CN102356340B - 光学交错器及解交错器 - Google Patents

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Abstract

一种设备包括一个或一个以上光学解交错器。每一光学解交错器包括：光学组件，其具有第一对光学输入与输出端口及第二对光学输入与输出端口；及1x2光学耦合器。所述光学组件的每一光学输出端口以光学方式连接到所述1x2光学耦合器的对应光学端口。所述光学组件经构造以操作为用于所述第一对的所述光学端口之间的光传播的第一光学滤波器且经构造以操作为用于所述第二对的所述光学端口之间的光传播的第二光学滤波器。所述第一及第二光学滤波器具有实质规则地间隔且交错的通带。

Description

光学交错器及解交错器
技术领域
本发明涉及具有光学交错器及解交错器的设备以及用以操作此些光学组件的方法。
背景技术
此部分介绍可有助于促进对本发明的更好理解的方面。因此，应就此阅读此部分的陈述且不应将其理解为承认什么是现有技术或什么不是现有技术。
在波分多路复用(WDM)光学通信系统中，可通过在选定光学传输频带中填塞更多独立波长通道来增加数据速率。此种较紧密填塞产生较窄的波长通道。所述较窄的波长通道可与更光谱高效的调制格式一同使用，例如相移键控格式及/或极化多路复用格式。对WDM系统中的此些较窄波长频带的处理通常需要具有较窄带通的光学滤波器。
发明内容
各种实施例提供可用作光学交错器及解交错器的设备。在一些此类实施例中，所述设备提供比具有大约高斯通带的常规光学装置更为矩形的通带。光学交错器及解交错器的一些此类实施例可产生群组延迟，其中波长依赖性比许多常规光学交错器及解交错器平坦。
一个实施例特征在于包括一个或一个以上光学解交错器的第一设备。每一光学解交错器包括：光学组件，其具有第一对光学输入与输出端口及第二对光学输入与输出端口；及1x2光学耦合器。所述光学组件的每一光学输出端口以光学方式连接到所述1x2光学耦合器的对应光学端口。所述光学组件经构造以操作为用于所述第一对的光学端口之间的光传播的第一光学滤波器且经构造以操作为用于所述第二对的光学端口之间的光传播的第二光学滤波器。所述第一及第二光学滤波器具有实质规则地间隔且交错的通带。
在第一设备的一些实施例中，所述1x2光学耦合器能够操作为光学强度分裂器。
在第一设备的一些实施例中，所述光学组件包括第一AWG光学MUX，所述第一AWG光学MUX能够将光从其两个光学端口传输到端耦合到所述第一AWG光学MUX的光学星形耦合器的光学波导的端阵列。在一些此类实施例中，所述光学组件可包括第二AWG光学MUX，所述第二AWG光学MUX能够将光从所述阵列的光学波导的其它端传输到所述第二AWG光学MUX的两个光学端口。所述第一AWG光学MUX可包括另一光学星形耦合器及连接所述两个光学星形耦合器的AWG，且所述端阵列可相对于光学波导的端对向最大弧度角度，所述最大弧度角度小于或等于约1.55微米除以AWG的光学波导的端的平均中心到中心间距(以微米为单位)的两倍且除以AWG的波导的有效折射指数。
在一些实施例中，第一设备包括光学交叉连接或包括一个或一个以上光学解交错器的光学分插多路复用器。所述一个或一个以上光学解交错器包括两个光学解交错器。在一些此类实施例中，所述设备包括多跨距光学光纤传输线，其中所述线包括所述光学交叉连接或光学分插多路复用器。
另一实施例特征在于第二设备，其包括：第一AWG信号MUX，其包括耦合到两个光学端口的光学端口阵列；及第二AWG光学MUX，其包括耦合到两个光学端口的光学端口阵列。所述第一及第二AWG光学MUX的阵列的光学端口以一对一方式连接。所述第二设备还包括2x1光学耦合器，所述2x1光学耦合器具有连接到所述第一AWG光学MUX的两个光学端口中的一者的第一光学端口且具有连接到所述第一AWG光学MUX的两个光学端口中的另一者的第二光学端口。
在所述第二设备的一些实施例中，所述第一与第二AWG光学MUX经连接以使得所述第二AWG光学MUX的两个光学端口中的第一者与所述第一AWG光学MUX的两个光学端口中的第一者之间的光传播的通带在所述第二AWG光学MUX的两个光学端口中的第二者与所述第一AWG光学MUX的两个光学端口中的第二者之间的光传播的通带之间交错。
在一些实施例中，第二设备包括光学交叉连接或光学分插多路复用器，所述光学交叉连接或光学分插多路复用器包括第一及第二AWG光学MUX以及2x1光学耦合器。第二设备可包括多跨距光学光纤传输线，其中所述多跨距光学传输光纤线包括光学交叉连接或光学分插多路复用器。
另一实施例特征在于第一方法，其包括：将第一光信号传输到第一光学滤波器的光学输入；将第二光信号传输到第二光学滤波器的光学输入；及组合由所述第一及第二滤波器响应于所述第一及第二光信号到其的传输而输出的光信号。所述第一光学滤波器实质阻挡连续索引邻近光谱窗的序列的偶数索引光谱窗中的光且传输所述序列的奇数索引窗中的光。所述第二光学滤波器实质阻挡所述序列的奇数索引光谱窗中的光且传输所述序列的偶数索引窗中的光。
在所述第一方法的一些实施例中，所述第一光信号在所述序列的奇数索引光谱窗中的一些中具有非零强度，且所述第二光信号在偶数索引光谱窗中的与所述奇数索引光谱窗中的一些交错的偶数索引光谱窗中具有非零强度。
在所述第一方法的一些实施例中，所述光谱窗具有实质相等的宽度。
在所述第一方法的一些实施例中，所述第一及第二传输步骤包括经由同一对串行级联的AWG光学MUX传输所述光信号。
另一实施例特征在于第二方法，其包括用光学强度分裂器将所接收光束强度分裂成第一及第二光束。所述第二方法还包括对所述第一光束进行滤波以从其移除序列的一组偶数索引光谱窗中的光且使所述序列的奇数索引光谱窗中的一些中的光通过。所述第二方法包括对所述第二光束进行滤波以从其移除所述序列的奇数索引光谱窗中的光且使所述序列的偶数索引光谱窗中的一些中的光通过。所述偶数索引及奇数索引光谱窗形成连续索引邻近光谱窗的序列。所述偶数索引光谱窗中的一些与所述奇数索引光谱窗中的一些交错。
用光学强度分裂器将所接收光束强度分裂成第一及第二光束。所述第二方法还包括对所述第一光束进行滤波以从其移除一组偶数索引光谱窗中的光且使奇数索引光谱窗中的一组中的光通过及对所述第二光束进行滤波以从其移除奇数索引光谱窗中的光且使偶数索引光谱窗中的一些中的光通过。偶数索引及奇数索引光谱窗形成连续索引光谱窗的序列，且偶数索引光谱窗中的一些与奇数索引光谱窗中的一些交错。
在所述第一方法的一些实施例中，光谱窗口中的不同者具有约相同的频率宽度或具有约相同的波长宽度。
在所述第一方法的一些实施例，所述滤波步骤包括将所述第一及第二光束传输到同一对串行级联的AWG光学MUX。
附图说明
图1是示意性地图解说明光学交错器及解交错器的框图；
图2(部分a及部分b)以定性方式图解说明图1的光学交错器及解交错器的一个实例的相应第一及第二有效光学滤波器的光强度响应；
图3(部分a及部分b)以定性方式图解说明图1的光学交错器及解交错器的另一实例的相应第一及第二有效光学滤波器的光强度响应；
图4是图解说明图1的光学交错器及解交错器的阵列波导光栅(AWG)实例的框图；
图5A及图5B是图解说明图4中所图解说明的光学组件的AWG多路复用器(MUX)的实例的框图；
图5C是图解说明图4及图5A到图5B的光学组件中光学星形耦合器的端耦合表面及连接到其的AWG及AWG光学透镜的光学波导的端部分的结构的俯视图；
图6以定性方式图解说明在图5a及/或5b中的AWG光学透镜的光学波导的端阵列处来自AWG光栅的光的可能强度分布；
图7是图解说明(例如)用图1、图4及图5A到图5B的设备执行光学交错的方法的流程图；
图8是图解说明(例如)用图1、图4及图5A到图5B的设备执行光学解交错的方法的流程图；
图9是包括两个光学交错器(例如，包括图1、图4及图5A到图5B中所图解说明的一个或一个以上光学交错器)的光学分插多路复用器(OADM)的实施例的框图；
图10是包括四个光学交错器(例如，包括图1、图4及图5A到图5B中所图解说明的一个、两个或两个以上光学交错器)的光学交叉连接(OXC)的实施例的框图；
图11是包括传输器、OADM及/或具有如图1、图4及/或图5A到图5B中所图解说明的光学交错器的OXC(例如，如图9及/或图10中所图解说明)的多跨距光纤光学通信系统的框图。
在各图中，可能放大一些特征的相对尺寸以更清楚地图解说明其中的设备。
在各图中，类似参考编号及符号指示具有类似形式及/或功能的元件及特征。
在本文中，通过各图及具体实施方式来更全面地描述各种实施例。然而，本发明可以各种形式体现且不限于发明内容、各图及具体实施方式中所描述的具体实施例。
具体实施方式
图1示意性地图解说明用于执行光学交错或解交错的光学设备10。设备10包括光学组件12及2x1或1x2光学耦合器14。光学组件12操作为具有光学端口16、20的第一光学滤波器及具有光学端口18、22的第二光学滤波器(例如，无源光学元件)。在光学组件12中，第一与第二光学滤波器可共享一些相同物理结构，例如，平面集成式光学结构。光学滤波器中的每一者的一个光学端口20、22经由光学波导(OW)连接到2x1或1x2光学耦合器14的成对光学端口中的对应一者。2x1或1x2光学耦合器可为光学强度分裂器，其能够将在不成对的光学端口24上接收的光强度的部分(例如，约50％)传输到其成对的光学端口中的每一者，其成对的光学端口连接到光学组件12的光学端口20、22。
在一些实施例中，可将图1的设备10制作为平面集成式光学装置。
在光学组件12中，第一及第二光学滤波器具有在频率上为周期性的或约为周期性的光学通带。此外，第一与第二光学滤波器的通带在频率上交错。
第一及第二光学滤波器的实施例的实例性光学响应在图2中分别通过部分a及部分b以定性方式图解说明，且在图3中分别通过部分a及部分b来图解说明。
在每一光学滤波器中，带通区BP可具有约相同的频率或波长宽度且可在频率或波长上约规则地间隔，例如相等宽度及周期性地间隔。
在每一光学滤波器中，带通区BP可具有完全或部分频率工作循环。在其中光学滤波器具有完全工作循环的实施例中，两个光学滤波器的光谱响应的和可实质覆盖包括每一光学滤波器的多个带通区BP的毗连频率间隔，例如，如图2中所图解说明，在其中光学滤波器中的一者或两者具有部分工作循环的实施例中，两个光学滤波器的光谱响应的和可包括两个光学滤波器的相邻光谱带通区之间的实质间隙，例如，如图3中所图解说明。此外，第一光学滤波器与第二光学滤波器的光谱响应中的带通区BP的工作循环百分比可相同或可不同。
第一光学滤波器实质仅传输在其中第二光学滤波器不显著传输光的光谱区中的光，使得第一及第二光学滤波器的带通区BP在频率上交错。也就是说，第一及第二光学滤波器传输序列的相应奇数索引光谱窗及所述序列的偶数索引光谱窗中的光，其中所述序列为邻近光谱窗的连续整数索引序列。
2x1或1x2光学耦合器14以光学方式组合从光学端口20、22接收的光以在光学端口24处从其产生单个光束，例如，光学组合器14无源地且同时地组合所述所接收光。如果输入到光学端口16及18中的光学信号流包括与相应第一及第二光学滤波器的光学通带对准的波长通道，那么组合频率在从光学端口24输出的光束中交错输入到光学端口16及18的光学信号流。
同样，设备10以光学方式解交错输入到2x1或1x2光学耦合器14的光学端口24的光。特定来说，设备10将第一光学滤波器的通带内的输入光传输到光学端口16且将第二光学滤波器的通带内的输入光传输到光学端口18。因此，如果光学滤波器的通带是如上文所描述连续通带间索引的，那么设备10将奇数索引通带中的输入光传输到光学端口16且将偶数索引通带中的输入光传输到光学端口18。
根据以上说明，所属领域的技术人员将清楚，设备10可操作为光学解交错器或光学交错器。在本文中，假设光学解交错器也可用作光学交错器。因此，将互换使用光学交错器与光学解交错器的标识且其可指代同一组件。
图4图解说明图1中所图解说明的设备10的一个实例性实施例10A。设备10A包括2x1或1x2光学强度耦合器12及光学组件12A。光学组件12A包括用作具有光学端口16、20的第一光学滤波器及具有光学端口18、22的第二光学滤波器的结构。光学组件12A包括第一及第二AWG光学多路复用器(MUX)26、28及AWG光学“透镜”30。此处，表达“透镜”是指用具有相等或约相等光学路径长度的光学波导阵列来将光学场分布从一个位置输送到另一位置的光学组件。
图5A及图5B图解说明AWG光学透镜30及AWG光学MUX26、28的端部分。每一AWG光学MUX26、28包括第一及第二光学星形耦合器(OSC)以及具有M个光学波导的AWG。AWG的M个光学波导将一个OSC的输入表面连接到同一AWG光学MUX26、28中的其它光学星形耦合器OSC的输出表面。每一AWG光学MUX26、28在其一侧上的一对外部光学端口(16、18)或(20、22)与其另一侧上的N个光学端口的阵列之间路由光。
AWG光学透镜30具有N个(例如)具有相等或约相等光学长度的光学波导O1，...，ON。每一光学波导将第一AWG光学MUX26的N个外部光学端口的阵列的对应光学端口连接到第二AWG光学MUX28的N个外部光学端口组中的对应端口。
在每一AWG光学MUX26、28中，所述对光学端口16、18或20、22在第一OSC的圆柱形表面的一部分上且经由第一OSC以光学方式耦合到AWG的光学波导OW1，...，OWM的第一端。N个光学端口O1，....，ON或O′1，...，O′N的阵列位于第二OSC的圆柱形表面上且经由第二OSC以光学方式耦合到AWG的光学波导OW1，...，OWM的第二端。
在每一AWG光学MUX26、28中，AWG的横向邻近的光学波导OW1，...，OWM在长度或光学路径长度上相差约ΔL，且AWG的光学波导OW1，...，OWM的光学路径长度从AWG的一个横向侧向其另一横向侧线性增加。AWG的横向邻近的光学波导OW1，...，OWM之间的恒定长度或光学路径长度增加ΔL致使AWG光学MUX26、28具有频率周期性性质，其中频率周期性或自由光谱范围(FSR)满足：
FSR＝Veff/ΔL。
此处，Veff为AWG的光学波导OW1，...，OWM中的光的有效传播速度。
AWG光学MUX26、28的FSR界定光学交错器与解交错器10A中的第一及第二光学滤波器的大约频率周期性。特定来说，FSR也分别是对应于光学端口对(16、20)及(18、22)的第一及第二光学滤波器的光学响应的频率周期性及交错周期。此外，在其中第一及第二光学滤波器具有完全工作循环的实施例中，那些工作循环将通常为FSR/2。因此，AWG的ΔL的值确定图4的设备10A中的频率带通宽度的上限值及频率交错周期的值。
在每一AWG光学MUX26、28中，外部光学端口(即，对(16、18)或对(20、22))位于第一OSC的圆柱形表面上，且AWG光学透镜30的光学波导O1，...，ON的端位于第二OSC的圆柱形表面上。第一OSC将外部光学端口16、18、20、22以光学方式耦合到AWG光学MUX26、28中的AWG的光学波导OW1，...，OWM的第一端的阵列。第二OSC将AWG光学透镜30的光学波导O1，...，ON的端阵列以光学方式耦合到AWG光学MUX26、28中的AWG的光学波导OW1，...，OWM的第二端的阵列。
在第一OCS中，每一对外部光学端口(16、18)及(20、22)相对于在同一OSC的面向表面上的AWG的光学波导OW1，...，OWM的端对向角度α。对于小的值，角度α应通常约等于或小于λ/[2a]弧度或者约等于或小于λ/[2a·n]弧度。此处，“λ”是被交错或解交错的光的中心波长，“a”等于或约等于AWG的光学波导OW1，...，OWM之间的中心到中心间距(在其与光学星形耦合器OSC的圆形表面的相交点处)，且n为光学波导OW1，...，OWM的有效折射指数。
在第二OSC中，AWG光学透镜30的光学波导O1，...，ON的端阵列在AWG的光学波导OW1，...，OWM的端处对向角度α′，其应通常约等于或小于λ/[2a]或者约等于或小于λ/[2a·n]。对于小的角度，bN≤Lλ/[2a]或bN≤Lλ/[2a·n]，其中“b”为第二OSC的表面处AWG光学透镜30的光学波导O1，...，ON的端的中心到中心间距，且N为所述光学波导O1，...，ON的数目。对向角度α′的值应适合于确保AWG光学透镜30捕获由来自AWG的光学波导OW1，...，OWM的光在设备10A用作光学解交错器及交错器的波长频带下(例如，在约1.55微米的光学波长下，在光学电信C频带上及/或在光学电信F频带上)产生的初级衍射峰值的角宽度的约1/2或更小。
图6以定性方式图解说明当从外部光学端口16、18、20或22中的一者照射光栅臂时在AWG光学透镜30的光学波导O1，...，ON的端阵列处可由来自AWG的光形成的衍射图案中的光强度。所述衍射图案具有初级衍射峰值PDP、次级衍射峰值SDP及初级衍射峰值PDP与每一次级衍射峰值SDP之间的光强度最小值LIM。AWG光学透镜30的光学波导O1，...，ON的端沿弧-长度AL的第二OSC的圆柱形表面定位，其中AL小于或等于所述圆柱形表面上的LIM之间的弧-距离的约一半。由于LIM之间的距离对应于波长FSR，因此在适当单元中AL≤FSR/2。对于此种配置，来自AWG的光的主衍射级的频率或波长扩展的仅约一半或更小由AWG光学透镜30捕获。由于所述原因，AWG光学透镜30将接收其频率或波长宽度为AWG的适当自由光谱范围FSR的约一半或更小的通带中的光。也就是说，所对向角度α′确定光学组件12A中的第一及第二光学滤波器的通带区PB的宽度，且α′经选择以提供所述光学滤波器的通带区的交错。
在AWG光学MUX26、28的一些实施例中，可如图5C中所图解说明图案化OSC的似圆柱形耦合表面以及AWG及AWG光学透镜30的光学波导(OW)的端。所述图案化包括在靠近所述OSC的所述圆柱形耦合表面的区域中于邻近光学波导OW的端部分之间形成交叉连接环形特征(AF)阵列。每一AF可经构造而具有随距邻近OSC的距离而线性减小的厚度。所述阵列可具有5到20个此类环形特征AF且此类环形特征AF的厚度可在此种阵列上变化为2到5倍。此类交叉连接环形特征AF阵列可以绝热方式增加光学波导OW的端之间的互耦合，且因此减小光学组件12A中的光学滤波器的光学插入损失。
用于产生AWG及AWG结构的光学波导的端部分之间的此种互耦合的结构及方法描述于(例如)美国专利5,745,618中，其整体内容以引用方式并入本文中。此美国专利的结构及方法可用于图案化OSC的圆柱形耦合表面及图4、图5A及图5B中所图解说明的设备10A中的AWG及AWG光学透镜30的光学波导。
参照图4及图5A到图5B，可(例如)用经掺杂及未经掺杂二氧化硅玻璃将2x1光学强度耦合器12及光学组件12A制作为平面集成式光学器件。在一个此种实施例中，光学波导及OSC的光学核心层具有约6微米的厚度，光学波导具有约5.8微米的宽度，且光学核心对包层指数对比为约0.8％。在一些此类实施例中，AWG的光学波导OW1，...，OWM的端具有约10微米的中心到中心间隔，即参数“a”，AWG光学透镜30的光学波导O1，...，ON的端具有约11微米的中心到中心间隔，即参数“b”，AWG具有约14个光学波导OW1，...，OWM，即M＝14，AWG光学透镜30具有约7个光学波导O1，...，ON，即N＝7，第一OSC具有约790微米的长度及圆柱形耦合表面半径，且第二OSC具有约1530微米的长度及端圆柱形耦合表面半径。为避免光学滤波器响应中的过度波纹，优选的是，AWG的光学波导OW1，...，OWM的端在AWG光学透镜30的光学波导O1，...，ON的端处对向小于约λ/b弧度或小于约λ/[b·n]弧度的角度。
图7图解说明(例如)使用图1、图4及图5A到图5B的设备10、10A的光学交错的方法40。
方法40包括将第一光信号传输到第一光学滤波器的光学输入(例如，图1及图4中所图解说明的设备10、10A的光学端口16)(步骤42)。第一光信号在序列的至少一些奇数索引光谱窗中具有非零强度，且可以或可不在所述序列的偶数索引光谱窗中具有实质上零强度。第一光学滤波器实质传输在所述组奇数索引光谱窗中接收的光且实质阻挡一组偶数索引光谱窗中的光。在各种实施例中，所述序列的光谱窗可以或可不具有约相同的宽度。
此处，所述序列的光谱窗由连续整数序列连续索引，其中索引整数随光谱窗的中心波长单调增长。光谱窗中的邻近者也不实质重叠，使得偶数索引光谱窗在奇数索引光谱窗之间交错。
方法40包括将第二光信号传输到第二光学滤波器的光学输入(例如，图1及图4中所图解说明的设备10、10A的光学端口18)(步骤44)。所述第二光学滤波器实质传输在所述序列的偶数索引光谱窗中接收的光且实质阻挡所述序列的奇数索引光谱窗中的光。第二光信号在至少一些偶数索引光谱窗中具有非零强度，且可以或可不在奇数索引光谱窗中具有实质零强度。
方法40包括强度组合由第一及第二光学滤波器响应于在步骤42及44处第一及第二光信号到其的传输而输出的光信号(步骤46)。可(例如)由图1及图4中所图解说明的设备10、10A的2x1或1x2光学耦合器14执行组合步骤46。由于第一光学滤波器仅实质在与第二光学滤波器以其输出光的光谱窗交错的光谱窗中输出光，因此组合步骤46产生经组合光束，其中第一光信号的频率部分与第二光学信号的频率部分以光学方式交错。
图8图解说明(例如)用图1及图4的设备10、10A执行光学解交错的方法50。
方法50包括用光学强度分裂器将所接收光束以光学方式强度分裂成第一及第二光束(步骤52)。举例来说，以光学方式的强度分裂步骤52可涉及在图1及图4中所图解说明的2x1光学耦合器14的光学端口24处接收待分裂的光束。
方法50包括对来自光学强度分裂步骤52的第一光束进行滤波以移除光谱窗序列的偶数索引光谱窗中的光且实质传输所述序列的奇数索引光谱窗的光(步骤54)。滤波步骤54包括使第一光束通过实质移除或阻挡偶数索引光谱窗中的光且实质传输奇数索引光谱窗中的光的光学滤波器。举例来说，此光学滤波器可为具有如图1及图4中所图解说明的光学端口16、20的第一光学滤波器。
如上文，光谱窗由连续整数序列连续索引，且索引整数随光谱窗的中心波长单调增长。光谱窗中的邻近者也不实质重叠，使得偶数索引光谱窗在序列的奇数索引光谱窗之间交错。
方法50包括对来自光学强度分裂步骤52的第二光束进行滤波以移除序列的奇数索引光谱窗中的光且实质传输所述序列的偶数索引光谱窗中的光(步骤56)。滤波步骤56包括使第二光束通过实质阻挡或移除奇数索引光谱窗中的光且实质传输序列的偶数索引光谱窗中的光的另一光学滤波器。举例来说，此另一光学滤波器可为具有如图1及图4中所图解说明的光学端口18、22的第二光学滤波器。
在方法50中，滤波步骤54产生经频率解交错光束中的一者，且滤波步骤56产生经频率解交错光束中的另一者。
图9图解说明包括光学解交错器62及光学交错器64的光学分插多路复用器(OADM)60的实例，例如，所述组件中的任一者或两者可为图1及图4的设备10、10A。光学解交错器62以光学方式连接到将2N个邻近波长通道传输到OADM60的第一光学传输光纤66的终止端。光学解交错器62经由光学波导68将所接收的奇数索引光学波长通道下落到局域节点(LN)且经由另一光学波导70将所接收的偶数索引光学波长通道传输到光学交错器64。光学交错器64连接到从OADM60接收2N个邻近波长通道的第二光学传输光纤72的初始端。光学交错器64经由光学波导74接收来自局域节点LN的奇数索引波长通道中的光且将所接收的偶数索引及奇数索引光学波长通道中的光传输到第二光学传输光纤72。因此，OADM60将来自输入光学传输光纤66的奇数索引波长通道下落到局域节点LN且将来自局域节点LN的奇数索引波长通道添加到第二光学传输光纤72，同时将来自第一光学传输光纤66的偶数索引波长通道传输到第二光学传输光纤72。
图10展示上部光学传输光纤82a、82b与下部光学传输光纤84a、84b之间的光学交叉连接(OXC)80的实例。OXC80包括光学解交错器86、86′及光学交错器88、88′，例如，一个、两个、三个或所有这些光学组件可为图1及图4中所图解说明的设备10、10A。
每一光学解交错器86、86′接收来自光学传输光纤(82a、82b)或(84a、84b)中的一者的初始部分82a、84a的连续光学波长通道序列中的光。每一光学解交错器86、86′将所接收的偶数索引光学波长通道中的光发送到对应光学交错器88、88′，使得所述光被传输到同一光学传输光纤(82a、82b)或(84a、84b)的第二部分82b、84b。每一光学解交错器86、86′将奇数索引光学波长通道中的光发送到非对应光学交错器88、88′，使得所述光被传输到交叉的光学传输光纤(84a、84b)或(82a、82b)的第二部分。所接收光的这些传送经由光学波导OW发生且可包括全光学信号处理，包括光学放大及/或光学色散补偿。
每一光学交错器88、88′经由光学波导OW中的两者从光学解交错器86、86′两者接收光。每一光学交错器88、88′将所接收光传输到以光学方式连接到其的光学传输光纤(84a、84b)或(82a、82b)的第二部分82b、84b。
由于上文所描述的原因，OXC经配置以在上部光学传输光纤(82a、82b)与下部光学传输光纤(84a、84b)之间的奇数索引光学波长通道上互换光。
图11图解说明包括一个或一个以上OADM及/或OXC(例如，图9中所图解说明的OADM60及/或图10中所图解说明的OXC80)的光学通信系统90的实例。光学通信系统90包括光学数据传输器92、光学数据接收器94及光纤光学传输线96。
光学数据传输器92包括一个或一个以上光学传输器92A、92B。在具有一个或一个以上光学传输器92A、92B的实施例中，光学传输器92可包括光学组合器以组合来自光学传输器92A、92B的光学数据流(例如，不同波长通道上的数据流)。光学组合器可包括图1中所图解说明的设备10以将来自光学传输器92A的序列的偶数波长通道上的光与来自光学传输器92B的所述序列的奇数波长通道上的光交错。
光纤光学传输线96具有将光学数据传输器92以光学方式连接到光学数据接收器94的光学传输光纤的P个跨距SP1，...，SPi，...，SPk，...，SPp的序列。光学传输光纤的跨距SPi，...，SPP由可执行(例如)光学放大及/或光学色散补偿等的全光学处理模块OPM1，...，OPMi，...，OPMk，...，OPMp端耦合。全光学处理模块OPMi、OPMk中的一者或一者以上还用作OADM或OXC，从而支持波长通道下落到局域节点LN或下落到其它光学光纤传输线98及光学波长通道从其添加到光纤光学传输线96。此些全光学处理模块OPMi、OPMk可包括图9的OADM60及/或图10的OXC80。
本发明打算包括所属领域的技术人员根据所述说明、各图及权利要求书将显而易见的其它实施例。

Claims (10)

1.一种可用于光学交错或光学解交错的设备，其包含：
一个或一个以上光学解交错器，每一光学解交错器包含：
光学组件，其具有第一对光学输入与输出端口及第二对光学输入与输出端口；及
1x2光学耦合器，所述光学组件的每一光学输出端口以光学方式连接到所述1x2光学耦合器的对应光学端口；且
其中所述光学组件经构造以操作为用于所述第一对的所述光学端口之间的光传播的第一光学滤波器且经构造以操作为用于所述第二对的所述光学端口之间的光传播的第二光学滤波器，所述第一及第二光学滤波器具有实质规则地间隔且交错的通带。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述光学组件包括AWG光学MUX，所述AWG光学MUX能够将光从其两个光学端口传输到光学波导的端阵列，所述光学波导的端阵列端耦合到所述AWG光学MUX的光学星形耦合器。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述光学组件包括另一AWG光学MUX，所述另一AWG光学MUX能够将光从所述阵列的所述光学波导的其它端传输到所述另一AWG光学MUX的两个光学端口。
4.根据权利要求2所述的设备，其中所述AWG光学MUX包括另一光学星形耦合器及连接所述两个光学星形耦合器的AWG，所述光学波导的所述端阵列位于用以接收来自小于或等于对应于所述AWG的一个衍射级的频带的约一半的光的表面上。
5.根据权利要求1所述的设备，其进一步包含光学交叉连接或光学分插多路复用器，所述光学交叉连接或光学分插多路复用器包括所述一个或一个以上光学解交错器，所述一个或一个以上光学解交错器包括两个光学解交错器。
6.一种用于光学交错的方法，其包含：
将第一光信号传输到第一光学滤波器的光学输入；
将第二光信号传输到第二光学滤波器的光学输入；及
组合由所述第一及第二滤波器响应于所述第一及第二光信号到其的所述传输而输出的所述光信号；且
其中所述第一光学滤波器实质阻挡连续索引邻近光谱窗序列的偶数索引光谱窗中的光且传输所述序列的奇数索引窗中的光，且所述第二光学滤波器实质阻挡所述序列的所述奇数索引光谱窗中的光且传输所述序列的所述偶数索引窗中的光。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一光信号在所述序列的所述奇数索引光谱窗中的一些奇数索引光谱窗中具有非零强度，且所述第二光信号在所述偶数索引光谱窗中的与所述奇数索引光谱窗中的所述一些奇数索引光谱窗交错的偶数索引光谱窗中具有非零强度。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一及第二传输步骤包括经由同一对串行级联的AWG光学MUX传输所述光信号。
9.一种用于光学解交错的方法，其包含：
用光学强度分裂器将所接收光束强度分裂成第一及第二光束；
对所述第一光束进行滤波以从其移除序列的一组偶数索引光谱窗中的光，且使所述序列的奇数索引光谱窗中的一些奇数索引光谱窗中的光通过；及
对所述第二光束进行滤波以从其移除所述序列的所述奇数索引光谱窗中的光，且使所述序列的所述偶数索引光谱窗中的一些偶数索引光谱窗中的光通过；且
其中所述偶数索引及奇数索引光谱窗形成连续索引邻近光谱窗序列，且所述偶数索引光谱窗中的所述一些偶数索引光谱窗与所述奇数索引光谱窗中的所述一些奇数索引光谱窗交错。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述滤波步骤包括将所述第一及第二光束传输到同一对串行级联的AWG光学MUX。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX342664B (es) 2010-03-11 2016-10-07 Iogen Bio-Products Corp Celulasas de familia 5 modificada y usos de las mismas.
US8606119B2 (en) * 2010-08-27 2013-12-10 Finisar Corporation Optical channel monitor
JP5824912B2 (ja) * 2011-06-29 2015-12-02 富士通株式会社 光伝送装置および光インターリーブ制御方法
US11621784B1 (en) 2021-09-29 2023-04-04 X Development Llc Photonic integrated circuit with optical deinterleaver

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6049640A (en) * 1997-09-04 2000-04-11 Lucent Technologies Inc. Wavelength-division-multiplexing cross-connect using angular dispersive elements and phase shifters
CN1285048A (zh) * 1998-01-05 2001-02-21 康宁股份有限公司 添加/去除光学多路复用器

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5636300A (en) * 1994-12-12 1997-06-03 Corning Incorporated MxO multiplex demultiplex component
US5926298A (en) * 1996-08-30 1999-07-20 Lucent Technologies Inc. Optical multiplexer/demultiplexer having a broadcast port
US5745618A (en) 1997-02-04 1998-04-28 Lucent Technologies, Inc. Optical device having low insertion loss
KR100422372B1 (ko) 2001-04-04 2004-03-10 한국전자통신연구원 채널 확장된 파장분할 다중기/역다중기 및 이를 이용한 파장 채널 선택기
US20020048065A1 (en) 2000-10-19 2002-04-25 Lynx Photonic Networks Inc. AWG based OADM with improved crosstalk
TW496975B (en) 2001-03-02 2002-08-01 Ind Tech Res Inst Planar lightwave circuit interleaver
AU2002361806A1 (en) 2001-12-18 2003-06-30 Massachusetts Institute Of Technology Interleavers for awgs and interleaving method
US7355716B2 (en) 2002-01-24 2008-04-08 The General Hospital Corporation Apparatus and method for ranging and noise reduction of low coherence interferometry LCI and optical coherence tomography OCT signals by parallel detection of spectral bands
US6636661B1 (en) * 2002-02-26 2003-10-21 Wavesplitter Technologies, Inc. Optical signal interleaving comb filter with reduced chromatic dispersion and applications therefor
US6882778B2 (en) 2002-04-15 2005-04-19 Jds Uniphase Corporation Chromatic dispersion compensation in waveguide arrays
KR100454960B1 (ko) * 2002-05-16 2004-11-06 삼성전자주식회사 파장 교대 방식의 양방향 애드/드롭 다중화기
US20070206898A1 (en) 2006-01-03 2007-09-06 Nec Laboratories America Optical equalization filtering of dwdm channels

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6049640A (en) * 1997-09-04 2000-04-11 Lucent Technologies Inc. Wavelength-division-multiplexing cross-connect using angular dispersive elements and phase shifters
CN1285048A (zh) * 1998-01-05 2001-02-21 康宁股份有限公司 添加/去除光学多路复用器

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