JP2000501855A

JP2000501855A - 熱光スイッチ

Info

Publication number: JP2000501855A
Application number: JP9522426A
Authority: JP
Inventors: カイルノルベルト; ヤオフイハイ; ツァヴァドゥツキクリスピン; ノルティングハンス―ペーター
Original assignee: ハインリッヒ―ヘルツ―インステイテユートフユールナツハリヒテンテヒニークベルリンゲゼルシヤフトミツトベシユレンクテルハフツング
Priority date: 1995-12-19
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 2000-02-15
Also published as: US6215918B1; ATE223072T1; WO1997022907A1; EP1008013A1; DE59609611D1; DE19549245A1; DE19549245C2; EP1008013B1

Abstract

(57)【要約】広帯域の光信号を電気信号に変換することなく伝送する場合に電力消費及びクロストークを低減するために、熱光スイッチにおいて、それらの相互作用長（Ｌ）に亘って近接して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）は、共通のクロス部材（Ｇ）によって接続された加熱電極（Ｅ）の少なくとも一対の薄層上に形成された電極アームによって少なくとも部分的にそれらの幅だけ被覆されている。前記電極アームの形状は幾何学的にそれの下にある前記導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）に類似しており、前記一対の電極アームのうちの少なくとも１つの電極アームが電気的に制御される。

Description

【発明の詳細な説明】熱光スイッチ本発明は、基板上に層構造を有する熱光スイッチであって、前記層構造は方向性カプラ-導波路構造を導波層に有し、さらに前記層構造はカプラ構造の形式に適合した加熱電極の構造を前記導波層の上側に有する、熱光スイッチに関する。広帯域の光信号を予め電気信号に変換することなしに交換するためには光学的にスイッチングできるネットワークノード（クロスコネクト）が必要不可欠である。このような光学的に透過なネットワークノードはとりわけ空間スイッチを含む。この空間スイッチは到来する光信号を選択された出力ファイバに導く。この空間スイッチには次のような要求が課せられる。すなわち、僅少なクロストーク、僅少な挿入損、信号の偏波への非依存性、低い電気的制御電力、１０ｍｓより小さい応答時間、高い集積密度、僅少な製造コストのような要求である。近年ポリマーベースの熱光スイッチが開発された。というのも、ポリマー導波路の特性は的確な構造によって上記の要求を満たしうるからである。ポリマーは僅少な熱伝導度と共に大きな熱光学係数、すなわち温度の変化による屈折率の変化を有する。この結果、熱光スイッチの制御電力は僅少でよい。この熱光スイッチの制御電力は、比較可能なＳｉＯ₂スイッチの制御電力よりも比率にして１００だけ低い。ポリマーは非常に僅少な複屈折しか示さないので、偏波に依存しない構成素子が製造できる。スイッチング時間はｍｓ範囲内であり、典型的には１ｍｓから１０ｍｓである。ポリマー導波路の使用は、さらに比較的簡単な方法による空間スイッチの製造を可能にする。この方法はすでにマイクロ電子構成部材の製造から公知である。さらにポリマー技術はハイブリッド技術の形式で、多数の光学的コンポーネント、例えばIII-V-レーザ、ポリマー導波路を有するフォトダイオード、光ネットワーク、光スイッチをたった１つの基板の上に集積する可能性を提供する。この結果、複雑な機能を有する素子の製造もコスト安にできるようになる。上述の従来知識に基づいて、近年はポリマーの上記のできるだけ多くの利点を光学素子に利用できるようにする技術的な解決策が求められた。熱光素子の必要不可欠な制御電力及びスイッチング時間は主に温度特性にも、すなわち導波路層、緩衝層及び基板材料の熱伝導度、熱光学係数及び熱容量にも導波路及び加熱電極の形状及び大きさ（寸法）にも依存するので、従来技術によれば所定の機能を最適に実現するための具体的な構造において様々に異なる多数の熱光素子が公知である。 Journal of Lightwave Technologie,Vol.7,No3(1989),pp.449-453にはプレーナ熱光ポリマースイッチが記述されている。このプレーナ熱光ポリマースイッチではＰＭＭＡ（メタクリル酸ポリメチル（Polymermethacrylat））基板の上にポリウレタンから成るポリマー導波路層を設け、このポリマー導波路層の上にＰＭＭＡ緩衝層を設け、このＰＭＭＡ緩衝層の上に加熱素子として銀ストリップ導電電極を設ける。典型的なスイッチング時間はオンオフスイッチングに１２ｍｓであり、１００ｍＷの制御電力の場合にはオンオフスイッチングに６０ｍｓである。ポリマーベースの大抵の熱光スイッチにおいて導波路はストリップ状に形成されている。このことは結果的にスイッチング時間及び制御電力の低減をもたらす。例えばSPIE Vol.1560,Nonlinear Optical Properties of Organic Materials IV(1991)pp.426-433には偏波に依存しないデジタル光学スイッチ（ＤＯＳ）が記述されている。このデジタル光学スイッチでは、導波路の対称的に形成されたＹ字分岐路の２つの出力分岐路のうちの１つの分岐路にストリップ状の金電極が配置されており、このストリップ状の金電極に加熱電圧を印加するとこのスイッチの非対称的な作用が実現される。導波路のアモルファスポリマー材料の屈折率の変化は概して等方性であり、従ってこの屈折率の変化は構造体を貫通して伝播する光の偏波には依存しない。ガラス基板の上に配置されるＤＡＮＳポリマーから成る単一モード導波路はＵＶ照射による導波路層の非導波領域のフォトブリーチング（photobleaching）によって作られ、さらに緩衝層によって被覆されている。この装置のスイッチング時間はミリ秒のオーダである。 Proc.21st Eur.Conf.on Opt.Comm．(ECOC′95-Brussels)1995,pp1063−1066で同様にポリマーベースのＤＯＳのＹ字状導波路について報告されている。この場合、導波路構造体は、フォトリソグラフィ、次いでＳｉ基板への溝のドライエッチング、次いで水蒸気中での熱酸化作用によってＳｉＯ₂緩衝層が形成され、このＳｉＯ₂緩衝層の上にポリマー材料ＣＹＣＬＯＴＥＮＥ(商標名）を回転塗付し、さらにＳｉＯ₂緩衝層によってこのポリマー層をカバーすることによって実現される。チタン薄層電極は２つに分割され、２つの出力分岐とさる。制御電力が１３０ｍＷと２３０ｍＷとの間であるならば、加熱されるアームの消衰係数は２０ｄＢより良い。光出力は完全にもう一方の加熱されないアームによって導かれる。しかし、この技術的な解決策においても制御電力及びスイッチング時間はまだ高すぎる。ヨーロッパ特許第０６４２０５２号公報では層構造基板、下部緩衝層、導波路層、上部緩衝層及び加熱素子のＹ字状導波路構造を有するポリマーベースのＤＯＳが記述されている。この場合、２つの緩衝層の屈折率は導波路層の屈折率よりも小さい。さらに、加熱素子に隣接する緩衝層の屈折率は下部緩衝層の屈折率よりも小さい。所定の機能を実現するための所望のパラメータ（光損失、制御電力）に応じて屈折率の比の変動する領域が記述されており、導波路の出力分岐路はそれらの寸法に関して対称的に又は非対称的に形成されており、さらに加熱素子も対称的に（２つの出力分岐路に）配置されているか、又は非対称的に（ただ一つの出力分岐路に）配置されているかのいずれかである。この装置はなるほど精確な電流コントロールをしないですむが、比較的高い制御電力を必要とし、さらにほぼ−２０ｄＢのクロストークしか実現しない。 IEEE Photonics Technology Letters Vol.5,July 1993 pp.782-784に記述されているポリマーベースの熱光スイッチはほんの僅かな制御電力しか必要としない。この熱光スイッチはマッハ-ツェンダー干渉計を有し、このマッハ-ツェンダー干渉計の２つの導波路の上方に薄層加熱素子が設けられている。この光学スイッチはなるほど僅少なクロストークを実現しているが、従来の方向性カプラに比べて全長がほぼ３倍である。他の導波路材料システムとしてElectronics Letters,29th October 1981,Vol ．17,No．22,pp．842-843にＬｉＮｂＯ₃：Ｔｉをベースとする熱光誘導導波路スイッチが記述されている。この熱光誘導導波路スイッチでは導波路の区間の上にＮｉ/Ｃｒ電極が設けられている。交流電圧をこの電極に印加すると、導波路のこの電極の下にある領域で屈折率が変化し、これによって入力結合される光が偏向される。さらに、例えばIEEE,Jounal of Quantum Electronics,Vol.QE 12,No.7,pp.396 -401,July 1976に記述されているように、交番するΔβを有する方向性カプラスイッチが公知である。この場合、既述の材料ＬｉＮｂＯ₃：Ｔｉから成る平行にガイドされた導波路の上に複数の電極セクションが配置されている。これら複数の電極セクションは、具体的な制御条件では、これら複数の電極セクションの下に存在する相応の導波路セクションにおいて電気光学効果のためにそれぞれ交番する正負の符号を有する光の伝播速度の差を惹起する。２つの導波路の間の相互作用長が結合長よりも大きい場合には、制御電圧を介して所望のスイッチング状態（交差状態乃至は直進状態）が調整される。 APPLIED OPTICS/ Vol.17,No.5/ 1March 1978,pp769-773には、ＬｉＮｂＯ₃基板の上に配置された誘電体材料のストリップ及びこれらのストリップの間に配置された金属フィルムから形成されている方向性カプラの結合特性の試験及び計算に関連して、２つの導波路をガイドする異なる方法が示されている。しかし、この２つの導波路をガイドする異なる方法ではいつも結合係数が一定ではない。本発明の出発点となる従来技術は全て同じ対象を記述している刊行物から得られる。すなわちOFC′95,Postdeadline Papers,PD17-1,1995;MICRO SYSTE MTechn ologies′94,4th Int.Conf.on Micro,Electro,Opto,Mechanical Systems and Co mponents,Berlin.October19-21,1994,vde-verlag gmbh,pp.1097-1100;Jahresber icht 1994 des Heinrich-Hertz-Instituts fuer Nachrichtentechnik Berlin Gm BH,pp.54-55;SPIE Proceedings Series Vol.2449,1994,pp.281-292が挙げられる。最後に挙げた出版物には光集積形式でポリマー技術によって製造された熱光学的に同調可能な（４×４）-スイッチフレームが記述されている。このスイッチフレームの基本素子は、冒頭で言及したような２×２-方向性カプラとして形成された熱光学的に制御されるスイッチである。この２×２-方向性カプラは対称的に互いに向きあって配置される２つの導波路を有する。これら２つの導波路の中央部分は互いに狭く隣接している。このため、光のクロストークのために制御された条件下では光は一方の導波路から他方の導波路に移る。ただ１つの導波路の上方に配置された電極は電圧を印加するとこの導波路をわずかに加熱し、これによってこの導波路の屈折率が変化し、光が一方の導波路から他方の導波路へ移り変わる。加熱電極で発生される熱は上部緩衝層、導波路層及び下部緩衝層を貫いてＳｉ基板にまで拡散する。このＳｉ基板はヒートシンクとして作用する。この場合導波路層材料の負の温度係数のために導波路の屈折率が低減され、これによって導波路における伝搬定数が変化する。導波路における熱光学的誘導位相シフトの効果は、既述のように、マッハ-ツェンダー構造又は方向性カプラ構造ではスイッチングに利用される。非対称なカプラは非常に短くさらに僅少な電力損失を有する。初期の交差状態（cross-state ）の消衰係数は適当な結合長を選択することによって調整され、後から調整を行うことはもはやできない。プロセスに起因する製造トレランスは交差状態の消衰係数を典型的には−２５ｄＢに限定する。これは、（４×４）マトリクスではほんの−２１．５ｄＢの最小クロストークがもたらす。３ｍｍの電極長を有する異なるカプラ素子の場合、２０ｄＢ（交差）と３２ｄＢ（直進）の間の消衰係数が測定され、３０〜４０ｍＷの電力消費が測定される。スイッチング時間はわずか１ｍｓであった。このカプラは電極を加熱しない場合には交差状態にあるように、すなわち１つの入力ゲートに入力結合された光が入力導波路からこれに平行に経過する隣接導波路に過結合（オーバーカップリング）されてこの隣接導波路の出力ゲートから出てくるように構成される。電極が加熱される場合には、光は同じ導波路の出力ゲートから直進して（“bar”）出てくる。上述したスイッチ装置は無塵条件下で処理される。この際、同時にひーろシンクとして使用されるシリコン基板は熱酸化作用によってＳｉＯ₂パッシベーション層によって被覆される。次いで、次々とＰＭＭＡ導波路層とテフロンから成るさらに別のパッシベーション層が回転塗付される。このＰＭＭＡは光重合開始剤（photoinitiator）分子によってドープされ、このＰＭＭＡにおいて、ＵＶビームによる強い照射が行われると、光化学プロセスがトリガされる（光誘発材料圧縮/フォトロッキング）。この光化学プロセスは導波路層の屈折率向上をもたらす。フォトマスクを介する局所的ＵＶ照射によって数μｍ幅の集積-光学的光導波路が限定される。光重合開始剤とＰＭＭＡとの適当な混合比の選択及び照射量を帰ることによって屈折率及び照射領域と非照射領域との間の屈折率の差が広い領域において非常に精確に調整される。次のプロセスステップでは、まだ残っている光重合開始剤を導波路層の非照射領域から加熱除去する。この結果、導波路構造が固着される。次いでアルミニウム/金層が蒸着され、このアルミニウム/金層からマイクロ加熱電極が浸式化学的にエッチングで形成する。実際のスイッチにおいて記述される光学軸を基準とした非対称電極構造の他に、一般に対称電極構造も言及されている。この対称電極構造では単一のストリップ状に形成される加熱電極は方向性カプラの光学軸に対して対称的に配置される。このことによって、２つの導波路は加熱電極の同一の影響を受け、さらに互いにオーバーラップするモード端部の間の同時的な結合が得られる。よって、原理的には一方の導波路から他方の導波路への１００％の光出力伝達が対称電極構造において実現でき、従って高い消衰係数が実現できる。しかし、対称スイッチの動作はあまりにも高いスイッチング電力（ポリマー導波路ではスイッチあたり２、３百ｍＷ、Ｓｉ導波路ではスイッチあたり２、３百Ｗ）が必要となる。このため、これまでは実用されていなかった。最後に記述した装置はまだ電力消費が高すぎ、クロストークも大きすぎる。それ故、本発明の課題は、従来技術に比べて電力消費及びクロストークがより低く、さらにこれまで公知の熱光スイッチの場合よりも製造がよりコスト高にならないような熱光スイッチを提供することである。上記課題は冒頭で言及したような熱光スイッチにおいて、それらの相互作用長に亘って密に接近して延在する２つの導波路は、共通のクロス部材を介して接続された加熱電極の少なくとも一対の薄層状に形成された電極アームによって少なくとも部分的にそれらの幅だけ被覆されており、前記２つの電極アームはこれらの下にある前記導波路に幾何学的に類似した形状を有し、前記一対の電極アームのうちの少なくとも１つの電極アームは電気的に制御されることによって解決される。１つの実施形態では、それらの相互作用長に亘って密に接近して配置された２つの導波路は相互に平行にガイドされているように構成される。本発明のスイッチの光学軸を基準とした幾何学的な非対称性及び材料固有の非対称性はそのスイッチング特性に本質的な影響を持つことが検出された。それ故、まず実施形態においては、一対の薄層状に形成された電極アームは共通のクロス部材を介して接続されていること及び２つの電極アームは電気的に制御され、選択的に前記２つの電極アームのうちの１つが一定のバイアス電圧を印加されること又は選択的にただ１つの電極アームが制御されること又は薄層状に形成された一対の電極アーム２つが共通クロス部材に対して対称的に配置されており、さらに電極アーム対のそれぞれ１つの電極アームは、他の電極アーム対の点対称的に配置された電極アームと同時に電気的に制御されることが構成される。最後に挙げた実施形態の有利な構成では、共通のクロス部材は分割されており、さらに電気的及び熱的に絶縁されている。互いに独立しているか又は互いに組み合わせることができる別の実施形態は、電極アーム及び導波路の柔軟な構成に関連しており、この結果、的確に本発明の熱光スイッチにおける所望及びの対称性/非対称性を調整することができる。つまり、次のように構成されている。すなわち、電極アームは異なる幅を有する。電極アームは異なる厚さを有する。電極アームは異なる材料から形成される。２つの電極アームの内側エッジは２つの導波路の内側エッジを基準にして合同に配置されている。電極アームはその下にある２つの導波路に対してずらされて配置されている。導波路は異なる屈折率を有する。導波路層の導波路は異なる幅を有するように形成されている。他の実施形態では、基板（Ｓ）の上には下部緩衝層（ｕＰ）が設けられ、この下部緩衝層（ｕＰ）の上にはポリマー導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）を含む導波層（Ｗ）が設けられ、この導波層（Ｗ）の上には上部緩衝層（ｏＰ）が設けられ、この上部緩衝層（ｏＰ）の上には加熱電極（Ｅ）が前記ポリマー導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）を覆うように設けられている。これに加えて有利な構成では、下部緩衝層の屈折率は導波路の屈折率よりもほんのわずか小さく、この屈折率の比はほぼ０．００５である。下部緩衝層は２つの部分層から成り、基板に隣接する部分層は導波路よりもはるかに小さい屈折率を有する。導波路と上部緩衝層との屈折率の比はほぼ０．２である。有利な構成を有する最後に挙げた実施形態、すなわちポリマーベースの熱光スイッチは、ポリマーが導波材料としてとりわけこのために使用される既述の評価の高い方法を利用する。本発明の解決法は、加熱電極及び導波路の幾何学的構成の、材料固有の、そして電気的なパラメータを様々に変更できることによって及び加熱電極の様々な制御方法によって熱光方向性カプラスイッチの対称性/非対称性を的確に制御できる。このため、対称的な乃至は非対称的なスイッチとして作用するために要求されるパラメータを実現できる。とりわけ有利には後から、つまりスイッチの製造後に２つの電極アーム又は唯一の電極アームの的確な制御によってスイッチのパラメータを変更し、所望の動作条件に適合させることができる。本発明の熱光スイッチの２つの導波路の可変的な配置形態、すなわち結合係数が密に隣接配置される２つの導波路の領域において一定ではないということによって、動作点の波長への依存性を低減することができ、従って本発明のスイッチの広帯域性を拡大できる。導波路の形式は様々に選択できる。例えば、所定の角度で２つの直線の形式に配置したり、１つの直線及び２次式のラインの形式に配置することもできる。薄層状に形成された１対の電極アームが共通のクロス部材を介して相互に接続される場合、２つの電極アームの同時制御は、なるほど唯一の電極アームの制御に比べれば２倍の数の電圧源及びより高い制御電力が必要となる。というのも、唯一の電極アームの制御の場合と同様な作用を得るために、まず既に他方の電極アームに印加しているバイアス電圧を補償しなくてはならないからである。しかし、２つの電極アームの同時制御は、本発明の解決法の構成における柔軟性を高める。加熱電極の一方のアームに僅少な電圧を印加すると、本発明のカプラの対称的な特性が優勢になる。熱は、この制御された電極アームから分割された電極の制御されていないアームにこの分割された金属電極の高い熱伝導率のために伝達される。この対称的な作用をさらに強めるためには、既に述べたように、多層構造製造の際に発生する２つの導波路に対して垂直方向の電極アームのずれの他に、電極アームを的確にこの電極アームの下にある導波路の方へ僅かな距離だけずらして、すなわち本発明のスイッチの光学軸を基準にして非対称的に配置する。２つの導波路に対する電極アームのこの非合同な配向は重要な非対称性を示すことが分かる。このスイッチ構造においてその光学軸を基準にして非対称性を達成する他の方法は、既に挙げたしさらに後で説明する。このような本発明のスイッチの初期動作点が交差状態の近くにあるならば、交差状態を達成するためにはほんの少しの加熱電力しか必要としない。すなわち、分割された電極の２つのアームの温度上昇は非常に小さく、同様に２つの電極アームの間の温度差も非常に小さい。このことは金属電極の大きな熱伝導度に原因を求めることができる。導波路に対する電極のずれによってこの導波路をもはや完全には被覆していない電極アームに電圧を印加した場合、このアームの温度は制御されていないアームの温度より少し高い。勿論この他方の、制御されていない電極アームのその下に存在する導波路に対する極めて有利な幾何学的な位置のために、２つの導波路における温度上昇は等しい。この結果、２つの導波路における光の伝搬速度は等しい。これは対称方向性カプラの作用と同じである。加熱電力が大きくなるにつれて、非対称方向性カプラとしての作用の方が優勢になる。これは制御される電極アームと制御されない電極アームとの間の温度差がますます大きくなることに原因を求めることができる。初期動作点が交差点からはるかに遠くにある場合、この交差点に到達するためにはより大きな加熱電力が必要である。加熱電力が非常に高いならば、電極アーム間の温度差も大きくなる。というのも、一方の電極アームしか制御していないからである。この結果、制御された電極アーム及び制御されていない電極アームの下にある相応する導波路における光の伝播速度も異なる。この条件下ではこのスイッチは非対称方向性カプラとして動作し、第１の交差点には到達できない。薄層状に形成された二対の電極アームが共通のクロス部材に対して対称的に配置され、それぞれ一方の電極アーム対の電極アームが他方の電極アーム対の点対称に配置された電極アームと同時に電気的に制御される場合、各電極アーム対には温度勾配が発生する。しかし、この温度勾配には他方の電極アーム対の温度勾配とは向きが逆である。熱光学効果のせいで、これら電極アーム対におけるこの逆方向の温度勾配は、その下に配置されている相応する導波路区間において、それぞれ共通するクロス部材に対して点対称に電極アームの下に配置された導波路区間内で交番するΔβの値を有する光の伝播速度差を発生せしめる。この制御は唯一の電圧源によって実現することができ、この場合点対称に制御される電極アームへと同じ電力が供給される。これは、電流が一方の電極アームにも他方の点対称に配置された電極アームにも流れることによって起こる。互いに異なる制御電力を相応する電極アームに供給する２つの制御源の場合も同様である。最初のケースでは、熱光スイッチのセクションで同じ大きさのΔβが実現される。他方で２つの制御源を使用する場合には、Δβの値は２つのセクションに互いに分割され、従って異なる大きさのΔβの値が発生する。この今しがた記述した実施形態によって本発明の熱光スイッチの所望のスイッチング特性がさらに支持される。本発明の熱光スイッチの作用がより有利に示されるのは、クロス部材が分割され電気的に絶縁されている場合である。というのも、この場合熱交換が１つの電極アーム対においてのみに局限されて行われ、互いに相互作用しないからである。同じ作用は勿論変形実施形態でも実現できる。この変形実施形態では今しがた説明された実施形態のクロス部材は互いに向かい合っておらず、１８０゜だけ曲げられて同一平面上に配置されている。電極アームの幅及び厚み及び材料によってこれら電極アームの電気抵抗を変化させることは、簡単な手段によって本発明のスイッチの対称的特性乃至は非対称的特性の制御を可能にする。ポリマーベースの熱光スイッチにおけるファイバ-チップ-結合損失を低減するためには、下部緩衝層の屈折率は導波路の屈折率よりもほんの少し小さく、これら２つの屈折率の比はほぼ０．００５である。これあ２つの屈折率の差が非常に小さいので、下部緩衝層は大きな波長でこのスイッチを動作する際には非常に厚くなくてはならない。それゆえ、下部緩衝層は２つの部分層から構成され、基板に隣接する部分層は導波路よりもはるかに小さい屈折率を有する。制御電力をさらに低減するために、上部緩衝層はできるだけ薄く形成されるべきである。それゆえ、別の既述の本発明の実施形態では導波路層と上部緩衝層との間の屈折率の比はほぼ０．２であるように構成する。本発明の熱光スイッチは、小さな電力消費に関連する偏波に依存しない極めて低いクロストークによって際立っている。この熱光スイッチの作動方式及びコンパクトさは、このスイッチを大きなスイッチングマトリクスの基本素子として使用することを可能にする。電極アームの様々な制御形態を介して、マトリクスの中の個々のスイッチング素子の所望のパラメータを後で個別に調整することができるという可能性はとりわけ有利である。本発明のさらに別に特徴部分及び有利な実施形態は、以下において図に基づいて詳しく説明する実施例から得られる。図１は、ポリマーベースの本発明のスイッチの多層構造の概略図であり、一対の薄層状に形成された電極アームを有する平面図である。図２は、図１に図示されている多層構造をＡＡ′のラインで切断した切断面の図である。図３は、導波路ＷＬ１及びＷＬ２の中を伝播する光の過結合の概略図である。図４は、相互作用長Ｌに亘る導波路ＷＬ１及びＷＬ２の平行配置の概略図である。図５は、２つの平行する導波路ＷＬ１及びＷＬ２の相互作用長Ｌへの光の過結合の依存性を示す。図６は、導波路ＷＬ１及びＷＬ２の内側エッジを基準にして合同に配置された電極アームＥ１及びＥ２を有する図２に相応する概略的な断面図である。ａは、電極アームＥ１及びＥ２の対称的な制御を有する概略的な断面図である。ｂは、電極アームＥ１及びＥ２の非対称的な制御を有する概略的な断面図である。図７は、導波路ＷＬ１及びＷＬ２の内側エッジに関してずらされて配置された電極アームＥ１及びＥ２を有する図２に相応する概略的な断面図である。ａは、電極アームＥ１が制御されている、概略的な断面図である。ｂは、電極アームＥ２が制御されている、概略的な断面図である。図８は、図７ａの構造及び制御を有するポリマーベースの本発明のスイッチのスイッチング特性を示す。図９は、図７ｂの構造及び制御を有するポリマーベースの本発明のスイッチのスイッチング特性を示す。図１０は同時に２つの電極アームを制御する場合の、導波路ＷＬ１及びＷＬ２の内側エッジに関してずらされて配置された電極アームＥ１及びＥ２を有するポリマーベースの本発明のスイッチのスイッチング特性を示す。図１１は、図１０に似ているが、電極アームＥ１の制御電力が一定場合のスイッチング特性を示す。図１２は、２つの対の薄層状に形成された電極アーム（Ｅ′１，Ｅ′２及びＥ ″１，Ｅ″２）を有するポリマーベースの本発明のスイッチの層構造の概略的な平面図であり、これら電極アームは共通のクロス部材（Ｇ）において対称に配置されている。図１３図１２に似ているが、クロス部材が分割され、電気的及び熱的に絶縁され、さらにクロス部材部分Ｇ′及びＧ″から構成されている概略図である。図１からは、対称的に形成された２分割された電極Ｅがポリマーベースの本発明の熱光スイッチの最上位層としてはっきり識別できる。互いに平行にガイドされている２つの導波路ＷＬ１及びＷＬ２の上方に、２つの電極アームＥ１及びＥ２がこれら２つの導波路ＷＬ１及びＷＬ２に対して合同に配置されている。２つの電極アームＥ１及びＥ２は端部でクロス部材Ｇを介して互いに接続されている。この共通のクロス部材ＧはここではスイッチＴＯＳの２つの入力ゲート１及び２の側にある。導波路の断面積をａμｍ×ｂμｍとすれば、この実施例では５μ ｍ≦ａ、ｂ≦１０μｍであり、導波路ＷＬ１とＷＬ２との間の間隔はほぼ０．５ａから１．５ａまでであり、相互作用長は２、３ミリメートルである。以下の図で示される概略図及びる様々な制御条件下で検出される測定曲線に対して、このスイッチは次のような寸法を有する。すなわち、ａ＝６．０μｍ、ｂ＝５．０μｍ、導波路ＷＬ１とＷＬ２との間の間隔は５．５μｍ、相互作用長Ｌ＝４．５ｍｍ。２つの導波路ＷＬ１及びＷＬ２のゲート１及び２とゲート１′及び２′との間の距離は２５０μmo２つの電極アームＥ１及びＥ２ｍの幅は少なくとも導波路ＷＬ１及びＷＬ２の幅と同じ大きさであり、この例では１５μｍ。本発明の熱光スイッチの全長はこの実施例では１０ｍｍより小さい。図２に図示されている本発明のスイッチの多層構造の断面図ＡＡ′では、厚さ４００μｍ及び屈折率ｎ＝３．５を有するシリコン基板Ｓの上に厚さ６μｍ及び屈折率１．４７５を有するＳｉＯ_xから成る下部緩衝層ｕＰが配置されている。その上には厚さ５μｍ及び屈折率１．５を有する２５％ＢＤＫ、７５％ＰＭＭＡから成る導波層Ｗがあり、この導波層Ｗは方形の断面積（５μｍ×６μｍ）及び屈折率１．５０５を有する導波路ＷＬ１及びＷＬ２を含む。この導波層ＷにはテフロンＡＦ１６００（ｄ＝２．５μｍ，ｎ＝１．３）から成るさらに別の緩衝層ｏＰが隣接している。この緩衝層ｏＰの上にはＡｌ／Ａｕ多層電極Ｅの１５μｍ幅の電極アームＥ１及びＥ２が２つの導波路ＷＬ１及びＷＬ２に対して合同に配置されている。個々の層は従来技術によって公知の方法で製造可能である。基板Ｓは次に列挙する材料から選択してもよい。すなわち、ガラス、ポリマー材料、セラミック又は金属から選択してもよい。有利には基板としてＳｉプレートが使用される。というのもＳｉはポリマーよりもはるかに高い熱伝導度を有し、従って熱光スイッチのヒートシンクとしてとりわけ良好に作用するからである。さらに、端面標本の作成はよく制御しやすい切断及び研磨方法を使用することによってはるかに容易になる。Ｓｉは非常に高い屈折率を有する。それゆえ、導波層はＳｉ基板から下部緩衝層.ｕＰによって光学的に分離されなくてはならない。この緩衝層の材料としては上記のＳｉＯ_xの他にガラス又はポリマー材料も使用できる。このポリマー材料は、他の２つのここで挙げた材料よりもはるかに低い熱伝導度を有し、さらに結果的にこの熱光スイッチの制御電力を低減させる。緩衝層ｕＰが乾燥した後で導波層Ｗが回転塗付される。ストリップ導波路ＷＬ１及びＷＬ２は様々な方法で製造することができ、例えばウェットエッチング又はドライエッチング、光誘導された屈折率変更、例えばフォトブリーチング（photobleachi ng）、フォトロッキング（photolocking）が挙げられる。上部緩衝層ｏＰの材料は既に言及したテフロンＡＦのほかに他のポリマー材料又はガラス又はＳｉＯ_xでもよい。この技術的解決策の基礎となる課題、すなわち電力消費の低減に対応するために、上部緩衝層はできるだけ薄く形成され、この上部緩衝層の屈折率は導波層Ｗの屈折率よりもほぼ０．２だけ小さい。このことは層材料の選択によって保証される。最後に０．２２μｍの厚さのアルミニウム-金層が蒸着され、このアルミニウム-金層から２つの電極アームＥ１及びＥ２を有する電極Ｅが浸式化学によってエッチングによって形成される。電気的制御によってＡｌ／Ａｕ電極Ｅで発生する熱は上部緩衝層ｏＰ、導波路層Ｗ及び株緩衝層ｕＰを貫通してＳｉ基板Ｓにまで拡散する。このＳｉ基板Ｓはヒートシンクとしても使用される。導波路材料の負の温度係数（ｄｎ/ｄＴ＝−１４０・１０^- ⁶ /Ｋ）のために導波路層の屈折率は低下しこれによって導波路の伝播速度は変化する。導波路ＷＬ１及びＷＬ２の中を伝播する光の伝播方向に対して横断方向における強度分布を示す図３から識別できることは、２つの導波路ＷＬ１とＷＬ２との間で相互作用長Ｌに亘って結合領域が形成されることである。この結合領域は屈折率の変化によって（加熱電極の制御及びこれに続く温度変化そして結果としての導波路の屈折率変化によって）可変的である。この結合領域に依存して交差状態及び直進状態が調整できる。図４は相応の入力ゲート１及び２乃至は出力ゲート１′及び２′を有する導波路ＷＬ１及びＷＬ２の配置を示す。２つの導波路ＷＬ１及びＷＬ２が平行に密に隣接して配置されている相互作用長Ｌを介して、導波路の中を伝播する光の入力結合乃至は出力結合が行われる。図５には、導波路形式及び２つの導波路ＷＬ１及びＷＬ２の間の間隔が固定された場合に、光の過結合がこのスイッチの相互作用長Ｌに依存する様子が図示されている。この線図から見て取れることは、本発明のスイッチが対称スイッチとして作用するためには、交差点では結合長Ｌ_cに等しい相互作用長Ｌの偏差はより大きい長さへと２５％まで変化することが可能であることである。所望の対称作用の範囲内で許容されるこの偏差は本発明のスイッチの製造にとって有利である。図６ａ及び図６ｂにはポリマーベースの本発明のスイッチの層構造の図２のような断面図が図示されている。これら２つの構造では、電極アームＥ１及びＥ２の内側エッジはその下にある導波路アームＷＬ１及びＷＬ２の内側エッジに対して合同に配置されている。図６ａに図示されているように、まず最初に２つの電極アームＥ１及びＥ２が同時に等しい電力によって制御される場合、このスイッチは対称カプラとして作用し、導波路の光の伝播定数は等しく、交差状態にスイッチングする。この交差状態に達すると、図６ｂに図示されているように、電極アームＥ２の制御電力はさらに高められて同時に電極アームＥ１の制御電力は一定に保持される。この結果、２つの電極アームＥ１とＥ２との間の温度差は拡大し、従ってこのスイッチは非対称カプラとして作動し直進状態にスイッチングする。図７ａ及びｂにはまたポリマーベースの本発明のスイッチの層構造の図２のような断面図が図示されている。この場合、電極アームＥ１及びＥ２の内側エッジはその下にある導波路アームＷＬ１及びＷＬ２の内側エッジに対してずらされて配置されており、それぞれ電極アームＥ１のみが制御される（図７ａ）か又は電極アームＥ２のみが制御される（図７ｂ）。加熱電極Ｅの良好な熱伝導度のために、まず最初に小さな制御電圧が電極アームＥ１に印加された場合には２つの電極アームＥ１及びＥ２の温度はほとんど等しい。このスイッチの光学軸に関して電極アームＥ１及びＥ２が幾何学的に非対称であるがゆえに、電極アームＥ２からその下にある導波路ＷＬ２への熱伝導はＥ１からＷＬ１への熱伝導よりも有利に経過する。この結果、近似的には２つの導波路ＷＬ１及びＷＬ２への対称的な作用が得られ、このためＷＬ１及びＷＬ２の光の伝播定数は低い制御電力の場合にはほ等しい。そしてこのスイッチは対称カプラとして作動し、交差状態にスイッチングされる。電極アームＥ１の制御電力が高められると、２つの電極アームＥ１及びＥ２の温度差も拡大する。この場合には非対称スイッチング効果の方が優勢になり、このカプラは直進状態にスイッチングする。電極アームＥ２が制御される場合、この電極アームＥ２は電極アームＥ１よりはるかに高い温度となる。この温度差及び２つの電極アームＥ１及びＥ２の幾何学的な非対称性のために、このスイッチは非対称カプラとしてのみ作動することができ、直進状態にスイッチングする。交差状態はこの装置では実現できない。後続の図には、図７ａ及び図７ｂに図示されているように、電極アームＥ１及びＥ２の内側エッジが導波路ＷＬ１及びＷＬ２の内側エッジに対してずらされて配置されている本発明のスイッチのスイッチング特性が示されており、このスイッチング特性は熱発生箇所（Ｅ１又はＥ２もしくは同時にＥ１及びＥ２）に依存する。本発明のスイッチのスイッチング特性の図示に際して、波長λ=１．５５ μｍを有するレーザダイオードの光が導波路ＷＬ１の入力側１又は導波路ＷＬ２の入力側２に入力結合される。光学光出力側出力は、導波路ＷＬ１の出力側１′ （直進）及び導波路ＷＬ２の出力側２′（交差）の相応する電極アームの加熱電力に関係づけられて、ＴＥ偏波及びＴＭ偏波に対して測定された。全てのスイッチング状態において光波の偏波への非常に小さな依存性しか検出されなかった（典型的には＜０．５ｄＢ）ので、以下の図においてはＴＭ偏波の場合だけのスイッチング曲線を図示する。図８は、電極アームＥ１のみが制御される場合（図７ａ及び挿入された絵を参照）の、導波路ＷＬ１及びＷＬ２を基準にしてずらされた電極アームＥ１及びＥ２を有する本発明の熱光スイッチのスイッチング特性を示す。スイッチの電力欠如状態ではこのスイッチは〜１０ｄＢの消衰係数を有する交差状態の少し上方の点にある。電極アームＥ１が制御されると、このスイッチはようやく交差状態に移り、３．１ｍＷで−４２ｄＢの消衰係数がＴＭ偏波に対して得られる。この動作点を中心としてほぼ±１３％の区間においては、＜−３０ｄＢのクロストークが保証される。次に電極アームＥ２の加熱電力を高めると、このスイッチは１９．７ｍＷで直進-消衰係数−４５ｄＢを有する状態にスイッチングする。この瞬時の動作点を基準にしてほぼ±５％だけ加熱電力が変動しても、このスイッチング状態において＜−３０ｄＢのクロストークが保証される。スイッチング時間は１ｍｓより小さい。図９は、電極アームＥ２のみが制御される場合の、図７ｂ及び挿入された絵に図示された、導波路ＷＬ１及びＷＬ２を基準にしてずらされた電極アームＥ１及びＥ２の装置に対する本発明の熱光スイッチのスイッチング特性を示す。このような装置は、図９から見て取れるように交差点には到達できず、よって対称スイッチとして動作されない。直進状態にスイッチングするためのこの装置の電力消費はほぼ１４ｍＷである。導波路に対する電極アームのこの配置及び電極アームＥ２の制御においては、予想の通り、導波路ＷＬ１及びＷＬ２を基準にした電極アームＥ１及びＥ２の非対称配置の作用が優勢となる。２つの電極アームＥ１及びＥ２に加熱電力が印加される場合には、挿入された絵に描かれた構造を有する次の図１０に図示される本発明のスイッチのスイッチング特性が得られる。すなわち、電極アームＥ２は４．５ｍＷの一定電力Ｐ_E2によって制御され、同時にスイッチング特性の測定のために電極アームＥ１の加熱電力Ｐ_E1が高められる。この場合、交差点に到達するためには、電極アームＥ２を制御する電力の作用がまず最初に等しい電力を電極アームＥ１に印加することによって補償されなければならない。よって、２つの電極アームの制御には比較的大きな加熱電力が必要とされる。図１１には、挿入された絵に示されているように、電極アームＥ２がＰ_E2＝４．５ｍＷの一定電力で制御され、同時に電極アームＥ１で加熱電力Ｐ_E1が高められる場合のスイッチング特性が図示されている。図９と比較してみればわかることだが、電極アームＥ２をほんの少しの加熱電力Ｐ_E2で制御すれば図７ａ，ｂの構造を有するこのスイッチは交差状態にスイッチングする。というのも、電極アームＥ２がすでに予め加熱されているからである。電極アームＥ２の加熱電力を増大させると、このスイッチは付加的な有効な幾何学的非対称性のために迅速に直進状態にスイッチングする。電極アームＥ１を予め加熱する効果は相応する導波路ＷＬ１及びＷＬ２に対する電極アームＥ１及びＥ２の位置の幾何学的非対称性を破棄することに等価である。電極アームＥ１及びＥ２の様々な、しかし同時的な制御状態におけるスイッチング特性の知識によって、本発明の熱光スイッチの柔軟な構成及び製造が可能になる。図１２は、２対の薄層状に形成された２対の電極アームＥ′１、Ｅ′２及びＥ ″１、Ｅ″２が共通のクロス部材Ｇに対して対称的に配置されるポリマーベースの本発明の熱光スイッチの概略的な平面図である。このような装置では、それぞれ一方の電極アーム対の電極アームが他方の電極アーム対の点対称に配置された電極アームと同時に、すなわちＥ′１及びＥ″２又はＥ′２及びＥ″１が電気的に制御されることによってΔβ方向性カプラが実現される。従って、電極アーム対の２つの電極アームＥ′１及びＥ′２乃至はＥ″１及びＥ″２においてそれぞれ温度勾配が発生される。この温度勾配は他方の温度勾配とは逆方向である。電極アームの下にある導波路ＷＬ１及びＷＬ２の区間において、熱光学効果のために電極アーム対の２つのアームＥ′１及びＥ′２又はＥ″１及びＥ″２で光の伝播速度の差が発生する。この光の伝播速度の差は同じ絶対値を有するが、交番する正負の符号を有する。もしくは２つの制御源を使用する場合にはこの光の伝播速度の差は異なる大きさのΔβを有する。この実施形態は、より大きな相互作用長への伸長においても、絶対値としては同じだが、より小さな相互作用長への伸縮においても、図５に図示されている相互作用長Ｌの許容偏差の拡張を許容する。ここでＬ_cは交差点の結合長であり、この点Ｌ＝Ｌ_cを中心とする波長Ｌの拡張された領域内部では、このスイッチは対称スイッチとして作用し、第１の交差点にスイッチングすることができる。同様に図５から見て取れることは、相互作用長Ｌが結合長Ｌ_cから偏差するとクロストークがひどくなることである。図１２ならびに次の図１３に示されている実施形態は、交番するΔβを有する方向性カプラ装置と光学軸に関して本発明のスイッチの幾何学的な非対称性及び/又は材料固有の非対称性を形成するための記述した変形実施形態とを組み合わせることによって、まさしく適切な値Ｌ＝Ｌ_c のように正確なクロストークの調整を可能にし保証する。図１３では図１２と比較してクロス部材が分割され電気的及び熱的に絶縁され、さらに部材Ｇ′及びＧ″ から構成されている。この図１３でも既に言及した利点が得られる。一方の電極アーム対の２つの電極アームＥ′１及びＥ′２は部材Ｇ′によって互いに接続され、他方の電極アーム対の２つの電極アームＥ″１及びＥ″２は部材Ｇ″によって互いに接続されている。図１２に図示されたスイッチの作用はさらに強化される。というのも、２つの部材Ｇ′とＧ″とが絶縁されていることによって電極アーム対の電極アームＥ′１とＥ′２との間の熱交換が又は電極アームＥ″１とＥ ″２との間の熱交換が１つの電極アーム対のアームだけに限定され、さらに他方の電極アーム対との相互作用が実質的に低減されるからである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年１２月２日（１９９７．１２．２）【補正内容】明細書熱光スイッチ本発明は、基板上に設けられた層構造を有する熱光スイッチであって、前記層構造は方向性カプラー導波路構造を導波層に有し、さらに前記層構造はカプラ構造の形式に適合した加熱電極の構造を前記導波層の上側に有する、熱光スイッチに関する。広帯域の光信号を予め電気信号に変換することなしに交換するためには光学的にスイッチングできるネットワークノード（クロスコネクト）が必要不可欠である。このような光学的に透過なネットワークノードはとりわけ空間スイッチを含む。この空間スイッチは到来する光信号を選択された出力ファイバに導く。この空間スイッチには次のような要求が課せられる。すなわち、僅少なクロストーク、僅少な挿入損、信号の偏波への非依存性、低い電気的制御電力、１０ｍｓより小さい応答時間、高い集積密度、僅少な製造コストのような要求である。近年ポリマーベースの熱光スイッチが開発された。というのも、ポリマー導波路の特性は的確な構造によって上記の要求を満たしうるからである。ポリマーは僅少な熱伝導度と共に大きな熱光学係数、すなわち温度の変化による屈折率の変化を有する。この結果、熱光スイッチの制御電力は僅少でよい。この熱光スイッチの制御電力は、比較可能なＳｉＯ₂スイッチの制御電力よりもファクタ１００だけ低い。ポリマーは非常に僅少な複屈折しか示さないので、偏波に依存しない構成素子が製造できる。スイッチング時間はｍｓ範囲内であり、典型的には１ｍｓから１０ｍｓである。ポリマー導波路の使用は、さらに比較的簡単な方法による空間スイッチの製造を可能にする。この方法はすでにマイクロ電子構成部材の製造から公知である。さらにポリマー技術はハイブリッド技術の形式で、多数の光学的コンポーネント、例えばIII-V-レーザ、ポリマー導波路を有するフォトダイオード、光ネットワーク、光スイッチをたった１つの基板の上に集積する可能性を提供する。この結果、複雑な機能を有する素子の製造もコスト安にできるようになる。上述の従来知識に基づいて、近年はポリマーの上記のできるだけ多くの利点を光学素子に利用できるようにする技術的な解決策が求められた。熱光素子の必要不可欠な制御電力及びスイッチング時間は主に温度特性にも、すなわち導波路層、緩衝層及び基板材料の熱伝導度、熱光学係数及び熱容量にも導波路及び加熱電極の形状及び大きさ（寸法）にも依存するので、従来技術によれば所定の機能を最適に実現するための具体的な構造において様々に異なる多数の熱光素子が公知である。 Journal of Lightwave Technologie,Vol.7,No3(1989),pp.449-453にはプレーナ熱光ポリマースイッチが記述されている。このプレーナ熱光ポリマースイッチではＰＭＭＡ（メタクリル酸ポリメチル（Polymermethacrylat））基板の上にポリウレタンから成るポリマー導波路層を設け、このポリマー導波路層の上にＰＭＭＡ緩衝層を設け、このＰＭＭＡ緩衝層の上に加熱素子として銀ストリップ導電電極を設ける。典型的なスイッチング時間はオンオフスイッチングに１２ｍｓであり、１００ｍＷの制御電力の場合にはオンオフスイッチングに６０ｍｓである。ポリマーベースの大抵の熱光スイッチにおいて導波路はストリップ状に形成されている。このことは結果的にスイッチング時間及び制御電力の低減をもたらす。例えばSPIE Vol.1560,Nonlinear Optical Properties of Organic Materials IV(1991)pp.426-433には偏波に依存しないデジタル光学スイッチ（ＤＯＳ）が記述されている。このデジタル光学スイッチでは、導波路の対称的に形成されたＹ字分岐路の２つの出力分岐路のうちの１つの分岐路にストリップ状の金電極が配置されており、このストリップ状の金電極に加熱電圧を印加するとこのスイッチの非対称的な作用が実現される。導波路のアモルファスポリマー材料の屈折率の変化は概して等方性であり、従ってこの屈折率の変化は構造体を貫通して伝播する光の偏波には依存しない。ガラス基板の上に配置されるＤＡＮＳポリマーから成る単一モード導波路はＵＶ照射による導波路層の非導波領域のフォトブリーチング（photobleaching）によって作られ、さらに緩衝層によって被覆されている。この装置のスイッチング時間はミリ秒のオーダである。 Proc.21st Eur.Conf.on Opt.Comm．（ECOC'95-Brussels）1995,pp1063-1066で同様にポリマーベースのＤＯＳのＹ字状導波路について報告されている。この場合、導波路構造体は、フォトリソグラフィ、次いでＳｉ基板への溝のドライエッチング、次いで水蒸気中での熱酸化作用によってＳｉＯ₂緩衝層が形成され、このＳｉＯ₂緩衝層の上にポリマー材料ＣＹＣＬＯＴＥＮＥ（商標名）を回転塗付し、さらにＳｉＯ₂緩衝層によってこのポリマー層をカバーすることによって実現される。チタン薄層電極は２つに分割され、２つの出力分岐とさる。制御電力が１３０ｍＷと２３０ｍＷとの間であるならば、加熱されるアームの消衰係数は２０ｄＢより良い。光出力は完全にもう一方の加熱されないアームによって導かれる。しかし、この技術的な解決策においても制御電力及びスイッチング時間はまだ高すぎる。ヨーロッパ特許第０６４２０５２号公報では層構造基板、下部緩衝層、導波路層、上部緩衝層及び加熱素子のＹ字状導波路構造を有するポリマーベースのＤＯＳが記述されている。この場合、２つの緩衝層の屈折率は導波路層の屈折率よりも小さい。さらに、加熱素子に隣接する緩衝層の屈折率は下部緩衝層の屈折率よりも小さい。所定の機能を実現するための所望のパラメータ（光損失、制御電力）に応じて屈折率の比の変動する領域が記述されており、導波路の出力分岐路はそれらの寸法に関して対称的に又は非対称的に形成されており、さらに加熱素子も対称的に（２つの出力分岐路に）配置されているか、又は非対称的に（ただ一つの出力分岐路に）配置されているかのいずれかである。この装置はなるほど精確な電流コントロールをしないですむが、比較的高い制御電力を必要とし、さらにほぼ−２０ｄＢのクロストークしか実現しない。 IEEE Photonics Technology Letters Vol.5,July 1993 pp.782-784に記述されているポリマーベースの熱光スイッチはほんの僅かな制御電力しか必要としない。この熱光スイッチはマッハ-ツェンダー干渉計を有し、このマッハ-ツェンダー干渉計の２つの導波路の上方に薄層加熱素子が設けられている。この光学スイッチはなるほど僅少なクロストークを実現しているが、従来の方向性カプラに比べて全長がほぼ３倍である。他の導波路材料システムとしてElectronics Letters，29th October 1981,Vol .17,No.22,pp.842-843にＬｉＮｂＯ₃：Ｔｉをベースとする熱光誘導導波路スイッチが記述されている。この熱光誘導導波路スイッチでは導波路の区間の上にＮｉ/Ｃｒ電極が設けられている。交流電圧をこの電極に印加すると、導波路のこの電極の下にある領域で屈折率が変化し、これによって入力結合される光が偏向される。さらに、例えばIEEE,Jounal of Quantum Electronics,Vol.QE-12,No.7,pp.396 -401,July 1976に記述されているように、交番するΔβを有する方向性カプラ- スイッチが公知である。この場合、既述の材料ＬｉＮｂＯ₃：Ｔｉから成る平行にガイドされた導波路の上に複数の電極セクションが配置されている。これら複数の電極セクションは、具体的な制御条件では、これら複数の電極セクションの下に存在する相応の導波路セクションにおいて電気光学効果のためにそれぞれ交番する正負の符号を有する光の伝播速度の差を惹起する。２つの導波路の間の相互作用長が結合長よりも大きい場合には、制御電圧を介して所望のスイッチング状態（交差状態乃至は直進状態）が調整される。 Patent Abstract of Japan vol.12,no.192(P-714),4.Juni 1988 ＃JP62297827 (Fujitsu Ltd.)にも交番するΔβを有する方向性カプラ-スイッチが記述されている。この方向性カプラ-スイッチにおいて、第１の変形実施形態では、同様に複数の（この場合には２つずつの）電極セクションが２つの平行にガイドされた導波路のそれぞれの上にこれらの導波路に対して合同に配置されており、さらに第２の変形実施形態では電極構造が階段上に形成され、水平方向の電極区間はそれぞれ導波路の結合長のほぼ半分を被覆し、これらの電極区間によって被覆された導波路の領域は互いにずらされている。このような方向性カプラ-スイッチは、技術的要因から交差/直進スイッチング機能を実現しにくい交差状態が原因で直進状態（対称スイッチ）にスイッチングすることしかできない。 APPLIED OPTICS/ Vol.17,No.5/ 1March 1978,pp769-773には、ＬｉＮｂＯ₃基板の上に配置された誘電体材料のストリップ及びこれらのストリップの間に配置された金属フィルムから形成されている方向性カプラの結合特性の試験及び計算に関連して、２つの導波路をガイドする異なる方法が示されている。しかし、この２つの導波路をガイドする異なる方法ではいつも結合係数が一定ではない。本発明の出発点となる従来技術は全て同じ対象を記述している刊行物から得られる。すなわちOFC′95,Postdeadline Papers,PD17-1,1995;MICRO SYSTEM Techn ologies′94,4th Int.Conf.on Micro,Electro,Opto,Mechanical Systems and Co mponents,Berlin.October19-21,1994,vde-verlag gmbh,pp.1097-1100;Jahresber icht 1994 des Heinrich-Hertz-Instituts fuer Nachrichtentechnik Berlin Gm BH,pp.54-55;SPIE Proceedings Series Vol.2449,1994,pp.281-292が挙げられる。最後に挙げた出版物には光集積形式でポリマー技術によって製造された熱光学的に同調可能な（４×４）-スイッチフレームが記述されている。このスイッチフレームの基本素子は、冒頭で言及したような２×２-方向性カプラとして形成された熱光学的に制御されるスイッチである。この２×２-方向性カプラは対称的に互いに向きあって配置される２つの導波路を有する。これら２つの導波路の中央部分は互いに狭く隣接している。このため、光のクロストークのために制御された条件下では光は一方の導波路から他方の導波路に移る。ただ１つの導波路の上方に配置された電極は電圧を印加するとこの導波路をわずかに加熱し、これによってこの導波路の屈折率が変化し、光が一方の導波路から他方の導波路へ移り変わる。加熱電極で発生される熱は上部緩衝層、導波路層及び下部緩衝層を貫いてＳｉ基板にまで拡散する。このＳｉ基板はヒートシンクとして作用する。この場合導波路層材料の負の温度係数のために導波路の屈折率が低減され、これによって導波路における伝搬定数が変化する。導波路における熱光学的誘導位相シフトの効果は、既述のように、マッハ-ツェンダー構造又は方向性カプラ構造ではスイッチングに利用される。非対称なカプラは非常に短くさらに僅少な電力損失を有する。初期の交差状態（cross-state ）の消衰係数は適当な結合長を選択することによって調整され、後から調整を行うことはもはやできない。プロセスに起因する製造トレランスは交差状態の消衰係数を典型的には−２５ｄＢに限定する。これは、（４×４）マトリクスではほんの−２１．５ｄＢの最小クロストークがもたらす。３ｍｍの電極長を有する異なるカプラ素子の場合、２０ｄＢ（交差）と３２ｄＢ（直進）の間の消衰係数が測定され、３０〜４０ｍＷの電力消費が測定される。スイッチング時間はわずか１ｍｓであった。このカプラは電極を加熱しない場合には交差状態にあるように、すなわち１つの入力ゲートに入力結合された光が入力導波路からこれに平行に経過する隣接導波路に過結合（オーバーカップリング）されてこの隣接導波路の出力ゲートから出てくるように構成される。電極が加熱される場合には、光は同じ導波路の出力ゲートから直進して（“bar”）出てくる。上述したスイッチ装置は無塵条件下で処理される。この際、同時にひーろシンクとして使用されるシリコン基板は熱酸化作用によってＳｉＯ₂パッシベーション層によって被覆される。次いで、次々とＰＭＭＡ導波路層とテフロンから成るさらに別のパッシベーション層が回転塗付される。このＰＭＭＡは光重合開始剤（photoinitiator）分子によってドープされ、このＰＭＭＡにおいて、ＵＶビームによる強い照射が行われると、光化学プロセスがトリガされる（光誘発材料圧縮/フォトロッキング）。この光化学プロセスは導波路層の屈折率向上をもたらす。フォトマスクを介する局所的ＵＶ照射によって数μｍ幅の集積-光学的光導波路が限定される。光重合開始剤とＰＭＭＡとの適当な混合比の選択及び照射量を帰ることによって屈折率及び照射領域と非照射領域との間の屈折率の差が広い領域において非常に精確に調整される。次のプロセスステップでは、まだ残っている光重合開始剤を導波路層の非照射領域から加熱除去する。この結果、導波路構造が固着される。次いでアルミニウム/金層が蒸着され、このアルミニウム/金層からマイクロ加熱電極が浸式化学的にエッチングで形成する。実際のスイッチにおいて記述される光学軸を基準とした非対称電極構造の他に、一般に対称電極構造も言及されている。この対称電極構造では単一のストリップ状に形成される加熱電極は方向性カプラの光学軸に対して対称的に配置される。このことによって、２つの導波路は加熱電極の同一の影響を受け、さらに互いにオーバーラップするモード端部の間の同時的な結合が得られる。よって、原理的には一方の導波路から他方の導波路への１００％の光出力伝達が対称電極構造において実現でき、従って高い消衰係数が実現できる。しかし、対称スイッチの動作はあまりにも高いスイッチング電力（ポリマー導波路ではスイッチあたり２、３百ｍＷ、Ｓｉ導波路ではスイッチあたり２、３百Ｗ）が必要となる。このため、これまでは実用されていなかった。最後に記述した装置はまだ電力消費が高すぎ、クロストークも大きすぎる。それ故、本発明の課題は、従来技術に比べて電力消費及びクロストークがより低く、さらにこれまで公知の熱光スイッチの場合よりも製造がよりコスト高にならないような熱光スイッチを提供することである。上記課題は冒頭で言及したような熱光スイッチにおいて、それらの相互作用長に亘って密に接近して延在する２つの導波路は、共通のクロス部材を介して接続された加熱電極の少なくとも一対の薄層状に形成された電極アームによって少なくとも部分的にそれらの幅だけ被覆されており、前記電極アームはこれの下にある前記導波路に幾何学的に類似した形状を有し、手段が存在し、該手段によって電極アーム対の少なくとも１つの電極アームは電気的に制御可能であり、さらにそれらの前記相互作用長に亘って密に接近して延在する２つの前記導波路における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を変更及び/又は調整するためのさらに別の手段が存在することによって解決される。また上記課題は冒頭で言及したような熱光スイッチにおいて、それらの相互作用長に亘って密に接近して延在する２つの導波路は、それぞれ対ごとに共通のクロス部材を介して接続された２つの対の薄層状に形成された電極アームによって少なくとも部分的にそれらの幅だけ被覆されており、前記２つのクロス部材は電気的及び熱的に互いに絶縁されておりさらに互いに対称的に配置されており、前記電極アームはこれの下にある前記導波路に幾何学的に類似した形状を有し、手段が存在し、該手段によって電極アーム対の少なくとも１つの電極アームは電気的に制御可能であり、さらにそれらの前記相互作用長に亘って密に接近して延在する２つの前記導波路における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を変更及び/又は調整するためのさらに別の手段が存在することによって解決される。本発明のスイッチの光学軸を基準とした幾何学的な非対称性及び材料固有の非対称性はそのスイッチング特性に本質的な影響を持つことが検出された。それ故、この熱光スイッチの対称性/非対称性を的確に制御する実施形態が構成される。よって、電極アーム対の電極アームはその下にある導波路の内側エッジに関してずらされて配置されるか又は電極アーム対の電極アームの内側エッジはその下にある導波路の内側エッジを基準にして合同に配置され、この結果、電極アーム /導波路の幾何学的配置を介してスイッチング特性を制御できる。別の実施形態では、それらの相互作用長に亘って密に接近して配置された２つの導波路は相互に平行にガイドされているように構成される。さらに別の実施形態においては、一対の薄層状に形成された電極アームは共通のクロス部材（Ｕ字状）を介して接続され、さらに手段が設けられ、この手段によって電極アーム対の少なくとも１つの電極アームが又は両方の電極アームが電気的に制御され、後者の場合には選択的に前記両方の電極アームのうちの１つに一定のバイアス電圧が印加され又は選択的にただ１つの電極アームが電気的に制御され、又は薄層状に形成された２つの対の電極アームが共通クロス部材（Ｈ字状）に対して対称的に配置されており、さらに電極アーム対のそれぞれ１つの電極アームは他の電極アーム対の点対称的に配置された電極アームと同時に電気的に制御され、この結果温度によるこのスイッチの対称性/非対称性を制御できる。薄層状に形成された１対の電極アームが共通のクロス部材を介して相互に接続される場合（Ｕ字状の電極構造）、２つの電極アームの同時制御はなるほど唯一の電極アームの制御に比べれば２倍の数の電圧源及びより高い制御電力が必要となる。というのも、唯一の電極アームの制御の場合と同様な作用を得るために、まず既に他方の電極アームに印加しているバイアス電圧を補償しなくてはならないからである。しかし、２つの電極アームの同時制御は、本発明の解決法の構成における柔軟性を高める。加熱電極の一方のアームに僅少な電圧を印加すると、本発明のカプラの対称的な特性が優勢になる。熱は、この制御された電極アームから分割された電極の制御されていないアームにこの分割された金属電極の高い熱伝導率のために伝達される。この対称的な作用をさらに強めるためには、既に述べたように、多層構造製造の際に発生する２つの導波路に対して垂直方向の電極アームのずれの他に、電極アームを的確にこの電極アームの下にある導波路の方へ僅かな距離だけずらして、すなわち本発明のスイッチの光学軸を基準にして非対称的に配置する。２つの導波路に対する電極アームのこの非合同な配向は重要な非対称性を示すことが分かる。このスイッチ構造においてその光学軸を基準にして非対称性を達成する他の方法は、既に挙げたしさらに後で説明する。このような本発明のスイッチの初期動作点が交差状態の近くにあるならば、交差状態を達成するためにはほんの少しの加熱電力しか必要としない。すなわち、分割された電極の２つのアームの温度上昇は非常に小さく、同様に２つの電極アームの間の温度差も非常に小さい。このことは金属電極の大きな熱伝導度に原因を求めることができる。導波路に対する電極のずれによってこの導波路をもはや完全には被覆していない電極アームに電圧を印加した場合、このアームの温度は制御されていないアームの温度より少し高い。勿論この他方の、制御されていない電極アームのその下に存在する導波路に対する極めて有利な幾何学的な位置のために、２つの導波路における温度上昇は等しい。この結果、２つの導波路における光の伝搬速度は等しい。これは対称方向性カプラの作用と同じである。加熱電力が大きくなるにつれて、非対称方向性カプラとしての作用の方が優勢になる。これは制御される電極アームと制御されない電極アームとの間の温度差がますます大きくなることに原因を求めることができる。初期動作点が交差点からはるかに遠くにある場合、この交差点に到達するためにはより大きな加熱電力が必要である。加熱電力が非常に高いならば、電極アーム間の温度差も大きくなる。というのも、一方の電極アームしか制御していないからである。この結果、制御された電極アーム及び制御されていない電極アームの下にある相応する導波路における光の伝播速度も異なる。この条件下ではこのスイッチは非対称方向性カプラとして動作し、第１の交差点には到達できない。薄層状に形成された二対の電極アームが共通のクロス部材に対して対称的に配置され（Ｈ字状の電極構造）、それぞれ一方の電極アーム対の電極アームが他方の電極アーム対の点対称に配置された電極アームと同時に電気的に制御される場合、各電極アーム対には温度勾配が発生する。しかし、この温度勾配には他方の電極アーム対の温度勾配とは向きが逆である。熱光学効果のせいで、これら電極アーム対におけるこの逆方向の温度勾配は、その下に配置されている相応する導波路区間において、それぞれ共通するクロス部材に対して点対称に電極アームの下に配置された導波路区間内で交番するΔβの値を有する光の伝播速度差を発生せしめる。この制御は唯一の電圧源によって実現することができ、この場合点対称に制御される電極アームへと同じ電力が供給される。これは、電流が一方の電極アームにも他方の点対称に配置された電極アームにも流れることによって起こる。互いに異なる制御電力を相応する電極アームに供給する２つの制御源の場合も同様である。最初のケースでは、熱光スイッチのセクションで同じ大きさのΔ βが実現される。他方で２つの制御源を使用する場合には、Δβの値は２つのセクションに互いに分割され、従って異なる大きさのΔβの値が発生する。この今しがた記述した実施形態によって本発明の熱光スイッチの所望のスイッチング特性がさらに支持される。このスイッチの作用がより有利に示されるのは、それらの相互作用長に亘って密に接近して延在する２つの導波路は、それぞれ対ごとに共通のクロス部材を介して接続された２つの対の薄層状に形成された電極アームによって少なくとも部分的にそれらの幅だけ被覆されており、前記２つのクロス部材は電気的及び熱的に互いに絶縁されておりさらに互いに対称的に配置されている（二重のＵ字状電極構造）場合である。というのも、この場合熱交換が１つの電極アーム対のみに局限されて行われ、互いに相互作用しないからである。この場合、クロス部材は互いに向かい合っておらず、１８０゜だけ曲げられて同一平面上に配置されている。互いに独立しているか又は互いに組み合わせることができる別の実施形態は、それらの相互作用長に亘って密に隣接して延在する２つの導波路の屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を調整するためのさらに別の手段に関連し、電極アーム及び導波路の柔軟な構成に関連する。これらの手段は、異なる幅を有するように形成される電極アーム、異なる厚さを有するように形成される電極アーム、異なる材料から形成される電極アーム、異なる屈折率を有する導波路、異なる幅を有するように形成される導波路である。本発明の熱光スイッチの２つの導波路の可変的な配置形態、すなわち結合係数が密に隣接配置される２つの導波路の領域において一定ではないということによって、動作点の波長への依存性を低減することができ、従って本発明のスイッチの広帯域性を拡大できる。導波路の形式は様々に選択できる。例えば、所定の角度で２つの直線として配置したり、１つの直線及び曲線状の導波路として配置したり、又は２つの曲線状の導波路として配置することもできる。他の実施形態では、基板（Ｓ）の上には下部緩衝層（ｕＰ）が設けられ、この下部緩衝層（ｕＰ）の上にはポリマー導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）を含む導波層（Ｗ）が設けられ、この導波層（Ｗ）の上には上部緩衝層（ｏＰ）が設けられ、この上部緩衝層（ｏＰ）の上には加熱電極（Ｅ）が前記ポリマー導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）を覆うように設けられている。これに加えて有利な構成では、下部緩衝層の屈折率は導波路の屈折率よりもほんのわずか小さく、この屈折率の差はほぼ０．００５である。下部緩衝層は２つの部分層から成り、基板に隣接する部分層は導波路よりもはるかに小さい屈折率を有する。導波路と上部緩衝層との屈折率の差はほぼ０．２である。有利な構成を有する最後に挙げた実施形態、すなわちポリマーベースの熱光スイッチは、ポリマーが導波材料としてとりわけこのために使用される既述の評価の高い方法を利用する。本発明の解決法は、加熱電極及び導波路の幾何学的構成の、材料固有の、そして電気的なパラメータを様々に変更できることによって及び加熱電極の様々な制御方法によって熱光（TO）方向性カプラ-スイッチの対称性/非対称性を的確に制御できる。このため、対称的な乃至は非対称的なスイッチとして作用するために要求されるパラメータを実現できる。とりわけ有利には後から、つまりスイッチの製造後に２つの電極アーム又は唯一の電極アームの的確な制御によってスイッチのパラメータを変更し、所望の動作条件に適合させることができる。電極アームの幅及び厚み及び材料によってこれら電極アームの電気抵抗を変化させることは、簡単な手段によって本発明のスイッチの対称的特性乃至は非対称的特性の制御を可能にする。ポリマーベースの熱光スイッチにおけるファイバ‐チップ‐結合損失を低減するためには、下部緩衝層の屈折率は導波路の屈折率よりもほんの少し小さく、これら２つの屈折率の差はほぼ０．００５である。これあ２つの屈折率の差が非常に小さいので、下部緩衝層は大きな波長でこのスイッチを動作する際には非常に厚くなくてはならない。それゆえ、下部緩衝層は２つの部分層から構成され、基板に隣接する部分層は導波路よりもはるかに小さい屈折率を有する。制御電力をさらに低減するために、上部緩衝層はできるだけ薄く形成されるべきである。それゆえ、別の既述の本発明の実施形態では導波路層と上部緩衝層との間の屈折率の差はほぼ０．２であるように構成する。本発明の熱光スイッチは、小さな電力消費に関連する偏波に依存しない極めて低いクロストークによって際立っている。この熱光スイッチの作動方式及びコンパクトさは、このスイッチを大きなスイッチングマトリクスの基本素子として使用することを可能にする。電極アームの様々な制御形態を介して、マトリクスの中の個々のスイッチング素子の所望のパラメータを後で個別に調整することができるという可能性はとりわけ有利である。本発明のさらに別に特徴部分及び有利な実施形態は、以下において図に基づいて詳しく説明する実施例から得られる。図１は、ポリマーベースの本発明のスイッチの多層構造の概略図であり、一対の薄層状に形成された電極アームを有する平面図である。図２は、図１に図示されている多層構造をＡＡ′のラインで切断した切断面の図である。図３は、導波路ＷＬ１及びＷＬ２の中を伝播する光の過結合の概略図である。図４は、相互作用長Ｌに亘る導波路ＷＬ１及びＷＬ２の平行配置の概略図である。図５は、２つの平行する導波路ＷＬ１及びＷＬ２の相互作用長Ｌへの光の過結合の依存性を示す。図６は、導波路ＷＬ１及びＷＬ２の内側エッジを基準にして合同に配置された電極アームＥ１及びＥ２を有する図２に相応する概略的な断面図である。ａは、電極アームＥ１及びＥ２の対称的な制御を有する概略的な断面図である。ｂは、電極アームＥ１及びＥ２の非対称的な制御を有する概略的な断面図である。図７は、導波路ＷＬ１及びＷＬ２の内側エッジに関してずらされて配置された電極アームＥ１及びＥ２を有する図２に相応する概略的な断面図である。ａは、電極アームＥ１が制御されている、概略的な断面図である。ｂは、電極アームＥ２が制御されている、概略的な断面図である。図８は、図７ａの構造及び制御を有するポリマーベースの本発明のスイッチのスイッチング特性を示す。図９は、図７ｂの構造及び制御を有するポリマーベースの本発明のスイッチのスイッチング特性を示す。図１０は同時に２つの電極アームを制御する場合の、導波路ＷＬ１及びＷＬ２の内側エッジに関してずらされて配置された電極アームＥ１及びＥ２を有するポリマーベースの本発明のスイッチのスイッチング特性を示す。図１１は、図１０に似ているが、電極アームＥ１の制御電力が一定場合のスイッチング特性を示す。図１２は、２つの対の薄層状に形成された電極アーム（Ｅ′１，Ｅ′２及びＥ″１，Ｅ″２）を有するポリマーベースの本発明のスイッチの層構造の概略的な平面図であり、これら電極アームは共通のクロス部材（Ｇ）において対称に配置されている。図１３は、それぞれ対ごとに共通のクロス部材（Ｇ′、Ｇ″）を介して接続された２つの対の薄層状に形成された電極アーム（Ｅ′１、Ｅ′２、Ｅ″１及びＥ ″２）を有するポリマーベースの本発明のスイッチの層構造の概略図である。図１からは、対称的に形成された２分割された電極Ｅがポリマーベースの本発明の熱光スイッチの最上位層としてはっきり識別できる。互いに平行にガイドされている２つの導波路ＷＬ１及びＷＬ２の上方に、２つの電極アームＥ１及びＥ２がこれら２つの導波路ＷＬ１及びＷＬ２に対して合同に配置されている。２つの電極アームＥ１及びＥ２は端部でクロス部材Ｇを介して互いに接続されている（Ｕ字状電極構造）。この共通のクロス部材ＧはここではスイッチＴＯＳの２つの入力ゲート１及び２の側にある。導波路の断面積をａμｍ×ｂμｍとすれば、この実施例では５μｍ≦ａ、ｂ≦１０μｍであり、導波路ＷＬ１とＷＬ２との間の間隔はほぼ０．５ａから１．５ａまでであり、相互作用長は２、３ミリメートルである。以下の図で示される概略図及びる様々な制御条件下で検出される測定曲線に対して、このスイッチは次のような寸法を有する。すなわち、ａ＝６．０μｍ、ｂ＝５．０μｍ、導波路ＷＬ１とＷＬ２との間の間隔は５．５μｍ、相互作用長Ｌ＝４．５ｍｍ。２つの導波路ＷＬ１及びＷＬ２のゲート１及び２とゲート1'及び２′との間の距離は２５０ μｍ。２つの電極アームＥ１及びＥ２ｍの幅は少なくとも導波路ＷＬ１及びＷＬ２の幅と同じ大きさであり、この例では１５μｍ。本発明の熱光スイッチの全長はこの実施例では１０ｍｍより小さい。図２に図示されている本発明のスイッチの多層構造の断面図ＡＡ′では、厚さ４００μｍ及び屈折率ｎ＝３．５を有するシリコン基板Ｓの上に厚さ６μｍ及び屈折率１．４７５を有するＳｉＯ_xから成る下部緩衝層ｕＰが配置されている。その上には厚さ５μｍ及び屈折率１．５を有する２５％ＢＤＫ、７５％ＰＭＭＡから成る導波層Ｗがあり、この導波層ｗは方形の断面積（５μｍ×６μｍ）及び屈折率１．５０５を有する導波路ＷＬ１及びＷＬ２を含む。この導波層ＷにはテフロンＡＦ１６００（ｄ＝２．５μｍ，ｎ＝１．３）から成るさらに別の緩衝層ｏＰが隣接している。この緩衝層ｏＰの上にはＡｌ／Ａｕ多層電極Ｅの１５μｍ幅の電極アームＥ１及びＥ２が２つの導波路ＷＬ１及びＷＬ２に対して合同に配置されている。個々の層は従来技術によって公知の方法で製造可能である。基板Ｓは次に列挙する材料から選択してもよい。すなわち、ガラス、ポリマー材料、セラミック又は金属から選択してもよい。有利には基板としてＳｉプレートが使用される。というのもＳｉはポリマーよりもはるかに高い熱伝導度を有し、従って熱光スイッチのヒートシンクとしてとりわけ良好に作用するからである。さらに、端面標本の作成はよく制御しやすい切断及び研磨方法を使用することによってはるかに容易になる。Ｓｉは非常に高い屈折率を有する。それゆえ、導波層はＳｉ基板から下部緩衝層ｕＰによって光学的に分離されなくてはならない。この緩衝層の材料としては上記のＳｉＯ_xの他にガラス又はポリマー材料も使用できる。このポリマー材料は、他の２つのここで挙げた材料よりもはるかに低い熱伝導度を有し、さらに結果的にこの熱光スイッチの制御電力を低減させる。緩衝層ｕＰが乾燥した後で導波層Ｗが回転塗付される。ストリップ導波路ＷＬ１及びＷＬ２は様々な方法で製造することができ、例えばウェットエッチング又はドライエッチング、光誘導された屈折率変更、例えばフォトブリーチング（photobleaching）、フォトロッキング（photolocking）が挙げられる。上部緩衝層ｏＰの材料は既に言及したテフロンＡＦのほかに他のポリマー材料又はガラス又はＳｉＯ_xでもよい。この技術的解決策の基礎となる課題、すなわち電力消費の低減に対応するために、上部緩衝層はできるだけ薄く形成され、この上部緩衝層の屈折率は導波層Ｗの屈折率よりもほぼ０．２だけ小さい。このことは層材料の選択によって保証される。最後に０．２２μｍの厚さのアルミニウム -金層が蒸着され、このアルミニウム -金層から２つの電極アームＥ１及びＥ２を有する電極Ｅが浸式化学によってエッチングによって形成される。電気的制御によってＡｌ／Ａｕ電極Ｅで発生する熱は上部緩衝層ｏＰ、導波路層Ｗ及び株緩衝層ｕＰを貫通してＳｉ基板Ｓにまで拡散する。このＳｉ基板Ｓはヒートシンクとしても使用される。導波路材料の負の温度係数（ｄｎ/ｄＴ＝−１４０・１０^-6/Ｋ）のために導波路層の屈折率は低下しこれによって導波路の伝播速度は変化する。導波路ＷＬ１及びＷＬ２の中を伝播する光の伝播方向に対して横断方向における強度分布を示す図３から識別できることは、２つの導波路ＷＬ１とＷＬ２との間で相互作用長Ｌに亘って結合領域が形成されることである。この結合領域は屈折率の変化によって（加熱電極の制御及びこれに続く温度変化そして結果としての導波路の屈折率変化によって）可変的である。この結合領域に依存して交差状態及び直進状態が調整できる。図４は相応の入力ゲート１及び２乃至は出力ゲート１′及び２′を有する導波路ＷＬ１及びＷＬ２の配置を示す。２つの導波路ＷＬ１及びＷＬ２が平行に密に隣接して配置されている相互作用長Ｌを介して、導波路の中を伝播する光の入力結合乃至は出力結合が行われる。図５には、導波路形式及び２つの導波路ＷＬ１及びＷＬ２の間の間隔が固定された場合に、光の過結合がこのスイッチの相互作用長Ｌに依存する様子が図示されている。この線図から見て取れることは、本発明のスイッチが対称スイッチとして作用するためには、交差点では結合長Ｌｃに等しい相互作用長Ｌの偏差はより大きい長さへと２５％まで変化することが可能であることである。所望の対称作用の範囲内で許容されるこの偏差は本発明のスイッチの製造にとって有利である。図６ａ及び図６ｂにはポリマーベースの本発明のスイッチの層構造の図２のような断面図が図示されている。これら２つの構造では、電極アームＥ１及びＥ２の内側エッジはその下にある導波路アームＷＬ１及びＷＬ２の内側エッジに対して合同に配置されている。図６ａに図示されているように、まず最初に２つの電極アームＥ１及びＥ２が同時に等しい電力によって制御される場合、このスイッチは対称カプラとして作用し、導波路の光の伝播定数は等しく、交差状態にスイッチングする。この交差状態に達すると、図６ｂに図示されているように、電極アームＥ２の制御電力はさらに高められて同時に電極アームＥ１の制御電力は一定に保持される。この結果、２つの電極アームＥ１とＥ２との間の温度差は拡大し、従ってこのスイッチは非対称カプラとして作動し直進状態にスイッチングする。図７ａ及びｂにはまたポリマーベースの本発明のスイッチの層構造の図２のような断面図が図示されている。この場合、電極アームＥ１及びＥ２の内側エッジはその下にある導波路アームＷＬ１及びＷＬ２の内側エッジに対してずらされて配置されており、それぞれ電極アームＥ１のみが制御される（図７ａ）か又は電極アームＥ２のみが制御される（図７ｂ）。加熱電極Ｅの良好な熱伝導度のために、まず最初に小さな制御電圧が電極アームＥ１に印加された場合にはこの電極アームＥ１の温度は電極アームＥ２の温度よりもわずかに高い。このスイッチの光学軸に関して電極アームＥ１及びＥ２が幾何学的に非対称であるがゆえに、電極アームＥ２からその下にある導波路ＷＬ２への熱伝導はＥ１からＷＬ１への熱伝導よりも有利に経過する。この結果、近似的には２つの導波路ＷＬ１及びＷＬ２への対称的な作用が得られ、このためＷＬ１及びＷＬ２の光の伝播定数は低い制御電力の場合にはほ等しい。そしてこのスイッチは対称カプラとして作動し、交差状態にスイッチングされる。電極アームＥ１の制御電力が高められると、２つの電極アームＥ１及びＥ２の温度差も拡大する。この場合には非対称スイッチング効果の方が優勢になり、このカプラは直進状態にスイッチングする。電極アームＥ２が制御される場合、この電極アームＥ２の下にある導波路は電極アームＥ１の下にある導波路よりはるかに高い温度を有する。この温度差及び２つの電極アームＥ１及びＥ２の幾何学的な非対称性のために、このスイッチは非対称カプラとしてのみ作動することができ、直進状態にスイッチングする。交差状態はこの装置では実現できない。後続の図には、図７ａ及び図７ｂに図示されているように、電極アームＥ１及びＥ２の内側エッジが導波路ＷＬ１及びＷＬ２の内側エッジに対してずらされて配置されている本発明のスイッチのスイッチング特性が示されており、このスイッチング特性は熱発生箇所（Ｅ１又はＥ２もしくは同時にＥ１及びＥ２）に依存する。本発明のスイッチのスイッチング特性の図示に際して、波長λ=１．５５ μｍを有するレーザダイオードの光が導波路ＷＬ１の入力側１又は導波路ＷＬ２の入力側２に入力結合される。光学光出力側出力は、導波路ＷＬ１の出力側１′ （直進）及び導波路ＷＬ２の出力側２′（交差）の相応する電極アームの加熱電力に関係づけられて、ＴＥ偏波及びＴＭ偏波に対して測定された。全てのスイッチング状態において光波の偏波への非常に小さな依存性しか検出されなかった（典型的には＜０．５ｄＢ）ので、以下の図においてはＴＭ偏波の場合だけのスイッチング曲線を図示する。図８は、電極アームＥ１のみが制御される場合（図７ａ及び挿入された絵を参照）の、導波路ＷＬ１及びＷＬ２を基準にしてずらされた電極アームＥ１及びＥ２を有する本発明の熱光スイッチのスイッチング特性を示す。スイッチの電力欠如状態ではこのスイッチは〜１０ｄＢの消衰係数を有する交差状態の少し上方の点にある。電極アームＥ１が制御されると、このスイッチはようやく交差状態に移り、３．１ｍＷで−４２ｄＢの消衰係数がＴＭ偏波に対して得られる。この動作点を中心としてほぼ±１３％の区間においては、＜−３０ｄＢのクロストークが保証される。次に電極アームＥ２の加熱電力を高めると、このスイッチは１９．７ｍＷで直進・消衰係数−４５ｄＢを有する状態にスイッチングする。この瞬時の動作点を基準にしてほぼ±５％だけ加熱電力が変動しても、このスイッチング状態において＜−３０ｄＢのクロストークが保証される。スイッチング時間は１ｍｓより小さい。図９は、電極アームＥ２のみが制御される場合の、図７ｂ及び挿入された絵に図示された、導波路ＷＬ１及びＷＬ２を基準にしてずらされた電極アームＥ１及びＥ２の装置に対する本発明の熱光スイッチのスイッチング特性を示す。このような装置は、図９から見て取れるように交差点には到達できず、よって対称スイッチとして動作されない。直進状態にスイッチングするためのこの装置の電力消費はほぼ１４ｍＷである。導波路に対する電極アームのこの配置及び電極アームＥ２の制御においては、予想の通り、導波路ＷＬ１及びＷＬ２を基準にした電極アームＥ１及びＥ２の非対称配置の作用が優勢となる。２つの電極アームＥ１及びＥ２に加熱電力が印加される場合には、挿入された絵に描かれた構造を有する次の図１０に図示される本発明のスイッチのスイッチング特性が得られる。すなわち、電極アームＥ２は４．５ｍＷの一定電力ＰＥ２によって制御され、同時にスイッチング特性の測定のために電極アームＥ１の加熱電力Ｐ_E1が高められる。この場合、交差点に到達するためには、電極アームＥ２を制御する電力の作用がまず最初に等しい電力を電極アームＥ１に印加することによって補償されなければならない。よって、２つの電極アームの制御には比較的大きな加熱電力が必要とされる。図１１には、挿入された絵に示されているように、電極アームＥ２がＰ_E2=４．５ｍＷの一定電力で制御され、同時に電極アームＥ１で加熱電力Ｐ_E1が高められる場合のスイッチング特性が図示されている。図９と比較してみればわかることだが、電極アームＥ２をほんの少しの加熱電力Ｐ_E2で制御すれば図７ａ，ｂの構造を有するこのスイッチは交差状態にスイッチングする。というのも、電極アームＥ２がすでに予め加熱されているからである。電極アームＥ２の加熱電力を増大させると、このスイッチは付加的な有効な幾何学的非対称性のために迅速に直進状態にスイッチングする。電極アームＥ１を予め加熱する効果は相応する導波路ＷＬ１及びＷＬ２に対する電極アームＥ１及びＥ２の位置の幾何学的非対称性を破棄することに等価である。電極アームＥ１及びＥ２の様々な、しかし同時的な制御状態におけるスイッチング特性の知識によって、本発明の熱光スイッチの柔軟な構成及び製造が可能になる。図１２は、２対の薄層状に形成された２対の電極アームＥ′１、Ｅ′２及びＥ ″１、Ｅ″２が共通のクロス部材Ｇに対して対称的に配置される（Ｈ字状電極構造）、ポリマーベースの本発明の熱光スイッチの概略的な平面図である。このような装置では、それぞれ一方の電極アーム対の電極アームが他方の電極アーム対の点対称に配置された電極アームと同時に、すなわちＥ′１及びＥ″２又はＥ′ ２及びＥ″１が電気的に制御されることによってΔβ方向性カプラが実現される。従って、電極アーム対の２つの電極アームＥ′１及びＥ′２乃至はＥ″１及びＥ″２においてそれぞれ温度勾配が発生される。この温度勾配は他方の温度勾配とは逆方向である。電極アームの下にある導波路ＷＬ１及びＷＬ２の区間において、熱光学効果のために電極アーム対の２つのアームＥ′１及びＥ′２又はＥ″ １及びＥ″２で光の伝播速度の差が発生する。この光の伝播速度の差は同じ絶対値を有するが、交番する正負の符号を有する。もしくは２つの制御源を使用する場合にはこの光の伝播速度の差は異なる大きさのΔβ を有する。この実施形態は、より大きな相互作用長への伸長においても、絶対値としては同じだが、より小さな相互作用長への伸縮においても、図５に図示されている相互作用長Ｌの許容偏差の拡張を許容する。ここでＬ_Cは交差点の結合長であり、この点Ｌ＝Ｌ_Cを中心とする波長Ｌの拡張された領域内部では、このスイッチは対称スイッチとして作用し、第１の交差点にスイッチングすることができる。同様に図５から見て取れることは、相互作用長Ｌが結合長Ｌ_Cから偏差するとクロストークがひどくなることである。図１２ならびに次の図１３に示されている実施形態は、交番するΔβを有する方向性カプラ装置と光学軸に関して本発明のスイッチの幾何学的な非対称性及び/又は材料固有の非対称性を形成するための記述した変形実施形態とを組み合わせることによって、まさに適切な値Ｌ＝Ｌ_Cのような正確なクロストークの調整を可能にし保証する。図１３では図１２と比較してそれぞれ対ごとに共通のクロス部材を介して接続された２つの対の薄層状に形成された電極アームが配置されており、この図１３でも既に言及した利点が得られる。一方の電極アーム対の２つの電極アームＥ′１及びＥ′２は部材Ｇ′によって互いに接続され、他方の電極アーム対の２つの電極アームＥ″１及びＥ″２は部材Ｇ″によって互いに接続されている（二重Ｕ字状電極構造）。図１２に図示されたスイッチの作用はさらに強化される。というのも、２つの部材Ｇ′とＧ″とが絶縁されていることによって電極アーム対の電極アームＥ′１とＥ′２との間の熱交換が又は電極アームＥ″１とＥ″２との間の熱交換が１つの電極アーム対のアームだけに限定され、さらに他方の電極アーム対との相互作用が実質的に低減されるからである。請求の範囲１．基板（Ｓ）上に配置された層構造を有する熱光スイッチであって、前記層構造は方向性カプラ・導波路構造を導波層（Ｗ）に有し、さらに前記層構造はカプラ構造の形式に適合した加熱電極（Ｅ）の構造を前記導波層（Ｗ）の上側に有する、熱光スイッチにおいて、それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）は、共通のクロス部材（Ｇ）を介して接続された加熱電極（Ｅ）の少なくとも一対の薄層状に形成された電極アームによって少なくとも部分的にそれらの幅だけ被覆されており、前記電極アームはこれの下にある前記導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）に幾何学的に類似した形状を有し、手段が存在し、該手段によって前記一対の電極アームのうちの少なくとも１つの電極アームは電気的に制御可能であり、さらにそれらの前記相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの前記導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を変更及び/又は調整するためのさらに別の手段が存在することを特徴とする熱光スイッチ。２．基板（Ｓ）上に配置された層構造を有する熱光スイッチであって、前記層構造は方向性カプラ・導波路構造を導波層（Ｗ）に有し、さらには前記層構造はカプラ構造の形式に適合した加熱電極（Ｅ）の構造を前記導波層（Ｗ）の上側に有する、熱光スイッチにおいて、それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）は、それぞれ対ごとに共通のクロス部材（Ｇ′、Ｇ″）を介して接続された２つの対の薄層状に形成された電極アーム（Ｅ′１、Ｅ′２、Ｅ″１及びＥ″２）によって少なくとも部分的にそれらの幅だけ被覆されており、前記２つのクロス部材（Ｇ′及びＧ″）は電気的及び熱的に互いに絶縁されておりさらに互いに対称的に配置されており、前記電極アームはこれの下にある前記導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）に幾何学的に類似した形状を有し、手段が存在し、該手段によって前記電極アーム対の少なくとも１つの電極アームは電気的に制御可能であり、さらにそれらの前記相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの前記導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を変更及び/又は調整するためのさらに別の手段が存在することを特徴とする熱光スイッチ。３．電極アーム対の電極アームはその下にある２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）に対してずらされて配置されていることを特徴とする請求項１又は２のうちの１項記載の熱光スイッチ。４．電極アーム対の電極アームの内側エッジはその下にある２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）の内側エッジを基準にして合同に配置されていることを特徴とする請求項１又は２のうちの１項記載の熱光スイッチ。５．それらの相互作用長に亘って密に接近して配置された２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）は相互に平行にガイドされていることを特徴とする請求項１記載の熱光スイッチ。６．一対の薄層状に形成された電極アーム（Ｅ１及びＥ２）は共通のクロス部材（Ｇ）を介して接続されていることを特徴とする請求項１記載の熱光スイッチ。７．薄層状に形成された２つの対の電極アーム（Ｅ′１、Ｅ′２及びＥ″１、Ｅ″２）が共通クロス部材（Ｇ）に対して対称的に配置されており、さらに電極アーム対のそれぞれ１つの電極アーム（Ｅ′１又はＥ′２）は、他の電極アーム対の点対称的に配置された電極アーム（Ｅ″２又はＥ″１）と同時に制御されることを特徴とする請求項１記載の熱光スイッチ。８．それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を変更するための手段は次のような手段である、すなわち該手段によって２つの電極アーム（Ｅ１及びＥ２）は電気的に制御され、選択的に前記２つの電極アームのうちの１つ（Ｅ１又はＥ２）が一定のバイアス電圧を印加されるような手段であることを特徴とする請求項６記載の熱光スイッチ。９．選択的にただ１つの電極アーム(E1又はE2）が制御されることを特徴とする請求項６記載の熱光スイッチ。１０．それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を調整するための手段は、異なる幅を有するように形成された電極アームであることを特徴とする請求項１〜９までのうちの少なくとも１項記載の熱光スイッチ。１１．それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を調整するための手段は、異なる厚さを有するように形成された電極アームであることを特徴とする請求項１〜１０までのうちの少なくとも１項記載の熱光スイッチ。１２．それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を調整するための手段は、異なる材料から形成される電極アームであることを特徴とする請求項１〜１１までのうちの少なくとも１項記載の熱光スイッチ。１３．それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を調整するための手段は、異なる屈折率を有する導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）であることを特徴とする請求項１及び２記載の熱光スイッチ。１４．それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬＩ及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を調整するための手段は、異なる幅を有するように形成されている導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）であることを特徴とする請求項１及び２記載の熱光スイッチ。１５．基板（Ｓ）の上には下部緩衝層（ｕＰ）が設けられ、この下部緩衝層（ｕＰ）の上にはポリマー導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）を含む導波層（Ｗ）が設けられ、この導波層（Ｗ）の上には上部緩衝層（ｏＰ）が設けられ、この上部緩衝層（ｏＰ）の上には加熱電極（Ｅ）が前記ポリマー導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１及び２記載の及び請求項１〜１４までのうちの少なくとも１項記載の熱光スイッチ。１６．下部緩衝層（ｕＰ）の屈折率は導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）の屈折率よりもほんのわずか小さく、これらの屈折率の差はほぼ０．００５であることを特徴とする請求項１５記載の熱光スイッチ。１７．下部緩衝層（ｕＰ）は２つの部分層（ｕＰ１及びｕＰ２）から成り、基板（Ｓ）に隣接する部分層（ｕＰ１）は導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）よりもはるかに小さい屈折率を有することを特徴とする請求項１５記載の熱光スイッチ。１８．導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）と上部緩衝層（ｏＰ）との間の屈折率の差はほぼ０．２であることを特徴とする請求項１５記載の熱光スイッチ。【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年３月１７日（１９９８．３．１７）【補正内容】請求の範囲１．基板（Ｓ）上に配置された層構造を有する熱光スイッチであって、前記層構造は方向性カプラ・導波路構造を導波層（Ｗ）に有し、さらに前記層構造はカプラ構造の形式に適合した加熱電極（Ｅ）の構造を前記導波層（Ｗ）の上側に有する、熱光スイッチにおいて、それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）は、共通のクロス部材（Ｇ）を介して接続された前記加熱電極（Ｅ）の少なくとも一対の薄層状に形成された電極アームによって少なくとも部分的にそれらの幅だけ被覆されており、前記導波路の各々（ＷＬ１、ＷＬ２）は他方の導波路（ＷＬ２、ＷＬ１）との前記相互作用長（Ｌ）に亘って完全に電極アーム対の電極アームによって被覆されており、電極アーム対の薄層状に形成された前記電極アームの自由端部は同じ方向を指しており、前記電極アームはこれの下にある前記導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）に幾何学的に類似した形状を有し、手段が存在し、該手段によって前記電極アーム対の少なくとも１つの電極アームは電気的に制御可能であり、さらにそれらの前記相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの前記導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を変更及び/又は調整するためのさらに別の手段が存在することを特徴とする熱光スイッチ。２．基板（Ｓ）上に配置された層構造を有する熱光スイッチであって、前記層構造は方向性カプラ・導波路構造を導波層（Ｗ）に有し、さらに前記層構造はカプラ構造の形式に適合した加熱電極（Ｅ）の構造を前記導波層（Ｗ）の上側に有する、熱光スイッチにおいて、それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）は、それぞれ対ごとに共通のクロス部材（Ｇ′、Ｇ″）を介して接続された２つの対の薄層状に形成された電極アーム（Ｅ′１、Ｅ′２、Ｅ″１及びＥ″２）によって少なくとも部分的にそれらの幅だけ被覆されており、前記２つのクロス部材（Ｇ′及びＧ″）は電気的及び熱的に互いに絶縁されておりさらに互いに対称的に配置されており、前記電極アームはこれの下にある前記導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）に幾何学的に類似した形状を有し、手段が存在し、該手段によって電極アーム対の少なくとも１つの電極アームは制御可能であり、さらにそれらの前記相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの前記導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を変更及び/又は調整するためのさらに別の手段が存在することを特徴とする熱光スイッチ。３．電極アーム対の電極アームはその下にある２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）に対してずらされて配置されていることを特徴とする請求項１又は２のうちの１項記載の熱光スイッチ。４．電極アーム対の電極アームの内側エッジはその下にある２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）の内側エッジを基準にして合同に配置されていることを特徴とする請求項１又は２のうちの１項記載の熱光スイッチ。５．それらの相互作用長に亘って密に接近して配置された２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）は相互に平行にガイドされていることを特徴とする請求項１記載の熱光スイッチ。６．加熱電極（Ｅ）はＨ字状に形成されており、２つの電極アームを接続するクロス部材（Ｇ）は前記電極アームに対して中心に配置されており、さらに前記電極アームは部分電極アーム（Ｅ′１、Ｅ″１及びＥ′２、Ｅ″２）に分割されており、それぞれ部分電極アーム（Ｅ′１又はＥ ′２）は点対称に配置された部分電極アーム（Ｅ″２又はＥ″１）と同時に制御されることを特徴とする請求項１記載の熱光スイッチ。７．それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を変更するための手段は次のような手段である、すなわち該手段によって２つの電極アーム（Ｅ１及びＥ２）が電気的に制御され、選択的に前記２つの電極アームのうちの１つ（Ｅ１又はＥ２）に一定のバイアス電圧が印加されるような手段であることを特徴とする請求項１記載の熱光スイッチ。８．選択的にただ１つの電極アーム（Ｅ１又はＥ２）が制御されることを特徴とする請求項１記載の熱光スイッチ。９．それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を調整するための手段は、異なる幅を有するように形成された電極アームであることを特徴とする請求項１〜８までのうちの少なくとも１項記載の熱光スイッチ。１０．それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を調整するための手段は、異なる厚さを有するように形成された電極アームであることを特徴とする請求項１〜９までのうちの少なくとも１項記載の熱光スイッチ。１１．それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を調整するための手段は、異なる材料から形成される電極アームであることを特徴とする請求項１〜１０までのうちの少なくとも１項記載の熱光スイッチ。１２．それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を調整するための手段は、異なる屈折率を有する導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）であることを特徴とする請求項１及び２記載の熱光スイッチ。１３．それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）における屈折率の温度による対称性/非対称性及び/又は幾何学的な対称性/非対称性を調整するための手段は、異なる幅を有するように形成されている導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）であることを特徴とする請求項１及び２記載の熱光スイッチ。１４．基板（Ｓ）の上には下部緩衝層（ｕＰ）が設けられ、この下部緩衝層（ｕＰ）の上にはポリマー導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）を含む導波層（Ｗ）が設けられ、この導波層（Ｗ）の上には上部緩衝層（ｏＰ）が設けられ、この上部緩衝層（ｏＰ）の上には加熱電極（Ｅ）が前記ポリマー導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１及び２記載の及び請求項１〜１３までのうちの少なくとも１項記載の熱光スイッチ。１５．下部緩衝層（ｕＰ）の屈折率は導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）の屈折率よりもほんのわずか小さく、これらの屈折率の差はほぼ０．００５であることを特徴とする請求項１４記載の熱光スイッチ。１６．下部緩衝層（ｕＰ）は２つの部分層（ｕＰ１及びｕＰ２）から成り、基板（Ｓ）に隣接する部分層（ｕＰ１）は導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）よりもはるかに小さい屈折率を有することを特徴とする請求項１４記載の熱光スイッチ。１７．導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）と上部緩衝層（ｏＰ）との間の屈折率の差はほぼ０．２であることを特徴とする請求項１４記載の熱光スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者クリスピンツァヴァドゥツキドイツ連邦共和国ベルリンペッヒシュタインシュトラーセ 80 (72)発明者ハンス―ペーターノルティングドイツ連邦共和国ベルリンリングスレーベンシュトラーセ 68

Claims

【特許請求の範囲】１．基板（Ｓ）上に層構造を有する熱光スイッチであって、前記層構造は方向性カプラー導波路構造を導波層（Ｗ）に有し、さらに前記層構造はカプラ構造の形式に適合した加熱電極（Ｅ）の構造を前記導波層（Ｗ）の上側に有する、熱光スイッチにおいて、それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して延在する２つの導波路(ＷＬ１及びＷＬ２）は、共通のクロス部材（Ｇ）を介して接続された加熱電極（Ｅ）の少なくとも一対の薄層状に形成された電極アームによって少なくとも部分的にそれらの幅だけ被覆されており、前記電極アームはこれの下にある前記導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）に幾何学的に類似した形状を有し、前記一対の電極アームのうちの少なくとも１つの電極アームは電気的に制御可能であることを特徴とする熱光スイッチ。２．それらの相互作用長（Ｌ）に亘って密に接近して配置された２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）は相互に平行にガイドされていることを特徴とする請求項１記載の熱光スイッチ。３．一対の薄層状に形成された電極アーム（Ｅ１及びＥ２）は共通のクロス部材（Ｇ）を介して接続されていることを特徴とする請求項１記載の熱光スイッチ。４．２つの電極アーム（Ｅ１及びＥ２）は電気的に制御され、選択的に前記２つの電極アーム（Ｅ１及びＥ２）のうちの１つが一定のバイアス電圧を印加されることを特徴とする請求項３記載の熱光スイッチ。５．選択的にただ１つの電極アーム（Ｅ１又はＥ２）が制御されることを特徴とする請求項３記載の熱光スイッチ。６．薄層状に形成された２つの対の電極アーム（Ｅ′１、Ｅ′２及びＥ″１、Ｅ″２）が共通クロス部材（Ｇ）に対して対称的に配置されており、さらに電極アーム対のそれぞれ１つの電極アーム（Ｅ′１又はＥ′２）は、他の電極アーム対の点対称的に配置された電極アーム（Ｅ″２又はＥ″１）と同時に電気的に制御されることを特徴とする請求項１記載の熱光スイッチ。７．共通のクロス部材（Ｇ′及びＧ″）は分割されており、さらに電気的及び熱的に絶縁されていることを特徴とする請求項６記載の熱光スイッチ。８．電極アームは異なる幅を有することを特徴とする請求項１〜７までのうちの１項記載の熱光スイッチ。９．電極アームは異なる厚さを有することを特徴とする請求項１〜８までのうちの１項記載の熱光スイッチ。 10．電極アームは異なる材料から形成されることを特徴とする請求項１〜９までのうちの１項記載の熱光スイッチ。 11．電極アーム対の電極アームの内側エッジはその下にある２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）の内側エッジを基準にして合同に配置されていることを特徴とする請求項１、３及び６のうちの１項記載の熱光スイッチ。 12．電極アーム対の電極アームはその下にある２つの導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）に対してずらされて配置されていることを特徴とする請求項１、３及び６のうちの１項記載の熱光スイッチ。 13．導波路(ＷＬ１及びＷＬ２）は異なる屈折率を有することを特徴とする請求項１記載の熱光スイッチ。 14．導波路(ＷＬ１及びＷＬ２）は異なる幅を有するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の熱光スイッチ。 15．基板（Ｓ）の上には下部緩衝層（ｕＰ）が設けられ、この下部緩衝層（ｕＰ）の上にはポリマー導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）を含む導波層（Ｗ）が設けられ、この導波層（Ｗ）の上には上部緩衝層（ｏＰ）が設けられ、この上部緩衝層（ｏＰ）の上には加熱電極（Ｅ）が前記ポリマー導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１記載の及び請求項１〜１４までのうちの少なくとも１項記載の熱光スイッチ。 16．下部緩衝層（ｕＰ）の屈折率は導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）の屈折率よりもほんのわずか小さく、この屈折率の比はほぼ０．００５であることを特徴とする請求項１５記載の熱光スイッチ。 17．下部緩衝層（ｕＰ）は２つの部分層（ｕＰ１及びｕＰ２）から成り、基板（Ｓ）に隣接する部分層（ｕＰ１）は導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）よりもはるかに小さい屈折率を有することを特徴とする請求項１５記載の熱光スイッチ。 18．導波路（ＷＬ１及びＷＬ２）と上部緩衝層（ｏＰ）との屈折率の比はほぼ０．２であることを特徴とする請求項１５記載の熱光スイッチ。