JP2012530930A - LCD wavelength selection router - Google Patents
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Abstract
規定された単一偏光方向に入力ビームを変換する偏波ダイバーシティと、それに続く、画素化スイッチングデバイス上で個々の波長チャネルを広げる波長分散を使用する偏光依存性スイッチ。これは、その設定が印加電子信号によって制御されうる偏光回転要素であってよい。これは、偏光方向を無変化のままにしてもよく、または、これは、偏光方向が偏波ダイバーシティコンポーネントを出る入力ビームの偏光に本質的に直交するように偏光方向を回転させてもよい。ビームは、その後、複屈折ウェッジ要素に進み、複屈折ウェッジ要素は、2つの直交偏光を有する光を、異なる程度に屈折させ、したがって、ビームの各波長成分が通過した偏光回転要素に印加される制御信号に従ってビームを分離する。ビームは、その後、制御信号設定に従って異なるポートに誘導されてもよい。2×1スイッチ構成が示される。
【選択図】図8CA polarization-dependent switch that uses polarization diversity to transform the input beam into a defined single polarization direction, followed by chromatic dispersion that broadens the individual wavelength channels on the pixelated switching device. This may be a polarization rotation element whose setting can be controlled by an applied electronic signal. This may leave the polarization direction unchanged, or it may rotate the polarization direction so that the polarization direction is essentially orthogonal to the polarization of the input beam exiting the polarization diversity component. The beam then proceeds to a birefringent wedge element, which refracts light having two orthogonal polarizations to different degrees and is therefore applied to the polarization rotation element through which each wavelength component of the beam has passed. The beam is separated according to the control signal. The beam may then be directed to different ports according to control signal settings. A 2 × 1 switch configuration is shown.
[Selection] Figure 8C
Description
本発明は、その動作が波長依存性である、特に構成可能な光学アドドロップマルチプレクサ(add‐drop multiplexer)(ROADM)用途で使用するための高速光学スイッチに関する。 The present invention relates to high-speed optical switches for use in particularly configurable add-drop multiplexer (ROADM) applications whose operation is wavelength dependent.
デジタルまたはアナログ情報を搬送する光学キャリアとして光学波長を使用することが光通信分野で知られている。同様に、情報の1つのセットまたはチャネルを別のセットまたはチャネルから識別するために、異なる波長が使用されてもよい。複数の波長が、単一ファイバ上で結合されるかまたは多重化されるとき、これは波長分割多重(wavelength division multiplexing)(WDM)と呼ばれる。こうしたWDMは、システムの全体の帯域幅を増加させる。 The use of optical wavelengths as optical carriers that carry digital or analog information is known in the field of optical communications. Similarly, different wavelengths may be used to distinguish one set or channel of information from another set or channel. When multiple wavelengths are combined or multiplexed on a single fiber, this is referred to as wavelength division multiplexing (WDM). Such WDM increases the overall bandwidth of the system.
光学信号の波長に従って、1つのファイバに沿って通過する光学情報のパケットを、いくつかの他のファイバのうちの任意のファイバに切換える必要性が、こうしたシステムに存在する。こうしたスイッチは、光学ルータとして知られている。いくつかの波長依存性スイッチおよびルータが従来技術に存在する。全てが、それぞれその全体を参照により組込まれる同時係合中の米国特許出願第10/492,484号、第10/580,832号、第11/911,047号、および第12/066,249号において、種々の波長選択スイッチおよびルータが存在し、入力される光学信号は、2つの好ましくは垂直の平面に偏光分割され、偏光成分の一方は、偏光成分が共に1方向に配向するように回転され、それに続いて、空間波長分散が起こる。偏波ダイバーシティは、偏光ビームスプリッタまたは複屈折ウォークオフ結晶によって実施されてもよく、また、波長分散は、回折格子によって実施されてもよい。各画素が別個の波長チャネル上で動作するように、波長分散方向に沿って画素化された液晶偏光変調器などの偏光回転デバイスは、画素に印加される制御電圧に従って、各画素を通過する光信号の偏光を回転するように動作する。偏光変調信号は、その後、同様の分散および偏光結合コンポーネントによって、入力信号をそれぞれ分散させ分割するために使用されたコンポーネントに波長再結合され、偏光再結合される。出力偏光再結合器において、得られる出力信号が誘導される方向は、特定の波長チャネルの偏光が、偏光変調器画素によって回転したか否かによって決定される。 There is a need in such a system to switch packets of optical information passing along one fiber to any of several other fibers according to the wavelength of the optical signal. Such a switch is known as an optical router. Several wavelength dependent switches and routers exist in the prior art. Nos. 10 / 492,484, 10 / 580,832, 11 / 911,047, and 12 / 066,249, all of which are co-engaged, each incorporated by reference in its entirety. There are various wavelength selective switches and routers, and the incoming optical signal is polarization split into two preferably vertical planes, one of the polarization components so that both polarization components are oriented in one direction Followed by spatial chromatic dispersion. Polarization diversity may be implemented with a polarizing beam splitter or a birefringent walk-off crystal, and chromatic dispersion may be implemented with a diffraction grating. A polarization rotation device, such as a liquid crystal polarization modulator, pixelated along the chromatic dispersion direction so that each pixel operates on a separate wavelength channel, light that passes through each pixel according to a control voltage applied to the pixel. Operates to rotate the polarization of the signal. The polarization modulated signal is then wavelength recombined and polarization recombined by similar dispersion and polarization combining components to the components used to disperse and split the input signal, respectively. In the output polarization recombiner, the direction in which the resulting output signal is derived is determined by whether the polarization of a particular wavelength channel has been rotated by the polarization modulator pixel.
本節および本仕様書の他の節で述べられる出版物のそれぞれの開示は、それぞれその全体が参照により組込まれる。 The disclosures of each of the publications mentioned in this section and other sections of this specification are each incorporated by reference in their entirety.
本発明は、光通信および情報伝送システムにおけるチャネルルーティングまたは遮断用途のために使用されてもよいような、新しい光ファイバ波長選択スイッチ構造を提供しようとする。 The present invention seeks to provide a new fiber optic wavelength selective switch structure that may be used for channel routing or blocking applications in optical communication and information transmission systems.
デバイスは、2×1スイッチとして設計され、スイッチングのために液晶素子を使用する。マルチプレクサおよびデマルチプレクサの付加は、こうした基本的な2×1構造が、いくつかのポートから/へのアドおよびドロップ機能を有する、構成可能な光学アドドロップマルチプレクサ(reconfigurable optical add−drop multiplexer)(ROADM)のコアとして有利には使用されることを可能にする。スイッチは、最小限のコンポーネントを使用し、したがって、こうしたシステムにおける大規模使用のために経済的に構築されうる。スイッチ構造はまた、デバイスを通る伝達経路の任意の経路用の可変光学減衰器として、位相モードまたは偏光モードLC減衰器セルを組込みうる。本出願で述べるスイッチ構造は2×1構造に関するが、光学的相反原理(optical reciprocity principle)によれば、述べるスイッチは1×2スイッチとしても同様に動作しうることが理解される。 The device is designed as a 2 × 1 switch and uses liquid crystal elements for switching. The addition of multiplexers and demultiplexers adds a configurable optical add-drop multiplexer (ROADM) where these basic 2 × 1 structures have add and drop capabilities to / from several ports. ) To be used advantageously as a core. The switch uses minimal components and can therefore be economically constructed for large scale use in such systems. The switch structure may also incorporate a phase mode or polarization mode LC attenuator cell as a variable optical attenuator for any of the transmission paths through the device. Although the switch structure described in this application relates to a 2 × 1 structure, it is understood that according to the optical reciprocity principle, the described switch can operate as a 1 × 2 switch as well.
スイッチは、規定された単一偏光方向に入力ビームを変換する偏波ダイバーシティと、それに続く、画素化スイッチングデバイス上で個々の波長チャネルを広げる波長分散を使用する。これは、その設定が印加される電子信号によって制御されうる偏光回転要素であってよい。これは、偏光方向を無変化のままにしてもよく、または、これは、偏光方向が偏波ダイバーシティコンポーネントを出る入力ビームの偏光に本質的に直交するように偏光方向を回転させてもよい。ビームは、その後、複屈折ウェッジ要素に進み、複屈折ウェッジ要素は、2つの直交偏光を有する光を、異なる程度に屈折させ、したがって、ビームの各波長成分が通過した偏光回転要素に印加される制御信号に従ってビームを分離する。ビームは、その後、制御信号設定に従って異なるポートに誘導されてもよい。 The switch uses polarization diversity that transforms the input beam into a defined single polarization direction, followed by chromatic dispersion that broadens the individual wavelength channels on the pixelated switching device. This may be a polarization rotation element whose settings can be controlled by an electronic signal applied. This may leave the polarization direction unchanged, or it may rotate the polarization direction so that the polarization direction is essentially orthogonal to the polarization of the input beam exiting the polarization diversity component. The beam then proceeds to a birefringent wedge element, which refracts light having two orthogonal polarizations to different degrees and is therefore applied to the polarization rotation element through which each wavelength component of the beam has passed. The beam is separated according to the control signal. The beam may then be directed to different ports according to control signal settings.
ビームは、画素化位相変更(changing)要素を通して誘導されることができ、画素化位相変更要素は、画素の前後でビームのモード構造に影響を及ぼすことによってビームの各成分の透過を制御し、それにより、出力ファイバ内に容易に結合するビームの能力を制御する。 The beam can be guided through a pixelated phase changing element that controls the transmission of each component of the beam by affecting the mode structure of the beam before and after the pixel; Thereby, the ability of the beam to easily couple into the output fiber is controlled.
こうして、本開示で述べるデバイスの例示的な実施態様に従って、波長選択スイッチが提供され、波長選択スイッチは、
(i)第1の光学ポートと、
(ii)第1の光学ポートを通して入力される光に所定の偏光方向を与える偏光変換要素と、
(iii)偏光変換要素に光学的に連通状態にある波長分散要素であって、それにより、第1の光学ポートから受信される光の波長成分が分散平面内で分散する、波長分散要素と、
(iv)分散光を受信するために光学的に結合され、分散平面内で全体的に配向された画素を有し、画素に印加される制御信号に従って各ピクセルを通過する光の偏光を回転させるようになっている画素化偏光回転要素であって、それにより、分散光の波長成分の偏光が、波長成分が通過する画素に印加される制御信号に従って回転する、画素化偏光回転要素と、
(v)偏光回転要素からの光に光学的に連通状態にあり、偏光回転要素の画素を横切る光が、受信光の偏光に従って第1または第2の方向に反射されるように配設され方向付けられる反射複屈折要素とを備え、
要素は、反射複屈折要素からの光が偏光変換要素に再入するようにさらに方向付けられ、それにより、光が元の偏光に再構成される。
Thus, according to an exemplary embodiment of the device described in this disclosure, a wavelength selective switch is provided,
(I) a first optical port;
(Ii) a polarization conversion element that gives a predetermined polarization direction to light input through the first optical port;
(Iii) a wavelength dispersion element in optical communication with the polarization conversion element, whereby the wavelength component of the light received from the first optical port is dispersed in the dispersion plane;
(Iv) having pixels that are optically coupled to receive the dispersed light and that are generally oriented in the dispersion plane and that rotate the polarization of light passing through each pixel in accordance with a control signal applied to the pixels; A pixelated polarization rotation element configured to rotate the polarization of the wavelength component of the dispersed light according to a control signal applied to the pixel through which the wavelength component passes; and
(V) a light that is in optical communication with the light from the polarization rotation element and is arranged such that light that traverses the pixels of the polarization rotation element is reflected in the first or second direction according to the polarization of the received light. A reflective birefringent element attached,
The element is further directed so that light from the reflective birefringent element reenters the polarization converting element, thereby reconstructing the light back to its original polarization.
こうしたスイッチでは、光は、画素に印加される制御信号が光学ビームの偏光の変化を全く生成しないようなものであるとき、第1の方向に、また、光学ビームの偏光についての本質的に90°の回転を生成するようなものであるとき、第2の方向に反射されてもよい。この配置構成では、第1の方向は第2の光学ポートに通じてもよく、第2の方向は第3の光学ポートに通じてもよく、それにより、第1の光学ポートは、制御信号に従って第2および第3のポートのいずれかに光学的に接続される。 In such a switch, the light is essentially 90 in the first direction and about the polarization of the optical beam when the control signal applied to the pixel is such that it does not produce any change in the polarization of the optical beam. When it is such as to produce a rotation of °, it may be reflected in the second direction. In this arrangement, the first direction may lead to the second optical port and the second direction may lead to the third optical port so that the first optical port is in accordance with the control signal. Optically connected to either the second or third port.
他の実施態様は、上述したスイッチをさらに含んでもよく、スイッチにおいて、反射複屈折要素は、方向のうちの1つの方向に反射された光が、第1の光学ポートから光学経路に関して共線的に戻るように配向し、スイッチは、第1の光学ポートの方向から入射する光から、1つの方向に反射された光を分離するサーキュレータをさらに備える。こうした実施態様では、スイッチは、第2の方向の光学経路内に配設されたアイソレータをさらに備えるべきであり、アイソレータは、第2の方向に誘導される光が第2の方向に配設される光学ポートに入ることができないように配向される。 Other embodiments may further include a switch as described above, wherein the reflective birefringent element is such that light reflected in one of the directions is collinear with respect to the optical path from the first optical port. The switch further includes a circulator that separates light reflected in one direction from light incident from the direction of the first optical port. In such an embodiment, the switch should further comprise an isolator disposed in the optical path in the second direction, wherein the isolator is disposed in the second direction with light directed in the second direction. Oriented so that it cannot enter the optical port.
上述した実施態様の任意の実施態様では、画素化偏光要素は画素化液晶セルであってよく、その場合、制御信号は、液晶セルの画素にわたって電極に印加される電圧であってよい。 In any of the embodiments described above, the pixelated polarizing element may be a pixelated liquid crystal cell, in which case the control signal may be a voltage applied to the electrodes across the pixels of the liquid crystal cell.
さらなる実施態様は、先に述べた設計のうちの任意の設計による波長選択スイッチを含んでもよく、スイッチにおいて、反射複屈折要素は、ウェッジの形態であり、それにより、方向は角度的に識別される方向であり、または、ブロックの形態であり、それにより、方向は横方向に識別される方向である。 Further embodiments may include a wavelength selective switch according to any of the designs described above, in which the reflective birefringent element is in the form of a wedge, whereby the direction is angularly identified. Direction, or in the form of a block, whereby the direction is the direction identified in the lateral direction.
さらに、任意のこうしたスイッチは、第1のポートに入力される光を第2および第3のポートのいずれかに誘導するか、または、第2および第3のポートのいずれかに入力される光を第1のポートに誘導するようなものであってよい。 In addition, any such switch may direct light input to the first port to either the second and third ports, or light input to either the second and third ports. May be directed to the first port.
さらに、上述したスイッチの任意のスイッチの代替の実施態様は、画素化位相変更要素をさらに備えてもよく、画素化位相変更要素は、画素を横切る光にわたって位相を空間的に変える(vary)ことによって偏光回転要素の画素を通過する光の透過を制御し、それにより、出力ポート内に結合する光の能力を制御する。こうしたスイッチでは、光のビームのモード構造は、位相変更要素の画素に印加される電圧によって低下する。画素化位相変更要素は、櫛状電極構造を備えてもよく、櫛状電極構造は、画素化位相要素の画素にわたって空間的に波状の電界を印加し、それにより、櫛状電極構造を通過する光の位相は、相応して空間的に交互の変化を受ける。いずれにしても、光のビームのモード構造の低下は、出力ポートファイバ内に結合する光の能力を制御する。 In addition, an alternative embodiment of any of the switches described above may further comprise a pixelated phase changing element that spatially varies phase across the light across the pixel. Controls the transmission of light through the pixels of the polarization rotation element, thereby controlling the ability of light to couple into the output port. In such a switch, the mode structure of the beam of light is degraded by the voltage applied to the pixels of the phase changing element. The pixelated phase change element may comprise a comb-like electrode structure that applies a spatially wavy electric field across the pixels of the pixelated phase element, thereby passing through the comb-like electrode structure. The phase of the light undergoes a corresponding spatially alternating change. In any case, the degradation of the mode structure of the light beam controls the ability of light to couple into the output port fiber.
述べる波長選択スイッチのうちの任意のスイッチは、偏光モード減衰器であって、偏光モード減衰器を通過する光の透過を制御する、偏光モード減衰器をさらに備えてもよく、減衰器は、
(i)画素化複屈折偏光回転要素であって、画素化複屈折偏光回転要素の画素を通過する光の偏光方向を、画素にわたって印加される電界に従って回転させる、画素化複屈折偏光回転要素と、
(ii)シリアル直線偏光器とを備え、
それにより、偏光モード減衰器の画素を通過する光の減衰は、複屈折偏光回転要素を横切る光の偏光が直線偏光器の偏光方向に平行である程度に依存する。
Any of the described wavelength selective switches may further comprise a polarization mode attenuator that controls the transmission of light through the polarization mode attenuator, the attenuator comprising:
(I) a pixelated birefringent polarization rotating element, wherein the polarization direction of light passing through the pixel of the pixelated birefringent polarization rotating element is rotated according to an electric field applied across the pixel; ,
(Ii) a serial linear polarizer;
Thereby, the attenuation of light passing through the pixels of the polarization mode attenuator depends on the degree to which the polarization of the light traversing the birefringent polarization rotation element is parallel to the polarization direction of the linear polarizer.
最後に、さらなる例示的な実施態様は、(i)第1の光学ポートと、(ii)第1の光学ポートに光学的に連通状態にある波長分散要素であって、それにより、第1の光学ポートから受信される光の波長成分が分散する、波長分散要素と、(iii)分散した波長成分を受信するために全体的に配向した画素を有し、画素に印加される制御信号に応答して各ピクセルを通過する光の偏光を回転させるようになっている画素化偏光回転要素であって、それにより、分散光の波長成分の偏光が、波長成分が通過する画素に印加される制御信号に従って回転する、画素化偏光回転要素と、(iv)偏光回転要素の画素を横切る光が、画素に印加される制御信号によって決定される光の偏光に従って第1または第2の方向に誘導されるように配設され方向付けられる複屈折要素とを備えてもよい。 Finally, a further exemplary embodiment comprises (i) a first optical port and (ii) a chromatic dispersion element in optical communication with the first optical port, whereby the first A wavelength dispersion element that disperses the wavelength component of the light received from the optical port, and (iii) a pixel that is generally oriented to receive the dispersed wavelength component and is responsive to a control signal applied to the pixel A pixelated polarization rotation element adapted to rotate the polarization of the light passing through each pixel, whereby the polarization of the wavelength component of the dispersed light is applied to the pixel through which the wavelength component passes A pixelated polarization rotation element that rotates according to the signal, and (iv) light across the pixel of the polarization rotation element is guided in a first or second direction according to the polarization of the light determined by a control signal applied to the pixel. Arranged so that A, and a birefringent element attached countercurrent.
本発明は、図面に関連して考えられる、以下の詳細な説明からより完全に理解され認識される。 The present invention will be understood and appreciated more fully from the following detailed description considered in conjunction with the drawings.
ここで図1Aに対して参照が行われ、図1Aは、本開示のデバイスの第1の例示的な実施態様による2×1WSSを使用した固定アド/ドロップROADMの機能のブロック図を概略的に示す。ROADMは、その入力ポート10にて、波長λ1、λ2、λ3、・・・からなる多波長光を入力し、ローカルドロップポート11にて所定の波長を分岐させ(drop)るかまたはローカルアドポート12にて所定の波長を挿入し(add)、得られる光信号を出力ポート13に出力するように設計される。デバイスのコアは、2×1スイッチングルータとして動作する光学切換え式波長選択スイッチ15である。図1に示す実施形態では、WSSは、波長λ3についてスルーパスを有し、一方、他の波長λ1、λ2を高い消滅率で阻止する。さらに、パス経路の全ては、スルーパスであれ、アドパスであれ、異なるチャネルから生じる異なる信号強度を補償するために、可変減衰能力を有するべきである。
Reference is now made to FIG. 1A, which schematically illustrates a block diagram of the functionality of a fixed add / drop ROADM using 2 × 1 WSS according to a first exemplary embodiment of the disclosed device. Show. The ROADM inputs multi-wavelength light having wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 ,... At its
ここで図1Bに対して参照が行われ、図1Bは、より詳細に構成部品を示す、図1Aで使用されうる反射性波長選択スイッチの略平面図である。図1Bは、スイッチの単一チャネル経路の平面レイアウトを示す。各ポートの入力(または出力)ビームは、ファイバインタフェースブロックにおいて入力され(または、出力され)、ファイバインタフェースブロックは、好ましくは、1ポートについてのファイバコリメータ29、それに続いて、好ましくはその出力面の一部上に1/2波長板19を有するYVO4結晶などの複屈折ウォークオフ結晶21を備える。そのため、各チャネルの出力は、ビーム出力のそれぞれに関して垂直線で示されるのと同じ偏光方向を有し、図1Bに示す例では図面の平面である所定の平面内に配設されるビーム対を備える。この偏光分解および変換後に、これらのビームは、有利には、アナモルフィックプリズム対23によって、図1Bに示す好ましい例で、その同じ所定の平面内で横方向拡張を受ける可能性がある。これらの横方向に拡張したビームは、やはり同じ所定の平面内で波長分散のために格子24に渡される。分散波長成分は、その後、ビーム切換えおよび操向モジュール26上に収束するためにレンズ25に送られ、ビーム切換えおよび操向モジュール26は、画素化偏光回転要素27および反射要素として図1Bに示されるビーム操向デバイス28を備え、切換えられかつ操向された各ビームを反射し、スイッチを後ろにたどって、複屈折結晶の出力位置まで、また、そこから、再結合後に各出力コリメータポートまで戻すように動作する。この操向は、図面の平面に垂直な方向に、また、1つの好ましい実施形態に従って実施される。ビーム操向デバイスは、ミラーのMEMSアレイであってよい。
Reference is now made to FIG. 1B, which is a schematic plan view of a reflective wavelength selective switch that can be used in FIG. 1A, showing the components in more detail. FIG. 1B shows a planar layout of the single channel path of the switch. The input (or output) beam for each port is input (or output) at the fiber interface block, which preferably is a
類似の透過型実施形態が、同様に実施されることができ、その場合、反射要素28は、透過操向要素の実施形態によって置換えられ、透過ビームの出力に対処するために、上述したデバイスの入力要素がビーム操向デバイスの右側に繰返される。
Similar transmissive embodiments can be implemented as well, in which case the
WSSは、入って来る信号を切換えるために、偏光依存性ビーム偏向によって動作する。ここで図2A〜2Cに対して参照が行われ、図2A〜2Cは、これを達成する第1の有利な方法を概略的に示す。図面は、デバイスの波長分散方向に沿って配設された画素の単一画素エレメントの切換え機能を示す。このスイッチング要素に先行して、ファイバコリメータから出る各入力ビームは、全て図1Bで既に示されている、スイッチ、使用される場合、ビームエキスパンダ、および波長分散要素を透過するために、同じ規定の偏光方向を有する密に配設されたビーム対に変換されることが理解される。 WSS operates by polarization-dependent beam deflection to switch incoming signals. Reference is now made to FIGS. 2A-2C, which schematically illustrate a first advantageous method of accomplishing this. The drawing shows the switching function of a single pixel element of pixels arranged along the chromatic dispersion direction of the device. Prior to this switching element, each input beam exiting the fiber collimator has the same definition to pass through the switch, beam expander, if used, and chromatic dispersion element, all already shown in FIG. 1B. It is understood that the beam is converted into a closely arranged beam pair having a polarization direction of.
図2A〜2Cのスイッチング組立体は、複屈折結晶ウェッジ22に直列接続された液晶(LC)セル20を備える。LCセルは、LCセル電極に印加される電圧に従って、通過する光の偏光方向を変更し、複屈折結晶ウェッジは、入射光の偏光に従ってビームを偏向させる。こうして、ビームは、ビームが通過するLC画素に印加される電圧に従って誘導されうる。図2A〜2Cに示す例示的なデバイスでは、入射光は、図面の平面に垂直な偏光を有する。図2Aでは、セルをONに完全に活性化するためにLC電圧が印加された状態で、横切る光の偏光方向の変化が存在せず、ビームは、偏移なしでウェッジを通過する。図2Bでは、LCはターンOFFされ、偏光は、図面の平面内になるように、本質的に90°を通して回転し、したがって、図示するように、ウェッジの複屈折によって検出される。図2Cでは、45°だけ偏光を回転させる中間電圧が、LC画素に印加され、したがって、円偏光が生成され、それにより、この円偏光の各垂直成分は、その成分の偏光に応じた方向にウェッジによって誘導される。2つの成分が自由空間内で分岐するため、スイッチの信号処理チェーン内の次の光学コンポーネントは、各成分が別々に処理されうるのに十分なコンポーネントの空間的分離を角度偏移が提供するようなウェッジからの距離に配置されうる。この実施態様は、ウェッジが薄く、したがって、材料コストを節約するという利点を有する。
The switching assembly of FIGS. 2A-2C includes a liquid crystal (LC)
ここで図3A〜3Cに対して参照が行われ、図3A〜3Cは、その偏光に従ってビームを偏向する別の例示的な方法を概略的に示す。この実施形態は、ウェッジ22の代わりに、複屈折結晶32のブロックが使用されることを除いて、切換え用の入力LCセル30を有する図2A〜2Cの実施形態と同様である。これは、ビームが、平行のままであるように、角度的に偏向されるのではなく、横方向に変位されるという利点を有する。しかし、これは、2つの偏光成分の十分な空間分離を提供するために、図2A〜2Cのウェッジの実施形態より長い材料のブロックを必要とするという欠点を有する。図3A〜3Cに示す3つの状態の構成は、図2A〜2Cの構成と同等である。
Reference is now made to FIGS. 3A-3C, which schematically illustrate another exemplary method of deflecting the beam according to its polarization. This embodiment is similar to the embodiment of FIGS. 2A-2C with the
ここでその3つの部分において図4に対して参照が行われ、3つの部分は共に、図2A〜2Cまたは図3A〜3Cに示す偏光スイッチングを実施するために使用されるLCスイッチングセル20または30を構築する方法を概略的に示す。セルは、(図面には示されないが、デバイスの一部分であると理解される分散要素によって生成される)異なる波長が、図4の右手側に示すように、LCセルの異なる画素上に落ちるように、WSSの分散方向λに沿って画素化されるべきである。図4に示す例示的なセルは、COMで示す共通背面電極40を有し、一方、SEGで示す前面電極は、各波長チャネルが別々に切換えられうるように、図4の左手側に示すように、波長分散方向に沿って画素またはセグメント41に分割される。LC材料は、これら2つの電極間に存在する。LCのラビング軸は、入力偏光方向に対して45°に配向しているのが示され、それにより、特定のセグメントの電極間に活性化電圧を印加しない場合、入力偏光は90°だけ回転することになり、一方、活性化電圧の印加は、偏光を、影響を受けないままにすることになる。図2A〜2Cおよび3A〜3Cのスイッチング組立体の実施形態のいずれかによれば、ビームは、こうして、その特定の波長の画素またはセグメントに電圧が印加されるか否かに従って、デバイスの出力ポートのいずれかの方向に誘導されることになる。
Reference is now made to FIG. 4 in its three parts, both of which are
ここで全てのその部分において図5に対して参照が行われ、図5は、前の図面で示した偏光モードスイッチングではなく、位相モード操作の使用によって、各波長チャネルの入力ビームを減衰させる方法を実施するLCセルの構造を概略的に示す。この実施形態の共通電極50は、櫛の形態で多数の別個のストリップで構築される。SEGで示す前面電極は、各波長チャネルが別々に切換えられうるように、図5の左手側に示すように、波長分散方向に沿って画素またはセグメント51に分割される。LC材料は、これら2つの電極間に存在する。COM電極が櫛構造であるため、各セグメント51の高さは、多数の別個の部分に分割され、これらの部分の一部は、共通電極の電界の影響下にあり、一部は電界の影響下にない。結果として、COM電極とSEG電極との間に電圧を印加すると、各画素の高さの異なる部分が、画素の厚さにわたって異なる印加電界を受ける。この実施態様の場合、セルのラビング方向が入力偏光方向に平行であるため、光の偏光は、LCを通過するときの印加電界によって影響を受けない。一方、セルの両端への電圧の印加は、通過する光の位相シフトを変更することになる。共通櫛電極COMは接地電位に保持される。特定のセグメント電極に電圧が印加されないとき、共通電極とそのセグメント電極との間に電界の変動は存在せず、そのセグメントを通る光の均一透過がもたらされる。一方、セグメント電極に電圧が印加される場合、セグメントの高さにわたる電界は、櫛の連続する「歯(teeth)」間で周期的に変動し、したがって、2つの電極COMとSEG間の対応する領域内の液晶材料の屈折率を周期的に変化させる。屈折率のこの周期的な変動は、セグメントを透過する光の位相の、セグメントの高さにわたる周期的変化を生成する。これは、ビームのモードの特性を破壊し、それにより、ビームは、均一モードビームと同じ方法で結合できない。したがって、そのセグメントを横切るビームは減衰する。したがって、セグメントを横切るビームは、そのセグメントの電極に電圧が印加されているか否かに従って透過されるかまたは阻止される。
Reference is now made to FIG. 5 in all its parts, and FIG. 5 shows how to attenuate the input beam of each wavelength channel by using phase mode operation rather than the polarization mode switching shown in the previous figure. 1 schematically shows the structure of an LC cell implementing The common electrode 50 of this embodiment is constructed with a number of separate strips in the form of a comb. The front electrode indicated by SEG is divided into pixels or
共通電極50に適用される水平櫛構造に対する代替法として、これらのスイッチの他の実施態様によれば、各セグメント51が、図5の描画方向に垂直に配向した多数の狭いストリップを有するように共通電極を分割することによって、減衰もまた達成されうる。こうした実施態様では、セグメントを通過するビームのモードの特性の破壊をもたらし、したがって、そのセグメントを通過するビームを減衰させるのは、各セグメントの幅にわたって起こる位相変化である。
As an alternative to the horizontal comb structure applied to the common electrode 50, according to another embodiment of these switches, each
図5の実施形態の使用によって生成される位相乱れに加えて、セグメントを通過するビームを減衰させるのを補助しうる、さらなる回折格子作用が存在する可能性がある。櫛間隔が小さく、通常100ミクロン〜20ミクロンであり、また、これらの間隔のうちの少なくともより狭い間隔が、使用される光の波長に近づくため、LCセグメントへの電圧の印加により格子が活性化されると、この格子作用は、光をその経路から回折させ(diffract)、したがって、先に述べた位相スクランブリング作用によって回折に加えて減衰を増加させる。 In addition to the phase perturbations created by using the embodiment of FIG. 5, there may be additional diffraction grating effects that can help attenuate the beam passing through the segment. Since the comb spacing is small, typically 100 microns to 20 microns, and at least the narrower of these spacings approaches the wavelength of light used, the application of voltage to the LC segment activates the lattice. When done, this grating action diffracts the light from its path, thus increasing attenuation in addition to diffraction by the phase scrambling action described above.
ここで図6Aおよび6Bに対して参照が行われ、図6Aおよび6Bは、図5の位相モード操作スイッチの単一セグメントの透過に関して、LCセルをONまたはOFFに切換える作用を示す。セルがOFFであるとき、図6Aに示すように、ビームセグメント内に位相差が生成されず、したがって、減衰は存在しない。セルがONであるとき、図6Bに示すように、位相差がビームセグメントの高さにわたって生成し、したがって、ビームは減衰する。図6Cは、図6Bの拡大断面を示し、セグメントの高さにわたる、2つの屈折率n1とn2との間での周期的な変動を示す。これらの状況のいずれにおいても、横切る光の偏光変化は存在しない。 Reference is now made to FIGS. 6A and 6B, which illustrate the effect of switching the LC cell on or off with respect to single segment transmission of the phase mode operation switch of FIG. When the cell is OFF, as shown in FIG. 6A, no phase difference is generated in the beam segment and therefore there is no attenuation. When the cell is ON, as shown in FIG. 6B, a phase difference is generated across the height of the beam segment, and thus the beam is attenuated. FIG. 6C shows an enlarged cross-section of FIG. 6B, showing the periodic variation between the two refractive indices n 1 and n 2 over the height of the segment. In either of these situations, there is no polarization change of light across.
ここで図7Aおよび7Bに対して参照が行われ、図7Aおよび7Bは、本発明の実施態様のさらなる例に従って、図2A〜2Cに示す透過偏光モードスイッチングと同様であるが、代わりに反射配置構成を使用したスイッチ機構を概略的に示す。複屈折ウェッジ70は、入射光の衝当方向と対向する面に反射表面71を有する。ウェッジに衝当する前とウェッジから反射した後の両方において、光がLCセル74を通過する。図7A〜7Eでは、明確にするために、LCセル74は、複屈折反射ウェッジ70、71から離れて示されるが、実際には、これらの2つのコンポーネントは、反射ビームがその入射経路の場合と同じ画素を通過することを保証するために、共に接近しているべきである。この同じコメントが、図9A〜9Cおよび図10A〜10Eについても有効である。図7A〜7Eに示す例示的な実施態様の場合、図7AのようにセルがOFFであるとき、入射光の偏光は、s偏光からp偏光へ90°回転する。p偏光の場合、複屈折ウェッジ70を横切る光は、ウェッジから反射した後に、その入射方向に対して角度θ1で戻るような偏移を受ける。その光は、その後、LCセルを再び横切り、光が、それを持って入力された偏光と同じ偏光を持つが、異なる伝搬方向に出力されるように、光の偏光は、s偏光に戻るように再び90°回転する。図7Bでは、LCセルがONであるときの入射光への作用が示される。こうした場合、偏光回転は存在せず、複屈折ウェッジを横切るビームは入射s偏光を維持する。ウェッジを通過すると、ビームは、背面ミラー71から反射した後、異なる角度θ2だけそらされる。この偏向角度の差は、異なるポートへのビームのスイッチングを可能にするときに働く。
Reference is now made to FIGS. 7A and 7B, which are similar to the transmission polarization mode switching shown in FIGS. 2A-2C, but instead of a reflective arrangement, according to a further example of an embodiment of the present invention. 1 schematically shows a switch mechanism using the configuration. The
図7Cには、LCセルが部分的に切換った状況が示され、円偏光された出力光をもたらす。これは、PDL(偏光依存性損失)が高いため、ONまたはOFF状況の場合に比べて高い挿入損失をもたらすことになる。 FIG. 7C shows a situation where the LC cell is partially switched, resulting in circularly polarized output light. This results in a higher insertion loss than in the ON or OFF situation due to the high PDL (polarization dependent loss).
図7A〜7Cに(また以下で7D〜7Eに)示す実施態様は、その偏光に従ってビームに与えられる方向の変化を提供するために、複屈折ウェッジ70を利用する。こうしたウェジは、図2A〜2Cに示された。しかし、図3A〜3Cの実施形態の場合と同様に、複屈折ブロックを使用したその偏光に従ってビーム方向変化を生成することも実行可能であることが理解される。この場合、偏光依存性角度偏向の代わりに、ビームは、偏向依存性横変位が与えられる。
The embodiment shown in FIGS. 7A-7C (and also below in 7D-7E) utilizes a
図7A〜7Cに示すスイッチの実施態様は、図7Dに示すように、スイッチの入力/出力ポートに3つのコリメータ、すなわち、ビームを入力する1つのコリメータ75、および、図7Bおよび7Aにそれぞれ示す切換え式ダイバージョン角度にそれぞれ対応する、2つの出力ポートでビームを出力するコリメータ76、77を必要とする。
The embodiment of the switch shown in FIGS. 7A-7C is shown in FIG. 7D with three collimators at the switch input / output port, ie, one
これらの反射偏向モードスイッチの別の例によれば、反射複屈折ウェッジは、図7Eの構成に示すように、p偏光ビームがその入射経路に沿って戻るような角度で配向されうる。s偏光ビームは、異なる反射角度を有する経路に沿って戻ることになる。こうした配置構成では、2つのコリメータ77、79だけが必要とされるが、サーキュレータ78は、反射される出力光を入力光から分離するために必要である。
According to another example of these reflective deflection mode switches, the reflective birefringent wedge can be oriented at an angle such that the p-polarized beam returns along its incident path, as shown in the configuration of FIG. 7E. The s-polarized beam will return along paths with different reflection angles. In such an arrangement, only two
しかし、2×1スイッチ構成におけるこうしたサーキュレータの使用は、1つのコリメータについての必要性を省くが、サーキュレータなしのポートにアイソレータの必要性があるという形態で、スイッチ構築の他の結果をもたらす。図8A〜8Eは、これらの特徴を概略的に示す。図8A〜8Dは、図7Eのサーキュレータ構成のより詳細な図を示し、4つの代替の透過オプションについてビームがスイッチ組立体を横切るときのビームの偏光変化を示す。しかし、図7Eは1×2スイッチによって説明され、図8A〜8Dは2×1構成を示す。図8Eは、LCセル状態の関数としての種々のスイッチ状況のルーティングを示す真理値表である。 However, the use of such a circulator in a 2 × 1 switch configuration eliminates the need for a single collimator, but has other consequences of switch construction in the form of a need for an isolator at a port without a circulator. Figures 8A-8E schematically illustrate these features. 8A-8D show a more detailed view of the circulator configuration of FIG. 7E, showing the polarization change of the beam as the beam traverses the switch assembly for four alternative transmission options. However, FIG. 7E is illustrated by a 1 × 2 switch and FIGS. 8A-8D show a 2 × 1 configuration. FIG. 8E is a truth table showing the routing of various switch situations as a function of LC cell state.
ここで図8Aに対して参照が行われ、図8Aは、スイッチのサーキュレータ実施態様のスイッチング幾何形状を示す。IN 1およびIN 2と表示される2つの入力ポートおよびOUTと表示される単一出力ポートが存在する。ポートIN 2への入力は、図8Aの場合、アクティブでないため破線で示される。IN 1を介する信号入力は、入力コリメータCOL 1、それに続いて、偏光分離、オプションのビームエクスパンション、および波長分散(どれも図に示されず)を横切り、入力および出力ビーム経路の全てをカバーする複屈折スイッチング要素81に入射する。スイッチング要素は、有利には、LCセルであってよい。λ/2のリタデーションがビームに適用されるようにセル電圧が設定されると、透過ビームは、s偏光を取得し、通常複屈折ウェッジ82の反射表面83に入射するような方向にウェッジによって屈折され、サーキュレータに向かってその入力経路に沿って戻り、OUTポートにてスイッチを出る。
Reference is now made to FIG. 8A, which shows the switching geometry of the circulator embodiment of the switch. There are two input ports labeled IN 1 and IN 2 and a single output port labeled OUT. The input to port IN 2 is shown as a dashed line in FIG. 8A because it is not active. The signal input through
図8A〜8Dの全てにおいて、複屈折スイッチング要素81によって生成されるリタデーションλ/2または0は、図面内の要素の底部縁に記され、得られる偏光pまたはsは、複屈折スイッチング要素81を透過するビームに接して記される。複屈折ウェッジ82および複屈折スイッチング要素81の傾斜角度は、異なる偏光ビームが複屈折ウェッジ内で偏向される方法を明確に示すために、図8A〜8Dの図面において誇張された方法で示されることも留意されるべきである。実際には、傾斜角度は、ずっと小さい、通常、8°程度の頂角を有するウェッジの場合、15°程度であるべきである。
In all of FIGS. 8A-8D, the retardation λ / 2 or 0 generated by the
図8Bでは、スイッチ状態は、リタデーションがビームに適用されないようにLCセル電圧を設定することによって切換えられ、ポートIN 1に入力されるビームは、p偏光を持ってウェッジに透過される。ウェッジの複屈折は、s偏光が屈折された角度と異なる角度でこのp偏光を屈折させるようなものであり、ウェッジの相対的配向は、ビームが、後方に反射され、ポートIN 2に向けてスイッチ組立体を出るようなものである。しかし、この2×1スイッチ構成では、入力信号がいずれかの入力ポートからOUTポートだけに誘導されることが所望され、この信号が、ポートIN 2にて出力されることを防止することが必要であり、これは、ポートIN 2へのビーム経路内でのアイソレータ86の使用によって達成される。
In FIG. 8B, the switch state is switched by setting the LC cell voltage so that no retardation is applied to the beam, and the beam entering port IN 1 is transmitted to the wedge with p-polarization. The birefringence of the wedge is such that the p-polarized light is refracted at an angle different from the angle at which the s-polarized light is refracted, and the relative orientation of the wedge is such that the beam is reflected backward and towards the port IN 2. It is like leaving the switch assembly. However, in this 2 × 1 switch configuration, it is desired that the input signal be guided from any input port only to the OUT port, and it is necessary to prevent this signal from being output at port IN 2. This is achieved by the use of an
図8Cでは、同じスイッチ設定の場合、ポートIN 2で入力される信号は、アイソレータ86を、その順方向(forward)で低挿入損失方向に通過し、LCセル81によってp偏光に変換され、その後、反対方向に図8Bのビームの経路をたどり、ついには、サーキュレータ85によって所望の出力ポートOUTまで誘導される。
In FIG. 8C, for the same switch setting, the signal input at port IN 2 passes through the
図8Dでは、LCセル設定は、λ/2のリタデーションを提供するように切換えられ、それにより、ポートIN 2から入力されるビームは、s偏光を持ってウェッジに入り、サーキュレータおよびポートIN 1に向かうビーム経路(図8Dでは破線で示す)に入らないような方向に屈折されるが、スイッチ構造の壁または床のどこかで吸収され失われる。 In FIG. 8D, the LC cell settings are switched to provide λ / 2 retardation, so that the beam coming from port IN 2 enters the wedge with s-polarization and enters the circulator and port IN 1 Although it is refracted in a direction that does not enter the beam path to which it goes (shown by the dashed line in FIG. 8D), it is absorbed and lost somewhere on the wall or floor of the switch structure.
上記4つの代替のスイッチ位置は、図8Eに示す真理値表によって要約される。見てわかるように、こうして、スイッチ組立体は、図8Aおよび8Cに述べた状況で示すように、2×1スイッチとして振る舞い、ポートIN 1およびIN 2のいずれかの入力は、信号が通過するLCセル画素のスイッチング状態に応じて、ポートOUTに交互に切換え可能である。 The four alternative switch positions are summarized by the truth table shown in FIG. 8E. As can be seen, in this way, the switch assembly behaves as a 2 × 1 switch, as shown in the situation described in FIGS. 8A and 8C, and either input of ports IN 1 and IN 2 passes the signal. Depending on the switching state of the LC cell pixel, it can be switched alternately to the port OUT.
リタデーションが0とλ/2との間のどこかであるようにLCセルが駆動される場合、得られる円または楕円偏光は、1つのポートに入力される入力信号が他の2つのポートの両方に誘導されることになるようなものであることも理解されるべきである。さらに、アイソレータについての必要性は、2×1スイッチング状況に限定されることが留意されるべきである。同じスイッチ構造が1×2構成で使用されるとき、さらなるアイソレータは、先の図8Bで説明したように必要とされない。 When the LC cell is driven so that the retardation is somewhere between 0 and λ / 2, the resulting circular or elliptical polarization is that the input signal input to one port is both the other two ports It should also be understood that it will be guided to. Furthermore, it should be noted that the need for an isolator is limited to a 2 × 1 switching situation. When the same switch structure is used in a 1 × 2 configuration, no further isolators are required as described in FIG. 8B above.
ここで図9A〜9Cに対して参照が行われ、図9A〜9Cは、本発明のさらなる好ましい実施形態に従って、図7A〜7Eのスイッチと同様であるが、図5および6のLCセルのいずれかと同様な位相モード減衰器LCセルを含む偏光モードLCスイッチを概略的に示す。種々のポートにおける光学スループットを等しくするために、各ポートを通過する減衰を変えられることが一般に必要である。図9Aでは、スイッチングLCセル92を有する複屈折反射ウェッジ90、91が示される。さらに、スイッチが各ポートについて減衰を提供されるように、位相モードLC減衰器セル94がビーム経路に配設される。LCスイッチングセル92およびLC減衰セル94は空間的に完全に一致できないため、この種の実施形態にはわずかの帯域幅ペナルティが存在する。その理由は、ミラー91の表面上の収束ビームによって、減衰器LCセル94において見込まれる画素幅が、減衰LCがスイッチングLCに比べてミラーから遠いため、スイッチングLC92の画素サイズより大きいからである。図9A〜9Cに示すスイッチ状況は、スイッチを通過する信号の減衰を制御できるように、ビーム経路内に配設された位相モードLC減衰器セル94を付加することによって、図7A〜7Cに既に示した状況と本質的に同一である。
Reference is now made to FIGS. 9A-9C, which are similar to the switches of FIGS. 7A-7E, according to a further preferred embodiment of the present invention, but with any of the LC cells of FIGS. 1 schematically illustrates a polarization mode LC switch including a similar phase mode attenuator LC cell. In order to equalize the optical throughput at the various ports, it is generally necessary to be able to vary the attenuation through each port. In FIG. 9A, birefringent
位相モード減衰器が正しく動作するために、偏光が同じでなければならないため、この実施形態において、偏光モードLCスイッチについての入力および出力偏光のアイデンティティが重要であることが留意されるべきである。さらに、入力および出力偏光が同じであるため、高いPDL、高い効率の格子がシステムにおいて使用されうる。 It should be noted that the input and output polarization identities for the polarization mode LC switch are important in this embodiment, since the polarization must be the same for the phase mode attenuator to operate correctly. Furthermore, because the input and output polarizations are the same, a high PDL, high efficiency grating can be used in the system.
ここで図10A〜10Eに対して参照が行われ、図10A〜10Eは、本発明のさらなる好ましい実施形態に従って、図7A〜7Eのスイッチと同様であるが、偏光板104と組合せてLCセル102を備える偏光モード減衰器LCセルを含む偏光モードLCスイッチを概略的に示す。
Reference is now made to FIGS. 10A-10E, which are similar to the switches of FIGS. 7A-7E according to a further preferred embodiment of the present invention, but in combination with the
この実施形態の動作は、図10D〜10Eに示され、デバイスを通した種々の偏光変化が示される。図面の左手側の入力ポートから複屈折ウェッジ108に向かって移動すると、ビームは、入力偏光方向に対して45°のラビング方向を有する減衰器LCセル102に遭遇し、それにより、図10Eに示すようにOFFと表示される特定のセグメントの電極間に活性化電圧の印加がない場合、入力偏光は90°だけ回転することになる。図10Dに示すようにONと表示される活性化電圧の印加は、偏光を、影響を受けないままにすることになる。偏光板104は、図10Dの場合と同様にLCセルがONであるときに、不変の偏光方向を有する偏光ビームが、挿入損失だけによって減衰されて通過するように、ビームの入力偏光に平行なその偏光方向を有する。このステージ後に、ビームは、少なくとも図面に示すp偏光の場合、スイッチングLCセル106、そして、反射複屈折ウェッジ108に進み、ウェッジ108からその特性角度で反射される。一方、図10Eの場合と同様にLCセルがOFFである場合、偏光は、90°回転し、それにより、ビームは、偏光板偏光方向104と交差し、したがって、偏光器消滅率によって減衰し、図面で「o」と表示される。完全にOFFのレベルと完全にONのレベルとの間の任意の電圧において、信号は、スイッチ通過時に相応して減衰される。
The operation of this embodiment is shown in FIGS. 10D-10E, showing various polarization changes through the device. As it moves from the input port on the left-hand side of the drawing towards the
上述したスイッチの例の全てについて、スイッチが偏光非依存性であるように、LCのON/OFFスイッチング状態によらず、出力ビームの偏光が入力ビームの偏光と同じであることが留意される。この特徴は、スイッチがそこで使用されるシステムの設計を簡略化するため、光学スイッチ技術において望ましい。 Note that for all of the above example switches, the polarization of the output beam is the same as the polarization of the input beam, regardless of the ON / OFF switching state of the LC, so that the switch is polarization independent. This feature is desirable in optical switch technology because it simplifies the design of the system in which the switch is used.
上述した実施形態は1×2スイッチング構成を示すが、光学部品における相反原理のために、スイッチは、図8A〜8Eのサーキュレータの実施形態に関して述べた例外があるが、2×1構成で使用されうることが理解される。さらに、こうしたスイッチは、縦続接続されることができ、コンパクトな寸法およびより多くのポート(入力または出力)を有する複数スイッチング構成をもたらす。 Although the embodiment described above shows a 1 × 2 switching configuration, due to the reciprocity principle in optical components, the switch is used in a 2 × 1 configuration, with the exceptions described with respect to the circulator embodiments of FIGS. It is understood that it is possible. Further, such switches can be cascaded, resulting in a multiple switching configuration with compact dimensions and more ports (input or output).
本発明が、特に、先に示され述べられたものによって制限されないことが当業者によって理解される。むしろ、本発明の範囲は、先に述べた種々の特徴、ならびに、上記説明を読むと当業者に思い浮かびかつ従来技術にはない、それらの特徴に対する変形および変更の組合せおよびサブ組合せの両方を含む。 It will be appreciated by persons skilled in the art that the present invention is not limited by what has been particularly shown and described hereinabove. Rather, the scope of the present invention includes both the various features described above, as well as combinations and subcombinations of variations and modifications to those features that will occur to those skilled in the art upon reading the above description and are not present in the prior art. Including.
Claims (18)
第1の光学ポートと、
前記第1の光学ポートを通して入力される光に所定の偏光方向を与える偏光変換要素と、
前記偏光変換要素に光学的に連通状態にある波長分散要素であって、それにより、前記第1の光学ポートから受信される光の波長成分が分散平面内で分散する、波長分散要素と、
前記分散光を受信するために光学的に結合され、前記分散平面内で全体的に配向された画素を有し、前記画素に印加される制御信号に従って各ピクセルを通過する光の偏光を回転させるようになっている画素化偏光回転要素であって、それにより、前記分散光の波長成分の偏光が、前記波長成分が通過する画素に印加される前記制御信号に従って回転する、画素化偏光回転要素と、
前記偏光回転要素からの光に光学的に連通状態にあり、前記偏光回転要素の画素を横切る光が、前記受信光の偏光に従って第1または第2の方向に反射されるように配設され方向付けられる反射複屈折要素とを備え、
前記要素は、前記反射複屈折要素からの光が前記偏光変換要素に再入するようにさらに方向付けられ、それにより、光が元の偏光に再構成される波長選択スイッチ。 A wavelength selective switch,
A first optical port;
A polarization conversion element that provides a predetermined polarization direction to light input through the first optical port;
A wavelength dispersion element in optical communication with the polarization conversion element, whereby a wavelength component of light received from the first optical port is dispersed in a dispersion plane;
Rotating the polarization of light passing through each pixel in accordance with a control signal applied to the pixel, having pixels that are optically coupled to receive the dispersed light and that are generally oriented in the dispersion plane A pixelated polarization rotation element adapted to rotate the polarization of the wavelength component of the dispersed light according to the control signal applied to the pixel through which the wavelength component passes When,
A direction that is optically in communication with the light from the polarization rotation element and that crosses the pixels of the polarization rotation element is reflected in a first or second direction according to the polarization of the received light. A reflective birefringent element attached,
The element is further directed such that light from the reflective birefringent element reenters the polarization converting element, thereby reconfiguring the light back to its original polarization.
画素化複屈折偏光回転要素であって、画素化複屈折偏光回転要素の画素を通過する光の偏光方向を、前記画素にわたって印加される電界に従って回転させる、画素化複屈折偏光回転要素と、
シリアル直線偏光器とを備え、
前記偏光モード減衰器の画素を通過する光の減衰は、前記複屈折偏光回転要素を横切る光の偏光が前記直線偏光器の偏光方向に平行である程度に依存する請求項1から15のいずれか1項に記載の波長選択スイッチ。 A polarization mode attenuator, further comprising a polarization mode attenuator that controls transmission of light passing through the polarization mode attenuator, the polarization mode attenuator comprising:
A pixelated birefringence polarization rotation element, wherein the polarization direction of light passing through the pixel of the pixelation birefringence polarization rotation element is rotated according to an electric field applied across the pixel; and
With a serial linear polarizer,
16. The attenuation of light passing through the pixels of the polarization mode attenuator depends on the degree to which the polarization of light traversing the birefringent polarization rotation element is parallel to the polarization direction of the linear polarizer. The wavelength selective switch according to item.
第1の光学ポートと、
前記第1の光学ポートに光学的に連通状態にある波長分散要素であって、それにより、前記第1の光学ポートから受信される光の波長成分が分散する、波長分散要素と、
前記分散した波長成分を受信するために全体的に配向した画素を有し、前記画素に印加される制御信号に応答して各ピクセルを通過する光の偏光を回転させるようになっている画素化偏光回転要素であって、それにより、前記分散光の波長成分の偏光が、前記波長成分が通過する画素に印加される前記制御信号に従って回転する、画素化偏光回転要素と、
前記偏光回転要素の画素を横切る光が、前記画素に印加される前記制御信号によって決定される前記光の偏光に従って第1または第2の方向に誘導されるように配設され方向付けられる複屈折要素とを備える波長分散要素。 A wavelength selective switch,
A first optical port;
A wavelength dispersion element in optical communication with the first optical port, whereby a wavelength component of light received from the first optical port is dispersed;
Pixelation having pixels that are generally oriented to receive the dispersed wavelength components, and rotating the polarization of light passing through each pixel in response to a control signal applied to the pixels A polarization rotation element, whereby the polarization of the wavelength component of the dispersed light rotates according to the control signal applied to the pixel through which the wavelength component passes; and
Birefringence arranged and directed so that light traversing the pixel of the polarization rotation element is guided in a first or second direction according to the polarization of the light determined by the control signal applied to the pixel And a chromatic dispersion element.
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