專利名稱：光學(xué)延遲器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及光學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在時(shí)域和低相干系統(tǒng)中常采用光學(xué)延遲器(optical delay)。例如，一些系統(tǒng)采用光學(xué)延遲器來確定相對(duì)于參考光束的時(shí)間或相位差，這在用于檢查采樣的泵浦檢測(cè)器(pump-probe)測(cè)量中也是同樣的情況。這通過在光束之一的路徑中設(shè)置延遲線以改變?cè)摴馐鄬?duì)于第二光束的路徑長(zhǎng)度而實(shí)現(xiàn)。這種實(shí)驗(yàn)中的光束可以包括一系列短的光脈沖或者是連續(xù)波光束，如同低相干測(cè)量系統(tǒng)中一樣。
某些延遲線利用回射器來使光束沿相反方向轉(zhuǎn)回。回射器通常往復(fù)運(yùn)動(dòng)以伸長(zhǎng)或縮短光路。但是，獲取信息的速度取決于回射器可以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度。因此，這些類型的延遲線一般無法在也要求長(zhǎng)的延遲時(shí)間的高速系統(tǒng)中采用。
考慮到以上情況，顯然需要一種可以在能夠高速采樣的光學(xué)系統(tǒng)例如成像系統(tǒng)中采用的光學(xué)延遲器。

發(fā)明內(nèi)容
為了滿足上述需求并克服現(xiàn)有技術(shù)所列舉的缺點(diǎn)和其它限制，本發(fā)明提供了一種用于各種光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)延遲線裝置。
在一般的方面，光學(xué)延遲線改變光束的延遲，并包括可旋轉(zhuǎn)的輪和繞所述輪的圓周安裝的一個(gè)或多個(gè)棱鏡，所述一個(gè)或多個(gè)棱鏡定位成隨著所述輪的旋轉(zhuǎn)而回射近似相切地通向所述輪的光束，以使所述光束產(chǎn)生延遲或相移。
在另一方面，棱鏡安裝在可運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上，并定位成隨著所述構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)而回射被沿著所述棱鏡的運(yùn)動(dòng)路徑引導(dǎo)的光束，以使所述光束產(chǎn)生延遲或相移。該可運(yùn)動(dòng)構(gòu)件可以是往復(fù)運(yùn)動(dòng)滑動(dòng)件或樞轉(zhuǎn)臂。
從說明書和權(quán)利要求將清楚其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有光學(xué)循環(huán)器的光學(xué)延遲線的立體圖。
圖1b是光學(xué)延遲線和光學(xué)循環(huán)器的俯視圖。
圖1c是光學(xué)循環(huán)器的俯視圖。
圖2示出具有傾斜和非傾斜棱鏡的光學(xué)延遲線的輪旋轉(zhuǎn)有用范圍之間的比較。
圖3a是具有處于關(guān)閉位置的可縮回靜止棱鏡的光學(xué)延遲線和光學(xué)循環(huán)器的立體圖。
圖3b是光學(xué)延遲線、光學(xué)循環(huán)器和靜止棱鏡的俯視圖。
圖4a是處于打開位置的靜止棱鏡的俯視圖。
圖4b是處于關(guān)閉位置的靜止棱鏡的俯視圖。
圖5a是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的雙光學(xué)延遲線的立體圖。
圖5b是雙光學(xué)延遲器的俯視圖。
圖6a是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的光學(xué)延遲線的視圖。
圖6b是圖6a的光學(xué)延遲線的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照?qǐng)D1a和1b，利用本發(fā)明原理的光學(xué)延遲線裝置在其中示出并用10表示。盡管該光學(xué)延遲線裝置示為與自由空間光學(xué)循環(huán)器12結(jié)合使用，但光學(xué)延遲線裝置10適合用于需要使用光學(xué)延遲器的任何類型的光學(xué)系統(tǒng)。
作為其主要部件，光學(xué)延遲裝置10包括安裝在板16上的旋轉(zhuǎn)輪14以及一組棱鏡例如隅角立方棱鏡18。棱鏡18例如利用UV可固化的粘結(jié)劑而繞輪14中的狹槽20安裝在距離輪中心的固定半徑處，并定向成接收/回射例如由激光器產(chǎn)生的光束，該光束在輪的旋轉(zhuǎn)平面中接近輪。
還參照?qǐng)D1c，光學(xué)循環(huán)器12包括聯(lián)接到輸入光纖22的輸入端口19、聯(lián)接到輸出光纖24的輸出端口23、偏振分束器26、四分之一波片28、以及法向表面返回鏡(surface normal return mirror)30，所有這些都安裝在板32上。在使用時(shí)，輸入光纖22發(fā)射入射光束34例如激光通過分束器26和波片28而到達(dá)各個(gè)棱鏡18。棱鏡18將激光反射到返回鏡30，該返回鏡將光35反射回去通過棱鏡18和波片28而到達(dá)分束器26。分束器26將偏振現(xiàn)在垂直于輸入光束的偏振的所反射激光引到輸出光纖24。光學(xué)延遲線10和循環(huán)器12可以在控制器33的指引下工作。入射光束34可以是校準(zhǔn)電磁輻射。例如，光束可以是太赫茲(THz)光束。第二光束可以是在被延遲之前從入射光束34分出的。
隨著輪14例如逆時(shí)針地旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)輪14上的隅角立方棱鏡18對(duì)光束施加連續(xù)變化的時(shí)間延遲或相移。在一種具體實(shí)現(xiàn)方式中，隅角立方棱鏡18的定向使得其三個(gè)反射面之一處于一個(gè)平面中，該平面在與輪平面相交時(shí)形成一條也在輪平面中的直線。通常一次有一個(gè)棱鏡在工作(in play)。多個(gè)棱鏡18用于改善光學(xué)延遲線10的占空比(即減少空閑時(shí)間)?；剞D(zhuǎn)隅角立方棱鏡延遲線10產(chǎn)生了一系列單調(diào)遞增或遞減的光學(xué)延遲，在忽略每個(gè)棱鏡的空閑時(shí)間的情況下，當(dāng)輪18以不變的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)這些光學(xué)延遲以不變的周期性重復(fù)。每次旋轉(zhuǎn)的周期等于1/(輪的每秒轉(zhuǎn)數(shù)×棱鏡數(shù))。輪的每個(gè)角位置對(duì)應(yīng)于不同的光學(xué)延遲，并且每個(gè)角度的光學(xué)延遲對(duì)每次旋轉(zhuǎn)是確定且可重復(fù)的。換言之，隨著輪的旋轉(zhuǎn)，其對(duì)一系列已知的光學(xué)延遲狀態(tài)進(jìn)行采樣。
相對(duì)時(shí)移的量可以短到約0.001皮秒或長(zhǎng)到約幾納秒。隨著輪14的旋轉(zhuǎn)，來自輸入光纖22的形式為光脈沖或窄帶連續(xù)波的激光束34近似與輪14相切地經(jīng)過而進(jìn)入棱鏡18之一。光束直徑相對(duì)于棱鏡的入射面保持較小。隨著輪14的旋轉(zhuǎn)，棱鏡18回射光束以使光束產(chǎn)生延遲或相移。
具體而言，光束34首先被引導(dǎo)通過狹槽20到達(dá)棱鏡的主表面或窗口的朝外半部處，即到達(dá)離輪的旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的半部處。光38內(nèi)反射離開棱鏡18的三個(gè)背面，并通過主表面的第二或內(nèi)半部退出，該內(nèi)半部與入射光束34反平行且橫向移開。它隨后被引導(dǎo)到與光束34垂直對(duì)準(zhǔn)的靜止法向表面鏡30，以使光束35精確地沿著其第一次通過棱鏡18的相同路徑返回，從而使進(jìn)入或入射光束34和退出棱鏡18的返回延遲光束35是重疊的反向傳播光束。這導(dǎo)致兩次穿過棱鏡18，其中返回光束35與原來的光束反平行且現(xiàn)在同線(即不與其偏移)。隨著輪14的旋轉(zhuǎn)，棱鏡的位置改變，而進(jìn)入棱鏡的光束發(fā)生不同的延遲或相移。注意，當(dāng)棱鏡18移動(dòng)通過其弧形時(shí)，其相對(duì)于光束稍稍旋轉(zhuǎn)。隅角立方棱鏡的性質(zhì)使其即使在移動(dòng)時(shí)也保持入射光束34和出射光束38之間的精確平行。但是，棱鏡在移動(dòng)通過其弧形時(shí)的旋轉(zhuǎn)和橫向位移使得第一次通過的出射光束38從入射光束34連續(xù)位移。法向表面鏡30的作用就是通過將光束重新引導(dǎo)回到自身而校正此連續(xù)位移。應(yīng)該注意到，如果棱鏡18被拋光以在進(jìn)入光束34和退出光束35之間產(chǎn)生最小的偏離，并且法向表面鏡30精確回射光束，則棱鏡輪14及其旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)無需剛性安裝到其它光學(xué)部件上。在與棱鏡18第二次相遇后，反向傳播光束可以使用例如光學(xué)循環(huán)器或偏振分束器25與入射光束分離，以將返回光束35轉(zhuǎn)向90°到輸出端口23。循環(huán)器可以是自由空間循環(huán)器或光纖式循環(huán)器?；蛘?，可以使用部分透明的反射鏡例如薄膜鏡來分離反向傳播的光束。
此光學(xué)構(gòu)造的一種變化涉及用一對(duì)波羅或直角棱鏡代替隅角立方棱鏡。在此構(gòu)造中，工作的兩個(gè)波羅棱鏡之一定位在旋轉(zhuǎn)輪14上來代替隅角立方棱鏡，而第二波羅棱鏡安裝成其主表面位于與第一棱鏡相同的平面中，只是旋轉(zhuǎn)成與第一棱鏡正交。第二棱鏡定位在靜止法向表面鏡前面。實(shí)際上，此構(gòu)造僅僅需要一個(gè)附加的棱鏡，即安裝在法向表面鏡30前面的固定棱鏡。安裝在輪上的棱鏡類似于隅角立方棱鏡定向，只是現(xiàn)在其兩個(gè)反射面的平面垂直于輪14的平面?，F(xiàn)在，光在旋轉(zhuǎn)輪14的平面中進(jìn)入和退出運(yùn)動(dòng)棱鏡18，并被引導(dǎo)到靜止波羅棱鏡，在該處它在與進(jìn)入和退出第一棱鏡的光束正交的平面中進(jìn)入和退出。退出靜止棱鏡的光隨后射到法向表面鏡30上，該法向表面鏡30像隅角立方構(gòu)造一樣沿著其原始路徑重新引導(dǎo)光束。
兩次通過棱鏡18相當(dāng)于四重延遲(four-fold delay)，其最大延遲時(shí)間為Δt＝4(ΔZ)/c，其中ΔZ是用于棱鏡的路徑長(zhǎng)度在其最小和最大輪位置的差，c是光速。四次通過棱鏡的構(gòu)造也是可以的，這產(chǎn)生八重延遲時(shí)間。最大和最小點(diǎn)由回轉(zhuǎn)輪的尺寸和沿著圓周設(shè)置的棱鏡數(shù)量確定。在原理上，單個(gè)棱鏡18將足以在通過棱鏡的激光光束和第二非延遲光束之間產(chǎn)生延遲。但是，采用的棱鏡18的數(shù)量越大，就更多地利用激光光束，這相當(dāng)于增加信噪比。棱鏡(沿著圓周近似均勻地間隔)的最大數(shù)量由所需的延遲確定。在圖1a和1b所示的實(shí)施例中，6英寸直徑的輪可以使用沿著輪的圓周彼此在角度上間隔開約40度的9個(gè)棱鏡。這在工作的棱鏡移出光束路徑且輪上的下一個(gè)棱鏡進(jìn)入光束路徑之前提供約300ps的延遲。如果期望更短的延遲，則可以采用具有更小半徑的輪。取決于光學(xué)延遲線10的應(yīng)用，輪14的直徑可以小于1英寸或大到約100英寸。安裝到輪14的棱鏡18的數(shù)量可以從1到約1000變化。輪14可以是靜止的，或者可以以直到約10000rpm的速度旋轉(zhuǎn)。
如圖3a和3b所示，可以通過利用靜止的可縮回棱鏡50在光束34到達(dá)延遲輪之前將其攔截而停止延遲的變化，該棱鏡50可以類似于棱鏡18沿著相同的四重路徑發(fā)送光束，僅僅是不引入可變的延遲。如圖4a和4b更具體示出的，棱鏡50附裝到安裝在板54上的臂52，使得臂52及因此使棱鏡50繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)56旋轉(zhuǎn)。在“打開”位置中，棱鏡50抵靠止動(dòng)件58，使得棱鏡50不攔截入射光束34。在“關(guān)閉”位置中，棱鏡50被旋轉(zhuǎn)來攔截入射光束34，從而不在返回光束35上施加可變的光學(xué)延遲。如果輪14保持在固定位置處靜止，也可以產(chǎn)生固定延遲。
由于輪14上棱鏡18的數(shù)量、輪14的直徑、激光光束的直徑、棱鏡18的斜角和柄高以及每個(gè)棱鏡上的面的精度而產(chǎn)生一定量的無用用時(shí)間(空閑時(shí)間)。在某些實(shí)現(xiàn)方式中可實(shí)現(xiàn)高達(dá)約90％的占空比(有用時(shí)間對(duì)空閑時(shí)間)?？梢酝ㄟ^傾斜輪14上的每個(gè)棱鏡18來增大延遲占空比，如圖2所示，該圖示出當(dāng)棱鏡面平行于輪的半徑時(shí)每個(gè)棱鏡的輪旋轉(zhuǎn)的有用范圍100以及當(dāng)每個(gè)棱鏡的窗口或主表面相對(duì)于輪的半徑傾斜約12°時(shí)的有用范圍102。在某些實(shí)現(xiàn)方式中，棱鏡傾斜或成角度直到約20°。因此，當(dāng)棱鏡被傾斜時(shí)，有用范圍約為20°，而當(dāng)棱鏡不被傾斜時(shí)，有用范圍約為12°。傾斜棱鏡具有以下效果，即在輪的旋轉(zhuǎn)中工作棱鏡前面的棱鏡可能要阻擋輸出光束的時(shí)候，保持輸入光束和輸出光束彼此靠近(即，接近棱鏡的頂點(diǎn))。
在特定實(shí)施例中，直接聯(lián)接到使輪14旋轉(zhuǎn)的電機(jī)39的編碼器37提供了輪的角位置，并因此提供了棱鏡沿光束路徑的位置。每個(gè)編碼器位置與棱鏡18相對(duì)于光束34的一個(gè)唯一位置相關(guān)，并因此與一個(gè)唯一的延遲時(shí)間相關(guān)。延遲線10中的延遲的精確校準(zhǔn)可以使用校準(zhǔn)過(可跟蹤)的延遲線來實(shí)現(xiàn)，由此將已知量的光學(xué)延遲引入到光束路徑，并且隨后使用于所校準(zhǔn)延遲線的延遲輪旋轉(zhuǎn)以將延遲量恢復(fù)到零。然后通過其編碼器值記下輪的位置，并將該值置于查找表中。被校準(zhǔn)的延遲線隨后移動(dòng)到下一個(gè)延遲位置，并再次使輪旋轉(zhuǎn)來返回到零延遲。對(duì)于運(yùn)動(dòng)棱鏡工作的整個(gè)時(shí)間窗口重復(fù)此過程，并隨后對(duì)輪上的所有棱鏡重復(fù)。在此過程完成時(shí)，經(jīng)由編碼器的值得到每個(gè)棱鏡的位置與由棱鏡施加的光學(xué)延遲之間的相關(guān)性。
校準(zhǔn)例程可以在控制器33中實(shí)現(xiàn)，以在輪14旋轉(zhuǎn)時(shí)補(bǔ)償光束的幅度偏差。編碼器37可以與控制器33通信，并可以在控制器中實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)例程來補(bǔ)償在輪14旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的任何非線性時(shí)間延遲。可以在控制器33中實(shí)現(xiàn)反饋過程來校正功率波動(dòng)，例如棱鏡波動(dòng)?？刂破?3可以利用算法實(shí)現(xiàn)以正則化來自光學(xué)延遲線裝置10的返回信號(hào)。這樣的算法可以基于線性或非線性公式，該公式可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。
在具體實(shí)現(xiàn)方式中，每個(gè)隅角立方棱鏡18的直徑在約1/4英寸到幾英寸之間的范圍中。光學(xué)延遲線裝置10可以結(jié)合THz發(fā)射器和THz接收器使用，后兩者可以是THz成像系統(tǒng)的部件。施加到THz發(fā)射器的偏壓或施加到THz接收器的增益可以被調(diào)制以補(bǔ)償波動(dòng)的光學(xué)功率。
根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)其它構(gòu)造。例如，參照?qǐng)D5a和5b，示出了一個(gè)系統(tǒng)，其中光學(xué)延遲線裝置10、循環(huán)器12、靜止棱鏡50結(jié)合另一延遲線裝置10′、循環(huán)器12′和棱鏡50′使用。因?yàn)檠舆t線裝置10′、循環(huán)器12′和用于棱鏡50′的支承結(jié)構(gòu)的部件與延遲線裝置10、循環(huán)器12和棱鏡50的部件相似，所以使用帶“撇號(hào)”的相同標(biāo)號(hào)來表示這些部件。注意延遲線裝置10、循環(huán)器12和棱鏡50的任一上述特征都可以包括在延遲線裝置10′、循環(huán)器12′和棱鏡50′中。例如，棱鏡18′和50′可以是隅角立方棱鏡或波羅棱鏡。
在圖5a和5b所示的實(shí)現(xiàn)方式中，延遲線裝置10′包括輪14′和繞輪14′中的狹槽20′安裝在距輪的中心固定半徑處的一組棱鏡18′，該固定半徑與棱鏡18安裝在輪14中的半徑不同。于是，當(dāng)兩個(gè)分離的光束34、34′被引入到相應(yīng)的輪14、14′時(shí)，每個(gè)光束34、34′到達(dá)自己的那組棱鏡18、18′，并由此對(duì)于輪14及因此輪14′的給定量的旋轉(zhuǎn)發(fā)生自己的量的延遲。因此，兩個(gè)光束34、34′之間的凈延遲是由延遲線裝置10和10′產(chǎn)生的延遲時(shí)間的差。
在圖6a和6b所示的另一實(shí)施例中，延遲線裝置200包括安裝在支座204上的棱鏡202，該支座204又附裝到滑動(dòng)件206?；瑒?dòng)件206定位在軌道208中以使得滑動(dòng)件206及因此使得棱鏡202能夠在軌道208中來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)。棱鏡202可以是隅角立方棱鏡202或波羅棱鏡。于是，當(dāng)滑動(dòng)件206往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，棱鏡202回射光束34，該光束34被沿著棱鏡202的運(yùn)動(dòng)路徑引導(dǎo)以在光束中產(chǎn)生延遲或相移。在另一實(shí)施例中，棱鏡202可以附裝到樞轉(zhuǎn)臂，使得隨著臂的樞轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)棱鏡202回射光束以產(chǎn)生延遲或相移。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，以上描述用作對(duì)本發(fā)明原理的實(shí)現(xiàn)方式的說明。該描述不應(yīng)限制本發(fā)明的范圍或應(yīng)用，因?yàn)楸景l(fā)明可以進(jìn)行修改、變化和改變，而不偏離以下權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種用于改變光束的延遲的裝置，包括可旋轉(zhuǎn)的輪；和繞所述輪的圓周安裝的一個(gè)或多個(gè)棱鏡，所述一個(gè)或多個(gè)棱鏡定位成隨著所述輪的旋轉(zhuǎn)而回射近似相切地通向所述輪的光束，以使所述光束產(chǎn)生延遲或相移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括附裝到旋轉(zhuǎn)輪的編碼器，以使得能夠測(cè)量所述輪的角位置并因此能夠測(cè)量棱鏡沿著光束路徑的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)棱鏡是隅角立方棱鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)棱鏡是波羅棱鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括安裝成相對(duì)于所述一個(gè)或多個(gè)棱鏡靜止的平面鏡，所述平面鏡與從所述一個(gè)或多個(gè)棱鏡中的每個(gè)射出的光束基本垂直對(duì)準(zhǔn)，以使所述射出光束沿著其第一次通過所述一個(gè)或多個(gè)棱鏡中的每個(gè)時(shí)的相同路徑返回，從而導(dǎo)致第二次通過所述一個(gè)或多個(gè)棱鏡中的每個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中將在第二次通過之后從所述一個(gè)或多個(gè)棱鏡中的每個(gè)射出的所述延遲的返回光束與重疊的反向傳播進(jìn)入光束分離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，還包括部分透明鏡，用于分離所述反向傳播光束以將所述延遲光束重新引導(dǎo)到輸出端口。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，還包括偏振分束器，所述偏振分束器使所述延遲光束的偏振旋轉(zhuǎn)約90°以將所述延遲光束重新引導(dǎo)到輸出端口。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，還包括用于分離所述反向傳播光束的光學(xué)循環(huán)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)棱鏡布置在所述輪的圓周附近，每個(gè)棱鏡的主表面或窗口相對(duì)于所述輪的半徑成約0°和20°之間的角度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中移動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)棱鏡使得光路長(zhǎng)度增大或減小。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述輪的直徑從小于約1英寸到約100英寸，并且棱鏡的數(shù)量從1到約1000。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述光束是校準(zhǔn)電磁輻射束。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中在延遲之前從所述第一光束分離出第二光束。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述輪具有位于第一組一個(gè)或多個(gè)棱鏡上方的第二組棱鏡，所述第二組棱鏡定位在與所述第一組一個(gè)或多個(gè)棱鏡不同的半徑處。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中兩個(gè)分離光束被引到所述輪，每個(gè)光束到達(dá)所述輪上的相應(yīng)棱鏡組并由此對(duì)于給定量的輪旋轉(zhuǎn)發(fā)生相應(yīng)量的延遲。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中到達(dá)兩組棱鏡的兩個(gè)光束之間的凈延遲是兩個(gè)光束產(chǎn)生的延遲時(shí)間的差。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)棱鏡中每個(gè)的表面相對(duì)于所述輪的半徑成的角度被設(shè)定成約12°以使占空比最大。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括控制器，并且其中在所述控制器中實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)例程以補(bǔ)償在所述輪旋轉(zhuǎn)時(shí)光束中的幅度偏差。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括控制器，并且其中在所述控制器中實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)例程以補(bǔ)償在所述輪旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的任何非線性時(shí)間延遲，所述校準(zhǔn)例程參照使用已校準(zhǔn)延遲線的已知時(shí)間延遲來生成查找表，所述校準(zhǔn)例程還補(bǔ)償延遲窗口的尺寸的變化率。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括攔截進(jìn)入的光束以提供固定光學(xué)延遲的棱鏡。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述一個(gè)或多個(gè)棱鏡是隅角立方棱鏡，每個(gè)棱鏡的直徑在約1/4英寸和幾英寸之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中保持所述棱鏡的所述輪通過維持靜止在固定位置而產(chǎn)生固定延遲。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中保持所述棱鏡的所述輪以從約0rpm到大于10000rpm的速度旋轉(zhuǎn)。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中使用將所述棱鏡的正面附裝到所述輪的帶狹槽的面的UV固化粘結(jié)劑來將所述棱鏡保持就位。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括控制器，所述控制器實(shí)現(xiàn)有反饋過程來校正功率波動(dòng)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中所述裝置與THz發(fā)射器和THz接收器結(jié)合使用，施加到所述THz發(fā)射器的偏壓或所述THz接收器的增益被調(diào)制以補(bǔ)償波動(dòng)的光學(xué)功率。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括控制器，所述控制器實(shí)現(xiàn)有算法來正則化從光學(xué)延遲器返回的信號(hào)。
29.一種用于改變光束的延遲的裝置，包括可運(yùn)動(dòng)構(gòu)件；和安裝在所述可運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上的棱鏡，所述棱鏡定位成隨著所述構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)而回射被沿著所述棱鏡的運(yùn)動(dòng)路徑引導(dǎo)的光束，以使所述光束產(chǎn)生延遲或相移。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，還包括附裝到所述運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的編碼器，以使得能夠測(cè)量所述棱鏡沿著光束路徑的位置。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述棱鏡是隅角立方棱鏡。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述棱鏡是波羅棱鏡。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，還包括安裝成相對(duì)于所述棱鏡靜止的平面鏡，所述平面鏡與從所述棱鏡射出的光束垂直對(duì)準(zhǔn)，以使所述射出光束沿著其第一次通過所述棱鏡時(shí)的相同路徑返回，從而導(dǎo)致第二次通過所述棱鏡。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，其中將在第二次通過之后從所述棱鏡射出的所述延遲光束與重疊的反向傳播進(jìn)入光束分離。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，還包括部分透明鏡，用于分離所述反向傳播光束以將所述延遲光束重新引導(dǎo)到輸出端口。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，還包括偏振分束器，所述偏振分束器使所述延遲光束的偏振旋轉(zhuǎn)約90°以將所述延遲光束重新引導(dǎo)到輸出端口。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，還包括用于分離所述反向傳播光束的光學(xué)循環(huán)器。
38.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中移動(dòng)所述棱鏡使得光路長(zhǎng)度增大或減小。
39.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述光束是校準(zhǔn)電磁輻射束。
40.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中在延遲之前從所述第一光束分離出第二光束。
41.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述棱鏡是直徑在約1/4英寸和幾英寸之間的隅角立方棱鏡。
42.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述運(yùn)動(dòng)構(gòu)件是往復(fù)運(yùn)動(dòng)滑動(dòng)件。
43.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中所述運(yùn)動(dòng)構(gòu)件是樞轉(zhuǎn)臂。
全文摘要
一種光學(xué)延遲線裝置包括可旋轉(zhuǎn)的輪和繞所述輪的圓周安裝的一個(gè)或多個(gè)棱鏡。所述一個(gè)或多個(gè)棱鏡定位成隨著所述輪的旋轉(zhuǎn)而回射近似相切地通向所述輪的光束，以使所述光束產(chǎn)生延遲或相移。
文檔編號(hào)G02B26/12GK101048648SQ200580033244
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者S·威廉姆森, A·A·切諾夫斯基, K·H·沃爾特, D·奇姆達(dá)斯 申請(qǐng)人:派克米瑞斯有限責(zé)任公司