RU2191416C2 - Интегральные устройства мультиплексора и демультиплексора по длинам волн - Google Patents

Интегральные устройства мультиплексора и демультиплексора по длинам волн Download PDF

Info

Publication number
RU2191416C2
RU2191416C2 RU2000118775/28A RU2000118775A RU2191416C2 RU 2191416 C2 RU2191416 C2 RU 2191416C2 RU 2000118775/28 A RU2000118775/28 A RU 2000118775/28A RU 2000118775 A RU2000118775 A RU 2000118775A RU 2191416 C2 RU2191416 C2 RU 2191416C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
lens
multiplexed
refractive index
polychromatic
Prior art date
Application number
RU2000118775/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2000118775A (ru
Inventor
Роберт Х. ДЬЮК
Роберт К. УЭЙД
Бойд В. ХАНТЕР
Джозеф Р. ДЭМПВОЛФ
Original Assignee
Лайтчип, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лайтчип, Инк. filed Critical Лайтчип, Инк.
Publication of RU2000118775A publication Critical patent/RU2000118775A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2191416C2 publication Critical patent/RU2191416C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29305—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
    • G02B6/29307—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide components assembled in or forming a solid transparent unitary block, e.g. for facilitating component alignment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29305—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
    • G02B6/2931—Diffractive element operating in reflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

Мультиплексор по длинам волн используется для связи множества входных оптических источников с различными длинами волны, которые мультиплексируются в единый полихроматический луч с одним выходным приемным устройством. Устройство содержит средство для приема оптического входного сигнала, по меньшей мере, от одного оптического источника, включающее в себя плоскую поверхность, элемент объединителя, содержащий коллиматорную линзу с осевым градиентным показателем преломления, имеющую плоскую входную поверхность, на которую падает оптический входной сигнал, и линзу начальной загрузки с гомогенным показателем, прикрепленную к коллиматорной линзе с осевым градиентным показателем преломления и имеющую плоскую, но наклонную выходную поверхность, дифракционную решетку на наклонной поверхности линзы начальной загрузки с гомогенным показателем, которая объединяет множество разнесенных в пространственном отношении длин волн от оптического источника света, и средство для вывода, по меньшей мере, одного мультиплексированного, полихроматического выходного луча, включающее в себя плоскую поверхность. Устройство может функционировать в прямом или обратном направлении как мультиплексор или демультиплексор. Обеспечены снижение перекрестных помех между каналами, потерь в каналах и стоимости, повышенная надежность и температурная стабильность. 4 с. и 27 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение касается в общем линз с осевым градиентным показателем преломления и, более конкретно, линз с осевым градиентным показателем преломления, используемых в применениях мультиплексирования по длинам волн.
Уровень техники
Мультиплексирование по длинам волн (МДВ) является быстро развивающейся технологией, которая позволяет весьма значительно увеличить общий объем данных, которые можно передавать по световодам. Традиционно большинство световодов использовали для однонаправленного переноса только единственного канала передачи данных на одной длине волны. Основная концепция МДВ заключается в запуске и извлечении множества каналов передачи данных в световод и из световода соответственно. Каждый канал передачи данных передается на определенной длине волны, и длины волн выбирают соответственно так, что каналы не мешают друг другу и потери оптической передачи световода низкие. В настоящее время существуют коммерческие системы МДВ, которые обеспечивают возможность передачи от 2 до 32 каналов одновременно.
МДВ является рентабельным способом увеличения объема данных (обычно называемым полосой пропускания), передаваемых по световодам. Альтернативные конкурирующие технологии для увеличения полосы пропускания включают в себя введение дополнительного волоконно-оптического кабеля или увеличение скорости передачи по световоду. Введение дополнительного волоконно-оптического кабеля стоит приблизительно от 15.000 до 40.000 долларов США на км. Повышение скорости оптической передачи является увеличением, ограниченным скоростью и экономией электронной аппаратуры, окружающей волоконно-оптическую систему. Одна из основных стратегий увеличения полосы пропускания электронным способом состояла в использовании временного мультиплексирования (ВМ), которое комплектует или мультиплексирует множество электронных каналов передачи данных более низкой скорости вместе в единый канал очень высокой скорости. Эта технология в течение последних 20 лет была очень эффективной для увеличения полосы пропускания; однако, теперь становится все более трудным повышать скорости передачи как с технологической, так и с экономической точки зрения. МДВ предлагает возможность как экономического, так и технологического решения увеличения полосы пропускания путем использования множества параллельных каналов. МДВ является предпочтительным по сравнению с ВМ, то есть МДВ может допускать одновременное прохождение многих каналов ВМ с высокой скоростью передачи по единственному световоду.
Использование МДВ для увеличения полосы пропускания требует два основных устройства, которые являются принципиально симметричными. Первое устройство представляет собой мультиплексор по длинам волн. Это устройство берет множество лучей - каждый с дискретными длинами волн и первоначально в пространственном отношении разделенными в пространстве - и обеспечивает средство пространственного объединения всех лучей различных длин волн в единый полихроматический пучок, подходящий для запуска в световод. Мультиплексор может быть полностью пассивным оптическим устройством или может включать в себя электронные приборы, которые управляют или контролируют характеристики мультиплексора. Вход мультиплексора обычно выполнен в виде световодов, однако, можно использовать лазерные диоды или другие оптические источники. Выходом мультиплексора обычно является световод.
Точно так же второе устройство для МДВ представляет собой демультиплексор по длинам волн. Это устройство функционально противоположно мультиплексору; оно принимает полихроматический луч, поступающий из световода, и обеспечивает средство пространственного разделения длин волн. Выход демультиплексора обычно сопряжен со световодами или фотоприемниками.
В течение последних 20 лет были предложены и продемонстрированы различные типы МДВ; см., например, работы (1) "Прикладная оптика" У.Дж. Томлинсона (W. J. Tomlinson), том 16, 8, стр. 2180 - 2194 (август 1977 г.); (2) "Документы по прикладной физике" А. К. Ливаноса (А.С. Livanos) и др., том 30, 10, стр. 519 -521 (15 мая 1977 г.); (3) "Журнал технологии световых волн" Х. Ишио (H.Ishio) и др., том 2, 4, стр. 448 - 463 (август 1984 г.); (4) "Документы по электронике" Х.Обара (Н.Оbага) и др., том 28, 13, стр. 1268 -1270 (18 июня 1992 г. ); (5) "Документы по технологии фотоники ИИЭР (Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике) " А. И. Уилнера (А. Е. Williner) и др. , том 5, 7, стр. 838 - 841 (июль 1993 г.); и (6) "Документы по оптике" Я.Т. Хуанга (Y.T. Huang) и др., том 17, 22, стр., 1629 -1631 (15 ноября 1992 г.).
Однако несмотря на все приведенные выше способы, конструкции и технологии остается реальная необходимость в устройстве МДВ, которое обладает всеми характеристиками: низкой стоимостью, интеграцией на уровне компонентов, устойчивостью к воздействиям окружающей среды и температурной стабильностью, низкими перекрестными помехами каналов, низкими потерями сигнала в канале, легкостью сопряжения, большим количеством каналов и узким канальным интервалом.
Сущность изобретения
В соответствии с настоящим изобретением мультиплексор или демультиплексор по длинам волн объединяет элемент осевого градиентного показателя преломления с дифракционной решеткой для создания интегрального двунаправленного устройства мультиплексора или демультиплексора по длинам волн. Для простоты будет широко обсуждаться функция мультиплексора; однако, такие обсуждения изобретения также можно применять непосредственно к демультиплексору вследствие симметрии функции мультиплексора и демультиплексора. Соответствующее настоящему изобретению устройство мультиплексора содержит:
(a) средство для принятия множества оптических входящих лучей, содержащих, по меньшей мере, одну длину волны, из световодов или других оптических источников, например лазеров или лазерных диодов, причем средство включает в себя плоскую переднюю поверхность, на которую падает оптический входящий свет, и подходит для связи с входными световодами или объединения других устройств;
(b) подсистему объединителя, содержащую 1 коллиматорную линзу с осевым градиентным показателем преломления, оперативно связанную с плоской передней поверхностью, и 2 линзу начальной загрузки с гомогенным показателем, присоединенную к коллиматорной линзе с осевым градиентным показателем преломления и имеющую плоскую, но наклоненную заднюю поверхность;
(c) дифракционную решетку, близкую к Литтроу, оперативно связанную с линзой начальной загрузки с гомогенным показателем, образованную или прикрепленную к плоской выходной поверхности подсистемы объединителя, которая объединяет множество разнесенных в пространственном отношении длин волн, по меньшей мере, в единый полихроматический оптический световой луч и отражает объединенный оптический луч обратно в подсистему объединителя, по существу, под тем же самым углом, как и падающие лучи;
(d) необязательный ряд электрооптических элементов для преломления множества длин волн, чтобы обеспечить возможности маршрутизации или переключения каналов; и
(е) средство вывода, по меньшей мере, одного мультиплексированного, полихроматического выходного луча, по меньшей мере, для одного световода, причем упомянутое средство расположено на той же самой входной поверхности, которая упомянута в п.(а).
Соответствующее настоящему изобретению устройство может работать как в прямом направлении для обеспечения функции мультиплексора, так и в обратном направлении для обеспечения функции демультиплексора.
Далее, соответствующее настоящему изобретению устройство, по существу, является полностью двунаправленным и может использоваться одновременно в качестве мультиплексора и демультиплексора для таких применений, как сетевые концентраторы или межсоединения, которые распределяют каналы по различным областям сети. Основанные на осевом градиентном показателе преломления и дифракционной решетке устройства МДВ по настоящему изобретению являются уникальными, поскольку они содержат одну или более линз начальной загрузки с гомогенным показателем, которые обеспечивают возможность объединения всех оптических компонентов в единое интегральное устройство. Это значительно увеличивает надежность, устойчивость к воздействиям окружающей среды и температурную стабильность, одновременно избегая введения воздушных промежутков, которые вызывают повышенную чувствительность к выравниванию, сложность компоновки устройства и стоимость.
Кроме того, линзы начальной загрузки с гомогенным показателем обеспечивают большие плоские поверхности для сборки, выравнивания устройства и интеграции дополнительных функций устройства. Использование линзы с осевым градиентным показателем преломления обеспечивает возможность очень высококачественных изображений от линзы с традиционными сферическими поверхностями, вследствие чего обеспечивая оптическое изображение с ограниченной дифракцией, необходимое для применений МДВ. Кроме того, линзы с осевым градиентным показателем преломления создают с высоким качеством и низкой стоимостью. В качестве альтернативы вместо линз с осевым градиентным показателем преломления можно использовать асферические линзы специальной формы; однако, характеристики коллимирования у них точно такие же, но чрезвычайно трудно создать неразъемное, объединенное устройство с асферическими поверхностями. Кроме того, асферические линзы обычно являются очень дорогостоящими и страдают отражением побочных изображений, которые являются очень нежелательными.
Объединение устройства МДВ обеспечивает возможность получения компактной, прочной и устойчивой к условиям окружающей среды и температуры системы. В частности, интеграция компонентов в твердый блок поддерживает выравнивание компонентов, которое обеспечивает долгосрочные характеристики, в отличие от неинтегральных устройств с воздушными промежутками, которые характерным образом ухудшаются в отношении выравнивания и, следовательно, со временем снижают рабочие характеристики.
В целом настоящее изобретение показывает новый метод МДВ. Использование оптических линз вместе с дифракционной решеткой позволяет все длины волн одновременно мультиплексировать и однообразно обрабатывать в противоположность менее желательным последовательным методам МДВ, в которых используют основанные на интерференционном фильтре или волоконные Брэгговские решетки. Такие последовательные методы МДВ страдают от значительных оптических потерь, перекрестных наложений, проблем выравнивания и температурных проблем. Кроме того, по сравнению с другими методами параллельного мультиплексирования, например устройства фильтров типов волн на решетке в волноводе, соединители сплавленных волокон или древовидные волноводные ответвители, настоящее изобретение свободно выполняет разделение длин волн внутри стекла в противоположность разделению внутри волноводных структур с потерями. Таким образом, настоящее изобретение имеет особые преимущества более низких потерь оптического сигнала при прохождении через устройство и простоту сборки и выравнивания по сравнению с известным уровнем техники.
Другие задачи, особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными при рассмотрении последующих подробных описаний и прилагаемых чертежей, на которых подобные ссылочные позиции представляют аналогичные детали по всем чертежам. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что данному изобретению присущи и следуют из его сущности дополнительные задачи, особенности и преимущества, специально здесь не обсуждаемые.
Краткое описание чертежей
Следует понимать, что упоминаемые в этом описании чертежи не представлены в масштабе, за исключением специально отмеченных случаев.
Фиг.1 представляет вид сбоку (фиг.1а) и вид сверху (фиг.1b), схематически иллюстрирующие устройство мультиплексора по длинам волн в соответствии с настоящим изобретением с линзой с осевым градиентным показателем преломления, близкой к Литтроу дифракционной решеткой и множеством входов световодов, мультиплексируемых на один выход световода;
фиг.2а представляет изображение в перспективе части показанного на фиг.1 устройства, подробно иллюстрирующее входные и выходные оптические связи с устройством;
фиг. 2b представляет изображение в перспективе входной части показанного на фиг. 1 устройства, иллюстрирующее альтернативную конфигурацию входа, в которой входом является ряд лазерных диодов;
фиг.2с представляет изображение в перспективе части показанного на фиг.1 устройства, иллюстрирующее альтернативную конфигурацию выхода для устройства демультиплексора, в котором выходом является ряд фотоприемников;
фиг. 3 представляет схематические вид сбоку в вертикальном разрезе (фиг. 3а) и вид сверху (фиг.3b), аналогичные показанному на фиг.1 устройству, но с опущенным элементом линзы начальной загрузки с гомогенным показателем между входом и коллиматорной линзой с осевым градиентным показателем преломления;
фиг. 4 представляет изображение в перспективе части показанного на фиг.1 устройства, но включающего ряд электрооптических направляющих лучи элементов (параллельно направлению решетки) для индивидуального направления лучей каждого входного канала к выходному порту световода;
фиг. 5а-5с представляют графики, построенные в координатах интенсивности и длины волны, описывающие различные профили распределения интенсивности для различных конфигураций или мультиплексора по настоящему изобретению;
фиг. 6 представляет изображение в перспективе части показанного на фиг.1 устройства, подобное показанному на фиг.2а, но включающее ряд электрооптических направляющих лучи элементов (перпендикулярно направлению решетки) для индивидуального направления лучей каждого входного канала к выходному порту световода;
фиг. 7 представляет изображение в перспективе части показанного на фиг.1 устройства, подобное показанному на фиг.2а, но включающее элемент электрооптического направления лучей для индивидуального направления лучей каждого входного канала к выходному порту световода; и
фиг. 8 представляет изображение в перспективе части показанного на фиг.1 устройства, но использующего два мультиплексора для выполнения блокирующей функции каналов путем включения электрооптического блокирующего ряда на входной лицевой поверхности одного мультиплексора.
Лучшие способы осуществления изобретения
Теперь подробно рассмотрим определенные варианты осуществления настоящего изобретения, которые иллюстрируют лучшие способы, в данный момент рассматриваемые авторами изобретения для практического осуществления изобретения. В качестве применимых вариантов кратко описаны также альтернативные варианты осуществления.
На фиг. 1 показаны два вида предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, которые воплощают устройство мультиплексора по длинам волн с осевым градиентным показателем преломления/дифракционной решеткой. В частности, фиг.1а схематически иллюстрирует вид сбоку в вертикальном разрезе устройства, в то время как фиг.1b иллюстрирует вид сверху.
Устройство 10 первого варианта осуществления имеет ряд 12 входных световодов N дискретных длин волн света 14 и пространственно объединяет их в единый оптический луч 16 и выводит единый луч в единственный выход 18 световода. Каждая длина волны передает информацию, налагаемую на нее с помощью другого средства, которое здесь не показано и которое не является частью данного изобретения, но известно в технике.
Устройство 10 далее содержит элемент 20 объединителя; на выходной поверхности 20b элемента объединителя образована или помещена близкая к Литтроу дифракционная решетка 22. Близкая к Литтроу дифракционная решетка 22 обеспечивает функцию как угловой дисперсии оптических лучей различной длины волны, так и отражения оптических лучей обратно почти под тем же углом, что и угол падения.
В настоящем изобретении дифракционная решетка 22 используется для обеспечения угловой дисперсии, величина которой зависит от длины волны каждого падающего оптического луча. Кроме того, дифракционная решетка 22 ориентирована под определенным углом относительно оптической оси устройства 10 с целью получения условия дифракции Литтроу для одной длины волны, которая находится в пределах или вблизи диапазона длин волн для множества присутствующих оптических лучей. Условие дифракции Литтроу требует, чтобы световой луч падал на решетку и отражался обратно от нее точно под тем же самым углом. Следовательно, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что близкую к Литтроу дифракционную решетку используют для получения близкой к Литтроу дифракции для каждой из множества присутствующих длин волны.
Угол дифракции Литтроу определяется с помощью известной формулы
mλ = 2dsin(αi),
где m представляет порядок дифракции, λ - длина волны, d - расстояние между штрихами дифракционной решетки, αi - один и тот же угол падения и угол отклонения при дифракции. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что угол отклонения дифракционной решетки зависит от многочисленных переменных, которые можно изменять при необходимости с целью оптимизирования характеристик устройства. Например, переменные, воздействующие на угол дифракции на решетке, включают в себя требуемый порядок дифракции решетки, угол блеска решетки, количество каналов, пространственное разнесение каналов и диапазон длин волн устройства.
Элемент 20 объединителя содержит первую линзу 24 начальной загрузки с гомогенным показателем, подсоединенную или прикрепленную к коллиматорной линзе 26 с осевым градиентным показателем преломления. Линза с осевым градиентным показателем преломления, в свою очередь, подсоединена или прикреплена ко второй линзе 28 начальной загрузки с гомогенным показателем. Подсоединение или крепление выполняют, используя оптический клей или другой способ оптически прозрачного соединения. В этом первом варианте осуществления ряд 12 световодов 12' размещен так, чтобы свет, исходящий с конца световодов, падал на входную поверхность 20а элемента 20 объединителя. Каждый световод 12' обеспечивает световые лучи дискретных длин волн.
На фиг. 2а представлены детали объединения ряда 12 входных световодов в объединитель 20 и возбуждения в нем множества оптических лучей 14, по одному для каждого световода 12', используя подходящий объединитель/межсоединение 30. Точно так же объединенный оптический луч 16 подается на единственный выход 18 световода с помощью подходящего объединителя/межсоединения 32. Такие объединители/межсоединения 30, 32 в технике известны и не являются частью данного изобретения.
Множество пространственно разнесенных световых лучей 14 входит в первую линзу 24 начальной загрузки с гомогенным показателем, в которой они расширяются в диаметре. Затем множество световых лучей 14 входит в первую линзу 26 с осевым градиентным показателем преломления, в которой они коллимируются (сводятся в параллельный пучок) и после этого проходят через вторую линзу 28 начальной загрузки с гомогенным показателем. На выходной поверхности 20b второй линзы 28 начальной загрузки с гомогенным показателем коллимированные световые лучи отражаются близкой к Литтроу дифракционной решеткой 22, которая устраняет угловое разделение в пределах множества световых лучей 14 и создает единый световой луч 16, содержащий внутри себя множество длин волн. Единый световой луч 16 проходит обратно через элемент 20 объединителя в обратном направлении (сначала через вторую линзу 28 начальной загрузки с гомогенным показателем, затем через фокусирующую линзу 26 с осевым градиентным показателем преломления, и в конечном итоге через первую линзу 24 начальной загрузки с гомогенным показателем). Затем единый сфокусированный луч 16 падает на световод 18, прикрепленный ко входной поверхности 20а первой линзы 24 начальной загрузки с гомогенным показателем элемента 20 объединителя.
Во второй линзе 28 начальной загрузки с гомогенным показателем выходная поверхность 20b образована со скошенной кромкой под тем же самым углом, как угол отклонения дифракции Литтроу, приведенный выше в уравнении. Угол скоса дан относительно оси, параллельной оси дифракционной решетки 22.
Дифракционная решетка 22 образована на выходной поверхности 20b элемента 20 объединителя. Она может быть образована различными способами типа трехмерной голограммы в полимерной среде, которая может быть прикреплена к выходной поверхности 20b, например, с помощью оптического клея. В качестве альтернативы дифракционную решетку 22 можно наносить на выходной поверхности 20b механической машиной нанесения штрихов или другими способами или приемами, известными в данной области техники. Штриховая дифракционная решетка 22 может быть образована прямо на выходной поверхности 20b или образована на отдельном плоском материале, таком как полимер, стекло, кремний и т.д., который прикрепляют к концу элемента 20 объединителя снова оптическим клеем.
Для того чтобы предотвратить отражение мультиплексированного выходного луча 16 (полихроматического луча) обратно прямо в ряд входящих лучей, входной ряд и выходной световод симметрично несколько разнесены в стороны от центральной оси линзы. В качестве альтернативы создается небольшой (обычно менее 3o) наклон во второй линзе 28 начальной загрузки с гомогенным показателем. Этот небольшой наклон образуют путем поворота задней поверхности второй линзы 28 начальной загрузки с гомогенным показателем относительно оси, которая лежит перпендикулярно направлению штриховки дифракционной решетки 22. Этот наклон пространственно разделяет выход 18 и входной ряд 12 для эффективности и простоты подсоединения к устройству 10 и от него. Множество световодов 12', образующих входной ряд 12 и выход 18 световода изображенного на фиг.1 варианта осуществления, показаны на фиг.2а. Снова, благодаря наклону второй линзы 28 начальной загрузки с гомогенным показателем, множество оптических входов 12' и оптический выход 18 немного разнесены в пространственном отношении на первой поверхности 20а первой линзы 24 начальной загрузки с гомогенным показателем.
В показанном на фиг.1 варианте осуществления вместо множества световодов 12' можно использовать множество лазерных диодов 34, показанных на фиг.2b, с целью обеспечения входов 14 оптических лучей для мультиплексора 10 по длинам волн. Ряд лазерных диодов 34 можно либо подсоединять встык к устройству 10 МДВ, можно разделять в продольном направлении, либо можно иметь соответствующие фокусирующие линзы, помещенные между выходной лицевой поверхностью и рядом лазерных диодов, чтобы обеспечить лучшее соединение и самую низкую величину ослабления сигнала или перекрестных помех.
Во втором варианте осуществления устройство 10, показанное на фиг.1, как и в случае всех описанных здесь устройств, может функционировать в обратной конфигурации, с единственным входом 18 световода, который вводит единственный полихроматический световой луч 16, несущий множество каналов дискретных длин волн. Каналы разнесены в пространственном отношении функцией демультиплексирования устройства 10 для обеспечения выхода множества световодов 12'. Каждый выходной световод 12' несет только канал единственной и дискретной длины волны. Функционально в этом варианте осуществления демультиплексор обеспечивает идентичную, но противоположную функцию относительно показанного на фиг. 1 устройства 10 мультиплексора. В варианте осуществления демультиплексора вместо множества световодов 12' можно использовать множество показанных на фиг.2с фотоприемников 36 с целью обеспечения оптических выходных лучей для демультиплексора по длинам волн. Ряд фотоприемников 36 можно либо подсоединять встык к устройству 10 МДВ, можно разделять в продольном направлении, либо между выходной лицевой поверхностью и рядом фотоприемников можно помещать соответствующие фокусирующие линзы, чтобы обеспечить самую низкую величину ослабления сигнала или перекрестных помех.
В третьем варианте осуществления, изображенном в двух видах на фиг.3, первая линза 24 начальной загрузки с гомогенным показателем исключена для создания более компактного устройства или для устройств, в которых использование первой линзы начальной загрузки с гомогенным показателем не является необходимым для эксплуатационных характеристик. Фиг.3а изображает вид устройства сбоку в разрезе, в то время как фиг.3b изображает вид сверху. В этом варианте осуществления линза 26' с осевым градиентным показателем преломления обладает плоской выходной лицевой поверхностью 20а для непосредственного соединения с множеством входов 12' и единственным выходным световодом 18. Альтернативное выполнение (не показанное) этого третьего варианта осуществления может включать воздушный промежуток между входным множеством световодов 12' или лазерных диодов 34 и линзой 26' с осевым градиентным показателем преломления. Введение воздушного промежутка не является предпочтительным вариантом осуществления, поскольку это увеличивает сложность сборки и выравнивания устройства 10 мультиплексора и может подвергаться большему влиянию неустойчивости окружающей среды и температуры, чем при методе интегрального блока предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. Все элементы этого третьего варианта осуществления подсоединены или прикреплены с использованием оптического клея или другого способа оптически прозрачного соединения.
В показанном на фиг.4 четвертом варианте осуществления ряд нелинейных электрооптических элементов 38 объединен в одно целое с целью обеспечения возможности избирательной маршрутизации мультиплексированного света 16 в один из нескольких возможных коллинеарных выходов световодов 18а, 18b, 18с, 18d, 18e. Это является чрезвычайно ценным для построения оптических сетей связи, в то время как устройство 10 мультиплексора по длинам волн может обеспечивать одновременные объединенные функции мультиплексирования и маршрутизации. Ряд 38 электрооптических элементов представляет электрически управляемый твердотельный оптический материал, в котором показатель преломления можно изменять путем изменения электрического тока, подводимого к материалу. Такие электрооптические элементы в технике известны; примеры включают в себя ниобат лития и некоторые полимерные материалы.
Ряд выходов 18 отделяется от лицевой поверхности 20а необязательной прокладкой или пластиной 40. Пластина 40 обеспечивает такой же промежуток, как направляющий лучи ряд 38 для создания простого подсоединения входа и выхода.
Для увеличения или уменьшения угла распространения света (относительно градиентного направления электрооптического материала) используют изменение показателя преломления. Очень желательно использовать электрооптические элементы, чтобы независимо смещать положение световых лучей 14 в произвольный порт 18 выходного световода. Направление смещения параллельно входу 12' и выходным рядам 18. Как показано на фиг.4, для направления выходного сигнала к одному из множества возможных выходов 18а, 18b, 18с, 18d, 18e световодов используется ряд электрооптических элементов 38. Множество выходных световодов 18а-18e является коллинеарным. Это следует понимать так, что хотя показаны пять таких выходных световодов, изобретение этим не ограничено, и при реализации изобретения можно использовать любое приемлемое количество выходных световодов.
В дополнительном пятом варианте осуществления используется устройство в том же самом направлении, как в устройстве демультиплексирования и маршрутизации, в котором каждый световод 12' вводит множество длин волн, которые демультиплексируются и направляются в ряд 18 выходных световодов. Преимущественная ориентация электрооптического элемента 38 такая, что пространственное изменение на выходной лицевой поверхности 20а устройства 10 находится в направлении, параллельном входному ряду 12 и выходному ряду 18. В этом дополнительном варианте осуществления демультиплексированные выходные сигналы 16 можно направлять в один из многих возможных выходных рядов световодов 18, как показано на фиг.4. В качестве альтернативы демультиплексированные выходные сигналы можно направлять в один из многих возможных рядов фотоприемников (не показанных), как обсуждалось выше со ссылкой на фиг.2с.
В шестом варианте осуществления показанное на фиг.1 устройство можно специально разработать и сконструировать так, чтобы каналы отдельных длин волн в выходном полихроматическом луче фокусировались неравномерно на выходной лицевой поверхности мультиплексора. Как показано графически на фиг.5а, предпочтительный вариант осуществления показанного на фиг. 1 устройства создает очень однородное множество сфокусированных лучей, которые имеют однородные распределения интенсивности. Однако в данном варианте осуществления изменена конструкция (например, кривизна линзы или профиль осевого градиентного показателя преломления) сборки коллиматорной линзы для включения изменения распределений интенсивности в функции увеличения длины волны, например, показанного на фиг.5b и 5с. Эти изменения не должны быть линейными, а могут быть довольно сложными и нелинейными, чтобы согласовать с неоднородными профилями коэффициентов усиления оптических усилителей, рядов лазерных диодов или других устройств в оптической сети связи.
В показанном на фиг.6 седьмом варианте осуществления для создания коммутатора и мультиплексора 4•4 используется устройство 10 мультиплексирования по длинам волн, изображенное на фиг.1. Показанное на фиг.1 основное устройство 10 используется для объединения и (или) маршрутизации множества длин волн, которые присутствуют на входной лицевой поверхности 20а устройства. С входной лицевой поверхностью 20а объединен первый ряд электрооптических направляющих лучи элементов 42, причем каждый элемент является индивидуально адресуемым (по одному элементу для каждой длины волны) и способным направлять свет в направлении, перпендикулярном входному ряду 12. Каждый элемент 42 используется для направления света из одного канала 12' к произвольному выходному порту 18а, 18b, 18с, 18d. Пластина 40 обеспечивает такой же промежуток, что и направляющий лучи ряд 42, как на фиг.4, для создания простого подсоединения входа и выхода.
В показанном на фиг.7 восьмом варианте осуществления для создания коммутатора и мультиплексора 1•4 используется устройство 10 мультиплексирования по длинам волн, изображенное на фиг.1. Показанное на фиг.1 основное устройство 10 используется как для объединения, так и маршрутизации множества длин волн на входном световоде 18, которые присутствуют на входной лицевой поверхности 20а устройства. С входной лицевой поверхностью 20а объединен первый электрооптический направляющий лучи элемент 44, способный направлять свет в направлении, параллельном направлению штриховки дифракционной решетки 22 (не показанной на фиг.7). Направляющий лучи элемент 44 используется для направления света одной длины волны к одному из двух портов 12а, 12b демультиплексированных выходных сигналов. Пластины 40 создают такой же промежуток, что и направляющий лучи ряд 44, как на фиг.4 и 6, для обеспечения простого подсоединения входа и выхода.
В показанном на фиг.8 девятом варианте осуществления для создания блокировочного переключателя 110 на 4 длины волны с использованием двух устройств 10а, 10b мультиплексирования и ряда электрооптических блокирующих элементов 46 применяется устройство 10 мультиплексирования по длинам волн, изображенное на фиг.1. На входе и выходе устройства 110 блокировочного переключателя имеется один световод 18. Это устройство обеспечивает функцию блокирования для каждой отдельной длины волны.
К выходной лицевой поверхности 20а первого устройства 10а мультиплексора прикреплен первым ряд 46 электрооптических блокирующих элементов, являющихся отдельно адресуемыми (по одному элементу для каждой длины волны), которые избирательно блокируют или не блокируют прохождение света. Ряд блокирующих элементов 46 образован из жидкокристаллического, электрохромного твердотельного материала или другого подобного материала, в котором величину прохождения сигнала можно изменять в зависимости от мощности, подводимой к отдельному элементу ряда.
После блокирующего ряда размещены либо отражательные призмы Порро-типа (не показанные), либо петли 48 световодов, которые берут отдельные выходные сигналы и перемаршрутизируют их к отдельным местоположениям на входной лицевой поверхности 20а смежного устройства 10b мультиплексора. Затем входные сигналы, проходящие через второе устройство 10b, мультиплексируются для вывода в единственный световод 18 на выходной лицевой поверхности 20а второго устройства. Пластина 40 создает такой же промежуток, что и направляющий лучи ряд 46, как описано выше, для обеспечения простого подсоединения входа и выхода.
В дополнительном варианте осуществления настоящего устройства можно использовать блокирующие элементы 46, чтобы подстраивать величину оптической энергии (усиление), передаваемой на каждой длине волны. Таким образом, этот блокировочный переключатель 110 можно использовать для выравнивания неравного коэффициента усиления от других частей оптической сети связи с помощью устройств, таких как, например, оптические усилители, ряды лазерных диодов или сети связи в целом. Примеры возможных изменений профиля коэффициента усиления, показанные на фиг.5а, 5b и 5с, обсуждались выше.
Промышленная применимость
Ожидается, что соответствующий настоящему изобретению интегральный мультиплексор/демультиплексор по длинам волн с осевым градиентным показателем преломления/диффракционной решеткой найдет широкое применение в основанных на МДВ сетях и системах связи.
Таким образом, был раскрыт интегральный мультиплексор и демультиплексор по длинам волн с осевым градиентным показателем преломления/дифракционной решеткой. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что можно делать различные изменения и модификации явного характера, и все такие изменения и модификации рассматриваются не выходящими за рамки сущности и объема притязаний настоящего изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения.

Claims (31)

1. Интегральное устройство мультиплексора по длинам волн, содержащее: (а) средство для принятия, по меньшей мере, одного оптического луча от оптического источника, причем упомянутое средство включает в себя плоскую переднюю поверхность, на которую падает, по меньшей мере, один оптический луч; (b) подсистему объединителя, содержащую (1) линзу с осевым градиентным показателем преломления, связанную с упомянутой плоской передней поверхностью, и (2) линзу начальной загрузки с гомогенным показателем, прикрепленную к линзе с осевым градиентным показателем преломления и имеющую плоскую выходную поверхность, из которой выходит упомянутый, по меньшей мере, один оптический луч; (с) дифракционную решетку, образованную на плоской выходной поверхности подсистемы объединителя для объединения множества разнесенных в пространственном отношении длин волн из упомянутого, по меньшей мере, одного оптического луча, по меньшей мере, в один мультиплексированный, полихроматический оптический луч и для отражения упомянутого, по меньшей мере, одного мультиплексированного, полихроматического оптического луча обратно в подсистему объединителя, и (d) средство для вывода упомянутого, по меньшей мере, одного мультиплексированного, полихроматического выходного луча в приемное устройство оптического излучения, причем упомянутое средство включает в себя упомянутую плоскую переднюю поверхность.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутая дифракционная решетка является дифракционной решеткой Литтроу.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутая плоская выходная поверхность выполнена в виде скошенной поверхности под углом, таким, чтобы падающие длины волн из подсистемы объединителя отражались обратно в подсистему объединителя.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно включает в себя, по меньшей мере, один электрооптический элемент для преломления либо отдельной длины волны, либо множества длин волн с целью обеспечения возможностей маршрутизации каналов.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что дополнительно содержит нелинейный электрооптический элемент между упомянутым оптическим источником и упомянутой плоской передней поверхностью.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что дополнительно содержит ряд отдельно адресуемых электрооптических элементов между упомянутым оптическим источником и упомянутой плоской передней поверхностью.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оптический источник выбран из группы, состоящей из световодов, лазеров и лазерных диодов.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оптический источник содержит, по меньшей мере, один светодиод, передающий множество длин волн.
9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оптический источник содержит одномерный ряд световодов.
10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оптический источник содержит двухмерный ряд световодов.
11. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оптический источник содержит одномерный ряд лазерных диодов.
12. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оптический источник содержит двухмерный ряд лазерных диодов.
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приемное устройство оптического излучения выбрано из группы, состоящей из световодов и фотоприемников.
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что приемное устройство оптического излучения содержит одномерный ряд световодов.
15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что приемное устройство оптического излучения содержит двухмерный ряд световодов.
16. Устройство по п.13, отличающееся тем, что приемное устройство оптического излучения содержит одномерный ряд фотоприемников.
17. Устройство по п.13, отличающееся тем, что приемное устройство оптического излучения содержит двухмерный ряд фотоприемников.
18. Устройство по п.1, отличающееся тем, что больше чем один из упомянутого, по меньшей мере, одного оптического луча падает на подсистему объединителя и выходит из подсистемы объединителя в виде упомянутого, по меньшей мере, одного мультиплексированного, полихроматического оптического луча.
19. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, один элемент с гомогенным показателем между упомянутым средством для принятия и подсистемой объединителя.
20. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно включает в себя, по меньшей мере, один электрооптический элемент для блокирования либо отдельной длины волны, либо множества длин волн с целью обеспечения возможности блокирования канала.
21. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подсистема объединителя обеспечивает требуемую функцию для интенсивности выходного сигнала канала в зависимости от длины волны.
22. Интегральное устройство мультиплексора по длинам волн, содержащее: (а) линзу с осевым градиентным показателем преломления для коллимирования множества монохроматических оптических лучей, проходящих в первом направлении, и для фокусирования мультиплексированного, полихроматического оптического луча, проходящего во втором направлении, причем второе направление является, по существу, противоположным первому направлению; (b) линзу начальной загрузки с гомогенным показателем, прикрепленную к линзе с осевым градиентным показателем преломления, для передачи множества монохроматических оптических лучей из линзы с осевым градиентным показателем преломления в первом направлении и для передачи мультиплексированного, полихроматического оптического луча на линзу с осевым градиентным показателем преломления во втором направлении, причем линза начальной загрузки с гомогенным показателем имеет плоскую поверхность, и (с) дифракционную решетку, образованную на плоской поверхности линзы начальной загрузки с гомогенным показателем, для объединения множества монохроматических оптических лучей в мультиплексированный, полихроматический оптический луч и для отражения мультиплексированного, полихроматического оптического луча обратно в линзу начальной загрузки с гомогенным показателем.
23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что линза начальной загрузки с гомогенным показателем является первой линзой начальной загрузки с гомогенным показателем, причем устройство дополнительно содержит вторую линзу начальной загрузки с гомогенным показателем, прикрепленную к линзе с осевым градиентным показателем преломления, для передачи множества монохроматических оптических лучей на линзу с осевым градиентным показателем преломления в первом направлении и для передачи мультиплексированного, полихроматического оптического луча от линзы с осевым градиентным показателем преломления во втором направлении.
24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что вторая линза начальной загрузки с гомогенным показателем имеет плоскую поверхность для принятия множества монохроматических оптических лучей от оптического источника и для вывода мультиплексированного, полихроматического оптического луча в приемное устройство оптического излучения.
25. Устройство по п.22, отличающееся тем, что линза с осевым градиентным показателем преломления имеет плоскую поверхность для принятия множества монохроматических оптических лучей из оптического источника и для вывода мультиплексированного, полихроматического оптического луча на приемное устройство оптического излучения.
26. Интегральное устройство демультиплексора по длинам волн, содержащее: (а) линзу с осевым градиентным показателем преломления для коллимирования мультиплексированного, полихроматического оптического луча, проходящего в первом направлении, и для фокусирования множества монохроматических оптических лучей, проходящих во втором направлении, причем второе направление является, по существу, противоположным первому направлению; (b) линзу начальной загрузки с гомогенным показателем, прикрепленную к линзе с осевым градиентным показателем преломления, для передачи мультиплексированного, полихроматического оптического луча от линзы с осевым градиентным показателем преломления в первом направлении и для передачи множества монохроматических оптических лучей на линзу с осевым градиентным показателем преломления во втором направлении, причем линза начальной загрузки с гомогенным показателем имеет плоскую поверхность, и (с) дифракционную решетку, образованную на плоской поверхности линзы начальной загрузки с гомогенным показателем для разделения мультиплексированного, полихроматического оптического луча на множество монохроматических оптических лучей и для отражения множества монохроматических оптических лучей обратно на линзу начальной загрузки с гомогенным показателем.
27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что линза начальной загрузки с гомогенным показателем является первой линзой начальной загрузки с гомогенным показателем, причем устройство дополнительно содержит вторую линзу начальной загрузки с гомогенным показателем, прикрепленную к линзе с осевым градиентным показателем преломления, для передачи мультиплексированного, полихроматического оптического луча на линзу с осевым градиентным показателем преломления в первом направлении и для передачи множества монохроматических оптических лучей от линзы с осевым градиентным показателем преломления во втором направлении.
28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что вторая линза начальной загрузки с гомогенным показателем имеет плоскую поверхность для принятия мультиплексированного, полихроматического оптического луча от оптического источника и для вывода множества монохроматических оптических лучей в приемное устройство оптического излучения.
29. Устройство по п.26, отличающееся тем, что линза с осевым градиентным показателем преломления имеет плоскую поверхность для принятия мультиплексированного, полихроматического оптического луча от оптического источника и для вывода множества монохроматических оптических лучей в приемное устройство оптического излучения.
30. Интегральное устройство демультиплексора по длинам волн, содержащее: (а) средство для принятия, по меньшей мере, одного мультиплексированного, полихроматического оптического луча от оптического источника, причем упомянутое средство включает в себя плоскую переднюю поверхность, на которую падает, по меньшей мере, один мультиплексированный, полихроматический оптический луч; (b) подсистему объединителя, содержащую (1) линзу с осевым градиентным показателем преломления, связанную с упомянутой плоской передней поверхностью, и (2) линзу начальной загрузки с гомогенным показателем, прикрепленную к линзе с осевым градиентным показателем преломления и имеющую плоскую выходную поверхность, из которой выходит упомянутый, по меньшей мере, один мультиплексированный, полихроматический оптический луч; (с) дифракционную решетку, образованную на плоской выходной поверхности подсистемы объединителя для разделения, по меньшей мере, одного мультиплексированного, полихроматического оптического луча в множество монохроматических оптических лучей и для отражения множества монохроматических оптических лучей обратно в подсистему объединителя, и (d) средство для вывода множества монохроматических оптических лучей в приемное устройство оптического излучения, причем упомянутое средство включает в себя упомянутую плоскую переднюю поверхность.
31. Устройство по п.30, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из упомянутого, по меньшей мере, одного мультиплексированного, полихроматического оптического луча падает на подсистему объединителя и выходит из подсистемы объединителя в виде множества монохроматических оптических лучей.
RU2000118775/28A 1997-12-13 1998-12-11 Интегральные устройства мультиплексора и демультиплексора по длинам волн RU2191416C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/990,197 1997-12-13
US08/990,197 US6011884A (en) 1997-12-13 1997-12-13 Integrated bi-directional axial gradient refractive index/diffraction grating wavelength division multiplexer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000118775A RU2000118775A (ru) 2002-07-27
RU2191416C2 true RU2191416C2 (ru) 2002-10-20

Family

ID=25535886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000118775/28A RU2191416C2 (ru) 1997-12-13 1998-12-11 Интегральные устройства мультиплексора и демультиплексора по длинам волн

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6011884A (ru)
EP (1) EP1038192A4 (ru)
JP (1) JP2002508532A (ru)
KR (1) KR20010033048A (ru)
CN (1) CN1281555A (ru)
AU (1) AU753534B2 (ru)
BR (1) BR9814279A (ru)
CA (1) CA2313205A1 (ru)
IL (1) IL136618A0 (ru)
RU (1) RU2191416C2 (ru)
WO (1) WO1999031532A2 (ru)

Families Citing this family (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW373083B (en) * 1996-12-20 1999-11-01 Corning Inc Reflective coupling array for optical waveguide
FR2764393B1 (fr) * 1997-06-09 1999-08-20 Instruments Sa Multiplexeur-demultiplexeur en longueur d'onde a fibres optiques
US6952504B2 (en) 2001-12-21 2005-10-04 Neophotonics Corporation Three dimensional engineering of planar optical structures
US6243513B1 (en) * 1997-12-13 2001-06-05 Lightchip, Inc. Wavelength division multiplexing/demultiplexing devices using diffractive optic lenses
US6236780B1 (en) 1997-12-13 2001-05-22 Light Chip, Inc. Wavelength division multiplexing/demultiplexing devices using dual diffractive optic lenses
US6263135B1 (en) * 1997-12-13 2001-07-17 Lightchip, Inc. Wavelength division multiplexing/demultiplexing devices using high index of refraction crystalline lenses
US6181853B1 (en) * 1997-12-13 2001-01-30 Lightchip, Inc. Wavelength division multiplexing/demultiplexing device using dual polymer lenses
US6298182B1 (en) * 1997-12-13 2001-10-02 Light Chip, Inc. Wavelength division multiplexing/demultiplexing devices using polymer lenses
US6404945B1 (en) * 1997-12-13 2002-06-11 Lightchip, Inc. Wavelength division multiplexing/demultiplexing devices using homogeneous refractive index lenses
US6271970B1 (en) * 1997-12-13 2001-08-07 Lightchip, Inc. Wavelength division multiplexing/demultiplexing devices using dual homogeneous refractive index lenses
TW468062B (en) * 1998-03-11 2001-12-11 Nippon Sheet Glass Co Ltd Optical demultiplexer
FR2779535B1 (fr) * 1998-06-04 2000-09-01 Instruments Sa Multiplexeur compact
US6307657B1 (en) * 1998-07-17 2001-10-23 Lucent Technologies Inc. Optomechanical platform
CA2279765C (en) * 1998-07-30 2006-09-19 National Research Council Of Canada Wavelength stabilized planar waveguide optical devices incorporating a dispersive element
JP3909969B2 (ja) * 1998-12-09 2007-04-25 日本板硝子株式会社 光分波器
US6343169B1 (en) * 1999-02-25 2002-01-29 Lightchip, Inc. Ultra-dense wavelength division multiplexing/demultiplexing device
US6829096B1 (en) * 1999-02-25 2004-12-07 Confluent Photonics Corporation Bi-directional wavelength division multiplexing/demultiplexing devices
JP3677593B2 (ja) * 1999-03-30 2005-08-03 日本板硝子株式会社 光分波器及びその調心組立方法
US6434299B1 (en) * 1999-06-01 2002-08-13 Lightchip, Inc. Wavelength division multiplexing/demultiplexing devices having concave diffraction gratings
US6304692B1 (en) 1999-09-03 2001-10-16 Zolo Technologies, Inc. Echelle grating dense wavelength division multiplexer/demultiplexer with two dimensional single channel array
US6282337B1 (en) * 1999-09-24 2001-08-28 Radiant Photonics, Inc. System and method for wavelength division multiplexing and demultiplexing
USRE42206E1 (en) 2000-03-16 2011-03-08 Steyphi Services De Llc Multiple wavelength optical source
USRE42407E1 (en) 2000-03-16 2011-05-31 Steyphi Services De Llc Distributed optical structures with improved diffraction efficiency and/or improved optical coupling
USRE41570E1 (en) 2000-03-16 2010-08-24 Greiner Christoph M Distributed optical structures in a planar waveguide coupling in-plane and out-of-plane optical signals
US6987911B2 (en) * 2000-03-16 2006-01-17 Lightsmyth Technologies, Inc. Multimode planar waveguide spectral filter
US6965464B2 (en) * 2000-03-16 2005-11-15 Lightsmyth Technologies Inc Optical processor
US7194164B2 (en) * 2000-03-16 2007-03-20 Lightsmyth Technologies Inc Distributed optical structures with improved diffraction efficiency and/or improved optical coupling
US7773842B2 (en) * 2001-08-27 2010-08-10 Greiner Christoph M Amplitude and phase control in distributed optical structures
US7519248B2 (en) * 2000-03-16 2009-04-14 Lightsmyth Technologies Inc Transmission gratings designed by computed interference between simulated optical signals and fabricated by reduction lithography
US6879441B1 (en) * 2000-03-16 2005-04-12 Thomas Mossberg Holographic spectral filter
US6415073B1 (en) * 2000-04-10 2002-07-02 Lightchip, Inc. Wavelength division multiplexing/demultiplexing devices employing patterned optical components
US6496616B2 (en) 2000-04-28 2002-12-17 Confluent Photonics, Inc. Miniature monolithic optical demultiplexer
US6434291B1 (en) 2000-04-28 2002-08-13 Confluent Photonics Corporations MEMS-based optical bench
US6453087B2 (en) 2000-04-28 2002-09-17 Confluent Photonics Co. Miniature monolithic optical add-drop multiplexer
US6556297B1 (en) 2000-06-02 2003-04-29 Digital Lightwave, Inc. Athermalization and pressure desensitization of diffraction grating based spectrometer devices
US6570652B1 (en) * 2000-06-02 2003-05-27 Digital Lightwave, Inc. Athermalization and pressure desensitization of diffraction grating based spectrometer devices
US6621958B1 (en) 2000-06-02 2003-09-16 Confluent Photonics Corporation Athermalization and pressure desensitization of diffraction grating based WDM devices
US6731838B1 (en) 2000-06-02 2004-05-04 Confluent Photonics Corporation Athermalization and pressure desensitization of diffraction grating based WDM devices
US6741408B2 (en) 2000-06-15 2004-05-25 Confluent Photonics Corporation Thermally stable mounting for a diffraction grating device
CA2427103A1 (en) 2000-10-26 2002-06-06 Neophotonics Corporation Multilayered optical structures
US6490393B1 (en) * 2000-11-27 2002-12-03 Advanced Interfaces, Llc Integrated optical multiplexer and demultiplexer for wavelength division transmission of information
US7050675B2 (en) * 2000-11-27 2006-05-23 Advanced Interfaces, Llc Integrated optical multiplexer and demultiplexer for wavelength division transmission of information
JP2002169022A (ja) * 2000-12-04 2002-06-14 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光学素子およびそれを用いた分光装置および集積光学装置
JP2002198544A (ja) * 2000-12-26 2002-07-12 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光検出器およびそれを用いた光分波器
US7006727B2 (en) * 2001-03-15 2006-02-28 Fluisar Corporation Combined multiplexer and demultiplexer for optical communication systems
US6625346B2 (en) 2001-03-19 2003-09-23 Capella Photonics, Inc. Reconfigurable optical add-drop multiplexers with servo control and dynamic spectral power management capabilities
DE10127340A1 (de) * 2001-06-06 2003-02-06 Infineon Technologies Ag Vorrichtung für die optische Datenübertragung
US6766077B2 (en) 2001-11-13 2004-07-20 Lnl Technologies, Inc. Planar waveguide echelle grating device with astigmatic grating facets
US6879749B2 (en) * 2001-11-27 2005-04-12 Ec-Optics Technology Inc. System and method for multiplexing and demultiplexing optical signals using diffraction gratings
JP4132963B2 (ja) * 2002-05-17 2008-08-13 日本板硝子株式会社 １次元フォトニック結晶を用いた光学素子およびそれを用いた分光装置
US7224855B2 (en) 2002-12-17 2007-05-29 Lightsmyth Technologies Inc. Optical multiplexing device
US7260290B1 (en) 2003-12-24 2007-08-21 Lightsmyth Technologies Inc Distributed optical structures exhibiting reduced optical loss
US7181103B1 (en) 2004-02-20 2007-02-20 Lightsmyth Technologies Inc Optical interconnect structures incorporating sets of diffractive elements
US7359597B1 (en) 2004-08-23 2008-04-15 Lightsmyth Technologies Inc Birefringence control in planar optical waveguides
US7120334B1 (en) 2004-08-25 2006-10-10 Lightsmyth Technologies Inc Optical resonator formed in a planar optical waveguide with distributed optical structures
US7330614B1 (en) 2004-12-10 2008-02-12 Lightsmyth Technologies Inc. Integrated optical spectrometer incorporating sets of diffractive elements
US7327908B1 (en) 2005-03-07 2008-02-05 Lightsmyth Technologies Inc. Integrated optical sensor incorporating sets of diffractive elements
US7349599B1 (en) 2005-03-14 2008-03-25 Lightsmyth Technologies Inc Etched surface gratings fabricated using computed interference between simulated optical signals and reduction lithography
US7643400B1 (en) 2005-03-24 2010-01-05 Lightsmyth Technologies Inc Optical encoding of data with distributed diffractive structures
US7190856B1 (en) 2005-03-28 2007-03-13 Lightsmyth Technologies Inc Reconfigurable optical add-drop multiplexer incorporating sets of diffractive elements
US8068709B2 (en) * 2005-09-12 2011-11-29 Lightsmyth Technologies Inc. Transmission gratings designed by computed interference between simulated optical signals and fabricated by reduction lithography
US7796849B2 (en) * 2005-10-25 2010-09-14 Georgia Tech Research Corporation Spatial separation of optical frequency components using photonic crystals
KR100734851B1 (ko) * 2005-12-01 2007-07-03 한국전자통신연구원 다중 파장 선택 장치
KR100778176B1 (ko) * 2006-03-06 2007-11-22 엘에스전선 주식회사 인쇄회로기판을 구비하는 광 수신기 및 그 결합 방법
TWI510832B (zh) * 2014-09-12 2015-12-01 Applied Optoelectronics Inc 光傳輸次組件及其製造方法
DE102018100622B4 (de) * 2018-01-12 2019-10-10 Ernst-Abbe-Hochschule Jena Simultanspektrometer mit einem planen reflektiven Beugungsgitter

Family Cites Families (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4198117A (en) * 1976-12-28 1980-04-15 Nippon Electric Co., Ltd. Optical wavelength-division multiplexing and demultiplexing device
US4111524A (en) * 1977-04-14 1978-09-05 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Wavelength division multiplexer
US4153330A (en) * 1977-12-01 1979-05-08 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Single-mode wavelength division optical multiplexer
DE2916184A1 (de) * 1979-04-21 1980-10-30 Philips Patentverwaltung Optischer leistungsteiler
US4274706A (en) * 1979-08-30 1981-06-23 Hughes Aircraft Company Wavelength multiplexer/demultiplexer for optical circuits
US4299488A (en) * 1979-11-23 1981-11-10 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Time-division multiplexed spectrometer
US4279464A (en) * 1979-12-18 1981-07-21 Northern Telecom Limited Integrated optical wavelength demultiplexer
US4836634A (en) * 1980-04-08 1989-06-06 Instruments Sa Wavelength multiplexer/demultiplexer using optical fibers
FR2519148B1 (fr) * 1981-12-24 1985-09-13 Instruments Sa Selecteur de longueurs d'ondes
US4343532A (en) * 1980-06-16 1982-08-10 General Dynamics, Pomona Division Dual directional wavelength demultiplexer
US4387955A (en) * 1981-02-03 1983-06-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Holographic reflective grating multiplexer/demultiplexer
CA1154987A (en) * 1981-11-27 1983-10-11 Narinder S. Kapany Fiber optics commmunications modules
NL8104123A (nl) * 1981-09-07 1983-04-05 Philips Nv Optische multiplex- en demultiplexinrichting.
NL8104121A (nl) * 1981-09-07 1983-04-05 Philips Nv Afstembare optische demultiplexinrichting.
DE3213839A1 (de) * 1982-04-15 1983-10-27 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Optische wellenlaengen-multiplex- bzw. -demultiplexanordnung
DE3216516A1 (de) * 1982-05-03 1983-11-03 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Optischer wellenlaengendemultiplexer nach dem beugungsgitterprinzip
US4652080A (en) * 1982-06-22 1987-03-24 Plessey Overseas Limited Optical transmission systems
FR2537808A1 (fr) * 1982-12-08 1984-06-15 Instruments Sa Composant optique a fonction partagee pour teletransmissions optiques
DE3309349A1 (de) * 1983-03-16 1984-09-20 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Wellenlaengen-multiplexer oder -demultiplexer
FR2543768A1 (fr) * 1983-03-31 1984-10-05 Instruments Sa Multiplexeur-demultiplexeur de longueurs d'onde, et procede de realisation d'un tel ensemble
US4522462A (en) * 1983-05-27 1985-06-11 The Mitre Corporation Fiber optic bidirectional wavelength division multiplexer/demultiplexer with total and/or partial redundancy
US4726645A (en) * 1983-08-12 1988-02-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Optical coupler
US4643519A (en) * 1983-10-03 1987-02-17 International Telephone And Telegraph Corporation Wavelength division optical multiplexer/demultiplexer
FR2553243B1 (fr) * 1983-10-11 1990-03-30 Lignes Telegraph Telephon Multiplexeur-demultiplexeur optique de longueurs d'onde pour liaison bidirectionnelle
NL8304311A (nl) * 1983-12-15 1985-07-01 Philips Nv Reflectieraster.
DE3503203A1 (de) * 1985-01-31 1986-08-07 Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart Optischer multiplexer/demultiplexer
US4773063A (en) * 1984-11-13 1988-09-20 University Of Delaware Optical wavelength division multiplexing/demultiplexing system
FR2579044B1 (fr) * 1985-03-13 1988-02-26 Commissariat Energie Atomique Dispositif de multiplexage de plusieurs signaux lumineux en optique integree
DE3509132A1 (de) * 1985-03-14 1986-09-18 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Wellenlaengenmultiplexer oder -demultiplexer
FR2579333B1 (fr) * 1985-03-20 1987-07-03 Instruments Sa Multiplexeur-demultiplexeur de longueurs d'ondes corrige des aberrations geometriques et chromatiques
JP2601802B2 (ja) * 1985-09-17 1997-04-16 日本板硝子株式会社 屈折率分布型コリメータレンズ
EP0226868B1 (de) * 1985-12-10 1992-11-25 Siemens Aktiengesellschaft Integriert-optischer Multiplex-Demultiplex-Modul für die optische Nachrichtenübertragung
US4749247A (en) * 1986-04-03 1988-06-07 The Mitre Corporation Self-monitoring fiber optic link
FR2609180B1 (fr) * 1986-12-31 1989-11-03 Commissariat Energie Atomique Multiplexeur-demultiplexeur utilisant un reseau concave elliptique et realise en optique integree
US4834485A (en) * 1988-01-04 1989-05-30 Pencom International Corporation Integrated fiber optics transmitter/receiver device
US4926412A (en) * 1988-02-22 1990-05-15 Physical Optics Corporation High channel density wavelength division multiplexer with defined diffracting means positioning
US5026131A (en) * 1988-02-22 1991-06-25 Physical Optics Corporation High channel density, broad bandwidth wavelength division multiplexer with highly non-uniform Bragg-Littrow holographic grating
US4857726A (en) * 1988-02-29 1989-08-15 Allied-Signal Inc. Method to decode relative spectral data
US5119454A (en) * 1988-05-23 1992-06-02 Polaroid Corporation Bulk optic wavelength division multiplexer
JPH01306886A (ja) * 1988-06-03 1989-12-11 Canon Inc 体積位相型回折格子
US4930855A (en) * 1988-06-06 1990-06-05 Trw Inc. Wavelength multiplexing of lasers
US5114513A (en) * 1988-10-27 1992-05-19 Omron Tateisi Electronics Co. Optical device and manufacturing method thereof
JPH02143203A (ja) * 1988-11-25 1990-06-01 Ricoh Co Ltd 光合分波素子
US4934784A (en) * 1989-03-20 1990-06-19 Kaptron, Inc. Hybrid active devices coupled to fiber via spherical reflectors
US4923271A (en) * 1989-03-28 1990-05-08 American Telephone And Telegraph Company Optical multiplexer/demultiplexer using focusing Bragg reflectors
US5245404A (en) * 1990-10-18 1993-09-14 Physical Optics Corportion Raman sensor
GB2251957B (en) * 1990-11-29 1993-12-15 Toshiba Kk Optical coupler
AU661339B2 (en) * 1991-09-03 1995-07-20 Scientific-Atlanta, Inc. Fiber optic status monitor and control system
FR2689349B1 (fr) * 1992-03-31 1994-05-06 Alcatel Nv Multiplexeur en longueur d'onde pour systeme optique integre.
US5228103A (en) * 1992-08-17 1993-07-13 University Of Maryland Monolithically integrated wavelength division multiplexing laser array
US5440416A (en) * 1993-02-24 1995-08-08 At&T Corp. Optical network comprising a compact wavelength-dividing component
US5457573A (en) * 1993-03-10 1995-10-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Diffraction element and an optical multiplexing/demultiplexing device incorporating the same
US5355237A (en) * 1993-03-17 1994-10-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Wavelength-division multiplexed optical integrated circuit with vertical diffraction grating
DE4435928A1 (de) * 1993-10-07 1995-04-20 Hitachi Ltd Optische Sende- und Empfangsbaugruppe und optisches Kommunikationssystem, welches diese verwendet
US5526155A (en) * 1993-11-12 1996-06-11 At&T Corp. High-density optical wavelength division multiplexing
US5450510A (en) * 1994-06-09 1995-09-12 Apa Optics, Inc. Wavelength division multiplexed optical modulator and multiplexing method using same
US5606434A (en) * 1994-06-30 1997-02-25 University Of North Carolina Achromatic optical system including diffractive optical element
US5500910A (en) * 1994-06-30 1996-03-19 The Whitaker Corporation Passively aligned holographic WDM
US5657406A (en) * 1994-09-23 1997-08-12 United Technologies Corporation Efficient optical wavelength multiplexer/de-multiplexer
US5703722A (en) * 1995-02-27 1997-12-30 Blankenbecler; Richard Segmented axial gradinet array lens
US5541774A (en) * 1995-02-27 1996-07-30 Blankenbecler; Richard Segmented axial gradient lens
US5583683A (en) * 1995-06-15 1996-12-10 Optical Corporation Of America Optical multiplexing device
FR2738432B1 (fr) * 1995-09-01 1997-09-26 Hamel Andre Composant optique adapte a la surveillance d'une liaison multilongueur d'onde et multiplexeur a insertion-extraction utilisant ce composant, application aux reseaux optiques
US5745612A (en) * 1995-12-18 1998-04-28 International Business Machines Corporation Wavelength sorter and its application to planarized dynamic wavelength routing
US5768450A (en) * 1996-01-11 1998-06-16 Corning Incorporated Wavelength multiplexer/demultiplexer with varied propagation constant
US5777763A (en) * 1996-01-16 1998-07-07 Bell Communications Research, Inc. In-line optical wavelength reference and control module
JP3401134B2 (ja) * 1996-03-01 2003-04-28 松下電器産業株式会社 光合分波器及びその製造方法
US5742416A (en) * 1996-03-28 1998-04-21 Ciena Corp. Bidirectional WDM optical communication systems with bidirectional optical amplifiers
US5745270A (en) * 1996-03-28 1998-04-28 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for monitoring and correcting individual wavelength channel parameters in a multi-channel wavelength division multiplexer system
US5748350A (en) * 1996-06-19 1998-05-05 E-Tek Dynamics, Inc. Dense wavelength division multiplexer and demultiplexer devices
US5745271A (en) * 1996-07-31 1998-04-28 Lucent Technologies, Inc. Attenuation device for wavelength multiplexed optical fiber communications
US5835517A (en) * 1996-10-04 1998-11-10 W. L. Gore & Associates, Inc. WDM multiplexer-demultiplexer using Fabry-Perot filter array

Also Published As

Publication number Publication date
CN1281555A (zh) 2001-01-24
WO1999031532A3 (en) 1999-10-28
KR20010033048A (ko) 2001-04-25
AU753534B2 (en) 2002-10-17
IL136618A0 (en) 2001-06-14
WO1999031532A2 (en) 1999-06-24
EP1038192A2 (en) 2000-09-27
AU1910099A (en) 1999-07-05
US6011884A (en) 2000-01-04
BR9814279A (pt) 2000-11-21
WO1999031532B1 (en) 1999-11-25
EP1038192A4 (en) 2003-05-21
JP2002508532A (ja) 2002-03-19
CA2313205A1 (en) 1999-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2191416C2 (ru) Интегральные устройства мультиплексора и демультиплексора по длинам волн
US6137933A (en) Integrated bi-directional dual axial gradient refractive index/diffraction grating wavelength division multiplexer
US6011885A (en) Integrated bi-directional gradient refractive index wavelength division multiplexer
US6269203B1 (en) Holographic optical devices for transmission of optical signals
US9250391B2 (en) Multicast optical switch
US7305188B2 (en) Wavelength demultiplexing unit
JP5692865B2 (ja) 波長クロスコネクト装置
US6563974B2 (en) High resolution fault-tolerant fiber-optical beam control modules
US8260099B2 (en) Reconfigurable optical add/drop multiplexer
CA2486725A1 (en) Reconfigurable optical add-drop module, system and method
CN105229945A (zh) 具有集成的信道监测器的波长选择开关
US6188817B1 (en) Photonics system
NL8401315A (nl) Optische multiplex- /demultiplexinrichting.
KR20220115537A (ko) 공유 액정 기반 스위칭 어셈블리를 구비한 다수의 광 채널 모니터를 갖는 통합 모듈
US5054873A (en) High density integrated optical multiplexer/demultiplexer
WO2004005993A1 (en) Dynamic multifunction, multichannel optical device
US7194161B1 (en) Wavelength-conserving grating router for intermediate wavelength density
US7103244B2 (en) Miniaturized reconfigurable DWDM add/drop system for optical communication system
CA2413693A1 (en) Bi-directional wavelength division multiplexing/demultiplexing devices
WO2021005641A1 (ja) 光信号処理装置
US20030091276A1 (en) Grating-based MUX/DMUX with expanded waveguides
WO2005116707A1 (en) Improved variable optical attenuator
MXPA00005783A (en) Integrated bi-directional axial gradient refractive index/diffraction grating wavelength division multiplexer
US7230228B2 (en) Tunable temporal dispersion and compensated angular dispersion in optical switching systems
CZ20002184A3 (cs) Integrovaný dvousměrný multiplexor s dělením vlnových délek a s axiálním gradientem indexu lomu/ohybovou mřížkou