KR20070023663A

KR20070023663A - 일체형 인플루언서 요소에 대한 장치, 방법 및 컴퓨터프로그램 프로덕트

Info

Publication number: KR20070023663A
Application number: KR1020067018360A
Authority: KR
Inventors: 서덜랜드 엘우드
Original assignee: 파노라마 랩스 피티와이 엘티디
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2005-02-12
Publication date: 2007-02-28

Abstract

인플루언서 구조에 대한 장치 및 방법이 공개된다. 상기 장치는 다음을 포함한다. 전도성 요소는, 하나의 안내 영역(guiding region) 및 하나 이상의 경계 영역(bounding region)을 갖는 도파관의 복사를 전파하는 하나 이상의 유전체 구조물에 배치되며, 상기 도파관의 진폭-제어 성질에 영향을 주기 위해, 인플루언서 신호에 반응한다. 연결 시스템은, 상기 인플루언서 신호를 상기 전도성 요소로 전달하기 위한 것이다. 인플루언서를 동작시키기 위한 방법은 다음의 단계를 포함한다.

a) 인플루언서 신호를, 하나의 안내 영역 및 하나 이상의 경계 영역을 갖는 도파관의 복사를 전파하는 하나 이상의 유전체 구조물내에 배치된 전도성 요소로 전달하는 단계와, b) 상기 인플루언서 신호에 반응하여, 상기 도파관의 진폭-제어 성질에 영향을 주는 단계를 포함한다.

Description

일체형 인플루언서 요소에 대한 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 프로덕트{APPARATUS, METHOD, AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT FOR INTEGRATED INFLUENCER ELEMENT}

본 발명은 일반적으로 복사선을 전파시키기 위한 트랜스포트(transport)에 관한 것이며, 더 세부적으로는, 외부 영향에 대한 도파관의 복사-영향 성질의 반응성을 보강하는 광학 활성 구성요소를 포함하는 안내 채널(guiding channel)을 갖는 도파관에 관한 것이다.

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.

β = VBD (방정식 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.

종래의 광학계에서, 가넷(가령, 이트륨/철 가넷)같은 상자성 및 강자성 재료를 함유한 불연속 결정들로 자기-광학 변조기들이 제작되었다. 이와 같은 소자들은 상당한 자기장 제어를 필요로 한다. 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.

자기광학 소자에 상자성 및 강자성 물질을 이용할 때의 또 다른 단점은, 이 물질들이 편광각과는 다른 복사 성질에 악영향을 미칠 수 있다는 점이다. 가령, 진폭, 위상, 주파수 등에 영향을 미칠 수 있다.

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.

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.

기존 플랫 패널 디스플레이에 나타난 한가지 주된 요구사항은 비용 문제이다. 즉, CRT 디스플레이에 비해 비용이 비싸다.

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.

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.

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.

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.

고화질(HD) TV 등과 같이 이미지 품질 표준이 상승함에 따라, 기존의 FPD 기술로는 CRT에 견주어 경쟁력 있는 가격으로 이미지 품질을 도출할 수 없다. 현재 기술적으로 가능한 35mm 영화 수준의 해상도를 구현하는 것은, TV나 컴퓨터 디스플레이에 관계없이 소비자에게 부담스런 비용을 제시한다.

투영 시스템의 경우에, 두 가지의 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.

현재의 투영 시스템 기술은 또 다른 요구사항에 직면하고 있다. HDTV 투영 시스템은 디스플레이 표면까지의 비교적 짧은 거리의 제약사항 내에서 균일한 이미지 품질을 유지하면서, 디스플레이 깊이를 최소화시켜야 하는 이중고에 직면한다. 이와 같은 균형의 설정은 비교적 저렴한 비용을 댓가로 하여 덜 만족스런 절충을 이끌어낸다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 지표를 포함하는 것이 일반적이다.

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.

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.

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.

1996년에, 포톤 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.

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.

저굴절률 도파 광섬유는 포톤 밴드갭(PBG) 효과를 이용하여 광을 안내한다. PBG 효과가 마이크로스트럭처 클래딩 영역에서의 전파를 불가능하게 함에 따라, 광은 저굴절률 코어에 국한된다.

"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.

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.

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.

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, Y_2O3 _와 Fe_2O3가믹싱되어 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 유 체를 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.

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.

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.

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.

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 연소 형 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.

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.

더우기, 동일 두께의 단일층 비스무스 철 가넷 필름보다 748nm에서 140% 큰 패러데이 회전을 디스플레이하는 자기광학적 포톤 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.

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.

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.

인플루언서 제조 방법에 있어서, 본 발명의 바람직한 실시예는 다음의 단계를 포함한다.

a) 도파관을 제조하는 동안, 전도성 요소를, 상기 도파관의 복사를 전파하는 하나 이상의 구조물과 연계시키는 단계로서, 상기 전도성 요소는 인플루언서 신호에 반응하여, 상기 안내 영역에서 자기장을 생성함으로써 상기 도파관의 진폭-제어 성질에 영향을 주는 단계와, b) 상기 인플루언서 신호를 상기 전도성 요소로 전달하기 위한 연결 시스템을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 장치와, 방법과, 컴퓨터 프로그램 프로덕트와, 전파 신호는 수정되고 발전된 도파관 제조 공정을 이용하는 이점을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 도파관은 광 트랜스포트이며, 광학 활성 구성요소를 포함함으로써, 인플루언서의 지수에 영향을 주는 짧은 길이 성질을 보강하고, 복사의 요망 속성을 보존하기 위해 광 섬유, 또는 도파관 채널인 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 영향을 받을 복사의 성질은 복사의 편광 상태를 포함할 수 있고, 광학 트랜스포트의 전송 축에 평행인 제어가능하고 변화가능한 자장을 이용하여 편광 회전 각을 제어하도록, 인플루언서가 패러데이 효과를 사용한다. 짧은 광 경로에 걸친 낮은 자장 세기를 사용하여 편광이 신속하게 제어될 수 있도록 상기 광 트랜스포트가 구축된다. 먼저 복사가 제어되어 하나의 특정 편광을 갖는 파동 컴포넌트가 생성될 수 있으며, 파동 컴포넌트의 편광은 영향을 받아, 제 2 편광 필터가 영향 효과에 응답하여, 방출된 복사의 진폭을 변조할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 이러한 변조는 방출된 복사를 소멸시키는 것을 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.

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.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 평면도이다.

도 2는 도 1에서 도시된 바람직한 실시예의 특정 구현예를 도시한 평면도이다.

도 3은 도 2에서 도시된 바람직한 실시예의 종면 도면이다.

도 4는 디스플레이 어셈블리에 대한 바람직한 실시예를 도시한 블록 다이어그램이다.

도 5는 도 4에서 도시된 정면 패널의 출력 포트의 한 가지 배열을 도시한 도면이다.

도 6은 도 2에서 도식된 도파관의 한 부분을 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 도파관의 바람직한 실시예를 형성하는 대표적인 도파관 제조 시스템을 도시한 도면이다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예를 형성하기 위한 대표적인 섬유 도면이다.

도 9는 다중 채널을 갖는 변조기에 대한 대안적인 바람직한 실시예에 대한 도면이다.

도 10은 다중 주파수 시스템을 나타내는, 본 발명의 대안적인 바람직한 실시 예에 대한 도면이다.

도 11은 도 10에서 나타난 시스템에 유사한 다중 주파수 시스템에 대한 대안적인 바람직한 실시예에 대한 도면이다.

도 12는 일체형 색상 생산을 갖는 변조기 에 대한 본 발명의 바람직한 실시예이다.

도 13은 픽셀/서브-픽셀을 생성하기 위해, 제어 가능한 복사의 다중 채널을 구축하고 전파하기 위한 대안적 시스템의 바람직한 예를 도식한 도면이다.

도 14는 광학 중앙 코어의 존재를 추가로 도시하는 도 13에서 도시된 시스템의 종면 도면이다.

도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따르는 코일폼 도파관을 생성하기 위한 일반적인 도파관 처리 시스템을 도시한 도면이다.

도 16은 전도성 코팅된 프리폼과 상피 나선 컷을 포함하는 도 15에서 도시된 시스템의 첫 번째 구현예를 도시한 도면이다.

도 17은 부분 전도성 코팅된 프리폼과 상피 나선 컷을 포함하는 도 15에서 도시된 시스템의 두 번째 구현예를 도시한 도면이다.

도 18은 프리폼으로 내장되는 전도성 요소를 포함하는 도 15에서 도시된 시스템의 세 번째 구현예를 도시한 도면이다.

도 19는 도파관 채널 주위를 박막이 에피택시 방식으로 감싸는, 도 15에서 도시된 시스템의 네 번째 구현예를 도시한 도면이다.

도 20은 딥-펜 나노리소그래피를 사용하는 도파관 채널 상으로의 코일폼의 배치를 포함하는 도 15에서 도시된 시스템의 다섯 번째 구현예를 도시한 도면이다.

도 21은 감싸기 절차를 이용한, 도파관 채널 상으로의 전도성 요소의 배치를 포함하는 도 15에서 도시된 시스템의 여섯 번째 구현예를 도시한 도면이다.

본 발명은 유닛 비용을 감소시키면서, 높은 가공성, 재현성, 균일성, 그리고 신뢰성을 구현할 수 있도록, 외부 영향에 대한 도파관의 복사 영향 성질의 반응성을 개선시키기 위한, 공지 기술에 비해 우월한 장점들을 제공하는 도파관 기술에 관한 발명이다.

다음의 내용에서, 세가지 용어, 즉, 1) 광학 트랜스포트(optical transport), 2) 성질 인플루언서(property influencer), 그리고 3) 소멸(extinguishing)이 특별한 의미를 가진다. 본 발명의 활용을 위해, 광학 트랜스포트는 복사선의 요망 속성들을 보존하면서 인플루언서의 특성에 영향을 미치는 성질들을 개선시키도록 고안된 도파관이다. 선호되는 실시예에서, 영향받는 도파관의 성질은 그 편광 회전 상태를 포함하고, 인플루언서는 광학 트랜스포트의 전파 축에 평행하게 전파되는 제어가능한 가변 자기장을 이용하여 편광 각도를 제어하는 데 패러데이 효과를 이용한다. 광학 트랜스포트는 매우 짧은 광학 경로에 대해 낮은 자기장 강도를 이용하여 편광을 신속하게 제어할 수 있도록 구성된다. 일부 특정 구현에서, 광학 트랜스포트는 전파되는 복사선의 파장에 대해 높은 버데트 상수를 가진 광섬유를 포함하며, 이와 동시에 광섬유의 도파 속성을 보존한다. 그렇지 않을 경우, 성질 인플루언서의 효율적 구성을 제공하고, 성질 인플루언서에 의해 복 사 성질의 협조적 영향을 제공한다.

성질 인플루언서는 광학 트랜스포트에 의해 전파되는 복사선의 성질 제어를 구현하는 구조이다. 선호 실시예에서, 성질 인플루언서는 광학 트랜스포트에 광학적으로 연결된다. 한 개의 코어와 한 개 이상의 클래딩 층을 가진 광섬유에 의해 형성되는 광학 트랜스포트를 위한 한가지 구현예에서, 상기 성질 인플루언서는, 광학 트랜스포트의 도파 속성에 악영향을 미치지 않으면서, 클래딩 층들 중 한개 이상의 층에 일체형으로 구성된다. 전파되는 복사선의 편광 성질을 이용하는 선호 실시예에서, 성질 인플루언서의 선호 구현은 코일이나 코일폼같은 편광 영향 구조에 해당하며, 한개 이상의 자기장을 이용하여 광학 트랜스포트의 자계를 제공하는 패러데이 효과를 지원 및 생성하는 일체형가능한 그외 다른 구조에 해당한다.

본 발명에 따른 이러한 구조의 도파관은 전파되는 복사선의 진폭을 제어하는 변조기에서 트랜스포트로 기능할 수 있다. 변조기에 의해 방출되는 복사선은 광학 트랜스포트에 대한 성질 인플루언서의 상호작용에 의해 제어되는, 최대 복사 진폭과 최소 복사 진폭을 가질 것이다. "소멸"이란, "오프" 또는 "다크" 상태로 분류될 수 있는 충분히 낮은 레벨의 최소 복사 진폭을 의미한다. 또는 복사선이 없음을 표시하는 그외 다른 분류에 해당할 수 있다. 다시 말해서, 일부 응용예에서, 충분히 낮지만 검출가능한/식별가능한 복사 진폭이 "소멸" 상태로 적절하게 인식될 수 있다(이 레벨이 특정 구현이나 실시예를 위한 매개변수와 일치할 경우). 본 발명은 도파관 제작 중 안내 영역에 배치되는 광학적으로 활성인 구성요소들을 이용함으로서 인플루언서에 대한 도파관의 응답을 개선시킨다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

소자(125)는 소자(120)에 대해 협력적 구조를 가지며, 영향받은 파동 컴포넌트에 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.

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 소 자(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.

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.

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.

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.

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.

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.

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)를 지닐 수 있다. 제작 중 섬유를 가열하거나 섬유에 응력을 가하는 것은, 코어(205)에 구멍이나 불규칙성을 부가하여, 버데트 상수를 추가적으로 증가시키거나 비선형 효과를 구현한다.

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.

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 90 도 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.

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 기술을 들 수 있다.

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 없 거나 +/- 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.

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.

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).

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 디스플레이 를 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.

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.

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 네 가지 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 네 가지 실시예에 해당한다.

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 신호이다. 변조기(200)가 사용될 때 컨트롤러(도시되지 않음)가 이 제어 신호를 제공할 수 있다.

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.

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.

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 변조 기(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.

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).

상술한 바와 같이, 변조기(200ij)의 광학 트랜스포트의 선호 실시예는 전용 광섬유 형태의 광 채널들을 포함한다. 그러나 반도체 도파관, 도파 구멍, 또는 그외 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.

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 말해 서, 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.

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 어드레싱하는 '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.

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 결 과를 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.

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.

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 여러 개 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.

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 열 때문에 스위칭 어셈블리로부터 조명원을 분리시키는 것이 바람직하다. 다수개의 조명원들이 사용되어 열 출력을 분산시키는 경우에도, 열 출력은 여전히 충분히 커서 스위칭 어셈블리와 디스플레이 소자로부터 이격시키는 것이 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.

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.

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.

측면이 맞닿는 형태로 배열되거나 접착되는 도파관 스트립의 모놀리식 구조는 각각 한 스트립에 수천 개씩의 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 적합할 만큼 충분히 작은 직경을 가진다.

추가적으로, 일체형 광학 장치 제작 기술들은 단일 반도체 기판이나 칩의 제작에서 본 발명의 감쇠기 어레이를 구현할 수 있을 것으로 기대된다.

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.

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.

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, 한 개 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 포톤 결점 섬유, 전용 박막 스택을 포함한다. 도파의 구체적 메커니즘은 도파관마다 다르지만, 본 발명은 여러 다른 구조에 이용하도록 적응될 수 있다.

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.

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 구성요소들을 포함한다. 가령, 희토류 도펀트(605), 구멍(610), 불규칙 구조(615), 마이크로버블(620), 그리고 그외 다른 소자(625)를 포함한다. 이들은 안내 영역이나 한 개 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 구성요소들에 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 구성요소들은 서로 다른 응용예에 대해 최적화되는 것으로서, 도파관의 통신 이용을 크게 저하시킬 수 있다. 구성요소의 존재들이 통신 이용을 저하시키려 의도한 것은 아니며, 통신 속성에 대한 인플루언서의 응답 속성의 개선에 대한 선호 실시예의 촛점은, 이러한 저하의 발생을 가능하게 하지만, 선호 실시예의 단점은 아니다.

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 구성요소들은 자기장에 대한 일부분(600)의 응답성을 증가시킨다. 가령, 일부분(600)의 유효 버데트 상수를 증가시킴으로서, 응답성을 증가시킨 다.

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.

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 광섬 유는 상술한 바와 같이 포톤 결정 섬유(PCF)를 포함한다.

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.

구성요소들은, 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 구성요소(가령, 구멍이나 불균일성)들을 부가함으로서 버데트 상수를 추가적으로 증가시킬 수 있다. 종래의 도파관에 사용되는 희토류 물질들은 투과 속성 소자들의 패시브적 개선 용으로 사용되며, 광학적 활성 응용예에서는 사용되지 않는다.

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.

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. 종래 공정으로부터의 프리폼은 매우 순수한 글래스의 솔리드 봉으로서, 요망 섬유의 광학적 성질을 정확하게 복제하며, 그 선형 크기는 두 배 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 한 가지를 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 층으 로 증착된다. 동일한 화학 반응이 이 방법에서 나타난다.

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

게르마늄다이옥사이드와 포스포러스펜트옥사이드는 글래스의 굴절률을 증가시키고, 보론옥사이드는 이를 감소시킨다. 이 옥사이드들이 도펀트로 알려져 있다. 프리폼의 인플루언서 응답 속성을 개선시키기 위한 적절한 구성요소들을 포함하는 그외 다른 버블러(705)들은 도시되는 구성요소들에 추가하여 사용될 수 있다.

공정 중 믹스처의 조성을 변화시킴으로서, 프리폼의 구성요소 프로파일과 굴절률 프로파일에 영향을 미칠 수 있다. 산소의 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, 옥사 이드 화합물은 유연(745)의 형태로 튜브에 증착된다. 철 및 구리 불순물의 농도는 원액에서 10ppb로부터, 유연(745)에서 1ppb 미만으로 감소한다.

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 여러 개의 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(5135)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 용광로에 배치되고, 이는 도 8과 관련하여 설명될 것이다.

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 일 으키며, 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.

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 시 스템들은 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.

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 그래파이트로(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.

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, 그 후 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.

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.

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 구성요소들을 공급하기 위한 다양한 기계적 스트레서(응력 제공기), 이온 충돌, 또는 그외 다른 메커니즘을 제공할 수 있다.

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.

도 9는 다수의 채널을 갖는 변조기(900)에 대한 대안적인 바람직한 실시예를 도식한 도면이다. 개별 채널과, 통합 채널을 통해 전파된 복사의 성질에 대해서는 상세한 설명 없이, 포괄적 구성으로, 변조기(900)를 나타낸다. 하기 설명을 단순하게 하기 위해, 변조기(900)는 두 개의 채널을 포함하는 것처럼 도식된다. 그러나 또 다른 실시예 및 구현예에서, 필요에 따라, 또는 바람직한 실시예에 따라, 변조기(900)는 셋 이상의 채널을 포함할 수 있다.

변조기(900)는 한 쌍의 트랜스포트(905_N)(각각, 독립적인 도파관 채널을 지원)와, 트랜스포트(905)에 연결되어 있는 한 쌍의 성질 인플루언서(910_N)와, 대응하는 인플루언서(910_N)에 연결되어 있는 컨트롤러(915_N)와, 제 1 성질 요소(920)와, 제 2 성질 요소(925)를 포함한다. 물론, 변조기(900)의 그 밖의 다른 구현예로는, 트랜스포트, 인플루언서, 컨트롤러 중 하나 이상으로 구성된 여러 다른 조합이 있다. 예를 들어, 변조기(900)는 모든 인플루언서(910)에 연결된 단일 컨트롤러(915)를 포함하거나, 또는 하나 이상의 트랜스포트(905)와 하나 이상의 컨트롤러(915) 중 하나 이상에 연결되는 단일 인플루언서를 포함할 수 있다. 덧붙이자면, 일부 트랜스포트(900)는 단일 물리 구조를 포함하거나, 다수의 독립적인 도파 채널을 지원한다.

트랜스포트(105)와 마찬가지로, 종래 기술의 다수의 잘 알려진 광 도파관 구조를 기반으로 트랜스포트(905)가 구현될 수 있다. 예를 들어, 트랜스포트(905)는 유도 영역과 하나 이상의 경계 영역(bounding region)(가령, 코어와 상기 코어에 대한 하나 이상의 외장 층)을 포함하는 유도 채널을 갖는 특수하게 순응된 광섬유(종래의 것이거나 PCF)이거나, 트랜스포트(905)는 이러한 하나 이상의 유도 채널을 갖는 벌크 장치, 또는 구조물의 도파 채널일 수 있다. 인플루언스되는 복사 성질과 인플루언서(910)의 특성을 기반으로, 종래의 도파관 구조물이 변형된다.

인플루언서(910)는 트랜스포트(905)를 통해 전달된 복사 상에, 또는 상기 트랜스포트(905) 상에, 직접적으로, 또는 간접적으로 성질 영향을 미치는 구조물이다. 다수의 여러 다른 종류의 복사 성질이 영향을 받으며, 많은 경우에서, 임의의 주어진 성질에 영향을 주기 위해 사용되는 특정 구조물이 경우마다, 다를 수 있다. 바람직한 실시예에서, 복사의 출력 진폭을 제어하기 위해 차례로 사용될 수 있는 성질이 영향을 미치기 위한 바람직한 성질이다. 가령, 복사 편광각이 영향을 받을 수 있는 하나의 성질이고, 상기 전달된 복사의 진폭을 제어하기 위해 사용될 수 있는 성질이다. 또 다른 요소를 사용하는 것, 가령, 고정된 편광자/분석기가, 상기 편광자/분석기의 전송 축에 비교되는 복사의 편광각을 기반으로 하여 복사 진폭을 제어한다. 본 예에서, 편광각을 제어함에 따라, 전송된 복사가 변화될 수 있다.

변조기(900)가, 트랜스포트들(905_x) 사이에서 공유되는 요소로서, 제 1 성질 요소(920)와 제 2 성질 요소(925)를 나타낸다. 일부 실시예에서, 각각의 트랜스포트(905)는 독립적인 제 1 요소(920)와 제 2 요소(925)를 포함할 수 있다. 도 9에서, 변조기(900)의 제 2 속성을 도식하기 위해, 제 1 성질 요소(920)와 제 2 성질 요소(925)가 공유되는 요소로서 나타난다. 즉, 변조기(900)는, 상기 변조기(900)를 구현하고 구축하기 적정한 다수의 파동_컴포넌트(즉, 도파관 채널의 개수와 특성, 인플루언서, 제어 메커니즘, 개별 채널 및 변조기의 요망 성능 지수)로 WAVE_IN을 쪼개며, 각각의 파동_컴포넌트를 적정한 채널/트랜스포트로 향하게 한다. 가령, 일부 경우에서, WAVE_IN은 단일 파장의 복사를 포함하나, 다수의 90도 편광 컴포넌트(가령, 좌-회전 편광 컴포넌트와 우-회전 편광 컴포넌트)는 제외한다. 또 다른 경우에서, WAVE_IN은 단일 편광 배향 컴포넌트(polarization orientation component)를 갖는 다수의 주파수를 포함한다. 또 다른 경우에서, WAVE_IN은 한 종류의 단일 편광 배향을 갖고, 단일 주파수 요소(920)가 WAVE_IN을 동일하거나 동일하지 않은 진폭을 가질 수 있는 개별 파동_컴포넌트로 할당한다. 일부 대안적 경우로는 WAVE_IN의 본 경우에서의 분할, 또는 그 밖의 다른 분할의 조합이 있을 수 있다. 이러한 모든 경우에서, 제 1 성질 요소는 WAVE_IN을 예비처리하여, 이를 적정한 독립적인 파동_컴포넌트(가령, 90도 편광 컴포넌트, 또는 이산 주파수 컴포넌트)로 분리하고, 각각의 독립적인 파동_컴포넌트를 적정 채널로 향하게 한다.

이와 유사하게, 제 2 성질 요소(925)는 앞서 언급한 제 1 성질 요소(920)에 대한 제 2 속성에 대응하는, 제 2 속성을 가진다. 제 2 성질 요소(925)와 제 2 속성의 조합/병합함으로써, (트랜스포트를 통한 전파 동안, 영향을 받을 수 있고, 작동될 수 있는) 개별 도파관 채널로부터의 복사의 파동_컴포넌트가 출력되어, 상기 파동_컴포넌트가 WAVE_OUT으로 통합될 수 있다.

본원에서 서술되는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 트랜스포트(905x)로서 광섬유를 사용하고, “선형” 패러데이 효과("linear" Faraday Effect)를 사용함에 따른 진폭 제어를 우선적으로 구현한다. 상기 패러데이 효과는, 전파 복사의 편광 회전각 변화가, 장이 공급되는 곳의 길이와, 복사가 통과하여 전파되는 물질의 버데트 상수를 기반으로 하는 전파의 방향으로 제공되는 자장의 크기에 직접 관련되어 있는 선형 효과이다. 그러나 트랜스포트에서 사용되는 물질은 가령, 자장의 요망 크기를 확립하는 인플루언서로부터 유도 자장으로의 선형 응답을 갖지 않을 수 있다. 이때, 전파된 복사의 실제 출력의 진폭은, 컨트롤러, 또는 인플루언서의 자장, 또는 편광, 또는 변조기(900)나 WAVE_IN의 그 밖의 다른 속성(지수)로부터 적용된 신호에 응답하여, 비-선형일 수 있다. 본 발명의 목적에 있어서, 하나 이상의 시스템 변수로서 나타나는 변조기(900)의 특성(또는 요소)은 변조기(900)의 감쇠 프로파일이라고 일컬어진다.

예를 들어 조립(composition), 배향(orientation)을 제어함으로써, 또는 변조기(900)의 순서에 의해, 임의의 주어진 감쇠 프로파일은 특정 실시예에 대하여 맞춰질 수 있다. 예를 들어, 트랜스포트를 구성하는 물질을 변경시킴에 따라, 상기 트랜스포트의 “영향력(influencibility)”이 변경된다, 즉 인플루언서가 임의의 특정 전파 파동_컴포넌트에 영향을 미치는 정도가 변경된다. 이것은 감쇠 프로파일의 한 가지 예이다. 바람직한 실시예의 변조기(900)에 의해, 여러 다른 도파관 채널이 여러 다른 감쇠 프로파일을 갖도록 감쇠가 매끄러워질 수 있다. 예를 들어, 편광 회전에 따라 좌우되는 감쇠 프로파일을 갖는 일부 구현예에서, 변조기(900)는 , 우회전 편광된 파동_컴포넌트를 위한 제 2 트랜스포트(905)의 보상 도파관 채널(complementary waveguiding channel)을 위해 사용되는 감쇠 프로파일과는 다른 감쇠 프로파일을, 좌회전 편광된 파동_컴포넌트를 위한 트랜스포트(905)에게 제공할 수 있다.

트랜스포트에 대하여 앞서 논의된 여러 다른 물질들의 조립을 제공하는 것에 추가로, 감쇠 프로파일을 조정하기 위한 추가적인 수단이 존재한다. 일부 실시예에서, 전파 복사를 WAVE_IN에서 WAVE_OUT으로 변환시키는 변조기(900) 컴포넌트의 명령에 응답하여, 파동_컴포넌트의 생성 및 수정이 엄격하게 “교환적(commutative)”이다. 예를 들어, 비-교환적 컴포넌트들의 서로 다른 명령을 제공함으로써, 감쇠 프로파일을 변경시키는 것이 가능하다. 그러나 이는 감쇠 프로파일의 구성의 하나의 예일 뿐이다. 또 다른 실시예에서, 각각의 도파관 채널에 대하여 서로 다른 “회전 바이어스(rotational bias)”를 확립함으로써, 서로 다른 감쇠 프로파일이 생성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 일부 트랜스포트는 입력 편광자와 출력 편광자/분석기 사이에서 지정 방위각으로 배향된다. 예를 들어, 이러한 각도는 (“표준 ON" 채널을 형성하는) 0도이거나, (통상적으로 "표준 OFF" 채널을 형성하는) 90도일 수 있다. 임의의 주어진 채널이 다양한 각도 이동 영역(즉, 0도에서부터 30도 까지와, 30도에서부터 60도까지와, 60도에서부터 90도까지의 영역)에서 서로 다른 응답을 가질 수 있다. (예를 들어, 초기 설정 값 "DC" 인플루언서 신호를 이용하여) 서로 다른 채널이 서로 다른 이동 영역으로 바이어스될 수 있으며, 이때 인플루언서는 이러한 바이어스된 회전에 대하여 전파 파동_컴포넌트에 영향을 미친다. 그러나 이것은 작동하는 감쇠 프로파일의 하나의 예일 뿐이다. 다수의 도파관 채널을 갖고, 상기 감쇠 프로파일을 상기 채널에 대하여 맞춤 생성하고, 부합시키고, 보상하는 것에 따라, WAVE_OUT에서 파워가 절약되고, 효율성과, 규질성이 높아진다.

도 10은 다중 주파수(가령 다중 색상) 시스템(1000)을 나타내는, 본 발명의 바람직한 대안적 실시예를 도식한다. 시스템(100)은, 도 9에서 나타난 일반적인 변조기(900)의 특수한 수정예이다. 시스템(1000)은 다수의 트랜스포트(1005)를 포함하며, 각각 도파관 채널(1010)을 갖는 도파관을 형성하고, 다수의 경계 영역을 형성하며, 이때 상기 경계 영역은 연계된 제 1 경계 영역(1015)과 연계된 제 2 경계 영역(1020)을 갖는다. 입력 파동 성질 프로세서(1025)는 각각의 트랜스포트(1005)의 출력 단부내에, 또는 그 위에 배치되고, 출력 파동 성질 프로세서(1030)는 각각의 트랜스포트(1005)의 출력 단부 내에, 또는 그 위에 배치된다. 파동 성질 수정 수단이 생성할 수 있도록, 인플루언서의 컴포넌트(1035)는 경계 영역 중 하나에 내장된다. 예를 들어, 채널(1010) 내에 세로 방향으로 배향된 자장을 생성하기 위한 코일 형태의 구조가 있다. 각각의 트랜스포트(1010)가 WAVE_IN에 대한 복사를 복사 소스(1040)로부터 수신하여, 변조된 파동_컴포넌트(가령 MOD_x)를 출력한다. 시스 템(1000)을 위한 컨트롤러(1045)가 대략적으로 도시되며, 각각의 트랜스포트(1005)를 통해 전파하는 복사를 독립적으로 제어하기 위해, 한 쌍의 커플러(1050)를 통해 각각의 컴포넌트(1035)로 연결되어 있다. 일부 구현예에서, 컨트롤러(1045)는 시스템(1000)의 각각의 트랜스포트(1005)를 제어하기 위해 분리된 요소를 가질 수 있다.

도 10에서 나타낸 바와 같이, 시스템(1000)의 각각의 복사 소스(1040)는, 다른 복사 소스(1040)와는 다른 파장에서 복사를 생성한다. 복사 소스로부터의 진폭이 다른 분리된 색상 컴포넌트의 다양한 순열을 구성함으로써 넓은 범위의 색상을 나타내는 색상 모델(color model)을 사용하여, 소스(1040)는 복사를 총체적으로 생성하는 것이 바람직하다. 시스템(1000)의 다양한 구현에 대하여 적절할 수 있는 다수의 잘 알려진 종래의 색상 모델, 가령, RGB나, CMYK나, HSV나, 또는 CIE 색도 다이어그램으로부터 추출된 그 밖의 다른 주요 색상 세트가 있다. 시스템(1000)의 작동에 대하여 다음에서 간결하게 논의되기 위하여, 도 10은, 컨트롤러(1045)로부터 각각 독립적으로 제어되는 3개의 색상 컴포넌트(적-녹-청, 즉 RGB)로 구성된 단일 화소(화소)를 생성하기 위하여 RGB 색상 모델을 사용하는 것을 도식하고 있다. 덧붙이자면, 전파 복사의 진폭을 제어할 수 있게, 재생할 수 있게 변화시키기 위해 사용될 수 있는 영향 시스템(influence system)을 위한 서로 다른 수단이 앞서 서술되었지만, 하기 서술은 전파 회전의 편광 각의 제어가능한 회전에 대하여 패러데이 효과를 사용하는 동작과, 전파 복사의 전송 축 각과 비-회전 각 사이의 알려진 관계를 갖는 수정된 복사를 편광자/분석기에게 제공하는 것에 관한 것이다.

동작 중에, 시스템(1000)은 RED WAVE_IN과, GREEN WAVE_IN과, BLUE WAVE_IN을, (각각, 1005R, 1005G, 1005B로 식별되는) 각각의 서로 다른 트랜스포트(1005)에게 제공하는 각각의 소스(1040)로부터 독립적인 색상 컴포넌트를 생성한다. 각각의 입력 파동 성질 프로세서(1025)는 인플루언서 시스템에 의해 영향을 미치는데 있어서 요망 성질을 갖는 파동_컴포넌트를 생성한다. 본 발명에서, 프로세서(1025)는 특정 각도 배향에서, 특정 편광을 발생시킨다. 가령 좌회전 편광된 복사는 “0”도에서 발생한다. 특정하게 편광되고, 배향되는 각각 개별적인 색상의 파동_컴포넌트는 자신의 트랜스포트(1005)를 통해 전파하며, 이때, 컨트롤러(1045)가, 인플루언서 요소(1035)에 의해 발생하는 자장의 힘에 따라, 각각의 파동_컴포넌트의 크기를 독립적으로 제어한다. 전술한 바와 같이, 자장의 크기는 채널(1010)을 통한 전파 복사의 편광 회전 변경에 영향을 준다. 그 후, 복사의 최종 편광 각이 출력 프로세서(1030)(가령 입력 프로세서 전송 축에 대하여 90도 만큼 이격되도록 배향된 전송 축을 갖는 편광자 분석기)에 적용되어, 컨트롤러(1045)에 응답하여, 완전 강도(full intensity)에서부터 “off”까지로, 각각의 주요 색상이 변조될 수 있다. 출력 파동_컴포넌트(MIOD_R, MOD_G, MOD_B)의 크기의 조합에 따라, 시스템(1000)을 위한 출력 색상(본 경우에서는 하나의 단일 화소이다. )이 생성될 수 있다. 다수의 화소를 매트릭스로 배열함으로써, 다-색상 디스플레이가 생성될 수 있다.

변조기(900)에 유사하게, 시스템(1000)은 매크로 화소 레벨(채널들의 조합)에서, 또는 각각의 서브_화소 채널에 대하여, 감쇠 스무딩(attenuation smoothing) 을 사용할 수 있다. 디스플레이 시스템의 상대적 지오메트리(geometry)와 개별 채널들의 크기에 따라, 일부 경우에서, 특히 디스플레이의 크기가 증가함에 따라, 단일 화소가 다수의 시스템(1000)들로 구성될 수 있다.

도 11은 도 10에서 도식된 시스템(1000)과 유사한 다중 주파수 시스템(1100)에 대한 바람직한 대안적 실시예이다. 시스템(1100)에 의해 구현되는 적정 색상 모델에 대하여 개별 요망 주파수를 생성하는 개별 복사 소스(1040) 대신, 균질 복사 소스(1105)(가령, 백색 광)가 균질한 WAVE_IN을 각각의 트랜스포트(1005)로 제공한다. 프로세서(1025)로 내장되는 색상 필터를 통해, 또는 색상_관리 도파관 채널(1110)을 통해, 가령, 도 10에서의 다이-도핑 도파관 채널(1010)에 의해, 시스템(1100)은 색상 제어를 제공한다. 시스템(1100)의 컴포넌트의 개별적이고, 총체적인 감쇠 프로파일이 시스템(1000)과 구별될 수 있다는 것을 제외하고, 시스템(1100)의 동작은 전술한 시스템(1000)과 매우 흡사하다.

전자 빔이, 다수의 형광체 도트를 가로질러 스치는 음극선관(CRT: Cathode Ray Tube) 디스플레이 시스템(이때, 최종 출력은 어느 형광체가 활성화되는지에 따라 달려 있다.)과는 대조적으로, 본 발명은 출력 지수를 제어하고 조정하기 위한 추가적인 방법을 제공한다. 즉, 본 발명은 복사 소스의 크기만 변경시키는 것이 아니라, 각각의 복사 소스의 출력 주파수까지 변경시킨다(가령, 색상을 변경시킨다.). 일부 구현예에서, 서로 다른 색상 모델, 또는 서로 다른 주요 색상의 세트가 하나의 단일 화소에서 사용 가능할 수 있다. 즉, 단일 화소가 6개의 서브_화소, 즉, 하나의 모델(가령 RGB)을 사용하는 3개의 서브_화소와, 또 다른 모델(HSV)을 사용하는 3개의 서브_화소로 구성될 수 있다. 임의의 3원색이 모든 알려진 단일 색상을 생성할 수 없기 때문에, 상기 원색의 서로 다른 세트, 가령, CIE 채도 시스템에 따라 생성된 원색의 세트 가 모두 조합되어, 더 풍부한 출력 색상이 생성될 수 있다. 트랜스포트가 광섬유로서 구현될 때, 특히 거대한 디스플레이에 있어서, 많은 섬유가 단일 화소를 총체적으로 형성하기 위해 사용될 수 있다.

도 12는 변조기(1200)에 대한 본 발명의 바람직한 실시예이다. 변조기(1200)가 도 10과 도 11에서 도식된 트랜스포트/복사 소스 조합을 대신하여 사용될 수 있다. 도 10과 도 11에서 도식된 요소에 부가적으로, 변조기(1200)가 일체된 복사 생성 채널(1210)을 갖는 칼라_일체형 트랜스포트(1205)를 포함한다. 변조기(1200)를 위한 요망 주파수를 생성하기 위하여, WAVE_IN을 위한 복사 소스로서 채널(1210)이 기능한다. 채널(1210)이 변조기(1200)를 위해 적정 주파수를 생성하지 않을 때, 프로세서(1025), 또는 도파관 패널(1010)은 전파 파동_컴포넌트를 위한 적정 주파수를 생성할 수 있다. 바람직한 실시예의 변조기(1200)는 복사의 생성과 복사의 변조를 모두 제공한다.

요망 주파수, 또는 주파수의 요망 범위를 생성하기 위해, 도파관 구조물이 수정될 수 있는 많은 방법이 존재한다. 예를 들어, 마이크로버블(microbubble)과 보이드(void)가 채널(1210) 내부에 생성되며, 이러한 공간 내부에, 가령, 전기 전류나 무선주파수 전송이나 광/복사 펌핑에 의해 유도되고 활성화될 때, 복사를 발산시키는 특수 기체가 존재한다. 상기 기체는 프로세서(1025), 또는 채널(101)에 의해, 또는 일부 경우에서, 추가적인 일체형 변화 요소에 의해, 요망 복사 주파수, 또는 요망 복사 주파수로 쉽게 변환될 수 있는 주파수를 발산시키도록 제조된다.

적합한 도핑과, 그 후의 적정한 열처리(또는 변조기(1200)의 특수 부분으로의 요망 기체의 투입)에 의한 제작 중에, 상기 보이드/마이크로버블, 또는 그 밖의 다른 기체-함유 구조물이 형성될 수 있다. 일부 경우에서, 활성 발광 장치(LED, 또는 반도체 레이저)가 변조기(1200)의 다양한 부분으로 조립될 수 있다. 복사를 생성하기 위한 또 다른 방법이 사용될 수 있다. 전파 채널이 도파관이기 때문에, 변조기(1200)의 모든 물리적인 구현이 도 12에서 도식된 것과 다소 다를 수 있다. 예를 들어, 변조기(1200)는, 기체의 특정 밀도와 유도 강도로부터 충분한 복사 강도를 생성하기 위해 채널의 충분한 길이를 포함할 수 있다. 필요하거나 바람직할 경우, 작은 물리적 공간 내에서 요망 유도를 이뤄내기 위해, 물리 경로는 유도 영역 내부로 “폴딩(folding)"될 수 있다. 또한 인지할 수 있는 만큼의 신호 강도의 손실 없이 복사 발산 영역은 복사 제어 영역으로부터 이격되어 있을 수 있다. 도 12는 채널(1010)에 대한 채널(1210)의 상대적 크기를 정확하게 도식할 필요가 없으며, 하나의 채널이 나머지 하나보다 훨씬 더 길다. 특히 섬유 트랜스포트를 갖는 변조기(1200)의 도파관 형태에 의해서, 다양한 세그먼트를 배열하고 배치하는 데 있어 큰 유연성이 보장될 수 있다.

기체의 유도/활성화, 또는 다른 복사 소스의 활성화는 상기 복사 소스의 특성에 따라 좌우된다. 채널(1210)로, 또는 채널(1210)에 인접한 적합한 무선주파수/복사 생성기로 전극이 장착될 수 있다. 상기 전극에 공급되는 신호의 특성, 또는 주파수의 특성, 또는 채널(1210)을 통해 전파된 주파수의 특성에 따라, 채널(1210) 로부터 생성된 복사의 주파수와 크기가 결정된다. 변조기(1200)에 대한 감쇠 프로파일은 요망 성능에 대해 특징지워지고, 적용되며, 복사 생성의 특성(가령, 주파수, 강도, “원시” 편광 지수)을 포함할 수 있다.

도 13은 화소/서브화소를 생성하기 위해 제어가능한 다중 채널들의 복사선을 구성하고 전파시키기 위한 대안의 시스템(1300)의 선호 실시예를 도시한다. 시스템(1300)은 중앙 지지부(1305)와, 긴 지지부(1305)를 가로지르는 다수의 나선형 그루브(1310)를 포함한다. 시스템(1300)은 두개 이상의 그루브(1310)를 이용하여 변조기(900)의 실시예를 구현할 수 있다(도 9 참조). 설명을 단순화시키기 위해, 시스템(1300)은 각 그루브가 적용가능한 칼라 모델(가령, RGB)의 주색상 중 하나를 지원하는 3-요소 모델을 구현하는 것으로 도시된다. 시스템(1300)은 한 화소의 모든 서브화소들처럼, 다수의 서브구조들을 지원하는 단일 물리 구조를 구현한다. 도 14는 도 13에 도시되는 시스템(1300)의 측면도로서, 부가적인 중앙 코어(1400)의 존재를 추가적으로 도시한다. 본 실시예의 세부사항이 여기서 제시된다.

미국특허 3,976,356 호에서는 섬유축에 평행한 자계 발생 구조를 개시하고 있다. 섬유 프리폼에 다중 나선형 트랙들이 절단 구성되어, 트랙 프리폼으로부터 광학적으로 차별화된 트랙 물질로 충진될 수 있다. 그후 트위스트되고 인발되는 것이 일반적이다. 세개의 트랙들이 구현 방식에 따라 구체적으로 언급된다. 이러한 형태의 광섬유 구조가 초기에 구축되고 그 제작 방법 역시 구축된 이래 섬유 제작 분야는 크게 개선되며, 이러한 기법에 따라 구성되고 제작되는 섬유들의 성능이 추가적으로 개선되기에 이르렀다.

실제로, 그리고 이론적으로, 세개 이상의 나선형 피층 도파 트랙들을 가진 섬유의 제작은 단일 코어 표준 단일 모드 섬유의 직경보다 큰 섬유 직경을 평균적으로 발생시킬 것이다. 1970년대에 사용된 크기는 직경이 500 미크론, 그 하한선은 100 미크론이었다.

그러나, 세개의 이격된 다이-도핑/코팅된 서브화소 섬유들을 구현함으로서 조합된 단면적들을 고려할 때(클래딩 및 패러데이 감쇠기의 크기 포함), 다-트랙 나선형 피층 모놀리식의 알짜 크기는 세개의 별도의 RGB 서브화소 섬유들의 조합 크기보다 훨씬 작을 것이다. 더우기, 세개의 칼라를 한 섬유에 압축형성함으로서 제작 비용 효율이 개선될 가능성이 있다.

3-트랙 나선형 피층 섬유에서 필수 기능들을 구현하도록 만들어진 조정사항으로는 다음이 있다.

I. 칼라 서브화소 구현: 각각의 분리된 RGB 트랙 물질은 본원 타부분에서 공개되는 패턴에 따라 다이-도핑된다.

II. 영구적으로 자화되는 컴포넌트(부가적임): 나선형 피층 트랙에 추가하여 코어가 제공될 수 있다. 이 코어는 표준 섬유에 대해 앞서 공개한 바에 따라 부가적으로 도핑될 수 있다. 코어의 첨가는 다른 기능 및 일체형 컴포넌트들을 구현하기 위한 위치를 제공한다. 가령, 비선형 패러데이-관련 효과의 구현 및 트랙 물질의 시뮬레이션을 위한 섬유-레이저 기능이 있다.

III. YIG, Tb, TGG, 또는 최적으로 기능하는 광학적 활성 도펀트: 다이(dye)에서처럼, 광학적 활성 도펀트가 트랙 프리폼 물질에 첨가된다.

IV. 페리/강자성 도펀트: 섬유 및 그 세개의 나선형 피층 도파관 트랙을 둘러싸는 얇은 클래딩이나 코팅에 부가되는 도펀트.

V. 코일폼: 세개의 피층 나선형 도파관들이 섬유축 둘레로 나선형이기 때문에, 트위스트 방법에 의한 코일폼 구현은 섬유의 경우 실용적이지 못하다.

VI. 채널 프리폼의 트위스트: 그러나, 트위스트 방법들은 트랙 프리폼 물질 자체에 이용될 수 있다. 이 경우에, 두개의 코팅이 프리폼, 제 1 (내부) 페리/강자성 코팅, 그리고 제 2 (외부) 전도성 코팅에 도포되며, 이 제 2 코팅은 내부 코팅의 잔여 플럭스에 의해 유지되는 펄스 필드를 발생시킨다. 미리 서술된 바와 같이 코어(1400)는 선택적으로 도핑될 수 있다. 또한 코어의 추가가, 트랙 물질의 유도를 위한, 그리고 비-선형 패러데이-관련 효과를 위한 섬유-레이저 기능을 포함하여 다른 기능과 일체형 컴포넌트를 구현하기 위한 장소를 제공할 수 있다.

나선형 피층 3채널 섬유 구조에 대한 대안은, 동일한 섬유 구조에서 R, G, B 채널들을 구현할 수 있게 하는 전통적인 코어 및 클래딩 섬유의 변형이 있다. 이러한 변형에서, 한 개의 코어와 두개의 광학적 활성 클래딩 구조가 존재한다. 각각의 구조는 자체 수반형 패러데이 감쇠기 구조를 가지며, 각각 다이-도핑된다. 예를 들어, 코어는 다이 도핑된 적색, 서로 충분히 다른 굴절률을 가진 클래딩은 다이 도핑된 녹색, 그리고 제 2 클래딩은 다이 도핑된 청색이다. 이러한 화합물 섬유 구조는 순서대로 세 개의 패러데이 감쇠기 구조를 필요로 하며, 이 구조들은 코일폼이나 전계 발생 구조로 제작된다. 이때, 클래딩/코팅층 사이에 자계 불침투형 버퍼가 배치된다.

도 12, 또는 그 밖의 다른 일체형 복사 소스를 참조하여, 아르곤, 또는 그 밖의 다른 희 기체(noble gas)를 함유하는 마이크로버블의 밀도가 형성될 수 있도록 허용하는 섬유의 길이에서, 형광성 물질이 도펀트로서 추가된다. 이는 다이-도핑을 대체하거나, 상기 다이-도핑에 추가적으로 이뤄질 수 있다. 상기 형광 물질 및 기체는 각각의 RGB 색상 서브_화소 요소에 대해 선택되어, 마이크로-버블내의 활성화된 희 기체가, 적정 주파수에서의 UV 주파수를 발산하여, 적정 주파수로 R, G, B 광 중 하나를 발산시키기 위하여, 고체 상태 코어의 상기 형광 물질을 활성화시킬 수 있다. 전체 섬유의 다이-도핑에 의하여, 색상들이 적정한 조화를 이룰 수 있다.

도 15는 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 코일폼 도파관을 제작하기 위한 범용 도파관 처리 시스템(1500)의 개략도이다. 시스템(1500)은 최종 도파관 구조를 생성하기 위해 한 개 이상의 소자들을 처리한다. 이 소자들에는 프리폼(1505), 처리된 프리폼(1510), 제작된 도파관(1515)이 포함되며, 요망 코일폼 구조가 도파관(1515)에 포함된다. 시스템(1500)은 프리폼(1505), 처리된 프리폼(1510), 그리고 도파관(1515)의 필수 처리를 구현하기 위해 한 개 이상의 공정 단계를 포함한다. 가령, 단계(1520), 단계(1525), 단계(1530)을 포함한다. 일부 코일폼 제작 시스템(1500)에서, 설치될 코일폼의 종류에 따라, 한 개 이상의 단계들이 생략될 수 있다.

처리 단계(1520~1530)는 도파관(1515)의 제작을 위한 구조형성 및 가공 단계를 구현한다. 이 공정들은 1) 섬유 트위스트 구현, 2) 전도성 물질 도포, 그리고, 3) PCF 구현 중 한가지 이상을 포함한다.

섬유 트위스트 구현은 여러가지 변화를 가지며 가능한 구현예도 다양하다. 이러한 변화 및 구현에서, 제어 신호에 따라 전파되는 복사선에 대해 필수 영향을 발생시키기에 적합한 전도성 소자(가령, 금속 구조물이나 전도성 폴리머)가 한가지 이상의 단계에서 도포된다. 전도성 소자는 트위스트 전후로 도포될 수 있고, 도파 구조물이나 경계 구조물 중 하나에, 또는 표면에 전도성 소자가 도포될 수 있다. 일부 경우에, 섬유가 트위스트된 후 트위스트해제 방지용 재킷으로 코팅된다. 다른 경우에는 섬유가 재킷으로 코팅된 후 트위스트된다. 또다른 경우에, 도파 구조물이 설정되어 재킷없이 트위스트해제에 저항하는 시간에 트위스트가 구현된다. 예를 들어, 도파 구조물이 프리폼으로부터 섬유를 인발함으로서 제작되는 경우에, 섬유가 유리 온도 이상으로 가열된 시점에서 트위스트가 실행될 때, 어떤 재킷도 필요하지 않다. 일부 사례에서, 도파 구조나 프리폼 단계가 절단되거나 홈이 생겨서 트위스트를 촉진시킬 수 있다. 필요한 영향에 충분한 단위 길이당 높은 트위스트 카운트를 포함하는 코일폼을 제작하는 것이 트위스트의 목적이며, 또한, 재킷없이 트위스트를 유지시키는 것이 트위스트의 목적이다. 이는 트위스트를 통해 도파관에 응력을 유도함으로서 개선된 광학적 특성을 구현하는 섬유용 기존 트위스트 시스템과는 상반된다. 선호 실시예의 한 구현예에서는 비교적 교란되지 않은 코어 둘레로 효과적인 트위스트를 구현 및 개선하기 위해 여러 다른 점성을 가지는 물질들로 도파 구조의 다양한 층들을 제작한다. 이는 파괴의 위험을 감소시키키 위해 응력을 감소시키고자 하는 바램을 한가지 목표로 한다.

전도성 소자는 변화하는 코일폼 패턴을 구현하기 위해 서로 다른 시간에 서로 다른 패턴으로 도포될 수 있다. 전도성 소자는 프리폼이나 도파 구조의 길이를 따라 선형 방식으로 도포될 수 있다. 또는, 전도성 소자가 특정 피치, 기울기, 폭, 또는 변화하는 피치, 기울기, 폭으로 나선 방식으로 도포될 수 있다. 또한, 프리폼이나 도파 구조, 또는 이 둘 모두가 트위스트될 수 있고, 최종 구조의 도파 구조는 코어 둘레로 전도성 소자에 대해 서로 다른 트위스트 패턴을 가질 것이다. 트위스트에 대한 선호되는 실시예에서는 트위스트 동작에 의해, 전도성 소자를 지지하는 층(가령, 표면층, 경계 영역, 등등)이 코어를 트위스트하기 보다는 코어나 안내 채널 둘레로 트위스트 및 회전한다.

전도성 소자는 개별적 구조로 도포될 수도 있고, 전도성 코팅으로 도포될 수도 있다. 그후 선택된 코팅 영역들이 에칭, 절삭(lathing), 마스킹 등에 의해 제거되어, 특정 선형, 나선형, 또는 그외 다른 패턴을 프리폼이나 도파 구조에 남긴다. 또다른 측면에서, 이 구조는 상술한 바와 같이 또한 트위스트될 수 있다. 다음은 트위스트 구현의 일반 클래스에 대한 선호 실시예들 중 구체적 사례에 해당한다.

추가적으로, 포톤 결정 섬유의 제작 분야에서 잘 알려진 제작 공정에서처럼, 솔리드형 또는 모세관형 글래스는 내부 클래딩 및 코어를, 또는 코어만을 둘러싸도록 조합될 수 있다. 이러한 다수 개의 얇은 봉이나 모세관 글래스는 전도성 스트립 버전에 관해 앞서 설명한 바와 같이 먼저 금속화되며, 따라서, 온도가 적절할 때 인발이나 프리폼의 트위스트시, 다수개의 얇은 주변 섬유가 코어 둘레의 코일폼으로 함께 트위스트된다.

도 16은 도 15에 도시된 시스템의 제 1 구현의 개략도로서, 전도성으로 코팅된 프리폼과 피층 나선 절단부를 포함한다. 제 1 사례는 전도성 물질로 프리폼(1605)을 코팅하고, 인발 중 고온 도파 구조나 프리폼에서 수행되는 트위스트로 피층 나선 절단부를 제공한다. 프리폼(1605)은 섬유 제작 분야에 잘 알려진 표준 진공 증착이나 그외 다른 방법에 의해, 금속 파우더나 그외 다른 전도성 코팅(금속 유연(metallic soot)) 등)으로 코팅된다. 그후 나선 절단부(1610)가 프리폼의 회전에 의해 프리폼(1605)의 일부분(1615)에 만들어져, 절삭 구현을 처리하거나 고정 절삭 구현에 대해 프리폼을 처리한다. 이 프리폼은 그후 인발되어 도파 구조(1120)를 형성하고, 제 1 요크(1625) 및 제 2 요크(1630)를 이용하여 트위스트된다. 이때, 물질은 글래스 온도보다 높다. 따라서, 트위스트는 냉각 후에도 유지되며, 한정용 재킷 물질이 필요가 없다. 선호되는 실시예에서, 요크들은 서로 반대로 트위스트되는 구조를 취하여, 단위 길이당 트위스트의 수를 개선시킨다. 그 결과, 전도성 물질의 코일폼이 외부 클래딩층으로 도파관(1630)의 표면에 배치된다. 나선형 가장자리가 이 공정에 의해 형성되며, 전도층의 두께는 트위스트에 의해 증가한다. 트위스트들은 프리폼의 나선형 절단부에 대한 트위스트를 통한 삭감(또는 제거)에 의해 이격된다.

도 17는 도 15에 도시된 시스템의 제 2 구현예의 개략도로서, 부분적으로 전도성 코팅된 프리폼을 포함하고 피층 나선 절단부가 없다. 이 두번째 사례는 도 16에 도시된 나선형 트랙을 가진 절단된 코팅 프리폼에 대한 변형에 해당한다. 본 제 2 실시예는 부분적으로 코팅된 프리폼(1700)을 포함하며, 이 프리폼(1700)은 트위 스트되어(화살표 1705 방향) 나선형 절단부없이 Y축 방향으로 전진한다. 툴에 의해 일부 코팅이 제거되어, 도파 구조를 둘러싸는 나선형 전도 스트립을 남긴다. 프리폼(1700)은 그후 인발되어 도파 구조(1710)를 형성하고, 제 1 요크(1715)와 제 2 요크(1720)를 이용하여 트위스트된다. 이때, 해당 물질은 글래스 온도 이상에 놓인다. 따라서, 트위스트는 한정 재킷 물질을 필요로하지 않으면서 냉각 이후에도 유지된다. 선호되는 실시예에서, 요크들은 서로 반대로 트위스트되는 구조로서, 단위 길이당 트위스트의 수를 개선시킨다. 그 결과, 도파관(1710)의 표면에 배열되는 전도성 물질의 코일폼이 외부 클래딩층으로 형성된다. 도파관(1710)의 트위스트와, 나선 스트립의 길이방향 압축에 의해, 요망 전도성 코일폼 구조가 형성된다.

본 대안에 대한 변형은 금속 분말로 프리폼을 정밀 코팅하는 것이다. 이는 분말로 나선형 스트립을 "도색(painting)"함으로서 구현되며, 그 후 가열된 프리폼의 온도로부터 어닐링을 실시한다. 대안으로, 표면을 따라 균등하게 코팅된 프리폼은 어닐링을 시작함에 따라 분말에 얇은 선 절단부를 가질 수 있고, 이에 따라 물질 제거에 의해 나선을 형성한다. 이러한 자체 나선은 축에 대해 프리폼을 회전시킴으로서, 그리고 정밀 분말 분사 노즐에 대해 동시에 프리폼을 이동시킴으로서 구현된다. 프리폼 둘레의 얇은 어닐링된 분말 나선은 섬유가 인발되는 경우에도 보존된다. 섬유 길이당 회선 수는 프리폼이 트위스트될 때만큼 크지는 않을 것이다. 또 다른 대안으로는, 상기 도파관의 축에 평행인 전도성 물질의 스트립을 이용하여 코팅 처리하는 것이 있다(금속 분말은 실리카의 가열에 의해 어닐링되거나, 프리폼 상에서 소결됨.).

도 18은 도 15에 도시되는 시스템의 제 3 구현예의 개략도로서, 프리폼(1805)에 내장되거나 도포된 전도성 소자(1800)를 포함한다. 이러한 제 3 실시예는 프리폼이 Y축을 따라 회전 및 전진함에 따라 프리폼 내에 구현된 전도성 소자를 제공하며, 이에 따라, 길이방향으로 뻗어가는 프리코일폼(precoilform) 구조(1810)를 형성한다. 전도성 소자(1800)는 프리폼(1805)와 연계하여 배치되거나 그 위에 놓이거나 그 안에 공급된다. 전도성 소자(1810)를 지닌 프리폼(1805)의 회전(및 Y방향으로의 전진)은 인발 이전에 프리폼(1805) 내의 초기 나선 구조를 생성한다. 프리폼(1805)은 도파 구조(1815)를 생성하도록 인발되고, 제 1 요크(1820) 및 제 2 요크(1825)를 이용하여 트위스트된다. 이때, 물질은 글래스 온도 위에 놓인다. 따라서, 한정 재킷 물질을 필요로하지 않으면서 냉각 이후에 트위스트가 유지된다. 선호 실시예에서, 요크들은 길이당 트위스트의 수를 개선시키도록 서로 반대로 트위스트되는 구조에 해당한다. 그 결과, 도파관(1815) 표면이나 도파관(1815) 내에 배치되는 전도성 물질의 코일폼을 형성한다. 도파관(1815)을 트위스트하고 나선형 전도성 소자를 길이방향으로 압축함으로서, 요망 전도성 코일폼 구조를 형성할 수 있다.

추가적으로, 포톤 결정 섬유의 제작 분야에 있어 잘 알려진 제작 공정에서처럼, 솔리드형 또는 모세관형 글래스가 내부 클래딩 및 코어를, 또는 코어만을 둘러싸도록 조합될 수 있다. 이 다수개의 얇은 봉이나 모세관형 글래스는 도 17에 대해 설명한 바와 같이 먼저 금속화된다. 따라서, 프리폼을 트위스트시키거나 인발함에 있어, 온도가 적절할 경우, 여러개의 얇은 섬유들이 함께 트위스트되어 코어 주변 에 코일폼을 형성한다.

도 19는 도 15에 도시된 시스템의 제 4 구현예의 개략도로서, 도파관 채널 주위로 에피택시 방식으로 감긴 박막(1900)을 포함한다. 도파관이나 프리폼 둘레로 코일폼을 형성하기 위한 이러한 선호 방법에서, 코일이 만들어내는 전도성 패턴이 필름 위에 형성된다. 박막(1900)이, 프린팅된 스트립이나 테이프 형태로 감기고 결합되며, 도파관 둘레로 에피택시 방식으로 구현된다. 선호되는 실시예에서, 전도성 라인들은 도파관과 접촉한다. 일련의 길이방향 감김 부분 간의 간격은 박막 감김을 표현하도록 과장되어 표현되었다.

폴리머 박막은 나노입자(미국, 버지니아, Blacksgurg 소재 Nanosonic, Inc. 사의 제품)의 정전 자체-어셈블리(ESA)에 의해 형성되거나, 당 분야에 잘 알려진 표준 폴리머 제작 방법에 의해 형성된다. 그후 아래와 같이 인쇄되며, 그후, 형성 베드로부터 애피택셜 리프트오프(epitaxial liftoff)에 의해 제거되거나, 그외 다른 표준 방법들에 의해 제거된다. 또는, 스핀들상에 형성되고 흡수되어 장력 하에서 재전개된다. 이때 소자들은 인쇄되거나 증착되며 그렇지 않을 경우 아래와 같이 제작된다.

박막은 박막의 변부에 대해 (궁극적으로는 박막이 차후에 감길 섬유축에 대해)직각으로 배치되는 일련의 전도성 연결된 평행 선들로 인쇄되거나 정전적으로 형성된다(Nonosonic 참조). 감김 구현을 위한 전도성 폴리머나 나노잉크 인쇄 물이 증착 구조용으로 바람직하다. 기존의 반도체 패턴처리 방법이나 새로운 방법(가령, 딥-펜 나노리소그래피)에 의해 박막이 전도성 패턴으로 인쇄되거나 증착된 후, 간 섭형 제 2 층이 박막의 인쇄 표면 위에 에피택시 방식으로 부가되거나 증착된다. 이러한 제 2 층은 박막 자체와 같으며, 적절한 전기 절연 성질을 가지며, 또한 적절한 투자율을 가진다. 이 두 층들은 코팅되어 투-플라이 구조(two-ply structure)를 형성한다.

이러한 필름들은 대형 묶음 방식으로 제작될 수 있고, 인쇄 이후에, 롤(rolls)에 감길 수 있다. 그후, 필름들이 섬유에 감겨야할 경우, 섬유는 그 증분치에 따라 풀리게 되며, 이때, 필름스트립은 섬유 옆의 보강재(armature)에 유지되는 실패(spool)에 놓여 있게 된다. 에피택시 권선을 위한 접착제는 공통적 방법, 에어로졸이나 액체, 또는 활성화된 건식 물질에 의해 도포되며, 필름의 선단부는 보강재의 움직임에 의해 섬유에 부착된다.

박막의 외부로부터 내부까지 선택된 전도 지점들을 제공하기 위해, 필름은 마이크로-다공 구조로 선택적으로 다공질화될 수 있다. 이는 마스크 에칭, 레이저, 공기압 다공화, 또는 당 분야에 잘 알려진 그외 다른 방법에 의해 수행되며, 전도 패턴의 인쇄나 증착 이전에 이루어진다. 따라서, 전도 물질이 증착될 때, 적정 크기의 다공부를 가진 영역에서, 전도성 물질은 다공부를 통해 선택적으로 액세스되거나 접촉하게 된다. 다공부는 원형일 수도 있고, 선형, 사각형, 또는 이보다 복잡한 형태를 취할 수 있다.

부가적으로, 필름 스트립의 선단부(leading edge)에서, 필름 스트립은 작은 직경을 위해 약간 폭이 넓다. 따라서, 섬유 둘레로 감은 후, 추가적인 폭이 탭으로 기능하며, 상향으로 접혀, 감긴 필름에 의해 형성되는 권선 구조의 내부층에 더 우 수한 접촉을 제공할 수 있다. 그 후 섬유가 회전한다. 이에 따라, 실패(spool)로부터 필름 스트립을 효과적으로 인발하고, 또는, 상기 도파관 주위에서 제공되는 캠-구동식 스핀들에 실패가 장착되어, 섬유 둘레로 필름 스트립을 효과적으로 감는다.

이 방법에 의해, 전기 권선 패턴을 형성하는 다수개의 박막 층들이 섬유 둘레로 감길 수 있고, 이때 일체형 장치의 직경을 크게 감소시킬 필요가 없다. 그 결과, 주어진 길이의 섬유 컴포넌트에 대해 매우 얇고 조밀하게 이격된 전도 밴드들의 구조가 생성되는 데, 이는 섬유 주위로 한번만 감기는게 아니라 여러번(x회) 감기며, x개의 금속 코일들이 거리 d에 대해 섬유 둘레로 감기는 것과 유사하다. 코일폼에 대한 우수한 전기 접촉점들은 선택된 다공질 영역을 통해 발견되며, 따라서, 권선 섹션의 하부는 다공부를 통해 외곽층에 이르는 깨끗한(겹쳐지는 권선이 없음) 도관을 가진다. 그후, 전도성 액체 폴리머 용액이 다공 영역 위 하부 섹션에 공급될 경우, 전도 용액이 침입하여 중간층과 접촉할 것이다. 자외선 경화에 따라, 접촉 구조가 고체화된다.

부가적으로, 한 변부에서 접힌 필름의 탭에서, 권선이 시작되는 박막 테이프의 내측부에 대해 접촉점을 제공하고, 감긴 필름의 종단부에서, 최종 전도 스트립이 박막에 인쇄된다(섬유 소자의 출력단).

대안의 방법에 의해 형성되는 회로의 경우엔, 전류가 탭에서 또는 다공질 깊이 접점을 통해 박막 코일폼에 공급되며, 하부층 위의 평행 전도 라인에 분산되며, 이 전도 라인들은 섬유 둘레로 감긴 박막 테이프의 전체 길이에 대해 서로 가깝게 인쇄된다. 전류는 박막 테이프가 감긴 만큼이나 많은 횟수로 섬유 둘레를 순환하 여, 최종적으로, 섬유 소자의 출력단이나 상부 근처에서 박막 필름의 최외곽 변부 상의 접촉점에서 박막 코일폼 구조를 빠져나간다.

이 방법의 변형은, 섬유 둘레로 나선형태로 테이프를 감는 것으로서, 실패로부터 인장되는 섬유를 홀딩하는 보강재의 전진에 의해 또는 캠-구동식 권선 스핀들에 의해 구현된다. 제자리에 감긴 여러 층으로부터 더 큰 자기장 강도를 잃을 경우, 테이프의 다수 층으로부터의 두께가 감소한다.

이러한 신규한 방법이 본 발명의 실시예들에 추가적으로 활용될 때, 그외 다른 전자 장치들도 박막의 층들을 통해 형성될 수 있다.

도 20는 도 15에 도시된 시스템의 제 5 구현예의 개략도로서, 딥-펜 나노리소그래피를 이용하여 도파관 채널에 코일폼(2000)을 배치한다. 이 선호되는 방법은 미국 NanoInk, Inc. 사의 기술인 딥-펜 나노리소그래피 공정의 신규한 적용에 해당한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 나노튜브 나노리소그래피 장치가 이용되어, 벌크 방식으로 섬유에 스트레오-리소그래피 방식으로 권선 구조를 인쇄한다. 나노리소그래피 장치는 안정한 플랫폼에 장착되며, 섬유(그리고 실패(spool))는 딥-펜 나노리소그래피 장치를 지나 섬유를 회전 및 전진시키는 스핀들 장치에 장착된다. 사용화된 기계 시스템에 의해 제어되는 정밀전진 및 회전은 와이어형 권선 구조의 정밀한 형성을 보장한다. 상용화된 장비(NanoInk 사 제품)는 매우 미세한 구조를 만들수 있다. 상용화된 딥-펜 나노리소그래피의 이러한 신규한 적용은 본 발명의 실시예에들에게 추가적인 활용성을 제공한다. 주기적인 갭(2005)에 의해, 한개의 연속 도파관을 다수개의 도파관 세그먼트들로 분리할 수 있고, 각각의 세그먼트에는 최대 기능의 코일폼 구조가 제공된다. 갭(2005)은 도시되는 바와 같이 스케일링될 필요는 없으며, 추가적인 도파관 구조가 이 공간에 일체형으로 구성되어 다수의 균일하고 완전히 독립적인 도파 컴포넌트를 형성할 수 있다. 더우기, 코일폼(2000)은 코일 카운트, 밀도, 재료, 그리고 그외 다른 조성의 특정 매개변수들로 나타내지며, 이러한 매개변수들은 임의의 구체적 구현예에 의해 결정된다. 일부 구현예에서, 가우시안 실린더(완전히 전도성으로 코팅된/금속화된 도파관 부분)가 코일폼으로 사용될 수 있기 때문에, 별도의 코일폼 구조가 필요하지 않을 수도 있다.

도 21은 도 15에 도시된 시스템의 제 6 구현예의 개략도로서, 감김 과정을 이용하여 도파관 채널에 전도성 소자를 배치한다. 본 선호 방법에서, 모든 도파관 권선 구조가 또한 실현된다. 예를 들어, 도파관이 광섬유일 때, 도 8에 도시되는 메인 광섬유 인발 타워는 메인 도파 채널을 제작하는 것으로서, 권선 섬유를 인발하는 제 2 글래스 섬유 인발 타워와 제작 공정에서 조합된다.

본 선호 방법에서, 전-섬유 권선 구조가 또한 실현된다. 메인 광섬유 인발 타워는 본원에서 제시하는 바와 같이 메인 도파 광채널을 제작하는 장치로서, 권선 섬유를 인발하는 제 2 글래스 섬유 인발 타워와 제작 공정에서 조합된다. 제 2 인발 타워로부터 인발되는 코팅된 글래스 섬유의 고온 필라멘트는 코어 및 클래딩들을 포함하는 메인 광 도파관 섬유에 비해 작은 직경을 가지면서, 메인 인발 타워로부터 인발되는 고온 메인 광섬유 둘레로 감긴다. 보조 권선 섬유에 대한 프리폼은 표준 섬유 제작 방법을 이용하여 금속 분말이나 유연으로 코팅되고(전도성 도펀트로 코팅 및 도핑될 수도 있음), 그 후 인발된다.

실리카의 열접착에 의해 보조 섬유의 고온 단부가 메인 섬유에 부착된 후, 메인 섬유 제작 장치는 회전하여 보조 섬유가 메인 섬유 둘레로 조밀한 권선을 형성한다. 섬유들이 충분히 높은 고온을 유지하고 있는 경우의 권선들은 광 도파관 섬유 둘레로 전도성 권선을 구현하는 새로운 단일형 전-섬유 구조(all-fiber structure)를 구현한다. 긴 묶음들이 이어져, 대단위의 감김 섬유가 만들어져, 나중에 최종 스위칭 매트릭스로 조립된다.

대안으로, 전도성 폴리머 필라멘트들은 금속 분말이나 유연으로 코팅함으로서 그리고 프리폼의 가열로 어닐링을 실시하고 섬유를 인발함으로서, 금속화될 수 있다. 이 필라멘트는 광학 도파관 섬유 둘레로 감겨, 광학 도파관에 코팅된 접착제를 이용하여 본딩된다. 폴리머 필라멘트는 매우 작은 직경으로 제작되며, 바람직한 영 계수(Young's Modulus)를 가진다. 마찬가지로, 금속 와이어가 광섬유 둘레로 감길 수 있다. 전도도가 크지만, 와이어 직경 및 가요성 측면에서 더 큰 제약사항들이 존재한다.

일체형 섬유 컴포넌트로 코일폼이나 코일을 일체형으로 형성하는 일련의 방법들은 서로 배타적이지 않으며, 요망 수준의 성능을 구현하기 위해 조합되어 사용될 수 있다. 일반적으로, 본원에서 개시되는 섬유 제작에 관련된 도펀트 및 프로세스의 조합에 관하여, 단일 프로세스에서 다중 도펀트들을 도입하는 코-도핑(co-doping)이선호된다. 하지만, MCVD(수정형 화학 기상 증착)는 SOD(솔루션 도핑)에 비해 일부 요건에 대해 부적절할 수 있고, 따라서 도핑은 여러 다른 일련의 프로세스들에 의해 구현될 수 있다.

섬유 제작의 크고 긴 단위에서 코일 폼 구조 간에 갭을 구현하기 위해, 그래서, 섬유의 세그먼트들을 분리시킬 때 코일폼없이 섬유의 헤드와 꼬리(tail)는 유지되도록 하여, 코일폼의 트위스트, 래핑, 인쇄 등등은 주기적일 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따라 섬유가 인발되고 트위스트될 때, 트위스트는 섬유의 정확한 길이에 대해 실행되고 그후 정지한다. 그러나 섬유는 인발 타워에서 계속하여 인발되며, 요망 길이의 갭에 도달할 때까지 인발되고 트위스트가 다시 재개된다. 트위스트되지 않은 전도성 물질은 입력 및 출력 접촉점을 제공한다(본원 나머지 부분에서 공개되는 인터 클래딩 및 인트라 클래딩 접촉 방법을 참조할 수 있다). 섬유에 일체형으로 제작될 수 있는 추가적인 구조는, 트랜지스터 구조를 포함하며, 따라서, 섬유에 일체형으로 또한 제작되는 코일폼 구조를 가지지 않는 "깨끗한" 입력 섹션에 제작될 수 있다. 본원 타부분에서 개시되는 방법들의 세부사항에 따르면, 섬유를 감는 것은 간헐적일 수 있다. 권선의 정확한 길이가 실행된 후, 섬유의 회전이 중단되어(또는 거의 중단되어), 전도성 필라멘트가 메인 섬유에 평행하게 부착된다. 섬유를 감는 인쇄된 필름의 경우에, 필름 감김은 연속적일 수 있으나, 인쇄된 코일폼 자체는 간헐적 패턴을 가진다.

덧붙이자면, 또 다른 광 섬유 구조의 패러다임이 존재하며, 논의될 수 있다. 이들 사이에서, "내부 클래딩과 코어 주위의 전도성 클래딩을 갖는 외부 코일폼을 조립하기 위한 트위스팅된 섬유"에 관련하여 본원에서 이미 참조된 오래된 패러다임에 의해, 하나의 단일 섬유로의 R, G, B 색상의 일체화가 제공된다. PCF를 수행하는 것에 추가로, 클래딩을 통해 코일 폼을 포함하는 또 다른 구조가 조립되는 것 이 바람직하며, 이는 다수의 도핑된 막대(페리-자성체와 영구 자석)를 포함한다. 따라서 상기 방법은 표준 광 섬유에 대하여 공개된 바와 같거나, 또는 그 변형예이거나 적용예이다. 덧붙이자면, 상기 공개된 3개의 표면 나선형 도파관의 변형예를 사용하는 코일폼은 섬유 축 주위에 위치하는 나선 폼이며, 꼬임(twisting) 방법에 의한 코일폼의 구현은 섬유 전체에 대하여 실용적이지 않다.

그러나 꼬임 방법은 트랙 프리폼 물질 자체 상에서 사용될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 두 개의 코팅이 상기 프리폼으로 공급되며, 이때 첫 번째(내장)는 페리/강자성 코팅이며, 두 번째(외장)는 내장 코팅에서의 잔류 플러스에 의해 유지되는 펄스 장(pulse field)을 생성하는 전도성 코팅이다.

표준 섬유에 대해 공개된 바와 같이, 권선 패턴(3개의 나선형 트랙에 대응하는 3개의 권선 패턴)이 섬유 주위를 감싸고 있는 하나의 테입 상에 인쇄된다. 상기 권선이 각각의 트랙에 대하여 직각으로 배치되며, 표준 섬유에 대하여 이전에 공개된 패턴을 따라서, 각각의 트랙에 대한 코일폼에 개별적으로 접촉하기 위한 다중 컨택트 탭이 제공될 것이다.

딥-펜 나노리소그래피는 3개의 채널 나선 표면 도파관 섬유 구조를 직접 전환시킨다. 각각의 인쇄된 코일폼에 대한 분리되어 있는 "바텀(bottom)"과 "탑(top)" 컨택트 포인트는 섬유 클래딩/코팅 상에 인쇄된다. 혼합 섬유 구조물이 3개의 패러데이 감쇠자 구조물에 의해 차례로 구현될 수 있으며, 코일폼, 또는 장-생성 구조물를 이용하여 조립될 수 있지만, 클래딩/코팅 층 사이에 위치하는, 자기적으로-불침투선 버퍼를 이용하여, 섬유의 연속적인 층들로 조립될 수도 있다.

일반적으로, 본 발명의 태양들을 구현하는 트랜스포트, 변조기, 그리고 시스템의 성능 속성들은, 다음의 사항들을 포함한다.

* 서브화소 직경: 100 미크론 미만 또는 50미크론 미만.

* 서브화소 요소 길이: 100 미크론 미만, 또는 50 미크론 미만

* 단일 서브화소에 대한 90도 회전 구현을 위한 구동 전류: 0-50 mAmps.

* 응답 시간: 패러데이 회전자의 경우 매우 높음(즉, 1ns 가 제시됨).

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.

감마 및 평균 칼라 서브화소 이용: 둘 모두 100%보다 훨씬 작다. 따라서 평균 회전은 90도보다 훨씬 작다.

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.

최대 감마 및 최대 회전은 가장 극단의 콘트래스트를 필요로하는 경우에만 요구될 것이다. 가령, 태양으로 향하는 광선을 예로 들 수 있다.

따라서, 디스플레이용 평균 감마는 통계적으로, 최대 감마의 일정 비율에 해당할 것이다. 이는 컴퓨터 모니터의 일정한 백색 배경의 편안한 관찰을 위해, 패러 데이 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.

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.

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.

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.

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.

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.

본 발명의 루틴들을 구현하기 위해 임의의 적합한 프로그래밍 언어들이 사용될 수 있다. 가령, C, C++, Java, 어셈블리어 등이 사용될 수 있다. 절차지향형이 나 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.

본 발명의 실시예들을 완전히 이해할 수 있도록 수많은 세부사항들(가령, 컴포넌트 및 방법들)이 제공된다.

컴퓨터 판독형 매체는 예를 들어, 전자식, 자기식, 광학식, 전자기식, 적외선식, 또는 반도체 시스템, 장치, 시스템, 소자, 전파 매체, 또는 컴퓨터 메모리에 해당한다.

프로세서나 프로세스는 데이터, 신호, 또는 그외 다른 정보를 처리하는 사람, 하드웨어/소프트웨어 시스템, 메커니즘,또는 컴포넌트를 포함한다.

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 이용하여 구현될 수 있다.

Claims

인플루언서(influencer) 구조에 있어서, 상기 구조는

하나의 안내 영역(guiding region) 및 하나 이상의 경계 영역(bounding region)을 갖는 도파관의 복사를 전파하는 하나 이상의 유전체 구조물에 배치된 전도성 요소로서, 상기 도파관의 진폭-제어 성질에 영향을 주기 위해, 인플루언서 신호에 반응하는 상기 전도성 요소, 그리고

상기 인플루언서 신호를 상기 전도성 요소로 전달하기 위한 연결 시스템

을 포함하는 것을 특징으로 하는 인플루언서(influencer) 구조.
제 1 항에 있어서, 상기 전도성 요소는, 상기 도파관의 전송 축에 평행인 자기장을 생성하는 것을 특징으로 하는 인플루언서(influencer) 구조.
제 1 항에 있어서, 상기 전도성 요소는, 상기 도파관의 전송 축으로의 나선 지향(helical orientation)을 갖는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 인플루언서(influencer) 구조.
제 1 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 안내 영역내에 배치되는 것을 특징으로 하는 인플루언서(influencer) 구조.
제 1 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 안내 영역 둘레에 배치되는 것을 특징으로 하는 인플루언서(influencer) 구조.
제 1 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 경계 영역 중 하나 이상내에 배치되는 것을 특징으로 하는 인플루언서(influencer) 구조.
제 1 항에 있어서, 상기 전도성 요소는, 전기 전도성 금속 와이어의 전기 전도성보다 낮은 전기 전도성을 갖는 것을 특징으로 하는 인플루언서(influencer) 구조.
제 1 항에 있어서, 상기 전도성 요소는, 상기 연결 시스템과 각각 통신하는 일련의 연속적인 전도성 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 인플루언서(influencer) 구조.
제 1 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 도파관의 전도성 영역이며, 상기 전도성 영역은 상기 도파관의 제조 중에 생성되는 것을 특징으로 하는 인플루언서(influencer) 구조.
제 1 항에 있어서, 상기 도파관은, 하나의 코어(core)와, 상기 코어를 위한 하나 이상의 클래딩(cladding)을 제공하는 하나 이상의 경계 영역을 형성하는 상기 도파관 채널을 갖는 섬유임을 특징으로 하는 인플루언서(influencer) 구조.
제 10 항에 있어서, 상기 전도성 요소는, 트위스트되지 않는 클래딩 영역(untwisted cladding region)과 협력적으로 배치되는 트위스트된 클래딩 영역(twisted cladding region)을 갖는 프리폼(preform)으로부터 생산되는 것을 특징으로 하는 인플루언서(influencer) 구조.
제 10 항에 있어서, 상기 섬유는 광 섬유 결정(photonic fiber crystal)이며, 상기 전도성 요소는 미세구축된 도핑된 봉임을 특징으로 하는 인플루언서(influencer) 구조.
제 1 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 도파관의 유전 요소 상에 인쇄되는 것을 특징으로 하는 인플루언서(influencer) 구조.
도파관을 동작시키기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은

a) 인플루언서 신호를, 하나의 안내 영역 및 하나 이상의 경계 영역을 갖는 도파관의 복사를 전파하는 하나 이상의 유전체 구조물내에 배치된 전도성 요소로 전달하는 단계,

b) 상기 인플루언서 신호에 반응하여, 상기 도파관의 진폭-제어 성질에 영향을 주는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 도파관을 동작시키기 위한 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 전도성 요소가, 상기 도파관의 전송 축에 평행인 자기장을 발생하는 것을 특징으로 하는 도파관을 동작시키기 위한 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 전도성 요소는, 상기 도파관의 전송 축으로의 나선 지향(helical orientation)을 갖는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 도파관을 동작시키기 위한 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 안내 영역내에 배치되는 것을 특징으로 하는 도파관을 동작시키기 위한 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 안내 영역 둘레에 배치되는 것을 특징으로 하는 도파관을 동작시키기 위한 방법.
제 15 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 경계 영역 중 하나 이상내에 배치되는 것을 특징으로 하는 도파관을 동작시키기 위한 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 전도성 요소는, 전기 전도성 금속 와이어의 전기 전도성보다 낮은 전기 전도성을 갖는 것을 특징으로 하는 도파관을 동작시키기 위 한 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 전도성 요소는, 상기 연결 시스템과 각각 통신하는 일련의 연속적인 전도성 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 도파관을 동작시키기 위한 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 도파관의 전도성 영역이며, 상기 전도성 영역은 상기 도파관의 제조 중에 생성되는 것을 특징으로 하는 도파관을 동작시키기 위한 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 도파관은, 하나의 코어(core)와, 상기 코어를 위한 하나 이상의 클래딩(cladding)을 제공하는 하나 이상의 경계 영역을 형성하는 상기 도파관 채널을 갖는 섬유임을 특징으로 하는 도파관을 동작시키기 위한 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 전도성 요소는, 트위스트되지 않는 클래딩 영역(untwisted cladding region)과 협력적으로 배치되는 트위스트된 클래딩 영역(twisted cladding region)을 갖는 프리폼(preform)으로부터 생산되는 것을 특징으로 하는 도파관을 동작시키기 위한 방법.
제 23 항에 있어서, 상기 섬유는 광 섬유 결정(photonic fiber crystal)이 며, 상기 전도성 요소는 미세구축된 도핑된 봉임을 특징으로 하는 도파관을 동작시키기 위한 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 도파관의 유전 요소 상에 인쇄되는 것을 특징으로 하는 도파관을 동작시키기 위한 방법.
제조 방법에 있어서, 상기 방법은

a) 도파관을 제조하는 동안, 전도성 요소를, 상기 도파관의 복사를 전파하는 하나 이상의 구조물과 연계시키는 단계로서, 상기 전도성 요소는 인플루언서 신호에 반응하여, 상기 안내 영역에서 자기장을 생성함으로써 상기 도파관의 진폭-제어 성질에 영향을 주는 단계,

b) 상기 인플루언서 신호를 상기 전도성 요소로 전달하기 위한 연결 시스템을 형성하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 27 항에 있어서, 상기 연계 단계는, 상기 전도성 요소를 포함하는 전도성 요소 구조물을 갖는 상기 유전체 구조물을 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 28 항에 있어서, 상기 전도성 요소를 형성하기 위해, 상기 전도성 요소 구조물의 나선 영역을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 27 항에 있어서, 상기 연계 단계는, 상기 유전체 구조물을, 상기 전도성 요소를 포함하는 전도성 요소 구조물로 감싸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 30 항에 있어서, 상기 전도성 요소 구조물은 상기 전도성 요소와 함께 배치된 테이프(tape)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 30 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 전도성 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 도파관은 섬유이며, 상기 하나 이상의 유전체 구조물은 상기 경계 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 33 항에 있어서, 상기 연계 단계는, 상기 안내 채널의 둘레에 배치된 나선형 전도성 요소를 생성하기 위해 도파관-생성 프리폼(waveguide-producing preform)을 트위스트시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 34 항에 있어서, 상기 트위스트 단계는 섬유 인발 단계에 선행하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 34 항에 있어서, 상기 트위스트 단계는 섬유 인발 단계 중에 발생하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 34 항에 있어서, 상기 트위스트 단계는 섬유 인발 단계 후에 발생하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 34 항에 있어서, 상기 나선 전도성 요소는, 상기 도파관의 하나 이상의 경계 영역내에 배치된 전도성 구조물로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 29 항에 있어서, 상기 연계 단계는, 상기 안내 채널의 둘레에 배치된 나선형 전도성 요소를 생성하기 위해, 도파관-생성 프리폼으로부터 인발된 섬유를 트위스트시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 39 항에 있어서, 인발된 섬유의 온도가, 상기 인발된 섬유가 꼬임(twist)을 유지하는 상기 인발된 섬유의 글래스 온도(vitreous temperature)를 초과하는 동안, 상기 트위스트 단계가 발생하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 34 항에 있어서, 상기 트위스트 단계는, 트위스트 주기를 갖는 트위스트된 섬유를 생성하며, 상기 방법은 상기 트위스트 주기를 유지하기 위해, 상기 도파관의 둘레에 재킷을 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 41 항에 있어서, 상기 재킷은, 상기 트위스트 단계에 앞서 배치되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 41 항에 있어서, 상기 재킷은, 상기 트위스트 단계 중에 배치되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 41 항에 있어서, 상기 재킷은, 상기 트위스트 단계가 끝난 후에 배치되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 27 항에 있어서, 상기 연계 단계는, 상기 전도성 요소를 포함하는 전도성 요소 구조물을 갖는 상기 유전체 구조물을 인쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 27 항에 있어서, 상기 연계 단계는, 상기 전도성 요소를 포함하는 전도성 요소 구조물을 갖는 상기 유전체 구조물을 장착시키는 단계를 포함하는 것을 특징 으로 하는 제조 방법.
제 46 항에 있어서, 상기 연계 단계는, 상기 안내 채널의 둘레에 배치된 나선형 전도성 요소를 생성하기 위해, 상기 전도성 요소 구조물을 포함하는 도파관-생성 프리폼을 트위스트시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 27 항에 있어서, 상기 도파관은 하나 이상의 광 결정 구조물을 포함하며, 이때 상기 연계 단계는, 상기 전도성 요소를 포함하는 전도성 요소 구조물로서, 상기 유전체 구조물 내부에 하나 이상의 전도성 세로 방향 광 구조를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
제 48 항에 있어서, 제조 중에, 상기 전도성 요소는, 상기 하나 이상의 전도성 세로 방향 광 구조 요소를 트위스트시키는 단계로부터 기인하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
컴퓨터 판독형 매체에 있어서, 상기 매체는

a) 인플루언서 신호를, 하나의 안내 영역 및 하나 이상의 경계 영역을 갖는 도파관의 복사를 전파하는 하나 이상의 유전체 구조물내에 배치된 전도성 요소로 전달하는 단계, 그리고

b) 상기 인플루언서 신호에 반응하여, 상기 도파관의 진폭-제어 성질에 영향 을 주는 단계

를 실행하는 컴퓨터 프로그램이 기록된 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 50 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 도파관의 전송 축에 평행인 자기장을 생성하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 50 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 도파관의 전송 축에 대한 나선 지향을 갖는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 50 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 안내 영역내에 배치되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 50 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 안내 영역 둘레에 배치되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 50 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 경계 영역 중 하나 이상내에 배치되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 50 항에 있어서, 상기 전도성 요소는, 전기 전도성 금속 와이어의 전기 전도성보다 낮은 전기 전도성을 갖는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 50 항에 있어서, 상기 전도성 요소는, 상기 연결 시스템과 각각 통신하는 일련의 연속적인 전도성 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 50 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 도파관의 전도성 영역이며, 상기 전도성 영역은 상기 도파관의 제조 중에 생성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 50 항에 있어서, 상기 도파관은, 하나의 코어(core)와, 상기 코어를 위한 하나 이상의 클래딩(cladding)을 제공하는 하나 이상의 경계 영역을 형성하는 상기 도파관 채널을 갖는 섬유임을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 59 항에 있어서, 상기 전도성 요소는, 트위스트되지 않는 클래딩 영역(untwisted cladding region)과 협력적으로 배치되는 트위스트된 클래딩 영역(twisted cladding region)을 갖는 프리폼(preform)으로부터 생산되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 59 항에 있어서, 상기 섬유는 광 섬유 결정(photonic fiber crystal)이며, 상기 전도성 요소는 미세구축된 도핑된 봉임을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 50 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 상기 도파관의 유전 요소 상에 인쇄되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
컴퓨터 판독형 매체에 있어서, 상기 매체는

a) 도파관을 제조하는 동안, 전도성 요소를, 상기 도파관의 복사를 전파하는 하나 이상의 구조물과 연계시키는 단계로서, 상기 전도성 요소는 인플루언서 신호에 반응하여, 상기 안내 영역에서 자기장을 생성함으로써 상기 도파관의 진폭-제어 성질에 영향을 주는 단계,

b) 상기 인플루언서 신호를 상기 전도성 요소로 전달하기 위한 연결 시스템을 형성하는 단계

를 실행시키는 프로그램을 기록하고 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 63 항에 있어서, 상기 연계 단계는, 상기 전도성 요소를 포함하는 전도성 요소 구조물을 갖는 상기 유전체 구조물을 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 64 항에 있어서, 상기 전도성 요소를 형성하기 위해, 상기 전도성 요소 구조물의 나선 영역을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 63 항에 있어서, 상기 연계 단계는, 상기 유전체 구조물을, 상기 전도성 요소를 포함하는 전도성 요소 구조물로 감싸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 66 항에 있어서, 상기 전도성 요소 구조물은 상기 전도성 요소와 함께 배치된 테이프(tape)를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 66 항에 있어서, 상기 전도성 요소는 전도성 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 63 항에 있어서, 상기 도파관은 섬유이며, 상기 하나 이상의 유전체 구조물은 상기 경계 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 69 항에 있어서, 상기 연계 단계는, 상기 안내 채널의 둘레에 배치된 나선형 전도성 요소를 생성하기 위해 도파관-생성 프리폼(waveguide-producing preform)을 트위스트시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 70 항에 있어서, 상기 트위스트 단계는 섬유 인발 단계에 선행하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 70 항에 있어서, 상기 트위스트 단계는 섬유 인발 단계 중에 발생하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 70 항에 있어서, 상기 트위스트 단계는 섬유 인발 단계 후에 발생하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 70 항에 있어서, 상기 나선 전도성 요소는, 상기 도파관의 하나 이상의 경계 영역내에 배치된 전도성 구조물로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 65 항에 있어서, 상기 연계 단계는, 상기 안내 채널의 둘레에 배치된 나선형 전도성 요소를 생성하기 위해, 도파관-생성 프리폼으로부터 인발된 섬유를 트위스트시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 75 항에 있어서, 인발된 섬유의 온도가, 상기 인발된 섬유가 꼬임(twist)을 유지하는 상기 인발된 섬유의 글래스 온도(vitreous temperature)를 초과하는 동안, 상기 트위스트 단계가 발생하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 70 항에 있어서, 상기 트위스트 단계는, 트위스트 주기를 갖는 트위스트된 섬유를 생성하며, 상기 방법은 상기 트위스트 주기를 유지하기 위해, 상기 도파관의 둘레에 재킷을 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 77 항에 있어서, 상기 재킷은, 상기 트위스트 단계에 앞서 배치되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 77 항에 있어서, 상기 재킷은, 상기 트위스트 단계 중에 배치되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 77 항에 있어서, 상기 재킷은, 상기 트위스트 단계가 끝난 후에 배치되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 63 항에 있어서, 상기 연계 단계는, 상기 전도성 요소를 포함하는 전도성 요소 구조물을 갖는 상기 유전체 구조물을 인쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 63 항에 있어서, 상기 연계 단계는, 상기 전도성 요소를 포함하는 전도성 요소 구조물을 갖는 상기 유전체 구조물을 장착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 82 항에 있어서, 상기 연계 단계는, 상기 안내 채널의 둘레에 배치된 나선형 전도성 요소를 생성하기 위해, 상기 전도성 요소 구조물을 포함하는 도파관-생성 프리폼을 트위스트시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 63 항에 있어서, 상기 도파관은 하나 이상의 광 결정 구조물을 포함하며, 이때 상기 연계 단계는, 상기 전도성 요소를 포함하는 전도성 요소 구조물로서, 상기 유전체 구조물 내부에 하나 이상의 전도성 세로 방향 광 구조를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
제 84 항에 있어서, 제조 중에, 상기 전도성 요소는, 상기 하나 이상의 전도성 세로 방향 광 구조 요소를 트위스트시키는 단계로부터 기인하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.
장치에 있어서, 상기 장치는

인플루언서 신호를, 하나의 안내 영역 및 하나 이상의 경계 영역을 갖는 도 파관의 복사를 전파하는 하나 이상의 유전체 구조물내에 배치된 전도성 요소로 전달하기 위한 수단, 그리고

상기 인플루언서 신호에 반응하여, 상기 도파관의 진폭-제어 성질에 영향을 주기 위한 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
장치에 있어서, 상기 장치는

도파관을 제조하는 동안, 전도성 요소를, 상기 도파관의 복사를 전파하는 하나 이상의 구조물과 연계시키는 단계로서, 상기 전도성 요소는 인플루언서 신호에 반응하여, 상기 안내 영역에서 자기장을 생성함으로써 상기 도파관의 진폭-제어 성질에 영향을 주기 위한 수단,

상기 인플루언서 신호를 상기 전도성 요소로 전달하기 위한 연결 시스템을 형성하기 위한 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.