統合型インフルエンサエレメントのための装置、方法、及びコンピュータプログラム製品
インフルエンサ構造のための装置及び方法。該装置は１つの誘導領域及び１つまたは複数の境界領域を有する導波管の１つまたは複数の放射線を伝播する誘電体構造内に配置され、該導波管振幅を制御特性に影響を及ぼすためにインフルエンサ信号に応える導電素子と、該導電素子に該インフルエンサ信号を通信するための結合システムとを含む。インフルエンサを操作する方法は、ａ）１つの誘導領域と１つまたは複数境界領域とを有する導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造内に配置される導電素子にインフルエンサ信号を通信することと、ｂ）該インフルエンサ信号に応えて、該導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすこととを含む。
【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度は
β＝ＶＢｄ
（方程式１）
により示され、ここではＶはベルデ定数と呼ばれ（角度分ｃｍ−１ガウスー１という単位を有し）、Ｂは磁場であり、ｄは該場にさらされる伝播距離である。量子力学記述では、ファラデー回転は、磁場の押し付けがエネルギーレベルを改変するために発生する。
【０００３】
（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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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）。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
しかしながら、投影システム用の技術的に要求が厳しい未研究分野は映画館の領域にある。映画の画面装置は投影システムにとって新興の用途であり、この用途では、コンソール奥行き対均一な画質に関する問題は通常当てはまらない。代わりに、課題は、従来の３５ｍｍのフィルムプロジェクタの品質に競争価格で（最低でも）等しくなることにある。
ダイレクトドライブイメージライトアンプリファイアー（「Ｄ−ＩＬＡ」）、デジタル光処理（「ＤＬＰ（登録商標）」）、及びグレーティングライトバルブ（「ＧＬＶ」）をベースにしたシステム等を含む既存の技術は、最近では従来のフィルム投影装置の質に等しくなったが、従来のフィルムプロジェクタに比較するとかなりのコストの格差を有する。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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（ｐｒｅｄｏｍｉｎａｔｅ）検討材料としての電気通信の用途で実現される。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。ＰＧＢ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。
【００３１】
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。さまざまなファイバタイプの特徴は、それらが使用される多くのさまざまな用途に適応されている。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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させる。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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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】
【００４２】
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】
【００４３】
開示されているのはインフルエンサ構造のための装置及び方法である。該装置は１つの誘導領域及び１つまたは複数の境界領域を有する導波管の１つまたは複数の放射線を伝播する誘電体構造内に配置され、該導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすためにインフルエンサ信号に応える導電素子と、該導電素子に該インフルエンサ信号を通信するための結合システムとを含む。インフルエンサを操作する方法は、ａ）１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域とを有する導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造内に配置される導電素子にインフルエンサ信号を通信することと、ｂ）該インフルエンサ信号に応えて、該導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすこととを含む。
【００４４】
それはまた、インフルエンサ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）導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造と導電素子を該導波管の製造中に関連付け、該導波管が１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域とを有し、該導電素子が該誘導領域内で磁場を生じさせることにより該導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすためにインフルエンサ信号に応えることと、ｂ）該インフルエンサ信号を該導電素子に通信するために結合システムを形成することとを含む。
【００４５】
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。
【００４６】
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】
【００４７】
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。
【００４８】
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。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。
【００４９】
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。
【００５０】
本発明の構造化された導波管はいくつかの実施形態では、伝播される放射線の振幅を制御する変調器の中のトランスポートとして働いてよい。該変調器によって発せられる放射線は、光学トランスポート上でのプロパティインフルエンサの相互作用により制御される最大放射線振幅と最小放射線振幅を有する。消すことは単に最小放射線振幅が、「オフ」または「暗い」または放射線の不在を示す他の分類として特徴付けられる（特定の実施形態にとって適切に）十分に低いレベルであることを指す。言い換えると、いくつかの応用例では、十分に低いが、検出可能／認識できる放射線振幅が、そのレベルがインプリメンテーションまたは実施形態のためのパラメータを満たすときに「消された」と適切に識別されてよい。本発明は、導波管製造の間に誘導領域に配置される光学的にアクティブな構成物質を使用することによりインフルエンサに対する導波管の反応を改善する。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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」。
【００５７】
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。
【００５８】
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ＷＡＶＥ＿ＯＵＴを渡し、波動成分の特性の状態に基づいてＷＡＶＥ＿ＯＵＴの振幅を制御する構造である。その制御の性質と詳細は、影響を受けたプロパティとエレメント１２０からの特性の状態、及びその初期状態がインフルエンサ１１０によってどのように影響を受けたのかの細部に関連する。
【００５９】
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。影響を受けた波動成分の偏光回転角度がエレメント１２５の伝達軸と「交差する」とき、ＷＡＶＥ＿ＯＵＴは低い振幅を有する。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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
動作中、（ＷＡＶＥ＿ＩＮとして示されている）放射線はエレメント１２０に入射し、（例えば、右回転偏光（ＲＣＰ）回転成分等の）適切な特性がＲＣＰ波動成分をトランスポート１０５に渡すためにゲート開閉／処理される。トランスポート１０５は、それがエレメント１２５によって相互作用され、（ＷＡＶＥ＿ＯＵＴとして示される）波動成分が渡されるまで、ＲＣＰ波動成分を伝達する。入射ＷＡＶＥ＿ＩＮは、通常（例えば右回転偏光（ＲＣＰ）と左回転偏光（ＬＣＰ）等の）偏光特性に対して複数の直交状態を有する。エレメント１２０は（例えば該直交状態の内の１つを渡し、１つの状態だけが渡されるように他を遮る／シフトする等）偏光回転特性の特定の状態を生じさせる。インフルエンサ１１０は、制御信号に応えて該渡された波動成分のその特定の偏光回転に影響を与え、該制御信号により指定されるようにそれを変更してよい。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。次にエレメント１２５は、それが影響を及ぼされ、該波動成分偏光回転がエレメント１２５の伝達軸に一致するときに最大値から、及び該波動成分偏光が伝達軸と「交差する」ときに最小値からＷＡＶＥ＿ＩＮの放射線振幅を変調できるようにするため、該波動成分と相互作用する。エレメント１２０を使用することによって、好適実施携帯の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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。（１）コイル／コイルフォームを実現するための捻りファイバ、（２）多層の巻き線を達成するために導電性パターンが印刷された薄膜をエピタキシャルに巻き付けられたファイバ、（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巻き付けられたコイル／コイルフォーム、あるいは代わりに金属のようにコーティングされるまたはコーティングされない、あるいは金属性のワイヤである導電性高分子材料。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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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は、放射線偏光角（例えば位相または周波数）以外の特性を含み、他の入力機能と出力機能は、該インフルエンサに応えてＷＡＶＥ＿ＯＵＴの該振幅を変調するために、前述されたように該所望される特性を適切にゲートで制御する／処理する／フィルタリングするために使用される。
【００７８】
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はコントローラ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に、及び／またはオプションで１個または複数のピクセルの出力後処理処理を提供するために使用されてよい。
【００７９】
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。源（複数の場合がある）４１０は、変調器２００ｉ、ｊの入力端から遠く離れていてよい、これらに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いくつかのまたは複数を使用してよい（いくつかのケースでは変調器２００ｉ、ｊあたり１つの源）が、いくつかのインプリメンテーションでは、単一の源が使用されている。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
一台または複数台の変調器２００ｉ、ｊの出力端がその適用を改善するために処理されてよいことは好適実施形態の一つの特長である。例えば、導波管構造の出力端部は、特に光ファイバとして実現されているとき、熱処理され、引っ張られ、先細の端部を形成する、あるいはそれ以外の場合、すり減らされ、撚られ、あるいは出力端での光散乱の強化のために整形されてよく、それによりディスプレイ面での視角を改善する。変調器出力端のいくつか及び／またはすべては、所望される結果を達成する所望される出力構造を集合的に生じさせるために類似したやり方または異なるやり方で処理されてよい。例えば、１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１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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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のベルテ定数は１３４ ｒａｄＴ−１であると報告されているのに対し、１０６４ｎｍではそれは−４０ｒａｄＴ−１まで低下した。この挙動は、ある波長で特定の回転度数で製造されたデバイスが、より長い波長でははるかに少ない回転を生じさせることを意味している。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
リールに巻かれた後、引き抜かれたファイバは適切な光学及び幾何学的なパラメータについて試験される。伝送ファイバの場合、通常、引っ張り強さは、ファイバのための最小引っ張り強さが達成されたことを確実にするために最初に試験される。該最初の試験の後に、多くの異なる試験が実行され、伝送ファイバの場合には、減衰（距離で信号強度の減少）、帯域幅（情報伝達能力、マルチモードファイバの重要な測定値）、開口数（ファイバの受光角度の測定値）、遮断波長（シングルモードファイバでは、シングルモードだけが伝播する波長）、モードフィールド直径（シングルモードファイバでは、ファイバ内の光パルスの半径方向の幅、相互接続のために重要）、及び色分散（コアを通るさまざまな速度で移動するさまざまな波長の光線のための光のパルスの広がり、シングルモードファイバでは、これは情報伝達能力のための制限する要因である）を含む伝送属性についての試験を含む。
【０１１４】
図９は、複数のチャネルを有する変調器９００のための代替好適実施形態の概略図である。変調器９００は、個々のチャネル及び集合的なチャネルを通して伝播される放射線の性質を詳述することなく一般的な構成で示されている。以下の説明を簡略化するために、変調器９００は、２つのチャネルを含むとして描かれているが、他の実施形態及びインプリメンテーションでは、変調器９００は必要に応じてまたは該実施形態に望ましいように３つ以上のチャネルを含んでよい。
【０１１５】
変調器９００は（それぞれが独立した導波するチャネルをサポートする）１組のトランスポート９０５Ｎと、トランスポート９０５に動作可能なように結合されている１組の特性インフルエンサ９１０Ｎと、対応するインフルエンサ９１０Ｎに結合されるコントローラ９１５Ｎと、第１の特性エレメント９２０と、第２の特性エレメント９２５とを含む。言うまでもなく、変調器９００の他のインプリメンテーションは、トランスポート、インフルエンサ、及び／またはコントローラの異なる組み合わせを含んでよい。例えば、変調器９００はすべてのインフルエンサ９１０に結合される単一のコントローラ９１５を含んでよい、あるいはそれは１つまたは複数のトランスポート９０５に結合される単一のインフルエンサ及び／または１台または複数のコントローラ９１５を含んでよい。さらにいくつかのトランスポート９００は単一の物理的な構造を含んでよいが、複数の独立した導波チャネルをサポートしてよい。
【０１１６】
トランスポート１０５のようなトランスポート９０５は、技術で周知の多く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９０５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１つの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、あるいはトランスポート９０５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つまり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９１０の性質に基づいて修正される。
【０１１７】
インフルエンサ９１０は、トランスポート９０５を通して及び／またはトランスポート９０５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。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、伝達された放射線の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／アナライザ等の別の要素を使用すると、該偏光器／アナライザ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。本例では、偏向角を制御することにより伝達された放射線を変化する。
【０１１８】
変調器９００は、トランスポート９０５ｘの間で共用されるとして、第１のプロパティエレメント９２０と第２のプロパティエレメント９２５を概略して描いている。いくつかの実施形態では、各トランスポート９０５は独立した第１のエレメント９２０と第２のエレメント９２５を含んでよい。図９は、変調器９００について第２の属性を概略して描くために、共用されるエレメントとして第１のプロパティエレメント９２０と第２のプロパティエレメント９２５を示している。すなわち、変調器９００は、変調器９００のインプリメンテーションと構造に適切な複数のｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ（つまり、導波チャネル、インフルエンサ、制御機構の数と性質、及び個々のチャネルと変調器の所望される性能特徴）に分割し、適切なチャネル／トランスポートに各ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔを方向つける。例えば、いくつかのケースでは、ＷＡＶＥ＿ＩＮは単一波長であるが、（左偏光成分と右偏光成分等の）複数の直交偏光成分の放射線を含む。他のケースでは、ＷＡＶＥ＿ＩＮは単一の偏光配向成分を有する複数の周波数を含む。さらに他のケースでは、ＷＡＶＥ＿ＩＮは、エレメント９２０がＷＡＶＥ＿ＩＮを、等しいまたは等しくない振幅を有することがある個々のｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓに分配するように、単一の配向タイプと単一の周波数を有する。いくつかの代替ケースは、これらのケースの組み合わせまたはＷＡＶＥ＿ＩＮの他の区分（ｄｉｖｉｓｉｏｎ）を含むであろう。これらのケースのすべてで、第１のプロパティエレメントはＷＡＶＥ＿ＩＮを前処理し、それを適切な個別のｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ（例えば、直交偏光成分または別々の周波数成分）に分離し、各個別ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔを適切なチャネルに方向つける。
【０１１９】
同様に、第２のプロパティエレメント９２５は、第１のプロパティエレメント９２０について前述された第２の属性に対応する第２の属性を有する。第２のプロパティエレメント９２５の第２の属性は、ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓをＷＡＶＥ＿ＯＵＴに統合するために（そして、好適実施形態では、ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔごとに適切な振幅を渡すためにも）（影響を受け、トランスポートを通る伝播中に作用された可能性のある）個々の導波チャネルから出力放射線ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓを結合する／マージする。
【０１２０】
ここに説明されているように、本発明の好適実施形態は、トランスポート９０５ｘとして光ファイバを使用し、「線形」ファラデー効果を使用することによりおもに振幅制御を実現する。ファラデー効果は、伝播放射線の偏光回転角度変化が、場が適用される長さ、及び放射線が通って伝播される材料のベルデ定数に基づき伝播の方向で適用される磁場の規模に直接的に関連付けられているが、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。しかしながら、トランスポートに使用される材料は、所望される磁界強度を確立する際に、例えば、インフルエンサからの誘発磁場に対して線形応答を有さない可能性がある。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からの適用される信号、及び／またはインフルエンサ磁場及び／または変調器９００またはＷＡＶＥ＿ＩＮの偏光及び／または他の属性または特徴に応えて非線形である可能性がある。本説明のために、変調器９００（またはその要素）の、１つまたは複数のシステム変数という点で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る。
【０１２１】
既定の減衰プロファイルは、例えば変調器９００またはその要素の組み立て、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９００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９００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９０５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９０５に与えてよい。
【０１２２】
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９００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／補完する理由には、ＷＡＶＥ＿ＯＵＴにおける省力化、効率、及び一様性が含まれる。
【０１２３】
図１０は多周波（例えばマルチカラー）システム１０００を描く本発明の代替好適実施形態の概略図である。システム１００は、図９に示されているさらに一般的な変調器９００に対する特別な変型である。システム１０００は、複数のトランスポート１００５を含みそれぞれが、導波チャネル１０１０と、関連付けられた第１の境界領域１０１５と関連付けられた第２の境界領域１０２０を含む複数の境界領域を有する導波管を形成する。各トランスポート１００５の入力端の中にまたは上に配置されるのは、入力波動特性プロセッサ１０２５であり、各トランスポート１００５の出力端の中にまたは上に配置されるのは、出力波動特性プロセッサ１０３０である。該境界領域の内の１つに埋め込まれているのは、例えばチャネル１０１０内で長手方向に向けられた磁場を生じさせるためのコイルフォーム構造等、波動特性修正機構の生成を可能とするためのインフルエンサのエレメント１０３５である。各トランスポート１０１０は、放射線源１０４０からＷＡＶＥ＿ＩＮのために放射線を受け取り、変調されたｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ（例えばＭＯＤ＿ｘ）を出力する。コントローラ１０４５は、システム１０００について概略して示され、各トランスポート１００５を通って伝播する放射線を独立して制御するための１組のカプラー１０５０を介して各エレメント１０３５に結合される。いくつかのインプリメンテーションでは、コントローラ１０４５は、システム１０００の各トランスポート１００５を制御するために別々の構成要素を有してよい。
【０１２４】
図１０に示されているように、システム１０００の中の各放射線源１０４０は他のソース１０４０と異なる波長で放射線を生成する。好ましくは、源１０４０は、放射線源から振幅が変化した別々のカラー成分の多様な順列を合成することによって広範囲の色を表すカラーモデルを使用して集合的に放射線を生成する。例えばＲＧＢ、ＣＭＹＫ、ＨＳＶまたはＣＩＥ色度図から引き出される他の原色セット等の、システム１０００の多様なインプリメンテーションに適切であってよい、加法的または減法的な両方の多くの周知のカラーモデルがある。システム１０００の動作の以下の説明を簡略化するために、図１０は、それぞれがコントローラ１０４５から独立して制御される３つの色成分（赤−緑−青、つまりＲＧＢ）から構成される単一のピクチャエレメント（ピクセル）を生じさせるＲＧＢカラーモデルの使用を描いている。さらに、前記説明は、伝播する放射線の振幅を制御自在に且つ再生自在に変えるために使用されてよい影響システムのためのさまざまな機構を述べているが、以下の説明は、伝播する回転の偏光角を制御自在に回転させ、その修正された放射線を、伝達軸角度と伝播放射線の回転しない角度の間の公知の関係性を有する偏光器アナライザに適用するためにファラデー効果を使用する動作を説明する。
【０１２５】
動作中、システム１０００は、（１００５Ｒ、１００５Ｇ及び１００５Ｂによってそれぞれ識別される）トランスポート１００５の異なるものにＲＥＤ ＷＡＶＥ＿ＩＮ、ＧＲＥＥＮ ＷＡＶＥ＿ＩＮ、及びＢＬＵＥ ＷＡＶＥ＿ＩＮを提供する、各源１０４０から独立した色成分を生成する。各入力波動特性プロセッサ１０２５は、インフルエンサシステムによる影響について所望される特性を有するｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔを生成する。本例では、プロセッサ１０２５はある特定の角度向きで特定の偏光（例えば「ゼロ」度での左偏光放射線）を生じさせる。特に偏光され、配向された各個別色のｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔは、コントローラ１０４５がインフルエンサエレメント１０３５により生じる磁場のおかげで各ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔの規模に対する独立した制御をアサートするそのトランスポート１００５を通って伝播する。前述されたように、磁場の規模はチャネル１０１０を通る伝播する放射線の偏光回転変化に影響を及ぼす。放射線の最終的な偏光角は次に、各原色がコントローラ１０４５に応えて最大強度から「オフ」の間で変調されるように出力プロセッサ１０３０（例えば、該入力プロセッサ伝達軸を基準にして九十度偏位された伝達軸を有する偏光器アナライザ）に適用される。出力ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ（ＭＯＤ＿Ｒ、ＭＯＤ＿Ｇ、及びＭＯＤ＿Ｂ）の規模の組み合わせにより、この場合には単一のピクセルであるシステム１０００のための出力色が生じる。複数のピクセルをマトリックスに配列すると、マルチカラーディスプレイが生じる。
【０１２６】
システム１０００は、変調器９００と同様に、マクロピクセルレベル（チャネルの組み合わせ）でまたはサブピクセルチャネルごとに減衰平滑化を使用してよい。ディスプレイシステムの相対的なジオメトリーと、個々のチャネルのサイズに応じて、いくつかのケースでは、単一のピクセルは、特にディスプレイの寸法が拡大するにつれてシステム１０００の倍数から構成される。
【０１２７】
図１１は、図１０に示されているシステム１０００に類似する多周波システム１１００のための代替好適実施形態である。システム１１００によって実現される適切なカラーモデルのための所望される別々の周波数を生じさせる個々の放射線源１０４０よりむしろ、一様な放射線源１１０５（例えば白の光）が各トランスポート１００５に一様なＷＡＶＥ＿ＩＮを提供する。システム１１００は、（図１０に示されている導波チャネル１０１０を染料でドーピングすることによって等）プロセッサ１０２５の中に組み込まれているカラーフィルタを通して、あるいは色が管理された導波管チャネル１１１０を通して色の制御を実現する。システム１１００の構成要素の個別の及び集合的な減衰プロファイルがシステム１０００とは異なってよいことを除き、システム１１００の動作は前述されたシステム１０００に非常に類似している。
【０１２８】
最終的な出力がどの燐光体がどの程度ビーム強さで付勢されるのかに左右される複数の点状蛍光体全体で電気ビームを一掃する（ｓｗｅｅｐｓ）陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイシステムとは対照的に、本発明は出力特徴を制御し、調整する追加の方法を提供する。すなわち、本発明は放射線源の規模だけではなく、各放射線源の出力周波数（例えばその色）も変えてよい。いくつかのインプリメンテーションでは、さまざまなカラーモデルまたはさまざまな原色のセットが単一ピクセルに利用可能であってよい。すなわち、単一のピクセルは６個のサブピクセル、つまり１つのモデル（ＲＧＢ等）を使用する３個のサブピクセルと、別のモデル（ＨＳＶ）を使用する３個のサブピクセルから構成されてよい。あらゆる３つの三原色がすべての単一の公知の色を作り出すことはできないのは真実なので、出力カラーの優れたさらに豊富なセットを作り出すためには、ＣＩＥ色度システムに従って作り出される原色のセット等、異なるセットの原色がすべて結合されてよい。トランスポートが光ファイバとして実現されるとき、寸法は、特に大型ディスプレイの場合、単一のピクセルを画定するために多くのファイバが集合的に使用されてよいほどである。
【０１２９】
図１２は、統合カラー生成を有する変調器１２００のための本発明の好適実施形態である。変調器１２００は、図１０と図１１に示されているもののようなトランスポート／放射線源組み合わせの代わりに使用されてよい。図１０と図１１に示されている要素に加えて、変調器１２００は、統合放射線生成チャネル１２１０を有するカラー統合（ｃｏｌｏｒ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ）トランスポート１２０５を含む。チャネル１２１０は、変調器１２００のために所望される周波数（例えば、色）を生じさせるためにＷＡＶＥ＿ＩＮのための放射線源として機能する。チャネル１２１０が変調器１２００に適切な周波数を生じさせないとき、プロセッサ１０２５及び／または導波チャネル１０１０はｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔを伝播するために適切な周波数を生じさせてよい。好適実施形態の変調器１２００は、放射線の生成と放射線の変調の両方とも実現する。
【０１３０】
所望される周波数、または周波数の範囲を生じさせるために導波構造を修正してよい多くの方法がある。例えば、チャネル１２１０内で超微粒気泡と空隙が作られ、これらの空間の中では、例えば電流または無線周波数の伝達または光／放射線励起によって等刺激されるまたは励起されるときに放射線を発する特殊なガスがある。ガスは所望される放射線周波数を直接的に発するように調製される、あるいは周波数は、それがプロセッサ１０２５及びまたはチャネル１０１０によって、またはいくつかのケースでは追加の統合変換エレメント（不図示）によって所望される１つまたは複数の周波数に容易に変換されてよいように選ばれる。
【０１３１】
空隙／超微粒気泡または他のガスを含有する構造は、適切な熱処理が、あるいは変調器１２００の特殊な部分の中に所望されるガスを注入することが後に続く適切なドーピングにより製造中に形成されてよい。いくつかのケースでは、アクティブな発光デバイス（ＬＥＤまたは半導体レーザ）が変調器１２００の多様な部分で組み立てられてよい。放射線を生成する他の方法も使用されてよい。伝播するチャネルは導波管であるため、変調器１２００の全体的な物理的なインプリメンテーションは図１２に示されているものから多少変わることがある。例えば、変調器１２００は特定の密度のガスと刺激強度から十分な放射線強度を生じさせるためにチャネル１２１０の十分な長さを含んでよい。必要なとき、または所望されるとき、物理的な経路は小さな物理的な広がりのなかで所望される刺激を達成するために刺激領域内で「折りたたまれてよい」。また、放射線発射領域は、信号強度を感知できるほど損失することなく放射線制御領域から間隔を置いてよい。図１２は、チャネル１２１０からチャネル１０１０への相対的な寸法を必ずしも正確に描かず、一方のチャネルは他方よりはるかに長い。特にファイバトランスポート付きの変調器１２００の導波態様は、該多様なセグメントを配列し、配置する上で大きな柔軟性を可能にする。
【０１３２】
ガスの刺激／励起または他の放射線源の活性化は放射線源の性質に依存している。電極は、チャネル１２１０に、またはチャネル１２１０に近接される（ｐｒｏｘｉｍａｔｅｄ）適切な高周波／放射線発生器の中に埋め込まれてよい。電極に適用される信号、またはチャネル１２１０に適用される周波数、またはチャネル１２１０を通して伝播される周波数の性質がチャネル１２１０から生じる放射線の規模と周波数を決定する。変調器１２００のための減衰プロファイルが所望される性能について特徴付けられ、適応され、放射線生成の態様（例えば、周波数、強度、及び「ネイティブ」偏光特性）を含んでよい。
【０１３３】
図１３は、ピクセル／サブピクセルを生じさせるために制御可能な放射線の複数のチャネルを構造化し、伝播するための代替システム１３００の好適実施形態の概略図である。システム１３００は中心サポート１３０５と、サポート１３０５の長さを横切る複数の螺旋系の溝１３１０を含む。システム１３００は、２つまたは３つ以上の溝１３１０を使用して変調器９００の実施形態を、あるいは３つまたは４つ以上の溝を使用してシステム１０００またはシステム１１００の実施形態を実現してよい。問題を簡略化するために、システム１３００は、例えば、各溝が適用可能なカラーモデル（例えばＲＧＢ）の原色の内の１つをサポートする、システム１０００等の３つのエレメントのモデルを実現すると示されている。システム１３００は、単一の物理的な構造がピクセルのすべてのサブピクセル等の複数のサブ構造をサポートできるようにする。図１４はオプションの中心コア１４００の存在をさらに描く図１３に示されているシステム１３００の端面概略図である。
【０１３４】
米国特許第３，９７６，３５６号はそこに説明されているように放射線を伝播するためにファイバの外側に３つの螺旋構造を切削することを描いている。本発明を鑑みてその発明を適応させることには、以下の修正が含まれる。参考文献の中では、複数の螺旋形のトラックがファイバプリフォームの中に切削され、「トラック性能（ｐｅｒｆｏｒｍ）」から光学的に区別された「トラック材料」で充填されてから、一般にねじられ引き出されることが開示されている。３つのトラックは特に完了したとして引用され、このようなものはこの従来の技術が確立された１９７０年代では実際的であった。
【０１３５】
第３，９７６，３５６号特許の光ファイバの形式及びその製造方法が確立されて以来、ファイバ製造の最高水準の技術は大幅に向上し、方法は現在本発明に従って構造化され、製造されるファイバの性能をさらに改善するために利用できる。
【０１３６】
実際には、複数の螺旋形−表面上の導波トラックを用いるファイバの好ましい製造の結果、平均して、単一コア標準シングルモードファイバの繊維径より大きい繊維径が生じる。参照されている１９７０年代の最新技術の特許の中で引用された寸法は、下限が１００ミクロンの直径１００ミクロンであった。しかしながら、クラッディング（複数の場合がある）の寸法とその中に組み込まれるファラデー減衰器の機能性を含む、３本の別々の、染料でドーピングされた、またはコーティングされたサブピクセルファイバを実現した結果生じる結合された断面積を考えるとき、いくつかのケースではマルチトラック螺旋形−表面上の「モノリシック」の正味寸法は、３本の別々のＲＧＢサブピクセルファイバの結合された寸法よりはるかに少なくなるであろう。さらに、製造費用効果の増加は、３つの色を１本のファイバに統合することによって実現されてよい。
【０１３７】
３トラックの螺旋形−表面上ファイバにおける所望される機能性を実現するために加えられてよい調整の中には、（ｉ）カラーサブピクセルインプリメンテーション：それぞれの別々のＲＧＢトラック材料がここの他の箇所に開示されているパターンに従って染料でドーピングされる、（ｉｉ）オプションの永久的に磁化された成分：コア１４００は螺旋形−表面上のトラックに加えて設けられてよい、（ｉｉｉ）ＹＩＧ、Ｔｂ、ＴＧＧ、Ｂｉ−ＹＩＧまたは最高の性能を示す光学的にアクティブなドーパント：染料と同様に、光学的にアクティブなドーパント（複数の場合がある）はトラックプリフォーム材に追加される、（ｉｖ）フェリ磁性／強磁性ドーパント：ファイバを取り囲む薄いクラッディングまたはコーティングに追加されるドーパント及びその３つの螺旋形−表面上の導波管トラック、（ｖ）コイルフォーム：３つの表面上の螺旋形の導波管はそれら自体、ファイバの軸の回りの渦巻状の形をしているので、ねじる方法は全体にとってほどファイバにとって実用的ではない。（ｖｉ）チャネルプリフォームの撚り：しかしながら、ねじる方法はトラックプリフォーム（ｐｅｒｆｏｒｍ）材自体で利用されてよい。この場合、第１の（内側）フェリ磁性／強磁性コーティングと、該内側コーティング内の残留磁束によって維持されるパルスフィールドを生じさせる第２の（外側）導電性コーティングの２つのコーティングがプリフォームに塗布される。コア１４００はオプションで、標準的なファイバについて前記に開示されたようにドーピングされてよい。コアの追加は、トラック材の刺激及び非線形ファラデー関連効果のインプリメンテーションを含む、ファイバ−レーザ機能性を含む他の機能性及び統合された構成要素を実現するための中心にもなる。
【０１３８】
螺旋形−表面上のマルチチャネルファイバ構造に関する代替策は、同じファイバ構造内でのＲチャネル、Ｇチャネル、及びＢチャネルを可能にする、コア及びクラッディングファイバの変形である。この変形では、コアと、それぞれにそれら独自の結果として伴う、それぞれ染料でドーピングされたファラデー減衰器構造が付いた２つの光学的にアクティブなクラッディング構造がある。例えば、コアは赤に染料でドーピングされ、十分に異なる屈折率のクラッディングは緑に染料でドーピングされ、第２のクラッディングは青に染料でドーピングされている。このような複合ファイバ構造は、ここに他の箇所に開示されているようなコイルフォームまたはフィールド発生構造で製造されるが、ファイバの連続層でも製造され、磁気的に不浸透性のバッファが潜在的に干渉しているクラッディング層／コーティング層の間に配置される、３台のファラデー減衰器構造を順々に含む。
【０１３９】
図１２または他の統合放射線源に関して、アルゴンまたは他の貴ガスを含む超微粒気泡の密度が形成することを許される１本のファイバ長では、蛍光材がドーパントとして追加される。これは、それ以外の場合好ましい染料ドーピングに加えて、または代わりであってよい。蛍光材とガスは、超微粒気泡中の励起された貴ガスが適切な周波数でＵＶ周波数を発し、次に適切な周波数でＲ光、Ｇ光またはＢ光を発するためにソリッドステートコア内の蛍光体を励起するように、各ＲＧＢ色サブピクセルエレメントのために選ばれる。ファイバ全体を染料でドーピングすると、色が適切にバランスが取られることが確実になる。
【０１４０】
図１５は、本発明の多様な開示されている実施形態によるコイルフォームをした導波管を生産するための一般的な導波管処理システム１５００の概略図である。システム１５００は、例えばプリフォーム１５０５、処理済みのプリフォーム１５１０、及び該所望されるコイルフォーム構造を含んだ製造済みの導波管１５１５を含む最終的な導波構造がその中から作り出される１つまたは複数の要素を処理する。システム１５００は、それぞれプリフォーム１５０５、プリフォーム１５１０及び導波管１５１５の必要な処理を実現するために１つまたは複数の処理段階（例えば、段階１５２０、段階１５２５、及び段階１５３０）を含む。いくつかのコイルフォーム製造システム１５００では、取り付けられるコイルフォームのタイプに応じて、該段階の１つまたは複数が省略されてよい。
【０１４１】
処理段階１５２０から段階１５３０は、導波管１５１５の製造のために構造化プロセスと塗布プロセスをさまざまに実現する。これらのプロセスは、（１）ファイバ捻り、（２）導電材料の塗布、及び（ｉｉｉ）ＰＣＦ特定のインプリメンテーションの内の１つまたは複数を含む。
【０１４２】
ファイバ捻りは多くの異なる変形及び考えられるインプリメンテーションを有する。これらの変形とインプリメンテーションでは、制御信号に応えて伝播する放射線に対して必要な影響を生じさせるのに適した導電素子（例えば、金属性の構造または導電性高分子材料）が該段階の１つまたは複数で付けられる。該導電素子は捻りの前または後に付けられてよく、該導電素子は該導波構造または境界構造の１つの表面または中に付けられてよい。いくつかのケースではファイバは捻られ、解かれるのを防ぐために被覆物をコーティングされ、他のケースでは該被覆物をコーティングされてから、捻られる。さらに他のケースでは、捻りは、該導波構造が被覆物なしで固定し、解かれるのに抵抗する時点で実行される。例えば、導波構造がプリフォームからファイバを引き抜くことから製造されるケースでは、該ファイバがそのガラス質温度を超える時点で捻りが実行されると、被覆物は必要とされない。いくつかの例では、導波構造またはプリフォームの段階は捻りを容易にするために切削されるまたは刻み目を付けられてよい。必要な影響に十分な単位長さあたりの高い捻り数を含むコイルフォームと作り出し、被覆物なしで捻れを持続させることが捻りの目標である。これは捻りを介して導波管内に応力を誘発することにより改善された光学特徴を達成するファイバのための従来の捻りシステムと対照的である。相対的に影響を受けないコアの回りの効果的な捻りを改善するために異なる粘性を有する材料で導波構造の多様な層を製造することは、好適実施形態の１つのインプリメンテーションである。これには１つの目標として、破損または破砕のリスクを削減するために応力を削減するという要望がある。
【０１４３】
導電素子は変化するコイルフォームパターンを達成するためにさまざまな時点でさまざまなパターンで付けられてよい。導電素子は線形に付けられ、プリフォームまたは導波構造の長さ伸張してよい。あるいは、導電素子は、急傾斜であったり、浅かったり、異なっていたり、または変化する特定のピッチを有する螺旋形で付けられてよい。再び、プリフォームまたは導波構造、あるいは両方とも捻られてよく、結果的に生じる形状の導波構造はコアの回りの導電素子の異なる捻れパターンを有する。それが表面層であるのか、あるいは境界領域の内の１つであるのか、それ以外であるのかに関係なく、捻り動作は好ましくはコアを捻るよりむしろ、導電素子を支える層をコアまたは誘導チャネルの回りで捻り、回転することが捻りについての好ましい実施形態である。
【０１４４】
導電素子は別々の構造として付けられてよい、あるいはそれは導電コーティングとして付けられてよく、次にコーティングの選択された領域が、特定の線形のパターン、螺旋形のパターンまたは他のパターンをプリフォームまたは導波構造の上または中に残すために、例えばエッチング、旋盤加工、マスキング、または他のプロセスによって除去される。他の点では、この構造は前述されたように捻られてもよい。以下は捻りインプリメンテーションの一般的なケースのための好適実施形態の特定の例である。
【０１４５】
さらに、フォトニック結晶ファイバの製造で公知の製造プロセスにおいてのように、固体ガラスまたはキャピラリガラスが結合され、内側クラッディングとコア、あるいはコアだけを取り囲んでよい。これらの複数の薄いロッドまたはキャピラリガラス（本発明の好適実施形態の現在の特長の現在の製造方法に関するＰＣＦ変形のケースでは、本文書中の他の箇所及び組み込まれている出願中の追加の開示を参照すること）は、導電性ストリップのバージョンに関して説明されたように前もって金属化され、その結果プリフォームの捻りにおいて、あるいは温度が適切であるときの引き抜きにおいて、複数の薄い取り囲むファイバがコアの回りでコイルフォームとしてともに捻られる。
【０１４６】
図１６は、導電的にコーティングされたプリフォーム及び表面的な螺旋形の切れ目を含む図１５に示されているシステムの第１の特定のインプリメンテーションの概略図である。第１の例は、導電材料でプリフォーム１６０５をコーティングすることを含み、引き抜き中にプリフォームまたは熱い導波構造上で実行された捻りで表面的な螺旋形の切れ目を実現する。プリフォーム１６０５は、標準的な真空蒸着またはファイバ製造技術に共通の他の方法によって金属粉または他の導電塗料（金属性のすす等）でコーティングされる。それから、好ましくはプリフォームを回転し、旋盤器具を前進し、固定された旋盤器具を基準にしてプリフォームを前進する（前進はＹ軸で進む）ことによって、螺旋形切れ目１６１０がプリフォーム１６０５の一部１６１５で付けられる。次に、導波構造１６２０を作り出すためにプリフォームが引き抜かれ、材料がそのガラス質温度を超えている間に第１のヨーク１６２５と第２のヨーク１６３０を使用して捻られ、その結果捻れは封じ込める被覆物材を必要とせずに冷却後持続する。好適実施形態では、ヨークは単位長さあたりの捻り数を改善するために構造を反対に捻っている。結果、外側クラッディング層として導波管１６３０の表面に導電材料のコイルフォームが配置される。渦巻状または螺旋形の隆起が該工程により形成され、捻れによって導電層の厚さが増し、捻れはプリフォームの中の螺旋形の切れ目に対する捻れを通る沈み込みによって分離される。
【０１４７】
図１７は、表面的な螺旋形切れ目がない部分的に導電的にコーティングされたプリフォームを含む、図５に示されるシステムの第２の特定のインプリメンテーションの概略図である。この第２の例は図１６に示されるような螺旋形のトラックで切削されるコーティングされたプリフォームに対する代替策である。この第２の実施形態は、捻られ（矢印１７０５で示される）、助長する螺旋形の切れ目なしでＹ軸の方向に前進される部分的にコーティングされたプリフォーム１７００を含む。工具は導波構造の回りに巻き付く螺旋形の導電性ストリップを残すためにコーティングのいくらかを取り除く。プリフォーム１７００は次に導波構造１７１０を製造するために引き抜かれ、材料がそのガラス質温度を超えている間に第１のヨーク１７１５と第２のヨーク１７２０を使用して捻られ、その結果捻れは封じ込める被覆物材を必要とせずに冷却後持続する。好適実施形態では、ヨークは単位長さあたりの捻り数を改善するために構造を反対に捻っている。結果、外側クラッディング層として導波管１７１０の表面に導電材料のコイルフォームが配置される。導波管１７１０を捻り、螺旋形ストリップを長手方向で圧縮することにより、所望される導電性コイルフォーム構造が形成される。
【０１４８】
この代替策の変形は、その後プリフォーム上で加熱されたプリフォームの温度から焼きなます螺旋形の粉の縞模様を「塗布する」ことによって実現される、金属粉でのプリフォームの精密コーティングである。代わりに、その表面全体を均等にコーティングされたプリフォームは、それが焼きなまし始めると、粉の中に薄い線の「切れ目」を有し、材料の除去により螺旋形を形成してよい。プリフォームをその軸の回りで回転させ、精密粉末インジェクタノイズに関して同時にプリフォームを並進させることによって独立した（ｓｅｌｆ）螺旋形が達成される。プリフォームの回りの薄い焼きなまされた粉の螺旋形は、ファイバがそこから引き抜かれると、いずれのケースでも保たれている。ファイバの長さあたりの「回転」の数は平均して、プリフォーム自体が捻られるときほど多くないであろう。他の代替策は導波管の軸に平行な導電材料のストリップでのコーティング（シリカの加熱によって焼きなまされる金属粉、つまりプリフォーム上で焼結されるすす）を含む。
【０１４９】
図１８は、プリフォーム１８０５の中に／上に埋め込まれる／付けられる導電素子１８００を含む図１５に示されているシステムの第３の特定のインプリメンテーションの概略図である。この第３の実施形態は、長手方向に伸びる前コイルフォーム（ｐｒｅｃｏｉｌｆｏｒｍ）構造１８１０を作り出すために、プリフォームが回転し、（図８に描かれているように、図面のタワーでは下方へである）Ｙ軸に沿って前進するにつれてプリフォーム１８０５に埋め込まれる、または中に配置される導電素子（例えば、ワイヤ、導電性高分子材料等）１８００を提供する。導電素子１８００はプリフォーム１８５０に送り込まれる、あるいはプリフォームの上に置かれる、あるいはそれ以外の場合プリフォーム１８０５と関連して配置される。導電素子１８１０を含むプリフォーム１８０５を回転する（そして、Ｙ軸に沿って必要な前進をさせる）と、引き抜き前のプリフォーム１８０５内に初期の螺旋形の構造が作り出される。プリフォーム１８０５は次に導波構造１８１５を作り出すために引き抜かれ、材料がそのガラス質温度を超えている間に第１のヨーク１８２０と第２のヨーク１８２５を使用して捻られ、その結果封じ込める被覆物材を必要とすることなく、冷却後捻れが持続する。好適実施形態では、ヨークは単位長さあたりの捻り数を改善するために構造を反対に捻っている。結果、導波管１８１５の中にまたは導波管１８１５の表面に導電材料のコイルフォームが配置される。導波管１８１５を捻り、螺旋形の導電素子を長手方向で圧縮すると、所望される導電性のコイルフォーム構造が形成される。
【０１５０】
さらに、フォトニック結晶ファイバの製造で公知の製造プロセスにおいてのように、固体ガラスまたはキャピラリガラスが結合され、内側クラッディングとコア、あるいはコアだけを取り囲んでよい。これらの複数の薄いロッドまたはキャピラリガラス（本発明の好適実施形態の現在の特長の現在の製造方法に関するＰＣＦ変形のケースでは、組み込まれている仮特許出願の追加の開示を参照すること）は、図１７に関連して説明された導電性ストリップ代替策に関して説明されたように前もって金属化され、その結果プリフォームの捻りにおいて、あるいは温度が適切であるときの引き抜きにおいて、導波管を取り囲む複数の薄いロッド／細管がコアの回りでコイルフォームとしてともに捻られる。
【０１５１】
図１９は、導波管チャネルの回りにエピタキシャルに巻き付けられた薄膜１９００を含む図１５に示されるシステムの第４の特定のインプリメンテーションの概略図である。導波管またはプリフォームの回りでコイルフォームを達成するこの好ましい方法では（図１９の説明の残りでは、特に文脈がそれ以外を明確に示さない限り、導波管は導波管とプリフォームの両方を指すものとする）、コイルを作り出す導電性パターンは膜上に形成される（導電素子は原寸に比例しておらず、付けた後に所望されるコイルフォーム構造を作り出すために適応される）。薄膜１９００は、印刷されたストリップまたはテープとして、導波管の回りでエピタキシャルに巻き付けられ、結び付けられ、好適実施形態では導電性「ライン」が導波管に接する。連続する長手方向の巻き付けの間の間隔は薄膜巻き付けを描写するために誇張されている。
【０１５２】
ポリマー薄膜は（例えば、バージニア州、ブラックスバーグ（Ｂｌａｃｋｓｂｕｒｇ、ＶＡ）のナノソニック社（Ｎａｎｏｓｏｎｉｃ，Ｉｎｃ．）から市販されているような）ナノ粒子の静電自己集合（ＥＳＡ）によって、または技術で公知である標準的なポリマー製造方法のどちらかによって形成され、次に、以下に注記されるように印刷されてから形成層からのエピタキシャルリフトオフによって、または他の標準的な便利な方法によって取り除かれるか、あるいは形成され、スピンドルに巻き取られてから、張力を受けて再配備され、素子が印刷されるまたは配置され、それ以外の場合にここに注記されるように製造されるかのどちらかである。
【０１５３】
薄膜は最初に、該膜の端縁に関して、そして最終的には薄膜が後に巻き付くファイバの軸に関して直角に配置される一連の動電的に接続された平行なラインで（ナノソニック（Ｎａｎｏｓｏｎｉｃ）の製品のように）押し付けられる、つまり静電形成される。巻き付けを可能にするための導電性高分子材料またはナノインク印刷物が付着構造に好ましい。薄膜が押し付けられる、つまり確立された半導体パターン化方法のどれかにより、または浸漬ペンナノリソグラフィ等の新しい方法により導電性パターンで付着された後、介在する第２の層がエピタキシャルに追加される、あるいは適切な電気絶縁値となるが、適切な透磁率にもなるちょうど薄膜自体のような第２の層のような薄膜の印刷面の上に配置される。フィルムまたはフィルムとコーティングの２つの層は、このようにして２枚重ねの構造を形成する。
【０１５４】
このような膜は、大きなバッチランで製造され、印刷後ロールに巻き取られる。次に、それらが導波管に巻き付けられるときに、導波管は、フィルムストリップが導波管／プリフォームの隣の電機子内に保持されるスプール上にある間に、増分でｕｎｓｐｏｏｌｅｄされる。エピタキシャル巻き線のための接着剤は、共通の方法、エアロゾル、または液体あるいは活性化された乾燥した物質によって塗布され、フィルムの先端は裏当てが接触し、電機子の運動により導波管に付着される。
【０１５５】
薄膜の外部から内部に選択された導電性のポイントを設けるために、膜は選択的にマイクロパーフォレーションで穴を開けられ、導電性パターンの印刷または付着の前に、マスクエッチング、レーザ、空気圧パーフォレーション、あるいは技術で公知の他の方法により達成されてよい。このようにして導電性材料が付着されると、適切なサイズのパーフォレーションのあるそれらの領域では、導電性材料がパーフォレーションを通って選択的にアクセスされる、あるいは接触されてよい。パーフォレーションは円形であってよい、または線、正方形及び形状と形状−サイズのより複雑な組み合わせを含む、他の形状を有してよい。
【０１５６】
オプションで、フィルムストリップの先端で、フィルムストリップは小さな距離の場合わずかに広くなり、その結果ファイバに巻き付けられた後、該余分な幅がタブとして機能し、巻かれた膜により形成される巻き線構造の最も内側の層上でさらによい接点となるために「きちんと折り」畳まれてよい。次に、導波管は回転され、事実上フィルムストリップをスプールから引き抜くか、あるいは好ましくは、スプールはそれ自体、導波管の回りを回転するカム駆動スピンドルに取り付けられ、事実上フィルムストリップを導波管に巻き付ける。
【０１５７】
このインプリメンテーションによって、電気的な巻き線パターンの複数の薄膜層が、結果として生じる統合された装置の直径を大幅に増加することなく導波管の回りに巻き付けられてよい。その結果、非常に薄く、間隔が詰まった導電バンドの構造が、導波管構成要素の既定の長さ「Ｌ」で一度巻き付けられるだけではなく、何度もｘ回ファイバの回りに巻き付けられ、ｘ個の金属性コイルの同等物が「Ｌ」に渡って導波管の回りを同様に巻かれる。コイルフォームのための優れた電気接点は選択されたパーフォレーション領域を介して見つけ出されてよく、その結果巻き線セクションの「一番下」が外側の層までパーフォレーションを通る「障害物がない」（複数の巻き付き層から重複する巻き線がない）導管を有する。次に、導電性液体ポリマー溶液がパーフォレーション領域の上の下部に塗布されると、導電性溶液は貫通し、最も奥の層に接する。紫外線（ＵＶ）硬化時、接点構造が凝固する。
【０１５８】
オプションで、一方の端縁で折り畳まれたフィルムの「タブ」で、巻き線が開始する薄膜テープの最も奥の部分に接点を提供し、次に巻かれた膜の終端端縁で、ファイバエレメントの出力端で最終的な導電性ストリップが薄膜に印刷される。任意の代替方法により形成される回路に関して、電流はタブでまたはパーフォレーション深さの接点を通って薄膜コイルフォームに入り、ファイバの回りに巻き付けられる薄膜テープの全長ですぐそばに印刷される下部層上の平行した導電性ラインに分散される。電流は、薄膜テープが巻き付けられるのと同数導波管の回りを循環し、最終的に、図示されているようにファイバ構成要素の「上部」つまり出力端近くで、薄膜テープの最も外側の端縁上の接点で薄膜コイルフォーム構造を離れる。
【０１５９】
この実施形態の変形は、カム駆動巻き線スピンドルを、またはスプールから、ファイバを引っ張って保持する電機子を前進させることによって達成される、テープ自体を渦巻状に導波管チャネルの回りに巻きつけることを含む。適所に巻き付けられた複数の層によるさらに大きな磁界強度は存在していないが、テープの複数の層の厚さが削減される。この新規の方法が本発明の実施形態に対して加える実用性、及び本発明の分野外のさらに幅広い用途を考えると、他の電子デバイスも薄膜の層を通して形成されてよいことは明らかなはずである。
【０１６０】
図２０は、浸漬ペンナノリソグラフィを使用して導波管チャネル上にコイルフォーム２０００を付着することを含む、図１５に示されるシステムの第５の特定のインプリメンテーションの概略図である。この好ましい方法は、米国の企業、ナノインク社（ＮａｎｏＩｎｋ、Ｉｎｃ．）から市販されている確立された浸漬ペンナノリソグラフィプロセスの新規の応用例である。本発明の本実施形態に従って、ナノチューブナノリソグラフィックデバイス（ｎａｎｏｔｕｂｅ ｎａｎｏｌｉｇｈｏｇｒａｐｈｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）が、バルクのファイバの上に巻き線構造をステレオリソグラフィにより印刷するために利用される。ファイバ（及び、必要な場合スプール）は、ファイバを回転させ、浸漬ペンナノリソグラフィックデバイスを越えてファイバを前進させるスピンドル装置に取り付けられるが、ナノリソグラフィックデバイスは安定したプラットフォームに取り付けられる。市販の機械加工システムにより制御されるような精密な前進及び回転が、ワイヤ状の巻き線構造の正確な形成を保証する。ナノインク（ＮａｎｏＩｎｋ）から市販されている装置はきわめて細かい構造を可能にする。市販されている浸漬ディップペンナノリソグラフィのこの新規の適用は本発明の実施形態に対する追加の実用性を有することは明らかではければならない。周期的な隙間２００５が、１つの連続した導波管を、それぞれが完全に機能的なコイルフォーム形状を備える導波管セグメントに割ることを可能にする。隙間２００５は、必ずしも原寸通りである必要はなく、前記に開示されたように、及び組み込まれている特許出願において、追加の導波管内（ｉｎ−ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）構造が多数の一様な完全に独立した導波構成要素を形成するために空間の中に統合されてよい。さらに、コイルフォーム２０００はコイルカウントの特定のパラメータで表され、密度、材料及び他の構成は特定のインプリメンテーションにより決定される。他の箇所で説明されるように、いくつかのインプリメンテーションでは、ガウスシリンダ（例えば完全に導電的にコーティングされた／金属化された導波管部分）がコイルフォームとして使用されてよいため、別のコイルフォーム構造は必要とされない可能性がある。
【０１６１】
図２１は、巻き付け手順を使用する導波チャネルでの導電素子の付着を含む図１５に示されているシステムの第６の特定のインプリメンテーションの概略図である。この好ましい方法では、全導波管巻き線構造も実現される。例えば、導波管が光ファイバ−（図８に示されている）一次的な光ファイバ引き抜きタワー−であるとき、ここに指定されるように一次導波チャネルを製造することは、巻き線ファイバを引き抜く（やはり図８に示されているタイプの）第２のガラス繊維引き抜きタワーと製造プロセスにおいて結合される。コアとクラッディングを含む一次光学導波管ファイバより直径が実質的に小さい、第２の引き抜きタワーから引き出されたコーティング済みの（またはコーティングされ、ドーピングされた）ガラス繊維の熱いフィラメントが、一次引き抜きタワーから引き出される熱い一次光ファイバの回りに巻き付けられる。第２の巻き線ファイバ用のプリフォームは、標準的なファイバ製造方法を使用して金属粉またはすすでコーティングされ（あるいは導電性ドーパントでコーティングされ、ドーピングされ）てから、引き抜かれる。二次ファイバの熱い端部がシリカの加熱接着により一次ファイバに取り付けられた後、一次ファイバ製造装置は次に、二次ファイバが一次ファイバの回りできつい巻き線を形成するように回転される。ファイバがともに十分に高温である間に巻き付けることで、光学導波管巻き線の回りの導電性ファイバを実現する、新しい統一された全ファイバ構造が可能になる。長いバッチランは、後に最終的な切り替えマトリックスに組み立てるために用意される、大量の巻き付けられたファイバを生じさせる。
【０１６２】
代わりに、さらに金属粉またはすすによってコーティングし、プリフォームの加熱及びファイバの引き抜きで焼きなますことによってさらに金属化されてよい導電性高分子材料フィラメントが光学導波管ファイバに巻き付けられ、光学導波管上に塗布される接着剤を使用して接着されてよい。ポリマーフィラメントはきわめて小さな直径で製造され、有利なヤング率を有する。同様に、金属性のワイヤが光ファイバの回りに巻き付けられてよい。導電率はさらに高くなるが、ワイヤ直径及び可撓性という点でさらに大きな制約がある。
【０１６３】
一体化したファイバ構成要素としてコイルフォームまたはコイルを組み込むためにここに開示されているインプリメンテーションの範囲は相互に排他的ではないが、所望される性能レベルを達成するために組み合わせて使用されてよいことが明らかでなければならない。図１５から図２１に示されている構造の要素及び構成要素が選択され、結合されてよい。一般的に、現在開示される、または通して参照されるファイバ製造に関与するドーパントとプロセスの組み合わせに関して、例えばＭＣＶＤ（修正化学蒸着法）は例えばＳＯＤ（溶液ドーピング）よりいくつかの要件にあまり適していない可能性があり、したがってドーピングは異なる連続プロセスで達成されてよいが、コドーピングが単一のプロセスで複数のドーパントを導入するために好ましい。
【０１６４】
ファイバ製造のバルクランでのコイルフォーム構造の間の隙間を可能にし、その結果ファイバの分裂セグメントでは、ファイバの「頭」と「尻尾」がそれぞれコイルフォームなしでとどまるようにするために、コイルフォームの捻り、巻き付け、印刷等が周期的であってよい。例えば、ファイバがここに開示されている変形に従って引き抜かれ、捻られるにつれて、捻りはファイバの正確な長さ実行され、次に停止するが、ファイバは、所望される長さの隙間に到達するまで引き抜きタワー内で引き抜かれ続け、捻れは再び開始する。捻られていない導電性材料は次に入力接点と出力接点を提供する（組み込まれている仮特許出願に開示されているクラッディング間、及びクラッディング内の接触方法を参照すること）。したがって、（やはり仮出願に開示されているような）トランジスタ構造を含むファイバ内で一体化して製造されてよい追加構造は、やはりファイバ内で一体化して製造されるコイルフォーム構造を有さないファイバの「障害物がない」入力セクション内で製造されてよい。ファイバを包むまたは巻き付けることは、ここの他の箇所に開示されているこれらの方法の詳細に従って同様に間欠的であってよい。巻き線の正確な長さが達成された後、導電性フィラメントは一次ファイバに付着するが平行（あるいはほぼ平行で、隙間のはるかに大きな長さで巻き線の一部を実行する）となるように、ファイバの回転が終わる（またはほぼ終わる）。ファイバを包む印刷された膜のケースでは、膜の巻き付けは連続的であってよいが、印刷されたコイルフォーム自体は間欠パターンであってよい。
【０１６５】
さらに、他の光ファイバの構造上のパラダイムが存在し、予想されてよい。その中では、「内側クラッディング（複数の場合がある）とコアの回りに外側コイルフォーム導電性クラッディングを製造するための捻られたファイバ」に関してここに他の箇所ですでに参照された旧いパラダイムが単一ファイバにおいてＲ、Ｇ、Ｂ色を構造上統合する機会を示す。コイルフォームを含む他の構造は、好ましくは、複数のドーピングされた（フェリ磁性−強磁性であり、恒久的に磁化される）ロッドを含むＰＣＦのプリフォームに追加されるクラッディングを通して製造される。それ以後、方法は標準的な光ファイバ、または論理的な変形及びその適応物について開示されるとおりである。さらに、開示されている３つの表面上螺旋形の導波管の変形を使用するコイルフォームのための実施形態はそれら自体ファイバの軸の回りで螺旋形であるので、捻り方法によるコイルフォームのインプリメンテーションは全体としてはファイバに対して実際的ではない。
【０１６６】
しかしながら、捻り方法は、トラックプリフォーム（ｐｅｒｆｏｒｍ）材料自体の上で利用されてよい。この場合、第１の（内側）フェリ磁性／強磁性コーティングと、内側コーティングの中の残留磁束により維持されるパルスフィールドを生成する第２の（外側）導電塗料の２つのコーティングがプリフォームに塗布される。
【０１６７】
標準的なファイバについて開示されるように、巻き線パターン（３つの螺旋形トラックに対応する３本の巻き線パターン）がファイバの回りに巻き付けられた１つのテープに印刷される。巻き線は各トラックに直角に配置され、トラックごとに別々にコイルフォームに接するための複数の接触タブが設けられ、標準的なファイバについて前記に開示されたパターンに従わなければならない。
【０１６８】
浸漬ペンナノリソグラフィも同様に直接的に３つのチャネルの螺旋形−表面上導波管ファイバ構造になる。印刷されたコイルフォームごとの別々の「下部」及び「上部」接点が、ファイバクラッディング／コーティングに印刷される。このような複合ファイバ構造は順番に３つのファラデー減衰器構造を使用して実現され、ここで他の箇所に開示されるようにコイルフォームまたは場生成構造で製造されてよいが、透磁性ではないバッファがクラッディング／コーティング層の間に配置されるファイバの連続層で製造されてもよい。
【０１６９】
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）。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
「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。
【０１７９】
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（ｆｅａｔｕｒｅ）、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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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】
【０１８６】
【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】複数のチャネルを有する変調器のための代替好適実施形態の概略図である。
【図１０】多周波（例えばマルチカラー）システムを描く本発明の代替好適実施形態の概略図である。
【図１１】図１０に示されている該システムに類似する多周波システムのための代替好適実施形態である。
【図１２】統合カラー生成（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｏｌｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）を有する変調器のための本発明の好適実施形態である。
【図１３】ピクセル／サブピクセルを生成するために制御可能な放射線の複数のチャネルを構造化し、伝播するための代替システムの好適実施形態の概略図である。
【図１４】光学中心コアの存在をさらに図解する図１３に示されるシステムの端面概略図である。
【図１５】本発明の多様な開示されている実施形態によるコイルフォームをした導波管を生産するための一般的な導波管処理システムの概略図である。
【図１６】導電的にコーティングされたプリフォームと、表面上のらせん状の切れ目を含む図１５に示されているシステムの第１の特定のインプリメンテーションの概略図である。
【図１７】表面上のらせん状の切れ目のない部分的にコーティングされた導電的にコーティングされたプリフォームを含む図１５に示されるシステムの第２の特定のインプリメンテーションの概略図である。
【図１８】プリフォームの中に埋め込まれる／適用される導電素子を含む図１５に示されるシステムの第３の特定のインプリメンテーションの概略図である。
【図１９】導波管チャネルの周りにエピタキシャルに巻き付けられている薄膜を含む図１５に示されるシステムの第４の特定のインプリメンテーションの概略図である。
【図２０】浸漬ペンナノリソグラフィを使用する導波管チャネル上でのコイルフォームの付着を含む、図１５に示されるシステムの第５の特定のインプリメンテーションの概略図である。
【図２１】巻き付け手順を使用する導波管チャネル上での導電素子の付着を含む請求項１５に示されるシステムの第６の特定のインプリメンテーションの概略図である。
【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度は
β＝ＶＢｄ
（方程式１）
により示され、ここではＶはベルデ定数と呼ばれ（角度分ｃｍ−１ガウスー１という単位を有し）、Ｂは磁場であり、ｄは該場にさらされる伝播距離である。量子力学記述では、ファラデー回転は、磁場の押し付けがエネルギーレベルを改変するために発生する。
【０００３】
（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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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）。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
しかしながら、投影システム用の技術的に要求が厳しい未研究分野は映画館の領域にある。映画の画面装置は投影システムにとって新興の用途であり、この用途では、コンソール奥行き対均一な画質に関する問題は通常当てはまらない。代わりに、課題は、従来の３５ｍｍのフィルムプロジェクタの品質に競争価格で（最低でも）等しくなることにある。
ダイレクトドライブイメージライトアンプリファイアー（「Ｄ−ＩＬＡ」）、デジタル光処理（「ＤＬＰ（登録商標）」）、及びグレーティングライトバルブ（「ＧＬＶ」）をベースにしたシステム等を含む既存の技術は、最近では従来のフィルム投影装置の質に等しくなったが、従来のフィルムプロジェクタに比較するとかなりのコストの格差を有する。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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（ｐｒｅｄｏｍｉｎａｔｅ）検討材料としての電気通信の用途で実現される。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。ＰＧＢ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。
【００３１】
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。さまざまなファイバタイプの特徴は、それらが使用される多くのさまざまな用途に適応されている。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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させる。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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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】
【００４２】
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】
【００４３】
開示されているのはインフルエンサ構造のための装置及び方法である。該装置は１つの誘導領域及び１つまたは複数の境界領域を有する導波管の１つまたは複数の放射線を伝播する誘電体構造内に配置され、該導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすためにインフルエンサ信号に応える導電素子と、該導電素子に該インフルエンサ信号を通信するための結合システムとを含む。インフルエンサを操作する方法は、ａ）１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域とを有する導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造内に配置される導電素子にインフルエンサ信号を通信することと、ｂ）該インフルエンサ信号に応えて、該導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすこととを含む。
【００４４】
それはまた、インフルエンサ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）導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造と導電素子を該導波管の製造中に関連付け、該導波管が１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域とを有し、該導電素子が該誘導領域内で磁場を生じさせることにより該導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすためにインフルエンサ信号に応えることと、ｂ）該インフルエンサ信号を該導電素子に通信するために結合システムを形成することとを含む。
【００４５】
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。
【００４６】
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】
【００４７】
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。
【００４８】
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。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。
【００４９】
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。
【００５０】
本発明の構造化された導波管はいくつかの実施形態では、伝播される放射線の振幅を制御する変調器の中のトランスポートとして働いてよい。該変調器によって発せられる放射線は、光学トランスポート上でのプロパティインフルエンサの相互作用により制御される最大放射線振幅と最小放射線振幅を有する。消すことは単に最小放射線振幅が、「オフ」または「暗い」または放射線の不在を示す他の分類として特徴付けられる（特定の実施形態にとって適切に）十分に低いレベルであることを指す。言い換えると、いくつかの応用例では、十分に低いが、検出可能／認識できる放射線振幅が、そのレベルがインプリメンテーションまたは実施形態のためのパラメータを満たすときに「消された」と適切に識別されてよい。本発明は、導波管製造の間に誘導領域に配置される光学的にアクティブな構成物質を使用することによりインフルエンサに対する導波管の反応を改善する。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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」。
【００５７】
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。
【００５８】
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ＷＡＶＥ＿ＯＵＴを渡し、波動成分の特性の状態に基づいてＷＡＶＥ＿ＯＵＴの振幅を制御する構造である。その制御の性質と詳細は、影響を受けたプロパティとエレメント１２０からの特性の状態、及びその初期状態がインフルエンサ１１０によってどのように影響を受けたのかの細部に関連する。
【００５９】
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。影響を受けた波動成分の偏光回転角度がエレメント１２５の伝達軸と「交差する」とき、ＷＡＶＥ＿ＯＵＴは低い振幅を有する。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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
動作中、（ＷＡＶＥ＿ＩＮとして示されている）放射線はエレメント１２０に入射し、（例えば、右回転偏光（ＲＣＰ）回転成分等の）適切な特性がＲＣＰ波動成分をトランスポート１０５に渡すためにゲート開閉／処理される。トランスポート１０５は、それがエレメント１２５によって相互作用され、（ＷＡＶＥ＿ＯＵＴとして示される）波動成分が渡されるまで、ＲＣＰ波動成分を伝達する。入射ＷＡＶＥ＿ＩＮは、通常（例えば右回転偏光（ＲＣＰ）と左回転偏光（ＬＣＰ）等の）偏光特性に対して複数の直交状態を有する。エレメント１２０は（例えば該直交状態の内の１つを渡し、１つの状態だけが渡されるように他を遮る／シフトする等）偏光回転特性の特定の状態を生じさせる。インフルエンサ１１０は、制御信号に応えて該渡された波動成分のその特定の偏光回転に影響を与え、該制御信号により指定されるようにそれを変更してよい。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。次にエレメント１２５は、それが影響を及ぼされ、該波動成分偏光回転がエレメント１２５の伝達軸に一致するときに最大値から、及び該波動成分偏光が伝達軸と「交差する」ときに最小値からＷＡＶＥ＿ＩＮの放射線振幅を変調できるようにするため、該波動成分と相互作用する。エレメント１２０を使用することによって、好適実施携帯の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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。（１）コイル／コイルフォームを実現するための捻りファイバ、（２）多層の巻き線を達成するために導電性パターンが印刷された薄膜をエピタキシャルに巻き付けられたファイバ、（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巻き付けられたコイル／コイルフォーム、あるいは代わりに金属のようにコーティングされるまたはコーティングされない、あるいは金属性のワイヤである導電性高分子材料。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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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は、放射線偏光角（例えば位相または周波数）以外の特性を含み、他の入力機能と出力機能は、該インフルエンサに応えてＷＡＶＥ＿ＯＵＴの該振幅を変調するために、前述されたように該所望される特性を適切にゲートで制御する／処理する／フィルタリングするために使用される。
【００７８】
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はコントローラ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に、及び／またはオプションで１個または複数のピクセルの出力後処理処理を提供するために使用されてよい。
【００７９】
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。源（複数の場合がある）４１０は、変調器２００ｉ、ｊの入力端から遠く離れていてよい、これらに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いくつかのまたは複数を使用してよい（いくつかのケースでは変調器２００ｉ、ｊあたり１つの源）が、いくつかのインプリメンテーションでは、単一の源が使用されている。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
一台または複数台の変調器２００ｉ、ｊの出力端がその適用を改善するために処理されてよいことは好適実施形態の一つの特長である。例えば、導波管構造の出力端部は、特に光ファイバとして実現されているとき、熱処理され、引っ張られ、先細の端部を形成する、あるいはそれ以外の場合、すり減らされ、撚られ、あるいは出力端での光散乱の強化のために整形されてよく、それによりディスプレイ面での視角を改善する。変調器出力端のいくつか及び／またはすべては、所望される結果を達成する所望される出力構造を集合的に生じさせるために類似したやり方または異なるやり方で処理されてよい。例えば、１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１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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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のベルテ定数は１３４ ｒａｄＴ−１であると報告されているのに対し、１０６４ｎｍではそれは−４０ｒａｄＴ−１まで低下した。この挙動は、ある波長で特定の回転度数で製造されたデバイスが、より長い波長でははるかに少ない回転を生じさせることを意味している。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
リールに巻かれた後、引き抜かれたファイバは適切な光学及び幾何学的なパラメータについて試験される。伝送ファイバの場合、通常、引っ張り強さは、ファイバのための最小引っ張り強さが達成されたことを確実にするために最初に試験される。該最初の試験の後に、多くの異なる試験が実行され、伝送ファイバの場合には、減衰（距離で信号強度の減少）、帯域幅（情報伝達能力、マルチモードファイバの重要な測定値）、開口数（ファイバの受光角度の測定値）、遮断波長（シングルモードファイバでは、シングルモードだけが伝播する波長）、モードフィールド直径（シングルモードファイバでは、ファイバ内の光パルスの半径方向の幅、相互接続のために重要）、及び色分散（コアを通るさまざまな速度で移動するさまざまな波長の光線のための光のパルスの広がり、シングルモードファイバでは、これは情報伝達能力のための制限する要因である）を含む伝送属性についての試験を含む。
【０１１４】
図９は、複数のチャネルを有する変調器９００のための代替好適実施形態の概略図である。変調器９００は、個々のチャネル及び集合的なチャネルを通して伝播される放射線の性質を詳述することなく一般的な構成で示されている。以下の説明を簡略化するために、変調器９００は、２つのチャネルを含むとして描かれているが、他の実施形態及びインプリメンテーションでは、変調器９００は必要に応じてまたは該実施形態に望ましいように３つ以上のチャネルを含んでよい。
【０１１５】
変調器９００は（それぞれが独立した導波するチャネルをサポートする）１組のトランスポート９０５Ｎと、トランスポート９０５に動作可能なように結合されている１組の特性インフルエンサ９１０Ｎと、対応するインフルエンサ９１０Ｎに結合されるコントローラ９１５Ｎと、第１の特性エレメント９２０と、第２の特性エレメント９２５とを含む。言うまでもなく、変調器９００の他のインプリメンテーションは、トランスポート、インフルエンサ、及び／またはコントローラの異なる組み合わせを含んでよい。例えば、変調器９００はすべてのインフルエンサ９１０に結合される単一のコントローラ９１５を含んでよい、あるいはそれは１つまたは複数のトランスポート９０５に結合される単一のインフルエンサ及び／または１台または複数のコントローラ９１５を含んでよい。さらにいくつかのトランスポート９００は単一の物理的な構造を含んでよいが、複数の独立した導波チャネルをサポートしてよい。
【０１１６】
トランスポート１０５のようなトランスポート９０５は、技術で周知の多く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９０５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１つの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、あるいはトランスポート９０５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つまり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９１０の性質に基づいて修正される。
【０１１７】
インフルエンサ９１０は、トランスポート９０５を通して及び／またはトランスポート９０５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。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、伝達された放射線の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／アナライザ等の別の要素を使用すると、該偏光器／アナライザ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。本例では、偏向角を制御することにより伝達された放射線を変化する。
【０１１８】
変調器９００は、トランスポート９０５ｘの間で共用されるとして、第１のプロパティエレメント９２０と第２のプロパティエレメント９２５を概略して描いている。いくつかの実施形態では、各トランスポート９０５は独立した第１のエレメント９２０と第２のエレメント９２５を含んでよい。図９は、変調器９００について第２の属性を概略して描くために、共用されるエレメントとして第１のプロパティエレメント９２０と第２のプロパティエレメント９２５を示している。すなわち、変調器９００は、変調器９００のインプリメンテーションと構造に適切な複数のｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ（つまり、導波チャネル、インフルエンサ、制御機構の数と性質、及び個々のチャネルと変調器の所望される性能特徴）に分割し、適切なチャネル／トランスポートに各ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔを方向つける。例えば、いくつかのケースでは、ＷＡＶＥ＿ＩＮは単一波長であるが、（左偏光成分と右偏光成分等の）複数の直交偏光成分の放射線を含む。他のケースでは、ＷＡＶＥ＿ＩＮは単一の偏光配向成分を有する複数の周波数を含む。さらに他のケースでは、ＷＡＶＥ＿ＩＮは、エレメント９２０がＷＡＶＥ＿ＩＮを、等しいまたは等しくない振幅を有することがある個々のｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓに分配するように、単一の配向タイプと単一の周波数を有する。いくつかの代替ケースは、これらのケースの組み合わせまたはＷＡＶＥ＿ＩＮの他の区分（ｄｉｖｉｓｉｏｎ）を含むであろう。これらのケースのすべてで、第１のプロパティエレメントはＷＡＶＥ＿ＩＮを前処理し、それを適切な個別のｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ（例えば、直交偏光成分または別々の周波数成分）に分離し、各個別ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔを適切なチャネルに方向つける。
【０１１９】
同様に、第２のプロパティエレメント９２５は、第１のプロパティエレメント９２０について前述された第２の属性に対応する第２の属性を有する。第２のプロパティエレメント９２５の第２の属性は、ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓをＷＡＶＥ＿ＯＵＴに統合するために（そして、好適実施形態では、ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔごとに適切な振幅を渡すためにも）（影響を受け、トランスポートを通る伝播中に作用された可能性のある）個々の導波チャネルから出力放射線ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓを結合する／マージする。
【０１２０】
ここに説明されているように、本発明の好適実施形態は、トランスポート９０５ｘとして光ファイバを使用し、「線形」ファラデー効果を使用することによりおもに振幅制御を実現する。ファラデー効果は、伝播放射線の偏光回転角度変化が、場が適用される長さ、及び放射線が通って伝播される材料のベルデ定数に基づき伝播の方向で適用される磁場の規模に直接的に関連付けられているが、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。しかしながら、トランスポートに使用される材料は、所望される磁界強度を確立する際に、例えば、インフルエンサからの誘発磁場に対して線形応答を有さない可能性がある。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からの適用される信号、及び／またはインフルエンサ磁場及び／または変調器９００またはＷＡＶＥ＿ＩＮの偏光及び／または他の属性または特徴に応えて非線形である可能性がある。本説明のために、変調器９００（またはその要素）の、１つまたは複数のシステム変数という点で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る。
【０１２１】
既定の減衰プロファイルは、例えば変調器９００またはその要素の組み立て、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９００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９００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９０５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９０５に与えてよい。
【０１２２】
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９００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／補完する理由には、ＷＡＶＥ＿ＯＵＴにおける省力化、効率、及び一様性が含まれる。
【０１２３】
図１０は多周波（例えばマルチカラー）システム１０００を描く本発明の代替好適実施形態の概略図である。システム１００は、図９に示されているさらに一般的な変調器９００に対する特別な変型である。システム１０００は、複数のトランスポート１００５を含みそれぞれが、導波チャネル１０１０と、関連付けられた第１の境界領域１０１５と関連付けられた第２の境界領域１０２０を含む複数の境界領域を有する導波管を形成する。各トランスポート１００５の入力端の中にまたは上に配置されるのは、入力波動特性プロセッサ１０２５であり、各トランスポート１００５の出力端の中にまたは上に配置されるのは、出力波動特性プロセッサ１０３０である。該境界領域の内の１つに埋め込まれているのは、例えばチャネル１０１０内で長手方向に向けられた磁場を生じさせるためのコイルフォーム構造等、波動特性修正機構の生成を可能とするためのインフルエンサのエレメント１０３５である。各トランスポート１０１０は、放射線源１０４０からＷＡＶＥ＿ＩＮのために放射線を受け取り、変調されたｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ（例えばＭＯＤ＿ｘ）を出力する。コントローラ１０４５は、システム１０００について概略して示され、各トランスポート１００５を通って伝播する放射線を独立して制御するための１組のカプラー１０５０を介して各エレメント１０３５に結合される。いくつかのインプリメンテーションでは、コントローラ１０４５は、システム１０００の各トランスポート１００５を制御するために別々の構成要素を有してよい。
【０１２４】
図１０に示されているように、システム１０００の中の各放射線源１０４０は他のソース１０４０と異なる波長で放射線を生成する。好ましくは、源１０４０は、放射線源から振幅が変化した別々のカラー成分の多様な順列を合成することによって広範囲の色を表すカラーモデルを使用して集合的に放射線を生成する。例えばＲＧＢ、ＣＭＹＫ、ＨＳＶまたはＣＩＥ色度図から引き出される他の原色セット等の、システム１０００の多様なインプリメンテーションに適切であってよい、加法的または減法的な両方の多くの周知のカラーモデルがある。システム１０００の動作の以下の説明を簡略化するために、図１０は、それぞれがコントローラ１０４５から独立して制御される３つの色成分（赤−緑−青、つまりＲＧＢ）から構成される単一のピクチャエレメント（ピクセル）を生じさせるＲＧＢカラーモデルの使用を描いている。さらに、前記説明は、伝播する放射線の振幅を制御自在に且つ再生自在に変えるために使用されてよい影響システムのためのさまざまな機構を述べているが、以下の説明は、伝播する回転の偏光角を制御自在に回転させ、その修正された放射線を、伝達軸角度と伝播放射線の回転しない角度の間の公知の関係性を有する偏光器アナライザに適用するためにファラデー効果を使用する動作を説明する。
【０１２５】
動作中、システム１０００は、（１００５Ｒ、１００５Ｇ及び１００５Ｂによってそれぞれ識別される）トランスポート１００５の異なるものにＲＥＤ ＷＡＶＥ＿ＩＮ、ＧＲＥＥＮ ＷＡＶＥ＿ＩＮ、及びＢＬＵＥ ＷＡＶＥ＿ＩＮを提供する、各源１０４０から独立した色成分を生成する。各入力波動特性プロセッサ１０２５は、インフルエンサシステムによる影響について所望される特性を有するｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔを生成する。本例では、プロセッサ１０２５はある特定の角度向きで特定の偏光（例えば「ゼロ」度での左偏光放射線）を生じさせる。特に偏光され、配向された各個別色のｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔは、コントローラ１０４５がインフルエンサエレメント１０３５により生じる磁場のおかげで各ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔの規模に対する独立した制御をアサートするそのトランスポート１００５を通って伝播する。前述されたように、磁場の規模はチャネル１０１０を通る伝播する放射線の偏光回転変化に影響を及ぼす。放射線の最終的な偏光角は次に、各原色がコントローラ１０４５に応えて最大強度から「オフ」の間で変調されるように出力プロセッサ１０３０（例えば、該入力プロセッサ伝達軸を基準にして九十度偏位された伝達軸を有する偏光器アナライザ）に適用される。出力ｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ（ＭＯＤ＿Ｒ、ＭＯＤ＿Ｇ、及びＭＯＤ＿Ｂ）の規模の組み合わせにより、この場合には単一のピクセルであるシステム１０００のための出力色が生じる。複数のピクセルをマトリックスに配列すると、マルチカラーディスプレイが生じる。
【０１２６】
システム１０００は、変調器９００と同様に、マクロピクセルレベル（チャネルの組み合わせ）でまたはサブピクセルチャネルごとに減衰平滑化を使用してよい。ディスプレイシステムの相対的なジオメトリーと、個々のチャネルのサイズに応じて、いくつかのケースでは、単一のピクセルは、特にディスプレイの寸法が拡大するにつれてシステム１０００の倍数から構成される。
【０１２７】
図１１は、図１０に示されているシステム１０００に類似する多周波システム１１００のための代替好適実施形態である。システム１１００によって実現される適切なカラーモデルのための所望される別々の周波数を生じさせる個々の放射線源１０４０よりむしろ、一様な放射線源１１０５（例えば白の光）が各トランスポート１００５に一様なＷＡＶＥ＿ＩＮを提供する。システム１１００は、（図１０に示されている導波チャネル１０１０を染料でドーピングすることによって等）プロセッサ１０２５の中に組み込まれているカラーフィルタを通して、あるいは色が管理された導波管チャネル１１１０を通して色の制御を実現する。システム１１００の構成要素の個別の及び集合的な減衰プロファイルがシステム１０００とは異なってよいことを除き、システム１１００の動作は前述されたシステム１０００に非常に類似している。
【０１２８】
最終的な出力がどの燐光体がどの程度ビーム強さで付勢されるのかに左右される複数の点状蛍光体全体で電気ビームを一掃する（ｓｗｅｅｐｓ）陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイシステムとは対照的に、本発明は出力特徴を制御し、調整する追加の方法を提供する。すなわち、本発明は放射線源の規模だけではなく、各放射線源の出力周波数（例えばその色）も変えてよい。いくつかのインプリメンテーションでは、さまざまなカラーモデルまたはさまざまな原色のセットが単一ピクセルに利用可能であってよい。すなわち、単一のピクセルは６個のサブピクセル、つまり１つのモデル（ＲＧＢ等）を使用する３個のサブピクセルと、別のモデル（ＨＳＶ）を使用する３個のサブピクセルから構成されてよい。あらゆる３つの三原色がすべての単一の公知の色を作り出すことはできないのは真実なので、出力カラーの優れたさらに豊富なセットを作り出すためには、ＣＩＥ色度システムに従って作り出される原色のセット等、異なるセットの原色がすべて結合されてよい。トランスポートが光ファイバとして実現されるとき、寸法は、特に大型ディスプレイの場合、単一のピクセルを画定するために多くのファイバが集合的に使用されてよいほどである。
【０１２９】
図１２は、統合カラー生成を有する変調器１２００のための本発明の好適実施形態である。変調器１２００は、図１０と図１１に示されているもののようなトランスポート／放射線源組み合わせの代わりに使用されてよい。図１０と図１１に示されている要素に加えて、変調器１２００は、統合放射線生成チャネル１２１０を有するカラー統合（ｃｏｌｏｒ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ）トランスポート１２０５を含む。チャネル１２１０は、変調器１２００のために所望される周波数（例えば、色）を生じさせるためにＷＡＶＥ＿ＩＮのための放射線源として機能する。チャネル１２１０が変調器１２００に適切な周波数を生じさせないとき、プロセッサ１０２５及び／または導波チャネル１０１０はｗａｖｅ＿ｃｏｍｐｏｎｅｎｔを伝播するために適切な周波数を生じさせてよい。好適実施形態の変調器１２００は、放射線の生成と放射線の変調の両方とも実現する。
【０１３０】
所望される周波数、または周波数の範囲を生じさせるために導波構造を修正してよい多くの方法がある。例えば、チャネル１２１０内で超微粒気泡と空隙が作られ、これらの空間の中では、例えば電流または無線周波数の伝達または光／放射線励起によって等刺激されるまたは励起されるときに放射線を発する特殊なガスがある。ガスは所望される放射線周波数を直接的に発するように調製される、あるいは周波数は、それがプロセッサ１０２５及びまたはチャネル１０１０によって、またはいくつかのケースでは追加の統合変換エレメント（不図示）によって所望される１つまたは複数の周波数に容易に変換されてよいように選ばれる。
【０１３１】
空隙／超微粒気泡または他のガスを含有する構造は、適切な熱処理が、あるいは変調器１２００の特殊な部分の中に所望されるガスを注入することが後に続く適切なドーピングにより製造中に形成されてよい。いくつかのケースでは、アクティブな発光デバイス（ＬＥＤまたは半導体レーザ）が変調器１２００の多様な部分で組み立てられてよい。放射線を生成する他の方法も使用されてよい。伝播するチャネルは導波管であるため、変調器１２００の全体的な物理的なインプリメンテーションは図１２に示されているものから多少変わることがある。例えば、変調器１２００は特定の密度のガスと刺激強度から十分な放射線強度を生じさせるためにチャネル１２１０の十分な長さを含んでよい。必要なとき、または所望されるとき、物理的な経路は小さな物理的な広がりのなかで所望される刺激を達成するために刺激領域内で「折りたたまれてよい」。また、放射線発射領域は、信号強度を感知できるほど損失することなく放射線制御領域から間隔を置いてよい。図１２は、チャネル１２１０からチャネル１０１０への相対的な寸法を必ずしも正確に描かず、一方のチャネルは他方よりはるかに長い。特にファイバトランスポート付きの変調器１２００の導波態様は、該多様なセグメントを配列し、配置する上で大きな柔軟性を可能にする。
【０１３２】
ガスの刺激／励起または他の放射線源の活性化は放射線源の性質に依存している。電極は、チャネル１２１０に、またはチャネル１２１０に近接される（ｐｒｏｘｉｍａｔｅｄ）適切な高周波／放射線発生器の中に埋め込まれてよい。電極に適用される信号、またはチャネル１２１０に適用される周波数、またはチャネル１２１０を通して伝播される周波数の性質がチャネル１２１０から生じる放射線の規模と周波数を決定する。変調器１２００のための減衰プロファイルが所望される性能について特徴付けられ、適応され、放射線生成の態様（例えば、周波数、強度、及び「ネイティブ」偏光特性）を含んでよい。
【０１３３】
図１３は、ピクセル／サブピクセルを生じさせるために制御可能な放射線の複数のチャネルを構造化し、伝播するための代替システム１３００の好適実施形態の概略図である。システム１３００は中心サポート１３０５と、サポート１３０５の長さを横切る複数の螺旋系の溝１３１０を含む。システム１３００は、２つまたは３つ以上の溝１３１０を使用して変調器９００の実施形態を、あるいは３つまたは４つ以上の溝を使用してシステム１０００またはシステム１１００の実施形態を実現してよい。問題を簡略化するために、システム１３００は、例えば、各溝が適用可能なカラーモデル（例えばＲＧＢ）の原色の内の１つをサポートする、システム１０００等の３つのエレメントのモデルを実現すると示されている。システム１３００は、単一の物理的な構造がピクセルのすべてのサブピクセル等の複数のサブ構造をサポートできるようにする。図１４はオプションの中心コア１４００の存在をさらに描く図１３に示されているシステム１３００の端面概略図である。
【０１３４】
米国特許第３，９７６，３５６号はそこに説明されているように放射線を伝播するためにファイバの外側に３つの螺旋構造を切削することを描いている。本発明を鑑みてその発明を適応させることには、以下の修正が含まれる。参考文献の中では、複数の螺旋形のトラックがファイバプリフォームの中に切削され、「トラック性能（ｐｅｒｆｏｒｍ）」から光学的に区別された「トラック材料」で充填されてから、一般にねじられ引き出されることが開示されている。３つのトラックは特に完了したとして引用され、このようなものはこの従来の技術が確立された１９７０年代では実際的であった。
【０１３５】
第３，９７６，３５６号特許の光ファイバの形式及びその製造方法が確立されて以来、ファイバ製造の最高水準の技術は大幅に向上し、方法は現在本発明に従って構造化され、製造されるファイバの性能をさらに改善するために利用できる。
【０１３６】
実際には、複数の螺旋形−表面上の導波トラックを用いるファイバの好ましい製造の結果、平均して、単一コア標準シングルモードファイバの繊維径より大きい繊維径が生じる。参照されている１９７０年代の最新技術の特許の中で引用された寸法は、下限が１００ミクロンの直径１００ミクロンであった。しかしながら、クラッディング（複数の場合がある）の寸法とその中に組み込まれるファラデー減衰器の機能性を含む、３本の別々の、染料でドーピングされた、またはコーティングされたサブピクセルファイバを実現した結果生じる結合された断面積を考えるとき、いくつかのケースではマルチトラック螺旋形−表面上の「モノリシック」の正味寸法は、３本の別々のＲＧＢサブピクセルファイバの結合された寸法よりはるかに少なくなるであろう。さらに、製造費用効果の増加は、３つの色を１本のファイバに統合することによって実現されてよい。
【０１３７】
３トラックの螺旋形−表面上ファイバにおける所望される機能性を実現するために加えられてよい調整の中には、（ｉ）カラーサブピクセルインプリメンテーション：それぞれの別々のＲＧＢトラック材料がここの他の箇所に開示されているパターンに従って染料でドーピングされる、（ｉｉ）オプションの永久的に磁化された成分：コア１４００は螺旋形−表面上のトラックに加えて設けられてよい、（ｉｉｉ）ＹＩＧ、Ｔｂ、ＴＧＧ、Ｂｉ−ＹＩＧまたは最高の性能を示す光学的にアクティブなドーパント：染料と同様に、光学的にアクティブなドーパント（複数の場合がある）はトラックプリフォーム材に追加される、（ｉｖ）フェリ磁性／強磁性ドーパント：ファイバを取り囲む薄いクラッディングまたはコーティングに追加されるドーパント及びその３つの螺旋形−表面上の導波管トラック、（ｖ）コイルフォーム：３つの表面上の螺旋形の導波管はそれら自体、ファイバの軸の回りの渦巻状の形をしているので、ねじる方法は全体にとってほどファイバにとって実用的ではない。（ｖｉ）チャネルプリフォームの撚り：しかしながら、ねじる方法はトラックプリフォーム（ｐｅｒｆｏｒｍ）材自体で利用されてよい。この場合、第１の（内側）フェリ磁性／強磁性コーティングと、該内側コーティング内の残留磁束によって維持されるパルスフィールドを生じさせる第２の（外側）導電性コーティングの２つのコーティングがプリフォームに塗布される。コア１４００はオプションで、標準的なファイバについて前記に開示されたようにドーピングされてよい。コアの追加は、トラック材の刺激及び非線形ファラデー関連効果のインプリメンテーションを含む、ファイバ−レーザ機能性を含む他の機能性及び統合された構成要素を実現するための中心にもなる。
【０１３８】
螺旋形−表面上のマルチチャネルファイバ構造に関する代替策は、同じファイバ構造内でのＲチャネル、Ｇチャネル、及びＢチャネルを可能にする、コア及びクラッディングファイバの変形である。この変形では、コアと、それぞれにそれら独自の結果として伴う、それぞれ染料でドーピングされたファラデー減衰器構造が付いた２つの光学的にアクティブなクラッディング構造がある。例えば、コアは赤に染料でドーピングされ、十分に異なる屈折率のクラッディングは緑に染料でドーピングされ、第２のクラッディングは青に染料でドーピングされている。このような複合ファイバ構造は、ここに他の箇所に開示されているようなコイルフォームまたはフィールド発生構造で製造されるが、ファイバの連続層でも製造され、磁気的に不浸透性のバッファが潜在的に干渉しているクラッディング層／コーティング層の間に配置される、３台のファラデー減衰器構造を順々に含む。
【０１３９】
図１２または他の統合放射線源に関して、アルゴンまたは他の貴ガスを含む超微粒気泡の密度が形成することを許される１本のファイバ長では、蛍光材がドーパントとして追加される。これは、それ以外の場合好ましい染料ドーピングに加えて、または代わりであってよい。蛍光材とガスは、超微粒気泡中の励起された貴ガスが適切な周波数でＵＶ周波数を発し、次に適切な周波数でＲ光、Ｇ光またはＢ光を発するためにソリッドステートコア内の蛍光体を励起するように、各ＲＧＢ色サブピクセルエレメントのために選ばれる。ファイバ全体を染料でドーピングすると、色が適切にバランスが取られることが確実になる。
【０１４０】
図１５は、本発明の多様な開示されている実施形態によるコイルフォームをした導波管を生産するための一般的な導波管処理システム１５００の概略図である。システム１５００は、例えばプリフォーム１５０５、処理済みのプリフォーム１５１０、及び該所望されるコイルフォーム構造を含んだ製造済みの導波管１５１５を含む最終的な導波構造がその中から作り出される１つまたは複数の要素を処理する。システム１５００は、それぞれプリフォーム１５０５、プリフォーム１５１０及び導波管１５１５の必要な処理を実現するために１つまたは複数の処理段階（例えば、段階１５２０、段階１５２５、及び段階１５３０）を含む。いくつかのコイルフォーム製造システム１５００では、取り付けられるコイルフォームのタイプに応じて、該段階の１つまたは複数が省略されてよい。
【０１４１】
処理段階１５２０から段階１５３０は、導波管１５１５の製造のために構造化プロセスと塗布プロセスをさまざまに実現する。これらのプロセスは、（１）ファイバ捻り、（２）導電材料の塗布、及び（ｉｉｉ）ＰＣＦ特定のインプリメンテーションの内の１つまたは複数を含む。
【０１４２】
ファイバ捻りは多くの異なる変形及び考えられるインプリメンテーションを有する。これらの変形とインプリメンテーションでは、制御信号に応えて伝播する放射線に対して必要な影響を生じさせるのに適した導電素子（例えば、金属性の構造または導電性高分子材料）が該段階の１つまたは複数で付けられる。該導電素子は捻りの前または後に付けられてよく、該導電素子は該導波構造または境界構造の１つの表面または中に付けられてよい。いくつかのケースではファイバは捻られ、解かれるのを防ぐために被覆物をコーティングされ、他のケースでは該被覆物をコーティングされてから、捻られる。さらに他のケースでは、捻りは、該導波構造が被覆物なしで固定し、解かれるのに抵抗する時点で実行される。例えば、導波構造がプリフォームからファイバを引き抜くことから製造されるケースでは、該ファイバがそのガラス質温度を超える時点で捻りが実行されると、被覆物は必要とされない。いくつかの例では、導波構造またはプリフォームの段階は捻りを容易にするために切削されるまたは刻み目を付けられてよい。必要な影響に十分な単位長さあたりの高い捻り数を含むコイルフォームと作り出し、被覆物なしで捻れを持続させることが捻りの目標である。これは捻りを介して導波管内に応力を誘発することにより改善された光学特徴を達成するファイバのための従来の捻りシステムと対照的である。相対的に影響を受けないコアの回りの効果的な捻りを改善するために異なる粘性を有する材料で導波構造の多様な層を製造することは、好適実施形態の１つのインプリメンテーションである。これには１つの目標として、破損または破砕のリスクを削減するために応力を削減するという要望がある。
【０１４３】
導電素子は変化するコイルフォームパターンを達成するためにさまざまな時点でさまざまなパターンで付けられてよい。導電素子は線形に付けられ、プリフォームまたは導波構造の長さ伸張してよい。あるいは、導電素子は、急傾斜であったり、浅かったり、異なっていたり、または変化する特定のピッチを有する螺旋形で付けられてよい。再び、プリフォームまたは導波構造、あるいは両方とも捻られてよく、結果的に生じる形状の導波構造はコアの回りの導電素子の異なる捻れパターンを有する。それが表面層であるのか、あるいは境界領域の内の１つであるのか、それ以外であるのかに関係なく、捻り動作は好ましくはコアを捻るよりむしろ、導電素子を支える層をコアまたは誘導チャネルの回りで捻り、回転することが捻りについての好ましい実施形態である。
【０１４４】
導電素子は別々の構造として付けられてよい、あるいはそれは導電コーティングとして付けられてよく、次にコーティングの選択された領域が、特定の線形のパターン、螺旋形のパターンまたは他のパターンをプリフォームまたは導波構造の上または中に残すために、例えばエッチング、旋盤加工、マスキング、または他のプロセスによって除去される。他の点では、この構造は前述されたように捻られてもよい。以下は捻りインプリメンテーションの一般的なケースのための好適実施形態の特定の例である。
【０１４５】
さらに、フォトニック結晶ファイバの製造で公知の製造プロセスにおいてのように、固体ガラスまたはキャピラリガラスが結合され、内側クラッディングとコア、あるいはコアだけを取り囲んでよい。これらの複数の薄いロッドまたはキャピラリガラス（本発明の好適実施形態の現在の特長の現在の製造方法に関するＰＣＦ変形のケースでは、本文書中の他の箇所及び組み込まれている出願中の追加の開示を参照すること）は、導電性ストリップのバージョンに関して説明されたように前もって金属化され、その結果プリフォームの捻りにおいて、あるいは温度が適切であるときの引き抜きにおいて、複数の薄い取り囲むファイバがコアの回りでコイルフォームとしてともに捻られる。
【０１４６】
図１６は、導電的にコーティングされたプリフォーム及び表面的な螺旋形の切れ目を含む図１５に示されているシステムの第１の特定のインプリメンテーションの概略図である。第１の例は、導電材料でプリフォーム１６０５をコーティングすることを含み、引き抜き中にプリフォームまたは熱い導波構造上で実行された捻りで表面的な螺旋形の切れ目を実現する。プリフォーム１６０５は、標準的な真空蒸着またはファイバ製造技術に共通の他の方法によって金属粉または他の導電塗料（金属性のすす等）でコーティングされる。それから、好ましくはプリフォームを回転し、旋盤器具を前進し、固定された旋盤器具を基準にしてプリフォームを前進する（前進はＹ軸で進む）ことによって、螺旋形切れ目１６１０がプリフォーム１６０５の一部１６１５で付けられる。次に、導波構造１６２０を作り出すためにプリフォームが引き抜かれ、材料がそのガラス質温度を超えている間に第１のヨーク１６２５と第２のヨーク１６３０を使用して捻られ、その結果捻れは封じ込める被覆物材を必要とせずに冷却後持続する。好適実施形態では、ヨークは単位長さあたりの捻り数を改善するために構造を反対に捻っている。結果、外側クラッディング層として導波管１６３０の表面に導電材料のコイルフォームが配置される。渦巻状または螺旋形の隆起が該工程により形成され、捻れによって導電層の厚さが増し、捻れはプリフォームの中の螺旋形の切れ目に対する捻れを通る沈み込みによって分離される。
【０１４７】
図１７は、表面的な螺旋形切れ目がない部分的に導電的にコーティングされたプリフォームを含む、図５に示されるシステムの第２の特定のインプリメンテーションの概略図である。この第２の例は図１６に示されるような螺旋形のトラックで切削されるコーティングされたプリフォームに対する代替策である。この第２の実施形態は、捻られ（矢印１７０５で示される）、助長する螺旋形の切れ目なしでＹ軸の方向に前進される部分的にコーティングされたプリフォーム１７００を含む。工具は導波構造の回りに巻き付く螺旋形の導電性ストリップを残すためにコーティングのいくらかを取り除く。プリフォーム１７００は次に導波構造１７１０を製造するために引き抜かれ、材料がそのガラス質温度を超えている間に第１のヨーク１７１５と第２のヨーク１７２０を使用して捻られ、その結果捻れは封じ込める被覆物材を必要とせずに冷却後持続する。好適実施形態では、ヨークは単位長さあたりの捻り数を改善するために構造を反対に捻っている。結果、外側クラッディング層として導波管１７１０の表面に導電材料のコイルフォームが配置される。導波管１７１０を捻り、螺旋形ストリップを長手方向で圧縮することにより、所望される導電性コイルフォーム構造が形成される。
【０１４８】
この代替策の変形は、その後プリフォーム上で加熱されたプリフォームの温度から焼きなます螺旋形の粉の縞模様を「塗布する」ことによって実現される、金属粉でのプリフォームの精密コーティングである。代わりに、その表面全体を均等にコーティングされたプリフォームは、それが焼きなまし始めると、粉の中に薄い線の「切れ目」を有し、材料の除去により螺旋形を形成してよい。プリフォームをその軸の回りで回転させ、精密粉末インジェクタノイズに関して同時にプリフォームを並進させることによって独立した（ｓｅｌｆ）螺旋形が達成される。プリフォームの回りの薄い焼きなまされた粉の螺旋形は、ファイバがそこから引き抜かれると、いずれのケースでも保たれている。ファイバの長さあたりの「回転」の数は平均して、プリフォーム自体が捻られるときほど多くないであろう。他の代替策は導波管の軸に平行な導電材料のストリップでのコーティング（シリカの加熱によって焼きなまされる金属粉、つまりプリフォーム上で焼結されるすす）を含む。
【０１４９】
図１８は、プリフォーム１８０５の中に／上に埋め込まれる／付けられる導電素子１８００を含む図１５に示されているシステムの第３の特定のインプリメンテーションの概略図である。この第３の実施形態は、長手方向に伸びる前コイルフォーム（ｐｒｅｃｏｉｌｆｏｒｍ）構造１８１０を作り出すために、プリフォームが回転し、（図８に描かれているように、図面のタワーでは下方へである）Ｙ軸に沿って前進するにつれてプリフォーム１８０５に埋め込まれる、または中に配置される導電素子（例えば、ワイヤ、導電性高分子材料等）１８００を提供する。導電素子１８００はプリフォーム１８５０に送り込まれる、あるいはプリフォームの上に置かれる、あるいはそれ以外の場合プリフォーム１８０５と関連して配置される。導電素子１８１０を含むプリフォーム１８０５を回転する（そして、Ｙ軸に沿って必要な前進をさせる）と、引き抜き前のプリフォーム１８０５内に初期の螺旋形の構造が作り出される。プリフォーム１８０５は次に導波構造１８１５を作り出すために引き抜かれ、材料がそのガラス質温度を超えている間に第１のヨーク１８２０と第２のヨーク１８２５を使用して捻られ、その結果封じ込める被覆物材を必要とすることなく、冷却後捻れが持続する。好適実施形態では、ヨークは単位長さあたりの捻り数を改善するために構造を反対に捻っている。結果、導波管１８１５の中にまたは導波管１８１５の表面に導電材料のコイルフォームが配置される。導波管１８１５を捻り、螺旋形の導電素子を長手方向で圧縮すると、所望される導電性のコイルフォーム構造が形成される。
【０１５０】
さらに、フォトニック結晶ファイバの製造で公知の製造プロセスにおいてのように、固体ガラスまたはキャピラリガラスが結合され、内側クラッディングとコア、あるいはコアだけを取り囲んでよい。これらの複数の薄いロッドまたはキャピラリガラス（本発明の好適実施形態の現在の特長の現在の製造方法に関するＰＣＦ変形のケースでは、組み込まれている仮特許出願の追加の開示を参照すること）は、図１７に関連して説明された導電性ストリップ代替策に関して説明されたように前もって金属化され、その結果プリフォームの捻りにおいて、あるいは温度が適切であるときの引き抜きにおいて、導波管を取り囲む複数の薄いロッド／細管がコアの回りでコイルフォームとしてともに捻られる。
【０１５１】
図１９は、導波管チャネルの回りにエピタキシャルに巻き付けられた薄膜１９００を含む図１５に示されるシステムの第４の特定のインプリメンテーションの概略図である。導波管またはプリフォームの回りでコイルフォームを達成するこの好ましい方法では（図１９の説明の残りでは、特に文脈がそれ以外を明確に示さない限り、導波管は導波管とプリフォームの両方を指すものとする）、コイルを作り出す導電性パターンは膜上に形成される（導電素子は原寸に比例しておらず、付けた後に所望されるコイルフォーム構造を作り出すために適応される）。薄膜１９００は、印刷されたストリップまたはテープとして、導波管の回りでエピタキシャルに巻き付けられ、結び付けられ、好適実施形態では導電性「ライン」が導波管に接する。連続する長手方向の巻き付けの間の間隔は薄膜巻き付けを描写するために誇張されている。
【０１５２】
ポリマー薄膜は（例えば、バージニア州、ブラックスバーグ（Ｂｌａｃｋｓｂｕｒｇ、ＶＡ）のナノソニック社（Ｎａｎｏｓｏｎｉｃ，Ｉｎｃ．）から市販されているような）ナノ粒子の静電自己集合（ＥＳＡ）によって、または技術で公知である標準的なポリマー製造方法のどちらかによって形成され、次に、以下に注記されるように印刷されてから形成層からのエピタキシャルリフトオフによって、または他の標準的な便利な方法によって取り除かれるか、あるいは形成され、スピンドルに巻き取られてから、張力を受けて再配備され、素子が印刷されるまたは配置され、それ以外の場合にここに注記されるように製造されるかのどちらかである。
【０１５３】
薄膜は最初に、該膜の端縁に関して、そして最終的には薄膜が後に巻き付くファイバの軸に関して直角に配置される一連の動電的に接続された平行なラインで（ナノソニック（Ｎａｎｏｓｏｎｉｃ）の製品のように）押し付けられる、つまり静電形成される。巻き付けを可能にするための導電性高分子材料またはナノインク印刷物が付着構造に好ましい。薄膜が押し付けられる、つまり確立された半導体パターン化方法のどれかにより、または浸漬ペンナノリソグラフィ等の新しい方法により導電性パターンで付着された後、介在する第２の層がエピタキシャルに追加される、あるいは適切な電気絶縁値となるが、適切な透磁率にもなるちょうど薄膜自体のような第２の層のような薄膜の印刷面の上に配置される。フィルムまたはフィルムとコーティングの２つの層は、このようにして２枚重ねの構造を形成する。
【０１５４】
このような膜は、大きなバッチランで製造され、印刷後ロールに巻き取られる。次に、それらが導波管に巻き付けられるときに、導波管は、フィルムストリップが導波管／プリフォームの隣の電機子内に保持されるスプール上にある間に、増分でｕｎｓｐｏｏｌｅｄされる。エピタキシャル巻き線のための接着剤は、共通の方法、エアロゾル、または液体あるいは活性化された乾燥した物質によって塗布され、フィルムの先端は裏当てが接触し、電機子の運動により導波管に付着される。
【０１５５】
薄膜の外部から内部に選択された導電性のポイントを設けるために、膜は選択的にマイクロパーフォレーションで穴を開けられ、導電性パターンの印刷または付着の前に、マスクエッチング、レーザ、空気圧パーフォレーション、あるいは技術で公知の他の方法により達成されてよい。このようにして導電性材料が付着されると、適切なサイズのパーフォレーションのあるそれらの領域では、導電性材料がパーフォレーションを通って選択的にアクセスされる、あるいは接触されてよい。パーフォレーションは円形であってよい、または線、正方形及び形状と形状−サイズのより複雑な組み合わせを含む、他の形状を有してよい。
【０１５６】
オプションで、フィルムストリップの先端で、フィルムストリップは小さな距離の場合わずかに広くなり、その結果ファイバに巻き付けられた後、該余分な幅がタブとして機能し、巻かれた膜により形成される巻き線構造の最も内側の層上でさらによい接点となるために「きちんと折り」畳まれてよい。次に、導波管は回転され、事実上フィルムストリップをスプールから引き抜くか、あるいは好ましくは、スプールはそれ自体、導波管の回りを回転するカム駆動スピンドルに取り付けられ、事実上フィルムストリップを導波管に巻き付ける。
【０１５７】
このインプリメンテーションによって、電気的な巻き線パターンの複数の薄膜層が、結果として生じる統合された装置の直径を大幅に増加することなく導波管の回りに巻き付けられてよい。その結果、非常に薄く、間隔が詰まった導電バンドの構造が、導波管構成要素の既定の長さ「Ｌ」で一度巻き付けられるだけではなく、何度もｘ回ファイバの回りに巻き付けられ、ｘ個の金属性コイルの同等物が「Ｌ」に渡って導波管の回りを同様に巻かれる。コイルフォームのための優れた電気接点は選択されたパーフォレーション領域を介して見つけ出されてよく、その結果巻き線セクションの「一番下」が外側の層までパーフォレーションを通る「障害物がない」（複数の巻き付き層から重複する巻き線がない）導管を有する。次に、導電性液体ポリマー溶液がパーフォレーション領域の上の下部に塗布されると、導電性溶液は貫通し、最も奥の層に接する。紫外線（ＵＶ）硬化時、接点構造が凝固する。
【０１５８】
オプションで、一方の端縁で折り畳まれたフィルムの「タブ」で、巻き線が開始する薄膜テープの最も奥の部分に接点を提供し、次に巻かれた膜の終端端縁で、ファイバエレメントの出力端で最終的な導電性ストリップが薄膜に印刷される。任意の代替方法により形成される回路に関して、電流はタブでまたはパーフォレーション深さの接点を通って薄膜コイルフォームに入り、ファイバの回りに巻き付けられる薄膜テープの全長ですぐそばに印刷される下部層上の平行した導電性ラインに分散される。電流は、薄膜テープが巻き付けられるのと同数導波管の回りを循環し、最終的に、図示されているようにファイバ構成要素の「上部」つまり出力端近くで、薄膜テープの最も外側の端縁上の接点で薄膜コイルフォーム構造を離れる。
【０１５９】
この実施形態の変形は、カム駆動巻き線スピンドルを、またはスプールから、ファイバを引っ張って保持する電機子を前進させることによって達成される、テープ自体を渦巻状に導波管チャネルの回りに巻きつけることを含む。適所に巻き付けられた複数の層によるさらに大きな磁界強度は存在していないが、テープの複数の層の厚さが削減される。この新規の方法が本発明の実施形態に対して加える実用性、及び本発明の分野外のさらに幅広い用途を考えると、他の電子デバイスも薄膜の層を通して形成されてよいことは明らかなはずである。
【０１６０】
図２０は、浸漬ペンナノリソグラフィを使用して導波管チャネル上にコイルフォーム２０００を付着することを含む、図１５に示されるシステムの第５の特定のインプリメンテーションの概略図である。この好ましい方法は、米国の企業、ナノインク社（ＮａｎｏＩｎｋ、Ｉｎｃ．）から市販されている確立された浸漬ペンナノリソグラフィプロセスの新規の応用例である。本発明の本実施形態に従って、ナノチューブナノリソグラフィックデバイス（ｎａｎｏｔｕｂｅ ｎａｎｏｌｉｇｈｏｇｒａｐｈｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）が、バルクのファイバの上に巻き線構造をステレオリソグラフィにより印刷するために利用される。ファイバ（及び、必要な場合スプール）は、ファイバを回転させ、浸漬ペンナノリソグラフィックデバイスを越えてファイバを前進させるスピンドル装置に取り付けられるが、ナノリソグラフィックデバイスは安定したプラットフォームに取り付けられる。市販の機械加工システムにより制御されるような精密な前進及び回転が、ワイヤ状の巻き線構造の正確な形成を保証する。ナノインク（ＮａｎｏＩｎｋ）から市販されている装置はきわめて細かい構造を可能にする。市販されている浸漬ディップペンナノリソグラフィのこの新規の適用は本発明の実施形態に対する追加の実用性を有することは明らかではければならない。周期的な隙間２００５が、１つの連続した導波管を、それぞれが完全に機能的なコイルフォーム形状を備える導波管セグメントに割ることを可能にする。隙間２００５は、必ずしも原寸通りである必要はなく、前記に開示されたように、及び組み込まれている特許出願において、追加の導波管内（ｉｎ−ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）構造が多数の一様な完全に独立した導波構成要素を形成するために空間の中に統合されてよい。さらに、コイルフォーム２０００はコイルカウントの特定のパラメータで表され、密度、材料及び他の構成は特定のインプリメンテーションにより決定される。他の箇所で説明されるように、いくつかのインプリメンテーションでは、ガウスシリンダ（例えば完全に導電的にコーティングされた／金属化された導波管部分）がコイルフォームとして使用されてよいため、別のコイルフォーム構造は必要とされない可能性がある。
【０１６１】
図２１は、巻き付け手順を使用する導波チャネルでの導電素子の付着を含む図１５に示されているシステムの第６の特定のインプリメンテーションの概略図である。この好ましい方法では、全導波管巻き線構造も実現される。例えば、導波管が光ファイバ−（図８に示されている）一次的な光ファイバ引き抜きタワー−であるとき、ここに指定されるように一次導波チャネルを製造することは、巻き線ファイバを引き抜く（やはり図８に示されているタイプの）第２のガラス繊維引き抜きタワーと製造プロセスにおいて結合される。コアとクラッディングを含む一次光学導波管ファイバより直径が実質的に小さい、第２の引き抜きタワーから引き出されたコーティング済みの（またはコーティングされ、ドーピングされた）ガラス繊維の熱いフィラメントが、一次引き抜きタワーから引き出される熱い一次光ファイバの回りに巻き付けられる。第２の巻き線ファイバ用のプリフォームは、標準的なファイバ製造方法を使用して金属粉またはすすでコーティングされ（あるいは導電性ドーパントでコーティングされ、ドーピングされ）てから、引き抜かれる。二次ファイバの熱い端部がシリカの加熱接着により一次ファイバに取り付けられた後、一次ファイバ製造装置は次に、二次ファイバが一次ファイバの回りできつい巻き線を形成するように回転される。ファイバがともに十分に高温である間に巻き付けることで、光学導波管巻き線の回りの導電性ファイバを実現する、新しい統一された全ファイバ構造が可能になる。長いバッチランは、後に最終的な切り替えマトリックスに組み立てるために用意される、大量の巻き付けられたファイバを生じさせる。
【０１６２】
代わりに、さらに金属粉またはすすによってコーティングし、プリフォームの加熱及びファイバの引き抜きで焼きなますことによってさらに金属化されてよい導電性高分子材料フィラメントが光学導波管ファイバに巻き付けられ、光学導波管上に塗布される接着剤を使用して接着されてよい。ポリマーフィラメントはきわめて小さな直径で製造され、有利なヤング率を有する。同様に、金属性のワイヤが光ファイバの回りに巻き付けられてよい。導電率はさらに高くなるが、ワイヤ直径及び可撓性という点でさらに大きな制約がある。
【０１６３】
一体化したファイバ構成要素としてコイルフォームまたはコイルを組み込むためにここに開示されているインプリメンテーションの範囲は相互に排他的ではないが、所望される性能レベルを達成するために組み合わせて使用されてよいことが明らかでなければならない。図１５から図２１に示されている構造の要素及び構成要素が選択され、結合されてよい。一般的に、現在開示される、または通して参照されるファイバ製造に関与するドーパントとプロセスの組み合わせに関して、例えばＭＣＶＤ（修正化学蒸着法）は例えばＳＯＤ（溶液ドーピング）よりいくつかの要件にあまり適していない可能性があり、したがってドーピングは異なる連続プロセスで達成されてよいが、コドーピングが単一のプロセスで複数のドーパントを導入するために好ましい。
【０１６４】
ファイバ製造のバルクランでのコイルフォーム構造の間の隙間を可能にし、その結果ファイバの分裂セグメントでは、ファイバの「頭」と「尻尾」がそれぞれコイルフォームなしでとどまるようにするために、コイルフォームの捻り、巻き付け、印刷等が周期的であってよい。例えば、ファイバがここに開示されている変形に従って引き抜かれ、捻られるにつれて、捻りはファイバの正確な長さ実行され、次に停止するが、ファイバは、所望される長さの隙間に到達するまで引き抜きタワー内で引き抜かれ続け、捻れは再び開始する。捻られていない導電性材料は次に入力接点と出力接点を提供する（組み込まれている仮特許出願に開示されているクラッディング間、及びクラッディング内の接触方法を参照すること）。したがって、（やはり仮出願に開示されているような）トランジスタ構造を含むファイバ内で一体化して製造されてよい追加構造は、やはりファイバ内で一体化して製造されるコイルフォーム構造を有さないファイバの「障害物がない」入力セクション内で製造されてよい。ファイバを包むまたは巻き付けることは、ここの他の箇所に開示されているこれらの方法の詳細に従って同様に間欠的であってよい。巻き線の正確な長さが達成された後、導電性フィラメントは一次ファイバに付着するが平行（あるいはほぼ平行で、隙間のはるかに大きな長さで巻き線の一部を実行する）となるように、ファイバの回転が終わる（またはほぼ終わる）。ファイバを包む印刷された膜のケースでは、膜の巻き付けは連続的であってよいが、印刷されたコイルフォーム自体は間欠パターンであってよい。
【０１６５】
さらに、他の光ファイバの構造上のパラダイムが存在し、予想されてよい。その中では、「内側クラッディング（複数の場合がある）とコアの回りに外側コイルフォーム導電性クラッディングを製造するための捻られたファイバ」に関してここに他の箇所ですでに参照された旧いパラダイムが単一ファイバにおいてＲ、Ｇ、Ｂ色を構造上統合する機会を示す。コイルフォームを含む他の構造は、好ましくは、複数のドーピングされた（フェリ磁性−強磁性であり、恒久的に磁化される）ロッドを含むＰＣＦのプリフォームに追加されるクラッディングを通して製造される。それ以後、方法は標準的な光ファイバ、または論理的な変形及びその適応物について開示されるとおりである。さらに、開示されている３つの表面上螺旋形の導波管の変形を使用するコイルフォームのための実施形態はそれら自体ファイバの軸の回りで螺旋形であるので、捻り方法によるコイルフォームのインプリメンテーションは全体としてはファイバに対して実際的ではない。
【０１６６】
しかしながら、捻り方法は、トラックプリフォーム（ｐｅｒｆｏｒｍ）材料自体の上で利用されてよい。この場合、第１の（内側）フェリ磁性／強磁性コーティングと、内側コーティングの中の残留磁束により維持されるパルスフィールドを生成する第２の（外側）導電塗料の２つのコーティングがプリフォームに塗布される。
【０１６７】
標準的なファイバについて開示されるように、巻き線パターン（３つの螺旋形トラックに対応する３本の巻き線パターン）がファイバの回りに巻き付けられた１つのテープに印刷される。巻き線は各トラックに直角に配置され、トラックごとに別々にコイルフォームに接するための複数の接触タブが設けられ、標準的なファイバについて前記に開示されたパターンに従わなければならない。
【０１６８】
浸漬ペンナノリソグラフィも同様に直接的に３つのチャネルの螺旋形−表面上導波管ファイバ構造になる。印刷されたコイルフォームごとの別々の「下部」及び「上部」接点が、ファイバクラッディング／コーティングに印刷される。このような複合ファイバ構造は順番に３つのファラデー減衰器構造を使用して実現され、ここで他の箇所に開示されるようにコイルフォームまたは場生成構造で製造されてよいが、透磁性ではないバッファがクラッディング／コーティング層の間に配置されるファイバの連続層で製造されてもよい。
【０１６９】
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）。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
「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。
【０１７９】
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（ｆｅａｔｕｒｅ）、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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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】
【０１８６】
【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】複数のチャネルを有する変調器のための代替好適実施形態の概略図である。
【図１０】多周波（例えばマルチカラー）システムを描く本発明の代替好適実施形態の概略図である。
【図１１】図１０に示されている該システムに類似する多周波システムのための代替好適実施形態である。
【図１２】統合カラー生成（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｏｌｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）を有する変調器のための本発明の好適実施形態である。
【図１３】ピクセル／サブピクセルを生成するために制御可能な放射線の複数のチャネルを構造化し、伝播するための代替システムの好適実施形態の概略図である。
【図１４】光学中心コアの存在をさらに図解する図１３に示されるシステムの端面概略図である。
【図１５】本発明の多様な開示されている実施形態によるコイルフォームをした導波管を生産するための一般的な導波管処理システムの概略図である。
【図１６】導電的にコーティングされたプリフォームと、表面上のらせん状の切れ目を含む図１５に示されているシステムの第１の特定のインプリメンテーションの概略図である。
【図１７】表面上のらせん状の切れ目のない部分的にコーティングされた導電的にコーティングされたプリフォームを含む図１５に示されるシステムの第２の特定のインプリメンテーションの概略図である。
【図１８】プリフォームの中に埋め込まれる／適用される導電素子を含む図１５に示されるシステムの第３の特定のインプリメンテーションの概略図である。
【図１９】導波管チャネルの周りにエピタキシャルに巻き付けられている薄膜を含む図１５に示されるシステムの第４の特定のインプリメンテーションの概略図である。
【図２０】浸漬ペンナノリソグラフィを使用する導波管チャネル上でのコイルフォームの付着を含む、図１５に示されるシステムの第５の特定のインプリメンテーションの概略図である。
【図２１】巻き付け手順を使用する導波管チャネル上での導電素子の付着を含む請求項１５に示されるシステムの第６の特定のインプリメンテーションの概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インフルエンサ構造であって、
１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域を有する導波管の１つまたは複数の放射線を伝播する誘電体構造内に配置される導電素子であって、前記導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすためにインフルエンサ信号に応える前記導電素子と、
前記導電素子に前記インフルエンサ信号を通信するための結合システムと、
を備えるインフルエンサ構造。
【請求項２】
前記導電素子が前記導波管の伝達軸に概して平行に磁場を生じさせる請求項１に記載の構造。
【請求項３】
前記導電素子が前記導波管の伝達軸に概して螺旋形の向きを有する部分を含む請求項１に記載の構造。
【請求項４】
前記導電素子が前記誘導領域内に配置される請求項１に記載の構造。
【請求項５】
前記導電素子が前記誘導領域の回りに配置される請求項１に記載の構造。
【請求項６】
前記導電素子が前記１つまたは複数の境界領域の内の１つまたは複数に配置される請求項１に記載の構造。
【請求項７】
前記導電素子が電気的に導電性の金属性ワイヤの導電率より低い導電率を有する請求項１に記載の構造。
【請求項８】
前記導電素子が、それぞれが前記結合システムに通信される一連の連続導電素子を含む請求項１に記載の構造。
【請求項９】
前記導電素子が前記導波管の導電性領域であり、前記導電性領域が前記導波管の製造中に作り出される請求項１に記載の構造。
【請求項１０】
前記導波管がコアを形成する前記導波チャネルと、前記コアに１つまたは複数のクラッディングを提供する前記１つまたは複数の境界領域のあるファイバである請求項１に記載の構造。
【請求項１１】
前記導電素子が、捻られていないコア領域と協調して捻られているクラッディング領域を配置させるプリフォームから作り出される請求項１０に記載の構造。
【請求項１２】
前記ファイバがフォトニックファイバ結晶であり、前記導電素子が微細構造のドーピングされたロッドを含む請求項１０に記載の構造。
【請求項１３】
前記導電素子が前記導波管の誘電体素子に印刷される請求項１に記載の構造。
【請求項１４】
導波管を操作する方法であって、
ａ）１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域を有する導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造の中に配置される導電素子にインフルエンサ信号を通信することと、
ｂ）前記導波管の振幅制御特性に、前記インフルエンサ信号に応えて影響を及ぼすことと、
を備える方法。
【請求項１５】
前記導電素子が前記導波管の伝達軸に概して平行に磁場を生じさせる請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記導電素子が前記導波管の伝達軸に概して螺旋形向きを有する一部を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記導電素子が前記誘導領域に配置される請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記導電素子が前記誘電領域の回りに配置される請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記導電素子が前記１つまたは複数の境界領域の１つまたは複数に配置される請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記導電素子が、電気的に導電性の金属性ワイヤの導電率より低い導電率を有する請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記導電素子が、それぞれが前記結合システムに通信される一連の連続導電素子を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記導電素子が前記導波管の導電性領域であり、前記導電性領域が前記導波管の製造中に作り出される請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記導波管がコアを形成する前記導波チャネルと、前記コアに１つまたは複数のクラッディングを提供する前記１つまたは複数の境界領域のあるファイバである請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記導電素子が、捻られていないコア領域と協調して捻られているクラッディング領域を配置させるプリフォームから作り出される請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ファイバがフォトニックファイバ結晶であり、前記導電素子が微細構造のドーピングされたロッドを含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記導電素子が前記導波管の誘電体素子に印刷される請求項１４に記載の方法。
【請求項２７】
ａ）導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造と導電素子を、前記導波管の製造中に関連付け、前記導波管が１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域とを有し、前記導電素子が前記誘導領域内での磁場の生成により前記導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすためにインフルエンサ信号に応えることと、
ｂ）前記導電素子に前記インフルエンサ信号を通信するための結合システムを形成することと、
を備える製造方法。
【請求項２８】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子構造で前記誘電体構造をコーティングすることを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項２９】
前記導電素子を形成するために前記導電素子構造の螺旋形の領域を除去することをさらに備える請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３０】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子構造で前記誘電体構造を包むことを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項３１】
前記導電素子構造が前記導電素子と配置されるテープを含む請求項３０に記載の製造方法。
【請求項３２】
前記導電素子が導電性高分子材料を含む請求項３０に記載の製造方法。
【請求項３３】
前記導波管がファイバであり、前記１つまたは複数の誘電体構造は前記境界領域を含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項３４】
前記関連付けるステップが、前記誘導チャネルの回りに配置される螺旋形の導電素子を作り出すために導波管製造プリフォームを捻ることを含む請求項３３に記載の製造方法。
【請求項３５】
前記捻りプロセスがファイバ引き抜きステップに先行する請求項３４に記載の製造方法。
【請求項３６】
前記捻りプロセスがファイバ引き抜きステップの間に発生する請求項３４に記載の製造方法。
【請求項３７】
前記捻りプロセスがファイバ引き抜きステップの後に発生する請求項３４に記載の製造方法。
【請求項３８】
前記螺旋形導電素子が前記導波管の１つまたは複数の境界領域内に配置される導電構造から作り出される請求項３４に記載の製造方法。
【請求項３９】
前記関連付けるステップが、前記誘導チャネルの回りに配置される螺旋形の導電素子を作り出すために導波管製造プリフォームから引き出されるファイバを捻ることを含む請求項２９に記載の製造方法。
【請求項４０】
引き出されるファイバが前記引き出されたファイバのガラス質温度を超えている間に、前記捻りが発生し、前記引き出されたファイバがその捻れを保持する請求項３９に記載の製造方法。
【請求項４１】
前記捻りが捻れ周期性を有する捻られたファイバを作り出し、該方法が前記捻れ周期性を保持するために前記導波管の回りに被覆物を配置することをさらに備える請求項３４に記載の製造方法。
【請求項４２】
前記被覆物が前記捻りプロセスの前に配置される請求項４１に記載の製造方法。
【請求項４３】
前記被覆物が前記捻りプロセスの間に配置される請求項４１に記載の製造方法。
【請求項４４】
前記被覆物が前記捻りプロセスの後に配置される請求項４１に記載の製造方法。
【請求項４５】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子構造付きの前記誘電体構造を印刷することを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項４６】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子構造付きの前記誘電体構造を埋め込むことを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項４７】
前記関連付けるステップが、前記誘導チャネルの回りに配置される螺旋形の導電素子を製造するために前記導電素子構造を含む導波管製造プリフォームを捻ることを含む請求項４６に記載の製造方法。
【請求項４８】
前記導波管が１つまたは複数のフォトニック結晶構造を含み、前記関連付けるステップが、前記誘電体構造内に、前記導電素子を含む導電素子構造として、１つまたは複数の導電性の長手方向フォトニック構造素子を提供することをさらに備える請求項２７に記載の製造方法。
【請求項４９】
前記導電素子が製造中に前記１つまたは複数の導電性の長手方向フォトニック構造素子を捻ることから生じる請求項４８に記載の製造方法。
【請求項５０】
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導波管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は方法を実行し、該方法は、
ａ）誘導領域と１つまたは複数の境界領域を有する導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造内に配置される導電素子にインフルエンサ信号を通信することと、
ｂ）前記導波管の振幅制御特性に、前記インフルエンサ信号に応えて影響を及ぼすことと、
を備えるコンピュータプログラム製品。
【請求項５１】
前記導電素子が前記導波管の伝達軸に概して平行に磁場を生じさせる請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５２】
前記導電素子が、前記導波管の伝達軸に概して螺旋形の向きを有する部分を含む請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５３】
前記導電素子が前記誘導領域内に配置される請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５４】
前記導電素子が前記誘導領域の回りに配置される請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５５】
前記導電素子が前記１つまたは複数の境界領域の内の１つまたは複数に配置される請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５６】
前記導電素子が、電気的に導電性の金属性ワイヤの導電率より低い導電率を有する請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５７】
前記導電素子が、それぞれが前記結合システムに通信される一連の連続導電素子を含む請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５８】
前記導電素子が前記導波管の導電性領域であり、前記導電性領域が前記導波管の製造中に作り出される請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５９】
前記導波管がコアを形成する前記導波チャネルと、前記コアに１つまたは複数のクラッディングを提供する前記１つまたは複数の境界領域のあるファイバである請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項６０】
前記導電素子が、捻られていないコア領域と協調して捻られているクラッディング領域を配置させるプリフォームから作り出される請求項５９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項６１】
前記ファイバがフォトニックファイバ結晶であり、前記導電素子が微細構造のドーピングされたロッドを含む請求項５９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項６２】
前記導電素子が前記導波管の誘電体素子に印刷される請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項６３】
コンピューティングシステムにより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）導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造と導電素子を、前記導波管の製造中に関連付け、前記導波管が１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域とを有し、前記導電素子が前記誘導領域内での磁場の生成により前記導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすためにインフルエンサ信号に応えることと、
ｂ）前記導電素子に前記インフルエンサ信号を通信するための結合システムを形成することと、
を備える伝播信号。
【請求項６４】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子構造で前記誘電体構造をコーティングすることを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項６５】
前記導電素子を形成するために前記導電素子構造の螺旋形の領域を除去することをさらに備える請求項２８に記載の製造方法。
【請求項６６】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子で前記誘電体構造を包むことを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項６７】
前記導電素子構造が前記導電素子と配置されるテープを含む請求項３０に記載の製造方法。
【請求項６８】
前記導電素子が導電性高分子材料を含む請求項３０に記載の製造方法。
【請求項６９】
前記導波管がファイバであり、前記１つまたは複数の誘電体構造は前記境界領域を含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項７０】
前記関連付けるステップが、前記誘導チャネルの回りに配置される螺旋形の導電素子を作り出すために導波管製造プリフォームを捻ることを含む請求項３３に記載の製造方法。
【請求項７１】
前記捻りプロセスがファイバ引き抜きステップに先行する請求項３４に記載の製造方法。
【請求項７２】
前記捻りプロセスがファイバ引き抜きステップの間に発生する請求項３４に記載の製造方法。
【請求項７３】
前記捻りプロセスがファイバ引き抜きステップの後に発生する請求項３４に記載の製造方法。
【請求項７４】
前記螺旋形導電素子が前記導波管の１つまたは複数の境界領域内に配置される導電構造から作り出される請求項３４に記載の製造方法。
【請求項７５】
前記関連付けるステップが、前記誘導チャネルの回りに配置される螺旋形の導電素子を作り出すために導波管製造プリフォームから引き出されるファイバを捻ることを含む請求項２９に記載の製造方法。
【請求項７６】
引き出されるファイバが前記引き出されたファイバのガラス質温度を超えている間に、前記捻りが発生し、前記引き出されたファイバがその捻れを保持する請求項３９に記載の製造方法。
【請求項７７】
前記捻りが捻れ周期性を有する捻られたファイバを作り出し、該方法が前記捻れ周期性を保持するために前記導波管の回りに被覆物を配置することをさらに備える請求項３４に記載の製造方法。
【請求項７８】
前記被覆物が前記捻りプロセスの前に配置される請求項４１に記載の製造方法。
【請求項７９】
前記被覆物が前記捻りプロセスの間に配置される請求項４１に記載の製造方法。
【請求項８０】
前記被覆物が前記捻りプロセスの後に配置される請求項４１に記載の製造方法。
【請求項８１】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子構造付きの前記誘電体構造を印刷することを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項８２】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子構造付きの前記誘電体構造を埋め込むことを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項８３】
前記関連付けるステップが、前記誘導チャネルの回りに配置される螺旋形の導電素子を製造するために前記導電素子構造を含む導波管製造プリフォームを捻ることを含む請求項４６に記載の製造方法。
【請求項８４】
前記導波管が１つまたは複数のフォトニック結晶構造を含み、前記関連付けるステップが、前記誘電体構造内に、前記導電素子を含む導電素子構造として、１つまたは複数の導電性の長手方向フォトニック構造素子を提供することをさらに備える請求項２７に記載の製造方法。
【請求項８５】
前記導電素子が製造中に前記１つまたは複数の導電性の長手方向フォトニック構造素子を捻ることから生じる請求項４８に記載の製造方法。
【請求項８６】
装置であって、
誘導領域と、１つまたは複数の境界領域とを有する導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造内に配置される導電素子にインフルエンサ信号を通信するための手段と、
前記導波管の振幅制御特性に、前記インフルエンサ信号に応えて影響を及ぼすための手段と、
を備える装置。
【請求項８７】
導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造と導電素子を、前記導波管の製造中に関連付けるための手段であって、前記導波管が１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域とを有し、前記導電素子が前記誘導領域内での磁場の生成により前記導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすためにインフルエンサ信号に応える手段と、
前記導電素子に前記インフルエンサ信号を通信するための結合システムを形成するための手段と、
を備える装置。
【請求項１】
インフルエンサ構造であって、
１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域を有する導波管の１つまたは複数の放射線を伝播する誘電体構造内に配置される導電素子であって、前記導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすためにインフルエンサ信号に応える前記導電素子と、
前記導電素子に前記インフルエンサ信号を通信するための結合システムと、
を備えるインフルエンサ構造。
【請求項２】
前記導電素子が前記導波管の伝達軸に概して平行に磁場を生じさせる請求項１に記載の構造。
【請求項３】
前記導電素子が前記導波管の伝達軸に概して螺旋形の向きを有する部分を含む請求項１に記載の構造。
【請求項４】
前記導電素子が前記誘導領域内に配置される請求項１に記載の構造。
【請求項５】
前記導電素子が前記誘導領域の回りに配置される請求項１に記載の構造。
【請求項６】
前記導電素子が前記１つまたは複数の境界領域の内の１つまたは複数に配置される請求項１に記載の構造。
【請求項７】
前記導電素子が電気的に導電性の金属性ワイヤの導電率より低い導電率を有する請求項１に記載の構造。
【請求項８】
前記導電素子が、それぞれが前記結合システムに通信される一連の連続導電素子を含む請求項１に記載の構造。
【請求項９】
前記導電素子が前記導波管の導電性領域であり、前記導電性領域が前記導波管の製造中に作り出される請求項１に記載の構造。
【請求項１０】
前記導波管がコアを形成する前記導波チャネルと、前記コアに１つまたは複数のクラッディングを提供する前記１つまたは複数の境界領域のあるファイバである請求項１に記載の構造。
【請求項１１】
前記導電素子が、捻られていないコア領域と協調して捻られているクラッディング領域を配置させるプリフォームから作り出される請求項１０に記載の構造。
【請求項１２】
前記ファイバがフォトニックファイバ結晶であり、前記導電素子が微細構造のドーピングされたロッドを含む請求項１０に記載の構造。
【請求項１３】
前記導電素子が前記導波管の誘電体素子に印刷される請求項１に記載の構造。
【請求項１４】
導波管を操作する方法であって、
ａ）１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域を有する導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造の中に配置される導電素子にインフルエンサ信号を通信することと、
ｂ）前記導波管の振幅制御特性に、前記インフルエンサ信号に応えて影響を及ぼすことと、
を備える方法。
【請求項１５】
前記導電素子が前記導波管の伝達軸に概して平行に磁場を生じさせる請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記導電素子が前記導波管の伝達軸に概して螺旋形向きを有する一部を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記導電素子が前記誘導領域に配置される請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記導電素子が前記誘電領域の回りに配置される請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記導電素子が前記１つまたは複数の境界領域の１つまたは複数に配置される請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記導電素子が、電気的に導電性の金属性ワイヤの導電率より低い導電率を有する請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記導電素子が、それぞれが前記結合システムに通信される一連の連続導電素子を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記導電素子が前記導波管の導電性領域であり、前記導電性領域が前記導波管の製造中に作り出される請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記導波管がコアを形成する前記導波チャネルと、前記コアに１つまたは複数のクラッディングを提供する前記１つまたは複数の境界領域のあるファイバである請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記導電素子が、捻られていないコア領域と協調して捻られているクラッディング領域を配置させるプリフォームから作り出される請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ファイバがフォトニックファイバ結晶であり、前記導電素子が微細構造のドーピングされたロッドを含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記導電素子が前記導波管の誘電体素子に印刷される請求項１４に記載の方法。
【請求項２７】
ａ）導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造と導電素子を、前記導波管の製造中に関連付け、前記導波管が１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域とを有し、前記導電素子が前記誘導領域内での磁場の生成により前記導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすためにインフルエンサ信号に応えることと、
ｂ）前記導電素子に前記インフルエンサ信号を通信するための結合システムを形成することと、
を備える製造方法。
【請求項２８】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子構造で前記誘電体構造をコーティングすることを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項２９】
前記導電素子を形成するために前記導電素子構造の螺旋形の領域を除去することをさらに備える請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３０】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子構造で前記誘電体構造を包むことを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項３１】
前記導電素子構造が前記導電素子と配置されるテープを含む請求項３０に記載の製造方法。
【請求項３２】
前記導電素子が導電性高分子材料を含む請求項３０に記載の製造方法。
【請求項３３】
前記導波管がファイバであり、前記１つまたは複数の誘電体構造は前記境界領域を含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項３４】
前記関連付けるステップが、前記誘導チャネルの回りに配置される螺旋形の導電素子を作り出すために導波管製造プリフォームを捻ることを含む請求項３３に記載の製造方法。
【請求項３５】
前記捻りプロセスがファイバ引き抜きステップに先行する請求項３４に記載の製造方法。
【請求項３６】
前記捻りプロセスがファイバ引き抜きステップの間に発生する請求項３４に記載の製造方法。
【請求項３７】
前記捻りプロセスがファイバ引き抜きステップの後に発生する請求項３４に記載の製造方法。
【請求項３８】
前記螺旋形導電素子が前記導波管の１つまたは複数の境界領域内に配置される導電構造から作り出される請求項３４に記載の製造方法。
【請求項３９】
前記関連付けるステップが、前記誘導チャネルの回りに配置される螺旋形の導電素子を作り出すために導波管製造プリフォームから引き出されるファイバを捻ることを含む請求項２９に記載の製造方法。
【請求項４０】
引き出されるファイバが前記引き出されたファイバのガラス質温度を超えている間に、前記捻りが発生し、前記引き出されたファイバがその捻れを保持する請求項３９に記載の製造方法。
【請求項４１】
前記捻りが捻れ周期性を有する捻られたファイバを作り出し、該方法が前記捻れ周期性を保持するために前記導波管の回りに被覆物を配置することをさらに備える請求項３４に記載の製造方法。
【請求項４２】
前記被覆物が前記捻りプロセスの前に配置される請求項４１に記載の製造方法。
【請求項４３】
前記被覆物が前記捻りプロセスの間に配置される請求項４１に記載の製造方法。
【請求項４４】
前記被覆物が前記捻りプロセスの後に配置される請求項４１に記載の製造方法。
【請求項４５】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子構造付きの前記誘電体構造を印刷することを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項４６】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子構造付きの前記誘電体構造を埋め込むことを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項４７】
前記関連付けるステップが、前記誘導チャネルの回りに配置される螺旋形の導電素子を製造するために前記導電素子構造を含む導波管製造プリフォームを捻ることを含む請求項４６に記載の製造方法。
【請求項４８】
前記導波管が１つまたは複数のフォトニック結晶構造を含み、前記関連付けるステップが、前記誘電体構造内に、前記導電素子を含む導電素子構造として、１つまたは複数の導電性の長手方向フォトニック構造素子を提供することをさらに備える請求項２７に記載の製造方法。
【請求項４９】
前記導電素子が製造中に前記１つまたは複数の導電性の長手方向フォトニック構造素子を捻ることから生じる請求項４８に記載の製造方法。
【請求項５０】
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導波管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は方法を実行し、該方法は、
ａ）誘導領域と１つまたは複数の境界領域を有する導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造内に配置される導電素子にインフルエンサ信号を通信することと、
ｂ）前記導波管の振幅制御特性に、前記インフルエンサ信号に応えて影響を及ぼすことと、
を備えるコンピュータプログラム製品。
【請求項５１】
前記導電素子が前記導波管の伝達軸に概して平行に磁場を生じさせる請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５２】
前記導電素子が、前記導波管の伝達軸に概して螺旋形の向きを有する部分を含む請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５３】
前記導電素子が前記誘導領域内に配置される請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５４】
前記導電素子が前記誘導領域の回りに配置される請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５５】
前記導電素子が前記１つまたは複数の境界領域の内の１つまたは複数に配置される請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５６】
前記導電素子が、電気的に導電性の金属性ワイヤの導電率より低い導電率を有する請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５７】
前記導電素子が、それぞれが前記結合システムに通信される一連の連続導電素子を含む請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５８】
前記導電素子が前記導波管の導電性領域であり、前記導電性領域が前記導波管の製造中に作り出される請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項５９】
前記導波管がコアを形成する前記導波チャネルと、前記コアに１つまたは複数のクラッディングを提供する前記１つまたは複数の境界領域のあるファイバである請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項６０】
前記導電素子が、捻られていないコア領域と協調して捻られているクラッディング領域を配置させるプリフォームから作り出される請求項５９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項６１】
前記ファイバがフォトニックファイバ結晶であり、前記導電素子が微細構造のドーピングされたロッドを含む請求項５９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項６２】
前記導電素子が前記導波管の誘電体素子に印刷される請求項５０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項６３】
コンピューティングシステムにより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）導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造と導電素子を、前記導波管の製造中に関連付け、前記導波管が１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域とを有し、前記導電素子が前記誘導領域内での磁場の生成により前記導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすためにインフルエンサ信号に応えることと、
ｂ）前記導電素子に前記インフルエンサ信号を通信するための結合システムを形成することと、
を備える伝播信号。
【請求項６４】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子構造で前記誘電体構造をコーティングすることを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項６５】
前記導電素子を形成するために前記導電素子構造の螺旋形の領域を除去することをさらに備える請求項２８に記載の製造方法。
【請求項６６】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子で前記誘電体構造を包むことを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項６７】
前記導電素子構造が前記導電素子と配置されるテープを含む請求項３０に記載の製造方法。
【請求項６８】
前記導電素子が導電性高分子材料を含む請求項３０に記載の製造方法。
【請求項６９】
前記導波管がファイバであり、前記１つまたは複数の誘電体構造は前記境界領域を含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項７０】
前記関連付けるステップが、前記誘導チャネルの回りに配置される螺旋形の導電素子を作り出すために導波管製造プリフォームを捻ることを含む請求項３３に記載の製造方法。
【請求項７１】
前記捻りプロセスがファイバ引き抜きステップに先行する請求項３４に記載の製造方法。
【請求項７２】
前記捻りプロセスがファイバ引き抜きステップの間に発生する請求項３４に記載の製造方法。
【請求項７３】
前記捻りプロセスがファイバ引き抜きステップの後に発生する請求項３４に記載の製造方法。
【請求項７４】
前記螺旋形導電素子が前記導波管の１つまたは複数の境界領域内に配置される導電構造から作り出される請求項３４に記載の製造方法。
【請求項７５】
前記関連付けるステップが、前記誘導チャネルの回りに配置される螺旋形の導電素子を作り出すために導波管製造プリフォームから引き出されるファイバを捻ることを含む請求項２９に記載の製造方法。
【請求項７６】
引き出されるファイバが前記引き出されたファイバのガラス質温度を超えている間に、前記捻りが発生し、前記引き出されたファイバがその捻れを保持する請求項３９に記載の製造方法。
【請求項７７】
前記捻りが捻れ周期性を有する捻られたファイバを作り出し、該方法が前記捻れ周期性を保持するために前記導波管の回りに被覆物を配置することをさらに備える請求項３４に記載の製造方法。
【請求項７８】
前記被覆物が前記捻りプロセスの前に配置される請求項４１に記載の製造方法。
【請求項７９】
前記被覆物が前記捻りプロセスの間に配置される請求項４１に記載の製造方法。
【請求項８０】
前記被覆物が前記捻りプロセスの後に配置される請求項４１に記載の製造方法。
【請求項８１】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子構造付きの前記誘電体構造を印刷することを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項８２】
前記関連付けるステップが、前記導電素子を含む導電素子構造付きの前記誘電体構造を埋め込むことを含む請求項２７に記載の製造方法。
【請求項８３】
前記関連付けるステップが、前記誘導チャネルの回りに配置される螺旋形の導電素子を製造するために前記導電素子構造を含む導波管製造プリフォームを捻ることを含む請求項４６に記載の製造方法。
【請求項８４】
前記導波管が１つまたは複数のフォトニック結晶構造を含み、前記関連付けるステップが、前記誘電体構造内に、前記導電素子を含む導電素子構造として、１つまたは複数の導電性の長手方向フォトニック構造素子を提供することをさらに備える請求項２７に記載の製造方法。
【請求項８５】
前記導電素子が製造中に前記１つまたは複数の導電性の長手方向フォトニック構造素子を捻ることから生じる請求項４８に記載の製造方法。
【請求項８６】
装置であって、
誘導領域と、１つまたは複数の境界領域とを有する導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造内に配置される導電素子にインフルエンサ信号を通信するための手段と、
前記導波管の振幅制御特性に、前記インフルエンサ信号に応えて影響を及ぼすための手段と、
を備える装置。
【請求項８７】
導波管の１つまたは複数の放射線伝播誘電体構造と導電素子を、前記導波管の製造中に関連付けるための手段であって、前記導波管が１つの誘導領域と１つまたは複数の境界領域とを有し、前記導電素子が前記誘導領域内での磁場の生成により前記導波管の振幅制御特性に影響を及ぼすためにインフルエンサ信号に応える手段と、
前記導電素子に前記インフルエンサ信号を通信するための結合システムを形成するための手段と、
を備える装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公表番号】特表２００７−５２４１２５（Ｐ２００７−５２４１２５Ａ）
【公表日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５５２７６２（Ｐ２００６−５５２７６２）
【出願日】平成１７年２月１２日（２００５．２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００５／０５０５４３
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０７６７０７
【国際公開日】平成１７年８月２５日（２００５．８．２５）
【出願人】（５０６２７２６８８）パノラマ ラブズ ピーティーワイ リミテッド (17)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１２日（２００５．２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００５／０５０５４３
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０７６７０７
【国際公開日】平成１７年８月２５日（２００５．８．２５）
【出願人】（５０６２７２６８８）パノラマ ラブズ ピーティーワイ リミテッド (17)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]