[发明专利]基于微机电系统致动式垂直耦合器阵列的光束操纵系统

权利要求书

1.一种光束操纵系统(100)，其包括：

透镜(102)，其具有光学轴(A1)及焦平面(FP1)；及

可编程垂直耦合器阵列(104)，其包括：

衬底(114)；

耦合器阵列(112)，其是特征在于中心点(CP1)且具有多个耦合器行(CR)及多个耦合器列(CC)的二维阵列，其中所述阵列的每一耦合器包含耦合器波导(402)及经配置以将从所述耦合器波导接收的光学能量发射到自由空间中的垂直耦合元件(408)；

总线波导(202)，其安置在所述衬底上，所述总线波导具有用于接收第一光信号(120)的第一输入端口(IP1)；

多个行波导(204)，其安置在所述衬底上；及

交换网络(110)，其可操作用于控制第一光信号(120)从所述第一输入端口到其中所述阵列的任何耦合器的传播；

其中所述透镜及可编程垂直耦合器阵列经布置使得所述透镜接收由其中所述多个垂直耦合元件的每一垂直耦合元件发射的所述光学能量及向输出轴导引所述光学能量，所述输出轴是基于所述垂直耦合元件在所述可编程垂直耦合器阵列内的位置及所述透镜与所述可编程垂直耦合器阵列在至少一个维度上的第一相对位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述交换网络(504)包含：

行开关(504)，其包含用于从所述总线波导接收多个光信号(120-1到120-L)的多个输入端口，且其中所述行开关可操作用于将其中所述多个光信号的每一光信号导引到其中所述多个行波导的任何行波导；及

多个列开关(506)，其中所述多个列开关的每一列开关与其中所述多个行波导的不同行波导及其中所述多个耦合器行的不同耦合器行可操作地耦合，其中，其中所述多个列开关的每一列开关经配置以启用其相应行波导与其中所述多个耦合器行的其相应耦合器行的任何耦合器之间的光学耦合。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述交换网络(604)是无阻挡的，其中所述交换网络包含：

行开关(604)，其包含用于从所述总线波导接收多个光信号(120-1到120-L)的多个输入端口，且其中所述行开关可操作用于将其中所述多个光信号的每一光信号导引到其中所述多个行波导的任何行波导；及

多个列开关(606)，其中所述多个列开关的每一列开关通过第二多个波导(204(1,1)到204(1,P)与所述行开关可操作地耦合，其中，其中所述多个列开关的每一列开关经配置以启用其相应第二多个行波导中的每一者与其中所述多个耦合器行的其相应耦合器行的任何耦合器之间的光学耦合；

其中所述第一多个行波导包含每一第二多个行波导。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述透镜是从由以下各者组成的群组选出：单个透镜、复合透镜；远心透镜；望远镜；及手机镜头。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，其中所述阵列的至少一个耦合器经配置以至少部分校正所述透镜的像差。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述交换网络包含：

行开关(116)，其中所述行开关包含所述第一输入端口及第一多个MEMS光学开关(206)，其中所述第一多个MEMS光学开关的每一MEMS光学开关与所述总线波导及其中所述多个行波导的不同行波导可操作地耦合且具有：(1)其中所述总线波导从其相应行波导光学解耦的第一状态；及(2)其中所述总线波导与其相应行波导光学耦合的第二状态；及

列开关(118)，其包含多个列开关阵列(208)，其中，其中所述多个列开关阵列的每一列开关阵列包含第二多个MEMS光学开关(210)，其中所述第二多个MEMS光学开关的每一MEMS光学开关与其中所述多个行波导的不同行波导及其相应耦合器列的不同耦合器可操作地耦合且具有：(1)其中其相应行波导从其相应耦合器光学解耦的第一状态；及(2)其中其相应行波导与其相应耦合器光学耦合的第二状态。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，其中所述多个列开关阵列的至少一个列开关阵列的所述第二多个MEMS光学开关经配置使得其全都是用同一控制信号来控制。