JP7445008B2 - 光スイッチング装置、方向転換方法、及び再構成可能な光アドドロップマルチプレクサ - Google Patents
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Description
第1領域は、複数の第1サブビームが第1光スポットを生成する位置であり、第2領域は、複数の第2サブビームが第2光スポットを生成する位置であり、第1光スポット及び第2光スポットは第2方向において少なくとも部分的に重なり合う、
ことを含む。
第1領域は、複数の第1サブビームが第1光スポットを生成する位置であり、第2領域は、複数の第2サブビームが第2光スポットを生成する位置であり、第1光スポット及び第2光スポットは、第2方向において少なくとも部分的に重なり合う
ことを含む。
図6に示される分光アセンブリ506を参照して、分光アセンブリ506は、異なる波長を有する複数のサブビームを形成するように、例えば、波長λ1を有するサブビーム、波長λ2を有するサブビーム、など、乃至波長λNを有するサブビームを形成するように、分光アセンブリ506に入射したビーム601を分散させるよう構成される。λ1、λ2乃至λNが互いに異なるという条件で、Nの具体的な値はこの例で制限されない。分光アセンブリ506は、波長λ1を有するサブビーム、波長λ2を有するサブビーム、乃至波長λNを有するサブビームが伝播のために異なる射出角で放射されることを可能にすることができ、第2方向Yは、放射ビームが散乱される方向、つまり、分光アセンブリ506により複数のサブビームが分散することができる方向である。ビーム601の伝播方向は、図6に示される方向Zであり、第1方向Xは、第2方向Y及びビーム601の伝播方向Zの両方に垂直な方向である。
依然として分光アセンブリ506を参照されたい。図7を参照して、この例は、分光アセンブリ506が格子である例を使用することによって説明される。この例では、第1方向Xは、格子スケール701に平行な方向であり、第2方向Yは、格子スケール701に垂直な方向である。第1方向Xは第2方向Yに垂直であることが分かる。
この定義は、第1ビーム及び第2ビームが入力ポートに入力される例を使用することによって説明され、方向転換アセンブリ508が基準として使用される。図8に示されるように、方向転換アセンブリ508は第1領域801及び第2領域802を形成する。第1領域801は、第1ビームによって生成された複数のスポットを含み、第2領域802は、第2ビームによって生成された複数のスポットを含む。第1ビーム及び第2ビームは両方とも特定のバンド範囲を有し、第1ビームのバンド範囲は、第2ビームのバンド範囲とは異なる。例えば、第1ビームはCバンドビームであり、第2ビームはLバンドビームである。第2方向Yは、同じ領域内の複数のスポットの配置方向である。例えば、第2方向Yは、第1領域801に含まれる複数のスポットの配置方向である。他の例として、第2方向Yは、第2領域802に含まれる複数のスポットの配置方向である。任意に、方向転換アセンブリ508がエルコス(liquid crystal on silicon,LCOS)チップである場合に、第1方向Xは、方向転換アセンブリ508が回折光を生成するために位相格子を搭載する方向である。更に任意に、方向転換アセンブリ508が液晶(liquid crystal)アレイチップ又は微小電気機械システム(micro-electro-mechanical system,MEMS)である場合に、第1方向は、偏向されたビームの伝播方向である。第1方向Xはまた、第1領域801及び第2領域802の配置方向でもあり、つまり、第2方向Yは、同じバンド範囲内の複数のスポットの配置方向であり、第1方向Xは、異なるバンド範囲内のスポットの配置方向である。第1方向Xは第2方向Yに垂直であり、第1方向X及び第2方向Yは両方とも、第1ビームの伝播方向Z及び第2ビームの伝播方向Zに垂直であることが分かる。
図5に示される入力ポート及び出力ポートを参照されたい。具体的に、光スイッチング装置は2つの入力ポート、つまり、入力ポート410及び入力ポート420を含み、光スイッチング装置は更に4つの出力ポート、つまり、出力ポート411、412、421、及び422を含む。留意すべきは、図5に示される入力ポート及び出力ポートの数の記載は任意の例であり、これは制限されない点である。図5で、第1方向Xは、複数の入力ポート及び複数の出力ポートの配置方向である。第1方向Xに沿って、複数の入力ポート及び複数の出力ポートの位置は離されていることが分かる。図4に示されるように、第2方向Yに沿って、複数の入力ポート及び複数の出力ポートは、完全に又は部分的に重なり合ってよい。第1方向Xはまた、方向転換アセンブリ508が、偏向角度を生成するよう、入力ポート410を通る第1ビーム510及び入力ポート420を通る第2ビーム502を偏向する方向でもある。第2方向Yは第1方向Xに垂直であり、第1方向X及び第2方向Yは両方とも、第1ビーム501の伝播方向Z及び第2ビーム502の伝播方向Zに垂直である。
具体的に、βcは、次の式1を使用することによって調整されてよく、βLは、次の式2を使用することによって調整されてよく、式1及び式2は、βc及びβLが等しいことを可能にするように調整される。
調整方法1では、例えば、第2方向Yでの入力ポート410及び入力ポート420の位置が重なり合う場合に、αcはαLに等しい。この調整方法では、αc及びαlが等しくならないようにするために第2方向Yでの入力ポート410及び入力ポート420の位置が重なり合わない場合に、βc及びβLが等しくなる方法を使用することによって、説明が展開される。
Claims (22)
- 入力ポート、分光アセンブリ、第1レンズアセンブリ、方向転換アセンブリ、及び出力ポートを有する光スイッチング装置であって、
前記入力ポートは、第1ビームを第1方向において第1入射角で前記分光アセンブリに入力するよう構成され、前記入力ポートは更に、第2ビームを前記第1方向において第2入射角で前記分光アセンブリに入力するよう構成され、前記第1入射角及び前記第2入射角の絶対値の間の差はゼロではなく、
前記分光アセンブリは、複数の第1サブビームを形成するように前記第1ビームを分散させるよう構成され、前記分光アセンブリは更に、複数の第2サブビームを形成するように前記第2ビームを分散させるよう構成され、
前記第1レンズアセンブリは、前記複数の第1サブビーム及び前記複数の第2サブビームの焦点を前記方向転換アセンブリに合わせるよう構成され、前記複数の第1サブビームは、前記複数の第1サブビームが、各々の波長に応じて前記方向転換アセンブリの第1領域内で第2方向に沿って順次配置された複数の第1光スポットを形成するように、前記方向転換アセンブリの前記第1領域に入射し、前記複数の第2サブビームは、前記複数の第2サブビームが、各々の波長に応じて前記方向転換アセンブリの第2領域内で前記第2方向に沿って順次配置された複数の第2光スポットを形成するように、前記方向転換アセンブリの前記第2領域に入射し、前記複数の第1光スポットは、前記方向転換アセンブリにおいて、前記第1方向において前記複数の第2光スポットと一対一の対応にあり、前記第1入射角及び前記第2入射角の絶対値の間の前記差は、前記第1領域及び前記第2領域が前記第1方向において互いから分離されることを可能にし、かつ、前記第1領域及び前記第2領域が前記第2方向において少なくとも部分的に重なり合うことを可能にし、前記第1方向は前記第2方向に垂直であり、前記第1方向及び前記第2方向は両方とも前記第1ビームの伝播方向に垂直であり、
前記出力ポートは、前記方向転換アセンブリによって方向転換されている前記複数の第1サブビーム及び前記複数の第2サブビームを出力するよう構成される、
光スイッチング装置。 - 前記入力ポートは、前記第1ビームを前記第2方向において第3入射角で前記分光アセンブリに入力するよう構成され、前記入力ポートは更に、前記第2ビームを前記第2方向において第4入射角で前記分光アセンブリに入力するよう構成され、前記第3入射角と前記第4入射角との間の差は、前もってセットされた範囲内にある、
請求項1に記載の光スイッチング装置。 - 第2レンズアセンブリが、前記入力ポートと前記分光アセンブリとの間に含まれ、
前記第2レンズアセンブリは、前記第1ビーム及び前記第2ビームを前記分光アセンブリへ結合するよう構成される、
請求項1又は2に記載の光スイッチング装置。 - 第3レンズアセンブリが、前記入力ポートと前記分光アセンブリとの間に含まれ、
前記第1入射角及び/又は前記第2入射角は、前記第3レンズアセンブリの位置に依存する、
請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。 - 前記第1入射角及び/又は前記第2入射角は、前記入力ポートと前記第3レンズアセンブリの主光学軸との間の距離に依存する、
請求項4に記載の光スイッチング装置。 - 前記分光アセンブリは、前記複数の第1サブビームを前記第2方向において第1射出角で放射するよう構成され、更には、前記複数の第2サブビームを前記第2方向において第2射出角で放射するよう構成され、前記第1射出角と前記第2射出角との間の差は、前もってセットされた範囲内にある、
請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。 - 前記第1レンズアセンブリの焦点距離の値は、ターゲット距離の値に関係があり、該ターゲット距離は、前記第1方向において一対一の対応にある2つの光スポットの間の距離である、
請求項1乃至6のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。 - 前記第1レンズアセンブリと前記方向転換アセンブリとの間の距離は、前記第1レンズアセンブリの焦点距離に等しく、前記第1レンズアセンブリと前記分光アセンブリとの間の距離は、前記第1レンズアセンブリの前記焦点距離に等しい、
請求項1乃至7のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。 - 前記第1ビーム及び前記第2ビームは、少なくとも1つの異なる波長値を有する、
請求項1乃至8のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。 - 当該光スイッチング装置はフィルタを更に有し、該フィルタが前記入力ポートを有し、前記フィルタは、光ファイバから光信号を受けるよう構成され、前記フィルタは更に、前記光信号を前記第1ビームと前記第2ビームとに分けるよう構成される、
請求項1乃至9のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。 - 前記入力ポートは、第1入力ポート及び第2入力ポートを有し、前記第1入力ポートは、前記第1ビームを入力するよう構成され、前記第2入力ポートは、前記第2ビームを入力するよう構成され、前記第2方向における前記第1入力ポート及び前記第2入力ポートの位置は、少なくとも部分的に重なり合う、
請求項1乃至10のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。 - 前記第1ビームはCバンドビームであり、前記第2ビームはLバンドビームである、
請求項1乃至11のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。 - 光スイッチング装置に適用される方向転換方法であって、
前記光スイッチング装置は、入力ポート、分光アセンブリ、第1レンズアセンブリ、方向転換アセンブリ、及び出力ポートを有する、前記方向転換方法において、
第1ビームを前記入力ポートにより第1方向において第1入射角で前記分光アセンブリに入力することと、
第2ビームを前記入力ポートにより前記第1方向において第2入射角で前記分光アセンブリに入力することであり、前記第1入射角及び前記第2入射角の絶対値の間の差はゼロではない、ことと、
複数の第1サブビームを形成するように、前記分光アセンブリを使用することによって前記第1ビームを分散させることと、
複数の第2サブビームを形成するように、前記分光アセンブリを使用することによって前記第2ビームを分散させることと、
前記第1レンズアセンブリを使用することによって前記複数の第1サブビーム及び前記複数の第2サブビームの焦点を前記方向転換アセンブリに合わせることであり、前記複数の第1サブビームは、前記複数の第1サブビームが、各々の波長に応じて前記方向転換アセンブリの第1領域内で第2方向に沿って順次配置された複数の第1光スポットを形成するように、前記方向転換アセンブリの前記第1領域に入射し、前記複数の第2サブビームは、前記複数の第2サブビームが、各々の波長に応じて前記方向転換アセンブリの第2領域内で前記第2方向に沿って順次配置された複数の第2光スポットを形成するように、前記方向転換アセンブリの前記第2領域に入射し、前記複数の第1光スポットは、前記方向転換アセンブリにおいて、前記第1方向において前記複数の第2光スポットと一対一の対応にあり、前記第1入射角及び前記第2入射角の絶対値の間の前記差は、前記第1領域及び前記第2領域が前記第1方向において互いから分離されることを可能にし、かつ、前記第1領域及び前記第2領域が前記第2方向において少なくとも部分的に重なり合うことを可能にし、前記第1方向は前記第2方向に垂直であり、前記第1方向及び前記第2方向は両方とも前記第1ビームの伝播方向に垂直である、ことと、
前記方向転換アセンブリによって方向転換されている前記複数の第1サブビーム及び前記複数の第2サブビームを前記出力ポートにより出力することと
を有する方向転換方法。 - 当該方向転換方法は、
前記第1ビームを前記入力ポートにより前記第2方向において第3入射角で前記分光アセンブリに入力することと、
前記第2ビームを前記入力ポートにより前記第2方向において第4入射角で前記分光アセンブリに入力することと
を更に有し、
前記第3入射角と前記第4入射角との間の差は、前もってセットされた範囲内にある、
請求項13に記載の方向転換方法。 - 第2レンズアセンブリが、前記入力ポートと前記分光アセンブリとの間に含まれ、
当該方向転換方法は、前記第2レンズアセンブリを使用することによって前記第1ビーム及び前記第2ビームを前記分光アセンブリへ結合することを更に有する、
請求項13又は14に記載の方向転換方法。 - 第3レンズアセンブリが、前記入力ポートと前記分光アセンブリとの間に含まれ、
当該方向転換方法は、前記第3レンズアセンブリを使用することによって前記第1入射角及び/又は前記第2入射角を調整することを更に有し、
前記第1入射角及び/又は前記第2入射角は、前記第3レンズアセンブリの位置に依存する、
請求項13乃至15のうちいずれか一項に記載の方向転換方法。 - 前記第1入射角及び/又は前記第2入射角は、前記入力ポートと前記第3レンズアセンブリの主光学軸との間の距離に依存する、
請求項16に記載の方向転換方法。 - 当該方向転換方法は、
前記分光アセンブリを使用することによって前記複数の第1サブビームを前記第2方向において第1射出角で放射することと、
前記分光アセンブリを使用することによって前記複数の第2サブビームを前記第2方向において第2射出角で放射することと
を更に有し、
前記第1射出角と前記第2射出角との間の差は、前もってセットされた範囲内にある、
請求項13乃至17のうちいずれか一項に記載の方向転換方法。 - 当該方向転換方法は、前記第1レンズアセンブリを使用することによってターゲット距離を調整することを更に有し、
前記第1レンズアセンブリの焦点距離の値は、ターゲット距離の値に関係があり、該ターゲット距離は、前記第1方向において一対一の対応にある2つの光スポットの間の距離である、
請求項13乃至18のうちいずれか一項に記載の方向転換方法。 - 前記光スイッチング装置はフィルタを更に有し、該フィルタが前記入力ポートを有し、
当該方向転換方法は、
前記フィルタを使用することによって光ファイバから光信号を受けることと、
前記フィルタを使用することによって前記光信号を前記第1ビームと前記第2ビームとに分けることと
を更に有する、
請求項13乃至19のうちいずれか一項に記載の方向転換方法。 - 前記入力ポートは、第1入力ポート及び第2入力ポートを有し、
当該方向転換方法は、
前記第1入力ポートにより前記第1ビームを入力することと、
前記第2入力ポートにより前記第2ビームを入力することと
を更に有し、
前記第2方向における前記第1入力ポート及び前記第2入力ポートの位置は、少なくとも部分的に重なり合う、
請求項13乃至19のうちいずれか一項に記載の方向転換方法。 - 請求項1乃至12のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置を複数有し、
前記複数の光スイッチング装置は、各々の光スイッチング装置によって方向転換された光信号を当該光スイッチング装置の出力ポートから他の光スイッチング装置の入力ポートへ伝える光ファイバを使用することによって、互いに接続される、
再構成可能な光アドドロップマルチプレクサ。
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