[发明专利]光MIMO处理

权利要求书

1.一种光处理系统(500、520、600、1040、1101、1403、1503、1702)，所述光处理系统包括：

-在所述光处理系统的第一端处的通向多模光纤的接口；

-M个第一单模波导(505)，M>2，耦合到所述接口；

其中所述第一波导被布置为分别运载M个第一光信号；

-N个第二单模波导(506)，N>1，位于所述光处理系统的第二端处；其中所述第二波导被布置为分别运载N个第二光信号；其中所述N个第二光信号与由所述多模光纤所运载的N个模式相关联；以及

—光处理核心(503、504)，用于将所述第一光信号变换为所述第二光信号，以使得所述第二光信号之间的相关性相比所述第一光信号之间的相关性而减小；其中所述光处理核心(503、504)包括依次的两个或更多光处理级，每个光处理级包括被布置用于分别处理一对或多对单模波导的一个或多个光耦合器，由此将所述M个第一光信号中的一些光信号或者所有光信号相互耦合，以使得所述N个第二光信号中的至少一个光信号是所述M个第一光信号中的所述一些光信号或者所有光信号的线性组合。

2.根据权利要求1所述的光处理系统，其中所述两个或更多光处理级中的光处理级由多个单模级波导穿过；其中所述多个级波导在所述光处理级的第一端处耦合到所述M个第一波导中的至少三个波导，并且在所述光处理级的第二端处耦合到所述N个第二波导中的至少一个波导；其中所述一个或多个耦合器被布置为：使用旋转值θ在所述耦合器的第一端处混合所述多个级波导中的两个级波导上的两个输入光信号，以在所述耦合器的第二端处提供所述多个级波导中的所述两个级波导上的两个耦合的光信号。

3.根据权利要求2所述的光处理系统，其中如果所述两个输入光信号和所述两个耦合的光信号被考虑为形成笛卡尔坐标系的x和y轴，则所述一个或多个光耦合器被布置为：以所述旋转值θ来执行对所述两个输入光信号的旋转，以产生所述两个耦合的光信号。

4.根据权利要求2所述的光处理系统，其中所述第一光处理级包括在所述多个级波导中的一个级波导上的移相器，所述移相器被布置为：将所述多个级波导中的所述一个级波导上的光信号的相位移动相位值。

5.根据任一前述权利要求所述的光处理系统，其中

—N>2；

—所述光处理核心包括N-1个光处理级；并且

—每个光处理级包括M/2个或者更少的耦合器。

6.根据权利要求1所述的光处理系统，其中

—M大于或等于N；和/或

—N大于3或4或5或6或7或8或9或10。

7.根据权利要求1所述的光处理系统，其中

—所述M个第一光信号与在所述多模光纤的端面上的M个不同空间位置处的光场分布的对应M个样本相关联；并且

—所述N个第二光信号表示由所述多模光纤所运载的所述N个模式。

8.根据权利要求7所述的光处理系统，其中在所述M个样本与由所述多模光纤所运载的所述N个空间模式中的单个空间模式的光场分布相关联的条件下，所述光处理核心被布置为：

—将所述M个第一光信号组合为所述N个第二光信号中的单个光信号，和/或

—从所述N个第二光信号中的单个光信号生成所述M个第一光信号。

9.根据权利要求8所述的光处理系统，其中，对于所述N个空间模式中的每个单个空间模式，所述光处理核心被布置为：

—将所述M个第一光信号组合为所述N个第二光信号中的不同的单个光信号；和/或

—从所述N个第二光信号中的不同的单个光信号生成所述M个第一光信号。

10.根据权利要求4中的任一项所述的光处理系统，其中被称为所述光处理核心的一个或多个参数的所述一个或多个移相器的所述一个或多个相位值和/或所述一个或多个耦合器的所述一个或多个旋转值θ是可调整的。

11.根据权利要求10所述的光处理系统，进一步包括控制单元(1703)，所述控制单元被布置为确定所述光处理核心的所述一个或多个参数；其中基于所述N个第二光信号来确定所述一个或多个参数。