JP2002539465A

JP2002539465A - 光冗長性のための接続システム

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Publication number: JP2002539465A
Application number: JP2000534023A
Authority: JP
Inventors: ディヴィッドエイディーコン; リチャードビートムパーン; ウィリアムケイビシェル; トニーシーコワルクジク
Original assignee: Gemfire Corp
Current assignee: Gemfire Corp
Priority date: 1998-02-24
Filing date: 1999-02-01
Publication date: 2002-11-19
Also published as: EP1059013A1; KR20010041299A; WO1999044388A1; US6325553B1; WO1999044388A9; US6049641A

Abstract

(57)【要約】冗長性光接続システムが、特に、後の段階での光接続を可能にする形態で製造される。何れの光源が機能するかを特定する情報に応答して、機能する光源のみから光出力へと光エネルギーを案内する更なる構造が活性化され、または接続システムに導入される。本発明の一つの側面において、この予備的形態は、夫々の複数の光源を夫々の適用構造に結合する主案内構造と、二次光源に結合され且つ如何なる適用構造にも結合することなく終端する二次案内構造とを具備している。情報によって主光源の一つが機能しないことが示されると、二次案内構造から機能しない光源に対応する主案内構造へと光エネルギーを転送する構造を追加し、または活性化することができる。本発明のもう一つの側面において、この予備的形態は、N個の光源およびN個よりも多い出力案内構造を有する材料を含んでいる。この材料の中には、光源の出力と出力案内構造の入力との間にギャップ領域が提供される。情報に応答して追加の案内構造が後で形成または活性化されて、機能的な光源だけからの光エネルギーを、出力案内構造の入力へと案内する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の背景）本発明は冗長性システム、および機能しない光装置を補償するためのそのよう
な冗長性システムの利用に関する。

【０００２】（関連技術の説明）例えばLCDディスプレーを含む平面パネルディスプレー用の、エレクトロニク
スおよび回路部品、光源アレイおよび列装置の分野において、冗長性設計の幾つ
かの例が先行技術で使用されている。これらの幾つかは、本明細書の一部として
援用する下記の引用文献の中で説明されている。

【０００３】米国特許第5,111,060号明細書、1992年5月5日、Asada、「全ての回路部品について冗長性またはスペア回路部品を装備した電子回
路」米国特許第5,612,968号明細書、1997年3月、Zah、「冗長性多波長光源アレイ」米国特許第5,619,223号明細書、1997年4月18日、Lee et al.、「集積列選択駆動回路を備えたディスプレーの有効収率を増大する装置」米国特許第4,719,634号明細書、1988年1月12日、Streifer et al.、「故障寛容性結合を備えた半導体レーザーアレイ」第３版「平面パネル製造コスト」、スタンフォード資源Inc.社、第3章80〜81頁「修復システム」上記引用文献は冗長性設計を使用してはいるが、損傷した光装置を補償する冗
長性設計を取り巻く問題を、追加の製造工程を最小限にする方法で取り扱ってい
るようには思えない。

【０００４】加えて、他の分野で知られている冗長性技術を、導波路および導波路の組合せ
のような光案内構造を組み込んだシステムに適用するときは、例えば減衰または
ロスの問題に対処するための更に考慮すべき事項が存在する。この減衰またはロ
スは、光が導波路を通して移動し、また滑らかでない導波路境界で散乱するとき
に生じるものである。光ロスは、一般に三つの異なる機構（散乱、吸収および放
射）に起因する。散乱ロスは、案内された光の放射モードまたは他の案内モード
への再方向付けをもたらす。散乱は、導波路境界の粗さまたは粒状性等によって
発生する可能性がある。吸収ロスは、光エネルギーの熱形態への変換である。放
射ロスは、例えば導波路が湾曲により曲がっているときに顕著である。

【０００５】製造に関する問題としての光ロスの問題は、光導波構造に関する上記参照文献
では充分に対処されていない。

【０００６】（発明の概要）本発明によれば、冗長性の光接続システムが予備的な形態で製造される。何れ
の光源が機能的であるかを特定する情報に応答して、更なる構造が活性化すなわ
ち作動させられ、または光エネルギーを機能的な光源から光出力へ案内する接続
システムの中に該構造が導入される。

【０００７】本発明の一つの側面において、前記予備的形態は、複数の主光源を夫々の適用
構造に結合する一次案内構造と、二次光源に結合され且つ何れの適用構造にも結
合されずに終端する二次案内構造とを含んでいる。情報によって一次光源の一つ
が非機能的であることが示されると、二次案内構造からの光エネルギーを、非機
能的光源に対応した一次案内構造へと転送する構造が付加または活性化され得る
。

【０００８】本発明のもう一つの側面において、前記予備的形態は、N個よりも多い光源お
よびN個の出力案内構造を有する材料を含む。この材料には、光源の出力と出力
案内構造の入力との間にギャップが設けられる。前記情報に応答して追加の案内
構造が形成または活性化され、機能的な光源のみから出力案内構造の入力へと光
エネルギーを案内する。

【０００９】本発明は、添付図面と共に以下の詳細な記述を参照することによって、更によ
く理解されるであろう。

【００１０】（詳細な説明）本発明による冗長性技術の主要な応用領域はディスプレーの分野である。他の
用途には通信、データ保存、およびデータ走査および印刷が含まれる。

【００１１】図１は、複数の案内構造（光の横方向寸法を、伝播距離に沿って該構造体内に
制限する構造）であって、この場合は多くの出力光チャンネル導波路106に結合
された光源（この場合はダイオードアレイ装置またはバー104）を含む、冗長性
光源の位置部分を示す図である。出力導波路106は、ディスプレー経路制御構造
における種々の制御可能な光再方向付け器（図示せず）の状態に応じて、最終的
にはディスプレー108の個々の画素122に結合される。ディスプレーの一般的な特
徴は、1975年3月に発行された「光導波路ディスプレーパネル」と題するAndrews
の米国特許第3,871,747号明細書、および1996年8月に発行された「電気的に制御
される導波経路制御を備えたディスプレーパネル」と題するBischel et. alの米
国特許第5,544,268号明細書に記載されている。これらの特許は、本明細書の一
部として本願に援用する。図１には、基板110上に取りつけられ、且つ導波路ア
レイに密着結合された光源が示されている。当業者には、密着接合が導波路アレ
イを光源パッケージに結合するために用い得る唯一の方法でないことは明らかで
あろう。他の結合方法には、暫定結合（二つの導波路は、一方における幾らかの
光が他方に結合されるように相互に近接して配置される）、レンズ結合、および
格子結合（光源から出た光が格子の一部に衝突して、回折した光線の一部が入力
導波路に結合するように、入力導波路またはその近傍に格子が作製される）が含
まれるが、これらに限定されるものではない。勿論、導波路アレイは、当該技術
で公知の種々の方法により、同じ基板材料の表面または頂部表面に作製すること
ができる。もう一つの実施例では、導波路アレイとして、別々に製造した後に取
りつける代わりに、レーザー光源アレイが同じ基板上に集積される。

【００１２】この出願で述べる製造のタイプは、好ましくは、全体が個別の部品からなる回
路ではなく、集積光回路の作製である。厳密に言えば、集積光回路は、平面基板
中または平面基板上に作製または集積された光学機能を有する光回路である。集
積光回路の製造の際に使用される平面基板は、通常は、電子集積回路の光学版で
ある「チップ」と称する個々の装置にスライスすることができる。通常使用され
るように、集積回路の用語には、モノリシック回路およびハイブリッド回路の両
者が含まれる。モノリシック回路では、装置のために使用されるすべての部品、
例えば光源、導波回路および出力光回路が単一基板上に集積される。ハイブリッ
ド回路の場合、少なくとも一つの追加の部品（チップであってもチップでなくと
もよい）が、少なくとも一つの集積光回路に結合される。集積光学装置は、典型
的には、個別素子で構成された従来の光システムを凌駕する多くの利点を有して
いる。これらの利点には、光ロスが低いこと（整列が更に良好な制御を受けるか
ら）、および大きさ、重量および消費電力が小さいことが含まれる。加えて、信
頼性が改善され、振動により生じる影響が低減され、バッチ製造の可能性、最終
的には顧客に対するコストの低減を導く。これら利点に対するトレードオフは、
同じ基板に対して製造プロセスを連続的に適用する必要がある。その結果、プロ
セス工程は先の工程の結果に対して適合しなければならず、収率は各工程の積に
なる。プロセスステップが不適合である場合、多くの別々の部品はハイブリッド
構成で使用すればよい。従って、適合性の要件は各部品に対して別々に適用され
るが、整列および信頼性の問題はより困難になる。明らかに、これら因子の間の
トレードオフは、夫々の場合における詳細な分析を必要とする。

【００１３】経時的に更に適合性に優れた構造およびプロセスが開発されるに伴って、光学
工業における傾向は、上記で列挙した利点をより良く活用するために、益々高レ
ベルの集積化に向かっている。しかし、より多くの部品を装置上に集積すること
は、故障が生じ得る部位の数を増大させ、システムの機能を危険に曝すすことに
なる。故障は、特にレーザー光源、スイッチおよびモジュレータのような能動素
子において予想される。故障が何処で生じたとしても、それに対処するための幾
つかの手段が提供されなければならない。装置の信頼性を増大するオプションを
追求することは、技術的な限界のために非常に困難である。代りの手段は、故障
が起きたときに使用できる追加のまたは冗長性の装置を提供することである。こ
の出願の主題は、このような冗長性光接続部品を組み込んだ集積光回路のための
光接続、制御システム、および好ましい配置を記述することである。

【００１４】画素122は、ここで「適用構造」と称するものの例である。本発明は、この説
明の目的で用いるディスプレー以外にも多くの分野に適用されるので、適用構造
は、或る有用な目的で働き得る何等かの区別され得る構造であり、その機能は、
単に光伝送を消去する以上のものである。適用構造の例には、光コネクタ上の個
々のリード端末、データ読み取り機、データ書き込み機、印刷ヘッドおよびディ
スプレー構造、データ保存光分配構造などが含まれるが、これらに限定されない
。適用構造は、それらが正しく機能する光源からの光エネルギーによってエネル
ギーを供給されるときに価値を有する。この説明の目的のために、その目的が冗
長性接続または冗長性システムの形成を補助することにある適用装置、例えば、
一次または二次光源が機能基準（例えば、ガイドに結合されるパワー、クロスト
ーク、レーザ閾値、発光波長、ノイズ床、データ速度、モード品質等）を満たす
かどうかを決定することが目的である検出システムは、この定義から排除される
。

【００１５】図示のダイオードアレイ装置は、ここでは共通の基板上で横方向に離間したコ
ンタクト102として表される複数の個々の発光ダイオード装置を有しており、複
数の光出力を発生する。中心から中心への距離50μmは典型的ではあるが、不可
欠ではない。ここで使用する「光源」の用語には複合光源、例えば、それらの出
力が一つの複合出力に合体される同じ波長または異なった波長の多くの発光ダイ
オードが含まれる。導波路106も同様に、ダイオードアレイからの複数光出力の
夫々を受け取るために、発光ダイオードと同じ横方向間隔を有する。密着結合の
効率を改善するために、屈折率調和結合材112が、レーザーと導波路との間に設
けられる。この材料は、周囲の材料および動作温度プロファイルに適合したUV硬
化性接着剤、または他の何れか適宜の材料であればよい。ダイオードアレイと導
波路との間の結合は、ビーム整形光学系、ビーム平行化光学系および／または収
束光学系によって補助されてもよい。こうして、発光ダイオードは光導波路106
と整列され、夫々の個々の発光装置からの光が夫々の導波路に結合される。

【００１６】ディスプレーが製造されたら、その製品が消費者の期待に従っていることを確
認するために試験することができる。発光装置の一つが欠陥品であるときには、
問題のディスプレーは予想通り光らずに、ディスプレーを横切る容認できない暗
い線を生じる列を含むことになる。

【００１７】本発明の一つの側面では、冗長性の光学接続システムが提供され、該システム
はこのようなディスプレーまたはその部品の試験の際に、上記で述べた状況の欠
陥レーザー114のような欠陥光源を置き換えるために用いることができる。図１
に示すような冗長性レーザ116は、レーザーバーの一端に位置し、該ディスプレ
ーの動作のために通常は必要とされないものである。冗長性レーザー116は、電
源が供給されると、通常はレーザー116の近傍の上流方向から導波路118に沿って
、また出力導波路106から遠くにある位置で導波路が終端する点124へと下流にむ
けて伝播する光出力を提供するであろう。この光ビームは、それを必要とする列
または導波路に再方向付けするために、図１上で点Ａから点Ｂへと再方向付けさ
れる。これは、導波路118内を伝播する光源116からのエネルギーを、点Ａにおい
て交差接続導波路126の中に再方向付けする構造130を導入または活性化し、また
、交差接続導波路126からのエネルギーを、点Ｂにおいて出力導波路120の中に下
流方向に再方向付けする更なる構造132を導入または活性化することにより達成
される。再方向付けされると、冗長性レーザー116から出力された光は、ディス
プレーの必要な導波路120の中に光を出力することができるであろう。（ここで
使用する「上流」および「下流」の用語は、光エネルギーの伝播の方向に関する
）。

【００１８】なお、図1において、導波路126は導波路118および106と同じ平面にあるように
示されている。この特別の幾何学的配置は、単一平面集積光学系には望ましいが
、平面外の再方向付けを用いて所望の光接続を達成する多平面光学構造には必要
とはされず、また望ましくもない。

【００１９】本発明の目的のために、再方向付けは、利用可能なエネルギーの何等かの部分
の再方向付けを意味するために用いられることに留意すべきである。しかし、よ
り高い比率の再方向付けが望ましく、従って、一定の再方向付け構造は他の構造
よりも望ましい。一般に、利用可能なエネルギーの実質的に100％の再方向付け
率が好ましいが、一定の適用では、少なくとも50％の再方向付けも許容可能であ
る。

【００２０】図１において、導波路構造は、交差接続導波路126が全ての一次導波路と交差
して延びるように示されている。しかし、交差接続案内構造は目的の一次導波路
120の近傍にまで伸びてその機能を充分に果たし得ること、即ち、それが案内構
造の充分な近傍まで到達するように延びることにより、光エネルギーが交差接続
案内構造から一次案内構造へと移行できることは当業者に明らかであろう。この
光エネルギーの移行は直接的であってもよく、または追加の光再方向付け構造に
よるものであってもよい。交差接続導波路126は、構造体132が作製されるまでは
如何なる導波路106にも結合されず、導波路の交差部における屈折率構造により
導入される比較的小さいクロストーク項は無視される。

【００２１】交差接続導波路126が、交差部において導波路106からの光エネルギーを実質的
に結合しないことが重要である。このような何等かの結合は交差ロスを導き、ま
た導波路と交差する領域を通過した後に、導波路106に残っている総出力が好ま
しくなく低下するであろう。許容され得る結合のレベルは、全体の装置が意図す
る特定の用途または適用に依存するであろう。例えば、高出力が必要とされるデ
ィスプレーの用途については、おそらく50％の交差導波路由来の合計挿入ロスが
許容可能であり、その結果、許容可能な結合は50％を交差導波路の総数で割った
ものである。通信の分野において、もし増幅器を使用して出力バックアップを所
望のレベルにブーストできるならば、結合の許容可能なレベルはより高くなり得
るであろう。導波路126は、出力モニター、ローカルデータモニターまたはレシ
ーバーのような他の適用構造に結合されてもよいが、光源104からこれら導波路
の中を流れる出力の低下を回避するために、それが必要とされるまで導波路120
には結合されない。

【００２２】また、交差導波路126からの如何なる出力も、導波路106の中に結合しないこと
が重要であろう。結合された光源から導波路126の中を伝播し、または先の交差
部での交差結合によって結合されて導波路126の中を伝播する如何なる出力も、
導波路106の中に結合されて、それらの機能を妨害する可能性がある。この場合
も、実質的に結合は生じないと言い得る閾値レベルは用途に依存する。例えば、
ディスプレー装置では、このような結合による出力は10％未満であれば無視でき
るのに対して、通信装置においては、チャンネル間のクロストークを回避して、
ビットエラー率をシステムの完全性を保つのに充分に低く維持するするために、
結合は1％未満または0.1％未満であることが必要であろう。

【００２３】図１に示されたダイオードアレイは、一つの冗長性レーザーのみを示している
。しかし、レーザーダイオードアレイはこのような幾つかの冗長性レーザーを有
することが望ましいであろう。これらの冗長性レーザーは、レーザーアレーの全
体に亘って所望の仕方で分散されていてもよく、図１１および図１３に示すよう
に主レーザーの間の位置に物理的に配置され（交互に配置され）てもよく、また
は同一または異なるレーザーアレイの一以上のグループの中に位置してもよい。

【００２４】光出力の再方向付けは、固定位置ＡおよびＢにインストールされた冗長性接続
素子（例えば反射体またはミラー）によって達成することができる。このような
各ミラーは、バルク材料から基板材料を除去し、導波路に隣接し且つ反射光線を
選択された案内構造（この場合は導波路）に方向付けるような角度で配向された
平坦な表面を残すことにより形成すればよい。このミラーは従来の加工技術を使
用して作製すればよく、例えば、高出力エキシマレーザーまたはオンビームエッ
チング（何れも、収束ビーム移動のマスクまたはパターンを用いてミラーの形状
を定義し得る）を用いたレーザー研削が含まれる。このような技術を使用するこ
とにより、ミラーまたは全体の内部反射インターフェースが提供され、或いは金
属コーティングを塗布して反射体を与えることができる。ミラー表面のレーザー
研削は、B. L. Boothによる「電子および光用途のためのポリマー」（1993）の
「集積光導波路のためのポリマー」と題する章に記載されており、この文献を本
明細書の一部として本願に援用する。なお、ミラーまたは他の光反射体は、所望
であれば、置換された光源から放出される如何なる光エネルギーも適用構造に到
達しないように、これをブロックするように作製できることに留意すべきである
。

【００２５】このような冗長性システムをディスプレーまたは他の何れかの装置に組み込む
ときは、採用する製造プロセスの効果を理解することが望ましい。加えて、使用
する冗長性接続素子の性質は、それ自身が最小ロスを形成するかもしれない。例
えば、ミラーがバルク材料から基板材料を除去することによって形成されるとき
は、製造される表面は完全に平坦でないかもしれず、その表面粗さは該ミラーか
ら光が反射するときに光を減衰させるかもしれない。ミラーを作製するために使
用する金属ケーシングおよび／またはポリマー材料に依存して、冗長性システム
の導入によって、吸収ロスおよび散乱ロスの両方がシステムに導入される可能性
がある。表面粗さに加えて、製造されたミラーの角度は理想的または好ましい角
度とは若干異なる可能性があり、これもまた信号の減衰を生じ得る。製造プロセ
スにおいては、これらの因子により生じる光エネルギーロスを最小にするように
注意すべきである。

【００２６】一次導波路と冗長性交差接続導波路との間の選択された交点における追加の光
再方向付け構造が、図に示されている。冗長性交差接続導波路は全ての一次導波
路と交差する必要はなく、それらは幾つかと交差するだけでよく、および／また
は「Ｔ」字形交差で終端してもよいことが明らかであろう。幾つかの実施例にお
いて、冗長性の交差接続導波路は一次導波路の近傍にまでしか伸びていないが、
光再方向付け構造の追加または活性化を伴ってまたは伴わずに、極めて僅かな結
合または光再方向付けを可能にするように十分近接している。導波路は、この例
では実際に接触せずに空間的に相互に近接しているが、一つの導波路から他の導
波路へ光を結合するために有用な分離距離を含んでいる。接続導波路と一次導波
路との間の分離距離に対する制限は、案内モード構造（単一モード、または多重
モード）に依存し、また用途に依存する。高い効率的な光エネルギー転送を必要
とする状況では、高い効率を必要とせず幾らかの光結合のみを必要とする他の状
況と同じような大きな分離距離に耐えることはできない。効率を必要とする用途
の場合は、数レイリー距離(Rayleigh range)のオーダーの分離距離にのみ耐え得
るか、または数分の１レイリー距離のみが許容され得る。レイリー距離の定義は
当該技術において周知である。大まかに言えば、それは、閉じ込められていない
光ビームが回折効果のために若干広がり始める距離である。他の用途の場合は、
幾らかの検出可能な光が所望の出力案内構造に結合される限り、遥かに大きい分
離距離に耐えることができる。このような交差結合導波路は、実際には行先一次
導波路と交わらないとしても、ここで使用する用語として、このような構成は「
交差」を構成するとみなされる。加えて、ここで使用する「近傍」の用語は、特
別の事例のような厳密さを含んでいる。事実、この最後の例において、冗長性導
波路は最初の一次導波路までしか伸びておらず、実際にはこれと交差せず、非常
に僅かな結合を生じるのに充分に近接して伸びている。

【００２７】これらの問題に加えて、冗長性光接続システムは制御システムを組み込むこと
ができ、該制御システムは欠陥レーザーの検出を容易にし、所望のときは、その
情報を冗長性接続素子の動作の実行を担当するシステムへと中継する。このシス
テムはまた、冗長性レーザー装置のサブシステムへとこの情報を中継し、本来は
欠陥レーザー（例えば114）を意図した情報によって冗長性レーザー（例えば116
）を活性化させる。この性質の制御システムは、コンピュータソフトウエアおよ
びファームウエアの使用によって実行できるであろう。

【００２８】冗長性接続素子は、冗長性素子（この場合にはレーザー）を光システムの中に
光学的に接続するように実施され、欠陥素子をバイパスさせて、光学システムの
機能を保存する。制御システムには、欠陥素子に回されるべき情報（および何等
かの同期）が、その代わりにこれを置換する冗長性素子に回されるような、置換
に関する情報が与えられる。

【００２９】この説明の目的のために、所望のレベルに達しないレベルで動作するレーザー
が、非機能的または故障レーザーとして定義される。この所望の動作レベルは、
強度または出力パワーのような幾つかのパラメータによって決定され、従って機
能性の基準を定義する。コンピュータ制御されたシステムは、該システムの機能
に悪影響を及ぼすことなく、このような一以上の機能性レーザーの可能性を提供
することができるであろう。例えば、制御システムは、非機能的レーザーを不活
性化して、システムの残りの部分に対するその影響を最小限にすることができる
であろう。或いは、システムのアーキテクチャーおよび制御システムは、非機能
的レーザーが該システムに接続されたままで、且つそれが発生する如何なる光も
、追加の構造によって吸収または処理されて装置内の迷光分布が防止されるよう
に設計することができる。

【００３０】上記システムの欠点は、必ずしも利用される訳ではなく且つスペースを要する
冗長性レーザーが、レーザーバーに含まれることである。このようなシステムが
装置内で使用されるとすれば、導波路のレイアウトは、その用途に適合するよう
に設計されなければならない、例えば、当該装置がディスプレーマトリックスで
あれば、見る人に許容可能な映像を与えるように、導波路の列は典型的には所定
の間隔（通常は等間隔）で離間されるであろう。従って、冗長性レーザーおよび
導波路の存在が出力導波路の間隔に影響しないような手段を見付けることが望ま
しい。

【００３１】このような手段はまた、用いられる冗長性システムが、全体のアーキテクチャ
ーまたは主システムの動作を不当に乱すことなく、充分に機能することを可能に
する問題に対処できるであろう。このような手段は、何れかの冗長性システムを
通る光信号の減衰またはロスのような問題を考慮に入れること、例えば、最終的
な信号出力が所望のレベルに合致するように冗長性レーザードライブを調節する
ことができるであろう。先に説明したように、ロスは光が導波路および関連の構
造を通って伝播するときに受ける減衰である。何等かの冗長性システムによって
導入される変化を最小限にすること、例えば、追加の導波路セクションの要件を
最小限にすること、または曲がった又は湾曲した導波路セクションの要件を最小
限にすることは、最終的にこのような冗長性システムにより導入されるロスを低
下させる。

【００３２】なお、図１に与えられた交差導波路は、幾つかの目的を同時に達成するように
注意深く作製される特別な交差部134を通過する。例えば、この特別な交差部は
、導波路106および136における最小ロス、並びにそれらの間の最小結合に貢献す
るように設計される一方、それらはまた、必要が生じたときに、例えば素子130
および132によって示される冗長性接続素子の製造、挿入または活性化を可能に
するように適切に製造される。これらの特別な交差部134は、それらが利用され
てもされなくても装置内に存在し、また冗長性光源116を用いることが必要にな
る可能性を許容するように作製される。このタイプの構造134は「冗長性促進構
造」、即ち、光経路の間に樹立すべき光接続を提供する一方、該接続が樹立され
る前のこれら光経路の一体性を維持する構造である。「提供する」とは、冗長性
促進構造を構成する素子が、冗長性促進構造の位置で任意に実施されるように選
択された、特別なタイプの光接続構造の動作のために必要とされる範囲内の寸法
で作製されたことを意味する。冗長性促進構造が位置する領域は、冗長性アレイ
領域と称することができる。一つの冗長性促進構造において光接続が所望された
ときは、選択された光接続構造タイプの作製または活性化に適したプロセスが所
望の位置に適用される。

【００３３】冗長性促進構造は、図9に示すように、電子／光、磁気／光、または熱／光、
スイッチ等のような構造を活性化または制御すること含む多くの手段によって、
図６に示すように予め定められた容積の材料を除去することによって、および図
４、図７および図８に示すような他の構造を露光または作製することによって、
光経路を接続するために活性化され得る。後で図４Ａに関連して、特に要素402
を参照して分かるように、冗長性促進構造を活性化するために必要な他の構造は
、紫外線のような光源に露光されたときに活性化され得る。この場合、当該構造
は活性化前には全く見えないが、光源と光出力との間の接続が、フォトデファイ
ン即ち光学的に構成された(photodefined)ように、材料の性質、層厚の寸法、加
工工程の順序等が選ばれる。これにより、案内構造の接続を可能にする冗長性促
進構造が装置に与えられるが、接続が形成されることは必要とされない。

【００３４】冗長性促進構造の多くの有用は変形が存在し得る。例えば、導波路は同一平面
または二つの異なる平面に形成してもよい。導波路は異なる角度で作製されても
よく、また複数の導波路切片に複数の再方向付け構造を設けてもよい（例えば、
接続の間に生じる偏光回転量を制御する平面外交差導波路の場合に特に望ましい
）。或いは、装置の平面に対して直角な当該構造の投影において導波路が交差し
ないという意味で、導波路は全く交差しなくてもよい。図４は、交差導波路のな
い冗長性促進構造の一例であり、ここでの接続は光学的に構成される。なお、使
用される交差部は、二つの導波路の最も近い接近点を取囲み且つ含んだ近接領域
を含んでいる。

【００３５】図１は、エッジ放出型レーザーダイオードバー104を利用した構成を示してお
り、これは導波路構造と同じ平面内にあり、またレーザーダイオードからの出力
光を光導波路106の中に結合する従来の結合技術を利用している。しかし、本発
明によって利用される光源のタイプがエッジ放出型構造に限定されないことは、
当業者には明らかであろう。例えば、接合面に対して平行な装置平面から光を放
出する表面発光型レーザーを用いてもよい。表面放出型レーザーダイオードは、
ウエハー上での高いパッキング密度の利点を提供し、また一般にはエッジ放出型
ダイオードよりも高効率である。

【００３６】図１８は、縦型キャビティー表面放出型レーザーダイオードVCSELの模式図を
示しており、活性層は縦方向の夫々の側において、交互の高屈折率層および低屈
折率層で拘束されており、これら層の夫々はレーザー波長の1/4の厚さになるよ
うに設計されている。これらλ／４のスタックの夫々は、狭バンドで且つ高反射
率のミラーとして作用し、従って縦型キャビティーを形成する。このタイプのレ
ーザーは、数十ミクロンの領域の直径を有し得る。結局、1cm²の一つのチップに
、縦型キャビティー円筒状量子井戸の約100万個のSELD（夫々が約2μmの直径を
有する）アレイを作製することができる。縦キャビティー表面放出型レーザーダ
イオードは、円形出力ビームを生じ、また放出された光を、活性領域の近傍に配
置される光ファイバーまたは他の案内構造に容易かつ効率的に結合する利点を有
する。

【００３７】このような表面放出型装置を利用すれば、案内構造を組み込んだ装置と同一で
ない平面において、表面から放出された光が効率的に生じるであろうことは当業
者に明らかであろう。放出された光を案内構造中に結合することを可能にするた
めに、種々の平面外結合技術を使用することができる。例えば、図１９に示すレ
ーザー研削ミラーまたは反射体、即ち、VCSEL1904からの光線を適切な案内構造1
906に沿って再方向付けするような角度で配置されたミラー1902を利用すること
ができる。このような他の面外結合技術は当業者に明らかであり、これにはプリ
ズム、格子または導波路カプラーの使用が含まれるが、これらに限定されるもの
ではない。

【００３８】これらの面外結合技術を、放出された光が出力案内構造とは異なる平面内にあ
るエッジ放出型ダイオードと共に利用してもよいことは明らかであろう。

【００３９】図２は冗長性光源の一つの実施例を示しており、ここではレーザーダイオード
バー202が光出力導波路218に結合され、各導波路は光コネクタ222上の個々の導
波路接続220からなる夫々の適用構造で終端する。更なる光コネクタ224はコネク
タ222にマッチングするように設計されており、光接続220からの光エネルギーは
、マルチ光ファイバーケーブル226の各ファイバー204の中に結合される。

【００４０】レーザーダイオードバー202は制御システム206に電気的に接続可能であり、こ
れは電気的データ信号を調節し、或いはレーザに該データを加えるデータ源を含
んでいる。この制御システムはまた、所望であれば必要なときに、冗長性レーザ
を動作させる所望のデータ抽出を可能にするために、各レーザーダイオードの機
能状態を受信して記憶する手段207を含むことができる。

【００４１】この構成において、接点208として示される冗長性装置は、主レーザーバー202
とは別のレーザーバー210に配置されており、主レーザーバー202からの装置は出
力導波路218の夫々の入力端において整列している。非機能的即ち機能していな
いレーザ（例えばレーザー212）の存在が確認されると、欠陥装置が冗長性装置
（この場合は228）によって効率的に置き換えられるように、冗長性装置バー210
の一つのダイオード装置からの光出力が再ルーティングされる。これにより、入
力端で欠陥光源と整列しているものを含む全ての導波路は、動作している光源か
らの光を受け取ることができるようになる。光出力の再ルーティングは、冗長性
装置からの光が所望の導波路（この場合は214）の中に確実に案内されるように
配置された冗長性接続素子、例えば集積化された反射体またはミラー216によっ
て達成することができる。このような夫々のミラーは、上記で説明したようにし
て形成される。

【００４２】図２の特定の構成は、導波路218の複数のアレイを備えた大きなシステムを形
成できるように、二以上の主装置バー（例えば202）を相互に隣接して配置する
ことを可能にする。この構成における冗長性光源は、202のような複数の主アレ
イとして働く。

【００４３】この実施例においては、冗長性装置は、動作するレーザーからの光をその所望
の位置へ再方向付けするミラーを作製することにより、必要なときには欠陥装置
毎に一つの冗長性接続素子216のみを使用して再方向付けし、欠陥装置を置き換
えることを可能にする。この構成は、図１に示す実施例に比較して少しの追加部
品または接続しか利用しないから、システムに導入されるロスを最小限にする。

【００４４】理解されるように、冗長性光接続装置が完全に製造され、且つ全ての必要な再
方向付け器が所定位置に配置された後、図２に示す装置は、動作する光源から対
応する適用構造への経路内に、０または１個の再方向付け器を有する。この装置
は、適用構造のための主光源が良好であれば経路内に0個の再方向付け器を有し
、また冗長性光源が当該適用構造のために使用されていれば、経路内に1個の再
方向付け器を有する。追加の再方向付け器が、図２に示したものを越えるルーテ
ィング構造の一部、または光源と冗長性交差接続アレイとの間のルーティング構
造の一部であってもよく、従って、それらは全ての経路と同じ数であることが多
いことは明らかであろう。従って、上記の所見は屡々、当該装置における動作す
る光源から対応する適用構造への全ての経路が、冗長性光源が使用されたかどう
かに応じてK個またはK+1個の再方向付け器を有する点において一般化することが
できる。同様に、図１に示すような装置は、動作する光源から対応する適用構造
への経路に、典型的にはK個またはK+2個の再方向付け器を有するであろう。

【００４５】冗長性光接続は、使用されるために与えられるが必ずしも使用されなくてもよ
い光接続である。光装置が動作しないか、または該装置のための機能性基準を満
たさないときには、問題の装置をバイパスしてこれを冗長性光装置で置き換える
ことによって光接続を与えるように、冗長性光接続を実施することができ、これ
により動作するシステムが提供される。なお、ここで使用する「光源」の語は、
そこから光エネルギーが放射される場所を意味することを意図している。それは
、それ自身が光エネルギーを発生することを必要としない。例えば、光コネクタ
入力は光源とみなすことができる。機能性の基準は、発生器光源（例えばレーザ
ーについて）について定義し得るのと同様に、非発生器光源について定義するこ
とができ、このような基準は最終的な発生器光源の機能性に一部依存し得ること
は明らかであろう。

【００４６】図３は別の構成、即ち、装置バー302に主装置および冗長性装置の両者を組み
込んだもう一つの光ルーティング構造を示している。この例において、装置バー
302からの夫々の放出体は、それが動作可能であるかまたは欠陥品であるかを見
付けるためにチェックされる。当該ダイオード装置が動作可能であれば、接続素
子304は、夫々の装置からの光出力が出力導波路312の夫々一つに再方向付けされ
るように配置／整列される。欠陥ダイオード装置（例えば310）に遭遇した場合
には、冗長性ダイオード装置306の一つを利用して、その光出力が、欠陥装置で
占められていた経路を確実に辿るように冗長性接続素子308を介して再方向付け
される。欠陥ダイオード310を接続するように接続素子が配置されていないとき
は、何れかの残りの放出（これは望ましくない可能性がある）を別の構造（図示
せず）へと案内して、この残留放出を吸収または分離してもよい。

【００４７】図３の実施例では、「主」光源と「冗長性」光源とを明確に区別する必要がな
いことは明らかであろう。それらは全て単なる「光源」であり、その幾つかは機
能的即ち機能しておりであり、その他は機能的でない即ち機能していない。再方
向付け器は、何れの光源が機能的であるかの情報に基づいて冗長性交差接続アレ
イにおける選択された交差部に配置され、夫々の光出力導波路は、夫々の機能的
な一つの光源からの光エネルギーを受け取るように結合される。

【００４８】出力導波路よりも多くの光源が存在し、出力導波路よりも多くの機能的光源が
存在することが可能である（実際にそうなり易い）。所定の一つの出力導波路上
で光エネルギー出力信号を生じることが望まれるときに、制御回路が正しい光源
に信号を適用できるように、光源と出力導波路との間の最終的な関係が既知であ
ることを除いて、機能的光源が、出力導波路に対して何れか特定の配列（例えば
左から右）で使用されることは必要とされない。

【００４９】この場合も、接続素子304および冗長性接続素子308は、レーザー研削（これに
限定されない）を含む従来の加工技術によって形成することができる。この実施
例では、全ての出力導波路が接続素子を有し、夫々は同様の追加の光ロスを有し
ており、均一な接続を形成している。

【００５０】図３により示される実施例は、冗長性接続素子およびそれらの関連する案内構
造を追加したにも拘わらず、等間隔の出力案内構造を維持できる構造を示してい
る。図示の実施例において、冗長性光源はレーザーバーの一端に示されている。

【００５１】図２３を参照すると、装置バー2302が一つの作動しないレーザーダイオード23
04を組み込んでいることが分かる。この特別の例において、装置バー2302からの
各装置は、それが動作するか或いは欠陥品であるかを見出すためにチェックされ
る。装置が動作すれば、夫々の装置からの光出力がその関連の出力導波路に再方
向付けされるように、接続素子2306が配置される。欠陥ダイオードに遭遇したと
きは、光をその関連の導波路に向けるための接続素子は配置されない。その代わ
りに、次の利用可能な動作する装置2308を利用し、その出力が次の一次出力案内
構造2312を辿ることを保証するために、接続素子2310を介してその出力を再方向
付けする。このようにして、入力からの光エネルギーと夫々の必要な出力との１
対１の結合を達成することができる。これは、クロストークのような、設計によ
って最小化できるが完全には排除できない小さい項を除いて、一つ且つ唯一の入
力が一つ且つ唯一の出力に接続されることを意味する。１対１の構造は、一つの
入力から放出されるチャンネルに分けられたエネルギーが多くの出力導波路にお
いて有用な（または多くの光源から放出される光エネルギーの多くの部分が一つ
の出力において有用な）、１対多数（または多数対１）の構造から区別される。
通信構造は、一つの光源にコード化されたデータが、外部からのデータとの混同
を伴わずに、それが解釈される所望の行先に送信されるのが望ましいから、典型
的には１対１構造である。個々のデータ流をベースに、一つの光源から一つの出
力へ流れる当該データのための本質的にユニークな経路が与えられるとすれば、
ここで使用される「１対１」構造には、１対１対応の定義内である波長を用いて
コードされた導波路ネットワーク（例えば波長分割多重ネットワーク、またはWD
Mネットワーク）が含まれる。光エネルギーの流れの観点からWDMネットワークが
多数対多数の対応を提供できるとしても、この解釈は、データの見地から維持さ
れる。

【００５２】このようにして、出力導波路の等間隔が維持されるだけでなく、機能する光源
が左から右の順序で使用され、ここで、主光源と冗長性光源との間に実際の区別
は存在しない。唯一の追加要件は、夫々の連続した出力案内構造に接続するため
の充分な機能的装置が存在することを保証するために、追加の装置が設けられる
ことである。この方法は、出力導波路が均等に離間する装置に適するだけでなく
、導波路の間隔が不均一で且つ問題の用途によって予め定められるシステムのた
めにも適用できることは明らかであろう。

【００５３】上記の装置において、夫々の発光装置は夫々の案内構造に接続される。もし、
一つの発光装置が非機能的であれば、もう一つがその機能を代替えするために接
続される。物理的には、発光装置が機能するか否かに拘わらず導波路経路は存在
する。

【００５４】図４は、最終製品が製造されるまで、光源404と光ガイド406との間に物理的接
続402が存在しない一つの光ルーティング装置を示している。該装置の予備的形
態において、光ガイド406の入力と光源404の出力との間には、効果的にギャップ
領域412が存在している。このギャップ領域は、チャンネル導波路が形成されて
いない領域である。典型的には、このギャップ領域には平面導波路が存在するで
あろう。これは、最初に平面導波路が作製され、続いて該平面導波路を修飾して
チャンネルガイドを形成することにより、チャンネル導波路が2段階で形成され
る装置の場合であろう。この例においては、製造の後の段階まで、発光装置404
はギャップ領域を横切って完全には光ガイド406に接続または結合されない。そ
の後の接続工程の際、夫々の発光装置の出力は、それが機能的か否かに応じて、
次の利用可能な光案内構造の入力に接続される。先の実施例におけると同様に、
光源404は、最終的には基板410の中に集積されてもよく、それは結合効率を改善
するために結合手段408を介して接続402に結合され、または幾つかの他の手段を
介して接続される。一つの実施例において、光源404はバー414に配置され、該バ
ーは、図１に関して上記で説明した技術のうちの一つによって基板410に取り付
けられる。装置の予備的形態は、ギャップ領域412の光源側に、基板410の中の導
波路スタブを含んでいる。平均（予め定められた）数の非機能的光源を許容し、
また接続402の湾曲および長さを最小化するために、光源404の夫々またはより少
数と整列した一つのスタブが存在し得る。

【００５５】発光素子404から光ガイド406への接続402は、幾つかの手段により達成するこ
とができる。接続402を形成するためのこのような手段の一つは、フォトデファ
イン即ち光学的構成によるものである。光学的構成は、表面を横切って走査され
る収束された光を本体に照射することにより、またはマスクパターンを描くこと
により、屈折率の高いまたは低い光ガイドもしくは他のパターンを形成するため
に使用することができる。材料に応じて紫外光が最も頻繁に使用されるが、他の
波長も効果的であり得る。この実施例において、望ましいのは不可逆的な屈折率
変化の形成である。このプロセスは、研削またはRIE（下記参照）とは異なり、
達成され得る屈折率の差によって制限される。

【００５６】このような一つの実施例においては、光学的に構成されたチャンネル導波路を
得ることが望まれる。図４Ａは、図４のＡ−Ａ線に沿った基板410の断面図であ
る。平面導波路は、上部層424および下部層426に比較して、層422において増大
した屈折率を与える層構造により形成される。この構造では、光が該装置の面内
で如何なる方向にも広がり得るように、縦型の光閉じ込めが提供される。チャン
ネル導波路を製造するためには、光が一つの方向に閉じ込められるように、その
広がり方向を局部的に定義しなければならない。光学的に構成されたチャンネル
構造は、この平面構造をパターン化された光照射に露光させることにより、該平
面構造に刻印される。この光学的構成プロセスは、露光に際して、露光される材
料がその屈折率を増大するかまたは低下させるかに依存する。

【００５７】露光によって屈折率が増大するときは、一つの細長い領域が露光されて、該領
域に沿ってその中にチャンネル導波路が形成される。該領域の端部は所望の入力
および出力方向および位置に整列し、その寸法および製造プロセス条件は、得ら
れる光モード寸法が接続導波路、即ち、ギャップ領域412の光源側における基板4
10の光ガイド406および導波路スタブのモード寸法に略合致するように、当該技
術で既知のようにして調節される。

【００５８】屈折率が露光により低下するとき、導波路は、相互に並んで隣接し、且つ所望
の導波路閉じ込めの領域の外側にある二つの細長い領域を露光することによって
作製される。この場合も、該領域の端部は所望の入力および出力構造に整列し、
またこの整列は、当該モードの位置および方向が、入力および出力構造のモード
の位置および方向と合致するように行なわれる。この場合も、寸法および製造プ
ロセス条件は、所望の導波路光モード寸法が形成されるように調節される。

【００５９】本明細書の一部として本願に援用する「光波および集積光装置のためのポリマ
ー」の中でB.L. Boothが記述したように、この製造プロセスは、光露光に続く熱
処理（および多量露光(flood exposure)）を含むことができ、また当該装置のた
めに選択された材料システムによっては、他のプロセス工程が必要とされること
もあり得る。ポリガイドは、露光によってその屈折率が増大するシステムの一例
である。露光によってその屈折率が低下する材料の一例は、Appl. Phys. Lett.
69(8), 19 August, 1996（本願明細書の一部として本願に援用する）の中に見る
ことができる。コア層およびクラッド層が、それらの縦型モード閉じ込め機能を
提供し続けるとすれば、また、伝播する光線によって生じる光誘導された屈折率
変化の大きさが、該モードを所望の光学的に構成されたチャンネル内に閉じ込め
るために充分であるとすれば、感光性材料はコアおよびクラッドの何れかの組合
せとして組み込むことができる。

【００６０】幾つかのシステム、例えばディスプレーにおいて、当該プロセスにおける一つ
のステップは、形成されたパターンを固定して何等かの更なる変化を防止するた
めに、パターン化された構造を多量露光させる(flood expose)ことであってもよ
い。この状況において、後の段階で光学的に構成されることが必要とされ得る全
ての領域（例えば領域412）は、その材料が所望の方法で確実に紫外線光に反応
し得るように、多量露光前の何れかの工程の間にマークされることを保証するこ
とが重要である。この種のプロセスでは、当該装置の予備的形態において、出力
導波路406を含む基板領域は最早感光性でないのに対して、ギャップ領域412は感
光性のまま残る。

【００６１】接続402を定義するための他の二つの導波路定義手段は、研削によって働くも
の、即ち、レーザー研削および反応性イオンエッチング（RIE）である。レーザ
ー研削においては、強いレーザービームを収束させ、所望のパターンに従って基
板を横切って走査するか、或いは、それをマスクに通し、次いで基板に画像を転
写する。IREにおいては、強いイオンビームを収束させて基板を横切って走査し
、或いはマスクを基板に直接適用してもよい。両方の技術において、下地材料は
研削除去され、チャンネル導波路領域を定義する隆起部が残る。走査研削アプロ
ーチでは、所望の接続を定義する情報を使用して研削ビームの走査を制御し、所
望の構造402を製造することができる。マスク研削アプローチでは、一連の異な
る導波路接続構造がマスク上に存在してもよく、また装置の中／上に複製するた
めの所望の構造を選択するために、マスクは自動的に穿孔され且つ整列されても
よい。

【００６２】先に述べたように、図４に示したこの特定の実施例は、最終製品が製造される
まで、光源404と光ガイド406との間の物理的接続が存在しないアーキテクチャー
を示している。このアーキテクチャーは、先に説明した図１、図２および図３に
示した実施例で明らかなロス源を排除することを可能にする。図１および図２の
両者において、冗長性導波路は、一次導波路のもう一つの組と交差接続する。こ
れら交差導波路の存在は、それが一次導波路であるか冗長性導波路であるかに拘
わらず、何れかの導波路に沿って伝播する何れかの光に対するロス源または減衰
源である。図３において、当該構造は全体の交差した導波路構造を指令し、従っ
て遭遇するであろう一定量のロスを指令する。光線が交差しなければならない導
波路の数は、喪失されるであろうエネルギーのレベルを最終的に指令し、結果的
に最終的な行先で達成され得る最大パワーレベルを低下させる。

【００６３】図２０は、冗長性装置2002と、出力導波路2010への別の平面上にある関連の案
内構造2004を含んだ、もう一つの構成を示している。この特定の構成において、
二つの組の導波路2004および2010は相互に直交しており、実際に「交差」しまた
は「交わる」が、同じ平面内ではない。ここで使用する「交差」または「交わり
」の用語は、案内構造が一定の最小分離距離で相互に通過する場合を含むもので
ある。

【００６４】このような構成においては、冗長性発光素子2002の一つからの光を必要とされ
る案内構造2010の中に案内する必要があり、これにはミラー、反射体または他の
このような逸らせ装置または結合装置の使用を必要とする。図２１は、このよう
な構成の分解概略図である。この例では、二つの案内構造のみが示されており、
一方の案内構造2102は冗長性装置から発し、他方の案内構造2104は主装置から発
する。2102に沿って広がる光線は、矢印2112に示すように、案内構造2104に沿っ
て広がるように再方向付けされる必要がある。図示の構成は、或る位置で、2102
に沿って広がる光を当該面から案内構造2104の中に逸らすような角度で配置され
た、第一のミラー2106を示している。第二のミラー2108は、矢印2112で示すよう
に、案内構造2104の平面に達した光を、案内構造2104自身に沿って逸らせるよう
な角度で配置される。二つの平面の間の距離に応じて、ミラー2106および2108の
間に延びる図２１に示した二つの追加の導波管は、必要であるかも知れず又は必
要とされないかも知れない。ミラーの間の距離が約１レイリー距離よりも小さけ
れば、追加の導波管は必要とされない。

【００６５】導波管の頂面投影が直角に交差する図２１に示した構成は、偏光フリップを生
じる一対の回転ミラーを使用する。偏光非感受性装置については、当然ながらこ
れは問題ではないであろう。もし導波路が他の或る角度、例えば頂面投影図にお
いて45ーで交差するならば、偏光回転は二つのミラーの組合せによって形成され
る。歪み活性層ダイオードレーザーのようないくつかの光源は、好ましくはTE偏
光で発光する。導波路2104において特定の偏光、例えばTE偏光（電気ベクトルが
装置の平面内を向く）が必要とされるときは、有意なTE偏光を維持するように非
直交角度を選択すればよいであろう。望ましい偏光を維持するために、例えば図
２２に示すように、三つのミラーを使用して導波路を接続する等のような他の方
法も実施できるであろう。この場合も、ミラー間の距離が、ビームが有意に回折
するために必要な距離に比較して小さければ、ミラーの間に追加の導波路を設け
る必要はない。別の方法として、製造の際に、導波路2102および2104の間の光経
路の一以上の中間切片に沿って、導波路切片を設けてもよい。

【００６６】図２０に示した実施例において、二つの組の案内構造2004および2010は「交差
」し、または「交わる」が、同じ平面内にはない。二つの平面にのみ限定されな
いアーキテクチャーが存在することは明らかであろう。他のアーキテクチャー、
例えば、相互に異なる平面内にあるが、相互に直交する必要はない二組の案内構
造を利用してもよい。もう一つのアーキテクチャーは、図３に示した線に沿った
構成を提供してもよく、ここでは全てのレーザー（主レーザーおよび冗長性レー
ザーの両者とも）が同じバーに位置し、従って同じ平面内に存在することができ
る。この構成において、主導波路または交差導波路の何れかが第二の平面内に存
在してもよい。

【００６７】上記で述べた全ての例において、光再方向付け器は、以前になく又は休止形態
であった装置を構造に導入することによって形成される。光再方向付け器は、第
一の方向からの第二の方向に光エネルギーを再方向付けする素子又は素子の組み
合わせである。幾つかの例では、これは完全に新たな構造であり、他の場合には
、予備的形態の装置で休止状態にあった構造の活性化であることができる。最終
製品に応じて、構造の活性化は一時的なものであってもよく、永久的なものであ
ってもよい。例えば、永久的な構造の導入は、レーザー研削プロセスを用いるこ
とによって提供することができるのに対して、一時的な構造の導入は、制御可能
な電気／光スイッチの利用によって提供することができる。

【００６８】永久的とは、適用の有用な期間に比較して構造の持続時間が短い一時的なもの
に比較して、特定の適用に匹敵する時間だけ持ちこたえることを意味する。一時
的構造の例は、導波管の間の接続を与える電気／光スイッチまたは熱／光スイッ
チであり、この接続は装置がパワーダウンしたときに失われる。幾つかの適用は
、数年に亘って持続する永久的な光の再方向付けを必要とするであろうし、他の
適用では、構造は数ヶ月の使用に耐えるだけでも永久的である。

【００６９】図５は、装置アレイ510上の夫々の主光源504a，504b...（一纏めに504）が、
夫々の接続素子502a，502b...（一纏めに502）によって、その関連の出力案内構
造501a，501b...（一纏めに501）へと再方向付けされる実施例を示している。当
該方法の一つのバージョンでは、再方向付け器502が予備的形態の装置に存在す
るのに対して、当該方法のもう一つのバージョンでは、それらは後の段階でのみ
導入される。先に説明した実施例の場合と同様に、装置アレイ510からの夫々の
光源504の出力は、装置が動作するか又は欠陥品であるかを見付けるために試験
される。それが動作するときは、その出力はその接続素子502によって関連の案
内構造501へと旨く再方向付けされるであろう。図示のように、発光装置504a，5
04cおよび504dは動作中であり、接続素子502a，502cおよび502dはこれら装置か
らの出力を、関連の案内構造501へと成功裏に再方向付けする。発光装置504bは
欠陥品であり、従って、その関連の案内構造は、二つの冗長性発光装置506の一
つの出力から、結合素子508（これは図６，７，８に更に詳細に示されている）
を用いてその光入力を受け取る必要がある。この場合、結合素子502bの存在は任
意であり、所望のときは製造プロセスの際に省略してもよいことは、当業者には
明らかであろう。

【００７０】図５における二つの冗長性発光装置506は、それらの出力を何れかの出力案内
構造501の何れかに再方向付けすることができる。この実施例において、夫々の
冗長性発光装置506と案内構造501との間に配置された小さな永久的な二次的案内
構造508が存在する。説明を明瞭にするために、図５には、一つの二次案内構造5
08のみが完全に図示されている。これらの小さな永久的案内構造508は、他の案
内構造501を作製する再に、従来の製造技術を使用して作製することができる。
夫々の永久的案内構造508は、効果的には、カップリング入力512および出力514
が未だ形成されていないカプラーである。カップリング入力および出力が確立さ
れると、この小さな案内構造は、冗長性装置506から案内構造501の一つへと光を
案内することができる（図７参照）。

【００７１】この特別の実施例は、冗長性装置から一つの案内構造へ、光の案内を達成する
カップリングの概念に焦点を当てている。このカップリングの達成可能性は、所
望の結果を得ることを容易にするために多くの因子に依存し、中でも案内構造、
材料、モード要件（単一モード又は多重モード）および選択される一組のプロセ
ス工程もしくは製造工程が含まれるが、これらに限定されない。達成可能なカッ
プリングのためのこれらの限定要件は、この実施例に適用されるだけでなく、説
明した他の実施例にも適用される。

【００７２】図５に示した実施例において、接続素子502a，502b等は、光が種々の案内構造
を通過するときに受けるロスが最小になるような位置に配置される。光源504aか
らの光出力は、それが接続素子502aに遭遇するまで進行し、そこで再方向付けさ
れて、その関連の出力案内構造501aに沿って進む。この経路に沿って、装置504c
，504d等から発する交差案内構造に遭遇する。同様に、光源504cからの光出力は
、それが接続素子502cに遭遇するまで進み、そこで再方向付けされて、その関連
の案内構造501cに沿って進む。その経路に沿って、案内構造501aおよび501bによ
り形成される交差部、並びに装置504dなどから発する交差案内構造により形成さ
れる交差部に遭遇する。理解されるように、夫々の光源についての進行長さが一
定であるから、全体として、この構成は夫々の案内構造501a，501b，501c等から
の光出力を相対的に一定にする。

【００７３】光源504aから発する光がその関連の案内構造に沿って進み、結合素子によって
再方向付けされる前に、案内構造501a，501bおよび501dにより形成される交差部
に遭遇するように接続構造が配置されれば、この光はまた、装置504b，504cおよ
び504d等から発する案内構造により形成される交差部と遭遇しなければならない
。これに対して、光源504dから発する光は殆ど直ちに接続構造により再方向付け
され、光源504e等から発する案内構造により形成される交差部と遭遇しなければ
ならないに過ぎない。この例では、夫々の光源についての進行長さ並びに遭遇す
る交差部の数が異なるから、案内構造501a，501b，501c等からの光出力は最早一
定でないことが明らかであろう。

【００７４】冗長性接続システムの設計において考慮し得る種々のアーキテクチャーの幾つ
かを述べてきた。以下では、このようなシステムに組み込むことができる幾つか
の冗長性接続装置の例を詳細に説明する。

【００７５】図６は、図１に示した冗長性接続装置の構成の更に詳細な図を示している。こ
の図において、導波路は基板602上に形成された隆起導波路である。この隆起導
波路は、コア層604、上部クラッド層606および下部クラッド層608を夫々含む三
層構造で形成される。コア層604は、上部クラッド層606の中に僅かに突出して、
導波路を定義する隆起を形成する。一つのガイド610に沿って進む光を、90℃で
交差するガイド612の中に再方向付けすることを可能にするために、エキシマレ
ーザー研削によって、二つのガイドの接合位置にミラー614が形成される。この
プロセスにおいては、当該構造の上部クラッドおよびコアの部分が除去され、導
波路610の光軸に対して45ーで且つ表面に対して直角に材料を除去することによっ
て反射性表面が形成される。こうして材料／空気界面が与えられ、ガイド610に
沿って進む光は、材料／空気界面に達したときに、ガイド612に沿って進むよう
に再方向付けされる。図６Ａに、この実施例の断面図を見ることができる。もう
一つの実施例では、図６Ｂに示すように、金属コーティング616を適用して、追
加の層をオーバーコートし得る更に効率的な反射体を提供することができる。

【００７６】図７は、冗長性接続システムに追加の永久的な案内構造を組み込んだ構成を示
すより詳細な図である。この構成では、永久的な案内構造708、並びに710および
712で示される結合手段が示されている。

【００７７】冗長性発光装置からの光714は、その関連の案内構造716に沿って進む。案内構
造718は出力導波路であり、説明の目的のために、これはその入力（図示せず）
において動作しない光源と整列しているものとする。結合構造710を作製する前
は、殆どの光714は構造708を素通りして案内構造718との交差部を横切り、案内
構造716に沿って進み続ける。案内構造718への結合を達成するために、構造710
を作製して、案内構造716の光出力を案内構造708の中に結合させる。また、案内
構造708からの光エネルギーを出力導波路718の下流方向に結合するために、もう
一つの結合構造712が作製される。光714は、この光を案内構造718に結合する結
合構造712に遭遇するまで、経路716に沿って進み始める。案内構造708およびそ
の導波路716および718との接合は、710および712のような結合構造が存在しなけ
れば、このような導波路の何れかを進む光エネルギーが、これらの接合を実質的
にロスなしで通過するように設計される。ここで用いる「実質的にロスなしで」
の用語は、全体の装置が意図する特定の適用において無視し得るロスを意味する
。導波路716，708，および718は、隆起導波路、光学的に構成された導波路また
は他の案内構造のような、従来の技術を使用して作製すればよい。結合構造710
および712は従来の製造技術を使用して形成することができ、それには光学的構
成が含まれるが、これに限定されるものではない。

【００７８】図７に示す構成は、殆ど90ーの方向転換で光を効果的に案内するための、顕著
な曲がりを有する永久的な案内構造708を示している。この実施例に対する制限
は、カプラーおよび案内湾曲路の両方を使用することにより生じる光のロスによ
って支配される。この代替法は、一つの湾曲した導波路構造708を、二つの連続
的に配置された別々の永久案内切片と、それらの共通接合部における反射体から
なる三つの部品で置き換えることであろう。この夫々の別の案内構造は、図７に
示した一つの湾曲導波路よりも湾曲が小さい。もし、710および712のような結合
構造が正しい位置にあれば、光714は、710を介して案内構造の第一の切片に結合
されるまで経路716に沿った進行を開始し、次いで、該反射体に遭遇するまで該
切片によって案内されるであろう。この点において光は第二の切片の中へと反射
され、光を案内構造718に結合する結合構造712に遭遇するまで該切片によって案
内される。案内構造708は、実際には連続して配置された如何なる数の導波路切
片によって置き換えてもよく、その場合、夫々の切片は図７に示した案内構造70
8よりも湾曲が小さく、またその下流端において、次の切片の上流端の中に光エ
ネルギーを反射する反射体を有することが理解されるであろう。

【００７９】図８は、用い得る接続素子の更にもう一つの実施例、即ち、並列カプラー構成
を示している。当該技術において、二つの導波路を並列に近接させ、相コヒーレ
ント性エネルギー移動を介してカップリングを生じさせることにより、これらの
導波路を一緒に結合することが知られている。二つのガイドの間の距離は、案内
されたモードの減衰テールが重なるように充分に小さくなければならない。二つ
のガイドの間でエネルギー移動が生じるために、それらは実質的に同一の伝播定
数を有するべきであり、またはカップリングのために失われる運動量増大を供給
するように適用された格子を有するべきである。従って、導波路の屈折率および
寸法は、適合した伝播定数を与えるように非常に注意深く制御されるべきである
。加えて、最適なカップリングのために、相互作用長さは注意深く選択されなけ
ればならない。導波路の間の適切な間隔および適切な相互作用長さを選択するこ
とによって、一方の導波路に入射した全ての光は、分布した減衰カップリングを
介して他方の導波路の中へと出て行く。

【００８０】この実施例では、案内構造802に沿って案内される光は、第一の並列カップリ
ング導波路切片804の中に結合され、該導波路切片804がこの光を永久案内構造80
6の中に案内する。この案内構造806は、湾曲部を介してエネルギーを第二の並列
カップリング導波路切片808の中に案内し、そこで出力ガイド810の中に結合され
る。夫々の並列カップリング切片は、永久案内構造よりも後の製造工程で、光学
的構成のようなプロセスを利用して製造される。この場合にも、並列カップリン
グ切片804および808が存在しなければ、永久案内構造806の存在は、導波路802の
中を伝播する光エネルギーに実質的なロスを導入しない。

【００８１】永久案内構造806は、先に説明したように低いロスを有している。図７に関し
て説明した一連の設計は、この場合にも補助になるであろう。加えて、構造806
の端部812は、可能であれば、ガイド802および810の中を伝播するモードに対す
る回折効果を回避するために、ガイド802および810から遠いことが望ましい。更
に、並列カップリング切片804および808が存在するときは、それらは、効率的な
カップリングを可能にするために、それぞれガイド802および810に近接すべきで
あり、また、実際に理想的な100％に近い効率的なカップリングを生じさせるよ
うに、充分に長くすべきである。並列カップリング切片804および808の長さのよ
うな寸法は、一部は100％のカップリングを達成するための理想的な長さによっ
て決定され、又、次のガイドまでの距離のような、全体のシステム自身により設
定される制限によって決定される。従って、妥協が要求されることが多い。

【００８２】上記で述べた実施例の代わりの実施例では、屈折率を高めた領域を形成する代
わりに、屈折率を低下させた二つの平行領域として、光学的に構成された構造が
形成される。この二つの平行な光学的に構成された領域は、それらの間のチャン
ネルに導波路を形成する。

【００８３】接続素子の他の実施は当業者に公知である。その例は、ダイナミックに制御可
能な全間隔反射（total interval reflection：TIR）スイッチである。TIRスイ
ッチは、「電気的に制御された導波路ルーティングを備えた表示パネル」と題す
る米国特許第5,544,268号に開示されており、これは本明細書の一部として本願
に援用される。

【００８４】図９は、電気／光、熱／光、音波／光スイッチの例を概略的に示しており、こ
こでは、電界、温度、歪み、磁気等の特性の変化で屈折率が変化する光材料の中
に、交差するガイド902および904の両者が形成される。この例における変化制御
手段として温度をとると、熱発生器906が導波経路の分岐部分の近傍に設けられ
、該熱発生器は制御ユニット908からその制御入力を受け取る電極の形態で示さ
れている。この電極は、光導波路の上部表面の一部上に、充分な長さおよび幅で
形成することができる。制御ユニット908は、光材料の中に温度勾配を生じるた
めに、必要な信号を電極／熱発生器906に与えることができる。温度勾配によっ
て光材料に屈折率勾配が与えられ、それによって導波路902を伝播する光ビーム
は、導波路902から導波管およびミラー構成910の中に逸らされる。この構成910
の他端にある電極／熱発生器906は、構造910から出てくる光を導波路904の中に
逸らせるために活性化される。

【００８５】レーザー発光素子の中心から中心までの距離を50μmよりも大きく、例えば200
μmにして、レーザーダイオードアレイを製造することが可能である。しかし、
アレイの長さが増大すると共に、ダイオードアレイの全体の長さに沿って整列さ
せることは更に困難になり、チップ面積と共にコストが増大する。従って、ディ
スプレーのような応用では、導波路アレイ内における行または列導波路間の中心
から中心までの距離は、経済的な多重光源バーの望ましい発光素子間隔よりも遥
かに大きくなる可能性がある。通信システムでは、導波路の出力端におけるコネ
クタ末端は、通常は250μm〜1000μmの領域の間隔を必要とする。これらの理由
で、発光素子からの光出力は、しばしば、問題の装置のアーキテクチャーによっ
て決定される導波路間隔に向かって扇形に広がることが必要とされる。ファンア
ウトアーキテクチャーは、当該技術で公知の多くの方法、例えば複数の直線状導
波路切片を、これら切片の間のカップリング効率を増大するために、切片間の接
合部に追加の構造を用いて一緒に接続することにより達成される。このような追
加の構造は、ミラー、格子、プリズム構造などを含んでいてもよいであろう。フ
ァンアウトアーキテクチャーを実施し得るもう一つの方法は、図１０〜図13に示
したような、導波路湾曲部を使用することによるものである。これらの実施例は
、冗長性接続素子が、多重ファンアウト導波路を含む装置に組み込まれる方法を
示している。

【００８６】図１０は、図１に示したような実施例において、ファンアウト領域1006を含め
る方法を示している。図１０を参照すると、冗長性導波路1008からの光ビームを
、それを必要とする導波路1002の中に再方向付けするために、光は点Ｃにおいて
導波路1008から冗長性交差接続導波路1010の中に再方向付けされ、次いで点Ｄに
おいて、冗長性交差接続導波路1010から出力導波路1002の中に再方向付けされる
。再方向付け接続構造をファンアウト領域1006の中に配置する代わりに、破線で
示す冗長性交差接続導波路1012を使用することも可能であるが、これは製造プロ
セスに過大な複雑さを生じる可能性がある。二つまたは三つのレーザーが非機能
的である状況において、冗長性接続素子を配置するために選んだ領域が導波路の
ファンアウト部分にあるときは、各反射体は、典型的には他と異なった角度で配
置されなければならないであろう。しかし、反射体が導波路の平行切片上にある
ときは、如何に多くの冗長性接続素子が必要とされる場合でも、夫々の冗長性接
続素子の角度は同じである。このことは、このような冗長性スイッチン装置を組
み込んだ装置の製造を容易にする。

【００８７】図１１は、ファンアウト構成の案内構造を利用したインターフェース手段1101
を介して光案内構造1106の中に結合される、二つの発光素子バーアレイ1102を組
み込んだ装置を示している。何れかの発光装置1114が欠陥品である場合に、全て
の光案内構造1106が光出力を受けることを保証するために、冗長性発光装置1108
の一つからの光が冗長性接続素子1110を介して再方向付けされる。このシステム
においては、幾つかの発光素子バーアレイ1102の必要性を満たすために、一つの
冗長性装置バー1112のみが必要とされる。図１１の構成において、導波路のファ
ンアウトは、一つのバー1102上の発光素子に関連した全ての出力導波路に亘って
等しい出力導波路間隔を達成するだけでなく、何れかのバー1102上の発光素子に
関連した全ての出力導波路に亘って、等しい出力導波路間隔をも達成することが
分かる。

【００８８】図１２は、夫々が一つの冗長性発光装置を含み、且つ夫々が二つのファンアウ
ト形状を示す二つの発光装置バーアレイ1202を組み込んだ装置を示している。図
示したコンパクトなシステムは、冗長性接続素子1206の配置／整列に適合する第
一のファンアウトと、等間隔の案内構造1208に必要な形状を確立するための案内
構造の第二のファンアウトとを使用する。この場合も、図１２の構成は、冗長性
の目的で夫々のバー上にリザーブされた少なくとも一つの発光素子1204と、これ
に関連した導波路1210を有するにもかかわらず、何れのバー1202上の発光素子に
ついても、これらに関連した出力導波路に亘って等しい間隔を達成することが分
かる。この構成において、冗長性発光装置1204に関連した案内構造1210は、装置
の全長に延びる出力案内構造1208よりも遥かに長さが短い。

【００８９】図１３は、冗長性発光装置1302が、レーザーダイオードバー1304内の主発光素
子の間に散在された装置を示している。この構成は、等間隔の出力案内構造1306
アーキテクチャーが、一つのファンアウト形状のみを用いて達成されることを可
能にし、従って、最終的な装置の容易な製造および長手方向寸法の縮小を可能に
する。この場合も、幾つかの冗長性導波路は適用装置に接続せずに終端すること
が分かる。

【００９０】出力導波路の予め定められた間隔を維持できるもう一つの方法が、先に説明し
た図２３に示されている。この実施例では、光源および出力導波路は等間隔で示
されているが、個々の光源の間隔は個々の出力導波路の間隔と必ずしも等しくは
ない。この特別の構成は、ファンアウトアーキテクチャーを使用することなく、
予め定められた出力導波路の間隔を達成することを可能にする。説明した接続ア
ーキテクチャーは、ファンアウトアーキテクチャーの必要性を排除し、また冗長
性光源に適合するように働き得ることは明らかであろう。

【００９１】出力導波路の異なる隣接対の間の間隔は予め決定され得るが、必ずしも同じで
ある必要はない。光源の間の感覚についても同じである。例えば、図２３は図示
した一つのレーザーダイオードアレイのみを有する構成を示しているが、図２５
は、二以上のこのようなレーザーダイオードアレイが示された構成を示している
。この構成において、三つの装置バー2502，2504，2506は、ディスプレー2510の
行導波路(row waveguide) 2508への入力を与える。夫々のバー上における個々の
レーザー間の間隔は等しくに示されているが、レーザーバーの夫々の隣接対の間
にはギャップ2512が存在し、また結果的に、バー2502上の最後のレーザー2514と
バー2504上の最初のレーザー2516との間の間隔は、同じバー上にある隣接するレ
ーザー対、例えばレーザー2518とレーザ2514との間の間隔と同じではない。この
特別の実施例は、光源導波路の間隔内に生じ得る不規則性にもかかわらず、出力
導波路の予め定められた間隔が維持され得ることを示している。

【００９２】これは出力導波路の場合にも当てはまる。間隔は予め定められるが、図２３に
示すように必ずしも等間隔でなくてもよい。予め定められた間隔は、問題の適用
および出力が利用される方法に依存する可能性がある。例えば図２４は、装置バ
ー2402が全て動作する光源装置を組み込んでおり、これらがディスプレー上の発
光構造2408，2410，2438および2440として示す適用構造に対して光エネルギーを
与えるように働く構成を示している。接続素子は、夫々の装置からの光エネルギ
ーがその関連の出力導波路へ再方向付けされ、最終的にはその関連の発光構造へ
再方向付けされるように配置される。この例では、二つの出力導波路2416および
2426が適用構造2408および2410の間を通過し、適用構造2410および2438の間には
何も通過せず、また二つの出力導波路2442および2444は、適用構造2438および24
40の間を通過する。光源2412からの光エネルギーは、接続素子2414によって出力
導波路2416の中に再方向付けされ、最終的には発光構造2408へと再方向付けされ
る。また、光源2422からの光エネルギーは接続素子2424によって出力導波路2426
の中に再方向付けされ、最終的には発光構造2410へと再方向付けされる。同様の
方法で、光源2446および2448からの光エネルギーは、発光構造2438および2440へ
と夫々再方向付けされる。

【００９３】多くの応用において、出力導波路が均等に離間される必要がない場合でも、図
２４に示すように、それらは予め定められた反復パターンに従って離間される必
要がある。また、例えば光源がレーザーである場合、それらは出力導波路の少な
くとも一つの隣接対（例えば2426および2442）よりも狭く離間していてよく、ま
た、多くの実施例では、出力導波路の全ての隣接対より狭く離間していてもよい
ことが理解されるであろう。他の実施例において、入力導波路は一以上の出力導
波路よりもより広く離間する必要がある。全てのこれら変形例は、如何なるファ
ンアウト（またはファンイン）領域も必要とすることなく、図２４に示したよう
な交差接続アレイ構造によって適合される。

【００９４】別の実施例では、夫々の適用構造に光を供給するために二以上の出力導波路が
必要とされることがあり、これに従って出力導波路の間隔が変更される。これら
の実施例における出力導波路は、この場合も所定の間隔であるが、間隔パターン
は選択された用途およびアーキテクチャーによって予め定められる。図２４に示
す実施例では該パターンは反復パターンであるが、必ずしもそうである必要はな
い。

【００９５】出力導波路との入力導波路との選択された交差部に光再方向付け器を配置でき
る交差接続アレイの概念もまた、入力導波路を異なる順序で出力導波路に交差接
続するための融通性を提供する。この融通性の一つの利点は、二以上の異なるタ
イプの光エネルギーを出力導波路の中に空間的に交互に配置することが望ましい
が、夫々が一つのタイプの光エネルギーのみを生じる光源を持った二以上のレー
ザーバーの形態で、光エネルギーを与えることが経済的であるような適用におい
て現れる。この状況において、バーは入力導波路の入力端で相互に隣接して配置
することができ、また光再方向付け器を交差接続アレイの中に適切に配置するだ
けで所望の交互配置を達成することができる。

【００９６】図２５は、相互に隣接した三つの装置バーを含む本発明の実施例の概略図を示
している。この特別の実施例において、装置バーは、例えば（レーザーバー2502
，2540および2506から夫々放出される）異なった波長の光を放出するレーザーバ
ーを表してもよい。このような構造のための用途には、複数の波長が異なる通信
チャンネルに対応するWDM通信；および波長が赤、緑および青、または効果的に
組合せて赤、緑および青を形成できる赤外波長であるディスプレーが含まれる。
図には１対１のアーキテクチャーの接続が示されているが、蛍光体を最適に励起
するために二つの異なる赤外波長が望まれるアップコンバージョン蛍光体励起の
ように、多数対１の接続が有用であるかもしれない。この多数対１の形状では、
二つの異なる光源が同じ適用導波路に結合され、また所望の導波路に幾つかの波
長を効率的に結合するために、波長依存性の再方向付け器を使用してもよい。こ
の特別の構成は、特定の出力導波路のために特定の波長の光を選択することを可
能にする。図示の構成は、出力導波路2520および2522の両者が、赤色光を放出す
るレーザーバー2502から、それらの入力を受け取る例を示している。出力導波路
2524および2526は、緑色光を放出するレーザーバー2504からそれらの入力を受取
り、また出力導波路2528および2530は青色光を放出するレーザーバー2506からそ
れらの入力を受け取る。図に見られるように、この構成は、交互に配置されない
赤、緑および青のレーザー光源にもかかわらず、赤、緑および青の出力導波路を
交互に配置する多くの光源装置の何れか一つから、入力が選択されることを可能
にする。加えて、図25の構成は、出力導波路の所定の間隔が維持されることを継
続して可能にする（ファンアウトを回避する）一方、冗長性および／または非機
能性光源をも適合させる。

【００９７】図２５は、全ての光源導波路2507が全ての出力導波路2508と交差する構造を示
しており、光源（出力）導波路は全てが出力（光源）導波路の全てと交差した後
に終端するように示されているのに対して、図２６は、何れかの導波路が他の導
波路のサブセットとのみ交差し得る変形例を示している。図２６では、導波路を
適切な位置で終端させることにより、出力導波路2608の上方の一つは最も右側の
三つの光源導波路2607とだけ交差し、光源導波路2607の最も左側の一つは、出力
導波路2608の下方の四つとだけ交差する構造が提供される。図26から推論できる
ように、図示した構造の多くの可能な変形例が存在する。他の導波路は、選択さ
れる特定の設計に従って、より大きな数またはより小さい数の導波路と交差して
もよい。

【００９８】図１４は、本発明による多重光源の光モジュールを製造するための一般的方法
を示すフローチャートである。ここで使用する「モジュール」の用語は、別々の
または個別のユニットを意味するものではないが、当然ながら、このようなユニ
ットも製造することができる。或いは、該モジュールは全体の装置の一部のみを
構成してもよい。図１４を参照すると、伝播工程1410において、多くの光源およ
び多くの主案内構造が提供される。主案内構造は直接に、またはカプラーもしく
は他の構造またはプロセスを追加して、少なくとも動作する光源から全ての必要
な光出力へとエネルギーが伝播されることを可能にする。これらの部品は、用途
の性質および製造の段階に応じて、ユニットととして又は別々の部品として取得
し、又は製造すればよいことは明らかであろう。

【００９９】工程1412では、何れの光源が予め決められた機能性基準を満たすかが決定され
る。ここでもまた、用途の性質および製造手順で冗長性結合が利用される段階に
応じて、これを実施するための多くの方法が存在する。何れの光源が所望の通り
機能しないかを調べるために、個々の光源の各機能性を測定する必要があるかも
しれないし、或いは装置自身の点検から明らかであるかもしれない。或いは、光
源の取得に際して、その光源が機能的または非機能的であるかを指示した製造業
者の試験報告が提示されるかもしれない。

【０１００】工程1414において、機能する光源からの光エネルギーがモジュールの夫々の出
力に伝播することを可能にする構造がモジュールに導入され、又は活性化される
。ここでもまた、本発明の範囲内でこれを達成できる幾つかの方法がある。一つ
の構造、例えば、図４の素子402によって示される光学的に構成された案内構造
を導入することができ、これは最終的には光エネルギーが所望の位置へと伝播す
ることを可能にする。もう一つの例として、装置の予備的形態に既に存在する「
ヘルパー」構造へ、および／または該ヘルパー構造から光エネルギーを転送する
新しい構造を導入することができる。例えば、予め存在する構造508を使用する
ために素子512および514（図５）を導入することができ；予め存在する構図708
を使用するために素子710および712（図７）を導入することができ；素子806を
使用するために素子804および808（図８）を導入することができる。

【０１０１】更なる例として、予備的形態の装置は、該装置に対して光エネルギーを再方向
付けするための屈折率差を形成し易くする予備的構造を含み得るが、このような
屈折率差は、該予備的構造には実際には現れない。次いで、更なる処理によって
、これら予備的構造の選択された一つが永久的に活性化される。

【０１０２】更にもう一つの例として、光エネルギーが伝播するのを可能にするように、電
気／光スイッチのような制御可能な構造が活性化されてもよいであろう。これら
の例は、光エネルギーが機能的光源から出力へと伝播することを可能にする別の
例を示すためだけのものであり、従って限定的なものではない。

【０１０３】図１５は、光源がレーザーダイオードであり、案内構造が光導波路である多重
光源の光モジュールの製造方法を示す更に詳細なフロー図である。この例では、
モジュール部品が二つのパーツ、即ちレーザーバー（工程1510）および予備的形
態の導波路構造（工程1514）として取得または製造される。図４に示したような
モジュールを製造することが目的とされる。この例では、レーザーバーは外部の
供給業者によって提供されたものであり、この供給業者は機能性データ報告を提
供した（工程1512）。この機能性データは、例えば、バー上の何れのレーザーダ
イオードが予め定められた機能性基準で機能しないかを示す試験データシートの
形態で提供され、この基準は何れのレーザーが動作可能であるか、不能であるか
、または所望のパワーレベル未満の出力を有するかである。何れの光源が機能性
基準に満たないかに関する情報を提供することは、何れの光源がこの基準を満た
すかに関する情報を提供することである。何故なら、その一方は他方から簡単に
誘導可能だからである。

【０１０４】この情報を受け取ったら、次に、夫々の機能的な一つのレーザーから光エネル
ギーを受け取るように夫々の出力導波路構造を効果的に整列させるために、導波
路構造を修飾または修復するのが望ましく、修飾は必要であろう。非機能的レー
ザーは、この特別の設計では全く使用されないであろう。このアイディアは、機
能的な一つの光源からの光エネルギーが夫々の出力へと伝播することを可能にす
る構造を、装置に導入することである。当該構造の導入は、例えば反応性イオン
エッチング、レーザー研削、または光学的構成によるものであることができる。
光学的構成プロセスが利用されるときは、導波路を形成したいと思う当該構造部
分に、収束された紫外線ビームを所定時間だけ照射し、これによって導波路の形
成に必要な屈折率変化を生じさせる。このタイプのプロセスを用いるときは、当
該方法は照射されない全ての構造部分を確実に保護すべきである。これは、必要
な結果を生じるための所定のマスクを単純に選択し、コンピュータ支援設計プロ
グラムを利用し、またはマスクを修飾および塗布すること（このリストは例を与
えるだけのものである）を必要とする。次いで、導波路構造に光学的構成プロセ
スを適用し、先に説明したようにして該構造を照射すればよい。機能性データ（
工程1512）に応じて選択された構造を導入するための計画の作成は、図１５に工
程1516として示されており、またその導波路構造への適用は工程1518として示さ
れている。

【０１０５】図１５のプロセスにおける最終工程の一つは、当業者に公知の装置を使用する
ことによる、レーザーバーの導波路構造への取り付けおよび整列である（工程15
20）。このプロセスは、選択されたプロセスに依存して、追加の構造が導入（工
程1518）される前または後に行えばよい。これが行なわれると、光導波路出力の
夫々は、導入された構造（この特定の例では光学的に構成された導波路切片402
）から光エネルギーを受け取ることができるであろう。こうして、結局、レーザ
ー源に適用される制御信号に応答して、光は夫々のおよび全ての光導波路出力か
ら放出される。

【０１０６】図１６は、適用構造が最終的にはディスプレーの画素に接続するコネクタ（図
示せず）である冗長性結合装置を示しており、該結合装置は、例えば店が「オー
プン」か「クローズド」かを示す表示標識1608に光を与える特別な用途のための
ものである。この表示標識は、夫々のキャラクタに関連した「6行×３列」のグ
ループ化された画素を有している。第一のキャラクタ1614はハイフン「−」を示
し、第二のキャラクタ1616はキャラクタ「Ｏ」を示す等である。

【０１０７】図示の構成では、ディスプレー上の夫々の行に関連した、光バー上の個々の光
源が存在する。図において、画面1608上に識別可能な単語が現れるために、光源
バー1610上に示した夫々の光源は、表示標識の関連の行に光を与えることが必要
である。光源1606aは、最初の行（行ａ）を照射することを意図し、光源1606bは
ディスプレーの行ｂを照射することを意図している等々である。光源の一つ、例
えば1606aが働かない光源である場合、その行にある画素は照射されないであろ
うから、標識は文字「Ｏ」を望み通り表示しないであろう。この構成では、動作
しない光源1606aを置き換えるために冗長性光源1604が利用されることが分かる
。

【０１０８】この単純な例では、冗長性光源は、その出力が正しい行（この場合には行ａ）
を照射するように方向付けされることが必要であるが、このレーザーは、それが
置換する光源の全てのデータ情報を受けることも必要であることが明らかであろ
う。この例において、冗長性光源1602は、表示標識が「オープン」または「クロ
ーズド」と適切に読まれることを可能にするように、行ピクセルを照射すること
を可能にする情報を受け取らなければならない。

【０１０９】図１７は、図１６における1602のような制御ユニットに使用して、冗長性光源
1604が動作するようになるだけでなく、それが置換すべきものとして選択された
光源（光源1606a）を置換するために必要な、全ての情報を確実に有することを
可能にし得る構成の例をブロック図で示している。

【０１１０】図１７を参照すると、この構成は情報バス1710を含んでおり、これは複数の制
御ユニット1712a，1712b...（纏めて1712）に対して並列に接続されている。バ
ス1710はまた、冗長性制御ユニット1726に接続されている。夫々の制御ユニット
1712は、それぞれ一つの主レーザー1606a，1606b...（纏めて1606）（図１６）
に対応しており、また冗長性制御ユニット1726は、冗長性レーザー光源1604（図
１６）に対応している。夫々の制御ユニット1712および1726は夫々のデータ出力
を有し、これはレジスタ1714a，1714b...（纏めて1714）および1728にそれぞれ
接続され、そのデータ出力は対応するレーザー光源1606または1604を制御する。
レジスタ1714および1728により出力されたデータは、夫々のクロック信号1718a
，1718b...（纏めて1718）および1732によってそれぞれクロックされる。夫々の
主レーザー光源には、夫々のアドレスまたは認識番号が割当てられ、これらの番
号は制御ユニット1712のレジスタ1708a，1708b...（纏めて1708）に保存される
。また、冗長性制御ユニット1726は、冗長性レーザー1604が置換すべき主レーザ
ー（もし存在すれば）のアドレスを保存するためのレジスタ1724を含んでいる。
冗長性制御ユニット1726におけるレジスタ1724に保存されたアドレスはプログラ
ム可能であるのに対して、主コントロールユニット1712のレジスタ1708に保存さ
れたアドレスは固定されているか、または異なる実施例ではプログラム可能であ
る。図１７の実施例では、アドレスレジスタ1708はプログラム可能ではない。冗
長性制御ユニット1726は、置換されるべき主レーザーのアドレスを用いて、アド
レスレジスタ1724をプログラムするための追加の信号、または置換すべき主レー
ザー1606がないときには制御ユニット1726の出力を不能にするための追加の信号
1722を受け取る。

【０１１１】任意に、主レーザー制御ユニットレジスタ1708は、何れかの欠陥レーザー1606
経のドライブを不能にするためにプログラムされてもよい。

【０１１２】正常な動作において、全てのレーザー光源1606のデータシーケンスは、情報バ
ス1710上を運ばれる。全ての主レーザー光源1606が機能するときは、夫々の制御
ユニット1712は、そのアドレスレジスタ1708において同定された、その対応する
レーザー光源1606に向けられた特定のデータを情報バス1710から引き出す。この
データシーケンスは対応するレジスタ1714に与えられ、最終的には対応するレー
ザー1606を制御するためにクロックアウトされる。

【０１１３】レーザーの一つ、例えば1606aが機能しなければ、レーザー1606aのアドレスは
、冗長性制御ユニット1726のアドレスレジスタ1724の中にプログラムされる。こ
うして、冗長性制御ユニット1726は動作可能にされる。その後、装置が動作した
ときに、冗長性制御ユニット1726は、レーザー光源1606aに向けられたデータシ
ーケンスを情報バスから引き出すであろう。主制御ユニット1712と同様に、冗長
性制御ユニット1726は、得られたデータシーケンスをレジスタ1728に供給し、そ
こで最終的にクロックアウトされて冗長性レーザー1604を制御する。こうして、
今度はレーザー1604が、レーザー1604aが機能的であるときに従う同じパターン
で、選択的にオンまたはオフされる。

【０１１４】情報バス1710上を運ばれる制御情報またはデータのタイプは、光源を制御する
ために用いられる制御回路のタイプに応じて変化してもよい。例えば、冗長性装
置は、一定の制御情報に依存して制御される光源を提供してもよく、この制御情
報は各光源を制御して所定の宛先に特定された強度の光出力を与える。

【０１１５】例えば、制御データは少なくとも二ピースの情報、即ち、10ビットのアドレス
および放出すべき光の強度値を指令する8データビットを含む。これら二ピース
の制御情報は、同時にまたは異なった時にバス上を送信される。或いは、一以上
のアドレスが複数のデータ値に関連し得る。情報バスが時間ドメインで多重化さ
れるとき、このアドレスは、例えば実際に送信されている情報だけが8ビットデ
ータであるように、送信時間スロットに基づいて推論され得る。

【０１１６】これは、このようなシステムに採用され得る制御の一つのタイプの例に過ぎな
いことは明らかであろう。このシステムに対する代替法は当業者に明らかであろ
う。

【０１１７】なお、幾つかの案内構造、導波路および光源が、ときには主、二次または冗長
性として言及されたが、これらの名称は、このような部品の特定のサブセットを
意味するラベルに過ぎないことが理解されるであろう。それらは、何れか他のサ
ブセットにおける部品が接続または使用される前に、何れか一つのサブセットに
おける部品が接続または使用されることを必要とすることを意図するものではな
い。加えて、ここで使用する素子群の「サブセット」の用語は、何れか一以上の
このような素子（このような全素子を含む）を意味するものである。

【０１１８】特定の実施例について本発明を説明してきた。他の実施例は当業者に明らかで
あろう。従って、本発明は、本発明の開示の一部をなす特許請求の範囲によって
限定される場合を除き、限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による冗長性光接続システムを示す図である。

【図２】図２は、本発明による冗長性光接続システムを示す図である。

【図３】図３は、本発明による冗長性光接続システムを示す図である。

【図４】図４は、本発明による冗長性光接続システムを示す図である。

【図４Ａ】図４は、図４のＡ−Ａに沿った、図４の基板の断面図である

【図５】図５は、本発明による冗長性光接続システムを示す図である。

【図６】図６は、図１における反射体の一実施例の詳細図である。

【図７】図７は、図５における再方向付け器508の別の実施例を示す図である。

【図８】図８は、図５における再方向付け器508の別の実施例を示す図である。

【図９】図９は、図５における再方向付け器508の別の実施例を示す図である。

【図１０】図１０は、本発明による冗長性光接続システムを示す図である。

【図１１】図１１は、本発明による冗長性光接続システムを示す図である。

【図１２】図１２は、本発明による冗長性光接続システムを示す図である。

【図１３】図１３は、本発明による冗長性光接続システムを示す図である。

【図１４】図１４は、本発明による製造プロセスのフローチャートである。

【図１５】図１５は、本発明による製造プロセスのフローチャートである。

【図１６】図１６は、標識ディスプレーに接続された出力を備えた、本発明による冗長性
光接続システムを示している。

【図１７】図１７は、図１６のシステムに使用される制御システムのブロック図である。

【図１８】図１８は、縦キャビティー表面放出レーザーダイオードの概略図である。

【図１９】図１９は、縦キャビティー表面放出レーザーダイオードを組み込んだ構成を示
す図である。

【図２０】図２０は、本発明によるもう一つの冗長性光接続システムを示している。

【図２１】図２１は、図２０において使用できる反射体構成の詳細な実施例を示している
。

【図２２】図２１は、図２０において使用できる反射体構成の詳細な実施例を示している
。

【図２３】図２３は、本発明によるもう一つの冗長性光接続システムを示している。

【図２４】図２４は、冗長性を与えることができる、本発明による他の光接続システムを
示している。

【図２５】図２５は、冗長性を与えることができる、本発明による他の光接続システムを
示している。

【図２６】図２６は、冗長性を与えることができる、本発明による他の光接続システムを
示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ビシェルウィリアムケイアメリカ合衆国カリフォルニア州 94025 メンロパークオリヴァーストリート 740 (72)発明者コワルクジクトニーシーアメリカ合衆国カリフォルニア州 94306 パロアルトアシュストリート 1850 Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KA12 KB01 MA07 RA00 2K002 AA07 AB04 AB05 AB40 BA13 DA08 EA15 GA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光源からの光エネルギーを複数の適用構造に結合させ
るための冗長性光接続装置であって：１対１対応で冗長性アレイ領域と交差する、複数の上流入力から夫々の複数の
下流出力への複数の主導波路と；前記冗長性アレイ領域内で、前記主導波路のサブセットよりも大きい第一のサ
ブセットと交差する第一の交差接続導波路と；前記第一の交差接続導波路からの光エネルギーを、前記第一の交差接続導波路
が交差する第一の前記主導波路だけの中へ下流方向に転送するために配置された
、第一の光再方向付け器と；前記第一の主導波路の中に光エネルギーを案内する経路において、前記第一の
再方向付け器の上流に配置された、予め定められた機能性基準を満たさない光源
とを具備する装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置であって、前記第一の光方向付け器は
、前記主導波路および前記交差接続導波路とは異なる装置。
【請求項３】請求項１に記載の装置であって、前記光源の一つは、前記第
一の交差接続導波路と整列される装置。
【請求項４】請求項３に記載の装置であって、前記第一の交差接続導波路
と整列される光源は、予め定められた機能性基準を満たす装置。
【請求項５】請求項１に記載の装置であって：更に、前記冗長性アレイ領域の上流から前記冗長性アレイ領域の中に伸び、前記第一
の交差接続導波路と交差する二次導波路と；前記二次導波路からの光エネルギーを、前記第一の光再方向付け器に向けて前
記第一の交差接続導波路の中に結合するように配置された、第二の光再方向付け
器とを具備する装置。
【請求項６】請求項５に記載の装置であって、更に、前記冗長性アレイ領
域内において、前記主導波路の少なくとも第二のサブセットと交差する第二の交
差接続導波路を具備する装置。
【請求項７】請求項５に記載の装置であって、更に、前記第二の光再方向
付け器の上流で前記二次導波路と整列した、前記予め定められた機能性基準を満
たす光源を具備する装置。
【請求項８】請求項５に記載の装置であって：前記主導波路の夫々は、平行領域を通って適用領域の入口に伸び、また前記適
用領域の入口においてそれらの間に所定の間隔を有し；前記二次導波路は前記平行領域内に伸びて終端し；前記主導波路の全ては、前記平行領域内において直線的で且つ相互に平行であ
り、また前記二次導波路は、前記平行領域における二つの前記主導波路の間に交
互に配置される装置。
【請求項９】請求項１に記載の装置であって、前記主導波路の夫々は前記
冗長性アレイ領域の上流で夫々の光源と整列され、前記第一の主導波路は、所定
の機能性基準を満たさない前記光源と整列している装置。
【請求項１０】前記主導波路の夫々は、前記冗長性アレイ領域の上流の予
備的アレイ領域から、前記冗長性アレイ領域の中に延びる請求項１に記載の装置
であって：更に、前記予備的アレイ領域内で、前記主導波路の少なくとも一つとそれぞれ交差す
る複数の予備的交差接続導波路と；光エネルギーを、前記予備的交差接続導波路の少なくとも一つのサブセットか
ら前記主導波路の夫々のサブセットの中に、前記冗長性アレイ領域に向けて再方
向付けするための光再方向付け器とを具備する装置。
【請求項１１】請求項１０に記載の装置であって、予め定められた機能性
基準を満たす光源が、光エネルギーを前記第一の主導波路へ再方向付けする光再
方向付け器が配置される如何なる予備的交差接続導波路とも整列されない装置。
【請求項１２】請求項１に記載の装置であって、前記光再方向付け器の一
つがミラーである装置。
【請求項１３】請求項１に記載の装置であって、前記主導波路は、前記冗
長性アレイ領域の上流のファンアウト領域を通してファンアウトし、前記主導波
路は前記ファンアウト領域を通る湾曲した経路を辿り、また前記冗長性アレイ領
域内において直線的且つ相互に平行である装置。
【請求項１４】複数の光源からの光エネルギーを複数の適用構造に結合さ
せるための冗長性光接続装置であって：１対１対応で冗長性アレイ領域と交差する、複数の上流入力から夫々の複数の
下流出力への複数の主導波路と；前記冗長性アレイ領域内で前記主導波路の少なくとも第一のサブセット（これ
は第一および第二の主導波路を含む）と交差する第一の交差接続導波路と；前記第一の主導波路からの光エネルギーを、前記第二の主導波路に向けて前記
第一の交差接続導波路の中に結合するために配置された、第一の光再方向付け器
と；前記第一の交差接続導波路からの光エネルギーを、下流方向に前記第二の主導
波路の中に結合させるために配置された第二の光再方向付け器とを具備し、前記
第一および第二の光再方向付け器の少なくとも一方は永久的である装置。
【請求項１５】請求項１４に記載の装置であって、前記第一および第二の
光方向付け器は、前記主導波路および前記第一の交差接続導波路とは異なる装置
。
【請求項１６】請求項１４に記載の装置であって、前記第一および第二の
光源の両方が永久的である装置。
【請求項１７】請求項１４に記載の装置であって、更に、前記第一の主導
波路および前記複数の主導波路における少なくとも一つの他の一つの主導波路と
交差する第二の交差接続導波路を具備する装置。
【請求項１８】請求項１４に記載の装置であって、更に、バーの中に配置
された複数の光源を含み、前記主導波路の夫々は経路の中で整列されて、光エネ
ルギーを前記光源の夫々の一つの中に結合する装置。
【請求項１９】請求項１８に記載の装置であって、経路の中で前記第一の
主導波路と整列された前記光源は予め定められた機能性基準を満たし、経路の中
で前記第二の主導波路と整列された光源は予め定められた機能性基準を満たさな
い装置。
【請求項２０】請求項１４に記載の装置であって、前記主導波路は、前記
冗長性アレイ領域の上流のファンアウト領域を通してファンアウトし、前記ファ
ンアウト領域を通る湾曲した経路を辿る前記主導波路は、前記冗長性アレイ領域
内において直線的且つ相互に平行である装置。
【請求項２１】光エネルギーを複数の適用構造に結合させるための冗長性
光接続装置であって：複数の主導波路を含む冗長性アレイであって、前記主導波路の所定のサブセッ
トは夫々の適用構造に結合可能な夫々の光出力を有し、前記冗長性アレイは更に
、夫々が前記所定のサブセットにおける導波路のサブセットよりも大きい夫々の
サブセットと交差する複数の交差接続導波路を含む冗長性アレイと；夫々が、光エネルギーを前記冗長性アレイにおける夫々一つの導波路の中へ伝
播するように経路内に整列された複数の光源であって、少なくとも第一の該光源
は予め定められた機能性基準を満たさず、また少なくとも第二の前記光源は前記
予め定められた機能性基準を満たす複数の光源と；一組の少なくとも一つの光再方向付け器であって、該組の光再方向付け器は前
記主導波路および前記交差接続導波路の選択された交差部に配置されて、前記冗
長性アレイにおける選択された導波路からの光エネルギーを前記冗長性アレイに
おける選択された他の導波路の中に結合する結果、前記冗長性アレイの下流にお
いて、前記主導波路の前記所定のサブセットが経路内で結合されて、前記予め定
められた機能性基準を満たす夫々の前記光源から１対１の対応で光エネルギーを
運ぶ一組の光再方向付け器とを具備する装置。
【請求項２２】請求項２１に記載の装置であって、前記光方向付け器は、
前記主導波路および前記交差接続導波路とは異なる装置。
【請求項２３】請求項２１に記載の装置であって：前記光源の全ては、前記主導波路の夫々の中に光エネルギーを伝播させるよう
に経路内で整列され、前記光再方向付け器の一つは、第一の前記主導波路から第一の前記交差接続導
波路の中に、第二の前記主導波路に向けて光エネルギーを結合するために配置さ
れ、前記第一の主導波路は主導波路の所定のサブセットの中にはなく、前記光再方向付け器の一つは、前記第一の交差接続導波路からの光エネルギー
を前記第二の主導波路の中に下流方向へと結合するように配置され、前記第二の
主導波路は主導波路の前記所定のサブセットの中にある装置。
【請求項２４】請求項２３に記載の装置であって、前記光源はバーの中に
配置される装置。
【請求項２５】請求項２１に記載の装置であって：前記複数の光源は、夫々の前記主導波路の中に光エネルギーを伝播させるよう
に経路内で整列された光源の第一のサブセットと、夫々の前記交差接続導波路の
中に光エネルギーを伝播させるように経路内で整列された光源の第二のサブセッ
トとを含み、前記第一のサブセットは前記第一の光源を含み、且つ第一の前記主導波路の中
に光エネルギーを伝播させるように経路内で整列されており、前記第二のサブセットは前記第二の光源を含み、且つ第一の前記交差接続導波
路の中に光エネルギーを伝播させるように経路内で整列されており、前記光再方向付け器の一つは、前記第一の交差接続導波路からの光エネルギー
を下流方向に前記第一の主導波路の中に結合するように配置され、前記第二の主
導波路は主導波路の前記所定のサブセットの中にある装置。
【請求項２６】請求項２５に記載の装置であって、前記主導波路の全てが
前記主導波路の所定のサブセットの中にある装置。
【請求項２７】請求項２５に記載の装置であって、前記光源の全てがバー
の中に配置される装置。
【請求項２８】請求項２１に記載の装置であって：前記光源の全てが、光エネルギーを夫々の前記交差接続導波路の中に伝播させ
るように経路内で整列され、前記主導波路の前記所定のサブセットは前記主導波路の全てを含み、前記光再方向付け器の組は、光エネルギーを前記主導波路の夫々の中に結合す
る少なくとも一つの光再方向付け器を含む装置。
【請求項２９】請求項２１に記載の装置であって、前記光再方向付け器の
組は、永久的光再方向付け器を含む装置。
【請求項３０】請求項２１に記載の装置であって、前記光再方向付け器の
組は、ダイナミックな再方向付け器を含む装置。
【請求項３１】請求項２１に記載の装置であって、前記主導波路は前記冗
長性アレイ領域の上流のファンアウト領域を通してファンアウトし、前記主導波
路は前記ファンアウト領域を通る湾曲した経路を辿り、また前記冗長性アレイ領
域内において直線的且つ相互に平行である装置。
【請求項３２】集積光ルーティング構造であって：複数のN個の離間した光入力と；複数のM個の離間した光出力と（M<N）；前記光入力の望ましいM個の入力から、所定の１対１対応で、前記光出力の全
てへの光エネルギーの永久結合を促進する冗長性促進構造でとを具備する構造。
【請求項３３】請求項３２に記載の構造であって：前記冗長性促進構造は
、前記光入力のM個の主サブセットにおける夫々の光入力から光エネルギーを受
け取るために、前記主光出力の夫々を結合するM個の主案内構造と；夫々が、夫々の交差部において少なくとも一つの前記主案内構造と交差する少
なくとも一つの交差接続導波路であって、前記交差部の夫々は、前記交差接続導
波路の一つからの光エネルギーを前記主案内構造の一つに永久結合するために作
製されるものである交差接続導波路とを具備する構造。
【請求項３４】請求項３３に記載の構造であって、前記交差接続導波路の
夫々は、光入力の前記サブセット以外の前記光入力の夫々一つからの光入力を受
け取るように結合される構造。
【請求項３５】請求項３３に記載の構造であって：前記冗長性促進構造は
更に、夫々が前記光入力の主サブセット以外の前記光入力の夫々一つから光入力を受
け取るように結合されたN−M個の二次案内構造であって、該二次案内構造の夫々
は、夫々の冗長性交差部において前記交差接続導波路の少なくとも一つと交差し
、前記冗長性交差部の夫々は、前記二次案内構造の一つからの光エネルギーを前
記交差接続導波路の一つの中に永久結合するために作製されるものである二次案
内構造を具備する装置。
【請求項３６】請求項３２に記載の構造であって：前記冗長性促進構造は
、夫々前記M個の光入力の一つへの冗長性アレイ領域と交差するM個の主案内構造
と；夫々が、夫々の交差部で前記主案内構造の少なくとも一つと交差するN個の交
差接続導波路であって、前記交差部の夫々は、前記交差接続導波路からの光エネ
ルギーを前記主案内構造の一つの中に永久結合するために作製されるものである
交差接続導波路とを具備する構造。
【請求項３７】請求項３２に記載の構造であって、前記冗長性促進構造は
前記光入力と前記光出力との間のギャップ領域を含み、該ギャップの中には、所
望の前記光入力から前記光出力への光案内構造が形成され得る構造。
【請求項３８】制御情報源と共に使用するための請求項３２に記載の構造
であって：更に、夫々が前記光入力の夫々一つに光エネルギーを与えるように結合された、少な
くともM個の複数の光源と；前記制御情報に依存して前記光源の夫々を制御する制御回路であって、前記制
御情報はそれと関連した宛先アドレスを有する情報ユニットを含み、前記制御回
路は、前記宛先アドレスと前記光源との間の対応関係に依存して個々の前記光源
を制御し、前記対応関係は少なくとも部分的にプログラム可能である制御回路と
を具備する構造。
【請求項３９】請求項３８に記載の構造であって、前記制御回路は夫々が
前記光源の夫々を制御する複数の制御ユニットを具備し、前記制御ユニットの全
てが前記制御情報源に結合され、且つ前記情報ユニットの全てを受け取る構造。
【請求項４０】請求項３８に記載の構造であって、前記制御回路において
、前記宛先アドレスと前記光源との間の対応関係はプログラム可能であり、前記
宛先アドレスともう一つの前記光源との間の対応関係は固定される構造。
【請求項４１】請求項３８に記載の構造であって、前記光源の夫々は前記
宛先アドレスの夫々ト関連している構造。
【請求項４２】冗長性光接続装置であって：夫々が出力を有するN個の第一の複数の光源と；夫々が入力を有するM個（N>M）の第二の複数の光源を有する材料と；前記光源と前記出力案内構造の入力との間の前記材料中のギャップ領域であっ
て、該ギャップの中には選択された前記光源から前記出力案内構造の入力へと光
エネルギーを運ぶために、選択的な案内構造が形成され得る装置。
【請求項４３】請求項４２に記載の装置であって、更に、複数の適用構造
を具備し、夫々の適用構造は前記出力案内構造の夫々によって運ばれる光エネル
ギーを受け取るために配置された装置
【請求項４４】請求項４２に記載の装置であって、更に、複数の案内構造
を具備し、夫々の案内構造は前記光源の一つからの光エネルギーを前記ギャップ
領域に結合する装置。
【請求項４５】請求項４２に記載の装置であって、前記材料における前記
ギャップ領域は感光性である装置。
【請求項４６】請求項４５に記載の装置であって、前記材料は更に、前記
ギャップ領域に隣接した非感光性領域を含み、また少なくとも一つの前記出力案
内構造の少なくとも一部を含む措置
【請求項４７】光エネルギーを複数の光出力に結合するための冗長性光接
続装置であって：夫々が光エネルギーを前記光出力の夫々へと案内するために配置された、複数
の出力案内構造と；一組の少なくとも一つの交差接続導波路であって、夫々の該交差接続導波路は
、夫々の交差部で前記出力案内構造の少なくとも一つと交差し、前記交差部は交
差接続導波路からの光エネルギーを出力案内構造へと実質的に結合しないが、前
記交差部の夫々は、前記交差接続導波路の一つからの光エネルギーを前記出力案
内構造の一つに永久結合するために作製されたものである一組の交差接続導波路
とを具備する装置。
【請求項４８】複数の光源および第一の二次光源と共に使用するための、
複数の適用構造へと光エネルギーを結合する光接続装置であって：前記主光源の夫々を前記適用構造の夫々に結合する、複数の主案内構造と；前記第一の二次光源に結合され、如何なる適用構造とも結合せずに終端する第
一の二次案内構造と；前記第一の二次案内構造からの光エネルギーを、何れか望ましい一つの前記主
案内構造への下流方向への永久結合を促進する冗長性促進構造とを具備する光接
続装置。
【請求項４９】請求項４８に記載の装置であって、前記適用構造はディス
プレーの夫々の画素を含む装置。
【請求項５０】請求項４８に記載の装置であって、前記適用構造は光コネ
クタの夫々の接続を含む装置。
【請求項５１】請求項４８に記載の装置であって、更に、前記第一の二次
案内構造の近傍から前記主案内構造の近傍へと延びる交差結合案内構造を具備す
る装置。
【請求項５２】請求項４８に記載の装置であって、更に、前記第一の二次
案内構造の近傍から伸び、少なくとも一つの前記主案内構造と交差する交差結合
案内構造を具備する装置。
【請求項５３】請求項５２に記載の装置であって：前記主案内構造の夫々は、前記主光源の夫々と整列した主導波路を具備し、該
主導波路はファンアウト領域を通って第一の平行領域へとファンアウトし、該領
域内では全ての前記主導波路が直線的且つ相互に平行であり、前記主導波路は前
記ファンアウト領域を通って湾曲した経路を辿り、前記交差結合案内構造は、少なくとも一つの前記主導波路と交差する交差結合
導波路を具備し、前記交差結合導波路と交差する全ての主導波路は前記平行領域
内で交差している装置。
【請求項５４】請求項４８に記載の装置であって、前記第一の二次案内構
造は、前記第一の二次光源の近傍から第一の前記主案内構造の近傍へと延びる装
置。
【請求項５５】請求項４８に記載の装置であって、前記第一の二次案内構
造は、前記第一の二次光源の近傍から延び、少なくとも一つの前記主案内構造と
交差する装置。
【請求項５６】請求項４８に記載の装置であって、前記冗長性促進構造は
永久構造（708，806）を具備し、該永久構造は追加の構造に補助されたとき、お
よびそのときにのみ、前記第一の二次案内構造からの光エネルギーを第一の前記
主案内構造の中に案内する装置。
【請求項５７】請求項５６に記載の装置であって、更に、前記第一の二次
案内構造の近傍から前記第一の主案内構造の近傍へと延びる交差案内構造を具備
し、前記永久構造は、前記追加の構造に補助されたときに、前記交差結合案内構造
からの光エネルギーを前記第一の主案内構造の中に案内する装置。
【請求項５８】請求項５６に記載の装置であって、前記永久構造は導波路
（708）を具備し、該導波路は、前記第一の主案内構造の中を伝播する光エネル
ギーが更なる構造（712）をもたない前記永久構造によって実質的にロスされな
い角度で、前記第一の主案内構造と結合する装置。
【請求項５９】請求項５８に記載の装置であって、前記永久構造は導波路
切片（806）を具備し、該切片は、前記第一の主案内構造内を伝播する光エネル
ギーが更なる構造（808）をもたない前記永久構造によって実質的にロスされな
いように、前記第一の主案内構造から充分に離間されている装置。
【請求項６０】請求項４８に記載の装置であって：夫々の前記一次案内構造は、前記一次光源の夫々と整列した主導波路を具備し
、前記主導波路は平行領域を通って適用領域の入口に伸び、また前記適用領域の
入口においてそれらの間に所定の間隔を有し；前記二次案内構造は、前記第一の二次光源と整列した二次導波路を具備し、前
記第一の二次光源は二つの前記主光源の間に配置され、前記二次導波路は前記平
行領域内に伸びてその中で終端しており、全ての前記主導波路は、前記平行領域内において直線的で且つ相互に平行であ
り、前記二次導波路は、前記平行領域における二つの前記主導波路の間に交互に
配置される装置。
【請求項６１】光エネルギーを複数の適用構造に結合するための冗長性光
接続装置であって：夫々が光エネルギーを前記適用構造の夫々に案内するように配置された、複数
の出力案内構造と；一組の少なくとも一つの交差接続導波路であって、夫々の該交差接続導波路は
入力を有し、また夫々の交差部で前記出力案内構造の少なくとも一つと交差し、
前記交差接続導波路は全て如何なる適用構造にも結合しないで終端し、前記交差
部の夫々は、前記交差接続導波路の一つからの光エネルギーを前記出力案内構造
の一つに永久結合するために作製されたものである一組の交差接続導波路とを具
備する装置。
【請求項６２】その少なくともN個は予め定められた機能性基準を満たす
多くの光源（N個を越える）と共に使用するための、適用構造に光エネルギーを
与えるための複数の光出力を有する多重光源を製造する方法であって：集積光ユニットに、前記光出力の夫々について一つの複数の出力導波路を提供
する工程と；少なくともN個の特定された前記光源が前記機能性基準を満たしている情報を
与える工程と；前記機能性基準を満たす夫々の前記光源から光エネルギーを前記光出力に向け
て前記出力導波路の夫々の中に案内する構造を、前記情報に依存して前記集積光
ユニットの中に導入する工程とを具備する方法。
【請求項６３】請求項６２に記載の方法であって、前記構造は前記出力導
波路とは異なる方法。
【請求項６４】請求項６２に記載の方法であって、少なくともN個の特定
された前記光源が前記機能性基準を満たしている情報を与える工程は、前記光源
の何れが前記機能性基準を満たさないかを指示する工程を具備する方法。
【請求項６５】請求項６２に記載の方法であって、少なくとも一つの前記
光源が前記機能性基準を満たさない方法。
【請求項６６】請求項６２に記載の方法であって、構造を導入する前記工
程が、永久的構造を形成する工程を具備する方法。
【請求項６７】請求項６２に記載の方法であって、前記構造を導入する工
程が、予備的に存在する構造を永久的に活性化する工程を具備する方法。
【請求項６８】請求項６２に記載の方法であって、前記構造を導入する工
程が、電気的に制御可能な構造を活性化する工程を具備する方法。
【請求項６９】請求項６２に記載の方法であって：前記数の光源は前記機能性基準を満たさない第一の光源を含むとともに、更に
第二の光源を含み、前記複数の出力導波路は、前記第一の光源から光エネルギーを受け取るように
経路内に配置された第一の出力導波路を含み、前記構造を導入する工程は、前記第二の光源から光エネルギーを前記第一の出
力導波路の中へ下流方向に案内する構造を導入する工程を具備する方法。
【請求項７０】請求項６９に記載の方法であって、更に、前記第二の光源
からの光エネルギーを案内するように経路内に配置され、如何なる適用構造にも
達することなく終端する第二の導波路を提供する工程を具備し、前記第二の光源からの光エネルギーを案内する前記構造を導入する工程が、前
記第二の導波路からの光エネルギーを前記第一の出力導波路の中に下流方向へ再
方向付けするように配置される光反射体を導入する工程を具備する方法。
【請求項７１】請求項７０に記載の方法であって、前記光反射体を導入する工程は、第一の交差接続導波路からの光エネルギーを
前記第一の出力導波路の中へ再方向付けするように配置される光反射体を導入す
る工程を具備し、前記第二の光源からの光を案内する構造を導入する工程は、更に、前記二次導
波路からの光エネルギーを前記第一の交差接続導波路の中へ前記第一の出力導波
路に向けて再方向付けするように配置される、光再方向付け器を導入する工程を
具備する方法。
【請求項７２】請求項７１に記載の方法であって、全ての前記光再方向付
け器は、前記出力導波路、前記二次導波路、および前記第一の交差接続導波路と
は異なる方法。
【請求項７３】請求項７０に記載の方法であって：前記二次導波路は前記第一の出力導波路と交差し、前記第二の光源から光エネルギーを案内する構造を導入する工程は、更に、前
記二次導波路からの光エネルギーを前記第一の出力導波路の中に再方向付けする
ように配置される、光反射体を導入する工程を具備する方法。
【請求項７４】請求項７３に記載の方法であって、前記光再方向付け器は
前記第一の出力導波路および前記二次出力導波路とは異なる方法。
【請求項７５】請求項６２に記載の方法であって：更に、夫々が前記光源の夫々からの光エネルギーを案内するように経路内に配置され
る複数の交差接続導波路を与える工程であって、前記交差接続導波路は少なくと
も前記出力導波路の夫々のサブセットと交差する工程を具備し、前記構造を導入する工程は、前記情報に依存して、前記出力導波路および前記
交差接続導波路の選択された交差部に光再方向付け器を導入する工程を具備し、
該光再方向付け器の夫々は、前記交差接続導波路の一つからの光エネルギーを前
記出力導波路の一つの中に結合するように配置される方法。
【請求項７６】請求項７５に記載の方法であって、第一の前記光源は前記
機能性基準を満たさず、前記複数の交差接続導波路は、前記第一の光源から光エネルギーを案内するよ
うに経路内に配置された第一の交差接続導波路を含み、前記情報に依存して選択された交差部に前記光再方向付け器を導入する工程は
、全ての前記光出力が、前記所定の機能性基準を満たす前記光源の一つから光エ
ネルギーを受け取るための経路内にあるように、前記選択された交差部を選択す
る工程を具備する方法。
【請求項７７】請求項６２に記載の方法であって、前記構造を導入する工
程は、前記情報に依存して、前記機能性基準を満たす前記光源の夫々から前記出
力導波路の夫々の中に光エネルギーを案内する光案内構造を導入する工程を具備
する方法。
【請求項７８】請求項６２に記載の方法であって、前記出力導波路の夫々
は前記光源から離間した夫々の入力を有し、前記光案内構造を導入する工程は、前記情報に依存して選択された前記光源の
夫々から前記出力導波路の夫々の入力への導波路を形成する工程を具備する方法
。
【請求項７９】請求項６２に記載の方法に従って製造された製品
【請求項８０】請求項６９に記載の方法に従って製造された製品
【請求項８１】請求項７１に記載の方法に従って製造された製品
【請求項８２】請求項７３に記載の方法に従って製造された製品
【請求項８３】請求項７５に記載の方法に従って製造された製品
【請求項８４】請求項７７に記載の方法に従って製造された製品
【請求項８５】適用構造に光エネルギーを与えるための複数の光出力を有
する多重光源を製造する方法であって：少なくとも第一の主光源は予め定められた機能性基準を満たさない複数の主光
源および第一の二次光源を含む複数の光源を提供する工程と；集積された光ユニットに、夫々が、前記主光源の夫々からの光エネルギーを１
対１の対応で夫々の前記光出力へと下流に案内するように経路内に配置された複
数の主案内構造を提供する工程であって、前記複数の主案内構造は、前記第一の
主光源からの光エネルギーを案内するように経路内に配置された第一の主案内構
造を含み、更に、第二の主案内構造を含む工程と；前記集積された光ユニットに、前記第一の二次光源から光エネルギーを案内す
るように経路内に配置された第一の二次案内構造を提供する工程であって、前記
第一の二次案内構造は、前記第一および第二の主案内構造とそれらの夫々の光出
力の上流で交差する工程と；前記第一の二次光源からの光エネルギーを前記第一の主案内構造の中へ下流方
向に案内し、且つ前記第二の主案内構造の中には導入しないように、前記集積さ
れた光ユニットに配置される構造を導入する工程とを具備した方法。
【請求項８６】請求項８５に記載の方法であって、前記構造を導入する工
程は、前記主案内構造および前記第一の二次案内構造とは異なる構造を導入する
工程を具備する方法。
【請求項８７】請求項８５に記載の方法であって、前記構造を導入する工
程は、前記複数の光源を与える工程および複数の主案内構造を与える工程に続い
て行なわれる方法。
【請求項８８】請求項８５に記載の方法であって、前記構造を導入する工
程は、永久的な構造を形成する工程を具備する方法。
【請求項８９】請求項８５に記載の方法であって、前記構造を導入する工
程は、予め存在する構造を永久的に活性化する工程を具備する方法。
【請求項９０】請求項８５に記載の方法であって、前記構造を導入する工
程は、制御可能な構造を電気的に活性化する工程を具備する方法。
【請求項９１】請求項８５に記載の方法であって：前記第一の二次案内構造は如何なる適用構造にも達することなく終端し、前記構造を導入する工程は、前記第一の二次案内構造からの光エネルギーを前
記第一の主案内構造の中に下流方向に再方向付けするように配置される、光再方
向付け器を導入する工程を具備する方法。
【請求項９２】請求項９１に記載の方法であって：前記第一の二次案内構造は、前記第一の二次光源からの光エネルギーを案内す
るように経路内に配置された入力導波路と、前記第一および第二の主案内構造の
両者と交差する第一の交差接続導波路と、前記入力導波路からの光エネルギーを
前記第一の交差接続導波路の中へ転送するように配置された光再方向付け器とを
具備し、光再方向付け器を導入する前記工程は、前記第一の交差接続導波路からの光エ
ネルギーを前記第一の主案内構造の中に再方向付けするように配置される、光再
方向付け器を導入する工程を具備する方法。
【請求項９３】請求項９１に記載の方法であって：前記第一の二次案内構造は、前記第一の二次光源と整列し且つ前記第一の主案
内構造と交差する入力導波路を具備し、前記構造を導入する工程は、前記入力導波路からの光エネルギーを前記第一の
主案内構造の中に再方向付けするように配置される、光再方向付け器を導入する
工程を具備する方法。
【請求項９４】請求項８５の方法によって製造された製品。
【請求項９５】請求項９２の方法によって製造された製品。
【請求項９６】請求項９３の方法によって製造された製品。
【請求項９７】適用構造に光エネルギーを与えるための、複数の光出力を
有する多重光源を製造する方法において：複数の主光源および複数の二次光源を含む複数の光源を提供する工程であって
、前記主光源よりも大きい第一のサブセットは、予め定められた機能性基準を満
たさない複数工程と；集積された光ユニットの中に、夫々が前記主光源の夫々からの光エネルギーを
１対１の対応で前記光出力の夫々へと下流方向に案内するように経路内に配置さ
れた複数の主案内構造を提供する工程であって、前記主案内構造は、夫々が前記
主光源の第一のサブセットにおける夫々一つの光源からの光エネルギーを案内す
るように経路内に配置された主案内構造の第一のサブセットを含む工程と；前記集積光ユニットの中に、夫々が前記二次光源の夫々から光エネルギーを案
内するように経路内に配置され、如何なる適用構造にも達することなく終端する
複数の二次案内構造を提供する工程とであって、夫々の前記二次案内構造は、交
差される主案内構造の光出力の上流で、前記第一のサブセットの主案内構造にお
ける二以上の主案内構造と交差する工程と；前記二次案内構造の夫々から、前記主案内構造の第一のサブセットにおける夫
々の主案内構造の中に光エネルギーを下流方向に転送するために、前記集積され
た光ユニットに配置された構造を導入する工程であって、該構造は、前記二次案
内構造の何れかからの光エネルギーを前記主案内構造の第一のサブセットにおけ
る主案内構造の何れか二以上の中に転送するために配置される工程とを具備した
方法。
【請求項９８】請求項９７に記載の方法であって：前記構造を導入する
工程は、夫々の交差接続導波路からの光エネルギーを夫々の主案内構造の中へと際方向
付けするために配置される、複数の光際方向付け器を導入する工程と；前記二次案内構造の一つからの光エネルギーを、前記交差接続導波路の夫々へ
と際方向付けするために配置される、複数の光再方向付け器を導入する工程とを
具備する方法。
【請求項９９】請求項９８に記載の装置であって、全ての前記光再方向付
け器は、前記交差接続導波路および前記二次案内構造とは異なる装置。
【請求項１００】請求項９７に記載の方法に従って製造された製品。
【請求項１０１】 M個の光出力およびN個の光源（N>M）を有し、前記出力
の夫々は前記光源の夫々からの光エネルギーを出力する多重集積光ユニットを使
用する方法であって：前記集積光ユニットの中に、前記光出力の夫々について一つの複数の出力導波
路を提供する工程と；少なくともN個の特定された前記光源が、予め定められた機能性基準を満たす
との情報を提供する工程と；前記情報に依存して、前記機能性基準を満たす光源の夫々から前記出力導波路
の夫々の中へと前記光出力に向けて光エネルギーを案内する構造を、前記集積さ
れた光ユニットの中に導入する工程と；前記光出力と、そこから夫々の出力が光エネルギーを出力する前記光源との間
の対応関係を保存する工程と；前記対応関係に依存して、前記光源を動作させる制御信号を提供する工程とを
具備する方法。
【請求項１０２】複数の光入力の選択された光入力からの光エネルギーを
、複数の光出力へ結合させるための光接続装置であって、第一の前記光入力から
の光エネルギーを第一の前記光出力へと運ぶように配置された第一の光経路、お
よび第二の前記光入力からの光を運ぶように配置された第二の光経路を含む複数
の光経路を具備し、前記装置は更に、前記第一および第二の光経路の両方に配置
され、且つ前記第二の光経路から出た光エネルギーを前記第一の光出力に向けて
前記第一の光経路に結合するように配置された永久的な光再方向付け器を含む光
接続装置。
【請求項１０３】請求項１０２に記載の装置であって、前記光再方向付け
器は、前記第一の光経路内の光エネルギーの少なくとも一部が前記第一の光出力
に達するのをブロックする装置。
【請求項１０４】前記第一の光入力に光エネルギーを与えるように配置さ
れた第一の光源および前記第二の光入力に光エネルギーを与えるように配置され
た第二の光源を含む複数の光源と共に使用するための請求項１０２に記載の装置
であって、前記第一の光源は予め定められた機能性基準を満たさない装置。
【請求項１０５】複数の光入力の選択された光入力からの光エネルギーを
、複数の光出力へ結合させるための光接続装置であって、第一の前記光入力から
の光エネルギーを第一の前記光出力へと運ぶように配置された第一の光経路、お
よび第二の前記光入力からの光を運ぶように配置された第二の光経路を含む複数
の光経路を具備し、前記装置は更に、前記第一および第二の光経路の両方に配置
され、且つ前記第二の光経路から出た光エネルギーを前記第一の光出力に向けて
前記第一の光経路に結合するように配置された光再方向付け器を含み、前記光再
方向付け器は前記第一の光経路内の光エネルギーの少なくとも一部が前記第一の
光出力に達するのをブロックする装置。
【請求項１０６】前記第一の光入力に光エネルギーを与えるように配置さ
れた第一の光源および前記第二の光入力に光エネルギーを与えるように配置され
た第二の光源を含む複数の光源と共に使用するための請求項１０５に記載の装置
であって、前記第一の光源は予め定められた機能性基準を満たさない装置。
【請求項１０７】第一および第二の光源を含む複数の光源と共に使用する
ための、複数の光入力の選択された光入力からの光エネルギーを複数の光出力へ
結合させるための光接続装置であって、第一の前記光入力からの光エネルギーを
第一の前記光出力へと運ぶように配置された第一の光経路、および第二の前記光
入力からの光を運ぶように配置された第二の光経路を含む複数の光経路を具備し
、前記第一の光源は前記第一の光入力へと光エネルギーを与えるように配置され
且つ前記第二の光源は前記第二の光入力へと光エネルギーを与えるように配置さ
れており、前記装置は更に、前記第一および第二の光経路の両方に配置され、且
つ前記第二の光経路から出た光エネルギーを前記第一の光出力に向けて前記第一
の光経路に結合するように配置された光再方向付け器を含み、ここで前記第一の
光源は予め定められた機能性基準を満たさない装置。
【請求項１０８】複数の光入力の選択された光入力からの光エネルギーを
、複数の光出力へ結合させるための光接続装置であって、第一の前記光入力から
の光エネルギーを第一の前記光出力へと運ぶように配置された第一の光経路、お
よび第二の前記光入力からの光を運ぶように配置された第二の光経路を含む複数
の光経路を具備し、前記装置は更に、前記第一および第二の光経路の両方に配置
され、且つ前記第二の光経路から出た光エネルギーを前記第一の光出力に向けて
前記第一の光経路に結合するように配置された永久的な光再方向付け器の導入を
促進する冗長性促進構造を含む光接続装置。
【請求項１０９】複数の光入力の選択された光入力からの光エネルギーを
、複数の光出力へ結合させるための光接続装置であって、第一の前記光入力から
の光エネルギーを第一の前記光出力へと運ぶように配置された第一の光経路、お
よび第二の前記光入力からの光を運ぶように配置された第二の光経路を含む複数
の光経路を具備し、前記装置は更に、前記第一および第二の光経路の両方に配置
され、且つ前記第二の光経路から出た光エネルギーを前記第一の光出力に向けて
前記第一の光経路に結合するように配置された光再方向付け器の導入を促進する
冗長性促進構造を含み、前記光再方向付け器は前記第一の光経路内の光エネルギ
ーの少なくとも一部が前記第一の光出力に達するのをブロックする光接続装置。
【請求項１１０】第一および第二の光源を含む複数の光源と共に使用する
ための、複数の光入力の選択された光入力からの光エネルギーを複数の光出力へ
結合させるための光接続装置であって、第一の前記光入力からの光エネルギーを
第一の前記光出力へと運ぶように配置された第一の光経路、および第二の前記光
入力からの光を運ぶように配置された第二の光経路を含む複数の光経路を具備し
、前記第一の光源は前記第一の光入力へと光エネルギーを与えるように配置され
且つ前記第二の光源は前記第二の光入力へと光エネルギーを与えるように配置さ
れており、前記第一および第二の光経路の両方に配置され、且つ前記第二の光経
路から出た光エネルギーを前記第一の光出力に向けて前記第一の光経路に結合す
るように配置された光再方向付け器の導入を促進する冗長性促進構造を含むみ、
ここで前記第一の光源は予め定められた機能性基準を満たさない装置。
【請求項１１１】光交差接続アレイ装置であって：交差接続領域を通って適用領域の入口に伸び、また前記適用領域の入口におい
てそれらの間に中心から中心までの所定の間隔を有する複数の出力導波路と；夫々が前記出力導波路の夫々のサブセットと交差する複数の入力導波路であっ
て、該入力導波路は前記交差接続領域の入口で該領域に入り、また前記交差接続
領域の入口においてそれらの間に中心から中心までの所定の間隔を有する複数の
出力導波路と；一組の少なくとも一つの光再方向付け器であって、該組の中の光再方向付け器
は、前記入力および出力導波路の選択された交差部に配置されて、選択された前
記入力導波路からの光エネルギーを選択された前記出力導波路の中に結合する光
再方向付け器とを具備し、前記入力導波路の少なくとも一つの所定の中心から中心までの間隔は、前記出
力導波路の少なくとも一つの所定の中心から中心までの間隔よりも小さい装置。
【請求項１１２】請求項１１１に記載の装置であって、前記入力導波路に
おける全ての所定の中心から中心までの間隔は、前記出力導波路における少なく
とも一つの所定の中心から中心までの間隔よりも小さい装置。
【請求項１１３】請求項１１１に記載の装置であって、前記入力導波路に
おける全ての所定の中心から中心までの間隔が等しい装置。
【請求項１１４】請求項１１１に記載の装置であって、前記出力導波路に
おける全ての所定の中心から中心までの間隔が等しい装置。
【請求項１１５】請求項１１１に記載の装置であって、前記出力導波路の
少なくとも一つのサブセットは、前記出力導波路の適切なサブセットである装置
。
【請求項１１６】請求項１１１に記載の装置であって、前記一組の光再方
向付け器は、光エネルギーを前記出力導波路の夫々の中に結合する少なくとも一
つの光再方向付け器を含む装置。
【請求項１１７】請求項１１１に記載の装置であって、前記一組の光再方
向付け器は永久的な光再方向付け器を含む装置。
【請求項１１８】請求項１１１に記載の装置であって、前記一組の光再方
向付け器はダイナミック再方向付け器を含む装置。
【請求項１１９】光交差接続アレイ装置であって：交差接続領域を通って適用領域の入口に伸び、また前記適用領域の入口におい
てそれらの間に中心から中心までの所定の間隔を有する複数の出力導波路と；夫々が前記出力導波路の夫々のサブセットと交差する複数の入力導波路であっ
て、該入力導波路は前記交差接続領域の入口で該領域に入り、また前記交差接続
領域の入口においてそれらの間に中心から中心までの所定の間隔を有する複数の
出力導波路と；一組の少なくとも一つの光再方向付け器の導入を促進する交差接続促進構造で
あって、前記組の中の光再方向付け器は、前記入力および出力導波路の選択され
た交差部に配置されて、選択された前記入力導波路からの光エネルギーを選択さ
れた前記出力導波路の中に結合する交差接続促進構造とを具備し、前記入力導波路の少なくとも一つの所定の中心から中心までの間隔は、前記出
力導波路の少なくとも一つの所定の中心から中心までの間隔よりも小さい装置。
【請求項１２０】請求項１１９に記載の装置であって、前記入力導波路に
おける全ての所定の中心から中心までの間隔は、前記出力導波路における少なく
とも一つの所定の中心から中心までの間隔よりも小さい装置。
【請求項１２１】請求項１１９に記載の装置であって、前記入力導波路に
おける全ての所定の中心から中心までの間隔が等しい装置。
【請求項１２２】請求項１１９に記載の装置であって、前記出力導波路に
おける全ての所定の中心から中心までの間隔が等しい装置。
【請求項１２３】請求項１１９に記載の装置であって、前記出力導波路の
少なくとも一つのサブセットは、前記出力導波路の適切なサブセットである装置
。
【請求項１２４】光交差接続アレイ装置であって：交差接続領域を通って適用領域の入口に伸び、第一の空間秩序で前記交差接続
領域を出る複数の出力導波路と；夫々が前記出力導波路の夫々のサブセットと交差する複数の入力導波路であっ
て、該入力導波路は第二の空間秩序で前記交差接続領域に入る複数の出力導波路
と；選択された前記入力導波路からの光エネルギーを選択された前記出力導波路の
中に結合するために、前記入力および出力導波路の選択された交差部に配置され
た一組の光再方向付け器であって、前記選択された交差部は、前記出力導波路の
空間秩序が前記入力導波路の空間秩序に対して単調でない光再方向付け器とを具
備した装置。
【請求項１２５】請求項１２４に記載の装置であって、更に、二つの前記
入力導波路の間に配置された追加の導波路を具備する装置。
【請求項１２６】請求項１２４に記載の装置であって：前記複数の入力導波路は、相互に隣接し且つ全てが第一のタイプの光エネルギ
ーを運ぶ前記入力導波路の二以上の第一の群と、相互に隣接し且つ全てが第二の
タイプの光エネルギーを運ぶを前記入力導波路の二以上の第二の群とを含み、前記選択された交差部は、前記出力導波路の空間秩序が、前記第一のタイプの
光エネルギーを運ぶ出力導波路および前記第二のタイプの光エネルギーを運ぶ出
力導波路を交互に配置するように選ばれる装置。
【請求項１２７】請求項１２６に記載の装置であって：前記複数の入力導波路は更に、相互に隣接し且つ全てが第三のタイプの光エネ
ルギーを運ぶ二以上の前記入力導波路の第三の群を含み、前記選択された交差部は更に、前記出力導波路の空間秩序が、前記第三のタイ
プの光エネルギーを運ぶ出力導波路を、前記第一および第二のタイプの光エネル
ギーを運ぶ出力導波路の間に交互に配置するように選ばれる装置。
【請求項１２８】請求項１２４に記載の装置であって：前記複数の入力導波路は、相互に隣接し且つ全てが第一のタイプの光エネルギ
ーを運ぶ二以上の前記入力導波路の第一の群と、相互に隣接し且つ全てが第二の
タイプの光エネルギーを運ぶ二以上の前記入力導波路の第二の群と、相互に隣接
し且つ全てが第三のタイプの光エネルギーを運ぶ二以上の前記入力導波路の第三
の群とを含み、前記選択された交差部は、前記出力導波路の空間秩序が、前記第一、第二およ
び第三のタイプの光エネルギーを運ぶ出力導波路の間で回転するように選択され
る装置。
【請求項１２９】請求項１２８に記載の装置であって、前記第一のタイプ
の光エネルギーは赤色光からなり、前記第二のタイプの光エネルギーは緑色光か
らなり、前記第三のタイプの光エネルギーはは青色光からなる装置。
【請求項１３０】請求項１２８に記載の装置であって：更に、前記第一の群における夫々の入力導波路に対応する光源を有する第一のバーで
あって、該第一の群における夫々の入力導波路は、該第一のバー上の夫々の光源
から光エネルギーを受け取るように整列される第一のバーと；前記第二の群における夫々の入力導波路に対応する光源を有する第一のバーで
あって、該第二の群における夫々の入力導波路は、該第二のバー上の夫々の光源
から光エネルギーを受け取るように整列される第二のバーと；前記第三の群における夫々の入力導波路に対応する光源を有する第三のバーで
あって、該第三の群における夫々の入力導波路は、該第三のバー上の夫々の光源
から光エネルギーを受け取るように整列される第三のバーとを具備する装置。
【請求項１３１】光交差接続アレイ装置であって：交差接続領域を通って適用領域の入口に伸び、また前記適用領域の入口におい
てそれらの間に中心から中心までの所定の間隔を有する複数の出力導波路と；夫々が前記出力導波路の夫々のサブセットと交差する複数の入力導波路であっ
て、該入力導波路は前記交差接続領域の入口で該領域に入り、また前記交差接続
領域の入口においてそれらの間に中心から中心までの所定の間隔を有する複数の
出力導波路と；一組の少なくとも一つの光再方向付け器であって、該組の中の光再方向付け器
は、前記入力および出力導波路の選択された交差部に配置されて、選択された前
記入力導波路からの光エネルギーを選択された前記出力導波路の中に結合する光
再方向付け器とを具備し、前記入力導波路の少なくとも一つの所定の中心から中心までの間隔は、前記出
力導波路の少なくとも一つの所定の中心から中心までの間隔よりも大きい装置。
【請求項１３２】請求項１３１に記載の装置であって、前記入力導波路に
おける全ての所定の中心から中心までの間隔は、前記出力導波路における少なく
とも一つの所定の中心から中心までの間隔よりも大きい装置。
【請求項１３３】請求項１３１に記載の装置であって、前記入力導波路に
おける全ての所定の中心から中心までの間隔は、前記出力導波路における全ての
所定の中心から中心までの間隔よりも大きい装置。
【請求項１３４】光交差接続アレイ装置であって：交差接続領域を通って適用領域の入口に伸び、また前記適用領域の入口におい
てそれらの間に中心から中心までの所定の間隔を有する複数の出力導波路と；夫々が前記出力導波路の夫々のサブセットと交差する複数の入力導波路であっ
て、該入力導波路は前記交差接続領域の入口で該領域に入り、また前記交差接続
領域の入口においてそれらの間に中心から中心までの所定の間隔を有する複数の
出力導波路と；一組の少なくとも一つの光再方向付け器の導入を促進する交差接続促進構造で
あって、前記組の中の光再方向付け器は、前記入力および出力導波路の選択され
た交差部に配置されて、選択された前記入力導波路からの光エネルギーを選択さ
れた前記出力導波路の中に結合する交差接続促進構造とを具備し、前記入力導波路の少なくとも一つの所定の中心から中心までの間隔は、前記出
力導波路の少なくとも一つの所定の中心から中心までの間隔よりも大きい装置。
【請求項１３５】請求項１３４に記載の装置であって、前記入力導波路に
おける全ての所定の中心から中心までの間隔は、前記出力導波路における少なく
とも一つの所定の中心から中心までの間隔よりも大きい装置。
【請求項１３６】請求項１３４に記載の装置であって、前記入力導波路に
おける全ての所定の中心から中心までの間隔は、前記出力導波路における全ての
所定の中心から中心までの間隔よりも大きい装置。