[发明专利]奇点光束收发系统

说明书

本发明涉及一种奇点光束收发系统，包括：发射模块和接收模块，发射模块包括：分束器、发射端相位控制单元、环状发射器、第一光波导阵列、第二光波导阵列；接收模块包括：环状接收器、接收端光相位控制单元、合束器、光电探测器、第三光波导阵列。本发明通过将奇点光束的发射模块和接收模块集成到同一系统上简化了整个收发过程，不仅解决了现有技术中元件尺寸过大的问题，还能够实现发射模块产生阶次可调谐的奇点光束。

技术领域

本发明涉及半导体芯片技术领域，具体涉及一种奇点光束收发系统。

背景技术

奇点光学被认为是现代光学的一个新分支,研究的对象是具有奇异性的光场。该类光场在传输过程能维持光学奇点的存在,而光学奇点的存在会导致奇点零光强。光学奇点是指光场中物理参数无法被定义的点,因此该点的光强或者振幅必须要等于零,才能使其具有物理存在性。奇点光学包括携带有相位奇点(Phase Singularity)的相位涡旋光束，通常称为涡旋光束；携带有偏振奇点(Polarization Singularity)的偏振涡旋光束，通常称为矢量光束；以及同时携带二者的矢量涡旋光束。其中涡旋光束和矢量涡旋光束携带有光子轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)，也被称为OAM光束，由于其独特的特性，OAM光束在光学微操控，光学捕获，超分辨率成像，大容量光通信等领域有着广泛的应用；矢量光束(Vector Beams,VB)在激光加工，单分子光谱，电子和粒子加速等方面也有着重要的应用。

传统的生成奇点光束的方式有，叉形光栅法，螺旋相位片法(Spiral PhasePlate,SPP)，组合透镜法，q波片法，液晶空间光调制器法(Spatial light modulators,SLM)等方法。它们存在着尺寸大，难集成，测试系统复杂等不足，严重限制了奇点光束在小尺寸领域的应用。此外，现存的奇点光束的发射和接收系统是分离的，因此在发射出奇点光束后，需要搭建复杂的测试系统才能确定该光束的特性，这进一步增加了探索奇点光束特性的难度。所以如何将发射系统与接收系统集成在一起，是研究奇点光束的重要方向。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，本发明提供一种奇点光束收发系统。

奇点光束收发系统，包括：发射模块和接收模块；所述发射模块包括：分束器、用于调制相位的发射端相位控制单元、环状发射器、第一光波导阵列、第二光波导阵列；所述接收模块包括：环状接收器、用于解调相位的接收端相位控制单元、第三光波导阵列。

激光经所述分束器分束后进入所述第一光波导阵列，所述第一光波导阵列与所述发射端相位控制单元相连接，所述光束经相位调制后经所述第二光波导阵列传送进入所述环状发射器产生奇点光束，并将所述奇点光束传送至所述接收模块。

所述环状接收器接收到所述奇点光束后，将所述奇点光束传送至所述接收端相位控制单元，进行相位解调后经所述第三光波导阵列输出。

进一步地，所述发射端相位控制单元为发射端相位控制器时，所述第一光波导阵列与所述发射端相位控制器相连接。

所述发射端相位控制单元为发射端延时器时，所述第一光波导阵列与所述发射端延时器相连接。

所述发射端相位控制单元为所述发射端相位控制器和所述发射端延时器时，所述第一光波导阵列依次与所述发射端相位控制器、所述发射端延时器相连接。

所述接收端相位控制单元为接收端延时器时，所述环状接收器与所述接收端延时器相连接。

所述接收端相位控制单元为接收端光相位控制器时，所述环状接收器与所述接收端光相位控制器相连接。

所述接收端相位控制单元为所述接收端延时器和接收端光相位控制器时，所述环状接收器依次与所述接收端延时器、所述接收端光相位控制器相连接。

进一步地，所述发射端相位控制器、所述接收端光相位控制器为热光效应的相位调制器或载流子色散效应的相位调制器。