SE521419C2 - MMI-baserad anordning - Google Patents

Description

521419 Û L på en Bragg-gitterassisterad MMIMI-kopplare (Multi Mode Inter- ference Michelson Interferometer>.

En annan tillämpning för en MMI-vågledaranordning är som en kopplare, såsom beskrivs i skriften ”Multimode Interference Couplers with Tuneable Splitting Ratios” av J. Leuthold och C.H. Joyner, publicerad i Proceedings ECOC 2000, september, München, volym 3. I denna skrift presenterar författarna en ny, kompakt flermodsinterferenskopplare med inställbara effektdel- ningsförhållanden. Kopplaren har stora inställningsomráden och används för att optimera av-på-förhållanden i interferometriska anordningar eller kan t.o.m. användas som en omkopplare.

Multiplexering av optiska signaler beskrivs i ”Transmission Characteristics of Arrayed Waveguide NXN wavelength Multi- plexer”, i Journal of Lightwave Technology, volym l3(3), sid. 447-445, l995 av H. Takahasi, K. Oda, H. Toba och Y. Inoue.

Behovet att kunna multiplexera eller avmultiplexera optiska signaler i optiska telekommunikationsnätverk är uppenbart. En- kel rumsomkoppling av bredbandssignaler medger dirigering base- rad på t.ex. tillgänglig kapacitet eller omdirigering kring de- lar av nätverket som f.n. är otillgängliga, och våglängdsom- koppling är en viktig egenskap för alla flexibla optiska nät- verk.

Sammanfattning av uppfinningen Det är ett huvudsakligt syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en anordning och metod för att multiplexera, av- multiplexera eller omkoppla M optiska signaler som vardera har olika bärarvåglängder.

Dessa syften, bland andra, uppnås enligt en första aspekt av *FÄY-c-lifïrxanrim nvxvvFwlnn-Érxrv 2:1 an :nnrxvrqninfl 'f-Är :i-i- mnltinlevav: föreliggande uppfinning av en uneruning rer net muieipl neln eller avmultiplexera M optiska signaler, M är ett heltal och större än eller lika med 2 och vardera av signalerna bärs av olika våglängder Än. Anordningen omfattar en flermodsinterfe- 521 419 3 rensvàgledare (MMI) som, vid en första sida har ett antal N med kontakter för inkoppling av vågledare, nämnda MMI-vågledare har dimensioner så att vardera av de optiska signalerna vid den i:te vågledaren, i s N, som utbreder sig in i nämnda MMI- vågledare kommer att skapa N självbilder inuti nämnda MMI- vågledare på respektive avstånd lm från nämnda kontakter, där N är ett heltal större än eller lika med 2. Anordningen omfattar vidare M våglängdsselektiva reflektionsorgan, vilka vardera är anordnade i närhet av en respektive av nämnda avstånd lm, M fas- regleringsorgan, vilka vardera är anordnade i relation till ett motsvarande våglängdsselektivt reflektionsorgan, och vari det mzte våglängdsselektiva reflektionsorganet är anordnat att re- flektera den optiska signalen buren av den mzte våglängden (2 s m s M), och det mzte fasregleringsorganet är anordnat att regle- ra fasen för självbilderna för den optiska signalen buren av den mzte våglängden för att skapa en enda självbild vid en vald utgångsvågledare, när den reflekteras av nämnda mzte våglängds- selektiva reflektionsorgan.

Dessa syften, bland andra, uppnås enligt en andra aspekt av fö- religgande uppfinning av en anordning för att koppla M optiska signaler, M är ett heltal och större än eller lika med 2, och vardera av signalerna bärs av olika våglängder Äm. Anordningen omfattar en flermodsinterferensvågledare (MMI) som vid en för- sta sida har ett antal N med kontakter för anslutning av vågle- dare, nämnda MMI-vågledare har dimensioner så att vardera av de optiska signalerna, vid den i:te vågledaren, i s N, som utbreder sig in i nämnda MMI-vågledare kommer att skapa N självbilder inuti nämnda MMI-vågledare på ett respektive avstånd lm från nämnda kontakter, där N är ett heltal större än eller lika med 2. Anordningen omfattar vidare M våglängdsselektiva reflek- tionsorgan, vilka vardera är anordnade i närhet av ett respek- tive av nämnda avstånd lm, och M fasreglerande organ, vilka var- dera är anordnade i relation till ett motsvarande våglängdsse- lektivt reflektionsorgan, vari det mzte våglängdsselektiva re- 5211119 flektionsorganet är anordnat att reflektera den optiska signa- len som bärs av den mzte våglängden (2 s m s M), det mzte fasre- glerande organet är anordnat att reglera fasen för självbilden för den optiska signalen som bärs av den mzte våglängden för att skapa en enda självbild vid en utvald utgångsvågledare när den reflekteras av det mzte våglängdsselektiva reflektionsorga- net och omkopplingsstyrorgan som är anordnade att styra vardera av nämnda fasregleringsorgan för att dynamiskt välja nämnda ut- gångsvågledare för vardera av nämnda optiska signaler buren av nämnda våglängder.

Dessa syften, bland andra, uppnås enligt en tredje aspekt av föreliggande uppfinning av en metod för att multiplexera, av- multiplexera eller omkoppla M optiska signaler, M är ett heltal och större än eller lika med 2, vardera har olika våglängd Äm, med användning av en flermodsinterferensvågledare (MMI) som har vid en första sida ett antal, N, med kontakter för inkoppling av vågledare, MMI-vågledaren har dimensioner så att vardera av de optiska signalerna, vid den izte vågledaren, i s N, som ut- breder sig in i nämnda MMI-vågledare kommer att skapa N själv- bilder inuti nämnda MMI-vågledare på ett respektive avstånd lm från nämnda kontakter, där N är ett heltal större än eller lika med 2. Metoden omfattar stegen att reglera fasen för nämnda självbilder för att skapa en enda självbild för den optiska signalen som bärs av den mzte våglängden vid en utvald utgångs- vågledare och reflektera den optiska signalen som bärs av den mzte (2 s m s M) våglängden vid en position i MMI-vågledaren, där N självbilder uppträder för nämnda optiska signal buren av den mzte våglängden.

I större detalj har, de N självbilderna för den mzte vågläng- den, som originerar från nämnda optiska signal som går in i nämnda MMI-vàgledare vid den izte vàgledaren, vardera en fas Prri (Pwsjaivbiia, # ingángsvàgiedare) f SOTD bildar en Uppsäïtning P: SOIH beskriver en fasfördelning av självbilderna och vardera av nämnda M fasreglerande organ är anordnade att reglera fasför- 521 419 5 delningen Pi av självbilder från en ingångsvågledare i, för den mzte våglängden, att sammanfalla med fasfördelningen P3 för en utvald utgångsvàgledare j.

Företrädesvis omfattar metoden enligt den tredje apsekten av uppfinningen ytterligare steg för att dynamiskt styra fasför- delningen Pi för självbilderna från en ingångsvàgledare i för en utvald våglängd att sammanfalla med fasdistributionen Pj för en dynamiskt utvald utgångsvågledare j för nämnda valda våglängd.

De M fasreglerande organen är implementerade i en föredragen utföringsform enligt uppfinningen genom enkel förskjutning av vardera av nämnda M våglängdsselektiva reflektionsorgan i en riktningen för infallande ljus, därigenom regleras avståndet som ljuset färdas för vardera självbild för att därmed reglera fasen för vardera självbild.

En fördel med föreliggande uppfinning är att en hög total band- bredd, d.v.s. för alla kanaler, kan åstadkommas.

En ytterligare fördel enligt föreliggande uppfinning är att en liten och flexibel anordning åstadkommes.

Ytterligare en fördel är att höga förluster kan undvikas.

Ytterligare kännetecken av uppfinningen och fördelar därav kom- mer att vara uppenbara från följande detaljerade beskrivning av utföringsformer av uppfinningen.

Kort beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer att bättre förstås från den de- taljerade beskrivningen av utföringsformer av föreliggande upp- finning som ges här nedan och de bifogade figurerna l till 7, vilka ges i illustrativt syfte och följaktligen inte är begrän- sande for föreliggande uppfinning.

Figur l visar en schematisk vy av en flermodsinterferensanord- ning. 5214í9 6 Figur 2 visar en effektfördelning vid gränssnittet B i figur l för en specifik våglängd.

Figurerna 3a-Bb visar olika fasfördelningar.

Figur 4 visar en schematisk vy av en multiplexerare/avmulti- plexerare av en första föredragen utföringsform enligt uppfin- ningen i vilken vardera Bragg-gitter är förskjutet med avseende på centrumlinjen.

Figur 5 visar en schematisk vy av en multiplexerare/avmulti- plexerare enligt en andra föredragen utföringsform av uppfin- ningen i vilken fasreglerare används.

Figur 6 visar en schematisk vy av en omkopplare av en tredje föredragen utföringsform enligt uppfinningen.

Figur 7 visar en schematisk tvärsnittsvy av anordningen i figur 6 vid linjen A-A.

Figur 8 visar en schematisk vy av en multiplexerare/avmulti- plexerare enligt en fjärde föredragen utföringsform av uppfin- ningen i vilken vardera Bragg-gitter är förskjutet med avseende på centrumlinjen och också innefattar fasreglerare.

Föredragna utföringsformer I följande beskrivning anges specifika detaljer i förklarande syfte och inte begränsande, som t.ex. speciella tekniker och tillämpningar för att tillhandahålla en grundlig förståelse av föreliggande uppfinning. Emellertid, kommer det att vara uppen- bart för fackmannen att föreliggande uppfinning kan utföras i andra utföringsformer som skiljer sig från dessa specifika de- taljer. Vid andra tillfällen utelämnas detaljerade beskrivning- ar av välkända metoder och apparater för att inte skymma be- skrivning av föreliggande uppfinning med onodiga detaljer.

Figur l visar en schematisk ritning av en flermodsinterferens- anordning. Till vänster, vid gränssnitt A, finns fem vàgledare 521 419 7 Un betecknade 101 till 105. Längden och bredden på vågledaren 106 är anpassad så att en inmatningsbild vid en vågledare kommer att skapa 5 självbilder vid gränssnittet B. Ljusutbrednings- riktningen betecknas 107 och den vinkelräta riktningen 108. Det skall noteras att ljuset också kan utbreda sig i motsatt rikt- ning till riktning 107. En signal som går in på vågledare 101 och omfattar 4 individuella olika signaler burna på olika våg- längder kommer att skapa 4 uppsättningar med självbilder vid gränssnittet 4 något separerade i ljusutbredningsriktningen 107. Avståndet mellan vardera uppsättning med självbilder kom- mer att bero på avstånden mellan bärarvåglängderna.

Figur 2 visar effektfordelningen vid gränssnittet B för en sig- nal som går in i MM1-vågledaren i figur 1 vid vågledare 101.

Varje effekttopp, betecknad 201-205 representerar en självbild och uppträder jämnt fördelade vid gränssnittet B. Med andra ord, är X-axeln i figur 2 orienterad i figur 1 i den vinkelräta riktningen 108.

Varje individuell våglängd kommer att skapa en liknande effekt- fördelning i den vinkelräta riktningen 108. Emellertid kommer positionen för effekttoppen för vardera individuell våglängd i den ljusutbredande riktningen 107 att skilja sig så att en sig- nal med en längre våglängd kommer att ha sin topp närmare in- gångsvågledarna 101-105. lnmatning från de andra vågledaren 102-105 kommer att skapa liknande effektfördelningar eller självbilder vid gränssnittet B. Effektfördelningsskillnaderna vid gränssnitt B mellan olika inmatningsvågledare kommer att vara försumbara med en korrekt konstruktion av MMI-vågledaren.

Den optiska bandbredden för en konventionell MMI-vågledare är inverst proportionell till antalet ingàngs- och utgångsvågleda- re. På grund av att de olika kanalerna har olika väglängder i MMI-kopplaren enligt uppfinningen är inte denna regel längre strikt sann och på grund av detta kan en större total band- 521 419 8 bredd, d.v.s. för alla kanalerna, astadkommas. Bandbreddsegen- skaperna för MM1-vàgledare gås mer grundligt igenom i ”Optical Bandwidth and Fabrication Tolerances of Multimode Interference Couplers” av P.A. Besse, M. Bachmann, H. Melchior, L.B. Soldano och M.K. Smit publicerade i Journal of Lightwave Technology, volym 12, nr 6, juni 1994.

Figur 3a visar fasfördelningar av självbilder vid gränssnitt B i figur 1 från de översta tre inmatningsvågledarna 101-103.

D.v.s. att en ljusbild som gär in i MMI-vàgledaren 106 i figur 1 vid vågledare 101 kommer att ha en effektfördelning enligt figur 2 och en fasfördelning enligt den streckade linjen 301 i figur 3a. En ljusbild som går in i MMI-vàgledaren 106 vid våg- ledare 102 kommer att ha en effektfördelning liknande effekt- fördelningen i figur 2 men en helt annan fasfördelning enligt den streckprickade linjen betecknad 302 i figur 3a. På liknande sätt kommer en bild som går in i MM1-vàgledaren vid ingång 103 att ha en fasfördelning enligt streck-punkt-punktlinjen 303 i figur 3a.

För att underlätta hänvisning är fasfördelningen för en bild som går in i MMI-vàgledaren 106 vid vàgledare 104 ritad med en streckad linje i figur 3b och betecknad 304. Till slut är fas- fördelningen för en bild som gär in i MMI-vàgledaren vid vägle- dare 105 ritad med en streck-pricklinje i figur 3b och beteck- nad 305.

Alltså, omfattar en fasfördelning Pi, vid gränssnitt B, för en signal som går in i MMI-vågledare 106 vid en ingångsvågledare i: en fas pn,i (Påšsjälvbild, # ingàngsvàgledare) för vardera effekttopp n i figur 2.

Figur 4 visar en schematisk presentation av en föredragen utfö- ringsform av uppfinningen som fungerar som en avmultiplexerare i större detalj. Fem vàgledare 401-405 är belägna på vänster sida om en MMI-vågledare 406. Vågledarna 401 till 405 har en avsmalnad del som leder till MMI-vàgledaren 406. Genom att an- _ v--u 521419 vända adiabatisk avsmalning kommer en större del av effekten att vara i lägre moder och en bättre bandbredd erhålles såväl som mindre förluster och bättre tillverkningstoleranser. MMI- vågledaren 406 har en första avsmalnad del 407 som leder till en andra del som har 20 Bragg-gitter anordnade i fyra kolumner vilka har centrumlinjer Cl till Cl. Vardera kolumn är indelad i 5 Bragg-gitter, vilka vardera är belägna med en förskjutning med avseende på respektive kolumns centrumlinje.

Värdera kolumns centrumlinje Cl är belägen ett avstånd llfrån ingångsvågledaren, där ll > 12 > 13 > ll En multiplexerad optisk signal går in i den översta vågledaren 401, vilket alltså är ingångsvågledaren. Den multiplexerade op- tiska signalen består av fyra olika optiska signaler burna på fyra olika våglängder hm till Ä4 separerade med approximativt 20 flm, Äl > X2 > X3 > X4.

Bragg-gittret i kolumn Cl är reflektivt för infallande ljus med våglängd'h. Bragg-gittret i kolumn C2 är reflektivt för infal- lande ljus med våglängd X2 och genomskinligt för andra vågläng- der. Bragg-gittret i kolumn C3 är reflektivt för infallande ljus med våglängd Ä3 och för ljus med andra våglängder som t.ex. Ä; och Ål. till slut är Bragg-gittret i kolumn C4 reflektivt för infallande ljus med våglängd Ä4 och genomskinligt för andra våg- längder som t.ex. Ä3 till Äy Kolumnerna Cl till C4 är anordnade på distanser ll till llså att fem självbilder för vardera våglängd Äl till X4 kommer att upp- träde vid ett motsvarande avstånd, d.v.s. MMI-vågledare 406 är anordnad så att fem självbilder för våglängd Ål kommer att upp- träda approximativt ett avstånd ll från ingångsvågledare 401, fem självbilder för våglängd Ä; kommer att uppträda ett avstånd 12 från ingångsvågledare 401, fem självbilder för våglängd Ä3 kommer att uppträda ett avstånd l3 från ingångsvågledare 401 och 521 419 l0 slutligen kommer fem självbilder for våglängd kr att uppträda ett avstånd l4 från ingångsvågledare 40l.

Kortare sagt är ett antal M, som är lika med antalet ingångs- våglängder, med kolumner av Bragg-gitter anordnade vid ett av- stånd lm, eller med en liten förskjutning, från ingångsvågledare 401, där ett antal N, lika med antalet ingångs- och utgångsvåg- ledare, med självbilder är anordnade att uppträda för vågläng- den Äm. Värdera kolumn Cm består av N individuella Bragg-gitter och vardera Bragg-gitter i vardera kolumn är anordnat att vara reflektivt beträffande infallande ljus med våglängd Äm och ge- nomskinlig for infallande ljus med andra våglängder.

I kolumn C4 är vardera Bragg-gitter förskjutet från centrumlin- jen för att reglera fasen av det infallande ljuset från våg- längd X4 så att fasen pml för vardera självbild, när den reflek- teras av Bragg-gittret, är samma som fasen Paz, som en liknande bild skulle ha om den hade gått in i MMI-vågledaren på vågleda- re 402. Eftersom MMI-vågledaren är reciprok kommer det infal- lande ljuset med våglängd Ä4 att reflekteras, av Bragg-gittrena i kolumn C4, till vågledare 402, vilken därmed är utgångsvågle- dare för signaler burna av våglängd Är På ett liknande sätt är vardera Bragg-gitter i kolumn C3 för- skjutet från centrumlinjen för att reglera fasen av det infal- lande ljuset från våglängd Ä3 så att fasen Pm1 för vardera självbild, när den reflekteras av Bragg-gittret, är samma som fasen pm5 som en liknande bild skulle ha om den hade gått in i MMI-vågledaren på vågledaren 405. Eftersom MMI-vågledaren är reciprok kommer det infallande ljuset med våglängd X3 att re- flekteras, av Bragg-gittrena, i kolumn C3, till vågledare 405, vilken därmed är utgångsvågledare för signaler burna av våg- längd Ä; På liknande sätt dirigeras signalerna burna av Ä; och Ä1 till utgångsvågledare 403 och 404. Alltså har anordningen som visas 521 }_\ $-\ _41; xfi i figur 4 demultiplexerat signalen som anländer vid ingångsvåg- ledare 401 till dess respektive utgångsvågledare 402 till 405.

Det bör noteras här att eftersom MMI-vågledaren är reciprok kan anordningen i figur 4 också fungera som en multiplexerare. I det fallet har anordningen fyra ingångsvågledare 402 till 405 för att ta emot fyra olika signaler burna på fyra olika våg- längder, separerade med approximativt 20 nm. Anordningen, som fungerar som en multiplexor, har endast en utgångsvågledare 401, vilken matar ut de multiplexerade våglängderna.

Figur 5 visar en andra föredragen utföringsform enligt uppfin- ningen. En ingångsvågledare 501 tar emot fyra signaler burna på fyra olika våglängder X1 till Ä4. Signalerna avmultiplexeras och dirigeras till fyra olika utgångsvågledare 502 till 505, såsom kommer att beskrivas nedan. En MMI-vågledare 506 omfattar en första avsmalnad del 507 och en andra del 508 omfattande fyra våglängdsselektiva reflektionsorgan 509 till 512, såväl som sju rader med fasreglerare 513 till 519, vardera med fem individu- ella fasreglerare.

Vardera Bragg-gitter är anordnat att vara reflektivt med avse- ende på motsvarande våglängd och genomskinligt för andra våg- längder. Fasregleringen utförs, i denna utföringsform, med spe- ciella fasreglerare. Alltså, reglerar den första raden 513 med fem fasreglerare fasfördelningen för självbilderna av det in- fallande ljuset att stämma överens med fasfördelningen för en signal som går in i MMI-vågledaren 506 genom fjärde utgångsvåg- ledare 505. Bragg-gittret 509 är anordnat på ett avstånd från nämnda ingångsvågledare, där fem självbilder för den fjärde våglängden X4 kommer att uppträda och är reflektivt med avseende på denna våglängd men genomskinlig beträffande andra vågläng- der. Alltså, kommer signalen som bärs av våglängden Ä4 att re- flekteras till den fjärde utgångsvågledaren 505 under det att andra våglängder kommer att passera genom Bragg-gittret 509. 521 419 12 _: . ftersom fasen för det infallande ljuset ställs in över ett re- lativt långt avstånd, d.v.s. under färden genom fasförskjutar- na, förändras intensitetsfördelningen för ljuset under avstån- det genom fasförskjutarna. Genom att ha en adiabatisk avsmal- ning av vågledaren, d.v.s. med ingen eller mindre koppling till högre moder, sker en långsammare förändring av intensitetsför- delningen av det infallande ljuset. Alltså, åstadkommes en mer effektiv fasreglering med reducerad överhörning och effektför- lust. Emellertid är kanske den viktigaste effekten av avsmal- ningen att reducera spridningen av det effektiva, refraktiva indexet (utbredningskonstant) för moderna i det infallande lju- set. Eftersom varje mod kommer att ha ett något annorlunda ef- fektivt, refraktivt index och alltså samverka något olika med Bragg-gittret är det viktigt att minimera denna effekt. Detta åstadkommes med avsmalningen. Detta är sant för alla utförings- former enligt uppfinningen.

Den andra raden 514 med fem fasreglerare är anordnad att ta ut fasregleringen utförd av den första raden 513 med fasreglerare.

Alltså, finns det inget behov att beakta fasregleringen intro- ducerad av den första 513 och den andra 514 raden med fasregle- rare vid konstruktion av fasreglering längre bort, som t.ex. för de första, andra och tredje signalerna burna av andra våg- längder. Detta är sant både för ljus som färdas in i MMI- vågledaren, såväl som ljus som färdas ut ur den.

Den tredje raden 515 med fem fasreglerare är anordnad att re- glera fasfördelningen över självbilderna för det infallande ljuset att stämma överens med fasfördelningen för en signal som går in i MMI-vågledaren 506 genom tredje utgångsvågledaren 504.

Bragg-gittret 510 är anordnat på ett avstånd från nämnda in- gångsvågledare, där fem självbilder för den tredje våglängden Ä3 kommer att uppträda och är reflektiv med avseende på denna våg- längd men genomskinlig för andra våglängder. Alltså, kommer signalen som bärs av våglängden X3 att reflekteras till den ...- 5211419 tredje utgångsvågledaren 504 under det att andra våglängder kommer att passera genom Bragg-gittret 510.

Den fjärde raden 516 med fasreglerare släcker ut fasregleringen utförd av den tredje raden 515. Den andra våglängden behandlas på ett liknande sätt. För den första våglängden, vilken är den kortaste våglängden, och också den sista som reflekteras, be- hövs ingen fasreglering för att ta ut fasregleringarna introdu- cerad av den sjunde raden 519 med fem fasreglerare, eftersom inga signaler kommer att passera Bragg-gittret 512.

Alltså, fungerar anordningen som en avmultiplexerare för att avmultiplexera fyra signaler eller färre, som anländer på en ingångsvågledare 501 och som bärs av fyra olika våglängder till fyra olika utgångsvågledare 502 till 505. Anordningen kan också fungera som en multiplexerare för fyra signaler (eller färre) mottagna på vågledare 502 till 505, som fungerar som ingångs- vågledare, som vardera bärs på olika väglängder. Dessa signaler kommer då att multiplexeras och matas ut på vågledare 501, som fungerar som en utgångsvågledare.

Figur 6 visar en tredje föredragen utföringsform enligt uppfin- ningen där dynamiskt styrbara fasreglerare används, vilket där- med medger att anordningen kan användas som en våglängdsselek- tiv omkopplare.

Fyra optiska signaler, burna på fyra olika våglängder går in i en MMI-vågledare 606 på en ingångsvågledare 601. Vardera av de individuella signalerna dirigeras till någon av de fyra dyna- miskt valbara utgångsvågledarna 602 till 605, såsom kommer att beskrivas i ytterligare detalj nedan.

På liknande sätt som i föregående utföringsform är fyra Bragg- gitter anordnade på avstånd från ingångsvågledaren, där fem självbilder kommer att uppträda för respektive våglängd. Det första Bragg-gittret 607 är reflektivt med avseende på den för- sta våglängden Ä1. Det andra Bragg-gittret 608 är reflektivt med 521419 14 avseende på den andra våglängden Ä; och genomskinligt med avse- ende på andra väglängder. Det tredje Bragg-gittret 609 är re- flektivt med avseende på den tredje våglängden Ä3 och genomskin- ligt med avseende på andra våglängder. Slutligen är det fjärde Bragg-gittret 610 reflektivt med avseende på den fjärde våg- längden X4 och genomskinligt med avseende på andra våglängder.

Föreliggande utföringsform inkluderar endast fyra rader 611 till 614 med fem fasreglerare. Alltså, är det nödvändigt för senare fasreglerare att beakta fasreglering utförd av tidigare fasreglerare. Värdera av de 4*5=20 fasreglerarna är individu- ellt styrbara av ett omkopplingsstyrorgan schematiskt visad och betecknad 615.

Genom att dynamiskt styra den första raden 611 med fasreglera- re, anordnade framför det första Bragg-gittret 607, att reglera fasfördelningen för en infallande ljusbild att sammanfalla med fasfördelningen för en infallande ljusbild från en utvald ut- gångsvågledare, dirigeras signalen som bärs av den första våg- längden Ål till den utvalda utgångsvàgledaren. På liknande sätt dirigeras signalen som bärs av den andra våglängden X2, genom att styra den andra raden 612 med fasreglerare, till den utval- da utgångsvågledaren, genom att styra den tredje raden 613 med fasreglerare dirigeras signalen som bärs av den tredje vågläng- den Ä3 till den utvalda utgàngsvågledaren och slutligen dirige- ras, genom att styra den fjärde raden 614 med fasreglerare, signalen som bärs av den fjärde våglängden Ä4 till den utvalda utgångsvågledaren.

Det bör noteras att det är möjligt att dirigera alla signaler till samma utgångsvågledare, i vilket fall anordningen fungerar som en rumsomkopplare, eller dirigera två signaler till en för- sta utgångsvågledare och två signaler till en andra utgångsvåg- ledare, i vilket fall anordningen fungerar som en kombination av rums- och våglängdsomkopplare. Det är också möjligt att ta emot signaler på fler än en ingång och dynamiskt dirigera sig- pm.. 521413 5 nalerna till en utgång, i vilket fall anordningen fungerar som en dynamisk multiplexerare. Faktiskt åstadkommes total frihet med avseende på dynamiskt val av ingångar och utgångar, t.ex. kan en signal dirigeras tillbaka till samma vågledare från vil- ken den gick in i anordningen.

Figur 7 visar anordningen i figur 6 längs snittet A-A. De indi- viduellt kontrollerbara fasreglerarna är styrbara genom att an- föra en spänning. Varje fasreglerare omfattar ett media i vil- ket det refraktiva indexet är styrbar genom att styra en spän- ning tvärs nämnda media. Genom att styra det refraktiva indexet är fasen för infallande ljus styrbar. Enligt en annan föredra- gen utföringsform kan värmestyrbara eller strömstyrbara fasre- glerare användas.

Figur 8 visar ytterligare en annan föredragen utföringsform av en multiplexerare/avmultiplexerare i vilken Bragg-gitter för- skjutna från centrumlinjen Cl-C4 används, såväl som fasreglerare 801-804. Fasreglerarna används för att fininställa fasregle- ringen för varje självbild.

Föreliggande uppfinning är speciellt lämplig för implementering i en gles våglängdsindelningsmultiplexering, CWDM-nätverk (som har omkring 20 nm bärarvåglängdsseparation)_ Det är uppenbart att uppfinningen kan varieras på ett mångfalt sätt. T.ex. kan MMI-vågledaren omfatta fler eller färre än fyra kontakter. Sådana variationer skall inte betraktas som avsteg från omfånget av uppfinningen. Alla sådana modifikationer som skulle vara uppenbara för fackmannen är avsedda att vara inklu- derade i omfånget för de bifogade kraven.

Claims (13)

Patentkrav

1. Anordning för att multiplexera eller avmultiplexera M optiska signaler, M är ett heltal och större än eller lika med 2 och vardera av signalerna bärs av olika våglängder Äm, - nämnda anordning omfattar en flermodsinterferensvàgledare (MMI) (106) som vid en första sida har ett antal N med kon- takter (101-105; 401-405; 501-505; 601-605) för inkoppling av vågledare, - nämnda MMI-vågledare har dimensioner så att vardera av de op- tiska signalerna, vid den i:te vågledaren, i s N, som utbre- der sig in i nämnda MMI-vågledare kommer att skapa N själv- bilder inuti nämnda MMI-vågledare vid respektive avstånd lm från nämnda kontakter, där M är ett heltal större än eller lika med 2, k ä n n e t e c k n a d a v - M våglängdsselektiva reflektionsorgan (509-512; 607-610) vil- ka var och en är anordnade i närheten av en respektive av nämnda avstånd lm, - M fasregleringsorgan (611-614; 513-519; 801-804), vilka var- dera är anordnade i relation till ett motsvarande vàglängds- selektivt reflektionsorgan, - vari det mzte vàglängdsselektiva reflektionsorganet är anord- nat att reflektera den optiska signalen som bärs av den mzte våglängden (2 s m s M), - vari det mzte fasregleringsorganet är anordnat att reglera fasen för självbilder för den optiska signalen buren av den mzte våglängden för att skapa en en a självbild vid en utvald utgångsvågledare, när den reflekteras av nämnda mzte våg- längdsselektiva reflektionsorgan, och /? .LH - vari den mzte av nämnda våglängdsselektiva reflektionsorgan är reflektivt med avseende på den mzte våglängden Äm och vä- sentligen genomskinlig for alla våglängder Ä, där Äk : kw.

2. Anordning enligt krav l, vari vardera av de N självbil- derna från nämnda optiska signal, burna av den m:te våglängden, går in i nämnda MMI-vågledare vi den izte vågledaren, har en fas pmi, som bildar en uppsättning Pi som beskriver en fasför- delning av självbilderna, och - vardera av nämnda M fasreglerande organ är anordnade att re- glera fasfordelningen Pi för självbilder från den optiska signalen buren på den mzte våglängden Äm från en ingångsvåg- ledare i, så att den sammanfaller med fasfordelningen P3 for en utvald utgångsvågledare j.

3. Anordning enligt krav l, vari vardera av nämnda M fasre- glerande organ omfattar N individuella fasskiftare anordnade i en linje vinkelrätt mot utbredningsriktningen for infallande ljus.

4. Anordning enligt krav l, vari vardera av nämnda M våg- längdsselektiva reflektionsorgan omfattar N individuella våg- längdsselektiva reflektionsorgan anordnade väsentligen i en linje vinkelrätt mot utbredningsriktningen för infallande ljus.

5. Anordning enligt krav 4, vari vardera av nämnda N våg- längdsselektiva reflektionsorgan är ett Bragg-gitter.

6. Anordning enligt krav 5, vari åtminstone en av nämnda fasreglerande organ åstadkommes genom att vardera av nämnda N våglängdsselektiva reflektionsorgan förskjuts i ljusutbred- ningsriktningen från centrumlinjen för att anpassa ljusutbred- ningsavståndet för infallande ljus för att anpassa fasfördel- ningen Pi, vid nämnda position, för självbilder från en ingångs- vågledare i att sammanfalla med fasfördelningen Pj for en utvald utgångsvågledare j. šlïïgrgzílr: yrkar: zuïcï, 18

7. Anordning enligt krav 3, vari nämnda fasskiftare, för att reglera fasen för en självbild, är anordnade framför, i ljusutbredningsriktning, vardera av nämnda MXN våglängdsselek- tiva reflektionsorgan.

8. Anordning enligt krav 3, vari nämnda fasskiftare, för att reglera fasen för en självbild, omfattar en första del an- ordnad framför vardera av nämnda MXN våglängdsselektiva reflek- tiva organ, i ljusutbredningsriktning, och en andra del anord- nad bakom vardera av nämnda MXN våglängdsselektiva, reflektiva organ.

9. Anordning för omkoppling av M optiska signaler, M är ett heltal och större än eller lika med 2, och vardera av signaler- na bärs av olika våglängder Än, - nämnda anordning omfattar en flermodsinterferensvågledare (MMI) (606) som vid en första sida har ett antal, N, med kon- takter för inkoppling av vågledare, - nämnda MMI-vågledare har dimensioner så att vardera av de op- tiska signalerna, vid den izte vågledaren, i s N, breder ut sig i nämnda MMI-vågledare kommer att skapa N sjävbilder in- uti nämnda MMI-vågledare vid respektive avstånd lm från nämn- da kontakter, där N är ett heltal större än eller lika med 2, k ä n n e t e c k n a d a v - M våglängdsselektiva, reflektiva organ (607-610), vilka var- dera är anordnade i närhet av ett respektive avstånd lm, - M fasregleringsorgan (611-614), vilka vardera är anordnade i förhållande till ett motsvarande våglängdsselektivt, reflek- tivt organ, - vari det mzte våglängdsselektiva, reflektiva organet är an- ordnat att reflektera de optiska signalerna burna av den mzte våglängden (2 s m s M), « » A . , . , , H - vari det mzte fasreglerande organet är anordnat att reglera fasen för självbilderna för den optiska signalen som bärs av den mzte våglängden för att skapa en enda självbild vid en utvald utgångsvågledare när den reflekteras av det mzte våg- längdsselektiva, reflektiva organet, - vari den mzte av nämnda våglängdsselektiva, reflektiva organ är reflektivt med avseende på den mzte våglängden ÄN och vä- sentligen genomskinlig för alla våglängder Ä, där Ä, # km, och - omkopplingsstyrorgan (615) anordnade att styra vardera av nämnda fasregleringsorgan att dynamiskt välja nämnda utgångs- vågledare för vardera av nämnda optiska signaler burna av nämnda våglängder.

10. Anordning enligt krav 9, vari vardera av nämnda fasre- gleringsorgan omfattar en ljusgenomskinlig del som har regler- bart refraktivt index styrbart genom anförande av ström, spän- ning eller värme och att nämnda omkopplingsstyrorgan är anord- nade att styra fasfördelningen för en självbild genom att styra strömmen, spänningen eller värmen anförd på vardera av nämnda fasregleringsorgan.

11. ll. Metod för att multiplexera, avmultiplexera eller om- koppla M optiska signaler, M är ett heltal och större än eller lika med 2, vardera har olika våglängder Äm, med användning av en flermodsinterferensvågledare (MMI) som vid en första sida har ett antal, N, med kontakter för inkoppling av vågledare, - nämnda MMI-vågledare har dimensioner så att vardera av de op- tiska signalerna, vid den izte vàgledaren, i s N, som utbre- der sig in i nämnda MMI-vågledare kommer att skapa N själv- bilder inuti nämnda MMI-vågledare på respektive avstånd lm från nämnda kontakter, där N är ett heltal större än eller lika med 2, och 521 419 20 - M våglängdsselektiva, reflektiva organ (607-610), vilka var- dera är anordnade i närhet av ett respektive avstånd lm, och där den mzte av nämnda våglängdsselektiva, reflektiva organ är reflektivt med avseende på den mzte våglängden Än och vä- sentligen genomskinlig for alla våglängder kk där Åk : km, o m f a t t a n d e s t e g e n: - reglera fasen for nämnda självbilder för att skapa en enda självbild, för den optiska signalen buren av den mzte våg- längden, vid en utvald utgångsvågledare, - reflektera den optiska signalen buren av den mzte (2 s m s M) våglängd vid en position i MMI-vågledaren, där N självbilder uppträder för nämnda optiska signal buren av den mzte våg- längden.

12. Metod enligt krav ll, vari vardera av de N självbilder- na från den optiska signalen buren av den mzte våglängden, som går in i nämnda MMI-vågledare vid den izte vågledaren, har en fas pmi, som utgör en uppsättning P1 som beskriver en fasfordel- ning av självbilder, och - reglera fasfordelningen Pi för självbilder från en ingångsvåg- ledare i, for den optiska signalen buren av den mzte vågläng- den, att sammanfalla med fasfordelningen Pj för en utvald ut- gångsvågledare j.

13. Metod enligt krav ll, vidare omfattande steget: dyna- miskt styra nämnda fasreglering för att reglera fasfordelningen Pi för självbilder från en ingångsvågledare i, for den optiska signalen buren av en vald våglängd, att sammanfalla med fasför- delningen Pj för en dynamiskt utvald utgångsvågledare j för nämnda utvalda våglängd.