An optical switching device includes a plurality of input waveguides and output waveguides. Each of the plurality of input waveguides has the first plurality of 1x2 optical switches associated with and extending along it. Each of the plurality of output waveguides has more than 2 1x2 optical switches associated with and extending along it. Each of the first multiple optical switches and the optical switches of the more than 2 optical switch can selectively switch between the through state and the cross state. The input waveguide and the output waveguide are arranged so that the loss of light generated for any wavelength depends only on the length of the segment of the input waveguide and the output waveguide between the adjacent optical switches in the 1x2 optical switch. When the two optical switches are in the described cross state, one of the more than 2 optical switches in the different output waveguides of the output waveguide is coupled to each optical switch light of each of the first multiple optical switches associated with the input waveguide.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用不对称1x2元件的大规模光学开关
技术介绍
行业中存在对大端口数光学开关的需要。这些开关通常被设计为单模,这些开关具有宽的光学带宽和大量输入和输出光纤。存在用于制造较小端口数开关(例如,2x2、4x4、8x8、16x16)的多种实用技术,但这些技术中的大多数在32x32或以上不能很好地扩展。具体地,包括但不限于损耗、串扰、和切换速度的感兴趣的性能参数开始变得更难实现。需要具有128x128端口或更高端口数的开关,其中损耗低并且切换速度比当前一代开关显著地更快。大多数高端口数(例如,大于128)开关使用3DMEMs架构,其中使用2轴倾斜镜来将自由空间光束从一个输入端口引导到第二镜,然后第二镜将光束引导到第二输出端口。由于自由空间中固有的模态传播,这些开关难以在不牺牲切换时间的情况下扩展。这基本上是由于随着端口数的增加需要较大的光束从而镜也更大。
技术实现思路
根据本文描述的主题的一个方面,光切换装置包括多个输入波导和多个输出波导。这些输入波导中的每个具有与其相关联并沿其延伸的第一多个1x2光学开关。这些输出波导中的每个具有与其相关联并沿其延伸的第二多个1x2光学开关。第一多个光学开关和第二多个光学开关中的光学开关中的每个可选择性地在第一状态和第二状态之间切换,使得在第一状态中,每个光学开关允许在与其相关联的输入或输出波导中传播的光不受干扰地继续通过其中传播,而不会遇到1x2开关中的相邻开关之间的任何介入模式扰动结构,并且在第二状态中,每个光学开关将光耦合入或耦合出与其相关联的输入或输出波导。当当两个光学开关都处于第二状态时,与输入波导中的每个相关联的第一多个光学开 ...
【技术保护点】
1.一种光切换装置,包括:多个输入波导,所述多个输入波导中的每个具有与其相关联并沿其延伸的第一多个1x2光学开关;多个输出波导,所述多个输出波导中的每个具有与其相关联并沿其延伸的第二多个1x2光学开关;所述第一多个光学开关和所述第二多个光学开关中的所述光学开关中的每个能够选择性地在第一状态和第二状态之间切换,使得在第一状态中,每个光学开关允许在与其相关联的所述输入或输出波导中传播的光继续不受干扰地通过其中传播,而不会遇到在所述1x2开关中的相邻开关之间任何介入模式扰动结构,并且在第二状态中,每个光学开关将光耦合入或耦合出与其相关联的所述输入或输出波导;以及其中,当两个光学开关都处于所述第二状态时,将与所述输入波导中的每个相关联的所述第一多个光学开关中的每个光耦合到在所述输出波导中的不同一个输出波导中的所述第二多个光学开关中的一个。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.14 US 14/883,0511.一种光切换装置,包括:多个输入波导,所述多个输入波导中的每个具有与其相关联并沿其延伸的第一多个1x2光学开关;多个输出波导,所述多个输出波导中的每个具有与其相关联并沿其延伸的第二多个1x2光学开关;所述第一多个光学开关和所述第二多个光学开关中的所述光学开关中的每个能够选择性地在第一状态和第二状态之间切换,使得在第一状态中,每个光学开关允许在与其相关联的所述输入或输出波导中传播的光继续不受干扰地通过其中传播,而不会遇到在所述1x2开关中的相邻开关之间任何介入模式扰动结构,并且在第二状态中,每个光学开关将光耦合入或耦合出与其相关联的所述输入或输出波导;以及其中,当两个光学开关都处于所述第二状态时,将与所述输入波导中的每个相关联的所述第一多个光学开关中的每个光耦合到在所述输出波导中的不同一个输出波导中的所述第二多个光学开关中的一个。2.根据权利要求1所述的光切换装置,其中,所述1x2开关中的每个包括:可移位光交叉引导部,当所述光交叉引导部与所述1x2开关中的每个分别相关联于的所述输入或输出波导相距第一距离时,所述1x2开关处于所述第一状态,并且当所述光交叉引导部与所述1x2开关中的每个分别相关联于的所述输入或输出波导相距第二距离时,所述1x2开关处于所述第二状态;致动器,用于选择性地使所述可移位光交叉引导部移位,使得其距与其相关联的所述输入或输出波导的距离等于所述第一距离或所述第二距离。3.根据权利要求2所述的光切换装置,其中,所述致动器是基于MEMs的致动器。4.根据权利要求2所述的光切换装置,其中,所述致动器是数字双态致动器。5.根据权利要求2所述的光切换装置,其中,所述致动器是在所述第一状态中锁止的。6.根据权利要求1所述的光切换装置,还包括多个光耦合元件,当两个光学开关处于所述第二状态下时,所述多个光耦合元件每个将与所述输入波导中的每个相关联的所述第一多个光学开关中的一个光耦合到与所述输出波导中的一个相关联的所述第二多个光学开关中的一个。7.根据权利要求1所述的光切换装置,还包括第一平面光波或光子集成回路,在所述第一平面光波或光子集成回路中集成了所述多个输入波导和所述第一多个1x2光学开关。8.根据权利要求7所述的光切换装置,还包括第二平面光波或光子集成回路,在所述第二平面光波或光子集成回路中集成了所述多个输出波导和所述第二多个1x2光学开关。9.根据权利要求7所述的光切换装置,其中,所述第一平面光波或光子集成回路和所述第二平面光波或光子集成回路是在彼此上堆叠的。10.根据权利要求9所述的光切换装置,其中,所述第一平面光波或光子集成回路和所述第二平面光波或光子集成回路是彼此混合地附接的。11.根据权利要求9所述的光切换装置,其中,所述第一光波或光子集成回路和所述第二光波或光子集成回路是彼此单片地集成的。12.根据权利要求9所述的光切换装置,还包括多个垂直耦合器,当两个光学开关处于所述第二状态下时,所述多个垂直耦合器每个将与所述输入波导中的每个相关联的所述第一多个光学开关中的一个光耦合到与所述输出波导中的一个相关联的所述第二多个光学开关中的一个。13.根据权利要求1所述的光切换装置,其中,所述第一多个1x2光学开关和第二多个1x2光学开关中的所述1x2光学开关中的每个在所述第一状态中表现出比在所述第二状态中更低的损耗。14.根据权利要求1所述的光切换装置,还包括控制器,所述控制器用于通过使所述第一多个光学开关中的一个和所述第二多个光学开关中的一个被置于所述第二状态并且使所述第一多个光学开关和所述第二多个光学开关中的所有剩余光学开关被置于所述第一状态,从而选择性地将光从所述输入波导中的任何一个切换到所述输出波导中的任何一个。15.根据权利要求1所述的光切换装置,还包括控制器,所述控制器用于(i)通过使所述第一多个光学开关中的一个和所述第二多个光学开关中的一个被置于所述第二状态,从而选择性地将光从所述输入波导中的第一选择的一个输入波导切换到所述输出波导中的第一选择的一个输出波导,以及(ii)同时通过使所述第一多个光学开关中的另一个和所述第二多个光学开关中的另一个被置于所述第二状态,从而将光从所述输入波导中的第二选择的一个输入波导切换到所述输出波导中的第二选择的一个输出波导,同时(iii)使所述第一多个光学开关和第二多个光学开关中的所有剩余光学开关被置于所述第一状态。16.根据权利要求1所述的光切换装置,其中,所述输入波导和输出波导是空气包层波导。17.根据权利要求1所述的光切换装置,其中,所述输入波导和输出波导是单模波导。18.根据权利要求1所述的光切换装置,其中,所述多个输入波导和输出波导支持以单偏振状态传播的光。19.根据权利要求18所述的光切换装置,还包括:第二多个输入波导,所述第二多个输入波导...
【专利技术属性】
技术研发人员:杰斐逊·L·瓦格纳,
申请(专利权)人:尼斯迪卡有限公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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