2x2波長選擇開關陣列的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本說明書涉及光學波長選擇切換。
【背景技術】
[0002]光學波長選擇開關典型地用于光通信系統(tǒng)中。光學波長選擇開關是使具有任意波長的光學信號能夠在例如光纖中選擇性地從一根光纖被切換到另一根光纖的開關。常規(guī)波長選擇開關典型地用于波長選擇可重配置的光學ADD/DROP節(jié)點(光學透明路由器)，其包括用于基于每波長來切換光學信號的結構。光學波長選擇開關典型地用在光纖通信工業(yè)、儀表工業(yè)和國防工業(yè)中。

【發(fā)明內容】

[0003]一般而言，本說明書中描述的主題的一個創(chuàng)新方面可以具體實現為2x2波長選擇開關陣列，其包括:被配置成接收一個或多個輸入光束的多個光學輸入端口，和被配置成基于切換狀態(tài)來接收一個或多個輸出光束的多個光學輸出端口，其中，所述一個或多個輸入光束中的每一個具有一個或多個波長通道，所述一個或多個輸出光束各具有一個或多個波長通道，其中，所述多個光學輸入端口和所述多個光學輸出端口形成2x2光學端口對的陣列，所述2x2光學端口對各包括光學輸入端口對和光學輸出端口對；具有將輸入光束轉換成準直光束的光學功率的光學組裝件；一個或多個光學調節(jié)元件和一個或多個波長分散元件，被配置為使光束對齊到共同的偏振方向中、分離在第一方向上傳播的所述一個或多個輸入光束的各個波長通道、并且將具有不同的波長通道的兩個或多個分開的光束組合成特定的輸出光束；包括聚焦光學元件的光學組裝件，所述聚焦光學元件具有將輸入光束聚焦到偏振調制器陣列上的光學功率，所述偏振調制器陣列具有多個偏振調制單元，每個單元被配置成獨立地改變通過所述單元并與特定2x2開關的特定波長通道關聯的光束的偏振方向；和一個或多個偏振選擇光束路由光學元件，被配置成根據偏振方向將每個特定輸入光束路由到對應2x2光學端口對的或者第一輸出端口或者第二輸出端口。
[0004]上述以及其它實施例可以分別可選地包括以下特征中的一個或多個一一單獨或組合地。該2x2波長選擇開關陣列還包括一個或多個光學調節(jié)元件，該元件包括耦合到準直光學元件的偏振調節(jié)組裝件以及半波片，使得具有隨機偏振的輸入光束變成具有共同偏振的光束。光纖可選地被光學耦合到基本上位于準直光學元件的后焦點平面處的微透鏡陣列。光柵可選地光學耦合在準直光學元件與聚焦光學元件之間，并且其中光柵位于準直光學元件的前焦點平面處、以及聚焦光學元件的后焦點平面處。所述一個或多個波長分散元件包括用于根據波長通道來分離入射光束的光柵。所述一個或多個偏振選擇光束路由光學元件包括光學耦合在偏振調制器陣列與聚焦光學元件之間的第一沃拉斯頓棱鏡和第二沃拉斯頓棱鏡。聚焦光學元件光學耦合在光柵與偏振選擇光束路由組裝件中的第一沃拉斯頓棱鏡之間，使得耦合在準直光學組裝件與聚焦光學組裝件之間的光柵位于聚焦光學元件的后焦點平面處，并且偏振調制器陣列位于聚焦光學元件的前焦點平面處。每個2x2光學端口對形成獨立的2x2波長選擇開關的一部分，其中2x2波長選擇開關根據該2x2波長選擇開關的切換狀態(tài)將在第一光學輸入端口對處的輸入光束的波長通道路由到光學輸出端口對中的一個光學輸出端口。
[0005]—般而言，本說明書中描述的主題的一個創(chuàng)新方面可以具體實現為系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:多根光纖，光學耦合到微透鏡陣列；準直光學元件；偏振調節(jié)組裝件，光學耦合在所述微透鏡陣列與所述準直光學元件之間；光束平行性校正沃拉斯頓棱鏡，光學耦合在所述準直光學元件與自由空間循環(huán)器組裝件之間；光柵，光學耦合在所述自由空間循環(huán)器組裝件與聚焦光學元件之間；以及第一沃拉斯頓棱鏡和第二沃拉斯頓棱鏡，光學耦合在所述聚焦光學元件與偏振調制器陣列之間。
[0006]上述以及其它實施例可以分別可選地包括以下特征中的一個或多個一一單獨或組合地。偏振調節(jié)組裝件包括偏振光束分離沃拉斯頓棱鏡和半波片。自由空間循環(huán)器組裝件包括偏振分束器、石植石材料和波片。多根光纖包括被配置成接收一個或多個輸入光束的多個光學輸入端口，所述一個或多個輸入光束中的每一個具有一個或多個波長通道，并且所述多根光纖包括被配置成基于切換狀態(tài)來接收一個或多個波長通道的多個光學輸出端口，其中，所述多個光學輸入端口和所述多個光學輸出端口形成2x2光學端口對的陣列，所述2x2光學端口對各包括光學輸入端口對和光學輸出端口對。每個2x2光學端口對形成獨立的2x2波長選擇開關的一部分，其中，2x2波長選擇開關根據所述2x2波長選擇開關的切換狀態(tài)將在第一光學輸入端口對處的輸入光束的波長通道路由到光學輸出端口對中的一個光學輸出端口。偏振調制器陣列包括多個偏振調制單元，每個單元被配置成獨立地改變通過所述單元并與特定2x2波長選擇開關的特定波長通道關聯的光束的偏振方向。
[0007]一般而言，本說明書中描述的主題的一個創(chuàng)新方面可以具體實現為用于光學切換的方法，其包括在2x2波長選擇開關陣列的一個或多個2x2開關的每一個處接收一個或多個光束，每一個光束包括多個波長通道；對于在每個2x2開關處接收到的所述一個或多個光束:調節(jié)所述一個或多個光束以具有共同的偏振方向；根據波長將所述一個或多個光束分離成單獨波長的光束；使每個波長定向到偏振調制器陣列的分開的單元，其中，每個單元被選擇性地激活以取決于特定的切換狀態(tài)來改變入射在所述單元上的光束的偏振方向或者保持該偏振方向；將單獨波長的光束合并成具有基于所述偏振調制器陣列的對應單元的激活的偏振方向的一個或多個輸出光束，每個輸出光束具有所述多個波長通道中的一個或多個；以及將所述一個或多個輸出光束中的每一個路由到2x2開關的特定輸出端口。
[0008]本說明書中描述的主題的特定實施例可以被實現，從而實現以下優(yōu)點中的一個或多個。在本說明書中描述的2x2波長選擇開關陣列中，多個2x2波長選擇開關可以共享共同一組光學組件和共同一組對齊過程。所有其它開關可以自動對齊，只要陣列的第一開關和最后開關是對齊的。該設備的總成本被最小化，并且設備的總體尺寸也被最小化。
[0009]在本說明書的主題的一個或多個實施例的細節(jié)在下面的附圖和說明中闡述。本主題的其它特征、方面和優(yōu)點根據說明、附圖及權利要求將變得明晰。
【附圖說明】
[0010]圖1A是端口切換平面上的示例2x2波長選擇開關陣列。
[0011]圖1B是第一切換狀態(tài)下的2x2波長選擇開關陣列的示例。
[0012]圖1C是第二切換狀態(tài)下的2x2波長選擇開關陣列的示例。
[0013]圖2是在波長分散平面上的2x2波長選擇開關陣列的示例。
[0014]圖3示出圖1-2的示例的2x2波長選擇開關陣列的二維偏振調制器陣列上的光束點分布的圖形描述。
[0015]圖4A示出用于第一切換狀態(tài)下的2x2波長選擇開關的示例切換圖。
[0016]圖4B示出用于第二切換狀態(tài)下的2x2波長選擇開關的示例切換圖。
[0017]相同的參考數字以及名稱在不同的附圖中表示相同的元件。
【具體實施方式】
[0018]圖1A是端口切換平面中的示例的2x2波長選擇開關陣列101的示意圖100。圖2是波長分散平面上的示例的2x2波長選擇開關陣列101的示意圖200。具體地，2x2波長選擇開關陣列101提供獨立操作的2x2波長選擇開關的陣列。2x2波長選擇開關陣列101的光學布置提供用于波長選擇光束路徑路由的公共光學器件，使得取決于每個2x2波長選擇開關的二維偏振調制器陣列的對應像素的切換狀態(tài)，每個波長通道沿著通過光學組件的可編程路徑。2x2波長選擇開關陣列101的光學布置被配置成在端口切換平面和波長分散平面兩者中都是遠心的。這允許光纖端口的陣列共享用于2x2波長選擇開關陣列101的共同一組對齊過程。如下面