[發明專利]用于包含偏振器區的結構化波導的系統、方法和計算機程序產品

無效

• 申請號: 200580010984.0
• 申請日: 2005-02-12
• 公開（公告）號: CN101128762A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 薩瑟蘭·埃爾伍德
• 申請（專利權）人: 帕諾拉馬實驗室有限公司
• 主分類號: G02B6/27
• 分類號: G02B6/27;G02F1/095;G02B27/28
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 夏青

交叉引用

本申請要求2004年2月12日遞交的美國臨時申請號60/544591以及以下美國專利申請之每一個的權益：10/812294，10/811782和10/812295(每個都在2004年3月29日遞交)；以及美國專利申請：11/011761，11/011751，11/011496，11/011762和11/011770(每個都在2004年12月14日遞交)；以及美國專利申請：10/906220，10/906221，10/906222，10/906223，10/906224，10/906226和10/906226(每個都在2005年2月9日遞交)；以及美國專利申請：10/906255，10/906256，10/906257，10/906258，10/906259，10/906260，10/906261，10/906262和10/906263(每個都在2005年2月11日遞交)。為此這些公開物每個都整體插入在此作為參考。

背景技術

本發明整體涉及用于傳播輻射的傳送器，更具體地，涉及具有傳導通道的波導，所述傳導通道具有光學活性成分，光學活性成分提高了波導的輻射影響特性對外界影響的響應性。

法拉第效應是這樣一種現象：其中當光線通過放置在磁場中并與磁場平行的的透明介質進行傳播時，線偏振光的偏振面發生旋轉。偏振旋轉量的效果隨著磁場強度、介質固有的維爾德常數以及光路長度而改變。旋轉的經驗角度由以下給出：

β＝BVd，(等式1)

其中V稱為維爾德常數(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。在量子力學描述中，由于磁場的加入改變了能級而發生法拉第旋轉。

已知的是，使用具有高維爾德常數的離散材料(例如含鐵的石榴石晶體)來測量磁場(例如作為評估電流強度的一種方法，而由電流所引發的那些磁場)，或者作為在光學隔離器中使用的法拉第旋轉器。光學隔離器包括將偏振平面旋轉45度的法拉第旋轉器，用于施加磁場的磁體，偏振器和檢偏器。常規的光學隔離器是其中沒有采用波導(例如，光纖)的體型。

在常規光學裝置中，已經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/鐵榴石)生產出了磁光調制器。諸如此類的器件需要相當大的磁控制場。磁光效應還用于薄層技術，特別是用于生產非互易器件，例如非互易接點。諸如此類的器件是基于采用法拉第效應或者科頓-穆頓效應進行的方式轉換。

在磁光器件中采用順磁性和鐵磁性材料的另一個缺點在于，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生不利影響。

現有技術已經知道了將離散磁光體器件(例如晶體)用于共同地定義顯示器件的應用。這些現有技術的顯示器具有幾個缺點，包括每個圖像元素(像素)有著相對較高的成本，控制單個像素的高操作成本，控制復雜度的增加，控制復雜度的增加仍然不能夠對相對大的顯示器件進行很好的縮放。

常規成像系統可以粗略地分為兩類：(a)平板顯示器(FPD)和(b)投影系統(其包括作為發射顯示器的陰極射線管(CRT))。一般來講，兩種系統所采用的主要技術是不同的，盡管存在例外。對任何預期技術來說這兩類都具有明顯的困難，并且現有技術仍然需要圓滿地克服這些困難。

與主要的陰極射線管(CRT)技術相比(與CRT顯示器相比，“平板”意味著“平”或者“薄”，CRT顯示器的標準深度基本等于顯示區域的寬度)，現有FPD技術面臨的主要困難在于成本。

為了實現包括分辨率、亮度和對比度的給定的一組成像標準，FPD技術大致比CRT技術昂貴三到四倍。然而，CRT技術的龐大體積和重量是主要缺點，特別是在顯示區域被按比例放得更大時。對薄顯示器的需求已經驅使在FPD的領域開發出了多種技術。

FPD的高成本很大程度上是由于在主流的液晶二極管(LCD)技術中，或者是在不太普及的氣體等離子技術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則性導致相對較高的缺陷率；其中單個單元有缺陷的LCD元件的陣列經常導致整個顯示器的廢棄，或者對有缺陷的元件進行昂貴的替換。

對于LCD和氣體-等離子顯示技術，在這種顯示器的制造中對液體或者氣體進行控制的固有困難是基本技術和成本局限。

高成本的額外來源是對現有技術中在每個光閥/發光元件上的相對高的開關電壓的需求。不管是對LCD顯示器的向列型材料進行旋轉，進而改變通過液體單元而傳輸的光的偏振，還是對在氣體等離子顯示器中氣體單元的激發，都需要相對高的電壓實現在成像元件上的高開關速度。對于LCD，“有源矩陣”是高成本方案，在其中，將單個晶體管元件分配給每個成像位置。