[发明专利]用于在远程通信中进行光束路由的设备和方法

权利要求书

1.一种LCOS(硅上液晶)远程通信光束路由装置，所述光束路由装置包括：

光学输入；

多个光学输出；

在所述光学输入和所述光学输出之间的光路中的LCOS空间光调制器(SLM)，所述LCOS空间光调制器用于显示相息图；

数据处理器，所述数据处理器耦合至所述SLM，被配置以提供用于在所述SLM上显示所述相息图的相息图数据；

其中所述相息图数据限定相息图，所述相息图将来自所述光学输入的光束路由至选定的所述光学输出；

其中所述数据处理器被配置以输入用于限定所述选定的光学输出的路由数据并响应于所述路由数据计算用于路由所述光束的所述相息图数据；并且

其中所述数据处理器被配置以通过下述方式计算所述相息图数据：

确定所述相息图的初始相位图案；

计算所述相位图案的重放场；

修改所述重放场的振幅分量以表示用于所述光束路由的目标重放场，保持所述重放场的相位分量以提供经过更新的重放场；

对所述经过更新的重放场执行空间频率转换以确定用于所述相息图的经过更新的相位图案；

重复所述重放场的所述计算和更新以及所述空间频率转换的所述执行，直到用于显示的所述相息图被确定为止；以及

输出用于显示在所述LCOS SLM上的所述相息图数据。

2.根据权利要求1所述的LCOS远程通信装置，还包括以下步骤：

在所述计算所述重放场之前响应于用于限定所述硅上液晶(LCOS)SLM的响应的模型的数据修改所述相息图的所述相位图案。

3.根据权利要求1或2所述的LCOS远程通信装置，其中所述修改所述重放场的振幅分量的步骤包括：

在达到所述计算的重放场和所述目标重放场之间的差异的阈值水平之前，调整所述振幅分量以减少所述重复的迭代次数。

4.根据权利要求1、2或3所述的LCOS远程通信装置，其中所述修改所述重放场的振幅分量的步骤包括：

用所述目标重放场的振幅分量代替所述振幅分量。

5.根据前述权利要求中任一项所述的LCOS远程通信装置，其中所述数据处理器进一步被配置以通过由所述多个光学输出将所述目标重放场扩大到在所述重放场中限定的周界之外来计算所述相息图。

6.根据前述权利要求中任一项所述的LCOS远程通信装置，其中所述修改重放场的振幅分量的步骤包括：

补偿所述重放场中的包络振幅变化，所述振幅变化由来自所述LCOSSLM的单独的像素的光衍射图案产生。

7.根据前述权利要求中任一项所述的LCOS远程通信装置，其中所述数据处理器进一步被配置以通过监测至少一个所述光学输出上的光学信号水平并响应于所述监测来调整所述目标重放场而计算所述相息图，以优化经过路由的所述光束和所述光学输出之间的耦合。

8.根据前述权利要求中任一项所述的LCOS远程通信装置，所述LCOS远程通信装置采用偏振分集，其中所述装置还包括第二LCOSSLM、用于选择性地将具有不同偏振的光引导到不同的相应的所述SLM的光学系统、以及用于合并来自所述相应的SLM的具有不同偏振的所述光以提供一个或多个所述光学输出的光学系统，其中每个SLM显示相应的所述相息图。

9.根据权利要求8所述的LCOS远程通信装置，其中用于选择性地将具有不同偏振的所述光进行引导的所述光学系统和用于合并具有不同偏振的所述光的所述光学系统包括公共的依赖于偏振的分束器/合束器。

10.根据权利要求8或9所述的LCOS远程通信装置，其中所述SLM基本上不会改变从该SLM反射的所述光束的偏振。

11.一种光学远程通信光束路由的方法，所述方法包括下述步骤：

在LCOS SLM上显示相息图；

将输入光束提供至所述LCOS SLM；以及

用所述相息图衍射所述光束以提供从所述LCOS SLM衍射后的输出光束；

所述方法还包括下述步骤：

采用乒乓算法计算显示在所述SLM上的所述相息图。