CN101051868B - 可调光分/插复用器 - Google Patents
可调光分/插复用器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101051868B CN101051868B CN2007100911230A CN200710091123A CN101051868B CN 101051868 B CN101051868 B CN 101051868B CN 2007100911230 A CN2007100911230 A CN 2007100911230A CN 200710091123 A CN200710091123 A CN 200710091123A CN 101051868 B CN101051868 B CN 101051868B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light beam
- mirror
- input
- fascinates
- toadm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
- G02B6/2746—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means comprising non-reciprocal devices, e.g. isolators, FRM, circulators, quasi-isolators
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
- G02B6/2706—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means as bulk elements, i.e. free space arrangements external to a light guide, e.g. polarising beam splitters
- G02B6/2713—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means as bulk elements, i.e. free space arrangements external to a light guide, e.g. polarising beam splitters cascade of polarisation selective or adjusting operations
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
- G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
- G02B6/29362—Serial cascade of filters or filtering operations, e.g. for a large number of channels
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
- G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
- G02B6/29382—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM including at least adding or dropping a signal, i.e. passing the majority of signals
- G02B6/29383—Adding and dropping
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
- G02B6/29395—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device configurable, e.g. tunable or reconfigurable
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
- G02B6/2753—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means characterised by their function or use, i.e. of the complete device
- G02B6/2766—Manipulating the plane of polarisation from one input polarisation to another output polarisation, e.g. polarisation rotators, linear to circular polarisation converters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
- G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3586—Control or adjustment details, e.g. calibrating
- G02B6/359—Control or adjustment details, e.g. calibrating of the position of the moving element itself during switching, i.e. without monitoring the switched beams
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
本可调分/插复用器包括倾动镜、固定薄膜滤光片以及第一和第二回复反射器元件,用于将快速通道和分通道分别转回输入/输出端口和分/插端口输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种可调光分/插复用器(TOADM),特别是一种采用倾动镜(tiltablemirror)和固定式薄膜滤光片的TOADM。
背景技术
可调光分/插复用器(TOADM)或可重配置光分/插复用器(ROADM)是下一代光网络的整体组成部分,它们是敏捷光网络(Agile Optical Network)的标准构件,因为它们提供了灵活性以远程调整或重配置任何或所有波长,从而缩短了服务时间,简化了网络,并理顺了规划和管理。
TOADM或ROADM的基本要求是:针对分/插功能的平顶滤波特性,快速通道内的低插入损耗,在交换过程中对快速通道无瞬间中断,低成本,降低的波形因数。
常规的分/插复用器,例如在2002年12月24日授予Bouevitch等人的第6,498,872号、2004年3月16日授予Ducellier等人的第6,707,959号、2004年10月26日授予Bouevitch等人的第6,810,169号以及2006年4月22日授予Ducellier等人的第7,027,684号美国专利中所披露的分/插复用器,包含波长分散元件(如衍射光栅,用于将光信号色散进入其组元波长通道中)和一个微机电镜(MEMS)阵列,所述微机电镜阵列用于将每个波长通道独立地引入所选择的输出端口。
其他基于薄膜滤光片(TFF)技术的常规TOADM,如在2004年4月27日授予Chang等人的第6,728,041号和2005年1月25日授予Chang等人的第6,847,757号美国专利中所披露的TOADM,依靠转动薄膜滤光片来选择将哪个波长通道从输入光信号中分离。
转动式可调滤光片和TOADM的关键技术问题在于当光束透过TFF或被其反射时,如何控制反射和透射光束的角度和位置。常规的转动式可调光滤光片,例如在1994年11月1日授予Chiaroni等人的第5,361,155号美国专利中所披露的转动式可调光滤光片,采用一块同轴片来补偿由于转动式TFF的角度变化而引发的离散。2004年3月30日授予Hsieh等人的第6,714,743号美国专利中披露了一种可调滤光片,其中一个镜片与TFF同时转动,使反射光束的角度保持不变,即让反射和透射光束平行传播。然而,镜片和TFF需要同时转动,从而就必须要有一个支承镜片和TFF的透射式安装块组件,要采用高精度的校准工艺。
在需要改变插或分波长通道的情况下,不需要将滤波元件或整个分/插设备更换为其他具有理想带通特性的设备就可以容易地实现。这通常是通过根据入射光束重新调整滤光片位置的方式来实现。然而由动态调整分/插设备引起的一个不利方面是,随着滤光片调谐至每个相应通道的波长,中间波长通道,即波长介于初始调整通道与最终调整通道之间的通道,将依次逐个出现短暂的信号中断。出现这种情况的原因是:在从对应于初始调谐通道的点转至对应于最终调谐通道的点的过程中,光束在滤光片上的入射点会经过对应于每个中间通道的各滤光片位置。当合成的光信号光线射在滤光片上对应于中间波长通道的位置时,在中间波长通道上就会出现间歇的数据丢失。这种间歇的数据丢失经常被称为“瞬断”(hit)。数据瞬断对数据所发往的设备的有害影响是显而易见的。承受此类数据丢失风险的设备或者要对数据丢失进行补偿,或者要请求重新发送丢失的数据。归根结底,这种数据丢失将导致服务质量降低或带宽效率降低,或者两种后果均有。
本发明的一个目的是提供一种采用倾动镜装置和固定式薄膜滤光片的TOADM来克服现有技术的这些缺点。本发明还包括配合倾动镜工作的光回复反射器,用来在镜片倾动时保持反射光束方向和位置均被固定,确保分/插和快速通道的所有端口的低耦合损耗。
发明内容
相应地,本发明涉及一种可调光分/插复用器(TOADM),它包括:
一个输入/输出端口,用于输入一个有多个光波长通道的输入光束,及输出一个具有多个光波长通道中至少一个的输出光束;
一个分/插端口,用于输出一个至少有一个光波长通道的分光束(drop beam);
一个倾动镜,可绕一个转轴转动至多个倾角中的一个,从而将光束引至多个不同路径中的一个;
一个固定式薄膜滤光片(TFF),经定位后用以接收沿多个不同路径之一传送的输入光束,以便将光束分为一个透射光束(至少包含一个分通道)和一个反射光束(在输出光束中至少包含多个光通道中的一个),其中多个不同路径中的每一个均对应于一个需被分接的不同的波长通道;
一个第一通用回复反射器装置,用于经薄膜滤光片和倾动镜将所述的透射光束以适当位置的横向偏移反射回分/插端口;以及
一个第二通用回复反射器装置,用于经薄膜滤光片和倾动镜将所述的反射光束反射回输入/输出端口。
附图说明
以下将结合本发明优选实施例相应的图对本发明进行更详细的介绍,其中:
图1为依照本发明的TOADM的侧视图;
图2为图1中TOADM的薄膜滤光片和反射面的顶视图;
图3为图1中TOADM的薄膜滤光片和离散块的前视图;
图4为图1中TOADM的循环器的实施例的侧视图,显示光以输入方向传播;
图5为图4中循环器的顶视图;
图6为图4中循环器的实施例的侧视图,显示光以输出方向传播;
图7为图6中循环器的顶视图;
图8为根据本发明的另一实施例给出的TOADM的侧视图;
图9为图8中TOADM的等轴测图;
图10示出来自图8中TOADM的反射(快速)光束的回复反射器;
图11为图10中回复反射器的前视图;
图12示出来自图8中TOADM的透射(分)光束的回复反射器;
图13为图12中回复反射器的前视图;
图14为根据本发明的回复反射器的一个实施例的侧视图;
图15为根据本发明的回复反射器的另一个实施例的侧视图;以及
图16为根据本发明的回复反射器的又一个实施例侧视图。
具体实施方式
参见图1,本发明的一个实施例的TOADM 1中包括一条输入光纤2,供一个包含多个波长通道(λ1至λn)的输入光束进入第一循环器3的一个输入端口。第一循环器3将光从一端的输入端口送至对面一端的输入/输出端口,而将进入输入/输出端口的光送至与输入端口相邻的输出端口。参照图4至图7给出一种示例循环器,但任何适合的循环器均可胜任。从输入/输出端口开始,输入光束(通常以2个相同偏振的子光束形式)传至倾动镜4,后者将输入光束转至一个固定式薄膜滤光片(TFF)6。输入光束在TFF 6上的入射角和位置的改变是通过绕倾动轴TA倾斜倾动镜4来实现的,而不是通过改变TFF6的位置实现,由此可以根据需要或选择调整TFF6的通带用来传输输入光信号中的任何一个波长通道。TFF6将输入光束分为一个透射光束TB和一个反射光束RB,前者包含一个有一个或多个波长通道(如λ1D)的通带(经TFF 6传播),后者则包含其余(快速)波长通道(如λ2至λn),经垂直反射面7反射回倾动镜4。倾动镜4、TFF 6和反射面7组成了第一通用回复反射器,用于将反射光束RB引回第一循环器的输入/输出端口,各部分均处于同一个原始传播平面中。反射光束RB由倾动镜4转向,沿一条平行于原始输入光束的路径到达与第一循环器3的输入/输出端口相邻的固定反射面8。固定反射面8将反射光束RB直接反射回倾动镜4、垂直反射面7、TFF 6、倾动镜4(再次),最终返回第一循环器3的输入/输出端口。如上所述,进入第一循环器输入/输出端口的光束被引向连接输出光纤9的输出端口。将反射光束RB第二次发离TFF6实现额外滤波,以去除TFF6通带内的其余信号。
“通用回复反射器”这一术语指的是当改变反射器一个或多个组件角度时使反射光束的方向和位置均可被固定的回复反射器,这与术语“回复反射器”的常规理解不同,后者指仅保持反射光束方向(即与入射光束反向)固定的装置。请注意,使用通用回复反射器时可以固定反射光束的位置,但没必要与发出光束同一位置。
透射光束TB经TFF6到达第一回复反射器11(如相差90°的2个反射面),第一回复反射器11将透射光束TB重新引回与输入光信号相邻但处于同一平面内的倾动镜4。倾动镜4将透射光束TB在引至第二回复反射器12,后者将透射光束TB横向偏移(laterally shift)至与原始平面垂直,即指向纸面的方向,然后再将透射光束TB在不同于(即平行于)原始平面的平面内反射回倾动镜4。倾动镜4再将透射光束TB引回至第一回复反射器11,并经过与原始平面相邻的平行平面内的TFF6。使透射光束TB再次经过TFF6可实现分通道的更高隔离度以及额外的滤波,以去除不在TFF6通带内的任何剩余信号。接下来,透射光束TB由倾动镜4反射至第二循环器13的输入/输出端口,后者将透射光束TB引至一个输出(分)端口,在此经输出光纤14进行传输。第二循环器13处于与第一循环器3相邻的平行平面内。第一回复反射器11、第二垂直回复反射器12和倾动镜4组成了第二通用回复反射器,用于将透射光束TB在平行于原始平面的不同平面内引回第二循环器13的输入/输出端口。
第二循环器13还有一个与输出(分)端口相邻的输入(插)端口,它被光耦合至输入(插)光纤16。由通过透射光束TB被分或未在原始输入信号中的波长通道组成的插信号可以通过输入(插)光纤16和第二循环器13的输入(插)端口插至反射光束RB中。第二循环器13会将插信号引至输入/输出端口,并在倾动镜4处发出插信号,倾动镜4将插信号通过TFF 6分别引离第一和第二回复反射器11和12,并进入原始输入平面。接下来,插信号被引离倾动镜4、第一回复反射器11,经过TFF6与快速通道进行复用,离开倾动镜4,进入第一循环器3的输入/输出端口向输出光纤9输出。
优选的,TFF 6采用一个“无瞬断”薄膜滤光片,如图2所示,它包含滤光段6F和反射段6R。理想情况下TFF 6包括采用了相延迟和群延迟匹配的滤光和反射段,如2006年6月13日授予Bergeron等人的专利号为7,062,122的美国专利中所披露,在此被结合作为参考。转动倾动镜4以改变分通道,即把透射光从一个波长通道(如λ1D)调整至另一个不相邻的波长通道(如λ2D),转动式离散块(walk-off block)17会转动,如图3所示,将TFF 6上输入光束的光束路径由滤光段6F切换至反射段6R,或者相反,同时倾动镜4转动至对应于不同分通道的不同位置。离散块17可以是任何具有足够透明度和低色散度的光学材料,如BK7。离散块17将输入光束引向反射段6R,后者即刻将所有输入光束转离反射面7,以遵循上述快速通道的路径。当被转向的输入光信号由固定反射面8返回时,离散块17将输入光束转回原始路径,以便向第一循环器3的输入/输出端口及输出光纤9输出。
参见图4至图7,循环器3优选为1999年7月22日授予Li等人的第5,930,039号美国专利中公开的循环器,在此结合作为参考。特别参考图4和图5,如前所述,输入光束经输入光纤2进入循环器3,输入光纤2与输出光纤9一起被封装在一个光纤环圈21内。透镜22光耦合至光纤2和9的端部,将输入光信号校准至第一双折射晶体23上,后者将输入光信号分为2个正交偏振的子光束,如普通和特殊或垂直和水平。此后,2个子光束会经过由法拉第旋转器24和一对半波板25a和25b组成的第一非互逆偏振旋转器。第一个子光束(如垂直偏振的子光束)被法拉第旋转器24以一个方向旋转45°,再由半波板25a以相反方向旋转45°,由此不会对偏振状态产生任何累积效应。第二个子光束(如水平偏振的子光束)被法拉第旋转器24以一个方向旋转45°,再由半波板25b以相同方向旋转45°,从而获得累计90°的旋转效果,即平行于第一个子光束。相应地,2个子光束以相同的偏振(如垂直偏振)从第一非互逆偏振旋转器中发出。采用一个渥拉斯顿棱镜26根据第一和第二子光束的偏振来改变其方向,而第二双折射晶体27则用于将第一和第二子光束沿一输出路径(如特殊)引至由法拉第旋转器28和一对半波板29a和29b组成的第二非互逆偏振旋转器。在输入方向上,第二偏振旋转器对于第一和第二子光束的偏振状态均无累积效应,即法拉第旋转器28旋转子光束偏振的方向与半波板29a和29b的相反,从而使第一和第二子光束以相同的偏振(如水平)从倾动镜4处的输入/输出端口发出。
参见图6和图7,当快速信号(即带有插信号的反射光束RB)以第一和第二子光束的形式返回输入/输出端口时,第二非互逆偏振旋转器会将第一和第二子光束的偏振均旋转为相反方向(如垂直),即渥拉斯顿棱镜28以与半波板29a和29b相同的方向将子光束偏振旋转45°,实现90°的累积总旋转角度。第二双折射晶体27沿一个不同的路径(如普通)将子光束引导至渥拉斯顿棱镜26,后者将子光束的方向改变为朝向第一非互逆旋转器。在输出方向上,第一非互逆旋转器将第一子光束的偏振旋转90°,而对第二子光束的偏振则没有任何累积效应,即与前述输入方向相反。第一双折射晶体23将2个子光束组合为一个单一的输出信号,它由透镜22聚焦到输出光纤9上。
优选的,第二循环器13对插信号和分信号采用与第一循环器3相同的方式工作。
参见图8和图9,根据本发明给出的另一实施例TOADM 31包括输入光纤32,它光耦至类似于循环器3的第一循环器33,以发出包含多个波长通道(如λ1至λn)的输入光信号。倾动镜34可绕转轴RA转动将输入光信号以不同位置和角度转入固定式TFF 36,不同的位置和角度,取决于所选择和所需要的滤波通带,即分通道λD1,参照前述TFF 6内容。输入光信号被分为反射(快速)光束RB和透射(分)光束TB,前者经第一柱面透镜37引向反射面38,后者则经TFF 36到达反射面42上。
纵轴LA1平行于反射面38,而第一透镜37的光轴OA1垂直于反射面38。第一透镜37的定位使快速(或反射)光束RB以垂直入射方式(即平行于光轴)射至沿纵轴LA1的第一透镜37,并直接穿过反射面38(见图10中的虚线)。随着倾动镜34的转动(见图9中的虚线或图10中的实线),反射(快速)光束RB以与光轴OA1所成的某个角度射至第一透镜37;而第一透镜37则以平行于光轴OA1的方向引导反射(快速)光束RB,使反射(快速)光束RB总以垂直入射射至反射面38,以便将透射光束TB直接沿相同路径反射回第一透镜37。如图10和图11所示,反射面38将反射光束RB经第一柱面透镜37引回至TFF 36,并经倾动镜34沿与输入光信号相同的路径引至第一循环器33的输入/输出端口。如上所述,由输入/输出端口进入第一循环器33的光被引向输出光纤39。
参见图12和图13,包含分波长通道(如λD1)的分(或透射)光束TB将通过TFF36,并射在第二对称透镜41上。如果分光束TB(即此处的2个子光束)平行于光轴OA2(图12中的虚线和图9中的实线),则分光束射向位于水平轴HA2一侧的沿纵轴LA2第二透镜41,并沿第二透镜41的光轴OA2以锐角入射角射向反射面42,之后以反射角(等于入射角)反射回水平轴HA2另一侧的第二透镜41。随着倾动镜34的转动,分光束TB会改变其在第二透镜41上的入射角(见图9中的虚线和图12中的实线),并沿一侧水平轴HA2方向横向传送,远离纵轴LA2。第二透镜41将分光束TB引回一个平行于光轴的平面(图12),并将分光束TB以锐角入射角引向反射面42,使之在靠近光轴OA2的位置射在反射面42上。之后,分光束TB以等于入射角的反射角反射回水平轴HA2另一侧的第二透镜41。第二透镜41再将透射光束TB沿平行于原始来自倾动镜34路径的路径经TFF 36引回倾动镜34,再进入第二循环器43(类似于第二循环器13)的输入/输出端口,用以向输出光纤46输出。
为了在倾动镜34倾动时使透射和反射光束的方向和位置得以固定,最好应满足以下条件:1)倾动镜34的转轴RA位于第二透镜41的焦平面上;2)固定镜片42也位于距第二透镜41另一例一倍焦距处;3)第二透镜41的光轴OA2与倾动镜34的转轴相交;以及4)输入光信号子光束的中心入射在倾动镜34的转轴RA上。
TFF 36最好包含一个“无瞬断”薄膜滤光片,如图2所示,其中包含滤光段6F和反射段6R。理想情况下TFF 36包括采用了相延迟和群延迟匹配的滤光和反射段,如2006年6月13日授予Bergeron等人的第7,062,122号美国专利中所披露,在此结合作为参考。随着倾动镜34转动以改变分通道,即把透射光从一个波长通道(如λ1D)调整至另一个不相邻的波长通道(如λ2D),转动式离散块47会转动,如图3所示,将TFF 36上输入光束的光束路径由滤光段6F切换至反射段6R,或者相反,同时倾动镜34转动至一个对应于不同分通道的不同位置。离散块47可以是任何具有足够透明度和低色散度的光学材料,如BK7。离散块47将输入光束引向反射段6R,后者即刻将所有输入光束转离反射面38,以遵循上述快速通道的路径。当被转向的输入光信号由固定反射面38返回时,离散块47将输入光束转回原始路径,以便向第一循环器33的输入/输出端口及输出光纤32输出。
第二循环器43还有一个与输出(分)端口相邻的输入(插)端口,它被光耦合至输入(插)光纤44。由通过透射光束TB被分或未在原始输入信号中的波长通道组成的插信号可以通过输入(插)光纤44和第二循环器43的输入(插)端口插至反射光束RB中。第二循环器43会将插信号引至输入/输出端口,并在倾动镜34处发出插信号,倾动镜34将插信号通过TFF 36引离反射面42,并进入原始输入平面。接下来,插信号被引导经过TFF 36与快速通道进行复用,再离开倾动镜34,进入第一循环器33的输入/输出端口向输出光纤39输出。
采用角度检测模块50来测量和指示倾动镜34(或4)的角度,它与从监测器51获得的被监测通道波长信息相关,以设置所需要或所选择的分通道的正确角度,并在一段时间内针对各种因素(如温度)进行补偿。角度检测模块50可以是基于容量测量的角度传感器或基于LED检测器的角度传感器。
本发明的回复反射器提供一种基于倾动镜的扫描装置的基本结构,由此可以将功能组件插入至倾动镜与固定镜片之间,而在镜片倾动时,光束角度或位置会随之变化,以实现光学滤波、可变衰减等。
图14中所示的第一实施例装置包括带有倾动轴TA的倾动镜64,、第一角度固定镜片65、第二角度固定镜片66和第三端部固定镜片67,类似于在图1实施例中对反射光束RB所采用的元件。由一个输入/输出端口68发出的输入光束入射在以TA为倾动轴的倾动镜64上,并以初始反射角反射至第一固定镜片65。第一固定镜片65将光束反射至第二固定镜片66,后者再将光束反射回倾动镜64上与倾动轴TA相邻的一个位置。倾动镜64将光束再次反射至第三固定镜片67。
光束到达第三固定镜片67的角度保持不变,即与第三固定镜片67的法线成0或垂直于第三固定镜片67的表面,即使在倾动镜64转动(即改变初始反射角)时也是如此。第三固定镜片67的布置应使其法线方向平行于由倾动镜64第二次反射来的入射光束的方向,这样光束被反射,经倾动镜64、第二镜片66、第一镜片65和倾动镜64(第4次)反向传播,以固定的方向和角度回到输入/输出端口68。
请注意,第一和第二固定镜片65和66并不一定相互垂直。尽管在术语“反向反射”的常规定义中要求垂直,但对第一和第二固定镜片65和66却没有此要求,它们只是简单地将光束反射回倾动镜64。由倾动镜64第二次反射的光束的方向保持不变,即垂直于第三固定镜片67,只要输入光束的角度固定即可,即反射角与倾动镜64的倾角无关,但倾动镜64每转动一次,光束到达第三镜片67的位置就会变化。这是被倾动镜64二次反射以及第一和第二固定镜片65和66反射的结果。第三固定镜片67的布置要使射向它的任何光束均为法向,由此光束将被直反射,形成反向传播,沿其原路径依次经倾动镜64(第三次)、第二镜片66、第一镜片65和倾动镜64(第四次)返回,到达输入/输出端口68。
此外,第一、第二和第三固定镜片65、66和67的反射率并不一定均为100%,其中一个或多个可以为锥形镜片(taped mirror),允许部分光功率透过,这可以用于检测输入光束的功率水平,仅在锥形镜片后放置一个光学检测器(PD)即可。
本发明的第二实施例如图15所示,其中倾动镜65、第一固定镜片66和第二固定镜片67通常与上述相同,但第三固定镜片被一个垂向(指向纸面)布置的回复反射器71所取代,它可以使光束横向偏移一个特定量,到达一个不同的平行平面,例如与纸平面平行,从而使反射光束不返回输入/输出端口68,而是到达相邻的输入/输出端口78,类似于图1实施例中针对透射光束TB所用的元件。偏移量由回复反射器71的位置决定,它在输入光束与反射(输出)光束之间形成理想或所需的隔离。回复反射器71包括2个垂直的镜面,其交叉线垂直于在此入射的光束。
图16示出了一种更简洁的实施例,其中第一和第二固定镜片65和66在同一平面内形成,优选的连续集成和涂覆在同一基体或基片上。此外,对于第一、第二和第三固定镜片65、66和67,可在单块材料上向单L形或实质L形块,抑或垂直或实质垂直表面上涂覆一层反射面来形成。在不背离本发明的实质条件下,还可以提出其他简洁实施例。
Claims (15)
1.一种可调光分/插复用器TOADM,包括:
一个输入/输出端口,用于输入有多个光波长通道的输入光束,及输出具有所述多个光波长通道中至少一个的输出光束;
一个分/插端口,用于输出具有至少一个光波长通道的分光束;
一个倾动镜,可绕一个转轴转动至多个倾角之一,用于沿多个不同路径之一引导光束;
一个固定式薄膜滤光片TFF,放置用以接收沿不同路径之一射入的输入光束,以便将所述光束分为包含至少一个分通道的透射光束和至少包含输出光束的多个光通道中的一个的反射光束,其中多个不同路径中的每一个均对应于一个待分接的不同的波长通道;
一个第一回复反射器装置,用于经所述薄膜滤光片和所述倾动镜将所述的透射光束以适当的横向位置偏移反射回所述分/插端口;以及
一个第二回复反射器装置,用于经所述薄膜滤光片和所述倾动镜将所述的反射光束反射回所述输入/输出端口。
2.根据权利要求1所述的TOADM,其中所述分/插端口还用于输入一个包含至少一个光通道的插光束,所述插光束通过所述倾动镜而被转向所述薄膜滤光片,所述薄膜滤光片再将其转向所述第一回复反射器,用于经所述薄膜滤光片和所述倾动镜将所述插光束转至所述输入/输出端口,以将其组合进所述输出光束中。
3.根据权利要求1所述的TOADM,其中所述的倾动镜包含一个倾动微机电系统MEMS执行器。
4.根据权利要求1所述的TOADM,其中所述的第一回复反射器装置包括:一个平面内回复反射器,用于将所述的透射光束反射回所述输入/输出端口所在的同一平面内;和一个平面外回复反射器,用于将所述透射光束以一定的横向位置偏移反射回一个不同平面内,其中所述不同平面包括有分/插端口所在的平面;而所述的第一回复反射器装置和所述的倾动镜会将透射光束从所述的TFF转回,第二次经过TFF,并从所述分/插端口输出。
5.根据权利要求1所述的TOADM,其中所述的第二回复反射器装置包括:第一和第二固定镜片,用于将所述反射光束反射回所述输入/输出端口所在的同一平面内;其中所述第一固定镜片会将从所述倾动镜反射的光束反射至所述第二固定镜片,所述第二固定镜片再沿相同路径将所述反射光束反射回所述倾动镜、所述第一固定镜片、第二次经所述TFF,并从所述输入/输出端口输出
6.根据权利要求1所述的TOADM,其中所述的第一回复反射器装置包括:第一透镜,以及位于所述第一透镜焦平面上的第一镜面;其中所述倾动镜的转轴处于所述第一透镜的另一焦平面上;其中第一透镜的光轴与所述倾动镜的转轴相交;且其中所述输入光束的中心入射在所述倾动镜的转轴上。
7.根据权利要求6所述的TOADM,其中所述的第一透镜为对称透镜,用于将来自所述TFF的所述透射光束在所述分/插端口所在的同一平面内再次反射回所述TFF。
8.如权利要求1所述的TOADM,其中所述的第二回复反射器装置包括:第二透镜,以及位于所述第二透镜焦平面上的第二镜面;其中所述倾动镜的转轴处于所述第二透镜的另一焦平面上;且其中所述输入光束的中心入射在所述倾动镜的转轴上。
9.如权利要求8所述的TOADM,其中所述的第二透镜为由一个光轴定义的柱面透镜,用于将来自所述TFF的透射光束沿平行于所述第二透镜光轴、垂直于所述第二镜面的路径向回反射,由此所述第二镜面将所述反射光束直返回所述第二透镜,并再次经过与所述输入/输出端口处于同一平面内的所述TFF。
10.如权利要求1至9中任何一项所述的TOADM,还包含一个角度传感器,用于测量所述倾动镜的倾角;以及一个光通道监测器,用于监测分光束,以确保所述倾动镜的所述倾角设置正确。
11.如权利要求1中所述的TOADM,其中所述的薄膜滤光片为无瞬断薄膜滤光片,它包含滤光区和反射区;还包含一个光路切换装置,在所述倾动镜转动时用来将光束由所述滤光区切换至所述反射区,或进行相反的切换。
12.如权利要求11所述的TOADM,其中所述光路切换装置包含位于所述TFF一侧的第一转动式离散块,在所述倾动镜转动时用来将输入光束由所述滤光区折射至所述反射区。
13.如权利要求1中所述的TOADM,其中所述的薄膜滤光片为无瞬断薄膜滤光片,它包含滤光区和反射区,其相延迟和群延迟已进行匹配;还包含一个光路切换装置,在所述倾动镜转动时用来将光束由所述滤光区切换至所述反射区,或进行相反的切换。
14.如权利要求1所述的TOADM,还包含光耦合至所述输入/输出端口的第一循环器,它有一个用于输入所述输入光束的输入端口和一个用于输出所述反射光束的输出端口。
15.如权利要求2所述的TOADM,还包含光耦合至所述分/插端口的第二循环器,它有一个用于输入所述插光束的输入端口和一个用于输出所述透射光束的输出端口。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US74420506P | 2006-04-04 | 2006-04-04 | |
US60/744,205 | 2006-04-04 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101051868A CN101051868A (zh) | 2007-10-10 |
CN101051868B true CN101051868B (zh) | 2012-07-18 |
Family
ID=38783086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2007100911230A Active CN101051868B (zh) | 2006-04-04 | 2007-04-04 | 可调光分/插复用器 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7352928B2 (zh) |
CN (1) | CN101051868B (zh) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8032027B2 (en) | 2005-07-25 | 2011-10-04 | Massachusetts Institute Of Technology | Wide free-spectral-range, widely tunable and hitless-switchable optical channel add-drop filters |
WO2008008344A2 (en) * | 2006-07-11 | 2008-01-17 | Massachusetts Institute Of Technology | Microphotonic maskless lithography |
US8111994B2 (en) * | 2006-08-16 | 2012-02-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Balanced bypass circulators and folded universally-balanced interferometers |
WO2008082664A2 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Fabrication-tolerant waveguides and resonators |
WO2008118465A2 (en) | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Hitless tuning and switching of optical resonator amplitude and phase responses |
US7903909B2 (en) | 2007-10-22 | 2011-03-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Low-loss bloch wave guiding in open structures and highly compact efficient waveguide-crossing arrays |
CN101470234B (zh) * | 2007-12-27 | 2010-09-08 | 孙德贵 | 一种波长信道选择器 |
JP5200696B2 (ja) * | 2008-06-30 | 2013-06-05 | 富士通株式会社 | 光減衰器 |
WO2010065710A1 (en) | 2008-12-03 | 2010-06-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Resonant optical modulators |
US8452180B2 (en) * | 2009-05-05 | 2013-05-28 | Peiliang GAO | Optical multiplexer |
WO2010138849A1 (en) * | 2009-05-29 | 2010-12-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Cavity dynamics compensation in resonant optical modulators |
DE202010006536U1 (de) * | 2010-05-07 | 2010-08-19 | Bürkert Werke GmbH | Opto-mechanische Weiche |
CN111487723A (zh) | 2014-03-07 | 2020-08-04 | 艾易珀尼斯公司 | 可调波长光学组件的方法和系统以及子系统 |
CN103941357A (zh) * | 2014-04-25 | 2014-07-23 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 一种光模块 |
CN107888283A (zh) * | 2016-09-29 | 2018-04-06 | 联盟光纤制品公司 | 高隔离度和高回波损耗两端口光回射器 |
CN109581650A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-04-05 | 华中科技大学 | 一种连续可调的多模光纤衰减器 |
US20220286221A1 (en) * | 2019-09-06 | 2022-09-08 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Optical Node and Optical Transceiver for Auto Tuning of Operational Wavelength |
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系统 |
CN114252960A (zh) * | 2020-09-25 | 2022-03-29 | 华为技术有限公司 | 可调光分插复用器 |
CN112596196B (zh) * | 2020-12-16 | 2023-07-21 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 大口径连续可调空心角锥反射镜装置和调整方法 |
CN115712171A (zh) * | 2021-08-23 | 2023-02-24 | 华为技术有限公司 | 光分插复用器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1004909A2 (en) * | 1998-11-28 | 2000-05-31 | Marconi Communications Limited | Photonics system |
CN2591652Y (zh) * | 2002-12-05 | 2003-12-10 | 武汉光迅科技有限责任公司 | 带光功率探测的光波分复用/解复用器 |
US6728041B2 (en) * | 2002-04-01 | 2004-04-27 | Delta Electronics, Inc. | Optical device |
US6847757B2 (en) * | 2001-12-31 | 2005-01-25 | Delta Electronics, Inc. | Reconfigurable optical add/drop multiplexer |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4278351A (en) * | 1979-05-09 | 1981-07-14 | Nasa | Interferometer |
FR2689345B1 (fr) * | 1992-03-26 | 1995-05-12 | Cit Alcatel | Filtre optique comprenant un interféromètre Fabry-Perot accordable par rotation. |
US5930039A (en) * | 1997-12-08 | 1999-07-27 | U.S.A Kaifa Technology, Inc. | Optical circulator |
US6501877B1 (en) * | 1999-11-16 | 2002-12-31 | Network Photonics, Inc. | Wavelength router |
US6498872B2 (en) * | 2000-02-17 | 2002-12-24 | Jds Uniphase Inc. | Optical configuration for a dynamic gain equalizer and a configurable add/drop multiplexer |
US6392807B1 (en) * | 2000-12-22 | 2002-05-21 | Avanex Corporation | Tunable chromatic dispersion compensator utilizing a virtually imaged phased array and folded light paths |
US6714743B2 (en) * | 2001-03-02 | 2004-03-30 | Optoplex Corporation | Wide range tunable filter |
US20030095307A1 (en) * | 2001-09-25 | 2003-05-22 | Cidra Corporation | Reconfigurable optical add/drop multiplexer having an array of micro-mirrors |
WO2002086596A1 (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Cormack Robert H | Polarization insensitive tunable optical filters |
US6707959B2 (en) * | 2001-07-12 | 2004-03-16 | Jds Uniphase Inc. | Wavelength switch |
DE60308675T2 (de) * | 2002-05-20 | 2007-08-16 | Metconnex Canada Inc., Ottawa | Wellenlängenselektiver schalter |
US7062122B2 (en) * | 2002-11-05 | 2006-06-13 | Jds Uniphase Corporation | Tunable optical add/drop device |
US7443511B2 (en) * | 2003-11-25 | 2008-10-28 | Asml Netherlands B.V. | Integrated plane mirror and differential plane mirror interferometer system |
-
2007
- 2007-03-30 US US11/693,962 patent/US7352928B2/en active Active
- 2007-04-04 CN CN2007100911230A patent/CN101051868B/zh active Active
-
2008
- 2008-01-11 US US12/013,114 patent/US7433557B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1004909A2 (en) * | 1998-11-28 | 2000-05-31 | Marconi Communications Limited | Photonics system |
US6847757B2 (en) * | 2001-12-31 | 2005-01-25 | Delta Electronics, Inc. | Reconfigurable optical add/drop multiplexer |
US6728041B2 (en) * | 2002-04-01 | 2004-04-27 | Delta Electronics, Inc. | Optical device |
CN2591652Y (zh) * | 2002-12-05 | 2003-12-10 | 武汉光迅科技有限责任公司 | 带光功率探测的光波分复用/解复用器 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
杨晓松等.回复反射器色度特性测试研究.《汽车科技》.2000,(第154期),第36-39页. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20080106814A1 (en) | 2008-05-08 |
US20070230867A1 (en) | 2007-10-04 |
CN101051868A (zh) | 2007-10-10 |
US7433557B2 (en) | 2008-10-07 |
US7352928B2 (en) | 2008-04-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101051868B (zh) | 可调光分/插复用器 | |
US6441959B1 (en) | Method and system for testing a tunable chromatic dispersion, dispersion slope, and polarization mode dispersion compensator utilizing a virtually imaged phased array | |
US6215923B1 (en) | Optical interleaver | |
US6636651B2 (en) | Four-port bidirectional optical circulator | |
US6859573B2 (en) | Double pass arrangement for a liquid crystal device | |
EP1105770B1 (en) | Compact polarization insensitive circulators with simplified structure and low polarization mode dispersion | |
US6415067B1 (en) | N x M optical switch | |
CN104656286A (zh) | 微型同波长单芯双向光收发模块 | |
US20010028759A1 (en) | Method and apparatus for chromatic dispersion compensation and dispersion slope compensation in wavelength division multiplexed systems utilizing a channel separator and virtually imaged phased arrays | |
US6587266B2 (en) | Bi-directional isolator | |
US6556320B1 (en) | Tunable chromatic dispersion, dispersion slope, and polarization mode dispersion compensator utilizing a virtually imaged phased array | |
KR20010089361A (ko) | 다중 포트 광섬유 순환기 | |
US6941072B2 (en) | Compact optical multiplexer/demultiplexer | |
US6044187A (en) | Multi-port fiber optical device | |
US6860644B2 (en) | Dual fiber collimator assembly pointing control | |
US7157687B1 (en) | Optical devices with folded optical path designs | |
US6781757B2 (en) | Polarization insensitive tunable optical filters | |
US7280720B2 (en) | Apparatus, system and method for a tunable optical filter and channel dropping de-multiplexer | |
US6744991B1 (en) | Tunable chromatic dispersion and polarization mode dispersion compensator utilizing a virtually imaged phased array | |
US6823102B2 (en) | Highly stable opto-mechanic switches | |
US6885821B2 (en) | Full-duplex optical add/drop communications system utilizing central light sources | |
US7046874B2 (en) | Integrated optical-power adjustable WDM | |
US6404549B1 (en) | Optical circulator | |
CN210572867U (zh) | 一种光波分复用器 | |
CN110441864A (zh) | 一种光波分复用器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20151029 Address after: American California Patentee after: JDS UNIPHASE CORPORATION Address before: No. 430 California Milpitas Boulevard Mccarthy Patentee before: Flex Products Inc. A. JDS Unipha |