光変調のための調整可能なナノワイヤ共振空胴
調整可能なナノワイヤを有する共振空洞が開示される。該共振空洞は基板(114/116/230/330/430/530/630)を備える。該基板は光共振器構造(110/210/310/410/510/610)に結合可能である。該共振空洞はまた、該基板上に形成された複数のナノワイヤ(120/220/320/420/520/620)を備える。該複数のナノワイヤは、エネルギーの印加に応答して作動する(122/222/322/422/522/623)。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
共振光キャビティとも言われる光共振器は、利得媒質を用いるか用いないかにかかわらず特定の経路内を光が循環的に伝搬できるようにする光学部品の1つの構成である。
【0002】
本明細書に添付されて本願の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を図示するものであって、発明の詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【0003】
【図1A】本発明の1実施形態にしたがう、伝送位置(透過位置ともいう。以下同じ)をなす1以上のナノワイヤを有する光キャビティ(光共振器)のコンポーネントの一部のブロック図である。
【図1B】非伝送位置をなす1つ以上のナノワイヤが描かれている図1Aの光キャビティのブロック図である。
【図2A】本発明の別の実施形態にしたがう、1以上のナノワイヤを有する光キャビティのコンポーネントの一部のブロック図である。
【図2B】分割位置をなす1以上のナノワイヤが描かれている図2Aの光キャビティのブロック図である。
【図3A】本発明のさらに別の実施形態にしたがう、1以上の調整可能なナノワイヤを有する光キャビティのコンポーネントの一部のブロック図である。
【図3B】伝送位置をなした状態で示されている図3Aの1以上のナノワイヤのブロック図である。
【図3C】非伝送位置をなした状態で示されている図3Aの1以上のナノワイヤのブロック図である。
【図4A】本発明のさらに別の実施形態にしたがう、調整可能なフィルターまたは色濾過用に構成された1以上の調整可能なナノワイヤを有する光キャビティのコンポーネントの一部のブロック図であって、特定の有効屈折率を有する反射位置をなした状態で図示されている。
【図4B】有効屈折率が高くされた位置をなした状態で示されている、調整可能なフィルターまたは色濾過用に構成された図4Aの1以上の調整可能なナノワイヤのブロック図である。
【図5A】本発明のさらに別の実施形態にしたがう、伝送位置をなした状態で示されている1以上の可動のナノワイヤを有する光キャビティのコンポーネントの一部のブロック図である。
【図5B】偏向位置をなした状態で示されている、図5Aの可動のナノワイヤの1つのブロック図である。
【図6A】本発明の1実施形態における、色濾過用の光キャビティであって、1以上の可動のナノワイヤを有する光キャビティのブロック図である。
【図6B】本発明の別の実施形態における、光軸外の位置をなしている、図6Aの色濾過用の光キャビティのナノワイヤのブロック図である。
【図7】本発明のいくつかの実施形態にしたがう、1以上の調整可能なナノワイヤを有する光キャビティを作製するためのプロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0004】
以下、本発明の1または複数の実施形態を詳しく参照して説明する。本発明を1または複数の実施形態に関連して説明するが、本発明をそれらの実施形態に限定することは意図していないことが理解されよう。それどころか、本発明は、添付の特許請求の範囲によって画定される本発明の思想及び範囲内に含めることができる代替物、変更物、及び等価物をカバーすることが意図されている。
【0005】
さらに、本発明の実施形態の以下の説明では、本発明を完全に理解できるようにするために多くの特定の細部が説明される。しかしながら、それらの特定の細部なくして本発明を実施できることは当業者には理解されよう。他の例では、本発明のいくつかの側面を必要以上にあいまいにしないようにするために、周知の方法、手順、及び、コンポーネントについては詳細に記述されていない。
【0006】
図1Aは、本発明の1実施形態にしたがう、1以上のナノワイヤを用いて構成された例示的な装置(以下、装置はデバイスを含む)110のブロック図である。図示の装置110は、該装置内に配置された(各々が直線によって示されている)1以上の単一のナノワイヤ120を含んでいる。図示の装置110は、第1の基板、たとえば電極114、及び、第2の基板、たとえば電極116を有している。この実施形態では、各基板は電極として構成されている。この実施形態では、ナノワイヤ120を電極114または電極116上に成長させることができる。本発明の代替的な実施形態では、図2A〜図2B、図3A〜図3C、及び図4A〜図4Bに示すように、ナノワイヤ120を、基板上に成長させて、その後、電極に結合することができる。本発明の1実施形態では、図1Aや図1Bに示すように、電極114及び116にバイアスをかけることができる。本発明の1実施形態によれば、ナノワイヤ120は、たとえば、図1Bに示すような電極114及び116による印加エネルギーに応答する。
【0007】
本発明の1実施形態では、ナノワイヤ120を、電極(たとえば電極114または116)上に成長させることができる。後続の図面に示されている本発明の種々の実施形態によれば、単一のナノワイヤ120、220、320、420、及び520の各々は、1つの表面上、たとえば、電極基板116(図2A)、基板230(図2A)、基板330(図3A)、基板430(図4A)、及び基板530(図5A)上にそれぞれ成長させられる。この実施形態では、ナノワイヤ120は電極116上に成長させられている。本発明の代替の実施形態では、ナノワイヤ120を電極114上に成長させることができる。
【0008】
図1Aをさらに参照すると、本発明の1実施形態において、電極114及び/または116を、(GaAs、InPなどの)シリコン(ケイ素)や、単一の結晶材料または多結晶シリコン、アモルファスシリコン、多結晶ダイヤモンド及び/または他の炭素材料、及び/または、全てのナノワイヤ120が同じ方向を向くように型(モールド)を用いたもしくはそのように成長させられた微結晶シリコンから構成することができる。本発明の1実施形態では、単一のナノワイヤ120の各々は電極116から成長させられる。本発明の代替的な実施形態では、ゲルマニウム、リン化インジウムもしくは他の適切な材料、または、材料の組み合わせを、電極114及び116並びにナノワイヤ120の作製に用いることができる。本発明の1実施形態では、(たとえば、ナノワイヤ120を金または他の導電材料及び/または光反射性材料で包むことによって)ナノワイヤ120の外面(または外側)を被覆することができる。本発明のいくつかの実施形態によれば、単一のナノワイヤ120の各々は、少なくとも1波長の長さを有するように構成される。隣接するナノワイヤ間の間隔は、1波長よりも短く、かつ、該間隔を、ランダムに分布(分散)させ、または、周期的にまたは非周期的(不規則)に分布させることができる。ナノワイヤ120を、垂直を向くようにすることができ、または、基板116の表面に対してある角度をなすように向けることができる。
【0009】
一旦作製されると、装置110のナノワイヤ120を、種々の機能を提供するように構成することができる。本発明の1実施形態では、ナノワイヤ120を光変調器として利用し、これによって、共振器中のナノワイヤを偏向させて(本明細書において、偏向とは、所定の軸からずれること、及び/または、曲がること、及び/または、たわむこと、及び/または、反れたりすることを意味する)、光学的Q値(opticalQ)を小さくすることができる。代替的には、光が該変調器または光キャビティを通過するときに、図1A〜図1B及び図3A〜図3Cに示すように、光軸からそれたナノワイヤが、該光軸から離れて該光キャビティの壁に入るように光をそらすことによって光損失を高め、これによって、光が失われるようにする。本発明の別の実施形態では、図2A及び図2Bに示すように、ナノワイヤ120を、反射性のナノワイヤを有するビームスプリッタとして利用することができる。本発明のさらに別の実施形態では、ナノワイヤ120を光変調用に構成することができ、この場合、図4A及び図4Bに示すように、複数のナノワイヤ120をある空間的変化を被る基板上に形成して、ナノワイヤ120の密度が変化するようにすることができる。図4A及び図4Bに示すように、密度が可変のナノワイヤ120は、ナノワイヤの間隔が光の1波長よりも短いときに、調整可能な有効屈折率をもたらす。本発明のさらに別の実施形態では、ナノワイヤ120を光変調用に構成することができ、この場合、図5A及び図5Bに示すように、ナノワイヤは、機械的な装置の実装によって垂直軸に沿って変調位置をなすように向けられる。本発明のさらに他の実施形態では、図4A〜図4B及び図6A〜図6Bに示すように、ナノワイヤ120を色濾過装置として実施することができる。
【0010】
図1Aをさらに参照して、図示の電極114にはあるエネルギー(たとえば電圧)が加えられており、これによって、電極114は、電極116よりも高いある電圧を有し、実効的に正電極になり、一方、電極116は実効的にグランド(アース)電極になる。本発明の1実施形態では、電極114が正電極のときに、ナノワイヤ120は加えられたエネルギーに応答してより電位の高い正電極114へと引き寄せられ、これによって、ビーム191の高い透過性(または伝達性)が得られる。この実施形態では、ナノワイヤ120は、電極116の水平軸に対して垂直な位置(または垂直な姿勢)121をなすように向けられて、ビーム191の高い透過性を実現する。単一の通過動作では、ナノワイヤの偏向はシャッターのように作用するが、(たとえば共振器などにおける)通過動作が複数回行われる場合には、ナノワイヤの偏向は、共振空胴(共振キャビティともいう。以下同じ)のQスポイラーとして作用し、したがって、信号の変調も行うことに留意されたい。
【0011】
ビーム191(図1A〜図1B)、ビーム291(図2A〜図2B)、ビーム391(図3A〜図3C)、ビーム491(図4A〜図4B)、ビーム591(図5A〜図5B)は、それぞれ、装置110と共に実施される利得媒質と相互作用する場合もあればしない場合もある。装置110に実装可能な利得媒質のタイプには、半導体、異なるドーパントレベルの材料の電子の移動がレーザー作用を引き起こすことが可能なあるタイプの固体(もしくは半導体)を含めることができるが、これらには限定されない。ナノワイヤ120がIII-V属の半導体材料から作製されている場合には、該ナノワイヤは利得を有することもできるので、該ナノワイヤが偏向することによって、ビームが、該ナノワイヤ内の光の複数回のはねかえり及びトラップを通じて該ナノワイヤの利得とより多く相互作用することに留意されたい。したがって、光軸からのナノワイヤの偏向は、光ビームから見た利得を変化させ、結果として、この場合も変調が生じる。この例では、ナノワイヤは、利得を得るために光学的にポンピングされ、または、ナノワイヤの両端部が電気的に終端されて該ナノワイヤに電流を送り出す。ナノワイヤを、pn接合でドープし、及び、効率的な利得のためにヘテロ接合構造をなすように作製することができる。
【0012】
図1Bは、本発明の1実施形態における図1Aの装置110のブロック図であり、ナノワイヤ120が中性状態にあり、このために、電極114と電極116には同じエネルギー量が加えられるかまたは電圧が印加されていない。電極114と電極116の間に電圧差が存在しないので、ナノワイヤ120は弛緩した状態に戻る。この弛緩した状態では、位置122として示すように、ナノワイヤは、光軸から外れた向きをなしており、このため、ナノワイヤ120は、光ビーム191とは平行に整列せず、及び/または、電極114の水平軸に対して垂直に整列しない。斜めの位置122をなすように向けられたナノワイヤ120は、ビーム192として示されているように、ビーム191の透過性(または透過率)を減じる。
【0013】
図2Aは、本発明の1実施形態にしたがう、ビームスプリッタとして実施された装置210の断面ブロック図である。図示の装置210は、該装置に結合されたオプションの集束レンズ212を有する。本発明の1実施形態では、集束レンズ212は、光ビーム(たとえばビーム291)を集束するように構成される。集束レンズ212は図2A及び図2Bに示されているが、本発明の種々の実施形態にしたがって、集束レンズ212を、装置110(図1A〜図1B)、装置310(図3A〜図3C)、装置410(図4A〜図4B)、装置510(図5A〜図5B)、装置610(図6A)、及び装置611(図6B)において同様に実施してもしなくてもよいことに留意されたい。装置210はさらに基板230を備え、該基板上に電極214と電極216が形成されている。複数の個々のナノワイヤ220も図示されており、該ナノワイヤの各々は直線として示されている。本発明の1実施形態では、基板230を、非単一の結晶材料をなす、シリコン(たとえば、多結晶シリコン、アモルファスシリコン)、多結晶ダイヤモンド及び/または他の炭素材料、及び/または微結晶シリコンから構成することができる。全てのナノワイヤ220は同じ方向を向いて整列している。ナノワイヤ220を基板上に成長させることができ、または、種々の微細加工技術を用いてエッチングすることができる。本発明の代替の実施形態では、基板230の作製に、ゲルマニウム、リン化インジウムもしくは他の適切なIII−V族の材料、または、材料の組み合わせを用いることができる。本発明の1実施形態では、ナノワイヤ220を類似の材料からなる基板230上に成長させることができる。代替の実施形態では、ナノワイヤ220を、異なる材料または材料の組み合わせから構成することができる。
【0014】
装置210のナノワイヤ220は中性状態で図示されており、この状態では、電極214と電極216にはエネルギーは与えられない(たとえば、本発明の1実施形態では、電極214にも電極216にも電圧が印加されていない)。エネルギーが与えられていない(たとえば、電圧差が存在しない)ので、ナノワイヤ220は通過位置221をなして整列し、これによって、ビーム291が、最小の挿入損失で装置210を通過する。該通過位置は、たとえば、ビーム291の光軸に平行であり、または、基板230の垂直軸に垂直である。
【0015】
図2Bは、本発明の1実施形態における、電極216にエネルギーが加えられた後の図2Aの装置210の断面ブロック図である。電圧が、電極216とナノワイヤ220の間に印加されると、ナノワイヤ220は、固定された電極216に引き寄せられる。電圧が、電極214とナノワイヤ220の間に印加されると、ナノワイヤ220は電極214に引き寄せられる(この場合は図示されていない)。
【0016】
この実施形態では、図示の基板230と電極214との間には電圧差はなく、たとえば、基板230はグランド(アース)として図示されており、図示の電極214にはゼロボルトが印加されている。静電力(静電気力)は、物体間に印加されている電圧の極性に関係なく引力を及ぼすので、本実施形態では、電極214と基板230は、電圧差を生じないように構成される。電極214が基板230とは異なる電圧を有する場合には、電極214により近いナノワイヤ220は、電磁力を感知して電極214に引き寄せられるが、電極216により近いナノワイヤ220は電極216に引き寄せられることになる。本実施形態では、電極216にはある量のエネルギー(たとえば電圧)が与えられているので、ナノワイヤ220は電極216に引き寄せられる。本実施形態では、ナノワイヤ220(該ナノワイヤを、たとえば誘電性及び/または金属の反射コーティングを有するように構成してもしなくもよい)は、電圧が印加されている電極216に引き寄せられ、これによって、ナノワイヤ220はビーム分割位置222をなす状態をとる。代替的には、電圧が電極214に印加され、かつ、基板230と電極216の間に電圧差が存在しないときに、ナノワイヤ222を電極214に引き寄せることができる。ビーム291が装置210を通過する際に、ビーム分割位置222をなすナノワイヤ220が、図示の如くビーム293として装置210を出るようにビーム291を分割する。本実施形態では、電極216に印加されている電圧が除去されると、図2Aに示すように、ナノワイヤ220は中性位置に戻る。
【0017】
図3Aは、本発明の1実施形態における光変調用に構成された装置310のブロック図である。図示の装置310は基板330を備える。本発明の1実施形態において、基板330を、一般にSOIと呼ばれる、シリコン・オン・インシュレータタイプの基板とすることができる。シリコン・オン・インシュレーター技術(SOI)は、従来のシリコン基板の代わりに、層状に積み重ねられたシリコン−絶縁体−シリコン基板を指す。SOIベースの装置は、シリコン接合が電気絶縁体(典型的には二酸化ケイ素)の上にある点において従来のシリコンから作製された装置とは異なる。代替的には、SOI基板330と類似の特性及び特徴を提供する他の材料を、基板330内にまたは基板330として実施することができる。本実施形態では、図示の基板330は電極314及び電極316を有し、各電極はそれらから延びる指を有している。複数の個々のナノワイヤ320が、電極314の指と電極316の指の間にランダムかつ一様に介在している。本発明の1実施形態では、ナノワイヤ320は基板330から成長させられる。図3Aは、電極の各々の指の間に介在しているナノワイヤ320を多少なりとも示しているが、本発明の1実施形態では、ナノワイヤ320は、電極314の各々の指と電極316の各々の指の周りに織り合わされて成長させられることに特に留意されたい。
【0018】
本発明の1実施形態では、ナノワイヤ320、並びに、ナノワイヤ120(図1A〜図1B)、及びナノワイヤ220(図2A〜図2B)を、それぞれ、図3Aに具体的に示すように、ランダムな配列状態(または任意配列状態)をなすように成長させることができる。図1Aのナノワイヤ120、図2Aのナノワイヤ220、図4Aのナノワイヤ420、図5Aのナノワイヤ520、及び、図6のナノワイヤ620を、ランダムな配列状態をなすように成長させることもできることに留意されたい。本発明の代替の実施形態では、ナノワイヤ120、220、320、420、520及び620を、ある順序付けられたパターン(または規則的なパターン)をなすように成長させることができる。
【0019】
図3Aをさらに参照すると、本発明の1実施形態におけるナノワイヤ320のランダムな配列を含む領域319が含まれているが、これについては、図3B及び図3Cを参照して以下で説明する。図示されているナノワイヤ120の位置及び量は、実際には例示であって、これに限定されるものと解釈されるべきではないことに留意されたい。本発明の1実施形態において、図3Aはさらに、図3B及び図3Cを参照して以下で説明する断面AAを含んでいる。
【0020】
図3Bは、本発明の1実施形態における図3Aの装置310の領域319の線AAに沿った拡大断面ブロック図である。本発明の1実施形態において、図示の装置310の基板330は、絶縁体層340と基板330の間に配置されたスペーサ層335を備える。図示の導電層336は、絶縁体層340と基板330の間に配置されている。基板330から成長させられたナノワイヤ320を、電極314または電極316に結合することができる。本実施形態では、ナノワイヤ320は電極316に結合される。電極314と316には、中性状態が達成されるように、同程度の(または同じ)大きさ(または量)のエネルギー(たとえば電圧)が印加されているか、あるいは、エネルギーは印加されていない。同程度の(または同じ)エネルギーが印加されている場合、もしくは、エネルギーが印加されていない場合に、かかる状態に応答して、ナノワイヤ320は、透過位置321をなすように、図示の如く(幾何学的に)方向付けられ、これによって、ビーム391は実質的に影響を受けずに屈折する。
【0021】
図3Cは、本発明の1実施形態にしたがう、図3Aの装置310の領域319の線AAに沿った拡大断面ブロック図であり、この図では、ナノワイヤ320は、透過性(または透過率)が低減した位置322をなすように(幾何学的に)方向付けられており、これによって、ビーム392によって示すように、伝達する際のビーム391の光学的損失(光損失)が大きくなる。電極316に与えられているエネルギー(たとえば電圧)の大きさは、電極314と基板330とに同程度の(または等しい)大きさで印加されているエネルギーの大きさよりも大きい(尚、上記のように電極314と基板330にはエネルギーが印加されていない場合もある)。この実施形態では、印加されているエネルギーに応答して、ナノワイヤ320は、印加されているエネルギーがより小さい電極に引き寄せられる。代替的には、ナノワイヤ320を、印加されているエネルギーがより大きい電極に引き寄せられるように構成することができる。
【0022】
図4Aは、本発明の1実施形態における、可変有効屈折率を達成するように構成された装置410のブロック図である。図示の装置410は、基板429、基板430、複数の個別のナノワイヤ420、及び支持部451を備える。本発明の1実施形態では、基板429は、基板114、116、230、330、530、630を参照して説明されているように、寸法的に安定な基板である。本発明の1実施形態では、図1A〜図1B、図2A〜図2B、及び図3A〜図3Cを参照して説明されているように、図示の基板430の上には、複数の個別のナノワイヤ420が成長させられている。本発明の1実施形態では、基板430は、基板430がPZT基板(但し、これには限定されない)である場合に、基板430が、印加されているエネルギー(たとえば電圧)に応答して膨張及び収縮できるように、寸法的にフレキシブルである(すなわち柔軟性を有する)ように構成される。たとえば、基板430は、矢印431で示すように、印加されている特定の電圧に応答して膨張することができ、または、矢印432で示すように、別の特定の電圧に応答して収縮することができる。PZT基板の膨張及び収縮は、(単位面積あたりの)ナノワイヤの密度を効果的に変化させ、したがって、光ビームから見た有効屈折率を変化させる。これによって、色成分(または構成要素の色)を変えることができ、たとえば、光源が白色光である場合には、(キャビティからの)反射光または透過光が異なる色を有するようにすることができる。ナノワイヤは、光学的に透明なキャビティ及び該キャビティ内部の屈折率が可変の媒体からなる調整可能な光フィルターの一部を形成する。
【0023】
このように、基板430の寸法が変化すると、ナノワイヤの(単位面積当たりの)密度が変化し、したがって、有効屈折率が変化する。基板430上にナノワイヤ420が成長させられるために、ナノワイヤ420の密度を、基板430の膨張または収縮に関連させて変化させることができる。図4Aは、透過状態421にあるナノワイヤ420を示している。
【0024】
図4Bは、印加されているエネルギー(たとえば電圧)に応答して基板430の寸法が変化することを示している装置410のブロック図であり、該印加エネルギーによって、矢印432に示すように基板430が収縮している。本発明の1実施形態によれば、基板430の収縮に応答して、ナノワイヤ420の密度が大きくなっている(たとえば、ナノワイヤ間の間隔が小さくなっている)。図4Bは、密度が大きくなった位置423をなし、その結果、屈折率が変化した状態にあるナノワイヤ420を示している。ナノワイヤの密度の変化は、有効屈折率を変化させ、及び、フィルター/共振器を異なる色/波長(に合うよう)に調整する。ナノワイヤの間隔は1波長より短い(すなわち、サブ波長のオーダーである)ので、色濾過が起こり、これによって、ビーム494で示すように、ビーム491がフィルタリングされる(たとえば、ビーム491の一部の通過が阻止される)。
【0025】
図4Bに示されている有効屈折率は、図4Aに示されている屈折率よりも大きい。隣接するナノワイヤ間の間隔は1波長よりも短い。キャビティ内に調整可能な屈折率を有する光キャビティを、調整可能な光フィルターとして実施することができる。
【0026】
本発明の代替の実施形態では、装置110及び/または210及び/または310の機能及び特徴を装置410と組み合わせて、ナノワイヤの密度及び屈折の大きさを可変とすることができることに留意されたい。
【0027】
図5Aは、本発明の1実施形態における、導波路変調器として実施され、かつ、たとえばPZT基板を用いて、可動プレートによりナノワイヤを機械的に移動させるように構成された装置510のブロック図である。装置510は複数のナノワイヤ520を有する。本発明の1実施形態では、ナノワイヤ520を、図1A〜図1B、図2A〜図2B、図3A〜図3C、図4A〜図4Bをそれぞれ参照して説明されている、ナノワイヤ120、220、320、420と類似のものとすることができる。装置510はさらに基板530を有する。本発明の1実施形態では、基板530を、図1A〜図1B、図2A〜図2B、図3A〜図3Cをそれぞれ参照して説明されている、基板110、210、または310に類似のものとすることができる。図示の基板530上にはベース部材535が形成されている。本発明の1実施形態では、ベース部材535を、ポリマー/シリコン(ケイ素)から構成することができる。図示のベース部材535の内部には、各ナノワイヤ520毎に開口536が配置されており、ナノワイヤ520は、該開口を通じて成長させられまたは該開口に挿入されて、支持されている。
【0028】
本発明の1実施形態における2つのフレキシブルな(すなわち柔軟な)スペーサ540がベース部材535の上に配置された状態で図示されている。フレキシブルなスペーサ540は、ヒンジ部材545の動きに応答して(または応じて)曲がる(またはたわむ)。図示のフレキシブルなスペーサ540は、ベース部材535とヒンジ部材545の間に挿入されている。図示のヒンジ部材545の内部には、各ナノワイヤ520毎に開口546が配置されている。
【0029】
本発明の1実施形態では、ヒンジ部材545をポリマーから構成することができる。本発明の1実施形態では、ヒンジ部材545は、矢印551及び552で示されているように移動可能とされており、これによって、ナノワイヤ520の位置合わせ(状態)が影響を受ける。本発明の1実施形態では、ヒンジ部材545は、ヒンジ部材545に結合されたMEM(micro-electro-mechanical:微小電子機械)装置580によって作動されて移動する。本発明の代替の実施形態では、ヒンジ部材545を移動させるための他の装置を、たとえば、PZT基板に実装することができる。本実施形態では、図示のナノワイヤ520は受動位置521にあり、これによって、ビーム591が実質的に影響を受けずにデバイス510を通過する。図5Aはまた、図5Bを参照して説明するように、領域511を有する。
【0030】
図5Bは、図5Aの装置510の領域511の拡大ブロック図である。MEM装置580からの信号に応答して、ヒンジ部材545は、矢印551で示すように横方向に移動している。本発明の1実施形態によれば、ヒンジ部材545の移動551によって、開口546に近接したナノワイヤ520が動かされて、ナノワイヤ520が、ビーム591の経路に対して平行ではない位置(非平行位置。たとえば調整位置(または変調位置)522)をなすように(幾何学的に)方向付けられる。(光路外経路とも呼ばれる)非平行位置は、ビーム592で示すように、ビーム591の偏向(たとえば変調)を可能にする。図示の実施形態では、ヒンジ部材545はベース部材535の近くに所定の向きで配置されていることに留意されたい。本発明の代替の実施形態では、ヒンジ部材545を、ナノワイヤ520の長軸に沿った、ベース部材535のより近く、または、ベース部材535からより遠くの任意の場所に所定の向きで配置することができる。
【0031】
図6Aは、本発明のさらに別の実施形態にしたがう1つ以上のナノワイヤを有する光共振器610であって、色濾過用に、及び/または調整可能な光フィルターとして構成された光共振器610のブロック図である。この実施形態では、共振器610はファブリーペロー共振器である。本発明の1実施形態を示す図6Aの構成は、基板630と基板640を有し、これらの基板(若しくは基板640)から1つ以上のナノワイヤ620が成長させられる。1実施形態では、基板630を、基板114、116、230、330、及び530と類似のやり方(但し、このやり方には限定されない)で作製することができる。本発明の1実施形態では、基板640を、図5A及び図5Bの基板545と類似のやり方(但し、これらのやり方には限定されない)で作製することによって、基板640を移動可能な基板とすることができる。本発明の1実施形態では、基板640をPZT基板とすることができる。代替の実施形態では、基板640を、該基板に結合されたMEM装置によって作動させて移動させることができる。本発明の1実施形態では、基板640を、図4A及び図4Bを参照して説明されている基板430と同様のやり方で作製することができ、これによって、ナノワイヤ620の密度を可変とすることができる。この実施形態では、基板630は固定された基板であり、基板640は可動基板である。該基板640は、矢印651及び652で示されているように、横方向に移動可能に構成されている。本発明の代替の実施形態では、基板640を固定された基板とすることができ、基板630を可動基板とすることができる。
【0032】
本発明の1実施形態によれば、共振器610は、明確に定義された個別の光周波数(または光学的振動数)、たとえば、赤、緑、青(RGB)を伝達する。本発明の1実施形態において、有効屈折率の可変性は、ナノワイヤを通る光路を変化させることによって達成される。ナノワイヤの向き(すなわち方向付け)を変えることによって、ナノワイヤを通る光路も変化し、このため、有効屈折率(または有効反射率)が変化する。図6Aでは、位置621で示すように、光にはナノワイヤの全長が見えるが、図6Bでは、光に見えるナノワイヤを通る光路は図6Aとは異なり、このため、屈折率も異なることになる。隣接するナノワイヤ間の間隔は1波長よりもはるかに短い。このため、共振器が調整可能な光フィルターである場合には、RGB周波数を調整及び/またはフィルタリングすることができる。ナノワイヤ620の材料組成、密度(より高い密度は共振周波数を赤の波長にシフトする)、及び/または、矢印670で示すようにナノワイヤ620の長さを制御することによって共振周波数を調整するために、ナノワイヤ620を利用することができる。
【0033】
図6Aをさらに参照すると、本発明のいくつかの実施形態は、可変屈折率を実現することによって、RGBフィルターのアレイ(配列)を同じ基板に形成可能である。これによって、光キャビティ610を、赤から緑さらに青へと連続的に調整することができ、このため、色フィルターの各々、たとえば、RGBフィルターの各々が対応するイメージセンサピクセルと位置合わせされるようにされている既存の色フィルターと比較すると、単一のイメージセンサピクセルでもって、赤色光、緑色光、及び青色光を識別することが可能になる。図6Aのナノワイヤを、たとえば基板630及び基板640の両端に取り付けることができ、または、基板630と基板640のどちらか一方の1つの端部に取り付けることができる。図示の実施形態では、ナノワイヤ620は、基板630と基板640の両方に取り付けられている。同じ基板にRGBフィルターのアレイを形成した場合には、図4A〜図4Bに図示し及びそれらの図を参照して説明されているように、密度を調整することによってRGB色濾過が提供される。光キャビティ610において、可動式の基板640によってナノワイヤ620を機械的に作動させる(たとえば、ナノワイヤ620の長さを長くしたり、ナノワイヤ620を曲げたり、ナノワイヤ620を傾けたり、ナノワイヤ620の密度を高くしたりする)ことによって、共振周波数を赤の波長から緑の波長さらに青の波長へと動的にシフト(移動)させることができる。代替の実施形態では、ナノワイヤを、基板630に固定されたアクチュエータとして構成することができ、この場合、それらのナノワイヤは、該ナノワイヤに取り付けられたある質量体(たとえば基板640)を移動させるように作動させられる。
【0034】
図6Bは、図6Aの光共振器610のブロック図であり、この図では、ナノワイヤ620は、光路に対して非平行位置623をなすように(幾何学的に)方向付けられている。光路に対するナノワイヤ620の非平行性によって、ナノワイヤで充填された光キャビティを通る光路が変化し、その結果、有効屈折率が変化する。
【0035】
本発明の1実施形態では、電圧の印加、または矢印652で示す横方向への基板640の摺動(スライド)によって、ナノワイヤ620は光軸外(非平行)位置623をなすように(幾何学的に)方向付けられる。ナノワイヤ620の光軸外への方向付けによって色濾過が達成され、このため、光軸外の方向付けの大きさ(たとえば、光軸とのずれ量)を変化させることによって、RGB共振周波数のフィルタリング(濾過)を行うことができる。
【0036】
図7は、本発明の種々の実施形態にしたがう、1以上のナノワイヤを有する装置を作製するためのプロセス700のフローチャートである。図7に示すプロセス700のフローチャートでは、装置の作成のための特定の処理が本発明の1実施形態にしたがって実施される。プロセス700では特定の処理(または動作)が開示されているが、それらは例示である。すなわち、本発明は、図7に示された処理以外の種々の処理または図7に示された処理の種々の変形形態を実施するのにも好適である。この実施形態においては、プロセス700の処理を、ソフトウェア、またはハードウェア、またはアセンブリメカニズム(または組立機構)、または人間による対話的操作によって、あるいは、ソフトウェアとハードウェアとアセンブリメカニズムと人間の対話的操作との任意の組み合わせによって実施することができることが理解されよう。
【0037】
以下、図1A〜図1B、図2A〜図2B、図3A〜図3C、図4A〜図4B、図5A〜図5B、及び、図6A〜図6Bに示すコンポーネント及び装置を参照して、本発明のいくつかの実施形態にしたがう、装置を作製するためのプロセス700について説明する。
【0038】
プロセス700の処理710において、本発明の1実施形態における、1以上のナノワイヤ120、220、320、420、520、及び620が、基板(たとえば、電極基板114及び116、基板230、330、430、530、630及び640)上に形成される。ナノワイヤを、本発明の1実施形態における図3Aに示すように、ランダムな配列をなすように基板上に成長させることができる。本発明の代替の1実施形態では、ナノワイヤを、順序付けられたパターン(または規則的なパターン)をなすように成長させることができる。本発明の種々の実施形態にしたがって、装置110、210、310、410、510及び610を、1以上のナノワイヤを含むように作製することができる。処理710を、本明細書で説明されている処理と類似の任意のやり方で実施することができるが、そのような処理には限定されない。
【0039】
プロセス700の処理720において、本発明の1実施形態における図3に示すように、絶縁材料(たとえば絶縁体340)を基板上に配置することができる。処理720を、本明細書で説明されている処理と類似の任意のやり方で実施することができるが、そのような処理には限定されない。
【0040】
プロセス700の処理730において、本発明の1実施形態の構成をなすように、スペーサー層(たとえばスペーサー層335)を、基板と絶縁体の間に形成することができる。処理730を、本明細書で説明されている処理と類似の任意のやり方で実施することができるが、そのような処理には限定されない。
【0041】
プロセス700の処理740において、電極(たとえば、本発明の1実施形態における電極214、216、314、316、414または416)を、絶縁体(たとえば、本発明の1実施形態における図3B〜図3Cの絶縁体340)上に形成することができる。処理740を、本明細書で説明されている処理と類似の任意のやり方で実施することができるが、そのような処理には限定されない。
【0042】
プロセス700の処理750において、たとえば、本発明の1実施形態における図1A〜図1B、図2A〜図2B、図3A〜図3Bにそれぞれ示すように、1以上のナノワイヤが、電極(電極基板116、電極216、316及び416)の1つに結合される。処理750を、本明細書で説明されている処理と類似の任意のやり方で実施することができるが、そのような処理には限定されない。
【0043】
処理750が完了するとプロセス700を終了することができ、または、処理700を再開する(たとえば処理710に戻って繰り返す)ことができる。
【0044】
本発明は、提示された種々の実施形態において、1以上のナノワイヤを有する光共振空胴のための装置及び方法を提供する。
【0045】
本発明の特定の実施形態に関する上記説明は、例示と説明のために提示されたものである。それらは、本発明の実施形態を網羅することも、本発明の実施形態を開示した形態そのものに限定することも意図しておらず、上記の教示に照らして多くの修正及び変形が可能である。本明細書で説明された実施形態は、本発明の原理及びそれの実用上の適用を最良に説明し、これによって、当業者が、意図する特定の用途に適するように本発明及び種々の実施形態を様々に改変して最良に利用できるようにするために、選択され説明されている。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれの等価物によって画定されることが意図されている。
【背景技術】
【0001】
共振光キャビティとも言われる光共振器は、利得媒質を用いるか用いないかにかかわらず特定の経路内を光が循環的に伝搬できるようにする光学部品の1つの構成である。
【0002】
本明細書に添付されて本願の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を図示するものであって、発明の詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【0003】
【図1A】本発明の1実施形態にしたがう、伝送位置(透過位置ともいう。以下同じ)をなす1以上のナノワイヤを有する光キャビティ(光共振器)のコンポーネントの一部のブロック図である。
【図1B】非伝送位置をなす1つ以上のナノワイヤが描かれている図1Aの光キャビティのブロック図である。
【図2A】本発明の別の実施形態にしたがう、1以上のナノワイヤを有する光キャビティのコンポーネントの一部のブロック図である。
【図2B】分割位置をなす1以上のナノワイヤが描かれている図2Aの光キャビティのブロック図である。
【図3A】本発明のさらに別の実施形態にしたがう、1以上の調整可能なナノワイヤを有する光キャビティのコンポーネントの一部のブロック図である。
【図3B】伝送位置をなした状態で示されている図3Aの1以上のナノワイヤのブロック図である。
【図3C】非伝送位置をなした状態で示されている図3Aの1以上のナノワイヤのブロック図である。
【図4A】本発明のさらに別の実施形態にしたがう、調整可能なフィルターまたは色濾過用に構成された1以上の調整可能なナノワイヤを有する光キャビティのコンポーネントの一部のブロック図であって、特定の有効屈折率を有する反射位置をなした状態で図示されている。
【図4B】有効屈折率が高くされた位置をなした状態で示されている、調整可能なフィルターまたは色濾過用に構成された図4Aの1以上の調整可能なナノワイヤのブロック図である。
【図5A】本発明のさらに別の実施形態にしたがう、伝送位置をなした状態で示されている1以上の可動のナノワイヤを有する光キャビティのコンポーネントの一部のブロック図である。
【図5B】偏向位置をなした状態で示されている、図5Aの可動のナノワイヤの1つのブロック図である。
【図6A】本発明の1実施形態における、色濾過用の光キャビティであって、1以上の可動のナノワイヤを有する光キャビティのブロック図である。
【図6B】本発明の別の実施形態における、光軸外の位置をなしている、図6Aの色濾過用の光キャビティのナノワイヤのブロック図である。
【図7】本発明のいくつかの実施形態にしたがう、1以上の調整可能なナノワイヤを有する光キャビティを作製するためのプロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0004】
以下、本発明の1または複数の実施形態を詳しく参照して説明する。本発明を1または複数の実施形態に関連して説明するが、本発明をそれらの実施形態に限定することは意図していないことが理解されよう。それどころか、本発明は、添付の特許請求の範囲によって画定される本発明の思想及び範囲内に含めることができる代替物、変更物、及び等価物をカバーすることが意図されている。
【0005】
さらに、本発明の実施形態の以下の説明では、本発明を完全に理解できるようにするために多くの特定の細部が説明される。しかしながら、それらの特定の細部なくして本発明を実施できることは当業者には理解されよう。他の例では、本発明のいくつかの側面を必要以上にあいまいにしないようにするために、周知の方法、手順、及び、コンポーネントについては詳細に記述されていない。
【0006】
図1Aは、本発明の1実施形態にしたがう、1以上のナノワイヤを用いて構成された例示的な装置(以下、装置はデバイスを含む)110のブロック図である。図示の装置110は、該装置内に配置された(各々が直線によって示されている)1以上の単一のナノワイヤ120を含んでいる。図示の装置110は、第1の基板、たとえば電極114、及び、第2の基板、たとえば電極116を有している。この実施形態では、各基板は電極として構成されている。この実施形態では、ナノワイヤ120を電極114または電極116上に成長させることができる。本発明の代替的な実施形態では、図2A〜図2B、図3A〜図3C、及び図4A〜図4Bに示すように、ナノワイヤ120を、基板上に成長させて、その後、電極に結合することができる。本発明の1実施形態では、図1Aや図1Bに示すように、電極114及び116にバイアスをかけることができる。本発明の1実施形態によれば、ナノワイヤ120は、たとえば、図1Bに示すような電極114及び116による印加エネルギーに応答する。
【0007】
本発明の1実施形態では、ナノワイヤ120を、電極(たとえば電極114または116)上に成長させることができる。後続の図面に示されている本発明の種々の実施形態によれば、単一のナノワイヤ120、220、320、420、及び520の各々は、1つの表面上、たとえば、電極基板116(図2A)、基板230(図2A)、基板330(図3A)、基板430(図4A)、及び基板530(図5A)上にそれぞれ成長させられる。この実施形態では、ナノワイヤ120は電極116上に成長させられている。本発明の代替の実施形態では、ナノワイヤ120を電極114上に成長させることができる。
【0008】
図1Aをさらに参照すると、本発明の1実施形態において、電極114及び/または116を、(GaAs、InPなどの)シリコン(ケイ素)や、単一の結晶材料または多結晶シリコン、アモルファスシリコン、多結晶ダイヤモンド及び/または他の炭素材料、及び/または、全てのナノワイヤ120が同じ方向を向くように型(モールド)を用いたもしくはそのように成長させられた微結晶シリコンから構成することができる。本発明の1実施形態では、単一のナノワイヤ120の各々は電極116から成長させられる。本発明の代替的な実施形態では、ゲルマニウム、リン化インジウムもしくは他の適切な材料、または、材料の組み合わせを、電極114及び116並びにナノワイヤ120の作製に用いることができる。本発明の1実施形態では、(たとえば、ナノワイヤ120を金または他の導電材料及び/または光反射性材料で包むことによって)ナノワイヤ120の外面(または外側)を被覆することができる。本発明のいくつかの実施形態によれば、単一のナノワイヤ120の各々は、少なくとも1波長の長さを有するように構成される。隣接するナノワイヤ間の間隔は、1波長よりも短く、かつ、該間隔を、ランダムに分布(分散)させ、または、周期的にまたは非周期的(不規則)に分布させることができる。ナノワイヤ120を、垂直を向くようにすることができ、または、基板116の表面に対してある角度をなすように向けることができる。
【0009】
一旦作製されると、装置110のナノワイヤ120を、種々の機能を提供するように構成することができる。本発明の1実施形態では、ナノワイヤ120を光変調器として利用し、これによって、共振器中のナノワイヤを偏向させて(本明細書において、偏向とは、所定の軸からずれること、及び/または、曲がること、及び/または、たわむこと、及び/または、反れたりすることを意味する)、光学的Q値(opticalQ)を小さくすることができる。代替的には、光が該変調器または光キャビティを通過するときに、図1A〜図1B及び図3A〜図3Cに示すように、光軸からそれたナノワイヤが、該光軸から離れて該光キャビティの壁に入るように光をそらすことによって光損失を高め、これによって、光が失われるようにする。本発明の別の実施形態では、図2A及び図2Bに示すように、ナノワイヤ120を、反射性のナノワイヤを有するビームスプリッタとして利用することができる。本発明のさらに別の実施形態では、ナノワイヤ120を光変調用に構成することができ、この場合、図4A及び図4Bに示すように、複数のナノワイヤ120をある空間的変化を被る基板上に形成して、ナノワイヤ120の密度が変化するようにすることができる。図4A及び図4Bに示すように、密度が可変のナノワイヤ120は、ナノワイヤの間隔が光の1波長よりも短いときに、調整可能な有効屈折率をもたらす。本発明のさらに別の実施形態では、ナノワイヤ120を光変調用に構成することができ、この場合、図5A及び図5Bに示すように、ナノワイヤは、機械的な装置の実装によって垂直軸に沿って変調位置をなすように向けられる。本発明のさらに他の実施形態では、図4A〜図4B及び図6A〜図6Bに示すように、ナノワイヤ120を色濾過装置として実施することができる。
【0010】
図1Aをさらに参照して、図示の電極114にはあるエネルギー(たとえば電圧)が加えられており、これによって、電極114は、電極116よりも高いある電圧を有し、実効的に正電極になり、一方、電極116は実効的にグランド(アース)電極になる。本発明の1実施形態では、電極114が正電極のときに、ナノワイヤ120は加えられたエネルギーに応答してより電位の高い正電極114へと引き寄せられ、これによって、ビーム191の高い透過性(または伝達性)が得られる。この実施形態では、ナノワイヤ120は、電極116の水平軸に対して垂直な位置(または垂直な姿勢)121をなすように向けられて、ビーム191の高い透過性を実現する。単一の通過動作では、ナノワイヤの偏向はシャッターのように作用するが、(たとえば共振器などにおける)通過動作が複数回行われる場合には、ナノワイヤの偏向は、共振空胴(共振キャビティともいう。以下同じ)のQスポイラーとして作用し、したがって、信号の変調も行うことに留意されたい。
【0011】
ビーム191(図1A〜図1B)、ビーム291(図2A〜図2B)、ビーム391(図3A〜図3C)、ビーム491(図4A〜図4B)、ビーム591(図5A〜図5B)は、それぞれ、装置110と共に実施される利得媒質と相互作用する場合もあればしない場合もある。装置110に実装可能な利得媒質のタイプには、半導体、異なるドーパントレベルの材料の電子の移動がレーザー作用を引き起こすことが可能なあるタイプの固体(もしくは半導体)を含めることができるが、これらには限定されない。ナノワイヤ120がIII-V属の半導体材料から作製されている場合には、該ナノワイヤは利得を有することもできるので、該ナノワイヤが偏向することによって、ビームが、該ナノワイヤ内の光の複数回のはねかえり及びトラップを通じて該ナノワイヤの利得とより多く相互作用することに留意されたい。したがって、光軸からのナノワイヤの偏向は、光ビームから見た利得を変化させ、結果として、この場合も変調が生じる。この例では、ナノワイヤは、利得を得るために光学的にポンピングされ、または、ナノワイヤの両端部が電気的に終端されて該ナノワイヤに電流を送り出す。ナノワイヤを、pn接合でドープし、及び、効率的な利得のためにヘテロ接合構造をなすように作製することができる。
【0012】
図1Bは、本発明の1実施形態における図1Aの装置110のブロック図であり、ナノワイヤ120が中性状態にあり、このために、電極114と電極116には同じエネルギー量が加えられるかまたは電圧が印加されていない。電極114と電極116の間に電圧差が存在しないので、ナノワイヤ120は弛緩した状態に戻る。この弛緩した状態では、位置122として示すように、ナノワイヤは、光軸から外れた向きをなしており、このため、ナノワイヤ120は、光ビーム191とは平行に整列せず、及び/または、電極114の水平軸に対して垂直に整列しない。斜めの位置122をなすように向けられたナノワイヤ120は、ビーム192として示されているように、ビーム191の透過性(または透過率)を減じる。
【0013】
図2Aは、本発明の1実施形態にしたがう、ビームスプリッタとして実施された装置210の断面ブロック図である。図示の装置210は、該装置に結合されたオプションの集束レンズ212を有する。本発明の1実施形態では、集束レンズ212は、光ビーム(たとえばビーム291)を集束するように構成される。集束レンズ212は図2A及び図2Bに示されているが、本発明の種々の実施形態にしたがって、集束レンズ212を、装置110(図1A〜図1B)、装置310(図3A〜図3C)、装置410(図4A〜図4B)、装置510(図5A〜図5B)、装置610(図6A)、及び装置611(図6B)において同様に実施してもしなくてもよいことに留意されたい。装置210はさらに基板230を備え、該基板上に電極214と電極216が形成されている。複数の個々のナノワイヤ220も図示されており、該ナノワイヤの各々は直線として示されている。本発明の1実施形態では、基板230を、非単一の結晶材料をなす、シリコン(たとえば、多結晶シリコン、アモルファスシリコン)、多結晶ダイヤモンド及び/または他の炭素材料、及び/または微結晶シリコンから構成することができる。全てのナノワイヤ220は同じ方向を向いて整列している。ナノワイヤ220を基板上に成長させることができ、または、種々の微細加工技術を用いてエッチングすることができる。本発明の代替の実施形態では、基板230の作製に、ゲルマニウム、リン化インジウムもしくは他の適切なIII−V族の材料、または、材料の組み合わせを用いることができる。本発明の1実施形態では、ナノワイヤ220を類似の材料からなる基板230上に成長させることができる。代替の実施形態では、ナノワイヤ220を、異なる材料または材料の組み合わせから構成することができる。
【0014】
装置210のナノワイヤ220は中性状態で図示されており、この状態では、電極214と電極216にはエネルギーは与えられない(たとえば、本発明の1実施形態では、電極214にも電極216にも電圧が印加されていない)。エネルギーが与えられていない(たとえば、電圧差が存在しない)ので、ナノワイヤ220は通過位置221をなして整列し、これによって、ビーム291が、最小の挿入損失で装置210を通過する。該通過位置は、たとえば、ビーム291の光軸に平行であり、または、基板230の垂直軸に垂直である。
【0015】
図2Bは、本発明の1実施形態における、電極216にエネルギーが加えられた後の図2Aの装置210の断面ブロック図である。電圧が、電極216とナノワイヤ220の間に印加されると、ナノワイヤ220は、固定された電極216に引き寄せられる。電圧が、電極214とナノワイヤ220の間に印加されると、ナノワイヤ220は電極214に引き寄せられる(この場合は図示されていない)。
【0016】
この実施形態では、図示の基板230と電極214との間には電圧差はなく、たとえば、基板230はグランド(アース)として図示されており、図示の電極214にはゼロボルトが印加されている。静電力(静電気力)は、物体間に印加されている電圧の極性に関係なく引力を及ぼすので、本実施形態では、電極214と基板230は、電圧差を生じないように構成される。電極214が基板230とは異なる電圧を有する場合には、電極214により近いナノワイヤ220は、電磁力を感知して電極214に引き寄せられるが、電極216により近いナノワイヤ220は電極216に引き寄せられることになる。本実施形態では、電極216にはある量のエネルギー(たとえば電圧)が与えられているので、ナノワイヤ220は電極216に引き寄せられる。本実施形態では、ナノワイヤ220(該ナノワイヤを、たとえば誘電性及び/または金属の反射コーティングを有するように構成してもしなくもよい)は、電圧が印加されている電極216に引き寄せられ、これによって、ナノワイヤ220はビーム分割位置222をなす状態をとる。代替的には、電圧が電極214に印加され、かつ、基板230と電極216の間に電圧差が存在しないときに、ナノワイヤ222を電極214に引き寄せることができる。ビーム291が装置210を通過する際に、ビーム分割位置222をなすナノワイヤ220が、図示の如くビーム293として装置210を出るようにビーム291を分割する。本実施形態では、電極216に印加されている電圧が除去されると、図2Aに示すように、ナノワイヤ220は中性位置に戻る。
【0017】
図3Aは、本発明の1実施形態における光変調用に構成された装置310のブロック図である。図示の装置310は基板330を備える。本発明の1実施形態において、基板330を、一般にSOIと呼ばれる、シリコン・オン・インシュレータタイプの基板とすることができる。シリコン・オン・インシュレーター技術(SOI)は、従来のシリコン基板の代わりに、層状に積み重ねられたシリコン−絶縁体−シリコン基板を指す。SOIベースの装置は、シリコン接合が電気絶縁体(典型的には二酸化ケイ素)の上にある点において従来のシリコンから作製された装置とは異なる。代替的には、SOI基板330と類似の特性及び特徴を提供する他の材料を、基板330内にまたは基板330として実施することができる。本実施形態では、図示の基板330は電極314及び電極316を有し、各電極はそれらから延びる指を有している。複数の個々のナノワイヤ320が、電極314の指と電極316の指の間にランダムかつ一様に介在している。本発明の1実施形態では、ナノワイヤ320は基板330から成長させられる。図3Aは、電極の各々の指の間に介在しているナノワイヤ320を多少なりとも示しているが、本発明の1実施形態では、ナノワイヤ320は、電極314の各々の指と電極316の各々の指の周りに織り合わされて成長させられることに特に留意されたい。
【0018】
本発明の1実施形態では、ナノワイヤ320、並びに、ナノワイヤ120(図1A〜図1B)、及びナノワイヤ220(図2A〜図2B)を、それぞれ、図3Aに具体的に示すように、ランダムな配列状態(または任意配列状態)をなすように成長させることができる。図1Aのナノワイヤ120、図2Aのナノワイヤ220、図4Aのナノワイヤ420、図5Aのナノワイヤ520、及び、図6のナノワイヤ620を、ランダムな配列状態をなすように成長させることもできることに留意されたい。本発明の代替の実施形態では、ナノワイヤ120、220、320、420、520及び620を、ある順序付けられたパターン(または規則的なパターン)をなすように成長させることができる。
【0019】
図3Aをさらに参照すると、本発明の1実施形態におけるナノワイヤ320のランダムな配列を含む領域319が含まれているが、これについては、図3B及び図3Cを参照して以下で説明する。図示されているナノワイヤ120の位置及び量は、実際には例示であって、これに限定されるものと解釈されるべきではないことに留意されたい。本発明の1実施形態において、図3Aはさらに、図3B及び図3Cを参照して以下で説明する断面AAを含んでいる。
【0020】
図3Bは、本発明の1実施形態における図3Aの装置310の領域319の線AAに沿った拡大断面ブロック図である。本発明の1実施形態において、図示の装置310の基板330は、絶縁体層340と基板330の間に配置されたスペーサ層335を備える。図示の導電層336は、絶縁体層340と基板330の間に配置されている。基板330から成長させられたナノワイヤ320を、電極314または電極316に結合することができる。本実施形態では、ナノワイヤ320は電極316に結合される。電極314と316には、中性状態が達成されるように、同程度の(または同じ)大きさ(または量)のエネルギー(たとえば電圧)が印加されているか、あるいは、エネルギーは印加されていない。同程度の(または同じ)エネルギーが印加されている場合、もしくは、エネルギーが印加されていない場合に、かかる状態に応答して、ナノワイヤ320は、透過位置321をなすように、図示の如く(幾何学的に)方向付けられ、これによって、ビーム391は実質的に影響を受けずに屈折する。
【0021】
図3Cは、本発明の1実施形態にしたがう、図3Aの装置310の領域319の線AAに沿った拡大断面ブロック図であり、この図では、ナノワイヤ320は、透過性(または透過率)が低減した位置322をなすように(幾何学的に)方向付けられており、これによって、ビーム392によって示すように、伝達する際のビーム391の光学的損失(光損失)が大きくなる。電極316に与えられているエネルギー(たとえば電圧)の大きさは、電極314と基板330とに同程度の(または等しい)大きさで印加されているエネルギーの大きさよりも大きい(尚、上記のように電極314と基板330にはエネルギーが印加されていない場合もある)。この実施形態では、印加されているエネルギーに応答して、ナノワイヤ320は、印加されているエネルギーがより小さい電極に引き寄せられる。代替的には、ナノワイヤ320を、印加されているエネルギーがより大きい電極に引き寄せられるように構成することができる。
【0022】
図4Aは、本発明の1実施形態における、可変有効屈折率を達成するように構成された装置410のブロック図である。図示の装置410は、基板429、基板430、複数の個別のナノワイヤ420、及び支持部451を備える。本発明の1実施形態では、基板429は、基板114、116、230、330、530、630を参照して説明されているように、寸法的に安定な基板である。本発明の1実施形態では、図1A〜図1B、図2A〜図2B、及び図3A〜図3Cを参照して説明されているように、図示の基板430の上には、複数の個別のナノワイヤ420が成長させられている。本発明の1実施形態では、基板430は、基板430がPZT基板(但し、これには限定されない)である場合に、基板430が、印加されているエネルギー(たとえば電圧)に応答して膨張及び収縮できるように、寸法的にフレキシブルである(すなわち柔軟性を有する)ように構成される。たとえば、基板430は、矢印431で示すように、印加されている特定の電圧に応答して膨張することができ、または、矢印432で示すように、別の特定の電圧に応答して収縮することができる。PZT基板の膨張及び収縮は、(単位面積あたりの)ナノワイヤの密度を効果的に変化させ、したがって、光ビームから見た有効屈折率を変化させる。これによって、色成分(または構成要素の色)を変えることができ、たとえば、光源が白色光である場合には、(キャビティからの)反射光または透過光が異なる色を有するようにすることができる。ナノワイヤは、光学的に透明なキャビティ及び該キャビティ内部の屈折率が可変の媒体からなる調整可能な光フィルターの一部を形成する。
【0023】
このように、基板430の寸法が変化すると、ナノワイヤの(単位面積当たりの)密度が変化し、したがって、有効屈折率が変化する。基板430上にナノワイヤ420が成長させられるために、ナノワイヤ420の密度を、基板430の膨張または収縮に関連させて変化させることができる。図4Aは、透過状態421にあるナノワイヤ420を示している。
【0024】
図4Bは、印加されているエネルギー(たとえば電圧)に応答して基板430の寸法が変化することを示している装置410のブロック図であり、該印加エネルギーによって、矢印432に示すように基板430が収縮している。本発明の1実施形態によれば、基板430の収縮に応答して、ナノワイヤ420の密度が大きくなっている(たとえば、ナノワイヤ間の間隔が小さくなっている)。図4Bは、密度が大きくなった位置423をなし、その結果、屈折率が変化した状態にあるナノワイヤ420を示している。ナノワイヤの密度の変化は、有効屈折率を変化させ、及び、フィルター/共振器を異なる色/波長(に合うよう)に調整する。ナノワイヤの間隔は1波長より短い(すなわち、サブ波長のオーダーである)ので、色濾過が起こり、これによって、ビーム494で示すように、ビーム491がフィルタリングされる(たとえば、ビーム491の一部の通過が阻止される)。
【0025】
図4Bに示されている有効屈折率は、図4Aに示されている屈折率よりも大きい。隣接するナノワイヤ間の間隔は1波長よりも短い。キャビティ内に調整可能な屈折率を有する光キャビティを、調整可能な光フィルターとして実施することができる。
【0026】
本発明の代替の実施形態では、装置110及び/または210及び/または310の機能及び特徴を装置410と組み合わせて、ナノワイヤの密度及び屈折の大きさを可変とすることができることに留意されたい。
【0027】
図5Aは、本発明の1実施形態における、導波路変調器として実施され、かつ、たとえばPZT基板を用いて、可動プレートによりナノワイヤを機械的に移動させるように構成された装置510のブロック図である。装置510は複数のナノワイヤ520を有する。本発明の1実施形態では、ナノワイヤ520を、図1A〜図1B、図2A〜図2B、図3A〜図3C、図4A〜図4Bをそれぞれ参照して説明されている、ナノワイヤ120、220、320、420と類似のものとすることができる。装置510はさらに基板530を有する。本発明の1実施形態では、基板530を、図1A〜図1B、図2A〜図2B、図3A〜図3Cをそれぞれ参照して説明されている、基板110、210、または310に類似のものとすることができる。図示の基板530上にはベース部材535が形成されている。本発明の1実施形態では、ベース部材535を、ポリマー/シリコン(ケイ素)から構成することができる。図示のベース部材535の内部には、各ナノワイヤ520毎に開口536が配置されており、ナノワイヤ520は、該開口を通じて成長させられまたは該開口に挿入されて、支持されている。
【0028】
本発明の1実施形態における2つのフレキシブルな(すなわち柔軟な)スペーサ540がベース部材535の上に配置された状態で図示されている。フレキシブルなスペーサ540は、ヒンジ部材545の動きに応答して(または応じて)曲がる(またはたわむ)。図示のフレキシブルなスペーサ540は、ベース部材535とヒンジ部材545の間に挿入されている。図示のヒンジ部材545の内部には、各ナノワイヤ520毎に開口546が配置されている。
【0029】
本発明の1実施形態では、ヒンジ部材545をポリマーから構成することができる。本発明の1実施形態では、ヒンジ部材545は、矢印551及び552で示されているように移動可能とされており、これによって、ナノワイヤ520の位置合わせ(状態)が影響を受ける。本発明の1実施形態では、ヒンジ部材545は、ヒンジ部材545に結合されたMEM(micro-electro-mechanical:微小電子機械)装置580によって作動されて移動する。本発明の代替の実施形態では、ヒンジ部材545を移動させるための他の装置を、たとえば、PZT基板に実装することができる。本実施形態では、図示のナノワイヤ520は受動位置521にあり、これによって、ビーム591が実質的に影響を受けずにデバイス510を通過する。図5Aはまた、図5Bを参照して説明するように、領域511を有する。
【0030】
図5Bは、図5Aの装置510の領域511の拡大ブロック図である。MEM装置580からの信号に応答して、ヒンジ部材545は、矢印551で示すように横方向に移動している。本発明の1実施形態によれば、ヒンジ部材545の移動551によって、開口546に近接したナノワイヤ520が動かされて、ナノワイヤ520が、ビーム591の経路に対して平行ではない位置(非平行位置。たとえば調整位置(または変調位置)522)をなすように(幾何学的に)方向付けられる。(光路外経路とも呼ばれる)非平行位置は、ビーム592で示すように、ビーム591の偏向(たとえば変調)を可能にする。図示の実施形態では、ヒンジ部材545はベース部材535の近くに所定の向きで配置されていることに留意されたい。本発明の代替の実施形態では、ヒンジ部材545を、ナノワイヤ520の長軸に沿った、ベース部材535のより近く、または、ベース部材535からより遠くの任意の場所に所定の向きで配置することができる。
【0031】
図6Aは、本発明のさらに別の実施形態にしたがう1つ以上のナノワイヤを有する光共振器610であって、色濾過用に、及び/または調整可能な光フィルターとして構成された光共振器610のブロック図である。この実施形態では、共振器610はファブリーペロー共振器である。本発明の1実施形態を示す図6Aの構成は、基板630と基板640を有し、これらの基板(若しくは基板640)から1つ以上のナノワイヤ620が成長させられる。1実施形態では、基板630を、基板114、116、230、330、及び530と類似のやり方(但し、このやり方には限定されない)で作製することができる。本発明の1実施形態では、基板640を、図5A及び図5Bの基板545と類似のやり方(但し、これらのやり方には限定されない)で作製することによって、基板640を移動可能な基板とすることができる。本発明の1実施形態では、基板640をPZT基板とすることができる。代替の実施形態では、基板640を、該基板に結合されたMEM装置によって作動させて移動させることができる。本発明の1実施形態では、基板640を、図4A及び図4Bを参照して説明されている基板430と同様のやり方で作製することができ、これによって、ナノワイヤ620の密度を可変とすることができる。この実施形態では、基板630は固定された基板であり、基板640は可動基板である。該基板640は、矢印651及び652で示されているように、横方向に移動可能に構成されている。本発明の代替の実施形態では、基板640を固定された基板とすることができ、基板630を可動基板とすることができる。
【0032】
本発明の1実施形態によれば、共振器610は、明確に定義された個別の光周波数(または光学的振動数)、たとえば、赤、緑、青(RGB)を伝達する。本発明の1実施形態において、有効屈折率の可変性は、ナノワイヤを通る光路を変化させることによって達成される。ナノワイヤの向き(すなわち方向付け)を変えることによって、ナノワイヤを通る光路も変化し、このため、有効屈折率(または有効反射率)が変化する。図6Aでは、位置621で示すように、光にはナノワイヤの全長が見えるが、図6Bでは、光に見えるナノワイヤを通る光路は図6Aとは異なり、このため、屈折率も異なることになる。隣接するナノワイヤ間の間隔は1波長よりもはるかに短い。このため、共振器が調整可能な光フィルターである場合には、RGB周波数を調整及び/またはフィルタリングすることができる。ナノワイヤ620の材料組成、密度(より高い密度は共振周波数を赤の波長にシフトする)、及び/または、矢印670で示すようにナノワイヤ620の長さを制御することによって共振周波数を調整するために、ナノワイヤ620を利用することができる。
【0033】
図6Aをさらに参照すると、本発明のいくつかの実施形態は、可変屈折率を実現することによって、RGBフィルターのアレイ(配列)を同じ基板に形成可能である。これによって、光キャビティ610を、赤から緑さらに青へと連続的に調整することができ、このため、色フィルターの各々、たとえば、RGBフィルターの各々が対応するイメージセンサピクセルと位置合わせされるようにされている既存の色フィルターと比較すると、単一のイメージセンサピクセルでもって、赤色光、緑色光、及び青色光を識別することが可能になる。図6Aのナノワイヤを、たとえば基板630及び基板640の両端に取り付けることができ、または、基板630と基板640のどちらか一方の1つの端部に取り付けることができる。図示の実施形態では、ナノワイヤ620は、基板630と基板640の両方に取り付けられている。同じ基板にRGBフィルターのアレイを形成した場合には、図4A〜図4Bに図示し及びそれらの図を参照して説明されているように、密度を調整することによってRGB色濾過が提供される。光キャビティ610において、可動式の基板640によってナノワイヤ620を機械的に作動させる(たとえば、ナノワイヤ620の長さを長くしたり、ナノワイヤ620を曲げたり、ナノワイヤ620を傾けたり、ナノワイヤ620の密度を高くしたりする)ことによって、共振周波数を赤の波長から緑の波長さらに青の波長へと動的にシフト(移動)させることができる。代替の実施形態では、ナノワイヤを、基板630に固定されたアクチュエータとして構成することができ、この場合、それらのナノワイヤは、該ナノワイヤに取り付けられたある質量体(たとえば基板640)を移動させるように作動させられる。
【0034】
図6Bは、図6Aの光共振器610のブロック図であり、この図では、ナノワイヤ620は、光路に対して非平行位置623をなすように(幾何学的に)方向付けられている。光路に対するナノワイヤ620の非平行性によって、ナノワイヤで充填された光キャビティを通る光路が変化し、その結果、有効屈折率が変化する。
【0035】
本発明の1実施形態では、電圧の印加、または矢印652で示す横方向への基板640の摺動(スライド)によって、ナノワイヤ620は光軸外(非平行)位置623をなすように(幾何学的に)方向付けられる。ナノワイヤ620の光軸外への方向付けによって色濾過が達成され、このため、光軸外の方向付けの大きさ(たとえば、光軸とのずれ量)を変化させることによって、RGB共振周波数のフィルタリング(濾過)を行うことができる。
【0036】
図7は、本発明の種々の実施形態にしたがう、1以上のナノワイヤを有する装置を作製するためのプロセス700のフローチャートである。図7に示すプロセス700のフローチャートでは、装置の作成のための特定の処理が本発明の1実施形態にしたがって実施される。プロセス700では特定の処理(または動作)が開示されているが、それらは例示である。すなわち、本発明は、図7に示された処理以外の種々の処理または図7に示された処理の種々の変形形態を実施するのにも好適である。この実施形態においては、プロセス700の処理を、ソフトウェア、またはハードウェア、またはアセンブリメカニズム(または組立機構)、または人間による対話的操作によって、あるいは、ソフトウェアとハードウェアとアセンブリメカニズムと人間の対話的操作との任意の組み合わせによって実施することができることが理解されよう。
【0037】
以下、図1A〜図1B、図2A〜図2B、図3A〜図3C、図4A〜図4B、図5A〜図5B、及び、図6A〜図6Bに示すコンポーネント及び装置を参照して、本発明のいくつかの実施形態にしたがう、装置を作製するためのプロセス700について説明する。
【0038】
プロセス700の処理710において、本発明の1実施形態における、1以上のナノワイヤ120、220、320、420、520、及び620が、基板(たとえば、電極基板114及び116、基板230、330、430、530、630及び640)上に形成される。ナノワイヤを、本発明の1実施形態における図3Aに示すように、ランダムな配列をなすように基板上に成長させることができる。本発明の代替の1実施形態では、ナノワイヤを、順序付けられたパターン(または規則的なパターン)をなすように成長させることができる。本発明の種々の実施形態にしたがって、装置110、210、310、410、510及び610を、1以上のナノワイヤを含むように作製することができる。処理710を、本明細書で説明されている処理と類似の任意のやり方で実施することができるが、そのような処理には限定されない。
【0039】
プロセス700の処理720において、本発明の1実施形態における図3に示すように、絶縁材料(たとえば絶縁体340)を基板上に配置することができる。処理720を、本明細書で説明されている処理と類似の任意のやり方で実施することができるが、そのような処理には限定されない。
【0040】
プロセス700の処理730において、本発明の1実施形態の構成をなすように、スペーサー層(たとえばスペーサー層335)を、基板と絶縁体の間に形成することができる。処理730を、本明細書で説明されている処理と類似の任意のやり方で実施することができるが、そのような処理には限定されない。
【0041】
プロセス700の処理740において、電極(たとえば、本発明の1実施形態における電極214、216、314、316、414または416)を、絶縁体(たとえば、本発明の1実施形態における図3B〜図3Cの絶縁体340)上に形成することができる。処理740を、本明細書で説明されている処理と類似の任意のやり方で実施することができるが、そのような処理には限定されない。
【0042】
プロセス700の処理750において、たとえば、本発明の1実施形態における図1A〜図1B、図2A〜図2B、図3A〜図3Bにそれぞれ示すように、1以上のナノワイヤが、電極(電極基板116、電極216、316及び416)の1つに結合される。処理750を、本明細書で説明されている処理と類似の任意のやり方で実施することができるが、そのような処理には限定されない。
【0043】
処理750が完了するとプロセス700を終了することができ、または、処理700を再開する(たとえば処理710に戻って繰り返す)ことができる。
【0044】
本発明は、提示された種々の実施形態において、1以上のナノワイヤを有する光共振空胴のための装置及び方法を提供する。
【0045】
本発明の特定の実施形態に関する上記説明は、例示と説明のために提示されたものである。それらは、本発明の実施形態を網羅することも、本発明の実施形態を開示した形態そのものに限定することも意図しておらず、上記の教示に照らして多くの修正及び変形が可能である。本明細書で説明された実施形態は、本発明の原理及びそれの実用上の適用を最良に説明し、これによって、当業者が、意図する特定の用途に適するように本発明及び種々の実施形態を様々に改変して最良に利用できるようにするために、選択され説明されている。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれの等価物によって画定されることが意図されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
調整可能なナノワイヤを有する共振空胴であって、
光共振器構造(110/210/310/410/510/610/611)に結合可能な基板(114/116/230/330/430/530/630/640)と、
前記基板に形成された複数のナノワイヤ(120/220/320/420/520/620)
を備え、
前記複数のナノワイヤが、エネルギーの印加に応答して作動する(122/222/322/422/522/623)、共振空胴。
【請求項2】
前記複数のナノワイヤ(120/220/320/420/520/620)は、光軸に対して平行に向けられると(121/221/321/421/521/621)、伝達性の高い状態(191/291/391/491/591)を生じることが可能である、請求項1の共振空胴。
【請求項3】
前記複数のナノワイヤ(120/320/420/520/620)は、光軸に対して非平行に向けられると(122/322/422/522/623)、伝達性の低い状態(192/392/494/593)を生じることが可能である、請求項1の共振空胴。
【請求項4】
前記複数のナノワイヤ(220)は、光軸に対して非平行に向けられると(222)、ビームを分割する(293)ことが可能である、請求項1の空胴共振器。
【請求項5】
前記複数のナノワイヤ中の各ナノワイヤは長さ調整機能(670)を有し、該ナノワイヤの長さは少なくとも1波長である、請求項1の共振空胴。
【請求項6】
前記基板がさらに、前記複数のナノワイヤの密度(422)を変化させるための変位量可変機能(431/432)を有する、請求項1の共振空胴。
【請求項7】
前記基板がさらに、前記複数のナノワイヤの向き(522/623)を変化させるための位置可変機能(545/640)を有する、請求項1の共振空胴。
【請求項8】
光共振器において屈折を行う方法であって、
基板(114/116/230/330/430/530/630/640)上に形成された複数のナノワイヤ(120/220/320/420/520/620)にエネルギーを印加するステップであって、該基板は、光共振器(110/210/310/410/510/610)の構造に結合可能である、ステップと、
前記複数のナノワイヤに印加された前記エネルギーに応答して、該複数のナノワイヤを曲げる(122/222/322/422/522/623)ステップと、
前記エネルギーの印加の後に前記複数のナノワイヤの前記曲がりによる偏向角に関連して光を屈折させる(192/293/392/494/593)ステップ
を含む方法。
【請求項9】
前記複数のナノワイヤ(120/220/320/420/520/620)の各ナノワイヤの長さが1波長よりも長くなるように、前記複数のナノワイヤを形成するステップをさらに含み、前記各ナノワイヤの長さが可変(670)である、請求項8の方法。
【請求項10】
前記印加されているエネルギーに応答して前記複数のナノワイヤの密度(422)を変えるステップをさらに含む、請求項8の方法。
【請求項11】
光を屈折させる前記ステップがさらに、前記印加されているエネルギーに応答して前記基板(545/640)の位置を変化させるステップを含む、請求項8の方法。
【請求項12】
光共振器を作製するための方法であって、
基板(114/116/230/330/430/440/530/630/640)を形成するステップと、
前記基板上に1以上のナノワイヤ(120/220/320/420/520/620)を形成するステップと、
前記1以上のナノワイヤを、前記基板に結合された電極(116/214/216/314/316)に結合するステップ
を含む方法。
【請求項13】
前記基板(330)と前記電極(314/316)の間に絶縁体(340)を配置するステップをさらに含む、請求項12の方法。
【請求項14】
前記電極(214/314/414)と、前記基板に結合された別の電極(216/316/416)との間に前記1以上のナノワイヤ(220/320/420/520/620)を所定の向きで配置するステップをさらに含む、請求項12の方法。
【請求項15】
前記基板(530/630)に可動部(545/640)を結合するステップをさらに含み、前記可動部は、前記1以上のナノワイヤ(520/620)の位置に影響を与える(522/623)、請求項12の方法。
【請求項16】
前記基板(630)に可動部(640)を結合するステップをさらに含み、前記可動部は、前記1以上のナノワイヤ(620)の長さに影響を与える(670)、請求項12の方法。
【請求項1】
調整可能なナノワイヤを有する共振空胴であって、
光共振器構造(110/210/310/410/510/610/611)に結合可能な基板(114/116/230/330/430/530/630/640)と、
前記基板に形成された複数のナノワイヤ(120/220/320/420/520/620)
を備え、
前記複数のナノワイヤが、エネルギーの印加に応答して作動する(122/222/322/422/522/623)、共振空胴。
【請求項2】
前記複数のナノワイヤ(120/220/320/420/520/620)は、光軸に対して平行に向けられると(121/221/321/421/521/621)、伝達性の高い状態(191/291/391/491/591)を生じることが可能である、請求項1の共振空胴。
【請求項3】
前記複数のナノワイヤ(120/320/420/520/620)は、光軸に対して非平行に向けられると(122/322/422/522/623)、伝達性の低い状態(192/392/494/593)を生じることが可能である、請求項1の共振空胴。
【請求項4】
前記複数のナノワイヤ(220)は、光軸に対して非平行に向けられると(222)、ビームを分割する(293)ことが可能である、請求項1の空胴共振器。
【請求項5】
前記複数のナノワイヤ中の各ナノワイヤは長さ調整機能(670)を有し、該ナノワイヤの長さは少なくとも1波長である、請求項1の共振空胴。
【請求項6】
前記基板がさらに、前記複数のナノワイヤの密度(422)を変化させるための変位量可変機能(431/432)を有する、請求項1の共振空胴。
【請求項7】
前記基板がさらに、前記複数のナノワイヤの向き(522/623)を変化させるための位置可変機能(545/640)を有する、請求項1の共振空胴。
【請求項8】
光共振器において屈折を行う方法であって、
基板(114/116/230/330/430/530/630/640)上に形成された複数のナノワイヤ(120/220/320/420/520/620)にエネルギーを印加するステップであって、該基板は、光共振器(110/210/310/410/510/610)の構造に結合可能である、ステップと、
前記複数のナノワイヤに印加された前記エネルギーに応答して、該複数のナノワイヤを曲げる(122/222/322/422/522/623)ステップと、
前記エネルギーの印加の後に前記複数のナノワイヤの前記曲がりによる偏向角に関連して光を屈折させる(192/293/392/494/593)ステップ
を含む方法。
【請求項9】
前記複数のナノワイヤ(120/220/320/420/520/620)の各ナノワイヤの長さが1波長よりも長くなるように、前記複数のナノワイヤを形成するステップをさらに含み、前記各ナノワイヤの長さが可変(670)である、請求項8の方法。
【請求項10】
前記印加されているエネルギーに応答して前記複数のナノワイヤの密度(422)を変えるステップをさらに含む、請求項8の方法。
【請求項11】
光を屈折させる前記ステップがさらに、前記印加されているエネルギーに応答して前記基板(545/640)の位置を変化させるステップを含む、請求項8の方法。
【請求項12】
光共振器を作製するための方法であって、
基板(114/116/230/330/430/440/530/630/640)を形成するステップと、
前記基板上に1以上のナノワイヤ(120/220/320/420/520/620)を形成するステップと、
前記1以上のナノワイヤを、前記基板に結合された電極(116/214/216/314/316)に結合するステップ
を含む方法。
【請求項13】
前記基板(330)と前記電極(314/316)の間に絶縁体(340)を配置するステップをさらに含む、請求項12の方法。
【請求項14】
前記電極(214/314/414)と、前記基板に結合された別の電極(216/316/416)との間に前記1以上のナノワイヤ(220/320/420/520/620)を所定の向きで配置するステップをさらに含む、請求項12の方法。
【請求項15】
前記基板(530/630)に可動部(545/640)を結合するステップをさらに含み、前記可動部は、前記1以上のナノワイヤ(520/620)の位置に影響を与える(522/623)、請求項12の方法。
【請求項16】
前記基板(630)に可動部(640)を結合するステップをさらに含み、前記可動部は、前記1以上のナノワイヤ(620)の長さに影響を与える(670)、請求項12の方法。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【公表番号】特表2012−500418(P2012−500418A)
【公表日】平成24年1月5日(2012.1.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−523785(P2011−523785)
【出願日】平成20年8月26日(2008.8.26)
【国際出願番号】PCT/US2008/074348
【国際公開番号】WO2010/024803
【国際公開日】平成22年3月4日(2010.3.4)
【出願人】(511076424)ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. (155)
【氏名又は名称原語表記】Hewlett‐Packard Development Company, L.P.
【Fターム(参考)】
【公表日】平成24年1月5日(2012.1.5)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年8月26日(2008.8.26)
【国際出願番号】PCT/US2008/074348
【国際公開番号】WO2010/024803
【国際公開日】平成22年3月4日(2010.3.4)
【出願人】(511076424)ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. (155)
【氏名又は名称原語表記】Hewlett‐Packard Development Company, L.P.
【Fターム(参考)】
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