專利名稱：N×m數(shù)字可編程的光路由開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及。本發(fā)明總的涉及光信號的交換；具體地，涉及在光通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送的光信號的空間路由和光信號處理。
2．發(fā)明背景。在各種商業(yè)和軍事應(yīng)用中，光纖被使用作為傳輸光信號的物理媒體。隨著信息的數(shù)據(jù)速率不斷提高，用傳統(tǒng)的電子交換系統(tǒng)來控制更高的帶寬變得越來越困難。另外，需要在光和電信號之間進行的轉(zhuǎn)換限制了數(shù)據(jù)格式和增加了費用。以高的“數(shù)據(jù)透明度”為特征的全光路由/交換技術(shù)可以將光信號從一個傳輸信道交換或傳送到另一個傳輸信道，而同時讓信號保持為光形式。
在光纖互聯(lián)網(wǎng)中已開發(fā)了幾種復(fù)接方案，包括時分復(fù)用(TDM)、波分復(fù)用(WDM)、和空分復(fù)用(SDM)?？辗纸粨Q被認(rèn)為是最重要的光纖路由方案之一?？辗止庾娱_關(guān)的主要應(yīng)用是在光纖通信網(wǎng)、光學(xué)陀螺儀、光信號處理、和用于相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)的微波/毫米波信號傳播。
很多種電磁場控制的光開關(guān)是市場上有售的。它們是基于機械、電-光、熱-光、聲-光、磁-光、和半導(dǎo)體技術(shù)。每種交換技術(shù)具有它自己的優(yōu)點，但也有缺點。例如，機械開關(guān)是被最廣泛使用的路由部件，以及提供非常低的插入損耗和串?dāng)_特性，但它們的交換時間限于毫秒量級。因為使用馬達(dá)驅(qū)動的零件，所以它們也只有有限的壽命。另一方面，LiNbO3集成光開關(guān)提供納秒(ns)級的交換時間。然而，LiNbO3集成光開關(guān)具有相對較大的插入損耗(5dB)、高的串?dāng)_(20dB)和極化相關(guān)性等缺點。
因此，正在繼續(xù)努力開發(fā)具有較低的信道串?dāng)_、減小的與極化相關(guān)的損耗、和至少中等的重新配置速度的場控制的光開關(guān)。可以看到，當(dāng)成功時，這些努力可以為光纖通信系統(tǒng)提供重要的部件。
3．問題的解決辦法。本發(fā)明利用極化旋轉(zhuǎn)器陣列和與極化相關(guān)的路由元件(例如，雙折射元件或極化的波束分路器)的光網(wǎng)絡(luò)來完成光路由結(jié)構(gòu)，它在很寬的溫度和波長的工作范圍內(nèi)提供與極化無關(guān)的和低串?dāng)_的交換。這種光開關(guān)保留以光形式交換的信號，以及保留它們的光特性。
發(fā)明概要本發(fā)明描述一種用于選擇地從多個輸入端口的任一端口路由光信號到多個輸出端口的任一端口的光路由開關(guān)。在每個輸入端口處的光信號被第一與極化相關(guān)的路由元件(例如，雙折射元件或極化的波束分路器)空間分解成兩個正交極化的波束。除此以外，光開關(guān)的網(wǎng)絡(luò)沿著該光束對的光路徑放置。每個光開關(guān)包括(1)可切換地控制輸入光束的極化的極化旋轉(zhuǎn)器，以使得按照器件的控制狀態(tài)來將兩個輸出的波束或者是垂直極化或者是水平極化；以及(2)與極化相關(guān)的路由元件，它根據(jù)光束對的極化狀態(tài)來空間地路由該光束對，以便提供物理移位。網(wǎng)絡(luò)中對于每個輸出端口的最后級由極化旋轉(zhuǎn)器陣列組成，它改變至少一個光束的極化，以使得兩個波束變成為正交極化的。最后，與極化相關(guān)的路由元件(例如，雙折射元件)交截這兩個正交極化波束和重新組合這兩個波束以便在選擇的輸出端口輸出。
附圖簡述結(jié)合附圖將更容易了解本發(fā)明，其中

圖1是按照本發(fā)明的1×2N光開關(guān)的方框圖。
圖2a和2b是按照本發(fā)明的、用于光路由開關(guān)的兩個優(yōu)選結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3a到3d是基于圖2b的、被設(shè)計在二維結(jié)構(gòu)中的1×4路由開關(guān)的方框圖。圖3a到3d顯示在開關(guān)的四個控制狀態(tài)下將輸入光能量耦合到每個選擇的輸出端口的光路徑。
圖4a到4d是基于圖2a的、被設(shè)計在二維結(jié)構(gòu)中的1×4路由開關(guān)的方框圖。圖4a到4d顯示在開關(guān)的四個控制狀態(tài)下將輸入光能量耦合到每個選擇的輸出端口的光路徑。
圖5a到5d是基于圖2a的、使用三維結(jié)構(gòu)的1×4路由開關(guān)的方框圖。圖5a到5d顯示在開關(guān)的四個控制狀態(tài)下將輸入光能量耦合到每個選擇的輸出端口的光路徑。
圖6a到6d是基于圖2b的、使用三維結(jié)構(gòu)的1×4路由開關(guān)的方框圖。圖6a到6d顯示在開關(guān)的四個控制狀態(tài)下將輸入光能量耦合到每個選擇的輸出端口的光路徑。
圖7a到7d是使用三維結(jié)構(gòu)的1×4路由開關(guān)的方框圖，其中所有的雙折射元件都具有相同的厚度。
圖8是使用極化的波束分路器代替雙折射元件的1×5路由開關(guān)的可選實施例的方框圖。
圖9是使用角極化波束分路器的樹狀結(jié)構(gòu)的1×8路由開關(guān)的另一個實施例的方框圖。
圖10是使用極化的波束分路器的1×8路由開關(guān)的另一個可選實施例的方框圖。
圖11是使用角極化的波束分路器的1×4路由開關(guān)的另一個可選實施例的方框圖。
圖12是使用互相堆疊的一系列四個1×4路由開關(guān)的另一個可選實施例的方框圖。
圖13是把PBS與反射式棱鏡組合的與極化相關(guān)的路由元件的可選實施例的截面圖。
圖14是使用極化的波束分路器的2×2路由開關(guān)的截面圖。
圖15是使用極化的波束分路器網(wǎng)絡(luò)的2×2路由開關(guān)的可選實施例的截面圖。
圖16是使用極化的波束分路器的2×8路由開關(guān)的截面圖。
圖17是4×4路由開關(guān)的截面圖。
圖18是4×4路由開關(guān)的可選實施例的截面圖。
圖19是6×6路由開關(guān)的截面圖。
圖20a和20b是2×2路由開關(guān)的可選實施例的兩個控制狀態(tài)的圖。
圖21是4×4路由開關(guān)的可選實施例的圖。
圖22是2×2路由開關(guān)的另一個可選實施例的圖。
發(fā)明詳述圖1顯示1×2N光路由開關(guān)的一般概念。光信號被通過輸入端口500輸入，以及經(jīng)過雙折射元件(或極化波束分離器)30。這個雙折射元件30把光束分解成正交極化(例如，垂直和水平)的兩個分量。由于雙折射離散效應(yīng)，兩個波束也被第一雙折射元件30在空間上分開。在圖1上，細(xì)線表示一個極化狀態(tài)，以及粗線表示第二個正交的極化。光束傳送通過第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100，它由交截這兩個波束的兩個子元件(或象素)組成。極化旋轉(zhuǎn)器陣列100變換光束之一的極化，以使得兩個波束在它們離開第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100時具有相同的極化。
然后兩個光束傳送通過第二雙折射元件301，由于雙折射離散效應(yīng)，該雙折射元件根據(jù)光束的極化引導(dǎo)它們。在第二雙折射元件301的輸出端處，基于每個光束進入第二雙折射元件301時的極化，每個光束都有兩個可能的空間位置(被畫成第二雙折射元件301后面的細(xì)實線和細(xì)虛線)。兩個波束然后傳送到被分成兩個子單元的另一個極化旋轉(zhuǎn)器陣列900，如圖1所示。根據(jù)在極化旋轉(zhuǎn)器100和900中子單元的控制狀態(tài)，離開第二極化旋轉(zhuǎn)器陣列900的光束對可以具有兩個不同的極化的任一個(例如，水平或垂直)以及具有兩個可能的空間位置的任一個，這樣，就導(dǎo)致極化和空間位置的四種可能的組合。
這四種組合通過使用第三雙折射元件302而被空間地分開。更具體地，在第三雙折射元件302的輸入面處的極化和位置的四種可能的組合在它的輸出面處由于雙折射離散效應(yīng)而被分開成四個可能的空間位置。
雙折射元件與極化旋轉(zhuǎn)器陣列的這種組合可以在沿著光軸串行地堆疊的、任何數(shù)目的級中被重復(fù)。在雙折射元件301,302,…,30n-1,30n和極化旋轉(zhuǎn)器900,901,…,90n-1,90n叉指式地放置在一起的N級的情況下(即，如圖1所示的301/900,302/901,…,30n-1/90n-1，和30n/90n)，對于進入第一級的最初的波束對總共有2N個可能的輸出位置。
最后的極化旋轉(zhuǎn)器陣列90n把波束對變換回正交極化。這是通過在最后的極化旋轉(zhuǎn)器陣列90n后面的細(xì)線和粗線表示的，其中細(xì)線代表一個極化，而粗線代表正交的極化。正交極化波束對被最后的雙折射元件60組合，以及在2N個輸出端口之一輸出。
為了有助于使設(shè)計是容錯的，雙折射元件的厚度可以按幾何級數(shù)變化，如圖2a和2b所示。在圖2a上，雙折射元件具有L,L/2,…,L/2N-1和L/2N的厚度。相反，在圖2b上次序倒過來，雙折射元件具有L,2L,…,2N-1L和/2NL的厚度。工作原理總的是和圖1所示的相同的。在波束通過每級時，雙折射元件的厚度的這些變化有助于保持波束對的波束分離?？偣?N個可能的波束位置在最后一級的出口面上輸出(即，在雙折射元件30n處)。所以，最后的極化控制器90n必須具有2N+1個象素，以使得2N個可能的波束對的每一對可以被變換成正交極化。圖2a和2b所示的配置有助于提供足夠的波束分離，以使得最后的極化旋轉(zhuǎn)器陣列90n可以為每個可能的輸出位置而象素化。這個裝置然后可阻擋在2N+1個可能的波束位置的每個位置處的光泄漏，這些光如果通過會在不期望的輸出端口處引起串?dāng)_。
替換地，圖1、2a、和2b所示的實施例也可被看作為由一系列光開關(guān)級組成的二進制樹結(jié)構(gòu)。每級包括(a)極化旋轉(zhuǎn)器陣列100、900、901等等，它選擇地旋轉(zhuǎn)輸入波束對的極化，以使得兩個波束具有由開關(guān)的控制狀態(tài)確定的相同的極化；以及(b)雙折射元件301、302等等，它選擇地將波束對路由到由它們的極化所確定的選定的某個可能的輸出波束位置。
具體地，從第一雙折射元件30出去的正交極化的波束對被第一級100、301接收。此后，第N級從前一級接收處于2N-1個可能的輸入波束位置中某個選定位置上的波束對，以及把該波束對引導(dǎo)到由該級的極化旋轉(zhuǎn)器陣列中象素的控制狀態(tài)確定的2N個可能的輸出波束位置的任一個位置。最后的極化旋轉(zhuǎn)器陣列旋轉(zhuǎn)離開最后一級的波束對的極化，以使得波束是正交極化的，以及可以在選擇的某個輸出端口處由最后的雙折射元件60組合。
1×4光路由開關(guān)的2-D(二維)設(shè)計。圖3a到3d顯示了光路由開關(guān)的二維設(shè)計。如以前那樣，從輸入端口500進入的光由第一雙折射元件30分裂成兩個正交極化。雙折射元件30的光軸的取向相對于光束傳播方向是傾斜的，以使得光輸入被分解成一對正交極化的波束。第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100被分成具有互補狀態(tài)的兩個子元件，即當(dāng)一個是接通時另一個是關(guān)斷的。這個安排使得兩個光束在第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100的出口面處變成為或者垂直或者水平極化。圖3a到3d上的圓點和短平行線分別表示垂直極化和水平極化。
圖3a顯示被配置來路由輸入信號到輸出端口501的光路由開關(guān)。在圖3a上，第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100被設(shè)置成把垂直極化波束旋轉(zhuǎn)成水平極化，這樣，兩個光束在它們從第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100出去時都具有水平極化。因為這些水平極化的波束在第二雙折射元件40中是異常波，所以它們在第二雙折射元件40中被重新引導(dǎo)向上。這兩個波束然后進入具有兩個子元件的第二極化旋轉(zhuǎn)器陣列101。在圖3a上，第二極化旋轉(zhuǎn)器陣列101被設(shè)置成不提供極化旋轉(zhuǎn)，以及光束保持它們的水平極化。波束然后進入第三雙折射元件50，它具有的厚度是第二雙折射元件40的兩倍。這里再次地，因為波束在這個雙折射元件50中是異常波，所以它們向上傳播和在第三雙折射元件50的最高層處出去。這兩個波束在到達(dá)第三極化旋轉(zhuǎn)器陣列102時仍保持有相同的極化。這個陣列102具有四對象素或子元件。如圖3a所示，子元件之一被設(shè)置成把波束之一變換成垂直極化，這樣，波束對再次變成為正交極化的。這兩個正交波束由第四雙折射元件60進行重新組合，以及在輸出端口501處輸出。
圖3b顯示被配置來把輸入端口500耦合到輸出端口503的開關(guān)。這里，第二極化旋轉(zhuǎn)器陣列101的上面的子元件把兩個波束的極化都旋轉(zhuǎn)90°，這樣它們的極化變成為垂直的。這兩個垂直極化的波束在第三雙折射元件50中被認(rèn)為是尋常波。所以，沒有發(fā)生偏移，并且波束直線行進通過第三雙折射元件50。兩個垂直極化波束被第三極化旋轉(zhuǎn)器陣列102交截，它把其中一個波束變換成水平極化。結(jié)果的正交極化波束由第四雙折射元件60進行重新組合，以及在輸出端口503處輸出。
圖3c顯示被配置來把輸入端口500耦合到輸出端口502的開關(guān)。這里，在第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100中的子元件的控制狀態(tài)是與圖3a相反的，這樣兩個波束是垂直極化的。垂直極化的波束在第二雙折射元件40中被認(rèn)為是尋常波，所以，它們直線傳播通過這個雙折射元件40。第二極化旋轉(zhuǎn)器陣列101被設(shè)置成把這兩個波束的極化旋轉(zhuǎn)90°，這樣它們變成為水平極化的。這兩個水平極化的波束在第三雙折射元件50中被認(rèn)為是異常波，所以，波束在雙折射元件50中向上行進。兩個波束都被第三極化旋轉(zhuǎn)器陣列102交截，它把其中一個波束變換成垂直極化。結(jié)果的正交極化波束由第四雙折射元件60進行重新組合，以及在輸出端口502處輸出。
圖3d顯示被配置來把輸入端口500耦合到輸出端口504的開關(guān)。這里，第二極化旋轉(zhuǎn)器陣列101被設(shè)置成不提供極化旋轉(zhuǎn)，這樣，兩個光束保持它們的垂直極化。這兩個垂直極化的波束在第三雙折射元件50中被認(rèn)為是尋常波，所以，它們直線傳播通過這個雙折射元件50。這兩個垂直極化的波束被第三極化旋轉(zhuǎn)器陣列102交截，它把其中一個波束的極化變換成水平的。結(jié)果的正交波束由第四雙折射元件60進行重新組合，以及在輸出端口504處輸出。
圖4a到4d顯示對于1×4光開關(guān)的另一個2-D實施例。這里，第二和第三雙折射元件被顛倒，以使得較厚的元件更靠近輸入端口500。當(dāng)?shù)谝粯O化旋轉(zhuǎn)器陣列100被配置成如圖4a和4b所示時，它控制光束對的光路徑，以使得它們根據(jù)第二極化旋轉(zhuǎn)器陣列101的控制狀態(tài)被引導(dǎo)到輸出端口504(圖4a)或輸出端口503(圖4b)。當(dāng)?shù)谝粯O化旋轉(zhuǎn)器陣列100被切換到它的互補控制狀態(tài)時，如圖4c和4d所示，光束對根據(jù)第二極化旋轉(zhuǎn)器陣列101的控制狀態(tài)被引導(dǎo)到輸出端口502(圖4c)或輸出端口501(圖4d)。最后的極化旋轉(zhuǎn)器陣列102使其中一個波束的極化改變90°，以使得波束回到正交極化，然后，如前面討論的，波束由最后的雙折射元件60進行重新組合。
對于以上討論的兩種設(shè)計，應(yīng)當(dāng)記住兩個設(shè)計考慮。第一，極化旋轉(zhuǎn)器陣列中的每個子元件的接通和關(guān)斷特性是被數(shù)字地控制的(例如，“1”是接通和“0”是關(guān)斷)。第二，當(dāng)N級雙折射元件和極化旋轉(zhuǎn)器陣列被串行放置時，總共有2N個輸出端口。每級產(chǎn)生兩個可能的輸出方向。根據(jù)這些設(shè)計概念，可實現(xiàn)數(shù)字可編程的光路由開關(guān)。表1給出控制狀態(tài)表。
本設(shè)計的另一個關(guān)鍵特性是它的容錯。這可以通過考慮圖3a-3d和4a-4d而更好地了解。在這兩組圖中，極化旋轉(zhuǎn)器陣列被顯示為填充和未填充方塊，以分別表示每個子元件是極化旋轉(zhuǎn)和非極化旋轉(zhuǎn)。例如，在兩個圖上，最后的極化控制器102都具有四對子元件。每對中的子元件被控制成處于互補狀態(tài)(即，當(dāng)該對中的一個子元件被接通時，另一個子元件是關(guān)斷的)。如圖所示，四對子元件被安排成使得只有交截光束的那對子元件使它的上部子元件組用于垂直極化和它的下部子元件組用于水平極化。另三對被設(shè)置成互補狀態(tài)，以使得能將任何泄漏的光能量的極化轉(zhuǎn)成相反的極化，以及由此由雙折射元件向錯誤的方向發(fā)送。例如，在圖3a上，第三極化旋轉(zhuǎn)器陣列102的八個象素從上到下被設(shè)置為接通、關(guān)斷、關(guān)斷、接通、接通、關(guān)斷、接通、關(guān)斷。如果我們比較圖3b,3c,和3d上的象素，除了頭兩個象素以外，這種組合是這些控制狀態(tài)的逆，所述控制狀態(tài)即其中光束可被耦合到那三個端口的狀態(tài)。這種阻擋確保在輸出信道之間的低的串?dāng)_。
這里再次地，這個實施例也可被看作為1×2光開關(guān)的樹結(jié)構(gòu)，該光開關(guān)接收從第一雙折射元件30輸出的波束對。樹結(jié)構(gòu)中的這兩級都包括極化旋轉(zhuǎn)器陣列100、101，它們選擇地旋轉(zhuǎn)波束對的極化，這樣兩個波束具有由控制狀態(tài)確定的相同的極化，以及雙折射元件40、50選擇地使波束對按路由沿著由它們的極化確定的兩條可選的光路徑的任一路徑發(fā)送。最后的極化旋轉(zhuǎn)器陣列102旋轉(zhuǎn)波束對的極化，以使得它們是正交極化的，以及最后的雙折射元件60在想要的輸出端口501-504處組合正交極化波束。
1×4光路由開關(guān)的3-D設(shè)計。圖5a到5d顯示了1×4光開關(guān)的三維結(jié)構(gòu)。這里，第二和第三雙折射元件40和50的取向相對于第一和第四雙折射元件的取向成90°。來自輸入端口500的光信號進入第一雙折射元件30，并且被分裂成水平和垂直極化的分量。在以下的圖上，平行于裝置的基面的“雙頭”線表示水平極化，而垂直于基面的“雙頭”線表示垂直極化。
圖5a顯示被配置來將輸入信號路由到輸出端口501的光路由開關(guān)。在圖5a上，極化旋轉(zhuǎn)器100具有(接通，關(guān)斷)的狀態(tài)，它把水平極化的波束改變成垂直極化的。然后這兩個光束在第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100的出口處載送同一個垂直極化。在傳送通過第二雙折射元件40時這兩個垂直極化的波束被認(rèn)為是異常波，所以向上傳播。第二極化旋轉(zhuǎn)器陣列101交截這個波束對，但沒有施加極化旋轉(zhuǎn)，這樣，兩個波束都保持垂直極化。然后，波束進入第三雙折射元件50和再次地向上傳播。這兩個垂直極化的波束傳送通過第三極化旋轉(zhuǎn)器陣列102，后者把其中一個波束的極化旋轉(zhuǎn)90°，這樣波束對再次變成為正交的。正交極化波束對由第四雙折射元件60進行重新組合，以及在輸出端口501處輸出。
在圖5b上，輸入端口500被耦合到輸出端口502。再次地，兩個波束在經(jīng)過第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100以后形成相同的垂直極化，正如圖5a的情況那樣。波束向上傳播，以及在第二雙折射元件40的較高層輸出。在圖5b的情況下，第二極化旋轉(zhuǎn)器陣列101被設(shè)置成“接通”，以及兩個波束的極化都被旋轉(zhuǎn)90度(即，兩個波束變成為水平極化)。水平極化的波束在第三雙折射元件50中被認(rèn)為是尋常波，所以直線傳播通過這個元件50。最后的極化旋轉(zhuǎn)器陣列102交截這兩個波束，以及把其中一個波束的極化旋轉(zhuǎn)90度，這樣，該波束對由第四雙折射元件60進行重新組合，以及在輸出端口502處輸出。
在圖5c上，輸入端口500被耦合到輸出端口503。第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100的子元件從先前的兩個狀況被切換到互補狀態(tài)。當(dāng)波束對傳送通過第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100時，這就導(dǎo)致水平極化。因為兩個波束在雙折射元件40中被認(rèn)為是尋常波，所以它們直線傳播通過第二雙折射元件40(在它的較低層)。兩個波束的極化被第二極化旋轉(zhuǎn)器陣列101旋轉(zhuǎn)90度，這樣，它們就變成為垂直極化。這些垂直極化的波束在第三雙折射元件50中被認(rèn)為是異常波，故向上傳播。最后的極化旋轉(zhuǎn)器陣列102交截這兩個波束，以及把其中一個波束的極化旋轉(zhuǎn)90度，這樣，它們變成為正交極化的。波束由第四雙折射元件60進行重新組合，以及在輸出端口503處輸出。
在圖5d上，輸入端口500被耦合到輸出端口504。在這個情況中，第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100被設(shè)置成與圖5c相同的狀態(tài)。當(dāng)波束對傳送通過第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100時，這導(dǎo)致水平極化。因為它們在雙折射元件40中被認(rèn)為是尋常波，所以波束直線傳播通過第二雙折射元件40(在它的較低層)。在這個最后的控制狀態(tài)下，極化控制器101被設(shè)置成不對光束施加極化旋轉(zhuǎn)。水平極化的波束在第三雙折射元件50中被認(rèn)為是尋常波，以及直線傳播通過這個元件50。最后的極化控制器102交截這兩個波束，以及把其中一個波束的極化旋轉(zhuǎn)90度。正交極化的波束通過第四雙折射元件60進行重新組合，以及在輸出端口504處輸出。
圖6a到6d顯示了1×4路由開關(guān)的另一個三維設(shè)計。在這個例子中，第二和第三雙折射元件的次序與圖5a到5d相比被顛倒。這里，第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100與第二雙折射元件50相組合，以便確定波束是被引導(dǎo)到第一組輸出端口501、503還是被引導(dǎo)到第二組輸出端口502、504。第二極化旋轉(zhuǎn)器陣列101和第三雙折射元件40的組合確定波束是被引導(dǎo)到在第一組中的輸出端口501還是503，或被引導(dǎo)到在第二組中的輸出端口502還是504。
圖7a到7d是按照本發(fā)明的1×4光路由開關(guān)的再一個三維實施例的圖。所有的雙折射元件具有相同的厚度。
從以上的設(shè)計可以看到，當(dāng)交截光束對的極化旋轉(zhuǎn)器被設(shè)置成正確的控制狀態(tài)時這些路由開關(guān)是可工作的。所有的其它子元件可以任其浮動或被切換到任意控制狀態(tài)。然而，為了保持路由開關(guān)的高性能和低的串?dāng)_，子元件或象素被細(xì)心地安排，以使得阻擋光泄漏到輸出端口的總的效果最大化。例如，如圖6a-6d所示，第三極化旋轉(zhuǎn)器陣列102的象素被設(shè)置成與它們原先的狀態(tài)互補。所以，來自不完全的極化旋轉(zhuǎn)的任何不想要的光泄漏將被旋轉(zhuǎn)到錯誤的極化，以及將不被耦合到輸出端口，由此使得串?dāng)_最小化。
使用極化的波束分路器的1×N路由開關(guān)。在先前討論的實施例中，通過使用樹結(jié)構(gòu)得到光信號路由。在那些情況下，每個光交換級把光信號重新引導(dǎo)到兩個可能的光路徑中的任一個路徑。在信號傳播通過該開關(guān)時，N級會導(dǎo)致2N個可能的輸出端口。相反，圖8到12所示的以下的1×N開關(guān)的例子(其中N是任意數(shù))顯示了使用串聯(lián)結(jié)構(gòu)的開關(guān)。在這些開關(guān)中，極化的波束分路器(PBS)代替雙折射元件被用作為與極化有關(guān)的路由元件。
極化的波束分路器(PBS)允許預(yù)定極化的光直接傳送通過波束分路器，但正交極化的光在波束分路器內(nèi)被反射或折射，以及沿著不同的光路徑輸出。這個路徑典型地與第一波束差90度，如圖8和10所示。
圖8顯示了1×5光開關(guān)的結(jié)構(gòu)。在先前的例子中使用的雙折射元件被極化的波束分路器801、802、803、和804代替。每個PBS與極化旋轉(zhuǎn)器700、705、706和707相耦合，后者按照光開關(guān)的控制狀態(tài)旋轉(zhuǎn)波束對的極化。每對極化旋轉(zhuǎn)器和PBS可被認(rèn)為是1×2光開關(guān)級。例如，極化旋轉(zhuǎn)器705控制波束對的極化狀態(tài)使其為垂直的或水平的。以下的PBS 802或者把波束對路由到輸出端口502，或者把它傳送到下一級，以便進一步路由。在輸入和輸出端口處的極化分離和重新組合是與以前的相同的，即使用雙折射元件30、601、602、603、604和605與雙象素極化旋轉(zhuǎn)器陣列700、701、702、703、704、和708相組合，以便正交極化控制。
由于PBS的典型的低的極化消光比，在圖8所示的實施例中在每個輸出端口501到505處使用一系列任選的極化器901、902、903、904、和905。這些高的消光比極化器(例如，Polarcor分色玻璃極化器具有10000∶1的極化消光比)純化極化，以便減小串?dāng)_。然而，應(yīng)當(dāng)指出，開關(guān)不使用這些極化器也可以執(zhí)行它的基本功能。
圖10提供使用基于極化的波束分路器的兩組交換級的1×8開關(guān)。每級由極化旋轉(zhuǎn)器700、711-713和715-717與PBS 800-807相組合而組成，以便建立1×2光路由開關(guān)。第一PBS 800根據(jù)第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列700中的兩個象素的控制狀態(tài)把波束對路由到輸出端口501-504或505-508。在這個1×8開關(guān)中的兩組交換級的其余部分的運行類似于以上描述的和圖8所顯示的。
圖11顯示使用另一種類型的與極化相關(guān)的路由元件801、802、和803的1×4光路由開關(guān)，這些路由元件在輸出端具有對于垂直和水平極化的偏移角度。這種類型的極化分離器801-803可被看作為雙折射元件(即，平行的波束輸出，高的消光比)與PBS(垂直的波束輸出，低的消光比)的特性之間的折衷。它提供高的極化反差比，以及也以一個角度分開輸出波束。
這個特性放松了在制造器件時的某些實際限制，例如在輸出端口處裝配Grinlens。如果1×8開關(guān)使用雙折射元件構(gòu)建以使得兩個正交極化互相平行，則需要三個雙折射元件分別具有d、2d、和4d的厚度。對于1.8mm的當(dāng)前的Grinlens尺寸(它規(guī)定了在輸出端口之間的最小距離)，第一雙折射元件的最小厚度(d)是18mm。對于總計的7d(d+2d+4d)的厚度，這等于126mm。由于所有的其它部件被插入到器件中，總的最小光路徑長度近似于大約130mm。這個長的耦合距離將造成大的插入損耗，以及很難制造。雖然這個問題可以通過在輸出端使用偏轉(zhuǎn)光的直角棱鏡來解決，但這個方法進一步增加器件的花費和復(fù)雜性。PBS或夾角的波束分離器的使用可以放松這個耦合限制，因為輸出角度進一步分開光路徑，以使得不再需要夾角的波束分離器的尺寸的幾何增加。這樣的結(jié)果是更緊湊的具有更小損耗的開關(guān)。
圖9是使用形成二進制樹狀結(jié)構(gòu)的1×2交換級的網(wǎng)絡(luò)的1×8光路由開關(guān)的例子。這里再次地，每級由極化旋轉(zhuǎn)器100、101、102、103、104、105、106與角極化分離器801、802、803、804、805、806和807相組合而形成。像先前的實施例那樣，輸入波束由第一雙折射元件30分離成一對正交極化波束。這些正交極化波束之一的極化由第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100旋轉(zhuǎn)90度，這樣，兩個波束具有的極化與由開關(guān)的控制狀態(tài)確定的極化相同。波束對根據(jù)與每級有關(guān)的極化旋轉(zhuǎn)器的控制狀態(tài)被路由通過1×2交換級的網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)當(dāng)指出，第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列100具有兩個象素，而其余的極化旋轉(zhuǎn)器102到106只需要單個象素。在每個輸出端口處，最后的極化旋轉(zhuǎn)器陣列107-114把波束對轉(zhuǎn)回到正交極化，這樣它們可以由最后的雙折射元件601-608進行組合。
圖13是與極化相關(guān)的路由元件31的截面圖，它可被使用來代替雙折射元件30和60以把輸入波束分離成正交極化的分量，或在輸出端口處組合正交極化波束。這個與極化相關(guān)的路由元件31是PBS與反射式棱鏡的組合。輸入波束的垂直極化分量直接傳送通過元件31。然而，輸入波束的水平極化分量在PBS內(nèi)被反射90度，以及被棱鏡的反射面再次反射，以使得該水平極化波束平行于垂直極化波束、但又與垂直極化波束分開地射出。
使用極化的波束分路器的N×M路由開關(guān)。圖8到11所示的、本發(fā)明的實施例是具有單個輸入端口和N個輸出端口的1×N路由開關(guān)。這個概念可被擴展來建立具有任意數(shù)目的輸入和輸出端口的光路由開關(guān)。
圖12顯示一個實施方案，其中四個1×4開關(guān)并行地互相堆疊。在一個使用N×N結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，需要總共2N個1×N模塊。在4×4的例子中，需要8個1×4交換模塊。對于圖12所示的四層結(jié)構(gòu)，這些器件中的兩個便足夠構(gòu)建4×4縱橫式開關(guān)。從材料消耗來看，因為開關(guān)中的光部件除了在一維上增加尺寸以外是相同的，所以材料消耗基本保持不變。隨著層的數(shù)目增加，這快速地減小每層的平均材料消耗。
圖14是使用單個PBS 800的2×2路由開關(guān)的替換例的截面圖。兩個輸入端口500、501包括雙折射元件600、601，它把輸入波束空間地分離成一對正交極化波束。極化旋轉(zhuǎn)器陣列700和701旋轉(zhuǎn)至少一個波束的極化，以使得兩個波束都是水平極化或垂直極化，這由開關(guān)的控制狀態(tài)確定。根據(jù)它們的極化，波束或者直接通過PBS傳送到相對的輸出端口502或503，或者被反射90°到另一個輸出端口503或502。兩個輸出端口502、503包括極化旋轉(zhuǎn)器陣列702、703，它把波束對轉(zhuǎn)回到正交極化。最后的雙折射元件602、603在輸出端口502、503處組合正交極化的波束對。
圖15是2×2路由開關(guān)的可選實施例的截面圖，它把圖14所示的實施例的基本概念擴展到極化的波束分路器800、801、802、和803的二維網(wǎng)絡(luò)。每個極化器901、902、903、和904可以按照開關(guān)的控制狀態(tài)被外部控制，以便調(diào)整進入到極化的波束分路器801、802和803的波束對的極化。進入到初始的PBS 800的波束對的極化由極化旋轉(zhuǎn)器陣列700和701控制。像前面那樣，兩個輸出端口502、503都包括把波束對轉(zhuǎn)回到正交極化的極化旋轉(zhuǎn)器陣列702、703和在輸出端口502、503處組合正交極化的波束對的最后的雙折射元件602、603。
圖16是2×8路由開關(guān)的截面圖，它使用類似于圖10所示的1×8路由開關(guān)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)的多個極化的波束分路器800到807。第二輸入端口被加到初始PBS 800，它以與圖14和15所示的實施例相同的方式起作用。
圖17是使用16個極化的波束分路器801、802、803等的二維網(wǎng)絡(luò)或陣列的4×4路由開關(guān)的截面圖。像前面那樣，每個輸入端口501到504包括雙折射元件601-604(它把輸入波束空間地分離成一對正交極化波束)和極化旋轉(zhuǎn)器陣列701-704，后者旋轉(zhuǎn)至少一個波束的極化，以使得兩個波束都是水平極化或垂直極化，這由開關(guān)的控制狀態(tài)確定。波束對然后進入極化的波束分路器的網(wǎng)絡(luò)，在其中通過控制與每個極化的波束分路器801、802、803等相關(guān)的、適當(dāng)?shù)臉O化旋轉(zhuǎn)器陣列701-704和極化器901、902、903等的狀態(tài)，而將波束對路由到希望的輸出端口505-508。每個輸出端口包括把波束對轉(zhuǎn)回到正交極化的極化旋轉(zhuǎn)器陣列705-708和在輸出端口處組合正交極化的波束對的最后的雙折射元件602、603。
圖18是4×4路由開關(guān)的可選實施例的截面圖。四個輸入端口501到504和輸出端口505到508的位置相對于極化的波束分路器801,802,803等的4×4網(wǎng)絡(luò)被移位。然而，這個實施例的功能基本上是與圖17所示的4×4路由開關(guān)相同的。
圖19是使用極化的波束分路器801、802、803等的4×4網(wǎng)絡(luò)的6×6路由開關(guān)的截面圖。極化的波束分路器的4×4陣列可以支持最多到16個輸入/輸出端口的最大值。然而，當(dāng)輸入/輸出端口的數(shù)目增加時，波束路徑的隔離和重疊變成為問題。這個實施例使用全部16個端口，但從兩個端口處出去的波束(見雙折射元件621和622)被作為輸入而路由到另兩個端口(見雙折射元件623和624)，然后可被引導(dǎo)到任意的輸出端口507到512，如前面討論的。這種結(jié)構(gòu)有助于減小PBS和極化器的數(shù)目，由此降低制造成本。
圖20a和20b是使用PBS 801、802、803、和804的2×2網(wǎng)絡(luò)的2×2路由開關(guān)的可選實施例的兩個控制狀態(tài)的圖。兩個輸入端口包括雙折射元件601、602(它把輸入波束空間地分離成一對正交極化波束)和極化旋轉(zhuǎn)器陣列701、702，后者旋轉(zhuǎn)至少一個波束的極化，以使得兩個波束都是水平極化或垂直極化，這由開關(guān)的控制狀態(tài)確定。波束對然后進入PBS 801-804的網(wǎng)絡(luò)，由此它們被路由到想要的輸出端口。兩個輸出端口都包括把波束對轉(zhuǎn)回到正交極化的極化旋轉(zhuǎn)器陣列703、704和在輸出端口處組合正交極化的波束對的最后的雙折射元件603、604。圖20a顯示路由開關(guān)的第一控制狀態(tài)，其中與兩個輸入端口有關(guān)的極化旋轉(zhuǎn)器陣列701和702改變輸入波束對的極化，以使得它們直接傳送到PBS 801和802。相反，圖20b顯示第二控制狀態(tài)，其中極化旋轉(zhuǎn)器陣列701和702改變波束對的極化，以使得它們在PBS 801和802內(nèi)被反射90°。波束對也在PBS 804和803內(nèi)被反射90°，以把波束對路由到與圖20a所示的相對的輸出端口組。
圖21是4×4路由開關(guān)的可選實施例的圖，它利用PBS 801-808和極化器901-911的網(wǎng)絡(luò)把波束對從每個輸入端口路由到想要的輸出端口。像前面那樣，每個輸入端口包括雙折射元件601-604(它把輸入波束空間地分離成一對正交極化波束)和極化旋轉(zhuǎn)器陣列701-704，后者旋轉(zhuǎn)至少一個波束的極化，以使得兩個波束都是水平極化或垂直極化，這由開關(guān)的控制狀態(tài)確定。來自每個輸入端口的波束對然后進入PBS 801-808和極化器901-911的網(wǎng)絡(luò)，由此它們通過控制適當(dāng)?shù)臉O化旋轉(zhuǎn)器陣列701-704和極化器901-911的狀態(tài)而被路由到想要的輸出端口508。每個輸出端口包括把波束對轉(zhuǎn)回到正交極化的極化旋轉(zhuǎn)器陣列705-708和在輸出端口處組合正交極化的波束對的最后的雙折射元件605-608。
使用直角棱鏡的N×M路由開關(guān)。圖22a和22b是使用直角棱鏡對223和224的2×2路由開關(guān)的可選實施例的兩個狀態(tài)的兩個側(cè)視圖以及圖22c和22d是其頂視圖。在圖22a和22c所示的第一控制狀態(tài)中，來自輸入端口501的輸入波束被路由到輸出端口500，來自輸入端口502的輸入波束被路由到輸出端口503。在圖22b和22d所示的第二控制狀態(tài)中，來自輸入端口501的輸入波束被路由到輸出端口503，來自輸入端口502的輸入波束被路由到輸出端口500。這里再次地，雙折射元件30、60與輸入端口501、502和輸出端口503、504相聯(lián)系。這些雙折射元件30、60把來自任一個輸入端口的輸入波束空間地分離成一對正交極化波束。極化旋轉(zhuǎn)器陣列221或226旋轉(zhuǎn)至少其中一個波束的極化，以使得兩個波束都是水平極化或垂直極化，這由開關(guān)的控制狀態(tài)確定。波束對然后進入第二雙折射元件222或225，它根據(jù)波束對的極化，或者允許波束對直接傳送通過在同一個水平面上的第二雙折射元件222、225(如圖22a和22c所示)，或向上引導(dǎo)波束對到第二垂直面(如圖22b和22d所示)。
在如圖22a和22c所示的第一控制狀態(tài)下，波束對在直角棱鏡223或224內(nèi)反射兩次，如圖22c所示，由此被引導(dǎo)回到相鄰的輸出端口500或503。與每個輸出端口500或503有關(guān)的極化旋轉(zhuǎn)器陣列220或227把波束對轉(zhuǎn)回到正交極化，以及雙折射元件30或60在輸出端口處組合正交極化的波束對。
在如圖22b和22d所示的第二控制狀態(tài)下，第二雙折射元件222或225向上引導(dǎo)波束對到第二垂直面，以使得它們在棱鏡223和224的上方通過并直接到達(dá)在器件的相對一側(cè)的第二雙折射元件222或225。第二雙折射元件222、225由于波束對的極化把它們返回到較低的垂直面。像前面那樣，與每個輸出端口500或503有關(guān)的極化旋轉(zhuǎn)器陣列220或227把波束對轉(zhuǎn)回到正交極化，以及雙折射元件30或60在輸出端口處組合正交極化的波束對。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)與極化無關(guān)的運行；(2)低的信道間串?dāng)_；(3)低的插入損耗；(4)在寬的波長范圍內(nèi)運行；(5)寬的溫度工作范圍；(6)當(dāng)使用不同的極化變換器時交換速度可從毫秒變化到納秒；以及(7)可升級的結(jié)構(gòu)(M×N)，它允許多個開關(guān)被堆疊在一起。因為液晶極化旋轉(zhuǎn)器的空間光調(diào)制特性，這些開關(guān)結(jié)構(gòu)最好用液晶極化旋轉(zhuǎn)器實施。在這樣的例子中，象素化的調(diào)制器可以在每一級中被使用來控制波束對。大的矩陣可被制做在一個結(jié)構(gòu)中，這樣便可產(chǎn)生大型的N×M光路由開關(guān)。
以上的揭示內(nèi)容闡述了本發(fā)明的多個實施例。沒有被精確闡述的其它的安排或?qū)嵤├?，可以在本發(fā)明的教導(dǎo)下以及如以下的權(quán)利要求所闡述的實施。
權(quán)利要求
1．一種把多個輸入端口的任一端口處的輸入波束引導(dǎo)到由特定的控制狀態(tài)確定的多個輸出端口的任一端口的光路由開關(guān)，所述開關(guān)包括接收輸入波束的多個輸入端口，每個輸入端口具有第一與極化相關(guān)的路由元件，它把所述輸入波束分離成一對正交極化波束；以及光開關(guān)的網(wǎng)絡(luò)，它接收從每個所述輸入端口的所述第一與極化相關(guān)的路由元件輸出的所述波束，以及具有多個輸出端口，其中至少一個所述光開關(guān)包括(a)極化旋轉(zhuǎn)器裝置，用于選擇地旋轉(zhuǎn)所述波束對中至少一個波束的極化，以使得兩個波束具有由所述控制狀態(tài)確定的相同的極化；以及(b)與極化相關(guān)的路由元件，它選擇地使從所述極化旋轉(zhuǎn)器裝置輸出的所述波束對按路由沿著由它們的極化決定的兩個不同的光路徑的任一個路徑發(fā)送；其中所述輸出端口包括(a)極化旋轉(zhuǎn)器裝置，用于旋轉(zhuǎn)所述波束對的極化，以使得所述波束是正交極化的；以及(b)最后的與極化相關(guān)的路由元件，它在所述輸出端口處組合所述正交極化的波束。
2．權(quán)利要求1的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述與極化相關(guān)的路由元件包括雙折射元件。
3．權(quán)利要求1的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述與極化相關(guān)的路由元件包括極化的波束分路器。
4．權(quán)利要求1的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述與極化相關(guān)的路由元件包括極化的波束分路器和反射式棱鏡。
5．權(quán)利要求1的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括二進制樹結(jié)構(gòu)。
6．權(quán)利要求1的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括一個1×2光開關(guān)。
7．權(quán)利要求1的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述極化旋轉(zhuǎn)器裝置包括液晶極化旋轉(zhuǎn)器。
8．權(quán)利要求7的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述液晶極化旋轉(zhuǎn)器包括多個象素。
9．一種把多個輸入端口的任一端口處的輸入波束引導(dǎo)到由特定的控制狀態(tài)確定的多個輸出端口的任一端口的光路由開關(guān)，所述開關(guān)包括接收輸入波束的多個輸入端口，每個輸入端口具有(a)第一與極化相關(guān)的路由元件，它把所述輸入波束分離成一對正交極化波束；以及(b)第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列，它選擇地旋轉(zhuǎn)所述波束對中至少一個波束的極化，以使得兩個波束具有由所述控制狀態(tài)確定的相同的極化；以及與極化相關(guān)的路由裝置，用于使從輸入端口的所述第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列輸出的所述波束對按路由沿著由所述控制狀態(tài)決定的多個不同的光路徑的任一個路徑發(fā)送；以及多個輸出端口，用于選擇地接收從所述與極化相關(guān)的路由裝置輸出的所述波束對，每個輸出端口具有(a)最后的極化旋轉(zhuǎn)器陣列，它選擇地旋轉(zhuǎn)所述波束對中至少一個波束的極化，以使得所述波束是正交極化的；以及(b)最后的與極化相關(guān)的路由元件，它組合所述正交極化的波束。
10．權(quán)利要求9的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述與極化相關(guān)的路由裝置包括極化的波束分路器。
11．權(quán)利要求9的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述與極化相關(guān)的路由裝置包括雙折射元件。
12．權(quán)利要求9的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述與極化相關(guān)的路由裝置包括以下器件的網(wǎng)絡(luò)極化的波束分路器，它選擇地使從一個輸入端口的所述第一極化旋轉(zhuǎn)器陣列輸出的所述波束對按路由沿著由所述波束對的極化決定的多個不同的光路徑的任一個路徑發(fā)送；以及極化旋轉(zhuǎn)器裝置，用于按所述控制狀態(tài)所確定的那樣，選擇地旋轉(zhuǎn)進入所述極化的波束分路器的所述波束對的極化。
13．權(quán)利要求12的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述極化的波束分路器網(wǎng)絡(luò)包括極化的波束分路器的二維陣列。
14．權(quán)利要求9的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述極化旋轉(zhuǎn)器裝置包括液晶極化旋轉(zhuǎn)器。
15．權(quán)利要求9的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述極化旋轉(zhuǎn)器陣列包括具有多個象素的液晶極化旋轉(zhuǎn)器。
16．權(quán)利要求9的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述與極化相關(guān)的路由裝置包括1×2光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。
17．權(quán)利要求9的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述與極化相關(guān)的路由裝置包括以二進制樹結(jié)構(gòu)排列的光開關(guān)的網(wǎng)絡(luò)。
18．包括多個級聯(lián)的級的光路由開關(guān)，其中每級在相應(yīng)數(shù)目的輸入端口處接收一個或多個光信號，和響應(yīng)于被加到每級的控制信號，可切換地路由光信號到多個輸出端口的任一端口，以及其中至少一個所述的級包括接收輸入波束的多個輸入端口，每個輸入端口具有第一與極化相關(guān)的路由元件，它把所述輸入波束分離成一對正交極化波束；以及光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，它接收從每個所述輸入端口的所述第一與極化相關(guān)的路由元件輸出的所述波束，以及具有多個輸出端口，其中至少一個所述光開關(guān)包括(a)極化旋轉(zhuǎn)器裝置，用于選擇地旋轉(zhuǎn)所述波束對中至少一個波束，以使得兩個波束具有由所述控制狀態(tài)確定的相同的極化；以及(b)與極化相關(guān)的路由元件，它選擇地使從所述極化旋轉(zhuǎn)器裝置輸出的所述波束對按路由沿著由它們的極化決定的多個可能的光路徑的任一個路徑發(fā)送；其中所述輸出端口包括(a)極化旋轉(zhuǎn)器裝置，用于旋轉(zhuǎn)所述波束對的極化，以使得所述波束是正交極化的；以及(b)最后的與極化相關(guān)的路由元件，它在所述輸出端口處組合所述正交極化的波束。
19．權(quán)利要求18的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括1×2光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。
20．權(quán)利要求18的光路由開關(guān)，其特征在于，其中所述的級包括二進制樹結(jié)構(gòu)。
全文摘要
光路由開關(guān)在很寬的溫度和波長的工作范圍內(nèi)提供在任何輸入端口(500,501)與任何輸出端口之間的與極化無關(guān)的、低的串?dāng)_。在每個輸入端口(500,501)處的光信號被第一與極化相關(guān)的路由元件(30)空間分解成兩個正交極化的波束。這個波束被路由通過光開關(guān),每個光開關(guān)包括:(1)可切換地控制的極化旋轉(zhuǎn)器(100),以使得按照器件的控制狀態(tài)來將兩個輸出的波束或者是垂直極化或者是水平極化;和(2)與極化相關(guān)的路由元件,它根據(jù)極化來路由波束。這些波束然后被輸入到極化旋轉(zhuǎn)器陣列,后者改變至少一個光束的極化,以使得兩個波束變成為正交極化的。與極化相關(guān)的路由元件(60)交截這兩個正交極化波束和重新組合這兩個波束以便在選擇的輸出端口輸出。
文檔編號G02B6/34GK1306709SQ99807655
公開日2001年8月1日 申請日期1999年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月21日
發(fā)明者K·－Y·吳, J·－Y·劉 申請人:喬拉姆技術(shù)公司