[发明专利]采用数字微镜器件(DMD)并具有降低的波长相关损失的光学处理设备

说明书

背景技术

传统的，光学处理设备包括用于色散光束的色散元件(例如光栅)和允许每个色散光束中的每个波长被入射到多个输出路径中的任意一个的可致动光学元件。

可致动光学元件的一个示例为DMD(数字微镜器件)，它包括微镜元件的阵列，其中每个都是独立可致动的。DMD通过调节反射镜元件的位置可选择性地将反射波长组分中的光路径切换到多个输出路径中的任一个以控制被反射的波长组分的方向。这样的光学处理设备可用于以多种不同的方式处理光束中的波长以用于多种不同的目的，包括开关，波长衰减和波长阻断。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种光学装置，其包括可致动光学元件和补偿光学元件。可致动光学元件用于接收具有多个在空间上分离的波长组分的光束并以波长相关方式衍射多个波长组分。补偿光学元件将光束导引到可致动光学元件。补偿光学元件补偿其中波长组分被可致动光学元件衍射的波长相关方式。

根据本发明的另一个方面，光学处理设备包括至少两个用于接收光束的光学输入/输出端口以及用于接收来自端口之一端口的光束并在空间上将光束分离为多个波长组分的色散元件。该设备还包括用于准直多个波长组分的准直透镜以及可致动光学元件。可致动光学元件用于接收来自准直元件的被准直的波长组分并以波长相关方式衍射多个波长组分。补偿光学元件设置在色散元件和可致动光学元件之间的光路径上，补偿光学元件补偿其中波长组分被可致动光学元件衍射的波长相关方式。

附图说明

图1示出了基于例如DMD的MEM反射镜阵列的波长阻断器的简化示例。

图2示出了光学处理设备的另一个示例。

图3a图3b分别是光学处理设备另一个示例的侧视图和顶视图。

图4示出了光学处理设备中补偿棱镜与DMD之间的关系。

图5示出了当两个光束穿过补偿棱镜以及衍射离开DMD时的衍射。

图6a示出了短波长光束从DMD衍射的图像以及图6b示出了长波长光束从DMD衍射的图像。

图7示出了补偿棱镜的一个示例。

图8示出了可用于图7中补偿棱镜的表面的形状的一个示例。

图9a和9b分别示出了在没有关于从DMD的衍射角的波长相关补偿以及在具有关于衍射角的波长相关补偿的情况下，对于说明的光学处理设备的在C波段部分上的插入损耗。

具体实施方式

很多光学处理设备将入射光束和出射光束沿着相同的光路径进行导引。这样的设备包括光开关，光波阻断器和光学衰减器。图1示出了基于例如DMD的MEM反射镜阵列的波长阻断器的简化示例。在1×1的波长阻断器中，光纤阵列是单根光纤，用作为输入和输出端口。通常还会具有环行器(未示出)或其他装置用于分离入射光束和出射光束。如果光纤阵列包括N根光纤，那么每根光纤用作为输入和输出端口。这样的设备提供了N个1×1波长阻断器，其使用共同的光纤并称为波长阻断器阵列。在这样的设备中，发射光学(1aunch optics)通常都需要光纤阵列以及用于将N个入射光束和N个出射光束的每一个进行分离的一系列环行器等。

图2示出了光学处理设备的另一个示例。在这个特定的示例中，使用耦合镜形成了N个(例如15个)1×1开关。在这个示例中，采用了更简单，更低成本的发射光学装置，其省去了环行器等。发射光学装置260包括结合有小透镜阵列200的光纤阵列250。光纤阵列250通常包括两个固定输入/输出光纤的V沟槽板。图2示出了两个光纤对；一对光纤包括光纤1和2，另外一对包括光纤3和4。

应当注意，虽然出于说明的目的图2中示出的发射光学装置260的示例包括光纤阵列，但是更一般地，发射光学装置260可包括任意类型的波导阵列，例如平面波导阵列。另外，阵列中采用的波导可以全部具有相同的类型，也可以是不同类型的组合(例如光纤和平面波导)。