DE60209561T2

DE60209561T2 - Aktives optisches system zur phasenverschiebung gewünschter bereiche einer eintreffenden optischen wellenfront

Info

Publication number: DE60209561T2
Application number: DE60209561T
Authority: DE
Inventors: H. Jeffrey Thousand Oaks HUNT
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: JP2005505001A; US20030063366A1; DE60209561D1; EP1433011A2; WO2003029880A2; AU2002362395A1; US6549323B1; EP1433011B1; WO2003029880A3; JP4332425B2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft aktive optische Systeme und insbesondere ein aktives optisches System zur Phasenverschiebung gewünschter Bereiche einer eintreffenden optischen Wellenfront.
2. Beschreibung des allgemeinen Standes der Technik
Viele Typen aktiver optischer Systeme erfordern die Kontrolle der optischen Wellenfront oder der Phase eines sich ausbreitenden Laserstrahls. wenn eine Abbildung sich durch ein trübes Medium, bspw. die Atmosphäre ausbreitet, verursachen zufällige Fluktuationen des lokalen Brechungsindexes lokale Fluktuationen der optischen Pfadlänge, die der Strahl durchquert. Diese Fluktuationen der Pfadlänge führen zu einer zufälligen Anordnung der Phasenfrontkontur, was die Abbildung verzerrt. Indem adaptive Optiken oder eine aktive optische Steuerung verwendet wird, wird der ursprüngliche Phasenzustand wieder hergestellt, was die Rekonstruktion der ursprünglichen Abbildung erlaubt. Im Falle optischer Kommunikation kann die gleiche Art von zufälliger Anordnung auftreten. In diesem Fall besteht das nachteilige Ergebnis darin, dass der optische Strahl nicht auf einen beu gungsbegrenzten (durch die Wellenlänge begrenzten) Punkt fokussiert werden kann, was zu einem Verlust an Information führt, wenn der Strahl in ein optisches Element mit kleinem Durchmesser geführt wird, bspw. einen Lichtwellenleiter. Eine aktive Steuerung und adaptive Optiken ermöglichen in diesem Szenario, den ursprünglichen Phasenzustand zu rekonstruieren, so dass der Strahl auf einen kleinen Punkt ohne Informationsverlust fokussiert werden kann. Typischerweise machen aktive optische Systeme Gebrauch von adaptiven optischen Elementen, die auf einer mechanischen Implementierung basieren. Ein Beispiel davon ist ein deformierbarer Spiegel. Der Spiegel enthält eine Anzahl von kleinen Aktuatoren, die die Spiegelfläche drücken oder ziehen. Dadurch kompensieren sie die Störungen in der Strahlphase dadurch, dass einige Teile des optischen Pfads kürzer und einige Teile des optischen Pfads länger werden. Diese Implementierung nimmt sich grundlegend einem optischen Problem an und macht daraus ein mechanisches Problem. Es ist wünschenswert, ein nicht-mechanisches System zu benutzen, um die Phasenverschiebung zu erreichen, die zur Wiederherstellung des Originalphasenzustands des optischen Strahls benötigt wird.
Es gab verschiedene Patente, um elektrooptische Mittel zu verwenden, um adaptive optische Prozesse auszuführen. US-Patent-Nr. 5,396,364 mit dem Titel "Continuously Operated Spatial Light Modulator Apparatus and Method for Adaptive Optics", erteilt für O'Meara et al., diskutiert die Verwendung eines räumlichen Lichtmodulators für adaptive Optiken, die elektrooptisch adressiert sind. Ein Standard SLM wird beschrieben, der einen Modulator umfasst, der elektronisch in Pixel aufgeteilt ist. Die Vorrichtung umfasst ein Mikrolinsenarray, um die Wellenfront in kleine aktive Gebiete physikalisch zu trennen, die die Pixel bzw. Bildpunkte bilden. US-Patent-Nr. 5,396,364 offenbart ein aktives optisches System zur Phasenverschiebung gewünschter Bereiche einer eingehenden optischen Wellenfront mit einem Treiberelement zum Erzeugen einer optischen Treiber-Wellenfront, einen Kombinierer zum Kombinieren der eingehenden optischen Wellenfront und der optischen Treiber-Wellenfront, wobei eine kombinierte co-lineare Ausbreitungsausgangswellenfront mit einer anfänglichen Strahlgröße erzeugt wird, räumliche Lichtmodulator (SLM) Adressierungsoptiken zum Empfangen der kombinierten co-linearen Ausbreitungsausgangswellenfront und zum Erzeugen einer gewünschten Strahlgröße für die kombinierte co-lineare Ausbreitungsausgangswellenfront, einem SLM zum Empfang des Ausgangs der SLM Adressierungsoptiken und zum Bereitstellen einer örtlichen Phasenverschiebung der sich ergebenden Wellenfront, SLM Ausgangsoptiken zum Empfang des Ausgangs des SLM und zur Rückführung der Strahlgröße der Wellenfront auf die anfängliche Strahlgröße, wobei der Ausgang der SLM Ausgangsoptiken gewünschte Bereiche der Phase relativ zu der eingehenden optischen Wellenfront verschoben hat. Diese Vorrichtung besitzt mehrere Nachteile. Der Elektronikaufbau muss direkt in die Vorrichtung eingebaut werden, was größere Schwierigkeiten bei der Herstellung ergibt und die Auflösung der Vorrichtung auf die Anzahl der erzeugten Elektronikstrukturen begrenzt. Da die Modulation durch elektronisch angesteuerte Mittel hervorgerufen wird anstelle einer optischen Ansteuerung, besitzt die Vorrichtung auch inhärente Begrenzungen der Geschwindigkeit.
US-Patent-Nr. 6,222,667 mit dem Titel "Electro-Optic Light Valve Array", erteilt für Gobeli et al. offenbart ein zweidimensionales Lichtventilarray. Es benutzt ein Substrat mit Bildpunkten, das aus einem Lanthan-modifizierten Zirkonat- Titanat hergestellt ist. Elektroden sind in Vertiefungen geschnitten, die in dem Substrat hergestellt sind. Spannungen, die an einzelne Bildpunkte angelegt werden, induzieren eine Doppelbrechung in den Bildpunktgebieten. Eine elektronische Steuerung der Doppelbrechung beeinflusst die Lichtübertragung. Der Erfinder hat nicht die Steuerung der Phase oder der Wellenfront in dieser Vorrichtung diskutiert. Wie bei O'Meara et al. muss die Vorrichtung in Bildpunkte gebracht werden und eine elektronische Ansteuerung begrenzt die Geschwindigkeit, mit der die Steuerung ausgeführt werden kann.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung ist ein aktives optisches System und ein Verfahren zum Phasenverschieben gewünschter Bereiche einer eingehenden optischen Wellenfront. Eine erste Steuerungsoptikanordnung empfängt eine eingehende optische Wellenfront und stellt die eingehende optische Wellenfront entsprechend der ersten gewünschten Wellenlänge und Strahlausbreitungsparametern ein. Ein Ansteuerungselement erzeugt eine optische Ansteuerungswellenfront. Eine zweite Steuerungsoptikanordnung empfängt die optische Ansteuerungswellenfront und stellt die optische Ansteuerungswellenfront entsprechend der zweiten gewünschten Wellenlänge und der Strahlausbreitungsparameter ein.
Ein Kombinierer empfängt ein Ausgangssignal von der ersten Steuerungsoptikanordnung und ein Ausgangssignal von der zweiten Steuerungsoptikanordnung. Der Kombinierer liefert eine kombinierte co-lineare Ausbreitungsausgangssignalwellenfront mit einer anfänglichen Strahlgröße. Räumliche Lichtmodulator-(SLM)-Adressierungsoptiken empfangen die kombinierte co-lineare Aus breitungsausgangssignalwellenfront und erzeugen eine gewünschte Strahlgröße für die kombinierte co-lineare Ausbreitungsausgangssignalwellenfront. Der SLM empfängt das Ausgangssignal von den SLM Adressierungsoptiken und liefert eine lokalisierte Phasenverschiebung der sich ergebenden Wellenfront. SLM Ausgangsoptiken empfangen das Ausgangssignal des SLM und führen die Strahlgröße der Wellenfront auf die anfängliche Strahlgröße zurück. Das Ausgangssignal des SLM Ausgangselements besitzt gewünschte Bereiche der Phase, die relativ zu der eingehenden optischen Wellenfront verschoben sind.
Die vorliegende Erfindung führt eine Phasensteuerung bei einer optischen Wellenfront ohne Verwendung eines deformierbaren Spiegels aus, um die Phasenstörungen zu kompensieren, die durch die atmosphärischen Bedingungen erzeugt werden. Durch Ändern der Art und Weise, wie die Abbildungsvorrichtung adressiert wird, kann der örtliche Brechungsindex des zwei-dimensionalen Mediums verwendet werden, um die Wellenfront an einer einzelnen Position innerhalb der Wellenfront zu modulieren oder demodulieren. Dies führt zu einer phasenkompensierten Wellenfront.
Kurze Beschreibung der Zeichungen
1 ist eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des aktiven optischen Systems der vorliegenden Erfindung.
2 (Stand der Technik) ist eine Querschnittsansicht eines räumlichen Lichtmodulators, der von der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Es wird Bezug genommen auf die Zeichnungen und die darin angegebenen Bezugszeichen. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die allgemein mit 10 gekennzeichnet ist. Eine eingehende optische Wellenfront 10 wird von einer ersten Steuerungsoptikanordnung empfangen, die allgemein mit 12 gekennzeichnet ist. Die Wellenfront eines optischen Strahls wird allgemein als die Kontur der konstanten Phase über den physischen Querschnitt des Strahls beschrieben. Obgleich jede optische Quelle eine Phase haben wird, die mit ihr verknüpft ist, werden in den meisten Fällen Quellen Objekte sein, die abgebildet werden sollen oder die von Überträgern digital codierter optischer Strahlen sein werden. Die erste Steuerungsoptikanordnung 12 stellt die eingehende optische Wellenfront 10 entsprechend der gewünschten Wellenlänge und der Strahlausbreitungsparameter ein. Diese Parameter können bspw. umfassen die genaue Wellenlängenfilterung auf die erwartete Signalwellenlänge, die optische Bandbreite des eingehenden Signals oder die Polarisation des Lichts. Die Wellenlänge kann gesteuert werden, um in den Detektionsbereich der Photodiode zu passen. Sie kann genauer gefiltert werden, um auf ein bekanntes Eingangssignal zu passen, entweder von einer Abbildung oder von einem digital codierten Kommunikationsstrahl. Die vorliegende Erfindung arbeitet mit Wellenlängen länger als 1 μm. Die bevorzugte minimale Wellenlänge liegt bei etwa 1,1 μm. Optische Signale von anderen Quellen mit kürzeren Wellenlängen werden den Betrieb der Vorrichtung beeinflussen und sollten deshalb beseitigt werden. Die Anordnung 12 umfasst vorzugsweise ein Wellenlängensteuerungselement 14, wie bspw. ein Farbfilter, ein Etalon, ein Fabry-Perot Interferometer, ein Fizeau Interferome ter, ein Beugungsgitter oder ein Kerbfilter, etc. Ein Polarisationssteuerungselement 16 polarisiert die Wellenfront. Dieses kann bspw. eine Polarisationsplatte, einen Brewsterwinkelpolarisator oder einen Dünnfilmpolarisator aufweisen. Der genau auszuwählende Polarisator hängt von den jeweiligen Ingenieursanforderungen der Anwendung ab, wie bspw. Polarisationssperrverhältnis, Größe und Gewicht des Polarisators und des Wellenlängenbereichs, über den der Detektor arbeiten muss, etc. Die Wellenfront wird dann von einem Ausbreitungssteuerungselement 18 empfangen, wie bspw. einer einzelnen Linse, einer Doppellinse, Brechungselementen, reflektierenden Elementen oder einem anderen System bis zu einem voll ausgebildeten Teleskop.
Ein Ansteuerungselement 20 zum Codieren erzeugt eine optische Ansteuerungs-Wellenfront 22. Das Ansteuerungselement kann bspw. einen Laser, eine lichtemittierende Diode (LED) oder optische Breitbandlichtquelle umfassen.
Eine zweite Steuerungsoptikanordnung 24 stellt die optische Ansteuerungs-Wellenfront 22 entsprechend der gewünschten Wellenlänge und der Strahlausbreitungsparameter ein. Die Anordnung 24 umfasst vorzugsweise ein Wellenlängensteuerungselement 26, wie bspw. ein Farbfilter, ein Etalon, ein Fabry-Perot Interferometer, ein Fizeau Interferometer, ein Beugungsgitter oder ein Kerbfilter. Ein Polarisationssteuerungselement 28 und ein Ausbreitungssteuerungselement 30 werden wie zuvor beschrieben verwendet.
Ein Kombinierer 32 empfängt das Ausgangssignal 34 von der ersten Steuerungsoptikanordnung 12 und das Ausgangssignal 36 von der zweiten Steuerungsoptikanordnung 24. Der Kombinierer 32 liefert eine kombinierte co-lineare Ausbreitungsausgangssignalwellenfront 38 mit einer anfänglichen Strahlgröße. Um eine Phasenverschiebung herbeizuführen müssen der betroffene Strahl und der Ansteuerungsstrahl im Ausbreitungsraum in eine Überdeckung gebracht werden. Die Überdeckung in Ausbreitungsrichtung wird durch eine passende Synchronisation erreicht, d.h. die Impulse gelangen in den Phasenschieber zeitüberlappt. Das in Überdeckung bringen der zwei anderen Dimensionen wird durch Überlappung der physischen Querschnitte der Strahlen erreicht. Der Kombinierer 32 ermöglicht, dass diese Überlappung im Querschnitt stattfindet. Der Kombinierer 32 kann bspw. einen Strahlteiler, eine dichroitische Optik oder ein Beugungsgitter umfassen.
Um die richtige Strahlgröße zur Anpassung an den SLM bereitzustellen, sind SLM Adressierungsoptiken 40 bereitgestellt. Die SLM Adressierungsoptiken 40 können bspw. eine Vielzahl von Linsen oder gekrümmten Reflektoren aufweisen. Typischerweise wird die SLM 42 einen Durchmesser im Bereich von 1 mm besitzen, obgleich dies abhängig von der Anwendung etwas variieren kann. Das aktive Gebiet des SLM ist der einzige Ort, wo der gewünschte physische Phasenverschiebungseffekt stattfinden kann. Folglich ist dieser Schritt wesentlich, um zu gewährleisten, dass sowohl der betroffene Strahl als auch der Ansteuerungsstrahl in dieses Gebiet des Detektors gelangen.
Der SLM 42 empfängt das Ausgangssignal von den SLM Adressierungsoptiken 40 und liefert eine lokalisierte Phasenverschiebung der sich ergebenden Wellenfront, wie dies in größerem Detail nachfolgend beschrieben wird. Die SLM Ausgangsoptiken 44 empfangen das Ausgangssignal des SLM 42 und führen die Strahl größe der Wellenfront auf die Anfangsstrahlgröße zurück, d.h. die Strahlgröße des Ausgangssignals 38. Die sich ergebende Wellenform 46 hat gewünschte Phasenbereiche, die relativ zu der eingehenden optischen Wellenfront 10 verschoben sind. Weitere optische Vorgänge können einen Strahldurchmesser erfordern, der sich von jenem unterscheidet, der für das SLM notwendig ist. Diese Optiken ermöglichen eine Veränderung des Strahldurchmessers oder der Punktgröße.
Bezugnehmend auf die 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des SLM 42 dargestellt. Diese ist vollständig im US-Patent-Nr. 5,521,743 beschrieben und beansprucht, das für Holmes et al. erteilt wurde und hier durch Bezugnahme mit aufgenommen wird. Diese Figur zeigt einen Querschnitt eines dreilagigen photorefraktiven räumlichen Lichtmodulators mit Photonenzählung und mit einer Lawinen-Photodiodenstruktur. Ein Photon 48 ist gezeigt, das auf eine positiv dotierte Halbleiterschicht 50 trifft und eine Lawine 52 von Elektronen auslöst, wobei die zweite Schicht entweder eine negative Schicht oder ein Isolator 54 ist und die dritte Schicht eine negative Schicht 56 ist. Eine Ladung wird durch die Elektroden 58 und 60 an die Vorrichtung gelegt, die mit der Spannungsquelle 62 und einem Schaltungswiderstand 64 verbunden sind. Auf diese Weise wird ein elektrisches Feld 65 über der Vorrichtung erzeugt, und falls der Photodetektor passend entworfen ist, kann er im Geigermodus betrieben werden.
Die Gesamtleistung der Vorrichtung wird verbessert durch Hot-Carrier unterstützte Absorption, durch einen Franz Keldysh-Effekt und durch eine Gunn-Domain-Formation. Diese Effekte verbessern die Photoionisation und die Lawinenverstärkung. Eine Wellenform mit Spannungsspitzen oder mit einer Wechselspannung kann ebenfalls die Empfindlichkeit der Vorrichtung erhöhen. Die Vorrichtung kann parallel oder in Reihe gestapelt sein, um die Hauptelektronenquantumeffizienz oder den Mehrfachwellenlängenbetrieb zu verbessern.
Eine Lawinen-Photoelektronenverstärkung und eine ohmsche Erhitzung können kombiniert werden, um den thermooptischen Effekt anzutreiben, wie bei existierenden Siliziumlawinenphotodioden beobachtet werden kann. Durch Verwendung des Lawinenvorgangs und Betreiben im Geigermodus kann ein Photon die Erregung von Hunderten von Millionen Trägerelektronen in einem Halbleiter hervorrufen. Durch Verwendung der elektrischen Energie, die durch äußere Felder zugeführt wird, wird die optische Energie eines einzelnen absorbierten Quantums ausreichend multipliziert, um eine Veränderung der optischen Eigenschaften des räumlichen Lichtmodulatormaterials hervorzurufen. Der örtliche Strom ruft eine örtliche ohmsche Erhitzung hervor; das Erhitzen verändert die lokale Trägerdichte und die Elektronenstruktur. Dies führt zu einer Brechungsindexveränderung, die proportional zu dem durchschnittlichen zugeführten elektrischen Strom ist. Da die Brechungsindexveränderung so lokal ist, wird keine Pixellation benötigt, was eine einfache Herstellung und niedrige Herstellungskosten ermöglicht. Die örtliche Änderung des Brechungsindex führt zu einer örtlichen Veränderung der optischen Pfadlänge an dieser Position in der Wellenfront. Folglich werden nur diese örtlichen Positionen, die von dem Ansteuerungsstrahl adressiert sind, eine Änderung der optischen Pfadlänge erfahren. Die Wellenfront wird dann an der in Frage stehenden Position phasenverschoben als Ergebnis der optischen Pfadlängenveränderung.
Die vorliegende Erfindung kann in einer Anzahl von optischen Anwendungen eingesetzt werden. Beispielsweise sei angenommen, dass ein Nutzer ein Objekt über eine weite Entfernung in der Atmosphäre abbildet. Ohne eine Phasenkorrektur wird die Abbildung unklar und deren Merkmale können nicht mehr aufgelöst werden. Mit dem vorliegenden aktiven Phasenkorrekturglied kann die durcheinandergebrachte optische Phase in ihren Originalzustand rekonstruiert werden, bevor die Atmosphäre Aberrationen einfügt. Eine andere Verwendung besteht bei optischer Fernkommunikation. Wenn ein optisches Signal empfangen wird, wird es in einen Lichtwellenleiter zur Signalhandhabung und Verarbeitung eingeführt. Unglücklicherweise ermöglichen die Phasenstörungen es nicht, den Strahl auf einen kleinen Punkt zu fokussieren, so dass nicht das gesamte Signal in den Lichtwellenleiter gelangt, so dass ein Verlust an codierter Information verursacht wird. Eine Phasenkorrektur ermöglicht, dass das gesamte optische Signal in den Lichtwellenleiter fokussiert wird. Bei der optischen Mikrolithographie, die bei der Halbleiterverarbeitung verwendet wird, ist es wesentlich, den Laser auf einen kleinen kontrollierten Brennpunkt zu halten. Die Umgebung, in der die Verarbeitung durchgeführt wird, verursacht große Störungen, und eine Phasensteuerung ist für gute Ergebnisse wesentlich. Diese Vorrichtung kann in dieser Umgebung verwendet werden, um Phasenstörungen zu kompensieren, die dort verursacht werden.
Während bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtungen und Verfahren somit mit Bezug auf die Umgebung, in der sie entwickelt wurden, beschrieben wurde, stehen sie rein erläuternd für die Prinzipien der Erfindungen.

Claims

Aktives optisches System zur Phasenverschiebung bestimmter Bereiche einer eingehenden optischen Wellenfront (11), mit: a) einer ersten Steuerungsoptikanordnung (12) zum Empfangen einer ankommenden optischen Wellenfront (11) und Einstellen, dass die ankommende optische Wellenfront (11) in Übereinstimmung gebracht wird mit der ersten gewünschten Wellenlänge und den Strahlausbreitungsparametern; b) einem Ansteuerungselement (20) zum Erzeugen einer optischen Ansteuerungswellenfront (22); c) einer zweiten Steuerungsoptikanordnung (24), die von der ersten Steuerungsoptikanordnung (12) getrennt ist, um die optische Ansteuerungswellenfront (22) zu empfangen und einzustellen, dass die optische Ansteuerungswellenfront übereinstimmt mit der zweiten gewünschten Wellenlänge und den Strahlausbreitungsparametern; d) einem Kombinierer (32) zum Empfangen eines Ausgangssignals von der ersten Steuerungsoptikanordnung (12) und einem Ausgangssignal von der zweiten Steuerungsoptikanordnung (24), wobei der Kombinierer (32) eine kombinierte Ausgangswellenfront mit co-linearer Ausbreitung und einer anfänglichen Strahlgröße bereitstellt; e) einer Addressieroptik mit räumlichem Lichtmodulator (SLM) (40) zum Empfang der kombinierten Ausgangswellenfront mit co-linearer Ausbreitung und zum Erzeugen einer gewünschten Strahlgröße für die kombinierte Ausgangswellenfront mit co-linearer Ausbreitung; f) einem SLM (42) zum Empfangen des Ausgangssignals von der SLM-Addressierungsoptik (40) und zum Bereitstellen einer lokalisierten Phasenverschiebung der resultierenden Wellenfront; und g) einer SLM-Ausgangsoptik (44) zum Empfangen des Ausgangssignals des SLM und zum Zurückführen der Strahlgröße der Wellenfront auf die anfängliche Strahlgröße, wobei das Ausgangssignal der SLM-Ausgangsoptik gewünschte Bereiche seiner Phase relativ zu der eingehenden optischen Wellenfront verschoben hat.
Aktives optisches System nach Anspruch 1, wobei die erste Steuerungsoptikanordnung (12) aufweist: a) ein erstes Wellenlängensteuerungselement (14) zum Empfangen der ankommenden optischen Wellenfront; und b) ein erstes Ausbreitungssteuerungselement (18) zum Empfangen des Ausgangssignals des Wellenlängensteuerungselements und zum Liefern eines Ausgangssignals an den Kombinierer (32).
Aktives optisches System nach Anspruch 2, wobei die erste Steuerungsoptik (12) ferner ein erstes Polarisationssteue rungselement (16) zum Empfang des Ausgangssignals des ersten Wellenlängensteuerungselements (14) und zum Liefern eines Ausgangssignals an das erste Ausbreitungssteuerungselement (18) aufweist.
Aktives optisches System nach Anspruch 1 oder 3, wobei das Ansteuerungselement (20) einen Laser umfasst.
Aktives optisches System nach Anspruch 1, wobei das Ansteuerungselement (20) eine Licht emittierende Diode (LED) aufweist.
Aktives optisches System nach Anspruch 1, wobei das Ansteuerungselement (20) eine optische Breitbandlichtquelle aufweist.
Aktives optisches System nach Anspruch 1, wobei die zweite Steuerungsoptikanordnung (24) aufweist: a) ein zweites Wellenlängensteuerungselement (26) zum Empfang der optischen Ansteuerungswellenfront; und b) ein zweites Ausbreitungssteuerungselement (30) zum Empfang des Ausgangssignals des zweiten Wellenlängensteuerungselements und zum Liefern eines Ausgangssignals an den Kombinierer.
Aktives optisches System nach Anspruch 1, wobei die erste Steuerungsoptikanordnung (12) ferner ein zweites Polarisationssteuerungselement aufweist.
Aktives optisches System nach Anspruch 1, wobei der Kombinierer (32) einen Strahlteiler aufweist.
Aktives optisches System nach Anspruch 1, wobei der Kombinierer (32) eine dichroitische Optik aufweist.
Aktives optisches System nach Anspruch 1, wobei der Kombinierer (32) ein Beugungsgitter aufweist.
Aktives optisches System nach Anspruch 1, wobei der SLM (42) aufweist: a) eine Lawinen-Photodiode; b) ein elektrisches Feld über der Photodiode, das das Durchbruchfeld übersteigt, um einen Lawineneffekt der Elektronen in der Photodiode zu verursachen, wenn die Photonen der optischen Ansteuerungswellenfront die Photodiode treffen, wobei die Lawinenelektronen eine photorefraktive Antwort auslösen, die den Brechungsindex in der Photodiode ändern; und c) eine Schaltung zum Regeln des elektrischen Felds, das an die Photodiode angelegt wird, wobei eine thermooptische Antwort eine Veränderung des Brechungsindexes in der Photodiode verursacht.
Verfahren zum Phasenverschieben gewünschter Bereiche einer ankommenden optischen Wellenfront, mit den Schritten: a) Einstellen einer ankommenden optischen Wellenfront (11) entsprechend der ersten gewünschten Wellenlänge und dem Strahlausbreitungsparameter; b) Erzeugen einer optischen Ansteuerungswellenfront (22); c) Einstellen der optischen Ansteuerungswellenfront entsprechend der zweiten gewünschten Wellenlänge und der Strahlausbreitungsparameter; d) Kombinieren der eingestellten ankommenden optischen Wellenfront und der eingestellten optischen Ansteuerungswellenfront, um eine kombinierte Ausgangswellenfront mit co-linearer Ausbreitung und einer anfänglichen Strahlgröße bereitzustellen; e) Erzeugen einer gewünschten Strahlgröße für die kombinierte Ausgangswellenfront mit co-linearer Ausbreitung; h) Bereitstellen einer lokalisierten Phasenverschiebung der kombinierten Ausgangswellenfront mit co-linearer Ausbreitung und mit veränderter Strahlgröße; und i) Zurückführen der kombinierten Ausgangswellenfront mit co-linearer Ausbreitung auf die anfängliche Strahlgröße, wobei die sich ergebende optische Wellenfront gewünschte Bereiche seiner Phase relativ zu der ankommenden optischen Wellenfront verschoben hat.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Einstellens der ankommenden optischen Wellenfront aufweist: Benutzen eines ersten Wellenlängensteuerungselements (14) zum Empfangen der ankommenden optischen Wellenfront (11); und Benutzen eines ersten Ausbreitungssteuerungselements (18) zum Empfangen des Ausgangssignals des ersten Wellenlängensteuerungselements.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Einstellens der ankommenden optischen Wellenfront aufweist: Benutzen eines zweiten Wellenlängensteuerungselements (26) zum Empfang der optischen Ansteuerungswellenfront (22); und Benutzen eines zweiten Ausbreitungssteuerungselements (30) zum Empfang des Ausgangssignals des zweiten Wellenlängensteuerungselements.