[发明专利]用于空间模分复用和解复用的基于铁电液晶相位调制器的偏振无关光复用和解复用系统

权利要求书

1.一种多模可重构光空间模式复用系统，所述系统包括：

第一光路，用于承载来自第一光输入的第一输入光束；

第二光路，用于承载来自第二光输入的第二输入光束；

合束器，用于组合来自所述第一光路和第二光路的光束，并提供合束光输出；

其中所述第一光路和第二光路中的至少一个是相位调制光路，并且包括偏振无关的可重构相位调制器，以对相位调制光路中的输入光束施加可控相位分布，以将所述输入光束的空间模式阶次从低阶空间模式可控地转换为高阶空间模式；以及

还包括：控制输入，用于控制所述偏振无关的可重构相位调制器配置所述可控相位分布，以改变所述输入光束的所述空间模式阶次的所述转换；

其中所述第一输入光束和所述第二输入光束组合为与所述第一输入光束和所述第二输入光束的偏振无关的多空间模式合束光纤输出；

其中利用所述控制输入来控制所述合束的空间模式的数量，以将所述合束中的空间模式的数量增加至分别多于所述第一输入光束和第二输入光束中的任一个中的空间模式的数量；

其中所述偏振无关的可重构相位调制器包括铁电液晶空间光调制器FLC SLM；以及

其中所述铁电液晶空间光调制器FLC SLM包括平铺该铁电液晶空间光调制器FLC SLM的有源区的4个像素，其中在该铁电液晶空间光调制器FLC SLM的每个象限中有一个像素。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述相位调制光路布置为承载多偏振光束，所述多偏振光束包括两种不同的偏振；以及

其中所述偏振无关的可重构相位调制器的相同或重叠区域接收并且调制所述多偏振光束的所述两种不同偏振。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述FLC SLM具有大于80°的切换角。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述FLC SLM具有90°的切换角。

5.根据权利要求1所述的系统，其中在器件的工作波长λ处，大于0.5，其中2θ是FLC材料的切换角，Δn是FLC材料的双折射率，d是在SLM中沿通过SLM的光传播方向的FLC材料的厚度，并且

6.根据权利要求5所述的系统，其中在器件的工作波长λ处，大于0.75。

7.根据权利要求6所述的系统，其中在器件的工作波长入处，大于0.9。

8.根据权利要求7所述的系统，其中在器件的工作波长入处，等于1。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述光输出能够耦合到多模光纤，其中所述像素响应于所述控制输入而配置所述可控相位分布，并且其中所述相位分布能够配置为选择多个相位分布中的一个，其中每个相位分布与所述多模光纤的相应空间LP模式相对应。

10.根据权利要求9所述的系统，还包括：控制器，响应于所述控制输入上的模式选择信号来选择所述多个相位分布中的一个，并且控制所述FLC SLM将所选择的相位分布施加在所述相位调制光路中的所述光束上，使得在所述光输出处，所述光束具有由所述模式选择信号选择的空间LP模式。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述可控相位分布具有四个相邻区域，每个区域在0相对相位延迟和π相对相位延迟之间可切换，以将任何偏振的LP01空间模式光束转换为任何偏振的LP11光束。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述可控相位分布配置为在所述合束空间输出中，在不将所述空间模式阶次从一个空间模式转换为另一个空间模式和将所述空间模式阶次从较低空间模式转换为较高空间模式阶次之间改变所述输入光束的所述空间模式阶次的所述转换。