[发明专利]基于空间分束的光学MEMS干涉仪

权利要求书

1.一种光学MEMS干涉仪，包括：

空间分束器，光学耦合为接收输入光束，并且可操作为将所述输入光束空间分束成第一干涉仪光束和第二干涉仪光束，而所述第一干涉仪光束和所述第二干涉仪光束两者均不在形成所述空间分束器的介质内传播，所述空间分束器进一步用于将所述第一干涉仪光束向第一干涉仪臂引导并且将所述第二干涉仪光束向第二干涉仪臂引导；

空间合束器，光学耦合到所述第一干涉仪臂以接收所述第一干涉仪光束并且光学耦合到所述第二干涉仪臂以接收所述第二干涉仪光束，并且可操作为将所述第一干涉仪光束和所述第二干涉仪光束空间合束以产生输出；

可移动镜，在所述第二干涉仪臂内，并且光学耦合为接收所述第二干涉仪光束并且将所述第二干涉仪光束向所述空间合束器反射；以及

MEMS致动器，耦合到所述可移动镜以引起所述可移动镜的位移，由此产生所述第一干涉仪光束和所述第二干涉仪光束之间的光学路径差；

其中所述输入光束、所述第一干涉仪光束和所述第二干涉仪光束以及输出光束中的每个光束在不同于所述空间分束器的空间分束器介质和所述空间合束器的空间合束器介质的传播介质内传播；

其中所述空间分束器、所述空间合束器、所述可移动镜以及所述MEMS致动器单片集成在相同基板之上；

其中所述空间合束器与所述空间分束器分离，使得所述空间合束器和所述空间分束器是非邻近的。

2.根据权利要求1所述的光学MEMS干涉仪，进一步包括：

检测器，光学耦合为接收来自所述空间合束器的所述输出，并且可操作为检测作为所述第一干涉仪光束和所述第二干涉仪光束之间的干涉的结果而产生的干涉图样。

3.根据权利要求1所述的光学MEMS干涉仪，其中所述空间分束器包括具有至少一个反射表面的截断分束器，所述至少一个反射表面定向为相对于所述输入光束的传播方向成非正交的角度，使得所述第一干涉仪光束和所述第二干涉仪光束中的至少一个光束从所述至少一个反射表面反射。

4.根据权利要求3所述的光学MEMS干涉仪，其中：

所述至少一个反射表面包括倾斜反射表面；

所述输入光束的第一部分传播经过所述截断分束器而未入射在所述截断分束器上，以形成所述第二干涉仪光束；并且

所述输入光束的第二部分从所述截断分束器的所述倾斜反射表面反射，以形成所述第一干涉仪光束。

5.根据权利要求4所述的光学MEMS干涉仪，其中所述至少一个反射表面进一步包括第二反射表面，所述第二反射表面光学耦合为接收从所述可移动镜反射的所述第二干涉仪光束并且将所述第二干涉仪光束向所述空间合束器反射。

6.根据权利要求3所述的光学MEMS干涉仪，其中所述至少一个反射表面包括第一反射表面和第二反射表面，每个反射表面均相对于所述输入光束的所述传播方向定向成使得所述输入光束的第一部分从所述第一反射表面反射以形成所述第一干涉仪光束并且所述输入光束的第二部分从所述第二反射表面反射以形成所述第二干涉仪光束。

7.根据权利要求6所述的光学MEMS干涉仪，其中所述第一反射表面和所述第二反射表面在所述第一反射表面和所述第二反射表面的共享边缘处耦合，所述截断分束器被定位为使得所述共享边缘被对准为接收所述输入光束的中心的至少一部分。

8.根据权利要求3所述的光学MEMS干涉仪，其中所述第一干涉仪光束和所述第二干涉仪光束之间的分束比由所述输入光束的中心的相对于所述至少一个反射表面的位置来控制。

9.根据权利要求1所述的光学MEMS干涉仪，其中所述空间分束器包括用于产生所述第一干涉仪光束和所述第二干涉仪光束的中空多模干涉MMI波导。

10.根据权利要求9所述的光学MEMS干涉仪，其中所述MMI波导具有长度，所述长度具有使得所述输入光束能够复制为所述第一干涉仪光束和所述第二干涉仪光束的距离，所述第一干涉仪光束和所述第二干涉仪光束均具有所述输入光束的一半光束功率。