(57)【要約】基板により支持されるディスプレイシステムのための装置及び方法。該装置は半導体基板を含み、該基板は、各導波管構造が１つの誘導チャネルと、入力から出力へ放射線信号を伝播するための１つまたは複数の境界領域とを含む複数の統合された導波管構造と、制御に反応し、該出力での該放射線信号の振幅を自立して制御するために該導波管構造に結合されるインフルエンサシステムとを支える。操作方法は、ａ）各導波管構造が１つの誘導チャネルと、入力から出力に放射線信号を伝播するための１つまたは複数の境界領域を含む、基板内で支えられ、プレゼンテーションマトリックスの中に配列される複数の導波管構造のそれぞれを通して放射線信号を伝播することと、ｂ）該対応する導波管構造の該出力でそれぞれの該放射線信号の振幅を自立して制御することと、ｃ）一連の振幅が制御された放射線信号からディスプレイシステムを集合的に定義するために該複数の導波管構造のために該放射線信号振幅制御を調整することとを含む。
2007522519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各導波管構造が１つの誘導領域と、入力から出力へ放射線信号を伝播するための１つまたは複数の境界領域とを含む複数の統合された導波管構造と、
制御に反応し、前記出力で前期放射線信号を自立して制御するために前記導波管構造に結合されるインフルエンサシステムと、
を支える半導体基板と、
を備える装置。
【請求項２】
前記複数の導波管構造の前記出力をプレゼンテーションマトリックスに配列するためのディスプレイシステムをさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記基板が複数の積層された基板ストリップを含み、前記ストリップのそれぞれが前記導波管構造の列を含む請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記導波管構造がそれぞれの前記ストリップの第１の端縁から前記ストリップの第２の端縁に側面方向に伸張し、前記出力が前記第２の端縁で配列される請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記導波管構造がフォトニック結晶素子を含む請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記基板が基板表面に垂直に伸張する前記導波管構造を含む請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記基板が半導体ウェハを含み、前記基板表面が前記半導体ウェハの上部である請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記導波管構造がフォトニック結晶素子を含む請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記基板は基板表面に平行に伸張する前記導波管構造を含む請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記基板が半導体ウェハを含み、前記基板表面が前記半導体ウェハの上部である請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記導波管構造がフォトニック結晶素子を含む請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数の導波管構造の前記出力をプレゼンテーションマトリックスに配列するためのディスプレイシステムをさらに備え、前記プレゼンテーションマトリックスが前記基板表面に平行であり、前記ディスプレイシステムが前記放射線信号を前記基板表面に向けるために前記導波管構造に結合される偏向システムを含む請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
製造方法であって、
ａ）各導波管構造が１つの誘導チャネルと、入力から出力へ放射線信号を伝播するための１つまたは複数の境界領域とを含む複数の導波管構造を基板の中に配置することと、
ｂ）制御に反応するインフルエンサシステムを、前記出力で前記放射線信号の振幅を自立して制御するために前記導波管構造に近接させることと、
ｃ）前記複数の導波管構造の前記出力をプレゼンテーションマトリックスに配列することと、
を備える方法。
【請求項１４】
前記基板が複数の積層された基板ストリップを含み、前記ストリップのそれぞれが前期導波管構造の列を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記導波管構造がそれぞれの前記ストリップの第１の端縁から、前記ストリップの第２の端縁に側面方向に伸張し、前記出力が前記第２の端縁に配列されている請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記導波管構造がフォトニック結晶素子を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記基板が基板表面に垂直に伸張する前記導波管構造を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記基板が半導体ウェハを含み、前記基板表面が前記半導体ウェハの上部である請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記導波管構造がフォトニック結晶素子を含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記基板が基板表面に平行に伸張する前記導波管構造を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
前記基板が半導体ウェハを含み、前記基板表面が前記半導体ウェハの上部である請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記導波管構造がフォトニック結晶素子を含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記プレゼンテーションマトリックスが、前記基板表面に平行であり、前記ディスプレイシステムが、前記放射線信号を前記基板表面に向かって向けるために前記導波管構造に結合される偏向システムを含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
コンピューティングシステムによって実行されるときに方法を実行するコンピュータ実行可能命令が搬送される伝播信号であって、該方法が、
ａ）各導波管構造が１つの誘導チャネルと、入力から出力へ放射線信号を伝播するための１つまたは複数の境界領域とを含む複数の導波管構造を基板の中に配置することと、
ｂ）制御に反応するインフルエンサシステムを、前記出力で前記放射線信号の振幅を自立して制御するために前記導波管構造に近接させることと、
ｃ）前記複数の導波管構造の前記出力をプレゼンテーションマトリックスに配列することと、
を備える伝播信号。
【請求項２５】
操作方法であって、
ａ）基板内で支えられ、プレゼンテーションマトリックスに配列される複数の導波管構造のそれぞれを通して放射線信号を伝播し、各導波管構造が１つの誘導チャネルと、入力から出力に放射線信号を伝播するための１つまたは複数の境界領域を含むことと、
ｂ）前記対応する導波管構造の前記出力でそれぞれの前記放射線信号の振幅を自立して制御することと、
ｃ）一連の前記振幅が制御された放射線信号からディスプレイシステムを集合的に画定するために、前記複数の導波管構造のための前記放射線信号振幅制御を調整することと、
を備える方法。
【請求項２６】
コンピューティングシステムを使用して実行されるときに装置を製造するためのプログラム命令を搬送するコンピュータ読取可能媒体を備えるコンピュータプログラム製品であって、該実行されるプログラム命令が方法を実行し、該方法が、
ａ）各導波管構造が１つの誘導チャネルと、入力から出力へ放射線信号を伝播するための１つまたは複数の境界領域とを含む複数の導波管構造を基板の中に付着することと、
ｂ）制御に反応するインフルエンサシステムを、前記出力で前記放射線信号の振幅を自立して制御するために前記導波管構造に近接させることと、
ｃ）前記複数の導波管構造の前記出力をプレゼンテーションマトリックスに配列することと、
を備えるコンピュータプログラム製品。
【請求項２７】
コンピューティングシステムを使用して実行されるときに装置を操作するためのプログラム命令を搬送するコンピュータ読取可能媒体を備えるコンピュータプログラム製品であって、該実行される命令が方法を実行し、該方法が、
ａ）基板内で支持され、プレゼンテーションマトリックスに配列される複数の導波管のそれぞれを通して放射線信号を伝播し、各導波管構造が１つの誘導チャネルと、入力から出力に放射線信号を伝播するための１つまたは複数の境界領域とを含むことと、
ｂ）前記対応する導波管構造の前記出力でそれぞれの前記放射線信号の振幅を自立して制御することと、
ｃ）一連の前記振幅が制御された放射線信号からディスプレイシステムを集合的に画定するために前記複数の導波管構造のための前記放射線信号振幅制御を調整することと、
を備えるコンピュータプログラム製品。
【請求項２８】
基板内で支持され、プレゼンテーションマトリックスに配列される複数の導波管構造のそれぞれを通して放射線信号を伝播するための手段であって、各導波管構造が１つの誘導チャネルと、入力から出力に放射線信号を伝播するための１つまたは複数の境界領域とを含む手段と、
前記対応する導波管構造の前記出力でそれぞれの前記放射線信号の振幅を自立して制御するための手段と、
一連の前記振幅制御放射線信号からディスプレイシステムを集合的に画定するために前記複数の導波管構造のための前記放射線振幅制御を調整するための手段と、
を備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２００４年２月１２日に出願された米国仮出願番号第６０／５４４，５９１号の利点、及び以下の米国特許出願のそれぞれの利点を主張する。つまり、（それぞれ２００４年３月２９日に出願された）第１０／８１２，２９４号、第１０／８１１，７８２号、及び第１０／８１２，２９５号、及び（それぞれ２００４年１２月１４日に出願された）米国特許出願第１１／０１１，７６１号、第１１／０１１，７５１号、第１１／０１１，４９６号、第１１／０１１，７６２号、及び第１１／０１１，７７０号、及び（それぞれ２００５年２月９日に出願された）米国特許出願第１０／９０６，２２０号、第１０／９０６，２２１号、第１０／９０６，２２２号、第１０／９０６，２２３号、第１０／９０６，２２４号、第１０／９０６，２２６号、及び第１０／９０６，２２６号、及び（それぞれ２００５年２月１１日に出願された）米国特許出願第１０／９０６，２５５号、第１０／９０６，２５６号、第１０／９０６，２５７号、第１０／９０６，２５８号、第１０／９０６，２５９号、第１０／９０６，２６０号、第１０／９０６，２６１号、第１０／９０６，２６２号、及び第１０／９０６，２６３号。その開示は、それぞれすべての目的のためにその全体として参照することにより組み込まれている。
（技術分野）
本発明は概して放射線を伝播するためのトランスポートに関し、さらに詳細には、外部影響に対する導波管の放射線に影響を及ぼす特性の反応性を強化する光学的にアクティブな構成要素を含む誘導チャネルを有する導波管に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファラデー効果は、光が磁場に配置された透明な媒体を通して、且つ該磁場に平行に伝播されるときに直線偏光の偏光面が回転する現象である。偏光回転の大きさの有効性は磁場の強さ、該媒体に固有のベルデ定数、及び光路長に応じて変化する。実験に基づいた回転角は、以下によって示される。
【０００３】
β＝ＶＢｄ
（方程式１）により示され、ここではＶはベルデ定数と呼ばれ（角度分ｃｍ−１ガウスー１という単位を有し）、Ｂは磁場であり、ｄは該場にさらされる伝播距離である。
量子力学記述では、ファラデー回転は、磁場の押し付けがエネルギーレベルを改変するために発生する。
【０００４】
（電流の強度を評価する方法として電流により引き起こされる磁場等の）磁場の測定には高いベルデ定数を有する、あるいは光アイソレータで使用されるファラデー回転子としての単位体（例えば、鉄を含有するガーネット結晶）を使用することが公知である。光アイソレータは、偏光面を４５°回転するためのファラデー回転子、磁場の適用のための磁石、偏光器、及びアナライザを含む。従来の光アイソレータは、導波管（例えば光ファイバ）が使用されない、かさばるタイプであった。
【０００５】
従来の光学では、磁気光学変調器は常磁性体と強磁性体を含む別々の結晶、特にガーネット（例えばイットリウム／鉄ガーネット）から製造されていた。これらのような装置はかなりの磁気制御場を必要とする。磁気光学効果は薄層技術、特に非可逆ジャンクション等の非可逆性装置を生産するためにも使用されている。これらのような装置はファラデー効果による、あるいはコットン−ムートン効果によるモードの変換に基づいている。
【０００６】
磁気光学装置において常磁性体と強磁性体を使用することの追加の欠点は、これらの物質が、例えば、振幅、位相、及び／または周波数等、偏光角以外の放射線の特性に悪影響を及ぼす可能性があるという点である。
【０００７】
従来の技術では、ディスプレイ装置を集合的に定義するために別々の（結晶等の）磁気光学バルク装置を使用することが知られていた。これらの従来の技術のディスプレイは、相対的に高いピクチャエレメント（ピクセル）あたりコスト、個々のピクセルを制御するための高い操作費用、相対的に大型のディスプレイ装置に対してうまく拡大縮小しない高まる制御複雑性を含むいくつかの欠点を有している。
【０００８】
従来のイメージングシステムはおおまかに以下の２つのカテゴリに分類されてよい。つまり（ａ）フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）及び（ｂ）（発光型表示として陰極線管（ＣＲＴ）を含む）投影システムである。一般的には、該２種類のシステムのための優勢な技術は、例外はあるものの同じではない。これらの２つのカテゴリは将来の技術のための明確な課題を有し、既存の技術はまだ満足が行くようにこれらの課題を克服していない。
【０００９】
優勢な陰極線管（ＣＲＴ）技術と比べて既存のＦＰＤ技術が直面する主要な課題は、コストである（「フラットパネル」は、その標準的な奥行きが表示面積の幅にほぼ等しいＣＲＴディスプレイと比較して「平坦な」つまり「薄い」ことを意味している）。
【００１０】
解像度、輝度、及びコントラストを含む既定のイメージング規格の一式を達成するためには、ＦＰＤ技術はＣＲＴ技術のほぼ３倍から４倍高価である。ただし、特に表示面積が拡大されるときのＣＲＴ技術のかさ高性及び重量は重大な欠点である。薄いディスプレイに対する希求がＦＰＤの活動領域での数多くの技術の開発を動かしてきた。
【００１１】
ＦＰＤの高いコストはおもに優勢な液晶ダイオード（ＬＣＤ）技術における、あるいはあまり一般的ではないガスプラズマ技術における精巧なコンポーネント材料の使用によるものである。ＬＣＤで使用されているネマチック材料の凹凸が、相対的に高い欠陥率をもたらし、多くの場合、個々の細胞に不具合があるＬＣＤ素子のアレイがディスプレイ全体の廃棄、または欠陥のある素子の高価な置換につながる。
【００１２】
ＬＣＤ技術とガスプラズマディスプレイ技術の両方にとって、このようなディスプレイの製造において液体または気体を制御するという固有の困難が根本的な技術的な且つコストの制限である。
【００１３】
高いコストのさらなる原因は、既存の技術における各光弁／発光エレメントでの相対的に高い動作過電圧に対する需要である。次々に液体セルを通して伝達される光の偏光、またはガスプラズマディスプレイにおける気体電池内での励起を変更するＬＣＤディスプレイのネマチック材を回転するためであるかどうかに関係なく、画像形成要素で高速切り替え速度を達成するためには相対的に高い電圧が必要とされる。ＬＣＤの場合、個々のトランジスタ要素が各画像形成位置に割り当てられる「アクティブマトリックス」が高コストの解決策となっている。
【００１４】
高精細度テレビ（ＨＤＴＶ）またはそれ以上の製品に対する画質基準が高まるにつれて、現在、既存のＦＰＤ技術は、ＣＲＴと競合するコストで画質を配信することはできない。  品質範囲のこの末端でのコスト差は最も顕著である。そして３５ｍｍのフィルム品質解像度を配信することは、技術的には実現可能であるが、テレビ用であるのか、コンピュータディスプレイ用であるのかに関係なく、それには家庭用電化用品の範囲を超えさせるコストを伴うと予想されている。
【００１５】
投影システムの場合、テレビ（またはコンピュータ）ディスプレイと劇場映画投影システムという２つの基本的なサブクラスがある。相対的なコストは従来の３５ｍｍのフィルム投影装置との競争の関連では重要な問題である。
しかしながら、ＨＤＴＶの場合、従来のＣＲＴ、ＬＣＤ  ＦＰＤまたはガスプラズマＦＰＤに比較されれば投影システムは低コスト解決策となる。
【００１６】
現在の投影システム技術は他の課題にも直面している。ＨＤＴＶ投影システムは、ディスプレイ表面への相対的に短い投射距離という制約の中で均一な画質を維持する一方でディスプレイの奥行きを最小限に抑えるという二重の課題に直面している。通常、この均衡をとると、相対的に低いコストを犠牲にして満足の行かない妥協をすることになる。
【００１７】
しかしながら、投影システム用の技術的に要求が厳しい未研究分野は映画館の領域にある。映画の画面装置は投影システムにとって新興の用途であり、この用途では、コンソール奥行き対均一な画質に関する問題は通常当てはまらない。代わりに、課題は競争価格で従来の３５ｍｍフィルムのプロジェクタの質に（最低でも）等しくなることにある。ダイレクトドライブイメージライトアンプリファイアー（「Ｄ−ＩＬＡ」）、デジタル光処理（「ＤＬＰ（登録商標）」）、及びグレーティングライトバルブ（「ＧＬＶ」）をベースにしたシステム等を含む既存の技術は、最近では従来のフィルム投影装置の質に等しくなったが、従来のフィルムプロジェクタに比較するとかなりのコストの格差を有する。
【００１８】
ダイレクトドライブイメージライトアンプリファイアーは、ＪＶＣプロジェクタ（ＪＶＣ  Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒｓ）によって開発された反射液晶光弁装置である。駆動集積回路（「ＩＣ」）がＣＭＯＳベースの光弁の上にじかに画像を書き込む。液晶は信号レベルに比例して反射率を変更する。これらの垂直に整列した（ｈｏｍｅｏｐｔｒｏｐｉｃ）結晶が、１６ミリ秒未満の降下時間を加えた上昇時間で非常に高速な応答時間を達成する。キセノンつまり超高性能（「ＵＨＰ」）メタルハライドランプからの光は偏光ビームスプリッタから移動し、Ｄ−ＩＬＡ素子から反射され、画面上に投影される。
【００１９】
ＤＬＰ（登録商標）投影システムの中心にあるのは、１９８７年にテキサスインスツルメンツ（Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）のＬａｒｒｙ  Ｈｏｒｎｂｅｃｋ博士が先駆者となったデジタルマイクロミラーデバイス、つまりＤＭＤチップとして知られている光半導体である。  ＤＭＤチップは高度な光スイッチである。
それは最高１３０万のヒンジが取り付けられた顕微鏡的な鏡からなる矩形のアレイを含み、これらのマイクロミラーのそれぞれは人間の髪の毛の幅の５分の１未満と測定され、投影される画像の１ピクセルに相当する。ＤＭＤチップがデジタルビデオ信号またはグラフィック信号と調整されると、光源及び映写レンズ、つまりそのミラーが画面または他の表面の上に全デジタル画像を反射する。ＤＭＤ及びそれを取り囲む高度電子回路はデジタル光処理ＴＭ技術と呼ばれている。
【００２０】
ＧＬＶ（グレーティング−ライト−バルブ）と呼ばれているプロセスが開発されている。該技術に基づいた試作品の装置は３０００：１というコントラスト比を達成した（典型的なハイエンド投影ディスプレイは今日１０００：１しか達成していない）。該装置は、色を送達するために特殊な波長で選ばれる３つのレーザを使用する。該３つのレーザが赤（６４２ｎｍ）、緑（５３２ｎｍ）、及び青（４５７ｎｍ）である該プロセスはＭＥＭＳ技術（微小電気機械）を使用し、１行に１，０８０ピクセルのマイクロリボンアレイからなる。各ピクセルは６本のリボンからなり、３本は固定され、３本は上下に移動する。電気エネルギーが印加されると、３本の可動リボンが光を「ろ過」して取り除いた一種の回折格子を形成する。
【００２１】
コスト格差の一部はそれらの技術が低コストで特定の重要な画質パラメータを達成する際に直面する固有の困難のためである。コントラストは、特に「黒」の質において、マイクロミラーＤＬＰにとって達成が困難である。ＧＬＶは、（光学格子波動干渉を通してピクセル零度、つまり黒を達成する）この困難に直面していないが、代わりにラインアレイスキャンソースで事実上フィルムのような間欠画像を達成するという困難に直面している。
【００２２】
既存の技術は、ＬＣＤベースなのか、ＭＥＭＳベースなのかに関係なく、少なくとも１Ｋｘ１Ｋのアレイの素子（マイクロミラー、反射型液晶素子（「ＬＣｏｓ」等）の製造の経済的な側面によっても制約されている。必要とされている技術標準で動作するこれらの数の素子を必要とするときチップベースのシステムでは欠陥率は高い。
【００２３】
多様な電気通信用途に段階的な指数の光ファイバをファラデー効果と協調して使用することは公知である。分散及び他の性能の数的指標はファラデー効果のために最適化されておらず、ファラデー効果のための最適化によって劣化している場合もあるために、ファラデー効果を光ファイバに適用するには固有の矛盾があるが、従来の光ファイバの電気通信特性は光ファイバの電気通信応用例は周知である。いくつかの従来の光ファイバ応用例では、九十度の偏光回転は、五十四メートルの経路長で百エルステッド磁場を適用することによって達成される。ファイバをソレノイドの内部に設置し、所望される磁場を、該ソレノイドを通して電流を導くことによって生じさせると、所望される場が適用される。電気通信用途の場合、該五十四メートルの経路長は、それがキロメートルで測定される総経路長を有するシステムで使用されるために設計されていることを考慮するときに許容できる。
【００２４】
光ファイバ関連でのファラデー効果のための別の従来の用途は、ファイバを通るデータの従来の高速伝送の上に低速データ伝送をオーバレイするためのシステムとしてである。ファラデー効果は帯域外周波数信号方式または制御を提供するためにゆっくりと高速データを変調するために使用される。再び、この用途は、有力な検討材料としての電気通信の用途で実現される。
【００２５】
これらの従来の応用例では、ファイバは電気通信の使用のために設計され、ファラデー効果での関与のためのファイバ特性の修正では、通常、キロメートル＋−長のファイバチャネルのための減衰及び分散性能の数的指標を含む電気通信特性を劣化されることを許されていない。
【００２６】
電気通信での使用を可能にするために光ファイバーの性能測定基準のためにいったん許容レベルが達成されると、光ファイバ製造技法はきわめて長い距離の光学的に純粋且つ均一なファイバの効率的且つ費用効果の高い製造を可能にするために開発され、磨きをかけられてきた。光ファイバの基本的な製造プロセスの高レベルの概要は、プリフォームからファイバを引き出し、該ファイバを試験するプリフォームガラス外筒の製造を含む。通常、プリフォームブランクは、最終的なファイバの（屈折率、膨張率、融点等の）所望される属性を生じさせるために必要な必須化学組成を有するシリコン溶液を通して酸素を泡立てる改良型化学蒸着（ＭＣＶＤ）プロセスを使用して作られる。気体蒸気は特殊な旋盤内の合成石英管または石英管（クラッディング）の内部に導かれる。該旋盤は回転され、トーチが該管の外部に沿って移動する。該トーチからの熱により気体中の化学物質が酸素と反応し、二酸化ケイ素及び酸化ゲルマニウムを形成し、これらの二酸化物が該管の内部に蒸着し、ガラスを形成するためにともに融合する。このプロセスが終了するとブランクプリフォームが生じる。
【００２７】
ブランクプリフォームは、作られ、冷却され、試験された後、グラファイト炉の近くの上部に該プリフォームを有するファイバ引き上げタワーの内部に設置される。該炉は該プリフォームの先端を溶かし、その結果、重量のために落下し始める溶融「小滴」を形成する。溶融「小滴」は落下する時に冷却されガラスのストランドを形成する。このストランドは、所望されるコーティングを塗布し、該コーティングを硬化させるために一連の処理ステーションの中を通され、該ストランドが所望される厚さを有するようにコンピュータで監視される速度で該ストランドを引っ張る牽引車に取り付けられる。ファイバは毎秒約３３フィートから６６フィートの速度で引っ張られ、引き出されたストランドはスプール上に巻き付けられる。これらのスプールが１．４マイルより多い光ファイバを含むことは異常ではない。
【００２８】
性能の数的指標についての試験を含め、この仕上げられたファイバが試験される。電気通信グレードのファイバについてのこれらの性能数的指標は、引っ張り強さ（１平方インチあたり１００，０００ポンド以上）、屈折率プロファイル（開口数、及び光学欠陥がないかのスクリーン）、ファイバ幾何学形状（コア径、クラッディング寸法、及びコーティング直径）、減衰（距離での多様な波長の光の劣化）、帯域幅、波長分散、動作温度／範囲、減衰に対する温度依存、及び海中で光を伝導する能力を含む。
【００２９】
１９９６年には、それ以降フォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）と名付けられた前述された光ファイバの変動が立証された。ＰＣＦは、より高い屈折率のバックグラウンド材料の中で低い率の材料の微細構造の配列を使用する光ファイバ／導波構造である。該バックグラウンド材料は多くの場合非ドープシリカであり、低い率の領域は通常ファイバの前長に沿って通る空気の細孔によって提供される。ＰＣＦは２つの一般的なカテゴリ、つまり（１）高指数誘導ファイバと（２）低指数誘導ファイバに分けられる。
【００３０】
前述された従来の光ファイバと同様に、高指数誘導ファイバは改良型全反射（ＭＴＩＲ）原則によってソリッドコアの中で光を誘導している。全反射は微細構造の空気で充填された領域の中の低い有効指数により引き起こされる。
【００３１】
低指数誘導ファイバはフォトニックバンドギャップ（ＰＢＧ）効果を使用して光を誘導する。ＰＢＧ効果は微細構造クラッディング領域内での伝播を不可能にするため、光は低指数コアに制限される。
【００３２】
用語「従来の導波管構造」は、広範囲の導波構造及び方法を含むために使用されているが、これらの構造の範囲は本発明の実施形態を実現するためにここで説明されるように修正されてよい。異なるファイバタイプ補佐の特徴は、それらが使用される多くの異なる応用例に適応される。光ファイバシステムを適切に操作することは、どのタイプのファイバが使用されているのか、及びなぜ使用されているのかを知ることに依存している。
【００３３】
従来のシステムはシングルモード、マルチモード、及びＰＣＦ導波管を含み、多くの亜変種も含んでいる。例えば、マルチモードファイバはステップ型ファイバとグレイデッドファイバを含み、シングルモードファイバはステップ型ファイバ、マッチドクラッド構造、陥凹クラッド（ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ  ｃｌａｄ）構造、及び他の非標準型構造を含む。マルチモードファイバはより短い伝送距離に最良に設計され、ＬＡＮシステム及びビデオ監視で使用するために適している。シングルモードファイバは長い伝送距離に最良に設計され、長距離電話システム及びマルチチャネルテレビ放送システムに適切になる。「エアクラッド」またはエバネセント結合の導波管は光ワイヤまたは光ナノワイヤを含む。
【００３４】
ステップ指数は通常導波管のための屈折率の突然の変化を提供を指す――コアはクラッディングの屈折率より大きい屈折率を有する。グレイデッド指数は、コアの中心から遠くに徐々に減少する（例えば、コアは放物線プロファイルを有する）屈折率プロファイルを提供する構造を指す。シングルモードファイバは、非分散シフトファイバ（ＮＤＳＦ）、分散シフトファイバ（ＤＳＦ）、及び非ゼロ分散シフトファイバ（ＮＺ−ＤＳＦ）等の長さ及び放射線周波数（複数の場合がある等）特定の応用例のために合わせられた多くの異なるプロファイルを作成してきた。偏光維持（ＰＭ）ファイバと呼ばれる重要な種々のシングルモードファイバが開発されてきた。これまで説明されてきた他のすべてのシングルモードファイバは、無作為に偏光された光を伝播できた。
ＰＭファイバは入力光の１つの偏光だけを伝播することを目的とする。ＰＭファイバは他のファイバタイプには見られない特徴を含む。コアに加えて、応力ロッドと呼ばれる追加の（２つの）長手方向領域がある。その名前が暗示するように、これらの応力ロッドはただ１つの光の偏光面だけの伝達が好まれるようにファイバのコアの中に応力を生じさせる。
【００３５】
前述されたように、従来の磁気光学システム、特にファラデー回転子及びアイソレータは、希土ドープガーネット結晶及び他の特殊材料、通常はイットリウム−鉄−ガーネット（ＹＩＧ）またはビスマス置換ＹＩＧを含む特殊な磁気光学材料を利用してきた。ＹＩＧ単結晶は浮遊帯（ＦＺ）法を使用して育てられる。この方法では、Ｙ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３はＹＩＧの化学量論的組成に適するように混合されてから、該混合物が焼結される。ＹＩＧ種結晶は残りのシャフト上にセットされるが、その結果生じる焼結物はＦＺ炉の中の１つのシャフト上でｍｏｔｈｅｒ  ｓｔｉｃｋとしてセットされる。所定の調製の焼結された材料は、ＹＩＧ単結晶の付着を促進するために必要な流体を生じさせるために該ｍｏｔｈｅｒ  ｓｔｉｃｋと該種結晶の間の中心領域に設置される。２本のシャフトが回転される間、ハロゲンランプからの光が該中心領域に焦点を合せられる。該中心領域は酸素を含む雰囲気の中で加熱されると溶融帯を形成する。この条件下で、該ｍｏｔｈｅｒ  ｓｔｉｃｋと該種は一定の速度で移動し、該溶融帯が該ｍｏｔｈｅｒ  ｓｔｉｃｋに沿って移動し、ＹＩＧ焼結物から単結晶を育てる。
【００３６】
ＦＺ法は空気中に吊り下げられているｍｏｔｈｅｒ  ｓｔｉｃｋから結晶を育てるため、汚染は排除され、高純度の結晶が育てられる。ＦＺ法は０１２ｘ１２０ｍｍと測定されるインゴットを作り出す。
【００３７】
Ｂｉ−置換された鉄ガーネット厚膜は、ＬＰＥ炉を含む液相エピタキシー（ＬＰＥ）法によって育てられる。結晶材料及びＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３フラックスは加熱され、白金るつぼの中で溶融される。（ＧｄＣａ）２（ＧａＭｇＺｒ）５Ｏ１２等の単結晶ウェハは、回転時に溶融面上で浸され、Ｂｉ−置換された鉄ガーネット厚膜をウェハ上で育てる。直径３インチほどと測定される厚膜を育てることができる。
【００３８】
４５°のファラデー回転子を獲得するために、これらの膜は特定の厚さまで研磨され、反射防止膜を塗布され、次にアイソレータに適合するように１平方ミリメートルから２平方ミリメートルに切断される。ＹＩＧ単結晶より大きなファラデー回転容量を有するため、Ｂｉ−置換された鉄ガーネット厚膜は約１００μｍ単位で薄くされなければならず、したがって高精度処理が必要とされる。
【００３９】
さらに新しいシステムはビスマス置換イットリウム−鉄−ガーネット（Ｂｉ−ＹＩＧ）材料、薄膜及びナノ粉末の製造及び合成に対処する。３０３４１ジョージア州、アトランタ、ピーチツリー工業通り（Ｐｅａｃｈｔｒｅｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ，Ａｔｌａｎｔａ，  ＧＡ）５３１３にあるｎＧｉｍａｔ社は薄膜コーティングの製造のための燃焼化学蒸着（ＣＣＶＤ）システムを使用する。ＣＣＶＤプロセスでは、オブジェクトを被覆するために使用される金属を含有する化学物質である先駆物質が通常は可燃性の燃料である溶液に溶解している。この溶液は特殊なノズルによって顕微鏡的な小滴を形成するために噴霧される。次に、酸素ストリームがこれらの小滴を、それらが燃焼される炎まで運ぶ。基材（被覆されている材料）は単に炎の前にそれを引き出すことによって被覆される。炎の熱が、小滴を蒸発させ、該先駆物質が反応し、該基材上に蒸着する（凝縮する）ために必要なエネルギーを提供する。
【００４０】
さらに、エピタキシャルリフトオフは、多くのＩＩＩ−Ｖ系及び元素半導体系の異種統合を達成するために使用されてきた。しかしながら、多くの他の重要な材料系の装置を統合することは、いくつかのプロセスを使用しても困難であった。この問題の好例が、単結晶遷移金属酸化物の、オンチップ薄膜光アイソレータに必要なシステムである半導体プラットホーム上での統合である。磁気ガーネットにおけるエピタキシャルリフトオフの実現が報告された。ガドリニウムガリウムガーネット（ＧＧＧ）上で育てられた単結晶イットリウム鉄ガーネット（ＹＩＧ）及びビスマス置換ＹＩＧ（Ｂｉ−ＹＩＧ）エピタキシャルの層内に埋め込み犠牲層を生じさせるためにディープイオンインプランテーションが使用される。該インプランテーションにより生じる損害は該犠牲層と該ガーネットの残りの間に大きなエッチ選択性を誘発する。十ミクロンの厚膜が、燐酸でのエッチングにより元のＧＧＧ基材から離昇される。ミリメートルサイズの部分品がシリコン基材及びガリウム砒素基材に移された。
【００４１】
さらに、研究者は、同じ厚さの単一層ビスマス鉄ガーネット膜より、百四十パーセント（１４０％）大きい７４８ｎｍでのファラデー回転を示す磁気光学フォトニック結晶と呼ぶ多層構造を報告した。現在のファラデー回転子は、概して単結晶またはエピタキシャル膜である。しかしながら、単結晶装置はやや大きく、光集積回路等の応用例でのそれらの使用を困難にする。そして、膜は約５００μｍの厚さも示すため、代替材料系が望ましい。鉄ガーネット、特にビスマスガーネットとイットリウム鉄ガーネットの積み重ねられた膜の使用が調査された。７５０ｎｍの光と使用するために設計され、厚さ７０ｎｍのビスマス鉄ガーネット（ＢＩＧ）の上に厚さ８１ｎｍのイットリウム鉄ガーネットの４つのヘテロエピタキシャル層、ＢＩＧの厚さ２７９ｎｍの中心層及びＹＩＧの上のＢＩＧの４つの層を特徴とした。該積み重ねを製造するために、ＬＰＸ３０５ｉ  ２４８ｎｍ  ＫｒＦエキシマレーザを使用するパルス化レーザ付着が使用された。
【００４２】
前記説明から分かるように、従来の技術は大部分の磁気光学システムで特殊磁気光学材料を利用するが、電気通信測度が妥協されない限り、必要な磁場強さを生じさせることによって非ＰＣＦ光ファイバ等のより従来ではない磁気光学材とともにファラデー効果を利用することも公知であった。いくつかのケースでは、製造後の方法が特定の磁気光学応用例での使用のために特定の特殊コーティングを提供するために、あらかじめ作られた光ファイバとの関連で使用される。あらかじめ作られた材料の製造後処理が多様な所望される結果を達成するためにときおり必要となるという点で、同じことは特殊磁気光学結晶及び他のバルクインプリメンテーションでも当てはまる。このような特別な処理は特殊なファイバの最終コストを増額し、ファイバが仕様を満たすことができない可能性があるという追加の状況を生じさせる。多くの磁気応用例は、通常、少数の（通常は１個または２個の）磁気光学構成部品を含むので、相対的に高い１個あたりコストは耐えられる。しかしながら、所望される磁気光学構成部品の数が増えるにつれて、（ドルと時間という単位での）最終的なコストは拡大し、数百または数千のこのような構成部品を使用する応用例では、単位原価を大幅に削減することは必須である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４３】
必要とされているのは、単位原価を削減し、製造可能性、再現性、均一性、及び信頼性を高める一方で、外部影響に対する導波管の放射線に影響を及ぼす特性の反応性を強化するために従来の技術に優る優位点を提供する代替導波管技術である。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
開示されているのは基板により支持されるディスプレイシステムのための装置及び方法である。該装置は半導体基板を含み、該基板は、各導波管構造が１つの誘導チャネルと、入力から出力へ放射線信号を伝播するための１つまたは複数の境界領域とを含む複数の統合された導波管構造と、制御に反応し、該出力での該放射線信号の振幅を自立して制御するために該導波管構造に結合されるインフルエンサシステムとを支える。操作方法は、ａ）各導波管構造が１つの誘導チャネルと、入力から出力に放射線信号を伝播するための１つまたは複数の境界領域を含む、基板内で支えられ、プレゼンテーションマトリックスの中に配列される複数の導波管構造のそれぞれを通して放射線信号を伝播することと、ｂ）該対応する導波管構造の該出力でそれぞれの該放射線信号の振幅を自立して制御することと、ｃ）一連の振幅が制御された放射線信号からディスプレイシステムを集合的に定義するために該複数の導波管構造のために該放射線信号振幅制御を調整することとを含む。
【００４５】
それは製造方法のための本発明の好適実施形態でもあり、該方法は、ａ）各導波管構造が誘導チャネルと、入力から出力に放射線信号を伝播するための１つまたは複数の境界領域とを含む複数の導波管構造を基板の中に配置することと、ｂ）制御に反応するインフルエンサシステムを、該出力で該放射線信号の振幅を自立して制御するために該導波管構造に近接させることと、ｃ）該複数の導波管構造の該出力をプレゼンテーションマトリックスに配列することとを含む。
【００４６】
本発明の該装置、方法、コンピュータプログラム製品及び伝播された信号は、改良され、成熟した導波管製造プロセスを使用することの優位点を提供する。好適実施形態では、該導波管は光学トランスポート、好ましくは放射線の所望される属性を保ちながらも光学的にアクティブな構成物質を含むことにより該インフルエンサの特徴に影響を及ぼす短距離特性を強化するように適応された光ファイバまたは導波管チャネルである。好適実施形態では、影響を受ける放射線の特性は放射線の偏光状態を含み、該インフルエンサは該光学トランスポートの伝達軸に平行に伝播される制御可能な可変磁場を使用して偏光回転角度を制御するためにファラデー効果を使用する。該光学トランスポートは、非常に短い光学経路上で低い磁場強度を使用して偏光を迅速に制御できるようにするために構築される。放射線は、当初、１つの特定の偏光を有する波動成分を生成するために制御される。その波動成分の偏光は、第２の偏光フィルタが該影響を及ぼす効果に応えて発せられる放射線の振幅を変調するように影響を受ける。好適実施形態では、この変調は発せられた放射線を消すことを含む。該組み込まれた特許出願、優先出願、及び関連出願はファラデー構造の導波管、ファラデー構造導波管変調器、ディスプレイ及び本発明と協調する他の導波管構造、及び方法を開示している。
【００４７】
低コストの均一な効率のよい磁気光学システム要素の製造で使用するための本発明の一部としてここに開示されているように成熟した効率的な光ファイバ導波管製造プロセスを活用することは、単位原価を削減し、製造可能性、再現性、均一性及び信頼性を高める一方で、外部影響に対する該導波管の放射線に影響を及ぼす特性の反応性を強化するために従来の技術に優る優位点を提供する代替導波管技術を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
本発明は、単位原価を削減し、製造可能性、再現性、均一性及び信頼性を高める一方で、外部影響に対する導波管の放射線に影響を及ぼす特性の反応性を強化するために、従来の技術に優る優位点を提供する代替導波管技術に関する。以下の説明は、当業者が本発明を作り、使用することができるようにするために提示され、特許出願及びその要件との関連で提供される。好適実施形態及びここに説明されている一般的な原則と特徴に対する多様な変型は、容易に当業者に明らかになるであろう。したがって、本発明は示されている実施形態に限られることを目的とするのではなく、ここに説明されている原則と特徴に一貫した最も幅広い範囲を与えられるべきである。
【００４９】
以下の説明では、（１）光学トランスポート、（２）プロパティインフルエンサ、及び（３）消すことという用語は、本発明の文脈において特定の意味を有する。本発明の目的のために、光学トランスポートは、放射線の所望される属性を保ちつつ、該インフルエンサの該特徴に影響を及ぼす特性を強化するように特に適応された導波管である。好適実施形態では、影響を受ける放射線の特性はその偏光回転状態を含み、該インフルエンサは該光学トランスポートの伝達軸に平行に伝播される制御可能な可変磁場を使用して偏光角を制御するためにファラデー効果を使用する。該光学トランスポートは、非常に短い光学経路上で低い磁場強度を使用して偏光を迅速に制御できるようにするために構築される。いくつかの特定のインプリメンテーションでは、光学トランスポートは、ファイバの導波属性を同時に保ち、それ以外の場合プロパティインフルエンサによる、放射線特性（複数の場合がある）の効率的な構築及び協力的なみせかけに対処しながら、伝達された放射線の導波管のために高いベルデ定数を示す光ファイバを含む。
【００５０】
プロパティインフルエンサは、光学トランスポートにより伝達される放射線の特性制御を実現するための構造である。好適実施形態では、プロパティインフルエンサは、コア及び１つまたは複数のクラッディング層を有する光ファイバによって形成される光学トランスポートのための１つのインプリメンテーションでは、好ましくはインフルエンサが光学トランスポートの導波属性を大きく不利に改変することなくクラッディング層の１つまたは複数の中に、または上に統合される、光学トランスポートに動作可能なように結合される。伝達される放射線の偏光特性を使用する好適実施形態では、プロパティインフルエンサの好ましいインプリメンテーションはコイル、コイルフォームまたは、（その内の１つまたは複数が制御可能である）１つまたは複数の磁場を使用して、光学トランスポート内のファラデー効果出現場をサポートする／生じさせる（したがって、伝達された放射線に影響を及ぼす）統合が可能な他の構造等の偏光が影響を及ぼす構造である。
【００５１】
本発明の構造化された導波管はいくつかの実施形態では、伝播される放射線の振幅を制御する変調器の中のトランスポートとして働いてよい。該変調器によって発せられる放射線は、光学トランスポート上でのプロパティインフルエンサの相互作用により制御される最大放射線振幅と最小放射線振幅を有する。該変調器によって発せられる放射線は、光学トランスポート上でのプロパティインフルエンサの相互作用により制御される最大放射線振幅と最小放射線振幅を有する。消すことは単に最小放射線振幅が、「オフ」または「暗い」または放射線の不在を示す他の分類として特徴付けられる（特定の実施形態にとって適切に）十分に低いレベルであることを指す。言い換えると、いくつかの応用例では、十分に低いが、検出可能／認識できる放射線振幅が、そのレベルがインプリメンテーションまたは実施形態のためのパラメータを満たすときに「消された」と適切に識別されてよい。本発明は、導波管製造の間に誘導領域に配置される光学的にアクティブな構成物質を使用することによりインフルエンサに対する導波管の反応を改善する。
【００５２】
図１は、ファラデー構造導波管変調器１００のための本発明の好適実施形態の一般的な概略平面図である。変調器１００は光学トランスポート１０５と、トランスポート１０５に動作可能なように結合されているプロパティインフルエンサ１１０と、第１のプロパティエレメント１２０と、第２のプロパティエレメント１２５とを含む。
【００５３】
トランスポート１０５は、技術の多くの周知の光学導波管構造に基づいて実現されてよい。  例えば、トランスポート１０５は１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域（例えば、コアと、該コアのための１つまたは複数のクラッディング層）を含む誘導チャネルを有する特別に適応された光ファイバ（従来またはＰＣＦ）であってよいか、あるいはトランスポート１０５は１つまたは複数のこのような誘導チャネルを有するバルクデバイスまたは基板の導波管チャネルであってよい。従来の導波管構造は、影響を受ける放射線の特性のタイプ及びインフルエンサ１１０の性質に基づいて修正される。
【００５４】
インフルエンサ１１０は、トランスポート１０５を通して及び／またはトランスポート１０５上で伝達される放射線に対する（開示されている影響を通して等、直接的にまたは間接的に）特性影響を明らかにするための構造である。多くの異なるタイプの放射線特性が影響を受けることがある。そして、多くのケースでは既定の特性に影響を及ぼすために使用される特定の構造がインプリメンテーションごとに変化してよい。好適実施形態では、放射線の出力振幅を制御するために同様に使用されてよい特性は影響のための望ましい特性である。  例えば、放射線偏光角は影響を受けることがある１つの特性であり、放射線の伝達された振幅を制御するために使用されてよい特性である。固定された偏光器等の別の要素を使用すると、該偏光器の伝達軸に比較した放射線の偏光角に基づいて放射線振幅が制御される。この例では、偏光角を制御すると伝達される放射線が変化する。
【００５５】
しかしながら、他のタイプの特性も影響を受ける可能性があり、放射線位相または放射線周波数等の出力振幅を制御するために使用されてよいことが理解される。通常、他の要素は特性の性質、及び特性に対する影響のタイプと程度に基づいて出力振幅を制御するために変調器１００とともに使用される。いくつかの実施形態では、望ましくは出力振幅よりむしろ放射線の別の特徴が制御されてよく、それには識別されたもの以外の放射線特性が制御される、あるいは特性が所望される属性に対する所望される制御を達成するために異なるように制御される必要があることが要求される可能性がある。
【００５６】
ファラデー効果はトランスポート１０５内で偏光制御を達成する一つの方法の一つの例に過ぎない。ファラデー偏光回転影響のためのインフルエンサ１１０の好適実施形態は、トランスポート１０５に近接する、あるいはトランスポート１０５内に／上に統合される可変磁場と固定磁場の組み合わせを使用する。これらの磁場は望ましくは、制御する磁場がトランスポート１０５を通して伝達される放射線の伝播方向に平行に向けられるように生成される。  該トランスポートを基準にして磁場の方向及び大きさを適切に制御することにより、放射線偏光角に対する影響の所望される程度が達成される。
【００５７】
トランスポート１０５が、インフルエンサ１１０によって選択された特性の「ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｂｉｌｉｔｙ」を改善する／最大限にするために構築されることが、この特定の例では好ましい。ファラデー効果を使用する偏光回転特性の場合、トランスポート１０５はドーピングされ、形成され、処理され、及び／またはベルデ定数を高める／最大限にするために扱われる。ベルデ定数が大きくなるほど、インフルエンサ１１０もさらに容易に既定の電界の強さとトランスポート長で偏光回転角度に影響を及ぼすことができる。このインプリメンテーションの好適実施形態では、ベルデ定数に対する注意はトランスポート１０５二次の導波管態様の他の特長／属性／特徴を用いる一次タスクである。いくつかのインプリメンテーションはそれ以外に提供してよいが、好適実施形態では、インフルエンサ１１０は（例えばプリフォーム製造及び／または引き上げプロセス等）導波管製造プロセスを通してトランスポート１０５と統合される、あるいはそれ以外の場合「強力に関連付けられる」。
【００５８】
エレメント１２０とエレメント１２５は、インフルエンサ１１０によって影響を及ぼされる所望される放射線特性を選択する／フィルタリングする／作用するためのプロパティエレメントである。エレメント１２０は、適切な特性の所望される状態を有する入力放射線の波動成分を渡すために「ゲート開閉」要素として使用されるフィルタであってよいか、あるいはそれは適切な特性の所望される状態に入力放射線の１つまたは複数の波動成分を適合させるための「処理」要素であってよい。エレメント１２０からのゲート開閉／処理された波動成分は光学トランスポート１０５に提供され、プロパティインフルエンサ１１０は前述されたようにトランスポートされた波動成分に制御自在に影響を及ぼす。
【００５９】
エレメント１２５は、エレメント１２０に対する協調的な構造であり、影響を受けた波動成分に作用する。エレメント１２５は、波動成分の特性の状態に基づいてＷＡＶＥ＿ＯＵＴを渡し、ＷＡＶＥ  ＯＵＴの振幅を制御する構造である。その制御の性質と詳細は、影響を受けた特性とエレメント１２０からの特性の状態、及びその初期状態がインフルエンサ１１０によってどのように影響を受けたのかの細部に関連する。
【００６０】
例えば、影響を受ける特性が波動成分の偏光特性／偏光回転角度である場合、エレメント１２０とエレメント１２５は偏光フィルタであってよい。エレメント１２０は例えば右回転偏光等の波動成分の偏光の１つの特定のタイプを選択する。インフルエンサ１１０は、放射線がトランスポート１０５を通過するときにその偏光回転角度を制御する。エレメント１２５は、エレメント１２５の伝達角に比較した最終的な偏光回転角度に基づいて影響を受けた波動成分をフィルタリングする。言い換えると、影響を受けた波動成分の偏光回転角度がエレメント１２５の伝達軸と一致するとき、ＷＡＶＥ＿ＯＵＴは高い振幅を有する。該影響を受けた波動成分の偏光回転角がエレメント１２５の伝達軸と「交差する」とき、ＷＡＶＥ＿ＯＵＴは低い振幅を有する。この文脈での交差とは、従来の偏光フィルタの伝達軸と約九十度ずれた回転角を指す。
【００６１】
さらに、デフォルト状態の結果ＷＡＶＥ＿ＯＵＴの最大振幅、ＷＡＶＥ＿ＯＵＴの最小振幅、あるいは間のなんらかの値が生じるように、エレメント１２０とエレメント１２５の相対的な向きを確立することができる。デフォルト状態とはインフルエンサ１１０から影響を受けない出力振幅の大きさを指す。例えば、エレメント１２０の伝達軸に対して九十度の関係にエレメント１２５の伝達軸を設定することにより、デフォルト状態は好適実施形態の最小振幅となるであろう。
【００６２】
エレメント１２０とエレメント１２５は別々の構成要素であってよい、あるいは１つまたは複数の構造がトランスポート１０５の上にまたは中に統合されてよい。他の実施形態では、これらのエレメントはトランスポート１０５の特定の領域内で、またはトランスポート１０５全体で分散されてよいが、いくつかのケースでは、エレメントは好適実施形態においてのようにトランスポート１０５の「入力」と「出力」で局所化されてよい。
【００６３】
動作中、（ＷＡＶＥ＿ＩＮとして示されている）放射線はエレメント１２０に入射し、（例えば、右回転偏光（ＲＣＰ）回転成分等の）適切な特性がＲＣＰ波動成分をトランスポート１０５に渡すためにゲート開閉／処理される。トランスポート１０５は、それがエレメント１２５によって相互作用され、（ＷＡＶＥ＿ＯＵＴとして示される）波動成分が渡されるまで、ＲＣＰ波動成分を伝達する。入射ＷＡＶＥ＿ＩＮは、通常（例えば、右回転偏光（ＲＣＰ）及び左回転偏光（ＬＣＰ）等）偏光特性に対して複数の直交状態を有する。エレメント１２０は（例えば該直交状態の内の１つを渡し、１つの状態だけが渡されるように他を遮る／シフトする等）偏光回転特性の特定の状態を生じさせる。インフルエンサ１１０は、制御信号に応えて該渡された波動成分のその特定の偏光回転に影響を与え、該制御信号により指定されるようにそれを変更してよい。本実施形態のインフルエンサ１１０は約九十度の範囲で偏光回転特性に影響を及ぼすことができる。エレメント１２５は次に、該波動成分が影響を受けるにつれそれと相互作用し、該波動成分偏光回転がエレメント１２５の該伝達軸と一致すると最大値から、及び該波動成分偏光が該伝達軸と「交差する」ときには最小値からＷＡＶＥ＿ＩＮの放射線振幅を変調できるようにする。エレメント１２０を使用することによって、好適実施携帯のＷＡＶＥ＿ＯＵＴの振幅は最大レベルから消されるレベルまで可変である。
【００６４】
図２は、図１に示される好適実施形態の特定のインプリメンテーションの詳細な概略平面図である。本発明はこの特定の例に制限されていないが、該インプリメンテーションは特に該説明を簡略化するために説明される。図１に示されているファラデー構造化波動変調器１００は、図２に示されているファラデー光変調器２００である。
【００６５】
変調器２００はコア２０５と、第１のクラッディング層２１０と、第２のクラッディング層２１５と、コイルまたはコイルフォーム２２０（第１の制御ノード２２５と第２の制御ノード２３０を有するコイル２２０）と、入力エレメント２３５と、出力エレメント２４０とを含む。図３は、エレメント２３５とエレメント２４０の間で取られる図２に示されている好適実施形態の断面図であり、類似する番号が同じまたは対応する構造を示している。
【００６６】
コア２０５は、真空付着方法での変形等の標準的なファイバ製造技法により追加される以下のドーパントの内の１つまたは複数を含んでよい。つまり、（ａ）カラー染料ドーパント（変調器２００を事実上光源システムから輝くカラーフィルターにする）、（ｂ）ＹＩＧ／Ｂｉ−ＹＩＧまたはＴｂまたはＴＧＧあるいは活性化磁場が存在する場合に効率的なファラデー回転を達成するためにコア２０５のベルデ定数を増加するための他のドーパントのような光学的にアクティブなドーパントである。製造中にファイバを加熱する、またはファイバに応力を加えることによりコア２０５の中に穴または凸凹が追加され、さらにベルデ定数を増加する、及び／または非線形効果を実現する。ここでの説明をさらに簡略化するために、説明はおもに非ＰＣＦ導波管に集中する。しかしながら、本説明の文脈ではＰＣＦ変形は、文脈が明確にこのような代替に反さない限り、非ＰＣＦ波長実施形態に代替してよい。ＰＣＦ導波管の場合、カラー染料ドーパントを使用するよりむしろ、波長選択バンドギャップ結合または長手方向構造を使用してカラーフィルタリングが実現される／空隙が充填され、ドーピングされてよい。したがって、カラーフィルタリング／染料ドーピングが非ＰＣＦ導波管に関連して説明されるたびに、波長選択バンドギャップ結合の使用及び／またはＰＣＦ導波管の充填とドーピングも、適切なときに代替してよい。
【００６７】
多くのシリカ光ファイバが、ドーパントがシリカパーセンテージを基準にして高いレベルで製造される（このレベルは五十パーセントドーパントほど高い場合がある）。他の種類のファイバのシリカ構造における現在のドーパントの濃度は数十ミクロンの距離で約九十度の回転を達成する。従来のファイバ製造メーカはドーパント濃度（例えばＪＤＳユニふフェーズ社（ＪＤＳ  Ｕｎｉｐｈａｓｅ）から市販されているファイバ等）を高める上で、及びドーパントプロファイル（例えばコーニング社（Ｃｏｒｎｉｎｇ  ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）から市販されているファイバ等）を制御する上で改善を達成し続けている。コア２０５は、ミクロン規模の距離で低電力の、必要な迅速な回転を与えるほど、光学的にアクティブなドーパントの十分に高く、制御されている濃度を達成し、これらの電力／距離値は、さらに改善が行われるにつれて減少し続ける。
【００６８】
第１のクラッディング層２１０（好適実施形態ではオプション）は、強い磁場にさらされると恒久的に磁化する強磁性単分子磁石でドーピングされる。第１のクラッディング層２１０の磁化はコア２０５またはプリフォームへの追加の前に、あるいは変調器２００（コア、クラッディング、コーティング（複数の場合がある）及び／またはエレメントを完備）が引き出された後に起こる可能性がある。このプロセスの間、プリフォームまたは引き出されたファイバはコア２０５の伝達軸から九十度偏位された強力な永久磁場を通過する。好適実施形態では、この磁化はファイバ引張装置の要素として配置される電磁石によって達成される。（永久磁気特性のある）第１のクラッディング層２１０が光学的にアクティブなコア２０５の磁気領域を飽和するために提供されるが、層２１０からの磁場の方向は伝播の方向に直角であるため、ファイバ２００を通過する放射線の回転の角度を変更しない。組み込まれている仮出願は結晶構造において最適ではない原子核の微粉化によってドーピングされた強磁性クラッディングの向きを最適化するための方法を説明している。
【００６９】
相対的に高温で磁化されてよい単一分子磁石（ＳＭＭ）が発見されるため、これらのＳＭＭの使用はドーパントとして好ましい。これらのＳＭＭを使用すると、優れたドーピング濃度の生成及びドーパントプロファイルの制御が可能になる。市販されている単一分子磁石の例と方法はコロラド州デンバー（Ｄｅｎｖｅｒ，Ｃｏｌｏｒａｄｏ）のゼッタコア社（ＺｅｔｔａＣｏｒｅ，Ｉｎｃ．）から入手できる。
【００７０】
第２のクラッディング層２１５は、フェリ磁性体または強磁性体でドーピングされ、適切なヒステリシス曲線により特徴付けられる。好適実施形態は、必要な場を作成するとき「幅広く」「平ら」でもある「短い」曲線を使用する。
第２のクラッディング層２１５が、それ自体切り替えマトリクス駆動回路（不図示）等のコントローラから信号（例えば制御パルス）によって駆動される、隣接する電界発生要素（例えばコイル２２０）によって生じる磁場によって飽和すると、第２のクラッディング層２１５はすぐに変調器２００に所望される回転の度数に適切な磁化の程度に達する。さらに、第２のクラッディング層２１５は、以後のパルスが磁化レベルを高める（同じ方向の電流）、リフレッシュする（電流なし、あるいは＋／−保守電流）、または削減する（反対方向の電流）までそのレベルで磁化されたままとなる、あるいはそのレベルに十分近いままとなる。ドーピングされた第２のクラッディング層２１５のこの残留磁束が、インフルエンサ１１０（例えばコイル２２０）によって場が絶えず適用されなくても経時的に適切な度数の回転を維持する。
【００７１】
ドーピングされたフェリ磁性体／強磁性体の適切な変型／最適化は適切なプロセスステップでのクラッディングのイオン衝撃によってさらに達成されてよい。「導波管上に強磁性薄膜を配置する方法、及び該方法により配置される強磁性薄膜を備える磁気光学構成要素（ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＮＧ  Ａ  ＦＥＲＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＦＩＬＭ  ＯＮ  Ａ  ＷＡＶＥＧＵＩＤＥ  ＡＮＤ  Ａ  ＭＡＧＮＥＴＯ−ＯＰＴＩＣ  ＣＯＭＰＯＮＥＮＴ  ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ  Ａ  ＴＨＩＮ  ＦＥＲＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＦＩＬＭ  ＤＥＰＯＳＩＴＥＤ  ＢＹ  ＴＨＥ  ＭＥＴＨＯＤ）」と題され、フランスのパリ（Ｐａｒｉｓ）のアルカテル（Ａｌｃａｔｅｌ）に譲渡され、気相方法により導波管上に付着される強磁性薄膜が好ましい結晶構造内で順序付けられていない原子核を粉砕する入射角でイオンビームにより衝撃を与えられる、米国特許番号第６，１０３，０１０号が参照される。結晶構造の改変は技術で公知の方法であり、製造されたファイバ内またはドーピング済みのプリフォーム材の上のどちらかでドーピングされたシリカクラッディング上に利用されてよい。該第‘０１０号特許はすべての目的のために参照することによりこれにより組み込まれている。
【００７２】
第１のクラッディング層２１０と同様に、作成され、相対的に高温で磁化されてよい適切な単一分子磁石（ＳＭＭ）は、第２のクラッディング層２１５が優れたドーピング濃度を可能にできるようにするために好適実施形態内のドーパントとして好ましい。
【００７３】
好適実施形態のコイル２２０は、初期磁場を生じさせるためにファイバ２００上または中で一体化して製造される。コイル２２０からのこの磁場はコア２０５を通って伝達される放射線の偏光の角度を回転し、第２のクラッディング層２１５内のフェリ磁性ドーパント／強磁性ドーパントを磁化する。これらの磁場の組み合わせは（ここに組み込まれている関連特許出願の内の１つに説明されるようなディスプレイをファイバ２００のマトリクスが集合的に形成するときの１ビデオフレームの時間等の）所望される期間、所望される回転角を維持する。本説明の目的のために、「コイルフォーム」は、複数の導電性のセグメントが互いに平行に、且つファイバの軸に直角に配置されるコイルに類似する構造と定義される。材料の性能が高まる―つまり、ドーピングされたコアの有効ベルデ定数がさらに高いベルデ定数のドーパントのおかげで上昇する（あるいは非線形効果を生じさせるものを含む補強された構造上の変型として）―につれて、コイルまたはファイバエレメントを囲む「コイルフォーム」に対するニーズは削減されるかあるいは未然に防がれてよく、より簡略な単一バンドまたはガウスシリンダ構造が実際的となるであろう。（シリンダ構造及びコイル及び他の類似する構造を含む）これらの構造は、ここに説明されているコイルフォームの機能を果たすときにコイルフォームの定義の中に含まれる。用語コイルとコイルフォームは、文脈が許すときには交互に用いられてよい。
【００７４】
ファラデー効果を指定する方程式の変数、つまり磁界強度、磁界が適用される距離及び回転する媒体のベルデ定数を考えるとき、１つの結果は、変調器２００を使用する構造、構成要素及び／または装置が、あまり強力ではない磁場を生じさせる材料から形成されるコイルまたはコイルフォームを補償できるということである。補償は変調器２００をさらに長くすることによって、あるいは有効ベルデ定数をさらに増加する／改善することによって達成されてよい。例えば、いくつかのインプリメンテーションでは、コイル２２０は金属ワイヤより効率的ではない導電性高分子である導電体を使用する。他のインプリメンテーションでは、コイル２２０は、それ以外の場合より効率的な材料とともに使用されるであろうより幅広いがより少ない巻き線を使用する。コイル２２０が従来のプロセスにより製造されるが、あまり効率的ではない動作を有するコイル２２０を作成するとき等さらに他の例では、他のパラメータは適切な全体的な動作を達成するために、必要に応じて補償する。
【００７５】
設計パラメータ−ファイバ長、コアのベルデ定数、及び場発生エレメントのピーク場出力と効率−の間にはトレードオフがある。これらのトレードオフを考慮に入れると、以下を含む一体形成されるコイルフォームの４つの好適実施形態が生じる。つまり（１）コイル／コイルフォームを実現するためのツイストファイバ、（２）巻き線の複数の層を達成するために導電性パターンで印刷される薄膜でエピタキシャルに巻き付けられるファイバ、（３）コイル／コイルフォームを製造するためにファイバ上で浸漬ペンナノリソグラフィーにより印刷される、及び（４）コーティングされた／ドーピングされたガラス繊維をまきつけられるコイル／コイルフォーム、あるいは代わりに金属で（ｍｅｔａｌｌｉｃａｌｌｙ）コーティングされる、またはコーティングされていない導電性高分子、つまり金属性のワイヤである。これらの実施形態の追加の詳細は、前記に参照された関連する、組み込まれている仮特許出願に説明されている。
【００７６】
ノード２２５とノード２３０は、コア２０５、クラッディング層２１５、及びコイル２２０内での必要な磁場の生成を含むための信号を受信する。単純な実施形態でのこの信号は、所望される磁場を作成し、変調器２００を通って伝播するＷＡＶＥ＿ＩＮ放射線の偏光角を回転させるための適切な規模と持続時間のＤＣ（直流）信号である。コントローラ（不図示）は、変調器２００が使用されるときにこの制御信号を提供してよい。
【００７７】
入力エレメント２３５と出力エレメント２４０は、好適実施形態では、別々の構成要素として設けられる、あるいはコア２０５の中に／上に統合される偏光フィルタである。入力エレメント２３５は、偏光器として、多くの異なるやり方で実現されてよい。コア２０５の中への単一の偏光タイプ（特殊円形または線形）の光の通過を可能にする多様な偏光機構が利用されてよい。つまり、好適実施形態ではコア２０５の「入力」端でエピタキシャルに付着される薄膜を使用する。代替好適実施形態は（組み込まれている仮特許出願に説明されるようにコア２０５またはクラッディング層内のシリカに対する修正等の）偏光フィルタリングを達成するために導波管２００上で市販されているナノスケールの微細構造化技法を使用する。１つまたは複数の光源（複数の場合がある）からの光の効率的な入力のためのいくつかのインプリメンテーションでは、好ましい照明システムは「間違った」初期偏光の光の繰り返される反射を可能にするための空洞を含んでよい。それにより、すべての光は究極的に受け入れられる、つまり「正しい」偏光の中に分解する。要すれば、特に照明ソースから変調器２００までの距離に応じて、偏光維持導波管（ファイバ、半導体）が利用されてよい。
【００７８】
好適実施形態の出力エレメント２４０は、デフォルトの「オフ」変調器２００のために入力エレメント２３５の向きから九十度偏位される「偏光フィルタ」エレメントである。（いくつかの実施形態では、デフォルトは入力エレメントと出力エレメントの軸を位置合わせすることにより「オン」にされてよい。同様に、五十パーセント振幅等の他のデフォルトは、入力エレメントと出力エレメントの適切な関係性及びインフルエンサからの適切な制御によって実現されてよい。）エレメント２４０は好ましくはコア２０５の出力端上でエピタキシャルに付着される薄膜である。入力エレメント２３５と出力エレメント２４０は、他の偏光フィルタ／制御システムを使用してここに説明されている構成とは異なるように構成されてよい。影響を受ける放射線特性が放射線偏光角（例えば、位相または周波数）以外の特性を含む場合、他の入力関数と出力関数が、インフルエンサに応えてＷＡＶＥ＿ＯＵＴの振幅を変調するために前述されたように所望される特性を適切にゲート開閉する／処理する／フィルタリングするために使用される。
【００７９】
図４は、ディスプレイ組み立て品４００のための好適実施形態の概略ブロック図である。組み立て品４００は、それぞれが図２に示されるような導波管変調器２００ｉ、ｊによって生成される複数のピクチャエレメント（ピクセル）の集合体を含む。変調器２００ｉ、ｊの各インフルエンサの制御のための制御信号が、コントローラ４０５によって提供される。放射線源４１０は、変調器２００ｉ、ｊによる入力／制御のためにソース放射線を提供し、フロントパネルは変調器２００ｉ、ｊを所望されるパターンに配列するため、及びまたはオプションで一個または複数のピクセルの出力後処理を提供するために使用されてよい。
【００８０】
放射線源４１０は、単一の均衡の取れた白い、または別々のＲＧＢ／ＣＭＹ調整済の１つまたは複数のソース、あるいは他の適切な放射線周波数であってよい。ソース（複数の場合がある）４１０は、変調器２００ｉ、ｊの入力端から遠隔であってよい、これらの入力端に隣接してよい、あるいは変調器２００ｉ、ｊの上に／中に統合されてよい。他のインプリメンテーションは複数のまたはさらに多く（変調器２００ｉ、ｊごとに１つのソースの場合もある）を使用してよいが、いくつかのインプリメンテーションでは、単一のソースが使用される。
【００８１】
前述されたように、変調器２００ｉ、ｊの光学トランスポートのための好適実施形態は、特殊光ファイバの形を取る光チャネルを含む。しかし、材料を通して「深く」形成されるチャネルまたは領域を含む半導体導波管、導波管穴、または他の光学導波管チャネルも本発明の範囲内に包含される。これらの導波管要素はディスプレイの根本的なイメージング構造であり、振幅変調機構及びカラー選択機構を統合して組み込む。ＦＰＤインプリメンテーションのための好適実施形態では、（長さはここに説明されるように異なってもよいが）光チャネルのそれぞれの長さは好ましくは約数十ミクロンである。
【００８２】
光学トランスポートの長さが短く（約２０ｍｍ以下）、有効ベルデ値が上昇する、及び／または磁場強度が強くなるにつれて絶えず短縮できることは好適実施形態の１つの特長である。ディスプレイの実際の奥行きはチャネル長の関数であるが、光学トランスポートは導波管であるため、経路はソースから出力まで線形である必要はない（経路長）。言い換えると、いくつかのインプリメンテーションでは実際の経路はさらに浅い有効奥行きも提供するために曲げられてよい。経路長は、前述されたようにベルデ定数と磁場強度の関数であり、好適実施形態は数ミリメートル以下という非常に短い経路長に対処するが、いくつかのインプリメンテーションではさらに長い長さも使用されてよい。必要な長さは入力放射線上で所望される程度の影響／制御を達成するためにインフルエンサにより決定される。偏光放射線の好適実施形態では、この制御は約九十度の回転を達成できる。いくつかの応用例では、消すレベルがさらに高い（例えばさらに明るい）と、必要な経路長を短縮するさらに少ない回転が使用されてよい。したがって経路長も波動成分に対する所望される影響の程度によって影響を受ける。
【００８３】
コントローラ４０５は、適切な切り替えシステムの構築及び組み立てのための多くの代替策を含む。好ましいインプリメンテーションはポイントツーポイントコントローラを含むだけではなく、それは変調器２００ｉ、ｊを構造的に結合し、保持し、各ピクセルを電子的にアドレス指定する「マトリクス」も包含する。光ファイバのケースでは、ファイバ構成要素の性質に固有なのは、全ファイバテキスタイル構造のための可能性及びファイバ要素の適切なアドレス指定である。可撓メッシュまたは固形マトリクスは、付随する組み立て方法のある代替構造である。
【００８４】
一台または複数台の変調器２００ｉ、ｊの出力端がその適用を改善するために処理されてよいことは好適実施形態の一つの特長である。例えば、該導波管構造の該出力端は、特に光ファイバとして実現されているときに、先細の端部を形成するために熱処理され、引っ張られてよい、あるいはそれ以外の場合、出力端での光の散乱の強化のために研磨され、捻られ、あるいは成形され、それによってディスプレイ表面の視角を改善してよい。変調器出力端のいくつか及び／またはすべては、所望される結果を達成する所望される出力構造を集合的に生じさせるために類似したやり方または異なるやり方で処理されてよい。例えば、一個または複数のピクセルからのＷＡＶＥ＿ＯＵＴの多様な焦点、減衰、色、または他の属性（複数の場合がある）は一つまたは複数の出力端部／対応するパネル位置（複数の場合がある）の処理によって制御されるまたは影響を及ぼされてよい。
【００８５】
フロントパネル４１５は、単に偏光構成要素に向く１枚の光学ガラスまたは他の透明な光学材であってよい、あるいはそれは追加の機能上の特長及び構造上の特長を含んでよい。例えば、パネル４１５は、変調器２００ｉ、ｊの出力端を、近接する変調器２００ｉ、ｊとの所望される相対的な向きに配列するためにガイドまたは他の構造を含んでよい。図５は、図４に示されているフロントパネル４１５の出力ポート５００ｘ、ｙのための１つの配列の図である。（例えば、円形、楕円形または他の規則正しいまたは不規則な幾何学形状等）所望されるディスプレイに応じて他の配列も考えられる。応用例がそれを必要とするときには、アクティブ表示領域は、適切なときにリングまたは「ドーナッツ」ディスプレイが可能となるように隣接するピクセルである必要はない。他のインプリメンテーションでは、出力ポートは一個または複数のピクセルでの他の種類の出力後処理に焦点を当ててよい、分散してよい、フィルタリングしてよい、あるいは実行してよい。
【００８６】
導波管端部が、（その内のいくつかはパネル４１５の一部として含まれてよい）追加の光学素子及びレンズと順に追加の焦点合わせ能力を可能にする（例えば曲面等の）所望される三次元表面に終端する、ディスプレイまたはプロジェクタ表面の光学幾何学形状はそれ自体変化する。いくつかの応用例は、それぞれが本発明により異なる曲率と向きを持ち、適切な出力形状を提供する、凹んだ表面領域、平坦な表面領域及び／または出っ張った表面領域の複数の領域を必要としてよい。いくつかの応用例では、特殊な幾何学形状は固定される必要はないが、所望されるとおりに形状／向き／寸法を変更するために動的に改変可能であってよい。本発明のインプリメンテーションは多様なタイプのハプティックディスプレイシステムも作り出してよい。
【００８７】
投影システムのインプリメンテーションでは、放射源４１０、変調器２００ｉ、ｊに結合されるコントローラ４０５付きの「切り替え組み立て品」、及びフロントパネル４１５は、互いから何らかの距離で、別々のモジュールまたは装置の中に収容されることから恩恵を受けてよい。放射線源４１０に関して、いくつかの実施形態では、通常は大型劇場スクリーンを照明するために必要とされる高振幅光のタイプにより生じる熱のために、照明ソース（複数の場合がある）を切り替え組み立て品から分離することが有利である。複数の照明源が使用されるとしても、例えば単一のキセノンランプ内でそれ以外の場合集中する熱出力を分散すると、熱出力は依然として、切り替えエレメント及び表示エレメントからの分離が所望されてよいほど十分に大きくてよい。このようにして照明源（複数の場合がある）は、ヒートシンク及び冷却エレメント付きの断熱されたケースに収容されるであろう。次に、ファイバは分離されたまたは単一のソースから切り替え組み立て品に光を伝達し、それから画面上に投影されるであろう。画面はフロントパネル４１５のいくつかの特長を含んでよい、あるいはパネル４１５は適切な表面を照明する前に使用されてよい。
【００８８】
切り替え組み立て品の投影／ディスプレイ表面からの分離には独自の優位点がある。照明及び切り替え組み立て品を投影システム基部に設置する（同はＦＰＤについて正しいであろう）と、映写ＴＶキャビネットの奥行きを縮小できる。あるいは、投影表面は薄いランプ状の柱の上部にあるコンパクトなボールの中に収容されてよい、あるいは、反射ファブリックスクリーンを利用する技影システムの前面に天井、ケーブルから吊り下げてよい。
【００８９】
劇場映写の場合、床の上の装置から映写ウィンドウ領域にあるコンパクトな最終的な光学装置までの導波管構造によって、切り替え組み立て品により形成される画像を伝達する可能性が、他の潜在的な優位点及び構成の中で、従来のフィルムプロジェクタと好適実施形態の新型プロジェクタの両方を同じ映写室内に収容するための空間活用戦略を示唆している。
【００９０】
並んで配列されるまたは接着される、それぞれがストリップ上に数千の導波管を備える導波管ストリップのモノリシックな構造は、高精細度のイメージングを達成してよい。しかしながら、「バルク」光ファイバ構成要素の構築も好適実施形態で必要な小さな突出面を達成してよい。（特に、外部電気通信ケーブルの耐久性能要件のない）シングルモードファイバは、ファイバの断面積がきわめて小さく、ディスプレイピクセルまたはサブピクセルとして適切であるほど十分に小さい直径を有する。
【００９１】
加えて、統合された光学製造技法は、大量にモノリシックまたは表面的な単一半導体基板またはチップの製造において本発明の減衰器アレイを達成できると期待されている。
【００９２】
溶融ファイバ投影表面においては、溶融ファイバ表面は次に光学アレイに画像の焦点を合わせる目的の曲率を達成するために研磨されてよい。代わりに、接着剤で接合される、またはそれ以外の場合結び付けられるファイバ端部は整形された先端を有してよく、必要な場合曲面を達成するために整形されたマトリクス内のその終点に配列されてよい。
【００９３】
プロジェクションテレビまたは他の非劇場映写応用例の場合、照明モジュールと切り替えモジュールをプロジェクタ表面から分離するというオプションにより、あまりかさばらないプロジェクションテレビキャビネット構造を達成する新規の方法が可能になる。
【００９４】
図６は、図２に示されている構造化された導波管２０５の一部６００のための本発明の好適実施形態の概略表現である。部分６００は、導波管２０５の放射線伝播チャネル、つまり通常は誘導チャネル（例えばファイバ導波管用のコア）であるが、一つまたは複数の境界領域（例えばファイバ導波管用のクラッディング）を含んでよい。他の導波構造は、導波管のチャネル領域の伝達軸に沿って伝播される放射線の導波性を強化するためのさまざまな特定の機構を有する。導波管はフォトニック結晶ファイバ、構造物質の特殊な薄膜積み重ね及び他の材料を含む。導波性の特殊な機構は導波管ごとに異なってよいが、本発明はさまざまな構造とともに使用するために適応されてよい。
【００９５】
本発明の目的のために、用語誘導領域または誘導チャネル及び境界領域はチャネルの伝達軸に沿った放射線の伝播を強化するための協調構造をさす。これらの構造は、さまざまなバッファまたはコーティングあるいは導波管の製造後処理とは異なる。原則の相違点は、導波管の他の構成要素は伝播しないが、境界領域が通常、誘導領域を通って伝播される波動成分を伝播できるという点である。例えばマルチモード光ファイバ導波管では、高次モードのかなりのエネルギーが境界領域を通して伝播される。一つの相違点は、他の支持構造は該して実質的に不透明である一方、誘導領域／境界領域（複数の場合がある）が伝播する放射線にとって実質的に透明であるという点である。
【００９６】
前述されたように、インフルエンサ１１０は、それが伝達軸に沿って伝達されるにつれて伝播する波動成分の特性に影響を及ぼすために導波管２０５と協調して作動する。したがって、部分６００はインフルエンサ応答属性を有すると言われており、好適実施形態ではこの属性はインフルエンサ１１０に対する伝播波動特性の反応を強化するように特に構造化されている。部分６００は、誘導領域及び／または一つまたは複数の境界領域内に特定のインプリメンテーションのために望ましいとして配置される複数の構成物質（例えば希土ドーパント６０５、穴６１０、構造上の凹凸６１５、超微粒気泡６２０、及び／または他のエレメント６２５）を含む。好適実施形態では、部分６００は、多くの場合、約２５ミリメートル未満という非常に短い長さを有し、前述されたように、ときにはそれよりはるかに短い長さを有する。これらの構成物質によって強化されるインフルエンサ応答属性は、（例えば、減衰及び波長分散を含む約数キロメートル以上の非常に長い長さのために最適化された電気通信ファイバとは対照的に）短い長さの導波管に最適化される。別の応用例に最適化されている部分６００の構成物質は、導波管の電気通信の使用を著しく悪化させるであろう。構成物質の存在は電気通信の用途を傷つけることを目的としていないが、本好適実施形態はインフルエンサ反応属性を電気通信属性（複数の場合がある）よりも強化することに対して集中することにより、このような劣化が生じることがあり、好適実施形態の欠点ではない。
【００９７】
本発明は、インフルエンサ１１０のさまざまな構造によって影響を受ける可能性がある多くのさまざまな波動特性があると考える。好適実施形態は、部分６００のファラデー効果関連の特性を目標とする。前述されたように、ファラデー効果は伝播方向に平行な磁場に反応する偏光回転の変化を誘発する。好適実施形態ではインフルエンサ１１０が伝達軸に平行な磁場を生成すると、部分６００では、回転の量が磁場の強度、部分６００の長さ、及び部分６００のベルデ定数に依存する。構成物質は、例えば部分６００の有効ベルデ定数を高めることによって等、この磁場に対する部分６００の反応性を高める。
【００９８】
本発明による導波管製造及び特徴のパラダイムシフトの１つの意義は、キロメートル長の光学的に純粋な電気通信グレードの導波管を製造するために使用される製造技法の修正により、潜在的に光学的に不純な（しかし光学的にアクティブな）インフルエンサ−反応導波管の製造が可能になるという点である。前述されたように、好適実施形態のいくつかのインプリメンテーションは、ここに開示されているように修正された無数の非常に短い長さの導波管を使用してよい。コスト削減及び他の効率／長所は、これらの集合体を、ここに説明されているように製造されたより長い導波管から作成される（例えば分裂）短い長さの導波管から形成することにより実現される。これらのコスト節約及び他の効率と長所は、システムエレメントとして従来製造された別々の磁気光学結晶を利用する磁気光学システムの欠点の多くを克服する可能性を有する、成熟した製造技法及び装置を使用する優位点を含む。例えば、これらの欠点は高い製造費、多数の磁気光学結晶全体での均一性の欠如、個々の構成要素の集合体のサイズを制限する個々の構成要素の相対的に大きなサイズを含む。
【００９９】
好適実施形態は、ファイバ導波管及びファイバ導波管製造方法論に対する修正を含む。その最も一般的なもので、光ファイバは透明な（重要な波長での）誘電体（通常はガラスまたはプラスチック）のフィラメントであり、通常は、光を誘導する断面が円形である。早期光ファイバの場合、円筒形のコアは同様の幾何学形状のクラッディングにより取り囲まれ、親密に接触していた。これらの光ファイバは、クラッディング層の屈折率よりわずかに大きな屈折率をコアに与えることによって光を誘導した。他のファイバタイプは異なる誘導の仕組みを提供する――本発明の関連で重要なものは前述されたようなフォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）を含む。
【０１００】
シリカ（二酸化ケイ素（ＳｉＯ２））は、最も一般的な通信グレード光ファイバが作られる基本的な材料である。シリカは、結晶性形状または非晶形で発生してよく、自然に石英と砂等の不純な形式で発生する。ベルデ定数は、特定の材料のファラデー効果の強度を説明する光学定数である。シリカを含む大部分の物質のベルデ定数はきわめて小さく、波長に依存している。それは、テルビウム（Ｔｂ）等の常磁性イオンを含有する物質で非常に強力である。高ベルデ定数が、テルビウムでドーピングされた密度が高いフリントガラスで、またはテルビウムガリウムガーネット（ＴＧＧ）の結晶の中で見つけられる。この物質は概して優れた透明性特性を有し、レーザ損失に非常に耐性がある。ファラデー定数は、有色ではない（つまりそれは波長に依存していない）が、ベルデ定数はきわめて強力に波長の関数である。６３２．８ｎｍでは、ＴＧＧのベルデ定数は１３４ｒａｄＴ−１であると報告されるのに対して、１０６４ｎｍでは、それは−４０ｒａｄＴ−１まで低下した。この動作は、１つの波長で特定の回転の度数で製造される装置はより長い波長で、はるかに少ない回転を生じさせることを意味する。
【０１０１】
構成物質は、いくつかの手段では、ＹＩＧ／Ｂｉ−ＹＩＧまたはＴｂまたはＴＧＧ、あるいは活性化磁場が存在する場合に効率的なファラデー回転を達成するために導波管のベルデ定数を高める他の最善に機能するドーパント等の光学的に活性化したドーパントを含む。後述されるようにファイバ製造プロセスの間に加熱するまたは応力を与えると、部分６００に追加の構成物質（穴または凹凸）を加えることによってベルデ定数をさらに高めてよい。従来の導波管で使用されるような希土類は、伝達属性エレメントの受動的な強化として利用され、光学的にアクティブな応用例では利用されない。
【０１０２】
シリカ光ファイバはシリカパーセンテージ自体と比較して、少なくとも５０％のドーパントなど高レベルのドーパントで製造されるので、及び必要なドーパント濃度は数十ミクロン以下で９０°の回転を達成するために他の種類のシリカ構造で立証され、既定の改善策は増加するドーパント濃度（例えば、ＪＤＳユニフェーズ社（ＪＤＳ  Ｕｎｉｐｈａｓｅ）から市販されているファイバ）で立証され、改善策は（例えばコーニング社（Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）から市販されているファイバ等）制御するドーパントプロファイルで立証されたので、ミクロン規模の距離で低電力で回転を誘発するために光学的にアクティブなドーパントの十分に高く、制御された濃度を達成することができる。
【０１０３】
図７は、本発明の導波管プリフォームの好適実施形態を遂行するための代表的な導波管製造システム７００の概略ブロック図である。システム７００は、プリフォームと呼ばれているガラスロッドを製造するために改良型化学蒸着（ＭＣＶＤ）プロセスを表す。従来のプロセスからのプリフォームは超高純度ガラスのソリッドロッドであり、所望されるファイバの光学特性を正確に再現するが、線寸法は２桁以上拡大される。しかしながら、システム７００は最適純度を強調しないが、インフルエンサ反応の短い距離の最適化を最適化するプリフォームを製造する。プリフォームは通常、以下の化学蒸着（ＣＶＤ）方法の内の１つを使用して作られる。つまり、１．改善型化学蒸着（ＭＣＶＤ）、２．プラズマ改良型化学蒸着（ＰＭＣＶＤ）、３．プラズマ化学蒸着（ＰＣＶＤ）、４．外部蒸着（ＯＶＤ）、５．気相軸付け（ＡＶＤ）である。すべてのこれらの方法は、回転するロッドの外部またはガラス管内部で、すすと呼ばれているガラス粒子の層として付着される酸化物を形成する熱化学蒸着反応に基づいている。同じ化学反応がこれらの方法で発生する。
【０１０４】
Ｓｉとドーパントにソースを提供する（例えば、出発物質がＳｉＣｌ４、ＧｅＣｌ４、ＰＯＣｌ３及びガス状のＢＣｌ３の溶液である）多様な液体は、酸素ガス、加熱されたバブラー７０５内の各液体、及びソース７１０からのガスが存在する場合に加熱される。これらの液体は大量流量計７１５によって制御される酸素ストリームのなかで蒸発し、ガスにより、シリカ旋盤７２０内でのガラスを製造するハロゲン化合物の燃焼からシリカと他の酸化物を形成する。  酸化反応と呼ばれている化学反応は以下に一覧されるように気相で発生する。つまり、ＧｅＣｌ４＋Ｏ２→ＧｅＯ２＋２Ｃｌ２ＳｉＣｌ４＋Ｏ２→ＳｉＯ２＋２Ｃｌ２４ＰＯＣｌ３＋３Ｏ２→２Ｐ２Ｏ５＋６Ｃｌ２４ＢＣｌ３＋３Ｏ２→２Ｂ２Ｏ３＋６Ｃｌ２である。
【０１０５】
酸化ゲルマニウム及び五酸化リンは、ガラスの屈折率を高め、酸化ホウ素はそれを減少させる。これらの酸化物がドーパントとして公知である。プリフォームのインフルエンサ反応属性を強化するために適切な構成物質を含む他のバブラー７０５は、示されているものに加えて使用されてよい。
【０１０６】
プロセスの間に混合物の組成を変更すると、屈折率プロファイル及びプリフォームの構成要素プロファイルに影響を及ぼす。酸素の流量は混合弁７１５によって制御され、反応体の気体７２５は、酸化が発生する加熱管７３５を含むシリカパイプ７３０の中に吹き込まれる。塩素ガス７４０は管７３５から吹き出されるが、酸化化合物はすす７４５の形で管の中に付着される。鉄及び銅の不純物の濃度は、加工されていない液体中の約１０ｐｐｂから、すす７４５の中の１ｐｐｂ未満に削減される。
【０１０７】
管７３５は、横断式Ｈ２Ｏ２バーナ７５０を使用して加熱され、ガラス７５５の中にすす７４５をガラス状にするために絶えず回転される。多様な蒸気７２５の相対的な流れを調整することにより、コア対クラッディング、あるいはＧＩファイバ用の可変コア指数プロファイル等の異なる屈折率の複数の層が得られる。層化が完了された後、管７３５は加熱され、プリフォームロッドと呼ばれる丸い固形の断面のあるロッドの中に崩れる。このステップでは、ロッドの中心が材料で完全に充填しており、中空ではないことが必須である。プリフォームロッドは、次に、図８と協調して説明されるように、引き抜きの炉の中に入れられる。
【０１０８】
ＭＣＶＤのおもな優位点とは、反応及び付着が閉じられた空間の中で発生するため、望ましくない不純物が入ることはさらに難しくなる。ファイバのインデックスプロファイルは制御するのが容易であり、ＳＭファイバに必要な精度は相対的に容易に達成できる。装置は構築し、制御するのが簡単である。該方法の潜在的に重大な制限は、管の寸法が本質的にロッドサイズを制限するという点である。したがって、この技法は、通常、長さ３５ｋｍ、あるいは最大限でも２０ｋｍから４０ｋｍのファイバを形成する。さらに、シリカ管内の不純物、おもにＨ２とＯＨ―は、ファイバの中に拡散する傾向がある。また、プリフォームロッドの中空の中心を排除するために付着物を溶かすプロセスは、ときどきコアの屈折率の下降を引き起こし、通常ファイバを電気通信用途に不適切にするが、本発明の文脈では概して重要ではない。コストと費用という点で、方法の主要な不利な点とは、それが、酸化反応を開始し、すすをガラス状にするために、つまり蒸気を直接的にではなく、管７３５が加熱される間接的な加熱を利用しているため、付着率が相対的にゆっくりしているという点である。付着率は通常１分当たり０．５から２ｇである。
【０１０９】
前述されたプロセスの変形は、希土類でドーピングされたファイバを処理する。希土類でドーピングされたファイバを製造するために、プロセスは希土類でドーピングされたプリフォーム―典型的には、溶液ドーピングプロセスを使用して製造される―で開始する。最初に、おもに溶融シリカからなる光学クラッディングが基板管の内部に付着される。次に、やはりゲルマニウムを含んでよいコア材料が下げられた温度で付着され、「ガラス原料」として公知の拡散した透水層を形成する。該ガラス原料の付着後、この部分的に完成したプリフォームは一端で密封され、旋盤から外され、（例えば、ネオジミウム、エルビウム、イッテルビウム等の）所望される希土類ドーパントの適切な塩の溶液が導入される。固定された期間、この溶液はガラス原料に透水するために放置される。過剰な溶液を廃棄した後、プリフォームは旋盤に返され、乾燥され、強固にされる。強固中、ガラス原料内の割れ目が崩れ、希土類をカプセル化する。最後に、プリフォームは高温で制御された崩壊にさらされ、ガラスの固形ロッドを形成する−希土類はコアの中に組み込まれる。一般的には、ファイバケーブルの中に希土類を包含することは光学的にアクティブではない。つまりドーピングされた媒体を通して伝播する光の特徴に影響を及ぼすために電気的、または磁気的、または他の摂動または場に反応する。従来のシステムは、（電気通信属性を含む）導波管の「受動的な」伝送特徴を改善するという目標によって動かされる希土類ドーパントのパーセンテージを上昇するための継続中の探求の結果である。しかし、導波管コア／境界のドーパントのパーセンテージの増加は好適実施形態のための複合媒体／構造の光学活動に影響を及ぼすために有利である。前述されたように、好適実施形態では、ドーパント対シリカのパーセンテージは少なくとも五十パーセントである。
【０１１０】
図８は、図７に示されているシステム７００から製造させるもののように、プリフォーム８０５から本発明の好適実施形態を作るための代表的なファイバ引き上げシステム８００の概略図である。システム８００はプリフォーム８０５を、通常は引抜により成形されている髪の毛のように細いフィラメントに変換する。プリフォーム８０５はタワー８１５の上部近くに取り付けられる送り機構８１０の中に取り付けられる。機構８１０は、高純度グラファイト炉８２０の中に先端が入るまでプリフォーム８０５を低くする。純粋な気体が炉の中に注入され、清潔且つ導電性の大気を提供する。炉８２０内では、１９００℃に近づく厳しく統制された温度がプリフォーム８０５の先端を軟化させる。プリフォーム先端の軟化点にいったん到達すると、重力が優勢になり、溶融塊が、それが薄いストランドに引き伸ばされるまで「自然落下」する。
【０１１１】
オペレータが牽引車８４０によってスプール上に巻き付けられるトランスポート８３５を製造するために、このファイバのストランドをレーザマイクロメータ８２５及び（例えば、コーティング及びバッファ用の）一連の処理ステーション８３０ｘに通し、引抜きプロセスが開始する。ファイバは引抜きタワー８１５の下部に位置する牽引車８４０により引っ張られてから、巻き付けドラムに巻き付けられる。引抜き中、プリフォーム８０５は理想的な引抜き張力を達成するために最適温度で加熱される。毎秒１０メートルから２０メートルの引抜き速度は業界では珍しくない。
【０１１２】
引抜きプロセス中、引き抜かれるファイバの直径は１ミクロンにすぎない公差の範囲内で１２５ミクロンに制御される。レーザベースの直径ゲージ８２５はファイバの直径を監視する。ゲージ８２５は毎秒７５０回を超える速度でファイバの直径をサンプリングする。直径の実際の値は１２５ミクロンターゲットに比較される。ターゲットからのわずかな偏差は、引抜き速度の変化に変換され、補正のために牽引車８４０に送られる。
【０１１３】
処理ステーション８３０ｘは、通常、ファイバに−柔らかい内側コーティングと硬い外側コーティングという−２つの層保護コーティングを塗布するための金型を含む。この２つの部分の保護被覆物は、厳しい環境からファイバの傷つけられていない表面も保護しつつ、処理のための機械的な保護を提供する。これらのコーティングは、同じまたは他の処理ステーション８３０ｘの一部として紫外線ランプによって硬化される。他のステーション８３０ｘは、トランスポート８３５のインフルエンサ反応属性を、それがステーション（複数の場合がある）を通過するにつれて、強化するための装置／システムを提供してよい。例えば、多様な機械的なストレッサ、イオン衝撃、またはインフルエンサ反応属性を導入するための他の機構は、引抜き段階で構成物質を強化する。
【０１１４】
リールに巻かれた後、引き抜かれたファイバは適切な光学及び幾何学的なパラメータについて試験される。伝送ファイバの場合、通常、引っ張り強さは、ファイバのための最小引っ張り強さが達成されたことを確実にするために最初に試験される。該最初の試験の後に、多くの異なる試験が実行され、伝送ファイバの場合には、減衰（距離で信号強度の減少）、帯域幅（情報伝播容量、マルチモードファイバの重要な測定値）、開口数（ファイバの受光角度の測定値）、遮断波長（シングルモードファイバでは、シングルモードだけが伝播する波長）、モードフィールド直径（シングルモードファイバでは、ファイバ内の光パルスの変形方向の幅、相互接続のために重要）、及び色分散（さまざまな速度コアを通って移動するさまざまな波長の光線のための光のパルスの広がり、シングルモードファイバでは、これは情報伝播量のための制限する要因である）を含む伝送属性についての試験を含む。
【０１１５】
ここに説明されていたように、本発明の好適実施形態はトランスポートとして光ファイバを使用し、「線形の」ファラデー効果を使用することによりおもに振幅制御を実現する。ファラデー効果は、伝播放射線の偏光回転角度変化が、場が適用される長さ、及び放射線が通って伝播される材料のベルデ定数に基づき伝播の方向で適用される磁場の規模に直接的に関連付けられる線形効果であるが、トランスポートで使用される材料は所望される磁場強度を確立する際には、例えばインフルエンサから等の誘発磁場に対する線形応答を有していないことがある。この意味では、伝播される放射線の実際の出力振幅はコントローラ及び／またはインフルエンサ磁場からの適用された信号、及び／または偏光、及び／または変調器のまたはＷＡＶＥ＿ＩＮの他の属性または特徴に応えて非線形であってよい。本説明のために、一つまたは複数のシステム変数という点での変調器（またはその要素）の特徴付けは、変調器（またはその要素）の減衰プロファイルと呼ばれている。
【０１１６】
ファイバ製造プロセスは、特に、ドーパントプロファイルの操作、プロダクションランの間の周期的なドーピング、及び関連処理活動を改善するだけではなく、ドーピング濃度も改善することに関して進展し続ける。米国特許第６，５３２，７７４号、高レベルの希土類濃度をガラス繊維プリフォームの中に提供する方法（Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  ａ  Ｈｉｇｈ  Ｌｅｖｅｌ  ｏｆ  Ｒａｒｅ  Ｅａｒｔｈ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｇｌａｓｓ  Ｆｉｂｅｒ  Ｐｒｅｆｏｒｍｓ）は、複数のドーパントの共同ドーピング（ｃｏ−ｄｏｐｉｎｇ）のための改善されたプロセスを示す。ドーパントの濃度を無事に高めることは、非線形効果も容易にするためにドーピングされたコアの性能だけではなく、ドーピングされたコアの線形ベルデ定数も直接的に改善する。
【０１１７】
既定の減衰プロファイルは、例えば変調器またはその要素の組成、向き及び／または順序付けを制御することによって特定の実施形態に合わせられてよい。例えば、トランスポートを構成する材料を変更すると、トランスポートの「ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｂｉｌｉｔｙ」を変更してよい、あるいはインフルエンサが特定の伝播ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔに「影響を及ぼす」程度を改変してよい。これは組成減衰プロファイルの１つの例にすぎない。好適実施形態の変調器は、異なる導波チャネルが異なる減衰プロファイルを有する減衰平滑化を可能にする。例えば、偏光掌性に依存する減衰プロファイルを有するいくつかのインプリメンテーションでは、変調器は、右掌性の偏光されたｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓのための第２のトランスポートの相補的な導波チャネルに使用される減衰プロファイルとは異なる減衰プロファイルを左掌性の偏光されたｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ用のトランスポートに与えてよい。
【０１１８】
トランスポートのための異なる材料組成の提供を説明する前記説明に加えて、減衰プロファイルを調整するための追加の機構がある。いくつかの実施形態では、ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ生成／修正は、伝播放射線がＷＡＶＥ＿ＩＮからＷＡＶＥ＿ＯＵＴに横切る変調器のエレメントの順序に応えて厳密に「交換可能」ではない場合がある。これらの例では、非可換エレメントの別の順序付けを提供することにより減衰プロファイルを改変することが可能である。これは構成減衰プロファイルの一例にすぎない。他の実施形態では、それぞれの導波チャネルに異なる「回転バイアス」を確立すると、異なる減衰プロファイルが作成される。前述されたように、いくつかのトランスポートは入力偏光器と出力偏光器／アナライザの間で所定の向きで構成される。例えば、この角度は（典型的には、「通常オン」チャネルを定義する）ゼロ度であってよい、あるいはそれは（典型的には、「通常オフ」チャネルを定義する）九十度であってよい。既定のチャネルは多様な角変位領域（すなわち、ゼロから三十度、三十度から六十度、及び六十度から九十度）で異なる反応を有してよい。異なるチャネルは異なる変位領域の中に（例えば、デフォルトの「ＤＣ」インフルエンサ信号で）偏向されてよく、インフルエンサはこの偏向された回転の周りの伝播ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔに影響を及ぼす。これは、操作減衰プロファイルの一例にすぎない。複数の導波チャネルを有すること、及びチャネルのために減衰プロファイルを調整する／適合させる／補完することをサポートする複数の理由が存在する。これらの理由は、ＷＡＶＥ＿ＯＵＴにおける省力化、効率、及び一様性を含む。
【０１１９】
対向する偏光（セレクタ）エレメントによって一括されると、可変ファラデー回転子またはファラデー「減衰器」が光経路の方向で変化する場を適用し、このような装置が偏光のベクトルを（例えば０度から９０度に）回転できるようにし、第１の偏光器を通過した入射光の増加する部分が第２の偏光器を通過できるようにする。場が適用されないときには、第１の偏光器を通過する光は第２の偏光器によって完全に遮られる。適切な「最大」場が適用されると、光の１００％が適切な偏光角まで回転され、光の１００％が第２の偏光エレメントを通過する。
【０１２０】
前記に開示された本発明のこれらの好適実施形態は、システム、その構成要素、製造と組み立ての方法、及びきわめて薄くてコンパクト、きわめて低製造コストの構造で硬いまたは可撓のどちらかであり、優秀な視角、解像度、輝度、コントラスト及び一般的に優れた性能特性を所有する有利な運転モードのおかげである。
【０１２１】
説明された構造及び方法が、光ファイバエレメントで統合されたファラデー減衰と色選択を組み込んだ光ファイバベースの磁気光学ディスプレイの構成部品をテキスタイル様式で組み立てるために、必要に応じて三次元織物（ｗｏｖｅｎ）切り替えマトリクスのテキスタイル製造ですべての変形を含む、本発明の本実施形態の範囲をいっぱいにしないことが、精密テキスタイル当業者に明らかでなければならない。
【０１２２】
ここで及び組み込まれている特許出願の中に開示されている構造、構成要素及び技法は、ディスプレイ等のためのシステム及びプロセスの提供において本発明の好適実施形態の関連でおもに説明されてきた。しかしながら、構造、構成要素、及び技法は他の適用性も有し、そのうちのいくつかは組み込まれていた特許出願の中で識別された。本発明により開示された統合された光ファイバ光電子構成要素装置の本発明の意義に関してなされた前記の所見をさらに詳しく述べるために、このような統合された構成部品の三次元テキスタイルアセンブリが統合された光電子コンピューティングまたは電子フォトニックコンピューティングのための代替パラダイムを提案することが重要である。それには、波分割多重送信（ＷＤＭ）システム用のスイッチングマトリクスとして、及びさらに広義には、フォトニック電子構成部品と半導体電子構成部品を最適に結合する、ＬＳＩ及びＶＬＳＩスケーリングの代替ＩＣパラダイムとして直接的な応用例がある。
【０１２３】
このようにして、好ましい実施形態の装置の及び同の製造方法の開示は、本質的に広く応用がきく。事実上、この好適実施形態は、強力な言外の意味をもって別の方法で再び述べられてよい。組み込まれている仮特許の該織られた導波構造を検討する別の方法は、「ディスプレイ表示出力表面アレイを形成するように構成された三次元光ファイバテキスタイル構造化集積回路素子」としてである。本発明を厳密なフィールドの外で適用することの例は、フィールドプログラマブルゲートアレイとして構成されるテキスト−光ファイバマトリックスであろう。要素を統合するための三次元テキスタイル幾何学形状の組み合わされた優位点、つまりそれぞれがその長所に従って実現されるフォトニクスとエレクトロニクスの最適化された組み合わせ、多層クラッディング及びコーティングが綿密に「モノリシック」構造を実現し、フォトニックコアに巻き付けられ、フォトニックコアの回りに連続面を形成する半導体素子及びフォトニック素子両方のための高い引っ張り強さのｓｅｌｆ−ｓｕｂｓｔｒａｔｅとしてのファイバのＩＣ可能性、電気光学テキスタイルブロックを形成するためのテキスタイル製織の製造費優位点とファイバの大きなバッチ製造のコスト優位点とともにそれらすべての効率が平面的な半導体ウェハパラダイムに重要な代替策を提供する。
【０１２４】
本発明の好ましい可撓導波管チャネル（例えば光ファイバ）実施形態により紹介されるこの新しいパラダイムは、三次元マイクロテキスタイルマトリクスでの光ファイバと他の導電性のＩＣ構造化ファイバとフィラメントの結合を可能にする。ここで他のどこかで開示されているようなさらに大きな直径のファイバは、一体的に製造されたクラッディング間、及びクラッディング内の完全マイクロプロセッサデバイスを有してよい。より小さなファイバはより小型のＩＣデバイスを有してよい。そして、フォトニック結晶ファイバ及び他の光ファイバ構造、特にシングルモードファイバはナノスケールの直径に近づくので、個々のファイバはその円筒長さに沿って数個のＩＣ機能／エレメントを統合してよいにすぎない。複雑なマイクロテキスタイルマトリクスはこのようにして、導電性である、または構造的であるナノファイバを含む直径が変化する光ファイバで製織され、他のフィラメントと結合され、周期的なＩＣエレメント相互クラッディングまたは内部クラッディングで製造されてもよい。ファイバはさらに大きなフォトニックサーキュレータ構造のエレメントであってよく、マイクロ光ネットワークの中に融合される、または継ぎ直されてよい。
【０１２５】
このようなマイクロテキスタイルマトリクスのファイバは、コイルフォーム／電界発生エレメント、電極、トランジスタ、コンデンサ等を含む、透明なＩＣ構造を含む等しい屈折率のコアとクラッディングで製造されてもよく、その結果、製織されたテキスタイル構造は、ファイバ間／フィラメント間ゾルが、凝固時に個々のクラッディングの代替になるようにＵＶ硬化時に必要な差動屈折率を所有するゾルを注入されてよい。
【０１２６】
この手順は、マイクロテキスタイル構造をナノ粒子の静電自己集合の浴で連続飽和することによってさらに開発されてよい。いくつかの実施形態では製織前、あるいはファイバまたはフィラメントが半平行組み合わせにあるときのパターン化の方がより柔軟であるが、フィラメントストランドを分離するためのルーミング動作は、製織されている間のファイバとフィラメントの所望されるパターン化を容易にする。これらの方法及び材料加工の技術に公知の他の方法を通した、ファイバ間ゾルの構造を制御し、その結果光タッピング及びファイバ結合間のフォトニックバンドギャップ切り替え（１９９９年１月２５日に出願され、すべての目的のために参照することによりその全体で本書に明示的に組み込まれている「フォトニックバンドギャップ材料を活用するトランジスタ及び同を備える集積回路デバイス（Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｂａｎｄ−Ｇａｐ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  Ｓａｍｅ）」と題される米国特許第６，２７８，１０５号を参照すること）が大幅に助長される可能性はかなりの意味合いをもって幅広い。統合されたファラデー減衰器光ファイバがこのようなＩＣ構造においてメモリエレメントとしても機能することは、ＬＳＩ規模の構造及びＶＬＳＩ規模の構造におけるキャッシュインプリメンテーションにとって重要である。フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）は、さらにこのＩＣ構造パラダイムのためのインプリメンテーションの想像力に富んだ領域を示す。
【０１２７】
光ファイバ及び他のマイクロフィラメントとで製織されたマイクロテキスタイル構造の複雑度は、光ファイバの導波性を破壊することなく曲げの最大角度が改善するにつれて大きくなる。深海の有機体により成長される薄い毛細管光ファイバの特性に関する最近報告された研究は、撚り、二重戻しの点まで曲げることができるであろう光学誘導構造を明らかにした。組み込まれている仮特許出願に開示されるマイクロテキスタイルＩＣシステムタイプの三次元製織は、それにより−技術に公知の複雑な織物タービン構造によって立証されるように複合曲線三次元製織のような−非直線的な製織を含み、一般的には、その中に開示されているマイクロテキスタイルデバイスクラスと製造の方法は公知の及び開発される完全な範囲の精密三次元製織幾何学形状を包含する。
【０１２８】
小さな直径のファイバとフィラメントを用いるマイクロテキスタイルパラダイムのさらなる開発は、例えばそのナノマニピュレータ技術がここに説明されているような可撓導波管チャネルを製織するための「ナノルーム（ｎａｎｏｌｏｏｍ）」システムを提供するために本発明を使用して適応されてよい、テキサス州リチャードソン、ノースプラノロード１３２１（１３２１  Ｎｏｒｔｈ  Ｐｌａｎｏ  Ｒｏａｄ、Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ、Ｔｅｘａｓ）のジベックス社（Ｚｙｖｅｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されているナノアセンブリ方法を使用することにより進展すると予想されている。ジベックス社（Ｚｙｖｅｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）に加えて、そのナノスケールオプティカルトウィーザーもここに説明されているようなマイクロ製織製造プロセスによく適しているイリノイ州、シカゴ、スイートＣＬ２０、ノースミシガンアベニュー３１６（３１６、Ｎｏｒｔｈ  Ｍｉｃｈｉｇａｎ  Ａｖｅｎｕｅ、Ｓｕｉｔｅ  ＣＬ２０、Ｃｈｉｃａｇｏ、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）のアリックス社（Ａｒｒｙｘ，Ｉｎｃ．）は、オプションで効率的な機械／光学ルーミングパラダイムで、その動作がニューハンプシャー州、ロチェスター、エアポートドライブ１１２（１１２  Ａｉｒｐｏｒｔ  Ｄｒｉｖｅ、Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ、Ｎｅｗ  Ｈａｍｐｓｈｉｒｅ）アルバニーインターナショナルテクニウィーブ社（Ａｌｂａｎｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｃｈｎｉｗｅａｖｅ，Ｉｎｃ．）によって例証されている方法及び装置のいくつかのミクロスケールまたはナノスケールインプリメンテーションでパターン化されているジベックス（Ｚｙｖｅｘ）のナノマニピュレータと組み合わされている。
【０１２９】
光学的に透明な媒体で移動する光と導電性媒体の中の電子の間の公知の１０００：１速度差は、構造化電子エレメント及びフォトニックエレメントにおける自由度を暗示しており、このマイクロテキスタイルＩＣアーキテクチャによって可能になる、半導体のつくり（ｆｅａｔｕｒｅ）のサイズの縮小だけに対する集中に対するいくつかの制約を緩和する−最終的には、電子及びフォトニック切り替え及び回路経路エレメントの最適な混合を可能にする。このようにして、他のファイバはきわめて小さな直径であってよく、数個の電子構成要素だけを組み込むが、いくつかのファイバはより多数の半導体素子相互及び内部クラッディングをサポートするためにより大きな直径で製造されてよく、いくつかのファイバは「全光学」構成要素だけである。フォトニックである多くの「経路要素」を最大化し、したがってフォトニック経路により接続される最適スケールのファイバで製造されるより小さいマイクロプロセッサ構造を可能にすることは最適化の可能性の論理的な結果である。
【０１３０】
暗示されているマイクロテキスタイルＩＣ「キューブ」（または他の三次元マイクロテキスタイル構造）は、このようにしてさらに大きい、及びさらに小さい光ファイバと他のフィラメント、導電性マイクロ毛細管の任意の数の組み合わせを含んでよく、該構造に冷却を提供するために循環する流体を充填され、純粋に構造的（半導体エレメントでマイクロ構造化されたファイバにより構造的）且つ導電性である（あるいはマイクロ構造化内部クラッディング、電子及びフォトニックで導電性被覆されている）。
【０１３１】
図９は、本発明の好適実施形態による横断方向統合モジュラースイッチ／ジャンクションシステム９００の一般概略図である。システム９００は、さらに詳しく後述されるように導波管内の１組の側面方向ポート（チャネル９０５内のポート９１５とチャネル９１０内のポート９２０）を使用して、ある導波チャネル９０５内の放射線の伝播を別の側面方向の導波チャネル９１０へリダイレクトするための機構を提供する。第１のチャネル９０５は、インフルエンサセグメント９２５（例えば、統合コイルフォーム）と、前記に、及び組み込まれている特許出願に説明されるようなオプションの第１のオプションの（ｏｐｔｉｏｎａｌ  ｆｉｒｓｔ  ｏｐｔｉｏｎａｌ）境界領域９３０と第２のオプションの境界領域９３５を有して構成される。さらに、第１のチャネル９０５は偏光器９４０と対応するアナライザ９４５を含む（及びオプションの二次インフルエンサ（明確にするために不図示）を含む可能性がある）。第１のチャネルは第２の境界領域９３０に設けられるポート９１５に近接する該第１の境界領域９３０の一部に側面方向偏光アナライザポート９５０を含む。ジャンクションを通るｌｏｓｓｉｎｅｓｓを改善するためにジャンクションにあるチャネル９０５とチャネル９１０を取り囲むオプションの材料９５５が設けられている。材料９５５は、ポート９１５とポート９２０の所望される位置合わせを確実にするために役立つだけではなく、信号損失を減少させるためにも、硬化したゾル、ナノ自己集合した（ｎａｎｏ−ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｅｄ）特殊材料または所望される屈折率を有する同等物であってよい。インフルエンサ９２５は、第１のチャネル９０５を通って伝播する放射線の偏光、及びアナライザポート９０５の伝達軸に比較して相対的な偏光角に基づいてポート９１５を通過する放射線の量を制御する。システム９００の追加の構造及び動作が後述される。
【０１３２】
ポート９１５とポート９２０は、後述される溶融ファイバ起動器方法または同等物を通して実現される境界領域（複数の場合がある）の中の誘導構造であり、ＧＲＩＮレンズ構造を含むことがある。これらのポートは境界領域内の正確な場所に配置されてよい、あるいは該ポートは該チャネルの長さ（または長さの一部）に沿って周期的に配置されてよい。いくつかの実施形態では、該境界領域の内の１つの全体的な部分が、所望される属性（偏光またはポート）構造と、該ジャンクション場所にある他の境界領域内の１つまたは複数の対応する構造を有することがある。
【０１３３】
偏光器９４０とアナライザ９４５は、さらに下方にチャネル９０５を伝播する放射線の振幅を制御するオプションの構造である。このセグメントのためのオプションのインフルエンサエレメントを含む偏光器９４０とアナライザは、インフルエンサ９２５と協力してチャネル９０５と９１０の間の放射線を制御する。
【０１３４】
このようなマイクロテキスタイルアーキテクチャにおいてファイバ間で切り替わることは、本書の他の箇所に開示されている統合マイクロファラデー減衰器光ファイバエレメントの「横断方向の」（対「インラインの」）変形によって以下のように容易にされてよい。テキスタイルマトリックス内で直角に配置されているファイバ間のジャンクションポイント／接点ポイントがファイバ間の新しいタイプの「ライトタップ」の中心である。本発明の好適実施形態による光ファイバマイクロファラデー減衰器の第１のクラッディングでは、（ファイバの複数のファラデー減衰器セクションに外部のファイバの軸上の）クラッディングが、偏光−フィルタリング（本書で前記に開示されたファイバ一体偏光フィルタリング及びニュージャージー、サマセット、コットンテールレーン１６００（１６００  Ｃｏｔｔｏｎｔａｉｌ  Ｌａｎｅ、Ｓｏｍｅｒｓｅｔ、Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）、ナノオプト社（ＮａｎｏＯｐｔｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によるサブ波長ナノグリッドを参照すること）または（組み込まれている特許出願で参照され、開示されている）偏光非対称となるために周期的な屈折率変化がある微細構造化されている。これらのセクションでは、屈折率はコアの屈折率と等しくなるために（電気的、加熱、光反応性によるイオン注入によって、または技術で公知の他の手段によって）改変された。（代わりに、第１のクラッディング全体が非常に微細構造化され、等しい屈折率である）。差別的な屈折率によって達成される誘導、及び偏光境界に加えて、構造上−幾何学形状（例えば、光子結合及びサブ波長穴−空洞／グリッドシステムの使用）も本発明の範囲内に含まれる。本書の説明を簡略化するために、誘導及び境界は差別的な屈折率を使用して説明される――ただし、それらの例では、（文脈が明らかにそれ以外を示さない限り）構造上−幾何学形状も使用されてよい。
【０１３５】
本書に開示されている統合ファラデー−減衰器のこの変形は、導波管自体が半導体光学導波管を結合するために折り畳まれているカリフォルニア、フレモント、ページアベニュー１２２０（１２２０  Ｐａｇｅ  Ａｖｅｎｕｅ，Ｆｒｅｍｏｎｔ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）のジェムファイアー社（Ｇｅｍｆｉｒｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）のものを含む、他のすべての従来の技術による「ライトタップ」と根本的に区別される。ジェムファイアー（Ｇｅｍｆｉｒｅ）のインプリメンテーションにおける導波構造の折り畳みは、光子または電子光子スイッチングパラダイムまたはネットワークの効力のある構成要素の破壊を意味し、チャネル間の光信号の効率的な伝送を保証する。他の従来のタイプの「ライトタップ」が必要とするように、コア領域間で誘導されない信号を制御するための追加の、複雑な補償を必要としない「ライトアップ」は、定義によりさらに簡略且つさらに効率的である。
【０１３６】
このようにして、従来の技術における他の「ライトタップ」と対照してみると、好適実施形態の切り替え機構は格子構造を達成するために、分極した領域の活性化、つまり電極のアレイの活性化ではない。それは好適実施形態においてはむしろ、コアを通って伝播する光の偏光角を回転し、そのスイッチを、事実上偏光フィルタであるクラッディングのセクションと結合するおかげで出力ファイバと入力ファイバのクラッディング横断方向誘導構造（つまり導波管）を通る信号の正確に制御される部分が脇にそれるインラインファラデー減衰器スイッチである。該スイッチの速度は、陰極と陽極により覆われている相対的に広範囲な領域の化学的な特徴を変更する測度と対照的に、ファラデー減衰器の速度である。
【０１３７】
コア（及び要すれば第１のクラッディング）で全内部反射を実現するためにコア（及び要すれば該第１のクラッディング）と十分に異なる屈折率の第２のクラッディングでは、（統合ファラデー減衰器セクションの外部のファイバの軸上で）２つの構造の内のどちらか１つが製造される。
【０１３８】
第１：該第２のクラッディングの中の、ファイバの軸に直角に、またはファイバの軸に直角に近い光学軸があり、本書の他の箇所で、及び組み込まれている特許出願の中で参照される方法に従って製造されるグラジエントインデックス（ＧＲＩＮ）レンズ構造。第１のチャネル９０５からＧＲＩＮレンズを通過する光が接点で第２のチャネル９１０と結合し、やはり第２のチャネル９１０の軸に直角に入射する、あるいは好ましい方向で第２のチャネル９１０の中に斜めに入射するように、光ファイバの軸に直角に向けられる、またはわずかに偏位されるかのどちらかの焦点経路。
【０１３９】
第２：イオン注入によって、製造プロセスでの電極間での電圧の印加によって、加熱によって、光反応的に、あるいは技術で公知の他の手段によって製造されるコア（及び要すれば該第１のクラッディング）と同じ屈折率のさらに簡略な光チャネル。この簡略な導波チャネルの軸は、前記の他のオプションにおいてのように直角となるまたはわずかに偏位されてよい。
【０１４０】
このマイクロファラデー減衰器ベースの「ライトタップ」、つまりさらに正確に定義される「横断方向ファイバ間（または導波管間）ファラデー減衰器スイッチ」の操作は、偏光角が活性化された統合マイクロファラデー減衰器セクションを通過することによって回転され、（ファイバ「ライトタップ」の公知の動作による）「漏れ」つまりさらに正確に定義される    は、第１のクラッディングを通って、第２のクラッディング内のＧＲＩＮレンズ構造またはさらに簡略な光チャネルの中に、どちらかの出力チャネルから誘導され、第２のチャネル９１０の中に結合する。
【０１４１】
第２のチャネル９１０は、平行構造（ＧＲＩＮレンズまたは第２のクラッディング内のクラッディング導波チャネル）によって第１のチャネル９０５から受光される光を偏光−フィルタリングまたは非対称の第１のクラッディングの中に、およびそこから第２のチャネル９１０のコアの中に最適に結合するために製造される。前記に示されるようにファイバ間マトリックスを取り囲んでいるのは、該テキスタイル構造を含浸し、ファイバ（または導波管）の間で誘導される光を閉じ込め、結合の効率を保証する差別的な屈折率を持つ硬化ゾルである。
【０１４２】
該クラッディングをマイクロ構造化する有利な代替の新規方法は、好適例が後述されているＭＣＶＤ／ＰＭＣＶＤ／ＰＣＶＤ／ＯＶＤプリフォーム製造方法の新規修正の指定により達成されてよい。
【０１４３】
図１０は、図９に示されている横断方向の統合変調器スイッチ／ジャンクション９００のための一連の製造ステップの一般的な概略図である。製造システム１０００は、（組み込まれている仮特許出願及び同等物に説明されるような溶融ファイバフェースプレート等の）、ブロック１００５の薄いセクション１０１０が取り除かれた、多くの導波チャネルを有する材料１００５のブロックの形成を含む。セクション１０１０は、起動器壁シート１０１５を形成するために軟化され、作成される。シート１０１５は引き抜きのための所望されるプリフォームを製造するためのシリカ起動器管１０２０を形成するために圧延される。
【０１４４】
この新規方法に従って、該プリフォームを大きくするためにすすが上に付着されるシリカ管は、溶融されたファイバ断面の圧延され、溶融された薄膜から製造されるシリンダの形を取る。すなわち、異なる屈折率と異なる電気光学特性の薄いファイバセクションのグリッドを実現するためにこのように異なって最適化されたファイバを交互に入れ替える、要すればクラッディング及びコアの適切なドーピング特徴のために選ばれる異なる特徴の光ファイバが溶融され、溶融ファイバマトリックスのセクションが薄いシートに切断される。
【０１４５】
シートは次に均等に加熱され、軟化され、公知のプリフォーム製造プロセスに従って薄いプリフォームを製造するために起動器として適切な薄壁シリンダを達成するために過熱された整形ピンの回りで曲げられる。
【０１４６】
溶融ファイバシートで利用されるファイバの寸法は、そこから引き抜かれるファイバのためのクラッディングにおいて結果として生じる横断方向構造の最適な寸法を生じさせるように選ばれる。しかしながら、一般的には、構造直径がそれにより製造されるプリフォームからの引き抜き中に効果的に増加するために、この目的のためのファイバは考えられる最小の製造寸法（コア及びクラッディング）である。このようなファイバ寸法は、事実上断面では個々のファイバとしてのシングルモード使用にも小さすぎる可能性がある。しかしながら、溶融ファイバセクションまたはスライスのための厚さの適切な選択と結合され、結果として生じる引き抜かれたファイバのクラッディングにおける連続的にパターン化された横断方向導波構造の寸法は、横断方向構造が所望される（シングルモード、マルチモード）「コア」と「クラッディング」寸法を有するように制御されてよい。
【０１４７】
マイクロ構造への適切な寸法をさらに保証するために、ファイバの小さい方の組み合わせが溶融され、軟化され、引き抜かれ、その後、ファイバの最終的なアレイが長さで溶融されてから、シリンダに形成するためにシートに分けられる前に再び他のファイバと溶融される。
【０１４８】
本発明の統合ファラデー減衰器装置のファイバ間の変形のインプリメンテーションにおける柔軟性を助長するために、コア及び該第１のチャネルの第１のクラッディングの中の偏光セクションは、ともに（これにより反転可能である場合がある）相対的な「入力」端部と、相対的な「出力」端部の両方で、組み込まれている特許出願で参照され、開示されている方法に従ってクラッディング上またはクラッディング間／内に製造される電極構造により、あるいは公知の方法によるＵＶ励起、つまり組み込まれている特許出願の他の箇所で開示され、参照される形式及び方法に従って、クラッディング間またはクラッディング内で製造される装置によって発生してよいこのようなＵＶ信号によって切り替え自在に誘導されてよい。電極構造によるとき、偏光フィルタリングまたは非対称状態の切り替えは電気工学、またはＵＶ信号による場合「全光学」として説明されてよい。
【０１４９】
統合ファラデー減衰器の新規の変形と従来の技術による「ライトタップ」の前述の比較により暗示されるように、ＵＶ活性化による変形は好適インプリメンテーションである。
【０１５０】
その結果、コア及びクラッディングのこのような偏光フィルタリングまたは非対称セクションは「過渡的」と呼ばれてよく、その結果、該フィルタまたは非対称要素が、統合ファラデー減衰器の可変輝度切り替え素子としての動作とともに活性化されるか非活性化されてよい、つまり「オン」または「オフ」に切り替えられてよく、米国特許第５，１２６，８７４号（開示が、すべての目的のために本書に参照することによりその全体として明示的に組み込まれている、１９９０年１１月７日に出願された「過渡的光学素子及び回路を作成するための方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｃｒｅａｔｉｎｇ  ｔｒａｎｓｉｅｎｔ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ  ａｎｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）」）を参照すること。
【０１５１】
該第１のクラッディングは、示されているようにコアと同じ率であってよく、該第２のクラッディングは差別的な屈折率を有し、その結果コアに対する「間違った」偏光の閉じ込めはクラッディングだけの偏光フィルタリングまたは非対称構造によって達成される。したがって、該第１のクラッディングのデフォルト設定値は、偏光フィルタ／非対称によって該コアに光を閉じ込める「オン」、あるいはコアと該第１のクラッディングの中で光を誘導し、該第２のクラッディングだけによって閉じ込めることができるようにする「オフ」のどちらかであってよく、その結果、それは、電極またはＵＶ活性化要素が構造化される、該デフォルトの反対の設定値に切り替え可能のセクション内にある場合がある。
【０１５２】
マイクロテキスタイル三次元ＩＣの動作を特徴付ける１つの方法は、クラッディング内及びクラッディング間にマイクロ誘導構造のある横断方向に構造化され、ＩＣ素子とトランジスタがこれらのチャネルとクラッディング内及びクラッディング間で統合し、統合インライン及び横断方向ファラデー減衰器装置が構造の周期的な素子として製造される導波チャネルが、バスとしてコアの中で、統合ファラデー減衰器手段によってインラインでまたは横断方向で切り替えられる波分割多重送信（ＷＤＭ）型マルチモードパルス化信号を搬送してよく任意の信号パルスのいくつかまたはすべてがクラッディング内の横断方向誘導構造を通して、該クラッディング内の半導体及び光子構造へ、及びファイバ間でも、バスとしてまたは他の電子−光子構成要素として働く。
【０１５３】
いくつかのチャネルは、単一素子がクラッディング内またはクラッディング間で製造されるナノスケール及びシングルモードであってよい、あるいはより大きな直径且つマルチモードまたはシングルモードであってよく、クラッディングの間、クラッディング内、またはクラッディング上の非常に多数（マイクロプロセッサに近い）半導体（電子または光子）素子で効果的に製造されてよい。チャネルは、任意の数のサイズ、及び全体的なマイクロテキスタイルアーキテクチャと組み合わされるファイバ自体の中の微細構造ＩＣ素子との組み合わせで、バスまたは個々のスイッチング素子またはメモリ素子としての機能を果たしてよい。切り替え等は、このようにしてファイバコアの中で、コアとクラッディングの間で、該クラッディング内の素子の間で、及びファイバの間で発生する。
【０１５４】
原子レベルでの表面の滑らかさ、及びクモの糸の２倍から５倍の引っ張り強さを持ち、サファイアテーパの回りにガラス繊維を巻き付け、加熱し、その後相対的に高速で引っ張るという単純なプロセスにより製造される５０ｎｍの「光ナノワイヤ」のハーバード大学（Ｈａｒｖａｒｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）におけるＥｒｉｃ  Ｍａｚｕｒ、Ｌｉｍｉｎ  Ｔｏｎｇ及び他による立証は、マイクロテキスタイル構造のインプリメンテーションにきわめてよく適している。可視光線から近赤外線が、光ファイバ導波管タイプのこのサブ波長直径の変形で誘導されたが、コア内へ閉じ込める代わりに、誘導される光のほぼ半分は内部で、表面に沿って半分は一過性で搬送される。重要なことには、光がファイバ間の光学エバネセント結合によって低い損失で結合されてよい。
【０１５５】
組み込まれている特許出願に開示されているように、注入されるゾルまたは偏光境界／フィルタのクラッディングとコーティングによって、あるいは他の手段によって、このような光ナノワイヤの間に挟み、それから統合ファラデー減衰器装置の横断方向変形によって操作することは、経路間にさらに簡略化されたスイッチング／ジャンクション素子を提供する。マイクロテキスタイルＩＣ構造は特にワイヤの可撓性のために光ナノワイヤの特性によって特に助長され、それらを直角に曲げ、事実上捻るまたは結び目に縛ることができるようにする。
【０１５６】
シリカマイクロビーズ及びミクロン規模の光ワイヤから構成される超小型超低閾値ラマンレーザを立証するＶａｈａｒａの元での関連研究だけではなく、直径数十ミクロンの「光ワイヤ」の製造を伴うカリフォルニア工科大学（Ｔｈｅ  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）におけるＫｅｒｒｙ  Ｖａｈａｌａによる補完的な研究も、マイクロテキスタイル構造のためにきわめて有用である。マイクロテキスタイル構造の中に散在するマイクロビーズはマイクロテキスタイル構造素子により定位置に保持され、光ワイヤに結合され、三次元ＩＣアーキテクチャ内の信号発生及び操作のために追加のオプションを実現してよい。
【０１５７】
光子スイッチング素子及び電子スイッチング素子、ファイバ間、クラッディング間等の最適混合物と組み合わされるインライン及び横断方向ファラデー減衰器スイッチ／ジャンクションの性質は、一定の光信号によってであるが、光パルスの型に対して変化する偏光状態だけによってバイナリロジックを実現する新規の方法を示唆する。このバイナリロジックシステムはそれにより、きわめて高速で変化してよい信号の偏光角によってのみ論理状態が操作され、検出される「常時オン」の光学通路を組み込む。混合された電子−光子マイクロテキスタイルＩＣアーキテクチャで配備された統合ファラデー減衰器装置の開示された変形は、このようなバイナリロジック方式を実現し、マイクロプロセッサ及び光通信動作の速度及び効率の上昇に多数の可能性を取り入れてよい。
【０１５８】
これらの例示的な説明は、波分割多重スイッチングマトリックス、及び光子素子及び半導体電子素子を最適化するＬＳＩとＶＬＳＩ  ＩＣ設計を含む本ディスプレイ発明の新規のテキスタイル構造及びスイッチングアーキテクチャの幅広い適用性を確立するために役立ち、技術を熟知する人は、新規方法、構成要素、システム及びアーキテクチャが詳細に開示されている例だけに限定されないことを認識するであろう。
【０１５９】
前期説明はおもに、光ファイバ等の別々の導波管チャネルを使用する本発明の好適実施形態に焦点を当てていた。説明中、定期的な参照が他の導波管チャネル、特に基板または他の構造の中に形成される、あるいは薄膜組み立て品から製造される「大量の」導波管の使用に関して含まれた。以下の説明は半導体導波チャネルのための好適実施形態のいくつかを明らかにする。
【０１６０】
本書に及び組み込まれている特許出願に説明されているハイブリッド光ファイバ−シリコンウェハ実施形態だけではなく光ファイバ実施形態も、新しいコスト経済性の可能性、ビデオ「ディスプレイ」またはプロジェクタと呼ばれているもののための新しい用途、及び他のディスプレイタイプに比較した、表示画像の全体的な質の改善に取り組んでいる。特長のいくつかは、ＬＣＤ、ガスプラズマ、及び他の確立された初期の技術の特徴を示す半導体製造により引き出されるプロセスに比較して、光ファイバテキスタイル等の革新的な製造及び製作パラダイムの結果である。
【０１６１】
本発明は、これらのさまざまな磁気光学ディスプレイ及びプロジェクタを製造するために１つまたは複数の放射線信号の経路及び特徴に対する精度制御のインプリメンテーションを含む。これらの装置の重要な要素は、特定のインプリメンテーションには関係なくここに説明されている実施形態及び製造のモードにおいて優位点のある導波ベースの磁気光学ディスプレイを提供するために、一般的には導波の使用、及び該導波構造に一体化して製造されるインフルエンサ構造（ファラデー減衰器）の使用を含む。これらの原則は、半導体と薄膜導波管チャネル等の他のタイプの導波管チャネルにも適用する。これらの原則は特に別々の導波管チャネルについて前記に、及び組み込まれている特許出願に説明された。これらの原則は、半導体導波管チャネル及び薄膜導波管チャネル等の他のタイプの導波管チャネルにも適用する。
【０１６２】
半導体ウェハ製造パラダイムの中で、該半導体導波管をベースにした磁気光学ディスプレイは、プロジェクタ実施形態及び本書では超薄型ディスプレイ「アップリケ」システム及び方法と呼ばれている特殊化された実施形態だけではなく「チップ上のＨＤＴＶディスプレイ」を含む、特に小型ディスプレイに適している。それらの製造の中で真空で液体を含まないまたは圧力で密封された構成要素を含むソリッドステート半導体構造として、本発明の半導体導波管実施形態は、ＬＣＤディスプレイまたはガスプラズマディスプレイより大幅に安価で性能がより優れる可能性を有する。
【０１６３】
言うまでもなく、半導体導波ベースのＦＰＤを小型ではないディスプレイに選ぶと、特に非常に大型のディスプレイの半導体ウェハ製造の周知の費用の限界のために、実質的にあらゆるケースで、光ファイバベースの磁気光学ベースのＦＰＤの選択に大きく劣る。しかしそれはつねに当てはまらず、特に組み込まれている仮出願及び他の組み込まれている出願からのｃｏｍｐｏｎｅｎｔｉｚａｔｉｏｎの原則のいくつかが考えられるとき、半導体導波ベースのシステムは必ずしも小型で薄い応用例及びインプリメンテーションに制限されない。
【０１６４】
詳細が下記に開示される小型ディスプレイとプロジェクタ応用例を含む、特定の応用例について本発明の半導体導波管ベースの実施形態の重要な優位点がある。半導体導波管ベースの実施形態は、特定の実施形態を支持する半導体構造の表面を基準にした導波管チャネル軸に応じて、概して２つの幅広いグループに分類される。一般的には導波管チャネル伝達軸は該表面に平行であってよい、あるいはそれは該表面に垂直であってよい。
【０１６５】
最初に―Ｈａｍｍｅｒに１９９７年１月２８日に発行された「金属−強磁性光学導波管アイソレータ（Ｍｅｔａｌ−Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｉｓｏｌａｔｏｒ）」と題される米国特許第５，５９８，４９２号、及びＢｅｌｏｕｅｔに２０００年８月１５日に発行された「導波管に強磁性薄膜を付着する方法、及び該方法により付着される薄い強磁性薄膜を備える磁気光学構成要素（Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｎｇ  ａ  ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｌｍ  ｏｎ  ａ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  ａｎｄ  ａ  ｍａｇｎｅｔｏ−ｏｐｔｉｃ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  ａ  ｔｈｉｎ  ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｌｍ  ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ  ｂｙ  ｔｈｅ  ｍｅｔｈｏｄ）」と題される米国特許第６，１０３，０１０号を含む―例が参照される。両方の例は、平面的な半導体光学導波管ファラデー回転子を説明し、すべての目的のためにその全体として参照することにより明示的に組み込まれている。
【０１６６】
半導体ウェハシステムの２つのグループを使用すると、本発明の好適実施形態には以下のディスプレイ／プロジェクタシステムの２つの基本的な変形がある。つまり１）「垂直に形成される」半導体導波管のアレイ及びパッシブマトリックスまたはアクティブマトリックスにより切り替えられる、基板上に製造されるファラデー減衰器構造、及び２）入射平面光をディスプレイシステムの中に偏向させ、各導波管出力がピクセルまたはサブピクセルを生じさせるための「偏向機構」と結合される、該導波管構造の統合された平面的な構成部品として該ファラデー減衰器構造を組み込んだ平面的な半導体導波管（示されている例は、四十五度反射面または９０度の曲げを生じさせるフォトニック結晶欠陥である）である。しかしながら、開示されている該２つの例は、本発明の半導体導波管実施形態により引き起こされる可能性の範囲も示さないし、本実施形態のまたはその変形において本発明は示されている例によって制限されてもいない。
【０１６７】
「垂直」と平面的の両方とも、半導体導波管素子の効率的な製造に対して効用があるのは、テキサス州オースチン、ウェストブレーカーレーン１８０７−Ｃ（１８０７−Ｃ  Ｗｅｓｔ  Ｂｒａｋｅｒ  Ｌａｎｅ，Ａｕｓｔｉｎ，Ｔｅｘａｓ）のモレキュラーインプリント社（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｉｍｐｒｉｎｔｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されている方法、「ステップアンドフラッシュ（ｓｔｅｐ  ａｎｄ  ｆｌａｓｈ）」マイクロ−モールドインプリント（ｍｉｃｒｏ−ｍｏｌｄ  ｉｍｐｒｉｎｔ）方法、ナノオプティック（Ｎａｎｏ−Ｏｐｔｉｃ）からの光子サブ波長エンボス−エッチングソーシング（制限、カラーフィルタリング、偏光フィルタリング、及び管理等）、及びナノスケール自己集合製造方法を実現する前記に参照されたナノソニック社（ＮａｎｏＳｏｎｉｃ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されている方法である。これらの及び類似する市販されている「ナノ技術」製造方法は、本発明の好適半導体実施形態にとって好適である。
【０１６８】
製造プロセスという点で、単一基板上に別に構成される、異なる半導体導波管構成要素の最適化に対処する多段焼きなましプロトン交換（ＡＰＥ）製造方法論を開示する２００３年１１月１８日にＰｅｔｒｏｖに対して発行された「光学材料で別個に最適化された導波管構造を形成するための方法（Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｆｏｒｍｉｎｇ  ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ  ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｉｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ）」と題される米国特許第６，６５０，８１９号も参照されることに注意する。この開示は、後述される垂直導波管構造及び平面導波管構造の製造で有効であり、他に示されていない限り、マスキング／エッチングプロセスにおける好ましい製造方法は市販の多段焼きなましプロトン交換プロセスである。第‘８１９号特許はすべての目的のためにその全体として参照することによりこれにより明示的に組み込まれている。
【０１６９】
図１１は、「垂直」ディスプレイシステム１１００の一般的な概略図である。ディスプレイシステム１１００は、各ストリップ１１０５の端縁から生じるピクセル／サブピクセルのマトリックスから集合的なディスプレイ面１１１０を生じさせるために、垂直に積み重ねられている複数のウェハストリップ１１０５を含む。各ピクセル／サブピクセルは、トランスポートチャネルセグメントに結合される複数の構造化され、順序付けられた変調器から生じ、トランスポートと変調器は各ストリップ１１００５の中に統合され、各トランスポート及び変調器は本書に、及び組み込まれている特許出願に説明されるように機能性と配列の可能性を有する。ディスプレイシステム１１００は、各ストリップ１１０５が該ウェハ表面に平行に埋め込まれている導波管チャネルを有するウェハから形成され、これらのストリップがディスプレイシステムを生じさせるために垂直に積み重ねられているという点で一種のハイブリッドである。
【０１７０】
システム１１００は、それぞれ約数千のファラデー減衰器導波管チャネルの平行なアレイに平面的な導波管の積層されたストリップを製造することによって達成され、各ストリップは、「垂直」ディスプレイ構造の中に導波管コアがある積層ストリップのシートを形成するためにＲ、ＧまたはＢの染料でドーピングされ、あるいはカラーフィルタリングされ、上下ともに積層されている。偏向手段を使用しないこのような平面的なファラデー減衰器導波管チャネルの積層されたストリップは、このようにしてそれらの出力端を通してディスプレイアレイを形成し、該「ディスプレイ面」が「外向きに」向けられた、端部上の（ｏｎ−ｅｎｄ）導波管構造を見ることによって形成され、該薄い基板及び取り囲むマトリックスがすべてその別々の個々のファラデー減衰器導波管チャネルである。システム１１００はディスプレイ面１１１０に反対の照明光源を利用する、あるいは各ピクセル／サブピクセルエレメントのトランスポートセグメントの中に統合される。
【０１７１】
図１２は、図１１に示されている１つのストリップ１１０５の一部の詳細概略図である。図１２の拡大図は、入力端縁１２１０から出力端縁１２１５に側面方向に通る（円筒形の要素として示されている）複数のトランスポートセグメント１２０５を描く。（直線状の素子として示される）インフルエンサ素子１２２５は各セグメント１２０５に結合され、それぞれＸ−Ｙアドレス指定グリッド（Ｘ１２３０とＹ１２３５として示されている単一要素）に応える変調器を生じさせるために各セグメント１２０５に結合される。図１２に示されているストリップ１１０５の部分は、それぞれが好ましいカラーモデル（この場合は、Ｒサブチャネル、Ｇサブチャネル及びＢサブチャネル）の放射線信号を発生する３個のサブピクセルを有する２個のピクセルを含む。
【０１７２】
図１３は、半導体構造の中で垂直導波管チャネルを使用する半導体導波管ディスプレイ／プロジェクタを垂直解決策として実現するディスプレイシステム１３００の代替好適実施形態である。ディスプレイシステム１３００は、複数の垂直導波管チャネル１３１０が配置される溶融ファイバ透明基板１３０５を含む。各チャネル１３１０は、従来の光ファイバに同様に実現されるときに、１つまたは複数の境界領域−具体的にはオプションの第１の境界領域１３１５と第２の境界領域１３２０−を含む。境界領域１３１５は、差別的な誘導例においてのように、差別的な屈折率を有し、恒久的な磁気材料でドーピングされる材料である。第２の境界領域１３２０は、差別的な指数誘導例においてのように、差別的な屈折率を有する材料であり、フェリ磁性／強磁性ドーパントでドーピングされる。組み立てられたインフルエンサエレメント１３２５（例えば、コイルフォームまたは他の適切な磁場発生構造）は層カプラ１３３０によって相互接続されるコイルフォーム層から作り出される。Ｘ−Ｙアドレス指定グリッド１３３５は、各インフルエンサエレメント１３２５の独立した接続／制御のために配置される。導波管チャネル、境界領域、コイルフォーム及びＸ／Ｙグリッドの構造、機能及び動作のための追加の詳細は、前記に及び組み込まれている特許出願の中に説明されている。
【０１７３】
標準的な半導体付着、マスキング、及びエッチングによる構造の好ましい製造は以下のとおりである。透明な溶融ファイバ基板上にはドーピングされたシリカ材が付着される。透明な材料の第１の付着が行われ、ＲＧＢ原色の内の１つの色である染料でドーピングされ、本発明の光ファイバ実施形態に類似した光学的にアクティブなドーパントでドーピングされる。次に、円形の柱の列が残るようにマスクが作られる。残されとどまっているあらゆる列について、間に、基板まで下がってエッチングされる２列がある。ドーピングされた材料の各柱は、溶融ファイバフェースプレート内の光ファイバ上に正確に配置され、その結果ファイバ自体も染料でドーピングされ、コアはシリカ柱と同じ寸法となる。柱の列を形成するプロセスは繰り返され、その結果ＲＧＢ列のセットが付着及びエッチングのシーケンスにより形成される。
【０１７４】
次に、元の柱の屈折率から区別される屈折率を保有する各柱を取り囲むドーピングされた材料の円柱を製作するために、付着及びエッチングの別のセットが実行され、その結果導波構造は、溶融されたファイバ基板から透明な柱の中に通る光を閉じ込めるために、それによって製造される。この「クラッディング」つまり境界領域も恒久的に磁化できる強磁性体、つまり好ましくは、形成後に導波管チャネルの軸に対して直角に設定された強力な磁場にさらされる単分子磁石でドーピングされてもよい。もしそうでないなら、それは、光ファイバ実施形態で前記に開示されるように、好ましくは、近接のインフルエンサ（例えば取り囲むコイルフォーム）による磁化時に残留磁束を保有するフェリ磁性体／強磁性体でドーピングされる。
【０１７５】
「クラッディング」構造が恒久的に磁化できる材料でドーピングされる場合には、第２の「クラッディング」円柱が、第１の「クラッディング」円柱のために提供される説明に従って製造され、この「クラッディング」はフェリ磁性体／強磁性体で前述されたようにドーピングされる。
【０１７６】
次に該ドーピングされた導波管構造を取り囲む「コイルフォーム」を製造するために一連の交互の付着及びエッチングが実行される。図１４は、連続して「コイルフォーム」パターン、つまり第１の層上の円柱の壁を形成する部分的な円と、上に付着される非常に薄い第２の層に同じ導電材料内で垂直に接続する境界を構成する２つの層（第１の層１４００と第２の層１４０５）を示す説明図である。その第２の層では、導電材料の円の非常に最小のセグメント（円柱壁の極めて小さな弧）だけがマスキングされ、エッチング後に残り、その結果非常に薄い絶縁層がその回りに付着される。
【０１７７】
プロセスは繰り返され、実質的には円、つまり最下部の層の「円柱のスライス」と同一である部分的な円を次の層に付着する。この新しい部分的な円、つまり「円柱−壁スライス」はそのそれ以外の場合絶縁層上の円柱壁の極めて小さな弧の共通した導電材料を通って下の層に垂直に接続される。そして、このプロセスの反復により、交互の層、つまりある層ではほぼ完全な導電性リングが導波管−柱の回りにあり、別の層は、次の層上の非常に薄い極めて小さなセグメントまで、及びその上の層まで、導波管−柱の回りで電流の流れを維持する同じ導電性材料の極めて小さな接続するセグメントだけが上にあり、再びほぼ完全な円が導波管柱の回りにある。
【０１７８】
全出力で、つまり完全９０度で、溶融ファイバ基板を通って上方に通過する光の偏向角を回転するほど十分な強さの場を発生させるために必要とされるほど多くの「カラー」層が製造され、薄い絶縁層と散在し、導電材料の「スポット」だけが層間で電流を伝達する。現在の優良な光学的にアクティブなドーパントの確立された性能から、これは少数の「巻き線」つまりカラー層だけで達成されてよい。
【０１７９】
次に、該部分的な円の入力ポイントで最下部の円に接する、ファラデー減衰器導波管構造のそれぞれの「基部」をアドレス指定するために基板上で、浸漬ペンナノリソグラフィ等のさらに新しい方法を含む標準的な方法によって導電グリッドが形成される。
【０１８０】
次に、半導体で製造されたファラデー減衰器構造の間の薄い間隙の中に黒のマトリックスが付着される。フォトニック結晶在留が利用されるときには、差異は、バンドギャップ構造が光を運び、（該光チャネルの回りのフェリ磁性体／強磁性体のドーピングされた円柱、及び要すれば恒久的に磁化できる材料の第１のドーピングされた円柱としてだけであるが）光を閉じ込めるためには差別的な屈折率「クラッディング」が必要ではないという点である。
【０１８１】
最後に、好適実施形態では、必要とされるとき、あるいは材料の性能によって所望されるときを含む「上部」アドレス指定グリッドが導波管構造間の黒のマトリックスの上に付着される。必要時、黒いマトリックスは垂直導波管構造の上部を基準にして非常に高く付着されるだけなので、導電アドレス指定グリッドによりアドレス指定されたトランジスタは、導波管構造に沿って垂直に位置合わせされた半導体構成要素として形成され、コイルフォーム構造に必要とされる該交互の層の間で有利に製造される。次に、追加の黒い（不透明な）マトリックスがアドレス指定グリッドとオプションの垂直に付着されるトランジスタの上に付着され、その結果半導体ウェハ構造は同一平面上になる。いくつかの例では、光学散乱構造が形成され、付着され、垂直導波管構造の「出力」ポイントに直接的に付着され、該導波管構造からのすでに優れた分散角度を改善する。
【０１８２】
図１５は、半導体構造内の平面的な導波管チャネルを使用する平面的な解決策として、半導体導波管ディスプレイ／プロジェクタを実現するディスプレイシステム１５００のための代替好適実施形態である。システム１５００は、各サブピクセルに一様な照明を供給するために多数のきわめて狭い導波管チャネルを供給するシステム１５００の端縁に１つまたは複数の照明源を含む。システム１５００は、入力層、回転子層、及びディスプレイ層を含む多くの機能上の層を含む。下部層では、（Ｘ軸とＹ軸からの）各サブピクセル列が多数の極めて狭い導波管チャネルを供給し、各サブピクセルに一様な照明を提供する。このようにして、好適実施形態では、Ｙ軸から、各列は（３０００幅の場合）１５００導波管チャネルを有し、それぞれのチャネルはその列上のサブピクセルで終端する。Ｘ軸及びＹ軸は交互のサブピクセルをアドレス指定する。Ｘ軸から、各列は約１３５０チャネルを含み、Ｘ軸とＹ軸はそれぞれ別の層の上にある。好適実施形態では、導波管チャネルは０．０２ミクロン以下で製造されたフォトニック結晶構造の導波管である。それぞれの導波管はサブピクセル場所で終端し（いくつかのインプリメンテーションでは、複数のチャネルが単一のサブピクセル場所を照明する）、サブピクセルための所望される場所に出力場所を位置決めするために複雑な経路を画定してよい。伝播平面の中からディスプレイ平面の中に、伝播され、振幅が制御された放射線信号をリダイレクトするために該出力場所に偏向機構が設けられる。示されているように、ディスプレイ平面は伝播平面に垂直である。各導波管チャネルに沿って、１つまたは複数のインフルエンサ／変調器部分／層が該伝播された放射線信号の所望される振幅制御を生じさせるために設けられる。導波管チャネルはサブピクセル直径よりはるかに小さいので、導波管チャネルの出力が有効サイズを拡大するために分散または光学素子を含むことが好ましい。
【０１８３】
ディスプレイの表面に平行な連続ウェハ上の半導体導波管。サブピクセル導波管回転子素子ごとに、４５度の鏡終端、もしくは表面から外向きに出現するためにディスプレイ表面に平行から光を偏向し、このようにしてサブピクセルを形成する（１０ミクロン直径で示される）フォトニック結晶曲げがある。
【０１８４】
ディスプレイアレイの中で組み合わされるトランスポート／インフルエンサ組み合わせの平面的な半導体光学導波管実施形態の１つの優位点は、照明源が「側面」から平面的な光導波管に平行に設けられる、きわめて薄い人工的な半導体プロセスディスプレイ構造を製造することにある。このようにして設けられる照明源は、ＲＧＢ半導体レーザ、ＶＣＳＥＬまたは端縁発行の平行列等のきわめてコンパクトな形式を取ることがある。このように、原則的には、構造は、重合体で密封されたテキスタイルを含む硬い基板または撓みやすい基板上に厚膜として製造されてよい。厚膜が具現化されたディスプレイとして、ディスプレイは「アップリケ」として付けられてよく、事実上、薄いディスプレイ材料で曲面状の幾何学表面にタイルを張る（ｔｉｌｉｎｇ）。
【０１８５】
一次半導体で製造された層は、（前記に開示されたフラットパネルディスプレイの実施形態においてのように、ディスプレイ表面に平行に後部空洞照明源全体からの照明に対して）側面照明源からの光を運ぶ複数の平面的な導波管からなる。図１６は、水平面から垂直面に導波管／インフルエンサによって「バルブで調節される」光をリダイレクトする偏向機構１６１０と組み合わされた放射線信号１６０５を伝播するための半導体構造の中に統合されるトランスポート／インフルエンサシステム１６００の断面である。
【０１８６】
好ましい実施形態の代表的な製造プロセスは以下を含む。厚膜材料は基板上に付着され、その結果厚膜はｓｅｌｆ−ｓｕｂｓｔｒａｔｉｖｅとなるほど引っ張り強さで十分に堅牢であり、作業用の基板から取り除かれる場合にはその完全性を保持するであろう。半導体のリソグラフィックプロセス（材料の付着または印刷、マスキング及びエッチング等、浸漬ペンナノリソグラフィ）を通して、光学的に透明であるが、染料でドーピングされた材料が厚膜基板に付着されている。この第１の付着も、ＹＩＧ、Ｂｉ−ＹＩＢまたはＴｂ等の光学的にアクティブな材料で、あるいは現在の優良なドーパントでドーピングされる。すべての材料は、厚膜基板と同じヤング率に従って好ましくは可撓である。
【０１８７】
チャネルは、描かれているようにマスキングされ、付着される材料の大部分は取り除かれ、材料の線路を残す。浸漬ペンナノリソグラフィは、反射を達成するために適切な差別的な屈折率の同じまたは他の材料（つまり、フォトニック結晶曲げを製造するためのＱＷＩ）の中から該４５°の偏向素子をステレオ印刷する（ｓｔｅｒｅｏ−ｐｒｉｎｔ）ために利用される。代わりに、モレキュラーインプリント（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｉｍｐｒｉｎｔｓ）の「ステップアンドフラッシュ」ステレオインプリント（ｓｔｅｒｅｏ−ｉｍｐｒｉｎｔ）方法が利用されてよい。相対的にさらに複雑な他の方法も技術で公知である。
【０１８８】
次に、チャネルの染料及び光学的にアクティブなドーピングされた材料の段が付着され、実際には該４５度偏向素子に隣接する光チャネルに沿って変調器デバイスによって切り替えられ、該４５度偏向素子によって偏向される光のためのディスプレイ表面の平面からの出口ポイントを形成する、該４５度偏向素子の上に直接的に段を残すためにエッチングされる。
【０１８９】
次に、材料は、同じ差別的な屈折率で付着され、元の線路と他の製造された素子を取り囲み、覆う。これが「クラッド材」と呼ばれる。該４５度の変更阻止またはフォトニック結晶曲げに隣接する導波チャネルのセグメントの上には、光チャネル上にその軸に垂直に製造されるであろう水平バンドをアドレス指定するために、平行に、及び光チャネル上に導電線路を可能とするために過去に付着された材料から空間がエッチングされる。フェリ磁性体／強磁性体でドーピングされる下の材料の層だけではなく該バンドの導電材料も付着するための空間もエッチングされる。その材料の下の空間はオプションで、機能が本書に、及び組み込まれている特許出願に詳説される恒久的に磁化できる材料でドーピングされた材料の付着あのために残される。
【０１９０】
同様に以下の材料が（連続マスキングとエッチング及び／または浸漬ペンナノリソグラフィ、場発生バンドをアドレス指定するための光チャネルに平行な線路内の導電材料、光チャネル上に残される「クラッド」材の上で恒久的に磁化可能な（及び以後磁化される）材料のオプションの層、場発生素子により一時的に磁化され、残留磁束によって回転を維持するフェリ磁性体／強磁性体、及び光チャネルの軸に直角に配置される導電材料を生成する場のバンドで付着される。現在のドーパント性能に基づいた数個のバンドだけが必要とされる可能性がある。
【０１９１】
最後に、マルチ厚膜の半−導体で製造される構造の表面が密封され、平らになるように「クラッド」材のさらに多くが付着される。オプションで、トランジスタが、ファラデー減衰器の場発生構造のアドレス指定の直前に、導電性のアドレス指定線路とインラインで製造されてよい。厚膜材料を適切な選択することにより、厚膜ディスプレイ構造全体が堅牢なポリマーで密封されたテキスタイル基板上に形成されてよい、あるいは形成する基板から取り外され、厚膜エピタキシーによって別の（おそらく幾何学的に複雑な）最終的に支えるディスプレイ面に接着されてよい。
【０１９２】
図１７は、単一のピクセルを生じさせる３つのサブピクセルチャネルをさらに描く、図１５に示されるディスプレイシステム１５００の概略図である。各チャネルはシステム１００の表面でマージされるために自立して制御され、偏向される。
【０１９３】
図１８は、システム１８００内の導波経路構造のオプションのインプリメンテーションのための好適実施形態である。回転がピクセル１８０５の直径を横切って達成されなければならない、平面的な変調器方式の制限された寸法を補償するために、新規の「スイッチバック」戦略が導波管１８１０に利用される。欠陥の作成（周期的な穴、または他の構造の除去）によるフォトニック結晶構造がほぼ９０度の曲げを光路で達成することを考えると、一連のスイッチバックのサブミクロン幅の光路を「折りたたむ」ための戦略により、長すぎる素子を生じさせずに影響を及ぼす効果（例えば磁場）にさらされる光ビームが移動する距離という点で、方程式の「ｄ」寸法が拡大する。事実上、標準的な半導体製造プロセスを介して形成される、回転子／減衰器素子を好適実施形態のスイッチバックに沿って連続して配備すると、それ以外の場合実際的となるであろうよりはるかに大きな「ｄ」寸法のおかげで非常に低い消費電力の素子が生じる。該チャネルの寸法が非常に小さいことを考えると、回転子／減衰器の全体的な寸法は従来の技術の導波管例より大幅に小さくなり、サブピクセルの最大寸法よりはるかに小さくなるであろう。図１８の破線の矩形は、影響が導波管に適用されるｒｅｃｕｒｓｉｎｇ導波管を封じ込める影響を及ぼすゾーンを表している。磁場の場合には、それは導波管の長い経路長に平行に適用される。
【０１９４】
図１１から図１８に示されている好適実施形態は、組み込まれている特許出願に含まれているトランスポート、変調、ディスプレイ構造、機能及び動作を実現する基板化された導波チャネルを説明する。これらの実施形態は、光ファイバ及びフォトニック結晶ファイバ等の基板および独立した／別個の導波管チャネル内に形成される／付着される／配列される導波管チャネル間の代用可能性を強調している。それらの代用品の内の１つは、図９及び図１０に示されている横断方向スイッチの使用である。その好適実施形態はファイバ間の切り替えを含んでいるが、図９の原則は導波管、つまり特に共通基板に配置される適切に構造化され、配列された導波管の間の切り替えに適用されてよい。いくつかのインプリメンテーションでは、切り替えは適切な関係で配列されるさまざまな基板の導波管の間である。
【０１９５】
一般的には、本発明の態様を具現化するトランスポート、変調器及びシステムの性能属性は以下を含む。（光学的にアクティブな物質に隣接する電界発生要素を含む）サブピクセル直径：好ましくは＜１００ミクロン、さらに好ましくは＜５０ミクロン。（前述された代替実施形態では、染料でドーピングされた複数の光チャネルが１つの複合導波管構造で実現され、ＲＧＢピクセル寸法の正味の縮小を達成する）。サブピクセルエレメントの長さは好ましくは＜１００ミクロンであり、さらに好ましくは＜５０ミクロンである。単一のサブピクセルの場合、効果的な９０°の回転を達成するための駆動電流：０から５０ｍ．Ａｍｐｓである。応答時間：一般的にはファラデー回転子の場合きわめて高速（つまり１ｎｓが立証されている）。
【０１９６】
全体的なディスプレイ電力要件の基本的な理解として、好適実施形態の実際の電力要件は必ずしもサブピクセル総数かける９０°回転に必要とされる最大電流の線形乗算に基づいて計算されないことに注意することが重要である。実際の平均電力要件及びピーク電力要件は、以下の因数を考慮に入れて計算されなければならない。つまり、両方とも１００％を大幅に下回る、ガンマ及び平均カラーサブピクセル使用量。したがって平均回転は９０°を大幅に下回る。ガンマ：すべてのサブピクセルを使用して白の背景を表示するコンピュータモニタさえサブピクセルごとに最大ガンマを必要とせず、ついでに言えばサブピクセルも必要としない。スペースのために、人間の視覚認知の科学の詳細な検討は行うことができない。しかしながら、適切な画像表示に必須であるのは（変化する周囲光レベルで見るための必要とされる基本表示輝度を考えると）ディスプレイ全体での相対的な強度、ピクセルとサブピクセルである。最大ガンマ（またはそれに近い）、及び３６０°回転（動作範囲が何であれ、９０°またはその何らかの端数は、例えば太陽に直接的に発射するとき等、明るい光源の中への直接的なショット等の最も極端なコントラストを必要とするケースを含む一定のケースだけで必要とされるであろう。このようにして、ディスプレイのための平均ガンマは統計的には考えられる最大ガンマのなんらかの部分であろう。それが、コンピュータモニタの安定した「白い」背景の快適な表示のために、ファラデー回転が最大でもない理由である。要約すると、既定のサブピクセルを駆動する既定のファラデー減衰器が完全回転にある必要はめったになく、したがって完全電力をめったに要求しない。色：純粋な白だけがクラスタ内でＲＧＢサブピクセルの等しく強力な組み合わせを必要とするため、カラー画像またはグレイスケール画像のどちらかの場合、一度に処理されるのは、ディスプレイのサブピクセルのなんらかの部分であることが注記されなければならない。ＲＧＢ組み合わせによって加法的に形成される色は以下を暗示する。いくつかのカラーピクセルはただ１つ（Ｒ、ＧまたはＢのどれか）の（変化する輝度の）サブピクセルが「オン」であることを必要とし、いくつかのピクセルは（変化する輝度の）二個のサブピクセルが「オン」であることを必要とし、いくつかのピクセルは（変化する輝度の）三個のサブピクセルが「オン」であることを必要とする。純粋な白のピクセルは三個すべてのサブピクセルが「オン」であることを必要とし、それらのファラデー減衰器は等しい輝度を達成するために回転される（カラーピクセルと白ピクセルは、色の彩度を減じるために並列できる。本発明の代替一実施形態では、「クラスタ」内の追加のサブピクセルは飽和に対するさらに効率的な制御を達成するために均衡の取れた白い光であってよい。）
カラーイメージング及びグレイスケールイメージングのサブピクセルクラスタに対する要求を考慮すると、平均的なフレームの場合、実際に対処される必要のあるすべてのディスプレイサブピクセルのなんらかの部分があり、ある程度まで「オン」であるものの場合、平均輝度は大幅に最大を下回ることは明らかである。これは単にＲＧＢ加法カラースキーム内のサブピクセルの関数のためであり、絶対ガンマの検討に加えられる要因である。
【０１９７】
統計分析は、これらの考慮事項のためのＦＬＡＴアクティブマトリクス／連続アドレス指定デバイスの電力要望プロファイルを決定できる。それはいずれにせよ同時に完全ファラデー回転にあるディスプレイの各サブピクセルの仮想最大値を大幅に下回っている。既定のフレームについて決してすべてのサブピクセルが「オン」であるわけではなく、それらの「オン」の輝度は、多様な理由から、通常最大の相対的に小さななんらかの部分である。電流要件、つまり０°から９０°の回転の０から５０ｍ．ａｍｐｓに関して、最小仕様が検討される。  ０°から９０°の回転の例の電流範囲が既存のファラデー減衰器装置の性能仕様から既定の（０から５０ｍ．ａｍｐｓ）であったが、この性能仕様が最小として設けられ、光通信用の基準装置の最高水準の技術によりすでに明確に置き換えられ、追い越されていることに注意することも重要である。最も重要なことには、それは改善された方法及び材料技術からの利点を含む、本発明に指定される新規の実施形態を反映していない。引用された仕様の達成以来性能の改善は継続しており、何かが加速してきた、及び加速し続ける場合、この範囲をさらに削減する。
【０１９８】
本願に説明されているシステム、方法、コンピュータプログラム製品及び伝播される信号は、言うまでもなく、例えば中央演算処理装置（「ＣＰＵ」）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、システムオンチップ（「ＳＯＬ」）、または任意の他のプログラマブルデバイスの中の、またはそれらに結合されるハードウェアで具現化されてよい。さらに、システム、方法、コンピュータプログラム製品及び伝播された信号は、ソフトウェアを記憶するように構成されている、例えばコンピュータ使用可能（例えば可読）媒体の中に配置されるソフトウェア（例えば、コンピュータ可読コード、プログラムコード、ソース言語、オブジェクト言語または機械言語等の任意の形式で配置される命令及び／またはデータ）で具現化されてよい。このようなソフトウェアにより、ここに説明されている装置及びプロセスの機能、製造、モデル化、シミュレーション、記述及び／または試験が可能になる。例えば、これは（例えば、Ｃ、Ｃ＋＋等の）汎用プログラミング言語、ＧＤＳＩＩデータベース、Ｖｅｒｉｌｏｇ  ＨＤＬ、ＶＨＤＬ、ＡＨＤＬ（Ａｌｔｅｒａ  ＨＤＬ）等を含むハードウェア記述言語（ＨＤＬ）、あるいは他の使用可能なプログラム、データベース、ナノ処理、及び／または回路（つまり概略）キャプチャツールを使用することにより達成できる。このようなソフトウェアは、半導体、磁気ディスク、光ディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）を含む公知のコンピュータ使用可能媒体の中で、及びコンピュータ使用可能（例えば可読）伝送媒体（例えば、搬送波またはデジタルベースの媒体、光ベースの媒体またはアナログベースの媒体を含む他の媒体）で具現化されるコンピュータデータ信号として配置できる。このようにして、ソフトウェアはインターネットとイントラネットを含む通信ネットワーク上で送信できる。システムウエアで具現化されるシステム、方法及びコンピュータプログラム製品及び伝播信号は（例えばＨＤＬで具現化される）知的所有権コアに含まれ、集積回路の製造でハードウェアに変換されてよい。さらに、ここに開示されているようなシステム、方法、コンピュータプログラム製品及び伝播される信号はハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして具現化されてよい。
【０１９９】
例えば切り替え制御用の本発明の好適インプリメンテーションの１つは、コンピュータ動作中にコンピューティングシステムのメモリに常駐するプログラミングステップまたは命令から構成されるオペレーティングシステムの中のルーチンとしてである。コンピュータシステムによって必要とされるまで、プログラム命令はディスクドライブ内等別の読取可能媒体に、またはＣＤ  ＲＯＭコンピュータ入力で使用するための光ディスクまたはフロッピー（登録商標）ディスクドライブコンピュータ入力で使用するためのフロッピー（登録商標）ディスク内等リムーバブルメモリ内に記憶されてよい。さらに、プログラム命令は、本発明のシステムで使用する前に別のコンピュータのメモリに記憶され、本発明のユーザにより要求されるとインターネット等のＬＡＮまたはＷＡＮ上で送信されてよい。当業者は、本発明を制御するプロセスが種々の形式のコンピュータ読取可能媒体の形式で分散することができることを理解する必要がある。
【０２００】
Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、アセンブリ言語等を含む任意の適切なプログラミング言語は、本発明のルーチンを実現するために使用できる。手続き型またはオブジェクト指向型等さまざまなプログラミング技法が利用できる。ルーチンは単一の処理装置または複数のプロセッサで実行できる。ステップ、動作または計算は特殊な順序で提示されてよいが、この順序は異なる実施形態で変更されてよい。いくつかの実施形態では、本明細書中でシーケンシャルとして示されている複数のステップを同時に実行できる。ここに説明されている動作のシーケンスは、オペレーティングシステム、カーネル等の別のプロセスによって割り込み、サスペンド、またはそれ以外の場合制御できる。ルーチンはオペレーティングシステム環境の中で、あるいはシステム処理のすべてまたはかなりの部分を占有するスタンドアロンルーチンとして動作できる。
【０２０１】
ここでの説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために構成要素及び／または方法の例等の多数の特定の詳細が提供される。ただし、関連技術の当業者は、特定の詳細の１つまたは複数を使用せずに、あるいは他の装置、システム、組み立て品、方法、構成要素、材料、パーツ及び／または等を用いて実施できることを認識されるであろう。他の例では、本発明の実施形態の態様を分かりにくくするのを回避するために周知の構造、材料、または動作は具体的に図示されたり、詳細に説明されていない。
【０２０２】
本発明の実施形態のための「コンピュータ読取可能媒体」は、命令実行システム、装置、システムまたはデバイスによって、またはそれらと関連して使用されるためのプログラムを格納する、記憶する、通信する、伝播するまたはトランスポートする任意の媒体であってよい。コンピュータ読取可能媒体は、例証としてのみであって制限としてではなく、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、または半導体システム、装置、システム、デバイス、伝播媒体、またはコンピュータメモリである場合がある。
【０２０３】
「プロセッサ」または「プロセス」は、データ、信号または他の情報を処理する任意の人間の、ハードウェアの及び／またはソフトウェアのシステム、機構または構成要素を含む。プロセッサは、汎用中央演算処理装置、複数の処理装置、機能性を達成するための専用回路網、または他のシステム付きのシステムを含むことがある。処理は、地理的な場所に制限される必要はない、あるいは時間的な制限を有する必要はない。例えば、プロセッサはその機能を「リアルタイムで」、「オフラインで」、「バッチモードで」等実行できる。処理の部分は異なるときに、異なる場所で、異なる（または同じ）処理システムによって実行できる。
【０２０４】
本明細書全体での「一実施形態」、「実施形態」、「好適実施形態」または「特定の実施形態」に対する参照は、実施形態と関連して説明される特定の機能（ｆｅａｔｕｒｅ）、構造または特徴が本発明の少なくとも一つの実施形態に含まれ、必ずしもすべての実施形態に含まれていないことを意味する。したがって、句「一実施形態では」、「実施形態では」、または「特定の実施形態では」が本明細書中の多様な箇所にそれぞれ出現することは必ずしも同じ実施形態を参照していない。さらに、本発明の特定の機能、構造または特徴は１つまたは複数の他の実施形態と適切に結合されてよい。ここに説明され、図解されている本発明の実施形態の他の変形及び変型が、ここの教示を鑑みて可能であり、本発明の精神及び範囲の一部として見なされなければならないことが理解されるべきである。
【０２０５】
本発明の実施形態は、プログラミングされた汎用デジタルコンピュータを使用することによって、特定用途向け集積回路、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ、光学、化学、生物学、量子またはナノ加工のシステム、構成要素、及び機構を使用することによって実現されてよい。一般的には、本発明の機能は技術で公知であるような任意の手段によって達成できる。分散またはネットワーク化されたシステム、構成要素及び回路が使用できる。データの通信または転送は、有線、無線、または任意の他の手段によってよい。
【０２０６】
また、図面／図に描かれている要素の１つまたは複数もさらに分離された方法でまたは統合された方法で実現される、あるいは特定の出願に従って有効であるように特定のケースでは削除されるまたは実施不可能とされることもあることが理解されるであろう。コンピュータが前述された方法のどれかを実行できるようにするために機械可読媒体の中に記憶できるプログラムまたはコードを実現することも本発明の精神及び範囲内である。
【０２０７】
さらに、図面／図中の信号矢印は、他に特に注記されない限り例示的としてのみ考えられ、制限的と考えられるべきではない。さらに、ここに使用されるような用語「または」は、他に示されない限り概して「及び／または」を意味することを目的としている。構成要素またはステップの組み合わせも、分離するまたは結合する能力を表すとして予想される技術が明らかでない場合、注記されると見なされる。
【０２０８】
ここの説明中、及び続く請求項を通して使用されるように、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「該」は、文脈がそれ以外に明確に決定しない限り複数の参照を含む。また、ここの説明中、及び続く請求項を通して「において」の意味は、文脈がそれ以外の明確に決定しない限り「において」及び「の上で」を含む。
【０２０９】
要約書に説明されている内容を含み本発明の図解されている実施形態の前記説明は、網羅的となる、あるいは本発明をここに開示されている正確な形式に制限することを目的としていない。本発明の特定の実施形態及び例は例示的な目的のためだけにここに説明されているが、当業者が認識し、理解するように、多様な同等な変型が本発明の精神及び範囲内で可能である。示されているように、これらの変型は本発明の図解されている実施形態の前記説明を鑑みて本発明に対して行われてよく、本発明の精神及び範囲内に含まれるべきである。
【０２１０】
したがって、本発明はここにその特定の実施形態に関して説明されてきたが、変型の範囲、多様な変型及び置換は前記開示の中で目的とされ、いくつかの例では、本発明の実施形態のいくつかの特長が述べられているような本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、他の特長の対応する使用なしに利用されることが理解されるであろう。したがって、多くの変型は本発明の本質的な範囲及び精神に特定の状況または材料を適応するために行われてよい。本発明が、以下の請求項で使用される特定の用語に、及び／または本発明を実施するために考えられる最善の態様として開示されている特定の実施形態に制限されるのではなく、本発明が添付請求項に含まれるあらゆる及びすべての実施形態及び同等物を含むことが目的とされる。したがって、本発明の範囲は添付請求項によってのみ決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０２１１】
【図１】本発明の好適実施形態の一般的な概略平面図である。
【図２】図１に示されている好適実施形態の特定のインプリメンテーションの詳細な概略平面図である。
【図３】図２に示されている好適実施形態の端面図である。
【図４】ディスプレイ組み立て品の好適実施形態の概略ブロック図である。
【図５】図４に示されているフロントパネルの出力ポートの１つの配列の図である。
【図６】図２に示されている構造化された導波管の一部のための本発明の好適実施形態の概略表現である。
【図７】本発明の導波管プリフォームの好適実施形態を製造するための代表的な導波管製造システムの概略ブロック図である。
【図８】本発明の好適実施形態を作るための代表的なファイバ引き上げシステムの概略図である。
【図９】本発明の好適実施形態による横断方向統合変調器スイッチ／ジャンクションエレメントの一般的な概略図である。
【図１０】図９に示される横断方向統合変調器スイッチ／ジャンクションの一連の製造ステップの一般的な概略図である。
【図１１】「垂直」ディスプレイシステムの一般的な概略図である。
【図１２】図１１に示される１つのストリップの一部の詳細な概略図である。
【図１３】半導体構造内で垂直導波管チャネルを使用する垂直解決策として半導体導波管ディスプレイ／プロジェクタを実現するディスプレイシステムのための代替好適実施形態である。
【図１４】連続して「コイルフォーム」パターンを構成する２つの層（第１の層と第２の層）を示す図である。
【図１５】半導体構造内で平面的な導波管チャネルを使用する平面的な解決策として半導体導波管ディスプレイ／プロジェクタを実現するディスプレイシステムのための代替好適実施形態である。
【図１６】導波管／インフルエンサによって光を水平面から垂直面にリダイレクトする偏向機構１６１０と結合される、放射線信号１６０５を伝播するための半導体構造の中に統合されるトランスポート／インフルエンサシステム１６００の断面である。
【図１７】単一ピクセルを製造する３つのサブピクセルチャネルをさらに描く、図１５に示されているディスプレイシステムの概略図である。
【図１８】システム内の導波管経路構造のオプションのインプリメンテーションのための好適実施形態を描く。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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