JP2007528507A - System, method and computer program product for textileized waveguide display and memory - Google Patents

System, method and computer program product for textileized waveguide display and memory Download PDF

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Abstract

一体型ディスプレイシステムのための装置及び方法である。この一体型ディスプレイシステムは、第1の複数の導波管チャネル内で複数の入力波構成要素を生成するためのイルミネーションシステムと;イルミネーションシステムと統合され、第2の複数の導波管チャネル内で複数の入力波構成要素を受信し、連続した画像セットを集合的に定義する複数の出力波構成要素を生成するための変調システムとを含む。
【選択図】 図20
An apparatus and method for an integrated display system. The integrated display system includes an illumination system for generating a plurality of input wave components in the first plurality of waveguide channels; integrated with the illumination system and in the second plurality of waveguide channels A modulation system for receiving a plurality of input wave components and generating a plurality of output wave components that collectively define a continuous set of images.
[Selection] FIG.

Description

(関連出願の相互参照)
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。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10/906,256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。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。
(技術分野)
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。
(Cross-reference of related applications)
This application claims the advantages of US Provisional Application No. 60 / 544,591, filed February 12, 2004, and the respective advantages of the following US patent applications: That is, 10 / 812,294, 10 / 811,782, and 10 / 812,295 (filed on March 29, 2004, respectively) and (each on December 14, 2004) U.S. Patent Application Nos. 11 / 011,761, 11 / 011,751, 11 / 011,496, 11 / 011,762, and 11 / 011,770, and U.S. Patent Application Nos. 10 / 906,220, 10 / 906,221, 10 / 906,222, 10 / 906,223, 10/906, each filed on Feb. 9, 2005, respectively. 906,224, 10 / 906,226, and 10 / 906,226, and U.S. Patent Application Nos. 10 / 906,255, 10 (filed on Feb. 11, 2005, respectively). 906, 256, 10/906, 257, 10/906, 258, 10/906, 259, 10/906, 260, 10/906, 261, 10/906 No. 262, and No. 10 / 906,263. That disclosure is incorporated by reference in its entirety for each and every purpose.
(Technical field)
The present invention relates generally to transport for propagating radiation, and more particularly to a guide channel that includes an optically active component that enhances the reactivity of the properties that affect the radiation of the waveguide to external influences. It is related with the waveguide which has.

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。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。実験に基づいた回転角度は
β=VBd
(方程式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。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。
The Faraday effect is a phenomenon in which the plane of polarization of linearly polarized light rotates when light propagates through a transparent medium placed in a magnetic field and parallel to the magnetic field. The effectiveness of the magnitude of polarization rotation varies with the strength of the magnetic field, the Verde constant inherent to the medium, and the optical path length. The rotation angle based on the experiment is β = VBd
(Equation 1)
Where V is called the Verde constant (having the unit of angle min cm-1 gauss-1), B is the magnetic field, and d is the propagation distance exposed to the field. In the quantum mechanics description, Faraday rotation occurs because the pressing of the magnetic field modifies the energy level.

(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。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。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。   Units as Faraday rotators that have high Verde constants or are used in optical isolators (for example, garnets containing iron) for measuring magnetic fields (such as those induced by current as a method of evaluating current intensity) It is known to use crystals). The optical isolator includes a Faraday rotator for rotating the plane of polarization by 45 °, a magnet for applying a magnetic field, a polarizer, and an analyzer. Conventional optical isolators are bulky types that do not use waveguides (eg, optical fibers).

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。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。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。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。   In conventional optics, magneto-optic modulators have been manufactured from separate crystals containing paramagnetic and ferromagnetic materials, in particular garnet (eg yttrium / iron garnet). Devices such as these require significant magnetic control fields. The magneto-optic effect has also been used to produce thin layer technology, particularly irreversible devices such as irreversible junctions. Devices such as these are based on mode conversion by the Faraday effect or by the Cotton-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。   An additional drawback of using paramagnetic and ferromagnetic materials in magneto-optical devices is that these materials can adversely affect the properties of radiation other than the polarization angle, eg, amplitude, phase, and / or frequency. It is a point.

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。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。   In the prior art, it has been known to use separate magneto-optic bulk devices (such as crystals) to collectively define display devices. These prior art displays have a relatively high cost per picture element (pixel), high operating costs for controlling individual pixels, and increased control complexity that does not scale well for relatively large display devices. 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。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。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。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。   Conventional imaging systems may be roughly classified into the following two categories. That is, (a) a flat panel display (FPD) and (b) a projection system (including a cathode ray tube (CRT) as a light emitting display). In general, the dominant technologies for the two systems are not the same, with exceptions. These two categories have clear challenges for future technologies, and existing technologies have not yet overcome these challenges in a satisfactory manner.

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)。   A major challenge facing existing FPD technology compared to the dominant cathode ray tube (CRT) technology is cost ("flat panel" compared to CRT displays whose standard depth is approximately equal to the width of the display area. Meaning “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。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。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。   In order to achieve a set of predefined imaging standards including resolution, brightness, and contrast, FPD technology is almost 3 to 4 times more expensive than CRT technology. However, the bulkiness and weight of CRT technology, especially when the display area is enlarged, is a serious drawback. The desire for thin displays has driven the development of numerous technologies in the field of FPD activity.

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。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。   The high cost of FPD is mainly due to the use of sophisticated component materials in the dominant liquid crystal diode (LCD) technology or in the less common gas plasma technology. The unevenness of the nematic material used in LCDs results in a relatively high defect rate, and in many cases an array of LCD elements that are defective for individual cells results in the disposal of the entire display, or the cost of defective elements Leads to 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 and gas plasma display technologies, the inherent difficulty of controlling liquids or gases in the manufacture of such displays is a fundamental technical and cost limitation.

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。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。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。   A further cause of the high cost is the demand for relatively high operating overvoltages at each light valve / light emitting element in the existing technology. Fast switching speed on the imaging element, whether or not to rotate the nematic material of the LCD display, which in turn changes the polarization of the light transmitted through the liquid cell, or the excitation in the gas battery in the gas plasma display To achieve this, a relatively high voltage is required. In the case of LCDs, an “active matrix”, in which individual transistor elements are assigned to each imaging position, is a costly 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。品質範囲のこの末端でのコスト差は最も顕著である。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。   As image quality standards for high definition television (HDTV) or higher products increase, existing FPD technologies cannot currently deliver image quality at a cost that is competitive with CRT. The cost difference at this end of the quality range is most noticeable. Delivering 35mm film quality resolution is technically feasible, but whether it is for television or computer display, it costs beyond the range of household appliances 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。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。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。   In the case of projection systems, there are two basic subclasses: television (or computer) displays and theatrical projection systems. Relative costs are an important issue in the context of competition with conventional 35 mm film projectors. However, in the case of HDTV, the projection system is a low cost solution when compared to conventional CRT, LCD FPD or gas plasma FPD.

現在の投影システム技術は他の課題にも直面している。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。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。   Current projection system technology also faces other challenges. HDTV projection systems face the dual challenge of minimizing the depth of the display while maintaining uniform image quality within the constraints of a relatively short projection distance to the display surface. This balance usually results in an unsatisfactory compromise at the expense of relatively low costs.

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。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。代わりに、課題は、従来の35mmのフィルムプロジェクタの品質に競争価格で(最低でも)等しくなることにある。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。   However, an unstudied technical field for projection systems is in the cinema domain. Movie screen devices are an emerging application for projection systems, in which the issue of console depth versus uniform image quality is not usually true. Instead, the challenge is to be (at least) equal to the quality of a conventional 35 mm film projector at a competitive price. Existing technologies, including systems based on direct drive image light amplifiers (“D-ILA”), digital light processing (“DLP®”), and grating light valves (“GLV”) However, the quality of the conventional film projector is equal to that of the conventional film projector, but there is a considerable cost gap compared with the 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プロジェクタによって開発された反射液晶光弁装置である。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。液晶は信号レベルに比例して反射率を変更する。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。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。   The direct drive image light amplifier is a reflective liquid crystal light valve device developed by a JVC projector. A driver integrated circuit (“IC”) writes an image directly onto a CMOS-based light valve. The liquid crystal changes the reflectance in proportion to the signal level. These vertically aligned crystals achieve very fast response times with rise times plus a fall time of less than 16 milliseconds. Light from a xenon or ultra-high performance (“UHP”) metal halide lamp moves from the polarizing beam splitter, is reflected from the D-ILA element, and is projected onto the 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。DMDチップは高度な光スイッチである。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。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。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。 At the heart of the DLP® projection system is an optical semiconductor known as a DMD chip, a digital micromirror device pioneered by Dr. Larry Hornbeck of Texas Instruments in 1987 . The DMD chip is an advanced optical switch. It contains a rectangular array of microscopic mirrors with up to 1.3 million hinges, each of these micromirrors measuring less than one-fifth the width of a human hair and one of the projected images Corresponds to a pixel. When the DMD chip is coordinated with a digital video signal or graphic signal, the light source and projection lens, or its mirror, reflects the entire digital image onto the screen or other surface. The DMD and the advanced electronic circuitry that surrounds it are called Digital Optical 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。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)。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。該3つのレーザがは赤(642nm)、緑(532nm)、及び青(457nm)である。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。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。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。   A process called GLV (Grating-Light-Valve) has been developed. Prototype devices based on the technology achieved a contrast ratio of 3000: 1 (a typical high-end projection display only achieves 1000: 1 today). The device uses three lasers selected at special wavelengths to deliver color. The three lasers are red (642 nm), green (532 nm), and blue (457 nm). The process uses MEMS technology (microelectromechanical) and consists of a microribbon array of 1,080 pixels in a row. Each pixel consists of six ribbons, three are fixed and three move up and down. When electrical energy is applied, the three movable ribbons form a kind of diffraction grating that “filters” away the light.

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。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。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。   Part of the cost gap is due to the inherent difficulties that these technologies face in achieving certain important image quality parameters at low cost. Contrast is difficult to achieve for the micromirror DLP, especially in “black” quality. GLV does not face this difficulty (achieving pixel zero or black through optical grating wave interference), but instead faces the difficulty of achieving an intermittent film-like image with a 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。   Regardless of whether the technology is LCD-based or MEMS-based, the existing technology is also constrained by the economic aspects of manufacturing at least 1Kx1K array elements (micromirrors, reflective liquid crystal elements ("LCoS", etc.)). The chip-based system has a high defect rate when these numbers of elements are required to operate at the required technical standards.

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。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。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。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。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。   It is known to use graded index optical fibers in concert with the Faraday effect for a variety of telecommunications applications. To apply the Faraday effect to an optical fiber, the dispersion and other performance metrics are not optimized for the Faraday effect and may have been degraded by the optimization for the Faraday effect. Although there are inherent contradictions, the telecommunication characteristics of conventional optical fibers are well known for telecommunication applications of optical fibers. In some conventional optical fiber applications, ninety degrees of polarization rotation is achieved by applying a hundred oersted magnetic field with a path length of 54 meters. When the fiber is placed inside a solenoid and the desired magnetic field is generated by directing current through the solenoid, the desired field is applied. For telecommunications applications, the 54 meter path length is acceptable when considering that it is designed for use 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。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。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。   Another conventional application for the Faraday effect in the optical fiber context is as a system for overlaying low speed data transmission on top of conventional high speed transmission of data through the fiber. The Faraday effect is used to slowly modulate high speed data to provide out-of-band frequency signaling or control. Again, this application is realized in telecommunications applications as a potential study material.

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 conventional applications, the fiber is designed for use in telecommunications, and modification of the fiber characteristics for participation in the Faraday effect typically results in attenuation and dispersion performance for kilometer-long fiber channels. It is not allowed to degrade the telecommunication characteristics, including the numerical indicators.

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。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。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。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。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。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。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。   Once acceptable levels are achieved for fiber optic performance metrics to enable use in telecommunications, fiber optic manufacturing techniques are efficient and cost effective for very long distance optically pure and uniform fibers. It has been developed and polished to enable highly effective manufacturing. A high level overview of the basic optical fiber manufacturing process involves the manufacture of a preform glass shell that pulls the fiber from the preform and tests the fiber. Typically, a preform blank is an improved chemical vapor deposition that bubbles oxygen through a silicon solution having the requisite chemical composition to produce the desired attributes (such as refractive index, expansion coefficient, melting point) of the final fiber. MCVD) process. The gas vapor is introduced into a synthetic quartz tube or quartz tube (cladding) in a special lathe. The lathe is rotated and the torch moves along the outside of the tube. The chemicals in the gas react with oxygen by the heat from the torch, forming silicon dioxide and germanium oxide, which deposits inside the tube and fuses together to form glass. When this process is complete, a blank preform is produced.

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。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。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。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。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。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。   After the blank preform is made, cooled and tested, it is placed inside a fiber pulling tower with the preform on top near the graphite furnace. The furnace melts the tip of the preform, resulting in the formation of molten “droplets” that begin to fall due to weight. The molten “droplet” cools as it falls, forming glass strands. The strand is passed through a series of processing stations to apply the desired coating and cure the coating, at a rate monitored by a computer so that the strand has the desired thickness. It is attached to the towing vehicle that pulls. The fiber is pulled at a speed of about 33 to 66 feet per second and the drawn strand is wound on a spool. It is not unusual for these spools to contain more than 1.4 miles of optical fiber.

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。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、色分散、動作温度/範囲、減衰に対する温度依存、及び水中で光を伝導する能力を含む。   This finished fiber is tested, including tests for numerical indicators of performance. These performance metrics for telecommunications grade fibers are: tensile strength (above 100,000 pounds per square inch), refractive index profile (numerical aperture, and screen for optical defects), fiber geometry Shape (core diameter, cladding dimensions, and coating diameter), attenuation (degradation of light of various wavelengths over distance), bandwidth, chromatic dispersion, operating temperature / range, temperature dependence on attenuation, and conducting light in water 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。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。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全長に沿って通る空気の細孔によって提供される。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。   In 1996, a variation of the aforementioned optical fiber, subsequently named photonic crystal fiber (PCF), was demonstrated. PCF is an optical fiber / waveguide structure that uses a microstructured array of low index materials among higher index background materials. The background material is often undoped silica, and the low rate region is usually provided by air pores that run along the entire length of the fiber. PCF is divided into two general categories: (1) high index guiding fiber and (2) low index guiding fiber.

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内部反射(MTIR)原則によってソリッドコアの中で光を誘導している。全内部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。   Similar to the conventional optical fiber described above, the high index guiding fiber guides light in the solid core by the modified total internal reflection (MTIR) principle. Total internal reflection is caused by a low effective index in the area filled with fine-structured air.

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。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。   Low index guiding fibers use the photonic band gap (PBG) effect to guide light. Because the PBG effect makes it impossible to propagate within the microstructure cladding region, light is limited to the 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。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。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。   Although the term “conventional waveguide structure” is used to encompass a wide range of waveguide structures and methods, the scope of these structures will be described herein to implement embodiments of the present invention. May be modified. The features of different fiber type assistants are adapted to many different applications in which they are used. Proper operation of fiber optic systems relies on knowing what type of fiber is being used and why it 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。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。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。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。「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。   Conventional systems include single mode, multimode, and PCF waveguides and also include many subvariants. For example, multimode fibers include stepped fibers and graded fibers, and single mode fibers include stepped fibers, matched cladding structures, depressed cladding structures, and other non-standard structures. Multimode fibers are best designed for shorter transmission distances and are suitable for use in LAN systems and video surveillance. Single mode fibers are best designed for long transmission distances and are suitable for long distance telephone systems and multichannel television broadcast systems. “Air clad” or evanescent coupled waveguides include optical wires 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を提供を指す――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。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。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。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。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。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。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。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。   The step index usually refers to providing a sudden change in the refractive index for the waveguide—the core has a refractive index greater than that of the cladding. A graded index refers to a structure that provides a refractive index profile that gradually decreases away from the center of the core (eg, the core has a parabolic profile). Single mode fiber is a non-dispersion shifted fiber (NDSF), dispersion shifted fiber (DSF), non-zero dispersion shifted fiber (NZ-DSF), etc. length and radiation frequency (multiple cases etc.) specific application examples Has created many different profiles tailored for. A variety of important single mode fibers called polarization maintaining (PM) fibers have been developed. All other single mode fibers that have been described so far were able to propagate randomly polarized light. The PM fiber is intended to propagate only one polarization of input light. PM fibers contain features not found in other fiber types. In addition to the core, there are additional (two) longitudinal regions called stress rods. As the name implies, these stress rods cause stress in the fiber core so that transmission of only one polarization plane of light 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。YIG単結晶は浮遊帯(FZ)法を使用して育てられる。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。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。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。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。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。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。 As previously mentioned, conventional magneto-optic systems, particularly Faraday rotators and isolators, are specialized magnetics including rare earth doped garnet crystals and other special materials, typically yttrium-iron-garnet (YIG) or bismuth-substituted YIG. We have used optical materials. YIG single crystals are grown using the floating zone (FZ) method. In this method, Y 2 O 3 and Fe 2 O 3 are mixed to suit the stoichiometric composition of YIG, and then the mixture is sintered. The YIG seed crystal is set on the remaining shaft, but the resulting sintered product is set as the mother stick on one shaft in the FZ furnace. A predetermined preparation of sintered material is placed in the central region between the mother stick and the seed crystal to generate the fluid necessary to promote the adhesion of the YIG single crystal. While the two shafts are rotated, the light from the halogen lamp is focused on the central area. The central region forms a melt zone when heated in an oxygen-containing atmosphere. Under this condition, the mother stick and the seed move at a constant speed, the melting zone moves along the mother stick and grows a single crystal from the YIG sintered product.

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。FZ法は012x120mmと測定されるインゴットを作り出す。   Since the FZ method grows crystals from a mother stick suspended in the air, contamination is eliminated and high-purity crystals are grown. The FZ method produces an ingot that measures 012 x 120 mm.

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。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。(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。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。 Bi-substituted iron garnet thick films are grown by a liquid phase epitaxy (LPE) method involving an LPE furnace. The crystalline material and the PbO—B 2 O 3 flux are heated and melted in a platinum crucible. Single crystal wafers such as (GdCa) 2 (GaMgZr) 5 O 12 are immersed on the melt surface during rotation and grow Bi-substituted iron garnet thick films on the wafer. Thick films that are measured as 3 inches in diameter can be grown.

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。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。   To obtain a 45 ° Faraday rotator, these films are polished to a specific thickness, coated with an anti-reflective coating, and then cut from 1 square millimeter to 2 square millimeters to fit the isolator. Since it has a larger Faraday rotation capacity than a YIG single crystal, the Bi-substituted iron garnet thick film must be thinned to the order of about 100 μm, thus requiring high precision processing.

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。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。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。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。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。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。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。   Further new systems address the production and synthesis of bismuth-substituted yttrium-iron-garnet (Bi-YIG) materials, thin films and nanopowders. 30341 nGimat, Inc., located in Peachtree Industrial Street, Atlanta, GA 5313, Atlanta, Georgia, uses a combustion chemical vapor deposition (CCVD) system for the production of thin film coatings. In the CCVD process, a precursor, which is a metal-containing chemical used to coat an object, is dissolved in a solution that is usually a combustible fuel. This solution is sprayed to form microscopic droplets by a special nozzle. The oxygen stream then carries these droplets to the flame where they are burned. The substrate (the material being coated) is coated simply by pulling it out before the flame. The heat of the flame evaporates the droplets and provides the energy necessary for the precursor to react and deposit (condense) on the substrate.

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。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。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。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。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。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。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。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。   Furthermore, epitaxial lift-off has been used to achieve heterogeneous integration of many III-V and elemental semiconductor systems. However, integrating many other important material-based devices has been difficult using several processes. A good example of this problem is the integration of single crystal transition metal oxides on a semiconductor platform, the system required for on-chip thin film optical isolators. Realization of epitaxial lift-off in magnetic garnet has been reported. Deep ion implantation is used to produce buried sacrificial layers in single crystal yttrium iron garnet (YIG) and bismuth-substituted YIG (Bi-YIG) epitaxial layers grown on gadolinium gallium garnet (GGG). Damage caused by the implantation induces a large etch selectivity between the sacrificial layer and the rest of the garnet. A 10 micron thick film is lifted off the original GGG substrate by etching with phosphoric acid. Millimeter-sized parts were transferred to silicon and gallium arsenide substrates.

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。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。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。そして膜も約500μmという厚さを示すため、代替材料システムが望ましい。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。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(YIG)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。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。   In addition, researchers have reported a multilayer structure called a magneto-optic photonic crystal that exhibits Faraday rotation at 748 nm, which is a hundred percent (140%) greater than a single layer bismuth iron garnet film of the same thickness. Current Faraday rotators are generally single crystal or epitaxial films. However, single crystal devices are rather large, making their use difficult in applications such as optical integrated circuits. And since the membrane also exhibits a thickness of about 500 μm, an alternative material system is desirable. The use of iron garnets, especially stacked films of bismuth garnet and yttrium iron garnet, was investigated. Designed for use with 750 nm light, four heteroepitaxial layers of 81 nm yttrium iron garnet (YIG) on a 70 nm thick bismuth iron garnet (BIG), a BIG thickness 279 nm center layer and Featuring four layers of BIG over YIG. To manufacture the stack, pulsed laser deposition using an LPX305i 248 nm 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。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。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。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。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。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。   As can be seen from the above description, the prior art utilizes special magneto-optic materials in most magneto-optic systems, but non-PCF optical fibers etc. by producing the required magnetic field strength unless the telecommunications measure is compromised It has also been known to use the Faraday effect together with a more conventional magneto-optical material. In some cases, post-manufacturing methods are used in conjunction with prefabricated optical fibers to provide specific special coatings for use in specific magneto-optic applications. The same is true for special magneto-optic crystals and other bulk implementations in that post-manufacture processing of pre-made materials is sometimes required to achieve a variety of desired results. Such special processing increases the final cost of the special fiber and creates an additional situation where the fiber may not meet specifications. Many magnetic applications typically include a small number (usually one or two) of magneto-optic components, so that a relatively high cost per piece can be tolerated. However, as the number of magneto-optic components desired increases, the final cost (in dollars and hours) grows, and in applications using hundreds or thousands of such components, It is essential to significantly reduce unit costs.

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 a reduction in unit cost and increased manufacturability, reproducibility, uniformity, and reliability while enhancing the responsiveness of properties that affect waveguide radiation to external effects This is an alternative waveguide technology that provides advantages over the prior art.

一体型ディスプレイシステムのための装置及び方法を開示する。この一体型ディスプレイシステムは、第1の複数の導波管チャネル内で複数の入力波成分を生成する照明システムと;照明システムと統合されており、第2の複数の導波管チャネル内において複数の入力波成分を受信し、連続的な画像セットを集合的に定義する複数の出力波成分を生成するための変調システムとを含む。   An apparatus and method for an integrated display system is disclosed. The integrated display system includes an illumination system that generates a plurality of input wave components within a first plurality of waveguide channels; and is integrated with the illumination system and is integrated within the second plurality of waveguide channels. And a modulation system for generating a plurality of output wave components that collectively define a continuous set of images.

さらに、以下も本発明による一体型ディスプレイ製造方法の好適実施形態であり、この方法は:a)第1の複数の導波管チャネル内で複数の入力波成分を生成するための照明システムを形成するステップと;b)照明システムと統合された、第2の複数の導波管チャネル内で複数の入力波成分を受信し、連続的な画像セットを定義する集合的に複数の出力波成分を生成するための変調システムを形成するステップとを含む。   The following is also a preferred embodiment of an integrated display manufacturing method according to the present invention, which method comprises: a) forming an illumination system for generating a plurality of input wave components in a first plurality of waveguide channels B) receiving a plurality of input wave components in a second plurality of waveguide channels integrated with the illumination system and collectively collecting a plurality of output wave components defining a continuous image set; Forming a modulation system for generating.

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。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。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。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。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。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。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。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 apparatus, method, computer program product and propagated signal of the present invention provide the advantage of using an improved and mature waveguide manufacturing process. In a preferred embodiment, the waveguide has an optical transport, preferably a short-range characteristic that affects the characteristics of the influencer by including an optically active component while maintaining the desired attributes of radiation. An optical fiber or waveguide channel adapted to strengthen. In a preferred embodiment, the characteristics of the affected radiation include the polarization state of the radiation, and the influencer controls the polarization rotation angle using a controllable variable magnetic field that propagates parallel to the transmission axis of the optical transport. Use the Faraday effect to do that. The optical transport is constructed so that the polarization can be quickly controlled using a low magnetic field strength over a very short optical path. The radiation is initially controlled to generate a wave component having one specific polarization. The polarization of the wave component is affected such that the second polarizing filter modulates the amplitude of the radiation emitted in response to the effect. In a preferred embodiment, this modulation includes extinguishing the emitted radiation. The incorporated patent applications, priority applications, and related applications disclose Faraday structured waveguides, Faraday structured waveguide modulators, displays, and other waveguide structures and methods that cooperate with the present invention. .

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。   Leveraging a mature and efficient fiber optic waveguide manufacturing process as disclosed herein as part of the present invention for use in the manufacture of low cost, uniform and efficient magneto-optic system elements In order to reduce the unit cost and increase manufacturability, reproducibility, uniformity and reliability, while enhancing the responsiveness of the properties affecting the radiation of the waveguide to external influences An alternative waveguide technology is provided that offers superior advantages.

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。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。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。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。   The present invention has been developed in the past to reduce the unit cost and increase manufacturability, reproducibility, uniformity and reliability while enhancing the reactivity of the properties affecting the radiation of the waveguide to external influences. The present invention relates to an alternative waveguide technology that provides advantages over this technology. The following description is presented to enable one of ordinary skill in the art to make and use the invention and is provided in the context of a patent application and its requirements. Various modifications to the preferred embodiment and the general principles and features described herein will be readily apparent to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown, but is to be accorded the widest scope consistent with the 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3つの用語は、本発明の文脈において特定の意味を有する。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。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。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。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 the following description, the three terms (1) optical transport, (2) property influencer, and (3) erasure have specific meanings in the context of the present invention. For the purposes of the present invention, an optical transport is a waveguide that is specifically adapted to enhance the properties that affect the features of the influencer while preserving the desired attributes of radiation. In a preferred embodiment, the properties of the affected radiation include its polarization rotation state, and the influencer controls the polarization angle using a controllable variable magnetic field that propagates parallel to the transmission axis of the optical transport. To use the Faraday effect. The optical transport is constructed so that the polarization can be quickly controlled using a low magnetic field strength over a very short optical path. In some specific implementations, the optical transport keeps the fiber's guided properties at the same time, otherwise the property influencer effectively builds and collaborates the radiation characteristics (s). It includes an optical fiber that exhibits a high Verde constant due to the waveguide of transmitted radiation while addressing spurious appearances.

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。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。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(manifesting)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。   A property influencer is a structure for realizing characteristic control of radiation transmitted by an optical transport. In a preferred embodiment, the property influencer is preferably an influencer of the optical transport, in one implementation for an optical transport formed by an optical fiber having a core and one or more cladding layers. It is operably coupled to an optical transport that is integrated into or onto one or more of the cladding layers without significantly adversely altering the waveguiding attributes. In a preferred embodiment using the polarization characteristics of the transmitted radiation, a preferred implementation of the property influencer is a coil, a coil form or one or more magnetic fields (one or more of which are controllable). Structures that affect polarization, such as other structures that can be integrated to support / generate (and thus affect transmitted radiation) Faraday effect manifesting fields in optical transports It is.

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。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。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。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。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 structured waveguide of the present invention may in some embodiments serve as a transport in a modulator that controls the amplitude of the propagated radiation. The radiation emitted by the modulator has a maximum radiation amplitude and a minimum radiation amplitude that are controlled by the interaction of property influencers on the optical transport. Erasing simply refers to the minimum radiation amplitude being at a sufficiently low level (appropriate for certain embodiments) characterized as “off” or “dark” or other classification indicating the absence of radiation. In other words, in some applications, the sufficiently low but detectable / recognizable radiation amplitude is properly identified as “extinguished” when its level meets the parameters for the implementation or embodiment. May be. The present invention improves the response of the waveguide to the influencer by using an optically active component that is placed in the guiding region during 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。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。   FIG. 1 is a general schematic plan view of a preferred embodiment of the present invention for a Faraday waveguide modulator 100. Modulator 100 includes an optical transport 105, a property influencer 110 operably coupled to transport 105, a 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。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。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。   The transport 105 may be implemented based on many well-known optical waveguide structures in the art. For example, the transport 105 is a specially adapted light having a guide channel that includes a guide region and one or more boundary regions (eg, a core and one or more cladding layers for the core). It may be a fiber (conventional or PCF) or the transport 105 may be a bulk device or substrate waveguide channel having one or more such inductive channels. Conventional waveguide structures are modified based on the type of radiation characteristics affected and the nature of the influencer 110.

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。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。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。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。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。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。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。   Influencer 110 is a structure for characterizing characteristics (directly or indirectly, such as through disclosed effects) on radiation transmitted through and / or on transport 105. . Many different types of radiation characteristics can be affected. And in many cases, the specific structure used to affect a given property may vary from implementation to implementation. In a preferred embodiment, a property that may also be used to control the output amplitude of radiation is a desirable property for influence. For example, the radiation polarization angle is one property that can be affected and may be used to control the transmitted amplitude of the radiation. Using another element, such as a fixed polarizer, the radiation amplitude is controlled based on the polarization angle of the radiation compared to the transmission axis of the polarizer. In this example, the transmitted radiation changes when the polarization angle is controlled.

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。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。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。   However, it is understood that other types of characteristics may also be affected and may be used to control output amplitude, such as radiation phase or radiation frequency. Other factors are typically used with modulator 100 to control the output amplitude based on the nature of the characteristic and the type and degree of influence on the characteristic. In some embodiments, other characteristics of the radiation may desirably be controlled, rather than the output amplitude, which may be desired for attributes whose characteristics other than those identified are controlled or for which the characteristics are desired. It may be required to be controlled differently to achieve control.

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。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。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。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。   The Faraday effect is just one example of one way to achieve polarization control within transport 105. A preferred embodiment of influencer 110 for Faraday polarization rotation effects uses a combination of a variable and fixed magnetic field that is proximate to or integrated into / on transport 105. These magnetic fields are preferably generated such that the controlling magnetic field is oriented parallel to the direction of propagation of the radiation transmitted through the transport 105. By appropriately controlling the direction and magnitude of the magnetic field with respect to the transport, the desired degree 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。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。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。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。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」。   It is preferred in this particular example that the transport 105 is constructed to improve / maximize the “influency” of the property selected by the influencer 110. In the case of polarization rotation characteristics using the Faraday effect, the transport 105 is doped, formed, processed, and / or handled to increase / maximize the Verde constant. As the Verde constant increases, the influencer 110 can more easily affect the polarization rotation angle with a predetermined electric field strength and transport length. In the preferred embodiment of this implementation, attention to the Verde constant is a primary task using other features / attributes / features of the transport 105 secondary waveguide aspect. Although some implementations may be provided otherwise, in a preferred embodiment, influencer 110 is integrated with transport 105 through a waveguide manufacturing process (such as a preform manufacturing and / or pulling process). Or otherwise “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。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。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。   Elements 120 and 125 are property elements for selecting / filtering / acting on the desired radiation characteristics affected by influencer 110. Element 120 may be a filter used as a “gating” element to pass a wave component of the input radiation having the desired state of the appropriate characteristics, or it may be in the desired state of the appropriate characteristics. It may be a “processing” element for adapting one or more wave components of the input radiation. The gated / processed wave component from element 120 is provided to optical transport 105, and property influencer 110 controllably affects the transported wave component 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。エレメント125は、波動成分の特性の状態に基づいてWAVE_OUTを渡し、WAVE_OUTの振幅を制御する構造である。その制御の性質と詳細は、影響を受けた特性とエレメント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。   The element 125 is a cooperative structure with respect to the element 120 and acts on the affected wave component. The element 125 has a structure for passing WAVE_OUT based on the state of the characteristic of the wave component and controlling the amplitude of WAVE_OUT. The nature and details of the control are related to the characteristics affected and the state of the characteristics from element 120 and the details of how the initial state was affected 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。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。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。 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。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。該影響を受けた波動成分の偏光回転角がエレメント125の伝達軸と「交差する」とき、WAVE_OUTは低い振幅を有する。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。   For example, the element 120 and the element 125 may be polarization filters if the affected characteristic is the polarization characteristic / polarization rotation angle of the wave component. Element 120 selects one particular type of polarization of the wave component, eg, right-handed polarized light. The influencer 110 controls the polarization rotation angle of the radiation as it passes through the transport 105. Element 125 filters the affected wave component based on the final polarization rotation angle compared to the transmission angle of element 125. In other words, WAVE_OUT has a high amplitude when the polarization rotation angle of the affected wave component coincides with the transmission axis of element 125. WAVE_OUT has a low amplitude when the polarization rotation angle of the affected wave component “crosses” the transmission axis of element 125. Crossing in this context refers to a rotation angle that is approximately ninety degrees off the transmission axis of a conventional polarizing 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。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。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。   Furthermore, the relative orientation of element 120 and element 125 can be established such that the default state results in a maximum amplitude of WAVE_OUT, a minimum amplitude of WAVE_OUT, or some value in between. The default state refers to the magnitude of the output amplitude that is not affected by the influencer 110. For example, by setting the transmission axis of element 125 in a ninety degree relationship with respect to the transmission axis of element 120, the default state would be the 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。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。   Element 120 and element 125 may be separate components, or one or more structures may be integrated on or in transport 105. In other embodiments, these elements may be distributed within a particular region of transport 105 or across transport 105, but in some cases, the elements may be transport 105 as in the preferred embodiment. May be localized with "input" and "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。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。入射WAVE_INは、通常(例えば右回転偏光(RCP)と左回転偏光(LCP)等の)偏光特性に対して複数の直交状態を有する。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。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。好適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。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。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。   In operation, radiation (shown as WAVE_IN) is incident on the element 120 and appropriate characteristics (eg, right-handed polarization (RCP) rotation component) are gated to pass the RCP wave component to the transport 105. /It is processed. Transport 105 transmits the RCP wave component until it is interacted by element 125 and the wave component (shown as WAVE_OUT) is passed. Incident WAVE_IN has a plurality of orthogonal states with respect to normal polarization characteristics (eg, right-handed polarized light (RCP) and left-handed polarized light (LCP)). Element 120 produces a particular state of polarization rotation characteristics (eg, passing one of the orthogonal states, blocking / shifting the other so that only one state is passed, etc.). The influencer 110 may affect that particular polarization rotation of the passed wave component in response to a control signal and modify it as specified by the control signal. The influencer 110 of the preferred embodiment can affect polarization rotation characteristics in the range of about ninety degrees. The element 125 then has a minimum value when it is affected and the wave component polarization rotation coincides with the transmission axis of the element 125 and a minimum value when the wave component polarization "crosses" the transmission axis. To interact with the wave component in order to be able to modulate the radiation amplitude of WAVE_IN. By using element 120, the amplitude of WAVE_OUT in the preferred embodiment is variable from a maximum level to a level that is extinguished.

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。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。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。   FIG. 2 is a detailed schematic plan view of a particular implementation of the preferred embodiment shown in FIG. Although the present invention is not limited to this particular example, the implementation is specifically described to simplify the description. The Faraday structured wave modulator 100 shown in FIG. 1 is the Faraday light 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。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。   The modulator 200 includes a core 205, a first cladding layer 210, a second cladding layer 215, and a coil or coil form 220 (coil 220 having a first control node 225 and a second control node 230). And an input element 235 and an output element 240. FIG. 3 is a cross-sectional view of the preferred embodiment shown in FIG. 2 taken between element 235 and element 240, with like numbers indicating the same or corresponding structure.

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。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。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の中に穴または凸凹が追加され、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。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。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。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。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。   The core 205 may include one or more of the following dopants added by standard fiber manufacturing techniques, such as variations in vacuum deposition methods. That is, (a) a color dye dopant (which effectively makes the modulator 200 a shining color filter from the light source system), (b) an efficient Faraday in the presence of YIG / Bi-YIG or Tb or TGG or an activating magnetic field. An optically active dopant, like other dopants, to increase the Verde constant of the core 205 to achieve rotation. Holes or irregularities are added in the core 205 by heating or stressing the fiber during manufacturing, further increasing the Verde constant and / or realizing a non-linear effect. To further simplify the description here, the description will mainly focus on non-PCF waveguides. However, in the context of this description, PCF variants may be substituted for non-PCF wavelength embodiments, unless the context clearly violates such alternatives. In the case of PCF waveguides, rather than using a color dye dopant, color filtering may be achieved using wavelength selective bandgap coupling or longitudinal structure / air gaps may be filled and doped. Thus, whenever color filtering / dye doping is described in the context of non-PCF waveguides, the use of wavelength selective bandgap coupling and / or filling and doping of PCF waveguides may be substituted when 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)。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。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。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。   Many silica optical fibers are manufactured with a high level of dopant based on silica percentage (this level can be as high as fifty percent dopant). Current dopant concentrations in the silica structure of other types of fibers achieve about ninety degrees of rotation at distances of tens of microns. Conventional fiber manufacturers have increased the dopant concentration (eg, fibers commercially available from JDS Uniphase) and dopant profiles (eg, fibers commercially available from Corning Incorporated). Continue to achieve improvements in controlling. The core 205 achieves a sufficiently high and controlled concentration of optically active dopants to provide the necessary rapid rotation of low power at micron scale distances, and these power / distance values are 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。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。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。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。(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。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。   The first cladding layer 210 (optional in the preferred embodiment) is doped with a ferromagnetic monomolecular magnet that is permanently magnetized when exposed to a strong magnetic field. The magnetization of the first cladding layer 210 is extracted prior to addition to the core 205 or preform or from the modulator 200 (complete with core, cladding, coating (s) and / or elements). Can happen after. During this process, the preform or drawn fiber passes through a strong permanent magnetic field that is displaced ninety degrees from the transmission axis of the core 205. In a preferred embodiment, this magnetization is achieved by an electromagnet arranged as an element of the fiber tensioner. A first cladding layer 210 (with permanent magnetic properties) is provided to saturate the magnetic region of the optically active core 205, but the direction of the magnetic field from the layer 210 is perpendicular to the direction of propagation. Therefore, the angle of rotation of the radiation passing through the fiber 200 is not changed. The incorporated provisional application describes a method for optimizing the orientation of the ferromagnetic cladding doped by atomic atomization that is not optimal in 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。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。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。   The use of these SMMs is preferred as a dopant since single molecule magnets (SMMs) are discovered that can be magnetized at relatively high temperatures. The use of these SMMs allows for the generation of excellent doping concentrations and control of the dopant profile. Examples and methods of commercially available single molecule magnets are available from ZettaCore, Inc. of Denver, Colorado.

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。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。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。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。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 second cladding layer 215 is doped with a ferrimagnetic or ferromagnetic material and is characterized by an appropriate hysteresis curve. The preferred embodiment uses a “short” curve that is also “wide” and “flat” when creating the required field. When the second cladding layer 215 is saturated by a magnetic field generated by an adjacent electric field generating element (eg, coil 220), which is itself driven by a signal (eg, control pulse) from a controller such as a switching matrix drive circuit (not shown). The second cladding layer 215 immediately reaches a degree of magnetization appropriate to the degree of rotation desired for the modulator 200. In addition, the second cladding layer 215 may cause a subsequent pulse to increase the magnetization level (current in the same direction), refresh (no current or +/− maintenance current), or reduce (current in the opposite direction). It remains magnetized at that level or remains close enough to that level. This residual magnetic flux in the doped second cladding layer 215 maintains an appropriate degree of rotation over time even if the field is not constantly applied by the influencer 110 (eg, coil 220).

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。「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。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。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。   Appropriate modification / optimization of the doped ferrimagnet / ferromagnet may further be achieved by ion bombardment of the cladding with appropriate process steps. “METHOD OF DEPOSITING A FERROMAGNETIC FILM ON A WAVEGUIDE AND A MAGNETO-OPTIC COMPONING COMPROMING AROM FILM DEPOSITED BY THE METHOD), which is assigned to Alcatel in Paris, France, and the ferromagnetic thin films deposited on the waveguide by the vapor phase method are ordered within the preferred crystal structure. Reference is made to US Pat. No. 6,103,010, which is bombarded by an ion beam at an angle of incidence that crushes no nuclei. Modification of the crystal structure is a method known in the art and may be utilized on silica cladding doped either in the manufactured fiber or on a doped preform material. The '010 patent is hereby incorporated 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, a suitable single molecule magnet (SMM) that can be made and magnetized at a relatively high temperature can allow the second cladding layer 215 to have an excellent doping concentration. Therefore, it is preferable as a dopant in a preferred embodiment.

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。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。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。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。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。(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。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 coil 220 of the preferred embodiment is manufactured integrally on or in the fiber 200 to generate an initial magnetic field. This magnetic field from the coil 220 rotates the angle of polarization of the radiation transmitted through the core 205 and magnetizes the ferrimagnetic / ferromagnetic dopant in the second cladding layer 215. A combination of these magnetic fields is desired (such as the time of one video frame when the matrix of fibers 200 collectively forms a display as described in one of the related patent applications incorporated herein). The desired rotation angle is maintained for a period of time. For purposes of this description, a “coil form” is defined as a structure similar to a coil in which a plurality of conductive segments are disposed parallel to each other and perpendicular to the axis of the fiber. As the performance of the material increases—that is, the effective Verde constant of the doped core increases (or as a reinforced structural variant, including one that produces non-linear effects) —because of higher Verde constant dopants. The need for a “coil foam” surrounding a coil or fiber element may be reduced or obviated, and a simpler single band or Gaussian cylinder structure will be practical. These structures (including cylinder structures and coils and other similar structures) are included in the definition of a coil form when performing the functions of the coil form described herein. The terms coil and coil form may be used interchangeably when the context allows.

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。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。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。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。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。   When considering the variables in the equation that specify the Faraday effect, ie the magnetic field strength, the distance to which the magnetic field is applied, and the Verde constant of the rotating medium, one result is that the structure, components and / or apparatus using the modulator 200 is It can compensate for a coil or coil form formed from a material that produces a less powerful magnetic field. Compensation may be achieved by making the modulator 200 longer or by further increasing / improving the effective Verde constant. For example, in some implementations, the coil 220 uses a conductor that is a conductive polymer that is less efficient than a metal wire. In other implementations, the coil 220 uses wider but fewer windings that would otherwise be used with more efficient materials. In still other examples, such as when creating a coil 220 that has a less efficient operation, although the coil 220 is manufactured by a conventional process, other parameters may be necessary to achieve proper overall operation. Compensate accordingly.

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。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。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(metallically)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。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。   There is a trade-off between design parameters—fiber length, core Verde constant, and field generating element peak field power and efficiency. Taking these trade-offs into account, four preferred embodiments of integrally formed coil foams result including: (1) a twisted fiber for realizing a coil / coil form, (2) a fiber epitaxially wound with a thin film printed with a conductive pattern to achieve a plurality of layers of windings, (3) a coil / Coil / coil foam printed on the fiber by dipping pen nanolithography to produce coil foam, and (4) coated / doped glass fiber brazed, or alternatively coated with metal Or a conductive polymer that is not coated, that is, a metallic wire. Additional details of these embodiments are set forth in the related and incorporated provisional patent applications referenced above.

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。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。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。   Nodes 225 and 230 receive signals to include the necessary magnetic field generation within the core 205, the cladding layer 215, and the coil 220. This signal in a simple embodiment is a DC (direct current) signal of appropriate magnitude and duration to create the desired magnetic field and rotate the polarization angle of the WAVE_IN radiation propagating through the modulator 200. . A controller (not shown) may provide this 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。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。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。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。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。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。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。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。   Input element 235 and output element 240 are polarization filters that are provided as separate components or integrated in / on core 205 in the preferred embodiment. Input element 235 may be implemented in many different ways as a polarizer. A variety of polarization mechanisms that allow the passage of a single polarization type (special circular or linear) light into the core 205 may be utilized. That is, the preferred embodiment uses a thin film that is epitaxially deposited at the “input” end of the core 205. Alternative preferred embodiments are commercially available on the waveguide 200 to achieve polarization filtering (such as modifications to the silica in the core 205 or cladding layer as described in the incorporated provisional patent application). Use nanoscale microstructure structuring techniques. In some implementations for efficient input of light from one or more light sources (s), the preferred illumination system allows repeated reflections of “wrong” initially polarized light A cavity may be included. Thereby, all the light is ultimately accepted, ie it decomposes into “correct” polarized light. If desired, polarization maintaining waveguides (fibers, semiconductors) may be utilized, particularly depending on the distance from the illumination source to the modulator 200.

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。(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。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。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。   The output element 240 of the preferred embodiment is a “polarizing filter” element that is deflected ninety degrees from the orientation of the input element 235 for the default “off” modulator 200. (In some embodiments, the default may be turned “on” by aligning the axes of the input and output elements. Similarly, other defaults such as fifty percent amplitude may be input and output elements. The element 240 is preferably a thin film that is epitaxially deposited on the output end of the core 205. Input element 235 and output element 240 may be configured differently from those described herein using other polarizing filter / control systems. If the affected radiation properties include properties other than the radiation polarization angle (eg, phase or frequency), other input and output functions may be used as described above to modulate the amplitude of WAVE_OUT in response to the influencer. Used to properly gate / process / filter desired characteristics.

図4はディスプレイ組み立て品400の好適実施形態の概略ブロック図である。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200i、jによって生じする複数のピクチャエレメント(ピクセル)の集合体を含む。変調器200i、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。放射線源410は、変調器200i、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200i、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。 FIG. 4 is a schematic block diagram of a preferred embodiment of display assembly 400. The assembly 400 includes a collection of picture elements (pixels) each produced by a waveguide modulator 200 i, j as shown in FIG. A control signal for control of each influencer of the modulator 200 i, j is provided by the controller 405. The radiation source 410 provides source radiation for input / control by the modulators 200 i, j , and the front panel arranges the modulators 200 i, j in the desired pattern and / or optionally one or more. May be used to provide post-output processing of a number 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。ソース(複数の場合がある)410は、変調器200i、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200i、jの上に/中に統合されてよい。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200i、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。 The radiation source 410 may be a single balanced white or separate RGB / CMY tuned source or sources, or other suitable radiation frequency. The source (s) 410 may be remote from the inputs of the modulators 200 i, j , may be adjacent to these inputs, or on / in the modulators 200 i, j. May be integrated. Other implementations may use multiple or even more (possibly one source per modulator 200 i, j ), but some implementations use a single source The

前述されたように、変調器200i、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。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。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。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。 As described above, the preferred embodiment for the optical transport of modulators 200 i, j includes an optical channel in the form of a special optical fiber. However, semiconductor waveguides, waveguide holes, or other optical waveguide channels that include channels or regions formed "deep" through the material are also encompassed within the scope of the present invention. These waveguide elements are the underlying imaging structure of the display and integrate and incorporate an amplitude modulation mechanism and a color selection mechanism. In a preferred embodiment for an FPD implementation, the length of each of the optical channels is preferably on the order of tens of microns (although the length may vary as described herein).

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。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)。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。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。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。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。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。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。   It is a feature of the preferred embodiment that the length of the optical transport is short (about 20 mm or less), the effective verde value increases and / or can be constantly shortened as the magnetic field strength increases. The actual depth of the display is a function of the channel length, but since the optical transport is a waveguide, the path need not be linear from source to output (path length). In other words, in some implementations the actual path may be bent to provide a shallower effective depth. The path length is a function of the Verde constant and the magnetic field strength as described above, and the preferred embodiment addresses very short path lengths of a few millimeters or less, although longer lengths are also used in some implementations. It's okay. The required length is determined by the influencer to achieve the desired degree of influence / control on the input radiation. In the preferred embodiment of polarized radiation, this control can achieve about ninety degrees of rotation. In some applications, higher levels of erasing (eg, brighter) may use fewer rotations that reduce the required path length. Accordingly, the path length is also affected by the desired degree of influence 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。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200i、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。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。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。 The controller 405 includes many alternatives for the construction and assembly of a suitable switching system. The preferred implementation not only includes a point-to-point controller, but it also includes a “matrix” that structurally couples and holds the modulators 200 i, j and electronically addresses each pixel. In the fiber optic case, inherent to the nature of the fiber component is the potential for an all-fiber textile structure and proper addressing of the fiber element. A flexible mesh or solid matrix is an alternative structure with an accompanying assembly method.

一台または複数台の変調器200i、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。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。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。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。 It is a feature of the preferred embodiment that the output of one or more modulators 200 i, j may be processed to improve its application. For example, the output end of the waveguide structure is heat treated and pulled, particularly when implemented as an optical fiber, to form a tapered end, or otherwise worn out, twisted, or It may be shaped to enhance light scattering at the output end, thereby improving the viewing angle at the display surface. Some and / or all of the modulator outputs may be processed in a similar or different manner to collectively produce the desired output structure that achieves the desired result. For example, the various focus, attenuation, color, or other attribute (s) of WAVE_OUT from one or more pixels may be one or more output edges / corresponding panel positions (may be multiple). ) May be controlled or influenced by the process.

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。例えば、パネル415は、変調器200i、jの出力端を、近接する変調器200i、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。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500x、yのための1つの配列の図である。(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。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、適切なときにリングまたは「ドーナッツ」ディスプレイが可能となるように隣接するピクセルである必要はない。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。 The front panel 415 may simply be a piece of optical glass or other transparent optical material that faces the polarizing component, or it may include additional functional and structural features. For example, the panel 415 may include guides or other structures to align the output ends of the modulators 200 i, j in the desired relative orientation with the adjacent modulators 200 i, j . FIG. 5 is a diagram of one arrangement for the output ports 500 x, y of the front panel 415 shown in FIG. Other arrangements are also conceivable depending on the display desired (eg circular, oval or other regular or irregular geometry). When the application requires it, the active display area need not be adjacent pixels so that a ring or “doughnut” display is possible when appropriate. In other implementations, the output port may focus on other types of output post-processing on one or more pixels, may be distributed, 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。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。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。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。   A waveguide end is desired (such as a curved surface) that allows additional focusing capability in order with additional optical elements and lenses (some of which may be included as part of panel 415). The optical geometry of the display or projector surface that terminates in a three-dimensional surface changes itself. Some applications require multiple regions of concave surface area, flat surface area and / or protruding surface area, each having a different curvature and orientation according to the present invention and providing an appropriate output shape. Good. In some applications, special geometric shapes need not be fixed, but may be dynamically modifiable to change shape / orientation / dimensions as desired. Implementations of the present invention may also create various types of haptic display systems.

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200i、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。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。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。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。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。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。 In a projection system implementation, the radiation source 410, the “switching assembly” with the controller 405 coupled to the modulators 200 i, j , and the front panel 415 may be separated from each other by a separate module or device. You may benefit from being housed inside. With respect to radiation source 410, in some embodiments, the illumination source (s) are switched and assembled due to the heat generated by the type of high amplitude light normally required to illuminate a large theater screen. It is advantageous to separate from the product. Even if multiple illumination sources are used, for example, if the otherwise concentrated heat output is distributed within a single xenon lamp, the heat output may still be desired to be separated from the switching and display elements. It can be big enough. In this way the illumination source (s) will be housed in an insulated case with heat sink and cooling element. The fiber will then transmit light from a separate or single source to the switching assembly and then projected onto the screen. The screen may include some features of the front panel 415, or the panel 415 may be used before illuminating a suitable 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。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。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。   There are unique advantages to the projection / separation of the switching assembly from the display surface. Placing the lighting and switching assembly at the base of the projection system (which would be true for FPD) can reduce the depth of the projection TV cabinet. Alternatively, the projection surface may be housed in a compact ball at the top of a thin lamp-like column, or suspended from the ceiling and cable in front of a shadowing system that utilizes a reflective fabric screen.

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。   In the case of theatrical projection, the waveguide structure from the device on the floor to the compact final optical device in the projection window area has the potential to convey the image formed by the switching assembly. Among other advantages and configurations, it suggests a space utilization strategy for accommodating both a conventional film projector and a new preferred embodiment projector in 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。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。(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。   A monolithic structure of waveguide strips arranged side by side or glued, each comprising thousands of waveguides on the strip, may achieve high definition imaging. However, the construction of “bulk” fiber optic components may also achieve the small protruding surfaces required in the preferred embodiment. Single mode fibers (especially without the durability performance requirements of external telecommunications cables) have a sufficiently small diameter that the fiber cross-sectional area is very small and suitable as a display pixel or subpixel.

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 are expected to be able to achieve the attenuator array of the present invention in the manufacture of large monolithic or superficial single semiconductor substrates or chips.

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。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。   In the molten fiber projection surface, the molten fiber surface may then be polished to achieve the desired curvature to focus the image on the optical array. Alternatively, the fiber ends that are glued or otherwise tied together may have a shaped tip and, if necessary, arranged at its end in a shaped matrix to achieve a curved surface. 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。   In the case of projection television or other non-theater projection applications, the option of separating the lighting module and switching module from the projector surface allows a new way of achieving a less bulky projection television cabinet structure.

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。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。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。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。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。   FIG. 6 is a schematic representation of a preferred embodiment of the present invention for a portion 600 of the structured waveguide 205 shown in FIG. Portion 600 is a radiation propagation channel of waveguide 205, usually a guiding channel (eg, a core for a fiber waveguide), but includes one or more boundary regions (eg, cladding for a fiber waveguide). It's okay. Other waveguiding structures have a variety of specific mechanisms for enhancing the waveguiding properties of radiation propagating along the transmission axis of the channel region of the waveguide. Waveguides include photonic crystal fibers, special thin film stacks of structural materials, and other materials. Although the special features of waveguiding may vary from waveguide to waveguide, 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。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。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。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。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。   For the purposes of the present invention, the term guiding region or guiding channel and boundary region refers to a cooperative structure for enhancing the propagation of radiation along the channel's transmission axis. These structures are different from the post-fabrication processing of various buffers or coatings or waveguides. The difference in principle is that the other components of the waveguide do not propagate, but the boundary region can propagate wave components that normally propagate through the guiding region. For example, in multimode fiber optic waveguides, significant energy in higher order modes propagates through the boundary region. One difference is that the other support structure is thus substantially opaque while the guide / boundary region (s) are substantially transparent to the propagating radiation.

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。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。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。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。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。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。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。   As previously described, influencer 110 operates in concert with waveguide 205 to affect the properties of wave components that propagate as it is transmitted along the transmission axis. Thus, portion 600 is said to have an influencer response attribute, which in a preferred embodiment is specifically structured to enhance the response of the propagating wave characteristic to influencer 110. Portion 600 may include a plurality of components (eg, rare earth dopant 605, holes 610, structural irregularities 615) disposed as desired for a particular implementation within the guiding region and / or one or more boundary regions. , Ultrafine bubbles 620, and / or other elements 625). In preferred embodiments, portion 600 often has a very short length of less than about 25 millimeters, and sometimes has a much shorter length, as described above. The influencer response attributes enhanced by these components are short (eg, as opposed to telecommunications fibers optimized for very long lengths of about several kilometers or more including attenuation and chromatic dispersion). Optimized for length waveguides. The components of portion 600 that are optimized for another application will significantly exacerbate the use of waveguide telecommunications. Although the presence of constituents is not intended to hurt telecommunications applications, the preferred embodiment concentrates on enhancing the influencer reaction attribute over the telecommunications attribute (s). Such degradation may occur and is not a disadvantage 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。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。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。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。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。   The present invention considers that there are many different wave characteristics that can be affected by different structures of influencer 110. The preferred embodiment targets the Faraday effect related properties of portion 600. As described above, the Faraday effect induces a change in polarization rotation in response to a magnetic field parallel to the propagation direction. In the preferred embodiment, when influencer 110 generates a magnetic field parallel to the transmission axis, in portion 600, the amount of rotation depends on the strength of the magnetic field, the length of portion 600, and the Verde constant of portion 600. The constituent material increases the reactivity of the portion 600 to this magnetic field, for example by increasing the effective Verde constant of the portion 600.

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−反応導波管の安価なキロメートル長の製造が可能になるという点である。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。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。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。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。   One significance of the waveguide manufacturing and feature paradigm shift according to the present invention is that the modification of the manufacturing techniques used to manufacture kilometer-length optically pure telecommunications grade waveguides potentially An inexpensive imperial (but optically active) influencer-reaction waveguide can be manufactured at low cost in length. As previously mentioned, some implementations of the preferred embodiment may use a myriad of very short length waveguides modified as disclosed herein. Cost savings and other efficiencies / advantages are that these assemblies are formed from short length waveguides that are created (eg, split) from longer waveguides manufactured as described herein. It is realized by. These cost savings and other efficiencies and advantages use mature manufacturing techniques and equipment that have the potential to overcome many of the shortcomings of magneto-optical systems that utilize separate magneto-optical crystals conventionally manufactured as system elements. Including advantages to For example, these drawbacks include high manufacturing costs, lack of uniformity across multiple magneto-optic crystals, and the relatively large size of the individual components that limit the size of the collection of 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。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。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。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。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。   Preferred embodiments include modifications to the fiber waveguide and fiber waveguide manufacturing methodology. In its most common, an optical fiber is a transparent (at a critical wavelength) dielectric (usually glass or plastic) filament, usually with a circular cross-section for guiding light. In the case of early optical fibers, the cylindrical core was surrounded by a similar geometric cladding and was in intimate contact. These optical fibers guided the light by giving the core a refractive index that is slightly larger than the refractive index of the cladding layer. Other fiber types provide different guidance mechanisms-important in the context of the present invention include photonic crystal fibers (PCF) as described above.

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。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。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。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。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。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。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。ファラデー定数は、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。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。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。 Silica (silicon dioxide (SiO 2 )) is the basic material from which the most common communication grade optical fibers are made. Silica may occur in crystalline or amorphous forms and occurs naturally in impure forms such as quartz and sand. The Verde constant is an optical constant that describes the strength of the Faraday effect of a particular material. Most materials, including silica, have very small Verde constants and are wavelength dependent. It is a substance that contains paramagnetic ions such as terbium (Tb) and is very powerful. High Verde constants are found in terbium-doped high density flint glasses or in crystals of terbium gallium garnet (TGG). This material generally has excellent transparency properties and is very resistant to laser loss. The Faraday constant is not colored (ie it is wavelength independent), but the Verde constant is a very powerful function of wavelength. At 632.8 nm, the TGG Verde constant is reported to be 134 rad T-1, whereas at 1064 nm it has dropped to -40 rad T-1. This operation means that a device manufactured with a particular degree of rotation at one wavelength will produce much less rotation at longer wavelengths.

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。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。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。   Constituent materials are in some ways YIG / Bi-YIG or Tb or TGG, or other best to increase the Verde constant of the waveguide to achieve efficient Faraday rotation in the presence of an activating magnetic field. Including optically activated dopants such as dopants that function in When heated or stressed during the fiber manufacturing process as described below, the Verde constant may be further increased by adding additional constituents (holes or irregularities) to the portion 600. Rare earths, such as those used in conventional waveguides, are utilized as passive enhancements for transfer attribute elements and are not utilized in optically active applications.

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 fiber is manufactured with a high level of dopant, such as at least 50% dopant, compared to the silica percentage itself, and other dopant concentrations required to achieve 90 ° rotation at tens of microns or less. Proven improvements are proven with increasing silica concentrations (eg, fibers available from JDS Uniphase) and improvements are available (eg, Corning Incorporated). To achieve sufficiently high and controlled concentrations of optically active dopants to induce rotation at low power at micron scale distances, as demonstrated by controlled dopant profiles 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。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。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。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。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。つまり、1.改善型化学蒸着(MCVD)、2.プラズマ改良型化学蒸着(PMCVD)、3.プラズマ化学蒸着(PCVD)、4.外部蒸着(OVD)、5.気相軸付け(AVD)である。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。同じ化学反応がこれらの方法で発生する。   FIG. 7 is a schematic block diagram of an exemplary waveguide manufacturing system 700 for performing the preferred embodiment of the waveguide preform of the present invention. System 700 represents a modified chemical vapor deposition (MCVD) process to produce a glass rod called a preform. The preform from the conventional process is a solid rod of ultra high purity glass that accurately reproduces the desired optical properties of the fiber, but increases the line dimensions by more than two orders of magnitude. However, the system 700 does not emphasize optimal purity, but produces a preform that optimizes short distance optimization of the influencer reaction. The preform is typically made using one of the following chemical vapor deposition (CVD) methods. That is, 1. Improved chemical vapor deposition (MCVD), 2. 2. plasma enhanced chemical vapor deposition (PMCVD); 3. plasma enhanced chemical vapor deposition (PCVD); 4. External deposition (OVD), Gas phase shafting (AVD). All these methods are based on a thermal chemical vapor deposition reaction that forms an oxide deposited as a layer of glass particles, called soot, outside the rotating rod or inside the glass tube. The same chemical reaction occurs in these ways.

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。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中で蒸発し、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物の燃焼からシリカと他の酸化物を形成する。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。つまり、GeCl+O→GeO+2ClSiCl+O→SiO+2Cl4POCl+3O→2P+6Cl4BCl+3O→2B+6Clである。 Various liquids that provide sources for Si and dopants (eg, starting materials are solutions of SiCl 4 , GeCl 4 , POCl 3 and gaseous BCl 3 ) are oxygen gas, each liquid in heated bubbler 705. And when there is gas from the source 710, it is heated. These liquids evaporate in the oxygen stream controlled by the mass flow meter 715 and the gas forms silica and other oxides from the combustion of the halide that produces the glass in the silica lathe 720. Chemical reactions called oxidation reactions occur in the gas phase as listed below. 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。これらの酸化物がドーパントとして公知である。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。   Germanium oxide and phosphorus pentoxide increase the refractive index of the glass, and boron oxide decreases it. These oxides are known as dopants. Other bubblers 705 containing appropriate constituents to enhance the influencer reaction attributes 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。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。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。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。   Changing the composition of the mixture during the process affects the refractive index profile and the component profile of the preform. The flow rate of oxygen is controlled by a mixing valve 715 and the reactant gas 725 is blown into a silica pipe 730 that includes a heated tube 735 where oxidation occurs. Chlorine gas 740 is blown out of tube 735, while the oxidized compound is deposited in the tube in the form of soot 745. The concentration of iron and copper impurities is reduced from about 10 ppb in the unprocessed liquid to less than 1 ppb in 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。 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。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。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。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 tube 735 is heated using a transverse H 2 O 2 burner 750 and continuously rotated to make the soot 745 glassy into the glass 755. By adjusting the relative flow of the various vapors 725, multiple layers of different refractive indices such as core-to-cladding or variable core index profiles for GI fibers can be obtained. After stratification is complete, tube 735 is heated and collapses into a round solid cross-section rod called a preform rod. In this step, it is essential that the center of the rod is completely filled with material and not hollow. The preform rod is then placed in a drawing furnace as described in conjunction with FIG.

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。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。装置は構築し、制御するのが簡単である。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。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。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。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。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。付着率は通常1分当たり0.5から2gである。 The main advantage of MCVD is that reaction and deposition occur in a closed space, making it more difficult for unwanted impurities to enter. The index profile of the fiber is easy to control and the accuracy required for the SM fiber can be achieved relatively easily. The device is simple to build and control. A potentially significant limitation of the method is that the tube dimensions inherently limit the rod size. Thus, this technique typically forms a fiber of 35 km length, or at most 20 km to 40 km. In addition, impurities in the silica tube, mainly H 2 and OH—, tend to diffuse into the fiber. Also, the process of melting deposits to eliminate the hollow center of the preform rod sometimes causes a decrease in the refractive index of the core, making the fiber usually unsuitable for telecommunications applications, but generally in the context of the present invention It does not matter. In terms of cost and expense, the main disadvantage of the process is that it initiates the oxidation reaction and heats the tube 735 to make the soot vitreous, that is, not directly steam. Since indirect heating is used, the adhesion rate is relatively slow. The adhesion rate is usually 0.5 to 2 g 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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。 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。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。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。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。   A variation of the process described above handles fibers doped with rare earths. In order to produce rare earth doped fibers, the process begins with a rare earth doped preform—typically produced using a solution doping process. First, an optical cladding, mainly made of fused silica, is deposited inside the substrate tube. Next, the core material, which may also contain germanium, is deposited at a reduced temperature to form a diffused water permeable layer known as a “glass raw material”. After deposition of the glass raw material, this partially completed preform is sealed at one end and removed from the lathe and introduced with the appropriate salt solution of the desired rare earth dopant (eg, neodymium, erbium, ytterbium, etc.) Is done. During the fixed period, the solution is left to permeate the glass material. After discarding excess solution, the preform is returned to the lathe, dried and hardened. While solid, the cracks in the glass material collapse and encapsulate the rare earth. Finally, the preform is subjected to controlled collapse at high temperatures, forming a solid rod of glass—rare earth is incorporated into the core. In general, including rare earths in fiber cables is not optically active. That is, it responds to electrical, magnetic, or other perturbations or fields to affect the characteristics of light propagating through the doped medium. Conventional systems are the result of ongoing search to increase the percentage of rare earth dopants driven by the goal of improving the “passive” transmission characteristics of the waveguide (including telecommunications attributes). However, increasing the percentage of dopant in the waveguide core / boundary is advantageous because it affects the optical activity of the composite media / structure for the preferred embodiment. As mentioned above, in a preferred embodiment, the dopant to silica percentage is at least fifty percent.

図8は、図7に示されているシステム700から製造させるもののように、プリフォーム805から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800の概略図である。システム800はプリフォーム805を、通常は引抜により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。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。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。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。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。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。   FIG. 8 is a schematic diagram of an exemplary fiber pulling system 800 for making a preferred embodiment of the present invention from a preform 805, such as that produced from the system 700 shown in FIG. The system 800 converts the preform 805 into thin filaments, such as hair that is normally shaped by drawing. The preform 805 is mounted in a feed mechanism 810 that is mounted near the top of the tower 815. The mechanism 810 lowers the preform 805 until the tip enters the high purity graphite furnace 820. Pure gas is injected into the furnace to provide a clean and conductive atmosphere. Within the furnace 820, a tightly controlled temperature approaching 1900 ° C. softens the tip of the preform 805. Once the softening point at the preform tip is reached, gravity prevails and the molten mass “spontaneously falls” until it is stretched into 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。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。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。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。   In order for an operator to produce a transport 835 that is wound on a spool by a tow wheel 840, this strand of fiber is passed through a laser micrometer 825 and a series of processing stations 830x (eg, for coating and buffering), and the drawing process is performed. Start. The fiber is pulled by a towing vehicle 840 located at the bottom of the drawing tower 815 and then wound around a winding drum. During drawing, the preform 805 is heated at an optimum temperature to achieve an ideal drawing tension. Drawing speeds of 10 to 20 meters per second are 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。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。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。直径の実際の値は125ミクロンターゲットに比較される。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。   During the drawing process, the diameter of the drawn fiber is controlled to 125 microns within a tolerance of only 1 micron. A laser-based diameter gauge 825 monitors the fiber diameter. Gauge 825 samples the fiber diameter at a rate in excess of 750 times per second. The actual value of the diameter is compared to a 125 micron target. A slight deviation from the target is converted into a change in drawing speed and 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。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。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。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。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。   Processing station 830x typically includes a mold for applying two layer protective coatings on the fiber—a soft inner coating and a hard outer coating. This two-part protective coating provides mechanical protection for processing while also protecting the unblemished surface of the fiber from harsh environments. These coatings are cured by an ultraviolet lamp as part of the same or other processing station 830x. Other stations 830x may provide an apparatus / system for enhancing the influencer response attributes of transport 835 as it passes through the station (s). For example, other mechanisms for introducing a variety of mechanical stressors, ion bombardment, or influencer reaction attributes enhance the constituent materials at the draw 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。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。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(情報伝達能力、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半径方向の幅、相互接続のために重要)、及び色分散(コアを通るさまざまな速度で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、これは情報伝達能力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 being wound on a reel, the drawn fiber is tested for appropriate optical and geometric parameters. For transmission fibers, typically the tensile strength is first tested to ensure that the minimum tensile strength for the fiber has been achieved. After the initial test, many different tests are performed, in the case of transmission fibers, attenuation (decrease in signal strength with distance), bandwidth (information transmission capability, important measurement of multimode fiber), aperture Number (measurement of fiber acceptance angle), cutoff wavelength (wavelength that only single mode propagates in single-mode fiber), mode field diameter (in single-mode fiber, radial width of optical pulse in fiber, interconnect Important for) and chromatic dispersion (spreading of light pulses for light of different wavelengths traveling at different speeds through the core, in single-mode fiber, this is a limiting factor for the ability to convey information Test for transmission attributes including (if any).

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。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てい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。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。本説明のために、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。   As described herein, the preferred embodiment of the present invention uses an optical fiber as a transport, and primarily achieves amplitude control by using a “linear” Faraday effect. The Faraday effect is directly related to the magnitude of the magnetic field applied in the direction of propagation based on the length to which the field is applied and the Verde constant of the material through which the radiation is propagated. Although the linear effect is known, the materials used in the transport may not have a linear response to an induced magnetic field, such as from an influencer, in establishing the desired magnetic field strength. In this sense, the actual output amplitude of the propagated radiation depends on the applied signal from the controller and / or influencer magnetic field, and / or polarization, and / or the modulator or other attribute or feature of WAVE_IN. It may be non-linear. For purposes of this description, the characterization of a modulator (or element thereof) in terms of one or more system variables is referred to as the modulator (or element) attenuation profile.

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。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(co−doping)のための改善されたプロセスを示す。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。   The fiber manufacturing process continues to advance, particularly with respect to improving doping concentration as well as manipulating dopant profiles, periodic doping during production runs, and related processing activities. US Pat. No. 6,532,774, Method of Providing High Level of Rare Earth Concentrations in Glass Fiber Preforms, Co-doping of multiple dopants Fig. 2 shows an improved process for (co-doping). Successful increase of the dopant concentration directly improves not only the performance of the doped core to facilitate non-linear effects, but also the linear Verde 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。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。これは組成減衰プロファイルの1つの例にすぎない。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。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。   The predetermined attenuation profile may be tailored to a particular embodiment, for example, by controlling the composition, orientation and / or ordering of the modulator or its elements. For example, changing the material that makes up the transport may change the “influency” of the transport, or alter the degree to which an influencer “influences” a particular propagation wave_component. This is just one example of a composition decay profile. The modulator of the preferred embodiment allows attenuation smoothing where different waveguide channels have different attenuation profiles. For example, in some implementations having an attenuation profile that depends on polarization palmarity, a modulator is used in the complementary transport channel of the second transport for right-handed polarized wave_components. A different attenuation profile may be provided to the transport for left-handed polarized wave_components.

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。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。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。これは構成減衰プロファイルの一例にすぎない。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。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。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。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。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。これは、操作減衰プロファイルの一例にすぎない。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。これらの理由は省力化、効率、及びWAVE_OUTの均一性を含む。   In addition to the above description describing the provision of different material compositions for the transport, there are additional mechanisms for adjusting the attenuation profile. In some embodiments, wave_component generation / modification may not be strictly “exchangeable” in response to the order of the elements of the modulator where the propagating radiation traverses from WAVE_IN to WAVE_OUT. In these examples, the attenuation profile can be modified by providing another ordering of the non-commutative elements. This is just one example of a configured attenuation profile. In other embodiments, different attenuation profiles are created when different “rotational biases” are established for each waveguide channel. As previously mentioned, some transports are configured with a predetermined orientation between the input polarizer and the output polarizer / analyzer. For example, this angle may be zero degrees (typically defining a “normally on” channel) or it is ninety degrees (typically defining a “normally off” channel) Good. A given channel may have different responses in various angular displacement regions (ie, zero to thirty degrees, thirty degrees to sixty degrees, and sixty degrees to ninety degrees). Different channels may be deflected into different displacement regions (eg, with a default “DC” influencer signal), which influences the propagation wave_component around this deflected rotation. This is just one example of an operational decay profile. There are multiple reasons to support having multiple waveguide channels and adjusting / adapting / complementing the attenuation profile for the channels. These reasons include labor savings, efficiency, and WAVE_OUT 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。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。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 bundled by opposing polarization (selector) elements, a variable Faraday rotator or Faraday “attenuator” applies a field that changes in the direction of the optical path, and such a device reduces the polarization vector (eg, from 0 degrees). 90 degrees) so that an increasing portion of incident light that has passed through the first polarizer can pass through the second polarizer. When the field is not applied, the light passing through the first polarizer is completely blocked by the second polarizer. When the appropriate “maximum” field is applied, 100% of the light is rotated to the appropriate polarization angle and 100% of the light passes through the second polarizing element.

図9は好適実施形態による簡略化された単一パネル導波管ベースのディスプレイ900の一般的な概略図である。ディスプレイ900は、照明源910を収容する筺体905と、スイッチングマトリックス915と、表示面920とを含む。ソース910は、バランスの取れた白色光、またはマルチカラーモデル(例えばRGBソース)のさまざまな色/周波数の複数のチャネルを提供する。好適実施形態は、後述されるようにともに統合されるソース910、マトリックス915、及び表面920のための可撓導波チャネル(例えば光ファイバ等)を使用する。ソース910は、マトリックス915に隣接する、またはマトリックス915に面するかのどちらかである。隣接するときには、ファイババンドルがマトリックス915の入力側に放射線を伝達する。ソース910は、偏光制御を含む、組み込まれている特許出願に述べられている該放射線生成機能及び特徴/属性制御機能のどれかを含んでよい。   FIG. 9 is a general schematic diagram of a simplified single panel waveguide based display 900 according to a preferred embodiment. The display 900 includes a housing 905 that houses the illumination source 910, a switching matrix 915, and a display surface 920. Source 910 provides balanced white light, or multiple channels of various colors / frequency in a multi-color model (eg, RGB source). The preferred embodiment uses a flexible waveguide channel (eg, optical fiber, etc.) for the source 910, matrix 915, and surface 920 that are integrated together as described below. Source 910 is either adjacent to matrix 915 or faces matrix 915. When adjacent, the fiber bundle transmits radiation to the input side of the matrix 915. Source 910 may include any of the radiation generation and feature / attribute control functions described in the incorporated patent application, including polarization control.

マトリックス915は、その入力近接ソース910と出力近接表示面920から通過する放射線の振幅を制御するための複数の導波されたチャネルを含む。マトリックス915の構造及び機能のためのオプションは組み込まれている特許出願に詳細に開示されている。マトリックス915は、インフルエンサエレメントだけではなくオプションのチューナブルフィルタも含んでよく、その内のいくつかはインラインで統合されている、あるいは積み重ねられている。これらの導波されたチャネルはファイバ、導波管、または従来の材料またはフォトニック結晶から作られる他のチャネル化された材料を含んでよい。(個々のチャネルの間隔を十分にあけるための三次元空間での時差的なチャネル、またはシールド構造の使用等の)側面方向の偏位を含む必要なチャネル隔離機能が使用される。マトリックス915は、出力での偏光アナライザを含む、組み込まれている特許出願に述べられている放射線生成機能及び特徴/属性制御機能のどれかを含んでよい。いくつかのインプリメンテーションでは、周期的な偏光器アナライザ構造付きのオーバレイシートが使用される。   Matrix 915 includes a plurality of guided channels for controlling the amplitude of radiation passing from its input proximity source 910 and output proximity display surface 920. Options for the structure and function of the matrix 915 are disclosed in detail in the incorporated patent applications. Matrix 915 may include not only influencer elements, but also optional tunable filters, some of which are integrated or stacked inline. These guided channels may include fibers, waveguides, or other channelized materials made from conventional materials or photonic crystals. Necessary channel isolation functions are used, including lateral deviations (such as the use of time-differential channels in three-dimensional space to sufficiently separate individual channels, or shield structures). Matrix 915 may include any of the radiation generation functions and feature / attribute control functions described in the incorporated patent application, including a polarization analyzer at the output. In some implementations, an overlay sheet with a periodic polarizer analyzer structure is used.

ディスプレイ表面920は、マトリックス915の導波管チャネルまたは別の構造の延長部に過ぎない場合がある。表面920は、例えばフェースプレートの形成と使用及びチャネル端部修正を含む、組み込まれている特許出願に述べられている一連のインプリメンテーションを有する。表面920の入力と出力での構造は、薄膜、光学ガラス、または他の光学材料または構造を含む、組み込まれている特許出願に述べられている放射線生成機能及び特徴/属性制御機能のどれかを含んでよい。   Display surface 920 may only be an extension of a waveguide channel or another structure in matrix 915. Surface 920 has a series of implementations as described in the incorporated patent application, including, for example, faceplate formation and use and channel end modification. The structure at the input and output of the surface 920 has any of the radiation generation and feature / attribute control functions described in the incorporated patent application, including thin films, optical glasses, or other optical materials or structures. May include.

図10は、図9に示されているディスプレイ900の詳細な概略図である。照明源910は光源1005と偏光システム1010とを含む。マトリックス915は、入力1020と出力1025付きの統合されたコイルフォームを有する減衰器/変調器構造1015を含む。ディスプレイ表面920は、アナライザ1030と、オプションの改良されたチャネル出力1035と、オプションのディスプレイ表面/保護コーティングとを含む。   FIG. 10 is a detailed schematic diagram of the display 900 shown in FIG. The illumination source 910 includes a light source 1005 and a polarization system 1010. Matrix 915 includes an attenuator / modulator structure 1015 having an integrated coil form with input 1020 and output 1025. Display surface 920 includes analyzer 1030, optional improved channel output 1035, and optional display surface / protective coating.

図11は、本発明の好適実施形態によるアドレス指定グリッド1100の概略図である。組み込まれている特許出願においてだけではなく、本書にも説明されているように、ディスプレイ900のエレメントは変調モデルで使用するためのインフルエンサシステムである。好適実施形態は、影響を及ぼすシステムの少なくとも一部としてファラデー効果を提供し、この目的を達成するために、ディスプレイ900は適切な磁場の生成のためにコイルフォームを使用する。コイルフォーム構造を有する数百、数千、またはそれ以上のエレメントがある場合があるので、効率的なアドレス指定システムは製造要件及び操作要件を改善する。アドレス指定グリッド1100は効率的なアドレス指定システムのための好適実施形態のインプリメンテーションである。   FIG. 11 is a schematic diagram of an addressing grid 1100 according to a preferred embodiment of the present invention. As described herein, as well as in the incorporated patent applications, the elements of display 900 are influencer systems for use in modulation models. The preferred embodiment provides the Faraday effect as at least part of the influencing system, and to achieve this goal, the display 900 uses a coil form for the generation of an appropriate magnetic field. An efficient addressing system improves manufacturing and operating requirements because there may be hundreds, thousands, or more elements having a coil foam structure. Addressing grid 1100 is an implementation of the preferred embodiment for an efficient addressing system.

パッシブマトリックスまたはアクティブマトリックスとして構築されてよいアドレス指定グリッド1100は図11に両方の形式で描かれている。グリッド1100は、コイルフォーム/インフルエンサエレメントを通して導波管内回路経路1115を生成するために入力接点1105と出力接点1110を含む。オプションの透明なトランジスタ1120エレメントはアクティブな構成のために含まれる(パッシブモードでは不在である)。四象限概略図はこの手法の考えられる実施形態の1つにすぎない。重要な点は、入力ファイバの直径対チップ回路網寸法の相対的な拡大縮小である。回路網寸法のサイズは、各ファイバ入力端を個々にアドレス指定するために導電性線路を十分にパックするほど小さくなくてはならない。必要時にファイバ間の間隔を増すためにスペーシングファイバがファイババンドルを通してずっと下まで保持されてよい、あるいはより大きな直径のファイバが利用されてもよい。好ましい選択はディスプレイまたは投影面のサイズにも左右される。   An addressing grid 1100 that may be constructed as a passive matrix or an active matrix is depicted in both forms in FIG. Grid 1100 includes an input contact 1105 and an output contact 1110 to create an in-waveguide circuit path 1115 through the coil form / influencer element. An optional transparent transistor 1120 element is included for the active configuration (not present in passive mode). The four quadrant schematic is only one possible embodiment of this approach. The important point is the relative scaling of the input fiber diameter versus chip network size. The size of the network dimensions must be small enough to pack the conductive lines in order to individually address each fiber input end. Spacing fibers may be held all the way down the fiber bundle to increase the spacing between the fibers when needed, or larger diameter fibers may be utilized. The preferred choice also depends on the size of the display or projection surface.

パッシブマトリックス方式では、「y」アドレス指定線路が同じファイバ入力端部での外側導電性リングまたはポイントに接する一方で、「x」アドレス指定線路が内側導電性リングまたはファイバ入力端上のポイントに接する。コイルフォームまたはコイルの構造は、該内側リング上に作られる接点またはポイントがコイルフォームに対して作られるように、図11に描かれているように一般原則のものでなければならない。次に電流が巻き線またはコアの回りの螺旋形のパターンを通って循環する。それから、十分な絶縁材及び厚さから製造され、コイルフォームの回りに巻き付けられている外側の薄膜テープが該コイルフォームの上端縁の内部接触部分上で薄いマージンとして導電性材料でコーティングされ、このようなコーティングは、ストリップとして薄膜テープの端縁の回りで、面を下って外面まで続行し、ファイバの入力端で終端する。結果として生じる外側リングの接点は絶縁され、空間的に内側リング接点から離れている。   In the passive matrix scheme, the “y” addressing line touches the outer conductive ring or point at the same fiber input end, while the “x” addressing line touches the point on the inner conductive ring or fiber input end. . The coil form or structure of the coil must be of general principles as depicted in FIG. 11 so that the contacts or points made on the inner ring are made to the coil form. The current then circulates through a spiral pattern around the winding or core. Then, an outer thin film tape made of sufficient insulation and thickness and wrapped around the coil foam is coated with a conductive material as a thin margin on the inner contact portion of the upper edge of the coil foam, and this Such a coating continues as a strip around the edge of the thin film tape, down the surface to the outer surface and terminates at the input end of the fiber. The resulting outer ring contacts are insulated and spatially separated from the inner ring contacts.

組み込まれている特許出願に開示されているように、薄膜テープは大量生産プロセスでファイバ上に巻き付けられる。薄膜の外部から内部に選択された導電性のポイントを提供するために、膜はマイクロパーフォレーションで選択的に穴を開けられ、導電性パターンの印刷または付着の前に、マスクエッチング、レーザ、空気圧穿孔、または技術で周知の他の方法により達成される。したがって、導電性材料が付着されるとき、適切なサイズの穿孔のあるそれらの領域では、導電性材料は該穿孔を通して選択的にアクセスされる、または接触される。穿孔は円形であってよい、あるいは線、正方形、及びより複雑な形状の組み合わせ及び形状−サイズのより複雑な組み合わせを含む、他の幾何学形状を有してよい。   As disclosed in the incorporated patent applications, thin film tapes are wound on fibers in a mass production process. The membrane is selectively perforated by microperforation to provide selected points of conductivity from the outside to the inside of the thin film, mask etching, laser, pneumatic drilling before printing or deposition of the conductive pattern Or other methods known in the art. Thus, when the conductive material is applied, in those areas with appropriately sized perforations, the conductive material is selectively accessed or contacted through the perforations. The perforations may be circular or have other geometric shapes, including lines, squares, and more complex shape combinations and more complex shape-size combinations.

該ファイバ構造の外側の層から内側に選択された導電性ポイントを提供するための代替策、つまりクラッディングまたはコーティングがマイクロパーフォレーションで選択的に実行され、導電性パターンの印刷または付着の前に、エッチング、または本書でどこか他の場所に開示されている楕円形の穴を生じさせる薄いクラッディングの加熱と引き伸ばし、及び空洞の崩壊を必要とする他の方法、あるいは技術で公知の他の方法によって達成されなければならない。したがって、導電性材料が付着されるとき、適切なサイズに作られた穿孔のあるそれらの領域では、導電性材料が、液体または粉末の形式で導電体を塗布することにより穿孔を通して選択的に接近されるまたは接触されてよく、その後硬化されるまたは焼きなまされる。   An alternative to provide selected conductive points inward from the outer layer of the fiber structure, i.e. cladding or coating is selectively performed with microperforation, prior to printing or deposition of the conductive pattern, By etching or other methods that require heating and stretching of thin cladding and collapse of cavities to produce elliptical holes elsewhere disclosed herein, or other methods known in the art Must be achieved. Thus, when the conductive material is applied, in those areas with perforations sized appropriately, the conductive material is selectively accessed through the perforations by applying the conductor in liquid or powder form. Or may be contacted and then cured or annealed.

また、印刷された薄膜を利用する代わりに、そのバルク製造中にファイバに絶縁被膜が塗布されるが、このようなコーティングはマスキングされるか、あるいはファイバは、コイルフォームの薄い終端端縁が被覆されないまま残されるようにファイバの入力端の「上方」までだけ液体ポリマータイプの材料の中に浸漬される。それから、導電性である第2のコーティングが塗布され、この例ではコイルフォームの露出されている導電性の末端までずっと広がる。   Also, instead of using a printed thin film, an insulating coating is applied to the fiber during its bulk manufacturing, but such a coating is masked or the fiber is coated with a thin terminal edge of the coil foam. Soaked in the liquid polymer type material only “up” to the input end of the fiber so that it remains untouched. Then, a second coating that is conductive is applied, which in this example extends all the way to the exposed conductive ends of the coil foam.

このようにして、該ファイババンドルに接合されているグリッド領域に外部の論理回路がある特定のサブピクセルをアドレス指定する特定の「x」線路と特定の「y」線路で電流を切り替える。「x」座標で切り替えられる電流は適切な電流強度のパルスをファイバサブピクセルエレメントに送信する。そのパルスはコイルフォームまたはコイルを「上方に」通過し、外部導電性ストリップを「下方に」通過し、「y」導電性線路を下方に回路を通って続行し、回路を完了する。   In this way, the current is switched between a specific “x” line and a specific “y” line that addresses a specific subpixel with an external logic circuit in the grid region bonded to the fiber bundle. The current switched in the “x” coordinate sends a pulse of the appropriate current intensity to the fiber subpixel element. The pulse passes “up” through the coil form or coil, “down” through the external conductive strip, and continues down the circuit through the “y” conductive line, completing the circuit.

図9及び図10に示されている単一好適実施形態では、マトリックス915を単一サブエレメントとして提供することが好適実施形態である。組み込まれている特許出願は、これらの統合されている構成部品の1つまたは複数を作り出すために可撓光学導波管の製織技法を利用する。好適実施形態では、織られた「X」アドレス指定リボン及び織られた「Y」アドレス指定リボンが使用される。   In the single preferred embodiment shown in FIGS. 9 and 10, it is a preferred embodiment to provide the matrix 915 as a single sub-element. The incorporated patent application utilizes flexible optical waveguide weaving techniques to create one or more of these integrated components. In the preferred embodiment, a woven "X" addressing ribbon and a woven "Y" addressing ribbon are used.

図12は、本発明の好適実施形態による「X」リボン構造ファイバシステム1200の概略図である。ファイバシステム1200は、それぞれが、ここに、及び組み込まれている特許出願に説明されているような個々のチャネルの振幅を制御するために、統合されたインフルエンサエレメント1210を有する複数の変調器セグメント1205を含む。さらに、システム1200は、さらに後述されるように複数の構造上のエレメント1215及び/またはスペーサエレメント1220を含む。システム1200は、X/Yマトリックスアドレス指定システム用に導電性の「X」アドレス指定フィラメント1225と、導電性の「Y」アドレス指定フィラメント1230をさらに含む。導電素子は金属または導電性高分子材料等であってよい。   FIG. 12 is a schematic diagram of an “X” ribbon structure fiber system 1200 according to a preferred embodiment of the present invention. The fiber system 1200 includes a plurality of modulator segments each having an integrated influencer element 1210 to control the amplitude of individual channels as described herein and in the incorporated patent applications. 1205 included. Further, system 1200 includes a plurality of structural elements 1215 and / or spacer elements 1220 as further described below. System 1200 further includes a conductive “X” addressing filament 1225 and a conductive “Y” addressing filament 1230 for the X / Y matrix addressing system. The conductive element may be a metal or a conductive polymer material.

ファイバとフィラメントが精密な三次元ジャカード織装置で作成され、リボンは図12に描かれているように織られる。(やはり垂直であるオプションの「間隔」フィラメントとともに)カラーバッチであり、組み込まれている特許出願に開示されている方法によるバルク生産ランで製造される「垂直」光ファイバが、構造上の強度要件、つまりそれぞれ上部と下部で2本づつ―その低い方の1本が、各光ファイバの「x」アドレス指定を達成する導電性ポリマーマイクロファイバとなる―約4本のマイクロファイバという最小値に応じて構造上のファイバと織り交ぜられるように設定される。他の導電性フィラメントまたはワイヤも考えられる。特に、ナノソニック社(Nanosonic,Inc.)の「ラバーメタル」材料または同で被覆されるまたは同を巻き付けられる他の材料、及び引っ張り強度、弾力性、導電率、およびテキスタイル製造パラダイムで望ましい他の特性の最適な組み合わせを提供する材料または複合材料のフィラメントが商業的に導入されることが予想されてよく、これらの目的のための従来の金属ワイヤより優れているであろう。オプションで、導電性フィラメントまたはファイバが2本の純粋に構造上のファイバに加えて提供されてよい。   The fibers and filaments are made with a precision three-dimensional jacquard weaving device, and the ribbon is woven as depicted in FIG. “Vertical” optical fibers that are color batches (along with optional “spacing” filaments that are also vertical) and are manufactured in bulk production runs according to the methods disclosed in the incorporated patent applications are structural strength requirements That is, two at the top and one at the bottom-the lower one becomes a conductive polymer microfiber that achieves the "x" addressing of each optical fiber-depending on a minimum of about four microfibers To be interwoven with structural fibers. Other conductive filaments or wires are also conceivable. In particular, Nanosonic, Inc. “rubber metal” materials or other materials coated or wrapped with the same, as well as other desirable in the tensile strength, elasticity, conductivity, and textile manufacturing paradigms It may be expected that filaments of materials or composites that provide the optimal combination of properties will be introduced commercially and will be superior to conventional metal wires for these purposes. Optionally, conductive filaments or fibers may be provided in addition to the two purely structural fibers.

オプションの「スペーシング」フィラメントに対するニーズは、同様にディスプレイのサイズとその解像度で決定されるサブピクセルの直径に比較して光ファイバセグメントの相対的な直径により決定される。サブピクセル直径より大幅に小さいファイバ直径は、以下に詳説されるように、1個のサブピクセルあたり複数のファイバが利用されない限り、つまりやはり後述されるように他の方法が使用されない限り、少なくとも1つまたは複数のスペーシングフィラメントを必要とする。隣接するファラデー減衰器/サブピクセル/ピクセルエレメントが、スペーシングエレメントによって分離されるだけではなく、そのような隔離が所望される場合には互いから電気的にまたは磁気的にエレメントを隔離するための追加の手段として互いから「垂直に」偏位されてよいのはテキスタイル製造パラダイムのおかげである。   The need for an optional “spacing” filament is determined by the relative diameter of the fiber optic segments compared to the diameter of the subpixel, which is also determined by the size of the display and its resolution. A fiber diameter that is significantly smaller than the subpixel diameter is at least 1 unless multiple fibers are utilized per subpixel, as described in detail below, that is, unless another method is used, as also described below. Requires one or more spacing filaments. Adjacent Faraday attenuators / subpixels / pixel elements are not only separated by spacing elements, but also for isolating elements electrically or magnetically from each other if such isolation is desired It is thanks to the textile manufacturing paradigm that it may be displaced "vertically" from each other as an additional measure.

「x」アドレス指定ファイバと「y」アドレス指定ファイバの両方のケースでは、描かれているように、(出力端と入力端に近い)ファイバの相対的な「上部」と「下部」で優れた接触がなされる。ファイバ上で表面上の接点を提供したコイルフォームまたはコイルまたは他の場発生エレメント。各ファイバはサブピクセルとして機能してよく、各リボンは1色だけの染料でドーピングされたファイバと織られるため、垂直光ファイバの数はそれらが指定されるディスプレイの解像度の要望により決定され、数百から数千の範囲に及ぶであろう。   In both the “x” addressed fiber and “y” addressed fiber cases, the superior “top” and “bottom” of the fiber (near the output and input ends) is excellent, as depicted. Contact is made. Coil forms or coils or other field generating elements that provide surface contact on the fiber. Since each fiber may function as a subpixel and each ribbon is woven with a fiber doped with only one dye, the number of vertical optical fibers is determined by the resolution requirements of the display in which they are specified, It will range from a hundred to thousands.

構造上ファイバ及びアドレス指定ファイバを織った後、リボンの上部固定点と下部固定点の間に間隔を残すと、固定する接着剤が切削の前にリボンに塗布されてよい。構造上のファイバとアドレス指定ファイバはどちらかの側にフレーム内の削除可能なタブで引っ掛けられる。リボンは次に適切に締められる。リボンの列の間に間隔を残すと、プロセスが繰り返されてよく、テキスタイル製造規格により決定されるように最適の長さでde−loomedされてよい長い織られたファブリックランを生じる。該結果として生じるファブリックは標準的なテキスタイル製造方法でスピンドルに巻き付けられる。いったんスピンドルまたは保持フレームに巻かれると、織られたファブリックは、リボンが長いファブリックの一巻きから切断される別のテキスタイル処理装置に移動される。垂直の光ファイバとスペーシングファイバは上下で分裂される。分裂装置は最初に光ファイバエレメントの出力端となるであろうものに熱を適用してよく、ファイバの加熱及び軟化が達成されるにつれ、織機装置によるファイバ上での張力の行使と結合され、ファイバ端の形状の効率的な引き伸ばしと変調を生じさせる。したがって、分裂装置が接点としてローラで構築される第1の加熱バーを有する場合の先細または圧縮はファイバの軸に向かって直角に回転し、その結果分裂装置はファイバの軸に平行に移動し、このようにしてファイバ端部の捻りまたは研磨も達成する。他の類似する機械圧力方法、加熱方法及び形成方法は、強化された散乱及び分散特徴を達成するために、分裂の前にファイバ端の形状及び構造を改変するために明白に適用されてよい。いったん分裂されたら、結果として生じるリボンはスプールに巻き取られてよい。   After weaving the fiber and the addressing fiber structurally, leaving a gap between the upper and lower fixing points of the ribbon, the fixing adhesive may be applied to the ribbon before cutting. The structural fiber and the addressing fiber are hooked on either side with a removable tab in the frame. The ribbon is then properly tightened. Leaving the spacing between the ribbon rows may repeat the process, resulting in a long woven fabric run that may be de-loamed at the optimum length as determined by textile manufacturing standards. The resulting fabric is wound around the spindle by standard textile manufacturing methods. Once wound on the spindle or holding frame, the woven fabric is moved to another textile processing device where the ribbon is cut from one roll of long fabric. Vertical optical fiber and spacing fiber are split up and down. The splitting device may first apply heat to what would be the output end of the fiber optic element, combined with the tensioning on the fiber by the loom device as the heating and softening of the fiber is achieved, It produces efficient stretching and modulation of the fiber end shape. Thus, tapering or compression when the splitting device has a first heating bar constructed with rollers as contacts rotates at right angles towards the fiber axis, so that the splitting device moves parallel to the fiber axis, In this way, twisting or polishing of the fiber end is also achieved. Other similar mechanical pressure methods, heating methods, and forming methods may be explicitly applied to modify the shape and structure of the fiber end prior to splitting to achieve enhanced scattering and dispersion characteristics. Once split, the resulting ribbon may be wound on a spool.

図13は、本発明の好適実施形態による「Y」リボン構造ファイバシステム1300の概略図である。ファイバシステム1300は複数の変調器1305を含み、1つまたは複数の第1の構造フィラメント1310が挟まれ、1つまたは複数の構造フィラメント/スペーサ1315が挟まれている。図12に示されているような1本または複数の「X」アドレス指定リボン1320は、「X」アドレス入力を変調器1305に与えるために、図示されるように、変調器1305とフィラメント/スペーサ1315の間に織られる。導電性「Y」フィラメント1325はX/Yマトリックスアドレス指定を完了する。ファイバシステム1200とファイバシステム1300の組み合わせにより、織られたスイッチングマトリックスが生じる。   FIG. 13 is a schematic diagram of a “Y” ribbon structured fiber system 1300 according to a preferred embodiment of the present invention. The fiber system 1300 includes a plurality of modulators 1305 with one or more first structural filaments 1310 sandwiched therebetween and one or more structural filaments / spacers 1315 sandwiched therebetween. One or more “X” addressing ribbons 1320 as shown in FIG. 12 are used to provide an “X” address input to the modulator 1305, as shown, with the modulator 1305 and the filament / spacer. Woven between 1315. Conductive “Y” filament 1325 completes the X / Y matrix addressing. The combination of fiber system 1200 and fiber system 1300 results in a woven switching matrix.

数百または数千の「垂直」の単色染料ドーピング済みの製造された光ファイバファラデー減衰器エレメントだけではなく、「縦方向の」構造フィラメントと「x」アドレス指定フィラメントからも構成される「x」リボンは、次に別の精密ジャガード織機内にセットされ、最終的には数百本または数千本のリボンが仕上げられたテキスタイルで織物スイッチングマトリックスの中に織り込まれる。ここで平行なリボンと織り交ぜられるのは、「x」リボンの中に織り込まれると、同等な「y」リボンを形成する、示されているような「Y」構造フィラメントと「Y」アドレス指定フィラメントである。リボンの光ファイバ軸(その幅)は「y」フィラメントの平面に垂直にセットされる。精密ジャガード織りにより、「X」リボンの上部と下部の強化構造フィラメントの間に隙間を貫通でき、その結果薄い「x」リボンがテキスタイル「マット」の奥行きを形成し、その表面は光ファイバーファラデー減衰器エレメントの突出する「出力」端から構成される。この「表面」に平行なのは、「X」リボンの構造フィラメントと「下部」アドレス指定フィラメント、及び「Y」グリッドの構造フィラメントと「上部」アドレス指定フィラメントの両方である。   "X" composed of "longitudinal" structural filaments and "x" addressing filaments as well as hundreds or thousands of "vertical" monochromatic dye doped manufactured fiber Faraday attenuator elements The ribbon is then set in another precision jacquard loom and finally woven into the fabric switching matrix with a finished textile of hundreds or thousands of ribbons. Interlaced with parallel ribbons here is a "Y" structured filament as shown and "Y" addressing, which when woven into an "x" ribbon forms an equivalent "y" ribbon It is a filament. The optical fiber axis (its width) of the ribbon is set perpendicular to the plane of the “y” filament. Precise jacquard weave allows the gap between the upper and lower reinforcing filaments of the “X” ribbon to penetrate, resulting in a thin “x” ribbon forming the depth of the textile “matt”, the surface of which is a fiber optic Faraday attenuator Consists of the protruding “output” end of the element. Parallel to this “surface” are both the “X” ribbon structural filament and “bottom” addressing filament, and the “Y” grid structural filament and “top” addressing filament.

本発明に適応されるジャガードタイプの織機からの取り外し自在の「ディスプレイフレーム」がディスプレイの構造上のフレームとなり、アドレス指定フィラメントを駆動回路に固定し、スイッチングマトリックスの全体的な織られた構造を保持する。両側での製織によりSelf−fixingが、テキスタイルマットの各「x」列と「y」列の端部での個々のフックまたは締め付け装置のインプリメンテーションを可能にする。   Detachable “display frame” from Jacquard type loom adapted to the present invention becomes the structural frame of the display, fixing the addressing filament to the drive circuit and retaining the overall woven structure of the switching matrix To do. By weaving on both sides, Self-fixing allows the implementation of individual hooks or clamping devices at the end of each “x” and “y” row of the textile mat.

いったん織られ、締め付けられると、テキスタイルマットの取り外し自在のフレームが織機から取り外される。このフレームは最終的なディスプレイケースでテキスタイルスイッチングマトリックスを固定するために使用される。フレームは剛性または可撓性、固形またはテキスタイルであってよいが、アドレス指定論理回路(例えばトランジスタ)またはそれぞれ「X」列と「Y」列及び段と接する導電素子のどちらかで製造される。加えて、マットの端縁上で織ることにより、マットはテキスタイル製造の標準的な手段によりself−fixされ、その結果マットはオプションで織機からそのまま取り外され、フックまたは締め付け要素がそれぞれ「X」リボンと「Y」リボンの両側で固定される。次に、マットは、これらのフックまたは締め付け装置によって引っ掛けられる、あるいはディスプレイケース構造の中に留められてよく、「x」アドレス指定フィラメントと「y」アドレス指定フィラメントの引っ掛けポイントまたは接点がディスプレイ装置用の駆動回路と接触してよい。いったん取り外されると、あるいは依然として織機の中にある間に、テキスタイル製造の多数のオプションに従って便利であるように、結果として生じるテキスタイルマットはゾルで飽和されてよく、このようなゾルは黒いマトリックスを達成するために黒に染められ、UV硬化される。該ゾルは次にテキスタイル格子を密封する。ゾルは、可撓性であるが密封された、あるいは剛性または半剛性構造で、適切な絶縁及び/または遮蔽特性を備えるテキスタイルマットを生じさせるように選ばれてよい。   Once woven and tightened, the removable frame of the textile mat is removed from the loom. This frame is used to secure the textile switching matrix in the final display case. The frame may be rigid or flexible, solid or textile, but is manufactured with either addressing logic (eg, transistors) or conductive elements in contact with the “X” and “Y” columns and stages, respectively. In addition, by weaving on the edges of the mat, the mat is self-fixed by standard means of textile manufacture, so that the mat is optionally removed from the loom and hooks or clamping elements are each "X" ribbon And fixed on both sides of the “Y” ribbon. The mat may then be hooked by these hooks or clamping devices, or may be fastened in the display case structure, with hook points or contacts for the “x” addressing filament and “y” addressing filament for the display device. May be in contact with the drive circuit. Once removed or while still in the loom, the resulting textile mat may be saturated with a sol so that it is convenient according to a number of options for textile manufacture, such a sol achieves a black matrix In order to be dyed black and UV cured. The sol then seals the textile lattice. The sol may be chosen to yield a textile mat that is flexible but sealed or has a rigid or semi-rigid structure and suitable insulating and / or shielding properties.

いったん硬化されると、追加のゾルまたは液体ポリマーは硬化され、密封されたテキスタイルマット/スイッチングマトリックス表面で、必要に応じて上部と下部で順々に広げられてよい。出力端と入力端の光ファイバエレメントは水平フィラメントを超えて伸び、それらを固定し、アドレス指定するので、追加の可撓材料または剛性または半剛性の材料が、光ファイバの突出する端部の間の空間を充填するのが望ましい。平坦な同じ高さの出力面と入力面を形成すると、このような膜またはシートは、他の手段によって入力端と照明源の間、及び外部ディスプレイ光学ガラス上、または光学ガラスを含む出力端部とあらゆる最終的な光学部品の間の適所に接着または固定されてよいが、偏光薄膜またはシートを光ファイバファラデー減衰器素子の入力端の前、及び出力端の後に付着できる。   Once cured, the additional sol or liquid polymer may be cured and spread over the sealed textile mat / switching matrix surface, one after the other as needed. The output and input end fiber optic elements extend beyond the horizontal filaments, anchor and address them, so that additional flexible or rigid or semi-rigid material is between the protruding ends of the optical fiber. It is desirable to fill the space. Forming a flat and flush output and input surface, such a film or sheet may be placed between the input end and the illumination source by other means, and on an external display optical glass or an output end comprising optical glass. Can be glued or fixed in place between any final optical component, but a polarizing film or sheet can be attached before the input end of the fiber optic Faraday attenuator element and after the output end.

スイッチンググリッドを実現するための代替方法はアドレス指定フィラメントなしのテキスタイルマット構造を製造し、ゾルで飽和し、硬化し、追加の液体ポリマーが上部層を平滑化し、標準FPDアドレス指定グリッドが印刷された薄膜がエピタキシーによってまたは他の標準的な半導体リソグラフィック方法によって付着することである。   An alternative method for realizing a switching grid was to produce a textile mat structure without addressing filaments, saturated with sol and cured, additional liquid polymer smoothed the top layer, and a standard FPD addressing grid was printed The thin film is deposited by epitaxy or by other standard semiconductor lithographic methods.

織られたテキスタイル構造パラダイムとしてのスイッチングマトリックスは、アルバニーインターナショナルテクニウィーブ(Albany International Techniweave)の例示的な市販されている装置とプロセスから、特にマイクロファイバとナノファイバ及びフィラメントのナノマニピュータ(nanomanipulator)システムによるテキスタイルタイプの操作のためのジベックス(Zyvex)から市販されているマイクロアセンブリプロセス装置及び方法、及びアリックス(Arryx)オプティカルトウィーザー方法を活用するマイクロスケールとナノスケールのテキスタイルタイプ製造まで任意の規模のテキスタイル製造機械に適用する。このような方法は、テキスタイルパラダイムを考えられる最小のスケールのアセンブリと構成要素に別々にまたは有利に組み合わせて変換し、多様な形式の「ナノ織機」システムを実現する。   The switching matrix as a woven textile structural paradigm is derived from the exemplary commercially available equipment and process of Albany International Technology, especially the nanomanipulator system for microfibers and nanofibers and filaments. Microfabrication process equipment and methods commercially available from Zyvex for manipulation of textile types by, and microscale and nanoscale textile type manufacturing utilizing the Arryx optical tweezer method Applies to textile manufacturing machines. Such a method transforms the textile paradigm into the smallest possible scale assembly and component separately or advantageously in combination to achieve various types of “nano loom” systems.

好ましい「全ファイバ」テキスタイル織物光ファイバ実施形態は本発明の光ファイバベースの磁気光学ディスプレイの構造上の利点と導波利点を最高に活用することを表しているが、独自のいくつかの優位点を提供する光ファイバーファラデー減衰器を組み立て、位置を固定し、アドレス指定する方法に関する追加の変形がある。   While the preferred “all fiber” textile woven fiber optic embodiment represents the best use of the structural and waveguide advantages of the fiber optic based magneto-optic display of the present invention, several unique advantages There are additional variations on how to assemble, fix and address the position of an optical fiber Faraday attenuator.

図14は、図9及び図10に示されているディスプレイで使用されるモジュラースイッチングマトリックス1400のための好適実施形態の概略図である。マトリックス1400は、複数の変調器1410、つまりグリッパブロック1415を形成するためにともに接合されるまたはロックされる好ましくは2枚または3枚以上の表面仕上げシートを保持し、配列する1枚または複数の「グリッパシート」を含む。グリッパブロック1415は、やはりグリッパブロック1415内に位置する補完的なレセプタクル1425への合わせのためのグリッパ型スタッドコネクタ1420を含む。ブロック1415を形成するためにシート1405を積み重ね、複数のブロック1415を配列する/ロックすることによって、さらに後述されるようにマトリックス全体915が形成される。ブロック1415は、複数の変調器1410に結合するために埋め込まれたX/Yアドレス指定マトリックスを含む。スタッド/レセプタクル取り付けシステムに加えて、例えば溝−フランジ等の他のシート間/ブロック間接続システムが利用される。   FIG. 14 is a schematic diagram of a preferred embodiment for the modular switching matrix 1400 used in the displays shown in FIGS. The matrix 1400 holds one or more of a plurality of modulators 1410, ie, two or more facing sheets that are preferably joined or locked together to form a gripper block 1415. Includes "gripper sheet". The gripper block 1415 includes a gripper-type stud connector 1420 for mating to a complementary receptacle 1425 that is also located within the gripper block 1415. By stacking sheets 1405 to form blocks 1415 and arranging / locking a plurality of blocks 1415, the entire matrix 915 is formed as further described below. Block 1415 includes an X / Y addressing matrix embedded for coupling to a plurality of modulators 1410. In addition to the stud / receptacle mounting system, other sheet-to-sheet / block-to-block connection systems such as grooves-flanges are utilized.

本実施形態では、後述される変更を含む市販されているコーニンググリッパ(Corning Gripper)技術が修正される。コーニング(Corning)はそのポリマーグリッパ技術を2002年3月の光ファイバ会議(Optical Fiber Conference)で紹介し、グリッパ技術はファイバをサブミクロンの精密さで適所にはめ込むことを可能にする保持装置のための解決策である。コーニング(Corning)は装置の機能を拡張し、フェルール、GRINレンズ、及び多様な幾何学形状の他の光学素子等のさらに大きな構成要素を保持し、位置決めすることを含めた。前記に開示された新規の方法の1つにより製造される光ファイバは便利な多要素(例えば複数のドーピングされ、コイル形成され、バッチプロセスで製造されたセグメント)に分裂される。   In the present embodiment, a commercially available Corning Gripper technique including modifications described later is modified. Corning introduced its polymer gripper technology at the Optical Fiber Conference in March 2002 for gripping technology that allows the fiber to be snapped into place with submicron precision. It is a solution. Corning extended the functionality of the device to include holding and positioning larger components such as ferrules, GRIN lenses, and other optical elements of various geometries. An optical fiber manufactured by one of the novel methods disclosed above is split into convenient multi-elements (eg, multiple doped, coiled, batch manufactured segments).

オプションで、コーニンググリッパのシートは製造されるが、トラフの方向に直角に、硬化の前に液体ポリマー内に置かれ、各トラフの下部の高さで露呈されるように吊り下げられる導電性のフィラメント(好ましくはワイヤまたは硬いポリマー)を含めることで修正される。また、それらは、ファイバがトラフ内に置かれるときに、フィラメントがファラデー減衰器エレメントの入力端または出力端のどちらかでコイルフォームまたはコイルに接するように位置決めされる。フィラメントは、ファイバ内の統合されたファラデー減衰器構造の周期的な形成に精密に一致するコーニンググリッパシート内で距離をおいて置かれる。また、穴は硬化後に後に取り除かれるワイヤによってグリッパ内に残される。このような穴はファラデー減衰器光ファイバ素子の反対側の相対端部で直角に向けられる。加えて、グリッパシートの裏側で、トラフに反対の側で、マイクロ位置合わせタブがグリッパ材料の中に周期的に形成され、光ファイバ素子の各ファラデー減衰器の長さと一致する。また、各グリッパシートの両側で、チャネルと同じ平面内に交互にマイクロ隆起/溝つまりタブ/刻み目があり、その結果、このようなシートが並べて配置されると、それらはともに係止される。   Optionally, a sheet of Corning Gripper is manufactured, but is placed in a liquid polymer perpendicular to the direction of the troughs, placed in a liquid polymer prior to curing, and suspended to be exposed at the bottom level of each trough. It is modified by including a filament (preferably a wire or stiff polymer). They are also positioned so that when the fiber is placed in the trough, the filament contacts the coil form or coil at either the input or output end of the Faraday attenuator element. The filaments are placed at a distance in a Corning gripper sheet that closely matches the periodic formation of the integrated Faraday attenuator structure in the fiber. Also, the holes are left in the gripper by wires that are later removed after curing. Such a hole is oriented at a right angle at the opposite end of the Faraday attenuator fiber optic element. In addition, on the back side of the gripper sheet, on the side opposite the trough, micro-alignment tabs are periodically formed in the gripper material to match the length of each Faraday attenuator of the fiber optic element. Also, on each side of each gripper sheet, there are alternating micro ridges / grooves or tabs / notches in the same plane as the channel so that when such sheets are placed side by side they are locked together.

複数の光ファイバがコーニンググリッパシートの上に装填され、チャネルが充填されるまでグリッパーチャネルの中にゴムを引かれたローラアレイによって圧延される。ミラーコーニンググリッパシートは充填されたシートの一番上に置かれ、ゴム引きされたローラアレイによってファイバの上に嵌るように圧縮される。これらのグリッパシートは下部シートの背面に製造されるタブ構造を受け入れるために周期的に背面内に形成される刻み目を有する。   A plurality of optical fibers are loaded onto a Corning gripper sheet and rolled by an array of rubberized rubber in the gripper channel until the channel is filled. The mirror-corning gripper sheet is placed on top of the filled sheet and compressed to fit over the fiber by a rubberized roller array. These gripper sheets have indentations that are periodically formed in the back surface to accept a tab structure manufactured on the back surface of the lower sheet.

複数のこのようなコーニンググリッパシートのサンドイッチが製造される。「下部」シートの裏側上のタブは「上部」シートの裏側の刻み目の中に差し込まれ、ファイバ自体の上のトラフ構造によって達成される同じ係止プロセスを実現する。これらの複数のコーニンググリッパシートはさらにともに層化され、接着剤で接合され、該タブと刻み目の係止を補足し、側面あたり数百または数千の光ファイバエレメントのある2つの等しい寸法のブロックを形成し、長い方の寸法がファイバの軸に一致する。いったんこのようなシートの適切なサイズに作られたスタックがブロックに組み立てられ、好ましくはシート内に置かれるファイバーのが積み重ねられ、接着されるシート数に等しいと、スタックは周期的に切断され、バッチ製造されるファイバの周期的なファラデー減衰器構造の間の空間に一致する。このようにしてスライスされたセグメントは、スライスされると機械的に収集され、次に運ばれ、ディスプレイを構造上形成するために組み合わせて使用するために保管される「タイル」の形を取る。   A plurality of such Corning gripper sheet sandwiches are produced. The tab on the back side of the “lower” sheet is inserted into a notch on the back side of the “upper” sheet to achieve the same locking process achieved by the trough structure on the fiber itself. These multiple Corning Gripper Sheets are further layered together and glued together to complement the tab and notch locks, and two equal sized blocks with hundreds or thousands of fiber optic elements per side And the longer dimension coincides with the axis of the fiber. Once an appropriately sized stack of such sheets is assembled into blocks, preferably the number of sheets placed in the sheets are stacked and equal to the number of sheets to be bonded, the stack is periodically cut, Match the space between the periodic Faraday attenuator structures of the batch manufactured fiber. Segments thus sliced take the form of “tiles” that are mechanically collected once sliced and then transported and stored for combined use to form the display.

オプションで、各「タイル」のスライスの前に、導電性フィラメントがグリッパシートの中に埋め込まれ、「x」アドレス指定を形成するケースでは、きわめて薄く、必要な場合潤滑材の薄膜でコーティングされた中空のニードルが、その製造中に各グリッパシートの中に残される最初にワイヤによって形成された連続穴の中を高速で貫通する。導電性フィラメントは極端に薄いニードルの中に差し込まれ、それとともに運ばれる。フィラメントは、ニードルから外部に保持され、残り、ニードルはその長さ上方に引っ込み、グリッパ「ブロック」がない状態となるが、ニードルは穴から取り除かれる。グリッパ材にわずかに圧力をかけるとフィラメントはニードルの下で切断され、その結果弾力性のあるグリッパ材は跳ね返り、そのポイントのグリッパの表面と正確に同じ高さで切断を行う。該手順は次のチャネルに沿って繰り返される。加えて、複数のこのようなニードルが単一の穿孔充填機構で利用され、フィラメントを複数のチャネルに同時に差し込んでよい。これらの導電性フィラメントがこのオプションのインプリメンテーションの「y」アドレス指定を形成する。   Optionally, before each “tile” slice, conductive filaments are embedded in the gripper sheet to form an “x” addressing, which is very thin and, if necessary, coated with a thin film of lubricant The hollow needle penetrates at high speed through the continuous hole formed by the wire initially left in each gripper sheet during its manufacture. The conductive filament is inserted into an extremely thin needle and carried with it. The filament is held externally from the needle and remains, the needle retracts over its length, leaving no gripper “block”, but the needle is removed from the hole. When a slight pressure is applied to the gripper material, the filament is cut under the needle so that the elastic gripper material bounces and cuts at exactly the same height as the gripper surface at that point. The procedure is repeated along the next channel. In addition, a plurality of such needles may be utilized in a single perforation and filling mechanism to insert the filaments into multiple channels simultaneously. These conductive filaments form the “y” addressing of this optional implementation.

最終的なスイッチングマトリックス構造は、必要とされるディスプレイサイズを形成するための十分な数の正方形のタイルの敷設と位置合わせで完成される。透明なレイングアップパンの下に配置されるレーザセンサまたはアレイがタイルの精密位置合わせを確実にするために利用されてよいが、それぞれのオリジナルの事前に積み重ねられ、事前にスライスされていたシートの両側に最初に形成される交互のマイクロ隆起/溝またはタブ/刻み目がここで各タイルの両側で複数の隆起/溝つまりタブ/刻み目を形成し、1つの軸上でのタイルのマイクロ自己整合を可能にする。さらに、各タイルの他の2つの側面も自動ロック式のエレメント、つまりタブ/刻み目で製造され、その軸の上にタイルを自動ロックする/共に嵌めることができるようにする。マイクロ位置合わせ構造が、オプションで実現されたときに、埋め込まれた「x」と「y」アドレス指定フィラメントの間の連続する優れた接点を確実にする。   The final switching matrix structure is completed with the laying and alignment of a sufficient number of square tiles to form the required display size. A laser sensor or array placed under a transparent lay-up pan may be used to ensure precise alignment of the tiles, but for each original pre-stacked and pre-sliced sheet. The alternating micro ridges / grooves or tabs / notches that are initially formed on both sides now form multiple ridges / grooves or tabs / notches on both sides of each tile, which allows the micro self-alignment of the tile on one axis. enable. In addition, the other two sides of each tile are also manufactured with self-locking elements, i.e. tabs / notches, so that the tile can be automatically locked / fit together on its axis. When a micro-alignment structure is optionally implemented, it ensures a continuous excellent contact between the embedded “x” and “y” addressing filaments.

埋め込まれた「x」アドレス指定フィラメントと「y」アドレス指定フィラメントが、グリッパベースの構造の一部として実現されていないときには、スイッチングマトリックスが刻み込まれている、あるいは付着されているメッシュまたは薄膜層が(「x」アドレス指定の場合に)下部に、及び(「y」アドレス指定の場合に)上部に、あるいは(組み込まれている仮特許出願に開示されているように)「x」と「y」アドレス指定の組み合わせで実現されてよい。1つの層上で、統合されたファラデー減衰器光ファイバエレメント上の薄膜の適切な接点への精密位置合わせが、また仮特許出願に開示されるように実行されなければならない。トランジスタは、アクティブマトリックススイッチングを実現するためにアドレス指定線路とともに選択された層の上で、ここで他の箇所に指定されるように印刷されてもよい。   When embedded “x” addressing filaments and “y” addressing filaments are not realized as part of the gripper-based structure, the mesh or thin film layer with the engraved or attached switching matrix “X” and “y” at the bottom (in the case of “x” addressing) and at the top (in the case of “y” addressing) or (as disclosed in the incorporated provisional patent application) May be implemented with a combination of addressing. On one layer, precise alignment of the thin film on the integrated Faraday attenuator fiber optic element to the appropriate contacts must also be performed as disclosed in the provisional patent application. The transistors may be printed as specified elsewhere on the selected layer with addressing lines to achieve active matrix switching.

図15は、図9及び図10に示されているディスプレイで使用されるモジュラースイッチングマトリックス1500のための第1の代替好適実施形態の概略図である。マトリックス1500は、それぞれが変調器エレメント1515を形成する周期的なサブユニットを有する可撓導波管チャネル1510で機械的に充填された固体層1505を含む。1本または複数の機械的なニードル1520が、層1505の上に所望されるパターンを適切に「縫い付け」、穿断システム1525(例えば精密機械光ファイバ分裂器が、導波管チャネルをモジュラーエレメントに再分割する。X/Yアドレス指定マトリックスは、個々の変調器に結合し、個々の変調器を制御するために層1505内または上に配置されてよい。   FIG. 15 is a schematic diagram of a first alternative preferred embodiment for a modular switching matrix 1500 used in the displays shown in FIGS. 9 and 10. Matrix 1500 includes a solid layer 1505 that is mechanically filled with flexible waveguide channels 1510 each having periodic subunits that form modulator elements 1515. One or more mechanical needles 1520 appropriately “sewn” the desired pattern on the layer 1505, and a puncture system 1525 (eg, a precision mechanical fiber optic splitter breaks the waveguide channel into the modular element. The X / Y addressing matrix may be placed in or on layer 1505 to couple to individual modulators and to control individual modulators.

マトリックス1500は、複数のファラデー減衰器エレメントを有する特別に作成された可撓導波管チャネルのための構造上のサポートとして提供される、剛性または可撓性の固形物を含む実施形態のカテゴリを表している。アドレス指定は該構造の一部として作られてよいか、薄膜または層が、前記の実施形態に指定されるように、入力面と出力面、つまり1つの層上のxアドレス指定とyアドレス指定の両方に印刷されてよい。トランジスタはアクティブマトリックススイッチングを実現するために既定の層上で印刷されてもよい。   Matrix 1500 includes a category of embodiments that include rigid or flexible solids provided as structural support for specially created flexible waveguide channels having a plurality of Faraday attenuator elements. Represents. Addressing may be made as part of the structure, or x and y addressing on the input and output surfaces, ie one layer, as the thin film or layer is specified in the previous embodiment. May be printed on both. The transistor may be printed on a predetermined layer to achieve active matrix switching.

穴のある可撓性の固形のシートのケースでは、ファラデー減衰器光ファイバエレメントで穴を充填する少なくとも2つの代替策が実用的である。1つの方法では、複数のニードルでパンチ構造を取り付けるという実際的な密度交差に応じて、バッチで穴の複数の列または正方形を充填するが、毎回交互にまたは2つおきに充填する中空のニードルのアレイが利用される。すなわち、ニードル構造サイズは確かに穴より大きいので、及びニードルは穿孔の後に切断されるファイバで充填される、あるいは事前に切断されたファイバセグメントで充填されなければならないため、ニードル構造とニードルを充填する上部構造物の間の空間が交互の穴を充填することを必要とする可能性がある。1つおきの、または2つおき等の穴のバッチは、穿孔し、ニードルを通したスプールからファイバの圧力挿入またはニードルを通る事前に切断されたファイバセグメントの空気圧挿入によって充填される。省略された穴のバッチが充填された後、コンピュータ制御された装置が穴の次のアレイに移動する。いったんディスプレイがこのようにして1回のパスでカバーされ、1つおき、2つおき、または3つおき等に穴を充填すると、充填装置はリセットし、最初に充填された列のすぐ隣の列で開始する。そして、バッチ充填とリセットのプロセスは、穴がバッチ充填で省略されるのと同じくらい多く繰り返される。   In the case of a flexible solid sheet with holes, at least two alternatives of filling the holes with Faraday attenuator fiber optic elements are practical. One method is to fill a plurality of rows or squares of holes in a batch, depending on the practical density crossing of attaching the punch structure with a plurality of needles, but a hollow needle that fills alternately or every other time An array of That is, the needle structure size is indeed larger than the hole, and the needle structure and needle must be filled because the needle must be filled with a fiber that is cut after drilling or with a pre-cut fiber segment. It may be necessary for the space between the superstructures to be filled with alternating holes. Batches of holes, such as every other or every other, are drilled and filled by pressure insertion of the fiber from the spool through the needle or pneumatic insertion of the pre-cut fiber segment through the needle. After the omitted batch of holes is filled, the computer controlled device moves to the next array of holes. Once the display is covered in this way and filled with holes every other, every second, every third, etc., the filling device resets and immediately next to the first filled row Start with a column. The batch filling and reset process is then repeated as many times as holes are omitted in batch filling.

第2の方法では、ニードルがバッチ製造される光ファイバの連続スレッドを差し込む縫い付け装置が利用される。ここでも再び、穴は省略され、ディスプレイスイッチングマトリックスは複数のパスで縫い付けられる。しかしながら、各パスの後、固形シートの下と上を通る連続して縫い付けられるファイバが切断され、光ファイバセグメントが分離され、固形シートに関して垂直に位置合わせされたままにするように切断機構がバー及び研いだギロチンの歯のように配備される。本実施形態における固形シートの可撓材料は、どちらかのサブタイプのニードルが差し込まれると膨張し、ニードルが取り除かれるとファイバを適所に保持するために跳ね返る。   The second method utilizes a sewing device that inserts a continuous thread of optical fiber from which needles are batch manufactured. Again, the holes are omitted and the display switching matrix is sewn in multiple passes. However, after each pass, the continuous stitching fiber that passes under and above the solid sheet is cut and the fiber optic segments are separated and the cutting mechanism is kept vertically aligned with respect to the solid sheet. Deployed like bars and sharpened guillotine teeth. The flexible material of the solid sheet in this embodiment expands when either subtype of needle is inserted and rebounds to hold the fiber in place when the needle is removed.

図16は、図9及び図10に示されているディスプレイで使用されるモジュラースイッチングマトリックス1600の第2の代替好適実施形態の概略図である。マトリックス1600は、変調器セグメントを受け入れるために事前に形成された開口/穴を有する層1605を含む。それぞれが周期的な変調器構造を含む、1つまたは複数の拡張された導波管チャネルリソース1615が、複数の変調器セグメント1620を製造するために(例えば精密分裂システムによって)処理される。これらのセグメント1620は、所望される場所に適切なセグメント1620を誘導し、さらに後述されるように適切な開口1610にそれらを挿入する位置合わせ/挿入システム1625の中に付着される。層1605は、ここに説明されるようにX/Yアドレス指定マトリックスを含んでよい。   FIG. 16 is a schematic diagram of a second alternative preferred embodiment of a modular switching matrix 1600 used in the displays shown in FIGS. Matrix 1600 includes a layer 1605 having pre-formed openings / holes for receiving modulator segments. One or more extended waveguide channel resources 1615, each containing a periodic modulator structure, are processed (eg, by a precision splitting system) to produce a plurality of modulator segments 1620. These segments 1620 are attached in an alignment / insertion system 1625 that guides the appropriate segments 1620 to the desired location and inserts them into the appropriate openings 1610 as described below. Layer 1605 may include an X / Y addressing matrix as described herein.

マトリックス1600は、機械的な攪拌プロセスが事前に切断されたファラデー減衰器光ファイバセグメントで穴を充填する、穴のある剛性の固形シートのケースの例である。この方法では、カラーサブピクセル列が同時に充填される、あるいは同時に列全体によってではない場合は、大きなバッチであるディスプレイ列の部分において、プロセスは最適に拡大縮小される。複数の列(R,G,Bの代替である)が同じ時間に同じ過程で以下にのべられているように充填されることがある。   Matrix 1600 is an example of a rigid solid sheet with holes that fills the holes with Faraday attenuator fiber optic segments that have been pre-cut by a mechanical agitation process. In this way, the process is optimally scaled in the portion of the display column that is a large batch if the color subpixel columns are filled at the same time, or not at the same time, by the entire column. Multiple columns (which are alternatives to R, G, B) may be filled as described below in the same process at the same time.

前記に開示されたオプションまたはその変形に従って製造された光ファイバは、複数のスプールから下方に、やはり垂直に溝が付けられている薄いフィーダートラフに斜めにセットされる溝付きトレイの中に送られる。分裂装置はファイバを適切な構成要素セグメントで切断し、該セグメントは該溝を下方へ、フィーダートラフの垂直溝の中に摺動する。次にスプールアレイは側面にシフトし、フィーダートラフのどちらかが列内のサブピクセルの数に等しく充填されるまで、または最適バッチプロセスサイズのフィーダートラフが充填されるまでのどちらかまで、隣接する溝のセットを充填することを完了する。フィーダートラフのベースには、トラフの下部の穴を露呈する取り外し可能な長穴がある。複数のトラフは1つのフィーダートラフバッチプロセスコンピュータ制御製造(CCM)装置の一部であってよく、前記プロセスによって充填されてよい。   Optical fibers manufactured in accordance with the options disclosed above or variations thereof are fed from a plurality of spools down into a slotted tray that is set diagonally on a thin feeder trough that is also vertically slotted. . The splitting device cuts the fiber at the appropriate component segment, which slides down the groove and into the vertical groove of the feeder trough. The spool array then shifts to the side and is adjacent until either of the feeder troughs is filled equal to the number of subpixels in the row or until the optimal trough process size feeder trough is filled. Complete filling the set of grooves. The base of the feeder trough has a removable slot that exposes the hole in the lower part of the trough. The plurality of troughs may be part of a feeder trough batch process computer controlled manufacturing (CCM) device and may be filled by the process.

垂直の長穴の中に複数の光ファイバ構成要素セグメントのある該充填されるフィーダートラフまたは一連のトラフが剛性のシートの上に配置される。ソリッドシートの下にはきわめて薄い可動位置決め誘導ワイヤまたはフィラメントの2つのアレイ、1つのサブピクセル穴あたり2本の「x」ワイヤと2本の「y」ワイヤの2つの層がある。それらはバネ張力によって離れて保持される。それらは前記穴の中に陥る可能性があるセグメントを一括するように位置決めされる。穴は光ファイバ構成要素セグメントより大きな直径となり、事実上穴の中への光ファイバセグメントの容易な通過を助けるのに十分に大きな直径となるように製造される。誘導ワイヤを保持する織機型装置が剛性シート内の穴と同じ直径でセットされるが、ワイヤは可動である。ワイヤまたはフィラメントは引っ張られ、強く締める誘導ワイヤの機械的な側面張力によって保持されてよいファイバセグメント上に安全な把持を提供するために樹脂でコーティングされる。誘導ワイヤの下には、可動レーザセンサアレイが下に配備される透明の別の固形シートがある。   The filled feeder trough or series of troughs having a plurality of fiber optic component segments in a vertical slot is disposed on a rigid sheet. Under the solid sheet are two arrays of very thin movable positioning guide wires or filaments, two layers of two “x” wires and two “y” wires per subpixel hole. They are held apart by spring tension. They are positioned to bundle segments that can fall into the hole. The holes are made to have a larger diameter than the fiber optic component segments and are effectively large in diameter to help easy passage of the fiber optic segments into the holes. A loom-type device holding a guide wire is set with the same diameter as the hole in the rigid sheet, but the wire is movable. The wire or filament is pulled and coated with a resin to provide a secure grip on the fiber segment that may be held by the mechanical side tension of the guiding wire to tighten. Below the guide wire is another transparent solid sheet under which the movable laser sensor array is deployed.

同時にトラフがわずかに横に、またはわずかに円形の運動で攪拌を開始する一方、充填する1つまたは複数の列、あるいは1つまたは複数の列の部分の真上に、ほとんど接触しそうに配置された後、長穴またはフラップが移動され、穴が露呈される。このようにして攪拌されたファイバ構成要素セグメントはフィーダートラフの中の長穴から落下し、下にある穴を充填する。いったんセンサアレイが全てのファイバ構成要素セグメントのバッチプロセスで充填される穴の中への挿入を確認すると、誘導ワイヤが解放され、ばね張力がそれらをファイバと接触させ、ファイバを真っ直ぐにし、上部誘導ワイヤと下部誘導ワイヤによって剛性材料内の穴のすぐ下に保持されているおかげで、それぞれは樹脂でコーティングされ、それらを剛性シート内の大きい方の直径の穴の中心に配置する。次に、剛性の穿孔されたシート、誘導ワイヤシステム及び下部透明シートを保持する装置全体が180度回転される。   At the same time, the trough starts agitating slightly laterally or with a slightly circular movement, while being placed in close contact with one or more rows, or just above the portion of one or more rows to be filled. After that, the slot or flap is moved to expose the hole. The fiber component segment agitated in this manner falls from the slot in the feeder trough and fills the underlying hole. Once the sensor array confirms the insertion of all the fiber component segments into the holes that are filled in a batch process, the guide wires are released, the spring tension brings them into contact with the fibers, straightens the fibers, and the top guide Thanks to being held just below the hole in the rigid material by the wire and the lower guide wire, each is coated with resin and places them in the center of the larger diameter hole in the rigid sheet. Next, the entire device holding the rigid perforated sheet, the guide wire system and the lower transparent sheet is rotated 180 degrees.

いったん装置全体がこのようにして回転し、ファイバ構成要素がバネ張力誘導ワイヤによって吊り下げられると、液体ポリマー材料が穴のあいた固形シートの中に注入され、光ファイバ構成要素セグメントと穿孔の側面の間の隙間を充填するためにシート上で流れる。この液体ポリマーは次にUV硬化され、ファイバの位置を穿孔の中心に固定する。次に誘導ワイヤが解かれる。   Once the entire device has been rotated in this manner and the fiber component is suspended by a spring tension guide wire, liquid polymer material is injected into the perforated solid sheet, and the fiber optic component segment and the side of the perforation. Flow over the sheet to fill the gaps between them. This liquid polymer is then UV cured to fix the position of the fiber at the center of the perforation. The guide wire is then unwound.

剛性シートは、(好ましくは、液体ポリマーが注入され、流された側面に反対の側面上で、各穿孔に隣接したトランジスタのない、またはトランジスタ付きの)過去にアドレス指定グリッド、パッシブマトリックスまたはアクティブマトリックスを刻み付けられていた可能性がある。あるいはアドレス指定回路網は本書の他の箇所に参照されるまたは開示される方法によって印刷または付着されてよい。   Rigid sheets are preferably addressed grids, passive matrices or active matrices in the past (preferably without or with transistors adjacent to each perforation on the side opposite to the side where the liquid polymer was injected and flowed) May have been engraved. Alternatively, the addressing circuitry may be printed or deposited by methods referenced or disclosed elsewhere in this document.

図17は、図9及び図10に示されているディスプレイに使用されるモジュラースイッチングマトリックス1700のための第3の好適実施形態の概略図である。マトリックス1700は、個々の導波された変調器セグメントで充填されるメッシュ構造を含む。スイッチングマトリックス1700は、該メッシュ構造を形成する複数の金属化されたバンド1705を含む。メッシュ1710の「X」バンドまたはフィラメント、及びメッシュ1715の「Y」バンドまたはフィラメントがX/Yアドレス指定マトリックスを製造する。入力接点1720はメッシュ構造内の空間の中に配置されるトランスポート構成要素の(例えばコイルフォーム等の)インフルエンサ機構に入力を提供する。   FIG. 17 is a schematic diagram of a third preferred embodiment for the modular switching matrix 1700 used in the displays shown in FIGS. 9 and 10. Matrix 1700 includes a mesh structure filled with individual waved modulator segments. The switching matrix 1700 includes a plurality of metallized bands 1705 that form the mesh structure. The “X” band or filament of mesh 1710 and the “Y” band or filament of mesh 1715 produce the X / Y addressing matrix. The input contact 1720 provides input to an influencer mechanism (eg, coil form, etc.) of a transport component that is placed in space within the mesh structure.

この実施形態では、前記に、及び組み込まれている仮出願に開示されるように可撓ソリッドシートを機械的に充填するためのアセンブリプロセスが開示される。しかしながら、可撓メッシュの利用では、事前に織られたメッシュが、さらに光ファイバ構成要素を「まとめ」、それによりマルチバンド場生成構造または擬似コイルフォームを形成してよいアドレス指定ストリップまたはフィラメントも含んでよい。複数の織られた層で形成されてよい、メッシュバンド、ストリップまたはフィラメントの間の割れ目が可撓ソリッドシートにおいてと同じ方法で充填される。特定のフィラメントまたはバンドが導電性高分子材料から形成される、あるいは金属化されに、または導電性材料でコーティングされた可撓合成材料製である。材料のバンドは、一方の側面が他の側面から別にコーティングされてよいという点で便利である。   In this embodiment, an assembly process is disclosed for mechanically filling a flexible solid sheet as disclosed above and in the incorporated provisional application. However, with the use of flexible meshes, the pre-woven mesh also includes addressing strips or filaments that may further “bundle” the optical fiber components, thereby forming a multiband field generating structure or pseudocoil foam. It's okay. Cracks between mesh bands, strips or filaments, which may be formed of a plurality of woven layers, are filled in the same way as in a flexible solid sheet. Certain filaments or bands are made of a conductive polymeric material, or are made of a flexible synthetic material that is metallized or coated with a conductive material. The band of material is convenient in that one side may be coated separately from the other side.

これらのフィラメントまたはバンドは1組の「x」アドレス指定ワイヤと「y」アドレス指定ワイヤとしてだけ組にされてよく、このケースでのコイルフォームは組み込まれている特許出願またはその変形で開示されている方法の内の1つに従って製造される。しかしオプションでは、「x」軸と「y」軸でのアドレス指定トランジスタが、描かれているように電流を並列フィラメントまたは多層メッシュの中のバンドに切り替えてよい。インタリーブする複数の「x」バンドと「y」バンドまたはフィラメントはほぼ水平なバンドでファイバに接し、ファイバの軸に直角に複数の電流セグメントを実現する。変調素子がオプションで正方形のクラッディングで、(組み込まれている仮出願に開示されているように、引っ張りプロセスで2つの金型または調整可能な金型を利用する)少なくともこのスイッチングマトリックス段階で製造されるときに、バンドまたはストリップはドーピングされたクラッディングと実質的に連続的に接する。   These filaments or bands may only be paired as a pair of “x” addressing wires and “y” addressing wires, and the coil form in this case is disclosed in the incorporated patent application or variations thereof. Manufactured according to one of the methods. However, optionally, addressing transistors on the “x” and “y” axes may switch the current to a band in a parallel filament or multilayer mesh as depicted. The interleaved "x" and "y" bands or filaments contact the fiber in a generally horizontal band to achieve multiple current segments perpendicular to the fiber axis. The modulation element is optionally square-cladding, manufactured at least in this switching matrix stage (utilizing two molds or adjustable molds in the pulling process as disclosed in the incorporated provisional application) When done, the band or strip is in contact with the doped cladding substantially continuously.

変調器素子が、インフルエンサ制御が制御信号に結合されるように、Xアドレス指定バンドとYアドレス指定バンドの中に配置されている図17に示されている特定の実施形態に加えて、この「メッシュ」インプリメンテーションの代替策が考えられる。これにおいて特に、インフルエンサ構造(例えばコイルフォーム)の少なくとも一部がテキスタイル結束、ディスプレイ側面から平行な論理駆動バンド(場発生と結合されるXアドレス指定)を通して実現され、該メッシュ構造の一部にされる。このようにして、トランスポートエレメントはメッシュに装填されてよく、メッシュからインフルエンサ接点まで接触するために精密位置合わせを必要としない。これは図17に示され、コイルフォーム構造1725はトランスポートセグメント1730を受け入れるためにメッシュの中に統合される。図17のオリジナルの実施形態では、コイルフォーム1725とトランスポートセグメント1730が前述されたように統合されている。   In addition to the particular embodiment shown in FIG. 17 where the modulator elements are arranged in the X and Y addressing bands so that influencer control is coupled to the control signal, this Alternatives to the “mesh” implementation are possible. In particular, at least part of the influencer structure (eg coil form) is realized through textile binding, parallel logic drive bands (X addressing combined with field generation) from the side of the display, and part of the mesh structure Is done. In this way, the transport element may be loaded into the mesh and does not require precision alignment to contact from the mesh to the influencer contacts. This is shown in FIG. 17 where the coil foam structure 1725 is integrated into the mesh to receive the transport segment 1730. In the original embodiment of FIG. 17, the coil form 1725 and transport segment 1730 are integrated as described above.

この実施形態は前述されたもののようなスイッチングマトリックス構造素子を通してコイルフォームを実現する類似する方法を利用する。しかしながら、このケースは、製織プロセスが複数の導電素子をファラデー減衰器光ファイバ構成要素の回りにぴったりと巻き付きけ、円形クラッディングファイバの回りでの密接な接点を確実にするという点で追加の優位点を有する。この方法は、言うまでもなく適切に製造された光ファイバの回りに一体化してコイルフォームまたはコイルを製造するための、本書の他の箇所に開示されている方法の内の1つまたは複数と結合されてよい。   This embodiment utilizes a similar method of realizing a coil form through a switching matrix structure element such as that described above. However, this case has an additional advantage in that the weaving process wraps multiple conductive elements tightly around the Faraday attenuator optical fiber component, ensuring intimate contact around the circular cladding fiber. Has a point. This method is, of course, combined with one or more of the methods disclosed elsewhere in this document for the production of coil foam or coils integrated around a suitably manufactured optical fiber. It's okay.

この変形は、巻き線を実現するために変調器ファイバセグメントの長さに関して効果的に多層を実現するメッシュまたはテキスタイル構造を含む。入力「x」グリッドと出力「y」グリッドの間にメッシュまたは織物テキスタイルの層があり、その結果光フィラメントは擬似巻き線を効果的に「巻き付けられる」。コイルフォームはファイバ構造内で/ファイバ製造プロセスの間に製造される代わりに、「徹底的に」テキスタイル構造で実現される。1回の「回転」を達成するためにテキスタイルの4つの層の4つの導電性のあるセグメントを使用して、一種の「スパイラルボックス」が達成される。「下部」つまり「X層」と「上部」つまり「y」層の間の層は事実上(アドレス指定マトリックスに関して)パッシブであり、マイクロストリップ化された(micro−striped)フィラメントによって最もよく実現され、その導電性部分はファイバ直径の長さだけであり、「下の」層の前記導電性フィラメントの直径を加えたファイバの半径だけ、(円形)ファイバのある接点から伸張する。   This variation includes a mesh or textile structure that effectively realizes multiple layers with respect to the length of the modulator fiber segment to achieve winding. There is a layer of mesh or fabric textile between the input “x” grid and the output “y” grid so that the photofilament is effectively “wrapped” around the pseudo-winding. Instead of being manufactured in the fiber structure / during the fiber manufacturing process, the coil foam is realized in a “thorough” textile structure. A kind of “spiral box” is achieved using four conductive segments of four layers of textile to achieve one “rotation”. The layers between the “bottom” or “X layer” and the “upper” or “y” layer are passive (in terms of the addressing matrix) in effect and are best realized with micro-striped filaments. The conductive portion is only the length of the fiber diameter and extends from the contact point of the (circular) fiber by the radius of the fiber plus the diameter of the conductive filament in the “lower” layer.

図18は、本発明の好適実施形態による横方向に統合した変調器スイッチ/ジャンクションシステム1800の全体模式図である。システム1800は、以降でさらに説明している導波管内の1対の側方ポート(チャネル1805内のポート1815、チャネル1810内のポート1820)を使用して、一方の導波管チャネル1805の放射線の伝播を他方の側方導波管チャネル1810へリディレクトする機構を提供する。上記で、及び援用された特許出願にて説明されているように、第1チャネル1805は、インフルエンサセグメント1825(例えば統合されたコイルフォーム)と、オプションの第1のオプションの結合領域1830と、第2のオプションの結合領域1835とを設けるように構成されている。さらに、第1チャネル1805は偏光1840と、これに関連するアナライザ1845を含んでおり、さらにオプションで2次インフルエンサ(明瞭には示していない)を含むこともできる。第1チャネルは、第2結合領域1830内に設けられたポート1815付近にある第1結合領域1830の一部分内に側方偏光アナライザポート1850を含んでいる。ジャンクションにわたる損失の多さを改善するために、ジャンクションのチャネル1805とチャネル1810を包囲して、オプションの材料1855が設けられている。材料1855は、信号損失を低減し、求められるポート1815とポート1820の配列を確実に得る補助となるために、所望の屈折率を有する硬化ゾル、ナノ自己組織化した特別材料等であってよい。インフルエンサ1825は、放射線伝播の、第1チャネル1805を介した偏光と、ポート1815を通る放射線量とを、アナライザポート1850の伝送軸と比較した偏光の相対角度に基づいて制御する。以下に、システム1800の別の構造及び動作についてさらに説明する。   FIG. 18 is an overall schematic diagram of a laterally integrated modulator switch / junction system 1800 according to a preferred embodiment of the present invention. The system 1800 uses a pair of side ports in the waveguide (port 1815 in channel 1805, port 1820 in channel 1810) in the waveguide, described further below, and radiation in one waveguide channel 1805. Provides a mechanism to redirect the propagation of the current to the other side waveguide channel 1810. As described above and in the incorporated patent application, the first channel 1805 includes an influencer segment 1825 (eg, an integrated coil form), an optional first optional coupling region 1830, and A second optional coupling region 1835 is provided. Further, the first channel 1805 includes polarization 1840 and an associated analyzer 1845, and may optionally include a secondary influencer (not explicitly shown). The first channel includes a lateral polarization analyzer port 1850 in a portion of the first coupling region 1830 near the port 1815 provided in the second coupling region 1830. An optional material 1855 is provided surrounding the junction channel 1805 and channel 1810 to improve the amount of loss across the junction. The material 1855 may be a hardened sol having a desired refractive index, a nano self-organized special material, etc. to reduce signal loss and to help ensure that the required port 1815 and port 1820 alignment is obtained . Influencer 1825 controls the polarization of radiation propagation through first channel 1805 and the amount of radiation through port 1815 based on the relative angle of polarization compared to the transmission axis of analyzer port 1850. In the following, another structure and operation of the system 1800 will be further described.

ポート1815とポート1820は、以下に示す溶融ファイバ固定子あるいは類似のものでインプリメンテーションされた結合領域(複数の場合がある)内の誘導構造であり、GRINレンズ構造を含むことができる。これらのポートは結合領域内の厳密な位置に合わせられる場合、又は、チャネルの全長(又は全長の一部分)に沿って一定間隔で配置される場合があり得る。実施形態の中には、結合領域のうちの1つの全体部分が所望の属性(偏光又はポート)構造と、それに対するジャンクション位置におけるもう一つの結合領域内の1つ又はそれ以上の構造とを有することができる。   Ports 1815 and 1820 are guiding structures in the coupling region (s) implemented with the molten fiber stator or the like shown below and can include GRIN lens structures. These ports may be aligned precisely within the binding region, or may be spaced at regular intervals along the full length of the channel (or a portion of the full length). In some embodiments, an entire portion of one of the coupling regions has a desired attribute (polarization or port) structure and one or more structures in another coupling region at a junction location thereto. be able to.

偏光器1840とアナライザ1845は、さらにチャネル1805へと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。偏光器1840とアナライザは、このセグメントのための任意のオプションのインフルエンサエメントを含み、インフルエンサ1825と共に、チャネル1805と1810の間の放射線を制御する。   Polarizer 1840 and analyzer 1845 are optional structures that further control the amplitude of the radiation propagating to channel 1805. Polarizer 1840 and the analyzer include optional optional influencers for this segment and, together with influencer 1825, control the radiation between channels 1805 and 1810.

このようなマイクロテキスタイル構成内のファイバ間における切り替えは、本願明細書中に開示されている統合されたマイクロファラデー減衰器光ファイバエェメントの「横方向」(「直列」に対抗する)変形によって以下のとおり促進される。テキスタイルマトリクス内の直交的に位置合わせされたファイバ同士の間のジャンクションポイント/接触ポイントは、ファイバ同士の間の新規タイプの「光タップ」の場所である。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クラッディングにおいて、(ファイバの複数のファラデー減衰器部分の外部のファイバ軸上の)クラッディングは、周期的な屈折率変化を伴ってマイクロ構造化され、偏光フィルタリング(ここで先述したファイバ積分偏光フィルタリング、及びニュージャージー州サマーセット、1600コットンテールレーンにある、NanoOpto社製のサブ波長ナノグリッドを参照)又は非対称偏光(援用している特許出願において参照及び開示されている)に科される。これらの部分において、屈折率が、(イオン注入、電気的、加熱、光反応的、又は技術上知られているこれ以外の方法によって)コアの屈折率と同値となるよう変更される。(あるいは、第1クラッディング全体はそのようにマイクロ構造化され、屈折率が等しい。)差分屈折率によって達成される誘導及び偏光結合に加えて、構造幾何形状(例えば、フォトニック結合、及びサブ波長孔キャビティ/グリッドシステムの使用)も本発明の範囲に含まれる。ここでの説明を簡単にするために、誘導及び結合を差分屈折率を使用して説明するが、しかし、これらの場合、(特にはっきりと明記されていない場合に限り)構造幾何形状を使用して説明することもできる。   Switching between fibers in such a microtextile configuration is as follows by a “lateral” (as opposed to “series”) variation of the integrated micro-Faraday attenuator fiber optic element disclosed herein. It is promoted as follows. The junction / contact point between orthogonally aligned fibers in the textile matrix is the location of a new type of “optical tap” between the fibers. In the first cladding of a fiber optic micro-Faraday attenuator according to a preferred embodiment of the present invention, the cladding (on the fiber axis outside the multiple Faraday attenuator portions of the fiber) is accompanied by a periodic refractive index change. Microstructured, polarization filtering (see fiber integral polarization filtering previously described, and NanoOpto subwavelength nanogrid in Somerset, New Jersey, 1600 Cotton Tail Lane) or asymmetric polarization (incorporated) (Referenced and disclosed in patent applications). In these portions, the refractive index is changed to be equivalent to the refractive index of the core (by ion implantation, electrical, heating, photoreactive, or other methods known in the art). (Alternatively, the entire first cladding is so microstructured and the refractive index is equal.) In addition to the inductive and polarization coupling achieved by the differential refractive index, the structural geometry (eg, photonic coupling and sub- Use of a wavelength hole cavity / grid system) is also within the scope of the present invention. For ease of explanation here, induction and coupling are described using differential refractive index, but in these cases, structural geometry is used (unless specifically stated otherwise). Can also be explained.

ここで開示するこの統合ファラデー減衰器の変形は、半導体光学導波管を結合するために導波管自体が崩壊する、カリフォルニア州フリーモント、1220ペイジアベニューにあるGemfire社製の光タップを含むその他全ての従来技術の「光タップ」とは基本的に区別される。Gemfireのインプリメンテーションにおける導波管構造の崩壊は、チャネル間に於ける光信号の効率的な伝送を確実に行う、任意のフォトニック又はエレクトロフォトニック・スイッチングパラダイム又はネットワークの優良な構成部分の破壊を意味する。他の従来タイプの「照明タップ」と異なり、コア領域同士の間の非誘導信号を制御するために追加の複雑な補正を必要としない「照明タップ」は、より単純且つより効率的であることは自明である。   Variations of this integrated Faraday attenuator disclosed herein include an optical tap from Gemfire, Fremont, California, 1220 Paige Avenue, where the waveguide itself collapses to couple the semiconductor optical waveguide. It is fundamentally distinguished from all prior art “light taps”. The collapse of the waveguide structure in the Gemfire implementation is an excellent component of any photonic or electrophotonic switching paradigm or network that ensures efficient transmission of optical signals between channels. It means destruction. Unlike other conventional types of “light taps”, “light taps” that do not require additional complex corrections to control non-inductive signals between core regions are simpler and more efficient Is self-explanatory.

これにより、従来技術の他の「光タップ」と対照的に、好適実施形態の切り替え機構は、グレーティング構造を達成するための、極を有する領域のアクティベーション、又は1列の電極のアクティベーションではない。むしろ、好適実施形態では、コアを介して光伝播の偏光角度だけ回転する直列ファラデー減衰器スイッチを使用し、このスイッチを、有効に偏光フィルタであるクラッディングセクションと組み合わせることで、信号の精密に制御された部分が、出力及び入力ファイバ(又は導波管)のクラッディング内の横方向誘導構造を介して逸れる。スイッチの速度は、陰極と陽極が網羅する比較的広い領域の化学特徴を変更する速度ではなく、ファラデー減衰器の速度である。   Thus, in contrast to other “light taps” in the prior art, the switching mechanism of the preferred embodiment is in activation of regions with poles, or activation of a single row of electrodes, to achieve a grating structure. Absent. Rather, the preferred embodiment uses a series Faraday attenuator switch that rotates through the core by the polarization angle of light propagation, and combines this switch with a cladding section that is effectively a polarizing filter to provide a precise signal. The controlled portion is diverted through lateral guiding structures in the cladding of the output and input fibers (or waveguides). The speed of the switch is not that of changing the chemical characteristics of the relatively wide area covered by the cathode and anode, but the speed of the Faraday attenuator.

コア(及びオプションで第1クラッディング)内の総内部屈折をインプリメントするために、コアと(及びオプションで第1クラッディングとも)十分に異なる屈折率を有する第2クラッディングでは、(統合されたファラデー減衰器セクションの外部のファイバの軸上に)1つ又は2つの構造が製造されている。   In order to implement the total internal refraction within the core (and optionally the first cladding), the second cladding (which is also optionally with the first cladding) has a sufficiently different index of refraction (integrated) One or two structures are fabricated (on the axis of the fiber outside the Faraday attenuator section).

第1:第2クラッディング内に設けられ、及びファイバ軸に対して直角又はほぼ直角な光軸を有し、本願明細書中の何処か、及び援用している特許出願で参照している方法に従って製造された屈折率分布(GRIN)レンズ構造。焦点路は、光ファイバ軸に対して直角で、又は、直角を若干ずれた角度で方位付けされているため、第1チャネル1805からGRINレンズを通過する光が接点において第2チャネル1810と結合し、やはり第2チャネル1810の軸に対して直角に挿入されるか、又は第2チャネル1810内に好適な方向で直角に挿入される。   First: a method provided in a second cladding and having an optical axis perpendicular or nearly perpendicular to the fiber axis, and referred to elsewhere herein and in incorporated patent applications Refractive index profile (GRIN) lens structure manufactured according to Since the focal path is oriented at a right angle with respect to the optical fiber axis or at a slightly deviated angle, the light passing through the GRIN lens from the first channel 1805 is combined with the second channel 1810 at the contact point. Either inserted perpendicular to the axis of the second channel 1810 or inserted into the second channel 1810 at a right angle in a suitable direction.

第2:コア(及びオプションで第1クラッディング)と同じ屈折率を有し、イオン注入、製造工程中における電極間への電圧の印加、加熱、光反応性、又はその他の技術上公知の手段によって製造されたより単純な光学チャネル。この単純な導波管チャネルの軸は、上述した他のオプションの場合と同様に、直角、又は直角から若干ずれた角度にあってよい。   Second: having the same refractive index as the core (and optionally the first cladding), ion implantation, application of voltage between electrodes during the manufacturing process, heating, photoreactivity, or other means known in the art Simpler optical channel manufactured by. The axis of this simple waveguide channel may be at a right angle or at a slight offset from the right angle, as with the other options described above.

このマイクロファラデー減衰器ベースの「光タップ」、又はより正確に定義すれば「横断式のファイバ対ファイバ(又は導波管対導波管)ファラデー減衰器スイッチ」の動作は、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し、「漏出」(ファイバ「光タップの公知の動作による」、又はより正確に定義すれば、第1クラッディングを通り第2クラッディング内のGRINレンズ構造内、あるいはより単純な光学チャネル内に誘導され、いずれかの出力チャネルから第2チャネル1810内へ結合することによって偏光角度が回転される際に達成される。   The operation of this micro-Faraday attenuator-based “optical tap”, or more precisely the “transverse fiber-to-fiber (or waveguide-to-waveguide) Faraday attenuator switch” is activated integrated Go through the microfaraday attenuator section and “leak” (in the fiber “by known operation of the optical tap”, or more precisely, through the first cladding, in the GRIN lens structure in the second cladding, or Achieved when the polarization angle is rotated by being guided into a simpler optical channel and coupling into the second channel 1810 from either output channel.

第2チャネル1810は、第1チャネル1805から平行構造(第2クラッディング内のGRINレンズ又はクラッディング導波管チャネル)によって受光した光を、偏光フィルタリング又は非対称ないクラッディング内に結合させ、次にそこからに第2チャネル1810のコア内へ最適に結合するように製造される。上述したように、テキスタイル構造に染み込ませてあり、ファイバ間(又は導波管間)で誘導された光を閉じ込め、結合の効率性を確実に得る差分屈折率を有する硬化ゾルが、ファイバ対ファイバマトリクスを包囲している。   The second channel 1810 couples light received from the first channel 1805 by a parallel structure (GRIN lens or cladding waveguide channel in the second cladding) into polarization filtering or non-asymmetric cladding, then From there it is manufactured to optimally couple into the core of the second channel 1810. As described above, a cured sol having a differential refractive index that is impregnated into the textile structure, confines the light guided between the fibers (or between the waveguides), and ensures coupling efficiency, is fiber to fiber. Surrounds the matrix.

クラッディングのマイクロ構造の別の利点及び新規の方法は、MCVD/PMCVD/PCVD/OVDプリフォーム製造方法の新規の改良を記述した明細書によって達成することができ、以降にその好適な例を記述している。又、この好適実施形態はファイバ対ファイバスイッチングに限定されるものではなく、別タイプの導波管をここで示したとおりに構造しても、共有基板内に配置された導波管同士、又は独立した導波管同士の間を含む、包括的な導波管対導波管スイッチングを得ることができる。   Another advantage and novel method of the cladding microstructure can be achieved by the specification describing a new improvement of the MCVD / PMCVD / PCVD / OVD preform manufacturing method, the preferred examples of which are described hereinafter. is doing. Also, this preferred embodiment is not limited to fiber-to-fiber switching, even if another type of waveguide is constructed as shown here, the waveguides disposed within a shared substrate, or Comprehensive waveguide-to-waveguide switching can be obtained, including between independent waveguides.

図19は、図18に示した横断式統合型変調器スイッチ/ジャンクション1800の一連の製造ステップを示す全体模式図である。製造システム1900は、ブロック1905を除去した薄いセクション1910を備えた多数の導波管チャネル(例えば、援用した仮特許出願に記載の及びその他の溶融ファイバフェースプレート)を有する、1ブロックの材料1905の形成を含む。セクション1910は柔軟化され、固定子壁シート1915を形成するよう準備される。シート1915は、引抜ができる所望のプリフォームを製造するためのシリカ固定子チューブ1920を形成するべく巻着される。   FIG. 19 is an overall schematic diagram showing a series of manufacturing steps of the transverse integrated modulator switch / junction 1800 shown in FIG. The manufacturing system 1900 has a number of waveguide channels (eg, as described in the incorporated provisional patent application and other fused fiber faceplates) with a thin section 1910 with the block 1905 removed. Including formation. Section 1910 is softened and prepared to form stator wall sheet 1915. Sheet 1915 is wound to form a silica stator tube 1920 for producing a desired preform that can be drawn.

この新規の方法によれば、プリフォームを増大させるために煤煙を付着させたシリカチューブは、溶融ファイバ断面薄膜を巻着及び溶融して製造したシリンダ形状となる。これは、任意で、クラッディング及びコア内の適切なドーピング特徴に合うよう選択した異なる特徴を有し、異なる屈折率と異なる電子光学特性を有する薄型ファイバセクションの格子を実現するために、このようなそれぞれ異なるように最適化したファイバを交互に配置した光ファイバを溶融し、溶融したファイバマトリクスのセクションを薄膜状に切断する。次に、これらの膜を均一に加熱して軟化させ、加熱した成形ピンの周囲で屈曲させることで、公知のプリフォーム製造プロセスによる薄型プリフォームを製造するための固定子に適した薄壁シリンダが達成される。   According to this new method, the silica tube to which smoke is attached in order to increase the preform has a cylinder shape manufactured by winding and melting a thin film of a molten fiber cross section. This is done in order to achieve a thin fiber section grating, optionally with different characteristics selected to suit the appropriate doping characteristics in the cladding and core, with different refractive indices and different electro-optic properties. The optical fibers in which the fibers optimized differently are alternately arranged are melted, and a section of the melted fiber matrix is cut into a thin film. Next, the thin wall cylinder suitable for a stator for manufacturing a thin preform by a known preform manufacturing process by uniformly heating and softening these films and bending them around a heated molding pin. Is achieved.

溶融ファイバ膜に採用するファイバの寸法は、ファイバを引抜くクラッディング内の、完成した横断式構造の最適な寸法となるように選択される。しかし一般的には、この目的のためのファイバは、ファイバで製造されたプリフォームから引抜きを行う最中に構造直径が効率的に増加するため、可能な限り最小の製造寸法(コア及びクラッディング)を有するファイバである。事実、このようなファイバ直径は、その断面において、独立ファイバとしてのシングルモード使用のものとしても小さすぎる。しかし、溶融ファイバセクション又はスライスの厚さの選択を適切に組み合わせることで、完成した引抜かれたたファイバのクラッディング内の、連続的にパターン化された横断式導波管構造寸法を、横断式構造に所望の(シングルモード、マルチモード)「コア」及び「クラッディング」寸法を持たせるように制御することができる。   The fiber dimensions employed in the molten fiber membrane are selected to be the optimum dimensions of the completed transverse structure in the cladding where the fiber is drawn. In general, however, fibers for this purpose effectively increase the structural diameter during drawing from preforms made of fiber, so that the smallest possible manufacturing dimensions (core and cladding) ). In fact, such fiber diameters are too small in cross section for single mode use as an independent fiber. However, by properly combining the choice of fused fiber section or slice thickness, the continuous patterned transverse waveguide structure dimensions within the finished drawn fiber cladding can be The structure can be controlled to have the desired (single mode, multimode) “core” and “cladding” dimensions.

マイクロ構造に適切な寸法をさらに確実に得るために、より小さいファイバの組み合わせを溶融し、軟化し、引抜き、次に、他のファイバと共に再度溶融し、最後にファイバアレイを或る長さに溶融して、シリンダを形成するための膜に切断される。   To more reliably obtain the appropriate dimensions for the microstructure, a smaller fiber combination is melted, softened, drawn, then melted again with other fibers, and finally the fiber array is melted to a certain length. Then, it is cut into a film for forming a cylinder.

本発明の統合型ファラデー減衰器装置のこのファイバ対ファイバ変形の実現において柔軟性を促進するために、両方とも相対「入力」端部と相対「出力」端部にある(この場合には反転可能である)コア内の偏光セクションと第1チャネルの第1クラッディングは、中間/内部クラッディング上に製造された電極構造によって、援用した特許出願内で参照及び開示された方法に従って、又は、公知の方法によるUV励起によって、切り替え可能に誘発されることが可能であり、該UV信号は、クラッディング間又は内部に製造された装置により、援用した特許出願の中かで開示及び参照された形状及び方法に従って、生成することができる。電極構造による場合には、偏光フィルタリング又は非対称状態の切り替えを電気光学的と記述することができ、又、UV信号による場合にはこれを「全光学」と記述することができる。UV活性化された変形が好適実施形態である。   In order to facilitate flexibility in realizing this fiber-to-fiber deformation of the integrated Faraday attenuator device of the present invention, both are at the relative “input” end and the relative “output” end (in this case, invertible) The polarization section in the core and the first cladding of the first channel are in accordance with the methods referenced and disclosed in the incorporated patent application, or by known electrode structures fabricated on the intermediate / inner cladding Can be triggered switchably by means of a UV excitation according to the method described above, which is disclosed and referenced in incorporated patent applications by means of devices manufactured between or within the cladding. And according to the method. In the case of an electrode structure, polarization filtering or switching of the asymmetric state can be described as electro-optical, and in the case of a UV signal it can be described as “all-optical”. A UV activated variant is the preferred embodiment.

そのため、このようなコア及びクラッディングの偏光フィルタリング又は非対称セクションを「トランジエント」と呼ぶことができ、これについては米国特許第5、126、874号(1990年7月11日付け提出。「トランジエント光学エレメント及び回路を作成する方法及び装置」。この開示は実際上、本願明細書中でその全体を参照によって明確に援用されている。)を参照することができ、したがって、フィルタ又は非対称エレメントを、統合型ファラデー減衰器の可変強度スイッチング要素としての動作と共に、始動又は停止、「オン」「オフ」切り替えすることができる。   As such, polarization filtering or asymmetric sections of such cores and claddings can be referred to as “transients” and are described in US Pat. No. 5,126,874 (submitted on July 11, 1990. Method and apparatus for making ent optical elements and circuits ", the disclosure of which is hereby expressly incorporated herein by reference in its entirety. Together with the integrated Faraday attenuator as a variable intensity switching element can be started or stopped, “on” or “off”.

第1クラッディングは既述のとおりコアと同じ屈折率を有するものであってよく、第2クラッディングは異なる屈折率を有することができるため、「間違った」偏光コアへの閉じ込めを、クラッディングの偏光フィルタリング又は非対称構造のみによって達成することができる。第1クラッディングの通常設定は、変更フィルタによって光をコアに閉じ込める「オン」か、又は、光をコア及び第1クラッディング内へ誘導し、第2クラッディングのみによって閉じ込めた後に、電極又はUV活性化エレメントが構造されている場所にてセクション化され、又、通常と反対の設定に切り替え可能である「オフ」のいずれかであってよい。   Since the first cladding may have the same refractive index as the core as described above and the second cladding may have a different refractive index, confinement to the “wrong” polarization core This can be achieved by only polarization filtering or asymmetric structures. The normal setting for the first cladding is “on” to confine the light in the core by a modified filter, or direct the light into the core and the first cladding and confine it only by the second cladding before the electrode or UV It can be either “off” which is sectioned where the activation element is structured and can be switched to the opposite setting.

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、横断式に構造された導波管チャネルであり、この導波管チャネルは、クラッディング内又はクラッディング間のマイクロ誘導構造部と、クラッディング内及びクラッディング間において該チャネルと統合されたICエレメント及びトランジスタと、該構造の断続的なエレメントとして製造された統合型の直列及び横断式ファラデー減衰器装置とで構成されており、又、この導波管チャネルは、コア内に波長分割多重(WDM)タイプのマルチモードでパルスした信号をバスとして設けることができ、さらに、直列に切り替えられる、もしくは統合型ファラデー減衰器手段によって、任意の信号パルスのいくつか又は全てを、クラッディング内の横断式誘導構造を通り、クラッディング内の半導体及びフォトニック構造へ、さらに、バス又は他のエレクトロフォトニック成分として機能しているファイバ間へ横断させる。   One way to characterize the operation of a microtextile three-dimensional IC is a transversely structured waveguide channel, which includes a micro-inductive structure within or between claddings, and a cladding. IC elements and transistors integrated with the channel in and between the cladding, and integrated series and transverse Faraday attenuator devices manufactured as intermittent elements of the structure, and this The waveguide channel can be provided as a bus with a wavelength-division multiplexed (WDM) type multimode pulse in the core, and can be switched in series or any signal by means of an integrated Faraday attenuator. Some or all of the pulses pass through the transverse guiding structure in the cladding and The semiconductor and photonic structure in loading, further to cross the inter-fiber acting as a bus or other electro photonic components.

いくつかのチャネルは、ナノスケールか、クラッディング内又はクラッディング間にシングルエレメントが構造されているシングルモードであってよく、又は、より直径が大きいか、マルチ又はシングルモードであってよく、(マイクロプロセッサ付近に)非常に多数の半導体(電子又はフォトニック)要素と共に、クラッディング間、クラッディングの内部又は上に有効に製造されている。チャネルは、任意のサイズで、又、マイクロ構造ICエレメントを自体のファイバ内に配置して組み合わせて、もしくは、マイクロテキスタイルアーキテクチャ全体内に組み合わせて、バス、個々のスイッチング又はメモリエレメントとして機能することができる。したがって、スイッチングその他は、ファイバコア内、コアとクラッディングの間、クラッディング内のエレメント間、及びファイバにおいて発生する。   Some channels may be nanoscale, single mode with single elements structured within or between claddings, or may be larger in diameter, multi- or single mode ( It is effectively manufactured between and within the cladding, with a large number of semiconductor (electronic or photonic) elements (in the vicinity of the microprocessor). Channels can function as buses, individual switching or memory elements in any size and combination of micro-structured IC elements placed in their own fiber or within the entire microtextile architecture. it can. Thus, switching or the like occurs in the fiber core, between the core and the cladding, between the elements in the cladding, and in the fiber.

ハーバード大学のEric Mazur、Limin Tong、その他が実施した、原子レベルの表面スムーズ度及びスパイダーシルクの2〜5倍の引張強度を有し、又、グラスファイバをサファイヤテーパ周囲に巻着させて加熱し、その後比較的高速で引っ張るという単純な工程によって製造された50nmの「光学ナノワイヤ」のデモンストレーションは、マイクロテキスタイル構造内での実現に非常に適している。近赤外線可視波長が、光ファイバ導波管タイプの変形であるこのサブ波長直径内で誘導されたが、しかし、これをコア内に閉じ込めるのではなく、誘導された光の約半分が内部を通って伝送され、別の半分が表面に沿って次第に消滅した。光は、ファイバ間の光学エバネッセント結合によって低損失にて結合されることが可能である。   Harvard University's Eric Mazur, Limin Tong, et al. Have an atomic level surface smoothness and 2-5 times the tensile strength of spider silk. The demonstration of a 50 nm “optical nanowire” produced by a simple process of pulling at a relatively high speed is then very suitable for realization in a microtextile structure. Near-infrared visible wavelengths were induced within this subwavelength diameter, which is a variation of the fiber optic waveguide type, but rather than confining it in the core, about half of the induced light passes through the interior. And another half gradually disappeared along the surface. Light can be coupled with low loss by optical evanescent coupling between fibers.

援用された特許出願において開示されているとおりの、又は他の任意の手段による、注入したゾル、偏光境界/フィルタのクラッディング及びコーティングを介してこのような光学ナノワイヤ間を補間し、次に、統合モジュレータ(例えばファラデー減衰器)装置の変形を介してこれを操作することで、さらに簡素化した経路間のスイッチング/ジャンクション装置が得られる。マイクロテキスタイルIC構造は、直角に屈曲したり、捻ったり結んだりすることを可能にするその可撓性による光学ナノワイヤの性質によって特に促進される。   Interpolate between such optical nanowires via the injected sol, polarization boundary / filter cladding and coating, as disclosed in the incorporated patent application, or by any other means, then Manipulating this through a modification of the integrated modulator (eg Faraday attenuator) device provides a more simplified switching / junction device between paths. Microtextile IC structures are particularly facilitated by the properties of optical nanowires due to their flexibility that allows them to be bent, twisted and tied at right angles.

The California Institute of TechnologyのKerry Vahalaによる、直径数十ミクロンの「光学ワイヤ」の製造に関する補助研究と、やはりVahalaによるこれに関連した研究では、シリカマイクロビーズ及びミクロンスケールの光学ワイヤを備えた超小型、超低閾値型のラマンレーザも、マイクロテキスタイル構造に非常に有効であることを示した。マイクロテキスタイル構造内に点在されたマイクロビーズは、マイクロテキスタイル構造エレメントによって適所に保持され、光学ワイヤと結合され、又、三次元IC構成内での信号の生成及び操作のためにさらなるオプションを実現させられる。   A supporting study on the production of “optical wires” of several tens of microns in diameter by Kerry Vahala of The California Institute of Technology, and related work by Vahala, also included ultra-compact with silica microbeads and micron-scale optical wires. Ultra-low threshold Raman lasers have also been shown to be very effective for microtextile structures. Microbeads interspersed within the microtextile structure are held in place by the microtextile structure elements, coupled with optical wires, and provide additional options for signal generation and manipulation within a three-dimensional IC configuration Be made.

フォトニック及び電子スイッチングエレメント、ファイバ間及びクラッディング間等と最適な状態で組み合わせた、直列及び横断式ファラデー減衰器スイッチ/ジャンクションの性質により、均一であるが、光学パルス状況に対抗して偏光状態のみが変化する光信号の手段によってバイナリ論理を実現する新規の方法が提案される。これにより、このバイナリ論理システムに、論理状態が非常に高速度にて変化できる信号の極性角度の手段によってのみ操作及び検出される「常時オン」の光経路が組み込まれる。電子/フォトニック混合型のマイクロテキスタイルIC構成にて展開される、開示された統合型ファラデー減衰器装置の変形は、マイクロプロセッサ及び光通信動作の速度と効率を向上させる様々な可能性を導入しながら、このようなバイナリ論理スキームを実現することができる。無論、複数の偏光角度を使用することで、多状態論理システム(例えば、3状態、又はこれ以外の、2つ又はそれ以上の論理「レベル」に頼る論理システム)を実現することもできる。本システムは、1つの動作モード又は段階中に1つの論理システムを使用するため、及び、別の動作モード又は段階中に別の論理システムに切り替え、その後元の論理システムにリディレクトする、もしくは後続のモード又は段階のさらに別の論理システムに切り替えるために、ダイナミックに構成可能である。   Due to the nature of series and transverse Faraday attenuator switches / junctions combined optimally with photonic and electronic switching elements, fiber-to-fiber and cladding, etc., but polarization state against optical pulse conditions A new method is proposed to realize binary logic by means of optical signals that only change. This incorporates in this binary logic system an “always-on” light path that can only be manipulated and detected by means of a signal polar angle whose logic state can change at very high speeds. Variations of the disclosed integrated Faraday attenuator device deployed in mixed electronic / photonic microtextile IC configurations introduce various possibilities to improve the speed and efficiency of microprocessors and optical communication operations. However, such a binary logic scheme can be realized. Of course, a multi-state logic system (e.g., a logic system that relies on two or more logic “levels”) can be implemented by using multiple polarization angles. The system uses one logical system during one operational mode or phase and switches to another logical system during another operational mode or phase and then redirects to the original logical system or subsequent It can be dynamically configured to switch to yet another logic system in a different mode or stage.

これらの例証的実例は、フォトニック及び半導体電子エレメントを最適化する波長分割多重スイッチングマトリクス、LSI、VLSI ICデザインを含む、このディスプレイ発明による新規のテキスタイル構造及びスイッチング構成の幅広い適用性を確立するべく機能し、又、この技術に精通した当業者は、この新規の方法、構成要素、システム、構成が、詳細に開示された例だけに限定されるものではないことを理解するだろう。   These illustrative examples are intended to establish broad applicability of the novel textile structures and switching configurations according to this display invention, including wavelength division multiple switching matrices, LSI, VLSI IC designs that optimize photonic and semiconductor electronic elements. Those skilled in the art who are functional and familiar with the art will understand that the novel methods, components, systems, and configurations are not limited to the examples disclosed in detail.

図20は、ディスプレイ、ディスプレイエレメント、論理装置、論理エレメント、又はメモリ装置、その他として使用できるテキスタイルマトリクス2000の三次元模式図である。マトリクス2000は、“X”構造フィラメント2015、“X”アドレス指定構造フィラメント又はリボン2020、“Y”アドレス指定/構造フィラメント2025と共に編み込んだ、複数の導波管チャネルフィラメント2005、オプションの構造/スペーサエレメント2010を含んでいる。   FIG. 20 is a three-dimensional schematic diagram of a textile matrix 2000 that can be used as a display, display element, logic device, logic element, memory device, or the like. Matrix 2000 includes a plurality of waveguide channel filaments 2005, optional structure / spacer elements braided with “X” structured filament 2015, “X” addressed structured filament or ribbon 2020, “Y” addressed / structured filament 2025 2010 is included.

スイッチング/変調「マトリクス」の構造物及び組み立て品には、導波管エレメントを構造的に組み合わせて保持し、各サブピクセル又はピクセルを電気的にアドレス指定するという有利な機構が多数ある。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。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。フラットパネル・ディスプレイ用のスイッチングマトリクスの好適実施形態は、事実上、大型の統合型光学装置の形状をした、統合型光ファイバ減衰気装置の組み立てられたアレイ(例えば組み立てられたテキスタイル)である。製造されたシリカベースの導波管は、新規のプリフォームステージにおいて別のファイバ及びプリフォーム材料と組み合わせ、より大型の複雑なファイバ、ケーブル、又はテキスタイル構造に編成又は組み合わせることも可能である(2003年11月18日付けで提出された、Freitas他による米国特許第6、647、852号、「連続的交差編成による複合構造及び複製方法(Continuous Intersected Braided Composite Structure and Method of Making Same)」を参照。事実上ここではこれを、参照により明確に援用している。)
ここで開示している概略的なスイッチングパラダイムの能力についてのさらなる詳述は、本発明の実施形態によるスイッチングマトリクスの製造に好適な三次元格子テキスタイル方法と、「アクティブマトリクス」スイッチングパラダイムにて、トランジスタをファイバ構造自体に統合する方法の開示とに含まれる。好適実施形態では、光ファイバエレメントは”スイッチン機構“あるいはマトリクスを形成するテキスタイル構造のエレメントとして保持され、っ組み立てられている。したがって、光ファイバエレメントを保持し、アドレス指定するスイッチング構造は、装置の相対後部においてイルミネーションシステムと平行する、又、装置の相対前部においてディスプレイ面と平行する平坦面として配置される。別の好適実施形態では、ジャガード織機タイプのテキスタイル製造工程について記述する。光ファイバエレメントのこのテキスタイルタイプの組み立て品は、その光学特徴を保存し拡張するために、最新の精密なジャガード織機テキスタイル製造システム(市販例の参照として、アルバニー インターナショナル テクニウェイブ社(Albany International Techniweave)を挙げる)織物導波管チャネルによって達成される。“X”リボンと“Y”リボンの形成を含むステップが上述されている。
The switching / modulation “matrix” structures and assemblies have a number of advantageous mechanisms for holding the waveguide elements in structural combination and electrically addressing each sub-pixel or pixel. In the fiber optic case, inherent to the nature of the fiber component is the potential for an all-fiber textile structure and proper addressing of the fiber element. A flexible mesh or solid matrix is an alternative structure with an accompanying assembly method. A preferred embodiment of a switching matrix for a flat panel display is an assembled array (eg, assembled textile) of integrated fiber optic attenuator devices, effectively in the form of a large integrated optical device. The manufactured silica-based waveguide can also be combined with other fibers and preform materials in a new preform stage and knitted or combined into larger, complex fiber, cable, or textile structures (2003). See, Freitas et al., US Pat. No. 6,647,852, “Continuous Intersected Braided Composite Structure and Method of Making Same” filed November 18, (In fact, this is hereby expressly incorporated by reference.)
Further details on the capabilities of the schematic switching paradigm disclosed herein can be found in a three-dimensional lattice textile method suitable for manufacturing a switching matrix according to embodiments of the present invention and a transistor in an “active matrix” switching paradigm And the disclosure of a method for integrating the fiber structure itself. In a preferred embodiment, the fiber optic element is held and assembled as a “switching mechanism” or as a textile structured element forming a matrix. Thus, the switching structure that holds and addresses the fiber optic element is arranged as a flat surface parallel to the illumination system at the relative rear of the device and parallel to the display surface at the relative front of the device. In another preferred embodiment, a jacquard loom type textile manufacturing process is described. This textile-type assembly of fiber optic elements uses the latest precision jacquard loom textile manufacturing system (Albany International Techniwave as a reference for commercial examples) to preserve and expand its optical characteristics. To be achieved) by woven waveguide channels. The steps involving the formation of “X” ribbons and “Y” ribbons are described above.

ディスプレイケーシング/構造に組み立てる準備ができたテキスタイルマットの形状をしたスイッチングマトリクスは、ジャガード織機から取り外し可能なフレーム(硬質又は可撓質)を配置と固定のいずれかによって、又は、各カラーサブピクセル列について設けられたフックあるいは固定装置の手段によって適所に位置合わせ及び固定される。取り外しフレームの場合には、フレーム自体がこの「パッシブマトリクス」オプション内に、“x”、“y”列の各々をそのスイッチングマトリクス全体について連続的にアドレス指定するために、又は、各々が連続的にアドレス指定されるセクタ内に位置合わせされるために必要な論理を、サブピクセル情報と、各サブピクセル・ファラデー減衰器エレメントの回転を所与のビデオディスプレイ「フレーム」について変更するために必要な電流とを大量且つ効率的に伝送する可変電流の適切に変調されたパルスによって組み込むことが好適である。この論理の製造は、標準的な半導体又は回路基板リソグラフィック又は印刷システム及び工程によるもの、あるいは、この説明の何処かで援用された、又は援用された特許出願に記載の、浸漬ペンナノリソグラフィを含む方法によるものである。あるいは、取り外し可能なフレームは、単純に、伝導性ストリップに印刷を施し、次にこれを、ディスプレイケーシング/構造内の「内部」フレーム位置上に製造された論理と接触させることで製造できる。   A switching matrix in the form of a textile mat ready to be assembled into a display casing / structure, either by placing and fixing a frame (rigid or flexible) removable from the jacquard loom, or for each color subpixel column In place and fixed by means of hooks or fixing devices provided for the. In the case of a detached frame, the frame itself is within this “passive matrix” option to address each of the “x”, “y” columns sequentially for the entire switching matrix, or each is continuous. The logic required to be aligned within the sector addressed to the subpixel information and the rotation of each subpixel Faraday attenuator element is required for a given video display “frame”. It is preferably incorporated by appropriately modulated pulses of variable current that carry large amounts of current efficiently. The manufacture of this logic can be done by standard semiconductor or circuit board lithographic or printing systems and processes, or by immersion pen nanolithography as described in patent applications incorporated or incorporated elsewhere in this description. It is by the method of including. Alternatively, the removable frame can be manufactured simply by printing the conductive strip and then contacting it with logic manufactured on the “inner” frame location in the display casing / structure.

x−y軸トランジスタを通してx−y行及び列を切り替えることで各サブピクセルがアドレス指定される上述の「パッシブ」マトリクスを実現する場合と対照的な、ディスプレイの各サブピクセルを制御するためにトランジスタを実現する場合に加わる障害は、それにもかかわらず、ファイバドーパントに都合の良い材料の電流ベルデ定数を仮定すると、変調器/スイッチング構成要素の最適な性能を達成するためには有利である場合がある。「アクティブマトリクス」状況の場合には、トランジスタ、及び半導体を含む他のアクティブ装置が、導波管/テキスタイルマトリクス内に統合される。トランジスタ及びアクティブ装置の形成の詳細は、援用されている仮特許出願及び関連特許出願に開示されている。   Transistors to control each sub-pixel of the display, as opposed to implementing the above-described “passive” matrix where each sub-pixel is addressed by switching xy rows and columns through xy-axis transistors. The impediment to achieving is nevertheless advantageous to achieve optimal performance of the modulator / switching component, assuming the current Verde constant of the material favorable to the fiber dopant. is there. In the case of an “active matrix” situation, transistors and other active devices including semiconductors are integrated into the waveguide / textile matrix. Details of forming transistors and active devices are disclosed in the incorporated provisional and related patent applications.

半導体構造はクラッディング間、クラッディング内、及びコーティング内に製造され、したがって、導波管構造をコアに対して使用する、及びコアを内設した導波管構造を使用することがきるため、ソリッドファイバ構造を別のマイクロ構造にすることで、様々な手段(伝導性マイクロフィラメントを形成する半径方向ドーピングプロファイルを含む)を介して、ファイバ本体にわたる外面ポイント間に別の回路構造及び計画を使用することが可能になる。ファイバを含む、導波管のソリッドステートICマイクロ構造は、明らかにトランジスタ、キャパシタ、抵抗器、コイルフォーム、又は他の電子半導体構造に限定されるものではないが、しかし、実際には、ここ、及び援用された特許出願の何処かで開示された方法、装置、構成要素によって証明されるとおりの、光電子工学的な統合のための現実的なパラダイムを提供する。そのため、ここで開示された新規の統合型(マイクロ)変調器/スイッチング/フォトニック導波管装置は、新規の一般に適用可能な統合型の光電子工学ICデバイスの例として開示することもできる。   The semiconductor structure is manufactured between claddings, in the cladding, and in the coating, so that the waveguide structure can be used for the core and the waveguide structure with the core embedded therein can be used. Use different circuit structures and schemes between external points across the fiber body via various means (including radial doping profiles that form conductive microfilaments) by making the solid fiber structure another microstructure It becomes possible to do. Waveguide solid-state IC microstructures, including fibers, are clearly not limited to transistors, capacitors, resistors, coil forms, or other electronic semiconductor structures, but in practice, And provides a realistic paradigm for optoelectronic integration, as evidenced by the methods, apparatus, and components disclosed elsewhere in the incorporated patent applications. As such, the novel integrated (micro) modulator / switching / photonic waveguide device disclosed herein can also be disclosed as an example of a new generally applicable integrated optoelectronic IC device.

電子半導体特徴はクラッディング内、及びクラッディング間に製造できるだけでなく、任意のエレクトロフォトニック又は光電子工学装置は、上述のように製造され、ファイバコア内でチャネリングされた光を変更するようにファイバ内に一体に位置合わせされ、モード又は他の選択によってクラッディングに拘束され、又は、プリフォーム引抜き工程で製造された、又は、一次ファイバのクラッディング/コーティング構造内の補助誘導構造として製造された半導体導波管チャネルとして製造された表面螺旋チャネル内でさらにチャネリングされるこのような統合型IC装置の要素となり得る。フォトニック・バンドギャップ構造は、クラッディング内、又はクラッディング間に、ここ、又は援用された特許出願の中で参照及び開示された方法、あるいは、技術上公知の別の方法によって製造することができ、その結果、別のクラッディング及びコーティングが上に製造される、標準的なファイバコア及びクラッディング、又はフォトニッククリスタルベースのファイバ構造を含む複合ファイバ構造が得られる。   Not only can electronic semiconductor features be manufactured within and between claddings, but any electrophotonic or optoelectronic device can be manufactured as described above and fiber to modify the channeled light within the fiber core. Integrally aligned within, constrained to cladding by mode or other option, or manufactured in a preform drawing process, or manufactured as an auxiliary guiding structure in a primary fiber cladding / coating structure It can be an element of such an integrated IC device that is further channeled in a surface helical channel manufactured as a semiconductor waveguide channel. The photonic bandgap structure may be manufactured in or between claddings by the methods referenced and disclosed herein, or in incorporated patent applications, or by other methods known in the art. The result is a composite fiber structure including a standard fiber core and cladding, or a photonic crystal-based fiber structure, on which another cladding and coating is fabricated.

特に適切な溶液内での連続的なディッピングによって製造したナノ粒子の静電セルフアセンブリは、ファイバベースの構造の効率的且つ大量の製造に適している。特に湾曲したファイバ表面形状に有効なさらなる利点的な製造方法が、モレキュラー・インプリンツ社(Molecular Imprints,Inc.)より市販されている。この製造パラダイムは、「ステップアンドフラッシュ」インプリントリソグラフィの商標を有しており、これにより、フラッシュUV硬化である液体インプリント流体(この場合は、表面引張によって湾曲したファイバ形状に接着するのに十分な粘性)のモールドナノ構造を複製する「ナノインプリント」モールドのサブミクロン整列、室温での製造が可能になる。このステップ工程は、比較的平坦なセクション内にある湾曲した形状をパターニングするために非常に適しており、さらに、潜在的に低コストの製造代替形を提供する。コア内で誘導され、クラッディング内で拘束され、又は補助的でより小型の半導体構造内で誘導された光を、インフルエンサ(複数の場合もある)によって、例えばファラデー回転、フォトニックシミュレーションによって活性化された、誘導されたブラッググレーティング及び他の構造を許容するためのファイバのフォトリフラクティブドーピングのインプリメンテーション、グレーティング及び他の構造を実現するためのファイバ構造(コア及びクラッディング)の電気光学的改造によって制御することができ、さらに、これ以外のフォトニックスイッチング及び変調方法を、複雑な複合ファイバベースのIC構造の要素として有利に実現することができる。   In particular, electrostatic self-assembly of nanoparticles produced by continuous dipping in a suitable solution is suitable for efficient and mass production of fiber-based structures. A further advantageous manufacturing method, particularly useful for curved fiber surface shapes, is commercially available from Molecular Imprints, Inc. This manufacturing paradigm has the trademark “Step and Flash” imprint lithography, which allows it to adhere to liquid imprint fluids that are flash UV cured (in this case, curved fiber shapes by surface tension). Submicron alignment of “nanoimprint” molds, replicating mold nanostructures of sufficient viscosity), can be produced at room temperature. This step process is well suited for patterning curved shapes in relatively flat sections and further provides a potentially low cost manufacturing alternative. Light guided in the core, constrained in the cladding, or guided in an auxiliary, smaller semiconductor structure can be activated by influencer (s), eg by Faraday rotation, photonic simulation Of photorefractive doping of fibers to allow optimized, guided Bragg gratings and other structures, electro-optics of fiber structures (cores and claddings) to realize gratings and other structures Furthermore, other photonic switching and modulation methods can be advantageously implemented as elements of complex composite fiber based IC structures.

技術上公知のパラダイムのパワー、プリフォーム引抜きの実現組み合わせ、これ以外のバッチファイバ製造工程、さらに、エピタキシャル成長、イオンボンバードメントバッチ処理、又は静電セルフアセンブリにわたって延びたファイバを含む半導体製造方法が、本発明の好適実施形態及び実現によって例証されており、さらに、ここの、複数のICファイバ電気光学装置のようなテキスタイル構造の内容の中で開示されたとおりに発展される。IC製造における自己基板としてのファイバの形状に適合させるための、半導体リソグラフィックのための光学の形状、及びこれ以外の技術上公知のパターン化方法(粒子ビーム方向指向)への調整は、技術上公知の光学エレメント及びフォーカシングエレメントの標準的な変更によって有効に行うことができる。   A semiconductor manufacturing method comprising a fiber extending over the power of paradigms known in the art, realization of preform drawing, other batch fiber manufacturing processes, and epitaxial growth, ion bombardment batch processing, or electrostatic self-assembly It is illustrated by preferred embodiments and implementations of the invention and further developed as disclosed herein within the context of textile structures such as multiple IC fiber electro-optic devices. In order to adapt to the shape of the fiber as a self-substrate in IC manufacturing, the optical shape for semiconductor lithographic and other adjustments to the patterning method (particle beam direction orientation) known in the art are technically This can be done effectively by standard modifications of known optical elements and focusing elements.

近接する三次元テキスタイルマット/マトリクスの構造エレメント上に光電子工学装置を製造するためにここで開示され、援用されている全ての新規方法において得られる利点は、ピクセルエレメント構成、近接する要素へのプロセスステップの分散、テキスタイルマット/マトリクス内のエレメント毎のプロセスステップ数の低減、又、一般に、光電子又はフォトニック・スイッチングデザインのより広い空間効率性のための三次元トポロジーの利用の、遮蔽及び小型性のオプションである。   The advantages gained in all the novel methods disclosed and incorporated herein for manufacturing optoelectronic devices on structural elements of adjacent three-dimensional textile mat / matrix are pixel element configuration, process to adjacent elements Shielding and miniaturization of step dispersion, reduction of the number of process steps per element in the textile mat / matrix, and generally the use of 3D topologies for wider spatial efficiency of optoelectronic or photonic switching designs Is an option.

ファイバの大量製造工程において、本明細書で開示されているとおりにファイバが引抜かれ、様々にドープされ、処理されることで以下が実現される:光学的にアクティブなコア、染料でドープされたコア、ファイバの軸に対して直角な磁気化により、オプションでドープされた、永久磁石化した内部クラッディング、磁石化及び消磁されることができ、又、そのヒステリシス曲線が、ビデオフレームサイクル又はメモリアクセスサイクル中における回転度数の維持に適している任意の鉄/強磁性材料でドープされたクラッディング、捻り、又はクラッディングへの伝導性パターンの追加、もしくは、フィルム、コーティングしたシリカファイバ、伝導性ポリマー、その他のような伝導性構造による構造的な包装のいずれかよって、ファイバの構造内に製造され、又、ドープした外部クラッディングを磁石化する磁場を生成するのに十分な度数のパルスした電流を受信することができるコイルフォーム又はコイル、あるいは磁場生成エレメント、同一の様々な方法によって、やはり構造エレメントとして製造され、ディスプレーのためのアクティブマトリクスを実現するために他の構造エレメントと組み合わされたオプションのトランジスタ。複合ファイバ構造のドーピング及び構造は、少なくとも特定のドーパント又は構造特徴に関して周期的又は連続的であってよいため、一般的なファイバ製造の長期的な低コスト運転が可能となる。コイルフォームが効率的に連続している場合には(連続的なねじり、又は嵌め込んだワイヤ、その他)、接触点によりコイルフォームの一部分を正確に選択することで、後にコイルフォームの機能性に正確にアクセスできるようになり、該接触点を越えた連続構造部分は、装置の動作に関連して非機能的及び不活性となる。   In the fiber mass production process, the fiber is drawn, variously doped and processed as disclosed herein to achieve the following: optically active core, dye doped Magnetization perpendicular to the axis of the core, fiber, can be optionally doped, permanent magnetized internal cladding, magnetized and demagnetized, and its hysteresis curve can be either a video frame cycle or memory Cladding, twisting, or adding a conductive pattern to the cladding, or film, coated silica fiber, conductive, doped with any iron / ferromagnetic material suitable for maintaining rotational power during the access cycle Fiber, either by structural packaging with conductive structures such as polymers, etc. Coil forms or coils capable of receiving a pulsed current of sufficient frequency to produce a magnetic field that is manufactured within the structure and magnetizes the doped outer cladding, or a magnetic field generating element, the same variety An optional transistor that is also manufactured as a structural element by the method and combined with other structural elements to achieve an active matrix for display. The doping and structure of the composite fiber structure may be periodic or continuous with respect to at least a particular dopant or structural feature, allowing for long-term, low-cost operation of typical fiber manufacturing. If the coil foam is efficiently continuous (continuous twisting or inlaying wire, etc.), the coil foam functionality is later selected by accurately selecting a portion of the coil foam by contact point. The portion of the continuous structure that becomes accurately accessible and beyond the contact point becomes non-functional and inactive in connection with the operation of the device.

ファイバ製造工程は、特にドーイング濃度及びドーパントプロフィールの操作、製造運転中におけるファイバの定期的なドーピング、その他の改善に関連して進化を続けている。2003年3月18日付けで発行の、Zhang他による米国特許第6、532、774号、「ガラス繊維プリフォームにおける高レベル希土濃度の提供方法(Method of Providing a High Level of Rare Earth Concentrations in Glass Fiber Preforms)」は、複数のドーパントを同時ドーピングするための改善された工程を例証している。(そのためここでは事実上、‘774特許を、その全体を参照により明確に援用している。)ドーパントの濃度増加の成功によって、ドープしたコアの線形ベルデ定数と、さらに、ドープしたコアの非線形硬化を促進する性能とが正比例して改善される。   The fiber manufacturing process continues to evolve, particularly in relation to manipulation of doping concentration and dopant profile, periodic doping of the fiber during manufacturing operations, and other improvements. U.S. Patent No. 6,532,774 issued on March 18, 2003 to Zhang et al., "Method of Providing High Level of Rare Earth Concentrations in Glass Fiber Preforms "illustrates an improved process for co-doping multiple dopants. (Thus, in effect, the '774 patent is hereby expressly incorporated by reference in its entirety.) Due to the successful increase in dopant concentration, the linear Verde constant of the doped core and further the nonlinear hardening of the doped core. The performance that promotes is improved in direct proportion.

最後に、光ファイバの大量製造モードによって、ファイバ構成要素の付着及び機織工程におけるファイバの長期間運転の欠陥部分のマーキングと破棄を許容する、構造されたファイバの大量の欠陥検査を可能にする構成要素の検査状況が可能となる。これにより、重大な欠陥率と、これが原因となって起こる大型半導体処理ベースのLCD及びPDPの拒絶率とが回避される。   Finally, an optical fiber mass production mode allows for the construction of a large number of defects in a structured fiber, allowing the attachment of fiber components and marking and discarding of the fiber's long-term operation defects in the weaving process. The inspection status of the element becomes possible. This avoids a significant defect rate and the rejection rate of large semiconductor processing based LCDs and PDPs caused by this.

ファイバ上のRGBチャネルの各々に、3つの“x”、“y”アドレス指定ポイントのための正確な接点が設けられている。正確な接点と整列は、この3チャネル型ファイバ構造のより大きな寸法によって補助されるが、しかし、任意のイベントにおいては、これは、ファイバ構成要素セグメントに添った異なる位置で優れた接触を得るために、複数レベルの構造的及びアドレス指定を行う“x”、“y”フィラメントを採用した全ファイバテキスタイルアセンブリ方法の変形によって、又は、本願明細書中の他所で開示されている別の方法によって達成される。   Each RGB channel on the fiber is provided with precise contacts for three “x”, “y” addressing points. Accurate contact and alignment is aided by the larger dimensions of this three-channel fiber structure, but in any event, this is to obtain excellent contact at different locations along the fiber component segment. Accomplished by modification of the all-fiber textile assembly method employing “x”, “y” filaments with multiple levels of structural and addressing, or by other methods disclosed elsewhere herein. Is done.

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 present invention disclosed above are either rigid or flexible with a system, its components, methods of manufacture and assembly, and a very thin and compact, very low manufacturing cost structure, Thanks to an advantageous driving mode possessing excellent viewing angle, resolution, brightness, contrast and generally excellent 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 structure and method can be used as a three-dimensional fabric (woven) as needed to assemble components of a fiber optic-based magneto-optic display that incorporates Faraday attenuation and color selection integrated with fiber optic elements. It should be clear to those skilled in the precision textile art that it does not fill the scope of this embodiment of the present invention, including all variations in switching matrix textile manufacturing.

本発明によって開示される統合型光ファイバ光電子工学構成要素装置の発明の意義に対して行った先の観察を発展させるために、このような統合型の補助的な構成部分の三次元テキスタイルアセンブリが、統合型光電子工学的又はエレクトロフォトニックな計算に別のパラダイムを提案することには大変意義のあることである。これは、波形分割多重(WDM)システムのためのスイッチングマトリクスとしての直接的な用途と、まt、より広範囲には、LSI及びVLSIスケーリングのもう一つのICパラダイムとしての直接的な用途を有する。そのため、好適実施形態の装置及び製造方法の開示は本質的に幅広い用途を有する。無論、この好適実施形態は、以下のように、強力な含意と共に別の形で言い換えることができる。   In order to develop the previous observations made on the significance of the invention of the integrated fiber optic optoelectronic component device disclosed by the present invention, such an integrated auxiliary component three-dimensional textile assembly is provided. It is very significant to propose another paradigm for integrated optoelectronic or electrophotonic calculations. This has direct use as a switching matrix for waveform division multiplexing (WDM) systems, and more broadly as another IC paradigm for LSI and VLSI scaling. As such, the disclosure of the preferred embodiment apparatus and method of manufacture has a wide variety of applications in nature. Of course, this preferred embodiment can be paraphrased in other ways with strong implications as follows.

つまり、テキスタイル光学導波管マトリクスは、「ディスプレイ出力表面アレイを形成するように構成された三次元導波管/光ファイバテキスタイル構造の統合型回路装置」と定義することもできる。厳密なディスプレイ分野以外での本発明の用途の一例として、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たテキスタイル光学導波管マトリクスが挙げられる。統合要素のための三次元テキスタイル形状の利点の組み合わせを以下に示す:それぞれその強度に従って実現される、最適化されたフォトニクス及びエレクトロニクスの組み合わせ;半導体エレメント及びフォトニック要素両方のための、高い張力強度を有する自己基板としての導波管のIC電位、特に光ファイバ導波管であり、フォトニックコアの周囲を包装して、連続した表面を形成する、広範囲にわたって「モノリシック」構造を詳細に実現する多層クラッディング及びコーティングを備え;これら全ての効率は、電気/光学的スタイルブロックを形成ためのテキスタイル織物の製造コスト上の利点、ファイバの大容量バッチ製造コスト上の利点と共に、援用された特許出願にて開示されている平坦面半導体ウェハ・パラダイムの重要な選択肢を示唆する。   That is, the textile optical waveguide matrix can also be defined as “a three-dimensional waveguide / fiber optic textile integrated circuit device configured to form a display output surface array”. An example of the application of the present invention outside of the strict display field is a textile optical waveguide matrix configured as a field programmable gate array. The combination of advantages of 3D textile shapes for integrated elements is shown below: optimized photonics and electronics combinations realized according to their strengths respectively; high tensile strength for both semiconductor and photonic elements IC potential of the waveguide as a self-substrate with a substrate, in particular a fiber optic waveguide, which realizes a wide range of "monolithic" structures in detail, wrapping around the photonic core to form a continuous surface Multi-layer cladding and coatings; all these efficiencies, together with the cost advantages of producing textile fabrics for forming electrical / optical style blocks, the patent application incorporated, with the advantages of high-volume batch production of fibers Of the flat surface semiconductor wafer paradigm disclosed in Suggest alternatives.

本発明の好ましい導波管チャネル(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。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。 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。 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。   This new paradigm introduced by the preferred waveguide channel (e.g. optical fiber) embodiment of the present invention allows for the coupling of optical fibers and other conductive IC structured fibers and filaments in a three-dimensional microtextile matrix. To do. Larger diameter fibers as disclosed elsewhere herein may have a fully microprocessor device between and within the integrally manufactured cladding. Smaller fibers may have smaller IC devices. And since photonic crystal fibers and other optical fiber structures, particularly single mode fibers, approach nanoscale diameters, individual fibers may integrate several IC functions / elements along their 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導波管(例えば、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。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。   Complex microtextile matrices are thus woven with diameter-changing waveguides (eg, optical fibers) containing nanofibers that are conductive or structural, combined with other filaments, and periodic IC elements may be manufactured with inter-cladding or internal cladding. The fiber can be an element of a larger photonic circulator structure and can be fused or re-wired into a micro-optical network.

このようなマイクロテキスタイルマトリクスの導波管は、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。
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。 フィラメントストランドを分離させるための織機動作により、製織中にファイバ及びフィラメントのパターニングが促進されるが、しかし、いくつかの実現においては、製織前のパターニング、あるいはファイバ又はフィラメントが半平行組み合わせ状態にある際のパターニングはより柔軟であってよい。これらの方法、及び材料処理の分野で技術上公知のこれ以外の方法を介した、ファイバ間ゾルの構造を制御する電位、したがって、ファイバジャンクション間の光タッピング及びフォトニック・バンドギャップ・スイッチング(2001年8月21日付けで発行された、Mattiaへの特許出願第6、278、105号、“Transistor Utilizing Photonic Band−Gap Material And Integrated Circuit Devices Comprising Same”を参照。ここでは、事実上、その全体を参照により明確に援用している)が大幅に促進され、又、その適用性は広い。
Such microtextile matrix waveguides may be manufactured with equal refractive index cores and claddings, including transparent IC structures, including coil forms / electric field generating elements, electrodes, transistors, capacitors, etc. As a result, the woven textile structure may be injected with a sol that possesses the required differential refractive index during UV curing so that the interfiber / interfilament sol replaces the individual cladding during solidification.
This procedure may be further developed by continuously saturating the microtextile structure with a bath of electrostatic self-assembly of nanoparticles. The loom operation to separate the filament strands facilitates fiber and filament patterning during weaving, but in some implementations, the patterning prior to weaving or the fibers or filaments are in a semi-parallel combination The patterning at the time may be more flexible. Through these methods, and other methods known in the art of materials processing, the potential to control the structure of the inter-fiber sol, and thus optical tapping and photonic bandgap switching (2001) between fiber junctions. See, Patent Application No. 6,278,105 to Mattia, issued August 21, 1980, “Transistor Customizing Photonic Band-and-Integrated Circuit Devices Compiling Same Same”, here on the whole. Are clearly incorporated by reference), and their applicability is wide.

さらにこのようなIC構造におけるメモリエレメントとしても働く、統合型の変調器/スイッチ導波管(例えば、ファラデー減衰器光ファイバ)の機能には、LSI及びVLSIスケール構造におけるキャッシュ・インプリメンテーションについての含意がある。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構成パラダイムを実現するための親エリアも提供する。光ファイバの波形誘導を消失させない最大屈曲角度が増大するに従って、導波管/光ファイバ、及び他のマイクロフィラメントで製織されたマイクロテキスタイル構造の複雑性が増加し、最近報告された、深海有機体によって成長させた薄型キャピラリ光ファイバの特性に関する研究は、ダブリングバック・ポイントに達するまで捻り、屈曲することができる光誘導構造について明らかにしている。そのため、ここで開示してい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、非直線製織(例えば、技術上公知の複雑に製織されたタービン構造により例証される複合湾曲型の三次元製織)を含み、さらに、一般的には、ここで開示されたマイクロテキスタイル装置クラス、及びその製造方法は、公知の、及び開発される精密な三次元製織形状の全範囲を包括する。   In addition, the function of an integrated modulator / switch waveguide (eg, Faraday attenuator optical fiber) that also serves as a memory element in such an IC structure includes cache implementation in LSI and VLSI scale structures. There are implications. Field programmable gate arrays (FPGAs) also provide a parent area for implementing this IC configuration paradigm. As the maximum bend angle without losing optical fiber corrugation increases, the complexity of microtextile structures woven with waveguides / optical fibers and other microfilaments has increased, recently reported deep-sea organisms. The study on the properties of thin capillary optical fibers grown by clarified light guiding structures that can be twisted and bent until the doubling back point is reached. As such, the three-dimensional weaving of the microtextile IC system type disclosed herein includes non-linear weaving (eg, a compound curved three-dimensional weaving exemplified by complex woven turbine structures known in the art). In addition, in general, the microtextile device classes disclosed herein, and methods of manufacturing the same, encompass the full range of known and developed precision three-dimensional weave shapes.

小径のファイバとフィラメントを実装したマイクロテキスタイル・パラダイムのさらなる開発により、市販のナノアセンブリ方法の使用を介した進化が続いており、これらのナノアセンブリ方法には、特に、そのナノマニピュレータ技術を「ナノ織機」システム実現することができる、Zyvex Corporation製のもの、又、そのナノスケール光学ピンセットがやはりマイクロ織物製造工程に適しているArryx社製のものがあり、さらに、オプションで、その動作がAlbany International Techniweave社が例証した方法と機器によって、マイクロ又はナノスケールでパターン化される、効率的な機械/光学機織パラダイムにおけるZyvex社製のナノマニピュレータを組み合わせることができる。   Further development of microtextile paradigms with small diameter fibers and filaments continues to evolve through the use of commercially available nanoassembly methods, and these nanoassembly methods include, in particular, their nanomanipulator technology, “Loom” system can be realized, manufactured by Zyvex Corporation, or manufactured by Aryx, whose nanoscale optical tweezers are also suitable for the microfabrication manufacturing process, and optionally the operation is Albany Combining Zyvex nanomanipulators in an efficient mechanical / optical weaving paradigm, patterned at the micro or nano scale, with the methods and equipment illustrated by Techiweave Kill.

光学的に透明な媒体で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、構造化電子エレメント及びフォトニックエレメントにおける自由度を暗示しており、このマイクロテキスタイルICアーキテクチャによって可能になる、半導体のつくりのサイズの縮小だけに対する集中に対するいくつかの制約を緩和する−最終的には、電子及びフォトニック切り替え及び回路経路エレメントの最適な混合を可能にする。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。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。   The known 1000: 1 speed difference between light traveling in an optically transparent medium and electrons in a conductive medium implies a degree of freedom in structured electronic and photonic elements, and this microtextile Alleviates some of the constraints on concentration only on the reduction of the size of the semiconductor structure made possible by the IC architecture-ultimately allowing an optimal mix of electronic and photonic switching and circuit path elements. In this way, other fibers may be very small in diameter and incorporate only a few electronic components, while some fibers have larger diameters to support a greater number of semiconductor elements and internal cladding. Some fibers are only “all-optical” components. Maximizing the many “path elements” that are photonics, and thus enabling smaller microprocessor structures made with optimal-scale fibers connected by photonic paths, is a logical possibility of optimization. It is a 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)。   The implied microtextile IC “cube” (or other three-dimensional microtextile structure) thus combines any number of combinations of larger and smaller optical fibers and other filaments, conductive microcapillaries. May be included, filled with a circulating fluid to provide cooling to the structure, purely structural (structured by a fiber microstructured with semiconductor elements) and conductive (or microstructured internal cladding). Conductive coatings with padding, electrons and photonics).

好適な「全ファイバ」テキスタイル製織された光ファイバ実施形態は、本発明による光ファイバベースの磁気光学ディスプレイの構造上及び波形誘導上の利点の最上の効力を提示しているが、それぞれがいくつかの利点を有する組み立て方法、位置固定方法、導波管変調器/スイッチングエレメントを方向付けする方法のさらなる応用形が存在する。   Preferred “all-fiber” textile woven fiber optic embodiments present the best of the structural and waveform guidance benefits of fiber optic based magneto-optic displays according to the present invention, each with several There are further applications of assembly methods, position locking methods, and methods of directing waveguide modulator / switching elements that have the following advantages:

いくつかの実施形態では、好適実施形態の製織/テキスタイルシステムは、上述した光学/導波/スイッチング/フォトニック/IC機能を備えた衣類品質の生地を生成することができる。この好適な実施形態は、織物テキスタイル平坦面ディスプレイパラダイムから派生した用途である。本発明の補助的な用途には、テキスタイルスイッチング「布」セクション間で連続的に製織されたジャンクションの詳細が含まれる。   In some embodiments, the preferred embodiment weaving / textile system can produce clothing quality fabrics with the optical / waveguide / switching / photonic / IC functions described above. This preferred embodiment is an application derived from a textile textile flat surface display paradigm. Ancillary applications of the present invention include details of junctions woven continuously between textile switching “fabric” sections.

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。(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。(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)。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。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.Ampsである。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)。   In general, the performance attributes of transports, modulators and systems embodying aspects of the present invention include: Subpixel diameter (including electric field generating elements adjacent to optically active material): preferably <100 microns, more preferably <50 microns. (In the alternative embodiment described above, multiple light channels doped with dye are realized in one composite waveguide structure to achieve a net reduction in RGB pixel dimensions). The length of the subpixel element is preferably <100 microns, more preferably <50 microns. For a single subpixel, drive current to achieve effective 90 ° rotation: 0 to 50 m. Amps. Response time: Generally very fast for a Faraday rotator (ie 1 ns is proven).

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。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。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。したがって平均回転は90°を大幅に下回る。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。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。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。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を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。   Note that as a basic understanding of the overall display power requirement, the actual power requirement of the preferred embodiment is not necessarily calculated based on a linear multiplication of the maximum current required for 90 ° rotation over the total number of subpixels. is important. The actual average and peak power requirements must be calculated taking into account the following factors: That is, gamma and average color subpixel usage, both well below 100%. The average rotation is therefore significantly below 90 °. Gamma: Even computer monitors that use all subpixels to display a white background do not need a maximum gamma per subpixel, and for that matter, no subpixels. Because of space, a detailed review of the science of human visual cognition is not possible. However, what is essential for proper image display is the relative intensity, pixels and subpixels across the display (considering the basic display brightness required for viewing at varying ambient light levels). Maximum gamma (or close to it), and 360 ° rotation (whatever the operating range is, 90 ° or some fraction thereof is, for example, a direct shot into a bright light source, such as when shooting directly into the sun, etc. It will be needed only in certain cases, including those that require the most extreme contrasts, thus the average gamma for the display will be some portion of the maximum possible gamma statistically That's why the Faraday rotation is not the maximum for a comfortable display of a stable “white” background on a computer monitor.In summary, the default Faraday attenuator that drives the default sub-pixel is at full rotation. There is rarely a need, and therefore rarely requires full power.Color: Only pure white is equal to the RGB sub-pixel in the cluster. It must be noted that, for either color or grayscale images, it is some part of the display's sub-pixels that are processed at one time, as either a color image or a grayscale image. The additively formed colors imply the following: Some color pixels require only one (either R, G or B) (with varying brightness) sub-pixels to be “on” And some pixels require two sub-pixels (with varying brightness) to be “on”, and some pixels have three sub-pixels (with varying brightness) “on” Pure white pixels require that all three subpixels be “on” and their Faraday attenuators are of equal brightness Rotated to achieve (color and white pixels can be paralleled to reduce color saturation. In an alternative embodiment of the invention, additional sub-pixels in the “cluster” are more efficient for saturation. It can be a balanced white light to achieve proper 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。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。   Considering the requirements for color and grayscale imaging sub-pixel clusters, in the case of an average frame, there is some part of every display sub-pixel that actually needs to be addressed, although it is “on” to some extent. If so, it is clear that the average brightness is significantly below the maximum. This is simply a function of the subpixel in the RGB additive color scheme and is a factor added to the consideration of 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。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。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。電流要件、つまり0°から90°の回転の0から50m.ampsに関して、最小仕様が検討される。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。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。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。   Statistical analysis can determine the power desire profile of the FLAT active matrix / continuous addressing device for these considerations. In any case, it is well below the virtual maximum of each subpixel of the display in full Faraday rotation at the same time. Not all subpixels are “on” for a given frame, and their “on” brightness is usually some fraction of the largest relative size for various reasons. Current requirements, ie 0 to 50 m. Of rotation from 0 ° to 90 °. For amps, the minimum specification is considered. The current range of the example of rotation from 0 ° to 90 ° was the default (0 to 50 m.amps) from the performance specification of the existing Faraday attenuator device, but this performance specification is provided as a minimum, for optical communication It is also important to note that it has already been clearly replaced and overtaken by the highest standards of reference equipment. Most importantly, it does not reflect the novel embodiments specified in the present invention, including the benefits from improved methods and material technology. Performance improvements have continued since the achievement of the quoted specification, and if something has accelerated and continues to accelerate, this range will be further reduced.

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。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。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。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。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。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。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。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。   The systems, methods, computer program products and propagated signals described herein are, of course, eg central processing units (“CPU”), microprocessors, microcontrollers, system on chip (“SOL”), or It may be embodied in hardware in or coupled to any other programmable device. Further, the system, method, computer program product, and propagated signal may be configured to store software, eg, software (eg, computer readable code, disposed in a computer usable (eg, readable) medium). The program code, the source language, the object language, and / or instructions and / or data arranged in an arbitrary format such as a machine language may be realized. Such software allows for the functionality, manufacturing, modeling, simulation, description and / or testing of the devices and processes described herein. For example, this may be a general purpose programming language (eg, C, C ++, etc.), a GDSII database, a hardware description language (HDL) including Verilog HDL, VHDL, AHDL (Altera HDL), or other usable program, database , Nanoprocessing, and / or using circuit (ie, schematic) capture tools. Such software can be used in known computer usable media including semiconductors, magnetic disks, optical disks (eg, CD-ROM, DVD-ROM, etc.), and computer usable (eg, readable) transmission media (eg, carrier waves). Or a computer data signal embodied on a digital-based medium, an optical-based medium, or other medium including an analog-based medium). In this way, the software can be transmitted over communication networks including the Internet and intranets. Systems, methods and computer program products and propagation signals embodied in system hardware may be included in an intellectual property core (e.g., embodied in HDL) and converted to hardware in the manufacture of integrated circuits. Further, systems, methods, computer program products and propagated signals as disclosed herein 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。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。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。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。   For example, one preferred implementation of the present invention for switching control is as a routine in an operating system that consists of programming steps or instructions that reside in the memory of the computing system during computer operation. Until required by the computer system, the program instructions are stored on another readable medium, such as in a disk drive, or on an optical disk or floppy disk drive computer input for use with CD ROM computer input. It may be stored in a removable memory such as a (registered trademark) disk. Further, the program instructions may be stored in the memory of another computer prior to use in the system of the present invention and transmitted over a LAN or WAN such as the Internet when requested by a user of the present invention. Those skilled in the art need to understand that the process controlling the present invention can be distributed 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。 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。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。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。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。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。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。   Any suitable programming language can be used to implement the routines of the present invention, including C, C ++, Java, assembly language, and the like. Various programming techniques such as procedural or object-oriented can be used. The routine can be executed on a single processing unit or on multiple processors. The steps, operations or calculations may be presented in a special order, but this order may be changed in different embodiments. In some embodiments, multiple steps shown herein as sequential can be performed simultaneously. The sequence of operations described herein can be interrupted, suspended, or otherwise controlled by another process such as an operating system, kernel, or the like. The routines can operate within the operating system environment or as stand-alone routines that occupy all or a significant portion of system processing.

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。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。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 the description herein, numerous specific details are provided, such as examples of components and / or methods, to provide a thorough understanding of embodiments of the invention. However, one of ordinary skill in the relevant arts may be practiced without using one or more of the specific details, or with other devices, systems, assemblies, methods, components, materials, parts and / or the like. Will be recognized. In other instances, well-known structures, materials, or operations are not specifically shown or described in detail to avoid obscuring aspects of embodiments of the present invention.

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。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。   A “computer-readable medium” for embodiments of the present invention stores, stores, communicates, propagates a program for use by or in connection with an instruction execution system, apparatus, system or device. It can be any medium that performs or transports. The computer readable medium is by way of example only and not limitation and is an electronic, magnetic, optical, electromagnetic, infrared, or semiconductor system, apparatus, system, device, 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。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。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。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。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。   A “processor” or “process” includes any human, hardware and / or software system, mechanism or component that processes data, signals or other information. A processor may include a general-purpose central processing unit, multiple processing units, a dedicated network for achieving functionality, or a system with other systems. The process need not be restricted to a geographical location or have time restrictions. For example, the processor may perform its function “in real time”, “offline”, “in batch mode”, and the like. The portions of processing can be performed at different locations and at different locations 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。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。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。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。   Reference throughout this specification to "one embodiment", "embodiment", "preferred embodiment" or "specific embodiment" refers to a particular function, structure or feature described in connection with the embodiment. It is included in at least one embodiment of the present invention and means not necessarily included in all embodiments. Thus, the appearances of the phrases “in one embodiment”, “in an embodiment”, or “in a specific embodiment” in various places in the specification are not necessarily referring to the same embodiment. Furthermore, the particular functions, structures or features of the invention may be suitably combined with one or more other embodiments. It is understood that other variations and modifications of the embodiments of the invention described and illustrated herein are possible in light of the teaching herein and should be considered as part of the spirit and scope of the 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。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。 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。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。   Embodiments of the present invention provide application-specific integrated circuits, programmable logic devices, field programmable gate arrays, optical, chemical, biological, quantum or nanofabricated systems, components by using programmed general purpose digital computers. And by using a mechanism. In general, the functions of the present invention can be achieved by any means as is known in the art. Distributed or networked systems, components and circuits can be used. Data communication or transfer may be wired, wireless, 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。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。   Also, one or more of the elements depicted in the drawings / drawings may be implemented in a separate or integrated manner, or deleted in certain cases to be valid in accordance with a particular application. It will also be understood that it may be impossible to implement. It is also within the spirit and scope of the present invention to implement a program or code that can be stored in a machine-readable medium to enable a computer to perform any of the methods described above.

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。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。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。   Further, the signal arrows in the drawings / drawings are to be considered as illustrative only and unless otherwise noted, and should not be considered limiting. Furthermore, the term “or” as used herein is generally intended to mean “and / or” unless stated otherwise. A combination of components or steps is also considered annotated if the technology expected to represent the ability to separate or combine is not clear.

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。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。   As used herein in the description and throughout the claims that follow, “a”, “an”, and “the” refer to the plural unless the context clearly dictates otherwise. including. Also, in the description and throughout the following claims, the meaning of “in” includes “in” and “on” unless the context clearly dictates 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。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。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。   The above description of illustrated embodiments of the invention, including what is described in the abstract, is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise form disclosed herein. . While particular embodiments and examples of the present invention have been described herein for purposes of illustration only, various equivalent variations will be within the spirit and scope of the present invention, as will be appreciated and understood by those skilled in the art. Is possible. As indicated, these variations may be made to the invention in light of the foregoing description of the illustrated embodiments of the invention and should be 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。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。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。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。   Thus, although the invention has been described herein with reference to specific embodiments thereof, the scope of the variations, various variations and substitutions are intended in the disclosure, and in some examples, embodiments of the invention It will be understood that some features may be utilized without the corresponding use of other features without departing from the scope and spirit of the invention as described. Accordingly, many variations may be made to adapt a particular situation or material to the essential scope and spirit of the invention. The invention is not limited to the specific terms used in the following claims, and / or to the specific embodiments disclosed as the best mode contemplated for carrying out the invention. The invention is intended to cover all and all embodiments and equivalents contained in the appended claims. 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。1 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。FIG. 2 is a detailed schematic plan view of a particular 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。FIG. 3 is an end view of the preferred embodiment shown in FIG. 2. 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。FIG. 2 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。FIG. 5 is a diagram of one arrangement of the front panel output ports shown in FIG. 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。3 is a schematic representation of a preferred embodiment of the present invention for a portion of the 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。1 is a schematic block diagram of an exemplary waveguide manufacturing system for manufacturing a preferred embodiment of the waveguide preform of the present invention. FIG. 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。1 is a schematic diagram of an exemplary fiber pulling system for making a preferred embodiment of the present invention. 簡略化された単一パネル導波管ベースのディスプレイの一般的な概略図である。1 is a general schematic diagram of a simplified single panel waveguide based display. FIG. 図9で示されているディスプレイの詳細な概略図である。FIG. 10 is a detailed schematic diagram of the display shown in FIG. 9. 本発明の好適実施形態によるアドレス指定グリッド1100の概略図である。1 is a schematic diagram of an addressing grid 1100 according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 本発明の好適実施形態による「X」リボン構造ファイバシステムの概略図である。1 is a schematic diagram of an “X” ribbon structure fiber system according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 本発明の好適実施形態による「Y」リボン構造ファイバシステムの概略図である。1 is a schematic diagram of a “Y” ribbon structured fiber system according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 図9及び図10に示されているディスプレイで使用されるモジュラースイッチングマトリクスのための好適実施形態の概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram of a preferred embodiment for a modular switching matrix used in the displays shown in FIGS. 9 and 10. 図9及び図10に示されているディスプレイで使用されるモジュラースイッチングマトリックスのための第1の代替好適実施形態の概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram of a first alternative preferred embodiment for a modular switching matrix used in the displays shown in FIGS. 9 and 10. 図9及び図10に示されているディスプレイで使用されるモジュラースイッチングマトリックスの第2の代替好適実施形態の概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram of a second alternative preferred embodiment of a modular switching matrix used in the display shown in FIGS. 9 and 10. 図9及び図10に示されているディスプレイで使用されるモジューラスイッチングマトリックスの第3の代替好適実施形態の概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram of a third alternative preferred embodiment of a modular switching matrix used in the display shown in FIGS. 9 and 10. 本発明の好適実施形態による横方向に統合した変調器スイッチ/ジャンクションシステムの全体略線図である。1 is an overall schematic diagram of a laterally integrated modulator switch / junction system according to a preferred embodiment of the present invention. 図18に示した横方向に統合した変調器スイッチ/ジャンクションのための一連の製造ステップを全体略線図である。FIG. 19 is an overall schematic diagram of a series of manufacturing steps for the laterally integrated modulator switch / junction shown in FIG. ディスプレイ、ディスプレイエェメント、論理装置、論理エレメント、又はメモリ装置として使用可能なテキスタイルマトリクスの略三次元図である。FIG. 2 is a schematic three-dimensional view of a textile matrix that can be used as a display, display element, logic device, logic element, or memory device.

Claims (24)

装置であり:
織物構造内に配置された複数の導波管と、さらに、
前記複数の導波管と結合しており、1つ又はそれ以上の前記複数の導波管を介した放射線伝播の特徴に独立的に影響を与えるインフルエンサシステムとを備える装置。
The device is:
A plurality of waveguides disposed within the woven structure; and
An influencer system coupled to the plurality of waveguides and independently affecting characteristics of radiation propagation through the one or more waveguides.
前記導波管が、複数の支持フィラメント構造と共に相互製織されている、請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the waveguide is interwoven with a plurality of support filament structures. 前記複数の支持フィラメント構造が、各導波管と結合したアドレス指定グリッドを形成する伝導性要素を含む、請求項2に記載の装置。   The apparatus of claim 2, wherein the plurality of support filament structures include conductive elements that form an addressing grid associated with each waveguide. 前記特徴が偏光角度である、請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the feature is a polarization angle. 前記インフルエンサシステムが、前記導波管の境界層内に統合された、増幅に影響する変調システムを含む、請求項1に記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the influencer system comprises a modulation system that affects amplification integrated within a boundary layer of the waveguide. 前記導波管の各々が1つの出力を含み、前記複数の導波管の前記出力から集合的なプレゼンテーションマトリクスを生成するために、前記複数の導波管が前記織物構造内に配置されている、請求項1に記載の装置。   Each of the waveguides includes an output, and the plurality of waveguides are disposed within the fabric structure to generate a collective presentation matrix from the outputs of the plurality of waveguides. The apparatus of claim 1. スイッチングマトリクスであり:
概して平行な変位軸を有する複数の導波管を備え、前記導波管の各々は統合型のインフルエンサを含み、前記インフルエンサは、その第1接触部と第2接触部に付加された制御信号に反応し、
前記導波管同士の間に織り込まれた伝導性Xアドレス指定フィラメントをさらに備え、さらに、
前記導波管同士の間に配置され、前記第2接触部と電気通信する伝導性Yアドレス指定フィラメントをさらに備え、前記アドレス指定フィラメントが、前記インフルエンサの任意のものを自立的に制御するために、アドレス指定グリッドを提供するスイッチングマトリクス。
Switching matrix:
A plurality of waveguides having generally parallel displacement axes, each of the waveguides including an integrated influencer, the influencer being added to the first and second contact portions thereof Reacts to the signal,
A conductive X-addressing filament woven between the waveguides;
A conductive Y-addressing filament disposed between the waveguides and in electrical communication with the second contact, wherein the addressing filament autonomously controls any of the influencers; A switching matrix that provides an addressing grid.
製造方法であり:
a) テキスタイル生地を製造するために、統合型インフルエンサエレメントを有する複数の導波管と、複数の伝導性フィラメントとを製織するステップを備え、前記フィラメントは各インフルエンサと結合したアドレス指定グリッドを生成し、さらに、
b) 前記生地から平面マットを生成するステップを備え、前記導波管の各々が、前記生地内の前記導波管の配置によって確立された集合的なプレゼンテーションマトリクスに貢献する出力を有する方法。
Manufacturing method is:
a) Weaving a plurality of waveguides with integrated influencer elements and a plurality of conductive filaments to produce a textile fabric, said filaments having an addressing grid associated with each influencer Generate and further
b) generating a planar mat from the fabric, wherein each of the waveguides has an output that contributes to a collective presentation matrix established by the placement of the waveguide in the fabric.
計算システムによって実行されるとある方法を実行するコンピュータ実行可能な指示を含む伝播された信号であり、前記方法が:
a) 統合型インフルエンサエレメントを有する複数の導波管を複数の伝導性フィラメントと共に製織してテキスタイル生地を製造するステップを備え、前記フィラメントが前記インフルエンサに結合したアドレス指定グリッドを生成し、さらに、
b) 前記生地から平面マットを生成するステップをさらに備え、前記導波管の各々が、前記生地内の前記導波管の配置によって確立された集合的なプレゼンテーションマトリクスに貢献する出力を有する方法。
A propagated signal comprising computer-executable instructions for performing a method when executed by a computing system, the method comprising:
a) weaving a plurality of waveguides having integrated influencer elements with a plurality of conductive filaments to produce a textile fabric, generating an addressing grid in which the filaments are coupled to the influencers; ,
b) further comprising generating a planar mat from the fabric, wherein each of the waveguides has an output that contributes to a collective presentation matrix established by the placement of the waveguide in the fabric.
光学導波ベースで、構成部分を成す磁気光学ディスプレイ又は画像プロジェクタシステムであり:
ファラデー減衰及びカラーフィルタリング機能が内部に構造的及び/又は材料的に統合された1つ又はそれ以上の導波構造を備え、前記導波構造は、ディスプレイ又は画像プロジェクタを形成するために、構造的なスイッチングマトリックス又はアレイに組み立てられ、前記導波構造は、内部に構造的及び/又は材料的に統合されたイルミネーション手段と偏光フィルタリング手段をオプションでさらに有するシステム。
An optical waveguide based, component magneto-optical display or image projector system:
One or more waveguiding structures with Faraday attenuation and color filtering functions integrated structurally and / or material therein, said waveguiding structures being structurally formed to form a display or image projector A system that is assembled into a switching matrix or array, wherein the waveguide structure optionally further comprises illumination means and polarization filtering means integrated structurally and / or material therein.
「一体型の」フラットパネル光ファイバベースのディスプレイである、請求項10に記載のシステム。   The system of claim 10, wherein the system is an “integrated” flat panel fiber optic based display. テキスタイル織物スイッチングマトリクスに、統合型ファラデー減衰器光ファイバセグメントと、“x”及び“y”構造及び回路アドレス指定エレメントとが組み込まれており;あるいは、新規のテキスタイル集合型三次元回路構成の適用が、回路構成から画像を平行表示又は投射するために、統合型複合光ファイバ構成要素を採用しており、電気光学計算についてLSI、VLSI回路スケーリングを実施することが可能である、請求項11に記載のシステム。   The textile fabric switching matrix incorporates integrated Faraday attenuator fiber optic segments and “x” and “y” structures and circuit addressing elements; or the application of a new textile collective 3D circuit configuration 12. An integrated composite optical fiber component is employed to parallel display or project an image from a circuit configuration, and can perform LSI and VLSI circuit scaling for electro-optic calculations. System. ディスプレイ及び三次元光ファイバ電気光学回路構成であり、請求項16の実施形態のテキスタイル製織によって組み立てられており、
“X”リボン、ディスプレイ面と平行な構造ファイバ、光ファイバセグメントとパラレルスペーサ・フィラメントを保持する織物;その出力端部がディスプレイ面に向かい/ディスプレイを形成する光ファイバ構成要素を備え、さらに、“X”アドレス指定を実現する伝導性ポリマフィラメントが組み込まれており、
別の“リボン”を形成するが、“X”リボンで、又“X”リボンを介して直角に製織されており、“Y”アドレス指定を実現する構造フィラメントと伝導性ポリマフィラメントを含み、最終的にテキスタイルマットを形成する“Y”ファイバ/フィラメントをさらに備え、
ジャガード織機から取り外し可能であり、フラットパネル・ディスプレイの構造フレームとなり、アドレス指定フィラメントを駆動回路に固定し、又、スイッチングマトリクスの織物構造全体を保持し、側部の製織によって自己固定し、さらに、個々のフック掛け又は固定の実現を可能にする“ディスプレイフレーム”をさらに備える、請求項12に記載のシステム。
A display and a three-dimensional fiber optic electro-optic circuit configuration, assembled by textile weaving of the embodiment of claim 16,
"X" ribbons, structural fibers parallel to the display surface, fabric holding optical fiber segments and parallel spacer filaments; optical fiber components whose output ends face the display surface / form the display; It incorporates a conductive polymer filament to achieve X "addressing,
Forms another “ribbon”, but is woven with an “X” ribbon and at right angles through the “X” ribbon, including structural filaments and conductive polymer filaments that achieve “Y” addressing; Further comprising “Y” fibers / filaments forming a textile mat,
Detachable from the jacquard loom, becomes the structural frame of a flat panel display, fixes the addressing filament to the drive circuit, holds the entire fabric structure of the switching matrix, self-fixes by side weaving, 13. The system of claim 12, further comprising a "display frame" that enables individual hooking or securing implementations.
テキスタイル製織されたスイッチングマトリクス構造の側部に対する“x”及び“y”軸における「パッシブマトリクス」トランジスタが、機織から取り外し可能な「ディスプレイフレーム」内、又は内部取り付けフレーム上、フラットパネル・ディスプレイケースの内部のいずれかに組み込まれている、請求項12に記載のシステム。   The “passive matrix” transistors in the “x” and “y” axes to the sides of the textile woven switching matrix structure can be removed from the weaving in the “display frame” or on the internal mounting frame of the flat panel display case. The system of claim 12, which is incorporated in any of the interiors. 「アクティブマトリクス」トランジスタが、各々のRGBサブピクセルについて実現されており、光ファイバファラデー減衰器構成要素、又はこれ以外の、テキスタイル製織されたスイッチングマトリクスの要素内に組み込まれている、請求項14に記載のアドレス指定方法のシステム。   15. An “active matrix” transistor is implemented for each RGB sub-pixel and is incorporated within a fiber woven Faraday attenuator component or other element of a textile-woven switching matrix. System of addressing method described. トランジスタが、統合型ファラデー減衰器光ファイバ構成要素の内部クラディング構造内に、標準の半導体ウェハ方法によって製造されており、蒸着、エピタキシャル結晶形成、量子ウェル相互混合、その他を含み、又、ICのクラスが、光ファイバ間、及び光ファイバ内クラディング及びケーシングの構造によって一体に形成されている、請求項15に記載のシステム。   The transistor is fabricated by standard semiconductor wafer methods within the internal cladding structure of an integrated Faraday attenuator fiber optic component, including vapor deposition, epitaxial crystal formation, quantum well intermixing, etc. The system of claim 15, wherein the classes are integrally formed by inter-fiber and intra-fiber cladding and casing structures. トランジスタが薄膜テープ上に形成されており、ファイバ上で包装されている請求項15に記載のシステム、及び同一の方法。   16. The system and method of claim 15, wherein the transistor is formed on a thin film tape and packaged on a fiber. トランジスタが薄膜テープ上に製造され、ファイバ付近の構造フィラメント上でスイッチングマトリクスによって包装されている、請求項15に記載のシステム、及び同一の方法。   16. The system of claim 15, and the same method, wherein the transistor is fabricated on a thin film tape and packaged by a switching matrix on a structural filament near the fiber. トランジスタが、浸漬ナノリソグラフィによって、ファイバ上又は付近の構造フィラメント上に印刷されている、請求項15に記載のシステム、及び同方法。   16. The system and method of claim 15, wherein the transistor is printed on the fiber or on a nearby structural filament by immersion nanolithography. 「構成要素」光ファイバベースのディスプレイ又はプロジェクタが、スイッチングモジュールとは別であるが光ファイバ束によってつながれているディスプレイモジュールと、さらに、半導体アドレス指定ウェハと一体形成されたファイバ束が組み込まれたスイッチングモジュールとを備える、請求項10第2記載のシステム。   “Component” switching based on a fiber optic display or projector that incorporates a fiber optic bundle integrated with a semiconductor addressing wafer and a display module that is separate from the switching module but connected by a fiber optic bundle. The system according to claim 10, comprising a module. 請求項22及び従属クレームで開示された、統合型ファラデー減衰器光ファイバ構成要素である、請求項20に記載のシステム。   21. The system of claim 20, wherein the system is an integrated Faraday attenuator fiber optic component as disclosed in claim 22 and dependent claims. テキスタイル構造組み立て品が、“x”及び“y”アドレス指定フィラメントを設けずに、テキスタイル支持及び整列を有するサブピクセル・ファラデー減衰器光ファイバ構成要素のみから成っているが、しかしあるいは、請求項41のとおりに別の変更を備え、前記別の変更が、
ファイバセグメントの一端のみが付着しており、ファラデー減衰器構造が、スイッチング手段同士、及びディスプレイ又はプロジェクタ面との間に光ファイバケーブルを形成する大きなキャップを設けて製造されている、請求項20に記載のシステム。
The textile structure assembly consists only of sub-pixel Faraday attenuator fiber optic components having textile support and alignment without providing "x" and "y" addressing filaments, but alternatively, claim 41. With another change, said another change,
21. Only one end of the fiber segment is attached and the Faraday attenuator structure is manufactured with a large cap that forms a fiber optic cable between the switching means and the display or projector surface. The system described.
ディスプレイ又はプロジェクタ面における前記ファイバの相対位置が、光ファイバの周期的な織りによって維持されている、請求項22に記載のシステム。   23. The system of claim 22, wherein the relative position of the fiber in a display or projector surface is maintained by periodic weaving of optical fibers. ファイバ同士を段階的に接近して束ねられるようにするために、ファイバ間の任意のスペーシングフィラメントが段階的に排除されている、請求項23に記載のシステム。   24. The system of claim 23, wherein any spacing filaments between the fibers are eliminated in stages to allow the fibers to be bundled together in stages.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5031983A (en) * 1990-04-04 1991-07-16 At&T Bell Laboratories Apparatus comprising a waveguide magneto-optic isolator
US5619355A (en) * 1993-10-05 1997-04-08 The Regents Of The University Of Colorado Liquid crystal handedness switch and color filter
DE19503929A1 (en) * 1995-02-07 1996-08-08 Ldt Gmbh & Co Color imaging systems
US5822021A (en) * 1996-05-14 1998-10-13 Colorlink, Inc. Color shutter liquid crystal display system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101737828B1 (en) 2015-07-24 2017-05-19 숭실대학교산학협력단 Fiber type transistor with ionic elastomer dielectric and method for manufacturing the same

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