[发明专利]微光学列阵元件

说明书

本申请提供一种微光学列阵元件，微光学列阵元件形成有四个光栅单元，四个光栅单元沿第一方向及第二方向呈矩阵状分布，每一光栅单元包括第一透明区域、第一子光栅、第二子光栅及第三子光栅，第一透明区域、第一子光栅、第二子光栅及第三子光栅沿所述第一方向及第二方向呈矩阵状分布，且每一光栅单元中的子光栅的空间周期不同，以使得入射至微光学列阵元件的入射光按照二维PS变换所需的方向输出。通过上述方式，本申请能够解决目前二维PS变换光学实现装置复杂、光能利用率低、难以级连的问题。

技术领域

本申请涉及二元光学衍射技术领域，尤其涉及一种微光学列阵元件。

背景技术

三维Omega光互连网络作为一种经典的自由空间光网络，具有高速、并行处理、无干扰、宽带宽、结构紧凑、成本低廉等无可比拟的优点，在光通信和并行计算机领域具有重大潜在应用。而其中的二维完全洗牌变换(Perfect Shuffle，PS)作为光互连的基本变换网络，通过级连或组合，可以实现任意变换，因此具有重要的学术意义和应用价值，引起人们极大的兴趣。

近年来，国内外学者提出多种实现二维PS变换的方法，比如，透镜-棱镜组合系统法、衍射光栅法和计算全息元件法、光电子器件法以及多块微光学元件级连法等。

现有技术中的这些方法实现二维PS变换用于构建三维Omega光互连网络时，不同程度地存在光学实现装置复杂、光能利用率低、级连难度大等一些实际问题而难以集成化、实用化。

发明内容

本申请实施例的目的在于提出一种微光学列阵元件，能够解决现有技术中实现二维完全洗牌变换的光学实现装置复杂、光能利用率低、级连难度大等技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种微光学列阵元件，所述微光学列阵元件形成有四个光栅单元，所述四个光栅单元沿第一方向及第二方向呈矩阵状分布，每一所述光栅单元包括第一透明区域、第一子光栅、第二子光栅及第三子光栅，所述第一透明区域、所述第一子光栅、所述第二子光栅及所述第三子光栅沿所述第一方向及所述第二方向呈矩阵状分布，且每一所述光栅单元中的子光栅的空间周期不同，以使得入射至所述微光学列阵元件的入射光按照二维PS变换所需的方向输出。

其中，所述第一子光栅中形成有第一刻槽，所述第二子光栅中形成有第二刻槽，所述第三子光栅中形成有第三刻槽，所述第一刻槽、所述第二刻槽及所述第三刻槽的延伸方向不同。

其中，所述第一刻槽沿所述第一方向延伸，所述第二刻槽沿所述第二方向延伸，所述第三刻槽沿第三方向延伸，所述第三方向分别与所述第一方向及所述第二方向呈交叉设置。

其中，所述四个光栅单元中的每一个与相邻的一个光栅单元相对于第一轴线呈对称设置，且与相邻的另一个光栅单元相对于第二轴线呈对称设置，所述第一轴线沿所述第一方向延伸，所述第二轴线沿所述第二方向延伸。

其中，所述第一方向与所述第二方向相互垂直，所述第三方向垂直于所述第三子光栅的对角线方向。

其中，所述第一子光栅、所述第二子光栅及所述第三子光栅为闪耀光栅。

其中，所述第一透明区域、所述第一子光栅、所述第二子光栅及所述第三子光栅为边长相同的正方形。

其中，所述第一子光栅、所述第二子光栅及所述第三子光栅的空间周期决定于各自子光栅的边长以及和接收从所述第一子光栅、所述第二子光栅及所述第三子光栅出射光光信号的输出面的距离。

其中，所述第一子光栅、所述第二子光栅及所述第三子光栅的空间周期分别为：