[发明专利]波长选择性开关

说明书

技术领域

本说明书涉及光学技术。

背景技术

光学开关典型地用在光学通信系统中。光学开关是使例如光纤中的光信号能够选择性地从一根光纤切换到另一根光纤的开关。常规波长开关典型地用于波分复用（“WDM”）光信号的波长复用/解复用，并且包括用于基于每波长而切换光信号的结构。

发明内容

本说明书描述涉及光切换的技术。

提供一种波长选择性开关，其使用偏振切换来改变指定波长的偏振且然后使用光束分离来将波长路由到特定输出端口。

特别地，波长选择性开关使用光栅将来自光束的不同波长信道分离，从而不同波长将入射在开关（例如液晶偏振开关）上。每个波长目标是开关的单独单元（例如特定像素）。取决于每个单元的设置，不同波长的偏振可以单独地改变或保持不变。波长信道合并成输出光束，然后输出光束根据偏振而被分离以提供端口路由，将特定波长引导到特定输出端口。波长信道基于它们的光束路径和偏振而被路由到特定输出端口。可以例如在波分复用或解复用应用中执行根据波长信道的切换。

一般地，本说明书描述的主题的一个发明方面可以体现在波长选择性开关中，该波长选择性开关包括：一个或多个光输入端口，配置为接收一个或多个输入光束，该一个或多个输入光束具有多个波长信道；一个或多个光输出端口，该一个或多个光输出端口中的每个配置为接收所述多个波长信道中的一个或多个波长信道；第一光波长色散元件，配置为分离所述输入光束的多个波长信道；第二光波长色散元件，配置为将分别具有一个或多个不同波长的两个或更多分离光束组合为具有所述多个波长信道的组合光束；偏振调制器阵列，具有多个偏振调制单元，每个单元配置为独立地改变穿过该单元的光束的偏振取向；一个或多个光学部件，用于将与各波长信道对应的光束引导到不同的偏振调制单元；以及偏振光束分束器，配置为根据偏振取向而将所接收的光束路由到特定输出路径。

前述和其它实施例每个都可以可选地包括以下特征中的一个或多个（单独或组合地）。所述偏振光束分束器位于所述第二光波长色散元件与所述一个或多个光输出端口之间。所述偏振调制器阵列位于所述第一光波长色散元件与所述第二光波长色散元件之间。所述波长选择性开关还包括偏振调节部件，配置为调节所述输入光束使得所述一个或多个输入光束具有一致的偏振取向。所述波长选择性开关还包括位于所述一个或多个光输入端口与所述第一光波长色散元件之间的一个或多个扩束部件。所述偏振调制器阵列是液晶单元阵列。所述偏振调制器阵列是薄膜晶体管液晶面板或硅上液晶。所述一个或多个光学部件包括位于所述第一光波长色散元件与所述偏振调制器阵列之间的一个或多个会聚透镜，其中所述一个或多个会聚透镜中的至少一个将所述特定波长会聚在所述偏振调制器阵列的各像素上。所述偏振光束分束器是薄膜涂敷的偏振选择性棱镜、双折射晶体走离块或双折射晶体棱镜。所述波长选择性开关还包括位于所述一个或多个光输出端口与所述第二光波长色散元件之间的一个或多个扩束部件。

所述波长选择性开关是具有1个光输入端口和2个光输出端口的1×2开关。所述波长选择性开关是具有1个光输入端口和n个光输出端口的1×n开关。所述波长选择性开关是具有2个光输入端口和1个光输出端口的2×1开关。所述波长选择性开关是具有n个光输入端口和1个光输出端口的n×1开关。所述偏振调制器阵列位于所述波长选择性开关的后端处，所述偏振光束分束器位于所述波长选择性开关的前端处。

一般地，本说明书描述的主题的一个发明方面可以体现在波长选择性开关中，该波长选择性开关包括：一个或多个光输入端口，配置为接收一个或多个输入光束，该一个或多个输入光束具有多个波长信道；一个或多个光输出端口，该一个或多个光输出端口中的每个配置为接收所述多个波长信道中的一个或多个波长信道；第一光波长色散元件，配置为分离所述一个或多个输入光束的多个波长信道；第二光波长色散元件，配置为将分别具有一个或多个不同波长的两个或更多分离光束组合为具有所述多个波长信道的组合光束；偏振调制器阵列，具有多个偏振调制单元，每个单元配置为独立地改变穿过该单元的光束的偏振取向；一个或多个光学部件，用于将与各波长信道对应的光束引导到不同的偏振调制单元；偏振光束分束器，配置为将具有不同偏振的接收光束路由到特定的输出路径；以及一个或多个开关对，每个开关对包括第二偏振调制器阵列和双折射元件，每个开关对提供两个指定偏振取向之间的分离角。