JP2004004545A - バンドギャップおよび構造内の伝達をチューニングするためにレーザ微細加工によって光結晶の屈折率を調整する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光結晶の屈折率を一時的に調整することによって不連続な光の波長の流れを制御するスイッチを製造する装置および方法を提供すること
【解決手段】材料からなる導波路を含む光結晶であって、導波路は、光の阻止帯を規定する周期的な穴のセットと、阻止帯の光の通過帯域を規定する周期的な穴のセット内の欠陥とを有し、周期的な穴のセットの少なくとも１つの穴に近接する材料は、周期的な穴のセットの他の穴に近接する材料に比べて、レーザエネルギーを加えることによって修正された屈折率を示す。
【選択図】　図２Ａ

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願は、米国特許法の１１９条（ｅ）項に基づいて、２００２年５月３１日に出願された米国仮出願第６０／３８４，５７６号の利点を主張する。本明細書中、同出願の内容を参考として援用する。
【０００２】
本発明は、光結晶に関する。より具体的には、本発明は、弱め合う干渉を用いて特定の波長の光の伝搬を制限する光結晶、強め合う干渉を用いて特定の波長の光の伝搬を可能にする光結晶、および、強め合う干渉が生じる波長を調整するために光結晶をチューニングする方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
技術が進歩するに従って、世界中のデータの量は、指数関数的に増加している。世界的な情報ネットワーク（例えば、インターネット）の使用の増加からテレビ会議および携帯電話までのすべてのものが、効率的なデータ転送に依拠する。構成要素内および構成要素間の電子の移動距離を削減することによって、デバイス速度が劇的に増加した。１９８０年代および１９９０年代における電子デバイスの速度の増加の多くは、ミクロ電子工学の構成要素の大きさを縮小した結果として生じた。しかし、ミクロ電子工学の通信ネットワークは、転送され得るデータの量を効率的に制限する物理的制限を有する。デバイスによって構成要素の密度および複雑性の物理的制限が侵害されるため、デバイスの信頼性および新しいデバイスによる速度の進歩は減少する。
【０００４】
データの光通信（例えば、ワイヤを介して電子を伝達するのではなく、光ファイバーを介してフォトンを伝達する）は、特定の接続および通信に関して、すでに、広範に実施されている。光コネクタ、光スイッチ、および全ての光回路は、電子回路内を移動する電子に代わって、フォトンを移動かつルーティングする方法を提供する。波長分割多重化（ＷＤＭ）は、同じファイバー内で異なる周波数の光を混合することによって、光構成要素（ファイバーなど）を介してより多くのデータを伝達する方法を提供する。デマルチプレクサは、特定の波長の光をファイバーから分離させる。時分割多重化（ＴＤＭ）は、光構成要素を介してデータを伝達する別の方法を提供する。ＴＤＭにおいて、異なるチャネルに関連するビットが、時間領域においてインターリーブされて、複合ビットストリームが形成される。ＴＤＭデマルチプレクサは、ゲートのセットを提供することによってチャネルを分割する。ゲートは、チャネルを表す光信号のインターリーブされた部分が、クロック信号に応答して、個別の単一チャネルファイバーに結合されることを可能にする。ＴＤＭ多重分離は、クロック信号と、クロック信号を特定の時間遅延させる能力とを必要とする。
【０００５】
光デバイスおよびマイクロフォトニクスは、ミクロ電子工学によって歴史的に提供された技術的デバイスの進歩を促進するための重要な可能性を提供する。なぜならば、光デバイスおよびマイクロフォトニクスも、大量のデータが、光ファイバーに沿って移動し、かつ、最終移動先にルーティングされることを可能にするからである。全ての光回路がまだ実施されていない主な理由は、光デバイス製造に関する製造上の問題（例えば、屈折率の基準を満たす）があるからである。光デバイスに必要とされる小さい形状、光デバイスの物理的基準である小さい耐性によって、これらのデバイスの大量生産技術の発見および使用を遅延させた。
【０００６】
光結晶は、弱め合う干渉を用いて特定の波長の伝搬を制限する構造であり、非常に複雑な光のルーティングのために設計され得る。光ファイバーは、鋭い９０度の曲げまたは複雑な３次元のデバイスによって、光を効率的にルーティングすることが出来ないが、光結晶は、これらの目的のために用いられ得る。一般的な光デバイスおよび特定の光結晶は、レーザ、フィルタ、および発光ダイオードに適用可能であり、さらに、ＷＤＭ（波長分割多重化）用途に適用可能である。ＷＤＭにおいて、多くの異なる波長の光が光ファイバーに沿って移動し、異なる波長の光は、異なる移動先を有する。
【０００７】
光結晶は、「禁制帯」（構造を通過しない）波長のバンドギャップ、および／または、「禁制帯」範囲内の波長が伝達される狭帯域の設計上の制御の利益を得る特定の用途に用いられ得る。
【０００８】
光結晶は、１Ｄ（１次元）、２Ｄ（２次元）、または３Ｄ（３次元）の周期的な構造であり得る。このような周期的な構造は、周期的な穴、周期的な柱、または特定の屈折率の周期的な発生を含み得る。周期性は、周期的な光結晶を他の光デバイスから区別する。格子定数（ピッチ）および屈折率の積が、構造内を移動する光の波長のオーダである場合、光結晶は、通例、いくつかのユニークな特性を実証する。例えば、いくつかの波長は強く増強され、いくつかの波長は強く抑制される。これらの特性は、光を操作するために用いられ得る。
【０００９】
光結晶の１つの例は、特定の「禁制帯」波長（光バンドギャップ内の波長）の光が光結晶によって拒絶される光バンドギャップ結晶である。光バンドギャップ結晶に欠陥を導入することによって、伝達のピークは狭くなり、バンドギャップ範囲内の特定の狭帯域の波長の光が伝搬可能となり、光バンドギャップ内の他の全ての波長が伝搬不能となる。光が光バンドギャップ結晶内を移動すると、所望の波長帯域内にある光は、光結晶によって伝達され、その伝達先にルーティングされる。光バンドギャップ結晶を通過しない波長の範囲は、比較的広くあり得、例えば１３００μｍ〜１７００μｍである。通過する波長の帯域は、比較的狭くあり得、例えば１６２５μｍ〜１６５０μｍである。
【００１０】
光デバイスは、Ｘ線または光リソグラフィの公知の方法を用いて製造される。Ｘ線および光リソグラフィは、これらのデバイスの製造者が非常に小さい形状を生成することを可能にする。現在、光結晶は、通例、ＧａＡｓおよびＧａＡｌＡｓまたは層状のＳｉおよびＳｉＯ_２を用いて製造される。あるいは、その中を移動する波長の吸収率が低い限り、任意の固体材料が光結晶として用いられ得る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、光結晶の屈折率を一時的に調整することによって不連続な光の波長の流れを制御するスイッチを製造する装置および方法を提供し、この手順によって、特定の波長の光を一時的にフィルタリングかつルーティングすることである。さらに、光結晶は、波長間の分離を改善するため、および、ルーティング基準に対する光バンドギャップ欠陥を一時的に生成または修正するために、正確にチューニングされる必要があり、一時的な欠陥によってもたらされる強め合う干渉を利用して、所望の波長のみを、このような光結晶に一時的に通過させることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による、材料からなる導波路を含む光結晶であって、該導波路は、光の阻止帯を規定する周期的な穴のセットと、該阻止帯の光の通過帯域を規定する該周期的な穴のセット内の欠陥と、を有し、該周期的な穴のセットの少なくとも１つの穴に近接する材料は、該周期的な穴のセットの他の穴に近接する材料に比べて、レーザエネルギーを加えることによって修正された屈折率を示し、それにより上記目的が達成される。
【００１３】
前記少なくとも１つの穴に近接する修正された材料は、該穴のうちの１つの周りに輪を含んでもよい。
【００１４】
前記材料は誘電体であってもよい。
【００１５】
前記材料は結晶材料であってもよい。
【００１６】
前記少なくとも１つの穴に近接する修正された材料は、該穴のうちの１つの周りに輪を含んでもよい。
【００１７】
前記導波路の材料は、第１の格子構造を示し、前記輪を形成する材料は、該第１の格子構造と異なる第２の格子構造を示してもよい。
【００１８】
前記輪の直径は、前記穴の直径より約１％〜約５％大きい直径の範囲内であってもよい。
【００１９】
前記輪の構造は非結晶構造であってもよい。
【００２０】
前記輪の直径は、前記穴の直径より約１％〜約５％大きい直径の範囲内であってもよい。
【００２１】
前記少なくとも１つの穴は、前記周期的な穴のセットの任意の他の穴の直径より大きい第１の直径を有してもよい。
【００２２】
前記第１の直径は、前記周期的な穴のセットの任意の他の穴の直径より約１％〜約５％大きい直径の範囲内であってもよい。
【００２３】
本発明による、材料からなる導波路を含む光結晶であって、該導波路は、表面と、周期的な穴のセットと、該周期的な穴のセットに近接して該導波路の該表面に配置されるノッチとを有し、それにより上記目的が達成される。
【００２４】
前記ノッチに近接する材料の分子構造は、前記導波路の他の材料の分子構造に比べて、レーザエネルギーを加えることによって修正されてもよい。
【００２５】
本発明による、材料からなる線形の導波路を含む光結晶であって、該導波路は、第１の線形の周期的な穴のセットと、第２の線形の周期的な穴のセットと、該第１の線形の周期的な穴のセットの最後の穴と該第２の線形の周期的な穴のセットの最初の穴との間の線形の領域と、を有し、該第１および第２の周期的な穴のセットのうちの１つの少なくとも１つの穴に近接する材料は、レーザエネルギーを加えることによって修正された屈折率を示し、それにより上記目的が達成される。
【００２６】
本発明による、材料からなる導波路を含む光結晶であって、該導波路は、複数の列の周期的な穴のセットを有し、該複数の列の少なくとも１つの列の少なくとも１つの穴に近接する材料は、該少なくとも１つの列の他の穴に近接する材料に比べて、レーザエネルギーを加えることによって修正された屈折率を示し、それにより上記目的が達成される。
【００２７】
前記複数の穴の列の各列の１つ穴に近接する材料は、レーザエネルギーを加えることによって修正された屈折率を示してもよい。
【００２８】
本発明による、屈折率を示す材料からなる導波路を含む光結晶を形成する方法であって、該導波路に周期的な穴のセットを形成する工程と、該周期的な穴のセットの少なくとも１つの穴に近接する材料にレーザエネルギーを加えることによって、該少なくとも１つの穴に近接する材料の屈折率を修正する工程とを含み、それにより上記目的が達成される。
【００２９】
前記屈折率を修正する工程は、前記少なくとも１つの穴の材料の輪の屈折率を修正する工程を含んでもよい。
【００３０】
前記材料は、レーザエネルギーの光破壊閾値レベルより上のレーザエネルギーを加えることによって永久的に変えられ、前記結晶材料の屈折率を修正する工程は、該光破壊閾値レベルの量のレーザエネルギーを加える工程を含んでもよい。
【００３１】
前記材料は、レーザエネルギーの光破壊閾値レベルより上のレーザエネルギーを加えることによって永久的に変えられ、前記材料の屈折率を修正する工程は、該レーザエネルギーの光破壊閾値レベルを越える量のレーザエネルギーを加える工程を含んでもよい。
【００３２】
前記レーザエネルギーを加えることによって、前記材料はガラス相に変化してもよい。
【００３３】
前記少なくとも１つの穴の直径を拡大する工程をさらに含み、該直径は、前記周期的な穴のセットの任意の他の穴の直径より大きくてもよい。
【００３４】
本発明による、屈折率を示す材料からなる導波路を含む光結晶を形成する方法であって、該導波路に第１の線形の周期的な穴のセットを形成する工程と、該導波路に第２の線形の周期的な穴のセットを形成する工程であって、該導波路の線形の領域は、該第１および第２の線形の周期的な穴のセットの間である、工程と、該第１および第２の周期的な穴のセットに加えて、該導波路にさらなる穴を形成する工程とを含み、それにより上記目的が達成される。
【００３５】
本発明による、材料の導波路によって伝達される光の波長を変える方法であって、該導波路に周期的な穴のセットを形成する工程と、該周期的な穴のセットの少なくとも１つの穴に近接する材料にレーザエネルギーを加えることによって、該少なくとも１つの穴に近接する材料の屈折率を修正する工程とを含み、それにより上記目的が達成される。
【００３６】
本発明による、材料からなる導波路によって伝達される光の時間遅延を変える方法であって、該導波路に周期的な穴のセットを形成する工程と、該周期的な穴のセットの少なくとも１つの穴に近接する材料にレーザエネルギーを加えることによって、該少なくとも１つの穴に近接する材料の屈折率を修正する工程とを含み、それにより上記目的が達成される。
【００３７】
本発明による、クロック信号のソースからクロック信号を多重分離する光時分割のクロック信号デバイスであって、パスに沿って該クロック信号を受信する入力、および、光スプリッタの各出力から複数のパスに沿って該クロック信号を提供する複数の出力ポートを有する光スプリッタと、複数の光結晶であって、各該光結晶は、該光スプリッタから各該出力ポートを受信する入力を有し、各該光結晶の分子構造は、レーザエネルギーを加えることによって修正される、複数の光結晶とを含み、それにより上記目的が達成される。
【００３８】
【発明の実施の形態】
本発明は、材料からなる導波路を含む光結晶において実施される。材料は、結晶材料、誘電体、または光が伝達可能な他の材料であり得る。導波路は、光結晶を介して伝達されることが禁止されている光の阻止帯を規定する周期的な穴のセットを有し、かつ、光結晶を介して伝達される阻止帯内の光の通過帯域を規定する欠陥を周期的な穴のセットに有する。周期的な穴のセットの少なくとも１つの穴に近接する材料は、周期的な穴のセットの他の穴に近接する材料に比べて、通過帯域を変更するために、レーザエネルギーを加えることによって修正された屈折率を示す。
【００３９】
本発明は、添付の図面を参考にして下記の詳細な説明を読むことによって最も良く理解される。図面の種々のフィーチャが、通例、一律の縮尺に従わないことが強調される。これに反して、種々のフィーチャの寸法は、理解しやすいように、任意で拡張または縮小される。図面には、下記の図が含まれる。
【００４０】
本発明は、本明細書中、特定の実施形態を参考にして図示かつ説明されるが、本発明は、これらの詳細に制限されることを意図しない。むしろ、特許請求の範囲の均等物の目的および範囲内で、本発明から逸脱することなく、詳細の種々の改変例が可能である。
【００４１】
本発明は、光デバイスにおいて用いられる光結晶の屈折率を調整する方法を提供する。光結晶は、結晶材料、誘電体、または光が伝達可能な他の材料から形成され得る。屈折率は、材料の分子構造に関連し、従って、その材料の中の光の挙動を指向する。従って、光結晶の材料特性の調整によって、その屈折率も調整され、結果として、光結晶における光の挙動が影響される。
【００４２】
光結晶の屈折率は、選択された１つの波長または複数の波長が禁止または伝達されるように、正確にチューニングされ得る。下記のように、光結晶を形成する材料の屈折率は、正確かつ精密に調整され得る。さらに、光結晶の物理的寸法の変動は、バンドギャップおよび／または欠陥状態（単数または複数）を変えるために用いられ得、構造を介する伝達を変える。欠陥は、例えば、光結晶の穴の周期性の中断（例えば、穴の欠損）であり得る。
【００４３】
光結晶のレーザチューニングは、１．５５ミクロン電気通信波長に関する光結晶の形状が非常に小さく、通常、ナノメートルの単位で測定されるため好適である。しかし、従来のＭＥＭＳ技術を用いて、光結晶の設計基準を達成することは困難である。レーザのチューニング能力は、これらの基準を満たすことが望ましい。現在の光結晶の大量生産方法は、正確な波長にチューニングされた構造を生成するために必要な製造基準の制御を提供しない。必要なのは、基準を満たす光結晶を大量生産する方法である。さらに、必要なのは、対象となる波長において強め合う干渉を生成するために、光結晶の屈折率を正確に調整する方法である。
【００４４】
図１は、光の導波路として用いられる従来技術の光結晶１０５のブロック図である。光結晶１０５は、レーザ光の流れを操作する従来の構造である。光結晶は、Ｓｉ−ｏｎ−ＳｉＯ_２の１次元の構造である。本明細書中、本発明の例示的な実施形態が図示かつ説明されるが、このような実施形態は、例示のみを目的として提供されることが理解される。本発明から逸脱することなく、多数の変形例、変更例、および代用例が当業者によって見出される。光は、図１の矢印Ｌによって示されるように、左から右に、光結晶導波路を横断し得る。光が光結晶を右から左に横断し得ることも理解される。光結晶１０５は、第１の線形の周期的な穴のセット１３０および第２の線形の周期的な穴のセット１５０を有する。第１の線形の周期的な穴のセット１３０は、４つの穴１３２、１３４、１３６、および１３８を有する。第２の線形の周期的な穴のセット１５０は、４つの穴１５２、１５４、１５６、および１５８を有する。第１の周期的な穴のセット１３０の最後の穴１３８と、第２の周期的な穴のセット１５０の最初の穴１５２との間は、周期的な性質の２つの穴のセットの切れ目である。この切れ目は、線形の欠陥領域１４０を構成する。
【００４５】
この従来技術の光結晶において、各周期的な穴のセットの各穴は、７７５ｎｍの波長を有するフェムト秒レーザパルスを用いて形成され得る。別の従来技術の実施形態において、各穴は、３８７ｎｍの波長を有するフェムト秒レーザパルスを用いて形成され得る。３８７ｎｍのレーザ光が用いられる場合、直径が１６０ｎｍほどの小さい穴が形成され得、ピッチ（隣接する穴の中心間の距離）は４２０ｎｍであり得る。
【００４６】
動作中、光結晶１０５の一端に光が導入される。光結晶１０５を通って光が伝搬すると、欠陥領域１４０は、特定の帯域の波長が光結晶１０５を通過することを可能にし、光バンドギャップ内の他の波長が通過することを禁止する。従来技術の例示的な実施形態において、光結晶１０５は、さらに、１．６５０μｍの波長を中心とする狭帯域の光が通過することを可能にし得る。弱め合う干渉は、他の波長の散乱を可能にすることによって、バンドギャップ内の他の波長が光結晶１０５を通過することを阻止する。各穴は、散乱の中心である。特定の波長を中心とする狭帯域のみが穴から散乱し得、出力において強め合う干渉を有し得る。従来例の例示的な実施形態において、中心波長は、１．６５０μｍであり得、狭帯域は、約１．６４０μｍ〜約１．６６０μｍまたは約１．６４５μｍ〜約１．６５５μｍであり得る。
【００４７】
図２Ａは、本発明によって、第１の穴１３２が拡大された、欠陥領域によって分離される２つの周期的な穴のセットを有する光結晶１１０の例示的な実施形態のブロック図である。拡大された穴１３２は、レーザ微細加工によって拡大され得る。拡大された穴１３２を光結晶１１０に配置することによって、伝達効率および光結晶１１０を通過する光の周波数の両方、ならびに、通過する波長が影響を受ける。拡大された穴を配置することによって、伝達効率および光結晶１１０を通過する光の波長（ナノメートルの単位）に測定可能な変化が生じる。測定可能な変化は、拡大された穴が光結晶１１０を通過する光波の干渉に影響を及ぼすため生じる。
【００４８】
光結晶１１０内の穴１３２は、２つの異なる方法によって拡大され得る。これらの方法を説明する前に、まず、種々の量のレーザエネルギーを光結晶に加えることと、レーザエネルギーを加えることによって影響を受ける光結晶の領域の性質の変化との関係について説明する。
【００４９】
発明者は、光結晶の屈折率を調整するために、レーザエネルギーが用いられ得ることを明らかにした。強烈なフェムト秒レーザパルスは、半導体内の高密度の電子孔プラズマ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｈｏｌｅ　ｐｌａｓｍａ）を励起し、その結果、帯域構造が変化し、構造が遷移し得る。ＧａＡｓなどの誘電体は、種々のレベルのレーザエネルギーに曝され得る。ＧａＡｓ誘電体に対する種々のレベルのレーザエネルギーの影響に関する研究は、誘電体に対する永久的な損傷に関する流束量の閾値（Ｆ_ｔｈ）が１．０ｋＪ／ｍ^２であることを示す。すなわち、閾値レベルＦ_ｔｈ以上のレーザエネルギーが誘電体に加えられると、永久的な損傷が誘電体にもたらされる。他のレベルのレーザエネルギーは、異なる影響を誘電体にもたらす。例えば、Ｆ_ｔｈより実質的に上のレーザエネルギーは、誘電体を気化させ、その結果、気化された材料の代わりに穴が残る。
【００５０】
図２Ａを再び参照して、穴１３２は、光結晶１１０の穴１３２および穴１３２に近接する光結晶１１０の領域に直接的にレーザエネルギーを加えることによって拡大され得る。第１のタイプの拡大は、光結晶を含む誘電体の閾値レベルのエネルギー（Ｆ_ｔｈ）以上切除（ａｂｌａｔｉｏｎ）閾値Ａ_ｔｈ未満のレーザエネルギーを加えることによって達成され得る。損傷を受けた誘電体を気化させなければ、Ｆ_ｔｈ以上かつＡ_ｔｈ未満のレーザエネルギーを加えることによって、穴１３２に近接する誘電体が永久的な損傷を受ける。閾値レベルのエネルギーを穴１３２に加えることによって、穴１３２の外周に、損傷を受けた誘電体の輪（ａｎｎｕｌｕｓ）が形成される。輪は、穴１３２の外周に形成されるため、輪の直径は、穴１３２の直径より大きい。例示的な実施形態において、輪の直径は、穴１３２の直径より約１％〜約５％大きい直径の範囲内である。
【００５１】
閾値レベルのエネルギー（Ｆ_ｔｈ）が穴１３２に加えられる前の穴１３２に近接する屈折率は、光結晶を形成する材料の屈折率である。Ｆ_ｔｈ以上のエネルギーを加えた結果として、輪の分子構造が永久的に変化し、その結果、輪の屈折率も永久的に変化する。従って、輪以外の材料は、第１の分子構造（例えば、結晶）および第１の屈折率を示し、輪の材料は、第２の分子構造（例えば、ガラス）および第２の屈折率を示す。実際、Ｆ_ｔｈのレーザエネルギーを穴１３２に加えた結果として、輪を含む例示的な材料は、非結晶ガラスに変化し得る。
【００５２】
穴１３２に加えられ得る第２のタイプの拡大は、切除閾値レベルのエネルギー（Ａ_ｔｈ）以上のレーザエネルギーを加えることである。このような高レベルのレーザエネルギーが穴１３２に加えられると、材料の輪の形をした部分が切除（除去）されるため、穴１３２が拡大して、その結果、穴１３２の直径が拡大される。例示的な実施形態において、除去された材料の直径は、穴１３２の直径より約１％〜約５％大きい直径の範囲内である。
【００５３】
従って、穴１３２に対するこのタイプの修正も、レーザエネルギーを加えることによってもたらされ、かつ、伝達される光の波長を変化させる。さらに、このタイプの修正は、穴１３２に近接する環状領域の屈折率も修正すると考えられる。レーザエネルギーを加える前の穴１３２に近接する材料の屈折率は、第１の屈折率を示す。Ａ_ｔｈを越えるレーザエネルギーを加えた後で、拡大された部分（以前は材料が存在した部分）の屈折率は、材料の屈折率から周囲大気の屈折率に変化する。
【００５４】
穴１３２を拡大する方法に関わらず、光結晶１１０を通過し得る特定の狭波長帯域は、光結晶１０５を通過し得る狭波長帯域と異なる。
【００５５】
図２Ｂ、２Ｃ、および２Ｄは、その構造が修正された光結晶の他の実施形態を示す。各修正によって、各光結晶は、他の実施形態と異なる狭波長帯域の伝達を可能にするようにチューニングされる。例えば、図２Ｂに示されるように、穴１３４は、図２Ａの穴１３２が修正された方法と同じ方法によってレーザ光を加えることによって修正され得る。光結晶１１０の穴１３２は、周期的な穴のセット１３０の最も左側の穴であったが、穴１３４は、周期的な穴のセット１３０において、左側から数えて２番目の穴である。穴１３４および穴１３４に近接する誘電体は、Ｆ_ｔｈ以上Ａ_ｔｈ未満のレーザ光を加えることによって修正され得る。このレベルのレーザ光を加えた後で、レーザエネルギーを加えることによって修正された格子構造および屈折率を有する輪が穴１３４の周りに形成される。例示的な実施形態において、輪の直径は、穴１３４の直径より約１％〜約５％大きい直径の範囲内であり得る。あるいは、Ａ_ｔｈを越えるレーザ光が穴１３４に加えられ得る。この量のレーザエネルギーが加えられる場合、穴１３４に近接する材料およびその周りにある材料の一部分が切除され、この場合も、屈折率が変化し、その結果、光結晶によって伝達され得る光の狭波長帯域が変化する。
【００５６】
図２Ｃおよび２Ｄは、穴１３６および１３８が、それぞれ、図２Ａおよび２Ｂに関して上記した方法のいずれかの方法によってレーザ光を加えることによって修正され得る実施形態を示す。上記のように、これらの修正は、格子構造および／または屈折率、従って、伝達される光の狭波長帯域を変化させる。
【００５７】
図２Ａ〜２Ｄに示される実施形態において、導波路の単一の穴が修正される。他の実施形態において、導波路の複数の穴が修正され得る。例えば、図２Ａにおいて、穴１３２の修正に加えて、穴１３４が修正され得る。修正された一実施形態において、穴１３２の周りに形成される輪に加えて、または、穴１３２の切除に加えて、穴１３４の周りに輪が形成され得る。別の修正された実施形態において、穴１３２の周りに形成される輪に加えて、または、穴１３２の切除に加えて、穴１３４の周りが切除され得る。図２Ｂ〜２Ｉに示される実施形態に関して、同様の修正された実施形態が可能であり得る。
【００５８】
穴を拡大する際に、光結晶において伝達される光の波長を変化させることに加えて、拡大された穴の配置は、伝達効率に影響を及ぼし、この影響は、フィルタリングの質またはＱ（ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｒ　Ｑ）に比例するデバイスの精巧さに比例する。光結晶の拡大された穴の配置を変更した結果が図３に示される。図３は、光結晶の拡大された穴の配置を変更することによって、伝達される光の伝達効率および波長が測定可能に変化することを示す。図３のグラフ１０５は、光結晶１０５が、１．６５０μｍの波長を有する光を１．０の効率で伝達することを示す。グラフ１１０は、拡大された穴１３２を有する光結晶１１０が、約１．６４２μｍの波長を有する光を０．８未満の効率で伝達することを示す。グラフ１１５は、拡大された穴１３４を有する光結晶１１５が、約１．６４０μｍの波長を有する光を０．６未満の効率で伝達することを示す。グラフ１２０は、拡大された穴１３６を有する光結晶１２０が、約１．６３２μｍの波長を有する光を約０．５の効率で伝達することを示す。グラフ１２５は、拡大された穴１３８を有する光結晶１２５が、約１．６１６μｍの波長を有する光を０．４未満の効率で伝達することを示す。
【００５９】
図２Ｅは、本発明のさらに別の実施形態のブロック図である。この図は、２つの線形の周期的な穴のセットを有する光結晶１６０を示す。１つの周期的な穴のセットは４つの穴を有し、第２のセットの周期的な穴のセットは第５の穴１６２を有する。さらなる穴を追加することによって、光結晶１０５によって伝達される光の屈折率および波長に比べて、光結晶１６０の屈折率および光結晶１６０によって伝達される光の波長が変化する。修正された実施形態において、光結晶の各端に１つ穴が追加され得る。この修正された実施形態は、図２Ｈに示される。この図において、光結晶１６５は、光結晶の端に追加されるさらなる穴１６２および１６４を有する２つの周期的な穴のセットを有する。
【００６０】
一端に穴を追加すること、または、両端に穴を追加することによって、劇的な変化が生じ得る。穴が、光結晶の各端に、他の穴と同じピッチで、対称的に追加される場合、追加される穴によって光の閉じ込めが良くなり得、従って、光結晶の効率が良くなり、バンドギャップ内を伝達される波長の範囲が狭くなる。すなわち、光結晶の各端に１つのさらなる穴を追加することによって、構造によって実施されるフィルタリングのＱ（質および選択度）が増加する。例えば、図３のグラフ１２５を参照して、光結晶の各端にさらなる穴を追加することによって、伝達される周波数の範囲が狭くなり得、伝達される波長の帯域のグラフの伝達ピークの形状は、ピーク伝達波長を実質的に変えない限り、グラフ１２５よりも、グラフ１１０、１１５、または１２０に近い形状であり得る。
【００６１】
図２Ｆは、本発明の別の実施形態のブロック図である。この図は、２つの線形の周期的な穴のセットを有する光結晶１８０を示す。周期的な穴のセット１３０は４つの穴を有し、周期的な穴のセット１５２は３つの穴を有する。従って、光結晶１８０は、穴が除去された光結晶１８０を示す。図１に示される光結晶１０５から穴を除去することによって、光結晶１０５の屈折率および光結晶１０５によって伝達される光の波長に比べて、光結晶１８０の屈折率および光結晶１８０によって伝達される光の波長が変化する。
【００６２】
図２Ｇは、本発明の別の実施形態のブロック図である。この図は、２つの線形の周期的な穴のセットを有する光結晶１７０を示す。本実施形態において、１つの周期的な穴のセットに近接する欠陥領域１４０の表面に、ノッチ１７２を形成することによって、欠陥領域１４０が修正される。ノッチは、光結晶１７０の表面の一部分にレーザエネルギーを加えることによって形成される。ノッチ１７２を形成するためにレーザエネルギーを加えることによって、ノッチの領域の屈折率が変化し、従って、光結晶１０５の屈折率および光結晶１０５によって伝達される光の波長に比べて、光結晶１７０の屈折率および光結晶１７０によって伝達される光の波長が変化する。この場合も、レーザエネルギーを加えることによって、穴の１つが一時的に修正され得、結果として、同じような一時的な変化が生じる。
【００６３】
図２Ｉは、修正された光結晶の別の実施形態を示す。図２Ｉを参照して、図２Ｇに示されるようにノッチを生成するだけでなく、光結晶の全体の幅が切り取られ得る。例えば、図２Ｉに示される光結晶１６６において、結晶の幅は、１６６ａと示される。幅１６６ａを横切る点線１６７、および、端１６９と点線１６７との間の領域１６８は、切り取られる領域にレーザエネルギーを加えることによって切り取られ得る光結晶１６６の領域を示す。光結晶からこの領域を切り取ることによって、切り取られる領域の屈折率が修正され得、従って、伝達される波長も修正され得る。
【００６４】
別の実施形態において、光結晶全体の構造および屈折率は、結晶全体にレーザ光を通過させることによって変化し得、その結果、波長がシフトする（高Ｑフィルタリング）。結晶全体にレーザ光を通過させる方法は、任意の上記の光結晶（図１、２Ａ〜２Ｉに示される光結晶）に適用され得る。この方法は、以下で説明される図４および５に示される光結晶にも適用され得る。例えば、十分に大量のレーザエネルギーを加えることによって、光結晶全体の構造は、一実施形態においてガラスに変化し得、別の実施形態において金属に変化し得る。光結晶全体にレーザ光が加えられた後で、光結晶によって伝達される波長の狭帯域は、他の実施形態の教示によってさらに修正され得る。例えば、１つ以上の穴が拡大され得る、または、１つ以上の穴の周りに輪が形成され得る。
【００６５】
図４は、本発明の別の実施形態である。図４は、列Ａ、Ｂ、Ｃに配置される複数の穴を有する２次元の光結晶４００を示す。図４に示される例示的な実施形態は、３つの穴の列を示す。２次元の光結晶の他の実施形態が、より少ない列またはより多い列を有し得ることが理解される。各穴の列は、２つの線形の周期的な穴のセットを有し、各列の２つのセットの間に欠陥領域を有する。列Ａは、欠陥領域４０８Ａを有する。列Ｂは、欠陥領域４０８Ｂを有する。列Ｃは、欠陥領域４０８Ｃを有する。光結晶４００の屈折率を変化させるため、および、光結晶４００によって伝達される光の狭波長帯域を変化させるために、レーザエネルギーを加えることによって穴４０２が修正され得る、レーザエネルギーを加えることによって穴４０４が修正され得る、または、レーザエネルギーを加えることによって穴４０６が修正され得る。さらに別の実施形態において、任意の２つの穴４０２、４０４、または４０６が修正され得る。さらに別の実施形態において、３つ全ての穴が修正され得る。それぞれの場合において、光結晶４００の屈折率は、任意の拡大された穴がなくても、光結晶４００に比べて変化し得る。他の実施形態において、さらなる穴を修正することによって、伝達される光の波長が変化し得る。
【００６６】
穴４０２を修正することによって、列Ａのみ伝達される狭波長帯域が修正され得、穴４０４を修正することによって、列Ｂのみ伝達される狭波長帯域が修正され得、穴４０６を修正することによって、列Ｃのみ伝達される狭波長帯域が修正され得ることが理解される。
【００６７】
図５Ａは、本発明のさらに別の実施形態を示す。本実施形態は、複数の線形の周期的な穴の列を有し、かつ、修正された欠陥領域５０８を有する２次元の光結晶を示す。本実施形態において、１つの列のみが、欠陥領域に穴を形成しないことによって生成される欠陥領域５０８を有する。本実施形態において、他のどの穴の列も欠陥領域を有さない。図５に示される実施形態が、任意のまたは全ての上記の実施形態によってさらに修正され得ることが理解される。例えば、１つ以上の穴の周りに、輪が形成され得る。別の例において、１つ以上の穴が切除され得る。
【００６８】
図５Ｂは、本発明のさらに別の実施形態を示す。本実施形態は、複数の線形の周期的な穴の列５５１、５５２、５５３を有する２次元の光結晶の別の例を示す。本実施形態において、穴５５５が、種々の周期的な穴の列の間に概して存在する欠陥領域５６５に追加され得る。しかし、穴５５５は、任意の周期的な穴の列５５１、５５２、５５３の任意の穴と整列しないように配置され得る。図５Ｂは、穴５５５が、欠陥領域５６５によって規定される領域ならびに列５５１および５５２の間の空間に配置され得る実施形態を示す。別の実施形態において、穴は、欠陥領域５６５によって規定される領域ならびに列５５２および５５３の間の空間に配置され得る。このような穴は、点線の穴５５３によって示される。さらに別の実施形態において、穴５５５および５６０の両方は、欠陥領域内に配置され得る。さらに、上記のように、図５Ｂに示される実施形態の任意または全ての穴に、任意の上記の修正が行われ得る。
【００６９】
全ての上記の実施形態は、バンドギャップ内の狭い範囲の波長を通過させるように光結晶をチューニングするために設計される。各実施形態は、さらに、ＴＤＭ（時分割多重化）と関連して用いられる得る。例えば、図１の従来技術を参照して、光が従来技術の結晶を通過するのに必要な時間は、９〜１１ピコ秒の範囲内であり得る。光が光結晶を通過するのに必要な時間は、図２Ａの教示によって結晶をチューニングすることによって修正され得る。従って、穴１３２の周りに輪を形成することによって、光が結晶１１０を通過するのに必要な時間の長さが修正され得る。さらに、穴１３２を切除することによって、時間の長さが修正され得る。当業者は、異なる時間遅延において光を通過させるように結晶をチューニングして、その結果、望ましくは、ＴＤＭシステムの一部分として用いられ得る正確に遅延された信号を提供するために、本願に開示される全ての実施形態によって光結晶がチューニングされ得ることを理解する。
【００７０】
図６は、光ＴＤＭ多重分離に用いられ得るデバイスの例示的な実施形態のブロック図である。この例示的な実施形態を用いることによって、多数の異なる特定の遅延が単一のクロック信号に課せられて、異なるチャネルに供給され得る多数の遅延されたクロック信号が生成され得る。図６において、１つの波長の単一の光クロック信号６０が、波スプリッタ９０に入射される。波スプリッタ９０は、当業者に公知のケーブルスプライスデバイス（ｃａｂｌｅ　ｓｐｌｉｃｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ）またはスタースプリッタ（ｓｔａｒ　ｓｐｌｉｔｔｅｒ）であり得る。図６に示される例示的な実施形態において、スプリッタ９０は、クロック信号を、５つの異なるパス６１、６２、６３、６４、６５に分割する。５つの異なるパスの全ては、同じ波長を有する。当業者は、スプリッタが、５つのクロック信号より多いまたは少ないクロック信号を生成し得ることを理解する。パス６２のクロック信号は、光結晶６６に入射され、パス６３のクロック信号は、光結晶６７に入射され、パス６４のクロック信号は、光結晶６８に入射され、パス６５のクロック信号は、光結晶６９に入射される。パス６１のクロック信号は、光結晶に入射されない。
【００７１】
各光結晶は、入射される各クロック信号を遅延するために、レーザエネルギーによってチューニングされ得る。各光結晶は、各光結晶が他の光結晶と異なる量の遅延を引き起こすように、異なるようにチューニングされ得る。例示的な実施形態において、クロック信号６１は遅延され得ない。その代わりに、クロック信号６１は、伝達され得、例えば、チャネル１に未修正され得る。光結晶６６は、第１の時間だけ、パス６２に沿って、クロック信号を遅延させ得る。第１の遅延されたクロック信号は、パス７０に沿って光結晶６６を出て行き、例えば、チャネル２に伝達され得る。光結晶６７は、第２の時間だけ、パス７１に沿って、クロック信号を遅延させ得る。第２の遅延されたクロック信号は、パス７１に沿って光結晶６７を出て行き、例えば、チャネル３に伝達され得る。光結晶６８は、第３の時間だけ、パス７２に沿って、クロック信号を遅延させ得る。第３の遅延されたクロック信号は、パス７２に沿って光結晶６８を出て行き、例えば、チャネル４に伝達され得る。光結晶６９は、第４の時間だけ、パス７３に沿って、クロック信号を遅延させ得る。第４の遅延されたクロック信号は、パス７３に沿って光結晶６９を出て行き、例えば、チャネル５に伝達され得る。
【００７２】
スプリッタ９０がスタースプリッタである場合、クロック信号６０は、スプリッタ９０のそれぞれの出力ポートから、クロック信号６１、６２、６３、６４、および６５を同時に形成し得る。なぜならば、クロック信号６０が、スプリッタ９０の中心に指向され、出力ポートから同じ位相の種々の出力パスに沿って同時に分散され得るからである。しかし、スプリッタ９０がケーブルスプライスデバイスである場合、クロック信号６０は、異なる位相において、スプリッタ９０のそれぞれの出力ポートから出て行き得る。例えば、パス６５に沿ってクロック信号が最初に出て行き得る。次いで、短い遅延の後、パス６４に沿ってクロック信号が出て行き得る。さらに短い遅延の後、パス６３に沿ってクロック信号が出て行き得る。パス６２および６１に沿って出て行くクロック信号のために、さらなる遅延が存在し得る。従って、ケーブルスプライスデバイスがスプリッタ９０に用いられる場合、光結晶６６、６７、６８、６９のそれぞれのチューニングは、スプリッタ９０によって引き起こされるそれぞれの遅延を補償するように調整され得る。従って、光結晶６９は、最長の遅延を提供するように調整され得、光結晶６８は、光結晶６９より短い遅延を提供するように調整され得、光結晶６７は、光結晶６８より短い遅延を提供するように調整され得、光結晶６６は、光結晶６７より短い遅延を提供するように調整され得る。ケーブルスプライススプリッタに起因する位相の遅延を補償するために光結晶の遅延を調整することによって、光結晶の各出力ポートから提供されるクロック信号は、所定のＴＤＭシーケンスに従うことが可能になり得る。
【００７３】
パス６１、７０、７１、７２、７３に沿った各クロック信号は、各スイッチングデバイス８０、８２、８４、８６、および８８に入射され得る。各スイッチングデバイスは、例示的な実施形態において、電界吸収変調器に結合されたフォトトランジスタを含み得る。別の実施形態において、各スイッチングデバイス８０、８２、８４、８６および８８は、スイッチをオンまたはオフする光線によってトリガされる光トランジスタであり得る。
【００７４】
本発明について、例示的な実施形態の観点から説明したが、本発明は、上記のように、特許請求の範囲内の変形例によって実施され得ることが意図される。
【００７５】
材料からなる導波路を含む光結晶。導波路は、周期的な穴のセットを有する。周期的な穴のセットの少なくとも１つの穴に近接する材料は、周期的な穴のセットの他の穴に近接する材料に比べて、レーザエネルギーを加えることによって修正された屈折率を示す。
【００７６】
【発明の効果】
本発明により、光結晶の屈折率を一時的に調整することによって不連続な光の波長の流れを制御するスイッチを製造する装置および方法を提供することができる。この手順によって、特定の波長の光を一時的にフィルタリングかつルーティングし、光結晶は波長間の分離を改善するため、および、ルーティング基準に対する光バンドギャップ欠陥を一時的に生成または修正するために、正確にチューニングされる必要があり、一時的な欠陥によってもたらされる強め合う干渉を利用して、所望の波長のみを、このような光結晶に一時的に通過させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、欠陥領域によって分離される２つの周期的な穴のセットを有する従来技術の光結晶のブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、第１の穴が拡大された、欠陥領域によって分離される２つの周期的な穴のセットを有する光結晶のブロック図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、第２の穴が拡大された、欠陥領域によって分離される２つの周期的な穴のセットを有する光結晶のブロック図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、第３の穴が拡大された、欠陥領域によって分離される２つの周期的な穴のセットを有する光結晶のブロック図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、第４の穴が拡大された、欠陥領域によって分離される２つの周期的な穴のセットを有する光結晶のブロック図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、周期的な穴のセットの１つが他の周期的な穴のセットより多くの穴を有する、欠陥領域によって分離される２つの周期的な穴のセットを有する光結晶のブロック図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、周期的なセットの１つが他のセットより少ない数の穴を有する、欠陥領域によって分離される２つの周期的な穴のセットを有する光結晶のブロック図である。
【図２Ｇ】図２Ｇは、ノッチを有する欠陥領域によって分離される２つの周期的な穴のセットを有する光結晶のブロック図である。
【図２Ｈ】図２Ｈは、結晶の各端にさらなる穴が追加された、欠陥領域によって分離される２つの周期的な穴のセットを有する光結晶のブロック図である。
【図２Ｉ】図２Ｉは、結晶の一部分がその全体の幅に沿って切り取られた、欠陥領域によって分離される２つの周期的な穴のセットを有する光結晶のブロック図である。
【図３】図３は、図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、および２Ｄに示される異なる拡大された穴を有することによってもたらされる、伝達される光の波長に対する効果を示すグラフである。
【図４】図４は、複数の列の周期的な穴のセットを有する光結晶のブロック図である。
【図５Ａ】図５Ａは、複数の列の周期的な穴のセットおよび修正された欠陥領域を有する光結晶のブロック図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、任意の複数の列の周期的な穴のセットと整列しない領域に１つ以上のさらなる穴が追加される、複数の列の周期的な穴のセットを有する光結晶のブロック図である。
【図６】図６は、光ＴＤＭ多重分離に用いられ得るデバイスの例示的な実施形態のブロック図である。
【符号の説明】
１０５　光結晶
１３０　第１の線形の周期的な穴のセット
１５０　第２の線形の周期的な穴のセット
１１０　光結晶
１３２　穴
１４０　線形の欠陥領域
１７２　ノッチ
８０　スイッチングデバイス
８２　スイッチングデバイス
８４　スイッチングデバイス
８６　スイッチングデバイス
８８　スイッチングデバイス

Claims (26)

1. 材料からなる導波路を含む光結晶であって、該導波路は、
   光の阻止帯を規定する周期的な穴のセットと、
   該阻止帯の光の通過帯域を規定する該周期的な穴のセット内の欠陥と、
   を有し、
   該周期的な穴のセットの少なくとも１つの穴に近接する材料は、該周期的な穴のセットの他の穴に近接する材料に比べて、レーザエネルギーを加えることによって修正された屈折率を示す、
   光結晶。
2. 前記少なくとも１つの穴に近接する修正された材料は、該穴のうちの１つの周りに輪を含む、請求項１に記載の光結晶。
3. 前記材料は誘電体である、請求項１に記載の光結晶。
4. 前記材料は結晶材料である、請求項１に記載の光結晶。
5. 前記少なくとも１つの穴に近接する修正された材料は、該穴のうちの１つの周りに輪を含む、請求項４に記載の光結晶。
6. 前記導波路の材料は、第１の格子構造を示し、前記輪を形成する材料は、該第１の格子構造と異なる第２の格子構造を示す、請求項５に記載の光結晶。
7. 前記輪の直径は、前記穴の直径より約１％〜約５％大きい直径の範囲内である、請求項５に記載の光結晶。
8. 前記輪の構造は非結晶構造である、請求項６に記載の光結晶。
9. 前記輪の直径は、前記穴の直径より約１％〜約５％大きい直径の範囲内である、請求項２に記載の光結晶。
10. 前記少なくとも１つの穴は、前記周期的な穴のセットの任意の他の穴の直径より大きい第１の直径を有する、請求項１に記載の光結晶。
11. 前記第１の直径は、前記周期的な穴のセットの任意の他の穴の直径より約１％〜約５％大きい直径の範囲内である、請求項１０に記載の光結晶。
12. 材料からなる導波路を含む光結晶であって、該導波路は、
    表面と、
    周期的な穴のセットと、
    該周期的な穴のセットに近接して該導波路の該表面に配置されるノッチと、
    を有する、光結晶。
13. 前記ノッチに近接する材料の分子構造は、前記導波路の他の材料の分子構造に比べて、レーザエネルギーを加えることによって修正される、請求項１２に記載の光結晶。
14. 材料からなる線形の導波路を含む光結晶であって、該導波路は、
    第１の線形の周期的な穴のセットと、
    第２の線形の周期的な穴のセットと、
    該第１の線形の周期的な穴のセットの最後の穴と該第２の線形の周期的な穴のセットの最初の穴との間の線形の領域と、
    を有し、
    該第１および第２の周期的な穴のセットのうちの１つの少なくとも１つの穴に近接する材料は、レーザエネルギーを加えることによって修正された屈折率を示す、
    光結晶。
15. 材料からなる導波路を含む光結晶であって、
    該導波路は、複数の列の周期的な穴のセットを有し、
    該複数の列の少なくとも１つの列の少なくとも１つの穴に近接する材料は、該少なくとも１つの列の他の穴に近接する材料に比べて、レーザエネルギーを加えることによって修正された屈折率を示す、
    光結晶。
16. 前記複数の穴の列の各列の１つ穴に近接する材料は、レーザエネルギーを加えることによって修正された屈折率を示す、請求項１５に記載の光結晶。
17. 屈折率を示す材料からなる導波路を含む光結晶を形成する方法であって、
    該導波路に周期的な穴のセットを形成する工程と、
    該周期的な穴のセットの少なくとも１つの穴に近接する材料にレーザエネルギーを加えることによって、該少なくとも１つの穴に近接する材料の屈折率を修正する工程と、
    を含む、方法。
18. 前記屈折率を修正する工程は、前記少なくとも１つの穴の材料の輪の屈折率を修正する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記材料は、レーザエネルギーの光破壊閾値レベルより上のレーザエネルギーを加えることによって永久的に変えられ、前記結晶材料の屈折率を修正する工程は、該光破壊閾値レベルの量のレーザエネルギーを加える工程を含む、請求項１７に記載の方法。
20. 前記材料は、レーザエネルギーの光破壊閾値レベルより上のレーザエネルギーを加えることによって永久的に変えられ、前記材料の屈折率を修正する工程は、該レーザエネルギーの光破壊閾値レベルを越える量のレーザエネルギーを加える工程を含む、請求項１７に記載の方法。
21. 前記レーザエネルギーを加えることによって、前記材料はガラス相に変化する、請求項２０に記載の方法。
22. 前記少なくとも１つの穴の直径を拡大する工程をさらに含み、該直径は、前記周期的な穴のセットの任意の他の穴の直径より大きい、請求項１７に記載の方法。
23. 屈折率を示す材料からなる導波路を含む光結晶を形成する方法であって、
    該導波路に第１の線形の周期的な穴のセットを形成する工程と、
    該導波路に第２の線形の周期的な穴のセットを形成する工程であって、該導波路の線形の領域は、該第１および第２の線形の周期的な穴のセットの間である、工程と、
    該第１および第２の周期的な穴のセットに加えて、該導波路にさらなる穴を形成する工程と、
    を含む、方法。
24. 材料の導波路によって伝達される光の波長を変える方法であって、
    該導波路に周期的な穴のセットを形成する工程と、
    該周期的な穴のセットの少なくとも１つの穴に近接する材料にレーザエネルギーを加えることによって、該少なくとも１つの穴に近接する材料の屈折率を修正する工程と、
    を含む、方法。
25. 材料からなる導波路によって伝達される光の時間遅延を変える方法であって、
    該導波路に周期的な穴のセットを形成する工程と、
    該周期的な穴のセットの少なくとも１つの穴に近接する材料にレーザエネルギーを加えることによって、該少なくとも１つの穴に近接する材料の屈折率を修正する工程と、
    を含む、方法。
26. クロック信号のソースからクロック信号を多重分離する光時分割のクロック信号デバイスであって、
    パスに沿って該クロック信号を受信する入力、および、光スプリッタの各出力から複数のパスに沿って該クロック信号を提供する複数の出力ポートを有する光スプリッタと、
    複数の光結晶であって、各該光結晶は、該光スプリッタから各該出力ポートを受信する入力を有し、各該光結晶の分子構造は、レーザエネルギーを加えることによって修正される、複数の光結晶と、
    を含む、クロック信号デバイス。

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