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1. WO2022090728 - PHOTONIC CHIP SPECTROMETER

Publication Number WO/2022/090728
Publication Date 05.05.2022
International Application No. PCT/GB2021/052807
International Filing Date 29.10.2021
IPC
G01J 3/28 2006.1
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRA-RED, VISIBLE OR ULTRA-VIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
3Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
28Investigating the spectrum
G02B 6/12 2006.1
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
6Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
10of the optical waveguide type
12of the integrated circuit kind
G02B 6/42 2006.1
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
6Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
24Coupling light guides
42Coupling light guides with opto-electronic elements
CPC
G01J 3/0205
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRA-RED, VISIBLE OR ULTRA-VIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
3Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
02Details
0205Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
G01J 3/0259
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRA-RED, VISIBLE OR ULTRA-VIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
3Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
02Details
0256Compact construction
0259Monolithic
G02B 6/12007
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
6Light guides
10of the optical waveguide type
12of the integrated circuit kind
12007forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
G02B 6/4215
GPHYSICS
02OPTICS
BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
6Light guides
24Coupling light guides
42Coupling light guides with opto-electronic elements
4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
4204the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
4215the intermediate optical elements being wavelength selective optical elements, e.g. variable wavelength optical modules or wavelength lockers
Applicants
  • HERIOT-WATT UNIVERSITY [GB]/[GB]
Inventors
  • THOMSON, Robert R
  • ROSS, Calum
Agents
  • MARKS & CLERK LLP
Priority Data
2017266.430.10.2020GB
Publication Language English (en)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(EN) PHOTONIC CHIP SPECTROMETER
(FR) SPECTROMÈTRE À PUCE PHOTONIQUE
Abstract
(EN) A monolithic photonic chip (10) for an optical spectrometer (4), comprises an optical input (22) and an optical output (24), and a slab waveguide core (20) for guiding light from the optical input (22) to the optical output (24). The photonic chip (10) defines a relative spatial relationship between the optical input (22), the optical output (24) and a dispersive element (28) so that, in use, light enters the photonic chip (10) at the optical input (22), the dispersive element (28) receives light from the optical input (22) via the slab waveguide core (20), the dispersive element (28) spatially disperses the received light in the slab waveguide core (20), and the spatially dispersed light exits the photonic chip (10) at the optical output (24). The slab waveguide core (20) may be configured to support a plurality of guided optical modes at visible or infra-red wavelengths in a direction transverse to the slab waveguide core. An optical spectrometer device (2) comprises the monolithic photonic chip (10) and an integrally- or separately-formed dispersive element (28). The optical spectrometer device (2) may comprise a multi-mode fibre (12) aligned with the optical input (22) and/or a detector array (14) or an image sensor aligned relative to the optical output (24) of the photonic chip (10).
(FR) L'invention concerne une puce photonique monolithique (10) pour un spectromètre optique (4), comprenant une entrée optique (22) et une sortie optique (24), et un cœur de guide d'ondes en plaque (20) pour guider la lumière de l'entrée optique (22) à la sortie optique (24). La puce photonique (10) définit une relation spatiale relative entre l'entrée optique (22), la sortie optique (24) et un élément dispersif (28) de sorte que, en utilisation, la lumière entre dans la puce photonique (10) à l'entrée optique (22), l'élément dispersif (28) reçoit la lumière de l'entrée optique (22) par l'intermédiaire du cœur de guide d'ondes en plaque (20), l'élément dispersif (28) disperse spatialement la lumière reçue dans le cœur de guide d'ondes en plaque (20), et la lumière dispersée spatialement sort de la puce photonique (10) à la sortie optique (24). Le coeur de guide d'ondes en plaque (20) peut être configuré pour supporter une pluralité de modes optiques guidés à des longueurs d'onde visibles ou infrarouges dans une direction transversale au coeur de guide d'ondes en plaque. Un dispositif de spectromètre optique (2) comprend la puce photonique monolithique (10) et un élément dispersif (28) formé intégralement ou séparément. Le dispositif de spectromètre optique (2) peut comprendre une fibre multimode (12) alignée par rapport à l'entrée optique (22) et/ou un réseau de détecteurs (14) ou un capteur d'images aligné par rapport à la sortie optique (24) de la puce photonique (10).
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