一种多端口波长选择性开关(WSS)，具有光束控制阵列以把来自一个端口的输入光切换到输出端口的叠层的任一个中，但是通过使用能够在与WSS阵列所使用的光束控制平面垂直的平面内偏转被切换的光束的任一个的偏振切换架构来使开关功能性加倍。以这种方法，通过使端口的两个叠层并排设置在开关中，使端口数加倍。通过光束控制组件，如一维MEMS阵列，来使光束偏转到叠层的任一个中的预期的端口级，同时，通过运作以使光束在两个叠层之间横向转向的偏振切换部件，偏转到端口级的任一个的任何光束可被定向到叠层的任一个。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及其运作与波长相关的，特别是那些具有大量可切换端口的快速光学开关的领域。
技术介绍
在光学通信领域中，光波长用作用承载数字或模拟信息的光学载体。同样，不同波长可被用于将一个组或信道的信息与另一个区分开来。当多个波长耦合或复用到单个光纤时，这称作波分复用(WDM)。这种WDM的使用增加了系统的总带宽。在这类系统中需要按照光学信号的波长将沿一个光纤传递的光学信息的分组切换到多个其它光纤的任一个。这种开关被称作光学路由器。现有技术中存在许多与波长相关的开关和路由器。在通过引用将其每个完整地结合于此的为W02003/032071、 W02005/052507、W02007/029260和W02006/123;344所公开的国际专利申请中，公开了各种波长选择性开关和路由器，其中输入光学信号经过空间波长色散和在两个不同的平面中偏振分束，其可以方便地是垂直的平面。波长色散可优选地由衍射光栅来实施，而偏振分束由偏振分束器来执行。沿波长色散方向像素化以使得各像素在单独波长信道上运作的偏振旋转装置，如液晶偏振调制器运作以按照施加到像素的控制电压来使经过各像素的光信号的偏振旋转。然后通过与分别用于色散和分束输入信号相似或相同的色散和偏振组合部件被偏振调制的信号被波长重组和偏振重组。在输出偏振重组器，引导结果输出信号的方向通过是否由偏振调制器像素旋转特定波长信道的偏振来确定。在W02007/(^^60中，描述了多端口可切换路由器，使用光束控制元件，其可以是微机电系统(MEMQ组件、如微镜，或者一组串行设置的液晶阵列和楔形双折射晶体，其按照通过设置液晶阵列像素所产生的光束的不同偏振来对经过其中的光束生成不同的传播角，或者作为相控阵列的硅基液晶(LCOS)空间光调制器。但是，在没有变成不切实际得大， 如其中所描述的具有高达8个可切换端口的路由器的情况下，所有的这些装置在可容易地切换的端口的数量上受到限制。通过引用，本部分以及说明书的其它部分中提到的出版物的每个的公开都完整地结合于此。
技术实现思路
本专利技术寻求提供一种诸如用于光学通信和信息传输系统中的信道路由应用之类的新的光纤波长选择性开关结构(WSS)。在现有技术WSS结构中，使用LC偏振或MEMS光束控制，可切换端口的数量一般受到限制。一种限制在于，端口数量的增加会引起部件高度的增加，这对于集成到光学通信系统中会是不实际的。另一种限制是为这种大的多束截面提供适当光学部件，特别是聚焦光学器件的困难。本公开中所述的克服这种限制的示范装置可包括通常总共IX 12路(这是对已部署的商业系统中使用的当前设计的WSS结构的高度是一种典型的实际极限)的多端口 WSS，其中这种开关功能性通过使用能够在与WSS阵列所使用的光束控制平面垂直的平面中偏转被切换的光束的任一个的偏振切换架构而加倍。通过这种方法，使总共M个端口以两个 12端口的叠层的形式可用，叠层被并排放置。通过诸如上述W02007/(^^60中所述的任一个的光束控制组件来使光束偏转到任一个叠层中的预期端口级。光束控制的一种特别便利的方法可使用MEMS阵列。同时，通过运作以使光束在两个叠层之间横向转向的偏振切换部件，偏转到端口级的任一个的任何光束能够被定向到任一个叠层。在本公开所述的开关中， 端口垂直设置，用于信道选择的光束控制偏转的定向在被称为开关的高度中执行，而两个叠层并排设置，选择要将所控制的光束定向到其中的叠层的光束偏转在被称为开关的宽度的方向中执行。因此，可访问端口的数量加倍，然而没有增加开关的高度或者光束控制结构的复杂度，但是必须添加横向偏振切换结构。这个偏振切换组件可有利地由具有双折射晶体楔的液晶(LC)单元来构成，如本申请的部分专利技术人的标题为“液晶波长可选择路由器”的共同待定美国临时专利申请No. 61/213，544中所述。这样，端口数加倍，而无需光束控制装置的宽角摆动并且无需开关组件的过大的高度。按照其它示例，如W02007/(^9260所示，多于一个的偏振切换结构的序列能够被串行使用，以实现在多于两个备选横向方向中所控制的输出光束的切换，使得光束控制叠层能够增至三倍甚至更多，因而生成甚至更大的WSS阵列。因此，按照本公开所述的装置的示范实现提供了一种多端口波长选择性开关，包括(i)适于输入和输出光学信号的端口的二维阵列，(ii)波长色散元件，接收来自端口之一的输入光束，并且在色散平面中色散其波长分量，(iii)像素化光束控制阵列，设置成使得按照与波长分量关联的光束控制阵列的像素的设定在与色散平面基本垂直的平面中控制波长分量，以及(iv)偏振相关偏转阵列，包括(a)像素化偏振旋转元件，适于按照施加到像素的控制信号来旋转经过其中的像素的光的偏振，以及(b)双折射元件，设置成与其相邻，偏转阵列被定向使得经过偏转阵列的输入光束的波长分量在与光束控制方向基本垂直的方向中偏转，开关的元件还被设置成使得来自端口之一的输入光束的波长分量按照如下方面被定向到端口的二维阵列的任意的另一个(c)波长分量经过其中的偏振旋转部件的像素的设定，以及(d)与波长分量关联的光束控制阵列的像素的设定。在这种开关中，像素化光束控制阵列可有利地是反射MEMS阵列，并且像素化偏振旋转部件可以是像素化液晶单元。在使用液晶单元的一个实施例中，经过液晶单元的像素的波长分量的偏振可按照施加于液晶像素的电压而被旋转。在这种开关的其它示例实现中，双折射元件可以是双折射楔，其锥度被调准为使得它使不同偏振的光在与光束控制方向基本垂直的不同角方向上偏转。如果是这样的话，则由双折射楔偏转波长分量的角方向应当取决于施加于波长分量在入射到楔之前经过的液晶单元的像素的电压。另外，在上述开关的任一个的备选实现中，端口的二维阵列可有利地被设置在两个相邻叠层中，使得开关提供两倍于以一维阵列设置端口的具有相似高度的开关的端口容量。在这些开关实现的任一个中，端口可被设置成使得光能够在一个端口与其它端口的任一个之间切换。最后，这类开关还可包括像素化液晶衰减器阵列，使得任何波长分量能够经过开关而被衰减。附图说明通过以下结合附图的详细描述，将会更全面地了解和理解本专利技术，附图包括图1示意地示出现有技术波长选择性开关结构(WSS)；图2示意地示出按照本专利技术的一个优选实施例所构成和运作的波长选择性开关结构(WSS)；以及图3和图4分别示意地示出使用偏振分束器或偏振光束组合器来生成输入光束偏振分集的备选方法。具体实施方式现在参照图1，其示意示出诸如国际专利申请公开号No.W02007/(^^60中所述的并且用于光学通信和信息传输系统中的信道路由应用的现有技术波长选择性开关结构 (WSS)的俯视图。WSS包括用于输入和输出光学信号的光纤准直仪的叠层10。因为从顶部来观看叠层，所以附图中只有一个准直仪是可见的。在这种应用中，并且如被本领域常规地使用的那样，开关的色散平面一般称作横向平面，使得色散平面中的视图称作侧视图，而与色散平面垂直的视图称作平面图或者来自顶部的视图。该插图示出光纤准直仪的叠层10 的侧视图。从各光纤准直仪所发出的光束然后被转换为具有相同的预定的偏振方向的一对紧密设置的光束以通过WSS进行传送。这可通过使用其输出面的一部分之上具有半波片的双折射走离(walk-Off)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·W·苏，G·科亨，Y·科里姆，
申请(专利权)人：奥兰若新泽西有限公司，
类型：发明
国别省市：
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