(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒質（４１２）へ伝搬した光信号に対する前記媒質（４１２）の作用を補正するデバイス（１００）を構成する方法（２００）であって、
前記デバイス（１００）は少なくとも３つの光学素子（１０６１〜１０６ｎ）を含むものとし、前記光学素子の空間位相プロファイルは個々に調節可能であるものとし、
前記方法（２００）は以下の工程：
−  前記媒質（４１２）へ第一光信号（４０８）を伝搬させる工程（２０６）であって、いわゆる無秩序信号（４１４）を提供する前記伝搬工程（２０６）；
−  前記デバイス（１００）へ前記無秩序信号（４１４）を伝搬させる工程（２１０）；
−  前記デバイス（１００）へ、参照信号と呼ばれる第二光信号（４１０）を伝搬させる工程（２１０）であって、前記参照信号（４１０）が前記第一信号（４０８）と同一である、前記伝搬工程（２１０）；及び
−  前記無秩序信号（４１４）と前記参照信号（４１０）との間の干渉を最適化する工程（２１２）；
を含むものとし、
前記最適化工程（２１２）は、各々の前記光学素子（１０６１〜１０６ｎ）について以下の工程：
−  考慮された光学素子のレベルで前記無秩序信号（４１４）と前記参照信号（４１０）との間の少なくとも１つの干渉パラメーターを測定する工程（２１４）と；
−  前記干渉パラメーターに応じて、前記の考慮された光学素子（１０６１〜１０６ｎ）の位相プロファイルを修正する工程（２１６）と；
の少なくとも１つの繰り返しを含むものとする、前記方法。
【請求項２】
干渉パラメーターを測定する工程（２１４）が、各光学素子について：
−  各光学素子（１０６１〜１０６ｎ）のいくつかの領域についての干渉パラメーター；及び/又は
−  各光学素子（１０６１〜１０６ｎ）のピクセル（５０２１〜５２０ｐ）毎の干渉パラメーター；及び/又は
−  光学素子（１０６１〜１０６ｎ）全体についての干渉パラメーター；
を測定する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
干渉パラメーターが、参照信号（４１０）及び無秩序信号（４１４）の干渉により得られる干渉信号の強度に対するパラメーター（６０４１〜６０４ｐ）を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
光学素子（１０６１〜１０６ｎ）の空間位相プロファイルを修正する工程（２１６）が、前記光学素子（１０６１〜１０６ｎ）の少なくとも１つの領域及び/又は少なくとも１つのピクセル（５０２１〜５２０ｐ）によって光信号へ付与される位相遅れを修正することを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
参照信号（４１０）をデバイス（１００）へ伝搬させる前に、前記参照信号（４１０）を位相変調（２０８）する工程をも含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
参照信号（４１０）と無秩序信号（４１４）との間の干渉ビジビリティーパラメーターを測定する工程（２２０）をも含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
最適化工程（２１２）を、補正デバイス（１００）の各光学素子（１０６１〜１０６ｎ）について次々と実現する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
固有の光信号（４０４）から第一信号（４０８）及び参照信号（４１０）を発生させる工程（２０２）をも含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
固有の光信号（４０４）を空間的に変調する工程（２０３）を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法の工程を実施する命令を含むコンピュータープログラムであって、コンピューター又は演算手段により実行される、前記コンピュータープログラム。
【請求項１１】
媒質（４１２）へ伝搬した光信号に対する前記媒質（４１２）の作用を補正するデバイス（１００）であって、前記デバイス（１００）は少なくとも３つの光学素子（１０６１〜１０６ｎ）を含み、そして、前記光学素子（１０６１〜１０６ｎ）の空間位相プロファイルが、個々に調節可能であり且つ請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法（２００）により構成される、前記デバイス。
【請求項１２】
少なくとも１つの光学素子（１０６１〜１０６ｎ）が、空間光変調器又は可変ミラーである、請求項１１に記載のデバイス（１００）。
【請求項１３】
媒質（４１２）へ伝搬した光信号に対する前記媒質（４１２）の作用を補正する方法（３００）であって、前記方法（３００）は、少なくとも３つの光学素子（１０６１〜１０６ｎ）を含むデバイス（１００）の実施を含むものとし、前記光学素子（１０６１〜１０６ｎ）の空間プロファイルは個々に調節可能であるものとし、そして、
前記方法が：
−  請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法（２００）による前記デバイスを構成する構成段階（３０２）；及び
−  前記較正デバイス（１００）によって前記信号を補正する補正段階（３０４）；
を含むものとする、前記方法。
【請求項１４】
補正段階（３０４）の間に媒質（４１２）において変化が生じる場合に、デバイス（１００）の構成を調節する少なくとも１つの調節工程（３０８）をも含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
媒質（４１２）へ伝搬した光信号に対する前記媒質（４１２）の作用を補正するデバイス（１００）を構成するシステム（４００）であって、前記デバイス（１００）は、少なくとも３つの光学素子（１０６１〜１０６ｎ）を含むものとし、前記光学素子（１０６１〜１０６ｎ）の空間位相プロファイルは、個々に調節可能であるものとし、そして、
前記システム（４００）は：
−  いわゆる無秩序信号（４１４）を提供する前記媒質（４１２）へ、第一光信号（４０８）を伝搬させる手段（４０６）；
−  前記デバイス（１００）へ前記無秩序信号（４１４）を伝搬させる手段；
−  前記デバイス（１００）へ、参照信号と呼ばれる第二光信号（４１０）を伝搬させる手段（４０６，４１８，４２０）であって、前記参照信号（４１０）が前記第一信号と同一である、前記伝搬手段（４０６，４１８，４２０）；
−  前記無秩序信号（４１４）と前記参照信号（４１０）との間の干渉パラメーターを、各光学素子（１０６１〜１０６ｎ）のレベルで測定する手段（４２０１〜４２０ｎ，５０４ｉ，５０６ｉ）；及び
−  前記干渉パラメーターを増加させるために各々の前記光学素子（１０６１〜１０６ｎ）の位相プロファイルを修正する手段（４２２１〜４２２ｎ）；
を含むものとする、前記システム。
【請求項１６】
補正デバイス（１００）へ参照信号（４１０）が伝搬する前に、前記参照信号（４１０）を変調する変調手段（４１６）をも含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
測定手段が、各光学素子（１０６１〜１０６ｎ）についてのＣＣＤカメラ（４２０１〜４２０ｎ）を含む、請求項１５又は１６に記載のシステム。
【請求項１８】
修正手段が、各光学素子（１０６１〜１０６ｎ）についての少なくとも１つのアクチュエーター（４２２１〜４２２ｎ）を含む、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
媒質へ伝搬した光信号に対する前記媒質の作用を補正するシステムであって：
−  少なくとも３つの光学素子を含む補正デバイス（１００）であって、前記光学素子の空間位相プロファイルが個々に調節可能である、前記補正デバイス（１００）と；
−  前記デバイス（１００）を構成する請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の構成システム（４００）と；
を含む、前記システム。
【請求項２０】
以下の：
−  請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法及び／又はデバイスを構成するための請求項１５〜１８のいずれか一項に記載のシステム；
−  請求項１０に記載のコンピュータープログラム；
−  請求項１１又は１２に記載のデバイス；
−  請求項１３又は１４に記載の方法；及び／又は
−  請求項１９に記載のシステム；
の使用であって、ここで：
−  媒質により付与される変形が任意の変形であるものとし；
−  無秩序信号が参照信号であるものとし；そして
−  第二信号が変形する信号であるものとする；
信号へ任意の変形を付与するための、前記使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、媒質へ伝搬した光信号に対する前記媒質の作用を補正するデバイスを構成するための方法及びシステムに関するものである。本発明は、前記作用を補正する方法、デバイス及びシステムにも関する。
【背景技術】
【０００２】
媒質（より具体的には、例えば、光ファイバの光学媒質）へ伝搬する光信号は、前記媒質により光信号に対して付与される修正を受ける。媒質の出力での信号は、媒質へ入力された光信号の無秩序又は不鮮明なバージョンである。媒質により付与される修正は、光信号により伝達される情報を回復するために補正される必要がある。
【０００３】
今日では、媒質へ伝搬した光信号に対する媒質の作用を効率的且つ完璧に補正する方法又はシステムがない。
【０００４】
ある研究者は、媒質の完全な伝送マトリクスの演算からなる技術に焦点を当てており、そして、初期光信号により伝達される情報を読み出す目的で無秩序信号を補正するために前記技術を使用している。そのような技術は多大な時間を必要とする。なぜなら、この技術は、一連の測定に関するものであり、そして、重要な演算力を必要とするからである。更に、関連する演算によってエラーが取り込まれることがある。
【０００５】
本発明の発明者は、静的伝搬媒質により区切られた複数の反射素子を含むデバイスを使用して、光信号に対して任意の空間変換を実現することができることを数学的に証明した（Programmable Unitary Spatial Modes Manipulation, Jean-Francois Morizur, Lachlan Nicholls, Pu Jian, Seiji Armstrong, Nicolas Treps, Boris Hage, Magnus Hsu, Warwick Bowen, Jiri Janousek, Hans-A. Bachor）。
【発明の目的】
【０００６】
本発明の目的は、前記の欠点を克服することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、媒質へ伝搬した光信号に対する前記媒質の作用を効果的に補正することのできる方法及びシステムを提供することである。
【０００８】
更に、別の目的は、媒質へ伝搬した光信号に対する前記媒質の作用を補正することのできる産業的に適用可能な方法及びシステムを提供することである。
【０００９】
更に、別の目的は、高速且つ安価な方法で、媒質へ伝搬した光信号に対する前記媒質の作用を補正することのできる方法及びシステムを提供することである。
【００１０】
本発明の更に別の目的は、媒質へ伝搬した光信号に対する前記媒質の作用を完全に補正することのできる方法及びシステムを提供することである。
【発明の要約】
【００１１】
本発明は、添付の特許請求の範囲において正確に開示されている。
【００１２】
前記目的は、媒質へ伝搬した光信号に対する前記媒質の作用を補正するデバイスを構成する方法であって、
前記デバイスは少なくとも１つの光学素子を含むものとし、前記光学素子の空間位相プロファイルは個々に調節可能であるものとし、
前記方法は以下の工程：
−  前記媒質へ第一光信号を伝搬させる工程であって、いわゆる無秩序信号を提供する前記伝搬工程；
−  前記デバイスへ前記無秩序信号を伝搬させる工程；
−  前記デバイスへ、参照信号と呼ばれる第二光信号を伝搬させる工程であって、前記参照信号が前記第一信号と同一である、前記伝搬工程；及び
−  前記無秩序信号と前記参照信号との間の干渉を最適化する工程；
の数回の繰り返しを含むものとし、
前記最適化工程は、少なくとも１つの前記光学素子について以下の工程：
−  前記無秩序信号と前記参照信号との間の少なくとも１つの干渉パラメーターを測定する工程と；
−  前記干渉パラメーターに応じて、少なくとも１つの光学素子の位相プロファイルを修正する工程と；
の少なくとも１つの繰り返しを含むものとする、前記方法によって達成される。
【００１３】
「媒質」とは、各々が天然又は人工媒質である１つの媒質あるいは複数の媒質の組み合わせを意味する。
【００１４】
複数の光学素子の使用を避けるために、独立したセクションを含む単一の前記光学素子（その位相プロファイルは、個々に調節可能である）は、複数の連続する反射又は位相変化を実施するために使用されることがある。
【００１５】
本発明による方法は、媒質へ伝搬した光信号に対する前記媒質の作用を効果的且つ完全に補正するためのデバイスを構成することを可能にする。
【００１６】
本発明は、単純に実行される方法を提供する。
【００１７】
実際には、補正デバイスの構成は、前記補正デバイスへ伝搬する無秩序信号に完全に基づくものであり、そして、媒質の伝送マトリックスのいかなる演算をも含まないものである。従って、このような演算操作により生じることのあるエラーを避け、そして、本発明による方法は、産業的に適用可能であり、先行技術のものよりも費用が少なく且つ時間がかからない。
【００１８】
参照信号は、無秩序信号のものとは反対方向にデバイスへ伝搬することがある。
【００１９】
干渉パラメーターを測定する工程は、各光学素子について：
−  各光学素子の１つの又は複数の領域についての干渉パラメーター；及び/又は
−  各光学素子のピクセル毎の干渉パラメーター；及び/又は
−  光学素子全体についての干渉パラメーター；
を測定する工程を含むことがある。
【００２０】
本発明において、ピクセルとは、位相プロファイルを修正することが可能な光学素子の最小のエリアとして定義される。
【００２１】
従って、各光学素子について、光学素子のその位相プロファイルのピクセル又はより広い領域のピクセルに相当する、光学素子の一部に焦点を当てることが可能である。このような特徴によって、補正デバイスの構成時間を減少させる。
【００２２】
干渉パラメーターは、無秩序信号と参照信号との間の位相差に対するパラメーターを含むことがある。
【００２３】
より具体的には、干渉パラメーターは、光学素子の各ピクセル又は領域での干渉信号の位相に対するパラメーターを含むことがある。
【００２４】
本発明による方法の特定の実施態様では、干渉パラメーターが、光学素子について、干渉信号の強度に対するパラメーター、より具体的には、参照信号と無秩序信号との干渉により得られる干渉信号の、光学素子の各ピクセル又は領域についての光強度又は全光強度に対するパラメーターを含むことがある。光学素子についての干渉信号の全光強度は、光学素子の全ての領域又はピクセルについて測定される強度の合計に相当する。
【００２５】
実際には、無秩序信号と参照信号との間の干渉の光強度は、これらの２つの信号の間の位相差及び力を測定するために使用されることがある。
【００２６】
この特徴の特定の実施態様において、本発明による方法は、参照信号及び／又は第一信号の全ての位相を正しいリズムで（in time）振動させる工程を含むことがある。
【００２７】
この変調によって、無秩序信号と参照信号との間の干渉強度が正しいリズムで振動する。干渉の強度が測定される光学素子の各領域について、参照信号と無秩序信号との間でのその他の領域に対する局部位相差が演算できる。
【００２８】
好ましい実施態様では、参照ピクセル又は既定の位相基準について、光学素子の各ピクセル又は領域での干渉信号の位相を使用して、このピクセル又は領域の位相プロファイルに対する必要な修正を決定する。
【００２９】
光学素子の空間位相プロファイルを修正する工程は、前記光学素子の少なくとも１つの領域及び／又は少なくとも１つのピクセルにより光信号へ付与される位相遅れを修正することを含むことがある。
【００３０】
本発明による方法の特徴は、参照信号又は第一信号が、あるいは、参照信号及び第一信号の両方が、媒質及び補正デバイスへ伝搬する前に、空間的に変調されることがあることである。
【００３１】
この特徴の特定の実施態様において、本発明による方法は、参照信号及び／又は第一信号の強度プロファイルを変調する工程を含むことがある。
【００３２】
本発明による方法は、２つ以上の空間的に分離されたインコヒーレント光源から参照信号及び第一信号を生じさせる工程をも含むことがある。実際には、この非干渉性（incoherence）は、全てのソースの空間変調に相当する。
【００３３】
このような空間変調によって、デバイスの構成、より具体的には各光学素子の空間位相プロファイルを構成することが可能になり、その結果、任意の光信号に対する任意の複合媒質（complex medium）の任意の作用が補正される。実際には、参照及び第一信号が空間変調されない場合には、参照及び第一信号の空間プロファイルが静的のままである。次に、補正デバイスは、１つのみの空間プロファイルに従って構成され、そして、１つの空間プロファイルについてのみ無秩序信号が補正される。
【００３４】
本発明による方法は、ビジビリティーパラメーターを測定する工程をも含むことがある。
【００３５】
実際には、参照信号又は無秩序信号に対して付与される位相変調全体によって、参照信号と無秩序信号との間の干渉ビジビリティーパラメーターを測定することができる。二つの光信号の間で測定される干渉ビジビリティーパラメーターはどの測定位置であっても同一のままであるので、このような干渉ビジビリティーパラメーターは、例えば、補正デバイス中、その前、又はその後の任意の位置で測定することがある。
【００３６】
本発明による方法の好ましい実施態様では、補正デバイスへの伝搬の前に、参照信号を位相変調する。干渉パラメーターを各光学素子のピクセル毎で測定する。測定された干渉パラメーターは、干渉信号の強度である。
【００３７】
参照信号が変調されると、光学素子のピクセル毎で測定された干渉信号の強度が正しいリズムで振動する。
【００３８】
高強度を有するピクセルで測定される参照振動とこれらの振動との間の位相差を演算する。
【００３９】
光学素子の各ピクセルによって付与される位相遅れを修正することによって、位相差は０に還元され、そして、光学素子について測定される全ての振動干渉信号が同期化される。この同期化は、参照信号と無秩序信号との間の干渉ビジビリティーを増加させる。
【００４０】
最適化工程は、順序にかかわらず次々と各光学素子について個別に実施されることがある。
【００４１】
本発明による方法は、固有の光信号から第一信号及び参照信号を発生させる工程をも含むことがある。光信号は２つの光信号へ分割されることがあり、この場合、１つは第一信号であり、そして、もう１つは参照信号である。
【００４２】
本発明は、媒質へ伝搬した光信号に対する前記媒質の作用を補正するデバイスにも関するものであって、前記デバイスは、少なくとも１つの光学素子を含み、前記光学素子の空間位相プロファイルは個々に調節可能であり、そして、本発明による構成方法に従い構成される。
【００４３】
本発明によるデバイスの特定の実施態様において、２つの光学素子は、レンズと自由空間伝搬との組み合わせによって隔てられる。
【００４４】
本発明によるデバイスの特定の実施態様において、少なくとも１つの光学素子は、空間光変調器又は可変ミラーである。
【００４５】
本発明は、媒質へ伝搬した光信号に対する前記媒質の作用を補正する方法にも関するものであり、前記方法は、少なくとも１つの光学素子を含むデバイスの実施を含み、前記光学素子の空間プロファイルは個々に調節可能であり、そして、
前記方法は：
−  本発明による構成方法に従って前記デバイスを構成する構成段階；及び
−  前記較正デバイスによって前記信号を補正する補正段階；
を含む。
【００４６】
本発明による補正方法は、補正段階の間に媒質において変化が生じる場合に、デバイスの構成を調節する少なくとも１つの調節工程をも含むことがある。
【００４７】
本発明による方法の特定の実施態様において、デバイスを再調節するために、制御光信号は、構成方法を使用してシステムへ規則的に送信される。
【００４８】
この制御光信号は、構成段階で使用される光信号とは異なるものであることができる。
【００４９】
本発明による方法の特定の実施態様において、制御光信号はデバイスの出力へ送信され、そして、複合媒質の入力で反射する。従って、制御光は、補正デバイスへ向かい、媒質へ向かい、もう一度媒質へ向かい、そして、最後にもう一度補正デバイスへ向かう。構成段階後で、デバイスは媒質の作用を補正する。媒質において生じるわずかな追加の変化を、制御光をともなう較正方法を使用して補正することができる。
【００５０】
本発明は、媒質へ伝搬した光信号に対する前記媒質の作用を補正するデバイスを構成するシステムにも関するものであり、前記デバイスは少なくとも１つの光学素子を含み、前記光学素子の空間位相プロファイルは個々に調節可能であり、そして、
前記システムは：
−  いわゆる無秩序信号を提供する前記媒質へ、第一光信号を伝搬させる手段；
−  前記デバイスへ前記無秩序信号を伝搬させる手段；
−  前記デバイスへ、参照信号と呼ばれる第二光信号を伝搬させる手段であって、前記参照信号が、前記第一信号と同一である、前記伝搬手段；
−  前記無秩序信号と前記参照信号との間の干渉パラメーターを測定する手段；及び
−  前記干渉パラメーターに応じて、少なくとも１つの前記光学素子の位相プロファイルを修正する手段；
を含む。
【００５１】
参照信号を伝搬させる手段を適合して、無秩序信号のものとは反対方向に参照信号をデバイスへ伝搬させることがある。
【００５２】
本発明によるシステムは、補正デバイスへ参照信号又は無秩序信号を伝搬させる前に、前記信号上で全位相変調を導入する変調手段をも含むことがある。
【００５３】
本発明によるシステムは、参照信号又は第一信号あるいはこれらの信号の両方が媒質又は補正デバイスへ送信される前に、前記信号の空間プロファイルを変調する素子を含むことがある。
【００５４】
測定手段は、１つのＣＣＤカメラを又は各光学素子について１つのＣＣＤカメラを含むことがある。このようなＣＣＤカメラは、光学素子のピクセル毎で干渉パラメーターを測定するために構成されることがある。
【００５５】
本発明によるシステムは、無秩序信号及び参照信号の干渉により得られる干渉信号の一部をＣＣＤカメラへ転送する反射手段をも含むことがある。
【００５６】
光学素子の位相プロファイルを修正する手段は、各光学素子について少なくとも１つのアクチュエーター、より具体的には、各光学素子の各領域又はピクセルについてのアクチュエーターを含むことがある。このようなアクチュエーターは、光学素子へ一体化されることがある。
【００５７】
本発明は、媒質へ伝搬した光信号に対する前記媒質の作用を補正するシステムにも関するものであって、前記システムは：
−  少なくとも１つの光学素子を含む補正デバイスであって、前記光学素子の空間位相プロファイルが個々に調節可能である、前記補正デバイスと；
−  本発明による構成システムと；
を含む。
【００５８】
本発明はコンピュータープログラムにも関するものであって、前記コンピュータープログラムは、それがコンピューター又は演算手段により実行される場合に、本発明による構成方法の工程を実施する命令を含む。
【００５９】
このようなコンピュータープログラムにより、以下の事項が可能になる：
−  任意の補正デバイスの少なくとも１つの光学素子の位相プロファイルを決定するために、光信号に対する任意の媒質の作用の補正を、コンピューター又は演算手段上でシミュレートすること；そして、
−  位相プロファイルがシミュレーションにより決定されると、前記補正デバイスの少なくとも１つの前記光学素子を構成すること。
【００６０】
従って、任意の媒質及び任意の補正デバイスについて、前記補正デバイスの各光学素子の位相プロファイルは、シミュレーションによりコンピューター上ではじめに決定されることがある。補正が満足のいくものである場合には、各光学素子の位相プロファイルを設定し、そして、次に、デバイスが使用できる状態になる。
【００６１】
本発明による方法、デバイス、システム及びコンピュータープログラムを使用して、光信号に任意の変形を付与することもある。
【００６２】
この場合には、任意の変形は、第一信号を伝搬させる媒質により付与される変形である。媒質の出力でこのようにして得られる無秩序信号は、本発明による方法、デバイス、システム及びコンピュータープログラムにおいて参照信号として使用される。
【００６３】
第一信号と同一である第二信号は、本発明による方法、デバイス、システム及びコンピュータープログラムにより修正されるべき信号として使用され、その結果、前記第二信号は、無秩序信号と同一となるように修正される。
【００６４】
言い換えれば、この場合、参照信号及び第二信号が切り替えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
本発明の特徴と考えられる新規且つ発明的特徴は、添付の特許請求の範囲に記載される。しかしながら、好ましい使用態様に加えて、本発明それ自体、本発明の更なる目的及び利点は、添付の図面を合わせて読む場合に、実例となる詳細な実施態様の以下の詳細な説明を参照することにより最もよく理解されるであろう：
−  図１は、補正デバイスの実施例を概略的に表す図である；
−  図２は、本発明による構成方法の実施態様のブロック図である；
−  図３は、本発明による補正方法の実施態様のブロック図である；
−  図４は、本発明による補正システムの実施態様を概略的に表す図である；
−  図５は、光学素子のピクセル毎で干渉信号の振幅を測定する手段を概略的に表す図である；及び
−  図６は、構成前及び構成後に、光学素子のピクセル毎で測定される干渉信号の振幅を概略的に表す図である。
【発明の好ましい実施態様】
【００６６】
以下の説明では、複数の図面に共通の素子が共通の参照番号を介して参照される。
【００６７】
発明の詳細な説明
図１は、補正デバイスの実施例を概略的に表す図である。
【００６８】
補正デバイス１００は、少なくとも１つの入力１０２と少なくとも１つの出力１０４とを有する。
【００６９】
入力１０２と出力１０４との間で、補正デバイスは複数の光学素子１０６１〜１０６ｎを含む。各光学素子１０６は、調節可能な空間位相プロファイルを有する。例えば、各光学素子１０６は、空間位相変調器（ＳＬＭ）又は可変ミラー（ＤＭ）であることがある。各光学素子１０６は、光学的変換を実施する自由空間伝搬及びレンズ（図示せず）によって別の光学素子１０６から隔てられている。
【００７０】
構成される場合には、無秩序信号が補正デバイス１００へ入力され、そして、光学素子１０６にわたって次々と伝搬する。最後の光学素子１０６ｎの後、無秩序信号は補正され、そして、補正デバイスは前記無秩序信号の補正されたバージョンを提供する。
【００７１】
補正デバイスの別の実施態様では、いくつかの光学素子１０６１〜１０６ｎを、単一の光学素子、すなわち、空間位相変調器又は可変ミラーの独立したセクションによって置き換えることがある。
【００７２】
図２は、本発明による構成方法の実施態様のブロック図である。
【００７３】
構成方法２００は、光信号の発生の第一工程２０２を含む。
【００７４】
工程２０３では、音響工学変調器、単純なチョッパー又はその他の手段を使用して光信号の空間プロファイルを変調して、光の空間プロファイルを変える。空間変調はランダムであることがある。
【００７５】
工程２０４では、光信号を、第一信号及び参照信号と呼ばれる２つの同一の光信号へ分割する。
【００７６】
工程２０６では、第一信号が媒質へ伝搬され、従って、媒質の出力で無秩序信号が得られる。
【００７７】
工程２０８では、参照信号が位相変調される。
【００７８】
工程２１０では、無秩序信号及び参照信号が補正デバイス、すなわち、光学素子へ反対方向に伝搬する。
【００７９】
無秩序信号及び変調された参照信号の各光学素子への伝搬によって、各光学素子で、より具体的には、各光学素子のピクセル毎で干渉信号が発生する。
【００８０】
工程２１２では、無秩序信号及び変調された参照信号の間での干渉の最適化が実施される。
【００８１】
最適化工程２１２は、干渉パラメーター、すなわち、補正デバイスの光学素子のピクセル毎での干渉信号の光強度を測定する工程２１４を含む。ピクセル毎で、干渉信号の測定された強度は、参照信号の位相変調によって振動する。従って、或る光学素子については、ピクセルと同じ数の振動信号がある。
【００８２】
最適化工程２１２は、全ての測定された振動信号を同期するために、考えられる光学素子の空間位相プロファイルを修正する工程２１６をも含む。
【００８３】
光学素子についての同期は、以下のように実施されることがある。参照ピクセルは、光学素子の全てのピクセルの中から選択される。光学素子のピクセル毎で：
−  干渉信号の位相を測定し；
−  参照ピクセルの位相と測定された位相とを比較することによって、位相遅れを決定し；そして
−  前記位相遅れを減少／解消するために、ピクセルにより付与される空間位相を修正する。
【００８４】
参照ピクセルを選択する代わりに参照位相を選択することがあり、そして、参照位相とピクセル毎の干渉信号の位相とを比較することによって、ピクセル毎での位相遅れを決定することがある。
【００８５】
工程２１４及び２１６は、順序に関わらず、補正デバイスの各光学素子について実現される。この条件は、工程２１４及び２１６が補正デバイスの全ての光学素子について実現されることを確実にする工程２１８で検証される。
【００８６】
工程２１４及び２１６が補正デバイスの全ての光学素子ついて実現される場合には、第二干渉パラメーター、すなわち、干渉ビジビリティーを工程２２０で演算する。
【００８７】
工程２２２では、干渉ビジビリティーを試験する。
【００８８】
干渉ビジビリティーの値が満足できるものである場合に、構成方法が終了し、そして、デバイスはすぐに使用できるようになる。
【００８９】
ビジビリティーの代わりに、その他の測定を終了パラメーターとして使用することができる（例えば、システムの出力イメージのコントラスト、出力イメージの局所コントラスト、所望の強度プロファイルに対する忠実度、所望の位相プロファイルに対する忠実度、所望の強度及び位相プロファイルに対する忠実度、出力イメージの対称性、出力イメージの非対称性、デバイス中の種々の部分で測定される位相差、デバイス中の種々の部分で測定される強度プロファイル）。
【００９０】
反対の場合、すなわち、干渉ビジビリティーの値が満足できないものである場合、例えば、既定の閾値よりも低い場合には、干渉ビジビリティーの十分な値が得られるまで最適化工程２１２を繰りかえす。
【００９１】
図３は、本発明による補正方法の実施態様のブロック図である。
【００９２】
図３に示される補正方法３００は構成段階３０２を含み、前記構成段階３０２は、図１に示されるデバイス１００としての補正デバイスを構成し、そして、図２に示される構成方法２００により実現される。
【００９３】
補正方法３００は、構成段階３０２後で、補正段階３０４をも含む。
【００９４】
補正段階は、構成デバイスによって無秩序信号を補正するための工程３０６を含む。
【００９５】
補正段階は、補正工程の間で媒質に変化が生じる場合に、デバイスの構成を調節するための工程３０８をも含む。次に、補正工程３０６を終了する。調節工程３０８が実現される。調節工程３０８を終了する場合には、補正工程３０６が継続される。
【００９６】
図４は、本発明による補正システム４００を概略的に表す図である。
【００９７】
図４に示される補正システム４００は、空間的に変調された光信号４０４を提供するソース４０２を含む。光信号４０４は、半反射ミラー４０６によって２つの同等で同一な光信号へ分割される。従って、第一光信号４０８及び参照光信号４１０が得られる。
【００９８】
第一光信号４０８が媒質４１２へ伝搬し、そして、無秩序光信号４１４が、媒質４１２の出力で得られる。
【００９９】
参照信号４１０は、２つの反射ミラー４１８及び４２０によって、位相変調器５１６へ進入する。
【０１００】
無秩序信号４１４は、補正デバイス１００を通って入力１０２から出力１０４へ伝搬し、そして、第一光学素子１０６１から最終光学素子１０６ｎへ全ての光学素子１０６に横断する。
【０１０１】
変調された参照信号４１０は、補正デバイス１００を通って出力１０４から入力１０２へ伝搬し、そして、最終光学素子１０６ｎから第一光学素子１０６１へ全ての光学素子１０６に横断する。
【０１０２】
無秩序信号４１４及び変調された参照信号４１０は、補正デバイスにおいて、例えば、各光学素子１０６で干渉信号を生じさせる。
【０１０３】
システム４００は、各光学素子について最適化モジュール４１８１〜４１８ｎを含む。
【０１０４】
各最適化モジュール４１８ｉは、光学素子１０６ｉのピクセル毎で干渉信号の振幅を測定するＣＣＤカメラ４２０ｉと、光学素子１０６ｉの各ピクセルの位相プロファイルを修正するように適合される少なくとも１つのアクチュエーター４２２ｉとを含む。
【０１０５】
アクチュエーター４２２ｉは、光学素子１０６ｉの各ピクセルにより付与される位相遅れの確率的修正を実現する。
【０１０６】
最適化は、全ての光学素子１０６について次々に実現される。例えば、第一光学素子１０６１について最適化が実現され、次に、第二光学素子１０６２などについて最適化が実現される。各素子について１つの最適化工程が実現された場合、第一最適化サイクルが完了する。次に、第二最適化サイクルなどを実現する。
【０１０７】
干渉ビジビリティーの所望の値（例えば、０．９５）が達成される場合に、最適化が終了する。
【０１０８】
最適化が光学素子１０６で実現される順序は、重要ではない。
【０１０９】
図５は、光学素子のピクセル毎で干渉信号の振幅を測定する手段を概略的に表す図である。
【０１１０】
全ての光学素子１０６が同一のピクセル数（例えば、ｐ個のピクセル）を含むとみなされる。
【０１１１】
ＣＣＤカメラ４２０ｉは、光学素子１０６ｉのピクセル５０２１〜５０２ｐのピクセル５０２毎で干渉信号の強度を測定するように適合及び構成される。
【０１１２】
干渉信号の強度は、同様に、光学素子１０６ｉのピクセル５０２ｊ毎で測定される。
【０１１３】
無秩序信号４１４は、光学素子１０６ｉに関連付けられる半反射ミラー５０４ｉに反射される。光学素子１０６ｉのピクセル５０２ｊを横断した無秩序信号の第一部分４１４１は、ＣＣＤカメラ４２０ｉへ投影される。第二部分４１４２は、光学素子１０６ｉ+１へ伝搬し続ける。
【０１１４】
光学素子１０６ｉ+１から来て光学素子１０６ｉのピクセル５０２ｊを横断しようとす
る変調された参照信号４１０は、半反射ミラー５０４ｉに反射される。変調された参照信号４１０の第一部分４１０１はミラー５０６ｉに反射され、前記ミラー５０６ｉは、同様に、変調された参照信号４１０の前記第一部分４１０１をＣＣＤカメラ４２０ｉに対して反射する。第二部分４１０２は、光学素子１０６ｉへ、より具体的には、光学素子１０６ｉのピクセル５０２ｊへ伝搬し続ける。
【０１１５】
従って、干渉信号の強度は、各光学素子１０６のピクセル５０２毎でＣＣＤカメラ４２０ｉによって測定される。
【０１１６】
図６は、例えば、図２に示される構成方法の工程２１４で、光学素子のピクセル毎で測定される干渉信号の強度を概略的に表す図である。
【０１１７】
図６のグラフ６０２上の振動曲線６０４１、６０４ｊ及び６０４ｐは、較正前の光学素子１０６のピクセル１、ｊ及びｐについて測定される干渉信号の強度を概略的に表す。
【０１１８】
較正前には、振動強度曲線６０４は同期されず、そして、全強度、すなわち、ピクセル毎で測定される強度の合計は振動しない。これは、干渉ビジビリティーパラメーターの値が０であることを意味する。
【０１１９】
図６のグラフ６０６上の振動曲線６０４１、６０４ｊ及び６０４ｐは、較正後の光学素子１０６のピクセル１、ｊ及びｐについて測定される干渉信号の強度を概略的に表す。
【０１２０】
較正後では、振動振幅曲線６０４がうまく同期され、そして、全強度、すなわち、ピクセル毎で測定される強度の合計は最大である。
【０１２１】
デバイスはうまく構成され、そして、無秩序信号を補正すること及び初期信号を回復することができる。
【０１２２】
本発明は、光信号に対する光ファイバの効果を補正するように特に適合される。
【０１２３】
別の実施態様
与えられた実施例では、本発明による方法、デバイス及びシステムが特に示され、そして、光信号に対する媒質の作用の補正について説明された。しかしながら、本発明による方法、デバイス及びシステムは、光信号に対してある変形を付与するために使用されることもある。
このような使用では、ある変形を付与するために媒質を使用し、そして：
−  補正デバイス１００を構成する方法２００及びシステム４００は同一であり、そして、デバイスが使用中である場合に、すなわち、デバイスが構成された後で、例えば、デバイスが方法３００で使用される場合に、補正デバイスの入力１０２及び出力１０４は切り替えられるか；あるいは、
−  デバイス１００はそのまま使用され、そして、参照信号４１０及び無秩序信号４１４は、方法２００及び３００並びにシステム４００において切り替えられる、すなわち、無秩序信号４１４が参照信号として使用され、そして、参照信号が無秩序信号として使用される。
【０１２４】
本発明は、主に好ましい実施態様を参照して特に示され且つ説明されたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明に形式上及び細部にわたっての種々の変更を行うことがあることを理解されたい。
【図１】
0005990544.tif 000002
【図２】
0005990544.tif 000003
【図３】
0005990544.tif 000004
【図４】
0005990544.tif 000005
【図５】
0005990544.tif 000006
【図６】
0005990544.tif 000007