KR20020021145A - 파장 선택성 스위치 - Google Patents

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엘리서 알. 라나리
브레들리 에이. 스코트
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알프레드 엘. 미첼슨
코닝 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 재구성이 가능한 양방향 파장 선택성 스위치(10)에 관한 것이다. 상기 스위치는 편광 변조기(20)를 중심으로 대칭인 광학 시스템(30)(50)을 갖는다.

Description

파장 선택성 스위치{WAVELENGTH SELETIVE SWITCH}
본 발명은 광학 스위치에 관한 것으로, 특히 편광 회전장치를 이용한 파장 선택성 스위치에 관한 것이다.
과거 20년 동안, 원거리통신 시장은 섬유광학에 의해 변화되었다. 초기 네트워크는 비교적 저속인 송수신기 전자공학을 통신 링크의 각 단부에 포함하였다. 광 신호는 전기적 신호로 변환됨으로써 스위치되고, 전자적으로 스위치된 다음, 광신호로 재변환된다. 전자 스위칭 설비의 대역폭은 약 10㎓로 제한된다. 한편, 전자기파 스펙트럼의 1550㎚ 범위의 단일모드 광섬유 대역폭은 테라헤르쯔 범위이다. 대역폭에 대한 수요가 가하급수적으로 증가하기 때문에, 네트워크 설계자는 1550㎚ 범위의 가용 대역폭을 개발하기 위한 방법을 찾아왔다. 따라서, 광학적으로 투명한 교차접속과 스위치가 필요하다.
창안된 방법중 하나는 편광 빔 분할기, 규회석 프리즘 및 액정 스위치 엘리먼트를 이용한 주파수 선택성 광학 스위치에 관한 것이다. 그러나, 이러한 구성은 큰 단점이 있다. 상기 편광 빔 분할기는 항상 초점 렌즈와 공간 광 변조기 사이에위치되며, 빔을 재결합시키기 위해 사용된다. 그 결과, 상기 편광 빔 분할기는 큰 수용각을 수용할 수 있어야 하며, 이는 복굴절 크리스탈이 사용되는 경우 불량하게 중첩된 빔을 만들게 된다. 만약, 빔 분할 정육면체가 사용되면, 콘트라스트비는 저감되고 누화는 증대된다. 이는 규회석 프리즘을 이용함으로써 실현된다. 규회석 프리즘은 혼합된 편광을 가진 하나의 시준빔을 2개의 편향 시준빔으로 변환시키도록 설계되며, 상기 편향 시준빔들은 최초의 혼합된 편광빔의 광축에 의해 대략 2등분된 각도로 분할된다. 이는 상기 편광 빔 분할기를 초점 렌즈와 액정 스위치 엘리먼트 사이에 위치시키는 것과 관련된 많은 문제점들을 해결하지만, 규회석 프리즘의 이용에 따른 중대한 문제점이 존재한다. 그중 가장 중요한 문제점은 규회석 프리즘이 정확하게 대칭적으로 편향된 빔을 생성할 수 없다는 것이다. 상기 규회석 프리즘의 결과가 대칭적이지 않기 때문에, 상기 빔들은 액정 스위치 엘리먼트에서 중첩될 수 없다. 따라서, 서로 다르게 스위치된 상태로 인한 삽입 손실 변화와 누화를 최소화하기 위하여, 액정 스위치 엘리먼트에서의 빔 위치는 액정 스위치 엘리먼트에서의 서로 다른 입사각과 균형을 이루어야만 한다. 이러한 비대칭성 때문에, 상기 광학 시스템은 수용가능한 채널 대역폭과 함께 수용가능한 누화를 달성하기 위해서는 길이가 길어져야만 한다.
따라서, 누화를 저감시키고, 삽입손실을 저감시키며, 스펙트럼 분해능을 개선하기 위하여, 편광 변조기를 중심으로 대칭이면서 그 편광 변조기에 중첩된 빔을 전달할 수 있는 광학 시스템을 가진 파장 선택성 스위치가 요구된다.
본 출원은 35 U.S.C.§119(e)에 따라 1999년 6월 29일자로 출원된 미국 예비특허 출원번호 제60/141,556호를 우선권 주장한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파장 선택성 스위치(WSS)를 개략적으로 도시한 블럭도이고,
도 2는 도 1에 도시된 WSS의 개략도이며,
도 3은 본 발명에 따른 평행판 빔분할기를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 비열 격자를 도시한 도면이며,
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 WSS의 편광조절구조를 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 WSS의 기계적 구성을 도시한 사시도이며,
도 7은 본 발명의 WSS의 채널 프로파일을 도시한 그래프이고,
도 8은 본 발명의 40채널 WSS의 광대역 리플을 도시한 그래프이며,
도 9는 본 발명의 80채널 WSS의 광대역 리플을 도시한 그래프이고,
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따라 WSS를 통합하는 WADM의 블럭도이다.
누화를 저감시키고, 삽입손실을 저감시키며, 스펙트럼 분해능을 개선하기 위하여, 편광 변조기를 중심으로 대칭이면서 그 편광 변조기에 중첩된 빔을 전달할 수 있는 광학 시스템을 가진 파장 선택성 스위치가 개시되어 있다.
본 발명의 특징은 제 1 신호와 제 2 신호를 선택된 출력에 선택적으로 전송하기 위한 광학장치이다. 상기 광학장치는 복굴절 광학 시스템과 편광 변조기;를 포함하며, 상기 복굴절 광학 시스템은 제 1 신호와 제 2 신호를 수신하는 시스템 입력과, 상기 복굴절 광학 시스템이 제 1 편광신호와 제 2 편광신호를 중첩시킴으로써 생성된 중첩신호를 전달하게 되는 시스템 출력을 갖고, 상기 제 1 편광신호와 제 2 편광신호는 각각 제 1 신호와 제 2 신호가 편광된 신호형태이며, 상기 편광 변조기는 시스템 출력에 커플되어 상기 중첩된 신호의 편광상태를 선택적으로 회전시킨다.
다른 특징으로서, 본 발명은 선택된 출력에 제 1 신호와 제 2 신호를 선택적으로 전송하기 위한 광학장치를 포함한다. 상기 광학장치는 제 1 신호와 제 2 신호를 제 1 신호 편광성분 및 제 2 신호 편광성분으로 각각 분할하기 위한 제 1 편광 빔 분할기를 포함한다. 상기 편광 빔 분할기에는 제 1 반파 리타더(retarder)가 커플되며, 제 1 반파 리타더는 제 1 신호 편광성분과 제 2 신호 편광성분이 모두 제 1 편광상태로 균일하게 편광되도록 한다. 상기 제 1 반파 리타더에는 제 1 격자가 커플되어 복수의 제 1 신호 파장 채널과 복수의 제 2 신호 파장 채널을 생성하게 된다. 상기 제 1 격자에는 제 2 반파 리타더가 커플되어 상기 복수의 제 2 신호 파장 채널이 제 2 편광상태로 균일하게 편광되도록 한다. 상기 제 1 격자에는 제 1광학 보상기가 커플되어 상기 복수의 제 1 신호 파장 채널의 광학거리가 상기 복수의 제 2 신호 파장 채널의 광학거리와 대체로 동일하도록 한다. 상기 광학 보상기와 제 2 반파 리타더에는 제 1 편광 빔 결합기가 커플되어 상기 복수의 제 1 신호 파장 채널과 상기 복수의 제 2 신호 파장 채널을 복수의 중첩된 파장 채널로 결합시킨다. 상기 편광 빔 결합기에는 초점 렌즈가 커플되며, 상기 초점 렌즈에는 편광 변조기 어레이가 커플되고, 각각의 변조기는 중첩된 각각의 파장 채널이 소정 변조기로 집중되는 스위치 상태를 갖는다.
또 다른 특징으로서, 본 발명은 광학장치의 선택된 출력에 제 1 신호와 제 2 신호를 선택적으로 전송하기 위한 방법을 포함한다. 상기 방법은 다음의 단계를 포함한다. 즉, 편광 변조기를 제공하는 단계. 상기 제 1 신호를 적어도 하나의 제 1 편광성분으로 변환시키고, 상기 제 2 신호를 적어도 하나의 제 2 편광성분으로 변환시키는 단계. 상기 적어도 하나의 제 1 편광성분과 상기 적어도 하나의 제 2 편광성분을 중첩시켜 중첩신호를 형성하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 제 1 편광성분과 상기 적어도 하나의 제 2 편광성분은 적어도 하나의 축방향으로 동일선상에 존재하는 단계. 그리고, 상기 중첩신호를 편광 변조기로 집중시키는 단계.
또 다른 특징으로서, 본 발명은 복굴절 광학 시스템을 포함하는 광학장치의 선택된 출력에 제 1 신호와 제 2 신호를 선택적으로 전송하기 위한 방법을 포함한다. 상기 방법은 다음의 단계를 포함한다. 즉, 액정화소 어레이를 제공하는 단계로서, 각각의 액정화소는 스위치 상태를 포함한다. 상기 제 1 신호와 제 2 신호를 디멀티플렉싱하여 복수의 제 1 신호 파장 채널과 복수의 제 2 신호 파장 채널을 각각형성하는 단계. 각각의 제 1 신호 파장 채널을 그 해당 제 2 신호 파장 채널에 중첩시켜 복수의 중첩된 파장 채널을 형성하는 단계. 그리고, 각각의 중첩된 파장 채널을 소정의 액정화소에 집중시키는 단계.
본 발명의 특징과 장점이 하기된 상세한 설명에 개시되어 있으며, 첨부도면과 아울러, 하기된 상세한 설명 및 청구범위를 포함하는 본 출원서에 개시된 발명을 실시함으로써 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
하기된 상세한 설명은 단순히 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 청구된 본 발명의 특징과 본질을 이해할 수 있도록 하는 개관을 제공하기 위한 것임을 알 수 있을 것이다. 첨부도면은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 포함된 것으로, 명세서의 일부를 구성한다. 도면들은 본 발명의 다양한 실시예를 도시하고 있으며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리와 작용을 설명하는 역할을 한다.
이하, 그 예가 첨부도면에 도시되어 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조한다. 전체도면에서 가능한 한 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조번호로 표시하였다. 본 발명의 파장 선택성 스위치(WSS)의 예시적 실시예가 도 1에 도시되어 있으며, 참조번호 10으로 표시되어 있다.
본 발명에 따르면, 편광 변조기를 중심으로 대칭인 광학 시스템을 가진 파장 선택성 교차접속 스위치가 제공되며, 이는 편광 변조기(20)에 중첩된 빔을 전달할 수 있음으로써 누화를 저감시키고, 삽입손실을 저감시키며 스펙트럼 해상도를 개선하여 고도의 광학 처리율을 구현하게 된다. 본 발명의 파장 선택성 스위치(WSS)는 중첩된 신호를 편광 변조기에 전송하는 복굴절 광학 시스템을 포함한다. 상기 중첩된 신호는 제 1 입력섬유로부터 나온 평행 편광신호를 제 2 입력섬유로부터 나온 직교 편광신호와 중첩시킴으로써 형성된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 WSS(10)는 도 1에 도시된 바와 같다. 입력섬유 1과 입력섬유 2는 입력포트(12)에 연결된다. 입력포트(12)는 입력 복굴절 광학 시스템(30)에 연결된다. 상기 입력 복굴절 광학 시스템(30)은 편광 변조기에 광학적으로 커플되며, 이는 네트워크 명령(미도시)에 의해 결정된 스위치 상태에 따라입사빔을 스위치시킨다. 상기 편광 변조기(20)는 출력빔을 출력포트(14)로 루트시키는 출력 복굴절 광학 시스템(50)에 연결된다. 출력포트(14)는 출력섬유 1과 출력섬유 2에 연결된다.
상기 출력 복굴절 광학 시스템(50)은 입력 복굴절 광학 시스템(30)의 미러 이미지이다. 따라서, WSS(10)는 재구성이 가능한 양방향 파장 선택성 스위치이다. 입력 복굴절 광학 시스템(30)과 출력 복굴절 광학 시스템(50)을 포함하는 복굴절 광학 시스템은 편광 변조기(20)를 중심으로 정확하게 대칭이다. 도 1에 도시된 WSS는 2×2 파장 선택성 스위치이다.
입력섬유 1과 입력섬유 2는 WSS(10)에 다중 파장 채널을 가진 무작위로 편광된 광신호를 제공한다. 제 1 실시예에서, WSS(10)는 40 파장 채널을 100㎓ 채널간격으로 조절한다. 선택적 실시예에서, WSS(10)는 80 파장 채널을 50㎓ 채널간격으로 조절한다. 입력섬유 1과 입력섬유 2 사이에서 개별 채널이 선택적으로 스위치될 수 있다. WSS(10)는 입력섬유 1로부터 나온 파장 채널을 s편광된(수직) 신호로 변환시키고, 제 2 섬유 파장 채널을 p편광된(평행) 신호로 변환시킴으로써 작용한다. 당업자는 p편광된 신호와 s편광된 신호가 서로에 대해 직교함을 알 수 있을 것이다. 그 다음, 상기 p편광된 신호와 s편광된 신호는 중첩되어 편광 변조기에 집중된다. 따라서, 입력섬유에 의해 반송되는 반송물은 그 편광상태로 식별된다. 편광 변조기(20)는 섬유사이의 채널을 스위칭할 때 중첩된 신호의 편광상태를 90°회전시키고, 주어진 채널이 스위치를 통과할 때 편광상태를 회전시키지 않는다. 스위칭 후, 상기 출력 복굴절 광학 시스템(50)은 파장 채널을 그 편광상태에 따라 다시 멀티플렉싱하고, (편광 변조기(20)를 떠난 후)s편광된 출력 채널은 출력섬유 1에 사상시키고 (편광 변조기(20)를 떠난 후)p편광된 출력 채널은 출력섬유 2에 사상시킨다. 대칭적인 설계이기 때문에, 이러한 규칙은 역으로 적용될 수 있다. WSS(10)의 작용에 대해서는 후에 설명한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 WSS(10)의 개략도는 도 2에 도시된 바와 같다. 입력섬유 1과 입력섬유 2는 WSS(10)의 입력(12)에 연결된다. 섬유 1과 섬유 2에서 나온 광신호는 시준기(120)에 의해 시준된다. 상기 시준기(120)는 편광 빔 분할기(32)에 연결된다. 편광 빔 분할기(32)는 반파 플레이트(34)에 연결된다. 상기 편광 빔 분할기(32)와 반파 플레이트(34)에 접힘 거울(36)이 광학적으로 커플되어 상기 광신호가 격자(38)쪽으로 반사되도록 한다. 이후의 실시예에 도시된 바와 같이, 상기 접힘 거울(36)은 생략될 수 있으며, 광신호는 반파 플레이트(34)로부터 격자(38)까지 전송된다. 격자(38)는 제 1 섬유 광신호와 제 2 섬유 광신호를 그 구성요소 파장 채널로 디멀티플렉싱한다. 반파 플레이트(40)와 광학 보상기(42)가 상기 격자에 커플된다. 반파 플레이트(40)는 제 2 섬유 파장 채널에 광경로를 제공한다. 광학 보상기(42)는 제 1 섬유 파장 채널에 광경로를 제공한다. 이 구성요소들의 기능은 후에 상세하게 설명하기로 한다. 반파 플레이트(40)와 광학 보상기(42)는 편광 빔 결합기(44)에 광학적으로 커플된다. 편광 빔 결합기(44)는 판파 플레이트(40)로부터 나온 제 1 섬유 파장 채널과 광학 보상기(42)로부터 나온 제 2 섬유 파장 채널을 중첩시킨다. 상기 편광 빔 시준기(44)에는 초점 렌즈(46)가 광학적으로 커플되며, 이는 편광 빔 결합기(44)로부터 나오는 각각의 중첩된 파장 채널을편광 변조기(20)의 해당 편광 변조 셀(22)에 집중시키는데 사용된다.
전술한 바와 같이, 출력 복굴절 광학 시스템(50)은 입력 복굴절 광학 시스템(50)의 미러 이미지이다. 상기 편광 변조기(20)에는 초점 렌즈(66)가 연결된다. 초점 렌즈(66)는 편광 빔 분할기(64)에 커플된다. 편광 빔 분할기는 중첩된 출력 채널을 출력섬유 1 파장 채널과 출력섬유 2 파장 채널로 분할한다. 편광 빔 분할기는 반파 플레이트(60)와 광학 보상기(62)에 커플된다. 상기 광학 보상기(62)는 출력섬유 1 파장 채널의 광경로 길이를 조절한다. 출력섬유 2 파장 채널은 반파 플레이트(60)를 통해 전파한다. 출력섬유 1 파장 채널과 출력섬유 2 파장 채널은 격자(58)에 의해 멀티플렉스된다. 격자(58)는 접힘 거울(56)에 커플되며, 이는 출력신호중 일부를 반파 플레이트(54)를 통해 전송한다. 반파 플레이트(54)는 편광 빔 결합기(52)에 커플되며, 이는 출력신호 1과 출력신호 2를 형성한다. 출력신호 1과 출력신호 2는 시준기(140)에 의해 시준되며, 각각 제 1 출력섬유와 제 2 출력섬유로 전송된다.
편광 빔 분할기(32)(64)와 편광 빔 결합기(44)(52)는 임의의 적당한 형태일 수 있으나, 도 3에 예로서 도시된 빔 분할기(32)는 광 투과물질로 이루어진 단일 플레이트(320)를 갖는다. 플레이트(320)는 평행면을 갖는다. 입력신호 1과 입력신호 2의 광입사면에 반사방지막(326)이 적층된다. 상기 플레이트(320)의 광방출면에 빔분할막(322)이 적층된다. 상기 막(320)은 s편광된 빛은 통과할 수 있도록 하는 반면 p편광된 빛은 내부적으로 반사한다. 상기 p편광된 빛은 반사막(324)에 의해 반사된다. 그 후, 상기 p편광된 빛은 s편광된 빛에 평행한 빔의 슬래브(slab)를 빠져 나간다. 이 방식은 아크세컨드 공차를 제공하며, 저렴하고 일부에서 실시될 수 있다. 빔 분할기(32)(64)와 편광 빔 결합기(44)(52)는 모든 분할 및 결합작용이 색 분산축(격자의 사축)과 직교하도록 배치되며, 이는 삽입손실과 스위치 상태로 인한 삽입손실 변화를 최소화하는데 필요한 광학 거리 보상을 단순화시킨다. 이러한 구성은, 격자와 초점 렌즈 사이의 광경로 거리차이가 모든 구성에서 동일하게 만들어지기 때문에, 광학성능을 개선한다. 또한, 빔 결합기(44)와 분할기(64)는 격자와 초점 렌즈 사이에 배치된다. 이러한 혁신은 개선된 광학성능을 제공하며, 다른 구조에서 통상적으로 볼 수 있었던 규회석 프리즘과 관련된 비대칭성을 제거한다. 이러한 빔분할기/결합기 장치의 예가 미국 예비특허출원번호 제60/153,913호에 개시되어 있다.
당업자는 원하는 공차, 패키지 크기, 경비 및 장착조건에 따라 박막 필터와 함께 빔 분할 정육면체, 복굴절 플레이트 및 프리즘도 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 상기 정육면체를 이용한 방법이 더 고가이긴 하지만, 이들 장치는 광학 표면상에 장착될 수 있으며 패키지 크기가 더 소형이다.
격자(38)(58)는 임의의 적당한 형태일 수 있으나, 도 4에 예로서 도시된 비열격자(78)는 도 6에 도시된 것과 같은 하나의 패키지에 입력격자(38)와 출력격자(58)를 포함한다. 본 실시예에서, 입력격자(38)는 기판(386)에 모사되고, 에폭시(384)로 프리즘(382)에 결합된다. 격자 간격의 CTE는 프리즘 물질 CTE와 기판 물질 CTE의 중간이다. 기판 물질의 두께를 변화시킴으로써, 격자 간격의 CTE를 조절할 수 있다. 프리즘으로 사용된 글라스는 dn/dt가 낮아야 한다. 예를 들어, 프리즘(382)은 오하라 글라스 타입 S-TIL6로 구성될 수 있으며, 기판(386)(586)은 코닝 ULE 글라스로 구성될 수 있다. 상기 광입사면의 각도는 90°이며, 출사면의 각도는 50.42°이다. 이러한 방식의 장점은 모든 구성요소가 물리적으로 링크되고, 매우 용이하게 배치 정렬되며, 온도에 따라 크게 변하지 않는 각도체계를 보장할 수 있다는 점이다. 이와 같이 비열화된 장치의 예가 미국 예비특허출원번호 제60/153,913호에 개시되어 있다. 당업자는 시스템에 필요한 비열화된 성능수준에 따라 임의의 표준 회절격자 시스템 또는 프리즘이 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
광학 보상기(42)(62)는 임의의 적당한 형태일 수 있으나, 정밀한 두께를 가진 글라스로 제조된 연마 플레이트가 예로서 개시되어 있다. 그러나, 모든 광학적 구조 또는 물질은 제 1 섬유 신호와 제 2 섬유 신호가 이동하게 되는 광경로 길이가 거의 동일하게 되도록 만든다. 임의의 빔 결합기 및 반파 리타더에 있어서, 광학 보상기(42)(62)는 입력섬유 1과 입력섬유 2로부터 나온 파장채널이 각도와 공간면에서 정확하게 중첩될 수 있도록 설계된다. 이는 하기된 등식을 만족시키는 광학 보상기의 두께 및 재료를 선택함으로써 구현할 수 있다.
여기서, TO는 광학 보상기(42)(62)의 두께이고, no는 보상기(42)(62)의 광학지수이며, na는 공기의 지수이고, H는 빔 결합기내의 입력섬유 2와 비교한 섬유입력1로부터 나온 빛이 이동한 거리의 차이이며, nbs는 빔 결합기 물질의 지수이고, Tr은 리타더의 두께이며, nr은 리타더 물질의 광학 지수이다.
편광 변조기(20)는 임의의 적당한 형태일 수 있으나, 참조번호 22, 24, 26 및 28로 표시된 화소 어레이로 구성된 선형 액정장치가 예로서 도시되어 있다. 40 파장 채널 시스템에서, 어레이(20)는 40 스위치 셀(22)로 구성된다. 도시된 바와 같이, 각각의 스위치 셀(22)은 비틀린 나선구조로 정렬된 액정 분자를 가진 비틀린 네마틱 액정장치이다. 당업자는 상기 회전량이 액정 나선구조의 형태와 온도에 따라 좌우된다는 것을 알 수 있을 것이다. 설계된 바에 따라, 비틀린 나선 구조는 상기 장치에 비교적 낮은 전압이 가해지거나 전혀 가해지지 않은 다음 단열에 의해 입사 광신호의 편광상태가 90°회전하도록 한다. 예를 들어, 비교적 낮은 전압이 온도 보상을 위해 가해질 수 있다. 상기 액정화소에 가변 전압을 가함으로써 회전량은 점증되며 변할 수 있다. 이 경우, WSS(10)는 가변 광감쇠기 기능을 하게 된다. 잘 알려진 바와 같이, 충분한 전압(약 10V 또는 그 이상)이 가해지면, 상기 액정분자에 의해 형성된 나선구조는 붕괴되며, 입사 광신호의 편광상태는 실질적으로 변하지 않은 상태로 통과된다. 따라서, 오프-전압 스위치 상태 또는 비교적 낮은 전압상태에서, 입사 광신호의 편광상태는 반파만큼 회전되며, p편광된 신호는 s편광된 신호가 되며 s편광된 신호는 p편광된 신호가 된다. 온-전압 상태에서, 상기 편광상태는 회전되지 않는다.
당업자는 가해진 전압에 따라 가변하는 복굴절성을 가진 복굴절 의존성 크리스탈과 같은 다른 편광 변조장치가 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 이러한 크리스탈은 액정장치가 활용하는 것과 동일한 효과를 채용한다. 당업자는 강유전성 액정 회전자, 자기광학 페러데이 회전자, 음향광학 회전자 및 전자광학 회전자가 편광 변조기(20)로서 채용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
도 5는 편광조절구조로서 WSS(10)의 작용을 도시한 도면이다. 편광 빔분할기(32)는 제 1 섬유와 제 2 섬유로부터 나온 입력신호를 평행 및 직교 신호성분으로 분할한다. 따라서, 4개의 소빔(1s, 1p, 2s, 2p)이 빔분할기(32)를 빠져나간다. 당업자는 입력섬유 1과 입력섬유 2에 대한 번호매김 규칙은 임의적인 것이기 때문에 반대가 될 수도 있음을 알 수 있을 것이다. 도시된 바와 같이, 상기 제 1 섬유신호 및 제 2 섬유신호(1p, 2p)로부터 p편광 성분은 반파 플레이트(34)를 통과한다. 역으로, 직교성분이 반파 플레이트(34)를 통과하도록 할 수도 있다. 어떠한 경우든, 반파 플레이트(34)를 통과한 후, 4개의 소빔(1s, 1p, 2s, 2p)은 모두 동일한 편광상태를 갖는다. 격자(38)의 처리량은 입사빔의 편광상태에 따라 좌우된다. 따라서, 격자(38)의 처리량을 극대화시키고 편광종속손실(PDL)을 제거하기 위하여, 균일한 편광이 실시된다. 격자(38)는 상기 4개의 소빔에 의해 반송되는 파장을 디멀티플렉스함으로써, 파장을 다양화한다. 당업자는 소빔에 의해 반송되는 각각의 파장이 자기 고유의 정보 페이로드를 가진 별도의 통신채널임을 알 수 있을 것이다. 섬유 1에 특정된 각각의 파장채널에 대하여, 섬유 2에는 그에 상응하는 파장채널이 존재한다. 섬유 1과 섬유 2의 해당 파장채널은 대체로 동일한 파장세트에 의해 점유된다. 그러나, 해당 파장채널에 의해 반송되는 정보 페이로드는 상이하다는것을 알 수 있을 것이다. 섬유 1과 섬유 2에서 해당 파장채널을 스위칭시킴으로써, 그들 각각의 정보 페이로드도 역시 섬유 1과 섬유 2에서 스위치된다.
상기 제 2 섬유신호로부터 나온 2개의 편광 소빔은 편광 다양성을 생성하는 반파 플레이트(40)를 통과하게 된다. 따라서, 반파 플레이트(40)를 통과하지 않는 제 1 섬유 파장채널은 s편광(1s, 1s)된 상태로 유지되는 반면, 제 2 섬유 파장채널은 p편광된다(2p, 2p).
본 발명의 특징중 하나는 광학 보상기(42)가 없으면 제 1 섬유 파장채널은 더 짧은 물리적 거리를 이동하게 된다는 것이다. 제 1 섬유 파장채널은 광학 보상기(42)를 통과하게 됨으로써 제 1 섬유 파장채널과 제 2 섬유 파장채널의 광학 거리를 평준화시킨다. 광학 거리는 광신호가 이동한 거리로서 한정되며, 전파매체의 굴절률에 의해 분할된다. 이는 광신호가 이동한 거리로서 한정되며 전파매체의 굴절률에 의해 배증되는 "광경로 길이"와는 다르다. 동일한 광경로 길이를 갖도록 보정된 신호는 일시적으로 동일한 양태를 나타내는 반면, 동일한 "광학 거리"를 갖도록 보정된 신호는 광학적으로 동일한 양태를 나타낸다.
또한, 광학 보상기(42)도 격자(38)에 의해 생성된 분산을 저감시킨다. 상기 격자에 의해 생성된 파장채널의 분산은 공기에서의 분산에 비해 광학 보상기(42) 내에서 더 작다. 따라서, 광학 보상기(42)를 통하여 전파하는 2세트의 s편광 파장채널은 광학 보상기(42)를 통하여 전파하지 않는 2세트의 p편광 파장채널보다 격자(38)로부터 빔 시준기(44)까지 더 긴 물리적 거리를 이동하게 된다. 그러나, 상기 2세트의 s편광 파장채널은 상기 2세트의 p편광 파장채널이 경험하는 것과 실질적으로 동일한 총분산을 경험하게 된다. 빔 결합기(44)는 초점렌즈(46)으로 입사되는 2세트의 동일한 중첩 파장채널(1s, 2p)을 생성한다. 각각의 s편광 파장채널과 해당 p편광 파장채널을 중첩시킴으로써, 각각의 중첩된 파장채널은 제 1 섬유 파장채널(1s)과 제 2 섬유 파장채널(2p)로부터 정보 페이로드를 포함하게 된다. 상기 렌즈(46)는 각각의 중첩 파장채널을 개별 액정 스위치 셀(22)에 집중시킴으로써, 상기 2개의 동일한 정보 세트를 스위치 셀(22)에 입사되는 하나의 중첩된 파장채널로 결합시키게 된다.
고전압 상태에서, 스위치 셀(22) 출력에서의 중첩 파장채널의 편광상태는 스위치 셀(22) 입력에서의 동일 중첩 파장채널의 편광상태와 비교할 때 불변이다. 오프전압 상태에서, 스위치 셀(22)은 전술한 편광 회전법으로 (1s, 2p)를 (1p, 2s)로 변환시키며, 스위치 셀(22) 출력에서의 중첩 파장채널의 편광상태는 스위치 셀(22) 입력에서의 동일 중첩 파장채널의 편광상태에 대해 90°회전된다.
전술한 바와 같이, 상기 출력 복굴절 광학 시스템(50)은 입력 복굴절 광학 시스템(30)과 정확하게 대칭이다. 고전압 상태에서, 채널(1s, 1p)은 제 1 섬유출력에 포함되고, 채널(2s, 2p)은 제 2 섬유출력에 포함된다. 이는 상기 파장채널 통과상태이다. 저전압 상태에서, 채널(2s, 2p)은 제 1 섬유출력에 삽입되며, 채널(1s, 1p)은 제 2 섬유출력에 삽입된다. 이러한 스위치 상태에서, 제 1 섬유의 파장채널에 의해 반송되는 정보는 제 2 섬유출력으로 스위치되며, 제 2 섬유의 해당 파장채널에 의해 반송되는 정보는 제 1 섬유로 스위치된다.
본 발명의 특징과 장점의 일부를 설명하면 다음과 같다. 본 발명에서, 반파플레이트(40)는 격자(38)와 편광 빔 결합기(44) 사이에 위치됨으로써, 편광 빔 결합기(44)가 렌즈(46)와 격자(38) 사이에 배치될 수 있도록 한다. 이와 유사하게, 출력 복굴절 광학 시스템(50)에서 편광 빔 분할기(64)는 렌즈(66)와 격자(58) 사이에 위치된다. 이와 같은 대칭적 광학 형태는 본 구조가 고성능을 유지할 수 있는 핵심이 된다. 상기 변광 빔 분할기/결합기는 모두 거의 시준된 공간에서 사용된다. 이는 소광비를 최대화시키고 누화를 최소화시키는 방법이다. 본 발명은 렌즈(46)와 편광 변조기(20) 사이에 규회석 프리즘 또는 기타 다른 복굴절 엘리먼트를 사용할 필요가 없다. 입력 복굴절 광학 시스템(30)과 관련하여, 렌즈(46)와 편광 변조기(20) 사이에 설치된 임의의 복굴절 엘리먼트는 섬유 2로부터 시작된 빛에 대한 섬유 1로부터 시작된 빛의 광학 특성에 비대칭성을 유도하게 된다. 출력 복굴절 광학 시스템(50)과 관련하여 동일한 분석이 적용된다. 전술한 바와 같이, 본 발명은, 광학 보상기(42)(62)와 함께 사용되는 경우, 빔분할 정육면체 및 박막 필터와 같은 선택적 편광기의 사용을 허용한다. 이러한 장치들은 2개의 편광성분이 정확하게 중첩되고 정확하게 동일한 원뿔각을 갖도록 그 2개의 편광성분을 재결합시킬 수 있다. 마지막으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 빔들은 초점렌즈의 수평축(즉, 일차원의 온축)을 따라 입사된다. 결론적으로, 보다 많은 빛이 렌즈통공의 중심부로 전송된다. 통상적으로, 이는 렌즈통공의 줌심으로 빛이 거의 통과하지 않았던 종래의 구조에 비해 주어진 렌즈형태로 더 우수한 광학적 성능을 구현할 수 있도록 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 WSS(10)의 유리 기계적 구조가 사시도로 도시되어 있다. 본 실시예에서, 모든 구성요소는 물리적으로 링크된다. 시준기 조립체(120)는 빔 분할기 조립체(32)에 물리적으로 연결된다. 빔 분할기 조립체(32)는 반파 리타더(34)에 물리적으로 연결된다. 반파 리타더(34)는 격자 조립체(38)에 물리적으로 연결된다. 격자 조립체(38)는 반파 리타더(40)와 광학 보상기 조립체(42)에 물리적으로 연결된다. 이들 구성요소는 렌즈(46)에 연결된 빔 결합기(44)에 연결된다. 각각의 조립체는 다양한 나사, 와셔 및 그 동등물에 의해 기저판(100)의 적소에 고정된다. 출력 복굴절 광학 시스템(50)은 입력 복굴절 광학 시스템(30)의 미러 이미지이며, 구성은 동일하다.
도 6에 도시된 실시예는 여러가지 장점을 갖는다. 첫째, 대부분의 구성요소가 열적으로 물리적으로 링크된다. 이는 여러가지 환경적 문제점을 완화시킨다. 구성요소가 물리적으로 링크되어 있기 때문에, 열적 결합이 존재하며, 민감한 구성요소로부터 열이 효과적으로 방출됨으로써 더 비열화된 설계를 할 수 있다. 이와 유사하게, 구성요소들을 링크시킴으로써, 상기 구성요소들이 진동으로 인한 기계적 응력에 대해 덜 민감하게 된다. 결론적으로, 도 4에 도시된 기계적 구성은 조립비용을 저감시킨다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, WSS(10)로부터 얻은 성능 데이타가 개시되어 있다. 도 7에는 부가 및 하락 트레이스의 중첩 채널 프로파일이 도시되어 있다. 채널내 누화는 -35㏈ 내지 -40㏈ 사이이다. 하락 채널 삽입손실은 통과채널보다 약 2㏈ 더 크다. 도 8에서, 40채널 스위치의 광대역 리플이 도시되어 있다. 이 데이타는 가변 레이저와 광학 스펙트럼 분석기로 얻은 것이다. 매초 화소가 수신된 상태로 40개의 -50㎓ 채널이 도시되어 있다. 다시, 골은 -35㏈ 내지 -40㏈ 사이이다. 도 9에는 80 채널 스위치의 광대역 리플을 나타내는 성능 데이타가 도시되어 있다. 매초 화소가 수신된 상태로 80개의 -50㎓ 채널이 도시되어 있다. 이 데이타는 ASE 소스를 이용한 광학 스펙트럼 분석기로부터 얻은 것이다. 도 9에서, OSA의 해상도 부족 및 채널 대역의 과잉충전 때문에, 골은 -35㏈에 도달하지 않는다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따라 WSS(10)가 통합된 WADM(100)이 도시되어 있다. WSS(10)는 파장 부가하락 멀티플렉서(WADM)의 주요 구성요소로서 작용하기에 매우 적합하다. 도시된 바와 같이, WSS(10)는 파장 멀티플렉서(110)에 연결된 입력섬유 1과 입력섬유 2에 연결된다. 또한, WSS(10)는 출력섬유 1과 출력섬유 2에 연결된다. 출력섬유 2는 파장 디멀티플렉서(120)에 연결된다. 멀티플렉서(110)는 WSS(10)에 접속된 파장채널인 N-로칼 포트에 연결된다. 상기 로칼 포트는 입력섬유 1과 출력섬유 1로 대표되는 섬유 본선에 부가될 로칼 트래픽의 소스이다. 디멀티플렉서(120)는 로칼 트래픽의 싱크이다.
로칼 트래픽에 하락될 파장채널은 도 1 내지 도 5와 관련하여 전술한 방법으로 입력섬유 1로부터 출력섬유 2로 WSS에 의해 스위치된다. 상기 하락된 파장채널은 멀티플렉서(110)로 입력된 로칼 파장채널로 대체된다. 따라서, 각각의 로칼 트래픽 페이로드는 상기 하락된 파장채널중 하나에 해당하는 파장에서 변조되며, 파장 쟁탈을 피하여 하락된 채널에 의해 생성된 빈 파장 슬롯에 삽입된다.
당업자는 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않고 본 발명에 대한 다양한 변형과 변경이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위 및그 등가물의 범위에 속하는 본 발명에 대한 다양한 변경 및 변형을 포함한다.

Claims (44)

  1. 제 1 신호 및 제 2 신호를 선택된 출력에 선택적으로 전송하기 위한 광학장치로서,
    상기 제 1 신호 및 제 2 신호를 수신하는 시스템 입력과, 당해 복굴절 광학 시스템에 의해 제 1 편광신호 및 제 2 편광신호가 중첩됨으로써 형성된 중첩신호가 전송되어지는 시스템 출력을 가진 복굴절 광학 시스템; 및
    상기 시스템 출력에 커플되며, 상기 중첩신호의 편광상태를 회전시키는 편광 변조기;를 포함하되,
    상기 제 1 편광신호와 제 2 편광신호는 각각 상기 제 1 신호 및 제 2 신호가 편광된 형태인 것을 특징으로 하는 광학장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 편광신호는 제 1 선형 편광상태로 사상되고, 제 2 편광신호는 제 1 선형 평광상태에 직교하는 제 2 선형 편광상태로 사상되는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 편광신호는 제 1 원형 편광상태로 사상되고, 제 2 편광신호는 제 1 원형 평광상태에 직교하는 제 2 원형 편광상태로 사상되는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 편광 변조기는 복굴절 크리스탈 스위치, 비틀린 네마틱 액정 스위치, 강유전성 액정 스위치, 콜레스테릭 액정 스위치, 자기광학 페러데이 회전자, 음향광학 회전자 또는 전자광학 회전자로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 광학장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 액정 스위치는 비틀린 네마틱 액정 스위치, 강유전성 액정 스위치 또는 콜레스테릭 액정 스위치로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 광학장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 시스템 입력으로부터 액정 스위치까지 제 1 편광신호의 광학 거리는 상기 시스템 입력으로부터 액정 스위치까지 제 2 편광신호의 광학 거리와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 광학장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 편광신호와 제 2 편광신호는 광경로의 적어도 일축에서 동일선상에 있도록 중첩되는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 복굴절 광학 시스템은 편광 변조기를 중심으로 대칭인 것을 특징으로 하는 광학장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 복굴절 광학 시스템은
    상기 편광 변조기의 광 입사면에 커플된 입력 복굴절 광학 시스템; 및
    상기 편광 변조기의 광 전송면에 커플된 출력 복굴절 광학 시스템;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 입력 복굴절 광학 시스템은
    상기 시스템 입력에 연결되며, 제 1 신호를 제 1 신호 편광성분으로 분할하고, 제 2 신호를 제 2 신호 편광성분으로 분할하는 편광 빔 분할기; 및
    상기 제 1 신호 편광성분과 제 2 편광성분 각각의 편광성분 경로에 배치되어 균일하게 편광된 제 1 신호성분과 균일하게 편광된 제 2 신호성분을 생성하는 제 1 반파 리타더;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 균일하게 편광된 제 1 신호성분과 균일하게 편광된 제 2 신호성분은 s편광된 것을 특징으로 하는 광학장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 균일하게 편광된 제 1 신호성분과 균일하게 편광된 제 2 신호성분은 p편광된 것을 특징으로 하는 광학장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 입력 복굴절 광학 시스템은
    상기 균일하게 편광된 제 1 신호성분 또는 균일하게 편광된 제 2 신호성분중 하나의 경로에 배치된 제 2 반파 리타더; 및
    상기 제 2 반파 리타더에 커플된 편광 빔 결합기;를 더 포함하되,
    상기 균일하게 편광된 제 1 신호성분은 균일하게 편광된 제 2 신호성분에 대해 직교하며 편광되며,
    상기 균일하게 편광된 제 1 신호성분은 균일하게 편광된 제 2 신호성분과 결합되어 2개의 중첩신호를 형성하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 2개의 중첩신호를 편광 변조기에 집중시키기 위한 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 편광 빔 분할기와 편광 빔 결합기는 평행판 빔 분할기, 복굴절 크리스탈, 빔 분할 프리즘, 빔분할 정육면체 또는 하나 또는 그 이상의 박막필터로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 광학장치.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 입력 복굴절 광학 시스템과 출력 복굴절 광학 시스템은 액정 스위치를 중심으로 대칭인 것을 특징으로 하는 광학장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 광학장치는 양방향성인 것을 특징으로 하는 광학장치.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 편광 변조기는 액정 화소 어레이를 포함하되, 각각의 액정 화소는 복수의 파장 채널에서 소정 파장채널에 대응하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 복굴절 광학 시스템은
    상기 제 1 신호와 제 2 신호를 디멀티플렉싱하여 복수의 제 1 신호 파장채널과 복수의 제 2 신호 파장채널을 각각 형성하기 위해, 상기 시스템 입력에 커플된 파장 디멀티플렉서; 및
    상기 각각의 제 1 신호 파장채널을 해당 제 2 신호 파장채널에 중첩시켜 중첩 파장채널을 형성하기 위해, 상기 파장 디멀티플렉서에 커플된 편광 빔 결합기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 편광 빔 결합기에 커플된 초점렌즈를 더 포함하되, 상기 초점렌즈는 중첩 파장채널을 액정 화소에 집중시키는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 액정화소는 중첩 파장채널의 편광상태를 선택적으로 회전시킴으로써, 제 1 신호 파장채널과 제 2 신호 파장채널을 선택된 출력신호에 전송하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 액정화소는 중첩 파장채널의 편광상태를 회전시킴으로써, 제 1 신호 파장채널은 제 2 출력신호로 전송되고 제 2 신호 파장채널은 제 1 출력신호로 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 액정화소는 중첩 파장채널의 편광상태를 회전시키지 않음으로써, 제 1 신호 파장채널은 제 1 출력신호로 전송되고 제 2 신호 파장채널은 제 2 출력신호로 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  24. 제 20 항에 있어서, 상기 제 1 신호 파장채널은 제 1 편광상태를 갖고, 상기 제 2 신호 파장채널은 제 1 편광상태와 직교하는 제 2 편광상태를 갖는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  25. 제 20 항에 잇어서, 상기 제 1 신호 파장채널과 제 2 신호 파장채널은 중첩 파장채널의 적어도 일축에서 동일선상에 있는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  26. 제 20 항에 있어서, 상기 복굴절 광학 시스템은
    액정 스위치 셀 어레이에 커플되며, 상기 각각의 액정 스위치 셀로부터 중첩된 출력 파장채널을 수신하고 이를 제 1 신호 출력 파장채널과 제 2 신호 출력 파장채널로 분할하는 편광 빔 분할기;
    상기 편광 빔 분할기에 커플되며, 상기 제 1 신호 출력 파장채널과 제 2 신호 출력 파장채널을 제 1 신호 출력과 제 2 신호 출력으로 각각 멀티플렉싱하는 파장 멀티플렉서; 및
    상기 액정 화소 어레이와 편광 빔 분할기 사이에 배치되며, 상기 각각의 액정 화소로부터 각각의 중첩 파장채널 출력을 수신하고 이를 편광 빔 분할기의 소정 위치에 전송하는 제 2 초점렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 편광 빔 분할기와 편광 빔 결합기는 평행판 빔 분할기, 복굴절 크리스탈, 빔 분할 프리즘, 빔분할 정육면체 또는 하나 또는 그 이상의 박막필터로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 광학장치.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 파장 디멀티플렉서와 파장 멀티플렉서는 격자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 격자는 임의의 제 1 신호 파장채널과 해당 제 2 신호 파장채널 사이에 실질적으로 입사 또는 회절 경로 길이차가 없도록 디멀티플렉서에 배치되는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  30. 제 28 항에 있어서, 상기 격자는 임의의 제 1 신호 출력 파장채널과 해당 제 2 신호 출력 파장채널 사이에 실질적으로 입사 또는 회절 경로 길이차가 없도록 멀티플렉서에 배치되는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  31. 제 18 항에 있어서, 상기 복수의 파장채널 사이의 채널간격은 실질적으로 50㎓인 것을 특징으로 하는 광학장치.
  32. 제 18 항에 잇어서, 상기 복수의 파장채널에 적어도 40 파장채널이 존재하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  33. 제 37 항에 잇어서, 상기 복수의 파장채널에 적어도 80 파장채널이 존재하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  34. 제 1 신호 및 제 2 신호를 선택된 출력에 선택적으로 전송하기 위한 광학장치로서,
    상기 제 1 신호와 제 2 신호를 각각 제 1 신호 편광성분과 제 2 신호 편광성분으로 분할하는 제 1 편광 빔 분할기;
    상기 편광 빔 분할기에 커플되며, 상기 제 1 신호 편광성분과 제 2 신호 편광성분이 모두 제 1 편광상태로 균일하게 편광되도록 하는 제 1 반파 리타더;
    상기 제 1 반파 리타더에 커플되며, 복수의 제 1 신호 파장채널과 복수의 제 2 신호 파장채널을 생성하는 제 1 격자;
    상기 제 1 격자에 커플되며, 상기 복수의 제 2 신호 파장채널이 제 2 편광상태로 균일하게 편광되도록 하는 제 2 반파 리타더;
    상기 제 1 격자에 커플되며, 상기 복수의 제 1 신호 파장채널의 광학 거리가상기 복수의 제 2 신호 파장채널의 광학 거리와 실질적으로 동일하도록 하는 제 1 광학 보상기;
    상기 광학 보상기와 제 2 반파 리타더에 커플되며, 상기 복수의 제 1 신호 파장채널과 상기 복수의 제 2 신호 파장채널을 복수의 중첩 파장채널로 결합하는 제 1 편광 빔 결합기;
    상기 편광 빔 결합기에 커플된 초점렌즈; 및
    상기 초점렌즈에 커플된 편광 변조기 어레이;를 포함하되,
    각각의 변조기는 스위치 상태를 갖고, 각각의 중첩 파장채널은 소정 변조기로 집중되는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  35. 제 39 항에 있어서, 상기 편광 변조기 어레이는 액정화소 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  36. 제 40 항에 있어서, 상기 액정화소는 중첩 파장채널의 편광상태를 회전시킴으로써, 상기 제 1 신호 파장채널과 제 2 신호 파장채널을 선택된 출력신호로 전송하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
  37. 제 40 항에 있어서,
    상기 액정화소 어레이에 커플되며, 상기 액정화소 어레이로부터 전송된 각각의 중첩 출력 파장채널을 실질적으로 시준하는 제 2 렌즈;
    상기 제 2 렌즈에 커플되며, 상기 중첩 출력 파장채널을 해당 액정화소의 스위치 상태로 결정된 제 1 출력 파장채널과 제 2 출력 파장채널로 분할하는 제 2 편광 빔 분할기;
    상기 제 2 편광 빔 분할기에 커플되며, 상기 복수의 제 2 출력 파장채널을 제 1 편광상태로 변환하는 제 3 반파 리타더;
    상기 제 2 편광 빔 분할기에 커플되며, 상기 복수의 제 1 출력 파장채널의 광경로 길이가 상기 복수의 제 2 출력 파장채널의 광경로 길이와 실질적으로 동일하도록 하는 제 2 광학 보상기;
    상기 제 3 반파 리타더와 제 2 광학 보상기에 커플되며, 상기 복수의 제 1 출력 파장채널을 적어도 하나의 제 1 출력 신호성분으로 멀티플렉싱하고 상기 복수의 제 2 출력 파장채널을 적어도 하나의 제 2 출력 신호성분으로 멀티플렉싱하는 제 2 격자;
    상기 제 2 격자에 커플되며, 상기 적어도 하나의 제 1 출력 신호성분이 제 1 평행 편광성분과 제 1 직교 편광성분을 갖도록 하고, 상기 적어도 하나의 제 2 출력성분이 제 2 평행 편광성분과 제 2 직교 편광성분을 갖도록 하는 제 4 반파 리타더; 및
    상기 제 2 격자와 제 4 반파 리타더에 커플되며, 상기 제 1 평행성분과 제 1 직교성분을 제 1 출력신호로 결합하고 상기 제 2 평행성분과 제 2 직교성분을 제 2 출력신호로 결합하는 제 2 편광 빔 결합기;를 더 포함하되,
    상기 제 1 출력 신호성분과 제 2 출력 신호성분은 동일한 편광성분을 가진것을 특징으로 하는 광학장치.
  38. 제 1 신호 및 제 2 신호를 광학장치의 선택된 출력에 선택적으로 전송하기 위한 방법으로서,
    편광 변조기를 제공하는 단계;
    상기 제 1 신호를 적어도 하나의 제 1 편광성분으로 변환하고, 상기 제 2 신호를 적어도 하나의 제 2 편광성분으로 변환하는 단계;
    상기 적어도 하나의 제 1 편광성분과 상기 적어도 하나의 제 2 편광성분을 중첩하여 중첩신호를 형성하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 제 1 편광성분과 적어도 하나의 제 2 편광성분은 적어도 하나의 축방향으로 동일선상에 존재하는 단계; 및
    상기 중첩신호를 상기 편광 변조기에 집중시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제 43 항에 있어서, 상기 중첩 신호의 편광상태를 스위치 상태에 따라 선택적으로 회전시켜 중첩 출력신호를 형성하는 단계: 및
    상기 중첩 출력신호를 중첩 출력신호의 편광상태에 따라 제 1 출력신호와 제 2 출력신호로 분할하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제 1 신호 및 제 2 신호를 복굴절 광학 시스템을 포함하는 광학장치의 선택된 출력에 선택적으로 전송하기 위한 방법으로서,
    액정화소 어레이를 제공하는 단계로서, 각각의 액정화소가 스위치 상태를 포함하는 단계;
    상기 제 1 신호와 제 2 신호를 디멀티플렉싱하여 각각 복수의 제 1 신호 파장채널과 복수의 제 2 신호 파장채널을 형성하도록 하는 단계;
    상기 각각의 제 1 신호 파장채널을 그 해당 제 2 신호 파장채널에 중첩시켜 복수의 중첩 파장채널을 형성하는 단계; 및
    상기 각각의 중첩 파장채널을 소정 액정화소에 집중시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제 45 항에 있어서, 상기 스위치 상태에 따라 중첩 파장채널의 편광상태를 선택적으로 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 제 45 항에 있어서, 상기 디멀티플렉싱하는 단계는
    상기 제 1 신호를 제 1 평행성분과 제 1 수직성분으로 변환하고, 상기 제 2 신호를 제 2 평행성분과 제 2 수직성분으로 변환하는 단계:
    상기 제 1 평행성분과 제 1 수직성분을 2개의 제 1 수직성분으로 변환하고, 상기 제 2 평행성분과 제 2 수직성분을 2개의 제 2 수직성분으로 변환하는 단계; 및
    상기 2개의 제 1 수직성분과 상기 2개의 제 2 수직성분을 디멀티플렉싱하여2세트의 제 1 신호 수직파장채널성분과 2세트의 제 2 신호 수직파장채널성분으로 각각 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제 45 항에 있어서, 상기 중첩시키는 단계는
    상기 2세트의 제 2 신호 수직파장채널성분을 2세트의 제 2 신호 평행파장채널성분으로 변환하는 단계; 및
    상기 2세트의 제 1 신호 수직파장채널성분을 상기 2세트의 제 2 신호 평행파장채널성분과 결합하여 제 1 중첩 파장채널 세트와 제 2 중첩 파장채널 세트를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제 45 항에 있어서, 상기 집중시키는 단계는 상기 제 1 중첩 파장채널 세트로부터 나온 각각의 중첩 파장채널과 제 2 중첩 파장채널 세트로부터 나온 해당 중첩 파장채널을 소정의 액정 스위치 셀에 집중시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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