[發明專利]可編程注入器柵格板

有效

• 申請號: 202011434526.2
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112415738B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 托馬斯·L·哈斯利特;羅伯特·M·克勞澤;吉爾·貝格爾;凱文·亞蘇穆拉
• 申請（專利權）人: 谷歌有限責任公司
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08;G02F1/133;G02F1/01;G02B27/28
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 周亞榮;鄧聰惠

本公開涉及可編程注入器柵格板。一種可編程光束阻擋器，包括：基于液晶的像素柵格；一組或多組像素；或者對應于單獨光束的多個像素。施加通過一個像素的電壓可以改變液晶材料的相位，以防止光通過其透射。

相關申請的交叉引用

本申請要求2020年2月24日提交的美國臨時專利申請第62/980,605號的提交日期的權益，其公開內容通過引用合并于此。

技術領域

本公開涉及可編程注入器柵格板。

背景技術

光通信使用經調制光束以通過光纖、自由空間或波導來傳達信息。

光學通路開關(Optical?Circuit?Switch：OCS)是全光3D交換矩陣，它可通過改變一個或多個微機電系統(MEMS)反射鏡陣列中的反射鏡的角度，來將光從任何輸入光纖N引導到任何輸出光纖M。該交換機被設計成用于寬波長范圍內的低插入損耗，因此每個光纖可承載許多波長。該OCS還被設計成用于通過MEMS反射鏡陣列進行快速、可靠的交換。光學性能要求包括插入損耗、回波損耗、動態光學串擾和靜態光學串擾。

發明內容

本公開通過使用相變材料(諸如液晶材料)來提供一種可編程且動態的阻擋機構，以動態地防止識別的光束透射到MEMS反射鏡陣列上。盡管存在其它方法來防止光束的透射，例如駐停或著墨(parking?or?inking)，但是這些方法有其局限性。例如，盡管可能在伺服系統中將反射鏡“駐停”在相機傳感器視場之外，但是該過程需要高電壓，這可能會損壞或過早地使儀器老化，以稍后移動駐停的反射鏡。此外，在板上進行著墨或在板上使用環氧樹脂以防止光束透射通過著墨或帶環氧樹脂的部分是靜態過程，這種靜態過程可以在設置OCS期間執行，但是不能在使用OCS時執行以阻擋其它光束。可編程光束阻擋器可以由單個像素的柵格組成，其中，每個像素都可以通過電路選擇性地激活或去激活。當單個像素上的電路完成時，電壓施加到像素中的液晶材料。響應于該電壓，像素中的液晶材料改變相位狀態，因而從其中光子可以穿過液晶材料的透射狀態轉變為其中阻擋擊中像素的光束透射的非透射狀態。在其它示例中，可編程光束阻擋器可以被配置成包括處于透射狀態和非透射狀態之間的中間狀態的附加“部分”狀態或“灰度”狀態。可以對未受阻擋的光束進行灰度縮放，以形成特定光束的光束輪廓。在一些示例中，可以使用多個液晶像素來對光束整形(toshape?a?beam?of?light)。在其它示例中，可以為透射的光束生成高斯光束輪廓。高斯光束輪廓或其它光束輪廓可以是在二維平面中的能量或強度分布。在一些示例中，光束輪廓可以是任何任意的二維概率分布或具有變化強度水平或變化能量水平的任何任意形狀。因而，當OCS通過適當的電路活躍時，可以選擇性地允許單個光束穿過光束阻擋器或被光束阻擋器阻擋。

本公開的一方面提供了一種可編程光束注入器(injector)，包括：光源，諸如激光器，該光源適于產生光束；偏振分束器，該偏振分束器被配置成接收來自光源的光束；以及光束阻擋器，該光束阻擋器接收偏振光束。光束阻擋器可以包括多個像素調制器，其中，每個像素調制器都包括多個液晶單元，其中，每個像素調制器都可以在off(關)狀態和on(開)狀態之間獨立操作，在該off狀態下光穿過偏振分束器，在該on狀態下光被阻擋。