[发明专利]将光切换到无色端口和有色端口的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及波长选择开关和集成光波导。

背景技术

波长选择开关通常具有一个或多个输入端口和一个或多个输出端口并能够将来自任一输入端口的多个波长中的每一个路由到所选择的输出端口。在某些波长选择开关中，输出端口并不是特定波长的并且任何波长可被路由到任一输出。这些输出端口被称为是“无色的(colourless)”。在其它波长选择开关中，输出端口是特定波长的。这些输出端口被称为是“有色的(coloured)”。在这些装置中，只有一个特定波长可被路由到各个输出端口。

按照惯例，为了同时具有无色和有色输出端口，需要两个独立的开关装置。

发明内容

根据一主要方面，本发明提供一种装置，其包括：输入端口；至少一个无色输出端口，每个无色输出端口都输出相应的信号，所述信号包含被切换到所述无色输出端口的所有波长的组合；多个有色输出端口，每个有色输出端口输出相应的预定波长；体光学元件，其与所述多个有色输出端口相关联；波长选择装置，所述装置适于选择地切换输入信号的多个波长的每一个到相应的一个：a)选择的无色输出端口；b)所述体光学元件，所述体光学元件然后将所述波长路由到所述多个有色输出端口中输出所述波长的有色输出端口。

在某些实施例中，所述体光学元件包括二次路由透镜(secondary routing lens)。

在某些实施例中，所述至少一个无色输出端口包括多个无色输出端口。

根据另一主要方面，本发明提供一种装置，包括：输入端口；多个无色输出端口，每个无色输出端口都输出相应的信号，所述信号包含被切换到所述无色输出端口的所有波长的组合；多个有色输出端口，每个有色输出端口输出相应的预定波长；光学元件，其与所述多个有色输出端口相关联；波长选择装置，所述装置适于选择地切换输入信号的多个波长的每一个到相应的一个：a)所选择的无色输出端口；b)所述光学元件，所述光学元件然后将所述波长路由到所述多个有色输出端口中输出所述波长的有色输出端口。

在某些实施例中，所述光学元件是波导色散元件。

在某些实施例中，所述装置包括与每个无色输出端口相关联的相应的第一输出色散元件，以及与输入端口相关联的输入色散元件，所述输入色散元件与所述第一色散输出元件具有大致相似的色散特性，并且其中所述光学元件包括第二输出色散元件，所述第二输出色散元件与所述输入色散元件具有不同色散特性，使得光被所述输入色散元件和第二输出色散元件分散之后存在净色散。

在某些实施例中，每个色散元件是波导色散元件。

根据另一主要方面，本发明提供一种集成光波导装置，包括：多个阵列波导，每一个具有第一色散；对于多个具有第一色散的阵列波导的每一个，相应的第一集成光学耦合元件适于耦合所述波导和相应的端口之间的光；至少一个阵列波导，所述阵列波导具有不同于所述第一色散的第二色散；对于具有所述第二色散的阵列波导，第二集成光学耦合元件适于耦合所述阵列波导和多个端口之间的光；其中所述第一色散和第二色散存在足够的差异，使得光学波长在穿过所述多个色散元件中的一个和所述第二色散元件以及所述第二集成光学耦合元件之后，其具有物理隔离(physical separation)以便将各个波长耦合到所述多个端口中的相应一个。

在某些实施例中，每个第一集成耦合光学器件包括被耦合到平板波导的相应的大致非色散波导。

在某些实施例中，所述第二集成耦合光学器件包括多个被耦合到平板波导的大致非色散波导。

根据另一主要方面，本发明提供一种装置，包括：多个光学端口，所述多个光学端口包括用于接收至少一个光学波长信道的至少一个输入光学端口和至少一个无色输出光学端口；至少一组有色光学端口；对于每个输入光学端口，相应的色散元件被光学连接到所述光学端口；至少一个被光学连接到所述至少一个无色输出光学端口的色散元件；具有光学功率的体光学元件；多个反射式路由元件；其中对于每个波长信道：所述输入端口的色散元件和体光学元件向所述多个路由元件的相应一个分散所述波长信道的波长，并且所述多个路由元件的所述相应一个经由所述体光学元件，通过所选择的无色输出端口的相应色散元件，将所述波长信道的波长定向到所述至少一个无色输出端口中的所选择的无色输出端口，或将所述波长信道的波长定向到所选的有色输出端口组，所述所选的无色输出端口或有色输出端口组由相应的路由元件确定；从而被路由到给定无色输出端口的波长被再次组合成端口的单一输出信号，并且每个被路由到给定有色输出端口组的波长在所述组的波长特定端口处出现。