專利名稱：光開關(guān)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光開關(guān)，尤其涉及具有多個(gè)可調(diào)節(jié)光學(xué)端口的光纖波長(zhǎng)開關(guān)。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)和其它寬帶服務(wù)的增長(zhǎng)，提高了對(duì)長(zhǎng)距離和城市通信基礎(chǔ)設(shè)施容量的要求。所增加的光纖系統(tǒng)帶寬通常不能充分滿足這種需求，并且光纖資源的供不應(yīng)求現(xiàn)已成為許多網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的關(guān)注焦點(diǎn)。過(guò)去，一種能夠在確定的波特率下滿足更高寬帶要求的實(shí)用技術(shù)是密集波分復(fù)用(DWDM)，該技術(shù)將不同波特率的光的多個(gè)波長(zhǎng)混合到一根信號(hào)光纖中。不過(guò)，由于更多的傳輸帶寬相當(dāng)于更多的光學(xué)波長(zhǎng)，因此數(shù)字交叉連接(DXC)，分插復(fù)用器(ADM)和故障管理體系結(jié)構(gòu)存在容量飽合和缺乏可挖掘經(jīng)濟(jì)潛力的問題。
目前代表光學(xué)處理發(fā)展方向的器件包括光分插復(fù)用器(OADM)和可配置光分插復(fù)用器(COADM)。OADM提供對(duì)DWDM系統(tǒng)中的波長(zhǎng)子集的固定接入，并且提供靜態(tài)帶寬管理。OADM沒有路由靈活性，通常也沒有用來(lái)監(jiān)視信號(hào)功率的手段。由于動(dòng)態(tài)可配置性，COADM擴(kuò)充了OADM。
例如，一根輸入光纖可以有40路具有100千兆赫ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)網(wǎng)格間隔的波長(zhǎng)。解復(fù)用器(DEMUX)分離出波長(zhǎng)子集，再將這些子集傳入(例如)2x2光學(xué)開關(guān)中，該開關(guān)傳遞通過(guò)或分離信號(hào)，并允許插入特定的波長(zhǎng)。所有的波長(zhǎng)接著被多路復(fù)用器(MUX)混合到輸出光纖。系統(tǒng)可以包含位于分離或直通信道上、用來(lái)均衡光功率(optica1 power)的衰減器，并且可以包含光學(xué)功率接頭(optical powertab)和光電二極管以監(jiān)視每個(gè)波長(zhǎng)的信號(hào)功率或狀態(tài)。
另一種傳統(tǒng)的解決方案涉及可以將任一波長(zhǎng)從任一傳入端口交換到任一輸出端口的全波長(zhǎng)交叉連接。但是，由于需要控制較大的光束，全交叉連接開關(guān)通常比較復(fù)雜。
因此，需要一種既沒有全交叉連接開關(guān)的復(fù)雜性，又增強(qiáng)基于COADM的系統(tǒng)的功能和效率的光學(xué)開關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種光纖波長(zhǎng)開關(guān)，包括(a)具有多個(gè)光學(xué)端口的前端單元，該前端單元包括(i)光纖陣列，該陣列包括多個(gè)被耦合到多個(gè)用來(lái)發(fā)射和接收光信號(hào)的光學(xué)端口的光纖；(ii)具有多個(gè)微型透鏡的微型透鏡陣列，每個(gè)微型透鏡都被耦合到一根相應(yīng)的光纖；及(iii)接收和重定向來(lái)自微型透鏡陣列的光信號(hào)的透鏡；(b)決定色散平面的波長(zhǎng)色散元件；(c)與波長(zhǎng)色散元件相連的光重定向元件；及(d)與光重定向元件一起工作的啟動(dòng)陣列，用來(lái)偏轉(zhuǎn)光信號(hào)以使其與波長(zhǎng)色散元件決定的色散平面基本垂直。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種重新路由和調(diào)節(jié)光信號(hào)的光學(xué)器件，包括(a)具有用來(lái)發(fā)射光束的第一端口和用來(lái)接收光束的第二端口的前端單元，該前端單元包括(i)光纖陣列，該陣列包括多個(gè)被耦合到用來(lái)發(fā)射光束的第一端口和用來(lái)接收光束的第二端口的光纖；(ii)具有多個(gè)微型透鏡的微型透鏡陣列，每個(gè)透鏡都被耦合到一根相應(yīng)的光纖；及(iii)用來(lái)接收和重定向來(lái)自微型透鏡陣列的光信號(hào)的透鏡；(b)具有焦平面并且用來(lái)接收來(lái)自第一端口的光束的光重定向元件；(c)決定色散平面并且基本上位于光重定向元件的焦平面上的波長(zhǎng)色散元件，用來(lái)空間分離從光重定向元件反射的光束并且將空間分離的光束重定向到光重定向元件；和(d)位于光重定向元件的焦平面上的啟動(dòng)陣列，用來(lái)將從光重定向元件反射的空間分離光束調(diào)節(jié)到與波長(zhǎng)色散元件決定的色散平面基本垂直的方向上，并且通過(guò)光重定向元件和波長(zhǎng)色散元件將經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的空間分離光束反射到前端單元的第二端口。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種重新路由和調(diào)節(jié)光信號(hào)的方法，包括(a)向具有焦平面的反射元件發(fā)射光束；(b)將入射到反射元件的光束重定向到?jīng)Q定色散方向的色散元件，該色散元件基本上位于焦平面上；(c)將重定向的光束空間分離成與多個(gè)不同光譜信道相對(duì)應(yīng)的多個(gè)不同子光束；(d)將多個(gè)不同子光束重定向到在光學(xué)上基本位于焦平面上的啟動(dòng)陣列；(e)有選擇地調(diào)節(jié)與色散方向基本垂直的多個(gè)不同子光束，并且沿基本上相反的方向反射這些子光束；及(f)將經(jīng)過(guò)有選擇的調(diào)節(jié)的多個(gè)不同子光束重定向到色散元件，并將這些光束混合以形成輸出光束。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種重新路由和調(diào)節(jié)光信號(hào)的器件，包括(a)用來(lái)發(fā)射光束的第一端口，該第一端口包括(i)耦合到用來(lái)發(fā)射和接收光信號(hào)的第一端口的光纖；(ii)耦合到光纖的微型透鏡；及(iii)用來(lái)接收和重定向來(lái)自微型透鏡的光信號(hào)的透鏡；(b)具有焦平面并且用來(lái)接收來(lái)自第一端口的光束的第一光重定向元件；(c)決定色散方向并且基本位于光重定向元件的焦平面上的第一波長(zhǎng)色散元件，用來(lái)空間分離從光重定向元件反射的光束并且將空間分離的光束重定向到光重定向元件；(d)基本位于焦平面上的導(dǎo)光偏轉(zhuǎn)器，用來(lái)接收從第一光重定向元件反射的空間分離光束并將空間分離光束重定向到與第一波長(zhǎng)色散元件決定的色散方向基本垂直的方向上；(e)用來(lái)接收來(lái)自導(dǎo)光偏轉(zhuǎn)器的空間分離光束的第二光重定向元件；及(f)第二波長(zhǎng)色散元件，用來(lái)再混合來(lái)自第二光重定向元件的空間分離光束，并將再混合的光束導(dǎo)入第二光重定向元件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種光纖波長(zhǎng)開關(guān)，包括(a)前端單元，具有多個(gè)被耦合到透鏡并且用來(lái)發(fā)射和接收光的端口；(b)決定色散方向的波長(zhǎng)色散元件；(c)與波長(zhǎng)色散元件相連的光重定向元件；及(d)與光重定向元件一起工作、使光信號(hào)基本與波長(zhǎng)色散元件決定的色散平面垂直的啟動(dòng)陣列。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通過(guò)閱讀結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明可以理解本發(fā)明的其它方面和特征。


結(jié)合下列圖示，將對(duì)本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，其中圖1是一般光學(xué)器件的模塊圖；圖2是關(guān)于前端微型光學(xué)元件的例子的模塊圖；圖3是基于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的多端口光學(xué)器件的模塊圖；圖4A和4B分別是圖解如圖3所示的基于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)模塊的俯視和側(cè)視示意圖；圖4C是如圖4A-4B所示的基于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的前端單元的模塊圖；圖5A和5B是基于本發(fā)明的各種MEMS陣列結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6A是如圖4所示的基于本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例、在偏振分集模式下工作的光學(xué)模塊的側(cè)面示意圖；圖6B是如圖6A所示的基于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的前端單元的模塊圖；圖7A是基于本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的多端口光學(xué)器件的模塊圖；圖7B是如圖7A所示的基于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)模塊的俯視圖；及圖7C是基于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的液晶偏轉(zhuǎn)陣列的模塊圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了用來(lái)重新路由和調(diào)節(jié)光信號(hào)的一般光學(xué)器件10。光學(xué)器件10包含色散元件12(棱鏡，衍射光柵等等)，該元件位于具有光功率的元件14A和14B之間并且在元件14A和14B的焦平面上。在輸入/輸出端上的兩個(gè)端口16A和16B如雙向箭頭所示，其中發(fā)射到端口16A的光可以傳播通過(guò)光學(xué)器件10，并且可以被反射回輸入端口16A，或以受控方式被轉(zhuǎn)換到端口16B，反之亦然。雖然圖中只示出兩個(gè)輸入/輸出端口以利于對(duì)器件10的理解，但可以提供多個(gè)這樣的端口。光學(xué)器件10還包含用來(lái)調(diào)節(jié)入射光的至少一部分的調(diào)節(jié)器18。
調(diào)節(jié)器18和/或色散元件12通常取決于入射光的偏振。尤其是，提供具有已知偏振態(tài)的光以便獲得選定的轉(zhuǎn)換和/或衰減?？梢允褂迷S多不同的偏振分集方案。例如，圖2示出了用來(lái)提供具有已知偏振的光的前端微型光學(xué)元件50。元件50包含光纖套管52，微型透鏡54和雙折射元件56(如晶體)，用來(lái)將輸入光束分成兩束垂直偏振的子光束。
在輸出端，使用半波片58將其中一束光的偏振旋轉(zhuǎn)90°，以確保兩束光有著相同的偏振態(tài)。向雙折射元件56加入第二波片60以減弱雙折射元件56的兩個(gè)分路的光程差引起的偏振態(tài)色散的影響。為方便理解，圖2中只示出一束單獨(dú)的輸入光束。不過(guò)，前端微型光學(xué)元件50可以傳播通過(guò)更多的光束。(該元件的不同實(shí)施例在圖4C和6B中有圖示)。
圖3是一般多端口(10端口)光學(xué)器件100的例子。器件100包含光學(xué)模塊102(具體結(jié)構(gòu)將在下面討論)，輸入/輸出環(huán)行器104和多個(gè)分/插環(huán)行器106A-106D。器件100可以被用在密集波分復(fù)用(DWDM)通信系統(tǒng)中以插入和分離特定的信道(如波長(zhǎng))。例如，在系統(tǒng)的預(yù)定節(jié)點(diǎn)上，從光學(xué)波導(dǎo)分離出具有可選擇波長(zhǎng)的光信號(hào)，并且插入其它光信號(hào)。
圖4A和4B是基于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)模塊102的模塊102A的一個(gè)例子。具體地，圖4A是具有球形反射器120形式的光功率的光重定向元件的俯視圖，這種球形反射器120被用來(lái)接收來(lái)自前端單元122(具有圖4C所示的光纖陣列)的光束。球形反射器120還反射到達(dá)和來(lái)自衍射光柵124(如圖1中所示的色散元件12)和微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)陣列126(如圖1中所示的調(diào)節(jié)裝置)的光束。圖4B是圖4A中所示元件的側(cè)視圖，用來(lái)圖解元件(120，122，124和126)相對(duì)于反射器120的焦平面的位置。
在操作中，復(fù)用光束被射入前端單元122以提供兩束具有相同偏振的子光束。這兩個(gè)光束被傳播到球形反射器120并從反射器反射到衍射光柵124。衍射光柵124將每束子光束分成多個(gè)具有不同中心波長(zhǎng)的子光束。這些子光束又被傳播到球形反射器120，在反射器120中，這些子光束被傳播到MEMS陣列126，其中這些子光束象對(duì)應(yīng)于單光譜信道的空間分離射點(diǎn)那樣入射到MEMS陣列126上。
在圖4A的俯視圖中，每個(gè)對(duì)應(yīng)于單光譜信道的子光束被調(diào)節(jié)，并沿著與入射光路基本相同的光路向后反射，在圖4B的側(cè)視圖中，反射光路有點(diǎn)偏離原來(lái)的光路。子光束被從MEMS陣列126反射到球形反射器120，并被重定向到衍射光柵124，在124處，子光束被再混合并被傳播到球形反射器120，以便被發(fā)射到如圖4B中所示的預(yù)定輸入/輸出端口。
圖4C是基于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的前端單元122的模塊圖。前端單元122包含光纖陣列132，此陣列包括多個(gè)光纖132A到132D(在本例中示出4根光纖)，每根光纖132A-132D將光發(fā)射到微型透鏡陣列134的相應(yīng)微型透鏡134A-134D上。在通過(guò)相應(yīng)的微型透鏡134A-134D后，光束被透鏡136偏轉(zhuǎn)，并被導(dǎo)向反射器120(如圖4A/4B所示)。
圖5A和5B是圖解基于本發(fā)明的MEMS陣列126的兩個(gè)實(shí)施例的示意圖。MEMS陣列126包含多個(gè)MEMS元件150(如鏡子，反射器等等)，這些元件將光束轉(zhuǎn)換到與色散元件12(具體是圖4A中所示的衍射光柵124)決定的色散平面/方向(用點(diǎn)劃線λ標(biāo)識(shí))相互垂直的方向上。在圖5B的實(shí)施例中，元件150被分成通過(guò)成對(duì)鏈子154與固定錨152互連的元件對(duì)。
圖6A是基于本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)模塊102的模塊102B的例子，該模塊102B支持偏振分集。模塊102B包含與圖4A和4B中討論的模塊102A相同的元件，但圖解了具體如圖6B所示的經(jīng)過(guò)變化的前端單元122’。
為了簡(jiǎn)單，經(jīng)過(guò)變化的前端單元122’中只示出兩根光纖132A-132B，而且包含具有一對(duì)波片/玻璃塊140A和140B的偏振分集模塊138(如晶體)。波片140A和140B將光束分成如圖所示的兩束子光束。在操作過(guò)程中，光纖132B將光傳過(guò)微型透鏡134B并到達(dá)透鏡136，透鏡136將光束導(dǎo)入偏振分集模塊138，并通過(guò)波片140A(用“o”標(biāo)識(shí)光束)。(通過(guò)光學(xué)模塊102B之后)光束“o”經(jīng)過(guò)波片140A回到透鏡136并通過(guò)微型透鏡134A從光纖132A出來(lái)。類似地，另一光束“e”的軌跡說(shuō)明了角度到位置的變換結(jié)果。標(biāo)記f1和f2表示焦距。
圖7A是基于本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的一般多端口(10個(gè)端口)光學(xué)器件200的例子。器件200包含光學(xué)模塊202(圖7B所示)，輸入端口204，輸出端口206，多個(gè)插入端口(在本例中有4個(gè))，和多個(gè)分離端口210(在本例中有4個(gè)端口)。器件200可以用在密集波分復(fù)用(DWDM)通信系統(tǒng)中以便插入和分離特定信道(如波長(zhǎng))。例如，在系統(tǒng)的預(yù)定節(jié)點(diǎn)上，具有可選擇波長(zhǎng)的光信號(hào)被從光學(xué)波導(dǎo)中分離，而其它光信號(hào)被插入。
圖7B是基于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光學(xué)模塊202的模塊202A的例子。具體地，圖7B是一對(duì)具有上述球形反射器120A和120B形式的光功率的光重定向元件的俯視圖。反射器120A被用來(lái)接收被反射到衍射光柵124A、又回到反射器120A、之后又反射到導(dǎo)光偏轉(zhuǎn)器陣列220(液晶光學(xué)相位陣列-LC OPA，即圖1所示的調(diào)節(jié)裝置)的光束。偏轉(zhuǎn)器220將光從反射器120B反射到衍射光柵124B，最后從衍射光柵124B反射到輸出端口模塊222。
在操作中，發(fā)射復(fù)用光束以提供具有相同偏振的兩束子光束。這兩束光被傳播到球形反射器120A并被反射到衍射光柵124A。衍射光柵124A將每束子光束分成具有不同中心波長(zhǎng)的多個(gè)子光束。這些子光束又被傳播到球形反射器120A，然后經(jīng)過(guò)導(dǎo)光偏轉(zhuǎn)器220到達(dá)球形反射器120B，在120B處又被反射回衍射光柵124B。衍射光柵124B混合從反射器120B接收的子光束，并將光束從反射器120B發(fā)射到輸出端口模塊222的多個(gè)輸出端口221中的一個(gè)上。
圖7C圖解了基于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的液晶(LC)偏轉(zhuǎn)陣列220。LC偏轉(zhuǎn)陣列220包括至少一排液晶體(cell)或象素252。通常，陣列220內(nèi)的每個(gè)象素252包含充當(dāng)電可改寫衍射光柵的光學(xué)相位陣列。各個(gè)象素252的輸出被耦合到相應(yīng)的端口P1，P2和P3。地址選擇模塊256選擇偏轉(zhuǎn)角度，因而選擇了圖7B的輸出端口模塊222的具體端口P1，P2或P3。
雖然根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例描述和圖解了本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍并不僅僅限于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明的范圍包括在本發(fā)明的構(gòu)思和下列權(quán)利要求的全部范圍內(nèi)的所有可能的替代，修改和等價(jià)方案。
權(quán)利要求
1.一種光纖波長(zhǎng)開關(guān)，包括(a)具有多個(gè)光學(xué)端口的前端單元，該前端單元包括(i)光纖陣列，該陣列包括多個(gè)被耦合到多個(gè)用來(lái)發(fā)射和接收光信號(hào)的光學(xué)端口的光纖；(ii)具有多個(gè)微型透鏡的微型透鏡陣列，每個(gè)微型透鏡都被耦合到一根相應(yīng)的光纖；及(iii)接收和重定向來(lái)自微型透鏡陣列的光信號(hào)的透鏡；(b)決定色散平面的波長(zhǎng)色散元件；(c)與波長(zhǎng)色散元件相連的光重定向元件；及(d)與光重定向元件一起工作的啟動(dòng)陣列，用來(lái)偏轉(zhuǎn)光信號(hào)以使其與波長(zhǎng)色散元件決定的色散平面基本垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖波長(zhǎng)開關(guān)，其中前端單元還包含偏振分集模塊，該模塊具有至少一個(gè)用來(lái)將光信號(hào)分成兩束具有基本上相同的偏振態(tài)的子信號(hào)的波片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖波長(zhǎng)開關(guān)，其中波長(zhǎng)色散元件包含衍射光柵和棱鏡中的一個(gè)，并且光重定向元件包含球形反射器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖波長(zhǎng)開關(guān)，其中啟動(dòng)陣列包含微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件，該MEMS器件具有多個(gè)可以沿著由色散平面決定的軸移動(dòng)的反射器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖波長(zhǎng)開關(guān)，其中多個(gè)光學(xué)端口中的每一個(gè)的位置與分別進(jìn)出MEMS器件的輸入和輸出光束的角度偏移相關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖波長(zhǎng)開關(guān)，其中啟動(dòng)陣列包含具有多個(gè)象素的液晶偏轉(zhuǎn)陣列，每個(gè)象素都有充當(dāng)電可改寫衍射光柵的光學(xué)相位陣列。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖波長(zhǎng)開關(guān)，還包括地址選擇模塊，該模塊被用來(lái)選擇偏轉(zhuǎn)角度以便向多個(gè)光端口中的一個(gè)提供信號(hào)。
8.一種重新路由和調(diào)節(jié)光信號(hào)的光學(xué)器件，包括(a)具有用來(lái)發(fā)射光束的第一端口和用來(lái)接收光束的第二端口的前端單元，該前端單元包括(i)光纖陣列，該陣列包括多個(gè)被耦合到用來(lái)發(fā)射光束的第一端口和用來(lái)接收光束的第二端口的光纖；(ii)具有多個(gè)微型透鏡的微型透鏡陣列，每個(gè)透鏡都被耦合到一根相應(yīng)的光纖；及(iii)用來(lái)接收和重定向來(lái)自微型透鏡陣列的光信號(hào)的透鏡；(b)具有焦平面并且用來(lái)接收來(lái)自第一端口的光束的光重定向元件；(c)決定色散平面并且基本上位于光重定向元件的焦平面上的波長(zhǎng)色散元件，用來(lái)空間分離從光重定向元件反射的光束并且將空間分離的光束重定向到光重定向元件；和(d)位于光重定向元件的焦平面上的啟動(dòng)陣列，用來(lái)將從光重定向元件反射的空間分離光束調(diào)節(jié)到與波長(zhǎng)色散元件決定的色散平面基本垂直的方向上，并且通過(guò)光重定向元件和波長(zhǎng)色散元件將經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的空間分離光束反射到前端單元的第二端口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)器件，其中前端單元還包含偏振分集模塊，該模塊具有至少一個(gè)用來(lái)將來(lái)自第一端口的光束分成兩束具有基本上相同的偏振態(tài)的子光束的波片。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)器件，其中波長(zhǎng)色散元件包含衍射光柵和棱鏡中的一個(gè)，并且光重定向元件包含球形反射器。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)器件，其中啟動(dòng)陣列包含微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件，該MEMS器件具有多個(gè)可以沿著由色散平面決定的軸移動(dòng)的反射器。
12.一種重新路由和調(diào)節(jié)光信號(hào)的方法，包括(a)向具有焦平面的反射元件發(fā)射光束；(b)將入射到反射元件的光束重定向到?jīng)Q定色散方向的色散元件，該色散元件基本上位于焦平面上；(c)將重定向的光束空間分離成與多個(gè)不同光譜信道相對(duì)應(yīng)的多個(gè)不同子光束；(d)將多個(gè)不同子光束重定向到在光學(xué)上基本位于焦平面上的啟動(dòng)陣列；(e)有選擇地調(diào)節(jié)與色散方向基本垂直的多個(gè)不同子光束，并且沿基本上相反的方向反射這些子光束；及(f)將經(jīng)過(guò)有選擇的調(diào)節(jié)的多個(gè)不同子光束重定向到色散元件，并將這些光束混合以形成輸出光束。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中發(fā)射步驟包含在微型透鏡中接收光束并使用透鏡重定向來(lái)自微型透鏡的光束以便將光束導(dǎo)向反射元件。
14.一種重新路由和調(diào)節(jié)光信號(hào)的器件，包括(a)用來(lái)發(fā)射光束的第一端口，該第一端口包括(i)耦合到用來(lái)發(fā)射和接收光信號(hào)的第一端口的光纖；(ii)耦合到光纖的微型透鏡；及(iii)用來(lái)接收和重定向來(lái)自微型透鏡的光信號(hào)的透鏡；(b)具有焦平面并且用來(lái)接收來(lái)自第一端口的光束的第一光重定向元件；(c)決定色散方向并且基本位于光重定向元件的焦平面上的第一波長(zhǎng)色散元件，用來(lái)空間分離從光重定向元件反射的光束并且將空間分離的光束重定向到光重定向元件；(d)基本位于焦平面上的導(dǎo)光偏轉(zhuǎn)器，用來(lái)接收從第一光重定向元件反射的空間分離光束并將空間分離光束重定向到與第一波長(zhǎng)色散元件決定的色散方向基本垂直的方向上；(e)用來(lái)接收來(lái)自導(dǎo)光偏轉(zhuǎn)器的空間分離光束的第二光重定向元件；及(f)第二波長(zhǎng)色散元件，用來(lái)再混合來(lái)自第二光重定向元件的空間分離光束，并將再混合的光束導(dǎo)入第二光重定向元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)器件，其中前端單元還包含偏振分集模塊，該模塊具有至少一個(gè)用來(lái)將來(lái)自第一端口的光束分成兩束具有基本上相同的偏振態(tài)的子光束的波片。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)器件，其中第一和第二波長(zhǎng)色散元件包含衍射光柵，并且第一和第二光重定向元件包含球形反射器。
17.一種光纖波長(zhǎng)開關(guān)，包括(a)前端單元，具有多個(gè)被耦合到透鏡并且用來(lái)發(fā)射和接收光的端口；(b)決定色散方向的波長(zhǎng)色散元件；(c)與波長(zhǎng)色散元件相連的光重定向元件；及(d)與光重定向元件一起工作、使光信號(hào)基本與波長(zhǎng)色散元件決定的色散平面垂直的啟動(dòng)陣列。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光纖波長(zhǎng)開關(guān)，其中前端單元還包含偏振分集模塊，該模塊具有至少一個(gè)用來(lái)將發(fā)送的光束中的一個(gè)分成兩個(gè)具有基本上相同的偏振態(tài)的子信號(hào)的波片。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光纖波長(zhǎng)開關(guān)，其中波長(zhǎng)色散元件包含衍射光柵和棱鏡中的一個(gè)，并且光重定向元件包含球形反射器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光纖波長(zhǎng)開關(guān)，其中啟動(dòng)陣列包含微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件，該MEMS器件具有多個(gè)可以沿著由色散方向決定的軸移動(dòng)的反射器。
全文摘要
一種光纖波長(zhǎng)開關(guān)，包含具有用來(lái)發(fā)射和接收光信號(hào)的光學(xué)端口的前端單元；決定色散平面的波長(zhǎng)色散元件(如衍射光柵，棱鏡等)；與波長(zhǎng)色散元件相連的光重定向元件(如球形反射器)；與光重定向元件一起工作、使光信號(hào)基本上與波長(zhǎng)色散元件決定的色散平面垂直的啟動(dòng)陣列(如MEMS)。波長(zhǎng)開關(guān)可以被實(shí)現(xiàn)具有一個(gè)輸入/輸出端口和幾個(gè)插入/分離端口的器件，這種器件可以向輸入端口插入波長(zhǎng)并從輸出端口分離波長(zhǎng)。前端單元具有光纖陣列，光纖陣列被耦合到微型透鏡陣列，其中來(lái)自微型透鏡的光信號(hào)被另一個(gè)透鏡導(dǎo)引。
文檔編號(hào)G02B6/34GK1397812SQ0214067
公開日2003年2月19日 申請(qǐng)日期2002年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月12日
發(fā)明者托馬斯·杜瑟里爾, 飛利浦思·S·洛克斯, 雅克·比思姆斯 申請(qǐng)人:Jds尤尼費(fèi)斯公司