用于波长选择开关的可重构端口阵列制造技术

本申请涉及用于波长选择开关的可重构端口阵列。可重构偏振旋转器由非常小的液晶(LC)单元(例如，宽度小于10μm的单元，称为“微单元”)阵列形成，非常小的液晶(LC)单元下文称为“微单元”。每个LC微单元可通过独立的电压输入来寻址，该独立的电压输入独立地控制由相关联的LC微单元执行的偏振旋转。通过将一组相邻微单元定义成保持在相同电压电平，该组可被用于形成用于第一光纤阵列配置的具有适当尺寸的偏振旋转器窗口。当使用不同配置的光纤阵列(例如，具有两倍节距的阵列)时，不同尺寸的一组相邻LC微单元被保持在共同的电压电平，以便形成具有新尺寸的重构的“窗口”。。。

【技术实现步骤摘要】
用于波长选择开关的可重构端口阵列


[0001]本专利技术涉及波长选择开关(wavelength selectable switch，WSS)的实现方式，且更具体地说，涉及在端口接口处使用可重构偏振旋转器(reconfigurable polarization rotator)以适应与各种布局的光纤阵列的连接。
[0002]专利技术背景
[0003]波长选择开关广泛应用于各种光通信系统中，且已经被发现是可重构光分插复用器(ROADM)中普遍存在的组成部分。随着典型WSS的实现方式的发展，在输入/输出端口和实际开关元件之间的接口处已经包括偏振分集部件(polarization diversity component)，以减少切换过程中与偏振相关的损耗。
[0004]基本偏振分集部件采用与偏振旋转器(半波片)结合使用的双折射走离板(walk
‑
off plate)的形式。走离板在输入信号的正交偏振之间构建空间分离，其中偏振旋转器被定位成拦截其中一个光束并将其偏振旋转90
°
。由于两个光束现在呈现相同的偏振态，WSS内偏振相关损耗的可能性显著降低。
[0005]一维光纤阵列通常用于支持多个光信号与WSS的各个端口的耦合。虽然可以为WSS的每个端口使用小尺寸的、单独的双折射走离板和偏振旋转器，但优选的配置使用单个、单片式走离板和单个、单片式偏振旋转器的组合以并行地操作所有光束。偏振旋转器形成为具有90
°
旋转和0
°
旋转的交替“窗口”，每对窗口的尺寸被设定成与耦合光纤阵列中的相关联的光纤对齐(align)。在功能上，每个偏振旋转器窗口的固定尺寸和位置决定了可以耦合到WSS的光纤阵列的物理尺寸。从而，如果光纤阵列布置有任何后续变化(例如，具有不同节距(pitch)的阵列，或在输入端口和一组输出端口之间具有间隙的阵列)，则需要以新光纤阵列的修改后的端口间距/尺寸来构建全新的光互连配置。
[0006]根据给定组件中的集成程度，光纤阵列配置的变化可能需要WSS中的其他部件重新工作来适应这种变化。
[0007]专利技术概述
[0008]本专利技术针对波长选择开关(WSS)的实现方式，且更具体地，涉及在端口接口处使用可重构偏振旋转器以适应与各种配置的光纤阵列的连接。
[0009]可重构偏振旋转器由非常小的液晶(LC)单元(即宽度小于10μm且优选不大于8μm的单元)的阵列形成，非常小的液晶(LC)单元下文称为“微单元(microcell)”。每个LC微单元可通过独立的电压输入寻址，该独立的电压输入独立地控制由相关联的LC微单元执行的偏振旋转。通过将一组相邻的微单元定义成保持在相同电压电平，该组可以被用于形成对于给定光纤阵列配置的适当尺寸的偏振旋转器窗口。当使用不同配置的光纤阵列(例如，具有两倍节距的阵列)时，不同尺寸的一组相邻LC微单元被保持在共同的电压电平，以便形成具有新尺寸的重构的“窗口”。
[0010]对多组LC微单元与相关联的光纤阵列的输入/输出端口之间的关联性进行重构的能力还允许在不需要改变WSS的任何物理部件的情况下重构给定WSS以用于不同的实现方式。例如，“孪生(twin)”1xN WSS(通常为1xN WSS与Nx1 WSS的配对布置)可以通过在形成相
关联的偏振旋转器窗口中控制单独的LC微单元的分组来被重构为1x2N WSS。
[0011]示例性实施例可以采取一种用于给定WSS的可重构端口接口的形式，该可重构端口接口具有多个(a plurality of)光信号耦合端口，至少一个端口用于接收光输入信号和至少一个端口用于发送光输出信号。端口接口本身被形成为包括双折射走离板和具有单独的可寻址LC单元的偏振旋转器阵列。双折射走离板被设置成邻近多个光信号耦合端口，双折射走离板执行光输入信号的正交偏振的空间分离和光输出信号的平行偏振的空间上重新组合。偏振旋转器阵列被定位成拦截离开和进入双折射走离板的光信号，并包括多个LC微单元，每个单独的LC微单元可通过控制电压输入单独寻址以提供以下之一：经由第一施加电压的90
°
偏振旋转和经由第二施加电压的0
°
偏振旋转。多个控制电极以一对一的关系耦合到多个LC微单元，其中第一选定的多组相邻LC微单元被保持在第一施加电压以构建90
°
偏振窗口，而第二选定的多组相邻LC微单元被保持在第二施加电压以构建0
°
偏振窗口。
[0012]另一实施例可被定义为一种可重构偏振旋转器阵列，该可重构偏振旋转器阵列包括：多个LC微单元(每个单独的LC微单元可通过控制电压输入单独寻址以提供90
°
偏振旋转和0
°
偏振旋转之一，该多个LC微单元均呈现小于10微米的相同宽度W)；多个控制电极，该多个控制电极以一对一关系耦合到多个LC微单元；以及窗口配置控制器，该窗口配置控制器耦合到多个控制电极，并响应于窗口重构命令向多个控制电极中的每个控制电极施加适当的电压，以定义选定的多组相邻微单元，从而形成传输窗口，并向通过传输窗口的光束提供预定的偏振旋转。
[0013]本专利技术的又一个实施例涉及通过控制施加到每个单独的LC微单元的电压以定义每个单独的端口的特性来重构给定WSS的应用(例如，作为1xN WSS、1x(N/2)WSS的“孪生”对、1x(N/4)的“四元(quad)”组)的能力。
[0014]在下面的讨论过程中，并且通过参考附图，本专利技术的其他和另外的实施例和方面将变得明显。
[0015]附图简述
[0016]现在参考附图，其中在各个视图中相似的数字代表相似的部件：
[0017]图1是现有技术的WSS的侧视图，其示出了使用偏振分集来减少切换功能内的偏振相关损耗；
[0018]图2是在现有技术的WSS中用作偏振旋转器的示例性现有技术石英片(quartz plate)的前视图；
[0019]图3示出了可用作现有技术的WSS中的偏振旋转器的、现有技术的具有固定旋转的液晶(LC)单元的阵列；
[0020]图4示出了根据本专利技术形成的示例性可重构光耦合接口布置，以提供各种输入/输出端口布置与给定WSS的切换部件之间的耦合，形成1x3WSS；
[0021]图5是示出“节距”定义的图，该定义用于定义相邻光纤之间的芯到芯间距，以及WSS的相邻端口之间的中心到中心间距；
[0022]图6是可重构LC偏振旋转器阵列的详细描绘，该可重构LC偏振旋转器阵列由大量小尺寸LC微单元(微单元宽度大概为5
‑
8μm)形成；
[0023]图7示出了基于控制施加到可重构LC偏振旋转器阵列的电压，将图4的布置重构成提供用于1x6 WSS的接口；
[0024]图8示出了使用本专利技术的可重构LC偏振旋转器阵列来调节定义的端口之间的间距(间隙)，以及提供具有两个不同节距的布置，其中图8的(a)示出了1x6 WSS端口布置，以及图8的(b)示出了1x本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于波长选择开关(WSS)的可重构端口接口，所述可重构端口接口包括：多个光信号耦合端口，至少一个端口用于接收光输入信号和至少一个端口用于发送光输出信号；双折射走离板，所述双折射走离板被设置成邻近所述多个光信号耦合端口，所述双折射走离板执行所述光输入信号的正交偏振的空间分离和所述光输出信号的平行偏振的空间上重新组合；和偏振旋转器阵列，所述偏振旋转器阵列被定位成拦截离开和进入所述双折射走离板的光信号，所述偏振旋转器阵列包括：多个液晶(LC)微单元，每个单独的LC微单元能够通过控制电压输入来单独寻址，以提供以下之一：经由第一施加电压的90
°
偏振旋转和经由第二施加电压的0
°
偏振旋转；以及多个控制电极，所述多个控制电极以一对一的关系被耦合到所述多个LC微单元，其中，第一选定的多组相邻LC微单元被保持在所述第一施加电压以构建90
°
偏振窗口，以及第二选定的多组相邻LC微单元被保持在第二施加电压以构建0
°
偏振窗口。2.根据权利要求1所述的可重构端口接口，其中，第一组相邻微单元被控制成呈现90
°
偏振旋转来形成具有定义的尺寸和位置的第一窗口，以用于适应传播的输入信号或输出信号的第一子光束，而在所述第一组附近的第二组相邻微单元被控制成呈现0
°
偏振来形成具有所述定义的尺寸的第二窗口，以用于适应所述传播的输入信号或输出信号的第二子光束。3.根据权利要求1所述的可重构端口接口，其中，所述接口还包括：窗口配置控制器，所述窗口配置控制器被耦合到所述多个控制电极，并且响应于窗口重构命令，确定对为所述多个光信号耦合端口的给定布置提供90
°
偏振旋转或0
°
偏振旋转所需的单独的LC微单元的识别。4.根据权利要求3所述的可重构端口接口，其中，所述偏振旋转器阵列被配置成将一对传输窗口与每个光耦合端口相关联，所述一对传输窗口包括第一传输窗口和第二传输窗口，所述第一传输窗口是由被控制为呈现90
°
偏振旋转的第一组相邻LC微单元形成，所述第二传输窗口是由被控制为呈现0
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偏振旋转的第二组相邻LC微单元形成。5.根据权利要求3所述的可重构端口接口，其中，所述窗口重构命令包括从由以下项组成的组中选择的参数：端口阵列大小、端口节距、所选端口之间的间隙间距。6.根据权利要求1所述的可重构端口接口，其中，每个微单元具有相同的宽度W，其中W小于10微米。7.根据权利要求5所述的可重构端口接口，其中，所述微单元宽度W在5
‑
8微米的范围内。8.一种可重构偏振旋转器阵列，包括：多个液晶(LC)微单元，每个单独的LC微单元能够通过控制电压输入来单独寻址，以提供90
°
偏振旋转和0
°
偏振旋转中的一个，所述多个LC微单元均呈现小于10微米的相同宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜国敏，海伦，
申请(专利权)人：IIVI特拉华有限公司，
类型：发明
国别省市：