JP2007527032A - Apparatus for a substrate with a / componentized guided goggle systems, methods and computer program products - Google Patents

Apparatus for a substrate with a / componentized guided goggle systems, methods and computer program products Download PDF

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Abstract

基板により支えられているゴーグルシステム及びコンポーネント化されたゴーグルシステムのための装置及び方法。 Apparatus and method for goggles systems and componentized goggle systems are supported by the substrate. 電子ゴーグル装置は1つまたは複数の半導体基板を含み、それぞれの該基板が、各導波管構造が1つの誘導チャネルと、入力から出力へ放射線信号を伝播するための1つまたは複数の境界領域とを含む複数の統合導波管構造と、制御に反応し、出力でそれぞれの該放射線信号の振幅を自立して制御するために、該導波管構造に結合されるインフルエンサシステムと、該複数の導波管構造の出力を1つのプレゼンテーションマトリックスに配列するためのディスプレイシステムと、該プレゼンテーションマトリックスをユーザの視野の中に配置するためのヘッドマウントアイウェア構造とを支える1つまたは複数の半導体基盤を含む。 Electronic goggle device includes one or more semiconductor substrates, each substrate is, and one guide channel each waveguide structure, one or more boundary regions for propagating radiation signal from input to output DOO react a plurality of integrated waveguide structure, the control including, for autonomous control the amplitude of each of said radiation signal at the output, the influencer system coupled to the waveguide structure, the a display system for arranging the outputs of the plurality of waveguide structures on a single presentation matrix, one or more semiconductor supporting the head-mounted eyewear structure for placing said presentation matrix in the user's field of view including the foundation. 操作方法は、a)1つまたは複数の基板の中で支えられ、プレゼンテーションマトリックスの中に配列される複数の導波管構造のそれぞれを通して放射線信号を伝播し、各導波管構造が1つの誘導チャネルと、入力から出力に放射線信号を伝搬するための1つまたは複数の境界領域とを含むことと、b)該対応する導波管構造の出力でそれぞれの該放射線信号の振幅を自立して制御することと、c)一連の該振幅が制御される放射線信号からディスプレイシステムを集合的に形成するために該複数の導波管構造のために該放射線信号振幅制御を調整することと、d)ユーザの視野の中に該ディスプレイシステムを配置することとを含む。 Instructions for, supported in a) 1 or more substrates, guided through each of the plurality of waveguides structures are arranged in the presentation matrix radiation signal propagates, the waveguide structure is one a channel, and include one or more boundary regions for propagating radiation signal from the input to the output, b) self-supporting amplitude of each of said radiation signals at the output of the corresponding waveguide structure and controlling, and adjusting the radiation signal amplitude control for the plurality of waveguide structures to form from the radiation signal c) a series of amplitude is controlled display system collectively, d ) including in the user's visual field and placing the display system.

Description

(関連出願の相互参照) CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
本願は、2004年2月12日に出願された米国仮出願番号第60/544,591号の利点、及び以下の米国特許出願のそれぞれの利点を主張する。 This application claims the respective advantages of US Provisional Application No. 60 / 544,591 No. advantages filed February 12, 2004, and the following U.S. patent applications. つまり、(それぞれ2004年3月29日に出願された)第10/812,294号、第10/811,782号、及び第10/812,295号、及び(それぞれ2004年12月14日に出願された)米国特許出願第11/011,761号、第11/011,751号、第11/011,496号、第11/011,762号、及び第11/011,770号、及び(それぞれ2005年2月9日に出願された)米国特許出願第10/906,220号、第10/906,221号、第10/906,222号、第10/906,223号、第10/906,224号、第10/906,226号、及び第10/906,226号、及び(それぞれ2005年2月11日に出願された)米国特許出願第10/906,255号、第10 That is, (each 2004 March filed 29 days) No. 10 / 812,294, No. 10 / 811,782, and No. 10 / 812,295, and (respectively December 14, 2004 which was filed) U.S. Patent application No. 11 / 011,761, No. 11 / 011,751, No. 11 / 011,496, No. 11 / 011,762, and No. 11 / 011,770, and ( each filed February 9, 2005) U.S. Patent application No. 10 / 906,220, No. 10 / 906,221, No. 10 / 906,222, No. 10 / 906,223, No. 10 / No. 906,224, No. 10 / 906,226, and 10 / 906,226 No., and (which was filed respectively on February 11, 2005) U.S. Patent application No. 10 / 906,255, 10 906,256号、第10/906,257号、第10/906,258号、第10/906,259号、第10/906,260号、第10/906,261号、第10/906,262号、及び第10/906,263号。 No. 906,256, No. 10 / 906,257, No. 10 / 906,258, No. 10 / 906,259, No. 10 / 906,260, No. 10 / 906,261, No. 10/906, 262 items, and No. 10 / 906,263. その開示は、それぞれすべての目的のためにその全体として参照することにより組み込まれている。 The disclosure of which is incorporated by reference in its entirety for each and every purpose.
(技術分野) (Technical field)
本発明は概して放射線を伝播するためのトランスポートに関し、さらに詳細には、外部影響に対する導波管の放射線に影響を及ぼす特性の反応性を強化する光学的にアクティブな構成要素を含む誘導チャネルを有する導波管に関する。 Relates Transport for the present invention is to generally propagating radiation, more particularly, the guide channel comprising an optically active components which enhance the reactivity of characteristics that affect the radiation of the waveguide to external influences waveguide having about.

ファラデー効果は、光が磁場に配置された透明な媒体を通して、且つ該磁場に平行に伝播されるときに直線偏光の偏光面が回転する現象である。 Faraday effect, through a transparent medium which the light is placed in a magnetic field, a phenomenon that the polarization plane of the linearly polarized light rotates when it is and propagates parallel to the magnetic field. 偏光回転の大きさの有効性は磁場の強さ、該媒体に固有のベルデ定数、及び光路長に応じて変化する。 Effectiveness of the magnitude of the polarization rotation strength of the magnetic field, specific Verdet constant in the medium, and changes according to the optical path length. 実験に基づいた回転角度はβ=VBd Rotation angle based on the experiment beta = VBd
(方程式1) (Equation 1)
により示され、ここではVはベルデ定数と呼ばれ(角度分cm−1ガウスー1という単位を有し)、Bは磁場であり、dは該場にさらされる伝播距離である。 Indicated by, where V is (has units of angle content cm-1 Gausu 1) called Verdet constant, B is the magnetic field, d is the propagation distance exposed to 該場. 量子力学記述では、ファラデー回転は、磁場の押し付けがエネルギーレベルを改変するために発生する。 In quantum mechanics description, the Faraday rotation occurs because the magnetic field pressing of modifying the energy levels.

(電流の強度を評価する方法として電流により引き起こされる磁場等の)磁場の測定には高いベルデ定数を有する、あるいは光アイソレータで使用されるファラデー回転子としての単位体(例えば、鉄を含有するガーネット結晶)を使用することが公知である。 The measurement of the magnetic field (magnetic field, etc. caused by the current as a method for evaluating the strength of the current) having a high Verdet constant, or unit of a Faraday rotator used in an optical isolator (e.g., garnet containing iron it is known to use crystalline). 光アイソレータは、偏光面を45°回転するためのファラデー回転子、磁場の適用のための磁石、偏光器、及びアナライザを含む。 The optical isolator includes a Faraday rotator for 45 ° rotation of the polarization plane, a magnet for applying a magnetic field, a polarizer, and the analyzer. 従来の光アイソレータは、導波管(例えば光ファイバ)が使用されない、かさばるタイプであった。 Conventional optical isolator, the waveguide (e.g., optical fiber) is not used, was bulky type.

従来の光学では、磁気光学変調器は常磁性体と強磁性体を含む別々の結晶、特にガーネット(例えばイットリウム/鉄ガーネット)から製造されていた。 In conventional optical, magneto-optical modulator separate crystals containing ferromagnetic and paramagnetic material, have been produced in particular from garnets (e.g. yttrium / iron garnet). これらのような装置はかなりの磁気制御場を必要とする。 These such devices require significant magnetic control field. 磁気光学効果は薄層技術、特に非可逆ジャンクション等の非可逆性装置を生産するためにも使用されている。 Magneto-optical effect is also used to produce thin-layer technology, in particular the irreversibility device such as irreversible junction. これらのような装置はファラデー効果による、あるいはコットン−ムートン効果によるモードの変換に基づいている。 Devices such as these are by Faraday effect, or cotton - is based on the conversion mode by Mouton effect.

磁気光学装置において常磁性体と強磁性体を使用することの追加の欠点は、これらの物質が、例えば、振幅、位相、及び/または周波数等、偏光角以外の放射線の特性に悪影響を及ぼす可能性があるという点である。 Additional disadvantages of using ferromagnetic and paramagnetic material in the magneto-optical device, these materials are, for example, amplitude, phase, and / or frequency, etc., can adversely affect the properties of radiation other than polarization angle it is that there is a gender.

従来の技術では、ディスプレイ装置を集合的に定義するために別々の(結晶等の)磁気光学バルク装置を使用することが知られていた。 In the prior art, it has been known to use separate (crystal, etc.) magneto-optical bulk devices to collectively define a display device. これらの従来の技術のディスプレイは、相対的に高いピクチャエレメント(ピクセル)あたりコスト、個々のピクセルを制御するための高い操作費用、相対的に大型のディスプレイ装置に対してうまく拡大縮小しない高まる制御複雑性を含むいくつかの欠点を有している。 Display of these prior art, relatively high picture elements (pixels) per cost, high operating costs for controlling the individual pixels, poorly scaled relative to a relatively large display device increases the control complexity It has several drawbacks including sex.

従来のイメージングシステムはおおまかに以下の2つのカテゴリに分類されてよい。 Conventional imaging systems may be roughly the following classification into two categories. つまり(a)フラットパネルディスプレイ(FPD)及び(b)(発光型表示として陰極線管(CRT)を含む)投影システムである。 That (a) (including the cathode ray tube as a light-emitting display (CRT)) flat panel display (FPD) and (b) is a projection system. 一般的には、該2種類のシステムのための優勢な技術は、例外はあるものの同じではない。 In general, the predominant technology for the two types of systems, the exception is not the same although. これらの2つのカテゴリは将来の技術のための明確な課題を有し、既存の技術はまだ満足が行くようにこれらの課題を克服していない。 These two categories have a clear challenge for the future of technology, does not overcome these challenges the existing technology as yet satisfied go.

優勢な陰極線管(CRT)技術と比べて既存のFPD技術が直面する主要な課題は、コストである(「フラットパネル」は、その標準的な奥行きが表示面積の幅にほぼ等しいCRTディスプレイと比較して「平坦な」つまり「薄い」ことを意味している)。 Major challenges existing FPD technology face than the predominant cathode ray tube (CRT) technology is the cost ( "Flat Panel" is compared with the approximately equal CRT display width of the standard depth display area to which means that the "flat" or "thin").

解像度、輝度、及びコントラストを含む既定のイメージング規格の一式を達成するためには、FPD技術はCRT技術のほぼ3倍から4倍高価である。 Resolution, brightness, and in order to achieve a set of default imaging standards, including contrast, FPD technology is four times more expensive approximately 3 times the CRT technology. ただし、特に表示面積が拡大されるときのCRT技術のかさ高性及び重量は重大な欠点である。 However, bulkiness and weight of CRT technology is a serious drawback for especially when displaying area is enlarged. 薄いディスプレイに対する希求がFPDの活動領域での数多くの技術の開発を動かしてきた。 Aspiring to the thin display has been moving the development of a number of technology in the activity area of ​​the FPD.

FPDの高いコストはおもに優勢な液晶ダイオード(LCD)技術における、あるいはあまり一般的ではないガスプラズマ技術における精巧なコンポーネント材料の使用によるものである。 High costs in mainly predominant crystal diode (LCD) technologies FPD, or is through the use of sophisticated components materials in less common gas plasma techniques. LCDで使用されているネマチック材料の凹凸が、相対的に高い欠陥率をもたらし、多くの場合、個々の細胞に不具合があるLCD素子のアレイがディスプレイ全体の廃棄、または欠陥のある素子の高価な置換につながる。 Irregularities of nematic material used in the LCD, resulted in a relatively high defect rate, often, expensive array disposal of the entire display of the LCD device, or a defective element is defective individual cell leading to the replacement.

LCD技術とガスプラズマディスプレイ技術の両方にとって、このようなディスプレイの製造において液体または気体を制御するという固有の困難が根本的な技術的な且つコストの制限である。 For both LCD technology and gas plasma display technology, such a display inherent difficulties of controlling the liquid or gas in the production of a fundamental technical and cost limitations.

高いコストのさらなる原因は、既存の技術における各光弁/発光エレメントでの相対的に高い動作過電圧に対する需要である。 A further cause of high cost is the need for relatively high switching voltage of each light valve / emitting element in the existing technology. 次々に液体セルを通して伝達される光の偏光、またはガスプラズマディスプレイにおける気体電池内での励起を変更するLCDディスプレイのネマチック材を回転するためであるかどうかに関係なく、画像形成要素で高速切り替え速度を達成するためには相対的に高い電圧が必要とされる。 Regardless of whether it is for rotating the nematic material of the LCD display for changing the excitation in the gas cell in the polarization or gas plasma display, the light transmitted through one after the liquid cell, fast switching speed in the image forming element to achieve the required relatively high voltage. LCDの場合、個々のトランジスタ要素が各画像形成位置に割り当てられる「アクティブマトリックス」が高コストの解決策となっている。 For LCD, each transistor element is assigned to each image forming position "active matrix" has become a high-cost solution.

高精細度テレビ(HDTV)またはそれ以上の製品に対する画質基準が高まるにつれて、現在、既存のFPD技術は、CRTと競合するコストで画質を配信することはできない。 As the image quality standard increases for high-definition television (HDTV) or more products, current, existing FPD technologies, it is not possible to deliver image quality at a cost that competes with CRT. 品質範囲のこの末端でのコスト差は最も顕著である。 Cost difference at this end of the quality range is most pronounced. そして35mmのフィルム品質解像度を配信することは、技術的には実現可能であるが、テレビ用であるのか、コンピュータディスプレイ用であるのかに関係なく、それには家庭用電化用品の範囲を超えさせるコストを伴うと予想されている。 And to deliver the film quality resolution of 35mm, the cost is technically feasible, whether it is for television, no matter whether it is for a computer display, which causes beyond the scope of consumer electronics products to it It is expected to involve.

投影システムの場合、テレビ(またはコンピュータ)ディスプレイと劇場映画投影システムという2つの基本的なサブクラスがある。 In the case of projection system, there are two basic subclasses of television (or computer) display and theater cinema projection system. 相対的なコストは従来の35mmのフィルム投影装置との競争の関連では重要な問題である。 The relative cost in the context of competition with the film projector of a conventional 35mm is an important issue. しかしながら、HDTVの場合、従来のCRT、LCD FPDまたはガスプラズマFPDに比較されれば投影システムは低コスト解決策となる。 However, in the case of HDTV, conventional CRT, projection system when it is compared to the LCD FPD or gas plasma FPD becomes lower cost solutions.

現在の投影システム技術は他の課題にも直面している。 The current projection system technology is also face other challenges. HDTV投影システムは、ディスプレイ表面への相対的に短い投射距離という制約の中で均一な画質を維持する一方でディスプレイの奥行きを最小限に抑えるという二重の課題に直面している。 HDTV projection systems face a double challenge of minimizing the depth of the display while maintaining a uniform quality in the constraint that a relatively short projection distance to the display surface. 通常、この均衡をとると、相対的に低いコストを犠牲にして満足の行かない妥協をすることになる。 Usually, when taking this equilibrium, it will be a compromise which does not go satisfactory at the expense of the relatively low cost.

しかしながら、投影システム用の技術的に要求が厳しい未研究分野は映画館の領域にある。 However, technically demanding outstanding research field for the projection system is in the movie theaters of the area. 映画の画面装置は投影システムにとって新興の用途であり、この用途では、コンソール奥行き対均一な画質に関する問題は通常当てはまらない。 Movie screen device is an emerging application for the projection system, in this application, problems with the console depth-to-uniform image quality is not the case usually. 代わりに、課題は競争価格で従来の35mmフィルムのプロジェクタの質に(最低でも)等しくなることにある。 Instead, the challenge is to become (at least) equal to the quality of the projector of a conventional 35mm film at competitive prices. ダイレクトドライブイメージライトアンプリファイアー(「D−ILA」)、デジタル光処理(「DLP(登録商標)」)、及びグレーティングライトバルブ(「GLV」)をベースにしたシステム等を含む既存の技術は、最近では従来のフィルム投影装置の質に等しくなったが、従来のフィルムプロジェクタに比較するとかなりのコストの格差を有する。 Direct Drive Image Light Amplifier ( "D-ILA"), digital light processing ( "DLP (registered trademark)"), and grating light valve ( "GLV") the existing comprising system or the like based technology recently in became equal to the quality of the conventional film projector, having a disparity in significant cost when compared to conventional film projector.

ダイレクトドライブイメージライトアンプリファイアーは、JVCプロジェクタ(JVC Projectors)によって開発された反射液晶光弁装置である。 Direct Drive Image Light Amplifier is a reflective liquid crystal light valve device developed by JVC projector (JVC Projectors). 駆動集積回路(「IC」)がCMOSベースの光弁の上にじかに画像を書き込む。 Driving integrated circuit ( "IC") writes directly image on the CMOS-based light valve. 液晶は信号レベルに比例して反射率を変更する。 The liquid crystal changes the reflectance in proportion to the signal level. これらの垂直に整列した(homeoptropic)結晶が、16ミリ秒未満の降下時間を加えた上昇時間で非常に高速な応答時間を達成する。 These vertically aligned (homeoptropic) crystals, very to achieve fast response time in rise time plus the fall time of less than 16 milliseconds. キセノンつまり超高性能(「UHP」)メタルハライドランプからの光は偏光ビームスプリッタから移動し、D−ILA素子から反射され、画面上に投影される。 Light from the xenon that is ultra-high performance ( "UHP") metal halide lamp is moved from the polarization beam splitter, is reflected from the D-ILA element is projected onto a screen.

DLP(登録商標)投影システムの中心にあるのは、1987年にテキサスインスツルメンツ(Texas Instruments)のLarry Hornbeck博士が先駆者となったデジタルマイクロミラーデバイス、つまりDMDチップとして知られている光半導体である。 DLP At the heart of the (R) projection system is an optical semiconductor Dr. Larry Hornbeck of Texas Instruments (Texas Instruments) in 1987 known digital micromirror devices pioneered, i.e. as DMD chip . DMDチップは高度な光スイッチである。 DMD chip is an advanced optical switch. それは最高130万のヒンジが取り付けられた顕微鏡的な鏡からなる矩形のアレイを含み、これらのマイクロミラーのそれぞれは人間の髪の毛の幅の5分の1未満と測定され、投影される画像の1ピクセルに相当する。 It comprises a rectangular array of up to 1.3 million of the hinge consists of microscopic mirrors mounted, these each micromirror is measured to be less than one-fifth the width of a human hair, of the projected image 1 corresponding to the pixel. DMDチップがデジタルビデオ信号またはグラフィック信号と調整されると、光源及び映写レンズ、つまりそのミラーが画面または他の表面の上に全デジタル画像を反射する。 When DMD chip is coordinated with a digital video signal or graphic signal, a light source and projection lens, that is, its mirror reflects the entire digital image on a screen or other surface. DMD及びそれを取り囲む高度電子回路はデジタル光処理TM技術と呼ばれている。 DMD and advanced electronics surrounding it is called digital light processing TM technology.

GLV(グレーティング−ライト−バルブ)と呼ばれているプロセスが開発されている。 GLV process known as (Grating - - light valve) have been developed. 該技術に基づいた試作品の装置は3000:1というコントラスト比を達成した(典型的なハイエンド投影ディスプレイは今日1000:1しか達成していない)。 The prototype of the device based on the technique 3000: to achieve a contrast ratio of 1 (a typical high-end projection display today 1000: 1 only not achieved). 該装置は、色を送達するために特殊な波長で選ばれる3つのレーザを使用する。 The device uses three lasers chosen in a special wavelength to deliver color. 該3つのレーザが赤(642nm)、緑(532nm)、及び青(457nm)である。 The three laser is a red (642nm), green (532nm), and blue (457nm). 該プロセスはMEMS技術(微小電気機械)を使用し、1行に1,080ピクセルのマイクロリボンアレイからなる。 The process using MEMS technology (microelectromechanical), a micro ribbon array of 1,080 pixels per line. 各ピクセルは6本のリボンからなり、3本は固定され、3本は上下に移動する。 Each pixel consists of six ribbons, three are fixed, three moves up and down. 電気エネルギーが印加されると、3本の可動リボンが光を「ろ過」して取り除いた一種の回折格子を形成する。 When electrical energy is applied, the three movable ribbon to form a diffraction grating of a type that was removed by light is "filtered".

コスト格差の一部はそれらの技術が低コストで特定の重要な画質パラメータを達成する際に直面する固有の困難のためである。 Some of the cost disparity is due to the inherent difficulties encountered in their techniques to achieve certain key quality parameters at low cost. コントラストは、特に「黒」の質において、マイクロミラーDLPにとって達成が困難である。 Contrast, particularly in the quality of the "black", it is difficult to achieve taking the micromirror DLP. GLVは、(光学格子波動干渉を通してピクセル零度、つまり黒を達成する)この困難に直面していないが、代わりにラインアレイスキャンソースで事実上フィルムのような間欠画像を達成するという困難に直面している。 GLV is (optical grating wave pixel zero through interference, i.e. to achieve a black) but do not face this difficulty, in the face of difficulties of achieving intermittent image as virtually film line array scan source instead ing.

既存の技術は、LCDベースなのか、MEMSベースなのかに関係なく、少なくとも1Kx1Kのアレイの素子(マイクロミラー、反射型液晶素子(「LCos」等)の製造の経済的な側面によっても制約されている。必要とされている技術標準で動作するこれらの数の素子を必要とするときチップベースのシステムでは欠陥率は高い。 Existing techniques, or LCD-based, for, regardless of whether MEMS-based, for, is constrained by at least element (micromirrors 1Kx1K array, economic aspects of the manufacture of the reflective liquid crystal device ( "LCos", etc.) are. defect rate in chip-based system when you need element of these numbers to operate in technical standards is needed is high.

多様な電気通信用途に段階的な指数の光ファイバをファラデー効果と協調して使用することは公知である。 It is known to use in cooperation with Faraday effect optical fiber graded index diverse telecommunications applications. 分散及び他の性能の数的指標はファラデー効果のために最適化されておらず、ファラデー効果のための最適化によって劣化している場合もあるために、ファラデー効果を光ファイバに適用するには固有の矛盾があるが、従来の光ファイバの電気通信特性は光ファイバの電気通信応用例は周知である。 Metrics of dispersion and other properties have not been optimized for the Faraday effect, since there may have been degraded by the optimization for the Faraday effect, to apply the Faraday effect in the optical fiber there are inherent contradictions, telecommunications characteristics of a conventional optical fiber telecommunications applications of optical fibers are well known. いくつかの従来の光ファイバ応用例では、九十度の偏光回転は、五十四メートルの経路長で百エルステッド磁場を適用することによって達成される。 In some conventional optical fiber applications, the polarization rotation of ninety degrees is achieved by applying a hundred Oersted magnetic field path length fifty-four m. ファイバをソレノイドの内部に設置し、所望される磁場を、該ソレノイドを通して電流を導くことによって生じさせると、所望される場が適用される。 It established the fiber inside the solenoid, the desired magnetic field, the resulting by directing current through the solenoid, is applied place desired. 電気通信用途の場合、該五十四メートルの経路長は、それがキロメートルで測定される総経路長を有するシステムで使用されるために設計されていることを考慮するときに許容できる。 For telecommunications applications, the path length of the fifty-four m are permissible when considering that it is designed for it is used in a system having a total path length measured in kilometers.

光ファイバ関連でのファラデー効果のための別の従来の用途は、ファイバを通るデータの従来の高速伝送の上に低速データ伝送をオーバレイするためのシステムとしてである。 Another conventional applications for the Faraday effect in the optical fiber connection is a system to overlay the low speed data transmission over a conventional high-speed transmission of data through the fiber. ファラデー効果は帯域外周波数信号方式または制御を提供するためにゆっくりと高速データを変調するために使用される。 Faraday effect is used to modulate the slow speed data to provide out-of-band frequency signaling or control. 再び、この用途は、有力な検討材料としての電気通信の用途で実現される。 Again, this application may be implemented in telecommunications as dominant consideration applications.

これらの従来の応用例では、ファイバは電気通信の使用のために設計され、ファラデー効果での関与のためのファイバ特性の修正では、通常、キロメートル+−長のファイバチャネルのための減衰及び分散性能の数的指標を含む電気通信特性を劣化されることを許されていない。 In these prior art applications, the fiber is designed for use in telecommunications, the modification of fiber characteristics for the involvement by the Faraday effect, usually km + - attenuation and dispersion performance for the length of Fiber Channel It is the not allowed to degrade the electrical communication properties including metrics of.

電気通信での使用を可能にするために光ファイバーの性能測定基準のためにいったん許容レベルが達成されると、光ファイバ製造技法はきわめて長い距離の光学的に純粋且つ均一なファイバの効率的且つ費用効果の高い製造を可能にするために開発され、磨きをかけられてきた。 Once an acceptable level for optical fibers performance metric in order to enable the use of telecommunications is achieved, efficient and cost of the optical fiber manufacturing techniques is extremely long distances optically pure and uniform fiber been developed in order to enable a highly effective production, it has been honed. 光ファイバの基本的な製造プロセスの高レベルの概要は、プリフォームからファイバを引き出し、該ファイバを試験するプリフォームガラス外筒の製造を含む。 High Level Overview of the basic manufacturing process of the optical fiber, pull the fiber from a preform, comprising the production of a preform glass barrel to test the fiber. 通常、プリフォームブランクは、最終的なファイバの(屈折率、膨張率、融点等の)所望される属性を生じさせるために必要な必須化学組成を有するシリコン溶液を通して酸素を泡立てる改良型化学蒸着(MCVD)プロセスを使用して作られる。 Usually, the preform blank, the final fiber (refractive index, expansion, melting point, etc.) improved chemical vapor deposition bubbling oxygen through the silicon solution having a required chemical composition required to produce the desired attribute ( MCVD) is made using the process. 気体蒸気は特殊な旋盤内の合成石英管または石英管(クラッディング)の内部に導かれる。 Gas steam is guided into the synthetic quartz tube or a quartz tube in a special lathe (cladding). 該旋盤は回転され、トーチが該管の外部に沿って移動する。 Lathe is rotated, the torch is moved along the outside of the tube. 該トーチからの熱により気体中の化学物質が酸素と反応し、二酸化ケイ素及び酸化ゲルマニウムを形成し、これらの二酸化物が該管の内部に蒸着し、ガラスを形成するためにともに融合する。 Thermal reaction chemicals in the gas with oxygen by from the torch, to form a silicon dioxide and germanium oxide, these dioxide is deposited on the inside of the tube and fused together to form a glass. このプロセスが終了するとブランクプリフォームが生じる。 Blank preform occurs when this process is completed.

ブランクプリフォームは、作られ、冷却され、試験された後、グラファイト炉の近くの上部に該プリフォームを有するファイバ引き上げタワーの内部に設置される。 Blank preform is made, is cooled, after being tested, are placed inside the fiber pulling tower with the preform near the top of the graphite furnace. 該炉は該プリフォームの先端を溶かし、その結果、重量のために落下し始める溶融「小滴」を形成する。 The furnace was dissolved tip of the preform, thus forming a melt "droplets" start to fall because of the weight. 溶融「小滴」は落下する時に冷却されガラスのストランドを形成する。 Melt "droplets" to form strands of glass are cooled at the time of falling. このストランドは、所望されるコーティングを塗布し、該コーティングを硬化させるために一連の処理ステーションの中を通され、該ストランドが所望される厚さを有するようにコンピュータで監視される速度で該ストランドを引っ張る牽引車に取り付けられる。 The strand is coated with a desired coating, are passed through a series of processing stations in order to cure the coating, the strands at a speed which the strands are monitored by the computer so as to have a desired thickness It is attached to the tractor pulling the. ファイバは毎秒約33フィートから66フィートの速度で引っ張られ、引き出されたストランドはスプール上に巻き付けられる。 Fiber is pulled at a speed 66 feet per second about 33 feet drawn strand is wound onto a spool. これらのスプールが1.4マイルより多い光ファイバを含むことは異常ではない。 These spools are not abnormal contain more fiber 1.4 miles.

性能の数的指標についての試験を含め、この仕上げられたファイバが試験される。 Including tests for metrics for performance, the finished fiber is tested. 電気通信グレードのファイバについてのこれらの性能数的指標は、引っ張り強さ(1平方インチあたり100,000ポンド以上)、屈折率プロファイル(開口数、及び光学欠陥がないかのスクリーン)、ファイバ幾何学形状(コア径、クラッディング寸法、及びコーティング直径)、減衰(距離での多様な波長の光の劣化)、帯域幅、波長分散、動作温度/範囲、減衰に対する温度依存、及び海中で光を伝導する能力を含む。 These performance metrics of the fiber telecommunications grade strength (100,000 pounds per square inch) tensile, refractive index profile (numerical aperture, and one of the screens is not an optical defect), fiber geometry shape (core diameter, cladding dimensions, and coating diameter), attenuation (various wavelengths of degradation of light at a distance), bandwidth, wavelength dispersion, the operating temperature / range, the temperature dependence on the attenuation, and conducting the light in the sea including the ability to.

1996年には、それ以降フォトニック結晶ファイバ(PCF)と名付けられた前述された光ファイバの変動が立証された。 In 1996, the variation of the above-mentioned optical fiber has been demonstrated named later photonic crystal fiber and (PCF). PCFは、より高い屈折率のバックグラウンド材料の中で低い率の材料の微細構造の配列を使用する光ファイバ/導波構造である。 PCF is an optical fiber / waveguide structure using an array of microstructure of low index of the material in the higher refractive index of the background material. 該バックグラウンド材料は多くの場合非ドープシリカであり、低い率の領域は通常ファイバの前長に沿って通る空気の細孔によって提供される。 The background material is often undoped silica, low rates of area is provided by pores of air through along the front length of the normal fiber. PCFは2つの一般的なカテゴリ、つまり(1)高指数誘導ファイバと(2)低指数誘導ファイバに分けられる。 The PCF two general categories, namely (1) is divided into high index derived fibers and (2) low index derived fibers.

前述された従来の光ファイバと同様に、高指数誘導ファイバは改良型全反射(MTIR)原則によってソリッドコアの中で光を誘導している。 As with conventional optical fibers previously described, and guiding light in the solid core by the high index induced fiber improved total reflection (MTIR) principle. 全反射は微細構造の空気で充填された領域の中の低い有効指数により引き起こされる。 Total reflection is caused by lower effective index in the filled air in the microstructured region.

低指数誘導ファイバはフォトニックバンドギャップ(PBG)効果を使用して光を誘導する。 Low index derived fibers guiding light using a photonic band gap (PBG) effect. PBG効果は微細構造クラッディング領域内での伝播を不可能にするため、光は低指数コアに制限される。 Since PBG effect to disable the propagation of a fine structure cladding region, the light is limited to low index core.

用語「従来の導波管構造」は、広範囲の導波構造及び方法を含むために使用されているが、これらの構造の範囲は本発明の実施形態を実現するためにここで説明されるように修正されてよい。 The term "conventional waveguide structure", as have been used to contain a wide range of waveguide structures and methods, the scope of these structures described herein in order to implement embodiments of the present invention it may be modified to. 異なるファイバタイプ補佐の特徴は、それらが使用される多くの異なる応用例に適応される。 Features of different fiber types assistant is adapted to many different applications in which they are used. 光ファイバシステムを適切に操作することは、どのタイプのファイバが使用されているのか、及びなぜ使用されているのかを知ることに依存している。 The proper operation of optical fiber systems rely on knowing what the type of fiber is used, and why is being used.

従来のシステムはシングルモード、マルチモード、及びPCF導波管を含み、多くの亜変種も含んでいる。 Conventional systems single mode comprises a multi-mode, and PCF waveguide includes many sub variants. 例えば、マルチモードファイバはステップ型ファイバとグレイデッドファイバを含み、シングルモードファイバはステップ型ファイバ、マッチドクラッド構造、陥凹クラッド(depressed clad)構造、及び他の非標準型構造を含む。 For example, the multi-mode fiber comprises a step-type fiber and the graded fiber comprises a single mode fiber is a step-type fiber, a matched cladding structure, recessed cladding (depressed clad) structures, and other non-standard structure. マルチモードファイバはより短い伝送距離に最良に設計され、LANシステム及びビデオ監視で使用するために適している。 Multimode fiber is designed to best shorter transmission distance, it is suitable for use in the LAN system and video surveillance. シングルモードファイバは長い伝送距離に最良に設計され、長距離電話システム及びマルチチャネルテレビ放送システムに適切になる。 Single-mode fiber is designed best in long transmission distances, the appropriate long-distance telephone system and multi-channel television broadcast system. 「エアクラッド」またはエバネセント結合の導波管は光ワイヤまたは光ナノワイヤを含む。 "Air cladding" or evanescent coupling waveguide includes an optical wire or optical nanowires.

ステップ指数は通常導波管のための屈折率の突然の変化の提供を指す――コアはクラッディングの屈折率より大きい屈折率を有する。 Step index usually refers to the provision of abrupt change in refractive index for the waveguide - core has a refractive index greater than that of the cladding. グレイデッド指数は、コアの中心から遠くに徐々に減少する(例えば、コアは放物線プロファイルを有する)屈折率プロファイルを提供する構造を指す。 Graded index gradually decreases away from the center of the core (e.g., core has a parabolic profile) refers to a structure that provides a refractive index profile. シングルモードファイバは、非分散シフトファイバ(NDSF)、分散シフトファイバ(DSF)、及び非ゼロ分散シフトファイバ(NZ−DSF)等の長さ及び放射線周波数(複数の場合がある等)特定の応用例のために合わせられた多くの異なるプロファイルを作成してきた。 Single-mode fiber, a non-dispersion shifted fiber (NDSF), dispersion shifted fiber (DSF), and non-zero dispersion shifted fiber (NZ-DSF) (sometimes a plurality, etc.) length and radiation frequencies such as the particular application a number of different profiles that are combined have been created for. 偏光維持(PM)ファイバと呼ばれる重要な種々のシングルモードファイバが開発されてきた。 Important various single-mode fiber called polarization-maintaining (PM) fiber have been developed. これまで説明されてきた他のすべてのシングルモードファイバは、無作為に偏光された光を伝播できた。 This and all other single-mode fiber have been described up could propagate light polarized at random. PMファイバは入力光の1つの偏光だけを伝播することを目的とする。 PM fiber is intended to propagate only one polarization of the input light. PMファイバは他のファイバタイプには見られない特徴を含む。 PM fiber includes features not found in other fiber types. コアに加えて、応力ロッドと呼ばれる追加の(2つの)長手方向領域がある。 In addition to the core, there is an additional (two) longitudinal regions called stress rods. その名前が暗示するように、これらの応力ロッドはただ1つの光の偏光面だけの伝達が好まれるようにファイバのコアの中に応力を生じさせる。 As its name implies, it transmits only the polarization plane of these stress rods just one light causes a stress in the core of the fiber, as is preferred.

前述されたように、従来の磁気光学システム、特にファラデー回転子及びアイソレータは、希土ドープガーネット結晶及び他の特殊材料、通常はイットリウム−鉄−ガーネット(YIG)またはビスマス置換YIGを含む特殊な磁気光学材料を利用してきた。 As described above, the conventional magneto-optical system, in particular a Faraday rotator and an isolator, rare doped garnet crystals and other specialty materials, usually yttrium - iron - garnet (YIG) or special magnetic containing bismuth-substituted YIG It has been using an optical material. YIG単結晶は浮遊帯(FZ)法を使用して育てられる。 YIG single crystal is grown using the floating zone (FZ) method. この方法では、Y 及びFe はYIGの化学量論的組成に適するように混合されてから、該混合物が焼結される。 In this method, Y 2 O 3 and Fe 2 O 3 from being mixed to suit the YIG stoichiometry, the mixture is sintered. YIG種結晶は残りのシャフト上にセットされるが、その結果生じる焼結物はFZ炉の中の1つのシャフト上でmother stickとしてセットされる。 YIG seed crystal is being set on the remaining shaft, resulting sinter is set as mother stick on one shaft in the FZ furnace. 所定の調製の焼結された材料は、YIG単結晶の付着を促進するために必要な流体を生じさせるために該mother stickと該種結晶の間の中心領域に設置される。 Sintered material of a given preparation is placed in the central region between the mother stick and seed crystal to produce the fluid required to promote adhesion of the YIG single crystal. 2本のシャフトが回転される間、ハロゲンランプからの光が該中心領域に焦点を合せられる。 While two shafts are rotated, the light from the halogen lamp is focused to the central region. 該中心領域は酸素を含む雰囲気の中で加熱されると溶融帯を形成する。 Said central region to form a molten zone to be heated in an atmosphere containing oxygen. この条件下で、該mother stickと該種は一定の速度で移動し、該溶融帯が該mother stickに沿って移動し、YIG焼結物から単結晶を育てる。 Under these conditions, the mother stick and seed moves at a constant speed, the molten zone is moved along the mother stick, grow single crystals from YIG sinter.

FZ法は空気中に吊り下げられているmother stickから結晶を育てるため、汚染は排除され、高純度の結晶が育てられる。 Since the FZ method is to grow crystals from the mother stick which is suspended in the air, pollution is eliminated, highly pure crystal is grown. FZ法は012x120mmと測定されるインゴットを作り出す。 FZ method produces an ingot, which is measured to 012x120mm.

Bi−置換された鉄ガーネット厚膜は、LPE炉を含む液相エピタキシー(LPE)法によって育てられる。 Bi- substituted iron garnet thick film is grown by liquid phase epitaxy (LPE) method including LPE furnace. 結晶材料及びPbO−B フラックスは加熱され、白金るつぼの中で溶融される。 Crystalline material, and PbO-B 2 O 3 flux is heated and melted in a platinum crucible. (GdCa) (GaMgZr) 12等の単結晶ウェハは、回転時に溶融面上で浸され、Bi−置換された鉄ガーネット厚膜をウェハ上で育てる。 (GdCa) 2 (GaMgZr) 5 single crystal wafers O 12 and the like, immersed in the molten surface during rotation, the iron garnet thick film is Bi- substituted grow on the wafer. 直径3インチほどと測定される厚膜を育てることができる。 Can grow thick film is measured to about 3 inches in diameter.

45°のファラデー回転子を獲得するために、これらの膜は特定の厚さまで研磨され、反射防止膜を塗布され、次にアイソレータに適合するように1平方ミリメートルから2平方ミリメートルに切断される。 To acquire the Faraday rotator 45 °, these films is polished to a certain thickness, is coated with a reflection preventing film is then cut into 2 mm2 from 1 mm2 to fit the isolator. YIG単結晶より大きなファラデー回転容量を有するため、Bi−置換された鉄ガーネット厚膜は約100μm単位で薄くされなければならず、したがって高精度処理が必要とされる。 Since it has a large Faraday rotational capacity than YIG single crystal, Bi- substituted iron garnet thick film has to be thin at about 100μm units, therefore highly accurate processing is required.

さらに新しいシステムはビスマス置換イットリウム−鉄−ガーネット(Bi−YIG)材料、薄膜及びナノ粉末の製造及び合成に対処する。 Further new system bismuth-substituted yttrium - iron - garnet (Bi-YIG) materials, dealing with the production and synthesis of thin films and nano-powder. 30341ジョージア州、アトランタ、ピーチツリー工業通り(Peachtree Industrial Boulevard,Atlanta, GA)5313にあるnGimat社は薄膜コーティングの製造のための燃焼化学蒸着(CCVD)システムを使用する。 30341 Georgia, Atlanta, Peachtree Industrial Street (Peachtree Industrial Boulevard, Atlanta, GA) nGimat Inc., 5313 using combustion chemical vapor deposition (CCVD) system for the manufacture of thin film coatings. CCVDプロセスでは、オブジェクトを被覆するために使用される金属を含有する化学物質である先駆物質が通常は可燃性の燃料である溶液に溶解している。 The CCVD process, the precursor is a chemical substance containing a metal used to coat the objects normally dissolved in a solution is a combustible fuel. この溶液は特殊なノズルによって顕微鏡的な小滴を形成するために噴霧される。 The solution is sprayed to form a microscopic droplets by a special nozzle. 次に、酸素ストリームがこれらの小滴を、それらが燃焼される炎まで運ぶ。 Then, the oxygen stream is these droplets until they arrive flame they are burned. 基材(被覆されている材料)は単に炎の前にそれを引き出すことによって被覆される。 Substrate (material being coated) is simply covered by drawing it in front of the flame. 炎の熱が、小滴を蒸発させ、該先駆物質が反応し、該基材上に蒸着する(凝縮する)ために必要なエネルギーを提供する。 Heat of flame, evaporation of the droplets, ejection material reacts tip, (condenses) deposited on the substrate to provide the necessary energy for.

さらに、エピタキシャルリフトオフは、多くのIII−V系及び元素半導体系の異種統合を達成するために使用されてきた。 Furthermore, epitaxial liftoff has been used to achieve the disparate integration of many III-V-based and elemental semiconductor system. しかしながら、多くの他の重要な材料系の装置を統合することは、いくつかのプロセスを使用しても困難であった。 However, the integration of devices of many other important material system, was also difficult to use several processes. この問題の好例が、単結晶遷移金属酸化物の、オンチップ薄膜光アイソレータに必要なシステムである半導体プラットホーム上での統合である。 A good example of this problem, the single-crystal transition metal oxide is an integrated on the semiconductor platform is a system required on-chip thin film optical isolator. 磁気ガーネットにおけるエピタキシャルリフトオフの実現が報告された。 Realization of epitaxial lift-off in the magnetic garnet was reported. ガドリニウムガリウムガーネット(GGG)上で育てられた単結晶イットリウム鉄ガーネット(YIG)及びビスマス置換YIG(Bi−YIG)エピタキシャルの層内に埋め込み犠牲層を生じさせるためにディープイオンインプランテーションが使用される。 Single crystal yttrium iron garnet was raised on gadolinium gallium garnet (GGG) (YIG) and bismuth-substituted YIG (Bi-YIG) deep ion implantation to produce the sacrificial layer embedded in the layer of the epitaxial is used. 該インプランテーションにより生じる損害は該犠牲層と該ガーネットの残りの間に大きなエッチ選択性を誘発する。 Damage caused by the implantation induces a large etch selectivity during the remainder of the sacrificial layer and the garnet. 十ミクロンの厚膜が、燐酸でのエッチングにより元のGGG基材から離昇される。 Ten micron thick film is lifted off from the original GGG substrate by etching with phosphoric acid. ミリメートルサイズの部分品がシリコン基材及びガリウム砒素基材に移された。 Mm size parts is moved to the silicon substrate and gallium arsenide substrate.

さらに、研究者は、同じ厚さの単一層ビスマス鉄ガーネット膜より、百四十パーセント(140%)大きい748nmでのファラデー回転を示す磁気光学フォトニック結晶と呼ぶ多層構造を報告した。 Furthermore, researchers, than a single layer of bismuth iron garnet film of the same thickness, and reported a multilayer structure is referred to as a magneto-optical photonic crystals exhibiting the Faraday rotation in the one hundred forty percent (140%) larger 748 nm. 現在のファラデー回転子は、概して単結晶またはエピタキシャル膜である。 Current Faraday rotator is generally monocrystalline or epitaxial film. しかしながら、単結晶装置はやや大きく、光集積回路等の応用例でのそれらの使用を困難にする。 However, the single-crystal device is rather large, making it difficult to use them in applications such as optical integrated circuit. そして、膜は約500μmの厚さも示すため、代替材料系が望ましい。 The film can also exhibit a thickness of about 500 [mu] m, alternative materials system is desirable. 鉄ガーネット、特にビスマスガーネットとイットリウム鉄ガーネットの積み重ねられた膜の使用が調査された。 The use of iron garnet, in particular of stacked bismuth garnet yttrium-iron garnet film was investigated. 750nmの光と使用するために設計され、厚さ70nmのビスマス鉄ガーネット(BIG)の上に厚さ81nmのイットリウム鉄ガーネットの4つのヘテロエピタキシャル層、BIGの厚さ279nmの中心層及びYIGの上のBIGの4つの層を特徴とした。 Is designed for use with 750nm light, four heteroepitaxial layer of yttrium iron garnet thick 81nm over the thickness 70nm bismuth iron garnet (BIG), the center layer of the thickness of 279nm of the BIG and on the YIG four layers of BIG was characterized. 該積み重ねを製造するために、LPX305i 248nm KrFエキシマレーザを使用するパルス化レーザ付着が使用された。 To produce the stack, pulsed laser deposition to use LPX305i 248nm KrF excimer laser was used.

前記説明から分かるように、従来の技術は大部分の磁気光学システムで特殊磁気光学材料を利用するが、電気通信測度が妥協されない限り、必要な磁場強さを生じさせることによって非PCF光ファイバ等のより従来ではない磁気光学材とともにファラデー効果を利用することも公知であった。 As can be seen from the description, the prior art utilizes a special magneto-optical material in most magneto-optical systems, as long as the telecommunications measure is not compromised, the non-PCF optical fiber or the like by generating the required magnetic field strength it was also known to utilize the Faraday effect with magneto-optic material not conventionally the. いくつかのケースでは、製造後の方法が特定の磁気光学応用例での使用のために特定の特殊コーティングを提供するために、あらかじめ作られた光ファイバとの関連で使用される。 In some cases, in order to process after manufacture to provide a certain special coating for use in a particular magneto-optical applications, it is used in connection with pre-made optical fiber. あらかじめ作られた材料の製造後処理が多様な所望される結果を達成するためにときおり必要となるという点で、同じことは特殊磁気光学結晶及び他のバルクインプリメンテーションでも当てはまる。 In that occasionally necessary for producing post-premade material to achieve a variety of desired results, the same is true in the special magneto-optical crystal and other bulk implementations. このような特別な処理は特殊なファイバの最終コストを増額し、ファイバが仕様を満たすことができない可能性があるという追加の状況を生じさせる。 Such special treatment is increased the final cost of the special fiber, causing additional situation fiber may not be able to meet the specifications. 多くの磁気応用例は、通常、少数の(通常は1個または2個の)磁気光学構成部品を含むので、相対的に高い1個あたりコストは耐えられる。 Many magnetic applications are typically so (usually one or two) few including magnetic optical components, relatively high per cost withstand. しかしながら、所望される磁気光学構成部品の数が増えるにつれて、(ドルと時間という単位での)最終的なコストは拡大し、数百または数千のこのような構成部品を使用する応用例では、単位原価を大幅に削減することは必須である。 However, as the number of the magneto-optic components desired is increased, in applications that use (dollars and in units of time) the final cost has expanded, hundreds or thousands Such components are, it is essential to significantly reduce the unit cost.

必要とされているのは、単位原価を削減し、製造可能性、再現性、均一性、及び信頼性を高める一方で、外部影響に対する導波管の放射線に影響を及ぼす特性の反応性を強化するために従来の技術に優る優位点を提供する代替導波管技術である。 What is needed is to reduce the unit cost, enhanced manufacturability, reproducibility, uniformity, and while increasing the reliability, the reactivity of characteristics that affect the radiation of the waveguide to external influences an alternative waveguide technology that provides advantages over the prior art in order to.

開示されているのは、基板により支えられているゴーグルシステム及びコンポーネント化されたゴーグルシステムのための装置及び方法である。 Disclosed is an apparatus and method for goggles systems and componentized goggle systems are supported by the substrate. 電子ゴーグル装置は1つまたは複数の半導体基板を含み、それぞれの該基板が、各導波管構造が1つの誘導チャネルと、入力から出力へ放射線信号を伝播するための1つまたは複数の境界領域とを含む複数の統合導波管構造と、制御に反応し、出力でそれぞれの該放射線信号の振幅を自立して制御するために、該導波管構造に結合されるインフルエンサシステムと、該複数の導波管構造の出力を1つのプレゼンテーションマトリックスに配列するためのディスプレイシステムと、該プレゼンテーションマトリックスをユーザの視野の中に配置するためのヘッドマウントアイウェア構造とを支える1つまたは複数の半導体基盤を含む。 Electronic goggle device includes one or more semiconductor substrates, each substrate is, and one guide channel each waveguide structure, one or more boundary regions for propagating radiation signal from input to output DOO react a plurality of integrated waveguide structure, the control including, for autonomous control the amplitude of each of said radiation signal at the output, the influencer system coupled to the waveguide structure, the a display system for arranging the outputs of the plurality of waveguide structures on a single presentation matrix, one or more semiconductor supporting the head-mounted eyewear structure for placing said presentation matrix in the user's field of view including the foundation. 操作方法は、a)1つまたは複数の基板の中で支えられ、プレゼンテーションマトリックスの中に配列される複数の導波管構造のそれぞれを通して放射線信号を伝播し、各導波管構造が1つの誘導チャネルと、入力から出力に放射線信号を伝搬するための1つまたは複数の境界領域とを含むことと、b)該対応する導波管構造の出力でそれぞれの該放射線信号の振幅を自立して制御することと、c)一連の該振幅が制御される放射線信号からディスプレイシステムを集合的に形成するために該複数の導波管構造のために該放射線信号振幅制御を調整することと、d)ユーザの視野の中に該ディスプレイシステムを配置することとを含む。 Instructions for, supported in a) 1 or more substrates, guided through each of the plurality of waveguides structures are arranged in the presentation matrix radiation signal propagates, the waveguide structure is one a channel, and include one or more boundary regions for propagating radiation signal from the input to the output, b) self-supporting amplitude of each of said radiation signals at the output of the corresponding waveguide structure and controlling, and adjusting the radiation signal amplitude control for the plurality of waveguide structures to form from the radiation signal c) a series of amplitude is controlled display system collectively, d ) including in the user's visual field and placing the display system.

それは製造方法のための本発明の好適実施形態でもあり、該方法は、a)複数の導波管構造を1つまたは複数の基板の中に配置し、各導波管構造が1つの誘導チャネルと、入力から出力へ放射線信号を伝播するために1つまたは複数の境界領域とを含むことと、b)出力で該放射線信号の振幅を自立して制御するために、制御に反応して導波管構造にインフルエンサシステムを近似させることと、c)該複数の導波管構造の出力をプレゼンテーションマトリックスの中に配列することと、d)ユーザの視野の中に該プレゼンテーションマトリックスを配置することとを含む。 It is also a preferred embodiment of the present invention for the manufacturing method, the method comprising, a) a plurality of waveguide structures arranged in one or more substrates, each waveguide structure is one guide channel When a possible and one or more boundary regions for propagating radiation signal from the input to the output, b) to control free-standing the amplitude of the radiation signal at the output, electrically in response to the control and thereby approximates the influencer system Namikan structure, c) and arranging the output of the plurality of waveguide structures within the presentation matrix, d) placing said presentation matrix in the user's field of view including the door.

本発明の該装置、方法、コンピュータプログラム製品及び伝播された信号は、改良され、成熟した導波管製造プロセスを使用することの優位点を提供する。 The apparatus, methods, computer program products and propagated signal of the invention, an improved, providing the advantage of using mature waveguide fabrication process. 好適実施形態では、該導波管は光学トランスポート、好ましくは放射線の所望される属性を保ちながらも光学的にアクティブな構成物質を含むことにより該インフルエンサの特徴に影響を及ぼす短距離特性を強化するように適応された光ファイバまたは導波管チャネルである。 In a preferred embodiment, the waveguide is an optical transport, preferably affects short characteristic feature of the influencer by including a desired active constituents optically while keeping the attributes of the radiation an adaptive optical fiber or waveguide channels to enhance. 好適実施形態では、影響を受ける放射線の特性は放射線の偏光状態を含み、該インフルエンサは該光学トランスポートの伝達軸に平行に伝播される制御可能な可変磁場を使用して偏光回転角度を制御するためにファラデー効果を使用する。 In a preferred embodiment, the characteristics of the radiation affected includes the polarization state of the radiation, the influencer control the polarization rotation angle using a controllable variable magnetic field parallel to the propagation in the transmission shaft of the optical transport using the Faraday effect to. 該光学トランスポートは、非常に短い光学経路上で低い磁場強度を使用して偏光を迅速に制御できるようにするために構築される。 Optical transport is constructed to allow rapid control of the polarization by using a low magnetic field strength on a very short optical path. 放射線は、当初、1つの特定の偏光を有する波動成分を生成するために制御される。 Radiation, initially, is controlled to generate a wave component having one particular polarization. その波動成分の偏光は、第2の偏光フィルタが該影響を及ぼす効果に応えて発せられる放射線の振幅を変調するように影響を受ける。 The polarization of the wave components, the second polarizing filter are affected to modulate the amplitude of the radiation emitted in response to the impact effect. 好適実施形態では、この変調は発せられた放射線を消すことを含む。 In a preferred embodiment, this modulation involves erasing radiation emitted. 該組み込まれた特許出願、優先出願、及び関連出願はファラデー構造の導波管、ファラデー構造導波管変調器、ディスプレイ及び本発明と協調する他の導波管構造、及び方法を開示している。 The incorporated patent application, priority application, and related applications waveguide Faraday structure, Faraday structure waveguide modulator, and other waveguide structures to cooperate with the display and the present invention, and the method disclosed .

低コストの均一な効率のよい磁気光学システム要素の製造で使用するための本発明の一部としてここに開示されているように成熟した効率的な光ファイバ導波管製造プロセスを活用することは、単位原価を削減し、製造可能性、再現性、均一性及び信頼性を高める一方で、外部影響に対する該導波管の放射線に影響を及ぼす特性の反応性を強化するために従来の技術に優る優位点を提供する代替導波管技術を提供する。 Taking advantage of the mature efficient fiber optic waveguide manufacturing process as disclosed herein as part of the present invention for use in the manufacture of uniform efficient magneto-optical system elements of the low cost to reduce the unit cost, manufacturability, reproducibility, while enhancing the uniformity and reliability, the conventional techniques to enhance the reactivity of characteristics that affect the radiation of the waveguide to external influences to provide alternative waveguide technology that provides advantages over.

本発明は、単位原価を削減し、製造可能性、再現性、均一性及び信頼性を高める一方で、外部影響に対する導波管の放射線に影響を及ぼす特性の反応性を強化するために、従来の技術に優る優位点を提供する代替導波管技術に関する。 The present invention is to reduce the unit cost, manufacturability, reproducibility, while enhancing the uniformity and reliability, in order to enhance the reactivity of characteristics that affect the radiation of the waveguide to external influences, the conventional about alternative waveguide technology that provides advantages over the art. 以下の説明は、当業者が本発明を作り、使用することができるようにするために提示され、特許出願及びその要件との関連で提供される。 The following description is, those skilled in the art to make a present invention, is presented in order to be able to be used, is provided in the context of a patent application and its requirements. 好適実施形態及びここに説明されている一般的な原則と特徴に対する多様な変型は、容易に当業者に明らかになるであろう。 Various modifications to the preferred embodiments and the generic principles and features described herein will be readily apparent to those skilled in the art. したがって、本発明は示されている実施形態に限られることを目的とするのではなく、ここに説明されている原則と特徴に一貫した最も幅広い範囲を与えられるべきである。 Accordingly, the present invention is not to intended to be limited to the embodiments shown, it should be given a consistent broadest range of principles and features described herein.

以下の説明では、(1)光学トランスポート、(2)プロパティインフルエンサ、及び(3)消すことという用語は、本発明の文脈において特定の意味を有する。 In the following description, the term (1) optical transport, (2) Property influencer, and (3) erasing it has a specific meaning in the context of the present invention. 本発明の目的のために、光学トランスポートは、放射線の所望される属性を保ちつつ、該インフルエンサの該特徴に影響を及ぼす特性を強化するように特に適応された導波管である。 For the purposes of the present invention, the optical transport, while maintaining the desired attributes of the radiation, a waveguide which is particularly adapted to enhance the characteristics that affect the characteristics of the influencer. 好適実施形態では、影響を受ける放射線の特性はその偏光回転状態を含み、該インフルエンサは該光学トランスポートの伝達軸に平行に伝播される制御可能な可変磁場を使用して偏光角を制御するためにファラデー効果を使用する。 In a preferred embodiment, the characteristics of the radiation affected include the polarization rotation state, the influencer controls the polarization angle by using the controllable variable magnetic field parallel to the propagation in the transmission shaft of the optical transport using the Faraday effect in order. 該光学トランスポートは、非常に短い光学経路上で低い磁場強度を使用して偏光を迅速に制御できるようにするために構築される。 Optical transport is constructed to allow rapid control of the polarization by using a low magnetic field strength on a very short optical path. いくつかの特定のインプリメンテーションでは、光学トランスポートは、ファイバの導波属性を同時に保ち、それ以外の場合プロパティインフルエンサによる、放射線特性(複数の場合がある)の効率的な構築及び協力的なみせかけに対処しながら、伝達された放射線の導波管のために高いベルデ定数を示す光ファイバを含む。 In some specific implementations, the optical transport maintaining waveguide attributes of the fiber at the same time, efficient construction and cooperative in accordance with properties influencer otherwise, radiation characteristic (s) while dealing with a sham, comprising an optical fiber exhibiting a high Verdet constant for the waveguide of the transmitted radiation.

プロパティインフルエンサは、光学トランスポートにより伝達される放射線の特性制御を実現するための構造である。 Property influencer is a structure for realizing the characteristic control of the radiation transmitted by the optical transport. 好適実施形態では、プロパティインフルエンサは、コア及び1つまたは複数のクラッディング層を有する光ファイバによって形成される光学トランスポートのための1つのインプリメンテーションでは、好ましくはインフルエンサが光学トランスポートの導波属性を大きく不利に改変することなくクラッディング層の1つまたは複数の中に、または上に統合される、光学トランスポートに動作可能なように結合される。 In a preferred embodiment, the property influencer, in one implementation for the optical transport which is formed by an optical fiber having a core and one or more cladding layers, preferably influencer of optical transport in one or more cladding layers without increasing adversely alter the waveguide attributes, or integrated into the top, it is operatively coupled to the optical transport. 伝達される放射線の偏光特性を使用する好適実施形態では、プロパティインフルエンサの好ましいインプリメンテーションはコイル、コイルフォームまたは、(その内の1つまたは複数が制御可能である)1つまたは複数の磁場を使用して、光学トランスポート内のファラデー効果出現場をサポートする/生じさせる(したがって、伝達された放射線に影響を及ぼす)統合が可能な他の構造等の偏光が影響を及ぼす構造である。 In a preferred embodiment using the polarization properties of the radiation to be transmitted, the property influencer preferred implementation of the capacitors is a coil, the coil form or, (one or more of which is controllable) one or more magnetic field use, Faraday effect appearing field give to / resulting support (thus, affects the transmitted radiation) within the optical transport a polarization affects the structure of the other structures and the like that can be integrated.

本発明の構造化された導波管はいくつかの実施形態では、伝播される放射線の振幅を制御する変調器の中のトランスポートとして働いてよい。 The structured waveguide some embodiments of the present invention may serve as a transport in a modulator for controlling the amplitude of the radiation being propagated. 該変調器によって発せられる放射線は、光学トランスポート上でのプロパティインフルエンサの相互作用により制御される最大放射線振幅と最小放射線振幅を有する。 Radiation emitted by the modulator has a maximum radiation amplitude and the minimum radiation amplitude is controlled by the interaction properties influencer on the optical transport. 消すことは単に最小放射線振幅が、「オフ」または「暗い」または放射線の不在を示す他の分類として特徴付けられる(特定の実施形態にとって適切に)十分に低いレベルであることを指す。 Simply minimum radiation amplitude be erased is, refers to a (suitably for the particular embodiments) sufficiently low level characterized is as another classification indicating the "off" or "dark" or absence of radiation. 言い換えると、いくつかの応用例では、十分に低いが、検出可能/認識できる放射線振幅が、そのレベルがインプリメンテーションまたは実施形態のためのパラメータを満たすときに「消された」と適切に識別されてよい。 In other words, in some applications, but sufficiently low, detectable / recognizable radiation amplitude, properly identified as "erased" when the level meets the parameters for implementation or embodiment it may be. 本発明は、導波管製造の間に誘導領域に配置される光学的にアクティブな構成物質を使用することによりインフルエンサに対する導波管の反応を改善する。 The present invention improves the reaction of the waveguide relative influencer by using an optically active constituents which are disposed in the guiding area between the waveguide fabrication.

図1は、ファラデー構造導波管変調器100のための本発明の好適実施形態の一般的な概略平面図である。 Figure 1 is a general schematic plan view of a preferred embodiment of the present invention for the Faraday structure waveguide modulator 100. 変調器100は光学トランスポート105と、トランスポート105に動作可能なように結合されているプロパティインフルエンサ110と、第1のプロパティエレメント120と、第2のプロパティエレメント125とを含む。 Modulator 100 includes an optical transport 105, a property influencer 110 that is operatively coupled to the transport 105, the first property element 120, and a second property element 125.

トランスポート105は、技術の多くの周知の光学導波管構造に基づいて実現されてよい。 Transport 105 may be implemented based on a number of known optical waveguide structure technology. 例えば、トランスポート105は1つの誘導領域と1つまたは複数の境界領域(例えば、コアと、該コアのための1つまたは複数のクラッディング層)を含む誘導チャネルを有する特別に適応された光ファイバ(従来またはPCF)であってよいか、あるいはトランスポート105は1つまたは複数のこのような誘導チャネルを有するバルクデバイスまたは基板の導波管チャネルであってよい。 For example, one inductive region and one or more boundary regions Transport 105 (e.g., core and one or more cladding layers for the core) specially adapted light having a guide channel including fiber or may be a (conventional or PCF), or the transport 105 may be one or more waveguide channels bulk device or substrate having such a guide channel. 従来の導波管構造は、影響を受ける放射線の特性のタイプ及びインフルエンサ110の性質に基づいて修正される。 Conventional waveguide structure is modified based on the characteristics type and nature of the influencer 110 of radiation affected.

インフルエンサ110は、トランスポート105を通して及び/またはトランスポート105上で伝達される放射線に対する(開示されている影響を通して等、直接的にまたは間接的に)特性影響を明らかにするための構造である。 Influencer 110 (equal through effects disclosed, directly or indirectly) to radiation transmitted on and / or transport 105 through the transport 105 is a structure to characterize effects . 多くの異なるタイプの放射線特性が影響を受けることがある。 There are that many different types of radiation characteristics affected. そして、多くのケースでは既定の特性に影響を及ぼすために使用される特定の構造がインプリメンテーションごとに変化してよい。 The specific structure in many cases used to affect the default characteristics may vary from implementation. 好適実施形態では、放射線の出力振幅を制御するために同様に使用されてよい特性は影響のための望ましい特性である。 In the preferred embodiment, may properties be used as well to control the output amplitude of the radiation is a desirable property for the impact. 例えば、放射線偏光角は影響を受けることがある1つの特性であり、放射線の伝達された振幅を制御するために使用されてよい特性である。 For example, the radiation polarization angle is one property that may be affected, which is may characteristic is used to control the transmission amplitude of the radiation. 固定された偏光器等の別の要素を使用すると、該偏光器の伝達軸に比較した放射線の偏光角に基づいて放射線振幅が制御される。 By using another element, such as a fixed polarizer, radiation amplitude is controlled on the basis of the polarization angle of the radiation in comparison to the transmission axis of the polarizing unit. この例では、偏光角を制御すると伝達される放射線が変化する。 In this example, the radiation is transmitted to control the polarization angle is changed.

しかしながら、他のタイプの特性も影響を受ける可能性があり、放射線位相または放射線周波数等の出力振幅を制御するために使用されてよいことが理解される。 However, there is a possibility that the characteristics of other types affected, it is understood that it may be used to control the output amplitude of such radiation phase or radiation frequency. 通常、他の要素は特性の性質、及び特性に対する影響のタイプと程度に基づいて出力振幅を制御するために変調器100とともに使用される。 Usually, other elements may be used in conjunction with the modulator 100 in order to control the output amplitude based on the degree and type of nature of the characteristics, and effects on the properties. いくつかの実施形態では、望ましくは出力振幅よりむしろ放射線の別の特徴が制御されてよく、それには識別されたもの以外の放射線特性が制御される、あるいは特性が所望される属性に対する所望される制御を達成するために異なるように制御される必要があることが要求される可能性がある。 In some embodiments, desirably desirable for attributes radiation characteristics other than those identified are controlled, or characteristics are desired may, it is rather controlled another characteristic of the radiation from the output amplitude there is a possibility that it is necessary to be controlled to be different in order to achieve the control is required.

ファラデー効果はトランスポート105内で偏光制御を達成する一つの方法の一つの例に過ぎない。 Faraday effect is only one example of one method of achieving polarization control in the transport 105. ファラデー偏光回転影響のためのインフルエンサ110の好適実施形態は、トランスポート105に近接する、あるいはトランスポート105内に/上に統合される可変磁場と固定磁場の組み合わせを使用する。 Preferred embodiments of the influencer 110 for Faraday polarization rotation effect is close to the transport 105, or using a combination of variable magnetic field and a fixed magnetic field to be integrated on / in transport 105. これらの磁場は望ましくは、制御する磁場がトランスポート105を通して伝達される放射線の伝播方向に平行に向けられるように生成される。 These fields are desirably magnetic field control is generated to be directed parallel to the propagation direction of the radiation transmitted through the transport 105. 該トランスポートを基準にして磁場の方向及び大きさを適切に制御することにより、放射線偏光角に対する影響の所望される程度が達成される。 By based on the transport properly controlling the direction and magnitude of the magnetic field, the desired degree is of influence on the radiation polarization angle is achieved.

トランスポート105が、インフルエンサ110によって選択された特性の「influencibility」を改善する/最大限にするために構築されることが、この特定の例では好ましい。 Transport 105, to improve the "influencibility" of selected characteristics by influencer 110 / it is constructed to maximize preferred in this particular example. ファラデー効果を使用する偏光回転特性の場合、トランスポート105はドーピングされ、形成され、処理され、及び/またはベルデ定数を高める/最大限にするために扱われる。 For polarization rotation properties using the Faraday effect, the transport 105 is doped, is formed, processed, and / or increase the Verdet constant / treated to maximize. ベルデ定数が大きくなるほど、インフルエンサ110もさらに容易に既定の電界の強さとトランスポート長で偏光回転角度に影響を及ぼすことができる。 Verdet constant is larger, influencer 110 can also be more easily affect the polarization rotation angle in strength and transport length of the default field. このインプリメンテーションの好適実施形態では、ベルデ定数に対する注意はトランスポート105二次の導波管態様の他の特長/属性/特徴を用いる一次タスクである。 In a preferred embodiment of this implementation, attention to the Verdet constant is a linear tasks using other features / attributes / characteristics of the transport 105 second waveguide mode. いくつかのインプリメンテーションはそれ以外に提供してよいが、好適実施形態では、インフルエンサ110は(例えばプリフォーム製造及び/または引き上げプロセス等)導波管製造プロセスを通してトランスポート105と統合される、あるいはそれ以外の場合「強力に関連付けられる」。 Some implementations may provide otherwise, in the preferred embodiment, influencer 110 is integrated with the transport 105 through (e.g., preform manufacture and / or pulling process, etc.) waveguide manufacturing process , or otherwise "it is strongly associated".

エレメント120とエレメント125は、インフルエンサ110によって影響を及ぼされる所望される放射線特性を選択する/フィルタリングする/作用するためのプロパティエレメントである。 Element 120 and element 125 is a property element to desired selected radiation characteristics are to / Filtering / acts influenced by influencer 110. エレメント120は、適切な特性の所望される状態を有する入力放射線の波動成分を渡すために「ゲート開閉」要素として使用されるフィルタであってよいか、あるいはそれは適切な特性の所望される状態に入力放射線の1つまたは複数の波動成分を適合させるための「処理」要素であってよい。 Element 120 may either be filter is to be used as the "gating" element to pass the wave components of the input radiation having the desired state of the appropriate characteristics, or it to the desired state of the appropriate characteristics it may be "treated" element for adapting the one or more wave components of the input radiation. エレメント120からのゲート開閉/処理された波動成分は光学トランスポート105に提供され、プロパティインフルエンサ110は前述されたようにトランスポートされた波動成分に制御自在に影響を及ぼす。 Wave component which is gated / processed from element 120 are provided to the optical transport 105, property influencer 110 controllably affect the wave component which is the transport as described above.

エレメント125は、エレメント120に対する協調的な構造であり、影響を受けた波動成分に作用する。 Element 125 is a cooperative structure for element 120, it acts on the wave components affected. エレメント125はWAVE_OUTを渡し、波動成分の特性の状態に基づいてWAVE_OUTの振幅を制御する構造である。 Element 125 passes the WAVE_OUT, a structure for controlling the amplitude of WAVE_OUT based on the state of the properties of the wave components. その制御の性質と詳細は、影響を受けたプロパティとエレメント120からの特性の状態、及びその初期状態がインフルエンサ110によってどのように影響を受けたのかの細部に関連する。 Details the nature of the control, status characteristics from properties and element 120 affected, and its initial state associated with the one of the details received how affected the by influencer 110.

例えば、影響を受ける特性が波動成分の偏光特性/偏光回転角度である場合、エレメント120とエレメント125は偏光フィルタであってよい。 For example, when the characteristic affected is polarization characteristics / polarization rotation angle of the wave components, element 120 and element 125 may be a polarizing filter. エレメント120は例えば右回転偏光等の波動成分の偏光の1つの特定のタイプを選択する。 Element 120 selects one particular type of polarization of the wave components such as, for example, right rotate polarized light. インフルエンサ110は、放射線がトランスポート105を通過するときにその偏光回転角度を制御する。 Influencer 110, radiation to control the polarization rotation angle as it passes through the transport 105. エレメント125は、エレメント125の伝達角に比較した最終的な偏光回転角度に基づいて影響を受けた波動成分をフィルタリングする。 Element 125 filters the wave components affected based on the final polarization rotation angle relative to the transmission angle of the element 125. 言い換えると、影響を受けた波動成分の偏光回転角度がエレメント125の伝達軸と一致するとき、WAVE_OUTは高い振幅を有する。 In other words, when the polarization rotation angle of the wave components affected matches the transmission axis of the element 125, WAVE_OUT has a high amplitude. 影響を受けた波動成分の偏光回転角度がエレメント125の伝達軸と「交差する」とき、WAVE_OUTは低い振幅を有する。 When the polarization rotation angle of the wave components affected the transmission axis of the element 125 "intersects", WAVE_OUT has a lower amplitude. この文脈での交差とは、従来の偏光フィルタの伝達軸と約九十度ずれた回転角を指す。 The intersection in this context, refers to a rotation angle offset transmission shaft and about ninety degrees of a conventional polarization filter.

さらに、デフォルト状態の結果WAVE_OUTの最大振幅、WAVE_OUTの最小振幅、あるいは間のなんらかの値が生じるように、エレメント120とエレメント125の相対的な向きを確立することができる。 Further, the maximum amplitude results WAVE_OUT the default state, so that the minimum amplitude of WAVE_OUT or is some value between, occurs, it is possible to establish the relative orientation of the element 120 and element 125. デフォルト状態とはインフルエンサ110から影響を受けない出力振幅の大きさを指す。 The default state refers to a magnitude of the output amplitude is not affected by influencer 110. 例えば、エレメント120の伝達軸に対して九十度の関係にエレメント125の伝達軸を設定することにより、デフォルト状態は好適実施形態の最小振幅となるであろう。 For example, by setting the transmission axis of the element 125 in relation ninety degrees to the transmission axis of the element 120, the default state would be a minimum amplitude of the preferred embodiment.

エレメント120とエレメント125は別々の構成要素であってよい、あるいは1つまたは複数の構造がトランスポート105の上にまたは中に統合されてよい。 Element 120 and element 125 may be a separate component, or one or more structures are integrated onto or into the transport 105. 他の実施形態では、これらのエレメントはトランスポート105の特定の領域内で、またはトランスポート105全体で分散されてよいが、いくつかのケースでは、エレメントは好適実施形態においてのようにトランスポート105の「入力」と「出力」で局所化されてよい。 In other embodiments, these elements in a particular region of the transport 105, or the transport 105 may be dispersed throughout, but in some cases, the transport 105 as elements in the preferred embodiment of the "input" may be localized in the "output".

動作中、(WAVE_INとして示されている)放射線はエレメント120に入射し、(例えば、右回転偏光(RCP)回転成分等の)適切な特性がRCP波動成分をトランスポート105に渡すためにゲート開閉/処理される。 In operation, radiation (shown as WAVE_IN) are incident on the element 120, (e.g., such as right circular polarization (RCP) rotation component) suitable characteristics is gated to pass the RCP wave component transport 105 /It is processed. トランスポート105は、それがエレメント125によって相互作用され、(WAVE_OUTとして示される)波動成分が渡されるまで、RCP波動成分を伝達する。 Transport 105, it is the interaction with elements 125, until the passed wave component (shown as WAVE_OUT), transmits the RCP wave component. 入射WAVE_INは、通常(例えば、右回転偏光(RCP)及び左回転偏光(LCP)等)偏光特性に対して複数の直交状態を有する。 Incident WAVE_IN is usually (e.g., right circular polarization (RCP) and left circular polarization (LCP) or the like) having a plurality of orthogonal states to the polarization characteristics. エレメント120は(例えば該直交状態の内の1つを渡し、1つの状態だけが渡されるように他を遮る/シフトする等)偏光回転特性の特定の状態を生じさせる。 Element 120 causes a particular state (e.g. pass one of the orthogonal states, etc. Only one state to blocking / shifts other as passed) polarization rotation properties. インフルエンサ110は、制御信号に応えて該渡された波動成分のその特定の偏光回転に影響を与え、該制御信号により指定されるようにそれを変更してよい。 Influencer 110, in response to a control signal affecting that particular polarization rotation 該渡 been wave component may change it as specified by the control signal. 本実施形態のインフルエンサ110は約九十度の範囲で偏光回転特性に影響を及ぼすことができる。 Influencer 110 of the present embodiment can affect the polarization rotation properties in the range of about ninety degrees. 次にエレメント125は、それが影響を及ぼされ、該波動成分偏光回転がエレメント125の伝達軸に一致するときに最大値から、及び該波動成分偏光が伝達軸と「交差する」ときに最小値からWAVE_INの放射線振幅を変調できるようにするため、該波動成分と相互作用する。 Then elements 125, it is affected, from the maximum value when the wave movement component polarization rotation coincides with the transmission axis of the element 125, and the wave movement component polarization "crosses" the transmission shaft minimum value when to be able to modulate the radiation amplitude WAVE_IN from interacting with the wave motion component. エレメント120を使用することによって、好適実施形態のWAVE_OUTの振幅は最大レベルから消されるレベルまで可変である。 By using the element 120, the amplitude of WAVE_OUT preferred embodiment is variable up to a level that is erased from the maximum level.

図2は、図1に示される好適実施形態の特定のインプリメンテーションの詳細な概略平面図である。 Figure 2 is a detailed schematic plan view of a specific implementation of the preferred embodiment shown in FIG. 本発明はこの特定の例に制限されていないが、該インプリメンテーションは特に該説明を簡略化するために説明される。 The present invention is not limited to this particular example, but the implementation is described in particular for simplifying the description. 図1に示されているファラデー構造化波動変調器100は、図2に示されているファラデー光変調器200である。 Faraday structured wave modulator 100 shown in FIG. 1 is a Faraday optical modulator 200 shown in FIG.

変調器200はコア205と、第1のクラッディング層210と、第2のクラッディング層215と、コイルまたはコイルフォーム220(第1の制御ノード225と第2の制御ノード230を有するコイル220)と、入力エレメント235と、出力エレメント240とを含む。 Modulator 200 and core 205, a first cladding layer 210, (a coil 220 having a first control node 225 and the second control node 230) and the second cladding layer 215, the coil or coil form 220 including and, and the input element 235, and an output element 240. 図3は、エレメント235とエレメント240の間で取られる図2に示されている好適実施形態の断面図であり、類似する番号が同じまたは対応する構造を示している。 Figure 3 is a cross-sectional view of the preferred embodiment shown in FIG. 2 taken between the element 235 and element 240, similar numerals indicate like or corresponding structures.

コア205は、真空付着方法での変形等の標準的なファイバ製造技法により追加される以下のドーパントの内の1つまたは複数を含んでよい。 The core 205 may include one or more of the following dopants added by standard fiber manufacturing techniques such as deformation of a vacuum deposition method. つまり、(a)カラー染料ドーパント(変調器200を事実上光源システムから輝くカラーフィルターにする)、(b)YIG/Bi−YIGまたはTbまたはTGGあるいは活性化磁場が存在する場合に効率的なファラデー回転を達成するためにコア205のベルデ定数を増加するための他のドーパントのような光学的にアクティブなドーパントである。 That, (a) (to shining color filters modulator 200 from virtually light source system) color dye dopant, (b) efficient Faraday if YIG / Bi-YIG or Tb or TGG or activation magnetic field is present it is an optically active dopant, such as other dopants for increasing the Verdet constant of the core 205 in order to achieve rotation. 製造中にファイバを加熱する、またはファイバに応力を加えることによりコア205の中に穴または凹凸が追加され、さらにベルデ定数を増加する、及び/または非線形効果を実現する。 Heating the fiber during manufacture, or stress holes or irregularities in the core 205 are added by adding to the fiber, further increase the Verdet constant, and / or to realize the non-linear effects. ここでの説明をさらに簡略化するために、説明はおもに非PCF導波管に集中する。 To further simplify the description here, description is mostly concentrated in the non-PCF waveguide. しかしながら、本説明の文脈ではPCF変形は、文脈が明確にこのような代替に反さない限り、非PCF波長実施形態に代替してよい。 However, PCF modified in the context of the present description, unless the context Hansa clearly in such alternative, may be replaced with non-PCF wavelength embodiment. PCF導波管の場合、カラー染料ドーパントを使用するよりむしろ、波長選択バンドギャップ結合または長手方向構造を使用してカラーフィルタリングが実現される/空隙が充填され、ドーピングされてよい。 For PCF waveguide, rather than using color dye dopant / voids color filtering is achieved is filled using a wavelength selective bandgap bond or longitudinal structure may be doped. したがって、カラーフィルタリング/染料ドーピングが非PCF導波管に関連して説明されるたびに、波長選択バンドギャップ結合の使用及び/またはPCF導波管の充填とドーピングも、適切なときに代替してよい。 Therefore, each time the color filtering / dye doped is described in connection with non-PCF waveguide, also filling and doping of use and / or PCF waveguide wavelength selective band gap junctions, and alternate at the appropriate good.

多くのシリカ光ファイバが、ドーパントがシリカパーセンテージを基準にして高いレベルで製造される(このレベルは五十パーセントドーパントほど高い場合がある)。 Many silica optical fiber, a dopant is produced at high levels relative to the silica percentage (this level is sometimes higher fifty percent dopant). 他の種類のファイバのシリカ構造における現在のドーパントの濃度は数十ミクロンの距離で約九十度の回転を達成する。 The concentration of current dopant in silica structures of other types of fiber to achieve a rotation of approximately ninety degrees at a distance of several tens of microns. 従来のファイバ製造メーカはドーパント濃度(例えばJDSユニふフェーズ社(JDS Uniphase)から市販されているファイバ等)を高める上で、及びドーパントプロファイル(例えばコーニング社(Corning incorporated)から市販されているファイバ等)を制御する上で改善を達成し続けている。 On a conventional fiber manufacturers to increase the dopant concentration (e.g., JDS Yunifu phase Corporation (such as fibers available from JDS Uniphase)), and dopant profile (e.g. Corning (Corning Incorporated) fibers are commercially available from such ) it has continued to achieve an improvement in controlling. コア205は、ミクロン規模の距離で低電力の、必要な迅速な回転を与えるほど、光学的にアクティブなドーパントの十分に高く、制御されている濃度を達成し、これらの電力/距離値は、さらに改善が行われるにつれて減少し続ける。 The core 205 of the low power at a distance of microns scale, as to impose fast rotation required, sufficiently high optically active dopants, to achieve a concentration that is controlled, these power / distance value, It continues to decrease as further improvements are made.

第1のクラッディング層210(好適実施形態ではオプション)は、強い磁場にさらされると恒久的に磁化する強磁性単分子磁石でドーピングされる。 (In a preferred embodiment optional) first cladding layer 210 is doped with when exposed to a strong magnetic field the ferromagnetic monomolecular magnet permanently magnetized. 第1のクラッディング層210の磁化はコア205またはプリフォームへの追加の前に、あるいは変調器200(コア、クラッディング、コーティング(複数の場合がある)及び/またはエレメントを完備)が引き出された後に起こる可能性がある。 The magnetization of the first cladding layer 210 prior to the addition to the core 205 or preform, or modulator 200 (core, cladding, there is a case the coating (s) and / or equipped with elements) is withdrawn there is a possibility that occurs after. このプロセスの間、プリフォームまたは引き出されたファイバはコア205の伝達軸から九十度偏位された強力な永久磁場を通過する。 During this process, the preform or the drawn fiber is passed through a strong permanent magnetic field which is ninety degrees offset from transmission axis of the core 205. 好適実施形態では、この磁化はファイバ引張装置の要素として配置される電磁石によって達成される。 In a preferred embodiment, the magnetization is achieved by an electromagnet which is arranged as an element of a fiber tensioning device. (永久磁気特性のある)第1のクラッディング層210が光学的にアクティブなコア205の磁気領域を飽和するために提供されるが、層210からの磁場の方向は伝播の方向に直角であるため、ファイバ200を通過する放射線の回転の角度を変更しない。 (A permanent magnetic property), but the first cladding layer 210 is provided in order to saturate the magnetic regions of the optically active core 205, the direction of the magnetic field from the layer 210 is perpendicular to the direction of propagation Therefore, it does not change the angle of rotation of the radiation passing through the fiber 200. 組み込まれている仮出願は結晶構造において最適ではない原子核の微粉化によってドーピングされた強磁性クラッディングの向きを最適化するための方法を説明している。 Provisional application is incorporated has been described a method for optimizing the orientation of the ferromagnetic cladding that is doped by pulverization of nuclei not optimal in the crystal structure.

相対的に高温で磁化されてよい単一分子磁石(SMM)が発見されるため、これらのSMMの使用はドーパントとして好ましい。 Since relatively high temperatures may single molecule magnet is magnetized (SMM) is found, the use of these SMM is preferred as a dopant. これらのSMMを使用すると、優れたドーピング濃度の生成及びドーパントプロファイルの制御が可能になる。 Using these SMM, it is possible to generate and control the dopant profile of the superior doping concentrations. 市販されている単一分子磁石の例と方法はコロラド州デンバー(Denver,Colorado)のゼッタコア社(ZettaCore,Inc.)から入手できる。 Examples and methods of a single molecule magnets are commercially available from Denver (Denver, Colorado) Zettakoa Inc. (ZettaCore, Inc.).

第2のクラッディング層215は、フェリ磁性体または強磁性体でドーピングされ、適切なヒステリシス曲線により特徴付けられる。 The second cladding layer 215 is doped with ferrimagnetic or ferromagnetic, characterized by an appropriate hysteresis curve. 好適実施形態は、必要な場を作成するとき「幅広く」「平ら」でもある「短い」曲線を使用する。 The preferred embodiment uses a "short" curve is also the "wide range", "flat" when creating the necessary place. 第2のクラッディング層215が、それ自体切り替えマトリクス駆動回路(不図示)等のコントローラから信号(例えば制御パルス)によって駆動される、隣接する電界発生要素(例えばコイル220)によって生じる磁場によって飽和すると、第2のクラッディング層215はすぐに変調器200に所望される回転の度数に適切な磁化の程度に達する。 The second cladding layer 215 is itself switching matrix drive circuit is driven by a signal (e.g., control pulse) from a controller (not shown) or the like, when saturated by the magnetic field generated by adjacent field generating elements (e.g., coils 220) , the second cladding layer 215 reaches a degree of appropriate magnetization frequency of rotation which is desired immediately modulator 200. さらに、第2のクラッディング層215は、以後のパルスが磁化レベルを高める(同じ方向の電流)、リフレッシュする(電流なし、あるいは+/−保守電流)、または削減する(反対方向の電流)までそのレベルで磁化されたままとなる、あるいはそのレベルに十分近いままとなる。 Furthermore, the second cladding layer 215, until the subsequent pulse increases the magnetization level (current in the same direction), refreshes (no current, or +/- maintenance current), or reducing (opposite direction of the current) It remains magnetized at that level, or will remain sufficiently close to that level. ドーピングされた第2のクラッディング層215のこの残留磁束が、インフルエンサ110(例えばコイル220)によって場が絶えず適用されなくても経時的に適切な度数の回転を維持する。 The residual magnetic flux of the second cladding layer 215 which is doped, may not play is constantly applied by the influencer 110 (e.g. a coil 220) to maintain the rotation of the time appropriate frequency.

ドーピングされたフェリ磁性体/強磁性体の適切な変型/最適化は適切なプロセスステップでのクラッディングのイオン衝撃によってさらに達成されてよい。 Suitable modifications / optimizations doped ferrimagnetic / ferromagnetic body may be further achieved by ion bombardment of the cladding in a suitable process step. 「導波管上に強磁性薄膜を配置する方法、及び該方法により配置される強磁性薄膜を備える磁気光学構成要素(METHOD OF DEPOSITING A FERROMAGNETIC FILM ON A WAVEGUIDE AND A MAGNETO−OPTIC COMPONENT COMPRISING A THIN FERROMAGNETIC FILM DEPOSITED BY THE METHOD)」と題され、フランスのパリ(Paris)のアルカテル(Alcatel)に譲渡され、気相方法により導波管上に付着される強磁性薄膜が好ましい結晶構造内で順序付けられていない原子核を粉砕する入射角でイオンビームにより衝撃を与えられる、米国特許番号第6,103,010号が参照される。 "How to place a ferromagnetic thin film on the waveguide, and magneto-optical component comprising a ferromagnetic thin film that is disposed by the method (METHOD OF DEPOSITING A FERROMAGNETIC FILM ON A WAVEGUIDE AND A MAGNETO-OPTIC COMPONENT COMPRISING A THIN FERROMAGNETIC fILM dEPOSITED entitled bY tHE the mETHOD) ", and assigned to Alcatel (Alcatel) of Paris, France (Paris), have been ordered in the ferromagnetic thin film to be deposited on the waveguide is preferably in the crystal structure by vapor phase method shocked by ion beam at an incident angle of grinding no nucleus, U.S. Patent No. 6,103,010 is referred to. 結晶構造の改変は技術で公知の方法であり、製造されたファイバ内またはドーピング済みのプリフォーム材の上のどちらかでドーピングされたシリカクラッディング上に利用されてよい。 Modification of the crystal structure is a known method in the art, may be utilized on a doped silica cladding in either the top in the produced fiber or a doped preform material. 該第'010号特許はすべての目的のために参照することによりこれにより組み込まれている。 I said '010 patent is incorporated by this by reference for all purposes.

第1のクラッディング層210と同様に、作成され、相対的に高温で磁化されてよい適切な単一分子磁石(SMM)は、第2のクラッディング層215が優れたドーピング濃度を可能にできるようにするために好適実施形態内のドーパントとして好ましい。 Similar to the first cladding layer 210, is created a relatively high temperature may be magnetized appropriate single molecule magnet (SMM) can allow the doping concentration second cladding layer 215 is excellent preferred dopant in the preferred embodiment in order to so.

好適実施形態のコイル220は、初期磁場を生じさせるためにファイバ200上または中で一体化して製造される。 Preferred embodiment the coils 220 is manufactured integrally to produce an initial magnetic field in the fiber 200 on or medium. コイル220からのこの磁場はコア205を通って伝達される放射線の偏光の角度を回転し、第2のクラッディング層215内のフェリ磁性ドーパント/強磁性ドーパントを磁化する。 The magnetic field from the coil 220 rotates the angle of polarization of radiation transmitted through the core 205 to magnetize the ferromagnetic dopant / ferromagnetic dopant in the second cladding layer 215. これらの磁場の組み合わせは(ここに組み込まれている関連特許出願の内の1つに説明されるようなディスプレイをファイバ200のマトリクスが集合的に形成するときの1ビデオフレームの時間等の)所望される期間、所望される回転角を維持する。 The combination of these magnetic fields desired (such as the time of one video frame when the display matrix of the fiber 200 as described in one of the related patent applications are incorporated herein to form collectively) period to be, to maintain the angle of rotation is desired. 本説明の目的のために、「コイルフォーム」は、複数の導電性のセグメントが互いに平行に、且つファイバの軸に直角に配置されるコイルに類似する構造と定義される。 For the purposes of this description, "coil former" is parallel a plurality of conductive segments to each other, it is defined as structures and similar to the coil which is arranged at right angles to the axis of the fiber. 材料の性能が高まる―つまり、ドーピングされたコアの有効ベルデ定数がさらに高いベルデ定数のドーパントのおかげで上昇する(あるいは非線形効果を生じさせるものを含む補強された構造上の変型として)―につれて、コイルまたはファイバエレメントを囲む「コイルフォーム」に対するニーズは削減されるかあるいは未然に防がれてよく、より簡略な単一バンドまたはガウスシリンダ構造が実際的となるであろう。 Performance of the material is increased - i.e., (a reinforced structural variations including those causing or non-linear effects), which doped effective Verdet constant of the core further increases thanks to the dopant of high Verdet constant - in brought, need for "coil former" surrounding the coil or fiber elements may be prevented in or advance is reduced, will a simpler single band or Gaussian cylinder structure is practical. (シリンダ構造及びコイル及び他の類似する構造を含む)これらの構造は、ここに説明されているコイルフォームの機能を果たすときにコイルフォームの定義の中に含まれる。 (Cylinder structure and a coil, and other similar structures) of these structures are included in the coil form defined when functions of a coil form, which is described herein. 用語コイルとコイルフォームは、文脈が許すときには交互に用いられてよい。 The term coil and coil former may be used alternatively when the context permits.

ファラデー効果を指定する方程式の変数、つまり磁界強度、磁界が適用される距離及び回転する媒体のベルデ定数を考えるとき、1つの結果は、変調器200を使用する構造、構成要素及び/または装置が、あまり強力ではない磁場を生じさせる材料から形成されるコイルまたはコイルフォームを補償できるということである。 Variable equations specifying the Faraday effect, i.e. when considering the magnetic field strength, the Verdet constant distance and rotating media field is applied, one result, a structure using a modulator 200, is a component and / or device is that it compensates for the coil or coils form is formed from a material that causes a not very strong magnetic fields. 補償は変調器200をさらに長くすることによって、あるいは有効ベルデ定数をさらに増加する/改善することによって達成されてよい。 Compensation by further lengthening the modulator 200, or may be achieved by further increasing / improving effective Verdet constant. 例えば、いくつかのインプリメンテーションでは、コイル220は金属ワイヤより効率的ではない導電性高分子である導電体を使用する。 For example, in some implementations, the coil 220 using conductor is a conductive polymer is not more efficient than the metal wires. 他のインプリメンテーションでは、コイル220は、それ以外の場合より効率的な材料とともに使用されるであろうより幅広いがより少ない巻き線を使用する。 In other implementations, the coil 220 uses a wide range but fewer windings than would be used in conjunction with efficient material than otherwise. コイル220が従来のプロセスにより製造されるが、あまり効率的ではない動作を有するコイル220を作成するとき等さらに他の例では、他のパラメータは適切な全体的な動作を達成するために、必要に応じて補償する。 For although the coil 220 is produced by a conventional process, in yet another example, such as when creating a coil 220 having a not very efficient operation, the other parameters to achieve adequate overall operation, must to compensation in accordance with the.

設計パラメータ−ファイバ長、コアのベルデ定数、及び場発生エレメントのピーク場出力と効率−の間にはトレードオフがある。 Design parameters - fiber length, Verdet constant of the core, and the peak field output and efficiency of the field generating elements - there is a tradeoff between. これらのトレードオフを考慮に入れると、以下を含む一体形成されるコイルフォームの4つの好適実施形態が生じる。 Taking into account these tradeoffs, it occurs four preferred embodiments of a coil form that is integrally formed including the following. つまり(1)コイル/コイルフォームを実現するためのツイストファイバ、(2)巻き線の複数の層を達成するために導電性パターンで印刷される薄膜でエピタキシャルに巻き付けられるファイバ、(3)コイル/コイルフォームを製造するためにファイバ上で浸漬ペンナノリソグラフィーにより印刷される、及び(4)コーティングされた/ドーピングされたガラス繊維をまきつけられるコイル/コイルフォーム、あるいは代わりに金属でコーティングされる、またはコーティングされていない導電性高分子、つまり金属性のワイヤである。 That (1) twisted fiber for implementing the coil / coil form, fiber wound around the epitaxial thin film to be printed with a conductive pattern to achieve a plurality of layers of (2) winding, (3) coil / printed by dip-pen nanolithography on fiber in order to produce a coil form, and (4) coated / doped coil / coil form wound glass fibers, or be coated with metal instead, or conductive polymer uncoated, is that is metallic wire. これらの実施形態の追加の詳細は、前記に参照された関連する、組み込まれている仮特許出願に説明されている。 Additional details of these embodiments, the associated referenced above, is described in provisional patent application is incorporated.

ノード225とノード230は、コア205、クラッディング層215、及びコイル220内での必要な磁場の生成を含むための信号を受信する。 Node 225 and node 230, core 205, cladding layer 215, and receives a signal for containing a product of the required magnetic field in the coil 220.. 単純な実施形態でのこの信号は、所望される磁場を作成し、変調器200を通って伝播するWAVE_IN放射線の偏光角を回転させるための適切な規模と持続時間のDC(直流)信号である。 The signal in a simple embodiment, creates the desired magnetic field, is the appropriate scale and duration DC (direct current) signal for rotating the polarization angle of WAVE_IN radiation propagating through the modulator 200 . コントローラ(不図示)は、変調器200が使用されるときにこの制御信号を提供してよい。 Controller (not shown) may provide the control signal when the modulator 200 is used.

入力エレメント235と出力エレメント240は、好適実施形態では、別々の構成要素として設けられる、あるいはコア205の中に/上に統合される偏光フィルタである。 Input element 235 and output element 240, in the preferred embodiment, a polarizing filter is, or is integrated on / in the core 205 is provided as separate components. 入力エレメント235は、偏光器として、多くの異なるやり方で実現されてよい。 Input element 235 as polarizer, may be implemented in many different ways. コア205の中への単一の偏光タイプ(特殊円形または線形)の光の通過を可能にする多様な偏光機構が利用されてよい。 Single polarization type variety to allow passage of light (special circular or linear) polarization mechanism may be utilized into the core 205. つまり、好適実施形態ではコア205の「入力」端でエピタキシャルに付着される薄膜を使用する。 That is, in the preferred embodiment using a thin film to be deposited epitaxially "input" end of the core 205. 代替好適実施形態は(組み込まれている仮特許出願に説明されるようにコア205またはクラッディング層内のシリカに対する修正等の)偏光フィルタリングを達成するために導波管200上で市販されているナノスケールの微細構造化技法を使用する。 Alternative preferred embodiments are commercially available on the waveguide 200 in order to achieve a polarization filtering (core 205 or modifications such as to silica cladding layer as described in the provisional patent application are incorporated) use of nanoscale microstructures technique. 1つまたは複数の光源(複数の場合がある)からの光の効率的な入力のためのいくつかのインプリメンテーションでは、好ましい照明システムは「間違った」初期偏光の光の繰り返される反射を可能にするための空洞を含んでよい。 In one or more of several implementations for efficient input of the light from the light source (s), preferably an illumination system enables the reflection repeated the "wrong" light of the initial polarization it may include a cavity for the. それにより、すべての光は究極的に受け入れられる、つまり「正しい」偏光の中に分解する。 Thus, all light is accepted ultimately decomposed into words "right" polarization. 要すれば、特に照明ソースから変調器200までの距離に応じて、偏光維持導波管(ファイバ、半導体)が利用されてよい。 If desired, particularly in accordance with the distance from the illumination source to the modulator 200, polarization maintaining waveguides (fiber, semiconductor) may be utilized.

好適実施形態の出力エレメント240は、デフォルトの「オフ」変調器200のために入力エレメント235の向きから九十度偏位される「偏光フィルタ」エレメントである。 Preferred embodiments of the output element 240 is a "polarizing filter" element that is ninety degrees offset from the orientation of the input element 235 for the default "off" modulator 200. (いくつかの実施形態では、デフォルトは入力エレメントと出力エレメントの軸を位置合わせすることにより「オン」にされてよい。同様に、五十パーセント振幅等の他のデフォルトは、入力エレメントと出力エレメントの適切な関係性及びインフルエンサからの適切な制御によって実現されてよい。)エレメント240は好ましくはコア205の出力端上でエピタキシャルに付着される薄膜である。 (In some embodiments, the default may be turned "on" by aligning the axis of the input element output element. Similarly, other default such as fifty percent amplitude input element and output element may be implemented by appropriate control of the appropriate relationships and influencer.) element 240 is preferably a thin film to be deposited epitaxially on the output end of the core 205. 入力エレメント235と出力エレメント240は、他の偏光フィルタ/制御システムを使用してここに説明されている構成とは異なるように構成されてよい。 Input element 235 and output element 240 may be configured differently from the configuration described herein using other polarizing filter / control system. 影響を受ける放射線特性が放射線偏光角(例えば、位相または周波数)以外の特性を含む場合、他の入力関数と出力関数が、インフルエンサに応えてWAVE_OUTの振幅を変調するために前述されたように所望される特性を適切にゲート開閉する/処理する/フィルタリングするために使用される。 Radiation characteristics radiation polarization angle affected (e.g., phase or frequency) if it contains non-characteristic, as other input and output functions were described above for modulating the amplitude of WAVE_OUT response to influencer It is used to / filtering appropriately gated / process the desired properties.

図4は、ディスプレイ組み立て品400のための好適実施形態の概略ブロック図である。 Figure 4 is a schematic block diagram of a preferred embodiment for a display assembly 400. 組み立て品400は、それぞれが図2に示されるような導波管変調器200 i、jによって生成される複数のピクチャエレメント(ピクセル)の集合体を含む。 Assembly 400 includes a collection of a plurality of picture elements each of which is generated by the waveguide modulator 200 i, j as shown in FIG. 2 (pixels). 変調器200 i、jの各インフルエンサの制御のための制御信号が、コントローラ405によって提供される。 Modulator 200 i, a control signal for controlling each influencer j is provided by the controller 405. 放射線源410は、変調器200 i、jによる入力/制御のためにソース放射線を提供し、フロントパネルは変調器200 i、jを所望されるパターンに配列するため、及びまたはオプションで一個または複数のピクセルの出力後処理を提供するために使用されてよい。 Radiation source 410 provides a source radiation for input / control by modulator 200 i, j, because the front panel is to be arranged in a pattern that is desired to modulator 200 i, j, and or one or more optional it may be used to provide an output post-processing of pixels.

放射線源410は、単一の均衡の取れた白い、または別々のRGB/CMY調整済の1つまたは複数のソース、あるいは他の適切な放射線周波数であってよい。 The radiation source 410 may be one or more sources of a single balanced white, or separate RGB / CMY adjusted, or other suitable radiation frequencies. ソース(複数の場合がある)410は、変調器200 i、jの入力端から遠隔であってよい、これらの入力端に隣接してよい、あるいは変調器200 i、jの上に/中に統合されてよい。 Source (s) 410, modulator 200 i, may be remote from the input end of j, may be adjacent to these inputs, or modulator 200 i, in / on the j it may be integrated. 他のインプリメンテーションは複数のまたはさらに多く(変調器200 i、jごとに1つのソースの場合もある)を使用してよいが、いくつかのインプリメンテーションでは、単一のソースが使用される。 Other implementations more or even more (modulator 200 i, there is a case of one source per j) may be used to, in some implementations, a single source is used that.

前述されたように、変調器200 i、jの光学トランスポートのための好適実施形態は、特殊光ファイバの形を取る光チャネルを含む。 As previously described, a preferred embodiment for the optical transport of the modulator 200 i, j includes a light channel in the form of special optical fiber. しかし、材料を通して「深く」形成されるチャネルまたは領域を含む半導体導波管、導波管穴、または他の光学導波管チャネルも本発明の範囲内に包含される。 However, "deep" semiconductor waveguide comprising a channel or region is formed through the material, the waveguide tube hole or other optical waveguide channels, are within the scope of the present invention. これらの導波管要素はディスプレイの根本的なイメージング構造であり、振幅変調機構及びカラー選択機構を統合して組み込む。 These waveguides elements are fundamental imaging structures of the display, incorporated by integrating an amplitude modulation scheme and the color selection mechanism. FPDインプリメンテーションのための好適実施形態では、(長さはここに説明されるように異なってもよいが)光チャネルのそれぞれの長さは好ましくは約数十ミクロンである。 In a preferred embodiment for the FPD implementation (may be different as the length is described herein) each of the length of the optical channel it is preferably about several tens of microns.

光学トランスポートの長さが短く(約20mm以下)、有効ベルデ値が上昇する、及び/または磁場強度が強くなるにつれて絶えず短縮できることは好適実施形態の1つの特長である。 Optical Transport short length (approximately 20mm or less), the effective Verdet value increases, and / or constantly be shortened as the magnetic field intensity increases is one feature of the preferred embodiment. ディスプレイの実際の奥行きはチャネル長の関数であるが、光学トランスポートは導波管であるため、経路はソースから出力まで線形である必要はない(経路長)。 While the actual depth of the display is a function of the channel length, since the optical transport is a waveguide path need not be linear to the output from the source (path length). 言い換えると、いくつかのインプリメンテーションでは実際の経路はさらに浅い有効奥行きも提供するために曲げられてよい。 In other words, the actual path in some implementations may be bent in order to provide even more shallow effective depth. 経路長は、前述されたようにベルデ定数と磁場強度の関数であり、好適実施形態は数ミリメートル以下という非常に短い経路長に対処するが、いくつかのインプリメンテーションではさらに長い長さも使用されてよい。 Path length is a function of the Verdet constant and the magnetic field intensity as described above, the preferred embodiment is to cope with a very short path length of several millimeters or less, are used also longer length in some implementations it may be. 必要な長さは入力放射線上で所望される程度の影響/制御を達成するためにインフルエンサにより決定される。 Required length is determined by the influencer to achieve the degree of influence / control is desired on the input radiation. 偏光放射線の好適実施形態では、この制御は約九十度の回転を達成できる。 In a preferred embodiment of the polarized radiation, this control can be achieved rotation of approximately ninety degrees. いくつかの応用例では、消すレベルがさらに高い(例えばさらに明るい)と、必要な経路長を短縮するさらに少ない回転が使用されてよい。 In some applications, a further higher level extinguish (e.g. brighter), the rotation even less to shorten the path length required may be used. したがって経路長も波動成分に対する所望される影響の程度によって影響を受ける。 Thus the path length is also influenced by the degree of the desired effect on the wave component.

コントローラ405は、適切な切り替えシステムの構築及び組み立てのための多くの代替策を含む。 The controller 405 includes a number of alternatives for the construction and assembly of the appropriate switching system. 好ましいインプリメンテーションはポイントツーポイントコントローラを含むだけではなく、それは変調器200 i、jを構造的に結合し、保持し、各ピクセルを電子的にアドレス指定する「マトリクス」も包含する。 Preferred implementations include not only point-to-point controller, which includes a modulator 200 i, j structurally coupled to, and held, also "matrix" for electronically addressing each pixel. 光ファイバのケースでは、ファイバ構成要素の性質に固有なのは、全ファイバテキスタイル構造のための可能性及びファイバ要素の適切なアドレス指定である。 In case of an optical fiber, Inherent in the nature of the fiber components is a suitable addressing possibilities and fiber elements for all-fiber textile structure. 可撓メッシュまたは固形マトリクスは、付随する組み立て方法のある代替構造である。 Flexible mesh or solid matrix is ​​an alternate structure that is assembled The accompanying method.

一台または複数台の変調器200 i、jの出力端がその適用を改善するために処理されてよいことは好適実施形態の一つの特長である。 Single or a plurality of modulators 200 i, the output terminal of the j may be treated to improve its application it is one of the features of the preferred embodiment. 例えば、導波管構造の出力端部は、特に光ファイバとして実現されているとき、熱処理され、引っ張られ、先細の端部を形成する、あるいはそれ以外の場合、すり減らされ、撚られ、あるいは出力端での光散乱の強化のために整形されてよく、それによりディスプレイ面での視角を改善する。 For example, the output end of the waveguide structure, when it is particularly implemented as an optical fiber, is heat treated, is pulled to form a tapered end, or otherwise abraded, twisted, or It may be shaped for enhanced light scattering at the output end, thereby improving the viewing angle of the display surface. 変調器出力端のいくつか及び/またはすべては、所望される結果を達成する所望される出力構造を集合的に生じさせるために類似したやり方または異なるやり方で処理されてよい。 Some and / or all of the modulator output may be processed in a manner or a different manner analogous to produce collectively the desired output structure to achieve the desired result. 例えば、一個または複数のピクセルからのWAVE_OUTの多様な焦点、減衰、色、または他の属性(複数の場合がある)は一つまたは複数の出力端部/対応するパネル位置(複数の場合がある)の処理によって制御されるまたは影響を及ぼされてよい。 For example, various focus of WAVE_OUT from one or more pixels, attenuation, (s) color or other attribute, it may one or more output ends / corresponding panel location (s it may be adversely is being or effects controlled by processing).

フロントパネル415は、単に偏光構成要素に向く1枚の光学ガラスまたは他の透明な光学材であってよい、あるいはそれは追加の機能上の特長及び構造上の特長を含んでよい。 The front panel 415 may simply be a single optical glass or other transparent optical material facing the polarization components, or it may include the features of the features and structures on additional functionality. 例えば、パネル415は、変調器200 i、jの出力端を、隣接する変調器200 i、jとの所望される相対的な向きに配列するためにガイドまたは他の構造を含んでよい。 For example, the panel 415 includes a modulator 200 i, the output terminal of the j, adjacent modulator 200 i, may include a guide or other structure to be arranged in the desired relative orientation with j. 図5は、図4に示されているフロントパネル415の出力ポート500 x,yのための一つの配列の図である。 5 is a diagram of one arrangement for the output ports 500 x, y of the front panel 415 shown in FIG. (例えば、円形、楕円形、または他の規則正しいまたは不規則な幾何学形状等)所望されるディスプレイに応じて他の配列も考えられる。 (E.g., circular, oval, or other regular or irregular geometric shapes, etc.) are also contemplated other sequences as desired to display the. 応用例がそれを必要とするときには、アクティブ表示領域は、リングまたは「ドーナッツ」ディスプレイが適切なときに可能となるように隣接的なピクセルである必要はない。 When the application requires it, the active display area need not be adjacent specific pixel so that possible when a ring or "donut" display is appropriate. 他のインプリメンテーションでは、出力ポートは一個または複数のピクセルでの他の種類の出力後処理に焦点を当ててよい、分散してよい、フィルタリングしてよい、あるいは実行してよい。 In other implementations, output ports may focus on one or the other type of output post-processing a plurality of pixels, may be dispersed, may be filtered, or may be performed.

導波管端部が、(その内のいくつかはパネル415の一部として含まれてよい)追加の光学素子及びレンズと順に追加の焦点合わせ能力を可能にする(例えば曲面等の)所望される三次元表面に終端する、ディスプレイまたはプロジェクタ表面の光学幾何学形状はそれ自体変化する。 Waveguide end, (some of which panels may be included as part of 415) to allow additional focusing capability additional optical elements and the lens and the order (e.g. curved, etc.) is desired terminating the three-dimensional surface that the optical geometry of the display or projector surface to vary itself. いくつかの応用例は、それぞれが本発明により異なる曲率と向きを持ち、適切な出力形状を提供する、凹んだ表面領域、平坦な表面領域及び/または出っ張った表面領域の複数の領域を必要としてよい。 Some applications, each having different curvatures and orientations by the present invention, to provide a suitable output form, recessed surface regions, require a plurality of areas of the flat surface areas and / or bulged surface area good. いくつかの応用例では、特殊な幾何学形状は固定される必要はないが、所望されるとおりに形状/向き/寸法を変更するために動的に改変可能であってよい。 In some applications, special geometry need not be fixed, may be dynamically modifiable in order to change the shape / orientation / size as desired. 本発明のインプリメンテーションは多様なタイプのハプティックディスプレイシステムも作り出してよい。 Implementation of the present invention may be produced various types of haptic display system.

投影システムのインプリメンテーションでは、放射源410、変調器200 i、jに結合されるコントローラ405付きの「切り替え組み立て品」、及びフロントパネル415は、互いから何らかの距離で、別々のモジュールまたは装置の中に収容されることから恩恵を受けてよい。 The implementation of the projection system, the radiation source 410, modulator 200 i, with the controller 405 which is coupled to the j "switching assembly", and the front panel 415, at some distance from each other, separate modules or devices it may benefit from being housed in. 放射線源410に関して、いくつかの実施形態では、通常は大型劇場スクリーンを照明するために必要とされる高振幅光のタイプにより生じる熱のために、照明ソース(複数の場合がある)を切り替え組み立て品から分離することが有利である。 Respect the radiation source 410, in some embodiments, usually due to the heat caused by the type of high-amplitude light required to illuminate the large theater screen, assembled switch the illumination source (s) it is advantageous to separate from the article. 複数の照明源が使用されるとしても、例えば単一のキセノンランプ内でそれ以外の場合集中する熱出力を分散すると、熱出力は依然として、切り替えエレメント及び表示エレメントからの分離が所望されてよいほど十分に大きくてよい。 Even a plurality of illumination sources are used, for example, to distribute the heat output to focus otherwise within a single xenon lamp, heat output is still more separated from the switching elements and display elements may be desirable it may be sufficiently large. このようにして照明源(複数の場合がある)は、ヒートシンク及び冷却エレメント付きの断熱されたケースに収容されるであろう。 Such (s) to illuminate source to will be housed in a thermally insulated casing with the heat sink and cooling elements. 次に、ファイバは分離されたまたは単一のソースから切り替え組み立て品に光を伝達し、それから画面上に投影されるであろう。 Next, the fiber light transmitted to the switching assembly from the separated or a single source, and then will be projected on the screen. 画面はフロントパネル415のいくつかの特長を含んでよい、あるいはパネル415は適切な表面を照明する前に使用されてよい。 Screen may include a number of features of the front panel 415, or panels 415 may be used prior to illuminating the appropriate surface.

切り替え組み立て品の投影/ディスプレイ表面からの分離には独自の優位点がある。 The separation from the projection / display surface of the switch assembly has its own advantages. 照明及び切り替え組み立て品を投影システム基部に設置する(同はFPDについて正しいであろう)と、映写TVキャビネットの奥行きを縮小できる。 Installing the illumination and switch assembly to the projection system base (up would be true for FPD), it can be reduced the depth of the projection TV cabinets. あるいは、投影表面は薄いランプ状の柱の上部にあるコンパクトなボールの中に収容されてよい、あるいは、反射ファブリックスクリーンを利用する技影システムの前面に天井、ケーブルから吊り下げてよい。 Alternatively, the projection surface may be housed in a compact ball at the top of a thin lamp-shaped pillar, or a ceiling on the front of Wazakage system utilizing a reflective fabric screen may hang from a cable.

劇場映写の場合、床の上の装置から映写ウィンドウ領域にあるコンパクトな最終的な光学装置までの導波管構造によって、切り替え組み立て品により形成される画像を伝達する可能性が、他の潜在的な優位点及び構成の中で、従来のフィルムプロジェクタと好適実施形態の新型プロジェクタの両方を同じ映写室内に収容するための空間活用戦略を示唆している。 For theater projection, the waveguide structure from the device on the floor to compact final optical devices in the projection window area, the possibility of transmitting the image formed by the switching assembly, other potential such advantages and in construction, suggesting space utilization strategies to accommodate both the new projector of a conventional film projector and a preferred embodiment of the same projection room.

並んで配列されるまたは接着される、それぞれがストリップ上に数千の導波管を備える導波管ストリップのモノリシックな構造は、高精細度のイメージングを達成してよい。 Side by side is the or bonded array, monolithic structure waveguide strip comprising a waveguide thousands of each on the strip may achieve high resolution imaging. しかしながら、「バルク」光ファイバ構成要素の構築も好適実施形態で必要な小さな突出面を達成してよい。 However, it is to achieve a small protruding surface required also preferred embodiment the construction of "bulk" optical fiber component. (特に、外部電気通信ケーブルの耐久性能要件のない)シングルモードファイバは、ファイバの断面積がきわめて小さく、ディスプレイピクセルまたはサブピクセルとして適切であるほど十分に小さい直径を有する。 (Especially durability without performance requirements of external telecommunications cables) Single-mode fiber is extremely small cross-sectional area of ​​the fiber, having a sufficiently small diameter suitable as a display pixel or sub-pixel.

加えて、統合された光学製造技法は、大量にモノリシックまたは表面的な単一半導体基板またはチップの製造において本発明の減衰器アレイを達成できると期待されている。 In addition, integrated optical fabrication techniques is expected to attenuator array of the present invention can be achieved in mass-produced monolithic or superficial single semiconductor substrate or chip.

溶融ファイバ投影表面においては、溶融ファイバ表面は次に光学アレイに画像の焦点を合わせる目的の曲率を達成するために研磨されてよい。 In melt fiber projection surface may be polished to achieve the curvature of the purpose of focusing the image on the fused-fiber surface is then optically array. 代わりに、接着剤で接合される、またはそれ以外の場合結び付けられるファイバ端部は整形された先端を有してよく、必要な場合曲面を達成するために整形されたマトリクス内のその終点に配列されてよい。 Alternatively, joined by adhesives, or fiber ends to be bound otherwise may have a distal end which is shaped, arranged on the end point of the shaped the matrix in order to achieve, if necessary curved it may be.

プロジェクションテレビまたは他の非劇場映写応用例の場合、照明モジュールと切り替えモジュールをプロジェクタ表面から分離するというオプションにより、あまりかさばらないプロジェクションテレビキャビネット構造を達成する新規の方法が可能になる。 For projection TV or other non-theater projection applications, the option of separating the illumination module and the switching module from the projector surface allows new ways of achieving the projection television cabinet structure is not very bulky.

図6は、図2に示されている構造化された導波管205の一部600のための本発明の好適実施形態の概略表現である。 Figure 6 is a schematic representation of a preferred embodiment of the present invention for some 600 of the structured waveguide 205 shown in FIG. 部分600は、導波管205の放射線伝播チャネル、つまり通常は誘導チャネル(例えばファイバ導波管用のコア)であるが、一つまたは複数の境界領域(例えばファイバ導波管用のクラッディング)を含んでよい。 Portion 600, a radiation propagation channel of the waveguide 205, that is, usually is a guide channel (e.g., the core of the fiber waveguide), include one or more boundary regions (e.g. cladding of fiber waveguide) it is. 他の導波構造は、導波管のチャネル領域の伝達軸に沿って伝播される放射線の導波性を強化するためのさまざまな特定の機構を有する。 Other waveguide structures have a different specific mechanism for enhanced waveguiding of the radiation propagating along the transmission axis of the channel region of the waveguide. 導波管はフォトニック結晶ファイバ、構造物質の特殊な薄膜積み重ね及び他の材料を含む。 The waveguide comprises a photonic crystal fiber, a special thin film stacks and other materials of construction materials. 導波性の特殊な機構は導波管ごとに異なってよいが、本発明はさまざまな構造とともに使用するために適応されてよい。 Special mechanisms of waveguiding may vary from the waveguide, but the present invention may be adapted for use with a variety of structures.

本発明の目的のために、用語誘導領域または誘導チャネル及び境界領域はチャネルの伝達軸に沿った放射線の伝播を強化するための協調構造をさす。 For the purposes of the present invention, the term guiding area or guide channel and the boundary region refers to cooperative structure for enhancing the propagation of radiation along the transmission axis of the channel. これらの構造は、さまざまなバッファまたはコーティングあるいは導波管の製造後処理とは異なる。 These structures are different from the manufacturing aftertreatment of various buffer or coating or waveguide. 原則の相違点は、導波管の他の構成要素は伝播しないが、境界領域が通常、誘導領域を通って伝播される波動成分を伝播できるという点である。 Principle difference is, other components of the waveguide is not propagated, the boundary region is that usually can propagate the wave component which is propagated through the induction area. 例えばマルチモード光ファイバ導波管では、高次モードのかなりのエネルギーが境界領域を通して伝播される。 For example, in the multi-mode optical fiber waveguide, significant energy in the higher order mode is propagated through the boundary region. 一つの相違点は、他の支持構造は該して実質的に不透明である一方、誘導領域/境界領域(複数の場合がある)が伝播する放射線にとって実質的に透明であるという点である。 One difference is that the other support structure while it is substantially opaque to the, (s) guiding area / boundary region is that it is substantially transparent to radiation propagating.

前述されたように、インフルエンサ110は、それが伝達軸に沿って伝達されるにつれて伝播する波動成分の特性に影響を及ぼすために導波管205と協調して作動する。 As described above, influencer 110, it operates in cooperation with the waveguide 205 in order to influence the characteristics of the wave components propagating as it is transmitted along the transmission shaft. したがって、部分600はインフルエンサ応答属性を有すると言われており、好適実施形態ではこの属性はインフルエンサ110に対する伝播波動特性の反応を強化するように特に構造化されている。 Thus, part 600 influencer is said to have a response attributes, and in the preferred embodiment the attribute is especially structured to enhance the response of the propagation wave characteristics for influencer 110. 部分600は、誘導領域及び/または一つまたは複数の境界領域内に特定のインプリメンテーションのために望ましいとして配置される複数の構成物質(例えば希土ドーパント605、穴610、構造上の凹凸615、超微粒気泡620、及び/または他のエレメント625)を含む。 Portion 600 may include various regions and / or one or more of a plurality of constituents which are arranged as desired for a particular implementation in the boundary region (e.g., rare earth dopant 605, hole 610, irregularities on the structural 615 , including microbubbles 620, and / or other elements 625). 好適実施形態では、部分600は、多くの場合、約25ミリメートル未満という非常に短い長さを有し、前述されたように、ときにはそれよりはるかに短い長さを有する。 In a preferred embodiment, portion 600 will often have a very short length of less than about 25 millimeters as mentioned above, sometimes has a much shorter length than that. これらの構成物質によって強化されるインフルエンサ応答属性は、(例えば、減衰及び波長分散を含む約数キロメートル以上の非常に長い長さのために最適化された電気通信ファイバとは対照的に)短い長さの導波管に最適化される。 Influencer response attribute to be strengthened by these constituents, (e.g., as opposed to optimized telecommunication fiber for attenuation and greater than about several kilometers including a wavelength dispersion very long length) shorter is optimized waveguide length. 別の応用例に最適化されている部分600の構成物質は、導波管の電気通信の使用を著しく悪化させるであろう。 Constituents of portion 600 that has been optimized to different applications would significantly worsen the use of telecommunications of the waveguide. 構成物質の存在は電気通信の用途を傷つけることを目的としていないが、本好適実施形態はインフルエンサ反応属性を電気通信属性(複数の場合がある)よりも強化することに対して集中することにより、このような劣化が生じることがあり、好適実施形態の欠点ではない。 Although the presence of the constituents not intended to hurt telecommunications applications, the preferred embodiment by focusing respect to strengthen than influencer reaction attribute telecommunications attribute (s) , may such degradation occurs, not the drawbacks of the preferred embodiment.

本発明は、インフルエンサ110のさまざまな構造によって影響を受ける可能性がある多くのさまざまな波動特性があると考える。 The present invention contemplates that there are many different wave characteristics can be affected by various structures influencer 110. 好適実施形態は、部分600のファラデー効果関連の特性を目標とする。 Preferred embodiment, the Faraday effect-related characteristics of the portion 600 a target. 前述されたように、ファラデー効果は伝播方向に平行な磁場に反応する偏光回転の変化を誘発する。 As described above, the Faraday effect induces a change in the polarization rotation that reacts to a magnetic field parallel to the propagation direction. 好適実施形態ではインフルエンサ110が伝達軸に平行な磁場を生成すると、部分600では、回転の量が磁場の強度、部分600の長さ、及び部分600のベルデ定数に依存する。 When the preferred embodiment influencer 110 generates a magnetic field parallel to the transmission shaft, the portion 600, the intensity of the amount of rotation of a magnetic field, the length of the portion 600, and on the Verdet constant of the portion 600. 構成物質は、例えば部分600の有効ベルデ定数を高めることによって等、この磁場に対する部分600の反応性を高める。 Constituents, e.g. such as by increasing the effective Verdet constant portion 600, increase the reactivity of the portion 600 relative to the magnetic field.

本発明による導波管製造及び特徴のパラダイムシフトの1つの意義は、キロメートル長の光学的に純粋な電気通信グレードの導波管を製造するために使用される製造技法の修正により、潜在的に光学的に不純な(しかし光学的にアクティブな)インフルエンサ−反応導波管の製造が可能になるという点である。 One significance of waveguide fabrication and characteristics of the paradigm shift according to the invention, by modification of the manufacturing techniques used to produce the kilometer length waveguides optically pure telecommunications grade, potentially optically impure (but optically active) influencer - is that it is possible to manufacture the reaction waveguide. 前述されたように、好適実施形態のいくつかのインプリメンテーションは、ここに開示されているように修正された無数の非常に短い長さの導波管を使用してよい。 As described above, some implementations of the preferred embodiment may use an infinite number of very short lengths of waveguide are modified as disclosed herein. コスト削減及び他の効率/長所は、これらの集合体を、ここに説明されているように製造されたより長い導波管から作成される(例えば分裂)短い長さの導波管から形成することにより実現される。 Cost savings and other efficiencies / advantage is to form these aggregates, from being created (e.g., division) short length of waveguide from a long waveguide than is produced as described herein It is realized by. これらのコスト節約及び他の効率と長所は、システムエレメントとして従来製造された別々の磁気光学結晶を利用する磁気光学システムの欠点の多くを克服する可能性を有する、成熟した製造技法及び装置を使用する優位点を含む。 These cost savings and other efficiencies and advantages, has the potential to overcome many of the disadvantages of the magneto-optic systems utilizing separate magneto-optic crystal, which is conventionally produced as a system element, use the mature manufacturing techniques and equipment including the advantage that. 例えば、これらの欠点は高い製造費、多数の磁気光学結晶全体での均一性の欠如、個々の構成要素の集合体のサイズを制限する個々の構成要素の相対的に大きなサイズを含む。 For example, these drawbacks are high production costs, lack of uniformity across a number of the magneto-optical crystal, the relatively large size of the individual components to limit the size of the aggregate of the individual components.

好適実施形態は、ファイバ導波管及びファイバ導波管製造方法論に対する修正を含む。 Preferred embodiments include modifications to the fiber waveguide and fiber waveguide manufacturing methodologies. その最も一般的なもので、光ファイバは透明な(重要な波長での)誘電体(通常はガラスまたはプラスチック)のフィラメントであり、通常は、光を誘導する断面が円形である。 As the most common, the optical fiber is transparent (key at the wavelength) dielectric (usually glass or plastic) and filaments, usually, cross-section to induce light is circular. 早期光ファイバの場合、円筒形のコアは同様の幾何学形状のクラッディングにより取り囲まれ、親密に接触していた。 For early optical fiber, cylindrical core surrounded by a cladding of similar geometry, had intimate contact. これらの光ファイバは、クラッディング層の屈折率よりわずかに大きな屈折率をコアに与えることによって光を誘導した。 These optical fibers induced light by providing a slightly larger refractive index than the refractive index of the cladding layer to the core. 他のファイバタイプは異なる誘導の仕組みを提供する――本発明の関連で重要なものは前述されたようなフォトニック結晶ファイバ(PCF)を含む。 Other fiber types provides a mechanism different induction - relevant important of the present invention comprises a photonic crystal fiber (PCF) as previously described.

シリカ(二酸化ケイ素(SiO ))は、最も一般的な通信グレード光ファイバが作られる基本的な材料である。 Silica (silicon dioxide (SiO 2)) is a basic material which is most common communications-grade optical fiber made. シリカは、結晶性形状または非晶形で発生してよく、自然に石英と砂等の不純な形式で発生する。 Silica may occur in crystalline form or amorphous form occurs at impure form, such as natural quartz and sand. ベルデ定数は、特定の材料のファラデー効果の強度を説明する光学定数である。 Verdet constant is the optical constant for describing the strength of the Faraday effect of a particular material. シリカを含む大部分の物質のベルデ定数はきわめて小さく、波長に依存している。 Verdet constant of most substances containing silica is very small and depends on the wavelength. それは、テルビウム(Tb)等の常磁性イオンを含有する物質で非常に強力である。 It is a very powerful substances containing paramagnetic ions terbium (Tb), or the like. 高ベルデ定数が、テルビウムでドーピングされた密度が高いフリントガラスで、またはテルビウムガリウムガーネット(TGG)の結晶の中で見つけられる。 High Verdet constant, in doped dense flint glass terbium, or found in the crystals of terbium gallium garnet (TGG). この物質は概して優れた透明性特性を有し、レーザ損失に非常に耐性がある。 This material has a generally excellent transparency properties, very resistant to laser loss. ファラデー効果は、有色ではない(つまりそれは波長に依存していない)が、ベルデ定数はきわめて強力に波長の関数である。 Faraday effect is not a colored (i.e. it does not depend on wavelength), the Verdet constant is a function of the very strongly wavelength. 632.8nmでは、TGGのベルデ定数は134radT−1であると報告されるのに対して、1064nmでは、それは−40radT−1まで低下した。 In 632.8 nm, the Verdet constant of TGG for being reported to be 134radT-1, in 1064 nm, it was reduced to -40radT-1. この動作は、1つの波長で特定の回転の度数で製造される装置はより長い波長で、はるかに少ない回転を生じさせることを意味する。 This behavior is one of the longer wavelength system manufactured by in degrees of a specific rotation wavelength, it means to cause much less rotation.

構成物質は、いくつかの手段では、YIG/Bi−YIGまたはTbまたはTGG、あるいは活性化磁場が存在する場合に効率的なファラデー回転を達成するために導波管のベルデ定数を高める他の最善に機能するドーパント等の光学的に活性化したドーパントを含む。 Constituents, some means is YIG / Bi-YIG or Tb or TGG or other best enhance the Verdet constant of the waveguide in order to achieve efficient Faraday rotation when activating the magnetic field is present, including optically activated dopant of the dopant such as that function. 後述されるようにファイバ製造プロセスの間に加熱するまたは応力を与えると、部分600に追加の構成物質(穴または凹凸)を加えることによってベルデ定数をさらに高めてよい。 Given a heating to or stress during the fiber manufacturing process as described below, may further increase the Verdet constant by adding additional constituents to the part 600 (the holes or irregularities). 従来の導波管で使用されるような希土類は、伝達属性エレメントの受動的な強化として利用され、光学的にアクティブな応用例では利用されない。 Rare earth such as those used in conventional waveguide is used as passive reinforcement of transmission attribute element, not used in active applications optically.

シリカ光ファイバはシリカパーセンテージ自体と比較して、少なくとも50%のドーパントなど高レベルのドーパントで製造されるので、及び必要なドーパント濃度は数十ミクロン以下で90°の回転を達成するために他の種類のシリカ構造で立証され、既定の改善策は増加するドーパント濃度(例えば、JDSユニフェーズ社(JDS Uniphase)から市販されているファイバ)で立証され、改善策は(例えばコーニング社(Corning Incorporated)から市販されているファイバ等)制御するドーパントプロファイルで立証されたので、ミクロン規模の距離で低電力で回転を誘発するために光学的にアクティブなドーパントの十分に高く、制御された濃度を達成することができる。 Silica optical fibers as compared to the silica percentage itself, at least 50% of the dopant such high levels since it is manufactured with a dopant, and the necessary dopant concentration tens of microns below 90 ° other to achieve a rotation of demonstrated in type silica structure, dopant concentration default improvements to increase (e.g., JDS Uniphase (fiber, commercially available from JDS Uniphase)) is demonstrated in, improvement (e.g. Corning (Corning Incorporated) since it was demonstrated in the dopant profile of the fiber or the like) control which is commercially available from, sufficiently high optically active dopant to induce rotation at low power at a distance of microns scale to achieve a controlled concentration be able to.

図7は、本発明の導波管プリフォームの好適実施形態を遂行するための代表的な導波管製造システム700の概略ブロック図である。 Figure 7 is a schematic block diagram of a typical waveguide manufacturing system 700 for performing a preferred embodiment of the waveguide preform of the present invention. システム700は、プリフォームと呼ばれているガラスロッドを製造するために改良型化学蒸着(MCVD)プロセスを表す。 System 700 represents a modified chemical vapor deposition (MCVD) process to produce a glass rod called a preform. 従来のプロセスからのプリフォームは超高純度ガラスのソリッドロッドであり、所望されるファイバの光学特性を正確に再現するが、線寸法は2桁以上拡大される。 Preform from a conventional process is a solid rod of ultra-high purity glass, to accurately reproduce the optical characteristics of the desired fiber, linear dimension is expanded by more than two orders of magnitude. しかしながら、システム700は最適純度を強調しないが、インフルエンサ反応の短い距離の最適化を最適化するプリフォームを製造する。 However, the system 700 does not emphasize the optimum purity, to produce a preform for optimizing the optimization of short distance influencer reaction. プリフォームは通常、以下の化学蒸着(CVD)方法の内の1つを使用して作られる。 The preform is typically made using one of the following chemical vapor deposition (CVD) method. つまり、1. In other words, 1. 改善型化学蒸着(MCVD)、2. Improved chemical vapor deposition (MCVD), 2. プラズマ改良型化学蒸着(PMCVD)、3. Plasma improved chemical vapor deposition (PMCVD), 3. プラズマ化学蒸着(PCVD)、4. Plasma-enhanced chemical vapor deposition (PCVD), 4. 外部蒸着(OVD)、5. Outside vapor deposition (OVD), 5. 気相軸付け(AVD)である。 Is a gas-phase axis with (AVD). すべてのこれらの方法は、回転するロッドの外部またはガラス管内部で、すすと呼ばれているガラス粒子の層として付着される酸化物を形成する熱化学蒸着反応に基づいている。 All these methods, internal or external glass tube rod rotates, is based on the thermal chemical vapor deposition reactions to form the oxide to be deposited as a layer of glass particles called soot. 同じ化学反応がこれらの方法で発生する。 The same chemical reactions occur in these methods.

Siとドーパントにソースを提供する(例えば、出発物質がSiCl 、GeCl 、POCl 及びガス状のBCl の溶液である)多様な液体は、酸素ガス、加熱されたバブラー705内の各液体、及びソース710からのガスが存在する場合に加熱される。 To Si and dopant providing a source (e.g., the starting material is a solution of SiCl 4, GeCl 4, POCl 3 and gaseous BCl 3) various liquid, oxygen gas, the liquid heated bubbler 705 , and it is heated when the gas from the source 710 is present. これらの液体は大量流量計715によって制御される酸素ストリームのなかで蒸発し、ガスにより、シリカ旋盤720内でのガラスを製造するハロゲン化合物の燃焼からシリカと他の酸化物を形成する。 These liquids evaporate among oxygen stream under the control of mass flow meter 715, a gas to form silica and other oxides from the combustion of halogen compounds to produce a glass with silica lathe 720 within. 酸化反応と呼ばれている化学反応は以下に一覧されるように気相で発生する。 Chemistry is called the oxidation reaction reaction occurs in the gas phase, as listed below. つまり、GeCl +O →GeO +2Cl SiCl +O →SiO +2Cl 4POCl +3O →2P +6Cl 4BCl +3O →2B +6Cl である。 That is GeCl 4 + O 2 → GeO 2 + 2Cl 2 SiCl 4 + O 2 → SiO 2 + 2Cl 2 4POCl 3 + 3O 2 → 2P 2 O 5 + 6Cl 2 4BCl 3 + 3O 2 → 2B 2 O 3 + 6Cl 2.

酸化ゲルマニウム及び五酸化リンは、ガラスの屈折率を高め、酸化ホウ素はそれを減少させる。 Germanium oxide and phosphorus pentoxide, increasing the refractive index of the glass, boron oxide decreases it. これらの酸化物がドーパントとして公知である。 These oxides are known as a dopant. プリフォームのインフルエンサ反応属性を強化するために適切な構成物質を含む他のバブラー705は、示されているものに加えて使用されてよい。 Other bubbler 705 containing appropriate constituents to enhance the influencer reaction attribute of the preform, may be used in addition to those shown.

プロセスの間に混合物の組成を変更すると、屈折率プロファイル及びプリフォームの構成要素プロファイルに影響を及ぼす。 Changing the composition of the mixture during the process, it affects the component profile of the refractive index profile and the preform. 酸素の流量は混合弁715によって制御され、反応体の気体725は、酸化が発生する加熱管735を含むシリカパイプ730の中に吹き込まれる。 The flow rate of oxygen is controlled by the mixing valve 715, the gas 725 of the reactants is blown into the silica pipe 730 including the heating tube 735 oxidation occurs. 塩素ガス740は管735から吹き出されるが、酸化化合物はすす745の形で管の中に付着される。 While chlorine gas 740 is blown from the tube 735, oxide compound is deposited into the tube in the form of soot 745. 鉄及び銅の不純物の濃度は、加工されていない液体中の約10ppbから、すす745の中の1ppb未満に削減される。 Iron and impurity concentration of copper, from about 10ppb in a liquid which is not processed, is reduced to less than 1ppb inside the soot 745.

管735は、横断式H バーナ750を使用して加熱され、ガラス755の中にすす745をガラス状にするために絶えず回転される。 Tube 735 is heated by using a cross-type H 2 O 2 burner 750, constantly rotated to the soot 745 vitrified in a glass 755. 多様な蒸気725の相対的な流れを調整することにより、コア対クラッディング、あるいはGIファイバ用の可変コア指数プロファイル等の異なる屈折率の複数の層が得られる。 By adjusting the relative flow of various vapor 725, a plurality of layers of different refractive index of the variable core index profile or the like for core to the cladding, or GI fiber, is obtained. 層化が完了された後、管735は加熱され、プリフォームロッドと呼ばれる丸い固形の断面のあるロッドの中に崩れる。 After stratification is completed, the tube 735 is heated, it collapsed into a rod with a cross-section of a round solid called preform rod. このステップでは、ロッドの中心が材料で完全に充填しており、中空ではないことが必須である。 In this step, the center of the rod are completely filled with a material, not a hollow is essential. プリフォームロッドは、次に、図8と協調して説明されるように、引き抜きの炉の中に入れられる。 The preform rod is then, as described in coordination with 8, it is placed in a furnace withdrawal.

MCVDのおもな優位点とは、反応及び付着が閉じられた空間の中で発生するため、望ましくない不純物が入ることはさらに難しくなる。 The main advantage of MCVD, for generating in the reaction and deposition are closed spaces, the undesirable impurities from entering the more difficult. ファイバのインデックスプロファイルは制御するのが容易であり、SMファイバに必要な精度は相対的に容易に達成できる。 Fiber index profile is easy to control, accuracy required for the SM fiber is relatively easily achieved. 装置は構築し、制御するのが簡単である。 Apparatus constructed, it is easy to control. 該方法の潜在的に重大な制限は、管の寸法が本質的にロッドサイズを制限するという点である。 Potentially significant limitation of the method, the dimension of the tube is that it limits the essentially rod size. したがって、この技法は、通常、長さ35km、あるいは最大限でも20kmから40kmのファイバを形成する。 Therefore, this technique is usually to form a length 35km or 40km of fiber from 20km at most. さらに、シリカ管内の不純物、おもにH とOH―は、ファイバの中に拡散する傾向がある。 Furthermore, impurities of the silica tube, mainly between H 2 OH- tend to diffuse into the fiber. また、プリフォームロッドの中空の中心を排除するために付着物を溶かすプロセスは、ときどきコアの屈折率の下降を引き起こし、通常ファイバを電気通信用途に不適切にするが、本発明の文脈では概して重要ではない。 Further, the process of dissolving the deposit in order to eliminate the hollow center of the preform rod, sometimes causes the lowering of the refractive index of the core, although unsuitable normal fiber telecommunications applications, generally in the context of the present invention It does not matter. コストと費用という点で、方法の主要な不利な点とは、それが、酸化反応を開始し、すすをガラス状にするために、つまり蒸気を直接的にではなく、管735が加熱される間接的な加熱を利用しているため、付着率が相対的にゆっくりしているという点である。 In terms of cost and expenses, leading a disadvantage of the method, it may initiate an oxidation reaction, in order to soot glassy, ​​i.e. not directly vapor, the tube 735 is heated due to the use of indirect heating, it is that deposition rate is relatively slow. 付着率は通常1分当たり0.5から2gである。 Deposition rate is 2g usually 0.5 per minute.

前述されたプロセスの変形は、希土類でドーピングされたファイバを処理する。 Deformation of previously described processes, the processes fibers doped with rare earth. 希土類でドーピングされたファイバを製造するために、プロセスは希土類でドーピングされたプリフォーム―典型的には、溶液ドーピングプロセスを使用して製造される―で開始する。 To produce a doped fiber with a rare earth, the process preform doped with the rare earth - are typically prepared by using a solution doping process - to start with. 最初に、おもに溶融シリカからなる光学クラッディングが基板管の内部に付着される。 First, the optical cladding is attached to the inside of the substrate tube mainly composed of fused silica. 次に、やはりゲルマニウムを含んでよいコア材料が下げられた温度で付着され、「ガラス原料」として公知の拡散した透水層を形成する。 Next, it is also deposited at a temperature which is lowered or core material that contains a germanium to form a known diffuse aquifer as "frit". 該ガラス原料の付着後、この部分的に完成したプリフォームは一端で密封され、旋盤から外され、(例えば、ネオジミウム、エルビウム、イッテルビウム等の)所望される希土類ドーパントの適切な塩の溶液が導入される。 After deposition of the glass material, the partially completed preform is sealed at one end, is removed from the lathe, (e.g., neodymium, erbium, ytterbium, etc.) solution of suitable salts of the desired rare earth dopant introduction It is. 固定された期間、この溶液はガラス原料に透水するために放置される。 Fixed duration, the solution is left to permeability in the glass material. 過剰な溶液を廃棄した後、プリフォームは旋盤に返され、乾燥され、強固にされる。 After discarding the excess solution, the preform is returned to the lathe, dried and firmly. 強固中、ガラス原料内の割れ目が崩れ、希土類をカプセル化する。 During firm, collapsed cracks in the glass raw material, to encapsulate the rare earth. 最後に、プリフォームは高温で制御された崩壊にさらされ、ガラスの固形ロッドを形成する−希土類はコアの中に組み込まれる。 Finally, the preform is subjected to disintegration, which is controlled at a high temperature to form a solid rod of glass - rare earth is incorporated into the core. 一般的には、ファイバケーブルの中に希土類を包含することは光学的にアクティブではない。 In general it is a optically active to encompass rare earth into the fiber cable. つまりドーピングされた媒体を通して伝播する光の特徴に影響を及ぼすために電気的、または磁気的、または他の摂動または場に反応する。 That responds to electrical or magnetic or other perturbations or fly, in order to influence the characteristics of the light propagating through the doped medium. 従来のシステムは、(電気通信属性を含む)導波管の「受動的な」伝送特徴を改善するという目標によって動かされる希土類ドーパントのパーセンテージを上昇するための継続中の探求の結果である。 Conventional systems are (including telecommunications attribute) "passive" results quest ongoing for increasing the percentage of rare earth dopant that is moved by the goal of improving transmission characteristics of the waveguide. しかし、導波管コア/境界のドーパントのパーセンテージの増加は好適実施形態のための複合媒体/構造の光学活動に影響を及ぼすために有利である。 However, increase in the percentage of dopants of the waveguide core / boundary is advantageous in order to influence the optical activity of the composite medium / structures for the preferred embodiment. 前述されたように、好適実施形態では、ドーパント対シリカのパーセンテージは少なくとも五十パーセントである。 As described above, in the preferred embodiment, the percentage of dopant to silica is at least fifty percent.

図8は、図7に示されているシステム700から作り出されるもののようなプリフォーム805から本発明の好適実施形態を製造するための代表的なファイバ引き上げシステム800の概略図である。 Figure 8 is a schematic diagram of a representative fiber pulling system 800 for manufacturing a preferred embodiment of the present invention from a preform 805, such as those produced by the system 700 shown in FIG. システム800はプリフォーム805を、通常は引抜により事前に成形されている髪の毛のように細いフィラメントに変換する。 System 800 the preform 805, typically into a thin filament as hair that has been molded in advance by drawing. プリフォーム805はタワー815の上部近くに取り付けられる送り機構810の中に取り付けられる。 Preform 805 is attached to the inside of the feed mechanism 810 which is mounted near the top of the tower 815. 機構810は、高純度グラファイト炉820の中に先端が入るまでプリフォーム805を低くする。 Mechanism 810 lowers the preform 805 to the tip enters into the high-purity graphite furnace 820. 純粋な気体が炉の中に注入され、清潔且つ導電性の大気を提供する。 Pure gas is injected into the furnace, to provide a clean and conductivity of the atmosphere. 炉820内では、1900℃に近づく厳しく統制された温度がプリフォーム805の先端を軟化させる。 Within the furnace 820, tightly controlled temperature approaching 1900 ° C. is to soften the tip of the preform 805. プリフォーム先端の軟化点にいったん到達すると、重力が優勢になり、溶融塊が、それが薄いストランドに引き伸ばされるまで「自然落下」する。 Once it reaches the softening point of the preform tip, gravity becomes predominant, molten mass is, to "free fall" until it is stretched to thin strands.

オペレータが牽引車840によってスプール上に巻き付けられるトランスポート835を製造するために、このファイバのストランドをレーザマイクロメータ825及び(例えば、コーティング及びバッファ用の)一連の処理ステーション830xに通し、引抜きプロセスが開始する。 For the operator to produce a transport 835 which is wound on the spool by the towing vehicle 840, through the strands of the fiber to the laser micrometer 825 and (e.g., for coatings and buffers) series of processing stations 830X, the withdrawal process Start. ファイバは引抜きタワー815の下部に位置する牽引車840により引っ張られてから、巻き付けドラムに巻き付けられる。 Fibers from being pulled by the tractor 840 located below the drawing tower 815, is wound around the winding drum. 引抜き中、プリフォーム805は理想的な引抜き張力を達成するために最適温度で加熱される。 During withdrawal, the preform 805 is heated in the optimum temperature to achieve an ideal drawing tension. 毎秒10メートルから20メートルの引抜き速度は業界では珍しくない。 Drawing speed from 10 meters per second 20 meters is not uncommon in the industry.

引抜きプロセス中、引き抜かれるファイバの直径は1ミクロンにすぎない公差の範囲内で125ミクロンに制御される。 During withdrawal process, the diameter of the fiber to be drawn is controlled to 125 microns within the tolerance of only 1 micron. レーザベースの直径ゲージ825はファイバの直径を監視する。 Laser-based diameter gauge 825 monitors the diameter of the fiber. ゲージ825は毎秒750回を超える速度でファイバの直径をサンプリングする。 Gauge 825 samples the diameter of the fiber at speeds in excess of per 750 times. 直径の実際の値は125ミクロンターゲットに比較される。 The actual value of the diameter is compared to a 125 micron target. ターゲットからのわずかな偏差は、引抜き速度の変化に変換され、補正のために牽引車840に送られる。 Slight deviations from the target is converted into a change in drawing speed is sent to the towing vehicle 840 for correction.

処理ステーション830xは、通常、ファイバに−柔らかい内側コーティングと硬い外側コーティングという−2つの層保護コーティングを塗布するための金型を含む。 Processing station 830x is generally the fiber - containing mold for applying -2 one layer protective coating that soft inner coating and a hard outer coating. この2つの部分の保護被覆物は、厳しい環境からファイバの傷つけられていない表面も保護しつつ、処理のための機械的な保護を提供する。 Protective coating of the two parts, also while protecting, provides mechanical protection for the treated surface is not damaged from harsh environments fiber. これらのコーティングは、同じまたは他の処理ステーション830xの一部として紫外線ランプによって硬化される。 These coatings are cured by the same or other processing stations ultraviolet lamp as part of 830X. 他のステーション830xは、トランスポート835のインフルエンサ反応属性を、それがステーション(複数の場合がある)を通過するにつれて、強化するための装置/システムを提供してよい。 Other stations 830x is an influencer reaction attributes of the transport 835, as it passes through the station (s) may provide a device / system for strengthening. 例えば、多様な機械的なストレッサ、イオン衝撃、またはインフルエンサ反応属性を導入するための他の機構は、引抜き段階で構成物質を強化する。 For example, a variety of mechanical stressor, other mechanisms for introducing ion bombardment or influencer reaction attribute, enhances the constituents at withdrawal stage.

リールに巻かれた後、引き抜かれたファイバは適切な光学及び幾何学的なパラメータについて試験される。 After being wound on a reel, is pulled fiber is tested for proper optical and geometrical parameters. 伝送ファイバの場合、通常、引っ張り強さは、ファイバのための最小引っ張り強さが達成されたことを確実にするために最初に試験される。 If the transmission fiber, usually, the tensile strength, are first tested to ensure that the minimum tensile strength for the fiber has been achieved. 該最初の試験の後に、多くの異なる試験が実行され、伝送ファイバの場合には、減衰(距離で信号強度の減少)、帯域幅(情報伝播容量、マルチモードファイバの重要な測定値)、開口数(ファイバの受光角度の測定値)、遮断波長(シングルモードファイバでは、シングルモードだけが伝播する波長)、モードフィールド直径(シングルモードファイバでは、ファイバ内の光パルスの変形方向の幅、相互接続のために重要)、及び色分散(さまざまな速度コアを通って移動するさまざまな波長の光線のための光のパルスの広がり、シングルモードファイバでは、これは情報伝播量のための制限する要因である)を含む伝送属性についての試験を含む。 After outermost first test, many are different tests performed, in the case of transmission fiber, attenuation (reduction in signal strength at a distance), the bandwidth (information diffusion capacity, important measure of multimode fiber), the opening the number (measured value of the light-receiving angle of the fiber), cut-off wavelength (in single mode fiber, the wavelength of only a single mode is propagated), the mode field diameter (single-mode fiber, the deformation direction of the width of the light pulse in the fiber, interconnects important) for, and chromatic dispersion (spreading of light pulses for the rays of different wavelengths traveling through the various speeds cores in single-mode fiber, which is limited to factor for information diffusion amount including tests for transmission attributes including certain).

ここに説明されていたように、本発明の好適実施形態はトランスポートとして光ファイバを使用し、「線形の」ファラデー効果を使用することによりおもに振幅制御を実現する。 As has been described herein, the preferred embodiments of the present invention uses an optical fiber as a transport, mainly realizes the amplitude control by using the "linear" Faraday effect. ファラデー効果は、伝播放射線の偏光回転角度変化が、場が適用される長さ、及び放射線が通って伝播される材料のベルデ定数に基づき伝播の方向で適用される磁場の規模に直接的に関連付けられる線形効果であるが、トランスポートで使用される材料は所望される磁場強度を確立する際には、例えばインフルエンサから等の誘発磁場に対する線形応答を有していないことがある。 Faraday effect polarization rotation angle change of the propagation radiation, directly associated with the scale of the magnetic field applied in the direction of the field is applied length, and radiation through based on the Verdet constant of the material to be propagated propagated it is a linear effect that is, the materials used in transport when establishing the magnetic field strength is desired, may not have a linear response to induced magnetic fields, such as, for example, from influencer. この意味では、伝播される放射線の実際の出力振幅はコントローラ及び/またはインフルエンサ磁場からの適用された信号、及び/または偏光、及び/または変調器のまたはWAVE_INの他の属性または特徴に応えて非線形であってよい。 In this sense, in response to the actual output amplitude controller and / or influencer applied signal from the magnetic field, and / or polarization, and / or modulator or other attributes or characteristics of WAVE_IN of the radiation propagated it may be non-linear. 本説明の目的のために、一つまたは複数のシステム変数という点での変調器(またはその要素)の特徴付けは、変調器(またはその要素)の減衰プロファイルと呼ばれている。 For the purposes of this description, the modulator in terms of one or more system variables (or elements thereof) characterization is referred to as attenuation profile of the modulator (or its components).

ファイバ製造プロセスは、特に、ドーパントプロファイルの操作、プロダクションランの間の周期的なドーピング、及び関連処理活動を改善するだけではなく、ドーピング濃度も改善することに関して進展し続ける。 Fiber manufacturing process, in particular, the operation of the dopant profile, not only improves the periodic doping between the production run, and related processing activity continues to progress with respect to improved doping concentration. 米国特許第6,532,774号、高レベルの希土類濃度をガラス繊維プリフォームの中に提供する方法(Method of Providing a High Level of Rare Earth Concentrations in Glass Fiber Preforms)は、複数のドーパントの共同ドーピングのための改善されたプロセスを示す。 U.S. Patent No. 6,532,774, a method for providing a rare earth concentration of the high level in the glass fiber preform (Method of Providing a High Level of Rare Earth Concentrations in Glass Fiber Preforms) is co-doping multiple dopants It shows an improved process for the. ドーパントの濃度を無事に高めることは、非線形効果も容易にするためにドーピングされたコアの性能だけではなく、ドーピングされたコアの線形ベルデ定数も直接的に改善する。 Increasing the concentration of dopant safely non-linear effect not only the performance of the doped core to facilitate, also directly improves linear Verdet constant of the doped core.

既定の減衰プロファイルは、例えば変調器またはその要素の組成、向き及び/または順序付けを制御することによって特定の実施形態に合わせられてよい。 The default attenuation profile, for example a modulator or composition of its elements, may be tailored to the particular embodiments by controlling the orientation and / or sequencing. 例えば、トランスポートを構成する材料を変更すると、トランスポートの「influencibility」を変更してよい、あるいはインフルエンサが特定の伝播wave_componentに「影響を及ぼす」程度を改変してよい。 For example, changing the materials constituting the transport, may be changed to "influencibility" Transport, or influencer may be modified degree "influence" on the particular propagation Wave_component. これは組成減衰プロファイルの1つの例にすぎない。 This is only one example of a composition attenuation profile. 好適実施形態の変調器は、異なる導波チャネルが異なる減衰プロファイルを有する減衰平滑化を可能にする。 Modulator of the preferred embodiment allows for attenuation smoothing with different waveguide channels different attenuation profiles. 例えば、偏光掌性に依存する減衰プロファイルを有するいくつかのインプリメンテーションでは、変調器は、右掌性の偏光されたwave_componentsのための第2のトランスポートの相補的な導波チャネルに使用される減衰プロファイルとは異なる減衰プロファイルを左掌性の偏光されたwave_components用のトランスポートに与えてよい。 For example, in some implementations having an attenuation profile that depends on the polarization handedness, the modulator is used in the complementary guiding channel of the second transport for wave_components polarized right handedness it may be given to the transport for wave_components polarized in a left-handedness different attenuation profiles and attenuation profile that.

トランスポートのための異なる材料組成の提供を説明する前記説明に加えて、減衰プロファイルを調整するための追加の機構がある。 In addition to the description to explain the provision of different material compositions for the transport, there is an additional mechanism for adjusting the attenuation profile. いくつかの実施形態では、wave_component生成/修正は、伝播放射線がWAVE_INからWAVE_OUTに横切る変調器のエレメントの順序に応えて厳密に「交換可能」ではない場合がある。 In some embodiments, Wave_component generation / modification, propagation radiation may not be a strictly "replaceable" in response to the order of the modulator elements of crossing the WAVE_OUT from WAVE_IN. これらの例では、非可換エレメントの別の順序付けを提供することにより減衰プロファイルを改変することが可能である。 In these examples, it is possible to modify the attenuation profile by providing a different ordering of non-commutative element. これは構成減衰プロファイルの一例にすぎない。 This is not just an example of the configuration attenuation profile. 他の実施形態では、それぞれの導波チャネルに異なる「回転バイアス」を確立すると、異なる減衰プロファイルが作成される。 In another embodiment, when establishing a different "rotational bias" to each of the waveguide channels, different attenuation profile is created. 前述されたように、いくつかのトランスポートは入力偏光器と出力偏光器/アナライザの間で所定の向きで構成される。 As previously described, several transport comprised between the input polarizer output polarizer / analyzer in a predetermined orientation. 例えば、この角度は(典型的には、「通常オン」チャネルを定義する)ゼロ度であってよい、あるいはそれは(典型的には、「通常オフ」チャネルを定義する)九十度であってよい。 For example, (typically "normally on" to define a channel) this angle (typically define the "normally off" channel) may be zero degrees, or it is a ninety degrees good. 既定のチャネルは多様な角変位領域(すなわち、ゼロから三十度、三十度から六十度、及び六十度から九十度)で異なる反応を有してよい。 The default channel diverse angular displacement area (i.e. thirty degrees from zero thirty degrees sixty degrees, and sixty degrees ninety degrees) may have a different reaction. 異なるチャネルは異なる変位領域の中に(例えば、デフォルトの「DC」インフルエンサ信号で)偏向されてよく、インフルエンサはこの偏向された回転の周りの伝播wave_componentに影響を及ぼす。 Some different displacement area different channels (e.g., default "DC" influencer signal) may be deflected, influencer affects the propagation wave_component around the deflected rotated. これは、操作減衰プロファイルの一例にすぎない。 This is only one example of an operation attenuation profile. 複数の導波チャネルを有すること、及びチャネルのために減衰プロファイルを調整する/適合させる/補完することをサポートする複数の理由が存在する。 Having a plurality of waveguide channels, and a plurality of reasons exist to support that is / adapted to / complement adjust the attenuation profile for the channel. これらの理由は、WAVE_OUTにおける省力化、効率、及び一様性を含む。 These reasons include labor saving in WAVE_OUT, efficiency, and uniformity.

対向する偏光(セレクタ)エレメントによって一括されると、可変ファラデー回転子またはファラデー「減衰器」が光経路の方向で変化する場を適用し、このような装置が偏光のベクトルを(例えば0度から90度に)回転できるようにし、第1の偏光器を通過した入射光の増加する部分が第2の偏光器を通過できるようにする。 Once together by opposite polarization (selector) element, applying a forum variable Faraday rotator or the Faraday "attenuator" is changed in the direction of the optical path, the vector of such a device is the polarization from (e.g. 0 ° 90 degrees) to allow rotation, increasing the portion of the incident light passing through the first polarizer to pass through the second polarizer. 場が適用されないときには、第1の偏光器を通過する光は第2の偏光器によって完全に遮られる。 When the field is not applied, the light passing through the first polarizer is completely blocked by the second polarizer. 適切な「最大」場が適用されると、光の100%が適切な偏光角まで回転され、光の100%が第2の偏光エレメントを通過する。 When appropriate "up" field is applied, 100% of the light is rotated to a suitable polarization angle, 100% of the light passes through the second polarizing element.

前記に開示された本発明のこれらの好適実施形態は、システム、その構成要素、製造と組み立ての方法、及びきわめて薄くてコンパクト、きわめて低製造コストの構造で硬いまたは可撓のどちらかであり、優秀な視角、解像度、輝度、コントラスト及び一般的に優れた性能特性を所有する有利な運転モードのおかげである。 These preferred embodiments of the invention disclosed above, the system, its components, method of manufacture and assembly, and a very thin and compact, either rigid or flexible in structure of very low production costs, excellent viewing angle, resolution, brightness, and thanks to the advantageous operation mode owns the contrast and generally superior performance characteristics.

説明された構造及び方法が、光ファイバエレメントで統合されたファラデー減衰と色選択を組み込んだ光ファイバベースの磁気光学ディスプレイの構成部品をテキスタイル様式で組み立てるために、必要に応じて三次元織物(woven)切り替えマトリクスのテキスタイル製造ですべての変形を含む、本発明の本実施形態の範囲をいっぱいにしないことが、精密テキスタイル当業者に明らかでなければならない。 The described structures and methods, in order to assemble the components of the fiber-based magneto-optic display incorporating a Faraday attenuation and color selection integrated with the optical fiber elements in textiles manner, optionally three-dimensional textile (woven ) includes all modifications in the textile production of the switching matrix, it does not fill the scope of this embodiment of the present invention, must be clear to precise textile those skilled in the art.

ここで及び組み込まれている特許出願の中に開示されている構造、構成要素及び技法は、ディスプレイ等のためのシステム及びプロセスの提供において本発明の好適実施形態の関連でおもに説明されてきた。 The structure disclosed in the patent application are herein and incorporated, components and techniques have been primarily described in connection with preferred embodiments of the present invention in providing a system and process for display. しかしながら、構造、構成要素、及び技法は他の適用性も有し、そのうちのいくつかは組み込まれていた特許出願の中で識別された。 However, the structure, components, and techniques also have other applicability, identified in the patent applications some of which have been incorporated in them. 本発明により開示された統合された光ファイバ光電子構成要素装置の本発明の意義に関してなされた前記の所見をさらに詳しく述べるために、このような統合された構成部品の三次元テキスタイルアセンブリが統合された光電子コンピューティングまたは電子フォトニックコンピューティングのための代替パラダイムを提案することが重要である。 To state in more detail the findings that have been made with respect to the significance of the present invention integrated optical fiber optoelectronic component arrangement disclosed by the present invention, the three-dimensional textile assembly of such integrated components are integrated it is important to propose an alternative paradigm for optoelectronic computing or electronic photonic computing. それには、波分割多重送信(WDM)システム用のスイッチングマトリクスとして、及びさらに広義には、フォトニック電子構成部品と半導体電子構成部品を最適に結合する、LSI及びVLSIスケーリングの代替ICパラダイムとして直接的な応用例がある。 To do this, the switching matrix of the wave division multiplexing (WDM) for the system, and more broadly, optimally couple the photonic electronic components and semiconductor electronic components, directly as an alternative IC paradigm LSI and VLSI scaling there is a Do applications.

このようにして、好ましい実施形態の装置の及び同の製造方法の開示は、本質的に広く応用がきく。 In this way, the disclosed methods and the manufacturing apparatus of the preferred embodiment is essentially wider application is listening. 事実上、この好適実施形態は、強力な言外の意味をもって別の方法で再び述べられてよい。 In fact, the preferred embodiment may be restated in another way with the meaning of strong implied. 組み込まれている仮特許の該織られた導波構造を検討する別の方法は、「ディスプレイ表示出力表面アレイを形成するように構成された三次元光ファイバテキスタイル構造化集積回路素子」としてである。 Another way to consider the fabric was waveguide structure provisional patent is incorporated is a "constructed three-dimensional optical fiber textile structured integrated circuit device to form a display representation output surface array" . 本発明を厳密なフィールドの外で適用することの例は、フィールドプログラマブルゲートアレイとして構成されるテキスト−光ファイバマトリックスであろう。 Examples of applying the present invention outside the strict field is configured text as field programmable gate arrays - will optical fiber matrix. 要素を統合するための三次元テキスタイル幾何学形状の組み合わされた優位点、つまりそれぞれがその長所に従って実現されるフォトニクスとエレクトロニクスの最適化された組み合わせ、多層クラッディング及びコーティングが綿密に「モノリシック」構造を実現し、フォトニックコアに巻き付けられ、フォトニックコアの回りに連続面を形成する半導体素子及びフォトニック素子両方のための高い引っ張り強さのself−substrateとしてのファイバのIC可能性、電気光学テキスタイルブロックを形成するためのテキスタイル製織の製造費優位点とファイバの大きなバッチ製造のコスト優位点とともにそれらすべての効率が平面的な半導体ウェハパラダイムに重要な代替策を提供する。 Three-dimensional textile geometry of combined advantages, i.e. combinations which are optimized for photonics and electronics, each implemented in accordance with its advantages, the depth multilayer cladding and coating "monolithic" structure for integrating element achieved, photo wrapped Nick core, IC potential fiber as high tensile strength of the self-Substrate for both the semiconductor element and the photonic device form a continuous surface around the photonic core, electro-optical all of them efficiency provide significant alternative to planar semiconductor wafer paradigm the cost advantage of large batch production of textile weaving manufacturing costs advantages and fibers to form a textile block.

本発明の好ましい可撓導波管チャネル(例えば光ファイバ)実施形態により紹介されるこの新しいパラダイムは、三次元マイクロテキスタイルマトリクスでの光ファイバと他の導電性のIC構造化ファイバとフィラメントの結合を可能にする。 The new paradigm is introduced by preferred flexible waveguide channel (e.g. an optical fiber) embodiment of the present invention, the coupling of optical fibers and other conductive IC structured fibers and filaments in a three-dimensional micro-textile matrix to enable. ここで他のどこかで開示されているようなさらに大きな直径のファイバは、一体的に製造されたクラッディング間、及びクラッディング内の完全マイクロプロセッサデバイスを有してよい。 Fiber larger diameter such as disclosed herein elsewhere can have between cladding fabricated integrally, and a complete microprocessor device within the cladding. より小さなファイバはより小型のICデバイスを有してよい。 Smaller fibers may have a smaller IC devices. そして、フォトニック結晶ファイバ及び他の光ファイバ構造、特にシングルモードファイバはナノスケールの直径に近づくので、個々のファイバはその円筒長さに沿って数個のIC機能/エレメントを統合してよいにすぎない。 The photonic crystal fiber and another optical fiber structure, particularly approaching the single mode fiber to the diameter of the nano-scale, the individual fibers may be integrated several IC function / element along its cylindrical length Only. 複雑なマイクロテキスタイルマトリクスはこのようにして、導電性である、または構造的であるナノファイバを含む直径が変化する光ファイバで製織され、他のフィラメントと結合され、周期的なICエレメント相互クラッディングまたは内部クラッディングで製造されてもよい。 Complex micro textile matrix in this way, conductive, or diameter containing nanofibers structurally is woven with the optical fibers to change, is combined with other filaments, periodic IC elements mutually cladding or it may be produced in the inner cladding. ファイバはさらに大きなフォトニックサーキュレータ構造のエレメントであってよく、マイクロ光ネットワークの中に融合される、または継ぎ直されてよい。 Fibers may be further elements of larger photonic circulator structure, may be re is the, or spliced ​​fused into the micro-optical network.

このようなマイクロテキスタイルマトリクスのファイバは、コイルフォーム/電界発生エレメント、電極、トランジスタ、コンデンサ等を含む、透明なIC構造を含む等しい屈折率のコアとクラッディングで製造されてもよく、その結果、製織されたテキスタイル構造は、ファイバ間/フィラメント間ゾルが、凝固時に個々のクラッディングの代替になるようにUV硬化時に必要な差動屈折率を所有するゾルを注入されてよい。 Fibers such micro textile matrix coil former / field generating elements, electrodes, transistors, a capacitor, etc., may be manufactured in the core and cladding of the same refractive index with transparent IC structure, as a result, woven textile structure between fibers / filaments between sol, sol may be injected to own differential refractive index required for UV curing so as to alternate each cladding during solidification.

この手順は、マイクロテキスタイル構造をナノ粒子の静電自己集合の浴で連続飽和することによってさらに開発されてよい。 This procedure may be further developed by sequentially saturate the micro textile structure in a bath of an electrostatic self-assembly of nanoparticles. いくつかの実施形態では製織前、あるいはファイバまたはフィラメントが半平行組み合わせにあるときのパターン化の方がより柔軟であるが、フィラメントストランドを分離するためのルーミング動作は、製織されている間のファイバとフィラメントの所望されるパターン化を容易にする。 Before weaving in some embodiments, or is a fiber or filament is more flexible better patterning when in the semi-parallel combination, fiber between rooming operation for separating the filament strands, which are woven to facilitate the desired pattern of filaments with. これらの方法及び材料加工の技術に公知の他の方法を通した、ファイバ間ゾルの構造を制御し、その結果光タッピング及びファイバ結合間のフォトニックバンドギャップ切り替え(1999年1月25日に出願され、すべての目的のために参照することによりその全体で本書に明示的に組み込まれている「フォトニックバンドギャップ材料を活用するトランジスタ及び同を備える集積回路デバイス(Transistor Utilizing Photonic Band−Gap Material and Integrated Circuit Devices Comprising Same)」と題される米国特許第6,278,105号を参照すること)が大幅に助長される可能性はかなりの意味合いをもって幅広い。 Through other methods known to those methods and materials processing techniques to control the structure of the fiber between the sol, filed photonic bandgap changeover (January 25, 1999 between the result of light tapping and fiber coupling is an integrated circuit device (transistor utilizing Photonic band-gap material and which in its entirety by reference comprising a transistor and the leverage "photonic band gap material are expressly incorporated herein for all purposes Integrated Circuit Devices Comprising Same) "and referring to U.S. Patent No. 6,278,105, entitled) could be significantly promoted a wide range with significant implications. 統合されたファラデー減衰器光ファイバがこのようなIC構造においてメモリエレメントとしても機能することは、LSI規模の構造及びVLSI規模の構造におけるキャッシュインプリメンテーションにとって重要である。 The integrated Faraday attenuator optical fiber also functions as a memory element in such IC structures are important for the cache implementation in the structure and VLSI-scale structure of the LSI scale. フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)は、さらにこのIC構造パラダイムのためのインプリメンテーションの想像力に富んだ領域を示す。 A field programmable gate array (FPGA) further shows a region imaginative implementation for this IC structure paradigm.

光ファイバ及び他のマイクロフィラメントとで製織されたマイクロテキスタイル構造の複雑度は、光ファイバの導波性を破壊することなく曲げの最大角度が改善するにつれて大きくなる。 Complexity of micro textile structures that are woven with the optical fibers and other micro filament increases as the maximum angle of bending is improved without destroying the waveguide of the optical fiber. 深海の有機体により成長される薄い毛細管光ファイバの特性に関する最近報告された研究は、撚り、二重戻しの点まで曲げることができるであろう光学誘導構造を明らかにした。 Recently reported study on characteristics of the thin capillary fiber grown by organisms deep sea, twisting revealed optical guiding structure that could be bent to the point of the double-back. 組み込まれている仮特許出願に開示されるマイクロテキスタイルICシステムタイプの三次元製織は、それにより−技術に公知の複雑な織物タービン構造によって立証されるように複合曲線三次元製織のような−非直線的な製織を含み、一般的には、その中に開示されているマイクロテキスタイルデバイスクラスと製造の方法は公知の及び開発される完全な範囲の精密三次元製織幾何学形状を包含する。 Three-dimensional weaving of Provisional Patent micro textile IC system type disclosed in application are incorporated, whereby - such as compound curves three-dimensional weaving as evidenced by a known complex woven turbine structure technology - non It includes straight weaving, in general, the method of manufacturing a micro textile device classes disclosed therein includes a precision three-dimensional weaving geometry of the complete range to be known and developed.

小さな直径のファイバとフィラメントを用いるマイクロテキスタイルパラダイムのさらなる開発は、例えばそのナノマニピュレータ技術がここに説明されているような可撓導波管チャネルを製織するための「ナノルーム」システムを提供するために本発明を使用して適応されてよい、テキサス州リチャードソン、ノースプラノロード1321(1321 North Plano Road、Richardson、Texas)のジベックス社(Zyvex Corporation)から市販されているナノアセンブリ方法を使用することにより進展すると予想されている。 A further development of micro textile paradigm using fibers and filaments of small diameter, in order to provide a "Nanorumu" system for weaving the flexible waveguide channel such as for example the nanomanipulator techniques are described herein the present invention may be adapted to use, Richardson, Texas, North Plano Road 1321 (1321 North Plano Road, Richardson, Texas) by using a nano-assembly method which is commercially available from Jibekkusu Inc. (Zyvex Corporation) It is expected to progress. ジベックス社(Zyvex Corporation)に加えて、そのナノスケールオプティカルトウィーザーもここに説明されているようなマイクロ製織製造プロセスによく適しているイリノイ州、シカゴ、スイートCL20、ノースミシガンアベニュー316(316、North Michigan Avenue、Suite CL20、Chicago、Illinois)のアリックス社(Arryx,Inc.)は、オプションで効率的な機械/光学ルーミングパラダイムで、その動作がニューハンプシャー州、ロチェスター、エアポートドライブ112(112 Airport Drive、Rochester、New Hampshire)アルバニーインターナショナルテクニウィーブ社(Albany Internati In addition to Jibekkusu Inc. (Zyvex Corporation), the nanoscale optical preparative Weezer Illinois also well suited for micro-weaving fabrication process as described herein, Chicago, Suite CL20, North Michigan Avenue 316 (316, North michigan Avenue, Suite CL20, Chicago, Alix Inc. Illinois) (Arryx, Inc.) is an efficient mechanical / optical Lou timing paradigm optionally, the operation is NH, Rochester, Airport drive 112 (112 Airport drive, Rochester , New Hampshire) Albany International Techni weave, Inc. (Albany Internati nal Techniweave,Inc.)によって例証されている方法及び装置のいくつかのミクロスケールまたはナノスケールインプリメンテーションでパターン化されているジベックス(Zyvex)のナノマニピュレータと組み合わされている。 nal Techniweave, are combined with nanomanipulators of Inc.) are patterned with several micro or nanoscale implementation of the method and apparatus is illustrated by Jibekkusu (Zyvex).

光学的に透明な媒体の中を移動する光と導電性媒体の中の電子の間の公知の1000:1速度差は、電子的要素と光子要素を構造化し、半導体造作のサイズの縮小に対してのみに集中することに対する何らかの抑制を緩める上での自由度を暗示し、このマイクロテキスタイルのICアーキテクチャにより可能にされる――究極的には、電子的要素と光子要素、及び回路経路要素の最適な混合物を可能にする。 Optically known between the electrons in the light conductive medium to move through the transparent medium 1000: 1 speed difference is to structure the electronic component and photon element, with respect to reduction of semiconductor features size implies flexibility in terms of loosening some inhibition on to focus only on the hand, is made possible by the IC architecture of the micro textile - ultimately, electronic elements and photon element, and circuit path element to allow optimal mixture. このようにして、他のファイバはきわめて小さな直径であってよく、数個の電子構成要素だけを組み込むが、いくつかのファイバはより多数の半導体素子相互及び内部クラッディングをサポートするためにより大きな直径で製造されてよく、いくつかのファイバは「全光学」構成要素だけである。 In this way, it may be another fiber a very small diameter, larger diameter for but incorporate only a few electronic components, some of the fibers that support a larger number of semiconductor elements other and the inner cladding in may be manufactured, some fiber is only "all-optical" elements. フォトニックである多くの「経路要素」を最大化し、したがってフォトニック経路により接続される最適スケールのファイバで製造されるより小さいマイクロプロセッサ構造を可能にすることは最適化の可能性の論理的な結果である。 Maximize the number a photonic a "path elements", thus photonic allowing small microprocessor structure than is produced by the optimum scale fibers connected by paths logical possibilities Optimization it is the result.

暗示されているマイクロテキスタイルIC「キューブ」(または他の三次元マイクロテキスタイル構造)は、このようにしてさらに大きい、及びさらに小さい光ファイバと他のフィラメント、導電性マイクロ毛細管の任意の数の組み合わせを含んでよく、該構造に冷却を提供するために循環する流体を充填され、純粋に構造的(半導体エレメントでマイクロ構造化されたファイバにより構造的)且つ導電性である(あるいはマイクロ構造化内部クラッディング、電子及びフォトニックで導電性被覆されている)。 Micro textiles IC that is implied "cubes" (or other three-dimensional micro-textile structure), thus greater in the even smaller optical fibers and the other and the filaments, any number combination of the conductive microcapillary They comprise well is filled with a fluid circulating in order to provide cooling to the structure, a purely structural (structural by micro-structured fiber by semiconductor elements) and conductive (or micro-structured inner cladding Welding is conductive coatings in electronic and photonic).

図9は、本発明の好適実施形態による横断方向統合モジュラースイッチ/ジャンクションシステム900の一般概略図である。 Figure 9 is a general schematic view of a transverse integrated modular switch / junction system 900 according to a preferred embodiment of the present invention. システム900は、さらに詳しく後述されるように導波管内の1組の側面方向ポート(チャネル905内のポート915とチャネル910内のポート920)を使用して、ある導波チャネル905内の放射線の伝播を別の側面方向の導波チャネル910へリダイレクトするための機構を提供する。 System 900 uses a pair of lateral ports in the waveguide (port 920 in the port 915 and channel 910 in the channel 905), as will be described in more detail below, the radiation is guided within the channel 905 It provides a mechanism to redirect the propagating to another lateral waveguide channel 910. 第1のチャネル905は、インフルエンサセグメント925(例えば、統合コイルフォーム)と、前記に、及び組み込まれている特許出願に説明されるようなオプションの第1のオプションの境界領域930と第2のオプションの境界領域935を有して構成される。 The first channel 905, influencer segment 925 (e.g., integrated coil former) and the to and embedded options as described in patent applications to the first option in the boundary region 930 of the second configured to have an optional border region 935. さらに、第1のチャネル905は偏光器940と対応するアナライザ945を含む(及びオプションの二次インフルエンサ(明確にするために不図示)を含む可能性がある)。 Further, the first channel 905 (which may contain and optional secondary influencer (not shown for clarity)) containing the analyzer 945 and the corresponding polarizer 940. 第1のチャネルは第2の境界領域930に設けられるポート915に近接する該第1の境界領域930の一部に側面方向偏光アナライザポート950を含む。 The first channel includes a lateral polarization analyzer port 950 to a portion of the first boundary area 930 adjacent to the port 915 provided in the second boundary area 930. ジャンクションを通るlossinessを改善するためにジャンクションにあるチャネル905とチャネル910を取り囲むオプションの材料955が設けられている。 Optional materials 955 surrounding the channel 905 and channel 910 in the junction in order to improve the lossiness through the junction is provided. 材料955は、ポート915とポート920の所望される位置合わせを確実にするために役立つだけではなく、信号損失を減少させるためにも、硬化したゾル、ナノ自己集合した特殊材料または所望される屈折率を有する同等物であってよい。 Material 955 may not only serve to ensure the desired alignment of the port 915 and port 920, in order to reduce signal loss, the cured sol, nano self-assembled special materials or desired refractive it may be equivalent with a rate. インフルエンサ925は、第1のチャネル905を通って伝播する放射線の偏光、及びアナライザポート905の伝達軸に比較して相対的な偏光角に基づいてポート915を通過する放射線の量を制御する。 Influencer 925, the polarization of the radiation propagating through the first channel 905, and controls the amount of radiation that passes through the port 915 based on the relative polarization angle as compared to the transmission axis of the analyzer port 905. システム900の追加の構造及び動作が後述される。 Additional structure and operation of the system 900 are described below.

ポート915とポート920は、後述される溶融ファイバ起動器方法または同等物を通して実現される境界領域(複数の場合がある)の中の誘導構造であり、GRINレンズ構造を含むことがある。 Port 915 and port 920 is the guiding structure within the fused fiber launch device method or boundary region is realized through equivalent (s) will be described later, it may include a GRIN lens structure. これらのポートは境界領域内の正確な場所に配置されてよい、あるいは該ポートは該チャネルの長さ(または長さの一部)に沿って周期的に配置されてよい。 These ports may be positioned on the exact location of the boundary region, or the port may be periodically disposed along a (some or length) length of the channel. いくつかの実施形態では、該境界領域の内の1つの全体的な部分が、所望される属性(偏光またはポート)構造と、該ジャンクション場所にある他の境界領域内の1つまたは複数の対応する構造を有することがある。 In some embodiments, one of the overall portion of the boundary region, desired attributes and (polarization or port) structure, one of the other border region in said junction location or more corresponding it may have a structure in which.

偏光器940とアナライザ945は、さらに下方にチャネル905を伝播する放射線の振幅を制御するオプションの構造である。 Polarizer 940 and analyzer 945 are optional structures to control the amplitude of the radiation that further propagate the channel 905 downward. このセグメントのためのオプションのインフルエンサエレメントを含む偏光器940とアナライザは、インフルエンサ925と協力してチャネル905と910の間の放射線を制御する。 The polarizer 940 and the analyzer containing the influencer optional element for segment controls the radiation between the channel 905 in cooperation with the influencer 925 910.

このようなマイクロテキスタイルアーキテクチャにおいてファイバ間で切り替わることは、本書の他の箇所に開示されている統合マイクロファラデー減衰器光ファイバエレメントの「横断方向の」(対「インラインの」)変形によって以下のように容易にされてよい。 Thus to switch between fibers in the micro textile architecture, "the transverse direction" (vs. "Inline") integrated micro Faraday attenuator optical fiber elements that are disclosed elsewhere in this document as follows by deformation it may be easier to. テキスタイルマトリックス内で直角に配置されているファイバ間のジャンクションポイント/接点ポイントがファイバ間の新しいタイプの「ライトタップ」の中心である。 Junction points / contact points between fibers are arranged at a right angle in the textile matrix is ​​the center of the "light tap" a new type of inter-fiber. 本発明の好適実施形態による光ファイバマイクロファラデー減衰器の第1のクラッディングでは、(ファイバの複数のファラデー減衰器セクションに外部のファイバの軸上の)クラッディングが、偏光−フィルタリング(本書で前記に開示されたファイバ一体偏光フィルタリング及びニュージャージー、サマセット、コットンテールレーン1600(1600 Cottontail Lane、Somerset、New Jersey)、ナノオプト社(NanoOpto Corporation)によるサブ波長ナノグリッドを参照すること)または(組み込まれている特許出願で参照され、開示されている)偏光非対称となるために周期的な屈折率変化がある微細構造化されている。 In the first cladding of the optical fiber micro-Faraday attenuator according to a preferred embodiment of the present invention, (a plurality of on-axis external fiber Faraday attenuator section of the fiber) cladding polarization - filtering (the herein the disclosed fiber integrated polarization filtering and New Jersey, Somerset, cotton tail lane 1600 (1600 Cottontail lane, Somerset, New Jersey), reference in the subwavelength nanogrid by Nanooputo Inc. (NanoOpto Corporation)) or (built-in referenced patent application are, disclosed) is microstructured have periodic refractive index change to the polarization asymmetry. これらのセクションでは、屈折率はコアの屈折率と等しくなるために(電気的、加熱、光反応性によるイオン注入によって、または技術で公知の他の手段によって)改変された。 These sections, the refractive index to be equal to the refractive index of the core (electrical, heating, by ion implantation with photoreactive, or by other means known in technology) is modified. (代わりに、第1のクラッディング全体が非常に微細構造化され、等しい屈折率である)。 (Alternatively, the entire first cladding is very finely structured, a same refractive index). 差別的な屈折率によって達成される誘導、及び偏光境界に加えて、構造上−幾何学形状(例えば、光子結合及びサブ波長穴−空洞/グリッドシステムの使用)も本発明の範囲内に含まれる。 Induction is achieved by differential refractive index, and in addition to the polarization boundary structurally - fall within the scope of the present invention - the geometry (the use of the cavity / grid system For example, a photon bond and subwavelength hole) . 本書の説明を簡略化するために、誘導及び境界は差別的な屈折率を使用して説明される――ただし、それらの例では、(文脈が明らかにそれ以外を示さない限り)構造上−幾何学形状も使用されてよい。 To simplify the description herein, induction and boundaries are described using the differential refractive index - However, in those instances, (unless the context makes otherwise clearly) structural - geometry may be used.

本書に開示されている統合ファラデー−減衰器のこの変形は、導波管自体が半導体光学導波管を結合するために折り畳まれているカリフォルニア、フレモント、ページアベニュー1220(1220 Page Avenue,Fremont,California)のジェムファイアー社(Gemfire Corporation)のものを含む、他のすべての従来の技術による「ライトタップ」と根本的に区別される。 Integrated Faraday disclosed herein - this variant of the attenuator, are folded to the waveguide itself binds the semiconductor optical waveguide California, Fremont, pages Avenue 1220 (1220 Page Avenue, Fremont, California ) include the Gem Fire's (Gemfire Corporation), is fundamentally distinguished from the "light touch," by all other conventional techniques. ジェムファイアー(Gemfire)のインプリメンテーションにおける導波構造の折り畳みは、光子または電子光子スイッチングパラダイムまたはネットワークの効力のある構成要素の破壊を意味し、チャネル間の光信号の効率的な伝送を保証する。 Folding waveguide structure in Gem implementation of Fire (Gemfire) means the destruction of certain components of the efficacy of a photon or an electron-photon switching paradigm or network, to ensure efficient transmission of optical signals between channels . 他の従来のタイプの「ライトタップ」が必要とするように、コア領域間で誘導されない信号を制御するための追加の、複雑な補償を必要としない「ライトアップ」は、定義によりさらに簡略且つさらに効率的である。 As required by the "light touch" of other conventional types, additional to control signals that are not induced between the core region does not require a complicated compensation "light up" further simplified and the definition it is more efficient.

このようにして、従来の技術における他の「ライトタップ」と対照してみると、好適実施形態の切り替え機構は格子構造を達成するために、分極した領域の活性化、つまり電極のアレイの活性化ではない。 In this way, when the prior art By contrast with other "light tap", for the switching mechanism of the preferred embodiment to achieve a lattice structure, polarized regions activated, i.e. the array of electrodes activity not a reduction. それは好適実施形態においてはむしろ、コアを通って伝播する光の偏光角を回転し、そのスイッチを、事実上偏光フィルタであるクラッディングのセクションと結合するおかげで出力ファイバと入力ファイバのクラッディング横断方向誘導構造(つまり導波管)を通る信号の正確に制御される部分が脇にそれるインラインファラデー減衰器スイッチである。 It rather in the preferred embodiment rotates the polarization angle of the light propagating through the core, the switch, cladding cross the effectively thanks output fiber that binds sections of the cladding is a polarizing filter input fiber precisely controlled in part of the signal passing through the direction guiding structure (i.e. waveguide) is an in-line Faraday attenuator switch digress. 該スイッチの速度は、陰極と陽極により覆われている相対的に広範囲な領域の化学的な特徴を変更する測度と対照的に、ファラデー減衰器の速度である。 Speed ​​of the switch, in contrast to the measures to change the chemical characteristics of the relatively wide region covered by the cathode and the anode is the speed of the Faraday attenuator.

コア(及び要すれば第1のクラッディング)で全内部反射を実現するためにコア(及び要すれば該第1のクラッディング)と十分に異なる屈折率の第2のクラッディングでは、(統合ファラデー減衰器セクションの外部のファイバの軸上で)2つの構造の内のどちらか1つが製造される。 (If and optionally a first cladding) core in the second cladding of the core (and the first cladding optionally) a sufficiently different refractive index to achieve total internal reflection, the (integrated either one of the axial with) two structural external fiber Faraday attenuator section are produced.

第1:該第2のクラッディングの中の、ファイバの軸に直角に、またはファイバの軸に直角に近い光学軸があり、本書の他の箇所で、及び組み込まれている特許出願の中で参照される方法に従って製造されるグラジエントインデックス(GRIN)レンズ構造。 First: in the second cladding, at right angles to the axis of the fiber, or there optical axis nearly perpendicular to the axis of the fiber, in elsewhere herein, and built-in patent application gradient index (GRIN) lens structure to be produced according to the method referenced. 第1のチャネル905からGRINレンズを通過する光が接点で第2のチャネル910と結合し、やはり第2のチャネル910の軸に直角に入射する、あるいは好ましい方向で第2のチャネル910の中に斜めに入射するように、光ファイバの軸に直角に向けられる、またはわずかに偏位されるかのどちらかの焦点経路。 Light passing through the GRIN lens from the first channel 905 is coupled to the second channel 910 in contact, also in the second incident at right angles to the axis of the channel 910, or in the preferred direction the second channel 910 to be incident obliquely, directed at right angles to the axis of the optical fiber or slightly or either of the focal path is deflected.

第2:イオン注入によって、製造プロセスでの電極間での電圧の印加によって、加熱によって、光反応的に、あるいは技術で公知の他の手段によって製造されるコア(及び要すれば該第1のクラッディング)と同じ屈折率のさらに簡略な光チャネル。 Second: by ion implantation, by the application of a voltage between the electrodes in the manufacturing process, by heating, the light reactive or core produced by other means known in art (and the first optionally further simple optical channel cladding) equal refractive index. この簡略な導波チャネルの軸は、前記の他のオプションにおいてのように直角となるまたはわずかに偏位されてよい。 The axis of this simple waveguiding channel may be at right angles or slightly offset as in the other options.

このマイクロファラデー減衰器ベースの「ライトタップ」、つまりさらに正確に定義される「横断方向ファイバ間(または導波管間)ファラデー減衰器スイッチ」の操作は、偏光角が活性化された統合マイクロファラデー減衰器セクションを通過することによって回転され、(ファイバ「ライトタップ」の公知の動作による)「漏れ」つまりさらに正確に定義される は、第1のクラッディングを通って、第2のクラッディング内のGRINレンズ構造またはさらに簡略な光チャネルの中に、どちらかの出力チャネルから誘導され、第2のチャネル910の中に結合する。 "Light Touch" in the micro-Faraday attenuator based, i.e. more "between transverse fibers (or between waveguides) Faraday attenuator switch" which precisely defined the operations, integrated micro-Faraday polarization angle is activated is rotated by passing through the attenuator section, (by known operation of fiber "light tap") is defined "leaky" or more accurately, through the first cladding, the second cladding Some GRIN lens structure or even simple optical channel, is derived from either of the output channel is coupled into the second channel 910.

第2のチャネル910は、平行構造(GRINレンズまたは第2のクラッディング内のクラッディング導波チャネル)によって第1のチャネル905から受光される光を偏光−フィルタリングまたは非対称の第1のクラッディングの中に、およびそこから第2のチャネル910のコアの中に最適に結合するために製造される。 The second channel 910, parallel structures polarize light received from the first channel 905 (GRIN lens or the second cladding waveguide channels in the cladding) - Filtering or asymmetric first cladding It is prepared to optimally bind in during, and from the core of the second channel 910. 前記に示されるようにファイバ間マトリックスを取り囲んでいるのは、該テキスタイル構造を含浸し、ファイバ(または導波管)の間で誘導される光を閉じ込め、結合の効率を保証する差別的な屈折率を持つ硬化ゾルである。 Surrounding the fibers between the matrix as shown in above, by impregnating the textile structure, confining the light guided between the fibers (or waveguides), discriminatory refraction to ensure the efficiency of the binding it is a cured sol with a rate.

該クラッディングをマイクロ構造化する有利な代替の新規方法は、好適例が後述されているMCVD/PMCVD/PCVD/OVDプリフォーム製造方法の新規修正の指定により達成されてよい。 Novel method of advantageous alternative to microstructured the cladding may be achieved by specifying the new modifications of the preferred embodiment has been described MCVD / PMCVD / PCVD / OVD preform manufacturing method.

図10は、図9に示されている横断方向の統合変調器スイッチ/ジャンクション900のための一連の製造ステップの一般的な概略図である。 Figure 10 is a general schematic view of a series of manufacturing steps for the transverse integrated modulator switch / junction 900 shown in Figure 9. 製造システム1000は、(組み込まれている仮特許出願及び同等物に説明されるような溶融ファイバフェースプレート等の)、ブロック1005の薄いセクション1010が取り除かれた、多くの導波チャネルを有する材料1005のブロックの形成を含む。 Manufacturing system 1000, material 1005 having a (provisional patent such as fused fiber faceplate as described in the applications and equivalents are incorporated), a thin section 1010 of block 1005 is removed, a number of guiding channels including the block formation of. セクション1010は、起動器壁シート1015を形成するために軟化され、作成される。 Section 1010 is softened to form an activation unit wall sheet 1015 is created. シート1015は引き抜きのための所望されるプリフォームを製造するためのシリカ起動器管1020を形成するために圧延される。 Sheet 1015 is rolled to form a silica starting tubes 1020 for the production of desired preform is for withdrawal.

この新規方法に従って、該プリフォームを大きくするためにすすが上に付着されるシリカ管は、溶融されたファイバ断面の圧延され、溶融された薄膜から製造されるシリンダの形を取る。 According to this novel method, the silica tube may be mounted on rinsed in order to increase the preform is rolled in the melted fiber cross-section, the form of a cylinder made from molten film. すなわち、異なる屈折率と異なる電気光学特性の薄いファイバセクションのグリッドを実現するためにこのように異なって最適化されたファイバを交互に入れ替える、要すればクラッディング及びコアの適切なドーピング特徴のために選ばれる異なる特徴の光ファイバが溶融され、溶融ファイバマトリックスのセクションが薄いシートに切断される。 That is, replacing the optimized fiber differently thus to realize a grid of thin fiber sections of the electro-optical characteristics different from the different refractive index alternatively, optionally for proper doping characteristics of the cladding and core if a different optical fiber melting of the features selected, the section of the fused-fiber matrix is ​​cut into thin sheets.

シートは次に均等に加熱され、軟化され、公知のプリフォーム製造プロセスに従って薄いプリフォームを製造するために起動器として適切な薄壁シリンダを達成するために過熱された整形ピンの回りで曲げられる。 Sheet is then uniformly heated, softened, bent around the superheated shaped pin in order to achieve an appropriate thin-walled cylinder as a start device for producing thin preforms according to the known preform manufacturing process .

溶融ファイバシートで利用されるファイバの寸法は、そこから引き抜かれるファイバのためのクラッディングにおいて結果として生じる横断方向構造の最適な寸法を生じさせるように選ばれる。 The dimensions of the fiber utilized in fused fiber sheet is chosen to produce the optimum dimensions of the transverse structure resulting in the cladding for the fiber is withdrawn therefrom. しかしながら、一般的には、構造直径がそれにより製造されるプリフォームからの引き抜き中に効果的に増加するために、この目的のためのファイバは考えられる最小の製造寸法(コア及びクラッディング)である。 However, in general, in order to effectively increase during withdrawal from the preform structure diameter is produced by it, with minimal production dimensions conceivable fiber for this purpose (core and cladding) is there. このようなファイバ寸法は、事実上断面では個々のファイバとしてのシングルモード使用にも小さすぎる可能性がある。 Such fiber size may be too small to single mode use as individual fibers in virtually section. しかしながら、溶融ファイバセクションまたはスライスのための厚さの適切な選択と結合され、結果として生じる引き抜かれたファイバのクラッディングにおける連続的にパターン化された横断方向導波構造の寸法は、横断方向構造が所望される(シングルモード、マルチモード)「コア」と「クラッディング」寸法を有するように制御されてよい。 However, coupled with appropriate choice of thickness for the fused fiber sections or slices, the dimensions of the continuously patterned transverse waveguide structure in the cladding of the resulting drawn fiber as a result, the transverse structure There desired (single mode, multimode) may be controlled to have a "cladding" dimension and "core".

マイクロ構造への適切な寸法をさらに保証するために、ファイバの小さい方の組み合わせが溶融され、軟化され、引き抜かれ、その後、ファイバの最終的なアレイが長さで溶融されてから、シリンダに形成するためにシートに分けられる前に再び他のファイバと溶融される。 To further ensure proper dimensions of the micro structure, the combination of smaller fibers are melted, softened, withdrawn, then, after being melted in the final array length of the fiber, formed in a cylinder again it is melted with other fibers before divided into sheets for.

本発明の統合ファラデー減衰器装置のファイバ間の変形のインプリメンテーションにおける柔軟性を助長するために、コア及び該第1のチャネルの第1のクラッディングの中の偏光セクションは、ともに(これにより反転可能である場合がある)相対的な「入力」端部と、相対的な「出力」端部の両方で、組み込まれている特許出願で参照され、開示されている方法に従ってクラッディング上またはクラッディング間/内に製造される電極構造により、あるいは公知の方法によるUV励起、つまり組み込まれている特許出願の他の箇所で開示され、参照される形式及び方法に従って、クラッディング間またはクラッディング内で製造される装置によって発生してよいこのようなUV信号によって切り替え自在に誘導されてよい。 To promote flexibility in implementation of deformation between the fibers of the integrated Faraday attenuator device of the present invention, the polarization section in the first cladding of the channel of the core and said first, both (thus and invertible it may be) relative "input" end, both relative "output" end, is referred to in patent applications is incorporated, on the cladding in accordance with the process disclosed or the electrode structure is manufactured in the cladding between / within, or UV excitation by known methods disclosed elsewhere that is built-in patent application, according to the format and methods referenced, cladding or between cladding may be derived freely switched by such UV signal may be generated by devices manufactured within. 電極構造によるとき、偏光フィルタリングまたは非対称状態の切り替えは電気工学、またはUV信号による場合「全光学」として説明されてよい。 When due to the electrode structure, the switching of the polarization filtering or asymmetric state may be described as "all-optical" case of electrical engineering or UV signal.

統合ファラデー減衰器の新規の変形と従来の技術による「ライトタップ」の前述の比較により暗示されるように、UV活性化による変形は好適インプリメンテーションである。 As implied by the above comparison of the "light tap" by integrating Faraday attenuator new variant of the conventional art, deformation by UV activation is preferred implementation.

その結果、コア及びクラッディングのこのような偏光フィルタリングまたは非対称セクションは「過渡的」と呼ばれてよく、その結果、該フィルタまたは非対称要素が、統合ファラデー減衰器の可変輝度切り替え素子としての動作とともに活性化されるか非活性化されてよい、つまり「オン」または「オフ」に切り替えられてよく、米国特許第5,126,874号(開示が、すべての目的のために本書に参照することによりその全体として明示的に組み込まれている、1990年11月7日に出願された「過渡的光学素子及び回路を作成するための方法及び装置(Method and apparatus for creating transient optical elements and circuits)」)を参照すること。 As a result, the polarization filtering or asymmetric section of the core and cladding may be referred to as "transient", so that the filter or asymmetric elements, together with the operation as a variable brightness switching element integrated Faraday attenuator may be deactivated or activated, i.e. may be switched "on" or "off", U.S. Patent No. 5,126,874 (disclosure, be referred herein for all purposes are expressly incorporated in its entirety by, filed Nov. 7, 1990 "method and apparatus for creating transient optical elements and circuits (method and apparatus for creating transient optical elements and circuits)" ) refer to the.

該第1のクラッディングは、示されているようにコアと同じ率であってよく、該第2のクラッディングは差別的な屈折率を有し、その結果コアに対する「間違った」偏光の閉じ込めはクラッディングだけの偏光フィルタリングまたは非対称構造によって達成される。 First cladding may be the same rate as the core, as shown, the cladding of the second has a differential refractive index, the confinement of "wrong" polarization to that effect core It is achieved by polarization filtering or asymmetric structure just cladding. したがって、該第1のクラッディングのデフォルト設定は、偏光フィルタ/非対称によって該コアに光を閉じ込める「オン」、あるいはコアと該第1のクラッディングの中で光を誘導し、該第2のクラッディングだけによって閉じ込めることができるようにする「オフ」のどちらかであってよく、その結果、それは、電極またはUV活性化要素が構造化される、該デフォルトの反対の設定値に切り替え可能のセクション内にある場合がある。 Thus, the default settings of the first cladding confines the light to the core by the polarization filter / asymmetry "on", or to induce light in the core and the first cladding, the second cladding It may be either only the "oFF" to be able to confine loading, so that it, the electrode or UV activation elements are structured, the switchable opposite setting of the default section there is a case in which there within.

マイクロテキスタイル三次元ICの動作を特徴付ける1つの方法は、クラッディング内及びクラッディング間にマイクロ誘導構造のある横断方向に構造化され、IC素子とトランジスタがこれらのチャネルとクラッディング内及びクラッディング間で統合し、統合インライン及び横断方向ファラデー減衰器装置が構造の周期的な素子として製造される導波チャネルが、バスとしてコアの中で、統合ファラデー減衰器手段によってインラインでまたは横断方向で切り替えられる波分割多重送信(WDM)型マルチモードパルス化信号を搬送してよく任意の信号パルスのいくつかまたはすべてがクラッディング内の横断方向誘導構造を通して、該クラッディング内の半導体及び光子構造へ、及びファイバ間でも、バスとしてまたは他の電子−光子 One way to characterize the operation of the micro textile three-dimensional IC is structured transversely with micro-guiding structure between cladding within and cladding, IC elements and transistors in these channels and cladding and between cladding in integrating the waveguide channels integrated in-line and a transverse Faraday attenuator device is manufactured as a periodic element structure, in the core as a bus, it is switched in-line or transverse integration Faraday attenuator means through transverse guiding structure of the wave-division multiplexing transmission in some or all of the well any signal pulses conveying the (WDM) multimode pulsed signals cladding, the semiconductor and photonic structures within the cladding, and even between fibers, or other electronic as a bus - photon 成要素として働く。 It acts as a growth element.

いくつかのチャネルは、単一素子がクラッディング内またはクラッディング間で製造されるナノスケール及びシングルモードであってよい、あるいはより大きな直径且つマルチモードまたはシングルモードであってよく、クラッディングの間、クラッディング内、またはクラッディング上の非常に多数(マイクロプロセッサに近い)半導体(電子または光子)素子で効果的に製造されてよい。 Some of the channels may be a single element cladding or in nanoscale and may be single mode, or larger diameter and the multi-mode or single-mode is produced between the cladding, between the cladding , the cladding, or (closer to the microprocessor) a multiplicity of the cladding semiconductor may be effectively prepared in (electrons or photons) element. チャネルは、任意の数のサイズ、及び全体的なマイクロテキスタイルアーキテクチャと組み合わされるファイバ自体の中の微細構造IC素子との組み合わせで、バスまたは個々のスイッチング素子またはメモリ素子としての機能を果たしてよい。 Channel, in combination with the microstructure IC device within the fiber itself to be combined with any number size, and overall micro textile architecture may serve as a bus or individual switching elements or memory elements. 切り替え等は、このようにしてファイバコアの中で、コアとクラッディングの間で、該クラッディング内の素子の間で、及びファイバの間で発生する。 Switching, etc., in the fiber core in this manner, between the core and the cladding, between the elements in the cladding, and occurs between the fibers.

原子レベルでの表面の滑らかさ、及びクモの糸の2倍から5倍の引っ張り強さを持ち、サファイアテーパの回りにガラス繊維を巻き付け、加熱し、その後相対的に高速で引っ張るという単純なプロセスにより製造される50nmの「光ナノワイヤ」のハーバード大学(Harvard University)におけるEric Mazur、Limin Tong及び他による立証は、マイクロテキスタイル構造のインプリメンテーションにきわめてよく適している。 Smoothness of the surface at the atomic level, and have a 5-fold tensile strength twice the spider silk, wound glass fiber around the sapphire tapered, heated, simple process of pulling thereafter relatively fast Eric Mazur at Harvard "light nanowire" of 50nm produced (Harvard University) by, demonstrated by Limin Tong and other are suited very well for implementation of micro textile structure. 可視光線から近赤外線が、光ファイバ導波管タイプのこのサブ波長直径の変形で誘導されたが、コア内へ閉じ込める代わりに、誘導される光のほぼ半分は内部で、表面に沿って半分は一過性で搬送される。 Near infrared from visible light, but was induced in the deformation of the sub-wavelength diameter of the optical fiber waveguide type, instead of confining into the core, within the substantially half of the induced light, half along the surface It is transported in a transient. 重要なことには、光がファイバ間の光学エバネセント結合によって低い損失で結合されてよい。 Importantly, the light may be coupled with low loss by the optical evanescent coupling between the fibers.

組み込まれている特許出願に開示されているように、注入されるゾルまたは偏光境界/フィルタのクラッディングとコーティングによって、あるいは他の手段によって、このような光ナノワイヤの間に挟み、それから統合ファラデー減衰器装置の横断方向変形によって操作することは、経路間にさらに簡略化されたスイッチング/ジャンクション素子を提供する。 As disclosed in built-in patent application, the cladding and the coating of the sol is injected or polarizing boundary / filter or by other means, sandwiched between such light nanowire, then integrated Faraday attenuation be manipulated by transverse deformation of the vessel device, provides a more simplified switching / junction device between paths. マイクロテキスタイルIC構造は特にワイヤの可撓性のために光ナノワイヤの特性によって特に助長され、それらを直角に曲げ、事実上捻るまたは結び目に縛ることができるようにする。 Micro textile IC structure is particularly especially facilitated by the characteristics of the optical nanowires for flexible wire, bent them at right angles, to be able to bind virtually twisted or knotted.

シリカマイクロビーズ及びミクロン規模の光ワイヤから構成される超小型超低閾値ラマンレーザを立証するVaharaの元での関連研究だけではなく、直径数十ミクロンの「光ワイヤ」の製造を伴うカリフォルニア工科大学(The California Institute of Technology)におけるKerry Vahalaによる補完的な研究も、マイクロテキスタイル構造のためにきわめて有用である。 Silica micro beads and micron scale not only related research in the original Vahara to prove micro ultra-low threshold Raman laser and an optical wire, Caltech with production of "light wire" the diameter of several tens of microns ( complementary study by Kerry Vahala at the California Institute of Technology) is also very useful for micro-textile structure. マイクロテキスタイル構造の中に散在するマイクロビーズはマイクロテキスタイル構造素子により定位置に保持され、光ワイヤに結合され、三次元ICアーキテクチャ内の信号発生及び操作のために追加のオプションを実現してよい。 Microbeads interspersed into the micro textile structure is held in position by the micro textile structure element, coupled to an optical wire, it may implement additional options for signal generation and manipulation of a three-dimensional IC architecture.

光子スイッチング素子及び電子スイッチング素子、ファイバ間、クラッディング間等の最適混合物と組み合わされるインライン及び横断方向ファラデー減衰器スイッチ/ジャンクションの性質は、一定の光信号によってであるが、光パルスの型に対して変化する偏光状態だけによってバイナリロジックを実現する新規の方法を示唆する。 Photon switching element and electronic switching devices, between fibers, in-line and the nature of the transverse Faraday attenuator switch / junction combined with optimal mixture of such inter-cladding but is by constant light signal, on a type of optical pulse only the polarization state varying Te suggest novel way to achieve binary logic by. このバイナリロジックシステムはそれにより、きわめて高速で変化してよい信号の偏光角によってのみ論理状態が操作され、検出される「常時オン」の光学通路を組み込む。 Thereby the binary logic system is logic states operated only by very polarization angle changes to be the signal at a high speed, incorporating an optical path of the "always on" to be detected. 混合された電子−光子マイクロテキスタイルICアーキテクチャで配備された統合ファラデー減衰器装置の開示された変形は、このようなバイナリロジック方式を実現し、マイクロプロセッサ及び光通信動作の速度及び効率の上昇に多数の可能性を取り入れてよい。 Mixed electron - photon disclosed modified micro textile IC architecture deployed in the integrated Faraday attenuator device is to realize such binary logic scheme, a number to an increase in the speed and efficiency of the microprocessor and an optical communication operation it may incorporate the possibility of.

これらの例示的な説明は、波分割多重スイッチングマトリックス、及び光子素子及び半導体電子素子を最適化するLSIとVLSI IC設計を含む本ディスプレイ発明の新規のテキスタイル構造及びスイッチングアーキテクチャの幅広い適用性を確立するために役立ち、技術を熟知する人は、新規方法、構成要素、システム及びアーキテクチャが詳細に開示されている例だけに限定されないことを認識するであろう。 These exemplary description establishes the wave division multiplex switching matrices, and broad applicability of the novel textile structures and switching architecture of the present display invention including LSI and VLSI IC design to optimize the photon device and a semiconductor electronic device help, who knows the art will novel method recognizes that the invention is not limited only to the example components, systems and architectures have been disclosed in detail.

前記説明は、おもに光ファイバ等の別々の導波管チャネルを使用する本発明の好適インプリメンテーションに焦点を当てていた。 The description has focused on a preferred implementation of the present invention mainly using separate waveguide channel such as an optical fiber. 説明では、他の導波管チャネル、特に基板または他の構造の中に形成される、あるいは薄膜アセンブリから生じる「バルクの」導波管の使用に関する周期的な参照が含まれていた。 In the description included a periodic reference to the use of other waveguide channels, in particular formed in the substrate or other structure, or resulting from the thin film assembly "Bulk" waveguide. 以下の説明は、半導体導波管チャネルのための好適実施形態のいくつかを明らかにする。 The following description reveals some preferred embodiments for the semiconductor waveguide channel.

本書、及び組み込まれている特許出願に説明されているハイブリッド光ファイバシリコンウェハ実施形態だけではなく、光ファイバ実施形態も新しいコスト経済性、ビデオ「ディスプレイ」またはプロジェクタと呼ばれている新しい応用例、及び他のディスプレイタイプと比較して表示される画像の全体的な品質の改善の可能性に対処する。 This document, and incorporated not only hybrid fiber silicon wafers embodiments described in patent applications, optical fiber embodiment also new cost economy, video "display" or new applications are called projector example, and to address the possibility of overall quality improvement of an image displayed as compared to other display types. その特性のいくつかは、例えば、LCD、ガスプラズマ、及び他の確立され緒についたばかりの技術の特徴である該半導体−製造により導出されるプロセスに対して光ファイバテキスタイル等の革新的な製造及び製作パラダイムの結果である特長のいくつか。 Some of its properties, for example, LCD, gas plasma, and the semiconductor is characteristic technique only just another established cord - such as an optical fiber textiles for the process to be derived by manufacturing innovative manufacturing and some of that is the result of the production paradigm features.

本発明は、これらの異なる磁気光学ディスプレイ及びプロジェクタを製造するために1つまたは複数の放射線信号の経路及び特徴に対する精密な制御のインプリメンテーションを含む。 The present invention includes a precise control of the implementation for the path and wherein the one or more radiation signals to produce these different magneto-optical displays and projectors. これらの装置の重要な要素は、特殊なインプリメンテーションに関係なく、本書に説明されているような製造のすべてのそれらの実施形態及び製造の態様での優位点を導波をベースにした磁気光学ディスプレイに提供するために、導波一般の使用及び導波構造に一体化して製造される(例えばファラデー減衰器等の)インフルエンサ構造の使用を含む。 Important elements of these devices, regardless of the specific implementation, the magnetic which is based on guiding advantage in all those embodiments and manufacturing aspects of the production, as described herein in order to provide the optical display, including the use of a waveguide commonly used in and produced integral with the waveguide structure (such as, for example, a Faraday attenuator) influencer structure. これらの原則は、特に別々の導波管チャネルについて、前記に、及び組み込まれている特許出願に説明されてきた。 These principles, in particular separate waveguide channels, said on, and have been described built-in patent application. これらの原則は、半導体及び薄膜導波管チャネル等の他のタイプの導波管チャネルにも適用する。 These principles also apply to other types of waveguide channels, such as a semiconductor and thin film waveguide channel.

半導体ウェハ製造パラダイムの中では、半導体導波管ベースの磁気光学ディスプレイが、プロジェクタ実施形態、及び超薄型のディスプレイ「アップリケ」システム及び方法と本書で呼ばれている特殊化した実施形態だけではなく、「チップ上HDTVディスプレイ」を含む小型ディスプレイにも特に適している。 Among the semiconductor wafer manufacturing paradigm, semiconductor waveguides based magneto-optic displays, not only the projector embodiments, and embodiments specialized which are called ultra thin display "applique" systems and methods and document are also particularly suitable for small display including "chip on HDTV display". その製造で真空内で液体または圧力で密封された構成部品を必要としないソリッドステート半導体構造として、本発明の半導体導波管実施形態がLCDまたはガスプラズマディスプレイよりも大幅に安価で、さらに優れた性能となる可能性を有している。 As solid-state semiconductor structure that does not require components that are sealed with a liquid or a pressure in a vacuum at its manufacturing, semiconductor waveguides embodiment of the present invention is a much less expensive than the LCD or gas plasma display, further excellent It has the potential to be a performance.

言うまでもなく、小型ではないディスプレイ用に半導体導波をベースにしたFPDを選ぶと、特に、非常に大型のディスプレイの半導体ウェハ製造の周知のコストの制限のために、実質的にはあらゆるケースで光ファイバベースの磁気光学ベースのFPDの選択に大幅に劣る可能性がある。 Needless to say, selecting an FPD in which the semiconductor waveguide based for not small displays, in particular, for very well known in the cost of semiconductor wafer manufacture of large display limit, light is virtually in all cases there is a possibility that poor significantly to the selection of fiber-based magneto-optical based FPD. しかしながら、それは必ずしも当てはまらない可能性があり、特に組み込まれている仮出願及び他の組み込まれている出願からのコンポーネント化原則のいくつかが検討されるとき、半導体導波ベースのシステムは必ずしもさらに小型で薄型の応用例及びインプリメンテーションに制限されない。 However, it may not necessarily true, when several components of principles from provisional application and applications that are built with other are specifically incorporated is considered, the semiconductor waveguide based systems necessarily more compact in not limited to a thin application and implementation.

詳細が後述される小型ディスプレイとプロジェクタ応用例を含む、特定の応用例について本発明の半導体導波管ベースの実施形態の重要な優位点がある。 Details comprises small display and projector applications described below, there are significant advantages of the semiconductor waveguide-based embodiment of the present invention for particular applications. 半導体導波管ベースの実施形態は、特定の実施形態をサポートする導波管構造の表面を基準にした導波管チャネル軸に応じて、一般的には2つの幅広い範囲のグループに分類される。 Embodiment of a semiconductor waveguide base, depending on the waveguide channel axes relative to the surface of the waveguide structure to support specific embodiments, are generally classified into two groups of a wide range . 一般的には、導波管チャネル伝達軸は表面に平行であってよい、あるいはそれは表面に垂直であってよい。 In general, the waveguide channel transmission shaft may be parallel to the surface, or it may be perpendicular to the surface.

最初に、1997年1月28日にHammerに対して発行された「金属−強磁性光学導波管アイソレータ(Metal−Ferromagnetic Optical Waveguide Isolator)」と題される米国特許第5,598,492号と、2000年8月15日にBelouetに対して発行された「導波管及び本方法により付着される薄い強磁性膜を備える磁気光学構成部品上に強磁性膜を付着する方法(Method of depositing a ferromagnetic film on a waveguide and magneto−optic component comprising a thin ferromagnetic film deposited by the methotd)」と題される First, issued to Hammer Jan. 28, 1997 - and U.S. Patent No. 5,598,492 entitled "Metal ferromagnetic optical waveguide isolator (Metal-Ferromagnetic Optical Waveguide Isolator)" a method of attaching a ferromagnetic film on the magneto-optical component comprising a thin ferromagnetic film deposited by "waveguide and the method was issued to Belouet Aug. 15, 2000 (method of depositing a entitled ferromagnetic film on a waveguide and magneto-optic component comprising a thin ferromagnetic film deposited by the methotd) " 国特許第6,103,010号を含む例が参照される。 Examples including national Patent No. 6,103,010 is referred to. 両方の例とも平面的な半導体光導波管ファラデー回転子を説明し、すべての目的のために参照することによりその全体として明示的に本書に組み込まれている。 Both examples describe the planar semiconductor optical waveguide Faraday rotator, are expressly incorporated herein by reference in its entirety be for all purposes.

2つのグループの半導体ウェハシステムを使用すると、本発明の好適実施形態におけるディスプレイ/プロジェクタシステムの2つの基本的な変形がある。 With the semiconductor wafer system of the two groups, there are two basic variations of the display / projector system in a preferred embodiment of the present invention. 1)パッシブマトリックスまたはアクティブマトリックスのどちらかによって切り替えられる基板上に製作される「垂直に形成される」半導体導波管とファラデー減衰器構造のアレイ、及び2)ディスプレイシステムの中への入射平面光を偏向するための「偏向機構」(示されている例は四十五度の反射面または90度曲げを生じさせるフォトニック結晶欠陥である)と結合され、各導波管出力がピクセルまたはサブピクセルを作成する、導波管構造付きの統合された平面的な構成要素としてファラデー減衰器構造を組み込んだ平面的な半導体導波管。 1) passive matrix or "formed vertically" is fabricated on the substrate to be switched by either an active matrix semiconductor waveguide and the Faraday attenuator structure of an array, and 2) the incident plane light into the display system "deflection mechanism" for deflecting (example shown forty 35 degrees Celsius of the reflecting surface or 90 degree bend a photonic crystal defect causing) coupled with each waveguide output pixel or sub to create a pixel, planar semiconductor waveguide incorporating a Faraday attenuator structure as an integrated planar component with waveguide structures. しかしながら、該2例は本発明の半導体導波管実施形態によって引き起こされる可能性の範囲を使い果たしておらず、本実施形態における発明およびその変形は示されている例によって制限されてもいない。 However, two patients the has not run out the possibility of a range caused by the semiconductor waveguide embodiment of the present invention, the invention and variations thereof not be examples restricted shown in this embodiment.

「垂直」と平面的の両方とも、半導体導波管素子の効率的な製造に対して効用があるのは、テキサス州オースチン、ウェストブレーカーレーン1807−C(1807−C West Braker Lane,Austin,Texas)のモレキュラーインプリント社(Molecular Imprints Corporation)から市販されている方法、「ステップアンドフラッシュ」マイクロ−モールドインプリント方法、ナノオプティック(Nano−Optic)からの光子サブ波長エンボス−エッチングソーシング(制限、カラーフィルタリング、偏光フィルタリング、及び管理等)、及びナノスケール自己集合製造方法を実現する前記に参照されたナノソニック社(NanoSonic Corporation)から市販 Both "vertical" and planar, and is there utility against efficient production of a semiconductor waveguide device, Austin, Texas, West breaker Lane 1807-C (1807-C West Braker Lane, Austin, Texas the method which is commercially available from Molecular imprinted Inc. (Molecular imprints Corporation) in), "step-and-flash" micro - mold imprinting method, photon subwavelength embossed from nano optic (nano-optic) - etching sourcing (limit, color commercial filtering, a polarizing filter, and management, etc.), and nanoscale self-assembly manufacturing method to realize referenced to the nano Sonic Corp. (NanoSonic Corporation) れている方法である。 It is a method that has been. これら及び類似する市販されている「ナノ技術」製造方法は、本発明の好適半導体実施形態にとって好適である。 Commercially available "Nanotechnology" manufacturing method for these and similar are preferred for the preferred semiconductor embodiment of the present invention.

製造プロセスという点で、単一基板上に別に構成される、異なる半導体導波管構成要素の最適化に対処する多段焼きなましプロトン交換(APE)製造方法論を開示する2003年11月18日にPetrovに対して発行された「光学材料で別個に最適化された導波管構造を形成するための方法(Methods for forming separately optimized waveguide structures in optical materials)」と題される米国特許第6,650,819号も参照されることに注意する。 In terms of manufacturing process, separately configured on a single substrate, in Petrov on November 18, 2003 which discloses a multistage annealing proton exchange (APE) manufacturing methodology to deal with the optimization of different semiconductor waveguide components "method for forming an optical material in separately optimized waveguide structure (methods for forming separately optimized waveguide structures in optical materials)" issued for the U.S. Patent entitled No. 6,650,819 also note that the reference issue. この開示は、後述される垂直導波管構造及び平面導波管構造の製造で有効であり、他に示されていない限り、マスキング/エッチングプロセスにおける好ましい製造方法は市販の多段焼きなましプロトン交換プロセスである。 This disclosure is effective in the production of the vertical waveguide structure and planar waveguide structures described below, unless otherwise indicated, the preferred methods of masking / etching process in commercial multistage annealing proton exchange process is there. 第'819号特許はすべての目的のためにその全体として参照することによりこれにより明示的に組み込まれている。 The '819 patent thereby are expressly incorporated by reference in its entirety for all purposes.

図11は、「垂直」ディスプレイシステム1100の一般的な概略図である。 Figure 11 is a general schematic view of a "vertical" display system 1100. ディスプレイシステム1100は、各ストリップ1105の端縁から生じるピクセル/サブピクセルのマトリックスから集合的なディスプレイ面1110を生じさせるために、垂直に積み重ねられている複数のウェハストリップ1105を含む。 Display system 1100 to produce a collective display surface 1110 of a matrix of results pixels / sub-pixels from the edge of each strip 1105 comprises a plurality of wafers strips 1105 are stacked vertically. 各ピクセル/サブピクセルは、トランスポートチャネルセグメントに結合される複数の構造化され、順序付けられた変調器から生じ、トランスポートと変調器は各ストリップ1105の中に統合され、各トランスポート及び変調器は本書に、及び組み込まれている特許出願に説明されるように機能性と配列の可能性を有する。 Each pixel / sub-pixel, a plurality of structured to be coupled to the transport channel segments, resulting from the ordered modulator, transport and modulator are integrated in each strip 1105, each transport and modulator has potential functionality and sequence as described in the patent application being this document, and incorporated. ディスプレイシステム1100は、各ストリップ1105が該ウェハ表面に平行に埋め込まれている導波管チャネルを有するウェハから形成され、これらのストリップがディスプレイシステムを生じさせるために垂直に積み重ねられているという点で一種のハイブリッドである。 Display system 1100, each strip 1105 are formed from a wafer having a waveguide channel embedded in parallel to the wafer surface, in that these strips are stacked vertically in order to produce a display system it is a kind of hybrid.

システム1100は、それぞれ約数千のファラデー減衰器導波管チャネルの平行なアレイに平面的な導波管の積層されたストリップを製造することによって達成され、各ストリップは、「垂直」ディスプレイ構造の中に導波管コアがある積層ストリップのシートを形成するためにR、GまたはBの染料でドーピングされ、あるいはカラーフィルタリングされ、上下ともに積層されている。 System 1100 is achieved by fabricating the laminated strip of planar waveguide parallel array of Faraday attenuator waveguide channels are approximately thousands each strip, the "vertical" display structure and R to form a sheet of laminated strips have waveguide core, it is doped with a dye of the G or B, or is color filtering, are stacked vertically both during. 偏向手段を使用しないこのような平面的なファラデー減衰気導波管チャネルの積層されたストリップは、このようにしてそれらの出力端を通してディスプレイアレイを形成し、該ディスプレイ面が「外向きに」向けられた、端部上の導波管構造を見ることによって形成され、該薄い基板及び取り囲むマトリックスがすべてその別々の個々のファラデー減衰器導波管チャネルである。 Do not use deflecting means laminated strips of such planar Faraday attenuation air conduction waveguide channels, a display array formed through their outputs in this way, the display surface is friendly "outwardly" was formed by looking at the waveguide structure on the end, the thin substrate and surrounding matrix is ​​its separate individual Faraday attenuator waveguide channels all. システム1100はディスプレイ面1110に反対の照明光源を利用する、あるいは各ピクセル/サブピクセルエレメントのトランスポートセグメントの中に統合される。 System 1100 utilizes opposite illumination light source to the display surface 1110, or is integrated into the transport segment of each pixel / sub-pixel element.

図12は、図11に示されている1つのストリップ1105の一部の詳細模式図である。 Figure 12 is a part of the detailed schematic diagram of one strip 1105 shown in Figure 11. 図12の拡大図は、入力端縁1210から出力端縁1215に側面方向に通る(円筒形の要素として示されている)複数のトランスポートセグメント1205を描く。 Enlarged view of FIG. 12 depicts an input end through from the edge 1210 laterally to the output edge 1215 (shown as a cylindrical element) a plurality of transport segment 1205. (直線状の素子として示される)インフルエンサ素子1225は各セグメント1205に結合され、それぞれX−Yアドレス指定グリッド(X1230とY1235として示されている単一要素)に応える変調器を生じさせる。 (Linear, shown as element) influencer element 1225 is coupled to each segment 1205, causing the modulator to meet (single element shown as X1230 and Y1235) X-Y addressing grid respectively. 図12に示されているストリップ1105の部分は、それぞれが好ましいカラーモデル(この場合は、Rサブチャネル、Gサブチャネル及びBサブチャネル)の放射線信号を発生する3個のサブピクセルを有する2個のピクセルを含む。 Portion of the strip 1105 shown in Figure 12, (in this case, R subchannel, G sub-channel and the B sub-channels), each preferred color model two having three sub-pixels for generating a radiation signal including pixels.

図13は、半導体構造の中で垂直導波管チャネルを使用する半導体導波管ディスプレイ/プロジェクタを垂直解決策として実現するディスプレイシステム1300の代替好適実施形態である。 Figure 13 is an alternate preferred embodiment of a display system 1300 for implementing the semiconductor waveguide display / projector using the vertical waveguide channel in the semiconductor structure as a vertical solution. ディスプレイシステム1300は、複数の垂直導波管チャネル1310が配置される溶融ファイバ透明基板1305を含む。 Display system 1300 includes a fused-fiber transparent substrate 1305 having a plurality of vertical waveguide channel 1310 is arranged. 各チャネル1310は、従来の光ファイバに同様に実現されるときに、1つまたは複数の境界領域−具体的にはオプションの第1の境界領域1315と第2の境界領域1320−を含む。 Each channel 1310, when it is similarly realized with conventional optical fibers, one or more boundary regions - including the first boundary area 1315 of options specific to the second boundary area 1320-. 境界領域1315は、差別的な誘導列において、差別的な屈折を有し、恒久的な磁気材料でドーピングされる材料である。 Boundary region 1315, in discriminatory derived sequence has a differential refractive, a material that is doped with permanent magnetic material. 第2の境界領域1320は、差別的な指数誘導例においてのように、差別的な屈折を有する材料であり、フェリ磁性/強磁性ドーパントでドーピングされる。 Second boundary region 1320, as in the discriminatory index induced example, a material having a differential refractive, doped with ferrimagnetic / ferromagnetic dopant. 組み立てられたインフルエンサエレメント1325(例えば、コイルフォームまたは他の適切な磁場発生構造)は層カプラ1330によって相互接続されるコイルフォーム層から作り出される。 Assembled influencer element 1325 (e.g., a coil form or other suitable magnetic field generating structure) is produced from the coil form layers which are interconnected by a layer coupler 1330. X−Yアドレス指定グリッド1335は、各インフルエンサエレメント1325の独立した接続/制御のために配置される。 X-Y addressing grid 1335 are arranged for independent connection / control of each influencer element 1325. 導波管チャネル、境界領域、コイルフォーム及びX/Yグリッドの構造、機能及び動作のための追加の詳細は、前記及び組み込まれている特許出願の中に説明されている。 Waveguide channels, the boundary region, the structure of the coil former and X / Y grid, additional details for functions and operations are described in the application above and built-in patents.

標準的な半導体付着、マスキング、及びエッチングによる構造の好ましい製造は以下のとおりである。 Standard semiconductor deposition, masking, and preferred manufacturing structures by etching are as follows. 透明な溶融ファイバ基板上にはドーピングされたシリカ材が付着される。 The clear melt fiber substrate silica material doped is deposited. 透明な材料の第1の付着が行われ、RGB原色の内の1つの色である染料及び、本発明の光ファイバ実施形態に類似した光学的にアクティブなドーパントでドーピングされる。 Is performed first attachment of transparent material, dyes and is one color of the RGB primaries is optically doped with active dopant similar to the optical fiber embodiment of the present invention. 次に、円形の柱の列が残るようにマスクが作られる。 Then, it made a mask so as to leave a row of circular pillars. 残ったままの全ての列について、間に、基板まで下がってエッチングされる2列がある。 For all remaining left column, while, there are two rows which are etched down to the substrate. ドーピングされた材料の各柱は、溶融ファイバフェースプレート内の光ファイバ上に正確に配置され、その結果ファイバ自体も染料でドーピングされ、コアはシリカ柱と同じ寸法となる。 Each column of the doped material is correctly positioned on the optical fiber of fused-fiber face in the plate, resulting fiber itself be doped with a dye, the core is the same dimensions as silica column. 柱の列を形成するプロセスは繰り返され、その結果RGB列のセットが付着及びエッチングのシーケンスにより形成される。 The process for forming a row of pillars is repeated, the set of resulting RGB column is formed by a sequence of deposition and etching.

次に、元の柱の屈折率から区別される屈折率を保有する各柱を取り囲むドーピングされた材料の円柱を製作するために、付着及びエッチングの別のセットが実行され、その結果導波構造は、溶融されたファイバ基板から透明な柱の中に通る光を閉じ込めるために、それによって製造される。 Next, in order to fabricate a doped material cylinder of surrounding each column carrying a refractive index that is distinct from the refractive index of the original column, another set of deposition and etching is performed so that the waveguide structure in order to confine light through in a transparent pillar from the fiber board which is melted, thereby being produced. この「クラッディング」つまり境界領域も恒久的に磁化できる強磁性体、つまり好ましくは、形成後に導波管チャネルの軸に対して直角に設定された強力な磁場にさらされる単分子磁石でドーピングされてもよい。 This "cladding" or boundary region permanently magnetizable ferromagnetic, that is preferably doped with a monomolecular magnets are exposed to a strong magnetic field, which is set at right angles to the axis of the waveguide channel after formation it may be. もしそうでないなら、それは、光ファイバ実施形態で前記に開示されるように、好ましくは、近接のインフルエンサ(例えば取り囲むコイルフォーム)による磁化時に残留磁束を保有するフェリ磁性体/強磁性体でドーピングされる。 If not, it is as disclosed in the optical fiber embodiment, the doping preferably, ferrimagnetic / ferromagnetic harboring residual magnetic flux during magnetization due to the proximity of the influencer (e.g. surrounding coil form) It is.

「クラッディング」構造が恒久的に磁化できる材料でドーピングされる場合には、第2の「クラッディング」円柱が、第1の「クラッディング」円柱のために提供される説明に従って製造され、この「クラッディング」はフェリ磁性体/強磁性体で前述されたようにドーピングされる。 If the "cladding" structure is doped with a material capable of permanently magnetized, the second "cladding" cylinder is produced according to the description provided for the first "cladding" cylinder, the "cladding" is doped as previously described in ferrimagnetic / ferromagnetic.

次に該ドーピングされた導波管構造を取り囲む「コイルフォーム」を製造するために一連の交互の付着及びエッチングが実行される。 Then a series of alternating deposition and etching is performed to produce "coil former" surrounding the doped waveguide structures. 図14は、連続して「コイルフォーム」パターン、つまり第1の層上の円柱の壁を形成する部分的な円と、上に付着される非常に薄い第2の層に同じ導電材料内で垂直に接続する境界を構成する2つの層(第1の層1400と第2の層1405)を示す説明図である。 Figure 14 is continuously "coil former" pattern, i.e. the partial circle forming the walls of the cylinder, on the first layer, the same conductive the material to a very thin second layer is deposited on top is an explanatory view showing the two layers constituting the boundary of connecting vertically (the first layer 1400 second layer 1405). その第2の層では、導電材料の円の非常に最小のセグメント(円柱壁の極めて小さな弧)だけがマスキングされ、エッチング後に残り、その結果非常に薄い絶縁層がその回りに付着される。 In its second layer, only a very minimal segment of a circle of conductive material (very small arc of the cylinder wall) is masked, the remaining after etching, so that a very thin insulating layer is deposited around it.

プロセスは繰り返され、実質的には円、つまり最下部の層の「円柱のスライス」と同一である部分的な円を次の層に付着する。 The process is repeated, substantially circular, i.e. attaching a partial circle is the same as "cylindrical slice" of the bottom layer to the next layer. この新しい部分的な円、つまり「円柱−壁スライス」はそのそれ以外の場合絶縁層上の円柱壁の極めて小さな弧の共通した導電材料を通って下の層に垂直に接続される。 This new partial circle, or "cylinder - wall slices" is connected perpendicularly to the layer below through a common conductive material very small arc of the other when the cylindrical wall of the insulating layer. そして、このプロセスの反復により、交互の層、つまりある層ではほぼ完全な導電性リングが導波管−柱の回りにあり、別の層は、次の層上の非常に薄い極めて小さなセグメントまで、及びその上の層まで、導波管−柱の回りで電流の流れを維持する同じ導電性材料の極めて小さな接続するセグメントだけが上にあり、再びほぼ完全な円が導波管柱の回りにある。 By repetition of this process, alternating layers, i.e. almost complete conductive ring waveguide in one layer - located around a shaft, another layer, until very thin very small segments on the next layer , and until the layers thereon, waveguide - only segments that very small connections of the same conductive material that maintains current flow in the pillar around is in the upper, about almost complete circle again waveguide column It is in.

全出力で、つまり完全90度で、溶融ファイバ基板を通って上方に通過する光の偏向角を回転するほど十分な強さの場を発生させるために必要とされるほど多くの「カラー」層が製造され、薄い絶縁層と散在し、導電材料の「スポット」だけが層間で電流を伝達する。 At full power, i.e. full 90 degrees, so many "Color" layer is required to generate a sufficiently strength field rotates the deflection angle of the light passing upwardly through the molten fiber substrate There is produced, interspersed with thin insulating layer, only the "spot" of the conductive material to conduct current between the layers. 現在の優良な光学的にアクティブなドーパントの確立された性能から、これは少数の「巻き線」つまりカラー層だけで達成されてよい。 From an established performance of the current excellent optically active dopant, which is a small number of "winding" or may be achieved only by the color layer.

次に、該部分的な円の入力ポイントで最下部の円に接する、ファラデー減衰器導波管構造のそれぞれの「基部」をアドレス指定するために基板上で、浸漬ペンナノリソグラフィ等のさらに新しい方法を含む標準的な方法によって導電グリッドが形成される。 Next, the partial circle input point of contact with the circle of the bottom, on a substrate in order to address each of the "base" of the Faraday attenuator waveguide structure, immersion pen nanolithography, etc. Further new mETHOD conductive grid is formed by standard methods including.

次に、半導体で製造されたファラデー減衰器構造の間の薄い間隙の中に黒のマトリックスが付着される。 Next, a black matrix is ​​deposited in a thin gap between the Faraday attenuator structure which is manufactured by the semiconductor. フォトニック結晶在留が利用されるときには、差異は、バンドギャップ構造が光を運び、(該光チャネルの回りのフェリ磁性体/強磁性体のドーピングされた円柱、及び要すれば恒久的に磁化できる材料の第1のドーピングされた円柱としてだけであるが)光を閉じ込めるためには差別的な屈折率「クラッディング」が必要ではないという点である。 When the photonic crystal residence is utilized, differences carries the optical band gap structure can be permanently magnetized (doped cylinder around the ferrimagnetic / ferromagnetic optical channel, and if necessary only a first doped columnar material is) in order to confine the light is that it is not necessary discriminatory refractive index "cladding".

最後に、好適実施形態では、必要とされるとき、あるいは材料の性能によって所望されるときを含む「上部」アドレス指定グリッドが導波管構造間の黒のマトリックスの上に付着される。 Finally, in the preferred embodiment, when needed, or "top" addressing grid comprising when desired by the performance of the material is deposited on a black matrix between the waveguide structure. 必要時、黒いマトリックスは垂直導波管構造の上部を基準にして非常に高く付着されるだけなので、導電アドレス指定グリッドによりアドレス指定されたトランジスタは、導波管構造に沿って垂直に位置合わせされた半導体構成要素として形成され、コイルフォーム構造に必要とされる該交互の層の間で有利に製造される。 When necessary, because only the black matrix is ​​deposited very high with respect to the upper portion of the vertical waveguide structure, conductive addressed by specified grid addressed transistor is aligned vertically along the waveguide structure formed as a semiconductor component, it is advantageously prepared between the alternating layers needed for the coil foam structure. 次に、追加の黒い(不透明な)マトリックスがアドレス指定グリッドとオプションの垂直に付着されるトランジスタの上に付着され、その結果半導体ウェハ構造は同一平面上になる。 Next, add black (opaque) is deposited over the transistor matrix is ​​attached vertically addressing grid and options, resulting semiconductor wafer structure is on the same plane. いくつかの例では、光学散乱構造が形成され、付着され、垂直導波管構造の「出力」ポイントに直接的に付着され、該導波管構造からのすでに優れた分散角度を改善する。 In some examples, the optical scattering structure is formed, is attached, is attached directly to the "output" point of the vertical waveguide structure, improves the already good dispersion angle from the waveguide structures.

図15は、半導体構造内の平面的な導波管チャネルを使用する平面的な解決策として、半導体導波管ディスプレイ/プロジェクタを実現するディスプレイシステム1500のための代替好適実施形態である。 Figure 15 is a planar solution of using planar waveguide channel in a semiconductor structure, an alternative preferred embodiment for a display system 1500 for implementing the semiconductor waveguide display / projector. システム1500は、各サブピクセルに一様な照明を供給するために多数のきわめて狭い導波管チャネルを供給するシステム1500の端縁に1つまたは複数の照明源を含む。 The system 1500 includes one or more illumination sources to the edge of the system 1500 supplies a large number of very narrow waveguide channels to provide a uniform illumination for each subpixel. システム1500は、入力層、回転子層、及びディスプレイ層を含む多くの機能上の層を含む。 System 1500 includes an input layer, a rotor layer, and a layer on a number of functions including display layer. 下部層では、(X軸とY軸からの)各サブピクセル列が多数の極めて狭い導波管チャネルを供給し、各サブピクセルに一様な照明を提供する。 In the bottom layer, (from X-axis and Y-axis) each sub-pixel column by supplying a large number of very narrow waveguide channels, providing uniform illumination in each subpixel. このようにして、好適実施形態では、Y軸から、各列は(3000幅の場合)1500導波管チャネルを有し、それぞれのチャネルはその列上のサブピクセルで終端する。 Thus, in a preferred embodiment, the Y-axis, each column (in the case of 3000 width) has 1500 waveguide channels, each channel terminating in a sub-pixel on the column. X軸及びY軸は交互のサブピクセルをアドレス指定する。 X-axis and Y-axis addresses the alternating sub-pixel. X軸から、各列は約1350チャネルを含み、X軸とY軸はそれぞれ別の層の上にある。 From X-axis, each row contains about 1350 channels, X-axis and Y-axis are on the separate layers. 好適実施形態では、導波管チャネルは0.02ミクロン以下で製造されたフォトニック結晶構造の導波管である。 In a preferred embodiment, the waveguide channel is a waveguide of the photonic crystal structure which is manufactured by the following 0.02 microns. それぞれの導波管はサブピクセル場所で終端し(いくつかのインプリメンテーションでは、複数のチャネルが単一のサブピクセル場所を照明する)、サブピクセルための所望される場所に出力場所を位置決めするために複雑な経路を画定してよい。 (In some implementations, multiple channels to illuminate a single sub-pixel locations) each waveguide terminates at subpixel locations, positioning the output location on the desired location for subpixel it may define a complex path for. 伝播平面の中からディスプレイ平面の中に、伝播され、振幅が制御された放射線信号をリダイレクトするために該出力場所に偏向機構が設けられる。 Some among the propagation plane of the display plane, are propagated, the deflection mechanism is provided to the output location to redirect radiation signal whose amplitude is controlled. 示されているように、ディスプレイ平面は伝播平面に垂直である。 As shown, the display plane is perpendicular to the propagation plane. 各導波管チャネルに沿って、1つまたは複数のインフルエンサ/変調器部分/層が該伝播された放射線信号の所望される振幅制御を生じさせるために設けられる。 Along each waveguide channel, one or more influencer / modulator part / layer is provided in order to produce the desired amplitude control of the radiation signal that is the propagation. 導波管チャネルはサブピクセル直径よりはるかに小さいので、導波管チャネルの出力が有効サイズを拡大するために分散または光学素子を含むことが好ましい。 Since the waveguide channel is much smaller than the sub-pixels in diameter, it will be preferable to include dispersed or optical elements to the output of the waveguide channel is larger effective size.

ディスプレイの表面に平行な連続ウェハ上の半導体導波管。 The semiconductor waveguides on parallel continuous wafer to the surface of the display. サブピクセル導波管回転子素子ごとに、45度の鏡終端、つまり表面から外向きに出現するためにディスプレイ表面に平行から光を偏向し、このようにしてサブピクセルを形成する(10ミクロン直径で示される)フォトニック結晶曲げがある。 For each sub-pixel waveguide rotor element, 45 degrees mirror termination, i.e. to deflect light from a parallel to a display surface to appear outwardly from the surface, thus to form a sub-pixel (10 microns in diameter there is shown are) bent photonic crystal in.

ディスプレイアレイの中で組み合わされるトランスポート/インフルエンサ組み合わせの平面的な半導体光学導波管実施形態の1つの優位点は、照明源が「側面」から平面的な光導波管に平行に設けられる、きわめて薄い人工的な半導体プロセスディスプレイ構造を製造することにある。 One advantage of the planar semiconductor optical waveguide embodiment of the transport / influencer combination combined in a display array is provided in parallel to the planar optical waveguides illumination source from the "side", It is to produce a very thin artificial semiconductor process display structure. このようにして設けられる照明源は、RGB半導体レーザ、VCSELまたは端縁発光の平行列等のきわめてコンパクトな形式を取ることがある。 Illumination source provided in this way, RGB semiconductor lasers, which may take a very compact form of parallel rows, etc. VCSEL or edge emitting. このように、原則的には、構造は、重合体で密封されたテキスタイルを含む硬い基板または撓みやすい基板上に厚膜として製造されてよい。 Thus, in principle, the structure may be manufactured as a thick film on a rigid substrate or pliable substrate comprising a sealed textile with a polymer. 厚膜が具現化されたディスプレイとして、ディスプレイは「アップリケ」として付けられてよく、事実上、薄いディスプレイ材料で曲面状の幾何学表面にタイルを張る。 As display thick is embodied, the display may be marked as "applique" virtually tiling the curved geometry surfaces with a thin display material.

一次半導体で製造された層は、(前記に開示されたフラットパネルディスプレイの実施形態においてのように、ディスプレイ表面に平行に後部空洞照明源全体からの照明に対して)側面照明源からの光を運ぶ複数の平面的な導波管からなる。 Layers produced by the primary semiconductor, the light from (as in the embodiment of a flat panel display disclosed in the relative illumination of the entire rear cavity illumination sources parallel to the display surface) side illumination source carrying comprising a plurality of planar waveguides. 図16は、水平面から垂直面に導波管/インフルエンサによって「バルブで調節される」光をリダイレクトする偏向機構1610と組み合わされた放射線信号1605を伝播するための半導体構造の中に統合されるトランスポート/インフルエンサシステム1600の断面である。 Figure 16 is integrated in a semiconductor structure for propagating radiation signal 1605 combined with deflection mechanism 1610 to redirect "is regulated by a valve" light in a vertical plane by a waveguide / influencer from the horizontal plane it is a cross-section of a transport / influencer system 1600.

好ましい実施形態の代表的な製造プロセスは以下を含む。 Typical production processes of the preferred embodiment includes the following. 厚膜材料は基板上に付着され、その結果薄膜はそれだけで基盤として成り立つとなるほど引っ張り強さで十分に堅牢であり、作業用の基板から取り除かれる場合にもその完全性を保持するであろう。 Thick film material deposited on the substrate, so that thin film is only sufficiently robust as tensile strength becomes established as a foundation it will retain its integrity even when removed from the substrate for a work . 半導体のリソグラフィックプロセス(材料の付着または印刷、マスキング及びエッチング等、浸漬ペンナノリソグラフィ)を通して、光学的に透明であるが、染料でドーピングされた材料が厚膜基板に付着されている。 Semiconductor lithographic process (deposition or printing material, masking and etching, immersion pen nanolithography) through, but optically transparent, material doped with a dye is attached to the thick film substrate. この第1の付着も、YIG、Bi−YIBまたはTb等の光学的にアクティブな材料で、あるいは現在の優良なドーパントでドーピングされる。 The first attachment is also, YIG, an optically active material such as Bi-YiB or Tb, or is doped with the current excellent dopant. すべての材料は、厚膜基板と同じヤング率に従って好ましくは可撓である。 All material is preferably flexible according to the same Young's modulus as the thick film substrate.

チャネルは、描かれているようにマスキングされ、付着される材料の大部分は取り除かれ、材料の線路を残す。 Channel is masked as depicted, the majority of the deposition material being is removed, leaving a line of material. 浸漬ペンナノリソグラフィは、反射を達成するために適切な差別的な屈折率の同じまたは他の材料(つまり、フォトニック結晶曲げを製造するためのQWI)の中から該45°の偏向素子をステレオ印刷するために利用される。 Immersion pen nanolithography, suitable for discriminatory refractive index the same or other materials to achieve a reflection (i.e., QWI for the manufacture of a bending photonic crystals) stereo deflection element of the 45 ° from the It is used for printing. 代わりに、モレキュラーインプリントの「ステップアンドフラッシュ」ステレオインプリント方法が利用されてよい。 Instead, the "step-and-flash" stereo imprint method of molecular imprinted may be utilized. 相対的にさらに複雑な他の方法も技術で公知である。 More complex other methods relatively well known in the art.

次に、チャネルの染料及び光学的にアクティブなドーピングされた材料の段が付着され、実際には該45度偏向素子に隣接する光チャネルに沿って変調器デバイスによって切り替えられ、該45度偏向素子によって偏向される光のためのディスプレイ表面の平面からの出口ポイントを形成する、該45度偏向素子の上に直接的に段を残すためにエッチングされる。 Next, a dye and optically variable active doped material of the channel is deposited, actually switched by the modulator device along the optical channel adjacent to the 45 ° deflection element, the 45 ° deflection element forming outlet point from the plane of the display surface for the light deflected by, it is etched to leave directly stage over the 45-degree deflection element.

次に、材料は、同じ差別的な屈折率で付着され、元の線路と他の製造された素子を取り囲み、覆う。 Then, the material is deposited at the same differential refractive index, surrounding the original line and the other prepared device, cover. これが「クラッド材」と呼ばれる。 This is referred to as the "cladding material". 該45度の変更素子またはフォトニック結晶曲げに隣接する導波チャネルのセグメントの上には、光チャネル上にその軸に垂直に製造されるであろう水平バンドをアドレス指定するために、平行に、及び光チャネル上に導電線路を可能とするために過去に付着された材料から空間がエッチングされる。 On the segment of the waveguide channels adjacent to the bending changing element or a photonic crystal of the 45 degrees, in order to address the horizontal bands will be produced perpendicularly to its axis on the optical channel, parallel , and space is etched from the deposited material in the past in order to enable a conductive line on the optical channel. フェリ磁性体/強磁性体でドーピングされる下の材料の層だけではなく該バンドの導電材料も付着するための空間もエッチングされる。 Space for the conductive material of the band not only the layer below the material to be doped with ferrimagnetic / ferromagnetic also adheres also etched. その材料の下の空間はオプションで、機能が本書に、及び組み込まれている特許出願に詳説される恒久的に磁化できる材料でドーピングされた材料の付着のために残される。 In space options under the material, function is left for this document, and incorporated doped with permanently magnetizable material, which is detailed in in that patent application the deposition of material.

同様に以下の材料が(連続マスキングとエッチング及び/または浸漬ペンナノリソグラフィ、場発生バンドをアドレス指定するための光チャネルに平行な線路内の導電材料、光チャネル上に残される「クラッド」材の上で恒久的に磁化可能な(及び以後磁化される)材料のオプションの層、場発生素子により一時的に磁化され、残留磁束によって回転を維持するフェリ磁性体/強磁性体、及び光チャネルの軸に直角に配置される導電材料を生成する場のバンドで付着される。現在のドーパント性能に基づいた数個のバンドだけが必要とされる可能性がある。 Similarly following materials (continuous masking and etching and / or immersion pen nanolithography, the conductive material in parallel lines to the optical channel for addressing the field generating band, are left on the optical channel "clad" material permanently magnetizable (and subsequent magnetization to) optional layer of material above is temporarily magnetized by the field generating element, ferrimagnetic / ferromagnetic material to maintain the rotation by the residual magnetic flux, and an optical channel is deposited in situ of the band to produce an electrically conductive material disposed at right angles to the axis. only a few bands based on the current dopant performance may be required.

最後に、マルチ厚膜の半−導体で製造される構造の表面が密封され、平らになるように「クラッド」材のさらに多くが付着される。 Finally, the multi-thick semi - surface of the structure to be produced by the conductor is sealed, more "clad" material is deposited so as to flatten. オプションで、トランジスタが、ファラデー減衰器の場発生構造のアドレス指定の直前に、導電性のアドレス指定線路とインラインで製造されてよい。 Optionally, the transistor is immediately before the addressing field generating structure of the Faraday attenuator may be manufactured from a conductive addressing lines and line. 厚膜材料を適切な選択することにより、厚膜ディスプレイ構造全体が堅牢なポリマーで密封されたテキスタイル基板上に形成されてよい、あるいは形成する基板から取り外され、厚膜エピタキシーによって別の(おそらく幾何学的に複雑な)最終的に支えるディスプレイ面に接着されてよい。 By proper selection of thick film materials, the entire thick film display structure may be formed on a textile substrate that is sealed with robust polymer, or is removed from the substrate to form, another by thick epitaxy (possibly geometric histological complex) may be adhered to the display surface eventually supported.

図17は、単一のピクセルを生じさせる3つのサブピクセルチャネルをさらに描く、図15に示されるディスプレイシステム1500の概略図である。 Figure 17 further depicts the three subpixels channel causes a single pixel, is a schematic diagram of a display system 1500 shown in FIG. 15. 各チャネルはシステム100の表面でマージされるために自立して制御され、偏向される。 Each channel is controlled by self to be merged with the surface of the system 100, it is deflected.

図18は、システム1800内の導波経路構造のオプションのインプリメンテーションのための好適実施形態である。 Figure 18 is a preferred embodiment for the optional implementation of the waveguide path structure of the system 1800. 回転がピクセル1805の直径を横切って達成されなければならない、平面的な変調器方式の制限された寸法を補償するために、新規の「スイッチバック」戦略が導波管1810に利用される。 Rotation must be achieved across the diameter of the pixel 1805, to compensate for the limited size of the planar modulator schemes, "switchback" strategy for new are utilized to the waveguide 1810. 欠陥の作成(周期的な穴、または他の構造の除去)によるフォトニック結晶構造がほぼ90度の曲げを光路で達成することを考えると、一連のスイッチバックのサブミクロン幅の光路を「折りたたむ」ための戦略により、長すぎる素子を生じさせずに影響を及ぼす効果(例えば磁場)にさらされる光ビームが移動する距離という点で、式1の「d」寸法が拡大する。 Given that the creation defects (periodic holes or removal of other structures) photonic crystal structure due to achieve bending approximately 90 degrees in the optical path, "fold the optical path of the sub-micron wide series of switchback "the strategy for, in terms of distance that the light beam moves to be exposed to influence without causing too long element effects (e.g. magnetic)," d "dimension of formula 1 is enlarged. 事実上、標準的な半導体製造プロセスを介して形成される、回転子/減衰器素子を好適実施形態のスイッチバックに沿って連続して配備すると、それ以外の場合ならば実際的となると思われるよりはるかに大きな「d」寸法のおかげで非常に低い消費電力の素子が生じる。 Seems to the fact, are formed through a standard semiconductor manufacturing process, deploying continuously along the rotor / attenuator element switchback preferred embodiment, a practical if otherwise very low power consumption of the device occurs by virtue of the large "d" dimension more far. 該チャネルの寸法が非常に小さいことを考えると、回転子/減衰器の全体的な寸法は従来の技術の導波管例より大幅に小さくなり、サブピクセルの最大寸法よりはるかに小さくなるであろう。 Given the dimensions of the channel is very small, the overall dimensions of the rotor / attenuators be significantly less than the waveguiding Kanrei prior art, much less der than the largest dimension of the subpixel wax.

図11から図18に示されている好適実施形態は、組み込まれている特許出願に含まれているトランスポート、変調、ディスプレイ構造、機能及び動作を実現する基板化された導波チャネルを説明する。 Preferred embodiment shown in FIG. 18 from FIG. 11, the transport included in the patent applications are incorporated, modulation, display structures, functions and substrates of been guided channel to realize the operation will be described . これらの実施形態は、光ファイバ及びフォトニック結晶ファイバ等の基板および独立した/別個の導波管チャネル内に形成される/付着される/配列される導波管チャネル間の代用可能性を強調している。 These embodiments, highlighting the substitute potential between the optical fiber and the photonic crystal fiber of the substrate and independent / separate formed in the waveguide within the channel / deposited is / arranged as waveguide channel doing. それらの代用品の内の1つは、図9及び図10に示されている横断方向スイッチの使用である。 One of their substitutes is the use of transverse switches shown in FIGS. 9 and 10. その好適実施形態はファイバ間の切り替えを含んでいるが、図9の原則は導波管、つまり特に共通基板に配置される適切に構造化され、配列された導波管の間の切り替えに適用されてよい。 Although the preferred embodiment includes a switching between fiber applications, principles waveguide of FIG. 9, i.e. in particular be suitably structured to be disposed on a common substrate, the switching between the arrayed waveguides it may be. いくつかのインプリメンテーションでは、切り替えは適切な関係で配列されるさまざまな基板の導波管の間である。 In some implementations, the switching is between the various substrates waveguides are arranged in proper relationship.

薄型で、小さく、軽量のディスプレーシステムを考えた場合、例えば、暗視ゴーグル及びバーチャルリアリティゴーグル等の、電子ゴーグル及びゴーグルアセンブリのための特殊化された高解像度及び明るいディスプレイ面を含む多くのタイプのディスプレイシステムが考えられる。 In thin, small, considering the display system of lightweight, for example, such as night vision goggles, and virtual reality goggles, many types, including high-resolution and bright display surface that is specialized for electronic goggles and goggles assembly display system can be considered. 仮特許出願及び本書に組み込まれているコンポーネント化特許出願に開示されているように、さらにゴーグルを軽量化し、電子ゴーグルシステムをコンポーネント化することによってその寸法を縮小することも好適実施形態の特性でもある。 As disclosed in the component of the patent applications is incorporated in the provisional patent application and document, further lightweight goggles, also by the characteristics of the also preferred embodiments to reduce its dimensions by a component of an electronic goggle system is there.

ファイバ及びファイバ/導波管統合方式のおかげで、好適実施形態の電子ゴーグルシステムの表示面は変調/スイッチングマトリックスから分離されてよく、このようにして高輝度画像を、(電源を共用する)1つまたは複数のVRゴーグルデバイスの中の溶融光ファイバフェースプレートに光ファイババンドル等の導波管を介して、例えばヘリコプターの電子部品パッケージの中でのように遠隔位置から伝達できるようにする。 Thanks to fiber and fiber / waveguide integrated system, the display surface of an electronic goggle system of the preferred embodiment may be separated from the modulation / switching matrix, a high luminance image in this manner, (shared power) 1 One or more through a waveguide such as an optical fiber bundle into a molten optical fiber face plate in the VR goggles devices, for example, to be transmitted from a remote location as in the helicopter of the electronic component package.

光ファイバフェースプレートは、過去においてはCRTまたはLCD等の他のディスプレイソースとともに利用されていたが、このようなソースは、第1の例ではファイバの蛍光画面への不正確な接続、及び第2の例ではLCDの輝度限界のために解像度または輝度のどちらかで制限されていた。 FOFP is in the past have been used with other display source such as a CRT or LCD, such source is the first example incorrect connections to the fluorescent screen of the fibers, and a second the example has been limited by either the resolution or brightness for the LCD brightness limit. LCOSは、輝度の増加を生じさせる一方、ファイバとの重大な統合の問題を呈する。 LCOS, while causing an increase in brightness, present problems of significant integration with the fiber. この関連での一体化したファイバ対光ファイバフェースプレート解決策または導波管対ファイバの解決策を含む好適実施形態を含む本発明は、従来の手法の制限を克服する。 The present invention, including the preferred embodiments that include a solution of the relevant integrated in the fiber pairs FOFP solution or waveguide pair fiber overcomes the limitations of conventional approaches.

フェースプレート手法の代わりに、本項で前記に詳説されたようなきわめて薄い半導体サンドイッチ方式が、スイッチングマトリックスがディスプレイ面の中、あるいは近くに封じ込められているバーチャルリアリティゴーグルのデザイン内の光ファイバからの側面照明とともに利用されてよい。 Instead of the face plate method, extremely thin semiconductor sandwich system as detailed in the present terms, the switching matrix of the optical fiber in the design of virtual reality goggles that are contained within the display surface, or near it may be utilized with side lighting. いずれかの手法のディスプレイ面の輝度、速度、視角及び光学的品質は、すべての用途について、概して暗視及びバーチャルリアリティのヘッドギアの性能及びコストで大きな改善を提供する。 Brightness of the display surface of either technique, speed, viewing angle and optical quality for all applications, generally to provide a significant improvement in performance and cost of the headgear of night vision and virtual reality.

図19は、基板付き導波管ディスプレイシステムを使用する電子ゴーグルシステム1900のための好適実施形態の前部透視図である。 Figure 19 is a front perspective view of a preferred embodiment for the electronic goggle system 1900 that uses the waveguide display system with a substrate. 示されているように、基板付き導波管システムは前述されたような基板付きの導波管ディスプレイシステム1905の立体的な組として示されている。 As shown, the waveguide system with the substrate is shown as three-dimensional set of waveguide display system 1905 with the substrate as previously described. さらにシステム1900は、電力/データの通信のためにポート1910を含む。 Furthermore the system 1900 includes a port 1910 for communication power / data. 図20は、図19に示されている電子ゴーグルシステム1990の側面透視図である。 Figure 20 is a side perspective view of an electronic goggle system 1990 shown in FIG. 19.

一般的には、本発明の態様を具現化するトランスポート、変調器及びシステムの性能属性は以下を含む。 In general, transport, performance attributes of the modulator and system embodying aspects of the present invention includes the following. (光学的にアクティブな物質に隣接する電界発生要素を含む)サブピクセル直径:好ましくは<100ミクロン、さらに好ましくは<50ミクロン。 (Optically includes a field generating element adjacent to the active substance) subpixel diameter: preferably <100 microns, more preferably <50 microns. (前述された代替実施形態では、染料でドーピングされた複数の光チャネルが1つの複合導波管構造で実現され、RGBピクセル寸法の正味の縮小を達成する)。 (In the above it has been an alternative embodiment, be realized in doped plurality of optical channels one composite waveguide structure with a dye, to achieve a reduction in net RGB pixel dimensions). サブピクセルエレメントの長さは好ましくは<100ミクロンであり、さらに好ましくは<50ミクロンである。 The length of the sub-pixel element is preferably <100 micron, even more preferably <50 microns. 単一のサブピクセルの場合、効果的な90°の回転を達成するための駆動電流:0から50m. For a single sub-pixel, the effective 90 ° driving current to achieve a rotation of: 0 to 50 m. Ampsである。 Is Amps. 応答時間:一般的にはファラデー回転子の場合きわめて高速(つまり1nsが立証されている)。 Response time: typically (are words 1ns is evidenced) very fast when the Faraday rotator.

全体的なディスプレイ電力要件の基本的な理解として、好適実施形態の実際の電力要件は必ずしもサブピクセル総数かける90°回転に必要とされる最大電流の線形乗算に基づいて計算されないことに注意することが重要である。 As a basic understanding of the overall display power requirements, the actual power requirements of the preferred embodiment is not always possible to note that not calculated based on linear multiplication of the maximum current required for 90 ° rotation multiplying the total number subpixel is important. 実際の平均電力要件及びピーク電力要件は、以下の因数を考慮に入れて計算されなければならない。 The actual average power requirements and peak power requirements must be calculated taking into account the following factors. つまり、両方とも100%を大幅に下回る、ガンマ及び平均カラーサブピクセル使用量。 That is, both significantly below 100%, gamma and average color sub-pixel amount. したがって平均回転は90°を大幅に下回る。 Thus the average rotation significantly less than 90 °. ガンマ:すべてのサブピクセルを使用して白の背景を表示するコンピュータモニタさえサブピクセルごとに最大ガンマを必要とせず、ついでに言えばサブピクセルも必要としない。 Gamma: computer monitor using all the sub-pixels to display the white background even without the need for maximum gamma for each sub-pixel, does not require sub-pixels that matter. スペースのために、人間の視覚認知の科学の詳細な検討は行うことができない。 For the sake of space, detailed study of the science of human visual perception can not be carried out. しかしながら、適切な画像表示に必須であるのは(変化する周囲光レベルで見るための必要とされる基本表示輝度を考えると)ディスプレイ全体での相対的な強度、ピクセルとサブピクセルである。 However, the essential to the proper image display is (given the basic display luminance that is required for viewing with ambient light level change) relative intensities in the entire display, pixels and sub-pixels. 最大ガンマ(またはそれに近い)、及び360°回転(動作範囲が何であれ、90°またはその何らかの端数は、例えば太陽に直接的に発射するとき等、明るい光源の中への直接的なショット等の最も極端なコントラストを必要とするケースを含む一定のケースだけで必要とされるであろう。このようにして、ディスプレイのための平均ガンマは統計的には考えられる最大ガンマのなんらかの部分であろう。それが、コンピュータモニタの安定した「白い」背景の快適な表示のために、ファラデー回転が最大でもない理由である。要約すると、既定のサブピクセルを駆動する既定のファラデー減衰器が完全回転にある必要はめったになく、したがって完全電力をめったに要求しない。色:純粋な白だけがクラスタ内でRGBサブピクセルの等し Maximum gamma (or nearly so), and whatever the 360 ​​° rotation (the operating range, 90 ° or some fraction thereof, for example, such as when directly firing the sun, the direct shot and the like into the bright light source will be required only in a certain case includes a case that requires the most extreme contrast. in this way, would mean gamma some portion of the maximum gamma conceivable statistically for display . it, for a comfortable view of the stable "white" background of the computer monitor, Faraday rotation is why not at the maximum. in summary, the default Faraday attenuator complete rotation to drive a predetermined subpixel there should rarely, hence rarely require full power colors:. equal of RGB sub-pixels only pure white cluster く強力な組み合わせを必要とするため、カラー画像またはグレイスケール画像のどちらかの場合、一度に処理されるのは、ディスプレイのサブピクセルのなんらかの部分であることが注記されなければならない。RGB組み合わせによって加法的に形成される色は以下を暗示する。いくつかのカラーピクセルはただ1つ(R、GまたはBのどれか)の(変化する輝度の)サブピクセルが「オン」であることを必要とし、いくつかのピクセルは(変化する輝度の)二個のサブピクセルが「オン」であることを必要とし、いくつかのピクセルは(変化する輝度の)三個のサブピクセルが「オン」であることを必要とする。純粋な白のピクセルは三個すべてのサブピクセルが「オン」であることを必要とし、それらのファラデー減衰器は等しい輝度 Requires a Ku powerful combination, either case of a color image or gray scale image, is being processed at a time, by .RGB combination that is some portion of the sub-pixel of the display must be noted color that is additively formed implies the following. require that some color pixels only one (of the luminance change) (R, one of G or B) sub-pixel is "on" between, and several pixels (luminance change) two subpixels need to be "on", several pixels (varying brightness) three subpixels "on" require that. pure white pixels requires that three all sub-pixel is "on", those Faraday attenuator equal brightness 達成するために回転される(カラーピクセルと白ピクセルは、色の彩度を減じるために並列できる。本発明の代替一実施形態では、「クラスタ」内の追加のサブピクセルは飽和に対するさらに効率的な制御を達成するために均衡の取れた白い光であってよい。 Is the (color pixels and white pixels rotated to Accomplish, in alternate embodiment of a parallel as possible. The present invention for reducing the color saturation, additional sub-pixels in a "cluster" is more efficient with respect to saturation it may be a white light a balanced to achieve a Do control.

カラーイメージング及びグレイスケールイメージングのサブピクセルクラスタに対する要求を考慮すると、平均的なフレームの場合、実際に対処される必要のあるすべてのディスプレイサブピクセルのなんらかの部分があり、ある程度まで「オン」であるものの場合、平均輝度は大幅に最大を下回ることは明らかである。 Considering the requirements of color imaging and grayscale imaging relative to a sub-pixel cluster, the average frame, there is some portion of all of the display sub-pixels that must be actually addressed, although it is "on" to a certain extent If the average luminance it is clear that significantly less than the maximum. これは単にRGB加法カラースキーム内のサブピクセルの関数のためであり、絶対ガンマの検討に加えられる要因である。 This is merely for the function of the sub-pixels in the RGB additive color scheme, which is a factor applied to the study of the absolute gamma.

統計分析は、これらの考慮事項のためのFLATアクティブマトリクス/連続アドレス指定デバイスの電力要望プロファイルを決定できる。 Statistical analysis can determine FLAT power demand profile of the active matrix / continuous addressing device for these considerations. それはいずれにせよ同時に完全ファラデー回転にあるディスプレイの各サブピクセルの仮想最大値を大幅に下回っている。 It is significantly below the virtual maximum value of each sub-pixel of the display in the same time completely Faraday rotation anyway. 既定のフレームについて決してすべてのサブピクセルが「オン」であるわけではなく、それらの「オン」の輝度は、多様な理由から、通常最大の相対的に小さななんらかの部分である。 Does not mean default means all sub-pixels for the frame is "on", the luminance of their "on", from a variety of reasons, it is usually up to a relatively small some parts. 電流要件、つまり0°から90°の回転の0から50m. Current requirements, that is 50m from 0 to 0 ° of rotation of 90 °. ampsに関して、最小仕様が検討される。 With respect to amps, minimum specifications are considered. 0°から90°の回転の例の電流範囲が既存のファラデー減衰器装置の性能仕様から既定の(0から50m.amps)であったが、この性能仕様が最小として設けられ、光通信用の基準装置の最高水準の技術によりすでに明確に置き換えられ、追い越されていることに注意することも重要である。 (From 0 50m.amps) 0 ° to 90 of rotation ° Example current range of existing Faraday attenuator device from the performance specification default of it was, the performance specifications are provided as a minimum, for the optical communication already clearly replaced by the state of the art of a reference device, it is also important to note that the overtaken. 最も重要なことには、それは改善された方法及び材料技術からの利点を含む、本発明に指定される新規の実施形態を反映していない。 Most importantly, it includes a benefit from improved methods and materials technology, it does not reflect the new embodiments specified in the present invention. 引用された仕様の達成以来性能の改善は継続しており、何かが加速してきた、及び加速し続ける場合、この範囲をさらに削減する。 Improvement since the achievement of the cited specification performance has continued, if something has been accelerated, and continues to accelerate, further reduce this range.

本願に説明されているシステム、方法、コンピュータプログラム製品及び伝播される信号は、言うまでもなく、例えば中央演算処理装置(「CPU」)、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、システムオンチップ(「SOL」)、または任意の他のプログラマブルデバイスの中の、またはそれらに結合されるハードウェアで具現化されてよい。 System described herein, a method, computer program product and a propagated signal, of course, for example, a central processing unit ( "CPU"), microprocessor, microcontroller, System on Chip ( "SOL"), or in any other programmable device, or it may be embodied in hardware that is coupled thereto. さらに、システム、方法、コンピュータプログラム製品及び伝播された信号は、ソフトウェアを記憶するように構成されている、例えばコンピュータ使用可能(例えば可読)媒体の中に配置されるソフトウェア(例えば、コンピュータ可読コード、プログラムコード、ソース言語、オブジェクト言語または機械言語等の任意の形式で配置される命令及び/またはデータ)で具現化されてよい。 Furthermore, the system, method, computer program product and propagated signal is configured to store the software, for example, a computer usable (e.g., readable) software, which are arranged in a medium (e.g., computer readable code, program code, source language, may be embodied in instructions and / or data) are arranged in any form such as an object or machine language. このようなソフトウェアにより、ここに説明されている装置及びプロセスの機能、製造、モデル化、シミュレーション、記述及び/または試験が可能になる。 Such software, here described has been that the apparatus and process function, manufacture, modeling, simulation, allowing description and / or testing. 例えば、これは(例えば、C、C++等の)汎用プログラミング言語、GDSIIデータベース、Verilog HDL、VHDL、AHDL(Altera HDL)等を含むハードウェア記述言語(HDL)、あるいは他の使用可能なプログラム、データベース、ナノ処理、及び/または回路(つまり概略)キャプチャツールを使用することにより達成できる。 For example, this is (eg, C, C ++, etc.) General-purpose programming languages, GDSII databases, Verilog HDL, VHDL, AHDL hardware description languages ​​including (Altera HDL) and the like (HDL), or other available programs, databases , nano processing, and / or circuit (i.e. schematic) capture tools can be achieved by the use. このようなソフトウェアは、半導体、磁気ディスク、光ディスク(例えば、CD−ROM、DVD−ROM等)を含む公知のコンピュータ使用可能媒体の中で、及びコンピュータ使用可能(例えば可読)伝送媒体(例えば、搬送波またはデジタルベースの媒体、光ベースの媒体またはアナログベースの媒体を含む他の媒体)で具現化されるコンピュータデータ信号として配置できる。 Such software, semiconductor, magnetic disk, optical disk (e.g., CD-ROM, DVD-ROM, etc.) in a known computer usable medium including, and computer usable (e.g., readable) transmission medium (e.g., carrier waves or digital-based medium, can be arranged as a computer data signal embodied in other media) including light-based media or analog-based medium. このようにして、ソフトウェアはインターネットとイントラネットを含む通信ネットワーク上で送信できる。 In this way, the software can be transmitted over communication networks including the Internet and intranet. システムウエアで具現化されるシステム、方法及びコンピュータプログラム製品及び伝播信号は(例えばHDLで具現化される)知的所有権コアに含まれ、集積回路の製造でハードウェアに変換されてよい。 System is embodied in the system software, methods and computer program products and propagated signal is included in the intellectual property core (embodied by the, for example, HDL), it may be converted to hardware in the production of integrated circuits. さらに、ここに開示されているようなシステム、方法、コンピュータプログラム製品及び伝播される信号はハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして具現化されてよい。 Further, the system as disclosed herein, a method, computer program product and a propagated signal may be embodied as a combination of hardware and software.

例えば切り替え制御用の本発明の好適インプリメンテーションの1つは、コンピュータ動作中にコンピューティングシステムのメモリに常駐するプログラミングステップまたは命令から構成されるオペレーティングシステムの中のルーチンとしてである。 For example one of the preferred implementation of the present invention for switching control is as a routine in the composed operating system from programming steps or instructions resident in a memory of the computing system in a computer operation. コンピュータシステムによって必要とされるまで、プログラム命令はディスクドライブ内等別の読取可能媒体に、またはCD ROMコンピュータ入力で使用するための光ディスクまたはフロッピー(登録商標)ディスクドライブコンピュータ入力で使用するためのフロッピー(登録商標)ディスク内等リムーバブルメモリ内に記憶されてよい。 Until required by the computer system, the program instructions in readable medium by the disk drive, etc., or CD ROM optical disk for use in a computer input or a floppy diskette for use with a disk drive computer input (R) may be stored in such a removable memory disk. さらに、プログラム命令は、本発明のシステムで使用する前に別のコンピュータのメモリに記憶され、本発明のユーザにより要求されるとインターネット等のLANまたはWAN上で送信されてよい。 Further, the program instructions may be stored in a memory of another computer prior to use in the system of the present invention, it may be transmitted on the LAN or WAN, such as the Internet is requested by a user of the present invention. 当業者は、本発明を制御するプロセスが種々の形式のコンピュータ読取可能媒体の形式で分散することができることを理解する必要がある。 Those skilled in the art, it is necessary to appreciate that the processes controlling the present invention are dispersed in the form of various types of computer-readable media.

C、C++、Java(登録商標)、アセンブリ言語等を含む任意の適切なプログラミング言語は、本発明のルーチンを実現するために使用できる。 C, C ++, Java (registered trademark), any suitable programming language including assembly language, etc., can be used to implement the routines of the present invention. 手続き型またはオブジェクト指向型等さまざまなプログラミング技法が利用できる。 Procedural or object-oriented, such as a variety of programming techniques can be utilized. ルーチンは単一の処理装置または複数のプロセッサで実行できる。 Routines can execute on a single processing device or multiple processors. ステップ、動作または計算は特殊な順序で提示されてよいが、この順序は異なる実施形態で変更されてよい。 Steps, the operations or calculations may be presented in a special order, this order may be changed in different embodiments. いくつかの実施形態では、本明細書中でシーケンシャルとして示されている複数のステップを同時に実行できる。 In some embodiments, it can perform a plurality of steps shown as sequential in this specification the same time. ここに説明されている動作のシーケンスは、オペレーティングシステム、カーネル等の別のプロセスによって割り込み、サスペンド、またはそれ以外の場合制御できる。 Sequence of operations described herein, the operating system can be interrupted by another process, when suspended or otherwise, control such as the kernel. ルーチンはオペレーティングシステム環境の中で、あるいはシステム処理のすべてまたはかなりの部分を占有するスタンドアロンルーチンとして動作できる。 Routines can operate as a stand-alone routines occupying all or a substantial portion of the in the operating system environment, or system processes.

ここでの説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために構成要素及び/または方法の例等の多数の特定の詳細が提供される。 In the description herein, numerous specific details are provided in the examples and the like of the components and / or method in order to provide a thorough understanding of embodiments of the present invention. ただし、関連技術の当業者は、特定の詳細の1つまたは複数を使用せずに、あるいは他の装置、システム、組み立て品、方法、構成要素、材料、パーツ及び/または等を用いて実施できることを認識されるであろう。 However, those skilled in the relevant art, without the use of one or more of the specific details, or other apparatus, systems, assemblies, methods, components, materials, can be carried out using parts and / or the like, it will be appreciated. 他の例では、本発明の実施形態の態様を分かりにくくするのを回避するために周知の構造、材料、または動作は具体的に図示されたり、詳細に説明されていない。 In other instances, well-known structures in order to avoid obscuring aspects of embodiments of the present invention, materials or or operations are specifically illustrated, have not been described in detail.

本発明の実施形態のための「コンピュータ読取可能媒体」は、命令実行システム、装置、システムまたはデバイスによって、またはそれらと関連して使用されるためのプログラムを格納する、記憶する、通信する、伝播するまたはトランスポートする任意の媒体であってよい。 "Computer-readable medium" for an embodiment of the present invention, the instruction execution system, apparatus, the system or device, or to store a program for use in connection with them, store, communicate, propagate it may be any medium that is or transport. コンピュータ読取可能媒体は、例証としてのみであって制限としてではなく、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、または半導体システム、装置、システム、デバイス、伝播媒体、またはコンピュータメモリである場合がある。 Computer-readable media, not limitation be only as illustrative, an electronic, magnetic, optical, electromagnetic, infrared, or semiconductor system, apparatus, system, device, when a propagation medium, or computer memory, there is.

「プロセッサ」または「プロセス」は、データ、信号または他の情報を処理する任意の人間の、ハードウェアの及び/またはソフトウェアのシステム、機構または構成要素を含む。 "Processor" or "process" includes, data, of any human processing signals or other information, hardware and / or software system, mechanism or component. プロセッサは、汎用中央演算処理装置、複数の処理装置、機能性を達成するための専用回路網、または他のシステム付きのシステムを含むことがある。 The processor may include dedicated circuitry or with other systems in the system, for achieving a general purpose central processing unit, multiple processing units, functionality. 処理は、地理的な場所に制限される必要はない、あるいは時間的な制限を有する必要はない。 Process, you need not be limited to a geographic location, or need not have a temporal limit. 例えば、プロセッサはその機能を「リアルタイムで」、「オフラインで」、「バッチモードで」等実行できる。 For example, the processor and the function "in real time", "off-line", can be executed such as "in batch mode". 処理の部分は異なるときに、異なる場所で、異なる(または同じ)処理システムによって実行できる。 Part of the process at different times, at different locations, can be performed by different (or the same) processing systems.

本明細書全体での「一実施形態」、「実施形態」、「好適実施形態」または「特定の実施形態」に対する参照は、実施形態と関連して説明される特定の機能、構造または特徴が本発明の少なくとも一つの実施形態に含まれ、必ずしもすべての実施形態に含まれていないことを意味する。 "One embodiment" throughout this specification, reference to "an embodiment," "preferred embodiment" or "particular embodiments" means that a particular feature described in connection with the embodiments, structure, or characteristic is included in at least one embodiment of the present invention, it means that it does not contain necessarily all embodiments. したがって、句「一実施形態では」、「実施形態では」、または「特定の実施形態では」が本明細書中の多様な箇所にそれぞれ出現することは必ずしも同じ実施形態を参照していない。 Thus, "in one embodiment" clause, "in an embodiment", or "in certain embodiments" may appear respectively in various places in the specification are not necessarily referring to the same embodiment. さらに、本発明の特定の機能、構造または特徴は1つまたは複数の他の実施形態と適切に結合されてよい。 Furthermore, the particular features of the present invention, structures, or characteristics may be suitably coupled with one or more other embodiments. ここに説明され、図解されている本発明の実施形態の他の変形及び変型が、ここの教示を鑑みて可能であり、本発明の精神及び範囲の一部として見なされなければならないことが理解されるべきである。 Described herein, other variations and modifications of the embodiments of the present invention that are illustrated are possible in light of the teachings herein, it understood that must be considered as part of the spirit and scope of the present invention It should be.

本発明の実施形態は、プログラミングされた汎用デジタルコンピュータを使用することによって、特定用途向け集積回路、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ、光学、化学、生物学、量子またはナノ加工のシステム、構成要素、及び機構を使用することによって実現されてよい。 Embodiments of the present invention, by using a programmed general purpose digital computer, using application specific integrated circuits, programmable logic devices, field programmable gate arrays, optical, chemical, biological, quantum or nanoengineered systems, components , and it may be realized by using a mechanism. 一般的には、本発明の機能は技術で公知であるような任意の手段によって達成できる。 In general, functions of the present invention can be achieved by any means as is known in the art. 分散またはネットワーク化されたシステム、構成要素及び回路が使用できる。 Dispersed or networked systems, components and circuits can be used. データの通信または転送は、有線、無線、または任意の他の手段によってよい。 Communication or transfer of data may by wire, radio or any other means.

また、図面/図に描かれている要素の1つまたは複数もさらに分離された方法でまたは統合された方法で実現される、あるいは特定の出願に従って有効であるように特定のケースでは削除されるまたは実施不可能とされることもあることが理解されるであろう。 Also, it is removed in a particular case to be effective in accordance with one or more elements depicted in the drawings / Figure also realized in a more isolated way or integrated manner, or specific application or that there may be an impractical it will be understood. コンピュータが前述された方法のどれかを実行できるようにするために機械可読媒体の中に記憶できるプログラムまたはコードを実現することも本発明の精神及び範囲内である。 It is also within the spirit and scope of the present invention a computer to implement a program or code that can be stored in a machine-readable medium in order to be able to perform any of the methods previously described.

さらに、図面/図中の信号矢印は、他に特に注記されない限り例示的としてのみ考えられ、制限的と考えられるべきではない。 Furthermore, signal arrows in the drawings / figures are considered only as illustrative unless specifically noted otherwise, it should not be considered as limiting. さらに、ここに使用されるような用語「または」は、他に示されない限り概して「及び/または」を意味することを目的としている。 Furthermore, the term "or" as used herein is intended to mean a generally "and / or" unless otherwise indicated. 構成要素またはステップの組み合わせも、分離するまたは結合する能力を表すとして予想される技術が明らかでない場合、注記されると見なされる。 Combinations of components or steps may, if technology is expected as a representative of the separation to or ability to bind are not clear, are considered to be noted.

ここの説明中、及び続く請求項を通して使用されるように、「1つの(a)」、「1つの(an)」及び「該」は、文脈がそれ以外に明確に決定しない限り複数の参照を含む。 The description herein, and continues as used throughout the claims, "a (a)", "one (an,)" and "the" are plural reference unless the context clearly determined otherwise including. また、ここの説明中、及び続く請求項を通して「において」の意味は、文脈がそれ以外の明確に決定しない限り「において」及び「の上で」を含む。 Also, the meaning of "in" through individual in the description and subsequent claims, comprising a "in" and "on" unless the context clearly determines otherwise.

要約書に説明されている内容を含み本発明の図解されている実施形態の前記説明は、網羅的となる、あるいは本発明をここに開示されている正確な形式に制限することを目的としていない。 The description of the illustrated and are embodiments of the contents including the present invention as described in the Abstract are not intended to be limited to the precise form disclosed a exhaustive, or the present invention will now . 本発明の特定の実施形態及び例は例示的な目的のためだけにここに説明されているが、当業者が認識し、理解するように、多様な同等な変型が本発明の精神及び範囲内で可能である。 Specific embodiments and examples of the present invention have been described herein for illustrative purposes only, those skilled in the art will recognize, to understand, within the spirit and scope of the present invention a variety of equivalent variations it is possible in. 示されているように、これらの変型は本発明の図解されている実施形態の前記説明を鑑みて本発明に対して行われてよく、本発明の精神及び範囲内に含まれるべきである。 As indicated, these modifications may be made to the present invention in view of the description of the embodiments are illustrated of the present invention should be included within the spirit and scope of the invention.

したがって、本発明はここにその特定の実施形態に関して説明されてきたが、変型の範囲、多様な変型及び置換は前記開示の中で目的とされ、いくつかの例では、本発明の実施形態のいくつかの特長が述べられているような本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、他の特長の対応する使用なしに利用されることが理解されるであろう。 Accordingly, the present invention has been described in relation to particular embodiments herein, the range of variations, various modifications and substitutions are intended in the foregoing disclosure, in some instances, embodiments of the present invention without several features departing from the scope and spirit of the invention as set forth, it will be understood to be utilized without a corresponding use of other features. したがって、多くの変型は本発明の本質的な範囲及び精神に特定の状況または材料を適応するために行われてよい。 Accordingly, many modifications may be made to adapt a particular situation or material to the essential scope and spirit of the present invention. 本発明が、以下の請求項で使用される特定の用語に、及び/または本発明を実施するために考えられる最善の態様として開示されている特定の実施形態に制限されるのではなく、本発明が添付請求項に含まれるあらゆる及びすべての実施形態及び同等物を含むことが目的とされる。 The present invention, in specific terms used in the following claims, and / or not be limited to the particular embodiments disclosed as the best mode contemplated for carrying out this invention, the invention it is intended that includes any and all embodiments and equivalents contained in the appended claims. したがって、本発明の範囲は添付請求項によってのみ決定されるべきである。 Accordingly, the scope of the invention should be determined only by the appended claims.

本発明の好適実施形態の一般的な概略平面図である。 It is a general schematic plan view of a preferred embodiment of the present invention. 図1に示されている好適実施形態の特定のインプリメンテーションの詳細な概略平面図である。 It is a detailed schematic plan view of a specific implementation of the preferred embodiment shown in FIG. 図2に示されている好適実施形態の端面図である。 It is an end view of the preferred embodiment shown in FIG. ディスプレイ組み立て品の好適実施形態の概略ブロック図である。 It is a schematic block diagram of a preferred embodiment of a display assembly. 図4に示されているフロントパネルの出力ポートの1つの配列の図である。 It is a diagram of one arrangement of the output ports of the front panel shown in Figure 4. 図2に示されている構造化された導波管の一部のための本発明の好適実施形態の概略表現である。 It is a schematic representation of a preferred embodiment of the present invention for some structured waveguide shown in FIG. 本発明の導波管プリフォームの好適実施形態を製造するための代表的な導波管製造システムの概略ブロック図である。 It is a schematic block diagram of a typical waveguide fabrication system for producing a preferred embodiment of the waveguide preform of the present invention. 本発明の好適実施形態を作るための代表的なファイバ引き上げシステムの概略図である。 It is a schematic diagram of a representative fiber pulling system for making a preferred embodiment of the present invention. 本発明の好適実施形態による横断方向の統合変調器スイッチ/ジャンクションエレメントの一般的な概略図である。 It is a general schematic view of a transverse integrated modulator switch / junction element according to a preferred embodiment of the present invention. 図9に示されている該横断方向の統合変調器スイッチ/ジャンクションのための一連の製造ステップの一般的な概略図である。 It is a general schematic view of a series of manufacturing steps for the transverse integrated modulator switch / junction shown in Figure 9. 「垂直」ディスプレイシステムの一般的な概略図である。 It is a general schematic view of a "vertical" display system. 図11に示されている1つのストリップの一部の詳細な概略図である。 It is a detailed schematic diagram of a portion of one strip shown in Figure 11. 半導体構造内で垂直導波管チャネルを使用して半導体導波管ディスプレイ/プロジェクタを実現するディスプレイシステムの代替好適実施形態である。 Use vertical waveguide channel in the semiconductor structure is an alternative preferred embodiment of a display system to realize a semiconductor waveguide display / projector. 「コイルフォーム」パターンを続けて構成する2層(第1の層と第2の層)を示す説明図である。 Is an explanatory view showing two layers constituting continue "coil former" pattern (first and second layers). 平面的な導波管チャネルを半導体構造の中で使用して平面的な解決策として半導体導波管ディスプレイ/プロジェクタを実現するディスプレイシステムのための代替好適実施形態である。 Using planar waveguide channel in the semiconductor structure is an alternative preferred embodiment for a display system for realizing a semiconductor waveguide display / projector as a planar solution. 放射線信号1605を伝播するために半導体構造構造の中に統合され、該導波管/インフルエンサによって「弁で調節される」光を水平面から垂直面にリダイレクトする偏向機構1610と結合される、トランスポート/インフルエンサシステム1600の断面である。 Be integrated into the semiconductor structure structure for propagating radiation signal 1605, "it is regulated by a valve" by the waveguide / influencer is coupled to deflection mechanism 1610 to redirect the light from the horizontal to the vertical plane, trans it is a cross section of the port / influencer system 1600. 単一ピクセルを作成するために3つのサブピクセルチャネルをさらに描く、図15に示されている該ディスプレイシステムの概略図である。 Further draw three subpixels channels to create a single pixel, it is a schematic diagram of the display system shown in Figure 15. システム内で導波管経路構造のオプションのインプリメンテーションのための好適実施形態を描く。 Draw preferred embodiment for the optional implementation of the waveguide path structure in the system. 基板付きの導波管ディスプレイシステムを使用する電子ゴーグルシステムのための好適実施形態の前面斜視図である。 It is a front perspective view of a preferred embodiment for the electronic goggle system using a waveguide display system with a substrate. 図19に示されている電子ゴーグルシステムの側面斜視図である。 It is a side perspective view of an electronic goggle system shown in Figure 19.

Claims (18)

  1. 1つまたは複数の半導体基板を備え、それぞれの前記基板が、 Comprising one or more semiconductor substrates, each of said substrate,
    複数の統合された導波管構造であって、それぞれの導波管構造が1つの誘導チャネルと、入力から出力へ放射線信号を伝播するための1つまたは複数の境界領域とを含む導波管構造と、 A plurality of integrated waveguide structure, and each of the waveguide structure one guide channel, waveguide and one or more boundary regions for propagating radiation signal from input to output and the structure,
    制御に反応し、前記出力でそれぞれの前記放射線信号の振幅を自立的に制御するために前記導波管構造に結合されるインフルエンサシステムと、 In response to the control, the influencer system coupled to the waveguide structure to autonomously control the amplitude of each of said radiation signal at the output,
    前記複数の導波管構造の前記出力をプレゼンテーションマトリックスに配列するためのディスプレイシステムと、 A display system for arranging the output of said plurality of waveguide structure presentation matrix,
    ユーザの視野の中に前記プレゼンテーションマトリックスを配置するためのヘッドマウントアイウェア構造と、 A head-mounted eyewear structure for placing said presentation matrix in the user's field of view,
    を支える電子ゴーグル装置。 Electronic goggles devices that support.
  2. それぞれの前記基板が複数の積層された基板ストリップを含み、前記ストリップのそれぞれが前記導波管構造の列を含む請求項1に記載の装置。 Each of the substrate comprises a plurality of stacked substrate strip, each of said strip device according to claim 1 comprising a column of the waveguide structure.
  3. 前記導波管構造がそれぞれの前記ストリップの第1の端縁から側面方向に、前記ストリップの第2の端縁に伸張し、前記出力が前記第2の端縁に配列される請求項2に記載の装置。 Laterally from a first edge of the waveguide structure, each of said strip, extending to the second edge of the strip, in claim 2, wherein the output is arranged in the second edge the apparatus according.
  4. 前記導波管構造がフォトニック結晶エレメントを含む請求項3に記載の装置。 The apparatus of claim 3 wherein the waveguide structure comprises a photonic crystal element.
  5. それぞれの前記基板が1つの基板表面に垂直に伸張する前記導波管構造を含む請求項1に記載の装置。 The apparatus of claim 1, wherein each of said substrate including said waveguide structure extending vertically on one substrate surface.
  6. それぞれの前記基板が半導体ウェハを含み、前記基板表面が前記半導体ウェハの上部である請求項5に記載の装置。 Each of said substrate comprises a semiconductor wafer, according to claim 5 wherein the substrate surface is the top of the semiconductor wafer.
  7. それぞれの前記導波管構造がフォトニック結晶エレメントを含む請求項5に記載の装置。 The apparatus of claim 5 wherein each of said waveguide structure including a photonic crystal element.
  8. それぞれの前記基板が基板表面に平行に伸張する前記導波管構造を含む請求項1に記載の装置。 The apparatus of claim 1, wherein each of said substrate including said waveguide structure extending parallel to the substrate surface.
  9. それぞれの前記基板が半導体ウェハを含み、前記基板表面が前記半導体ウェハの上部である請求項8に記載の装置。 Each of said substrate comprises a semiconductor wafer, according to claim 8 wherein the substrate surface is the top of the semiconductor wafer.
  10. 前記導波管構造がフォトニック結晶エレメントを含む請求項8に記載の装置。 The apparatus of claim 8 wherein the waveguide structure comprises a photonic crystal element.
  11. 前記プレゼンテーションマトリックスが前記基板表面に平行であり、前記ディスプレイシステムが、前記放射線信号を前記基板表面に向けるために前記導波管構造に結合される偏向システムを含む請求項8に記載の装置。 The presentation matrix is ​​parallel to the substrate surface, wherein the display system, according to claim 8 comprising a deflection system coupled to the waveguide structure for directing the radiation signal to the substrate surface.
  12. 照明源が前記アイウェア構造から遠く離れている請求項1に記載の装置。 The apparatus of claim 1, the illumination source is far away from the eyewear structure.
  13. ユーザの視野の中にプレゼンテーションマトリックスを配置するためのヘッドマウントアイウェア構造と、 A head-mounted eyewear structure for arranging a presentation matrix in the user's field of view,
    各導波管構造が1つの誘導チャネルと、入力から出力へ放射線信号を伝播するための1つまたは複数の境界領域とを含む複数の導波管構造と、 And one guide channel each waveguide structure, and a plurality of waveguide structures and one or more boundary regions for propagating radiation signal from input to output,
    制御に反応して、前記出力でそれぞれの前記放射線信号の振幅を自立して制御するために前記導波管に結合されるインフルエンサシステムと、 In response to the control, the influencer system coupled to the waveguide to free standing control the amplitude of each of said radiation signal at the output,
    前記複数の導波管構造の前記出力を前記プレゼンテーションマトリックスに配列するためのディスプレイシステムと、 A display system for arranging the output of said plurality of waveguide structures on the presentation matrix,
    を備えるゴーグルシステム。 Goggle system that includes a.
  14. 前記ディスプレイシステムが、前記出力を前記アイウェア構造に結合する1つまたは複数の導波管を有する第1の通信システムを含む請求項13に記載のゴーグルシステム。 Goggle system of claim 13 wherein the display system, including a first communication system having one or more waveguides for coupling said output to said eyewear structure.
  15. 製造方法であって、 A manufacturing method,
    a)1つまたは複数の基板の中に複数の導波管構造を配置し、各導波管構造が1つの誘導チャネルと、入力から出力へ放射線信号を伝播するための1つまたは複数の境界領域とを含むことと、 a) placing one or more waveguides structures in the plurality of substrates, one or more boundaries for the waveguide structure that propagates and one guide channel, a radiation signal from input to output and to contain the region,
    b)制御に反応して、前記出力で前記放射線信号の振幅を自立して制御するために前記導波管構造にインフルエンサシステムを近接させることと、 And that b) in response to a control, to close the influencer system to the waveguide structure to control free-standing the amplitude of said radiation signal at the output,
    c)前記複数の導波管構造の前記出力をプレゼンテーションマトリックスの中に配列することと、 And be arranged c) the output of said plurality of waveguide structures within the presentation matrix,
    d)ユーザの視野の中に前記プレゼンテーションマトリックスを配置することと、 And placing said presentation matrix in the field of view of d) user,
    を備える方法。 The method comprises a.
  16. コンピューティングシステムによって実行されるときに1つの方法を実行するコンピュータ実行可能命令が搬送される伝播信号であって、該方法が、 A propagation signal computer-executable instructions are conveyed to perform one of the methods when executed by a computing system, the method comprising:
    a)1つまたは複数の基板の中に複数の導波管構造を配置し、各導波管構造が1つの誘導チャネルと、入力から出力へ放射線信号を伝播するために1つまたは複数の境界領域とを含むことと、 a) one or more waveguides structures in the plurality of substrates are arranged, one or more boundaries to the waveguide structure that propagates and one guide channel, a radiation signal from input to output and to contain the region,
    b)制御に反応して、前記出力で前記放射線信号の振幅を自立して制御するために前記導波管構造にインフルエンサシステムを近接させることと、 And that b) in response to a control, to close the influencer system to the waveguide structure to control free-standing the amplitude of said radiation signal at the output,
    c)前記複数の導波管構造の前記出力をプレゼンテーションマトリックスの中に配列することと、 And be arranged c) the output of said plurality of waveguide structures within the presentation matrix,
    d)ユーザの視野の中に前記プレゼンテーションマトリックスを配置することと、 And placing said presentation matrix in the field of view of d) user,
    を備える伝播信号。 Propagated signal comprising a.
  17. 操作方法であって、 A method of operation,
    a)1つまたは複数の基板内で支えられ、プレゼンテーションマトリックスの中に配置される複数の導波管構造のそれぞれを通して放射線信号を伝播し、各導波管構造が1つの誘導チャネルと、入力から出力へ放射線信号を伝播するために1つまたは複数の境界領域とを含むことと、 a) supported in one or more substrates, propagating radiation signal through each of the plurality of waveguides structures disposed within the presentation matrix, and one guide channel each waveguide structure, from the input and comprise one or more boundary regions for propagating radiation signal to an output,
    b)前記対応する導波管構造の前記出力でそれぞれの前記放射線信号の振幅を自立して制御することと、 And controlling Autonomous amplitude of each of said radiation signal at the output of the waveguide structure b) the corresponding,
    c)一連の前記振幅制御放射線信号からディスプレイシステムを集合的に形成するために、前記複数の導波管構造のために前記放射線信号振幅制御を調整することと、 c) a series of the amplitude control radiation signals in order to collectively form a display system, and adjusting the radiation signal amplitude control for said plurality of waveguide structures,
    d)ユーザの視野の中に前記ディスプレイシステムを配置することと、 And placing the display system in the field of view of d) user,
    を備える方法。 The method comprises a.
  18. 1つまたは複数の基板内で支えられ、プレゼンテーションマトリックスの中に配置される複数の導波管構造のそれぞれを通して放射線信号を伝播し、各導波管構造が1つの誘導チャネルと、入力から出力へ放射線信号を伝播するために1つまたは複数の境界領域とを含む手段と、 Supported within one or more substrates, propagating radiation signal through each of the plurality of waveguides structures disposed within the presentation matrix, and one guide channel each waveguide structure, from the input to the output and means including a one or more boundary regions for propagating radiation signal,
    前記対応する導波管構造の前記出力でそれぞれの前記放射線信号の振幅を自立して制御するための手段と、 And means for controlling free-standing amplitude of each of said radiation signal at the output of the corresponding waveguide structure,
    一連の前記振幅制御放射線信号からディスプレイシステムを集合的に形成するために、前記複数の導波管構造のために前記放射線信号振幅制御を調整するための手段と、 From a series of the amplitude control radiation signals in order to collectively form a display system, and means for adjusting said radiation signal amplitude control for said plurality of waveguide structures,
    ユーザの視野の中に前記ディスプレイシステムを配置するための手段と、 And means for placing the display system in the user's field of view,
    を備える装置。 Device comprising a.
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