CN109644064B

CN109644064B - 波分复用设备和方法

Info

Publication number: CN109644064B
Application number: CN201780030099.1A
Authority: CN
Inventors: 乌拉噶兰达·皮鲁玛·达拉尼帕提; 马汀·塔萨特; 马科·兰波尼; 德克·塔利亚特
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2017-05-29
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2020-06-26
Anticipated expiration: 2037-05-29
Also published as: WO2018219421A1; US20200099463A1; CN109644064A; EP3622639B1; EP3622639A1; US10944499B2

Abstract

本发明提供了一种用于对包括多个(N个)波长信道的光信号101进行解复用的WDM设备100。所述设备100包括至少一个解复用器块102，用于针对每个波长信道将所述光信号分为两个半信道信号103。所述设备100还包括模式映射块104，用于将与分离波长信道有关的一个半信道信号103映射到第一偏振模式，将与同一分离波长信道有关的另一个半信道信号103映射到第二偏振模式。所述设备100还包括每个波长信道的输出块105，用于合并与同一波长信道有关的所有偏振半信道信号。

Description

波分复用设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于对光信号进行解复用的波分复用(Wavelength DivisionMultiplexing，WDM)设备，以及一种用于对光信号进行解复用的相应方法。光信号包括多个波长信道，这些波长信道是上述设备和方法用于解复用的特定复用波长信道。

背景技术

作为在电信、数据通信、互连和传感等中广泛应用的通用技术平台，硅光子学日渐重要。其支持通过在高质量、低成本的硅衬底上使用兼容CMOS的晶圆级技术来实现光子功能。

尤其是对于数据通信、互连或接入网等短距离应用而言，设备成本是主要问题。随着硅的大规模生产，集成了数百个基本构件的光子芯片的价格可能会极具侵略性。然而，由于硅是间接带隙材料，所以难以单片集成有源部件。因此，传统的硅器件需要对接耦合或倒装芯片(这需要昂贵的封装)，或者制造工艺必须更复杂。

基于氮化硅(silicon nitride，SiN)的无源器件提供了优越的性能。例如，已经证明，对于具有厚度为640nm的SiN核心的波导，传播损耗低于0.1dB/cm，甚至对于具有厚度为50nm的SiN核心的波导，传播损耗也低于0.1dB/m。另外，SiN(n＝2)与SiO₂(n＝1.45)之间的折射率对比度略低于Si(n＝3.5)与SiO₂(n＝1.45)之间的折射率对比度，使得相位噪声较少、制造公差较大。这使得制造性能高，但是阵列式波导光栅(ArrayedWaveguide Grating，AWG)、环形谐振器等光路可能仍然非常紧凑。

WDM收发器是硅光子技术的重要应用，因为它们能够使用相对简单的架构和相同数量的光纤连接传输数据。具体而言，相同的光纤可以将所有的波长一起承载，从而提高数据传输的能力。

网络的可扩展性要求带宽增加但成本极低的光收发器设备。如上所述，随着硅光子技术的发展，集成了数百个基本构件的光子芯片的价格可能会非常低廉。然而，收发器的总价格还取决于许多其它因素，如工作温度、激光器可靠性等。

传统的收发器通常包括发射器(TX)和接收器(RX)两部分。在RX内，将在不同波长上操作的光信号进行分离的块称为“解复用器”或“解复用器设备”。通常，这种解复用器设备的规格非常严格，以便降低整个收发器的成本。

由于前述原因，如果解复用器设备可以在可扩展的温度范围内(例如，在0℃至80℃的温度范围内)工作而无需任何有源或无源调谐机制(例如，嵌入式加热器)，那么这将是一个巨大的优势。然而，升高标准半导体材料的温度通常会导致有效折射率发生变化，从而改变解复用器的工作频谱。

因而，为了适应更大的温度变化，必须考虑温度引起的波长漂移窗口。因此，解复用器设备需要更大的通带规格，这在没有调谐机制的情况下难以实现。

除上述事实之外，单个光子芯片上的集成光学元件的设计对工作带宽带来了限制，因为色散成为使信道间隔发生畸变和使通带性能下降的关键因素。因此，为了应对所有这些挑战，新颖且复杂的架构是必需的。

例如，从设计角度来看，传统方法实现了涉及级联干涉仪的设备架构。这些设备架构能够提供一些所需的、实现为级联马赫曾德尔干涉仪(Mach Zehnder Interferometer，MZI)或级联环MZI等的平坦通带特性。然而，当总工作带宽接近100nm时，这种设备的设计对于粗波分复用(Coarse WDM，CWDM)等应用而言会变得极具挑战性。

具体而言，在不同波长信道的***损耗和信道均匀性方面存在缺陷。由于光线必须通过包括若干单独部件的解复用器设备，所以每个部件会在最终到达的频谱上引入其自己的波长相关光谱特性。单个集成光子部件在100nm带宽上的波长依赖性可能对解复用器设备的***损耗和信道均匀性规格有显著影响。

在传统解复用器设备的设计中经常使用的一种架构是偏振分集架构，如图9所示。使用这种架构的根本原因是能够使解复用器设备900针对TE/TM偏振输入中的任一者来工作。

设备900用于接收包括多个波长信道的光信号。使用边缘耦合器块901和偏振分离器/旋转器(Polarization Splitter/Rotator，PSR)块902来将输入信号的不同偏振TE/TM进行分离并转换成单个偏振，然后将该单个偏振路由到两个解复用器块903a和903b。解复用器块903a、903b将在输入信号中复用的波长信道进行分离，并将每个波长信道路由到光电二极管(photodiode，PD)804。

设备900的通带特性完全由执行设备900的关键功能的这些解复用器块903a、903b决定。存在用来设计这种解复用器块903a、903b的各种已知设计方案。下表列出了使用最广泛的方法及其缺点。

AWG	波导损耗可能是一个问题，完全平顶是不可能的
		级联MZI	波长和耦合器损耗的依赖性会增加***损耗
环MZI	对环和相段的耦合的依赖性非常关键

上表中所有三个设计选项的典型光谱特性都经过了仔细研究和模拟，结果显示在图10中，以便更好地理解。

图10清楚地表明，环形辅助级联MZI应该是实现平坦通带特性的最佳设计选择。然而，实际实施的限制在这里发挥了作用。使这些块可运行的主要障碍取决于环与干涉仪之间的耦合被控制到什么程度。这不可避免地导致了如下情况：在折射率对比度高的平台(如绝缘硅(Silicon On Insulator，SOI))上，必须使用调谐机制才能使这些块运行。然而，这会导致设备成本和复杂度显著增加。

然而，折射率对比度为中等的平台可以提供足够的对比度来在没有主动控制的情况下运行这些块。但是这个优势会对能够实现的环半径造成限制。所需的自由频谱范围(Free Spectral Range，FSR)越大(例如，CWDM应用需要相当大的FSR)，就要求环半径越小。然而，环半径较小导致损耗增加，影响了解复用器设备的整体性能。下表指出了各种环半径的弯曲造成的损耗。

总而言之，在折射率对比度高的平台中，传统的解复用器设备需要调谐机制，特别是在考虑到温度变化大的情况下。在折射率对比度为中等的平台中，减小传统的解复用器设备的尺寸不可能不增加损耗。

发明内容

鉴于上述问题和缺点，本发明旨在改进传统的解复用器设备和解复用方法。本发明的目的是提供一种用于对包括多个波长信道的光信号进行解复用的WDM设备，其中所述解复用器设备具有平坦通带特性，具体而言，具有比传统的解复用器设备更稳健的平坦通带。具体而言，所述设备的所述平坦通带特性应覆盖波长信道间隔的最大一部分。所述设备还应能够逐渐达到100nm以上的工作带宽，包括所有的波长依赖性。所述WDM设备还应该实现上述特性以适应更大的温度变化，特别是在像SiN这样的中等折射率对比平台上，而不需要调谐机制。

本发明的目的是通过所附第一方面中提供的方案实现的。本发明的有利实施方式在各个可选实施方式中进一步定义。

本发明的第一方面提供了一种用于对包括多个波长信道的光信号进行解复用的WDM设备，所述设备包括：至少一个解复用器块，用于针对每个波长信道将所述光信号分为两个半信道信号；模式复用器块，用于将与分离波长信道有关的一个半信道信号映射到第一偏振模式，并将与同一分离波长信道有关的另一个半信道信号映射到第二偏振模式；每个波长信道的输出块，用于合并与同一波长信道有关的所有偏振半信道信号。

所述第一方面的所述WDM设备具有通带非常平坦的特性，特别是覆盖高达90％的波长信道间隔的平坦通带特性。例如，在CWDM的情况下，所述设备的平坦通带覆盖了20nm的波长信道间隔中的17nm。所述WDM设备还可以逐渐达到100nm以上的工作带宽，包括所有波长依赖性，因此对于高达80℃的温度变化也不需要调谐机制(即使在SiN等中等折射率平台上制造)。

这些设备特性通过以下方式实现：将所述波长信道分成半信道信号，将这些半信道信号映射到不同的偏振模式，最后在所述输出块中将这些半信道信号进行合并以重建所述波长信道。所述光信号中的每个波长信道可以由中心波长和围绕所述中心波长的特定光谱宽度来限定。此外，相邻波长信道的所述中心波长在频谱上通过一定的信道间隔进行分隔。将波长信道分为两个半信道信号意味着将所述波长信道的所述光谱宽度对分。因此，每个半信道信号可以由新光谱宽度，即相应波长信道的所述光谱宽度的一半，以及所述新光谱宽度的新中心波长来限定。

所述WDM设备最终能够实现模式复用和偏振分集，如下文所示。

增加根据所述第一方面的所述WDM设备的通带平坦度对于涉及大量设备的应用非常有用，因为这个额外带宽将显著增加收益量，因此也降低了所述设备的成本。根据所述第一方面的所述WDM设备还支持合并大范围的温度操作，从而为所涉及的部件例如低成本激光器等发射器部件提供相当大的工艺容限。

在所述第一方面的一种实施形式中，所述WDM设备还包括PSR块，用于向所述光信号提供均匀偏振，并将所述均匀偏振光信号提供给所述至少一个解复用器块。

在所述第一方面的另一实施形式中，所述WDM包括两个解复用器块，其中所述PSR块用于将所述光信号分离成第一偏振光信号和第二偏振光信号，将所述第一偏振光信号提供给所述第一复用器块，将所述第二偏振光信号转换成第一偏振光信号并将所述转换的第一偏振光信号提供给所述第二解复用器块。

上述实施形式的所述PSR块为所述WDM设备提供了偏振分集。因此，例如TE和TM偏振中的任一者都可以被输入到所述WDM设备中。

在所述第一方面的另一实施形式中，所述第一偏振光信号具有横电(transverseelectric，TE)偏振，和/或所述第二偏振光信号具有横磁(transverse magnetic，TM)偏振。

在所述第一方面的另一实施形式中，所述输出块包括多模输入波导光电二极管，并且所述模式复用器块用于将与独立波导上的同一分离波长信道有关的偏振半信道信号提供给所述输出块。

这种实现形式能够实现所述WDM设备的超高速操作以及几个集成优点。

在所述第一方面的另一实施形式中，所述输出块包括组合光栅和表面入口光电二极管，并且所述模式复用器块用于将与公共波导上的同一分离波长信道有关的偏振半信道信号提供给所述输出块。

这种实施形式实现了最佳结果，具体而言是实现了所述WDM设备的最稳健的平坦通带特性。

在所述第一方面的另一实施形式中，每个表面入口光电二极管的孔径在16μm至20μm之间，优选地为18μm。

通过这些尺寸，获得了对所述表面入口光电二极管的紧密耦合且偏振相关损耗非常低。上述尺寸在当前制造工艺的范围内。

在所述第一方面的另一实施形式中，所述模式复用器块包括基于PSR的设备，所述基于PSR的设备用于在第一臂上接收所述一个半信道信号并将其保持在所述第一偏振模式下，并且在第二臂上接收所述另一个半信道信号并将其保持在所述第二偏振模式下。

通过这种基于PSR的装置，可以非常精确地将所述半信道信号映射到不同模式，从而改进所述平坦通带特性。

在所述第一方面的另一实施形式中，所述第一偏振模式是基本模式T0，和/或所述第二偏振模式是一阶模式T1。

在所述第一方面的另一实施形式中，所述光信号包括四个复用波长信道，并且所述至少一个解复用器块用于将所述光信号分成八个半信道信号。

在所述第一方面的另一实施形式中，波长信道间隔为20nm，和/或半信道信号间隔为10nm。

在所述第一方面的另一实施形式中，所述至少一个解复用器块包括级联MZI和/或环形辅助MZI。

这种块的使用为所述WDM设备提供了最佳的平坦通带特性。具体而言，这种块实现了最大滤波器壁斜率，因此实现了最理想的滤波器特性。

在所述第一方面的另一实施形式中，所述WDM设备还包括边缘耦合器块，用于将所述光信号耦合到所述WDM设备中。

所述边缘耦合器块实现了光进入所述WDM设备时的低损耗耦合。所述边缘耦合器块通过如所谓的三叉式耦合器实现。

本发明的第二方面提供了一种用于对包括多个波长信道的光信号进行解复用的方法，所述方法包括：针对每个波长信道将所述光信号分成两个半信道信号；将与分离波长信道有关的一个半信道信号映射到第一偏振模式，并将与同一分离波长信道有关的另一个半信道信号映射到第二偏振模式；针对每个波长信道合并与同一波长信道有关的所有偏振半信道信号。

在所述第二方面的一种实施形式中，所述方法还包括向所述光信号提供均匀偏振，并将所述均匀偏振光信号提供给至少一个解复用器块。

在所述第二方面的另一实施形式中，所述方法包括：将所述光信号分为第一偏振光信号和第二偏振光信号；将所述第一偏振光信号提供给第一解复用器块；将所述第二偏振光信号转换为第一偏振光信号并将所述转换的第一偏振光信号提供给第二复用器块。

在所述第二方面的另一实施形式中，所述第一偏振光信号具有横电(transverseelectric，TE)偏振，和/或所述第二偏振光信号具有横磁(transverse magnetic，TM)偏振。

在所述第二方面的另一实施形式中，所述方法包括将独立波导上的与同一分离波长信道有关的偏振半信道信号提供给输出块。

在所述第二方面的另一实施形式中，所述方法包括将公共波导上的与同一分离波长信道有关的偏振半信道信号提供给所述输出块。

在所述第二方面的另一实施形式中，所述方法还包括在基于PSR的设备的第一臂上接收所述一个半信道信号并将其保持在所述第一偏振模式下，并且在所述基于PSR的设备的第二臂上接收所述另一个半信道信号并将其保持在所述第二偏振模式下。

在所述第二方面的另一实施形式中，所述第一偏振模式是基本模式T0，和/或所述第二偏振模式是一阶模式T1。

在所述第二方面的另一实施形式中，所述光信号包括四个复用波长信道，并且所述方法包括将所述光信号分成八个半信道信号。

在所述第二方面的另一实施形式中，波长信道间隔为20nm，和/或半信道信号间隔为10nm。

所述第二方面的所述方法及其实施形式实现了所述第一方面的所述WDM设备及其相应实施形式的上述所有优点。

须注意，本申请中描述的所有设备、元件、单元和装置都可以以软件或硬件元件或其任何形式的组合来实现。本申请中描述的各种实体执行的所有步骤和所描述的将由各种实体执行的功能旨在表明各个实体适于或用于执行各自的步骤和功能。即使在下文的特定实施例描述中，由外部实体执行的具体功能或步骤没有体现在执行该具体步骤或功能的那个实体的具体详细元件的描述中，技术人员也应清楚，这些方法和功能可以在各个软件或硬件元件或其任意类型的组合中实施。

附图说明

结合所附附图，下面具体实施例的描述将阐述上述本发明的各方面及其实现形式，其中：

图1所示为根据本发明实施例的WDM设备。

图2所示为与同一波长信道有关的半信道信号的组合。

图3所示为根据本发明实施例的WDM设备。

图4所示为图3所示的WDM设备的模拟结果。

图5所示为根据本发明实施例的WDM设备。

图6所示为根据本发明实施例的WDM设备。

图7所示为图5所示的WDM设备的细节。

图8所示为根据本发明实施例的方法。

图9所示为传统的WDM设备。

图10所示为AWG、级联MZI和环形辅助级联MZI的模拟光谱特性。

具体实施方式

图1所示为根据本发明实施例的WDM设备100。WDM设备100用于对包括多个(N个)波长信道(N是自然数)的光信号101进行解复用。设备100包括：至少一个解复用器块102(图1已经用虚线表明设备中可包括不止一个解复用器块102，这将结合图3更详细地描述)、模式映射块104以及用于N个波长信道中的每一个的输出块105，即，设备100包括N个输出块105。

至少一个解复用器块102(即，WDM设备100中的每个解复用器块102)用于针对每个波长信道将光信号101分成两个半信道信号103。即，至少一个解复用器块102用于将2N个半信道信号103输出到模式映射块104。

模式映射块104用于将与分离波长信道有关的一个半信道信号103映射到第一偏振模式，将与同一分离波长信道有关的另一个半信道信号103映射到第二偏振模式。这尤其用于对与每个波长信道有关的半信道信号(如从一个解复用器块102接收的)进行这种映射。块104还用于将相应的偏振半信道信号输出到输出块105。

N个输出块105中的每一个用于合并与同一波长信道有关的所有偏振半信道信号。在WDM设备100包括一个解复用器块102的情况下，每个输出块105必须合并两个偏振半信道信号来重建有关的波长信道。如果WDM设备100包括2个解复用器块102，则每个输出块105必须合并四个偏振半信道信号(每个解复用器块102输出两个偏振半信道信号)来重建有关的波长信道。如果WDM设备100包括M个解复用器块102(M是自然数)，则每个输出块105必须合并2M个偏振半信道信号(每个解复用器块102输出两个偏振半信道信号)来重建有关的波长信道。

因此，在WDM设备100中，复用到光输入信号101中的每个波长信道在每个解复用器块102中被分成两个半信道信号103。有关的相邻半信道信号在图2中示出，标为“A”和“B”(见左侧)。这些相邻的半信道信号103通过输出块105进行合并，其中输出块105可以是如图3所示的光电二极管301。该合并再次重建原始波长信道，如图2(见右侧)中的粗黑线条所示。

对于4信道的情况，即，对于包括N＝4个波长信道的光信号101，WDM设备100可具体包括至少一个8信道解复用器块102，尤其是具有10nm的半信道信号间隔。然而，WDM设备100也可以扩展到通用的N信道场景，在这种场景中，继续应用相同的逻辑。即，2N信道解复用器块102用于将N个波长信道分成2N个半信道103。

下文描述了针对图1的WDM设备100的设计的不同实施形式。由此，图3具体结合输出块105示出了一种更普遍的实施形式，图4和图5分别示出了基于不同输出块105的更具体的实施形式。

图3所示为根据本发明实施例的设备100。设备100基于图1所示的设备100，因为其包括两个解复用器块102a、102b、模式映射块104和多个(N个)输出块105。

设备100还优选地包括边缘耦合器块302，用于将光(包括多个(N个)波长信道的光信号101)耦合到WDM设备100中。边缘耦合器块302之后优选地是PSR块303，用于向光输入信号101提供均匀偏振。具体来说，PSR块303用于将光信号101分成第一偏振光信号和第二偏振光信号，并将第二偏振光信号转换为第一偏振光信号。然后，PSR块303用于在两个臂上将这两个第一偏振光信号分别输出到两个解复用器块102a和102b。在图3中，具体地，TM偏振信号被转换为TE偏振信号，并且两个TE偏振光信号被提供给两个解复用器块102a、102b。换言之，第一偏振光信号具有TE偏振，第二偏振光信号具有TM偏振。因此，在WDM设备100中执行偏振解复用，以实现偏振分集。

两个2N信道解复用器块102a、102b分别连接到两个臂，并且如结合图1所示的设备100所述进行操作。为了实现最大滤波器壁斜率，可以在这些解复用器块102a、102b中部署环型辅助MZI架构。该架构实现了最理想的滤波器特性。

然后，模式映射块104将某个解复用器块102a或102b输出的半信道信号103映射到不同的偏振模式，如结合图1的设备100所述。具体而言，两个偏振模式分别是基本偏振模式TE0和一阶偏振模式TE1。

输出块105在模式映射块104之后，并且在图3中实现为PD 301。即，WDM设备100包括PD的N信道阵列，每个PD用于重建N个光波长信道中的一个，并将其转换成电信号。输出块105，具体是PD 301可以通过不同方式来实施，如下面进一步描述的。

图4示出了图3中所示的设备100的模拟结果。具体而言，绘制了传输(dB)与波长(nm)的关系曲线。特别针对四个波长信道CH0至CH3示出了波长相关的传输特性。这里研究了一个O波段CWDM-ITU规范(CH0至CH3的中心波长分别为1271nm、1291nm、1311nm和1331nm)。可以看出，每个波长信道获得了非常好的平坦通带。具体地，对于20nm的信道间隔可以观察到约17nm的平坦通带。该通带特性足以覆盖高达80℃的温度变化(假设SiN平台)，而无需任何调谐或热电冷却(thermoelectric cooling，TEC)器件。

图5示出了根据本发明实施例的WDM设备100，其基于图3所示的设备100。在图5的设备100中，来自模式映射块104的光(偏振半信道信号)被直接耦合到输出块105中，每个输出块105包括一个波导光电二极管(waveguide photodiode，WG PD)501。即，设备100优选地包括WG PD 501的N信道阵列。在该耦合方案中，模式映射块104用于将与独立波导502上的同一分离波长信道有关的偏振半信道信号提供给输出块105中的一个。图5的这种耦合方案实现了超高速操作，并且与图6中所示的设备100相比，具有更多的集成优点。

图6示出了根据本发明实施例的WDM设备100，其基于图3所示的设备100。在图6的设备100中，来自模式映射块104的光(偏振半信道信号)被耦合到(图7中的)组合光栅701中，随后，组合光栅701将光耦合到输出块105中，每个输出块105包括表面入口PD601。即，设备100优选地包括表面入口PD 601的N信道阵列。在该耦合方案中，模式映射块104用于将与公共波导602上的同一分离波长信道有关的偏振半信道信号提供给输出块105之一。这通过模式映射块104中的多个模式复用器块603来实现(或者，这些模式复用器块603也可以是连接到模式映射块104的分离块603)，其中每个模式复用器块603用于将与同一波长信道有关的两个偏振半信道信号(来自解复用器块102之一)复用到公共波导602。于是，设备100实现了模式复用。

PD的孔径是确定从两个偏振有多少光能够进入PD的重要因素。特别是对于4信道CWDM情形的示例性情况，选择对准容差为+/-2um的18um的PD孔径，以获得PDL非常低的等效低损耗耦合。图6的这种耦合方案改进了WDM设备100平坦通带特性。

图7示出了图6的耦合方案的实际实施方式。两个解复用器块102a(“TM”解复用器块)和102b(“TE”解复用器块)中的每一个为包括模式复用器块603的模式映射块104提供每个波长信道两个偏振半信道信号(例如，分别具有偏振TE0和TE1)。每个模式复用器块603用于接收与一个波长信道有关的两个偏振半信道信号。每个模式复用器块603称为“半PSR”，并且具有两个输入臂。在一个输入臂中，块603选取一个半信道信号并将其保持在例如TE0偏振态。在另一个输入臂中，块603选取另一个偏振半信道信号并将其保持在例如TE1偏振态。然后，块603向公共波导502输出单个输出，公共波导502同时保持偏振态TE0+TE1。因而，包括模式复用器的模式映射块104总体上用于接收两个半信道信号，并且将这两个半信道信号映射到与第二偏振模式信号复用的第一偏振模式信号。

图8所示为用于对包括多个(N个)波长信道的光信号101进行解复用的方法800。方法800对应于图1所示的设备100。具体而言，方法800可以由图1的设备100来执行。方法800具体包括步骤801：针对每个波长信道将光信号101分成两个半信道信号103。步骤801可以由WDM设备100的解复用器块102执行。方法800还包括步骤802：将与分离波长信道有关的一个半信道信号103映射到第一偏振模式，并且将与同一分离波长信道有关的另一个半信道信号103映射到第二偏振模式。步骤802可以在WDM设备100的模式映射块104中执行。最后，方法800包括步骤804：针对每个波长信道合并与同一波长信道有关的所有偏振半信道信号。这可以在WDM设备100的输出块105中针对每个波长信道来执行。

已经结合作为实例的不同实施例以及实施方案描述了本发明。但本领域技术人员通过实践所请发明，研究附图、本公开以及独立权项，能够理解并获得其他变体。在权利要求以及描述中，术语“包括”不排除其它元件或步骤，且“一个”并不排除复数可能。单个元件或其它单元可满足权利要求书中所叙述的若干实体或项目的功能。在仅凭某些措施被记载在相互不同的从属权利要求书中这个单纯的事实并不意味着这些措施的结合不能在有利的实现方式中使用。

Claims

1.一种用于对包括多个波长信道的光信号(101)进行解复用的波分复用WDM设备(100)，其特征在于，所述设备(100)包括：

至少一个解复用器块(102)，用于针对每个波长信道将所述光信号分为两个半信道信号(103)；

模式映射块(104)，用于将与分离波长信道有关的一个半信道信号(103)映射到第一偏振模式，将与同一分离波长信道有关的另一个半信道信号(103)映射到第二偏振模式；

每个波长信道的输出块(105)，用于合并所有与同一波长信道有关的偏振半信道信号。

2.根据权利要求1所述的WDM设备(100)，其特征在于，还包括：

偏振分离器/旋转器PSR块(303)，用于向所述光信号(101)提供均匀偏振，并且将所述均匀偏振光信号提供给所述至少一个解复用器块(102)。

3.根据权利要求2所述的WDM设备(100)，其特征在于，包括：

第一解复用器块(102a)和第二解复用器块(102b)；

其中，所述PSR块(303)用于

将所述光信号(101)分为第一偏振光信号和第二偏振光信号；

将所述第一偏振光信号提供给所述第一解复用器块(102a)；

将所述第二偏振光信号转换为第一偏振光信号，并将所述转换的第一偏振光信号提供给所述第二解复用器块(102b)。

4.根据权利要求3所述的WDM设备(100)，其特征在于：

所述第一偏振光信号具有横电TE偏振；和/或

所述第二偏振光信号具有横磁TM偏振。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的WDM设备(100)，其特征在于：

所述输出块(105)包括多模输入波导光电二极管(501)；

所述模式映射块(104)用于将与独立波导(502)上的同一分离波长信道有关的偏振半信道信号提供给所述输出块(105)。

6.一种WDM设备(100)，其特征在于，所述WDM设备(100)具有权利要求1至5任意一项所述WDM设备(100)的全部特征，并且：

所述输出块(105)包括组合光栅(701)和表面入口光电二极管(601)；

所述模式映射块(104)用于将与公共波导(602)上的同一分离波长信道有关的偏振半信道信号提供给所述输出块(105)。

7.根据权利要求6所述的WDM设备(100)，其特征在于：

每个表面入口光电二极管(601)的孔径在16μm至20μm之间。

8.一种WDM设备(100)，其特征在于，所述WDM设备(100)具有权利要求1至7任意一项所述WDM设备(100)的全部特征，并且：

所述模式映射块(104)包括基于PSR的设备，所述基于PSR的设备用于在第一臂上接收所述一个半信道信号(103)并将其保持在所述第一偏振模式下，并且在第二臂上接收所述另一个半信道信号(103)并将其保持在所述第二偏振模式下。

9.一种WDM设备(100)，其特征在于，所述WDM设备(100)具有权利要求1至8任意一项所述WDM设备(100)的全部特征，并且：

所述第一偏振模式是基本模式T0，和/或所述第二偏振模式是一阶模式T1。

10.一种WDM设备(100)，其特征在于，所述WDM设备(100)具有权利要求1至9任意一项所述WDM设备(100)的全部特征，并且：

所述光信号(101)包括四个复用波长信道；

所述至少一个解复用器块(102)用于将所述光信号(101)分为八个半信道信号(103)。

11.一种WDM设备(100)，其特征在于，所述WDM设备(100)具有权利要求1至10任意一项所述WDM设备(100)的全部特征，并且：

波长信道间隔为20nm；和/或

半信道信号间隔为10nm。

12.一种WDM设备(100)，其特征在于，所述WDM设备(100)具有权利要求1至11任意一项所述WDM设备(100)的全部特征，并且：

所述至少一个解复用器块(102)包括级联马赫曾德尔干涉仪MZI和/或环形辅助MZI。

13.一种WDM设备(100)，其特征在于，所述WDM设备(100)具有权利要求1至12任意一项所述WDM设备(100)的全部特征，并且还包括：

边缘耦合器块(302)，用于将所述光信号(101)耦合到所述WDM设备(100)中。

14.一种用于对包括多个波长信道的光信号(101)进行解复用的方法(800)，其特征在于，所述方法(800)包括：

针对每个波长信道将所述光信号(101)分为(801)两个半信道信号(103)；

将与分离波长信道有关的一个半信道信号(103)映射(802)到第一偏振模式，将与同一分离波长信道有关的另一个半信道信号(103)映射(802)到第二偏振模式；

针对每个波长信号合并(804)与同一波长信道有关的所有偏振半信道信号。