CN1268967C - 微型2x2磁光开关 - Google Patents

Abstract

一种磁光开关，包括用于接收光束的第一双折射晶体，一第一半波补偿片对，用于接收由双折射晶体出射的***光束，一第一法拉第旋转器用于接收由第一半波补偿片对出射的***光束，以及一分束器用于接收由法拉第旋转器出射的***光束。第一法拉第旋转器用于改变通过它的光束的偏振态。

Description

微型2×2磁光开关

技术领域

本发明一般涉及光学技术，更具体地涉及磁光开关。

背景技术

光开关用于光学***中，在一个或者多个输入光纤与一个或者多个输出光纤之间切换光束。例如，将光开关用于光通信***中，连接和断开传输通道来发送信息调制光束，提供网络保护，提供交叉连接，和***/分出应用。光开关也能用于使光源例如激光器产生脉冲，或者利用调制或未调制光束来完成其它功能。

一种类型的光开关是1×2光开关，它在一个输入端和两个输出端之间提供光切换。众所周知使用折射光学器件的1×2光开关是非常可靠的，有很低的***损耗，也很容易制造。1×2光开关已经广泛地运用于通信行业，比如保护切换，标记切换等。1×2光开关也被用于构造大尺寸开关，比如1×4和1×8光开关。在一些情况下，这种应用需要将若干1×2光开关结合在一起来减小能量的损耗和/或所占用的物理空间。另一种类型的光开关是2×2光开关，它在两个输入端和两个输出端之间提供光切换。与1×2光开关不同，它有低的切换周期，用于交叉连接或者***/分出应用的大部分2×2光开关需要具有很好的耐久性和可靠性。

已经有很多技术可以实现这些开关，例如机械、电光、热光、声光、磁光和半导体技术。每一种开关技术都有其优点和缺点。例如，机械开关最广泛的应用于路由元件，并且提供非常低的***损耗和串扰特性。但是机械开关的切换时间被限制在毫秒级范围内，并且其装置本身体积很大。此外，如果由马达驱动部件来操纵开关，那么开关就会有有限的使用寿命并且会被可靠性问题所困扰。

发明内容

一方面，磁光开关包括用于接收光束的第一双折射晶体，用于接收来自双折射晶体的***光束的第一半波补偿片对，用于接收来自第一半波补偿片对的***光束的法拉第旋转器，和用于接收来自法拉第旋转器的***光束的分束器。光束通过该第一法拉第旋转器，其偏振将会被改变。

具体的光开关的例子包括一个或多个以下特征。例如，该光开关可以包括第二双折射晶体，第二半波补偿片对，和第二法拉第旋转器。第二双折射晶体与第二半波补偿片对耦合，第二半波补偿片对与第二法拉第旋转器耦合，以及第二法拉第旋转器与分束器耦合。

该光开关还可以进一步包括一个与第一双折射晶体耦合的端口，该端口用于容纳光纤，其上可以安装两个光纤。该光开关进一步还可以包括一个透镜元件，该透镜元件用于接收来自端口的光束，双折射晶体接收来自该透镜元件的光束。

第一双折射晶体可以将光束分成两束偏振光。第一半波补偿片对可以使通过它的***光束具有相同的偏振态。第一法拉第旋转器可以设置为使***光束的偏振态改变90度。

分束器包括一入射轴，其被设置为当光束的偏振垂直于入射轴时该光束被反射，当光束的偏振平行于入射轴时该光束被透射。

分束器可以是一个平行平板偏振分束器。开关可以进一步包括一个与第一法拉第旋转器耦合的电磁体，为第一法拉第旋转器提供电磁场来改变通过第一法拉第旋转器光束的偏振。

开关可以进一步包括一个与第一输入光纤和第一输出光纤耦合的第一端口，和一个与第二输入光纤和第二输出光纤耦合的第二端口。当施加电磁场时，光束在第一输入光纤和第一输出光纤之间引导；当去除电磁场时，光束在第一输入光纤和第二输出光纤之间引导。也可以当施加电磁场时，光束在第二输入光纤和第二输出光纤之间引导；当去除电磁场时，光束在第二输入光纤和第一输出光纤之间引导。

开关可以进一步包括一个与第一输入光纤和第一输出光纤耦合的第一端口，和一个与第二输入光纤和第二输出光纤耦合的第二端口。当去除电磁场时，光束在第一输入光纤和第一输出光纤之间引导；当施加电磁场时，光束在第一输入光纤和第二输出光纤之间引导。也可以当去除电磁场时，光束在第二输入光纤和第二输出光纤之间引导；当施加电磁场时，光束在第二输入光纤和第一输出光纤之间引导。

当施加第一电磁场时，设置第一法拉第旋转器对光束的偏振改变一个第一数值；当施加第二电磁场时，设置第一法拉第旋转器对光束的偏振改变一个第二数值。

另一方面，一对光束在第一光学输出口和第二光学输出口之间进行切换。对光束的切换包括：提供光束；使光束依次通过双折射晶体；使来自双折射晶体的***光束通过半波补偿片对；使来自半波补偿片对的***光束通过法拉第旋转器以及使来自法拉第旋转器的***光束通过分束器。法拉第旋转器用于使通过它的***光束改变一定偏振角。

光束切换的具体例子可以包括一个或多个以下的特征。例如，切换可以进一步包括施加电磁场给法拉第旋转器来改变通过法拉第旋转器的光束的偏振角，以便使光束的偏振与分束器的入射轴平行。也可以通过在切换过程中去除施加给法拉第旋转器的电磁场来改变通过法拉第旋转器的光束的偏振角，以使光束的偏振与分束器的入射轴平行。切换也可以进一步包括使施加在法拉第旋转器中的电磁场从第一场强变化到第二场强来改变通过法拉第旋转器的光束的偏振角，以使光束的偏振与分束器的入射轴平行。

切换也可以进一步包括：使***光束通过分束器；使来自分束器的***光束通过第二法拉第旋转器；使来自第二法拉第旋转器的***光束通过半波补偿片对和使来自半波不畅片对的***光束通过双折射晶体。切换还可以包括使通过双折射晶体后的***光束再通过一透镜元件，将其合成为一组合光束，并聚焦该组合光束到第二光学输出端。

切换也可以进一步包括提供第二光束；使来自第二双折射晶体的***光束通过第二半波补偿片对；使来自第二半波补偿片对的***光束通过第二法拉第旋转器以及使来自第二法拉第旋转器的***光束通过分束器。在第二法拉第旋转器中施加一电磁场来改变通过第二法拉第旋转器光束的偏振角。切换也可以进一步包括在第二法拉第旋转器中施加电磁场来改变通过第二法拉第旋转器光束的偏振角，以便使该***光束的偏振平行于分束器的入射轴，由此该***光束就可以透过分束器。

切换也可以使来自分束器的***光束通过第一法拉第旋转器；使来自第二法拉第旋转器的***光束通过第一半波补偿片对和使来自第一半波补偿片对的***光束通过第一双折射晶体。切换也可以进一步包括使光束定向通过第一聚焦透镜，使该***光束组合为一第二组合光，并且聚焦到第一光学输出端。

分束器可以是一平行平板偏振分束器。施加电磁场可以通过向电磁体提供能量来实现。去除电磁场可以通过停止向电磁体输送可施加电磁场的能量来实现。改变电磁场可以通过改变输送给该施加电磁场的电磁体的功率来实现。

除去可动部件，本发明能够提供一种高可靠性的2×2光学开关。这个新的发明可以提供一种具有极好光学性能、高切换速度和结构紧凑的2×2光开关。

本发明的一个或多个实施例的细节将在下述的附图和说明中阐述。从说明书、附图和权利要求中显然可以得出本发明的其他特征和优点。

附图说明

图1是磁光开关的光学部件的侧面透视图。

图2是图1中开关端口的端视图。

图3表示了平行平板偏振分束器对光束的反射和透射。

图4是用于在第一光纤对与第二光纤对之间引导光束的图1开关的光学部件的侧面示意图。

图5表示光束通过图4中开关的旋转。

图6是用于在第三光纤对与第四光纤对之间引导光束的图1开关的光学部件的侧面透视图。

图7表示光束通过图6中开关的旋转。

图8是图1中开关作为1×2开关的光学部件的侧面透视图。

图9是包括一对法拉第旋转器的开关的光学部件的侧面透视图。

不同附图中的同样的附图标记表示同一元件。

具体实施方式

本发明涉及光学技术的一种改进。下面给出的描述能使本领域普通技术人员能够制造和使用本发明，并且也给出了该专利申请和其更求保护的范围。对本领域普通技术人员来说显而易见该发明的各种修改，并且本发明的一般原理也可以用在其它实施例中。因此，本发明不限于所示具体实施例，而是适用于与描述的原理和特征相一致的更广泛的范围。

本发明将按照具有特殊结构的特殊部件的光学开关来进行描述。同样的，本发明将按照具有特殊关系的特殊光学开关部件来进行描述，例如部件之间的距离和角度。然而，本领域普通技术人员很容易了解到这个方法和***可以用具有类似特性的其它部件、结构和部件之间的关系来有效地实现本发明所达到的功能。

图1表示磁光光纤光开关100(下文中的开关100)的光学部件的结构。该开关100没有可动部件，提供了良好的光学性能，具有高的切换速度和很小的体积。开关100包括第一和第二端口105、106，第一和第二透镜元件110、111，第一和第二双折射晶体115、116，第一和第二半波片及补偿片对120、121，第一和第二法拉第旋转器125、126，第一和第二电磁体130、131，以及一分束器135。分束器135可以是平行平板偏振分束器。分束器135不是物理的而是光学的，放置在开关100的中央以便开关100的部件在分束器135两侧呈现相同的结构。在开关100的两侧依次排列有一端口、一透镜元件、一双折射晶体、一半波片及补偿片对和一被电磁体包围的法拉第旋转器。由于分束器135一侧的部件与相对另一侧的部件是相同的，下面就只对一侧部件的排列和特性进行描述。

参考图2，端口105包括第一面140和第二面145。第一面140包括一个或者多个用于容纳光纤的孔或者洞150。相似地，端口106包括第一面141，第二面146和一个或者多个用于容纳光纤的孔151。端口105、106可以是支架、玻璃管或者软线。端口105的孔150中***有一输入光纤155和一输出光纤160，以及在端口106的孔151中***有一输入光纤156和一输出光纤161。输入光纤155、156携带输入光束，输出光纤160、161携带输出光束。如下面将对更多的细节进行描述，开关100常常用于在输出光纤160、161之间切换输入光纤155携带的第一输入光束，同时也在输出光纤161、160之间切换输入光纤156携带的第二输入光束

透镜元件110设置在端口105第二表面145的前面，以便输入光束能够通过该透镜元件110而会聚到输出光纤160的纤芯中，以及准直由输入光纤155输出的输出光束。透镜元件110可以是渐变折射率透镜(GRIN)、准直器或者聚焦透镜。

双折射晶体115(下文中称晶体115)设置在透镜元件110的前面。晶体115由双折射材料构成，例如方解石，它使一个光束分解为两个具有正交偏振态的光束：一具有折射率n_o的寻常光束，和一具有折射率n_e的非寻常光束。由于晶体115是一个互易装置，如果光束通过晶体沿着相同的路径直接返回，它们就会被合成为一单一的合成光束。

半波片及补偿片对120设置在晶体115的前面。半波片及补偿片对120光轴的方向确定为当偏振态正交的两个光束通过该半波片及补偿片对120后被改变为具有相同的偏振态的光束。另一方面，如果光束已经具有相同的偏振态，那么半波补偿片对120就改变光束的偏振态(即，通过半波片及补偿片对120中的半波片的光束对光束的偏振旋转90度)。

法拉第旋转器125和电磁体130设置在邻近半波补偿片对120的地方。法拉第旋转器125由能够导致光束旋转的材料构成。一般来说，法拉第旋转器越厚，它对光束的旋转度越强。例如，法拉第旋转器125可以具有改使光束旋转90度、180度或者360度的厚度。当光束通过旋转器时，其由法拉第旋转器产生的旋转度可以由施加的电磁场增强。这样，当去除电磁场时(例如，电磁体130没有接通电源)，法拉第旋转器125旋转该光束第一数值改变其偏振。当施加电磁场时(例如，电磁体130被激活或者接通电源)，法拉第旋转器125旋转该光束第二数值改变其偏振。或者，通过改变电磁场的强度可以达到相同的效果。电磁体130、131可以由一单一电磁体构成。

参考图3，分束器135可以是一平板型偏振分束器，其在X-Y平面内，并具有一入射角。分束器135可以由这样一种材料构成，它透射偏振态平行于入射轴的光束L_T，而反射偏振态垂直于入射轴的光束L_R。例如，NanoOptoCorporation of Somerset，New Jersey makes the Subwave^TM偏振分束/组合器可以用于分束器135。NanoOpto Subwave^TM偏振分束/组合器具有与光束相互作用的与子波长值相应的纳米结构。NanoOpto Subwave^TM分束器/组合器还具有宽带宽、高损坏阈值、易于校准、高对比率和低***损耗的优点。

向法拉第旋转器125、126施加电磁场以改变光束的偏振来控制切换操作。特别地，开关100由激活电磁体130、131向法拉第旋转器125、126施加电磁场来进行操作。由此，由输入光纤155携带的第一输入光束透过分束器135进入输出光纤161，由输入光纤156携带的第二输入光束透过分束器135进入输出光纤160。通过去除电磁场(例如，解除或断开电磁体130、131的电源)，分束器135就会将输入光纤155携带的第一输入光束反射到输出光纤160中和将输入光纤156携带的第二输入光束反射到输出光纤161中。这样，开关100就可以完成在输出光纤160、161之间切换输出的一个2×2开关的功能。

法拉第旋转器125、126基于施加于其上的电磁场的强度的不同，能够在输出光纤之间进行切换。例如，法拉第旋转器125、126设置为：当施加第一电磁场为第一强度时，来自输入光纤155的第一输入光束传输至输出光纤161，来自输入光纤156的第二输入光束传输至输出光纤160。在改变电磁场强度时，法拉第旋转器125、126就可以使第一输入光束从输入光纤155传输至输出光纤160，第二输入光束以输入光纤156传输至输出光纤161。

法拉第旋转器125、126也可以基于在一个法拉第旋转器上施加电磁场，而在另一法拉第旋转器上去除电磁场来进行输出光纤之间的切换。这样，在切换中施加给装置的功率恒定，改变很小。

图4和图5表示用开关100从输入光纤155到输出光纤160传输第一光束200，和从输入光纤156到输出光纤161传输第二光束201。这里对光束200、201的切换，没有对电磁体130、131接通电源而操纵开关100。图4表示了开关100的部件和光束，图5表示了光束通过开关100的每一部件后的偏振。

最初，光束200从输入光纤155耦合至端口105，然后引导到透镜元件110，它使光束200准直。然后光束200耦合至晶体115，将光束200分为两个正交的偏振光束205、210。然后偏振光束205、210耦合至半波补偿片对120，它使一个光束的偏振旋转90度，不改变另一光束。这样，半波补偿片对120旋转了光束205、210，使它们有了相同的偏振态。光束205、210然后耦合至法拉第旋转器120。在一个实施例中，选择法拉第旋转器120的厚度，以便当去除电磁场时(例如，切断电磁体130的电源)当光束通过法拉第旋转器120时就没有有效的偏振改变(例如，光束的偏振经过了180度的改变)。这样，光束就具有了相同的偏振。当然，也可以选择法拉第旋转器120的厚度，当施加电磁场时(例如，接通电磁体130的电源)就会有一个180度的偏振改变(即，光束有相同的有效偏振态)，而当去除电磁场时有一个90度的偏振改变。基于法拉第旋转器的厚度和施加的电磁场可以对偏振进行其它的改变。

当光束的偏振与分束器135的入射轴垂直时，分束器135反射该光束。如图4所示开关100的光学部件结构，当去除电磁场时(例如，断开电磁体130、131的电源)可以使得光束205、210的偏振相对于分束器135的入射轴垂直。相反，当旋加电磁场时(例如，接通电磁体130、131的电源)，对光束的偏振旋转90度，从而使光束与分束器135的入射轴平行。当去除电磁场时，由于光束的偏振与分束器135的入射轴垂直，分束器135将偏振光束205、210反射回法拉第旋转器125，并透过法拉第旋转器125。并且，由于电磁场被去除了，当光束反射回来通过法拉第旋转器125时就不会造成有效的旋转角度改变。然后，光束205、210被向回耦合到半波片及补偿片对120，由于这两个光束具有相同的偏振，其中一束光的旋转角会被改变，使得两个光束具有不同的偏振(即，一束光通过半波片，另一束光通过补偿片，因而只有一束光被半波片旋转)。之后，光束205、210又被耦合回晶体115，并且光束205、210的偏振将会改变(即分离)为正交偏振。之后正交偏振光205、210又被耦合到聚焦透镜110，这两束光将被合成为一束光，并被聚焦到输出光纤160的纤芯处。

如上参照图1所述，在分束器135的两侧设置了相同的部件，所以在开关100两侧发生相同的过程。同样地，光束201耦合到输入光纤156，被分束器135返回到输出光纤161。

图6和图7表示了应用开关100从输入光纤155传输光束200到输出光纤161，和从输入光纤156传输光束201到输出光纤160。在这个过程中，施加了电磁场(例如，接通电磁体130、131的电源)，光束200、201透过分束器135而没有被分束器反射。图6表示了开关100的部件和光束，图7表示了光束通过开关100的各部件后的偏振。施加一电磁场(例如，接通电磁体130、131的电源)只会在光束通过法拉第旋转器125、126时才产生影响，它旋转光束以便使其被分束器135透射或反射。不管是否施加电磁场(例如，激活电磁体130、131)在其它光学部件中都会以相同方式处理光束。

施加一电磁场(例如，接通电磁体130的第一级电源)，法拉第旋转器125将相对从半波片及补偿片对120出射光束的偏振态将光束偏振旋转90度。在一个实施例，法拉第旋转器125和分束器135彼此相对取向，使在施加电磁场时(例如，接通电磁体130，131的电源)将光束旋转90度，从而偏振态平行于分束器135的入射平面。偏振与分束器135的入射平面平行的光束可以透射通过分束器135。当光束的旋转角被法拉第旋转器旋转改变90度时，取向和调整分束器135以便偏振光205、210能够通过分束器。这样光束205、210就可以通过分束器135到达法拉第旋转器121。由于施加了电磁场(例如，接通电磁体131的电源)，法拉第旋转器121旋转改变光束的偏振90度。然后，因为两个光束具有相同的偏振，光束205、210向后通过半波片及补偿片对，半波补偿片对改变一束光的旋转角，使得两个光束具有不同的偏振。然后光束通过后面的晶体116，它将改变这两束光的偏振，使其成为正交偏振光。正交偏振光束205、210然后通过聚焦透镜111，被组合为一束组合光束并被聚焦到输出光纤161的纤芯上。

如同上面所述的，在开关100的另一侧发生相同的过程。这样，光束201通过输入光纤156，透过分束器135到达输出光纤160。

上面描述了一些本发明的具体实施例。然而，可以认为在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行不同的修改。例如，参考图8，开关100的第二端口106如果只包括输出光纤161(例如，去掉输入光纤156)就可以做为一个1×2开关。在这种情况下，当去除电磁场时(例如，切断电磁体的电源)开关100使来自输入光纤155的光束传输到输出光纤160，当施加电磁场时(例如，接通电磁体的电源)使来自输入光纤155的光束传输到输出光纤161。

开关100的部件也可以被设置为，当施加电磁场时(例如，激活或接通电磁体)旋转光束的偏振90度，和分束器135的入射轴垂直。这样，与图4-7所示的光学开关不同，当去除开关100的电磁场时(例如，切断电磁体的电源)，来自输入光纤155的光束200传输到输出光纤161，来自输入光纤156的光束201传输到输出光纤160。

设置法拉第旋转器125的厚度，当去除电磁场时(例如，切断电磁体130的电源)，通过法拉第旋转器125的光束被旋转90度，当施加电磁场时(例如，接通电磁体130的电源)，通过法拉第旋转器125的光束被旋转180度。这样，激活电磁体130就可以使两光束具有相同的偏振。当切断电源时，这样的设置就会使光束向相反的方向切换。在另一种设置中，可以设置一系列的法拉第旋转器。例如，参考图9，开关中串联设置了两个法拉第旋转器。第一法拉第旋转器125a具有厚度t₁，第二法拉第旋转器125b具有厚度t₂。当激活法拉第旋转器125a，停止法拉第旋转器125b时，对光束总的旋转度为90度。当向法拉第旋转器125b施加电磁场，不向法拉第旋转器125a施加电磁场时，对光束总的旋转度为180度(即，不改变偏振态)。当向法拉第旋转器125a，125b同时施加电磁场时，将会产生其它的旋转度，例如，当电磁场改变时有一个旋转度，当电磁场去除时有另一个不同的旋转度。由此，其它的实施例包括在下面权利要求的范围内。

Claims (28)

1、一种磁光开关，包括：

第一双折射晶体，用于接收束；

第一半波片及补偿片对，用于接收由双折射晶体出射的***光束；

第一法拉第旋转器，用于接收由第一半波片及补偿片对出射的***光束并且改变通过所述第一法拉第旋转器的光束的偏振；

分束器，用于接收由法拉第旋转器出射的***光束，所述分束器用于透射具有第一偏振的光和反射具有与所述第一偏振正交的第二偏振的光

2、如权利要求1所述的磁光开关，进一步包括一第二双折射晶体，一第二半波补偿片对和一第二法拉第旋转器，第二双折射晶体与第二半波补偿片对耦合，第二半波补偿片对与第二法拉第旋转器耦合，以及第二法拉第旋转器与分束器耦合。

3、如权利要求1所述的磁光开关，进一步包括一与第一双折射晶体耦合的端口，用于容纳光纤。

4、如权利要求3所述的磁光开关，进一步包括设置在端口中的两根光纤。

5、如权利要求3所述的磁充开关，进一步包括一透镜元件，用于接收从端口出射的光束，其中双折射晶体接收由该透镜元件出射的光束。

6、如权利要求1所述的磁光开关，其中第一双折射晶体将光束分为两束偏振光。

7、如权利要求1所述的磁光开关，其中第一半波片及补偿片对用于使通过它的***光束具有相同的偏振态。

8、如权利要求1所述的磁光开关，其中第一法拉第旋转器用于将***光束的偏振态改变90度。

9、如权利要求1所述的磁光开关，其中分束器包括一入射轴，用于反射偏振与入射轴垂直的光束，透射偏振与入射轴平行的光束。

10、如权利要求1所述的磁光开关，进一步包括一与第一法拉第旋转器耦合的电磁体，用于向第一法拉第旋转器施加电磁场来改变通过该第一法拉第旋转器光束的偏振。

11、如权利要求10所述的磁光开关，其中当施加电磁场时，第一法拉第旋转器改变光束的偏振使其与入射轴平行。

12、如权利要求10所述的磁光开关，其中当施加电磁场时，第一法拉第旋转器改变光束的偏振使其与入射轴垂直。

13、如权利要求10所述的磁光开关，其中分束器包括一平行平板偏振分束器。

14、如权利要求10所述的磁光开关，进一步包括与第一输入光纤和第一输出光纤耦合的第一端口，以及与第二输入光纤和第二输出光纤耦合的第二端口，其中，当施加电磁场时，光束在第一输入光纤和第一输出光纤之间引导；当去除电磁场时，光束在第一输入光纤和第二输出光纤之间引导。

15、如权利要求14所述的磁光开关，其中当施加电磁场时，光束在第二输入光纤和第二输出光纤中通过；当去除电磁场时，光束在第二输入光纤和第一输出光纤中通过。

16、如权利要求10所述的磁光开关，进一步包括与第一输入光纤和第一输出光纤耦合的第一端口，以及与第二输入光纤和第二输出光纤耦合的第二端口，其中，当去除电磁场时，光束在第一输入光纤和第一输出光纤中通过；当施加电磁场时，光束在第一输入光纤和第二输出光纤中通过。

17、如权利要求16所述的磁光开关，其中当去除电磁场时，光束在第二输入光纤和第二输出光纤中通过；当施加电磁场时，光束在第二输入光纤和第一输出光纤中通过。

18、如权利要求10所述的磁光开关，其中当施加第一电磁场时，第一法拉第旋转器改变光束的偏振一第一数值；当施加第二电磁场时，第一法拉第旋转器改变光束的偏振一第二数值。

19、一种在第一输出和第二输出之间切换一对光束的方法，包括：

提供一光束；

使该光束通过一双折射晶体；

将该光束分离成第一偏振光束和第二偏振光束，其中所述第一和第二光束具有正交的偏振；

改变所述第一偏振光束的偏振，使得所述第一和第二偏振光束具有相同的偏振；

确定是否要切换所述第一和第二偏振束至第一输出，如果所述第一和第二偏振束要被切换，改变所述第一和第二偏振束的偏振至第一偏振；

如果所述第一和第二偏振束具有第一偏振，将所述第一和第二偏振束导入所述第一输出；以及

如果所述第一和第二偏振束具有第二偏振，将所述第一和第二偏振束反射至所述第二输出。

20、如权利要求19所述的方法，进一步包括对所述第一和第二偏振束施加电磁场，其中，施加该电磁场改变光束的偏振角至所述第一偏振，使得光束的偏振平行于分束器的入射轴。

21、如权利要求19所述的方法，进一步包括从所述第一和第二偏振束中去除电磁场，其中，该电磁场的去除改变了所述第一和第二偏振光束的偏振角至所述第一偏振，使得光束的偏振平行于分束器的入射轴。

22、如权利要求19所述的方法，进一步包括改变施加给所述第一和第二偏振束的电磁场从第一场强到第二场强，其中，该改变的场强改变了所述第一和第二偏振光束的偏振角至所述第一偏振，使得光束的偏振平行于分束器的入射轴。

23、如权利要求19所述的方法，进一步包括

如果所述第一和第二偏振束的光路径要被切换，改变所述第一和第二偏振束的偏振；

改变所述第一偏振束的偏振使得所述第一和第二偏振具有正交的偏振；

使所述第一和第二偏振光束通过第二双折射晶体。

24、如权利要求23所述的方法，进一步包括使从第二双折射晶体出射的所述第一和第二偏振束通过一透镜元件，使所述第一和第二偏振束合成为一组合光束，并聚焦到第一输出。

25、如权利要求19所述的方法，进一步包括

提供第二光束；

使所述第二光束通过第二双折射晶体；

将所述第二光束分离成第三偏振束和第四偏振束，其中所述第三和第四偏振束具有正交的偏振；

改变所述第三偏振束的偏振使得所述第三和第四偏振束具有相同的偏振；

确定是否要切换所述第三和第四偏振束至所述第二输出，如果所述第三和第四偏振束要被切换，改变所述第三和第四偏振束的偏振至所述导向第一偏振；

如果所述第三和第四偏振束具有第一偏振，使所述第三和第四偏振束导向所述第二输出；以及

如果所述第三和第四偏振束具有第二偏振，将所述第三和第四偏振束反射至所述第一输出。

26、如权利要求25所述的方法，进一步包括施加一第二电磁场，其中，施加该第二电磁场改变所述第三和第四偏振光束的偏振角，使得所述第三和第四偏振光束的偏振平行于分束器的入射轴，由此所述第三和第四偏振光束透过分束器。

27、如权利要求19所述的方法，其中反射所述第一和第二偏振束进一步包括：

确定所述第一和第二偏振束没有被切换并且将所述第一和第二偏振束朝所述第二输出反射；

改变所述第一偏振束的偏振使得所述第一和第二偏振束具有正交的偏振；以及

使所述第一和第二偏振光束通过第一双折射晶体。

28、如权利要求27所述的方法，进一步包括引导所述第一和第二偏振光束通过第一聚焦透镜，以便反所述第一和第二偏振光束组合为第二组合光束，并将该第二组合光束聚焦到第二输出中。

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