具有椭圆光束的自由空间多路传送切换器制造技术

一种自由空间

【技术实现步骤摘要】
具有椭圆光束的自由空间多路传送切换器
[0001]本申请是申请日为
2017
年
12
月
19
日且专利技术名称为“具有椭圆光束的自由空间多路传送切换器”的中国专利申请
No.201711372265.4
的分案申请
。


[0002]本公开涉及多路传送切换器
(MCS)
，并且更具体地涉及自由空间
MCS
，其使用椭圆光束以便允许减小自由空间
MCS
的切换核心内的元件的尺寸，和
/
或减小自由空间
MCS
的整体尺寸
。

技术介绍

[0003]在光学通信网络中，利用数字信息调制光信号，并在一定长度的光纤上从源位置向目的地位置传送光信号
。
多路传送光切换器
(
在此称为多路传送切换器
(MCS))
允许来自单个光纤的光信号
(
例如，包括一个或多个波长信道
)
同时被切换到多个光纤
。
在一些情况下，
MCS
可以允许来自多个输入光纤的多个光信号被切换到多个输出光纤，使得多个输入光纤中的任一个中的光信号可以被多路传送到多个输出光纤的非重叠的子集中
。

技术实现思路

[0004]根据一些可能的实施例，自由空间多路传送切换器
(MCS)
可以包括：输入端口阵列，其包括用于发射光束的输入端口；输出端口阵列，其包括
N(N>1)
个输出端口；分束器，其光学地设置在所述输入端口阵列和所述输出端口阵列之间，所述分束器将所述光束在分离方向上分离为至少
N
个部分；偏转器阵列，其光学地设置在所述分束器和所述输出端口阵列之间，其中，所述偏转器阵列包括沿阵列方向排列的
N
个偏转器，并且其中，所述
N
个偏转器中的每一个偏转器具有切换方向，所述切换方向基本上垂直于所述分离方向，并且，其中，所述
N
个偏转器中的每一个具有有效区域，所述有效区域在所述阵列方向中具有一尺寸，该尺寸匹配入射在其上的所述
N
个部分中的一部分在阵列方向中的尺寸；第一光束成形光学器件，其光学地设置在所述输入端口阵列和所述分束器之间；以及第二光束成形光学器件，其光学地设置在所述输出端口阵列和所述偏转器阵列之间，其中，所述第一光束成形光学器件可以成形所述光束，并在所述分束器处形成第一椭圆光斑，其中，所述第一椭圆光斑的长轴可以基本上垂直于所述切换方向；以及角度偏移
(ATO)
元件，其光学地设置在所述分束器和所述偏转器阵列之间，其中，所述分束器和所述偏转器阵列可以各自被布置，以使得所述
ATO
元件将来自所述分束器的光束的至少
N
个部分中的每一部分引导至所述
N
个偏转器中的不同偏转器，其中，在所述偏转器处，所述至少
N
个部分的每一部分可以具有第二椭圆光斑，所述第二椭圆光斑具有基本上平行于所述切换方向的长轴
。
[0005]根据一些可能的实施例，自由空间多路传送切换器
(MCS)
可以包括：输入端口阵列，所述输入端口阵列的每一个输入端口用于发射光束；输出端口阵列，其包括
N(N>1)
个输出端口；分束器，其光学地设置在所述输入端口阵列和所述输出端口阵列之间，用于将所述光束中的每一个光束在分离方向上分离成至少
N
个部分；偏转器阵列，其光学地设置在所述
分束器和所述输出端口阵列之间，其中，所述偏转器阵列可以包括
N
个偏转器，其中，所述
N
个偏转器中的每一个可以在垂直于所述分离方向的切换方向上偏转光，其中，所述
N
个偏转器中的每一个可以接收来自每一个光束的
N
个部分中的一个，并且将选定部分耦合至所述输出端口阵列的输出端口，并且其中，所述
N
个偏转器中的每一个可以具有有效区域，其尺寸匹配入射在其上的所述
N
个部分的尺寸；第一光束成形光学器件，其光学地设置在所述输入端口阵列和所述分束器之间，以在所述分束器处沿分离方向将所述光束形状转变为椭圆形；角度偏移光学器件，其光学地设置在所述分束器和所述偏转器阵列之间，以在所述偏转器阵列处沿所述分离方向将所述
N
个部分的形状转变为椭圆形；以及，第二光束成形光学器件，其光学布置在所述偏转器阵列和所述输出端口阵列之间，以在所述输出端口阵列处将所选定的部分的形状转变为圆形
。
[0006]根据一些实施例，一种自由空间多路传送切换器
(MCS)
可以包括：输入端口阵列，其包括用于发射光束的输入端口；第一光束成形光学器件，其成形所述光束，并在所述分束器处的第一椭圆光斑，其中所述第一椭圆光斑可以具有第一椭圆率，所述第一椭圆率是所述第一椭圆光斑的第一轴线的长度与所述第一椭圆光斑的第二轴线的长度的比率，其中所述第一椭圆光斑的第一轴线可以基本上平行于所述分束器的分离方向，其中所述第一椭圆光斑的第二轴线可以基本上垂直于所述分束器的分离方向，其中所述第一椭圆光斑的第一轴线的长度可以至少比所述第一椭圆光斑的第二轴线的长度大四倍；所述分束器在所述分离方向上将所述光束分离为
N(N>1)
个部分；角度偏移
(ATO)
元件，其形成在偏转器阵列的
N
个不同的偏转器处的与所述
N
个部分中的每一部分对应的
N
个第二椭圆光斑，其中所述
N
个第二椭圆光斑中的每一个具有第二椭圆率，所述第二椭圆率是所述第二椭圆光斑的第一轴线的长度与所述第二椭圆光斑的第二轴线的长度的比率，其中所述第二椭圆光斑的第一轴线基本上垂直于所述偏转器阵列的切换方向，其中所述切换方向基本上垂直于所述分离方向，其中所述第二椭圆光斑的第二轴线基本上平行于所述分束器的分离方向，并且其中所述第二椭圆光斑的第一轴线的长度至少比所述第二椭圆光斑的第二轴线的长度小四倍；所述偏转器阵列包括所述
N
个偏转器，以在所述切换方向上偏转所述
N
个部分中的每一部分；以及输出端口阵列，其包括
N
个输出端口，每一个输出端口对应所述
N
个偏转器中的不同的偏转器
。
附图说明
[0007]图1是现有的自由空间多路传送切换器的示意图；以及
[0008]图
2A
‑
图
2E
是在切换核心中使用椭圆光束的自由空间
MCS
的示例性切换核心的示意图
。
具体实施例
[0009]以下对示例性实施例的详细描述参考附图
。
在不同附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种自由空间多路传送切换器
(MCS)
，包括：输入端口阵列，其包括用于发射光束的输入端口；输出端口阵列，其包括
N(N>1)
个输出端口；分束器，其光学地设置在所述输入端口阵列和所述输出端口阵列之间，所述分束器将所述光束在分离方向上分离为至少
N
个部分；偏转器阵列，其光学地设置在所述分束器和所述输出端口阵列之间，所述偏转器阵列包括沿阵列方向排列的
N
个偏转器，所述
N
个偏转器中的每一个偏转器具有基本上垂直于所述分离方向的切换方向，并且，所述
N
个偏转器中的每一个具有有效区域，所述有效区域在所述阵列方向中具有一尺寸，该尺寸匹配入射在其上的所述
N
个部分中的一部分在阵列方向中的尺寸；第一光束成形光学器件以及第二光束成形光学器件，所述第一光束成形光学器件光学地设置在所述输入端口阵列和所述分束器之间，所述第二光束成形光学器件光学地设置在所述输出端口阵列和所述偏转器阵列之间，所述第一光束成形光学器件成形所述光束，并在所述分束器处形成第一椭圆光斑，所述第一椭圆光斑的长轴基本上垂直于所述切换方向，所述第一椭圆光斑具有第一椭圆率，所述第一椭圆率是所述第一椭圆光斑的长轴的长度与所述第一椭圆光斑的第二轴线的长度的比率，所述第二轴线基本上垂直于所述长轴，；以及所述第一椭圆光斑的长轴的长度或所述第一椭圆光斑的第二轴线的长度中的至少一个基于
N
；以及角度偏移
(ATO)
元件，其光学地设置在所述分束器和所述偏转器阵列之间，其中，所述分束器和所述偏转器阵列各自被布置，以使得所述角度偏移元件将来自所述分束器的光束的至少
N
个部分中的每一部分引导至所述
N
个偏转器中的不同偏转器，以及在所述偏转器处，所述至少
N
个部分的每一部分具有第二椭圆光斑，所述第二椭圆光斑具有基本上平行于所述切换方向的长轴
。2.
根据权利要求1所述的自由空间多路传送切换器，其中，所述分束器是衍射分束器
。3.
根据权利要求1所述的自由空间多路传送切换器，其中，
N
大于或等于
16。4.
根据权利要求1所述的自由空间多路传送切换器，其中，所述自由空间多路传送切换器包括至少
16
个输入端口或至少
16
个输出端口
。5.
根据权利要求1所述的自由空间多路传送切换器，其中，所述角度偏移元件包括凸透镜
、
梯度折射率透镜
、
或凹面镜中的一个
。6.
根据权利要求1所述的自由空间多路传送切换器，其中，所述角度偏移元件包括至少一个球面透镜或非球面透镜
。7.
根据权利要求1所述的自由空间多路传送切换器，其中，所述第一光束成形光学器件和所述第二光束成形光学器件中的每一个包括：柱面透镜；柱面反射镜；或第一和第二变形棱镜
。8.
根据权利要求1所述的自由空间多路传送切换器，其中，所述偏转器阵列包括一维倾
斜微机电系统
(MEMS)
微型反射镜的一维
(1D)
阵列
、
一维切换液晶相元件的一维阵列
、
或液晶偏振转动元件和偏振分离元件的一维阵列中的一种
。9.
根据权利要求1所述的自由空间多路传送切换器，其中，每一个微机电系统微型反射镜在所述切换方向上的尺寸是在所述第二椭圆光斑的长轴的<...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
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：