[发明专利]用于光调控的单块体腔

说明书

本发明涉及通过在由均质透明材料制成的单块体的至少两个反射表面上多次反射光辐射来调控所述光辐射的器件。该器件包括在块体表面上的第一区域和第二区域，以用于注入待调控的所述光辐射以及用于在调控之后提取所述光辐射。至少，反射表面中的一个是微结构化的，以进行确定的空间相位变换。

技术领域

本发明涉及通过一系列空间相位改变来调控光辐射的器件，每次空间相位改变之后接着是光辐射的自由传输。

本发明的技术领域涉及一种调控光辐射的集成紧凑的光学器件。

背景技术

在G.Labroille、P.Jian、N.Barré、B.Denolle以及J.Morizur于光纤通信会议上发表的文章“Mode Selective 10-Mode Multiplexer based on Multi-Plane LightConversion”，(OSA技术摘要(在线)(美国光学学会、2016年)、论文Th3E.5)中，以多通道腔的形式实现了一种用于调控光辐射的光学器件的实施方案。腔由反射镜和单个反射相位板形成。用于调控光辐射的连续的相位分布都印在单个反射相位板上。光辐射从单模光纤阵列(该单模光纤阵列形成器件的输入级)注入，然后在相位板与反射镜之间反射数次，最后从输出多模光纤(该输出多模光纤形成器件的输出级)提取。

为了获得功能性光学器件，将所有组件以其位置和取向的非常高的精度布置在公共支撑台上。组装这种器件的传统流程首先使用可调节的反射镜固定架或相位板安装台以到达最佳位置，然后通过粘合过程固定所述最佳位置，例如，利用紫外线粘合剂。更确切地说，反射镜和相位板以平行位置组装在支撑台上，以形成腔。入射光辐射从输入级的光纤注入到由此形成的腔中，并且在腔的输出处检测光辐射的强度。以所有可用的自由度精细地调节不同组件之间的相对位置和取向，以使检测到的光输出强度最大化。通过反射镜固定架和相位板安装台来暂时固定该最佳相对位置和取向。最后，应用粘合剂层以固定组件相对于支撑台的最佳位置。

这种方法具有一定的有效性，然而也存在几个缺点。与光场相互作用数次的组件(例如反射镜和相位板)，需要非常精确的位置、取向和稳定性。与所需位置或取向的最小偏差会在很大程度上影响校准的精度，并且对器件的正常工作具有重大影响。

粘合剂由于其热膨胀系数而具有某些限制。由于粘合剂的热膨胀不同于光学组件的热膨胀，校准的变化与温度相关。因此，通过粘合剂组装的器件对温度变化较为灵敏。另外，当在恶劣条件下不能很好地应用或使用粘合剂时，可能会发生分离。

本发明的目的在于通过紧凑的结构来克服在提高稳定性和抵抗性方面的上述缺点。本发明的又一目的是简化形成器件的光学组件的校准。最后，本发明可以实现光学器件的大批量制造。

发明内容

为了实现这些目的中的一个，本发明的目标提出了通过在由均质透明材料制成的单块体(monolithic block)的至少两个反射表面上多次反射光辐射来调控所述光辐射的器件，该器件包括：

-在所述块体的一个表面上的第一区域，所述第一区域用于注入待调控的所述光辐射，

-在所述块体的一个表面上的第二区域，所述第二区域用于在调控之后提取所述光辐射，

-至少一个反射表面是微结构化的，以对所述光辐射进行确定的空间相位变换。

这样的构造能够避免在反射部件上使用粘合剂，从而通过单个元件执行相位调控和反射。这样的构造还具有以下优点：与包括反射镜的器件相比，需要更少的接合表面。与反射镜相比，单块体的反射表面的位置准确性、取向和稳定性以及组装的简便性得到提高。

根据本发明的其他有利和非限制性特征，可以单独考虑或在任何技术上可行的组合中考虑以下特征：

·第一区域和第二区域是分开的且可互换的；

·第一区域和第二区域合并为一个区域；