可重构光学上下路模块装置制造方法及图纸

提供了一种全光波长上下路交换。包括至少一个输入端口和至少一个输出端口的多个光学端口每个被光学地耦合到各色散元件。当多信道光学信号输入通过输入端口，各信道的光束在依赖于其波长的角度上重色散元件出现。从色散元件出现的光束通过体光学元件，所述体光学元件将各光束朝向多个路由或者开关元件的每个改向各光束，每个所述路由或者开关元件用于通过体光学元件朝向耦合到所选择的输出端口的所选择的色散元件改向各光束。（*该技术在2023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DWDM光纤远程通讯领域，尤其涉及全光学开关领域。所述装置提供全光学波长相关可调交换功能。
技术介绍
在1990年早期出现的DWDM光纤远程通讯系统使得点对点通讯链接上的传输容量有了显著的提高。这通过将大量的独立调制的不同波长的光束多路复用到相同的光纤上来实现。现在安装的典型系统在100GHz、50GHz或者更窄的信道间隔上具有64或者更多的精确对齐到ITU-T标准化光栅的信道。调制速度通常是10Gb/s，在实验室试验中达到了40Gb/s，获得每秒几兆兆位的数量级传输到单个光纤的总容量并不罕见(S.Bigo，Optical Communication conference，WX 3，Anaheim，2002)。同时，电交换容量以相当缓慢的速度增长，单级中最大的电矩阵的典型限值是640Gb/s。此外，在大多数的交换节点上，较大比率的通信(70％)是只通过节点的远程通信。因此，光学装置具有较大的吞吐量和局部可调下降能力是有利的。此装置在本领域中被称为可重构光学上下路模块(ReconfigurableOptical Add-Drop Module)或者ROADM。(J.Lacey，Optical FiberCommunication conference，WT，Anaheim，2002)。ROADM通常包括用于接收DWDM信号的输入端口、用于特快通信的输出端口和至少一个添加或者下路端口，所述添加或者下路端口用于添加或者降低波长信道以进行局部处理。这通常通过下列后续步骤实现解复用到达的DWDM输入、提供多个开关装置来路由单个信道至输出特快信道或者上下路端口、并将特快信道多路复用到单个输出端口。一些ROADM具有多路复用上下路端口，一些提供完全解复用上下路端口。本领域普通技术人员公知的是，多路复用/解复用技术可以用许多不同的方式进行。串联滤光器实施例(光纤布拉格光栅、薄膜滤光器、光纤Mach Zehnder栅、双折射滤光器等)通常由于插入损耗的损害而在波长信道的数目上受到限制。因此，当前具有较大数目波长信道的ROADM应用开发的首选的两个解决方案是基于并行波长滤波或者是使用体衍射光栅的自由空间实施例或者是使用AWG(阵列波导光栅)的波导实施例。自由空间光学器件实施方式通常包括光纤端口、透镜元件、一个体衍射(bulk diffraction)光栅和开关装置的阵列。例如，来自纽约州科宁的科宁公司提供基于液晶开关元件的装置。尽管显示了优越的光学性能，自由空间光学器件解决办法由于多个高精度的光学元件的极严格的对准公差而通常比较昂贵。此外，这些元件的相对定位必须在需要很好的光机械设计的较宽范围的环境条件上得到维持。在加州阿纳海姆2002年3月在OFC’02上所发表的论文PD FB 7提供了一种波长选择交换，如图11中的示例中所示出的那样。所述交换包括输入耦合光学器件1200、开关元件1202、主透镜1204和单个衍射光栅1206。不利的是，在此实施例中，只有衍射光栅1206的服务的较小部分位于主透镜1204的焦平面中。这防止了来自所有端口的光束位于焦点上。另一方面，集成光学器件解决办法可以维持放置到相同的衬底上的不同元件的相对定位。有两种主要的方法来在波导中执行并行波长解复用或者使用AWG或者使用分级光栅，前者由于在波导衬底中制造高精度衍射光栅的难度而到目前为止是更广泛使用的器件。Bragg光栅出于此目的也被使用。AWG由Dragone通过将色散阵列波导(M.K.Smit，Electronics Letters，Vol.24，pp.385-386 1988)和输入和输出“星形耦合器”(C.Dragone Dragone，IEEE Photonics Technology Letters，Vol.1，No.8，pp.241-243，August 1989)组合而专利技术(C.Dragone，IEEE Photonics Technology Letters，Vol.3，No.9，pp.812-815，September 1991)。AWG可以既作为DWDM解复用器和作为DWDM多路复用器工作，这由Dragone在美国专利5,002,350(1991年3月)中提出。集成光学器件ROADM因此包括用于解复用输入的DWDM流的输入AWG、用于将被解复用的信道路由到特快路径或者下路端口上的阵列开关装置，以及用于多路复用输出特快DWDM流的输出AWG。由于AWG滤波功能的周期属性，这就可能只使用一个AWG来执行具有回送的ROADM功能(O.Ishida等，IEEE Photonics Technology Letters，Vol.6，No.10，pp.1219-1221，October 1994)。典型地，集成光学器件ROADM中的互连主要使用引导方式的光学器件来完成，例如使用波导。开关元件可以集成到与AWG相同的衬底上或者被混合使用。所有集成的实施例典型地利用热光学开关(参看诸如C.R.Doerr等，IEEEPhotonics Technology Letters Volume 15，No.1，January 2003，P138-140)，这占据了较大的衬底面积并需要仔细的热管理，最终限制了其可扩展性。集成MEMS波导方法过去也被提出，但是开关元件通常限制到1×2或者2×2，因此也限制了可扩展性(M.Katayama等，Optical Fibre Communicationconference，WX4-1，Anaheim，2001)。这对普通技术人员而言是公知的其中AWG输出波导通过微透镜阵列连接到MEMS开关元件的混合实施例是可能的。但是，这通常导致较差的光谱性能，即，没有较宽的扁平信道形状通频带(R.Ryf等，European Conference on Optical Communciation，PDB.1.5，Amsterdam，2001)。
技术实现思路
根据一个较宽的方面，本专利技术提供了一种装置，包括多个光学端口，其包括用于接收至少一个波长信道的至少一个输入光学端口和至少一个输出光学端口；对各光学端口，各色散元件光学地连接到所述光学端口；具有光功率的体光学元件；多个非透射路由元件；其中对各波长信道输入端口的色散元件和体光学元件朝向各所述多个路由元件之一发散所述波长信道的任何光，以及所述多个路由元件的每个通过所选择的输出端口的各色散元件将通过体光学元件的波长信道的光引导至所述至少一个输出端口的所选择的输出端口，所选择的输出端口通过各路由元件来确定。在一些实施例中，至少一个路由元件也是可控制的，以只改向波长信道的一部分以实现衰减功能。在一些实施例中，至少一个路由元件也是可控制的，以改向所有波长信道以实现信道阻塞(channel block)功能。在一些实施例中，所述至少一个输出端口包括至少两个输出端口。在一些实施例中，至少一个路由元件也是可控制的，以只改向波长信道的一部分以实现衰减功能。在一些实施例中，至少一个路由元件也是可控制的，以改向所有波长信道以实现信道阻塞功能。在一些实施例中，色散元件是透射的并且位于光学端口和具有功率的体光学元件之间。在一些实施例中，各路由元件是静态可配置的以将光引导至各特定的输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：多个光学端口，其包括用于接收至少一个波长信道的至少一个输入光学端口和至少一个输出光学端口；对各光学端口，各色散元件光学地连接到所述光学端口；具有光功率的体光学元件；多个非透射路由元件；其中对各波长信道：输入端口的色散元件和体光学元件朝向各所述多个路由元件之一发散所述波长信道的任何光，以及所述多个路由元件的每个通过所选择的输出端口的各色散元件将通过体光学元件的波长信道的光引导至所述至少一个输出端口的所选择的输出端口，所选择的输出端口通过各路由元件来确定。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯迪塞利耶，艾伦赫纳托，
申请(专利权)人：JDS尤尼菲斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]