專利名稱：用于單顯示器系統(tǒng)的裝置、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的制作方法
對相關(guān)申請的交叉引用本申請要求享有以下申請的權(quán)益2004年2月12日提交的美國臨時(shí)專利申請60/544,591，和以下各美國專利申請10/812,294，10/811,782和10/812,295(每個(gè)都在2004年3月29日提交)；以及美國專利申請11/011,761，11/011,751，11/011,496，11/011,762和11/011,770(每個(gè)都在2004年12月14日提交)；以及美國專利申請10/906,220，10/906,221，10/906,222，10/906,223，10/906,224，10/906,226和10/906,226(每個(gè)都在2005年2月9日提交)；以及美國專利申請10/906,255，10/906,256，10/906,257，10/906,258，10/906,259，10/906,260，10/906,261，10/906,262和10/906,263(每個(gè)都在2005年2月11日提交)。在此將以上申請整體引入作為參考。
背景技術(shù)：
本發(fā)明整體涉及用于傳播輻射的傳送器，更具體的，涉及具有傳導(dǎo)通道的波導(dǎo)，所述傳導(dǎo)通道具有光學(xué)活性成分，光學(xué)活性成分提高了波導(dǎo)對外界影響的影響輻射特性的響應(yīng)性。
拉第效應(yīng)是這樣一種現(xiàn)象其中當(dāng)光線通過放置在磁場中的透明介質(zhì)并與磁場平行地傳播時(shí)，線偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)。偏振旋轉(zhuǎn)量的效果隨著磁場強(qiáng)度、介質(zhì)固有的維爾德常數(shù)以及光程長度而改變。旋轉(zhuǎn)的經(jīng)驗(yàn)角度由以下給出β＝BVd，(等式1)其中V稱為維爾德常數(shù)(并且具有弧度分cm-1高斯-1的單位)。B是磁場，d是在場中的傳播距離。在量子力學(xué)描述中，由于磁場的加入改變了能級而發(fā)生法拉第旋轉(zhuǎn)。
已知的是，使用具有高維爾德常數(shù)的離散材料(例如含鐵的石榴石晶體)來測量磁場(例如作為評估電流強(qiáng)度的一種方法，而由電流所引發(fā)的那些磁場)，或者作為在光學(xué)隔離器中使用的法拉第旋轉(zhuǎn)器。光學(xué)隔離器包括將偏振面旋轉(zhuǎn)45°的法拉第旋轉(zhuǎn)器，用于施加磁場的磁體，偏振器和檢偏器。常規(guī)的光學(xué)隔離器是其中沒有采用波導(dǎo)(例如，光纖)的整體類型。
在常規(guī)光學(xué)裝置中，已經(jīng)由包含順磁性和鐵磁性材料的離散晶體，特別是石榴石(例如釔/鐵石榴石)生產(chǎn)出了磁光調(diào)制器。諸如此類的器件需要相當(dāng)大的磁控制場。磁光效應(yīng)還用于薄層技術(shù)，特別是用于生產(chǎn)非互易器件，例如非互易接點(diǎn)。諸如此類的器件是基于采用法拉第效應(yīng)或者科頓-穆頓效應(yīng)進(jìn)行的方式轉(zhuǎn)換。
在磁光器件中采用順磁性和鐵磁性材料的另一個(gè)缺點(diǎn)在于，除了偏振角度之外，這些材料還對例如振幅、相位和/或者頻率的輻射的特性產(chǎn)生不利影響。
現(xiàn)有技術(shù)已知將離散磁光整體器件(例如晶體)用于共同定義顯示器件的應(yīng)用。這些現(xiàn)有技術(shù)的顯示器具有幾個(gè)缺點(diǎn)，包括每個(gè)圖像元素(像素)有著相對較高的成本，控制單個(gè)像素的高操作成本，不能對相對大的顯示器件進(jìn)行很好的縮放的控制復(fù)雜度的增加。
常規(guī)成像系統(tǒng)可以粗略地分為兩類(a)平板顯示器(FPD)和(b)投影系統(tǒng)(其包括作為發(fā)射顯示器的陰極射線管(CRT))。一般來講，兩種系統(tǒng)所采用的主要技術(shù)是不同的，盡管存在例外。對任何預(yù)期技術(shù)來說這兩類都具有明顯的困難，并且現(xiàn)有技術(shù)仍然需要圓滿地克服這些困難。
與主要的陰極射線管(CRT)技術(shù)相比(與CRT顯示器相比，“平板”意味著“平”或者“薄”，CRT顯示器的標(biāo)準(zhǔn)深度基本等于顯示區(qū)域的寬度)，現(xiàn)有FPD技術(shù)面臨的主要困難在于成本。
為了實(shí)現(xiàn)包括分辨率、亮度和對比度的給定的一組成像標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)PD技術(shù)大致比CRT技術(shù)昂貴三到四倍。然而，CRT技術(shù)的龐大體積和重量是主要缺點(diǎn)，特別是在顯示區(qū)域被按比例放得更大時(shí)。對薄顯示器的需求已經(jīng)驅(qū)使在FPD的舞臺上開發(fā)出了多種技術(shù)。
FPD的高成本很大程度上是由于在主流的液晶二極管(LCD)技術(shù)中，或者是在不太普及的氣體等離子技術(shù)中使用了精密的元件材料。LCD中所使用的向列型材料中的不規(guī)則性導(dǎo)致相對較高的缺陷率；其中單個(gè)單元有缺陷的LCD元件的陣列經(jīng)常導(dǎo)致整個(gè)顯示器的廢棄，或者對有缺陷的元件進(jìn)行昂貴的替換。
對于LCD和氣體-等離子顯示技術(shù)，在這種顯示器的制造中對液體或者氣體進(jìn)行控制的固有困難是基本技術(shù)和成本局限。
高成本的額外來源是對現(xiàn)有技術(shù)中在每個(gè)光閥/發(fā)光元件上的相對高的開關(guān)電壓的需求。不管是對LCD顯示器的向列型材料進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而改變通過液體單元而傳輸?shù)墓獾钠?，還是對在氣體等離子顯示器中氣體單元的激發(fā)，都需要相對高的電壓實(shí)現(xiàn)在成像元件上的高開關(guān)速度。對于LCD，“有源矩陣”是高成本方案，在其中，將單個(gè)晶體管元件分配給每個(gè)成像位置。
當(dāng)圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)增加時(shí)，對于高清晰度電視(HDTV)或者更高質(zhì)量的設(shè)備，現(xiàn)有FPD技術(shù)現(xiàn)在不能以與CRT可比擬的成本實(shí)現(xiàn)圖像質(zhì)量。在質(zhì)量范圍該端的成本差異是最明顯的。并且，不管對電視還是對計(jì)算機(jī)顯示器，盡管在技術(shù)具有可行性，實(shí)現(xiàn)35mm電影質(zhì)量的分辨率將必須承擔(dān)使其脫離消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域的成本。
對于投影系統(tǒng)，存在兩種基本子類電視(或者計(jì)算機(jī))顯示器，和劇場電影投影系統(tǒng)。在與傳統(tǒng)的35mm電影投影設(shè)備進(jìn)行比較時(shí)，相對成本是主要問題。然而，對于HDTV來說，與常規(guī)的CRT、LCD FPD或者氣體-等離子FPD相比，投影系統(tǒng)是低成本解決方案。
當(dāng)前投影系統(tǒng)技術(shù)面臨著其他困難。HDTV投影系統(tǒng)面臨著使顯示器深度最小，和在相對短的到顯示器表面的投射距離的局限下保持一致的圖像質(zhì)量的雙重困難。該平衡通常導(dǎo)致以相對較低的成本價(jià)格下獲得不甚滿意的妥協(xié)。
然而，對于投影系統(tǒng)的技術(shù)需求的新領(lǐng)域是電影劇場領(lǐng)域。電影屏幕安裝是投影系統(tǒng)的新興應(yīng)用區(qū)域，在該應(yīng)用中，典型地不會涉及控制臺深度與一致的圖像質(zhì)量之間對立的問題。取而代之的是，困難是在以具有競爭力的成本，實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于(至少)傳統(tǒng)35mm電影放映機(jī)的質(zhì)量。包括基于直接驅(qū)動(dòng)圖像光源放大器(“D-ILA”)，數(shù)字光處理技術(shù)(“DLP”)，和光柵光閥(“GLV”)的系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)在最近盡管質(zhì)量上相當(dāng)于傳統(tǒng)電影放映裝置，其與傳統(tǒng)電影放映機(jī)相比，具有明顯的成本差距。
直接驅(qū)動(dòng)圖像光源放大器是JVC投影儀公司開發(fā)的反射式液晶光閥器件。驅(qū)動(dòng)集成電路(“IC”)將圖像直接寫到基于CMOS的光閥上。液晶與信號電平成比例地改變反射率。這些垂直排列(垂直(homeoptropic))晶體實(shí)現(xiàn)了上升時(shí)間加上下降時(shí)間小于16毫秒的非?？焖俚捻憫?yīng)時(shí)間。來自氙或者超高性能(“UHP”)金屬鹵化物燈的光經(jīng)過偏振光束分離器進(jìn)行傳輸，經(jīng)過D-ILA器件反射，并投影到屏幕上。
在DLPTM投影系統(tǒng)的中心是光學(xué)半導(dǎo)體，其被稱為數(shù)字微鏡器件，或者DMD芯片，其于1987年由德州儀器公司的Dr.Larry Hornbeck發(fā)明。DMD芯片是精密復(fù)雜的光開關(guān)。它包括高達(dá)一百三十萬個(gè)鉸鏈放置的顯微鏡面的矩形陣列；這些微鏡中的每一個(gè)的尺寸都小于人頭發(fā)寬度的五分之一，并且對應(yīng)所投影圖像的一個(gè)像素。當(dāng)DMD芯片與數(shù)字視頻或圖形信號、光源和投影透鏡協(xié)調(diào)工作時(shí)，它的鏡面將全數(shù)字圖像反射到屏幕或者其他平面上。DMD及其周圍的精密復(fù)雜的電子器件被稱為數(shù)字光處理TM技術(shù)稱為GLV(光柵光閥)的過程正在開發(fā)中。基于該技術(shù)的原型器件實(shí)現(xiàn)了3000∶1的對比度比率(目前典型的高端投影顯示器僅僅實(shí)現(xiàn)了1000∶1)。該器件使用了三個(gè)選定具有特定波長的激光以提供顏色。這三個(gè)激光是紅色(642nm)，綠色(532nm)和藍(lán)色(457nm)。該過程采用了MEMS技術(shù)(微機(jī)電系統(tǒng))并且包括在一條線上的1,080個(gè)像素的微帶狀陣列。每個(gè)像素包括六個(gè)帶狀物，其中三個(gè)固定，三個(gè)上/下移動(dòng)。當(dāng)供電時(shí)，三個(gè)移動(dòng)帶狀物形成一種衍射光柵，其“過濾”出光線。
部分成本差距是由于這些技術(shù)在較低成本下實(shí)現(xiàn)特定關(guān)鍵圖像質(zhì)量參數(shù)面臨的固有難題。對于微鏡DLP來說，對比度是難以實(shí)現(xiàn)的，特別是“黑色”的質(zhì)量。GLV盡管不面臨該難點(diǎn)(通過光學(xué)光柵波干涉來實(shí)現(xiàn)像素?zé)o效，或者黑色)，但是面臨采用線陣列掃描源實(shí)現(xiàn)有效的類似電影的間歇圖像的難點(diǎn)。
基于LCD或者M(jìn)EMS的現(xiàn)有技術(shù)還受到生產(chǎn)具有至少1K×1K元件陣列(微鏡，硅基液晶(“LCoS”)等等)的器件的經(jīng)濟(jì)性的約束。當(dāng)包含這些數(shù)量的元件并在必要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下工作時(shí)，在基于芯片的系統(tǒng)中的缺陷率高。
已知將階躍型光纖協(xié)同法拉第效應(yīng)用于各種通信用途。光纖的通信應(yīng)用是公知的，然而，在將法拉第效應(yīng)應(yīng)用到光纖時(shí)存在固有沖突，這是因?yàn)榕c色散和其他性能規(guī)格有關(guān)的常規(guī)光纖的通信特性沒有進(jìn)行優(yōu)化以對法拉第效應(yīng)達(dá)到最優(yōu)化，在一些情況下通信特性甚至由于法拉第效應(yīng)的優(yōu)化而降低了。在一些傳統(tǒng)光纖應(yīng)用中，通過在54米的路徑長度上使用100奧斯特的磁場，實(shí)現(xiàn)了90度偏振旋轉(zhuǎn)。通過將光纖放置在螺線管內(nèi)部，并通過使電流流經(jīng)該螺線管產(chǎn)生所期望的磁場，來施加所期望的場。對于通信應(yīng)用，考慮到其設(shè)計(jì)用于具有以千米計(jì)算的總路徑長度的系統(tǒng)中時(shí)，54米的路徑長度是可以接受的。
在光纖環(huán)境中的法拉第效應(yīng)的另一種常規(guī)用途是用于覆蓋在通過光纖的常規(guī)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻敳可系牡退贁?shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)。法拉第效應(yīng)用于緩慢地調(diào)制高速數(shù)據(jù)以提供頻帶外的信令或控制。同樣的，該用途是將通信用途作為主要考慮事項(xiàng)而實(shí)現(xiàn)的。
在這些常規(guī)應(yīng)用中，光纖設(shè)計(jì)用于通信用途，并且對參與法拉第效應(yīng)的任何光纖特性的修改都不允許降低通信性能，所述通信性能典型地包括用于公里左右長度的光纖通道的衰減和色散性能規(guī)格。
一旦對于光纖的性能規(guī)格，實(shí)現(xiàn)了可接受的級別以允許在通信中使用，光纖制造技術(shù)就發(fā)展起來并進(jìn)行改善以允許光學(xué)上純凈且均勻的光纖的超常長度的有效且節(jié)省成本的制造。概觀光纖的基本制造過程包括粗加工成品玻璃圓柱體的制造、從該粗加工成品中拉制光纖、以及測試所述光纖。典型地，采用改進(jìn)化學(xué)氣相沉積法(MCVD)過程制成半成品，該過程使氧氣慢慢通過硅溶液，硅溶液具有產(chǎn)生最終光纖所期望屬性(例如，折射率、膨脹系數(shù)、熔點(diǎn)等)所必需的必不可少的化學(xué)成分。引導(dǎo)氣體蒸氣被導(dǎo)入特殊車床中的合成硅石或者石英管(包層)的內(nèi)部。該機(jī)床打開，吹管(torch)沿著該管的外部移動(dòng)。來自吹管的熱量使得氣體中的化學(xué)成分與氧氣發(fā)生反應(yīng)，并形成二氧化硅和二氧化鍺，并且這些二氧化物沉積在該管的內(nèi)部并熔合在一起，形成玻璃。該過程的結(jié)果是產(chǎn)生半成品。
在制成半成品，并且對其進(jìn)行冷卻和測試之后，將其放置在光纖拉絲機(jī)內(nèi)，光纖拉絲機(jī)將粗加工成品放置在接近石墨熔爐的頂部。該熔爐將粗加工成品的尖端融化，形成融化的“滴”，其由于重力的原因而下落。當(dāng)它下落時(shí)，它冷卻并形成玻璃線。通過一系列工藝站使該線形成絲，以實(shí)現(xiàn)所期望的涂層并加工所述涂層，將該線附著在牽引機(jī)上，牽引機(jī)以計(jì)算機(jī)監(jiān)控的速度對該線進(jìn)行拉絲，從而使該線具有期望的厚度。以大約33到66英尺/秒的速度拉出光纖，并將已經(jīng)拉出的線纏繞在線軸上。這些線軸包含有多于1.4英里的光纖的情況并不罕見。
對該已經(jīng)完成的光纖進(jìn)行測試，包括對性能規(guī)格的測試。通信等級光纖的這些性能規(guī)格包括抗拉強(qiáng)度(每平方英寸100,000磅或者更大)，折射率分布圖(光學(xué)缺陷的數(shù)字孔徑和屏幕)、光纖幾何形狀(芯直徑、包層尺度和涂層直徑)、衰減(在距離上，各種波長的光的減弱)、帶寬、色散、工作溫度/范圍、溫度與衰減的依存關(guān)系和在水下傳導(dǎo)光的能力。
在1996年，出現(xiàn)了上述光纖的變型，該變型從此稱為光子晶體光纖(PCF)。PCF是在較高折射率的背景材料中采用低折射率材料的微結(jié)構(gòu)排列的光纖/波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。背景材料通常是不摻雜的硅石，并且典型地通過沿著光纖長度的真空提供低折射率區(qū)域。PCF分為兩類(1)高折射率傳導(dǎo)光纖，和(2)低折射率傳導(dǎo)光纖。
與以上所述的常規(guī)光纖類似，高折射率傳導(dǎo)光纖采用改進(jìn)的全內(nèi)反射(MTIR)規(guī)則，在固體芯中對光線進(jìn)行傳導(dǎo)。全內(nèi)反射是由在微結(jié)構(gòu)空氣填充區(qū)域中的較低的有效折射率造成的。
低折射率傳導(dǎo)光纖采用光子能帶隙(PBG)效應(yīng)對光線進(jìn)行傳導(dǎo)。在PBG效應(yīng)使得在微結(jié)構(gòu)包層區(qū)域中進(jìn)行傳播變得不可能時(shí)，光線被限制在低折射率芯。
盡管術(shù)語“常規(guī)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)”用于包括廣大范圍的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)和方法，可以如這里所述，對這些結(jié)構(gòu)的范圍進(jìn)行修改，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例。對于使用不同光纖類型的不同應(yīng)用采用不同的光纖類型輔助特征。正確操作光纖系統(tǒng)依賴于知道使用了何種類型的光纖以及為什么使用該類型的光纖。
常規(guī)系統(tǒng)包括單模的、多模的和PCF型的波導(dǎo)，還包括很多亞變型(sub-variety)。例如，多模光纖包括階躍型光纖和漸變型光纖，并且單模光纖包括階躍型、匹配包層型、下陷包層型和其他異常的結(jié)構(gòu)。多模光纖最適于較短的傳輸距離，并且適合用于LAN系統(tǒng)中和視頻監(jiān)控中。單模光纖最適于較長的傳輸距離，其適合于長距離電話通訊和多通道電視廣播系統(tǒng)?！翱諝獍鼘印被蛘邥簯B(tài)耦合式波導(dǎo)包括光線(optical wire)和光納米線(optical nano-wire)。
階躍型通常指波導(dǎo)的折射率有著突然的改變的構(gòu)造-芯具有比包層更大的折射率。漸變型指提供在遠(yuǎn)離芯的中心(例如，芯具有拋物線型剖面)過程中折射率分布逐漸減小的結(jié)構(gòu)。單模光纖已經(jīng)開發(fā)出為特定應(yīng)用定制(例如，長度和輻射頻率，諸如無色散偏移光纖(NDSF)，色散偏移光纖(DSF)和非零色散偏移光纖(NZDSF))的多種不同的分布。已經(jīng)開發(fā)的單模光纖的重要變型稱為偏振保持(PM)光纖。迄今為止所討論的所有其他單模光纖都能夠傳播任意偏振的光。PM光纖僅僅傳播輸入光的一個(gè)偏振。PM光纖包含其他光纖類型所不曾見到的特征。除了芯之外，存在額外的(2)稱為壓力棒的縱向區(qū)域。正如它們的名字所暗示的那樣，這些壓力棒在光纖的芯中產(chǎn)生壓力，從而使得僅僅便于光的一個(gè)偏振平面的傳輸。
如上所述，常規(guī)磁光系統(tǒng)，特別是法拉第旋轉(zhuǎn)器和隔離器，已經(jīng)采用了特殊的磁光材料，所述材料包括摻雜稀土的石榴石晶體和其他特殊材料，通常為釔鐵-石榴石(YIG)或者鉍-取代YIG。采用浮區(qū)(FZ)法使得YIG單晶體生長。在該方法中，將Y2O3和Fe2O3混合在一起以符合YIG的理想配比成分，然后將混合物燒結(jié)。將所獲得的燒結(jié)物設(shè)置為FZ熔爐中的一個(gè)軸上的母棒，而YIG種子晶體設(shè)置在剩余的軸上。指定配方的所燒結(jié)的材料放置在母棒與種子晶體之間的中心區(qū)域，以便產(chǎn)生促進(jìn)YIG單晶體的沉積所需的流體。來自鹵素?zé)舻墓饩劢乖谠撝行膮^(qū)域，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)軸。該中心在含氧的大氣中被加熱時(shí)，形成熔化區(qū)域。在該條件下，以恒定速度移動(dòng)母棒和種子，造成熔化區(qū)域沿著母棒移動(dòng)，從而使得從YIG燒結(jié)物中生長單晶體。
由于FZ方法從懸在空中的母棒生長晶體，排除了污染并生產(chǎn)出高純度晶體。FZ方法生產(chǎn)出尺寸為012×120mm的結(jié)晶塊。
采用包括LPE熔爐的液相外延(LPE)方法使得雙重取代(bi-substituted)鐵石榴石厚膜生長。對晶體物質(zhì)和PbO-B2O3助熔劑進(jìn)行加熱并使其在鉑坩堝中熔化。將諸如(GdCa)2(GaMgZr)5O12的單晶體晶片在對其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，浸泡在熔化的表面上，這就使得雙重取代鐵石榴石厚膜在晶片上生長。能夠生長成直徑尺寸達(dá)到3英寸的厚膜。
為了獲得45°的法拉第旋轉(zhuǎn)器，將這些膜研磨到特定厚度，附加抗反射涂層，然后切割為1-2mm的正方形以適合于隔離器。雙重取代鐵石榴石厚膜比YIG單晶體具有更大的法拉第旋轉(zhuǎn)能力，必須使其按照100μm的量級變薄，因而需要更高精度的處理。
對于鉍-取代釔-鐵-石榴石(Bi-YIG)材料、薄膜和納米粉末的生產(chǎn)和合成提供了更新的系統(tǒng)。位于5313 Peachtree IndustrialBoulevard，Atlanta，GA 30341(佐治亞州亞特蘭大桃樹工業(yè)大道531330341)的nGimat公司采用燃燒化學(xué)氣相沉積(CCVD)法來產(chǎn)生薄膜涂層。在CCVD過程中，將前驅(qū)物融解在溶液中，前驅(qū)物是用于涂覆目標(biāo)的含金屬化學(xué)物，溶液典型的是易燃的燃料。采用特殊的噴嘴將該溶液霧化，以形成微小的液滴。然后，氧氣流將這些液滴帶到火焰中，并在其中被點(diǎn)燃。通過簡單地將襯底(被涂覆的材料)拖到火焰前，而加上涂層。來自火焰的熱量提供了氣化液滴以及前驅(qū)物起反應(yīng)而沉積(凝結(jié))到襯底上所需的能量。
此外，已經(jīng)采用了外延揭開(epitaxial liftoff)來實(shí)現(xiàn)多個(gè)III-IV和基本半導(dǎo)體系統(tǒng)的不均勻集成。然而，采用這些過程對很多其他重要材料系統(tǒng)的器件進(jìn)行集成已經(jīng)是困難的了。該問題的好的示例是在半導(dǎo)體平臺上的單晶體過渡金屬氧化物的集成，這是芯片上薄膜光學(xué)隔離器所需的系統(tǒng)。已經(jīng)報(bào)道過在磁性石榴石中外延揭開的實(shí)現(xiàn)。深度離子注入用于在釓鎵石榴石(GGG)上生長的單晶體釔鐵石榴石(YIG)和鉍-取代釔鐵石榴石(Bi-YIG)外延層中產(chǎn)生埋入犧牲層(buried sacrificial layer)。注入所產(chǎn)生的破壞引起犧牲層和石榴石其他部分之間的巨大的蝕刻選擇性。通過在磷酸中進(jìn)行蝕刻，已經(jīng)從原始GGG襯底上揭開了10微米厚的膜。已經(jīng)將毫米尺寸的片轉(zhuǎn)換為硅和砷化鎵襯底。
此外，研究人員已經(jīng)報(bào)告了他們稱之為磁光光子晶體的多層結(jié)構(gòu)，磁光光子晶體在748nm上顯示比相同厚度的單層鉍鐵石榴石膜大140％的法拉第旋轉(zhuǎn)。當(dāng)前法拉第旋轉(zhuǎn)器通常都是單晶體的或者取向附生膜的。然而，單晶體器件相當(dāng)大，使得它們在諸如集成光學(xué)中的應(yīng)用很困難。并且即使是膜顯示器的厚度在500μm的量級上，也期望有可替換的材料系統(tǒng)。已經(jīng)研究了鐵石榴石，特別是鉍和釔鐵石榴石的堆積式膜的應(yīng)用。設(shè)計(jì)用于750nm的光，堆積的特征在于70nm厚的鉍鐵石榴石(BIG)上面的81nm厚的釔鐵石榴石(YIG)的四個(gè)異質(zhì)外延層，279nm厚的BIG中心層，以及YIG上面的四個(gè)BIG層。為了制造該堆積，采用了使用LPX305i 248nm KrF受激準(zhǔn)分子激光器進(jìn)行的脈沖激光沉積。
如上所述，現(xiàn)有技術(shù)在大部分磁光系統(tǒng)中采用了特殊的磁光材料，但是還知道的是，通過產(chǎn)生必要的磁場強(qiáng)度來使用采用較少傳統(tǒng)磁光材料(例如非PCF光纖)的法拉第效應(yīng)一只要不危害通信規(guī)格。在一些情況中，采用制造后方法結(jié)合預(yù)先做的光纖，來提供特定的特殊涂層以用在特定磁光應(yīng)用中。對于特殊磁光晶體和其他體型實(shí)現(xiàn)方式中也是一樣，因?yàn)轭A(yù)先做的材料的制造后處理有時(shí)需要達(dá)到期望的結(jié)果。這種額外的處理增加了特制光纖的最終成本，并引入了另外的情況，在這些情況中，光纖可能不滿足規(guī)格。由于很多磁應(yīng)用典型地包括很少數(shù)量(典型地為1個(gè)或者2個(gè))的磁光元件，因此每個(gè)單元的相對高的成本是可以容忍的。然而，隨著所期望磁光元件數(shù)量的增加，最終成本(按照金錢和時(shí)間)增多，并且在使用幾百或幾千這樣的元件的應(yīng)用中，急需降低單元成本。
所需要的是可替換的波導(dǎo)技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該技術(shù)的優(yōu)勢在于提高波導(dǎo)的影響輻射的特性對于外部影響的響應(yīng)性，同時(shí)降低單元成本并增加工藝性、可重現(xiàn)性、一致性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
公開了一種用于單顯示系統(tǒng)的裝置和方法。該單顯示系統(tǒng)包括用于在第一多個(gè)波導(dǎo)通道中產(chǎn)生多個(gè)輸入波分量的照明系統(tǒng)；以及與照明系統(tǒng)集成在一起的調(diào)制系統(tǒng)，其用于在第二多個(gè)波導(dǎo)通道中接收多個(gè)輸入波分量，并且產(chǎn)生共同地定義連續(xù)圖像集的多個(gè)輸出波分量。
單顯示器的制造方法也是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該方法包括a)形成用于在第一多個(gè)波導(dǎo)通道中產(chǎn)生多個(gè)輸入波分量的照明系統(tǒng)；以及b)形成與照明系統(tǒng)集成在一起的調(diào)制系統(tǒng)，其用于在第二多個(gè)波導(dǎo)通道中接收多個(gè)輸入波分量，并且產(chǎn)生共同地定義連續(xù)圖像集的多個(gè)輸出波分量。
本發(fā)明的裝置、方法、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及傳播的信號提供了采用已修改的并且成熟的波導(dǎo)制造工藝的優(yōu)點(diǎn)。在優(yōu)選實(shí)施例中，波導(dǎo)是一種光學(xué)傳送器，優(yōu)選地是一種光纖或波導(dǎo)通道，適于在保持輻射的所需屬性的同時(shí)通過包含光學(xué)活性的成分來增強(qiáng)影響器的短程特性影響特征。在優(yōu)選實(shí)施例中，待影響的輻射的特性包括輻射的偏振狀態(tài)，影響器使用法拉第效應(yīng)，通過使用可控制的、可變的磁場來控制偏振旋轉(zhuǎn)角，其中該磁場平行于光學(xué)傳送器的傳輸軸來傳播。光學(xué)傳送器這樣被構(gòu)成，以便能夠使用在很短的光程之上的低磁場強(qiáng)度來快速控制偏振。最初控制輻射，以便產(chǎn)生具有一個(gè)特定偏振的波分量；該波分量的偏振受到影響，以便使第二偏振濾波器響應(yīng)于影響效應(yīng)來調(diào)制所發(fā)出的輻射的振幅。在優(yōu)選的實(shí)施例中，這種調(diào)制包括抑制所發(fā)出的輻射。所并入的專利申請，優(yōu)先權(quán)申請和相關(guān)申請，公開了法拉第結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)、法拉第結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)調(diào)制器、顯示器以及其它的與本發(fā)明協(xié)同工作的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和方法。
成熟且高效的光纖波導(dǎo)制造工藝在這里作為本發(fā)明的一部分公開，其用于在制造低成本、一致的、高效的磁光系統(tǒng)元件中使用，該工藝提供了一種可選擇的波導(dǎo)技術(shù)，該技術(shù)具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，用于增強(qiáng)波導(dǎo)的輻射影響特性對外部影響的響應(yīng)性，同時(shí)降低單位成本并提高可制造性、再現(xiàn)性、一致性以及可靠性。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的總體示意性平面圖；圖2是圖1所示優(yōu)選實(shí)施例的特定實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)示意性平面圖；圖3是圖2所示優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)視圖；圖4是顯示器組件的優(yōu)選實(shí)施例的示意性方框圖；圖5是圖4所示前面板的輸出端口的一種布置；
圖6是對于圖2所示結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的一部分的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的示意性表示；圖7是代表性波導(dǎo)制造系統(tǒng)的示意性方框圖，用于制造本發(fā)明的波導(dǎo)的粗加工成品的優(yōu)選實(shí)施例；圖8是用于制造本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的代表性光纖拉制系統(tǒng)的示意圖。
圖9是簡化的單面板基于波導(dǎo)的顯示器的概括示意圖；圖10是圖9所示的顯示器的詳細(xì)示意圖；圖11根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的尋址網(wǎng)格1100的示意圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的“X”帶狀物結(jié)構(gòu)化纖維系統(tǒng)的示意圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的“Y”帶狀物結(jié)構(gòu)化纖維系統(tǒng)的示意圖；圖14是用于在圖9和圖10所示的顯示器中使用的模切換矩陣的優(yōu)選實(shí)施例的示意圖；圖15是用于在圖9和圖10所示的顯示器中使用的模切換矩陣的第一替代優(yōu)選實(shí)施例的示意圖；圖16是用于在圖9和圖10所示的顯示器中使用的模切換矩陣的第二替代優(yōu)選實(shí)施例的示意圖；圖17是用于在圖9和圖10所示的顯示器中使用的模切換矩陣的第三替代優(yōu)選實(shí)施例的示意圖；具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及一種替代的波導(dǎo)技術(shù)，該技術(shù)具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，用于增強(qiáng)波導(dǎo)的輻射影響特性對外部影響的響應(yīng)性，同時(shí)降低單位成本并提高可制造性、再現(xiàn)性、一致性以及可靠性。下面的描述能夠使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員制造并使用本發(fā)明，并且這些描述是在專利申請及其需求的上下文中提供。這里所描述的優(yōu)選實(shí)施例、一般性原則和特征的各種改變對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。這樣，本發(fā)明不會被限制于所示出的實(shí)施例，而與這里所描述的原則和特征所一致的最寬的范圍是相符合的。
在下面的描述中，本發(fā)明的上下文中有3個(gè)術(shù)語具有特定的含義(1)光學(xué)傳送器，(2)特性影響器以及(3)熄滅。對于本發(fā)明，光學(xué)傳送器是一種波導(dǎo)，其特別適于在保持輻射的所需屬性時(shí)增強(qiáng)影響器的特性影響特征。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，待影響的輻射特性包括其偏振旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，影響器使用法拉第效應(yīng)，通過使用可控制的、可變的磁場來控制偏振角，其中該磁場平行于光學(xué)傳送器的傳輸軸傳播。該光學(xué)傳送器這樣被構(gòu)成，以便能夠使用通過很短的光程之上的低磁場強(qiáng)度來快速控制偏振。在某些特定的實(shí)現(xiàn)方式中，光學(xué)傳送器包括光纖，在保持該光纖的導(dǎo)波屬性的同時(shí)，對所傳輸?shù)妮椛涞牟ㄩL表現(xiàn)出高維爾德常數(shù)，并通過特性影響器，另外為輻射特性提供其高效構(gòu)件以及協(xié)同效應(yīng)。
特性影響器是一種實(shí)現(xiàn)由光學(xué)傳送器所傳輸?shù)妮椛涞奶匦钥刂频慕Y(jié)構(gòu)。在優(yōu)選實(shí)施例中，特性影響器可操作地連接到光學(xué)傳送器，在一種光纖形成的光學(xué)傳送器的實(shí)現(xiàn)中，該光學(xué)傳送器具有一個(gè)芯及一個(gè)或多個(gè)包層，優(yōu)選地該影響器集成在/到一個(gè)或多個(gè)包層上，而不會顯著地負(fù)面改變光學(xué)傳送器的導(dǎo)波特性。在使用所傳輸?shù)妮椛涞钠裉匦缘膬?yōu)選實(shí)施例中，特性影響器的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式是一種偏振影響結(jié)構(gòu)，例如線圈、線圈管，或其它能夠集成的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過使用一個(gè)或多個(gè)磁場(其中的一個(gè)或多個(gè)是可控制的)，支持/產(chǎn)生在光學(xué)傳送器中的法拉第效應(yīng)顯示場(并因此影響所傳輸?shù)妮椛?。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化波導(dǎo)在某些實(shí)施例中用作調(diào)制器中的傳送器，其控制所傳播的輻射的振幅。調(diào)制器發(fā)出的輻射具有最大輻射振幅和最小輻射振幅，這由光學(xué)傳送器中的特性影響器的交互所控制的。抑制簡單地是指最小輻射振幅處于足夠低的等級(適于特定的實(shí)施例)，所以可被描述為“關(guān)閉”或“黑色”或者其它表示缺少輻射的類型。換句話說，在某些應(yīng)用中，當(dāng)該級別達(dá)到實(shí)現(xiàn)或?qū)嵤┑膮?shù)要求時(shí)，級別足夠低但仍可檢測/辨認(rèn)的輻射振幅可適當(dāng)?shù)卮_定為“已熄滅”。本發(fā)明通過在波導(dǎo)制造過程中使用沉積在傳導(dǎo)區(qū)中的光學(xué)活性成分，提高了波導(dǎo)對影響器的響應(yīng)。
圖1是用于法拉第結(jié)構(gòu)化波導(dǎo)調(diào)制器100的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的總體示意性平面圖。調(diào)制器100包括光傳送器105、可連接到傳送器105的特性影響器110、第一特性元件120和第二特性元件125。
傳送器105可以基于很多已知技術(shù)的光學(xué)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。例如，傳送器105可以是具有傳導(dǎo)通道經(jīng)過專門調(diào)整的光纖(常規(guī)的或者PCF的)，其中傳導(dǎo)通道包括傳導(dǎo)區(qū)域和一個(gè)或多個(gè)邊界區(qū)域(例如芯和芯的一個(gè)或多個(gè)包層)，或者傳送器105可以是體型器件或者具有一個(gè)或多個(gè)這種傳導(dǎo)通道的襯底的波導(dǎo)通道。基于要被影響的輻射特性的類型和影響器110的性質(zhì)對常規(guī)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改。
影響器110是用于表現(xiàn)對通過傳送器105和/或在傳送器105上傳輸?shù)妮椛涞奶匦杂绊?直接或者間接地，例如通過所公開的效應(yīng))的結(jié)構(gòu)。很多不同類型的輻射特性可能受到影響，并且在很多情況下，用于影響任何給定特性的特定結(jié)構(gòu)可以隨實(shí)現(xiàn)方式的不同而改變。在優(yōu)選實(shí)施例中，可以用于依次控制輻射輸出振幅的特性是影響所期望的特性。例如，輻射偏振角度是可能受到影響的一個(gè)特性，并且是能夠用于控制所傳輸?shù)妮椛湔穹奶匦浴Ａ硪环N元件的使用，例如固定偏振器，會基于與偏振器的傳輸軸相比的輻射偏振角度來控制輻射振幅。在該示例中，對偏振角度的控制改變了所傳輸?shù)妮椛洹?br> 然而，應(yīng)該理解的是，其他類型的特性也可以受到影響，并可以用于控制輸出振幅，例如輻射相位或者輻射頻率。典型地，其他元件與調(diào)制器100一同使用，以基于特性的性質(zhì)和對特性的影響的類型和等級，控制輸出振幅。在一些實(shí)施例中，可能期望對除振幅之外的輻射的另一種特征進(jìn)行控制，所述特征可能要求對除了已經(jīng)確定的那些特性之外的輻射特性進(jìn)行控制，或者可能要求對特性進(jìn)行不同的控制，以實(shí)現(xiàn)對所期望屬性的所期望控制。
法拉第效應(yīng)僅僅是在傳送器105中實(shí)現(xiàn)偏振控制的一種方法的一個(gè)示例。法拉第偏振旋轉(zhuǎn)影響的優(yōu)選實(shí)施例的影響器110使用了接近或者在傳送器105中/上集成的可變和固定磁場的組合。期望產(chǎn)生這些磁場，從而控制磁場定向?yàn)槠叫杏谕ㄟ^傳送器105傳輸?shù)妮椛涞膫鞑シ较颉Υ艌鱿鄬τ趥魉推鞯姆较蚝驼穹倪m當(dāng)控制達(dá)到了對輻射偏振角度的影響的所期望等級。
在該特定示例中優(yōu)選為，將傳送器105構(gòu)造為提高/最大化影響器110對所選定特性的“可影響能力”。對于采用法拉第效應(yīng)的偏振旋轉(zhuǎn)特性，對傳送器105進(jìn)行摻雜、成形、處理和/或者加工，以增加/最大化維爾德常數(shù)。維爾德常數(shù)越大，影響器110越容易能夠在給定場強(qiáng)和傳送器長度上影響偏振旋轉(zhuǎn)角度。在該實(shí)現(xiàn)方式的優(yōu)選實(shí)施例中，對維爾德常數(shù)的關(guān)注是主要任務(wù)，傳送器105的波導(dǎo)方面的其他特征/屬性/特點(diǎn)是次要的。在優(yōu)選實(shí)施例中，影響器110是與傳送器105集成的，或者是通過波導(dǎo)制造工藝(例如，粗加工成品制造和/或者拉制工藝)與傳送器105“強(qiáng)相關(guān)”的，盡管一些實(shí)現(xiàn)方式可能提供其他方式。
元件120和元件125是用于選擇/過濾/操作要受到影響器110影響的所期望輻射特性的特性元件。元件120可以是濾波器，其被用做“選通”元件，以傳遞具有對于適當(dāng)特性的所期望狀態(tài)的輸入輻射的波分量，或者它可以是“處理”元件，以使得輸入輻射的一個(gè)或多個(gè)波分量符合對于適當(dāng)特性的所期望狀態(tài)。將來自元件120的選通/被處理的波分量提供給光傳送器105，并且特性影響器110可控地影響如上所述的被傳送的波分量。
元件125是與元件120的合作結(jié)構(gòu)，并且作用在受影響的波分量上。元件125是基于波分量的特性狀態(tài)、傳遞WAVE_OUT并控制WAVE_OUT的振幅的結(jié)構(gòu)。該控制的性質(zhì)和細(xì)節(jié)涉及來自元件120的將受影響的特性和特性的狀態(tài)以及初始狀態(tài)如何受到影響器110影響的細(xì)節(jié)。
例如，當(dāng)要受到影響的特性是波分量的偏振特性/偏振旋轉(zhuǎn)角度時(shí)，元件120和元件125可以是偏振濾波器。元件120選擇一種特定類型的偏振用于波分量，例如右旋圓偏振。影響器110在輻射通過傳送器105時(shí)，控制輻射的偏振旋轉(zhuǎn)角度。元件125基于與元件125的傳輸角度相比的最終偏振旋轉(zhuǎn)角度，對受到影響的波分量進(jìn)行濾波。換句話說，當(dāng)受到影響的波分量的偏振旋轉(zhuǎn)角度與元件125的傳輸軸匹配時(shí)，WAVE_OUT具有高振幅。當(dāng)受影響的波分量的偏振旋轉(zhuǎn)角度與元件125的傳輸軸“交叉”時(shí)，WAVE_OUT具有低振幅。在該上下文中的交叉指與常規(guī)偏振濾波器的傳輸軸相比，旋轉(zhuǎn)角度偏離了大約90度。
此外，可以建立元件120與元件125的相對方向，以便缺省條件下造成WAVE_OUT的最大振幅、WAVE_OUT的最小振幅或者這之間的其他值。缺省條件指沒有來自影響器110的影響的輸出振幅的量。例如，通過將元件125的傳輸軸設(shè)定為相對于元件120的傳輸軸成90度，對于優(yōu)選實(shí)施例，缺省條件會是最小振幅。
元件120和元件125可以是分立部件，或者這兩個(gè)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)之一或者兩者均可以集成到傳送器105上或者傳送器105中。在一些情況下，在優(yōu)選實(shí)施例中，這些元件可以位于在傳送器105的“輸入端”和“輸出端”，而在其他實(shí)施例中，這些元件可以分布在傳送器105的特定區(qū)域中或者遍布傳送器105。
在操作中，輻射(顯示為WAVE_IN)是入射到元件120的，并且對適當(dāng)?shù)奶匦?例如右旋圓偏振(RCP)旋轉(zhuǎn)分量)進(jìn)行選通/處理，以將RCP波分量傳遞到傳送器105。傳送器105傳輸RCP波分量，直到它與元件125相互作用并傳遞波分量(顯示為WAVE_OUT)。入射WAVE_IN典型地具有多個(gè)偏振特性的正交狀態(tài)(例如右旋圓偏振(RCP)和左旋圓偏振(LCP))。元件120產(chǎn)生偏振旋轉(zhuǎn)特性的特定狀態(tài)(例如，傳遞正交狀態(tài)之一并阻塞/偏移其他狀態(tài)，從而僅僅傳遞一個(gè)狀態(tài))。影響器110響應(yīng)控制信號，影響所傳遞波分量的該特定的偏振旋轉(zhuǎn)，并可以按照控制信號指定的那樣對其進(jìn)行改變。優(yōu)選實(shí)施例中的影響器110能夠影響大約90度范圍上的偏振旋轉(zhuǎn)特性。然后，當(dāng)波分量已經(jīng)受到影響時(shí)，元件125與波分量相互作用，從而允許在波分量偏振旋轉(zhuǎn)與元件125的傳輸軸相匹配時(shí)將WAVE_IN的輻射振幅從最大值進(jìn)行調(diào)制，并且在波分量偏振與該傳輸軸“交叉”時(shí)從最小值進(jìn)行調(diào)制。通過使用元件120，優(yōu)選實(shí)施例的WAVE_OUT的振幅可以從最大電平變化到熄滅電平。
圖2是圖1所示優(yōu)選實(shí)施例的具體實(shí)現(xiàn)方式的詳細(xì)示意性平面圖。盡管本發(fā)明并不局限于該特定示例，對該實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行特別描述以簡化論述。圖1所示的法拉第結(jié)構(gòu)波導(dǎo)調(diào)制器100是圖2所示的法拉第光調(diào)制器200。
調(diào)制器200包括芯205、第一包層210、第二包層215、線圈或線圈管220(線圈220具有第一控制節(jié)點(diǎn)225和第二控制節(jié)點(diǎn)230)，輸入元件235和輸出元件240。圖3是圖2所示優(yōu)選實(shí)施例中的元件235與元件240之間截取的剖面圖，其中相同的數(shù)字具有相同或?qū)?yīng)的結(jié)構(gòu)。
芯205可以包含通過標(biāo)準(zhǔn)光纖制造技術(shù)(例如通過真空沉積方法的變型)添加的一個(gè)或多個(gè)以下?lián)诫s物(a)顏色染料摻雜物(使得調(diào)制器200對來自源照明系統(tǒng)的光進(jìn)行有效地顏色濾波)，和(b)光學(xué)活性摻雜物，例如YIG/Bi-YIG或者Tb或者TGG或者其他摻雜物，用于增加芯205的維爾德常數(shù)，以在存在主動(dòng)磁場的情況下實(shí)現(xiàn)有效的法拉第旋轉(zhuǎn)。在制造過程中對光纖加熱或者加壓，從而在芯205中添加孔或者不規(guī)則形狀，以進(jìn)一步提高維爾德常數(shù)和/或者實(shí)現(xiàn)非線性效應(yīng)。這里為了簡化論述，所述論述主要集中在非PCF波導(dǎo)上。然而，在該論述的范圍內(nèi)，PCF變型可以替代非PCF波長實(shí)施例，除非該范圍明顯與這種替代相反。對于PCF波導(dǎo)來說，使用可以填充和摻雜的選擇波長的帶隙耦合或縱向結(jié)構(gòu)/空隙實(shí)現(xiàn)顏色濾波，勝于使用顏色染料摻雜物。因此，無論何時(shí)結(jié)合非PCF波導(dǎo)對顏色濾波/染料摻雜進(jìn)行論述，當(dāng)合適的時(shí)候，都替代對PCF波導(dǎo)使用選擇波長的帶隙耦合和/或填充和摻雜。
很多硅石光纖制造為摻雜物相對硅石的百分比是高等級的(該等級大約是50％的摻雜物)。在其他類型光纖的硅石結(jié)構(gòu)中的當(dāng)前摻雜物濃度在數(shù)十微米距離上實(shí)現(xiàn)了大約90度旋轉(zhuǎn)。常規(guī)光纖制造在提高摻雜物濃度方面(例如可以通過市場從JDS Uniphase買到的光纖)和在控制摻雜物分布方面(例如可以通過市場從Corning公司買到的光纖)持續(xù)實(shí)現(xiàn)改進(jìn)。芯205實(shí)現(xiàn)了光學(xué)活性摻雜物的足夠高并且受控的濃度，以提供在微米量級距離上具有低功率的必要的快速旋轉(zhuǎn)，并且當(dāng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步改進(jìn)時(shí)，這些功率/距離的值會持續(xù)降低。
采用鐵磁性單分子磁體對第一包層210(在優(yōu)選實(shí)施例中可選)進(jìn)行摻雜，當(dāng)?shù)谝话鼘?10處于強(qiáng)磁場下時(shí)被永久磁化。第一包層210的磁化可以在附到芯205上或者在預(yù)成形之前進(jìn)行，或者在調(diào)制器200被拉制之后(完成芯、包層、涂層和/或元件)進(jìn)行。在該過程中，粗加工成品或者所拉制的光纖通過與芯205的傳輸軸有90度偏移的強(qiáng)永久磁場。在優(yōu)選實(shí)施例中，通過作為光纖牽引裝置的元件的電磁體實(shí)現(xiàn)該磁化。第一包層210(具有永久磁性特性)用于使得光學(xué)活性芯205的磁疇飽和，但是并不改變通過光纖200的輻射的旋轉(zhuǎn)角度，這是由于來自層210的磁場方向是在傳播方向的直角上。所并入的臨時(shí)申請描述了通過對晶體結(jié)構(gòu)中的非最佳晶核進(jìn)行粉碎，來對摻雜鐵磁性包層的方向進(jìn)行優(yōu)化的方法。
由于發(fā)現(xiàn)單分子磁體(SMM)在相對高的溫度下可被磁化，所以這些SMM的使用優(yōu)選地是作為摻雜物。這些SMM的使用允許較高摻雜濃度的生產(chǎn)和摻雜分布的控制。市場上可以買到單分子磁體的示例和方法是來自于科羅拉多州丹佛市的ZettaCore公司。
采用亞鐵磁性材料或者鐵磁性材料對第二包層215進(jìn)行摻雜，并且其特征在于具有適當(dāng)?shù)拇艤€。在產(chǎn)生必要場時(shí)，優(yōu)選實(shí)施例采用“短”曲線，并且該曲線也是“寬的”和“扁的”。當(dāng)通過由臨近的場產(chǎn)生元件(例如線圈220)所產(chǎn)生的磁場使得第二包層215飽和時(shí)，第二包層215很快達(dá)到對于調(diào)制器200所期望的旋轉(zhuǎn)角度來說合適的磁化等級，其中所述場產(chǎn)生元件本身通過來自例如開關(guān)矩陣驅(qū)動(dòng)電路的控制器(未示出)的信號(例如控制脈沖)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。此外，第二包層215將磁化保留在該等級上或者充分接近該等級，直到隨后的脈沖或者增加(相同方向的電流)、更新(沒有電流或者+/-維持電流)、或者降低(反向電流)該磁化級別。被摻雜的第二包層215的該剩余磁通量隨著時(shí)間保持適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)角度，而不是通過影響器110(例如線圈220)持續(xù)施加場。
在適當(dāng)?shù)倪^程步驟上，對被摻雜的亞鐵/鐵磁性材料的適當(dāng)修改/優(yōu)化可以進(jìn)一步受到包層的離子轟擊的影響。參考題目為“METHODOF DEPOSITING A FERROMAGNETIC FILM ON A WAVEGUIDEAND A MAGNETO-OPTIC COMPONENT COMPRISING A THINFERROMAGNETIC FILM DEPOSITED BY THE METHOD”并轉(zhuǎn)讓給法國巴黎的阿爾卡特(Alcatel)的美國專利No.6,103,010，其中，采用離子束在某一入射角度上對采用氣相方法在波導(dǎo)上沉積的鐵磁性薄膜進(jìn)行轟擊，對優(yōu)選晶體結(jié)構(gòu)中的非規(guī)則核進(jìn)行粉碎。晶體結(jié)構(gòu)的改變是現(xiàn)有技術(shù)中的已知方法，并且所述改變可以用于所加工的光纖中或者被摻雜的粗加工成品材料上的被摻雜硅石包層。該’010專利在此清楚地引入作為參考。
與第一包層210類似，已開發(fā)的并在相對高溫度上可被磁化的合適的單分子磁體(SMM)，將優(yōu)選地作為優(yōu)選實(shí)施例中的用于第二包層215的摻雜物，以允許較高的摻雜濃度。
優(yōu)選實(shí)施例的線圈220是在光纖200上或者光纖200中集成制造的，以產(chǎn)生初始磁場。該來自線圈220的磁場使得通過芯205傳輸?shù)妮椛涞钠窠嵌刃D(zhuǎn)，并對第二包層215中的亞鐵/鐵磁性摻雜物進(jìn)行磁化。這些磁場的組合使得所期望的旋轉(zhuǎn)角度保持所期望的一段時(shí)間(如這里所并入的相關(guān)專利申請之一所述、當(dāng)光纖200的矩陣共同形成顯示器的圖像幀的時(shí)間)。為了描述本發(fā)明，將“線圈管”定義為類似線圈的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)槎鄠€(gè)導(dǎo)電段相互平行放置，并且相對光纖軸為直角。當(dāng)材料性能提高時(shí)，-即，當(dāng)由于較高維爾德常數(shù)的摻雜物而使得被摻雜的芯的有效維爾德常數(shù)增大時(shí)(或者在增大的結(jié)構(gòu)修改時(shí)，包括引入非線性效應(yīng)的那些修改)一對圍繞光纖元件的線圈或者“線圈管”的需求就可以降低或者消除，較簡單的單頻帶或者高斯圓柱體結(jié)構(gòu)就是實(shí)用的。這些結(jié)構(gòu)當(dāng)用作這里所述的線圈管的功能時(shí)，也包含在線圈管的定義中。
當(dāng)考慮確定法拉第效應(yīng)的等式的變量場強(qiáng)、施加場的距離和旋轉(zhuǎn)介質(zhì)的維爾德常數(shù)時(shí)，一個(gè)結(jié)果是使用調(diào)制器200的結(jié)構(gòu)、部件和/或者器件能夠補(bǔ)償產(chǎn)生較小強(qiáng)度磁場的材料所形成的線圈或者線圈管。通過使調(diào)制器更長，或者通過進(jìn)一步增大/提高有效的維爾德常數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。例如，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，線圈220采用的導(dǎo)電材料是比金屬線效率差的導(dǎo)電聚合體。在另外的實(shí)現(xiàn)方式中，線圈220采用更寬但是更少的繞組，否則就與更加有效的材料一起使用。在其他例子中，例如，當(dāng)通過合適的過程制造線圈220但是生產(chǎn)線圈220的工作效率較低時(shí)，采用其他參數(shù)進(jìn)行必要補(bǔ)償以實(shí)現(xiàn)合適的整體操作。
在設(shè)計(jì)參數(shù)-光纖長度、芯的維爾德常數(shù)以及場產(chǎn)生元件的峰值場輸出和效率-之間存在折衷?？紤]到這些折衷，而制造完整成形的線圈管的四個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，包括(1)扭絞光纖以實(shí)現(xiàn)線圈/線圈管，(2)用印有導(dǎo)電圖案的薄膜外延包裹光纖，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)繞組層，(3)通過浸蘸筆納米平板印刷術(shù)(dip-pen nanolithography)在光纖上印制以制造線圈/線圈管，以及(4)將線圈/線圈管纏繞上具有涂層/被摻雜的玻璃光纖，或者替代地具有金屬涂層或者沒有涂層的導(dǎo)電聚合體，或者金屬線。在以上所參考的相關(guān)的和并入的臨時(shí)申請中描述了這些實(shí)施例的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
節(jié)點(diǎn)225和節(jié)點(diǎn)230接收用于在芯205、包層215和線圈220中產(chǎn)生必要磁場的信號。在簡單實(shí)施例中，該信號是具有適當(dāng)大小和持續(xù)時(shí)間的DC(直流)信號，以產(chǎn)生所期望的磁場并對通過調(diào)制器200傳播的WAVE_IN輻射的偏振角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。當(dāng)使用調(diào)制器200時(shí)，控制器(未示出)可以提供該控制信號。
在優(yōu)選實(shí)施例中，輸入元件235和輸出元件240是偏振濾波器，作為分立部件或者集成到芯205中/上。輸入元件235作為偏振器可以采用很多不同的方法實(shí)現(xiàn)。可以采用允許單一偏振類型(特定圓偏振或者線性偏振)的光通過而進(jìn)入到芯205中的各種偏振機(jī)制；優(yōu)選實(shí)施例采用了外延沉積到芯205的“輸入”端的薄膜。替代的優(yōu)選實(shí)施例在波導(dǎo)200上采用了市場上可以買到的納米量級的微構(gòu)造(microstructuring)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)偏振濾波(例如對芯205中的硅石或者所并入的臨時(shí)申請中所描述的包層的修改)。在有關(guān)來自一個(gè)或者多個(gè)光源的光的有效輸入的一些實(shí)施例中，優(yōu)選照明系統(tǒng)可以包括空腔，其允許對“錯(cuò)誤的”初始偏振的光進(jìn)行重復(fù)反射；因此最終所有的光都成為有效的或者“正確的”偏振?；蛘?，尤其是根據(jù)照明源到調(diào)制器200的距離，可以采用保持偏振的波導(dǎo)(光纖、半導(dǎo)體)。
優(yōu)選實(shí)施例的輸出元件240是“偏振濾波器”元件，其對于缺省為“關(guān)閉”的調(diào)制器200的輸入元件235的方向，有著90度的偏移。(在一些實(shí)施例中，通過排列輸入元件和輸出元件的軸，可以將缺省設(shè)置為“打開”。類似地，通過輸入元件和輸出元件與來自影響器的合適控制的適當(dāng)?shù)南嗷リP(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)其他缺省情況，例如50％振幅。)元件240優(yōu)選地為外延沉積到芯205的輸出端的薄膜?？梢詫⑤斎朐?35和輸出元件240配置為不同于這里所述的采用其他偏振濾波器/控制系統(tǒng)的配置。當(dāng)要影響的輻射特性包括除輻射偏振角度之外的特性時(shí)(例如相位或者頻率)，使用其他輸入和輸出功能以對如上所述的所期望特性進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x通/處理/濾波，以響應(yīng)影響器對WAVE_OUT的振幅進(jìn)行調(diào)制。
圖4是顯示器組件400的優(yōu)選實(shí)施例的示意性方框圖。組件400包括多個(gè)圖像元件(像素)的集合，每個(gè)圖像元件都由例如圖2所示的波導(dǎo)調(diào)制器200i，j產(chǎn)生。用于控制調(diào)制器200i，j的每個(gè)影響器的控制信號由控制器405提供。輻射源410提供用于調(diào)制器200i，j進(jìn)行輸入/控制的源輻射，并且可以使用前面板將調(diào)制器200i，j排列為所期望的圖案和/或者可選擇地提供一個(gè)或多個(gè)像素的輸出后處理。
輻射源410可以是單色白平衡的或者獨(dú)立的RGB/CMY調(diào)諧源(一個(gè)或多個(gè))或者其他合適的輻射頻率。一個(gè)或多個(gè)輻射源410可以遠(yuǎn)離調(diào)制器200i，j的輸入端，臨近這些輸入端，或者集成到調(diào)制器200i，j上/中。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，采用單一源，而其他實(shí)現(xiàn)方式可以采用幾個(gè)或者更多源(并且在一些情況下，每個(gè)調(diào)制器200i，j有一個(gè)源)。
如上所述，調(diào)制器200i，j的光傳送器的優(yōu)選實(shí)施例包括特定光纖形式的光通道。但是半導(dǎo)體波導(dǎo)、波導(dǎo)孔或其他光波導(dǎo)通道，包括“在深度上”穿過材料而形成的通道或區(qū)域，也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這些波導(dǎo)元件是顯示器的基本成像結(jié)構(gòu)，并且整體地結(jié)合了振幅調(diào)制機(jī)制和顏色選擇機(jī)制。在FPD實(shí)現(xiàn)方式的優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)光通道的長度優(yōu)選地在大約數(shù)十微米級別上(盡管該長度可能不同于這里所述的長度)。
優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)特征在于，光傳送器的長度短(在大約20mm的級別上以及更短)，并且在有效維爾德值增加和/或磁場強(qiáng)度增加時(shí)能夠繼續(xù)縮短。顯示器的實(shí)際深度將隨通道長度而變化，但是由于光傳送器是波導(dǎo)，因此從源到輸出的路徑(路徑長度)不需要是線性的。換句話說，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，實(shí)際路徑可以彎曲，以提供甚至更淺的有效深度。如上所述，路徑長度是維爾德常數(shù)和磁場強(qiáng)度的函數(shù)，并且優(yōu)選實(shí)施例在提供幾個(gè)毫米甚至更短的非常短的路徑長度的同時(shí)，在一些實(shí)現(xiàn)方式中也可以采用較長的長度。由影響器確定必要長度，以實(shí)現(xiàn)對于輸入輻射的所期望的影響/控制的等級。在經(jīng)過偏振的輻射的優(yōu)選實(shí)施例中，該控制能夠?qū)崿F(xiàn)大約90度的旋轉(zhuǎn)。在一些應(yīng)用中，當(dāng)熄滅電平較高(例如較亮)時(shí)，則可以采用較小的旋轉(zhuǎn)，其縮短了必要路徑長度。因此，路徑長度還受到對波分量的所期望影響等級的影響。
控制器405包括用于合適的開關(guān)系統(tǒng)的構(gòu)造和組件的多個(gè)可選方案。優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式不僅包括點(diǎn)對點(diǎn)控制器，它還包括結(jié)構(gòu)性地合并和保持調(diào)制器200i，j的“矩陣”，并對每個(gè)像素進(jìn)行電子尋址。在光纖的情況中，光纖組件的固有性質(zhì)是實(shí)現(xiàn)纖維元件的全光纖、紡織結(jié)構(gòu)和適當(dāng)尋址?？勺冃途W(wǎng)孔或者固體矩陣是利用附帶裝配方法的替代結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)特征在于，可以對一個(gè)或者多個(gè)調(diào)制器200i，j的輸出端進(jìn)行處理，以改善其應(yīng)用。例如，波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的輸出端，尤其是在實(shí)現(xiàn)為光纖時(shí)，可以被加熱處理，并被牽引以形成錐形末端，或以其它方式對其進(jìn)行磨損、纏繞或者定形，以提高在輸出端的光散射，從而改善在顯示器表面的可視角度。可以采用類似的或者不同的方法對一些和/或所有的調(diào)制器輸出端進(jìn)行處理，以共同地產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)所期望結(jié)果的期望輸出結(jié)構(gòu)。例如，可以通過對一個(gè)或者多個(gè)輸出端/相應(yīng)面板位置的處理，控制或者影響來自一個(gè)或者多個(gè)像素的WAVE_OUT的各種焦點(diǎn)、衰減、顏色或者其他屬性。
前面板415可以是簡單地是面向偏振部件的一塊光學(xué)玻璃或者其他透明光學(xué)材料，或者它可以包括額外的功能性和結(jié)構(gòu)性特征。例如，面板415可以包括傳導(dǎo)裝置或者其他結(jié)構(gòu)，以將調(diào)制器200i，j的輸出端排列為相對于相鄰調(diào)制器200i，j的所期望的相對方向。圖5是圖4所示的前面板415的輸出端口500的一種布置的示圖。其他布置也是可能的，取決于所期望的顯示器(例如，圓形、橢圓形或者其他規(guī)則/不規(guī)則幾何形狀)。當(dāng)應(yīng)用需要時(shí)，有源顯示區(qū)不必一定是連續(xù)像素，因此在適當(dāng)時(shí)，可以是環(huán)形或者“圓環(huán)形”顯示器。在其他實(shí)現(xiàn)方式中，輸出端口可以在一個(gè)或者多個(gè)像素上聚焦、散射、濾波或者執(zhí)行其他類型的輸出后處理。
顯示器或者投影機(jī)表面的光學(xué)幾何形狀可以自已改變，其中波導(dǎo)末端被端接在所期望的三維平面(例如曲線平面)上，所述平面允許進(jìn)而采用額外的光學(xué)元件和透鏡(可以包含其中的一些作為面板415的部分)的額外聚焦能力。一些應(yīng)用可能需要很多凹面區(qū)域、平面和/或者凸面區(qū)域，每個(gè)都具有不同的曲度和方向，并具有本發(fā)明提供的適當(dāng)?shù)妮敵鲂螤睢Ｔ谝恍?yīng)用中，特定的幾何形狀不需要固定，而是可以動(dòng)態(tài)變化的，以根據(jù)需要改變型狀/方向/尺寸。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式還可以生產(chǎn)各種類型的觸摸顯示器系統(tǒng)。
在投射系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式中，輻射源410、具有連接到多個(gè)調(diào)制器200i，j的控制器405的“開關(guān)組件”和前面板415可以受益于以下情況將其容納在截然不同的模塊或者單元中，并且相互之間存在一定距離。對于輻射源410，在一些實(shí)施例中，有益地是將照明源與開關(guān)組件分離，這是由于通常需要用于對巨大劇院屏幕進(jìn)行照明的高振幅光類型所產(chǎn)生的熱量。即使在使用多個(gè)照明源，對另外集中在例如單氙氣燈上的熱量輸出進(jìn)行分配時(shí)，熱量輸出仍然足夠大，最好將開關(guān)和顯示元件分離。因此，將照明源容納在具有吸熱和冷卻元件的隔熱容器中。然后，光纖會將光從分離的或者單一的源傳遞到開關(guān)組件，并且然后將其投射到屏幕上。屏幕可以包括前面板415的一些特征，或者在對適當(dāng)?shù)谋砻孢M(jìn)行照明之前使用面板415。
開關(guān)組件與投射/顯示表面的分離可以具有其自身的優(yōu)點(diǎn)。將照明和開關(guān)組件放置在投影系統(tǒng)底座中(對于FPD也是一樣)能夠減小投影TV箱體的深度?；蛘撸梢詫⑼队氨砻姘诒粜螚U頂部的緊湊球形物中，或者從天花板依靠電纜懸掛著，在前面的投影系統(tǒng)采用反射織物屏幕。
除了別的潛在優(yōu)點(diǎn)和配置之外，對于劇院投影來說，依靠來自地板上單元的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，將開關(guān)組件形成的圖像上行傳輸?shù)酵队按翱趨^(qū)域上的小型終端光學(xué)單元的可能性，要求空間利用策略以在相同的投影空間內(nèi)容納傳統(tǒng)電影放映機(jī)和優(yōu)選實(shí)施例的新投影機(jī)。
波導(dǎo)帶的整體結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)高分辨率成像，其中每個(gè)波導(dǎo)帶都在帶上具有并排排列或者粘附的幾千個(gè)波導(dǎo)。然而，在優(yōu)選實(shí)施例中，“體型”光纖部件結(jié)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)必要的小投影表面區(qū)域。單模光纖(尤其是沒有對外部通信電纜的耐久性性能需求)具有足夠小的直徑，以使得光纖的截面面積非常小并且適合于作為顯示像素或者子像素。
此外，期望集成光學(xué)制造技術(shù)能夠在單半導(dǎo)體襯底或者芯片(大塊單片的或者表面的)的制造中完成本發(fā)明的衰減器陣列。
在熔融光纖投影表面，熔融光纖表面可以被研磨，以實(shí)現(xiàn)用于將圖像聚焦在光學(xué)陣列上的曲率；可以替換的是，采用粘合劑連接或以其它方式結(jié)合的光纖末端可以具有成形的頂端，并且如果必要，則可以把其端點(diǎn)排列稱為成型的矩陣的形式，以實(shí)現(xiàn)彎曲的表面。
對于投影電視或者其他非劇場投影應(yīng)用，將照明與開關(guān)模塊與投影機(jī)表面分離的選項(xiàng)提供了實(shí)現(xiàn)更小體型投影電視箱體結(jié)構(gòu)的新穎方法。
圖6是對于圖2所示的結(jié)構(gòu)波導(dǎo)205的部分600的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的示意性表示。部分600是波導(dǎo)205的輻射傳播通道，通常地為傳導(dǎo)通道(例如光纖波導(dǎo)的芯)，但是其可以包括一個(gè)或者多個(gè)邊界區(qū)域(例如，光纖波導(dǎo)的包層)。其他導(dǎo)波結(jié)構(gòu)具有不同的特定機(jī)制，用于提高沿著波導(dǎo)的通道區(qū)域傳輸軸傳播的輻射的導(dǎo)波。波導(dǎo)包括光子晶體光纖、結(jié)構(gòu)材料的特定的薄膜疊層以及其他材料。波導(dǎo)的特定機(jī)制可以隨波導(dǎo)而改變，但是本發(fā)明可以適用不同的結(jié)構(gòu)。
為了本發(fā)明的目的，術(shù)語傳導(dǎo)區(qū)域或者傳導(dǎo)通道與邊界區(qū)域指用于提高沿著通道的傳輸軸的輻射傳播的協(xié)作結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)不同于緩沖器或者涂層或者波導(dǎo)的制造后加工。原理的不同在于，邊界區(qū)域典型地能夠傳播通過傳導(dǎo)區(qū)域傳播的波分量，而波導(dǎo)的其他部件則不行。例如，在多模光纖波導(dǎo)中，較高能級模式的主要能量是通過邊界區(qū)域傳播的。不同的一點(diǎn)在于，傳導(dǎo)區(qū)域/邊界區(qū)域?qū)τ谡趥鞑サ妮椛浠旧鲜峭该鞯?，而其他支持結(jié)構(gòu)通常是基本不透明的。
如上所述，影響器110與波導(dǎo)205協(xié)同工作，以在波分量沿著傳輸軸傳輸時(shí)，影響正在傳播的波分量的特性。因此假設(shè)部分600具有影響器響應(yīng)屬性，并且在優(yōu)選實(shí)施例中，該屬性特別被配置以提高正在傳播的波的特性對于影響器110的響應(yīng)性。如任何特定實(shí)現(xiàn)方式需要的，部分600包括布置在傳導(dǎo)區(qū)域和/或者一個(gè)或多個(gè)邊緣區(qū)域的多種成分(例如，稀土摻雜物605、孔610、結(jié)構(gòu)的不規(guī)則形狀615、微型泡620和/或者其他元件625)。在優(yōu)選實(shí)施例中，部分600的長度可以非常短，在很多情況下小于大約25毫米，并且如上所述，有時(shí)比該長度還要短很多。對通過這些成分而提高的影響器響應(yīng)屬性，針對短長度的波導(dǎo)進(jìn)行優(yōu)化(例如，與針對千米量級甚至更高量級的長度進(jìn)行優(yōu)化的通信光纖對比，包括衰減和波長散射)。針對不同應(yīng)用而進(jìn)行優(yōu)化的部分600的成分，可能嚴(yán)重降低波導(dǎo)通信應(yīng)用的質(zhì)量。所述成分存在的目的不是要降低通信應(yīng)用的質(zhì)量，但是本優(yōu)選實(shí)施例的重點(diǎn)在于通過通信屬性而提高影響器響應(yīng)屬性，這就可能發(fā)生這種質(zhì)量降低，并且這不是優(yōu)選實(shí)施例的缺點(diǎn)。
本發(fā)明考慮到存在很多不同的波特性，這些波特性可能受到不同結(jié)構(gòu)的影響器110的影響；優(yōu)選實(shí)施例的目標(biāo)是部分600的與法拉第效應(yīng)相關(guān)的特性。如上所述，法拉第效應(yīng)使得偏振旋轉(zhuǎn)響應(yīng)平行于傳播方向的磁場而發(fā)生改變。在優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)影響器110產(chǎn)生平行于傳輸軸的磁場時(shí)，在部分600中，旋轉(zhuǎn)量取決于磁場強(qiáng)度、部分600的長度和部分600的維爾德常數(shù)。所述成分提高了部分600對于該磁場的響應(yīng)性，例如通過增加部分600的有效維爾德常數(shù)。
在本發(fā)明的波導(dǎo)制造與特征中的范例變化的一個(gè)重要意義在于，對制造千米長度的光學(xué)上純凈的通信級波導(dǎo)所使用的制造方法的修改，使得能夠制造便宜的千米長度的潛在光學(xué)上不純凈(但是光學(xué)活性的)的影響器響應(yīng)的波導(dǎo)。如上所述，優(yōu)選實(shí)施例的一些實(shí)現(xiàn)方式可以采用按照這里所公開的那樣進(jìn)行修改的無數(shù)長度非常短的波導(dǎo)。通過從由這里所述的較長的已制備波導(dǎo)中(例如切開)所產(chǎn)生的較短波導(dǎo)形成這些集合，來實(shí)現(xiàn)成本的節(jié)省和其他功效/優(yōu)點(diǎn)。這些成本的節(jié)省和其他功效與優(yōu)點(diǎn)包括以下優(yōu)點(diǎn)采用成熟制造技術(shù)，并且采用的設(shè)備能夠克服采用離散的常規(guī)制備的磁光晶體作為系統(tǒng)元件的磁光系統(tǒng)的很多缺點(diǎn)。例如，這些缺點(diǎn)包括高生產(chǎn)成本、大量磁光晶體之間缺乏一致性和單個(gè)元件的相對較大的尺寸，所述尺寸限制了單個(gè)部件的集合的尺寸。
優(yōu)選實(shí)施例包括光纖波導(dǎo)和光纖波導(dǎo)制造方法的變型。最普通的是，光纖是透明(有所需波長)電介質(zhì)材料(典型地為玻璃或者塑料)的細(xì)絲，并且傳導(dǎo)光的截面通常是圓形的。對于早期的光纖來說，圓柱形芯被類似幾何形狀的包層圍繞著，并且與其緊密接觸。這些光纖通過為芯提供比包層略大的折射率來傳導(dǎo)光。其他光纖類型提供不同的傳導(dǎo)機(jī)制-在本發(fā)明的環(huán)境中，感興趣的光纖類型包括如上所述的光子晶體光纖(PCF)。
硅石(二氧化硅(SiO2))是制備最普通的通信等級光纖的基本材料。硅石可以是結(jié)晶或者非結(jié)晶形，并且天然為非純凈態(tài)，例如石英和沙子。維爾德常數(shù)是描述特定材料的法拉第效應(yīng)強(qiáng)度的光學(xué)常數(shù)。包括硅石在內(nèi)的大多數(shù)材料的維爾德常數(shù)是非常小的，并是波長相關(guān)的。在含有諸如鋱(Tb)之類的順磁性離子的材料中維爾德常數(shù)非常強(qiáng)。在鋱摻雜重火石玻璃中或者在鋱鎵石榴石(TGG)晶體中具有高維爾德常數(shù)。通常該材料具有優(yōu)良的透明特性，并且非?？辜す鈸p傷。盡管法拉第效應(yīng)不是彩色的(即它不取決于波長)，但是維爾德常數(shù)是非常徹底的波長的函數(shù)。在632.8nm，TGG的維爾德常數(shù)為-134radT-1，而在1064nm，其下降到-40radT-1。該行為意味著，在一個(gè)波長上以特定旋轉(zhuǎn)度制造的器件，在較長的波長上會產(chǎn)生較小的旋轉(zhuǎn)。
在一些實(shí)現(xiàn)方式中，成分可以包括光學(xué)活性摻雜物，例如YIG/Bi-YIG或者Tb或者TGG或者其他性能最佳的摻雜物，其提高波導(dǎo)的維爾德常數(shù)，以在存在有源磁場的情況下實(shí)現(xiàn)高效的法拉第旋轉(zhuǎn)。在以下所述的光纖制造過程中進(jìn)行加熱或者加壓，會通過在部分600中添加額外成分(例如孔或者不規(guī)則形狀)而進(jìn)一步提高維爾德常數(shù)。在常規(guī)波導(dǎo)中所使用的稀土用作傳輸屬性元件的被動(dòng)增強(qiáng)，并且其不用在光學(xué)活性應(yīng)用中。
由于硅石光纖的制造中，摻雜物相對硅石的百分比是高等級的，高達(dá)至少50％的摻雜物，并且由于必要的摻雜物濃度已經(jīng)在用于在幾十個(gè)微米或者更小中實(shí)現(xiàn)90度旋轉(zhuǎn)的其他類型的硅石結(jié)構(gòu)中示出；以及在提高摻雜物濃度方面給出改進(jìn)(例如可以通過市場從JDSUniphase買到的光纖)和在控制摻雜物分布方面給出改進(jìn)(例如可以通過市場從Corning公司買到的光纖)，因此可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)活性摻雜物的足夠高和可控的濃度，以采用低功率在微米量級的距離上引起旋轉(zhuǎn)。
圖7是代表性波導(dǎo)制造系統(tǒng)700的示意性方框圖，其用于制造本發(fā)明的波導(dǎo)粗加工成品的優(yōu)選實(shí)施例。系統(tǒng)700代表改進(jìn)化學(xué)氣相沉積法(MCVD)過程，以產(chǎn)生稱為粗加工成品的玻璃棒。從常規(guī)過程得到的粗加工成品是超高純度的玻璃固體棒，精確復(fù)制所期望光纖的光學(xué)特性，但是具有放大兩個(gè)量級甚至更大的線性尺寸。然而，系統(tǒng)700產(chǎn)生的粗加工成品不強(qiáng)調(diào)光學(xué)純度而是對于影響器響應(yīng)的短長度優(yōu)化進(jìn)行優(yōu)化。典型地采用以下化學(xué)氣相沉積(CVD)方法之一制造粗加工成品1.改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積(MCVD)，2.等離子改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積(PMCVD)，3.等離子化學(xué)氣相沉積(PCVD)，4.外部氣相沉積(OVD)，5.軸向氣相沉積(AVD)。所有這些方法都基于形成氧化物的熱化學(xué)蒸氣反應(yīng)，氧化物在旋轉(zhuǎn)著的棒外部或者在玻璃管內(nèi)部沉積為稱為煙黑(soot)的若干層玻璃顆粒。在這些方法中發(fā)生相同的化學(xué)反應(yīng)。
在氧氣、被加熱的起泡器705中每種液體和來自源710的氣體的存在的情況下，對為Si和摻雜物提供源的各種液體(例如，原材料是SiCl4，GeCl4，POCl3和氣態(tài)BCl3的溶液)進(jìn)行加熱。在由質(zhì)量流量計(jì)715控制的氧氣流中使這些液體汽化，并且采用所述氣體，從硅石車床720中的生產(chǎn)玻璃的鹵化物的燃燒中，形成硅石和其他氧化物。在氣相中發(fā)生稱為氧化反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，如以下所示GeCl4+O2＝＞GeO2+2Cl2SiCl4+O2＝＞SiO2+2Cl24POCl3+3O2＝＞2P2O5+6Cl24BCl3+3O2＝＞2B2O3+6Cl2。
二氧化鍺和五氧化二磷提高了玻璃的折射率，氧化硼-降低玻璃的折射率。這些氧化物已知作為摻雜物。除了所示的這些之外，可以使用包括用于提高粗加工成品的影響器響應(yīng)屬性的合適成分的其他起泡器705。
在過程中改變混合物的成份影響粗加工成品的折射率分布和成分分布。通過混合閥715控制氧氣流量，并且將反應(yīng)物蒸氣725吹入硅石管730，硅石管730包括在其中發(fā)生氧化的加熱管735。氯氣740從管735中吹出，但是氧化物混合物以煙黑745的形式沉積在管中。鐵和銅雜質(zhì)的濃度從原始液體中的大約10ppb降低到煙黑745中的小于1ppb。
采用來回移動(dòng)的H2O2噴燈750對管735進(jìn)行加熱，并對管735進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以使得煙黑745玻璃化為玻璃755。通過調(diào)節(jié)各種蒸汽725的相對流量，獲得具有不同折射率的幾個(gè)層，例如芯相對于包層，或者用于GI光纖的可變芯折射率分布。在完成層形成之后，對管735加熱，將其皺縮成為具有圓形實(shí)體截面的棒，稱為粗加工成品棒。在該步驟中，必要的是，棒的中心要完全填滿材料并且沒有空洞。然后將粗加工成品棒放到熔爐中以進(jìn)行拉制，如將要結(jié)合圖8所描述的。
MCVD的主要優(yōu)點(diǎn)在于，反應(yīng)和沉積發(fā)生在密閉空間中，因此不希望的雜質(zhì)很難進(jìn)入。光纖的折射率分布容易控制，并且對于SM光纖所必需的精確性也相對容易實(shí)現(xiàn)。設(shè)備是容易構(gòu)建和控制的。所述方法的潛在的重要局限性在于管的尺寸從本質(zhì)上限制了棒的大小。因此，該技術(shù)所形成的光纖典型地長度為35km，或者最大到20-40km。另外，在硅石管中的雜質(zhì)，主要為H2和OH-，容易擴(kuò)散進(jìn)入光纖。而且，熔化沉積物以消除粗加工成品棒的空洞中心的過程，有時(shí)會造成芯中的折射率的降低，這就通常導(dǎo)致光纖不適合于通信用途，但是這不是本發(fā)明的環(huán)境中通常關(guān)心的。在成本和費(fèi)用方面，所述方法的主要缺點(diǎn)在于沉積率相對較慢，這是因?yàn)樗捎昧朔侵苯蛹訜幔磳?35進(jìn)行加熱而不是對蒸汽直接加熱，以開始氧化反應(yīng)并使得煙黑玻璃化。沉積率典型地為0.5到2g/分鐘。
上述過程的變型制造摻雜稀土的光纖。為了制造摻雜稀土的光纖，過程開始于摻雜稀土的粗加工成品-典型地采用溶液摻雜過程制造。最初，主要由熔融硅石組成的光學(xué)包層沉積到襯底管的內(nèi)部。芯材料還可以包括鍺，然后在降低的溫度下對芯材料進(jìn)行沉積，以形成擴(kuò)散可滲透層，其稱為“玻璃料”。在玻璃料的沉積之后，該部分完成的粗加工成品在一端封閉，從車床移出并且引入所期望稀土摻雜物(例如釹、鉺、釔等)的合適的鹽的溶液。在固定時(shí)間周期內(nèi)，保留該溶液以滲透玻璃料。在去掉任何多余溶液之后，將粗加工成品返回車床以對其進(jìn)行干燥和加強(qiáng)。在加強(qiáng)過程中，在玻璃料中的空隙坍塌并且密封稀土。最后，將粗加工成品進(jìn)行可控的坍塌，在高溫下形成固體玻璃棒-使稀土結(jié)合在芯中。通常在光纖電纜中引入稀土不是光學(xué)活性的，即，對電或磁或其他干擾或場響應(yīng)，以影響通過被摻雜的介質(zhì)傳播的光的特征。常規(guī)系統(tǒng)是目前對于提高稀土摻雜物百分比的當(dāng)前需求的結(jié)果，其是由改善波導(dǎo)的“被動(dòng)”傳輸特征(包括通信屬性)的目的所驅(qū)動(dòng)的。但是在波導(dǎo)芯/邊界中的摻雜物百分比的提高對于影響優(yōu)選實(shí)施例的混合物介質(zhì)/結(jié)構(gòu)的光學(xué)活性是有利的。如上所述，在優(yōu)選實(shí)施例中，摻雜物與硅石之間的百分比比例至少為50％。
圖8是用于從粗加工成品805中，例如從圖7所示系統(tǒng)700中制造的一個(gè)粗加工成品中，制造本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的代表性光纖拉制系統(tǒng)800的示意圖。系統(tǒng)800將粗加工成品805轉(zhuǎn)換為頭發(fā)絲般細(xì)的細(xì)絲，典型地通過拉制來執(zhí)行。粗加工成品805放置在進(jìn)料裝置810中，進(jìn)料裝置810附著在靠近拉絲機(jī)815的頂部。裝置810放低粗加工成品805直到末端進(jìn)入高純度石墨熔爐820中。將純凈的氣體噴入熔爐，以提供清潔并且導(dǎo)電的大氣。在熔爐820中，嚴(yán)格控制的接近1900℃的溫度軟化粗加工成品805末端。一旦到達(dá)粗加工成品的末端軟化點(diǎn)，重力就起作用并允許熔化的料塊“自由下落”直到已經(jīng)將其拉長為細(xì)線。
操作人員通過激光千分尺825和一系列用于制造傳送器835的工藝站830x(例如用于涂層和緩沖器)使該光纖線形成絲，傳送器835通過牽引器840纏繞在線軸上，并且開始拉制過程。采用位于拉絲機(jī)815底部的牽引器840拉出光纖，然后纏繞在卷筒上。在拉制過程中，采用最適宜溫度對粗加工成品805進(jìn)行加熱以實(shí)現(xiàn)理想的拉制張力。在工業(yè)上每秒10-20米的拉制速度并非不常見。
在拉制過程中，所拉制光纖的直徑控制在125微米，公差僅1微米?；诩す獾闹睆綐?biāo)尺825監(jiān)視光纖的直徑。標(biāo)尺825以超過每秒750次的速率對光纖直徑進(jìn)行采樣。將直徑的實(shí)際值與125微米的目標(biāo)值進(jìn)行比較。與目標(biāo)之間輕微的偏差都會轉(zhuǎn)換為拉制速度的改變，并輸入牽引器840中進(jìn)行修正。
工藝站830x典型地包括用于為光纖添加兩層保護(hù)涂層-柔軟的內(nèi)部涂層和堅(jiān)硬的外部涂層的模具。這兩部分保護(hù)套提供了機(jī)械保護(hù)，以便在保護(hù)光纖的干凈表面不受惡劣環(huán)境的影響的同時(shí)進(jìn)行處理。這些涂層采用紫外燈固化，其作為相同的工藝站830x或者其他工藝站830x的部分。其他站830x在傳送器835通過該站時(shí)，可以提供用于提高傳送器835的影響器響應(yīng)屬性的裝置/系統(tǒng)。例如，各種機(jī)械應(yīng)力器、離子轟擊或者其他用于引入影響器響應(yīng)屬性的機(jī)制增強(qiáng)了在拉制階段的成分。
在纏在線軸上之后，測試所拉制的光纖以得到合適的光學(xué)和幾何參數(shù)。對于傳輸光纖，通常首先測試抗張強(qiáng)度，以確保已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了光纖的最小抗張強(qiáng)度。在第一次測試之后，執(zhí)行很多不同的測試，用于傳輸光纖的測試包括對傳輸屬性的測試，其包括衰減(在距離上信號強(qiáng)度的減小)、帶寬(信息運(yùn)載能力；多模光纖的重要測量)、數(shù)字孔徑(光纖的光可接受角度的測量)、截止波長(在單模光纖中，在截止波長之上的波長時(shí)，僅能夠傳輸單模)、模場直徑(在單模光纖中，光纖中光脈沖的輻射寬度；對于互連來說重要)以及色散(由于不同波長的射線采用不同速度通過芯而產(chǎn)生的光脈沖的散射；在單模光纖中，這是限制信息運(yùn)載能力的因素)。
正如在此所描述的那樣，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例使用光纖當(dāng)做傳送器并且主要是通過“線性”法拉第效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)振幅控制。盡管法拉第效應(yīng)是一種線性效應(yīng)，其中傳播輻射的偏振旋轉(zhuǎn)角度變化基于應(yīng)用該場的長度，直接與在傳播方向上施加的磁場大小和通過其傳播輻射的材料的維爾德常數(shù)相關(guān)。然而，在建立所希望的磁場強(qiáng)度的時(shí)候，在傳送器中所使用的材料可以不具有對于感應(yīng)磁場，例如，諸如來自影響器的此類的線性響應(yīng)。在這個(gè)意義上，所傳播的輻射的實(shí)際輸出振幅響應(yīng)所應(yīng)用的來自控制器和/或影響器磁場和/或偏振的信號和/或其它調(diào)制器或者WAVE_IN的屬性或特性可能是非線性的。為了當(dāng)前的論述，根據(jù)一個(gè)或更多系統(tǒng)變量的調(diào)制器(或它的元件)的特性稱為調(diào)制器(或它的元件)的衰減曲線。
纖維制造工藝持續(xù)發(fā)展，尤其是在改善摻雜濃度以及改善攙雜劑分布的處理、在生產(chǎn)運(yùn)行期間對纖維周期性的摻雜、以及相關(guān)的工藝。美國專利6,532,774，Method of Providing a High Level of Rare EarthConcentrations in Glass Fiber Preforms，論證了改進(jìn)的多摻雜劑的共同摻雜工藝。預(yù)期在摻雜劑濃度提高方面的成功可以直接改善摻雜的芯的線性維爾德常數(shù)、以及摻雜的芯的性能，以有助于非線性效應(yīng)。
可以為特定的實(shí)施例定制任何給定的衰減曲線，例如通過控制調(diào)制器或其元件的組成、定向、和/或排序等。例如，改變構(gòu)成傳送器的材料可以改變傳送器的“影響力”或改變影響器“影響”任何特定傳播的波分量的程度。這只是元件衰減曲線的一個(gè)例子。優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)制器能使衰減平滑，其中，不同的波導(dǎo)通道具有不同的衰減曲線。例如在一些具有依賴偏振旋向性衰減曲線的實(shí)現(xiàn)中，調(diào)制器可以提供用于左旋偏振的波分量的傳送器，所述分量具有不同于用作右旋偏振波元件的第二傳送器的互補(bǔ)波導(dǎo)通道的衰減曲線。
除了以上描述用于傳送器的不同材料組成的提供的論述之外，還存在用于調(diào)節(jié)衰減曲線的其它方法。在一些實(shí)施例中，波分量的產(chǎn)生/修改響應(yīng)傳播的輻射從WAVEV_IN傳播到WAVE_OUT的經(jīng)過的調(diào)制器元件的排序，可以不是嚴(yán)格“互易的”。在這些例子中，可以通過提供不同順序的非互易元件來改變衰減曲線。這只是配置衰減曲線的一個(gè)實(shí)例。在其它實(shí)施例中，建立用于每一波導(dǎo)通道的不同“旋轉(zhuǎn)偏置”產(chǎn)生了不同的衰減曲線。如上所述，有的傳送器配置為在輸入偏振器和輸出偏振器/檢偏器之間具有預(yù)定方向。例如，這個(gè)角可以是零度(通常定義“常開”通道)，或者它可以是九十度(通常定義“常斷”通道)。任何給定的通道都可以在不同角位移區(qū)(即，從零到三十度、從三十到六十度、以及從六十到九十度)內(nèi)具有不同的響應(yīng)。不同的通道可以利用影響有關(guān)該偏置旋轉(zhuǎn)的傳播波分量的影響器偏置到(例如使用默認(rèn)的“DC”影響器信號)不同的位移區(qū)中。這只是操作衰減曲線的一個(gè)實(shí)例。有幾個(gè)支持具有多個(gè)波導(dǎo)通道以及為通道定制/匹配/補(bǔ)充衰減分布的理由。這些理由包括省電、效率以及WAVE_OUT的一致性。
位于相反極性的偏振元件之間，可變法拉第旋轉(zhuǎn)器或法拉第“衰減器”在光程方向上施加可變場，使得這種裝置旋轉(zhuǎn)偏振的向量(例如，從0到90度)，允許通過第一偏振器的入射光的增加的部分通過第二偏振器。當(dāng)沒有施加場的時(shí)候，通過第一偏振器的光就完全被第二偏振器阻擋了。當(dāng)施加合適的“最大”場時(shí)，該光100％被旋轉(zhuǎn)至適當(dāng)?shù)钠窠?，該?00％的穿過第二偏振元件。
圖9是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，簡化的單面板基于波導(dǎo)的顯示器900的概括示意圖。顯示器900包括嵌入了照明源910、開關(guān)矩陣915以及顯示表面920的外殼905。源910提供白平衡光或多通道的不同顏色/頻率的多色模型(例如RGB源)。優(yōu)選的實(shí)施例為集成在一起的源910、矩陣915和表面920，其采用柔性波導(dǎo)通道，如下所進(jìn)一步描述的。源910鄰近矩陣915或朝向矩陣915。當(dāng)為相鄰時(shí)，光纖束將輻射傳播給矩陣915的輸入側(cè)。源910可包括這里并入的申請中闡明的任意的輻射產(chǎn)生和特征/屬性控制特征，其中包含偏振控制。
矩陣915包括多個(gè)波導(dǎo)通道，用于控制經(jīng)過鄰近其輸入的源910和鄰近輸出的顯示表面920的輻射的振幅。這里以及引用的專利申請中詳細(xì)地公開了矩陣915的構(gòu)成和功能的選擇。矩陣915可包括可選的可調(diào)諧的濾波器還有影響器元件，它們中的一些直列或堆迭地集成。這些波導(dǎo)通道可以包括光纖、波導(dǎo)或其它通道化的材料，其中這些材料是由常規(guī)的材料或光子晶體制成的。采用任意必須的通道絕緣特征，包括橫向偏移(例如在3維空間上交錯(cuò)通道以便有效地分隔單獨(dú)的通道，或使用屏蔽的結(jié)構(gòu))。矩陣915可包括在引用專利申請中闡明的任意的輻射產(chǎn)生和特征/屬性控制特征，包含在輸出端的偏振檢偏器。在某些實(shí)現(xiàn)方式中，使用了將薄片包圍在周期偏振檢偏器的結(jié)構(gòu)。
顯示表面920可簡單地作為矩陣915的波導(dǎo)通道的延續(xù)或單獨(dú)的結(jié)構(gòu)。表面920具有在引用專利申請中闡明的一系列實(shí)現(xiàn)方式，例如，包括面板信息和使用以及通道終端調(diào)制。在表面920的輸入端和/或輸出端的結(jié)構(gòu)可包括在引用專利申請中闡明的任意的輻射產(chǎn)生和特征/屬性控制特征，包括薄膜、光學(xué)玻璃或其它光學(xué)材料或結(jié)構(gòu)。
圖10是圖9所示的顯示器900的詳細(xì)示意圖。照明源910包括光源1005和偏振系統(tǒng)1010。矩陣915包括衰減器/調(diào)制器結(jié)構(gòu)1015，其具有帶有輸入端1020和輸出1025的集成線圈管。顯示表面920包括檢偏器1030、可選的改進(jìn)的通道輸出端1035和可選的顯示表面/保護(hù)涂層。
圖11是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的尋址網(wǎng)格1100的示意圖。如這里以及引用的專利申請中討論的，顯示器900的一個(gè)元件是用在調(diào)制模塊中的影響器系統(tǒng)。優(yōu)選實(shí)施例提供法拉第效應(yīng)作為影響系統(tǒng)的至少一部分，并且為此，顯示器900采用線圈管來產(chǎn)生適當(dāng)?shù)拇艌觥Ｒ驗(yàn)橐杂袔装?、幾千或更多的具有線圈管結(jié)構(gòu)的元件，有效的尋址系統(tǒng)改善了制造和操作需求。尋址網(wǎng)格1100是用于有效的尋址系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式。
尋址網(wǎng)格1100，其可由無源或有源矩陣構(gòu)成，圖11示出了這兩種形式。網(wǎng)格1100包括輸入接觸1105和輸出接觸1110，用于通過線圈管/影響器元件產(chǎn)生波導(dǎo)內(nèi)電路通道1115。在有源配置中包括可選的透明晶體管1120元件(在無源模式中沒有)。四象限圖解只是該方法一種可能的實(shí)施例?？紤]到與輸入光纖的直徑相對的芯片電路大小的相對縮放比例。電路大小的大小應(yīng)當(dāng)足夠小，以便容納足夠的導(dǎo)電線來尋址每個(gè)光纖輸入端?？梢栽谡麄€(gè)光纖束中保留間隔，以在必要時(shí)增加光纖的間隔，或者也可以采用較大直徑的光纖。優(yōu)選的選擇也依賴于顯示或投影表面的大小。
在所示的無源矩陣的方案中，“x”尋址線在光纖輸入端上接觸一個(gè)內(nèi)部導(dǎo)電環(huán)或點(diǎn)，而“y”尋址線在相同的光纖輸入端接觸一個(gè)外部導(dǎo)電環(huán)或點(diǎn)。線圈管或線圈的結(jié)構(gòu)優(yōu)選地根據(jù)如圖11所示的常規(guī)原理，以便內(nèi)部環(huán)或點(diǎn)上的接觸接觸線圈管。然后電流通過圍繞著芯的繞組或螺旋圖案來循環(huán)，然后以具有充分絕緣和足夠厚度以及纏繞著線圈管的材料制造的外部薄膜帶用導(dǎo)電材料涂敷，作為線圈管頂邊的內(nèi)部接觸部分上的薄邊緣余量，這種涂敷繼續(xù)圍繞著薄膜帶的邊緣進(jìn)行到外部表面，以條帶狀順著表面并終止于光纖輸入端。所得的外部環(huán)接觸點(diǎn)與內(nèi)部接觸環(huán)點(diǎn)被絕緣并可在空間上顯著區(qū)分。
薄膜帶在這里所公開的大量制造工藝中纏繞著光纖。為了提供從薄膜外部到內(nèi)部所選的導(dǎo)電點(diǎn)，薄膜優(yōu)選地以微穿孔有選擇地打孔，通過在導(dǎo)電圖案上印刷或沉淀之前，掩模蝕刻、激光、氣壓打孔或其它現(xiàn)有技術(shù)公知的方法來獲得。這樣，當(dāng)沉淀導(dǎo)電材料時(shí)，在那些具有適當(dāng)大小的孔的區(qū)域中，導(dǎo)電材料可有選擇地通過穿孔來訪問或接觸。穿孔可以是圓形的或其它幾何形狀，包括直線、正方形和更多形狀和形狀大小的復(fù)雜組合。
提供從光纖結(jié)構(gòu)的外部層到內(nèi)部層的所選導(dǎo)電點(diǎn)的替代是，在印刷或沉淀導(dǎo)電圖案之前，包層或涂層優(yōu)選地以微穿孔有選擇地打孔，通過這里所公開的蝕刻或包含加熱和伸長薄包層并毀壞腔而導(dǎo)致橢圓形孔的其它方法，或者其它本領(lǐng)域公知的方法來實(shí)現(xiàn)。這樣，當(dāng)沉淀導(dǎo)電材料時(shí)，在那些具有適當(dāng)大小的孔的區(qū)域中，導(dǎo)電材料可以通過采用液體或粉末狀的導(dǎo)體來穿孔，從而有選擇地進(jìn)行訪問或接觸，該導(dǎo)電材料然后被固化或退火。
采用印刷的薄膜的另一種替代是，絕緣涂層在大批量制造過程中被應(yīng)用到光纖上，但這種涂層被掩模，或者該光纖只在光纖的輸入端“向上”地被浸在液體聚合體類型的材料中，以便線圈管的薄終止邊緣不涂敷。然后施加導(dǎo)電的第二涂層，在這種情況下它一直延伸到線圈管裸露的導(dǎo)電終端。
這樣，連接到光纖束的網(wǎng)格區(qū)域的外部邏輯在尋址特定的子像素的特定“x”線和特定“y”線上開關(guān)電流。在“x”坐標(biāo)上開關(guān)的電流，向光纖子像素元件發(fā)送適當(dāng)電流強(qiáng)度的脈沖；該脈沖“向上”流經(jīng)線圈管或線圈，并“向下”返回到外部導(dǎo)電條帶，通過電路繼續(xù)向下到“y”導(dǎo)電線并完成電路。
在圖9和圖10所示的單一優(yōu)選實(shí)施例中，將矩陣915提供作為單一子元件是優(yōu)選的實(shí)施例。該并入的專利申請使用柔性光波導(dǎo)的編織技術(shù)，來產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)這些集成的組件。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用了編織的“X”尋址帶和編織的“Y”尋址帶。
圖12是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的“X”帶狀物結(jié)構(gòu)光纖系統(tǒng)1200的示意圖。光纖系統(tǒng)1200包括多個(gè)調(diào)制器段1205，每個(gè)段具有一個(gè)集成的影響器元件1210，用于如本文及引用專利申請中所描述的那樣控制單個(gè)通道的振幅。另外，系統(tǒng)1200包括多個(gè)結(jié)構(gòu)元件1215，以及/或者間隔器元件1220，其在下文進(jìn)一步描述。系統(tǒng)1200還包括導(dǎo)電“X”尋址細(xì)絲1225和導(dǎo)電“Y”尋址細(xì)絲1230，以用于X/Y矩陣尋址系統(tǒng)。導(dǎo)體元件可以是金屬的或?qū)щ娋酆象w等等。
使用精細(xì)的三維提花織機(jī)裝置準(zhǔn)備好纖維和細(xì)絲后，如圖12所示對帶狀物進(jìn)行編織?！按怪薄惫饫w，其是顏色束的形式，并根據(jù)所引用專利申請所述的方法批量生產(chǎn)，(連同可選的“間隔”細(xì)絲，也是垂直的)，設(shè)置為和結(jié)構(gòu)光纖編織，依賴于結(jié)構(gòu)長度要求，最少約4個(gè)微纖維，兩個(gè)位于頂部兩個(gè)位于底部，底部中的一個(gè)為導(dǎo)電聚合體微纖維，其實(shí)現(xiàn)每個(gè)光纖的“X”尋址。其它的導(dǎo)電細(xì)絲或?qū)Ь€也是可以的，尤其是Nanosonic公司的細(xì)絲的“橡膠金屬”材料，或用相同材料涂敷或編排的其他材料；以及有望在商業(yè)上引入的提供抗張強(qiáng)度、彈性、導(dǎo)電性和其他纖維構(gòu)造實(shí)例中期望的特性的最佳組合的材料或復(fù)合材料，該材料在上述用途方面優(yōu)于傳統(tǒng)金屬線?？蛇x地，導(dǎo)電細(xì)絲或纖維還可以是兩個(gè)完全的結(jié)構(gòu)纖維。
對可選的“間隔”細(xì)絲的需要是通過與子像素的直徑相比光纖段的相對直徑來確定的，子像素的直徑則由顯示器的大小及其分辨率決定。顯著小于子像素直徑的光纖直徑將需要至少一個(gè)或多個(gè)間隔細(xì)絲，除非，如下所描述的，對每個(gè)子像素采用多個(gè)纖維，或采用其它的方法，這也在下文描述。纖維制造范例的優(yōu)點(diǎn)是，相鄰的法拉第衰減器/子像素/像素元件可以“垂直地”互相偏移，或者由間隔元件隔開，在需要隔離的情況下，這作為將元件彼此電性和磁性隔離的額外方式。
在“x”和“y”尋址光纖的情況下，在光纖的相對“頂部”和“底部”(接近輸出和輸入端)具有良好的接觸，如所示。線圈管或線圈或其它場產(chǎn)生元件具有在光纖上所提供的表面接觸。由于每個(gè)光纖都是一個(gè)子像素，并且每個(gè)帶狀物都與只有一種顏色的染料摻雜的光纖編織，垂直的光纖的數(shù)量就將由其用于的顯示器的分辨率需求來確定，可在幾百到幾千的范圍內(nèi)波動(dòng)。
在編織結(jié)構(gòu)化纖維和尋址纖維的機(jī)織之后，在帶狀物的上部和下部固定點(diǎn)上留下間隔，可在切割之前對帶狀物應(yīng)用固定粘合劑。結(jié)構(gòu)化和尋址的纖維被鉤在幀中的可移動(dòng)的薄片上的任一側(cè)。帶狀物然后被適當(dāng)?shù)乩o。在帶狀物行之間留下間隔，然后重復(fù)該過程，產(chǎn)生長的機(jī)織纖維串，該纖維串隨后以優(yōu)化的長度上從織機(jī)上分離，這是由織物制造標(biāo)準(zhǔn)所決定的。所得的纖維以標(biāo)準(zhǔn)織物制造方式卷在軸上。卷在軸上或保持幀上后，機(jī)制的纖維然后就移動(dòng)到另一織物處理裝置中，在該裝置里帶狀物從長纖維卷上切下。垂直的光纖和間隔纖維在上面和下面被切開。切開裝置也可以先對將成為光纖元件輸出端的部分加熱，在對紡織加熱和軟化的同時(shí)，結(jié)合通過織機(jī)裝置結(jié)合纖維上施加的張力，這會獲得光纖端有效的伸長和形狀的調(diào)整。這樣，當(dāng)切開裝置具有以滾筒構(gòu)成的作為接觸點(diǎn)的首先加熱條時(shí)，錐形或壓縮以與光纖軸呈直角的角度旋轉(zhuǎn)，然后切開裝置可以平行于光纖軸移動(dòng)，因此還獲得光纖端的彎曲或磨損。其它相似的機(jī)械壓力、加熱和形成方法可顯而易見地用來在切開之前改變光纖端的形狀和結(jié)構(gòu)，以獲得改進(jìn)的散射和色散特性。一經(jīng)分離，作為結(jié)果的帶狀物被卷在卷軸上。
圖13是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的“Y”帶狀物結(jié)構(gòu)化光纖系統(tǒng)1300的示意圖。光纖系統(tǒng)1300包括多個(gè)調(diào)制器1305，其具有一個(gè)或多個(gè)插入的第一結(jié)構(gòu)細(xì)絲1310和一個(gè)或多個(gè)插入的結(jié)構(gòu)細(xì)絲/間隔器1315。一個(gè)或多個(gè)“X”尋址帶狀物1320，如圖12所示在調(diào)制器1305和細(xì)絲/間隔器1315之間被編織，以便為調(diào)制器1305提供“X”尋址輸入。導(dǎo)電的“Y”細(xì)絲1325完成X/Y矩陣尋址。光纖系統(tǒng)1200和光纖系統(tǒng)1300的組合產(chǎn)生了一個(gè)機(jī)織物開關(guān)矩陣。
“x”帶狀物，由“縱長的”結(jié)構(gòu)細(xì)絲和“x”尋址細(xì)絲所以及成百上千的“垂直”單色染料摻雜并制造的光纖法拉第衰減器元件構(gòu)成，接下來被設(shè)置在另一精確的提花織機(jī)機(jī)器中，其具有最終編織到其中的成百上千的帶狀物，該帶狀物形成織物編織開關(guān)矩陣?，F(xiàn)在和平行的帶狀物進(jìn)行編織的是“Y”結(jié)構(gòu)細(xì)絲和“Y”尋址細(xì)絲，如所示，其隨著編織入“x”帶狀物，形成等價(jià)的“y”帶狀物。帶狀物的光纖軸(它們的寬度)垂直于“y”細(xì)絲的平面來設(shè)置。精確的提花織機(jī)允許透過“X”帶狀物的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)化細(xì)絲的上部和下部之間的間隙，以便使薄“x”帶狀物形成織物“層”的深度，其表面包括光纖法拉第衰減器元件的投影“輸出”端。平行于該“表面”是“X”帶狀物的結(jié)構(gòu)和“底部”尋址細(xì)絲，以及“Y”網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)和“頂部”尋址細(xì)絲。
來自提花織機(jī)的可移除的“顯示幀”，其變?yōu)槠桨屣@示器的結(jié)構(gòu)幀，并將尋址細(xì)絲固定在驅(qū)動(dòng)電路上，其保持了開關(guān)矩陣的整個(gè)編織結(jié)構(gòu)。通過在側(cè)邊編織的自固定也可在織物層的每個(gè)“x”和“y”行的末端實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的鉤住或扣緊裝置。
一旦機(jī)織并被拉緊，用于織物層的可移除幀就從織機(jī)上移走。該幀將用于將織物開關(guān)矩陣層固定在最后的顯示器外殼上。幀可以是剛性或柔性的，其由每個(gè)和“x”和“y”行和列相接觸的尋址邏輯(例如，晶體管)或?qū)щ娫碇圃?。另外，在層邊緣的編織通過織物制造的標(biāo)準(zhǔn)方式來自固定該層，由此采用固定在每個(gè)“X”帶狀物和“Y”帶狀物的側(cè)邊上的鉤子或扣緊元件，使層可選地從織機(jī)未改變地移走。然后用這些鉤子或扣緊裝置將該層鉤住或扣緊在顯示器外殼結(jié)構(gòu)上，用于“x”和“y”尋址細(xì)絲的鉤住或接觸點(diǎn)與用于顯示設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路相接觸。一經(jīng)移走，或者隨著按照織物制造中許多選項(xiàng)中方便的那樣，仍在織機(jī)內(nèi)，所得的織物層可以用溶膠來飽和，這種溶膠被染黑，以便實(shí)現(xiàn)一個(gè)黑色的矩陣，并且UV固化。然后溶膠密封織物格子。可以選擇溶膠來實(shí)現(xiàn)柔性但密封的織物層，或者剛性或半剛性結(jié)構(gòu)，并具有適當(dāng)?shù)慕^緣和/或保護(hù)性質(zhì)。
一經(jīng)固化，額外的溶膠或液體聚合體可以覆蓋在固化的、密封的織物層/開關(guān)矩陣表面上，如果必要的話依次覆蓋上部和下部。因?yàn)檩敵龊洼斎攵说墓饫w元件將在延伸到固定和尋址水平細(xì)絲之上，可能需要額外的柔性或剛性或半剛性材料用于填滿光纖的投影端之間的間隔。平坦、齊平的輸出和輸入表面的形成可在法拉第衰減器元件的光纖的輸入端之前，輸出端之后沉淀偏振薄膜，盡管這種膜或薄片可以通過其他方法粘著或固定在輸入端和照明源之間的位置上，以及在外部顯示光學(xué)玻璃上，或者輸出端和任意最終的光學(xué)元件，包括光學(xué)玻璃之間的位置上。
實(shí)現(xiàn)開關(guān)網(wǎng)格的替代方法不需要進(jìn)行尋址細(xì)絲、以溶膠飽和并固化，對頂層進(jìn)行額外的液體聚合體平滑、以及通過標(biāo)準(zhǔn)FPD尋址網(wǎng)格印制的薄膜的外延來沉積、或其它標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體平版印刷方法來制造織物層結(jié)構(gòu)。
開關(guān)矩陣作為編織織物結(jié)構(gòu)的范例，適用于任何規(guī)模的織物制造機(jī)械，從示例性的商用的Albandy International Techniweave的配置工藝，到微米和納米級的紡織物類型制造上，該類型的制造使用Zyvex的商用的微組合工藝裝置和方法，特別用于以納米操作系統(tǒng)進(jìn)行微米和納米光纖和細(xì)絲的織物類型的制造上，以及Arryx光學(xué)鑷子鉗的方法。這種方法將織物范例，單獨(dú)地或有利地組合，變?yōu)樽钚】赡芤?guī)模的組合及元件，以實(shí)現(xiàn)“納米編織”系統(tǒng)的各種形式。
雖然優(yōu)選的“全光纖”織物編織實(shí)施例示出了本發(fā)明的基于磁光顯示的光纖的結(jié)構(gòu)化和波導(dǎo)優(yōu)點(diǎn)的很大優(yōu)勢，但是也存在著組合、固定位置和尋址光纖法拉第衰減器元件的方法的變型，他們提供了自身的一些優(yōu)點(diǎn)。
圖14是一種優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，用于在圖9和圖10所示的顯示器中使用的模開關(guān)矩陣1400。矩陣1400包括一個(gè)或多個(gè)“抓具片”1405，其保持并設(shè)置多個(gè)調(diào)制器1410，優(yōu)選地兩個(gè)或多個(gè)面對面的片結(jié)合或鎖定以便形成抓具塊1415。抓具塊1415包括抓具形螺栓連接器1420，用于與也位于在抓具塊1415中的互補(bǔ)插孔相配對。通過堆疊層1405以形成塊1415并且設(shè)置/鎖定多個(gè)塊1415來形成整個(gè)矩陣915，如下進(jìn)一步解釋的。塊1415包括嵌入的X/Y尋址矩陣用于耦合到多個(gè)調(diào)制器1410上。除了螺栓/插孔安裝系統(tǒng)之外，也可以采用其它的層間/塊間連接系統(tǒng)，例如槽面法蘭等等。
在該實(shí)施例中，商業(yè)上用的Corning抓具技術(shù)進(jìn)行這樣的修改Corning在2002年3月的Opticai Fiber Conference中介紹了其聚合體抓具技術(shù)，它是一個(gè)保持設(shè)備，允許光纖以近乎微米的精確度的扣合到位。Corning擴(kuò)展了設(shè)備的能力，以包括保持并定位較大元件，例如金屬環(huán)、GRIN透鏡和其它具有各種幾何形狀的光學(xué)器件。根據(jù)之前描述的一種新方法制造的光纖被切割為便利的多個(gè)元件(在批處理中制造的多個(gè)摻雜、線圈管等等的段)長度。
可選地，Corning抓具的層，在固化之前通過包括放置在與槽方向呈直角的方向的液體聚合體上的導(dǎo)電細(xì)絲(優(yōu)選地是導(dǎo)線或硬聚合體)進(jìn)行修改，并懸掛，以便暴露在每個(gè)槽的底部的高度。而且，它們的位置是這樣的，使得當(dāng)光纖放置在槽中時(shí)，細(xì)絲在法拉第衰減器元件的輸入端或輸出端接觸線圈管或線圈。細(xì)絲放置在Corning抓具層上正好相應(yīng)于在光纖中的集成的法拉第衰減器結(jié)構(gòu)的周期形式的距離上。在抓具上也通過導(dǎo)線留下孔，該導(dǎo)線在固化后移走；這種孔定向?yàn)榕c法拉第衰減器光纖元件的相對終端呈直角。另外，在抓具層的背面，也就是在與槽相對的一面，微對齊抽頭與每個(gè)法拉第衰減器光纖器件的長度相應(yīng)，在抓具片材料中周期地形成。另外在每個(gè)抓具層的側(cè)邊上，在與通道相同的平面上，將是交替的微隆起/凹槽或抽頭/缺口，因此如果這種層彼此并列放置它們就能一起鎖定。
多個(gè)光纖裝載到Corning抓具層上，并通過橡膠化的卷曲陣列，將其卷曲為抓具通道，直至通道全部都被填充。一個(gè)鏡象Corning抓具層放置在填充層的頂部并通過橡膠化的卷曲陣列扣到光纖上。這些抓具層具有在背面周期地形成的缺口，以容納在底層的背面制造的抽頭結(jié)構(gòu)。
制造多個(gè)這種Corning抓具層的夾層?！暗住睂拥谋趁娴某轭^插入到“頂層”的背面的缺口中，以實(shí)現(xiàn)通過光纖自身上的槽結(jié)構(gòu)所造成的相同鎖定工藝。這些多個(gè)Corning抓具層進(jìn)一步層疊起來并用粘著劑結(jié)合，補(bǔ)充抽頭和缺口鎖定，形成每邊具有數(shù)百或數(shù)千光纖元件的兩個(gè)相等大小的塊，以及與光纖軸相應(yīng)的較長的大小。一旦這種層的便利的堆疊組合到所述塊中(優(yōu)選地其中放置在層中的光纖數(shù)量等于堆疊并粘著的層的數(shù)量)，然后對應(yīng)于批量制造的光纖中的周期性法拉第衰減器結(jié)構(gòu)之間的空間周期性地切割堆疊。這樣，切片的段是“片”的形式，其在切片的時(shí)候機(jī)械地收集然后運(yùn)送并存儲，以結(jié)合使用來結(jié)構(gòu)化地形成顯示器。
可選地，在導(dǎo)電細(xì)絲已經(jīng)嵌入在抓具層中的情況下，在切開每個(gè)“片”之前，形成“x”尋址，必要時(shí)以潤滑劑薄膜涂敷的非常薄且中空的針，將以高速穿孔到并通過在制造抓具層時(shí)在每個(gè)抓具層中留下的導(dǎo)線所最初形成的連續(xù)孔。導(dǎo)電細(xì)絲已經(jīng)插入在非常薄的針中并攜帶它。針從孔中移走，而細(xì)絲保持在針的外部，并與縮回長度而且沒有抓具“塊”的針保持在一起。通過對抓具材料的些微壓力，在針下面切開細(xì)絲，以便彈性的抓具材料回彈，使切割與該點(diǎn)上的抓具表面恰好平齊。對下一通道重復(fù)該過程；另外，在一次穿孔和填充結(jié)構(gòu)中可以采用多個(gè)這種針，同時(shí)多個(gè)通道中插入細(xì)絲。這些導(dǎo)電細(xì)絲在該可選的方法中形成“y”尋址。
最終的開關(guān)矩陣結(jié)構(gòu)通過放置并對齊足夠數(shù)量的正方形片來完成，以形成所需的顯示器大小。位于透明封存面板之下的激光傳感器陣列可用于確保片的精確對齊，但在每個(gè)原始的、預(yù)堆疊的、預(yù)切開的層的側(cè)邊上最初形成的交替的微隆起/凹槽或抽頭/缺口，現(xiàn)在在每個(gè)片的兩個(gè)相對側(cè)邊上形成了多個(gè)隆起/凹槽或抽頭/缺口，允許片在齊軸上自我微對齊。另外，每個(gè)片的其它兩個(gè)側(cè)邊也制造有自鎖定元件、抽頭/缺口，以能夠在該軸上對將片自鎖定/扣合。如果可選實(shí)現(xiàn)的話，微對齊結(jié)構(gòu)保證嵌入的“x”和“y”尋址細(xì)絲之間的連續(xù)良好接觸。
當(dāng)嵌入的“x”和“y”尋址細(xì)絲不是作為基于抓具的結(jié)構(gòu)的一部分來實(shí)現(xiàn)時(shí)，那么，印制的或以開關(guān)矩陣沉積的網(wǎng)格或薄膜層，可以在一個(gè)層的底部(用于“x”尋址)和頂部(用于“y”尋址)或“x”和“y”尋址的組合(如這里并入的臨時(shí)專利申請)上實(shí)現(xiàn)。當(dāng)在一層上時(shí)，必須進(jìn)行將薄膜與集成的法拉第衰減器光纖元件的適當(dāng)?shù)慕佑|點(diǎn)的精確對齊，這也如臨時(shí)專利申請的公開。晶體管也可以與尋址線一起印刷在所選層上，以便用于實(shí)現(xiàn)有源矩陣開關(guān)，如這里所指定的。
圖15是用于在圖9和圖10所示的顯示器中使用的模開關(guān)矩陣1500的第一種代替優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。矩陣1500包括機(jī)械地以柔性波導(dǎo)通道1510填充的固態(tài)層1505，柔性波導(dǎo)通道具有周期的子單元，每個(gè)子單元定義了調(diào)制器元件1515。一個(gè)或多個(gè)機(jī)械的針1520適當(dāng)?shù)貙⒁粋€(gè)所需圖案“縫制”到層1505上，剪切系統(tǒng)1525(例如精確的機(jī)械光纖切割)將波導(dǎo)通道細(xì)分為模元件。X/Y尋址矩陣可以設(shè)置在1505之中或之上，以耦合并控制單獨(dú)的調(diào)制器。
矩陣1500是一類實(shí)施例的代表，其包括剛性或柔性的固態(tài)材料，作為光纖法拉第衰減器元件的結(jié)構(gòu)化支撐來實(shí)現(xiàn)，而且尋址可以作為結(jié)構(gòu)的一部分，或者薄膜或?qū)涌梢杂∷⒃谳斎牒洼敵霰砻嫔?，或者如之前?shí)施例所指定的在一層上進(jìn)行“x”和“y”尋址。晶體管也可以印刷在給定層，以實(shí)現(xiàn)有源矩陣開關(guān)。
在具有孔的柔性固態(tài)層的情況下，以法拉第衰減器光纖元件填充孔的兩個(gè)替代都是可實(shí)現(xiàn)的。在一種方法中，中空的針陣列成批地填充多行孔或多個(gè)正方形的孔，但每次只填充每隔一個(gè)的孔或每三個(gè)孔地填充，這依賴于將多個(gè)針插入穿孔結(jié)構(gòu)的實(shí)際密度容差(如果采用這種方法的話)。也就是，由于針結(jié)構(gòu)大小當(dāng)然大于孔，并且由于針必須用在穿孔之后切割的光纖填充，或由預(yù)切割的光纖段來填充，那么針結(jié)構(gòu)和以針填充的超結(jié)構(gòu)之間的間隔需要填充交替的孔。每隔一個(gè)或每三個(gè)等的孔被成批填充，通過穿孔以及壓力插入來自通過針的線軸的光纖，或者通過空氣壓插入通過針的預(yù)切割光纖段。在略過的孔成批填充之后，計(jì)算機(jī)控制的裝置移動(dòng)到孔的下一陣列。一旦顯示器以這種方式被覆蓋，填充每隔一個(gè)、每三個(gè)或每四個(gè)等等的孔，填充裝置重置并開始填充最先被填充的行的下一行。與在成批填充中略過的孔一樣多次地重復(fù)成批填充和重置的過程。
在第二種方法中，采用一個(gè)縫制裝置，其中針插入一根成批制造的光纖的連續(xù)線。同樣的，孔可以被略過并且顯示開關(guān)矩陣可以多次縫制。但在每次縫制之后，采用如棒和削尖的鍘刀的切開裝置，以便經(jīng)過固態(tài)層之下和之上繼續(xù)縫制的光纖被切開，留下分離的光纖段并相對于固態(tài)層垂直對齊。該實(shí)施例中的固態(tài)層的柔性材料在任意子類型中的針被插入時(shí)伸展，并當(dāng)針移走時(shí)回彈以在適當(dāng)?shù)奈恢帽３止饫w。
圖16是用于在圖9和圖10所示的顯示器中使用的模開關(guān)矩陣1600第二替代優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。矩陣1600包括層1605，其具有用于接收調(diào)制器段的粗加工的孔穴/孔1610。處理包括周期性調(diào)制器結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)伸展的通道源1615(例如，通過精確切割系統(tǒng))，以便產(chǎn)生多個(gè)調(diào)制器段1620。這些段1620沉積在對齊/插入系統(tǒng)1625中，該系統(tǒng)將適當(dāng)?shù)亩蝹鲗?dǎo)到所需位置上，并將它們插入到適當(dāng)?shù)目籽?610中，下面對此下進(jìn)一步描述。層1605可包括如這里所描述的X/Y尋址矩陣。
矩陣1600是具有孔穴的剛性固體薄層的情況下的例子，其中機(jī)械搖動(dòng)過程用預(yù)切割的法拉第衰減器光纖部分填充該孔穴。在大批量處理優(yōu)化縮放的顯示器部分，同時(shí)填充顏色子像素行(如果不是同時(shí)填充整個(gè)行的話)。多個(gè)行，交替的R，G，B，可通過相同工藝同時(shí)填充，概述如下。
根據(jù)之前公開的選項(xiàng)或其變型型所制造的光纖，從多個(gè)卷軸向下饋送到與薄給料槽呈一個(gè)角度而設(shè)置的開槽的托盤中，該薄給料槽也是垂直開槽的。切割設(shè)備將光纖切成適當(dāng)?shù)脑?，這些段向下滑入到凹槽中并進(jìn)入給料槽的垂直凹槽中。卷軸陣列然后移到一邊，來完成鄰近設(shè)置的凹槽的填充，直到給料槽被填充了等于一行的子像素的數(shù)量，或者直到最佳批量過程大小的給料槽被填充。給料槽的基座是可拆卸的插槽，其暴露了槽底部的孔。多個(gè)槽可以是一個(gè)給料槽批處理CCM設(shè)備的一部分，并由之前的工藝進(jìn)行填充。
容納有多個(gè)在垂直插槽上的光纖元件段的填充的給料槽或一系列槽，位于剛性層之上。在固態(tài)層下面是兩個(gè)非常薄的可拆卸定位的引導(dǎo)導(dǎo)線或細(xì)絲的陣列，每個(gè)子像素孔具有兩個(gè)“x”和兩個(gè)“y”導(dǎo)線的兩層。它們通過彈簧張力分離著。它們以這種方式被定位，使得包括一個(gè)可進(jìn)入到上面的孔中的段。制造該孔使其具有比光纖元件段更大的直徑，實(shí)際它具有足夠大的直徑來利于光纖段進(jìn)入到孔中的簡單通路。保持引導(dǎo)導(dǎo)線的織機(jī)型設(shè)備，設(shè)置為和剛性層中的孔相同的直徑，但導(dǎo)線是可拆卸的。導(dǎo)線或細(xì)絲處于拉伸狀態(tài)，并以樹脂涂敷，以提供對光纖段的安全抓握，光纖段可以通過擠壓引導(dǎo)導(dǎo)線的機(jī)械側(cè)張力來保持。在引導(dǎo)導(dǎo)線下面是另一個(gè)固態(tài)層，其是透明的并有在下面采用的可移動(dòng)激光傳感器陣列。
在定位之后但幾乎接觸到待填充的行或多行和若干行和部分時(shí)，插槽或活板被移動(dòng)并且露出孔，而同時(shí)槽開始并排地輕微地?fù)u動(dòng)或做輕微的圓形運(yùn)動(dòng)。這樣搖動(dòng)的光纖元件段將從給料槽中的插槽中落下并填充下面的孔。一旦傳感器陣列確認(rèn)通過批處理的所有光纖元件段都插入了待填充的孔中，就釋放引導(dǎo)導(dǎo)線，彈簧張力將使它們與光纖接觸，拉直光纖并通過上部和下部引導(dǎo)導(dǎo)線恰好保持在剛性材料的孔下面的效力，每個(gè)以樹脂涂敷，在剛性層的較大直徑的孔中心定位它們。接下來保持著剛性打孔的層、引導(dǎo)導(dǎo)線系統(tǒng)和底部透明層的整裝置旋轉(zhuǎn)180度。
一旦整個(gè)裝置這樣旋轉(zhuǎn)，而且光纖元件現(xiàn)在通過彈簧張力引導(dǎo)導(dǎo)線來懸掛，液體聚合體材料向下注入到打孔的固態(tài)層中，并流過該層以填充光纖元件段和穿孔的邊之間的間隙。然后這種液體聚合體被UV固化，在穿孔中心固定光纖位置。引導(dǎo)導(dǎo)線現(xiàn)在可以拆除。
剛性層可能已經(jīng)印制了尋址網(wǎng)格、無源或有源矩陣(鄰近每個(gè)穿孔有或沒有晶體管，優(yōu)選地在相對于已經(jīng)注入并流過液體聚合體的一邊)?；蛘撸瑢ぶ冯娐房赏ㄟ^這里所參考或他處公開的方法來印刷或沉淀。
圖17是用于在圖9和圖10所示的顯示器中使用的模開關(guān)矩陣1700的第三種替代優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。矩陣1700包括網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其用單獨(dú)波導(dǎo)的調(diào)制器段來填充。開關(guān)矩陣1700包括多個(gè)金屬化的帶1705，形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。網(wǎng)格1710的“X”帶或細(xì)絲和網(wǎng)格1715的“Y”帶或細(xì)絲產(chǎn)生X/Y尋址矩陣。輸入接觸點(diǎn)1720為設(shè)置在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中的空間中的傳送器元件的影響器結(jié)構(gòu)提供輸入(例如線圈管)。
在該實(shí)施例中，公開了一種組合工藝，用于前文和在并入的在先申請中所述的那樣機(jī)械填充的柔性的固體薄層。然而，在柔性網(wǎng)格的使用中，預(yù)先編織的網(wǎng)格還可以包括條帶和細(xì)絲，其另外“結(jié)合”光纖組件，從而形成多頻帶場產(chǎn)生結(jié)構(gòu)或準(zhǔn)線圈管。多個(gè)可在編織層中制造的網(wǎng)孔帶、條帶或細(xì)絲之間的裂縫，可采取相同方法填充，如柔性固態(tài)層中所示的。某些細(xì)絲或帶以導(dǎo)電聚合體形成，或柔性合成材料來形成，其已經(jīng)被金屬化或以導(dǎo)電材料涂敷了。材料的帶是便利的，因?yàn)橐贿吪c另一邊可以不同地被涂敷。
這些細(xì)絲或帶只能被配對為一對“x”和“y”尋址導(dǎo)線，并且這種情況下的線圈管根據(jù)他處公開的一種方法或其變型來制造。但可選地，如所示，“x”和“y”軸上的尋址晶體管可以將電流切換到多層網(wǎng)孔中的平行細(xì)絲或帶上。交織的多個(gè)“x”和“y”帶或細(xì)絲接觸約為水平的帶上的光纖，與光纖軸呈直角實(shí)現(xiàn)多個(gè)電流段。當(dāng)光纖可選地以正方形包層制造時(shí)，至少在這個(gè)開關(guān)矩陣級(在拉制工藝中采用兩種染料或一種可調(diào)染料，如這里所公開的)，然后帶或條帶基本上與摻雜的包層連續(xù)接觸。
圖17所示的實(shí)施例中調(diào)制器元件位于X和Y尋址帶之間以便影響器控制連接到控制信號，除了圖17所示的具體實(shí)施例之外，“網(wǎng)格”的實(shí)現(xiàn)還有替換方案。具體地，在替換方案中，通過編織結(jié)合和來自顯示器驅(qū)動(dòng)端的并行邏輯驅(qū)動(dòng)條帶來實(shí)現(xiàn)影響器結(jié)構(gòu)的至少一部分(例如，線圈管)，并使該結(jié)構(gòu)成為網(wǎng)格的一部分。這樣，傳送元件可以加載到網(wǎng)孔中，而且不需要精密排列以實(shí)現(xiàn)從該網(wǎng)格到影響器接觸點(diǎn)的接觸。這在圖17中以集成到網(wǎng)格中以接收傳送部分1730的線圈管結(jié)構(gòu)1725示出。在圖17的原始實(shí)施例中，如上所述，線圈管1725和傳送部分1730如上所述集成在一起。
該實(shí)施例使用與如上所述通過開關(guān)矩陣結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)線圈管相似的方法。然而，該例子具有額外的優(yōu)點(diǎn)，在于編織步驟有效地將許多傳導(dǎo)性元件緊密地纏繞在法拉第衰減器光纖組件周圍，保證在圓形包層光纖周圍的緊密接觸。當(dāng)然該方法可以與這里和他處公開的一個(gè)或多個(gè)方法結(jié)合以制造線圈管或線圈，其整體地環(huán)繞在合適地制造的光纖周圍。
該變型包括網(wǎng)格或織物結(jié)構(gòu)，其相對于調(diào)制器光纖段的長度，有效地實(shí)現(xiàn)多層，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)線圈。在輸入“x”網(wǎng)格和輸出“y”網(wǎng)格的存在著網(wǎng)格或編織織物的層，以便使用準(zhǔn)線圈有效地纏繞該光學(xué)細(xì)絲。取代在光纖結(jié)構(gòu)/在光纖制作過程中制造線圈管，其在織物結(jié)構(gòu)“深度上”實(shí)現(xiàn)。使用四層織物的四個(gè)傳導(dǎo)性段實(shí)現(xiàn)“螺旋狀盒子”以影響“旋轉(zhuǎn)”。在“底端”或“X”層和在“頂端”或“Y”層之間的層實(shí)際上是無源的(參照尋址矩陣)，并且最好由微條帶細(xì)絲實(shí)現(xiàn)，該細(xì)絲的傳導(dǎo)性部分僅是光纖直徑的長度，而且從與(圓形)光纖的接觸點(diǎn)開始延伸，僅僅光纖的半徑加上“下面”層上的上述傳導(dǎo)性纖維的直徑。
總之，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方面的傳送器、調(diào)制器、和系統(tǒng)的性能屬性包括以下。子像素的直徑(包括與光學(xué)活性材料相鄰的場產(chǎn)生元件)優(yōu)選的是＜100微米，更優(yōu)選的是＜50微米。(在以上論述的替換實(shí)施例中，多染料摻雜的光通道是以一個(gè)復(fù)合波導(dǎo)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，影響了RGB像素大小的凈縮減。子像素元件的長度優(yōu)選的是＜100微米，更優(yōu)選的是＜50微米。驅(qū)動(dòng)電流，為了達(dá)到有效的90°旋轉(zhuǎn)，對于單個(gè)子像素是0-50m.Amp。響應(yīng)時(shí)間一般而言對于法拉第旋轉(zhuǎn)器來說非常高(即，已證明的1ns)。
作為整個(gè)顯示器的功率要求的基礎(chǔ)理解，很重要的是要指出，優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)際功率要求不必基于子像素的總數(shù)乘90°旋轉(zhuǎn)所需的最大電流的線性乘法來計(jì)算。實(shí)際的平均和峰值功率要求的計(jì)算必須考慮到下面的因素伽馬值和平均顏色子像素使用都顯著低于100％因此平均旋轉(zhuǎn)顯著小于90°伽馬值即使使用所有子像素的計(jì)算機(jī)監(jiān)視器正顯示白色背景，對于每個(gè)子象素，或在這方面對于任何子象素，也不需要最大伽馬值。篇幅限制，這里不能對人的視覺感知科學(xué)進(jìn)行詳細(xì)討論。但是，顯示器、像素和子像素的相對強(qiáng)度，(給定用于在可變的環(huán)境光級別查看所要求的基本顯示器亮度)，對合適圖像顯示來說是很重要的。最大伽馬值(或接近它)，以及完全旋轉(zhuǎn)(通過任何工作范圍，90°或其一部分，會僅僅在某些情況下需要，包括需要最極端的對比度的情況，例如當(dāng)直接照射到太陽時(shí)的直接照射明亮光源。因此用于顯示器的平均伽馬值在統(tǒng)計(jì)上可能是最大伽馬值的某部分。這就是為什么，為了舒適地查看計(jì)算機(jī)監(jiān)視器的穩(wěn)定“白色”背景，法拉第旋轉(zhuǎn)也不用處于最大值。總之，驅(qū)動(dòng)任何給定子像素的任何給定法拉第衰減器很少會需要處于全旋轉(zhuǎn)，因此很少需要全功率。顏色由于只有純白色需要簇中RGB子像素的等強(qiáng)度組合，應(yīng)當(dāng)指出，對于顏色或灰度圖像中的任何一個(gè)來說，在任何時(shí)刻尋址的都是顯示器子像素的一部分。由RGB疊加形成的顏色意味著一些顏色像素僅需一個(gè)(R、G、或B中的一個(gè))子像素(處于變化的強(qiáng)度)是“ON”，一些像素會要求兩個(gè)子像素(處于變化的強(qiáng)度)是“ON”，而一些像素會要求三個(gè)子像素(處于變化的強(qiáng)度)是“ON”。純白的像素會要求所有三個(gè)子像素是“ON”，利用其法拉第衰減器旋轉(zhuǎn)達(dá)到相等強(qiáng)度。(彩色和白色像素可以并置來沖淡顏色；在本發(fā)明的替代實(shí)施例中，“簇”中的其他子像素可以是平衡的白光，以達(dá)到對飽和度更加有效率的控制)。
考慮到有關(guān)子像素簇的顏色和灰度成像命令，顯然，對于普通幀來說，實(shí)際上需要被尋址的是所有顯示器子像素中的某部分，而對于那些在程度上處于“ON”的子像素來說，平均強(qiáng)度會顯著小于最大值。由于在RGB合成顏色方案中子象素的功能，這是很簡單的，并且其是除了考慮絕對伽馬值之外的一個(gè)因素。
統(tǒng)計(jì)分析能夠確定FLAT有源矩陣/連續(xù)尋址的器件由于這些考慮引起的電源需量曲線。在任何情況下，其都顯著小于在全法拉第旋轉(zhuǎn)中同時(shí)顯示的每一子像素的假想最大值。對于任何給定的幀來說，絕對不是所有子像素“ON”，并且由于各種原因，這些“ON”的子像素的強(qiáng)度通常處于最大值的相對小的部分。就電流要求而論，對于0-90°的旋轉(zhuǎn)來說，0-50m.amp被視為最小規(guī)格。也要重點(diǎn)指出，現(xiàn)有法拉第衰減器器件的性能規(guī)格已給出了用于0-90°旋轉(zhuǎn)的電流范圍的例子(0-50.amp)，但是這性能規(guī)格是作為最小值來提供的，明顯已正被用于光學(xué)通信的參考器件的現(xiàn)有技術(shù)取代和超過。最重要的是它沒有反映本發(fā)明中所列舉的新穎實(shí)施例，包括來自改進(jìn)的方法和材料技術(shù)的好處。自從實(shí)現(xiàn)所引用的規(guī)格以來，性能的改進(jìn)一直在持續(xù)，并且之前存在的東西將繼續(xù)，就會進(jìn)一步縮小這個(gè)范圍。
當(dāng)然在本申請中描述的系統(tǒng)、方法、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及傳播信號可以被實(shí)現(xiàn)在硬件中；例如在中央處理單元(“CPU”)、微處理器、微控制器、片上系統(tǒng)(“SOC”)或任何其他可編程設(shè)備內(nèi)或與其耦合。此外，所述系統(tǒng)、方法、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及傳播信號可以以配置在例如配置成存儲軟件的計(jì)算機(jī)可用(例如可讀)介質(zhì)中的軟件來體現(xiàn)(例如計(jì)算機(jī)可讀代碼，程序代碼，指令和/或以任何形式配置的數(shù)據(jù)，例如源、目標(biāo)或機(jī)器語言)。這種軟件實(shí)現(xiàn)這里所描述的裝置和過程的功能、制造、建模、模擬、描述和/或測試。例如，其可以通過使用通用編程語言(例如C，C++)，GDSII數(shù)據(jù)庫，包含Verilog HDL、VHDL、AHDL(Altera HDL)等的硬件描述語言(HDL)等等，或其他可編程序、數(shù)據(jù)庫、納米程序設(shè)計(jì)、和/或電路(即示意)捕獲工具來實(shí)現(xiàn)。這種軟件可以配置在任何已知的計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)中，包括半導(dǎo)體、磁盤、光盤(例如CD-ROM，DVD-ROM等)，并作為體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)可用(例如可讀)傳輸介質(zhì)(例如載波或其他包含數(shù)字、光學(xué)或基于模擬介質(zhì)的任何介質(zhì))中的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號。同樣地，所述軟件可以通過包括互聯(lián)網(wǎng)和內(nèi)聯(lián)網(wǎng)地通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。以軟件體現(xiàn)的系統(tǒng)、方法、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及傳播信號可以包含在半導(dǎo)體知識產(chǎn)權(quán)核心中(例如以HDL體現(xiàn)的)并在制造集成電路時(shí)變換成硬件。此外，這里所描述的系統(tǒng)、方法、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及傳播信號可以體現(xiàn)作為硬件和軟件的組合。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，例如，用于轉(zhuǎn)換控制，是由程序設(shè)計(jì)步驟構(gòu)成的操作系統(tǒng)中的例行程序或在計(jì)算機(jī)操作期間駐留在計(jì)算系統(tǒng)的存儲器中的指令。直到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要，該程序指令可以存儲在另一個(gè)可讀介質(zhì)中，例如磁盤驅(qū)動(dòng)器中，或者可移動(dòng)存儲器中，例如用于CD ROM計(jì)算機(jī)輸入中的光盤或用于軟盤驅(qū)動(dòng)器計(jì)算機(jī)輸入的軟盤中。此外，在本發(fā)明的系統(tǒng)中使用之前該程序指令可以存儲在另一個(gè)計(jì)算機(jī)的存儲器中，并且當(dāng)本發(fā)明的用戶需要時(shí)，通過LAN或WAN例如互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解控制本發(fā)明的過程可以以各種形式以計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的形式分布。
可以使用任何合適的程序設(shè)計(jì)語言來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的例行程序，包括C，C++，Java，匯編語言等。可以應(yīng)用不同的程序設(shè)計(jì)技術(shù)，例如過程和面向?qū)ο?。所述例行程序可以在單個(gè)處理設(shè)備或多個(gè)處理器上執(zhí)行。雖然步驟、操作或計(jì)算可以以特定的順序呈現(xiàn)，在不同的實(shí)施例中該順序可以改變。在某些實(shí)施例中，在本說明書中按順序表示的多個(gè)步驟可以同時(shí)執(zhí)行。在此所描述的操作順序可以被中斷、掛起、或受其他進(jìn)程控制，例如操作系統(tǒng)、內(nèi)核程序等。所述例行程序可以操作在操作系統(tǒng)環(huán)境下或者作為獨(dú)立的例行程序占據(jù)系統(tǒng)處理的所有或重要部分。
在這里的描述中，提供了許多特定的細(xì)節(jié)，例如部分和/或方法的例子，以提供對本發(fā)明實(shí)施例的全面理解。然而，相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到本發(fā)明的實(shí)施例在沒有一個(gè)或多個(gè)特定的細(xì)節(jié)，或利用其他裝置、系統(tǒng)、組合、方法、部分、材料、部分和/或類似部分的情況下也可以實(shí)施。在其他情況下，公知的結(jié)構(gòu)、材料、或操作沒有特別表示或詳細(xì)說明以避免混淆本發(fā)明實(shí)施例的各方面。
用于本發(fā)明實(shí)施例目的的“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”可以是任何介質(zhì)，可能包含、存儲、發(fā)送、傳送或運(yùn)送供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置、系統(tǒng)或設(shè)備使用或與其有關(guān)的程序。為了示例但不是限制，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是電子、磁、光學(xué)、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)、裝置、系統(tǒng)、設(shè)備、傳播介質(zhì)或計(jì)算機(jī)存儲器。
“處理器”或“進(jìn)程”包括任何人為的、硬件的和/或軟件的處理數(shù)據(jù)、信號或其他信息的系統(tǒng)，機(jī)構(gòu)或部分。處理器可以包括具有通用目的中央處理單元的系統(tǒng)、多個(gè)處理單元、用于實(shí)現(xiàn)功能的專用電路或其他系統(tǒng)。處理無需限制到地理位置、或具有時(shí)間限制。例如，處理器可以執(zhí)行“實(shí)時(shí)”、“離線”、以“批處理方式”等執(zhí)行其功能。處理的各部分可以在不同的時(shí)間和不同的位置由不同的(或相同的)處理系統(tǒng)執(zhí)行。
整個(gè)說明書中對“單個(gè)實(shí)施例”，“實(shí)施例”，“優(yōu)選實(shí)施例”或“特定實(shí)施例”的引用是指結(jié)合包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中的實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性，并不一定在所有實(shí)施例中。因此，在本說明書中各個(gè)地方分別出現(xiàn)的短語“在單個(gè)實(shí)施例中”，“在實(shí)施例中”，或“在特定實(shí)施例中”并不一定是指相同的實(shí)施例。此外，本發(fā)明的任何特定實(shí)施例的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性都可以以任何適合的方式與一個(gè)或多個(gè)其他實(shí)施例結(jié)合。還可以理解的是，這里所描述和示意的對本發(fā)明實(shí)施例的其他變動(dòng)和修改根據(jù)這里的教導(dǎo)也是可能的，并且被認(rèn)為是作為本發(fā)明的精神和范圍的一部分。
本發(fā)明的實(shí)施例可以通過使用編程的通用目的數(shù)字計(jì)算機(jī)，通過使用特定應(yīng)用的集成電路，可編程邏輯設(shè)備，現(xiàn)場可編程門陣列，光學(xué)，化學(xué)，生物，量子或毫微工程(nanoengineered)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。通常，本發(fā)明的指令可以通過現(xiàn)有技術(shù)中任何已知的方式來實(shí)現(xiàn)。分布式、或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，部分和電路都可以使用。數(shù)據(jù)的通信或傳送可以是有線的、無線的或通過任何其他方式進(jìn)行。
還將理解到，在附圖/制圖中繪制的一個(gè)或多個(gè)元件也可以以更加獨(dú)立或集成的方式實(shí)現(xiàn)，或者甚至在某些情況下由于不能工作而被移除或提供，根據(jù)特定的應(yīng)用其是有利的。在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)能夠存儲在機(jī)器可讀介質(zhì)中的程序或代碼以允許計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述任何方法。
此外，在所述附圖/制圖中的任何信號箭頭都應(yīng)當(dāng)被理解為僅僅是示意性的而不是限制性的，除非特別說明的。此外，術(shù)語“或”如這里所使用的通常是指“和/或”，除非另有說明。部分或步驟的組合也將被認(rèn)為是注釋，其中術(shù)語被預(yù)見為提供分開或組合的能力是不清楚的。
正如在說明書中和整個(gè)權(quán)利要求書中所使用的，“一個(gè)”以及“所述”包括多個(gè)參考，除非上下文清楚地指示。同時(shí)，正如在說明書中和整個(gè)權(quán)利要求書中所使用的，“在…內(nèi)”包括“在…內(nèi)”和“在…上”，除非上下文清楚地指示。
以上對本發(fā)明所示實(shí)施例的描述，包括摘要中所描述的，并不打算窮舉或限制本發(fā)明到這里所公開的精確形式。雖然僅僅為了示意性的目的，這里公開了本發(fā)明的特定實(shí)施例和示例，那些相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識和理解到，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)作出各種等同修改也是可能的。正如所指出的，根據(jù)以上對本發(fā)明所示實(shí)施例的描述可以對本發(fā)明作出這些修改，這些修改將包含在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
因此，雖然已參照特定的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，修改的范圍、各種變化以及替換都將在上述公開物，將會理解到在不脫離所提出的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在某些情況下，將使用本發(fā)明實(shí)施例的某些特征，而無需對應(yīng)于的使用其他特征。因此，可以作出許多修改以使特定的情況或材料適合本發(fā)明的實(shí)際范圍和精神。本發(fā)明并不是要限制到在以下權(quán)利要求和/或作為企圖執(zhí)行本發(fā)明的最佳方式公開的特定實(shí)施例中的特定術(shù)語，而是本發(fā)明將包含任何和所有的落入到所附權(quán)利要求范圍中的實(shí)施例和等效物。因此，本發(fā)明的范圍將由所附的權(quán)利要求書唯一確定。
權(quán)利要求
1.一種單顯示器系統(tǒng)，其包括用于在第一多個(gè)波導(dǎo)通道中產(chǎn)生多個(gè)輸入波分量的照明系統(tǒng)；以及與所述照明系統(tǒng)集成在一起的調(diào)制系統(tǒng)，其用于在第二多個(gè)波導(dǎo)通道中接收所述多個(gè)輸入波分量，并且產(chǎn)生共同地定義若干個(gè)連續(xù)圖像集的多個(gè)輸出波分量。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示器系統(tǒng)，還包括顯示器表面，其與所述調(diào)制系統(tǒng)集成在一起，用于輸出所述輸出波分量。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示器系統(tǒng)，其中所述第二多個(gè)波導(dǎo)通道包括柔性的光通道。
4.如權(quán)利要求3所述的顯示器系統(tǒng)，其中所述調(diào)制系統(tǒng)的一部分包括所述第二多個(gè)波導(dǎo)通道的多個(gè)編織通道。
5.如權(quán)利要求1所述的顯示器系統(tǒng)，其中所述調(diào)制系統(tǒng)的一部分包括周期性放置在平面襯底上的多個(gè)調(diào)制器元件。
6.如權(quán)利要求5所述的顯示器系統(tǒng)，其中所述襯底是抓具式聚合物薄片。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示器系統(tǒng)，其中所述調(diào)制系統(tǒng)包括連接到所述第二多個(gè)波導(dǎo)通道的集成X/Y尋址矩陣。
8.如權(quán)利要求4所述的顯示器系統(tǒng)，其中所述多個(gè)編織波導(dǎo)通道定義了多個(gè)間隙，其每個(gè)都具有所述調(diào)制系統(tǒng)的影響器元件的一部分，其中傳送段放置在每個(gè)所述間隙中。
9.一種開關(guān)矩陣，其包括結(jié)構(gòu)化元件的矩陣，其包括定義多個(gè)周期性間隙的集成尋址系統(tǒng)，其中所述尋址系統(tǒng)包括用于所述多個(gè)周期性間隙的接觸系統(tǒng)；以及多個(gè)調(diào)制器元件，至少一個(gè)該調(diào)制器元件放置在所述多個(gè)周期性間隙的每個(gè)間隙中，其中用于每個(gè)所述調(diào)制器元件的影響器是可由所述尋址系統(tǒng)啟動(dòng)的。
10.如權(quán)利要求9所述的開關(guān)矩陣，其中所述矩陣是由若干個(gè)柔性結(jié)構(gòu)化元件和若干個(gè)柔性導(dǎo)電元件編織的。
11.如權(quán)利要求9所述的開關(guān)矩陣，其中所述影響器集成到所述多個(gè)間隙。
12.一種顯示器制造方法，該方法包括a)形成用于在第一多個(gè)波導(dǎo)通道中產(chǎn)生多個(gè)輸入波分量的照明系統(tǒng)；并且b)形成調(diào)制系統(tǒng)，其與所述照明系統(tǒng)集成在一起，用于在第二多個(gè)波導(dǎo)通道中接收所述多個(gè)輸入波分量，并且產(chǎn)生共同地定義若干個(gè)連續(xù)圖像集的多個(gè)輸出波分量。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述形成步驟(b)包括(c)將若干個(gè)調(diào)制器段放置在整體上為平面的支撐物的間隙中，所述支撐物包括連接在各個(gè)所述間隙上的集成尋址系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述步驟(c)包括使用中空的針形成每個(gè)所述間隙，將柔性傳送源插入所述所形成的間隙，并且切開所述被插入的柔性傳送源，以形成用于所述間隙的調(diào)制器段。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述步驟(c)包括使用沖孔機(jī)形成每個(gè)所述間隙，并將所述調(diào)制器段插入所述所形成的間隙。
16.一種傳播信號，在其上攜帶有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，在計(jì)算系統(tǒng)執(zhí)行所述指令時(shí)，其實(shí)現(xiàn)一種方法，所述方法包括a)形成用于在第一多個(gè)波導(dǎo)通道中產(chǎn)生多個(gè)輸入波分量的照明系統(tǒng)；并且b)形成調(diào)制系統(tǒng)，其與所述照明系統(tǒng)集成在一起，用于在第二多個(gè)波導(dǎo)通道中接收所述多個(gè)輸入波分量，并且產(chǎn)生共同地定義若干個(gè)連續(xù)圖像集的多個(gè)輸出波分量。
17.如權(quán)利要求16所述的信號，其中所述形成步驟(b)包括(c)將若干個(gè)調(diào)制器段放置在整體上為平面的支撐物的間隙中，所述支撐物包括連接在各個(gè)所述間隙上的集成尋址系統(tǒng)。
18.如權(quán)利要求17所述的信號，其中所述步驟(c)包括使用中空的針形成每個(gè)所述間隙，將柔性傳送源插入所述所形成的間隙，并且切開所述被插入的柔性傳送源，以形成用于所述間隙的調(diào)制器段。
19.如權(quán)利要求17所述的信號，其中所述步驟(c)包括使用沖孔機(jī)形成每個(gè)所述間隙，并將所述調(diào)制器段插入所述所形成的間隙。
全文摘要
一種用于單顯示器系統(tǒng)的裝置。該單顯示器系統(tǒng)包括用于在第一多個(gè)波導(dǎo)通道中產(chǎn)生多個(gè)輸入波分量的照明系統(tǒng)；以及與該照明系統(tǒng)集成在一起的調(diào)制系統(tǒng)，其用于在第二多個(gè)波導(dǎo)通道中接收多個(gè)輸入波分量，并且產(chǎn)生共同定義連續(xù)圖像集的多個(gè)輸出波分量。
文檔編號G02F1/295GK1965255SQ200580011043
公開日2007年5月16日 申請日期2005年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月12日
發(fā)明者薩瑟蘭·埃爾伍德 申請人:帕諾拉馬實(shí)驗(yàn)室有限公司