DE69838707T2

DE69838707T2 - Optische vorrichtung, die eine virtuell abgebildete phasenmatrix zur erzeugung von chromatischer dispersion verwendet

Info

Publication number: DE69838707T2
Application number: DE69838707T
Authority: DE
Inventors: Masataka Kawasaki-shi SHIRASAKI
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-08-13
Filing date: 1998-01-08
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2018-01-09
Also published as: EP0931276A4; JP2002514323A; EP0931276B1; CN1152274C; US5969865A; DE69838707D1; WO1999009448A1; CN1234873A; JP4396868B2; EP0931276A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die eine chromatische Dispersion hervorbringt, und die verwendet werden kann zum Kompensieren von chromatischer Dispersion, die sich in einer Optischen-Faser-Übertragungsleitung gesammelt hat. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, die ein virtuell abgebildetes Phasen-Array zum Erzeugen von chromatischer Dispersion verwendet.
2. Beschreibung des Stands der Technik
1(A) zeigt ein Diagramm, das ein herkömmliches faseroptisches Kommunikationssystem darstellt zum Übertragen von Information über Licht. Unter Bezugnahme auf 1(A) überträgt ein Sender 30 Pulse 32 durch eine optische Faser 34 an einen Empfänger 36. Leider verschlechtert chromatische Dispersion, auch als "Wellenlängendispersion" bezeichnet, einer optischen Faser 34 die Signalqualität des Systems. Insbesondere hängt, als Ergebnis der chromatischen Dispersion, die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines Signals in einer optischen Faser ab von der Wellenlänge des Signals. Beispielsweise, wenn ein Puls mit einer längeren Wellenlänge (beispielsweise ein Puls mit Wellenlängen, die einen "rot" farbigen Puls repräsentieren), sich schneller ausbreitet als ein Puls mit einer kurzen Wellenlänge (beispielsweise ein mit Wellenlängen, die einen "blau" farbigen Puls repräsentieren), wird die Dispersion typischerweise als "normale" Dispersion bezeichnet. Im Gegensatz dazu wird, wenn ein Puls mit einer kurzen Wellenlänge (wie zum Beispiel einem blaufarbigen Puls) schneller ist als ein Puls mit einer langen Wellenlänge (wie zum Beispiel ein rotfarbiger Puls), die Dispersion typischerweise bezeichnet als "anormale" Dispersion.
Deshalb wird, falls der Puls 32 aus rot- und blaufarbigen Pulsen besteht, wenn er von dem Sender 30 emittiert wird, der Puls 32 aufgeteilt, sobald er sich durch eine optische Faser 34 ausbreitet, so dass ein getrennter rotfarbiger Puls 38 und ein blaufarbiger Puls 40 empfangen werden bei dem Empfänger 36 bei verschiedenen Zeiten. 1(A) stellt einen Fall von "normaler" Dispersion da, wo ein rotfarbiger Puls sich schneller ausbreitet als ein blaufarbiger Puls.
Als anderes Beispiel der Pulsübertragung zeigt 1(B) ein Diagramm, das einen Puls 42 mit Wellenlängenkomponenten darstellt, die kontinuierlich sind von blau zu rot und Übertragen durch den Sender 30. 1(C) zeigt ein Diagramm, das einen Puls 42 darstellt, wenn bei dem Empfänger 36 angekommen. Da die rote Komponente und die blaue Komponente sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausbreiten, wird der Puls 42 in einer optischen Faser 34 verbreitert, und wie dargestellt durch 1(C), wird durch chromatische Dispersion verzerrt. Solch eine chromatische Dispersion ist sehr üblich in faseroptischen Kommunikationssystemen, da alle Pulse einen finiten Bereich von Wellenlängen enthalten.
Deshalb muss für ein faseroptisches Kommunikationssystem zum Bereitstellen einer hohen Übertragungskapazität, das faseroptische Kommunikationssystem die chromatische Dispersion kompensieren.
2 zeigt ein Diagramm, das ein faseroptisches Kommunikationssystem darstellt mit einer Entgegengesetzten-Dispersionskomponente zum Kompensieren von chromatischer Dispersion. Bezugnehmend auf 2 fügt im Allgemeinen eine Entgegengesetzte-Dispersionskomponente 44 eine "entgegengesetzte" Dispersion einem Puls hinzu zum Löschen der Dispersion, die hervorgerufen wird durch ein Ausbreiten durch die optische Faser 34.
Es gibt herkömmliche Geräte, die als Entgegengesetzte-Dispersionskomponente 44 verwendet werden können. Beispielsweise zeigt 3 ein Diagramm, das ein faseroptisches Kommunikationssystem darstellt mit einer Dispersionskompensationsfaser, die ein spezielles Querschnittsindexprofil aufweist, und dabei als eine Entgegengesetzte-Dispersionskomponente agiert zum Kompensieren von chromatischer Dispersion. Unter Bezugnahme auf 3 stellt eine Dispersionskompensationsfaser 46 eine entgegengesetzte Dispersion bereit zum Löschen von Dispersion, die hervorgerufen wird durch die optische Faser 34. Jedoch ist eine Dispersionskompensationsfaser teuer in der Herstellung und muss relativ lange ausreichend eine chromatische Dispersion kompensieren. Beispielsweise sollte, falls eine optische Faser 34 100 km lang ist, dann die Dispersionskompensationsfaser 46 ungefähr 20 bis 30 km lang sein.
4 zeigt ein Diagramm, das ein gechirptes Gitter bzw. Grating zur Verwendung als entgegengesetzte Dispersionskomponente darstellt zum Kompensieren der chromatischen Dispersion. Unter Bezugnahme auf 4 wird Licht, das durch eine optische Faser geht, und eine chromatische Dispersion erfährt, bereitgestellt bei einem Eingangsport 48 eines optischen Zirkulators 50. Der Zirkulator 50 stellt das Licht dem gechirpten Gitter 52 bereit. Das gechirpte Gitter 52 reflektiert das Licht zurück zu dem Zirkulator 50, wobei unterschiedliche Wellenlängenkomponenten mit unterschiedlichen Distanzen entlang des gechirpten Grating 52 derart reflektiert werden, dass unterschiedliche Wellenlängenkomponenten unterschiedliche Distanzen gehen, um dabei die chromatische Dispersion zu kompensieren. Beispielsweise kann ein gechirptes Gitter 52 entworfen werden, so dass längere Wellenlängenkomponenten reflektiert werden mit einer weiteren Distanz entlang des gechirpten Gitters 52, und dadurch eine weitere Distanz gehen als kürzere Wellenlängenkomponenten. Der Zirkulator 50 stellt dann das Licht, das von dem gechirpten Gitter 52 reflektiert wird, einem Ausgangsport 54 bereit. Deshalb kann das gechirpte Gitter 52 eine entgegengesetzte Dispersion einem Puls hinzufügen.
Leider hat ein gechirptes Gitter eine sehr enge Bandbreite für ein Reflektieren von Pulsen und kann deshalb nicht ein Wellenlängenband bereitstellen, das ausreichend ist zum Kompensieren von Licht einschließlich vieler Wellenlängen, wie zum Beispiel wellenlängengemultiplextem Licht. Eine Anzahl von gechirpten Gittern kann in Kaskade für wellenlängengemultiplexte Signale angeordnet werden, aber dies führt zu einem teuren System. Anstatt dessen ist ein gechirptes Gitter mit einem Zirkulator, wie in 4 gezeigt, passender zur Verwendung, wenn ein einzelner Kanal übertragen wird durch ein faseroptisches Kommunikationssystem.
5 zeigt ein Diagramm, das ein herkömmliches Brechungsgitter darstellt, das verwendet werden kann beim Produzieren einer chromatischen Dispersion. Unter Bezugnahme auf 5 hat ein Brechungsgitter 56 eine Gitter- bzw. Stufenoberfläche 58. Parallele Lichter bzw. Lichtstrahlen 60 mit unterschiedlichen Wellenlängen sind einfallend auf die Gitteroberfläche 58. Lichter werden reflektiert bei jeder Stufe der Gitteroberfläche 58 und interferieren miteinander. Als Ergebnis werden Lichter 62, 64 und 66 mit unterschiedlichen Wellenlängen ausgegeben von dem Brechungsgitter 56 bei unterschiedlichen Winkeln. Ein Brechungsgitter kann verwendet werden in einer räumlichen Gitterpaaranordnung, wie im Detail unten diskutiert, zum Kompensieren von chromatischer Dispersion.
Insbesondere zeigt 6(A) ein Diagramm, das eine räumliche Gitterpaaranordnung darstellt zur Verwendung als eine Entgegengesetzte-Dispersionskomponente zum Kompensieren von chromatischer Dispersion. Unter Bezugnahme auf 6(A) wird Licht 67 gebrochen von einem ersten Brechungsgitter 68 in Licht 69 für kürzere Wellenlängen und ein Licht 70 für längere Wellenlängen. Diese Lichter 69 und 70 werden dann gebrochen durch ein zweites Brechungsgitter 71 in Lichter, die sich in die gleiche Richtung ausbreiten. Wie aus 6(A) gesehen werden kann, gehen Wellenlängenkomponenten mit unterschiedlichen Wellenlängen unterschiedliche Distanzen zum Zufügen von entgegengesetzter Dispersion und dabei Kompensieren von chromatischer Dispersion. Da längere Wellenlängen (wie zum Beispiel Lichter 70) eine längere Distanz gehen als kürzere Wellenlängen (wie zum Beispiel Lichter 69), hat eine räumliche Gitterpaaranordnung, wie dargestellt in 6(A) eine anormale Dispersion.
6(B) zeigt ein Diagramm, das eine zusätzliche räumliche Gitterpaaranordnung darstellt zur Verwendung als eine Entgegengesetzte-Dispersionskomponente zum Kompensieren von chromatischer Dispersion. Wie dargestellt in 6(B), werden Linsen 72 und 74 zwischen einem ersten und zweiten Brechungsgitter 68 bzw. 71 positioniert, so dass sie einen der Fokuspunkte miteinander teilen. Da längere Wellenlängen (wie zum Beispiel Lichter 70) eine kürzere Distanz gehen als kürzere Wellenlängen (wie zum Beispiel Lichter 69), hat eine räumliche Gitterpaaranordnung, wie dargestellt in 6(B), eine normale Dispersion.
Eine räumliche Gitterpaaranordnung, wie dargestellt in 6(A) und 6(B), wird typischerweise verwendet zum Steuern von Dispersion in einem Laserresonator. Jedoch kann eine praktisch räumliche Gitterpaaranordnung nicht eine groß genuge Dispersion bereitstellen zum Kompensieren des relativ großen Betrags an chromatischer Dispersion, die in einem faseroptischen Kommunikationssystem auftritt. Insbesondere ist die Winkeldispersion bzw. angulare Dispersion, produziert durch ein Brechungsgitter, im gewöhnlichen extrem klein und ist typischerweise 0,05 Grad/nm. Deshalb würden zum Kompensieren von chromatischer Dispersion, die auftritt in einem faseroptischen Kommunikationssystem, ein erstes und zweites Gitter 68 bzw. 71 durch sehr große Abstände getrennt werden müssen, wodurch solch eine räumliche Gitterpaaranordnung unpraktikabel gemacht wird.
Ein virtuell abgebildetes Phasen-Array (VIPA, Virtually Imaged Phased Array) mit großer Winkeldispersion ist offenbart in Optics Letters, Band 21, Nr. 5, 1. März 1996 (Seiten 366-368), und darin in einer Konfiguration beschrieben in Kombination mit verschiedenen Linsen, die ein Wellenlängendemultiplexen zwischen einer einzelnen eingangsoptischen Faser und mehreren ausgangsoptischen Fasern bereitstellt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine chromatische Dispersion produziert, und die praktisch ist zum Kompensieren von chromatischer Dispersion, die in einer optischen Faser gesammelt wird.
Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden erreicht durch Bereitstellen einer Vorrichtung, die ein Gerät enthält, das hierin bezeichnet wird als ein "virtuell abgebildetes Phasen-Array" oder "VIPA". Das VIPA produziert ein Licht, das sich weg von dem VIPA ausbreitet. Die Vorrichtung enthält auch ein Lichtrückkehrgerät, das das Licht zurückgibt an das VIPA, so dass es mehreren Reflektionen unterzogen wird innerhalb des VIPA.
Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden auch erreicht durch Bereitstellen einer Vorrichtung, die ein VIPA enthält, das ein Eingangslicht mit einer Wellenlänge innerhalb eines kontinuierlichen Bereiches von Wellenlängen empfängt und kontinuierliches entsprechendes Ausgangslicht produziert. Das Ausgangslicht ist räumlich unterscheidbar (beispielsweise breitet es sich in eine unterschiedliche Richtung aus) von einem Ausgangslicht, das gebildet wird für ein Eingangslicht mit einer anderen Wellenlänge innerhalb des kontinuierlichen Bereichs der Wellenlängen. Falls das Ausgangslicht unterscheidbar ist durch seinen Ausbreitungswinkel, hat die Vorrichtung eine Winkeldispersion.
Ferner werden Aufgaben der vorliegenden Erfindung erreicht durch Bereitstellen eines VIPA und eines Lichtrückkehrgeräts, wobei das VIPA einen Durchgangsbereich und ein transparentes Material enthält. Der Durchgangsbereich erlaubt Licht, dass es empfangen wird in und ausgegeben wird von dem VIPA. Das transparente Material hat eine erste und zweite Oberfläche darauf, wobei die zweite Oberfläche eine Reflektivität aufweist, die einem Teil des Lichtes, das darauf auffällt, erlaubt, dadurch durchgelassen zu werden. Ein Eingangslicht wird empfangen in dem VIPA durch den Durchgangsbereich und wird reflektiert eine Vielzahl von Malen in dem transparenten Material zwischen der ersten und zweiten Oberfläche zum Hervorrufen einer Vielzahl von Lichtern, die durchgelassen werden durch die zweite Oberfläche. Die Vielzahl der durchgelassen Lichter interferieren miteinander zum Produzieren eines Ausgangslichts. Das Eingangslicht ist bei einer Wellenlänge innerhalb eines kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen und das Ausgangslicht ist räumlich unterscheidbar von einem Ausgangslicht, das gebildet wird für ein Eingangslicht mit einer anderen Wellenlänge innerhalb des kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen. Das Lichtrückkehrgerät ruft bei dem Ausgangslicht hervor, dass es zurückkehrt in der exakt entgegengesetzten Richtung zurück zu der zweiten Oberfläche und dahindurch geht in das VIPA, so dass das Ausgangslicht einer Mehrfachreflektion in dem VIPA unterzogen wird und dann ausgegeben wird von dem Durchgangsbereich des VIPA an den Eingangspfad.
Zusätzlich werden Aufgaben der vorliegenden Erfindung erreicht durch Bereitstellen einer Vorrichtung, die ein VIPA enthält, das eine Vielzahl von Ausgangslichtern mit der gleichen Wellenlänge des Eingangslichts produziert, und unterschiedlichen Interferenzordnungen aufweist. Die Vorrichtung enthält auch ein Lichtrückkehrgerät, das das Ausgangslicht in eine der Interferenzordnungen an das VIPA zurückgibt und nicht die anderen Ausgangslichter zurückgibt. Auf diese Art und Weise wird nur Licht entsprechend einer einzelnen Interferenzordnung zurückgegeben an das VIPA.
Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden weiter erreicht durch Bereitstellen einer Vorrichtung, die ein VIPA enthält, ein Lichtrückkehrgerät und eine Linse. Das VIPA empfängt ein Eingangslicht und produziert ein entsprechendes Ausgangslicht, das sich weg ausbreitet von dem VIPA. Das Lichtrückkehrgerät empfängt das Ausgangslicht von dem VIPA und gibt dann das Ausgangslicht zurück an das VIPA. Die Linse ist derart positioniert, dass (a) das Ausgangslicht von dem VIPA zu dem Lichtrückkehrgerät geht durch Ausbreiten von dem VIPA zu der Linse, und dann wird es fokussiert durch die Linse auf das Lichtrückkehrgerät, (b) das Ausgangslicht kehrt zurück von dem Lichtrückkehrgerät an das VIPA durch Ausbreiten von dem Lichtrückkehrgerät zu der Linse, und dann wird es durch die Linse auf das VIPA gerichtet, und (c) das Ausgangslicht, das sich von dem VIPA zu der Linse ausbreitet, ist parallel mit und in der entgegengesetzten Richtung zu, dem zurückgekehrten Ausgangslicht, das sich von der Linse zu dem VIPA ausbreitet. Über dies hinaus überlappt das Ausgangslicht, das sich von dem VIPA zu der Linse ausbreitet nicht mit dem zurückgekehrten Ausgangslicht, das sich von der Linse zu dem VIPA ausbreitet.
Über dies hinaus werden Aufgaben der vorliegenden Erfindung erreicht durch Bereitstellen einer Vorrichtung, die ein VIPA enthält, sowie einen Spiegel und eine Linse. Das VIPA empfängt ein Eingangslicht und produziert ein entsprechendes Ausgangslicht, das sich ausbreitet weg von dem VIPA. Die Linse fokussiert das Ausgangslicht auf den Spiegel, so dass der Spiegel das Ausgangslicht reflektiert und das reflektierte Licht wird gerichtet durch die Linse zurück auf das VIPA. Der Spiegel ist derart geformt, dass die Vorrichtung eine konstante chromatische Dispersion bereitstellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden ersichtlich werden und sofort verstanden werden aus der vorliegenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden kann:
1(A) (Stand der Technik) zeigt ein Diagramm, das ein herkömmliches faseroptisches Kommunikationssystem darstellt.
1(B) zeigt ein Diagramm, das einen Puls darstellt vor einer Übertragung durch eine Faser in einem herkömmlichen faseroptischen Kommunikationssystem.
1(C) zeigt ein Diagramm, das einen Puls darstellt nach einem Übertragen durch eine Faser in einem herkömmlichen faseroptischen Kommunikationssystem.
2 (Stand der Technik) zeigt ein Diagramm, das ein faseroptisches Kommunikationssystem darstellt mit einer Entgegengesetzten-Dispersionskomponente zum Kompensieren von chromatischer Dispersion.
3 (Stand der Technik) zeigt ein Diagramm, das ein faseroptisches Kommunikationssystem darstellt mit einer Dispersionskompensationsfaser, als Entgegengesetzte-Dispersionskomponente.
4 (Stand der Technik) zeigt ein Diagramm, das ein gechirptes Gitter darstellt zur Verwendung als eine Entgegengesetzte-Dispersionskomponente zum Kompensieren von chromatischer Dispersion.
5 (Stand der Technik) zeigt ein Diagramm, das ein herkömmliches Brechungsgitter darstellt.
6(A) (Stand der Technik) zeigt ein Diagramm, das eine räumliche Gitterpaaranordnung darstellt zum Herstellen von anormaler Dispersion.
6(B) (Stand der Technik) zeigt ein Diagramm, das eine räumliche Gitterpaaranordnung darstellt zum Erstellen von normaler Dispersion.
7 zeigt ein Diagramm, das ein VIPA darstellt, nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt ein detailliertes Diagramm, das das VIPA von 7 darstellt, nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt ein Diagramm, das einen Querschnitt entlang der Linien IX-IX von dem VIPA darstellt, das dargestellt ist in 7, nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt ein Diagramm, das eine Interferenz darstellt zwischen Reflektionen, die produziert werden durch ein VIPA, nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt ein Diagramm, das einen Querschnitt entlang der Linien IX-IX von dem VIPA, dargestellt in 7, darstellt zum Bestimmen des Neigungswinkels des Eingangslichts, nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung.
12(A), 12(B), 12(C) und 12(D) sind Diagramme, die in Verfahren darstellen zum Produzieren eines VIPA, nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt ein Diagramm, das eine Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet als Winkeldispersionskomponente zum Produzieren chromatischer Dispersion, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 ist ein detaillierteres Diagramm, das den Betrieb der Vorrichtung in 13 darstellt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
15 zeigt ein Diagramm, das verschiedene Ordnungen von Interferenz eines VIPA darstellt, nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung.
16 zeigt einen Graph, der die chromatische Dispersion für mehrere Kanäle eines wellenlängengemultiplexten Lichts darstellt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
17 zeigt ein Diagramm, das verschiedene Kanäle eines wellenlängengemultiplexten Lichts darstellt, das fokussiert wird bei verschiedenen Punkten auf einen Spiegel durch ein VIPA, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
18 zeigt ein Diagramm, das eine Seitenansicht einer Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet zum Bereitstellen von variabler chromatischer Dispersion für Licht, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
19 zeigt ein Diagramm, das eine Seitenansicht einer Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet zum Bereitstellen variabler chromatischer Dispersion für Licht, gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
20(A) und 20(B) sind Diagramme, die Seitenansichten einer Vorrichtung darstellen, die ein VIPA verwendet zum Bereitstellen chromatischer Dispersion für Licht, gemäß zusätzlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
21 zeigt einen Graph, der den Ausgangswinkel eines Lichtstroms von einem VIPA gegen die Wellenlänge des Lichtstroms darstellt, nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung.
22 zeigt einen Graph, der die Winkeldispersion eines VIPA gegen die Wellenlänge eines Lichtstroms darstellt, nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung.
23 zeigt einen Graph, der den Effekt der unterschiedlichen Spiegeltypen in einer Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet, gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
24 zeigt ein Diagramm, das chromatische Dispersion gegen die Wellenlänge in einer Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet für unterschiedliche Typen von Spiegeln, die in der Vorrichtung verwendet werden, gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
25 zeigt einen Graph, der den Effekt eines Spiegels in einer Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet, gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
26 zeigt einen Graph, der eine konstante chromatische Dispersion einer Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
27 zeigt einen Graph, der Eigenschaften der unterschiedlichen Spiegeldesigns für eine Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet, gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
28(A), 28(B), 28(C), 28(D), 28(E) und 28(F) sind Diagramme, die Beispiele von Spiegeln einer Vorrichtung darstellen, die ein VIPA verwendet, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
29 zeigt ein Diagramm, das eine Seitenansicht einer Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet zum Bereitstellen variabler Dispersion für Licht, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
30 zeigt ein Diagramm, das eine obere Ansicht der Vorrichtung in 13 darstellt, kombiniert einem Zirkulator, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
31 zeigt ein Diagramm, das eine obere Ansicht einer Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
32 zeigt ein Diagramm, das eine obere Ansicht einer Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet, gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
33 zeigt ein Diagramm, das eine einzelne kollimierende Linse für eine Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
34 zeigt ein Diagramm, das einen Controller zum Steuern der Temperatur von einem VIPA darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun wird Bezug genommen im Detail auf die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, Beispiele von diesen werden in den begleitenden Zeichnungen dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente durchgehend bezeichnen.
7 zeigt ein Diagramm, das ein virtuell abgebildetes Phasen-Array (VIPA, Virtually Imaged Phased Array) darstellt, das nützlich für das Verständnis der vorliegenden Erfindung ist. Über dies hinaus können hier im Folgenden die Ausdrücke "virtuell abgebildetes Phasen-Array" und "VIPA" austauschbar verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 7 ist ein VIPA 76 bevorzugt hergestellt aus einer dünnen Glasplatte. Ein Eingangslicht 77 wird in eine Linie 78 mit einer Linse 80 fokussiert, wie zum Beispiel eine halbzylindrische Linse, so dass das Eingangslicht in das VIPA 76 geht. Die Linie 78 wird hier im Folgenden als "Fokuslinie 78" bezeichnet. Das Eingangslicht 77 breitet sich radial von der Fokuslinie 78 aus, um innerhalb des VIPA 76 empfangen zu werden. Das VIPA gibt dann einen Lichtstrom 82 des kollimierten Lichts aus, wo der Ausgangswinkel des Lichtstroms 82 variiert, wenn die Wellenlänge des Eingangslichts 77 sich ändert. Beispielsweise gibt, wenn das Eingangslicht 77 bei einer Wellenlänge λ1 ist, das VIPA 76 einen Lichtstrom 82a mit der Wellenlänge λ1 in eine spezifische Richtung aus. Wenn das Eingangslicht 77 bei einer Wellenlänge λ2 ist, gibt das VIPA 76 einen Lichtstrom 82b mit der Wellenlänge λ2 in unterschiedliche Richtungen aus. Deshalb produziert das VIPA 76 Lichtströme 82a und 82b, die räumlich unterscheidbar voneinander sind.
8 zeigt ein detailliertes Diagramm, das ein VIPA 76 darstellt, das nützlich ist zum Verständnis der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 8 enthält VIPA 76 eine Platte 120, die beispielsweise aus Glas hergestellt ist, und reflektierende Filme 122 und 124 darauf aufweist. Die reflektierenden Filme 122 haben bevorzugt eine Reflektivität von ungefähr 95% oder höher, aber weniger als 100%. Der reflektierende Film 124 hat bevorzugt eine Reflektivität von ungefähr 100%. Ein Strahlungsfenster 126 ist gebildet auf einer Platte 120 und bevorzugt hat es eine Reflektivität von ungefähr 0% Reflektivität.
Das Eingangslicht 77 wird fokussiert in eine Fokuslinie 78 durch die Linse 80 durch ein Strahlungsfenster 126, so dass es einer Mehrfachreflektion zwischen den reflektierenden Filmen 122 und 124 unterzogen wird. Die Fokuslinie 78 ist bevorzugt auf der Oberfläche der Platte 120, auf die der reflektierende Film 122 angelegt wird. Deshalb ist die Fokuslinie 78 im Wesentlichen eine Linie, die fokussiert wird auf den reflektierenden Film 122 durch das Strahlungsfenster 126. Die Breite der Fokuslinie 78 kann bezeichnet werden als die "Strahltaille" des Eingangslichts 77, wie fokussiert durch Linse 80. Daher fokussiert die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie dargestellt in 8, die Strahltaille des Eingangslichts 77 auf die weite Oberfläche (das heißt, die Oberfläche mit dem reflektierenden Film 122 darauf) der Platte 120. Durch Fokussieren der Strahltaille auf die entfernte Oberfläche der Platte 122 reduziert die vorliegende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit des Überlappens zwischen (i) dem Bereich des Strahlungsfensters 126 auf der Oberfläche der Platte 120, der abgedeckt wird durch das Eingangslicht 77, wenn es sich ausbreitet durch das Strahlungsfenster 126 (beispielsweise das Gebiet "a", dargestellt in 11, was weiter im Detail weiter unten diskutiert wird), und (ii) den Bereich auf dem reflektierenden Film 124, der abgedeckt wird durch das Eingangslicht 77, wenn das Eingangslicht 77 reflektiert wird für das erste Mal durch den reflektierenden Film 124 (beispielsweise der Bereich "b", dargestellt in 11, in weiterem Detail weiter unten diskutiert). Es ist erwünscht, solch eine Überlappung zu verringern, um einen richtigen Betrieb des VIPA zu sichern.
In 8 hat eine optische Achse 132 des Eingangslichts 77 einen schmalen Neigungswinkel θ. Bei der ersten Reflektion von dem reflektierenden Film 122 geht 5% des Lichtes durch den reflektierenden Film 422 und divergiert nach der Strahltaille und 95% des Lichtes wird reflektiert in Richtung des reflektierenden Films 124. Nachdem reflektiert wurde durch den reflektierenden Film 124 für das erste Mal, trifft das Licht wieder den reflektierenden Film 122, aber wird versetzt durch einen Betrag d. Dann geht 5% des Lichts durch den reflektierenden Film 122. Auf eine ähnliche Art und Weise, wie dargestellt in 8, wird das Licht aufgeteilt in viele Pfade mit einer konstanten Trennung d. Die Strahlform in jedem Pfad bildet sich, so dass das Licht von den virtuellen Bildern 134 der Strahltaille divergiert. Die virtuellen Bilder 134 befinden sich mit einem konstanten Abstand 2t entlang einer Linie, normal zu der Platte 120, wo t die Dicke der Platte 120 ist. Die Positionen der Strahltaillen in virtuellen Bildern 134 sind selbstangeordnet, und es gibt keinen Bedarf zum Anpassen individueller Positionen. Die Lichter, die von virtuellen Bildern 134 divergieren, interferieren miteinander und bilden kollimiertes Licht 136, das sich in eine Richtung ausbreitet, die sich ändert gemäß der Wellenlänge des Eingangslichts 77.
Der Abstand der Lichtpfade ist d = 2tSinθ, und der Unterschied in den Pfadlängen zwischen angrenzenden Strahlen ist 2tCosθ. Die Winkeldispersion ist proportional zu dem Verhältnis von diesen zwei Zahlen, was cotθ ist. Als Ergebnis produziert ein VIPA eine signifikant große Winkeldispersion.
Wie leicht aus 8 gesehen werden kann, tritt der Ausdruck "virtuell abgebildetes Phasen-Array" hervor aus der Formation eines Array von virtuellen Bildern 134.
9 zeigt ein Diagramm, das ein Querschnitt entlang den Linien IX-IX von VIPA 76 darstellt, das dargestellt ist in 7, und nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung ist. Unter Bezugnahme auf 9 weist die Platte 120 reflektierende Oberflächen 122 und 124 darauf auf. Die reflektierenden Oberflächen 122 und 124 sind parallel zueinander und beabstandet mit der Dicke t der Platte 120. Die reflektierenden Oberflächen 122 und 124 sind typischerweise reflektierende Filme, aufgetragen auf der Platte 120. Wie vorher beschrieben, weist die reflektierende Oberfläche 124 eine Reflektivität von ungefähr 100% auf, außer in dem Strahlungsfenster 126, und die reflektierende Oberfläche 122 hat eine Reflektivität von ungefähr 95% oder höher. Deshalb hat die reflektierende Oberfläche 122 eine Durchlässigkeit von ungefähr 5% oder weniger, so dass ungefähr 5% oder weniger des Lichts, das auf die reflektierende Oberfläche 122 auffällt, dadurch durchgelassen wird, und ungefähr 95% oder mehr von dem Licht reflektiert werden wird. Die Reflektivitäten der reflektierenden Oberflächen 122 und 124 können leicht verändert werden gemäß der spezifischen VIPA-Anwendung. Jedoch sollte im Allgemeinen die reflektierende Oberfläche 122 eine Reflektivität aufweisen, die geringer ist als 100%, so dass ein Teil des einfallenden Lichtes dadurch durchgelassen werden kann.
Die reflektierende Oberfläche 124 weist ein Strahlungsfenster 126 darauf auf. Das Strahlungsfenster 126 erlaubt Licht, dahin durchzugehen, und hat bevorzugt keine Reflektivität oder sehr geringe Reflektivität. Das Strahlungsfenster 126 empfängt Eingangslicht 77, um Eingangslicht 77 zu erlauben, empfangen zu werden zwischen, und reflektiert zwischen, reflektierenden Oberflächen 122 und 124.
Da 9 einen Querschnitt entlang der Linien IX-in 7 repräsentiert, tritt eine Fokuslinie 78 in 7 als ein "Punkt" in 9 auf. Das Eingangslicht 77 schreitet dann radial von der Fokuslinie 78 fort. Über dies hinaus wird, wie dargestellt in 9, eine Fokuslinie 28 positioniert auf der reflektierenden Oberfläche 122. Obwohl es nicht benötigt wird bei der Fokuslinie 78, dass sie auf einer reflektierenden Oberfläche 122 ist, kann eine Verschiebung in der Positionierung der Fokuslinie 78 kleine Änderungen in den Eigenschaften des VIPA 76 hervorrufen.
Wie in 9 dargestellt, tritt ein Eingangslicht 77 in die Platte 120 durch einen Bereich A0 im Strahlungsfenster 126 ein, wo Punkte P0 periphere Punkte des Bereichs A0 kennzeichnen.
Aufgrund der Reflektivität der reflektierenden Oberfläche 122, wird ungefähr 95% oder mehr des Eingangslichts 77 reflektiert durch die reflektierende Oberfläche 122 und fällt ein auf den Bereich A1 der reflektierenden Oberfläche 124. Die Punkte P1 kennzeichnen periphere Punkte des Bereichs A1. Nach einem Reflektieren von dem Bereich A1 auf der reflektierenden Oberfläche 124, geht das Eingangslicht 27 auf die reflektierende Oberfläche 122 und wird teilweise durchgelassen durch die reflektierende Oberfläche 122 als Ausgangslicht Out1, definiert durch Strahlen R1. Auf diese Art und Weise erfährt, wie dargestellt in 9, Eingangslicht 77 Mehrfachreflektionen zwischen reflektierenden Oberflächen 122 und 124, wobei jede Reflektion von der reflektierenden Oberfläche 122 auch in einem entsprechenden Ausgangslicht resultiert, das durchgelassen wird. Deshalb reflektiert beispielsweise jedes Mal sofort nachdem Eingangslicht 77 von den Bereichen A2, A3 und A4 auf der reflektierenden Oberfläche 124 reflektiert, Eingangslicht 77 auf der reflektierenden Oberfläche 122 zum Produzieren von Ausgangslichtern Out2, Out3 und Out4. Punkte P2 kennzeichnen periphere Punkte des Bereichs A2, Punkte P3 kennzeichnen periphere Punkte des Bereichs A3, und Punkte P4 kennzeichnen periphere Punkte des Bereichs A4. Ausgangslicht Out2 wird definiert durch Strahlen R2, ausgangslicht Out3 wird definiert durch Strahlen R3, und Ausgangslicht Out4 wird definiert durch Strahlen R4. Obwohl 9 nur Ausgangslichter Out0, Out1, Out2, Out3 und Out4 darstellt, wird es tatsächlich vielmehr Ausgangslichter geben, abhängig von der Leistung des Eingangslichts 77 und die Reflektivitäten der reflektierenden Oberflächen 122 und 124. Wie detaillierter unten diskutiert wird, interferieren die Ausgangslichter miteinander zum Produzieren eines Lichtstroms mit einer Richtung, die sich gemäß der Wellenlänge des Eingangslichts 77 ändert. Deshalb kann der Lichtstrom beschrieben werden als ein resultierendes Ausgangslicht, das gebildet wird von der Interferenz der Ausgangslichter Out0, Out1, Out2, Out3 und Out4.
10 zeigt ein Diagramm, das eine Interferenz darstellt zwischen Reflektionen, produziert durch ein VIPA, das nützlich ist zum Verständnis der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 10 wird Licht, das sich von der Fokuslinie 78 ausbreitet, reflektiert durch die reflektierende Oberfläche 124. Wie vorher beschrieben, weist die reflektierende Oberfläche 124 eine Reflektivität von ungefähr 100% auf, und funktioniert deshalb im Wesentlichen wie ein Spiegel. Als Ergebnis kann Ausgangslicht Out1 optisch analysiert werden, als ob die reflektierenden Oberflächen 122 und 124 nicht existieren und anstatt dessen Ausgangslicht Out1 emittiert wurde von einer Fokuslinie I₁. Ähnlich können Ausgangslichter Out2, Out3 und Out4 optisch analysiert werden, als ob sie von Fokuslinien I₁, I₂, I₃ und I₄ entsprechend emittiert wären. Die Fokuslinien I₂, I₃ und I₄ sind virtuelle Bilder der Fokuslinie I₀.
Deshalb hat, wie in 10 dargestellt, die Fokuslinie I₁ einen Abstand 2t von der Fokuslinie I₀, wobei t gleich dem Abstand ist zwischen reflektierenden Oberflächen 122 und 124. Ähnlich hat jede nachfolgende Fokuslinie einen Abstand 2t von der genau vorhergehenden Fokuslinie. Deshalb hat die Fokuslinie I₂ einen Abstand 2t von der Fokuslinie I₁. Über dies hinaus produziert jede nachfolgende Mehrfachreflektion zwischen reflektierenden Oberflächereflektierenden Oberflächen 122 und 124 ein Ausgangslicht, das schwächer ist in der Intensität als das vorherige Ausgangslicht. Deshalb ist das Ausgangslicht Out2 schwächer in der Intensität als das Ausgangslicht Out1.
Wie in 10 dargestellt, überlappen die Ausgangslichter von den Fokuslinien einander und interferieren miteinander. Insbesondere haben, da die Fokuslinien I₁, I₂, I₃ und I₄ die virtuellen Bilder der Fokuslinie I₀ sind, die Ausgangslichter Out0, Out1, Out2, Out3 und Out4 die gleiche optische Phase bei den Positionen der Fokuslinien I₁, I₂, I₃ und I₄. Deshalb produziert die Interferenz einen Lichtstrom, die in eine spezifische Richtung geht, abhängig von der Wellenlänge des Eingangslichts 77.
Ein VIPA gemäß der obigen Ausführungsformen hat stärkende Bedingungen, die charakteristisch sind für das Design des VIPA. Die stärkenden Bedingungen erhöhen die Interferenz der Ausgangslichter, so dass ein Lichtstrom gebildet wird. Die stärkenden Bedingungen des VIPA werden repräsentiert durch die folgende Gleichung (1): 2t × cosϕ = m λwobei ϕ die Ausbreitungsrichtung des resultierenden Lichtstroms kennzeichnet, wie von einer Linie rechtwinklig zu der Oberfläche der reflektierenden Oberflächen 122 und 124 gemessen, λ die Wellenlänge des Eingangslichts kennzeichnet, t den Abstand zwischen reflektierenden Oberflächen 122 und 124 kennzeichnet und m eine ganze Zahl kennzeichnet.
Deshalb kann, falls t konstant ist, und m einem spezifischen Wert zugewiesen wird, dann die Ausbreitungsrichtung ϕ des Lichtstroms, die gebildet wird für das Eingangslicht mit der Wellenlänge λ, bestimmt werden.
Insbesondere wird Eingangslicht 77 radial verteilt von der Fokuslinie 78 durch einen spezifischen Winkel. Deshalb wird Eingangslicht mit der gleichen Wellenlänge sich in viele verschiedene Richtungen von der Fokuslinie 78 ausbreiten, um reflektiert zu werden zwischen reflektierenden Oberflächen 122 und 124. Die stärkenden Bedingungen des VIPA bringen Licht dazu, sich in eine spezifische Richtung auszubreiten, um gestärkt zu werden durch Interferenz der Ausgangslichter, um einen Lichtstrom mit einer Richtung entsprechend der Wellenlänge des Eingangslichts zu bilden. Licht, das sich in eine unterschiedliche Richtung als die spezifische Richtung ausbreitet, die benötigt wird durch die stärkende Bedingung, wird abgeschwächt durch die Interferenz der Ausgangslichter.
11 zeigt ein Diagramm, das einen Querschnitt entlang der Linien IX-IX des in 7 dargestellten VIPA darstellt, was Eigenschaften eines VIPA zum Bestimmen des Einfallswinkels zeigt, oder des Neigungswinkels, des Eingangslichts, was nützlich ist für das Verständnis der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 11 wird Eingangslicht 77 gesammelt durch eine zylindrische Linse (nicht dargestellt) und fokussiert bei der Fokuslinie 78. wie in 11 dargestellt, deckt Eingangslicht 77 einen Bereich mit einer Breite ab, die gleich ist zu "a" auf dem Strahlungsfenster 126. Nachdem Eingangslicht 77 einmal reflektiert wird von der reflektierenden Oberfläche 122, ist Eingangslicht 77 einfallend auf die reflektierende Oberfläche 124 und deckt einen Bereich mit einer Breite gleich "b" auf der reflektierenden Oberfläche 124 ab. Über dies hinaus, wie in 11 dargestellt, geht Eingangslicht 77 entlang der optischen Achse 132, die bei einem Neigungswinkel ϕ1 ist mit Bezug auf die normale der reflektierenden Oberfläche 122.
Der Neigungswinkel ϕ1 sollte eingestellt werden, um Eingangslicht daran zu hindern, aus der Platte zu gehen durch das Strahlungsfenster 126, nachdem es das erste Mal durch die reflektierende Oberfläche 122 reflektiert wird. In anderen Worten sollte der Neigungswinkel ϕ1 derart eingestellt werden, dass das Eingangslicht 77 bleibt "gefangen" zwischen reflektierenden Oberflächen 122 und 124, und nicht durch das Strahlungsfenster 126 entkommt. Deshalb sollte, um Eingangslicht vom aus der Platte durch das Strahlungsfenster 126 Hinausgehen zu hindern, der Neigungswinkel ϕ1 gemäß der folgenden Gleichung (2) eingestellt werden: Neigung der optischen Achse ϕ1 ≥ (a + b)/4t
Deshalb enthalten, wie dargestellt durch 7–11, die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein VIPA, das ein Eingangslicht mit einer entsprechenden Wellenlänge innerhalb eines kontinuierlichen Bereichs der Wellenlängen empfängt. Das VIPA ruft Mehrfachreflektion des Eingangslichts hervor, um Selbstinterferenz herzustellen und dabei ein Ausgangslicht zu bilden. Das Ausgangslicht ist räumlich unterscheidbar von einem Ausgangslicht, das gebildet wird für ein Eingangslicht mit irgendeiner anderen Wellenlänge innerhalb des kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen. Beispielsweise stellt 9 ein Eingangslicht 77 dar, das eine Mehrfachreflektion zwischen reflektierenden Oberflächen 122 und 124 erfährt. Diese Mehrfachreflektion produziert eine Vielzahl von Ausgangslichtern Out0, Out1, Out2, Out3 und Out4, die miteinander interferieren zum Produzieren eines räumlich unterscheidbaren Lichtstroms für jede Wellenlänge des Eingangslichts 77.
"Selbstinterferenz" ist ein Ausdruck, der kennzeichnet, dass Interferenz auftritt zwischen einer Vielzahl von Lichtern oder Strahlen, die alle von der gleichen Quelle kommen. Deshalb wird die Interferenz der Ausgangslichter Out0, Out1, Out2, Out3 und Out4 als Selbstinterferenz des Eingangslichts 77 bezeichnet, das Ausgangslichter Out0, Out1, Out2, Out3 und Out4 alle von der gleichen Quelle ausgehen (das heißt, Eingangslicht 77).
Gemäß der obigen Ausführungsformen, kann ein Eingangslicht bei jeder Wellenlänge innerhalb eines kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen sein. Deshalb ist das Eingangslicht nicht begrenzt auf eine Wellenlänge, die ein Wert ist, der gewählt wird aus einem Bereich von diskreten Werten. Zusätzlich ist gemäß der obigen Ausführungsformen das Ausgangslicht, produziert für ein Eingangslicht bei einer spezifischen Wellenlänge innerhalb eines kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen räumlich unterscheidbar von einem Ausgangslicht, das produziert gewesen worden wäre, falls das Eingangslicht bei einer unterschiedlichen Wellenlänge innerhalb des kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen gewesen wäre. Deshalb ist, wie dargestellt, beispielsweise in 7 die Ausbreiterichtung (das heißt "räumliche Eigenschaft") des Lichtstroms 82 unterschiedlich, wenn Eingangslicht 77 bei einer unterschiedlichen Wellenlänge innerhalb eines kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen ist.
12(A), 12(B), 12(C) und 12(D) sind Diagramme, die ein Verfahren darstellen zum Produzieren eines VIPA, das nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung ist.
Unter Bezugnahme auf 12(A) ist eine parallel Platte 164 bevorzugt hergestellt aus Glas und weist einen exzellenten Parallelismus auf. Reflektierende Filme 166 und 168 werden auf beiden Seiten der parallelen Platte 164 durch Vakuumdeposition bzw. Vakuumaufbringen, Ionen-Spattern oder andere solche Verfahren gebildet. Einer der reflektierenden Filme 166 und 168 hat eine Reflektivität von nahezu 100% und der andere reflektierende Film hat eine Reflektivität von weniger als 100% und bevorzugt höher als 80%.
Unter Bezugnahme auf 12(B) wird einer der reflektierenden Filme 166 und 168 teilweise abgenommen zum Bilden eines Strahlungsfensters 170. In 12(B) ist der reflektierende Film 166 als abgenommen gezeigt, so dass das Strahlungsfenster 170 gebildet werden kann auf der gleichen Oberfläche der parallelen Platte 164 als reflektierender Film 166. Jedoch kann anstatt dessen der reflektierende Film 168 teilweise abgenommen werden, so dass ein Strahlungsfenster gebildet wird auf der gleichen Oberfläche der parallelen Platte 164 als der reflektierende Film 168. Wie durch verschiedene Ausführungsformen dargestellt, kann ein Strahlungsfenster auf jeder Seite der parallelen Platte 164 sein.
Das Abnehmen eines reflektierenden Films kann ausgeführt werden durch einen Ätz- bzw. Etch-Prozess, aber auch ein mechanischer Abrasierprozess kann auch verwendet werden und ist weniger teuer. Jedoch sollte, falls ein reflektierender Film mechanisch abrasiert wird, eine parallel Platte 164 vorsichtig verarbeitet werden, um Schäden auf der parallelen Platte 164 zu minimieren. Beispielsweise wird, falls der Teil der parallelen Platte 164, der das Strahlungsfenster bildet, schwer beschädigt ist, die parallele Platte 164 einen Überschreitungsverlust generieren, der hervorgerufen wird durch Streuen des empfangenen Eingangslichts.
Anstatt des ersten Bildens eines reflektierenden Films und dann Abrasieren desselben, kann ein Strahlungsfenster produziert werden durch vorläufiges Maskieren eines Teils der parallelen Platte 164 entsprechend einem Strahlungsfenster und dann Schützen diesen Teils von einem Abgedecktwerden mit dem reflektierenden Film.
In Bezugnahme auf 12(C) wird ein transparenter Kleber 172 aufgelegt auf den reflektierenden Film 166 und dem Teil der parallelen Platte 164, von der der reflektierende Film 166 entfernt wurde. Der transparente Kleber 172 sollte den kleinstmöglichen optischen Verlust erzeugen, da er auch angewandt wird auf den Teil der parallelen Platte 164, der ein Strahlungsfenster bildet.
Unter Bezugnahme auf 12(D) wird eine transparente Schutzplatte 174 angelegt auf den transparenten Kleber 172 zum Schützen des reflektierenden Films 166 und der parallelen Platte 164. Da der transparente Kleber 172 angewandt wird zum Auffüllen des konkaven Teils, erzeugt durch Entfernen des reflektierenden Films 166, kann die transparente Schutzplatte 174 bereitgestellt werden parallel mit der oberen Oberfläche der parallelen Platten 164.
Ähnlich kann, zum Schützen eines reflektierenden Films 168, ein Kleber (nicht dargestellt) angewandt werden auf die obere Oberfläche des reflektierenden Films 168 und sollte bereitgestellt werden mit einer Schutzplatte (nicht dargestellt). Falls der reflektierende Film 168 eine Reflektivität von ungefähr 100% aufweist, und es kein Strahlungsfenster auf der gleichen Oberfläche der parallelen Platte 164 gibt, dann müssen ein Kleber und eine Schutzplatte nicht notwendigerweise transparent sein.
Ferner kann ein Antireflektionsfilm 176 angewandt werden auf einer transparenten Schutzplatte 174. Beispielsweise kann die transparente Schutzplatte 174 und Strahlungsfenster 170 abgedeckt werden mit einem Antireflektionsfilm 176.
Gemäß der obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wird eine Fokuslinie beschrieben als auf der Oberfläche eines Strahlungsfensters oder auf der entgegengesetzten Oberfläche einer parallelen Platte, von der Eingangslicht eintritt. Jedoch kann die Fokuslinie in der parallelen Platte sein, oder vor dem Strahlungsfenster.
Gemäß der obigen Ausführungsformen, reflektieren zwei reflektierende Filme Licht dazwischen mit der Reflektivität von einem reflektierenden Film von ungefähr 100%. Jedoch kann ein ähnlicher Effekt erhalten werden mit zwei reflektierenden Filmen, wobei jeder eine Reflektivität von weniger als 100% aufweist. Beispielsweise können beide reflektierenden Filme eine Reflektivität von 95% aufweisen. In diesem Fall hat jeder reflektierende Film Licht, das dahindurch geht und eine Interferenz hervorruft. Als Ergebnis wird ein Lichtstrom, die in die Richtung geht abhängig von der Wellenlänge, auf beiden Seiten der parallelen Platte gebildet, auf der die reflektierenden Filme gebildet werden. Deshalb können die verschiedenen Reflektivitäten der verschiedenen Ausführungsformen leicht geändert werden gemäß der benötigten Eigenschaften eines VIPA.
Gemäß der obigen Ausführungsformen wird ein Wellenleiter beschrieben als durch eine parallele Platte gebildet oder durch zwei reflektierende Oberflächen parallel zueinander. Jedoch müssen die Platte oder reflektierenden Oberflächen nicht notwendigerweise parallel sein.
Gemäß der obigen Ausführungsformen verwendet ein VIPA Mehrfachreflektion und hält einen konstanten Phasenunterschied zwischen interferierenden Lichtern aufrecht. Als Ergebnis sind die Eigenschaften des VIPA stabil, wodurch optische Eigenschaftsänderungen verringert werden, die durch Polarisation hervorgerufen werden. Im Gegensatz erfahren die optischen Eigenschaften eines herkömmlichen Brechungsgitters bzw. Beugungsgitters unerwünschte Änderungen abhängig von der Polarisation des Eingangslichts.
Die obigen Ausführungsformen werden beschrieben als bereitstellend von Lichtströmen, die "räumlich unterscheidbar" voneinander sind. "Räumlich unterscheidbar" bezieht sich auf Lichtströme, die im Raum unterscheidbar sind. Beispielsweise sind verschiedene Lichtströme räumlich unterscheidbar, falls sie kollimiert sind, und in unterschiedliche Richtungen gehen, oder fokussiert sind in unterschiedlichen Orten. Jedoch gibt es viele andere Wege, auf die Lichtströme räumlich voneinander unterschieden werden können.
13 zeigt ein Diagramm, das eine Vorrichtung darstellt, die ein VIPA als winkeldispersive Komponente verwendet, anstatt eines Verwendens von Brechungsgittern zum Produzieren von chromatischer Dispersion gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 13 hat ein VIPA 240 eine erste Oberfläche 242 mit einer Reflektivität von beispielsweise ungefähr 100% und eine zweite Oberfläche 244 mit einer Reflektivität von beispielsweise ungefähr 98%. Das VIPA 240 enthält auch ein Strahlungsfenster 247. Jedoch ist das VIPA 240 nicht dafür vorgesehen, auf diese spezifische Konfigurierung begrenzt zu sein. Anstatt dessen kann das VIPA 240 viele unterschiedliche Konfigurierungen aufweisen, wie hierin beschrieben.
Wie in 13 dargestellt, wird ein Licht ausgegeben von einer Faser 246, kollimiert durch eine Kollimierungslinse 248, und linienfokussiert in das VIPA 240 durch das Strahlungsfenster 247 durch eine zylindrische Linse 250. Das VIPA 240 produziert dann ein kollimiertes Licht 251, das fokussiert wird durch eine Fokussierlinse 252 auf einen Spiegel 254. Der Spiegel 254 kann ein Fensterteil 256 sein, das auf einem Substrat 258 gebildet wird.
Der Spiegel 254 reflektiert das Licht zurück durch die Fokussierlinse 252 in das VIPA 240. Das Licht erfährt dann Mehrfachreflektionen in dem VIPA 240 und wird ausgegeben von dem Strahlungsfenster 247. Das aus dem Strahlungsfenster 247 ausgegebene Licht geht durch die zylindrische Linse 250 und kollimierende Linse 248 und wird empfangen durch die Faser 246.
Deshalb wird Licht ausgegeben von dem VIPA 240 und reflektiert durch den Spiegel 254 zurück in das VIPA 240. Das durch den Spiegel 254 reflektierte Licht geht durch den Pfad, der exakt entgegengesetzt ist in der Richtung zu dem Pfad, durch den es ursprünglich ging. Wie detaillierter unten gesehen werden wird, werden unterschiedliche Wellenlängenkomponenten in dem Licht fokussiert auf unterschiedliche Positionen auf dem Spiegel 254 und zurückreflektiert auf das VIPA 240. Als Ergebnis gehen verschiedene Wellenlängenkomponenten unterschiedliche Distanzen, um dabei chromatische Dispersion zu erzeugen.
14 zeigt ein detaillierteres Diagramm, das den Betrieb des VIPA in 13 darstellt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sei angenommen, ein Licht mit verschiedenen Wellenlängenkomponenten wird empfangen durch das VIPA 240. Wie in 14 dargestellt, wird das VIPA 240 die Formation der virtuellen Bilder 260 der Strahlteile 262 hervorrufen, wobei jedes virtuelle Bild 260 Licht emittiert.
Wie in 14 dargestellt, fokussiert die Fokussierlinse 252 die unterschiedlichen Wellenlängenkomponenten in einem kollimierten Licht von dem VIPA 240 bei unterschiedlichen Punkten auf dem Spiegel 254. Insbesondere fokussiert eine längere Wellenlänge 264 bei Punkt 272, eine Mittelwellenlänge 266 fokussiert bei Punkt 270, und eine kürzere Wellenlänge 268 fokussiert bei Punkt 274. Dann kehrt die längere Wellenlänge 264 zurück zu einem virtuellen Bild 260, das näher ist zu einer Strahltaille 262 als verglichen zu der Mittelwellenlänge 266. Die kürzere Wellenlänge 268 geht zurück zu einem virtuellen Bild 260, das weiter weg von der Strahltaille 262 ist, verglichen mit der Mittelwellenlänge 266. Deshalb stellt die Anordnung normale Dispersion bereit.
Der Spiegel 254 ist zum Reflektieren von nur Licht in eine spezifische Interferenzordnung entworfen, und Licht in irgendeiner anderen Interferenzordnung sollte aus dem Spiegel 254 fokussiert werden. Insbesondere wird, wie vorher beschrieben, ein VIPA ein kollimiertes Licht ausgeben. Dieses kollimierte Licht wird in eine Richtung gehen, in der der Pfad von jedem virtuellen Bild einen Unterschied von mλ aufweist, wobei m eine ganze Zahl ist. Die m-te Ordnung der Interferenz wird definiert als Ausgangslicht entsprechend zu m.
Beispielsweise ist 15 ein Diagramm, das verschiedene Ordnungen der Interferenz von einem VIPA darstellt. Unter Bezugnahme auf 15 emittiert ein VIPA, wie zum Beispiel der VIPA 240, kollimierte Lichter 276, 278 und 280. Jedes kollimierte Licht 276, 278 und 280 entspricht einer unterschiedlichen Interferenzordnung. Deshalb ist beispielsweise kollimiertes Licht 276 kollimiertes Licht entsprechend zu einer (n + 2)-ten Interferenzordnung, kollimiertes Licht 278 ist kollimiertes Licht entsprechend zu einer (n + 1)-ten Interferenzordnung, und kollimiertes Licht 278 ist kollimiertes Licht entsprechend zu einer n-ten Interferenzordnung, wobei n eine ganze Zahl ist. Kollimiertes Licht 276 wird dargestellt, als mehrere Wellenlängenkomponenten 276a, 276b und 276c zu haben. Ähnlich wird kollimiertes Licht 276 dargestellt, als Wellenlängenkomponenten 276a, 276b und 276c aufzuweisen, und kollimiertes Licht 280 wird dargestellt, als Wellenlängenkomponenten 280a, 280b und 280 aufzuweisen. Hier haben Wellenlängenkomponenten 276a, 278a und 280a die gleiche Wellenlänge.
Wellenlängenkomponenten 276b, 278b und 280b haben die gleiche Wellenlänge (aber unterschiedlich von der Wellenlänge der Wellenlängenkomponenten 276a, 278a und 280a). Die Wellenlängekomponenten 276c, 278c und 280c haben die gleiche Wellenlänge (aber unterschiedlich von der Wellenlänge der Wellenlängenkomponenten 276a, 278a und 280a und die Wellenlänge der Wellenlängenkomponenten 276b, 278b und 280b). Obwohl 15 nur kollimiertes Licht für drei unterschiedliche Interferenzordnungen darstellt, werden kollimierte Licht emittiert für viele andere Interferenzordnungen.
Da kollimierte Lichter bei der gleichen Wellenlänge für unterschiedliche Interferenzordnungen in unterschiedliche Richtungen gehen und deshalb bei unterschiedlichen Positionen fokussiert werden, kann ein Spiegel 254 hergestellt werden zum Reflektieren von nur Licht von einer einzelnen Interferenzordnung zurück in das VIPA 240. Beispielsweise sollte, wie dargestellt in 15, die Länge eines reflektierenden Teils des Spiegels 254 relativ klein gemacht werden, so dass nur Licht entsprechend einer einzelnen Interferenzordnung reflektiert wird. Insbesondere wird in 15 nur kollimiertes Licht 278 reflektiert durch Spiegel 254. Auf diese Art und Weise werden kollimierte Lichter 276 und 278 fokussiert aus dem Spiegel 254.
Ein wellenlängengemultiplextes Licht enthält normalerweise viele Kanäle. Unter Bezugnahme auf 13 wird, falls die Dicke t zwischen der ersten und zweiten Oberfläche 242 und 244 des VIPA 240 eingestellt wird mit einem spezifischen Wert, die Anordnung in der Lage sein, simultan für Dispersion in jedem Kanal zu kompensieren.
Insbesondere hat jeder Kanal eine Mittelwellenlänge. Diese Mittelwellenlängen sind normalerweise beabstandet voneinander durch einen konstanten Frequenzabstand. Die Dicke t des VIPA 240 zwischen ersten und zweiten Oberflächen 242 und 244 sollte derart eingestellt werden, dass alle der Wellenlängenkomponenten entsprechend der Mittelwellenlängen den gleichen Ausgangswinkel vom VIPA 240 aufweisen, und daher die gleiche Fokussierposition auf dem Spiegel 254 aufweisen. Dies ist möglich, wenn die Dicke t derart eingestellt wird, dass für jeden Kanal, die rundum optische Länge durch VIPA 240, durchgehend durch die Wellenlängenkomponente entsprechend der Mittelwellenlänge, ein Mehrfaches der Mittelwellenlänge von jedem Kanal ist. Dieser Betrag an Dicke t wird hier im Folgenden bezeichnet als die "WDM-Anpassfreispektrale-Bereichsdicke" oder "WDM-Anpass-FSR-Dicke".
Über dies hinaus ist in diesem Fall die rundgehende optische Länge (2ntcosθ) durch VIPA 240 gleich zu der Wellenlänge entsprechend der Mittelwellenlänge in jedem Kanal, multipliziert mit einer ganzen Zahl für das gleiche θ und unterschiedliche ganze Zahlen, wobei n der Brechungsindex des Materials zwischen ersten und zweiten Oberflächen 242 und 244 ist, θ eine Ausbreitungsrichtung eines Lichtstroms entsprechend der Mittelwellenlänge von jedem Kanal kennzeichnet. Insbesondere kennzeichnet, wie vorher beschrieben, θ den kleinen Neigungswinkel der optischen Achse des Eingangslichts (siehe 8).
Deshalb werden alle der Wellenlängenkomponenten entsprechend der Mittelwellenlängen den gleichen Ausgangswinkel von dem VIPA 240 aufweisen, und daher die gleiche Fokussierposition auf dem Spiegel 254, falls t derart gesetzt wird, dass für die Wellenlängenkomponente entsprechend der Mittelwellenlänge in jedem Kanal 2ntcosθ ein ganzes Zahl-Mehrfaches der Mittelwellenlänge von jedem Kanal für das gleiche θ und unterschiedliche ganze Zahl ist.
Beispielsweise ermöglichen eine 2 mm physikalische Länge im Rundgang (was ungefähr VIPA 240 ist) und ein Brechungsindex von 1,5, dass die Wellenlängen mit einem Abstand von 100 GHz, diese Bedingung erfüllen. Als Ergebnis kann das VIPA 240 eine Dispersion in allen der Kanälen eines wellenlängengemultiplexten Lichtes zur gleichen Zeit kompensieren.
Deshalb wird unter Bezugnahme auf 14 mit der Dicke t, gesetzt auf die WDM-Anpass-FSR-Dicke, ein VIPA 240 und Fokussierlinse 252 hervorrufen (a), dass die Wellenlänge entsprechend der Mittelwellenlänge von jedem Kanal auf Punkt 270 auf Spiegel 254 fokussiert wird, (b) dass die Wellenlängenkomponente entsprechend der längeren Wellenlängenkomponente von jedem Kanal auf einen Punkt 272 auf Spiegel 254 fokussiert wird, und (c), dass die Wellenlängenkomponente entsprechend der kürzeren Wellenlängenkomponente von jedem Kanal bei Punkt 274 auf Spiegel 254 fokussiert wird. Deshalb kann das VIPA 240 verwendet werden zum Kompensieren von chromatischer Dispersion in allen Kanälen eines wellenlängengemultiplexten Lichts.
16 zeigt einen Graph, der den Betrag der Dispersion von mehreren Kanälen eines wellenlängengemultiplexten Lichts darstellt, in einem Fall, wo die Dicke t eingestellt wird auf die WDM-Anpass-FSR-Dicke gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt in 16, werden alle Kanäle mit der gleichen Dispersion bereitgestellt. Jedoch sind die Dispersionen nicht kontinuierlich zwischen den Kanälen. Über dies hinaus kann der Wellenlängenbereich für jeden Kanal, bei dem VIPA 240 die Dispersion kompensieren wird, eingerichtet werden durch passendes Setzen der Größe des Spiegels 254.
Falls die Dicke t nicht gesetzt wird auf die WDM-Anpass-FSR-Dicke, werden unterschiedliche Kanäle eines wellenlängengemultiplexten Lichtes fokussiert auf unterschiedliche Punkte auf dem Spiegel 254. Beispielsweise können, falls die Dicke t ein Halb, ein Drittel oder irgendein anderes Teil der Rundumlaufoptischenlängendicke ist, dann Fokussierpunkte von zwei, drei, vier oder mehreren Kanälen fokussiert werden auf den gleichen Spiegel, wobei jeder Kanal fokussiert wird bei einem unterschiedlichen Fokussierpunkt. Insbesondere wird, wenn die Dicke t ein Halb der WDM-Anpass-FSR-Dicke ist, das Licht von ungeraden Kanälen auf die gleichen Punkte auf dem Spiegel 254 fokussieren, und das Licht von geraden Kanälen wird auf die gleichen Punkte auf Spiegel 254 fokussieren. Jedoch werden die Lichter von den geraden Kanälen fokussiert werden auf unterschiedliche Punkte von den ungeraden Kanälen.
Beispielsweise zeigt 17 ein Diagramm, das unterschiedliche Kanäle darstellt, die fokussiert werden bei unterschiedlichen Punkten auf Spiegel 254. Wie in 17 dargestellt, werden die Wellenlängenkomponenten der Mittelwellenlänge von geraden Kanälen fokussiert bei einem Punkt auf Spiegel 254, und Wellenlängenkomponenten von der Mittelwellenlänge von ungeraden Kanälen werden fokussiert bei einem unterschiedlichen Punkt. Als Ergebnis kann ein VIPA 240 adäquat die Dispersion in allen der Kanäle von einem wellenlängengemultiplexten Licht zur gleichen Zeit kompensieren.
Es gibt mehrere unterschiedliche Wege zum Variieren des Werts der Dispersion, die hinzugefügt wird durch ein VIPA. Beispielsweise ist 18 ein Diagramm, das eine Seitenansicht einer Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet zum Bereitstellen variabler Dispersion für Licht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 18 ruft ein VIPA 240 jede unterschiedliche Interferenzordnung hervor, eine unterschiedliche Winkeldispersion zu haben. Deshalb kann der Betrag an Dispersion, hinzugefügt zu dem optischen Signal, variiert werden durch Rotieren oder Bewegen des VIPA 240, so dass das Licht entsprechend einer unterschiedlichen Interferenzordnung fokussiert wird auf dem Spiegel 254 und zurückreflektiert wird in das VIPA 240.
19 zeigt ein Diagramm, das eine Seitenansicht einer Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet zum Bereitstellen einer variablen Dispersion gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 19 wird er relative Abstand zwischen Fokussierlinse 252 und Spiegel 254 konstant aufrechterhalten und die Fokussierlinse 252 und Spiegel 254 werden zusammen relativ zu dem VIPA 240 bewegt. Diese Bewegung der Fokussierlinse 252 und des Spiegels 254 ändert die Verschiebung des Lichtes, das zurückkehrt zu dem VIPA von dem Spiegel 254 und dabei die Dispersion variiert.
20(A) und 20(B) zeigen Diagramme, die Seitenansichten der Vorrichtungen darstellen, die ein VIPA verwenden zum Bereitstellen verschiedener Werte der chromatischen Dispersion für Licht gemäß zusätzlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die 20(A) und 20(B) sind ähnlich zu 14, dadurch, dass 20(A) und 20(B) die Ausbreitungsrichtungen von einer längeren Wellenlänge 264, einer Mittelwellenlänge 266 und einer kürzeren Wellenlänge 268 des Lichtes, emittiert durch ein virtuelles Bild 260 der Strahltaille 262, darstellen.
Unter Bezugnahme auf 20(A) ist ein Spiegel 254 ein konvexer Spiegel. Mit einem konvexen Spiegel wird die Strahlverschiebung vergrößert. Deshalb kann eine große chromatische Dispersion erhalten werden mit einer kurzen Linsenfokuslänge und einem kleinen Raumbetrag. Wenn ein Spiegel 254 konvex ist, wie in 20(A), kann die konvexe Form typischerweise nur gesehen werden aus einer Seitenansicht, und kann nicht gesehen werden, wenn von der Oberseite gesehen.
Unter Bezugnahme auf 20(B) ist ein Spiegel 254 ein konkaver Spiegel. Bei einem konkaven Spiegel wird das Vorzeichen der Dispersion invertiert. Deshalb kann eine anomale Dispersion erhalten werden mit einer Kurzlinsenfokuslänge und einem kleinen Raum. Wenn ein Spiegel 254 konkav ist, wie in 20(B), kann die konkave Form typischerweise nur von einer Seitenansicht gesehen werden, und kann nicht gesehen werden, wenn von der Oberseite gesehen.
Deshalb würde typischerweise ein Spiegel 254 flach in der oberseitigen Ansicht aussehen. Jedoch ist es bei dem Spiegel 254 möglich, auch ein konkaver oder konvexer Spiegel zu sein, wenn er von der Oberseite gesehen wird, wodurch gekennzeichnet wird, dass der Spiegel ein "eindimensionaler" Spiegel ist.
In 20(A) und 20(B) befindet sich der Spiegel 254 bei oder nahe dem Fokuspunkt der Fokussierlinse bzw. fokussierenden Linse 252.
Deshalb kann, wie oben beschrieben, der Spiegel 254 konvex oder konkav sein in der Seitenansicht, wie dargestellt, beispielsweise in 20(A) bzw. 20(B). Ein konvexer Spiegel kann die chromatische Dispersion verstärken, und ein konkaver Spiegel kann die chromatische Dispersion verringern oder selbst invertieren von negativ (normal) zu positiv (anormal). Insbesondere erzeugt ein konvexer Spiegel eine größere Dispersion in der negativen Richtung, und ein konkaver Spiegel erzeugt eine kleinere Dispersion in der negativen Richtung oder Dispersion invertiert zu positiv. Dies ist möglich, weil die Größe der chromatischen Dispersion eine Funktion der Krümmung des Spiegels in der Seitenansicht ist.
21 zeigt einen Graph, der den Ausgangswinkel einer Leuchtstärke von dem VIPA 240 gegen die Wellenlänge des Lichtstroms darstellt. Wie aus 21 gesehen werden kann, ist eine Kurve 282 der Wellenlänge gegen den Ausgangswinkel nicht linear.
Da solch eine Beziehung zwischen der Wellenlänge und dem Ausgangswinkel eines Lichtstroms, produziert durch ein VIPA, nicht-linear ist, ist die chromatische Dispersion nicht konstant in einem Wellenlängenband, solange ein flacher Spiegel, ein normal konvexer Spiegel oder ein normal konkaver Spiegel verwendet wird als Spiegel 254. Diese Nicht-Linearität in chromatischer Dispersion wird bezeichnet als die Höhere-Ordnung-Dispersion.
Im Allgemeinen kann, unter Bezugnahme auf die Vorrichtungen in 20(A) und 20(B), die Nicht-Linearität in chromatischer Dispersion verstanden werden durch Beziehen auf die folgende Gleichung (3): (Winkeldispersion)·(1 – f·(1/R)) ∝ chromatische Dispersion,wobei f die Fokuslänge der Linse 252 und R der Radius der Krümmung des Spiegels 254 ist.
22 zeigt einen Graphen, der die Winkeldispersion des VIPA 240 gegen die Wellenlänge des Lichtstroms darstellt. Im Allgemeinen repräsentiert die Kurve 284 in 22 die Neigung der Kurve 282 in 21. Wie aus 22 gesehen werden kann, ist die Winkeldispersion nicht konstant. Anstatt dessen ändert sich die Winkeldispersion während die Wellenlänge sich ändert.
23 zeigt einen Graphen, der den Ausdruck (1 – f·(1/R)) in Gleichung 3 oben gegen die Wellenlänge darstellt. Insbesondere repräsentiert die Linie 286 einen Graphen des Ausdrucks (1 – f·(1/R)) gegen die Wellenlänge für eine flachen Spiegel (Radius der Krümmung gleich "∞" (unendlich)). Linie 288 repräsentiert einen Graphen des Ausdrucks (1 – f·(1/R)) gegen die Wellenlänge für eine konkaven Spiegel (Radius der Krümmung gleich "+"). Die Linie 290 repräsentiert einen Graphen des Ausdrucks (1 – f·(1/R)) gegen die Wellenlänge für einen konvexen Spiegel (Radius der Krümmung gleich "–"). Wie in 23 dargestellt, hat jeder der Spiegel einen konstanten Radius der Krümmung.
24 zeigt ein Diagramm, das die chromatische Dispersion gegen die Wellenlänge aufgetragen von einer Vorrichtung darstellt, wie zum Beispiel in den 20(A) und 20(B), wenn der Spiegel 254 ein konvexer Spiegel ist, sowie ein flacher Spiegel und ein konkaver Spiegel. Insbesondere ist die Kurve 292 eine Kurve der chromatischen Dispersion gegen die Wellenlänge, wenn der Spiegel 254 ein konvexer Spiegel ist. Die Kurve 294 ist eine Kurve der chromatischen Dispersion gegen die Wellenlänge, wenn der Spiegel 254 ein flacher Spiegel ist. Die Kurve 296 ist eine Kurve der chromatischen Dispersion gegen die Wellenlänge, wenn der Spiegel 254 ein konkaver Spiegel ist.
In einer sehr allgemeinen Weise repräsentieren die Kurven 292, 294 und 296 jeweils ein Produkt der Winkeldispersion, dargestellt in 22, mit der passenden Linie dargestellt in 23, wie gekennzeichnet durch Gleichung 3 oben. Insbesondere repräsentiert im Allgemeinen die Kurve 292 ein Produkt der Kurve 284 in 22 und Linie 290 in 23. Im Allgemeinen repräsentiert die Kurve 294 ein Produkt der Kurve 284 in 22 und Linie 286 in 23. Im Allgemeinen repräsentiert die Kurve 296 ein Produkt der Kurve 284 in 22 und Linie 288 in 23.
Wie aus 24 gesehen werden kann, ist die chromatische Dispersion nicht konstant, ob ein konvexer, flacher oder konkaver Spiegel als Spiegel 254 verwendet wird.
Gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann diese Wellenlängenabhängigkeit der chromatischen Dispersion verringert werden oder eliminiert werden durch Chirpen der Krümmung des Spiegels 254.
Spezieller gesagt, ist 25 ein Graph, der eine Kurve 298 des Ausdrucks (1 – f·(1/R)) in Gleichung 3 darstellt, die oben gezeigt ist, gegen die Wellenlänge aufgetragen. Im Allgemeinen ist die Kurve 298 in 25 invers zu der Kurve 284 in 22. Deshalb wird ein Spiegel mit den Eigenschaften in 25 eine konstante chromatische Dispersion bereitstellen, wie dargestellt durch die Kurve 300 in 26.
Beispielsweise hat bei der dargestellten Vorrichtung beispielsweise in 14 eine längere Wellenlänge eine längere Dispersion in der negativen Richtung als eine kürzere Wellenlänge. Deshalb kann der Spiegel 254 entworfen werden, ein konkaves Teil zu besitzen, wobei die längere Wellenlänge reflektiert, und ein konvexes Teil, wo die kürzere Wellenlänge reflektiert, um effektiv die Wellenlängenabhängigkeit der Dispersion zu löschen. Idealerweise variiert die Krümmung des Spiegels 254 von konvex zu konkav kontinuierlich entlang des Fokuspunktes des Lichts, wenn sich die Wellenlänge von kurz auf lang ändert. Falls diese Modifizierung auf einem herkömmlichen konvexen Spiegel basiert, nicht einem flachen Spiegel, kann die Krümmung des Spiegels derart gemacht werden, dass sie variiert von stark konvex zu schwach konvex kontinuierlich entlang des fokussierenden Punktes des Lichts, wenn sich die Wellenlänge von kurz auf lang ändert.
Deshalb gibt es viele verschiedene Designs für Spiegel 254, um eine konstante chromatische Dispersion bereitzustellen. Beispielsweise zeigt 27 einen Graphen, der Eigenschaften von vielen verschiedenen Spiegel-Designs gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Kurve 302 in 27 stellt einen Spiegel dar, der sich kontinuierlich ändert von konvex zu konkav, während die Wellenlänge des Ausgangslichts sich erhöht. Die Kurve 304 stellt einen Spiegel dar, der sich von stark konvex auf schwach konvex ändert, sobald die Wellenlänge des Ausgangslichts sich erhöht. Die Kurve 306 stellt einen Spiegel dar, der sich von schwach konkav auf stark konkav ändert, sobald die Wellenlänge des Ausgangslichts sich erhöht. Andere Spiegel-Designs enthalten beispielsweise diese, die durch Kurven 308 und 310 gezeigt sind.
Es gibt fast eine unbegrenzte Anzahl von Spiegel-Designs, die verwendet werden könnten, und solche Designs könnten aufgezeichnet werden in 27. Über dies hinaus sind Spiegel-Designs nicht vorgesehen, begrenzt zu sein, auf diese mit den charakteristischen Kurven mit den gleichen Neigungen, wie die in 27.
28(A), 28(B), 28(C) und 28(D) stellen die Oberflächenform der verschiedenen Spiegel dar, die verwendet werden können als Spiegel 254 gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise stellt 28(A) einen Spiegel dar, der kontinuierlich sich ändert von konvex auf konkav, wie durch Kurve 302 in 27 repräsentiert. 28(B) stellt einen Spiegel dar, der sich kontinuierlich ändert von stark konvex auf schwach konvex, wie repräsentiert durch Kurve 310 in 27. 28(C) stellt einen Spiegel dar, der sich kontinuierlich ändert von schwach konkav auf stark konkav, wie repräsentiert durch Kurve 306 in 27.
Über dies hinaus gibt es fast eine unbegrenzte Anzahl von Spiegel-Designs, die verwendet werden könnten. Beispielsweise stellt 28(D) einen flachen Spiegel dar, der sich auf konvex ändert. 27(E) stellt einen flachen Spiegel dar, der sich auf konkav ändert. 28(F) stellt einen Spiegel dar, mit einem konvexen Teil und einem konkaven Teil, aber wo der Spiegel sich nicht von konvex auf konkav kontinuierlich ändert.
Deshalb enthält gemäß der obigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung ein VIPA, einen Spiegel und eine Linse. Das VIPA empfängt ein Eingangslicht und produziert entsprechendes Ausgangslicht (wie zum Beispiel einen Lichtstrom), der sich weg ausbreitet von dem VIPA. Die Linse fokussiert das Ausgangslicht auf den Spiegel, so dass der Spiegel das Ausgangslicht reflektiert und das reflektierte Licht wird gerichtet durch die Linse zurück zu dem VIPA. Der Spiegel hat eine Form, die in der Vorrichtung hervorruft, eine konstante chromatische Dispersion zu erzeugen.
Beispielsweise ist Ausgangslicht, fokussiert durch die Linse, einfallend auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel, sobald die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert. Der Spiegel ist derart geformt, dass die Oberflächenpunkte sich kontinuierlich von konvex zu konkav ändern, sobald die Wellenlänge des Ausgangslichts sich von kurz auf länger ändert. Als anderes Beispiel kann der Spiegel derart geformt werden, dass die Oberflächenpunkte sich kontinuierlich von stärker konvex auf schwächer konvex ändern, sobald die Wellenlänge des Ausgangslichts sich von kürzer auf länger ändert. Alternativ kann der Spiegel derart geformt werden, dass die Oberflächenpunkte sich kontinuierlich von schwächer konkav auf stärker konkav ändern, sobald die Wellenlänge des Ausgangslichts sich von kürzer auf länger ändert. Es gibt viele andere Beispiele. Beispielsweise kann der Spiegel ein konkaves Teil und ein konvexes Teil derart aufweisen, dass Ausgangslicht mit einer kürzeren Wellenlänge als eine spezifische Wellenlänge reflektiert wird von dem konkaven Teil, und so dass Ausgangslicht mit einer längeren Wellenlänge als die spezifische Wellenlänge reflektiert von dem konkaven Teil.
Über dies hinaus kann beispielsweise der Spiegel ein flaches Teil aufweisen, das sich kontinuierlich zu einem konkaven Teil entsprechend mit einer Erhöhung in der Wellenlänge des Ausgangslichts über eine spezifische Wellenlänge ändert, so dass Ausgangslicht mit einer kürzeren Wellenlänge als die spezifische Wellenlänge einfallend ist auf das flache Teil, und Ausgangslicht mit einer längeren Wellenlänge als die spezifische Wellenlänge einfallend ist auf das konkave Teil. Oder der Spiegel kann ein konvexes Teil aufweisen, das sich kontinuierlich ändert zu einem flachen Teil entsprechend einer Erhöhung in der Wellenlänge des Ausgangslichts über eine spezifische Wellenlänge, so dass das Ausgangslicht mit einer kürzeren Wellenlänge als die spezifische Wellenlänge einfallend ist auf das konvexe Teil und Ausgangslicht mit einer längeren Wellenlänge als die spezifische Wellenlänge einfallend ist auf das flache Teil.
29 zeigt ein Diagramm, das eine Seitenansicht einer Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet zum Bereitstellen von variabler Dispersion für Licht gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 29 werden die fokussierende Linse 252 und Spiegel 254 durch einen Retro-Reflektor 312 ersetzt. Bevorzugt weist der Retro-Reflektor 312 zwei oder drei reflektierende Oberflächen auf und reflektiert einfallendes Licht in die entgegengesetzte Richtung von der Ausbreitungsrichtung des einfallenden Lichts. Die Verwendung des Retro-Reflektors 312 wird die VIPA-Retro-Reflektoranordnung dazu bringen, eine anomale Dispersion hinzuzufügen. Über dies hinaus ist der Retro-Reflektor 312 bewegbar mit Bezug auf das VIPA 240, um die Dispersionsmenge zu variieren.
30 zeigt ein Diagramm, das eine obere Ansicht der Vorrichtung in 13 darstellt, kombiniert mit einem Zirkulator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 30 empfängt ein Zirkulator 314 Eingangslicht von einer Eingangsfaser 316 und stellt das Eingangslicht der kollimierenden Linse 248 bereit. Ausgangslicht, reflektiert durch Spiegel 254, und zurück durch VIPA 240, wird empfangen durch den Zirkulator 314 und bereitgestellt an der Ausgangsfaser 318. In 30 ist die fokussierende Linse 252 eine "normal" fokussierende Linse, wobei eine "normal" fokussierende Linse sich auf eine fokussierende Linse bezieht, die Licht fokussiert, wie es gesehen werden kann von sowohl einer oberen Ansicht in einer Seitenansicht der fokussierenden Linse und hat die gleiche Fokuslänge in der oberen und Seitenansicht.
31 zeigt ein Diagramm, das eine obere Ansicht einer Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet, um Dispersion Licht hinzuzufügen gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 31 fokussiert eine zylindrische Linse 320 Licht auf eine Linie, das ausgegeben wird, von dem VIPA 240 auf den Spiegel 254. Der Spiegel 254 ist ein wenig geneigt, wenn von der Oberseite gesehen (wie in 23). Die Eingangsfaser 316 stellt Eingangslicht der kollimierenden Linse 248 bereit, und die Ausgangsfaser 318 empfängt Licht, das reflektiert wird durch Spiegel 254 und zurück durch VIPA 240. Deshalb ist es nicht notwendig, durch Verwenden einer zylindrischen Linse 320 und sich neigenden Spiegel 254, einen Zirkulator zu verwenden (wie zum Beispiel Zirkulator 314, dargestellt in 30).
Jedoch gibt es mehrere Nachteile der Vorrichtungen in 30 und 31. Hinsichtlich der Vorrichtung in 30 wird ein Zirkulator 314 benötigt zum Trennen des Eingangslichts von dem Ausgangslicht. Jedoch wird ein Zirkulator ein wenig unerwünschten optischen Verlust produzieren. Zusätzlich kann ein Zirkulator zu groß in physikalischer Größe sein für viele Situationen.
Hinsichtlich der Vorrichtung in 31 ist die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung relativ gering, da das Eingangslicht, empfangen durch VIPA 240, nicht senkrecht ist zu dem VIPA 240, wie es gesehen werden kann von der oberen Ansicht in 31. Insbesondere werden, da das Eingangslicht, empfangen durch VIPA 240, nicht senkrecht ist auf das VIPA 240, die verschiedenen Ausgangslichter (wie zum Beispiel Ausgangslichter Out1, Out2, Out3 in 9) nicht vollständig überlappen. Anstatt dessen werden die Ausgangslichter nur teilweise überlappen, wodurch die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung verringert wird.
32 zeigt ein Diagramm, das eine obere Ansicht einer Vorrichtung darstellt, die ein VIPA verwendet zum Hinzufügen von Dispersion an Licht, und die einige der Nachteile der Vorrichtungen eliminiert, die in 30 und 31 gezeigt sind, gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 32 werden eine kollimierende Linse 322a und eine halbzylindrische Linse 324a positioniert zwischen der Eingangsfaser 316 und VIPA 240. Das Eingangslicht geht von der Eingangsfaser 316 und wird gebildet in kollimiertes Licht durch die kollimierende Linse 322a. Dieses kollimierte Licht wird dann fokussiert auf eine Linie durch die halbzylindrische Linse 324a in dem Strahlungsfenster von VIPA 240. Ein resultierender Lichtstrom, erzeugt durch VIPA 240, geht zu der fokussierenden Linse 252 und wird fokussiert auf Spiegel 254, um reflektiert zu werden durch Spiegel 254. In 32 ist die fokussierende Linse 252 eine "normale" fokussierende Linse, wobei "normale" fokussierende Linse sich bezieht auf eine fokussierende Linse, die Licht fokussiert, wie es gesehen werden kann von sowohl einer oberen Ansicht, als auch einer Seitenansicht der fokussierenden Linse, und hat die gleiche Fokuslänge in der oberen und Seitenansicht.
Eine kollimierende Linse 322b und eine halbzylindrische Linse 324b werden positioniert zwischen der Ausgangsfaser 318 und dem VIPA 240. Das Licht, das reflektiert wird durch Spiegel 254 zurück zu dem VIPA 240, erfährt eine Mehrfachreflektion innerhalb des VIPA 240, und wird ausgegeben durch das Strahlungsfenster des VIPA 240. Dieses Ausgangslicht von VIPA 240 geht zu der halbzylindrischen Linse 324b und kollimierenden Linse 322b, um fokussiert zu werden in eine Ausgangsfaser 318.
Wie in 32 dargestellt, ist das Licht, das fokussiert wird auf den Spiegel 254, nicht senkrecht auf dem Spiegel 254 in der oberen Ansicht. Dies tritt auf, da die fokussierende Linse 252 derart platziert wird, dass der Lichtstrom, produziert durch VIPA 240, nicht durch das Zentrum der fokussierenden Linse 252 in der oberen Ansicht geht. Ähnlich geht das durch Spiegel 254 reflektierte Licht nicht durch das Zentrum der fokussierenden Linse 252. Bevorzugt wird das Linsenzentrum der fokussierenden Linse 252 versetzt von dem Strahlzentrum des Lichtstroms, produziert durch das VIPA 240, und das Strahlzentrum des Lichts, das reflektiert wird durch Spiegel 254, um mindestens die Hälfte der Strahldicke in der oberen Ansicht. Als Ergebnis fokussiert die fokussierende Linse 252 Licht auf Spiegel 254 bei der Position der erweiterten Linsenachse 326 der fokussierenden Linse 252. Ferner wird Licht 328, das sich ausbreitet von VIPA 240 zu der fokussierenden Linse 252, parallel sein zu dem Licht 330, das sich von der fokussierenden Linse 252 zu dem VIPA 240 für jede Wellenlänge ausbreitet.
Bei der in 32 dargestellten Vorrichtung geht das Eingangslicht von der Eingangsfaser 318 in einen unterschiedlichen Raum als das Ausgangslicht, das zu empfangen ist durch Ausgangsfaser 318. Deshalb kann das Ausgangslicht in eine Faser gekoppelt werden, die unterschiedlich ist von der Eingangsfaser, und ein Zirkulator wird nicht benötigt. Über dies hinaus hat die Vorrichtung eine relativ hohe Leistungsfähigkeit, da Eingangslicht, empfangen in dem Strahlungsfenster des VIPA 240, in einer senkrechten Richtung auf VIPA 240 geht, wie es in einer oberen Ansicht gesehen wird.
Während 32 zwei getrennte halbzylindrische Linsen 324a und 324b darstellt, kann eine einzelne halbzylindrische Linse verwendet werden. Beispielsweise zeigt 33 ein Diagramm, das eine einzelne halbzylindrische Linse 324 darstellt, die verwendet wird anstatt der mehreren halbzylindrischen Linsen 324a und 324b gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ferner wird im Allgemeinen eine halbzylindrische Linse definiert als eine Linse, die Licht in einem von einer oberen Ansicht oder einer Seitenansicht fokussiert, und keinen fokussierenden Effekt in der anderen Ansicht hat. Halbzylindrische Linsen sind gut bekannt.
Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung nicht vorgesehen, begrenzt zu sein, auf die Verwendung der kollimierenden Linsen, halbzylindrischen Linsen und/oder irgendeinem anderen spezifischen Typ von Linse. Anstatt dessen können viele andere Linsen oder Geräte verwendet werden, solange der passende Effekt bereitgestellt wird.
Deshalb enthält, wie dargestellt, beispielsweise in 32 eine Vorrichtung ein VIPA (wie zum Beispiel VIPA 240), ein Lichtrückkehrgerät (wie zum Beispiel Spiegel 254) und eine Linse (beispielsweise Fokussierlinse bzw. fokussierende Linse 252). Das VIPA empfängt ein Eingangslicht und produziert entsprechendes Ausgangslicht (beispielsweise ein Lichtstrom), der sich wegbewegt von dem VIPA. Das Lichtrückkehrgerät empfängt das Ausgangslicht von dem VIPA und gibt das Ausgangslicht zurück an das VIPA. Die Linse ist derart positioniert, dass (a) das Ausgangslicht von dem VIPA an das Lichtrückkehrgerät geht durch Ausbreiten von dem VIPA zu der Linse, und dann fokussiert werden durch die Linse auf das Lichtrückkehrgerät, (b) dass das Ausgangslicht zurückkehrt von dem Lichtrückkehrgerät zu dem VIPA durch Ausbreiten von dem Lichtrückkehrgerät zu der Linse, und dann gerichtet werden durch die Linse auf das VIPA, und (c) dass das Ausgangslicht, das sich ausbreitet von dem VIPA zu der Linse, parallel ist mit dem zurückgekehrten Ausgangslicht, das sich von der Linse zu dem VIPA ausbreitet.
Ein VIPA gemäß der obigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine viel größere Winkeldispersion bereit, als ein Brechungsgitter. Deshalb kann ein wie hier beschriebener VIPA verwendet werden zum Kompensieren viel größerer chromatischer Dispersion als eine räumliche Gitterpaaranordnung, wie dargestellt in 6(A) und 6(B).
In den obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Spiegel verwendet zum Reflektieren von Licht zurück in das VIPA 240. Deshalb kann ein Spiegel bezeichnet werden als ein "Lichtrückkehrgerät", das Licht zurück auf das VIPA 240 kehrt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht dafür vorgesehen, begrenzt zu sein auf die Verwendung eines Spiegels als ein Lichtrückkehrgerät bzw. Lichtumkehrgerät. Beispielsweise kann ein Prisma (anstatt eines Spiegels) verwendet werden als ein Lichtrückkehrgerät zum Umkehren von Licht zurück zu dem VIPA 240. Über dies hinaus können verschiedene Kombinationen von Spiegeln und/oder Prismen oder Linsenvorrichtungen verwendet werden als Lichtrückkehrgerät zum Umkehren von Licht zurück zu dem VIPA.
In den obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hat ein VIPA reflektierende Filme zum Reflektieren von Licht. Beispielsweise stellt 8 ein VIPA 76 mit reflektierenden Filmen 122 und 124 bereit, um Licht zu reflektieren. Jedoch ist es nicht für ein VIPA vorgesehen, begrenzt zu sein auf die Verwendung von "Film" zum Bereitstellen einer reflektierenden Oberfläche. Anstatt dessen muss das VIPA einfach passende reflektierende Oberflächen aufweisen, und diese reflektierenden Oberflächen können oder können nicht gebildet werden durch einen "Film".
Ferner enthält in den obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein VIPA eine transparente Glasplatte, in der Mehrfachreflektion auftritt. Beispielsweise stellt 8 ein VIPA 76 mit einer transparenten Glasplatte 120 mit reflektierenden Oberflächen darauf dar. Jedoch ist es nicht vorgesehen für ein VIPA, begrenzt zu sein auf die Verwendung eines Glasmaterials oder irgendeines Typs von "Platte", um reflektierende Oberflächen zu trennen. Anstatt dessen müssen die reflektierenden Oberflächen einfach aufrechterhalten werden, voneinander durch irgendeine Art von Abstandshalter getrennt zu werden. Beispielsweise können die reflektierenden Oberflächen eines VIPA separiert werden durch "Luft", ohne eine Glasplatte dazwischen zu haben. Deshalb können die reflektierenden Oberflächen beschrieben werden als getrennt zu sein durch ein transparentes Material, das beispielsweise optisches Glas oder Luft ist.
Wie oben beschrieben, ist der Betrieb eines VIPA empfindlich auf die Dicke und den Brechungsindex des Materials zwischen reflektierenden Oberflächen des VIPA. Zusätzlich kann die Betriebswellenlänge eines VIPA präzise angepasst werden durch Steuern der Temperatur des VIPA.
Insbesondere ist 34 ein Diagramm, dass einen Controller zum Steuern der Temperatur eines VIPA darstellt. Unter Bezugnahme auf 34, produziert ein VIPA 340 ein Ausgangslicht 342. Ein Temperatursensor 344 detektiert die Temperatur des VIPA 340. Basierend auf der detektierten Temperatur, steuert ein Controller 346 ein Heiz/Kühl-Element 348 zum Steuern der Temperatur des VIPA 340 zum Anpassen der Betriebswellenlänge des VIPA 340.
Beispielsweise kann ein Erhöhen und Verringern der Temperatur des VIPA 340 ein wenig den Ausgangswinkel des Ausgangslichts 342 ändern. Über dies hinaus sollte ein Ausgangslicht entsprechend einer spezifischen Wellenlänge eines Eingangslichts ausgegeben werden von dem VIPA 340 mit einem präzisen Ausgabewinkel bzw. Ausgangswinkel. Deshalb passt der Controller 346 die Temperatur des VIPA 340 derart an, dass das Ausgangslicht 342 richtig ausgegeben wird bei dem korrekten. Ausgangswinkel und stabil bleibt.
Gemäß der obigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, verwendet eine Vorrichtung ein VIPA zum Kompensieren für chromatische Dispersion. Für diesen Zweck sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht vorgesehen, begrenzt zu sein auf eine spezifische VIPA-Konfiguration. Anstatt dessen können irgendwelche der verschiedenen VIPA-Konfigurierungen, die hierin diskutiert sind, verwendet werden in einer Vorrichtung zum Kompensieren für chromatische Dispersion. Beispielsweise kann das VIPA oder kann es nicht ein Strahlungsfenster aufweisen, und die Reflektivitäten der verschiedenen Oberflächen des VIPA sind nicht vorgesehen, auf irgendwelche spezifischen Beispiele begrenzt zu sein.
Obwohl wenige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, würde es vom Fachmann verstanden werden, dass Änderungen durchgeführt werden können in diesen Ausführungsformen, ohne die Erfindung zu verlassen, dessen Umfang definiert wird in den Ansprüchen und ihren Äquivalenten.

Claims

Eine Vorrichtung mit einer Draufsicht und umfassend: ein virtuell abgebildetes Phasen-Array bzw. Virtually Imaged Phased Array (240), das ein Eingangslicht empfängt und ein entsprechendes Ausgangslicht erzeugt, das sich von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) weg ausbreitet und dabei sich weg von einer entsprechenden Oberfläche des virtuell abgebildeten Phasen-Arrays (240) ausbreitet; ein Lichtrückkehrgerät (254), das das Ausgangslicht von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) empfängt und dann das Ausgangslicht zurückgibt an das virtuell abgebildete Phasen-Array (240); und eine Linse (29) derart positioniert, dass das Ausgangslicht von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) an das Lichtrückkehrgerät (254) geht durch Laufen von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) zu der Linse (252) und dann fokussiert wird durch die Linse (252) auf das Lichtrückkehrgerät (254), das Ausgangslicht von dem Lichtrückkehrgerät (254) an das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) zurückkehrt durch Laufen von dem Lichtumkehrgerät (254) zu der Linse (252) und dann durch die Linse (252) auf das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) gerichtet wird; und das Ausgangslicht, das von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) senkrecht ist zu der Oberfläche des virtuell abgebildeten Phasen-Arrays (240) in der Draufsicht, und das zurückgekehrte Ausgangslicht, das von der Linse (252) zu dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) läuft, senkrecht ist zu der Oberfläche des virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) in der Draufsicht.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 1, ferner umfassend: eine erste (316) und zweite (318) optische Faser, wobei das Eingangslicht durch die erste optische Faser (316) läuft, so dass es empfangen wird bei dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240), und nach einem Zurückkehren zu dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240), das Ausgangslicht eine Mehrfachreflektion in dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) erfährt und dann empfangen wird durch die zweite optische Faser (318).
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 2, ferner umfassend: eine erste Linse (322a), die das Eingangslicht von der ersten optischen Faser (316) an das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) richtet; und eine zweite Linse (322b), die das rückkehrende Ausgangslicht von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) an die zweite optische Faser (318) richtet.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 2, ferner umfassend: eine Linse (248), die das Eingangslicht von der ersten optischen Faser (316) an das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) richtet, und die das rückkehrende Ausgangslicht von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) an die zweite optische Faser (318) richtet.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 1, wobei das Lichtrückkehrgerät (254) ein Spiegel ist.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 5, wobei das Ausgangslicht, das von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) läuft, durch die Linse (252) geht, und auf den Spiegel (254) fokussiert, so dass das auf den Spiegel (254) einfallende Licht nicht senkrecht ist auf der Spiegel-(254)-Oberfläche.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 1, wobei die Linse (252) derart positioniert ist, dass das Ausgangslicht, das von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) zu der Linse (252) läuft, nicht durch das Zentrum der Linse (252) geht, und das rückkehrende Ausgangslicht, das von der Linse (252) zu dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) läuft, nicht durch die Linse (252) geht.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) einen Durchlassbereich aufweist zum Empfangen von Licht in, und zum Ausgeben von Licht von, dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240), wobei das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) durch den Durchlassbereich ein Eingangslicht mit einer entsprechenden Wellenlänge innerhalb eines kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen empfängt, und Mehrfachreflektion des Eingangslichts zum Hervorrufen einer Selbstinterferenz hervorruft, die ein Ausgangslicht bildet, das von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) läuft und dabei von einer entsprechenden Oberfläche des virtuell abgebildeten Phasen-Arrays (240) läuft, wobei das Ausgangslicht räumlich unterscheidbar ist von einem Ausgangslicht, das für ein Eingangslicht mit irgendeiner anderen Wellenlänge innerhalb des kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen gebildet wird; und das Lichtrückkehrgerät (254) das Ausgangslicht von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) empfängt und das Ausgangslicht an die Oberfläche des virtuell abgebildeten Phasen-Arrays (240) zurückgibt, und dabei an den virtuell abgebildeten Phasen-Array (240), um Mehrfachreflektion in dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) zu erfahren, und dann ausgegeben zu werden von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) durch den Durchlassbereich.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 8, ferner umfassend: eine erste (316) und zweite (318) optische Faser, wobei das Eingangslicht durch die erste optische Faser (316) läuft, um in dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) durch den Durchlassbereich empfangen zu werden, und nach einem Erfahren von Mehrfachreflektion in dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240), und dann Ausgegebenwerden durch den Durchlassbereich, das rückkehrende Ausgangslicht durch die zweite optische Faser (318) empfangen wird.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 9, ferner umfassend: eine Linse (324a), die das Eingangslicht von der ersten optischen Faser (316) linienfokussiert in das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) durch den Durchlassbereich; und eine Linse (324b), die das rückkehrende Ausgangslicht von dem Durchlassbereich des virtuell abgebildeten Phasen-Arrays (240) an die zweite optische Faser (318) richtet.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 9, ferner umfassend: eine Linse, die das Eingangslicht von der ersten optischen Faser (316) in das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) durch den Durchlassbereich richtet, und die das zurückgekehrte Ausgangslicht von dem Durchlassbereich des virtuell abgebildeten Phasen-Arrays (240) an die zweite optische Faser (318) richtet.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 9, ferner umfassend: eine erste Linse (322a), die das Eingangslicht von der ersten optischen Faser (316) empfängt und ein kollimiertes Licht bildet; eine zweite Linse (324a), die das kollimierte Licht von der ersten Linse (322a) empfängt und das kollimierte Licht in den Durchlassbereich des virtuell abgebildeten Phasen-Arrays (240) linienfokussiert; eine dritte Linse (324b), die kollimiertes Licht des zurückgekehrten Ausgangslichts von dem Durchlassbereich des virtuell abgebildeten Phasen-Arrays (240) bildet; und eine vierte Linse (322b), die das kollimierte Licht von der dritten Linse in die zweite optische Faser (318) fokussiert.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 8, wobei das Lichtrückkehrgerät (254) ein Spiegel ist.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Rückkehrgerät einen Spiegel (254) umfasst; und die Linse (252) das Ausgangslicht auf den Spiegel (254) derart fokussiert, dass der Spiegel (254) das Ausgangslicht reflektiert, wobei das reflektierte Licht durch die Linse (252) zurück auf das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) gerichtet wird, wobei der Spiegel (254) derart geformt ist, dass die Vorrichtung eine konstante chromatische Dispersion bereitstellt.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 14, wobei das Ausgangslicht, das durch die Linse (252) fokussiert wird, einfallend ist auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel (254) derart geformt ist, dass die Oberflächenpunkte sich kontinuierlich von konvex auf konkav ändern, wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich von kürzer auf länger ändert.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 14, wobei das Ausgangslicht, das durch die Linse (252) fokussiert wird, einfallend ist auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel (254) derart geformt ist, dass die Oberflächenpunkte, die sich kontinuierlich von stärker konvex auf schwächer konvex ändern, wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich von kürzer auf länger ändert.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 14, wobei das Ausgangslicht, das durch die Linse (252) fokussiert wird, einfallend ist auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel derart geformt ist, dass die Oberflächenpunkte sich kontinuierlich von schwächer konkav auf stärker konkav ändern, wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich von kürzer auf länger ändert.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 14, wobei der Spiegel (254) ein konkaves Teil und ein konvexes Teil aufweist, so dass das Ausgangslicht bei einer kürzeren Wellenlänge, als eine spezifische Wellenlänge, von dem konvexen Teil reflektiert wird und das Ausgangslicht mit einer längeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, von dem konkaven Teil reflektiert wird.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 14, wobei das Ausgangslicht, das durch die Linse (252) fokussiert wird, einfallend ist auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel (254) ein flaches Teil aufweist, das sich kontinuierlich ändert zu einem konkaven Teil in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der Wellenlänge des Ausgangslichts über eine spezifische Wellenlänge, so dass das Ausgangslicht bei einer kürzeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, einfallend ist auf dem flachen Teil und das Ausgangslicht mit einer längeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, einfallend ist auf dem konkaven Teil.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 14, wobei das Ausgangslicht, das fokussiert wird durch die Linse (252), einfallend ist auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel (254) ein konvexes Teil aufweist, das sich kontinuierlich zu einem flachen Teil ändert in Übereinstimmung mit einer Erhöhung in der Wellenlänge des Ausgangslichts über eine spezifische Wellenlänge, so dass das Ausgangslicht bei einer kürzeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, einfallend ist auf dem konvexen Teil und das Ausgangslicht mit einer längeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, einfallend ist auf dem flachen Teil.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Lichtrückkehrgerät einen Spiegel (254) umfasst, der derart geformt ist, dass die Vorrichtung eine konstante chromatische Dispersion bereitstellt.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 21, wobei das Ausgangslicht, das durch die Linse (252) fokussiert wird, einfallend ist auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel (254) derart geformt ist, dass die entsprechenden Oberflächenpunkte sich kontinuierlich von konvex auf konkav ändern, wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich von kürzer auf länger ändert.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 21, wobei das Ausgangslicht, das durch die Linse (252) fokussiert wird, einfallend ist auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel (254) derart geformt ist, dass die entsprechenden Oberflächenpunkte sich kontinuierlich von stärker konvex aus schwächer konvex ändern, wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich von kürzer auf länger ändert.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 21, wobei das Ausgangslicht, das durch die Linse (252) fokussiert wird, einfallend ist auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel (254) derart geformt ist, dass die entsprechenden Oberflächenpunkte sich kontinuierlich von schwächer konkav auf stärker konkav ändern, wenn bzw. sobald die Wellenlänge des Ausgangslichts sich von kürzer auf länger ändert.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 21, wobei der Spiegel (254) ein konvexes Teil und ein konkaves Teil aufweist, so dass das Ausgangslicht bei einer kürzeren Wellenlänge, als eine spezifische Wellenlänge, von dem konvexen Teil reflektiert wird und das Ausgangslicht bei einer längeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, von dem konkaven Teil reflektiert wird.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 21, wobei das Ausgangslicht, das durch die Linse (252) fokussiert wird, einfallend ist auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel (254) ein flaches Teil aufweist, das sich kontinuierlich zu einem konkaven Teil ändert in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der Wellenlänge des Ausgangslichts über eine spezifische Wellenlänge, so dass das Ausgangslicht bei einer kürzeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, einfallend ist auf dem flachen Teil und das Ausgangslicht bei einer längeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, einfallend ist auf dem konkaven Teil.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 21, wobei das Ausgangslicht, das durch die Linse (252) fokussiert wird, einfallend ist auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel (254) ein konvexes Teil hat, das sich kontinuierlich zu einem flachen Teil ändert, in Übereinstimmung mit einer Erhöhung in der Wellenlänge des Ausgangslichts über eine spezifische Wellenlänge, so dass das Ausgangslicht bei einer kürzeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, einfallend ist auf dem konvexen Teil und das Ausgangslicht bei einer längeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, einfallend ist auf dem flachen Teil.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) umfasst: eine erste (124) und eine zweite (122) Oberfläche, wobei die zweite Oberfläche (122) ein Reflektivität bzw. Reflexionsverhalten aufweist, die bei einem Teil des Lichts, das darauf einfällt, hervorruft, dadurch durchgelassen zu werden, wo ein Eingangslicht bei einer entsprechenden Wellenlänge in eine Linie fokussiert wird, und die erste (124) und zweite (122) Oberfläche positioniert sind, so dass das Eingangslicht von der Linie strahlt, dass es eine Vielzahl von malen zwischen der ersten (124) und zweiten (122) Oberfläche zu reflektieren ist, und dabei eine zu durchzulassende Vielzahl von Lichtern durch die zweite Oberfläche (122) hervorruft, wobei die Vielzahl der durchgelassenen Lichter miteinander interferiert, um ein Ausgangslicht zu erstellen, das von der zweiten Oberfläche (122) läuft, und das räumlich unterscheidbar ist von einem Ausgangslicht, das für ein Eingangslicht bei einer unterschiedlichen Wellenlänge erstellt wird; das Lichtrückkehrgerät (254) das Ausgangslicht an die zweite Oberfläche (122) zurückgibt, so dass das Ausgangslicht durch die zweite Oberfläche (122) geht und eine Mehrfachreflektion zwischen der ersten (124) und zweiten (122) Oberfläche erfährt; und die Linse (252) derart positioniert ist, dass das Ausgangslicht von der zweiten Oberfläche (122) an das Lichtrückkehrgerät (254) läuft durch Laufen von der zweiten Oberfläche (122) an die Linse (252) und dann fokussiert wird durch die Linse (252) auf das Lichtrückkehrgerät, das Ausgangslicht zurückkehrt von dem Lichtrückkehrgerät (254) an die zweite Oberfläche (122) durch Laufen von dem Lichtrückkehrgerät (254) zu der Linse (252) und dann durch die Linse (252) auf die zweite Oberfläche (122) gerichtet wird, und das Ausgangslicht, das von der zweiten Oberfläche (122) zu der Linse (252) läuft, senkrecht ist zu der zweiten Oberfläche (122) in der Draufsicht, und das zurückgekehrte Ausgangslicht, das von der Linse (252) zu der zweiten Oberfläche (122) läuft, senkrecht ist zu der zweiten Oberfläche (122) in der Draufsicht.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 28, wobei das Lichtrückkehrgerät (254) ein Spiegel ist.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 29, wobei das Ausgangslicht, das von der zweiten Oberfläche (122) läuft, durch die Linse (252) geht und fokussiert wird auf den Spiegel (254), so dass das Licht, das auf den Spiegel (254) einfällt, nicht senkrecht ist auf die Spiegeloberfläche.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) betriebsfähig ist zum Empfangen von Eingangslicht bei einer entsprechenden Wellenlänge und zum Erzeugen eines entsprechenden Ausgangslichts, das weg von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) in eine Richtung sich ausbreitet, die bestimmt wird durch die Wellenlänge des Eingangslichts, wobei das Ausgangslicht sich dabei weg von einer entsprechenden Oberfläche des virtuell abgebildeten Phasen-Arrays (240) ausbreitet.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, die betriebsfähig ist zum Empfangen von Eingangslicht bei einer entsprechenden Wellenlänge und das fokussiert wird auf eine Linie und umfassend: eine erste (124) und zweite (122) Oberfläche, die beabstandet voneinander sind; eine Einrichtung zum Hervorrufen des Eingangslichts zum Abstrahlen von der Linie, um eine Vielzahl von malen zwischen der ersten (124) und zweiten (122) Oberfläche reflektiert zu werden, und dabei eine Vielzahl von Lichtern, die durch die zweite Oberfläche durchzulassen sind, hervorzurufen, und zum Hervorrufen, dass die durchgelassenen Lichter miteinander interferieren, um ein Ausgangslicht zu produzieren, das weg von der zweiten Oberfläche (122) läuft, und das räumlich unterscheidbar ist von einem Ausgangslicht, das für ein Eingangslicht bei einer unterschiedlichen Welle produziert wird; wobei die Rückkehreinrichtung (254) das Ausgangslicht an die zweite Oberfläche (122) derart zurückgibt, dass das zurückgegebene Ausgangslicht durch die zweite Oberfläche (122) geht und eine Mehrfachreflektion zwischen der ersten (124) und zweiten (122) Oberfläche erfährt; und die Linse (252) derart positioniert ist, dass das Ausgangslicht von der zweiten Oberfläche (122) zu der Rückkehreinrichtung (254) läuft durch Laufen von der zweiten Oberfläche (122) zu der Linse (252) und dann von der Linse (252) fokussiert zu werden auf die Rückkehreinrichtung (254), das Ausgangslicht von der Rückkehreinrichtung (254) zu der zweiten Oberfläche (122) zurückkehrt durch Laufen von der Rückkehreinrichtung (254) zu der Linse (252) und dann gerichtet wird durch die Linse (252) auf die zweite Oberfläche (122), und das Ausgangslicht, das von der zweiten Oberfläche (122) zu der Linse (252) läuft, senkrecht ist auf die zweite Oberfläche (122) in der Draufsicht, und das zurückgekehrte Ausgangslicht, das von der Linse (252) zu der zweiten Oberfläche (122) läuft, senkrecht ist auf die zweite Oberfläche (122) in der Draufsicht.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) einen Durchlassbereich aufweist zum Empfangen von Licht in, und zum Ausgeben von Licht von, dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240), wobei das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) durch den Durchlassbereich ein Eingangslicht empfängt, das fokussiert wird in eine Linie und eine entsprechende Wellenlänge aufweist, und eine Mehrfachreflektion des Eingangslichts hervorruft, um eine Selbstinterferenz zu produzieren, die ein Ausgangslicht bildet, das von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) läuft und das räumlich unterscheidbar ist von einem Ausgangslicht, das für ein Eingangslicht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge gebildet ist; das Lichtrückkehrgerät (254) umfasst einen Spiegel; und die Linse fokussiert das Ausgangslicht, das gebildet wird durch den virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) auf dem Spiegel (254), wobei der Spiegel (254) das fokussierte Licht zurück zu der Linse (252) reflektiert, und die Linse (252) das reflektierte Ausgangslicht zurück auf das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) richtet, so dass das reflektierte Ausgangslicht eine Mehrfachreflektion in dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) erfährt, und dann ausgegeben wird von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) durch den Durchlassbereicht, und der Spiegel (254) derart geformt ist, dass die Vorrichtung eine konstante chromatische Dispersion bereitstellt.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 33, wobei das Ausgangslicht, das durch die Linse (252) fokussiert wird, einfallend ist auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), sobald bzw. wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel (254) derart geformt ist, dass die entsprechenden Oberflächenpunkte sich kontinuierlich von konvex auf konkav ändern, wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich von kürzer auf länger ändert.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 33, wobei das Ausgangslicht, das durch die Linse (252) fokussiert wird, einfallend ist auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel (254) derart geformt ist, dass die entsprechenden Oberflächenpunkte sich kontinuierlich von stärker konvex auf schwächer konvex ändern, wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich von kürzer auf länger ändert.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 33, wobei das Ausgangslicht, das durch die Linse (252) fokussiert wird, einfallend ist auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel (254) derart geformt ist, dass die entsprechenden Oberflächenpunkte sich kontinuierlich von schwächer konkav auf stärker konkav ändern, wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich von kürzer auf länger ändert.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 33, wobei der Spiegel (254) ein konkaves Teil und ein konvexes Teil aufweist, so dass das Ausgangslicht mit einer kürzeren Wellenlänge, als eine spezifische Wellenlänge, von dem konvexen Teil reflektiert wird und Ausgangslicht mit einer längeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, von dem konkaven Teil reflektiert wird.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 33, wobei das Ausgangslicht, das durch die Linse (252) fokussiert wird, einfallend ist auf einen unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel (254) ein flaches Teil aufweist, das sich kontinuierlich zu einem konkaven Teil ändert in Übereinstimmung mit einer Erhöhung in der Wellenlänge des Ausgangslichts über eine spezifische Wellenlänge, so dass das Ausgangslicht mit einer kürzeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, einfallend ist auf dem flachen Teil und Ausgangslicht mit einer längeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, einfallend ist auf dem konkaven Teil.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 33, wobei das Ausgangslicht, das durch die Linse (252) fokussiert wird, einfallend ist auf einem unterschiedlichen Oberflächenpunkt auf dem Spiegel (254), wenn die Wellenlänge des Ausgangslichts sich ändert, und der Spiegel (254) ein konvexes Teil aufweist, das sich kontinuierlich zu einem flachen Teil ändert in Übereinstimmung mit einer Erhöhung in der Wellenlänge des Ausgangslichts über eine spezifische Wellenlänge, so dass das Ausgangslicht mit einer kürzeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, einfallend ist auf dem konvexen Teil und Ausgangslicht mit einer längeren Wellenlänge, als die spezifische Wellenlänge, einfallend ist auf dem flachen Teil.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 1, wobei das Ausgangslicht, das von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) zu der Linse läuft, nicht mit dem zurückgekehrten Ausgangslicht überlappt, das von der Linse (252) zu dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) läuft.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 8, wobei das Ausgangslicht, das von dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) zu der Linse (252) läuft, nicht mit dem zurückgekehrten Ausgangslicht überlappt, das von der Linse (252) zu dem virtuell abgebildeten Phasen-Array (240) läuft.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 1, wobei die Linse (252) Licht fokussiert, wie gesehen werden kann von sowohl einer Draufsicht und einer Seitenansicht der Linse (252) und die gleiche Fokuslänge in der Draufsicht und in der Seitenansicht der Linse (252) aufweist.
Eine Vorrichtung wie in Anspruch 8, wobei die Linse (252) Licht fokussiert, wie gesehen werden kann von sowohl einer Draufsicht und einer Seitenansicht der Linse (252) und die gleiche Fokuslänge in der Draufsicht und in der Seitenansicht der Linse (252) aufweist.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, die betriebsfähig ist zum Empfangen von Eingangslicht und zum Produzieren eines räumlich unterscheidbaren Ausgangslichts, wobei die Vorrichtung umfasst: eine erste (124) und zweite (122) Oberfläche, die voneinander durch Luft getrennt sind, wobei die zweite Oberfläche (122) eine Reflektivität aufweist, die einem Teil des Lichts, das darauf auffällt, erlaubt, dort hindurch zu gehen, wobei die erste (124) und die zweite (122) Oberfläche positioniert sind, so dass das Eingangslicht reflektiert wird eine Vielzahl von malen zwischen der ersten (124) und zweiten (122) Oberfläche durch die Luft, um eine Vielzahl von Lichtern hervorzurufen, die durch die zweite Oberfläche (122) hindurchgehen, wobei die Vielzahl der durchgelassenen Lichter miteinander interferieren zum Erzeugen des Ausgangslichts, wobei das Eingangslicht bei einer entsprechenden Wellenlänge innerhalb eines kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen ist, und das Ausgangslicht räumlich unterscheidbar ist von einem Ausgangslicht, das für ein Eingangslicht mit irgendeiner anderen Wellenlänge innerhalb des kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen gebildet wird.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, die betriebsfähig ist zum Empfangen von wellenlängengemultiplextem Licht, umfassend mindestens zwei Träger, und zum Produzieren eines räumlich unterscheidbaren Ausgangslichts für jeden Träger, wobei die Vorrichtung umfasst: die erste (124) und zweite (122) Oberfläche, die voneinander getrennt sind durch Luft dazwischen, wobei die zweite Oberfläche (122) eine Reflektivität aufweist, die einem Teil des Lichts, das darauf auffällt, erlaubt, dahin durchzugehen, die erste (124) und die zweite (122) Oberfläche derart positioniert sind, dass das wellenlängengemultiplexte Licht eine Vielzahl von malen zwischen der ersten (124) und zweiten (122) Oberfläche durch die Luft reflektiert wird zum Hervorrufen einer Vielzahl von Lichtern, die durch die zweite Oberfläche (122) durchzulassen sind, wobei die Vielzahl der durchgelassenen Lichter miteinander interferieren zum Produzieren eines entsprechenden Ausgangslichts für jeden Träger des wellenlängengemultiplexten Lichts, wobei jeder Träger bei einer entsprechenden Wellenlänge innerhalb eines kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen ist, und das Ausgangslicht, das für einen entsprechenden Träger gebildet wird, räumlich unterscheidbar ist von einem Ausgangslicht, das für einen Träger mit einer anderen Wellenlänge innerhalb des kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen gebildet wird.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) umfasst: eine erste (124) und eine zweite (122) Oberfläche, die voneinander getrennt sind durch Luft dazwischen, wobei die zweite Oberfläche (122) eine Reflektivität aufweist, die bei einem Teil des Lichts, das darauf einfällt, hervorruft, dass es da durchgelassen wird, und wobei Eingangslicht mit einer entsprechenden Wellenlänge in eine Linie fokussiert wird, und die erste (124) und zweite (122) Oberfläche derart positioniert sind, dass das Eingangslicht von der Linie abstrahlt, um eine Vielzahl von malen zwischen der ersten (124) und der zweiten (122) Oberfläche durch die Luft reflektiert zu werden, und dabei eine Vielzahl von Lichter hervorruft, die durchzulassen sind durch die zweite Oberfläche (122), wobei die Vielzahl der durchgelassenen Lichter miteinander interferiert, zum Produzieren eines Ausgangslichts, das räumlich unterscheidbar ist von einem Ausgangslicht, das produziert wird für ein Eingangslicht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) umfasst: eine erste (124) und zweite (122) Oberfläche, die voneinander getrennt sind durch Luft dazwischen, wobei die zweite Oberfläche (122) eine Reflektivität aufweist, die bei einem Teil des Lichts, das darauf einfällt, hervorruft, dass es durchgelassen wird, und wobei Eingangslicht mit einer entsprechenden Wellenlänge in eine Linie fokussiert wird, und die erste (124) und zweite (122) Oberfläche derart positioniert sind, dass das Eingangslicht von der Linie abstrahlt, um eine Vielzahl von male zwischen der ersten (124) und zweiten (122) Oberfläche durch die Luft reflektiert zu werden, und dabei eine Vielzahl von Lichter hervorruft, die durch die zweite Oberfläche (122) durchzulassen sind, wobei jedes durchgelassene Licht mit jedem der anderen durchgelassenen Lichter interferiert, um ein Ausgangslicht zu produzieren, das räumlich unterscheidbar ist von einem Ausgangslicht, das produziert wird für ein Eingangslicht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, die betriebsfähig ist zum Empfangen von Eingangslicht mit einer entsprechenden Wellenlänge innerhalb eines kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen, wobei das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) umfasst: eine erste (124) und zweite (122) Oberfläche, die räumlich getrennt sind voneinander durch Luft dazwischen; und eine Einrichtung zum Hervorrufen einer Mehrfachreflektion des Eingangslichts zwischen der ersten (124) und zweiten (122) Oberfläche durch die Luft, um Selbstinterferenz zu produzieren, die Ausgangslicht bildet, und wobei das Ausgangslicht räumlich unterscheidbar ist von einem Ausgangslicht, das für ein Eingangslicht mit irgendeiner anderen Wellenlänge innerhalb des kontinuierlichen Bereichs von Wellenlängen gebildet wird.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, die betriebsfähig ist zum Empfangen von Eingangslicht mit einer entsprechenden Wellenlänge und fokussiert wird in eine Linie, wobei das virtuell abgebildete Phasen-Array (240) umfasst: eine erste (124) und zweite (122) Oberfläche, die durch Luft dazwischen beabstandet sind; und eine Einrichtung zum Hervorrufen, dass Eingangslicht abstrahlt von der Linie, um eine Vielzahl von malen zwischen der ersten (124) und zweiten (122) Oberfläche durch die Luft reflektiert zu werden, und dabei bei einer Vielzahl von Lichtern hervorzurufen, dass sie durch die zweite Oberfläche (122) durchgelassen werden, und zum Hervorrufen, dass die durchgelassenen Lichter miteinander interferieren, um ein Ausgangslicht zu produzieren, das räumlich unterscheidbar ist von einem Ausgangslicht, das für ein Eingangslicht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge produziert wird.