光学相控阵芯片、控制方法与光波导相控阵系统与流程

1.本发明涉及光学相控阵技术领域，尤其涉及一种光学相控阵芯片、控制方法与光波导相控阵系统。


背景技术：

2.光学相控阵(optical phasedarray，opa)在诸多领域有广泛的应用，包括激光雷达、成像、自由空间光通信、激光测距等。光学相控阵的实现方式包括液晶、微机电系统(microelectro mechanical systems，mems)器件、光波导等。其中光波导相控阵因具有响应速度快、控制电压低、扫描角度大、便于大规模集成等特点，近年来受到广泛关注和应用。
3.光学移相器是光学相控阵中的核心部件，主要是通过材料的电光效应或热光效应来实现相位的变化。电光移相器在改变光相位的同时，往往因为引入光吸收使得光强度也改变，这是光学相控阵应用中不希望看到的。相比之下，热光移相器的工作原理是在波导周围设置加热器(即一个电阻)，通过加热生改变波导的折射率进而改变光波的相位，并不影响光强度，因而用的更广泛。
4.图1为现有技术的光波导相控阵芯片的示意图，参照图1，光波导相控阵显示了分光器11、光波导12和热光移相器13，未显示光源、发射器等其他部件，级联分光部分和移相器是前后两个独立的部分。在一个光波导相控阵芯片上，光源发射出的光在芯片内通过三级级联的1
×
2分光器最终分成8路。在最后一级的8个光波导12上各自集成有一个热光移相器13。通过在8个热光移相器13上加相应的电压或电流，所述相应的电压或电流取决于控制电流是电压驱动还是电流驱动，可以使八路光波导输出的光具备固定相位差dφ，进而让不同的位置的8个波源产生干涉，最终使输出光束指向特定的方向。往复控制相位差便可以实现光束扫描的效果。
5.参照图1的光波导相控阵芯片，为产生固定相位差dφ，需要向8个热光移相器13的电阻上施加不同的电压或电流，参照图1所示的电压v1～v8，使得8路光波导12输出光的相位依次为0、dφ、2dφ、3dφ、4dφ、5dφ、6dφ、7dφ。光波导的相位变化跟热功率p成正比，即跟电压v或电流i的平方成正比，原因是p＝v2/r，p＝i2×
r，所以相位便跟所施加的电压或电流是非线性关系，这使得光波导相控阵的控制变得复杂。此外，每路光波导所需产生的相位不同，导致所需施加的电压或电流会不同，进一步使得控制变得复杂。另外，上述含8路输出光通道的光波导相控阵芯片上需要9个电学管脚，即n路通道，需要n+1个电学管脚，数目多，使得光波导相控阵的控制变得复杂化。
6.因此，有必要提供一种新型的光学相控阵芯片、控制方法与光波导相控阵系统以解决现有技术中存在的上述问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种光学相控阵芯片、控制方法与光波导相控阵系统，使得光学相控阵中各光波导间的相位差变化跟电压变化成线性关系，可以简化光学相控阵的
控制方法。
8.为实现上述目的，本发明的所述光学相控阵芯片，包括n级分光部，n为正整数，所述分光部包括光波导分支，每一级分光部中所述光波导分支包括分光器、第一光波导、第二光波导、第一热光移相器和第二热光移相器，所述第一热光移相器集成于所述第一光波导上，所述第二热光移相器集成于所述第二光波导上，所述分光器的第一输出端口连接所述第一光波导的第一端，所述分光器的第二输出端口连接所述第二光波导的第一端，当n大于1时，前一级分光部中每个所述光波导分支的所述第一热移相器的第二端和所述第二热移相器的第二端分别连接后一级分光部中的2个所述分光器的输入端口，每一所述光波导分支中所述第一热光移相器的第一端连接预设电压，所述第二热光移相器的第一端接地，同一所述光波导分支中的所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接同一电压，同一所述光波导分支中的所述第一热光移相器的电阻和所述第二热光移相器的电阻相同。
9.本发明光波导相控阵芯片的有益效果在于：光学相控阵中各光波导间的相位差的变化跟所需提供的电压变化成线性关系，方便了光波导相控阵芯片控制，并且所需要管脚数减小，简化了相控阵的控制。
10.可选地，各个所述光波导分支中的所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接的电压端各不相同。
11.可选地，任一所述分光部中，所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接同一电压。
12.可选地，所有所述第一热光移相器的第二端和所有所述第二热光移相器的第二端连接同一电压。
13.可选地，所有所述第一热光移相器和所述第二热光移相器的电阻均相同。
14.可选地，同一级所述分光部中所述第一热光移相器的电阻和所述第二热光移相器的电阻均相同，当n大于1时，后一级所述分光部中的第一热光移相器的电阻和所述第二热光移相器的电阻均为前一级所述分光部中所述第一热光移相器电阻的2倍。
15.可选地，同一所述光波导分支中所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接的电压为dc电压与可调电压的和，所述dc电压用于设置初始相位，所述可调电压用于产生相位变化进而控制相控阵的光束扫描。
16.本发明还提供一种所述光学相控阵芯片的控制方法，控制同一级分光部中相邻所述第一波导和所述第二波导之间输出波导的相位差均相同，且当n大于1时，前一级分光部中相邻所述第一波导和所述第二波导之间输出波导的相位差是后一级分光部中相邻所述第一波导和所述第二波导之间输出波导的相位差的2倍。
17.本发明光波导相控阵芯片的控制方法的有益效果在于：能够控制光学相控阵中各光波导间的相位差的变化跟所需提供的控制电压变化成线性关系，方便了光波导相控阵芯片控制，并且所需要管脚数减小，简化了相控阵的控制。
18.可选地，通过调节同一级分光部中所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接的电压，来控制同一级分光部中相邻所述第一波导和所述第二波导之间输出波导的相位差，其中，所述调节同一级分光部中所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接的电压包括以下步骤，
19.所述预设电压的平方除以所调节的同一级分光部中所述第一热光移相器的电阻作为第一数据；
20.同一级分光部中相邻所述第一波导和所述第二波导之间输出波导的相位差除以第一系数的商作为第二数据；
21.所述第一数据减所述第二数据的差作为第三数据；
22.所调节的同一级分光部中所述第一热光移相器的电阻除以所述预设电压的2倍作为第四数据；
23.所述同一级分光部中所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接的电压为所述第四数据与所述第三数据的乘积。
24.本发明还提供一种光波导相控阵系统，包括控制电路和依次连接的光源、所述光学相控阵芯片、发射器、光学组件系统，所述控制电路分别与所述光源和所述光学相控阵芯片连接，用于控制光的发射和控制光相位。
25.本发明的光学相控阵系统的有益效果在于：光学相控阵系统中光学相控阵芯片的各波导之间的相位差变化跟控制电压变化成线性关系，可以简化相控阵的控制方法，减少所需电学管脚。
附图说明
26.图1为现有技术的光波导相控阵芯片的示意图；
27.图2为本发明一些实施例中光波导相控阵芯片的光波导相控阵的示意图；
28.图3为本发明一些实施例中光波导相控阵芯片及控制电压连接关系的示意图；
29.图4为本发明另一些实施例中光波导相控阵芯片的示意图；
30.图5为本发明又一些实施例中光波导相控阵芯片的示意图；
31.图6为本发明一些实施例中光波导相控阵系统的示意图。
具体实施方式
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
33.针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种光学相控阵芯片，包括n级分光部，n为正整数，所述分光部包括光波导分支，每一级分光部中所述光波导分支包括分光器、第一光波导、第二光波导、第一热光移相器和第二热光移相器，所述第一热光移相器集成于所述第一光波导上，所述第二热光移相器集成于所述第二光波导上，所述分光器的第一输出端口连接所述第一光波导的第一端，所述分光器的第二输出端口连接所述第二光波导的第一端，当n大于1时，前一级分光部中每个所述光波导分支的所述第一热移相器的第二端和所述第二热移相器的第二端分别连接后一级分光部中的2个所述分光器的输入端
口，每一所述光波导分支中所述第一热光移相器的第一端连接预设电压，所述第二热光移相器的第一端接地，同一所述光波导分支中的所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接同一电压，同一所述光波导分支中的所述第一热光移相器的电阻和所述第二热光移相器的电阻相同。
34.一些实施例中，各个所述光波导分支中的所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接的电压端各不相同。
35.一些实施例中，任一所述分光部中，所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接同一电压。
36.一些实施例中，所有所述第一热光移相器的第二端和所有所述第二热光移相器的第二端连接同一电压。
37.一些实施例中，所有所述第一热光移相器和所述第二热光移相器的电阻均相同。
38.一些实施例中，同一级所述分光部中所述第一热光移相器的电阻和所述第二热光移相器的电阻均相同，当n大于1时，后一级所述分光部中的第一热光移相器的电阻和所述第二热光移相器的电阻均为前一级所述分光部中所述第一热光移相器电阻的2倍。
39.图2为本发明一些实施例中光波导相控阵芯片的光波导相控阵的示意图。参照图2，所述光波导相控阵包括从左往右依次级联的3级分光部，第一级分光部包括1个光波导分支，第二级分光部包括2个光波导分支，第三级分光部包括4个光波导分支，所述光波导分支包括分光器11、第一光波导121、第二光波导122、第一热光移相器131和第二热光移相器132，所述第一热光移相器131集成于所述第一光波导132上，所述第二热光移相器132集成于所述第二光波导122上，所述分光器11的第一输出端口112连接所述第一光波导121的输入端，所述分光器11的第二输出端口113连接所述第二光波导122的输入端，第一级分光部中第一光波导121的输出端和第二光波导122的输出端分别连接第二级分光部的2个分光器11的输入端口111，第二级分光部中第一光波导121的输出端和第二光波导122的输出端分别连接第三级分光部的2个分光器11的输入端口111，同一所述光波导分支中的所述第一热光移相器131的电阻和所述第二热光移相器132的电阻相同。本发明实施例的所述光波导相控阵芯片经过3级级联的1
×
2分光器，形成8路光波导的输出端，每一级分光后的两个波导各自有一个热光移相器，而不是仅在最后一级的8路上有8个移相器，相较于传统光波导相控阵的结构，本发明的级联分光部分和移相器前后交替，不是前后两个独立的部分。
40.图3为本发明一些实施例中光波导相控阵芯片及控制电压连接关系的示意图。参照图3，所述光波导相控阵芯片中，所有所述第一热光移相器131的输入端均连接同一预设电压v0，所有所述第二热光移相器132的输入端均连接接地管脚gnd，同一所述光波导分支中，所述第一热光移相器131的输出端和所述第二热光移相器132的输出端连接同一电压，其中第一级分光部中，光波导分支中所述第一热光移相器131的输出端和所述第二热光移相器132的输出端连接v1电压，第二级分光部中2个光波导分支的所述第一热光移相器131的输出端和所述第二热光移相器132的输出端连接的电压分别为v2电压、v3电压，第三级分光部中4个光波导分支的所述第一热光移相器131的输出端和所述第二热光移相器132的输出端连接的电压分别为v4电压、v5电压、v6电压、v7电压，v1电压连接的两个热移相器电阻为r1，v2电压连接的两个热移相器电阻为r2，v3电压连接的两个热移相器电阻为r3，v4电压连接的两个热移相器电阻为r4，v5电压连接的两个热移相器电阻为r5，v6电压连接的两个
热移相器电阻为r6，v7电压连接的两个热移相器电阻为r7，r1至r7的电阻值均为r。
41.以下以本发明图3实施例中光波导相控阵芯片为例说明本发明光波导相控阵芯片的工作原理。
42.每一光波导分支中所述第一光波导和所述第二光波导之间的相位差δφk与所加电压vk的关系为：
43.公式一：
44.其中a为第一系数，所述第一系数a由波导材料、结构的性质决定，可通过测量得出，此系数为业内公知，在此不再赘述。由公式一可推倒出公式二。
45.公式二：
46.其中，v0为预设电压，vk为同一级光波导分支中所述第一热光移相器131和所述第二热光移相器132所连接的电压，rk为同一个控制电压vk所连接的所述第一热光移相器131和所述第二热光移相器132的电阻，k取1～7，δφ1～δφ7分别指v1～v7连接移相器之间的相位差,即δφ1指v1电压端连接的2个移相器之间的相位差，δφ2指v2电压端连接的2个移相器之间的相位差，δφ3指v3电压端连接的2个移相器之间的相位差，δφ4指v4电压端连接的2个移相器之间的相位差，δφ5指v5电压端连接的2个移相器之间的相位差，δφ6指v6电压端连接的2个移相器之间的相位差，δφ7指v7电压端连接的2个移相器之间的相位差。
47.由公式一可知，由于上下两臂相位的vk2项相减抵消，最终其相位差δφk跟所施加的电压vk成线性关系。可以通过调节电压v1～v7使得每个分光器后两臂之间相位差依次为δφ1正比于4dφ，δφ2和δφ3分别正比于2dφ，δφ4、δφ5、δφ6和δφ7分别正比于dφ，最终使得第三级分光部八路光波导输出光的相位变化经过3级叠加后从下至上依次为0、dφ、2dφ、3dφ、4dφ、5dφ、6dφ、7dφ，即各波导之间具有固定相位差dφ。本发明的光波导相控阵芯片中，光波导的相位变化跟所需提供的控制电压变化成线性关系，方便了光波导相控阵芯片的控制。并且当分光部级联数增加至4级或4级以上时，所需要管脚数相对于现有技术光学相控阵芯片的管脚数更少，更简化了相控阵的控制。虽然以本实施例以8路相控阵为例，但是本发明不局限于此，还可以拓展为m路，m为偶数。当相控阵列里的光路数量增加时，如64路或128路或更多路，传统相控阵及其控制会更加复杂，则本发明光波导相控阵芯片有益效果会更加突出。
48.图4为本发明另一些实施例中光波导相控阵芯片的示意图。参照图4，所述光波导相控阵芯片中，第一级分光部的光波导分支中所述第一热光移相器131的输出端和所述第二热光移相器132的输出端连接v1电压，第二级分光部中2个光波导分支的所述第一热光移相器131的输出端和所述第二热光移相器132的输出端均连接v2电压，第三级分光部中4个光波导分支的所述第一热光移相器131的输出端和所述第二热光移相器132的输出端均连接v3电压。v1电压连接的两个热移相器电阻为r1，v2电压连接的两个热移相器电阻为r2，v3电压连接的两个热移相器电阻为r3，r1、r2和r3的值均为r。
49.本发明图4的实施例中光波导相控阵芯片的工作原理为：
50.所述公式一中的vk为v1～v3，每级分光后上下两臂的相位差正比于该级上施加的电压，δφ1～δφ3分别指v1～v3连接移相器之间的相位差,即δφ1指第一级分光部中2个
移相器之间的相位差，δφ2指第二级分光部中的同一分光波导分支下2个移相器之间的相位差，δφ3指第三级分光部中的同一光波导分支下2个移相器之间的相位差。可以通过调节电压v1、v2和v3使得三级分光后两臂之间相位差依次为δφ1
∝
4dφ,δφ2
∝
2dφ，δφ3
∝
dφ，最终使得第三级分光部八路光波导输出光的相位变化经过3级叠加后从下至上依次为0、dφ、2dφ、3dφ、4dφ、5dφ、6dφ、7dφ，即各波导之间具有固定相位差dφ。本发明光波导相控阵芯片中，光波导的相位变化跟所需提供的控制电压变化成线性关系，方便了光波导相控阵芯片控制，并且所需要管脚数减小，简化了相控阵的控制。
51.图5为本发明又一些实施例中光波导相控阵芯片的示意图。参照图5，所述光波导相控阵芯片中，3级所述分光部的光波导分支中所述第一热光移相器131的输出端和所述第二热光移相器132的输出端均连接v1电压。第一级分光部中所述第一热光移相器131和所述第二热光移相器132的电阻值均为r，第二级分光部中所述第一热光移相器131和所述第二热光移相器132的电阻值均为2r，第三级分光部中所述第一热光移相器131和所述第二热光移相器132的电阻均为所述第2级分光部中所述第一热光移相器131电阻的2倍，即第三级分光部中所述第一热光移相器131和所述第二热光移相器132的电阻均为4r。
52.本发明图5的实施例中光波导相控阵芯片的工作原理为：
53.所述公式一种vk为v1，第一级分光部、第二级分光部和第三级分光部上的热光移相器电阻值分别为r、2r和4r，δφ1～δφ3分别指v1～v3连接移相器之间的相位差,即δφ1指第一级分光部中2个移相器之间的相位差，δφ2指第二级分光部中的同一分光波导分支下2个移相器之间的相位差，δφ3指第三级分光部中的同一光波导分支下2个移相器之间的相位差，以保证仅用一个控制电压使三级分光后两臂之间相位差依然为δφ1
∝
4dφ，δφ2
∝
2dφ，δφ3
∝
dφ，最终使得第三级分光部中八路光波导输出光的相位变化经过3级叠加后从下至上依次为0、dφ、2dφ、3dφ、4dφ、5dφ、6dφ、7dφ，即各波导之间具有固定相位差dφ。各级所有热光移相器的控制电压可以接到同一个管脚，即由一个电压v1控制，更加简化了光波导相控阵芯片的控制，进一步减少了管脚数目。
54.一些实施例中，同一所述光波导分支中所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接的电压为dc电压与可调电压的和，所述dc电压用于设置初始相位，所述可调电压用于产生相位变化进而控制相控阵的光束扫描。
55.一些具体的实施例中，同一级光波导分支中所述第一热光移相器131和所述第二热光移相器132所连接的电压vk为一个dc电压vk_0加上一个可调电压vk_t，即vk＝vk_0+vk_t，k为正整数，vk_0是一个dc电压，可以用于设置初始相位，用于相控阵的初始状态校准。vk_t是一个可调电压，用于产生相位变化进而控制相控阵的光束扫描。每个分光部中上下两臂的相位差与vk_t是线性关系。相较于本技术图1中的传统方案，在加有初始相位校准电压情况下，控制电压的加载方法简化，传统方案的控制电压依赖于初始相位的大小，因为相位差跟控制电压不是线性关系，不同初始相位所产生的非线性系数各不相同，比较繁琐复杂。
56.本发明还提供所述光学相控阵芯片的控制方法，所述控制方法包括，控制同一级分光部中相邻所述第一波导和所述第二波导之间输出波导的相位差均相同，且当n大于1时，前一级分光部中相邻所述第一波导和所述第二波导之间输出波导的相位差是后一级分光部中相邻所述第一波导和所述第二波导之间输出波导的相位差的2倍。
57.一些实施例中，通过调节同一级分光部中所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接的电压，来控制同一级分光部中相邻所述第一波导和所述第二波导之间输出波导的相位差，其中，所述调节同一级分光部中所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接的电压包括以下步骤，
58.所述预设电压的平方除以所调节的同一级分光部中所述第一热光移相器的电阻作为第一数据；
59.同一级分光部中相邻所述第一波导和所述第二波导之间输出波导的相位差除以第一系数的商作为第二数据；
60.所述第一数据减所述第二数据的差作为第三数据；
61.所调节的同一级分光部中所述第一热光移相器的电阻除以所述预设电压的2倍作为第四数据；
62.所述同一级分光部中所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接的电压为所述第四数据与所述第三数据的乘积。
63.一些实施例中，每一光波导分支中所述第一光波导和所述第二光波导之间的相位差δφk与所加电压vk的关系为：
64.公式一：
65.其中a为第一系数，所述第一系数a由波导材料、结构的性质决定。由公式一可推倒出公式三。
66.公式三：
67.其中，v0为预设电压，vk为同一级光波导分支中所述第一热光移相器131和所述第二热光移相器132所连接的电压，rk为同一个控制电压vk所连接的所述第一热光移相器131和所述第二热光移相器132的电阻，k取正整数。
68.由公式三可知，通过调节同一级分光部中所述第一热光移相器的第二端和所述第二热光移相器的第二端连接的电压vk，控制同一级分光部中相邻所述第一波导和所述第二波导之间输出波导的相位差δφk。
69.本发明光波导相控阵芯片的控制方法，使光波导的相位变化跟所需提供的控制电压变化成线性关系，方便了光波导相控阵芯片控制，并且所需要管脚数减小，简化了相控阵的控制。
70.本发明还提供一种光波导相控阵系统。图6为本发明一些实施例中光波导相控阵系统的示意图。参照图6，本发明的光波导相控阵系统包括控制电路5和依次连接的光源2、所述光学相控阵芯片1、发射器3、光学组件系统4，所述控制电路5分别与所述光源2和所述光学相控阵芯片1连接，用于控制光的发射和控制光相位。本发明的光波导相控阵系统包括的光波导相控阵芯片，使光波导的相位变化跟所需提供的控制电压变化成线性关系，方便了光波导相控阵芯片控制，并且所需要管脚数减小，简化了相控阵的控制。
71.一些实施例中，所述光波导相控阵系统全部集成在同一个芯片上。另一些实施例中，所述光波导相控阵系统部分在同一个芯片上。
72.一些实施例中，光源通过异质集成或混合集成方式集成在光波导相控阵芯片内。
另一些实施例中，光源是外置光源，通过耦合将光引入光波导相控阵芯片。
73.一些实施例中，控制电路跟光波导相控阵集成在同一个芯片上。另一些实施例中，光波导相控阵外置电芯片或电路板。
74.一些实施例中，发射器是一维阵列。另一些实施例中，发射器通过波导走线形成二维阵列或三维阵列。所述发射器包括但不限于波导、波导光栅或布拉格反射镜。
75.一些实施例中，光学组件系统包括但不限于透镜、棱镜、凹面镜、谐振腔、滤波器、放大器或衰减器。
76.一些实施例中，所述光波导相控阵系统可以不包括光学组件系统。
77.一些实施例中，所述光波导相控阵所在的集成材料平台包括但不限于硅、绝缘体上硅、蓝宝石上硅、二氧化硅、氧化铝、磷化铟、铌酸锂或聚合物。
78.一些实施例中，所述光波导相控阵的波导类型包括但不限于通道波导、脊波导、缝隙波导、扩散波导或光子晶体波导。
79.一些实施例中，波导材料是同一种材料，另一些实施例中，波导材料是不同区间使用不同种材料。
80.一些实施例中，所述相控阵的工作波长范围包括但不限于可见光波段、o波段、e波段、s波段、c波段、l波段、u波段、中红外波段。
81.一些实施例中，所述相控阵的工作波长可以是同一个固定波长，也可以是可调波长。
82.一些实施例中，所述热移相器的加热电阻材料包括但不限于氮化钛、掺杂硅或钨。
83.一些实施例中，所述分光部的分光器件包括但不限于多模干涉分光器、定向耦合器、弯曲耦合器、绝热分光器、y型分支、三叉戟耦合器、光子晶体耦合器、超材料耦合器。
84.一些实施例中，所述热移相器的电阻r、2r或4r的要求，可以有一定的容差范围可以接受，即在电阻有少量偏差情况下所述光学相控阵芯片及系统依然能有效工作。
85.一些实施例中，所述相控阵的应用领域包括激光雷达、光束控制、光学传感、光学互连、自由空间光通信、光存储或光计算。
86.虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。