本发明专利技术涉及波长选择开关。所述开关包括至少一个ＭＭＩ波导、至少一个马赫泽德波导、至少一个相位控制元件和至少一个布拉格光栅，其中所述马赫泽德波导由所述相位控制元件和所述布拉格光栅构成，而且设置成与所述至少一个ＭＭＩ波导连接。本发明专利技术还包括利用上述的波长选择开关来开关波长信道的方法。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光波长选择开关，更具体地说，涉及用于重定向光网络中波长信道的波长选择开关，其中每个波长信道可以分别重新定向。本专利技术还包括在光网络中开关和增加/撤销波长信道多路复用的方法。已知有许多不同的用于进一步提高现有光网络容量的方法。一种方法是使用所谓的波分多路复用(WDM)技术，以便改进光网络中光纤的可用波长的利用率。为了提高网络的适应性，需要有能够重新定向网络业务的装置。上述用于重新定向业务的装置在尽可能有效利用网络和网络断裂时也更有利。论文“Wavelength Division MultiDlexer with PhotoinducedBragg Gratings Fabricated in a Planar Lightwave Circuit TypeAsymmetric Mach Zehnder Interferometer on Si”(作者Y.Hibinoet a1.)中描述了一种光学元件，其中在马赫泽德干涉仪中使用布拉格光栅和相位控制元件。所述光学元件预定用于波分多路复用和波分多路分用。然而上述的装置不能用作波长选择开关。如果将上述装置用于增加/撤销几个信道，那么需要数目与处理的增加/撤销线对的数目相同的装置。这类装置相当难以制造，即适应性不强。根据现有技术有关波长选择开关的一个问题是它们需要非常大而且复杂的结构或几个元件，这样导致功耗大和成本高。许多已知方法可以用于提高光学传输系统的容量。例如在波分多路复用中传输信道以不同的载波波长多路复用成信息流和从信息流作多路信号分离。所述多路复用和多路分用需要光波长选择开关。可能还需要改变某些波长信道通过光网络的传输路径。为了这一目的，需要具有波长选择性质的组件，例如波长选择开关形式的组件。有关已知波长选择开关的一个问题是它们的大功耗。另一个问题是已知的波长选择开关的结构相当复杂，在目前所知的所有情况下，由相当多的不同元件组成。再一个问题是已知的波长选择开关制造成本相当高，这是因为上述的复杂结构和大量元件。本专利技术利用波长选择开关解决上述问题，所述开关包括至少一个MMI(多模干涉)结构、至少一个布拉格光栅、至少一个马赫泽德波导和至少一个相位控制元件。上述MMI结构用于分光。当正确选择MMI结构的长度时，MMI结构的一个输入上的光强度分布表现在该MMI结构的所有输出端上。关于这一现象的更深入理论在L.B Soldano和E.C.M.Pennings的论文中有介绍，论文名称为“Optical Multi Mode InterferenceDevices Based on Self ImagingPrinciples and Application”，发表在J.Lightwave Technology.Vol.13(4)，pp615-627，1995。布拉格光栅用于滤光。滤光意味着允许某些波长通过，而反射其他波长。可以说布拉格光栅构成一种波长选择反射镜。所述某些波长的反射可以用许多方法实现；这些方法的大部分通常是通过周期性改变波导中基质的折射率实现反射。上述相位控制元件对于某些开关功能和校正处理缺陷是必须的。有几种类型的相位控制元件；然而它们的原理都是通过施加的外部信号(电压、电流、光或热)影响光波长。通常使用所谓的热-光元件，即利用热影响折射率，从而影响波长。根据本专利技术的波长选择开关可以在它的两个连接端包括MMI波导。所述MMI波导可以在它们的自由端包括许多输入，所述输入由例如所谓光信号接入波导构成。在所述MMI波导之间设置有许多马赫泽德波导。这些马赫泽德波导顺次包括许多相位控制元件和许多布拉格光栅。在只想要控制任何传输波长信道的情况下，相位控制元件的数目可以比布拉格光栅的数目多一个。在只对反射波长信道感兴趣的情况下，相位控制元件的数目可以与布拉格光栅的数目相同。对于每个马赫泽德波导布拉格光栅和相位控制元件的数目可以相当。每个包括所述相位控制元件和布拉格光栅的马赫泽德波导可以相同。通过调整MMI波导的形状和尺寸以及马赫泽德波导的长度，利用适当的相位控制元件，可以把光信号从第一MMI波导的输入传播到第二MMI波导的任意输出上。本专利技术的目的是获得一种波长选择开关，它的结构尽可能简单和紧凑，以便与现有技术相比可以降低制造成本。本专利技术的一个优点是可以保持相当低的功耗。本专利技术的另一优点是与现有技术相比它在其他方面例如串扰或类似方面的性能可以提高。下面将通过最佳实施例并参考附图详细描述本专利技术。附图说明图1是根据本专利技术的波长选择开关的实施例；图2是根据本专利技术的波长选择开关的第二实施例。在图1是根据本专利技术的波长选择开关。辅助线A-K表示用于描述本专利技术的截面。在这一实施例中，波长选择开关可以彼此独立地处理四个不同波长。在波长选择开关的第一连接端设置有第一MMI波导，在波长选择开关的另一连接端设置有第二MMI波导20。在这一实施例中第一MMI波导10包括一个或多个接入波导11、12、13、14，第二MMI波导20包括一个或多个接入波导21、22、23、24。在第一MMI波导10和第二MMI波导20之间设置四个所谓马赫泽德波导31、32、33、34。上述每个马赫泽德波导包括四个相位控制元件51、53、55、57和三个布拉格光栅62、64、66。当然上述波长选择开关可以改进为包括N个波长信道，而不是包括上述实施例中所示的四个波长信道。然而，通常为了使得波长选择开关能够彼此独立地处理N个波长信道，它必须包括N×(N-1)个布拉格光栅，N2个相位控制元件和N个接入波导，每个设置成与MMI波导连接。假设光被激励到接入波导11上，接入波导11属于MMI波导10的截面A。选择MMI波导10的长度以便在沿着截面B的MMI波导10获得来自接入波导11的截面A的N个图象光强。然后假设已经选择MMI波导10的结构和尺寸使得获得接入波导中四个图象的原始分布，即N＝4。如果接入波导11、12、13、14正确地设置在MMI波导10中，即如果它们定位正确，而且正确选择马赫泽德臂31、32、33、34的截面尺寸和定位，图象的大部分能量将连接到马赫泽德波导31、32、33、34。如果实现高度均匀，这些图象的最大能量小于沿着截面A的能量的1/N，即在这种情况下小于沿着截面A能量的1/4。如果光改为从接入波导12-14中任何一个沿着截面A激励出，那么强度分布将相差很小。相反，相位关系高度依赖于接入波导，光被从所述接入波导激励到MMI波导。这一与输入接入波导有关的相位关系是组件功能的关键。由于可逆性，在截面B具有相应的相位关系沿着相反方向传播的光，即根据图1从底部向上传播，将聚焦在相应的接入波导上。沿着辅助线D、F和H的截面表示布拉格光栅截面。沿着每个辅助线的布拉格光栅可以是相同的。如果它们相同，那么光栅截面将沿着每个马赫泽德波导31、32、33、34的相应辅助线反射波长。被反射的波长返回到MMI波导10，相位关系由相位控制元件51、53、55确定。例如假设沿着截面D的布拉格光栅反射波长λ1，沿着截面F的布拉格光栅反射波长λ2；那么沿着截面C的相位控制元件51将确定接入波导11-14中哪一个为波长λ2的输出。沿着截面G的情况类似，即沿着所述截面G的相位控制元件55确定接入波导11-14本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于切换光波长信道的波长选择开关，其特征在于它包括至少一个ＭＭＩ波导（１０，２０）、至少两个马赫泽德波导（３１，３２，３３，３４）、对于每个马赫泽德波导的至少一个布拉格光栅（６２，６４，６６）和至少一个相位控制元件（５１、５３、５５、５７），其中所述马赫泽德波导由所述相位控制元件和所述布拉格光栅构成，并设置成与至少一个ＭＭＩ波导（１０，２０）连接。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：T奥古斯特松，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]
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