本发明专利技术是对标准阵列波导光栅（ＡＷＧ）的改进，它是将经输入ＡＷＧ射入的每个波长分量会聚至平面光波芯片（ＰＬＣ）内的一个罗兰环，在此环处放置有分立的波导，后者将每个波长分量沿一直线会聚在ＰＬＣ芯片之外。在焦点位置放置有一个ＭＥＭＳ反射镜或其他转向元件的阵列，用以将每个波长信道独立地转回所选择的任意数量的输出ＡＷＧ，输出ＡＷＧ与输入ＡＷＧ在同一个ＰＬＣ芯片上生成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及波长选择开关(WSS ),具体而言，涉及一种基于平面光波回路(PLC ) 技术的WSS。
技术介绍
常规的光波长色散装置，如在2000年8月1日授予Solgaard等人的6,097,859 号、2002年12月24日授予Bouevitch等人的6,498,872号、2004年3月16日授予Ducellier 等人的6,707,959号、2004年10月26日授予Bouevitch的6,810,169号、授予Solgaard 等人的6,922,239号以及2006年3月21日授予Danagher等人的7,014,326号美国专利 中所披露，是将一多路复用的光束分为各组分波长(constituentwavelength)，然后将各 波长或波长组(可能已改动或未改动)经该装置引回到一个所需的输出端口。典型情况 下该装置的后端带有独立控制装置，例如微机电(MEM)微反射镜阵列(用于将所选 择的波长重新引导到若干输出端口中的一个)或液晶盒阵列(用于阻断或衰减所选择的 波长)。对于波长阻断器(WB)或动态增益均衡器(DGE),前端单元可以包含具有 循环器的单个输入/输出端口或一个输入端口与一个输出端口 。典型情况下前端单元将包 含一个偏振分集单元，用来将输入光束分为两个子光束，并确保两个子光束具有相同的 偏振状态。WB或DGE的后端单元是一个液晶晶元阵列，该阵列可以独立地将经前端 偏振分集单元传回的波长信道的偏振状态转换为部分衰减或完全阻断的选择信道。WB 和DGE后端单元的例子在2006年3月21授予Danagher等人的7,014,326号、2002年 12月24日授予Bouevitch等人的6,498,872号以及2004年10月26日授予Bouevitch的 6,810,169号美国专利中披露，在此通过参考将其合并入本申请中。阵列式波导衍射光栅(AWG)由Dragone专利技术，是在平面光波回路芯片上将一 波导色散阵列与输入和输出"星形耦合器"组合。AWG可以同时作为DWDM解复用器和DWDM复用器，如Dragone在5,002,350号美国专利(1991年3月)中所教导，在 此通过参考将其合并入本申请中。为提高针对环境因素的可靠性和稳健性，最好在一个平面光波回路(PLC)的 单片上执行尽可能多的所需功能。然而，迄今仍没有将MEMS阵列集成在PLC上的实 用方法。因此，无论如何，来自所有端口的波长信道必须被映射至PLC之外的一个反 射镜MEMS阵列上。 2006年4月11日授予Ducellier等人的7,027,684号美国专利和2004年12月 16日公布给Ducellier等人的美国专利公布号为2004/0252938文件分别涉及单层和多层 平面光波回路(PLC)波长选择开关(WSS),分别在图1和2中例示。图1中所示的 单级装置1包括PLC 2,它中间有一个输入AWG,在输入AWG的任一侧有多个输出 AWG。发至输入AWG内的输入光信号被色散为多个组分波长，再以不同的角度经透镜 3被引导至一个可倾动反射镜4的阵列。光线在一个方向(如垂直)由与PLC 2相邻的 第一柱面透镜5准直，而柱面切换透镜6则将水平方向的输出光会聚在可倾动反射镜4 上。每一波长信道落在一个不同的可倾动反射镜4上，后者将各波长信道经透镜3引回 至需要进行重组的任何一个输出AWG，并由一个输出端口输出。对于单级装置，可倾 动反射镜4绕单个轴转动，以将波长信道重新引导至色散面(即PLC 2的平面)内。在上述Ducellier的装置中，AWG终止于芯片边缘的直线阵列中，而在AWG 输出处没有曲率，"焦点"在无限远处。相应地，需要一个外部大块光学透镜不仅作为简 单的场镜，还作为一个完全(空间)傅立叶转换透镜。由此，不仅外部透镜需要被极好 地校准(即相对昂贵，且对失准极其敏感)，而且光路的大部分必须处于空气中。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是克服现有技术的缺点，即在信道波导与板条波导之间的界 面处提供虚拟光瞳，用于将每个波长信道会聚在芯片之外的某个点。相应地，本专利技术涉及一种波长色散装置，它包括第一平面光波回路PLC芯片，包括输入端口 ，其用于发射包含多个波长信道的输入光信号；输入阵列式波导光栅AWG结构，其用于对所述多个波长信道进行色散，所述 输入阵列式波导光栅AWG结构包括输入板条波导区，所述输入板条波导区 被光耦合至所述输入端口 ；第一信道波导阵列，所述第一信道波导阵列从所 述输入板条波导区延伸出；和输入/输出板条波导区，所述输入/输出板条波导 区用于引导在所述第一信道波导阵列与所述第—一 PLC芯片的第 一边缘之间的 所述经色散的波长信道，其中所述第 一信道波导阵列与所述输入/输出板条波 导区之间的界面呈曲线以提供光功率，所述界面将所述波长信道沿所述PLC 芯片之外的弯曲焦面会聚；第一组多个输出AWG结构，其用于将所选择的波长信道组合为输出光信号， 每个输出AWG结构包括所述输入/输出板条波导区，所述输入/输出板条波 导区用于引导来自所述第一 PLC芯片的所述第 一边缘的所述经色散的波长信 道；第二信道波导阵列，所述第二信道波导阵列从所述输入/输出板条波导区 延伸出；和第一输出板条波导区，所述第一输出板条波导区用于引导在所述 第二信道波导阵列与所述PLC芯片的第二边缘之间的所述输出光信号，其中 所述第二信道波导阵列与所述输入/输出板条波导区之间的界面呈曲线以提供 光功率；以及第一组多个输出端口，其用于输出所述输出光信号。第一切换元件阵列，用于将每个光波信道由第一输入光信号独立地转向至所选 择的第一输出阵列式波导光栅，形成第一输出光信号，以输出相应的第一输出端口；以 及场镜，位于PLC芯片的第一边缘与第一切换元件阵列之间，用以将波长信道 的焦面由曲线变为沿着限定第 一切换元件阵列的直线。附图说明下文将参照附图对本专利技术进行更为详细的介绍，附图所示为优选实施方式，其中 图1为常规PLC WSS的平面图； 图2为常规多层PLC WSS的侧视图；图3为依据本专利技术而没有校正的光学器件的PLC芯片的平面图； 图4为图3中PLC的光线图；图5示出了通过将场经波导/空气界面会聚而引入的球面像差；图6为依据本专利技术的PLC WSS的平面图；图7为图6中PLC WSS的光线图；图8为依据本专利技术的另一种PLCWSS实施方式的平面图；图9a示出了输入光信号由AWG的信道波导到板条波导区内的色散；图9b示出了使AWG的信道波导与输出板条区之间界面发生弯曲的效应。图9c示出了经PLC芯片边缘到无引导区内的折射，它可以在与PLC芯片边缘 稍小距离处实际放置与AWG光瞳同样大小的虚拟光瞳；图10示出了依据本专利技术的一种全旁轴模型，其中虚拟光瞳将波长信道的光线 会聚至EFLAWG.空气距离处的 一个平面；图1 la和1 lb示出了图8中PLC WSS的板条波导区内周期性分段;^丈置的板条 段的平面图；图12为图8中PLC WSS的板条波导区的侧视图。图13为图8中PLC WSS的板条波导区内周期性分段放置的板条段的側视图；图14为依据本专利技术的另一种PLC WSS实施方式的平面图，其中光被切换至 快速端口 ；图15为图14中PLC WSS的平面图，其中光被本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种波长色散装置，包括： 第一平面光波回路ＰＬＣ芯片，所述第一平面光波回路芯片包括： 输入端口，其用于发射包含多个波长信道的输入光信号； 输入阵列式波导光栅ＡＷＧ结构，其用于对所述多个波长信道进行色散，所述输入阵列式波导光栅ＡＷＧ结构包括：输入板条波导区，所述输入板条波导区被光耦合至所述输入端口；第一信道波导阵列，所述第一信道波导阵列从所述输入板条波导区延伸出；和输入／输出板条波导区，所述输入／输出板条波导区用于引导在所述第一信道波导阵列与所述第一ＰＬＣ芯片的第一边缘之间的所述经色散的波长信道，其中所述第一信道波导阵列与所述输入／输出板条波导区之间的界面呈曲线以提供光功率，所述界面将所述波长信道沿所述ＰＬＣ芯片之外的弯曲焦面会聚； 第一组多个输出ＡＷＧ结构，其用于将所选择的波长信道组合为输出光信号，每个输出ＡＷＧ结构包括：所述输入／输出板条波导区，所述输入／输出板条波导区用于引导来自所述第一ＰＬＣ芯片的所述第一边缘的所述经色散的波长信道；第二信道波导阵列，所述第二信道波导阵列从所述输入／输出板条波导区延伸出；和第一输出板条波导区，所述第一输出板条波导区用于引导在所述第二信道波导阵列与所述ＰＬＣ芯片的第二边缘之间的所述输出光信号，其中所述第二信道波导阵列与所述输入／输出板条波导区之间的界面呈曲线以提供光功率；以及 第一组多个输出端口，其用于输出所述输出光信号； 第一切换元件阵列，其用于将来自第一输入光信号的每个所述波长信道独立地转向至所选择的第一输出阵列式波导光栅结构，而形成所述输出光信号，以由相应的第一输出端口输出；以及 场镜，其位于所述ＰＬＣ芯片的所述第一边缘与所述第一切换元件阵列之间，用于将所述波长信道的所述焦面由所述曲线变为沿着限定所述第一切换元件阵列的直线。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：巴泰勒米方达，道格拉斯E克拉夫茨，埃里塞欧兰奈利，
申请(专利权)人：JDS尤尼弗思公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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