KR20070023656A - Apparatus, method, and computer program product for substrated/componentized waveguided goggle system - Google Patents

Apparatus, method, and computer program product for substrated/componentized waveguided goggle system Download PDF

Info

Publication number
KR20070023656A
KR20070023656A KR1020067018183A KR20067018183A KR20070023656A KR 20070023656 A KR20070023656 A KR 20070023656A KR 1020067018183 A KR1020067018183 A KR 1020067018183A KR 20067018183 A KR20067018183 A KR 20067018183A KR 20070023656 A KR20070023656 A KR 20070023656A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
waveguide
output
optical
radiation
amplitude
Prior art date
Application number
KR1020067018183A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
서덜랜드 엘우드
Original Assignee
파노라마 랩스 피티와이 엘티디
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 파노라마 랩스 피티와이 엘티디 filed Critical 파노라마 랩스 피티와이 엘티디
Priority to KR1020067018183A priority Critical patent/KR20070023656A/en
Publication of KR20070023656A publication Critical patent/KR20070023656A/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02295Microstructured optical fibre
    • G02B6/02314Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
    • G02B6/0239Comprising means for varying the guiding properties, e.g. tuning means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/1228Tapered waveguides, e.g. integrated spot-size transformers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/3628Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
    • G02B6/36642D cross sectional arrangements of the fibres
    • G02B6/36722D cross sectional arrangements of the fibres with fibres arranged in a regular matrix array
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/09Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
    • G02F1/095Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect in an optical waveguide structure
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/292Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection by controlled diffraction or phased-array beam steering

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

기판-지지형 고글 시스템 및 컴포넌트형 고글 시스템을 위한 장치 및 방법이 제시된다. 본원의 전자 고글 장치는 한개 이상의 반도체 기판을 포함하고, 각각의 기판은, 다수의 일체형 도파관 구조들을 지지한다. 각각의 도파관 구조는 한개의 안내 채널과, 한개 이상의 경계 영역을 포함하여, 복사 신호를 입력단으로부터 출력단까지 전파시킨다. 또한 각각의 기판은 인플루언서 시스템을 지지하는 데, 이 인플루언서 시스템은 제어 신호에 따라 도파관 구조에 연결되어 출력부에서 복사 신호의 진폭을 독립적으로 제어한다. 이 기판이 지지하는 디스플레이 시스템은, 다수의 도파관 구조들의 출력을 프레젠테이션 매트릭스로 배열한다. 또한 이 기판이 지지하는 헤드-장착형 안경 구조는 사용자의 시야에 프레젠테이션 매트릭스를 배열한다. 그 동작 방법은, a) 한개 이상의 기판에 지지되는, 그리고 프레젠테이션 매트릭스로 배열되는, 다수의 도파관 구조들을 통해 복사 신호를 전파시키는 단계로서, 이때, 각각의 도파관 구조는 입력부로부터 출력부까지 복사 신호를 전파시키기 위해 안내 채널과 한개 이상의 경계 영역을 구비하는 단계, b) 대응하는 도파관 구조의 출력부에서 각 복사 신호의 진폭을 독립적으로 제어하는 단계, c) 다수의 도파관 구조들에 대한 복사 신호 진폭 제어를 조합하여, 이 일련의 진폭 제어 복사 신호로부터 디스플레이 시스템을 집합적으로 형성하는 단계, 그리고 d) 사용자의 시야 내에 디스플레이 시스템을 배치하는 단계를 포함한다. Apparatus and methods for substrate-supported goggle systems and componentized goggle systems are presented. The electronic goggles device herein includes one or more semiconductor substrates, each substrate supporting a plurality of unitary waveguide structures. Each waveguide structure includes one guide channel and one or more boundary regions to propagate the radiation signal from the input to the output. Each substrate also supports an influencer system, which is connected to the waveguide structure in accordance with a control signal to independently control the amplitude of the radiation signal at the output. The display system supported by this substrate arranges the output of multiple waveguide structures in a presentation matrix. The substrate-supported head-mounted eyeglass structure also arranges the presentation matrix in the user's field of view. The method of operation comprises the steps of: a) propagating a radiation signal through a plurality of waveguide structures, supported on one or more substrates, and arranged in a presentation matrix, wherein each waveguide structure carries a radiation signal from an input to an output. Providing a guide channel and at least one boundary region for propagation, b) independently controlling the amplitude of each radiation signal at the output of the corresponding waveguide structure, c) controlling the amplitude of the radiation signal for the plurality of waveguide structures And collectively form a display system from this series of amplitude control radiated signals, and d) placing the display system within the field of view of the user.

Description

기판형/컴포넌트형 도파 고글 시스템을 위한 장치 및 방법{APPARATUS, METHOD, AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT FOR SUBSTRATED/COMPONENTIZED WAVEGUIDED GOGGLE SYSTEM}Apparatus and method for a substrate / component waveguide goggle system {APPARATUS, METHOD, AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT FOR SUBSTRATED / COMPONENTIZED WAVEGUIDED GOGGLE SYSTEM}

본 발명은 복사선을 전파시키기 위한 트랜스포트(transport)에 관한 발명으로서, 특히, 외부 영향에 대한 도파관의 복사-영향 성질의 반응성을 개선시키는 광학적으로 활성의 컴포넌트들을 포함하는 도파 채널을 가진 도파관에 관한 발명이다. The present invention relates to a transport for propagating radiation, and more particularly, to a waveguide having a waveguide channel comprising optically active components that improve the responsiveness of the waveguide's radiation-affecting properties to external influences. Invention.

패러데이 효과는 자기선속 내에 위치한 투과성 매질을 통해 광이 자기장에 평행하게 전파될 때 선형으로 편광된 광(선형 편광 광)의 편광 평면이 회전하는 현상에 해당한다. 편광 회전의 크기는 자기장의 강도, 매질 고유의 버데트 상수(Verdet constant), 그리고 광 경로 길이에 따라 변화한다. 실험적인 회전 각도는 아래와 같이 주어진다. The Faraday effect corresponds to the phenomenon that the plane of polarization of linearly polarized light (linearly polarized light) rotates when light propagates parallel to the magnetic field through a transmissive medium located within the magnetic flux. The magnitude of the polarization rotation varies with the strength of the magnetic field, the inherent Verdet constant, and the optical path length. The experimental rotation angle is given by

β = VBD (방정식 1)β = VBD (Equation 1)

이때, V는 버데트 상수라 불리며, B는 자기장, d는 자기장에 속한 전파 거리이다. 양자역학적 측면에서, 패러데이 회전은 자기장의 공급이 에너지 레벨을 변경시키기 때문에 발생하는 것으로 알려져 있다. 광학적 분리기로 사용되는 패러데이 회전자로, 또는, (전류 강도를 평가하는 한가지 방식으로 전류에 의해 유발되는 등의) 자기장 측정을 위해 높은 버데트 상수를 가진 불연속 물질(가령, 철-함유 가넷(garnet) 결정)들을 이용하는 것이 알려져 있다. 광학적 분리기는 편광 평면을 45도만큼 회전시키는 패러데이 회전자, 자기장 공급용 자석, 편광자, 그리고 분석기를 포함한다. 종래의 광학적 분리기는 벌크형 분리기로서, 도파관(가령, 광섬유)이 사용되지 않았다.In this case, V is called a Verdet constant, B is a magnetic field, and d is a propagation distance belonging to the magnetic field. In quantum mechanics, Faraday rotation is known to occur because the supply of a magnetic field changes the energy level. Faraday rotators used as optical separators, or discontinuous materials (eg, iron-containing garnets) with high Verdet constants for magnetic field measurements (such as induced by current in one way to assess current strength). ) Is known. The optical separator includes a Faraday rotator that rotates the plane of polarization by 45 degrees, a magnet for magnetic field supply, a polarizer, and an analyzer. Conventional optical separators are bulk separators in which no waveguides (eg, optical fibers) are used.

종래의 광학계에서, 가넷(가령, 이트륨/철 가넷)같은 상자성 및 강자성 재료를 함유한 불연속 결정들로 자기-광학 변조기들이 제작되었다. 이와같은 소자들은 상당한 자기장 제어를 필요로한다. 박막 기술에도 자기광학 효과가 사용된다. 특히, 논-레시프로컬 정션(non-reciprocal junciton) 등과 같은 논-레시프로컬 소자를 제작하는 데 자기광학 효과가 사용된다. 이와 같은 소자들은 패러데이 효과에 의한, 또는 커튼-머튼 효과(Cotton-Moutton Effect)에 의한 모드 변환을 기반으로 한다. In conventional optics, magneto-optic modulators have been fabricated with discontinuous crystals containing paramagnetic and ferromagnetic materials such as garnets (eg, yttrium / iron garnets). Such devices require significant magnetic field control. Magneto-optical effects are also used in thin film technology. In particular, magneto-optical effects are used to fabricate non-reciprocal devices such as non-reciprocal juncitons. Such devices are based on mode conversion by the Faraday effect or by the Curtain-Moutton Effect.

자기광학 소자에 상자성 및 강자성 물질을 이용할 때의 또다른 단점은, 이 물질들이 편광각과는 다른 복사 성질에 악영향을 미칠 수 있다는 점이다. 가령, 진폭, 위상, 주파수 등에 영향을 미칠 수 있다. Another disadvantage of using paramagnetic and ferromagnetic materials in magneto-optical devices is that these materials can adversely affect radiation properties other than the polarization angle. For example, it can affect amplitude, phase, frequency, and so on.

종래 기술은 디스플레이 장치를 집합적으로 형성시키기 위해 불연속 자기광학 벌크 소자(가령, 결정)들을 이용하고 있다. 이러한 공지 기술의 디스플레이들은 여러가지 단점을 가진다. 가령, 화소당 비용이 높은 점, 개별 화소들을 제어하기 위해 동작 비용이 높은 점, 비교적 큰 디스플레이 장치에는 잘 적용되지 않는 제어 복잡도의 증가 문제점 등을 가진다. The prior art uses discrete magneto-optical bulk elements (eg, crystals) to collectively form the display device. Such known displays have several disadvantages. For example, there is a high cost per pixel, a high operating cost to control individual pixels, an increase in control complexity that does not apply well to a relatively large display device.

종래의 이미징 시스템들은 크게 두개의 카테고리로 분류될 수 있다. 즉, 플랫 패널 디스플레이(FPD)와 투영 시스템(음극관(CRT)을 포함함)으로 분류될 수 있다. 일반적으로, 두 종류의 시스템에 대한 지배적인 기술들이 동일하지 않다. 하지만 예외도 있다. 이 두 카테고리들은 투영 기술 측면에서 여러가지 요구사항들에 직면하고 있으며, 기존의 기술로는 이러한 요구사항들을 만족시킬 수가 없다.Conventional imaging systems can be broadly classified into two categories. That is, it can be classified into a flat panel display (FPD) and a projection system (including a cathode ray tube (CRT)). In general, the dominant techniques for both kinds of systems are not the same. But there are exceptions. These two categories face different requirements in terms of projection technology, and existing technologies cannot meet these requirements.

기존 플랫 패널 디스플레이에 나타난 한가지 주된 요구사항은 비용 문제이다. 즉, CRT 디스플레이에 비해 비용이 비싸다. One major requirement in traditional flat panel displays is cost. In other words, it is expensive compared to CRT displays.

해상도, 밝기, 콘트래스트 등의 이미징 표준 세트를 구현하기 위해, FPD 기술은 CRT 기술에 비해 세배 내지 네배 이상 비싼 편이다. 그러나, CRT 기술도 단점을 가지고 있다. 특히 CRT의 디스플레이 면적이 커질수록 단점이 확대되는 데, 다시 말해서, CRT는 큰 부피와 중량이 큰 단점이다. 얇은 디스플레이를 추구함으로서, FPD 영역에서 다수의 기술들이 개발되고 있다.To implement a set of imaging standards such as resolution, brightness and contrast, FPD technology is three to four times more expensive than CRT technology. However, CRT technology also has its drawbacks. In particular, the larger the display area of the CRT, the larger the disadvantages. In other words, the CRT is a large volume and weight disadvantage. By pursuing thin displays, a number of technologies are being developed in the FPD domain.

FPD의 비용이 비싼 것은, 액정 다이오드 기술이나 가스 플라즈마 기술에 정밀한 소자 물질을 이용하기 때문이다. LCD에 사용되는 네마틱 물질의 불규칙성으로 인해, 결함 비율이 높은 편이다. 개별 셀에 결함을 가진 LCD 소자들의 어레이는 전체 디스플레이를 배제시키는 요인이 되며, 또는 결함 소자를 높은 비용으로 바꿔야 하는 문제점이 있다.The high cost of FPDs is due to the use of precise device materials for liquid crystal diode technology and gas plasma technology. Due to the irregularities of the nematic materials used in LCDs, the defect rate is high. An array of LCD elements having defects in individual cells is a factor in excluding the entire display, or there is a problem of replacing defective elements at high cost.

LCD 및 가스 플라즈마 기술의 경우 공히, 이러한 디스플레이를 제작할 때 액체나 가스를 제어함에 있어서의 내재적인 난이성은 기술적 측면 및 비용 측면에서 아주 기본적인 제한사항으로 작용한다.In the case of LCD and gas plasma technologies, the inherent difficulty in controlling liquids or gases when manufacturing such displays is a very fundamental limitation in terms of technology and cost.

높은 비용의 추가적인 원인은 기존 기술에서 각각의 광 밸브/방출 소자에 비교적 높은 스위칭 전압이 필요하다는 점이다. LCD 디스플레이의 네마틱 물질을 회전시키기 위해, 이에 따라 액체 셀을 통과하는 광의 편광이 변화할 때, 또는 가스 플라즈마 디스플레이의 가스 셀을 여기시키기 위해, 이미징 소자에서 신속한 스위칭 속도를 얻기 위해 비교적 높은 전압이 요구된다. LCD의 경우, 개별 트랜지스터 소자들이 각각의 이미징 위치에 할당되는 "액티브 매트릭스"는 고비용 솔루션에 해당한다. An additional source of high cost is that in the prior art each light valve / emitting element requires a relatively high switching voltage. In order to rotate the nematic material of the LCD display, accordingly, when the polarization of the light passing through the liquid cell changes, or to excite the gas cell of the gas plasma display, a relatively high voltage is required to obtain a fast switching speed in the imaging element. Required. In the case of LCDs, an "active matrix" in which individual transistor elements are assigned to each imaging position is a high cost solution.

고화질(HD) TV 등과 같이 이미지 품질 표준이 상승함에 따라, 기존의 FPD 기술로는 CRT에 견주어 경쟁력있는 가격으로 이미지 품질을 도출할 수 없다. 현재 기술적으로 가능한 35mm 영화 수준의 해상도를 구현하는 것은, TV나 컴퓨터 디스플레이에 관계없이 소비자에게 부담스런 비용을 제시한다. As image quality standards rise, such as high-definition (HD) TVs, conventional FPD technology cannot derive image quality at a competitive price compared to CRT. Implementing 35mm film-level resolutions that are currently technically feasible is costly for consumers, regardless of their TV or computer display.

투영 시스템의 경우에, 두가지의 소분류가 존재한다. 즉, 텔레비전(또는 컴퓨터) 디스플레이와, 극장형 동영상 투영 시스템이 있다. 35mm 영화 투영 장비에 비교할 때 상대적이 비용이 주된 관심사이다. 그러나 HD TV의 경우, 기존의 CRT, LCD FPD, 또는 가스 플라즈마 FPD에 비추어볼 때 투영 시스템들은 저렴한 솔루션에 해당한다. In the case of projection systems, there are two subclasses. That is, there is a television (or computer) display and a theater movie projection system. Relative cost is a major concern when compared to 35mm movie projection equipment. However, in the case of HD TVs, projection systems are inexpensive solutions in the light of conventional CRT, LCD FPD, or gas plasma FPD.

현재의 투영 시스템 기술은 또다른 요구사항에 직면하고 있다. HDTV 투영 시스템은 디스플레이 표면까지의 비교적 짧은 거리의 제약사항 내에서 균일한 이미지 품질을 유지하면서, 디스플레이 깊이를 최소화시켜야 하는 이중고에 직면한다. 이 와 같은 균형의 설정은 비교적 저렴한 비용을 댓가로 하여 덜 만족스런 절충을 이끌어낸다. Current projection system technology faces another requirement. HDTV projection systems face the challenge of minimizing display depth while maintaining uniform image quality within relatively short distance constraints to the display surface. This balance setting leads to a less satisfactory trade-off at the expense of a relatively low cost.

투영 시스템의 기술적으로 도전적인 선도부분은 영화용 극장의 분야에 해당한다. 동영상 스크린 설비는 투영 시스템용으로 나타난 응용 영역이며, 이러한 응용 영역에서는 균일한 이미지 품질 대 콘솔 깊이에 관한 문제점들이 일반적으로 적용되지 않는다. 대신에, 종래의 35mm 영화 영사기의 품질과 대등하여야 할 것이며, 비용도 경쟁력있어야 할 것이다. 직접 구동 이미지 광 증폭기(D-ILA), 디지털 광 처리(DLP), 그리고 격자-광-밸브(GLV) 기반 시스템을 포함하는 기존의 기술들은, 종래의 영화 투영 장비의 품질에 준하지만, 종래의 영화 영사기에 비해 상당한 비용 차이를 가진다. The technically challenging lead in projection systems is in the field of movie theaters. Motion picture screen equipment is an application area that has emerged for projection systems, in which the problems of uniform image quality versus console depth do not generally apply. Instead, it should be comparable to the quality of a conventional 35mm movie projector, and the cost should be competitive. Existing techniques, including direct drive image optical amplifiers (D-ILA), digital light processing (DLP), and grating-light-valve (GLV) based systems, are based on the quality of conventional film projection equipment, but There is a significant cost difference compared to movie projectors.

직접 구동 이미지 광 증폭기는 JVC Projector 사에서 개발한 반사형 액정 광 밸브 장치이다. 구동 집적 회로(IC)는 이미지를 직접 CMOS 기반의 광 밸브에 기입한다. 액정은 단일 레벨에 비례하여 반사율을 변화시킨다.이렇게 수직으로 정렬된 결정들은 16 밀리초보다 짧은 상승+하강 시간을 가지는, 매우 빠른 응답 시간을 구현한다. 제논이나 울트라 하이 퍼포먼스(UHP) 금속 핼라이드 램프로부터의 광은 편광 빔 스플리터를 통과하여, D-ILD 소자에서 반사되고, 스크린에 투영된다. The direct drive image optical amplifier is a reflective liquid crystal light valve device developed by JVC Projector. The drive integrated circuit (IC) writes the image directly to the CMOS based light valve. Liquid crystals change the reflectance in proportion to a single level. These vertically aligned crystals achieve very fast response times with rise + fall times less than 16 milliseconds. Light from a xenon or ultra high performance (UHP) metal halide lamp passes through a polarizing beam splitter, is reflected off a D-ILD element and projected onto a screen.

DLP 투영 시스템의 중심에는 1987년 Texas Instrument 사의 Dr. Larry Hornbeck이 개발한 디지털 마이크로미러 소자(또는 DMD 칩)으로 알려진 광학 반도체가 있다. 이 DMD 칩은 정교한 광 스위치이다. 이 칩은 130만개까지의 힌지-장착 마이크로미러들의 장방형 어레이를 포함하고, 각각의 마이크로미러는 머리카락 폭 의 1/5보다 짧은 거리를 측정하며, 이는 투영 이미지의 한 화소에 해당한다. DMD 칩이 디지털 비디오나 그래픽 신호, 광원, 그리고 투영 렌즈와 조화될 때, 그 미러들은 모든 디지털 이미지를 스크린이나 그외 다른 표면에 반사시킨다. DMD 및 DMD를 둘러싼 정교한 전자 장치들은 디지털 광 처리(Digital Light Processing) 기술이라 불린다. At the heart of the DLP projection system was the Dr. There is an optical semiconductor known as a digital micromirror device (or DMD chip) developed by Larry Hornbeck. This DMD chip is a sophisticated optical switch. The chip contains a rectangular array of up to 1.3 million hinge-mounted micromirrors, each measuring a distance shorter than one fifth of the hair's width, corresponding to one pixel of the projected image. When a DMD chip is matched with a digital video or graphic signal, a light source, and a projection lens, the mirrors reflect all digital images on the screen or other surface. DMDs and sophisticated electronic devices surrounding them are called digital light processing technologies.

GLV(Grating Light Valve)라 불리는 프로세스가 개발되고 있다. 이 기술에 기초한 프로토타입 장치는 3000:1의 콘트래스트 비를 구현하였다(통상적인 고급 디스플레이의 콘트래스트 비도 1000:1에 불과하다). 이 장치는 칼라 구현을 위해 특정 파장으로 선택된 세개의 레이저를 이용한다. 세개의 레이저는 적색(642nm), 녹색(532nm), 그리고 청색(457nm) 레이저이다. 이 프로세스는 MEMS(MicroElectroMechanical) 기술을 이용하며, 한 라인에 1,080개의 화소들을 가진 마이크로리본 어레이로 구성된다. 각 화소는 6개의 리본으로 구성되며, 그 중 세개는 고정되고, 다른 세개는 위/아래로 움직인다. 전기 에너지가 공급되면, 세개의 이동식 리본들이 회절 격자를 형성하여 광을 필터링시킨다. A process called GLV (Grating Light Valve) is being developed. Prototype devices based on this technology achieve a contrast ratio of 3000: 1 (contrast ratios of typical high-end displays are only 1000: 1). The device uses three lasers selected for specific wavelengths for color realization. The three lasers are red (642 nm), green (532 nm), and blue (457 nm) lasers. The process uses MicroElectroMechanical (MEMS) technology and consists of a microribbon array with 1,080 pixels in a line. Each pixel consists of six ribbons, three of which are fixed, and three of which move up and down. When electrical energy is supplied, three movable ribbons form a diffraction grating to filter the light.

비용 불일치 문제는 저렴한 비용으로 소정의 핵심 이미지 품질을 구현함에 있어 이 기술들이 직면하는 내재적 난이성에 기인한다. 마이크로미러 DLP의 경우에 "흑색"의 품질에 관련된 콘트래스트를 구현하기가 쉽지 않다. GLV는 이러한 어려움에 직면하지 않으나, 대신에, 라인-어레이 스캔 소스를 이용하여 효과적으로 필름형 간헐적 이미지를 구현하는 어려움에 직면한다. The cost mismatch problem is due to the inherent difficulty faced by these technologies in achieving some key image quality at low cost. In the case of micromirror DLP, it is not easy to implement a contrast related to the "black" quality. GLV does not face this difficulty, but instead faces the difficulty of effectively implementing film-like intermittent images using line-array scan sources.

LCD나 MEMS 기반의 기존 기술들은 소자들의 1K x 1K 어레이를 가진 소자들 (가령, 마이크로미러, 실리콘 상의 액정(LCoS), 등)을 제작하는 경제성에 의해 또한 제약받는다. 결함 비율은, 요구되는 기술적 표준에서 동작하는 이러한 소자들의 수를 포함시킬 때, 칩-기반 시스템에서 높다. Existing technologies based on LCD or MEMS are also constrained by the economics of producing devices with a 1K x 1K array of devices (eg, micromirrors, liquid crystals on silicon (LCoS), etc.). The defect rate is high in chip-based systems when including the number of such devices operating at the required technical standard.

다양한 통신 용도로 패러데이 효과와 함께 단계적 굴절률 광섬유를 이용하는 것이 잘 알려져 있다. 광섬유의 통신 분야 응용은 잘 알려져 있다. 그러나, 패러데이 효과를 광섬유에 적용하는 데는 원초적인 문제점이 존재한다. 왜냐하면, 분산 및 그외 다른 성능에 관련된 기존 광섬유들의 통신 성질이 패러데이 효과에 대해 최적화되지 않으며, 일부 경우에는 패러데이 효과에 대한 최적화에 의해 저하되기 때문이다. 기존의 일부 광섬유에서는 54미터의 경로 길이에 대해 100 에르스텟의 자기장을 인가함으로서 90도 편광 회전이 구현된다. 솔레노이드 내부에 광섬유를 배치하고 솔레노이드에 전류를 인가함으로서 요망 자기장을 생성하면, 요망 자기장을 얻을 수 있다. 통신용도의 경우, 킬로미터 단위로 측정되는 총 경로 길이를 가진 시스템에 이용하도록 설계된다는 점을 고려할 때 54 미터 경로 길이는 수용가능하다. It is well known to use stepped refractive indices with Faraday effects for various communication applications. Applications in the field of telecommunications are well known. However, there is a fundamental problem in applying the Faraday effect to the optical fiber. This is because the communication properties of existing optical fibers related to dispersion and other performance are not optimized for the Faraday effect, and in some cases are degraded by the optimization for the Faraday effect. In some existing optical fibers, a 90-degree polarization rotation is achieved by applying a magnetic field of 100 Ersteds for a path length of 54 meters. The desired magnetic field can be obtained by arranging the optical fiber inside the solenoid and generating a desired magnetic field by applying a current to the solenoid. For communication purposes, a 54 meter path length is acceptable given that it is designed for use in systems with a total path length measured in kilometers.

광섬유 분야에서 패러데이 효과를 위한 또다른 기존의 용도는 광섬유를 통한 기존의 고속 데이터 전송 위에 저속 데이터 전송을 배치하는 시스템을 들 수 있다. 고속 데이터를 느리게 변조하여 대역외 시그널링이나 제어를 제공하는 데 패러데이 효과가 사용된다. 또한, 이러한 이용은 지배적인 고려사항으로서 통신 용도로 구현된다. Another existing use for the Faraday effect in the field of fiber optics is a system that places low-speed data transmissions over existing high-speed data transmissions over fiber optics. The Faraday effect is used to slowly modulate high-speed data to provide out-of-band signaling or control. This use is also implemented for communication purposes as a dominant consideration.

이러한 기존의 응용에서, 광섬유는 통신 용도로 설계되며, 패러데이 효과에 참가하는 광섬유 성질들에 대한 임의의 수정은 통신 성질 저하를 막도록 허가되지 않는다. 앞서 언급한 통신 성질이란, 가령, 킬러미터 단위 길이의 광섬유 채널에 대해 감쇠 및 성능 성능 지표를 포함하는 것이 일반적이다. In these existing applications, the optical fiber is designed for communication purposes, and any modifications to the optical fiber properties that participate in the Faraday effect are not allowed to prevent communication property degradation. The aforementioned communication properties generally include attenuation and performance performance indicators, for example, for fiber channel lengths in kilometer units.

통신에 사용하기 위해 광섬유의 성능 지표가 수용가능한 수준으로 구현되면, 매우 길면서 광학적으로 순수하고 균일한 광섬유를 효율적으로 그리고 저렴하게 제작할 수 있도록 광섬유 제작 기술이 발전되고 정련된다. 광섬유 제작 프로세스에 대한 하이 레벨 개요는, 프리폼(preform) 글래스 실린더 제작, 프리폼으로부터 광섬유 인발, 그리고 광섬유 테스트를 포함한다. 일반적으로 프리폼 블랭크(preform blank)가 제작된다. 최종 광섬유의 요망 속성(가령, 굴절률, 팽창계수, 융점, 등)을 얻기 위해 필요한 필수 화학적 조성을 가진 실리콘 용액을 통해 산소를 버블 처리하는 수정형 화학 기상 증착(MCVD)법을 이용하여 프리폼 블랭크가 제작된다. 가스 증기들은 특정 선반 내 합성 실리카나 쿼츠 튜브 내부로 전달된다. 이 선반은 회전하고, 토치(torch)가 튜브의 외부를 따라 움직인다. 토치로부터의 열에 의해, 가스의 화학종들은 산호와 반응하여 실리콘 다이옥사이드 및 게르마늄 다이옥사이드를 형성한다. 이 다이옥사이드들은 튜브 내부에 증착되고 함께 결합하여 글래스를 형성한다. 이 프로세스에 따라 블랭크 프리폼이 형성된다. When performance indicators of optical fibers are implemented at acceptable levels for communication, optical fiber fabrication techniques are developed and refined to efficiently and inexpensively produce very long, optically pure and uniform optical fibers. High-level overview of the fiber fabrication process includes preform glass cylinder fabrication, fiber drawing from preform, and fiber test. Typically a preform blank is produced. Preform blanks are fabricated using a modified chemical vapor deposition (MCVD) method that bubbles oxygen through a silicon solution with the necessary chemical composition to obtain the desired properties of the final fiber (eg refractive index, coefficient of expansion, melting point, etc.). do. Gas vapors are delivered into synthetic silica or quartz tubes in certain shelves. This shelf rotates and the torch moves along the outside of the tube. By heat from the torch, species of the gas react with the coral to form silicon dioxide and germanium dioxide. These dioxides are deposited inside the tube and combine together to form glass. This process results in the formation of blank preforms.

블랭크 프리폼이 형성되어, 냉각 및 테스트된 후, 프리폼은 그래파이트 로 근처의 상부에 프리폼을 가진 섬유 인발 타워 내부에 배치된다. 이 로는 프리폼의 선단부(tip)를 용융시켜, 중력으로 인해 하강하기 시작하는 용융 "방울(glob)"을 만든다. 이 방울이 하강하면, 냉각되어 가느다란 글래스를 형성한다. 이 가느다른 글래스는 일련의 처리 단계를 통해 스레딩(threading)된다. 이때, 일련의 처리 단계란, 요망 코팅을 도포하고, 이 코팅을 경화시키며, 트랙터(tracktor)에 부착하는 단계들이며, 이 트랙터는 이 가느다란 글래스를 컴퓨터에 의해 통제되는 속도로 당겨, 이 가느다란 글래스가 요망 두께를 가지게 된다. 섬유들은 초당 33~66 피트의 속도로 인발되며, 인발된 글래스는 실패(spoool)에 감긴다. 이 실패들이 1.4 마일보다 긴 광섬유를 지니는 경우도 자주 있다.After the blank preform has been formed, cooled and tested, the preform is placed inside a fiber drawing tower with the preform on top near the graphite furnace. This furnace melts the tip of the preform, creating a melting "glob" that begins to descend due to gravity. When this drop falls, it cools to form a thin glass. This thin glass is threaded through a series of processing steps. In this case, a series of processing steps are steps of applying the desired coating, curing the coating, and attaching it to the tracker, which pulls the thin glass at a computer controlled speed, The glass will have the desired thickness. The fibers are drawn at a speed of 33 to 66 feet per second, and the drawn glass is wound into a spool. Often these failures have fibers longer than 1.4 miles.

완성된 광섬유는 테스트된다. 이러한 테스트는 성질 지표에 대한 테스트를 포함한다. 통신 등급 광섬유에 대한 이 성능 지표들은, 인장 강도(100,000 파운드/in2 이상), 굴절률 프로파일(광학적 결함에 대한 스크린 및 구경), 광섬유 구조(코어 직경, 클래딩 크기, 코팅 직경), 감쇠(거리에 따른 다양한 파장의 광 저하), 대역폭, 단색 분산, 동작 온도 범위, 감쇠에 대한 온도 의존성, 그리고 물속에서의 광 전달 능력을 포함한다. The finished optical fiber is tested. Such tests include testing of property indicators. The performance indicators, the tensile strength (100,000 paundeu / in 2 or more), the refractive index profile (the screen and the aperture for the optical defect), the optical fiber structure (core diameter, cladding size, the coating diameter) for a communications grade optical fiber, attenuation (the distance Light degradation of various wavelengths), bandwidth, monochromatic dispersion, operating temperature range, temperature dependence on attenuation, and the ability to transmit light in water.

1996년에, 포톤형 결정 섬유(PCF)라 불리는 상술한 광섬유들의 변종이 소개되었다. PCF는 고굴절률의 배경 물질 내에 저굴절률의 마이크로스트럭처 배열 물질을 이용하는 광섬유/도파관 구조이다. 배경 물질은 도핑되지 않은 실리카이고, 저굴절률 영역은 광섬유 길이를 따라 뻗어가는 공기 구멍에 의해 제공되는 것이 일반적이다. PCF는 두개의 카테고리로 나눌 수 있다. 즉, 고굴절률 도파 섬유 및 저굴절률 도파 섬유로 나눌 수 있다.In 1996, a variant of the above described optical fibers called photon-type crystalline fiber (PCF) was introduced. PCF is an optical fiber / waveguide structure that utilizes a low refractive index microstructured array material in a high refractive index background material. The background material is undoped silica, and low refractive index regions are typically provided by air holes extending along the optical fiber length. PCF can be divided into two categories. That is, it can be divided into a high refractive index waveguide fiber and a low refractive index waveguide fiber.

앞서 설명한 기존 광섬유들과 마찬가지로, 고굴절률 도파 섬유는 수정형 전 반사(MTIR)에 의해 고체 코어 내에서 광을 전파한다. 전반사는 마이크로스트럭처 공기-충진 영역의 저굴절률에 의해 야기된다. As with the conventional optical fibers described above, high-index waveguide fibers propagate light within the solid core by means of Crystal Total Reflection (MTIR). Total reflection is caused by the low refractive index of the microstructured air-filled region.

저굴절률 도파 광섬유는 포톤 밴드갭(PBG) 효과를 이용하여 광을 안내한다. PBG 효과가 마이크로스트럭처 클래딩 영역에서의 전파를 불가능하게 함에 따라, 광은 저굴절률 코어에 국한된다.Low-index waveguide optical fibers use photon bandgap (PBG) effects to guide light. As the PBG effect disables propagation in the microstructure cladding region, light is confined to the low refractive index core.

"기존 도파관 구조"라는 용어는 다양한 범위의 도파 구조 및 방법들을 포함하는 데 사용되는 데, 이 구조들의 범위는 본 발명의 실시예들을 구현하기 위해 본원에서 설명되는 바와 같이 수정될 수 있다. 여러 다른 섬유 종류 보조물의 특성은 이들이 사용되는 여러 다른 응용분야에 대해 적합하게 구성된다. 광섬유 시스템을 적절하게 운영하는 것은, 어떤 종류의 섬유가 사용되며 왜 사용되고 있는 지를 아는 것에 달려있다. The term “existing waveguide structure” is used to encompass a wide range of waveguide structures and methods, the scope of which structures may be modified as described herein to implement embodiments of the present invention. The properties of the different fiber type auxiliaries are adapted to the different applications in which they are used. Proper operation of a fiber optic system depends on knowing what kind of fiber is used and why.

종래의 시스템들은 단일-모드, 멀티모드, 그리고 PCF 도파관을 포함하며, 다양한 그 하위 변형들을 또한 포함한다. 예를 들어, 멀티모드 섬유들은 단계식 굴절률 섬유와 점진형 굴절률 섬유를 포함하며, 단일-모드 섬유들은 단계식 굴절률, 일치형 클래드, 오목형 클래드, 그리고 그외 다른 신종 구조를 포함한다. 멀티 모드 섬유는 짧은 전송 거리에 적합하도록 설계되며, LAN 시스템과 비디오 감시기에 사용하기에 적합하다. 단일 모드 섬유는 긴 전송 거리에 적합하도록 설계되며, 장거리 전화 및 다채널 텔레비전 방송 시스템에 적합하다. 에어-클래드(air-clad)나 순간-연결식 도파관은 광학 와이어와 광학 나노-와이어를 포함한다.Conventional systems include single-mode, multimode, and PCF waveguides, and also include various sub-variants thereof. For example, multimode fibers include stepped refractive fibers and progressive refractive fibers, and single-mode fibers include stepped refractive index, coincident cladding, concave cladding, and other novel structures. Multi-mode fibers are designed for short transmission distances and are suitable for use in LAN systems and video surveillance. Single mode fibers are designed for long transmission distances and are suitable for long distance and multichannel television broadcasting systems. Air-clad or instant-connected waveguides include optical wires and optical nano-wires.

단계식 굴절률은 도파관에 대한 굴절률의 급격한 변화가 제공됨을 의미한다. 코어의 굴절률이 클래딩의 굴절률보다 크다. 점진형 굴절률은 코어 중심으로부터 멀어질수록 감소하는 굴절률을 가지는 구조(가령, 코어가 포물선형 구조를 가짐)를 의미한다. 단일 모드 섬유들은 특정 응용을 위해 맞춤 제작된 여러 다른 프로파일들을 개발하였다(비-분산-시프트 섬유(NDSF), 분산-시프트 섬유(DSF), 0이 아닌 분산-시프트 섬유(NZ-DSF)같은 길이 및 복사 주파수). 편광-유지(PM) 섬유라 불리는 단일 모드 섬유의 중요한 변형이 개발되었다. 지금까지 언급한 모든 다른 단일 모드 섬유들은 임의적으로 편광된 광을 지닐 수 있었다. PM 섬유는 입사광의 한가지 편광만을 전파시키도록 설계된다. PM 섬유는 다른 섬유 종류에는 보이지 않는 특징을 가진다. 코어 외에, 응력봉(stress rod)이라 불리는 추가적인 길이방향 영역들이 존재한다. 그 이름이 제시하는 바와 같이, 이 응력봉들은 섬유 코어에 응력을 생성하여, 단 한개의 편광 평면의 투과만이 선호되게 된다. A stepped refractive index means that a sharp change in the refractive index with respect to the waveguide is provided. The refractive index of the core is greater than the refractive index of the cladding. Progressive refractive index refers to a structure having a refractive index that decreases away from the core center (eg, the core has a parabolic structure). Single mode fibers have developed several different profiles tailored for specific applications (non-dispersion-shift fiber (NDSF), dispersion-shift fiber (DSF), non-zero dispersion-shift fiber (NZ-DSF) And radiation frequency). An important variant of single mode fiber called polarization-maintenance (PM) fiber has been developed. All other single mode fibers mentioned so far could have randomly polarized light. PM fibers are designed to propagate only one polarization of incident light. PM fibers have features that are invisible to other fiber types. In addition to the core, there are additional longitudinal regions called stress rods. As the name suggests, these stress bars create stresses in the fiber core so that only transmission in one polarization plane is preferred.

상술한 바와 같이, 기존의 자기광학 시스템들은, 특히 패러데이 회전자 및 분리기들은, 희토류 도핑 가넷 결정 및 그외 다른 전용 물질(가령, 이트륨 철 가넷(YIG)이나 비스무스 치환 YIG 등)들을 포함하는 자기 광학 물질들을 이용하고 있다. 부동 존(Floting Zone: FZ) 방법을 이용하여 YIG 단결정이 성장한다. 이 방법에서, Y2O3와 Fe2O3가 믹싱되어 YIG의 화학적 조성을 형성하고 그후 이 믹스처가 소결된다. 결과적인 소결물은 FZ 로(furnace) 내 한 샤프트의 마더 스틱으로 설정되고, YIG 시드 결정은 나머지 샤프트 상에 설정된다. 소결된 물질은 마더 스틱과 시드 결정 사이의 중앙 영역에 위치하여, YIG 단결정의 증착을 촉진시키는 데 필요한 유체를 형성한다. 할로겐 램프로부터의 광은 중앙 영역에 포커싱되고, 두 샤프트는 회전한다. 산소 분위기에서 가열될 때 중앙 영역은 용융 존을 형성한다. 이 조건 하에서, 마더 스틱과 시드는 일정 속도로 이동하고, 결과적으로, 마더 스틱을 따라 용융 존을 이동시켜서, YIG 소결물로부터 단결정을 성장시킨다. As noted above, existing magneto-optical systems, especially Faraday rotors and separators, include magneto-optical materials including rare earth doped garnet crystals and other proprietary materials (eg, yttrium iron garnet (YIG) or bismuth substituted YIG, etc.). Are using them. 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 form a chemical composition of YIG, after which the mixture is sintered. The resulting sinter is set with one shaft mother stick in FZ furnace, and YIG seed crystals are set on the other shaft. The sintered material is located in the central region between the mother stick and the seed crystals to form the fluid needed to promote the deposition of the YIG single crystal. Light from the halogen lamps is focused in the center region and both shafts rotate. The central region forms a melting zone when heated in an oxygen atmosphere. Under this condition, the mother stick and the seed move at a constant speed, and consequently, the melting zone is moved along the mother stick to grow single crystals from the YIG sintered material.

FZ 방법이 공기 중에 담긴 마더 스틱으로부터 결정을 성장시키기 때문에, 오염이 배제되고 고순도 결정을 얻을 수 있다. FZ 방법은 012 x 120 mm를 측정하는 주괴(ingot)들을 생성한다. Since the FZ method grows crystals from the mother stick contained in air, contamination can be eliminated and high purity crystals can be obtained. The FZ method produces ingots measuring 012 x 120 mm.

Bi-치환형 철 가넷 필름은 LPE 로를 포함하는 액상 에피택시(LPE)에 의해 성장한다. 결정 물질 및 PbO-B2O3 플럭스는 가열되어 백금 도가니에서 용융 상태로 만들어진다. 단결정 웨이퍼(가령, (GdCa)2, (GaMgZr)5O12)가 회전하면서 용융 표면에서 소킹(soaking)되어, 이에 따라, Bi-치환 철 가넷 필름이 웨이퍼 상에서 성장하게 된다. 직경 3인치에 달하는 두께의 필름이 성장될 수 있다. Bi-substituted iron garnet films are grown by liquid epitaxy (LPE) including LPE furnaces. The crystalline material and PbO-B 2 O 3 flux are heated to melt in a platinum crucible. Single crystal wafers (eg, (GdCa) 2 , (GaMgZr) 5 O 12 ) are soaked at the molten surface as they rotate, resulting in a Bi-substituted iron garnet film growing on the wafer. Films up to 3 inches in diameter can be grown.

45도 패러데이 회전자를 얻기 위해, 이 필름들은 소정의 두께로 그라인딩되고, 반사 방지 코팅으로 도포되며, 그후 1-2mm 정사각형으로 절단되어 분리기에 부합되게 된다. YIG 단결정에 비해 큰 패러데이 회전 용량을 가지기 때문에, Bi-치환 철 가넷 필름은 100 미크론 수준으로 얇아져야 하며, 따라서, 높은 정밀도의 가공이 요구된다. To obtain a 45 degree Faraday rotor, these films are ground to a predetermined thickness, applied with an antireflective coating, then cut into 1-2 mm squares to fit the separator. Because of the large Faraday rotational capacity compared to YIG single crystals, Bi-substituted iron garnet films must be thinned down to the 100 micron level, thus requiring high precision processing.

새로운 시스템들은 Bi-치환 이트륨-철-가넷(Bi-YIG) 물질, 박막, 그리고 나노파우더의 제작 및 합성을 제공하며, 미국, 조지아주, Atlanta, Peachtree Industrial Boulevard 5313에 소재한 nGimat Co.사는 박막 코팅 제작을 위한 연소형 화학 기상 증착(CCVD) 시스템을 이용한다. CCVD 프로세스에서, 물체 코팅에 사용되는 금속-함유 화학종들인 프리커서들이, 연소가능한 연료인 용액에 용해된다. 이 용액은 원자화되어 특별 노들을 이용하여 마이크로스코픽 방울들을 형성한다. 이 방울들을 산소 스트림이 화염에 전달하며, 이 화염에서 연소가 이루어진다. 화염 앞에서 단순히 인발함으로서 기판이 코팅된다. 화염으로부터의 열은, 방울들을 증기화시키고 프리커서들을 반응시켜 기판에 증착시키는 데 필요한 에너지를 제공한다. The new systems provide the fabrication and synthesis of Bi-substituted yttrium-iron-garnet (Bi-YIG) materials, thin films, and nanopowders, and thin film coatings from nGimat Co., Peachtree Industrial Boulevard 5313, Atlanta, Georgia, USA. A combustion chemical vapor deposition (CCVD) system is used for fabrication. In the CCVD process, precursors, metal-containing species used for object coating, are dissolved in a solution that is a combustible fuel. This solution is atomized to form microscopic drops using special furnaces. The droplets carry an oxygen stream to the flame, where combustion occurs. The substrate is coated by simply drawing in front of the flame. The heat from the flame provides the energy needed to vaporize the droplets and react the precursors to deposit on the substrate.

추가적으로, 여러 III-V 족 및 원소 반도체 시스템의 이종간 일체화를 구현하기 위해 에피택셜 리프트오프(epitaxial liftoff)가 사용되어왔다. 그러나, 소정의 프로세서들을 이용하여 여러 다른 중요한 물질 시스템의 소자들을 집적시키는 것은 어려운 일이다. 이러한 문제점의 대표적인 예는 온-칩 박막 광학적 분리기에 필요한 시스템으로서, 반도체 플랫폼 상에 단결정 전이 금속을 집적시키는 것이다. 자기 가넷에서 에피택셜 리프트오프를 구현하는 것이 보고된 바 있다. 가돌리늄 갈륨 가넷(GGG) 상에서 성장하는 단결정 이트륨 철 가넷(YIG)과 비스무스-치환 (Bi_YIG) 에피택셜 층에서 매립된 희생층을 생성하는 데 딥 이온 주입(Deep ion implamentation)이 사용된다. 주입에 의해 발생되는 손상은 희생층과 가넷 나머지 부분 간의 큰 에칭 선택도를 유도한다. 인산 에칭에 의해 10 미크론 두께의 필름들이 원래의 GGG 기반으로부터 떨어져 나간다. 밀리미터 크기의 조각들이 실리콘 및 갈륨 아시나이드 기판으로 전이된다.In addition, epitaxial liftoff has been used to implement heterogeneous integration of various III-V and elementary semiconductor systems. However, it is difficult to integrate elements of various other important material systems using certain processors. A representative example of this problem is the system required for on-chip thin film optical separators, incorporating single crystal transition metals on semiconductor platforms. It has been reported to implement epitaxial liftoff in own garnets. Deep ion implamentation is used to create buried sacrificial layers in monocrystalline yttrium iron garnet (YIG) and bismuth-substituted (Bi_YIG) epitaxial layers growing on gadolinium gallium garnet (GGG). Damage caused by implantation leads to large etch selectivity between the sacrificial layer and the rest of the garnet. Phosphoric acid etching leaves the 10 micron thick films away from the original GGG base. Millimeter-sized pieces are transferred to silicon and gallium arsenide substrates.

더우기, 동일 두께의 단일층 비스무스 철 가넷 필름보다 748nm에서 140% 큰 패러데이 회전을 디스플레이하는 자기광학적 포톤형 결정이라는 다층 구조가 보고된 바 있다. 현재의 패러데이 회전자는 단결정이나 에피택셜 필름인 것이 일반적이다. 그러나 이 단결정 장치들은 비교적 커서, 일체형 광학장치같은 분야에 이용하기가 어렵다. 또한 필름이 500 미크론 수준의 두께를 디스플레이하기에, 대안의 물질 시스템이 바람직하다. 철 가넷, 특히 비스무스 및 이트륨 철 가넷같은 적층 필름들을 이용하는 것이 연구된 바 있다. 70nm 두께의 비스무스 철 가넷(BIG) 위의 81nm 두께의 이트륨 철 가넷(YIG)의 네개의 이종에피택셜층, 279 nm 두께의 BIG 중앙층, 그리고 YIG 위의 네개의 BIG 층으로 스택이 구성된다. 스택을 제작하기 위해, LPX305i 248-nm KrF 엑시머 레이저를 이용한 펄스형 레이저 증착이 사용되었다. Furthermore, a multi-layered structure has been reported, called magneto-optic photon crystals, which display a Faraday rotation 140% larger at 748 nm than monolayer bismuth iron garnet films of the same thickness. Current Faraday rotors are typically single crystal or epitaxial films. However, these single crystal devices are relatively large and are difficult to use in fields such as integrated optics. Alternative material systems are also desirable, as the films also display thicknesses on the order of 500 microns. The use of laminated films such as iron garnets, in particular bismuth and yttrium iron garnets, has been studied. The stack consists of four heteroepitaxial layers of 81 nm thick yttrium iron garnet (YIG) over a 70 nm thick bismuth iron garnet (BIG), a BIG center layer 279 nm thick, and four BIG layers over YIG. To fabricate the stack, pulsed laser deposition using an LPX305i 248-nm KrF excimer laser was used.

상술한 바와 같이, 공지 기술은 대부분의 자기광학 시스템에서 특별한 자기광학 물질을 이용하고 있다. 하지만, (통신 지표들이 절충되지 않는 한) 필요한 자기장 강도를 생성함으로서 비-PCF 광섬유같은 종래와는 다른 자기광학 물질로 패러데이 효과를 이용하는 것 역시 알려져 있다. 일부 경우에, 기제작된 광섬유와 연계하여 후기 제작 방법들이 사용되어, 소정의 자기 광학 분야에 사용할 특별한 코팅을 제공할 수 있다. 다양한 요망 결과를 얻기 위해 기제작된 물질의 사후 제작 처리가 필요하다는 점에서, 위의 기재는 특별한 자기 광학 결정 및 그외 다른 벌크 구현에 대해서도 적용된다. 이러한 추가 작업은 특정 섬유의 최종 비용을 증가시키고, 섬유가 요망 사양에 부합하지 못하는 추가적인 상황들이 또한 나타난다. 여러 자기광학 장비들이 소수의 자기광학 컴포넌트들을 포함하기 때문에, 유닛당 비교적 높은 비용을 감내할 수 있다. 그러나, 요망 자기광학 컴포넌트들의 수가 증가함에 따라, 최종 비용(및 시간)이 크게 증가하며, 수백개 또는 수천개의 이러한 컴포넌트들을 이용하는 장치에서는 유닛 비용을 크게 감소시켜야만 한다.As noted above, known techniques utilize special magneto-optical materials in most magneto-optical systems. However, it is also known to use the Faraday effect with other magneto-optical materials such as non-PCF fibers by generating the required magnetic field strength (unless communication indicators are compromised). In some cases, later fabrication methods can be used in conjunction with the fabricated optical fiber to provide a special coating for use in certain magneto-optical applications. The above description also applies to special magneto-optical crystals and other bulk implementations, in that post fabrication of prefabricated materials is required to achieve various desired results. This additional work increases the final cost of a particular fiber and additional situations also arise where the fiber does not meet the desired specifications. Since several magneto-optical equipment includes a few magneto-optical components, one can afford a relatively high cost per unit. However, as the number of desired magneto-optical components increases, the final cost (and time) increases significantly, and in devices using hundreds or thousands of such components, the unit cost must be greatly reduced.

따라서, 유닛 비용을 감소시키면서, 가공성, 재현성, 균일성, 신뢰성을 증가시키도록, 외부 영향에 대한 도파관의 복사-영향 성질의 반응성을 개선시킬 수 있는, 공지 기술에 대해 장점을 제공하는 대안의 도파관 기술이 필요하다. Thus, an alternative waveguide that offers advantages over the known art, which can improve the responsiveness of the waveguide's radiation-affecting properties to external influences to increase processability, reproducibility, uniformity and reliability while reducing unit cost. Skill is needed.

기판-지지형 고글 시스템 및 컴포넌트형 고글 시스템을 위한 장치 및 방법이 제시된다. 본원의 전자 고글 장치는 상기 장치는, a) 다수의 일체형 도파관 구조를 지지하는 한 개 이상의 반도체 기판으로서, 각각의 도파관 구조는 복사 신호를 입력으로부터 출력까지 전파시키기 위한 한개의 안내 채널과 한개 이상의 경계 영역을 포함하는 특징의 상기 한개 이상의 반도체 기판, b) 제어 신호에 따라 상기 도파관 구조에 연결되어 상기 출력에서 상기 복사 신호의 진폭을 독립적으로 제어하는 인플루언서 시스템, c) 상기 다수의 도파관 구조들의 출력을 프리젠테이션 매트릭스에 배열하는 디스플레이 시스템, 그리고 d) 상기 프리젠테이션 매트릭스를 사용자의 시야에 배치하기 위한 헤드-장착형 안경 구조를 포함한다. 그 동작 방법은, a) 한개 이상의 기판에 지지되는, 그리고 프레젠테이션 매트릭스로 배열되는, 다수의 도파관 구조들을 통해 복사 신호를 전파시키는 단계로서, 이때, 각각의 도파관 구조는 입력부로부터 출력부까지 복사 신호를 전파시키기 위해 안내 채널과 한개 이상의 경계 영역을 구비하는 단계, b) 대응하는 도파관 구조의 출력부에서 각 복사 신호의 진폭을 독립적으로 제어하는 단계, c) 다수의 도파관 구조들에 대한 복사 신호 진폭 제어를 조합하여, 이 일련의 진폭 제어 복사 신호로부터 디스플레이 시스템을 집합적으로 형성하는 단계, 그리고 d) 사용자의 시야 내에 디스플레이 시스템을 배치하는 단계를 포함한다. Apparatus and methods for substrate-supported goggle systems and componentized goggle systems are presented. The electronic goggles device of the present invention comprises: a) one or more semiconductor substrates supporting a plurality of integrated waveguide structures, each waveguide structure having one guide channel and one or more boundaries for propagating radiation signals from input to output; Said at least one semiconductor substrate characterized by a region, b) an influencer system connected to said waveguide structure in accordance with a control signal to independently control the amplitude of said radiation signal at said output, c) of said plurality of waveguide structures A display system for arranging the output in the presentation matrix, and d) a head-mounted eyeglass structure for placing the presentation matrix in the user's field of view. The method of operation comprises the steps of: a) propagating a radiation signal through a plurality of waveguide structures, supported on one or more substrates, and arranged in a presentation matrix, wherein each waveguide structure carries a radiation signal from an input to an output. Providing a guide channel and at least one boundary region for propagation, b) independently controlling the amplitude of each radiation signal at the output of the corresponding waveguide structure, c) controlling the amplitude of the radiation signal for the plurality of waveguide structures And collectively form a display system from this series of amplitude control radiated signals, and d) placing the display system within the field of view of the user.

본 발명의 선호되는 실시예의 제작 방법은, a) 한개 이상의 기판에 다수의 도파관을 배치하는 단계로서, 이때, 각각의 도파관 구조는 한개의 안내 채널과 한개 이상의 경계 영역을 포함하여 복사 신호를 입력부로부터 출력부로 전파시키는 단계, b) 제어 신호에 따라, 도파관 구조에 인플루언서 시스템을 인접 배치하여, 출력부에서 복사 신호의 진폭을 독립적으로 제어하는 단계, c) 다수의 도파관 구조들의 출력을 프리젠테이션 매트릭스에 배열하는 단계, 그리고 d)상기 프리젠테이션 매트릭스를 사용자의 시야에 배치하는 단계를 포함한다. A method of fabricating a preferred embodiment of the present invention comprises the steps of: a) disposing a plurality of waveguides on one or more substrates, wherein each waveguide structure comprises one guide channel and one or more boundary regions for transmitting a radiation signal from the input. Propagating to an output, b) placing an influencer system adjacent to the waveguide structure in accordance with the control signal, independently controlling the amplitude of the radiation signal at the output, c) presenting the output of the plurality of waveguide structures Arranging in a matrix, and d) placing the presentation matrix in the field of view of the user.

본 발명의 장치, 방법, 컴퓨터 프로그램, 그리고 전파 신호들은 수정형 도파관 제작 공정을 이용할 수 있는 장점을 제공한다. 선호되는 실시예에서, 도파관은 광학 트랜스포트로서, 광섬유나 도파관 채널에 해당한다. 구체적으로, 복사선의 요망 성질을 보존하면서 광학적으로 활성인 컴포넌트들을 포함시킴으로서 인플루언서의, 단거리 성질에 영향을 미치는 특성을 개선시키도록 구성된 광섬유나 도파관 채널에 해당한다. 선호되는 실시예에서, 영향받을 복사 성질은 복사선의 편광 상태를 포함하며, 상기 인플루언서는 광학 트랜스포트의 전송축에 평행하게 전파되는 제어가능한 가변 자기장을 이용하여 편광 회전 각을 제어하는 데 패러데이 효과를 이용한다. 광학 트랜스포트는 매우 짧은 광학적 길이에 대해 작은 자기장 강도를 이용하여 신속하게 편광을 제어할 수 있도록 구성된다. 복사선은 최초에, 한개의 특정 편광을 가진 파동 컴포넌트를 생성하도록 제어된다. 파동 컴포넌트의 편광은 영향을 받아, 영향 효과에 따라 방출된 복사선의 진폭을 제 2 편광 필터가 변조한다. 선호되는 실시예에서, 이러한 변조는 방출된 복사선을 소멸시키는 과정을 포함한다. 본원 및 관련 출원들은 본 발명과 협조적으로 구성 및 동작가능한 패러데이 구조의 도파관, 패러데이 구조의 도파관 변조기, 디스플레이, 그리고 그외 다른 도파관 구조 및 방법을 제시한다. The apparatus, method, computer program, and propagation signals of the present invention provide the advantage of using a modified waveguide fabrication process. In a preferred embodiment, the waveguide is an optical transport, corresponding to an optical fiber or waveguide channel. Specifically, it corresponds to an optical fiber or waveguide channel configured to improve the properties affecting the short range properties of the influencer by including optically active components while preserving the desired properties of the radiation. In a preferred embodiment, the radiation properties to be affected include the polarization state of the radiation, and the influencer uses Faraday to control the polarization rotation angle using a controllable variable magnetic field propagating parallel to the transmission axis of the optical transport. Use the effect. The optical transport is configured to quickly control polarization using small magnetic field intensities for very short optical lengths. The radiation is initially controlled to produce a wave component with one particular polarization. The polarization of the wave component is affected such that the second polarization filter modulates the amplitude of the emitted radiation in accordance with the effect. In a preferred embodiment, such modulation includes the step of quenching the emitted radiation. The present application and related applications provide Faraday structured waveguides, Faraday structured waveguide modulators, displays, and other waveguide structures and methods cooperatively with the present invention.

저렴하고 균일하며 효율적인 자기 광학 시스템 소자들을 제조하기 위해 본 발명에서 제시되는 광섬유 도파관 제작 기술에 따라, 유닛 비용을 감소시키면서 우수한 가공성, 재현성, 균일성, 그리고 신뢰성을 가질 수 있도록, 외부 영향에 대한 도파관의 복사 영향 성질의 반응성을 개선시키는, 공지 기술에 비해 우월한 장점들을 제공하는 대안의 도파관 기술이 제공된다. According to the optical fiber waveguide fabrication technology presented in the present invention for producing inexpensive, uniform and efficient magneto-optical system elements, the waveguides against external influences can have excellent processability, reproducibility, uniformity and reliability while reducing unit cost. An alternative waveguide technique is provided that provides superior advantages over the known art, which improves the reactivity of the radiative impact property of.

도 1은 본 발명의 선호 실시예의 개략도.1 is a schematic diagram of a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 선호 실시예의 특정 구현에 대한 상세도.FIG. 2 is a detailed view of a particular implementation of the preferred embodiment shown in FIG. 1.

도 3은 도 2에 도시된 최종 실시예의 단부 도면.3 is an end view of the final embodiment shown in FIG.

도 4는 디스플레이 어셈블리에 대한 선호 실시예의 개략적 블록도표.4 is a schematic block diagram of a preferred embodiment for a display assembly.

도 5는 도 4에 도시된 정면 패널의 출력 포트들의 도면.5 is an illustration of the output ports of the front panel shown in FIG.

도 6은 도 2에 도시된 도파관의 일부분에 대한 선호 실시예의 개략도.6 is a schematic diagram of a preferred embodiment of a portion of the waveguide shown in FIG.

도 7은 본 발명의 도파관 프리폼의 선호 실시예를 구성하기 위한, 대표적인 도파관 제작 시스템의 블록도표.7 is a block diagram of an exemplary waveguide fabrication system for constructing a preferred embodiment of the waveguide preform of the present invention.

도 8은 본 발명의 선호 실시예를 구성하기 위한 대표적 섬유 인발 시스템의 개략도.8 is a schematic representation of an exemplary fiber drawing system for constructing a preferred embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 선호 실시예에 따른 횡방향 일체형 변조기 스위치/정션 소자의 개략도.9 is a schematic diagram of a transverse integral modulator switch / junction element in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 10은 도 9에 도시된 횡방향 일체형 변조기 스위치/정션의 일련의 제작 단계들의 개략도.10 is a schematic diagram of a series of fabrication steps of the transverse integral modulator switch / junction shown in FIG.

도 11은 수직 디스플레이 시스템의 개략도.11 is a schematic diagram of a vertical display system.

도 12는 도 11에 도시된 한 스트립의 일부분의 상세도.12 is a detailed view of a portion of one strip shown in FIG.

도 13은 반도체 구조에서 수직 도파관 채널들을 이용하는 수직 솔루션으로 반도체 도파관 디스플레이/프로젝터를 이용하는 디스플레이 시스템의 대안의 선호 실시예 도면.FIG. 13 illustrates an alternative preferred embodiment of a display system using a semiconductor waveguide display / projector as a vertical solution using vertical waveguide channels in a semiconductor structure.

도 14는 "코일폼" 패턴을 차례로 구성하는 2개층(제 1 층 및 제 2 층)을 도시하는 도면.14 shows two layers (first layer and second layer) which in turn constitute a "coilform" pattern.

도 15는 반도체 구조에서 평면형 도파관 채널들을 이용하는 평면형 솔루션으로 반도체 도파관 디스플레이/프로젝터를 구현하는 디스플레이 시스템의 대안의 선호 실시예 도면.FIG. 15 illustrates an alternative preferred embodiment of a display system for implementing a semiconductor waveguide display / projector with a planar solution using planar waveguide channels in a semiconductor structure.

도 16은 수평면으로부터 수직면까지 도파관/인플루언서에 의해 밸브기능을 하는 광을 리디렉션시키는 편향 메커니즘과 조합된, 복사 신호를 전파시키기 위한, 반도체 구조에 일체화된 트랜스포트/인플루언서 시스템(1600)의 단면도.16 illustrates a transport / influencer system 1600 integrated into a semiconductor structure for propagating radiation signals, in combination with a deflection mechanism that redirects light acting by the waveguide / influencer from a horizontal plane to a vertical plane. Section.

도 17은 도 15에 도시된 디스플레이 시스템의 개략도로서, 단일 화소를 생성하는 세개의 서브화소 채널들을 도시하는 도면.FIG. 17 is a schematic diagram of the display system shown in FIG. 15 showing three subpixel channels producing a single pixel. FIG.

도 18은 한 시스템 내 도파관 경로 구조의 부가적 구현을 위한 선호 실시예 도면.18 illustrates a preferred embodiment for additional implementation of waveguide path structure in a system.

도 19는 기판형 도파관 디스플레이 시스템을 이용하는 전자 고글 시스템의 선호 실시예 전면 사시도.19 is a front perspective view of a preferred embodiment of an electronic goggle system using a substrate waveguide display system.

도 20은 도 19에 도시된 전자 고글 시스템의 측면도.20 is a side view of the electronic goggles system shown in FIG. 19.

도 1은 패러데이 구조 도파관 변조기(100)용의 본 발명의 선호 실시예의 개략도이다. 변조기(100)는 광학 트랜스포트(105), 광학 트랜스포트(105)에 연결된 성질 인플루언서(110), 제 1 성질 소자(120), 그리고 제 2 성질 소자(125)를 포함한다. 1 is a schematic diagram of a preferred embodiment of the present invention for a Faraday structure waveguide modulator 100. The modulator 100 includes an optical transport 105, a property influencer 110 connected to the optical transport 105, a first property element 120, and a second property element 125.

트랜스포트(105)는 당 분야에 잘 알려진 광학 도파관 구조들에 기초하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 트랜스포트(105)는 한개의 안내 영역과 한개 이상의 경계 영역(코어와 한개 이상의 클래딩층)을 포함하는 안내 채널을 가진 전용 광섬유(통상적인 광섬유나 PCF)일 수 있다. 또는, 트랜스포트(105)가 한개 이상의 이러한 안내 채널들을 가진 벌크 장치나 기판의 도파관 채널일 수 있다. 종래의 도파관 구조는 인플루언서(110)의 속성과, 영향받을 복사선 성질의 종류에 기초하여 수정된다. The transport 105 may be implemented based on optical waveguide structures well known in the art. For example, the transport 105 may be a dedicated optical fiber (typical optical fiber or PCF) having a guide channel comprising one guide region and one or more boundary regions (core and one or more cladding layers). Alternatively, the transport 105 may be a waveguide channel of a bulk device or substrate having one or more such guide channels. The conventional waveguide structure is modified based on the properties of the influencer 110 and the type of radiation properties to be affected.

인플루언서(110)는 트랜스포트(105)를 통해 전송되는 복사선에 대한, 또는 트랜스포트(105)에 대한 성질 영향을 표현하는 구조이다. 여러 다른 종류의 복사선 성질들이 영향받을 수 있고, 여러 경우에, 임의의 주어진 성질에 영향을 미치기 위해 사용되는 특정 구조가 구현예마다 달라질 수 있다. 선호 실시예에서, 회전의 출력 진폭을 제어하는 데 사용될 수 있는 성질들이 요망하는 영향 성질에 해당한다. 예를 들어, 복사 편광각은 영향받을 수 있는 한가지 성질이며, 복사선의 통과 진폭을 제어하는 데 사용될 수 있는 성질이다. 고정 편광자같은 또다른 소자의 이용은, 편광자의 전파축에 대한 복사선의 편광각에 기초하여 복사선 진폭을 제어할 것이다. 편광각 제어는 본 예에서 전파 복사선을 변경시킨다. The influencer 110 is a structure that expresses a property effect on the radiation transmitted to or from the transport 105. Many different kinds of radiation properties can be affected, and in many cases, the specific structure used to affect any given property can vary from implementation to implementation. In a preferred embodiment, the properties that can be used to control the output amplitude of the rotation correspond to the desired influence properties. For example, the radiation polarization angle is one property that can be affected and one that can be used to control the pass amplitude of radiation. The use of another device, such as a fixed polarizer, will control the radiation amplitude based on the polarization angle of the radiation with respect to the propagation axis of the polarizer. The polarization angle control in this example changes the propagation radiation.

그러나, 다른 종류의 성질도 물론 영향받을 수 있으며, 출력 진폭을 제어하는 데 사용될 수 있다. 일반적으로, 이 성질의 속성과, 이 성질에 대한 영향의 종류 및 정도에 기초하여, 출력 진폭을 제어하는 데 변조기(100)와 함께 다른 소자들이 사용된다. 일부 실시예에서, 출력 진폭과는 다른 복사선의 또다른 특성이 바람직하게 제어될 수 있다. 이에 따르면, 식별된 성질과는 다른 복사선 성질이 제어되어야 하며, 요망 속성에 대한 요망 제어를 구현하기 위해 성질들이 서로 다르게 제어되어야 할 필요가 있다. However, other kinds of properties can of course be affected and used to control the output amplitude. In general, other elements are used in conjunction with the modulator 100 to control the output amplitude based on the nature of this property and the type and extent of effect on this property. In some embodiments, other properties of radiation other than the output amplitude may be preferably controlled. According to this, radiation properties different from the identified properties need to be controlled, and properties need to be controlled differently in order to implement desired control over the desired properties.

패러데이 효과는 트랜스포트(105) 내에서 편광 제어를 구현하는 한가지 방법의 한 예에 불과하다. 패러데이 편광 회전 영향을 위한 인플루언서(110)의 선호되는 실시예는 트랜스포트(105)에 인접하게 또는 일체형으로 나타나는 가변 및 고정 자기장의 조합을 이용한다. 이러한 자기장은 다음과 같이 바람직하게 발생된다. 즉, 제어되는 자기장은 트랜스포트(105)를 통해 전송되는 복사선의 전파 방향에 평행하게 배향된다. 트랜스포트에 대해 자기장의 방향 및 크기를 적절하게 제어함으로서, 복사 편광각에 대해 요망 수준의 영향을 얻을 수 있다.The Faraday effect is just one example of one method of implementing polarization control within the transport 105. A preferred embodiment of the influencer 110 for the Faraday polarization rotational effect utilizes a combination of variable and fixed magnetic fields that appear adjacent to or integrally with the transport 105. This magnetic field is preferably generated as follows. That is, the controlled 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 level of influence on the radiation polarization angle can be obtained.

본 특정 예에서, 트랜스포트(105)가 인플루언서(110)에 의해 선택된 성질의 영향능력을 개선 및 최대화시키도록 구성되는 것이 바람직하다. 패러데이 효과를 이용한 편광 회전 성질의 경우, 트랜스포트(105)가 도핑되고, 형성되며, 처리되어, 버데트 상수를 증가/최대화시킨다. 버데트 상수가 클수록, 인플루언서(110)가 주어진 필드 길이 및 트랜스포트 길이에서 편광 회전각에 영향을 미치는 것이 용이하다. 선호 실시예에서, 버데트 상수에 관한 작업이 주작업이며, 트랜스포트(105)의 도파관에 관한 다른 특성/속성/특징들은 보조 작업에 해당한다. 선호 실시예에서, 인플루언서(110)는 도파관 제작 공정(가령, 프리폼 제작이나 인발 과정)을 통해 트랜스포트(105)와 일체형으로 구성되거나 "강하게" 상관된다. In this particular example, it is preferred that the transport 105 is configured to improve and maximize the ability of the properties selected by the influencer 110. In the case of polarization rotational properties using the Faraday effect, the transport 105 is doped, formed, and processed to increase / maximize the Verdt constant. The greater the Verdet constant, the easier it is for the influencer 110 to affect the polarization rotation angle at a given field length and transport length. In a preferred embodiment, the work on the Berdett constant is the main work, and other properties / properties / characteristics on the waveguide of the transport 105 correspond to the auxiliary work. In a preferred embodiment, the influencer 110 is integrally constructed or "strongly" correlated with the transport 105 via a waveguide fabrication process (eg, preform fabrication or drawing process).

소자(120)와 소자(125)는 인플루언서(110)에 의해 영향받을 요망 복사선 성질에 대한 선택/필터링/동작을 위한 성질 소자들이다. 소자(120)는 적정 성질을 위한 요망 상태를 가진 입력 복사선의 파동 컴포넌트를 통과시키기 위해 게이팅 소자로 사용되는 필터일 수 있다. 또는, 입사 복사선의 한개 이상의 파동 컴포넌트를 적정 성질을 위한 요망 상태로 순응하게 하는 처리 소자일 수 있다. 소자(120)로부터 게이팅된/처리된 파동 컴포넌트들이 광학 트랜스포트(105)에 제공되고, 성질 인플루언서(110)가 이동하는 파동 컴포넌트에 앞서와 같이 영향을 미친다. Devices 120 and 125 are property devices for the selection / filtering / operation of the desired radiation property to be affected by the influencer 110. Element 120 may be a filter used as a gating element to pass wave components of input radiation having a desired state for proper properties. Alternatively, it may be a processing element that adapts one or more wave components of incident radiation to a desired state for proper properties. Wave components gated / processed from the device 120 are provided to the optical transport 105 and affect the wave component to which the influencer 110 moves.

소자(125)는 소자(120)에 대해 협력적 구조를 가지며, 영향받은 파동 컴포넌 트에 대해 동작한다. 소자(125)는 WAVE_OUT을 통과시키는 구조이며, 파동 컴포넌트의 성질 상태에 기초하여 WAVE_OUT의 진폭을 제어하는 구조이다. 이러한 제어의 속성 및 특이사항은, 영향받은 성질과, 소자(120)로부터의 성질 상태, 그리고 초기 상태가 인플루언서(110)에 의해 어떻게 영향받았는 지에 관한 세부사항에 관련된다. Element 125 has a cooperative structure for element 120 and operates on the affected wave component. The element 125 is a structure that passes the WAVE_OUT and controls the amplitude of the WAVE_OUT based on the property state of the wave component. The nature and specificities of this control relate to the details of how the affected properties, the property state from the device 120, and how the initial state was affected by the influencer 110.

예를 들어, 영향받는 성질이 파동 컴포넌트의 편광 성질/편광 회전각일 경우, 소자(120)와 소자(125)는 편광 필터일 수 있다. 소자(120)는 우측 원형 편광같은, 파동 컴포넌트에 대한 특정 종류의 편광을 선택한다. 인플루언서(110)는 트랜스포트(105)를 통과함에 따라 복사선의 편광 회전각을 제어한다. 소자(125)는 소자(125)의 투과각에 대한 최종 편광 회전각에 기초하여 영향받는 파동 컴포넌트를 필터링시킨다. 다시 말해서, 영향받은 파동 컴포넌트의 편광 회전각이 소자(125)의 투과각과 일치할 경우, WAVE_OUT은 높은 진폭을 가진다. 영향받은 파동 컴포넌트의 편광 회전각이 소자(125)의 투과각과 교차할 경우, WAVE_OUT은 낮은 진폭을 가진다. 본 내용에서 언급한 "교차"란, 종래의 편광 필터에 대한 투과축에 대해 90도만큼 오정렬된 회전각을 의미한다. For example, when the affected property is the polarization property / polarization rotation angle of the wave component, device 120 and device 125 may be polarization filters. Element 120 selects a particular kind of polarization for the wave component, such as right circular polarization. The influencer 110 controls the polarization rotation angle of the radiation as it passes through the transport 105. The device 125 filters the affected wave components based on the final polarization rotation angle relative to the transmission angle of the device 125. In other words, when the polarization rotation angle of the affected wave component coincides with the transmission angle of element 125, WAVE_OUT has a high amplitude. WAVE_OUT has a low amplitude when the polarization rotation angle of the affected wave component intersects the transmission angle of element 125. As used herein, "crossing" means a rotational angle misaligned by 90 degrees with respect to the transmission axis for a conventional polarizing filter.

더우기, 소자(120)와 소자(125)의 상대적 방위각을 구축하여, WAVE_OUT의 최대 진폭, WAVE_OUT의 최소 진폭, 또는 그 사이의 소정의 값을 디폴트 컨디션에서 얻을 수 있도록 하는 것이 가능하다. 디폴트 컨디션은 인플루언서(110)로부터 영향받지 않은 출력 진폭의 크기를 의미한다. 예를 들어, 소자(120)의 투과축에 대해 90도 관계로 소자(125)의 투과축을 설정함으로서, 디폴트 컨디션은 선호 실시예의 최소 진폭이 될 것이다. In addition, it is possible to establish a relative azimuth between the device 120 and the device 125 so that the maximum amplitude of WAVE_OUT, the minimum amplitude of WAVE_OUT, or a predetermined value therebetween can be obtained in the default condition. The default condition means the magnitude of the output amplitude unaffected by the influencer 110. For example, by setting the transmission axis of element 125 in a 90 degree relationship to the transmission axis of element 120, the default condition will be the minimum amplitude of the preferred embodiment.

소자(120)와 소자(125)가 개별적인 컴포넌트일 수 있으며, 또는, 두 구조 중 한가지 이상이 트랜스포트(105)에 일체형으로 구성될 수도 있다. 일부 경우에, 소자들이 선호 실시예에서처럼 트랜스포트(105)의 입력 및 출력에 국부적으로 위치할 수도 있지만, 다른 실시예에서는 이 소자들이 트랜스포트(105)의 특정 영역에 분포하거나 트랜스포트(105) 전체에 분포될 수도 있다. Device 120 and device 125 may be separate components, or one or more of the two structures may be integral to transport 105. In some cases, the elements may be located locally at the input and output of the transport 105 as in the preferred embodiment, while in other embodiments these elements may be distributed over a particular area of the transport 105 or the transport 105 may be located. It may be distributed throughout.

동작 시에, 소자(120)에 복사선(WAVE_IN)이 입사되고, 적절한 성질(가령, 우측 원형 편광(RCP) 회전 컴포넌트)이 게이팅되고 처리되어 RCP 파동 컴포넌트를 트랜스포트(105)까지 전달한다. 트랜스포트(105)는 RCP 파동 컴포넌트를 통과시켜서 소자(125)와 상호작용하게 하고, 결국 파동 컴포넌트(WAVE_OUT)가 출력된다. 입사 WAVE_IN은 편광 성질에 대해 여러개의 수직 상태(가령, 우측 원형 편광(RCP)와 좌측 원형 편광(LCP))을 가진다. 소자(120)는 편광 회전 성질에 대한 특정 상태를 생성한다(가령, 수직 상태들 중 하나를 통과시키고 나머지들을 차단시켜 한 상태만이 통과하게 된다). 인플루언서(110)는 제어 신호에 따라, 통과하는 파동 컴포넌트의 특정 편광 회전에 영향을 미치며, 제어 신호에 의해 명시된 대로 이를 변화시킬 수 있다. 인플루언서(110)는 90도 범위만큼 편광 회전 성질에 영향을 미칠 수 있다. 소자(125)는 그후 파동 컴포넌트와 상호작용하여, 파동 컴포넌트 편광 회전이 소자(125)의 투과축과 일치할 때 최대값으로부터, 그리고 파동 컴포넌트 편광이 투과축과 교차될 때 최소값으로부터 변조될 WAVE_IN의 복사선 진폭을 구현한다. 소자(120)를 이용함으로서, WAVE_OUT의 진폭은 최대 수준에서 소멸 수준까지 변할 수 있다.In operation, radiation WAVE_IN is incident on element 120, and appropriate properties (eg, right circularly polarized light (RCP) rotating components) are gated and processed to deliver RCP wave components to transport 105. The transport 105 allows the RCP wave component to pass through to interact with the device 125, resulting in the wave component WAVE_OUT being output. Incident WAVE_IN has several perpendicular states to the polarization properties (eg right circularly polarized light (RCP) and left circularly polarized light (LCP)). The device 120 creates a specific state for the polarization rotational properties (eg only one state passes through one of the vertical states and blocks the others). The influencer 110 influences the specific polarization rotation of the passing wave component, depending on the control signal, and can change it as specified by the control signal. Influencer 110 may affect polarization rotational properties by a 90 degree range. The element 125 then interacts with the wave component such that the wave component polarization rotation is modulated from the maximum when the wave component polarization coincides with the transmission axis of the element 125 and from the minimum value when the wave component polarization intersects the transmission axis. Implement radiation amplitude. By using element 120, the amplitude of WAVE_OUT can vary from the maximum level to the extinction level.

도 2는 도 1에 도시된 선호 실시예의 특정 구현의 상세도이다. 이 구현은 설명을 단순화시키도록 의도된 것으로서, 본 예에 제한되어서는 안될 것이다. 도 1에 도시된 패러데이 구조의 도파관 변조기(100)가 도 2에 도시되는 패러데이 광학 변조기(200)이다. FIG. 2 is a detailed view of a particular implementation of the preferred embodiment shown in FIG. 1. This implementation is intended to simplify the description and should not be limited to this example. The waveguide modulator 100 of the Faraday structure shown in FIG. 1 is a Faraday optical modulator 200 shown in FIG. 2.

변조기(200)는 코어(205), 제 1 클래딩층(210), 제 2 클래딩층(215), 코일이나 코일폼(220), 입력 소자(235), 그리고 출력 소자(240)를 포함한다. 코일(220)은 제 1 제어 노드(225)와 제 2 제어 노드(230)를 가진다. 도 3은 소자(235)와 소자(240) 사이에서 취한 도 2에 도시되는 선호 실시예의 단면도다. The modulator 200 includes a core 205, a first cladding layer 210, a second cladding layer 215, a coil or coil form 220, an input element 235, and an output element 240. Coil 220 has a first control node 225 and a second control node 230. 3 is a cross-sectional view of the preferred embodiment shown in FIG. 2 taken between device 235 and device 240.

코어(205)는 표준 섬유 제작 기술에 의해 부가되는 다음의 도펀트들 중 한가지 이상을 지닐 수 있다. 가령, 진공 증착 방법에 대한 변형을 들 수 있는 데, a) 칼라 다이 도펀트(color dye dopant)(변조기(200)를 효과적으로 조명원 시스템으로부터의 칼라 필터화함), 그리고 b) YIG/Bi-YIG 또는 Tb, 또는 TGG 또는 그외 다른 도펀트같은 광학적 활성 도펀트(자기장 존재 하에 효율적 패러데이 회전을 구현하기 위해 코어(205)의 버데트 상수를 증가시킴)을 지닐 수 있다. 제작 중 섬유를 가열하거나 섬유에 응력을 가하는 것은, 코어(205)에 구멍이나 불규칙성을 부가하여, 버데트 상수를 추가적으로 증가시키거나 비선형 효과를 구현한다. Core 205 may have one or more of the following dopants added by standard fiber fabrication techniques. For example, a modification to the vacuum deposition method may be a) a color dye dopant (effectively filtering the modulator 200 from a light source system), and b) YIG / Bi-YIG or Optically active dopants such as Tb, or TGG or other dopants (increasing the Verdet constant of core 205 to achieve efficient Faraday rotation in the presence of a magnetic field). Heating or stressing the fibers during fabrication adds holes or irregularities to the core 205 to further increase the Verdet constant or to implement nonlinear effects.

상당수의 실리카 광섬유가 실리카 퍼센티지에 비해 높은 수준의 도펀트들로 제작된다(50% 함량의 도펀트까지도 가능하다). 다른 종류의 섬유에서 실리카 구조의 현재의 도펀트 농도는 수십 미크론 거리에서 90도의 패러데이 회전을 구현한다. 종래의 섬유 제작자들은 도펀트 농도 증가(가령, JDS Uniphase 사에서 상용화한 섬유)와 도펀트 프로파일 제어(가령, Corning Incorporated 사에서 상용화한 섬유)에 있어서 개선점을 계속하여 구현하고 있다. 코어(205)는 충분히 높은 그리고 제어된 농도의 광학적 활성 도펀트들을 얻어, 미크론 스케일 거리에서 저출력으로 신속한 회전을 제공하고, 이 출력/거리 값은 계속하여 감소하고 있다. Many silica fibers are fabricated with higher levels of dopants compared to silica percentages (even 50% dopants are possible). Current dopant concentrations of silica structures in other types of fibers produce Faraday rotations of 90 degrees at tens of microns. Conventional fiber manufacturers continue to implement improvements in increasing dopant concentrations (eg, fibers commercialized by JDS Uniphase) and dopant profile control (eg, fibers commercialized by Corning Incorporated). Core 205 obtains sufficiently high and controlled concentrations of optically active dopants to provide rapid rotation at low power at micron scale distances, and this power / distance value continues to decrease.

제 1 클래딩층(210)은 강자성 다닐 분자 자석으로 도핑되며, 이 자석들은 강한 자기장에 노출되었을 때 영구적으로 자화된다. 제 1 클래딩층(210)의 자화는 코어(205)나 프리폼에 부가되기 전에 또는 변조기(200)가 인발되기 전에, 구현될 수 있다. 이러한 과정 중, 프리폼이나 인발된 섬유가 코어(205)의 투과축으로부터 90도 벗어난 강한 영구 자석 자기장을 통과한다. 선호 실시예에서, 이러한 자화는 섬유 인발 장치의 한 소자로 배치되는 전기-자기 소자에 의해 구현된다. 광학적으로 활성인 코어(205)의 자기 도메인을 포화시키는 (영구 자석 성질을 가진) 제 1 클래딩층(210)이 제공되지만, 이 클래딩층(210)은 섬유(200)를 통과하는 복사선의 회전각을 변화시키지 않는다. 왜냐하면, 층(210)으로부터의 자기장의 방향이 전파방향에 수직이기 때문이다. 관련 출원에서는 결정질 구조에서 비-최적화 핵들의 분쇄에 의해, 도핑된 강자성 클래딩의 방위각을 최적화시키는 방법을 제시한다. The first cladding layer 210 is doped with ferromagnetic daryl molecular magnets, which are permanently magnetized when exposed to strong magnetic fields. Magnetization of the first cladding layer 210 may be implemented before it is added to the core 205 or preform or before the modulator 200 is drawn. During this process, preforms or drawn fibers pass through a strong permanent magnet magnetic field 90 degrees away from the transmission axis of the core 205. In a preferred embodiment, this magnetization is implemented by electro-magnetic elements arranged in one element of the fiber drawing device. A first cladding layer 210 (with permanent magnet properties) is provided that saturates the magnetic domain of the optically active core 205, but the cladding layer 210 provides a rotation angle of the radiation passing through the fiber 200. Does not change. This is because the direction of the magnetic field from the layer 210 is perpendicular to the propagation direction. The related application proposes a method for optimizing the azimuth of the doped ferromagnetic cladding by milling non-optimized nuclei in the crystalline structure.

비교적 고온에서 자화될 수 있는 단일 분자 자석(SMM)이 발견되었기 때문에, SMM을 도펀트로 이용하는 것이 바람직하다. SMM을 이용함으로서, 우수한 도핑 농도와 도펀트 프로파일 제어를 구현할 수 있다. 상용화된 단일 분자 자석 및 그 방법의 예는 미국, 콜로라도 주 Denver에 소재한 ZettaCore, Inc. 사에서 상용화한 기 술을 들 수 있다. Since single molecule magnets (SMMs) have been found that can be magnetized at relatively high temperatures, it is desirable to use SMMs as dopants. By using SMM, excellent doping concentration and dopant profile control can be realized. Examples of commercially available single molecule magnets and methods thereof are described by ZettaCore, Inc., Denver, Colorado. The technology commercialized by the company can be mentioned.

제 2 클래딩층(215)은 페리/강자성 물질로 도핑되며, 적절한 히스테리시스 곡선을 가진다. 선호 실시예는 필수적인 자기장을 발생시킬 때 폭넓으면서도 평탄한 짧은 곡선을 이용한다. 제 2 클래딩층(215)이 인접 자계 발생 소자(가령, 코일(220))에 의해 발생되는 자기장에 의해 포화되었을 때(상기 자계 발생 소자는 스위칭 매트릭스 구동 회로(도시되지 않음)같은 컨트롤러로부터의 신호(가령, 제어 펄스)에 의해 구동됨), 제 2 클래딩층(215)은 변조기(200)에 대해 요망되는 회전 정도에 적합한 자화 수준에 신속하게 도달한다. 더우기, 제 2 클래딩층(215)은 차후 펄스가 자화 레벨을 증가시키거나(동일 방향 전류), 리프레시하거나(전류가 없거나 +/- 유지 전류), 자화 레벨을 감소시킬 때(반대방향 전류)까지 그 레벨 근처에서 자화 상태를 유지한다. 도핑된 제 2 클래딩층(215)의 이러한 잔여 플럭스는 인플루언서(110)에 의한 자기장의 일정 공급없이도 시간에 따라 적절한 회전 수준을 유지한다. The second cladding layer 215 is doped with a ferri / ferromagnetic material and has an appropriate hysteresis curve. Preferred embodiments use short, broad and flat curves when generating the necessary magnetic fields. When the second cladding layer 215 is saturated by a magnetic field generated by an adjacent field generating element (e.g., coil 220) (the field generating element is a signal from a controller, such as a switching matrix drive circuit (not shown)). (Eg driven by a control pulse), the second cladding layer 215 quickly reaches a magnetization level suitable for the degree of rotation desired for the modulator 200. Furthermore, the second cladding layer 215 may be used until subsequent pulses increase the magnetization level (same direction current), refresh (no current or +/- holding current), or decrease the magnetization level (counter current). Maintain magnetization near that level. This residual flux of the doped second cladding layer 215 maintains an appropriate level of rotation over time without a constant supply of magnetic field by the influencer 110.

도핑된 페리/강자성 물질의 적정 수정/최적화는 적정 공정 단계에서 클래딩의 이온 충돌에 의해 추가적으로 영향받을 수 있다. 프랑스 파리에 소재한 Alcatel 사의 미국특허 6,103,010 호, "Method of Depositing a Ferromagnetic Film on a Waveguide And a Magneto-Optic Component Comprising a Thin Ferromagnetic Film Deposited by the Method"를 참조할 수 있다. 이 문헌에서는 도파관에 기상 증착 방법에 의해 증착되는 강자성 박막이, 선호되는 결정질 구조에서 정렬되지 않은 핵들을 분쇄하는 입사각으로의 이온 빔과 충돌한다. 결정질 구조의 변형은 당 분야에 잘 알려진 방법이며, 제작된 섬유나 도핑된 프리폼 물질의 형태로 도핑된 실리카 클래딩에 이용될 수 있다. '010 특허는 본원에서 참고로 인용된다. Proper modification / optimization of the doped ferri / ferromagnetic material may be further affected by ion bombardment of the cladding in the appropriate process step. See US Patent 6,103,010, "Method of Depositing a Ferromagnetic Film on a Waveguide And a Magneto-Optic Component Comprising a Thin Ferromagnetic Film Deposited by the Method," by Alcatel, Paris, France. In this document, a ferromagnetic thin film deposited by a vapor deposition method on a waveguide collides with an ion beam at an angle of incidence that breaks up unaligned nuclei in a preferred crystalline structure. Modification of the crystalline structure is well known in the art and can be used for doped silica cladding in the form of fabrics or doped preform materials. The '010 patent is incorporated herein by reference.

제 1 클래딩층(210)과 유사하게, 비교적 고온에서 자화될 수 있는 적절한 단일 분자 자석(SMM)이 제 2 클래딩층(215)을 위한 도펀트로 바람직하다(우수한 도핑 농도를 제공할 수 있다). Similar to the first cladding layer 210, a suitable single molecule magnet (SMM) that can be magnetized at relatively high temperatures is preferred as a dopant for the second cladding layer 215 (can provide a good doping concentration).

선호 실시예의 코일(220)은 초기 자기장을 발생시키기 위해 섬유(200)에 일체형으로 제작된다. 코일(220)로부터의 이 자기장은 코어(205)를 통과하는 복사선의 편광 각을 회전시키고, 제 2 클래딩층(215)에서 페리/강자성 도펀트를 자화시킨다. 이 자기장들의 조합은 요망 주기(섬유들의 매트릭스가 집합적으로 디스플레이를 형성할 때 비디오 프레임의 시간)동안 요망 회전각을 유지한다. 본원 설명을 위해, "코일폼"은 다수의 전도성 세그먼트들의 섬유축에 대해 직각으로 그리고 서로에 대해 평행하게 배치되는 점에서 코일의 구조와 유사하게 규정된다. 재료 성능이 개선됨에 따라, 즉, 높은 버데트 상수를 가진 도펀트를 이용하여 도핑된 코어의 유효 버데트 상수가 증가함에 따라, 섬유 소자를 둘러싸는 코일이나 코일폼에 대한 필요성이 감소하거나 제거되며, 더 간단한 단일 밴드나 가우시안 실린더 구조가 실용적일 것이다. 이 구조들은, 코일폼의 기능을 수행할 때, 코일폼의 정의 내에 포함된다. The coil 220 of the preferred embodiment is fabricated integrally with the fiber 200 to generate an initial magnetic field. This magnetic field from the coil 220 rotates the polarization angle of the radiation passing through the core 205 and magnetizes the ferry / ferromagnetic dopant in the second cladding layer 215. The combination of these magnetic fields maintains the desired rotation angle for the desired period (the time of the video frame when the matrix of fibers collectively forms the display). For the purposes of the present description, a "coilform" is defined similar to the structure of a coil in that it is disposed perpendicular to the fiber axis of the plurality of conductive segments and parallel to each other. As the material performance improves, that is, as the effective Verdet constant of the doped core is increased using a dopant with a high Verdet constant, the need for coils or coilforms surrounding the fiber element is reduced or eliminated, Simpler single band or Gaussian cylinder structures would be practical. These structures are included in the definition of the coilform when performing the function of the coilform.

패러데이 효과를 명시하는 방정식의 변수(자기장 강도, 자기장이 공급되는 거리, 그리고 회전 매질의 버데트 상수)들을 고려할 때, 변조기(200)를 이용하는 구조, 컴포넌트, 그리고 장치들은 강하지 않은 자기장을 생성하는 물질로 형성된 코일이나 코일폼을 보상할 수 있다. 보상은 변조기(200)를 길게함으로서, 또는, 유효 버데트 상수를 추가적으로 증가시킴으로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현에에서, 코일(220)은 금속 와이어보다 덜 효율적인 전도성 폴리머인 전도성 물질을 이용한다. 또다른 구현예에서, 코일(220)은 좀 더 효율적인 물질로 사용되는 대신에, 넓은 폭, 적은 수의 권선을 이용한다. 또다른 사례의 경우에, 코일(220)이 편리한 공정에 의해 제작되지만 덜 효율적인 동작을 가진 코일(220)을 생성할 경우, 적절한 전체 동작 성능을 얻기 위해 필요에 따라 다른 매개변수들이 보상을 행할 수 있다.Given the variables of the equation that specify the Faraday effect (magnetic field strength, distance supplied by the magnetic field, and Verdet's constant of the rotating medium), structures, components, and devices that use the modulator 200 are materials that produce a non-strong magnetic field. It can compensate for the formed coil or coil form. Compensation can be implemented by lengthening the modulator 200, or by further increasing the effective Verdet constant. For example, in some implementations, coil 220 utilizes a conductive material that is a conductive polymer that is less efficient than metal wires. In another embodiment, the coil 220 uses a wider width, fewer windings, instead of being used as a more efficient material. In another case, if the coil 220 is produced by a convenient process but produces a coil 220 with less efficient operation, other parameters may compensate as needed to obtain adequate overall operating performance. have.

섬유 길이, 코어의 버데트 상수, 그리고 자계 발생 소자의 피크 자계 출력 및 효율과 같은 설계 매개변수들 간에는 절충이 가능하다. 이러한 절충을 고려할 때, 일체형으로 형성되는 코일폼에는 네가지 선호되는 실시예가 나타난다. 즉, 1) 코일/코일폼 구현을 위한 트위스트 섬유, 2) 다층 권선 구현을 위해 전도성 패턴으로 인쇄된 박막으로 에피택시 방식에 의해 둘러싸인 섬유, 3) 코일/코일폼 제작을 위해 섬유에 딥-펜 나노리소그래피에 의해 인쇄 구현, 4) 코팅된/도핑된 글래스 섬유, 또는 금속으로 코팅되거나 코팅되지 않은 전도성 폴리머, 또는 금속 와이어로 감긴 코일/코일폼이 네가지 실시예에 해당한다. There is a trade-off between design parameters such as fiber length, core verst constant, and peak magnetic field output and efficiency of the magnetic field generating device. In view of such a compromise, four preferred embodiments appear in the integrally formed coilform. That is, 1) twisted fiber for coil / coil foam implementation, 2) thin film printed with conductive pattern for multi-layer winding implementation, fiber surrounded by epitaxy method, 3) dip-pen on fiber for coil / coil foam fabrication Print implementation by nanolithography, 4) coated / doped glass fibers, conductive polymers coated or uncoated with metal, or coils / coilforms wound with metal wires fall into four examples.

노드(225)와 노드(230)는 코어(205), 클래딩층(215), 그리고 코일(220)에서 필수 자기장의 발생을 유도하기 위한 신호를 수신한다. 이 신호는 간단한 실시예에서, 적정 크기 및 시간구간을 가진 DC 신호로서, 요망 자기장을 생성하여 변조기(200)를 통해 전파되는 WAVE_IN 복사선의 편광각을 회전시키기 위한 DC 신호이 다. 변조기(200)가 사용될 때 컨트롤러(도시되지 않음)가 이 제어 신호를 제공할 수 있다. Nodes 225 and 230 receive signals to induce the generation of the necessary magnetic fields in the core 205, the cladding layer 215, and the coil 220. This signal, in a simple embodiment, is a DC signal with an appropriate magnitude and time interval, which is a DC signal for generating a desired magnetic field to rotate the polarization angle of the WAVE_IN radiation propagating through the modulator 200. A controller (not shown) can provide this control signal when modulator 200 is used.

입력 소자(235)와 출력 소자(240)는 선호 실시예에서 편광 필터로서, 개별적인 컴포넌트로, 또는 코어(205)에 일체형으로 제공된다. 편광자로서 입력 소자(235)는 여러 종류의 방식으로 구현될 수 있다. 코어(205)에 단일 편광 종류(원형 또는 선형)의 광을 통과시키는 다양한 편광 메커니즘이 사용될 수 있다. 선호 실시예는 코어(205)의 입력단에 에피택시 방식으로 증착되는 박막을 이용한다. 대안의 선호 실시예는 코어(205)나 클래딩층의 실리카에 대한 편광 필터링을 구현하기 위해 도파관(200)에 사용화된 나노스케일 마이크로구조형성 기술을 이용한다. 한개 이상의 광원으로부터 광의 효율적 입력을 위한 일부 구현예에서, 선호되는 조명 시스템은 "잘못된" 초기 편광의 광을 반복적으로 반사시킬 수 있도록 공동을 포함할 수 있다. 따라서, 모든 광이 결국 허가된 또는 "올바른" 편광을 가지게 된다. 부가적으로, 조명원으로부터 변조기(200)까지 거리에 따라, 편광 유지 도파관이 이용될 수 있다. Input element 235 and output element 240 are provided in a preferred embodiment as a polarizing filter, as separate components, or integrally with core 205. The input element 235 as a polarizer can be implemented in a variety of ways. Various polarization mechanisms may be used to pass light of a single polarization type (circular or linear) to the core 205. The preferred embodiment uses a thin film deposited epitaxially at the input of the core 205. An alternative preferred embodiment utilizes nanoscale microstructure formation techniques used in waveguide 200 to implement polarization filtering for silica in core 205 or cladding layers. In some implementations for the efficient input of light from one or more light sources, the preferred illumination system can include a cavity to repeatedly reflect light of "wrong" initial polarization. Thus, all light eventually has a licensed or "correct" polarization. Additionally, depending on the distance from the illumination source to the modulator 200, polarization maintaining waveguides may be used.

선호 실시예의 출력 소자(240)는 디폴트 "오프" 변조기(200)에 대해 입력 소자(235)의 방위각으로부터 90도 벗어난 "편광 필터" 소자이다. 일부 실시예에서, 디폴트는 입력 및 출력 소자들의 축을 정렬시킴으로서 "온"으로 만들어질 수 있다. 마찬가지로, 인플루언서로부터의 적절한 제어와 입력 및 출력 소자들의 적절한 관계에 의해 50% 진폭같은 다른 디폴트들이 구현될 수 있다. 소자(240)는 코어(205)의 출력단에 에피택시 방식으로 증착되는 박막인 것이 바람직하다. 입력 소자(235) 와 출력 소자(240)는 다른 편광 필터/제어 시스템을 이용하여 본원에서 소개된 구성과는 다르게 구성될 수도 있다. 영향받을 복사 성질이 복사 편광각과는 다른 성질(가령, 위상이나 주파수)을 포함할 때, 인플루언서에 따라 WAVE_OUT의 진폭을 변조하기 위해 상술한 바와 같이 요망 성질을 적절하게 게이팅/처리/필터링하는 데 다른 입력 및 출력 기능들이 사용된다. The output element 240 of the preferred embodiment is a "polarization filter" element 90 degrees away from the azimuth of the input element 235 with respect to the default "off" modulator 200. In some embodiments, the default can be made "on" by aligning the axes of the input and output elements. Likewise, other defaults, such as 50% amplitude, can be implemented by proper control from the influencer and proper relationship of input and output elements. The device 240 is preferably a thin film deposited epitaxially at the output terminal of the core 205. The input element 235 and the output element 240 may be configured differently from the configurations introduced herein using other polarization filter / control systems. When the radiation properties to be affected include properties different from the radiation polarization angle (eg, phase or frequency), appropriate gating / processing / filtering of the desired properties as described above to modulate the amplitude of WAVE_OUT according to the influencer. Other input and output functions are used.

도 4는 디스플레이 어셈블리(400)의 선호 실시예에 대한 개략도이다. 어셈블리(400)는 도 2에 도시되는 바와 같이 도파관 변조기(200ij)에 의해 각기 발생되는 다수의 화소들의 집합체를 포함한다. 변조기(200ij)의 각 인플루언서를 제어하기 위한 제어 신호들이 컨트롤러(200ij)에 의해 제공된다. 복사원(410)은 변조기(200ij)에 의해 입력/제어를 위한 복사선을 제공하며, 프론트 패널은 변조기(200ij)를 요망 패턴으로 배열하거나 한개 이상의 화소들의 사후-출력 처리를 제공하는 데 사용될 수 있다. 4 is a schematic diagram of a preferred embodiment of the display assembly 400. Assembly 400 includes a collection of multiple pixels, each generated by waveguide modulator 200ij, as shown in FIG. Control signals for controlling each influencer of the modulator 200ij are provided by the controller 200ij. The radiation source 410 provides radiation for input / control by the modulator 200ij, and the front panel can be used to arrange the modulator 200ij in a desired pattern or to provide post-output processing of one or more pixels. .

복사원(410)은 단일형 백색광원일 수도 있고, 개별적인 RGB/CMY 튜닝 광원일 수 있다. 복사원(410)은 변조기(200ij)의 입력단으로부터 이격되어 위치할 수도 있고, 이 입력단에 인접하게 배치될 수도 있고, 변조기(200ij)에 일체형으로 구성될 수도 있다. 일부 구현예에서 단일 복사원이 사용되지만, 또다른 실시예에서는 다수개의 복사원이 사용될 수도 있다(일부 경우에는 변조기(200ij) 당 한개의 복사원이 사용된다).The radiation source 410 may be a single white light source or may be a separate RGB / CMY tuning light source. The radiation source 410 may be spaced apart from the input terminal of the modulator 200ij, may be disposed adjacent to the input terminal, or may be integrally formed with the modulator 200ij. In some embodiments a single radiation source is used, while in other embodiments multiple radiation sources may be used (in some cases one radiation source per modulator 200ij).

상술한 바와 같이, 변조기(200ij)의 광학 트랜스포트의 선호 실시예는 전용 광섬유 형태의 광 채널들을 포함한다. 그러나 반도체 도파관, 도파 구멍, 또는 그 외 다른 광학 도파 채널(가령, 물질을 통해 깊이있게 형성되는 채널이나 영역)이 본 발명의 범위 내에 포함된다. 이 도파 소자들은 디스플레이의 기본적 이미징 구조이며, 진폭 변조 메커니즘과 칼라 선택 메커니즘을 일체형으로 포함한다. FPD 구현의 선호 실시예에서, 각 광 채널들의 길이는 수십 미크론 수준인 것이 바람직하다. 하지만 다른 길이일 수도 있다.As mentioned above, a preferred embodiment of the optical transport of the modulator 200ij includes optical channels in the form of dedicated optical fibers. However, semiconductor waveguides, waveguides, or other optical waveguide channels (eg, channels or regions deeply formed through the material) are included within the scope of the present invention. These waveguides are the basic imaging structure of the display and incorporate an amplitude modulation mechanism and a color selection mechanism. In a preferred embodiment of the FPD implementation, the length of each optical channel is preferably on the order of tens of microns. But it could be another length.

선호 실시예의 한 특징에 따르면, 광학 트랜스포트의 길이는 짧으며, 유효 버데트 값이 증가하거나 자기장 강도가 증가함에 따라 계속하여 짧아질 수 있다. 디스플레이의 실제 깊이는 채널 길이의 함수일 것이며, 하지만, 광학 트랜스포트가 도파관이기 때문에, 소스로부터 출력까지 경로가 선형일 필요는 없다. 다시 말해서, 실제 경로가 구부러져, 훨씬 얕은 유효 깊이를 제공할 수 있다. 경로 길이는 버데트 상수와 자기장 강도의 함수이며, 선호되는 실시예는 몇 밀리미터 수준 또는 그 미만의 매우 짧은 경로 길이를 제공한다. 그러나 이보다 긴 거리가 사용될 수도 있다. 입력 복사선에 대해 요망 수준의 영향/제어를 얻기 위해 필요한 길이가 인플루언서에 의해 결정된다. 편광된 복사선의 선호 실시예에서, 이러한 제어는 90도 회전을 얻을 수 있다. 일부 예에서, 소멸 레벨이 높을 경우(가령, 밝을 경우), 필요한 경로 길이를 단축하는 데 더 작은 회전이 사용될 수 있다. 따라서, 경로 길이는 파동 컴포넌트에 대한 요망 영향의 정도에 의해서도 영향받는다. According to one feature of the preferred embodiment, the length of the optical transport is short and can continue to be shortened as the effective verdant value increases or the magnetic field strength increases. The actual depth of the display will be a function of the channel length, but since the optical transport is a waveguide, the path from the source to the output need not be linear. In other words, the actual path can be bent, providing a much shallower effective depth. Path length is a function of Verdet's constant and magnetic field strength, with preferred embodiments providing very short path lengths on the order of millimeters or less. However, longer distances may be used. The length required to obtain the desired level of influence / control on the input radiation is determined by the influencer. In a preferred embodiment of polarized radiation, this control can achieve a 90 degree rotation. In some examples, when the extinction level is high (eg, bright), smaller rotations may be used to shorten the required path length. Thus, the path length is also affected by the degree of desired impact on the wave component.

컨트롤러(405)는 적절한 스위칭 시스템의 구성 및 조립을 위한 다수의 대안들을 포함한다. 선호 구현은 점대 점(point-to-point) 컨트롤러를 포함할 뿐 아니라, 변조기(200ij)를 구조적으로 조합하고 홀딩하여 각 화소를 전자적으로 어드레 싱하는 '매트릭스'를 또한 포함한다. 광섬유의 경우에, 전-섬유(all-fiber), 직물 구조, 그리고 섬유 소자의 적절한 어드레싱을 위한 가능성이 섬유 컴포넌트의 속성에 내재되어 있다. 가요성 메시나 솔리드 매트릭스들이 대안의 구조에 해당한다. The controller 405 includes a number of alternatives for the construction and assembly of a suitable switching system. The preferred implementation not only includes a point-to-point controller, but also a 'matrix' that electronically addresses each pixel by structurally combining and holding the modulator 200ij. In the case of optical fibers, the possibility for proper addressing of all-fibers, fabric structures, and fiber elements is inherent in the properties of the fiber components. Flexible meshes or solid matrices are alternative structures.

선호 실시예의 한 특징에 따르면, 변조기(200ij)들 중 한개 이상의 출력단이 처리되어 그 응용을 개선시킬 수 있다. 예를 들어, 도파관 구조의 출력단들은, 특히 광섬유로 구현될 때, 열처리되고 인발되어, 가느다란 단부를 형성하고, 그렇지 않을 경우 마모, 트위스트, 또는 성형되어, 출력단에서 광 산란을 개선시킨다. 이에 따라, 디스플레이 표면에서의 시야각을 개선시킬 수 있다. 변조기 출력단들 중 일부 또는 전부는 이와 유사한 방식, 또는 아예 다른 방식으로 처리되어, 요망 결과를 도출하는 요망 출력 구조를 집합적으로 생성한다. 가령, 한 개 이상의 화소로부터 WAVE_OUT의 다양한 촛점, 감쇠, 칼라, 또는 그외 다른 속성이 제어될 수 있고, 또는, 이들이 한개 이상의 출력단/출력단에 대응하는 패널 위치의 처리에 의해 영향받을 수 있다. According to one feature of the preferred embodiment, one or more output stages of the modulators 200ij can be processed to improve their application. For example, the output ends of the waveguide structure, especially when implemented with optical fibers, are heat treated and drawn to form slender ends, otherwise worn, twisted, or shaped to improve light scattering at the output ends. Thus, the viewing angle at the display surface can be improved. Some or all of the modulator output stages may be processed in a similar manner, or otherwise, collectively to produce the desired output structure that yields the desired result. For example, various focal points, attenuations, colors, or other attributes of WAVE_OUT can be controlled from one or more pixels, or they can be affected by the processing of panel positions corresponding to one or more outputs / outputs.

프론트 패널(415)은 편광 컴포넌트를 마주하는 광학 글래스의 시트나 그외 다른 투과성 광학 물질의 시트일 수 있다. 추가적인 기능적/구조적 특징들을 포함할 수도 있다. 가령, 패널(415)은 인접 변조기(200ij)와 함께 요망 방위각으로 변조기(200ij)들의 출력단을 배열하기 위한 가이드나 그외 다른 구조를 포함할 수 있다. 도 5는 도 4에 도시되는 패널(415)의 출력 포트(500xy)에 대한 한가지 배열의 도면이다. 그외 다른 배열도 가능하며, 요망 디스플레이에 따라 또한 가능하다(가령, 원형, 타원형, 그외 다른 규칙적/불규칙적 기하 형태). 장치가 요구할 경우, 활성 디스플레이 영역은 인접한 화소들을 가질 필요가 없다. 이에 따라 링이나 도우넛형 디스플레이가 가능하다. 또다른 구현에서, 출력 포트가 포커싱, 분산, 필터링을 행할 수 있고, 또는 한개 이상의 화소에 대한 다른 종류의 사후-출력 처리를 실행할 수도 있다. Front panel 415 may be a sheet of optical glass facing the polarizing component or a sheet of other transmissive optical material. It may also include additional functional / structural features. For example, the panel 415 may include a guide or other structure for arranging the output terminals of the modulators 200ij at the desired azimuth angle with the adjacent modulators 200ij. FIG. 5 is a diagram of one arrangement for the output port 500xy of panel 415 shown in FIG. Other arrangements are also possible, depending on the desired display (eg round, oval, and other regular / irregular geometries). If the device requires, the active display area does not have to have adjacent pixels. This allows a ring or donut type display. In another implementation, the output port may focus, distribute, filter, or perform other kinds of post-output processing for one or more pixels.

디스플레이나 프로젝터 표면의 광학적 구조는 도파관 단부들이 요망 3차원 표면(가령, 곡면)에서 종료되도록 변할 수 있다. 이에 따라, 추가적인 광학적 소자 및 렌즈들과 순서대로 추가적인 포커싱 용량을 구현할 수 있다. 이들은 패널(415)의 일부분으로 포함될 수도 있다. 일부 응용예는 볼록하거나, 평탄하거나 오목한 표면 영역들을 여러개 요구할 수 있다. 각각의 영역은 서로 다른 곡률과 방위각을 가져, 적절한 출력 형태를 제공한다. 일부 응용예에서, 구체적 기하구조가 고정될 필요는 없으며, 요망하는 바에 따라 형태/방위각/크기를 변경시키도록 동적으로 변경될 수 있다. 본 발명의 구현예들은 다양한 종류의 촉각형 디스플레이 시스템을 생성할 수도 있다. The optical structure of the display or projector surface may be varied such that the waveguide ends terminate at the desired three-dimensional surface (eg, curved surface). Accordingly, additional focusing capacities may be realized in order with additional optical elements and lenses. These may be included as part of the panel 415. Some applications may require multiple convex, flat or concave surface areas. Each region has different curvatures and azimuths, providing a suitable output form. In some applications, the specific geometry does not need to be fixed and can be dynamically changed to change shape / azimuth / size as desired. Implementations of the invention may create various types of tactile display systems.

투영 시스템 구현예에서, 복사원(410), 변조기(200ij)에 연결된 컨트롤러를 구비한 스위칭 어셈블리, 그리고 프론트 패널(415)는 서로 이격되어 개별적인 모듈이나 유닛에 하우징됨으로서 잇점을 취할 수 있다. 복사원(410)의 경우에, 일부 실시예에서, 대형 극장 스크린을 조명하기 위해 통상적으로 요구되는 고진폭광의 종류들에 의해 생성되는 열때문에 스위칭 어셈블리로부터 조명원을 분리시키는 것이 바람직하다. 다수개의 조명원들이 사용되어 열 출력을 분산시키는 경우에도, 열 출력은 여전히 충분히 커서 스위칭 어셈블리와 디스플레이 소자로부터 이격시키는 것 이 바람직하다. 이러한 조명원은 히트 싱크와 냉각 소자를 구비한 절연 케이스에 하우징된다. 섬유들은 이격된 또는 단일형 조명원으로부터 스위칭 어셈블리까지 광을 운반한다. 스크린은 프론트 패널(415)의 일부 특징들을 포함할 수 있고, 또는 패널(415)이 적정 표면을 조명하기 전에 사용될 수도 있다.In a projection system implementation, the radiation source 410, the switching assembly with the controller connected to the modulator 200ij, and the front panel 415 may be benefited from being spaced apart from each other and housed in separate modules or units. In the case of radiation source 410, in some embodiments, it is desirable to separate the illumination source from the switching assembly because of the heat generated by the types of high amplitude light that are typically required to illuminate a large theater screen. Even when multiple illumination sources are used to dissipate the heat output, the heat output is still large enough to be spaced apart from the switching assembly and the display element. This illumination source is housed in an insulated case with a heat sink and a cooling element. The fibers carry light from the spaced or single illumination source to the switching assembly. The screen may include some features of the front panel 415, or may be used before the panel 415 illuminates a suitable surface.

프로젝션/디스플레이 표면으로부터 스위칭 어셈블리를 이격시킴으로서 장점을 가질 수 있다. 프로젝션 시스템 베이스에 조명 및 스위칭 어셈블리를 배치함으로서, 프로젝션 TV 캐비넷의 깊이를 감소시킬 수 있다. 또는, 반사형 직물 스크린을 이용하는 프론트 프로젝션 시스템에서, 천정에 매달린 소형 볼에, 또는 얇은 램프형의 폴 위에 위치한 소형 볼에 프로젝션 표면이 포함될 수 있다. It may be advantageous to space the switching assembly away from the projection / display surface. By placing the lighting and switching assembly in the projection system base, the depth of the projection TV cabinet can be reduced. Alternatively, in a front projection system using a reflective textile screen, the projection surface may be included in a small ball suspended from the ceiling, or in a small ball placed over a thin ramp pole.

극장형 프로젝션에서, 플로어 상의 유닛으로부터 프로젝션 윈도 영역의 소형 광학 유닛까지 도파관 구조를 이용하여 스위칭 어셈블리에 의해 이미지를 운반할 가능성은, 여러 다른 잠재적 장점 및 구성 중에서도, 동일한 프로젝션 공간에 선호 실시예의 새 프로젝터와 재래식 영화 프로젝터를 모두 수용하기 위한 공간 활용 전략을 제시한다. In cinematic projection, the possibility of carrying images by the switching assembly using waveguide structures from units on the floor to small optical units in the projection window area is, among other potential advantages and configurations, the new projector of the preferred embodiment in the same projection space. It suggests a space utilization strategy to accommodate both and conventional film projectors.

측면이 맞닫는 형태로 배열되거나 접착되는 도파관 스트립의 모놀리식 구조는 각각 한 스트립에 수천개씩의 도파관을 가지고 있는데, 이 모놀리식 구조는 고화질 이미징을 구현할 수 있다. 그러나, 벌크 섬유 광학 컴포넌트 구조는 선호 실시예에서 필수적인 소형 프로젝션 표면 영역을 달성할 수 있다. 단일 모드 섬유들은, 섬유의 단면적이 충분히 작고 디스플레이 화소나 서브화소로 적합할만큼 충분히 작은 직경을 가진다. The monolithic structures of waveguide strips, which are arranged side by side or bonded together, have thousands of waveguides in each strip, which can produce high-quality imaging. However, the bulk fiber optical component structure can achieve a small projection surface area that is essential in preferred embodiments. Single mode fibers have a diameter small enough to have a cross sectional area of the fiber and to be suitable for display pixels or subpixels.

추가적으로, 일체형 광학 장치 제작 기술들은 단일 반도체 기판이나 칩의 제작에서 본 발명의 감쇠기 어레이를 구현할 수 있을 것으로 기대된다. Additionally, integrated optical device fabrication techniques are expected to implement the attenuator array of the present invention in the fabrication of a single semiconductor substrate or chip.

용융 섬유 프로젝션 표면에서, 용융 섬유 표면은 이미지를 광학 어레이로 포커싱하기 위한 용도의 곡률을 얻기 위해 분쇄될 수 있다. 대안으로, 접착제로 결합되는 섬유 단부들은 성형된 팁을 가질 수 있고, 곡면 구현을 위해 성형된 매트릭스에서 그 말단에 배열될 수 있다. At the molten fiber projection surface, the molten fiber surface may be milled to obtain curvature for use in focusing the image into the optical array. Alternatively, the fiber ends joined with the adhesive may have a molded tip and may be arranged at their ends in the formed matrix for curved surface implementation.

프로젝션 TV나 그외 다른 비-극장형 프로젝션 장비에 있어서, 조명과 스위칭 모듈을 프로젝터 표면으로부터 분리시키는 옵션은 부피가 작은 프로젝션 TV 캐비넷 구조를 구현하는 신규한 방식을 도출한다. In projection TVs or other non-theater projection equipment, the option of separating the lighting and switching modules from the projector surface leads to a novel way of implementing a bulky projection TV cabinet structure.

도 6은 도 2에 도시되는 구조 도파관(205)의 일부분(600)에 대한 본 발명의 선호 실시예의 개략도이다. 일부분(600)은 도파관(205)의 복사 전파 채널, 통상적으로 안내 채널(가령, 섬유 도파관용 코어)이지만, 한개 이상의 경계 영역(가령, 섬유 도파관용 클래딩)을 포함할 수도 있다. 다른 도파관 구조들은 도파관의 채널 영역의 투과축을 따라 전파되는 복사의 도파 과정을 개선시키기 위해 서로 다른 특정 메커니즘을 가진다. 도파관은 구조 물질 및 그외 다른 물질의 포톤형 결정 섬유, 전용 박막 스택을 포함한다. 도파의 구체적 메커니즘은 도파관마다 다르지만, 본 발명은 여러 다른 구조에 이용하도록 적응될 수 있다. FIG. 6 is a schematic diagram of a preferred embodiment of the present invention for a portion 600 of the structural waveguide 205 shown in FIG. 2. Portion 600 is a radiation propagation channel of waveguide 205, typically a guiding channel (eg, a core for fiber waveguide), but may also include one or more boundary regions (eg, cladding for fiber waveguide). Different waveguide structures have different specific mechanisms for improving the waveguide process of radiation propagating along the transmission axis of the channel region of the waveguide. The waveguide comprises a photonic crystal fiber, a dedicated thin film stack of structural materials and other materials. Although the specific mechanism of waveguide varies from waveguide to tube, the present invention can be adapted for use in many different structures.

본 발명의 목적을 위해, 안내 영역이나 안내 채널, 그리고 경계 영역이라는 용어들은, 채널의 투과축을 따라 복사 전파를 개선시키기 위한 협력적 구조를 의미한다. 이 구조들은 도파관의 버퍼나 코팅 또는 사후-제작 처리와는 다르다. 원칙적 차이라면, 경계 영역들이 안내 영역을 통해 전파되는 파동 컴포넌트를 전파시킬 수 있으며, 도파관의 나머지 성분들은 그렇지 못하다는 것이다. 예를 들어, 멀티모드 광섬유 도파관에서, 고차 모들의 상당 에너지가 경계 영역을 통해 전파된다. 한가지 차이점은, 안내 영역/경계 영역이 실질적으로 전파 복사에 대해 투과성이며, 다른 지지 구조들은 실질적으로 불투과성이라는 점이다. For the purposes of the present invention, the terms guide region, guide channel, and boundary region mean a cooperative structure for improving radiation propagation along the transmission axis of the channel. These structures differ from waveguide buffers or coatings or post-production processes. In principle, the boundary regions can propagate wave components propagating through the guide region, while the rest of the waveguides do not. For example, in a multimode fiber waveguide, significant energy of higher order moduli propagates through the boundary region. One difference is that the guide area / boundary area is substantially transparent to propagation radiation and the other support structures are substantially impermeable.

상술한 바와 같이, 인플루언서(110)는 도파관(205)와 협력 작용하여, 투과축을 따라 전송될 때 전파하는 파동 컴포넌트의 성질에 영향을 미친다. 일부분(600)은 인플루언서 응답 속성을 가진다고 말하여지며, 선호 실시예에서 이 속성은 인플루언서(110)에 대한 전파 파동의 성질 응답을 개선시키도록 구성된다. 일부분(600)은 다수의 컴포넌트들을 포함한다. 가령, 희토류 도펀트(605), 구멍(610), 불규칙 구조(615), 마이크로버블(620), 그리고 그외 다른 소자(625)를 포함한다. 이들은 안내 영역이나 한개 이상의 경계 영역에 배치되어 특정 구현을 만족시킬 수 있게 한다. 선호 실시예에서, 일부분(600)은 매우 짧은 길이를 가지며, 통상적으로 25밀리미터보다 짧다. 이보다 훨씬 짧을 수도 있다. 이 컴포넌트들에 의해 개선되는 인플루언서 응답 속성은, 짧은 길이 도파관에 대해 최적화된다. 가령, 감쇠 및 파장 분산을 포함한, 킬리미터 이상 수준의 매우 긴 길이에 대해 최적화된 통신 섬유에 비해 짧은 길이를 예로 들 수 있다. 일부분(600)의 컴포넌트들은 서로 다른 응용예에 대해 최적화되는 것으로서, 도파관의 통신 이용을 크게 저하시킬 수 있다. 컴포넌트의 존재들이 통신 이용을 저하시키려 의도한 것은 아니며, 통신 속성에 대한 인플루언서의 응답 속성의 개선에 대한 선호 실시예의 촛점은, 이러한 저하의 발생 을 가능하게 하지만, 선호 실시예의 단점은 아니다. As discussed above, the influencer 110 cooperates with the waveguide 205 to affect the nature of the wave component propagating as it is transmitted along the transmission axis. The portion 600 is said to have an influencer response attribute, which in a preferred embodiment is configured to improve the property response of the propagation wave to the influencer 110. Portion 600 includes a number of components. For example, rare earth dopants 605, holes 610, irregular structures 615, microbubbles 620, and other devices 625. They may be placed in the guide area or one or more border areas to satisfy a particular implementation. In a preferred embodiment, portion 600 has a very short length and is typically shorter than 25 millimeters. It may be much shorter than this. Influencer response properties improved by these components are optimized for short length waveguides. An example is shorter lengths compared to telecommunications fibers optimized for very long lengths above the kilometer, including attenuation and wavelength dispersion. The components of portion 600 are optimized for different applications, which can greatly degrade the communication utilization of the waveguide. The presence of components is not intended to degrade communication use, and the focus of the preferred embodiment on improving the response attribute of the influencer for the communication attribute enables the occurrence of such degradation, but is not a disadvantage of the preferred embodiment.

본 발명은 인플루언서(110)의 여러 다른 구성들에 의해 영향받을 수 있는 여러 다른 파동 성질들이 존재한다는 점을 고려한다. 선호되는 실시예는 일부분(600)의 패러데이 효과 관련 성질을 목표로 한다. 상술한 바와 같이, 패러데이 효과는 전파 방향에 평행한 자기장에 따라 편광 회전 변화를 일으킨다. 선호 실시예에서, 인플루언서(110)가 투과축에 평행한 자기장을 발생시키며, 일부분(600)에서, 회전 크기는 자기장의 강도, 일부분(600)의 길이, 그리고 일부분(600)의 버데트 상수에 따라 좌우된다. 이 컴포넌트들은 자기장에 대한 일부분(600)의 응답성을 증가시킨다. 가령, 일부분(600)의 유효 버데트 상수를 증가시킴으로서, 응답성을 증가시킨다. The present invention contemplates that there are several different wave properties that can be affected by different configurations of the influencer 110. The preferred embodiment targets the Faraday effect related nature of the portion 600. As described above, the Faraday effect causes a change in polarization rotation in accordance with a magnetic field parallel to the direction of propagation. In a preferred embodiment, the influencer 110 generates a magnetic field parallel to the transmission axis, and in portion 600, the magnitude of rotation is determined by the strength of the magnetic field, the length of the portion 600, and the verdent of the portion 600. Depends on the constant. These components increase the responsiveness of part 600 to the magnetic field. For example, by increasing the effective Verdet constant of the portion 600, it increases the responsiveness.

본 발명에 따른 도파관 제작 및 특성에서의 기법 변화 중 한가지 중요한 점이라면, 킬로미터 수준의 길이로 광학적으로 순수한 통신 등급 도파관을 제작하는 데 사용되는 제작 기술들의 수정이, 저렴한 킬리미터 길이의 광학적으로 순수하지 않은(그러나 광학적으로 활성인) 인플루언서-응답 도파관을 제작할 수 있게 한다는 점이다. 상술한 바와 같이, 선호 실시예의 일부 구현예들은 무수히 많은 숫자의 매우 짧은 길이의 도파관을 이용할 수 있다. 길게 제작된 도파관으로부터 생성된 짧은 길이의 도파관으로 이러한 집합체들을 형성함으로서 비용 절감 및 그외 다른 효율/장점을 얻을 수 있다. 이러한 비용 절감 및 그외 다른 효율 및 장점들은 개별적으로 종래에 생성된 자기광학 결정을 시스템 소자로 이용하는 자기광학 시스템의 여러 단점들을 극복할 수 있는 성숙한 제작 기술 및 장비를 이용한다. 예를 들어, 이 결함들은 높은 생산 비용, 다수의 자기광학 결정에 대한 균일성 결여, 그리고 비교적 큰 크기의 개별 컴포넌트들을 포함한다. 이는 개별 컴포넌트들의 집합체의 크기를 제한한다. One important aspect of the technique change in waveguide fabrication and properties according to the present invention is that modifications of the fabrication techniques used to fabricate optically pure communication grade waveguides in kilometer lengths are not optically pure at low kilometer lengths. It makes it possible to fabricate influenza-responsive waveguides that are not (but optically active). As mentioned above, some implementations of the preferred embodiment may use a myriad of very short length waveguides. Forming these aggregates into short length waveguides created from long fabricated waveguides can provide cost savings and other efficiency / benefits. These cost savings and other efficiencies and advantages utilize mature fabrication techniques and equipment that can overcome many of the disadvantages of magneto-optical systems that individually use conventionally produced magneto-optic crystals as system elements. For example, these defects include high production costs, lack of uniformity for many magneto-optical crystals, and relatively large individual components. This limits the size of the collection of individual components.

선호 실시예는 섬유 도파관 및 섬유 도파관 제작 방법에 대한 수정사항을 포함한다. 광섬유는 투과성 유전 물질(가령, 글래스나 플라스틱)의 필라멘트이며, 광을 안내하는 단면이 원형인 것이 일반적이다. 초기의 광섬유들의 경우, 원통형 코어가 유사한 구조의 클래딩으로 둘러싸였었다. 클래딩층의 굴절률보다 약간 큰 굴절률을 가진 코어를 제공함으로서 이 광섬유들이 광을 안내하였다. 그외 다른 섬유 종류들은 또다른 안내 메커니즘을 제공한다. 본원에서의 한가지 관심 대상은 광섬유는 상술한 바와 같이 포톤형 결정 섬유(PCF)를 포함한다. Preferred embodiments include modifications to the fiber waveguide and the method of fabricating the fiber waveguide. The optical fiber is a filament of a transparent dielectric material (eg, glass or plastic), and generally has a circular cross section for guiding light. In early optical fibers, the cylindrical core was surrounded by a cladding of similar structure. The optical fibers guided the light by providing a core with a refractive index slightly greater than the refractive index of the cladding layer. Other fiber types provide another guiding mechanism. One object of interest herein is that the optical fiber comprises photon crystalline fiber (PCF) as described above.

실리카(실리콘다이옥사이드(SiO2)는 가장 흔한 통신 등급 광섬유들을 만드는 기본 재료이다. 실리카는 결정질이나 비정질 상태로 존재할 수 있고, 쿼츠 및 모래같은 불순한 형태로 자연계에 존재한다. 버데트 상수는 특정 물질에 대한 패러데이 효과의 강도를 나타내는 광학적 상수이다. 실리카같은 대부분의 물질의 경우 버데트 상수는 매우 작으며 파장에 따라 좌우된다. 터븀(Tb)같은 상자성 이온들을 포함하는 물질에서 매우 크다. 터븀 갈륨 가넷(TGG)의 결정이나 터븀 도핑된 치밀한 라이터 돌(flint glass)에서 높은 버데트 상수가 발견된다. 이 물질은 우수한 투과성질을 가지며, 레이저 손상을 잘 일으키지 않는다. 패러데이 효과가 단색인 것은 아니지만(즉, 파장에 따라 좌우되는 것은 아니지만), 버데트 삼수는 파장의 함수이다. 632.8nm의 파장에서, TGG의 버데트 상수는 -134radT-1으로 보고되었으며, 1064nm 파장에서는 -40radT-1로 감소하였다. 이러한 거동은, 한 파장에서 소정 회전 동도로 제작되는 장치가 더 긴 파장에서 더 작은 회전을 나타낼 것이라는 점을 의미한다. Silica (silicon dioxide (SiO2) is the basic material for making the most common communication grade optical fibers. Silica can exist in crystalline or amorphous state and exists in nature in an impure form, such as quartz and sand. This is an optical constant that represents the strength of the Faraday effect: For most materials, such as silica, the Verdet's constant is very small and depends on the wavelength, which is very large for materials containing paramagnetic ions such as terbium (Tb). ) Or high Verdett constants are found in terbium-doped dense lighter stones, which have excellent transmission properties and do not cause laser damage.The Faraday effect is not monochromatic (i.e. wavelength). Verdet's number is a function of wavelength, at a wavelength of 632.8 nm, The Verdet constant was reported as -134 radT-1 and decreased to -40 radT-1 at the 1064 nm wavelength, indicating that a device built at a given rotational dynamic at one wavelength will exhibit smaller rotations at longer wavelengths. it means.

컴포넌트들은, 일부 실시예에서, YIG/Bi-YIG, 또는 Tb, 또는 TGG, 또는 그외다른 최적 기능 도펀트같은 광학적 활성 도펀트를 포함할 수 있다. 이는 자기장 존재 하에서 효율적인 패러데이 회전을 얻기 위해 도파관의 버데트 상수를 증가시킨다. 섬유 제작 과정 중의 가열이나 응력은 일부분(600)에 추가적 컴포넌트(가령, 구멍이나 불균일성)들을 부가함으로서 버데트 상수를 추가적으로 증가시킬 수 있다. 종래의 도파관에 사용되는 희토류 물질들은 투과 속성 소자들의 패시브적 개선용으로 사용되며, 광학적 활성 응용예에서는 사용되지 않는다. The components may, in some embodiments, include an optically active dopant, such as YIG / Bi-YIG, or Tb, or TGG, or other optimal function dopant. This increases the waveguide Verdet constant to obtain efficient Faraday rotation in the presence of a magnetic field. Heating or stress during the fabrication process can further increase the Verdet constant by adding additional components (eg, holes or non-uniformities) to the portion 600. Rare earth materials used in conventional waveguides are used for passive improvement of transmission property devices and are not used in optically active applications.

실리카 광섬유가 실리카 퍼센티지에 대해 높은 함량의 도펀트로 제작되기 때문에(가령, 50% 도펀트), 그리고 필수 도펀트 농도가 다른 종류의 실리카 구조에서 수십미크론이나 그 미만에서 90도 회전을 구현한다고 나타났기 때문에, 도펀트 농도 증가의 개선사항(가령, JDS Uniphase 사의 섬유)과 도펀트 프로파일 제어이 개선사항(가령, Corning Incorporated 사의 섬유)이 주어졌을 때, 미크론 스케일 거리에서 낮은 전력으로 회전을 유도하기 위해 충분히 높고 충분히 용이하게 제어되는 광하적 활성 도펀트의 농도를 얻을 수 있다.Dopants are found because silica optical fibers are made of high content of dopants relative to silica percentages (eg 50% dopant), and because the required dopant concentrations achieve 90 degrees of rotation at tens of microns or less in other types of silica structures. Given the improvements in concentration increase (eg fibers from JDS Uniphase) and dopant profile control (eg fibers from Corning Incorporated), control is high enough and easily enough to induce rotation at low power at micron scale distances. The concentration of the photoactively active dopant can be obtained.

도 7은 본 발명의 도파관 프리폼의 선호 실시예를 구현하기 위한 일례의 도파관 제작 시스템(700)을 개략적으로 도시한다. 시스템(700)은 '프리폼'으로 불리는 글래스 봉을 제작하기 위한 수정형 화학 기상 증착(MCVD) 공정을 나타낸다. 종 래 공정으로부터의 프리폼은 매우 순수한 글래스의 솔리드 봉으로서, 요망 섬유의 광학적 성질을 정확하게 복제하며, 그 선형 크기는 두배 이상 확대된다. 그러나, 시스템(700)은 광학적 순도를 강조하지 않는 프리폼을 생성하며, 반면에, 인플루언서 응답의 짧은 길이 최적화를 위해 최적화된다. 프리폼은 아래의 화학 기상 증착법 중 한가지를 이용하여 제작되는 것이 일반적이다. 1. 수정형 화학 기상 증착(MCVD), 2. 플라즈마 수정형 화학 기상 증착(PMCVD), 3. 플라즈마 화학 기상 증착(PCVD), 4. 외부 기상 증착(OVD), 5. 기상 축방향 증착(AVD). 이러한 모든 방법들은 옥사이드들을 형성하는 고온 화학 기상 반응에 기초하며, 이 옥사이드들은 글래스 튜브 내부나 회전 봉 외부에 "유연(soot)"이라 불리는 글래스 입자들의 층으로 증착된다. 동일한 화학 반응이 이 방법에서 나타난다. 7 schematically illustrates an exemplary waveguide fabrication system 700 for implementing a preferred embodiment of the waveguide preform of the present invention. System 700 represents a modified chemical vapor deposition (MCVD) process for fabricating a glass rod called 'preform'. Preforms from conventional processes are solid rods of very pure glass, accurately replicating the optical properties of the desired fiber, and their linear size is more than doubled. However, system 700 creates a preform that does not emphasize optical purity, while optimizing for short length optimization of the influencer response. Preforms are generally manufactured using one of the following chemical vapor deposition methods. 1. Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD), 2. Plasma Modified Chemical Vapor Deposition (PMCVD), 3. Plasma Chemical Vapor Deposition (PCVD), 4. External Vapor Deposition (OVD), 5. Vapor Axial Deposition (AVD) ). All these methods are based on high temperature chemical vapor reactions that form oxides, which are deposited into a layer of glass particles called "soot" inside a glass tube or outside a rotating rod. The same chemical reaction occurs in this method.

Si 및 도펀트들의 소스를 제공하는 다양한 액체(가령, 시작 물질들은 SiCl4, GeCl4, POCl3, 그리고 기체형 BCl3의 용액들)들이 산소 기체 분위기에서 가열되고, 각각의 액체는 가열된 버블러(705) 내에 위치하고, 가스는 소스(710)로부터 공급된다. 이 액체들은 매스-플로 미터(mass-flow meter)(715)에 의해 제어되는 산소 스트림 내에서 기화되며, 이 기체를 이용하여, 실리카-선반(720)에 글래스 생성 핼라이드의 연소로부터 실리카 및 그외 다른 옥사이드들을 형성한다. 산화 반응이라 불리는 화학적 반응은 증기 상태에서 다음과 같이 나타난다: GeCl4 + O2 => GeO2 + 2Cl2SiCl4 + O2 => SiO2 + 2Cl24POCl3 + 3O2 => 2P2O5 + 6Cl24BCl3 + 3O2 => 2B2O3 + 6Cl2 Various liquids (eg, starting materials are SiCl 4 , GeCl 4 , POCl 3 , and solutions of gaseous BCl 3 ) providing a source of Si and dopants are heated in an oxygen gas atmosphere, each liquid being heated bubbler Located in 705, gas is supplied from a source 710. These liquids are vaporized in an oxygen stream controlled by a mass-flow meter 715 and, using this gas, silica and other from the combustion of the glass producing halides on the silica-shelf 720. Other oxides are formed. A chemical reaction called oxidation occurs in the vapor phase: 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 4 BCl 3 + 3 O 2 => 2B 2 O 3 + 6Cl 2

게르마늄다이옥사이드와 포스포러스펜트옥사이드는 글래스의 굴절률을 증가시키고, 보론옥사이드는 이를 감소시킨다. 이 옥사이드들이 도펀트로 알려져 있다. 프리폼의 인플루언서 응답 속성을 개선시키기 위한 적절한 컴포넌트들을 포함하는 그외 다른 버블러(705)들은 도시되는 컴포넌트들에 추가하여 사용될 수 있다. Germanium dioxide and phosphorus pentoxide increase the refractive index of the glass, and boron oxide reduces it. These oxides are known as dopants. Other bubblers 705 including appropriate components for improving the influencer response properties of the preform can be used in addition to the components shown.

공정 중 믹스처의 조성을 변화시킴으로서, 프리폼의 컴포넌트 프로파일과 굴절률 프로파일에 영향을 미칠 수 있다. 산호의 흐름은 믹싱 밸브(715)들에 의해 제어되며, 산화가 이루어지는 가열 튜브(735)를 포함하는 실리카 파이프(730)에 반응성 증기(725)가 들어간다. 염소 기체(740)가 튜브(735)로부터 빠져나오지만, 옥사이드 화합물은 유연(745)의 형태로 튜브에 증착된다. 철 및 구리 불순물의 농도는 원액에서 10ppb로부터, 유연(745)에서 1ppb 미만으로 감소한다. By changing the composition of the mix during the process, the component profile and refractive index profile of the preform can be affected. The flow of coral is controlled by the mixing valves 715 and the reactive vapor 725 enters the silica pipe 730 including the heating tube 735 where oxidation occurs. Although chlorine gas 740 exits the tube 735, oxide compounds are deposited in the tube in the form of a flexible 745. The concentration of iron and copper impurities decreases from 10 ppb in the stock solution to less than 1 ppb in the cast 745.

튜브(735)는 횡방향 H2O2 버너(750)를 이용하여 가열되며, 유연(745)을 글래스(755)로 유리화하도록 계속하여 회전한다. 다양한 증기(725)들의 상대적 흐름을 조정함으로서, 여러 다른 굴절률들을 가진 여러개의 층들을 얻을 수 있고, 가령, GI 섬유의 경우 가변 코어 굴절률 프로파일이나, 클래딩 대 코어의 구성 및 굴절률 차이를 가질 수 있다. 층형성이 완료된 후, 튜브(735)가 가열되고 둥근 솔리드 단면을 가진 봉 형태("프리폼 봉(preform rod)"이라 불림)로 튜브가 붕괴된다. 이 단계에서, 봉의 중앙을 비워놓지 않고 물질로 꽉 채우는 것이 그 본질에 해당한다. 프리폼 봉은 인발을 위해 로에 배치되고, 이는 도 8과 관련하여 설명될 것이다. Tube 735 is heated using transverse H 2 O 2 burner 750 and continues to rotate to vitrify cast 745 into glass 755. By adjusting the relative flow of the various vapors 725, several layers with different refractive indices can be obtained, for example, with a variable core refractive index profile for GI fibers, or with a cladding versus core configuration and refractive index difference. After the layering is complete, the tube 735 is heated and the tube collapses into a rod form with a round solid cross section (called a "preform rod"). At this stage, the essence is to fill the material tightly without leaving the center of the rod empty. The preform rods are placed in the furnace for drawing, which will be described with reference to FIG. 8.

MCVD의 주된 장점은, 폐쇄된 공간에서 반응 및 증착이 일어나 불필요한 불순물이 진입하기 어렵다는 점이다. 섬유의 굴절률 프로파일은 제어가 용이하고, SM 섬유에 필요한 정밀도는 비교적 용이하게 구현될 수 있다. 이 장비는 구성 및 제어가 간단하다. 이 방법의 잠재적으로 중요한 제한사항은, 튜브의 크기가 봉 크기를 실질적으로 제한한다는 것이다. 따라서, 이 기술은 35km 길이의 섬유를 형성하는 것이 일반적이며, 기껏해야 20~40km 수준에 지나지 않는다. 추가적으로, H2와 OH-같은 실리카 튜브의 불순물들은 섬유에 확산해 들어가는 경향이 있다. 또한, 프리폼 봉의 빈 속을 제거하기 위해 증착물을 용융하는 과정이, 코어의 굴절률 저하를 일으키며, 이는 통신용으로 섬유를 부적합하게 한다. 그러나, 이는 본원 발명의 관심사항에 해당하지 않는다. 비용 측면에서, 이 방법의 핵심적 단점은, 간접적 가열을 사용하기 때문에 증착 속도가 느리다는 것이다. 즉, 튜브(735)가 증기를 직접 가열하는 것이 아니라, 산화 반응을 개시하여 유연을 유리화하는 것이다. 그 증착 속도는 통상적으로 0.5~2g/min에 해당한다. The main advantage of MCVD is that reactions and depositions occur in closed spaces, making it difficult for unnecessary impurities to enter. The refractive index profile of the fiber is easy to control, and the precision required for the SM fiber can be implemented relatively easily. The equipment is simple to configure and control. A potentially important limitation of this method is that the size of the tube substantially limits the rod size. Therefore, this technique typically forms fibers of 35 km in length, at most only 20-40 km. In addition, impurities in silica tubes such as H 2 and OH- tend to diffuse into the fibers. In addition, the process of melting the deposit to remove the hollows of the preform rods causes a decrease in the refractive index of the core, which makes the fibers unsuitable for communication. However, this is not a concern of the present invention. In terms of cost, a key disadvantage of this method is that the deposition rate is slow because indirect heating is used. In other words, the tube 735 does not directly heat steam, but initiates an oxidation reaction to liberate pliability. The deposition rate usually corresponds to 0.5-2 g / min.

상술한 공정의 변화는 희토류 도핑 섬유들을 제작한다. 희토류 도핑 섬유를 제작하기 위해, 공정은 희토류로 도핑된 프리폼으로부터 시작된다. 일반적으로 용액 도핑 공정을 이용하여 제작된다. 먼저, 용융 실리카로 주로 구성되는 광학적 클래딩이 기판 튜브의 내측에 증착된다. 게르마늄을 또한 포함할 수 있는 코어 물질이 저온에서 증착되어 "프리트(frit)"로 알려진 확산 및 투과층을 형성한다. 프리트 증착 후, 이 부분적으로 완성된 프리폼은 한 단부에서 밀폐되고, 선반으로부터 제거되며, 가령, 네오디뮴, 에르비움, 이터비움 등과 같은 요망 희토류 도펀트의 적절한 염을 가진 용액이 공급된다. 지정 시간 주기 이후, 이 용액이 프리트를 침투한다. 과령의 용액을 제거한 후, 프리폼은 선반으로 되돌아와 건조되고 압밀된다. 압밀(consolidation) 중, 프리트 내의 간극들이 붕괴되고 희토류를 둘러싼다. 마지막으로, 프리폼에 고온에서의 제어형 붕괴가 일어나, 글래스의 솔리드 봉을 형성한다. 즉, 희토류가 코어에 병합된다. 섬유 케이블에 희토류를 포함시키는 것은 광학적 활성에 해당하지 않는다. 즉, 도핑된 매질을 통해 전파되는 광의 특성에 영향을 미치도록 전기 또는 자기 또는 그외 다른 섭동에 반응하지 않는다. 종래의 시스템들은 통신 속성을 포함한, 도파관의 패시브 투과 특성을 개선시키기 위해 희토류 도펀트의 함량을 증가시키도록 현재 추구하는 바의 결과이다. 그러나, 도파관 코어/경계부 내에 도파관의 함량 증가는 선호 실시예에서 화합물 매질/구조의 광학적 활성도에 영향을 미침에 있어 바람직하다. 상술한 바와 같이, 선호 실시예에서, 실리카 대 도펀트 함량이 50% 이상이다. Changes in the process described above produce rare earth doped fibers. To produce the rare earth doped fibers, the process begins with a preform doped with rare earths. Typically produced using a solution doping process. First, an optical cladding composed mainly of fused silica is deposited inside the substrate tube. Core materials, which may also include germanium, are deposited at low temperatures to form diffusion and transmission layers known as "frits." After frit deposition, this partially completed preform is sealed at one end and removed from the shelf, for example, supplied with a solution with the appropriate salt of the desired rare earth dopant, such as neodymium, erbium, iterium, and the like. After a specified time period, this solution penetrates frit. After removing the excess solution, the preform is returned to the shelf to dry and consolidate. During consolidation, the gaps in the frit collapse and surround the rare earth. Finally, a controlled collapse at high temperatures occurs in the preform, forming a solid rod of glass. That is, rare earths are incorporated into the core. Inclusion of rare earths in fiber cables is not optical activity. That is, it does not react to electricity or magnetic or other perturbations to affect the properties of the light propagating through the doped medium. Conventional systems are a result of what is currently sought to increase the content of rare earth dopants to improve the passive transmission characteristics of waveguides, including communication properties. However, increasing the content of the waveguide in the waveguide core / boundary is preferred in affecting the optical activity of the compound medium / structure in the preferred embodiment. As mentioned above, in a preferred embodiment, the silica to dopant content is at least 50%.

도 8은 도 7에 도시된 시스템(700)으로부터 제작되는 프리폼같은, 프리폼(805)으로부터 본 발명의 선호 실시예를 구성하기 위한 일례의 섬유 인발 시스템(800)의 개략도이다. 시스템(800)은 프리폼(805)을 머리카락처럼 얇은 필라멘트로 변환한다. 이는 통상적으로 인발 과정에 의해 수행된다. 프리폼(805)은 타워(815) 위 근처에 부착되는 공급 메커니즘(810)에 장착된다. 메커니즘(810)은 팁이 고순도 그래파이트 로(820)에 들어갈 때까지 프리폼(805)을 하강시킨다. 순수 기체들이 로에 주입되어 전도성 분위기를 제공한다. 로(820)에서, 섭씨 1900도에 접근하는 치밀하게 제어된 온도가 프리폼(805)의 팁을 연화시킨다. 프리폼 팁의 연화점에 도달하면, 중력이 용융 덩어리를 자유 하강하게 하여 얇은 스트랜드로 신장시킨다. FIG. 8 is a schematic diagram of an exemplary fiber drawing system 800 for constructing a preferred embodiment of the present invention from a preform 805, such as a preform made from the system 700 shown in FIG. System 800 converts preform 805 into filaments that are as thin as hair. This is usually done by a drawing process. The preform 805 is mounted to a supply mechanism 810 attached near above the tower 815. The mechanism 810 lowers the preform 805 until the tip enters the high purity graphite furnace 820. Pure gases are injected into the furnace to provide a conductive atmosphere. In the furnace 820, a tightly controlled temperature approaching 1900 degrees Celsius softens the tip of the preform 805. When the softening point of the preform tip is reached, gravity causes the molten mass to freely descend and elongate into thin strands.

오퍼레이터는 레이저 마이크로미터(825)와 일련의 처리 스테이션(830x)을 통해 이 섬유 스트랜드를 꿰어서, 트랙터(840)에 의해 실에 감기는 트랜스포트(835)를 생성하고, 그후 인발 과정이 시작된다. 이 섬유는 인발 타워(815)의 하부에 배치된 트랙터(840)에 의해 인발되고, 그후 권선 드럼에 감긴다. 인발 중, 프리폼(805)은 최적 온도로 가열되어 이상적인 인발 장력을 얻는다. 10 ~ 20 미터/초의 인발 속도가 당 분야에서 자주 사용된다. The operator stitches this fiber strand through a laser micrometer 825 and a series of processing stations 830x, creating a transport 835 which is threaded by the tractor 840, and then the drawing process begins. . This fiber is drawn by a tractor 840 disposed under the drawing tower 815 and then wound on a winding drum. During drawing, the preform 805 is heated to an optimum temperature to obtain the ideal drawing tension. Drawing speeds of 10 to 20 meters / second are frequently used in the art.

인발 공정 중 인발되는 섬유는 단 1미크론의 허용공차 내에서 125 미크론으로 제어된다. 레이저-기반 직경 게이지(825)가 섬유의 직경을 모니터링한다. 게이지(825)는 초당 750회를 넘는 속도로 섬유의 직경을 샘플링한다. 이 직경의 실제 값은 125 미크론 타겟에 비교된다. 타겟과의 작은 편차가 인발 속도의 변화로 나타나, 교정을 위해 트랙터(840)에 공급된다.The fibers drawn during the drawing process are controlled to 125 microns within a tolerance of only 1 micron. Laser-based diameter gauge 825 monitors the diameter of the fiber. Gauge 825 samples the diameter of the fiber at a rate of over 750 times per second. The actual value of this diameter is compared to a 125 micron target. Small deviation from the target results in a change in the drawing speed and is fed to the tractor 840 for calibration.

처리 스테이션(830x)은 소프트한 내부 코팅과 하드한 외부 코팅의 도 보호 코팅을 섬유에 공급하기 위한 다이(die)들을 포함하는 것이 일반적이다. 이 두 부분의 보호 재킷들은 조작에 대한 기계적 보호를 제공하면서, 거친 환경으로부터 섬유의 원 표면을 유지시킨다. 이 코팅들은 자외선 램프에 의해 경화되며, 동일한 또는 그외 다른 처리 스테이션(830x)들의 일부분으로 구성된다. 그외 다른 스테이션(830x)들은 이 스테이션을 통과할 때 트랜스포트(835)의 인플루언서 응답 속성을 증가시키기 위한 장치/시스템을 제공할 수 있다. 예를 들어, 인발 단계에서 인플루언서 응답 속성 개선 컴포넌트들을 공급하기 위한 다양한 기계적 스트레서(응력 제공기), 이온 충돌, 또는 그외 다른 메커니즘을 제공할 수 있다. Processing station 830x typically includes dies for feeding the fiber with a soft inner coating and a hard outer coating. These two part protective jackets provide mechanical protection against manipulation, while maintaining the original surface of the fiber from harsh environments. These coatings are cured by an ultraviolet lamp and consist of a portion of the same or other processing stations 830x. Other stations 830x may provide an apparatus / system for increasing the influencer response attribute of the transport 835 when passing through this station. For example, various mechanical stressors (stress providers), ion bombardment, or other mechanisms can be provided to supply influencer response property improvement components in the drawing phase.

실패(spool)에 묶인 후, 인발된 섬유는 적절한 광학적, 그리고 기하학적 매개변수들에 대해 테스트된다. 전송용 섬유의 경우, 섬유에 대한 최소 인장 강도를 보장하기 위해 인장 강도를 테스트받는다. 첫번째 테스트 이후, 여러가지 다른 테스트들이 수행되는 데, 전송용 섬유의 경우, 전송 속성을 위한 테스트가 이루어진다. 이 테스트에는, 감쇠(거리에 따른 신호 강도 감소), 대역폭(정보 운반 용량, 멀티모드 섬유에 대한 중요한 측정치), 수치 구경(섬유의 광수용각의 측정치), 컷오프 파장(단일모드 섬유에서 이 파장 위에서는 단일 모드로만 전파), 모드 필드 직경(단일 모드 섬유에서 섬유 내 광펄스의 반경방향 폭, 상호연결을 위해 중요함), 그리고 단색 분산(코어를 통해 여러 다른 속도로 전파되는 여러 다른 파장들을 가진 광선으로 인한 광 펄스들의 확산, 단일 모드 섬유에서 이는 정보 운반 용량을 제한하는 요소가 됨)이 있다. After being bound to the spool, the drawn fiber is tested for appropriate optical and geometric parameters. In the case of transmission fibers, the tensile strength is tested to ensure the minimum tensile strength for the fibers. After the first test, several other tests are carried out, in the case of the fiber for transmission, a test for the transmission properties. This test includes attenuation (reduced signal strength over distance), bandwidth (information carrying capacity, important measurements for multimode fibers), numerical aperture (measurement of the optical acceptance angle of the fiber), and cutoff wavelength (above this wavelength in single mode fibers). Propagation in single mode only), mode field diameter (radial width of optical pulses in fiber in single mode fiber, important for interconnection), and monochromatic dispersion (with different wavelengths propagating at different speeds through the core) Diffusion of light pulses due to light rays, in single mode fibers, which is a limiting factor for information carrying capacity).

본원에서 제시되는 바와 같이, 발명의 선호 실시예는 트랜스포트로 광섬유를 이용하며, 선형 패러데이 효과를 이용하여 진폭 제어를 구현한다. 패러데이 효과는 선형 효과이다. 즉,, 전파하는 복사선의 편광 회전 각변화가 전파 방향으로 공급되는 자기장의 크기와, 복사선이 전파되는 물질의 버데트 상수에 직접 비례한다. 그러나, 트랜스포트에 사용되는 물질은 요망 자기장 강도를 구축함에 있어서, 인플루언서 등으로부터의 유도 자기장에 대하여 선형 응답을 가지지 않을 수도 있다. 이 러한 관점에서, 전파되는 복사선의 실제 출력 진폭은 컨트롤러로부터의 공급 신호, 인플루언서 자기장이나 편광, WAVE_IN의, 또는 변조기의 그외 다른 속성이나 특성에 따라 비선형일 수 있다. 이러한 논의를 위해, 한개 이상의 시스템 변수 측면에서 변조기의 특성이 변조기의 속성 프로파일로 불린다. As presented herein, a preferred embodiment of the invention employs optical fiber as a transport and implements amplitude control using a linear Faraday effect. The Faraday effect is a linear effect. That is, the change in the polarization rotation angle of the propagating radiation is directly proportional to the magnitude of the magnetic field supplied in the propagation direction and the Verdet constant of the material to which the radiation propagates. However, the material used for the transport may not have a linear response to the induced magnetic field from the influencer or the like in establishing the desired magnetic field strength. In this regard, the actual output amplitude of the propagating radiation can be nonlinear, depending on the supply signal from the controller, the influencer magnetic field or polarization, the WAVE_IN, or any other property or characteristic of the modulator. For this discussion, the characteristics of a modulator in terms of one or more system variables are called the modulator's property profile.

섬유 제작 공정들은 계속하여 발전하고 있다. 특히, 도핑 농도 개선 및 도펀트 프로파일, 섬유의 주기적 도핑의 조작 등에 관하여 발전하고 있다. 미국 특허 6,532,774 호, "Method of Providing a High Level of Rare Earth Concentrations in Glass Fiber Preforms"는 다중 도펀트의 동시적 도핑을 위한 개선된 공정을 개시한다. 도펀트들의 농도 증가에 성공함으로서, 도핑된 코어의 선형 버데트 상수와 도핑된 코어의 성능을 개선시킬 수 있어서 비선형 효과들을 촉진시킬 수 있다. Textile fabrication processes continue to evolve. In particular, advances have been made in improving doping concentrations and dopant profiles, manipulation of periodic doping of fibers, and the like. US Patent 6,532,774, "Method of Providing a High Level of Rare Earth Concentrations in Glass Fiber Preforms," discloses an improved process for simultaneous doping of multiple dopants. By succeeding in increasing the concentration of dopants, it is possible to improve the linear verdet constant of the doped core and the performance of the doped core to promote nonlinear effects.

임의적으로 주어진 속성 프로파일이 특정 실시예에 적합하게 재단될 수 있다. 가령, 조성, 방위각, 변조기의 정렬 상태 등을 제어함으로서 맞춤형으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 트랜스포트를 구성하는 물질을 변화시킴으로서, 어떤 특정 전파 파동 컴포넌트에 인플루언서가 영향을 미치는 정도를 변경시키거나 트랜스포트의 영향능력을 변화시킬 수 있다. 그러나 이는 조성 감쇠 프로파일의 한가지 예에 불과하다. 선호되는 실시예의 변조기는 여러 다른 도파 채널들이 서로 다른 감쇠 프로파일을 가지도록 감쇠 평활화(attenuation smoothing)를 구현할 수 있다. 예를 들어 편광 측에 좌우되는 감쇠 프로파일을 가진 일부 구현예에서, 변조기는 우측 편광 파동 컴포넌트들에 대해 제 2 트랜스포트의 보완형 도파 채널용으로 사용되는 감쇠 프로파일과는 다른 감쇠 프로파일을 가진 좌측 편광 파동 컴포넌트들 을 트랜스포트에 제공할 수 있다. Any given attribute profile can be tailored to suit a particular embodiment. For example, it can be customized by controlling the composition, azimuth, alignment state of the modulator, and the like. For example, by changing the materials that make up a transport, you can change the extent to which the influencer affects a particular propagation wave component or change the ability of the transport to affect it. However, this is only one example of the composition attenuation profile. The modulator of the preferred embodiment can implement attenuation smoothing such that different waveguide channels have different attenuation profiles. In some implementations with an attenuation profile dependent on the polarization side, for example, the modulator has left polarization with an attenuation profile different from that used for the complementary waveguide channel of the second transport for the right polarization wave components. You can provide wave components to the transport.

트랜스포트에 대해 서로 다른 물질 조성을 제공하는 상기 내용에 추가하여 감쇠 프로파일을 조정하는 메커니즘이 추가적으로 존재한다. 일부 실시예에서, 파동 컴포넌트 발생/수정은 WAVE_IN으로부터 WAVE_OUT까지 전파 복사선이 가로지르는 변조기(4100) 소자들의 순서에 따라, 엄격한 "교환가능한(commutative)" 방식이 아닐 수 있다. 이러한 사례에서, 비-교환형 소자들의 서로 다른 순서배열을 제공함으로서 감쇠 프로파일을 변경할 수 있다. 그러나 이는 구성 감쇠 프로파일의 한가지 예에 불과하다. 다른 실시예에서는, 각 도파 채널에 대한 회전 바이어스를 서로 달리 구축함으로서, 서로 다른 감쇠 프로파일을 생성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 일부 트랜스포트들은 입력 편광자와 출력 편광자/분석기 간에 지정 방위각으로 구성된다. 예를 들어, 이 각은 0도("정규 온" 채널)일 수도 있고, 90도("정규 오프" 채널)일 수도 있다. 임의의 주어진 채널이 다양한 각도 변위 영역에서 서로 다른 응답을 가질 수 있다. 여러 다른 채널들이 서로 다른 변위 영역으로 바이어스되고, 인플루언서는 이 바이어스된 회전에 관해 전파되는 파동 컴포넌트에 영향을 미친다. 이는 감쇠 프로파일의 한가지 예에 불과하다. 다수의 도파 채널들을 가지며 이 채널들에 대한 감쇠 프로파일들을 재단/매칭/보완하는 이유는, WAVE_OUT의 전력 절감, 효율, 균일성을 포함한다. In addition to the above, which provides 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 a strict “commutative” manner, depending on the order of modulator 4100 elements across which propagation radiation traverses from WAVE_IN to WAVE_OUT. In this case, the attenuation profile can be changed by providing different ordering of the non-switched devices. However, this is just one example of a constituent attenuation profile. In other embodiments, different attenuation profiles can be generated by building different rotational biases for each waveguide channel. As mentioned above, some transports are configured with a specified azimuth angle between the input polarizer and the output polarizer / analyzer. For example, this angle may be 0 degrees (“normal on” channel) or 90 degrees (“normal off” channel). Any given channel can have different responses in various angular displacement regions. Different channels are biased into different displacement regions, and the influencer affects the wave component propagating about this biased rotation. This is just one example of the attenuation profile. Reasons for having multiple waveguide channels and tailoring / matching / supplementing attenuation profiles for these channels include power savings, efficiency and uniformity of WAVE_OUT.

서로 반대의 편광(실렉터) 소자들에 의해 가려질 때, 가변 패러데이 회전자나 패러데이 감쇠기는 광 경로의 방향으로 가변 필드를 발생시켜서, 이러한 소자가 편광 벡터를 회전시키게 한다(가령, 0도에서 90도로). 이에 따라, 제 1 편광자를 투과한 입사광의 증강 부분이 제 2 편광자를 통과하게 된다. 어떤 필드도 공급되지 않을 때, 제 1 편광자를 통과하는 광은 제 2 편광자에 의해 완벽하게 차단된다. 적정 "최대" 필드가 공급되면, 100%의 광이 적정 회전 각으로 회전하며, 100%의 광이 제 2 편광 소자를 통과한다. When obscured by opposite polarization (selector) elements, a variable Faraday rotor or Faraday attenuator generates a variable field in the direction of the optical path, causing the device to rotate the polarization vector (eg, 0 degrees to 90 degrees). ). Accordingly, the enhancement portion of the incident light transmitted through the first polarizer passes through the second polarizer. When no field is supplied, light passing through the first polarizer is completely blocked by the second polarizer. When the appropriate "maximum" field is supplied, 100% of the light rotates at the proper rotation angle and 100% of light passes through the second polarizing element.

위에서 개시한 본 발명의 선호 실시예들은 이 시스템, 시스템의 컴포넌트, 제작 및 조립 방법, 그리고 바람직한 동작 모드들을 이용하여, 매우 얇고 컴팩트한, 그러면서 가요성이거나 견고형인 구조를 제공하며, 제작 비용이 저렴하고 우수한 시야각, 해상도, 밝기, 콘트래스트를 가진다. 일반적으로 말해서 우수한 성능 특성을 가진다. 본원에서 기술한 방법 및 구조는 본 발명의 실시예의 범위를 제한하는 것이 아니며, 광섬유 소자에서 일체형 패러데이 감쇠 및 칼라 선택을 포함하는 광섬유 기반의 자기광학형 디스플레이의 컴포넌트들을 직물 방식으로 조립함에 있어서 필요에 따라 3차원 직조 스위칭 매트릭스의 직물 제작에 관한 모든 변형들을 포함한다. The preferred embodiments of the present invention disclosed above provide a very thin and compact, yet flexible or rigid structure using this system, components of the system, manufacturing and assembly methods, and preferred modes of operation, and low cost of manufacture. And has excellent viewing angle, resolution, brightness, and contrast. Generally speaking, it has excellent performance characteristics. The methods and structures described herein do not limit the scope of the embodiments of the present invention, but are necessary to fabricate components of optical fiber based magneto-optical displays, including integral Faraday attenuation and color selection, in fiber optic devices. Accordingly includes all variants relating to the fabrication of the three-dimensional woven switching matrix.

본원에 의해 개시되는 일체형 광섬유 광전자 컴포넌트 장치들의 중요성에 대하여 이루어진 이전의 관찰사항을 확대시키기 위해, 일체형 광전자 연산을 위한 대안의 기법을 이러한 일체형 구성의 3차원 직물 조립이 제시한다는 것은 큰 중요성을 가진다. 이는 파동 분할 멀티플렉싱(WDM) 시스템용의 스위칭 매트릭스로 직접 적용될 수 있으며, 좀 더 폭넓게 이야기하자면, 포톤 및 반도체 전자 컴포넌트들을 최적으로 조합하는 LSI 및 VLSI 스케일링의 대안의 IC 기법으로 적용될 수 있다. In order to expand upon the previous observations made on the importance of the integral optical fiber optoelectronic component devices disclosed herein, it is of great importance that the three-dimensional fabric assembly of such an integral configuration presents an alternative technique for integral optoelectronic operation. It can be applied directly as a switching matrix for wave division multiplexing (WDM) systems, and more broadly, as an alternative IC technique for LSI and VLSI scaling that optimally combines photon and semiconductor electronic components.

이와 같이, 본원 선호 실시예의 장치 및 그 제작 방법은 폭넓은 응용 범위를 가진다. 게다가 본 선호 실시예는 또다른 방식으로 쓰여질 수 있다. 직물 광섬유 매트릭스는 디스플레이 출력 표면 어레이를 형성하도록 구성된 3차원 광섬유 직물 구조 일체형 회로 장치로 또한 형성된다. 디스플레이의 엄격한 필드 바깥에 있는 본 발명의 선호 실시예의 응용예는 필드 프로그래머블 게이트 어레이 등과 같이 구성되는 직물 광섬유 매트릭스일 것이다. 소자들을 일체화시키기 위한 3차원 직물 구조의 조합된 장점들은, 포톤형 장치 및 전자 장치를 최적으로 조합시키고, 각각의 장치는 그 강도에 따라 구현된다. 반도체 소자 및 포톤형 소자용으로 고인장강도 자체 기판으로 IC 섬유를 이용할 수 있고, 포톤형 코어 둘레로 연속 표면을 형성하도록 깊이 및 둘레에 따라 모놀리식 구조를 구현하는 다층 클래딩 및 코팅들이 있다. 이들 모두의 효율과, 광전자 직물 블록을 형성함에 있어 직물 직조의 제작 비용 장점,그리고 섬유들의 대형 묶음 방식 제작의 비용 장점들은 평면형 반도체 웨이퍼 기법에 대한 중요한 대안을 제시한다. As such, the device of the preferred embodiment of the present application and its fabrication method have a wide range of applications. In addition, the present preferred embodiment can be written in another way. The fabric optical fiber matrix is also formed of a three-dimensional optical fiber fabric structure integrated circuit device configured to form a display output surface array. An application of the preferred embodiment of the present invention outside the rigid field of the display would be a fabric fiber matrix constructed such as a field programmable gate array or the like. The combined advantages of the three-dimensional fabric structure for integrating the elements optimally combine photon-type devices and electronic devices, and each device is implemented according to its strength. IC fibers can be used as high tensile strength self substrates for semiconductor devices and photon devices, and there are multilayer claddings and coatings that implement monolithic structures along depth and perimeter to form a continuous surface around the photon core. The efficiency of both, the cost advantages of fabric weaving in forming optoelectronic fabric blocks, and the cost advantages of fabricating large bundles of fibers offer an important alternative to planar semiconductor wafer techniques.

본 발명의 선호되는 광섬유 실시예에 의해 제시된 새로운 기법에 따르면, 3차원 마이크로직물 매트릭스에서 광섬유 및 그외 다른 전도성의 IC 구조 섬유와 필라멘트를 조합할 수 있다. 대형 직경의 섬유들은 일체형으로 제작되는 인터-클래딩 및 인트라-클래딩 완성형 마이크로프로세서 장치들을 가질 수 있다. 포톤형 결정 섬유와 그외 다른 광섬유 구조, 특히 단일 모드 섬유들이 나노-스케일 직경에 접근함에 따라, 개별 섬유들은 원통형 길이를 따라 2~4개의 IC 특징부/소자들만을 통합할 수 있다. 따라서, 복합적 마이크로직물 매트릭스가 가변적 직경의 광섬유들로 직조되어 다른 필라멘트들과 조합된다(나노 섬유 포함). 이 필라멘트들은 전도성일 수 있고, 이들은 주기적인 IC 소자의 인터-클래딩이나 인트라-클래딩으로 제작될 수 있다. 섬유들은 대형 포톤형 서큘레이터 구조의 소자들일 수 있으며, 합쳐지거나 꼬아져서 마이크로광학 네트워크로 만들어질 수 있다.According to the novel technique presented by the preferred optical fiber embodiment of the present invention, it is possible to combine filaments with optical fibers and other conductive IC structural fibers in a three-dimensional microfabric matrix. Large diameter fibers may have inter-cladding and intra-cladding finished microprocessor devices fabricated integrally. As photon crystalline fibers and other optical fiber structures, especially single mode fibers, approach nano-scale diameters, individual fibers can incorporate only two to four IC features / elements along the cylindrical length. Thus, a composite microfabric matrix is woven into optical fibers of varying diameter and combined with other filaments (including nanofibers). These filaments can be conductive and they can be fabricated with inter-cladding or intra-cladding of periodic IC devices. The fibers can be elements of a large photon-type circulator structure and can be combined or twisted into a microoptical network.

이러한 마이크로 직물 매트릭스의 섬유들은 동일한 굴절률을 가진 코어 및 클래딩으로 제작될 수 있다. 가령, 코일폼/자계 발생 소자, 전극, 트랜지스터, 커패시터 등등을 포함하는 투과성 IC 구조로 제작될 수 있다. 따라서, 직조된 직물 구조가 졸과 합쳐져, 졸이 자외선에 의해 경화될 때, 필수 차이 굴절률을 가져서, 인터-섬유/인터-필라멘트 졸이 개별 클래딩들을 대체하게 된다. The fibers of this micro fabric matrix can be made from cores and claddings with the same refractive index. For example, it can be fabricated with a transmissive IC structure including coil form / magnetic field generating elements, electrodes, transistors, capacitors and the like. Thus, the woven fabric structure merges with the sol so that when the sol is cured by ultraviolet light, it has the required differential refractive index, so that the inter-fiber / inter-filament sol replaces the individual claddings.

이러한 과정은 나노입자의 정전형 자체 조립의 용액으로 마이크로 직물 구조를 포화시킴으로서 추가적으로 발전될 수 있다. 개별적인 필라멘트 갈래들에 대한 루밍 과정은 직조될 때 섬유 및 필라멘트들의 패턴처리를 촉진시킬 수 있다. 하지만, 직조 이전에, 또는 섬유나 필라멘트가 반(semi)-평행 조합 상태에 있을 때 패턴형성하는 것이 좀더 가요성이 클 것이다. 섬유 정션들 간 광 태핑(light-tapping) 및 포톤 밴드갭 스위칭이 크게 촉진되도록(미국특허 6,278,105 호 참조), 당 분야에 잘 알려진 이러한 방법 및 기타 방법들을 통해 인터-섬유 졸의 구조를 제어할 가능성은 명확하다고 말할 수 있을 것이다. 이러한 IC구조에 메모리 소자로 구현되는 일체형 패러데이 감쇠기 광섬유는, LSI 및 VLSI 스케일의 구조에 캐시 방식으로 구현될 수 있다. 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)는 이러한 IC 구조 기법에 대한 폭넓은 구현 영역을 제시한다. This process can be further developed by saturating the micro fabric structure with a solution of electrostatic self-assembly of nanoparticles. The luming process for the individual filament segments can facilitate the patterning of the fibers and filaments when weaved. However, it will be more flexible to pattern before weaving or when the fibers or filaments are in a semi-parallel combination. The possibility of controlling the structure of the inter-fiber sol through these and other methods well known in the art so that light tapping and photon bandgap switching between fiber junctions is greatly facilitated (see US Pat. No. 6,278,105). Can be said to be clear. An integrated Faraday attenuator optical fiber implemented as a memory element in such an IC structure may be implemented in a cache manner in the structures of LSI and VLSI scale. Field programmable gate arrays (FPGAs) provide a wide range of implementations for these IC architecture techniques.

광섬유들의 파동 안내를 파괴하지 않으면서 최대 구부림각이 개선됨에 따라, 광섬유 및 그외 다른 마이크로필라멘트들로 직조된 마이크로 직물 구조의 가용한 복잡도가 증가할 것이다. 심해 유기물에 의해 성장되는 얇은 모세관형 광섬유의 성질에 대해 최근에 보고된 연구결과는 재합사(doubling back)의 지점까지 트위스트되고 구부러질 수 있는 광학적 안내 구조를 보여준다. 본원에서 제시되는 마이크로직물 IC 시스템 종류의 3차원 직조는 비-선형 직조를 포함할 것이다. 가령, 당 분야에 잘 알려진 복합 직조 터빈 구조에서 보여지는 바와 같이 화합물에 의해 곡면을 형성하는 3차원 직조를 예로 들 수 있다. 일반적으로, 마이크로직물 장치 클래스 및 그 제작 방법은 당 분야에 알려진, 그리고 차후로 발전될, 3차원 정밀 직조 형태의 전체 범위를 포괄한다. As the maximum bend angle is improved without breaking the waveguide of the optical fibers, the available complexity of the micro fabric structure woven with the optical fiber and other microfilaments will increase. Recent reports on the properties of thin capillary fibers grown by deep sea organics show optical guide structures that can be twisted and bent to the point of doubling back. Three-dimensional weave of the class of microfabric IC systems presented herein will include non-linear weave. For example, a three-dimensional weave that forms a curved surface with a compound, as shown in composite weave turbine structures well known in the art, is exemplified. In general, microfabric device classes and methods of fabrication cover the full range of three-dimensional precision weaving forms known in the art and later developed.

(Zyvex Corporation 사와 Arryx 사의) 상용화된 나노 어셈블리 방법을 이용하여 작은 직경의 섬유 및 필라멘트들로 마이크로 직물 기법이 추가적으로 발전할 것으로 기대되고 있다. Zyvex 사의 나노-매니퓰레이터 기술은 "나노룸(nanoloom)" 시스템으로 구현될 수 있고, Arryx 사의 나노-스케일 광학 트위저는 마이크로-직조 제작 공정에 적합하며, 부가적으로 효율적인 기계적/광학적 루밍 기법에서 Zyvex 나노-매니퓰레이터와 조합하여 사용된다. 그 동작은 Albany International Techniweave 사에서 제시한 방법 및 장비에 대한 마이크로 또는 나노 스케일로 패턴형성될 수 있다. It is expected that microfabrication techniques will further develop into small diameter fibers and filaments using commercially available nanoassembly methods (by Zyvex Corporation and Arryx). Zyvex's nano-manipulator technology can be implemented as a "nanoloom" system, and Arryx's nano-scale optical tweezers are suitable for micro-fabrication processes and additionally Zyvex nano in an efficient mechanical / optical luming technique. Used in combination with manipulators. The operation can be patterned at micro or nano scale for the methods and equipment presented by Albany International Techniweave.

전도성 매질에서 전자와 광학적 투과성 매질에서의 광간에 잘 알려진 1000:1의 속도 차이는 전자 및 포톤형 소자를 구성함에 있어서 자유도의 차이를 제시하며, (이러한 마이크로직물 IC 구조에 의해 구현가능한) 반도체 특징부들의 크 기를 감소시키는 데 초점을 맞춤으로서 일부 제약사항을 느슨하게 한다. 결과적으로, 전자 및 포톤형 스위칭과 회로 경로 소자의 최적 혼합을 가능하게 한다. 따라서, 일부 섬유들은 다수의 반도체 소자 인터-클래딩 및 인트라-클래딩를 지원하기 위해 큰 직경으로 제작될 수 있다. 반면에 다른 소자들은 몇가지 전자적 컴포넌트들만을 포함시킴으로서 매우 작은 직경을 가질 수 있다. 또한 일부 소자들은 전부 광학적 컴포넌트들만을 가질 수도 있다. 포톤 계열의 경로 소자의 수를 최대화시킴으로서, 포톤 경로에 의해 연결되는 최적 스케일 섬유들에 제작되는 작은 마이크로프로세서 구조들이 가능하며, 따라서, 최적화 가능성의 논리적 출력을 얻을 수 있다.  The well known 1000: 1 speed difference between electrons in conductive media and light in optically transmissive media suggests differences in degrees of freedom in constructing electronic and photon-type devices, and is a semiconductor feature (achievable by this microfabricated IC structure). Loose some constraints by focusing on reducing the size of the wealth. As a result, it enables the optimum mixing of electronic and photon-type switching and circuit path elements. Thus, some fibers can be fabricated with large diameters to support multiple semiconductor device inter-cladding and intra-cladding. Other devices, on the other hand, can have very small diameters by including only a few electronic components. In addition, some devices may have only optical components all. By maximizing the number of photon path elements, small microprocessor structures fabricated on the optimal scale fibers connected by the photon path are possible, thus obtaining a logical output of optimization possibilities.

제시되는 마이크로직물 IC 큐브(또는 다른 3차원 마이크로직물 구조)는 크고 작은 광섬유들과 그외 다른 필라멘트(전도성이고 미세모세관형이며, 순환 유체로 충진되어 구조물을 냉각시킬 수 있음)들의 임의의 조합으로 구성될 수 있고, 이들은 순수한 구조적 구성일 수도 있고, 전도성 구성일 수도 있다. The presented microwoven IC cube (or other three-dimensional microfabricated structure) consists of any combination of large and small optical fibers and other filaments (conductive, microcapillary, filled with circulating fluid to cool the structure). These may be pure structural configurations or may be conductive configurations.

도 9은 본 발명의 선호 실시예에 따른 횡방향 일체형 변조기 스위치/정션 시스템(900)의 개략도이다. 시스템(900)은 아래 설명되는 바와 같이 도파관 내 한 쌍의 포트(915, 920)를 이용하여 한 도파관 채널(905)의 복사선 전파를 또다른 측방향 도파관 채널(910)에게로 리디렉션시키는 메커니즘을 제시한다. 제 1 채널(905)은 인플루언서 세그먼트(925)(즉, 일체형 코일폼)와 부가적인 제 1 경계 영역(930) 및 제 2 경계 영역(935)을 포함하도록 구성된다. 추가적으로, 제 1 채널(905)은 편광자(940)와 이에 대응하는 분석기(945)를 포함한다. 제 1 채널은 제 2 경계 영 역(935)에 제공되는 포트(915)에 인접한 위치에서 제 1 경계 영역(930)의 일부분에 측방향 편광 분석기 포트(950)를 포함한다. 정션을 통한 손실을 개선시키기 위해 정션에서 채널(905) 및 채널(910)을 둘러싸는 부가적 물질(955)이 제공된다. 물질(955)은 경화된 졸일 수 있고, 나노-자체 조립 전용 물질일 수 있으며, 요망 굴절률을 가지는 기타 물질일 수 있다. 이는 신호 손실을 감소시키고 포트(915) 및 포트(920)의 요망 정렬을 보장한다. 인플루언서(925)는 분석기 포트(950)의 관통축에 대한 상대적 편광각에 기초하여, 포트(915)를 통과하는 복사선의 양과 제 1 채널(905)을 통해 전파하는 복사선의 편광을 제어한다. 시스템(900)의 추가적인 구조 및 동작이 아래에 기술된다. 9 is a schematic diagram of a transverse integral modulator switch / junction system 900 according to a preferred embodiment of the present invention. System 900 presents a mechanism to redirect radiation propagation of one waveguide channel 905 to another lateral waveguide channel 910 using a pair of ports 915, 920 in the waveguide as described below. do. The first channel 905 is configured to include an influencer segment 925 (ie, integral coilform) and an additional first boundary region 930 and second boundary region 935. Additionally, first channel 905 includes polarizer 940 and corresponding analyzer 945. The first channel includes a lateral polarization analyzer port 950 at a portion of the first boundary region 930 at a location adjacent to the port 915 provided in the second boundary region 935. Additional material 955 is provided surrounding channel 905 and channel 910 at the junction to improve loss through the junction. Material 955 may be a cured sol, may be a nano-self assembly only material, or may be any other material having a desired refractive index. This reduces signal loss and ensures desired alignment of port 915 and port 920. The influencer 925 controls the amount of radiation passing through the port 915 and the polarization of the radiation propagating through the first channel 905 based on the relative polarization angle with respect to the through axis of the analyzer port 950. . Additional structures and operations of system 900 are described below.

포트(915) 및 포트(920)는 아래 설명되는 용웅 섬유 스타터 방법을 통해 구현되는 경계 영역의 안내 구조에 해당하며, GRIN 렌즈 구조를 포함할 수 있다. 이 포트들은 경계 영역 내 정확한 위치에 배치될 수 있고, 또는, 포트들이 채널의 길이를 따라 주기적으로 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 경계 영역들 중 하나의 전체 부분들은, 요망 속성(편광이나 포트) 구조를 가질 수 있고, 정션 위치에서 다른 경계 영역에서 한개 이상의 대응하는 구조를 가질 수 있다. The port 915 and the port 920 correspond to the guide structure of the boundary region implemented through the Yongung fiber starter method described below, and may include a GRIN lens structure. These ports can be placed at the correct location in the boundary area, or the ports can be arranged periodically along the length of the channel. In some embodiments, the entire portions of one of the boundary regions may have a desired attribute (polarization or port) structure, and may have one or more corresponding structures in another boundary region at the junction location.

편광자(940)와 분석기(945)는 채널(905) 아래로 전파되는 복사선의 진폭을 제어하는 부가적 구조이다. 편광자(940)와 분석기는 이 세그먼트에 대한 부가적 인플루언서 요소를 포함하는 것으로서, 인플루언서(925)와 협력하여, 채널(905)과 채널(910) 간의 복사선 신호 전파를 제어한다. Polarizer 940 and analyzer 945 are additional structures that control the amplitude of radiation propagating down channel 905. The polarizer 940 and analyzer include additional influencer elements for this segment and, in cooperation with the influencer 925, control the radiation signal propagation between the channel 905 and the channel 910.

이러한 마이크로-직물 구조에서 인터-섬유 방식의 스위칭은, 일체형 마이크 로-패러데이 감쇠기 광섬유 소자의 "횡방향" 변형에 의해 촉진될 수 있다. 직물 매트릭스에서 수직으로 배치되는 섬유들 간의 정션 지점/접촉점은 섬유들 간에 새로운 종류의 광 탭(light tap)의 장소에 해당한다. 광발명의 선호 실시예에 따른 광섬유 마이크로-패러데이 감쇠기의 클래딩 1에서, 클래딩은 편광 필터링(NanoOpto Corporation 사의 서브파장 나노 그리드 참조)되도록, 또는 편광 비대칭이도록 주기적 굴절률 변화로 미세 구성된다. 동일 섹션에서, 굴절률은 코어의 굴절률과 같도록 변경되었다(이온 충돌, 전기적 에너지, 가열, 광학적 반응 등에 의해). 이에 대한 대안으로, 전체 클래딩 1이 동일한 굴절률을 가지도록 구성될 수 있다.추가적으로, 서로 다른 굴절률에 의해 달성되는 안내 및 편광 경계에 추가하여, 구조-기하적 구성(가령, 포톤형 결합과, 서브파장 구멍-공동/그리드 시스템 이용)이 본 발명의 범위 내에 또한 포함된다. 설명을 단순화하기 위해, 굴절률 차이를 이용하여 안내 및 경계부가 설명된다. 그러나 이 경우에는 구조-기하적 구성의 이용이 또다시 사용될 수 있다. Inter-fiber switching in this micro-fabric structure can be facilitated by the "lateral" deformation of the integrated micro-Faraday attenuator optical fiber element. The junction point / contact point between fibers placed vertically in the fabric matrix corresponds to the location of a new kind of light tap between the fibers. In cladding 1 of an optical fiber micro-Faraday attenuator according to a preferred embodiment of the invention, the cladding is finely configured with periodic refractive index changes to be polarized light filtering (see subwavelength nanogrid from NanoOpto Corporation), or to be asymmetric polarization. In the same section, the refractive index was changed to equal the refractive index of the core (by ion bombardment, electrical energy, heating, optical response, etc.). Alternatively, the entire cladding 1 can be configured to have the same refractive index. Additionally, in addition to the guidance and polarization boundaries achieved by the different refractive indices, structure-geometric configurations (eg, photon bonds and sub Wavelength hole-cavity / grid systems) are also included within the scope of the present invention. In order to simplify the description, the guide and the boundary are described using the refractive index difference. In this case, however, the use of structure-geometry can again be used.

Gemfire Corporation 사의 광-탭처럼, 모든 다른 기존의 "광-탭(light-taps)"으로부터 기본적으로 차별화된다는 점이 본 일체형 패러데이-감쇠기의 본 변형의 본질에 해당한다. 이 경우에 도파관은 반도체 광학 도파관을 연결하기 위해 자체적으로 붕괴된다. 도파 구조의 붕괴는 포톤형 또는 전자포톤적 스위칭 기법이나 네트워크의 효력있는 컴포넌트가 파괴됨을 의미하고, 이는 채널간 광학 신호의 효율적 전송을 보장한다. 모든 다른 종류의 광-탭들처럼 코어-영역 사이에 안내받지 못한 신호들을 제어하기 위해 추가적이고 복잡한 보상을 필요로하지 않는 광탭 은 훨씬 간단하고 효율적이다. Like the light-taps of Gemfire Corporation, it is fundamentally different from all other existing “light-taps” that is the essence of this variant of the present Faraday-attenuator. In this case, the waveguide collapses itself to connect the semiconductor optical waveguide. The disruption of the waveguide structure implies the destruction of photon-type or electron-photon switching techniques or the effective components of the network, which ensures efficient transmission of optical signals between channels. Like all other types of optical-taps, optical taps are much simpler and more efficient, which do not require additional and complex compensation to control unguided signals between core-areas.

따라서, 공지 기술에서의 다른 광-탭들과는 달리, 스위칭 메커니즘은 격자 구조에 영향을 미치기 위해 극 영역(poled region)을 활성화하는 것이 아니고, 전극들의 어레이를 활성화는 것도 아니다. 차라리, 본 인-라인 패러데이 감쇠기 스위치는 코어를 통해 전파되는 광의 편광각을 회전시키며, 효과적인 편광 필터인 클래딩의 섹션과 상기 스위치를 조합함으로서, 출력 및 입력 섬유의 클래딩들의 횡방향 안내 구조를 통해 신호의 정밀하게 제어된 부분을 전환시키는 결과를 도출한다. 이 스위치의 속도는 패러데이 감쇠기의 속도에 해당하며, 이는 캐소드 및 애노드에 의해 커버되는 비교적 폭넓은 영역의 화학적 특성을 변화시키는 속도에 반한다. Thus, unlike other light-taps in the known art, the switching mechanism does not activate the polled region to affect the grating structure, nor does it activate the array of electrodes. Rather, the present in-line Faraday attenuator switch rotates the polarization angle of the light propagating through the core and combines the switch with a section of the cladding which is an effective polarization filter, thereby providing a signal through the transverse guidance structure of the claddings of the output and input fibers. Results in switching the precisely controlled portion of the. The speed of this switch corresponds to the speed of the Faraday attenuator, which is contrary to the speed of changing the chemical properties of the relatively wide area covered by the cathode and anode.

코어(와 선택적 클래딩 1)에서의 전반사를 구현하기 위해 코어(와 선택적 클래딩 1)와는 충분히 다른 굴절률을 가진 클래딩 2에서, 다음의 두 구조 중 한가지가 제작된다. In cladding 2 having a refractive index sufficiently different from that of the core (and selective cladding 1) to achieve total reflection in the core (and selective cladding 1), one of the following two structures is fabricated.

a) 본원 타부분에서 개시되는 방법에 따라 제작되어, 섬유축에 직각에 가깝게 광학축을 가진, 클래딩 내 점진형 굴절률(GRIN) 렌즈 구조: 그 초점 경로는 광섬유의 축에 직각으로 배향되거나 약간의 오프셋을 가져서, 제 1 채널(905) 로부터 GRIN 렌즈를 통과하는 광이 제 2 채널(910)과의 접촉점에서 연결될 것이고, 제 2 채널(910)의 축에 또한 직각으로 삽입될 것이며, 또는 선호되는 방향으로 제 2 채널(910) 내로 한 각도로 삽입될 것이다. a) A progressive refractive index (GRIN) lens structure in the cladding, fabricated according to the method disclosed elsewhere herein, having an optical axis close to a right angle to the fiber axis: the focal path is oriented perpendicular to the axis of the optical fiber or slightly offset Such that light passing from the first channel 905 through the GRIN lens will be connected at the point of contact with the second channel 910 and will also be inserted at right angles to the axis of the second channel 910, or in the preferred direction. Into the second channel 910 at an angle.

b) 이온 주입, 제작 공정에서의 전극간 전압 공급, 가열, 또는 그외 다른 시스템 등에 의해 제작되는 코어(와 부가적 클래딩 1)와 동일한 굴절률을 가진 간단 한 광학 채널: 이 간단한 도파 채널의 축은 직각이거나 약간의 오프셋을 가진다. b) a simple optical channel with the same refractive index as the core (and additional cladding 1) fabricated by ion implantation, inter-electrode voltage supply in the fabrication process, heating, or other systems, such that the axis of this simple waveguide channel is perpendicular or Has a slight offset.

이러한 마이크로 패러데이 감쇠기 기반의 광-탭의 동작은, 좀 더 정확하게 규정하자면, 횡방향 섬유간(도파관간) 패러데이 감쇠기 스위치는, 활성화된 일체형 마이크로패러데이 감쇠기 섹션을 통과함으로서 편광 각이 회전할 때, 그래서 광섬유 '광-탭'의 동작에 따라, 클래딩 1을 통해 클래딩 2의 GRIN 렌즈 구조나 이보다 간단한 광학 채널로 안내될 때(이를 누출(leak)이라 표현함), 그리고 출력 채널로부터 제 2 채널로 연결될 때, 구현된다. This micro Faraday attenuator based optical-tab operation, more precisely, the transverse interfiber (waveguide) Faraday attenuator switch passes through the activated integral micro Faraday attenuator section so that when the polarization angle rotates, Depending on the operation of the optical fiber 'tap', when it is guided through cladding 1 to the GRIN lens structure of cladding 2 or to a simpler optical channel (referred to as a leak), and when connected from the output channel to the second channel Is implemented.

제 2 채널(910)은 평행 구조에 의해 제 1 채널(905)로부터 수신되는 광을 편광 필터링 또는 비대칭 클래딩 1에게로, 그리고 다시 제 2 채널(910)의 코어로 최적으로 연결하도록 제작된다. 섬유간 매트릭스를 둘러싸는 것은, 직물 구조에 주입되는 경화 졸이며, 이 졸은 섬유들 사이에서 안내되는 광을 국한시키는 굴절률 차이를 가지며, 연결 효율을 보장한다. The second channel 910 is designed to optimally connect the light received from the first channel 905 by the parallel structure to polarization filtering or asymmetric cladding 1 and back to the core of the second channel 910. Surrounding the interfiber matrix is a cured sol that is injected into the fabric structure, which has a refractive index difference that localizes the light guided between the fibers and ensures connection efficiency.

클래딩들을 미세 구조형성하는 신규한 방법은 MCVD/PMCVD/PCVD/OVD 프리폼 제작 방법의 신규한 수정사항을 제시함으로서 달성될 수 있다.A novel method of microstructuring claddings can be achieved by presenting a new modification of the MCVD / PMCVD / PCVD / OVD preform fabrication method.

도 10은 도 9에 도시되는 횡방향 일체형 변조기 스위치/정션(900)에 대한 일련의 제작 단계들의 개략도이다. 제작 시스템(1000)은, 다수의 도파 채널들을 가진 물질 블록(1005)의 형성을 포함하며, 블록(1005)의 얇은 섹션이 제거된 상태로 도시된다. 섹션(1010)은 스타터 월 시트(1015)를 형성하기 위해 연화되어 제조된다. 시트(1015)는 롤링되어 실리카 스타터 튜브(1020)를 형성하며, 이에 따라, 인발을 위한 요망 프리폼을 생성한다. FIG. 10 is a schematic diagram of a series of fabrication steps for the transverse integral modulator switch / junction 900 shown in FIG. 9. Fabrication system 1000 includes the formation of a block of material 1005 with a plurality of waveguide channels, shown with the thin section of block 1005 removed. Section 1010 is softened and manufactured to form starter wall sheet 1015. Sheet 1015 is rolled to form silica starter tube 1020, thereby creating the desired preform for drawing.

본 신규한 방법에 따르면, 실리카 튜브에 유연들이 증착되어 프리폼이 성장하게 되는 데, 이 실리카 튜브는 롤링된 그리고 용융된 융용 실리카 단면들의 얇은 시트로 제작되는 실린더 형태를 취한다. 즉, 서로 다른 굴절률과 서로 다른 광전자 성질을 가진 얇은 섬유 섹션들의 격자들을 구현하기 위해 이렇게 서로 다르게 최적화되는 섬유들을 교대로 하여, 클래딩 및 코어들의 적절한 도핑 특성을 위해 선택된 서로 다른 특성을 가진 광섬유들이 융용된다. 그리고 용융 섬유 매트릭스의 섹션들이 얇은 시트로 잘려나간다. According to this novel method, flexibles are deposited on a silica tube to cause the preform to grow, which takes the form of a cylinder made of thin sheets of rolled and molten fumed silica cross sections. That is, by alternating these differently optimized fibers to implement gratings of thin fiber sections with different refractive indices and different optoelectronic properties, optical fibers with different properties selected for proper doping properties of the cladding and cores are fused. do. And sections of the molten fiber matrix are cut into thin sheets.

이 시트들은 균일하게 가열되고 연화되어, 가열된 성형 핀 둘레로 구부러진다. 따라서, 공지된 프리폼 제작 공정에 따라 얇은 프리폼을 제작하기 위한 스타터로 적합한 얇은 벽체를 가진 실린더를 도출한다. These sheets are uniformly heated and softened and bent around the heated forming pins. Thus, a cylinder having a thin wall suitable as a starter for producing a thin preform according to a known preform manufacturing process is derived.

용융 섬유 시트에 사용되는 섬유들의 크기는, 인발되는 섬유의 클래딩 내 결과적인 횡방향 구조의 최적 크기를 도출하도록 선택된다. 그러나 일반적으로, 이 용도를 위한 섬유들은 가능한 최소 제작 크기(코어 및 클래딩)를 가지며, 구조 직경은 이에 따라 제작되는 프리폼으로부터 인발 중 효과적으로 증가할 것이다. 이러한 섬유 크기는 개별 섬유로 단일 모드 이용을 위해선 너무 작을 수 있다. 그러나, 용융 섬유 섹션이나 슬라이스에 대한 두께를 적절하게 선택할 경우, 결과적인 인발 섬유에서 연속적으로 패턴형성된 횡방향 도파 구조의 크기는, 횡방향 구조가 요망 (단일 모드, 멀티-모드) 코어 및 클래딩 크기를 가지도록, 제어될 수 있다. The size of the fibers used in the molten fiber sheet is chosen to derive the optimal size of the resulting transverse structure in the cladding of the drawn fiber. In general, however, the fibers for this application have the minimum fabrication size (core and cladding) possible, and the structure diameter will increase effectively during drawing from the preforms fabricated accordingly. This fiber size may be too small for single mode use with individual fibers. However, if the thickness for the molten fiber section or slice is properly selected, the size of the continuously patterned transverse waveguide structure in the resulting drawn fiber is such that the transverse structure is desired (single-mode, multi-mode) core and cladding size. It can be controlled to have.

마이크로 구조에 적합한 크기를 구현하기 위해, 더 작은 조합의 섬유들이 용융, 연화, 인발되고, 최종 섬유 어레이들이 길이에 따라 용융되기 전에 다시 다른 섬유들과 용융되며, 그후 시트로 잘려져 실린더로 형성된다. To achieve a size suitable for the microstructure, smaller combinations of fibers are melted, softened, drawn, melted with other fibers again before the final fiber arrays are melted along its length, and then cut into sheets to form a cylinder.

본 발명의 일체형 패러데이 감쇠기 장치의 이러한 섬유간 변형을 구현함에 있어서 가요성을 촉진시키기 위해, 입력단과 출력단에서 광섬유 1의 코어 및 클래딩 1의 편광 섹션들은 당 분야에 잘 알려진 자외선 여기에 의해, 또는 본원 발명 타부분에서의 방법에 따라 인터-/인트라-클래딩 상에 제작되는 전극 구조들에 의해 스위칭가능하게 유도될 수 있다. 이러한 자외선 신호는 인터-/인트라-클래딩으로 제작되는 소자들에 의해 발생될 수 있다. 전극 구조에 의해, 편광 필터링이나 비대칭 상태의 스위칭이 광전자적인 것으로 설명될 수 있고, 또는, 자외선 신호에 의할 경우, 모두 광학적인 것으로 설명될 수 있다.In order to facilitate flexibility in implementing such interfiber deformations of the integrated Faraday attenuator device of the present invention, the cores of the optical fiber 1 and the polarizing sections of the cladding 1 at the input and output ends are subjected to ultraviolet excitation well known in the art, or According to the method in the other part of the invention, it can be switchably induced by electrode structures fabricated on the inter- / intra-cladding. Such ultraviolet signals can be generated by devices fabricated with inter- / intra-cladding. By the electrode structure, polarization filtering or switching of the asymmetrical state can be described as optoelectronic, or by the ultraviolet signal, all can be described as optical.

자외선에 의해 활성화되는 본원의 변형은 특정 구현예에서 선호되는 다른 실시예들과 마찬가지로 가장 선호되는 실시예에 해당한다. Modifications herein, which are activated by ultraviolet light, correspond to the most preferred embodiment, as are the other embodiments preferred in a particular embodiment.

이러한 편광 필터링이나 코어 및 클래딩의 비대칭 섹션들은 "전이(transient)"라는 용어로 설명될 수 있다. 이에 관하여 미국특허 5,126,874 호를 참고할 수 있다. 이에 따르면, 필터나 비대칭 소자들이 일체형 패러데이 감쇠기의 가변 강도 스위칭 소자로서의 동작에 따라 활성화되거나 동작정지되고, 스위칭 온되거나 스위칭 오프될 수 있다. Such polarization filtering or asymmetric sections of the core and cladding may be described by the term "transient". See US Patent 5,126,874 in this regard. According to this, the filter or asymmetrical elements can be activated or deactivated, switched on or switched off in accordance with the operation of the integrated Faraday attenuator as a variable strength switching element.

클래딩 1은 코어와 동일한 굴절률을 가질 수 있고, 클래딩 2는 다른 굴절률을 가질 수 있다. 따라서, 클래딩 단독의 비대칭 구조나 편광 필터링에 의해, 잘못된 편광의 코어에 대한 국한(confinement)이 이루어진다. 따라서, 클래딩 1의 디폴트 설정이 온일 경우 편광 필터/비대칭에 의해 광을 코어에 국한시키게 되고, 오프 일 경우 광을 코어 및 클래딩 1 내로 안내하고 클래딩 2에 의해서만 국한시킨다. 그후 광은 전극이나 자외선 활성화 소자들이 구성된 섹션 내에 놓일 수 있다. 이는 디폴트의 반대의 설정으로 스위칭될 수 있다. Cladding 1 may have the same refractive index as the core and cladding 2 may have a different refractive index. Thus, asymmetry of the cladding alone or polarization filtering results in confinement to the core of the wrong polarization. Thus, when the default setting of cladding 1 is on, the light is confined to the core by polarization filter / asymmetry, and when off, light is guided into the core and cladding 1 and only by cladding 2. The light can then be placed in a section in which the electrode or ultraviolet activating elements are configured. This can be switched to the opposite setting of the default.

마이크로직물 3차원 IC의 동작을 특성화시키기 위한 한가지 방법에서는 광섬유가, 마이크로-안내 구조 인트라 및 인터-클래딩과, 인트라 및 인터-클래딩을 이 채널들과 일체형으로 구성하는 IC 소자 및 트랜지스터들과, 이 구조의 주기적 요소로 제작되는 일체형 인-라인 및 횡방향 패러데이 감쇠기 장치와 함께 횡방향으로 구성되며, 이 광섬유가 코어 내 WDM 타입의 멀티-모드 펄스 신호들을 버스로서, 클래딩 내 횡방향 안내 구조를 통해, 클래딩 내 반도체 및 포톤형 구조까지 운반할 수 있고, 이러한 클래딩 내 반도체 및 포톤형 구조는 버스나 그외 다른 전자포톤 컴포넌트로 기능한다. In one method for characterizing the operation of a microfabricated three-dimensional IC, an optical fiber includes an IC device and transistors in which micro-guided structures intra and inter-cladding and intra and inter-cladding are integrally formed with these channels, It is constructed transversely with an integral in-line and transverse Faraday attenuator device fabricated as a periodic element of the structure, and the optical fiber is a bus for WDM-type multi-mode pulse signals in the core, through a transverse guidance structure in the cladding. It can also carry semiconductor and photon-like structures in the cladding, which serve as buses or other electronic photon components.

일부 섬유들은 인트라/인터-클래딩 방식으로 제작되는 단일 소자들을 가진 나노-스케일 및 단일 모드형일 수 있다. 또는, 클래딩들 간에, 클래딩들 내에, 또는 클래딩 상에 매우 많은 반도체 소자들을 이용하여 효과적으로 제작되는 큰 직경의 멀티 또는 단일 모드형일 수 있다. 섬유들은 전체 마이크로 직물 구조에서 조합 내에서, 섬유 내의 마이크로 구조 IC 소자들과 조합으로, 버스나 개별 스위칭 또는 메모리 소자로 기능할 수 있다. 따라서 스위칭은 섬유 코어들 내에서, 코어와 클래딩 사이에서, 클래딩 내 소자들 사이에서, 그리고 섬유들 사이에서 이루어진다. Some fibers may be nano-scale and single mode with single devices fabricated in an intra / inter-cladding manner. Alternatively, it can be of large diameter multi or single mode type which is effectively fabricated using very many semiconductor elements between, within, or on the claddings. The fibers may function as a bus or as a separate switching or memory device, in combination with microstructured IC devices in the fiber, in combination in the entire microfabric structure. The switching thus takes place in the fiber cores, between the core and the cladding, between the elements in the cladding and between the fibers.

사파이어 테이퍼(saphire taper) 주위로 글래스 섬유를 감고 가열하며 그후 비교적 고속으로 인발하는 간단한 공정에 의해, 스파이더 실크의 두배 내지 다섯배 인장 강도와, 원자 레벨의 매끄러운 표면을 가지도록 제작되는 50nm 광학 나노와이어에 관한 Harvard University의 Eric Marzur, Limin Tong의 제안은, 마이크로 직물 구조에 구현하기에 매우 적합하다. 가시광선에서 근적외선 파장이 광학 섬유 도파관 타입의 이러한 서브파장 직경 변화에서 안내되며, 코어 내에 국한시키는 대신에, 안내되는 광을 표면을 따라 내부적으로 반-소실 방식으로 이동하게 한다. 섬유간의 광학적 소실 결합에 의해 낮은 손실로 광이 연결될 수 있다. 50 nm optical nanowires fabricated to have two to five times the tensile strength of spider silk and an atomic level smooth surface by a simple process of winding and heating glass fibers around a sapphire taper and then drawing them at a relatively high speed. Eric Marzur, Limin Tong's proposal at Harvard University, is well suited for implementation in microfabric structures. The near-infrared wavelength in visible light is guided at this subwavelength diameter change of the optical fiber waveguide type, and instead of being confined within the core, it causes the guided light to move internally semi-dissipating along the surface. Light can be coupled with low loss by optically missing coupling between fibers.

이러한 나노와이어 사이에 편광 경계/필터의 클래딩 및 코팅을 주사된 졸을 통해 삽입하고, 그후 일체형 패러데이 감쇠기 장치의 횡방향 변형을 통해 조작을 행함으로서, 경로간 추가적으로 단순화된 스위칭/정션 장치를 제공할 수 있다. 마이크로-직물 IC 구조는 와이어의 가요성으로 인한 광학 나노와이어의 성질에 의해 특히 촉진된다. 이는 IC 구조를 직각으로 휘어지게 하고, IC 구조를 트위스트시키거나 매듭으로 묶는다.By inserting the cladding and coating of the polarization boundary / filter between these nanowires through the scanned sol and then manipulating through the transverse deformation of the integrated Faraday attenuator device, it would provide an additional simplified switching / junction device between the paths. Can be. Micro-fabric IC structures are particularly facilitated by the properties of optical nanowires due to the flexibility of the wires. This causes the IC structure to bend at a right angle, twisting or tying the IC structure.

The California Institute of Technology 사의 Kerry Vahala 의 보완 작업은 수십 미크론 직경의 광학 와이어의 제작에 관한 것으로서, 실리카 마이크로-비드(micro-bead)와 미크론 스케일 광학 와이어로 구성된 초소형, 초저 임계값 Raman 레이저를 제시하는 Vahala의 관련 작업에 또한 관련된 사항이며, 마이크로 직물 구조에 특히 유용하다. 마이크로 직물 구조에 산재된 마이크로-비드들은 마이크로 직물 구조 소자에 의해 제위치에 유지되며, 광학 와이어에 연결되어, 3차원 IC 구조에서의 조작 및 신호 발생을 위한 추가적인 옵션을 구현한다.Kerry Vahala's work at The California Institute of Technology is about the fabrication of optical wires of several tens of microns in diameter, presenting a tiny, ultra-low threshold Raman laser consisting of silica micro-beads and micron scale optical wires. It is also relevant to Vahala's related work and is particularly useful for microfabric structures. The micro-beads interspersed in the microfabrication structure are held in place by the microfabrication structure element and connected to the optical wire to implement additional options for manipulation and signal generation in the three-dimensional IC structure.

포톤 및 전자 스위칭 소자, 인터-섬유, 인트라-클래딩, 등등의 최적 결합과 조합된, 인라인 및 횡방향 패러데이 감쇠기 스위치/정션들의 속성은, 광학 펄스 영역에 대해 일정한 광학 신호 및 변화하는 편광 상태를 이용하여 이진 로직을 구현하는 새로운 방법을 제시한다. 이러한 이진 로직 시스템은 따라서, 항상 온 상태인 광학 경로를 포함한다. 이때의 로직 상태는 신호의 편광 각을 이용하여 조작되고 검출된다. 이는 고속으로 변할 수 있다. 혼합형 광전자 마이크로 직물 IC 구조에서 전개되는 일체형 패러데이 감쇠기 장치의 공개된 변형들은, 이러한 이진 로직 기법을 명확하게 구현할 수 있어서, 마이크로프로세서 및 광학 통신 동작의 속도 및 효율을 증가시킬 수많은 가능성을 제시한다. The properties of inline and transverse Faraday attenuator switches / junctions, combined with optimal combinations of photon and electronic switching elements, inter-fibers, intra-cladding, and the like, utilize constant optical signals and varying polarization states for the optical pulse region. We present a new way to implement binary logic. This binary logic system thus includes an optical path that is always on. The logic state at this time is manipulated and detected using the polarization angle of the signal. It can change at high speed. Published variations of integrated Faraday attenuator devices deployed in mixed optoelectronic microfabric IC structures can clearly implement this binary logic technique, presenting numerous possibilities for increasing the speed and efficiency of microprocessor and optical communication operations.

이러한 일례의 구현들은 본 디스플레이 발명의 신규한 직물 구조 및 스위칭 구조를 폭넓게 활용할 수 있도록 구축하는 기능을 하며, 가령, 포톤 및 반도체 전자 소자들을 최적화하는 파동 분할 멀티플렉싱 스위칭 매트릭스와, LSI 및 VLSI IC 설계를 그 예로 들 수 있을 것이다. These example implementations serve to build a wide range of novel fabric structures and switching structures of the present invention, such as wave division multiplexing switching matrices that optimize photon and semiconductor electronics, and LSI and VLSI IC designs. For example.

위에서의 설명은 광섬유같은 개별적인 도파관 채널들을 이용하는 본 발명의 선호 실시예에 중점을 두었다. 이 설명에서, 박막 어셈블리로부터 제조되거나 기판이나 그외 다른 구조 내에 한 덩어리로(in bulk) 형성되는 도파관들처럼, 다른 도파관 채널들의 이용에 관한 주기적인 기준들(references)이 포함된다. 다음의 내용은 반도체 도파 채널용의 선호 실시예 일부에 관하여 중점을 둔다.The above description focuses on the preferred embodiment of the present invention using individual waveguide channels, such as optical fibers. In this description, periodic references regarding the use of other waveguide channels are included, such as waveguides made from a thin film assembly or formed in a bulk in a substrate or other structure. The following focuses on some of the preferred embodiments for semiconductor waveguide channels.

광섬유 실시예와, 하이브리드 광섬유 실리콘 웨이퍼 실시예들은 비용 측면의 경제성과, "비디오 디스플레이"나 프로젝터로 불리는 새로운 응용 장치에 관하여 기재하며, 다른 디스플레이 종류에 비해 디스플레이되는 이미지의 전체 품질의 개 선사항에 관하여 기재한다. 그 중 일부 특징들은 LCD, 가스-플라즈마, 그리고 그외 다른 구축된 기술의 특성을 가진 반도체 제작에 의해 도출되는 프로세스에 비해, 광섬유 직물같은 혁신적 제작 기법의 결과에 해당한다. Fiber optic embodiments and hybrid fiber silicon wafer embodiments describe cost-effectiveness and new applications called "video displays" or projectors, and improve the overall quality of the displayed image over other display types. Write about it. Some of these features are the result of innovative fabrication techniques such as fiber optic fabrics compared to the processes derived by semiconductor fabrication with the characteristics of LCDs, gas-plasma, and other established technologies.

본 발명은 여러 종류의 자기광학 디스플레이 및 프로젝터들을 생성하기 위해 한개 이상의 복사 신호의 경로 및 특성을 정밀하게 제어하는 구현예를 포함한ㄴ다. 이 장치들의 중요한 요소는, 일반적인 도파 방식의 이용과, 도파 구조에 일체형으로 제작되는 인플루언서 구조(가령, 패러데이 감쇠기)를 이용하는 과정을 포함한다. 이에 따라, 특정 구현예에 관계없이, 본원의 모든 실시예 및 제작 모드의 장점들을 도파 기반 자기광학 디스플레이에 제공할 수 있다. 이 원칙들은 개별 도파관 채널들에 대해 앞서 설명한 바 있다. 이 원리들은 반도체 및 박막 도파관 채널과 같은 다른 종류의 도파관 채널에도 적용된다. The present invention encompasses implementations that precisely control the path and characteristics of one or more radiation signals to produce various types of magneto-optical displays and projectors. Important elements of these devices include the use of general waveguides and the use of influencer structures (eg, Faraday attenuators) that are integral to the waveguide structure. Thus, regardless of the particular implementation, the advantages of all embodiments and fabrication modes herein can be provided for waveguide based magneto-optic displays. These principles have been described above for individual waveguide channels. These principles apply to other waveguide channels, such as semiconductor and thin film waveguide channels.

반도체 웨이퍼 제작 기법 내에서, 반도체 도파관 기반 자기광학 디스플레이들은, 마이크로-신(micro-thin) 디스플레이 "아플리케(applique`) 시스템 및 방법이라 알려진 전용 실시예 및 프로젝터 실시예와, "HDTV 디스플레이 온 칩"을 포함하는 소형 디스플레이에 특히 적합하다. 제작시 진공에서 압력-밀폐 컴포넌트나 액체를 포함하지 않은 고상 반도체 구조로서, 본원의 반도체 도파관 실시예들은 LCD 나 가스 플라즈마 디스플레이에 비해 저렴하고 우수한 성능을 구현할 수 있는 잠재력을 가진다. Within semiconductor wafer fabrication techniques, semiconductor waveguide based magneto-optic displays are dedicated and projector embodiments known as micro-thin display "applique" systems and methods, and "HDTV display on chips". Particularly suitable for small displays comprising: As a solid-state semiconductor structure that does not contain pressure-sealed components or liquids in a vacuum during fabrication, the semiconductor waveguide embodiments of the present application can realize lower cost and better performance than LCD or gas plasma displays. Has the potential to

물론, 비-소형 디스플레이를 위한 반도체 도파 기반 FPD의 선택은, 대형 디스플레이의 반도체 웨이퍼 제작의 잘 알려진 비용 상의 제한점으로 인해, 광섬유 기반 자기광학 기초 FPD의 선택에 비해 훨씬 안좋을 수 있다. 그러나, 이것이 항상 진실에 해당하는 것은 아니며, 반도체 도파 기반 시스템들이 소형의 얇은 응용예로 반드시 제한될 필요는 없다. Of course, the selection of semiconductor waveguide-based FPDs for non-small displays can be much worse than the selection of fiber-optic magneto-optic based FPDs, due to the well-known cost limitations of semiconductor wafer fabrication of large displays. However, this is not always true and semiconductor waveguide based systems need not necessarily be limited to small thin applications.

소형 디스플레이 및 프로젝터 장비의 경우처럼, 일부 경우에는 본 발명의 반도체 도파관 기반 실시예의 장점들은 상당하다. 특정 실시예를 지원하는 반도체 구조의 표면에 대한 도파관 채널 축에 따라 반도체 도파관 기반 실시예들은 크게 두분류로 나누어진다. 일반적으로, 도파관 채널 통과축은 표면에 평행하거나 표면에 수직일 수 있다.As in the case of small display and projector equipment, in some cases the advantages of the semiconductor waveguide based embodiment of the present invention are significant. Depending on the waveguide channel axis for the surface of the semiconductor structure supporting a particular embodiment, semiconductor waveguide based embodiments are divided into two broad categories. In general, the waveguide channel pass axis may be parallel to or perpendicular to the surface.

Hammer에게 1997년 1월 28일자로 특허된 미국특허 5,598,492 호, "Metal-Ferromagnetic Optical Waveguide Isolator"와, Belouet에게 특허된 미국특허 6,103,010 호, "Method of Depositing a Ferromagnetic Film on a Waveguide And a Magneto-Optic Component Comprising a Thin Ferromagnetic Film Deposited by the Method"를 참고할 수 있다. 두 특허는 평면형 반도체 광학 도파관 패러데이 회전자를 기재하고 있으며, 그 내용은 본원에서 참고로 인용된다. US Patent 5,598,492, "Metal-Ferromagnetic Optical Waveguide Isolator", filed January 28, 1997, to Hammer; US Patent 6,103,010, "Method of Depositing a Ferromagnetic Film on a Waveguide And a Magneto-Optic," patented to Belouet. Component Comprising a Thin Ferromagnetic Film Deposited by the Method. " Both patents describe planar semiconductor optical waveguide Faraday rotors, the contents of which are incorporated herein by reference.

두 그룹의 반도체 웨이퍼 시스템을 이용할 때, 본 발명의 선호 실시예에서는 디스플레이/프로젝터 시스템의 두가지 기본적 변형이 존재한다. 즉, 1) 패시브형 또는 액티브형 매트릭스에 의해 스위칭되는, 기판에 제작된 "수직-형성" 반도체 도파관 및 패러데이 감쇠기 구조의 어레이와, 2) 입사 평면광을 디스플레이 시스템으로 편향시키기 위한 "편향 메커니즘"과 조합된, 도파관 구조를 가진 일체형 평면 컴포넌트로 패러데이 감쇠기 구조를 포함하는 평면 반도체 도파관이 존재한다. 후 자의 경우에 각각의 도파관 출력이 화소나 서브화소를 생성한다. 위 두 예는 단지 예에 불과하며, 본 발명을 제한하는 용도로 제시된 것이 아니다. When using two groups of semiconductor wafer systems, there are two basic variations of the display / projector system in the preferred embodiment of the present invention. That is, 1) an array of "vertically-formed" semiconductor waveguide and Faraday attenuator structures fabricated on a substrate, switched by a passive or active matrix, and 2) a "deflection mechanism" for deflecting incident plane light into the display system. There is a planar semiconductor waveguide comprising a Faraday attenuator structure as an integral planar component with a waveguide structure, in combination with. In the latter case, each waveguide output produces a pixel or subpixel. The above two examples are merely examples, and are not intended to limit the present invention.

수직형과 평면형인 반도체 도파관 요소들의 효율적 제작을 위한 방법으로는, 미국, 텍사스 Austin에 소재한 Molecular Imprints Corporation 사에서 상용화한 "스텝 및 플래시(step and flash)" 마이크로-몰드 임프린트 방법, Nano-Optic 사의 포톤 서브파장 돋을새김-에칭 소싱(경계형성, 칼라 필터링, 편광 필터링, 관리 등등을 위함), 그리고 NanoSonic Corporation 사에서 상용화한 나노-스케일 자체 조립 제작 방법이 있다. 위 방법들 및 이와 유사한 "나노-테크날로지" 제작 방법이 본 발명의 선호되는 반도체 실시예에서 특히 선호된다. A method for the efficient fabrication of vertical and planar semiconductor waveguide elements is a "step and flash" micro-molded imprint method commercialized by Molecular Imprints Corporation of Austin, Texas, USA. Photon subwavelength embossing-etching sourcing (for boundary formation, color filtering, polarization filtering, management, etc.), and nano-scale self-assembly fabrication methods commercialized by NanoSonic Corporation. The above methods and similar "nano-technology" fabrication methods are particularly preferred in preferred semiconductor embodiments of the present invention.

제작 프로세스들 측면에서, Petrov에게 2003년 11월 18일 특허된 미국특허 6,650,819 호, "Methods for forming separately optimized waveguide structures in optical materials"를 참고할 수 있다. 이 특허에서는 단일 기판에 서로 다르게 구성된 여러 다른 반도체 도파관 컴포넌트들을 최적화시키는 멀티-스테이지 어닐링 프로톤 교환(APE) 방법이 개시되어 있다. 이 내용은 아래 기술되는 수직형, 그리고 평면형 도파관 구조의 제작에 유용하며, 달리 명시되지 않을 경우, 마스킹/에칭 프로세스의 선호되는 제작 방법은 상용 멀티-스테이지 어닐링 프로톤 교환 프로세스이다. '819 특허의 내용은 본원에서 참고로 인용된다. In terms of fabrication processes, see US Pat. No. 6,650,819, "Methods for forming separately optimized waveguide structures in optical materials," issued November 18, 2003 to Petrov. This patent discloses a multi-stage annealing proton exchange (APE) method that optimizes several different semiconductor waveguide components configured differently on a single substrate. This is useful for the fabrication of the vertical and planar waveguide structures described below, and unless otherwise specified, the preferred fabrication method of the masking / etching process is a commercial multi-stage annealing proton exchange process. The contents of the '819 patent are incorporated herein by reference.

도 11은 수직 디스플레이 시스템(1100)의 개략도이다. 디스플레이 시스템(1100)은 다수의 웨이퍼 스트립(1105)들을 포함한다. 이 스트립(1105)들은 수직으로 적층되어, 각 스트립(1105)의 에지로부터 생성되는 화소/서브화소들의 매트릭 스로부터 집합적 디스플레이 표면(1110)을 형성한다. 각 화소/서브화소는 트랜스포트 채널 세그먼트에 연결된 다수의 구조 및 정렬 변조기로 만들어지며, 이 트랜스포트와 변조기들은 각 스트립(1105)에 일체형으로 구성되고, 각 트랜스포트와 변조기는 본원 및 관련 출원에서 제시되는 기능 및 배열을 가질 수 있다. 디스플레이 시스템(1100)은 각 스트립(1105)이 웨이퍼 표면에 평행한 내장 도파관 채널들을 가진 웨이퍼로 형성되는 방식의 하이브리드 종류에 해당한다. 이때, 이 스트립들은 수직으로 적층되어 디스플레이 시스템을 형성한다.11 is a schematic diagram of a vertical display system 1100. Display system 1100 includes a plurality of wafer strips 1105. These strips 1105 are stacked vertically to form a collective display surface 1110 from a matrix of pixels / subpixels generated from the edges of each strip 1105. Each pixel / subpixel is made of a number of structure and alignment modulators connected to a transport channel segment, which transport and modulators are integrally formed in each strip 1105, and each transport and modulator is described in this and related applications. It may have the functionality and arrangement presented. Display system 1100 corresponds to a hybrid type in which each strip 1105 is formed of a wafer with embedded waveguide channels parallel to the wafer surface. The strips are then stacked vertically to form a display system.

시스템(1100)은 각각 수천개의 패러데이 감쇠기 도파관 채널들로 구성되는 병렬 어레이들의 평면형 도파관의 적층형 스트립을 제작함으로서 구현된다. 이때, 각각의 스트립은 상-하부로 함께 적층된 R, G, B 다이-도핑 또는 칼라 필터링 채널들을 구비하여, "수직" 디스플레이 구조에 도파관 코어들을 가진 적층형 스트립들의 시트를 형성한다. 이러한 평면형 패러데이 감쇠기 도파관 채널들의 적층 스트립들은 편향없이, 출력단을 통해 디스플레이 어레이를 형성하며, 이 디스플레이 표면은 바깥쪽을 향하도록 도파관 구조를 한쪽에서 바라봄으로서 형성된다. 얇은 기판과 이를 둘러싸는 매트릭스는 개별 패러데이 감쇠기 도파관 채널들을 분리시키는 것들이다. 시스템(1100)은 각 화소/서브화소 소자의 트랜스포트 세그먼트에 일체형으로 형성되거나 디스플레이 표면(1110) 맞은편에 배치되는 조명원을 이용한다. System 1100 is implemented by fabricating a stacked strip of planar waveguides in parallel arrays each consisting of thousands of Faraday attenuator waveguide channels. Each strip then has R, G, B die-doped or color filtering channels stacked together up-down to form a sheet of stacked strips with waveguide cores in a “vertical” display structure. The stacked strips of such planar Faraday attenuator waveguide channels form a display array through the output, without deflection, the display surface being formed by looking at the waveguide structure from one side to face outward. The thin substrate and surrounding matrix are those that separate the individual Faraday attenuator waveguide channels. System 1100 utilizes an illumination source that is integrally formed in the transport segment of each pixel / subpixel element or disposed opposite the display surface 1110.

도 12는 도 11에 도시된 한개의 스트립(1105)의 일부분에 대한 상세도이다. 도 12를 확대하면, 입력단(1210)으로부터 출력단(1215)까지 측방으로 뻗어가는 다수의 트랜스포트 세그먼트(1205)들이 도시된다. 이때, 각각의 세그먼트(1205)는 표 면(1220)에 평행하다. 인플루언서 소자(1225)가 각 세그먼트(1205)에 연결되어 변조기를 생성하며, 각각의 변조기는 X-Y 어드레싱 그리드에 따라 반응한다(X(1230) 및 Y(1235)로 도시되는 단일 소자). 도 12에 도시되는 스트립(1105)의 일부분은 두개의 화소를 포함하며, 각각의 화소는 선호되는 칼라 모델(본 경우에 R, G, B 서브채널)의 복사 신호들을 생성하는 세개의 서브화소들을 가진다. 12 is a detailed view of a portion of one strip 1105 shown in FIG. 12, a plurality of transport segments 1205 are shown extending laterally from an input 1210 to an output 1212. At this time, each segment 1205 is parallel to the surface 1220. An influencer element 1225 is connected to each segment 1205 to produce a modulator, with each modulator reacting according to an X-Y addressing grid (single element shown as X 1230 and Y 1235). A portion of strip 1105 shown in FIG. 12 includes two pixels, each pixel having three subpixels that produce radiant signals of a preferred color model (R, G, B subchannel in this case). Have

도 13은 반도체 구조의 수직형 도파관 채널들을 이용하여 수직 솔루션으로 반도체 도파관 디스플레이/프로젝터를 구현하는 디스플레이 시스템(1300)의 대안의 선호 실시예에 해당한다. 디스플레이 시스템(1300)은 융용 섬유 투과성 기판(1305)을 포함하며, 이 기판(1305)에는 다수의 수직 도파관 채널(1310)들이 배치된다. 각각의 채널(1310)은, 기존 광섬유들과 유사하게 구현될 때, 한개 이상의 경계 영역을 포함한다. 구체적으로, 부가적인 제 1 경계 영역(1315)과 제 2 경계 영역(1320)을 포함한다. 제 1 경계 영역(1315)은 서로 다른 굴절률을 가진 물질로서 영구 자석 물질로 도핑된 물질이다. 제 2 경계 영역(1320)은 서로 다른 굴절률을 가진 물질이며, 페리/강자성 도펀트로 도핑된다. 층 커플러(1330)에 의해 상호연결되는 코일폼 층으로, 조합된 인플루언서 소자(1325)가 제작된다. 각 인플루언서 소자(1325)의 독립적 연결/제어를 위해 X-Y 어드레싱 그리드(1335)가 배치된다. 13 corresponds to an alternative preferred embodiment of display system 1300 that implements a semiconductor waveguide display / projector in a vertical solution using vertical waveguide channels of a semiconductor structure. The display system 1300 includes a molten fiber permeable substrate 1305, in which a plurality of vertical waveguide channels 1310 are disposed. Each channel 1310, when implemented similar to existing optical fibers, includes one or more boundary regions. Specifically, it includes an additional first boundary region 1315 and a second boundary region 1320. The first boundary region 1315 is a material having different refractive indices and is doped with a permanent magnet material. The second boundary region 1320 is a material having different refractive indices and is doped with a ferri / ferromagnetic dopant. The combined influencer element 1325 is made of a coilform layer interconnected by the layer coupler 1330. An X-Y addressing grid 1335 is disposed for independent connection / control of each influencer element 1325.

표준 반도체 증착, 마스킹, 그리고 에칭에 의한 이러한 구조의 형성은 다음과 같다. 투과성 용융 실리카 기판에는 도핑된 실리카 물질이 증착된다. 투과성 물질의 증착이 먼저 이루어지고, RGB 원색들 중 한가지 칼라인 다이로 도핑되며, 그리고 광학적-활성 도펀트로 도핑된다. 그후 마스킹이 구현되는 데, 이때, 원형 필 라(circular pillars)의 행들은 그대로 유지된다. 남아있는 모든 행에 대해, 두 행 사이에서 기판까지 에칭이 이루어진다. 도핑된 물질의 각각의 필라는 용융 섬유 면판의 광섬유 바로 위에 위치하며, 이러한 섬유들은 역시 다이-도핑되고, 실리 필라의 크기는 코어와 같다. 필라들의 행을 형성하는 과정이 반복되어, RGB 행들의 세트가 일련의 증착 및 에칭에 의해 형성된다. Formation of this structure by standard semiconductor deposition, masking, and etching is as follows. Doped silica material is deposited on the permeable fused silica substrate. The deposition of the transmissive material is first made, doped with a die, one of the RGB primary colors, and doped with an optically-active dopant. Masking is then implemented, where the rows of circular pillars remain intact. For all remaining rows, etching is done to the substrate between the two rows. Each pillar of the doped material is located directly above the optical fiber of the molten fiber faceplate, these fibers are also die-doped and the size of the silila pillar is the same as the core. The process of forming the rows of pillars is repeated so that a set of RGB rows is formed by a series of deposition and etching.

그후, 또다른 세트의 증착 및 에칭이 수행되어, 원 필라의 굴절률과는 다른 굴절률을 가진 각각의 필라를 둘러싸는 도핑된 물질의 실린더를 제작한다. 이에따라, 도파 구조가 제작되어 용융 섬유 기판으로부터 입력된 광을 투과성 필라 내로 국한시킨다. 이러한 "클래딩"은 영구적으로 자화가능한 강자성 물질(단일 분자 자석이 선호됨)로 또한 도핑되며, 그후 광-채널의 축에 직각으로 설정된 강한 자기장에 노출된다. 그렇지 않을 경우, 광섬유 실시예에서 언급한 바와 같이 페리/강자성 물질로 도핑되며, 이는 주변 코일폼에 의한 자화시 잔여 플럭스를 가질 것이다. Then another set of deposition and etching is performed to produce a cylinder of doped material surrounding each pillar having a refractive index different from that of the original pillar. Accordingly, a waveguide structure is fabricated to confine the light input from the molten fiber substrate into the transparent pillar. This “cladding” is also doped with a permanently magnetizable ferromagnetic material (single molecule magnets are preferred) and then exposed to a strong magnetic field set perpendicular to the axis of the light-channel. Otherwise, it is doped with ferry / ferromagnetic material as mentioned in the fiber optic embodiment, which will have residual flux upon magnetization by the surrounding coilform.

"클래딩" 구조가 영구 자화가능 물질로 도핑될 경우, 이러한 제 1 "클래딩" 실린더를 위해 제공된 내용에 따라 제 2 클래딩 실린더가 제작된다. 이 클래딩은 페리/강자성 물질로 앞서 기술한 바와 같이 도핑된다. When the "cladding" structure is doped with a permanently magnetizable material, a second cladding cylinder is constructed in accordance with the provisions provided for this first "cladding" cylinder. This cladding is doped with a ferri / ferromagnetic material as previously described.

그후, 일련의 증착 및 에칭이 교대로 수행되어, 도핑된 도파관 구조를 둘러싸는 코일폼을 형성한다. 도 14에서는 코일폼 패턴을 구성하는 두개의 층들을 도시하고 있다. 제 1 층에서 실린더 월을 형성하는 부분 원은 동일한 전도성 물질에서 수직으로, 그 위에 증착되는 매우 얇은 제 2 층에 연결된다. 제 2 층에는 전도성 물질의 원형의 매우 작은 세그먼트만이 마스킹되어 에칭 이후에 남게된다. 따라서, 매우 얇은 절연층이 그 둘레로 증착된다. Thereafter, a series of depositions and etchings are performed alternately to form coilforms surrounding the doped waveguide structure. In FIG. 14, two layers constituting the coil foam pattern are illustrated. The partial circle forming the cylinder wall in the first layer is connected to a very thin second layer deposited thereon, perpendicular to the same conductive material. Only a circular, very small segment of the conductive material is masked in the second layer and remains after etching. Thus, a very thin insulating layer is deposited around it.

이 공정은 반복되어, 다음 층 위에 부분 원을 증착하고, 이 원은 하부 층의 실린더 슬라이스나 원과 거의 동일하다. 이러한 새로운 부분 원이나 실린더-월 슬라이스는 절연층의 실린더 월의 작은 호의 공통 전도성 물질을 통해 아래의 층에 수직으로 연결된다. 이 프로세스를 반복함으로서, 도파관 필라 둘레로 거의 완전한 전도성 링을 가진 한 층과, 도파관 둘레로 전류 흐름을 유지시키는 동일한 전도성 물질의 작은 연결 세그먼트만을 가진 위에 놓인 또다른 층들이 교대로 형성되어, 다음 층 위에 매우 얇은 작은 세그먼트까지, 그리고 이 세그먼트 위의 층까지 도파관 필러 둘레로 거의 완전한 원을 가지면서 형성된다. This process is repeated to deposit a partial circle on the next layer, which is almost identical to the cylinder slice or circle of the underlying layer. This new partial circle or cylinder-wall slice is connected perpendicularly to the underlying layer via a common conductive material in a small arc of the cylinder wall of the insulating layer. By repeating this process, one layer with an almost complete conductive ring around the waveguide pillar and another layer overlaid with only small connecting segments of the same conductive material to maintain current flow around the waveguide are formed alternately, so that the next layer It is formed with a nearly perfect circle around the waveguide filler up to a very thin small segment on top and a layer over this segment.

여러 "칼라(collar)" 층들이 제작됨에 따라, 용융 섬유 기판을 통과하는 광의 편광각을 최대 파워로(즉, 90도로) 회전시키는 데 충분한 강도의 필드를 발생시키기 위해 필요한 바와 같이, 층들 사이에서 전류를 운반하는 데 전도성 물질의 "스팟(spot)"만을 가진 얇은 절연층으로 산재되어, 수많은 "칼라(collar)" 층들이 제작된다. 최적으로 기능하는 광학적 활성 도펀트들의 현재 구축된 성능으로부터, 이는 소수의 권선이나 칼라층들만으로 달성될 수 있다. As several "collar" layers are fabricated, between layers, as needed to generate a field of sufficient intensity to rotate the polarization angle of light passing through the molten fiber substrate at full power (ie, 90 degrees). Many "collar" layers are fabricated, interspersed with thin insulation layers that only have "spots" of conductive material to carry current. From the currently established performance of optically active dopants that function optimally, this can be achieved with only a few windings or color layers.

그후, 표준 방법에 의해 전도성 그리드가 형성된다. 가령, 딥-펜 나노리소그래피같은 새로운 방법들을 이용하여 기판에 전도성 그리드가 형성되어, 패러데이 감쇠기 도파관 구조들 각각의 '베이스'를 처리하여, 부분 원의 입력 지점에서 가장 하부의 원과 접촉한다. Thereafter, a conductive grid is formed by standard methods. For example, a conductive grid is formed on the substrate using new methods such as dip-pen nanolithography to treat the 'base' of each of the Faraday attenuator waveguide structures to contact the bottom circle at the input point of the partial circle.

그후, 반도체로 제작된 패러데이 감쇠기 구조들 간의 얇은 간격에 블랙 매트 릭스가 증착된다. 포톤형 결정 물질들이 이용될 경우, 그 차이는 밴드갭 구조가 광을 채널링한다는 점과, 광을 국한시키는 데 클래딩의 굴절률 차이가 필요하지 않다는 점이다. 광 채널 둘레로 페리/강자성 물질의 도핑된 실린더로만 필요하다. 부가적으로, 영구적으로 자화가능한 물질의 도핑된 실린더로 필요한 것이다. The black matrix is then deposited at thin gaps between Faraday attenuator structures made of semiconductors. If photon-type crystalline materials are used, the difference is that the bandgap structure channels the light and that the refractive index difference of the cladding is not necessary to confine the light. Only a doped cylinder of ferry / ferromagnetic material is needed around the optical channel. In addition, there is a need for doped cylinders of permanently magnetizable material.

마지막으로, 상부 어드레싱 그리드가 도파관 구조들 사이에서 블랙 매트릭스에 증착된다. 필요할 때, 블랙 매트릭스가 수직 도파관 구조 윗부분에 대해 높게 증착되어, 전도성 어드레싱 그리드에 의해 어드레싱되는 트랜지스터가 도파관 구조의 측부를 따라, 수직으로-정렬된 반도체 컴포넌트로 형성되게 된다. 그리고 코일폼 구조에 요구되는 교대형성 층들 간에 바람직하게 제작된다. 그후, 추가적인 블랙(즉, 불투명) 매트릭스가 어드레싱 그리드 및 부가적인 수직-배치 트랜지스터 위에 증착되어, 반도체 웨이퍼 구조가 같은 높이를 형성하게 된다. 마지막으로, 수직 도파관 구조의 출력 지점에 광학적 산란 구조가 증착될 수 있어서, 도파관 구조로부터의 우수한 분산각을 더욱 개선시키게 된다. Finally, an upper addressing grid is deposited in the black matrix between the waveguide structures. When needed, a black matrix is deposited high relative to the top of the vertical waveguide structure such that transistors addressed by the conductive addressing grid are formed of vertically-aligned semiconductor components along the sides of the waveguide structure. And between the alternating layers required for the coilform structure. An additional black (ie, opaque) matrix is then deposited over the addressing grid and additional vertically-positioned transistors so that the semiconductor wafer structure forms the same height. Finally, optical scattering structures can be deposited at the output points of the vertical waveguide structure, further improving the good dispersion angle from the waveguide structure.

도 15는 반도체 구조에서 평면형 도파관 채널들을 이용하는 평면형 솔루션으로 반도체 도파관 디스플레이/프로젝터를 구현하는 디스플레이 시스템(1500)의 대안의 선호 실시예에 해당한다. 시스템(1500)은 각 서브화소에 균일한 조명을 제공하기 위해 매우 많은, 그리고 폭이 극도로 좁은 도파관 채널들을 공급하는 시스템(1500)의 에지에 한개 이상의 조명원(도시되지 않음)을 포함한다. 시스템(1500)은 다수의 기능층들을 포함한다. 즉, 입력층, 회전자층, 그리고 디스플레이 층을 포함한다. 하부층에서는 각각의 서브화소 행(X 축 및 Y 축으로부터)이, 폭이 극도 로 좁은 매우 많은 수의 도파관 채널들을 공급하여 각각의 서브화소에 균일한 조명을 제공한다. 따라서 선호 실시예에서, Y 축으로부터 각각의 행은 (폭 3000에 대해) 1500개의 도파관 채널들을 가지며, 각각의 채널은 상기 행의 서브화소에서 종료된다. X 축 및 Y축은 교대로 대응하는 서브화소들을 어드레싱한다. X축으로부터, 각각의 행은 1350개의 채널들을 가지며, 이때, X축 및 Y 축은 각각 개별적인 층에 놓인다. 선호 실시예에서, 도파관 채널들은 0.02 미크론 또는 그이하의 크기로 제작되는 포톤형 결정 구조 도파관이다. 각각의 도파관은 서브화소 위치에서 종료되며, 서브화소에 대한 요망 위치에 출력 위치를 배치하기 위해 복잡한 경로를 규정할 수 있다. 출력 위치에 편향 메커니즘이 제공되어, 전파 평면으로부터의 전파된, 그리고 진폭제어된 복사 신호를 디스플레이 평면으로 리디렉션시킨다. 도시되는 바와 같이, 디스플레이 표면은 전파 평면에 대해 수직이다. 각각의 도파관 채널을 따라, 한개 이상의 인플루언서/변조기 부분/층들이 제공되어 전파 복사 신호의 요망 진폭 제어를 구현한다. 도파관 채널의 출력은, 도파관 채널이 서브화소 직경보다 훨씬 작기 때문에, 유효 크기를 증가시키기 위한 분산 소자 또는 그외 다른 광학 소자를 포함한다.15 corresponds to an alternative preferred embodiment of a display system 1500 for implementing a semiconductor waveguide display / projector with a planar solution using planar waveguide channels in a semiconductor structure. The system 1500 includes one or more illumination sources (not shown) at the edge of the system 1500 that supply very large and extremely narrow waveguide channels to provide uniform illumination to each subpixel. System 1500 includes a plurality of functional layers. That is, the input layer, the rotor layer, and the display layer. In the lower layer, each subpixel row (from the X and Y axes) feeds a very large number of waveguide channels that are extremely narrow in width to provide uniform illumination to each subpixel. Thus, in a preferred embodiment, each row from the Y axis has 1500 waveguide channels (for width 3000), each channel ending at a subpixel of that row. The X and Y axes alternately address the corresponding subpixels. From the X axis, each row has 1350 channels, where the X and Y axes are each on separate layers. In a preferred embodiment, the waveguide channels are photon crystal structure waveguides fabricated to a size of 0.02 microns or less. Each waveguide terminates at a subpixel location and can define a complex path to locate the output location at the desired location for the subpixel. A deflection mechanism is provided at the output location to redirect propagated and amplitude controlled radiation signals from the propagation plane to the display plane. As shown, the display surface is perpendicular to the propagation plane. Along each waveguide channel, one or more influencer / modulator parts / layers are provided to implement desired amplitude control of the radio wave radiation signal. The output of the waveguide channel includes a dispersion element or other optical element to increase the effective size since the waveguide channel is much smaller than the subpixel diameter.

디스플레이의 표면에 평행한 연속 웨이퍼에서의 반도체 도파관: 각각의 서브화소 도파관 회전자 소자에 대해, 평행 상태로부터 디스플레이 표면까지 광을 편향시키는 45도 미러 단말이나 포톤형 결정 벤드(10미크론 직경)이 존재하여, 표면으로부터 외향으로 나타나 서브화소를 형성하게 된다. Semiconductor waveguides on continuous wafers parallel to the surface of the display: For each subpixel waveguide rotor element, there is a 45 degree mirror terminal or photon crystal bend (10 micron diameter) that deflects light from parallel to the display surface Thus, it appears outward from the surface to form a subpixel.

디스플레이 어레이와 조합된, 패러데이 감쇠기 장치의 평면형 반도체 광학 도파관 실시예는, 평면형 광학 도파관에 평행하게 측부로부터 조명원이 제공되는, 매우 얇은 피층 반도체 프로세스 디스플레이 구조를 제작할 때 이용할 수 있다. 조명원은 RGB 반도체 레이저, VCSEL, 또는 에지-발광의 평행한 행들처럼, 극도로 컴팩트한 형태일 수 있다. 원칙적으로, 이 구조가 견고형 또는 가요성 기판에 두꺼운 필름 형태(가령, 폴리머로 밀폐된 직물 구조)로 제작될 수 있도록 하는 형태일 수 있다. 두꺼운 필름으로 구현되는 디스플레이로서, 이 디스플레이는 아플리케(applique) 방식으로 공급될 수 있어서, 얇은 디스플레이 물질을 가진 곡면 기하 표면들을 타일화한다. The planar semiconductor optical waveguide embodiment of the Faraday attenuator device, combined with a display array, can be used to fabricate a very thin corrugated semiconductor process display structure in which an illumination source is provided from the side parallel to the planar optical waveguide. The illumination source may be of extremely compact form, such as parallel rows of RGB semiconductor laser, VCSEL, or edge-emitting. In principle, this structure may be of a type that allows it to be produced in the form of a thick film on a rigid or flexible substrate (eg, a fabric structure sealed with a polymer). As a display embodied in a thick film, the display can be supplied in an applique manner, thereby tiled curved geometric surfaces with thin display materials.

주로 반도체에 의해 제작되는 층은, 조명원으로부터 광을 채널화하는 다수의 평면형 도파관들로 구성된다. 도 16은 복사 신호(1605)를 전파시키기 위한 반도체 구조에 일체형으로 구성된 트랜스포트/인플루언서 시스템(1600)의 단면도로서, 수평면으로부터 수직면까지 도파관/인플루언서에 의해 판을 통해 조절되는(즉, valved) 광을 리디렉션시키는 편향 메커니즘(1610)과의 조합된 구성을 도시한다. A layer made primarily by a semiconductor consists of a number of planar waveguides that channel light from an illumination source. FIG. 16 is a cross-sectional view of a transport / influencer system 1600 that is integrally formed in a semiconductor structure for propagating radiation signals 1605, controlled through a plate by a waveguide / influencer from a horizontal plane to a vertical plane (i.e., , valved) in combination with a deflection mechanism 1610 for redirecting light.

대표적인 제작 공정이 아래와 같이 세부적으로 표현될 수 있다.Representative manufacturing processes can be expressed in detail as follows.

기판에 두꺼운 필름 물질이 증착되고, 이때, 두꺼운 필름은 자체 기판이 될 정도로 인장 강도에 충분히 견고하게 증착된다. 그리고 작업 기판으로부터 제거될 때에도 그 일체성을 유지한다. 반도체 리소그래피 프로세스를 통해, 광학적으로 투명한 그러나 다이-도핑된 물질이 두꺼운 필름 기판에 증착된다. 이러한 첫번째 증착은, YIG나 Tb, 또는 최적 기능 도펀트 등의 광학적 활성 물질로 또한 도핑된다. 모든 물질들은 두꺼운 필름 기판과 같은 영의 계수를 가짐으로서 가요성인 것이 바 람직하다. A thick film material is deposited on the substrate, where the thick film is deposited firmly enough to tensile strength to become its own substrate. And maintain its integrity even when removed from the working substrate. Through a semiconductor lithography process, an optically transparent but die-doped material is deposited on a thick film substrate. This first deposition is also doped with an optically active material such as YIG or Tb, or an optimal function dopant. All materials are preferably flexible by having the same Young's modulus as a thick film substrate.

채널들은 마스킹되며, 증착되는 물질의 대부분은 제거되어, 물질들의 라인을 남긴다. 딥-펜 나노리소그래피가 이용되어, 반사를 얻기 위해 적정 굴절률 차이를 가진 물질로부터 45도 편향 요소를 스트레오-프린트한다. 대안으로, 분자 임프린트(Molecular Imprint)의 '스텝 앤드 플래시(step and flash)' 스테리오-임프린트 방법이 이용될 수 있다. 그외 다른 방법들도 당 분야에 잘 알려져 있다. The channels are masked and most of the material deposited is removed, leaving a line of materials. Dip-pen nanolithography is used to stereo-print a 45 degree deflection element from a material with an appropriate refractive index difference to achieve reflection. Alternatively, Molecular Imprint's 'step and flash' stereo-imprint method may be used. Other methods are also well known in the art.

그후, 채널의 광학적 활성 도핑된 물질과 다이의 열(column)이 증착되고 에칭되어, 45도 편향 요소 바로 위에 열을 남긴다. 이는 인접한 광 채널을 따라 패러데이 감쇠기 장치에 의해 스위칭되어 45도 편향 요소에 의해 편향되는 광에 대하여, 디스플레이 표면의 평면으로부터 탈출점을 형성한다. Thereafter, a column of die and an optically active doped material of the channel are deposited and etched away, leaving heat just above the 45 degree deflection element. This forms an escape point from the plane of the display surface for light that is switched by the Faraday attenuator device along adjacent light channels and deflected by a 45 degree deflection element.

그후, 원본 라인들 및 그외 다른 제작 요소들을 둘러싸는 물질이 증착된다. 이 물질은 동일한 굴절률 차이를 가진다. 이는 "클래딩 물질"이라 불린다. 45도 편향 요소나 포톤형 결정 벤드(즉, 휘어짐)에 인접한 도파 채널의 세그먼트 위에서, 다음을 위해 앞서 증착된 물질로부터 공간이 에칭된다: 즉, 광 채널 위에 평행하게 전도성 라인들이 수평 밴드들에 어드레싱할 수 있게 하며, 이때, 상기 수평 밴드들은 광 채널 위에 그 축에 직각으로 제작될 것이다. 이 밴드들을 위한 전도성 물질 증착 공간과, 페리/강자성 물질로 도핑될 아래의 물질층이 또한 에칭된다. 이 물질 아래의 공간은, 영구적으로 자화가능한 물질로 도핑된 물질의 증착을 위해 부가적으로 남아 있으며, 그 기능은 본원 타부분에서 상세하게 설명된다. Thereafter, a material is deposited surrounding the original lines and other fabrication elements. This material has the same refractive index difference. This is called "cladding material". On a segment of the waveguide channel adjacent to a 45 degree deflection element or photon crystal bend (ie, bent), the space is etched from the previously deposited material for: conductive lines parallel to the optical channel addressing horizontal bands In this case, the horizontal bands will be fabricated perpendicular to the axis over the optical channel. The conductive material deposition space for these bands and the underlying material layer to be doped with the ferri / ferromagnetic material are also etched. The space below this material remains additional for the deposition of material doped with a permanently magnetizable material, the function of which is described in detail elsewhere herein.

그후, 일련의 마스킹 및 에칭과 딥-펜 나노리소그래피에 의해 아래의 물질이 증착된다. 즉, 필드 발생 밴드들에 어드레싱하기 위한 광 채널에 평행한 라인들의 전도성 물질; 상기 광 채널 위에 남은 클래딩 물질 위의 영구적으로 자화가능한 부가적 물질층; 필드 발생 소자에 의해 임시로 자화되어 잔여 플럭스를 통해 회전을 유지하는 페리/강자성 물질; 그리고 광 채널의 축에 대해 직각으로 배치되는 필드 발생 전도성 물질의 밴드가 증착된다. 현재의 도펀트 성능에 기초하여 몇개의 밴드만이 필요할 수 있다. The following materials are then deposited by a series of masking and etching and dip-pen nanolithography. That is, conductive material in lines parallel to the optical channel for addressing the field generating bands; A permanently magnetizable additional material layer over the cladding material remaining over the optical channel; Ferry / ferromagnetic materials that are temporarily magnetized by the field generating device to maintain rotation through the remaining flux; And a band of field generating conductive material is deposited that is perpendicular to the axis of the optical channel. Only a few bands may be needed based on current dopant performance.

마지막으로, 여러개의 두꺼운 필름으로 만들어진 반도체-제작형 구조의 표면이 밀폐되어 균등해지도록 클래딩 물질이 더 증착된다. 부가적으로, 패러데이 감쇠기의 필드 발생 구조의 어드레싱 직전에, 전도성 어드레싱 라인과 인-라인 방식으로 트랜지스터가 제작될 수 있다. 박막 물질들을 적절하게 선택함으로서, 견고한 폴리머-밀폐 직물 구조에 전체적으로 두꺼운 필름 디스플레이 구조가 형성될 수 있고, 또는 기판으로부터 제거되어 두꺼운 필름 에폭시에 의해 또다른 최종 지지 디스플레이 표면에 부착될 수 있다. Finally, the cladding material is further deposited so that the surface of the semiconductor-fabricated structure made of several thick films is hermetically sealed and even. Additionally, just before addressing the field generating structure of the Faraday attenuator, the transistor can be fabricated in an in-line manner with the conductive addressing line. By appropriately selecting thin film materials, an overall thick film display structure can be formed in a rigid polymer-sealed fabric structure, or removed from the substrate and attached to another final supporting display surface by a thick film epoxy.

도 17은 도 15에 도시되는 디스플레이 시스템(1500)의 개략도로서, 단일 화소를 생성하는 세개의 서브화소 채널들을 추가적으로 도시한다. 각각의 채널은 시스템(1500)의 표면에서 병합되도록 독립적으로 제어되고 편향된다. FIG. 17 is a schematic diagram of the display system 1500 shown in FIG. 15, further showing three subpixel channels that produce a single pixel. Each channel is independently controlled and biased to merge at the surface of the system 1500.

도 18은 시스템(1800)의 도파관 경로 구조의 부가적 구현을 위한 선호 실시예의 개략도이다. 화소(1805)의 직경 사이에서 회전이 구현되어야 하는 평면형 변조기 기법의 국한된 크기를 보상하기 위해, 도파관(1810)에 신규한 "스위치백" 기법이 이용된다. 결함 생성에 의해 포톤형 결정 구조가 광 경로의 90도 휨을 달성하 는 경우에, 일련의 스위치백으로 서브미크론 폭의 광 경로를 폴딩하는 기법이 방정식 1의 d 크기를 증가시킨다. 이에 따르면, 광선이 이동하는 거리가, 너무 긴 장치를 유발하지 않으면서, 영향 존 내에서 영향 효과(가령, 자기장)를 받는다. 실제로, 표준 반도체 제작 처리를 통해 형성된 선호 실시예의 스위치백을 따라 회전자/감쇠기 소자를 연속적으로 전개함으로서, 긴 d 크기를 이용하여 매우 낮은 전력 소모를 도출하게 된다. 채널의 크기가 너무 작을 경우, 회전자/감쇠기 소자의 전체 크기가 기존 도파관 예에 비해 훨씬 작을 것이며, 서브화소의 최대 크기보다 훨씬 작을 것이다. 18 is a schematic diagram of a preferred embodiment for additional implementation of the waveguide path structure of the system 1800. In order to compensate for the limited size of the planar modulator technique where rotation between the diameters of the pixels 1805 should be implemented, a novel "switchback" technique is used in the waveguide 1810. When the photon crystal structure achieves a 90 degree warpage of the optical path by defect generation, the technique of folding the submicron width optical path with a series of switchbacks increases the size of d in equation (1). According to this, the distance the light travels is subject to an effect (eg a magnetic field) within the influence zone without causing the device to be too long. Indeed, by continuously deploying the rotor / attenuator elements along the switchback of the preferred embodiment formed through standard semiconductor fabrication processing, the long d size results in very low power consumption. If the size of the channel is too small, the overall size of the rotor / attenuator element will be much smaller than the conventional waveguide example and much smaller than the maximum size of the subpixel.

도 11 내지 도 18에 도시되는 선호 실시예는 트랜스포트, 변조, 그리고 디스플레이 구조, 기능, 동작을 구현하는 기판형 도파관 채널들을 설명한다. 본 실시예들은 광섬유 및 포톤형 결정 섬유처럼, 기판과 독립형/개별적 도파관 채널들에 형성/배치/배열되는 도파관 채널들 간의 치환성을 강조한다. 이러한 치환 중 한가지가 도 9 및 도 10에 도시된 트랜스버스 스위치를 이용하는 것이다. 본 선호 실시예가 섬유간 스위칭을 포함하지만, 도 9의 원리는 도파관간 스위칭에 적용될 수 있으며, 특히, 공통 기판에 배치된 도파관들 간에 적용될 수 있다. 일부 구현예에서, 스위칭은 적정 관계로 배열되는 서로 다른 기판들의 도파관 사이에서 이루어진다. 11 through 18 illustrate substrate-type waveguide channels that implement transport, modulation, and display structure, functionality, and operation. The present embodiments emphasize the substitution between the waveguide channels that are formed / arranged / arranged on the substrate and the independent / individual waveguide channels, such as optical fibers and photon crystalline fibers. One such substitution is to use the transverse switch shown in FIGS. 9 and 10. Although the present preferred embodiment includes interfiber switching, the principles of FIG. 9 can be applied to interwaveguide switching, in particular between waveguides disposed on a common substrate. In some embodiments, the switching is between waveguides of different substrates arranged in a proper relationship.

얇고 작으며 경량인 디스플레이 시스템들이 주어졌을 때, 여러 종류의 디스플레이 시스템들이 가능하다. 가령, 야간용과 가상 현실 고글에 사용되는 등의 전자 고글 및 고글 조립체를 위한 특화된 고해상도의 밝은 디스플레이 표면이 가능하다. 전자 고글 시스템을 컴포넌트화함으로서 고글을 추가적으로 경량화하고 그 크 기를 감소시키는 것이 선호 실시예의 또한가지 특징이다. Given the thin, small and lightweight display systems, several types of display systems are possible. Specialized high resolution bright display surfaces for electronic goggles and goggle assemblies, such as those used in night vision and virtual reality goggles, are possible. It is another feature of the preferred embodiment to further reduce the size and size of the goggles by componentizing the electronic goggles system.

섬유 및 섬유/도파관 일체형 기법을 이용할 때, 선호 실시예의 전자 고글 시스템의 디스플레이 표면은 변조/스위칭 매트릭스와 분리될 수 있고, 따라서, 헬리콥터의 전자 패키지 내와 같은 원격 위치로부터 광섬유 번들같은 도파관을 통해, VR(가상현실) 고글 장치의 용융 광섬유 면판에게로 고강도 이미지를 전달할 수 있다. 따라서, 야간 주행 기능이 개선될 수 있다. When using fiber and fiber / waveguide integrated techniques, the display surface of the electronic goggle system of the preferred embodiment can be separated from the modulation / switching matrix, and thus, through a waveguide, such as a fiber optic bundle, from a remote location, such as in an electronic package of a helicopter, High intensity images can be delivered to a molten fiber faceplate of a VR (Virtual Reality) goggle device. Therefore, the night running function can be improved.

광섬유 면판들은 CRT나 LCD같은 다른 디스플레이 소스들과 연계하여 과거에 이용되어 왔다. 그러나, 이러한 디스플레이 소스들은 형광체 스크린과 섬유의 부정확한 계면형성으로 인해, 그리고 LCD의 밝기 제한으로 인해, 해상도나 밝기가 제한된다. LCOS는 더 큰 밝기를 제공하지만, 섬유와의 일체형 구성에 있어서 문제점을 야기한다. 일체형 섬유간 면판 솔루션이나 도파관-섬유 솔루션에 해당하는 본 발명은 기존의 이러한 제한사항들을 극복한다. Fiber optic faceplates have been used in the past in conjunction with other display sources such as CRTs and LCDs. However, these display sources are limited in resolution or brightness due to inaccurate interface between the phosphor screen and the fiber and due to the brightness limitations of the LCD. LCOS provides greater brightness, but causes problems in integral construction with the fibers. The present invention as an integral interfiber faceplate solution or waveguide-fiber solution overcomes these limitations.

면판 접근법에 대한 대안으로, 매우 얇은 반도체 샌드위치 기법이 이용되며, 이때, 가상 현실 고글 설계로 광섬유로부터의 측부 조명이 제공되고, 스위칭 매트릭스가 디스플레이 표면에 또는 그 근처에 포함된다. 어떤 접근법에서도 디스플레이 표면의 밝기, 속도, 시야각, 그리고 광학적 품질은 야간 및 가상현실 헤드기어의 성능 및 비용을 주목할만큼 개선시킨다. As an alternative to the faceplate approach, a very thin semiconductor sandwich technique is used, in which the virtual reality goggle design provides side illumination from the optical fiber and a switching matrix is included at or near the display surface. In either approach, the brightness, speed, viewing angle, and optical quality of the display surface significantly improve the performance and cost of night and virtual reality headgear.

도 19는 기판형 도파관 디스플레이 시스템을 이용하는 전자 고글 시스템(1900)의 선호 실시예의 정면 사시도이다. 도시되는 바와 같이, 기판형 도파관 시스템은 기판형 도파관 디스플레이 시스템의 스테레오 쌍(1905)으로 표현된다. 추 가적으로, 시스템(1900)은 전력/데이터의 통신을 위한 포트(1910)를 포함한다. 도 20은 도 19에 도시되는 전자 고글 시스템(1900)의 측면도이다. 19 is a front perspective view of a preferred embodiment of an electronic goggle system 1900 using a substrate waveguide display system. As shown, the substrate waveguide system is represented by a stereo pair 1905 of the substrate waveguide display system. Additionally, system 1900 includes a port 1910 for communication of power / data. FIG. 20 is a side view of the electronic goggle system 1900 shown in FIG. 19.

일반적으로, 본 발명의 태양들을 구현하는 트랜스포트, 변조기, 그리고 시스템의 성능 속성들은, 다음의 사항들을 포함한다. In general, the performance attributes of the transport, modulator, and system implementing the aspects of the present invention include the following.

* 서브화소 직경: 100 미크론 미만 또는 50미크론 미만.* Subpixel diameter: less than 100 microns or less than 50 microns.

* 서브화소 요소 길이: 100 미크론 미만, 또는 50 미크론 미만* Subpixel element length: less than 100 microns, or less than 50 microns

* 단일 서브화소에 대한 90도 회전 구현을 위한 구동 전류: 0-50 mAmps.Drive current for 90 degree rotation for a single subpixel: 0-50 mAmps.

* 응답 시간: 패러데이 회전자의 경우 매우 높음(즉, 1ns 가 제시됨).* Response time: Very high for Faraday rotator (ie 1ns is shown).

전체 디스플레이 전력 요건의 기본적 이해사항으로서, 실제 전력 요건들이 서브화소들이 총 수 곱하기 90도 회전에 요구되는 최대 전류의 선형 배수에 기초하여 연산되는 것이 아니라는 점이 중요하다. 실제 평균 및 피크 전력 요건들은 다음의 요인들을 고려하여 연산되어야 한다. As a basic understanding of the overall display power requirement, it is important that the actual power requirements are not calculated based on the linear multiple of the maximum current required for the subpixels to be multiplied by a total of 90 degrees. Actual average and peak power requirements should be calculated taking into account the following factors.

감마 및 평균 칼라 서브화소 이용: 둘 모두 100%보다 훨씬 작다. 따라서 평균 회전은 90도보다 훨씬 작다. Gamma and average color subpixel usage: both are much smaller than 100%. Thus the average rotation is much smaller than 90 degrees.

감마: 컴퓨터 모니터가 백색 배경을 디스플레이하고, 모든 서브화소들을 이용할 경우, 매 서브화소마다 최대 감마를 필요로하지 않거나 임의의 서브화소를 필요로하지 않는다. 그러나, 적절한 이미지 디스플레이를 위해 본질적인 것은 디스플레이, 화소, 그리고 서브화소 간의 상대적 강도이다. Gamma: When a computer monitor displays a white background and uses all subpixels, it does not need a maximum gamma or any subpixels for every subpixel. However, what is essential for proper image display is the relative intensity between the display, the pixels, and the subpixels.

최대 감마 및 최대 회전은 가장 극단의 콘트래스트를 필요로하는 경우에만 요구될 것이다. 가령, 태양으로 향하는 광선을 예로 들 수 있다. Maximum gamma and maximum rotation will only be required if the most extreme contrast is needed. For example, light rays directed to the sun.

따라서, 디스플레이용 평균 감마는 통계적으로, 최대 감마의 일정 비율에 해당할 것이다. 이는 컴퓨터 모니터의 일정한 백색 배경의 편안한 관찰을 위해, 패러데이 회전이 최대에 있지 않는 이유에 해당한다. 요약하자면, 임의의 주어진 서브화소를 구동하는 어떤 주어진 패러데이 감쇠기도 최대 회전에 도달할 필요가 거의 없으며, 따라서, 최대 전력을 거의 요구하지 않는다. Thus, the average gamma for display will statistically correspond to a certain percentage of the maximum gamma. This is why Faraday rotation is not at its maximum, for comfortable viewing of a constant white background of a computer monitor. In summary, any given Faraday attenuator driving any given subpixel rarely needs to reach maximum rotation, and therefore requires very little maximum power.

칼라: 순수한 백색만이 한 클러스터 내 RGB 서브화소들의 동등 강도 조합을 필요로하기 때문에, 칼라나 그레이 스케일 이미지의 경우, 한번에 어드레싱되는 것은 디스플레이 서브화소들의 일정 비율이다. RGB 조합에 의해 추가적으로 형성되는 칼라들은 다음의 사항들을 제시한다. 일부 칼라 화소들은 (가변 강도에서) 단 하나의 서브화소만(가령, R, G, B 중 하나)이 온되는 것을 필요로하고, 일부 화소들은 (가변 강도에서) 두개의 서브화소들이 온되는 것을 요구할 것이며, 일부 화소들은 (가변 강도에서) 세개의 서브화소들이 온 되는 것을 필요로할 것이다. 순수 백색 화소들은 모든 세 서브화소들이 온 되는 것을 요구할 것이다. 이때, 패러데이 감쇠기들은 동등 강도를 구현하도록 회전한다. Color: Since pure white only requires an equal intensity combination of RGB subpixels in a cluster, for color or gray scale images, it is a percentage of the display subpixels that are addressed at one time. Colors additionally formed by the RGB combination suggest the following. Some color pixels require only one subpixel (at variable intensity) to be turned on (e.g., one of R, G, B), and some pixels require two subpixels (at variable intensity) to be turned on. Some pixels will require three subpixels (on variable intensity) to be turned on. Pure white pixels will require all three subpixels to be turned on. At this time, the Faraday attenuators rotate to achieve equal strength.

서브화소 클러스터들에 대한 칼라 및 그레이 스케일 이미징 수요를 고려할 때, 평균 프레임에 대하여, 실제 어드레싱되어야할 필요가 있는 것은 모든 디스플레이 서브화소들의 일부분일 것이며, 평균 강도는 최대보다 훨씬 작을 것이다. 이는 RGB 보강 칼라 기법에서 서브화소들의 함수로 인한 것이며, 절대 감마의 고려사항에 부가된, 추가적인 요인이다. Given the color and gray scale imaging demand for the subpixel clusters, for the average frame, what actually needs to be addressed will be part of all display subpixels, and the average intensity will be much smaller than the maximum. This is due to the function of the subpixels in the RGB enhancement color scheme and is an additional factor, added to the consideration of absolute gamma.

통계적인 분석에 따라, 이러한 고려사항으로 인한 FLAT의 액티브 매트릭스/ 연속-어드레싱 장치의 전력 수요 프로파일을 결정할 수 있다. 어떤 경우에도, 이 프로파일은, 최대 페러데이 회전에서 동시적인 디스플레이의 각 서브화소의 가상 최대값보다 훨씬 작게 된다. 어떤 주어진 프레임에 대해서도 모든 서브화소들이 온인 경우가 없으며, 이러한 온에 대한 강도들은 다양한 이유로, 최대값에 대한 비교적 작은 비율을 가진다. 최소 사양에서 0-90도 회전에 대한 전류 0-50mAmp: 0-90도 회전에 대한 일례의 전류 범위가 기존 패러데이 감쇠기 장치의 성능 사양으로부터 제시되고 있다(0-50mAmp). 그러나 이러한 성능 사양은, 광학 통신용 기존 장치들에 의해 이미 능가된 최소값으로 제공된다. 이는 본 발명에서 명시한 신규한 실시예들을 반영하지 않는다. 가령, 개선된 방법 및 재료 기술로부터 도출되는 장점들을 반영하지 않는다. 언급되는 사양의 개선점들이 계속하여 가속되고 있기 때문에 성능 계속은 계속 진행 중이다. Based on the statistical analysis, these considerations can determine the power demand profile of the FLAT's active matrix / continuous-addressing device. In any case, this profile will be much smaller than the virtual maximum of each subpixel of the simultaneous display at the maximum Faraday rotation. Not all subpixels are on for any given frame, and the intensities for these on have a relatively small ratio to the maximum for various reasons. Current 0-50 mAmp for 0-90 degree rotation at minimum specification: An example current range for 0-90 degree rotation is presented from the performance specification of a conventional Faraday attenuator device (0-50 mAmp). However, this performance specification is provided at the minimum value already exceeded by existing devices for optical communication. This does not reflect the novel embodiments specified in the present invention. For example, it does not reflect the advantages derived from improved methods and material techniques. Performance continues to continue as improvements to the specification mentioned continue to accelerate.

본 출원에서 기재한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램 프로덕트, 그리고 전파 신호들은 하드웨어적으로 구현될 수 있다. 가령, CPU, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 시스템 온 칩(SOC), 또는 그외 다른 프로그래머블 장치 내에서, 또는 이에 연결되어 하드웨어적으로 구현될 수 있다. 추가적으로, 이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램 프로덕트, 그리고 전파 신호들이 소프트웨어적으로 구현될 수도 있다. 가령, 소프트웨어를 저장하도록 구성된 컴퓨터 이용가능형(가령, 판독형) 매체에 배치되는 컴퓨터 판독형 코드, 프로그램 코드, 명령이나 데이터(가령, 소스, 객체, 또는 머신 언어)를 들 수 있다. 예를 들어, 이는 일반적인 프로그래밍 언어(가령, C, C++), GDSII 데이터베이스, 하드웨어 기술 언어(HDL) 등을 포함하며, 그외 다른 가용 프로그램, 데이터베이스, 나노처리, 그리고 회로 캡처 툴을 이용하여 구현될 수 있다. HDL의 예로는 Verilog HDL, VHDL, AHDL(Altera HDL), 등이 있다. 이러한 소프트웨어는 반도체, 자기 디스크, 광학 디스크(가령, CD-ROM, DVD-ROM, 등)과 를 포함하는 컴퓨터에 의해 이용가능한 매체에 저장될 수 있고, 또는, 컴퓨터로 이용가능한 전송 매체(가령, 반송파, 또는, 디지털 매체, 광학 매체, 아날로그 기반 매체에 포함된 그외 다른 매체)에 구현된 컴퓨터 데이터 신호로 표현될 수도 있다. 이와 같이, 소프트웨어는 인터넷과 인트라넷을 포함한 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램 프로덕트, 그리고 전파 신호들은 반도체 지적 재산 코어(가령, HDL로 구현됨)에 포함될 수 있고, 집적 회로 제작시 하드웨어로 변환될 수 있다. 추가적으로, 본원에서 기재한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램 프로덕트, 그리고 전파 신호들은 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다.The systems, methods, computer program products, and propagation signals described in this application may be implemented in hardware. For example, the hardware may be implemented within or connected to a CPU, a microprocessor, a microcontroller, a system on a chip (SOC), or other programmable device. In addition, the system, method, computer program product, and propagation signals may be implemented in software. For example, computer readable code, program code, instructions or data (eg, source, object, or machine language) disposed on computer usable (eg, readable) media configured to store software. For example, this includes common programming languages (eg, C, C ++), GDSII databases, hardware description languages (HDL), etc., and can be implemented using other available programs, databases, nanoprocessing, and circuit capture tools. have. Examples of HDL include Verilog HDL, VHDL, Altera HDL (AHDL), and the like. Such software may be stored on media available by a computer, including semiconductors, magnetic disks, optical disks (e.g., CD-ROM, DVD-ROM, etc.), or computer-readable transmission media (e.g., Carrier, or a computer data signal implemented on a digital medium, an optical medium, or any other medium included in an analog-based medium). As such, the software can be transmitted over communication networks including the Internet and intranets. Software-implemented systems, methods, computer program products, and propagation signals can be included in semiconductor intellectual property cores (eg, implemented in HDL) and converted to hardware in integrated circuit fabrication. In addition, the systems, methods, computer program products, and propagation signals described herein may be implemented in a combination of hardware and software.

가령, 스위칭 제어를 위한, 본 발명의 한가지 선호 실시예는 컴퓨터 동작 중 컴퓨팅 시스템의 메모리에 상주하는 프로그래밍 단계나 명령들로 구성되는 운영 체제의 한가지 루틴이다. 컴퓨터 시스템이 요구할 때까지, 프로그램 명령은 또다른 판독형 매체에 저장될 수 있다. 가령, 디스크 드라이브나 탈착형 메모리, 가령, 플라피 디스크나 광학 디스크에 저장될 수 있다. 더우기, 프로그램 명령들은 본 발명의 시스템에 이용하기 전에 또다른 컴퓨터의 메모리에 저장될 수 있고, 본 발명의 사용자가 필요로 할 때, 인터넷같은 LAN이나 WAN을 통해 전송될 수 있다. 본 발명을 제어하는 프로세스들은 다양한 형태의 컴퓨터 판독형 매체에 분포될 수 있다. For example, one preferred embodiment of the present invention for switching control is one routine of an operating system consisting of programming steps or instructions that reside in memory of a computing system during computer operation. Program instructions may be stored on another readable medium until required by the computer system. For example, it can be stored in a disk drive or removable memory, such as a floppy disk or an optical disk. Moreover, program instructions may be stored in the memory of another computer prior to use in the system of the present invention and may be transmitted over a LAN or WAN, such as the Internet, as required by the user of the present invention. Processes controlling the present invention can be distributed in various forms of computer readable media.

본 발명의 루틴들을 구현하기 위해 임의의 적합한 프로그래밍 언어들이 사용될 수 있다. 가령, C, C++, Java, 어셈블리어 등이 사용될 수 있다. 절차지향형이나 객체지향형의 여러 다른 프로그래밍 기술들이 이용될 수 있다. 이 루틴들은 단일 처리 장치나 다중 프로세서를 이용하여 수행될 수 있다. 그 단계, 동작, 연산들이 특정 순서로 제시될 수 있지만, 그 순서가 실시예마다 달라질 수 있다. 일부 실시예에서는 본 명세서에서 순차적으로 표현된 다수의 단계들이 동시에 실행될 수 있다. 본원에서 제시된 동작들의 시퀀스가 인터럽트되거나, 중지되거나, 또는 또다른 프로세스(가령, 운영 체제, 커널, 등)에 의해 제어될 수 있다. 이 루틴들은 시스템 프로세싱의 전부 또는 순차적 부분을 점유하는 독립형 루틴들로, 또는 운영 체제 환경에서 동작할 수 있다. Any suitable programming language can be used to implement the routines of the present invention. For example, C, C ++, Java, assembly language, etc. can be used. Various other programming techniques, procedural or object oriented, may be used. These routines can be performed using a single processing unit or multiple processors. The steps, operations, and operations may be presented in a particular order, but the order may vary from embodiment to embodiment. In some embodiments, multiple steps represented sequentially herein may be executed simultaneously. The sequence of operations presented herein may be interrupted, interrupted, or controlled by another process (eg, operating system, kernel, etc.). These routines may operate as standalone routines that occupy all or a sequential portion of system processing, or in an operating system environment.

본 발명의 실시예들을 완전히 이해할 수 있도록 수많은 세부사항들(가령, 컴포넌트 및 방법들)이 제공된다. Numerous details (eg, components and methods) are provided to provide a thorough understanding of embodiments of the present invention.

컴퓨터 판독형 매체는 예를 들어, 전자식, 자기식, 광학식, 전자기식, 적외선식, 또는 반도체 시스템, 장치, 시스템, 소자, 전파 매체, 또는 컴퓨터 메모리에 해당한다. Computer-readable media corresponds to, for example, electronic, magnetic, optical, electromagnetic, infrared, or semiconductor systems, devices, systems, elements, propagation media, or computer memories.

프로세서나 프로세스는 데이터, 신호, 또는 그외 다른 정보를 처리하는 사람, 하드웨어/소프트웨어 시스템, 메커니즘,또는 컴포넌트를 포함한다. A processor or process includes a person, hardware / software system, mechanism, or component that processes data, signals, or other information.

발명의 실시예들은 전용 직접 회로, 프로그래머블 게이트 로직 장치, 필드 프로그래머블 게이트 어레이, 화학적, 생물학적, 양자/나노 시스템, 컴포넌트, 그리고 메커니즘을 이용함으로서, 프로그래밍된 디지털 범용 디지털 컴퓨터를 이용하 여 구현될 수 있다. Embodiments of the invention can be implemented using a programmed digital general-purpose digital computer, using dedicated integrated circuits, programmable gate logic devices, field programmable gate arrays, chemical, biological, quantum / nanosystems, components, and mechanisms.

Claims (18)

전자 고글 장치에 있어서, 상기 장치는,In the electronic goggles device, the device, - 다수의 일체형 도파관 구조를 지지하는 한 개 이상의 반도체 기판으로서, 각각의 도파관 구조는 복사 신호를 입력으로부터 출력까지 전파시키기 위한 한개의 안내 채널과 한개 이상의 경계 영역을 포함하는 특징의 상기 한개 이상의 반도체 기판,At least one semiconductor substrate supporting a plurality of integrated waveguide structures, each waveguide structure comprising one guide channel and at least one boundary region for propagating radiation signals from input to output; , - 제어 신호에 따라 상기 도파관 구조에 연결되어 상기 출력에서 상기 복사 신호의 진폭을 독립적으로 제어하는 인플루언서 시스템, An influencer system connected to the waveguide structure in accordance with a control signal to independently control the amplitude of the radiation signal at the output, - 상기 다수의 도파관 구조들의 출력을 프리젠테이션 매트릭스에 배열하는 디스플레이 시스템, 그리고A display system for arranging the output of the plurality of waveguide structures in a presentation matrix, and - 상기 프리젠테이션 매트릭스를 사용자의 시야에 배치하기 위한 헤드-장착형 안경 구조A head-mounted eyeglass structure for placing the presentation matrix in the user's field of view 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 고글 장치.Electronic goggles device comprising a. 제 1 항에 있어서, 각각의 기판은 다수의 적층형 기판 스트립들을 포함하고, 각각의 스트립은 한 행을 따라 상기 도파관 구조들을 배열하는 것을 특징으로 하는 전자 고글 장치.2. The apparatus of claim 1 wherein each substrate comprises a plurality of stacked substrate strips, each strip arranging the waveguide structures along a row. 제 2 항에 있어서, 상기 도파관 구조는 상기 스트립의 제 1 변부로부터 상기 스트립의 제 2 변부를 따라 측방으로 뻗어가며, 상기 출력이 상기 제 2 변부에 배열되는 것을 특징으로 하는 전자 고글 장치.3. The apparatus of claim 2 wherein the waveguide structure extends laterally along the second side of the strip from the first side of the strip and the output is arranged at the second side. 제 3 항에 있어서, 상기 도파관 구조는 포톤형 결정 소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 고글 장치.4. The electronic goggles device of claim 3, wherein the waveguide structure comprises photon crystal elements. 제 1 항에 있어서, 각각의 기판의 상기 도파관 구조들은 기판 표면에 대해 수직으로 뻗어가는 것을 특징으로 하는 전자 고글 장치.The device of claim 1 wherein the waveguide structures of each substrate extend perpendicular to the substrate surface. 제 5 항에 있어서, 각각의 기판은 반도체 웨이퍼를 포함하고, 상기 기판 표면이 상기 반도체 웨이퍼의 위에 놓이는 것을 특징으로 하는 전자 고글 장치.6. The electronic goggle device of claim 5, wherein each substrate comprises a semiconductor wafer, the substrate surface overlying the semiconductor wafer. 제 5 항에 있어서, 각각의 도파관 구조는 포톤형 결정 소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 고글 장치.6. The electronic goggles device of claim 5, wherein each waveguide structure comprises photon-type crystal elements. 제 1 항에 있어서, 각각의 기판의 상기 도파관 구조들은 기판 표면에 평행하게 뻗어가는 것을 특징으로 하는 전자 고글 장치.The device of claim 1 wherein the waveguide structures of each substrate extend parallel to the substrate surface. 제 8 항에 있어서, 각각의 기판은 반도체 웨이퍼를 포함하고, 상기 기판 표면은 상기 반도체 웨이퍼의 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 고글 장치.10. The apparatus of claim 8 wherein each substrate comprises a semiconductor wafer and the substrate surface is disposed above the semiconductor wafer. 제 8 항에 있어서, 상기 도파관 구조는 포톤형 결정 소자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 고글 장치.9. The electronic goggles device according to claim 8, wherein the waveguide structure comprises photon type crystal elements. 제 8 항에 있어서, 상기 프리젠테이션 매트릭스는 상기 기판 표면에 평행하고, 상기 디스플레이 시스템은 상기 기판 표면을 향해 상기 복사 신호들을 편향시키도록 상기 도파관 구조에 연결된 편향 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 고글 장치.9. The electronic goggles of claim 8, wherein the presentation matrix is parallel to the substrate surface and the display system comprises a deflection system coupled to the waveguide structure to deflect the radiation signals towards the substrate surface. Device. 제 1 항에 있어서, 상기 안경 구조에 이격된 위치에 조명원이 배치되는 것을 특징으로 하는 전자 고글 장치.The electronic goggles device according to claim 1, wherein an illumination source is disposed at a position spaced apart from the spectacles structure. 고글 시스템에 있어서, 상기 시스템은,In the goggles system, the system, - 사용자의 시야에 프리젠테이션 매트릭스를 배치하기 위한 헤드-장착형 안경 구조,A head-mounted eyeglass structure for placing the presentation matrix in the user's field of view, - 복사 신호를 입력으로부터 출력까지 전파시키기 위해 한개의 안내 채널과 한개 이상의 경계 영역을 각각 포함하는 다수의 도파관 구조, Multiple waveguide structures each comprising one guide channel and one or more boundary regions for propagating the radiation signal from input to output, - 제어 신호에 따라 상기 도파관 구조에 연결되어 상기 출력에서 상기 복사 신호의 진폭을 독립적으로 제어하는 인플루언서 시스템, An influencer system connected to the waveguide structure in accordance with a control signal to independently control the amplitude of the radiation signal at the output, - 상기 다수의 도파관 구조의 상기 출력들을 상기 프리젠테이션 매트릭스에 배열하기 위한 디스플레이 시스템A display system for arranging the outputs of the plurality of waveguide structures in the presentation matrix. 을 포함하는 것을 특징으로 하는 고글 시스템.Goggles system comprising a. 제 13 항에 있어서, 상기 디스플레이 시스템은 상기 출력을 상기 안경 구조에 연결하는 한개 이상의 도파관들을 구비한 제 1 통신 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 고글 시스템.14. The goggle system of claim 13, wherein the display system comprises a first communication system having one or more waveguides connecting the output to the spectacles structure. - 다수의 도파관 구조들을 한개 이상의 기판에 배치하는 단계로서, 이때, 각각의 도파관 구조는 복사 신호를 입력으로부터 출력까지 전파시키기 위해 한개의 안내 채널과 한개 이상의 경계 영역을 포함하는 특징의 단계, Arranging a plurality of waveguide structures on one or more substrates, each waveguide structure comprising one guide channel and one or more boundary regions for propagating a radiation signal from input to output, - 제어 신호에 따라 상기 도파관 구조에 인접하게 인플루언서를 배치하는 단계로서, 이에 따라, 상기 출력에서 상기 복사 신호의 진폭을 독립적으로 제어하는 단계,Placing an influencer adjacent said waveguide structure in accordance with a control signal, thereby independently controlling the amplitude of said radiation signal at said output, - 상기 다수의 도파관 구조들의 출력을 프리젠테이션 매트릭스에 배열하는 단계, 그리고Arranging the output of the plurality of waveguide structures in a presentation matrix, and - 상기 프리젠테이션 매트릭스를 사용자의 시야에 배치하는 단계Placing the presentation matrix in the field of view of the user 를 포함하는 것을 특징으로 하는 제작 방법.Production method comprising a. 아래의 단계들을 실행시키는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독형 매체.A computer readable medium having recorded thereon a program for executing the following steps. - 다수의 도파관 구조들을 한개 이상의 기판에 배치하는 단계로서, 이때, 각 각의 도파관 구조는 입력으로부터 출력까지 복사 신호를 전파시키기 위해 한개의 안내 채널과 한개 이상의 경계 영역을 포함하는 단계,Placing a plurality of waveguide structures on one or more substrates, each waveguide structure comprising one guide channel and one or more boundary regions for propagating radiation signals from input to output, - 제어 신호에 따라 상기 도파관 구조에 인플루언서 시스템을 인접하게 배치하여 상기 출력에서 상기 복사 신호의 진폭을 독립적으로 제어하는 단계, Placing an influencer system adjacent to the waveguide structure in accordance with a control signal to independently control the amplitude of the radiation signal at the output, - 상기 다수의 도파관 구조들의 상기 출력들을 프리젠테이션 매트릭스로 배열하는 단계, 그리고Arranging the outputs of the plurality of waveguide structures in a presentation matrix, and - 상기 프리젠테이션 매트릭스를 사용자의 시야에 배치하는 단계.Placing the presentation matrix in the field of view of the user. - 한개 이상의 기판 내에서 지지되는 다수의 도파관 구조 각각을 통해 복사 신호를 전파시켜 프리젠테이션 매트릭스에 배열시키는 단계로서, 이때, 각각의 도파관 구조는 입력으로부터 출력까지 복사 신호를 전파시키기 위해 한개의 안내 채널과, 한개 이상의 경계 영역을 포함하는 단계,Propagating a radiation signal through each of a plurality of waveguide structures supported in one or more substrates and arranging in a presentation matrix, where each waveguide structure has one guide channel to propagate the radiation signal from input to output. And at least one boundary region, - 대응하는 도파관 구조의 출력에서 상기 복사 신호의 진폭을 독립적으로 제어하는 단계,Independently controlling the amplitude of the radiation signal at the output of the corresponding waveguide structure, - 상기 다수의 도파관 구조들에 대한 상기 복사 신호의 진폭을 통합조절하여, 일련의 상기 진폭제어된 복사 신호로부터 집합적으로 디스플레이 시스템을 형성하는 단계, 그리고Co-adjusting the amplitude of the radiation signal for the plurality of waveguide structures to collectively form a display system from the series of amplitude controlled radiation signals, and - 상기 디스플레이 시스템을 사용자의 시야 내에 배치하는 단계Placing the display system within the field of view of the user 를 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 방법.Operation method comprising a. - 한개 이상의 기판에 지지되는 다수의 도파관 구조들 각각을 통해 복사 신호를 전파시켜서 프리젠테이션 매트릭스에 배열하는 수단으로서, 이때, 각각의 도파관 구조는 입력으로부터 출력까지 복사 신호를 전파시키기 위해 한개의 안내 채널과 한개 이상의 경계 영역을 포함하는 특징의 상기 수단,Means for propagating a radiation signal through each of a plurality of waveguide structures supported on one or more substrates and arranging them in a presentation matrix, wherein each waveguide structure has one guide channel for propagating the radiation signal from input to output. Said means comprising at least one boundary region, - 상기 복사 신호 각각의 진폭을, 이에 대응하는 상기 도파관 구조의 상기 출력에서 독립적으로 제어하는 수단, Means for independently controlling the amplitude of each of said radiation signals at said output of said waveguide structure corresponding thereto, - 상기 다수의 도파관 구조들에 대한 상기 복사 신호의 진폭 제어를 통합조절하여 일련의 상기 진폭 제어된 복사 신호로부터 디스플레이 시스템을 집합적으로 형성하는 수단, 그리고Means for cooperatively controlling the amplitude control of the radiation signal for the plurality of waveguide structures to collectively form a display system from the series of amplitude controlled radiation signals, and - 상기 디스플레이 시스템을 사용자의 시야 내에 배치하는 수단Means for placing the display system within the field of view of the user 을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.Apparatus comprising a.
KR1020067018183A 2004-02-12 2005-02-12 Apparatus, method, and computer program product for substrated/componentized waveguided goggle system KR20070023656A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020067018183A KR20070023656A (en) 2004-02-12 2005-02-12 Apparatus, method, and computer program product for substrated/componentized waveguided goggle system

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US60/544,591 2004-02-12
US10/812,295 2004-03-29
US10/906,223 2005-02-09
US10/906,226 2005-02-09
US10/906,261 2005-02-11
US10/906,259 2005-02-11
KR1020067018183A KR20070023656A (en) 2004-02-12 2005-02-12 Apparatus, method, and computer program product for substrated/componentized waveguided goggle system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070023656A true KR20070023656A (en) 2007-02-28

Family

ID=43654894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067018183A KR20070023656A (en) 2004-02-12 2005-02-12 Apparatus, method, and computer program product for substrated/componentized waveguided goggle system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070023656A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112490635A (en) * 2020-11-05 2021-03-12 陕西飞机工业(集团)有限公司 Matrix waveguide and airplane integrated integration method and system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112490635A (en) * 2020-11-05 2021-03-12 陕西飞机工业(集团)有限公司 Matrix waveguide and airplane integrated integration method and system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7254287B2 (en) Apparatus, method, and computer program product for transverse waveguided display system
US20060110090A1 (en) Apparatus, method, and computer program product for substrated/componentized waveguided goggle system
US20050201705A1 (en) Apparatus, method, and computer program product for structured waveguide including recursion zone
US20050201674A1 (en) System, method, and computer program product for textile structured waveguide display and memory
US20050201673A1 (en) Apparatus, method, and computer program product for unitary display system
WO2005076721A2 (en) Apparatus, method, and computer program product for substrated/componentized waveguided goggle system
AU2005213231A1 (en) Magneto-optic device display
KR101090533B1 (en) Apparatus and Method For Structured Waveguide Transport
KR20070028334A (en) Apparatus, method, and computer program product for structured waveguide switching matrix
KR20070028336A (en) Structured waveguide including holding bounding region
KR20070023654A (en) Apparatus, method, and computer program product for transverse waveguided display system
KR20070023656A (en) Apparatus, method, and computer program product for substrated/componentized waveguided goggle system
KR20070028335A (en) Apparatus, method, and computer program product for structured waveguide including performance-enchancing bounding region
KR20070023655A (en) Apparatus, method, and computer program product for substrated waveguided display system
US20050201654A1 (en) Apparatus, method, and computer program product for substrated waveguided display system
KR20070023662A (en) Magneto-optic device display
KR20070023657A (en) Apparatus, method, and computer program product for structured waveguide including recursion zone
KR20070023658A (en) System, method, and computer program product for structured waveguide including intra/inter contacting regions
KR20070023664A (en) System, method, and computer program product for structured waveguide including polarizer region
KR20070023665A (en) System, method, and computer program product for structured waveguide including nonlinear effects
KR20070035479A (en) Multicolor structured waveguide
KR20070023660A (en) System, method, and computer program product for textile structured waveguide display and memory
AU2005213228A1 (en) System, method, and computer program product for textile structured waveguide display and memory
KR20070023663A (en) Apparatus, method, and computer program product for integrated influencer element
KR20070023653A (en) Apparatus, method, and computer program product for unitary display system

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
WITN Withdrawal due to no request for examination