具有多个发射位点的光学测量系统的制作方法

所述实施方案整体涉及光学测量系统。更具体地，所述实施方案描述了可选择性地将光输出到不同组的发射位点的光学测量系统。

背景技术：

1、光学测量系统可用于识别系统周围环境中对象或物质的存在、类型和/或一个或多个特性。在一些情况下，光学测量系统可通过发射多个波长的光并测量返回到系统的光来执行光谱测量。在每个波长处返回的光的相对量可提供关于被测量的一种或多种材料的性质的信息。随着由光学测量系统测量的波长的数量和独特测量位置的数量各自增加，这些光学系统可能需要越来越复杂的架构，这可能进一步增加执行测量所需的功耗和/或测量时间。因此，可能需要一种紧凑、省时和省电的光学测量系统。

技术实现思路

1、本文描述了确定样品的一种或多种性质的光学测量系统和方法。在这些实施方案中的一些实施方案中，光学测量系统包括能够生成多个波长中的任何波长的光的光源单元、光学连接到光源单元并且包括多个输出端的多级光开关网络，以及多个发射组，每个发射组光学连接到该多个输出端中的对应输出端。该光学测量系统还包括多个检测器组，以及被配置为使用该光源单元、该多级光开关网络、该多个发射组和该多个检测器组执行测量序列的控制器。该测量序列包括：将该多个波长划分为多个组，其中该多个组中的每个组与不同的对应输出配置相关联；以及在该对应输出配置处针对该多个波长中的每个波长执行一组测量。

2、在一些情况下，该多个组包括与第一输出配置相关联的第一组和与第二输出配置相关联的第二组。针对该多个波长中的每个波长执行该组测量包括针对第一组的第一波长执行第一组测量。第一组测量中的每个测量包括：使用光源单元生成第一波长的光；从选自该多个发射组并且具有对应于第一输出配置的第一数量的发射组的发射组对应集合发射所生成的光；以及使用选自该多个检测器组并且具有第一数量的检测器组的检测器组对应集合测量在所生成的光的发射期间接收的返回光。

3、该组测量中的测量还包括对第二组的第二波长执行第二组测量。第二组测量中的每个测量包括：使用光源单元生成第二波长的光；从选自该多个发射组并且具有对应于第二输出配置的第二数量的发射组的发射组对应集合发射所生成的光；以及使用选自该多个检测器组并且具有第二数量的检测器组的检测器组对应集合测量在所生成的光的发射期间接收的返回光。

4、在一些情况下，第一组测量包括具有不同的发射组对应集合和不同的检测器组对应集合的多个测量。附加地或另选地，第一组测量中的每个测量包括将多级光开关网络配置为将第一波长的光路由到发射组对应集合。在一些情况下，这些测量中的每个测量还包括使用检测器组对应集合测量在发射所生成的光之前接收到的背景光，使得在第一组测量中的每个测量中配置多级光开关网络与测量背景光至少部分地同时执行。

5、在这些实施方案中的其他实施方案中，光学测量系统包括能够生成多个波长中的任何波长的光的光源单元、光学连接到光源单元的多级光开关网络，以及多个发射组。该多级光开关网络包括多个输出端，每个输出端光学连接到该多个发射组中的对应发射组。另外，该多级光开关网络能够被控制为选择性地将由光源单元生成的光路由到不同输出配置的多个发射组。在一些情况下，该多级光开关网络包括多个输入端。

6、在一些变型中，该光学测量系统还包括光子集成电路，其中该光子集成电路包括光源单元、多级光学网络和多个发射组。在这些变型中的一些变型中，每个发射组包括被配置为从光子集成电路发射光的对应输出耦合器。附加地或另选地，该光学测量系统还包括多个检测器组和中介层，其中该光子集成电路和该多个检测器组安装在该中介层上。

7、附加地或另选地，光学测量系统可包括第一波长锁定单元。在这些变型中的一些变型中，该多级光开关网络包括第一级和第二级，第一级包括第一可控开关。第一可控开关包括第一分接头，并且第一波长锁定单元经由第一分接头光学连接到多级光开关网络。在这些变型中的一些变型中，第一级还包括具有第二分接头的第二可控开关，并且第二波长锁定单元经由第二分接头光学连接到多级光开关网络。

8、在其他实施方案中，表征样品的方法包括选择多个波长并执行测量序列以生成多组输出信号。测量序列包括将该多个波长分成多个组，其中该多个组中的每个组与不同的对应输出配置相关联。测量序列还包括在对应的输出配置下针对该多个波长中的每个波长执行对样品的一组测量，并且针对每组测量生成该多个输出信号中的对应组输出信号。该方法还包括使用该多组输出信号来确定样品的一种或多种性质。

9、在这些方法中的一些方法中，该多个组包括与第一输出配置相关联的第一组和与第二输出配置相关联的第二组。针对该多个波长中的每个波长执行样品的该组测量包括针对第一组的第一波长执行样品的第一组测量。第一组测量中的每个测量包括生成第一波长的光，并且从选自多个发射组并且具有对应于第一输出配置的第一数量的发射组的发射组对应集合发射所生成的光。每个测量还包括使用选自多个检测器组并且具有第一数量的检测器组的检测器组对应集合来测量在所生成的光的发射期间接收到的返回光。

10、针对该多个波长中的每个波长执行样品的该组测量还包括针对第二组的第二波长执行样品的第二组测量。第二组测量中的每个测量包括生成第二波长的光，并且从选自多个发射组并且具有对应于第二输出配置的第二数量的发射组的发射组对应集合发射所生成的光。每个测量还包括使用选自该多个检测器组并且具有第二数量的检测器组的检测器组对应集合来测量在所生成的光的发射期间接收到的返回光。

11、在这些方法中的一些方法中，第一组测量包括具有不同的发射组对应集合和不同的检测器组对应集合的多个测量。附加地或另选地，第一组测量中的每个测量还包括将多级光开关网络配置为将以第一波长生成的光路由到发射组对应集合。在这些方法中的一些方法中，第一组测量中的每个测量还包括使用检测器组对应集合测量在发射所生成的光之前接收到的背景光。在这些情况下，在第一组测量中的每个测量中配置多级光开关网络与测量背景光至少部分地同时执行。

12、在这些方法的其他变型中，测量序列被分成多个子序列。在一些示例中，每个子序列具有该多个波长中的对应组波长以及选自多个发射组的发射组对应集合。每个子序列包括对对应组波长中的每个波长的样品测量，在此期间，该波长的光从发射组对应集合发射。

13、除了所述示例性方面和实施方案之外，参考附图并通过研究以下描述，更多方面和实施方案将为显而易见的。

技术特征：

1.一种光学测量系统，包括：

2.根据权利要求1所述的光学测量系统，其中：

3.根据权利要求2所述的光学测量系统，其中：

4.根据权利要求2所述的光学测量系统，其中：

5.根据权利要求4所述的光学测量系统，其中：

6.一种光学测量系统，包括：

7.根据权利要求6所述的光学测量系统，还包括光子集成电路，其中：

8.根据权利要求7所述的光学测量系统，其中每个发射组包括被配置为从所述光子集成电路发射光的对应输出耦合器。

9.根据权利要求7所述的光学测量系统，还包括：

10.根据权利要求9所述的光学测量系统，还包括：

11.根据权利要求6所述的光学测量系统，还包括第一波长锁定单元。

12.根据权利要求11所述的光学测量系统，其中：

13.根据权利要求12所述的光学测量系统，还包括：

14.根据权利要求12所述的光学测量系统，其中：

15.一种对样品进行表征的方法，包括：

16.根据权利要求15所述的方法，其中：

17.根据权利要求16所述的方法，其中：

18.根据权利要求16所述的方法，其中：

19.根据权利要求18所述的方法，其中：

20.根据权利要求15所述的方法，其中所述测量序列被划分成多个子序列，其中：

技术总结
本公开涉及具有多个发射位点的光学测量系统。本文所公开的各种实施方案描述了用于表征样品的光学测量系统。该光学测量系统能够选择性地从不同数量的发射组发射光，并且能够包括多级光开关网络，该多级光开关网络能够被控制为将光路由到期望数量的发射组。该光学测量系统还能够使用对应数量的检测器组来测量光。该光学测量系统能够使用多个不同波长来执行测量，其中能够使用不同数量的发射组(以及对应的检测器组)来测量这些波长的不同组。

技术研发人员：J·S·佩尔克,M·A·阿博尔,M·A·泰雷尔,T·C·格林尼格,涂湧铭,L·甘
受保护的技术使用者：苹果公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15