特表 2024-530751 走査における複数の操舵機構の使用

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-23

(54)【発明の名称】走査における複数の操舵機構の使用

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/481 20060101AFI20240816BHJP

【ＦＩ】

G01S7/481 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024513355

(86)(22)【出願日】2022-07-30

(85)【翻訳文提出日】2024-03-11

(86)【国際出願番号】 US2022038971

(87)【国際公開番号】W WO2023033964

(87)【国際公開日】2023-03-09

(31)【優先権主張番号】17/465,835

(32)【優先日】2021-09-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520437076

【氏名又は名称】シルク テクノロジーズ インコーポレイティッド

(74)【代理人】

【識別番号】110003007

【氏名又は名称】弁理士法人謝国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】アスガリ、メヘディ

(72)【発明者】

【氏名】ワーク、ニルマル、チンドゥ

(72)【発明者】

【氏名】クーナス、プラカシュ

(72)【発明者】

【氏名】ルフィ、ブラッドレー ジョナサン

【テーマコード（参考）】

5J084

【Ｆターム（参考）】

5J084AA05

5J084AA07

5J084BA03

5J084BA36

5J084BA50

5J084BB01

5J084BB04

5J084BB11

5J084BB15

5J084BB28

5J084BB33

5J084BB35

5J084BB38

5J084BB40

5J084CA48

5J084CA49

5J084DA01

5J084DA09

5J084EA40

(57)【要約】

操舵における複数の操舵機構の利用。ＬＩＤＡＲシステムは、それぞれ、視野においてＬＩＤＡＲシステムから出力されるシステム出力信号を操舵するように構成されるビーム操舵器、及び、信号導波器を有している。視野におけるシステム出力信号の経路は、ビーム操舵器、及び、信号導波器からの寄与を有している。前記経路への前記ビーム操舵器の寄与は、視野を横切って戻ってくる、及び、進んでいく２次元経路上でのシステム出力信号の移動である。前記経路への信号導波器の寄与は、ビーム操舵器によって提供される２次元経路寄与を横切るシステム出力信号の移動である。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＬＩＤＡＲシステムから出力されるシステム出力信号を、視野において、操舵するように構成される信号導波器、及び、視野の２次元経路上で、前記システム出力信号を操舵するように構成されるビーム操舵器を有するＬＩＤＡＲシステムであって、
前記信号導波器は、
それぞれがＬＩＤＡＲ出力信号を出力するように構成される複数のユーティリティ導波路、
前記ＬＩＤＡＲ出力信号からの光を有するコンポーネント出力信号を出力するように構成される方向転換器
を有し、
どの１つの前記ユーティリティ導波路が、前記ＬＩＤＡＲ出力信号を出力するのかの変化に応じて、前記コンポーネント出力信号が前記方向転換器から離れるように移動する方向が、変化する、
ＬＩＤＡＲシステム。

【請求項2】

前記信号導波器は、前記ＬＩＤＡＲ出力信号が前記ユーティリティ導波路から出力されるときに、前記ＬＩＤＡＲ出力信号のパワーを増幅するように、１つの前記ユーティリティ導波路に沿って、それぞれ、配置される光増幅器を有する、
請求項１のシステム。

【請求項3】

各前記光増幅器は、
少なくとも１つの前記ユーティリティ導波路の一部として機能する増幅器導波路を有し、
各１つの前記増幅導波路は、
異なるユーティリティ信号を受信し、
電子装置は、
前記ＬＩＤＡＲ出力信号を出力する前記ユーティリティ導波路に搬送される前記ユーティリティ信号を増幅する一方、前記ＬＩＤＡＲ出力信号を出力しない１つ以上の前記ユーティリティ導波路に搬送される前記ユーティリティ信号を増幅しないように、前記光増幅器を作動する、
請求項２のシステム。

【請求項4】

各前記増幅導波路は、
前記電子装置が、前記増幅導波路に搬送される前記ユーティリティ信号を増幅しない場合、前記ユーティリティ信号を吸収するように構成され、
各前記増幅導波路は、
前記ユーティリティ信号を吸収し、前記ユーティリティ信号が前記増幅器によって受信されたときに、前記ユーティリティ信号のパワーレベルを、前記ユーティリティ信号のパワーレベルの１％より小さくなるまで低減するように構成される、
請求項３のシステム。

【請求項5】

利得媒質の単一の層が、各前記増幅導波路に共通である、
請求項３のシステム。

【請求項6】

サーキュレータは、
前記ＬＩＤＡＲ出力信号からの光を有するサーキュレータ入力信号を受信するように構成され、
前記サーキュレータは、
サーキュレータ出力信号を出力するように構成され、
前記システム出力信号は、
前記サーキュレータ出力信号からの光を有する、
請求項１のシステム。

【請求項7】

前記サーキュレータ出力信号が前記サーキュレータから離れるように移動する方向は、前記ＬＩＤＡＲ出力信号を出力する前記ユーティリティ導波路の変更に応じて、変化する、
請求項６のシステム。

【請求項8】

前記システム出力信号が前記ＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する方向は、前記ＬＩＤＡＲ出力信号を出力する１つの前記ユーティリティ導波路の変更に応じて、変化する、
請求項１のシステム。

【請求項9】

ＬＩＤＡＲシステムから出力されるシステム出力信号を、視野において、操舵するように構成される信号導波器を有するＬＩＤＡＲシステムであって、
前記信号導波器は、
ユーティリティ光信号を案内し、及び、前記ユーティリティ光信号からの光を有しＬＩＤＡＲ出力信号を出力するように、それぞれが構成される複数のユーティリティ導波路を有し、
各前記ユーティリティ導波路は、
前記ユーティリティ導波路に案内される前記ユーティリティ光信号のパワーレベルを増幅するように構成される増幅器を有し、
方向転換器は、
前記ＬＩＤＡＲ出力信号からの光を有するコンポーネント出力信号を出力するように構成され、
前記コンポーネント出力信号が前記方向転換器から離れるように移動する方向は、どの１つの前記増幅器が１つの前記ユーティリティ光信号を増幅するのかの変更に応じて、変化する、
ＬＩＤＡＲシステム。

【請求項10】

ビーム操舵器は、
前記視野において、前記システム出力信号を操舵するように構成されている、
請求項９のシステム。

【請求項11】

前記システム出力信号が前記ＬＩＤＡＲシステムから離れる方向は、前記増幅器のうちの１つが前記ユーティリティ光信号のうちの１つを増幅する変化に応答して変化する、
請求項９のシステム。

【請求項12】

各前記光増幅器は、
１つの前記ユーティリティ導波路の少なくとも一部として機能する増幅器導波路を有し、
各前記増幅導波路は、
異なるユーティリティ信号を受信し、
電子装置は、
前記ＬＩＤＡＲ出力信号を出力する前記ユーティリティ導波路に搬送される前記ユーティリティ信号を増幅する一方、前記ＬＩＤＡＲ出力信号を出力しない１つ以上の前記ユーティリティ導波路に搬送される前記ユーティリティ信号を増幅しないように、前記光増幅器を作動する、
請求項８のシステム。

【請求項13】

各前記増幅導波路は、
前記電子装置が、前記増幅導波路に搬送される前記ユーティリティ信号を増幅しない場合、前記ユーティリティ信号を吸収するように構成され、
各前記増幅導波路は、
前記ユーティリティ信号を吸収し、前記ユーティリティ信号が前記増幅器によって受信されたときに、前記ユーティリティ信号のパワーレベルを、前記ユーティリティ信号のパワーレベルの１％より小さくなるまで低減するように構成される、
請求項１２のシステム。

【請求項14】

サーキュレータは、
前記ＬＩＤＡＲ出力信号からの光を有するサーキュレータ入力信号を受信するように構成され、
前記サーキュレータは、
サーキュレータ出力信号を出力するように構成され、
前記システム出力信号は、
前記サーキュレータ出力信号からの光を有する、
請求項８のシステム。

【請求項15】

前記サーキュレータ出力信号が前記方向転換器から離れるように移動する方向は、どの１つの前記増幅器が１つの前記ユーティリティ光信号を増幅するのかの変化の変更に応じて、変化する、
請求項１４のシステム。

【請求項16】

システム出力信号を視野において操舵するように構成されるビーム操舵器、及び、信号導波器を有し、前記システム出力信号は、前記ＬＩＤＡＲシステムから出力される、ＬＩＤＡＲシステムであって、
前記視野におけるシステム出力信号の経路は、
前記ビーム操舵器、及び、前記信号導波器からの寄与を有し、
前記経路への前記ビーム操舵器の寄与は、
前記視野を横切って戻ってくる、及び、進んでいく２次元経路上での前記システム出力信号の移動であり、
前記経路への前記信号導波器の寄与は、
前記ビーム操舵器によって提供される前記２次元経路寄与を横切る前記システム出力信号の移動である、
ＬＩＤＡＲシステム。

【請求項17】

前記ビーム導波器は、操舵可能なミラーである、
請求項１５のシステム。

【請求項18】

前記ビーム操舵器は、
前記システム出力信号を、スロー軸、及び、ファスト軸で、同時に、走査するように構成され、
前記ビーム操舵器は、
前記システム出力信号が前記ＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する方向が遅い角速度で変化するように、前記スロー軸で前記システム出力信号を走査し、
前記ビーム操舵器は、
前記システム出力信号が前記ＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する方向が速い角速度で変化するように、前記スロー軸で前記システム出力信号を走査し、
前記遅い角速度に対する前記速い角速度の比は、２：１より大きく、及び、２００：１より小さい、
請求項１５のシステム。

【請求項19】

前記ビーム操舵器の前記経路への寄与は、ジグザグパターンでの前記システム出力信号の移動である、
請求項１５のシステム。

【請求項20】

それぞれが異なる方向にＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する複数の異なるシステム出力信号を出力し、及び、それぞれが異なる１つの前記システム出力信号からの光を搬送するシステム戻り信号を受信するように構成されるＬＩＤＡＲシステムであって、うなり周波数でうなる信号を生成するために、各前記システム戻り信号からの光を参照信号と合成するように構成されるＬＩＤＡＲシステム、
複数の異なる電気データ信号を受信する電気デマルチプレクサを有し、各前記電気データ信号は、１つの前記うなり周波数を示す電子装置であって、前記データ信号の一部を選択し、及び、前記電気デマルチプレクサが前記データ信号の選択された部分を出力するように前記電気デマルチプレクサを作動し、及び、前記データ信号の選択された部分によって示されるうなり周波数からＬＩＤＡＲデータを計算するように構成されるＬＩＤＡＲデータ生成器を有し、前記ＬＩＤＡＲデータは、前記ＬＩＤＡＲシステムと前記LIARシステムの外側に配置される物体との間の距離、及び／又は、半径方向速度を示す電子装置、
を有するシステム。

【発明の詳細な説明】

【関連出願】

【0001】

この出願は、米国特許出願第１７／４６５８３５号、出願日２０２１年９月２日、発明の名称「走査における複数の操舵機構の利用」の継続であり、その全体が組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本発明は、光学装置に関する。特に、本発明は、ＬＩＤＡＲシステムに関する。

【背景】

【0003】

ＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍｓ）やＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）のようなアプリケーションに配備できるＬＩＤＡＲシステムの商業的需要が増加している。しかしながら、ＬＩＤＡＲシステムは、典型的には、可動ミラーを用いて、視野の１つの場所から別の場所へ、システム出力信号をスキャンする。システム出力信号は、一般に、視野を横切って、ジグザグパターンで、走査される。ＬＩＤＡＲシステムは、システム出力信号が視野において移動する経路に沿って周期的に配置されるサンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータ（ＬＩＤＡＲシステムとＬＩＤＡＲシステムの外部の物体との間の半径速度、及び／又は、距離）を生成する。

【0004】

視野全体に関する信頼性のあるＬＩＤＡＲデータを有するために、視野の垂直方向のサンプル領域の密度が、視野のサンプル領域の水平方向の密度とほぼ同じであることが、望ましい。しかしながら、多くのＬＩＤＡＲシステムアプリケーションは、この結果を、ミラーの走査速度をミラーの実際の限界を超えて増加させることによってのみ達成できる視野を有している。結果として、スキャン能力が改善されたＬＩＤＡＲシステムが必要とされている。

【発明の概要】

【0005】

ＬＩＤＡＲシステムは、それぞれが、視野において、システム出力信号を操舵するように構成されるビーム操舵器、及び、信号導波器を有している。前記視野におけるシステム出力信号の経路は、前記ビーム操舵器、及び、前記信号導波器からの寄与を有している。前記経路への前記ビーム操舵器の寄与は、前記視野を横切って戻ってくる、及び、進んでいく２次元経路上での前記システム出力信号の移動である。前記経路への前記信号導波器の寄与は、前記ビーム操舵器によって提供される前記２次元経路寄与を横切る前記システム出力信号の移動である。

【0006】

ＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲシステムから出力されるシステム出力信号を、視野において、操舵する信号導波器を有している。前記信号導波器は、それぞれがＬＩＤＡＲ出力信号を出力するように構成される複数のユーティリティ導波路を有している。前記信号導波器は、前記ＬＩＤＡＲ出力信号からの光を有するコンポーネント出力信号を出力するように構成される方向転換器も有している。前記コンポーネント出力信号が前記方向転換器から離れるように移動する方向は、前記ＬＩＤＡＲ出力信号を出力する前記ユーティリティ導波路の変更に応じて、変化する。ＬＩＤＡＲシステムは、視野の２次元経路上で、前記システム出力信号を操舵するように構成されるビーム操舵器も有している。

【0007】

ＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲシステムから出力されるシステム出力信号を、視野において、操舵するように構成される信号導波器を有している。前記信号導波器は、ユーティリティ光信号を案内し、及び、前記ユーティリティ光信号からの光を有するＬＩＤＡＲ出力信号を出力するように、それぞれが構成される複数のユーティリティ導波路を有している。各前記ユーティリティ導波路は、前記ユーティリティ導波路に案内される前記ユーティリティ光信号のパワーレベルを増幅するように構成される増幅器を有している。方向転換器は、前記ＬＩＤＡＲ出力信号からの光を有するコンポーネント出力信号を出力するように構成される。前記コンポーネント出力信号が前記方向転換器から離れるように移動する方向は、どの１つの前記増幅器が１つの前記ユーティリティ光信号を増幅するのかの変更に応じて、変化する。

【0008】

ＬＩＤＡＲシステムは、それぞれが異なる方向にＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する複数の異なるシステム出力信号を出力するように構成される。ＬＩＤＡＲシステムは、それぞれが異なる１つの前記システム出力信号からの光を搬送するシステム戻り信号を受信するようにも構成される。ＬＩＤＡＲシステムは、うなり周波数でうなる信号を生成するために、各前記システム戻り信号からの光を参照信号と合成するように構成される。
ＬＩＤＡＲシステムは、複数の異なる電気データ信号を受信する電気デマルチプレクサを有する電子装置も有している。各前記電気データ信号は、１つの前記うなり周波数を示す。電子装置は、前記データ信号の一部を選択し、及び、前記電気デマルチプレクサが前記データ信号の選択された部分を出力するように前記電気デマルチプレクサを作動する。電子装置は、前記データ信号の選択された部分によって示されるうなり周波数からＬＩＤＡＲデータを計算するように構成されるＬＩＤＡＲデータ生成器を有している。

【図面の簡単な説明】

【0009】

図１は、ＬＩＤＡＲアダプタと共に用いるのに好適なＬＩＤＡＲチップの平面図である。

【0010】

図２は、ＬＩＤＡＲアダプタと共に用いるのに好適なＬＩＤＡＲチップの平面図である。

【0011】

図３Ａは、ＬＩＤＡＲチップと光学的に連絡するＬＩＤＡＲアダプタを有するＬＩＤＡＲシステムの一部の平面図である。チャネルＣ_２を搬送する光信号がＬＩＤＡＲチップからＬＩＤＡＲアダプタを通って、そして、ＬＩＤＡＲシステムの外に移動する経路が、示されている。

【0012】

図３Ｂは、図３ＡのＬＩＤＡＲシステムである。チャネルＣ_２を搬送する光信号がＬＩＤＡＲシステムの外からＬＩＤＡＲアダプタを通って、そして、ＬＩＤＡＲチップの中に移動する経路が、示されている。

【0013】

図３Ｃは、図３ＡのＬＩＤＡＲシステムである。チャネルＣ_３を搬送する光信号がＬＩＤＡＲシステムを通って移動する経路が、示されている。

【0014】

図４は、共通支持体に、図２のＬＩＤＡＲチップ、及び、電子装置、並びに、図３のＬＩＤＡＲアダプタを有するＬＩＤＡＲシステムの平面図である。

【0015】

図５Ａは、ＬＩＤＡＲシステムと視野との間の関係の概略図である。

【0016】

図５Ｂは、図５Ａに示される平面の側面図である。

【0017】

図５Ｃは、図５Ａからの仮想面の他の側面図である。

【0018】

図６Ａから図６Ｅは、ＬＩＤＡＲシステムの使用に好適な信号処理部を示す。図６Ａは、信号処理部で用いるのに好適な光対電気アセンブリの一例を示している。

【0019】

図６Ｂは、図６Ａに従って構成される光対電気アセンブリと共に用いるのに好適な電子装置の概略を提供する。

【0020】

図６Ｃは、ＬＩＤＡＲ出力信号に関する周波数対時間のグラフである。

【0021】

図６Ｄは、図６Ａからの光対電気アッセンブリのセンサとＬＩＤＡＲシステムの電子装置との間の関係の概略である。

【0022】

図６Ｅは、図６Ａからの光対電気アッセンブリのセンサとＬＩＤＡＲシステムの電子装置との間の他の関係の概略である。

【0023】

図７は、ＬＩＤＡＲシステムと共に用いるのに好適な光信号導波器の平面図である。

【0024】

図８は、ＬＩＤＡＲシステムと共に用いるのに好適な他の光信号導波器の平面図である。

【0025】

図９は、シリコン・オン・インシュレータウェハから構成されるチップの一部の断面である。

【0026】

図１０Ａは、ＬＩＤＡＲチップを増幅器と光学的に結合するためのインターフェイスを有するＬＩＤＡＲチップの一部の斜視図である。

【0027】

図１０Ｂは、図１０Ａに示されるＬＩＤＡＲチップの一部と共に用いるのに好適な増幅チップの斜視図である。

【0028】

図１０Ｃ、及び、図１０Ｄは、図１０Ｂの増幅器とインターフェイス接続される図１０ＡのＬＩＤＡＲチップを有するシステムを示す。図１０Ｃは、システムの平面図である。

【0029】

図１０Ｄは、ＬＩＤＡＲチップの導波路、及び、増幅チップの増幅導波路を通って取られる図１０Ｃに示されるシステムの断面である。

【0030】

図１１は、２つの増幅導波路を有するように修正された図１０Ｂから図１０Ｄの増幅チップの斜視図である。

【発明の詳細な説明】

【0031】

ＬＩＤＡＲシステムは、それぞれがＬＩＤＡＲシステムの視野の異なるサンプル領域にシステム出力信号を操舵する複数の異なる操舵機構を有している。ＬＩＤＡＲシステムは、異なるサンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータを生成する。サンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータは、ＬＩＤＡＲシステムとサンプル領域の物体との間の半径速度、及び／又は、距離を示すことができる。

【0032】

１つの操舵機構は、視野を横切ってシステム出力信号を前後に操舵するビーム操舵器であってもよい。他の１つの操舵機構は、ビーム操舵器によって提供される経路の外側でシステム出力信号を操舵する信号導波器であってもよい。例えば、信号導波器は、ビーム操舵器によって提供される経路を横断する方向に、システム出力信号を操舵できる。信号導波器によって、ビーム操舵器によって提供される経路から離れて、システム出力信号を移動させることができるので、信号導波器を用いて、ビーム操舵器によって提供される経路に対する横断方向のサンプル領域の密度を増加できる。その結果、ビーム操舵器によって提供される走査速度を実用的なレベルまで増加させることなく、視野にわたるサンプル領域の密度の均一性を、増加できる。

【0033】

図１は、光学部品、電気部品、及び、光電気部品のようなチップ構成要素９を有するＬＩＤＡＲチップ８の平面図である。ＬＩＤＡＲチップは、光集積回路（ＰＩＣ）を有することができ、また、光集積回路（ＰＩＣ）チップにできる。チップ構成要素９は、光源出力信号を出力する光源１０を有している。光源出力信号は、波長に関連付けられる予備チャネルを搬送できる。好適な光源１０は、これに限定されないが、半導体レーザを含む。

【0034】

チップ構成要素９は、光源１０から光源出力信号を受信するソース導波路１１を有している。ソース導波路１１は、光源出力信号を光信号導波器１２に搬送する。光源出力信号からの光を複数の異なるユーティリティ導波路１３の１つに方向付けるように、光信号導波器１２を、電子装置によって作動できる。各ユーティリティ導波路１３は、光信号導波器１２からの光を、出射ＬＩＤＡＲ信号として受信できる。いずれかのユーティリティ導波路１３が、出射ＬＩＤＡＲ信号を受信すると、ユーティリティ導波路１３は、出射ＬＩＤＡＲ信号を出口ポートに搬送し、そこを通って、出射ＬＩＤＡＲ信号は、ＬＩＤＡＲチップから出ていくことができ、また、ＬＩＤＡＲ出力信号として機能する。好適な出口ポートの例は、これらに限定されないが、ユーティリティ導波路１３のファセットのような導波路ファセットを含む。

【0035】

図１は、それぞれがユーティリティ導波路１３から離れるように移動するＬＩＤＡＲ出力信号を表す複数の矢印を有している。各ＬＩＤＡＲ出力信号は、チャネルインデックスｉ＝１からＮに関連付けられる。例示のために、ＬＩＤＡＲシステムは、Ｃ_１からＣ_３でラベル付けられる３つのＬＩＤＡＲ出力信号（Ｎ＝３）を生成するものとして示されている。異なるＬＩＤＡＲ出力信号のそれぞれは、異なるチャネルを表すことができる。しかしながら、異なるチャネルのそれぞれは、同じ波長の選択物、又は、実質的に同じ波長の選択物を搬送できる。ＬＩＤＡＲチップから出力されるチャネルは、光信号導波器１２から出射ＬＩＤＡＲ信号を受信するユーティリティ導波路１３と相関関係にある。結果として、各ユーティリティ導波路１３は、ユーティリティ導波路１３から出力されるＬＩＤＡＲ出力信号に関するチャネルインデックスに関連付けられる。

【0036】

したがって、電子装置は、ＬＩＤＡＲ出力信号、及び、ＬＩＤＡＲチップから出力されるチャネルを選択するように光信号導波器１２を作動できる。

【0037】

各ＬＩＤＡＲ出力信号からの光は、ＬＩＤＡＲシステムから出力されるシステム出力信号に含まれる可能性がある。システム出力信号は、ＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動し、そして、それぞれは、システム出力信号の経路の物体によって反射される可能性がある。反射されたシステム出力信号からの光は、システム戻り信号として、ＬＩＤＡＲシステムに戻る可能性がある。

【0038】

ＬＩＤＡＲチップは、複数の第１の入力導波路１６を有している。各第１の入力導波路１６は、１つのシステム戻り信号からの光を有し、又は、それらからなる第１のＬＩＤＡＲ入力信号を受信できる。第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、それぞれ、１つのチャネル（Ｃｉ）を搬送し、及び、ｉがチャネルインデックスであるＦＬＩＳｉで表すことができる。チャネルＣ_１からの光を搬送する第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、ＦＬＩＳ_Ｃ１でラベル付けられ、及び、１つの第１の入力導波路１６で受信される。チャネルＣ_３を搬送する第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、ＦＬＩＳ_Ｃ３でラベル付けられ、及び、１つの第１の入力導波路１６で受信される。

【0039】

各第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、１つの第１の入力導波路１６に入り、また、第１の比較信号として機能する。各第１の入力導波路１６は、１つの第１の比較信号を第１の信号処理部３４に搬送する。

【0040】

チップ構成要素９は、補助参照信号として、光源出力信号の一部を、ソース導波路１１から中間導波路４４に移動するスプリッタ４２を有している。好適なスプリッタ４２は、これらに限定されないが、エバネッセント光カプラ、Ｙ接合、及び、ＭＭＩを含む。

【0041】

中間導波路４４は、補助参照信号を参照スプリッタ５２に搬送する。参照スプリッタ５２は、補助参照信号を、それぞれ、複数の第１の参照導波路５３の異なる１つで受信される第１の参照信号に分割するように、構成されている。第１の参照導波路５３は、光カプラ、Ｙ接合、ＭＭＩ、カスケード式エバネッセント光カプラ、又は、カスケード式Ｙ接合のような波長独立スプリッタにできる。結果として、ＬＩＤＡＲ出力信号は、それぞれ、同じ、又は、ほぼ同じ波長分布を有することができる。例えば、各第１の参照信号が、同じ、又は、実質的に同じ波長の選択物を搬送するように、参照スプリッタ５２を、構成できる。

【0042】

各第１の参照導波路５３は、１つの第１の参照信号を１つの信号処理部３４に案内する。第１の参照導波路５３、及び、第１の入力導波路１６は、各信号処理部３４が第１の参照信号、及び、第１のＬＩＤＡＲ入力信号を受信するように、配置される。ＬＩＤＡＲシステムは、信号処理部３４で受信される第１の参照信号、及び、第１のＬＩＤＡＲ入力信号を用いて、ＬＩＤＡＲデータを生成するように構成される。

【0043】

ＬＩＤＡＲチップは、光源１０の動作を制御するための制御分岐５５を有することができる。制御分岐５５は、ソース導波路１１からの光源出力信号の一部を制御導波路５８に移動する方向付けカプラ５６を有している。光源出力信号の結合部分は、タップ信号として機能する。図１は、光源出力信号の一部を制御導波路５８に移動する方向付けカプラ５６を示しているが、他の信号タップを用いて、光源出力信号の一部を、ユーティリティ導波路１２から制御導波路５８に移動できる。好適な信号タップの例は、これらに限定されないが、Ｙ接合、及び、ＭＭＩを含む。

【0044】

制御導波路５８は、タップ信号を制御コンポーネント６０に搬送する。制御コンポーネント６０は、電子装置６２と電気的に連絡できる。作動中、電子装置６２は、制御コンポーネントからの出力に応じて、ソ光源出力信号の周波数を調整できる。制御コンポーネントの好適な構成の一例は、米国特許出願シリアル番号１５／９７７，９５７、出願日２０１８年８月１１日、発明の名称「光学センサチップ」に、及び、米国特許出願シリアル番号１７／３５１，１７０、出願日２０２１年６月１７日、発明の名称「複数のＬＩＤＡＲシステム出力信号の走査」に記載されており、その全体が本明細書に組み込まれる。

【0045】

中間導波路４４、及び、参照スプリッタ５２は、任意にできる。例えば、複数のスプリッタ４２を、ソース導波路１１に沿って配置でき、また、各第１の参照導波路５３は、異なる１つの参照スプリッタ４２からソース導波路１１に搬送される光源出力信号の一部を受信できる。各第１の参照導波路５３で受信される光源出力信号の一部は、第１の参照導波路５３が信号処理部３４に案内する異なる１つの第１の参照信号として機能できる。

【0046】

ＬＩＤＡＲチップを、単一の信号処理部３４を有するように修正できる。例えば、図２は、各第１の入力導波路１６が受信した第１のＬＩＤＡＲ入力信号を第２の光信号導波器６４に搬送するＬＩＤＡＲチップの平面図である。第２の光信号導波器６４は、異なる第１の入力導波路１６に搬送された第１のＬＩＤＡＲ入力信号を共通導波路６６に方向付ける信号合成器にできる。共通導波路６６は、受信した第１のＬＩＤＡＲ入力信号を信号処理部３４に搬送できる。加えて、中間導波路４４に搬送される補助参照信号は、中間導波路４４が信号処理部３４へ搬送する第１の参照信号として機能できる。結果として、信号処理部３４は、第１の参照信号、及び、第１のＬＩＤＡＲ入力信号を受信する。ＬＩＤＡＲシステムは、信号処理部３４で受信される第１の参照信号、及び、第１のＬＩＤＡＲ入力信号を用いて、ＬＩＤＡＲデータを生成するように構成されている。

【0047】

ＬＩＤＡＲチップを、ＬＩＤＡＲアダプタと共に用いることができる。いくつかの例では、ＬＩＤＡＲアダプタを、ＬＩＤＡＲチップ、並びに、１つ以上の反射物体、並びに／若しくは、第１のＬＩＤＡＲ入力信号、及び／又は、ＬＩＤＡＲ出力信号がＬＩＤＡＲチップから視野に移動する光路が、ＬＩＤＡＲアダプタを通って進む視野との間に、光学的に、配置できる。さらに、ＬＩＤＡＲ出力信号、第１のＬＩＤＡＲ入力信号、及び、第２のＬＩＤＡＲ入力信号が、ＬＩＤＡＲアダプタと反射物体との間の異なる光経路で移動するように、ＬＩＤＡＲアダプタを、構成できる。

【0048】

図１、及び、図２のＬＩＤＡＲチップと共に用いるのに好適なＬＩＤＡＲアダプタの例を、図３Ａ、及び、図３Ｂに示す。チャネルＣ_２を搬送する光信号の経路を、図３Ａ、及び、図３Ｂに示す。図３Ａに示される経路は、ＬＩＤＡＲチップからアダプタを通って移動するチャネルＣ_２を搬送するＬＩＤＡＲ出力信号からの光を、システム出力信号としてＬＩＤＡＲシステムから出ていくまで、追跡している。対照的に、図３Ｂは、アダプタを通って移動するチャネルＣ_２を搬送するシステム戻り信号を、第１のＬＩＤＡＲ入力信号、及び、第２のＬＩＤＡＲ入力信号においてＬＩＤＡＲチップに入るまで、追跡している。

【0049】

ＬＩＤＡＲアダプタ９８は、ベース１００に配置される複数のアダプタ構成要素９９を有する。アダプタ構成要素９９は、ＬＩＤＡＲ出力信号からの光を有し、又は、それからなるコンポーネント入力信号を受信するように配置される方向転換器１０２を有している。例えば、図３Ａに示されるように、ＬＩＤＡＲチップからチャネルＣ_２を搬送するＬＩＤＡＲ出力信号を受信するように、方向転換器１０２を、配置できる。方向転換器１０２は、サーキュレータ入力信号として機能できるコンポーネント出力信号を出力するように構成されている。以下においてより詳細に説明するように、アダプタ構成要素９９は、サーキュレータ１０４を有することができ、また、方向転換器１０２を、異なる平行でない方向に進みながらサーキュレータに入ることができるサーキュレータ入力信号を出力するように構成できる。加えて、又は、若しくは、方向転換器１０２を、サーキュレータ入力信号が、所望の位置で、集束され、又は、コリメートされるように、構成できる。例えば、方向転換器１０２を、サーキュレータ１０４の所望の位置で、サーキュレータ入力信号を収束し、又は、コリメートするように、構成できる。図示の方向転換器１０２は、レンズである。

【0050】

サーキュレータ１０４は、サーキュレータ入力信号を受信する第１の偏光ビームスプリッタ１０６を有することができる。第１の偏光ビームスプリッタ１０６は、サーキュレータ入力信号を、第１の偏光状態の光信号、及び、第２の偏光状態の光信号に分割するように、構成される。第１の偏光状態、及び、第２の偏光状態は直線偏光状態にでき、及び、第２の偏光状態は、第１の偏光状態と異なっている。例えば、第１の偏光状態は、ＴＥに、及び、第２の偏光状態は、ＴＭにでき、若しくは、第１の偏光状態は、ＴＭに、及び、第２の偏光状態は、ＴＥにできる。

【0051】

光源１０は、しばしば、光源出力信号の光源としてレーザを有するため、光源出力信号は、直線偏光にできる。光源出力信号は、サーキュレータ入力信号のソースであるため、第１の偏光ビームスプリッタ１０６で受信されるサーキュレータ入力信号も直線偏光にできる。図３Ａ、及び、図３Ｂでは、第１の偏光状態の光信号は、垂直双方向矢印でラベル付けられ、また、偏光状態の光信号は、黒丸でラベル付けられる。以下の説明のために、サーキュレータ入力信号を、第１の偏光状態であると仮定するが、第２の偏光状態のサーキュレータ入力信号も可能である。サーキュレータ入力信号を、第１の偏波状態であると仮定するため、サーキュレータの入力信号は、垂直矢印でラベル付けられる。

【0052】

サーキュレータ入力信号を、第１の偏光状態であると仮定するため、第１の偏光ビームスプリッタ１０６は、第１の偏光状態の第１の偏光状態信号を出力するように示されている。しかしながら、サーキュレータ入力信号における第２の偏光状態の実質的な量の不足のため、第１の偏光ビームスプリッタ１０６が第２の偏光状態の光信号を出力することは、示されていない。

【0053】

サーキュレータ１０４は、第１の偏光状態信号を受信する第２の偏光ビームスプリッタ１０８を有することができる。第２の偏光ビームスプリッタ１０８は、第１の偏光状態信号を、第１の偏光信号、及び、第２の偏光信号に分割し、ここでは、第１の偏光信号は、第１の偏光状態を有するが、第２の偏光状態を有さず、又は、実質的に有さず、並びに、第２の偏光信号は、第２の偏光状態を有するが、第１の偏光状態を有さず、又は、実質的に有さない。第２の偏光ビームスプリッタ１０８によって受信される第１の偏光状態信号は、第１の偏光状態を有するが、第２の偏光状態を有さず、又は、実質的に有さないため、第２の偏光ビームスプリッタ１０８は、第１の偏光信号を出力するが、第２の偏光信号を実質的に出力しない。第１の偏光ビームスプリッタ１０６、及び、第２の偏光ビームスプリッタ１０８は、サーキュレータ入力信号から１つの偏光状態をフィルタリングする合成効果を有することができる。

【0054】

サーキュレータ１０４は、第１の偏光信号を受信し、そして、第１の回転信号を出力する非相反偏光回転子１１０を有することができる。場合によっては、非相反偏光回転子１１０は、第１の偏光信号の偏光状態を、ｎは、０、又は、偶数として、ｎ×９０°＋４５°だけ回転するように、構成される。結果として、第１の回転信号の偏光状態は、第１の偏光信号の偏光状態から４５°だけ回転される。好適な非相反偏光回転子１１０は、これに限定されないが、ファラデー回転子のような非相反偏光回転子を含む。

【0055】

サーキュレータ１０４は、第１の回転信号を受信し、そして、第２の回転信号を出力する４５°偏光回転子１１２を有することができる。場合によっては、４５°偏光回転子１１２は、第１の回転信号の偏光状態を、ｍは、０、又は、偶数として、ｍ×９０°＋４５°だけ回転するように、構成される。結果として、第２の回転信号の偏光状態は、第１の回転信号の偏光状態から４５°だけ回転される。非相反偏光回転体１１０、及び、４５°偏光回転子１１２によって提供される偏光状態回転の合成効果は、第２の回転信号の偏光状態を、第１の偏光信号の偏光状態に対して、９０°だけ回転することである。したがって、図示の例では、第２の回転信号は、第２の偏光状態を有する。好適な４５°偏光回転子１１２は、これに限定されないが、半波長板のような逆偏光回転体を含む。

【0056】

サーキュレータ１０４は、４５°偏光回転子１１２からの第２の回転信号を受信する第３の偏光ビームスプリッタ１１４を有することができる。第３の偏光ビームスプリッタ１１４は、第２の回転信号を、第１の偏光状態の光信号、及び、第２の偏光状態信号の光信号に分離するように構成されている。第２の回転信号は、第２の偏光状態にあるため、第３の偏光ビームスプリッタ１０８は、第２の回転信号を出力するが、第１の偏光状態の信号を、実質的に出力しない。

【0057】

図３Ａから明らかなように、第１の偏光ビームスプリッタ１０６、第２の偏光ビームスプリッタ１０８、非相反偏光回転体１１０、及び、４５°偏光回転子１１２を、コンポーネントアッセンブリ１１６に含めることができる。コンポーネントアセンブリ１１６を、モノリシックブロックとして構築でき、そこに、コンポーネントアセンブリ１１６の構成要素を、ブロックに一緒に結合できる。いくつかの例では、コンポーネントアセンブリ１１６は、立方体、直方体、正方形の直方体（square cuboid）、又は、長方形の直方体（rectangular cuboid）の幾何形状を有している。

【0058】

サーキュレータ１０４は、第２のコンポーネントアセンブリ１１８を有することができる。場合によっては、第２のコンポーネントアセンブリ１１８は、コンポーネントアセンブリ１１６と同じ構成を有している。結果として、コンポーネントアセンブリ１１６は、第２のコンポーネントアセンブリ１１８としても機能できる。第２のコンポーネントアセンブリ１１８は、第３の偏光ビームスプリッタ１０８から第２の回転信号を受信できる。特に、第２のコンポーネントアセンブリ１１８の４５°偏光回転子１１２は、第３の偏光ビームスプリッタ１０８から第２の回転信号を受信し、そして、第３の回転信号を出力できる。場合によっては、４５°偏光回転子１１２は、第２の回転信号の偏光状態を、ｍは、０、又は、偶数として、ｍ×９０°＋４５°だけ回転するように、構成される。結果として、第３の回転信号の偏光状態は、第２の回転信号の偏光状態から４５°だけ回転される。好適な４５°偏光回転子１１２は、これに限定されないが、半波長板のような逆偏光回転体を含む。

【0059】

第２のコンポーネントアセンブリ１１８は、第３の回転信号を受信し、そして、第４の回転信号を出力する非相反偏光回転子１１０を有することができる。場合によっては、非相反偏光回転子１１０は、第３の偏光信号の偏光状態を、ｎは、０、又は、偶数として、ｎ×９０°＋４５°だけ回転するように、構成される。結果として、第４の回転信号の偏光状態は、第３の偏光信号の偏光状態から４５°だけ回転される。好適な非相反偏光回転子１１０は、これに限定されないが、ファラデー回転子のような非相反偏光回転子を含む。

【0060】

第２のコンポーネントアセンブリ１１８の非相反偏光回転子１１０、及び、４５°偏光回転子１１２によって提供される偏光状態回転の合成効果は、第４の回転信号の偏光状態を、第２の偏光信号の偏光状態に対して９０°だけ回転することである。したがって、図示の例では、第４の回転信号は、第１の偏光状態を有している。

【0061】

第１のコンポーネントアセンブリ１１６の非相反偏光回転子１１０、及び、第１のコンポーネントアセンブリ１１８の非相反偏光回転子１１０が、それぞれ、ファラデー回転子である場合、アダプタ構成要素９９は、ファラデー回転子に所望の機能性を提供する磁場を提供するように配置される磁石１２０を有することができる。

【0062】

第２のコンポーネントアセンブリ１１８は、第４の回転信号を受信し、そして、第５の回転信号を出力する９０°偏光回転子１２２を有することができる。場合によっては、９０°偏光回転子１２２は、第１の偏光信号の偏光状態を、ｎは、０、又は、偶数として、ｎ×９０°＋９０°だけ回転するように、構成される。結果として、第５の回転信号の偏光状態は、第４の偏光信号の偏光状態から９０°だけ回転される。第２のコンポーネントアセンブリ１１８の非相反偏光回転子１１０、４５°偏光回転子１１２、及び、９０°偏光回転子１２２によって提供される偏光状態回転の合成効果は、第５の回転信号の偏光状態を、第２の回転信号の偏光状態に対して０°だけ回転することである。したがって、図示の例では、第５の回転信号は、第２の偏光状態を有している。好適な９０°偏光回転子１２２は、これらに限定されないが、半波長板のような逆偏光回転体を含む。

【0063】

第２のコンポーネントアセンブリ１１８は、コンポーネントアセンブリ１１６と同じ構造を有する場合、９０°偏光回転子１２２は、コンポーネントアセンブリ１１６に存在してもよい。

【0064】

コンポーネントアセンブリ１１６の第１の偏光ビームスプリッタ１０６は、第５の回転信号を受信する。第１の偏光ビームスプリッタ１０６は、受信した光信号を、第１の偏光状態の光信号、及び、第２の偏光状態の光信号に分割するように構成されている。第５の回転信号は、第２の偏光状態であり、また、第１の偏光状態の成分を有さず、又は、実質的に有さないため、第１の偏光ビームスプリッタ１０６は、第２の偏光状態の出射サーキュレータ信号を出力する。図３Ａに示すように、出射サーキュレータ信号は、サーキュレータから出ていく。

【0065】

アダプタ構成要素９９は、出射サーキュレータ信号を受信するように配置されるビーム整形器１２４を有する。場合によっては、ビーム整形器１２４は、出射サーキュレータ信号の幅を拡張するように構成されている。好適なビームシェイパー１２４は、これらに限定されないが、凹レンズ、凸レンズ、プラノ凹レンズ、及び、プラノ凸レンズを含む。

【0066】

アダプタ構成要素９９は、整形された出射サーキュレータ信号を受信し、そして、コリメートされた出射サーキュレータ信号を出力するコリメータ１２６を有している。好適なコリメータ１２６は、これらに限定されないが、凸レンズ、及び、ＧＲＩＮレンズを含む。

【0067】

図３ＡのＬＩＤＡＲシステムは、コリメータ１２６からコリメートされた出射サーキュレータ信号を受信し、そして、チャネルＣ_２を搬送するシステム出力信号を出力する１つ以上のビーム操舵器１２８を有している。チャネルＣ_２を搬送するシステム出力信号がＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する方向は、図３Ａにおいてｄ_２でラベル付けられている。電子装置は、システム出力信号を視野の異なるサンプル領域１２９に操舵するように、１つ以上のビーム操舵器１２８を作動できる。結果として、ＬＩＤＡＲシステムの視野の範囲で、システム出力信号を操舵するように、１つ以上のビーム操舵器１２８を、電子装置によって作動できる。電子装置は、互いに独立して、又は、互いに連動して、信号導波器、及び、ビーム操舵器を作動できる。

【0068】

サンプル領域は、ＬＩＤＡＲシステムが信頼できるＬＩＤＡＲデータを提供するように構成される最大距離まで、ＬＩＤＡＲシステムから離れるように延伸できる。サンプル領域を、互いに縫合し、視野を規定できる。例えば、ＬＩＤＡＲシステムの視野は、サンプル領域の組み合わせによって占有される空間を有し、又は、それから構成される。

【0069】

好適なビーム操舵器１２８は、これらに限定されないが、可動ミラー、ＭＥＭＳミラー、光フェーズドアレイ（ＯＰＡ）、光学格子、及び、作動光学格子を含む。

【0070】

図３Ｂは、チャネルＣ_２を搬送するシステム戻り信号が図３Ａのアダプタを通って、第１のＬＩＤＡＲ入力信号においてＬＩＤＡＲチップに入るまで、移動する経路を示している。

【0071】

システム戻り信号は、１つ以上のビーム操舵器１２８によって受信される。１つ以上のビーム操舵器装置１２８は、ビーム整形器１２４に方向付けられる操舵戻り信号を出力する。ビーム整形器１２４が出射サーキュレータ信号の幅を拡張するように構成される場合、ビーム整形器１２４は、操舵戻り信号の幅を縮小する。

【0072】

ビーム整形器１２４は、発振器によって受信されるサーキュレータ戻り信号を出力する。特に、サーキュレータ戻り信号は、第２のコンポーネントアセンブリ１１８の第１の偏光ビームスプリッタ１０６によって受信される。前述のように、光源１０である１つ以上のレーザを用いることに関する可能性のある結果は、システム出力信号が直線的に偏光されることである。例えば、システム出力信号によって搬送される光は、全て、又は、実質的に全て、第１の偏光状態、又は、第２の偏光状態である。物体によるシステム出力信号の反射は、システム出力信号の光の全部、又は、一部の偏光状態を変化させる可能性がある。したがって、システム戻り信号は、異なる線形偏光状態の光を有する可能性がある。例えば、システム戻り信号は、第１の偏光状態の光からの第１の寄与、及び、第２の偏光状態の光からの第２の寄与を有する可能性がある。第１の偏光ビームスプリッタ１０６を、第１の寄与と第２の寄与とを分離するように構成できる。例えば、第１の偏光ビームスプリッタ１０６を、第１の偏光状態の光を搬送する第１の分離信号１２８、及び、第２の偏光状態の光を搬送する第２の分離信号１３０を出力するように、構成できる。

【0073】

第２のコンポーネントアセンブリ１１８の第２の偏光ビームスプリッタ１０８は、第１の分離信号を受信し、そして、第１の分離信号を反射する。第２のコンポーネントアセンブリ１１８の非相反偏光回転子１１０は、第１の分離信号を受信し、そして、第１のＦＰＳＳ信号を出力する。文字ＦＰＳＳは、Ｆｉｒｓｔ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｅ Ｓｏｕｒｃｅを表し、また、物体による反射の後に第１の偏光状態にあった光が、第１のＦＰＳＳ信号のための光の源であったことを示している。

【0074】

第１の分離信号は、第３の回転信号とは逆方向に、非相反偏光回転子１１０を通って移動する。結果として、非相反偏光回転子１１０は、第１分離信号の偏光状態を、－ｎ×９０°－４５°だけ回転するように構成されている。したがって、第１のＦＰＳＳ信号の偏光状態は、第１の分離信号の偏光状態から－４５°だけ回転する。

【0075】

第２の構成要素アセンブリ１１８の４５°偏光回転子１１２は、第１のＦＰＳＳ信号を受信し、そして、第２のＦＰＳＳ信号を出力する。４５°偏光回転子１１２は、相反偏光回転子であるため、４５°偏光回転子１１２は、第１のＦＰＳＳ信号の偏光状態を、mが、０、又は、偶数として、ｍ×
９０°＋４５°だけ回転するように構成されている。結果として、第２のＦＰＳＳ信号の偏光状態は、第１のＦＰＳＳ信号の偏光状態から４５°だけ回転される。第２のコンポーネントアセンブリ１１８の非相反偏光回転子１１０、及び、４５°偏光回転子１１２によって提供される偏光状態回転の合成効果は、第２のＦＰＳＳ信号が、第１の分離信号の偏光状態から０°だけ回転されたことである。結果として、第２のＦＰＳＳ信号は、第１の偏光状態を有している。

【0076】

第２のＦＰＳＳ信号は、第３の偏光ビームスプリッタ１１４で受信される。第３の偏光ビームスプリッタ１１４は、第２のＦＰＳＳ信号を反射し、そして、第２のＦＰＳＳ信号は、サーキュレータ１０４から出ていく。サーキュレータ１０４を出ていった後、第２のＦＰＳＳ信号は、第２のＦＰＳＳ信号の進行方向を変更するように構成される第１のビーム操舵コンポーネント１３２で受信される。好適な第１のビーム操舵コンポーネント１３２は、これらに限定されないが、ミラー、及び、直角プリズムリフレクタを含む。

【0077】

第２のＦＰＳＳ信号は、第１のビーム操舵コンポーネント１３２から第２のレンズ１３４まで移動する。第２のレンズ１３４は、ＦＬＩＳ_２によって表される第１のＬＩＤＡＲ入力信号を出力するように構成される。加えて、第２のレンズ１３４は、所望の位置で、第１のＬＩＤＡＲ入力信号（ＦＬＩＳ_２）を収束させ、又は、コリメートするように構成されている。例えば、１つの第１の入力導波路１６の出口ポートで、第１のＬＩＤＡＲ入力信号（ＦＬＩＳ_２）を収束させるように、第２のレンズ１３４を、構成できる。例えば、図３Ａに示すように、１つの第１の入力導波路１６のファセットに、第１のＬＩＤＡＲ入力信号（ＦＬＩＳ_２）を収束させるように、第２のレンズ１３４を、構成できる。

【0078】

図１Ａ、及び、図１Ｂの内容で説明されるように、第１のＬＩＤＡＲ入力信号（ＦＬＩＳ_２）は、１つの第１の入力導波路１６に入り、及び、１つの第１の信号処理部３４に案内される第１の比較信号として機能する。

【0079】

第２のコンポーネントアセンブリ１１８の９０°偏光回転子１２２は、第２の分離信号１３０を受信し、そして、第１のＳＰＳＳ信号を出力する。文字ＳＰＳＳは、第２の偏光状態源を表し、及び、物体による反射後の第２の偏光状態にあった光が、第１のＳＰＳＳ信号の光源であったことを示している。９０°偏光回転子１２２は、相反偏光回転子であるため、９０°偏光回転子１２２は、第２の分離信号１３０の偏光状態を、ｎが、０、又は、偶数として、ｎ×９０°＋９０°だけ回転するように構成されている。結果として、第１のＳＰＳＳ信号の偏光状態は、第２の分離信号１３０の偏光状態から９０°だけ回転されている。したがて、図示の例では、第１のＳＰＳＳ信号は、第１偏光状態を有している。

【0080】

第２のコンポーネントアセンブリ１１８の非相反偏光回転子１１０は、第１のＳＰＳＳ信号を受信し、そして、第２のＳＰＳＳ信号を出力する。第１のＳＰＳＳ信号は、第３の回転信号とは逆方向に、非相反偏光回転子１１０を通過する。これにより、非相反偏光回転子１１０は、第１のＳＰＳＳ信号の偏光状態を－ｎ×９０°－４５°だけ回転するように構成されている。これにより、第２のＳＰＳＳ信号の偏光状態は、第１のＳＰＳＳ信号の偏光状態から－４５°だけ回転されている。

【0081】

第２のコンポーネントアセンブリ１１８の４５°偏光回転器１１２は、第２のＳＰＳＳ信号を受信し、そして、第３のＳＰＳＳ信号を出力する。４５°偏光回転子１１２は、相反偏光回転子であるため、４５°偏光回転子１１２は、第２のＳＰＳＳ信号の偏光状態を、ｍが、０、又は、偶数として、ｍ×９０°＋４５°だけ回転するように構成されている。結果として、第３のＳＰＳＳ信号の偏光状態は、第２のＦＰＳＳ信号の偏光状態から４５°だけ回転される。第２のコンポーネントアセンブリ１１８の非相反偏光回転子１１０、及び、４５°偏光回転子１１２によって提供される偏光状態回転の合成効果は、第３のSPSS信号が、第１のＳＰＳＳ信号の偏光状態から０°だけ回転されたことである。加えて、第２のコンポーネントアセンブリ１１８の非相反偏光回転子１１０、４５°偏光回転子１１２、及び、９０°偏光回転子１２２によって提供される偏光状態回転の合成効果は、第３のＳＰＳＳ信号が、第２の分離信号１３０の偏光状態から９０°だけ回転されたことである。したがって、図示の例では、第３のＳＰＳＳ信号は、第１偏光状態で示されている。

【0082】

第３のＳＰＳＳ信号は、第３の偏光ビームスプリッタ１１４で受信される。第３の偏光ビームスプリッタ１１４は、第３のＳＰＳＳ信号がサーキュレータ１０４から出ていくように、第３のＳＰＳＳ信号を反射する。サーキュレータ１０４を出ていった後、第３のＳＰＳＳ信号は、図３Ｂに示されるように、アダプタを出ていくことができる。

【0083】

図３Ｃは、チャネルＣ_３を搬送するＬＩＤＡＲ出力信号からの光が、ＬＩＤＡＲシステムを通って移動する経路を示している。方向転換器１０２を、異なるＬＩＤＡＲ出力信号からの光が、サーキュレータを通って、異なる経路を移動するように構成できる。例えば、方向転換器１０２を、異なるサーキュレータ入力信号からの光が、サーキュレータを通って、平行でない経路を移動するように構成できる。場合によっては、方向転換器１０２は、異なるサーキュレータ入力信号が、異なる方向に移動しながら、サーキュレータ１０４の第１のポートに入るように構成される。例えば、図示された方向転換器１０２は、ＬＩＤＡＲ出力信号を受信するレンズである。異なるＬＩＤＡＲ出力信号のレンズへの入射角は、異なっていてもよい。例えば、図３Ｃでは、チャネルＣ_３を搬送するＬＩＤＡＲ出力信号は、チャネルＣ_２を搬送するＬＩＤＡＲ出力信号の入射角よりも、レンズ上で異なる入射角を有している。結果として、チャネルＣ_３を搬送するサーキュレータ入力信号、及び、チャネルＣ_２を搬送するサーキュレータ入力信号は、レンズから異なる方向に離れるように移動する。異なるサーキュレータ入力信号が、方向転換器１０２から、異なる方向に離れるように移動するため、ＬＩＤＡＲ出力信号は、異なる方向に進みながら、サーキュレータ１０４の第１のポート１４０に入る。

【0084】

異なるサーキュレータ入力信号は、異なる方向に進みながら、サーキュレータ１０４に入るが、異なるサーキュレータ入力信号からの光は、同じシーケンスで同じサーキュレータ構成要素を選択することによって、処理される。例えば、異なるサーキュレータ入力信号からの光は、図３Ａ、及び、図３Ｂの内容で開示されたシーケンスで構成要素を移動する。結果として、異なるサーキュレータ入力信号からの光は、第２のポート１４２でサーキュレータから出ていく。例えば、サーキュレータを通ってチャネルＣ_３を搬送するサーキュレータ入力信号からの光の経路は、第２のポート１４２でサーキュレータから出ていく出射サーキュレータ信号を示している。加えて、チャネルＣ_３を搬送するサーキュレータ戻り信号からの光は、第２のポート１４２でサーキュレータに入る。同様に、チャネルＣ_２を搬送するサーキュレータ入力信号からの光は、図３Ａ、及び、図３Ｂの内容で説明されるように、第２のポート１４２で、サーキュレータを出入りする。

【0085】

図３Ａ、及び、図３Ｂの比較は、出射サーキュレータ信号が、異なる方向から第２のポート１４２に接近し、そして、異なる方向にサーキュレータから離れるように移動することを示している。出射サーキュレータ信号の方向差は、異なる方向からサーキュレータに入るサーキュレータ入力信号からもたらされる。

【0086】

図３Ｃは、チャネルＣ_３を搬送するシステム出力信号としてＬＩＤＡＲシステムから出ていくチャネルＣ_３を搬送する出射サーキュレータ信号からの光を示している。チャネルＣ_３を搬送するシステム出力信号がＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する方向は、図３Ｃにおいてｄ_３でラベル付けられる。図３Ｃは、図３Ａからのラベルｄ_２も有している。ラベルｄ_２は、チャネルＣ_２を搬送するシステム出力信号がＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する方向を示している。ラベルｄ_２、及び、ｄ_３の比較から、チャネルＣ_２、及び、Ｃ_３を搬送するシステム出力信号は、ＬＩＤＡＲシステムから異なる方向に離れるように進むことが示されている。結果として、異なるシステム出力信号は、異なるサンプル領域を照らすことができる。ＬＩＤＡＲシステムによって同時に照らされる各異なるサンプル領域に関して、ＬＩＤＡＲデータを、生成できる。

【0087】

ＬＩＤＡＲシステムから異なる方向に離れるように移動するシステム出力信号は、それぞれ、異なる１つのＬＩＤＡＲ出力信号のからの光を有し、又は、それから構成されている。各異なるＬＩＤＡＲ出力信号は、ＬＩＤＡＲチップの異なる１つユーティリティ導波路１３から出ていく。例えば、図３Ｃは、チャネルＣ_２を搬送するＬＩＤＡＲ出力信号とは異なるユーティリティ導波路１３から出ていく、チャネルＣ_３を搬送するＬＩＤＡＲ出力信号を示している。ＬＩＤＡＲ出力信号が出ていくユーティリティ導波路１３が変わることに応じて、異なるＬＩＤＡＲ出力信号のレンズ１０２での入射角が、変わるように、ユーティリティ導波路１３は、配置される。結果として、ＬＩＤＡＲ出力信号が出ていくユーティリティ導波路１３が変わることに応じて、システム出力信号がＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する方向が、変わる。例えば、システム出力信号がＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する方向は、サーキュレータがＬＩＤＡＲ出力信号を受信するユーティリティ導波路１３と相関関係がある。したがって、電子装置は、ＬＩＤＡＲ出力信号が出ていくユーティリティ導波路１３を変えるように光信号導波器１２を作動することによって、システム出力信号がＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する方向を変えることができる。異なるサーキュレータ入力信号が、光信号導波器１２、及び、方向転換器１０２の機能性によって、異なる方向に移動しながらサーキュレータ１０４に入る結果として、システム出力信号は、異なる方向にＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する。結果として、光信号導波器１２、及び、方向転換器１０２は、ＬＩＤＡＲシステムの視野の範囲で、システム出力信号を操舵するように、電子装置によって作動される信号導波器として機能できる。

【0088】

チャネルＣ_２を搬送するシステム戻り信号は、ｄ_２でラベル付けられる矢印の逆方向、又は、ｄ_２でラベル付けられる矢印の実質的に逆方向でＬＩＤＡＲシステムに戻る。加えて、チャネルＣ_２を搬送するシステム戻り信号は、ｄ_３でラベル付けられる矢印の逆方向、又は、ｄ_３でラベル付けられる矢印の実質的に逆方向でＬＩＤＡＲシステムに戻る。結果として、異なるシステム戻り信号が、異なる方向からＬＩＤＡＲシステムに戻る。異なるシステム戻り信号からの光は、図３Ａ、及び、図３Ｂの内容で説明される同じシーケンスで、ＬＩＤＡＲシステムの構成要素のシーケンスを通って移動する。

【0089】

各サーキュレータ戻り信号は、異なる１つのシステム戻り信号からの光を搬送する。サーキュレータ戻り信号は、それぞれ、異なる方向に移動しながら第２のポート１４２に入る。したがって、サーキュレータ戻り信号からの光は、それぞれ、サーキュレータを通って異なる経路を移動できる。

【0090】

物体（第１の偏光状態源、ＦＰＳＳ）によって反射された後に、第１の偏光状態にあった異なるサーキュレータ戻り信号の光は、第３のポート１４４でサーキュレータ１０４から出ていく。例えば、図３Ｃは、第３のポート１４４からサーキュレータを出ていく第２のＦＰＳＳ信号（チャネルＣ_３を搬送するシステム戻り信号からの光を有している）を示している。同様に、チャネルＣ_２を搬送するシステム戻り信号からの光を有する第２のＦＰＳＳ信号も、図３Ａ、及び、図３Ｂに内容で説明されるように、第３のポート１４４でサーキュレータを出ていく。

【0091】

異なる第２のＦＰＳＳ信号は、異なる方向にサーキュレータから離れるように移動する。結果として、ＬＩＤＡＲチップの異なる第１の入力導波路１６は、異なる第２のＦＰＳＳ信号を受信するように配置される。例えば、チャネルＣ_３を搬送する第２のＦＰＳＳ信号からの光は、ＦＬＩＳ_３でラベル付けられる第１のＬＩＤＡＲ入力信号に含まれ、また、チャネルＣ_２を搬送する第２のＦＰＳＳ信号からの光は、ＦＬＩＳ_２でラベル付けられる第１のＬＩＤＡＲ入力信号に含まれる。ＦＬＩＳ_３でラベル付けられる第１のＬＩＤＡＲ入力信号、及び、ＦＬＩＳ_２でラベル付けられる第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、異なる第１の入力導波路１６で受信される。結果として、第１のＬＩＤＡＲ入力信号を受信する第１の入力導波路１６は、関連付けられるシステム出力信号がＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する方向、及び／又は、関連付けられシステム戻り信号がＬＩＤＡＲシステムに戻る方向と相関関係にできる。異なる方向にサーキュレータから離れるように移動する異なる第２のＦＰＳＳ信号は、異なる方向にサーキュレータに入るサーキュレータ入力信号の結果にできる。結果として、第１のＬＩＤＡＲ入力信号を受信する第１の入力導波路１６は、関連付けられるサーキュレータ入力信号がサーキュレータに入る方向と、及び／又は、関連付けられるＬＩＤＡＲ出力信号が、ＬＩＤＡＲチップから離れるように移動する方向と、相関関係にできる。したがって、サーキュレータ入力信号が、異なる平行でない方向にサーキュレータから離れるように移動する第２のＦＰＳＳ信号をもたらす方向に移動しながらサーキュレータに入るように、ＬＩＤＡＲシステムを、構成できる。

【0092】

物体（第１の偏光状態源、ＦＰＳＳ）で反射された後の第２の偏光状態のサーキュレータ戻り信号の光は、第４のポート１４６でサーキュレータ１０４から出ていく。例えば、図３Ｃは、第４のポート１４６からサーキュレータを出ていく第３のＳＰＳＳ信号（チャネルＣ_３を搬送するシステム戻り信号からの光を有する）を示している。同様に、チャネルＣ_２を搬送するシステム戻り信号からの光を有する第３のＳＰＳＳ信号も、図３Ａ、及び、図３Ｂの内容で説明されるように、第４のポート１４６でサーキュレータを出ていく。サーキュレータ１０４を出た後、第３のSPSS信号は、図３Ｃに示されるように、アダプタから出ていくことができる。

【0093】

第２のＦＰＳＳ信号は、サーキュレータ出力信号として機能できる。サーキュレータ出力信号は、第１のサーキュレータ出力信号を有することができる。各第２のＦＰＳＳ信号は、１つの第１のサーキュレータ出力信号として機能できる。結果として、各第１のサーキュレータ出力信号は、ＬＩＤＡＲシステムの外部の物体（ＦＰＳＳ）によって反射されたときに第１の偏光状態であった光を有することが、主として有することが、本質的に構成されることが、及び／又は、構成されることができる。

【0094】

図３Ａ、及び、図３Ｃを比較することによって、各サーキュレータ入力信号からの光は、第１のポート１４０から第２のポート１４２まで進むときと同じサーキュレータ構成要素の選択によって作動されることが示されている。例えば、各サーキュレータ入力信号からの光は、コンポーネントアセンブリ１１６の第１の偏光ビームスプリッタ１０６、第２の偏光ビームスプリッタ１０８、非相反偏光回転子１１０、及び、４５°偏光回転子１１２によって、並びに、第３の偏光ビームスプリッタ１１４によっても、並びに、第２のコンポーネントアセンブリ１１８の４５°偏光回転子１１２、非相反偏光回転子１１０、第２の偏光ビームスプリッタ１０８、及び、第１の偏光ビームスプリッタ１０６によっても、作動される。しかしながら、図３Ａ、及び、図３Ｃは、また、各サーキュレータ入力信号からの光が、サーキュレータを通って異なる経路を移動できることを示している。図３Ｂ、及び、図３Ｃを比較することによって、各サーキュレータ出力信号の光は、第２のポート１４２から第３のポート１４４まで進むときと同じサーキュレータ構成要素の選択（第２の選択）によって作動されることが示されている。しかしながら、図３Ｂ、及び、図３Ｃは、また、各第１のサーキュレータ出力信号からの光が、サーキュレータを通って異なる経路を移動できることを示している。図３Ｂ、及び、図３Ｃを比較することによって、各第２のサーキュレータ出力信号の光は、第２のポート１４２から第４のポート１４６まで進むときと同じサーキュレータ構成要素の選択（第３の選択）によって作動されることが示されている。しかしながら、図３Ｂ、及び、図３Ｃは、また、各第２のサーキュレータ出力信号からの光が、サーキュレータを通って異なる経路を移動できることを示している。図３Ａから図３Ｃで明らかなように、構成要素の第１の選択、構成要素の第２の選択、及び、構成要素の第３の選択は、異なることができる。

【0095】

出射サーキュレータ信号は、それぞれ、１つのサーキュレータ入力信号からの光を有することが、主として有することが、それから構成され、又は、本質的に構成されることができる。加えて、サーキュレータ戻り信号は、１つのサーキュレータ入力信号、及び、１つの出射サーキュレータ信号からの光を有することが、主として有することが、それから構成され、又は、本質的に構成されることができる。さらに、サーキュレータ出力信号は、１つのサーキュレータ戻り信号、１つの出射サーキュレータ信号、及び、１つのサーキュレータ入力信号からの光を有することが、主として有することが、それから構成され、又は、本質的に構成されることができる。

【0096】

図３Ａから図３Ｃに示される偏光ビームスプリッタは、キューブ型ビームスプリッタ、又は、ウォラストン・プリズムの構造を有することができる。結果として、ビームスプリッタとして説明される構成要素は、ガラス、クリスタル、複屈折クリスタル、プリズムのような光透過性材料１５０間のコーティング、プレート、フィルム、又は、界面のようなビーム分割構成要素を表すことができる。光透過性材料１５０は、所望に応じて配置される１つ以上のコーティングを有することができる。光透過性材料１５０の好適なコーティングの例は、これに限定されないが、反射防止コーティングを含む。いくつかの例では、第１のポート１４０、第２のポート１４２、第３のポート１４４、及び、第４のポート１４６からなるグループから選択される１つ、２つ、３つ、又は、４つのポートは、サーキュレータの表面の全部、又は、一部である。例えば、第１のポート１４０、第２のポート１４２、第３のポート１４４、及び、第４のポート１４６からなるグループから選択される１つ、２つ、３つ、又は、４つのポートは、それぞれ、図３Ａ、及び、図３Ｂに示すように、光透過性材料１５０の表面の全部、又は、一部にできる。ポートとして機能するサーキュレータ、又は、光透過性材料１５０の表面は、１つ以上のコーティングを有することができる。

【0097】

場合によっては、コンポーネントアセンブリ１１６、第２の構コンポーネントアセンブリ１１８、及び／又は、サーキュレータ１０４の構成要素は、接着剤、エポキシ、又は、はんだのような１つ以上の結合媒体を用いて、互いに対して固定される。場合によっては、コンポーネントアセンブリ１１６、及び／又は、第２のコンポーネントアセンブリ１１８の構成要素は、サーキュレータ１０４に含められる前に、互いに対して固定される。サーキュレータ１０４を組み立てる前に、コンポーネントアセンブリ１１６、及び、第２のコンポーネントアセンブリ１１８の構成要素を固定することと組み合わせて、同じ構造を有するこれらのコンポーネントアセンブリを用いることによって、サーキュレータ１０４の組み立てを簡略化できる。

【0098】

ＬＩＤＡＲシステムは、同じ構造のコンポーネントアセンブリ１１６、及び、第２のコンポーネントアセンブリ１１８を有するとして開示されているが、コンポーネントアセンブリ１１６、及び、第２のコンポーネントアセンブリ１１８は、異なる構造を有してもよい。例えば、コンポーネントアセンブリ１１６は、ＬＩＤＡＲシステムの動作の間は用いられない９０°偏光回転子１２２を有することができる。結果として、コンポーネントアセンブリ１１６は、９０°偏光回転子１２２を排除できる。別の例として、コンポーネントアセンブリ１１６は、非相反偏光回転子１１０、及び、４５°偏光回転子１１２を有し、又は、それらから構成できる。この例では、非相反偏光回転子１１０、又は、４５°偏光回転子１１２は、サーキュレータ入力信号を、方向転換器１０２から直接的に受信できる。結果として、コンポーネントアセンブリ１１６は、第１の偏光ビームスプリッタ１０６、第２の偏光ビームスプリッタ１０８、関連付けられる光透過性材料１５０、及び、９０°偏光回転子１２２を排除できる。

【0099】

加えて、アダプタ構成要素９９は、再配置されてもよく、及び／又は、任意である。例えば、第１のビーム操舵コンポーネント１３２のようなビーム操舵コンポーネントは、任意であり、また、第２のレンズ１３４のようなビーム整形コンポーネントも、任意にできる。別の例として、方向転換器１０２は、任意である。例えば、ＬＩＤＡＲシステムは、方向転換器１０２を除外でき、また、異なるサーキュレータ入力信号が、所望の方向に移動しながら、第１のポート１４０に入るように、ユーティリティ導波路１３を、配置でき、及び／又は、構成できる。

【0100】

ＬＩＤＡＲチップは、１つ以上の光信号の光路を閉じ込める１つ以上の導波路を有している。ＬＩＤＡＲアダプタは、導波路を有することができるが、信号が、ＬＩＤＡＲアダプタの構成要素の間、及び／又は、ＬＩＤＡＲチップとＬＩＤＡＲアダプタの構成要素との間で信号が移動する光路は、自由空間にできる。例えば、ＬＩＤＡＲアダプタの異なる構成要素の間、及び／又は、ＬＩＤＡＲアダプタの構成要素とＬＩＤＡＲチップと間を移動するときに、信号は、ＬＩＤＡＲチップ、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び／又は、ベース１０２が配置される大気を通って移動できる。結果として、アダプタの構成要素を、ベース１０２に取り付けられる分離光学部品にできる。

【0101】

ＬＩＤＡＲチップ、電子装置、及び、ＬＩＤＡＲアダプタを、共通マウントに配置できる。好適な共通マウントは、これらに限定されないが、ガラス板、金属板、シリコン板、及び、セラミック板を含む。一例として、図４は、図１のＬＩＤＡＲチップ、及び、電子装置６２、並びに、図３ＣのＬＩＤＡＲアダプタを、共通支持体１６０に有するＬＩＤＡＲアセンブリの平面図である。電子装置６２は、共通支持体に配置されるとして、図示されているが、全部、又は、一部の電子装置を、共通支持体から離れて配置できる。ＬＩＤＡＲチップ、電子装置、及び／又は、ＬＩＤＡＲアダプタを共通支持体に取り付ける好適なアプローチは、これらに限定されないが、エポキシ、はんだ、及び、機械的クランプを含む。共通支持体１６０に配置されるビーム整形器１２４、コリメータ１２６、及び、１つ以上の操舵コンポーネント１２８が、示されているが、ビーム整形器１２４、コリメータ１２６、及び、ビーム整形器１２４からなる群から選択される１つ以上の構成要素を、共通支持体１６０から離れて配置できる。

【0102】

図５Ａは、ＬＩＤＡＲシステムと視野との間の関係の概略図である。視野は、ＬＩＤＡＲシステムから視野の範囲内の仮想面まで延びる点線によって表されている。視野の範囲を示すために、仮想面は、ＬＩＤＡＲシステムからの最大作動距離（ｄＭでラベル付けられる）に配置される。最大作動距離は、一般に、ＬＩＤＡＲシステムが信頼できるＬＩＤＡＲデータを提供するように構成される最大の距離とみなすことができる。

【0103】

ＬＩＤＡＲシステムは、視野の異なるサンプル領域１２９にシステム出力信号を操舵する１つ以上のビーム操舵器（図５Ａから図５Ｃには図示されない）を有することができる。サンプル領域の部分は、図５Ａの平面上の長方形によって示されている。電子装置は、ＬＩＤＡＲシステムに関する視野の異なるサンプル領域を、連続的に、照らすことによる一連のサイクルで、ＬＩＤＡＲデータを生成する。ＬＩＤＡＲデータを、各サンプル領域について生成できる。サンプル領域は、サンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータを生成するために用いられるサイクルの間に照らされる視野の一部である。結果として、各ＬＩＤＡＲデータの結果は、１つのサイクル、及び、１つのサンプル領域に関連付けられる。

【0104】

図５Ａでは、システム出力信号を、サンプル領域に関連付けられるデータ期間の間に走査し続けることができるので、図示されるサンプル領域の部分のみが、システム出力信号によって照らされるように、示されている。例えば、図５Ａのシステム出力信号を、サイクルの持続時間に関するAでラベル付けられる矢印の方向に走査できる。このスキャンによって、システム出力信号は、サイクルの間に、ｃｔでラベル付けされる平面の長さを照らすことができる。サンプル領域は、図５Ａでは２次元で示されているが、サンプル領域は、３次元であり、また、図示される平面の矩形からＬＩＤＡＲシステムまで戻るように拡大できる。

【0105】

図５Ｂは、図５Ａからの仮想面の側面図である。ＬＩＤＡＲシステムは、視野の異なるサンプル領域にシステム出力信号を操舵する複数の操舵機構（図５Ａから図５Ｃに図示せず）を有することができる。図５Ｂの点線は、図３Ａから図３Ｃの内容で説明された１つ以上のビーム操舵器１２８のみによるシステム出力信号の操舵に応じて、チャネルＣ_２を搬送するシステム出力信号の重心が、視野の平面を横切って移動する経路を表している。１つ以上のビーム操舵器１２８は、システム出力信号の２次元操舵を提供する。サンプル領域１２９は、システム出力信号の経路に沿って配置される矩形によって表される。

【0106】

図５Ｂに示すシステム出力信号のスキャン経路は、図５Ｂにおいて「ファスト（fast）」でラベル付けられる矢印で示されるファスト軸を有している。図５Ｂに示すシステム出力信号のスキャン経路は、図５Ｂに「スロー（slow）」でラベル付けられる矢印で示されるスロー軸を有している。ファスト軸の方向のシステム出力信号のスキャン速度は、スロー軸の方向のシステム出力信号のスキャン速度よりも速い。

【0107】

視野全体を表すＬＩＤＡＲデータの結果を有するために、一般には、ファスト軸の方向におけるサンプル領域の数は、スロー軸の方向におけるサンプル領域の数と一致することが望ましい。ファスト方向のスキャン速度は、システム出力信号が視野を横切って移動するジグザグの数を増加させるように、増加できる。ジグザグの増加数は、ファスト軸方向のサンプル領域の増加数を提供する。しかしながら、ＬＩＤＡＲシステムのアプリケーションが増加するにつれて、視野、及び、最大作動距離に望まれるサイズは、１つ以上のビーム操舵器１２８に要求されるスキャン速度は、不可能であり、又は、実用的ではなく、並びに／若しくは、望ましくない高い電力要件を有する次元まで増加してきた。

【0108】

図５Ｃは、図５Ａからの仮想面の側面図である。図５Ｃの点線は、システム出力信号チャネルＣ_２が、図３Ａから図３Ｃの内容で開示される１つ以上のビーム操舵器１２８のみによって操舵されるときのシステム出力信号の重心の経路を表している。図５Ｃのサンプル領域は、互いから、及び、点線で示されるようなビーム操舵器によって提供される経路から、垂直方向に分離されている。垂直方向の分離は、システム出力信号がＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する方向を変えるように、光信号導波器１２を作動する電子装置に起因する。結果として、信号導波器の作動は、システム出力信号を、ビーム操舵器によって提供される経路を横断する方向に移動する。例えば、ＳＲ_Ｃ１でラベル付けられるサンプル領域１２９は、システム出力信号がチャネルＣ_１を搬送するように光信号導波器１２を作動するときのサンプル領域を表すことができ、ＳＲ_Ｃ２でラベル付けられるサンプル領域１２９は、システム出力信号がチャネルＣ_２を搬送するときのサンプル領域を表すことができ、及び、ＳＲ_Ｃ３でラベル付けられるサンプル領域１２９は、システム出力信号がチャネルＣ_３を搬送するときのサンプル領域を表すことができる。図３Ｃに示されるサンプル領域のシーケンスから明らかなように、シーケンスｉ＝１からＮにおいて、システム出力信号が、チャネルＣ_１を連続的に搬送し、及び、そのシーケンスが繰り返されるように、光信号導波器１２を、作動する。図３Ｃは、同じ順序で繰り返されるチャネルシーケンスを示しているが、チャネルシーケンスを、逆の順序で繰り返すことができる。

【0109】

ファスト軸のスキャン速度を、同じフレームレート（視野の各サンプル領域がシステム出力信号によって照らされるレート）を維持する一方、図５Ｂのファスト軸のスキャン速度に対して、遅くできる。例えば、図５Ｃのファスト軸のスキャン速度は、Nがユーティリティ導波路１３の数である場合、図５Ｂのファスト軸ファスト軸のスキャン速度の約１／Ｎ倍である。減少されたファスト軸のスキャン速度は、同じフレームスキャン時間（１／フレームレート）のジグザグの減少数から明らかである。減少されたファスト軸のスキャン速度の結果として、サンプル領域は、ファスト軸の方向に減少された長さを有し、したがって、減少されたサイズを有している。サンプル領域の減少されたサイズは、ＬＩＤＡＲデータの信頼性を高めることにつながる。

【0110】

図５Ｂでは、システム出力信号が各サイクルの持続時間の間にファスト軸に沿って移動する距離は、ｃｔでラベル付けられちる。図５Ｂ、及び、図５Ｃのｃｔでラベル付けられる各距離の範囲には、スロー軸を横切って広がる１２個のサンプル領域が存在する。結果として、システム出力信号を操舵するために光信号導波器１２、及び、減少されたファスト軸のスキャン速度を用いる組み合わせは、ファスト軸のスキャン速度を増加させると同じスロー軸の分解能を提供できる。

【0111】

ファスト軸のスキャン速度（信号導波器がファスト軸の方向に提供する速度）を、システム出力信号がファスト軸の方向にＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する方向の角度変化レート（ファスト軸の角度変化レート）によって表すことができる。スロー軸のスキャン速度（信号導波器がスロー軸の方向に提供する速度）を、システム出力信号がスロー軸の方向にＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する方向の角度変化レート（スロー軸の角度変化レート）によって表すことができる。スロー軸、及び、ファスト軸は、互いに直交できる。場合によっては、ファスト軸の角度変化レート：スロー軸の角度変化レートの割合は、１：１、２：１、３：１、又は、４：１より大きく、並びに／若しくは、５：１、１０：１、又は、１００：１より小さい。加えて、または、若しくは、ファスト軸の角度変化レートは、１００度／秒、２００度／秒、又は、３００度／秒より大きく、並びに／若しくは、５００度／秒、１０００度／秒、又は、２０００度／秒より大きくでき、並びに／若しくは、スロー軸の角度変化レートは、２０度／秒、５０度／秒、又は、１００度／秒より大きく、並びに／若しくは、２００度／秒、５００度／秒、又は、１０００度／秒より小さくできる。

【0112】

図５Ｂ、及び、図５Ｃは、ビームステアリング装置は、視野を前後に横切るジグザグ経路でシステム出力信号を操舵するビーム操舵器ステアリング装置は示しているが、ビーム操舵器は、他のパターンを用いて、視野を前後に横切るシステム出力信号を操舵できる。例えば、経路は、鋭角で接続される直線セグメントを有する必要はないが、代わりに、曲線で接続される直線セグメントを有してもよい。若しくは、経路は、曲線、及び／又は、曲線セグメントを有することができ、及び、直線セグメントを除外できる。例えば、経路を、一連のＳ字セクションとして構成できる。

【0113】

図６Ａから図６Ｂは、図２に従って構築されるＬＩＤＡＲシステムの第１の信号処理部３４として用いられるのに好適な信号処理部の例を示している。図２のＬＩＤＡＲシステムでは、第２の光信号導波器６４は、異なる第１の入力導波路１６に搬送される第１のＬＩＤＡＲ入力信号を共通導波路６６に方向付ける。しかしながら、異なるチャネルを搬送する第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、異なる第１の入力導波路１６で受信される。さらに、光信号導波器１２が、異なるユーティリティ導波路１３の１つに、光源出力信号を方向付ける結果として、異なるチャネルを搬送するＬＩＤＡＲ入力信号は、第１の入力導波路１６で連続的に受信される。結果として、共通導波路６６は、異なるチャネルを搬送する（すなわち、異なるユーティリティ導波路で搬送される出射ＬＩＤＡＲ信号からの光を搬送する）第１のＬＩＤＡＲ入力信号を連続的に受信する。異なるチャネルは、異なるサンプル領域を照らすため、共通導波路６６は、異なるサンプル領域からの光を搬送する第１のＬＩＤＡＲ入力信号を連続的に受信する。共通導波路６６は、第１のＬＩＤＡＲ入力信号を、第１の信号処理部３４に搬送し、そこで、第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、比較信号として機能する。結果として、第１信号処理部３４は、異なるサンプル領域からの光を搬送する比較信号を連続的に受信する。前述上たように、第１の信号処理部３４は、また、中間導波路４４から参照信号を受信する。

【0114】

第１の信号処理部３４は、光信号を電気信号に変換するように構成される光対電気アセンブリを有している。図６Ａは、共通導波路６６から受信される比較信号を第１の比較導波路２０４、及び、第２の比較導波路２０６に分割する第１のスプリッタ２００を有する好適な光対電気アセンブリの一例の概略図である。第１の比較導波路２０４は、比較信号の第１の部分を光信号合成器２１１に搬送する。第２の比較導波路２０６は、比較信号の第２の部分を第２の光信号合成器２１２に搬送する。

【0115】

図６Ａの信号処理部は、また、中間導波路４４から受信される参照信号を第１の参照導波路２１０、及び、第２の参照導波路２０８に分割する第２のスプリッタ２０２を有している。第１の参照導波路２１０は、参照信号の第１の部分を光信号合成器２１１に搬送する。第２の参照導波路２０８は、参照信号の第２の部分を第２の光信号合成器２１２に搬送する。

【0116】

第２の光信号合成器２１２は、比較信号の第２の部分、及び、参照信号の第２の部分を第２の合成信号に合成する。比較信号の第２の部分と参照信号の第２の部分との間の周波数差のために、第２の合成信号は、比較信号の第２の部分と基準信号の第２の部分との間でうなる。

【0117】

第２の光信号合成器２１２は、また、結果として生じる第２の合成信号を第１の補助検出器導波路２１４、及び、第２の補助検出器導波路２１６に分割する。第１の補助検出器導波路２１４は、第２の合成信号の第１の部分を第１の補助電気信号に変換する第１の補助光センサ２１８に、第２の合成信号の第１の部分を、搬送する。第２の補助検出器導波路２１６は、第２の合成信号の第２の部分を第２の補助電気信号に変換する第２の補助光センサ２２０に、第２の合成信号の第２の部分を、搬送する。好適な光センサの例は、ゲルマニウム・フォトダイオード（ＰＤ）、及び、アバランチ・フォトダイオード（ＡＰＤ）を含む。

【0118】

場合によっては、第２の光信号合成器２１２は、第２の合成信号の第１の部分に含まれる比較信号の部分（すなわち、比較信号の第２の部分の一部）が、第２の合成信号の第２の部分の比較信号の部分（すなわち、比較信号の第２の部分の一部）に対して、１８０°だけ位相シフトされるが、第２の合成信号の第２の部分の参照信号の部分（すなわち、参照信号の第２の部分の一部）が、第２の合成信号の第１の部分の参照信号の部分（すなわち、参照信号の第２の部分の一部）に対して、位相シフトされないように、第２の合成信号を分割する。あるいは、第２の光信号合成器２１２は、第２の合成信号の第１の部分に含まれる参照信号の部分（すなわち、参照信号の第２の部分の一部）が、第２の合成信号の第２の部分の参照信号の部分（すなわち、参照信号の第２の部分の一部）に対して、１８０°だけ位相シフトされるが、第２の合成信号の第１の部分の比較信号の部分（すなわち、比較信号の第２の部分の一部）が、第２の合成信号の第２の部分の比較信号の部分（すなわち、比較信号の第２の部分の一部）に対して、位相シフトされないように、第２の合成信号を分割する。好適な光センサの例は、ゲルマニウム・フォトダイオード（ＰＤ）、及び、アバランチ・フォトダイオード（ＡＰＤ）を含む。

【0119】

第１光信号合成器２１１は、比較信号の第１の部分、及び、参照信号の第１の部分を第１の合成信号に合成する。比較信号の第１の部分と参照信号の第１の部分との間の周波数差のために、第１の合成信号は、比較信号の第１の部分と基準信号の第１の部分との間でうなる。

【0120】

また、光信号合成器２１１は、第１の合成信号を、第１の検出器導波路２２１、及び、第２の検出器導波路２２２に分割する。第１の検出器導波路２２１は、第２の合成信号の第１の部分を第１の電気信号に変換する第１の光センサ２２３に、第１の合成信号の第１の部分を、搬送する。第２の検出器導波路２２２は、第２の合成信号の第２の部分を第２の電気信号に変換する第２の光センサ２２４に、第２の合成信号の第２の部分を、搬送する。好適な光センサの例は、ゲルマニウム・フォトダイオード（ＰＤ）、及び、アバランチ・フォトダイオード（ＡＰＤ）を含む。

【0121】

いくつかの例では、光信号合成器２１１は、第１の合成信号の第１の部分に含まれる比較信号の部分（すなわち、比較信号の第１の部分の一部）が、第１の合成信号の第２の部分の比較信号の部分（すなわち、比較信号の第１の部分の一部）に対して、１８０°だけ位相シフトされるが、第１の合成信号の第１の部分の参照信号の部分（すなわち、参照信号の第１の部分の一部）が、第１の合成信号の第２の部分の参照信号の部分（すなわち、参照信号の第１の部分の一部）に対して、位相シフトされないように、第１の合成信号を分割する。あるいは、光信号合成器２１１は、第１の合成信号の第１の部分の参照信号の部分（すなわち、参照信号の第１の部分の一部）が、第１の合成信号の第２の部分の参照信号の部分（すなわち、参照信号の第１の部分の一部）に対して、１８０°だけ位相シフトされるが、第１の合成信号の第１の部分の比較信号の部分（すなわち、比較信号の第１の部分の一部）が、第１の合成信号の第２の部分の比較信号の部分（すなわち、比較信号の第１の部分の一部）に対して、位相シフトされないように、第１の合成信号を分割する。

【0122】

第２の光信号合成器２１２が、第２の合成信号の第１の部分の比較信号の部分が、第２の合成信号の第２の部分の比較信号の部分に対して、１８０°だけ位相シフトされるように、第２の合成信号を分割する場合に、光信号合成器２１１も、第１の合成信号の第１の部分の比較信号の部分が、第１の合成信号の第２の部分の比較信号の部分に対して、１８０°だけ位相シフトされるように、第１の合成信号を分割する。第２の光信号合成器２１２が、第２の合成信号の第１の部分の参照信号の部分が、第２の合成信号の第２の部分の参照信号の部分に対して、１８０°だけ位相シフトされるように、第２の合成信号を分割する場合に、光信号合成器２１１も、第１の合成信号の第１の部分の参照信号の部分が、第１の合成信号の第２の部分の参照信号の部分に対して、１８０°だけ位相シフトされるように、第１の合成信号を分割する。

【0123】

第１の参照導波路２１０、及び、第２の参照導波路２０８は、参照信号の第１の部分と参照信号の第２の部分との間に位相シフトを提供するように構成されている。例えば、第１の参照導波路２１０、及び、第２の参照導波路２０８を、参照信号の第１の部分と参照信号の第２の部分との間に９０度の位相シフトを提供するように、構成できる。一例として、１つの参照信号部分は、同相成分にでき、及び、他の１つは、直交成分にできる。したがって、１つの参照信号の部分は、正弦関数にでき、及び、他の１つの参照信号の部分は、余弦関数にできる。一例では、第１の参照導波路２１０、及び、第２の参照導波路２０８は、第１の参照信号の部分は、余弦関数であり、及び、第２の参照信号の部分は、正弦関数であるように、構築される。したがって、第２の合成信号の参照信号の部分は、第１の合成信号の参照信号の部分に対して、位相シフトされるが、第１の合成信号の比較信号の一部は、第２の合成信号の比較信号の部分に対して位相シフトされない。

【0124】

第１光センサ２２３、及び、第２光センサ２２４を、平衡検出器として接続でき、及び、第１補助光センサ２１８、及び、第２補助光センサ２２０も、平衡検出器として接続できる。例えば、図６Ｂは、電子装置、第１の光センサ２２３、第２の光センサ２２４、第１の補助光センサ２１８、及び、第２の補助光センサ２２０の関係の概略を提供する。フォトダイオード用のシンボルを用いて、第１の光センサ２２３、第２の光センサ２２４、第１の補助光センサ２１８、及び、第２の補助光センサ２２０を表すが、１つ以上のこれらのセンサは、他の構成を有してもよい。場合によっては、図６Ｂの概略図に示される全ての構成要素が、ＬＩＤＡＲチップに含まれる。場合によっては、図６Ｂの概略図に示される構成要素は、ＬＩＤＡＲチップとＬＩＤＡＲチップから離れて配置される電子装置との間に分配される。

【0125】

電子装置は、第１の光センサ２２３、及び、第２の光センサ２２４を第１の平衡検出器２２５として、並びに、第１の補助光センサ２１８、及び、第２の補助光センサ２２０第２の平衡検出器２２６として、接続する。特に、第１光センサ２２３、及び、第２光センサ２２４は、直列に接続される。また、第１補助光センサ２１８、及び、第２補助光センサ２２０は、直列に接続される。第１の平衡検出器の直列接続は、第１の平衡検出器からの出力を第１のデータ信号として搬送する第１のデータ線２２８と連絡している。第２の平衡検出器における直列接続は、第２の平衡検出器からの出力を第２のデータ信号として搬送する第２のデータ線２３２と連絡している。第１のデータ信号は、第１の合成信号の電気的表現であり、及び、第２のデータ信号は、第２の合成信号の電気的表現である。したがって、第１のデータ信号は、第１の波形、及び、第２の波形からの寄与を有し、並びに、第２のデータ信号は、第１の波形と第２の波形との合成である。第１のデータ信号の第１の波形の部分は、第１のデータ信号の第１の波形の部分に対して位相シフトされているが、第１のデータ信号における第２の波形の部分は、第１のデータ信号における第２の波形の部分に対して同相である。例えば、第２のデータ信号は、第１のデータ信号に含まれる参照信号の異なる部分に対して位相シフトされている参照信号の部分を有している。また、第２のデータ信号は、第１のデータ信号に含まれる比較信号の異なる部分と同相の比較信号の部分を有している。第１のデータ信号、及び、第２のデータ信号は、比較信号と基準信号との間のうなり、すなわち、第１の合成信号における、及び、第２の複合信号におけるうなりの結果として、うなっている。

【0126】

電子装置６２は、第１のデータ信号、及び、第２のデータ信号に数学的変換を実行するように構成される数学的変換器２３８を有している。例えば、数学的変換は、入力として第１のデータ信号、及び、第２のデータ信号を用いる複素フーリエ変換にできる。第１のデータ信号は、同相成分であり、及び、第２のデータ信号は、直交成分であるため、第１のデータ信号、及び、第２のデータ信号は、共に、第１のデータ信号が、入力の実数成分であり、及び、第２のデータ信号が、入力の虚数成分である複素データ信号として作用する。

【0127】

数学的変換器２３８は、第１のデータ線２２８から第１のデータ信号を受信する第１のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６４を有している。第１のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６４は、第１のデータ信号をアナログ形式からデジタル形式に変換し、そして、第１のデジタルデータ信号を出力する。数学的返還器２３８は、第２のデータ線２３２から第２のデータ信号を受信する第２のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６６を有している。第２のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６６は、第２のデータ信号をアナログ形式からデジタル形式に変換し、そして、第２のデジタルデータ信号を出力する。第１のデジタルデータ信号は、第１のデータ信号のデジタル表現であり、及び、第２のデジタルデータ信号は、第２のデータ信号のデジタル表現である。したがって、第１のデジタルデータ信号、及び、第２のデジタルデータ信号は、共に、第１のデジタルデータ信号が複素信号の実数成分として作用し、及び、第２のデジタルデータ信号が複素データ信号の虚数成分として作用する複素信号として作用する。

【0128】

数学的変換器２３８は、複素データ信号を受信する変換コンポーネント２６８を有している。例えば、変換コンポーネント２６８は、入力として、第１のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６４からの第１のデジタルデータ信号を受信し、及び、入力として、第１のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６６から第２のデジタルデータ信号を受信する。変換コンポーネント２６８を、時間領域から周波数領域に変換するように、複素信号に数学的変換を実行するように構成できる。数学的変換は、複素高速フーリエ変換（ＦＦＴ）などの複素変換にできる。複素高速フーリエ変換（ＦＦＴ）などの複素変換は、システム出力信号に対する比較信号の周波数におけるシフトに関する明確な解決策を提供する。

【0129】

電子装置は、変換コンポーネント２６８からの出力を受信し、そして、ＬＩＤＡＲデータ（反射物体とＬＩＤＡＲチップ、又は、ＬＩＤＡＲシステムとの間の距離、及び／又は、半径速度）を生成するように、変換コンポーネント２６８からの出力を処理するＬＩＤＡＲデータ生成器２７０を有している。ＬＩＤＡＲデータ生成器は、うなり周波数における１つ以上のピークを識別するための変換コンポーネント２６８の出力へのピーク検出を実行する。

【0130】

電子装置は、ＬＩＤＡＲデータ（反射物体とＬＩＤＡＲチップ、又は、ＬＩＤＡＲシステムとの間の距離、及び／又は、半径速度）を生成するためのさらなる処理のために、１つ以上の周波数ピークを用いる。変換コンポーネント２６８は、ファームウェア、ハードウェア、又は、ソフトウェア、若しくは、それらの組み合わせを用いて、帰属の機能を実行できる。

【0131】

図６Ｃは、システム出力信号の周波数、時間、サイクル、及び、データ期間の間の関係の一例を示している。システム出力信号の基本周波数（ｆ０）は、サイクル開始時のシステム出力信号の周波数にできる。

【0132】

図６Ｃは、サイクル_ｊ、及び、サイクル_ｊ＋１でラベル付けられる２つのサイクルのシーケンスに関する周波数対時間を示している。場合によっては、周波数対時間パターンは、図６Ｃに示すように、各サイクルにおいて繰り返される。図示されたサイクルは、再配置期間を有さず、及び／又は、再配置期間は、サイクル間に配置されない。結果として、図６Ｃは、システム出力信号の操舵が連続している連続スキャンの結果を示している。

【0133】

各サイクルは、期間インデックスｋで、それぞれ、関連付けられ、及び、ＤＰ_ｋでラベル付けられるｋ個のデータ期間を有している。図６Ｃの例では、各サイクルは、ｋ＝１、２、及び、３としてＤＰ_ｋでラベル付けられる３つのデータ期間を有している。いくつかの例では、図６Ｃに示されるように、異なるサイクルの互いに対応するデータ期間に関して、周波数対時間パターンは、同じである。対応するデータ期間は、同じ周期インデックスを有するデータ期間である。結果として、各データ期間ＤＰ_１を、対応するデータ期間とみなすことができ、及び、関連する周波数対時間パターンは、図６Ｃにおいて同じである。サイクルの終わりに、電子装置は、周波数を、前のサイクルを開始したのと同じ周波数レベルに戻す。

【0134】

データ期間ＤＰ_１、及び、データ期間ＤＰ_２の間、電子機器は、システム出力信号の周波数が線形割合αで変化するように、光源を作動する。データ期間ＤＰ_１の間の周波数変化の方向は、データ期間ＤＰ_２の間の周波数変化の方向とは逆である。

【0135】

図６Ｃは、それぞれがサンプル領域インデックスkに関連付けられ、及び、Ｒｎ_ｋでラベル付けられるサンプル領域を表示している。図６Ｃは、サンプル領域Ｒｎ_ｋ、及び、Ｒｎ_ｋ＋１を表示している。各サンプル領域は、図６Ｃがサンプル領域に関連付けられているとして示すデータ期間の間、システム出力信号によって照らされる。例えば、サンプル領域Ｒｎ_ｋは、ＤＰ_１からＤＰ_３でラベル付けされるデータ期間の間、システム出力信号によって照らされる。サンプル領域インデックスｋを、時間に対して割り当てることができる。例えば、インデックスｋによって示されるシーケンスにおいて、サンプル領域を、システム出力信号によって照らすことができる。結果として、サンプル領域Ｒｎ_１０を、サンプル領域Ｒｎ_９の後，及び、Ｒｎ_１１の前に、照らすことができる。

【0136】

ＬＩＤＡＲシステムは、典型的には、物体がＬＩＤＡＲシステムからの作動距離範囲内にあるとき、信頼できるＬＩＤＡＲデータを提供するように構成される。作動距離範囲は、最小動作距離から最大動作距離まで延伸できる。最大ラウンドトリップ時間は、システム出力信号がＬＩＤＡＲシステムを出て行き、物体まで最大作動距離を移動し、そして、ＬＩＤＡＲシステムに戻るのに必要な時間にでき、そして、図６Ｃにおいてτ_Ｍでラベル付けられている。

【0137】

送信されるシステム出力信号とＬＩＤＡＲシステムに戻ってくるシステム出力信号との間には遅延があるため、合成信号は、システム戻り信号がＬＩＤＡＲシステムに戻ってきた後まで、ＬＩＤＡＲ信号からの寄与を有さない。合成信号は、ＬＩＤＡＲうなり周波数が存在するシステム戻り信号からの寄与を必要とするため、電子装置は、データ期間のデータウィンドウの間にＬＩＤＡＲシステムに戻ってくるシステム戻り信号に起因するＬＩＤＡＲうなり周波数を測定する。データウィンドウは、図６Ｃにおいて「Ｗ」でラベル付けられている。ＬＩＤＡＲ信号から合成信号への寄与は、最大作動時間遅延（τ_Ｍ）よりも大きい時間でもたらされる。結果として、データウィンドウは、最大作動時間遅延（τ_Ｍ）からデータ期間の終了まで延伸するように示されている。

【0138】

複素フーリエ変換からの出力における周波数ピークは、それぞれが参照信号に対してうなっている比較信号を有する合成信号のうなり周波数を表す。２つ以上の異なるデータ期間からのうなり周波数を、組み合わせて、ＬＩＤＡＲデータを生成できる。例えば、図６ＣのＤＰ_１から決定されるうなり周波数を、図６ＣのＤＰ_２から決定されるうなり周波数と組み合わせ、ＬＩＤＡＲデータを決定できる。一例として、図６Ｃのデータ期間ＤＰ_１において発生するような、電子装置が出射ＬＩＤＡＲ信号の周波数を増加するデータ期間の間、以下のような等式が、適用される。ｆ_ｕｂ＝－ｆ_ｄ＋ατ、ここで、ｆ_ｕｂは、変換コンポーネントによって提供される周波（ここでは、ＤＰ_１から決定されるｆ_ＬＤＰ）であり、ｆ_ｄは、ドップラーシフト（ｆ_ｄ＝２νｆ_ｃ／ｃ）を表し、ここで、ｆ_ｃは光周波数（ｆ_０）を表し、ｃは光の速度を表し、νは反射物体とＬＩＤＡＲシステムとの間の半径速度を表し、vは反射物体とＬＩＤＡＲシステムとの間の半径速度であり、ここで、反射物体からＬＩＤＡＲシステムに向かう方向を、正の方向と仮定し、τは、システム出力信号からの光が物体に移動し、そして、ＬＩＤＡＲシステムに戻ってくる時間（ラウンドトリップ時間）であり、及び、ｃは光の速度である。図６Ｃのデータ期間ＤＰ_２において発生するような、電子装置が出射ＬＩＤＡＲ信号の周波数を減少するデータ期間の間、以下のような等式が、適用される。ｆ_ｄｂ＝－ｆ_ｄ－ατ、ここで、ｆ_ｄｂは、変換コンポーネントによって提供される周波（ここでは、ＤＰ_２から決定されるｆ_{ｉ，ＬＤＰ}）である。これらの２つの式において、ｆ_ｄ、及び、τは未知数である。電子装置は、２つの未知数ｆ_ｄ、及び、τに関するこれら２つの方程式を解決する。そして、サンプル領域に関する半径速度を、ドップラシフト（ν＝ｃ×ｆ_ｄ／（２ｆ_ｃ））から、決定でき、及び／又は、サンプル領域に関する分離距離を、ｃ×τ／２から、決定できる。ＬＩＤＡＲデータを、変換によって出力される対応する周波数ペアごとに生成できるため、サンプル領域の物体の各々に対して、別々のＬＩＤＡＲデータを、生成できる。したがって、電子装置は、視野の単一のサンプル領域の単一のサンプリングから、１つより多くの半径方向速度、及び／又は、１つより多くの半径方向分離距離を決定できる。

【0139】

図６ＣのＤＰ_３でラベル付けられるデータ期間は、任意である。前述のように、１つより多い物体がサンプル領域に存在する状況がある。例えば、サイクル２のＤＰ_１のフィードバック期間の間、及び、サイクル２のＤＰ_２のフィードバック期間の間も、１つより多くの周波数ペアが、適合する可能性がある。これらの状況では、どのＤＰ_２からの周波数ピークが、どのＤＰ_１からの周波数ピークに対応するのかが、明らかでない場合がある。結果として、サンプル領域の物体に関するＬＩＤＡＲデータを生成するために、どの周波数を、一緒に用いる必要があるか、明確でない可能性がある。結果として、対応する周波数を特定する必要がある可能性がある。対応する周波数がサンプル領域内の同じ反射物体からの周波数であるように、対応する周波数の特定を、実行できる。ＤＰ_３でラベル付けられるデータ期間を、用い、対応する周波数を見つけることができる。ＬＩＤＡＲデータを、対応する周波数のペアごとに生成でき、及び、サンプル領域の異なる反射物体に関するＬＩＤＡＲデータとみなし、及び／又は、処理する。

【0140】

対応する周波数の特定の例は、図６Ｃに示されるような、サイクルが３つのデータ期間（ＤＰ_１、ＤＰ_３、及び、ＤＰ_３）を有するＬＩＤＡＲシステムを用いる。ＬＩＤＡＲ出力信号によって照らされるサンプル領域に２つの物体が存在する場合、変換コンポーネントは、ＤＰ_１の間に、ｆ_ｕｂに関する２つの異なる周波数、ｆ_ｕ１、及び、ｆ_ｕ２を出力し、及び、ＤＰ_２の間に、ｆ_ｄｂに関する２つの異なる周波数、ｆ_ｄ１、及び、ｆ_ｄ２を出力する。この場合、可能な周波数ペアリングは、（ｆ_ｄ１、ｆ_ｕ１）、（ｆ_ｄ１、ｆ_ｕ１）、ｆ_ｄ２、ｆ_ｕ１）、及び、（ｆ_ｄ２、ｆ_ｕ２）である。ｆ_ｄ、及び、τの値を、可能な周波数ペア毎に算出できる。ｆ_ｄ、及び、τに関する各ペアの値を、ｆ_３＝－ｆ_ｄ＋α_３τ_０に代入し、可能な周波数ペアリングごとに理論ｆ_３を生成できる。α_３の値は、ＤＰ_１、及び、ＤＰ_２で用いられる値とは異なる。図６Ｃでは、α_３の値は、ゼロである。この場合、変換コンポーネントは、サンプル領域の１つの物体にそれぞれ関連付けられるｆ_３に関する２つの値も出力する。各実ｆ_３値に最も近い理論ｆ_３値を有する周波数ペアを、対応するペアとみなす。ＬＩＤＡＲデータを、前述のように、各対応するペアに対して生成でき、そして、サンプル領域の異なる１つの反射物体に関するＬＩＤＡＲデータとして、みなし、及び／又は、処理する。対応する周波数の各セットを、前述の等式に用い、ＬＩＤＡＲデータを生成できる。生成されるＬＩＤＡＲデータは、サンプル領域の１つの物体に関するものであろう。結果として、異なるＬＩＤＡＲデータ値の各々が、サンプル領域の異なる１つの物体に対応するサンプル領域に関して、複数の異なるＬＩＤＡＲデータ値を、生成できる。

【0141】

図１に示す各第１の信号プロセッサ３４を、図６Ａから図６Ｃの内容で開示されるように、作動できる。例えば、各信号処理部３４によって受信される第１の参照信号は、図６Ａから図６Ｃの内容で説明される参照信号として機能でき、及び、各信号処理部３４によって受信される第１の比較信号は、図６Ａから図６Ｃの内容で説明される比較信号として機能できる。前述のように、異なるチャネルを搬送するＬＩＤＡＲ入力信号は、連続的に、第１の入力導波路１６で受信され、そして、異なるチャネルを搬送する第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、異なる第１の入力導波路１６で受信される。結果として、チャネルｉを搬送する第１の比較信号を受信するように構成される第１の信号処理部３４は、チャネルｉを搬送するＬＩＤＡＲ出力信号が、ユーティリティ導波路から出力されるように作動される信号導波器１２に応じて、第１比較信号を受信する。加えて、チャネルｉを搬送する第１の比較信号を受信するように構成されない第１の信号部３４は、チャネルｉを搬送するＬＩＤＡＲ出力信号が、ユーティリティ導波路から出力されるように作動される信号導波器１２に応じて、第１比較信号を、実質的に受信しない。結果として、第１の信号処理部３４の一部のみが、第１の比較信号を受信し、及び、第１の比較信号を受信する第１の信号処理部３４は、光信号導波器１２の作動に応じて変化する。電子装置は、光信号導波器の作動によってＬＩＤＡＲデータを生成するために用いられる第１の信号処理部３４を調整できる。例えば、電子機器は、第１の比較信号を、現在、受信している第１の信号処理部３４を選択し、ＬＩＤＡＲデータを生成できる。一例として、電子装置が、チャネルｉを搬送するＬＩＤＡＲ出力信号が、ユーティリティ導波路から出力されるように、光信号導波器１２を作動させるサイクルに関して、チャネルｉを搬送する第１の比較信号を受信するように構成される第１の信号処理部３４が、ＬＩＤＡＲデータの生成のために選択される一方、ＬＩＤＡＲデータは、選択されない第１の信号処理部３４からは生成されない。

【0142】

図１のＬＩＤＡＲシステムでは、異なる第１の信号プロセッサ３４からの電子装置を、合成でき、その結果、うなり信号を、光学的よりはむしろ電気的に合成できる。例えば、各第１の信号処理部３４は、図６Ａの光対電気アセンブリを有することができる。図６Ｄは、図６Ａからの各光対電気アセンブリ、及び、電子装置の第１光センサ２２３、第２光センサ２２４、第１の補助光センサ２１８、及び、第２の補助光センサ２２０の間の関係を模式的に示している。異なる信号処理部３４のそれぞれは、異なるチャネルを搬送する第１のＬＩＤＡＲ入力信号を受信するため、図６Ｄは、光センサによって受信されるチャネルに関連付けられる第１の光センサ２２３、第２の光センサ２２４、第１の補助光センサ２１８、及び、第２の補助光センサ２２０を示している。

【0143】

異なる第１の平衡検出器２２５の各々からの第１のデータ線２２８は、第１の電気マルチプレクサ２７２に、第１のデータ信号を搬送する。第１の電気マルチプレクサ２７２は、共通データ線２７３に、異なる第１データ線２２８からの第１のデータ信号を出力する。異なるチャネルを搬送するシステム出力信号は、連続的に、ＬＩＤＡＲシステムから出力されるので、異なるチャネルを搬送する第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、第１の入力導波路１６で、受信され、そして、異なるチャネルを搬送する第１のＬＩＤＡＲ入力信号は、異なる第１の入力導波路１６で受信される。結果として、チャネルｉを搬送する第１の比較信号受信するように構成される第１の信号処理部３４は、チャネルｉを搬送するシステム出力信号がＬＩＤＡＲシステムから出力されるように作動される光信号導波器１２に応じて、第１の比較信号を受信する。加えて、チャネルｉを搬送する第１の比較信号を受信するように構成されていない第１の信号処理部３４は、チャネルｉを搬送するシステム出力信号がＬＩＤＡＲシステムから出力されるように作動される光信号導波器１２に応じて、実質上、第１の比較信号を受信しない。異なるチャネルを搬送するシステム出力信号は、連続的に、ＬＩＤＡＲシステムから出力されるので、発生する異なるチャネルの重複があるかもしれないが、異なるチャネルを搬送する第１の比較信号は、連続的に、異なる第１の信号プロセッサ３４で受信される。第１の信号処理部３４は、連続的に、異なるチャネルを搬送する第１の比較信号を受信するので、第１の共通データ線２７３は、連続的に、異なるチャネルを搬送する第１のデータ信号を搬送する。一連の第１のデータ信号のチャネル間には、いくつかの短期間の重複があるかもしれないが、重複は、図６Ｃに示されるデータウィンドウには、発生しない。第１の共通データ線２７３は、第１のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６４に、一連の第１のデータ信号を搬送する。

【0144】

異なる第２の平衡検出器２２６の各々からの第２のデータ線２３２は、第２の電気マルチプレクサ２７４に、第２のデータ信号を搬送する。第２の電気マルチプレクサ２７４は、第２の共通データ線２７５に、異なる第２のデータ線２３２からの第２のデータ信号を出力する。前述のように、第１の信号処理部３４は、異なるチャネルを搬送する第１の比較信号を、連続的に、受信する。結果として、第２共通データ線２７５は、異なるチャネルを、連続的に、搬送する第２データ信号を搬送する。一連の第２のデータ信号のチャネル間には、いくつかの短期間の重複があるかもしれないが、重複は、図６Ｃに示されるデータウィンドウの間には、発生しない。第２の共通データ線２７５は、第２のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６６に、一連の第２のデータ信号を搬送する。

【0145】

図６Ｄの数学的変換器２３８、及び、ＬＩＤＡＲデータ生成器２７０を、図６Ａから図６Ｃの内容に開示されているように、作動させることができる。例えば、第１のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６４は、第１のデータ信号をアナログ形式からデジタル形式に変換し、そして、第１のデジタルデータ信号を出力する。第２のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６６は、第２のデータ信号をアナログ形式からデジタル形式に変換し、そして、第２のデジタルデータ信号を出力する。

【0146】

同じチャネルを搬送する第１のデジタルデータ信号、及び、第２のデジタルデータ信号は、第１のデジタルデータ信号が、複素信号の実数成分として作用し、及び、第２のデジタルデータ信号が、複素信号の虚数成分として作用する複素信号として、共に、作用する。電子装置は、同じチャネルを搬送する第１のデジタルデータ信号、及び、第２のデジタルデータ信号が、同時に、ＬＩＤＡＲデータ生成器２７０によって受信されるように構成される。結果として、ＬＩＤＡＲデータ生成器２７０は、連続的に、異なるチャネルを搬送する複素信号を受信する。ＬＩＤＡＲデータ生成器２７０は、異なるチャネルの各々に関するＬＩＤＡＲデータを生成できる。結果として、データ生成器２７０は、一連のチャネルを搬送するシステム出力信号によって照らされる各サンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータを生成できる。

【0147】

図６Ａからの光対電気アセンブリのセンサとＬＩＤＡＲシステムの電子装置との間の関係が、図６Ｄにしたがって構築されるＬＩＤＡＲシステムの他の実施形態では、電子装置は、電子装置によって作動できるスイッチとして、電気マルチプレクサを作動する。結果として、電子装置は、どの第１のデータ信号を共通データ線２７３に出力するかを選択するように、第１の電気マルチプレクサ２７２を作動でき、及び、どの第２データ信号を第２の共通データ線２７５に出力するかを選択するように、第２電気マルチプレクサ２７４を作動できる。結果として、異なるチャネルを搬送するシステム出力信号を、同時に、出力するように、ＬＩＤＡＲシステムを、構成できる。例えば、異なるチャネルを搬送するＬＩＤＡＲ出力信号の各々を、同時に、出力するように、ＬＩＤＡＲチップを、構成できる。

【0148】

ＬＩＤＡＲシステムが、異なるチャネルを搬送するシステム出力信号を、同時に、出力する場合、異なる第１の信号処理部３４の各々は、１つのチャネルを搬送する第１のＬＩＤＡＲ入力信号を、同時に、受信できる。したがって、異なる第１の信号処理部３４の各々からの第１のデータ線２２８は、第１の電気マルチプレクサ２７２に第１のデータ信号を、同時に、搬送する。結果として、第１の電気マルチプレクサ２７２は、それぞれが異なるチャネルを搬送し、及び、異なる第１の信号処理部３４由来である複数の第１のデータ信号を、同時に、受信する。電子装置は、第１の電気マルチプレクサ２７２のスイッチング機能を用い、第１の電気マルチプレクサ２７２が、異なるチャネルを搬送する第１のデータ信号を、連続的に、出力するように、第１の電気マルチプレクサ２７２を作動する。結果として、第１共通データ線２７３は、連続的に、異なるチャネルを搬送する第１データ信号を搬送する。好適なチャネル列の一例は、これ限定されないが、ｉ＝１からｉ＝Ｎまでの数値列において、ｉ＝１からのチャネルインデックスｉ＝１からＮを有するチャネルのシーケンスを含む。

【0149】

異なる第１の信号処理部３４の各々からの第２のデータ線２３２は、第２の電気マルチプレクサ２７４に第２のデータ信号を、同時に、搬送する。結果として、第２の電気マルチプレクサ２７４は、それぞれが異なるチャネルを搬送し、及び、異なる第１の信号処理部３４由来である複数の第２のデータ信号を、同時に、受信する。電子装置は、第２の電気マルチプレクサ２７４のスイッチング機能を用い、第２の電気マルチプレクサ２７４が、異なるチャネルを搬送する第２のデータ信号を、連続的に、出力するように、第２の電気マルチプレクサ２７４を動作する。結果として、第２のデータ線２７５は、連続的に、異なるチャネルを搬送する第２データ信号を搬送する。

【0150】

図６Ｄの数学的変換器２３８、及び、ＬＩＤＡＲデータ生成器２７０を、図６Ａから図６Ｃの内容で開示されるように、作動できる。例えば、第１のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６４は、第１のデータ信号をアナログ形式からデジタル形式に変換し、そして、第１のデジタルデータ信号を出力する。第２のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６６は、第２のデータ信号をアナログ形式からデジタル形式に変換し、そして、第２のデジタルデータ信号を出力する。

【0151】

第１の電気マルチプレクサ２７２、及び、第２の電気マルチプレクサ２７４は、第１のデータ線２７３、及び、第２のデータ線２７５が、同時に、同じチャネルを搬送するように作動される。結果として、第１のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６４、及び、第２のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６６から出力される第１のデジタルデータ信号、及び、第２のデジタルデータ信号は、同時に、同じチャネルを搬送する。同じチャネルを搬送する第１のデジタルデータ信号、及び、第２のデジタルデータ信号は、第１のデジタルデータ信号が、複素信号の実数成分として作用し、及び、第２のデジタルデータ信号が、複素信号の虚数成分として作用する複素信号として、共に、作用する。同じチャネルを搬送する第１のデジタルデータ信号、及び、第２のデジタルデータ信号は、同時に、ＬＩＤＡＲデータ生成器２７０によって受信される。結果として、ＬＩＤＡＲデータ生成器２７０は、連続的に、異なるチャネルを搬送する複素信号を受信する。ＬＩＤＡＲデータ生成器２７０は、一連のチャネルの各チャネルに関するＬＩＤＡＲデータを生成できる。結果として、データ生成器２７０は、一連のチャネルを搬送するシステム出力信号によって照らされる各サンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータを生成できる。

【0152】

ＬＩＤＡＲシステムが、前述のように、異なるチャネルを搬送するシステム出力信号を、同時に、出力する場合、システム出力信号は、異なる方向にＬＩＤＡＲシステムから離れるように移動する。結果として、視野は、異なるシステム出力信号の異なる１つによって同時に照らされる複数の異なるサンプル領域を有するだろう。一例として、図５Ｃは、点線で表示され、また、ｇＳＲ_ｃ１、及び、ｇＳＲ_ｃ２でラベル付けられるサンプル領域を有している。ｇＳＲ_ｃ１、及び、ｇＳＲ_ｃ２でラベル付けされるサンプル領域は、ｒＳＲ_ｃ３でラベル付けされるサンプル領域と、同時に、照らされる。しかしながら、第１の電気マルチプレクサ２７２、及び、第２の電気マルチプレクサ２７４の作動は、ＬＩＤＡＲデータ生成器２７０によってどのチャネルが受信されるかを選択する。ＬＩＤＡＲデータ生成器２７０が、ｒＳＲ_ｃ３でラベル付けられるサンプル領域の照明から生成される信号を受信する場合、ＬＩＤＡＲデータ生成器２７０は、ｇＳＲ_ｃ１、及び、ｇＳＲ_ｃ２でラベル付けされるサンプル領域の照明から生成される信号を受信しない。結果として、ＬＩＤＡＲデータ生成器２７０は、ｒＳＲ_ｃ３でラベル付けられるサンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータ結果を生成するが、ｇＳＲ_ｃ１、及び、ｇＳＲ_ｃ２でラベル付けられるサンプル領域についてのＬＩＤＡＲデータ結果を生成せず、及び、これらのサンプル領域は、事実上、ゴーストサンプル領域になる。結果として、ＬＩＤＡＲシステムに含まれる１つまたは複数の電気マルチプレクサは、ＬＩＤＡＲデータ結果が生成されるサンプル領域を選択する光信号導波器１２からの出力ではなく、ＬＩＤＡＲデータ結果が生成されるサンプル領域を選択する。

【0153】

第１の電気マルチプレクサ２７２、及び／又は、第２の電気マルチプレクサ２７４の代案は、異なる第１の平衡検出器２２５の各々からの第１のデータ線２２８が、互いに、電気的に連絡する電気ノード、及び、異なる第２の平衡検出器２２６の各々からの第２のデータ線２３２が、互いに、電気的に連絡する電気的ノードを提供することである。結果として、第１平衡検出器２２５の出力は、事実上、並列に接続され、及び、第２平衡検出器２２６の出力が、事実上、並列に接続される。一例として、図６Ｅは、異なる第１の平衡検出器２２５の各々からの第１のデータ線２２８が、第１の共通データ線２７３と電気的に連絡するように修正された図６Ｄの配置を示している。ＬＩＤＡＲシステムは、連続的に、異なるチャネルを搬送するシステム出力信号を出力するので、第１の共通データ線２７３は、連続的に、異なるチャネルを搬送する第１のデータ信号を搬送する。連続的に、隣接するチャネルの間にいくらかの重複があるかもしれない一方、重複は、データウィンドウの間に発生しない。加えて、異なる第２の平衡検出器２２６の各々からの第２のデータ線２３２は、第２の共通データ線２７５と電気的に連絡している。ＬＩＤＡＲシステムは、連続的に、異なるチャネルを搬送するシステム出力信号を出力するので、第２の共通データ線２７５は、連続的に、異なるチャネルを搬送する第２のデータ信号を搬送する。連続的に、隣接するチャネル間にいくらかの重複があるかもしれない一方、重複は、データウィンドウの間には発生しない。図６ＤのＬＩＤＡＲシステムにおいても発生するように、第１の共通データ線２７３は、連続的に、異なるチャネルを搬送する第１のデータ信号を搬送し、及び、第２の共通データ線２７５は、異なるチャネルを直列に運ぶ第２のデータ信号を搬送するので、数学的変換器２３８、及び、ＬＩＤＡＲデータ生成器２７０を、図６Ｅの内容で開示されているように、作動し、一連のチャネルを搬送するシステム出力信号によって照らされる各サンプル領域に関するＬＩＤＡＲデータを生成できる。

【0154】

図６Ｅに従って構築されるＬＩＤＡＲシステムでは、ＬＩＤＡＲシステムがチャネルｉを搬送するシステム出力信号を出力しているサイクルの間、電流チャネルｉを受信するように構成される信号処理部３４（アクティブ信号処理部）は、少なくともデータウィンドウの間に、チャネルｉを搬送する第１のＬＩＤＡＲ入力信号を受信する一方、電流チャネルｉを受信するように構成されない信号処理部３４（非アクティブ信号処理部）は、第１のＬＩＤＡＲ入力信号を受信しない。しかしながら、非アクティブ信号処理部は、少なくともデータウィンドウの間、第１の参照信号を受信し続ける。非アクティブ信号処理部によって受信される第１の参照信号からの光は、光電気アセンブリを通過でき、そして、第１のデータ信号、及び、第２のデータ信号のような電気信号において、ノイズとなる。

【0155】

場合によっては、非アクティブ信号処理部によって受信される第１の参照信号の全部、又は、一部を、完全に、又は、部分的に、減衰することが望ましい場合がある。例えば、第１の参照導波路５３（図１）は、それぞれ、任意で、光減衰器２８０を有することができる。減衰器が配置される第１の参照導波路５３によって案内される第１の基準信号を、完全に、又は、部分的に、減衰するように、減衰器２８０を、電子装置によって作動できる。

【0156】

アクティブ信号処理部として機能する信号処理部３４、及び、非アクティブ信号処理部として機能する信号処理部３４は、システム出力信号によって搬送されるチャネルの変化に応じて、変化する。結果として、電子装置は、システム出力信号において、現在、搬送されているチャネルの変化に応じて、減衰される第１の参照信号を変更できる。例えば、電子装置は、アクティブ信号処理部によって受信される第１の参照信号が減衰されないか、又は、実質的に減衰されないように、減衰器２８０を作動できる。加えて、電子装置は、非アクティブ信号処理部の全部、又は、一部によって受信される第１の参照信号が、完全に、又は、部分的に、減衰されるように、減衰器２８０を作動できる。非アクティブ信号処理部の全部、又は、一部によって受信される第１の参照信号は、完全に、又は、部分的に、減衰されるので、非アクティブ信号処理部によって実際に受信される第１の参照信号からの光の量は、低減される。結果として、減衰された光は、第１データ信号、及び、第２データ信号におけるノイズ源ではない。

【0157】

光減衰器２８０として用いるのに好適な装置は、これら限定されないが、可変光減衰器（VOA）、ＰＩＮダイオード、及び、マッハ・ツェンダ変調器を含む。好適な光減衰器の一例を、米国特許出願シリアル番号１７／３９６６１６、出願日２０２１年８月６日、発明の名称「適合性が増加したキャリア注入器」に見つけることができ、及び、全体的に本明細書に組み込む。

【0158】

さらに、光減衰器２８０の代わりとして、参照スプリッタ５２（図１）、を光スイッチに置き換えることができる。光スイッチは、補助参照信号を１つの第１の参照導波路５３に方向付けるように構成されている。第１の参照導波路５３によって受信される補助参照信号の一部は、第１の参照信号として機能する。電子装置が、どの第１の参照導波路５３が補助参照信号を受信するかを、選択できるように、光スイッチを、電子装置によって、作動できる。結果として、電子装置は、どの第１の参照導波路５３に第１の参照信号を搬送するかを、選択できる。第１の参照信号を受信する第１の参照導波路５３は、第１の参照信号を１つの信号処理部３４に案内するので、電子装置は、どの１つの信号処理部が第１の参照信号を受信するのかを、選択する。

【0159】

電子装置は、現在、システム出力信号に搬送されているチャネルの変化に応じて、補助参照信号を受信する第１の基準導波路５３を変更できる。例えば、電子装置は、少なくともデータウィンドウの間、第１の参照信号がアクティブ信号処理部によって受信されるように、光学を作動できる。１つの信号処理部のみが第１の参照信号を受信するので、非アクティブ信号処理部は、第１の参照信号を受信しない。

【0160】

アクティブ信号処理部として機能する信号処理部３４、及び、非アクティブ信号処理部として機能する信号処理部３４は、システム出力信号によるチャネルの変化に応じて、変化する。結果として、電子装置は、各サイクルの間、アクティブ信号処理部として、現在、機能している信号処理部が、そのサイクルの少なくとも全部、又は、一部のデータウィンドウの間、第１の参照信号を受信するように、第１の参照信号を受信する信号処理部３４を変更するように、光スイッチを、作動できる。結果として、各サイクルにおいて、非アクティブ信号処理部は、第１の参照信号を受信しない。非アクティブ信号処理部は、第１の参照信号からの光を受信せず、又は、実質的に受信しないので、非アクティブ信号処理部によって受信される第１の参照信号からの光は、光対電気アセンブリを通過せず、及び、第１のデータ信号、及び、第２のデータ信号におけるノイズ源ではない。

【0161】

図７は、ＬＩＤＡＲシステムと共に用いるのに好適な光信号導波器１２の平面図である。光信号導波器１２は、ソース導波路１１からの光源出力信号を受信する光スイッチ３００を有している。光スイッチ３００で受信される光源出力信号の一部は、スイッチ信号として機能できる。光スイッチ３００は、スイッチ信号を１つのユーティリティ導波路１３に方向付ける。光スイッチ３００は、電子装置６２によって、作動できる。例えば、どのユーティリティ導波路１３がスイッチ信号を受信するかを制御するように、電子装置は、光スイッチ３００を作動できる。ユーティリティ導波路によって受信されるスイッチ信号の一部は、出射ＬＩＤＡＲ信号として機能できる。好適な光スイッチは、これらに限定されないが、半導体光増幅器（ＳＯＡ）、並びに、熱、又は、自由キャリア注入移相シフタを用いるカスケード接続された２×２マッハ・ツェンダ干渉計スイッチを含む。

【0162】

図８は、ＬＩＤＡＲシステムと共に用いる好適な他の光信号導波器１２の平面図である。光信号導波器１２は、ソース導波路１１からの光源出力信号を受信するスプリッタ３０２を有している。スプリッタ３０２は、光源出力信号を、それぞれが異なる１つのユーティリティ導波路１３で受信されるユーティリティ信号に分割するように、構成される。各ユーティリティ導波路１３が、１つのユーティリティ信号を、同時に、受信するように、スプリッタ３０２を、構成できる。１つのユーティリティ導波路１３に搬送されるユーティリティ信号の一部は、そのユーティリティ導波路１３から出力される出射ＬＩＤＡＲ信号として機能できる。スプリッタ３０２は、光カプラ、ｙジャンクション、ＭＭＩ、カスケード接続されるエバネッセント光カプラ、又は、カスケード接続されるｙジャンクションのような波長独立スプリッタにできる。結果として、ＬＩＤＡＲ出力信号は、それぞれ、同じ、又は、ほぼ同じ波長分布を有することができる。例えば、スプリッタ３０２を、各ユーティリティ信号が、同じ、又は、実質的に同じ波長の選択物を搬送するように、構成できる。

【0163】

増幅器３０４は、各ユーティリティ導波路１３に沿って配置される。増幅器３０４を、１つのユーティリティ導波路１３で出射ＬＩＤＡＲ信号を増幅するように、作動できる。電子機器は、発信ＬＩＤＡＲ信号が増幅されるユーティリティ導波路１３を選択することができる。増幅されていないユーティリティ導波路１３に搬送される各出射ＬＩＤＡＲ信号が完全に、又は、部分的に、吸収されるように、増幅器を、構成できる。例えば、増幅器は、出射ＬＩＤＡＲ信号の波長で光を吸収する利得媒体を通って出射ＬＩＤＡＲ信号を案内できる。結果として、増幅されていないユーティリティ導波路１３からの出力されるＬＩＤＡＲ出力信号は、増幅されていないユーティリティ導波路１３によって受信された出射ＬＩＤＡＲ信号の電力レベルよりも低い電力レベルにある。例えば、増幅されていないユーティリティ導波路１３は、増幅されていないユーティリティ導波路１３から出力される出射ＬＩＤＡＲ出力信号の電力レベルの０．０１％、０．１％、又は、１％より低いレベルを有する長さを有することができる。対照的に、増幅されたユーティリティ導波路１３から出力されるＬＩＤＡＲ出力信号は、増幅されたユーティリティ導波路１３によって受信された出射ＬＩＤＡＲ信号の電力レベルよりも高い電力レベルにある。例えば、増幅されたユーティリティ導波路１３から出力されるＬＩＤＡＲ出力信号は、増幅されたユーティリティ導波路１３によって受信された出射ＬＩＤＡＲ信号の電力レベルの２００％、５００％、又は、１０００％よりも大きいレベルを有することができる。この電力差の結果、増幅されたユーティリティ導波路１３から出力されるＬＩＤＡＲ出力信号は、ＬＩＤＡＲチップから出力されるＬＩＤＡＲ出力信号として機能する。したがって、増幅器は、どの出射ＬＩＤＡＲ信号がＬＩＤＡＲチップから出力されるＬＩＤＡＲ出力信号として出力されるのかを選択する光スイッチとして作用する。

【0164】

上記のように、電子装置は、どのユーティリティ導波路１３がＬＩＤＡＲ出力信号を出力するかを選択するように、光信号導波器１２を作動する。したがって、増幅器３０４がチャネルｉを搬送するＬＩＤＡＲ出力信号を出力するサイクルでは、電子装置は、電流チャネルｉに関連付けられるユーティリティ導波路を増幅するが、電流チャネルｉに関連付けられないユーティリティ導波路を増幅せず、又は、実質的に増幅しない。増幅器３０４が異なるチャネルを搬送するＬＩＤＡＲ出力信号を出力する新たなサイクルが発生すると、電子装置は、新しいチャネルに関連付けられるユーティリティ導波路を増幅するが、電流チャネルｉに関連付けられないユーティリティ導波路を増幅せず、又は、実質的に増幅しない。結果として、電子装置は、光信号導波器１２を作動し、ＬＩＤＡＲ出力信号が、所望のチャネルを搬送する。

【0165】

場合によっては、１つ以上の増幅器を有するＬＩＤＡＲチップが望ましい場合がある。例えば、１つ以上の増幅器を、１つ以上増幅器を、ソース導波路１１に沿う位置に配置し、光源出力信号からの光を有し、又は、それから構成される他の信号と同様に、光源出力信号、したがって、システム出力信号を増幅できる。図１、及び、図２のＬＩＤＡＲシステムは、ソース導波路１１に沿って配置される任意の増幅器３１０を示している。増幅器３１０は、図８に示すような光信号導波器１２のスプリッタ３０２を用いる結果として生ずる電力損失を補償できる。光信号導波器１２が光スイッチ３００を有する場合、スプリッタ３０２に関連する損失は、低減され、及び、増幅器３１０の必要性を、低減、及び／又は、排除できる。

【0166】

ＬＩＤＡＲチップのための好適なプラットフォームは、これらに限定されないが、シリカ、リン化インジウム、及び、シリコン・オン・インシュレータウェハを含む。いくつかの例では、ウェハは、ベースに光伝送媒体を有している。一例として、図９は、シリコン・オン・インシュレータウェハから構成されるＬＩＤＡＲチップの一部の断面である。シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）ウェハは、基板３２２の上に埋め込み層を有するベース３２１に含まれる埋め込み層３２０を有している。また、ウェハは、基板３２２と光伝送媒体３２４との間に埋め込み層３２０を有するベース３２１の上に配置される光伝送媒体３２４を有している。シリコン・オン・インシュレータウェハにおいて、埋め込み層は、シリカである一方、基板、及び、光伝送媒体は、シリコンである。ＳＯＩウェハのような光学プラットフォームの基板は、チップ全体のベースとして機能できる。例えば、図１に示す光学コンポーネントを、基板の上部に、及び／又は、側方に配置できる。

【0167】

図９に示すチップの一部は、シリコン・オン・インシュレータウェハから構成されるチップと共に用いるのに好適な導波路構造を有している。光伝送媒体のリッジ３２６は、光伝送媒体のスラブ領域３２８から離れるように延伸している。光信号は、リッジの頂部と埋め込み酸化物層との間に閉じ込められる。

【0168】

リッジ導波路の寸法が、図９にラベル付けられている。例えば、リッジは、ｗでラベル付けられる幅、及び、ｈでラベル付けられる高さを有している。スラブ領域の厚さは、Ｔでラベル付けられる。ＬＩＤＡＲ用途のために、これらの寸法は、他の用途で用いられるよりも高いレベルの光パワーを用いる必要があるため、他の寸法よりもより重要である可能性がある。（ｗでラベル付けられる）リッジ幅は、１μｍより大きく、及び、４μｍより小さく、（ｈでラベル付けられる）リッジ高さは、１μｍより大きく、及び、４μｍより小さく、スラブ領域の厚さは、０．５μｍより大きく、及び、３μｍより小さい。これらの寸法は、導波路の直線部分、又は、実質的に直線部分、導波路の湾曲部分、並びに、導波路のテーパ部分に適用できる。したがって、これらの導波管の部分は、シングルモードとなるだろう。しかしながら、場合によっては、これらの寸法は、導波路の直線部分、又は、実質的に直線部分に適用する。さらに、又は、あるいは、導波路の湾曲部分における光損失を低減するために、導波路の湾曲部分は、低減されたスラブ厚さを有することができる。例えば、導波管の湾曲部分は、０．０μｍより大きく、及び、０．５μｍより小さい厚さを有するスラブ領域から離れるように延伸するリッジを有することができる。上記の寸法は、一般的に、シングルモード構造を有する導波路の直線部分、又は、実質的に直線部分を提供する一方、それらは、マルチモードであるテーパ部分、及び／又は、湾曲部分をもたらすことができる。シングルモード幾何学形状とマルチモード幾何学形状との間の結合は、より高次モードを実質的に励起しないテーパを用いて、なし得る。したがって、導波路に搬送される信号が、マルチモード寸法を有する導波路部分に搬送されても、シングルモードで搬送されるように、導波路を、構成できる。図９の導波路構造は、図１から図４に従って構成されるＬＩＤＡＲチップの全部、又は、一部の導波路に好適である。

【0169】

ＬＩＤＡＲチップが１つ以上の増幅器を有する場合、１つ以上の増幅器を、ＬＩＤＡＲチップのプラットフォームに統合できる。例えば、１つ以上の増幅器を、シリコン・オン・インシュレータウェハに構築されるＬＩＤＡＲチップに統合できる。シリコン・オン・インシュレータウェハに統合できる増幅器構造の例を、米国特許出願シリアル番号１３／３４０，３４０、出願日２０１１年１０月１４日、発明の名称「光学装置にレーザ、及び、増幅器機能を提供する利得媒体」に見つけることができ、全体として本明細書に組み込まれる。

【0170】

図１０Ａは、ＬＩＤＡＲチップを増幅チップに光学的に結合するためのインターフェイスを有するＬＩＤＡＲチップの一部の斜視図である。ＬＩＤＡＲチップの図示された部分は、増幅器を受容するようにサイズ決めされた停止凹部３３０を有している。停止凹部３３０は、光伝送媒体３２４を通って、及び、ベース３２１の中に延伸している。図示されたバージョンでは、停止凹部３３０は、光伝送媒体３２４、埋め込み層３２０を通って、及び、基板３２２の中に延伸している。

【0171】

光伝送媒体３２４のファセット３４２は、停止凹部３０の側面として機能する。ファセット３４２は、増幅器の適用に応じて、導波路３４４のファセットにできる。例えば、ファセット３４２は、図１の内容で開示されるように増幅器が用いられるときのソース導波路のファセットに、及び、図８の内容で開示されるように増幅器が用いられるときのユーティリティ導波路のファセットに、できる。図示しないが、ファセット３４２は、反射防止コーティングを有することができる。好適な反射防止コーティングは、これらに限定されないが、窒化ケイ素、又は、酸化アルミニウムのような単層コーティング、若しくは、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、及び／又は、シリカを有することができる多層コーティングを含む。

【0172】

１つ以上の停止部３３２は、停止凹部３３０の底部から上方に延伸している。例えば、図１０Ａは、停止凹部３３０の底部から上方に延伸する４つの停止部３３２を示している。停止部３３２は、基部３３６上に配置される被覆部３３４を有している。基板３２２は、停止部３３２の基部３３６として機能でき、及び、停止部３３２は、埋め込み層３２０を排除できる。停止部３３２に含まれる基板３２２の部分は、停止凹部３３０の底部から埋め込み層３２０のレベルまで延伸できる。例えば、埋め込み層３２０を貫通してエッチングし、及び、下にある基板３２２をエッチストップとして用いることによって、停止部３３２を、形成できる。結果として、埋め込み層３２０が第２の導波路の底部、及び、埋め込み層３２０の直下に配置される基部３３６の頂部を決定するため、導波路３８４における光信号の光学モードに対する基部３３６の頂部の位置は、よく知られている。導波路３８４と増幅チップ上の増幅導波路との間で所望の位置合わせを提供する高さを停止部３３２に提供するように、被覆部３３４を、停止部３３２の基部３３６上に形成できる。

【0173】

取り付けパッド３３８は、停止凹部３３０の底部に配置される。増幅チップがＬＩＤＡＲチップ上に配置されると、取り付けパッド３３８を、用いて、増幅チップをＬＩＤＡＲチップに対して固定する。いくつかの例では、取り付けパッド３３８は、ＬＩＤＡＲチップと増幅チップの１つ以上の増幅器との間の電気的連絡も提供する。好適な取り付けパッド３３８は、これに限定されないが、はんだパッドを含む。

【0174】

図１０Ｂは、増幅チップの一実施形態の斜視図である。図示される増幅チップは、平面光学装置として知られる装置のクラスにある。増幅チップは、利得媒体３４０に規定される増幅導波路３４６を有している。好適な利得媒体は、これらに限定されないが、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、及び、ＧａＡｓを含む。

【0175】

利得媒体３４０の中に延在するトレンチ３７４は、利得媒体３４０のリッジ３７６を規定する。リッジ３７６は、増幅導波路３４６を規定する。場合によっては、利得媒体３４０は、リッジに１つ以上の層３４１を有し、及び／又は、リッジ３７６を横切って延在する。１つ以上の層３４１を、利得媒体３４０の異なる領域の間に配置できる。１つ以上の層３４１の上の利得媒体３４０の領域は、１つ以上の層３４１の下の利得媒体３４０の領域と同じ、又は、異なっていてもよい。層を、選択し、増幅導波路３４６を通ってリッジ３７６に関する特定の位置に案内される光信号を閉じ込めることができる。各層３４１は、Ｉｎ、Ｐ、Ｇａ、及び、Ａｓからなる群から選択される２つ以上の成分を含むか、又は、それらから構成される材料の異なる組成を有することができる。一例では、利得媒体３４０は、ＩｎＰであり、及び、１つ以上の層３４１は、それぞれ、異なる比率で、Ｇａ、及び、Ａｓを含む。

【0176】

増幅導波路３４６は、第１のファセット３５０と第２のファセット３５２との間に光路を提供する。図示しないが、第１のファセット３５０、及び／又は、第２のファセット３５２は、任意で、反射防止コーティング有することができる。好適な反射防止コーティングは、これら限定されないが、窒化ケイ素、又は、酸化アルミニウムのような単層コーティング、若しくは、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、及び／又は、シリカを有することができる多層コーティングを含む。

【0177】

増幅チップは、ＬＩＤＡＲチップに対して増幅チップを固定するために用いることができる１つ以上の取り付けパッド３５４を有している。適切な取り付けパッド３５４は、これに限定されないが、はんだパッドを含む。

【0178】

増幅チップは、リッジ上の第１の導体３６０、並びに、利得媒質の下、及び、リッジ３７６の下の両方にある第２の導体３６２を有している。第１の導体３６０は、取り付けパッド３５４と電気的に連絡している。第１の導体３６０と取り付けパッド３５４との間の電気的な連絡を提供するのに好適な方法は、これに限定されないが、導電性金属トレースを含む。

【0179】

増幅チップは、１つ以上の位置決め凹部３５６も有している。図１０Ｂの点線は、１つの位置決め凹部３５６の深さ、及び、形状を示している。

【0180】

図１０Ｃ、及び、図１０Ｄは、図１０Ｂの増幅チップとインターフェイス接続される図１０ＡのＬＩＤＡＲチップを示している。図１０Ｃは、ＬＩＤＡＲシステムの平面図である。図１０Ｄは、ＬＩＤＡＲチップの導波路３８４、及び、増幅チップの増幅導波路３４６を通って取られるシステムの断面の側面図である。例えば、図１０Ｄの断面を、図１０ＣにおいてBでラベル付けされるブラケットを通って延在する線に沿ってとることができる。図１０Ｃ、及び、図１０Ｄは、それぞれ、システムの他の特徴の背後に位置する特徴を示す点線を有している。例えば、図１０Ｃは、増幅導波路３４６のリッジ３７６を示す破線示しているが、リッジ３７６は、利得媒体３４０の下に配置されている。さらに、図１０Ｄは、停止部３３２、及び、増幅導波路３４６のリッジ３７６の後方に位置する位置決め凹部３５６の一部の位置を示す点線を有している。図１０Ｄは、導波路３８４のリッジ３２６が、導波路３インターフェイスラブ領域３２８とインターフェイス接続する場所を示す点線も、増幅導波路３４６のリッジ３７６が、増幅チップのスラブ領域３７４とインターフェイス接続する場所を示す点線も、有している。

【0181】

増幅チップは、ＬＩＤＡＲチップの停止凹部３３０に配置される。増幅チップは、増幅導波路３４６のリッジ３７６が、増幅チップの底部とＬＩＤＡＲチップのベース２１との間に位置するように配置される。したがって、増幅チップは、停止凹部３３０内で反転される。はんだ、又は、他の接着剤３５８は、停止凹部３３０の底部の取り付けパッド３３８、及び、増幅チップの取り付けパッド３５４に接触する。例えば、はんだ、又は、他の接着剤３５８は、停止凹部３３０の底部の取り付けパッド３３８から補助装置の取り付けパッド３５４まで延在する。したがって、はんだ、又は、他の接着剤３５８は、ＬＩＤＡＲチップに対して補助装置を固定する。

【0182】

導波路３８４、及び、増幅導波路３４６が光信号を交換できるように、導波路３８４のファセット３４２は、増幅導波路３４６の第１のファセット３５０と位置合わせされる。Ａでラベル付けられる線によって示されるように、システムは、ＬＩＤＡＲチップと増幅チップとの間で光信号が移動する方向が、ベース２１の上部、及び／又は、下部の面に対して平行、又は、実質的に平行である水平移動経路を提供する。増幅導波路３４６の第１のファセット３５０の頂部は、ユーティリティ導波路のファセット３４２の頂部の下方にあるレベルにある。

【0183】

ＬＩＤＡＲチップの１つ以上の停止部３３２は、それぞれ、補助装置の位置決め凹部３５６に受容される。各停止部３３２の頂部は、位置決め凹部３５６の底部に接触している。結果として、停止部３３２と位置決め凹部３５６の底部との間の相互作用は、ＬＩＤＡＲチップへの増幅チップの追加の移動を防止する。場合によっては、補助装置は、停止部３３２の頂部上に載置される。

【0184】

図１０Ｄから明らかなように、増幅導波路３４６の第１のファセット３５０は、ＬＩＤＡＲチップの導波路３８４のファセット３４２と垂直に整列される。図１０Ｃから明らかなように、増幅導波路３４６の第１のファセット３５０は、ＬＩＤＡＲチップの導波路３８４のファセット３４２と水平に整列される。水平方向の整列を、増幅チップ、及び、ＬＩＤＡＲチップのマーク、及び／又は、特徴を位置合わせすることによって、達成できる。

【0185】

垂直方向の整列を、ＬＩＤＡＲチップ上の停止部３３２の高さを制御することによって、達成できる。例えば、ＬＩＤＡＲチップの導波路３８４のファセット３４２に対して特定の高さに、増幅器の第１のファセット３５０を配置する高さまで、停止部３３２の基部３３６の上の被覆部３３４を、成長させることができる。蒸着、プラズマ強化化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）、及び／又は、スパッタリングのような堆積技術を用い、１つ以上の被覆層を体積することによって、所望の被覆部３３４の厚さを、正確に達成できる。結果として、所望の垂直方向の整列を提供する高さまで、停止部３３２を形成するように、１つ以上の被覆層を、停止部３３２の基部３３６上に堆積できる。被覆部３３４の層の好適な材料は、これらに限定されないが、シリカ、窒化ケイ素、及び、ポリマーを含む。

【0186】

図１０Ｄでは、第１のファセット３５０は、ｄでラベル付けられる距離だけファセット３４２から離れて、配置される。増幅導波路は、１つの導波路のみで、光学的に整列されるため、第１のファセット３５０は、以前の構成で可能であったよりも、ファセット３４２に近づくことができる。例えば、第１のファセット３５０とファセット３４２との間の距離は、５μｍ、３μｍ、又は、１μｍより小さく、並びに／若しくは、０．０μｍより大きくできる。図１Ｄでは、ＬＩＤＡＲチップが配置されている大気を、第１のファセット３５０とファセット３４２との間のギャップに配置する。しかしながら、他のギャップ材料を、ギャップに配置できる。例えば、ギャップに固体ギャップ材料を、配置できる。適切なギャップ材料の例は、これらに限定されないが、エポキシ、及び、ポリマーを含む。

【0187】

ＬＩＤＡＲチップは、光伝送媒体３２４に電気経路３８０を有している。電気経路３８０は、コンタクトパッドを光学的に有することができ、及び、電子装置と電気的に連絡できる。図示されていないが、１つの電気経路３８０は、コンタクトパッド３５４と電気的に連絡できる。コンタクトパッド３５４は、第１の導体３６０と電気的に連絡するため、コンタクトパッド３５４は、第１の導体３６０と電子装置との間に電気的な連絡を提供する。他の１つの電気経路３８０は、第２の導体３６２と電気的に連絡できる。第２の導体３６２と電気経路３８０との間に電気的な連絡を提供するのに好適な方法は、これに限定されないが、ワイヤーボンディングを含む。好適な電気経路３８０は、これに限定されないが、金属トレースを含む。

【0188】

電子装置は、電気経路３８０を使用して、第１の導体３６０と第２の導体３６２との間の増幅器の部分に電気エネルギーを印加できる。電子装置は、増幅導波路３４６を通って電流を流すように電気エネルギーを印加することができる。利得媒体を通る電流は、増幅導波路３４６に案内される光信号の増幅を提供する。

【0189】

図１０Ｂから図１０Ｄの増幅チップを改良し、図８の光信号導波器１２に増幅器３０４として用いるのに好適な増幅チップを提供するために複数の増幅器を有するようにできる。例えば、図１１は、２つの増幅導波路３４６を有するように修正された図１０Ｂから図１０Ｄの増幅チップの斜視図である。ＬＩＤＡＲチップは、各増幅導波路３４６のリッジ３７６の上に第１の導体３６０、並びに、利得媒体の下、及び、増幅導波路３４６のリッジ３７６の下の両方にある第２の導体３６２、を有している。電子装置は、選択された増幅導波路３４６のリッジの上の第１の導体３６０と第２の導体３６２との間に電気エネルギーを印加する一方、いくつかの選択されなかった増幅導波路３４６のリッジの上の第１の導体３６０と第２の導体３６２との間に電気エネルギーを印加しないことによって、１つの増幅導波路を増幅できる。例えば、電子装置は、選択された１つの増幅導波路３４６を通って電流を流すが、いくつかの選択されなかった増幅導波路を通って電流を流さないことによって、選択された１つの増幅導波路３４６に搬送される光信号を増幅できる。

【0190】

図１１の増幅チップは、２つの増幅導波路を有しているが、図８に示すように、スケールアップし、追加の増幅導波路を有することができる。

【0191】

図８、及び、図１１は、単一の増幅チップの複数の増幅導波路を示しているが、図８の光信号ディレクタ１２を、各増幅導波路が異なる増幅チップにあるように構成できる。例えば、図８の光信号導波路１２を、図１１Aから図１１Dに従って構成される異なる増幅チップに含まれる各増幅導波路で、構成できる。

【0192】

図１０Ａから図１０Ｄでは、増幅チップは、ＬＩＤＡＲチップの縁部に配置され、したがってＬＩＤＡＲチップの縁部に開放されるように図示される停止凹部３３０に配置されている。結果として、増幅器は、図８の内容で開示される増幅器３０４として機能できる。しかしながら、停止凹部３３０を、停止凹部の内部を取り囲む側面を有する停止凹部３３０を有するＬＩＤＡＲチップにおいて、中央に配置できる。凹部が中央に配置される場合、増幅導波路３４６を、図１、及び、図２に示されるように、２つの異なる導波路で、又は、同じ導波路の２つの異なる部分で、整列できる。例えば、増幅導波路３４６の第２のファセット３５２を、導波路３８４のファセット３４２を、増幅導波路３４６の第１のファセット３５０で整列するのと同じ方法で、ソース導波路の第２のファセット（図示せず）で整列できる。結果として、増幅器は、図１、又は、図２の増幅器３１０として機能できる。

【0193】

図１、図２、及び、図８で明らかなように、増幅導波路３４６は、増幅器の適用に応じて、前述のＬＩＤＡＲシステムに開示される１つ以上の導波路の一部として機能できる。例えば、図１、又は、図２のＬＩＤＡＲシステムに示されるように、増幅器を、用いる場合、増幅導波路３４６は、ソース導波路１１の一部として機能する。図８に内容で開示される増幅器３０４として、増幅器を、用いる場合、増幅導波路３４６は、図８に示すように、ユーティリティ導波路１３の一部として機能できる。増幅導波路３４６は、ユーティリティ導波路１３全体として機能できる。例えば、図８の内容で開示されるように構成される光信号導波器１２は、ユーティリティ導波路１３全体として、増幅導波路３４６を有することができる。結果として、増幅導波路３４６は、前述のＬＩＤＡＲシステムに開示される１つ以上の導波路の少なくとも一部として機能できる。

【0194】

図８の光信号導波器１２の増幅器３０４の内容で開示されるように、利得媒体３４０は、増幅されていないユーティリティ導波路からの出力を低減するために、出射ＬＩＤＡＲ信号の波長で光を吸収できる。出射ＬＩＤＡＲ信号に関する好適な波長は、これに限定されないが、１２７０ｎｍから１６５０ｎｍの範囲の波長を含む。出射ＬＩＤＡＲ信号の波長が１２７０ｎｍから１６５０ｎｍの範囲にある場合、出射ＬＩＤＡＲ信号を吸収する利得媒体の例は、これに限定されないが、III－Ｖ半導体を含む。

【0195】

図６Ｄの内容で記載されているように、ＬＩＤＡＲシステムは、それぞれが異なる１つのチャネルを搬送するシステム出力信号を、同時に、出力するＬＩＤＡＲシステムの実施形態がある。ＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲチップが異なるＬＩＤＡＲ出力信号のそれぞれを、同時に、出力するとき、異なるチャネルを搬送するシステム出力信号を、同時に、出力する。ＬＩＤＡＲチップは、信号スプリッタが図１の光信号ディレクタ１２として、又は、図７の光スイッチ３００として機能するとき、異なるＬＩＤＡＲ出力信号を、同時に、出力できる。信号スプリッタは、指向性カプラ、光カプラ、ｙ－結合器、テーパー・カプラ、マルチモード干渉（ＭＭＩ）装置、及び、これらの信号スプリッタのカスケード接続バージョンのような波長独立スプリッタにできる。結果として、異なるユーティリティ導波路１３によって、同時に、受信される出射ＬＩＤＡＲ信号は、同じ、又は、実質的に同じ範囲の波長を搬送する。異なるユーティリティ導波路１３に搬送される異なる出射ＬＩＤＡＲ信号が、それぞれ、同時に増幅されるように、図８の増幅器３０４を作動することによって、異なるチャネルを搬送するＬＩＤＡＲ出力信号を、同時に、出力するように、ＬＩＤＡＲチップを、構成することもできる。

【0196】

ＬＩＤＡＲチップの導波路とインターフェイス接続される光センサは、チップから分離され、そして、チップに取り付けられるコンポーネントにできる。例えば、光センサは、フォトダイオード、又は、アバランチ・フォトダイオードにできる。好適な光センサコンポーネントの例は、これらに限定されないが、日本の浜松市に所在のハママツにより製造されるＩｎＧａＡｓ ＰＩＮフォトダイオード、又は、日本の浜松市に所在のハママツにより製造されるＩｎＧａＡｓ ＡＰＤ（アバランチ・フォトダイオード）を含む。これらの光センサは、ＬＩＤＡＲチップにおいて中央に配置できる。あるいは、光センサで終端する導波路の全部、又は、一部は、チップの端部に配置されるファセットで終端でき、及び、光センサを、光センサがファセットを通って移動する光を受信するように、ファセット上でチップの端部に取り付けることができる。チップから独立するコンポーネントである光センサの使用は、第１の光センサ、及び、第２の光センサからなる群から選択される光センサの全部、又は、一部に好適である。

【0197】

分離する構成要素である光センサの代わりに、光センサの全部、又は、一部を、チップと統合できる。例えば、シリコン・オン・インシュレータ・ウェハから構成されるチップのリッジ導波路とインターフェイス接続される光センサの例を、光学エクスプレスＶｏｌ．１５、Ｎｏ．２１、１３９６５-１３９７１（２００７）、米国特許番号第８，０９３，０８０号、発行日２０１２年１月１０日、米国特許第８，２４２，４３２号、発行日２０１２年８月１４日、及び、米国特許番号第６，１０８，８４７２号、発行日２０００年８月２２日に見つけることができ、そのそれぞれは、全体として本明細書に組み込まれる。チップと統合される光センサの使用は、第１の光センサ、及び、第２の光センサからなる群から選択される光センサの全部、又は、一部に好適である。

【0198】

前述に開示される１つの光スイッチとして用いる好適な様々な光スイッチを、シリコン・オン・インシュレータ・プラットフォームのような平面デバイス光学プラットフォームに構築できる。シリコン・オン・インシュレータ・プラットフォームに統合するための適切な光スイッチの例は、これに限定されないが、マッハ・ツェンダ干渉計、及び、カスケード接続されるマッハ・ツェンダ干渉計を含む。

【0199】

ＬＩＤＡＲシステムで用いるための好適な電子装置は、これらに限定されないが、アナログ電気回路、デジタル電気回路、プロセッサ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＣＩＳ）、コンピュータ、マイクロコンピュータ、又は、操作、監視、及び、制御の実行に好適な前述の組み合わせを有し、又は、それから構成されるコントローラを有することができる。いくつかの例では、コントローラは、操作、制御、及び、監視機能を実行する間、制御によって実行される指示を有するメモリへのアクセスを有している。電子装置は、単一の位置に単一の構成要素として図示されているが、電子装置は、互いに独立し、及び／又は、異なる位置に配置される複数の異なる構成要素を有することができる。加えて、前述のように、開示された電子装置の全部、又は、一部を、チップと統合される電子装置を有するチップに含めることができる。

【0200】

ＬＩＤＡＲチップの構成要素を、ＬＩＤＡＲチップと完全に、又は、部分的に統合できる。例えば、集積光学構成要素は、ＬＩＤＡＲチップが製造されるウェハの一部を有し、又は、それから構成できる。ＬＩＤＡＲチップのためのプラットフォームとして機能できるウェハは、複数の材料の層を有することができる。異なる層の少なくとも一部は、異なる材料にできる。一例として、図９に示すような、基板３２２と光伝送媒体３２４との間に埋め込み層３２０を有するシリコン・オン・インシュレータウェハがある。一体化されたオンチップ構成要素を、光伝送媒体３２４の構成要素の特徴を規定するために、エッチング、及び、マスキング技術を用いることによって形成できる。例えば、導波路、及び、停止凹部を規定するスラブ領域３１８を、ウェハの異なるエッチングを用いながら、ウェハの所望の領域に形成できる。結果として、ＬＩＤＡＲチップは、ウェハの部分を有し、及び、集積されたオンチップ構成要素は、それぞれ、ウェハの部分を有し、又は、それから構成できる。さらに、集積されたオンチップ構成要素を、構成要素を通って移動する光信号が、ウェハに元々含まれていた１つ以上の層を通って移動するように構成できる。例えば、図９の導波路は、ウェハから光伝送媒体３２４を通って光信号を案内する。統合された構成要素は、任意で、ウェハに存在した材料に加える材料を有することができる。例えば、統合された構成要素は、反射性材料、及び／又は、被覆部を有することができる。

【0201】

ＬＩＤＡＲアダプタの構成要素は、統合されなくてもよい。例えば、ＬＩＤＡＲアダプタの構成要素は、ベース１００からの、及び／又は、共通マウントからの材料を有する必要はない。いくつかの例では、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び／又は、アイソレータアダプタの全ての構成要素は、ベース１００から、及び／又は、共通マウントから、独立している。例えば、ＬＩＤＡＲアダプタ、及び／又は、アイソレータアダプタによって処理される光信号が、ベース１００、及び／又は、共通マウントのいずれかの部分を通って移動しないように、ＬＩＤＡＲアダプタの構成要素を、構成できる。

【0202】

第１、第２、第３などのような数字ラベルは、異なる特徴、及び、構成要素を区別するために用いられ、及び、より下位で数字付けられる特徴のシーケンス、又は、存在を示すものではない。例えば、第２の構成要素は、第１の構成要素の存在なく、存在でき、及び／又は、第３のステップを、第１のステップの前に、実行できる。

【0203】

ＬＩＤＡＲシステムは、ＬＩＤＡＲチップに光源１０を有するとして開示されているが、好適な光源の全部、又は、一部を、ＬＩＤＡＲチップから離して配置できる。例えば、ソース導波路１１は、光源出力信号のためのファセット及び光で終端することができ、並びに、光源出力信号の光が、ＬＩＤＡＲチップから離れる光源によって生成されるようにでき、及び、ファセットを通ってソース導波路１１に入るようにできる。

【0204】

本発明の他の実施形態、組み合わせ、及び、修正は、これらの観点で、当業者にとって容易に行われる。したがって、本発明は、以下の特許請求の範囲のみによって限定されるものであり、前述の明細書、及び、添付図面と併せて見たときのそのような実施形態、及び、修正の全てを含む。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図11】

【国際調査報告】