專利名稱：雙向交叉連接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含交叉連接的光學(xué)裝置，尤其是涉及包含雙向交叉連接的光學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
利用光纖進行長距離通訊，需要使用放大器來沿光路放大信號。因為放大器是單向器件，故利用光纖進行雙向通訊就需要使用連接有放大器的兩根光纖。一種利用光纖進行通訊的普通形式是使用國際電信聯(lián)盟(ITU)的信道，其規(guī)定了用于多路復(fù)用光信號的頻率間隔。


圖1表示利用兩根光纖進行的多個光信道的雙向傳輸?shù)膶嵤├?。光信號被從多個發(fā)送設(shè)備100傳輸至多個接收設(shè)備140，從發(fā)送設(shè)備150(也可以是設(shè)備140)傳輸至接收設(shè)備180(也可以是設(shè)備100)。
當(dāng)從設(shè)備100傳輸光信號時，光信號被多路復(fù)用器110多路轉(zhuǎn)換，以生成一波分復(fù)用(WDM)或緊湊WDM(DWDM)光信號。WDM/DWDM光信號被傳輸至放大器120，信號被增強并被向前傳輸至放大器122。如果必要可以進行一系列放大直到信號被多路分用器130接收。對傳輸?shù)墓庑盘栠M行放大是公知的現(xiàn)有技術(shù)。多路分用器(demultiplexor)130對光信號進行多路分解，并將信號分配給設(shè)備140。
光信號波以同樣的方式從設(shè)備150傳輸至設(shè)備180。光信號被多路復(fù)用器190進行多路轉(zhuǎn)換以生成一WDM或DWDM光信號。該信號通過光纖被傳輸至放大器160和162直至多路分用器170。多路分用器170將WDM或DWDM光信號進行多路分解，并將光信號分配給設(shè)備180。圖1所示的雙向網(wǎng)絡(luò)需要兩套多路復(fù)用器、多路分用器、放大器、光纖和有關(guān)的互連，因而是低效率的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
圖2表示利用循環(huán)器和交錯濾波器(interleaving filter)進行的多個光信道的雙向傳輸?shù)膶嵤├Ｔ趫D2所示的結(jié)構(gòu)中，一第一組光頻率(比如，偶數(shù)ITU信道)被在一第一方向傳輸，一第二套光頻率(比如，奇數(shù)ITU信道)被在相反方向傳輸。
一WDM或DWDM信號通過光纖200被傳輸至循環(huán)器210。循環(huán)器210將光信號傳送至放大器220。放大器220放大光信號，濾波器230濾波被放大的信號。放大器225進一步放大光信號。濾波和放大是基于諸如光纖長度和/或信號條件根據(jù)需要而執(zhí)行的。光信號最后被傳送至循環(huán)器240。
循環(huán)器240將光信號從放大器225傳送至光纖250，光纖250可將光信號傳送至一個或多個接收設(shè)備(比如，一多路分用器)。為了使光信號在相反方向傳輸，光纖250將光信號從一傳輸設(shè)備(比如，一多路復(fù)用器)傳送至循環(huán)器240，再將光信號從光纖250傳送至放大器260。正如必要，放大器260、濾波器270和放大器265依次放大和濾波光信號，并直接將光信號傳送至循環(huán)器210。
循環(huán)器210將光信號從放大器265傳送至光纖200。光纖200將光信號傳送至一接收設(shè)備(比如，一多路分用器)。圖2所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與圖1所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一樣，需要兩套放大器。圖2所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也需要兩套濾波器和至少兩套循環(huán)器。圖2所示的網(wǎng)絡(luò)能比圖1所示的網(wǎng)絡(luò)效率更高；然而，圖2所示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的建造和維護成本更昂貴。
附圖簡述下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行描述，但并不局限于此，其中相同的附圖標記表示相同的部件。
圖1表示利用兩根光纖進行的多個光信道的雙向傳輸?shù)囊粋€實施例。
圖2表示利用循環(huán)器和交錯濾波器進行的多個光信道的雙向傳輸?shù)囊粋€實施例。
圖3表示耦合到另一光學(xué)裝置上的波長交錯(wavelength interleaving)交叉連接的方框圖的一個實施例。
圖4表示耦合到一分出/插入設(shè)備上的波長交錯交叉連接的方框圖的一個實施例。
圖5表示具有多個半波片和兩個雙折射元件的波長交錯交叉連接的一個實施例。
圖6表示具有反射元件的波長交錯交叉連接的一個實施例，該反射元件通過多個半波片和一雙折射元件來反射光信號。
圖7a和7b表示在一共同端具有全部四個端口及具有一反射元件的波長交錯交叉連接的一個實施例，其通過多個半波片和多個雙折射元件來反射光信號。
圖8表示具有一個偏振分束器和多個標準具的波長交錯交叉連接的一個實施例。
圖9表示具有一接觸平板分束器的邁克遜(Michelson)移相器交叉連接的一個實施例的某一大小。
圖10表示具有一多腔標準具(a multi-cavity etalon)的交叉連接的一個圖11表示代表本發(fā)明的交叉連接的一方框圖，其在第一和第二端口設(shè)有雙向隔離器，用于通過一在相同方向的光學(xué)裝置饋送沿相反方向傳輸?shù)男盘枴?br> 圖12a和12b表示圖11的交叉連接的一個實施例。
圖13是圖12a和12b的交叉連接的一偏振圖表。
詳細說明下面將對波長交錯交叉連接進行描述。為了清楚地說明，提供了大量的具體細節(jié)，以便對本發(fā)明進行全面理解。然而，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，沒有這些具體細節(jié)顯然也可以實現(xiàn)發(fā)明。在其它實施例中，用方框圖的形式表示其結(jié)構(gòu)和設(shè)備，以避免使本發(fā)明模糊不清。
術(shù)語“一個實施例”是指，與該實施例相關(guān)的一個特別的部件、結(jié)構(gòu)或特征被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。在說明書的不同地方出現(xiàn)的詞語“在一個實施例中”并不必要地都指同一實施例。
波長交錯交叉連接，在一第一方向傳送一包含一第一組光頻率的第一光信號，在一第二方向傳送一包含一第二套光頻率的第二光信號。在一個實施例中，當(dāng)向一第一輸入/輸出(I/O)端口輸入第一光信號時，第一光信號被從第一I/O端口傳送至一第二I/O端口。當(dāng)向一第三I/O端口輸入第一光信號時，第一光信號被從第三I/O端口傳送至一第四I/O端口。當(dāng)向第四I/O端口輸入第二光信號時，第二光信號被從第四I/O端口傳送至第二I/O端口。當(dāng)向第三I/O端口輸入第二光信號時，第二光信號被從第三I/O端口傳送至第一I/O端口。這樣，通過在第二端口和第三端口之間耦合一光學(xué)裝置(比如放大器、濾波器)，該光學(xué)裝置能被用于雙向通訊，因而減少了雙向光學(xué)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所需的設(shè)備數(shù)量。
為了易于說明，這里描述的波長交錯交叉連接是根據(jù)濾波和傳送偶數(shù)和奇數(shù)ITU信道來進行描述的；然而，被濾波和傳送的光頻率可以是其它的ITU信道。
圖3表示連接到另一光學(xué)裝置上的波長交錯交叉連接的方框圖的一個實施例。一個或多個設(shè)備(圖3未表示)傳輸一第一光信號305，光信號305具有第一組光頻率(比如，奇數(shù)ITU信道)。一個或多個設(shè)備(圖3未表示)接收一第二光信號315，光信號315具有第二套光頻率(比如，偶數(shù)ITU信道)。在一實施例中，奇數(shù)信道305和偶數(shù)信道315被單根光纖傳送。發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備可以是相同的設(shè)備或不同設(shè)備。
傳送奇數(shù)信道305和偶數(shù)信道315的光纖被光耦合到I/O端口310。在一實施例中，端口310是一具有一梯度折射率(GRIN)透鏡的準直儀裝置，以準直光束。也可以使用其它類型的透鏡，或者接收預(yù)準直光束。端口310被光耦合到波長交錯交叉連接300上。
一個或多個設(shè)備(圖3未示)接收奇數(shù)信道，并通過端口320傳送偶數(shù)信道315，端口320被光耦合到波長交錯交叉連接300上。發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備可以是相同的設(shè)備或不同設(shè)備。在一實施例中，端口320是一具有一GRIN透鏡的準直儀裝置，以準直光束。也可以使用其它類型的透鏡，或者接收預(yù)準直光束。
端口330和340也被光耦合到波長交錯交叉連接300上。在一實施例中，端口330和340包括具有GRIN透鏡的準直儀裝置，以準直光束。也可以使用其它類型的透鏡，或者接收預(yù)準直光束。
光學(xué)裝置350被光耦合在端口330和340之間。光學(xué)裝置350可以是，比如一信道均衡器、一濾波器、一中繼器、一摻鉺光纖放大器(FDFA)、一半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA)、一摻稀土光纖放大器(REDFA)或其它光學(xué)裝置。
奇數(shù)信道305(虛線)通過端口310被輸入到波長交錯交叉連接300并傳送到端口330。然后，奇數(shù)信道305被輸入到光學(xué)裝置350。被光學(xué)裝置350輸出的奇數(shù)信道305被一光纖或其它波導(dǎo)傳送至端口340。波長交錯交叉連接300將奇數(shù)信道305從端口340傳送至端口320。
偶數(shù)信道315(實線)通過端口320被輸入到波長交錯交叉連接300并傳送到端口330。然后，偶數(shù)信道315被輸入到光學(xué)裝置350。被光學(xué)裝置350輸出的偶數(shù)信道315被一適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)波導(dǎo)傳送至端口340。波長交錯交叉連接300將偶數(shù)信道315從端口340傳送至端口310。
因為表示雙向通訊的偶數(shù)信道315和奇數(shù)信道305兩者都被從它們各自的輸入端口傳送至端口330，所以僅僅使用單一光學(xué)裝置(比如，光學(xué)裝置350)就能實現(xiàn)雙向通訊。被從光學(xué)裝置350通過端口340所接收到的偶數(shù)信道315和奇數(shù)信道305又被傳送至各自的輸出端口以提供雙向通訊。因此，雙向通訊所需的光學(xué)裝置(比如，放大器)的數(shù)量就能減少一半。
圖4表示連接到一分出/插入設(shè)備上的波長交錯交叉連接的方框圖的一個實施例。波長交錯交叉連接300和端口310、320、330和340以與圖3同樣的方式運行。
一分出/插入設(shè)備400被連接在端口330和340之間。分出/插入設(shè)備400接收來自波長交錯交叉連接300的端口330的奇數(shù)信道305和偶數(shù)信道315。分出/插入設(shè)備400包括一個或多個濾波器以濾波來自所接收到光信號的一個或多個信道。分出/插入設(shè)備400還接收來自一產(chǎn)生或傳輸信號的設(shè)備(圖4未示)的奇數(shù)信道410和偶數(shù)信道420。一個或多個奇數(shù)信道410和偶數(shù)信道420能被增加到奇數(shù)信道305和偶數(shù)信道315上，以提供新的偶數(shù)信道325和奇數(shù)信道335，偶數(shù)信道325和奇數(shù)信道335被傳送至波長交錯交叉連接300的端口340。已經(jīng)被分出/插入設(shè)備400濾波的分出信道(dropped channels)被表示為奇數(shù)信道430和偶數(shù)信道440。
圖5表示具有多個半波片和兩個雙折射元件的波長交錯交叉連接的一個實施例。圖5中的元件，除了I/O端口310、320、330和340之外，表示波長交錯交叉連接300的一個實施例。
通常，通過端口310接收到的奇數(shù)信道被直接傳送至端口330，通過端口310接收到的偶數(shù)信道被直接傳送至端口340。通過端口320接收到的奇數(shù)信道被直接傳送至端口340，通過端口320接收到的偶數(shù)信道被直接傳送至端口330。在一實施例中，如上述圖3和圖4所示運行，奇數(shù)信道被輸出到端口310，而偶數(shù)信道被輸出到端口320。在一可選的實施例中，偶數(shù)信道被輸出到端口310，而奇數(shù)信道被輸出到端口320。
所述半波片510、一第一雙折射元件550、一半波片515、一第二雙折射元件555以及一半波片520一起起到一濾波元件的作用，以濾波通過那里的光信號。在一實施例中，第一雙折射元件550具有一長度為L的光程，而第二雙折射元件555具有一長度為2L的光程。在一實施例中，半波片510的濾波效果(例如，@22.5°)、半波片515的濾波效果(例如，@52.5°)和半波片520的濾波效果(例如，@3.5°)以及雙折射元件550和555的濾波效果提供了一個在雙向上的梳齒函數(shù)(combfunction)；然而，也提供了其它的濾波函數(shù)。最好是，第一組光頻率的偏振(例如，ITU偶數(shù)信道)被旋轉(zhuǎn)90°，而第二套光頻率的偏振(例如，ITU奇數(shù)信道)未受影響。這一差別典型地為奇數(shù)和偶數(shù)信道提供了通過相同的輸入端口被直接傳送至不同的端口的機會；然而，在本發(fā)明中，也可以使奇數(shù)和偶數(shù)信道通過不同的輸入端口被直接傳送至相同的輸出端口。當(dāng)然，所有這些依賴于奇數(shù)和偶數(shù)信道被輸入設(shè)備時的相對偏振，以及它們的偏振在系統(tǒng)中是怎樣以其它方式被處理的。
在一實施例中，第一和第二雙折射元件550和555由多個雙折射晶體組成，這些晶體被選擇以提供改良的熱穩(wěn)定性，與單一雙折射晶體相比高出一個操作溫度的范圍。在一實施例中，一個晶體是TiO2晶體，而第二晶體是YVO4晶體；然而，也可以使用其它類型的晶體。也能使用其它雙折射裝置，比如，假如溫度穩(wěn)定性不重要的話，則可以使用一單晶體。
為了舉例，我們假設(shè)，偶數(shù)信道被輸入端口320，而奇數(shù)信道被輸入端口310。包含通過端口320傳輸?shù)呐紨?shù)信道的光信號分量，當(dāng)它們進入半波片510時，是以正交的偏振狀態(tài)從半波片520顯現(xiàn)的，因而，通過一偏振分束器560至一半波片530及端口330。假設(shè)端口330被通過某種類型的一光學(xué)裝置光耦合到端口340，則通過端口340接收到的偶數(shù)信道將以同樣的方式通過交叉連接300傳輸；然而，可以利用一波片540，以確保開始于第二次傳送的偶數(shù)信道分量的偏振是與它們在第一次傳送之后的偏振正交的。因而，偶數(shù)信道將被棱鏡560反射而直接傳輸?shù)讲ㄆ?20。再一次通過第一和第二雙折射元件550和555，結(jié)果，偏振旋轉(zhuǎn)使得偶數(shù)信道分量通過棱鏡540到達端口310。
此外，最好是，信號在第一方向(比如，從左到右)通過并離開波片520，所發(fā)生的偏振與相同頻率組的信號正交，并再次進入波片520以在第二方向(比如，從右到左)第二次通過。在傳輸過程之間的正交關(guān)系減少，或者甚至消除了色散，使信號從端口310被傳送到端口330，通過一光學(xué)裝置傳送到端口340，然后到端口320。
通過端口310接收到的奇數(shù)信道的分量之一(比如常規(guī)分量)被通過一半波片500直接傳送至濾波元件，以確保奇數(shù)信道分量的偏振是與通過端口320傳送的偶數(shù)信道分量的偏振正交，而且確保奇數(shù)信道分量被通過偏振分束器棱鏡540直接傳送至波片510。奇數(shù)信道的偏振未受到影響，結(jié)果通過了濾波元件550和555。因而，奇數(shù)信道在直接通過偏振分束器560之后被直接傳送至端口330。半波片530使奇數(shù)信道分量之一的偏振旋轉(zhuǎn)，因而，它們能被結(jié)合在一設(shè)置在端口330的離散晶體上。
通過端口340接收到的奇數(shù)信道被以與處理通過端口310傳送的奇數(shù)信道信號相同的方式處理，除了波片540使它們的分量之一(比如，特別分量)的偏振旋轉(zhuǎn)之外，而導(dǎo)致奇數(shù)信道分量被棱鏡560反射并重新進入波片520，其偏振與在第一次傳送之后離開波片520的奇數(shù)信道分量的偏振正交。第二次通過第一和第二濾波元件550和555的結(jié)果是，奇數(shù)信道分量的偏振再次未受到影響，使奇數(shù)信道分量被棱鏡540反射到端口320。由于具有上述偶數(shù)信道，在第一方向通過的信號與在二方向通過的信號之間的正交關(guān)系能夠減少、或者甚至消除色散。
圖6表示具有反射元件的波長交錯交叉連接的一個實施例，反射元件通過多個半波片和一個雙折射元件來反射光信號。圖6的交叉連接提供了與圖5的交叉連接相同的功能；然而，圖6的交叉連接是將信號多次傳送通過一個單一雙折射元件，而不是通過多個雙折射元件。
通過端口310接收到的信號被一設(shè)置在端口310內(nèi)的離散晶體在空間上分成水平和垂直分量。分量之一通過半波片505(比如，特別分量)，因而，當(dāng)進入偏振分束器棱鏡540時，兩個分量具有相同的偏振。而且，波片605能夠保證來自端口310的信號具有一種能確保它們直接通過偏振分束器540的偏振狀態(tài)。
通過端口320接收到的信號被一設(shè)置在端口320內(nèi)的離散晶體在空間上分成水平和垂直分量。分量之一(比如，常規(guī)分量)通過半波片600，因而，當(dāng)進入偏振分束器棱鏡540時，兩個分量具有相同的偏振，它與前述來自端口310的分量的偏振正交。而且，波片600能夠保證來自端口320的信號具有一種能確保它們能被偏振分束器540反射的偏振狀態(tài)。隨后，所有分量穿過一在一反射元件650內(nèi)的孔。在一實施例中，反射元件650是一反射棱鏡；然而，也可以使用其它的元件。
反射元件650和655通過半波片610、620、625和630、通過一偏振器615、多次通過一雙折射元件660而反射信號。奇數(shù)信道信號的分量的偏振未受到通過單一雙折射元件660的多次傳送的影響，而偶數(shù)信道信號的偏振被旋轉(zhuǎn)90°。因而，通過端口310傳送的奇數(shù)信道分量和通過端口320傳送的偶數(shù)信道分量直接通過偏振分束器棱鏡560傳送到端口330。在進入端口330之前，分量之一穿過半波片640，而將一分量重新定位成與另一分量正交?；蛘?，通過端口320傳送的奇數(shù)信道分量和通過端口310傳送的偶數(shù)信道分量被棱鏡560反射到端口340。如上所述，在進入端口340之前，分量之一穿過半波片635，而將一分量重新定位成與另一分量正交。半波片和雙折射元件的方位角是可以選擇的，以提供所需要的濾波功能性。這樣的濾波器的設(shè)計是公知的。
在一實施例中，雙折射元件660由多個雙折射晶體組成的，雙折射晶體是可以選擇的，與單一雙折射晶體相比能夠在操作溫度的范圍之上提供改良的熱穩(wěn)定性。在一實施例中，一個晶體是TiO2晶體而第二晶體是YVO4晶體；然而，也可以使用其它類型的晶體。其它雙折射裝置也可以使用，比如，假如溫度穩(wěn)定性不是重要的，則可以使用一單一晶體。
假設(shè)，圖6的設(shè)備詳細說明了圖3的交叉連接，通過端口31剛送的奇數(shù)信道通過端口330傳出，隨后，通過端口340被接收。最近處理的奇數(shù)信道被穿過半波片635，因此，確保兩個分量的偏振與傳出波片620的奇數(shù)信道的偏振相同但是正交。因此，偏振分束器560使奇數(shù)信道分量第二次直接穿過半波片、偏振器和雙折射元件。在濾波奇數(shù)信道之后，其偏振保持相同，奇數(shù)信道被直接穿過偏振分束器540達到端口320。
偶數(shù)信道被以同樣的方式從端口320傳送到端口330，并從端口340傳送到端口310，應(yīng)考慮的是，偶數(shù)信道信號每次在波片610和620之間傳輸時，偶數(shù)信道信號的偏振被旋轉(zhuǎn)90°。在一實施例中，在第一方向(如，從左到右)傳輸?shù)男盘柧哂幸慌c相同頻率組的、在第二方向(如，從右到左)傳輸?shù)男盘栒坏钠?。多次傳送之間的正交關(guān)系減少、或者甚至消除了色散現(xiàn)象，使信號從端口310傳送到端口330，通過一光學(xué)裝置傳送到端口340，再到端口320。
圖7a和7b表示在一共同端具有全部四個端口及具有一反射元件的波長交錯交叉連接的一個實施例，其通過多個半波片和多個雙折射元件來反射光信號。圖7的交叉連接提供了與圖5的交叉連接類似的功能性；然而，圖7的交叉連接使信號傳輸通過多個雙折射元件到達一反射鏡，然后折回通過多個雙折射元件。這樣設(shè)置能確保在每一端口之間的傳輸免于色散。
傳送奇數(shù)信道的一光信號被通過端口310接收到，被設(shè)置在端口310內(nèi)的一離散晶體在空間上分成正交的子光束。子光束之一通過一半波片710傳輸，這樣能夠確保兩子光束都具有相同的偏振，以穿過設(shè)備，比如水平的。兩分量都進入一棱鏡725，信號通過一半波片730、一第一雙折射元件735、一半波片740、一第二雙折射元件745和一半波片750而被旋轉(zhuǎn)。在一最佳實施例中，第一雙折射元件735具有長度為L的光程，而第二雙折射元件745具有長度為2L的光程；然而，也可以采用其它光程長度。半波片730、740與750，以及第一和第二雙折射元件735和745的組合運用，使得按照需要濾波光信號。最好是，該組合也能夠?qū)⑿诺?比如，偶數(shù)ITU信道)的一個子集的偏振旋轉(zhuǎn)，而對信道(比如，奇數(shù)ITU信道)的其它子集沒有累積的影響。
在從半波片750傳出之后，奇數(shù)信道分量仍然具有它們原始的偏振(水平)，穿過一離散晶體755到達一四分之一波片760和一反射鏡770，兩者結(jié)合起來使得具有第一偏振的子光束直接從一包含端口310的低電平傳送到一包含端口330和340的中電平。在這點上，偶數(shù)ITU波長應(yīng)具有所述第二偏振，且被離散晶體755溢出(spilled off)。四分之一波片760被設(shè)置成與子光束交叉，并提供一45°的偏振旋轉(zhuǎn)，以使每一子光束穿過它。反射鏡770將光信號反射回去并第二次穿過四分之一波片760，結(jié)果，子光束總共被旋轉(zhuǎn)90°而形成第二偏振。因而，在光束的第二次傳送期間，離散晶體755向著中間電平向上傳輸子光束。子光束穿過離散晶體755并到達半波片750、第二雙折射元件745、半波片740、第一雙折射元件735和半波片730，實現(xiàn)第二次傳送，其偏振(比如，垂直的)與第一次傳送期間的偏振正交。子光束穿過一偏振分束棱鏡727，棱鏡727將具有垂直偏振的光束傳輸?shù)蕉丝?30。在端口330和340之間，子光束被傳送穿過某一光學(xué)裝置，諸如一放大器或一分插復(fù)用器。
通過端口340接收到的奇數(shù)信道子光束之一被傳送穿過一半波片700，以保證兩子光束都具有相同的原始偏振(水平的)。因而，兩子光束被偏振分束棱鏡720反射，并通過半波片730、第一雙折射元件735、半波片740、第二雙折射元件745和半波片750，到達離散晶體755。在這點上，因為奇數(shù)信道子光束仍然具有它們的原始偏振，故離散晶體755直接將子光束從中間電平向上傳送到更高的包含端口320的電平。子光束再一次穿過四分之一波片760到達反射鏡770，反射鏡770再將子光束反射回去并穿過四分之一波片760。兩次穿過四分之一波片760的結(jié)果是，子光束的偏振被從它們的原始偏振旋轉(zhuǎn)到一與之相正交的偏振(垂直的)。然后，信號被反射回來，向上通過離散晶體755到達更高的電平，并到達波片750、第二雙折射元件745、波片740、第一雙折射元件735和波片730。在第三電平上，一棱鏡720將子光束反射到端口320。子光束之一通過一半波片715，以確保包含奇數(shù)信道的子光束能被結(jié)合并被輸出至端口320。
偶數(shù)信道被以類似的方式從端口320傳送到端口330，從端口340傳送到端口310。偶數(shù)信道子光束被通過在上電平上的端口320發(fā)送，半波片715確保兩子光束具有相同的偏振(比如，水平的)。通過雙折射元件及結(jié)合波片進行傳送，導(dǎo)致子光束從其原始偏振旋轉(zhuǎn)90°到一正交偏振(垂直的)。因而，偶數(shù)信道子光束向下傳送通過離散晶體755，在與四分之一波片760和反射鏡770交叉之前到達中間電平。四分之一波片760將偶數(shù)信道子光束旋轉(zhuǎn)回到它們的原始偏振(水平的)，從而，在第二次傳送期間，離散晶體直接將它們沿中間電平傳送回去。再一次通過雙折射元件及結(jié)合波片進行傳送，將子光束從其原始偏振旋轉(zhuǎn)另一90°到一正交偏振(垂直的)。結(jié)果，偶數(shù)信道子光束也通過偏振分束棱鏡727直接傳送到端口330。如上所述，當(dāng)偶數(shù)信道子光束通過端口340重新進入設(shè)備時，半波片700確保兩子光束具有原始的偏振(水平的)。然而，偶數(shù)信道子光束的再次偏振受到通過雙折射元件及結(jié)合波片進行傳送的影響，將它們的偏振從其原始偏振旋轉(zhuǎn)到一正交偏振(垂直的)。因而，離散晶體755將偶數(shù)信道子光束向下傳送并到達下電平及到達四分之一波片760和反射鏡770。四分之一波片760將子光束的偏振旋轉(zhuǎn)回到它們的原始偏振(水平的)，使得離散晶體755直接將它們沿下電平傳送回去。在由雙折射元件735和745實現(xiàn)另一偏振旋轉(zhuǎn)之后，借助于波片710，偶數(shù)信道子光束被直接傳送至端口310以便重新結(jié)合。
在一實施例中，沿第一方向(比如，從左到右)傳送的信號具有一與沿第二方向(比如，從右到左)傳送的相同頻率組的信號的偏振正交的偏振。傳送之間的正交關(guān)系減少、或者甚至于消除色散，使信號從端口310傳送到端口330，通過一光學(xué)裝置傳送到端口340，然后到端口320，或者反之亦然。
圖8表示具有一分束器和多個標準具的波長交錯交叉連接的一個實施例。所述的交叉連接包括一用于對光信號進行相位移動的Fabry-Perot移相器(FPPS)，以及一在邁克遜配置中的Fabry-Perot標準具。FPPS和標準具的結(jié)合提供了足夠的通帶寬度和絕緣，以起到一交織器/去交織器(interleaver/deinterleaver)的作用。一類似的設(shè)備在2001年1月2日公開的Chen et al的美國專利No.6169626中被披露，可以作為參考。
在一實施例中，交叉連接300的各元件由原子力而不是環(huán)氧樹脂保持光學(xué)接觸；然而，也可以采用環(huán)氧樹脂。為了由原子力保持光學(xué)接觸，每一玻璃平板的厚度應(yīng)該在一預(yù)定的公差范圍內(nèi)是一致的。在一實施例中，每一塊平板的厚度公差是1.0μm；然而，也可以采用其它公差。
因為交叉連接300的各元件具有的平面性，通過元件的相互鄰接，憑借原子力就能保持接觸。在一實施例中，利用原子力保持光學(xué)接觸允許材料的匹配范圍在1.0μm內(nèi)。如上所述，與利用環(huán)氧樹脂組裝光學(xué)元件相比，通過原子力實現(xiàn)的光學(xué)接觸也提供了更好的熱特性。
分束器立方體800將光信號分成一第一子光束和一第二子光束。在一實施例中，分束器立方體800將光束均勻地分束，以致每一標準具接收到50％強度的輸入信號。換言之，分束器立方體800是一個50/50的分束器。其它類型的分束器也可以使用。因為一個精確的50/50的分束器是很難制造的，所以可以采用其它光束分割比率。在一實施例中，分束器800的兩個晶體被利用原子力保持光學(xué)接觸。
假設(shè)有一被分束器立方體800分束的50/50光束，第一子光束被直接傳送至標準具830，而第二子光束被直接傳送至FPPS850。在一實施例中，標準具830的前反射材料反射被分束器立方體800直接傳輸至標準具830的信號的0％～10％。在一實施例中，前反射材料與后反射材料之間的間隙是0.75mm；然而，也可以采用其它間隙大小。后反射材料反射被前反射材料傳輸?shù)男盘柕?0％～100％。
在一實施例中，標準具830被光耦合到分束器立方體800上。在此實施例中，標準具830與分束器立方體800之間的間隙可以小于1.0μm。在一可選擇的實施例中，標準具830被用環(huán)氧樹脂連接到分束器立方體800上；然而，標準具830與分束器立方體800之間的間隙比通過原子力連接時的間隙要大很多。在一實施例中，標準具830包括一調(diào)諧平板(在圖8中未表示)。調(diào)諧平板為交叉連接300提供了優(yōu)良的分辯率(比如，10nm或更小)。調(diào)諧平板通過改變通過標準具830的有效光程的長度而提供優(yōu)良的調(diào)諧能力。
第二子光束穿過分束器立方體800到達FPPS850。在一實施例中，前反射材料將被分束器立方體800傳輸?shù)紽PPS540的第二子光束的15％～20％反射。在一實施例中，前反射材料與后反射材料之間的間隙是1.5mm；然而，也可以采用其它間隙大小。后反射材料反射被前反射材料傳輸?shù)男盘柕?0％～100％。被反射的第二子光束被直接傳輸?shù)椒质髁⒎襟w表面并被反射到適當(dāng)?shù)亩丝?。在一實施例中，F(xiàn)PPS850通過原子力被連接到分束器立方體800上。在一可選擇的實施例中，F(xiàn)PPS850被用環(huán)氧樹脂連接到分束器立方體800上。
標準具830為第一子光束提供一線性的相位差和一正弦傳遞函數(shù)。FPPS850為第二子光束提供一具有微小衰減的非線性的相位響應(yīng)。標準具830和FPPS850的相位和強度響應(yīng)導(dǎo)致在分束器立方體介面上形成結(jié)構(gòu)性的和破壞性的光干涉。發(fā)生結(jié)構(gòu)性光干涉的頻率在或接近全強度時被傳遞。發(fā)生破壞性光干涉的頻率導(dǎo)致光信號的衰減。
該設(shè)備與上述的交叉連接同樣有效，因而，輸入端口310的奇數(shù)信道和輸入端口320的偶數(shù)信道被輸出到端口330，而輸入端口340的奇數(shù)信道和偶數(shù)信道被分別輸出到端口320和310。
圖9表示邁克遜移相器交叉連接的一個實施例的某一尺寸大小，其中端口310、320、330和340被與一接觸平板分束器900光耦合。在一實施例中，氣隙大小、相位匹配參數(shù)和設(shè)計參數(shù)，對于具有接觸平板的交織器和具有分束器的交織器是相同的，有下面的表達式L1≈L2±0.5μm對于平板式分束器的實施例。
通常，圖9的交叉連接以與上述分束器立方體交叉連接相同的方式操作。在一實施例中，平板式分束器900是一50/50分束器；然而，也可以采用其它平板式分束器。在一實施例中，晶體902和904是二氧化硅；然而，也可以采用其它材料。
在一實施例中，F(xiàn)PPS910和標準具920通過原子力被連接到接觸平板分束器上。用原子力連接允許在FPPS910與接觸平板分束器之間的間隙以及在標準具920與接觸平板分束器之間的間隙小于1.0μm。在一可選擇的實施例中，F(xiàn)PPS910和標準具920被用環(huán)氧樹脂連接到接觸平板分束器上。如上所述，通過原子力連接改善了熱和光學(xué)性能。
光信號通過晶體902傳輸?shù)狡桨迨椒质?00。在一實施例中，平板式分束器900傳輸光信號強度的50％，并反射光信號強度的其它50％。這樣，平板式分束器900是一50/50平板式分束器；然而，也可以采用其它平板式分束器。
被反射的光信號通過晶體902傳輸?shù)紽PPS910。光信號的被相移部分被反射回平板式分束器900。被傳輸?shù)墓庑盘柾ㄟ^晶體904傳輸?shù)綐藴示?20。具有線性相位差的光信號部分被反射回平板式分束器900。
被反射的信號會聚在平板式分束器900上，并通過結(jié)構(gòu)性的和破壞性的光干涉被分成偶數(shù)和奇數(shù)信道。在一實施例中，調(diào)諧平板960被用來調(diào)整交叉連接的相位特征。在一實施例中，調(diào)諧平板960的調(diào)整量a±0.01°相應(yīng)于a±10nm的相位距離。
圖10表示具有一多腔標準具的交叉連接的一個實施例，光學(xué)梳狀濾波器光耦合到端口310、320、330和340上。為了提供能給ITU信道間隔充分精確地提供梳狀濾波功能的濾波作用，每一玻璃平板的厚度應(yīng)該在一預(yù)定的公差范圍內(nèi)是一致的。在一實施例中，每一玻璃平板的厚度公差是1.0μm；然而，也可以采用其它公差。
通常，梳狀濾波器交叉連接300包括玻璃平板1010、1020和1030。梳狀濾波器交叉連接300還包括反射涂層/材料1040、1050、1060和1070。在一實施例中，梳狀濾波器交叉連接300的各元件被通過原子力保持光耦合，而不是通過環(huán)氧樹脂；然而，也可以采用環(huán)氧樹脂。因為梳狀濾波器交叉連接300的各元件具有的平面性通過元件的相互鄰接，憑借原子力就能保持接觸。
在一實施例中，對于100GHz間隔的輸入信號，玻璃平板1010、1020和1030的厚度是0.5mm，對于50GHz間隔的輸入信號，厚度是1.0mm，對于200GHz間隔的輸入信號，厚度是0.25mm。比如，對于其它輸入信號間隔，玻璃平板也可以采用其它厚度。
在一實施例中，反射涂層/材料1040和1070具有近似相同的反射率，反射涂層/材料1050和1060具有近似相同的反射率，后者與反射涂層/材料1040和1070的反射率不同。在一實施例中，反射涂層/材料1040和1070的反射率在20％～30％的范圍內(nèi)，反射涂層/材料1050和1060的反射率在60％～70％的范圍內(nèi)。也可以采用其它反射率，多腔標準具也可以具有多于3個平板。
該設(shè)備與上述的交叉連接同樣有效，因而，輸入端口310的奇數(shù)信道和輸入端口320的偶數(shù)信道被輸出到端口330，而輸入端口340的奇數(shù)信道和偶數(shù)信道被分別輸出到端口320和310。
圖11示意性地表示本發(fā)明的雙向交叉連接300，其設(shè)有一對雙向隔離器1110和1120，再利用一光學(xué)器件1150，比如一放大器，以形成一具有兩級譜隔離的單向交叉連接。雙向隔離器1110和1120在2000年4月27日申請的懸而未決的美國專利申請No09/558,848中有更加詳細的記載，在此作為參考。
參見圖12a和12b，一交叉連接能夠?qū)崿F(xiàn)圖11所示的技術(shù)方案，它包括端口1201、1202、1203和1204。每一端口包括一透鏡1210，透鏡固定到一聯(lián)接器1215上，聯(lián)接器周圍環(huán)繞一光纖1220。為確保設(shè)備是偏振獨立的，每一端口還包括一離散晶體1225，用于將輸入光束分成正交的偏振子光束和/或用于使正交的偏振子光束結(jié)合以便輸出。設(shè)置一半波片1230，用于將通過端口1201傳送的子光束之一的偏振旋轉(zhuǎn)，以使兩子光束具有一第一偏振(比如，垂直的)。設(shè)置一半波片1235，用于將通過端口1202傳送的子光束之一的偏振旋轉(zhuǎn)，以使兩子光束具有一第二偏振(比如，水平的)。在端口1203設(shè)置另一半波片1240，用于將輸出子光束之一的偏振旋轉(zhuǎn)，以便這對輸出子光束能被離散晶體1225結(jié)合。端口1204還包括一半波片1245，用于將通過光學(xué)裝置1150(圖11)所接收到的光的子光束之一旋轉(zhuǎn)，以使兩子光束都具有所述第一偏振(比如，垂直的)。
下面將參照圖13對圖12所示裝置的其它情況進行描述。一包含來自第一組波長(比如，偶數(shù)ITU信道)的波長以及來自第二組波長(比如，奇數(shù)ITU信道)的某些不需要的波長的信號，被輸入端口1201，由于離散晶體1225和半波片1230的作用，所述信號變?yōu)橐坏谝黄?比如，垂直的)。該信號穿過一個由一半波片1251和一法拉第(Faraday)旋轉(zhuǎn)器1252組成的非互易性旋轉(zhuǎn)器1250。在前進方向上，比如，從左到右，由半波片1251和一法拉第旋轉(zhuǎn)器1252引起的偏振旋轉(zhuǎn)相互抵消，因而，對所述的子光束的偏振沒有影響。隨后，子光束穿過一雙折射裝置1255，最好是包括一長度為L的第一雙折射元件和一長度為2L的第二雙折射元件。該雙折射裝置選擇性地旋轉(zhuǎn)第二組波長(比如，奇數(shù)ITU信道)的偏振，而對第一組波長(比如，偶數(shù)ITU信道)的偏振沒有累積的影響。結(jié)果，來自信號中的第二組波長的某些不需要的波長的偏振被旋轉(zhuǎn)，而來自信號中的第一組波長的波長偏振保持不變。這種偏振上的差別使得不需要的波長被從一離散晶體1260中的剩余信號中偏離出去。包括來自第一組波長的波長的信號部分仍保持第一種偏振(比如，垂直的)，其被直接傳輸穿過離散晶體1260，而剩余的信號部分被以一角度溢出去。剩余信號穿過另一雙折射裝置1265，最好是包括一長度為L的第一雙折射元件和一長度為2L的第二雙折射元件，而且對第一組波長(比如，偶數(shù)ITU信道)的偏振沒有影響。一離散晶體1270將具有第一偏振(比如，垂直的)的子光束直接傳輸至端口1203。
同樣，一包含來自第二組波長(比如，奇數(shù)ITU信道)的波長以及來自第一組波長(比如，偶數(shù)ITU信道)的某些不需要的波長的信號，被輸入端口1202，結(jié)果，兩子光束都具有第二偏振(比如水平的)。這些子光束直接被棱鏡1272傳輸穿過所述非互易性旋轉(zhuǎn)器1250，對所述子光束的偏振沒有影響，傳輸?shù)诫p折射裝置1255，將第二組波長中的波長的偏振旋轉(zhuǎn)90°，從第二偏振旋轉(zhuǎn)到第一偏振(比如，垂直的)。一半波片1280被設(shè)置在從端口1202出發(fā)的子光束的光路上，用于將所有波長的偏振旋轉(zhuǎn)90°，因而，使得不需要的波長進行第一偏振(比如，垂直的)，而使剩余的信號進行第二偏振(比如，水平的)。因此，離散晶體1260將不需要的光直接溢流出去，并將來自第二組波長的具有第二偏振的波長傳輸穿過雙折射裝置1265，將其偏振從第二偏振旋轉(zhuǎn)至第一偏振(比如，垂直的)。由于所述子光束具有第一偏振，離散晶體1270直接將它們傳輸至端口1203，而上述來自第一組波長的子光束被輸入到端口1201。
假設(shè)從端口1203輸出的兩組子光束穿過一光學(xué)裝置1150(圖11)并輸入到端口1204，下面將描述它們的傳輸路線，同時參見圖13底部的倒數(shù)第二個流程圖。信號穿過端口1204導(dǎo)致任一信號變成兩個具有第二偏振(比如，水平的)的子光束。為了確保色散最小，重新進入雙折射裝置1265的子光束的偏振與傳出雙折射裝置1265的子光束的偏振相互垂直。子光束被直接傳輸穿過離散晶體1270到達雙折射裝置1265。子光束穿過雙折射裝置1265導(dǎo)致來自第二組波長(比如，奇數(shù)信道)的波長的偏振被旋轉(zhuǎn)到第一偏振(比如，垂直的)，而第一組波長的偏振未受到影響。因而，包含來自第二組波長的波長的子光束被直接穿過離散晶體1260到達雙折射裝置，而包含來自第一組波長的波長的子光束被直接穿過離散晶體1260沿一不同路徑到達半波片1280。半波片1280將包含來自第一組波長(比如，偶數(shù)信道)的波長的子光束的偏振旋轉(zhuǎn)，因而，兩組子光束具有第一偏振進入雙折射裝置1255。雙折射裝置1255再一次將第二組波長的偏振旋轉(zhuǎn)，而對第一組波長的偏振沒有累積的影響。在此方向上，比如，從右到左，所述非互易性旋轉(zhuǎn)器1250將所有子光束的偏振旋轉(zhuǎn)90°。此最后的旋轉(zhuǎn)確保子光束具有正確的偏振，以在合適的端口被結(jié)合并被輸出。假如偏振不正確，則子光束將被溢流出去，正如在最后的流程圖中所示的那樣，它表示將子光束的偏振傳輸至端口1203。
在圖12a和12b所示的優(yōu)選實施例中，圖11的雙向隔離器1110和1120被結(jié)合形成一單一單元，該單元包括所述非互易性旋轉(zhuǎn)器1250和雙折射裝置1255。
在上述的描述中，已經(jīng)結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了說明。但是，應(yīng)當(dāng)知道，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不背離本發(fā)明的精神的條件下進行改變和變型。因而，本發(fā)明的說明書和附圖應(yīng)認為只是示意性的而不是限定性的說明。
權(quán)利要求
1.一種雙向交叉連接裝置，包括一第一端口；一第二端口；一第三端口；一第四端口；以及路由器(routing means)，用于將包括來自第一光頻率子集的波長信道的信號在第一端口和第三端口之間以及在第二端口和第四端口之間傳輸，并且用于將包括來自第二光頻率子集的波長信道的信號獨立于第一光頻率子集，在第一端口和第四端口之間以及在第二端口和第三端口之間傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述路由器包括一光信道交織器，其類型可以從以下組中選擇雙折射晶體交織器，多腔標準具交織器，及Michelson Gires Tournois交織器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述路由器包括一雙折射晶體交織器，所述雙折射晶體交織器包括一長度為L的第一雙折射元件和一長度為2L的第二雙折射元件，其中所述第一和第二雙折射元件的晶體軸的取向互不相同；從而，在第一光頻率子集中的波長信道的偏振基本上被旋轉(zhuǎn)90°，而在第二光頻率子集中的波長信道的偏振基本上沒有變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述路由器包括一雙折射晶體交織器，所述雙折射晶體交織器包括一長度為L的第一雙折射元件和一長度為2L的第二雙折射元件，以及在所述第一和第二雙折射元件之間的偏振旋轉(zhuǎn)器；從而，在第一光頻率子集中的波長信道的偏振基本上被旋轉(zhuǎn)90°，而在第二光頻率子集中的波長信道的偏振基本上沒有變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述路由器包括一雙折射晶體交織器，所述雙折射晶體交織器包括一長度為L的第一雙折射元件；反射元件，用于引導(dǎo)信號使之穿過第一雙折射元件，以形成多次傳送；以及偏振旋轉(zhuǎn)器，用于在至少一次傳送之后使信號的偏振旋轉(zhuǎn)；因而，在第一光頻率子集中的波長信道的偏振基本上被旋轉(zhuǎn)90°，而在第二光頻率子集中的波長信道的偏振基本上沒有變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5所述的裝置，其特征在于所述路由器進一步包括第一偏振分束器，用于將通過第一端口發(fā)送的信號分成正交的偏振子光束，并用于將通過第三或第四端口發(fā)送的正交的偏振子光束組合以作為通過第一端口的輸出；第一偏振旋轉(zhuǎn)器，用于確保從第一偏振分束器輸出的兩子光束具有一第一偏振，并確保進入第一偏振分束器的兩子光束具有正交的偏振；第二偏振分束器，用于將通過第二端口發(fā)送的信號分成正交的偏振子光束，并用于將通過第三或第四端口發(fā)送的正交的偏振子光束組合以作為通過第二端口的輸出；第二偏振旋轉(zhuǎn)器，用于確保從第二偏振分束器輸出的兩子光束具有一第二偏振，并確保進入第二偏振分束器的兩子光束具有正交的偏振；第三偏振分束器，用于將通過第三端口發(fā)送的信號分成正交的偏振子光束，并用于將通過第一或第二端口發(fā)送的正交的偏振子光束組合以作為通過第三端口的輸出；第三偏振旋轉(zhuǎn)器，用于確保從第三偏振分束器輸出的兩子光束具有一第一偏振，并確保進入第三偏振分束器的兩子光束具有正交的偏振；第四偏振分束器，用于將通過第四端口發(fā)送的信號分成正交的偏振子光束，并用于將通過第一或第二端口發(fā)送的正交的偏振子光束組合以作為通過第四端口的輸出；第四偏振旋轉(zhuǎn)器，用于確保從第四偏振分束器輸出的兩子光束具有一第二偏振，并確保進入第四偏振分束器的兩子光束具有正交的偏振；與第一偏振有關(guān)的光束導(dǎo)引裝置，用于在所述第一端口與所述雙折射晶體交織器之間導(dǎo)引子光束，并用于在所述第二端口與所述雙折射晶體交織器之間導(dǎo)引子光束；與第二偏振有關(guān)的光束導(dǎo)引裝置，用于在所述雙折射晶體交織器與所述第三端口之間導(dǎo)引子光束，并用于在所述雙折射晶體交織器與所述第四端口之間導(dǎo)引子光束。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于還包括第一雙向隔離器，其設(shè)置在所述第一端口與所述路由器之間，用于使包含來自第一光頻率子集的波長信道的第一信號通過，而阻止來自第二光頻率子集的波長信道通過它們之間；以及第二雙向隔離器，其設(shè)置在所述第二端口與所述路由器之間，用于使包含來自第二光頻率子集的波長信道的第二信號通過，而阻止來自第一光頻率子集的波長信道通過它們之間；因而，所述第一和第二信號被分別從第一和第二端口路由到第三端口，并被從第四端口分別路由到第二和第一端口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述第一和第二雙向隔離器包括波長選擇偏振旋轉(zhuǎn)器，用于將第一光頻率子集的偏振旋轉(zhuǎn)，而對第二光頻率子集的偏振基本上沒有累積影響；非互易性偏振旋轉(zhuǎn)器，用于將從第三或第四端口傳送到第一或第二端口的信號的偏振旋轉(zhuǎn)，而對在相反方向傳送的信號的偏振基本上沒有累積影響。
9.一種交叉連接裝置，包括一第一端口；一第二端口；一第三端口；一第四端口；第一路由器，用于將包括來自第一光頻率子集的波長信道的第一信號從第一端口導(dǎo)引到第三端口，從第四端口導(dǎo)引到第二端口；以及第二路由器，用于將包括來自第二光頻率子集的波長信道的信號獨立于第一光頻率子集，從第二端口導(dǎo)引到第三端口，從第四端口導(dǎo)引到第一端口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述第一和第二路由器包括第一偏振分束器，用于將通過第一端口發(fā)送的第一信號分成正交的偏振子光束，并用于將通過第四端口發(fā)送的正交偏振子光束組合以作為通過第一端口的輸出；第一偏振旋轉(zhuǎn)器，用于確保從第一偏振分束器輸出的兩子光束具有一第一偏振，并確保進入第一偏振分束器的兩子光束具有正交的偏振；第二偏振分束器，用于將通過第二端口發(fā)送的第二信號分成正交的偏振子光束，并用于將通過第四端口發(fā)送的正交偏振子光束組合以作為通過第二端口的輸出；第二偏振旋轉(zhuǎn)器，用于確保從第二偏振分束器輸出的兩子光束具有第一偏振，并確保進入第二偏振分束器的兩子光束具有正交的偏振；第三偏振分束器，用于將通過第一或第二端口發(fā)送的正交偏振子光束組合以作為通過第三端口的輸出；第三偏振旋轉(zhuǎn)器，用于確保進入第三偏振分束器的兩子光束具有正交的偏振；第四偏振分束器，用于將通過第四端口發(fā)送的信號分成正交的偏振子光束；第四偏振旋轉(zhuǎn)器，用于確保從第四偏振分束器輸出的兩子光束具有第一偏振；雙折射晶體交織器，分別從第一和第二端口接收第一和第二信號，并將第一信號的偏振旋轉(zhuǎn)90°，而對于第二信號的偏振沒有累積影響；以及與偏振有關(guān)的光束導(dǎo)引裝置，用于將子光束從第一和第二端口導(dǎo)引到第三端口，并將子光束從第四端口導(dǎo)引到第一和第二端口。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于所述與偏振有關(guān)的光束導(dǎo)引裝置包括一離散晶體，所述離散晶體以第一電平從第一端口接收第一信號，以第二電平從第二端口接收第二信號，并以第三電平從第四端口接收第一和第二信號；旋轉(zhuǎn)器，用于在第一次傳送通過離散晶體之后，將第一和第二信號的偏振旋轉(zhuǎn)90°；以及反射器，用于將第一和第二信號反射回去通過所述離散晶體，并反射回去通過雙折射晶體交織器，以實現(xiàn)第二次傳送；因而，來自第一端口的第一信號和來自第二端口的第二信號被以第三電平導(dǎo)引到第三端口；以及因而，來自第四端口的第一和第二信號被分別以第二電平導(dǎo)引到第二端口和以第一電平導(dǎo)引到第一端口。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于還包括一光學(xué)裝置，其耦合在第三端口與第四端口之間，所述光學(xué)裝置可從以下組中選擇信道均衡器，光學(xué)放大器，摻鉺光纖放大器，以及分插復(fù)用器。
全文摘要
波長交錯交叉連接,將包括第一光頻率子集的第一光信號在第一方向上傳送,將包括第二光頻率子集的第二光信號在第二方向上傳送。在一實施例中,當(dāng)?shù)谝还庑盘栞斎氲降谝惠斎?輸出(I/O)端口時,它被從第一I/O端口路由到第三I/O端口。當(dāng)?shù)谝还庑盘栞斎氲降谒腎/O端口時,它被從第四I/O端口路由到第二I/O端口。當(dāng)?shù)诙庑盘栞斎氲降诙蘒/O端口時,它被從第二I/O端口路由到第三I/O端口。當(dāng)?shù)诙庑盘栞斎氲降谒腎/O端口時,它被從第四I/O端口路由到第一I/O端口。因此,通過在第三端口和第四端口之間耦合一光學(xué)裝置(比如放大器、濾波器),該光學(xué)裝置就能被用來進行雙向通訊,因而,可減少用于雙向光學(xué)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所需的器件數(shù)量。
文檔編號H04Q11/00GK1342006SQ0114076
公開日2002年3月27日 申請日期2001年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月24日
發(fā)明者邰國籌, 張克偉, 陳紀宏 申請人:Jds尤尼費斯公司