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，它可以用于補償光纖傳輸線中積累起來的色散。更具體地說，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)

圖1(A)是表示傳統(tǒng)的通過光傳輸信息的光纖通信系統(tǒng)示意圖?，F(xiàn)在參見圖1(A)，發(fā)射機(jī)30通過光纖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“波長色散”會降低該系統(tǒng)的信號質(zhì)量。更具體地說，由于色散的原因，光纖中信號的傳播速度與信號的波長相關(guān)。例如，當(dāng)波長較長(如一脈沖具有代表“紅”色脈沖的波長)的脈沖傳播得比波長較短脈沖(如一脈沖具有代表“藍(lán)”色脈沖的波長)更快時，其色散通常稱為正常色散。反之，當(dāng)短波長脈沖(如藍(lán)色脈沖)比長波長脈沖(如紅色脈沖)傳播得快時，其色散通常稱為“反?！鄙?。
所以，如果當(dāng)發(fā)射機(jī)30發(fā)射時脈沖32由紅藍(lán)兩色脈沖組成，則脈沖32在光纖34內(nèi)傳播的過程中將發(fā)生分裂，致使接收機(jī)36在不同的時刻分別接收到分開的紅色脈沖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。
作為另一個脈沖傳輸?shù)睦樱瑘D1(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，因為全部脈沖包括在有限波長范圍內(nèi)。
所以，對于傳輸容量大的光纖通信系統(tǒng)而言，光纖通信系統(tǒng)的色散必須得到補償。
圖2是表示具有補償色散的相反色散組件的光纖通信系統(tǒng)的示意圖。現(xiàn)在參見圖2，一般地講，相反色散組件44將對于脈沖添加一個“相反”的色散，以抵銷在光纖34中傳播所引起的色散。
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償光纖的光纖通信系統(tǒng)的示意圖，該補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，以補償色散。現(xiàn)在參見圖3，色散補償光纖46提供了用于抵銷光纖34所致色散的相反色散。但是，色散補償光纖制造成本高，而且為了充分補償色散它必須達(dá)到一定的長度。比如，若光纖34有100公里長，則色散補償光纖46應(yīng)當(dāng)大約20至30公里長。
圖4是表示用作相反色散組件以補償色散的線性調(diào)頻光柵的示意圖?，F(xiàn)在參見圖4，通過光纖傳播并發(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，致使不同波長的成分傳播了不同的距離，以補償色散。比如，線性調(diào)頻光柵52可以設(shè)計成長波成分在線性調(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的距離。然后，環(huán)形器50將來自線性調(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)頻光柵對反射脈沖的帶寬很窄，所以它不能提供足以補償多波長光(如波分復(fù)用光)的波長帶寬。多個線性調(diào)頻光柵可以級聯(lián)起來用于波長多路復(fù)用信號，但是這會使系統(tǒng)很昂貴。如圖4所示，帶有環(huán)形器的線性調(diào)頻光柵更適合于用在光纖通信系統(tǒng)中有單通道傳播的場合。
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)在參見圖5，衍射光柵56有一光柵表面58。包含不同波長的平行光60入射到光柵表面58上。該入射光受到光柵表面58各個臺階的反射且彼此發(fā)生干涉。由此，不同波長的光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的方式使用，以補償色散。
更具體地說，圖6(A)是表示用于補償色散的相反色散組件的空間光柵對結(jié)構(gòu)的示意圖。現(xiàn)在參考圖(A)，光67受到第一衍射光柵68的衍射而變成短波長光69和長波長光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。從圖6(A)中可以看出，不同波長的光成分傳播了不同的距離，以加入一相反的色散，從而使色散得到補償。由于長波(諸如光70)比短波(如光69)傳播了更長的距離，所以圖6(A)所示的空間光柵對結(jié)構(gòu)具有反常色散。
圖6(B)是表示另一個用于補償色散的相反色散組件的空間光柵對結(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，并且它們共用一焦點。由于長波(如光70)比短波(如光69)傳播距離短，所以圖6(B)所示的空間光柵對結(jié)構(gòu)具有正常色散。
圖6(A)和6(B)所示的空間光柵對結(jié)構(gòu)通常用于控制激光諧振腔中的色散。但是，實際的空間光柵對結(jié)構(gòu)不能提供足夠大的色散來補償光纖通信系統(tǒng)中產(chǎn)生的較大色散。更具體地說，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還得分離開一較大的距離，從而使這種空間光柵對結(jié)構(gòu)無實用性。
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，而且該裝置可以實際地補償光纖中積累的色散。
本發(fā)明的目的通過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。該光返回器件可以放置成這樣使具有相應(yīng)干涉級的光返回到VIPA，而沒有任何其它干涉級的光返回到VIPA。
本發(fā)明的目的還可以通過提供一種包含VIPA的裝置來實現(xiàn)，其接收連續(xù)波長范圍內(nèi)具有一定波長的輸入光并產(chǎn)生連續(xù)的相應(yīng)輸出光。該輸出光可以與連續(xù)波長范圍內(nèi)任何其它波長的輸入光所形成的輸出光在空間上相分辨(例如，沿不同的方向傳播)。如果輸出光可按其傳播角度相分辨，那么該裝置就有一角色散。
而且，本發(fā)明的目的通過提供一VIPA和一光返回器件來實現(xiàn)，其中VIPA包括一通道區(qū)和一透明材料。該通道區(qū)可以使光進(jìn)入VIPA，并從其中輸出。該透明材料具有第一和第二表面，第二表面具有的反射率，可使入射到其上的一部分光透過。入射光通過通道區(qū)進(jìn)入VIPA并在透明材料的第一和第二表面之間多次反射，從而產(chǎn)生多束透過第二表面的光。該多束透過光相互干涉產(chǎn)生輸出光。輸入光為連續(xù)波長范圍內(nèi)的某種波長，且其輸出光與該連續(xù)波長范圍內(nèi)任何其它波長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)格的反方向返回到第二表面，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)明的目的通過提供一種包含VIPA的裝置而實現(xiàn)，該VIPA對同一波長的輸入光產(chǎn)生多個輸出光，并且具有不同的干涉級。該裝置還包括一光返回器件，它使一個干涉級的輸出光返回到VIPA中，而不返回其它輸出光。按此方式，只有對應(yīng)于單一干涉級的光被返回到VIPA中。
附圖簡述本發(fā)明的這些和其它目的與優(yōu)點，將通過結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的下述說明而更為清楚明了，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)生異常色散的空間光柵對結(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結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的VIPA的示意圖。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的圖7中VIPA的細(xì)部示意圖。
圖9是表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的圖7所示VIPA沿Ⅸ-Ⅸ線剖開的示意圖。
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明一實施例由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)明一實施例用于確定輸入光傾角的圖7所示VIPA沿Ⅸ-Ⅸ線剖開的示意圖。
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)明一實施例的VIPA的各級干涉光的示意圖。
圖16是表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的波分復(fù)用光的幾個通道色散情況的示意圖。
圖17是表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的被VIPA聚焦在反射鏡上不同點的波分復(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)明再一實施例，利用VIPA為光提供可變色散的裝置的側(cè)視圖。
圖22是表示根據(jù)本發(fā)明一實施例，圖13中裝置與環(huán)形器組合在一起的頂視圖。
圖23是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例采用VIPA的裝置的頂視圖。
圖24是表示根據(jù)本發(fā)明一實施例，用于控制VIPA溫度的控制器的示意圖。
優(yōu)選實施例的描述在詳細(xì)說明本發(fā)明優(yōu)選實施例、附圖所示實例的過程中，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)明一個實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“成虛象的相控陣列”和“VIPA”可以互相替換使用。
現(xiàn)在參見圖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VIPA 76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輸出準(zhǔn)直光通量(Luminous flux)82，其中光通量82的輸出角隨著輸入光波長的不同而改變。例如，當(dāng)輸入光77的波長為λ1時，VIPA 76將沿特定方向輸出波長為λ1的光通量82a。當(dāng)輸入光77的波長為λ2時，VIPA 76將沿著不同的方向輸出波長為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)明一個實施例的VIPA 76的細(xì)部示意圖。參見圖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適宜有近似95％或更高，但小于100％的反射率。反射膜124適宜有近似100％的反射率。平板120上加工有輻射窗126，且適宜有近似為0％的反射率。
輸入光77被透鏡80聚焦成焦線78通過輻射窗126，在反射膜122和124之間發(fā)生多次反射。焦線78適宜落在平板120的涂有反射膜122的表面上。于是，焦線78基本呈直線地聚焦在反射膜122上并通過輻射窗126。當(dāng)輸入光被透鏡80聚焦時，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)。通過將束腰聚焦在平板120的遠(yuǎn)表面上，本發(fā)明實施例可減小(ⅰ)輸入光進(jìn)入輻射窗126時，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，反射膜124上被輸入光77照射的區(qū)域(例如下文就詳細(xì)討論的圖11所示的區(qū)域“b”)，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有一個小的傾角θ。當(dāng)反射膜122第一次反射時，有5％的光透過反射膜122并且在束腰之后發(fā)散，有95％的反射向著反射膜124。經(jīng)反射膜124反射之后，光再次射到反射膜122上但位移了一個量值d。然后5％的光透過反射膜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準(zhǔn)的而無須調(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的波長而改變。
光路的間隔d=2t sinθ，相鄰光束的光路長度之差是2t cosθ。角色散正比于這兩個數(shù)之比，即cotθ。其結(jié)果是VIPA產(chǎn)生一個較大的角色散。
如從圖8中可看到的那樣，術(shù)語“成虛象的相控陣列”是由形成虛象134的陣列而得來的。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，圖9是表示圖7所示VIPA76沿著直線Ⅸ--Ⅸ的斷面。參見圖9，平板120具有反射表面122和124。反射表面122和124相互平行，并相隔平板120的厚度t。反射表面122和124通常是鍍在平板120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％或更少的部分將會透射過去，而有接近95％的光將會反射。反射表面122和124的反射率容易因所使用的具體VIPA而改變。但是，一般來說反射表面122應(yīng)該有小于100％的反射率，以使一部分的入射光透射過去。
反射表面124上有一個輻射窗126。輻射窗126允許光從中通過，而且最好沒有反射，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的一個截面，所以圖7中的焦線78在圖9中表現(xiàn)為一個點。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無須在反射表面122上，但是焦線78的位移會引起VIPA76特性的微小改變。
如圖9所示，輸入光通過輻射窗126內(nèi)的區(qū)域A0進(jìn)入平板120，其中點P0表示區(qū)域A0周圍的點。
由于反射表面122的反射率，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P1表示區(qū)域A1周圍的點。在反射離開反射表面124上的區(qū)域A1之后，輸入光77傳輸?shù)椒瓷浔砻?22并且有一部分透過反射表面122，作為由R1光線定義的輸出光Out1。以這種方式，如圖9所示，輸入光77在反射表面122和124之間多次反射，其中每一次反射離開反射表面122都有透過的相應(yīng)輸出光。因此，輸入光77反射離開區(qū)域A2,A3和A4，以產(chǎn)生輸出光Out2,Out3和Out4。點P2表示區(qū)域A2周圍的點，點P3表示區(qū)域A3周圍的點，點P4表示區(qū)域A4周圍的點。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)生一個其傳輸方向隨輸入光波長而改變的光束。
圖10表示發(fā)明的一個實施例，它是VIPA所產(chǎn)生的反射光之間干涉的示意圖?，F(xiàn)參見圖10，從焦線78傳輸?shù)墓獗环瓷浔砻?24反射。如前文所述，反射表面124具有接近100％的反射率，并因此有反射鏡的作用。結(jié)果，對輸出光Out1可以進(jìn)行光學(xué)分析，就如同反射表面122和124不存在，而是輸出光Out1從焦線I1發(fā)出。同樣地，可以對輸出光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，每個后續(xù)的多次反射將產(chǎn)生一個比前面輸出光強(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，來自焦線的輸出光相互重疊和干涉。這種干涉產(chǎn)生一個沿著依賴于輸入光77波長的特定方向傳輸?shù)墓馐?br> 本發(fā)明前述實施例的VIPA有一些強(qiáng)制的條件，這些條件是VIPA設(shè)計的條件。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×cosθ=mλ式中θ表示所得光通量的傳輸方向，該角度是從垂直于反射表面122和124的直線測得的，λ表示輸入光的波長，t表示反射表面122和124之間的距離，m表示一個整數(shù)。
因此，如果t是一個常數(shù)，并且m是一個特定的值，則對于具有波長λ的輸入光而言，所形成的光通量的傳輸方向可以被確定。
更準(zhǔn)確地說，輸入光77以一個特定的角從焦線78徑向地發(fā)散。所以具有同樣波長的輸入光從焦線78將在許多不同的方向上傳輸，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，該特定方向是通過輸出光的干涉強(qiáng)制獲得的，以致形成一個具有與輸入光波長相對應(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?，將會因輸出光的干涉削弱?br> 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，圖11是表示圖7所示VIPA沿Ⅸ-Ⅸ線斷開的示意圖，它表示用于確定輸入光傾角的VIPA特性。
現(xiàn)在參見圖11，輸入光77由柱透鏡(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上的等于“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的垂線有一個傾角θ1。
傾角θ1應(yīng)當(dāng)這樣設(shè)置，它避免輸入光77從反射表面122第一次反射之后傳輸?shù)捷椛浯?26之外。換句話說，傾角θ1應(yīng)當(dāng)這樣設(shè)置，它使得輸入光77在反射表面122和124之間保持“被夾在里面”并且不從輻射窗126逃逸。因而，為避免輸入光77傳輸?shù)捷椛浯?26之外，應(yīng)當(dāng)根據(jù)下述等式(2)這樣設(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)明的實施例包括一個VIPA。它接收具有連續(xù)波長范圍內(nèi)相應(yīng)波長的輸入光。VIPA引起輸入光的多次反射，以產(chǎn)生自干涉并以此形成輸出光。輸出光在空間上與具有連續(xù)波長范圍內(nèi)其它波長的輸入光所形成的輸出光相區(qū)分。例如，圖9表示一輸入光77，它在反射表面122和124之間經(jīng)過了多次反射。這一多次反射產(chǎn)生了大量彼此相互干涉的輸出光Out0,Out1,Out2,Out3和Out4，以產(chǎn)生在空間上可區(qū)分的每個具有輸入光77波長的光通量。
“自干涉”是一個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。因此，輸出光Out0,Out1,Out2,Out3和Out4稱為輸入光77的自干涉，因為輸出光Out0,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)明的前述實施例，輸入光可以是連續(xù)波長范圍內(nèi)的任意波長。因此，輸入光不受波長的限制，該波長是從離散值范圍中選出的一個值。此外，根據(jù)本發(fā)明的前述實施例，連續(xù)波長范圍內(nèi)特定波長輸入光所產(chǎn)生的輸出光，與該連續(xù)波長范圍內(nèi)以不同波長輸入的光產(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)波長范圍內(nèi)不同的波長時，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)明一個實施例的VIPA制作方法的示意圖。
參見圖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可以部分地被刮掉，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)明的各個實施例所述的那樣，輻射窗可以在平行平板164的任何一側(cè)形成。
刮掉反射膜可以由刻蝕方法完成，但是機(jī)械切削方法也可以采用，且價格更低廉。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)生可以通過對平行平板164上對應(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，因為它也同樣被涂在形成有輻射窗的那部分平行平板164上。
現(xiàn)在參見圖12(D)，將透明保護(hù)板174貼在透明粘合劑172上來保護(hù)反射膜166和平行平板164。因為透明粘合劑172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(未表示出)可以涂在反射膜168的上表面并加一個保護(hù)板(未表示出)。如果反射膜168具有接近100％反射率，并且在平行平板164的同一表面上沒有輻射窗，那么粘合劑和保護(hù)板沒有必要是透明的。
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表面上，該相對表面是輸入光進(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)明的前述實施例，兩個反射膜使光在其間反射，其中一個反射膜的反射率接近100％。然而，同樣的效果可以用反射率都小于100％的兩個膜來獲得。例如兩個反射膜都具有95％的反射率。在此情況下，每個反射膜都有光從中透過并產(chǎn)生干涉。結(jié)果，在有反射膜的平行平板兩側(cè)，形成了在隨波長而變的方向上傳輸?shù)墓馐Ｒ虼?，本發(fā)明各個實施例的各個反射率，可根據(jù)所需的VIPA的特性方便地加以改變。
根據(jù)本發(fā)明的前述實施例，表示出了有平行平板或由相互平行的兩個反射表面構(gòu)成的波導(dǎo)器件。然而，平板或反射表面不是必須平行的。
根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，VIPA利用了多次反射方式，并在相干光之間保持恒定的相位差。結(jié)果，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)明的前述實施例涉及提供彼此“空間可區(qū)分”的光束?！翱臻g可區(qū)分”表示在空間上可區(qū)分的光束。例如，如果有許多光束是準(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例，而是存在許多使光束空間彼此可分的其它方法。
圖13是本發(fā)明一個實施例的示意圖，它表示了用VIPA代替衍射光柵作為產(chǎn)生色散的角度色散組件的裝置。參見圖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。VIPA 240還包括一個輻射窗247。但是，VIPA 240不局限于這種具體結(jié)構(gòu)。相反地，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)直并透過輻射窗247被柱透鏡250線聚焦在VIPA 240內(nèi)。然后，VIPA 240產(chǎn)生一個準(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上的反射鏡一部分256。
反射鏡254將通過聚焦透鏡252將光反射回VIPA 240內(nèi)。然后，該光在VIPA 240內(nèi)經(jīng)過多次反射并從輻射窗247輸出。從輻射窗247輸出的光傳輸通過柱透鏡250和準(zhǔn)直透鏡248，并由光纖246接收。
所以，光從VIPA 240輸出并受到反射鏡254反射而返回VIPA 240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，光中的不同波長成分被聚焦到反射鏡254上的不同部位，并反射回VIPA 240。其結(jié)果是，不同波長成分傳輸不同的距離，因而產(chǎn)生了色散。
圖14是本發(fā)明的一個實施例的詳細(xì)示意圖，它表示了圖13中裝置的工作原理。假設(shè)具有不同波長成分的光被VIPA 240接收到。如圖14所示，VIPA 240將使束腰262成一些虛象260，其中每個虛象260均發(fā)光。
如圖14所示，聚焦透鏡252將來自VIPA 240的準(zhǔn)直光中不同波長成分的光聚焦在反射鏡254上不同點處。更準(zhǔn)確地說，長波長264聚焦在點272上，中心波長266聚焦在點270上，短波長268聚焦在點274上。于是，與中心波長266相比，長波長264返回到更靠近束腰262的虛象260。與中心波長266相比，短波長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)計成僅僅反射特定干涉級的光，而任意其它干涉級的光則聚焦在反射鏡254之外。更準(zhǔn)確地說，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，在該方向上從每個虛象發(fā)出的光路有一個差值mλ，其中m是一個整數(shù)。干涉的第m級被定義為對應(yīng)m的輸出光。
例如，圖15是表示VIPA各級干涉光的示意圖。參見圖15，一個VIPA，如VIPA 240，其發(fā)出準(zhǔn)直光276、278和280。每個準(zhǔn)直光276，278和280對應(yīng)不同的干涉級。因此，例如準(zhǔn)直光276是與第n+2干涉級對應(yīng)的準(zhǔn)直光，準(zhǔn)直光278是與第n+1干涉級對應(yīng)的準(zhǔn)直光，準(zhǔn)直光280是與第n干涉級對應(yīng)的準(zhǔn)直光，其中n是一個整數(shù)。準(zhǔn)直光276被表示為具有幾個種長成分276a,276b和276c。同樣，準(zhǔn)直光278被表示為具有幾種波長成分278a,278b和278c，準(zhǔn)直光280被表示為具有幾種波長成分280a,280b和280c。這里，波長成分276a,278a和280a都有相同的波長。波長成分276b,278b和280b也有相同的波長(但不同于波長成分276a,278a和280a的波長)。波長成分276c,278c和280c也都有相同的波長(但不同于波長成分276a,278a和280a的波長，也不同于波長成分276b,278b和280b的波長)。盡管圖15僅僅描述了三個不同干涉級的準(zhǔn)直光，但還會發(fā)出許多其它干涉級的準(zhǔn)直光。
由于相同波長不同干涉級的準(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僅能將單個干涉級的光反射回VIPA 240。例如圖15所示，反射鏡254的反射部分的長度應(yīng)該比較小，以使得只反射對應(yīng)于單個干涉級的光。更為具體地說，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。再參見圖13，如果VIPA 240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補償每個通道的色散。
更具體地說，每個通道具有一個中心波長。這些中心波長通常間隔開一個恒定的頻率間隔。VIPA 240的第一與第二表面242和244間的厚度t應(yīng)該設(shè)定成，使得對應(yīng)于中心波長所有波長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設(shè)定成對于每個通道，對應(yīng)于中心波長的波長成分通過VIPA 240傳播所經(jīng)歷的環(huán)路光程長度是每個通道的中心波長的倍數(shù)時，這是可能的。厚度t的這個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)由VIPA 240的環(huán)路光程長度(2ntcosθ)等于每通道的中心波長所對應(yīng)的波長乘以一個整數(shù)，該波長的每個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表示與每個通道的中心波長相應(yīng)的光通量的傳播方向。更具體地說，如前所述，θ表示從垂直于反射表面122與124的直線測得的光通量的傳播方向。
所以，如果t設(shè)定為對于每個通道中與中心波長相對應(yīng)的波長成分而言，2ntcosθ是每個通道的中心波長的整數(shù)倍(θ相同而該整數(shù)不同)，則與中心波長對應(yīng)的所有波長成分將以相同的輸出角從VIPA 240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的實際長度(近似于兩倍的VIPA厚度1mm)和1.5的折射率能使間隔100GHz的所有波長滿足該條件。其結(jié)果是，VIPA240可以同時補償波分復(fù)用光所有通道中的色散。
所以，參考圖14，通過將厚度t設(shè)定為WDM匹配FSR厚度，VIPA240和聚焦透鏡252將會使(a)與每個通道的中心波長對應(yīng)的波長成分聚焦在反射鏡254上的點270，(b)與每個通道的長波長對應(yīng)的波長成分聚焦在反射鏡254上的點272，(c)與每個通道的短波長對應(yīng)的波長成分聚焦在反射鏡254上的點274。因此，VIPA 240可以用于補償波分復(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)行色散補償?shù)拿總€通道的波長范圍可以通過適當(dāng)設(shè)定反射鏡254尺寸來設(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。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，三個，四個或更多通道的焦點可以聚焦在同一反射鏡上，但其每個通道聚焦在不同的焦點。更為具體地說，當(dāng)厚度t等于二分之一WDM匹配FSR厚度時，來自奇數(shù)通道的光將聚焦在反射鏡254上同一點，而且來自偶數(shù)通道的光將聚焦在反射鏡254上同一點上。但是，來自奇數(shù)通道的光將聚焦在與來自偶數(shù)通道的光不相同的點上。
例如，圖17是表示根據(jù)本發(fā)明一實施例，被聚焦在反射鏡254上不同點的不同通道的示意圖。如圖17所示，偶數(shù)通道中心波長的波長成分被聚焦在反射鏡254上的一點，而奇數(shù)通道中心波長的波長成分被聚焦在另一點上。其結(jié)果是，VIPA 240可以同時充分地補償波分復(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)明一實施例，利用VIPA為光提供可變色散的裝置的側(cè)視圖。參見圖18,VIPA 240產(chǎn)生各自有不同角色散的不同干涉級。所以，加到光信號中的色散量可以通過轉(zhuǎn)動或移動VIPA 240而改變，以使得對應(yīng)于不同干涉級的光聚焦在反射鏡254上并反射回VIPA 240。
圖19是表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例，利用VIPA為光提供可變色散裝置的側(cè)視圖。參見圖19，聚焦透鏡252與反射鏡254之間的相對距離保持不變，而且聚焦透鏡252和反射鏡254一起相對于VIPA 240移動。聚焦透鏡252和反射鏡254的這種移動可改變從反射鏡254返回到VIPA 240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)出的光的長波長264，中心波長266和短波長268的傳播方向。
現(xiàn)在參見圖20(A)，反射鏡254是一個凸面反射鏡。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，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)在參見圖20(B)，反射鏡254是一個凹面反射鏡。利用凹面反射鏡，色散的符號是負(fù)的。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，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。
當(dāng)從頂部看時，反射鏡254也許是凹的或凸的反射鏡，因此顯示出反射鏡是“一維”反射鏡。
在圖20(A)和圖20(B)中，反射鏡254位于或接近聚焦透鏡252的焦點。
圖21是表示根據(jù)本發(fā)明再一實施例，利用VIPA為光提供可變色散裝置的側(cè)視圖?，F(xiàn)在參見圖21，用逆向反射器282代替聚焦透鏡252和反射鏡254。最好是，逆向反射器282有兩個或三個反射表面，并沿著與入射光傳播方向相反的方向反射輸入光。逆向反射器282的使用將會產(chǎn)生VIPA-逆向反射器的配置，以加入反常色散。進(jìn)而，逆向反射器202可相對于VIPA 240移動，用以改變色散量。
圖22表示本發(fā)明的一個實施例，它是圖13中裝置與環(huán)形器組合在一起的頂視圖?，F(xiàn)在參見圖22，環(huán)形器284從輸入光纖286處接收輸入光，并將輸入光提供給準(zhǔn)直透鏡248。由反射鏡254反射并經(jīng)由VIPA 240返回的輸出光被環(huán)形器284接收，且被提供給輸出光纖288。在圖22中，聚焦透鏡252是“正?！本劢雇哥R，其中“正?！本劢雇哥R是指從聚焦透鏡的側(cè)面和頂部看去都將光聚焦的聚焦透鏡。
圖23是表示本發(fā)明另一實施例的利用VIPA對于光添加色散的裝置的頂視圖。參見圖23，柱透鏡290將VIPA 240輸出的光線聚焦到反射鏡254上。從頂部看時，反射鏡254有輕微的傾斜(如圖23)。一輸出光纖294將輸出光傳輸?shù)綔?zhǔn)直透鏡248，且輸出光纖294接收從反射鏡254反射并經(jīng)由VIPA 240返回的光。因此，通過采用柱透鏡290和傾斜反射鏡254，可不必使用環(huán)形器(如圖22所示的環(huán)形器284)。
根據(jù)本發(fā)明的前述實施例，VIPA可提供比衍射光柵大得多的角色散。因此，這里描述的VIPA可以被用于補償比圖6(A)和6(B)空間光柵對配置大得多的色散。
在本發(fā)明的前述實施例中，反射鏡被用于將光反射回VIPA 240內(nèi)。于是，反射鏡可以稱為將光返回VIPA 240的“光返回器件”。但是，本發(fā)明不僅局限于用反射鏡作為光返回器件。例如，棱鏡(而非反射鏡)可以用作將光返回VIPA 240的光返回器件。此外，反射鏡和/或棱鏡的各種組合或透鏡裝置可以用作使光返回VIPA的光返回器件。
在本發(fā)明的上述實施例中，VIPA具有用于反射光的反射膜。例如，圖8表示了一具有反射光的反射膜122和124的VIPA 76。但是，VIPA并不局限于利用“膜”提供反射表面。然而VIPA必須有簡便適用的反射表面，這些反射表面可以是或可以不是由“膜”形成的。
此外，在本發(fā)明上述實施例中，VIPA包括一個透明玻璃板，在其中將發(fā)生多次反射。例如，圖8表示了具有帶反射表面的透明玻璃板120的VIPA 76。但是，VIPA并不局限于用玻璃材料或其它類型的平板來分離反射表面。然而反射表面必須用某些種間隔物簡單地保持相互分開。例如，VIPA的反射表面可以由“空氣”分離開，而在其間不存在玻璃板。而且，反射表面可以被描述成由光學(xué)玻璃或空氣等透明材料分割開的。
如上所述，VIPA的工作性能對于VIPA反射表面之間透明材料的厚度與折射率敏感。此外，VIPA的工作波長可以通過控制VIPA的溫度而精確地調(diào)節(jié)。
更為具體地說，圖24表示本發(fā)明一個實施例，它是用于控制VIPA溫度的控制器的示意圖?，F(xiàn)在參見圖24,VIPA 300產(chǎn)生一個輸出光302。一個溫度傳感器304檢測VIPA 300的溫度。根據(jù)檢測到的溫度，控制器306通過控制加熱/冷卻元件308來控制VIPA 300的溫度，以調(diào)節(jié)VIPA 300的工作波長。
例如，提高和降低VIPA的溫度可以稍稍改變輸出光302的輸出角度。而且，對應(yīng)于特定輸入光波長的輸出光應(yīng)該以一個精確的輸出角從VIPA300中輸出。所以，用控制器306調(diào)節(jié)VIPA 300的溫度，可以使輸出光302以正確的輸出角準(zhǔn)確輸出，并保持穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，一種裝置采用VIPA來補償色散。為此，本發(fā)明的實施例不局限于特定的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)美國專利申請08/685,362所公開的不同VIPA結(jié)構(gòu)，均可用在一裝置中補償色散。例如，VIPA可以有、也可以沒有輻射窗，且VIPA各表面的反射率不局限于任何具體實例。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該知道這些實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)利要求書所限定的范圍以及它們的等同物。
權(quán)利要求書按照條約第19條的修改1．一種裝置，包括一成虛象的相控陣列(VIPA)發(fā)生器，它接收相應(yīng)波長的輸入光并產(chǎn)生一離VIPA發(fā)生器傳播出去的相應(yīng)輸出光，且該輸出光是按照輸入光波長可空間區(qū)分的；以及一使輸出光返回VIPA發(fā)生器的光返回器件。
2．如權(quán)利要求1的裝置，其中光返回器件包括一反射鏡；和一透鏡，它將輸出光聚焦在該反射鏡上，以使該反射鏡反射該輸出光，并由該透鏡把反射光引回到該VIPA發(fā)生器。
3．如權(quán)利要求1的裝置，其中該VIPA發(fā)生器產(chǎn)生多個有輸入光波長的輸出光，且它們都有不相同的干涉級，以及該光返回器件將有相應(yīng)干涉級的輸出光返回到VIPA發(fā)生器，而不將有任何其它干涉級的輸出光返回到VIPA發(fā)生器。
4．一種裝置，包括一角色散組件，它有一將光收入其內(nèi)并從中輸出光的通道區(qū)，該角色散組件通過該通道區(qū)接受連續(xù)波長范圍內(nèi)相應(yīng)波長的輸入光，并使輸入光發(fā)生多次反射以產(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)波長范圍內(nèi)任何其它波長的輸入光所形成的輸出光相區(qū)分；以及一使輸出光返回角色散組件的光返回器件，以使其在角色散組件中經(jīng)受多次反射然后通過通道區(qū)從角色散組件中輸出。
5．如權(quán)利要求4的裝置，其中返回的輸出光按照與從角色散組件傳輸?shù)焦夥祷仄骷妮敵龉鈬?yán)格相反的方向，從該光返回器件傳輸?shù)浇巧⒔M件。
6．如權(quán)利要求4的裝置，其中光返回器件包括
一反射鏡；和一把角色散組件形成的輸出光聚焦在反射鏡上的透鏡，反射鏡將聚焦的輸出光反射回透鏡，而且該透鏡準(zhǔn)直返回到角色散組件的被反射輸出光，以使被反射的輸出光在角色散組件中經(jīng)受多次反射。
7．如權(quán)利要求4的裝置，其中該角色散組件引起輸入光多次反射而產(chǎn)生自干涉，這會在輸入波長上形成多個輸出光，且其都有不同的干涉級，而且該光返回器件將一個輸出光返回到角色散組件，而不將其它輸出光返回到角色散組件。
8．如權(quán)利要求7的裝置，其中光返回器件包括一反射鏡；和一透鏡，它將上述的一個輸出光聚焦到該反射鏡上而不使其它輸出光聚焦在該反射鏡上，致使反射鏡將上述的一個輸出光反射回該透鏡，并由該透鏡對被反射回角色散組件的上述一個輸出光進(jìn)行準(zhǔn)直，以使其在角色散組件中經(jīng)受多次反射。
9．如權(quán)利要求8的裝置，其中反射鏡的大小可以讓反射鏡反射上述的一個輸出光而不反射上述的其它輸出光。
10．如權(quán)利要求4的裝置，其中輸入光是包含多個通道的波分復(fù)用(WDM)光，其每個通道都有一中心波長和圍繞該中心波長的一波長范圍，對于每個通道的每個波長來說，角色散組件引起能產(chǎn)生自干涉的多次反射，并形成一個在空間上可與同一通道中任何其它波長所形成的輸出光區(qū)分的輸出光，而且該光返回器件將該輸出光返回到角色散組件，以使返回的輸出光在角色散組件中經(jīng)受多次反射。
11．如權(quán)利要求10的裝置，其中光返回器件包括一反射鏡；及一透鏡，它將角色散組件形成的輸出光聚焦在該反射鏡上，以使對于每個通道中中心波長形成的輸出光都聚焦在該反射鏡上的同一點，該反射鏡使輸出光反射回透鏡，并由該透鏡對返回到角色散組件的被反射輸出光進(jìn)行準(zhǔn)直，以使被反射的輸出光在角色散組件中經(jīng)受多次反射。
12．如權(quán)利要求10的裝置，其中對于每個通道中心波長形成的輸出光以同樣的散射角從角色散組件中射出。
13．如權(quán)利要求4的裝置，其中角色散組件引起輸入光多次反射而產(chǎn)生自干涉，由此在輸入波長上形成多個輸出光，且每個輸出光都有不同的干涉級，而且角色散組件和光返回器件中的至少之一是可移動的，以便改變由光返回器件返回到角色散組件的輸出光，從而把具有不同干涉級的輸出光返回到角色散組件。
14．如權(quán)利要求4的裝置，其中光返回器件可相對于角色散組件移動，以改變?yōu)檩斎牍馓峁┑纳⒘俊?br> 15．如權(quán)利要求6的裝置，其中透鏡是二維正常透鏡和一維透鏡之中的一種。
16．如權(quán)利要求6的裝置，其中透鏡是柱面透鏡。
17．如權(quán)利要求6的裝置，其中從反射鏡的側(cè)面看去，反射鏡是凹面反射鏡和凸面反射鏡之中的一種。
18．如權(quán)利要求6的裝置，其中反射鏡是平面反射鏡，凹面反射鏡和凸面反射鏡中的一種。
19．如權(quán)利要求4的裝置，還包括第一和第二光纖；及一環(huán)形器，它將來自第一光纖的輸入光提供給角色散組件，以使角色散組件引起輸入光的多次反射而產(chǎn)生自干涉，而且在角色散組件中經(jīng)受多次反射之后，該環(huán)形器將來自角色散組件的輸出光提供給第二光纖。
20．如權(quán)利要求4的裝置，其中光返回器件是一逆向反射器。
21．如權(quán)利要求4的裝置，其中角色散組件引起輸入光多次反射而產(chǎn)生自干涉，由此在輸入光波長上形成多個輸出光，且每個輸出光都有不同的干涉級，而且該光返回器件是一僅反射一個干涉級的逆向反射器。
22．如權(quán)利要求20的裝置，其中該逆向反射器可以相對于角色散組件移動，以改變?yōu)檩斎牍馓峁┑纳⒘俊?br> 23．如權(quán)利要求10的裝置，其中角色散組件包括彼此分隔開距離t的第一和第二反射表面，該第二反射表面具有讓一部分從其穿過的光反射的反射率，及一具有一折射率、位于第一和第二反射表面之間并充滿距離t的透明材料，其中WDM光在第一與第二反射表面之間經(jīng)受多次反射，使得每當(dāng)WDM光被第二反射表面反射時就有一部分WDM光透過第二反射表面，WDM光的所述部分彼此發(fā)生干涉，從而使輸入光經(jīng)多次反射和自干涉而產(chǎn)生輸出光，以及2tcosθ與透明材料折射率的乘積等于每個通道中心波長的整數(shù)倍，該波長的θ相同而整數(shù)不相同，這里θ表示對于每個通道中心波長所形成的輸出光的傳播方向。
24．如權(quán)利要求23的裝置，還包括一透鏡，它通過通道區(qū)將輸入光線聚焦到角色散組件內(nèi)，從而角色散組件使輸入光發(fā)生多次反射而產(chǎn)生自干涉。
25．如權(quán)利要求23的裝置，其中角色散組件的通道區(qū)是一輻射窗，它與第一反射表面位于同一平面內(nèi)。
26．如權(quán)利要求4的裝置，其中輸出光以一個隨角色散組件溫度變化而改變的角度從角色散組件中輸出，該裝置還包括一控制器，它控制角色散組件的溫度，以穩(wěn)定輸出角。
27．如權(quán)利要求4的裝置，其中角色散組件包括一透明材料，和位于該透明材料相反兩側(cè)的第一和第二反射表面，該第二反射表面具有讓一部分從其穿過的光反射的反射率，輸入光通過通道區(qū)被角色散組件接收并在第一與第二反射表面之間經(jīng)受多次反射，使得每當(dāng)輸入光被第二反射表面反射時就有一部分輸入光透過第二反射表面，輸入光的所述部分彼此發(fā)生干涉，從而使輸入光經(jīng)多次反射和自干涉而產(chǎn)生輸出光。
28．如權(quán)利要求27的裝置，其中角色散組件第一反射表面的反射率接近100％29．如權(quán)利要求27的裝置，其中角色散組件第二反射表面的反射率大于80％并小于100％。
30．如權(quán)利要求27的裝置，其中在第一與第二反射表面之間，透明材料具有WDM匹配FSR厚度。
31．一種裝置，包括一成虛象的相控陣列(VIPA)發(fā)生器，包含一允許光從其通過的窗，一透明材料，及被透明材料將其彼此分隔開的第一和第二反射表面，該第二反射表面具有讓入射到其上的一部分光反射的反射率，輸入光通過窗接收然后在第一與第二反射表面之間多次反射，以使多束光透過第二反射表面，該多束透過光相互干涉從而使輸入光經(jīng)多次反射和自干涉而產(chǎn)生一準(zhǔn)直輸出光，該輸出光從VIPA發(fā)生器傳輸出去，并且是根據(jù)輸入光波長可空間區(qū)分的；以及一光返回器件，它使輸入光返回到VIPA發(fā)生器的第二反射表面并從其中透過，以使該輸出光在VIPA發(fā)生器的第一和第二反射表面之間經(jīng)受多次反射，然后從該窗輸出。
32．如權(quán)利要求31的裝置，其中對于所有波長的輸入光而言，返回的輸出光從光返回器件傳輸?shù)絍IPA發(fā)生器，其傳輸方向與輸出光從VIPA發(fā)生器傳輸?shù)焦夥祷仄骷姆较驀?yán)格相反。
33．如權(quán)利要求31的裝置，其中VIPA發(fā)生器的第一和第二反射表面是相互平行的。
34．如權(quán)利要求31的裝置，其中VIPA發(fā)生器第一反射表面的反射率接近100％。
35．如權(quán)利要求31的裝置，其中VIPA發(fā)生器第二反射表面的反射率大于80％且小于100％。
36．如權(quán)利要求31的裝置，其中窗與第一反射表面在同一平面內(nèi)。
37．如權(quán)利要求31的裝置，其中通過窗以一個角度接收輸入光，該角度可防止輸入光在進(jìn)入透明材料之前被第一反射表面反射，并防止輸入光在第一和第二反射表面間反射以產(chǎn)生準(zhǔn)直輸出光的時候從該窗射出。
38．如權(quán)利要求31的裝置，其中光返回器件包括一反射鏡；和一透鏡，它用于將VIPA發(fā)生器產(chǎn)生的輸出光聚焦到反射鏡上，該反射鏡將被聚焦的輸出光反射回透鏡，并由該透鏡對返回VIPA發(fā)生器的被反射輸出光進(jìn)行準(zhǔn)直，以使被準(zhǔn)直的反射輸出光在第一和第二反射表面之間經(jīng)受多次反射，并隨后通過窗輸出。
39．如權(quán)利要求31的裝置，其中被接收的入射光在VIPA發(fā)生器第一和第二反射表面之間的多次反射，使VIPA發(fā)生器在輸入光波長上產(chǎn)生多個準(zhǔn)直的輸出光，且它們都有不同的干涉級，而且光返回器件將輸出光之一返回到VIPA發(fā)生器，而不將其它輸出光返回到VIPA發(fā)生器。
40．如權(quán)利要求39的裝置，其中光返回器件包括一反射鏡；和一透鏡，它將所述的一個輸出光聚焦到反射鏡上，而不將所述其它輸出光聚焦在反射鏡上，使得該反射鏡將所述的一個輸出光反射回透鏡，并由透鏡對正在反射回VIPA發(fā)生器的所述一個輸出光進(jìn)行準(zhǔn)直，以使光在VIPA發(fā)生器中經(jīng)受多次反射然后從窗輸出。
41．如權(quán)利要求40的裝置，其中反射鏡的尺寸使該反射鏡可以反射所述的一個輸出光，而不反射所述的其它輸出光。
42．如權(quán)利要求31的裝置，其中輸入光是波分復(fù)用(WDM)光，它包括多個通道，其每個通道有一中心波長和一環(huán)繞該中心波長的波長范圍，對于每個通道的波長來說，輸入光在VIPA發(fā)生器第一和第二反射表面之間的多次反射產(chǎn)生透過第二反射表面的相應(yīng)一組相干光，以通過輸入光的多次反射和自干涉產(chǎn)生相應(yīng)的準(zhǔn)直輸出光，通道中每個波長的輸出光與該通道中任何其它波長光形成的輸出光是可空間區(qū)分的，而且光返回器件將輸出光返回到VIPA發(fā)生器，以使返回的輸出光在VIPA發(fā)生器第一和第二反射表面之間經(jīng)受多次反射，并隨后通過窗輸出。
43．如權(quán)利要求42的裝置，其中光返回器件包括一反射鏡，和一透鏡，它把VIPA發(fā)生器所產(chǎn)生的輸出光聚焦到該反射鏡上，使對于每個通道中心波長所形成的輸出光聚焦在反射鏡上的同一點，
該反射鏡將該輸出光反射回透鏡，并由透鏡對返回VIPA發(fā)生器的反射輸出光進(jìn)行準(zhǔn)直，使得被反射的輸出光在VIPA發(fā)生器第一和第二反射表面之間經(jīng)受多次反射，并隨后通過窗輸出。
44．如權(quán)利要求42的裝置，其中對于每個通道中心波長所形成的輸出光從VIPA發(fā)生器以相同色散角傳輸出去。
45．如權(quán)利要求42的裝置，其中對于所有波長的輸入光而言，被返回的輸出光從光返回器件傳輸?shù)絍IPA發(fā)生器，其傳輸方向與輸出光從VIPA發(fā)生器傳輸?shù)焦夥祷仄骷姆较驀?yán)格相反。
46．如權(quán)利要求31的裝置，其中被接收的入射光在VIPA發(fā)生器第一和第二反射表面之間的多次反射，使VIPA發(fā)生器在輸入光波長上產(chǎn)生多個準(zhǔn)直的輸出光，且它們都有不同的干涉級，而且VIPA發(fā)生器和光返回器件至少之一是可移動的，以改變被光返回器件返回到VIPA發(fā)生器的輸出光，從而將具有不同干涉級的輸出光返回到VIPA發(fā)生器。
47．權(quán)利要求31的裝置，其中光返回器件可相對于VIPA發(fā)生器移動，以改變提供給輸入光的色散量。
48．如權(quán)利要求38的裝置，其中透鏡是下列一組中的一個二維正常透鏡和一維透鏡。
49．如權(quán)利要求38的裝置，其中透鏡是一柱面透鏡。
50．如權(quán)利要求38的裝置，其中反射鏡是下列一組中的一個從反射鏡側(cè)面看到的凹面反射鏡和凸面反射鏡。
51．如權(quán)利要求38的裝置，其中反射鏡是下列一組中的一個平面反射鏡，凹面反射鏡和凸面反射鏡。
52．如權(quán)利要求31的裝置，還包括第一和第二光纖；及一環(huán)形器，它通過窗從第一光纖向VIPA發(fā)生器提供輸入光，和在VIPA發(fā)生器中經(jīng)受多次反射之后，從VIPA發(fā)生器向第二光纖提供被返回的輸出光。
53．如權(quán)利要求31的裝置，其中光返回器件是一逆向反射器。
54．如權(quán)利要求31的裝置，其中被接收的輸入光在VIPA發(fā)生器第一和第二反射表面之間的多次反射，使VIPA發(fā)生器在輸入光波長上產(chǎn)生多個準(zhǔn)直的輸出光，且它們都有不同的干涉級，而且光返回器件是一逆向反射器，它僅僅反射一個干涉級。
55．如權(quán)利要求53的裝置，其中逆向反射器可相對于VIPA發(fā)生器移動，以改變提供給輸入光的色散量。
56．如權(quán)利要求42的裝置，其中第一和第二反射表面彼此隔開一距離t，透明材料有一折射率，以及2tcosθ與透明材料折射率的乘積等于每個通道中心波長的整數(shù)倍，該波長的θ相同而整數(shù)不相同，這里θ表示由VIPA發(fā)生器產(chǎn)生的對于每個通道中心波長之輸出光的傳播方向。
57．如權(quán)利要求56的裝置，還包括一用于把輸入光通過窗線聚焦到VIPA發(fā)生器內(nèi)的透鏡。
58．如權(quán)利要求31的裝置，其中第一和第二反射表面是多層介質(zhì)干涉膜。
59．如權(quán)利要求31的裝置，其中透明材料是光學(xué)玻璃和空氣中的一種。
60．如權(quán)利要求31的裝置，其中輸出光以隨VIPA發(fā)生器溫度而變的角度從VIPA發(fā)生器輸出，且該裝置還包括一控制VIPA發(fā)生器溫度以穩(wěn)定輸出角的控制器。
61．一種裝置包括一成虛象的相控陣列(VIPA)發(fā)生器，它接收輸入光并產(chǎn)生一個離開VIPA發(fā)生器傳播的相應(yīng)輸出光；以及一使輸出光返回VIPA發(fā)生器的光返回器件，其中光返回器件包括一反射鏡；和一透鏡，它將輸出光聚焦在該反射鏡上，從而使得反射鏡反射該輸出光，并由該透鏡把反射光引回到該VIPA發(fā)生器。
62．一種裝置，包括一成虛象的相控陣列(VIPA)發(fā)生器，它接收輸入光并產(chǎn)生一離開VIPA發(fā)生器傳播的相應(yīng)輸出光；以及一使輸出光返回VIPA發(fā)生器的光返回器件，其中輸入光有一個特定的波長，VIPA發(fā)生器產(chǎn)生多個有輸入光波長的輸出光，且它們都有不相同的干涉級，及該光返回器件將有相應(yīng)干涉級的輸出光返回到VIPA發(fā)生器，而不將有任何其它干涉級的輸出光返回到VIPA發(fā)生器。
63．一種裝置，包括第一和第二表面，該第二表面具有讓一部分從其穿過的光反射的反射率，其中相應(yīng)波長的輸入光聚焦在一條直線上，而且第一和第二表面的位置使得從該直線發(fā)出的輸入光在第一和第二表面之間多次反射，從而產(chǎn)生多束透過第二表面的光，該多束透過光相互干涉而產(chǎn)生輸出光，該輸出光在空間上與不同波長輸入光所產(chǎn)生的輸出光是可區(qū)分的；而且光返回器件將輸出光返回的第二表面，使得輸出光通過第二表面并在第一和第二表面之間經(jīng)受多次反射。
64．如權(quán)利要求63的裝置，其中光返回器件是一反射鏡。
65．一種裝置，包括發(fā)生裝置，用于接收相應(yīng)波長的輸入光并產(chǎn)生一沿著輸入光波長所確定的方向離開發(fā)生裝置傳播的相應(yīng)輸出光；和用于使輸出光返回發(fā)生裝置的裝置。
66．一種接收相應(yīng)波長輸入光并將其聚焦成一條直線的裝置，該裝置包括彼此隔開的第一和第二表面；一裝置，它使從該直線發(fā)出的輸入光在第一和第二表面之間多次反射，從而產(chǎn)生多束透過第二表面的光，該多束透過光相互干涉產(chǎn)生輸出光，該輸出光在空間上可區(qū)分于不同波長輸入光所產(chǎn)生的輸出光；而且一裝置，它將輸出光返回的第二表面，使得輸出光通過第二表面并在第一和第二表面之間經(jīng)受多次反射。
67．一種接收輸入光并產(chǎn)生可空間區(qū)分的輸出光的裝置，該裝置包括彼此之間用空氣隔開的第一和第二表面，該第二表面具有讓一部分入射到其上的光反射的反射率，第一和第二表面的位置使得輸入光在第一和第二表面之間穿過空氣發(fā)生多次反射，從而產(chǎn)生多束透過第二表面的光，該多束透過光相互干涉產(chǎn)生輸出光，其中輸入光具有連續(xù)波長范圍內(nèi)的相應(yīng)波長，且輸出光在空間上與連續(xù)波長范圍內(nèi)的任何其它波長輸入光所產(chǎn)生的輸出光是可區(qū)分的。
68．如權(quán)利要求67的裝置，其中第一和第二表面是相互平行的。
69．如權(quán)利要求68的裝置，其中第一表面的反射率基本上為100％。
70．如權(quán)利要求67的裝置，其中第二表面的反射率大于80％并小于100％。
71．如權(quán)利要求67的裝置，其中輸入光包含至少兩個具有不同波長的光，且多束透射光相互干涉產(chǎn)生每個輸入光的各自輸出光，每個輸出光與其它輸出光是可空間相區(qū)分的。
72．如權(quán)利要求67的裝置，其中輸入光是波分復(fù)用光，它包含至少兩個有不同波長的載波，且多束透射光相互干涉產(chǎn)生輸入光各載波的各自輸出光，每個輸出光與其它輸出光是可空間相區(qū)分的。
73．如權(quán)利要求72的裝置，其中每個輸出光沿著與其它輸出光不同的方向傳播，從而在空間上可區(qū)分。
74．一種接收波分復(fù)用光的裝置，包括至少兩個載波，并產(chǎn)生每個載波的空間可區(qū)分輸出光，該裝置包括彼此間用空氣隔開的第一和第二表面，該第二表面具有讓一部分入射到其上的光反射的反射率，第一和第二表面的位置使得波分復(fù)用光輸入光在第一和第二表面之間穿過空氣發(fā)生多次反射，從而產(chǎn)生多束透過第二表面的光，該多束透過光相互干涉產(chǎn)生波分復(fù)用光每個載波的相應(yīng)輸出光，其中每個載波具有連續(xù)波長范圍內(nèi)的相應(yīng)波長，且對于相應(yīng)載波形成的輸出光在空間上與連續(xù)波長范圍內(nèi)對于任何其它波長載波形成的輸出光是可區(qū)分的。
75．如權(quán)利要求74的裝置，其中第一和第二表面相互平行。
76．如權(quán)利要求74的裝置，其中第一表面的反射率基本上是100％。
77．如權(quán)利要求74的裝置，其中第二表面的反射率大于80％且小于100％。
78．一種裝置，包括彼此間用空氣隔開的第一和第二表面，該第二表面具有讓一部分入射到其上的光反射的反射率，其中相應(yīng)波長的輸入光聚焦在一條直線上，而且第一和第二表面的位置使得從該直線發(fā)出的輸入光在第一和第二表面之間穿過空氣發(fā)生多次反射，從而產(chǎn)生多束透過第二表面的光，該多束透過光相互干涉產(chǎn)生輸出光，該輸出光在空間上與不同波長輸入光所產(chǎn)生的輸出光是可區(qū)分的。
79．如權(quán)利要求78的裝置，其中輸入光包含至少兩個波長不同的光，且該裝置產(chǎn)生每個輸入光的各自輸出光，每個輸出光與其它輸出光在空間上是可區(qū)分的。
80．如權(quán)利要求79的裝置，其中每個輸出光沿著與其它輸出光不同的方向傳輸，從而在空間上可區(qū)分。
81．如權(quán)利要求78的裝置，其中第一和第二表面彼此平行。
82．如權(quán)利要求78的裝置，其中第一表面的反射率基本上是100％。
83．如權(quán)利要求78的裝置，其中第二表面的反射率大于80％而小于100％。
84．一種裝置，包括彼此間用空氣隔開的第一和第二表面，該第二表面具有讓一部分入射到其上的光反射的反射率，其中相應(yīng)波長的輸入光聚焦在一條直線上，而且第一和第二表面的位置使得從該直線發(fā)出的輸入光在第一和第二表面之間穿過空氣發(fā)生多次反射，從而產(chǎn)生多束透過第二表面的光，每個透過光與其它透過光相互干涉產(chǎn)生輸出光，該輸出光在空間上與不同波長輸入光所產(chǎn)生的輸出光是可區(qū)分的。
85．如權(quán)利要求84的裝置，其中輸入光包括至少兩個不同波長的光，且該裝置產(chǎn)生每個輸入光的各自輸出光，每個輸出光與其它輸出光在空間上是可區(qū)分的。
86．如權(quán)利要求85的裝置，其中每個輸出光沿著與其它輸出光不同的方向傳輸，從而在空間上可區(qū)分。
87．一種接收具有連續(xù)波長范圍內(nèi)相應(yīng)波長的輸入光的裝置，該裝置包括彼此間用空氣隔開的第一和第二表面；和一裝置，它使輸入光在第一和第二表面之間穿過空氣發(fā)生多次反射，從而產(chǎn)生自干涉而形成輸出光，其中該輸出光在空間上與連續(xù)波長范圍內(nèi)任何其它波長輸入光所產(chǎn)生的輸出光是可區(qū)分的。
88．一種接收具有相應(yīng)波長的輸入光并使其聚焦成為一條直線的裝置，該裝置包括彼此間用空氣隔開的第一和第二表面；和一裝置，它使從該直線發(fā)出的輸入光在第一和第二表面之間穿過空氣發(fā)生多次反射，從而產(chǎn)生多束透過第二表面的光，該多束透過光相互干涉產(chǎn)生輸出光，該輸出光在空間上與不同波長輸入光所產(chǎn)生的輸出光是可區(qū)分的。
權(quán)利要求
1．一種裝置，包括一成虛象的相控陣列(VIPA)，它接收輸入光并產(chǎn)生一離VIPA傳播的相應(yīng)輸出光；以及一使輸出光返回VIPA的光返回器件。
2．如權(quán)利要求1的裝置，其中光返回器件包括一反射鏡；和一透鏡，它將輸出光聚焦在該反射鏡上，從而使得反射鏡反射該輸出光，并由該透鏡把反射光引回到該VIPA。
3．如權(quán)利要求1的裝置，其中該輸入光有一個相應(yīng)的波長，該VIPA產(chǎn)生多個有輸入光波長的輸出光，而且它們都有不相同的干涉級，以及該光返回器件將具有相應(yīng)干涉級的輸出光返回到VIPA，而不將具有任何其它干涉級的輸出光返回到VIPA。
4．一種裝置，包括一角色散組件，它有一個將光收入其內(nèi)并從中輸出光的通道區(qū)，該角色散組件通過通道區(qū)接受連續(xù)波長范圍內(nèi)相應(yīng)波長的輸入光，并使輸入光發(fā)生多次反射以產(chǎn)生自干涉，形成角色散組件的輸出光，該輸出光在空間上可以與連續(xù)波長范圍內(nèi)任何其它波長的輸入光所形成的輸出光相區(qū)分；一使輸出光返回角色散組件的光返回器件，以便使其在角色散組件中經(jīng)受多次反射然后通過通道區(qū)從角色散組件中輸出。
5．如權(quán)利要求4的裝置，其中返回的輸出光按照與從角色散組件傳輸?shù)焦夥祷仄骷妮敵龉鈬?yán)格相反的方向，從該光返回器件傳輸?shù)浇巧⒔M件。
6．如權(quán)利要求4的裝置，其中光返回器件包括一反射鏡；和一把角色散組件形成的輸出光聚焦在反射鏡上的透鏡，反射鏡將聚焦的輸出光反射回透鏡，并由該透鏡將反射輸出光準(zhǔn)直返回到角色散組件，以使此反射輸出光在角色散組件中經(jīng)受多次反射。
7．如權(quán)利要求4的裝置，其中該角色散組件引起輸入光多次反射而產(chǎn)生自干涉，這會在輸入波長上形成多個輸出光，且其都有不同的干涉級，而且該光返回器件將一種輸出光返回到角色散組件，而不將其它輸出光返回到角色散組件。
8．如權(quán)利要求7的裝置，其中光返回器件包括一反射鏡；和一透鏡，它將所述的一種輸出光聚焦到該反射鏡上而不使其它輸出光聚焦在該反射鏡上，致使反射鏡將所述的一種輸出光反射回該透鏡，并由該透鏡對被反射回角色散組件的所述一種輸出光進(jìn)行準(zhǔn)直，以使其在角色散組件中經(jīng)受多次反射。
9．如權(quán)利要求8的裝置，其中反射鏡的大小可以讓反射鏡反射所述的一種輸出光而不反射所述的其它輸出光。
10．如權(quán)利要求4的裝置，其中輸入光是包含多個通道的波分復(fù)用(WDM)光，其每個通道都有一個中心波長和圍繞該中心波長的一個波長范圍，對于每個通道的每個波長來說，角色散組件引起能產(chǎn)生自干涉的多次反射，并形成一個在空間上可與同一通道中任何其它波長所形成的輸出光區(qū)分的輸出光，而且該光返回器件將該輸出光返回到角色散組件，以使返回的輸出光在角色散組件中經(jīng)受多次反射。
11．如權(quán)利要求10的裝置，其中光返回器件包括一反射鏡；及一透鏡，它將角色散組件形成的輸出光聚焦在該反射鏡上，以使每個通道中心波長形成的輸出光都聚焦在該反射鏡上的同一點，該反射鏡將該輸出光反射回透鏡，并由該透鏡對返回到角色散組件的反射輸出光進(jìn)行準(zhǔn)直，以使反射的輸出光在角色散組件中經(jīng)受多次反射。
12．如權(quán)利要求10的裝置，其中每個通道中心波長形成的輸出光以同樣的散射角從角色散組件中射出。
13．如權(quán)利要求4的裝置，其中角色散組件引起輸入光多次反射而產(chǎn)生自干涉，由此在輸入波長上形成多個輸出光，而且每個輸出光都有不同的干涉級，且角色散組件和光返回器件中的至少之一是可移動的，以便改變由光返回器件返回到角色散組件的輸出光，從而把具有不同干涉級的輸出光返回到角色散組件。
14．如權(quán)利要求4的裝置，其中光返回器件可相對于角色散組件移動，以改變對輸入光提供的色散量。
15．如權(quán)利要求6的裝置，其中透鏡是二維正常透鏡和一維透鏡之中的一種。
16．如權(quán)利要求6的裝置，其中透鏡是柱面透鏡。
17．如權(quán)利要求6的裝置，其中從反射鏡的側(cè)面看去，反射鏡是凹面反射鏡和凸面反射鏡之中的一種。
18．如權(quán)利要求6的裝置，其中反射鏡是平面反射鏡，凹面反射鏡和凸面反射鏡之中的一種。
19．如權(quán)利要求4的裝置，還包括第一和第二光纖；及一環(huán)形器，該環(huán)形器將來自第一光纖的輸入光提供給角色散組件，以使角色散組件引起輸入光的多次反射而產(chǎn)生自干涉，而且在角色散組件中經(jīng)受多次反射之后，該環(huán)形器將來自角色散組件的返回輸出光提供給第二光纖。
20．如權(quán)利要求4的裝置，其中光返回器件是一逆向反射器。
21．如權(quán)利要求4的裝置，其中角色散組件引起輸入光多次反射而產(chǎn)生自干涉，由此在輸入波長上形成多個輸出光，且每個輸出光都有不同的干涉級，而且該光返回器件是一僅反射一個干涉級的逆向反射器。
22．如權(quán)利要求20的裝置，其中該逆向反射器可以相對于角色散組件移動，以改變?yōu)檩斎牍馓峁┑纳⒘俊?br> 23．如權(quán)利要求10的裝置，其中角色散組件包括彼此分隔開一距離t的第一和第二反射表面，該第二反射表面具有讓一部分從其中穿過的光反射的反射率，以及一個具有折射率且位于第一和第二反射表面之間并充滿距離t的透明材料，其中WDM光在第一與第二反射表面之間經(jīng)受多次反射，使得每當(dāng)WDM光被第二反射表面反射時就有一部分WDM光透過第二反射表面，WDM光的所述部分彼此發(fā)生干涉，從而使輸入光經(jīng)多次反射和自干涉而產(chǎn)生輸出光，以及2tcosθ與透明材料折射率的乘積等于每個通道中心波長的整數(shù)倍，該波長θ相同而整數(shù)不相同，這里θ表示每個通道中心波長所形成的輸出光的傳播方向。
24．如權(quán)利要求23的裝置，還包括一透鏡，它通過通道區(qū)將輸入光線聚焦到角色散組件內(nèi)，從而角色散組件使輸入光發(fā)生多次反射而產(chǎn)生自干涉。
25．如權(quán)利要求23的裝置，其中角色散組件的通道區(qū)是一個輻射窗，它與第一反射表面位于同一平面內(nèi)。
26．如權(quán)利要求4的裝置，其中輸出光以一個隨角色散組件溫度變化而改變的角度從角色散組件中輸出，該裝置還包括一個控制器，它控制角色散組件的溫度，以穩(wěn)定輸出角。
27．如權(quán)利要求4的裝置，其中角色散組件包括一透明材料，和位于該透明材料相對兩側(cè)的第一和第二反射表面，該第二反射表面具有讓一部分從其中穿過的光反射的反射率，輸入光通過通道區(qū)被角色散組件接收并在第一與第二反射表面之間經(jīng)受多次反射，使得每當(dāng)輸入光被第二反射表面反射時就有一部分輸入光透過第二反射表面，輸入光的所述部分彼此發(fā)生干涉，從而使輸入光經(jīng)多次反射和自干涉而產(chǎn)生輸出光。
28．如權(quán)利要求27的裝置，其中角色散組件第一反射表面的反射率接近100％
29．如權(quán)利要求27的裝置，其中角色散組件第二反射表面的反射率大于80％并小于100％。
30．如權(quán)利要求27的裝置，其中在第一與第二反射表面之間，透明材料具有WDM匹配FSR厚度。
31．一種裝置，包括一成虛象的相控陣列(VIPA)，其包含一允許光從其中通過的窗，一透明材料，及被透明材料將其彼此分隔開的第一和第二反射表面，該第二反射表面具有讓入射到其上的一部分光反射的反射率，輸入光通過窗接收并在第一與第二反射表面之間被多次反射，以使多束光透過第二反射表面，該多束透過光相互干涉從而使輸入光經(jīng)多次反射和自干涉而產(chǎn)生一個準(zhǔn)直輸出光，該輸出光從VIPA傳輸出去，并且是根據(jù)輸入光波長可空間區(qū)分的；以及一個光返回器件，它使輸入光返回到VIPA的第二反射表面并從其中透過，以使該輸出光在VIPA的第一和第二反射表面之間經(jīng)受多次反射，然后從該窗輸出。
32．如權(quán)利要求31的裝置，其中對于所有波長的輸入光而言，返回的輸出光從光返回器件傳輸?shù)絍IPA，其傳輸方向與輸出光從VIPA傳輸?shù)焦夥祷仄骷姆较驀?yán)格相反。
33．如權(quán)利要求31的裝置，其中VIPA的第一和第二反射表面是相互平行的。
34．如權(quán)利要求31的裝置，其中VIPA第一反射表面的反射率接近100％。
35．如權(quán)利要求31的裝置，其中VIPA第二反射表面的反射率大于80％且小于100％。
36．如權(quán)利要求31的裝置，其中窗與第一反射表面在同一平面內(nèi)。
37．如權(quán)利要求31的裝置，其中通過窗以一個角度接收輸入光，該角度可防止輸入光在進(jìn)入透明材料之前被第一反射表面反射，并防止輸入光在第一和第二反射表面間反射以產(chǎn)生準(zhǔn)直輸出光的時候從該窗射出。
38．如權(quán)利要求31的裝置，其中光返回器件包括一反射鏡；和一透鏡，它用于將VIPA產(chǎn)生的輸出光聚焦到反射鏡上，該反射鏡將聚焦的輸出光反射回透鏡，而該透鏡對返回VIPA的反射輸出光進(jìn)行準(zhǔn)直，以使準(zhǔn)直的反射輸出光在第一和第二反射表面之間經(jīng)受多次反射，并隨后通過窗輸出。
39．如權(quán)利要求31的裝置，其中接收到的入射光在VIPA第一和第二反射表面之間的多次反射，使VIPA在輸入光波長上產(chǎn)生多個準(zhǔn)直的輸出光，且它們都有不同的干涉級，而且光返回器件將輸出光之一返回到VIPA，而不將其它輸出光返回到VIPA。
40．如權(quán)利要求39的裝置，其中光返回器件包括一反射鏡；和一透鏡，它將所述的一個輸出光聚焦到反射鏡上，而不將所述其它輸出光聚焦在反射鏡上，使得該反射鏡將所述的一個輸出光反射回透鏡，而透鏡對正在反射回VIPA的所述一個輸出光進(jìn)行準(zhǔn)直，以使光在VIPA中經(jīng)受多次反射然后從窗輸出。
41．如權(quán)利要求40的裝置，其中反射鏡的尺寸使該反射鏡可以反射所述的一個輸出光，而不反射所述的其它輸出光。
42．如權(quán)利要求31的裝置，其中輸入光是波分復(fù)用(WDM)光，它包括多個通道，其每一個通道有一個中心波長和一個環(huán)繞該中心波長的波長范圍，對于每個通道的波長來說，輸入光在VIPA第一和第二反射表面之間的多次反射產(chǎn)生透過第二反射表面的相應(yīng)一組相干光，以通過輸入光的多次反射和自干涉產(chǎn)生相應(yīng)的準(zhǔn)直輸出光，通道中每個波長的輸出光與該通道中任何其它波長光形成的輸出光是可空間區(qū)分的，而且光返回器件將輸出光返回到VIPA，以使返回的輸出光在VIPA第一和第二反射表面之間經(jīng)受多次反射，并隨后通過窗輸出。
43．如權(quán)利要求42的裝置，其中光返回裝置包括一反射鏡，和一透鏡，它把VIPA所產(chǎn)生的輸出光聚焦到該反射鏡上，使得每個通道中心波長的輸出光聚焦在反射鏡上的同一點，該反射鏡將該輸出光反射回透鏡，而透鏡對返回VIPA的反射輸出光進(jìn)行準(zhǔn)直，使得反射的輸出光在VIPA第一和第二反射表面之間經(jīng)受多次反射，并隨后通過窗輸出。
44．如權(quán)利要求42的裝置，其中每個通道中心波長的輸出光以相同色散角從VIPA傳輸出去。
45．如權(quán)利要求42的裝置，其中對于所有波長的輸入光而言，返回的輸出光從光返回器件傳輸?shù)絍IPA，其傳輸方向與輸出光從VIPA傳輸?shù)焦夥祷仄骷姆较驀?yán)格相反。
46．如權(quán)利要求31的裝置，其中接收到的入射光在VIPA第一和第二反射表面之間的多次反射，使VIPA在輸入光波長上產(chǎn)生多個準(zhǔn)直的輸出光，且它們都有不同的干涉級，而且VIPA和光返回器件至少之一是可移動的，以改變被光返回器件返回到VIPA的輸出光，從而將具有不同干涉級的輸出光返回到VIPA。
47．權(quán)利要求31的裝置，其中光返回器件可相對于VIPA移動，以改變提供給輸入光的色散量。
48．如權(quán)利要求38的裝置，其中透鏡是下列一組中的一個二維正常透鏡和一維透鏡。
49．如權(quán)利要求38的裝置，其中透鏡是一柱面透鏡。
50．如權(quán)利要求38的裝置，其中反射鏡是下列一組中的一個從反射鏡側(cè)面看到的凹面反射鏡和凸面反射鏡。
51．如權(quán)利要求38的裝置，其中反射鏡是下列一組中的一個平面反射鏡，凹面反射鏡和凸面反射鏡。
52．如權(quán)利要求31的裝置，還包括第一和第二光纖；及一個環(huán)形器，它通過窗從第一光纖向VIPA提供輸入光，和在VIPA中經(jīng)受多次反射之后，從VIPA向第二光纖提供返回的輸出光。
53．如權(quán)利要求31的裝置，其中光返回器件是一個逆向反射器。
54．如權(quán)利要求31的裝置，其中接收到的輸入光在VIPA第一和第二反射表面之間的多次反射，使VIPA在輸入光波長上產(chǎn)生多個準(zhǔn)直的輸出光，且它們都有不同的干涉級，而且光返回器件是一個逆向反射器，它僅僅反射一個干涉級。
55．如權(quán)利要求53的裝置，其中逆向反射器可相對于VIPA移動，以改變提供給輸入光的色散量。
56．如權(quán)利要求42的裝置，其中第一和第二反射表面彼此隔開一個距離t，透明材料有一個折射率，以及2tcosθ與透明材料折射率的乘積等于每個通道中心波長的整數(shù)倍，該波長的θ相同而整數(shù)不相同，這里θ表示由VIPA產(chǎn)生的每個通道中心波長之輸出光的傳播方向。
57．如權(quán)利要求56的裝置，還包括一用于把輸入光通過窗線聚焦到VIPA內(nèi)的透鏡。
58．如權(quán)利要求31的裝置，其中第一和第二反射表面是多層介質(zhì)干涉膜。
59．如權(quán)利要求31的裝置，其中透明材料是光學(xué)玻璃和空氣中的一個。
60．如權(quán)利要求31的裝置，其中輸出光以隨VIPA溫度而變的角度從VIPA輸出，且該裝置還包括一個控制VIPA溫度以穩(wěn)定輸出角的控制器。
全文摘要
一種對于光添加“相反色散”的裝置,用于補償光在光纖中傳播而引起的色散。該裝置包括一成虛象的相控陣列(VIPA),和一光返回器件。該光返回器件通常是反射鏡。VIPA對于光提供角色散,而光返回器件將光返回到VIPA,以使其在VIPA內(nèi)經(jīng)受多次反射。
文檔編號H04B10/18GK1216118SQ98800109
公開日1999年5月5日 申請日期1998年1月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月7日
發(fā)明者白崎正孝 申請人:富士通株式會社