[發明專利]光學系統

有效

• 申請號: 201680055877.8
• 申請日: 2016-09-19
• 公開（公告）號: CN108353216B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 楊海寧;初大平;布萊恩·羅伯遜
• 申請（專利權）人: ROADMap系統有限公司
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00;H04J14/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 文潔

1.一種波分復用(WDM)可重構光開關，所述開關包括：

至少一個光輸入端口，所述至少一個光輸入端口用于接收包括多個波長信道的WDM輸入光信號；

多個光輸出端口；

位于所述至少一個光輸入端口與所述多個光輸出端口之間的光路上的可重構全息陣列；以及

在至少一個光輸入端口和所述可重構全息陣列之間的光路上的至少一個衍射元件，所述至少一個衍射元件用于將所述WDM輸入光信號解復用為多個解復用的輸入光束信道，并且用于使所述解復用的輸入光束信道在所述可重構全息陣列上沿著第一軸空間色散；

其中所述可重構全息陣列包括可重構子全息圖陣列，所述陣列沿著所述第一軸延伸，其中子全息圖被配置為將解復用的輸入光束信道導引至所述光輸出中相應選定的一個光輸出；并且

其中所述開關還包括一個或多個光束成形光學元件，所述一個或多個光束成形光學元件用于將所述解復用的輸入光束信道的橫向光束分布修改為修改后的光束分布，其中所述修改后的光束分布包括具有選自以下構成的組中的一個或多個特征的光束分布：平頂光束分布、側向陡峭的光束分布以及更適合矩形包絡的光束分布；

其中所述一個或多個光束成形光學元件被配置為修改所述解復用的輸入光束信道的所述橫向光束分布，使得解復用的輸入光束信道的橫向空間尺度與所述可重構全息陣列上的所述子全息圖的對應橫向空間尺度基本匹配。

2.根據權利要求1所述的WDM可重構光開關，其中所述一個或多個光束成形光學元件包括一個或多個折射/衍射光學元件，以修改所述解復用的輸入光束信道的所述橫向光束分布而基本不損失光束能量。

3.根據權利要求1所述的WDM可重構光開關，其中所述一個或多個光束成形光學元件被配置為使所述解復用的輸入光束信道的所述橫向光束分布平頂化。

4.根據權利要求1所述的WDM可重構光開關，其中所述至少一個衍射元件具有橫向相位分布，所述橫向相位分布被配置為提供所述光束整形光學元件，使得所述至少一個衍射元件的所述橫向相位分布修改所述解復用的輸入光束信道的橫向光束分布以使所述光束分布平頂化。

5.根據權利要求1所述的WDM可重構光開關，其中，所述一個或多個光束成形光學元件包括基本上位于所述至少一個衍射元件的位置附近的光學表面，以將相位分布添加到所述至少一個衍射元件以使所述光束分布平頂化。

6.根據權利要求1所述的WDM可重構光開關，還包括在所述至少一個衍射元件與所述至少一個光輸入端口和所述光輸出端口中的一者或兩者之間的中繼光器件；其中所述中繼光器件將所述可重構全息陣列成像在中間像平面處，所述開關還包括在所述中間像平面與所述至少一個光輸入端口和所述光輸出端口中的一者或兩者之間的微透鏡陣列，以增加每個所述端口的有效輸入/輸出模場半徑。

7.根據權利要求6所述的WDM可重構光開關，其中所述一個或多個光束成形光學元件包括所述微透鏡陣列中的透鏡。

8.根據權利要求1所述的WDM可重構光開關，其中所述一個或多個光束成形光學元件包括鄰近所述至少一個光輸入端口和所述光輸出端口中的每一個的折射/衍射光學元件陣列。

9.根據權利要求1所述的WDM可重構光開關，其中所述可重構全息陣列被配置為補償來自所述一個或多個光束成形光學元件的光學像差。

10.根據權利要求1至9中任一項所述的WDM可重構光開關，還包括一個或多個光束成形光學元件，以將所述導引的解復用的光束信道的所述平頂光束分布恢復為基本上是所述解復用的輸入光束信道的原始光束分布。

11.根據權利要求10所述的WDM可重構光開關，被配置為使得同一個所述一個或多個光束成形光學元件既修改也恢復所述光束分布。