、図５に示すように、導波路
１３を被うことになる。液滴の屈折率は、導波路の屈折
率と整合するように選択されており、従って、光は導波
路１３から導波路１４へと受け渡される。液滴が、図４
に示すように導波路から除去されると、トレンチ内のガ
スと導波路の界面において、導波路の光が反射され、導
波路１６に沿って進むことになる。
【００２１】液滴は、液滴の一部にＡＣ電界を印加する
ことによって移動させられる。電界は、トレンチ・カバ
ー２３の上部に配置された電極２２の選択された１つと
トレンチの底部における電極２１の間に適正な電位を印
加することによって発生する。原理上、液滴が完全な誘
電体から構成される場合、ＤＣ電界を利用して、液滴を
移動させることが可能である。あいにく、液滴に用いる
ことが可能な材料の大部分は、イオンが液滴内を移動で
きるようにするのに十分な導電率を有している。ＤＣ電
界を利用すると、これらのイオンは、液滴表面まで移動
し、電界から液滴をシールドすることになる。従って、
イオンまたは他のキャリヤが液滴内で十分な距離を移動
するのに必要な時間に比べて短い時間内に極性が変化す
る、ＡＣ電界を利用しなければならない。本発明の望ま
しい実施形態の場合、周波数が１ｋＨｚを超える電界が
利用される。
ことによって移動させられる。電界は、トレンチ・カバ
ー２３の上部に配置された電極２２の選択された１つと
トレンチの底部における電極２１の間に適正な電位を印
加することによって発生する。原理上、液滴が完全な誘
電体から構成される場合、ＤＣ電界を利用して、液滴を
移動させることが可能である。あいにく、液滴に用いる
ことが可能な材料の大部分は、イオンが液滴内を移動で
きるようにするのに十分な導電率を有している。ＤＣ電
界を利用すると、これらのイオンは、液滴表面まで移動
し、電界から液滴をシールドすることになる。従って、
イオンまたは他のキャリヤが液滴内で十分な距離を移動
するのに必要な時間に比べて短い時間内に極性が変化す
る、ＡＣ電界を利用しなければならない。本発明の望ま
しい実施形態の場合、周波数が１ｋＨｚを超える電界が
利用される。
【００２２】次に、図４に示すライン５１〜５２に沿っ
た導波路の断面図である図６〜８を参照する。図６に
は、導波路を透過状態にする位置に液滴１２を送り込む
ために用いられる電界パターンが例示されている。液滴
は、当初、導波路の右にある。３０で示す領域内の電極
の上部と底部間に電位差を加えることによって、液滴
は、液滴を左に移動させることになる力を受ける。液滴
が移動して、トレンチ両端の屈折率が整合すると、電極
から電位が除去され、交差点は、図７に示すように透過
状態に留まることになる。液滴を導波路から移動させる
ため、従って、交差点を反射状態にするため、図８に３
１で示す電極が付勢され、その結果、液滴を右に移動さ
せる力が作用する。液滴が導波路から移動すると、電極
両端間の電位が除去され、交差点は、反射状態に留まる
ことになる。
た導波路の断面図である図６〜８を参照する。図６に
は、導波路を透過状態にする位置に液滴１２を送り込む
ために用いられる電界パターンが例示されている。液滴
は、当初、導波路の右にある。３０で示す領域内の電極
の上部と底部間に電位差を加えることによって、液滴
は、液滴を左に移動させることになる力を受ける。液滴
が移動して、トレンチ両端の屈折率が整合すると、電極
から電位が除去され、交差点は、図７に示すように透過
状態に留まることになる。液滴を導波路から移動させる
ため、従って、交差点を反射状態にするため、図８に３
１で示す電極が付勢され、その結果、液滴を右に移動さ
せる力が作用する。液滴が導波路から移動すると、電極
両端間の電位が除去され、交差点は、反射状態に留まる
ことになる。
【００２３】本発明の好適実施形態の場合、電極は、液
滴の移動につれて順次付勢され、液滴のほぼ半分が電界
にさらされることになる。この構成によれば、液滴にか
かる力が最大になり、従って、液滴の速度が最高にな
る。液滴が所望の最終位置まで移動すると、液滴の移動
が止むまで、所望の位置付近の電極が付勢されている。
これらの電極が、図６に３０で示されている。
滴の移動につれて順次付勢され、液滴のほぼ半分が電界
にさらされることになる。この構成によれば、液滴にか
かる力が最大になり、従って、液滴の速度が最高にな
る。液滴が所望の最終位置まで移動すると、液滴の移動
が止むまで、所望の位置付近の電極が付勢されている。
これらの電極が、図６に３０で示されている。
【００２４】交差接続スイッチは、いくつかの交差点が
同じトレンチを共用する、交差点アレイから構成するこ
とが可能である。この場合、トレンチを共用する交差点
の働きを分離するのが好都合である。液滴１２がトレン
チを充填すると、その動きによって、液滴の一方の側の
ガスが圧縮され、もう一方の側のガス圧が低下する。こ
の圧力差によって、同じトレンチ内の液滴が、その液滴
に電界が印加されていなくても移動することになる可能
性がある。更に、圧力差によって、液滴の移動が阻止さ
れ、従って、液滴の移動に、更に強い電界が必要にな
る。
同じトレンチを共用する、交差点アレイから構成するこ
とが可能である。この場合、トレンチを共用する交差点
の働きを分離するのが好都合である。液滴１２がトレン
チを充填すると、その動きによって、液滴の一方の側の
ガスが圧縮され、もう一方の側のガス圧が低下する。こ
の圧力差によって、同じトレンチ内の液滴が、その液滴
に電界が印加されていなくても移動することになる可能
性がある。更に、圧力差によって、液滴の移動が阻止さ
れ、従って、液滴の移動に、更に強い電界が必要にな
る。
【００２５】本発明では、図６に６０で示すように、液
滴の上方にエア・ギャップを含むことによって、これら
の問題が回避される。これによって、液滴の移動時に、
液滴の両端に圧力差が生じるのを阻止する空気通路が得
られる。
滴の上方にエア・ギャップを含むことによって、これら
の問題が回避される。これによって、液滴の移動時に、
液滴の両端に圧力差が生じるのを阻止する空気通路が得
られる。
【００２６】本発明の上述の実施形態では、電界を利用
して、液滴を押しやるが、他の駆動方法を利用すること
も可能である。図９〜１１に示すように、液滴によっ
て、トレンチの壁面が濡れていない場合について考察し
てみることにする。図９は、導波路１０４内のギャップ
両端における屈折率を整合させるために移動する液滴１
０２を収容するトレンチ１０１の平面断面図である。図
１０及び１１は、ライン１１５−１１６に沿ったトレン
チ１０１の側断面図である。液滴の温度が一様である場
合、液体・ガス界面１０５の表面における表面張力は、
界面１０７における表面張力と同じになる。次に、界面
１０５の液体を加熱すると、表面張力が低下し、液滴
は、界面１０５と１０７における表面張力の差から生じ
る正味の力を受けることになる。この力によって、液滴
はトレンチ１０４に向かって移動することになる。１０
６で示す加熱素子を用いて、液滴エッジを加熱すること
が可能である。
して、液滴を押しやるが、他の駆動方法を利用すること
も可能である。図９〜１１に示すように、液滴によっ
て、トレンチの壁面が濡れていない場合について考察し
てみることにする。図９は、導波路１０４内のギャップ
両端における屈折率を整合させるために移動する液滴１
０２を収容するトレンチ１０１の平面断面図である。図
１０及び１１は、ライン１１５−１１６に沿ったトレン
チ１０１の側断面図である。液滴の温度が一様である場
合、液体・ガス界面１０５の表面における表面張力は、
界面１０７における表面張力と同じになる。次に、界面
１０５の液体を加熱すると、表面張力が低下し、液滴
は、界面１０５と１０７における表面張力の差から生じ
る正味の力を受けることになる。この力によって、液滴
はトレンチ１０４に向かって移動することになる。１０
６で示す加熱素子を用いて、液滴エッジを加熱すること
が可能である。
【００２７】液滴は、エッジがもう一度熱平衡を回復す
るまで移動を続ける。従って、液滴が導波路１０４のギ
ャップを被う位置において停止することを保証するため
の何らかの機構を設けなければならない。１対の電極１
０８〜１０９を利用し、電極間に信号を加えて、所望の
領域に電界を発生させることによって、液滴を停止させ
ることが可能である。電極は、液滴が誘電体である、コ
ンデンサのプレートを形成するものとみなすことが可能
である。電界によって、コンデンサのプレート間に誘電
体を保持する力が誘電体に加えられる。これは、上述の
実施形態において液滴を移動させた力である。それらの
実施形態において、液滴は、コンデンサへの道程の一部
にあり、従って、残りの距離は前記力によって移動し
た。この実施形態の場合、電界が液滴を捕捉する。液滴
が熱平衡に達すると、電界は除去することが可能であ
る。
るまで移動を続ける。従って、液滴が導波路１０４のギ
ャップを被う位置において停止することを保証するため
の何らかの機構を設けなければならない。１対の電極１
０８〜１０９を利用し、電極間に信号を加えて、所望の
領域に電界を発生させることによって、液滴を停止させ
ることが可能である。電極は、液滴が誘電体である、コ
ンデンサのプレートを形成するものとみなすことが可能
である。電界によって、コンデンサのプレート間に誘電
体を保持する力が誘電体に加えられる。これは、上述の
実施形態において液滴を移動させた力である。それらの
実施形態において、液滴は、コンデンサへの道程の一部
にあり、従って、残りの距離は前記力によって移動し
た。この実施形態の場合、電界が液滴を捕捉する。液滴
が熱平衡に達すると、電界は除去することが可能であ
る。
【００２８】第２のヒータ１２６を利用して、移動方向
を逆にすることにより、導波路の前記領域から液滴を取
り除くことが可能である。１２９及び１３０で示す第２
の組をなす電極を利用して、液滴を「捕捉」し、反射位
置に保持することが可能である。
を逆にすることにより、導波路の前記領域から液滴を取
り除くことが可能である。１２９及び１３０で示す第２
の組をなす電極を利用して、液滴を「捕捉」し、反射位
置に保持することが可能である。
【００２９】上述の実施形態では、電極を利用して、移
動中の液滴を捕捉する電界を生じさせるが、他の停止機
構を利用することも可能である。例えば、本発明のもう
１つの実施形態におけるトレンチの断面図である図１２
に示すように、非湿潤材料で造られた機械的停止装置を
設けることが可能である。この実施形態の場合、液滴１
０２の移動は、１３２及び１３３で示す停止装置によっ
て阻止される。
動中の液滴を捕捉する電界を生じさせるが、他の停止機
構を利用することも可能である。例えば、本発明のもう
１つの実施形態におけるトレンチの断面図である図１２
に示すように、非湿潤材料で造られた機械的停止装置を
設けることが可能である。この実施形態の場合、液滴１
０２の移動は、１３２及び１３３で示す停止装置によっ
て阻止される。
【００３０】本発明の上述の実施形態では、局部ヒータ
を利用して、液滴のエッジを差別的に加熱するが、他の
機構を利用することも可能である。次に、本発明のもう
１つの実施形態のトレンチ１５１に関する断面図である
図１３を参照する。本発明のこの実施形態の場合、交差
点は、制御波長に吸収帯域を有するが、導波路１０４に
よって伝送される光の波長では透明なままの材料から構
成された液滴を利用する。従って、液滴１５４が、一方
の端部から制御波長の光で照射される場合、液滴のもう
一方の端部に達する前に、液滴によってその光が吸収さ
れるので、液滴の前記一方の端部を加熱するのが望まし
い。加熱は、トレンチのそれぞれの端部に１つずつ、２
つの小形光源１６１及び１６２を設けることによって実
施可能である。これらの光源には、ＬＥＤまたはレーザ
・ダイオードを利用することが可能である。図１３に示
す実施形態の場合、１７１及び１７２で示す電極対を利
用して、交差点の透過状態と反射状態に対応する２つの
位置に液滴が捕捉される。
を利用して、液滴のエッジを差別的に加熱するが、他の
機構を利用することも可能である。次に、本発明のもう
１つの実施形態のトレンチ１５１に関する断面図である
図１３を参照する。本発明のこの実施形態の場合、交差
点は、制御波長に吸収帯域を有するが、導波路１０４に
よって伝送される光の波長では透明なままの材料から構
成された液滴を利用する。従って、液滴１５４が、一方
の端部から制御波長の光で照射される場合、液滴のもう
一方の端部に達する前に、液滴によってその光が吸収さ
れるので、液滴の前記一方の端部を加熱するのが望まし
い。加熱は、トレンチのそれぞれの端部に１つずつ、２
つの小形光源１６１及び１６２を設けることによって実
施可能である。これらの光源には、ＬＥＤまたはレーザ
・ダイオードを利用することが可能である。図１３に示
す実施形態の場合、１７１及び１７２で示す電極対を利
用して、交差点の透過状態と反射状態に対応する２つの
位置に液滴が捕捉される。
【００３１】上述の液滴は、導波路の屈折率と整合する
屈折率を備えた誘電体材料から発生させたものである。
こうした材料は、当該光学技術において周知のところで
あり、従って、本明細書では詳述を控えることにする。
適合する材料は、Ｃａｒｇｉｌｌｅ Ｌａｂｏｒａｔｏ
ｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｄｉｖ．５
５ Ｃｏｍｍｅｒｃｅ Ｒｄ．Ｃｅｄａｒ Ｇｒｏｖ
ｅ，ＮＪ ０７００９−１２８９から入手可能である。
留意すべきは、正確な整合は、屈折率の異なる２つの異
なる誘電体液体を混合して、成分屈折率間における中間
の屈折率を備えた液滴が得られるようにすることによっ
て、達成できるという点である。
屈折率を備えた誘電体材料から発生させたものである。
こうした材料は、当該光学技術において周知のところで
あり、従って、本明細書では詳述を控えることにする。
適合する材料は、Ｃａｒｇｉｌｌｅ Ｌａｂｏｒａｔｏ
ｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｄｉｖ．５
５ Ｃｏｍｍｅｒｃｅ Ｒｄ．Ｃｅｄａｒ Ｇｒｏｖ
ｅ，ＮＪ ０７００９−１２８９から入手可能である。
留意すべきは、正確な整合は、屈折率の異なる２つの異
なる誘電体液体を混合して、成分屈折率間における中間
の屈折率を備えた液滴が得られるようにすることによっ
て、達成できるという点である。
【００３２】吸光差を利用して、液滴エッジを加熱する
実施形態の場合、液滴材料中に溶解可能であり、所望の
吸収及び透過帯域が得られるようにする任意の色素を利
用することが可能である。適合する色素は、Ａｌｄｒｉ
ｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｍｅｒｃｋから利用
することが可能である。
実施形態の場合、液滴材料中に溶解可能であり、所望の
吸収及び透過帯域が得られるようにする任意の色素を利
用することが可能である。適合する色素は、Ａｌｄｒｉ
ｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｍｅｒｃｋから利用
することが可能である。
【００３３】本発明の上述の実施形態では、ガスによっ
て包囲された液滴が利用される。しかし、本発明は、液
体の屈折率は液滴をなす液体の屈折率よりも十分に小さ
い場合には、トレンチ内の真空またはトレンチ内の懸濁
液で実施することが可能である。更に、液滴の液体が、
懸濁液に可溶性であってはならない。更に、電界を利用
して、液滴を移動させるか、または、液滴を所定位置に
保持する場合には、液滴の液体の誘電率は、懸濁液の誘
電率を超えてはならない。
て包囲された液滴が利用される。しかし、本発明は、液
体の屈折率は液滴をなす液体の屈折率よりも十分に小さ
い場合には、トレンチ内の真空またはトレンチ内の懸濁
液で実施することが可能である。更に、液滴の液体が、
懸濁液に可溶性であってはならない。更に、電界を利用
して、液滴を移動させるか、または、液滴を所定位置に
保持する場合には、液滴の液体の誘電率は、懸濁液の誘
電率を超えてはならない。
【００３４】以上の説明及び添付の図面から、当業者に
は本発明に対するさまざまな修正が明らかになるであろ
う。本発明は、請求の範囲によってのみ制限されるもの
である。
は本発明に対するさまざまな修正が明らかになるであろ
う。本発明は、請求の範囲によってのみ制限されるもの
である。
【００３５】本発明を上述の実施形態に即して説明する
と、本発明は、光スイッチ（１０）であって、端部がギ
ャップをはさんで配置された第１及び第２の導波路（１
３，１４）が含まれていて、前記ギャップに第１の屈折
率を備えた液体が充填されると、前記第１の導波路（１
３）を通る光が、前記第２の導波路（１４）に入射し、
一方、前記液体がなければ、前記第１の導波路（１３）
を通る光が、前記ギャップによって反射されるようにな
っており、前記ギャップが、基板のトレンチ（１８）の
一部をなしていることと、更に、前記第１の屈折率を備
えた液滴材料を含む液滴（１２）が含まれており、前記
液滴（１２）が前記トレンチ（１８）内に配置され、前
記トレンチ（１８）内の第１と第２の位置間において移
動可能であることと、前記液滴（１２）が、前記第１の
位置において前記ギャップを充填し、前記第２の位置に
おいて前記ギャップから排出されることを特徴とする、
光スイッチを提供する。
と、本発明は、光スイッチ（１０）であって、端部がギ
ャップをはさんで配置された第１及び第２の導波路（１
３，１４）が含まれていて、前記ギャップに第１の屈折
率を備えた液体が充填されると、前記第１の導波路（１
３）を通る光が、前記第２の導波路（１４）に入射し、
一方、前記液体がなければ、前記第１の導波路（１３）
を通る光が、前記ギャップによって反射されるようにな
っており、前記ギャップが、基板のトレンチ（１８）の
一部をなしていることと、更に、前記第１の屈折率を備
えた液滴材料を含む液滴（１２）が含まれており、前記
液滴（１２）が前記トレンチ（１８）内に配置され、前
記トレンチ（１８）内の第１と第２の位置間において移
動可能であることと、前記液滴（１２）が、前記第１の
位置において前記ギャップを充填し、前記第２の位置に
おいて前記ギャップから排出されることを特徴とする、
光スイッチを提供する。
【００３６】好ましくは、前記トレンチ（１８）にガス
が充填される。
が充填される。
【００３７】好ましくは、前記トレンチ（１８）に屈折
率が前記第１の屈折率より低い液体が充填される。
率が前記第１の屈折率より低い液体が充填される。
【００３８】好ましくは、前記トレンチ（１８）が真空
排気される。
排気される。
【００３９】好ましくは、更に、前記第１の導波路（１
３）からの光が前記ギャップから反射されるように配置
された第３の導波路（１６）が含まれる。
３）からの光が前記ギャップから反射されるように配置
された第３の導波路（１６）が含まれる。
【００４０】好ましくは、更に、第１の対をなす電極
（３０，１７１）間に印加される電位によって、前記第
１の位置を含む前記トレンチ（１８）の領域内に電界が
生じるように構成された複数の電極（３０，１７１）が
含まれる。
（３０，１７１）間に印加される電位によって、前記第
１の位置を含む前記トレンチ（１８）の領域内に電界が
生じるように構成された複数の電極（３０，１７１）が
含まれる。
【００４１】好ましくは、第２の対をなす前記電極（３
１，１７２）間に印加される電位によって、前記第１の
位置から変位した位置に電界が生じる。
１，１７２）間に印加される電位によって、前記第１の
位置から変位した位置に電界が生じる。
【００４２】好ましくは、前記液滴（１２）の第１と第
２のエッジ（１０５，１０７）が前記トレンチ（１８）
をはさんで側方に配置されていることと、前記光スイッ
チ（１０）に、更に、前記液滴（１２）の前記第１と第
２のエッジ（１０５，１０７）を差別的に加熱するヒー
タ（１０６，１６１，１２６，１６２）が含まれる。
２のエッジ（１０５，１０７）が前記トレンチ（１８）
をはさんで側方に配置されていることと、前記光スイッ
チ（１０）に、更に、前記液滴（１２）の前記第１と第
２のエッジ（１０５，１０７）を差別的に加熱するヒー
タ（１０６，１６１，１２６，１６２）が含まれる。
【００４３】好ましくは、前記ヒータ（１６１，１６
２）に、前記液滴材料によって吸収されることになる第
１の波長の光で前記液滴（１２）を照射するための光源
が含まれることと、前記液滴材料が、前記第１の波長と
は異なる第２の波長の光に対して透明である。
２）に、前記液滴材料によって吸収されることになる第
１の波長の光で前記液滴（１２）を照射するための光源
が含まれることと、前記液滴材料が、前記第１の波長と
は異なる第２の波長の光に対して透明である。
【００４４】好ましくは、更に、第１の対をなす電極
（３０，１７１）間に印加される電位によって、前記第
１の位置を含む前記トレンチ（１８）領域内に電界が生
じるように構成された複数の電極（３０，１７１）が含
まれる。
（３０，１７１）間に印加される電位によって、前記第
１の位置を含む前記トレンチ（１８）領域内に電界が生
じるように構成された複数の電極（３０，１７１）が含
まれる。
【００４５】好ましくは、前記トレンチ（１８）に、前
記液滴（１２）の前記トレンチ（１８）内における移動
時に、前記ガスによって前記液滴（１２）を移動させる
ことができるようにするガス通路（６０）が含まれる。
記液滴（１２）の前記トレンチ（１８）内における移動
時に、前記ガスによって前記液滴（１２）を移動させる
ことができるようにするガス通路（６０）が含まれる。
【図１】先行技術による交差点スイッチング素子を反射
状態にして示す平面図である。
状態にして示す平面図である。
【図２】先行技術による交差点スイッチング素子を透過
状態にして示す平面図である。
状態にして示す平面図である。
【図３】本発明による交差点の一部に関する部分分解透
視図である。
視図である。
【図４】反射状態にある本発明による交差点の平面図で
ある。
ある。
【図５】透過状態にある本発明による交差点の平面図で
ある。
ある。
【図６】図４に示すライン５１−５２に沿った導波路の
断面図で、導波路を透過状態にするよう液滴を導くため
の電界パターンを例示する図である。
断面図で、導波路を透過状態にするよう液滴を導くため
の電界パターンを例示する図である。
【図７】図４に示すライン５１−５２に沿った導波路の
断面図で、導波路に液滴が重なり透過状態とした状態を
示す図である。
断面図で、導波路に液滴が重なり透過状態とした状態を
示す図である。
【図８】図４に示すライン５１−５２に沿った導波路の
断面図で、導波路を反射状態にするよう液滴を導くため
の電界パターンを例示する図である。
断面図で、導波路を反射状態にするよう液滴を導くため
の電界パターンを例示する図である。
【図９】移動して、導波路内のギャップの両端における
屈折率を整合させる液滴を収容するトレンチの平面断面
図である。
屈折率を整合させる液滴を収容するトレンチの平面断面
図である。
【図１０】液滴が導波路から外れた位置に置かれる状態
を示す、１１５−１１６に沿ったトレンチの側断面図で
ある。
を示す、１１５−１１６に沿ったトレンチの側断面図で
ある。
【図１１】液滴が導波路に重なる位置に置かれる状態を
示す、１１５−１１６に沿ったトレンチの側断面図であ
る。
示す、１１５−１１６に沿ったトレンチの側断面図であ
る。
【図１２】本発明の他の実施形態となるトレンチの断面
図である。
図である。
【図１３】本発明の更に他の実施形態となるトレンチの
断面図である。
断面図である。
１０ 光スイッチ
１２ 液滴
１３ 第１の導波路
１４ 第２の導波路
１６ 第３の導波路
１８ トレンチ
３０ 電極
３１ 電極
６０ ガス通路
１０５ 液滴の第１のエッジ
１０６ ヒータ
１０７ 液滴の第２のエッジ
１２６、１６１、１６２ ヒータ
１７１ 電極
１７２ 電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ゴングジアン・フー
アメリカ合衆国カリフォルニア州サン・ノ
ゼ スペノ・ドライブ3484
(72)発明者 ペーター・ロブリッシュ
アメリカ合衆国カリフォルニア州サン・フ
ランシスコ ページ・ストリート971
Ｆターム(参考） 2H041 AA15 AB32 AB40 AC06 AC07
AZ02 AZ05 AZ08
Claims (11)
- 【請求項１】光スイッチであって、 端部がギャップを挟んで配置された第１及び第２の導波
路が含まれていて、前記ギャップに第１の屈折率を備え
た液体が充填されると、前記第１の導波路を通る光が、
前記第２の導波路に入射し、一方、前記液体がなけれ
ば、前記第１の導波路を通る光が、前記ギャップによっ
て反射されるようになっており、前記ギャップが、基板
のトレンチの一部をなしていることと、更に、 前記第１の屈折率を備えた液滴材料を含む液滴が含まれ
ており、前記液滴が前記トレンチ内に配置され、前記ト
レンチ内の第１と第２の位置間において移動可能である
ことと、前記液滴が、前記第１の位置において前記ギャ
ップを充填し、前記第２の位置において前記ギャップか
ら排出されることを特徴とする、光スイッチ。 - 【請求項２】前記トレンチにガスが充填されることを特
徴とする、請求項１に記載の光スイッチ。 - 【請求項３】前記トレンチに屈折率が前記第１の屈折率
より低い液体が充填され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】前記トレンチが真空排気されることを特徴
とする、請求項１に記載の光スイッチ。 - 【請求項５】更に、前記第１の導波路からの光が前記ギ
ャップから反射されるように配置された第３の導波路が
含まれ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】更に、第１の対をなす電極間に印加される
電位によって、前記第１の位置を含む前記トレンチの領
域内に電界が生じるように構成された複数の電極が含ま
れ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】第２の対をなす前記電極間に印加される電
位によって、前記第１の位置から変位した位置に電界が
生じ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８】前記液滴の第１と第２のエッジが前記トレ
ンチをはさんで側方に配置されていることと、前記光ス
イッチに、更に、前記液滴の前記第１と第２のエッジを
差別的に加熱するヒータが含まれ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９】前記ヒータに、前記液滴材料によって吸収
されることになる第１の波長の光で前記液滴を照射する
ための光源が含まれることと、前記液滴材料が、前記第
１の波長とは異なる第２の波長の光に対して透明である
ことを特徴とする、請求項８に記載の光スイッチ。 - 【請求項１０】更に、第１の対をなす電極間に印加され
る電位によって、前記第１の位置を含む前記トレンチ領
域内に電界が生じるように構成された複数の電極が含ま
れることを特徴とする、請求項８に記載の光スイッチ。 - 【請求項１１】前記トレンチに、前記液滴の前記トレン
チ内における移動時に、前記ガスによって前記液滴を移
動させることができるようにするガス通路が含まれるこ
とを特徴とする、請求項２に記載の光スイッチ。
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