CN1377475A - 液晶矩阵增/卸*** - Google Patents

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Abstract

揭示了一种波分复用(WDM)交叉连接器。该连接器有选择地从一光纤网中提取一条或多条信道,并把它们导入选择的光纤。该交叉连接器还具有增/卸信道的能力。本发明的交叉连接器具有一种独特的操作方式。液晶开关单元(10)由光信号的正交分量(LBpn)与平行分量(LBsn)交叉照射,并将所有信道信号导入选择的端口(60)。在另一实施例中,液晶单元(20)形成－N×M矩阵,它的多个切换层面可同时接纳若干网络的通信业务。

Description

液晶矩阵增/卸***
                            发明背景
1.发明领域
本发明一般涉及增/卸光学开关，尤其涉及以液晶调制器用作开关单元的增/卸开关和交叉连接器。
2.技术背景
第一代光学网络已应用于提供远距离载送高带宽信号的点对点服务，后来对局部环路的馈线通路引入光纤设施以代替铜芯电缆并提供质量更优的电话服务。与此同时，服务提供者经历了数据传输服务需求量增大的局面。为了迎合话音和数据两种服务的需求，推出了SONET和SDH***。这类***应用时分复用(TDM)技术对载送话音与数据两种业务的高速数据流进行复用与分离，复用的数据从电学域转换成光学域后以光学方法发射。这种转换应用于网络中每个节点。相反地，输入业务必须从光学域转换成电信号。然而，正在通过该节点的业务也必须转换成电信号，与该节点发出的业务一起复用，然后再转换成光信号。这些光信号受到带宽极限约为10Gb/s的电学域设备的限制。由于对带宽的需求提高了，所以这种方法正在变得不实用。
增大传输容量的一条途径是应用波分复用方法(WDM)。WDM通过载送多条不同波长的信道增大容量。曾经演示过传输容量超过2Tb/s的WDM***。在光学域中实现切换与路由选择功能，以更高的数据速率变得更有效而更富成本效益。通过对大部分网络业务取消使用电学域设备，还可取消与这类设备相差的成本，这样由于需要的电学域***更少了，网络的可靠性得以提高。此外，在光学层面执行切换与路由选择功能，减少了对基础电学域设备的需求。只通过某一节点的业务不必以电学方式处理，因为它们将以光学方式传播。由于波长选择交叉连接装置以波长级提供的路由再选择能力强于目前对电学域***应用的装置，所以还以另一种方式提高了可靠性。
在一种研究过的方法中，将来自输入光纤的光信号导向一衍射光栅，把该信号分成其组成的波长信道。各信道在到达液晶元之前横穿过一偏振器。相对第一偏振器定向成90度的第二偏振器，置于液晶开关的另一侧。液晶单元未受激时，信道转90度，然后第二偏振器发射信号。液晶元受激时，信道不旋转，第二偏振器不发射该信道。如果非偏振信号通过偏振器，它仅发射该信号的一半。因此，应用这种设计时，损失了50％的传输系数。此外，被液晶元阻断的信道因丢失而无法使用。所以，该***不能应用于增/卸***。
在研究过的另一种方法，为了补偿损失的50％传输系数，用Wollaston棱镜和半波片将光转换成单一偏振状态。Wollaston棱镜是一种偏振色散元件，对液晶元出射的光按其偏振态加以控制。该法也有一个缺点，即由于棱镜进行了空间分束，所以液晶元出射光束的尺寸要增大一倍。由于Wollaston棱镜的双折射造成不同的焦点并加大了***损耗波动，所以还存在着固有的不对称性。
因此，要求有一种具有波长选择交叉连接能力的增/卸光学开关，它可以消除作为前述方法特征的50％传输系数损失和服务阻断。还要求有一种能消除Wollaston棱镜和与其相关的缺点的装置。
                            发明内容
本发明针对上述诸问题。本发明的WDM交叉连接法从光纤网中有选择地提取一条或几条信道，并把它们导入一条选择的光纤。本发明具有信道增/卸能力。增补信道添加导入选择的光纤。输入信道取出后导入卸口由网络导向。切换由用光信号的正交与平行分量交叉照射的液晶单元执行，由此消除了50％传输系数损失。在另一实施例中，该液晶单元形成一N×M矩阵，接纳来自若干光纤网的业务。
本发明的一个方面是一种把随机偏振光信号导入一选择端口的光学装置。随机偏振光信号包括平行与正交分量，光学装置包括具有开关状态、第一侧与第二侧的液晶单元，液晶单元被入射于在第一侧的平行分量和入射于第二侧的正交分量交叉照射，而该液晶单元按开关状态产生第一侧与第二侧输出。光学装置还包括与液晶单元相接的信号管理***，后者用第一侧与第二侧输出按开关状态将几乎100％的随机偏振光信号导入选择的端口。
在另一个方面，本发明包括一种将随机偏振光信号导入光学装置一选择端口的方法。随机偏振光信号包括平行与正交分量，光学装置包括具有开关状态、第一侧与第二侧的液晶单元。本方法包括以下步骤：提供一接至液晶单元与选择端口的信号管理***，用入射于第一侧的平行分量和入射于第二侧的正交分量交叉照射液晶单元。液晶单元按开关状态产生第一侧与第二侧输出。该方法还包括对信号管理***提供第一侧与第二侧输出，其中信号管理***按开关状态将几乎所有的随机偏振光信号导入选择的端口。
以下的详细描述将提出本发明的附加特征和优点，对本领域的技术人员而言，部分可从描述中变得更清楚，或通过实施本文描述的发明，包括以下的详细描述、权项以及附图，更容易理解。
应该理解，所述的一般说明和下面的详细描述仅是本发明的示例，为更好地理解权项要求的本发明的特征与特点提供一种概况或框架。包括的附图用于进一步理解本发明，并结合在这里构成本说明书的一部分。附图示出本发明的各种实施例，与描述一起说明本发明的原理与操作。
                          附图简介
图1是本发明第一实施例的液晶开关示意图；
图2是表示卸口操作的本发明第一实施例的液晶开关示意图；
图3是表示增口操作的本发明第一实施例的液晶开关示意图；
图4是表示开关对称操作能力的本发明第一实施例的液晶开关示意图；
图5是本发明第二实施例的液晶开关示意图；
图6是本发明第二实施例的液晶开关示意图，其中开关孔未受激励；
图7是表示PBS上诸端口排列的本发明第二实施例的液晶增/卸开关示意图；
图8是本发明第三实施例的N×M液晶矩阵的详图；
图9是本发明第三实施例的偏振分束器详图；
图10是应用图9所示偏振分束器和图8所示N×M液晶矩阵的WSXC示意图；
图11A是一示意图，表示在按本发明第三实施例激活液晶元时，信号的流动状况；和
图11B是一示意图，表示波长与图11A所示信号波长一样的第二增添信号的流动状况。
                    较佳实施例的详细描述
现在详细参照本发明现有的诸较佳实施例，附图示出一些实施例。图中尽量以同样的标号表示同样或同类部件。本发明一示例实施例的液晶开关示于图1，一般标为10。
根据本发明，液晶开关10包括液晶单元20，它由光信号的正交与平行分量交叉照射，因而消除了50％传输系数损失。一条或几条输入信道可从光纤网里取出，并按液晶单元20的开关状态导入选择的端口，还可按开关状态导入卸口。需要时，可增添诸增补信道，将它们与网络输入信道交织后导入选择的光纤。在一实施例中，液晶单元20形成一N×M矩阵，支持建立多个切换层，以支持几个光纤网。
正如这里实施和图1所示，揭示了本发明第一实施例的液晶开关10的示意图。液晶开关10包括液晶单元20和信号管理***30。
一般而言，液晶单元20具有第一侧24和第二侧26，并由开关状态表征。液晶单元20由输入光信号LBp的平行分量和输入光信号的正交分量LBs交叉照射。LBp入射于第一侧24，正交分量LBs入射于第二侧26，LBp与LBs在液晶单元20内相对传播，在另一侧出射而产生第一侧与第二侧输出。第一侧与第二侧输出的偏振态由开关状态决定。
相关领域的技术人员显然明白，根据信号信道数量和开关10的期望切换速度，可对本发明的液晶单元20作出修正与变化。因此，液晶单元20可以是扭绞向列型液晶调制器、铁电液晶调制器或任何其它合适的光调制器件。再者，液晶单元20可以配置成如上述那样切换单条信道，或如下述那样切换多条信号信道。图1中，液晶单元20包括多个单独可控的开关孔(switching cell)22。平行与正交信号分量LBp和LBs可以包括多个波长λ1～λn，各波长对应于一条信号信道。如图1所示，开关孔22由波长信道λn的平行信道分量LBpn与正交信道分量LBsn交叉照射。根据网络控制，各开关孔22不是处于有效开关状态就是处于无效开关状态。
如图1所示，信号管理***30包括分束合束器32，它光学耦合至第一复用器34与第二复用器36。分束合束器32接至输入口而接收来自网络的随机偏振光信号，还接至输出60。这样能把任何输入信道λ1、λ2，……λn由开关10导入输出口60。第一复用器34通过透镜***40与第一侧24耦合。第二复用器36经透镜***38耦至第二侧26，该方法的优点是消除了Wollaston棱镜双折射所造成的不对称和不同焦点。此外，信号管理***30容易接纳随机偏振光信号而不会招致原有方法所存在的50％传输损失。
分束合束器32可以是任一种合适的已知类型，但例示的偏振分束器(PBS)32把随机偏振光信号分成平行分量LBp与正交分量LBs。
第一复用器34可以是任一种合适的已知类型，但例示的第一衍射光栅34把LBp分离成平行信道分量LBp1-LBpn。透镜***40把平行信道分量LBp1-LBpn的每个分量聚集到其各自开关孔22的第一侧。第二复用器36可以是任一合适的已知类型，但例示的第二衍射光栅36将LBs分离成正交信道分量LBs1-LBsn，透镜***38将其每个分量聚焦到其各自的开关孔22上。
开关10的操作如下。包含信道λ1、λ2……λn的随机偏振光信号由网络导入输入口50，该光信号沿光轴12进入PBS 32。PBS 32让平行分量LBp通过并沿第一路径18传播，从而***该光信号。然而，PBS 32反射沿第二路径16传播的正交分量LBs。第一光栅34把LBp分离成平行信道分量LBp1-LBpn，经透镜***40将它们导向其各自在第一侧24的开关孔。第二光栅36将LBs分离成正交信道分量LBs1-LBsn，并经透镜***38将它们导向其各自在第二侧26的开关孔22。这样，第i个开关孔22由相互在开关孔22中相对传播的LBpi分量与LBsi分量交叉照射。
当开关孔22未受激时，LBpi的偏振方向转90度，作为带正交偏振(LBso)的第二侧信道输出出射。同样地，LBsi的偏振方向转90度，作为带平行偏振(LBpo)的第一侧信道输出出射。
当开关孔22受激时，开关孔22中90度排列的液晶分子被扰乱，LBpi与LBsi分量都不旋转。这样，LBpi通过开关孔22，以平行偏振状态由第二侧26出射，成为LBpo；LBsi通过开关孔22，以正交偏振由第一侧24出射，成为LBso。由于液晶单元20的各开关孔22独自可控，所以可通过旋转偏振或不旋转偏振来切换每条信道λ1……λn。
第一侧的信道输出由光栅34复用成第一侧输出光束(FSo)，同样地，第二光栅36把第二侧的信道输出复用成第二侧输出光束(SSo)。FSo与SSo被PBS32复合而将每条信道导入其选择的端口。
PBS 32根据LBpo与LBso传播所沿的路径16或18，将每条信道导入其选择的端口。开关孔22活化时，LBpo沿路径16传播，LBso沿路径18传播，此时LBpo通过PBS 32进入输出口60，LBso经反射进入输出口60。因而LBpo和LBso复合成信道λi并输出口60。若开关孔22不活化，则LBpo沿路径18传播，LBso沿路径16传播，LBpo通过PBS 32导入输入口50，LBso被PBS 32反射进入输入口50，这样LBpo和LBso复合成信道λi并导入输入口50。因此，信道通过回射退出输入口50而导出开关10，从而可把它卸下。该结构将参照图2讨论。
正如这里实施和图2所示，揭示的液晶开关10的示意图表明本发明第一实施例的卸口结构。输入口50和输出口60分别用准直器52与62接至PBS 32。准直器52对随机偏振光束LB准直并把它导入PBS 32，输入光纤54经循环器56接至准直器52，循环器56接至卸口80，后者又接至输出光纤82。
图2中，LB包括三条信道λ1～λ3。如图所示，信道λ1与λ3处于活化开关状态，信道λ2处于不活化开关状态，这样信道λ2卸下后被PBS 32经输入口50导出该开关。由于信道λ2沿光纤54传播的方向与输入信号LB相反，所以循环器56将信道λ2再导入光纤82。另一方面，信道λ1与λ3被导入输出口60的准直器62而在光纤64中传播。
正如这里实施和图3所示，揭示了本发明第一实施例的增口的操作状况。图2与图3的唯一差别是信道λ2的方向相反。信道λ1与λ3包含在随机偏振光信号LB中，信道λ2经增口70添加，此时，循环器56将信道λ2与信道λ1和λ3相交织。如图所示，对所有信道而言，开关孔22都处于活化状态，因而所有信道λ1～λ3均导入输出口60。
正如这里实施和图4所示，示出了开关10的对称操作能力，例如将增口70接至开关10的输出口60，不像图3那样接至输入口50。信道λ2由光纤72导入循环器66，接着由准直器62把它导入PBS 32，后者将信道λ2与信道λ1和λ3相交织。由于各开关孔22对信道λ1～λ3都处于活化状态，所有信道λ1～λ3都导入输出口60，这样，由于PBS 32的对称性，增口70或卸口80相对PBS32的定位基本上不相干。
正如这里实施和图5所示，揭示了本发明第二实施例的液晶开关示意图。图5示出第二实施例在开关孔22处于活化开关状态时的操作状况。该例中，输入口50与小平面322的中心轴12的距离为“D”，输出口60与小平面324的中心轴14的距离也为D。通过使输入口50和输出口60偏离其各自的轴线，可以取消所述实施例中的循环器。
如图5所示，PBS 32把信道λ1分成LBp1与LBs1。信号管理***交叉照射开关孔22，LBpo1沿路径16传播，LBso1沿路径1 8传播。注意，LBpo1和LBso1分别与路径16和18保持着距离D。LBpo通过PBS 32进入输出口60，LSso反射入输出口60，因而LBpo1与LBso1复合成信道λ1而导入输出口60。
正如这里实施和图6所示，本发明的第二实施例表明开关孔22处于不活化状态。PBS 32把信道λ1分成LBp1与LBs1，信号管理***交叉照射开关孔22，LBpo1沿路径18传播，LBso1沿路径16传播。注意，LBpo1与LBso1分别与路径18和16保持距离D。LBpo通过PBS 32进入卸口80，LBso反射进入卸口80。LBpo1与LBso1再复合，信道λ1导入卸口80。
正如这里实施和图7所示，根据揭示的本发明第二实施例，示出了PBS 32上各种端口的结构。输入口50包括在小平面322上接至PBS 32的准直器52，输出口60包括在小平面324上接至PBS 32的准直器62。增口70与输出口60分开2D距离，它包括在小平面324上接至PBS 32的准直器72。卸口80与输入口50分开2D距离，包括在小平面322上接至PBS 32的准直器82。
在图7所示的例中，信道λ1、λ2与λ4经输入口50导入开关10，信道λ3经增口70导入开关10。孔220、224与226分别对应于信道λ1、λ3与λ4，这些孔都处于活化开关状态。孔222对应于信道λ2，且处于不活化状态。除了输入口50偏离卸口80、输出口60偏离增口70以外，开关10的操作与第一实施例所述的一样，因而信道λ1、λ3和λ4导入输出口60，信道λ2导入卸口80。
正如这里实施和图8所示，揭示了本发明第三实施例中N×M液晶矩阵的详图。相关领域的技术人员显然明白，根据网中的光纤数量和每条光纤载运的信道数量，可对本发明的矩阵20作出修正和变化，如矩阵20的每行是一个对应于某一光纤网的切换层面，每列对应于该网支持的某一信道波长，所以矩阵20支持N×M条信道。
正如这里实施和图9所示，揭示了本发明第三实施例中偏振分束器的详图。虽然修改了某些机械上的细节以适应图8所示的矩阵20，但是本领域的技术人员应明白，第三实施例中使用了前两个实施例所应用的PBS 32和衍射光栅对34与36。尽管PBS相同，但是为了接纳各种网络的光纤，对小平面322和324添上了附加准直器。在本例中，N等于3。输入口50换成一列输入口500、502和504。同样地，有3个卸口(800、802、804)、3个输出口(600、602、604)和3个增口(700、702与704)。因此，对用图8所示行R1切换的第一网而言，端口500、600、700与800分别是输入口、输出口、增口和卸口。这样，本发明第三实施例具有N个支持N个光纤网的层面。
正如这里实施和图10所示，揭示了本发明第三实施例中的波长选掺交叉连接器(WSXC)10。WSXC 10包括图9所示的偏振分束器和图8所示的N×M液晶矩阵20。图10的方案把每个层面R1～R3分成显示清楚的各个视图，以更方便地示明层面R1～R3之间的互连状况。通过图示的互连，WSXC可在各网之间切换波长。R1的卸口800接至R2的增口702、R2的卸口802接至R3的增口704。本领域的技术人员将明白，可以包括其它变化与变更，在层面R1、R2和R3之间得到完整的波长互换性。信号管理***30和层面R1、R2和R3间的互连形成一种光学路由选择器，它可以将N个随机偏振光信号中任一信号的M条信号信道的任一信道交叉连接到任一个独立可控开关孔。
如图10所示，含波长λ1，…λi，…λk，…λn的随机光信号被导入输入口500，层面R1操作时卸下波长λi与λk，因而λi与λk不出现在出口600，而是从卸口800导出并导入层面R2的增口702。层面R2卸下λk，经增口704把它传给下一层面R3。另一方面，λi由出口602导出而加到层面R2的输出信号里。最后，λk导入层面R3的出口604。
正如这里实施和图11A与11B所示，示出了在图10所示的WSXC 10中没有波长冲突问题。含波长λi的信号S1导入入口502。如上所述，S1被分成交叉照射孔22的正交分量LBs1和平行分量LBp1，LBs1沿路径16传播，LBp1沿路径18传播。孔22活化，因而不作偏振旋转，LBp1通过孔22变成LBpo1，LBs1通过孔22变成LBso1，PBS 32将LBpo1与LBso1合并后导入出口602。在图11B中，含波长λi的第二信号S2被导入增口702，S2分离成交叉照射孔22的正交分量LBs2与平行分量LBp2，LBs2沿路径18传播，LBp2沿路径16传播。孔22活化，因而不作偏振旋转。LBp2通过孔22变成Lbpo2，LBs2通过孔22变成Lbso2。二者经PBS 32合并后导入卸口602。在该图示中，网络控制正利用层面R2将S2由层面R1中继至层面R3。本领域的技术人员将明白，若孔22不活化，将发生偏转旋转，S1被卸下，而S2将导入出口602。因此，本发明的WSXC 10消除了波长冲突问题。
本领域的技术人员显然明白，可对本发明作各种修正和变更而不背离本发明的精神和范围。因此，本发明包括本发明的这些修正与变更，只要它们符合所附利要求及其等效技术方案的范围。

Claims (32)

1.一种把随机偏振光信号导入选择端口的光学装置，所述随机偏振光信号包含平行与正交分量，其特征在于，所述光学装置包括：
液晶单元，它具有一开关状态、第一侧与第二侧，所述液晶单元被入射于所述第一侧的平行分量和入射于所述第二侧的正交分量交叉照射，所述液晶单元根据所述开关状态产生第一侧输出与第二侧输出；和
信号管理***，它接至所述液晶单元，所述信号管理***利用所述第一侧输出与第二侧输出，根据所述开关状态将大致100％的随机偏振光信号导入选择的端口。
2.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，液晶单元是一扭绞向列型液晶调制器。
3.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，液晶单元是一铁电液晶调制器。
4.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，随机偏振光信号包括多个波长，所述多个波长的每个波长定义了一条含平行与正交信道分量的信道。
5.如权利要求4所述的光学装置，其特征在于，液晶单元还包括多个开关孔，所述多个开关孔的每个开关孔对应于一条信道，所述开关孔独立可控，并根据孔开关状态调制信道。
6.如权利要求5所述的光学装置，其特征在于，开关孔被第一孔侧的平行信道分量和第二孔侧的正交信道分量交叉照射，从而根据孔开关状态产生第一侧信道输出与第二侧信道输出。
7.如权利要求6所述的光学装置，其特征在于，当开关孔处于活化孔开关状态时，第一侧信道输出沿正交方向偏振，第二侧信道输出沿平行方向偏振。
8.如权利要求6所述的光学装置，其特征在于，当开关孔处于不活化孔开关状态时，第一侧信道输出沿平行方向偏振，第二侧信道输出沿正交方向偏振。
9.如权利要求6所述的光学装置，其特征在于，信号管理***还包括：
输入口，用于接收随机偏振光信号；
分束合束器，它接至所述输入口，用于把所述输入口接收到的随机偏振光信号***成平行与正交分量；
第一复用器，它耦合至所述分束合束器和第一侧，所述第一复用器把平行分量分离成平行信道分量；和
第二复用器，它耦合至所述分束合束器和第二侧，所述第二复用器把正交分量分离成正交信道分量。
10.如权利要求9所述的光学装置，其特征在于，第一复用器把第一侧信道输出复用成第一侧输出，第二复用器把第二侧信道输出复用成第二侧输出。
11.如权利要求10所述的光学装置，其特征在于，分束合束器把第一侧输出与第二侧输出组合后再形成每条信道，并根据孔开关状态将该信道导入选择的端口。
12.如权利要求9所述的光学装置，其特征在于，第一复用器是一光栅，第二复用器也是一光栅。
13.如权利要求12所述的光学装置，其特征在于，第一和第二复用器接纳32条信道。
14.如权利要求9所述的光学装置，其特征在于，分束合束器是一偏振分束器。
15.如权利要求14所述的光学装置，其特征在于，选择的端口包括一输出口和一卸口。
16.如权利要求15所述的光学装置，其特征在于，偏振分束器还包括：
第一小平面，它接至输入口并具有第一光轴，其中输入口与所述第一轴偏离距离D；和
第二小平面，它接至输出口并具有第二光轴，其中输出口偏离所述第二轴所述距离D。
17.如权利要求16所述的光学装置，其特征在于，卸口接至第一小平面，使所述卸口与第一光轴分开距离D，并与输入口分开距离2D。
18.如权利要求17所述的光学装置，其特征在于，还包括一增口，增口接至第二小平面，使所述增口与第二光轴分开距离D，并与输出口分开距离2D。
19.如权利要求18所述的光学装置，其特征在于，当卸载信道时，卸口与输入口光学连接。
20.如权利要求18所述的光学装置，其特征在于，当增添信道时，输出口与增口连接。
21.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，液晶单元是一N×M矩阵，其N行、M列独立可控的开关孔用于根据孔开关状态切换N×M条信号信道，其中每条信道由一波长限定，N和M是整数。
22.如权利要求21所述的光学装置，其特征在于，信号管理***还包括：
N个输入口，用于接收N个随机偏振光信号，每个所述N个输入口对应于N行之一；
偏振分束器，它接至所述N个输入口，用于把N个随机偏振光信号***为N个平行分量和N个正交分量；
第一复用器，它耦合至所述偏振分束器和第一侧，所述第一复用器把所述N个平行分量的每个平行分量分离成M个平行信道分量，从而向第一侧提供N×M个平行信道分量；和
第二复用器，它在第二侧上耦合至所述偏振分束器，所述第二复用器把所述N个正交分量的每个正交分量分离成M个正交信道分量，从而向第二侧提供N×M个正交信道分量。
23.如权利要求22所述的光学装置，其特征在于，第一与第二复用器都是光栅。
24.如权利要求22所述的光学装置，其特征在于，偏振分束器还包括：
N个输出口，用于把N行中每一行的输出信道导入相应的N个输出波导之一；
N个卸口，用于把N行中每一行的卸载信道导入相应的N个卸载波导之一；和
N个增口，它们对应于N行之一，所述N个增口的每个增口把增添信号信道导入所述光学装置。
25.一种波长选择的交叉连接设备，其特征在于，包括：
如权利要求21所述的光学装置；
N个输入口，用于把N个光信号导入如权利要求21所述的光学装置，其中所述N个光信号的每个光信号容纳多达M条信号信道，从而将对应于液晶矩阵N×M个开关孔的多达N×M条信号信道导入该设备；和
光学路由选择器，用于把所述M条信号信道的任一信号信道从所述N个随机偏振光信号的任一光信号交叉连接到任一独立可控的开关孔。
26.如权利要求25所述的设备，其特征在于，光学路由选择器还包括：
N个卸口，它们光耦合至N行，使所述N个卸口的各卸口对应于N行之一，由此从所述N行之一引导多达M条卸载信道；和
N个增口，它们光耦合至N行，使所述N个增口的每个增口对应于N行之一，从而将多达M条增添信道导向所述N行之一，其中所述N个卸口中多达N-1个卸口耦合至所述N个增口中的N-1个增口，由此把多达M条卸载信道从第J行传到J+1行，其中J是小于N的整数。
27.一种把随机偏振光信号导入光学装置之选择端口的方法，所述随机偏振光信号包含平行与正交分量，所述光学装置包括一具有开关状态、第一侧和第二侧的液晶单元，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
提供一信号管理***，该信号管理***接至所述液晶单元和所述选择端口；
用入射于第一侧的平行分量和入射于第二侧的正交分量交叉照射液晶单元，液晶单元根据所述开关状态产生第一侧输出和第二侧输出；和
为所述信号管理***提供所述第一侧输出与第二侧输出，所述信号管理***根据所述开关状态把基本上所有的随机偏振光信号导入选择的端口。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，随机偏振光信号包含多个波长，所述多个波长的每个波长定义一条含平行信道分量与正交信道分量的信道。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，液晶单元还包括多个开关孔，所述多个开关孔的每个开关孔对应于一条信道，所述开关孔独立可控，并根据孔开关状态调制信道。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，交叉照射液晶单元的步骤包括用第一孔侧的平行信道分量和第二孔侧的正交信道分量交叉照射开关孔，从而根据孔开关状态产生第一侧信道输出与第二侧信道输出。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：在开关孔处于活化孔开关状态时，沿正交方向偏振第一侧信道输出，而沿平行方向偏振第二侧信道输出。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：在开关孔处于不活化孔开关状态时，沿平行方向偏振第一侧信道输出，而沿正交方向偏振第二侧信道输出。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103748511A (zh) * 2011-09-16 2014-04-23 日本电信电话株式会社 光开关

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2822245B1 (fr) 2001-03-19 2004-06-18 Photonetics Dispositif optique d'intercalage ou de dissociation en longueur d'onde et commutateur optique
US6778728B2 (en) 2001-08-10 2004-08-17 Corning Intellisense Corporation Micro-electro-mechanical mirror devices having a high linear mirror fill factor
JP3672093B2 (ja) * 2002-03-05 2005-07-13 シチズン時計株式会社 光スイッチ
JP4367684B2 (ja) * 2002-05-15 2009-11-18 シチズンホールディングス株式会社 ダイナミックゲインイコライザ
JP4544828B2 (ja) * 2003-03-31 2010-09-15 富士通株式会社 波長選択スイッチ
DE10361943A1 (de) * 2003-12-24 2005-07-21 Carl Zeiss Optischer SChalter
GB0514656D0 (en) * 2005-07-16 2005-08-24 Cairn Res Ltd Control of illumination in microscopy
JP5286648B2 (ja) * 2006-05-17 2013-09-11 株式会社ニコン 光源装置、スペクトル変調器、及びスペクトル測定装置
EP3400270B1 (de) * 2016-01-06 2020-04-29 Merck Patent GmbH Vorrichtung zur regulierung des lichteintritts
CN113740971B (zh) 2020-05-30 2022-10-28 华为技术有限公司 光交换装置、重定向方法、可重构光分插复用器及***

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4478494A (en) * 1981-11-19 1984-10-23 Sperry Corporation Optical bypass switch
US4720171A (en) * 1985-11-05 1988-01-19 Itt Defense Communications, A Division Of Itt Corporation Liquid crystal optical switching device having reduced crosstalk
US4989941A (en) * 1988-03-18 1991-02-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Normal incidence optical switches using ferroelectric liquid crystals
US5414540A (en) * 1993-06-01 1995-05-09 Bell Communications Research, Inc. Frequency-selective optical switch employing a frequency dispersive element, polarization dispersive element and polarization modulating elements
FR2720883B1 (fr) * 1994-06-07 1997-01-10 Cit Alcatel Multiplexeur spectral optique à insertion-extraction.
JP3149121B2 (ja) * 1994-06-15 2001-03-26 日本電信電話株式会社 可変波長液晶光フィルタ
US5606439A (en) * 1996-04-10 1997-02-25 Macro-Vision Technology , Inc. Tunable add/drop optical filter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103748511A (zh) * 2011-09-16 2014-04-23 日本电信电话株式会社 光开关
US9307301B2 (en) 2011-09-16 2016-04-05 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical switch
CN103748511B (zh) * 2011-09-16 2016-11-23 日本电信电话株式会社 光开关

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WO2001018595A1 (en) 2001-03-15
CA2384156A1 (en) 2001-03-15
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