(57)【要約】本発明は、変調情報を伝搬する光ビーム対を結合するためのダイナミック相互接合システムを提供するものである。本発明においては、二つの光ビームが、二つの異なる位置のトランシーバから出射する。各ビームは他方のビーム出発点からは見通せないが（見通し線リンクではない）、両方のビームは、本発明のシステムを含む第３プラットフォームを見通すことができる。相互接続システムに入射される各ビームは、互いに反対方向に仕向けられ、各トランシーバは、他方のトランシーバから出射されたビームを検出する。本システムは、各光線に符号化された情報を保存しつつも、好ましくは閉ループ光デバイスを用いることで、伝搬誤差を動的に補償する。
2005507576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光ビームと第２光ビームとを結合することで第１ステーションと第２ステーションとを光学的に相互接続する方法であって、該第１光ビームは第１ステーションから生成されて第２ステーションへと仕向けられ、該第２光ビームは第２ステーションから生成されて第１ステーションに仕向けられ、該方法は、
（ａ）第１適応光モジュールと第２適応光モジュールを用意するステップと；
（ｂ）該第１適応光モジュールを第１光ビーム路に配設して、
(i)該第１光ビームを反射させて第２適応光モジュールに仕向け；
(ii)該第２適応光モジュールから受信した第２光ビームを反射し、該第２光ビームを該第１ステーションへ仕向けるステップと；
（ｃ）該第２適応光モジュールを第２光ビーム路に配設して、
(i)該第２光ビームを反射させて第１適応光モジュールに仕向け；
(ii)該第１適応光モジュールから受信した第１光ビームを反射し、該第１光ビームを該第２ステーションへと仕向けるステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１において、さらに伝搬誤差を補償するステップを有し、該第１光モジュール及び第２光モジュールは閉ループ型として機能することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２において、さらに、
（ａ）両ビームが互いに反対方向に伝搬するように、第１光ビームと第２光ビームとの間の傾き及び／あるいは焦点誤差を除去するための少なくとも一つの光傾き・焦点誤差補償器を設けるステップと；
（ｂ）少なくとも一つの光傾き・焦点誤差補償器が第１適応光モジュールと第２適応光モジュールとの間の光路にあるように、第１適応光モジュールと第２適応光モジュールとの間に該少なくとも一つの光傾き・焦点誤差補償器を配置するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３の方法において、少なくとも一つの光傾き・焦点誤差補償器は第１光傾き・焦点誤差補償器と第２光傾き・焦点誤差補償器を含み、さらに、
（ａ）第１光ビームが第１適応光モジュールに到達する前に第１光傾き・焦点誤差補償器を通過するように、第１ステーションと第１適応光モジュールとの間に第１光傾き・焦点誤差補償器を配設するステップと；
（ｂ）第２光ビームが第２適応光モジュールに到達する前に第２光傾き・焦点誤差補償器を通過するように、第２ステーションと第２適応光モジュールとの間に第２光傾き・焦点誤差補償器を配設するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４において、第１適応光モジュールと第２適応モジュールの少なくとも一つは、適応光波面補正器と波面誤差センサとを有することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５において、
該第１適応光モジュールは、第１適応光波面補正器と、該第１適応光波面補正器に近接して配設した第１波面誤差センサとを有し；
該第２適応光モジュールは、第２適応光波面補正器と、該第２適応光波面補正器に近接して配設した第２波面誤差センサとを有すること、を特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６の方法において、
第１光ビームを反射して第２適応光モジュールに向けるステップは、第１適応光波面補正器によって行われ；
該第１適応光波面補正器によって補正された第１光ビームを反射した後に、補正された第１光ビームの第１部分が第１波面誤差センサに仕向けられ；
第１波面誤差センサは、該第１光ビームの歪みを感知し、補正を計算して、該第１適応光波面補正器を指定して第１適応光波面補正器によって第１光ビームの反射後の補正された第１光ビームを生成することで該第１光ビームの歪みを低減し；
第１適応光波面補正器による第１光ビームの補正、及び補正された第１光ビームの反射および仕向けの後に、補正された第１光ビームの第２部分が第２適応光波面補正器に仕向けられ；
該第２適応光波面補正器は、補正された第１光ビームを反射して該第２ステーションに仕向け；
第２光ビームを反射して第１適応光モジュールに向けるステップは、第２適応光波面補正器によって行われ；
該第２適応光波面補正器によって補正された第２光ビームを反射した後に、補正された第２光ビームの第１部分が第２波面誤差センサに仕向けられ；
第２波面誤差センサは、該第２光ビームの歪みを感知し、補正を計算して、該第２適応光波面補正器を指定して第２適応光波面補正器によって第２光ビームの反射後の補正された第２光ビームを生成することで該第２光ビームの歪みを低減し；
第２適応光波面補正器による第２光ビームの補正、及び補正された第２光ビームの反射および仕向けの後に、補正された第２光ビームの第２部分が第１適応光波面補正器に仕向けられ；
該第１適応光波面補正器は、補正された第２光ビームを反射して該第１ステーションに仕向けることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかに記載の方法において、該適応光モジュールは、ＬＣＬＶ，液晶ＳＬＭ，変形可能ＭＥＭＳデバイス，光ＭＥＭＳを基にしたＳＬＭ、あるいは透明電極を有する液晶セル、あるいはこれらのいかなる組み合わせを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項４の方法において、第１光傾き・焦点誤差補償器と第２光傾き・焦点誤差補償器の少なくとも一つは、一対の傾きミラーあるいは一対のリアルタイム結晶回折格子を有することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項５の方法において、該波面誤差センサは、従来型のせん断干渉測定センサ、シャック・ハルトマン（ローカル傾き）センサ、あるいはホログラフィック強度−位相センサを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
二つのステーション間の情報交換を目的として第１ステーションと第２ステーションとの間に光リンクを生成する方法であって、該方法は、
（ａ）第１ステーションから発する第１光ビームと、第２ステーションから発する第２光ビームとを提供するステップと；
（ｂ）該第１光ビームと該第２光ビームを共通位置に仕向けるステップと；
（ｃ）各光ビームを互いに逆方向に仕向け、各ステーションが他のステーションから発する光ビームを受信するようにするステップと；
（ｄ）該第１光ビームと該第２光ビームの伝搬歪みを補正するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１において、該第１光ビームと該第２光ビームの伝搬歪みを補正するステップは、該第１光ビームの波面と該第２光ビームの波面を平面化するステップと、第１光ビームの波面と該第２光ビームを平面化するステップは、少なくとも一つの適応光モジュールによって行われ、該少なくとも一つの適応光モジュールは閉ループ型として機能することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２において、該方法は、さらに、該第１光ビーム及び第２光ビームの傾き及び焦点誤差を補償するステップを有し、該傾き及び焦点誤差を補償するステップは、少なくとも一つの光傾き・焦点誤差補正器によって実行されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３において、該第１ステーションにおいて該第１光ビームには情報が符号化されており、該第２ステーションにおいて該第２光ビームには情報が符号化されており、該第１光ビームは、回折限界ビームとして第２ステーションに到達し、第１ステーションで該第１光ビームに符号化された情報を第２ステーションに伝達し、該第２光ビームは、回折限界ビームとして第１ステーションに到達し、第２ステーションで該第２光ビームに符号化された情報を第１ステーションに伝達することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４において、該第１ステーション及び該第２ステーションは少なくとも一つのトランシーバを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
第１ステーションと第２ステーションとを光学的に相互接続するインターコネクトであって、
該第１ステーションの見通し線に配設された第１適応光モジュールと；
該第２ステーションの見通し線及び第１適応光モジュールの見通し線に配設された第２適応光モジュールとを有することを特徴とするインターコネクト。
【請求項１７】
請求項１６において、伝搬誤差は、第１適応光モジュール及び第２適応光モジュールによって補正され、第１適応光モジュール及び第２適応光モジュールは閉ループ型において機能することを特徴とするインターコネクト。
【請求項１８】
請求項１７において、
第１適応光モジュールは、(i)該第１ステーションから受信した第１光ビームを該第２適応光モジュールに仕向け、(ii)該第２ステーションから出射され第２適応光モジュールから受信した第２光ビームを第１ステーションに仕向け；
第２適応光モジュールは、(i)該第２ステーションから受信した第２光ビームを該第１適応光モジュールに仕向け、(ii)該第１ステーションから出射され第１適応光モジュールから受信した第１光ビームを第２ステーションに仕向けることを特徴とするインターコネクト。
【請求項１９】
請求項１８のインターコネクトはさらに、該第１光ビーム及び第２光ビームの少なくとも一つから傾き及び焦点誤差を除去するための、少なくとも一つの光傾き・焦点誤差補償器を有することを特徴とするインターコネクト。
【請求項２０】
請求項１９において、少なくとも一つの光傾き・焦点誤差補償器は第１光傾き・焦点誤差補償器と第２光傾き・焦点誤差補償器を含み、第１光傾き・焦点誤差補償器は、第１光ビームが第１適応光モジュールに到達する前に第１光傾き・焦点誤差補償器を通過するように、第１ステーションと第１適応光モジュールとの間に配設されており、第２光傾き・焦点誤差補償器は、第２光ビームが第２適応光モジュールに到達する前に第２光傾き・焦点誤差補償器を通過するように、第２ステーションと第２適応光モジュールとの間に配設されていることを特徴とするインターコネクト。
【請求項２１】
請求項１９において、該少なくとも一つの光傾き・焦点誤差補償器は、少なくとも一つの光傾き・焦点誤差補償器が、該第１適応光モジュールと該第２適応光モジュールの間の光路にあるように、該第１適応光モジュールと該第２適応光モジュールとの間に配設されていることを特徴とするインターコネクト。
【請求項２２】
請求項２０において、第１適応光モジュールと第２適応光モジュールの少なくとも一つは、適応光波面補正器と波面誤差センサとを有することを特徴とするインターコネクト。
【請求項２３】
請求項２２において、
該第１適応光モジュールは、第１適応光波面補正器と、該第１適応光波面補正器に近接して配設した第１波面誤差センサとを有し；
該第２適応光モジュールは、第２適応光波面補正器と、該第２適応光波面補正器に近接して配設した第１波面誤差センサとを有することを特徴とするインターコネクト。
【請求項２４】
請求項２３のインターコネクタは、さらに、該第１光ビームを分割する第１ビームスプリッターと、該第２光ビームを分割する第２ビームスプリッターとを含み、
第１ビームスプリッターは該第１適応光モジュールと該第２適応光モジュールとの間の光路に配設されており、
第２ビームスプリッターは該第１適応光モジュールと該第２適応光モジュールとの間の光路に配設されていることを特徴とするインターコネクト。
【請求項２５】
請求項２４において、該第１適応光モジュールと該第２適応光モジュールは、反射モードにおいて機能することを特徴とするインターコネクト。
【請求項２６】
請求項２５のインターコネクトにおいて、
第１適応光波面補正器が、補正された第１光ビームを反射して該第１ビームを第２適応光モジュールに向け；
該第１適応光波面補正器によって補正された第１光ビームを反射した後に、補正された第１光ビームの第１部分が第１ビームスプリッターによって第１波面誤差センサに再仕向けられ；
第１波面誤差センサは、該第１光ビームの歪みを感知し、補正を計算して、該第１適応光波面補正器を指定して第１適応光波面補正器によって第１光ビームの反射後の補正された第１光ビームを生成することで該第１光ビームの歪みを低減し；
第１適応光波面補正器による第１光ビームの補正、及び補正された第１光ビームの反射および仕向けの後に、補正された第１光ビームの第２部分が第１ビームスプリッターから第２適応光波面補正器に伝達され；
該第２適応光波面補正器は、補正された第１光ビームを反射して該第２ステーションに仕向け；
第２適応光波面補正器が、補正された第２光ビームを反射して該第２ビームを第１適応光モジュールに向け；
該第２適応光波面補正器によって補正された第２光ビームを反射した後に、補正された第２光ビームの第１部分を第２ビームスプリッターによって第２波面誤差センサに再仕向けし；
第２波面誤差センサは、該第２光ビームの歪みを感知し、補正を計算して、該第２適応光波面補正器に指定して、第２適応光波面補正器によって第２光ビームの反射後の補正された第２光ビームを生成することで該第２光ビームの歪みを低減し；
第２適応光波面補正器による第２光ビームの補正、及び補正された第２光ビームの反射および仕向けの後に、補正された第２光ビームの第２部分が第２ビームスプリッターによって第１適応光波面補正器に伝達され；
該第１適応光波面補正器は、補正された第２光ビームを反射して該第１ステーションに仕向けるように構成されたことを特徴とするインターコネクト。
【請求項２７】
請求項２４において、該第１適応光モジュールと該第２適応光モジュールは、透過モードにおいて機能することを特徴とするインターコネクト。
【請求項２８】
請求項２７のインターコネクトにおいて、
第１適応光波面補正器が、補正された第１光ビームを透過させることで該第１ビームを第２適応光モジュールに向け；
該第１適応光波面補正器によって補正された第１光ビームの透過後に、補正された第１光ビームの第１部分が第１ビームスプリッターによって第１波面誤差センサに再仕向けられ；
第１波面誤差センサは、該第１光ビームの歪みを感知し、補正を計算して、該第１適応光波面補正器を指定して第１適応光波面補正器によって第１光ビームの透過後の補正された第１光ビームを生成することで該第１光ビームの歪みを低減し；
第１適応光波面補正器による第１光ビームの補正、及び補正された第１光ビームの透過後に、補正された第１光ビームの第２部分が第１ビームスプリッターによって第２適応光波面補正器に伝達され；
該第２適応光波面補正器は、補正された第１光ビームを透過して該第２ステーションに仕向け；
第２適応光波面補正器が、補正された第２光ビームを透過して第２ビームスプリッターによって第１適応光モジュールに向け；
該第２適応光波面補正器によって補正された第２光ビームを透過した後に、補正された第２光ビームの第１部分を第２ビームスプリッターによって第２波面誤差センサに再仕向けし；
第２波面誤差センサは、該第２光ビームの歪みを感知し、補正を計算して、該第２適応光波面補正器を指定して第２適応光波面補正器によって第２光ビームの透過後の補正された第２光ビームを生成することで該第２光ビームの歪みを低減し；
第２適応光波面補正器による第２光ビームの補正、及び補正された第２光ビームの透過後に、補正された第２光ビームの第２部分が第２ビームスプリッターによって第１適応光波面補正器に伝達され；
該第１適応光波面補正器は、補正された第２光ビームを該第１ステーションに伝達するように構成されていることを特徴とするインターコネクト。
【請求項２９】
請求項２５において、伝搬誤差補正は、第１光ビームと第２光ビームの少なくとも一つの平面化を含むことを特徴とするインターコネクト。
【請求項３０】
請求項２７において、伝搬誤差補正は、第１光ビームと第２光ビームの少なくとも一つの平面化を含むことを特徴とするインターコネクト。
【請求項３１】
請求項２９において、該第１ステーションにおいて該第１光ビームには情報が符号化されており、該第２ステーションにおいて該第２光ビームには情報が符号化されており、該第１光ビームは、回折限界ビームとして第２ステーションに到達し、第１ステーションで該第１光ビームに符号化された情報を第２ステーションに伝達し、該第２光ビームは、回折限界ビームとして第１ステーションに到達し、第２ステーションで該第２光ビームに符号化された情報を第１ステーションに伝達することを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項１７において、該第１及び第２適応光モジュールは、ＬＣＬＶ，液晶ＳＬＭ，変形可能ＭＥＭＳデバイス，光ＭＥＭＳを基にしたＳＬＭ、あるいは透明電極を有する液晶セル、あるいはこれらのいかなる組み合わせを含むインターコネクト。
【請求項３３】
請求項１９において、第１光傾き・焦点誤差補償器と第２光傾き・焦点誤差補償器の少なくとも一つは、一対の傾きミラーあるいは一対のリアルタイム結晶回折格子を有するインターコネクト。
【請求項３４】
請求項２２において、該波面誤差センサは、従来型のせん断干渉測定センサ、シャック・ハルトマン（ローカル傾き）センサ、あるいはホログラフィック強度−位相センサを含むインターコネクト。
【請求項３５】
請求項２３において、該第１ステーション及び該第２ステーションは少なくとも一つのトランシーバを含むことを特徴とするインターコネクト。
【請求項３６】
請求項１８において、第１ステーションと第２ステーションの少なくとも一つは移動ステーションであり、インターコネクトは、該少なくとも一つの移動ステーションの自動追跡を提供することを特徴とするインターコネクト。
【請求項３７】
光システムにおいて、伝搬誤差を補償する方法は、
（ａ）少なくとも一つの適応光モジュールを提供するステップと；
（ｂ）該少なくとも一つの適応光モジュールによって光ビームを受信するステップと；
（ｃ）該少なくとも一つの適応光モジュールによって伝搬誤差を検知するステップと；
（ｄ）伝搬誤差の補償をするための補正を計算するステップと；
（ｅ）受信した光ビームに補正を適用するステップと；
（ｆ）該少なくとも一つの適応光モジュールによって補正された光ビームを送信するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項３７において、ステップ（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），および（ｆ）は閉ループ手法のステップを表すことを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項３８において、該少なくとも一つの適応光モジュールは、適応光波面補正器と波面誤差センサとビームスプリッターを有することを特徴とするインターコネクト。
【請求項４０】
請求項３９の方法は、さらに、伝搬誤差の補償のための補正を計算するステップの後で、かつ、該補正を受信した光ビームに適用するステップの前に、波面誤差センサによって適応光波面補正器を指定するステップを含み；
光ビームを受信するステップは、適応光波面補正器によって実行され；
伝搬誤差を検知するステップは、光ビームの部分がビームスプリッターによって波面誤差センサに仕向けられた後に、波面誤差センサによって実行され；
補正を計算するステップは、波面誤差センサによって実行され；
受信した光ビームに補正を適用するステップは、適応光波面補正器によって実行され；
補正された光ビームを送信するステップは、適応光波面補正器によって実行されることを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載の方法は、さらに、少なくとも一つの傾き・焦点誤差補償器による傾き・焦点誤差を補償するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項４１に記載の方法において、伝搬誤差は波面歪を含むことを特徴とする帆法。
【請求項４３】
請求項４２に記載の方法において、伝搬誤差の補償は、光ビームの平面化を含むことを特徴とする方法。
【請求項４４】
請求項４１において、光ビームに変調された情報は、ステップ（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），および（ｆ）を通して保存され、補正された光ビームは回折限界ビームであることを特徴とする方法。
【請求項４５】
第１光ビームと第２光ビームとを結合することで第１ステーションと第２ステーションとを光学的に相互接続する方法であって、該第１光ビームは第１ステーションから生成されて第２ステーションへと仕向けられ、該第２光ビームは第２ステーションから生成されて第１ステーションに仕向けられ、該方法は、
（ａ）適応光モジュールを提供するステップと；
（ｂ）該適応光モジュールを第１光ビーム路及び第２光ビーム路に配設するステップと；
（ｃ）該第１光ビームを反射させて第２ステーションに仕向けるステップと；
（ｄ）該第２光ビームを反射させて第１ステーションに仕向けるステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項４６】
請求項４５において、さらに伝搬誤差を補償するステップを有し、該適応光モジュールは閉ループ型として機能することを特徴とする方法。
【請求項４７】
請求項４６において、さらに、
（ｅ）両ビームが互いに反対方向に伝搬するように、第１光ビームと第２光ビームとの間の傾き及び／あるいは焦点誤差を除去するための第１光傾き・焦点誤差補償器と第２光傾き・焦点誤差補償器を設けるステップと；
（ｆ）第１光ビームが該適応光モジュールに到達する前に第１光傾き・焦点誤差補償器を通過するように、第１ステーションと該適応光モジュールとの間に第１光傾き・焦点誤差補償器を配設するステップと；
（ｇ）第２光ビームが該適応光モジュールに到達する前に第２光傾き・焦点誤差補償器を通過するように、第２ステーションと該適応光モジュールとの間に第２光傾き・焦点誤差補償器を配設するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項４８】
請求項４７に記載の方法において、該適応光モジュールは、
第１領域と第２領域とを有する適応光波面補正器と；
第１領域に近接して配設した第１波面誤差センサと；
第２領域に近接して配設した第２波面誤差センサと；
第１光ビームの光路に配設した第１ビームスプリッターと；
第２光ビームの光路に配設した第２ビームスプリッターとを有し；
第１波面誤差センサは、第１光ビームが適応光波面補正器の第１領域によって反射される時に、第１光ビームの伝搬誤差を感知し、補正を計算し、適応光波面補正器の第１領域を指定して第１光ビームの伝搬誤差を補正し；
第２波面誤差センサは、第２光ビームが適応光波面補正器の第２領域に反射される時に、第２光ビームの伝搬誤差を感知し、補正を計算し、適応光波面補正器の第２領域を指定して第２光ビームの伝搬誤差を補正することを特徴とする方法。
【請求項４９】
請求項４８に記載の方法において、
適応光波面補正器の第１領域によって補正された第１光ビームを反射した後に、該補正された第１光ビームの第１部分が第１ビームスプリッターによって第１波面誤差センサに仕向けられ；
適応光波面補正器の第１領域による第１光ビームの補正、及び反射、仕向けの後に、補正された第１光ビームの第２部分が第１ビームスプリッターによって適応光波面補正器の第２領域に仕向けられ；
適応光波面補正器の第２領域は、補正された第１光ビームを反射し、第２ステーションへと仕向け；
適応光波面補正器の第２領域によって補正された第２光ビームを反射した後に、該補正された第２光ビームの第１部分が第２ビームスプリッターによって第２波面誤差センサに仕向けられ；
適応光波面補正器の第２領域による第２光ビームの補正、及び反射、仕向けの後に、補正された第２光ビームの第２部分が第２ビームスプリッターによって適応光波面補正器の第１領域に仕向けられ；
適応光波面補正器の第１領域は、補正された第２光ビームを反射し、第１ステーションへと仕向けることを特徴とする方法。
【請求項５０】
請求項４９に記載の方法において、さらに、複数の反射器を提供するステップを有し、該反射器は、（i）第１光ビームを第２ステーションに仕向けると共に、第２光ビームを第１ステーションに仕向けること、(ii)第１光ビームの第１部分を第１波面誤差センサに仕向けると共に、第２光ビームの第１部分を第２波面誤差センサに仕向けることに用いられることを特徴とする方法。
【請求項５１】
請求項４５に記載の方法において、該適応光モジュールは、ＬＣＬＶ，液晶ＳＬＭ，変形可能ＭＥＭＳデバイス，光ＭＥＭＳを基にしたＳＬＭ、あるいは透明電極を有する液晶セル、あるいはこれらのいかなる組み合わせを含むことを特徴とする方法。
【請求項５２】
請求項４７の方法において、第１光傾き・焦点誤差補償器と第２光傾き・焦点誤差補償器の少なくとも一つは、一対の傾きミラーあるいは一対のリアルタイム結晶回折格子を有することを特徴とする方法。
【請求項５３】
請求項４８の方法において、該波面誤差センサは、従来型のせん断干渉測定センサ、シャック・ハルトマン（ローカル傾き）センサ、あるいはホログラフィック強度−位相センサを含むことを特徴とする方法。
【請求項５４】
第１ステーションと第２ステーションとを光学的に相互接続するインターコネクトであって、該インターコネクトは、第１光ビームと第２光ビームとを連結し、該第１光ビームは第１ステーションから生成されて第２ステーションへと仕向けられ、該第２光ビームは第２ステーションから生成されて第１ステーションに仕向けられ、該インターコネクトは、
第１ステーションの見通し線及び第２ステーションの見通し線に位置し、第１領域と第２領域を有する適応光波面補償器と；
第１領域に近接して配設した第１波面誤差センサと；
第２領域に近接して配設した第２波面誤差センサとを有することを特徴とするインターコネクト。
【請求項５５】
請求項５４において、伝搬誤差は、適応光波面補正器及び第１及び第２誤差センサによって補正され、適応光波面補正器及び第１及び第２誤差センサは閉ループ光デバイスを形成することを特徴とするインターコネクト。
【請求項５６】
請求項５５において、第１光ビーム及び第２光ビームの少なくとも一つから傾き及び焦点誤差を除去するための少なくとも一つの光傾き・焦点誤差補償器を有することを特徴とするインターコネクト。
【請求項５７】
請求項５６において、該少なくとも一つの光傾き・焦点誤差補償器は第１光傾き・焦点誤差補償器と第２光傾き・焦点誤差補償器であり；第１光傾き・焦点誤差補償器は、第１光ビームが該適応光波面補正器の第１領域に到達する前に第１光傾き・焦点誤差補償器を通過するように、第１ステーションと該適応光波面補正器との間に配設してあり；第２光傾き・焦点誤差補償器は、第２光ビームが該適応光波面補正器の第２領域に到達する前に第２光傾き・焦点誤差補償器を通過するように、第２ステーションと適応光波面補正器との間に第２光傾き・焦点誤差補償器を配設してある、ことを特徴とするインターコネクト。
【請求項５８】
請求項５５に記載のインターコネクトにおいて、
第１波面誤差センサは、第１光ビームが適応光波面補正器の第１領域に反射される時に、第１光ビームの伝搬誤差を感知し、補正を計算し、適応光波面補正器の第１領域を指定して第１光ビームの伝搬誤差を補正し；
第２波面誤差センサは、第２光ビームが適応光波面補正器の第２領域に反射される時に、第２光ビームの伝搬誤差を感知し、補正を計算し、適応光波面補正器の第２領域を指定して第２光ビームの伝搬誤差を補正する、ことを特徴とするインターコネクト。
【請求項５９】
請求項５８に記載のインターコネクトは、さらに、第１ビームスプリッターと第２ビームスプリッターを有し、
適応光波面補正器の第１領域によって補正された第１光ビームを反射した後に、該補正された第１光ビームの第１部分が第１ビームスプリッターによって第１波面誤差センサに仕向けられ；
適応光波面補正器の第１領域による第１光ビームの補正、及び反射、仕向けの後に、補正された第１光ビームの第２部分が第１ビームスプリッターによって適応光波面補正器の第２領域に仕向けられ；
適応光波面補正器の第２領域は、補正された第１光ビームを反射し、第２ステーションへと仕向け；
適応光波面補正器の第２領域によって補正された第２光ビームを反射した後に、該補正された第２光ビームの第１部分が第２ビームスプリッターによって第２波面誤差センサに仕向けられ；
適応光波面補正器の第２領域による第２光ビームの補正、及び反射、仕向けの後に、補正された第２光ビームの第２部分が第２ビームスプリッターによって適応光波面補正器の第１領域に仕向けられ；
適応光波面補正器の第１領域は、補正された第２光ビームを反射し、第１ステーションへと仕向けるように構成されていることを特徴とするインターコネクト。
【請求項６０】
請求項５９に記載のインターコネクトにおいて、さらに、複数の反射器を有し、該反射器は、（i）第１光ビームを第２ステーションに仕向けると共に、第２光ビームを第１ステーションに仕向けること；(ii)第１光ビームの第１部分を第１波面誤差センサに仕向けると共に、第２光ビームの第１部分を第２波面誤差センサに仕向けること、に用いられることを特徴とするインターコネクト。
【請求項６１】
請求項６０において、伝搬誤差補正は、第１光ビームと第２光ビームの少なくとも一つの平面化を含むことを特徴とするインターコネクト。
【請求項６２】
請求項６１において、該第１ステーションにおいて該第１光ビームには情報が符号化されており、該第２ステーションにおいて該第２光ビームには情報が符号化されており、該第１光ビームは、回折限界ビームとして第２ステーションに到達し、第１ステーションで該第１光ビームに符号化された情報を第２ステーションに伝達し、該第２光ビームは、回折限界ビームとして第１ステーションに到達し、第２ステーションで該第２光ビームに符号化された情報を第１ステーションに伝達することを特徴とするインターコネクト。
【請求項６３】
請求項５４において、該第１及び第２適応光モジュールは、ＬＣＬＶ，液晶ＳＬＭ，変形可能ＭＥＭＳデバイス，光ＭＥＭＳを基にしたＳＬＭ、あるいは透光電極を有する液晶セル、あるいはこれらのいかなる組み合わせを含むインターコネクト。
【請求項６４】
請求項５４において、少なくとも一つの光傾き・焦点誤差補償器は、一対の傾きミラーあるいは一対のリアルタイム結晶回折格子を有するインターコネクト。
【請求項６５】
請求項５５において、該波面誤差センサは、従来型のせん断干渉測定センサ、シャック・ハルトマン（ローカル傾き）センサ、あるいはホログラフィック強度−位相センサを含むインターコネクト。
【請求項６６】
請求項５５において、該第１ステーション及び該第２ステーションは少なくとも一つのトランシーバを含むことを特徴とするインターコネクト。
【請求項６７】
請求項５５において、第１ステーションと第２ステーションの少なくとも一つは移動ステーションであり、インターコネクトは、該少なくとも一つの移動ステーションの自動追跡を提供することを特徴とするインターコネクト。
【請求項６８】
第１ステーションから発せられる第１光ビームと第２ステーションから発せられる第２光ビームとを結合するシステムであって、該システムは、第１ステーションが第２光ビームを受信し、第２ステーションが第１光ビームを受信するように、各光ビームを他方とは逆方向へ仕向ける一対のＡＯモジュールを含み、該システムは動的に伝搬誤差を補償することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、光通信及び補償されたイメージングに関するものである。詳しくは、本発明は、二つのステーション間、各ステーションは必ずしも他方の見通し線になくてもよい、に光学的リンクを生成するシステム及び方法に関するものである。
【発明の背景】
【０００２】
従来技術には、二つのビーコン間の光情報を中継するシステムがある。従来は、先ず、第１ビーコンによって光源から受信された光情報を検出して復調し、次いで、この情報で他の光源を変調することで光ビームを合成し、最後に、新しい光ビームを第２ビーコンに仕向ける。この複合要素中継システムは、例えば光ファイバリンクに沿った、あるいはその他光ネットワークのためのＮ×Ｍインターコネクトのため、よく規定された中継モジュールへのアプリケーションを有する。しかしながら、これらの一般的なケースにおいて、伝搬誤差がダイナミックな場合、及び入射ビームが大視野を越えて到着した場合、より堅牢な相互接続システムが必要となる。これらの問題及び限界が本発明によって取り組まれる。
【０００３】
また、従来技術には、ある誤差を補正するために用いられる傾きミラー補償器のセットを含むシステムがある。これらのシステムは、傾きや非点収差のような最も低い誤差を補償することができるに過ぎない。焦点のような他の低いオーダの誤差は、可変焦点要素によって修正することができる。しかしながら、これらのシステムは、乱大気やマルチモード光ファイバ等を伝搬することによる一般の波面歪みのようなより高いオーダの伝搬誤差を補償することはできない。したがって、これらの誤差を補償する手法を提供するシステム及び方法が必要とされている。
【０００４】
本発明は、位相（波面）誤差の一般的なケースについて取り組むものである。これとの関連で、従来技術として、２重ポンプ位相共役ミラー（ＤＰＣＭ）がある。ＤＰＣＭは、全光非線形相互作用を介して進むので、いかなるサーボ−ループ(servo-loop)デバイスを必要としない。しかしながら、ＤＰＣＭは、それが適切に機能するためには、所与の閾値を越えるように入射レーザビームによって搬送されるパワーを必要とする。この閾値は、ＤＰＣＭに用いられる特有の結晶に依存して、一般には、数μＷ／ｃｍ２から数μＷ／ｃｍ２の範囲を取る。適切な結晶の幾つかの例は、ＢａＴｉＯ３とＩｎＰである。さらに、ＤＰＣＭの応答時間は入射ビームの強度に依存しており、デバイスが最適に（速い応答時間、安定動作、適切な波面補償）機能するためには、二つの入射ビームの強度が同値を有する必要がある。最後に、ＤＰＣＭは損失が大きく、挿入損失は、３０％あるいはそれより大きくなる。
【０００５】
対照的に、本デバイスは、極めて低い挿入損失（波面誤差センサによって感知されるのに十分な光のみを必要とする）を有し、強度が同じである必要のない（すなわち、必ずしも均衡される必要がない）入射ビームによって機能することができる。従来の適応光システムと同様に、波面補償能力は、位相調整あるいは補正が必要とされる分解できるコヒーレント位相パッチ数に対して、同等数の画素、あるいは位相アクチュエータ、の関数である。
【０００６】
本発明の一つの目的は、一つのトランシーバから他のトランシーバに光情報を中継するためのシステム及び方法を提供することにある。特に、本発明は、第１トランシーバから発し、第２トランシーバに移動する第１光ビームを、第２トランシーバから発し、第１トランシーバに移動する第２光ビームと逆方向に仕向けるものである。ビームは符合化され得るものであり、通信リンクが回折限界能力を伴って実現することができる。もっとも基本的な形式において、傾きミラーのシンプルなペアが一つのビームを他のビームと逆方向に仕向けることに用いられる。しかしながら、一般に、これらのビームは平面波ではなく、大気歪、マルチモードファイバ誘引歪等を含む時間変化する（すなわち、動的に変化）伝搬歪を受けるかもしれない。したがって、好ましくは、適応光エレメントが、これらの望ましからぬ時間変化する歪を補償し、そしてトラックアウト(track out)すると同時に、一つの方向から他の方向へと、あるいはその逆であってもよい、光を連結する手段を提供することに用いられる（望ましい変調を失うことなく）。このシステムは二つの光ビームの連結を提供するものであるので、相互接続モジュールの位置においていかなるローカル検知器あるいはソースも必要とされない。さらに、相互接続モジュールから離れる光ビームは入射ビームの方向とは正確に逆方向に伝搬する（すなわち、入射ビームの互いに位相共役レプリカである）。よって、このシステムによって仕向け(pointing)とトラッキング(tracking)が実現され、システムパフォーマンスは妥協されない（すなわち、低い挿入損失および高い指向性）。最後に、種々のビーム上には変調が保存されており、情報は、回析限界パフォーマンスを伴って、一つのステーションから他のステーションに移送され、回析、分散、デポラリゼーション、補償帯域幅、システムの空間帯域幅（例えば、波面再構築のための分解可能画素数）等の典型的な適応光設計問題にさらされる。
【０００７】
本発明のアプリケーションは、自由空間、空間ベース、あるいは地上ベース、及び、導波ベース（例えば、シングルモードファイバあるいはマルチモードファイバの出力を他のファイバや自由空間路に結合する）の光通信やイメージ中継リンク、あるいはこれらの組み合わせのための光「中継モード」を含む。多くのアプリケーションは、通信リンクの両端点のステーション間の見通し線上の視野のようなぜいたくの余裕はない。例えば、山によって両端点間の直接視が妨害されるかも知れないし、二つの衛星はもはや互いに視認されることはないかも知れないであろう。この問題を解決するために、中間「リレーモード」あるいは相互接続システムが必要とされ、これは、相互接続システムが両方のステーションからの見通し線にあるように、山頂や中間衛星に配置される。また、光学的に一つのサブシステム（例えば、マルチモードファイバ）から他のサブシステム（例えば、光変調器や検出器等のアレイ）に光学的に情報を中継する（一方あるいは双方向）ことも必要であろう。
【０００８】
図１に示すように、従来技術においては、最初に二つのステーション間のリンクの中間点（例えば、山頂）においてビーム（第１ステーションから発する）を検出して変調し、次いで、この情報を他のレーザに符号化して、最後に、符号化されたデータを第２ステーションに仕向けてリンク（山の反対側）を完成させるという手法が開示されている。しかしながら、この手法は、伝搬歪を補償するものではない。
【０００９】
本発明は、図２に示すように、ビームが山頂に到達した時に、リンクの後半へのビームの自動再仕向けを提供する。さらに、本発明は、伝搬歪を補償し、ビームが歪なくしてリンクの他端に到達できるようになっている。本発明は、このような中間ノードを、高帯域幅光検出、変調、及びデータの再伝達といった通常の光中継要件を用いることなく、実現することができる。本発明において、初期の原点からのビームに負わせた時間変調フォーマットが保存される。光ビームが相互接続システムを通過すると、その波面のみが変更（修正）され、その時間符号化は保持される。さらに、このシステムは相互のインコヒーレント源（例えば、リンクの各端点におけるフリーランニングレーザ）を用いて機能する。これらのレーザの両方がシステムに作用すると、一つの端点からのビームは第２ビームが採る路と波面−逆方向(wavefront-reversed direction)へと仕向けられ、もって、リンクの他端を「見つけ」、そして歪み無しでリンクの他端に到達する（該システムによるビーム形成の通常の時間スケール、範囲、大気歪時間スケール、光伝達時間中のソース位置の動作を考えて）。
【００１０】
さらに、本発明のシステムは、「自動追跡」を提供する。実際、もし端点ステーションが移動していると、インターコネクトは移動するステーションを追跡、追従することができる。これは、ステーションがインターコネクトの再配置時間および動的歪の時間/空間スケールに対してゆっくりと移動することを仮定する。このシステムは、伝搬−歪補償をも提供する。
【００１１】
空間ベース低コスト中継ミラーにおいても関連するアプリケーションがある。一対の大面積望遠鏡が弱い信号を収集するのに用いられ、そして、ビームを他の位置への中継する。これらの、薄い膜体（マイラー等）から形成されるであろう、軽量ミラーは、これらを形成している軽量材料が容易に変形するので、往々にして光歪を保有している。よって、このシステムのパフォーマンスが低下してしまう。一対の大面積中継ミラーの間に提案する本発明を位置させることで、ローカルミラー収差、及び、二つの入射ビームによって経験される光路歪がリアルタイムで補正される。アプリケーションとして可能性のある他の領域には、幹線フィーダシステム、光ファイバへのダイナミックリンク、レーザ源、システムを結合するビームへのアプリケーションを伴う、ＬＥＯやＭＥＯ衛星のような大気圏中継プラットフォーム、他の空伝搬システムが含まれる。後者の場合において、与えられた入射プローブビームがローカル参照ビームとして用いられ、相互接続システムの結果として、光ファイバ増幅器や発振器を含む、単一周波数であるが、ランダムに位相調整された発振器の集まりを同調することができる。
【発明の開示】
【００１２】
本発明は、二つのインコヒーレントな光ビームを適合的に相互接続して、二つのステーション間に光リンクを構築する新しいシステムを提供する。本発明は、また、そこから二つの光ビームが発し、二つの光ビームがその二つのステーションから山頂のような共通の位置へと仕向けられている、二つのステーションを光学的に相互接続する方法を提供する。
【００１３】
本発明の全体の範囲は、変調情報を伝搬するであろう、一対のスペクトル的狭帯域あるいは広帯域の光ビームを結合する動的相互接続能力を提供するものである。例を示すと、二つの異なる位置におけるトランシーバから二つの光ビームが発し、これらの両方が本発明の光相互接続システムに入射されることを仮定する。本システムは、各ビームを他方のビームと逆（すなわち、位相共役）方向へと仕向け、各トランシーバは他方のステーションから発する光ビームを検知することになる。
【００１４】
一般に、入射ビームは異なる光路に沿って伝搬し、よって、異なる伝搬歪、ビームワンダー等を受けるであろう。本発明は、異なるドップラーシフトを受け、異なる波面歪、スペックル、デポラリゼーション（後者の二つの場合は、追加のＳＬＭ（空間光変調器）の使用が含まれるであろう）を保有する光ビームのための相互接続システムを提供する。
【００１５】
本システムのアーキテクチャは、必要であれば、低いオーダの収差誤差のための光傾き・焦点補償器を伴った、一対の閉ループ適応光（ＡＯ）モジュール（あるいは、共通焦点補正モジュールにおける二つの領域、後者は二つのビームと適応光要素の照準合わせ（bore-sighting）のためである）を含むものである。また、本システムには、複数の反射器やビームスプリッターが含まれる。各ＡＯモジュールは与えられた入力ビームによって制御される。
【００１６】
本発明のシステムは、従来の中継デバイスではない。すなわち、本システムはビームを検知して変調し、他の光源（例えば、中継ステーション）に情報を符号化させるのみではない。そうではなく、本システムは、一つの光ビームを、その波面を修正させて、他の光ビームとは逆方向に再仕向けする。このようにして、本システムは、二つの入射ビームの光路に沿う波面誤差を補償し、近回析限界パフォーマンスを有する良好に規定された出力ビームが得られる。さらに、いかなるグローバル変調情報も各入射ビームに保存され、これは他のビームの逆方向へと再仕向けされる。したがって、復調及び続く中継に基づく変調要素が不要であり、基本システムアーキテクチャをシンプルにすることができる。しかしながら、必要であれば、光増幅器がシステム（相互接続モジュールを含む）に沿ったいかなる地点にも配置される。相互接続モジュールは、増幅器における光歪みをも補償する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の一つの実施例が図３Ａに示してあり、他の実施例が図３Ｂに示してあり、さらに他の実施例が図４に示してある。図３Ａおよび図３Ｂのシステムは反射モードにおいて機能する光インターコネクトに関連するものであり、図４は透過モードにおいて機能する光インターコネクトに関連するものである。続く記載は同様に図３Ａ及び図３Ｂの反射モードシステムと図４の透過モードシステムに適用される。それが適当である場合には、これらのシステムの差について明確にする。
【００１８】
例示の目的で、ステーションＡから始まるビーム９、そして、ステーションＢから始まるビーム１０がお互いに対して示してある。実際には、二つのビームは、加えて、互いに異なる方向に移動する。
【００１９】
このシステムは、二つのステーションＡおよびＢが、インターコネクトを用いてそれらの間に生成された光リンクによって情報交換が可能なようになっている。インターコネクトは、好ましくは、一対の適応オプティカル（ＡＯ）モジュール３，４を有しており、それぞれは一対のＡＯ波面補正器３ａ，４ａ及びＡＯ波面補正器３ａ，４ａを夫々駆動する一対の波面誤差センサ３ｂ，４ｂを有している。インターコネクトはさらに、それぞれ、ＡＯモジュールの上流及び下流に配設された一対の光傾き・焦点誤差補償器７，８と、ＡＯモジュール間に配設した一対のビームスプリッター１７，１８を有している。傾き・焦点誤差補償器７はステーションＡとＡＯモジュール３との間に、傾き・焦点誤差補償器７が、ステーションＡとＡＯモジュール３との間の光路にあるように設けられる。同様に、傾き・焦点誤差補償器８はステーションＢとＡＯモジュール４との間に、傾き・焦点誤差補償器８が、ステーションＢとＡＯモジュール４との間の光路にあるように設けられる。あるいは、図３Ｂに示す構成を用いても良く、そこでは二つの補償器の代わりに、一つの傾き・焦点誤差補償器７８が用いられている。この場合、傾き・焦点誤差補償器７８はシステム全体の中間点の近くに配設され、ＡＯモジュール３とＡＯモジュール４との間の光路において、二つのモジュールのほぼ中間点に設けられる。ＡＯ波面補償器３ａによるビーム９の反射によって生成されたビーム１５はビームスプリッター１７によって、ＡＯモジュール４に向う第１部分とＷＥＳ３ｂに向う第２部分とに分けられる。ＷＥＳ３ｂはビームの歪み（例えば、その波面誤差）を感知し、必要な補正を計算し、ＡＯ波面補償器３ａを指定して、システムのサーボ−ループゲインに依存して、入力歪みをゼロあるいはゼロ近くに駆動する。同様に、ＡＯ波面補償器４ａによるビーム１０の反射によって生成されたビーム１６はビームスプリッター１８によって、ＡＯモジュール３に向う第１部分とＷＥＳ４ｂに向う第２部分とに分けられる。ＷＥＳ４ｂはビームの歪み（例えば、その波面誤差）を感知し、必要な補正を計算し、ＡＯ波面補償器４ａを指定して入力歪みをゼロあるいはゼロ近くに追いやる。これは、サーボ−ループあるいは閉ループシステムの例である。
【００２０】
各ＡＯモジュールは、夫々対応する入射ビームによって駆動あるいは制御（すなわち、そのピクセル化された位相マップにおいては、配置される）される。ＡＯモジュール３はステーションＡから始まる光ビーム９によって制御され、一方ＡＯモジュール４はステーションＢから始まる光ビーム１０によって制御される。
【００２１】
システムの効率性を最適化するために、ビームスプリッター１７，１８は好ましくは、入射ビームの大部分（得られる信号対雑音比（ＳＮ比）に依存し、例えば入射ビームの９０％の範囲）をＡＯモジュール４及びＡＯモジュール３にそれぞれ伝送させ、ＷＥＳが適切なＳＮＲ（すなわち、ＳＮＲ＞１，好ましくは１０から１００あるいはそれ以上の範囲）で機能できるように、丁度十分な光をＷＥＳ３ｂ及びＷＥＳ３ａにそれぞれ反射させるように設計される。
【００２２】
図３Ａに示す傾き焦点誤差補償器７，８の目的は、ビーム対の間の全体の傾き及び／あるいは焦点誤差を除去することであり、両者はシステム内で互いに正反対（すなわち、これらは反対方向伝搬(counter-propagate)する）に伝搬する。これらの補償器７，８は、ＡＯモジュール３，４の視野及びダイナミックレンジが、それぞれの入力光におけるより高いオーダの波面誤差を補償する能力を妥協することなく、低いオーダの誤差（傾き及び焦点）の十分な補正を提供する場合には省略できる。これは、ＡＯモジュールが十分なダイナミックレンジ（すなわち、一つの波、好ましくはいくつかの波よりも大きい）を有することを仮定する。
【００２３】
例示の目的で、入射ビーム９及び１０が、ＡＯモジュール３及び４への入射においてそれぞれ任意の波面誤差を保有していると仮定する。さらに、各ビームは、増幅変調あるいは位相変調の形式で、情報が符号化されていると仮定する。さらに、符号化された変調帯域幅は適応光閉ループ補償帯域幅を超えており、ビーム誤差補正後には、望ましい変調が保持されていると仮定する。システムが機能するためには、補償帯域幅は歪み有効帯域幅と同じかそれを越えている必要がある。例として、大気歪みはミリ秒のオーダの時間スケールを有しており、ＡＯ補償帯域幅は１ＫＨｚよりも大きくなくてはならない。一方、望ましい通信帯域幅（あるいは、リンクデータ速度）はとても大きい（例えば、１〜１００ＧＨｚ）。
【００２４】
ＡＯモジュール３の役割は、ＡＯモジュール３による反射／ＡＯモジュール３を通っての伝達の際に、入力ビーム９によって運ばれる波面誤差を最小化することにある。例えば、ＡＯモジュール３は入射ビーム９の空間位相誤差φｒｅｓを、閉ループサーボゲインＧ（φresはほぼφin/(1＋G)と等しく、φinは入力位相誤差である）によって命令される小さい残留値に追いやる。ゲインＧは通常約２〜約１００の範囲であり、より高い値のＧはより良好なシステムのパフォーマンスをもたらす。この動作の結果は、大きく収差した入力ビーム９は、ＡＯモジュール３による反射／ＡＯモジュール３を通る透過の後には、近平面波（near-plane wave）１５となって出てくるということである。いかなるグローバル位相あるいは強度変調は、平面化（すなわち、スクラブ(scrub)された）されたビーム１５に残る。平面化された(planarized)ビーム１５は、グローバルに符号化された変調情報を維持する。この変調された平面波１５はもう一つのＡＯモジュール、すなわち、ＡＯモジュール４によって反射／ＡＯモジュール４を通って透過する。この浄化された(cleaned-up)ビーム１５はＡＯモジュール４の空間位相に影響を及ぼさない。なぜなら、このモジュールはステーションＢから始まる入射ビーム１０によって制御されるからである。
【００２５】
逆に、平面波１５は、ＡＯモジュール４によって反射／透過すると、ビーム１０がＡＯモジュール４から反射／透過する前に有していたのと同じ波面を備えて出てくる。符号化されたビーム９は、ビーム１０と正確な反対方向に伝達し、回折限界ビームとしてステーションＢに到達する。回折限界は、ビームが最も高い焦点能力を有することを特徴付け、比λ／Ｄによって決定される。ここに、λは波長であり、Ｄは開口である。光歪みは、１から数オーダにおいて（×１０〜×１０００、あるいはそれ以上）この比を増加させ、パフォーマンスを劣化させる。
【００２６】
上述の議論は、ＡＯモジュール４、入力ビーム１０、平面化ビーム１６、ステーションＡにもまた適用できる。
【００２７】
本発明のさらに他の実施例では、図３Ａ，３Ｂ、図４における二つの波面補正器３ａ，４ａが、図５に示すように、共通焦点補正モジュール上の二つの領域によって取り替えられる。この実施例において、インターコネクトは、第１領域３４１、第２領域３４２を有する共通焦点補正モジュール、すなわちＡＯ波面補償器３４を有しており、各領域は、別個のＡＯ波面補償器を形成している。インターコネクトはさらに、一対のＷＥＳ３４Ａ，３４Ｂを含んでおり、ＡＯ波面補償器領域３４１，３４２のそれぞれ、ＡＯ波面補償器３４の上流に配置されている一対の光傾き・焦点誤差補償器７，８、一対のビームスプリッター３８，３９、そして７つのリフレクタ３５，３６，３７，４０，４１，４２，４３を駆動する。傾き・焦点誤差補償器７はステーションＡとＡＯ波面補償器３４との間に配設してあり、ステーションＡ、傾き焦点誤差補償器７、ＡＯ波面補償器３４の領域３４１が実質的に直線状に並ぶようになっている。同様に、傾き・焦点誤差補償器８はステーションＢとＡＯ波面補償器３４との間に配設してあり、ステーションＢ、傾き・焦点誤差補償器８、ＡＯ波面補償器３４の領域３４１２が実質的に直線状に並ぶようになっている。ビーム９１は、ＡＯ波面補償領域３４１によるビーム９の反射によって生成され、ビームスプリッター３９によって分割され、リフレクタ３７，３６，３５による連続の反射の後に、ＡＯ波面補償領域３４２に向う第１部分と、リフレクタ４２，４３による連続の反射の後に、ＷＥＳ３４Ａに向う第２部分（ビーム９２）に分割される。ＷＥＳ３４Ａはビームの歪みを感知し、必要とされる補正を計算し、ＡＯ波面補償領域３４１を指定して入力歪みをゼロあるいはゼロ近傍に追いやる。補正されたビーム９１は、実質的に歪みが無いかあるいは少なくとも低減された歪みで、ＡＯ波面補償領域３４１から現れる。ビーム９１の部分、すなわちビーム９２は、さらなる補正等のためにＷＥＳ３４Ａに仕向けられる。これは、サーボループあるいは閉ループシステムの機能を示している。同様に、ビーム１０１は、ＡＯ波面補償領域３４２によるビーム１０の反射によって生成され、ビームスプリッター３８によって分割され、リフレクタ３５，３６，３７による連続の反射の後に、ＡＯ波面補償領域３４１に向う第１部分と、リフレクタ４０，４１による連続の反射の後に、ＷＥＳ３４Ｂに向う第２部分に分割される。ＷＥＳ３４Ｂはビームの歪みを感知し、必要とされる補正を計算し、ＡＯ波面補償領域３４２を指定して入力歪みをゼロあるいはゼロ近傍に追いやる。補正されたビーム１０１は、実質的に歪みが無いかあるいは少なくとも低減された歪みで、ＡＯ波面補償領域３４２から現れる。ビーム１０１の部分、すなわちビーム１０２は、さらなる補正等のためにＷＥＳ３４Ｂに仕向けられる。
【００２８】
ＡＯ波面補償領域３４１，３４２の夫々は、対応する入射ビームによって駆動あるいは制御（すなわち、そのピクセル化された位相マップにおいては、配置される）される。ＡＯ波面補償領域３４１はステーションＡから始まる光ビーム９によって制御され、ＡＯ波面補償領域３４２はステーションＢから始まる光ビーム１０によって制御される。
【００２９】
システムの効率を最適化するために、好ましくは、ビームスプリッター３８，３９は入射ビームの大部分を透過し、ＷＥＳが適切なＳＮ比で機能できるように、丁度十分な光をＷＥＳ３４Ａ及びＷＥＳ３４Ｂにそれぞれ反射させるように設計される。
【００３０】
光傾き・焦点誤差補償器７，８の目的は、補償された光ビームの対の間の傾き及び／あるいは焦点誤差の全体を除去し、システム内で、それらを互いに全く反対方向に伝達させることにある（すなわち、これらは、反対方向伝搬(counter-propagate)する）。これらの補償器７，８は、ＡＯ波面補償器３４の視野及びダイナミックレンジが、それぞれの入力光におけるより高いオーダの波面誤差を補償する能力を妥協することなく、低いオーダの誤差（傾き及び焦点）の十分な補正を提供する場合には省略できる。これは、ＡＯ波面補償器３４が十分なダイナミックレンジを有することが仮定される。
【００３１】
例示の目的で、入射ビーム９及び１０が、ＡＯ波面補償器３４１及び３４２への入射においてそれぞれ任意の波面誤差を保有していると仮定する。さらに、各ビームは、増幅変調あるいは位相変調の形式で、有益なグローバル情報が符号化されていると仮定する。さらに、符号化された変調帯域幅は適応光閉ループ補償帯域幅を超えており、ビーム浄化後には、望ましい変調が保存されていると仮定する。システムが機能するためには、補償帯域幅は歪み有効帯域幅と同じかそれを越えている必要がある。例として、大気中の歪みはミリ秒のオーダの時間スケールを有しており、ＡＯ補償帯域幅は１ＫＨｚよりも大きくなくてはならない。一方、望ましい通信帯域幅（あるいは、リンクデータ速度）はとても大きい（例えば、１〜１００ＧＨｚ）。
【００３２】
ＡＯ波面補正器領域３４１（３４２、それぞれ）とＷＥＳ３４Ａ（３４Ｂ、それぞれ）の役割は、ＡＯ波面補正器領域３４１（３４２、それぞれ）による反射の際の、入力ビーム９（１０、それぞれ）によって運ばれる波面誤差を最小化することにある。すなわち、ＡＯ波面補正器領域３４１（３４２、それぞれ）は入射ビーム９（１０、それぞれ）の空間位相誤差φｒｅｓを、閉ループサーボゲインＧ（φresはほぼφin/(1＋G)と等しく、φinは入力位相誤差である）によって命令される小さい残留値に追いやる。ゲインＧは通常約２〜約１００の範囲であり、より高い値のＧはより良好なシステムのパフォーマンスをもたらす。この動作の結果は、大きく収差した入力ビーム９（１０、それぞれ）は、ＡＯ波面補正器領域３４１（３４２、それぞれ）による反射後には、近平面波９１（１０１、それぞれ）となって出てくるということである。いかなるグローバル位相あるいは強度変調は平面化（すなわち、スクラブされた）されたビーム９１（１０１、それぞれ）に残る。平面化されたビーム９１（１０１、それぞれ）は、グローバルに符号化された変調情報を維持する。この変調された平面波９１（１０１、それぞれ）は反射器３７，３６（３５，３６，３７、それぞれ）、そして、他のもうＡＯ波面補正器領域、すなわち、ＡＯ波面補正器領域３４２モジュールによって反射され、ＡＯ波面補正器領域３４２モジュールは補正された変調平面波９１（１０１、それぞれ）をその最終目的地、すなわちステーションＢ（ステーションＡ、それぞれ）に仕向ける。この浄化されたビーム９１（１０１、それぞれ）はＡＯ補正器領域３４２（３４１、それぞれ）の空間位相に影響を及ぼさない。なぜなら、この領域はステーションＢ（ステーションＡ、それぞれ）から始まる入射ビーム１０（９、それぞれ）によって制御されるからである。
【００３３】
逆に、平面波９１（１０１、それぞれ）は、ＡＯ波面補正器領域３４２（３４１、それぞれ）によって反射されると、ビーム１０（９、それぞれ）がＡＯモ波面補正器領域３４２（３４１、それぞれ）から反射される前に有していたのと同じ波面を伴って出てくる。符号化されたビーム９（１０、それぞれ）は、ビーム１０（９、それぞれ）と正確な反対方向に伝達し、回折限界ビームとしてステーションＢ（Ａ、それぞれ）に到達する。回折限界は、ビームが最も高い焦点能力を有することを特徴付け、比λ／Ｄによって決定される。ここに、λは波長であり、Ｄは開口である。光歪みは、１から数オーダにおいて（×１０〜×１０００、あるいはそれ以上）この比を増加させ、パフォーマンスを劣化させる。
【００３４】
上述の実施例に適切な異なる型のＡＯモジュールには、光学的あるいは電気的に画素毎に駆動される液晶ライトバルブ（ＬＣＬＶ）やＬＣ画素化位相シフタ等の反射デバイス、液晶空間光変調器（ＳＬＭ）、変形可能ＭＥＭＳ、あるいは光ＭＥＭＳに基づくＳＬＭが含まれる。また、適切なＡＯモジュールは透明電極を伴った液晶セルのような透過デバイスやこれらのデバイスのいかなる組み合わせをも含む。従来型波面誤差センサはまた、それが変形可能なミラー（例えば、ＰＺＴ−駆動等）を駆動するものとして用いることもできる。用いられるデバイスにかかわらず、入射ビームは、その波面が平面化されて各ＡＯモジュールから出る。
【００３５】
可能性のある波面誤差センサは、従来型のせん断干渉測定センサ、シャック・ハルトマン（ローカル傾き）センサ、あるいはホログラフィック強度−位相センサを含む。
【００３６】
可能性のあるグローバル傾き・焦点誤差補償器（照準合わせに用いる）は、一対の傾きミラー（従来型、光ＭＥＭＳ、等）、一対のリアルタイム結晶回折格子等を含み、これらは標準閉ループクワッド検出器に基づくサーボループによって駆動される。相互接続システムに含まれる種々の要素は、好ましくは、コンパクトな構造にパッケージ化される。しかしながら、二つのステーションと相互接続システムとの間の距離は大きいであろう。
【００３７】
本発明のシステムは、光インターコネクトとして働き、本質的に、それらに符号化された情報を維持しながら、それらの対応するトランシーバ（ステーション）から出る二つのビームを結合する。各ビームは、他のビームの位相共役レプリカの形式として相互接続システムを離れる；しかし、各ビーム上の時間符号は保存される。ＡＯモジュール３，４、あるいは領域３４１，３４２の対はそれぞれ入力ビーム９，１０によって局所的に制御されるので、二つのビームはコヒーレントである必要はなく、同じ名目波長を有している（許容される波長差は、システムの分散や回折、及び与えられた範囲への伝搬路特性によって支配される。）。したがって、本システムは、一般のビームワンダーや伝搬誤差を伴って、あるいは、異なる速度で移動するプラットフォームから発する差動ドップラーシフトビームの存在下で機能することができる。
【００３８】
本システムはまた導波アーキテクチャにおいて機能し、一つのファイバ（導波管）から他のファイバあるいは複数のチャンネルへの情報の動的な結合を提供する。必要とされることは、与えられたチャンネルが、ＡＯモジュールが該光ビームを平面化できるように参照あるいはビーコン光ビームを提供し、同時に、参照光ビームの出発点に時間的符号化された光ビームの位相−共役リターンを提供することである。
【００３９】
好ましい実施例との関連で本発明を説明したが、当業者において変更がされ得ることは言うまでもない。本発明は必要とされる添付のクレームを除き開示された実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】二つのステーション間における光情報の交換のための従来システムを示しており、二つのステーションの見通し線(line of sight)は丘によって妨害されている。
【図２】二つのステーション間における光情報の交換に用いるであろう本発明のインターコネクトを示しており、二つのステーション間の見通し線は丘によって妨害されている。
【図３Ａ】本発明の実施例を示しており、ＡＯモジュールが反射モードで機能しており、また、一対の光傾き・焦点誤差補償器が用いられている。
【図３Ｂ】本発明の実施例を示しており、ＡＯモジュールが反射モードで機能しており、また、一つの光傾き・焦点誤差補償器が用いられている。
【図４】本発明の実施例を示しており、ＡＯモジュールが透過モードで機能している。
【図５】一つのＡＯモジュールを用いる実施例を示しており、ＡＯモジュールは二つの領域を有する一つのＡＯ波面補償器と一対の波面誤差センサを有する。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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