[發(fā)明專利]用于轉(zhuǎn)向光束的有第一和第二轉(zhuǎn)向部分的混合光束轉(zhuǎn)向器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810859792.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN109407304B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·齊埃姆基維茨;M·H·安德森;S·R·戴維斯;B·路易;T·A·杜恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美國(guó)亞德諾半導(dǎo)體公司
• 主分類號(hào): G02B26/08
• 分類號(hào): G02B26/08;G02F1/29
• 代理公司: 中國(guó)貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 魏小薇

1.一種用于調(diào)節(jié)光束角度的光束轉(zhuǎn)向裝置，該光束轉(zhuǎn)向裝置包括：

第一光束轉(zhuǎn)向部分，將所述光束的角度調(diào)節(jié)離散的角度，包括：

子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件的集合，在面內(nèi)方向上折射并衍射所述光束，所述子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件具有小于所述光束的大小；和

第二光束轉(zhuǎn)向部分，將所述光束的角度調(diào)節(jié)連續(xù)的角度，包括：

全孔徑折射光束轉(zhuǎn)向元件的集合，在面內(nèi)方向上折射所述光束，所述全孔徑折射光束轉(zhuǎn)向元件具有大于所述光束的大小，

其中所述子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件的集合包括子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件的第一集合以在第一面內(nèi)方向折射并衍射所述光束，和子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件的第二集合以在第二面內(nèi)方向折射并衍射所述光束；

其中所述全孔徑折射光束轉(zhuǎn)向元件的集合包括全孔徑折射光束轉(zhuǎn)向元件的第一集合以在所述第一面內(nèi)方向折射所述光束，和全孔徑折射光束轉(zhuǎn)向元件的第二集合以在所述第二面內(nèi)方向折射所述光束；

其中所述子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件的第一和第二集合每個(gè)包括至少一行的等腰三角形，其中每個(gè)單獨(dú)等腰三角形傾斜為使得所述等腰三角形的基部近似平行于所述光束的相應(yīng)部分的行進(jìn)方向，以減少所述光束的相應(yīng)部分的壓縮；并且

其中所述子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件的第一集合包括第一行的子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件，所述第一行的子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件中的子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件的單獨(dú)一個(gè)具有這樣的間距，該間距使得由子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件的單獨(dú)一個(gè)折射的光束的子孔徑部分的角度對(duì)應(yīng)于第一行的子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件的衍射順序的角度，所述第一行的子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件包括n階衍射光柵，并能夠在n個(gè)離散角處在減少的衍射損耗的情況下使所述光束轉(zhuǎn)向，其中n是正整數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束轉(zhuǎn)向裝置，其中所述第一面內(nèi)方向和所述第二面內(nèi)方向相對(duì)于平分線成角度相對(duì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束轉(zhuǎn)向裝置，其中所述子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件的第一集合包括：具有傾斜表面的第一行的子孔徑折射元件，所述傾斜表面被布置為提供衍射光束轉(zhuǎn)向和對(duì)應(yīng)于每個(gè)子孔徑折射元件的光束的尺寸減小；以及具有傾斜表面的第二行的子孔徑折射元件，所述傾斜表面相對(duì)于所述第一行的子孔徑折射元件的傾斜表面布置，以提供進(jìn)一步的光束轉(zhuǎn)向和對(duì)應(yīng)于每個(gè)子孔徑元件的光束的尺寸增加，從而補(bǔ)償由所述第一行的子孔徑折射元件引起的光束尺寸的減小。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光束轉(zhuǎn)向裝置，包括：

波導(dǎo)核心，成形為沿著波導(dǎo)的長(zhǎng)度引導(dǎo)所述光束；和

覆層，包括能夠與所述光束的一部分相互作用的電光材料；

其中所述第一光束轉(zhuǎn)向部分和第二光束轉(zhuǎn)向部分中的至少一個(gè)包括至少一個(gè)電極，該電極成形并設(shè)置為通過調(diào)節(jié)所述電光材料的折射率來調(diào)節(jié)所述光束在面內(nèi)方向中的角度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光束轉(zhuǎn)向裝置，包括消逝波出光耦合器以使所述光束在平面外方向上轉(zhuǎn)向。

6.一種使用平面波導(dǎo)轉(zhuǎn)向光束的方法，該方法包括：

使用第一光束轉(zhuǎn)向部分在第一面內(nèi)方向折射并衍射所述光束，所述第一光束轉(zhuǎn)向部分將所述光束的角度調(diào)節(jié)離散的角度，并包括具有小于所述光束的大小的子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件的第一集合；

使用第二光束轉(zhuǎn)向部分在第一面內(nèi)方向折射所述光束，所述第二光束轉(zhuǎn)向部分將所述光束的角度調(diào)節(jié)連續(xù)的角度，并包括具有大于所述光束的大小的全孔徑折射光束轉(zhuǎn)向元件的第一集合；

使用子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件的第一集合中至少一行的傾斜的等腰三角形衍射所述光束，其中每個(gè)單獨(dú)等腰三角形傾斜為使得所述等腰三角形的基部近似平行于所述光束的相應(yīng)部分的行進(jìn)方向，以減少所述光束的相應(yīng)部分的壓縮；和

以這樣的角度折射對(duì)應(yīng)于單獨(dú)子孔徑折射元件的光束的子孔徑部分，該角度對(duì)應(yīng)于第一行的子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件的第一集合的衍射順序的角度，所述第一行的子孔徑光束轉(zhuǎn)向元件包括n階衍射光柵，并能夠在n個(gè)離散角處在減少的衍射損耗的情況下使所述光束轉(zhuǎn)向，其中n是正整數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括在第二面內(nèi)方向衍射所述光束的子孔徑部分，并且在所述第二面內(nèi)方向折射所述光束，其中所述第一面內(nèi)方向和所述第二面內(nèi)方向相對(duì)于平分線成角度相對(duì)。