JP7218946B2 - 一対多光ファイバアレイの構造および方法 - Google Patents

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関連出願の相互参照
この出願は、２０１７年７月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／５３４，９９３号の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）に基づいて優先権利益を主張し、その開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本明細書に提供される背景技術の記載は、本開示の文脈を一般的に提示する目的のためのものである。この背景技術のセクションに記載されている範囲での現在名前が挙げられている発明者らの研究、および別の方法で出願時に先行技術とみなされていない可能性がある記載の態様は、明示的にも黙示的にも本開示に対する先行技術とは認められない。

日々、ますます多くの通信およびコンピューティングシステムが、パラレル信号入出力および処理アーキテクチャに依存している（例えば、光学センシング、高性能コンピューティング、自律走行車、オートエンコーダなど）。何らかの形式の並列処理を可能にするために、アレイタイプ構成の光ケーブルを、一端での複数の特別な位置をサンプリングし、他の場所に情報を送信するように設計し得る。

典型的な光ファイバは、通常はガラスであるコア材料と、コア材料の外部への光の漏れを防ぐために使用される、クラッドとして知られる外側コーティングと、通常は光の損失をさらに防ぐために使用されるプラスチックのカラフルな層であるジャケットと、で構成されている。現在、光ファイバアレイは、一端に、クラッド有りのファイバ、またはクラッドとジャケットとの両方有りのファイバを単に固定することにより、様々な幾何学的構成で構築されている。クラッドは、ファイバを保護するだけでなく、ファイバ間の光交換を防止する。このようなシステムは、光源からの光を捕捉し、別個の位置依存パターンを何らかの他の位置の光検出器に送信することを目標とする光学センサにおいて用途がある。しかしながら、個々のファイバのクラッドは、ファイバコアの直径（情報を捕捉できる実際のエリア）の２～４倍の寸法となるものの、特定のソースから収集できる情報の量を制限し、低下させる。

その結果、一部の並列用途、特にファイバ間の情報交換が望ましくない、または軽減できる用途では、ファイバのクラッドとジャケットは、システム全体の有効性をほとんど利益なしに低下させる。

本出願は、入力ビームから光学データをより効率的に捕捉し、その入力ビームから、時間的および／または空間的に互いに各々異なる多数の異なる平行出力ビームを生成することができ、それによっていくつかの実施形態では、並列構成の光ランダム発生器を形成することができる、光学システムについて説明する。入力ビームは、連続ビームでもパルスビームとすることができる。入力ビームは、情報を伝達しても伝達しなくてもよい。また、入力ビームは、入力ビームとしてランダム化されたエネルギーを生成する上流の光学システムから生じてもよい。そのような例では、光学システムは、ランダム入力ビームを複数のランダムな平行出力ビームに変換する。他の例では、入力ビームがランダムではなく、光学システムがランダムな平行出力ビームを生成する。

一実施形態では、光学システムを提供する。この光学システムは、収集端、遷移領域、および出力端を有する光ファイバコアアレイを備え、光ファイバコアアレイは、コア、ク
ラッド、およびファイバジャケットを各々有する複数の光ファイバで形成され、光ファイバコアアレイは、収集端で照明ビームを受け取り、その照明ビームを複数の光ファイバ内を伝播する、空間的に区別された複数の伝播ビームに変換するように構成されている。光ファイバコアアレイの収集端は、（ｉ）入射照明ビームを受け取るための収集面を有する固定された収集アレイに編成された複数の光ファイバのコアと、（ｉｉ）その収集アレイの外側表面を囲みかつ収集端の長さを延長させるコーティングと、からなる。遷移領域は、収集端から延在し、それぞれのクラッドによって各々囲まれた複数の光ファイバのコアを備える。出力端は、遷移領域から延在し、それぞれのクラッドと照明ビームをそれぞれの光検出器に伝送するためのそれぞれのファイバジャケットとによって各々囲まれた複数の光ファイバのコアを備える。光学システムは、１つ以上のファイバコアに関連付けられた照明ビームを受け取るように配置された複数の光検出器も含む。

いくつかの実施形態では、コーティングの厚さは２００～６００ミクロンである。いくつかの実施形態では、コーティングは接着剤である。いくつかの実施形態では、光学システムは、コアを結合して、固定された収集アレイを形成するマイクロレイヤ接着剤を含む。いくつかの実施形態では、光学システムは、複数の光カプラを含み、各カプラは、複数の光ファイバのうちの１つを複数の光検出器のうちの１つに連結する。いくつかの実施形態では、複数の光検出器の各々は画素のアレイを備える。いくつかの実施形態では、固定された収集アレイは線形アレイである。いくつかの実施形態では、固定された収集アレイは二次元アレイである。いくつかの実施形態では、コーティングは、長さに沿って一定の屈折率を有する。いくつかの実施形態では、コーティングは、長さに沿って変化する屈折率を有する。

別の実施形態では、方法を提供する。この方法は、コア、クラッド、およびファイバジャケットを各々有する複数の光ファイバで形成された光ファイバコアアレイの収集端で照明ビームを受け取ることを含み、光ファイバコアアレイの収集端は、（ｉ）入射照明ビームを受け取るための収集面を有する固定された収集アレイに編成された複数の光ファイバのコアと、（ｉｉ）その収集アレイの外側表面を囲みかつ収集端の長さを延長させるコーティングと、からなる。この方法はまた、照明ビームを、複数の光ファイバ内を伝播する空間的に区別された複数の伝播ビームに変換することと、照明ビームを光ファイバコアアレイの遷移領域に伝播することであって、遷移領域が、収集端から延在し、それぞれのクラッドによって各々囲まれた複数の光ファイバのコアを備える、伝播することと、照明ビームを光ファイバコアアレイの出力端に伝播することであって、出力端が、遷移領域から延在し、それぞれのクラッドとそれぞれのファイバジャケットとによって各々囲まれた複数の光ファイバのコアを備える、伝播することと、を含む。この方法はまた、１つ以上のファイバコアに関連付けられた照明ビームを受け取るように配置された複数の光検出器のそれぞれの光検出器に照明ビームを伝送することを含む。

いくつかの実施形態では、この方法は、光検出器によって受け取られた照明ビームを、光学的ランダム性のストリームを同時に生成するための処理回路に伝送することを含む。いくつかの実施形態では、この方法は、入射光の品質に関する情報および情報を決定するために、比較用の別個の回路に最大数百の個別のストリームを伝送することを含む。いくつかの実施形態では、最大数百の出力ストリームは、分析のために、または最大数百のＣＰＵまたはＧＰＵによる同時のさらなる使用のために別々に伝送される。いくつかの実施形態では、最大数百の出力ストリームは、乱数生成を同時に提供する目的でランダム化された情報を運ぶ。いくつかの実施形態では、最大数百の出力ストリームは、比較されて、入力ソースの位置情報を理解するための相対的な変動を決定する。

添付の図面は、本開示に組み込まれ、本開示の一部を構成し、本装置の様々な実施形態
を示す。これらの図面には、次が含まれる。

一実施例に従う、光学システムの概略図である。 一実施例に従う、光学システムで使用されるファイバコアアレイの概略図である。 一実施例に従う、ファイバコアアレイの概略図であり、クラッド無しかつジャケット無しのファイバコアの列を固定して単一のファイバコアアレイを形成する様子を示す。 一実施例に従う、ファイバコアアレイの概略図であり、クラッド無しかつジャケット無しのファイバコアの列を固定して単一のファイバコアアレイを形成する様子を示す。 一実施例に従う、１０列からなる二次元（例えば、正方形）のファイバコアアレイの概略図であり、１０本のファイバコアが各々積み重ねられて一緒に固定されている。 一実施例に従う、光が一端でクラッドのないファイバのコアから入り、他端でクラッドのファイバを通して伝送される様子を示す。 一実施例に従う、線形ファイバコアアレイのフロントエンドの例を示す。 一実施例に従う、二次元ファイバコアアレイのフロントエンドの例を示す。 一実施例に従う、光学システムのブロック図を示す。

本技術は、ある照明源からの入射光を最大数百の個別のストリームに捕捉して伝送するために、一端でしっかりと結合されたアレイの一連の固定された、ジャケット無しかつクラッド無しの光ファイバコアを含む。本明細書で使用されるとき、「光」、「光ビーム」、「照明ビーム」、および「入力ビーム」は、交換可能に使用され、光ファイバを介した伝送に適した任意の波長にわたる任意の適切な光子ビームエネルギー（例えば、赤外、可視、および／または紫外光の波長の光子ビームエネルギーなど）を指す。出射光は、光ファイバの伝送端にある、ジャケット有りかつクラッド有りのファイバから出て行く。単一のファイバの場合、「コア」とは、光が入射して伝播する活性領域を指し、通常はシリコンガラス構造で形成される。光の光ファイバ伝送は、数多くの通信用途、および最近では光学検知用途で確立された科学である。特に入力面からの位置情報の観測が必要な場合、複数の光出力にファイバアレイを使用することが実証されている。これらの従来の装置は、意図された集光端で、アレイエリア全体に対する活性エリアの比率が低い、本質的に固定された、ジャケットおよびクラッドを有するファイバである。これは、通信と光感知用途との両方で利用可能な入力光学情報の大幅な損失につながる。さらに、アレイの活性（コア）部分と非活性（ジャケットとクラッド）部分との両方を含むファイバアレイが示す全体のエリアと比較して、入力ソースのジオメトリが物理的に小さくなり得るため、クラッドおよびジャケットを完全に有するファイバアレイの使用でさえも大幅に制限される場合がある。入力ソースの寸法と集光ファイバの配置との間のこの不一致の例は、複数のファイバに光を広げるための領域が必要な導波路で見られる。

本出願は、単一のアレイに結合された、クラッド無しかつジャケット無しの光ファイバ（裸の光ファイバコア）で形成された光学システムについて説明する。光ビームまたは画像プロファイルは、初期位置（特別な平面）で、裸の光ファイバのコアで構成された表面に衝突する。このコアは、収集端で、いずれのジャケット材料もクラッド材料も取り除かれて、互いに面一に配置されたものである。したがって、収集端は、光のランダム化を誘発または強化するために、コア間の光の「クロストーク」を可能にするように設計されている。特に、コアの数および／または収集端の長さは、ショットノイズを超えるランダム化レベルを誘発するのに十分なクロストークがあるように選択されてもよい。例えば、光
学ランダム化システムでは、ビームが収集端を通って伝播する際に、収集端が連続照明ビームにランダム化を誘発し、複数の平行ランダム光学ビームをもたらす。説明したように、照明ビーム自体が光学ランダマイザーによって生成される場合、収集端はランダム化を強化する。収集端によって誘発または強化されるランダム化の量は、その端の長さ、すなわち、伝播軸に沿って測定されたもの、を調整することにより、調整されてもよい。また、収集端を形成するコアの数は、ランダム化の量に使用できる。長さが長いほど、ランダム化が大きくなる。コアが多いほど優れたランダム化をもたらす。いくつかの実施例では、これらの値のうちの１つまたは両方を選択して、ショットノイズよりも３倍～１０倍を超えて大きいレベルのランダム化を誘発する。

例示的な実施形態では、個々のファイバの外側ジャケットおよびクラッドが除去され、裸のコアのみが残る。コアは、元のクラッド材料と同様の光学特性を備えた接着剤を使用して一緒に接着されるかまたは固定されて、ファイバコアアレイ、すなわち多くのコアから単一のコアを作成する。したがって、光は、収集端と称するジャケット無しかつクラッド無しのファイバのこのセクションに沿って伝播するときに、個々のコア間で転送できる。すなわち、伝送プロセスは、隣接するコアの近接性と、光漏れを防ぐためのクラッドまたはその他の材料がないため、コア間の情報交換を伴う可能性がある。特に数のランダム化された多くのストリームの生成を伴ういくつかの用途において、本技術には、光の漏れが初期光信号を複数に、さらには数百のストリームのすべてを一度にかつ異なる読み出し回路への出力のために、分配する所望のプロセスを妨げない（かつ、実際には改善する）という明確な利点がある。

他端、例えば出力端では、コアは、個別にクラッド有りのファイバに遷移する。すなわち、光が出てくる出力端では、クラッド（および／またはジャケット）が個々のファイバコアに固定されたままであるため、個々のファイバは、ジャケット無しかつクラッド無しの収集面で集光されたすべての光のうちの一部を通過させる。いくつかの実施形態では、ファイバコアアレイは、単純に、接着剤の薄い外層によって固定された、ジャケット無しかつクラッド無しのいくつかの数のファイバコアとすることができ、結果として得られるファイバコアの列が、コアの厚さで倍数化された層のおよその数となるように、アレイ全体に対する一度の再クラッディングを効果的にすることができる。例えば、ファイバコアの直径が０．２５ｍｍの場合、接着剤の外層が付与されると、そのような１０本のファイバの列は、長さ３．００ｍｍの寸法となる。有利なことに、クラッド無しかつジャケット無しのファイバコアからファイバコアアレイを作成すると、入力光を捕捉するためのアレイサイズ全体に対する有用な（コア）空間の比率がかなり増加する。対照的に、１０本のジャケット／クラッド有りのファイバを固定して、個々にジャケット／クラッド有りのファイバから光学アレイを作成すると、列が９．００～３０．００ｍｍもの長さの寸法になってしまうが、収集エリアは３．００ｍｍにすぎない。したがって、クラッドとジャケットが占めるエリアのために、かなり非効率である。このような実施例では、有用な（コア）空間は増加せず、３倍～１０倍だけ低下した集光能力を与える。

例示的な実施形態では、収集端のコアは、一次元または二次元のアレイを形成する。コアは、その構造を維持しながら、他のコアと物理的に接触させることができるため、収集端においてコア間の光学情報の交換を可能にする。収集端にあるコアは、互いに固定されている。コアを固定するために、コアを互いに平行に吊り下げた後に、接着プロセスを使用してもよい。他の実施例では、コアは、他の技術を使用して融着されるかまたは固定されてもよい。融着の実施例では、コアは、収集端でその構造を維持しない。収集端に続いて、そこから遷移領域が収集端と出力端の間に延在する。遷移領域は、クラッド領域によって形成されてもよく、コアは、もはや他のコアと接触せず、コアは、もはや遷移領域内で固定された配置にはない。

実施形態では、コア、収集端、遷移端、および出力端を積み重ねて、光入力ビームまたは他の光源の寸法に対応するために望ましいパターンを形成することができる。

収集端では、例えば、クラッド無しかつジャケット無しのコアは、入射照明ビームを受け取るための収集面を有する固定された収集アレイを形成する。その固定された収集アレイは、例えば、線形アレイまたは２次元アレイであってもよい。これらの裸の光ファイバコアを列に整列させ、その列を上下で接着して有用な（コア）エリア間の間隔を最小化してもよく、またはシステム全体を固定する前に各ファイバを２×２アレイにまとめることができる。この２番目の例では、アレイの外縁に沿ってファイバが存在する場合を除き、アレイは、２方向に互いに面一となったファイバを有する。場合によっては、一端にある個々の裸の光ファイバコアをアレイに固定する一方で、他端にあるクラッドとジャケットとの両方を有する個別のファイバを維持することによって生じる曲率を小さくする必要性を、アレイ空間内における各コアの入念な設計および配置を通して成し遂げてもよい。これは、クラッドの無いコアがクラッドの有るコアと同じ平面に固定されず、むしろその他の平面に整列するようにオフセットされるようにしたいくつかの層をもたせることで成し遂げられる。その詳細については図２を参照されたい。アレイ全体のサイズ、個々のファイバの相対曲率、使用されるファイバコアの総数、およびその他の幾何学的パラメータは、各アレイを特定の光入力から出力への目標を満たすように設計する際に変わる。また、アレイの相対的なサイズと裸の光ファイバコアの配置により、大幅な光損失を防ぐためにファイバの曲率を小さくする必要がある。この要因により、裸のファイバコア領域の長さと、クラッド／ジャケットを有する領域の長さが決まる。

一実施例によれば、光の収集を最大化するために、一端にジャケット無しかつクラッド無しの光ファイバケーブルで形成された光ファイバコアのアレイから可能な限り多くの光を収集する方法が開発された。アレイの他端には、個別の回路への数百の個別の光ストリームを同時にストリーミングできる、最大数百のジャケットおよびクラッドを有するファイバケーブルが含まれている。裸の光ファイバコアは、入力光源によって寸法が決定される単一のアレイとして束ねられる。アレイの入力面を形成するファイバコアの束は、アレイ全体を囲むように固定された単一のクラッド層を有して、光の損失を防ぎ、かつアレイの収集端に単一のライトパイプを形成する。アレイの他端は、最大数百の個別の回路に光信号を送信するために使用できる、ジャケットおよびクラッドを有する別個のファイバのままである。

図１は、光学アレイシステム１００の使用を示し、アレイへの入射面の位置によって画定される焦点面とともに入力ビームまたは他の光源１０２を示している。ビーム源１０２は、例として、アークランプ、フラッシュランプ、電気スパーク、無電極ランプ、エキシマランプ、蛍光ランプ、高輝度放電ランプ、ホロカソードランプ、誘導ランプ、ネオンランプ、アルゴンランプ、プラズマランプ、キセノンフラッシュランプ、様々なフィラメントまたはガスを使用するランプ、さらには太陽光などのような、非コヒーレントビーム源であってもよい。さらに、ビーム源は、光学アレイに到達する前に、任意の数の材料に衝突し得る。図示のものを含む他の例では、連続動作型（ＣＷ）またはパルス型（ｑ－スイッチ、モードロックまたはパルスポンピング）のいずれであっても、ビーム源１０２は、ダイオードレーザ、ＶＣＳＥＬアレイ、またはレーザ使用ガス管、固体構造体、光ファイバ、フォトニック結晶、半導体、ダイス、自由電子または他のエキゾチック媒体、などのようなコヒーレントなビーム源であってもよい。

ビーム源１０２は、可視、近赤外、中赤外、長赤外、紫、または他の好適なスペクトル方式でビーム放射を生成してもよい。さらに、いくつかの実施例では、ビーム源は複数の波長成分にわたってビーム放射を含むことができ、例えば、複数の異なる光検出器を使用する場合、各波長成分が光学システムによって別々にランダム化される。

図示された実施例では、光学アレイシステムは、複数の平行なランダム出力ビームを生成する光学ランダマイザーとして実装され、各出力ビームは、互いの出力ビームに対して完全にランダムである。

ビーム源１０２は、ビームからランダム化されたエネルギーを生成するように構成された複屈折媒体１０３に入射するビームを生成し、そのビームは次にファイバアレイ１０４に衝突する。複屈折媒体の実装例は、２０１６年３月３日に出願された「Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｎｄｏｍ ｎｕｍｂｅｒｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ
ｑｕａｎｔｕｍ－ｏｐｔｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ｗｉｔｈｉｎ ａ ｍｉｒｒｏｒ
ｃａｖｉｔｙ ｓｙｓｔｅｍ」と題された、米国特許第９，９７１，５６８号に、ランダム化のための光ビームを生成するための他の構成例とともに記載されており、ここでその明細書全体は参照により本明細書に組み込まれる。複屈折媒体１０３は、それぞれの複屈折軸に対して交互の方向での複屈折材料を含む。この実施例では、光学アレイシステムは、ランダムな入力ビームを複数のランダムな平行出力ビームに変換する。

しかしながら、他の実施例では、光学アレイシステム１００は、複屈折媒体１０３を含まない。したがって、そのような実施例では、入力ビームがランダムではなく、光学アレイシステムがランダムな平行出力ビームを生成する。すなわち、収集端で他のファイバコアのいくつかと接触している複数のファイバコアが存在するため、ビームがアレイの収集端から伝送端まで移動する際に、コア間でフォトニックエネルギーが交換され、追加のノイズを生成するという影響が生じる。ファイバコア間のこの「クロストーク」により、収集端を出て個々のファイバ（クラッド有りのファイバ、およびそれに続くクラッド有りかつジャケット有りのファイバ）に遷移する光の光学特性の「ランダム化」が増加する。したがって、ランダム化ボリューム１０３がなくても、説明した光ファイバアレイは、通常のノイズ（例えば、ショットノイズ）を超えて光ビームのエントロピーを増加させるのに役立ち、それによって数百の強化されたエントロピーストリーム、すなわち、数百の平行のランダムな光ビームを生成する。数百の光ファイバの構成により、この増加したエントロピーは、数百のランダムな出力ビームを数百のＣＰＵ、ＧＰＵ、または他の光回路に供給するのに適している。次いで、これらの処理システムは、これらのランダムな光ビームを収集し、例えば、適切な時間ウィンドウにわたってランダムな光ビームを収集することにより、乱数を生成することができる。したがって、いくつかの実装例では、説明したシステムはランダム性を提供するように動作できる。本明細書で説明するように、システムは、入射ビームからのビームプロファイルに関する情報、およびビームプロファイルが非対称などの空間的位置異常を示すかどうかをパイピングするのにも使用することができる。

いずれの場合でも、ランダムまたはランダムではない入力ビームは、光ファイバコアアレイの一部である、全くクラッドが無く固定されたファイバ１０６のファイバコアの光学アレイ上であって、アレイ表面として収集面１０５を画定する固定収集ファイバアレイ１０４を形成する収集端１０７にて、入射する。入力ビームは、平面１０５に対して非９０°の角度で衝突するアレイ表面に導入される。すなわち、いくつかの実施例では、入射ビームは、所望の観測角度に応じて非垂直角度でアレイ１０４に衝突する。

アレイ１０４のサイズ、例えば、ファイバコア１０６の数は、観測される入力ソースの寸法に応じて増減され得る。さらに、アレイ１０４内のファイバコアは、接着剤が裸の光ファイバコアアレイ１０４全体の周りにマイクロコーティングを形成するように、接着剤の薄い層を使用して一緒に固定され、アレイが入力端で単一の光パイプとして機能するようにしてもよい。

いくつかの実施例では、図６Ａおよび６Ｂに示すように、コアは収集端１０７の少なくとも１つの他のコアと直接接触する。そのため、いくつかの実施例では、各個々のコアを囲む接着剤の代わりに、アレイ全体の周りの外部マイクロコーティングによって接着が実現される。いくつかのそのような実施例では、照明ビームは、ファイバコアに沿って伝播し、そこでは、コア間の接触により、ビームエネルギーはコア間でシフトする可能性がある。照明ビームがコアを伝播すると、コアは収集端１０７の遠位部１１１で互いに物理的に分離し、ファイバの収集端１０７から出力端１０９に遷移する遷移領域１０８に接続する。遠位部１１１において、ファイバ１０６のコアは、互いに対して固定されたままでもよく、または、例えば、接続端が遷移領域に出会う場合に、互いに対して移動可能であってもよい。

外部マイクロコーティングは、ファイバコアアレイからの光損失を効果的に低減する可能性があり、より効率的な収集を可能にするが、位置感度データの補足を低下させ得る。したがって、アレイ１０４は、アレイを囲む接着層を含み、活性収集コア領域を含むファイバコアとは異なる屈折率を有して、クラッド無しで固定されたファイバコアのシステム上に直接光を捕捉する。

いくつかの実施形態では、マイクロコーティングは、収集端１０７の長さに沿って一定の屈折率を有することができる。いくつかの実施形態では、マイクロコーティングは、長さに沿って変化する屈折率を有する。

図２は、構造的剛性と光学的閉じ込めを提供する単一層のマイクロコーティング（例えば、接着剤または他の接着剤）を使用して一緒に固定された裸のコアで形成されたバーファイバコアアレイ２０４を形成する光ファイバコア２０６（そのうちの代表的な数のみが示されている）のシステム２００を示す。入力ビームは、収集面２０５でアレイに入ると、ファイバ２０６の収集端２０７（クラッド無しかつジャケット無し）から、ファイバ２０６のクラッド部分である遷移領域２０８に伝播する。

遷移領域２０８は、他の光通信ファイバに見られるような追加の保護ラッピングを含み得る業界標準のクラッド材料を含む、様々なタイプのクラッド材料の組み合わせから形成されてもよい。ファイバ２０６は、コアを保護し、かつ個々のファイバ間の情報交換（クロストーク）を減らすために、厚さの範囲にあるいくつかの材料でコーティングされてもよい。クラッド有りのファイバ２０６は、出力端２０９で追加の周囲材料（例えば、ジャケット）によりコアを損傷する可能性のある曲げに対してさらに保護されてもよい。

図１に示すように、ファイバ２０６は、さらに上流の検出素子１１０に光信号を運ぶ。出力端１０９におけるファイバ１０６は、それぞれが１つ以上のファイバを１つ以上の検出素子に連結する複数の光カプラを介してこれらの検出素子に連結されてもよい。いくつかの実施形態では、検出素子１１０は、画素のアレイなどの光検出器である。

示されるように、入力ビームは、ファイバアレイ１０４、２０４で収集され、マイクロコーティング部分１０７、２０７に沿って、元のクラッドが存在する領域１０８、２０８に、最終的に、検出回路への伝送のためにファイバ１０６、２０６を分離する完全にクラッド有りかつジャケット有りの部分１０９、２０９へと伝送される。

結果として生じる出力ビームは、光検出器のアレイなどの１つ以上の光検出器１１０、または様々な用途で検出および使用するための複数または他の回路に向けられる。

例示的な実施形態では、それらの用途は、例えば以下の図７の実施例で説明されるように、乱数の生成を含む。

他の例示的な実施形態では、用途は、光学プロファイルの非対称性の検出（例えば、中心の右側への同じ変位で見られるパターンとは異なる中心の左側のパターン、すなわち空間非対称性の検出）を含む。収集端におけるコア間のビームエネルギーの伝達は、非対称性の規模に応じてノイズを生成する可能性があるが、その非対称性は、出力端からのファイバのうちの一つの端における光検出器１１０によって測定してもよい。この非対称性は、２つ以上の異なるファイバの出力（すなわち、対応する光検出器の出力）を比較し、それらの出力を比較して、光ファイバコアアレイの入口（例えば、収集面で）で発生する非対称性またはその他の物理的位置または波長の異常を特定することで測定してもよい。これらの非対称用途を使用して、光子数の差、出射された出力ビームの波長、または出力ビームのプロファイルに対するその他の品質を評価してもよい。

図３Ａおよび３Ｂは、照明ビームの平行ストリームを捕捉するように構成された例示的なファイバコアアレイ３００を示す。光ファイバ３０２のクラッド３０４は剥がされており、収集端３０６に単一のコンパクトな線形エリアを形成するように配置されているが、これらのファイバは出力端３０８にクラッドとジャケットを有している。

図４は、１０列を有する正方形アレイを有する例示的なファイバコアアレイの図であり、各列は、積み重ねられて一緒に固定された１０本のクラッド無しのファイバコアで形成される。示されているように、剥ぎ取られて取り付けられた列は、一端で入射光を収集し、他端で収集された出力光のそれを平行にパイピングするためのガラスファイバのアレイを形成するために一緒に積み重ねられる。

図５は、一端でクラッド無しのファイバコアに入り、他端でクラッド有りのファイバを透過する光の別の例の図である。図４に示されるように、光は、クラッド無しの束に衝突するソースから収集される。検出素子による個別の観測のために、光はファイバの長さ方向に伝送される。遠端では、クラッド有りのファイバを使用して、例えば図１に示す光検出器１１０などの他の回路に光を入力してもよい。

図６Ａは、線形ファイバコアアレイ（例えば、ファイバコアアレイ１０４または２０４など）の（収集端の）収集面の例を示す。図６Ａに示されるように、裸のファイバコア６０６の線形列は互いに面一であり、裸のファイバコア６０６のアレイ全体は、クラッドとして機能し得るマイクロコーティング６０８（縮尺通りに描かれていない）で外側に固定されている。マイクロコーティングは、シェルを硬化して形成する任意の数の既知の接着剤（例えば、Ｇｏｒｉｌｌａ接着剤）から形成することができ、ファイバを効果的に閉じ込めてアレイの崩壊を防ぐ。ファイバが融合するいくつかの実施形態では、接着剤の代わりに、より低い屈折率を有する非接着性コーティングが使用されてもよい。

図６Ｂは、二次元ファイバコアアレイ（例えば、ファイバコアアレイ１０４または２０４など）のフロントエンド（すなわち、収集端）の例を示す。図６Ａに示されるように、裸のファイバコア６５６の２列は互いに面一に配置され、裸のファイバコア６５６のアレイ全体は、接着剤またはクラッド材料６５８（縮尺通りに描かれていない）で外側に固定されている。

図７は、光学システム７００の例示的なブロック図を示す。上述のように、入力ビーム源７０２（例えば、ビーム源１０２）は、光学ランダマイザーシステム７０４に衝突する入力ビームを生成してもよい。光学ランダマイザーシステムは、収集端７０６、遷移領域７０８、および出力端７１０を有するファイバコアアレイを含む。収集端７０６で、元のクラッドおよびジャケットを剥がした複数の裸のファイバコア（例えば、ファイバ１０６、２０６）が、収集アレイの外側表面を囲み、収集端の長さを延ばすコーティングととも
に固定されて、ファイバコアアレイ（例えば、ファイバコアアレイ１０４）を形成する。ファイバコアアレイの収集端７０６は、収集面を介してビーム源７０２からビームを受け取る。入力ビーム源７０２からの入力ビームが収集端７０６に衝突し、ファイバコアアレイを伝播すると、クラッドの欠如によるファイバコア間の光のランダム転送によりビームがランダム化され、遷移部分７０８に伝播するランダムな平行の出力ビームを形成する。収集端から延在する遷移部分７０８で、ファイバコアアレイは個々のファイバコアに分離され、それぞれが個別にクラッドが付与される。遷移領域７０８から延在する出力端７１０で、個別にクラッドが付与されたファイバコアはそれぞれ、光学ランダマイザーシステム７０４の１つ以上の光検出器（「ＰＤ」として示される）にランダムな平行の出力ビームを伝送するためにジャケットが付与されている。

したがって、光学ランダマイザーシステム７０４は、光子の数に比例するスケール上のランダムなビームエネルギーだけでなく、ランダムな統計的ノイズ（出現する光子数の平方根レベルで）によって特徴付けられるランダム化されたエネルギーを発生する。ビームエネルギーは、０と最大値との間で変動する。この光ランダム化エネルギーをランダム化デジタル信号に変換するために、出力端７１０の各ファイバは、１つまたは複数の処理システム７１２、７１４、７１６、７１８に連結されてもよい。いくつかの実施形態では、これらの処理装置７１２、７１４、７１６、７１８は、読み出し回路または他のプロセッサなど、光検出器内に埋め込まれたプロセッサとして実現され得る。他の実施例では、処理装置７１２、７１４、７１６、７１８は、それぞれが１対１の光検出器を有する、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ワークステーションなどの別個の装置であってもよい。いくつかの実施例では、処理装置７１２、７１４、７１６、７１８は、有線または無線接続を介して光検出器に連結されてもよい。いくつかの実施例では、処理装置７１２、７１４、７１６、７１８は、通信ネットワークを介して光検出器に連結されてもよく、例えば処理装置７１２、７１４、７１６、７１８は、サーバまたは他の場所に遠隔に位置してもよい。処理システム７１２、７１４、７１６、７１８はそれぞれ、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）または他の任意の並列コンピューティングアーキテクチャとして実装されてもよい。

光検出器の画素アレイは、光学システム７０４からランダム化エネルギーを受け取り、各画素は、「１」または「０」のいずれかのデジタル出力信号を生成する。各画素は、並列に出力信号を生成し、その結果、画素は、並列画素出力信号を生成する。これらの並列画素出力信号は、連続的に、または対応する光検出器の各読み取りサイクルで生成することができる。集合的に、これらの並列画素出力信号は、対応する光検出器の並列ランダム化出力信号を形成する。例えばランダム化エネルギーによって完全に照射された場合、１２×１２画素アレイは、最大１４４個の並列出力信号、すなわち１４４個の異なる値からなる並列ランダム化出力信号を生成することができ、処理装置７１２、７１４、７１６、７１８は、Ｎビットの乱数に変換でき、Ｎは１４４以下、例えば１２８ビットである。

出射ビームのエネルギーは、電子的に記録され、処理装置によって記録される一連の「１」ビット及び「０」ビットに変換される。次に、処理装置７１２、７１４、７１６、７１８は、光検出器の画素によって記録された値からＮビット長さの乱数を生成する。そのビット長Ｎは、光検出器の画素数と同じであってもよく、総画素数の何らかの部分集合であってもよい。いくつかの例では、Ｎは２ｎ（２、４、８、１６、３２、６４、１２８、２５６など）に等しい整数である。次いで、乱数は、処理装置７１２、７１４、７１６、７１８の１つ以上の非一次的なコンピュータ可読メモリに格納される。本明細書の処理装置７１２、７１４、７１６、７１８は、１つ以上のプロセスと、１つ以上のプロセッサによって実行可能な命令を格納する１つ以上のメモリと、を含むことができる。これらの処理装置７１２、７１４、７１６、７１８は、入力装置（キーボード、キーパッドなど）、ディスプレイ、ならびに携帯型装置及び他の処理装置などの周辺機器に接続するための入
力／出力コネクタを含むことができる。処理装置７１２、７１４、７１６、７１８は、有線通信または無線通信を介して通信ネットワークに連結するためのネットワークインタフェースを含むことができる。処理装置７１２、７１４、７１６、７１８は、任意の所望の時間に光検出器にアクセスし、特にランダム化が連続的に変化する際に、ＣＷで動作するビーム源の場合には新たな乱数を得ることができる。光検出器は、処理装置７１２、７１４、７１６、７１８によってアクセスされ得るメモリ内に検出されたランダム化画素値を格納するように、その読み出しをバッファすることができることが理解されよう。本明細書の技術は、さらなる例として、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などの専用論理回路として実装することもできる。コンピュータプログラムの実行に好適なプロセッサは、一例として、汎用マイクロプロセッサ及び専用マイクロプロセッサ、ならびに任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つ以上のプロセッサを含む。一般に、プロセッサは、読み出し専用メモリまたはランダムアクセスメモリ、またはその両方から命令及びデータを受信する。コンピュータは、命令を実行するためのプロセッサと、命令及びデータを格納するための１つ以上のメモリ装置と、を含む。しかしながら、一般に、コンピュータは、データ、例えば磁気、光磁気ディスク、または光ディスクを格納するための１つ以上の大容量記憶装置からデータを受信するか、またはデータを転送するか、またはその両方を行うことを含むか、またはそのために動作可能に結合されてもよい。しかしながら、コンピュータはそのような装置を有する必要はない。さらに、コンピュータを別の装置に埋め込むこともできる。コンピュータプログラム命令及びデータを格納するのに好適なコンピュータ可読媒体には、一例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリ装置、磁気ディスク、例えば内部ハードディスクまたはリムーバブルディスク、光磁気ディスク、およびＣＤ ＲＯＭおよびＤＶＤ－ＲＯＭディスクなどの半導体メモリ装置を含むすべての形態の不揮発性メモリ、媒体およびメモリ装置が含まれる。プロセッサおよびメモリは、専用論理回路によって補完または組み込むことができる。

画素化光検出器を使用してエネルギー出力を捕捉することにより、ランダム分布は、機密情報の暗号化、ノイズのシミュレーション（例えば、様々なシステムのＭｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏシミュレーション）、および乱数生成を必要とする任意の用途に使用されるビットの並列セットを提供することができる。すなわち、各画素はランダムである異なるビットに対応する。したがって、Ｎビットの乱数の各ビットは真にランダムである。

本明細書を通して、複数の事例は、単一の事例として記載された構成要素、動作、または構造を実施し得る。１つ以上の方法の個々の動作が別個の動作として例示および記載されたが、個々の動作のうちの１つ以上が同時に実行されてもよく、例示された順序で動作が実行される必要はない。例示的な構成内で別個の構成要素として提示された構造および機能は、組み合わされた構造または構成要素として実施されてもよい。同様に、単一構成要素として提示された構造および機能は、別個の構成要素として実施されてもよい。これらのおよび他の変形、修正、追加、および改善は、本明細書の主題の範囲内にある。

さらに、特定の実施形態は、ロジックまたは多数のルーチン、サブルーチン、アプリケーション、もしくは命令を含むものとして本明細書に記載される。これらはソフトウェア（例えば、機械可読な媒体上または伝送信号中にて具現化されるコードなど）またはハードウェアのいずれかを構成し得る。ハードウェアでは、上記ルーチンなどは、特定のオペレーションを実行することができる有形の単位であり、特定の方法で構成もしくは配置され得る。例示的な実施形態では、１つ以上のコンピュータシステム（例えば、スタンドアローン、クライアント、もしくはサーバコンピュータシステム）、またはコンピュータシステムの１つ以上のハードウェアモジュール（例えば、プロセッサまたはプロセッサ群）は、ソフトウェア（例えば、アプリケーションまたはアプリケーションの一部）によって、本明細書に記載の特定のオペレーションを実行するように動作するハードウェアモジュ
ールとして構成され得る。

各種の実施形態では、ハードウェアモジュールは、機械的にまたは電子的に実施され得る。例えば、ハードウェアモジュールは、特定のオペレーションを実行するために、恒久的に構成された専用の回路またはロジック（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの特殊用途向けのプロセッサなど）を含み得る。またハードウェアモジュールには、特定のオペレーションを実行するため、ソフトウェアによって一時的に構成されるプログラマブルなロジックまたは回路（例えば、汎用プロセッサまたは他のプログラマブルプロセッサ中で実現されるもの）も含み得る。ハードウェアモジュールを機械的に実施するのか、専用かつ恒久的に構成された回路で実施するのか、または一時的に構成された回路中で（例えばソフトウェアにより構成される）実施するのかどうかについては、コストおよび時間を考慮して決定され得ることが理解されよう。

したがって、「ハードウェアモジュール」という用語は、有形エンティティを包含すると理解されるべきであり、ある特定の方法で動作するように、または本明細書に記載のある特定の動作を実行するように物理的に構築されているか、永久に構成されている（例えば、ハードウェアに組み込まれている）か、または一時的に構成されている（例えば、プログラムされている）エンティティということである。ハードウェアモジュールが一時的に構成されている（例えば、プログラムされている）実施形態を考慮すると、ハードウェアモジュールの各々は、どの時点のインスタンスにおいても構成またはインスタンス化されている必要はない。例えばハードウェアモジュールが、ソフトウェアを使用して構成された汎用プロセッサを含む場合には、当該汎用プロセッサは、異なる時点において各々異なるハードウェアモジュールとして構成され得る。したがって、ソフトウェアは、例えば、ある時点では特定のハードウェアモジュールを構成し、別の時点では別のハードウェアモジュールを構成するようにして、プロセッサを構成してもよい。

ハードウェアモジュールは、他のハードウェアモジュールと情報のやりとりをすることができる。したがって、記載されたハードウェアモジュールは、通信可能に連結されているとみなされ得る。複数のそのようなハードウェアモジュールが同時に存在する場合、通信は、ハードウェアモジュールを接続する信号伝送を通して（例えば、適切な回路およびバスを介して）達成され得る。複数のハードウェアモジュールが異なる時間に構成またはインスタンス化される実施形態では、そのようなハードウェアモジュール間の通信は、例えば、複数のハードウェアモジュールがアクセスするメモリ構造内の情報の記憶および検索を通して達成され得る。例えば、あるハードウェアモジュールは、オペレーションを実行し、そのオペレーションの出力を当該ハードウェアモジュールが通信可能に結合しているメモリデバイスに格納し得る。次いで、更なるハードウェアモジュールが後に上記メモリデバイスにアクセスして、格納された出力を検索し、処理し得る。またハードウェアモジュールは、入力または出力デバイスとの通信を開始して、リソース（例えば、情報の収集）に対してオペレーションすることができる。

本明細書に記載の例示的方法の様々なオペレーションは、少なくとも部分的には、関連するオペレーションを実行するように一時的に（例えば、ソフトウェアにより）構成されたか、または恒久的に構成された１つ以上のプロセッサによって実行され得る。一時的に構成されたか、または恒久的に構成されたかにかかわらず、かかるプロセッサは、１つ以上のオペレーションまたは機能を実行するように動作するプロセッサ実施モジュールを構成し得る。本明細書において言及されるモジュールは、いくつかの例示的実施形態においては、プロセッサ実施モジュールを含み得る。

同様に、本明細書に記載の方法またはルーチンは、少なくとも部分的にはプロセッサ実
施型であり得る。例えば、ある方法のオペレーションのうちの少なくとも一部は、１つ以上のプロセッサまたはプロセッサ実施ハードウェアモジュールにより実行され得る。オペレーションの一定の性能は、単一のマシン内に存在するのみならず、いくつかのマシンにわたって配備された１つ以上のプロセッサの間でも分散され得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のプロセッサは、（例えば、家庭環境内の、職場環境内の、またはサーバファームとして）単一の場所に存在し得るが、他の実施形態では、プロセッサは多数の場所にわたって分散され得る。

オペレーションの一定の性能は、単一のマシン内に存在するのみならず、いくつかのマシンにわたって配備された１つ以上のプロセッサの間でも分散され得る。いくつかの例示的実施形態では、１つ以上のプロセッサまたはプロセッサ実施モジュールは、（例えば、家庭環境内の、職場環境内の、またはサーバファームとして）単一の場所に存在し得る。他の例示的実施形態では、１つ以上のプロセッサまたはプロセッサ実施モジュールは、多数の場所にわたって分散され得る。

特に指示しない限り、「ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」（処理する）、「ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ」（処理／演算する）、「ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ」（演算する）、「ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ」（判定する）、「ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ」（提示する）、「ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ」（表示する）など言葉を使用している本明細書における説明は、１つ以上のメモリ（例えば、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、もしくはこれらの組み合わせ）、レジスタ、または情報を受信、格納、送信、もしくは表示する他の機械部品内の物理的（例えば、電子的、磁気的、もしくは光学的）な量として表現されるデータを操作もしくは変換する機械（例えば、コンピュータ）の動作または処理を意味し得る。

本明細書に使用される際、「一実施形態」または「実施形態」に対する任意の参照は、実施形態と併せて説明された特定の要素、特徴、構造または特性が、少なくとも１つの実施形態に含められることを意味する。本明細書の様々な場所の「一実施形態において」という語句の出現は、必ずしも全てが同一の実施形態を参照しているとは限らない。

いくつかの実施形態は、「連結された」および「接続された」という表現をそれらの派生語と共に使用して説明され得る。例えば、いくつかの実施形態は、２つ以上の要素が物理的または電気的に直接接触していることを示すために「連結された」という用語を使用して説明され得る。しかしながら、「連結された」という用語は、２つ以上の要素が互いに直接接触していないが、それでも互いに協働または相互作用することも意味し得る。上記実施形態は、この文脈には限定されない。

本明細書に使用される際、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ、ｈａｖｉｎｇ）」という用語、またはそれらの任意の他の変形は、非排他的な包含を網羅することを意図する。例えば、要素のリストを含むプロセス、方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの要素のみに限定されるものではなく、明示的に列挙されていないか、またはかかるプロセス、方法、物品もしくは装置に固有の他の要素を含み得る。さらに、正反対に明示的に述べられない限り、「または」は、排他的なまたはではなく、包括的なまたはであることを意味する。例えば、条件ＡまたはＢは、Ａが真（または存在）かつＢが偽（または存在しない）、Ａが偽（または存在しない）かつＢが真（または存在する）、ならびにＡおよびＢの両方が真である（または存在する）のうちのいずれか１つによって満たされる。

加えて、「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書の実施形態の要素および構成要素を説明するために用いられる。これは単に便宜上、かつ説明の一般的な意味を与えるために
行わる。本記載は、１つまたは少なくとも１つを含むように読み取られるべきであり、また単数は、そうでないことが意味されていることが明白でない限り、複数を含む。

この詳細な説明は、単に一例として解釈されるべきであり、全ての可能な実施形態を説明することは、不可能ではない場合でも非現実的であるので、全ての可能な実施形態を説明するものではない。現在の技術または本出願の出願日の後に開発される技術のいずれかを使用して、多くの代替の実施形態を実装し得る。

Claims (21)

1. 光学システムであって、
   収集端、遷移領域、および出力端を有する光ファイバコアアレイであって、前記光ファイバコアアレイが、コア、クラッド、およびファイバジャケットを各々有する複数の光ファイバで形成され、前記光ファイバコアアレイが、前記収集端で照明ビームを受け取り、前記照明ビームを前記複数の光ファイバ内を伝播する、複数の伝播ビームに変換し、前記出力端で出力するように構成されており、
   前記光ファイバコアアレイの前記収集端が、（ｉ）各々が裸であり、入射照明ビームを受け取るための収集面を有する固定された収集アレイに編成された前記複数の光ファイバの前記コアと、（ｉｉ）前記裸のコアの前記固定された収集アレイの外側表面を囲みかつ前記収集端の長さにわたって延在するコーティングと、からなり、前記光ファイバコアアレイの前記収集端は、光のランダム化を誘発または強化するために、裸のコア間の光のクロストークを可能にするように設計されている、
   前記遷移領域が、前記収集端から延在し、それぞれのクラッドによって各々囲まれた前記複数の光ファイバの前記コアを備え、
   前記出力端が、前記遷移領域から延在し、前記それぞれのクラッドと、前記照明ビームを複数の平行な出力ビームとして伝送するためのそれぞれのファイバジャケットと、によって各々囲まれた前記複数の光ファイバの前記コアを備える、光ファイバコアアレイと、
   前記複数の平行な出力ビームを受け取るように配置された複数の光検出器と、を備える、光学システム。
2. 前記コーティングの厚さが、２００～６００ミクロンである、請求項１に記載の光学システム。
3. 前記コーティングが、接着剤である、請求項２に記載の光学システム。
4. 前記コアを結合して、固定された収集アレイを形成するマイクロ層接着剤をさらに備える、請求項１に記載の光学システム。
5. 前記複数の光検出器の各々が、画素のアレイを備える、請求項１に記載の光学システム。
6. 前記固定された収集アレイが、線形アレイである、請求項１に記載の光学システム。
7. 前記固定された収集アレイが、二次元アレイである、請求項１に記載の光学システム。
8. 前記コーティングが、長さに沿って一定の屈折率を有する、請求項１に記載のファイバコアアレイ光学システム。
9. 前記コーティングが、長さに沿って変化する屈折率を有する、請求項１に記載の光学システム。
10. 前記複数の光検出器のうちの１つ以上に各々連結された複数の処理装置であって、各処理装置が、１つ以上のプロセッサと、実行されたときに、前記１つ以上のプロセッサに、
    前記複数の平行な出力ビームのうちの１つ以上を検出させ、かつ
    前記複数の平行な出力ビームのうちの前記検出された１つ以上に基づいて電気信号を生成させる、命令を格納する、１つ以上のメモリと、を備える、複数の処理装置をさらに備える、請求項１に記載の光学システム。
11. 生成された各電気信号が、ランダム信号である、請求項１０に記載の光学システム。
12. 生成された各電気信号が、光学的非対称信号である、請求項１０に記載の光学システム。
13. 前記光学的非対称信号が、空間的非対称信号である、請求項１２に記載の光学システム。
14. 前記１つ以上のメモリが、実行されたときに、前記１つ以上のプロセッサに、制御信号に応答して、前記複数の平行な出力ビームのうちの１つ以上を検出させる命令を格納する、請求項１０に記載の光学システム。
15. 前記光ファイバコアアレイが、少なくとも１０本の光ファイバを備える、請求項１に記載の光学システム。
16. 前記光ファイバコアアレイが、少なくとも１００本の光ファイバを備える、請求項１に記載の光学システム。
17. 方法であって、
    コア、クラッド、およびファイバジャケットを有する複数の光ファイバで各々形成された光ファイバコアアレイの収集端で照明ビームを受け取ることであって、
    前記光ファイバコアアレイの前記収集端が、（ｉ）各々が裸であり、入射照明ビームを受け取るための収集面を有する固定された収集アレイに編成された前記複数の光ファイバの前記コアと、（ｉｉ）前記裸のコアの前記固定された収集アレイの外側表面を囲み、かつ前記収集端の長さにわたって延在するコーティングと、からなり、前記光ファイバコアアレイの前記収集端は、光のランダム化を誘発または強化するために、裸のコア間の光のクロストークを可能にするように設計されている、受け取ることと、
    前記照明ビームを、前記複数の光ファイバ内を伝播する複数の伝播ビームに変換することと、
    前記照明ビームを、前記光ファイバコアアレイの遷移領域に伝播させることであって、前記遷移領域が、前記収集端から延在し、それぞれのクラッドによって各々囲まれた前記複数の光ファイバの前記コアを備える、伝播させることと、
    前記照明ビームを、前記光ファイバコアアレイの出力端へと伝播させることであって、前記出力端が、前記遷移領域から延在し、前記それぞれのクラッドと、前記照明ビームを複数の平行な出力ビームとして伝送するためのそれぞれのファイバジャケットと、によって各々囲まれた前記複数の光ファイバの前記コアを備える、伝番させることと、
    前記複数の平行な出力ビームの各々を、前記照明ビームを受け取るように配置された複数の光検出器からそれぞれの光検出器に伝送することと、を含む、方法。
18. 前記複数の光検出器のうちの１つ以上に各々連結された複数の処理装置によって、前記複数の平行な出力ビームのうちの１つ以上を検出することと、
    前記複数の処理装置の各々によって、前記複数の平行の出力ビームのうちの前記検出された１つ以上に基づいて電気信号を生成することと、をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 生成された各電気信号が、ランダム信号である、請求項１８に記載の方法。
20. 生成された各電気信号が、光学的非対称信号である、請求項１８に記載の方法。
21. 複数の前記生成された電気信号を互いに比較して、前記光学的非対称信号を生成することであって、前記光学的非対称信号が、前記収集端で受け取った前記照明ビームの位置情報の指標である、生成することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。

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