具有相移元件的光学系统技术方案

公开了用于具有相移元件的光学系统的配置。该光学系统可包括向第二波导提供光的第一波导，该第二波导可以是平板波导。相移元件可设置在该平板波导上并且可被加热以引起该平板波导的温度变化。通过升高该平板波导的传播区域的温度，该平板波导的该传播区域的折射率可偏移，从而导致传播穿过该传播区域的光的折射率偏移，从而使该光的相位偏移。这可产生能够使光相移以减少相干噪声同时节能并维持小形状因子的光学部件。形状因子的光学部件。形状因子的光学部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有相移元件的光学系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利合作条约专利申请要求2021年7月27日提交的名称为“Optical System with Phase Shifting Elements”的美国非临时专利申请第17/386,362号和2020年9月24日提交的名称为“Optical System with Phase Shifting Elements”的美国临时专利申请第63/082,909号的优先权，这两个专利的公开内容全文据此以引用方式并入本文。


[0003]本公开整体涉及具有发射和接收光源、波导和漫射器的光学系统。更具体地，本文的实施方案涉及一种用于使用多个单独控制的相移元件来改变光的波前的相位的光学系统。

技术介绍

[0004]一般来讲，光学系统可采用多个光源来测量各种类型的信息或用于日常设备(诸如全球定位系统手表、扫描仪、深度感测系统、投影系统等)中。在一些示例中，光学系统可采用光可穿过的自由空间漫射器以便减少相干噪声干扰。例如，用于投影系统中的激光投影仪可采用漫射器来减少具有产生噪声的空间干涉图案的光。这种空间干涉图案可在图像中产生颗粒度和/或在光信号中产生干扰，因此使图像和/或光信号模糊。

技术实现思路

[0005]本公开中描述的系统、设备、方法和装置的实施方案涉及一种用于对光进行相移以减少相干噪声的光学系统。还描述了涉及同时使用片上漫射器和去相干光来减轻相干噪声的系统、设备、方法和装置。光学系统可包括第一波导，诸如条形波导；第二波导，诸如光学地耦合到该条形波导的平板波导；反射元件；以及相移元件。在一些示例中，反射元件可以是抛物线形的并且提供准直光。在一些示例中，相移元件可以是金属垫，其可通过将电流施加到金属垫来加热。该相移元件可设置在光可传播穿过的平板波导上。随着相移元件在热量上增加，平板波导的局部部分在温度上也可升高，并且折射率可偏移。平板波导的传播区域的折射率的偏移可导致光的相位偏移。
[0006]在一些示例中，本公开描述了一种光学系统。该光学系统可包括：第一波导，该第一波导被配置为提供光；第二波导，该第二波导被光学地耦合到第一波导并且被配置为接收来自第一波导的光；反射元件，该反射元件被配置为反射光；以及多个相移元件，该多个相移元件被配置为使光的第一部分相移第一相位并且使光的第二部分相移与第一相位不同的第二相位。在一些示例中，反射元件具有抛物线形状以准直所反射的光，多个相移元件使光的第一部分和光的第二部分相移，从而局部地改变第二波导的折射率，该多个相移元件提供光的第一部分和第二部分的随机化相移，并且第一相移和第二相移与不同相干噪声视图相关联。
[0007]在一些示例中，反射元件可以是金属涂覆表面。在一些示例中，多个相移元件是金
属垫。在一些示例中，多个相移元件沿着所有多个相移元件所在的平面的两个轴与最近相邻者偏置。在一些示例中，光的第一部分被多个相移元件中的第一相移元件相移，并且光的第二部分被多个相移元件中的第一相移元件和第二相移元件相移。在一些示例中，通过改变多个相移元件中的对应相移元件的温度来使光的第一部分相移。在一些示例中，对应相移元件的温度的变化局部地改变平板波导的一部分的折射率。
[0008]在一些示例中，本公开描述了一种提供随机相移光的光学系统。该光学系统可包括条形波导，该条形波导被配置为发射光；平板波导，该平板波导光学地耦合到条形波导并且定位成接收来自条形波导的光；反射元件，该反射元件光学地耦合到平板波导的边缘并且定位于该边缘上并被配置为接收来自平板波导的光并反射光，并且该光学系统可包括多个相移元件，该多个相移元件设置在平板波导上并可被配置为使光的第一部分相移第一相位并且使光的第二部分相移第二相位。在一些示例中，平板波导可包括第一披覆层、传播区域和第二披覆层，其中多个相移元件设置在第一披覆层上以使传播穿过平板波导的光相移。在一些示例中，光的第一部分在第一相移元件附近传播，并且光的第二部分在与第一相移元件不同的第二相移元件附近传播。
[0009]在一些示例中，多个相移元件中的每个相移元件可以是金属垫。在一些示例中，多个相移元件中的第一相移元件和多个相移元件中的第二相移元件，其中第一相移元件和第二相移元件是最近相邻者，第一相移元件和第二相移元件都位于平面中，并且第一相移元件在第一相移元件和第二相移元件所在的平面的一个维度上与第二相移元件部分重叠。在一些示例中，电流源被配置为将随机电流施加到多个相移元件，从而改变多个相移元件的温度。在一些示例中，反射元件是抛物线形的并被配置为反射光，使得光的波前是平面波。
[0010]在一些示例中，本公开描述了一种用于提供具有光的随机化相移的波前的方法。该方法可包括：将光从第一波导发射到第二波导中；从反射元件反射光，该反射元件准直光并且被定位于第二波导的边缘处；使用第一相移元件使光的第一部分的相位偏移第一相位；以及使用第二相移元件使光的第二部分的相位偏移与第一相位不同的第二相位。在一些示例中，使光的第一部分和光的第二部分的相位偏移可包括将第一相移元件加热到第一温度并且将第二相移元件加热到与第一温度不同的第二温度。在一些示例中，将第一相移元件加热到第一温度可包括将第一电流施加到第一相移元件；以及将第二相移元件加热到第二温度可包括将第二电流施加到所述第二相移元件；其中第二电流与第一电流不同。在一些示例中，加热第一相移元件改变第二波导的折射率，并且加热第二相移元件改变第二波导的折射率。在一些示例中，当光的第一部分在多个相移元件附近传播时，第一相位至少部分地基于第二波导的折射率偏移。在一些示例中，将独特电流施加到第一相移元件和第二相移元件可加热第一相移元件和第二相移元件。在一些示例中，该方法可包括将第一电流施加到第一相移元件并且将第二电流施加到第二相移元件，其中第一电流和第二电流是不同的，并且第一相移元件和第二相移元件是单独可控的。在一些示例中，该方法可包括将第一时间随机化电流施加到第一相移元件，并且将第二时间随机化电流施加到第二相移元件。
[0011]除了上述示例性方面和实施方案之外，参考附图并通过研究以下描述，更多方面和实施方案将为显而易见的。
附图说明
[0012]图1示出了分光系统的示例。
[0013]图2示出了具有有源漫射元件的光学系统。
[0014]图3示出了与自由空间漫射器交会的光。
[0015]图4A至图4E示出了用于使光相移的光学系统的多种配置。
[0016]图5示出了具有相移元件的光学部件的横截面。
[0017]附图中的交叉影线或阴影的用途通常被提供以阐明相邻元件之间的边界并还有利于附图的易读性。因此，存在或不存在无交叉影线或阴影均不表示或指示对特定材料、材料特性、元件比例、元件尺寸、类似图示元件的共同性或在附图中所示的任何元件的任何其他特征、属性、或特性的任何偏好或要求。
[0018]应当理解，各个特征部和元件(以及其集合和分组)的比例和尺寸(相对的或绝对的)以及其间呈现的界限、间距和位置关系在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学系统，所述光学系统包括：第一波导，所述第一波导被配置为提供光；第二波导，所述第二波导光学地耦合到所述第一波导并被配置为接收来自所述第一波导的所述光；反射元件，所述反射元件被配置为反射所述光；和多个相移元件，所述多个相移元件被配置为：使所述光的第一部分相移第一相位；以及使所述光的第二部分相移与所述第一相位不同的第二相位。2.根据权利要求1所述的光学系统，其中：所述反射元件具有抛物线形状以准直所反射的光；所述多个相移元件通过局部地改变所述第二波导的折射率来使光的所述第一部分和光的所述第二部分相移；所述多个相移元件提供随机化相移；并且所述第一相移和所述第二相移与不同相干噪声视图相关联。3.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述反射元件包括金属涂覆表面。4.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述多个相移元件是金属垫。5.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述多个相移元件沿着所述多个相移元件中的所有相移元件所在的平面的两个轴线与最近相邻者偏置。6.根据权利要求1所述的光学系统，其中：光的所述第一部分被所述多个相移元件中的第一相移元件相移；并且光的所述第二部分被所述多个相移元件中的所述第一相移元件和第二相移元件相移。7.根据权利要求1所述的光学系统，其中通过改变所述多个相移元件中的对应相移元件的温度来使光的所述第一部分相移。8.根据权利要求7所述的光学系统，其中：所述第二波导是平板波导；并且所述对应相移元件的所述温度的变化局部地改变所述平板波导的一部分的折射率。9.一种提供随机相移光的光学系统，所述光学系统包括：条形波导，所述条形波导被配置为发射光；平板波导，所述平板波导光学地耦合到所述条形波导并且定位成接收来自所述条形波导的所述光；反射元件，所述反射元件光学地耦合到所述平板波导的边缘并且定位于所述边缘上并被配置为：接收来自所述平板波导的所述光；以及反射所述光；和多个相移元件，所述多个相移元件设置在所述平板波导上并被配置为：使所述光的第一部分相移第一相位；以及使所述光的第二部分相移第二相位。10.根据权利要求9所述的光学系统，其中：所述平板波导包括：
第一披覆层；传播区域；和第二披覆层；并且所述多个相移元件设置在所述第一披覆层上，以使传播穿过所述平板波导的光相移。11.根据权利要求9所述的光学系统，其中：光的所述第一部分在第一相移元件附近传播；并且光的所述第二部分在与所述第一相移元件不同的第二相移元件附近传播。12.根据权利要求9所述的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂湧铭，A，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：