光开关制造技术

光开关包括：输入端口；输出端口；以及空间光调制部，射入来自输入端口的光信号，并将该光信号向已选择的输出端口偏转，在空间光调制部中设定与射入光的波前的曲率半径相同曲率半径的相位分布和用于使偏转的光信号耦合向输出端口的相位分布重叠的相位分布。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于光通信网络的波长选择开关。
技术介绍
由于因特网等数据通信网络的爆炸式普及，逐渐提高了对光通信网络的大容量化的要求。虽然已实用化了用于应对这样的网络需求的扩大的波分复用通信，但近年，按每一波长进行的路径变换成为可能的波长选择开关(WSS：Wavelength Selective Switch)的需求也逐年提高。作为现有的波长选择开关，存在专利文献1中所公开的波长选择开关。图10是表示专利文献1中公开的波长选择开关的一个例子的图。在图10中，从输入输出光纤1～10中的任一根，输入的波分复用信号沿着以实线表示的去路的光路28发散并传输，由凹面镜12变换成平行光，沿着去路的光路27射入到衍射光栅14。射入到衍射光栅14的波分复用信号通过衍射光栅14被角色散，按每一波长往不同的方向进行衍射，向光路23的实线的方向进行传输。传输的光信号通过柱面透镜13，在图10的纸面垂直方向上形成聚光束，并射入到凹面镜12。此时，在波长分波方向(图10的纸面水平方向)上作为平行光射入，在开关轴方向(图10的纸面垂直方向)上作为会聚光束射入，在凹面透镜13上结成光束腰。然后，从凹面镜12反射的光信号接着在图10的纸面垂直方向上形成发散光束并传输，再次射入到柱面透镜13上变换成平行光，射入到空间偏转元件15。另一方面，在波长分波方向(图10的纸面水平方向)上形成聚光束并通过凹面镜12被反射，就此原样不变地传输向空间偏转元件15方向。现有技术文献专利文献专利文献1：US7092599B
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在专利文献1的光学系统中，从输入输出光纤1～10到空间偏转元件15的距离为凹面镜12的焦距的4倍。也就是说，具有柱面透镜13的约2倍的距离。由于该距离长，因此限制了波长选择开关整体的光学系统的大小。即，无法实现光开关的小型化。图15A以及图15B是用于说明现有的波长选择开关的切换原理的图，图15BA表示对应输入的相位变化情况，图15B表示高级衍射光产生的情况。现有的波长选择开关在空间相位调制元件上由像素化后的相位调制元件(一般为LCOS：Liquid Crystal On Silicon)构成，能对各个像素设定0～2π为止的相位。通过该设定的相位，将射入的光信号的相位按每一位置进行调制(移动)并反射。现有的波长选择开关如图15A所示，相位对应位置进行线形变化，通过该以相位振幅为2π进行折曲的锯齿波来实施相位调制而实现切换。然而，由于该切换方式由于锯齿波的不完整性而在2π→0的相位变化时，相位连续变化，因此产生高级衍射光。图15B的例子表示对应空间相位调制元件15的傅里叶面的情况，即高级衍射光的产生的情况。换而言之，其为空间频率轴上的情况。在图15B中，一级衍射光为主信号，在该位置上配置有例如输出端口1～10。与此相对，由于显示为二级光的部分形成高级衍射光，造成串扰，因此无法在二级光的位置配置输出端口。二级衍射光在2倍于从零级衍射光到一级衍射光的距离的位置处产生。因此，能配置端口的区域受区域A的范围所限。换而言之，由于在内角侧的区域D的范围内无法配置端口，因此端口数减半。也就是说，在确定了需要的端口数的情况下，需要设置固定量的区域A，区域D也必须设置成与区域A相同的宽度。因此，端口方向(图15B的X方向)的宽度最少也需要达到区域A的2倍。该X方向决定波长选择开关的高度，会存在模块增高的问题。因此，本专利技术鉴于上述的情况而完成，其目的在于，提供一种可小型化的光开关。用于解决问题的技术方案为了解决上述问题，本专利技术包括：至少一个输入端口；至少一个输出端口；以及空间光调制部，射入来自所述输入端口的光信号，并将该光信号向所述输出端口中的已选择的输出端口偏转，在所述空间光调制部中设定补偿所述光信号射入时的波前的曲率半径的相位分布和用于使所述偏转的光信号耦合向所述输出端口耦合的相位分布重叠的相位分布。此处，所述已选择的输出端口的端部还可以配置于所述被反射的光信号的主光线上。所述输入端口以及所述输出端口还可以形成于基板上的光波导内。在本专利技术中，还可以进一步包括：配置于所述空间光调制部与所述输入端口以及所述输出端口之间的光学透镜。所述光学透镜和所述空间光调制部之间的距离还可以设定为与该光学透镜的焦距相同。所述光学透镜与所述输入端口以及所述输出端口之间的距离还可以设定为与射入到所述空间光调制部的光信号所对应的虚拟光束腰的瑞利长度不同。在本专利技术中，还可以进一步包括：配置于所述空间光调制部与所述输入端口以及所述输出端口之间的分光元件。还可以设置成，所述输入端口与所述输出端口设置于同一直线上，所述分光元件的分光面与所述直线沿着所述分波面的法线配置。或者，还可以在形成于所述光波导内的所述输入端口以及所述输出端口处配置光定向耦合器、多模干涉耦合器、马赫曾德尔干涉仪等，在从它们分路后的端口处，也可以设置光接收元件。射入到所述空间光调制单元时的波前的曲率还可以设置成非无限大，而为有限值。在所述空间光调制部设定与所述光信号射入到所述空间光调制部时的波前的曲率半径相同曲率半径的相位分布和当所述光信号射出所述空间光调制部时，使所述光信号的主光线朝向所述已选择的输出端口的方向的相位分布重叠的相位分布的基础上，进一步，设定遍及所述空间光调制部整面赋予固定的相位的相位分布。以设定于所述光空间光调制单元的相位的非理想点在射入到所述空间光调制单元的光信号的强度分布中使加权贡献度变为最小的方式，确定所述固定相位也可以。专利技术的效果根据本专利技术，可实现波分复用通信中进行波长切换的光开关的小型化。与现有的方式相比，可使开关端口数倍增。进一步，还可以降低由于空间光调制元件的不完整而导致的串扰的恶化。附图说明图1是用于说明现有的普通光开关中的切换方向的光路的图。图2是用于说明第一实施方式的光开关中的切换方向的光路的图。图3是用于说明作为图2的空间光调制部的LCOS上的相位分布的图。图4是用于说明利用形成于光波导基板上的输入输出端口的例子的图。图5是用于说明第二实施方式的光开关中的切换方向的光路的图。图6是表示在第二实施方式的光开关中，包括输入端口以及输出端口的光波导的结构例的图。图7是用于说明第三实施方式的光开关中的切换方向的光路的图。图8A是表示在第四实施方式的光波长选择开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光开关，其特征在于，包括：至少一个输入端口；至少一个输出端口；以及空间光调制部，射入来自所述输入端口的光信号，并将该光信号向所述输出端口中的选择的输出端口偏转，在所述空间光调制部中设定有与所述光信号射入时的波前的曲率半径相同曲率半径的相位分布和用于使所述偏转的光信号耦合向所述输出端口的相位分布重叠的相位分布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.30 JP 2012-190405;2012.12.07 JP 2012-268661.一种光开关，其特征在于，包括：
至少一个输入端口；
至少一个输出端口；以及
空间光调制部，射入来自所述输入端口的光信号，并将该光信号向所述输
出端口中的选择的输出端口偏转，
在所述空间光调制部中设定有与所述光信号射入时的波前的曲率半径相同
曲率半径的相位分布和用于使所述偏转的光信号耦合向所述输出端口的相位分
布重叠的相位分布。
2.根据权利要求1所述的光开关，其特征在于，
射入到所述空间光调制部时的所述波前的曲率半径为有限值。
3.根据权利要求2所述的光开关，其特征在于，
还包括：配置于所述空间光调制部与所述输入端口以及所述输出端口之间
的光学透镜。
4.根据权利要求3所述的光开关，其特征在于，
所述光学透镜和所述空间光调制部之间的距离被设定为与该光学透镜的焦
距相同，并且，
所述光学透镜与所述输入端口以及所述输出端口之间的距离被设定为与射
入到所述空间光调制部的光信号所对应的虚拟光束腰的瑞利长度不同。
5.根据权利要求4所述的光开关，其特征在于，
所述输入端口以及所述输出端口形成于基板上的光波导内。
6.根据权利要求5所述的光开关，其特征在于，
还包括：配置于所述空间光调制部与所述输入端口以及所述输出端口之间
的分光元件。
7.根据权利要求6所述的光开关，其特征在于，
所述输入端口与所述输出端口设置在同一直线上，所述分光元件的分光面
与所述直线沿着所述分波面的法线配置。
8.根据权利要求7所述的光开关，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木贤哉，石井雄三，叶玉恒一，妹尾和则，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP