JP2009508159A - 光波長選択ルータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 入力信号は予め定義された偏光を有する光ビームに変換される。次いで、ビームは横方向に拡大され、ビーム拡大面で空間的に分散される。異なる波長成分は偏光回転装置を通して方向付けされ、各ピクセルは別個の波長で動作するように波長分散方向に沿ってピクセル化される。次いで、各ビームは望ましい出力ポートに各波長を方向付けるためにピクセル化ビーム操縦アレイに通される。ビーム操縦装置はMEMSベース、又はLCOSアレイにすることができる。適切な制御電圧がピクセル及びその関連ビーム操縦要素に印加されるとき、そのピクセルを通過する光信号の偏光が回転され、そのビームは選択出力ポートに接続するために操縦される。
【選択図】図4A
Description
(i)少なくとも1つの第1のマルチ波長光信号を入力するための少なくとも1つの第1のポートと、
(ii)前記少なくとも1つの第1のマルチ波長光信号の異なる波長成分を出力するための複数の出力ポートと、
(iii)前記少なくとも1つの第1のマルチ波長光信号の各々を予め定められた面に配置されかつ同じ予め定義された偏光を持つ一対のマルチ波長光ビームに変換する偏光変換装置と、
(iv)予め定められた面で予め定義された偏光のマルチ波長光ビームを横方向に拡大するビームを拡大するビーム拡大装置と、
(v)予め定義された偏光の横方向に拡大された光ビームを受け、予め定められた面でその波長成分を分散する波長分散素子と、
(vi)分散した光ビームの少なくとも1つの波長成分の偏光が少なくとも1つの波長成分が通過するピクセルに適用される制御信号に従って回転するように、ピクセルに適用される制御信号に従ってそのピクセルを通過する光の偏光を回転させる、分散方向にほぼ沿ってピクセル化される偏光回転素子と、
(vii)偏光素子のピクセルを通過する少なくとも1つの波長成分が少なくとも1つの波長成分に関連したビーム操縦装置のピクセルの設定に従ってその望ましい出力ポートの方向に操縦されるように配置されたピクセル化操縦要素とを含む、波長選択スイッチ(WSS)が提供される。
(i)少なくとも1つの第1のマルチ波長光信号を入力するための少なくとも1つの第1のポートと、
(ii)前記少なくとも1つの第1のマルチ波長光信号の異なる波長成分を出力する複数の出力ポートと、
(iii)前記少なくとも1つの第1のマルチ波長光信号の各々を予め定められた面に配置された、同じ予め定義された偏光を持つ一対のマルチ波長光ビームに変換する偏光変換装置と、
(iv)予め定められた面で予め定義された偏光の前記マルチ波長光ビームを横方向に拡大するビーム拡大装置と、
(v)予め定義された偏光の横方向に拡大された光ビームを受け、予め定められた面でその波長成分を分散する波長分散素子と、
(vi)ピクセル化シリコン上液晶(LCOS)アレイを含むビーム操縦要素とを含み、該LCOSアレイは、波長成分の異なるものを出力ポートに適用される制御信号に従って出力ポートに方向付けるように構成されている、波長選択スイッチがさらに提供される。ピクセル化LCOSアレイは、それに適用される制御信号に従って波長成分の異なるものを減衰するように望ましくは構成することができる。
(i)マルチ波長光信号を入力するための少なくとも1つの第1のポートと、
(ii)マルチ波長光信号の異なる波長成分を出力するための複数の出力ポートと、
(iii)予め定められた面で前記マルチ波長光ビームから生成される少なくとも1つのビームを横方向に拡大するビーム拡大装置と、
(vi)前記少なくとも1つの横方向に拡大された光ビームを受け、予め定められた面でその波長成分を分散させる波長分散素子と、
(v)分散した波長成分に作用するピクセル化ビーム減衰アレイと、
(vi)分散した波長成分の少なくとも1つを望ましい出力ポートの方向に操縦するピクセル化ビーム操縦要素とを含み、前記ピクセル化ビーム減衰アレイは操縦ビームがその望ましい出力ポート以外のいずれかの出力ポートに接続されることから防止されるようにビーム操縦装置と協働して動作される、波長選択スイッチが提供される。
(i)マルチ波長入力光信号から少なくとも1つのビームを生成すること、
(ii)予め定められた面で少なくとも1つのマルチ波長光ビームを横方向に拡大すること、
(iii)少なくとも1つのマルチ波長光ビームを、その波長成分を生成するために予め定められた面で空間的に分散させること、
(iv)分散した波長成分を減衰させるためにピクセル化ビーム減衰アレイを提供すること、
(v)望ましい出力ポートに分散波長成分の少なくとも1つを操縦することを含み、操縦することは操縦ビームがその望ましい出力ポート以外のいずれかの出力ポートに接続されることから防止されるように減衰と協働して行われる。
(i)少なくとも1つのマルチ波長光信号の各々の偏光を予め定義された偏光を有する一対のマルチ波長光ビームに変換すること、
(ii)予め定められた面の予め定義された偏光のマルチ波長光ビームを横方向に拡大すること、
(iii)予め定められた面に、横方向に拡大したマルチ波長光ビームを空間的に分離された一連の波長ビームに空間的に分散すること、
(vi)分散した光ビームの少なくとも1つの波長成分の偏光は、少なくとも1つの波長成分が通るピクセルに適用される制御信号に従って回転されるように、ピクセルに適用される制御信号に従ってそのピクセルを通過する光の偏光を回転させるための、分散の方向にほぼ沿ってピクセル化された偏光回転素子を利用すること、
(v)前記ビーム操縦装置の前記少なくとも1つの波長成分に関連した前記ピクセルの設定に従ってその望ましい出力ポートの方向にピクセル化されたビーム操縦装置を使用することによって、偏光素子のピクセルを通過する少なくとも1つの波長成分を操縦することを含む、少なくとも1つのマルチ波長入力光信号の選択波長成分を望ましい出力ポートにスイッチングする方法がさらに提供される。
Claims (48)
- 少なくとも1つの第1のマルチ波長光信号を入力するための少なくとも1つの第1のポートと、
前記少なくとも1つの第1のマルチ波長光信号の異なる波長成分を出力するための複数の出力ポートと、
前記少なくとも第1のマルチ波長光信号の各々を予め定められた面に配置された一対のマルチ波長光ビームに変換し、同じ予め定義された偏光を有する偏光変換装置と、
前記予め定められた面に予め定義された偏光を有する前記マルチ波長光ビームを横方向に拡大するビーム拡大装置と、
予め定義された偏光を有する前記横方向に拡大された光ビームを受け取り、前記予め定められた面において波長成分を分散する波長分散素子と、
前記分散の方向にほぼ沿ってピクセル化された偏光回転素子であって前記分散した光ビームの少なくとも1つの波長成分の前記偏光が前記ピクセルに適用される前記制御信号に従って回転されるように前記ピクセルに適用された前記制御信号に従ってピクセルを通過する光の偏光を回転させる偏光回転素子と、
前記偏光回転素子のピクセルを通過する少なくとも1つの波長成分が前記少なくとも1つの波長成分に関連した前記ビーム操縦装置の前記ピクセルの設定に従ってその望ましい出力ポートに向けられるように操縦されるように配置されたピクセル化ビーム操縦要素とを含む、波長選択スイッチ。 - 前記少なくとも1つの波長成分は、該少なくとも1つの波長成分に関連した前記偏光回転素子の前記ピクセルに適用される前記制御信号に従って減衰される、請求項1に記載の波長選択スイッチ。
- 前記ビーム操縦要素は微小電子機械システム(MEMS)のアレイを含み、該アレイの各ミラーは単一の回転軸線を有する、請求項1に記載の波長選択スイッチ。
- 前記ビーム操縦要素はシリコン上液晶(LCOS)アレイを含む、請求項1に記載の波長選択スイッチ。
- 前記操縦されたビーム偏向角度を増加させるビーム偏向素子を含む、請求項4に記載の波長選択スイッチ。
- 前記ビーム偏向素子は、回折光学素子、ホログラフィック素子、連続反射面、及び発散プリズム組立体のいずれかである、請求項5に記載の波長選択スイッチ。
- 前記ビーム操縦要素は、一連の対の調節可能な偏光回転素子及び複屈折プリズムを含み、前記少なくとも1つの波長成分は、該少なくとも1つの波長成分が通過する前記調節可能な偏光回転素子の設定に従って操縦される、請求項1に記載の波長選択スイッチ。
- 前記ビーム操縦要素上に前記拡大された光ビームの前記分散波長成分を集束する少なくとも1つの光学要素を含む、先行する請求項のいずれか1つに記載の波長選択スイッチ。
- 前記光学要素はレンズである、請求項8に記載の波長選択スイッチ。
- 前記集束することは、光の焦点を合わせる能力も有する波長分散素子の使用によって遂行される、請求項8に記載の波長選択スイッチ。
- 前記偏光回転素子は液晶素子である、先行する請求項のいずれか1つに記載の波長選択スイッチ。
- 前記偏光変換装置は、出力面に配置された半波長板を有する複屈折ウォークオフ液晶である、先行する請求項のいずれか1つの記載の波長選択スイッチ。
- 前記ビーム拡大装置は、一対のアナモルフィックプリズム、円筒形レンズ望遠鏡システム、及び単一プリズムのいずれか1つである、先行する請求項のいずれか1つに記載の波長選択スイッチ。
- 前記波長分散素子は回折格子である、先行する請求項のいずれか1つに記載の波長選択スイッチ。
- 前記少なくとも1つの波長成分が望ましくない出力ポートへの経路に交差するとき、前記少なくとも1つの波長成分に関連した前記偏光回転素子の前記ピクセルはスイッチングの間に前記少なくとも1つの波長成分の前記通路をブロックするために制御される、請求項3に記載の波長選択スイッチ。
- 前記ピクセル化されたビーム操縦要素は、前記操縦波長成分が他のいずれかの望ましくない波長成分の経路を横切らないような方向に前記少なくとも1つの波長成分を操縦する、先行する請求項のいずれか1つに記載の波長選択スイッチ。
- 前記多波長光ビームの前記寸法が前記分散面に垂直な前記方向に減少されるように配置されたビーム縮小器を含む、先行する請求項のいずれか1つに記載の波長選択スイッチ。
- 前記ピクセル化されたビーム操縦要素は、前記操縦されたビームが、前記入力ポートから前記ビーム操縦要素に前記光信号を方向付けるために使用される前記光学要素を通して、その宛先出力ポートにアクセスするような、反射性要素である、先行する請求項のいずれか1つに記載の波長選択スイッチ。
- 前記ピクセル化されたビーム操縦要素は、前記操縦されたビームが、前記入力ポートから前記ビーム操縦要素に前記光信号を方向付けるために使用される前記光学要素を通して、そのあて先出力ポートにアクセスするような、透過性要素である、先行する請求項のいずれか1つに記載の波長選択スイッチ。
- いずれかのポートの前記信号レベルを決定するビーム監視アレイを含む、先行する請求項のいずれか1つに記載の波長選択スイッチ。
- 少なくとも1つのマルチ波長入力光信号の選択波長成分を望ましい出力ポートにスイッチングする方法であって、
複数の前記マルチ波長入力光信号の各々の偏光を予め定義された偏光を有する一対のマルチ波長光ビームに変換すること、
予め定められた面で予め定義された偏光を有する前記マルチ波長光ビームを横方向に拡大すること、
前記横方向に拡大したマルチ波長光ビームを一連の空間的に分離された波長ビームに前記予め定められた面で空間的に分散させること、
前記分散の前記方向にほぼ沿ってピクセル化された偏光回転素子であって前記分散された光ビームの少なくとも1つの波長成分の前記偏光は、該少なくとも1つの波長成分の前記偏光が通過する前記ピクセルに適用される前記制御信号に従って回転されるようにそのピクセルに適用された制御信号に従って前記ピクセルを通過する光の偏光を回転させる偏光回転素子を利用すること、
ピクセル化ビーム操縦装置の、前記少なくとも1つの波長成分に関連した前記ピクセルの設定に従ってその望ましい出力ポートの方へ、前記ピクセル化ビーム操縦装置の使用によって、前記偏光素子のピクセルを通過する前記少なくとも1つの波長成分を操縦することを含む、方法。 - 前記少なくとも1つの波長成分に関連した、前記偏光回転素子の前記ピクセルに適用された前記制御信号は、該少なくとも1つの波長成分の前記減衰を決定するために使用される、請求項21に記載の方法。
- 前記操縦することは、小型電子機械式システム(MEMS)のアレイを使用することによって達成でき、該アレイの各ミラーは単一の回転軸線を有する、請求項21に記載の方法。
- 前記操縦することはシリコン上液晶(LCOS)アレイを使用することによって達成される、請求項21に記載の方法。
- ビーム偏向素子を使用することによって前記操縦されたビーム偏向角度を増加させることを含む、請求項24に記載の方法。
- 前記ビーム偏向素子は、回折光学素子、ホログラフィック素子、連続反射面、及び発散プリズム組立体のいずれか1つである、請求項25に記載の方法。
- 前記ビーム操縦装置は、一連の対の調節可能な偏光回転素子及び複屈折プリズムを含み、前記少なくとも1つの波長成分は、該少なくとも1つの波長成分が通過する前記調節可能な偏光回転素子の設定に従って操縦される、請求項21に記載の方法。
- 少なくとも1つの光学要素によって前記ビーム操縦要素上に前記拡大された光ビームの前記分散波長成分を集束することを含む、請求項21から請求項27のいずれか1つの記載の方法。
- 前記集束することはレンズの使用によって行われる、請求項28に記載の方法。
- 前記集束することは、光集束パワーも有する波長分散要素の使用によって遂行される、請求項28に記載の方法。
- 前記偏光回転素子は液晶要素である、請求項21から請求項30のいずれかに記載の波長選択スイッチ。
- 前記偏光変換装置は、出力面の部分に配置された半波長板を有する複屈折ウォークオフ水晶である、請求項21から請求項31のいずれかに記載の方法。
- 前記ビームを横方向に拡大することは、一対のアナモルフィックプリズム、円筒形レンズ望遠鏡システム、及び単一プリズムのいずれか1つを使用して行われる、請求項21から請求項32のいずれかに記載の方法。
- 前記空間的に分散することは回折格子を使用して行われる、請求項21から請求項33のいずれかに記載の方法。
- 前記少なくとも1つの波長成分が望ましくない出力ポートへの経路に交差するとき、前記少なくとも1つの波長成分に関連した前記偏光回転素子の前記ピクセルはスイッチングの間に前記少なくとも1つの波長成分の前記通路をブロックするために制御される、請求項23に記載の方法。
- 前記ピクセル化されたビーム操縦要素は、前記操縦波長成分が他のいずれかの望ましくない波長成分の経路を横切らないような方向に前記少なくとも1つの波長成分を操縦する、請求項21から請求項35のいずれかに記載の方法。
- ビーム縮小器を使用することによって前記分散面に垂直な前記方向に前記多波長光ビームの寸法を減少させることを含む、請求項21から請求項36のいずれかに記載の方法。
- 前記ピクセル化されたビーム操縦要素は、前記操縦されたビームが、前記入力ポートから前記ビーム操縦要素に前記光信号を方向付けるために使用される前記光学要素を通して、その宛先出力ポートにアクセスするような、反射性要素である、請求項21から請求項37のいずれかに記載の方法。
- 前記ピクセル化されたビーム操縦要素は、前記操縦されたビームが、前記入力ポートから前記ビーム操縦要素に前記光信号を方向付けるために使用される前記光学要素を通して、その宛先出力ポートにアクセスするような、透過性要素である、請求項21から請求項38のいずれかに記載の方法。
- いずれかのポートの前記光信号のレベルを決定するために前記少なくとも1つの操縦された波長成分を監視することを含む、請求項21から請求項39のいずれかに記載の方法。
- 少なくとも1つの第1のマルチ波長光信号を入力するための少なくとも1つの第1のポートと、
前記少なくとも1つの第1のマルチ波長光信号の異なる波長成分を出力するための複数の出力ポートと、
複数の前記第1のマルチ波長光信号の各々を予め定められた面に配置された一対のマルチ波長光ビームに変換し、同じ予め定義された偏光を有する偏光変換装置と、
前記予め定められた面に予め定義された偏光を有する前記マルチ波長光ビームを横方向に拡大するビーム拡大装置と、
予め定義された偏光を有する前記横方向に拡大された光ビームを受け取り、前記予め定められた面に波長成分を分散する波長分散素子と、
ピクセル化されたシリコン上液晶(LCOS)アレイを含むビーム操縦要素とを含み、前記LCOSアレイは前記波長成分の異なるものを出力ポートに適用される制御信号に従って前記出力ポートに方向付けするために構成される、波長選択スイッチ。 - 前記ピクセル化LCOSアレイは前記波長成分の異なるものをそれに適用される制御信号に従って減衰するために構成される、請求項41に記載の波長選択スイッチ。
- 前記操縦されたビーム偏向角度を増加させるビーム偏向素子を含む、請求項41又は請求項42に記載の波長選択スイッチ。
- 前記ビーム偏向素子は、回折光学素子、ホログラフィック素子、連続反射面、及び発散プリズム組立体のいずれかである、請求項43に記載の波長選択スイッチ。
- 少なくとも1つの第1のマルチ波長光信号を入力するための少なくとも1つの第1のポートと、
前記少なくとも1つの第1のマルチ波長光信号の異なる波長成分を出力するための複数の出力ポートと、
予め定められた面に前記マルチ波長光信号から生成される少なくとも1つのビームを横方向に拡大するビーム拡大装置と、
前記少なくとも1つの横方向に拡大された光ビームを受け取り、前記予め定められた面に波長成分を分散する波長分散素子と、
前記分散された波長成分で動作するピクセル化ビーム減衰アレイと、
前記分散された波長成分の少なくとも1つを望ましい出力ポートの方に操縦するピクセル化ビーム操縦要素と、
前記ピクセル化ビーム減衰アレイは、前記操縦されたビームがその望ましい出力ポート以外のいずれかの出力ポートに接続されることから防止されるように前記ビーム操縦装置に協働して動作される、波長選択スイッチ。 - 前記ピクセル化ビーム減衰アレイが前記望ましい出力ポート以外の出力ポートへの前記経路を少なくとも横切るとき、前記ピクセル化ビーム減衰アレイは、スイッチングの間に前記少なくとも1つの操縦された波長成分の透過をブロックするために制御される、請求項45に記載の波長選択スイッチ。
- マルチ波長入力光信号の選択波長成分を望ましい出力ポートにスイッチングする方法であって、
前記マルチ波長光信号から少なくとも1つのビームを生成すること、
予め定められた面に前記少なくとも1つのマルチ波長光ビームを横方向に拡大すること、
前記少なくとも1つのマルチ波長光ビームをその波長成分を生成するために前記予め定められた面で空間的に分散すること、
前記分散された波長成分を減衰するためにピクセル化ビーム減衰アレイを提供すること、
前記望ましい波長成分の少なくとも1つを望ましい出力ポートの方に操縦することを含み、
前記操縦することは、前記操縦されたビームがその望ましい出力ポート以外のいずれかの出力ポートに接続されることから防止されるように前記減衰することに協働して行われる、方法。 - 少なくとも前記ピクセル化ビーム減衰アレイが前記望ましい出力ポート以外の出力ポートへの前記経路を横切るとき、前記ピクセル化ビーム減衰アレイは、スイッチングの間に前記少なくとも1つの操縦された波長成分の透過をブロックするために制御される、請求項47に記載の方法。
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