MXPA04000186A - Metodo y aparato para procesar senales opticas con superrejillas. - Google Patents

Metodo y aparato para procesar senales opticas con superrejillas.

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MXPA04000186A
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Abstract

Se provee un componente optico que incluye pos lo menos una superrejilla optica (221 a-221f); la superrejilla optica (221 a-221f) incluye un perfil de indice de refraccion cuantico adaptado para exhibir una pluralidad finita de indices de refraccion; los cuales a su vez estan adaptados para generar un espectro de reflectancia en por lo menos una banda espectral que corresponde a un perfil de indice de refraccion analogo transformado de Fourier.

Description

METODO Y APARATO PARA EL PROCESAMIENTO DE SEÑALES OPTICAS CON SUPERREJILLAS ANTECEDENTES DE LA INVENCION CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere generalmente al procesamiento de señales ópticas y más particularmente al encaminamiento, filtrado y la detección de señales ópticas.
TÉCNICA ANTERIOR Las rejillas son dispositivos ópticos que se utilizan para obtener características dependientes de la longitud de onda mediante efectos de interferencia óptica. Estas características ópticas dependientes de la longitud de onda pueden, por ejemplo, servir para reflejar luz de una longitud de onda específica mientras se transmite o se refracta luz a todas las demás longitudes de onda. Estas características son útiles en una amplia gama de situaciones, incluyendo la extracción de canales de longitud de onda individua! en sistemas de comunicación óptica por división múltiplex de longitud de onda (WDM), o la provisión de una retroalimentación específica de la longitud de onda para láseres semiconductores sintonizables o de longitudes de onda múltiples. Las rejillas se implementan usualmente modulando (variando) el índice efectivo de refracción de una estructura de guiado de ondas. Estos cambios en el índice de refracción originan que se reflejen o se refracten longitudes de onda de luz incidente: en el caso de una interfaz abrupta entre dos valores de índice, la luz que incide directamente en la interfaz se refleja de conformidad con la ley de reflexión Fresnel bien conocida. El término "rejilla de longitud de onda múltiple" se refiere generalmente a una rejilla capaz de exhibir características ópticas a varias longitudes de onda. Por ejemplo, una rejilla de longitudes de onda múltiples puede ser una rejilla que refleja la luz a varias longitudes de onda seleccionadas (que pueden corresponder a canales específicos de comunicación óptica), mientras que es transparente a la luz a otras longitudes de onda. Sin embargo, en algunas situaciones, hay una necesidad de establecer las características ópticas para una gama continua de longitudes de onda, más que a valores de longitud de onda específicos; por ejemplo, cuando se utiliza una rejilla óptica para compensar la irregularidad de perfiles de ganancia óptica en cavidades del láser y amplificadores ópticos. Sin embargo, es difícil cumplir con este requisito para una gama continua de longitudes de onda con las tecnologías de rejilla tradicionales. De manera similar, una escala de longitudes de onda óptica pueden utilizarse en donde una variedad de canales de comunicación se codifican en un solo cable óptico, empleando diferentes longitudes de onda de luz; esto se conoce más comúnmente como tecnología de Multiplexación por división de longitud de onda (WDM). Las rejillas periódicas se utilizan con frecuencia para separar o procesar estos canales. Sin embargo, las tecnologías de rejilla periódica procesan una longitud de onda, obligando los dispositivos proyectados para procesar múltiples longitudes de onda a utilizar rejillas periódicas de una sola longitud de onda. Esto no es una solución atractiva porque, además de las pérdidas adicionales creadas por cada rejilla, incluso una sola rejilla ocupa una cantidad considerable de espacio de acuerdo con los estándares actuales de integración y miniaturización. Por lo tanto, es deseable tener un solo dispositivo capaz de procesar varias longitudes de onda de una manera eficiente en espacio. En el ámbito de los láseres semiconductores, la longitud de onda de salida de láseres semiconductores se determina en gran medida por la presencia de "elementos de retroalimentación" alrededor o dentro de la sección de ganancia del láser, que actúan para reflejar la luz a la longitud de onda deseada de regreso al láser. Para la operación de longitudes de onda múltiples, se requiere la retroalimentación de longitudes de onda múltiples. De nuevo, la tecnología de rejilla de una sola longitud de onda solamente puede abordar esta necesidad con una cascada de rejillas sencillas, conduciendo a la misma pérdida (o incluso más notoria), y problemas de espacio que se mencionan con anterioridad. En el campo de la transmisión óptica, es bien conocido que las redes ópticas deben contender con una propiedad conocida como dispersión. Esta propiedad surge de la dependencia de la longitud de onda del índice efectivo que, a su vez, produce un espectro de retardo del grupo dependiente de la longitud de onda para un determinado tipo y longitud de fibra óptica. Debido a que el impulso óptico siempre posee cierto ancho espectral, esta dependencia de la longitud de onda conduce a diferentes retardos de distintos componentes espectrales del impulso óptico, produciendo así su propagación en el dominio espacial. Esta propagación impide directamente la operación de la rejilla óptica. Algunas formas de dispersión pueden corregirse con rejillas de una sola longitud de onda, pero sólo de una manera de canal por canal. Formas más complicadas de dispersión, como la pendiente de dispersión, para nada pueden corregirse adecuadamente mediante las rejillas de una sola longitud de onda. Un dispositivo de rejilla de una sola longitud de onda de este tipo es una rejilla de Bragg. La rejilla de Bragg consiste en una variación periódica en el índice de refracción y actúa como un reflector para una sola longitud de onda de luz relacionada con la periodicidad (conocido como altura, ?) del patrón del índice; y se utiliza con frecuencia tanto en el sistema semiconductor como en sistemas de fibra óptica. En la práctica, la rejilla de Bragg puede reflejar usualmente a varias longitudes, correspondientes a sobretonos de su altura fundamental; sin embargo, estas longitudes de onda de orden más alto tienden a estar en regiones espectrales bastante diferentes que aquellas de la longitud de onda fundamental, lo que hace que la rejilla de Bragg no es útil como reflector de longitudes de onda múltiples. Además, estas longitudes de onda de orden más alto no pueden sintonizarse independientemente una de la otra. Otras tecnologías de rejilla de longitudes de onda múltiples incluyen: rejillas superpuestas análogas, rejillas de muestra (SG), rejillas de superestructura (SSG), rejillas de Bragg de compresión de impulsos, rejillas de Dammann, rejillas de guía de ondas en red (AWG), rejillas de Echelle y rejillas superpuestas binarias (BSG). Las rejillas superpuestas análogas son una generalización de la rejilla de Bragg y se basan en un principio de superposición: un perfil de rejilla que consiste en la suma de los perfiles de índice de rejillas de una sola longitud de onda refleja a todas sus longitudes de onda constituyentes. Esta rejilla se basa en una variación análoga del índice, es decir, un índice de refracción que cambia continuamente a lo largo de la longitud de la rejilla. Sin embargo, es difícil grabar fuertes rejillas análogas utilizando el conocido efecto fotorefractivo, debido a que el cambio del índice bajo iluminación varía de manera no lineal con exposiciones más fuertes, dificultando el procedimiento de escritura en los semiconductores en donde se utilizan las rejillas en relieve. Asimismo, es muy difícil y generalmente casi imposible grabar características análogas en la superficie del semiconductor. Esta última dificultad dio origen a la introducción de rejillas binarias, es decir, rejillas que dependen únicamente de dos valores del índice de refracción que corresponde al material grabado o no grabado, iluminado o no iluminado.
Dos representaciones de rejillas binarias de longitudes de onda múltiples son la rejilla de muestra (SG) y la rejilla de superestructura (SSG). La SG se compone de secciones alternantes de regiones con rejilla y sin rejilla de la guía de ondas. Las secciones alternantes producen espectros de difracción que consisten en picos de reflectancia múltiple incluidos dentro de un envolvente (típicamente) simétrico. La SG se limita intrínsecamente en la flexibilidad en el lugar y la resistencia relativa de los picos de reflectancia y, debido a la gran fracción de espacio sin rejilla, también es espacialmente ineficiente. Por lo tanto, la SG es particularmente inadecuada cuando se requiere una rejilla corta o cuando las pérdidas en las guías de ondas son elevadas. Con la rejilla de superestructura (SSG), el periodo de formación de rejilla se encuentra con señal parásita (chirp) por una variación fina de la altura de la red, que corresponde a la longitud de un ciclo de ranura de diente. Esto puede considerarse también como una secuencia de cambios de fase finamente sintonizados; perfiles de fase comunes incluyen la señal parásita lineal y cuadrática. Esta ¡mplementación permite, en principio, posiciones pico arbitrarias y alturas relativas, pero únicamente a expensas de una resolución extremadamente alta que corresponde a una fracción muy pequeña del tamaño de los mismos dientes de la rejilla. Las rejillas de Bragg con señal parásita son dispositivos de formación de rejilla centrados en aplicaciones como la compensación de la dispersión y compresión de impulsos ópticos. Aquí, la altura ? de una rejilla de Bragg se varía a lo largo de su longitud. Esto produce un espectro de fase dependiente de la longitud de onda que puede adaptarse para proporcionar el espectro de retardo de grupo deseado: tg = El retardo para una determinada longitud de onda con espacio libre ?? sigue entonces de la distancia de la segunda vuelta hasta donde la altura local tiene ?? como su longitud de onda de Bragg: t9 (?0) = 2neffZ( o), en donde ?(?0) es la coordenada espacial en donde ?(?) = %ol2nBff. Sin embargo, en la práctica estas implementaciones sufren una excesiva ondulación por retardo de grupo, indicando que la compensación de la dispersión no es completa. Las rejillas de Dammann son dispositivos de formación de rejilla binaria en donde las características de la formación de rejilla se imponen en alguna superficie y en donde la luz incidente ilumina la superficie en algún ángulo normal o fuera de lo normal. El incidente de la frente de onda óptica en esta rejilla experimenta una interacción de una sola vez con las características de formación de rejilla y a la vez experimenta una difracción de tipo Raman-Nath (en contraposición a la difracción de Bragg). Este dispositivo es destinado para el uso de espacio libre y no se utiliza fácilmente en aplicaciones de onda guiada. Además, para cumplir con los requerimientos de resolución de longitud de onda impuestos por los modernos sistemas de comunicación óptica, la luz incidente debe colimarse a un grado muy alto lo que puede resultar difícil en la práctica. Las rejillas de guía de ondas en red (AWG) se utilizan principalmente para separar espacialmente los canales ópticos en un ambiente de WDM. Ellas operaron al dividir la luz de entrada de longitudes de onda múltiples entre una red de guías de onda, en donde cada guía de ondas tiene una longitud óptica ligeramente diferente. Las diferencias de fase óptica resultantes entre las respectivas salidas de las guías de onda conducen a un patrón de interferencia dependiente de la longitud de onda, el cual, con un diseño apropiado puede originar una separación de los componentes de longitud de onda. En la práctica, esta tecnología requiere grandes cantidades de espacios reducidos semiconductores e impone enormes restricciones en la fabricación. Las reijjas de Echelle también se utilizan principalmente para separar espacialmente los canales ópticos en un ambiente de WDM. Aquí, un plano de rejilla se genera mediante la definición de características reflectoras de sub-longitud de onda a diferentes ángulos de brillo y potencial mente a lo largo de un plano curvo. El plano de rejilla se ilumina entonces con luz de múltiple longitud de onda, a menudo a un ángulo oblicuo, y las reflexiones individuales se suman para sustancialmente separar los componentes de longitud de onda. El dispositivo tiende a ser difícil de implementar en la práctica, requiriendo características de grabado tanto profundas como planas cuando se implementa en semiconductores. La técnica anterior con respecto a la síntesis de rejilla superpuesta binaria se presenta en Ivan A. Avrutsky, Dave S. Ellis, AlexTager, Hanan Anis y J. M. Xu, "Design of widely tunable emiconductor lasers and the concept of Binary Superimposed Gratings (BSG's)", IEEE J. Quantum Electron. , vol. 34, ??. 729-740,1998. Métodos más antiguos en la técnica anterior abordan la síntesis de rejillas de "picos múltiples", es decir, rejillas caracterizadas por la reflectancia en varios "picos", lo que puede controlarse en su posición e intensidad. En estos métodos, un ingeniero de formación de rejillas comienza con una serie de sinusoides; cada sinusoide corresponde a un solo pico de reflectancia y se compensa de acuerdo con esa intensidad relativa deseada del pico. Estos píeos se suman (es decir, se sobreponen; por consiguiente, la BSG se conoce como rejilla sobrepuesta) para producir un "perfil análogo". Este perfil se cuantifica digitalmente mediante un método de umbral sencillo. Por ejemplo, si el valor del perfil análogo es positivo (arriba de una referencia previamente seleccionada) entonces el segmento de la BSG correspondiente es un valor de índice alto o 1 binario; si es negativo, el segmento de la BSG correspondiente es un valor de índice bajo o cero binario. Sin embargo, este planteamiento es inadecuado en por lo menos dos áreas: primero, el procedimiento de cuantificación de umbral introduce la ¡ntermodulación que limita en gran medida la aplicabilidad de las BSGs sintetizadas de esta manera a aplicaciones activas (elementos de retroalimentación de láser y similares). Segundo, este procedimiento de síntesis se limita a redes de múltiples picos y ofrece poco o ningún control sobre la forma del pico individual. Asimismo, es completamente incapaz de generar canales de cúspide plana, según se requiere en algunas aplicaciones de comunicación, y de generar los espectros de reflectancia casi arbitraria exigidos por algunos esquemas de compensación de ganancia y dispersión. Otros métodos para la síntesis de BSG incluyen métodos empíricos que son, con frecuencia, computacionalmente difíciles e ineficientes. Por lo tanto, para detectar longitudes de onda ópticas en dispositivos ópticos es deseable proporcionar métodos y aparatos que superen las desventajas que se mencionan con anterioridad.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION De conformidad con una modalidad de la presente invención, se provee un componente óptico incluyendo por lo menos una superrejilla óptica. Dicha por lo menos una superrejilla óptica incluye un perfil del índice de refracción cuantificado adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción que, a su vez, es adaptada para generar un espectro de reflectancia en por lo menos una banda espectral. De conformidad con otra modalidad de la presente invención, se provee un método para transmitir por lo menos una señal óptica desde un primer punto a un segundo punto. El método incluye proveer por lo menos una primera guía de ondas ópticas incluyendo un componente óptico. El componente óptico incluye por lo menos una superrejilla óptica, con un perfil del índice de refracción cuantificado adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción. La pluralidad finita de índices de refracción es adaptada para generar un espectro de reflectancia en por lo menos una banda espectral que corresponde a un perfil del índice de refracción análogo a la transformada de Fourier. El método incluye la transmisión de por lo menos una señal óptica a través de dicha por lo menos una primera guía de ondas ópticas; y la recepción de dicha por lo menos una señal óptica en el segundo punto. De conformidad con otra modalidad de la invención, se provee un componente óptico que incluye por lo menos una superrejilla óptica, en donde dicha por lo menos una superrejilla óptica comprende un perfil del índice de refracción cuantificado binario adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción. Los índices son adaptados para generar un espectro de reflectancia en por lo menos una banda espectral. De conformidad con otra modalidad de la presente invención, se provee un método para procesar por lo menos una señal óptica. El método incluye proveer por lo menos un componente óptico con por lo menos una superrejilla óptica. Dicha por lo menos una superrejilla óptica incluye un perfil del índice de refracción cuantificado adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características ópticas en por lo menos una banda espectral. El método incluye también adaptar dicho por lo menos un componente óptico para influir en dicha por lo menos una señal óptica.
De conformidad con otra modalidad, la invención también se centra también en un componente óptico que incluye por lo menos una superrejilla óptica. Dicha por lo menos una superrejilla óptica incluye un perfil del índice de refracción cuantificado binario adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar un espectro de reflectancia en por lo menos una banda espectral. La invención también se dirige a un método para monitorear la estabilidad de un sistema óptico. El método incluye proveer por lo menos un componente óptico que tiene por lo menos una superrejilla óptica con un perfil del índice de refracción cuantificado. El perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características ópticas en por lo menos una banda espectral. El método también incluye proveer una pluralidad de detectores ópticos; proveer electrónica de procesamiento y adaptar por lo menos un componente óptico para afectar por lo menos un componente de longitud de onda elegido para interactuar con la pluralidad de detectores ópticos. De conformidad con otra modalidad de la invención, se provee un componente óptico programable. El componente óptico programable incluye por lo menos una superrejilla óptica que tiene un perfil del índice de refracción cuantificado adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral.
De conformidad con otra modalidad de la invención, se provee un componente óptico. El componente óptico incluye por lo menos una superrejilla óptica reductora de dispersión que tiene un perfil del índice de refracción cuantificado adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. La superrejilla también tiene por lo menos una dimensión de la característica de formación de rejilla que excede la longitud de onda del material de rejilla Xmat = 0/neff, y una constante de extinción de la cola modal de menos de 1A,maí en una región predeterminada de dicha por lo menos una superrejilla óptica reductora de dispersión. De conformidad con otra modalidad de la invención, se provee un componente óptico. El componente óptico incluye por lo menos una superrejilla óptica de dimensiones múltiples que tiene un perfil del índice de refracción cuantificado. El perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. La invención también se dirige a un sistema de acoplamiento óptico para acoplar la luz entre las guías de ondas. El acoplador óptico incluye por lo menos una primera guía de ondas ópticas y por lo menos una segunda guía de ondas ópticas. El acoplador óptico incluye también por lo menos un componente óptico acoplando ópticamente la luz desde por lo menos una primera guía de ondas ópticas a por lo menos una segunda guía de ondas ópticas. Por lo menos un componente óptico incluye un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. De conformidad con otra modalidad de la invención, se provee un dispositivo óptico. El dispositivo óptico incluye por lo menos una guía de ondas ópticas que comprende un componente óptico para reflejar la luz dentro de dicha por lo menos una guía de ondas ópticas. El componente óptico incluye un perfil del índice de refracción cuantificado adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. Además, el componente óptico incluye un circulador óptico que comprende por lo menos un puerto óptico, y se encuentra ópticamente acoplado con dicha por lo menos una guía de ondas ópticas y adaptado para dirigir la luz reflejada a dicho por lo menos un puerto óptico. De conformidad con otra modalidad de la invención, se provee un sistema de control de dispersión óptica. El sistema incluye por lo menos una primera guía de ondas ópticas adaptada para exhibir características de fase óptica dependiente de la longitud de onda. Dicha por lo menos una guía de ondas ópticas incluye por lo menos un componente óptico que tiene un perfil del índice de refracción cuantificado adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral.
De conformidad con otra modalidad de la invención, se provee un sistema de control de dispersión óptica. El sistema incluye un sistema de acoplamiento óptico para acoplar la luz entre guías de onda y es adaptado para exhibir características de fase óptica dependiente de la longitud de onda. El sistema de acoplamiento óptico incluye por lo menos una primera guía de ondas ópticas y por lo menos una segunda guía de ondas ópticas. El sistema incluye también por lo menos un componente óptico que acopla ópticamente la luz desde dicha por lo menos una primera guía de ondas ópticas a dicha por lo menos una segunda guía de ondas ópticas. Dicho por lo menos un componente óptico incluye un perfil del índice de refracción cuantificado adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. De conformidad con una modalidad de la invención, se provee un dispositivo óptico para separar componentes de longitud de onda de una señal óptica. El dispositivo óptico incluye por lo menos un sistema de separación de longitudes de onda óptica que comprende por lo menos una primera guía de ondas ópticas y por lo menos una segunda guía de ondas ópticas. El dispositivo óptico incluye también por lo menos un componente óptico que acopla ópticamente dicha por lo menos una longitud de onda óptica desde dicha por lo menos una primera guía de ondas ópticas con dicha por lo menos una segunda guía de ondas ópticas. Dicho por lo menos un componente óptico incluye un perfil del índice de refracción cuantificado adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. La invención también se dirige a un monitor de estabilidad de longitud de onda. El monitor de estabilidad de longitud de onda incluye un monitor de longitud de onda que comprende por lo menos un componente óptico. El monitor incluye también un perfil del índice de refracción cuantificado adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. El monitor incluye también una pluralidad de detectores ópticos acoplada al monitor de longitud de onda que es adaptada para generar una señal de desviación cuando se desvía una longitud de onda monitoreada. Además, un controlador acoplado a la pluralidad de detectores ópticos es adaptado para generar una señal eléctrica que corresponde a la desviación de la longitud de onda. La invención también se dirige a un igualador de longitud de onda óptica que incluye por lo menos un componente óptico. Dicho por lo menos un componente óptico incluye un perfil del índice de refracción cuantificado adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. Asimismo, el componente óptico es adaptado para ajusfar la potencia de longitud de onda por longitud de onda en una señal óptica.
De conformidad con otra modalidad de la invención, se provee un monitor de la longitud de onda óptica. El monitor de la longitud de onda óptica incluye por lo menos un componente óptico que tiene un perfil del índice de refracción cuantificado adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. Dicho por lo menos un componente óptico es adaptado para medir la potencia por longitud de onda en una señal óptica. De conformidad con otra modalidad de la invención, se provee un componente óptico. El componente óptico incluye por lo menos una superrejilla óptica programable. La invención también se dirige a un componente óptico que comprende por lo menos una superrejilla óptica sintonizable. La superrejilla óptica sintonizable incluye un perfil del índice de refracción cuantificado adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. La invención también se dirige a un componente óptico que comprende por lo menos una superrejilla óptica adaptada para producir características de fase óptica en por lo menos una banda espectral.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Los aspectos anteriores y otras características de la presente invención se explican en la siguiente descripción, considerada en relación con los dibujos que la acompañan, en donde: La figura 1 es un diagrama de flujo que muestra los pasos metodológicos de un método para sintetizar una BSG incorporada por las modalidades de la invención presentadas en la misma; La figura 2 muestra una vista gráfica de un acoplador contradireccional que incluye características de la presente invención. La figura 3 muestra una vista gráfica de un acoplador co-direccional que incluye características de la presente invención. La figura 3A muestra una vista gráfica de un acoplador de guía de ondas simétrica contradireccional que incluye características de la presente invención. La figura 4 muestra una vista gráfica de un compensador de dispersión que incluye características de la presente invención. La figura 4A muestra una vista gráfica de una modalidad de un filtro de adición/caída dinámico que incluye características de la presente invención. La figura 4B muestra una vista gráfica de múltiples guías de onda acopladas con BSGs programables que incluyen características de la presente invención.
La figura 5 muestra una vista gráfica de una modalidad alternativa de un compensador de dispersión que incluye características de la presente invención. La figura 6 muestra una vista gráfica de un monitor de longitud de onda que incluye características de la presente invención. La figura 7 muestra una vista gráfica de un monitor de longitud de onda que incluye características de la modalidad 2D de la presente invención. La figura 8 muestra una vista gráfica de un monitor de longitud de onda que incluye características de la modalidad del conjunto difusor puntual de la presente invención. La figura 9 es un diagrama de un encaminador lambda que incluye características de la presente invención. La figura 10 es un diagrama gráfico de un acoplador de supresión de dentro de guías de ondas que incluye características de la invención.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA A pesar de que la presente invención se describirá con referencia a las modalidades de superrejilla como se muestran en los dibujos, debe comprenderse que la presente invención puede efectuarse en muchas formas alternativas de modalidades, y no se pretende que esa invención se limite solamente a ese tipo particular de modalidad. En modalidades alternativas, la presente invención podría utilizarse en cualquier dispositivo óptico apropiado que requiere una o más rejillas ópticas. Comenzando con los superrejillas según se utilizan en la presente, se apreciará que existen tres propiedades principales que diferencian la superrejilla de otras tecnologías de rejilla de difracción. La primera es que la superrejilla se basa en un número discreto de niveles del índice de refracción efectivo. Este número es históricamente el 2 y, por ende, la superrejilla puede tomar forma de una rejilla binaria, en cuyo caso se conoce como la Superrejilla Binaria (BSG). Por razones de claridad e ilustración, esta descripción se centrará en la modalidad binaria de la presente invención, sin embargo, se apreciará que en modalidades alternativas puede utilizarse cualquier número apropiado de niveles discretos del índice de refracción efectivo. Los diferentes valores del índice de refracción efectivo pueden alcanzarse variando el índice de refracción real en alguna parte o en la vecindad de la superrejilla, o mediante cualquier otro método que varía el índice de refracción efectivo experimentado por la propagación de luz, y se apreciará que muchas modalidades son posibles dentro de la presente invención. La segunda propiedad que define la superrejilla es que la rejilla parece una estructura de muestra caracterizada por una serie de puntos de muestra, cada uno asociado con una región de muestra. Estas regiones de muestra que pueden tomar una variedad de formas, se denominan con frecuencia píxeles del índice de refracción. El índice de refracción efectivo de las superrejillas se fija sustancialmente dentro de cada píxel. Esto se refiere al hecho de que transiciones entre los niveles de índice de la superrejilla no pueden ocurrir en posiciones arbitrarias, pero más bien deben ocurrir en los límites de regiones definidas por los puntos de muestra. Por lo tanto, la BSG puede describirse mediante una serie de dígitos (frecuentemente binarios), indicando la posición del índice de refracción en cada punto de muestra. La tercera propiedad que define la superrejilla es que un frente de onda óptica incidente en la rejilla experimenta múltiples interacciones con las características de rejilla. Es decir, la superrejilla opera en el régimen de difracción de Bragg. Ciertas modalidades de superrejilla utilizan un conjunto secuencial de píxeles del índice de refracción, lo que significa que cada píxel colinda con solamente dos otros píxeles, resultando en un sentido natural de ordenación. Tales modalidades se denominan superrejillas de una dimensión, y con frecuencia utilizan píxeles en forma de líneas rectas o curvas, o conjuntos de cuadros o puntos a lo largo de la dirección de propagación de la luz incidente. Cabe mencionar que estas modalidades incluyen la variación apropiada del índice de refracción efectivo a lo largo de la longitud de cualquier guía de ondas que limita la propagación a lo largo de una dimensión. Otras modalidades de superrejilla utilizan conjuntos bidimensionales de píxeles del índice de refracción en donde los píxeles se posicionan en la misma superficie bidimensional. Esta superficie puede ser plana o curva. Tales modalidades utilizan con frecuencia píxeles cuadrados o hexagonales que se disponen a lo largo de una celosía periódica adecuada, aunque puede comprenderse que disposiciones no periódicas, píxeles no uniformes u otras formas de píxel pueden ser apropiadas y se encuentran dentro del contexto de la presente invención. Cabe señalar que estas modalidades incluyen la variación apropiada del índice de refracción efectivo en el periodo de cualquier propagación que limita la guía de ondas a lo largo de dos dimensiones. Modalidades adicionales de superrejilla utilizan conjuntos tridimensionales de píxeles del índice de refracción. Aquí, los puntos de muestra pueden ubicarse en cualquier lugar o limitarse a una región particular de espacio. Tales modalidades utilizan con frecuencia píxeles en forma de cuadro o diamante que se disponen a lo largo de una celosía periódica apropiada, aunque puede comprenderse que disposiciones no periódicas, píxeles no uniformes u otras formas de píxel pueden ser adecuados y se encuentran dentro del contexto de la presente invención. Con respecto a la figura 1 , la construcción de superrejilla implica varias opciones claves. Primero, el paso 351 selecciona los niveles del índice de refracción para el dispositivo óptico, según se determina con base en parámetros materiales y restricciones litográficas o de fotograbado. El paso 352 determina entonces la longitud deseada de la muestra, considerando la escala deseada de longitud de onda para la red y la resolución litográfica disponible. El paso 353 establece dimensiones totales del dispositivo para la rejilla, limitadas por el espacio físico disponible y las limitaciones tecnológicas del procedimiento de grabado. Se apreciará que los métodos que se describen en la presente son para determinar los patrones de rejilla para rejillas de relieve superficial; sin embargo, en modalidades alternativas los métodos pueden adaptarse fácilmente a las configuraciones de la rejilla de fibra. El siguiente paso 354 convierte las especificaciones de reflectancia deseadas de la rejilla al dominio de Fourier mediante de aproximación de Fourier. Guiado por la aproximación de Fourier, el diseñador puede inicialmente diseñar la rejilla por su espectro de Fourier. Como se demostrará a continuación, este paso también puede implementar la retroalimentación para responder por varias inexactitudes de la aproximación para mejorar el resultado final. El paso 353, la aproximación de Fourier, es una relación matemática que relaciona un espectro de reflectancia con uno o varios espectros de reflectancia periódica. En otras palabras, las superrejillas de una sola longitud de onda tienen espectros de reflectancia caracterizados precisamente por su estructura periódica y superrejillas sobrepuestas sencillas tienen espectros de reflectancia caracterizados por sus componentes de longitud de onda o espectro de reflectancia. Por lo tanto, el espectro de reflectancia de una superrejilla puede relacionarse con la transformada de Fourier de su estructura - la transformada de Fourier es el método estándar para evaluar el "contenido de frecuencia "o "contenido de longitud de onda" de una forma de onda.
El siguiente paso 355 es la cuantificación del perfil del índice análogo. La modulación delta-sigma es una de estas técnicas de cuantificación que pueden utilizarse e implementarse eficazmente. Se apreciará que en modalidades alternativas puede emplearse cualquier técnica de cuantificación apropiada que conserva la información de Fourier dentro de una banda espectral. El paso 356 determina la reflectancia real de la superrejilla mediante una técnica exacta, tal como el conocido método de matriz de transferencia. Este cálculo determina los errores residuales de la aproximación de Fourier y cuantifica un error que puede llevarse de regreso al dominio de Fourier y agregarse al resultado del paso 353 si el paso 357 determina que el error excede un umbral predeterminado. Este procedimiento puede repetirse cuando sea necesario, aunque con frecuencia basta una repetición. Se apreciará que puede utilizarse cualquier técnica apropiada para determinar errores entre las características de reflectancia deseadas y las características de reflectancia reales. De conformidad con un aspecto de la invención, características de superficies con superrejilias más hundidas o más profundas reducen las pérdidas por dispersión debido a modos de revestimiento radioactivo al ocupar una mayor distancia en la dirección normal lo que, con base en el principio de Huygens y consideraciones de Fourier, conduce a un requerimiento de igualación de fase más robusta en la dimensión normal, reduciendo así la eficiencia de dispersión (no deseada). En términos más cuantitativos, las características de rejilla son, de preferencia, de dientes profundos hasta una profundidad que excede la longitud de onda del material Xmat = ?? 7?/? y la constante de extinción de la cola modal es, de preferencia, menos de 1 ,maf en la región de rejilla. En modalidades alternativas de la invención, la BSG puede ¡mplementarse en la región central en el centro del modo. Por lo tanto, contribuciones del grado normal de la rejilla son relativamente equivalentes, aumentando así la cancelación del componente disperso. De conformidad con otro aspecto de la invención, las características de rejilla y características ópticas pueden variarse una o varias veces después de la fabricación utilizando cualquier medio para modificar materiales o el índice de refracción efectivo localmente o a través de un área. Varios de estos métodos para modificar materiales o el índice de refracción efectivo incluyen: influir en la temperatura de alguna parte o la vecindad de la superrejilla; sintonización electro-óptica, magneto-óptica, electroestrictiva o magnetoestrictiva de alguna parte o la vecindad de la superrejilla; iluminación óptica, deformación mecánica o la inyección de corriente a alguna parte o la vecindad de la superrejilla; incorporación de un material electrocrómico en alguna parte o la vecindad de la superrejilla; incorporación de un cristal líquido o material polimérico óptico en alguna parte o la vecindad de la superrejilla; provocación de una reacción química o la reconfiguración en alguna parte o la vecindad de la superrejilla o la realización de una traducción mecánica o reconfiguración de alguna parte o la vecindad de la superrejilla. Se apreciará que otros métodos para modificar materiales o el índice de refracción efectivo, o cualquier combinación de éstos se encuentran dentro del contexto de la presente invención. Algunas modalidades aplican uno o varios métodos para modificar el material o el índice de refracción efectivo a toda la superrejilla o partes o secciones sustanciales de la misma, realizando así un cambio general en las características ópticas de la superrejilla. Tales cambios generales incluyen reforzar o debilitar características, activar o desactivar características de superrejilla de la superrejilla como un conjunto, la sintonización de la fase óptica de las características de superrejilla, o el desplazamiento espectral de las características de superrejilla. Estas modalidades abordan lo que denominamos una "superrejilla sintonizable". Estas superrejillas sintonizables pueden utilizarse de manera intercambiable con otras superrejillas para proporcionar una funcionalidad dinámica adicional en cualquier dispositivo o modalidad en donde se utilizan estas últimas. Esto aplica particularmente para todas las demás modalidades de dispositivos de la presente invención. Otras modalidades aplican uno o varios métodos para modificar el material o el índice de refracción efectivo a píxeles individuales de la superrejilla o grupos de la misma. Tales modalidades pueden lograr cambios espectrales incluyendo la intensificación o el debilitamiento de características, la activación o desactivación de características de superrejilla de la superrejilla como un conjunto, la sintonización de la fase óptica de las características de superrejilla o el desplazamiento espectral de las características de superrejilla, generalmente a una mayor medida de lo que es posible con superrejillas sintonizares. Además, estas modalidades pueden actuar para crear características espectrales que anteriormente no fueron exhibidos por la superrejilla, eliminar características espectrales que se exhibieron con anterioridad o incluso cambiar las características ópticas exhibidas por la superrejilla dentro de toda una banda espectral. Estas modalidades abordan lo que denominamos una "superrejilla programable". Estas superrejillas programables pueden utilizarse de manera intercambiable con otras superrejillas para proporcionar una funcionalidad dinámica o programable adicional en cualquier dispositivo o modalidad en donde se utilicen estas últimas. Esto aplica particularmente para todas las demás modalidades de dispositivos de la presente invención. En particular, las modalidades de acopladores ópticos, controladores de dispersión óptica, separadores espaciales ópticos, filtros de adición/caída, encaminadores lambda e igualadores de longitud de onda en donde se utiliza una superrejilla programable son posibles y representan una funcionalidad en gran medida mejorada.
Acoplador de superrejilla Las características de la presente invención pueden utilizarse en acopladores de onda evanescente para proporcionar un acoplamiento y dirección dependientes de la longitud de onda, así como la compensación de dispersión. Por ejemplo, la luz puede acoplarse desde una guía de ondas a otra guía de onda, con una repuesta espectral deseada: es decir, la luz a una determinada longitud de onda puede acoplarse por completo, en fracciones o en absoluto, y con una fase deseada. Las modalidades de acoplamiento pueden consistir en dos o más guías de onda asimétricas o simétricas paralelas (que se describirán más adelante). Las guías de onda asimétricas comprenden modos sobrepuestos pero distintos, con índices efectivos (modales) diferentes (neff)i y diferentes vectores de propagación k-i( 0) = 2p(?ß«)?/?0 y ?<2(?0) = 2p(?ßp)2/?0, en donde ?0 es una longitud de onda en el espacio libre. Los índices efectivos dependerán generalmente de la longitud de onda ?0. Se apreciará que la cantidad de superposición modal y las características de la superrejilla determinarán la(s) longitud(es) de onda conectada(s) desde una guía de ondas hasta otra y la dirección que la(s) longitud(es) de onda tomarán una vez acoplada(s). El acoplamiento óptico puede clasificarse en dos categorías generales: contradireccional y codireccional. Se dice que la luz se acopla direccionalmente si la luz viaja en la misma dirección general (dentro de 90 grados) de la luz de entrada. Se dice que la luz se acopla contradireccionalmente si la luz acoplada viaja generalmente en la dirección opuesta de la luz de entrada. Estas diferencias son, con frecuencia, muy evidentes en la práctica ya que las contra- y codirecciones son bien definidas por las guías de onda ópticas. Cabe señalar que el mismo acoplador de superrejilla puede utilizarse para acoplar tanto en co- como en contradírección, y puede hacerlo en cualquiera de las direcciones o en ambas para cada longitud de onda dentro de una o varias bandas espectrales. Se comprende que, aunque la operación del dispositivo es más sencilla de describir cuando se considera sólo un modo de operación, un dispositivo que incorpora simultáneamente características de las dos modalidades se encuentra dentro del alcance de la presente invención. Asimismo, se comprende que, de conformidad con varias modalidades de la presente invención, las características de acoplamiento de acopladores de superrejilla pueden variarse después de la fabricación, con frecuencia sometiendo la superrejilla o las superrejillas responsables del acoplamiento de alguna forma de sintonización óptica como aquellas que se mencionan con anterioridad. Cualquier forma de superrejilla, incluyendo unidimensional, bidimensional o tridimensional, y cualquier método particular de efectuar los valores del índice de refracción efectivo requeridos, se encuentra dentro del contexto de la presente invención.
Modalidades de acoplador de superrejilla contradireccional Con respecto a la figura 2, se muestra una ilustración gráfica de un acoplador de superrejilla contradireccional 154 que incluye características de la presente invención. Para esta modalidad, el acoplamiento contradireccional ocurrirá para una determinada longitud de onda de entrada ?0 cuando la perturbación del índice comprende una frecuencia espacial de kg( 0) = k-i( o) + k2( 0). Nuevamente, esto se logra construyendo la superrejilla 152, según se describe con anterioridad, para emular el espectro deseado de kg( 0) y situar la superrejilla 152 entre las guías de ondas de acoplamiento evanescente 151 ,153. En esta modalidad, la superrejilla 152 debe estar, de preferencia, libre de frecuencias espaciales de 2ki( 0) y 2k2( 0), ya que éstas producirán una reflexión inversa con las respectivas guías de ondas (es decir, ningún acoplamiento), disminuyendo así la eficacia del acoplamiento y produciendo la reflexión inversa no deseada. La satisfacción de esta condición requiere que la asimetría de la guía de ondas sea suficiente para evitar sobreposiciones entre las frecuencias espaciales de rejilla (Kg's) que producen el acoplamiento entre guías de onda y aquellas que producen el acoplamiento interior a las guías de onda, a través de toda(s) la(s) escala(s) de longitud de onda de interés; matemáticamente, esto puede expresarse de la siguiente manera: ??) + ?) ? 2 ?2) y /?(? + fe(^) ? 2 ¾(?2) en donde ?? y k2 se definen con anterioridad con índices efectivos dependientes de la longitud de onda, y ?? y ?2 son cualquier combinación de longitudes de onda dentro de la(s) escala(s) de interés. En modalidades alternativas, las características ópticas de BSG 152 pueden ser programables y/o sintonizables mediante el controlador 152A y/o sintonizador 152B respectivamente.
Modalidad de acoplador de superrejilla codireccional Con respecto a la figura 3, se muestra una ilustración gráfica de un acoplador de superrejilla codireccional 164 que incluye características de la presente invención. En esta modalidad, una longitud de onda deseada ? sre acoplará codireccionalmente desde una guía de ondas 161 a la otra 163, cuando los respectivos índices efectivos se perturban con la frecuencia espacial ?9(?0) = ?0) - k2( 0). Esto se logra mediante la construcción de la superrejilla 162, según se describe con anterioridad, para emular el espectro deseado de ?9(?0) y situar la superrejilla entre las guías de onda acopladas de modo evanescente 161 ,163. En modalidades alternativas, la superrejilla es parte de la guía de ondas o so encuentra en uno o varios lados de la guía de ondas. Además, las características ópticas de BSG 162 de modalidades alternativas pueden ser cambiadas por el controlador programable 162A y/o el sintonizador 162B respectivamente.
Modalidad de acoplador de superrejilla simétrico Con respecto a la Figura 3A, se apreciará que el acoplador de superrejilla simétrico 164A es un caso especial del acoplador de superrejilla asimétrico mostrado en la Figura 2 y que desempeña funciones similares a las del acoplador asimétrico 154, pero permite que las dos guías de ondas 161 A, 163A sean ligeramente asimétricas o incluso simétricas en su índice efectivo. Por lo tanto, las limitaciones expresadas anteriormente podrían superarse, independientemente del hecho de que esto normalmente conduciría a una reflexión interior a la guía de ondas.
En modalidades alternativas, la superrejilla es parte de la guía de ondas o se encuentra en uno o más lados de la guía de ondas. Además, las modalidades alternativas podrían también cambiar las características ópticas de BSG 162 a través de un controlador programable 162A y/o sintonizador 162B respectivamente. Con respecto a la Figura 10, en ella se muestra un diagrama pictórico de un acoplador de supresión interior a la guía de ondas que incorpora características de la invención. Por ejemplo, un dispositivo 106, que consiste de dos guías de ondas 101 ,102 (simétricas o de otro modo) con un BSG 104 situado entre ellas, puede ser estático, sintonizable o programable, según se requiera. Dos BSGs adicionales 103,105 idénticos al primer BSG 104, pero en contraste opuesto (los 1 se convierten en 0 y viceversa), se encuentran ubicados en cualquiera de los lados de las dos guías de ondas 101 ,102, de modo que representan el centro de BSG 104 con respecto a la guía de ondas correspondiente. El principio de operación es el siguiente: rr\ es el perfil modal de la guía 1 y m2 es el perfil modal de la guía 2. Los coeficientes de acoplamiento relacionados con las dos guías de ondas pueden escribirse al primer orden en la resistencia de rejilla como: C-I2 ce |mim2Gi2 + 1 m-| iTi2(Gii + G22) = J" m-iir^G-^ , en donde G 2 es la rejilla central 104 y G 2 103 & G22 105 son las rejillas más alejadas de las guías de ondas 1 y 2, respectivamente. El segundo término no tiene importancia porque las dos rejillas laterales 103,105 se encuentran muy lejos de la guía de ondas opuesta correspondiente (de manera más precisa, el perfil modal de la guía de ondas opuesta no tiene importancia en esta región). Sin embargo, el coeficiente de acoplamiento desde la primera guía de ondas 101 a sí misma (correspondiente a la reflexión interior a la guía de ondas) es el siguiente: Cu oc J |mi|2Gii + J |m-i|2Gi2 = 0 (porque Gn = -G22 y simetría) El resultado es idéntico para la segunda guía de ondas 102. El único requisito necesario para la cancelación es que los perfiles modales de ambas guías de ondas 101 ,102 sean simétricos (con respecto a su guía de ondas, no necesariamente idénticos una del otro) y que las rejillas se ubiquen de forma adecuadamente simétrica con respecto a la guía. La cancelación es independiente de muchos parámetros materiales, como los índices efectivos de las guías de ondas, incluso si varían de manera independiente. Se apreciará que la invención permite de manera ventajosa un acoplamiento eficiente entre las guías de ondas simétricas vecinas, al mismo tiempo que suprime la reflexión interior a la guía de ondas. Además, se apreciará que la invención permite de manera ventajosa un acoplamiento eficiente entre las guías de ondas simétricas vecinas, al mismo tiempo que suprime la reflexión interior a la guía de ondas. Se aprecia que la invención es igualmente aplicable a guías de ondas asimétricas y, en modalidades alternativas, ésta podría ser la modalidad preferida en razón de su flexibilidad con respecto a los requerimientos de diseño.
Doblado del acoplador En otra modalidad de la presente invención, un acoplador de superrejilla puede doblarse para aprovechar mejor el espacio reducido del chip. Esto se realiza poniendo en cascada los acopladores de superrejilla. La elección exacta del orden de conexión o dirección depende de la direccionalidad del acoplamiento de las longitudes de onda de interés y, en un momento dado, puede utilizarse una combinación de modos de operación. Los distintos acopladores de superrejilla pueden utilizarse juntos para conformar uno o más acopladores mejorados, o bien para someter la luz de entrada a varias etapas de filtrado de procesamiento. La Figura 4 representa la modalidad de un acoplador contradireccional en cascada 176. En esta modalidad, la longitud de onda se acopla contradireccionalmente a partir de la guía de ondas 171 y se vuelve a acoplar contradireccionalmente desde la guía de ondas 173 a la guía de ondas 175. Se apreciará que la guía de ondas 173 puede adaptarse para compensar la dispersión en la guía de ondas 71. En modalidades alternativas, las características ópticas de BSG 172 pueden programarse y/o sintonizarse a través del controlador programable 172A y/o del sintonizador 172B, respectivamente. De manera similar, las características ópticas de BSG 174 pueden programarse y/o sintonizarse a través del controlador programable 174A y/o del sintonizador 174B respectivamente.
Acopladores basados en circulador óptico La Figura 5 ¡lustra otra modalidad de la presente invención, en donde un acoplador óptico de superrejilla entre dos o más guías de ondas se obtiene por medio de una superrejilla que opera en un modo de reflexión. La luz que incide a través de una guía de ondas de entrada se introduce a un circulador óptico a través del puerto 1 y se transmite a través de él al puerto 2. En el puerto 2, la luz incide en una superrejilla y se refleja de manera selectiva en amplitud y fase y, como una función de la longitud de onda, va de regreso al puerto dos. El circulador óptico actúa para dirigir la luz que regresa al puerto 2 al puerto 3, en donde es recogida por una guía de ondas de salida. La modalidad basada en el circulador presenta la ventaja de ser muy adecuada para situaciones en donde las guías de ondas son fibras ópticas, puesto que los circuladores a base de fibra se encuentran disponibles fácilmente. Las características ópticas de BSG 184 pueden programarse y/o sintonizarse a través del controlador programable 184A y/o del sintonizador 184B respectivamente.
Modalidad de compensador de dispersión En el campo de la transmisión óptica, se sabe bien que las redes ópticas deben enfrentarse a una propiedad conocida como dispersión. Esta propiedad surge de la longitud de onda del índice efectivo que, a su vez, produce un espectro de retardo de grupo dependiente de la longitud de onda para un tipo y longitud determinadas de fibra óptica. Ya que un impulso óptico siempre posee algún ancho espectral, esta dependencia de la longitud de onda conduce a un retraso distinto de los diferentes componentes espectrales del impulso óptico, produciendo así su propagación en el ámbito espacial. Esta propagación impide directamente la operación de la red óptica. Las rejillas de Bragg con señal parásita consisten en dispositivos de rejilla para la compensación de la dispersión. Aquí, una altura de rejilla de Bragg ? se hace variar a lo largo de su longitud. Esto produce un espectro de fase dependiente de la longitud de onda que puede ajustarse para proveer el espectro de retardo de grupo deseado: t9 = -?f/??. El retardo para una longitud de onda de espacio libre dada 0 se sigue entonces desde la distancia de segunda vuelta hasta donde la altura local tiene ?0 como su longitud de onda de Bragg: ¾(?0) = 2?ß??(?0), en donde ?(?0) es la coordenada espacial en donde ?(?) = (?0)?2?ß En la práctica, sin embargo, estas implementaciones sufren de una excesiva ondulación de retardo de grupo, que indica que la compensación de la dispersión no es completa. En la presente invención, una superrejilla que imita el efecto de una rejilla de Bragg con señal parásita puede implementarse determinando la función de la señal parásita de entrada ideal (análoga), según se deriva del espectro de retardo de grupo t9(?0) (el retardo impuesto de la rejilla es, de preferencia, el opuesto de aquel en la entrada). El perfil análogo ideal se alimenta entonces al filtro de cuantificación de la superrejilla anteriormente descrito, produciendo un perfil cuantificado que ¡mita las características de fase deseadas. El filtro de cuantificación puede optimizarse aún más como se describe anteriormente, para minimizar el ruido de fase. En otras modalidades de la presente invención, la superrejilla puede sintetizarse directamente a partir de las características de retardo de fase requeridas, por ejemplo, a través de la síntesis con base en Fourier de las especificaciones. Distintas modalidades de la presente invención pueden comprender acopladores de superrejilla, como se describe anteriormente. Estos acopladores pueden incluir acopladores codireccionales y contradireccionales, acopladores basados en un circulador óptico, acopladores doblados o cualquier combinación de los mismos, pero sin limitase a ellos. Se aprecia que cualquier transmisión óptica o método de dirección en donde una o más superrejillas afectan la luz transmitida o dirigida, puede ajustarse a las características de fase óptica deseadas y, por lo tanto, se encuentra incluida dentro del contexto de la presente invención. Modalidades alternativas de la presente invención pueden involucrar una o más superrejillas adaptadas para influir en la luz, a medida que ésta se transmite a través de la longitud de una guía de ondas. Estas modalidades basadas en la transmisión son particularmente útiles para ¡mplementaciones de fibra óptica.
Modalidades de monitor de estabilidad de la longitud de onda Para funcionar adecuadamente, las redes ópticas requieren que las longitudes de onda de canal permanezcan dentro de algún rango de su valor nominal. Puede producirse desplazamiento debido a toda una serie de factores, incluyendo variaciones en las condiciones ambientales, envejecimiento del dispositivo y perturbaciones mecánicas. En ciertas situaciones, el canal de longitud de onda incidente puede permanecer dentro del rango de los valores nominales, pero las características de un dispositivo que procesa esta longitud de onda pueden cambiar con respecto a él. Puede utilizarse un dispositivo de superrejiiia para registrar dichas desviaciones y proveer retroal ¡mentación a este dispositivo, o aun dispositivo subsiguiente, en el intento de corregir el problema. La desviación de la longitud de onda puede monitorearse utilizando una superrejiiia 1 D 192, como se muestra en la Figura 6. Aunque la luz que incide en un ángulo de entrada dado en la rejilla inclinada 1 D 192 se difractará nominalmente solo en un ángulo de salida particular, la desintonización a partir de una longitud de onda de reflectancia pico central producirá, de hecho, una desintonización en el ángulo, junto con una reducción de la eficiencia de difracción. Este comportamiento puede utilizarse para detectar cambios en la longitud de onda o, suponiendo que la longitud de onda es real, cambios en las características del dispositivo, que pueden entonces compensarse a través de toda una serie de mecanismos (por ejemplo, sintonización de la temperatura). Esto puede lograrse colocando los fotodetectores 193a, 193b alineados simétricamente a lo largo de la ruta de difracción de la longitud de onda central deseada; en esta configuración, la señal de cada uno coincidirá si la longitud de onda local coincide con el valor deseado. (Nótese que la eficiencia de difracción normalmente será intencionalmente baja, de manera que la mayoría de la potencia pase sin desviaciones). Las desviaciones en la longitud de onda local se manifiestan entonces en un cambio en los valores relativos de los fotodetectores 193a, 193b, lo cual se monitorea con el comparador 194. El comparador 194 puede determinar una diferencia entre las señales de entrada en las rutas 196,197, o puede utilizarse cualquier función de sensibilidad adecuada, como una substracción logarítmica. Estas desviaciones pueden entonces corregirse para utilizar la temperatura o cualquier otro parámetro que ejerza influencia (no se muestra). En modalidades alternativas, las características ópticas de BSG 192 pueden programarse y/o sintonizarse a través del controlador programable 192c y/o del sintonizador 192d, respectivamente. Otra modalidad de la presente invención utiliza un 2D BSG 201 , como se muestra en la Figura 7, que puede utilizarse para difractar la luz a los detectores y/o detectar desviaciones en la longitud de onda en varios canales distintos de manera simultánea; o, en otra modalidad, con las características de una secuencia cuasi-1 D (es decir, de punto) 201 grabadas a lo largo de una guía de ondas como se muestra en la Figura 8, lo que conducirá a una difracción simétrica en ambas direcciones laterales. Un espejo 202 puede grabarse opcionalmente en uno de los lados, para la recolección óptima de la luz dispersa.
Igualador dinámico de longitudes de onda múltiples De conformidad con varias modalidades de la presente invención, puede realizarse la igualación dinámica de la luz de longitudes de onda múltiples. Estas modalidades comprenden una o más superrejillas para lograr características de pérdida o ganancia óptica para una longitud de onda específica y lograr de este modo la igualación. El comportamiento dinámico puede alcanzarse utilizando una o más superrejillas programables o sintonizables. Un igualador dinámico de longitudes de onda múltiples de conformidad con la presente invención puede ser precedido por primero encaminar las longitudes de onda de entrada a través de un monitor de red derivada que separa los canales y monitores a los que energiza (véase las Figuras 6 y 7). Estas señales se envían a través de electrónica de procesamiento 194, cuya emisión sintoniza (o programa) la(s) superrejilla(es) del igualador de longitudes de onda múltiples 192B, que iguala la potencia a lo largo de los canales 191 , 91 A. Una configuración de este tipo puede utilizarse como parte de una configuración de retroalimentación para equilibrar la potencia de longitud de onda. De conformidad con algunas modalidades de la presente invención, se utilizan una o más superrejillas para acoplar los canales de entrada con una guía de ondas de salida con una eficiencia menor para las longitudes de onda cuya potencia debe ajustarse. Estas modalidades pueden comprender uno o más acopladores de superrejilla. Otras modalidades de la presente invención incluyen el uso de superrejilla para imponer mayores pérdidas por dispersión para longitudes de onda cuya potencia debe ajustarse. En modalidades alternativas, una cascada de BSGs que incluye "funciones base" puede sintonizarse independientemente para producir el espectro de pérdida requerido para la igualación; las funciones base posibles incluyen espectros escalonados que pueden cambiarse uno con respecto al otro. Modalidades alternativas adicionales incluyen el uso de un dispositivo de superrejilla programable, cuyas características de índice de refracción se modifican para realizar la igualación deseada. Modalidades particulares incluyen: una cascada de BSGs codireccionales y contradireccionales (véanse las Figuras 2,3, 3A y 4), que dividen sucesivamente los canales en dos sub-bandas hasta que se extraen los canales individuales; y una secuencia de rejillas inclinadas de uno solo canal que dirigen a los canales individuales hacia su guía de ondas de salida o dispositivo detector respectivo (Figura 6, artículo 193).
Modalidad de filtro de adición/caída estático y dinámico De conformidad con varias modalidades de la presente invención, los canales de longitud de onda múltiple o individual pueden estar separados espacialmente, ya sea total o parcialmente, de un canal "hacia adentro" y dirigidos a un canal "de caída". Otros canales de longitud de onda pueden dirigirse desde el canal "hacia dentro" a un canal "hacia fuera". Opcionalmente, puede proveerse un canal "de adición", en donde la luz del canal "de adición" puede dirigirse de manera selectiva al canal "directo". Otras modalidades pueden comprender varios canales "de caída", "de adición" o "directos". La funcionalidad del dispositivo en ambos tipos de modalidades puede ser fija o programable. Con respecto a la Figura 4A, se muestra un dispositivo 4A1 que consiste de una serie de guías de ondas 4A3, 4A4 acopladas con acopladores de superrejilla sintonlzables y/o programables o contradireccionales y/o codireccionales fijos. Otra modalidad de la Figura 4B hace uso del principio de sintonización de Vernier, con un diseño motivado por el principio de que los cambios espectrales accesibles a través de sintonización del índice con frecuencia son mucho menores que la escala de sintonización total deseada. La entrada de canal múltiple entra a través de una guía de ondas 4B3, con la luz acoplada a una guía de ondas adyacente por una superrejilla sintonizable de picos múltiples 4B2 (con un espaciado de picos generalmente menor a la escala de sintonización disponible). Una superrejilla sintonizable 4B6 subsiguiente (generalmente de picos múltiples con un espaciado distinto, que también es menor a la escala de sintonización disponible) acopla un subconjunto de este primer conjunto de canales a una tercera guía de ondas 4B7. Este proceso de pérdida puede continuar según se desee, con las superrejillas sintonizadas independientemente una con respecto a la otra para hacer caer el canal(es) deseado(s). Por lo tanto, la escala de selección del canal puede superar considerablemente el cambio espectral sintonizado en relación al índice disponible. Otras modalidades de la presente invención incluyen el uso de una superrejilla bidimensional o tridimensional para dirigir la luz al canal apropiado. Puede utilizarse una modalidad particular de la invención para separar espacialmente todos los componentes de la longitud de onda de una señal óptica de entrada.
Modalidad de encaminador lambda En la Figura 9 se muestra un encaminador lambda que incorpora características de la presente invención. Los encaminadores lambda también se conocen como encaminadores de longitud de onda o conexiones cruzadas ópticas (OxCs) - y son dispositivos colocados en los puntos de unión de la red que encamina la(s) longitud(es) de onda de una entrada de fibra óptica específica a otra salida de fibra óptica específica. Los encaminadores lambda generalmente son dispositivos NxN (es decir, con N fibras de entrada I y N fibras de salida O), en donde cada fibra de entrada típicamente transporta un único canal de longitud de onda. La operación de barra cruzada (es decir, la luz de canal en una guía de ondas se acoplará con la otra y viceversa; o permanecerá en la misma guía de ondas) se logra sintonizando y/o programando localmente las superrejillas 221A-221 F en o fuera de alineación con la longitud de onda del canal. Otra modalidad de la presente invención comprende uno o más acopladores de superrejilla para realizar el encaminamiento deseado. Otras modalidades comprenden uno o más filtros de adición/caída.
Monitor de longitud de onda De conformidad con otra modalidad de la presente invención, un dispositivo de superrejilla puede medir la potencia en uno o más canales de longitud de onda ópticos. Varias modalidades de este dispositivo comprenden una o más superrejillas y uno o más detectores ópticos. Modalidades alternativas incluyen uno o más acopladores de superrejilla o una o más superrejillas bidimensionales o tridimensionales. Debe entenderse que la descripción precedente solo es ilustrativa de la invención. Pueden proveerse distintas alternativas y modificaciones por el experto en la técnica, sin desviarse de la invención. De conformidad con ello, se pretende que la presente invención incluya todas esas alternativas, modificaciones y variaciones que entran dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (1)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES
1 - Un componente óptico que comprende por lo menos una superrejilla óptica, en donde dicha por lo menos una superrejilla óptica comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características ópticas en por lo menos una banda espectral. 2. - Un acoplador óptico que comprende el componente óptico de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el componente óptico es adaptado para influir en por lo menos una longitud de onda elegida; una primera guía de ondas ópticas; y una segunda guía de ondas ópticas, en donde la segunda guía de ondas ópticas se encuentra ópticamente acoplada con la primera guía de ondas ópticas a través del componente óptico. 3. - Un acoplador óptico codireccional que comprende el acoplador óptico de conformidad con la reivindicación 2, en donde el componente óptico es adaptado para acoplar codireccionalmente por lo menos una longitud de onda elegida. 4. - Un acoplador óptico contradireccional que comprende el acoplador óptico de conformidad con la reivindicación 2, en donde el componente óptico es adaptado para acoplar contradireccionalmente por lo menos una longitud de onda elegida. 5. - Un controlador de dispersión óptica que comprende un primer componente óptico, en donde el primer componente óptico comprende el componente óptico de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el primer componente óptico es adaptado para influir en una primera longitud de onda elegida; una primera guía de ondas ópticas; y una segunda guía de ondas ópticas, en donde la segunda guía de ondas ópticas es asimétrica con la primera guía de ondas ópticas, en donde la primera guía de ondas ópticas está ópticamente acoplada con la segunda guía de ondas ópticas a través del primer componente óptico. 6. - Un controlador de dispersión óptica que comprende una primera guía de ondas ópticas; una segunda guía de ondas ópticas, la segunda guía de ondas ópticas comprende un componente óptico de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el componente óptico es adaptado para reflejar por lo menos una longitud de onda elegida; una tercera guía de ondas ópticas; y un circulador óptico, en donde el circulador óptico acopla ópticamente la primera, segunda y tercera guía de ondas ópticas. 7 - Un sistema monitor de estabilidad de la longitud de onda óptica que comprende una primera guía de ondas ópticas que comprende un componente óptico de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el componente óptico es adaptado para influir en por lo menos una longitud de onda elegida; una pluralidad de detectores ópticos, la pluralidad de detectores ópticos es adaptada para recibir la longitud de onda elegida afectada y generar una pluralidad de señales eléctrica; y un procesador electrónico eléctricamente acoplado con la pluralidad de detectores ópticos, en donde el procesador electrónico es adaptado para producir una señal eléctrica a partir de la pluralidad de señales eléctricas. 8 - Un sistema monitor de longitud de onda óptica de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque también comprende un reflector óptico. 9. - Un acoplador óptico simétrico que comprende el componente óptico de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el componente óptico es adaptado para influir en por lo menos una longitud de onda elegida; una primera guía de ondas ópticas; y una segunda guía de ondas ópticas, en donde la segunda guía de ondas ópticas es simétrica con la primera guía de ondas ópticas, en donde la segunda guía de ondas ópticas se encuentra ópticamente acoplada con la primera guía de ondas ópticas a través del componente óptico. 10. - Un acoplador óptico que comprende una pluralidad de componentes ópticos de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la pluralidad de componentes ópticos es adaptada para influir en por lo menos una longitud de onda elegida; una primera guía de ondas ópticas; y una segunda guía de ondas ópticas, en donde la segunda guía de ondas ópticas se encuentra ópticamente acoplada con la primera guía de ondas ópticas a través de la pluralidad de componentes ópticos, en donde la pluralidad de componentes ópticos es adaptada para realizar un acoplamiento deseado entre guías de onda e interior a una guía de onda. 1 1. - Un método para dirigir por lo menos una señal óptica desde un primer punto hasta un segundo punto, el método comprende proveer un componente óptico, en donde el componente óptico comprende por lo menos una superrejilla óptica, en donde dicha por lo menos una superrejilla óptica comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características ópticas en por lo menos una banda espectral, y en donde dicha por lo menos una superrejilla óptica es adaptada para influir en por lo menos una señal óptica. 12. - El método de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque comprende adicionalmente proveer por lo menos una primera guía de ondas ópticas; proveer por lo menos una segunda guía de ondas ópticas; adaptar el componente óptico para que influya en por lo menos una longitud de onda elegida; y acoplar ópticamente dicha por lo menos una longitud de onda elegida desde dicha por lo menos una primera guía de ondas ópticas con dicha por lo menos una segunda guía de ondas ópticas a través del componente óptico. 13.- Un método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque proveer por lo menos una primera guía de ondas ópticas y por lo menos una segunda guía de ondas ópticas comprende adicionalmente proveer guías de onda mutuamente asimétricas. 14. - El método de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque comprende proveer por lo menos una guía de ondas ópticas; proveer por lo menos una segunda guía de ondas ópticas; adaptar el componente óptico para que transmita por lo menos una longitud de onda elegida; y acoplar ópticamente dicha por lo menos una longitud de onda elegida desde dicha por lo menos una primera guía de ondas ópticas a dicha por lo menos una segunda guía de ondas ópticas a través del componente óptico. 15. - El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque proveer dicha por lo menos una primera guía de ondas ópticas y dicha por lo menos una segunda guía de ondas ópticas comprende adicionalmente proveer guías de onda mutuamente asimétricas. 16. El método de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque también comprende proveer por lo menos una primera guía de ondas ópticas, proveer por lo menos una segunda guía de ondas ópticas; proveer por lo menos un segundo componente óptico, en donde dicho por lo menos un segundo componente óptico comprende por lo menos una segunda superrejilla óptica, en donde por lo menos una segunda superrejilla óptica comprende por lo menos un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde dicho por lo menos un segundo perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir por lo menos una segunda pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar dicha por lo menos una segunda serie de características ópticas en por lo menos una banda espectral; adaptar por lo menos un componente óptico para influir en por lo menos una longitud de onda elegida; adaptar por lo menos un segundo componente óptico para influir en por lo menos una longitud de onda elegida; y acoplar ópticamente por lo menos una segunda guía de ondas ópticas con por lo menos una primera guía de ondas ópticas a través de por lo menos un componente óptico y por lo menos un segundo componente óptico, en donde el acoplamiento óptico controla la reflexión interior a la guía de onda. 17.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque también comprende proveer por lo menos una primera guía de ondas ópticas; proveer por lo menos una segunda guía de ondas ópticas; proveer por lo menos una tercera guía de ondas ópticas; proveer por lo menos un segundo componente óptico, en donde dicho por lo menos un segundo componente óptico comprende por lo menos una segunda superrejilla óptica, en donde dicha por lo menos una segunda superrejilla óptica comprende por lo menos un segundo perfil del índice de refracción cuantificado, en donde dicho por lo menos un segundo perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir por lo menos una segunda pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar por lo menos una segunda serie características ópticas en por lo menos una banda espectral; adaptar por lo menos un componente óptico para influir en por lo menos una longitud de onda elegida; adaptar dicho por lo menos un segundo componente óptico para influir en por lo menos una longitud de onda elegida; acoplar ópticamente dicha por lo menos una segunda guía de ondas ópticas con dicha por lo menos una primera guía de ondas ópticas a través de dicho por lo menos un componente óptico; y acoplar ópticamente dicha por lo menos una tercera guía de ondas ópticas con dicha por lo menos una segunda guía de ondas ópticas a través de dicho por lo menos un componente óptico. 18. El método de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque también comprende proveer un circulador óptico; proveer por lo menos una primera guía de ondas ópticas; proveer una segunda guía de ondas ópticas; proveer una tercera guía de ondas ópticas; adaptar el componente óptico para que refleje por lo menos una longitud de onda elegida y disponer el circulador óptico para acoplar la longitud de onda elegida desde la segunda guía de ondas ópticas con dicha por lo menos una primera guía de ondas ópticas y desde dicha por lo menos una primera guía de ondas ópticas con la tercera guía de ondas ópticas. 19.- El método de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque también comprende proveer una pluralidad de detectores ópticos para detectar por lo menos una longitud de onda elegida afectada por el componente óptico, en donde cada pluralidad de detectores ópticos emite una señal eléctrica que corresponde a la longitud de onda elegida detectada por el detector óptico; y acoplar cada señal eléctrica con la electrónica de procesamiento. 20.- Un método para controlar las características de fase óptica de por lo menos una señal óptica, el método comprende proveer un componente óptico, en donde el componente óptico comprende por lo menos una superrejilla óptica, en donde dicha por lo menos una superrejilla óptica comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características ópticas en por lo menos una banda espectral; y adaptar dicho por lo menos un componente óptico para controlar la fase óptica de dicha por lo menos una señal óptica. 21. - Un método para procesar por lo menos una señal óptica que comprende proveer por lo menos un componente óptico, en donde la provisión de por lo menos un componente óptico comprende proveer por lo menos una superrejilla óptica, en donde la provisión de dicha por lo menos una superrejilla óptica comprende proveer un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características ópticas en por lo menos una banda espectral; y adaptar dicho por lo menos un componente óptico para influir en dicha por lo menos una señal óptica. 22. - El método de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque el procesamiento de por lo menos una señal óptica comprende adicionalmente ajusfar la potencia óptica de por lo menos un componente de longitud de onda de dicha por lo menos una señal óptica. 23. - El método de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque el procesamiento de por lo menos una señal óptica comprende adicionalmente separar espacialmente por lo menos un componente de longitud de onda. 24. - Un componente óptico que comprende por lo menos una superrejilla óptica, en donde por lo menos una superrejilla óptica comprende un perfil del índice de refracción cuantificado binario, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado binario es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar un espectro de reflectancía en por lo menos una banda espectral. 25. - Un método para monitorear la estabilidad de un sistema óptico que comprende proveer por lo menos un componente óptico, en donde dicho por lo menos un componente óptico comprende por lo menos una superrejilla óptica, en donde dicha por lo menos una superrejilla óptica comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características ópticas en por lo menos una banda espectral; proveer una pluralidad de detectores ópticos; proveer electrónica de procesamiento y adaptar dicho por lo menos un componente óptico para influir en por lo menos un componente de longitud de onda elegida para que interactúe con la pluralidad de detectores ópticos. 26.- Un componente óptico programable que comprende por lo menos una superrejilla óptica, en donde dicha por lo menos una superrejilla óptica comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. 27. - El componente óptico programable de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque comprende por lo menos una superrejilia óptica adaptada para cambiar las características espectrales en dicha por lo menos una banda espectral. 28. - El componente óptico programable de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque también comprende por lo menos una superrejilia óptica adaptada para cambiar el perfil del índice de refracción cuantificado. 29. - El componente óptico programable de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque también comprende por lo menos una superrejilia óptica termosensible adaptada para cambiar características espectrales en respuesta a la energía térmica. 30.- El componente óptico programable de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque la superrejilia óptica es adaptada para la sintonización electro-óptica, sintonización magneto-óptica, sintonización electroestrictiva y/o sintonización magnetoestrictiva. 31.- El componente óptico programable de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque la superrejilia óptica es adaptada a la sintonización de iluminación óptica, sintonización de deformación mecánica y/ó sintonización por inyección de corriente. 32. - El componente óptico programable de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque la superrejilla óptica es adaptada a la sintonización electrocrómica. 33. - El componente óptico programable de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque la superrejilla óptica es adaptada a la sintonización polimérica óptica. 34. El componente óptico programable de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque la superrejilla óptica es adaptada a la sintonización de reconfiguración molecular. 35.- El componente óptico programable de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque la superrejilla óptica es adaptada a la sintonización de reconfiguración mecánica. 36. Un componente óptico que comprende por lo menos una superrejilla óptica reductora de dispersión, en donde dicha por lo menos una superrejilla óptica reductora de dispersión comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral; y por lo menos una dimensión de la característica de rejilla excede la longitud de onda del material de rejilla mat = ??/r y una constante de extinción de la cola modal de menos de MXmat en una región predeterminada de dicha por lo menos una superrejilla óptica reductora de dispersión. 37. Un componente óptico que comprende por lo menos una superrejilla óptica multidimensional, en donde dicha superrejilla óptica de dimensiones múltiples comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. 38. - El componente óptico de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica de dimensiones múltiples comprende adicionalmente una distribución bidimensional de una pluralidad de píxeles de difracción óptica. 39. - El componente óptico de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica de dimensiones múltiples comprende adicionalmente una distribución tridimensional de una pluralidad de píxeles de difracción óptica.. 40.- Un sistema de acoplamiento óptico para acoplar luz entre guías de ondas, el acoplador óptico comprende por lo menos una primera guía de ondas ópticas; por lo menos una segunda guía de ondas ópticas y por lo menos un componente óptico que acopla ópticamente la luz de dicha por lo menos una primera guía de ondas ópticas con dicha por lo menos una segunda guía de ondas ópticas, dicho por lo menos un componente óptico comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. 41. - El sistema de acoplamiento óptico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado además porque dicha por lo menos una primera guía de ondas ópticas es ópticamente asimétrica con dicha por lo menos una segunda guía de ondas ópticas. 42. - El sistema de acoplamiento óptico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado además porque el sistema de acoplamiento óptico comprende adicionalmente por lo menos un segundo acoplador óptico, en donde dicho por lo menos un acoplador óptico y dicho por lo menos un segundo acoplador óptico son adaptados para controlar la reflexión interior a la guía de ondas. 43. - El sistema de acoplamiento óptico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado además porque el sistema de acoplamiento óptico es adaptado para acoplar luz contradireccionalmente con la luz no acoplada. 44. - El sistema de acoplamiento óptico de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado además porque el sistema de acoplamiento óptico es adaptado para acoplar la luz codireccionalmente con la luz no acoplada. 45. - Un dispositivo óptico que comprende por lo menos una guía de ondas ópticas, dicha por lo menos una guía de ondas ópticas comprende un componente óptico para reflejar la luz dentro de dicha por lo menos una guía de ondas ópticas, el componente óptico comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral; y un circulador óptico que tiene por lo menos un puerto óptico, en donde el circulador óptico se encuentra ópticamente acoplado con dicha por lo menos una guía de ondas ópticas, en donde el circulador óptico es adaptado para dirigir la luz reflejada a dicho por lo menos un puerto óptico. 46. - Un sistema de control de dispersión óptica que comprende por lo menos un componente óptico adaptado para generar características de fase óptica en por lo menos una banda espectral, en donde dicho por lo menos un componente óptico comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. 47. - Un sistema de control de dispersión óptica que comprende un sistema de acoplamiento óptico para acoplar luz entre guías de onda, en donde el sistema de acoplamiento óptico es adaptado para exhibir características de fase óptica dependientes de la longitud de onda, el sistema de acoplamiento óptico comprende por lo menos una primera guía de ondas ópticas; por lo menos una segunda guía de ondas ópticas y por lo menos un componente óptico acoplando ópticamente la luz desde dicha por lo menos una primera guía de ondas ópticas con dicha por lo menos una segunda guía de ondas ópticas, dicho por lo menos un componente óptico comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. 48. - Un dispositivo óptico para separar componentes de longitud de onda de una señal óptica, el dispositivo óptico comprende por lo menos un sistema de separación de longitudes de onda óptica, dicho por lo menos un sistema de separación de longitudes de onda óptica comprende por lo menos una primera guía de ondas ópticas; por lo menos una segunda guía de ondas ópticas y por lo menos un componente óptico acoplando ópticamente dicha longitud de onda óptica acoplando ópticamente dicha por lo menos una longitud de onda óptica desde dicha por lo menos una primera guía de ondas ópticas a dicha por lo menos una segunda guía de ondas ópticas, dicho por lo menos un componente óptico comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. 49. - El dispositivo óptico de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado además porque dicho por lo menos un componente óptico comprende adicionalmente una superrejilla bidimensional. 50. - El dispositivo óptico de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado además porque dicho por lo menos un componente óptico comprende adicionalmente una superrejilla tridimensional. 51. - El dispositivo óptico de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado además porque también comprende un separador Vernier. 52. - Un monitor de estabilidad de longitud de onda que comprende un monitor de longitud de onda que incluye por lo menos un componente óptico que comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral; una pluralidad de detectores ópticos acoplada con el monitor de longitud de onda, en donde la pluralidad de detectores ópticos es adaptada para generar una señal de desviación cuando se desvía una longitud de onda monitoreada y un controlador acoplado con la pluralidad de detectores ópticos, en donde el controlador es adaptado para generar una señal eléctrica que corresponde a una desviación de longitud de onda. 53. - El monitor de estabilidad de longitud de onda de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado además porque dicho por lo menos un componente óptico comprende una superrejilla bidimensional. 54. - El monitor de estabilidad de longitud de onda de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado además porque dicho por lo menos un componente óptico comprende una superrejilla tridimensional. 55.- El monitor de estabilidad de longitud de onda de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado además porque dicho por lo menos un componente óptico comprende un conjunto de difusores puntuales. 56.- Un igualador de longitud de onda óptica que comprende por lo menos un componente óptico, dicho por lo menos un componente óptico comprendé un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral, y en donde dicho por lo menos un componente óptico es adaptado para ajustar la potencia de la longitud de onda por longitud de onda en una señal óptica. 57. - El igualador de longitud de onda óptica de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado además porque comprende adicionalmente un sistema de acoplamiento óptico, el acoplador óptico comprende por lo menos una primera guía de ondas ópticas; por lo menos una segunda guía de ondas ópticas; y dicho por lo menos un componente óptico acopla ópticamente la longitud de onda ajustada desde dicha por lo menos una primera guía de ondas ópticas hasta dicha por lo menos una segunda guía de ondas ópticas. 58. - El igualador de longitud de onda óptica de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado además porque dicho por lo menos un componente óptico es adaptado para difractar las longitudes de onda elegidas. 59. - Un monitor de longitud de onda óptica que comprende por lo menos un componente óptico, dicho por lo menos un componente óptico comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral, y en donde dicho por lo menos un componente óptico es adaptado para medir la potencia por longitud de onda en una señal óptica. 60. - El monitor de longitud de onda óptica de conformidad con la reivindicación 59, caracterizado además porque dicho por lo menos un componente óptico comprende adicionalmente una superrejilla binaria. 61. - Un componente óptico que comprende por lo menos una superrejilla óptica programabie. 62. - El componente óptico de conformidad con la reivindicación 61 , caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica programabie comprende adicionalmente dicha por lo menos una superrejilla óptica adaptada para cambiar un perfil del índice de refracción cuantificado. 63.- El componente óptico de conformidad con la reivindicación 61 , caracterizada además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica programabie comprende adicionalmente por lo menos una superrejilla óptica termosensible adaptada para cambiar características espectrales en respuesta a la energía térmica. 64. - El componente óptico de conformidad con la reivindicación 61 , caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica programable comprende adicionalmente dicha por lo menos una superrejilla óptica programable adaptada a la programación electroóptica, programación magneto-óptica, programación electroestrictiva y/o programación magneto-estrictiva. 65. - El componente óptico de conformidad con la reivindicación 61 , caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica programable comprende adicionalmente dicha por lo menos una superrejilla óptica programable adaptada a la programación de iluminación óptica, reconfiguración mecánica, programación de deformación mecánica y/o programación de inyección de corriente. 66.- El componente óptico de conformidad con la reivindicación 61 , caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica programable comprende adicionalmente dicha por lo menos una superrejilla óptica programable adaptada a la programación electrónica. 67.- El componente óptico de conformidad con la reivindicación 61 , caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica programable comprende adicionalmente dicha por lo menos una superrejilla óptica programable adaptada a la programación de polímero óptico. 68.- El componente óptico de conformidad con la reivindicación 61 , caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica programable comprende adicionalmente dicha por lo menos una superrejilla óptica programable adaptada a la programación de reconfiguración molecular. 69 - Un componente óptico que comprende por lo menos una superrejilla óptica sintonizable, en donde dicha por lo menos una superrejilla óptica sintonizable comprende un perfil del índice de refracción cuantificado, en donde el perfil del índice de refracción cuantificado es adaptado para exhibir una pluralidad finita de índices de refracción adaptada para generar características espectrales en por lo menos una banda espectral. 70. - El componente óptico de conformidad con la reivindicación 69, caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica sintonizable es adaptada para cambiar un perfil del índice de refracción cuantificado asociado con dicha por lo menos una superrejilla óptica sintonizable. 71. - El componente óptico de conformidad con la reivindicación 69, caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica sintonizable comprende adicionalmente por lo menos una superrejilla óptica termosensible adaptada para cambiar características espectrales en respuesta a la energía térmica. 72. - El componente óptico de conformidad con la reivindicación 69, caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica sintonizable es adaptada a la sintonización electroóptica, sintonización magneto-óptica, sintonización electroestrictiva y/o sintonización magneto-estrictiva. 73. - El componente óptico de conformidad con la reivindicación 69, caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica sintonizable es adaptada a la sintonización de iluminación óptica, sintonización de deformación mecánica y/o sintonización de inyección de corriente. 74. - El componente óptico de conformidad con la reivindicación 69, caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica sintonizable es adaptada a la sintonización electrocrómica. 75. - El componente óptico programable de conformidad con la reivindicación 69, caracterizado además porque comprende por lo menos un material de cristal líquido y/o por lo menos un material de polímero óptico. 76. - El componente óptico de conformidad con la reivindicación 69, caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica sintonizable es adaptada a la sintonización de reconfiguración mecánica. 77. - Un componente óptico que comprende por lo menos una superrejilla óptica, en donde dicha por lo menos una superrejilla óptica es adaptada para influir en las características de fase óptica en por lo menos una banda espectral. 78. - El componente óptico de conformidad con la reivindicación 77, caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica es adaptada para conformarse a por lo menos una dimensión. 79.- El componente óptico de conformidad con la reivindicación 78, caracterizado además porque dicha por lo menos una superrejilla óptica comprende adicionalmente una superrejilla óptica adaptable a la programación y/o sintonización. 80.- Un acoplador óptico que comprende el componente óptico de conformidad con la reivindicación 79, en donde el componente óptico es adaptado para influir en por lo menos una longitud de onda elegida; una primera guia de ondas ópticas; y una segunda guía de ondas ópticas, en donde la segunda guía de ondas ópticas se encuentra ópticamente acoplada con la primera guía de ondas ópticas a través del componente óptico. 81. - Un controlador de dispersión óptica que comprende un primer componente óptico, en donde el primer componente óptico comprende el componente óptico de conformidad con la reivindicación 79, en donde el primer componente óptico es adaptado para influir en una primera longitud de onda elegida; una primera guía de ondas ópticas; y una segunda guía de ondas ópticas, en donde la primera guía de ondas ópticas se acopla ópticamente con la segunda guía de ondas ópticas a través del primer componente óptico. 82. - Un controlador de dispersión óptica que comprende una primera guía de ondas ópticas; una segunda guía de ondas ópticas, la segunda guía de ondas ópticas comprende un componente óptico de conformidad con la reivindicación 79, en donde el componente óptico es adaptado para reflejar por lo menos una longitud de onda elegida; una tercera guía de ondas ópticas y un circulador óptico, en donde el circulador óptico acopla ópticamente la primera, segunda y tercera guía de ondas ópticas. 83. - Un sistema monitor de estabilidad de longitud de onda que comprende una primera guía de ondas ópticas que comprende un componente óptico de conformidad con la reivindicación 79, en donde el componente óptico es adaptado para influir en por lo menos una longitud de onda elegida; una pluralidad de detectores ópticos, la pluralidad de detectores ópticos adaptada para recibir la longitud de onda afectada elegida y generar una pluralidad de señales eléctricas; y un procesador electrónico acoplado eléctricamente con la pluralidad de detectores ópticos, en donde el procesador electrónico es adaptado para producir una señal eléctrica a partir de la pluralidad de señales eléctricas. 84. - El sistema monitor de longitud de onda óptica de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado además porque comprende un reflector óptico. 85. - Un acoplador óptico que comprende una pluralidad de componentes ópticos de conformidad con la reivindicación 79, en donde la pluralidad de componentes ópticos es adaptado para influir en por lo menos una longitud de onda elegida; una primera guía de ondas ópticas y una segunda guía de ondas ópticas, en donde la segunda guía de ondas ópticas se encuentra ópticamente acoplada con la primera guía de ondas ópticas a través de la pluralidad de componentes ópticos, en donde la pluralidad de componentes ópticos es adaptada para realizar un acoplamiento deseado entre las guías de ondas e interior a la guía de ondas.
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