(57)【要約】      （修正有）【課題】コンパクトで、軽量で、開口にわたり高速または少なくとも画素速度を一定にする、高出力であり、かつ不連続同位相波面と良好に機能するＡＯアクチュエータを提供する。【解決手段】液晶適応光学アクチュエータは、２次元の画素のアレイを備え、各画素は、制御ライン信号経路１６，２０によって制御回路に接続され、制御ライン信号経路は、電気相互接続１６と蛇行抵抗器２０とを備え、各抵抗器は、各画素に関連付けられた各制御ライン信号経路のＲＣ時定数を等しくするように選択された抵抗値を有する。従って、各制御ラインは、１つ以上の制御信号を搬送可能であり、制御ライン信号経路は、全ての画素が均一な応答時間で制御信号に応答するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
適応光学アクチュエータであって、
２次元の画素のアレイと、
複数の電気信号経路と
を備え、
前記複数の電気信号経路の各々は、前記２次元の画素のアレイ内の画素のうちの１つに結合され、各電気信号経路は、１つ以上の制御信号を搬送可能であり、
前記複数の電気信号経路の各々は、均一な時定数を前記２次元の画素のアレイにわたり全画素に提供するための補償抵抗器を備えており、前記補償抵抗器は蛇行抵抗器信号経路として提供される、
適応光学アクチュエータ。
【請求項２】
前記複数の電気信号経路の各々は、蛇行抵抗器信号経路に対応し、各蛇行抵抗器信号経路のレイアウトは、開口にわたる全画素に均一な時定数を提供するように選択されている、請求項１に記載の適応光学アクチュエータ。
【請求項３】
前記２次元の画素のアレイ内の画素の各々は、
内側表面を有する表板と、
前記表板の前記表面と向かい合っている内側表面を有する基板と
を備えている液晶セルから提供され、
前記複数の電気信号経路は、前記基板および前記表板のうちの一方上に配置されている、請求項１に記載の適応光学アクチュエータ。
【請求項４】
前記液晶セルは、電圧アドレス指定可能な伝送モード液晶セルとして提供されている、請求項３に記載の適応光学アクチュエータ。
【請求項５】
前記画素のうちの少なくともいくつかは、正方形断面形状および／または三角形断面形状のうちの少なくとも１つに対応する形状を有するように提供されている、請求項１に記載の適応光学アクチュエータ。
【請求項６】
前記補償抵抗器は、蛇行抵抗器信号経路として提供されている、請求項１に記載の適応光学アクチュエータ。
【請求項７】
各蛇行抵抗器信号経路は、それに関連付けられた画素に対するＲＣ立ち上がり時間を等しくするように選択された抵抗値を有するように提供されている、請求項１に記載の適応光学アクチュエータ。
【請求項８】
２次元の画素のアレイを有する適応光学アクチュエータであって、
前記画素の各々は、その画素に電気的に結合された関連付けられた制御ラインを有し、
各制御ラインは、前記２次元の画素のアレイ内の全画素に均一な時定数を提供するための補償抵抗器を備えており、前記補償抵抗器は蛇行抵抗器信号経路として提供される、
適応光学アクチュエータ。
【請求項９】
前記２次元の画素のアレイ内の画素の各々は、内側表面を有する表板と、前記表板の前記表面と向かい合っている内側表面を有する基板とを備えている液晶セルから提供され、
複数の電気信号経路は、前記基板および前記表板の一方上に配置され、
前記液晶セルは、電圧アドレス指定可能な伝送モード液晶セルとして提供され、
前記画素のうちの少なくともいくつかは、正方形断面形状および／または三角形断面形状のうちの少なくとも１つに対応する形状を有するように提供されている、
請求項８に記載の適応光学アクチュエータ。
【請求項１０】
各蛇行抵抗器信号経路は、前記関連付けられた画素に対するＲＣ立ち上がり時間を等しくするように選択された抵抗値を有する抵抗器を備えている、
請求項８に記載の適応光学アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に説明される構造および技法は、光学送受信システムに関し、より具体的には、自由空間レーザ／光学送受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
当技術分野においても公知のように、適応光学（ＡＯ）アクチュエータは、画素単位レベルで同位相波面を補正する手段を提供する。
【０００３】
やはり公知のように、従来のＡＯアクチュエータは、いわゆる「反射モード」素子として動作し、典型的には、変形可能ミラーまたはＭＥＭＳミラーを介して実装される。液晶セルを除き、ＡＯを実現するための公知の技術は全て、本質的に、反射モード動作に限定される。
【０００４】
反射モードＡＯ素子の使用は、多くの場合、不必要に複雑な光学レイアウトをもたらす。さらに、反射モードＡＯアクチュエータは、概して、多くの用途に対して、所望のものより大きく、かつ重い。加えて、そのような反射モードＡＯアクチュエータは、所望されるほど高速ではなく、位相不連続性を伴う同位相波面に対処せず、十分な空間分解能を有しておらず、かつ高レベルの光強度に対処しない。
【０００５】
さらに、機械ベースのＡＯは全て、アクチュエータ間変調を被り、それによって、ある画素の設定は、隣接する画素の設定に影響を及ぼす。これは、そのようなＡＯが、高レベルの乱気流を伴う大気中に一般的であるような不連続位相を伴う波面を補正することを妨害する。ＭＥＭＳベースの素子（例えば、Ｂｏｓｔｏｎ  ＭｉｃｒｏＭａｃｈｉｎｅｓによって製造されたもの等）は、約１３％の最小の既知のアクチュエータ間結合をもたらす。
【０００６】
機械的ＡＯを用いていくつかの難点を緩和させる、液晶技術に基づく従来技術の透過性ＡＯが公知であるが、低帯域幅に悩まされ、画素から画素への可変応答時間にも悩まされる。
【０００７】
したがって、好ましい伝送モード実施形態において、コンパクトで、軽量で、開口にわたり高速または少なくとも画素速度を一定にする、高出力であり、かつ不連続同位相波面と良好に機能するＡＯアクチュエータを提供することが望ましいであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書に説明される概念、システム、構成要素、および技法によると、適応光学アクチュエータは、２次元の画素のアレイを含み、画素の各々は、蛇行抵抗器を備え、各蛇行抵抗器のレイアウトは、均一な時定数を開口にわたる全画素に提供するように選択される。
【０００９】
本特定の配列を用いることによって、開口にわたる全画素に均一な時定数をもたらす特別に設計された電極レイアウトを有する、適応光学が、提供される。
【００１０】
本明細書に説明される概念、システム、構成要素、および技法によると、適応光学アクチュエータは、２次元の画素のアレイを含み、画素の各々は、その画素に対するＲＣ立ち上がり時間を等しくするように選択される抵抗値を有する抵抗器を具備する。
【００１１】
本明細書に説明される概念、システム、構成要素、および技法によると、適応光学アクチュエータは、画素のアレイであって、画素の各々は、内側表面を有する表板と、表板の表面と向かい合っている内側表面を有する基板とを備えている液晶セルから提供され、該基板および表板は、その上に形成され、異なる電圧が各画素に印加されることを可能にする電極として配置されている電気伝導性構造を有する、画素のアレイと、１つ以上の制御信号を搬送可能であり、該画素のアレイ内の各画素に結合されている電気信号経路であって、各々は、実質的に均一な時定数が、該画素のアレイにわたり全画素に提供されるような経路長および抵抗を有するように提供される、電極信号経路とを含む。
【００１２】
２次元の画素のアレイを備えている適応光学アクチュエータであって、画素の各々が、その画素に電気的に結合された関連付けられた制御ライン信号経路を有し、各制御ライン信号経路が、関連付けられた画素に対するＲＣ立ち上がり時間を等しくするように選択される抵抗値を有する抵抗器を具備する、適応光学アクチュエータ。本配列を用いることによって、各制御ラインは、１つ以上の制御信号を搬送可能であり、制御ライン信号経路は、均一な時定数が、画素のアレイにわたり全画素に提供されるように構成される。
【００１３】
一実施形態では、画素は、正方形ビームを伴うＡＯの意図される使用をより良好にサポートするための正方形断面形状を有するように提供される。
【００１４】
前述のように、いくつかの実施形態では、均一な時定数を開口にわたる全画素にもたらす、電極レイアウトが、使用される。正方形ビームが使用される、光学用途では、画素は、正方形ビームを伴うＡＯの意図される使用をより良好にサポートするために、正方形である。当然ながら、本明細書に説明される概念、システム、および技法は、正方形ビームに限定されず、任意のビーム形状が使用され得ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本明細書に説明される回路および技法の前述の特徴は、図面の以下の説明からより完全に理解され得る。
【図１】図１および２は、適応光学（ＡＯ）アクチュエータの電気的活性基板の一連の平面図である。
【図２】図１および２は、適応光学（ＡＯ）アクチュエータの電気的活性基板の一連の平面図である。
【図３】図３および４は、図１および２に示されるＡＯアクチュエータの一部の一連の平面図である。
【図４】図３および４は、図１および２に示されるＡＯアクチュエータの一部の一連の平面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図４の一部の拡大図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの一部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ここで、同一要素が、いくつかの図全体を通して、同一参照記号を有するように提供される、図１−４Ｂを参照すると、適応光学（ＡＯ）は、概して、当技術分野において公知のように、概して、１４として示される独立画素のアレイにパターン化された基板１２を有し、ＡＯアクチュエータとして使用するために、２次元（２−Ｄ）アドレス指定をサポートする、電圧アドレス指定可能な伝送モード液晶（ＬＣ）セルを備えている。参照番号１４で示される各画素に加え、図１−４Ｂにおける各個々の画素はまた、一意の英数字記号（例えば、Ａ１−Ａ４、Ｂ１−Ｂ１２、Ｃ１−Ｃ２０、Ｄ１−Ｄ２８、Ｅ１−Ｅ３６、Ｆ１−Ｆ４４、Ｇ１−Ｇ４０）を有するように提供されることに留意されたい。
【００１７】
図１−４Ｂの例示的実施形態では、提供される適応光学は、種々の形状（正方形および三角形）を有し、列および行に配列される複数の画素を有する。画素の各々は、制御回路（図１−４Ｂには図示せず）の出力の対応する１つに結合される。制御回路は、「フリップチップ」または他のチップオンガラスアセンブリ技法を介して、ＬＣの基板上に配置され得るか、または御回路は、「ガラス外」にあり得ることに留意されたい。制御回路は、制御信号を基板上に配置される導体に結合する、電気信号経路を介して、画素１４に結合される。電気移行部１６および補償抵抗器２０（また、ＲＣ平衡抵抗器とも称される）は、画素１４へのそのような信号経路の一部を形成する。そのような信号経路はまた、例えば、コントローラまたは他の信号源（図１では見えない）に結合されるフレックスケーブルを含み得る。各画素１４は、個々に、非常に細く、図上で明確に示されないが、各補償抵抗器からその対応する画素に延び、画素間の狭い間隙内にル−ティングされる導線を介して、アドレス指定可能であることに留意されたい。したがって、制御回路は、１つ以上の制御信号をＡＯの画素の各々に提供可能である。
【００１８】
フレックス回路と画素との間に結合される各信号経路は、概して、２０として示される、ＲＣ平衡抵抗器を含む。好ましい実施形態では、抵抗器は、蛇行抵抗器レイアウトを有するように提供される（図４Ｂ）。蛇行抵抗器レイアウト内の経路長は、アレイにわたり画素を制御する際、実質的に均一な速度をもたらすように選択される。すなわち、ＡＯ画素アレイ内の任意の画素が制御信号に対応するためにかかる時間は、ＡＯ内の画素場所にかかわらず、実質的に同一である。これらの応答時間が等しいので、任意の影響（電圧源と画素との間の遅延および減衰から生じるＲＭＳ電圧の低下等）は、全画素にわたり等しくされ、任意の液晶素子のためにすでに必要とされている較正テーブルにおけるそのような電圧低下の補償を可能にするであろう。
【００１９】
ここで図３−４Ｂを参照すると、前述のように、ＡＯは、均一な時定数を開口にわたる全画素にもたらす、特別に設計された電極レイアウトを含む。図４Ｂにおいて最も明確に分かるように、蛇行抵抗器レイアウトは、所望の均一な時定数を達成するために使用される。各画素は、その面積および素子厚ならびに液晶の特性が与えられた場合に事前に既知の静電容量を有し、したがって、抵抗器は、ＲｉＣｉの積を同一にするように設計され得る（ｉは、全画素にわたって移動する）。通常、最大の積を有する画素（「最遅」画素、例えば、開口の中心における画素のうちの１つであり、それは、開口の縁へのその接続が最長であり、故に、最も抵抗性である）の抵抗および静電容量を決定する。ここでは画素番号１と付番されたこの画素に対して、Ｒ１Ｃ１のある値を有する。この画素のために選定された蛇行抵抗器は、最小抵抗、好ましくは、ゼロ抵抗となるであろう。すなわち、基板レイアウトにはないであろう。その固有Ｒｉ０Ｃｉ（補償抵抗器を追加せずに、開口の縁から画素までの接続の画素静電容量Ｃｉおよび抵抗Ｒｉ０を備えている）が、したがって、Ｒ１Ｃ１より小さい他の画素の各々に対して、補償抵抗器が、接続と直列に含まれる。したがって、全画素は、全て実質的に同一ＲＣ応答時間を有するように、「減速」させられる。
【００２０】
前述のアプローチは、全画素に対して均一様式において、ＲＣネットワークにおける電圧減衰の影響を補償することを可能にし、全画素に対して単一較正テーブルの使用を可能にし、これは、正確な位相制御を得るために非常に望ましい特徴である。補償抵抗器２０は、表板糊ライン（すなわち、封止剤または「糊」が、側壁を形成し、表板（ｓｕｐｅｒｓｔｒａｔｅ）を基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）に結合するように配置される空間）内に配置され得、抵抗器２０は、表板外側のリードアウト（および、最終的に、フレックス回路１８ａ、１８ｂおよびコントローラ）への移行部を提供する接続要素１６を介して結合される。図３および４において明確に分かるように、合計８つの蛇行抵抗器レイアウトセルタイプが、ＡＯの１つの４分の１区の画素のために必要とされる。
【００２１】
前述のように、均一な時定数を開口にわたる全画素にもたらす、電極レイアウトが、使用される。正方形ビームが使用される、光学用途では、画素は、正方形ビームを伴うＡＯの意図される使用をより良好にサポートするために正方形である。当然ながら、本明細書に説明される概念、システム、および技法は、正方形ビームに限定されず、任意のビーム形状が使用され得ることを理解されたい。同様に、正方形と異なる画素幾何学形状を伴うＡＯが、本教示に従って設計される補償抵抗器を採用し得る。例えば、六角形に密充填されたアレイは、当技術分野において公知のように、ＡＯのための有用な幾何学形状である。画素のためのフィードラインは、可変長であって、中心画素に対するものは、より長く、したがって、本明細書に教示される補償抵抗器技法は、応答時間を等しくするために適用可能であり、故に、全画素に対して同じ較正テーブルを有するより便利な駆動電圧回路を可能にする。
【００２２】
本明細書に説明される回路、技法、および概念の１つ以上の好ましい実施形態が説明されたが、ここで、これらの回路、技法、および概念を組み込む他の実施形態が使用され得ることは、当業者に明白となるであろう。故に、特許の範囲は、説明される実施形態に限定されるべきではなく、むしろ、添付の請求項の精神および範囲によってのみ限定されるべきであることが思量される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【外国語明細書】
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