[发明专利]自由空间光学互连网络与输入接口

权利要求书

1．一种由节点级和互连级组成的自由空间光学互连网络，节点级上节点扇入和扇出为2，其特征在于节点级之间的互连关系为：其中K为网络输入端口序号，K′为网络输出端口序号，取值为0,1,2,…,N-1；输入端口光束点阵数目N为2～1000。

2．一种用于构成权利要求1所述光学互连网络的光学系统，其节点级以灵巧象元FET-SEED或CMOS-SEED作为光开关节点列阵器件，互连级包括半导体激光准直、纠形、输入泵浦光系统，对称离轴光学4F成像系统，级联系统，光轴纠正光楔和时钟偏置光束列阵泵浦系统，其特征在于：

(1)所述级联系统包括置于对称离轴光学4F成像系统光阑平面上的1×2二元位相计算全息光栅以及对称离轴光学4F成像光阑平面和输出透镜之间的光学组合件；

(2)所述级联系统的1×2二元位相计算全息光栅为条纹状光栅，其光栅周期常数为P，光栅位相深度为D， P = 2 Fλ Nd 0 , D = λ 2 ( n - 1 ) ]]>其中N为输入端口光束点阵数，输入端口相邻两光点间距d₀为5um-2000um，对称离轴光学4F成像系统透镜焦距F为5mm-50mm，入射光波长入为0.2um-20um,n为光栅材料折射率。

(3)所述级联系统的光学组合件由两块柱面透镜组成，将光束列阵在x方向的衍射角压缩一倍。

3．如权利要求2所述的光学系统，其特征在于所述对称离轴光学4F成像系统输出透镜和光阑平面之间距离可为透镜焦距F的1.2-2.0倍。

4．如权利要求2或3所述的光学系统，其特征在于该光学系统配备由照明光源CCD摄像装置组成的照明及监测系统，照明光源可以是白炽灯或发光二极管，照射在成像平面上，用CCD摄像装置对成像平面的光斑点阵和光开关节点列阵器件的窗口进行监测和调试。

5．如权利要求2或3所述的光学系统，其特征在于其体系结构采用封闭埋入式磁导轨结构，各部分分别封闭在钢管内，再埋入磁导轨中形成模块式结构，各部分之间采用-对光楔准确调整光轴。

6．如权利要求4所述的光学系统，其特征在于其体系结构采用封闭埋入式磁导轨结构，各部分分别封闭在钢管内，再埋入磁导轨中形成模块式结构，各部分之间采用一对光楔准确调整光轴。

7．一种用于权利要求1所述的光学互连网络的输入接口，由自电光效应空间光调制器SEED、灵巧象元FET-SEED或CMOS-SEED作为光开关节点列阵器件，半导体激光准直、纠形、输入泵浦光系统，对称离轴光学4F成像系统，光轴纠正光楔和时钟偏置光束列阵泵浦系统构成，其特征在于：

(1)在所述对称离轴光学4F成像系统两透镜之间光阑平面上放置一片1×4二元位相光栅，序号0-N-2光学载波信道在成像面上相邻两光点间距d₀，序号N-1与序号N-2光学载波信道在成像面上的光点间距d₁，所述1×4二元位相光栅衍射角使得d₀≠d₁；

(2)开关节点列阵器件接收窗口与所述成像面上扇入为2非均匀排列的2N个光点严格对准，其输出窗口保持均匀间距排列。

8．如权利要求7所述的输入接口，其特征在于该输入接口配备由照明光源和CCD摄像装置组成的照明及监测系统，照明光源可以是白炽灯或发光二极管，照射在成像平面上，用CCD摄像装置对成像平面的光斑点阵和光开关节点列阵器件的窗口进行监测和调试。

9．如权利要求7或8所述的输入接口，其特征在于其体系结构采用封闭埋入式磁导轨结构，各部分分别封闭在钢管内，再埋入磁导轨中形成模块式结构，各部分之间采用一对光楔准确调整光轴。