JP2004533635A

JP2004533635A - 電磁放射線を制御するために結晶を構成設定し調整する方法及び装置

Info

Publication number: JP2004533635A
Application number: JP2002579764A
Authority: JP
Inventors: スターリングマクブリッジ，; ピーターザンズッチ，; ジョセフアベルス，
Original assignee: サーノフコーポレイション
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2004-11-04
Also published as: WO2002082042A3; US20020167714A1; WO2002082042A2; US6639712B2; EP1390709A2

Abstract

基板１０２内の複数のノード１０６に供給される流体４００を選択的に制御することにより結晶１０２，１０６を構成設定し調整する方法及び装置１００。この装置は、１つ以上のノードを有する基板を備え、ノードには、その材料特性を変化させる流体を選択的に供給できる。ノードは、三次元構造の球状の空洞７０２、二次元構造の円筒状の孔１０６又は一次元構造の空洞１１０６でよい。基板内の１つ以上のノードは、その材料特性を選択的に変える流体配分アセンブリ１０４に結合される。材料特性は、電気流体力学式や電気浸透式のポンピング、電気泳動、熱毛管現象、電気ウェッティング、又は電気毛管現象を使用して、流体又は流体内の材料を動かすことによって変えられる。ノードの少なくとも１つにおいて材料特性が変化することにより、電磁放射に対する結晶のフィルタリング特性又はスイッチング特性が変化する。

Description

【関連出願】
【０００１】
[0001]本出願は、本文書に参考とすることにより組み込まれる米国仮特許出願第６０／２８１，１８０号（出願日：２００１年４月３日）と同出願第６０／２８４，８０６号（出願日：２００１年４月１９日）の利益を享受する。
【発明の分野】
【０００２】
[0002]本発明は、電磁放射線制御デバイスに関する。より詳細には、本発明は、電磁放射線のスイッチングとフィルタリングのために結晶を構成設定（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅ）し調整するための方法及び装置に関する。
【関連技術の背景】
【０００３】
[0003]高密度波長分割多重方式（ＤＷＤＭ）、波長分割多重方式（ＷＤＭ）、時分割多重方式（ＴＤＭ）などの光多重化方式を使用する通信システムにおいては、光情報の配分（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）は、光ファイバ回折格子、干渉計、各種のフィルタなどのコンポーネントを使用することによって容易化される。従来の光コンポーネントは、プラスチック、半導体、又はガラスで製作され、その構造は剛体であり本質的に永久的であるため、その光学特性は大部分が固定される。従って、かかる状況においては、光情報の配分も固定され、サービス提供者は、ＤＷＤＭ、ＷＤＭ、ＴＤＭ形式の形態、例えば配分の形態を、通信システムを物理的に変更しないで変えることができない。
【０００４】
[0004]この分野において公知のフォトニック結晶の１つのタイプは、複数の円筒状の孔が所定のパターンで形成されているガラス又は半導体の基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を備えるというものである。ピラー（ｐｉｌｌａｒ）などの円筒状の孔のいくつか又はすべてに、屈折率が基板と異なる材料を満たすことができる。
【０００５】
[0005]基板の一端に光が入射すると、光はピラーと相互作用する。光は、結晶の中を伝播するときに、複数の経路に分かれる。例えば、光の特定の帯域幅はフィルタの中を伝播し、他の帯域幅は互いに干渉して、光を効果的にフィルタリングする。光が結晶の中を通るときに、光の波長が結晶の構造内で反射又は吸収されるからである。一般的には、ピラーの間隔と屈折率によって、光の波長の特定の帯域幅を反射するフィルタが画成される。ピラーは、さまざまな反射率の気体、流体、又は固体の材料で満たすことができる。このタイプの結晶構造は、特定の用途を対象に形成され、光の特定の波長をフィルタリングするものであり、選択的に再構成設定することはできない。従って、この結晶は、固定のフィルタが必要であるか又は望まれる用途において使用される。
【０００６】
[0006]従って、この分野には、フォトニック結晶を構成設定及び調整するための方法及び装置の必要性がある。
【発明の概要】
【０００７】
[0007]本発明は、基板に形成された複数のノードに供給される流体を選択的に制御することによって結晶を構成設定し調整するための方法及び装置である。この装置は、少なくとも１つのノードを有する基板を備え、ノードには、ノードの材料特性を変化させる流体を選択的に供給できる。材料特性には、屈折率、透磁率、誘導可能な屈折率（ｉｎｄｕｃｉｂｌｅｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｉｎｄｅｘ）、吸収などが含まれる。ノードは、三次元構造における球状の空洞、二次元構造における円筒状の孔、又は一次元構造における空洞とすることができる。基板内の１つ以上のノードは、そのノードの材料特性を選択的に変える流体配分アセンブリ（ｆｌｕｉｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｓｓｅｍｂｌｙ）に結合される。材料特性は、流体、又は流体内の材料を、電気流体力学式ポンピング（ｅｌｅｃｔｒｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｐｕｍｐｉｎｇ）、電気浸透式ポンピング（ｅｌｅｃｔｒｏｏｓｍｏｔｉｃｐｕｍｐｉｎｇ）、電気泳動、熱毛管現象（ｔｈｅｒｍｏｃａｐｉｌｌａｒｉｔｙ）、電気ウェッティング（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ）、又は電気毛管現象を使用して動かすことによって、変化させることができる。このような結晶構造は、光又はマイクロ波などの電磁放射線をスイッチング又はフィルタリングするために使用することができる。
【０００８】
[0008]本発明の上述されている特徴が得られる方法をより詳細に理解できるように、上記に簡潔に要約されている本発明について、添付される図面に図示されている本発明の実施例を参照しながら、以下により詳細に説明する。
【０００９】
[0009]しかしながら、留意すべき点として、添付される図面は、本発明の典型的な実施形態を示すにすぎず、従って、本発明の範囲を制限するものとはみなされないものとし、本発明は同等の効果を有する他の実施形態を含む。
【詳細な説明】
【００１０】
[0023]図１は、構成設定可能な結晶１００を構成する本発明の第一実施形態の斜視図を示している。構成設定可能な結晶１００は、基板１０２と流体配分アセンブリ１０４とを備えている。基板１０２は、複数の円筒状の孔１０６を備えており、本文書においてはこの孔をピラー１０６とも称する。ピラーは、基板１０２をその上面１０８から底面１１０まで延びる円筒状の孔として形成されている。基板１０２は、ガラス、シリコン、砒化ガリウム、各種のIII−Ｖ半導体材料などから形成できる。本質的には、対象の特定の波長を伝える任意の透過材料でよい。孔１０６は、一般的には、基板１０２をエッチングすることによって形成される。代替実施形態においては、複数のガラス管を溶融して１つの束にし、その束を加熱して直線的に引っ張る。束が引っ張られるとき、管内の穴が収縮して孔１０６が形成される。孔の直径は１ミクロン以下であり、例えば０．７５μｍである。光を屈折させてフィルタリング効果を得るため、ピラー１０６は、典型的には約５行、１０列又はそれ以上の孔を有する二次元配列に配置される。先行技術において知られているように、ピラーは、一般的には２〜３行のピラーを必要とするブリルアンゾーン（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎｚｏｎｅ）を形成する。このゾーンは、基板内のピラーの幾何学形状によって画されている。
【００１１】
[0024]光（又は他の電磁放射線）は、一般的には、矢印１１２によって表されているように基板１０２に入射する。後述されるように、ピラーの構成とその材料特性に起因して、入射光は基板の中を伝播するときに屈折しフィルタリングされる。これに代えて、ピラー内の材料特性の特定の調整により、入射光を、特定の角度をなして、又は基板に沿う特定の位置において、結晶から出るようにしてもよい。ピラー１０６それぞれの材料特性は、流体配分アセンブリ１０４によって可逆的に制御される。材料特性には、屈折率、透磁率、誘導可能な屈折率、吸収などが含まれる。
【００１２】
[0025]図２は、図１の構成設定可能な結晶１００の表面１０８の平面図である。ピラーは、その半径ｒが０．５μｍ〜０．８μｍのオーダーであり、間隔ａは光波長用に１ミクロン未満である。ピラーのこの半径及び間隔と二次元的な配置とによって、結晶の実質的な機能、すなわち、結晶がフィルタなのか光路の導波器（スイッチング機能）なのかが確立される。このフィルタリング機能又はスイッチング機能の可逆的な制御を容易にするため、ピラーに、例えば特定の屈折率の材料が満たされる（又は空にされる）。本発明の１つの実施形態によると、１つ以上の任意のピラーの屈折率を変えることができる。このフォトニック結晶の設計を支援するためにコンピュータモデルが利用でき、その場合、半径、間隔、配列の配置、及び屈折率がモデル内の変数となる。このモデルは、変数に依存する特定のフィルタ特性を計算するために使用できる。モデリングにより、結晶構造の特定のノードとそれらのノードの屈折率とが識別され、それにより結晶の特定の特性が得られる。次に、流体配分アセンブリ１０４を使用して、指定されるノードにおける反射率を変えて、結晶構造モデルに対応する物理的な結晶を作製できる。
【００１３】
[0026]図３は、構成設定可能な結晶１００の、図１の線３−３に沿っての横断面図を示している。基板１０２には、特定の屈折率の第一材料３０２がそれぞれ満たされた複数のノード１０６_１、１０６_２、１０６_３、１０６_４が含まれている。この材料は、流体、流体中の適切な屈折率の材料、又は空気などの気体でよい。本発明のいくつかの実施形態においては、流体３０２は、基板１０２の屈折率に実質的に一致する屈折率を有するようにしてもよい。流体３０２は、コントローラ３０４によって制御されるポンプ３００によって、ピラー１０６の中に供給されて保持される。コントローラ３０４は、ピラー１０６に出し入れする流体の動きを容易にするため、個々のポンプ３００に電圧を印加する。このポンプは、電気流体力学式ポンプ、電気浸透式ポンプ、電気泳動ポンプ、熱毛管現象ポンプ、電気ウェッティングポンプ、電気毛管現象ポンプ、又はこれらの組合せでよい。毛管内の流体を動かすためのこれらの各種のポンプは、この分野において周知である。一般的には、これらのポンプは、ポンプに電圧を印加することによって作動し、特定の流体、流体のプラグ（ｐｌｕｇｏｆｆｌｕｉｄ）、又は流体の構成要素をピラー内のある位置から別の位置に動かす。
【００１４】
[0027]図４は、ピラー１０６_２に新しい流体４００がポンプで注入された、図３の構造を示している。この流体４００は、ピラー１０６_１、１０６_３、１０６_４の中の流体３０２とは屈折率が異なる。結果的に、この結晶構造は再構成設定されて、異なるフィルタリング特性又はスイッチング特性を提供する。
【００１５】
[0028]例えば、図５は、図１のもののような結晶についてのフォトニック構造の透過率（軸５０２）と波長（軸５００）のグラフを示す。第一状態（グラフ５０４によって表されている）においては、ピラーの屈折率は、フォトニック結晶の帯域ギャップ構造に起因して結晶中の光の透過を抑圧するように選択されている。１つ以上のピラーに屈折率の異なる流体を入れると、結晶の透過特性が変化し、グラフ５０６によって表されるように、波長λ_０において光は結晶構造によって伝えられる。透過のピークは、波長λ_０に対応するポイント５０８において起こる。
【００１６】
[0029]図６は、本発明の別の実施形態についての透過率と波長のグラフを示している。この実施形態においては、広帯域フィルタリング効果が得られるように屈折率が選択されており、グラフ６００によって表される高い透過性の結晶から、λ_１とλ_２の間の波長が相当に抑圧される結晶へと、この構造を切り替える材料が特定のピラーに満たされている。この抑圧は、フォトニック結晶の帯域ギャップ構造に起因する。いくつかの実施形態においては、帯域幅λ_１〜λ_２内の光が、基板の縁に沿う特定の出力位置に導かれるように、ピラーの屈折率を選択できる。いくつかの例においては、この方向は、入射光が基板の前面にて入るときに、入射光が基板に入った位置から物理的に９０度の方向に目的の波長が出力されるように、基板の側面にすることができる。
【００１７】
[0030]例えば、図７は、ピラー７０２の二次元配列を有する基板７００の平面図を示している。この配列の第一状態においては、位置７０４において入力された光は、基板の中を伝播して位置７０６において出力される。これは、一般的には、基板の中の直線状の伝播である。図８は、ピラーのうちの１つのピラー８００の屈折率が変えられた、図７の配列を示す。この場合、屈折率が変えられたために、ピラー８００の屈折率が基板７００の屈折率に一致することとなっている。屈折率のこの変化に起因して、位置６０４において入力された光が曲げられて、光が入ったのと同じ面に戻され、位置８０２において出力される。従って、この１つの変化に起因して、光の向きが１８０度反転される。実際には、ピラー８００の屈折率が変えられたときに光が位置７０６から位置８０２に、及びこの逆に切り替わるように、基板７００をスイッチとして使用できる。
【００１８】
[0031]ここまでの説明においては、結晶構造内の制御ノードとしてピラーの二次元配列を使用して本発明について説明してきたが、本発明は、毛管構造によって相互接続される球状の空洞の三次元配列にノードが配置されるように拡張でき、この場合、球状の空洞は流体をポンプで当該空洞に出し入れして各空洞の屈折率を変化させることができるよう相互接続される。従って、結晶構造は、本発明に従って動作する三次元の構成設定可能なフォトニック結晶とすることができる。従って、図７と図８に示されているノード７０２は三次元構造内の球状の空洞とすることができ、この場合、図７と図８の断面図は、複数の球状の空洞を含む面を通る横断面となる。
【００１９】
[0032]本発明の別の実施形態においては、基板１０２は、構成設定してから、流体配分アセンブリ１０４から取り外すことができる。次いで、基板１０２をシールして、固定されたフォトニック結晶構造を形成する。図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃは、シールされたフォトニック結晶構造９０６を作製するための工程を示している。図９Ａは、特定の屈折率を持つようにノード１０６が構成設定されるように、流体配分アセンブリ１０４に結合された基板１０２の斜視図を示している。構成設定された際、ノード９００のいくつかは他のノードと異なる屈折率を持つものとなっている。特定の構成は、前述されているようにコンピュータモデルを使用して決定でき、モデルに対応するようにノードが変えられる。配列が「プログラムされる」と、図９Ｂに示されているように、流体配分アセンブリ１０４が基板１０２から取り外される。図９Ｃにおいて、完全なカプセル化（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）によって、又は基板に上面シール層９０４と底面シール層９０２を取着することによって、配列をシールして、シールされたフォトニック結晶構造９０６を形成する。シール層９０２と９０４は、ノード内の流体が汚れたりノードから排出されることを防止する。このようにして、本発明の手法を使用してフォトニック結晶を構成設定してから密封することにより、特性が固定された結晶構造を提供することができる。従って、指定された特性のフォトニック結晶を、組立ライン製造技術を使用して大量生産できる。別の実施形態においては、流体は、シリコンエラストマー（ＣＯＲＮＩＮＧＳＹＬＧＡＲＴ１８４、ＲＴＶ）など、化学的効果、温度効果、又は放射（例：紫外線放射）効果によって重合して流体から固定又は半固体に変化する材料である。別の実施形態においては、この材料は重合して屈折率などの材料特性が変化する。
【００２０】
[0033]ここまでの説明においては、流体分布配列１０４の使用を通じて構成設定可能なノードの二次元及び三次元配列に焦点を当ててきた。本発明の手法は、一次元配列にも使用できる。図１０は、本発明による一次元配列の横断面図である。構造１０００は、溝又は円筒状の空洞１０１１内にブラッグセル（Ｂｒａｇｇｃｅｌｌ）１０１０が配置された基板１００２を備えている。ブラッグセル１０１０は、屈折率の異なる交互する材料層１０１２と１０１４を備えている。層１０１２と１０１４は、セル１０１０からの光の透過と反射に関して帯域幅と周波数の公称値が適切に選択されるような構造をとっている。光は（矢印１０１６によって表されているように）ブラッグセルに入射し、この光の一部は（矢印１０１８によって表されているように）セルに反射され、光の一部は（矢印１０２０によって表されているように）伝えられる。透明電極１０２２は、ブラッグセル１０１０の底層１０２５の上に形成され、コントローラ１０２４に結合されている。溝１０１１には、特定の屈折率と表面１０２８を持つ流体１００４が途中まで満たされている。表面１０２８と電極１０２２の間には、空気又はその他の圧縮性材料が閉じ込められて領域１０２６を形成する。電極１０２２にコントローラ１０２４によって電圧が印加されると、流体１００４が動く。表面１０２８は、位置１００６から新しい位置１００８になる。従って、構造１０００の特性が変わって構造の公称周波数動作が変化するように、領域１０２６の幅が変わる。この結果、領域１０２６の幅の変化に起因して、通過帯域周波数が移動する。実際には、領域１０２６と流体１００４は、ブラッグセルの特性を変えるために構成設定可能な、ブラッグセルの追加の２層を形成する。
【００２１】
[0034]図１１Ａと図１１Ｂは、一次元構造の別の実施形態の横断面を示している。図１１Ａは、基板１１０２と、ポンプに結合された流体１１１０を含む横向きの溝１１０６とを有する構造１１００の横断面を示している。ブラッグセル１１０４は基板１１０２内に形成され、ブラッグセル１１０４の底層は溝１１０６に接している。図１１Ａにおいては、流体１１０は位置１１１８に位置している。流体が位置１１１８にある間は、（矢印１１１２によって表される）入射光のうち、特定の割合の光が（矢印１１１４によって表されるように）ブラッグセルに反射され、特定の割合の光が（矢印１１１６によって表されるように）ブラッグセルによって伝えられる。ポンプ１１０８は、電気流体力学式ポンプ、電気浸透式ポンプ、電気泳動ポンプ、熱毛管現象ポンプ、電気ウェッティングポンプ、又は電気毛管現象ポンプでよい。このようなポンプは、この分野において周知である。ポンプ１１０８は、流体１１１０をブラッグセル１１０４の下の溝１１０６内の位置に動かす。図１１Ｂは、流体１１１０が位置１１１８から位置１１２０に動いた図１１Ａの構造１１００を示している。流体１１１０は、前の状態においてブラッグセル１１０４の下にあった流体又は空気とは屈折率が異なる。従って、屈折率の変化によって、構造１１００の透過及び反射特性が変わる。
【００２２】
[0035]図１２は、図１１Ａと図１１Ｂにおける本発明の実施形態についての透過率（軸１２００）と波長（軸１２０２）のグラフを示している。図１１Ａにおける実施形態に関し、グラフ１２０４は、周波数λ_１において透過のピーク１２０８を有している。このピーク１２０８は、流体がブラッグセルの下で動くと変わり、ピーク１２１０が周波数λ_２にあるグラフ１２０６になる。実際には、ブラックセルの下の流体の動きによってブラッグセルの底層が変わるため、この構造を調整可能なフィルタ又はスイッチとして使用することが可能になる。
【００２３】
[0036]図１３は、図１０、図１１Ａ及び図１１Ｂに関連して説明されているコンセプトを拡張して、多層制御構造を含めたものである。図１３は、ブラッグセル１３２２を含む基板１３０２と、ポンプ１３１０、１３１２、１３１４に結合された溝１３０４、１３０６、１３０８として具体化されている複数の流体ノードとを有する、一次元の結晶構造１３００の横断面を示している。溝のそれぞれは、流体１３１６、１３１８、１３２０を含み、これらの流体は、ブラッグセルから構造１３００の出力までの光の経路の中又は経路の外に選択的に動かすことができる。このようにして、流体を選択的に配置させることにより、溝のそれぞれにおける屈折率が変化し、構造１３００のフィルタリング特性が変化する。従って、入射光（矢印１３２４）は、流体の異なる組合せのそれぞれに対応して、反射（矢印１３２６）及び透過（矢印１３２８）する。図１３には３本の溝が描かれているが、当業者には、構造１３００の周波数の選択性及び／又は帯域幅を更に制御するために、任意の数の溝を使用できることが理解されるであろう。
【００２４】
[0037]図１０、図１１及び図１３のブラッグセルに加えて、ブラッグセルの間に流体構造を配置して、この１本以上の流体溝の上と下にブラッグセルが存在するようにしてもよい。本質的には、流体溝はブラッグセルの追加の層を形成し、このような配置は、調整の柔軟性を高めることができるようにブラッグセルの特性を変化させるにすぎない。ここまでの説明においては、光の伝播を制御するための構造を使用することに焦点を当ててきたが、ノードにフェライト、誘電体、導体などの磁性体を満たし、このような材料を満たすノードと満たさないノードとを選択的に制御することによって、この構造を電磁放射線の伝播を制御する目的にも使用できる。この結果、マイクロ波などの電磁放射線をこのような結晶に当てると、結晶の中の放射線の伝播が選択的に制御され、電磁フィルタ又はスイッチ、例えばマイクロ波フィルタ又はスイッチが形成される。この場合、結晶構造は、前述の実施形態においてこのような構造が光に対して作用するのと同じようにマイクロ波に対して作用する。
【００２５】
[0038]前述したように、構成設定可能なフォトニック結晶は、結晶構造の特性に応じて光スイッチ又は光フィルタとして使用できる。また、構成設定可能なフォトニックデバイスは、レーザー、レーザーアレイ、光多重化装置及び他のコンポーネントにおいて使用される光フィルタリング／スイッチングデバイス、可変光減衰器、可変分散補償器、偏光制御／補償デバイス、視準デバイス（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）などの用途においても使用できる。本質的には、本発明のデバイスは、構成設定可能なフォトニック特性が必要であるか又は望まれる任意の用途において使用できる。更に、本発明は、ピクセルが調整可能なフォトニック構造で構成されるディスプレイデバイスのピクセルとして使用され、この場合、屈折率の電子制御を使用して白色バックライトの伝達のための赤、緑、及び青のピクセルを作製できる。
【００２６】
[0039]上記においては、本発明の望ましい実施形態について説明したが、本発明のその他のさらなる実施形態を、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく創案することができる。本発明の範囲は、添付の請求の範囲によって定められる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態の斜視図である。
【図２】図１の構成設定可能なフォトニック結晶構造の平面図である。
【図３】構成設定可能なフォトニック結晶の、図１の線３−３に沿っての横断面図である。
【図４】１つのノードにおいて屈折率が変えられている構成設定可能なフォトニック結晶の、図１の線３−３に沿っての横断面図である。
【図５】本発明の一実施形態についての透過率と波長のグラフである。
【図６】本発明の別の実施形態についての透過率と波長のグラフである。
【図７】本発明の別の実施形態の平面図である。
【図８】本発明に従って１つのノードの屈折率が変えられている、図７の実施形態の平面図である。
【図９Ａ．９Ｂ．９Ｃ】密封されたフォトニック構造を形成する方法を表す。
【図１０】一次元の構成設定可能なフォトニック結晶の横断面図である。
【図１１Ａ．１１Ｂ】一次元の構成設定可能なフォトニック結晶の別の実施形態を示す。
【図１２】図１１Ａと図１１Ｂの実施形態についての透過率と波長のグラフを示す。
【図１３】一次元の構成設定可能なフォトニック構造の別の実施形態を示す。

Claims

電磁放射線を制御する装置（１００，１０００，１１００，１３００）であって、
少なくとも１つのノード（１０６，１０１１，１１０６，１３０４，１３０６，１３０８）を有する基板（１０２，１００２，１１０２，１３０２）であって、前記少なくとも１つのノードが材料特性を有する、前記基板と、
前記少なくとも１つのノードに結合されている制御アセンブリ（１０４，１１０８，１０２４，１３１０，１３１２，１３１４）であって、流体（４００，１００４，１１１０，１３１６，１３１８，１３２０）を前記少なくとも１つのノードに注入して前記少なくとも１つのノードの前記材料特性を選択的に変化させる、前記制御アセンブリと、
を備える装置。
前記ノードが、一次元配列（１１０６，１０１１，１３０４，１３０６，１３０８）に配置されている、請求項１に記載の装置。
前記一次元配列における前記少なくとも１つのノードが、
流体（１００４，１１１０，１３１６，１３１８，１３２０）を含む少なくとも１つの空洞（１０１１，１１０６，１３０４，１３０６，１３０８）と、
前記空洞の前記材料特性を変えるために前記空洞内の前記流体を動かすポンプ（１３１０，１３１２，１２１４，１０２２）と、
を備える、請求項２に記載の装置。
前記一次元配列における前記少なくとも１つのノードが、
前記空洞に近接して位置するブラッグセル（１０１０，１１０４，１３２２）
を備える、請求項３に記載の装置。
前記ノードが、二次元配列（１０６）に配置されている、請求項１に記載の装置。
前記少なくとも１つのノードが、
前記基板内に形成されている少なくとも１つのピラー（１０６）と、
前記少なくとも１つの柱に結合されているポンプ（３００）であって、前記少なくとも１つのピラーの前記材料特性を変えるために前記少なくとも１つの柱に流体を供給する、前記ポンプと
を備える、請求項５に記載の装置。
前記基板をカプセル化する密封層を更に備える、請求項１に記載の装置。
前記制御アセンブリが、電気流体力学式ポンプ、電気浸透式ポンプ、電気泳動ポンプ、熱毛管現象ポンプ、電気ウェッティングポンプ及び電気毛管現象ポンプを含むポンプのグループから選択されるポンプを備える、請求項１に記載の装置。
フォトニック結晶（１００）を構成設定する方法であって、
複数のノード（１０６）を有する基板（１０２）に流体配分アセンブリ（１０４）を結合するステップと、
特定の材料特性を有する流体（４００）を、選択されたノードに供給するステップであって、これによって前記基板をフォトニック結晶として機能させる、ステップと、
を含む方法。
前記流体配分アセンブリを前記基板から取り外すステップと、
前記基板にシール材（９０２，９０４）を適用するステップと
を更に含む、請求項９に記載の方法。
基板（１０２）と、前記基板内に形成されている少なくとも１つのノード（１０６）とを有する結晶（１００）を構成設定する方法であって、
前記少なくとも１つのノードの材料特性を変えるために前記少なくとも１つのノードに流体（４００）をポンプによって注入又は排出するステップと、
電磁放射線（１１２）を前記結晶に当てて前記電磁放射線をスイッチング又はフィルタリングするステップと、
を含む方法。