用于多次经过光学信道监视器的光学器件制造技术

光学设备可以包括色散元件。该光学器件可以包括反射光学器件，以反射具有垂直于色散元件色散方向的固定偏移量和色散元件色散方向的负偏移量的光束。反射光学器件可以与色散元件对准，以相对于色散元件偏移光束，并使光束在多次经过中穿过色散元件，在多次经过中的每一次都偏移光束。一次都偏移光束。一次都偏移光束。

【技术实现步骤摘要】
用于多次经过光学信道监视器的光学器件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求2020年12月28日提交的，标题为“MULTI
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PASS HIGH RESOLUTION SPECTROMETER”的美国临时专利申请第63/131,181号的优先权，其在先申请的公开内容被认为是本专利申请的一部分，并通过引用结合到本专利申请中。


[0003]本专利技术总体上涉及一种反射光学器件和一种光学装置，该光学装置包括与色散元件和微机电系统(MEMS)元件对准的反射光学器件，以使光束在多次经过时穿过色散元件和MEMS元件，光束具有在色散元件的色散方向上施加的固定垂直偏移量和在多次经过中的每一次时施加的光谱反转。

技术介绍

[0004]光信道监视器(optical channel monitor：OCM)是能够测量光信号的波长信道中的光功率的设备。OCM可以连接到光网络中的一个点，以便测量例如该点处的光信道的功率、频率和其他特性。在一些情况下，OCM可以扫描多个波长信道，以便测量多个信道中的光功率(例如，在一个波长范围内)。例如，OCM可用于监视波分复用(WDM)系统中的信道，在该系统中，波长信道被复用成公共载波信号，以在光网络上传输(例如，密集波分复用(DWDM)系统，其中波长信道以50千兆赫(GHz)的频率间隔开，以及其他示例)。

技术实现思路

[0005]根据一些实施方式，光学设备可以包括色散元件。该光学器件可以包括反射光学器件，用于反射具有垂直于色散元件的色散方向的固定偏移量和在色散元件的色散方向上的负偏移量的光束。反射光学器件可以与色散元件对准，以相对于色散元件偏移光束，并使光束在多次经过时穿过色散元件，在多次经过的每一次时偏移光束。
[0006]根据一些实施方式，一种方法可以包括：在光信道监视器的输入端口处接收光束；由光信道监视器的反射光学器件引导光束多次经过光信道监视器的色散元件，其中每次经过根据反射光学器件的固定垂直偏移量而偏移；和基于引导所述光束多次经过所述色散元件，由所述光信道监视器确定所述光束的特性。
[0007]根据一些实施方式，反射光学器件可以包括多个棱镜面。多个棱镜面可以相对于彼此成角度，以在光路中相对于经过反射光学器件的至少一个其他光路在经过反射光学器件的至少一个光路中产生固定垂直偏移量。多个棱镜面可以相对于彼此成角度，以在至少一个光路中引起光谱反转。
附图说明
[0008]图1A
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1C是本文描述的示例光学设备的示意图。
[0009]图2A和2B是本文描述的示例光学器件的示意图。
[0010]图3A
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3C是本文描述的示例光路的示意图。
[0011]图4是与引导光束通过本文描述的光学设备相关的示例过程的流程图。
具体实施方式
[0012]示例实施方式的以下详细描述参考了附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。
[0013]如上所述，光学信道监视器(OCM)或分光计可用于测量光束的特性。OCM的光谱分辨率可以用具有单个被测量频率的光谱形状的频率宽度ΔF来表示，例如当测量激光时。较窄的被测量频率对应于较高的光谱分辨率。光谱分辨率可以根据被测量的频率(F)定义为F/ΔF。传统的OCM可以用于覆盖大约191太赫兹(THz)到196THz的C波段，这可以产生大约5000千兆赫(GHz)的期望光谱范围。给定一个频率宽度，对于一个大约20GHz的传统OCM，一个传统的OCM可以在覆盖的C波段中分辨大约250个不同的频率。
[0014]因此，调谐元件，其可以是微机电系统(MEMS)元件，例如OCM的MEMS反射镜，将具有被选择来分辨250个不同光束位置的尺寸和倾斜角。为了实现调谐元件的这个范围，反射镜尺寸和倾斜角的乘积要大于250λ/2，其中λ是C波段中的光的波长。对于例如1000微米(μm)的反射镜尺寸和1.55μm的波长(在C波段的中心处大约为193THz)，得到的倾斜角至少为11度(或者对于可以倾斜到正角度和负角度的反射镜为+/
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5.5度)。对于覆盖较大波段的OCM，例如覆盖C波段(191THz至196THz)和L波段(184THz至191THz)的OCM，调谐元件可能需要更大的倾斜角和/或反射镜尺寸。增加倾斜角和更大的反射镜可能导致制造困难。此外，随着通信密度的增加，小型化可能会阻止使用具有相对较大的反射镜或相对较大的部件的光学设备来实现增加的倾斜角。因此，可能希望光学设备以较小的形状因子实现高光谱分辨率。
[0015]本文描述的一些实施方式使得OCM或分光计能够具有紧凑的形状因子和高光谱分辨率。例如，光学设备可以包括反射元件，以在多次经过时将光束反射通过衍射元件和MEMS反射镜，每次经过按一偏移量而分开。通过多次将光束反射经过衍射元件和MEMS反射镜，光学装置实现了增加的光谱分辨率，而不会伴随反射元件尺寸的增加和/或伴随反射元件可实现的倾斜角的增加。类似地，可以使用尺寸减小的反射元件和/或通过减小的可实现倾斜角的反射元件来实现给定的光谱分辨率。类似地，给定光谱分辨率或给定尺寸下的频率范围可以通过使用多次经过来增加，如本文所述。光学器件可以以垂直于色散元件的色散方向的固定偏移量和光谱反转(spectral inversion)来反射光束，从而能够在光学器件中在输出光和输入光之间进行分离。结果，除了其他示例之外，光学设备能够实现增加的光谱分辨率或减小的形状因子。
[0016]图1A
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1C是示例光学设备100的示意图。如图1A所示，示例光学设备100包括反射光学器件110、透镜120、衍射光栅130和MEMS反射镜140。
[0017]反射光学器件110可以包括一个或多个部件，以将光束反射经过衍射光栅130和MEMS反射镜140。例如，反射光学器件110可以包括反射器阵列(例如，回射器阵列)、角立方体反射器或回射器、棱镜(例如，具有反射表面)、回射棱镜、一组回射棱镜、折射器(例如，具有折射表面的棱镜)、折射器阵列或反射镜等。反射光学器件110可以在第一次经过时接收入射光束，并且按照反射光束的一横向偏移量和光束光谱的反转来反射入射光束。在一些实施方式中，横向偏移量可以是固定的垂直偏移量。例如，反射光学器件110可以多次反射
入射光束，使得反射光学器件使得入射光束在垂直于衍射光栅130的色散方向的方向上偏移固定的量。这样，输出光(相对于反射光学器件110)可以与输入光(相对于反射光学器件110)分离。在一些实施方式中，光谱反转可以是在反射光学器件110的每次反射时(对应于每次经过衍射光栅130和MEMS反射镜140)施加的光束的负偏移量。以这种方式，不同路径上的光避免了在通过衍射光栅130时被重新折叠成单个点(例如，在波长选择开关中可能会出现这种情况，在经过衍射光栅的不同光路上的光束之间不发生光谱反转)。此外，以这种方式，反射光学器件110在每次经过时使色散加倍，从而通过消除对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学装置，包括:色散元件；和反射光学器件，用于反射具有垂直于色散元件的色散方向的固定偏移量和在色散元件的色散方向上的负偏移量的光束，其中反射光学器件与色散元件对准，以相对于色散元件偏移光束，并使光束在多次经过时穿过色散元件，在多次经过的每一次时偏移光束。2.根据权利要求1所述的光学设备，其中，所述色散方向上的负偏移量被配置为引起光谱反转。3.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述光学设备是光学信道监视器或分光计中的至少一个。4.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述色散元件包括衍射光栅。5.根据权利要求1所述的光学设备，进一步包括:微机电系统在色散元件和反射光学器件的光路中倾斜反射镜。6.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述反射光学器件包括反射棱镜。7.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述反射光学器件包括多个反射棱镜。8.根据权利要求1所述的光学设备，其中所述反射光学器件包括具有折射面的棱镜。9.根据权利要求1所述的光学设备，进一步包括:在色散元件和反射光学器件的光路中的透镜。10.根据权利要求1所述的光学设备，其中，所述反射光学器件被配置为在所述反射光学器件的连续反射中引起垂直方向上的光束偏移抵消。11.一种方法，包括:在光信道监视器的输入端口处接收光束；由光信道监视器的反射光学器件引导光束多次经过光信道监视器的色散元件，其中每次经过根据反射光学器件的固定垂直偏移量而偏移；和基于引导所述光束多次经过所述色散元件，由所述光信道监视器确定所述光束的特性。12.根据权利要求11所述的方法，其中引导光束经过色散元件包括:在多次经过中的第一次经过时将光束引导经过色散元件；基于在第一次经过时...

【专利技术属性】
技术研发人员：P科尔伯恩，
申请(专利权)人：朗美通经营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：