通過模式干涉來分析光的制作方法
【專利摘要】提供用于通過模式干涉來分析光的裝置和系統(tǒng)。用于通過模式干涉來分析光的裝置的示例包括若干波導(dǎo)和多個(gè)散射體，其中若干波導(dǎo)用于在多模區(qū)域中支持特定偏振的光的兩個(gè)模式，多個(gè)散射體偏離若干波導(dǎo)中的至少一個(gè)波導(dǎo)的中心。
【專利說明】通過模式干涉來分析光

【背景技術(shù)】
[0001]通過波導(dǎo)來傳輸光已經(jīng)應(yīng)用于許多類型的應(yīng)用。光信號(hào)提供與電子信號(hào)相比的潛在的優(yōu)勢(shì)。光可以從各種源輸入。
[0002]例如，光譜在諸如物理、天文學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)以及醫(yī)學(xué)等的各種領(lǐng)域中是有用的。例如，拉曼光譜法可以使用激光器來產(chǎn)生與樣品相互作用的光來產(chǎn)生頻移光，從而提供樣品的分子結(jié)構(gòu)的光學(xué)指紋。例如，使用這種系統(tǒng)需要收集和鑒別光學(xué)指紋的能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0003]圖1示出了根據(jù)本公開的耦接到與測(cè)量設(shè)備關(guān)聯(lián)的散射體的波導(dǎo)的示例。
[0004]圖2示出了根據(jù)本公開的耦接到散射體的多模波導(dǎo)的陣列的示例。
[0005]圖3A-3B示出了根據(jù)本公開的包括散射體的多模波導(dǎo)的兩個(gè)示例。
[0006]圖4示出了根據(jù)本公開的將兩個(gè)單模波導(dǎo)與設(shè)置在其之間的散射體倏逝耦接的示例。
[0007]圖5示出了根據(jù)本公開的將第一單模波導(dǎo)耦接到包括散射體的第二單模波導(dǎo)的共振耦接的示例。
[0008]圖6示出了根據(jù)本公開的顯示避免交叉的色散曲線的示例。
[0009]圖7示出了根據(jù)本公開的將第一單模波導(dǎo)耦接到包括散射體的第二單模波導(dǎo)的共振耦接的另一示例。
[0010]圖8是示出了通過根據(jù)本公開形成的用于模式干涉來分析光的裝置的示例的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]本公開的示例包括用于通過模式干涉來分析光的裝置和系統(tǒng)。如本文中描述的，通過模式干涉來分析光的裝置的示例包括若干波導(dǎo)和多個(gè)散射體，其中若干波導(dǎo)用于在多模區(qū)域中支持特定偏振的光的兩個(gè)模式，該散射體偏離若干波導(dǎo)中的至少一個(gè)波導(dǎo)的中心。
[0012]如本文中描述的，包括通過模式干涉來分析光的裝置和系統(tǒng)在諸如物理學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)以及醫(yī)學(xué)等使用光譜的許多領(lǐng)域中具有可應(yīng)用性。示例是拉曼光譜(例如表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS))，其中激光與樣品相互作用，來產(chǎn)生頻移的散射光，從而提供樣品的分子結(jié)構(gòu)的分子指紋?？梢栽谠擃I(lǐng)域中使用的小型、廉價(jià)的光譜儀對(duì)于拉曼光譜法是有益的。然而，具有100千兆赫(GHz)以下分辨率的光譜儀常常包括大型基于光柵的單色儀。本文中描述的裝置和系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為降低光譜儀的大小和/或重量(例如與基于光柵的大型單色儀相比)，同時(shí)還提供高通量和分辨率。本文中描述的另一個(gè)應(yīng)用是使用用于允許并行地以許多不同頻率(例如波長(zhǎng))頻帶進(jìn)行光譜成像的裝置(例如芯片級(jí)裝置)的超光譜成像。
[0013]圖1示出了根據(jù)本公開的耦接到與測(cè)量設(shè)備關(guān)聯(lián)的散射體的波導(dǎo)的示例。在以下的【具體實(shí)施方式】和附圖中，為了簡(jiǎn)化本公開，一些特征在單獨(dú)示例(例如實(shí)施例)中集中在一起。這種陳述方式不解釋為反映這樣的目的:所公開的實(shí)施例需要比明確記載在本公開的權(quán)利要求中的特征更多的特征(例如，元件和/或限定)。相反地，如以下的權(quán)利要求反映的，本發(fā)明的主題可以需要少于單獨(dú)公開示例的所有特征。因此，以下的權(quán)利要求特此合并到【具體實(shí)施方式】中，其中每個(gè)權(quán)利要求作為獨(dú)立的實(shí)施例具有其自身的優(yōu)點(diǎn)。
[0014]如本公開所描述的，包括通過模式干涉來分析光的裝置和系統(tǒng)可以包括使用耦接到多個(gè)散射體的若干波導(dǎo)，其中多個(gè)散射體偏離若干波導(dǎo)中的每一個(gè)波導(dǎo)的中心。如本文中所描述的，在各個(gè)示例中，可以被配置為散射光的基本上相同或者不同的頻率或者頻率范圍的散射體可以作為用于將這些特定頻率(例如，光、能量和/或信號(hào))發(fā)射到檢測(cè)器(例如，發(fā)射到設(shè)計(jì)為收集這種光、能量和/或信號(hào)的測(cè)量設(shè)備)的下路濾波器。
[0015]如圖1所示，耦接到與測(cè)量設(shè)備關(guān)聯(lián)的散射體的波導(dǎo)100的示例包括被導(dǎo)向耦接到散射體124的波導(dǎo)114的輸入光103,該輸入光103可以包括來源于各種源的一系列頻率和/或波長(zhǎng)。如先前指示的，圖1中示出的示例包括可選特征。在一些示例中，為了將輸入光分為多個(gè)不同輸入范圍的光頻率，可以包括粗頻分選元件105(例如使用棱鏡、陣列波長(zhǎng)光柵(AWG)、中階梯光柵等)，和/或可以包括聚焦透鏡107，以針對(duì)耦接到散射體124的波導(dǎo)114精確地引導(dǎo)和/或集中(例如使用微透鏡)所得到的輸入光109。例如，所得到的輸入光109(例如，在一些示例中，可以與初始輸入光103相同)可以由聯(lián)接到波導(dǎo)114(例如與其集成)的輸入耦合器116收集。圖1中示出的特征從側(cè)視透視圖中示出，而其它圖中的特征可以從俯視透視圖中示出。
[0016]在本公開的以下詳細(xì)描述中，引用了形成本文一部分的并且通過例示示出了如何可以實(shí)踐本公開的示例的附圖。足夠詳細(xì)地描述這些示例，以使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本公開的示例，并且要理解的是，可以使用其它示例，在不脫離本公開的范圍情況下可以進(jìn)行處理、電學(xué)和/或結(jié)構(gòu)變化。此外，如果合適的話，如本文中使用，“例如”和“作為示例”應(yīng)該被理解為“作為示例但不作為限制”的縮寫。
[0017]本文中的附圖遵循編號(hào)規(guī)定，其中第一個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)于附圖編號(hào)并且其余數(shù)字標(biāo)識(shí)附圖中的元件或者部件。不同圖之間的相似元件或部件可以通過使用相似的數(shù)字來標(biāo)識(shí)。例如，111可以指圖1中的元件“11”，并且圖2中類似的元件可以標(biāo)記為211。在本文中的各個(gè)附圖中所示出的元件可以增加、交換和/或刪去，以便提供本公開的若干附加的示例。此外，在附圖中提供的元件的比例和相對(duì)比例旨在示出本公開的示例并且不應(yīng)該以限制的意義米用。
[0018]圖1中示出的波導(dǎo)114可以由各種材料形成。例如，如本文中所描述的，可以使用第一材料來形成第一波導(dǎo)，可以使用與第一材料不同的第二材料來形成第二波導(dǎo)?？梢赃x擇和/或配置不同的材料，來例如保留和/或發(fā)射不同頻率或者不同頻率范圍的光。這種材料的示例包括硅氮化物、硅碳化物和/或磷化鎵等(例如在氧化硅上)，其允許可見和近紅外的頻率的光穿過。
[0019]在一些示例中，波導(dǎo)可以由基板112 (例如由基本透明的材料形成)支撐。在各種示例中，基板112可以包括與波導(dǎo)114不同的折射率和/或反射率的若干層。在一些示例中，基板112可以與作為輸入光103、109的濾波器的若干層電介質(zhì)材料110 (例如電介質(zhì)疊層)相互作用(例如，在與支撐波導(dǎo)114的表面相對(duì)的表面上)。在一些不例中，電介質(zhì)材料可以被放置在波導(dǎo)114與基板112之間。正因如此，在一些示例中，與支撐波導(dǎo)114的表面相對(duì)的表面可以與抗反射涂層(未示出)相互作用。
[0020]在各個(gè)示例中，與圖1中示出的波導(dǎo)114集成的輸入耦合器116可以是或者可以包括光柵稱合器。這種光柵稱合器可以具有這樣一種光柵，該光柵具有用于入射光109的衍射和/或反射的預(yù)定間距、刻蝕角度和/或占空比，例如使得入射光109變?yōu)橐灶A(yù)期方向沿波導(dǎo)114行進(jìn)的光118。
[0021 ] 在一些示例中，波導(dǎo)114可以與光柵濾波器120集成。這種光柵濾波器120可以配置為(例如以預(yù)定間距、刻蝕角度和/或占空比)用于沿波導(dǎo)114行進(jìn)的光118的特定頻率或者特定頻率范圍122的衍射和/或背向反射。例如，特定頻率或者特定頻率范圍122可以相當(dāng)于來自激光器(例如在SERS中使用的)的輸出，激光器的輸出頻率在下游分析中是無關(guān)緊要的。正因如此，在一些示例中，特定頻率或者特定頻率范圍122可從波導(dǎo)114中衍射和/或散射出去(例如，在以預(yù)期方向沿波導(dǎo)114行進(jìn)的光118到達(dá)第一散射體之前)。
[0022]沿波導(dǎo)114行進(jìn)的光118可以與多個(gè)散射體124相互作用。在圖1中從側(cè)視透視圖示出多個(gè)散射體124，指示多個(gè)散射體124垂直地偏離(例如相對(duì)于基板、電介質(zhì)層和/或另一個(gè)波導(dǎo)在該波導(dǎo)的上面和/或下面)并且基本上平行于波導(dǎo)114的中心軸(例如中心位置的縱軸)。然而，如從俯視透視圖示出的其它圖(例如圖4)所示，多個(gè)散射體124可以橫向地(例如水平地)偏離波導(dǎo)并且基本上平行于波導(dǎo)的中心軸(例如，多個(gè)散射體124中的一些或者全部可以位于圖1所示的波導(dǎo)114的前面和/或后面)。
[0023]如本文中所描述的，波導(dǎo)可以配置為傳輸給定偏振的光的一個(gè)或者兩個(gè)模式。例如，波導(dǎo)的物理特性(例如，高度和/或?qū)挾瘸叽?，?或形成波導(dǎo)的材料等其它特性)可以被選擇為實(shí)現(xiàn)光的一個(gè)或者兩個(gè)模式的輸入和/或傳輸(例如以不同的群速度和/或相速度)。例如，傳輸兩個(gè)模式的光的一個(gè)波導(dǎo)或者各自傳輸光的一個(gè)模式的兩個(gè)相鄰波導(dǎo)可在兩個(gè)模式的光之間模式重疊的任何地方產(chǎn)生干涉(例如，基于兩個(gè)模式之間的不同群速度和/或相速度)。該干涉產(chǎn)生相對(duì)于波導(dǎo)中的特定位置變化的空間拍頻圖樣。空間拍頻圖樣的周期(例如與空間頻率逆相關(guān))因?yàn)檫@兩個(gè)模式之間的不同群速率而根據(jù)光的特定時(shí)間頻率改變。
[0024]相當(dāng)于空間拍頻圖樣的強(qiáng)度和/或周期的信號(hào)126 (例如光和/或能量)可以由例如沿波導(dǎo)114以規(guī)則間隔(例如空間頻率)隔開的多個(gè)散射體124輸出。在各個(gè)不例中，散射體可以被配置為弱散射體(例如，通過使用短光柵、特定材料和/或淺槽等可能)，弱散射體各自散射通過該散射體的位置的小部分空間拍頻圖樣(例如少于1%的光和/或其能量)。正因如此，大部分的光強(qiáng)可以越過每個(gè)散射體的位置，以便按照散射體的順序通過下一個(gè)散射體的位置。
[0025]在各個(gè)示例中，散射體可以被形成(例如由金屬、塑料、陶瓷材料等形成)為光柵(例如具有預(yù)定間距、刻蝕角度和/或占空比)、延伸到波導(dǎo)中和/或從波導(dǎo)延伸出去的具有選擇大小的點(diǎn)狀體和/或突出(例如，包括諸如納米粒子的金屬粒子和/或諸如納米線的金屬線)、穿過波導(dǎo)壁的具有選擇大小的穿孔和/或位于(例如刻蝕到)波導(dǎo)壁內(nèi)和/或外中的凹槽等散射體配置。特定散射體進(jìn)行散射的時(shí)間頻率可以取決于與該特定散射體的物理結(jié)構(gòu)有關(guān)的若干其它因素。例如，可以選擇諸如散射體的直徑、圓周長(zhǎng)和/或厚度的因素、形成散射體中間的孔的直徑比例和/或形成散射體的特定材料等因素，來確定該特定散射體散射光的頻率。在一些示例中，特定散射體進(jìn)行散射的頻率可以用實(shí)驗(yàn)方法來確定，并且隨后可以調(diào)整若干這些因素，來實(shí)現(xiàn)所選擇的散射頻率范圍。
[0026]如果兩個(gè)模式的干涉的空間頻率比散射體的空間頻率大，則由散射體檢測(cè)和/或輸出的信號(hào)混淆為較低的空間頻率。當(dāng)輸入光(例如103、109)位于已知光譜帶寬(如利用粗頻分選元件105和/或作為輸入光103、109的濾波器的電介質(zhì)材料110所確定的)內(nèi)時(shí)，混淆信號(hào)例如可以是可使用的。
[0027]因此，如本文中所描述的，多個(gè)散射體124中的每一個(gè)散射體可以被配置(例如選擇)為散射相當(dāng)于特定空間拍頻圖樣的強(qiáng)度的信號(hào)強(qiáng)度(例如光和/或能量)126，該特定空間拍頻圖樣存在于每個(gè)散射體的特定位置處沿波導(dǎo)114行進(jìn)的光118中。例如，多個(gè)散射體124中的每一個(gè)散射體可以被配置為散射基本上相同的時(shí)間頻率或者時(shí)間頻率范圍。
[0028]在各個(gè)示例中，這種發(fā)射的光、能量和/或信號(hào)126可以通過檢測(cè)器128來收集，檢測(cè)器128可以包括在被設(shè)計(jì)為收集這種光、能量和/或信號(hào)的測(cè)量設(shè)備129內(nèi)。在各個(gè)示例中，測(cè)量設(shè)備129(例如電荷耦合器件(CCD))的單獨(dú)檢測(cè)器128 (例如光敏傳感器)可以與多個(gè)散射體124中的每一個(gè)散射體相互對(duì)準(zhǔn)(例如具有與散射體基本上相同的空間頻率)。
[0029]圖2示出了根據(jù)本公開的耦接到散射體的多模波導(dǎo)的陣列的示例。如圖2所示，從俯視透視圖示出了多模波導(dǎo)230的陣列。多模波導(dǎo)230的陣列包括多個(gè)波導(dǎo)(例如多模波導(dǎo)235)。作為示例，圖2中所示出的多個(gè)多模波導(dǎo)230是9個(gè)，然而，本公開不限于多模波導(dǎo)的陣列中的9個(gè)波導(dǎo)。也就是說，多模波導(dǎo)的陣列包括兩個(gè)或更多個(gè)的若干波導(dǎo)，使得波導(dǎo)的數(shù)量是不受限制的(例如在一些示例中波導(dǎo)的數(shù)量可以大于100)。
[0030]在一些示例中，包括散射體230的多模波導(dǎo)可以連接到(例如集成到)單模輸入波導(dǎo)234 (例如被放置在多模波導(dǎo)235的一端或者一端附近)，以收集或者傳輸輸入光。如本文中所描述的，在各個(gè)示例中，多模波導(dǎo)235可以被配置為支持輸入光的單個(gè)模式到例如具有不同群速度和/或相速度(例如通過所選擇的高度和/或?qū)挾瘸叽绲母淖兒?或形成多模波導(dǎo)的材料等特性)光的兩個(gè)模式的轉(zhuǎn)換(例如輸入和/或傳輸)。
[0031]例如，在各個(gè)示例中，輸入波導(dǎo)(例如單模輸入波導(dǎo)234)可以傳輸(例如通過所選擇的高度和/或?qū)挾瘸叽绲母淖兒?或形成輸入波導(dǎo)的材料等特性的支持)來自單個(gè)源的光的單個(gè)模式。然而，當(dāng)來自單模輸入波導(dǎo)的光進(jìn)入多模波導(dǎo)(例如多模波導(dǎo)235)時(shí)，光的單個(gè)模式可以投射在由多模波導(dǎo)支持的兩個(gè)模式的特定相干疊加上。單模輸入波導(dǎo)與多模波導(dǎo)之間的接頭的選擇配置可以使多模波導(dǎo)中的兩個(gè)不同模式能夠以可比較的振幅來激發(fā)，這可以增強(qiáng)通過兩個(gè)模式的干涉產(chǎn)生的條紋圖樣的對(duì)比度。
[0032]如本文中所描述的，單模結(jié)構(gòu)(例如波導(dǎo))可以支持感興趣的特定偏振(例如，橫電或者橫磁)的單模。此外，如本文中所描述的，多模結(jié)構(gòu)(例如一個(gè)或者兩個(gè)波導(dǎo))可以支持感興趣的特定偏振(例如，橫電或者橫磁)的兩個(gè)模式。
[0033]在一些不例中，若干單模輸入波導(dǎo)(例如單模輸入波導(dǎo)234)可以與輸入I禹合器(例如被放置在單模輸入波導(dǎo)234的一端或者一端附近的輸入耦合器231)集成。例如，若干輸入耦合器可以是被放置(例如集成)在每個(gè)單模輸入波導(dǎo)的端部處用于收集(例如捕獲)要被分析的光的光柵耦合器。這種光柵耦合器可以是這樣一種光柵，該光柵具有用于入射光的衍射和/或反射的預(yù)定間距、刻蝕角度和/或占空比，使得入射光變?yōu)檠孛恳粋€(gè)波導(dǎo)以預(yù)期方向行進(jìn)的光。圖2中示出的光柵耦合器(例如輸入耦合器231)被顯示為其符號(hào)表示，并且不意在特定輸入耦合器配置的限制性示例。
[0034]作為示例，圖2中所示出的若干輸入耦合器是9個(gè)，然而，本公開不限于波導(dǎo)的陣列中的9個(gè)輸入耦合器。也就是說，如果波導(dǎo)的陣列具有例如任何光柵耦合器，則光柵耦合器的數(shù)量可以是從一個(gè)到輸入波導(dǎo)的數(shù)量的任何數(shù)量，使得一些輸入波導(dǎo)可以具有除光柵率禹合器之外的輸入稱合器，一些輸入波導(dǎo)可以與若干其它輸入波導(dǎo)共享光柵稱合器，或者每個(gè)輸入波導(dǎo)可以與光柵耦合器集成等示例。在一些示例中，單模波導(dǎo)和/或多模波導(dǎo)可以具有較寬的過渡區(qū)來與輸入耦合器集成，以提供用于使光子進(jìn)入與入射光束在輸入耦合器上的區(qū)域相比較窄的通道中的漏斗。
[0035]在各個(gè)示例中，陣列230中的多個(gè)多模波導(dǎo)中的每一個(gè)(例如多模波導(dǎo)235)具有與其關(guān)聯(lián)的多個(gè)散射體(例如散射體236)。也就是說，例如，多個(gè)散射體236可以偏離多模波導(dǎo)236的中心并且基本上平行于多模波導(dǎo)236的中心軸。作為示例，圖2中所示出的與每個(gè)多模波導(dǎo)關(guān)聯(lián)的多個(gè)散射體是十一個(gè)，然而，本公開不限于與每個(gè)多模波導(dǎo)關(guān)聯(lián)的十一個(gè)散射體。也就是說，與每個(gè)波導(dǎo)關(guān)聯(lián)的多個(gè)散射體包括兩個(gè)或更多個(gè)的任何數(shù)量的散射體，使得散射體的數(shù)量是不受限制的(例如在一些示例中散射體的數(shù)量可以大于100)。
[0036]發(fā)射的光、能量和/或信號(hào)的反向散射可以例如通過作為散射體的輸出光柵的衍射和/或反射降低，使得光、能量和/或信號(hào)沿預(yù)期方向遠(yuǎn)離散射體(例如圖1中的散射體124)例如朝著圖1所示的測(cè)量設(shè)備129 (例如CCD)的單獨(dú)檢測(cè)器128 (例如光敏傳感器)行進(jìn)。
[0037]因此，輸入耦合器、單模輸入波導(dǎo)、多模波導(dǎo)和/或多個(gè)散射體的每種組合(例如輸入耦合器231、單模輸入波導(dǎo)234、多模波導(dǎo)235和/或多個(gè)散射體236)可以被配置為收集(例如捕獲)和/或傳輸選擇的特定的時(shí)間頻率范圍。此外，這種組合中的每一種可以被配置為發(fā)射選擇的特定的時(shí)間頻率范圍的光、能量和/或信號(hào)，特定的時(shí)間頻率范圍相當(dāng)于在每一散射體的特定位置處沿該波導(dǎo)存在于模式的干涉中的特定空間拍頻圖樣的強(qiáng)度。正因如此，多個(gè)這種組合中的每一種可以被配置為收集和/或傳輸選擇的不同的時(shí)間頻率范圍和/或發(fā)射選擇的不同的時(shí)間頻率范圍的光、能量和/或信號(hào)。
[0038]因此，如圖2所示，波導(dǎo)230的陣列可以被配置為分析例如輸入光采樣中的較大的頻率范圍。較大的頻率范圍可以被分析，這是因?yàn)檩斎腭詈掀?、單模輸入波?dǎo)、多模波導(dǎo)和/或多個(gè)散射體的每一組合可以配置為收集和/或傳輸所選擇的特定的時(shí)間頻率范圍和/或發(fā)射光、能量和/或信號(hào)的與那些所選擇的頻率范圍不同的選擇的特定的時(shí)間頻率范圍，與陣列中的其它波導(dǎo)關(guān)聯(lián)的這種組合被配置為收集和/或傳輸和/或發(fā)射那些所選擇的頻率范圍。
[0039]如剛才所描述的，可以構(gòu)建“超光譜成像器”。例如，二維陣列可以具有100個(gè)輸入耦合器(例如光柵耦合器)，以將輸入光的不同的頻率范圍(例如從AWG)收集到例如100個(gè)波導(dǎo)中。這樣的布置通過頻帶范圍可以作為寬頻帶的超光譜成像器來操作。例如，可以通過輸入耦合器(例如光柵耦合器)是被配置為收集寬頻帶還是收集窄頻帶、波導(dǎo)被配置為保留和/或傳輸什么模式等考慮，來確定頻帶的寬度。
[0040]作為替換例，輸入耦合器、單模輸入波導(dǎo)、多模波導(dǎo)和/或多個(gè)散射體的每一組合可以被配置為收集和/或傳輸和/或發(fā)射選擇的基本上相同的時(shí)間頻率范圍(例如每個(gè)這種組合重復(fù)地配置)。例如，具有基本上相同地配置的輸入耦合器、單模輸入波導(dǎo)、多模波導(dǎo)和/或多個(gè)散射體的每種組合的波導(dǎo)230的陣列(例如諸如231的跨越寬度鄰近放置的輸入耦合器)在光、能量和/或信號(hào)的時(shí)間頻率范圍的輸出中提供冗余。這種冗余可以在輸入光的頻譜的分析和/或結(jié)構(gòu)中用于補(bǔ)償例如通過多個(gè)散射體感測(cè)和/或發(fā)射(例如通過校準(zhǔn)、后處理等)的光、能量和/或信號(hào)的隨機(jī)變化。
[0041]具有跨越寬度鄰近放置(例如與輸入光的方向正交)的光輸入(例如諸如231的輸入耦合器)的陣列的波導(dǎo)230的陣列功能上可以具有與大型、常規(guī)的(例如自由空間)光譜儀相媲美的寬的“入射狹縫”。正因如此，可以實(shí)現(xiàn)增大的輸入光“通量”。當(dāng)光來源于空間擴(kuò)展源時(shí)，增大的輸入光通量可以是有用的。例如，空間擴(kuò)展源可以是直徑大于收集光學(xué)器件的衍射限制空間分辨率的光源，該衍射限制空間分辨率可以通過光的波長(zhǎng)除以收集光學(xué)器件的數(shù)值的兩倍來估計(jì)。
[0042]在一些示例中，輸入光可以聚焦到輸入耦合器(例如光柵耦合器)中，以提供不同光帶的準(zhǔn)直輸入(例如通過棱鏡和/或光柵等技術(shù))。聚焦到每一輸入耦合器中的帶寬可以小于例如從散射體235發(fā)射的光、能量和/或信號(hào)所提供的自由光譜范圍(FSR)。在一些示例中，F(xiàn)SR可以是所測(cè)量的干涉圖樣(例如包括通過散射體促成的混淆效應(yīng))重復(fù)的頻率間隔。
[0043]在一些示例中，圖2所示的多模波導(dǎo)235中的每一個(gè)可以是多模波導(dǎo)，該多模波導(dǎo)在各個(gè)示例中可以被配置為用于輸入和/或傳輸具有不同群速度和/或相速率(例如通過高度和/或?qū)挾瘸叽绲母淖兒?或形成波導(dǎo)的材料等特性)的光的兩個(gè)模式。光的兩個(gè)不同速度(例如空間頻率)之間的干涉可以產(chǎn)生具有可區(qū)分的空間頻率的拍頻圖樣。如本文中所描述的，拍頻圖樣可以通過以規(guī)則間隔(例如空間頻率)隔開的散射體236混淆為較低的空間頻率。正因如此，混淆為較低的空間頻率的能量、光和/或信號(hào)可以由散射體235發(fā)射。
[0044]在各個(gè)示例中，混淆為較低的空間頻率并且由散射體236發(fā)射的能量、光和/或信號(hào)可以通過例如諸如圖1所示的測(cè)量設(shè)備129 (例如CCD)的單獨(dú)檢測(cè)器128 (例如光敏傳感器)的單獨(dú)檢測(cè)器來收集。如本文中所描述的，這種混淆信號(hào)可以通過處理資源(例如使用傅里葉分析)來分析和/或校準(zhǔn)，以確定用于例如識(shí)別(例如通過拉曼光譜法)輸入光的特定源的特點(diǎn)特性(例如頻譜)。
[0045]如本文中所描述的，通過包括散射體(例如散射體236)的單獨(dú)直波導(dǎo)(例如多模波導(dǎo)235)可達(dá)到的分辨率可以通過Av= (c/L)/(ngl-ng2)來估計(jì)，其中Av是分辨率、c是光速、L是波導(dǎo)的長(zhǎng)度，(ngl-ng2)是光的兩個(gè)模式的群折射率之間的差。例如，利用I厘米的L值和0.6的群折射率失配可得到的50千兆赫(GHz)的分辨率。使用“螺旋形(serpentine) ”波導(dǎo)可以實(shí)現(xiàn)更高分辨率。
[0046]因此，如本文中所描述的，通過模式干涉分析光的系統(tǒng)的示例可以包括偏離并且基本上平行于若干波導(dǎo)(例如114、235)中的每一個(gè)的中心軸的多個(gè)散射體(例如124、236)，其中波導(dǎo)的數(shù)量被形成為支持(例如通過輸入耦合器116、234，輸入波導(dǎo)234、342，和/或波導(dǎo)114、232、344、454、455、564、774的物理特性)光(例如從單個(gè)源發(fā)射的(例如103))的兩個(gè)模式。在各個(gè)示例中，光的兩個(gè)模式之間的干涉可以通過由多個(gè)散射體(例如124,236)收集的信號(hào)(例如126)的發(fā)射而被混淆為較低頻率。在一些示例中，該系統(tǒng)可以包括具有與多個(gè)散射體(例如124，236)對(duì)準(zhǔn)的傳感器(例如128)的電荷耦合器件(例如129)，以直接收集由多個(gè)散射體(例如124，236)發(fā)射的信號(hào)(例如126)。
[0047]在一些示例中，該系統(tǒng)可以包括形成二維陣列(例如230)的多個(gè)基本平行的波導(dǎo)(例如235)。在一些示例中，該系統(tǒng)可以包括用于將輸入光(例如103)分為光頻的多個(gè)不同輸出范圍的粗頻分選元件(例如105)。例如，可以選擇來自AWG的光頻的特定輸出范圍，以輸入到設(shè)置在圖2所示的每一波導(dǎo)(例如單模波導(dǎo)234和/或多模波導(dǎo)235)的端部或端部附近的每一個(gè)輸入耦合器231中。作為替換例，可以選擇來自AWG的光頻的不同輸出范圍，以輸入到設(shè)置在圖2所示的每一波導(dǎo)的端部或端部附近的每一個(gè)輸入耦合器231中。
[0048]圖3A-3B不出了根據(jù)本公開的包括散射體的多模波導(dǎo)的兩個(gè)不例。如圖3A所不，從俯視透視圖示出了包括散射體的多模波導(dǎo)340的第一示例。作為示例，圖3A所示的多模波導(dǎo)344中的多個(gè)散射體346是八個(gè)，然而，本公開不限于多模波導(dǎo)中的八個(gè)散射體。也就是說，多模波導(dǎo)可以包括兩個(gè)或更多個(gè)的任何數(shù)量的散射體，使得散射體的數(shù)量是不受限制的(例如在一些示例中散射體的數(shù)量可以大于100)。
[0049]在一些示例中，包括散射體340的多模波導(dǎo)可以連接到(例如集成到)單模輸入波導(dǎo)342 (例如設(shè)置在多模波導(dǎo)344的端部或端部附近)，以收集和/或傳輸輸入光343的單個(gè)模式。在各個(gè)示例中，多模波導(dǎo)344可以被配置為支持輸入光的單模到具有不同群速度和/或相速度(例如通過選擇的高度和/或?qū)挾瘸叽绲母淖兒?或形成多模波導(dǎo)的材料等特性)的光的兩個(gè)模式的轉(zhuǎn)換(例如，輸入和/或傳輸)。
[0050]圖3A示出了多模波導(dǎo)344在各個(gè)示例中可以比輸入波導(dǎo)342寬。在一些示例中，增加的寬度可以耦接為支持具有不同群速度和/或相速度的光的兩個(gè)模式(例如轉(zhuǎn)換和/或傳輸)。
[0051]在一些示例中，單模輸入波導(dǎo)342和/或多模波導(dǎo)344可以由位于(例如一層)較低折射率材料(未示出)上的較高折射率材料形成(例如形成為層)。正因如此，多模波導(dǎo)344在z方向(基本上與圖3A的平面垂直)上厚，相比之下，多模波導(dǎo)344可以在y方向(基本上與圖3A的平面垂直)上較寬，使得由兩個(gè)模式之間的干涉產(chǎn)生的條紋圖樣基本上定位在y方向。
[0052]在一些示例中，多模波導(dǎo)344可以具有基本上水平偏離多模波導(dǎo)344的中心軸(基本上沿例如圖3A的平面中基本上與I方向垂直的的X方向)的多個(gè)散射體346。在各個(gè)示例中，偏離可以被選擇為增強(qiáng)多模干涉圖樣被傳送到測(cè)量設(shè)備的檢測(cè)器的對(duì)比度。例如，當(dāng)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)激發(fā)波導(dǎo)模式的電場(chǎng)振幅在散射體的位置處可比較時(shí)，可以增強(qiáng)該對(duì)比度。具有可比較的振幅還可以有助于使波導(dǎo)中的兩個(gè)模式的損耗可比較，這可以促進(jìn)沿著波導(dǎo)的長(zhǎng)度的干涉對(duì)比度。在一些示例中，多個(gè)散射體346可以被配置為貫穿多模波導(dǎo)的厚度延伸(例如在z方向上)。
[0053]在各個(gè)示例中，多模波導(dǎo)344可以被配置為傳輸光的兩個(gè)模式(例如通過所選擇的高度和/或?qū)挾瘸叽绲淖儎?dòng)和/或形成波導(dǎo)的材料等特性)。在一些示例中，第一模式可以具有頂點(diǎn)靠近波導(dǎo)的中心的橫向電場(chǎng)強(qiáng)度分布，并且其在橫平面中不具有節(jié)點(diǎn)(例如，在該節(jié)點(diǎn)處電場(chǎng)振幅交叉通過零)。第二模式可以具有單個(gè)節(jié)點(diǎn)靠近波導(dǎo)的中心并且在正和反方向上橫向偏離的兩個(gè)強(qiáng)度頂點(diǎn)的橫向電場(chǎng)強(qiáng)度分布。當(dāng)這兩個(gè)模式利用可比較振幅來激發(fā)時(shí)，疊加場(chǎng)的強(qiáng)度分布由于多?？臻g干涉而可以橫向地振蕩。
[0054]在各個(gè)示例中，散射體346 (例如如本文中所描述的弱散射體)可以沿著多模波導(dǎo)344以規(guī)則間隔(例如空間頻率)隔開。正因如此,每一個(gè)散射體346可以散射通過散射體的位置的小部分的空間拍頻圖樣。通過每一個(gè)散射體346散射的光、能量和/或信號(hào)的幅值可以依賴于由兩個(gè)模式的干涉產(chǎn)生的條紋圖樣而改變。也就是說，由特定散射體所散射的光、能量和/或信號(hào)的幅值可以取決于散射體是否與由兩個(gè)模式的干涉產(chǎn)生的條紋圖樣(例如空間拍頻圖樣)的頂點(diǎn)或者最低點(diǎn)或者兩者之間關(guān)聯(lián)(交叉)。
[0055]例如，相對(duì)于與條紋圖樣的頂點(diǎn)不關(guān)聯(lián)的散射體(例如348-1、348-Ν)，與條紋圖樣的頂點(diǎn)關(guān)聯(lián)的散射體(例如347-1、347-2、347-Ν)可以散射(例如發(fā)射)光、能量和/或信號(hào)的增加的幅值。光，能量和/或信號(hào)的可檢測(cè)的幅值是否由特定散射體散射例如可以取決于散射體多么靠近條紋圖樣的頂點(diǎn)和/或散射體的靈敏度等需要考慮的事項(xiàng)。
[0056]如果單色光被發(fā)送到波導(dǎo)中，則條紋圖樣可以根據(jù)簡(jiǎn)單的正弦圖樣乘以由于來自散射體的損耗以及其它波導(dǎo)損耗(例如材料吸收和/或來自側(cè)壁粗糙度的散射等作用)而導(dǎo)致的衰減指數(shù)包絡(luò)來振蕩。如果光的多個(gè)頻率輸入到波導(dǎo)中，則條紋圖樣可以顯示出更復(fù)雜的振蕩圖案和/或可以似乎衰減，但是不論是哪種情況，輸入光的頻譜可以根據(jù)條紋圖樣的傅里葉分析獲得，假設(shè)輸入光的帶寬小于波導(dǎo)設(shè)備的FSR。
[0057]如圖3B所示，根據(jù)側(cè)視透視圖示出了包括散射體的多模波導(dǎo)340的第二示例，使得方位軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)基本上90度。作為示例，圖3B所示的多模波導(dǎo)344中的多個(gè)散射體346是八個(gè)，然而，本公開不限于多模波導(dǎo)中的八個(gè)散射體。也就是說，多模波導(dǎo)可以包括兩個(gè)或更多個(gè)的任何數(shù)量的散射體，使得散射體的數(shù)量是不受限制的(例如在一些示例中散射體的數(shù)量可以大于100)。在一些示例中，輸入波導(dǎo)342和/或多模波導(dǎo)344可以由基板(未示出)支撐，在各個(gè)示例中，基板由基本上透明材料形成和/或包括折射率和/或反射率不同于輸入波導(dǎo)342和/或多模波導(dǎo)344的的折射率和/或反射率的若干層。
[0058]在各個(gè)示例中，多模波導(dǎo)344可以被配置為支持輸入光的單個(gè)模式到例如具有不同群速度和/或相速度(例如通過所選擇的高度和/或?qū)挾瘸叽绲母淖兒?或形成多模波導(dǎo)的材料等特性)的光的兩個(gè)模式的轉(zhuǎn)換(例如輸入和/或傳輸)。
[0059]圖3B示出了多模波導(dǎo)344在各個(gè)示例中可以比輸入波導(dǎo)342高。在一些示例中，增加的高度可以被耦接為支持(例如轉(zhuǎn)換和/或傳輸)具有不同群速度和/或相速度的光的兩個(gè)模式。
[0060]相比于多模波導(dǎo)344在y方向(基本上垂直于圖3B的平面)上是厚的，多模波導(dǎo)344可以在z方向(基本上垂直于圖3B的平面)上較高，使得由兩個(gè)模式之間的干涉產(chǎn)生的條紋圖樣基本上定位在z方向上。在一些示例中，多模波導(dǎo)344可以具有基本上垂直偏離多模波導(dǎo)的中心軸(例如基本上在圖3B的平面中基本垂直于z方向的X方向上)的多個(gè)散射體346。在各個(gè)示例中，偏離可以被選擇為增強(qiáng)多模干涉圖樣被傳送到測(cè)量設(shè)備的檢測(cè)器的對(duì)比度。例如，當(dāng)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)激發(fā)波導(dǎo)模式的電場(chǎng)振幅在散射體的位置處可比較時(shí)，可以增強(qiáng)該對(duì)比度。具有可比較的振幅還可以有助于使波導(dǎo)中的兩個(gè)模式的損耗可比較，這可以促進(jìn)沿著波導(dǎo)的長(zhǎng)度的干涉對(duì)比度。
[0061]在一些示例中，多模波導(dǎo)344可以具有附接到和/或嵌入多模波導(dǎo)344的上表面的多個(gè)散射體346。在一些示例中，多個(gè)散射體346可以被配置為貫穿和/或跨越多模波導(dǎo)的厚度(例如在y方向)。在各個(gè)示例中，如剛才所描述的，多個(gè)耦接的輸入波導(dǎo)和/或多模波導(dǎo)可以沿著它們的長(zhǎng)度鄰近地設(shè)置(例如，使阻擋層設(shè)置在多個(gè)耦接的輸入波導(dǎo)和/或多模波導(dǎo)之間)。
[0062]在各個(gè)示例中，多模波導(dǎo)344可以為光的兩個(gè)模式的傳輸而配置(例如通過所選擇的高度和/或?qū)挾瘸叽绲淖儎?dòng)和/或形成波導(dǎo)的材料等特性)。在一些示例中，第一模式可以具有頂點(diǎn)靠近波導(dǎo)的中心的橫向電場(chǎng)強(qiáng)度分布，并且其在橫向平面中不具有節(jié)點(diǎn)(例如，在該節(jié)點(diǎn)處電場(chǎng)振幅交叉通過零)。第二模式可以具有單個(gè)節(jié)點(diǎn)靠近波導(dǎo)的中心并且在正和反方向上橫向偏離的兩個(gè)強(qiáng)度頂點(diǎn)的橫向電場(chǎng)強(qiáng)度分布。當(dāng)這兩個(gè)模式利用可比較振幅來激發(fā)時(shí)，疊加場(chǎng)的強(qiáng)度分布由于多模空間干涉而可以垂直振蕩。
[0063]在各個(gè)示例中，多個(gè)散射體346可以垂直地偏離多模波導(dǎo)344的中心(例如以實(shí)現(xiàn)來自具有基本相同振幅的兩個(gè)模式中的每一個(gè)的散射)。如本文中所描述的，高空間拍頻(例如由較大群速度和/或相速度失配產(chǎn)生的)可以通過散射體混淆為較低的空間頻率(例如，如以347-1、347-2、347-N示出的光、能量和/或信號(hào)所表示的)。
[0064]例如，如圖1所示，高空間拍頻(例如由較大群速度和/或相速度失配產(chǎn)生的)例如可能太快而不能通過測(cè)量設(shè)備(例如CCD)的單獨(dú)檢測(cè)器(例如光敏傳感器)來有效地分析。
[0065]然而，通過散射體混淆的光、能量和/或信號(hào)的空間頻率可以降低到通過測(cè)量設(shè)備的檢測(cè)器可分析的范圍。
[0066]為了實(shí)現(xiàn)散射體(例如在圖3A和3B中所不出的散射體346)所散射(例如發(fā)射)的光、能量和/或信號(hào)的有效檢測(cè)和/或分析，在各個(gè)示例中，散射體可以與測(cè)量設(shè)備的檢測(cè)器對(duì)準(zhǔn)。例如，圖1中的所示出的測(cè)量設(shè)備129(例如CCD)的單獨(dú)檢測(cè)器128 (例如光敏傳感器)中的每一個(gè)被顯示為與多個(gè)散射體124中的一個(gè)對(duì)準(zhǔn)。
[0067]圖4示出了根據(jù)本公開的將其間具有散射體的兩個(gè)單模波導(dǎo)倏逝耦接的示例。如圖4所示，根據(jù)俯視透視圖示出了其間具有散射體的兩個(gè)單模波導(dǎo)450。作為示例，在圖4中所示出的設(shè)置在第一單模波導(dǎo)454和第二單模波導(dǎo)455之間的多個(gè)散射體456是七個(gè)，然而本公開不限于在兩個(gè)波導(dǎo)之間的七個(gè)散射體。也就是說，在兩個(gè)單模波導(dǎo)之間的多個(gè)散射體可以包括兩個(gè)或更多個(gè)的任何數(shù)量的散射體，使得在兩個(gè)單模波導(dǎo)之間的散射體的數(shù)量是不受限制的(例如在一些示例中，在兩個(gè)單模波導(dǎo)之間的散射體的數(shù)量可以大于一百)O
[0068]在一些示例中，其間具有散射體的兩個(gè)單模波導(dǎo)可以連接到(例如集成到)單模輸入波導(dǎo)452 (例如設(shè)置在第一單模波導(dǎo)454的端部或端部附近和/或在第二單模波導(dǎo)455的端部或端部附近)，以收集和/或傳輸輸入光453。在一些不例中，波導(dǎo)452、454以及455都可被設(shè)計(jì)為在所感興趣的頻率范圍上支持單橫模(例如，每一波導(dǎo)可以支持單橫向電偏振模和/或單橫向磁偏振模)。在一些不例中，單模輸入波導(dǎo)452可以包括較寬區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)輸入光453進(jìn)入到第一單模波導(dǎo)454和/或第二單模波導(dǎo)455。這個(gè)較寬區(qū)域的長(zhǎng)度可以被選定為增加與單模波導(dǎo)454和455的耦接效率，這可以由這個(gè)短區(qū)域(例如較寬區(qū)域可以是多模干涉耦合器)中的多模干涉產(chǎn)生。替換地和/或另外，Y形接頭可以用于將從單模輸入波導(dǎo)452輸入的光分裂到單模波導(dǎo)454和455。
[0069]在各個(gè)示例中，第一單模波導(dǎo)454和第二單模波導(dǎo)455可以被配置為使得光的每一個(gè)模式具有不同群速度和/或速度(例如通過高度和/或?qū)挾瘸叽绲淖儎?dòng)等特性)。也就是說，第一單模波導(dǎo)454可以被配置用于傳輸這兩個(gè)模式的第一模式，并且第二單模波導(dǎo)455可以被配置為用于傳輸這兩個(gè)模式的第二模式。在一些不例中，第一單模波導(dǎo)454和第二單模波導(dǎo)455可以被配置為用于傳輸光的具有較大群速度差的兩個(gè)模式(例如通過具有不同波導(dǎo)尺寸、通過使用用于形成兩個(gè)波導(dǎo)中的每一個(gè)的不同材料和/或使用用于波導(dǎo)中的一個(gè)的光子晶體波導(dǎo)等潛在差異)，以針對(duì)給定波導(dǎo)長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)增加的光譜儀頻率分辨率。例如，如圖4所示，第一單模波導(dǎo)454可以比第二單模波導(dǎo)455寬。
[0070]在各個(gè)示例中，散射體456 (例如如本文中所描述的弱散射體)可以在第一單模波導(dǎo)454和第二單模波導(dǎo)455之間以規(guī)則間隔(例如空間頻率)隔開。正因如此，每一個(gè)散射體348可以倏逝耦接，以散射在散射體和第一單模波導(dǎo)454和第二單模波導(dǎo)455的特定位置處出現(xiàn)的小部分光和/或能量。因此，條紋圖樣可以由通過第一單模波導(dǎo)454傳輸?shù)哪Ｊ胶屯ㄟ^第二單模波導(dǎo)455傳輸?shù)哪Ｊ降馁渴篷詈袭a(chǎn)生。在各個(gè)示例中，每一個(gè)散射體456可以被配置為:為了條紋圖樣對(duì)比度，散射來自第一單模波導(dǎo)454和第二單模波導(dǎo)455的振幅基本上相等的光、能量和/或信號(hào)，和/或基本上使沿著第一單模波導(dǎo)454和第二單模波導(dǎo)455中的每一個(gè)波導(dǎo)的長(zhǎng)度的光、能量和/或信號(hào)的損耗均衡。
[0071]如本文中所描述的，在各個(gè)示例中，散射體可以被配置為用于降低發(fā)射的光、能量和/或信號(hào)的反向散射，和/或被配置為用于降低波導(dǎo)模式之間的交互耦合。在一些示例中，這種反向散射和/或交互耦合可以通過使用短光柵耦合器(例如具有幾個(gè)周期)作為散射體和/或?qū)⑸⑸潴w形成為鏡面(例如通過45度傾斜的刻蝕等技術(shù))來降低。
[0072]通過每一個(gè)散射體456散射的光、能量和/或信號(hào)的幅值可以取決于由通過第一單模波導(dǎo)454傳輸?shù)哪Ｊ胶屯ㄟ^第二單模波導(dǎo)455傳輸?shù)哪Ｊ降馁渴篷詈袭a(chǎn)生的兩個(gè)模式的干涉產(chǎn)生的條紋圖樣來改變。也就是說，通過特定散射體散射的光、能量和/或信號(hào)的幅值可以取決于散射體是否與通過兩個(gè)模式的干涉產(chǎn)生的條紋圖樣(例如空間拍頻圖樣)的頂點(diǎn)或者最低點(diǎn)或者其間關(guān)聯(lián)(例如交叉)。
[0073]例如，相對(duì)于與條紋圖樣的頂點(diǎn)不關(guān)聯(lián)的散射體(例如458-1、458-N、459-1、459-N)，與條紋圖樣的頂點(diǎn)關(guān)聯(lián)的散射體(例如457-1、457-2、457-N)可以散射(例如發(fā)射)幅值增加的光、能量和/或信號(hào)。由特定散射體散射的光、能量和/或信號(hào)的特定幅值例如可以取決于散射體多么靠近條紋圖樣的頂點(diǎn)和/或散射體的靈敏度等需要考慮的事項(xiàng)。例如，條紋圖樣可以相對(duì)穩(wěn)定(例如固定在空間中)，使得條紋圖樣的參數(shù)可以在任意地長(zhǎng)的積分時(shí)間下檢測(cè)。
[0074]如本文中所描述的，高空間拍頻(例如由較大群速度和/或相速度失配產(chǎn)生的)可以通過散射體混淆為較低的空間頻率(例如，如以457-1、457-2、457-Ν、458-1、458-Ν、459-1、459-N所示的光、能量和/或信號(hào)所表示的)。例如,如圖1所示，高空間拍頻例如可能太快而不能通過測(cè)量設(shè)備(例如CCD)的單獨(dú)檢測(cè)器(例如光敏傳感器)進(jìn)行有效地分析。然而，通過散射體混淆的光、能量和/或信號(hào)的空間頻率可以被降低到通過測(cè)量設(shè)備的檢測(cè)器可分析的范圍。在各個(gè)示例中，對(duì)特定干涉周期的校準(zhǔn)可以通過處理資源而不是通過調(diào)整其間具有散射體的兩個(gè)單模波導(dǎo)450的物理參數(shù)(例如調(diào)整散射體456的空間頻率)來執(zhí)行。
[0075]為了實(shí)現(xiàn)通過散射體(例如在圖4中所不出的散射體456)所散射(例如發(fā)射)的光、能量和/或信號(hào)的有效檢測(cè)和/或分辨，在各個(gè)示例中，散射體可以與測(cè)量設(shè)備的檢測(cè)器對(duì)準(zhǔn)。例如，圖1中所示出的測(cè)量設(shè)備129 (例如CCD)的單獨(dú)檢測(cè)器128 (例如光敏傳感器)中的每一個(gè)被示為與多個(gè)散射體124中的一個(gè)對(duì)準(zhǔn)。
[0076]圖5示出了根據(jù)本公開的將第一單模波導(dǎo)耦接到包括散射體的第二單模波導(dǎo)的共振耦接的示例。如圖5所示，根據(jù)側(cè)視透視圖示出了第一單模波導(dǎo)和包括散射體的第二單模波導(dǎo)560。
[0077]在各個(gè)示例中，第一單模波導(dǎo)564形成在第一基板562上。在各個(gè)示例中，包括散射體567的第二單模波導(dǎo)566可以形成在形成于第一單模波導(dǎo)564和第二單模波導(dǎo)566之間的較低折射率和/或反射率的阻擋層565上。在一些示例中，利用硅上絕緣體(SOI)技術(shù)來執(zhí)行波導(dǎo)、基板和/或阻擋層的分層。例如，單模波導(dǎo)可以被配置為具有較大群折射率失配(例如，第一單模波導(dǎo)564由氮化硅形成，第二單模波導(dǎo)566由非晶碳化硅形成等)。在各個(gè)不例中，第一基板562和/或阻擋層565可以由娃電介質(zhì)(例如二氧化娃)形成。
[0078]輸入光563可以通過第一單模波導(dǎo)564收集(例如捕獲)。在各個(gè)不例中，第一單模波導(dǎo)564可以被配置為用于輸入和/或傳輸具有單橫電模式和/或單橫磁模式的光(例如通過所選擇的高度和/或?qū)挾瘸叽绲淖儎?dòng)和/或形成波導(dǎo)的材料等特性)。如本文中所描述的，第一單模波導(dǎo)564和稱接的第二單模波導(dǎo)566之間的振蕩可以導(dǎo)致光、能量和/ 或信號(hào)(例如 569-1、569-2、569-3、569-N、570-1、570-2、570-3、570-N)被散射體 567 散射(例如發(fā)射)。散射的光、能量和/或信號(hào)(例如569-1、569-2、569-3、569-N、570-1、570-2、570-3,570-N)的幅值可以對(duì)應(yīng)于在特定散射體567的位置處第二單模波導(dǎo)566的空間振蕩場(chǎng)強(qiáng)度。
[0079]在各個(gè)示例中，散射體可以與測(cè)量設(shè)備的檢測(cè)器對(duì)準(zhǔn)。例如測(cè)量設(shè)備529 (例如CCD)的單獨(dú)檢測(cè)器528 (例如光敏傳感器)的每一個(gè)顯不為與多個(gè)散射體567中的一個(gè)散射體對(duì)準(zhǔn)。作為示例，圖5中所示出的與多個(gè)單獨(dú)檢測(cè)器528對(duì)準(zhǔn)的多個(gè)散射體567是七個(gè)，然而，本公開不限于七個(gè)散射體和/或七個(gè)對(duì)準(zhǔn)的單獨(dú)檢測(cè)器。也就是說，與多個(gè)單獨(dú)檢測(cè)器對(duì)準(zhǔn)的多個(gè)散射體可以包括兩個(gè)或更多個(gè)的任何數(shù)量，使得與單獨(dú)檢測(cè)器對(duì)準(zhǔn)的散射體的數(shù)量不受限制(例如，在一些示例中，與單獨(dú)檢測(cè)器對(duì)準(zhǔn)的散射體的數(shù)量可以大于一百)O
[0080]如圖5所不,光563輸入到第一單模波導(dǎo)564中。光563可以通過第一單模波導(dǎo)564前進(jìn)特定距離，直到第二單模波導(dǎo)566開始為止。在那點(diǎn)處，兩個(gè)單模波導(dǎo)可以通過阻擋層565稱接。從第一單模波導(dǎo)564的開端到第二單模波導(dǎo)566開始的距離可以被選擇為足夠長(zhǎng)，使得由于自由空間信號(hào)到波導(dǎo)中的不良的耦合而可能發(fā)射的任何非導(dǎo)波模式在多模區(qū)域568的開頭之前消散為可忽略的強(qiáng)度(例如，在多模區(qū)域568的開頭，第一單模波導(dǎo)564和第二單模波導(dǎo)的長(zhǎng)度是共同延伸的)。
[0081]最初，光強(qiáng)度可以限制在第一單模波導(dǎo)564中，但是因?yàn)轳詈?，一些?qiáng)度可以被傳送至第二單模波導(dǎo)566。如果兩個(gè)單模波導(dǎo)處于完美的諧振，該強(qiáng)度可以在一些傳播長(zhǎng)度后主要地傳送到第二單模波導(dǎo)566，并且在另一個(gè)這種傳播長(zhǎng)度后，該強(qiáng)度可以主要地傳回到第一單模波導(dǎo)564。也就是說，作為沿傳播方向的位置的函數(shù)，該光強(qiáng)可以在兩個(gè)單模波導(dǎo)之間來回地振蕩。單模波導(dǎo)之間的耦接越強(qiáng)(例如，如受阻擋層565多薄的影響)，則該振蕩可以越快速地出現(xiàn)。
[0082]當(dāng)?shù)诙文２▽?dǎo)566與第一單模波導(dǎo)564稱接時(shí),該組合與兩個(gè)波導(dǎo)系統(tǒng)的兩個(gè)不同模式相似(例如，如圖4所示)。當(dāng)兩個(gè)波導(dǎo)處于諧振時(shí)，所合并的模式可以是兩個(gè)模式的對(duì)稱和反對(duì)稱的線性組合。所合并的這兩個(gè)模式之間的干涉使光在兩個(gè)單模波導(dǎo)之間來回振蕩。因此，如在本公開的其它示例中詳述的，如圖5中示出的，將第一單模波導(dǎo)共振地耦接到包括散射體560的第二單模波導(dǎo)通過多模干涉來操作。
[0083]第一單模波導(dǎo)564和第二單模波導(dǎo)566之間的耦接效率可以根據(jù)如圖6所示的色散曲線來確定，圖6示出了第一波導(dǎo)564的波數(shù)CO和第二單模波導(dǎo)566的波數(shù)(k2)對(duì)時(shí)間頻率ω。兩個(gè)單模波導(dǎo)之間的耦接可以通過具有與k2線的“避免交叉”(如圖6中的Ω所標(biāo)記的)的匕線來指示。避免交叉還可以表示例如在色散曲線上的兩個(gè)不同的橫電模式和/或橫磁模式的避免交叉。耦接效率可以受阻擋層565的厚度影響。
[0084]如本文中所描述的，第一單模波導(dǎo)和包括散射體的第二單模波導(dǎo)560的配置可與該避免交叉“失諧”，其中空間拍頻對(duì)于各個(gè)時(shí)間頻率可能是不能區(qū)別的，無法實(shí)現(xiàn)分辨?？梢韵拗七@種失諧的程度，以便允許第一單模波導(dǎo)564和第二單模波導(dǎo)566之間的耦接。拍頻周期可以隨空間拍頻非線性地改變，并且，在各個(gè)示例中，可以在后處理期間被校準(zhǔn)。
[0085]當(dāng)兩個(gè)單模波導(dǎo)稍微超出諧振(例如，模式對(duì)于光的給定時(shí)間頻率具有不同波數(shù))時(shí)，一些強(qiáng)度可以從第一單模波導(dǎo)564傳送到第二單模波導(dǎo)566，但是該傳送可以是不完全的(例如，第二單模波導(dǎo)566中的強(qiáng)度可以在零和較小值之間振蕩，而該強(qiáng)度主要保留在第一單模波導(dǎo)564中)。振蕩的強(qiáng)度可以隨著光的時(shí)間頻率相對(duì)于兩個(gè)波導(dǎo)完全耦接的頻率(例如，波數(shù)對(duì)于兩個(gè)波導(dǎo)是相等的時(shí)間頻率和/或色散曲線相交的頻率)的失諧連續(xù)地改變。
[0086]如本文中所描述的，通過第一單模波導(dǎo)和包括散射體的第二單模波導(dǎo)560可達(dá)到的分辨率可以通過AV = V 2X (c/L)/(ngl-ng2)來估計(jì)，其中Λ V是分辨率、c是光速、L是第一單模波導(dǎo)564和第二單模波導(dǎo)566的共同延伸距離568,并且(ngl_ng2)是第一單模波導(dǎo)564和第二單模波導(dǎo)566的群折射率之間的差。例如，利用0.6的(ngl_ng2)值和I厘米的L值可得到大約70GHz的分辨率。
[0087]圖7示出了根據(jù)本公開的將第一單模波導(dǎo)耦接到包括散射體的第二單模波導(dǎo)的共振耦接的另一個(gè)示例。如圖7所示，根據(jù)側(cè)視透視圖示出了第一單模波導(dǎo)和包括散射體的第二單模波導(dǎo)771。
[0088]在各個(gè)不例中，第一單模波導(dǎo)776可以形成在第一基板772和插入覆層775上。在一些不例中，如本文中所描述的，第一單模波導(dǎo)776可以由一種材料或者不同材料的組合(例如，氮化硅，碳化硅和/或磷化鎵等)形成，覆層可以由具有較低折射率和/或反射率的材料(例如二氧化硅等)形成。在各個(gè)示例中，第一單模波導(dǎo)776可以具有形成在與基板772相對(duì)的表面上的阻擋層777。在各個(gè)示例中，基板772和/或阻擋層777可以由硅電介質(zhì)(例如二氧化硅等)形成。在一些示例中，可以利用SOI技術(shù)來執(zhí)行第一單模波導(dǎo)776、第一基板772和/或阻擋層777的分層。
[0089]在各個(gè)示例中，第二單模波導(dǎo)778可以形成在第二基板(未示出)上。第二單模波導(dǎo)778可以具有位于與阻擋層777相對(duì)的表面上的覆層784。在各個(gè)示例中，覆層784可以具有形成在其上的第一層786、第二層787以及第三層788。
[0090]在一些示例中，第三層788、第二層787、第一層786、覆層784以及第二單模波導(dǎo)778可以在第二基板上按照那個(gè)順序外延生長(zhǎng)。正因如此，第二基板可以倒轉(zhuǎn)，并且第二單模波導(dǎo)778可以接合到阻擋層777 (例如通過晶片接合技術(shù)等)。
[0091]第二單模波導(dǎo)778可以由一種材料或者不同材料的組合(例如，氮化硅、碳化硅和/或磷化鎵等)形成。在一些示例中，兩個(gè)單模波導(dǎo)可以被配置為具有較大群折射率失配(例如，第一單模波導(dǎo)776由氮化硅形成并且第二單模波導(dǎo)778由非晶碳化硅形成等)。
[0092]覆層784可以例如由氧化物半導(dǎo)體材料形成，該氧化物半導(dǎo)體材料也可以作為第一層786、第二層787以及第三層788的支撐(例如底切)層。第一層786、第二層787、以及第三層788可以由適合于形成p-1-n檢測(cè)器的材料(例如適當(dāng)?shù)負(fù)诫s有η和ρ雜質(zhì)的硅)形成。溝道可以形成為貫穿第一層786、第二層787以及第三層788 (例如通過光刻法和/或濕法或者干法刻蝕技術(shù)等)，以在覆層784上以規(guī)則間隔形成p-1-n檢測(cè)器789。
[0093]在各個(gè)示例中，第二單模波導(dǎo)778可以具有以規(guī)則間隔(例如空間頻率)形成于與覆層784相對(duì)的表面上的散射體779。在一些示例中，散射體779可以是光柵(例如通過光刻法和/或濕法或者干法刻蝕技術(shù)等來形成)。在一些示例中，散射體779在接合到阻擋層777之前可以形成在第二單模波導(dǎo)778中。在各個(gè)示例中，溝道可以被形成為在移除第二基板之后或者在移除第二基板的同時(shí)形成P-1-n檢測(cè)器789。
[0094]作為示例，圖7中所示出的與多個(gè)單獨(dú)p-1-n檢測(cè)器789對(duì)準(zhǔn)的多個(gè)散射體779是八個(gè)，然而，本公開不限于八個(gè)散射體和/或八個(gè)對(duì)準(zhǔn)的單獨(dú)P-1-n檢測(cè)器。也就是說，與多個(gè)單獨(dú)P-1-n檢測(cè)器對(duì)準(zhǔn)的多個(gè)散射體可以包括兩個(gè)或更多個(gè)的任何數(shù)量，使得與單獨(dú)檢測(cè)器對(duì)準(zhǔn)的散射體的數(shù)量不受限制(例如，在一些示例中，與單獨(dú)p-1-n檢測(cè)器對(duì)準(zhǔn)的散射體的數(shù)量可以大于一百)。
[0095]散射體779的空間頻率可以基本上與p-1-n檢測(cè)器789的空間頻率匹配。例如，散射體779可以被配置為具有用于使能量、光和/或信號(hào)沿預(yù)期方向衍射和/或反射的預(yù)定間距、刻蝕角度和/或占空比的光柵。正因如此，從每一光柵發(fā)出的能量、光和/或信號(hào)可以被引向特定的P-1-n檢測(cè)器789。圖7中所示出的第一單模波導(dǎo)和包括散射體771的第二單模波導(dǎo)從而與p-1-n檢測(cè)器789集成。
[0096]輸入光773可以由第一單模波導(dǎo)776收集(例如捕獲)。在各個(gè)不例中，第一單模波導(dǎo)776可以為具有例如單橫電模式和/或單橫磁模式的光的輸入和/或傳輸而配置(例如通過所選擇的高度和/或?qū)挾瘸叽绲淖儎?dòng)，和/或形成波導(dǎo)的材料等特性)。如本文中所描述的，第一單模波導(dǎo)776和耦接的第二單模波導(dǎo)778之間的振蕩可以導(dǎo)致光、能量和/或信號(hào)(例如 780-1、780-2、780-3、780-Ν、782-1、782-2、782-3、782-Ν)被散射體 779 散射(例如發(fā)射)。如關(guān)于圖5所描述的，散射的光、能量和/或信號(hào)(例如780-1、780-2、780-3、780-Ν、782-1、782-2、782-3、782-Ν)的幅值可以對(duì)應(yīng)于在特定散射體779的位置處第二單模波導(dǎo)778的空間振蕩場(chǎng)強(qiáng)度。
[0097]此夕卜，由p-1-n檢測(cè)器789輸出的信號(hào)的幅值可以對(duì)應(yīng)于由光柵發(fā)射的散射光、能量和 / 或信號(hào)(例如 780-1、780-2、780-3、780-Ν、782-1、782-2、782-3、782-Ν)的幅值。在一些不例中，p-1-n檢測(cè)器789信號(hào)可以被輸出(例如通過電路)，以用于通過處理資源的分析。
[0098]因此，如本文中所描述的，用于通過模式干涉來分析光的裝置可以包括若干波導(dǎo)(例如114、232、344、454、455、564、774)，以支持(例如通過所選擇的輸入耦合器116,234,輸入波導(dǎo)342和/或波導(dǎo)114、232、344、454、455、564、774的物理特性)具有特定偏振的光(例如103、109、343、453、563、773)的兩個(gè)模式。該裝置可以包括偏離并且基本上平行于若干波導(dǎo)的每一個(gè)波導(dǎo)的中心軸的多個(gè)散射體(例如124、232、346、456、567、779)，其中多個(gè)散射體可以發(fā)射根據(jù)光的兩個(gè)模式之間的干涉所收集的被混淆為較低頻率的信號(hào)(例如126、347、457、458、459、569、570、780、782)。
[0099]在一些示例中，如本文中所描述的，該裝置可以包括通過處理器執(zhí)行的非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀指令，以利用傅里葉分析通過分析根據(jù)由多個(gè)散射體(例如124、232、346、456、567,779)發(fā)射的信號(hào)(例如126、347、457、458、459、569、570、780、782)所確定的干涉圖樣來確定光(例如103、343、453、563、773)的頻譜。在各個(gè)示例中，本文所描述的用于通過模式干涉來分析光的裝置和系統(tǒng)可以合并到由光譜設(shè)備和/或系統(tǒng)執(zhí)行的光譜分析中。
[0100]在各個(gè)示例中，偏離若干波導(dǎo)的每一個(gè)波導(dǎo)的中心軸可以表示水平偏離的散射體(例如，如圖3A和4所示)和/或垂直偏離的散射體(例如，如圖1、2、3B、5以及7所示)。此外，在各個(gè)示例中，偏離并且基本上平行于中心軸可以表示物理上連接到特定波導(dǎo)(例如，如圖1、2、3A-3B、圖5的566以及圖7的778所示)的散射體、物理上未連接到特定波導(dǎo)但是在一個(gè)或多個(gè)波導(dǎo)的倏逝耦合距離的范圍內(nèi)的散射體(例如，如圖4所示)和/或物理上連接到位于另一個(gè)波導(dǎo)(例如，如圖5的564和圖7的776所示)的諧振耦合距離內(nèi)的特定波導(dǎo)(例如，如圖5的566和圖7的778所示)的散射體。
[0101]一些示例可以包括水平移置的兩個(gè)波導(dǎo)(例如，如圖4的454、455所示)的兩個(gè)模式，這兩個(gè)波導(dǎo)倏逝耦接到設(shè)置在其間的多個(gè)散射體(例如，如圖4的456所示)。一些示例可以包括共振地耦接的垂直移置的兩個(gè)波導(dǎo)(例如，如圖5的564、566和圖7的776、778所不)和基本上垂直偏離一個(gè)波導(dǎo)(例如，如圖5的566和圖7的778所不)的中心的多個(gè)散射體(例如，如圖5的567和圖7的779所示)。這種示例可以包括由多個(gè)散射體(例如，如圖5的567和圖7的779所不)發(fā)射的、基本上被引導(dǎo)遠(yuǎn)離另一個(gè)波導(dǎo)(例如,如圖5的564和圖7的774所示)的信號(hào)(例如，如圖5的569、570和圖7的780、782所示)。一些示例可以包括由多個(gè)散射體中的每一個(gè)散射體(例如，如圖7的779所示)發(fā)射的、被引向單獨(dú)P-1-n檢測(cè)器(例如，如圖7的789所示)的信號(hào)(例如，如圖7的780、782所示)O
[0102]圖8是示出了根據(jù)本公開的用于通過模式干涉分析光的裝置的另一個(gè)示例的框圖。如塊892所示，該裝置可以包括用于在多模區(qū)域中支持特定偏振的光的兩個(gè)模式的若干波導(dǎo)。如塊894所示，該裝置還可以包括偏離該若干波導(dǎo)中的至少一個(gè)波導(dǎo)的中心的多個(gè)散射體。
[0103]在各個(gè)示例中，該裝置可以包括單模輸入波導(dǎo)(例如圖2中的234、圖3A-3B中的342、圖4中的452、圖5中的564以及圖7中的776)，以收集從單個(gè)源發(fā)射的光的單模并且將光的單模輸入到若干波導(dǎo)(例如圖2中的235、圖3A-3B中的344、圖4中的454、455、圖5中的564、566以及圖7中的776、778)中，若干波導(dǎo)將多模區(qū)域(例如圖5中的568)中的單模分離為光的兩個(gè)模式。如本文中所描述的，兩個(gè)模式可以通過由單模輸入波導(dǎo)從單個(gè)源收集的光以確定的方式被支持。如本文中所描述的，多模區(qū)域是這樣一種區(qū)域，在該區(qū)域中，特定偏振的光的兩個(gè)模式可以干涉以產(chǎn)生相對(duì)于一個(gè)波導(dǎo)或者兩個(gè)波導(dǎo)中的特定位置改變的空間拍頻圖樣。
[0104]在一些示例中，若干波導(dǎo)可以包括一個(gè)多模波導(dǎo)(例如，圖2中的235和圖3A-3B中的344)來在多模區(qū)域中支持光的兩個(gè)模式。在一些不例中，若干波導(dǎo)可以包括兩個(gè)單模波導(dǎo)(例如，圖4中的454、455，圖5中的564、566以及圖7中的776、778)來在多模區(qū)域中支持光的兩個(gè)模式。一些示例可以包括用于將光輸入到兩個(gè)單模波導(dǎo)中的一個(gè)波導(dǎo)(例如，圖5中的564和圖7中的776)中的單模輸入波導(dǎo)。一些不例可以包括用于將光輸入到兩個(gè)單模中的兩者(例如，圖4中的455)中的單模輸入波導(dǎo)。
[0105]在一些示例中，如本文中所描述的，通過由多個(gè)散射體發(fā)射的信號(hào)的直接收集所獲取的干涉圖樣可以利用傅里葉分析被變換成頻譜。例如，如本文中所描述的，混淆的能量、光和/或信號(hào)由處理資源利用傅里葉分析而被分析和/或校準(zhǔn)，以確定用于識(shí)別輸入光的特定源(例如通過拉曼光譜法)的特性(例如頻譜)。在各個(gè)示例中，該裝置可以包括具有與多個(gè)散射體對(duì)準(zhǔn)的傳感器的電荷耦合器件，以收集由多個(gè)散射體發(fā)射的能量、光和/或信號(hào)。
[0106]本文中所描述的用于通過模式干涉來分析光的裝置和系統(tǒng)可以被實(shí)施為基于芯片的設(shè)備(例如，使用半導(dǎo)體微技術(shù))，該基于芯片的設(shè)備使用輸入耦合器、波導(dǎo)、散射體和/或測(cè)量設(shè)備等的二維布局(例如用于芯片上光譜儀等應(yīng)用)。例如，這種基于芯片的設(shè)備可以充當(dāng)可以耦接到諸如CCD芯片的測(cè)量設(shè)備的復(fù)雜濾光器。這種組合可以采用大量并行輸入并且生成可以針對(duì)每一輸入計(jì)算頻譜所依據(jù)的光譜圖樣，同時(shí)有效利用芯片上的空間。光輸入可以以與輸入光的入射方向正交的線性配置來布置(例如，作為常規(guī)光譜儀的入射狹縫的可替代布置)。在一些示例中，芯片上光柵(例如中階梯光柵)可以作為粗頻分選元件使用，以產(chǎn)生不同頻率的獨(dú)立頻帶，以輸入到獨(dú)立的波導(dǎo)中。例如，芯片上光柵可以占據(jù)比AWG小的區(qū)域和/或空間。替換地，芯片外部件(例如棱鏡等)可以與用于粗頻分選的成像透鏡(例如圖1中的107)結(jié)合一起使用。
[0107]本公開的示例可以包括用于通過模式干涉來分析光的裝置和系統(tǒng)，裝置和系統(tǒng)包括有助于制造和/或操作這些裝置和/或系統(tǒng)的可執(zhí)行指令和/或邏輯電路。如本文中所描述的，處理資源可以包括能夠訪問存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)以執(zhí)行成形、動(dòng)作，功能等的一個(gè)或多個(gè)處理器。如本文中所使用的，“邏輯電路”是用于執(zhí)行本文中所描述的成形、動(dòng)作、功能等的可選或者附加的處理資源，與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并由處理器可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令(例如軟件、固件等)相反，其包括硬件(例如各種形式的晶體管邏輯電路、專用集成電路(ASIC)等)。
[0108]要理解的是，已經(jīng)以說明性方式和未限制性的方式完成本文中給出的描述。盡管本文中已經(jīng)示出并描述裝置、系統(tǒng)、方法、計(jì)算裝置以及指令的具體示例，但在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，其它等效的部件布置、指令和/或設(shè)備邏輯電路可以代替本文中給出的具體示例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于通過模式干涉來分析光的裝置，包括: 若干波導(dǎo)，用于在多模區(qū)域中支持特定偏振的所述光的兩個(gè)模式；和 多個(gè)散射體，偏離所述若干波導(dǎo)中的至少一個(gè)波導(dǎo)的中心。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，包括單模輸入波導(dǎo)，所述單模輸入波導(dǎo)用于收集從單個(gè)源發(fā)出的所述光的單個(gè)模式并且將光的所述單個(gè)模式輸入到所述若干波導(dǎo)中，所述若干波導(dǎo)在所述多模區(qū)域中將所述單個(gè)模式分離為所述光的所述兩個(gè)模式。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述若干波導(dǎo)包括用于在所述多模區(qū)域中支持所述光的所述兩個(gè)模式的一個(gè)多模波導(dǎo)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述若干波導(dǎo)包括用于在所述多模區(qū)域中支持所述光的所述兩個(gè)模式的兩個(gè)單模波導(dǎo)。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中單模輸入波導(dǎo)將所述光輸入到所述兩個(gè)單模波導(dǎo)中的一個(gè)波導(dǎo)中。
6.如權(quán)利 要求4所述的裝置，其中單模輸入波導(dǎo)將所述光輸入到所述兩個(gè)單模波導(dǎo)中的兩者中。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，包括具有與所述多個(gè)散射體對(duì)準(zhǔn)的傳感器的電荷耦合器件，以收集由所述多個(gè)散射體發(fā)射的信號(hào)。
8.一種用于通過模式干涉來分析光的裝置，包括: 若干波導(dǎo)，用于支持具有特定偏振的所述光的兩個(gè)模式； 多個(gè)散射體，偏離并且基本上平行于所述若干波導(dǎo)中的每一個(gè)波導(dǎo)的中心軸，其中所述多個(gè)散射體發(fā)射從所述光的所述兩個(gè)模式之間的干涉收集的、被混淆為較低頻率的信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，包括由處理器執(zhí)行的非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀指令，所述非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀指令用于利用傅里葉分析通過分析根據(jù)所述多個(gè)散射體發(fā)射的所述信號(hào)所確定的干涉圖樣，來確定所述光的頻譜。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，包括水平移置的兩個(gè)波導(dǎo)的兩個(gè)模式，所述兩個(gè)波導(dǎo)倏逝耦接到設(shè)置在所述兩個(gè)波導(dǎo)之間的多個(gè)散射體。
11.如權(quán)利要求8所述的裝置，包括共振耦接的垂直移置的兩個(gè)波導(dǎo)和基本上垂直偏離一個(gè)波導(dǎo)的中心的所述多個(gè)散射體，進(jìn)一步包括由所述多個(gè)散射體發(fā)射的、被基本引導(dǎo)遠(yuǎn)離另一個(gè)波導(dǎo)的信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，包括由所述多個(gè)散射體中的每一個(gè)散射體發(fā)射的、被引向單獨(dú)p-1-n檢測(cè)器的信號(hào)。
13.一種用于通過模式干涉來分析光的系統(tǒng)，包括: 多個(gè)散射體，偏離并且基本上平行于若干波導(dǎo)中的每一個(gè)波導(dǎo)的中心軸，其中所述若干波導(dǎo)被形成為支持所述光的兩個(gè)模式，并且其中所述光的所述兩個(gè)模式之間的干涉通過由所述多個(gè)散射體收集的信號(hào)的發(fā)射被混淆為較低頻率；和 具有與所述多個(gè)散射體對(duì)準(zhǔn)的傳感器的電荷耦合器件，所述電荷耦合器件用于直接收集由所述多個(gè)散射體發(fā)射的信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，包括用于形成二維陣列的多個(gè)基本平行的波導(dǎo)。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，包括粗頻分選元件，所述粗頻分選元件用于將輸入光分為多個(gè)不同的光學(xué)頻 率輸出范圍。
【文檔編號(hào)】G01J3/45GK104081175SQ201280068627
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月25日
【發(fā)明者】查理斯·M·圣托里, 梁迪, 馬科斯·菲奧倫蒂諾, 戴維·A·法塔勒, 彭真, 雷蒙德·G·博索雷, 安德烈·法拉翁 申請(qǐng)人:惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)