專利名稱：用成虛象的相控陣列產(chǎn)生色散的光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生色散的裝置，它可以用于補(bǔ)償光纖傳輸線中累積的色散。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用成虛象的相控陣列產(chǎn)生色散的光學(xué)裝置。
2．相關(guān)技術(shù)說(shuō)明

圖1(A)是表示傳統(tǒng)的通過(guò)光傳輸信息的光纖通信系統(tǒng)示意圖?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖1(A)，發(fā)射機(jī)30通過(guò)光纖34向接收機(jī)36發(fā)送脈沖32。不幸的是，光纖34的色散或者也稱為“波長(zhǎng)色散”會(huì)降低該系統(tǒng)的信號(hào)質(zhì)量。更具體地說(shuō)，由于色散的原因，光纖中信號(hào)的傳播速度與信號(hào)的波長(zhǎng)相關(guān)。例如，當(dāng)波長(zhǎng)較長(zhǎng)(如一脈沖具有代表“紅”色脈沖的波長(zhǎng))的脈沖傳播得比波長(zhǎng)較短脈沖(如一脈沖具有代表“藍(lán)”色脈沖的波長(zhǎng))更快時(shí)，其色散通常稱為正常色散。反之，當(dāng)短波長(zhǎng)脈沖(如藍(lán)色脈沖)比長(zhǎng)波長(zhǎng)脈沖(如紅色脈沖)傳播得快時(shí)，其色散通常稱為“反?！鄙?。
所以，如果從發(fā)射機(jī)30發(fā)射的脈沖32由紅藍(lán)兩色脈沖組成，則脈沖32在光纖34內(nèi)傳播的過(guò)程中將發(fā)生分裂，致使接收機(jī)36在不同的時(shí)刻分別接收到分開(kāi)的紅色脈沖38和藍(lán)色脈沖40。圖1(A)表示了正常色散的情況，其中紅色脈沖比藍(lán)色脈沖傳播得快。
作為另一個(gè)脈沖傳輸?shù)睦?，圖1(B)是表示由發(fā)射機(jī)30發(fā)射的具有從藍(lán)色到紅色連續(xù)波長(zhǎng)成分的脈沖42示意圖。圖1(C)是表示脈沖42到達(dá)接收機(jī)36時(shí)的示意圖。由于紅色分量和藍(lán)色分量以不同的速度傳播，致使脈沖42在光纖34中展寬，并且如圖1(C)所示，發(fā)生色散失真。這種色散在光纖通信系統(tǒng)中非常普遍，因?yàn)槿棵}沖包括在有限波長(zhǎng)范圍內(nèi)。
所以，對(duì)于傳輸容量大的光纖通信系統(tǒng)而言，光纖通信系統(tǒng)的色散必須得到補(bǔ)償。
圖2是表示具有補(bǔ)償色散的相反色散組件的光纖通信系統(tǒng)的示意圖?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖2，一般地講，相反色散組件44將對(duì)于脈沖添加一個(gè)“相反”的色散，以抵銷在光纖34中傳輸所引起的色散。
一些傳統(tǒng)的器件可以用作相反色散組件44，例如，圖3是表示一具有色散補(bǔ)償光纖的光纖通信系統(tǒng)的示意圖，該補(bǔ)償光纖具有特殊的截面折射率分布并由此起著相反色散組件的作用，以補(bǔ)償色散?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖3，色散補(bǔ)償光纖46提供了用于抵銷光纖34所致色散的相反色散。但是，色散補(bǔ)償光纖制造成本高，而且為了充分補(bǔ)償色散它必須達(dá)到一定的長(zhǎng)度。比如，若光纖34有100公里長(zhǎng)，則色散補(bǔ)償光纖46應(yīng)當(dāng)約為20至30公里長(zhǎng)。
圖4是表示用作相反色散組件以補(bǔ)償色散的線性調(diào)頻光柵的示意圖。現(xiàn)在參見(jiàn)圖4，通過(guò)光纖傳播并發(fā)生了色散的光到達(dá)光環(huán)形器50的輸入端48。環(huán)形器50將該光提供給線性調(diào)頻光柵52。線性調(diào)頻光柵52將光反射回環(huán)形器50，而且不同的波長(zhǎng)成分在線性調(diào)頻光柵52上的不同距離處反射，致使不同波長(zhǎng)的成分傳播了不同的距離，以補(bǔ)償色散。比如，線性調(diào)頻光柵52可以設(shè)計(jì)成長(zhǎng)波成分在線性調(diào)頻光柵52上的遠(yuǎn)處反射，從而使其比短波成分傳播更長(zhǎng)的距離。然后，環(huán)形器50將來(lái)自線性調(diào)頻光柵52的反射光提供給輸出端54。因而，線性調(diào)頻光柵52可以將一相反的色散加到脈沖上。
遺憾的是，線性調(diào)頻光柵對(duì)于反射脈沖具有很窄的帶寬，所以它不能提供足以補(bǔ)償多波長(zhǎng)光(如波分復(fù)用光)的波長(zhǎng)帶。多個(gè)線性調(diào)頻光柵可以級(jí)聯(lián)起來(lái)用于波長(zhǎng)多路復(fù)用信號(hào)，但是這會(huì)使系統(tǒng)很昂貴。如圖4所示，帶有環(huán)形器的線性調(diào)頻光柵更適于用在光纖通信系統(tǒng)中為單通道傳輸?shù)膱?chǎng)合。
圖5是表示可用于產(chǎn)生色散的傳統(tǒng)衍射光柵的示意圖?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖5，衍射光柵56有一光柵表面58。包含不同波長(zhǎng)的平行光60入射到光柵表面58上。該入射光受到光柵表面58各個(gè)臺(tái)階的反射且彼此發(fā)生干涉。由此，不同波長(zhǎng)的光62,64和66以不同角度從衍射光柵56輸出。如下文將詳細(xì)討論的那樣，衍射光柵可以按空間光柵對(duì)的方式使用，以補(bǔ)償色散。
更具體地說(shuō)，圖6(A)是表示用于補(bǔ)償色散的相反色散組件的空間光柵對(duì)結(jié)構(gòu)的示意圖。現(xiàn)在參見(jiàn)圖6(A)，光67受到第一衍射光柵68的衍射而變成短波長(zhǎng)光69和長(zhǎng)波長(zhǎng)光70。光69和70然后由第二衍射光柵71衍射成同方向傳播的光。如從圖6(A)中看出的那樣，不同波長(zhǎng)的波長(zhǎng)成分傳播了不同的距離，以加入一相反的色散，從而使色散得到補(bǔ)償。由于長(zhǎng)波(諸如光70)比短波(如光69)傳播了更長(zhǎng)的距離，所以圖6(A)所示的空間光柵對(duì)結(jié)構(gòu)具有反常色散。
圖6(B)是表示另一個(gè)用于補(bǔ)償色散的相反色散組件的空間光柵對(duì)結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖6(B)所示，透鏡72和74被放置在第一和第二衍射光柵68和71之間，并且它們共用一個(gè)焦點(diǎn)。由于長(zhǎng)波(如光70)比短波(如光69)傳輸距離短，所以圖6(B)所示的空間光柵對(duì)結(jié)構(gòu)具有正常色散。
圖6(A)和6(B)所示的空間光柵對(duì)結(jié)構(gòu)通常用于控制激光諧振腔中的色散。但是，實(shí)際的空間光柵對(duì)結(jié)構(gòu)不能提供足夠大的色散來(lái)補(bǔ)償光纖通信系統(tǒng)中產(chǎn)生的較大色散。更具體地說(shuō)，衍射光柵產(chǎn)生的角色散通常極小，一般大約是0.05°/nm。所以，為了補(bǔ)償光纖通信系統(tǒng)中出現(xiàn)的色散，第一和第二光柵68和71還必須分離開(kāi)非常大的距離，從而使這種空間光柵對(duì)結(jié)構(gòu)無(wú)實(shí)用性。
發(fā)明概述所以，本發(fā)明的目的是提供一種產(chǎn)生色散的裝置，而且該裝置對(duì)于補(bǔ)償光纖中積累的色散是實(shí)用的。
本發(fā)明的目的通過(guò)提供一種包含本文稱之為“成虛象的相控陣列”或“VIPA”器件的裝置而實(shí)現(xiàn)。該VIPA產(chǎn)生一從VIPA傳播出去的光。該裝置還包括一使光返回到VIPA以在VIPA內(nèi)經(jīng)受多次反射的光返回器件。
本發(fā)明的目的還可以通過(guò)提供一種包含VIPA的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，其接收連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有一波長(zhǎng)的輸入光并產(chǎn)生連續(xù)的相應(yīng)輸出光。該輸出光可以與連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)任何其它波長(zhǎng)的輸入光所形成的輸出光在空間上相區(qū)分(例如，沿不同的方向傳播)。如果輸出光可按其傳播角度相區(qū)分，那么該裝置就有一角色散。
而且，本發(fā)明的目的通過(guò)提供一VIPA和一光返回器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中VIPA包括一通道區(qū)和一透明材料。該通道區(qū)可以使光接收到VIPA中，并從其中輸出。該透明材料具有第一和第二表面，而且第二表面具有的反射率可使入射其上的一部分光透過(guò)。入射光通過(guò)通道區(qū)接收在VIPA中并在透明材料的第一和第二表面之間多次反射，從而產(chǎn)生多束透過(guò)第二表面的光。該多束透過(guò)光相互干涉而產(chǎn)生輸出光。輸入光為連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的某種波長(zhǎng)，且其輸出光與該連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)任何其它波長(zhǎng)的輸入光所形成的輸出光在空間上是可區(qū)分的。光返回器件使輸出光按照嚴(yán)格的相反方向返回到第二表面上，并透射到VIPA內(nèi)，從而使輸出光在VIPA內(nèi)經(jīng)受多次反射，然后從VIPA的通道區(qū)輸出到輸入光路中。
此外，本發(fā)明的目的通過(guò)提供一種包含VIPA的裝置而實(shí)現(xiàn)，該VIPA對(duì)同一波長(zhǎng)的輸入光產(chǎn)生多個(gè)輸出光，并且具有不同的干涉級(jí)。該裝置還包括一光返回器件，它使一個(gè)干涉級(jí)的輸出光返回到VIPA中，而不返回其它輸出光。按此方式，只有對(duì)應(yīng)于單一干涉級(jí)的光被返回到VIPA中。
本發(fā)明的目的，進(jìn)一步通過(guò)提供一種包含一VIPA、一光返回器件及一透鏡的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。該VIPA接收一輸入光，并產(chǎn)生一離開(kāi)VIPA傳播出去的相應(yīng)輸出光。該光返回器件接收來(lái)自VIPA的輸出光，然后將此輸出光返回VIPA。該透鏡被定位以使(a)輸出光從VIPA傳輸給光返回器件，是通過(guò)光將其從VIPA傳輸給透鏡，然后由該透鏡將其聚焦在光返回器件上；(b)輸出光從光返回器件返回到VIPA，是通過(guò)先將其從光返回器件傳輸給透鏡，然后由該透鏡將其射向VIPA，而且(c)從VIPA傳輸給透鏡的輸出光，與沿相反方向從透鏡傳輸給VIPA的返回來(lái)的輸出光相平行。并且，從VIPA傳輸給透鏡的輸出光，并不與從透鏡傳輸給VIPA的返回來(lái)的輸出光相重疊。
此外，本發(fā)明的目的通過(guò)提供一種包含一VIPA、一反射鏡及一透鏡的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。該VIPA接收一輸入光，并產(chǎn)生一離開(kāi)VIPA傳播出去的相應(yīng)輸出光。該透鏡將此輸出光聚焦到反射鏡上，以使該反射鏡反射此輸出光，而且被反射的光由透鏡返回射到VIPA上。該反射鏡被成型為使本裝置提供一固定的色散。
附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明的這些和其它目的與優(yōu)點(diǎn)，將通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的下述說(shuō)明而更為清楚明了，其中圖1(A)(已有技術(shù))是表示傳統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)的示意圖。
圖1(B)是表示脈沖未經(jīng)傳統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)中光纖進(jìn)行傳播之前的示意圖。
圖1(C)是表示脈沖經(jīng)傳統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)中光纖傳播之后的示意圖。
圖2(已有技術(shù))是表示具有補(bǔ)償色散的相反色散組件的光纖通信系統(tǒng)的示意圖。
圖3(已有技術(shù))是表示具有起相反色散組件作用的色散補(bǔ)償光纖的光纖通信系統(tǒng)的示意圖。
圖4(已有技術(shù))是表示用作相反色散組件以補(bǔ)償色散的線性調(diào)頻光柵的示意圖。
圖5(已有技術(shù))是表示可用于產(chǎn)生色散的傳統(tǒng)衍射光柵的示意圖。
圖6(A)(已有技術(shù))是表示用于產(chǎn)生反常色散的空間光柵對(duì)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6(B)(已有技術(shù))是表示用于產(chǎn)生正常色散的空間光柵對(duì)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的VIPA的示意圖。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖7中VIPA的細(xì)部示意圖。
圖9是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖7所示VIPA沿Ⅸ-Ⅸ線剖開(kāi)的示意圖。
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例由VIPA產(chǎn)生的反射光之間的干涉的示意圖。
圖11是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于確定輸入光傾角的圖7所示VIPA沿Ⅸ-Ⅸ線剖開(kāi)的示意圖。
圖12(A)，圖12(B)，圖12(C)和圖12(D)是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的VIPA制作方法的示意圖。
圖13是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，將VIPA作為產(chǎn)生色散的角度色散組件使用的裝置的示意圖。
圖14是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖13中裝置工作原理的詳細(xì)示意圖。
圖15是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的VIPA的各級(jí)干涉光的示意圖。
圖16是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的波分復(fù)用光的幾個(gè)通道色散情況的示意圖。
圖17是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的被VIPA聚焦在反射鏡上不同點(diǎn)的波分復(fù)用光的不同通道的示意圖。
圖18是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，利用VIPA為光提供可變色散的裝置的側(cè)視圖。
圖19是表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，利用VIPA為光提供可變色散的裝置的側(cè)視圖。
圖20(A)和圖20(B)是表示根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，利用VIPA為光提供色散的裝置的側(cè)視圖。
圖21是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的來(lái)自VIPA的光通量的輸出角與其波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖；圖22是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的VIPA的角色散與其光通量波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖；圖23是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用VIPA的裝置中不同類型反射鏡的效果曲線圖；圖24是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用VIPA的裝置中，對(duì)于該裝置中使用不同類型的反射鏡時(shí)其色散與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖；圖25是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用VIPA的裝置中反射鏡效果的曲線圖；圖26是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用VIPA的裝置中固定色散的曲線圖；圖27是表示作為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用VIPA的裝置，其不同類型反射鏡的特征曲線圖；圖28(A),28(B),28(C),28(D),28(E)和28(F)為表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用VIPA的裝置中一些反射鏡的實(shí)例圖；圖29是表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用VIPA以對(duì)光提供可變色散的裝置的側(cè)視圖；圖30是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖13中裝置與環(huán)形器組合的頂視圖；圖31是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的使用VIPA的裝置的頂視圖；圖32是表示根據(jù)本發(fā)明附加實(shí)施例的使用VIPA的裝置的頂視圖；圖33是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的使用VIPA的裝置用的簡(jiǎn)單準(zhǔn)直透鏡圖；圖34是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于控制VIPA溫度的控制器原理圖。
優(yōu)選實(shí)施例的描述在詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例、附圖所示實(shí)例的過(guò)程中，將使用標(biāo)記，其中相同的附圖標(biāo)記始終代表相同的元件。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的成虛象的相控陣列(VIPA)的示意圖。而且在下文中，術(shù)語(yǔ)“成虛象的相控陣列”和“VIPA”可以互相替換使用。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖7,VIPA 76適宜由薄玻璃板制成。用透鏡80，諸如半圓柱形透鏡將輸入光77聚焦成一條直線78，以使輸入光77進(jìn)入VIPA76中。在下文中，將直線78稱為“焦線78”。輸入光77從焦線78徑向傳播到VIPA 76內(nèi)。然后，VIPA 76輸出被準(zhǔn)直的光通量(Luminousflux)82，其中光通量82的輸出角隨著輸入光波長(zhǎng)的不同而改變。例如，當(dāng)輸入光77的波長(zhǎng)為λ1時(shí)，VIPA 76將沿特定方向輸出波長(zhǎng)為λ1的光通量82a。當(dāng)輸入光77的波長(zhǎng)為λ2時(shí)，VIPA 76將沿著不同的方向輸出波長(zhǎng)為λ2的光通量82b。而且，VIPA 76產(chǎn)生彼此在空間上可區(qū)分的光通量82a和82b。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的VIPA 76的細(xì)部示意圖。參見(jiàn)圖8，VIPA 76包括由諸如玻璃等制成的平板120，且其上有反射膜122和124。反射膜122優(yōu)選具有約95％或更高但小于100％的反射率。反射膜124優(yōu)選具有約100％的反射率。平板120上加工有輻射窗126，且優(yōu)選具有約為0％的反射率。
輸入光77被透鏡80聚焦成焦線78通過(guò)輻射窗126，且在反射膜122和124之間經(jīng)受多次反射。焦線78優(yōu)選落在平板120的涂有反射膜122的表面上。于是，焦線78基本上為聚焦在反射膜122上并通過(guò)輻射窗126的直線。當(dāng)輸入光被透鏡80聚焦時(shí)，焦線78的寬度可以稱為輸入光77的“束腰”。因而，圖8中所示的本發(fā)明實(shí)施例將輸入光77的束腰聚焦在平板120的遠(yuǎn)表面上(即有反射膜122的表面)。通過(guò)將束腰聚焦在平板120的遠(yuǎn)表面上，本發(fā)明實(shí)施例可減小(ⅰ)輸入光進(jìn)入輻射窗126時(shí)，平板120表面上的輻射窗126被輸入光77所照射的區(qū)域(例如下文將要詳細(xì)討論的圖11所示的區(qū)域“a”)，與(ⅱ)輸入光77第一次被反射膜124反射時(shí)，反射膜124上被輸入光77照射的區(qū)域(例如下文將詳細(xì)討論的圖11所示的區(qū)域“b”)互相重疊的可能性。減小這種重疊是確保VIPA正常工作所需要的。
在圖8中，輸入光77的光軸132有一個(gè)小的傾角θ。當(dāng)反射膜122第一次反射時(shí)，有5％的光透過(guò)反射膜122并且在束腰之后發(fā)散，有95％的反射向反射膜124。經(jīng)反射膜124反射之后，光再次射到反射膜122上但位移了一個(gè)量值d。然后5％的光透過(guò)反射膜122。如圖8所示，按照相似的方式，光被分解成有恒定間隔d的多條光路。每條光路中光束的形狀是這樣的光從束腰的虛象134開(kāi)始發(fā)散。虛象134沿著垂直于平板120的一條直線以恒定間隔2t分布，其中t是平板120的厚度。虛象134中的束腰位置是自對(duì)準(zhǔn)的而無(wú)須調(diào)整它們的位置。從虛象134發(fā)散的光相互干涉并形成準(zhǔn)直光136，該準(zhǔn)直光136的傳播方向隨輸入光77的波長(zhǎng)而改變。
光路的間隔d=2tsinθ，而且相鄰光束間光路長(zhǎng)度之差是2tcosθ。角色散正比于這兩個(gè)數(shù)之比，即cotθ。其結(jié)果是VIPA產(chǎn)生一個(gè)比較大的角色散。
如從圖8中可看到的那樣，術(shù)語(yǔ)“成虛象的相控陣列”是由形成虛象134的陣列而得來(lái)的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，圖9是表示圖7所示VIPA 76沿直線Ⅸ-Ⅸ所取的斷面。參見(jiàn)圖9，平板120具有反射表面122和124。反射表面122和124相互平行，并相隔為平板120的厚度t。反射表面122和124通常是鍍?cè)谄桨?20上的反射膜。如前所述，反射表面124除了輻射窗126的區(qū)域之外具有接近100％的反射率，而反射表面122具有接近95％或更高的反射率。所以，反射表面122具有接近5％或更高的透射率，以使得照在反射表面122上的光有接近5％或更少的部分將會(huì)透射過(guò)去，而有接近95％的光將會(huì)反射。反射表面122和124的反射率易于根據(jù)所使用的具體VIPA而改變。但是，一般來(lái)說(shuō)反射表面122應(yīng)該有小于100％的反射率，以使一部分的入射光透射過(guò)去。
反射表面124上有一個(gè)輻射窗126。輻射窗126允許光從中通過(guò)，而且最好沒(méi)有反射，或者有很低的反射。輻射窗126接收輸入光77以允許輸入光77進(jìn)入反射表面122和124之間，并在其間反射。
由于圖9表示了圖7沿Ⅸ-Ⅸ的一個(gè)截面，所以圖7中的焦線78在圖9中表現(xiàn)為一個(gè)點(diǎn)。然后輸入光77從焦線78徑向地傳播出去。此外如圖9所示，焦線78位于反射表面122上。盡管焦線78無(wú)須在反射表面122上，但是焦線78的位移會(huì)引起VIPA76特性的微小改變。
如圖9所示，輸入光通過(guò)輻射窗126內(nèi)的區(qū)域A0進(jìn)入平板120，其中點(diǎn)P0表示區(qū)域A0周圍的點(diǎn)。
由于反射表面122的反射性而有接近95％或更多的輸入光77被反射表面122反射并入射到反射表面124的區(qū)域A1。點(diǎn)P1表示區(qū)域A1周圍的點(diǎn)。在反射離開(kāi)反射表面124上的區(qū)域A1之后，輸入光77傳輸?shù)椒瓷浔砻?22并且有一部分透過(guò)反射表面122，作為由R1光線定義的輸出光Out1。按照這種方式，如圖9所示，輸入光77在反射表面122和124之間經(jīng)受多次反射，其中每一次反射離開(kāi)反射表面122時(shí)還產(chǎn)生透過(guò)的相應(yīng)輸出光。因此，例如輸入光77每次在反射表面124上反射之后立即離開(kāi)區(qū)域A2,A3和A4，以產(chǎn)生輸出光Out2,Out3和Out4。點(diǎn)P2表示區(qū)域A2周圍的點(diǎn)，點(diǎn)P3表示區(qū)域A3周圍的點(diǎn)，點(diǎn)P4表示區(qū)域A4周圍的點(diǎn)。輸出光Out2由光線R2定義，輸出光Out3由光線R3定義，輸出光Out4由光線R4定義。盡管圖9只表示出輸出光Out0,Out1,Out2,Out3和Out4，但是根據(jù)輸入光77的功率和反射表面122和124的反射，實(shí)際上有許多這樣的輸出光。正如下文將要詳細(xì)討論的那樣，輸出光彼此相互干涉以產(chǎn)生一個(gè)其傳輸方向隨輸入光波長(zhǎng)而改變的光束。因此，光通量可被描述為輸出光Out0,Out1,Out2,Out3和Out4相干涉而形成的最終輸出光。
圖10表示發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，它是VIPA所產(chǎn)生的反射光之間干涉的示意圖?，F(xiàn)參見(jiàn)圖10，從焦線78傳輸來(lái)的光被反射表面124反射。如前文所述，反射表面124具有接近100％的反射率，并因此基本上起著反射鏡的作用。其結(jié)果是，對(duì)輸出光Out1可以進(jìn)行光學(xué)分析，就如同反射表面122和124不存在一樣，而是輸出光Out1從焦線I1發(fā)出。同樣地，可以對(duì)輸出光Out2,Out3和Out4作光學(xué)分析，如同它們分別從焦線I1,I2,I3和I4發(fā)出。焦線I2,I3和I4是焦線I0的虛象。
因此，如圖10所示，焦線I1距焦線I0有2t距離，其中t是反射表面122和124之間的距離。同樣地，每個(gè)后續(xù)焦線距前面相鄰的焦線有2t的距離。因此，焦線I2距焦線I1有2t的距離。進(jìn)而，在反射表面122和124之間，每個(gè)后續(xù)的多次反射將產(chǎn)生一個(gè)比前面輸出光強(qiáng)度弱的輸出光。所以，輸出光Out2比輸出光Out1在強(qiáng)度上要弱。
如圖10所示，來(lái)自焦線的輸出光相互重疊和干涉。更具體地說(shuō)，由于焦線I1,I2,I3和I4是焦線I0的虛象，故輸出光Out0,Out1,Out2,Out3和Out4在焦線I1-I4的位置上具有同一光學(xué)位相。因而這種干涉將產(chǎn)生一沿著依賴于輸入光77波長(zhǎng)的特定方向傳輸?shù)墓馔俊?br> 本發(fā)明前述實(shí)施例的VIPA有一些強(qiáng)制的條件，這些條件是VIPA設(shè)計(jì)的條件。這些強(qiáng)制條件可增強(qiáng)輸出光的干涉，以便形成光通量。VIPA的強(qiáng)制條件由下述方程(1)表示2t×cosφ=mλ (1)式中φ表示所得光通量的傳播方向，該角度是從垂直于反射表面122和124的直線測(cè)得的，λ表示輸入光的波長(zhǎng)，t表示反射表面122和124之間的距離，m表示一個(gè)整數(shù)。
因此，如果t是一個(gè)常數(shù)，并且m被指定一個(gè)特定的值，則對(duì)于具有波長(zhǎng)λ的輸入光而言，所形成的光通量的傳播方向φ可以被確定。
更準(zhǔn)確地說(shuō)，輸入光77通過(guò)一特定角度從焦線78徑向地發(fā)散。因此具有同樣波長(zhǎng)的輸入光將沿許多不同的方向從焦線78傳輸，以在反射表面122和124之間反射。VIPA的強(qiáng)制條件引起一在特定方向上傳播的光，該特定方向是通過(guò)輸出光的干涉強(qiáng)制獲得的，以致形成一個(gè)具有與輸入光波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)方向的光通量。在不同于由強(qiáng)制條件獲得的特定方向的方向上傳輸?shù)墓?，將?huì)因輸出光的干涉削弱。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，圖11是表示圖7所示VIPA沿Ⅸ-Ⅸ線斷面的示意圖，它表示用于確定輸入光入射角傾角的VIPA特性。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖11，輸入光77由柱面透鏡(圖中未表示)匯集并聚焦在焦線78上。如圖11所示，輸入光77覆蓋了具有在輻射窗126上等于“a”寬度的區(qū)域。輸入光77從反射表面122反射一次之后，入射到反射表面124上并覆蓋了在反射表面124上等于“b”寬度的區(qū)域。此外，如圖11所示，輸入光77沿光軸132傳輸，該光軸與反射表面122的垂線有一個(gè)傾角θ1。
該傾角θ1應(yīng)當(dāng)這樣設(shè)置，以避免輸入光77由反射表面122第一次反射之后通過(guò)輻射窗126傳輸至平板之外。換句話說(shuō)，傾角θ1應(yīng)當(dāng)這樣設(shè)置，以使得輸入光77在反射面122和124之間保持“被夾在里面”并且不通過(guò)輻射窗126逸出。因而，為避免輸入光77通過(guò)輻射窗126傳輸?shù)狡桨逯?，?yīng)根據(jù)下述等式(2)設(shè)置傾角θ1光軸的傾角θ1≥(a+b)/4t因此，如圖7至11所示，本發(fā)明的實(shí)施例包括一個(gè)VIPA。它接收具有連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)相應(yīng)波長(zhǎng)的輸入光。VIPA引起輸入光的多次反射，以產(chǎn)生自干涉并由此形成輸出光。此輸出光在空間上是與具有連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)其它波長(zhǎng)的輸入光所形成的輸出光可區(qū)分的。例如，圖9表示一輸入光77，它在反射表面122和124之間經(jīng)受多次反射。此多次反射產(chǎn)生的大量輸出光Out0,Out1,Out2,Out3和Out4彼此相互干涉，以產(chǎn)生在空間上可區(qū)分的每個(gè)具有輸入光77波長(zhǎng)的光通量。
“自干涉”是一個(gè)表示在從同一光源發(fā)出的所有許多光或光束之間發(fā)生干涉的術(shù)語(yǔ)。因此，輸出光Out0,Out1,Out2,Out3和Out4的干涉稱為輸入光77的自干涉，因?yàn)檩敵龉釵ut0,Out1,Out2,Out3和Out4全都從同一光源(即輸入光77)中發(fā)出。
根據(jù)本發(fā)明的前述實(shí)施例，輸入光可以是連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的任意波長(zhǎng)。因此，輸入光不受波長(zhǎng)的限制，該波長(zhǎng)是從離散值范圍中選出的一個(gè)值。此外，根據(jù)本發(fā)明的前述實(shí)施例，連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)特定波長(zhǎng)輸入光所產(chǎn)生的輸出光，與該連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)以不同波長(zhǎng)輸入的光產(chǎn)生的輸出光在空間上是可區(qū)分的。因此，如圖7所示，當(dāng)輸入光77含有連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)不同的波長(zhǎng)時(shí)，光通量82的傳輸方向(即“空間特性”)是不同的。
圖12(A)，圖12(B)，圖12(C)和圖12(D)是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的VIPA制作方法的示意圖。
參見(jiàn)圖12(A)，一平行平板164是由玻璃制成的，并有極好的平行度。反射膜166和168用真空鍍膜、離子濺射或其它此類方法形成在平行平板164的兩邊。反射膜166和168之一具有接近100％反射率，而另一反射膜具有低于100％且高于80％的反射率。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖2(B)，反射膜166和168之一被部分地刮掉，以形成輻射窗170。在圖12(B)中，反射膜166被表示成刮掉，使得輻射窗170可以與反射膜166形成在平行平板164的同一表面上。然而也可代之以反射膜168被部分地被刮掉，使得輻射窗170可以與反射膜168形成在平行平板164的同一表面上。如本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例所述的那樣，輻射窗可以在平行平板164的任何一側(cè)形成。
刮掉反射膜可以由蝕刻方法完成，但是機(jī)械切削方法也可以采用，且價(jià)格更低廉。然而，如果反射膜被機(jī)械地刮掉，則需要更小心地處理平行平板164，以將對(duì)平行平板164的損害降到最低。例如，如果平行平板上被形成輻射窗的部分被嚴(yán)重?fù)p害的話，則平行平板164將由于所接收到的輸入的光散射而產(chǎn)生過(guò)度的損耗。
而替代先形成反射膜然后刮掉，輻射窗的產(chǎn)生可以通過(guò)對(duì)平行平板164上對(duì)應(yīng)著輻射窗的部分預(yù)先形成一掩膜，于是就可避免該部分被反射膜覆蓋。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖12(C)，透明的粘合劑172被涂在反射膜166和已經(jīng)除去了反射膜166的那部分平行平板164上。粘合劑172將產(chǎn)生最小可能的光損耗，因?yàn)樗餐瑯颖煌吭谛纬捎休椛浯暗哪遣糠制叫衅桨?64上。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖12(D)，將透明保護(hù)板174貼在透明粘合劑172上來(lái)保護(hù)反射膜166和平行平板164。因?yàn)橥该髡澈蟿?72用于填充因刮掉反射膜166而產(chǎn)生的下凹部分，所以可使透明保護(hù)板174與平行平板164的上表面平行。
同樣，為保護(hù)反射膜168，粘合劑(未表示)可以涂在反射膜168的上表面并加一個(gè)保護(hù)板(未表示)。如果反射膜168具有約100％反射率，并且在平行平板164的同一表面上沒(méi)有輻射窗，那么粘合劑和保護(hù)板沒(méi)有必要是透明的。
此外，可以把增透膜176涂在透明保護(hù)板174上。例如，透明保護(hù)板174和輻射窗170可以用增透膜176覆蓋。
根據(jù)本發(fā)明的前述實(shí)施例，焦線被描述成落在輻射窗的表面上，或者在平行平板的相對(duì)表面上，該相對(duì)表面是輸入光進(jìn)入的表面。但是，焦線也可以在平行平板中聚焦，或在輻射窗之前聚焦。
根據(jù)本發(fā)明的前述實(shí)施例，兩個(gè)反射膜使光在其間反射，其中一個(gè)反射膜的反射率約為100％。然而，同樣的效果可以用反射率都小于100％的兩個(gè)膜來(lái)獲得。例如兩個(gè)反射膜都具有95％的反射率。在此情況下，每個(gè)反射膜都有光從中透過(guò)并產(chǎn)生干涉。其結(jié)果是，在有反射膜的平行平板兩側(cè)，形成了在隨波長(zhǎng)而變的方向上傳輸?shù)墓馐?。因此，本發(fā)明各實(shí)施例的各個(gè)反射率，可根據(jù)所需的VIPA的特性方便地加以改變。
根據(jù)本發(fā)明的前述實(shí)施例，描述了由平行平板或由相互平行的兩個(gè)反射表面構(gòu)成的波導(dǎo)器件。然而，平板或反射表面并不是必須平行的。
根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，VIPA利用了多次反射，并在相干光之間保持恒定的相位差。其結(jié)果是，VIPA的特性是穩(wěn)定的，從而減小了由偏振引發(fā)的光學(xué)特性變化。與之相反，傳統(tǒng)衍射光柵的光學(xué)特性將隨輸入光的偏振發(fā)生不需要的改變。
本發(fā)明的前述實(shí)施例涉及提供彼此“空間可區(qū)分”的光通量?！翱臻g可區(qū)分”是指在空間上可區(qū)分的光通量。例如，如果有許多光通量是準(zhǔn)直的且在不同方向上傳輸，或者聚焦在不同的位置上，則它們是空間可區(qū)分的。然而本發(fā)明并不意味著局限這些精確的實(shí)例，而是存在許多使光通量在空間彼此可分的其它方法。
圖13是本發(fā)明一實(shí)施例的示意圖，它表示使用VIPA代替衍射光柵作為產(chǎn)生色散的角色散組件的裝置。參見(jiàn)圖13,VIPA 240具有反射率接近100％的第一表面242和反射率接近98％的第二表面244。VIPA240還包括一個(gè)輻射窗247。但是，VIPA 240并不局限于這種具體結(jié)構(gòu)。相反，如本文所述，VIPA 240可以有許多不同的結(jié)構(gòu)。
如圖13所示，光從光纖246輸出，被準(zhǔn)直透鏡248準(zhǔn)直并透過(guò)輻射窗247被柱面透鏡250線聚焦在VIPA 240內(nèi)。然后VIPA240產(chǎn)生一準(zhǔn)直光251，該準(zhǔn)直光251被聚焦透鏡252聚焦在反射鏡254上。反射鏡254可以是形成在基板258上的反射鏡部分256。
反射鏡254將通過(guò)聚焦透鏡252將光反射回VIPA240內(nèi)。然后，該光在VIPA240內(nèi)經(jīng)受多次反射并從輻射窗247輸出。從輻射窗247輸出的光通過(guò)柱面透鏡250和準(zhǔn)直透鏡248傳輸，并由光纖246接收。
所以，光從VIPA240輸出并受到反射鏡254反射而返回VIPA240內(nèi)。由反射鏡254反射的光沿著這樣的路徑傳輸，該路徑的反向與原傳輸方向剛好相反。如下文將要詳細(xì)描述的那樣，光中的不同波長(zhǎng)成分被聚焦到反射鏡254上的不同部位，并反射回VIPA240。其結(jié)果是，不同波長(zhǎng)成分傳輸不同的距離，因而產(chǎn)生了色散。
圖14是本發(fā)明一實(shí)施例的詳細(xì)示意圖，它表示圖13中裝置的工作原理。假設(shè)具有不同波長(zhǎng)成分的光被VIPA240接收到。如圖14所示，VIPA240將使束腰262成一些虛象260，其中每個(gè)虛象260均發(fā)光。
如圖14所示，聚焦透鏡252將來(lái)自VIPA240的準(zhǔn)直光中不同波長(zhǎng)成分的光聚焦在反射鏡254上不同點(diǎn)處。更準(zhǔn)確地說(shuō)，長(zhǎng)波長(zhǎng)264聚焦在點(diǎn)272上，中心波長(zhǎng)266聚焦在點(diǎn)270上，短波長(zhǎng)268聚焦在點(diǎn)274上。于是，與中心波長(zhǎng)266相比，長(zhǎng)波長(zhǎng)264返回到更靠近束腰262的虛象260。與中心波長(zhǎng)266相比，短波長(zhǎng)268返回到更遠(yuǎn)離束腰262的虛象260。因此，這種分布可提供正常色散。
反射鏡254被設(shè)計(jì)成僅僅反射特定干涉級(jí)的光，而任意其它干涉級(jí)的光則聚焦在反射鏡254之外。更準(zhǔn)確地說(shuō)，如前所述，VIPA將輸出一準(zhǔn)直光。該準(zhǔn)直光將在這樣的方向上傳輸，在該方向上從每個(gè)虛象發(fā)出的光路有一個(gè)差值mλ，其中m是一個(gè)整數(shù)。干涉的第m級(jí)被定義為對(duì)應(yīng)于m的輸出光。
例如，圖15是表示VIPA各級(jí)干涉光的示意圖。參見(jiàn)圖15，一個(gè)VIPA，如VIPA240，其發(fā)出準(zhǔn)直光276、278和280。每個(gè)準(zhǔn)直光276,278和280對(duì)應(yīng)不同的干涉級(jí)。因此，例如準(zhǔn)直光276是與第n+2干涉級(jí)對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直光，準(zhǔn)直光278是與第n+1干涉級(jí)對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直光，準(zhǔn)直光280是與第n干涉級(jí)對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直光，其中n是一個(gè)整數(shù)。準(zhǔn)直光276被表示為具有幾種波長(zhǎng)成分276a,276b和276c。同樣，準(zhǔn)直光278被表示為具有幾種波長(zhǎng)成分278a,278b和278c，準(zhǔn)直光280被表示為具有幾種波長(zhǎng)成分280a,280b和280c。這里，波長(zhǎng)成分276a,278a和280a都有相同的波長(zhǎng)。波長(zhǎng)成分276b,278b和280b也有相同的波長(zhǎng)(但不同于波長(zhǎng)成分276a,278a和280a的波長(zhǎng))。波長(zhǎng)成分276c,278c和280c也都有相同的波長(zhǎng)(但不同于波長(zhǎng)成分276a,278a和280a的波長(zhǎng)，也不同于波長(zhǎng)成分276b,278b和280b的波長(zhǎng))。盡管圖15僅僅描述了三個(gè)不同干涉級(jí)的準(zhǔn)直光，但還會(huì)發(fā)出許多其它干涉級(jí)的準(zhǔn)直光。
由于相同波長(zhǎng)不同干涉級(jí)的準(zhǔn)直光沿著不同的方向傳播并聚焦在不同位置上，因此反射鏡254僅能將單個(gè)干涉級(jí)的光反射回VIPA240。例如圖15所示，反射鏡254的反射部分的長(zhǎng)度應(yīng)該比較小，以使得只反射對(duì)應(yīng)于單個(gè)干涉級(jí)的光。更為具體地說(shuō)，在圖15中，只有準(zhǔn)直光278受到反射鏡254的反射。在此情況下，準(zhǔn)直光276和278聚焦在反射鏡254之外。
波分復(fù)用光通常包括許多通道。再參見(jiàn)圖13，如果VIPA240的第一與第二表面242和244之間的厚度t被設(shè)定為一特定值，那么這種布置將可以同時(shí)補(bǔ)償每個(gè)通道的色散。
更具體地說(shuō)，每個(gè)通道具有一個(gè)中心波長(zhǎng)。這些中心波長(zhǎng)通常間隔開(kāi)一恒定的頻率間隔。VIPA240的第一與第二表面242和244間的厚度t應(yīng)該設(shè)定成，使得對(duì)應(yīng)于中心波長(zhǎng)的所有波長(zhǎng)成分都以相同的角度從VIPA240輸出，并由此聚焦在反射鏡254上的同一聚焦位置。當(dāng)厚度t被設(shè)定成對(duì)于每個(gè)通道來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于中心波長(zhǎng)的波長(zhǎng)成分通過(guò)VIPA240傳播所經(jīng)歷的環(huán)路光程長(zhǎng)度是每個(gè)通道的中心波長(zhǎng)的倍數(shù)時(shí)，這是可能的。厚度t的這個(gè)量值在下文中將稱為“WDM(波分復(fù)用)匹配自由光譜范圍(FSR)厚度”，或“WDM匹配FSR厚度”。
而且在此情況下，經(jīng)過(guò)VIPA240的環(huán)路光程長(zhǎng)度(2ntcosθ)等于每通道的中心波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)乘以一個(gè)整數(shù)，該波長(zhǎng)的每個(gè)θ相同而整數(shù)不相同，其中n是第一與第二表面242和244之間材料的折射率，θ表示與每個(gè)通道的中心波長(zhǎng)相應(yīng)的光通量的傳播方向。更具體地說(shuō)，如前所述，θ表示輸入光光軸的很小的傾斜角(參見(jiàn)圖8)。
所以，如果t被設(shè)定為對(duì)于每個(gè)通道中與中心波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)成分而言，2ntcosθ是每個(gè)通道的中心波長(zhǎng)的整數(shù)倍(θ相同而該整數(shù)不同)，則與中心波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的所有波長(zhǎng)成分將以相同的輸出角從VIPA240發(fā)出，并聚焦在反射鏡254上的同一聚焦位置。
例如，環(huán)路中2mm的實(shí)際長(zhǎng)度(近似于兩倍的VIPA厚度1mm)和1.5的折射率能使間隔100GHz的所有波長(zhǎng)滿足該條件。其結(jié)果是，VIPA240可以同時(shí)補(bǔ)償波分復(fù)用光所有通道中的色散。
因此，參見(jiàn)圖14，通過(guò)將厚度t設(shè)定為WDM匹配FSR厚度，VIPA240和聚焦透鏡252將會(huì)使(a)與每個(gè)通道的中心波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)成分聚焦在反射鏡254上的點(diǎn)270,(b)與每個(gè)通道的長(zhǎng)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)成分聚焦在反射鏡254上的點(diǎn)272,(c)與每個(gè)通道的短波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)成分聚焦在反射鏡254上的點(diǎn)274。因此，VIPA240可以用于補(bǔ)償波分復(fù)用光所有通道中的色散。
圖16是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例在厚度t被設(shè)定為WDM匹配FSR厚度情況下，波分復(fù)用光的幾個(gè)通道色散量的示意圖。如圖16所示，所有通道都提供有相同的色散。但是，在通道之間色散是不連續(xù)的。而且，VIPA240所要進(jìn)行色散補(bǔ)償?shù)拿總€(gè)通道的波長(zhǎng)范圍可以通過(guò)適當(dāng)設(shè)定反射鏡254尺寸來(lái)設(shè)定。
如果不將厚度t設(shè)定為WDM匹配FSR厚度，則波分復(fù)用光的不同通道將被聚焦在反射鏡254上的不同點(diǎn)。例如，如果厚度t等于二分之一，三分之一或其它比例的環(huán)路光程厚度，則兩個(gè)，三個(gè)，四個(gè)或更多通道的焦點(diǎn)可以聚焦在同一反射鏡上，但其每個(gè)通道聚焦在不同的焦點(diǎn)。更為具體地說(shuō)，當(dāng)厚度t等于二分之一WDM匹配FSR厚度時(shí)，來(lái)自奇數(shù)通道的光將聚焦在反射鏡254上同一點(diǎn)，而且來(lái)自偶數(shù)通道的光將聚焦在反射鏡254上同一點(diǎn)上。但是，來(lái)自奇數(shù)通道的光將聚焦在與來(lái)自偶數(shù)通道的光不相同的點(diǎn)上。
例如，圖17是表示被聚焦在反射鏡254上不同點(diǎn)的不同通道的示意圖。如圖17所示，偶數(shù)通道中心波長(zhǎng)的波長(zhǎng)成分被聚焦在反射鏡254上的一點(diǎn)，而奇數(shù)通道中心波長(zhǎng)的波長(zhǎng)成分被聚焦在另一點(diǎn)上。其結(jié)果是，VIPA240可以同時(shí)充分地補(bǔ)償波分復(fù)用光所有通道中的色散。
有幾種不同的改變由VIPA加入之色散值的方法。例如，圖18是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例利用VIPA為光提供可變色散的裝置的側(cè)視圖。參見(jiàn)圖18,VIPA240產(chǎn)生各自有不同角色散的不同干涉級(jí)。所以，加到光信號(hào)中的色散量可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)VIPA240而改變，以使得對(duì)應(yīng)于不同干涉級(jí)的光聚焦在反射鏡254上并反射回VIPA240。
圖19是表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例利用VIPA為光提供可變色散裝置的側(cè)視圖。參見(jiàn)圖19，聚焦透鏡252與反射鏡254之間的相對(duì)距離保持不變，而且聚焦透鏡252和反射鏡254一起相對(duì)于VIPA240移動(dòng)。聚焦透鏡252和反射鏡254的這種移動(dòng)可改變從反射鏡254返回到VIPA240的光的位移，從而可改變色散。
圖20(A)和圖20(B)是表示根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例利用VIPA為光提供可變色散的裝置的側(cè)視圖。圖20(A)和圖20(B)與圖14相似，其中圖20(A)和圖20(B)表示由束腰262的虛象260所發(fā)出的光的長(zhǎng)波長(zhǎng)264，中心波長(zhǎng)266和短波長(zhǎng)268的傳播方向。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖20(A)，反射鏡254是一個(gè)凸面反射鏡。利用該凸面反射鏡放大光束的位移。所以，利用短透鏡焦距和小間隔可以得到大的色散。當(dāng)反射鏡254是凸的時(shí)，如圖20(A)，凸面形狀通常僅僅可以從側(cè)面看出，而不能從頂視方向看出。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖20(B)，反射鏡254是一個(gè)凹面反射鏡。利用凹面反射鏡，色散的符號(hào)被顛倒。所以非常色散可以利用短透鏡焦距和小間隔獲得。當(dāng)反射鏡254是凹的時(shí)，如圖20(B)，凹面的形狀通常僅僅可以從側(cè)面看出，而不能從頂視方向看出。
因此，反射鏡254在頂視圖中通?？磥?lái)總象是平的。然而當(dāng)由頂部觀察時(shí)反射鏡254也有可能是凹的或者凸的反射鏡，從而表明該反射鏡是“一維”反射鏡。
在圖20(A)和圖20(B)中，反射鏡254位于或接近于聚焦透鏡252的焦點(diǎn)處。
因此，如上所述，反射鏡254在側(cè)視圖中可以是凸的或者凹的，如圖20(A)和20(B)中分別表示的那樣。凸的反射鏡可放大色散，而且凹的反射鏡可減小色散甚至將色散從正的(正常色散)逆轉(zhuǎn)到負(fù)的(反常色散)。更具體地說(shuō)，凸的反射鏡在負(fù)方向上產(chǎn)生較大的色散，而且凹的反射鏡在負(fù)方向上產(chǎn)生較小的色散甚至將色散逆轉(zhuǎn)為正的。這樣做之所以可能，是由于色散的大小是側(cè)視圖中反射鏡曲率的函數(shù)。
圖21為表示來(lái)自VIPA240的光通量的輸出角與其波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖。如從圖21看到的那樣，波長(zhǎng)與輸出角的關(guān)系曲線282并非直線。
由于VIPA產(chǎn)生的光通量其波長(zhǎng)與輸出角之間的關(guān)系并非直線，故其色散在波長(zhǎng)范圍內(nèi)不是固定的，只要平面反射鏡、標(biāo)稱的凸反射或標(biāo)稱的凹反射鏡被用作反射鏡254。這種色散的非線性稱之為高級(jí)色散。
一般說(shuō)來(lái)，參見(jiàn)圖20(A)和20(B)中的裝置，色散的非線性可被理解為是指下式(3)；(角色散)·(1-f·(1/R))∝色散式中f為透鏡252的焦距，R為反射鏡254的曲率半徑。
圖22為表示VIPA240的角色散與其光通量的波長(zhǎng)的關(guān)系曲線。通常，圖22中的曲線代表圖21中曲線282的斜率。如從圖22中看到的那樣，角色散并非固定的。而是角色散隨波長(zhǎng)變化而變化。
圖23為表示上述式(3)中(1-f·(1/R))項(xiàng)與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線。更具體地說(shuō)，線286表示對(duì)于平面反射鏡(曲率半徑等于無(wú)限大)其(1-f·(1/R))項(xiàng)與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線。線288表示對(duì)于凹的反射鏡(曲率半徑為“+”)其(1-f·(1/R))項(xiàng)與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線。線290表示對(duì)于凸的反射鏡(曲率半徑為“-”)其(1-f·(1/R))項(xiàng)與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線。如圖23所示，每種反射鏡具有固定的曲率半徑。
圖24為表示當(dāng)反射鏡254為凸的反射鏡、平的反射鏡和凹的反射鏡時(shí)，如圖20(A)及20(B)的裝置其色散與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線。更具體地說(shuō)，曲線292是當(dāng)反射鏡254為凸的反射鏡時(shí)色散與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線。曲線294是當(dāng)反射鏡254為平的反射鏡時(shí)色散與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線。曲線296是當(dāng)反射鏡254為凹的反射鏡時(shí)色散與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線。
按照非常通用的方式，曲線292,294和296中每條曲線代表圖22所示的角色散與圖23所示的相稱直線的乘積，如上述公式(3)所示。更具體地說(shuō)，通常曲線292代表圖22中的曲線284與圖23中直線290的乘積。通常曲線294代表圖22中曲線284與圖23中直線286的乘積。通常曲線296代表圖22中曲線284與圖23中直線288的乘積。
如從圖24中看到的那樣，不論使用凸的、平的或凹的反射鏡作為反射鏡254，色散都不是固定的。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，這種色散與波長(zhǎng)的關(guān)系可通過(guò)線性調(diào)頻反射鏡254的曲率來(lái)減小或者消除。
更具體地說(shuō)，圖25為表示上述公式(3)中的(1-f·(1/R))項(xiàng)與波長(zhǎng)關(guān)系曲線298的圖。一般說(shuō)來(lái)，圖25中的曲線298乃是圖22中曲線284的反向。因此，具有圖25中特性的反射鏡將提供一固定的色散，如圖26中的曲線300所示。
例如，對(duì)于如圖14所示的裝置來(lái)說(shuō)，較長(zhǎng)的波長(zhǎng)比較短的波長(zhǎng)在負(fù)方向上具有更大的色散。因此，反射鏡254可被設(shè)計(jì)成在反射較長(zhǎng)波長(zhǎng)的位置具有一凹進(jìn)的部分，在反射較短波長(zhǎng)的位置有一凸起的部分，以便有效地消除色散對(duì)波長(zhǎng)的依賴關(guān)系。理論上，反射鏡254的彎曲，在波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)時(shí)沿光的聚焦點(diǎn)連續(xù)地由凸變凹。如果這種變化是以普通的凸面反射鏡(而不是平面反射鏡)為基礎(chǔ)，則此反射鏡的彎曲可以做成，在波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)時(shí)沿光的聚焦點(diǎn)連續(xù)地從強(qiáng)凸變成弱凸。
因此，對(duì)于反射鏡254來(lái)說(shuō)，為提供一固定的色散存在許多不同的圖樣。例如，圖27為表示根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的許多不同反射鏡設(shè)計(jì)特征的曲線圖。圖27中的曲線302，表示一反射鏡隨輸出光的波長(zhǎng)增加連續(xù)地從凸變凹。曲線304表示一反射鏡隨輸出光的波長(zhǎng)增加從強(qiáng)凸變成略凸。曲線306表示一反射鏡隨輸出光波長(zhǎng)增加從略凹變成強(qiáng)凹。其它一些反射鏡結(jié)構(gòu)包括例如曲線308和310所示。實(shí)際上存在無(wú)數(shù)的反射鏡結(jié)構(gòu)能被使用，而且這類結(jié)構(gòu)可繪制為圖27的曲線。此外，反射鏡的設(shè)計(jì)不必規(guī)定局限于具有與圖27中相同斜率的特征曲線的那些。
圖28(A),28(B),28(C)和28(D)，表示可被用作本發(fā)明各種實(shí)施例中反射鏡254的各種反射鏡的表面形狀。例如，圖28(A)表示一反射鏡連續(xù)地從凸變凹，如圖27中曲線302表示的那樣。圖28(B)表示一反射鏡連續(xù)地從強(qiáng)凸變成弱凸，如圖27中曲線310所示。圖28(C)表示一反射鏡連續(xù)地從弱凹變成強(qiáng)凹，如圖27中曲線306所示。
并且，實(shí)際上存在無(wú)數(shù)的反射鏡結(jié)構(gòu)能被使用。例如，圖28(D)表示一平面反射鏡變凸。圖28(E)表示一平面反射鏡變凹。圖28(F)表示一具有凸起部分和凹進(jìn)部分的反射鏡，只不過(guò)該反射鏡從凸變凹并非連續(xù)的。
因此，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的裝置包括一VIPA、一反射鏡及一透鏡。該VIPA接收一輸入光并產(chǎn)生一離開(kāi)VIPA傳播出去的相應(yīng)輸出光(如光通量)。該透鏡將此輸出光聚焦在反射鏡上，以使該反射鏡對(duì)此輸出光反射，而且被反射的光再由透鏡射回到VIPA。該反射鏡具有的形狀能使該裝置產(chǎn)生一固定的色散。
例如，由透鏡聚焦的輸出光隨輸出光波長(zhǎng)的變化入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)。該反射鏡被成形為使其表面上的各點(diǎn)隨輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從凸變凹。作為另一種例子，該反射鏡被成形為使其表面上的各點(diǎn)隨輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從強(qiáng)凸變成弱凸。另一方面，該反射鏡可被成形為使其表面上各點(diǎn)隨輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從弱凹變成強(qiáng)凹。也還存在其它一些例子。例如，該反射鏡可具有一凹部分和一凸起部分，以致于波長(zhǎng)比特定波長(zhǎng)短的輸出光被凸起部分反射掉，波長(zhǎng)比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光被凹進(jìn)部分反射掉。
此外，例如該反射鏡可以具有一平的部分，且其在高于特定波長(zhǎng)時(shí)隨同輸出光波長(zhǎng)的增加而連續(xù)地變成凹進(jìn)部分，以致于比特定波長(zhǎng)短的輸出光入射在平的部分上面，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光入射在凹進(jìn)部分上面?；蛘咴摲瓷溏R可以帶有一凸起部分，且其在高于特定波長(zhǎng)時(shí)隨同輸出光波長(zhǎng)的增加而連續(xù)地變成平的部分，以致于比特定波長(zhǎng)短的輸出光入射在凸起部分上面，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光入射在平的部分上面。
圖29為表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用VIPA以對(duì)光提供可變色散的裝置的側(cè)視圖?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖29，聚焦透鏡252和反射鏡254由逆向反射器312代替。逆向反射器312最好有兩個(gè)或三個(gè)反射表面，并且沿著與入射光傳播方向相反的方向反射入射光。逆向反射器312的使用將會(huì)產(chǎn)生VIPA-逆向反射器的配置，以加入反常色散。此外，逆向反射器312可相對(duì)于VIPA240移動(dòng)，用以改變色散量。
圖30為表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖13中裝置與一環(huán)形器組合的頂視圖?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖30，環(huán)形器314從輸入光纖316接收輸入光，并將輸入光提供給準(zhǔn)直透鏡248。由反射鏡254反射并經(jīng)過(guò)VIPA240返回的輸出光被環(huán)形器314接收，且被提供給輸出光纖318。在圖30中，聚焦透鏡252是“標(biāo)準(zhǔn)”聚焦透鏡，此處“標(biāo)準(zhǔn)”聚焦透鏡是指從聚焦透鏡的頂視圖和側(cè)視圖看都使光聚焦的聚焦透鏡，且其在頂視和側(cè)視圖中具有相同的焦距。
圖31為表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用VIPA以對(duì)光添加色散的裝置的頂視圖?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖31，柱面透鏡320將VIPA240輸出的光線聚焦到反射鏡254上。從頂部看時(shí)，反射鏡254有輕微的傾斜(如圖31)。輸入光纖316將輸入光提供給準(zhǔn)直透鏡248，而且輸出光纖318接收從反射鏡254反射并經(jīng)由VIPA240返回的光。因此，通過(guò)采用柱面透鏡320和傾斜反射鏡254，可不必使用環(huán)形器(如圖30所示的環(huán)形器314)。
然而圖30和31中的裝置存在若干缺點(diǎn)。關(guān)于圖30中的裝置，環(huán)形器314之所以需要是為了將輸入光與輸出光分開(kāi)。但是環(huán)形器將產(chǎn)生某些不希望有的光學(xué)損耗。此外，環(huán)形器的實(shí)際尺寸對(duì)于許多場(chǎng)合可能太大。
至于圖31中的裝置，該裝置的性能比較低，因?yàn)閂IPA240接收的輸入光并不與VIPA240垂直，如從圖31頂視圖可看到的那樣。更具體地說(shuō)，由于VIPA240所接收的輸入光與其并不垂直，所以各種輸出光(例如象圖9中的輸出光Out1,Out2和Out3)將不會(huì)完全搭接。而是代之以，這些輸出光僅將部分搭接，從而使該裝置的性能降低。
圖32為表示根據(jù)本發(fā)明附加實(shí)施例的使用VIPA以對(duì)光添加色散的裝置的頂視圖，且其消除了圖30和31所示裝置的某些缺陷。
參見(jiàn)圖32，準(zhǔn)直透鏡322a和半圓柱形透鏡324a被定位于輸入光纖316和VIPA 240之間。輸入光從輸入光纖316輸送并由準(zhǔn)直透鏡322a形成準(zhǔn)直光。此準(zhǔn)直光然后由半圓柱形透鏡324a線聚焦到VIPA240的輻射窗中。所得到的由VIPA240產(chǎn)生的光通量輸送給聚焦透鏡252，并被聚焦到反射鏡254上以被其反射。在圖32中，聚焦透鏡252為“標(biāo)準(zhǔn)”聚焦透鏡，此處“標(biāo)準(zhǔn)”聚焦透鏡是指從聚焦透鏡的頂視圖和側(cè)視圖看都使光聚焦的聚焦透鏡，且其在頂視和側(cè)視圖中具有相同的焦距。
準(zhǔn)直透鏡322b和半圓柱形透鏡324b被定位于輸出光纖318和VIPA240之間。由反射鏡254反射回VIPA240的光在VIPA240中經(jīng)歷多重反射，并且經(jīng)過(guò)VIPA240的輻射窗輸出。此從VIPA240來(lái)的輸出光傳輸?shù)桨雸A柱形透鏡324b和準(zhǔn)直透鏡322b，以被聚焦到輸出光纖318中。
如圖32所示，聚焦在反射鏡254上的光在頂視圖中與反射鏡254并不垂直。這種情況的存在是由聚焦透鏡252被放在使VIPA240產(chǎn)生的光通量在頂視圖中并不通過(guò)聚焦透鏡252中心的位置上。與此類似，由反射鏡254反射的光也不通過(guò)聚焦透鏡252的中心。最好將聚光透鏡252的透鏡中心，在頂視圖中放在距離VIPA240產(chǎn)生的光通量的光束中心和反射鏡254反射的光的光束中心至少各為光束厚度之半的位置。其結(jié)果是，聚焦透鏡252將光聚焦在反射鏡254上其透鏡軸線326所延伸的位置上。此外，由VIPA240傳輸給聚焦透鏡252的光328，對(duì)于任意波長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，將與由聚焦透鏡252傳輸給VIPA240的光330相平行。
使用圖32所示的裝置，來(lái)自輸入光纖316的輸入光，其傳輸?shù)目臻g不同于擬由輸出光纖318接收的輸出光。因此，其輸出光可被耦合到不同于輸入光纖的光纖上，而且并不需要環(huán)形器。并且，該裝置具有較高的性能，因?yàn)楸唤邮赵赩IPA240輻射窗中的輸入光是沿垂直VIPA240的方向傳輸?shù)模珥斠晥D中看到的那樣。
雖然圖32表示出兩塊分開(kāi)的半圓柱形透鏡324a和324b，但是單塊半圓柱形透鏡也可以使用。例如，圖33為表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例使用單塊半圓柱形透鏡324取代多塊半圓柱形透鏡324a及324b的示意圖。
另外，半圓柱形透鏡通常被定義為其側(cè)視與頂視圖之一中聚光而在另一視圖中無(wú)聚光作用的透鏡。半圓柱形透鏡是公知的。
此外，本發(fā)明并不規(guī)定要限制在使用準(zhǔn)直透鏡、半圓柱形透鏡和/或任何其它特定類型的透鏡。而代之以可使用其它許多透鏡或者器件，只要能提供相當(dāng)?shù)男Ч?br> 因此，例如如圖32所示，這類裝置包括一VIPA(例如VIPA240)、一光返回器件(例如反射鏡254)和一透鏡(例如聚焦透鏡252)。VIPA接收一入射光并產(chǎn)生一離開(kāi)它傳播的相應(yīng)輸出光(例如光通量)。光返回器件則接收來(lái)自VIPA的輸出光，然后將此輸出光返回VIPA。該透鏡被定位以使(a)輸出光從VIPA傳輸給光返回器件，是通過(guò)先將其從VIPA傳輸給該透鏡，然后由該透鏡聚焦在光返回器件上；(b)輸出光從光返回器件返回到VIPA，是通過(guò)先將其從光返回器件傳輸給該透鏡，然后由該透鏡射到VIPA，以及(c)輸出光從VIPA傳輸給該透鏡，與輸出光從該透鏡傳輸給VIPA相平行。
根據(jù)本發(fā)明上述一些實(shí)施例的VIPA，能夠提供比衍射光柵大得多的角色散。因此，如在此描述的VIPA，可以用來(lái)補(bǔ)償比圖6(A)及6(B)的空間光柵對(duì)配置大得多的色散。
在本發(fā)明的上述一些實(shí)施例中，反射鏡被用來(lái)將光反射回VIPA240中。因此，反射鏡可被稱之為能將光返回VIPA240的“光返回器件”。然而，本發(fā)明并非規(guī)定為局限于使用反射鏡作為光返回器件。例如，棱鏡(取代反射鏡)可被用作能將光返回VIPA240的光返回器件。此外，反射鏡和/或棱鏡或者透鏡裝置的各種組合，可被用作能將光返回VIPA的光返回器件。
在本發(fā)明的上述一些實(shí)施例中，VIPA帶有能反射光的反射膜。例如，圖8表示的VIPA76帶有能反射光的反射膜122和124。然而，對(duì)于VIPA并不規(guī)定局限于利用“薄膜”來(lái)提供反射表面。而代之以，VIPA必須簡(jiǎn)單地帶有適合的反射表面，而且這些反射表面可以由或者可以不由“薄膜”構(gòu)成。
并且，在本發(fā)明的上述一些實(shí)施例中，VIPA包括一在其中可發(fā)生多重反射的透明玻璃平板。例如，圖8表示一其上帶有反射表面的透明玻璃板120的VIPA76。然而，對(duì)于VIPA并不規(guī)定局限于使用玻璃材料或任何類型的“平板”來(lái)將反射表面隔開(kāi)。而代之以，反射表面必須簡(jiǎn)單地保持在由某種類型的隔離物將其彼此隔開(kāi)。例如，VIPA的反射表面可以由“空氣”隔開(kāi)而其間沒(méi)有玻璃平板。因此，其反射表面可被描述為由透明材料隔開(kāi)的，例如光學(xué)玻璃或空氣。
如上所述，VIPA的工作對(duì)于其兩反射表面之間材料的厚度和折射率是敏感的。此外，VIPA的工作波長(zhǎng)可通過(guò)控制其溫度精確地調(diào)節(jié)。
更具體地說(shuō)，圖34為表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例控制VIPA溫度的控制器的原理圖。參見(jiàn)圖34,VIPA340產(chǎn)生一輸出光342。溫度傳感器344對(duì)VIPA340的溫度進(jìn)行檢測(cè)?；诒粰z測(cè)出來(lái)的溫度，控制器346對(duì)加熱/冷卻元件348進(jìn)行控制，以控制VIPA340的溫度而調(diào)節(jié)其工作波長(zhǎng)。
例如，VIPA340的溫度升高和降低可輕微地改變輸出光342的輸出角。并且，與特定波長(zhǎng)輸入光相對(duì)應(yīng)的輸出光應(yīng)以精確的輸出角從VIPA340輸出。因此，控制器346可對(duì)VIPA340的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使其輸出光342以正確的輸出角嚴(yán)格地輸出并保持穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的裝置，使用VIPA來(lái)補(bǔ)償色散。為此，本發(fā)明實(shí)施例并不規(guī)定局限于一種特定的VIPA結(jié)構(gòu)。相反，任何本文討論的或在本文作為參改引證的相關(guān)美國(guó)專利申請(qǐng)08/685,362所公開(kāi)的各種VIPA結(jié)構(gòu)，均可用在一裝置中來(lái)補(bǔ)償色散。例如，該VIPA可以有也可以沒(méi)有輻射窗，而且VIPA各表面上的反射率并不局限于任何具體實(shí)例。
根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，一種裝置采用VIPA來(lái)補(bǔ)償色散。為此，本發(fā)明的實(shí)施例并不局限于特定的VIPA結(jié)構(gòu)。相反，任何在本文所述的、或在本文作為參考引證的相關(guān)美國(guó)專利申請(qǐng)08/685,362所公開(kāi)的不同VIPA結(jié)構(gòu)，均可用在一裝置中補(bǔ)償色散。例如，VIPA可以有、也可以沒(méi)有輻射窗，且VIPA各表面的反射率不局限于任何具體實(shí)例。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該知道這些實(shí)施例可以有各種變化，而不脫離本發(fā)明的原理和構(gòu)思、權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍以及它們的等同物。
權(quán)利要求書(shū)按照條約第19條的修改1．一種裝置，具有一頂視圖并且包括一成虛象的相控陣列(VIPA)發(fā)生器，它接收一輸入光，并產(chǎn)生一離開(kāi)此VIPA發(fā)生器傳播從而離開(kāi)此VIPA發(fā)生器相應(yīng)表面?zhèn)鞑コ鋈サ南鄳?yīng)輸出光；一光返回器件，其接收來(lái)自VIPA發(fā)生器的輸出光，然后將此輸出光返回到VIPA發(fā)生器從而回到VIPA發(fā)生器，以及一透鏡，其被定位以使輸出光從VIPA發(fā)生器傳輸給光返回器件，是通過(guò)先將其從VIPA發(fā)生器傳輸給透鏡，然后由該透鏡將其聚焦到光返回器件上；輸出光從光返回器件返回到VIPA發(fā)生器，是通過(guò)先將其從光返回器件傳輸給透鏡，然后由該透鏡將其射向VIPA發(fā)生器，以及從VIPA發(fā)生器傳輸給透鏡的輸出光，在該頂視圖中與VIPA發(fā)生器的上述表面垂直；而且從透鏡傳輸給VIPA發(fā)生器的返回來(lái)的輸出光，在該頂視圖中與VIPA發(fā)生器的上述表面垂直。
2．如權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括第一和第二光纖，其中輸入光通過(guò)第一光纖傳輸而被接收在VIPA發(fā)生器中，而且在被返回VIPA發(fā)生器之后的輸出光在VIPA發(fā)生器中經(jīng)受多重發(fā)射，然后被第二光纖接收。
3．如權(quán)利要求2的裝置，還包括第一透鏡，其將來(lái)自第一光纖的輸入光射向VIPA發(fā)生器，和第二透鏡，其將來(lái)自VIPA發(fā)生器的返回來(lái)的輸出光射光第二光纖。
4．如權(quán)利要求2的裝置，進(jìn)一步包括一透鏡，其將來(lái)自第一光纖的輸入光射向VIPA發(fā)生器，并將來(lái)自VIPA發(fā)生器的返回來(lái)的輸出光射向第二光纖。
5．如權(quán)利要求1的裝置，其中光返回器件是一反射鏡。
6．如權(quán)利要求5的裝置，其中從VIPA發(fā)生器傳輸出來(lái)的輸出光，將通過(guò)透鏡并聚焦在反射鏡上，以使入射在該反射鏡上的光與反射鏡表面并不垂直。
7．如權(quán)利要求1的裝置，其中該透鏡被定位，以使從VIPA發(fā)生器傳輸給透鏡的輸出光，將偏離中心通過(guò)該透鏡，而且從透鏡傳輸給VIPA發(fā)生器的返回來(lái)的輸出光，將偏離中心通過(guò)該透鏡。
8．一種裝置，具有一頂視圖并且包括一角色散組件，其具有一通道區(qū)以接收進(jìn)入角色散組件的光并由其輸出；此角色散組件經(jīng)過(guò)該通道區(qū)接收在連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有相應(yīng)波長(zhǎng)的輸入光，并使該輸入光多次反射以產(chǎn)生自干涉而形成從角色散組件傳輸出來(lái)的輸出光，從而由角色散組件的相應(yīng)表面?zhèn)鬏敵鋈?，該輸出光在空間上可與連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)其它任何波長(zhǎng)的輸入光所形成的輸出光相區(qū)分；一光返回器件，其接收來(lái)自角色散組件的輸出光并將此輸出光返回至角色散組件的上述表面，由此而返回角色散組件，以在角色散組件中經(jīng)受多重發(fā)射而后經(jīng)過(guò)該通道區(qū)從角色散組件中輸出，以及一透鏡，其被定位以使輸出光從角色散組件傳輸給光返回器件，是通過(guò)先將其從角色散組件傳輸給透鏡，然后由該透鏡將其聚焦到光返回器件上；輸出光從光返回器件返回到角色散組件，是通過(guò)先將其從光返回器件傳輸給透鏡，然后由該透鏡將其射向角色散組件，以及從角色散組件傳輸給透鏡的輸出光，在該頂視圖中與角色散組件的上述表面垂直；而且從透鏡傳輸給角色散組件的返回來(lái)的輸出光，在該頂視圖中與角色散組件的上述表面垂直。
9．如權(quán)利要求8的裝置，進(jìn)一步包括第一和第二光纖，其中輸入光通過(guò)第一光纖傳輸而被經(jīng)過(guò)該通道區(qū)接收在角色散組件中，而且被返回來(lái)的輸出光在角色散組件中經(jīng)受多重反射之后經(jīng)過(guò)該通道區(qū)輸出，然后被第二光纖接收。
10．如權(quán)利要求9的裝置，另外還包括一透鏡，其將來(lái)自第一光纖的輸入光經(jīng)過(guò)該通道區(qū)線聚焦到角色散組件中，以及一透鏡，其將由角色散組件的通道區(qū)返回的輸出光射向第二光纖。
11．如權(quán)利要求9的裝置，另外還包括一透鏡，其將來(lái)自第一光纖的輸入光經(jīng)過(guò)該通道區(qū)射入角色散組件中，并且將由角色散組件的通道區(qū)返回的輸出光射向第二光纖。
12．如權(quán)利要求9的裝置，另外還包括第一透鏡，其接收來(lái)自第一光纖的輸入光并形成一準(zhǔn)直光；第二透鏡，其接收來(lái)自第一透鏡的準(zhǔn)直光并將該準(zhǔn)直光線聚焦到角色散組件的通道區(qū)中；第三透鏡，其將從角色散組件的通道區(qū)返回的輸出光形成準(zhǔn)直光，以及第四透鏡，其將來(lái)自第三透鏡的準(zhǔn)直光聚焦到第二光纖中。
13．如權(quán)利要求8的裝置，其中的光返回器件為反射鏡。
14．一種裝置，包括一成虛象的相控陣列(VIPA)，其接收一輸入光并產(chǎn)生一離開(kāi)VIPA發(fā)生器傳播出去的相應(yīng)輸出光；一反射鏡，及一透鏡，其將輸出光聚焦到反射鏡上，以使反射鏡反射輸出光，而且被反射的光由透鏡返回射在VIPA發(fā)生器上其中該反射鏡被成形為使本裝置提供一固定的色散。
15．如權(quán)利要求14的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上各點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從凸變凹。
16．如權(quán)利要求14的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上各點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從強(qiáng)凸變成弱凸。
17．如權(quán)利要求14的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上各點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從弱凹變成強(qiáng)凹。
18．如權(quán)利要求14的裝置，其中該反射鏡具有一凹進(jìn)部分和一凸起部分，以使比特定波長(zhǎng)短的輸出光被凸起部分反射掉，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光被凹進(jìn)部分反射掉。
19．如權(quán)利要求14的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡具有一平的部分，且其在高于特定波長(zhǎng)時(shí)隨同輸出光波長(zhǎng)的增加而連續(xù)地變成凹進(jìn)部分，以致于比特定波長(zhǎng)短的輸出光入射在平的部分上面，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光入射在凹進(jìn)部分上面。
20．如權(quán)利要求14的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡具有一凸起部分，且其在高于特定波長(zhǎng)時(shí)隨同輸出光波長(zhǎng)的增加而連續(xù)地變成平的部分，以致于比特定波長(zhǎng)短的輸出光入射在凸起部分上面，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光入射在平的部分上面。
21．一種裝置，包括一角色散組件，它有一將光接收其內(nèi)并從中輸出光的通道區(qū)，該角色散組件通過(guò)該通道區(qū)接收連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的相應(yīng)波長(zhǎng)的輸入光，并使輸入光發(fā)生多重反射以產(chǎn)生自干涉，形成角色散組件的輸出光，而且該輸出光在空間上可以與連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)任何其它波長(zhǎng)的輸入光所形成的輸出光相區(qū)分；
一反射鏡，以及一透鏡，并由其將角色散組件形成的輸出光聚焦到該反射鏡上，其中該反射鏡將被聚焦的光反射回透鏡，并由透鏡將被反射的輸出光再射回角色散組件，從而使被反射的輸出光在角色散組件中經(jīng)受多重反射，然后經(jīng)過(guò)通道區(qū)從角色散組件中輸出，以及該反射鏡被成形，以使該裝置提供一固定的色散。
22．如權(quán)利要求21的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上相應(yīng)點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從凸變凹。
23．如權(quán)利要求21的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上相應(yīng)點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從強(qiáng)凸變成弱凸。
24．如權(quán)利要求21的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上各點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從弱凹變成強(qiáng)凹。
25．如權(quán)利要求21的裝置，其中該反射鏡具有一凹進(jìn)部分和一凸起部分，以使比特定波長(zhǎng)短的輸出光被凸起部分反射掉，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光被凹進(jìn)部分反射掉。
26．如權(quán)利要求21的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡具有一平的部分，且其在高于特定波長(zhǎng)時(shí)隨同輸出光波長(zhǎng)的增加而連續(xù)地變成凹進(jìn)部分，以致于比特定波長(zhǎng)短的輸出光入射在平的部分上面，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光入射在凹進(jìn)部分上面。
27．如權(quán)利要求21的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡具有一凸起部分，且其在高于特定波長(zhǎng)時(shí)隨同輸出光波長(zhǎng)的增加而連續(xù)地變成平的部分，以致于比特定波長(zhǎng)短的輸出光入射在凸起部分上面，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光入射在平的部分上面。
28．一種裝置，具有一頂視圖并且包括第一和第二表面，而且第二表面所具有的反射率能使其上入射光的一部分被透過(guò)，此處一相應(yīng)波長(zhǎng)的入射光被聚焦成一條線，而且第一和第二表面被定位，以使該輸入光從這條線射出去而在第一和第二表面之間進(jìn)行多次反射，從而導(dǎo)致多重光透過(guò)第二表面，而且透過(guò)的多重光相互干涉而產(chǎn)生一從第二表面?zhèn)鬏敵鋈サ妮敵龉猓移湓诳臻g上可與不同波長(zhǎng)的其它輸入光所產(chǎn)生的輸出光相區(qū)分；一光返回器件，其將該輸出光返回第二表面，以使該輸出光通過(guò)第二表面并在第一和第二表面之間經(jīng)受多重反射，以及一透鏡，其被定位以使輸出光從第二表面?zhèn)鬏斀o光返回器件，是通過(guò)先將其從第二表面?zhèn)鬏斀o透鏡，然后由該透鏡將其聚焦到光返回器件上；輸出光從光返回器件返回到第二表面，是通過(guò)先將其從光返回器件傳輸給透鏡，然后由該透鏡將其射向第二表面，以及從第二表面?zhèn)鬏斀o透鏡的輸出光，在該頂視圖中與第二表面相垂直；而且從透鏡傳輸給第二表面的返回來(lái)的輸出光，在該頂視圖中與第二表面相垂直。
29．如權(quán)利要求28的裝置，其中的光返回器件為反射鏡。
30．如權(quán)利要求29的裝置，其中從第二表面?zhèn)鬏敵鰜?lái)的輸出光將通過(guò)該透鏡并被聚焦在反射鏡上，以使入射在反射鏡上的光并不垂直于該反射鏡表面。
31．一種裝置，具有一頂視圖并且包括
一發(fā)生裝置，用于接收相應(yīng)波長(zhǎng)的輸入光，以產(chǎn)生一沿輸入光波長(zhǎng)決定的方向離開(kāi)其傳播出去的相應(yīng)輸出光，從而使輸出光離開(kāi)其相應(yīng)表面?zhèn)鞑コ鋈ィ灰还夥祷匮b置，用于將該輸出光返回發(fā)生裝置的上述表面從而使其返回該發(fā)生裝置，以及一透鏡，其被定位以使輸出光從發(fā)生裝置傳輸給返回裝置，是通過(guò)先將其從發(fā)生裝置傳輸給透鏡，然后由該透鏡將其聚焦到返回裝置上；輸出光從返回裝置返回發(fā)生裝置，是通過(guò)先將其從返回裝置傳輸給透鏡，然后由該透鏡將其射到發(fā)生裝置上，以及輸出光從發(fā)生裝置傳輸給透鏡，在該頂視圖中與發(fā)生裝置的上述表面相垂直；而且從透鏡傳輸給發(fā)生裝置的返回來(lái)的輸出光，在該頂視圖中與發(fā)生裝置的上述表面相垂直。
32．一種接收一相應(yīng)波長(zhǎng)的輸入光并將其聚焦成一條直線的裝置，該裝置具有一頂視圖并且包括彼此隔開(kāi)的第一和第二表面；用于使輸入光從該直線射出去而在第一和第二表面之間被多次反射的裝置，從而導(dǎo)致多重光透過(guò)第二表面，以使所透過(guò)的光相互干涉而產(chǎn)生一離開(kāi)第二表面?zhèn)鬏敵鋈サ妮敵龉?，且其在空間上可與不同波長(zhǎng)的其它輸入光所產(chǎn)生的輸出光相區(qū)分；一光返回裝置，用于將輸出光返回第二表面，以使被返回的輸出光通過(guò)第二表面并在第一和第二表面之間經(jīng)受多重反射，以及一透鏡，其被定位以使輸出光從第二表面?zhèn)鬏斀o光返回裝置，是通過(guò)先將其從第二表面?zhèn)鬏斀o透鏡，然后由該透鏡將其聚焦到光返回裝置上；輸出光從光返回裝置返回到第二表面，是通過(guò)先將其從光返回裝置傳輸給透鏡，然后由該透鏡將其射向第二表面，以及從第二表面?zhèn)鬏斀o透鏡的輸出光，在該頂視圖中與第二表面相垂直；而且從透鏡傳輸給第二表面的返回來(lái)的輸出光，在該頂視圖中與第二表面相垂直。
33．一種裝置，包括一角色散組件，其具有一通道區(qū)以將光接收到角色散組件中并使光由其輸出，此角色散組件經(jīng)過(guò)其通道區(qū)接收被聚焦成一直線的具有相應(yīng)波長(zhǎng)的輸入光，并使該輸入光多次反射以產(chǎn)生自干涉而形成從角色散組件傳輸出去的輸出光，且其在空間上可與不同波長(zhǎng)的其它輸入光所形成的輸出光相區(qū)分；一反射鏡，以及一透鏡，其將角色散組件形成的輸出光聚焦在反射鏡上，其中該反射鏡將被聚焦的光反射回透鏡，并由該透鏡將被反射的輸出光射回角色散組件，以使被反射的輸出光在角色散組件中經(jīng)受多重反射，然后經(jīng)過(guò)通道區(qū)從角色散組件中輸出，而且該反射鏡被成形以使本裝置提供一固定的色散。
34．如權(quán)利要求33的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上相應(yīng)點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)從凸變凹。
35．如權(quán)利要求33的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上相應(yīng)點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從強(qiáng)凸變?nèi)跬埂?br> 36．如權(quán)利要求33的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上相應(yīng)點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從弱凹變強(qiáng)凹。
37．如權(quán)利要求33的裝置，其中該反射鏡具有一凹進(jìn)部分和一凸起部分，以使比特定波長(zhǎng)短的輸出光被凸起部分反射掉，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光被凹進(jìn)部分反射掉。
38．如權(quán)利要求33的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡具有一平的部分，且其在高于特定波長(zhǎng)時(shí)隨同輸出光波長(zhǎng)的增加而連續(xù)地變成凹進(jìn)部分，以致于比特定波長(zhǎng)短的輸出光入射在平的部分上面，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光入射在凹進(jìn)部分上面。
39．如權(quán)利要求33的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡具有一凸起部分，且其在高于特定波長(zhǎng)時(shí)隨同輸出光波長(zhǎng)的增加而連續(xù)地變成平的部分，以致于比特定波長(zhǎng)短的輸出光入射在凸起部分上面，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光入射在平的部分上面。
40．如權(quán)利要求1的裝置，其中從VIPA發(fā)生器傳輸給透鏡的輸出光，并不與從透鏡傳輸給VIPA發(fā)生器的返回來(lái)的輸出光相重疊。
41．如權(quán)利要求8的裝置，其中從角色散組件傳輸給透鏡的輸出光，并不與從透鏡傳輸給角色散組件的返回來(lái)的輸出光相重疊。
42．如權(quán)利要求1的裝置，其中該透鏡如從其頂視和側(cè)視圖看到的那樣使光聚焦，并且在透鏡的頂視和側(cè)視圖中具有相同的焦距。
43．如權(quán)利要求8的裝置，其中該透鏡如從其頂視和側(cè)視圖看到的那樣使光聚焦，并且在透鏡的頂視和側(cè)視圖中具有相同的焦距。
44．一種用于接收輸入光并產(chǎn)生一可空間區(qū)分的輸出光的裝置，該裝置包括其間用空氣將其相互隔開(kāi)的第一和第二表面，而且第二表面所具有的反射率能讓入射其上光的一部分透過(guò)去；第一和第二表面被定位，以使入射光在其間經(jīng)過(guò)空氣被多次反射而產(chǎn)生出許多束透過(guò)第二表面的光，且此多束透過(guò)光彼此干涉而產(chǎn)生該輸出光，其中該輸入光為一連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的相應(yīng)波長(zhǎng)輸入光，而且輸出光在空間上可與該連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)其它任意波長(zhǎng)的輸入光所形成的輸出光相區(qū)分。
45．一種用于接收一至少包括兩種載波(carrier)的波分復(fù)用光，并產(chǎn)生一對(duì)于每一載波為可空間區(qū)分的輸出光的裝置，該裝置包括其間用空氣將其相互隔開(kāi)的第一和第二表面，而且第二表面所具有的反射率能讓入射其上光的一部分透過(guò)去；第一和第二表面被定位，以使此波分復(fù)用光在其間經(jīng)過(guò)空氣被多次反射而產(chǎn)生出許多束透過(guò)第二表面的光，且此多束透過(guò)光彼此干涉而為波分復(fù)用光的每一載波產(chǎn)生相應(yīng)的輸出光；其中每一載波為一連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的相應(yīng)波長(zhǎng)，而且對(duì)于每一載波所形成的輸出光，在空間上可與此連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)于具有其它任意波長(zhǎng)的載波所形成的輸出光相區(qū)分。
46．一種裝置，包括其間用空氣將其相互隔開(kāi)的第一和第二表面，而且第二表面所具有的反射率能使入射其上光的一部分透過(guò)去，其中相應(yīng)波長(zhǎng)的入射光被聚焦成一條直線，而且第一和第二表面被定位，以使此入射光從該直線射出而在第一和第二表面間經(jīng)過(guò)空氣被多次反射，從而產(chǎn)生許多束透過(guò)第二表面的光，且此透過(guò)的多束光相互干涉，以產(chǎn)生一空間上可與不同波長(zhǎng)的其它輸入光所產(chǎn)生的輸出光相區(qū)分的輸出光。
47．一種裝置，包括其間用空氣將其相互隔開(kāi)的第一和第二表面，而且第二表面所具有的反射率能使入射其上光的一部分透過(guò)去，其中相應(yīng)波長(zhǎng)的輸入光被聚焦成一條直線，而且第一和第二表面被定位，以使此入射光從該直線射出而在第一和第二表面間經(jīng)過(guò)空氣被多次反射，從而產(chǎn)生許多束透過(guò)第二表面的光，而且每一透過(guò)光與其它每一透過(guò)光相干涉，以產(chǎn)生一空間上可與不同波長(zhǎng)的其它輸入光所產(chǎn)生的輸出光相區(qū)分的輸出光。
48．一種接收一連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)相應(yīng)波長(zhǎng)輸入光用的裝置，它包括其間用空氣將其相互分開(kāi)的第一和第二表面，以及用于使輸入光在第一和第二表面間經(jīng)過(guò)空氣多次反射以產(chǎn)生自干涉而形成輸出光的裝置，其中該輸出光在空間上可與該連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)其它任意波長(zhǎng)輸入光所形成的輸出光相區(qū)分。
49．一種接收一相應(yīng)波長(zhǎng)且被聚焦成一條直線的輸入光的裝置，該裝置包括其間用空氣將其互相分開(kāi)的第一和第二表面，以及用于使該輸入光從該直線射出以在第一和第二表面間經(jīng)過(guò)空氣被多次反射，從而產(chǎn)生許多束透過(guò)第二表面光的裝置，并使所透過(guò)的光相互干涉，以產(chǎn)生一在空間上可與不同波長(zhǎng)的其它輸入光所產(chǎn)生的輸出光相區(qū)分的輸出光。
權(quán)利要求
1．一種裝置，包括一成虛象的相控陣列(VIPA)，其接收一輸入光并產(chǎn)生一離開(kāi)VIPA傳播出去的相應(yīng)輸出光；一接收來(lái)自VIPA的輸出光然后將此輸出光返回VIPA的光返回器件，以及一透鏡，其被定位以使輸出光從VIPA傳輸給光返回器件，是通過(guò)先將其從VIPA傳輸給透鏡，然后由該透鏡將其聚焦到光返回器件上；輸出光從光返回器件返回到VIPA，是通過(guò)先將其從光返回器件傳輸給透鏡，然后由該透鏡將其射向VIPA，而且從VIPA傳輸給透鏡的輸出光，與沿相反方向從透鏡傳輸給VIPA的返回來(lái)的輸出光平行而不相重疊。
2．如權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括第一和第二光纖，其中，輸入光通過(guò)第一光纖傳輸而被接收在VIPA中，而且在返回VIPA之后，輸出光在VIPA中經(jīng)受多重反射，然后由第二光纖接收。
3．如權(quán)利要求2的裝置，進(jìn)一步包括一第一透鏡，其將來(lái)自第一光纖的入射光射向VIPA，及一第二透鏡，其將由VIPA返回的輸出光射向第二光纖。
4．如權(quán)利要求2的裝置，進(jìn)一步包括一透鏡，其將來(lái)自第一光纖的入射光射向VIPA，并將由VIPA返回的輸出光射向第二光纖。
5．如權(quán)利要求1的裝置，其中光返回器件是反射鏡。
6．如權(quán)利要求1的裝置，其中從VIPA傳輸出來(lái)的輸出光，將通過(guò)透鏡并聚焦在反射鏡上，以使入射在該反射鏡上的光與該反射鏡表面不垂直。
7．如權(quán)利要求1的裝置，其中該透鏡被定位，以使從VIPA傳輸給該透鏡的輸出光，偏離中心通過(guò)該透鏡，而且從透鏡傳輸給VIPA的返回的輸出光，偏離中心通過(guò)該透鏡。
8．一種裝置，包括一角色散組件，它有一將光接收其內(nèi)并從中輸出光的通道區(qū)，該角色散組件通過(guò)該通道區(qū)接收連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的相應(yīng)波長(zhǎng)的輸入光，并使輸入光發(fā)生多重反射以產(chǎn)生自干涉，形成角色散組件的輸出光，而且該輸出光在空間上可以與連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)任何其它波長(zhǎng)的輸入光所形成的輸出光相區(qū)分；一光返回器件，其接收來(lái)自角色散組件的輸出光，并將該輸出光返回角色散組件，以使其在角色散組件中經(jīng)受多次反射然后通過(guò)通道區(qū)從角色散組件中輸出，以及一透鏡，其被定位以使輸出光從角色散組件傳輸給光返回器件，是通過(guò)先將其從角色散組件傳輸給透鏡，然后由該透鏡將其聚焦到光返回器件上；輸出光從光返回器件返回到角色散組件，是通過(guò)先將其從光返回器件傳輸給透鏡，然后由該透鏡將其射向角色散組件，而且從角色散組件傳輸給透鏡的輸出光，與從透鏡傳輸給角色散組件的返回的輸出光平行。
9．如權(quán)利要求8的裝置，進(jìn)一步包括第一和第二光纖，其中，輸入光通過(guò)第一光纖傳輸而被經(jīng)過(guò)通道區(qū)接收到角色散組件中，而且在角色散組件中經(jīng)受多次反射之后，然后經(jīng)過(guò)通道區(qū)輸出，返回的輸出光被第二光纖接收。
10．如權(quán)利要求9的裝置，進(jìn)一步包括一透鏡，其將來(lái)自第一光纖的輸入光經(jīng)過(guò)通道區(qū)線性聚焦到角色散組件中，以及一透鏡，其將從角色散組件的通道區(qū)返回的輸出光射向第二光纖。
11．如權(quán)利要求9的裝置，進(jìn)一步包括一透鏡，其將來(lái)自第一光纖的輸入光經(jīng)過(guò)通道區(qū)射入角色散組件，并將從角色散組件通道區(qū)返回的輸出光射向第二光纖。
12．如權(quán)利要求9的裝置，進(jìn)一步包括一第一透鏡，其接收來(lái)自第一光纖的輸入光并形成準(zhǔn)直光；一第二透鏡，其接收來(lái)自第一透鏡的準(zhǔn)直光并將該準(zhǔn)直光線性聚焦到角色散組件的通道區(qū)中；一第三透鏡，其將由角色散組件通道區(qū)返回的輸出光形成準(zhǔn)直光，以及一第四透鏡，其將來(lái)自第三透鏡的準(zhǔn)直光聚焦到第二光纖中。
13．如權(quán)利要求8的裝置，其中光返回器件是反射鏡。
14．一種裝置，包括一成虛象的相控陣列(VIPA)，其接收一輸入光并產(chǎn)生一離開(kāi)VIPA傳播出去的相應(yīng)輸出光；一反射鏡，及一透鏡，其將輸出光聚焦到反射鏡上，以使反射鏡反射輸出光，而且被反射的光由透鏡返回射在VIPA上，其中該反射鏡被成形為使本裝置提供一固定的色散。
15．如權(quán)利要求14的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上各點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從凸變凹。
16．如權(quán)利要求14的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上各點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從強(qiáng)凸變成弱凸。
17．如權(quán)利要求14的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上各點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從弱凹變成強(qiáng)凹。
18．如權(quán)利要求14的裝置，其中該反射鏡具有一凹進(jìn)部分和一凸起部分，以使比特定波長(zhǎng)短的輸出光被凸起部分反射掉，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光被凹進(jìn)部分反射掉。
19．如權(quán)利要求14的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡具有一平的部分，且其在高于特定波長(zhǎng)時(shí)隨同輸出光波長(zhǎng)的增加而連續(xù)地變成凹進(jìn)部分，以致于比特定波長(zhǎng)短的輸出光入射在平的部分上面，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光入射在凹進(jìn)部分上面。
20．如權(quán)利要求14的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡具有一凸起部分，且其在高于特定波長(zhǎng)時(shí)隨同輸出光波長(zhǎng)的增加而連續(xù)地變成平的部分，以致于比特定波長(zhǎng)短的輸出光入射在凸起部分上面，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光入射在平的部分上面。
21．一種裝置，包括一角色散組件，它有一將光接收其內(nèi)并從中輸出光的通道區(qū)，該角色散組件通過(guò)該通道區(qū)接收連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的相應(yīng)波長(zhǎng)的輸入光，并使輸入光發(fā)生多重反射以產(chǎn)生自干涉，形成角色散組件的輸出光，而且該輸出光在空間上可以與連續(xù)波長(zhǎng)范圍內(nèi)任何其它波長(zhǎng)的輸入光所形成的輸出光相區(qū)分；一反射鏡，以及一透鏡，并由其將角色散組件形成的輸出光聚焦到該反射鏡上，其中該反射鏡將被聚焦的光反射回透鏡，并由透鏡將被反射的輸出光再射回角色散組件，從而使被反射的輸出光在角色散組件中經(jīng)受多重反射，然后通過(guò)通道區(qū)從角色散組件中輸出，以及該反射鏡被成形，以使該裝置提供一固定的色散。
22．如權(quán)利要求21的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上各點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從凸變凹。
23．如權(quán)利要求21的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上各點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從強(qiáng)凸變成弱凸。
24．如權(quán)利要求21的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡被成形，以使其表面上各點(diǎn)隨著輸出光波長(zhǎng)由短變長(zhǎng)而連續(xù)地從弱凹變成強(qiáng)凹。
25．如權(quán)利要求21的裝置，其中該反射鏡具有一凹進(jìn)部分和一凸起部分，以使比特定波長(zhǎng)短的輸出光被凸起部分反射掉，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光被凹進(jìn)部分反射掉。
26．如權(quán)利要求21的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡具有一平的部分，且其在高于特定波長(zhǎng)時(shí)隨同輸出光波長(zhǎng)的增加而連續(xù)地變成凹進(jìn)部分，以致于比特定波長(zhǎng)短的輸出光入射在平的部分上面，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光入射在凹進(jìn)部分上面。
27．如權(quán)利要求21的裝置，其中由透鏡聚焦的輸出光，隨著輸出光波長(zhǎng)的改變而被入射在反射鏡表面上的不同點(diǎn)，而且該反射鏡具有一凸起部分，且其在高于特定波長(zhǎng)時(shí)隨同輸出光波長(zhǎng)的增加而連續(xù)地變成平的部分，以致于比特定波長(zhǎng)短的輸出光入射在凸起部分上面，而且比特定波長(zhǎng)長(zhǎng)的輸出光入射在平的部分上面。
全文摘要
一種對(duì)于光添加“相反色散”的裝置,用于補(bǔ)償光在光纖(246)中傳播而引起的色散。該裝置包括一成虛象的相控陣列(VIPA)(240),和一光返回器件(254)。VIPA對(duì)于光提供角色散,而光返回器件將此光返回VIPA以在其中經(jīng)受多重反射。該先返回器件通常是反射鏡。在這種情況下,該反射鏡可被成形,以使該裝置對(duì)于光添加一固定的色散。此外,一透鏡(252)可被定位,以使(a)光從 VIPA傳輸給光返回器件,是通過(guò)先將其從VIPA傳輸給透鏡,然后由該透鏡將其聚焦到光返回器件上;(b)光從光返回器件返回到透鏡,然后由該透鏡將其射出,而且與從透鏡傳輸給VIPA的返回光平行。
文檔編號(hào)H04B10/18GK1234873SQ98801021
公開(kāi)日1999年11月10日 申請(qǐng)日期1998年1月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月13日
發(fā)明者白崎正孝 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社