KR20150032753A - 코어 선택 광 스위치 - Google Patents

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크리스토퍼 도어
피터 윈저
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알까뗄 루슨트
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Abstract

광 디바이스는 평면 표면을 따라 위치하는 광 커플러들의 제 1 및 제 2 어레이들을 갖는 기판을 포함한다. 제 1 어레이의 광 커플러들은 단부가 제 1 어레이에 면하고 인접한 제 1 다중 코어 파이버의 대응하는 광 코어들에 일대일 방식으로 단부 결합하도록 표면을 따라 측방으로 배열된다. 제 2 어레이의 광 커플러들의 제 2 어레이에 면하고 인접한 하나 이상의 광 파이버 단부들의 대응하는 광 파이버 코어들에 일대일 방식으로 단부 결합하도록 표면을 따라 측방으로 배열된다. 광 스위치 네트워크는 제 1 어레이의 광 커플러들의 일부를 제 2 어레이의 광 커플러들에 일대일 방식으로 선택적으로 결합하도록 광학적으로 접속된다.

Description

코어 선택 광 스위치{CORE-SELECTIVE OPTICAL SWITCHES}
교차 참조
본 출원은 2010년 12월 29일자로 출원되었으며 참조로서 본 명세서에 통합되는 도어(Doerr) 등의 미국 가특허 출원 제 61/428,154호의 이익을 주장한다. 본 출원은 "다중 코어 광 파이버를 위한 광 증폭기(Optical Amplifier for Multi-Core Optical Fiber)"라는 발명의 명칭을 가지고, 본 출원과 동시에 출원되었으며, 그 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된 도어(Doerr) 등에 의한 미국 특허 출원 제 13/012,730호와 관련된다.
기술 분야
본 출원은 일반적으로 광 디바이스 및 광 디바이스를 이용하는 방법에 관한 것이다.
광 다중 코어 파이버들은 몇 개의 코어 영역들을 포함하며, 여기서 각 코어 영역은 실질적으로 독립된 광 신호들을 전파할 수 있다. 이러한 파이버들은 단일 코어 파이버보다 상당히 더 큰 데이터 용량을 제공할 수 있다. 따라서, 다중 코어 파이버들은 하나 또는 다수의 단일 모드 파이버들에 대한 경우일 때보다 더 낮은 비용으로 광 시스템들에서 데이터 전달 속도의 상당한 증대를 가능하게 해준다.
하나의 양태는 광 디바이스를 제공한다. 광 디바이스는 기판, 및 기판의 평면 표면을 따라 위치된 광 커플러들의 제 1 및 제 2 어레이들을 포함한다. 제 1 어레이의 광 커플러들은 단부가 제 1 어레이에 대면 및 인접하고 있는 제 1 다중 코어 파이버의 대응하는 광 코어들에 일대일 방식으로 단부 결합하도록 표면을 따라 측방향으로 배열된다. 제 2 어레이의 광 커플러들의 광 커플러들은 제 2 어레이에 대면 및 인접하고 있는 하나 이상의 광 파이버 단부들의 대응하는 광 파이버 코어들에 일대일 방식으로 단부 결합하도록 표면을 따라 측방으로 배열된다. 광 스위치 네트워크는 제 1 어레이의 광 커플러들의 일부를 제 2 어레이의 광 커플러들에 일대일 방식으로 선택적으로 결합하도록 광학적으로 접속된다.
다른 양태는 방법을 제공한다. 방법은 광 커플러들의 제 1 및 제 2 어레이들을 평면 기판 표면상에 형성하는 단계를 포함한다. 제 1 어레이의 광 커플러들은 단부가 제 1 어레이에 면하고 인접한 제 1 다중 코어 파이버의 대응하는 광 코어들에 일대일 방식으로 단부 결합하도록 표면을 따라 측방으로 배열된다. 제 2 어레이의 광 커플러들의 광 커플러들은 제 2 어레이에 면하고 인접한 하나 이상의 광 파이버 단부들의 대응하는 광 파이버 코어들에 일대일 방식으로 단부 결합하도록 표면을 따라 측방으로 배열된다. 방법은 제 1 어레이의 광 커플러들의 일부를 제 2 어레이의 광 커플러들에 일대일 방식으로 선택적으로 결합하도록 광 스위치 네트워크를 선택적으로 접속하는 단계를 포함한다.
첨부 도면들과 함께 해석되는 이하의 설명들이 참조된다.
도 1은 광 스위치, 예컨대 실시예 NxN 코어 선택 스위치의 실시예를 도시한다.
도 2는 도 1의 광 스위치에 이용될 수 있는 광 커플러들의 집적 모놀리식(monolithic) 평면 어레이의 일부를 도시한다.
도 3은 다중 코어 파이버(multi-core fiber(MCF))와 집적된 평면 광 커플러 사이의 광 결합을 도시한다.
도 4(a) 및 4(b)는 MCF의 단일 코어의 1-D 평면 격자 커플러에의 결합에 대한 위치 및 방향 특징들을 도시한다.
도 5는 수신된 광 신호들의 다른 편광 모드들을 독립적으로 스위칭하도록 구성된 광 스위치의 실시예를 도시한다.
도 6은 2개의 입력 MCF들과 2개의 출력 MCF들 사이에 광 신호들을 스위칭하도록 구성된 광 스위치의 실시예를 도시한다.
도 7은 몇몇 격자 커플러들이 대응하는 단일 코어 파이버들(SCF들)에 결합하도록 구성되는 편광 다이버스(diverse) 코어 선택 스위치의 실시예를 도시한다.
도 8(a)-8(c)는 광 스위치, 예컨대 마하젠더(Mach-Zehnder) 스위치가 도파관들의 교차점들에 위치하는 실시예의 양태들을 도시한다.
도 9(a) 및 9(b)는 도 5(a)의 코어 선택 스위치에 이용될 수 있는 마하젠더 스위치들의 실시예들을 도시한다.
도 10(a) 및 10(b)는 각각이 도 8(a)의 코어 선택 스위치에 이용될 수 있는 베네스(Benes) 네트워크 및 클로즈(Clos) 네트워크의 실시예들을 각각 도시한다.
도 11은 MCF들간의 WDM 신호들의 채널들을 스위칭하는데 이용될 수 있는 코어 선택 스위치, 예컨대 NxN 스위치 어레이의 실시예를 도시한다.
도 12는 도 1의 디바이스와 같은 코어 선택 광 스위치를 형성하는 방법을 도시한다.
도 13은 스위치 네트워크에 의해 제어되는 광 신호들을 에지 패싯(facet) 커플러들을 통해 SMF들에 결합하는 실시예를 도시한다.
몇몇 광 다중 코어 파이버(multi-core fiber(MCF))들은 각각의 광 코어가 다른 광 코어(들)에 의해 전달되는 광 신호 스트림들과 상당한 광 크로스토크(crosstalk)를 야기하지 않으면서 다른 광 코어(들)과 동시에 광 신호 스트림을 전송할 수 있는 집적 광 전송 매체를 제공한다. 이러한 이유로, 몇 개의 단일 코어 파이버(single-core fiber(SCF))들을 단일 MCF로 대체할 가능성이 있다. 따라서, 이러한 MCF들의 이용은 광 통신 수단 시스템 내에서 광 신호들에 대한 전송 매체와 연관된 비용 및 공간을 줄여줄 수 있다. 그러나, 광 신호 스트림의 광 프로세싱 또는 라우팅을 위해서와 같이 MCF의 단일 광 코어에 의해 전달되는 광 신호 스트림을 액세스하는 것이 때때로 필요하다
MCF의 개별 광 코어를 별도로 액세스하기 위한 하나의 디바이스는 MCF의 광 코어들의 팬 아웃(fan-out)을 광 도파관 팬 아웃부에 융합시킨다. 이러한 디바이스에서, MCF의 팬 아웃으로부터의 단일 코어들은 광 도파관 팬 아웃부의 단일 광 도파관들에 단부 접속한다. 따라서, MCF의 개별 광 코어들에 의해 전달되는 광 신호들은 대응하는 개별 단일 코어 광 파이버들 또는 광 도파관들, 예컨대 단일 모드 파이버들에 전달된다. 광 도파관들의 개별 단일 코어 광 파이버들에 한번 라우팅되면, 다른 광 코어들로부터의 광 신호들은 단일 코어 광 파이버들 또는 광 도파관들로 인터페이싱하도록 설계된 광 구성 요소들에 의해 별도로 처리될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이들 디바이스들은 제작하기에 고가이고, 물리적으로 번거롭고, 용이하게 대량 생산되지 않을 수 있다. 이러한 팬 아웃부들에 기반한 디바이스들의 제한들은 텔레커뮤니케이션 아키텍처(architecture)들에서 MCF들을 대규모로 채택하는 데에 장애를 준다.
본 명세서에 설명된 일부 실시예들은 실제의 팬 아웃부 없이 MCF들의 팬 아웃부들에 기반하여 디바이스들의 기능들을 제공한다. 특히, 실시예들은 MCF(들)의 개별 광 코어들에 접속할 수 있는 광 커플러들의 하나 이상의 집적 평면 어레이들을 갖는 집적된 포토닉 디바이스(integrated photonic device(IPD))를 포함한다.
이러한 IPD들은 많은 마이크로 전자 장치들 및 집적된 광 기판들의 표면, 예컨대 반도체 웨이퍼의 일부에 형성될 수 있다. 이러한 IPD들에서, 광 구성 요소들은 통상의 물질 증착 및 패터닝 프로세스들을 이용하여 평면 표면상에 형성될 수 있다. 이러한 구성 요소들은 광 격자들, 도파관들, 커플러들, 스위치들, 레이저들 및 포토다이오드들을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 집적 평면 어레이의 구성 요소들은 서로 일체화된다, 예컨대 비파괴적으로 분리되고 재조립될 수 없다. 광 커플러들의 어레이는 광 디바이스의 거의 평탄 표면에 형성되는 경우 "평면으로(planar)"으로 간주된다. 이러한 어레이들은 예컨대 반도체 웨이퍼와 같은 실질적으로 평탄 기판에 걸쳐 대략 동일한 높이로 형성될 수 있다. 실질적으로 평탄 기판은 평면의 표면 또는 대략 평면의 방향을 갖는 표면 그리고 양각 패턴화된, 예컨대 마이크로 전자 공학 증착, 성장, 및/또는 에칭 기술들에 의해 양각 제조되는 표면일 수 있다.
본 명세서의 IPD들의 다양한 실시예들에서, 광 커플러들의 어레이들은 MCF의 광 코어들에 직접 단부 결합하도록 배열될 수 있다. MCF의 개별 광 코어들에 의해 전달되는 광 신호들은 IPD에서 개별적으로 프로세싱될 수 있으며/있거나 단일 코어 광 도파관들, 다른 MCF들 또는 이들의 조합에 개별적으로 결합될 수 있다. IPD들은, 예컨대 마이크로 전자 공학 디바이스들 및 집적된 광 디바이스들에 대한 통상의 프로세싱 방법들을 이용하여 제조될 수 있다.
본 명세서의 다양한 실시예들에서, 이러한 커플러 어레이들은 하나의 광 경로에서 다른 쪽으로 스위칭하는 것과 같은 광 신호 프로세싱 기능들을 제공하기 위해 IPD 기판에서 광 구성 요소들과 함께 집적된다. 몇몇 이러한 실시예들은 광 통신 수단 아키텍처들로 MCF들을 집적하며/하거나 광 신호 송신 경로들의 신호-전달 용량을 증가시킬 MCF들의 가능성을 실현하는 저렴한 방식들을 제공한다.
도 1은 1x1 광 디바이스(100), 예컨대 하나의 MCF의 7개의 광 코어들을 다른 MCF의 7개의 광 코어들에 결합하기 위한 코어 선택 스위치를 도시한다. 디바이스(100)는 광 커플러들의 제 1 집적 평면 어레이(110) 및 광 커플러들의 제 2 집적 평면 어레이(120)를 포함한다. 각각의 집적 평면 어레이들(110, 120)은 후술하는 복수의 광 커플러들(230)을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "어레이(array)"는 단지 단일 광 커플러(230)의 사소한 경우를 배제한다. 각각의 집적 평면 어레이들(110, 120)의 각각의 광 커플러(230)는 MCF(도시 생략)의 대응하는 광 코어에 광학적으로 결합하도록 구성된다. 다양한 실시예들에서, 집적 평면 어레이들(110, 120)은 MCF로부터 데이터를 수신하거나 MCF로 데이터를 제공하도록 동작할 수 있다.
각각의 도파관들(130)은 집적 평면 어레이(110)의 광 커플러들(230) 중 대응하는 하나를 스위치 네트워크(140)의 포트에 광학적으로 결합한다. 마찬가지로, 각각의 도파관들(150)은 집적 평면 어레이(120)의 광 커플러들(230) 중 대응하는 하나를 스위치 네트워크(140)의 포트에 광학적으로 결합한다. 아래에서 더욱 논의되는 바와 같이, 스위치 네트워크(140)는 집적 평면 어레이(110)의 광 커플러들(230) 중 임의의 하나에서 집적 평면 어레이(120)의 광 커플러들(230) 중 임의의 하나로의 선택 스위칭을 제공할 수 있다. 집적 평면 어레이들(110, 120)이 대응하는 MCF에 각각 광학적으로 결합되는 경우, 스위치 네트워크(140)는 하나의 MCF의 임의의 코어에서 다른 MCF의 임의의 코어로의 코어 선택 스위칭을 제공할 수 있다.
도시된 실시예에서, 스위치 네트워크(140)는 집적 평면 어레이들(110, 120)의 7개의 출력 광 커플러들(230)에 결합하는 7개의 광 코어들 중 임의를 스위칭할 수 있다. 그러나, 다양한 실시예들은 MCF들에서의 임의의 특정 수의 광 코어들에 한정되지 않는다.
선택적으로 도파관 분기/결합 멀티플렉서(160)는 하나 이상의 도파관들(130) 내에서 전파하는 광 신호에서 하나 이상의 채널들을 추가하거나 제거하도록 구성될 수 있다. 도파관 분기/결합 멀티플렉서(160)는 분기/결합 기능을 제어하도록 예컨대 제어 가능 위상 조절기(170), 예컨대 히터를 포함할 수 있다. 도파관 분기/결합 멀티플렉서(160)는 예컨대 인접한 도파관(130) 내에서의 신호가 파장 분할 다중 방식(WDN) 신호를 전파하는 경우 이용될 수 있다, 예컨대 추가된 및/또는 드롭된 채널(들)이 선택된 파장 채널(들)일 수 있다.
도 2는 단일 커플러 어레이, 예컨대 집적 평면 어레이(110) 또는 집적 평면 어레이(120)를 도시한다. 도시된 단일 커플러 어레이는 7개의 광 도파관들(130)의 세그먼트(segment)들을 포함한다. 커플러 어레이에서, 각각의 광 도파관 세그먼트는 광 결합 세그먼트(210) 및 전이 세그먼트(220)를 포함할 수 있다. 각각의 광 결합 세그먼트(210)는 그 위에 또는 그 내부에 위치한 광 커플러(230)를 가진다. 광 커플러(230)는 MCF(도시 생략)의 단일의 대응하는 광 코어를 광학적으로 단부 결합하도록 측방에 위치된다. 광 결합 세그먼트들(210)은 대응하는 광 커플러들(230)을 통한 MCF의 광학 코어들에의 그들의 결합들을 개선하도록 맞춤 제작될 수 있다, 예컨대 각각의 광 결합 세그먼트(210)는 대응하는 광 도파관의 잔여 부분보다 더 넓을 수 있다. 각각의 전이 세그먼트(220)는 동일한 도파관의 광 결합 세그먼트(210)와 통신 세그먼트(도 2에서의 우측에 도시됨) 사이에 커플러를 제공한다. 전이 세그먼트(220)는 달리 크기가 정해진 결합과 동일한 광 도파관의 통신 세그먼트들 사이에서 결합/삽입 손실을 저감하도록 구성될 수 있다.
광 커플러들(230)로서 이용에 적합할 수 있는 몇몇 격자 커플러들의 실시예들이 예컨대 참조로 그 전체적으로 본 명세서에 통합된 크리스토퍼 도어(Christopher Doerr)의 미국 특허 출원 제12/972,667호('667 출원)에서 설명될 수 있다.
광 커플러들(230)은 종종 그 단부가 광 커플러에 거의 면하며 인접한 MCF 내에서 광 코어들의 측방 패턴과 형태 및 사이즈에서 대응하는 측방 패턴으로 배열된다, 예컨대 '667 출원에서 논의되는 바와 같다. 도시된 실시예에서, 도 2의 예시 커플러 어레이는 정육각형의 꼭지점들 및 중앙에 배열되는 7개의 광 코어들을 결합하도록 구성된다. 그러나, 실시예들은 MCF에서의 광 코어들의 이러한 배열 또는 MCF에서의 코어들의 특정 수에 한정되지 않는다.
도 3은 커플러 어레이, 예컨대 기판(310)의 평면 표면을 따라 위치하는 집적 평면 어레이(110)의 사시도를 도시한다. MCF(320)는 MCF(320)의 개별 광 코어들이 집적 평면 어레이(110)의 광 커플러들의 대응하는 개별적인 것들에 면하고 광학적으로 결합하도록 커플러 어레이에 걸쳐 위치된 단부를 가지며 순환적으로 정렬된다. 예컨대, 각각의 광 코어(330)는 다른 광 커플러들 상에 광을 투사하지 않으면서 집적 평면 어레이(110)의 광 커플러들 중 단 하나에 광 스팟(spot)(360)을 투사할 수 있도록 위치되고 지향될 수 있다. MCF(320)와 집적 평면 어레이(110) 사이의 결합의 추가적인 상세는 '667 출원에서 제공된다.
도 4(a) 및 4(b)는 광 커플러들(230) 중 하나에의 광 신호(340)의 결합, 예컨대 격자들의 1-D 어레이의 방향적 및 위치적 양태들을 도시한다. 투사된 광 스팟(360)은 광 신호(340)로부터 광 결합 세그먼트(210)로 광을 결합하기에 충분한 오버랩을 가지면서 대응하는 광 커플러(230)에 걸쳐 위치되는 대략적인 가우스 분포(410)를 만들어낸다.
도시된 실시예에서, MCF의 광 코어(330)는 광 결합 세그먼트(210)의 표면 법선과 각을 형성하여 편광 분리 광 커플러를 만들어낸다. 광 신호(340)의 파장에 의해 부분적으로 결정되는 특정 각(φ)에서, 광 신호(340)의 TE 편광 모드(420)는 도 4(b)가 지향하는 바와 같이 우측으로 전파 방향을 가지면서 광 결합 세그먼트(210)에 결합할 수 있다. 마찬가지로, 광 신호(340)의 TM 편광 모드(430)는 도 4(b)가 지향되는 바와 같이 좌측으로 전파 방향을 가지면서 광 결합 세그먼트(210)에 결합할 수 있다. TE 및 TM 편광 모드들의 이러한 결합은 또한 후술하는 바와 같이 코어 선택 스위치들의 편광 다이버스 실시예들을 형성하는데 이용될 수 있다. 이러한 편광 분할에 관한 추가의 정보는 그 전체가 참조로 본 명세서에 통합된 용보 탕(Yongbo Tang) 등의 "편광 스플리터 및 실리콘 온 절연체 나노광회로용 효율적 커플러 모두로서 기능하는 격자 도파관에 대한 제안(Proposal for a Grating Waveguide Serving as Both a Polarization Splitter and an Efficient Coupler for Silicon-on-Insulator Nanophotonic Circuits)", IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 21, No.4, pp 242-44, 2009년 2월 15일에서 찾을 수 있다.
도 13은 통상의 에지 패싯 커플러(edge facet coupler)들(1310)이 스위치 네트워크(140)에 접속된 하나 이상의 광 도파관들을 통상적으로 접속하는 실시예의 일부를 도시한다. 평면 도파관들(1320)은 도 1의 임의의 도파관들(130, 150)을 나타낸다. 도파관들(1320)은 기판(1340)의 에지에 또는 에지 가까이 위치하는 에지 패싯들(1330)에서 종단된다. 단일 코어 파이버들(1350)은 광 신호들이 그 사이에서 전파할 수 있도록 파이버 코어들(1360)이 에지 패싯들(1330)에 광학적으로 단부 결합하도록 위치된다. 에지 패싯 커플러는 도 1의 스위치 네트워크(140)에 광 파이버를 단부 결합하는데 이용될 수 있다. 본 명세서의 실시예들과 함께 이용될 수 있는 에지 패싯 커플러들의 추가의 실시예들은 도어(Doerr) 등에 의한 "광 회로 커플러로의 다중 코어 광 케이블(Multi-Core Optical Cable to Photonic Circuit Coupler)" 이라는 발명의 명칭을 가지고, 본 출원과 동시에 출원되었으며 참조에 의해 그 전체적으로 본 명세서에 통합되는 미국 특허 출원 제 13/012,693호에서 찾을 수 있다.
도 5는 다른 1x1 광 디바이스(500), 즉 하나의 MCF를 다른 MCF에 결합하기 위한 코어 선택 스위치를 도시한다. 도 1에 설명된 그 구성 요소들에 더하여, 디바이스(500)는 스위치 네트워크(510) 및 광 도파관들(520, 530)을 포함한다. 광 도파관들(520)은 집적 평면 어레이(110)의 광 커플러들(230)을 스위치 네트워크(510)에 결합하며, 광 도파관들(530)은 집적 평면 어레이(120)의 광 커플러들(230)을 스위치 네트워크(140)에 결합한다.
집적 평면 어레이(110)가 입력 MCF로부터 광 신호들을 수신하며 집적 평면 어레이(120)가 출력 MCF로 수신된 광 신호들을 제공하는 예시적 구성에 관하여 광 디바이스(500)의 동작이 설명된다. 상술한 바와 같이, 집적 평면 어레이(110)의 광 커플러들(230)은 수신된 신호들로부터의 TE 및 TM 편광을 반대 방향들로 결합한다. 따라서, 집적 평면 어레이(110)에 의해 MCF로부터 수신된 광 신호들의 TE 구성 요소들은 도파관들(130)을 통해 우측으로 전파하며, 이것의 TM 구성 요소들은 광 도파관들(520)을 통해 좌측으로 전파한다. 스위치 네트워크(140)는 TE 구성 요소들을 수신하는 반면에, 스위치 네트워크(510)는 TM 구성 요소들을 수신한다. 스위치 네트워크들(140, 510)은 예컨대 집적 평면 어레이(110)의 광 커플러들(230) 및 집적 평면 어레이(120)의 광 커플러들(230)로부터 수신된 광 신호들의 TE 및 TM 구성 요소들을 예컨대 임의의 라우팅 조합들로 개별적으로 스위칭한다.
도 5의 광 디바이스(500)의 일부 실시예들에서, 2개의 스위치 네트워크들(140 및 510)을 통해 라우팅이 조정될 수 있어 특정 입력 광 커플러(230)를 통해 수신된 광의 연관된 TE 및 TM 구성 요소들은 동일한 출력 광 커플러(230)로 라우팅된다. 이러한 경우들에 있어서, 라우팅된 광 강도가 수신된 광의 편광으로부터 실질적으로 독립하기 때문에, 광 디바이스(500)는 예컨대 편광 다이버스 코어 선택 스위치로서 동작한다.
다른 실시예들에서, 동일한 입력 광 커플러(230)로부터 수신된 광의 TE 및 TM 구성 요소들은 2개의 스위치 네트워크들(140 및 510)에 의해 다르게 라우팅될 수 있다, 즉 다른 출력 광 커플러들(230)로 라우팅될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 광 디바이스(500)는 편광 의존 스위치로서 기능하며, 이것은 예컨대 이중-편광 광 송신기들, 라우터들, 및/또는 수신기들에서 이용될 수 있다.
도 6은 2x2 광 디바이스(600), 즉 코어 선택 광 스위치의 실시예를 도시한다. 광 디바이스(600)는 예컨대 제 1 및 제 2 입력 MCF들로부터 광 신호들을 수신하도록 동작할 수 있는 제 1 및 제 2 집적 평면 어레이들(110-1, 110-2)을 가지며, 광 코어 선택 방식으로 수신된 광 신호들을 제 1 및 제 2 출력 MCF들로 송신하도록 동작할 수 있는 제 1 및 제 2 집적 평면 어레이들(120-1, 120-2)을 가진다.
제 1 및 제 2 집적 평면 어레이들(110-1, 110-2)은 제 1 및 제 2 입력 MCF들(도시 생략)의 단부들에 단부 결합하도록 구성된다. 제 1 및 제 2 집적 평면 어레이들(120-1, 120-2)은 제 1 및 제 2 출력 MCF들(도시 생략)의 단부들에 단부 결합하도록 구성된다. 광 도파관들(610)은 제 1 및 제 2 집적 평면 어레이들(110-1, 110-2)의 광 커플러들(230)을 스위치 네트워크(620)에 접속한다. 광 도파관들(630)은 제 1 및 제 2 집적 평면 어레이들(120-1, 120-2)의 광 커플러들(230)을 스위치 네트워크(620)에 접속한다. 마찬가지로, 광 도파관들(640)은 제 1 및 제 2 집적 평면 어레이들(110-1, 110-2)의 광 커플러들(230)을 스위치 네트워크(660)에 접속하며, 광 도파관들(650)은 제 1 및 제 2 집적 평면 어레이들(120-1, 120-2)의 광 커플러들(230)을 스위치 네트워크(660)에 접속한다.
스위치 네트워크(620)는 예컨대 제 1 및 제 2 집적 평면 어레이들(110-1, 110-2)의 광 커플러들(230) 중 임의의 하나에 의해 수신된 TE 구성 요소 광 신호들을 제 1 및 제 2 집적 평면 어레이들(120-1, 120-2)의 광 커플러들(230) 중 임의의 하나로 라우팅할 수 있다. 마찬가지로, 스위치 네트워크(660)는 예컨대 제 1 및 제 2 집적 평면 어레이들(110-1, 110-2)의 광 커플러들(230) 중 임의의 하나에 의해 수신된 TM 구성 요소 광 신호들을 제 1 및 제 2 집적 평면 어레이들(120-1, 120-2)의 광 커플러들(230) 중 임의의 하나로 라우팅할 수 있다. 따라서, 광 디바이스(600)는 입력 MCF의 광 코어를 통해 수신된 광 신호를 복수의 출력 MCF들의 임의의 광 코어로 스위칭할 수 있다. 일부 실시예들에서, 스위치 네트워크들(620 및 660)은 2x2 광 디바이스(600)가 편광 다이버스이도록 연관된 라우팅을 수행한다. 다른 실시예들에서, 스위치 네트워크들(620 및 660)은 2x2 광 디바이스(600)가 광 코어 선택적이고 편광 선택적이도록 수신된 TM 및 TE 광의 분리된 라우팅을 수행한다.
도 7은 2개의 MCF들을 하나의 MCF와 다른 MCF 또는 단일 코어 파이버들(SCF들)의 세트에 결합하기 위한 광 디바이스(700)의 실시예를 도시한다. 광 디바이스(700)의 동작의 기반은 예컨대 광 디바이스(600)에 대해 설명한 바와 같다. 그러나, 도시된 실시예에서, 집적 평면 어레이(110-1)는 집적 평면 어레이(110-1)에서 각각의 광 커플러(230)에 대해 SCF 커플러(710)로 대체된다. 광 디바이스(700)의 일부 실시예들에서, SCF 커플러들(710)은 SCF의 단부가 각각의 SCF 커플러들(710)에 걸쳐 동시에 위치할 수 있을 만큼 서로로부터 충분한 거리를 가지면서 배치된다. 이러한 실시예들에서, 광 디바이스(700)는 SCF 커플러들(710) 중 임의의 하나와 집적 평면 어레이들(120-1, 120-2)의 광 커플러들(230) 중 임의의 하나 사이에서 광 신호를 스위칭할 수 있다. 따라서, 광 디바이스(700)는 단일의 컴팩트한 IPD에 의해서 다수의 SCF들의 팬 인(fan-in)을 하나 이상의 MCF들에 제공할 수 있다.
도 8(a)-8(c)는 예컨대 도 1 및 5-7의 스위치 네트워크들(140, 510, 620, 및 660)로서 이용될 수 있는 일 실시예의 스위치 네트워크(800)의 양태들을 도시한다. 스위치 네트워크(800)는 N 입력/출력 포트들(801) 및 N 출력/입력 포트들(802)을 포함하며, 여기서 예컨대 N=7이다. 2x2 스위치들(810)(도 8(b))의 NxN 어레이는 예컨대 일대일 방식으로 입력/출력 포트들(801)과 출력/입력 포트들(802)을 결합한다. 도시된 실시예에서, 입력/출력 포트들(801)은 도파관들(150)로부터/로 광 신호들을 수신 또는 제공할 수 있으며, 출력/입력 포트들(802)은 도파관들(130)로/로부터 광 신호들을 제공 또는 수신할 수 있다. 스위치들(810)의 어레이는 도파관들(130)에 의해 전파되는 신호들 및 도파관들(150)에 의해 전파되는 신호들의 NxN 스위칭을 제공할 수 있다. 여기에서, 스위치들(810)의 NxN 어레이는 일대일 방식으로 입력/출력 포트들(801)을 출력/입력 포트들(802)에 접속할 수 있다.
2x2 스위치(810)의 각각의 실시예는 수직 도파관(820)(도 8(b)) 및 수평 도파관(830)의 교차점에 위치한다. 일실시예에서, 2x2 스위치(810)는 2x2 마하젠더 간섭계(MZI)이다. 도 9(a)는 2x2 스위치(810)가 MZI 스위치(905)를 구비하는 실시예를 도시한다. 2x2 MZI에서, 2x2 입력 광 커플러(910)는 2개의 입력 도파관들(915, 920)을 2개의 내부 광 도파관들에 결합한다. 2x2 MZI에서, 2x2 출력 커플러(925)는 2개의 내부 광 도파관들을 2개의 출력 도파관들(930, 935)에 결합한다. (MZI)(940)에서, 2개의 내부 광 도파관들 중 하나는 예컨대 제어(945)를 통해 전기적으로 제어되는 광 위상 변환기에 의해 제어 가능한 광 경로 길이를 가진다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, MZI(940)의 광 경로들의 상대적 위상을 적합하게 제어하는 것은 입력 도파관들(915, 920) 중 하나에 의해 수신된 광을 출력 도파관들(930, 935) 중 선택된 하나로 스위칭할 수 있다. 다수개의 예컨대 N2개의 경우들의 2x2 MZI 스위치(905)는 스위치 네트워크(800)의 N 입력/출력 포트들(801)과 N 출력/입력 포트들(802) 사이의 라우팅을 수행하기 위해 개별적인 스위치들을 제공할 수 있다.
도 9(b)는 스위치(810)가 도시된 바와 같이 교차 결합된 4개의 MZI 스위치들(905)을 포함하는 실시예를 도시한다. 각각의 MZI 스위치(905)는 하나의 입력 도파관(915, 920) 또는 하나의 출력 도파관(930, 935)이 이용되지 않도록 구성된다. 따라서, MZI 스위치(905)의 2개의 예들은 하나의 입력만을 가지며, MZI 스위치(905)의 2개의 예들은 하나의 출력만을 가진다. 도 9(b)의 실시예는 예컨대 스위치(810)에 의해 수신된 광 신호들간에 보다 양호한 격리를 제공할 수 있다.
도 8(c)를 다시 참조하면, 하나를 초과하는 스위치(810)가 광 신호의 분할을 달성하도록 동시에 동작될 수 있는 실시예가 도시된다. 예컨대, 수직 도파관(820)에서 수신되는 광 신호는 스위치(810) 및 스위치(840)를 동시에 부분적으로 동작시킴으로써 수평 도파관(830)과 다른 수평 도파관(850) 사이에서 분할될 수 있다. 각각의 스위치(810, 840)는 예컨대 2x2 MZI 스위치(905)를 포함할 수 있다. 2x2 MZI 스위치(905)는 입력 도파관들(915, 920) 중 하나에서 수신되는 광 출력의 일부가 각각의 출력 도파관들(930, 935)로 라우팅되도록 동작될 수 있다. 따라서, 스위치(810)는 예컨대 수직 도파관(820)으로부터 이에 의해 수신되는 모든 광 출력보다 작은 광 출력이 수평 도파관(830)으로 지향되도록 동작될 수 있다. 스위치(840)는 잔여 광 신호 출력 모두가 수평 도파관(850)으로 지향되도록 동작될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스위치(840)는 이에 의해 수신되는 출력의 일부만을 남은 부분이 다른 스위치로 지향되는 상태에서 수평 도파관(850)으로 지향한다.
일부 실시예들에서, 스위치 네트워크들(140, 510, 620, 및 660)은 상호 접속된 MZI들의 네트워크들과 다른 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 스위치 네트워크들(140, 510, 620, 및 660)은 도 10(a)에 도시된 바와 같이 베네스 네트워크(Benes network)(1010) 또는 도 10(b)에 도시된 바와 같이 클로즈 네트워크(Clos network)(1020)를 포함할 수 있거나, 팬 아웃 및 선택 네트워크(도시 생략)가 이용될 수 있다. 베네스 및 클로즈 네트워크들에 대한 추가 정보는 각각 예컨대 귀도 메이어(Guido Maier) 등, "2D MEMS에 기반한 광 스위치 베네스 아키텍춰(Optical-Switch Benes Architecture based on 2-D MEMS)", 2006 Workshop on High Performance Switching and Routing (IEEE), pp.6, doi: 10.1109/HPSR.2006.1709718, 및 하이트너(Heitner) 등의 미국 특허 제 6,696,917호에서 찾을 수 있다. 각각의 네트워크들(1010, 1020)은 NxN 네트워크이며, N개의 입력들 및 N개의 출력들을 포함하며, 여기서 N은 예컨대 7과 동등하다. 다른 실시예에서, 스위치 네트워크들(140, 510, 620, 및 660)은 팬아웃 및 선택 아키텍처를 포함한다. 이러한 아키텍처에서, 1x2 스위치들의 트리(tree) 배열은 N개의 입력 포트들을 N2개의 도파관들로 분기하며 그 후 2x1 스위치들의 트리 배열은 N2개의 도파관들을 N개의 출력 포트들에 접속한다. 일부 실시예들에서, 스위치들은 집적된 광 디바이스들보다는 오히려 자유 공간 디바이스들을 통해 재구성 가능한 광 라우팅을 제공하는 개별적으로 작동되는 마이크로미러(micromirror)들과 같은 마이크로-전기적-기계적(MEM) 디바이스들의 이용을 포함할 수 있다.
도 11은 스위치 네트워크(1105)가 광 커플러들(1125, 1130, 1170, 1175)간에 WDM 신호의 개별 채널들의 파장 선택 스위칭을 달성하는 데 이용될 수 있는 IPD(1100)의 실시예를 도식적으로 도시한다. 제 1 및 제 2 파이버 코어들(1107, 1110)은 N개의 예컨대 제 1 및 제 2 입력 WDM 신호들(1115, 1120)을 제공한다. 다양한 실시예들에서, 파이버 코어들(1107, 1110)은 단일 MCF 또는 다른 광 파이버들로부터의 광 코어들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 파이버 코어들(1107, 1110) 중 적어도 하나는 SCF로부터의 코어이다.
제 1 입력 WDM 신호(1115)는 예컨대 파장들(λ11, λ12, λ13, λ14)을 갖는 m개의 채널들을 포함한다. 제 2 입력 WDM 신호(1120)는 예컨대 파장들(λ21, λ22, λ23, λ24)을 갖는 m개의 채널들을 또한 포함한다. 다른 실시예들에서, WDM 신호(1115)에 의해 제공되는 채널들의 수는 WDM 신호(1120)에 의해 제공되는 채널들의 수와 다를 수 있다. 예컨대 광 커플러(230)에 의해 설명되는 것들과 같은 광 커플러들(1125, 1130)은 WDM 신호들(1115, 1120)을 각각의 제 1 및 제 2 디멀티플렉서들(1135, 1137)에 결합한다. 디멀티플렉서(1135)는 제 1 WDM 입력 채널 세트(1140)를 분리하며, 디멀티플렉서(1137)는 제 2 WDM 입력 채널 세트(1142)를 분리한다. 일부 실시예들에서, 분기/결합 멀티플렉서(1143)는 WDM 신호들(1115, 1120)의 파장 채널들의 세트(들)로부터 하나 이상의 파장-채널들을 제거하고/하거나 WDM 신호들(1115, 1120)의 파장 채널들의 세트(들)에 하나 이상의 파장 채널들을 추가하는데 이용될 수 있다.
스위치 네트워크(1105)는 m*N개의 입력들에서의 입력 파장-채널 세트들(1140, 1142)을 수신한다. 스위치 네트워크(1105)는 m*N개의 출력들에서의 출력 파장-채널 세트들(1147, 1155)을 제공한다. 일부 실시예들에서, 스위치 네트워크(1105)는 제 1 입력 채널 세트(1140)의 임의의 파장-채널들을 제 2 입력 채널 세트(1142)의 임의의 파장-채널들과 스위칭하도록 제어될 수 있다. 따라서, 도시된 실시예에서와 같이, λ12 채널은 채널 그룹(1155)에서 λ21, λ23, λ24채널들과 그룹화되며, λ22 채널은 채널 그룹(1147)에서 λ11, λ13, λ14채널들과 그룹화된다. 다양한 실시예들에서, 특정 파장, 예컨대 λ12 및 λ22에서의 WDM 파장-채널들은 도시된 실시예에서와 같이 어떤 WDM 파장-채널들도 동일한 출력 코어상에 겹쳐지지 않도록 2개 이상의 출력 코어들 중에서 교환될 수 있다.
제 1 멀티플렉서(1145)는 제 1 출력 WDM 신호(1150)를 만들어내도록 제 1 출력 파장-채널 세트(1147)를 조합한다. 제 2 멀티플렉서(1160)는 제 2 출력 WDM 신호(1165)를 만들어내도록 제 2 출력 파장-채널 세트(1155)를 조합한다. 제 1 및 제 2 출력 광 커플러들(1170, 1175)은 출력 WDM 신호들(1150, 1165)을 제 1 및 제 2 출력 파이버 코어들(1180, 1185)에 각각 결합한다. 다양한 실시예들에서, 파이버 코어들(1180, 1185)은 동일한 MCF로부터의 광 코어들 또는 다른 광 파이버들의 광 코어들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 파이버 코어들(1180, 1185) 중 적어도 하나는 SCF로부터의 코어이다.
도 12는 광 디바이스, 예컨대 도 1, 5, 6, 및 7의 광 디바이스들(100, 500, 600, 및 700)을 형성하기 위한 방법(1200)을 도시한다. 방법(1200)을 예컨대 도 1-11에 의해 본 명세서에서 설명된 다양한 실시예들에을 예시적으로 참조함으로써 제한 없이 설명할 것이다. 방법(1200)의 단계들은 도시된 순서 이외의 순서로 수행될 수 있다.
단계(1210)는 제 1 복수의 광 커플러들, 예컨대 광 커플러(230)의 예들을 갖는 광 커플러들의 제 1 집적 평면 어레이, 예컨대 집적 평면 어레이(110)를 형성하는 단계를 포함한다. 제 1 복수의 광 커플러들은 대응하는 복수의 광 신호들을 제 1 다중 코어 파이버, 예컨대 MCF(320)의 제 1 복수의 광 코어들에 결합하도록 구성된다.
단계(1220)는 제 2 복수의 광 커플러들, 예컨대 광 커플러(230)의 예들을 갖는 광 커플러들의 제 2 집적 평면 어레이, 예컨대 집적 평면 어레이(120)를 형성하는 단계를 포함한다. 제 2 어레이의 광 커플러들은 복수의 광 신호들을 예컨대 MCF(320)의 제 2 복수의 광 코어들에 결합하도록 구성된다.
단계(1230)는 제 1 복수의 광 커플러들의 광 커플러들을 제 2 복수의 광 커플러들의 광 커플러들에 일대일 방식으로 광학적으로 결합할 수 있는 스위치 네트워크를 형성하는 단계를 포함한다.
이하의 설명은 방법(1200)의 다양한 선택적 특징들을 제공한다. 몇몇 경우들에 있어서 이들 선택적 특징들은 조합될 수 있다.
제 2 어레이의 광 커플러들은 단부가 제 2 어레이에 면하고 인접한 제 2 다중 코어 파이버의 대응하는 광 코어들에 일대일 방식으로 단부 결합하도록 기판 표면을 따라 측방으로 배열될 수 있다. 제 1 및 제 2 복수의 광 커플러들은 각각 N개의 광 커플러들을 포함할 수 있다. 스위치 네트워크는 NxN 스위칭을 구현하도록 구성되는 2x2 마하젠더 간섭계들의 어레이를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 복수의 광 커플러들은 각각 N개의 광 커플러들을 포함할 수 있으며, 스위치 네트워크는 NxN 클로즈 네트워크 또는 NxN 베네스 네트워크를 구비할 수 있다.
스위치 네트워크는 수신된 광 신호들의 제 1 편광 모드를 스위칭하도록 접속된 제 1 스위치 네트워크 및 수신된 광 신호들의 제 2 편광 모드를 스위칭하도록 접속된 제 2 스위치 네트워크를 포함할 수 있다.
제 2 복수의 광 커플러들은 광을 대응하는 복수의 단일 코어 파이버들에 결합하도록 구성된 격자 커플러들을 포함할 수 있다.
제 2 복수의 광 커플러들의 커플러들은 에지 패싯 커플러들을 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 복수의 광 커플러들간의 광 경로는 분기/결합 멀티플렉서를 포함할 수 있다.
각각의 제 1 복수의 광 커플러들은 다중 코어 광 파이버의 대응하는 광 코어에 결합될 수 있다.
스위치 네트워크는 분리된 제 1 및 제 2 광 스위칭 네트워크들을 포함할 수 있다. 제 1 광 스위칭 네트워크는 제 2 스위칭 네트워크가 제 1 어레이의 광 커플러들 중 하나의 광 커플러로부터 수신하도록 접속되는 광의 선형 편광에 직교하는 제 1 어레이의 광 커플러들 중의 동일한 하나의 커플러로부터의 선형 편광의 광을 수신하도록 접속될 수 있다.
제 2 어레이의 광 커플러들은 광을 대응하는 복수의 단일 코어 파이버들에 결합하도록 구성될 수 있다.
광 디바이스는 다중 코어 광 파이버의 광 코어들을 제 2 어레이의 광 커플러들 중 대응하는 하나에 단부 결합하도록 제 2 어레이에 면하고 인접한 단부를 갖는 다중 코어 광 파이버를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 복수의 커플러들간의 광 경로는 분기/결합 멀티플렉서를 포함할 수 있다.
제 1 디멀티플렉서는 제 1 WDM 신호로부터 광 파장 채널들을 분리하도록 구성될 수 있다. 제 2 디멀티플렉서는 제 2 WDM 신호로부터 광 파장 채널들을 분리하도록 구성될 수 있다. 스위치 네트워크의 제 1 광 포트들은 제 1 광 멀티플렉서의 대응하는 출력들에 접속할 수 있으며, 스위치 네트워크의 제 2 광 포트들은 제 2 광 멀티플렉서의 대응하는 출력들에 접속할 수 있다.
제 1 및 제 2 멀티플렉서들은 제 1 멀티플렉서가 광 파장 채널들을 제 1 WDM 신호에 조합하도록 구성되며 제 2 멀티플렉서가 광 파장 채널들을 제 2 WDM 신호에 조합하도록 구성되도록 구성될 수 있다. 제 1 광 멀티플렉서의 입력들은 스위치 네트워크의 제 1 세트의 광 포트들에 접속될 수 있다. 제 2 광 멀티플렉서의 입력들은 스위치 네트워크의 제 2 세트의 광 포트들에 접속될 수 있다.
본 출원이 관련되는 관련 분야의 당업자는 다른 그리고 추가적인 부가들, 삭제들, 대체들 및 변경들이 설명된 실시예에 대해 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (10)

  1. 평탄 표면을 갖는 기판과,
    제 1 광 커플러들의 제 1 어레이 - 상기 제 1 광 커플러들의 각각은 상기 평탄 표면 상의 제 1 세트의 도파관들로부터의 대응하는 개개 도파관의 각각의 내부 세그먼트(segments) 상에 위치되고, 단부가 상기 제 1 어레이에 대면 및 인접하고 있는 제 1 다중 코어 파이버의 대응하는 광 코어들과 일대일 방식으로 단부 결합(end-couple)하도록 상기 제 1 어레이의 상기 제 1 광 커플러들이 상기 평탄 표면을 따라 측방향으로(laterally) 배열됨 - 와,
    제 2 광 커플러들의 제 2 어레이 - 상기 제 2 광 커플러들의 각각은 상기 평탄 표면 상의 제 2 세트의 도파관들로부터의 대응하는 개개 도파관의 각각의 내부 세그먼트(segments) 상에 위치되고, 상기 제 2 어레이에 대면 및 인접하고 있는 하나 이상의 광 파이버 단부들의 대응하는 광 파이버 코어들과 일대일 방식으로 단부 결합(end-couple)하도록 상기 제 2 어레이의 상기 제 2 광 커플러들이 상기 평탄 표면을 따라 측방향으로 배열됨 - 와,
    2x2 스위치들의 어레이의 광 스위치 네트워크 - 상기 광 스위치 네트워크는 상기 제 1 어레이의 광 커플러들의 일부를 상기 제 2 어레이의 광 커플러들의 일부에 일대일 방식으로 선택적으로 결합하도록 광학적으로 접속됨 - 를 포함하되,
    상기 2x2 스위치들의 각각은 마하젠더 간섭계(Mach-Zehnder interferometer)의 2개의 내부 도파관들의 단부들에 결합된 2x2 입력 광 커플러 및 상기 2개의 내부 도파관들의 타 단부들에 결합된 2x2 출력 광 커플러를 포함하고,
    상기 제 1 세트의 도파관들의 각 도파관은 상기 제 1 광 커플러들의 대응하는 광 커플러로부터 상기 2x2 스위치들 중 대응하는 하나의 스위치의 2x2 입력 광 커플러까지 연장되고,
    상기 제 2 세트의 도파관들의 각 도파관은 상기 제 2 광 커플러들의 대응하는 광 커플러로부터 상기 2x2 스위치들 중 대응하는 다른 하나의 스위치의 2x2 출력 광 커플러까지 연장되는,
    광 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광 커플러들 사이의 광 경로는 파장 분기/결합 멀티플렉서를 포함하는
    광 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 어레이의 제 2 광 커플러들은, 단부가 상기 제 2 어레이에 대면 및 인접하고 있는 제 2 다중 코어 파이버의 대응하는 광 코어들과 일대일 방식으로 단부 결합(end-couple)하도록, 상기 평탄 표면을 따라 측방향으로(laterally) 배열되는
    광 디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 스위치 네트워크는 개별적인 제 1 광 스위칭 네트워크 및 제 2 광 스위칭 네트워크를 포함하고, 상기 제 1 광 스위칭 네트워크는 상기 제 1 어레이의 제 1 광 커플러들 중 하나의 광 커플러로부터 선형 편광의 광을 수신하도록 접속되며, 상기 선형 편광의 광은 상기 제 2 광 스위칭 네트워크가 상기 제 1 어레이의 제 1 광 커플러들 중 상기 하나의 광 커플러로부터 수신하도록 접속된 선형 편광에 대하여 수직인
    광 디바이스.
  5. 제 3 항에 있어서,
    광 파장 채널을 제 1 WDM 신호에 조합하도록 구성된 제 1 멀티플렉서 및 광 파장 채널을 제 2 WDM 신호에 조합하도록 구성된 제 2 멀티플렉서를 더 포함하고,
    상기 광 스위치 네트워크는 제 1 세트의 광 포트들 및 제 2 세트의 광 포트들을 포함하며, 상기 제 1 세트의 광 포트들은 상기 제 1 멀티플렉서의 대응하는 입력들에 접속하며 상기 제 2 세트의 광 포트들은 상기 제 2 멀티플렉서의 대응하는 입력들에 접속하는
    광 디바이스.
  6. 광 디바이스를 제조하는 방법으로서,
    기판의 평탄 표면을 따라 제 1 광 커플러들의 제 1 어레이를 형성하는 단계 - 상기 제 1 광 커플러들의 각각은 상기 평탄 표면 상의 제 1 세트의 도파관들로부터의 대응하는 개개 도파관의 각각의 내부 세그먼트(segments) 상에 위치되고, 단부가 상기 제 1 어레이에 대면 및 인접하고 있는 제 1 다중 코어 파이버의 대응하는 광 코어들과 일대일 방식으로 단부 결합(end-couple)하도록 상기 제 1 어레이의 상기 제 1 광 커플러들이 위치됨 - 와,
    상기 기판의 평탄 표면 상에 제 2 광 커플러들의 제 2 어레이를 형성하는 단계 - 상기 제 2 광 커플러들의 각각은 상기 평탄 표면 상의 제 2 세트의 도파관들로부터의 대응하는 개개 도파관의 각각의 내부 세그먼트(segments) 상에 위치되고, 상기 제 2 어레이에 대면 및 인접하고 있는 하나 이상의 광 파이버 단부들의 대응하는 광 파이버 코어들과 일대일 방식으로 단부 결합(end-couple)하도록 상기 제 2 어레이의 상기 제 2 광 커플러들이 위치됨 - 와,
    광 스위치 네트워크가 상기 제 1 어레이의 광 커플러들의 일부를 상기 제 2 어레이의 광 커플러들의 일부에 일대일 방식으로 선택적으로 광학적으로 광학적으로 접속하도록 상기 기판 상에 2x2 스위치들의 어레이의 상기 광 스위치 네트워크를 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 2x2 스위치들의 각각은 마하젠더 간섭계(Mach-Zehnder interferometer)의 2개의 내부 도파관들의 단부들에 결합된 2x2 입력 광 커플러 및 상기 2개의 내부 도파관들의 타 단부들에 결합된 2x2 출력 광 커플러를 포함하고,
    상기 제 1 세트의 도파관들의 각 도파관은 상기 제 1 광 커플러들의 대응하는 광 커플러로부터 상기 2x2 스위치들 중 대응하는 하나의 스위치의 2x2 입력 광 커플러까지 연장되고,
    상기 제 2 세트의 도파관들의 각 도파관은 상기 제 2 광 커플러들의 대응하는 광 커플러로부터 상기 2x2 스위치들 중 대응하는 다른 하나의 스위치의 2x2 출력 광 커플러까지 연장되는,
    광 디바이스.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 어레이의 제 2 광 커플러들은 광을 대응하는 복수의 단일 코어 파이버들에 결합하도록 구성되는
    광 디바이스 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 어레이의 제 2 광 커플러들은 단부가 상기 제 2 어레이에 대면 및 인접하고 있는 제 2 다중 코어 파이버의 대응하는 광 코어들에 일대일 방식으로 단부 결합하도록 상기 표면을 따라 측방향으로 배열되는
    광 디바이스 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광 스위치 네트워크는 개별적인 제 1 광 스위칭 네트워크 및 제 2 광 스위칭 네트워크를 포함하고, 상기 제 1 광 스위칭 네트워크는 상기 제 1 어레이의 제 1 광 커플러들 중 하나의 광 커플러로부터 선형 편광의 광을 수신하도록 접속되며, 상기 선형 편광의 광은 상기 제 2 광 스위칭 네트워크가 상기 제 1 어레이의 제 1 광 커플러들 중 상기 하나의 광 커플러로부터 수신하도록 접속된 선형 편광에 대하여 수직인
    광 디바이스 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    제 1 WDM 신호로부터 광 파장 채널을 분리하도록 제 1 광 디멀티플렉서를 구성하는 단계 및 제 2 WDM 신호로부터 광 파장 채널을 분리하도록 제 2 광 디멀티플렉서를 구성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 광 스위치 네트워크는 제 1 세트의 광 포트들 및 제 2 세트의 광 포트들을 포함하며, 상기 제 1 세트의 광 포트들은 상기 제 1 광 디멀티플렉서의 대응하는 출력들에 접속하며 상기 제 2 세트의 광 포트들는 상기 제 2 광 디멀티플렉서의 대응하는 출력들에 접속하는
    광 디바이스 제조 방법.
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