[发明专利]集成光束转向系统

权利要求书

1.一种集成光束转向系统，包括：

光学波导结构；

光学路由系统；以及

光学准直器，

其中所述光学路由系统包括：

至少一个光学开关，被配置为向所述路由系统提供针对光学信号的光学输入；

第一多个光学开关，被配置为提供来自所述路由系统的多个光学输出；

第二多个光学开关，以多级二叉树级联阵列被布置在输入光学开关与输出光学开关之间，在所述多级二叉树级联阵列中在所述阵列中的每个连续级别处，光学开关的输出被耦合到光学开关的输入，

其中所述光学路由系统中的所述光学开关中的每个光学开关包括马赫-曾德尔干涉仪，所述马赫-曾德尔干涉仪位于两个定向光学耦合器之间，并且每个开关被配置有通过所述马赫-曾德尔干涉仪和所述定向光学耦合器的两条路径，

其中每个光学开关包括电源，所述电源被配置为向所述马赫-曾德尔干涉仪中的路径施加电压，从而利用所施加的所述电压将相位改变赋予在所述路径中传播的光，

其中所述光学路由系统通过所述电源的操作可控制，以将到所述路由系统的所述输入光学信号切换到来自所述路由系统的所述光学输出中的任一光学输出，以及

其中所述光学波导结构包括：

光子晶体纳米结构，包括多个纳米元件，所述多个纳米元件至少部分地被布置为晶格配置并且具有一个或多个输入表面和凹形输出表面，所述纳米元件的参数被选择以针对没有传播模式的预先确定的波长范围产生光子带隙；

多个波导，被设置在所述纳米结构中，其中每个波导包括通过在所述晶格中沿着路径缺少纳米元件而形成的负空间，以在所述光子带隙内生成传播带；

到相应的所述多个波导的多个输入，所述输入被设置在所述纳米结构的所述一个或多个输入表面上，其中在输入处接收的所述传播带中的光以全内反射在相应的波导中传播；以及

来自相应的所述多个波导的多个输出，其中所述波导中的一个或多个波导包括具有曲线部分的波导路径，并且所述波导路径中的每个波导路径位于所述纳米结构中，使得所述输出中的每个输出被配置为正交于所述凹形输出表面。

2.根据权利要求1所述的集成光束转向系统，其中每个光学开关包括2×2光学开关，所述2×2光学开关包括两个输入端口和两个输出端口。

3.根据权利要求1所述的集成光束转向系统，其中所述定向光学耦合器是3dB耦合器。

4.根据权利要求1所述的集成光束转向系统，还包括布置在所述光学路由系统中的控制器，所述控制器被配置为将控制信号传输给所述电源。

5.根据权利要求4所述的集成光束转向系统，其中所述控制器被操作以便所述光学路由系统作为交换结构来执行。

6.根据权利要求1所述的集成光束转向系统，其中所述光学开关中的一个或多个光学开关作为可变衰减器被操作。