TW201233084A - Multimode optical communication - Google Patents

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TW201233084A
TW201233084A TW100111699A TW100111699A TW201233084A TW 201233084 A TW201233084 A TW 201233084A TW 100111699 A TW100111699 A TW 100111699A TW 100111699 A TW100111699 A TW 100111699A TW 201233084 A TW201233084 A TW 201233084A
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light
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TW100111699A
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Rene-Jean Essiambre
Christopher R Doerr
Roland Ryf
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Alcatel Lucent Usa Inc
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Description

201233084 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於光學通信系統。 【先前技術】 本章節介紹可有助於促進對本發明之更好理解之態樣。 因此’本章節之陳述應從這個角度來理解而不應理解為關 於什麼在先前技術中或什麼不在先前技術中之承認。 在各種通信系統中,一重要考慮事項係資料傳輸速率。 在光學通信情況下’幾種技術可供用於提高資料傳輸迷 率。彼等技術包括相移鍵控、偏振多工及光學傳播模式多 工〇 【發明内容】 一種设備之一個實施例包括一光學傳輸器。該光學傳輸 器包括一組光學波導以及第一、第二及第三光學調變器。 該組之該等光學波導之輸出端形成二維(2D)橫向輸入陣 列,該二維(2D)橫向輸入陣列能夠回應於該陣列被定位成 光子面對夕模式光學波導之一端而將該組之該等光學波導 知輕合至-多模式光纖。該第—光學調變器光學連接至該 組之該等光學波導中之—第-光學波導,且該第二及第1 光學調變器中之每一者皆光學連接至該組之該等光學波導 中之該第二及第三光學波導。該組光學波導經組態以提供 該等光學調變器與該多模式t❹之光學傳播模式之間的 一秩3或以上之耦合矩陣。 在上述設備之某些實施例中,該組包括第_及第二光纖 154456.doc 201233084 束。該組之該第二及第三光學波導分別係該第一及第二光 纖束之光纖。 在上述設備之某些實施例中,該組包括第一及第二多芯 光纖。該組之該第一及第二光學波導分別係該第一及第二 多芯光纖之光纖。 在上述設備之某些實施例中,該組光學波導包括其輸出 端形成能夠將該組之該等光學波導端耦合至該多模式光纖 之2D橫向輸出陣列之至少五個光學波導。 在上述設備之某些實施例中,該光學傳輸器進一步包括 一第二組光學波導以及第一、第二及第三額外光學調變 器。該第二組之該等光學波導之輸出端形成一第二2D橫向 輸入陣列’該第二2D橫向輸入陣列能夠回應於該第二陣列 被定位成光學面對多模式光學波導之一端而將該第二組之 該等光學波導端耦合至一多模式光纖。該第一額外光學調 變器光學連接至該第二組之該等光學波導中之一第一光學 波導’且該第二及第三額外光學調變器中之每一者皆光學 連接至該第二組之該等光學波導中之該第一及第三光學波 導°在某些這樣的實施例中,該兩個陣列可形成具有這兩 組之該等光學波導之該等輸出之一單個實體陣列。在某些 這樣的實施例中’該第一組光學波導可經組態以提供該等 額外光學調變器與該多模式光纖中之光學傳播模式之間的 一秩3或以上之耦合矩陣。在某些這樣的實施例中,該第 一組及連接至其之該等光學調變器可經組態而以大致正交 於該第一組及該等額外光學調變器經組態以輸出至其之光 154456.doc 201233084 之一偏振之一偏振將光輸出至該多模式光纖。 一種設備之另一實施例包括光學接收器。該光學接收器 包括一組光學波導以及第一、第二及第三光學資料解調 器。該組之該等光學波導之輸入端形成一2D橫向輸入陣 列,該2D橫向輸入陣列用於回應於該陣列被定位成光學面 對多模式光學波導之一端而將該組之該等光學波導端耦合 至一多模式光纖。該第一光學資料解調器光學連接至該組 之該等光學波導中之一第一光學波導,且該第二及第三光 學資料解調器中之每一者皆光學連接至該組之該等光學波 導中之該第一及第三光學波導。該組光學波導經組態以提 供該等光學資料解調器與該多模式光纖中之光學傳播模式 之間的一秩3或以上之_合矩陣。 在上述設備之某些實施例中,該組包括第一及第二光纖 束。該組之該第二及第三光學波導分別係該第一及第二光 纖束之光纖。 在上述設備之某些實施例中,該組包括第一及第二多芯 光纖。該組之該第一及第二光學波導分別係該第一及第二 多芯光纖之光纖。 在上述設備之某些實施例中,該組光學波導包括其輸入 端形成通常將該組之該等光學波導端耦合至該多模式光纖 之2D橫向輸入陣列之至少五個光學波導。 在上述設備之某些實施例中,該光學接收器進一步包括 —第二組光學波導以及第一、第二及第三額外光學資料解 調器。該第二組之該等光學波導之輸入端形成一第二2〇橫 154456.doc 201233084
向輸陣列,β亥第二2D橫向輸入陣列能夠回應於該第二陣 列被疋位成光學面對多模式光學波導之—端而將該第二組 之光學波導端耦合至一多模式光纖。該第一額外光學資料 解調器光學連接至該第二組之該等光學波導中之—第一光 學波導。該第二及第三額外光學資料解調器中之每一者皆 光學連接至該第二組之該等光學波導中之該第二及第三光 學波導。在某些這樣的實施例中,該兩個陣列形成具有這 兩組之該等光學波導之該等輸人之—單個實體陣列。在某 二這樣的貫施例中,该第二組光學波導經組態以提供該等 額外光學資料解調器與該多模式光纖中之光學傳播模式之 間的-秩3或以上之耦合矩陣。在某些這樣的實施例中, 該第-組及連接至其之該等光學資料解調器經組態而以大 致正交於該第二組及該等額外光學調變器經組態以自該多 核式光纖接收之光之-偏振之—偏振自該多模式光纖接收 光0 〇 另一實施例提供一種光學傳輸數位資料之方法。該方法 包括將一第一經資料調變光學載波傳輸至端耦合至—多模 式光纖之-第-光學波導傳輸以使得該第一經調變光學載 - ’皮優先傳輸至該多模式光纖之-第-傳播模式。該方法包 將第二及第三經調《學載波傳輸至料合至該多模式 光學波導之第二及第二光學波導兩者以使得該第二經調變 光學載波優先傳輸至該多模式光纖之一第二傳播模式且該 第三經調變光學載波優先傳輸至該多模式光纖之一第三傳 播模式。該第-、第二及第三傳播模式係該多模式光纖中 154456.doc 201233084 之正交傳播模式。 在該方法之某些實施例中,該第二傳播模式具有隨著圍 繞該多模式光纖之軸之一廻圈沿一個方向橫移而增大之一 相位且該第三傳播模式具有隨著該迴圈沿一相反方向橫移 而增大之一相位。 另一實施例提供一種光學接收數位資料之方法。該方法 包括解調來自自一多模式光學波導經由端耦合至其之一第 一光學波導接收之光之資料以使得該所接收光優先來自該 多模式光學波導之一第一傳播模式。該方法包括解調來自 自該多模式光學波導經由端搞合至其之第二及第三光學波 導兩者接收之其他光之資料以使得該其他光優先來自該多 模式光學波導之一第二傳播模式。該方法包括解調來自自 該多模式光學波導經由該第二及第三光學波導兩者接收之 再其他光之資料以使得該再其他光優先來自該多模式光學 波導之一第三傳播模式。該第一、第二及第三傳播模式係 該多模式光纖中之正交傳播模式。 在該方法之某些實施例中’該第二傳播模式具有在圍繞 該多模式光纖之軸之一圓圈上隨著圓圈以一種方式掃掠而 增大之一相位且s亥第二傳播模式具有在圍繞該多模式光纖 之軸之該圓圈上隨著圓圈以一相反方式掃掠而增大之一相 位。 【實施方式】 201〇年4月5曰提出申請之美國臨時申請案61/321013及 61/320,934以及2010年6月30日由Roland Ryf提出申請之題 154456.doc 201233084 為「WAVEGUIDE COUPLER FOR OPTICAL TRANSVERSEMODE MULTIPLEXING 」 之美國 專利申 請案第 __/ ___,___,號 (檔案號807257-US-NP)皆以其全文引用方式併入本文中。 圖1圖解說明用於根據光學傳播模式多工(OPMM)來傳輸 數位資料之一光學通信系統10。光學通信系統10包括一光 學傳輸器12、一光學接收器14及將光學傳輸器12全光學連 接至光學接收器14之N個傳輸光纖跨SP!、SP2、…、SPN之 多模式光學傳輸光纖。此處,N係一正整數,例如,1、 2、3、4等,且每一傳輸光纖跨8?1至8卩]^_1之多模式光學傳 輸光纖皆由一被動式或主動式全光學連接裝置(ACD)連接 至下一跨8?2至8?!^之多模式光學傳輸光纖。全光學連接裝 置之實例包括光放大器、光色散補償器、光纖耦合器、光 隔離器及/或其串列組合。 每一全光學連接裝置ACD皆經由一光學耦合矩陣有效地 耦合輸入及輸出傳輸光纖跨。在光學通信系統10 中,全光學連接裝置ACD提供其秩至少與用於在傳輸光纖 跨8?1至8?1^中攜載獨立資料之光學傳播模式之數目一樣大 的光學耦合矩陣。一光學耦合矩陣之秩使可經由處於一固 定波長下之一對應光學裝置耦合之經獨立調變光學載波之 數目固定。全光學連接裝置(ACD)可提供例如資料攜載光 學傳播模式之間的大致對角或非對角耦合矩陣以大致保存 攜載每一個別資料串流之光學傳播模式之形式。 光學通信系統10之實施例使用具有不同徑向光強度剖面 及不同角相剖面之傳播光模式,例如,如圖2A至2B中所 154456.doc 201233084 圖解說明。 圖2 A示意性地圖解說明可存在於多模式光纖(例如圖1中 之跨SP〗至SPN之多模式光學傳輸光纖)中之幾個光學傳播 模式A、B、C之徑向光強度。模式a在多模式光纖之中心 處具有一大的光強度,如在一典型的基本光學傳播模式 中。模式B及C在多模式光纖之中心處具有一低或消失光 強度且在距多模式光纖之中心之一徑向距離R處具有一個 或多個南或最大強度區域,例如,如在更高階傳播模式 中。舉例而s,B及C模式可在圍繞且遠離多模式光纖之 中心軸之一環形區域之全部或一部分中具有高強度。 圖2B示意性地圖解說明隨圍繞多模式光纖之中心軸之角 度而變化之A至C傳播模式之高強度區域之相對相位。八傳 播模式在該高強度區域之各部分上(例如,靠近多模式光 纖之中心軸)具有其中相位相對不變之—組態。B傳播模式 在該模式之高強度環形區域中具有其中相位隨圍繞該中心 轴之角度大致線性地增大之—組態。亦即,相位在逆時針 意義上隨著環繞多模式光纖之軸之—路徑增大⑽,盆中 傳播模式在該模叙 尚強度環形區域中具有其中相位隨角度大致線性地減小之 組感。亦即,相位在逆時針咅義 義上隨者核繞多模式光纖 之抽 + 2 3等。在本文中,Μ及M,既可係同—τ敖 的正整數。 正整數亦可係不同 之光學傳播 該等實施例將參照圖2 A至2 B中所圖解說明 J54456.doc •10· 201233084 模式來圖解說明。然而,基於本揭示内容,熟習此項技術 者應S忍識到’光學通信系統1〇之各實施例可使用其他光學 傳播模式(例如’高階模式)以在圖1中之傳輸光纖跨1至 SPn中攜载資料。 圖1之光學傳輪器12之各實施例可具有複數個光源,其 中每一光源產生其振幅及相位剖面經個別地調適以更強耦 合至圖1中之傳輪光纖跨SPi至SPn之多模式光學傳輪光纖 之光學傳播模式A、B及C中之一選定模式之光。出於這個 原因’光學傳輸器12可能能夠同時在光學傳播模式A、B 及C中之每一者中傳輸一不同資料串流,其中該等不同資 料串流係藉由相同或不同數位資料調變協定傳輸。在某些 實施例中,光學傳輸器12具有三個以上光源,其中每一光 源皆能夠優先光學耦合至圖i之傳輸光纖跨SP丨至SpN之多 模式光學傳輸光纖之光學傳播模式中之一對應不同模式。 圖3A示意性地圖解說明圖1中所圖解說明之光學傳輸器 12之一個實施例12A。光學傳輸器12A包括至少三個光學 調變器20A、20B、20C及至少三個被動式光發射器22A、 22B、22C。 每一光學調變器20A、20B、20C皆根據一對應振幅鍵控 及/或相移鍵控調變協定將一對應資料串流(即,資料_A、 資料-B或資料-C)調變至一光學載波上。資料串流資料-A、資料-B、資料-C可例如彼此不同,且每一對這樣的資 料串流皆可經由相同的數位資料調變協定或不同的數位資 料調變協定調變至一光學載波上。每一光學調變器2〇A至 154456.doc 201233084 20C皆可係用於將數位、_ μ + * 或先進調變格式資料調變至 一光學載波上並將該經調變光學載波輸出至例如—個或多 個光學波導可附著至其之—光學㈣之任—習用裝置。 每一被動式光發射器22A、22B、22C皆包括一光學波導 結構,該光學波導結構包括-個或多個輸入光學波導 購,以將對應數目個光學調㈣觀至2qc光學連接至被 動式光發射II22A至22C之—單個輸^學波導〇〇w。在 某些實施财,該光學波導結構係例如具有—個或多個輸 入光纖(例如,單模式光纖)及—輸出光纖(例如,一單模式 每一輸入光纖之每 光纖)之一光纖束。在此一光纖束中 -偏振皆光㈣合至該輸出光纖之—模式。在替代實施例 中,該光學波導結構可係例如具有—個或多個輸入光纖芯 及一輸出單模式或多模式光纖之一多芯光纖。在此一多芯 光纖中,每一輸入光纖芯皆光學耦合至該輸出光纖。另一 L擇係,可將該整組被動式光發射器22A至及/或其單 個被動式光發射器製作為整合型光學裝置。 可以各種方式將每一被動式光發射器22A至22C製作為 —熔合結構。在一個實例中,可將複數個光纖置於一玻璃 毛細官中以形成一束。然後,對該束之一端加熱以變成部 分熔融,並藉由抽取該束之部分熔融端以產生一輸出光纖 〇〇W來產生該光纖。在此一實施例中,原始光纖之其餘自 由端形成光學耦合至該輸出光纖〇〇W之被動式光發射器之 輸入光學波導I〇w。在另一實施例中,將複數個光纖熔合 在一起以形成被動式光發射器之光學波導結構,即,具有 154456.doc •12- 201233084 固定至且光學耦合至複數個輸入光纖IOW之一輸出光纖 OOW。實際上,圖3A之整組被動式光發射器22八至22(:可 藉由多次執行此抽取或熔合方法以產生一將個別被動式光 發射益22A至22C溶合在一起之光纖束來形成。 對於每一被動式光發射器22Α至22C,輸出光學波導 OOW之輸出端面對一多模式光纖24(例如,圖丨中之第一傳 輸光纖跨多模式光學傳輸光纖)之一輸入端。因此, 被動式光發射器22 A至22C之輸出形成光學面對多模式光 纖24之輸入端之一 2D橫向輸出陣列l〇a。部分地,由於該 橫向輸出陣列LOA,每一被動式光發射器22A至22(:皆經 組態以優先將光傳輸至多模式光纖24中之一選定光學傳播 模式或多個光學傳播模式。該組被動式光發射器22A至 22C可耦合至例如該等光學傳播模式中之三者或更多者。 被動式光發射器22A至22C之橫向輸出降列l〇a可熔合拼 接至多模式光纖24之輸入端或者可經由—可選成像系統26 光學輕合至其。可選成像系統26可係一準直透鏡或一微透 鏡陣列或與一轉向鏡及/或一光隔離器組合之此一透鏡系 統之一組合。另一選擇係,可選成像系統26可係其中個別 光纖絕熱轉化為一多模式光纖之熔合光纖之一區段。 每一光學調變器20A至20C皆以不同方式光學耦合至被 動式光發射器22A至22C以便光學傳輸器12A可支援 OPMM。特定而言,視需要與成像系統26組合之該組被動 式光發射器22A、22B、22C提供該組光學調變器2〇a、 20B、20C與傳輸光纖跨SPi之間的一光學麵合矩陣。該光 154456.doc -13· 201233084 學耦合矩陣之秩通常至少為3以便該組光學調變器2〇a至 20C可同時一起經由傳輸光纖跨SPi之光學傳播模式傳輸至 少三個獨立資料串流。 光學調變器20 A光學連接至被動式光發射器22A之一對 應輸入光學波導或波導芯IOW。此被動式光發射器22A之 輸出光學波導OOW之輸出端經定位及定向以優先將光傳輸 至多模式光纖24之一中心軸區域。橫向輸出陣列L〇A之此 輸出可例如直接面對多模式光纖24之輸入端之中心部分。 出於這個原因,光學調變器20A優先將光光學耦合至圖2A 至2B之A光學傳播模式中。 光學調變器20B光學連接至其餘兩個光發射器22B、22C 之對應輸入光學波導或波導芯IOW。此等其餘被動式光發 射器22B、22C之輸出光學波導OOW之輸出端經定位及定 向以優先將光傳輸至與多模式光纖24之軸區域同中心且遠 離多模式光纖24之轴區域定位之一環形區域,即,優先將 光傳輸至圖2A至2B之B光學傳播模式之高強度區域。橫向 輸出陣列LOA之此等輸出可使用直接面對多模式光纖以之 輸入端之離軸區域。此等其餘被動式光發射器22B、22C 亦了纟二連接及組態以將適當非零相對相位之光傳送至多模 式光纖24之輸入端以便光學調變器2〇B優先將光傳輸至其 中之圖2A至2B之B光學傳播模式中。舉例而言,多模式光 纖24可相對於其中自另一其餘被動式光發射器22匸接收之 光以一相對相位自第一其餘被動式光發射器22B接收光, 其中該相對相位呈區間[71/4, 3π/4] ’例如一約+π/2之相對 154456.doc -14- 201233084 相位。 光學調變器20B可視需要亦連接至強光學耦合至多模式 光纖24之中心區域之另一被動式光發射器22A。此一連接 可以一適當相位及振幅提供光以大致以相消方式干涉自多 模式光學波導24之輸入端處之中心區域處之其餘被動式光 發射器22B及22C接收之光。此一可選組態可降低光學調 變器20B至圖2A至2B之A中心光學傳播模式之光學耦合。 光學調變器20C亦光學連接至相同的其餘兩個被動式光 發射器22B、22C之對應輸入光學波導或波導芯IOW。正如 已經討論,此等其餘被動式光發射器22B、22C之輸出光 學波導之輸出端經定位及定向以優先將光傳輸至與多模式 光纖24之中心軸區域同中心且遠離多模式光纖24之中心軸 區域定位之一環形區域。特定而言,橫向輸出陣列LOA之 此等輸出亦將光強耦合至圖2A至2B之C光學傳播模式之離 軸高強度區域。此等其餘被動式光發射器22B、22C亦可 經連接及組態而以一適當非零相對相位將光自光學調變器 20C傳送至多模式光纖24之輸入端中以便光學調變器20C 優先將該光耦合至其中之圖2A至2B之C光學傳播模式中。 舉例而言,多模式光纖24相對於其中自第二其餘被動式光 發射器22C接收之此光以一相對相位自第一其餘被動 式光發射器22B接收此光,其中該相對相位呈區間[-π/4, -3π/4],例如一約-π/2之相對相位。 光學調變器20C亦可視需要連接至強耦合至多模式光纖 24之輸入端之中心區域之被動式光發射器22Α。此連接可 154456.doc -15- 201233084 經組態而以一適於以相消方式干涉其餘兩個被動式光發射 器22B、22C自光學調變器20C傳輸至多模式光纖24之輸入 端之中心區域之光之相位及振幅提供此光。此一可選連接 可降低光學調變器20C至圖2A至2B之中心A光學傳播模式 之光學耦合。 圖3B示意性地圖解說明圖3A之光學傳輸器12之另一實 施例12B。光學傳輸器12B包括三個光學調變器20A、 20B、20C及一組四個被動式光發射器22A、22B、22C、 22D、22E。 每一光學調變器20A、20B、20C皆可根據一對應振幅鍵 控及/或一相移鍵控調變協定將一對應資料事流(即,資料-A、資料-B或資料-C)調變至一光學載波上。資料串流資 料-A、貢料-B、育料-C可彼此不同’且母—對這樣的貢料 串流皆可經由同一數位資料調變協定或一不同數位資料調 變協定調變至該光學載波上。每一光學調變器20A至20C 皆可係用於將數位資料調變至一光學載波上並將該經調變 光學載波輸出至例如一個或多個光學波導之任一習用裝 置。 每一被動式光發射器22A至22E皆包括一光學波導結 構,該光學波導結構包括一個或多個輸入光學波導IOW, 以將光學調變器20A至20C中之一者或多者中之一對應者 光學連接至被動式光發射器22A至22E之一單個輸出光學 波導OOW。被動式光發射器22A至22E可具有已經針對圖 3 A之被動式光發射器闡述之結構類型。 154456.doc -16- 201233084 每一被動式光發射器22A至22E皆具有其輪出端光學面 對一多模式光纖24(例如圖1中之第一跨之多模式光學 傳輸光纖)之一輸入端之一輸出光學波導。亦即,被動式 光發射器22A至22E之輸出形成光學面對多模式光纖以之 ' 輸入端之一 2D橫向輸出陣列LOA。部分地,由於該橫向輸 ' 出陣列LOA,每一被動式光發射器22A至22E皆優先將光傳 輸至多模式光纖24中之該等光學傳播模式中之一者或多 者。該組被動式光發射器22A至22E可耦合至例如該等光 〇 學傳播模式中之三者或更多者以便三個或更多個不同經調 變載波可同時由由此等光學傳播模式形成之該組攜載。被 動式光發射器22A至22E可熔合拼接至多模式光纖24之輸 入端或者可經由一可選成像系統26(例如,一準直透鏡或 一微透鏡陣列或與一轉向鏡及/或一光隔離器組合之此一 透鏡系統)輕合至其。 在圖3B中’每一光學調變器2〇a、2〇b、2〇c皆以不同方 Q 式光學連接至被動式光發射器22A至22E以提供OPMM。 光學調變器20A光學連接至具有經定位及定向以將光強 傳輸至多模式光纖24之輸入端之一中心區域光之被動式光 發射器22A。出於這個原因,光學調變器2〇A將光優先傳 - 輸至圖2A至2B之中心A光學傳播模式。
光學調變器20B及20C光學連接至具有經定位及定向以 將光優先傳輸至與多模式光纖24之軸同中心且遠離多模式 光纖24之軸定位之一環形區域之輸出之其餘四個被動式光 發射器22B至22E。此等輸出將光優先傳輸至圖2A至2B之B 154456.doc -17- 201233084 及c光學傳播模式之高強度區域。 不同被動式光發射器22B至22E將具有零或非零相對相 位之光傳送至多模式光纖24之輸入端。光學調變器 20B(20C)經連接以便自被動式光發射器22B至22E之2D橫 向輸出陣列LOA傳送之光之相位在逆時針(順時針)意義上 增大(減小)。舉例而言,依次相鄰輸出端之間的被動式光 發射器22B至22E之相對相位之連續增大(減小)可呈區間 [π/4, 3π/4] ([-π/4,-3π/4]),例如,一約π/2 (-π/2)之連續增 大(減小)。出於這些原因,光學調變器20Β及20C優先耦合 至多模式光纖24之各別Β及C光學傳播模式。 光學調變器20Β及20C可視需要經連接以將光傳輸至被 動式光發射器22Α以使得該光具有一適於以相消方式干涉 在多模式光學波導24之輸入端之中心區域處自被動式光發 射器22Β至22Ε接收之光之相位及振幅。此相消干涉可降低 光學調變器20Β及20C至圖2Α至2Β之Α光學傳播模式之耦 合。 圖3C示意性地圖解說明亦實施偏振模式多工以及OPMM 之圖3A之光學傳輸器12之一實施例12C。光學傳輸器12C 如在圖3 A或3B中一樣建構,只是此實施例既具有第一光 學調變器20A、20B、20C及連接至其之第一被動式光發射 器22A、22B、22C亦具有第二光學調變器20A'、20B’、 20C’及連接至其之第二被動式光發射器22A’、22Β^ 22C1。 該組第一及第二被動式光發射器22Α至22C及22Α’至22C· 154456.doc -18- 201233084 將正交線性偏振傳輸至一偏振組合器28之兩個輸入口。出 於這個原因’分別對應於該組第一被動式光發射器22A至 22C及該組第二被動式光發射器22A,至22C,之2D橫向輸出 陣列LOA將具有正交線性偏振之光傳輸至多模式光纖24。 為產生合適偏振,光學傳輸器12C可在偏振組合器30與該 等組被動式光發射器22A至22C、22A,至22C,中之一者或兩 者之間包括偏振旋轉器,及/或被動式發射器22A至22C、 22A'至22C'之光學波導可係保偏光學波導。關聯之本地輸 出陣列LOA「光學」面對多模式光纖24之輸入端,此乃因 此等陣列經由偏振組合器28之作用有效地面對多模式光纖 24之輸入端。偏振組合器28可係一雙折射晶體裝置或另一 習用偏振組合器。 光學傳輸器12C可實施偏振多工及OPMM兩者。特定而 言’光學傳輸器12C可以一第一線性偏振將獨立數位資料 串流資料-A、資料-B及資料-C傳輸至各別第一、第二及第 三光學傳播模式傳輸並同時以一正交線性偏振單獨地將獨 立數位資料串流資料-A,、資料-B·及資料-C,傳輸至各別第 一、第二及第三光學傳播模式。 在某些替代實施例中,第二組被動式光發射器22A,至 22C'及對應光學調變器20A'至20C'係光學傳輸器12C所沒 有的。因此’偏振組合器28用來組態來自第一組被動式光 發射器22A至22C之光之偏振。 @ 3D示意性圖解說明實施對被線性偏振之經調變光學載 波之偏振多工及OPMM之圖1之光學傳輸器12之一第三實 154456.doc •19- 201233084 施例12D。該光學傳輸器如同在圖3C中一樣建構,只是被 動式光發射器22A、22B、22C及被動式光發射器22A’、 22B^ 22C’產生一單個2D橫向輸出陣列LOA且被動式光發 射器同一線性偏振將光傳送至線性輸出陣列LOA罷了。舉 例而言,被動式光發射器22A至22C及22A’至22C'可係其中 保持所接收光之偏振之一單個光纖束或一單個多芯光纖。 第一光學調變器20A、20B、20C連接至前三個被動式光發 射器22A、22B、22C,且第二光學調變器20Α·、20B'、 20C1連接至其餘三個被動式光發射器22A’、22B'、22C'。 在某些這樣的實施例中,被動式光發射器22 A至22C及22A’ 至22C1在本地輸出陣列LOA處發射處於同一線性偏振狀態 下之光。在此等實施例中,光學傳輸器12D亦包括一光學 元件30,該光學元件產生自第一被動式光發射器22A、 22B、22C輸出之光與自其餘被動式光發射器22A’、22B’、 22C'輸出之光之間的一約90度之相對偏振旋轉。為產生此 一偏振旋轉,光學元件30可係一雙折射%波板或一經定位 以僅自該組第二被動式光發射器22A'、22B'、22C’接收光 並旋轉該光之偏振之等效偏振旋轉器。光學傳輸器12D實 施偏振多工及OPMM兩者從而使得能夠同時傳輸六個單獨 的數位貧料串流,即,貢料-A、貢料-B、貢料-C、貢料_ A·、資料-B’及資料-C’。 圖3E係圖3D之光學傳輸器1 2D之被動式光發射器之 22A、22B、22C、22A'、22B’、22C,之一本地輸出陣列 LOA之一個實例之一面視圖。在該實例性本地輸出陣列 154456.doc -20· 201233084 LOA中,被動式光發射器22A及22A·中心位於該陣列中, 即’更好地麵合至多模式光纖24處之圖2Α至2Β之中心Α光 學傳播模式。在該實例性本地輸出陣列LOA中,被動式光 發射器22C、22C、22B,及22C'之輸出位於圍繞且遠離該陣 列之中心之一環形區域中,即,更好地耦合至多模式光纖 24處之圖2A至2B之B及C光學傳播模式。該本地輸出陣列 LOA中之該兩組被動式光發射器(即,22A、22B、22C及 22A’、22B’、22C')之輸出之橫向實體分離使得能夠定位光 學元件30以偏振旋轉來自僅第二組被動式光發射器22A,至 22C1之輸出之光。在其他實施例中,可藉由在該組第一被 動式光發射器(亦即,22A至22C)自身中,例如,藉由在其 中圍繞其光軸之合適光纖來實施該相對旋轉。 圖3F係一包含圖3C之光學傳輸器12C之一個實施例中之 被動式光發射器22A,至22C,之平面裝置之一端部分之一俯 視圖。在此實施例中,光學元件30係一攔戴僅來自被動式 光發射器22A至22C之光之雙折射%波層,且可選成像系統 26包括一光學間隔層32及一陣列之準直微透鏡34。微透鏡 34經定位以大致使自被動式光發射器22A至22C及22A,至 22C'輸出之光準直或聚焦。出於這個原因,所發射光束可 與多模式光纖24中之各種光學傳播模式大致大小匹配從而 提高至多模式光纖24之光學耦合。 一第二平面裝置(未顯示)可包含圖3A至3D之第一組被動 式光發射器22A至22C。第二平面裝置可具有圖31?之平面 裝置之相同構造,只是沒有雙折射%波層3〇罷了。第一及 154456.doc 21 201233084 第二平面裝置可位於一單個整合型光學結構中或位於單獨 的整合型光學結構中。 圖3A至3D之光學傳輸器12A至12D之各實施例亦可包括 一處理器8。處理器8可在將該資料發送至該等不同光學調 變器(例如,光學調變器20A至20C及/或光學調變器2〇A,至 2〇C’)之前預處理該資料。該預處理可例如預補償獨立資料 串流至光通道中之光學傳播模式中之不同模式中之混合及/ 或在接收器14之光學偵測器中偵測到該等光學傳播模式之 混δ。經由此預補償,光學接收器14可經連接以接收其中 大致沒有不同所傳輸數位資料_流之混合之經調變光學載 波。處理器8亦可以電方式控制被動式光發射器2〇Α至 2〇Ε 2〇Α至20C’之該一個或多個輸入波導〇〇w之段以使 得能夠動態控制自該等不同光學調變器2〇八至20C傳送至 該等本地輸出陣列LOA之光之相對相位。每一段可例如具 有其折射率可由一由處理器8跨越鄰近該段之電極供應之 電壓控制之一電光或電熱主動式波導芯。 圖4 A不意性地圖解說明圖1中所圖解說明之光學接收器 14之一個實施例14A。光學接收器14A包括一組三個光學 資料解調器36A、36B、36C、一組38被動式光學接收器 40A、40B ' 4〇c、40D、40E、及一可選電子處理器42。每 光學貝料解調器36A至36C皆光學解調來自一所接收經 調變光學載波之一數位資料串流,即,資料-AM、資 孝斗*" B · ’式iji'l A貢料-C’’。每一被動式光學接收器40A至40E皆優 先將來自多模式光纖24之該等光學傳播模式(例如圖2A至 154456.doc •22· 201233084 2B之A至C模式)中之一者或多者之光學耦合至光學資料解 調器36A、36B、36C中之一者或多者中。可選處理器42可 進一步處理來自光學數位資料解調器36A至36C之經解調 數位資料串流,例如,以去除單獨資料串流之非合意混合 及/或去除例如在實體光通道中所產生之非合意信號失 真。 當已根據一 OPMM方案調變該光學載波時,該組被動式 光學接收器40A至40E有效地用作一 3x3光學耦合器以便每 一資料解調器36A、36B、36c可接收並解調由多模式光纖 24之該等光學傳播模式中之一者或多者攜載之資料。在多 模式光纖24之該三個數位資料攜載光學傳播模式與該三個 光學資料解調器36A至36C之間,該組被動式光學接收器 40A至40E有效地用作一秩3或以上之光學輕合矩陣,例 如,呈大致對角之一光學耦合矩陣。每一光學資料解調器 3 6A至36C皆可具有用於光學解調來自一已調幅及/或調相 之光學載波之數位資料之任一習用形式 每一被動式光學接收器4〇A至4〇E皆可以一類似於圖3A 至3E中所圖解說明之被動式光發射器22A至22E中之任一 者之一定向反轉形式之方式形成。特定而言,每一被動式 光千接收器40 A至40E皆係具有一單個輸入光學波導I〇w及 將光解調器36A至36C中之_對應者光學連接至輸入光學 波導IOW之-個或多個輸丨光學波導之—光學波導結 構。在某些實施財,g光學》皮導結構係例如纟有一單個 輸入光纖IOW(例如,一單模式光纖)及一個或多個輸出光 154456.doc •23· 201233084 纖OOW(例如,單模式光纖)之一光纖束。在此一光纖束 中,每一輸出光纖OOW皆將光解調器36A至36C中之一對 應者光學連接至該輸入光纖IOW。在其他實施例中,該光 學波導結構係例如具有一單個輸入光纖IOW及一個或多個 輸出光纖芯OOW之一多芯光纖。每一輸出光纖芯OOW皆 將光解調器36A至36C中之一對應者光學連接至該多模式 光纖之該單個輸入光纖IOW。 每一被動式光學接收器發射器40A至40E皆可以各種方 式製作為一熔合結構。在一個實例中,可將複數個光纖置 於一玻璃毛細管中以形成一束。然後,對該束之一端加熱 以變成部分熔融,並藉由從該束之部分熔融端抽取一光纖 來產生一輸入光纖IO W。在此一實施例中,原始光纖之自 由端形成耦合至輸入光纖IOW之被動式光學接收器之輸出 光學波導OOW。在另一實施例中,將複數個光纖溶合在一 起以形成被動式光學接收器之光學波導結構,即,具有固 定至且光學耦合至一個或多個輸出光纖OOW之一個輸出光 纖IOW。實際上,圖4A之整組被動式光學接收器40A至 40E可藉由實施用於製造一光纖束之此抽取或熔合方法之 一個或多個步驟從而將該等個別被動式光學接收器40 A至 40E溶合在一起來形成。 對於每一被動式光學接收器40A至40E,輸入光學波導 IOW之輸入端光學面對一多模式光纖24(例如,圖1中之最 後跨SPN之多模式光學傳輸光纖)之一輸出端。因此,被動 式光學接收器40A至40E之輸出形成光學面對多模式光纖 154456.doc -24· 201233084 24之輸出端之一 2D橫向輸入陣列LIA。在該橫向輸入陣列 LIA中,每一被動式光學接收器40A至40E皆通常經組態及/ 或定位以優先自多模式光纖24中之該等光學傳播模式中之 一選定光學傳播模式或多個光學傳播模式接收光。被動式 光學接收器40A至40E之輸出可例如在光學資料解調器36A 至36C處經組合以分別將圖2A至2B之A、B及C光學傳播模 式之光優先傳輸至光學資料解調器36A、36B及36C。橫向 輸入陣列LIA可熔合拼接至多模式光纖24之輸出端或者可 經由一可選成像系統26(例如,一準直透鏡或一微透鏡或 與一轉向鏡及/或光隔離器組合之此一透鏡系統)光學耦合 至彼輸出。 每一光學資料解調器36A至36C皆以不同方式光學連接 至該組被動式光學接收器40A至40E以提供OPMM。 光學資料解調器36A光學連接至被動式光學接收器40A 之一對應輸出光學波導〇〇 W。此被動式光學接收器40A之 輸入光學波導10 W之輸入端經定位及定向以優先自多模式 光纖24之中心區域接收光。出於這個原因,此被動式光學 接收器40A可優先自圖2A至2B之中心A光學傳播模式接收 光。橫向輸入陣列LIA之此輸入可例如直接面對多模式光 纖24之輸出端之中心部分。出於這個原因,光學資料解調 器36A可強耦合至圖2A至2B之A光學傳播模式。 每一光學資料解調器36B至36C皆光學連接至其餘被動 式光學接收器40B至40E中之一些或全部之一對應輸出光學 波導OOW。此等被動式光學接收器40B至40E之輸入光學 154456.doc -25- 201233084 波導IOW之輸入以一優先自多模式光纖24之輸出端之—環 形區域接收光之方式定位於橫向輸入陣列LI A上。該環带 區域可係例如圖2A至2B之B及C光學傳播模式b之一高強度 區域。因B及C光學傳播模式以非零相對相位將光傳輪至 該等不同被動式光學接收器40B至40E,故在那裏接收之光 亦可在光學資料解調器36B處之重組之前以一組非零相對 相位來加以延遲且可在光學資料解調器36C處之重組之前 以一不同組非零相對相位來加以延遲。該等相對相位可經 選擇以便光學資料解調器36B優先自B光學傳播模式接收 光而光學資料解調器36C優先自C光學傳播模式接收光。 在光學資料解調器36C處,相對於來自一個被動式光學接 收器40B至40E之光之添加相位可對於來自具有橫向輸入陣 列lIA上之一順時針相鄰輸入端之被動式光學接收器4〇b 至40E之光呈區間[π/4, 3π/4],例如約π/2。在光學資料解 調益36Β處,相對於來自一個被動式光學接收器至如ε 之光之添加相位可對於來自具有橫向輸入陣列UA上之順 時針相鄰輸入端之被動式光學接收器4GB至4GE之光呈區間 [·π/4, -3π/4], 40Β至40Ε引入 傳播模式傳輸 相長方式干涉 例如約-π/2。通常,由被動式光學接收器 之相對相位大致最優化以便經由Β及c光學 之光分別在光學資料解調器36入及36]3處以 在某些實施例 多模式光纖24接 合之相干光學偵 中’光學資料解調器36Α至36C包括將自 收之光與自一本地光學振盪器接收之光混 測器。舉例而言,此混合可在使用氐配對 154456.doc 26· 201233084 2電二極體作為該混合光之光學制器之—個或多個光混 中實加可適用於此等相干偵測器之一些結構可闡述於 2005年8月15日提出中請之美國專利中請案11/2〇46〇7、 細5年9月27日提出中請之美國專利中請案11/236246及/或 2〇06年12月22日提出申請之美國專利申請案11/644536 中。以上三個美國專利申請案以其全文引用方式併入本文 中。 〇 在某些樣的實施例中’該本地振盪器可經連接以直接 向光學資料調變器36八至36〇傳輸本地振盪器光。亦即, 该光以一繞過被動式光學接收器40A至40E之方式直接自 該本地振盈器傳輸至光學資料調變器36八至36(:。 在替代這樣的實施例中,該本地振盪器可將光傳輸至橫 向輸入陣列LIA之輸入,以便被動式光學接收器4〇a至4〇E 攜載自該本地振盪器及多模式光纖24接收之光。在此等實 靶例中,該本地振盪器以與由多模式光纖24之A、B及c傳 〇 播杈式傳輸至其之光重疊之相位及振幅剖面將光傳輸至橫 向輸入陣列LIA。然後,個別被動式光學接收器40A至40E 對來自該本地振盪器之光與來自多模式光纖24之光引起相 同之相對相移。出於這個原因,來自被動式光學接收器 40A至40E中之不同者之光仍可在於光學資料調變器36A至 36C處組合時以一支援相干光學偵測之方法添加。 在替代實施例(未顯示)中,圖4A之光學接收器14A可僅 具有被動式光學接收器4〇 A至40C。亦即.,在此等替代實 施例中’沒有被動式光學接收器40D至40E。 154456.doc 27· 201233084 在其他這樣的替代實施例中,被動式光學接收器4〇B至 40C或40B至40E之輸入可位於相對於橫向輸入陣列LIA中 之被動式光學接收器40A之輸入之位置相對不同之角位置 處。在此等實施例中,被動式光學接收器40B至40C或40B 至40E可對其中所攜載之光引起一不同相對相位以便光學 資料解調器36B及36C仍可組合該光以偵測調變至各別3及 C光學傳播模式上之資料。 圖4B示意性地圖解說明圖1之光學接收器14之另一實施 例14B。光學接收器14B經組態以根據—正交相移鍵控協 定解調來自經光學傳播模式多工、偏振多工及調變之所接 收光信號之資料串流。光學接收器14B包括第一、第二、 第二及第四組38、38’、38"、38,"被動式光學接收器;對 應第一、第二、第三及第四組44、44'、44M、44M,被動式 光學接收器;一偏振光束分裂器28;—光學本地振盪器 46 ; —光學相位板48 ;及兩個可選準直光學系統%、%,。 每一組38至38’"皆包括三個或更多個被動式光學接收 器’例如’如參照圖4A所述建構及/或組態之四個、五 個、六個或更多個被動式光學接收器。每一組38至38,,,被 動式光學接收器皆自多模式光纖24接收經資料調變之光並 自本地光源46接收參考光。 每一組44至44’"皆包括例如使用上文併入之美國專利申 請案中所述之結構如已闡述建構並組態為相干光學偵測器 之二個光學資料解調器。在每一組44至44,,,中,第—、第 二及第三光學資料解調器經組態以優先自多模式光纖以之 154456.doc •28- 201233084 各別A、B及C光學傳播模式接收光β 相位板48在發送至第一組38及第二組38,之線性輸入陣 列LIA之參考光之間引入大約一 %相對相位延遲週期並在 發送至第三組38"及第四組38…之線性輸入陣列LIA之參考 光之間引入大約一 %相對相位延遲週期。出於這個原因, - 第一及第三組44、44"光學資料解調器可解調攜載於所接 收光之同相为量上之資料,且第二及第四組441、44",光學 資料解調器可解調攜载於所接收光之相交相位分量上之資 〇 料。 偏振光束分裂器28經組態以將來自多模式光纖24及光學 本地振盪器44之光之一個偏振引向第一及第二組%、38,被 動式光學接收器且經組態以將該光之相對正交偏振分量引 向第二及第四組38’’、33,"被動式光學接收器。出於這些原 因,第一及第二組44、44,光學資料解調器解調由一個偏振 分量攜載之一資料串流,且第三及第四組44„、Μ,,,解調由 Q 該相對正交偏振分量攜載之一資料串流。 最後,每一組38至38M,被動式光學接收器皆形成具有光 予面對夕模式光學波導24之中心之一個輸入及光學面對多 模式光學波導24之偏心區域之兩個或更多個周邊輸入之一 2D杈向輸入陣列。出於這個原因,每一組3 $至3 8,,,之一個 被動式光學接收器優先自多模式光纖24之中心A光學傳播 棋式接收光,且每—組38至38,"之其餘被動式光學接收器 優先自多模式光纖24之B及C光學傳播模式接收光。在每 -組38至38’’’中,該等被動式光學接收器引起其中所攜載 154456.doc 29· 201233084 之光之間的合適之相對延遲以便傳送至每一組44至44'M之 光解調器之光組合使得其第一、第二及第三光解調器能夠 解調由圖2A至2B之各別A、B及C光學傳播模式攜載之資 料。 圖4C示意性地圖解說明經組態以解調經由光學傳播模式 多工以及偏振模式多工調變之資料之圖1之光學接收器14 之另一實施例14C。光學接收器14C具有一類似於圖4A及 4B之光學接收器14A、14B之構造。但是,光學接收器14C 包括一第一組光學資料解調器36A、36B、36C及一對應第 一組被動式光學接收器40A、40B、40C且具有一第二組光 學資料解調器36A’、36B’、36C'及一對應第二組被動式光 學接收器40A^ 40B’、40C'。第一組之光學資料解調器 3 6A至3 6C光學連接至第一組之被動式光學接收器40A至 40C,且第二組之光學資料解調器36A'至36C’光學連接至 第二組之被動式光學接收器40A’至40C’。 此外,光學接收器14C包括一雙折射光學%波板30及一 線性偏振器50。光學%波板30及線性偏振器50兩者皆位於 多模式光纖24之輸出端與由被動式光學接收器40A至 40C、40A’至40C’之輸入形成之光學面對2D橫向輸入陣列 LIA之間。%波板30位於被動式光學接收器40A至40C之輸 入與多模式光纖24之間,而不是位於被動式光學接收器 40A'至40C之輸入與多模式光纖24之輸出之間。出於這個 原因,第一組光學資料解調器36A、36B及36C及第二組光 解調器36A’、36B'及36C'解調來自相對正交偏振之各別 154456.doc -30- 201233084 A、B及C光學傳播模式之各別資料串流資料_A、資料_B、 資料-C及資料-A·、資料_B,、資料_c,。 在某些實施例中,被動式光學接收器4〇A至4〇(:及4〇八, 至40C具有參照圖4八或仙所述之結構或具有圖死及/或圖 3F中所圖解說明之被動式光發射器至及KA,至22c, 之結構之方向反轉形式。 圖5圖解說明—例如藉由圖从至3D之該等光學傳輸器中 之任-者來光學傳輸數位資料之方法5()。方法观括產生 卩不同數位資料調變之第一、第二及第三光學載波(步驟 52)。方法50包括將第一經資料調變之光學載波傳輸至端 耦σ至一多模式光纖之第一光學波導以使得第一經調變光 學載波優先傳輸至該多模式光纖之一第一傳播模式(步驟 54)。該方法包括將第二及第三經調變光學載波傳輸至端 耦合至該多模式光纖之第二及第三光學波導兩者以使得第 二經調變光學载波優先傳輸至該多模式光纖之一第二傳播 〇 模式且第三經調變光學載波優先傳輸至該多模式光纖之一 第一傳播模式(步驟56)。第一、第二及第三光學傳播模式 係該多模式光纖中之正交傳播模式。 在方法50之某些實施例中,傳輸步驟54及56可暫時並行 實施以產生光學傳播模式多工。 在方法50之某些實施例中,第二傳播模式具有沿一個方 向順著圍繞該多模式光纖之軸之_圓圈增大之一相位,且 第一傳播模式具有沿一相反方向順著該圓圈增大之一相 位0 154456.doc -31- 201233084 圖6圖解說明一例如使用圖4A至4C之該等光學接收器中 之任一者來光學接收數位資料之方法60。方法6〇可包括在 一由第一、第二及第三光學波導之輸入形成之橫向輸入陣 列LIA處自一多模式光學傳輸之一輸出端接收一經調變光 信號(步驟62)。方法6〇包括解調來自自該多模式光學波導 經由端耗合至其之一第一光學波導接收之光之資料以使得 所接收光優先來自該多模式光學波導之一第一傳播模式 (步驟64)。方法60包括解調來自自該多模式光學波導經由 端耦合至其之第二及第三光學波導兩者接收之其他光之資 料以使得該其他光優先來自該多模式光學波導之一第二傳 播模式(步驟64)。該方法包括解調來自自該多模式光學波 導經由第二及第三光學波導兩者接收之再其他光之資料以 使得該再其他光優先來自該多模式光學波導之一第三傳播 模式(步驟66)。該第―、第二及第三傳播模式係該多模式 光纖中之正交傳播模式。 在方法6〇之某些實施例中,解調步驟Μ、64及Μ可暫時 並行實施,以產生光學傳播模式多工。 在方法6。之某些實施例中,第二傳播模式具有隨著圍繞 該多模式光纖之軸之―圓圈沿—個方向橫移而增大之—相 位,且第三傳播模式具有隨著該圓沿-相反方向橫移而增 大之一相位。 在圖3A至3D及/或圖4A至4C +故回& ^ 中所圖解說明之系統之光學 通信系統之替代實施例中, $等夕模式光學傳輸光纖之更 多及/或不同光學傳播模式 一 飞j榀載貢料。舉例而言,此等 154456.doc -32. 201233084 實施例可使用4個、5個、6個或更多個這樣的光學傳播模 式來使得能夠同時傳輸三個以上獨立資料串流及/或可使 用不同及/或更高階模式。在此等替代實施例中,該LOA 中之該(該等)組被動式光發射器之輸出及/或該LIA中之該 (該等)組被動式光學接收器之輸入之橫向佈置可不同以更 好地光學耦合至選擇用於攜載資料之光學傳播模式之高光 強度區域。 根據揭示内容、圖式及申請專利範圍,熟習此項技術者 將易知本發明之其他實施例。 【圖式簡單說明】 圖1示意性地圖解說明一用於根據光學傳播模式多工 (OPMM)來通信資料之光學通信方法; 圖2A示意性地圖解說明一實例性多模式光纖中之學傳播 模式(例如,用於實施圖1之光學通信系統中之OPMM之模 式)之三個實例之徑向光強度; 圖2B示意性地圖解說明圖2 a中所圖解說明之光學傳播 模式之相位之角度依存性; 圖3A示意性地圖解說明用於實施ορμμ之一光學通信系 統(例如’圖1之光學通信系統)之一光學傳輸器之一實施 例; 圖3B示意性地圖解說明用於實施ορμμ之一光學通信系 統(例如,圖1之光學通信系統)之一光學傳輸器之另一實施 例; 圖3C示意性地圖解說明例如用於圖1之光學通信系統之 154456.doc •33- 201233084 亦實施偏振模式多工之圖3A之光學傳輸器之一具禮實施 例; 圖3 D示意性地圖解說明例如用於圖1之通信系統之亦實 施OPMM及偏振模式多工之一光學傳輸器之另一實施例; 圖3E係一端視圖’其圖解說明例如用於圖3D之光學傳 輸器之被動式光發射器之一 2D橫向輸出陣列(l〇a)之一個 實例; 圖3F係一俯視圖,其圖解說明例如用於圖3C之光學傳輸 器之一組被動式光發射器之—平面實施例; 圖4A不意性地圖解說明例如用於圖丨之光學通信系統之 解調來自根據OPMM調變之—光學載波之資料之一光學接 收器之一實施例; 圖4B不意性地圖解說明例如用於圖丨之光學通信系統之 解調根據OPMM、偏振多工及一正交相移鍵控調變之資料 之一光學接收益之另一實施例; 圖4C不意性地圖解說明例如用於圖丨之光學通信系統之 解調根據OPMM及偏振多工調變之資料之一光學接收器之 另一實施例; 圖5係一流程圖,其圖解說明例如用於圖3八至之光學 傳輸器之光學傳輸-數位:#料串流之方法;及 圖6係一流程圖,其圖解說明例如用於圖4八至4c之光學 接收器之光學接收一數位資料串流之方法。 在圖式及文字中’相同參考符號指示具有類似或相同功 能及/或結構之元件。 154456.doc -34- 201233084 在圖式中,某些特徵之相對尺寸可能被放大以更清楚地 圖解說明其中之特徵及/或與其他特徵之關係。 在本文中,藉由圖式及實施方式更全面地闡述各實施 例。然而,本發明可體現為各種形式且不僅限於圖式及實 施方式中所述之實施例。 【主要元件符號說明】
8 處理器 10 光學通信系統 12A 光學傳輸器 12 光學傳輸器 12B 光學傳輸器 12C 光學傳輸器 12D 光學傳輸器 14 光學接收器 14A 光學接收器 14B 光學接收器 14C 光學接收器 20A 光學調變器 20B 光學調變器 20C 光學調變器 20A' 光學調變器 20B' 光學調變器 20C' 光學調變器 22A 被動式光發射器 154456.doc -35- 201233084 22B 被動式光發射器 22C 被動式光發射器 22D 被動式光發射器 22E 被動式光發射器 22A' 被動式光發射器 22B' 被動式光發射器 22C' 被動式光發射器 24 多模式光纖 26 成像系統(準直光學系統) 26, 成像系統 28 偏振組合器(偏振光束分裂器) 30 偏振組合器(光學元件) 32 光學間隔層 34 微透鏡 36A 光學資料解調器 36B 光學資料解調器 36C 光學資料解調器 36A' 光學資料解調器 36B' 光學資料解調器 36C' 光學資料解調器 38 組 38' 組 38" 組 38", 組 154456.doc -36- 201233084
40A 被動式光學接收器 40B 被動式光學接收器 40C 被動式光學接收器 40D 被動式光學接收器 40E 被動式光學接收器 40A' 被動式光學接收器 40B' 被動式光學接收器 40C' 被動式光學接收器 42 電子處理器 44 組 44' 組 44" 組 44," 組 46 光學本地振盪器 48 光學相位板 50 準直光學系統 ACD 全光學連接裝置 IOW 輸入光學波導 LIA 橫向輸入陣列 LOA 橫向輸出陣列 OOW 輸出光學波導 SP 跨 154456.doc -37-

Claims (1)

  1. 201233084 七、申請專利範圍·· 1 _ 一種設備,其包含·· 一光學傳輪器’其包含一組光學波導以及第一、第二 及第三光學調變器;且 其中該組之該等光學波導之輸出端形成一橫向輪出陣 列’該橫向輪出陣列用於回應於該陣列被定位成光學面 對多模式光學波導之一端而將該組之該等光學波導端耦 合至一多模式光纖;且
    ❹ 其中該第一光學調變器光學連接至該組之該等光學波 導中之一第一光學波導且該第二及第三光學調變器中之 每一者光學連接至該組之該等光學波導中之第二及第三 光學波導;且 其中該組光學波導經組態以提供該等光學調變器與該 多模式光纖中之光學傳播模式之間的一秩3或以上H 合矩陣。 柄 2. 如請求項1之設備,其中該組包括第一及第二多芯光 纖,該組之該第一及第二光學波導分別係該第—及第二 多芯光纖之光纖。 3. 如請求項1或2之設備,其中該光學傳輸器進—步包含— 第二組光學波導以及第―、第- 3 昂一及第二額外光學調變 器;且 其中該第二組之該等光學 向輸出陣列,該第二橫向輪 列被定位成光學面對該多模 波導之輸出端形成—第二橫 出陣列能夠回應於該第二陣 式光學ί皮導之一端而將該第 154456.doc 201233084 二組之該等光學波導端耦合至一多模式光纖;且 其中該第一額外光學調變器光學連接至該第二組之該 等光學波導中之一第一光學波導;且 其中該第二及第三額外光學調變器中之每一者光學連 接至該第二組之該等光學波導中之第二及第三光學波 導。 4.如請求項3之設備,其中該第一组及連接至其之該等光 學調變器、經乡且態而以實質上正交於該第二組及該等額外 光學調變器經組態以輸出至該多模式光纖之光之一偏振 之一偏振將光輸出至該多模式光纖。 5· —種設備,其包含: 一光學接收器,其包含一組光學波導以及第一、第二 及第三光學資料解調器;且 其中該組之該等光學波導之輸入端形成一橫向輸入陣 列,該橫向輸入陣列用於回應於該陣列被定位成光學面 對該多模式光學波導之一端而將該組之該等光學波導端 耦合至一多模式光纖;且 其中該第一光學資料解調器光學連接至該組之該等光 學波導中之一第一光學波導且該第二及第三光學資料解 調器中之每一者光學連接至該組之該等光學波導卞之該 第二及第三光學波導;且 其中該組光學波導經組態以提供該等光學資料解調器 與該多模式光纖中之光學傳播模式之間的一秩3或以上 之耦合矩陣。 154456.doc 201233084 6.如清求項5之設備,其中該光學接收器進一步包含一第 一組光學波導以及第_、第二及第三額外光學資料解調 器;且 其中該第二組之該等光學波導之輸入端形成一第二橫 向輸入陣列,該第二橫向輸入陣列能夠回應於該第二陣 列被定位成光學面對該多模式光學波導之一端而將該第 一組之該等光學波導端耦合至一多模式光纖;且 其中該第一額外光學資料解調器光學連接至該第二組 之該等光學波導中之一第一光學波導;且 其中該第二及第三額外光學資料解調器中之每一者光 學連接至該第二組之該等光學波導十之該第二及第三光 學波導。 7. —種光學傳輸數位資料之方法,其包含: 將一第一經資料調變光學載波傳輸至端耦合至一多模 式光纖之一第一光學波導,以使得該第一經調變光學载 波優先傳輸至該多模式光纖之一第一傳播模式. 將第二及第三經調變光學載波傳輸至端耦合至該多模 式光學波導之第二及第三光學波導兩者,以使得該第二 經調變光學載波優先傳輸至該多模式光纖之一第二傳播 模式且該第三經調變光學載波優先傳輸至該多模式光纖 之一第三傳播模式;且 其中該第-、第二及第三傳播模式係該多模式光纖中 之正交傳播模式。 8·如請求項7之方法,其中該第二傳播模式具有隨著圍繞 154456.doc 201233084 f多模式光纖之軸之一圓圈沿—個方向橫移而增大之- 相位’且該第二傳播模式具有隨著該圓圈沿一相反方向 橫移而增大之—相位。 9. 一種光學接收數位資料之方法,其包含: 解調來自經由端轉合至其之一第-光學波導自-多模 式先學波導接收之光之資料以使得該所接收光係優先來 自該多模式光學波導之一第一傳播模式; 解調來自經由端麵合至其之第二及第三光學波導兩者 自該多模式光學波導接收之另—光之資料以使得該另— 光係優先來自該多模式光學波導之一第二傳播模式; 解調來自經由該第二及第三光學波導兩者自該多模式 光學波導接收之又一光之資料以使得該又—光係優先來 自該多模式光學波導之一第三傳播模式;且 其中該第一、第二及第三傳播模式係該多模式光纖中 之正交傳播模式。 10.如請求項9之方法,其中該第二傳播模式具有在圍繞該 多模式光纖之軸之一圓圈上隨著圓圈以一種方式掃掠而 增大之一相位,且該第三傳播模式具有在圍繞該多模式 光纖之軸之該圓圈上隨著圓圈以一相反方式掃掠而増大 之一相位。 154456.doc
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