TW575779B - Polarization independent non-blocking all-optical switching device - Google Patents

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A7 B7 五、發明說明（1 ) 本务明係有關於一種切換裝置。尤有關於一種可在多 數輪入端與多數輪出端之間導接多數*學信號的光學切換 裝置。 、 。光纖的使用，特別是作為電信傳輸媒體，乃會比既有 :勺4媒體(例如銅電纜等)具有更多的優點。例如，光纖 ^又更廣^覓的彳5唬，並可傳送更大量的資訊歷經一段 :、寸門且光纖所發出的電磁或射頻輻射很少或幾 :又有S此對％繞的影響幾可被忽略。相反地，光纖對 來自周遭環境之電磁及射頻的干擾會較不敏感。因此，光 學式的傳訊在國際及全球性的資訊發展中乃扮演-主要的 角色例如在超運弄’電信傳輸，及有賴以逐增的位元率 來傳送資料之能力的軍用ch等各用途。 事貫上，前述之各用途皆必須含有一些裝置來可控制 地轉接H或至少其_部份。許多的電 在一 _輸人㈣财-條線的㈣，㈣成在= 輸出線陣列中之-條線的輸出信號。電信業的切換、傳輸 及導接系統等，乃使該稱為多階連接網路(MIN)的網路: 廣泛使用，以達到上述功效。

在目前的光學網路發展中，構建智慧型的光學網路 得極為重要。在該等網路中，所有的資料乃能容易又快 地依據網路設定的指令經由最佳的路徑來傳送出去。例 若有-路徑被阻礙或未妥當地運作時，一智慧型的光風 路將會經由另-路徑來導接該等光學信號。在該等智: 光學網路中之—關鍵性構件，係為—種全光學切換S

亦為光學導接器。該全光學切換/導接裝置會依據設定 的指令將不同的光纖輸入端與輸出端，或甚至不同的波長 頻運等父又連接在一起，而將資料導經該網路系統。最佳 的‘接傳送路徑乃可依據一或多種需求來選擇，以達成最 佳的資料傳輪效果。 一目則研發中及/或產製中的光學切換裝置大致可分為 種頒31第一種是依據微鏡技術（例參見第6097859號美 國專利）的微機電系統（MEMS)，其中係使用先進的光微影 技術來製成微鏡等，其可藉施加一電壓來移動。輸入光纖 會被設成使光信號能入射在該等微鏡上。藉著控制施加於 該等微鏡上的電壓，該入射光將可被導接至不同的輸出光 纖，而在輸入與輸出光纖之間來完成交叉連接。但是，由 於名MEMS式的切換裝置之基本操作係依靠機械式旋轉或 移位，故其切換速度將會受到限制。目前的％£1^8式裝置 之切換速度典型約為1 〇耄秒。又，其需要高度精確的對準， 因為即使一微鏡的失準亦可能會使切換性能變差。因此， 該MEMS式裝置的穩定性與可靠性在機械震動相當普遍的 環境中將會有其限制。 第一種的光學切換裝置係為氣泡式的光學開關（參見 例如第4988157號美國專利）。其乃在光徑中形成氣泡的分 佈來達成全内反射，而將光信號導接至不同的切換元件且 隶後‘至不同的輸出光纖。該等氣泡係能以一電慶信號（例 如一脈衝）來造成或消除。但是，由於一氣泡式切換裝置通 常係在墨液材料中來利用相的變化，故其切換速度會受到 575779 A7 B7 釐) 五、發明説明（ 限制。又，氣泡的產生及消除通常需要一複雜的溫度控制 系統，故會形成一昂貴的切換裝置。 第二種全光學切換裝置係為一種依賴極化式的裝置 (參見例如Soref等人之第4,516,837號，Nkia之第4 852 962 號，Pan之第5,276,747號等美國專利，以及以比等人之第 〇9/342,422號美國專财請案）。在本段所述之上揭各美國 專利案及申請案的内容併此附送參考。其乃包括液晶㈣） 式的光學切換裝置。此種全光學開關將會比其它兩種光學 切換技術具有更多的優點。第一，極化式開關一般會具有 良好的穩定性，因為它們在切換操作中並沒有移動構件。 再者，一極化式開關會具有高切換速度，因為其僅依靠該 開關中所使用之活性材料的切換速度。例如，一使用向列 液晶材料的開關，乃可具有一毫秒左右的切換速度。一使 用鐵電液晶材料的開關更可具有一微秒左右（或更快）的切 換速度。故對該等極化式光學開關之切換速度的改良將會 十分有限，因僅能從發展新的活性材料方有其可能。又該 極化式切換裝置的另一優點係其通常會具有較小巧的造 型，且製造成本亦相對較低。因此，該種開關在光學傳訊 的研發中乃變得愈形重要。 然而，該極化式切換裝置之一普遍的重大缺點係，它 1 3L而要使入射光被極化。若一傳統的吸收式極化器（即 偏振器）被使用在該開關中或者之前，則至少有5()%的入射 光（即、、、勺-3dB)會被損耗。此對大部份的實際用途是難以接 又勺尤其又因通常光會被導經多數的切換裝置。由於傳

本紙張尺度_ A_ (21〇^J ::·裝------------------、可------------------：耆 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 575779 發明説明（ 統的光纖並不會保持光的極化(偏振)狀態，故在各開關中 或者之前乃須要有-極化器’結果將會迅速地累積損耗。 雖對保持極性的光纖之研發已有一些進展(參見例如第 4’904,052號美國專利）’但該等光纖通常不會保持極化式光 學開關所需的單純極化狀態。而且，能保持極性的光纖通 常會比傳統的光纖更昂貴甚多。故—種可能的解決方法 係，在每一切換裝置之前或者之後使用一光學放大器，但 是此則又會造成一較大的裝置且亦會增加可觀的費用。 因此，乃亟須有一種不依賴極化的全光學切換裝置， 其係為-高速、小巧、又高容量，且具有較信號經長而 可供全I/O切換的裝置。 少 乃 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?τ— 在一實施例中，本發明係為一種可在多數輸入端與多 數輸出端之間，選擇性地連接多數光學信號之不依賴極化 的光學連接裝置（即光學開關）。該實施例乃包含多數的分 光元件，至少二移相元件設在至少一極化分光元件的至 相鄰兩側面上，及多數的鏡。在一變化例中，該實施例〜 可為一MxN的光學連接裝置，其中有一極化分光元件會將 來自一輸入端的非極化光分成二互相正交的分量，而該二 正交分量會被分開地導經該裝置。並有另一極化分光元件 會將該二正交分量重組為一非極化光束，而將該光束導至 一輸出端。 本發明之另一態樣為一光學連接系統，其包含一不依 賴極化的光學連接裝置，乃可選擇性地連接多數輸入端與 多數輸出端之間的多數光學信號。該連接裝置包含至少一 575779 A7 ^---------B7____ 五、發明( 5 ) ~ ~^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 極化分光元件，至少二移相元件設在至少一極化分光元件 $至少二相鄰側面上，及多數的鏡。該連接系統更包含一 電腦可讀的程式模組，其中具有電腦可讀的程式碼，而使 该電腦能選擇性地啟動及止動該等移相元件。 在又一態樣中，本發明乃提供一種可製造一不依賴極 化之光學連接裝置的方法。該方法包括提供多數的極化分 光立方體，及乡數的鏡；在至少—極化分光立方體的至少 二相鄰側面上設置至少二移相元件；以互相呈邊角對邊角 的排列方式來組合該等極化分光立方體；及排列對設該等 鏡與該等極化分光立方體。 在又另一悲樣中，本發明乃提供一種能選擇性地連接 多數輸入端與多數輸出端之間的多數非極化光學信號之方 法。該方法包括提供一極化分光元件可將該等非極化電磁 信號分成互相正交的分量；在該各正交分量的路徑中設置 至少一移相元件；選擇性地啟動及止動至少一移相元件； 及提供另一極化分光元件，其可將該等互相正交的分量重 組成一非極化光束，並將該光束導至一輸出端。 圖式之簡單說明： 第1圖係不出一習知技術之不依賴極化的光學開關之 基本結構； 第2圖示出一使用極化轉換器及極化組合器之習知技 術的不依賴極化的光學開關之基本結構； 第3圖示出本發明之光學開關一 2x2實施例的基本結 構， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） _ 8 - >75779 A7 ---— B7 五、發明説明（6 ) 第4圖示出第3圖中之2χ2實施例的切換機制，（a)為未 切換狀態，（b)為切換狀態； 第5圖不出本發明之光學開關一 4χ4實施例的基本結 構； 第6圖示出本發明之光學開關一 8χ8實施例的基本結 構； 第7圖示出一4χ4固態光學開關的基本結構； 第8圖係為一包含本發明之一 ΝχΝ開關的連接系統之 方塊圖。 明參閱第3〜4Β圖，一依據本發明之原理所構建的裝 置乃被示出。本發明可用最簡單的2x2全光學不依賴極化 開關50來說明。由輸入光纖a、Β引入的非極化入射光，會 在一第一元件處被分成二具有正交極化方向的極化光。不 像典型的極化式開關，該二光束會在同一切換裝置中被分 開地導經不同的路徑，且最好亦有相等的徑長。該等光束 嗣會在靠近輸出光纖〇、丨之另一元件處被組合。如所示， 試實施例乃包含多數的極化分光器54，多數的移相器兄， 及多數的鏡52等，而以可.使二個別的輸入端a、B能與二個 別的輸出端0、1作任何耦接組合的方式來構設。該等元件 更可被構設成能便於擴充為具有大量輸入端與輸出端（例 如MxN)的開關。第5及6圖即分別示出一4χ4及一 8χ8的開 關。 本發明亦可具有傳統極化式開關的優點，包括每秒萬 億位兀的資料率，及高速的切換，而可便於使用在光纖網 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) ▼裝丨 、訂· 575779 A7 r-~__ 五、發明説明（7) 又且因本發明的開關係不依賴極化的，故乃可運 作極化或非極化光。由於該等輸入及輸出光皆可為非極化 光故本發明的開關相較於典型的極化式開關，將會具有 幸乂n的光效率（即輸入極化器沒有損耗），及最少的中間損 耗又本叙明的開關相較於習知的不依賴極化式開關， 亦可更為小巧。而且，本發明的開關亦能容易地擴充成使 大里的輸入端與輸出端能夠相接（例如ΝχΝ或ΜχΝ)。再 者，本發明之開關係可調變且非阻斷性的（即該等全光學信 就路徑互相之間係無阻的）。本發明之開關亦可提供雙向切 換。本發明之開關乃易於製造，因此可提供作為較低成本 的光學連接器。又，本發明不像傳統的mems技術，而對 環i兄的钕擾會較為牢靠及不敏感。本發明之優點亦在於其 多數的全光學信號路徑皆具有幾乎相同的徑長，因此可提 供固定延滯的及衰減的和對稱的資料輸出。 在本文中，光學裝置”乙詞係指一裝置或通過一裝置 的路I，而可用來導通電磁能者。同樣地“全光學裝置，，乙 3則係4曰一 I置或多個裝置的網路，而可用來傳輸或導引 電磁能通過其中，且不會將該能量轉變為其它類型的信 號，例如電信號或電子信號者。該“電磁能，，、“電磁輻射，， 及電磁信號”等係指在電磁波譜中由7射線至無線電波範 圍内的電磁波，並包含可見光。該“透明，，乙詞係被界定為 能容許光信號通過，而不會改變其極化狀態或強度者。又， 在本文所揭的正交極化狀態中，不論它們係為8或卩或左旋 圓形極化（LH)或右旋圓形極化（RH)光等，皆會被簡稱為正 —-— --— ---— _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格(210X297公釐) ' I一""7ΤΓ-；- ;-----------------·裝..... (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂— •曹— 五、發明説明（8 ) 交極化狀態P1與P2。此外，於此所述之“電腦，，或“電腦系統， 乃泛指任何電腦，電腦工作站，專用處理器，微處理器， 或專用的微控制器等。 明芩閱第1〜7圖，習知技術及本發明的裝置和方法等 將會更徹底地被說明。近來已有一些方法曾被揭露，來形 成一種不依賴入射光之極化狀態的極化式光學切換裝置。 Mears等人在第5,93〇,〇12號美國專利中乃揭露一種液晶空 間光調制器，纟可產生預先設計的極化全像，纟完成= 賴極化的切換。但是，在該等裝置中由於較低的繞射栅效 率，故損耗會較高。又Albert等人在第6，lu，633號美國專 利中亦揭露一種裝置，其乃在一特定的切換狀態中，會為 介於玻璃與液晶層之間的表面處之…與打極化光皆選擇 ^界入射角來達成全反射。但是，因其關鍵的折射係數 須要稜鏡材料及液晶材料，故可用來構建此種裝置的材料 將會受到限制。又，當該裝置中的切換元件被用來擴充至 —ΙχΝ或MxN的大切換裝置時，在不同頻道中的損耗可能 會不相同，此將會造成使用上的困難以及系統的複雜性。 在本段中所引述的美國專利前案皆併此附送參考。

Baker 專人在美國專利第 4,720，172、4,781，426、 4,784,470、4,790,633及4,792,212號中，乃揭露一種裝置， 其中非極化光會被以一被動的LC層來分成二正交的極化 光束。该等專利前案亦併此附送。該二光束將會通過一主 動LC層，然後在靠近於輸出光纖之另一被動層處會組合 在一起。但是’當將其2x2的切換元件擴充至NxN的切換裝 575779 A7 ____ B7_ 五、發明説明（9 ) 置日守’因k號光束係在各元件中分開再組合，故將會產生 較高的中間損耗。

Bergland等人在美國專利第5,317,658號中揭露一種裝 置，其包含一極化分光器11(第1圖）可用來將一非極化光分 成二正交的極化光束。該專利案内容亦併此附送。該二光 束會被導入互相分開的切換裝置（12、14)中，其各能匹配 特定的極化狀態來運作。該二光束被導引之後，會經由一 第二極化分光器再組合於一所擇的輸出端處。第丨圖乃示出 该裝置之一 4x4的實施例。如圖所示，其須要有二開關（每 一種光的極化狀態各須一個），故將會形成較大且較貴的裝 置’尤其是當擴充成大量的輸入端及輸出端時（例如ΝχΝ)。

Wu在美國專利第5,724，165號中亦揭露一種裝置，其中 有一極化轉換器會被緊接著插設在輸入光纖的下游處，並 有一極化組合器會設在輸出光纖的緊接上游處。該專利内 容亦併此附送。該裝置的基本結構係被示於第2圖中。一極 化轉換器22會利用一極化分光器24及一移相器26，來產生 二具有相同偏極化的平行光束。該二光束嗣會被同步地導 經該切換裝置。在輸出端處，有一極化組合器28會被用來 將該二光束結合成一光束，並導入一光纖中。但是，該裝 置會較大’因為其必須切換該二平行的光束。 如前所述，本發明的開關乃包含多數的極化分光器 54,及多數的鏡52和多數的移相器56。請參閱第3圖，一2χ2 不依賴極化式開關50乃被示出，而包含各二個上述之不同 元件。一典型的極化分光器會將入射光（典型為非極化光） 575779 A7 _______B7_ 五、發明説明（l〇 ) 勿成為一正交的極化分量（例如垂直（S)及水平（p)的極化狀 態）°市面上的極化分光器之例包括由Melles Griot，16542

Millikan Avenue，Irvine，California;或 CVI Technical Optics，

Ltd., Second Avenue, Onchan; Isle of Man IM3 4PA, England.等所製造者。該極化分光器54可為任何類型及構 造，而以一極化分光立方體（如所示）為較佳。又，該極化 分光為54亦可使用任何類型的極化元件。例如該極化分光 器54可包括一習知的MacNieii式極化反射器，一膽固醇液 晶層，或一無機的反射極化器。該等裝置將會以一既知的 方式來操作，而選擇性地反射具有一極化狀態（如P1)的 光，並透射具有正交極化狀態（P2)的光。 該移相器56可由任何類型之可電控制的雙折射材料製 成，而通常係形成半波延滯器的形式。該移相器56亦可為 一液晶單元’例如具有90。扭轉（或270。超扭轉）向列之液 晶，均勻調準向列液晶，或鐵電液晶者。舉例而言，當沒 有電場施加於上述裝置中時，射入移相器56之p丨極化光 束，在通過之後將會被轉化成P2的極化光束。而當一預定 的電壓施加於該移相器56時，一 P1 (或P2)的極化光束在通 過之後仍會保持其原來的極化狀態。相反地，一移相器56 亦可被用來在施加一電壓時能將入射光由p丨變成P2(或由 P2變成P1 )，但當未施予電場時，則可容極化光通過而不受 影響。以下，該移相器56在其可將入射光的極化狀態由p 1 變成P2(或由P2變成P1)時，乃被稱為是活性的或啟動的。 否則其會被稱為靜止的或止動的。 13 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公變） 575779 A7 一 _B7_ 五、發明説明（11 ) 請參閱第4圖，該切換裝置50的操作如下。該開關50 係可由輸入端A、B的光纖接收入射的非極化光。很重要須 注意的是由光纖射入的光通常係為非極化的，因為光纖並 不能保持該光的極化狀態。在輸入端A射入的非極化光會 被分光器54A分成P1與P2分量。一分量（例如P1)會被反射 朝向上鏡52A，而另一分量（P2)則會被透射朝向下鏡52B。 在未切換狀態時，該移相器56係為靜止的，故該二光束皆 可通過而不受影響。由上鏡52A反射的光，會在極化分光 态54B再度反射，而由下鏡52B反射的光則會穿過該分光器 54B中的極化元件。因此，該二光束（1>1與1>2)將會在該分光 器54B處重組而導向輸出端〇。在切換狀態時，該移相器係 為活性的，因此具有P1極化狀態的光束會被轉化成5>2極 化’而P2極化光則會轉化成pi極化光。故由上鏡52a反射 的光將會穿過該分光器54B，而由下鏡52B反射的光則會在 該分光器54B處再度反射。因此，該二光束（Ρ2.ρι)將會在 刀光态5 4B處重組而導向輸出端1。專業人士將可容易瞭 解，類似的狀況亦可應用於由輸入端B入射的光。在未切 換狀態時，光會被導向输出端i，而在切換狀態時，光會被 導向輸出端0。 現請參閱第5圖，乃示出一 4x4的開關6〇。於此構造 中，有四個輸入端A、B、C、D可被導接至四個輸出端〇、 卜2、3中之任一者。該開關60係以類似於開關5〇的方式來 操作，即非極化光會被分成二正交的分量⑺丨與打），然後 分別被引經該裝置，而移相器56會被用來改變其前進的路 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（21〇χ297公董） 14 ,-----------------^裝------------------訂-------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 575779 五、發明説明 12 仏。當所有的移相器56全部在該開關60中靜止時，輸入端 A會被導接至輸出端〇，輸入端B會被導接至輸出端2 5輸入 而Cg被‘接至輸出端丨，輸入端〇會被導接至輸出端3。為 了達到其它的導接形態，一或多個移相器56將會被啟動。 例如’藉著啟動在最右上方之分光器上的移相器61及62, 則輸入端B將可被導接至輸出端〇。同樣地，藉著啟動在最 右下方之分光器上的移相器63及64，則輸入端1)將可被導 接至輸出端1。以相同的方式，藉著啟動或止動該等適當的 移相器56，縣一輸入端a、B、c、D皆可被導接至何一 輸出端0、1、2、3。 現請參閱第6圖，一 8x8的開關70乃被示出。在此構造 中，有八個輪入端a、b、c、d、e、f、g、_M_ 至八個輪出端。、卜㈠…卜^中之任十開關 7〇的操作亦類似於開關5G、⑼，即非極化光會被分成二正 交的分量（P1及P2) ’纟分別地導經該裝置，而移相器^會 被用來改變其前進路徑。開關7〇通常須要有-或多個移^ 器56被啟動㈣成各切換形態。例如，輸人端a係可藉著 啟動移相器71與72來導接至輸出端G。輸人端A亦可藉^止 動該移相器72,並啟動變相器73而來導接至輸出端7。同, 地’輸入端F乃可藉啟動移相器74與75而被導接至輸出端6 以類似的方式，則任一輸入端A、B、c、d、E、F ' 〇、 將可藉啟動或止動適當的移相器56，而被導接至任一輪 知 3 4、5、6、7。專業人士將可容易瞭解， 發明的開關，包括開關6〇及7〇等，乃能使一光學信號經 樣 Η 出 本 由 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .、可| 餐， 本紙張尺度細巾關家鱗（CNS) Α4規格⑽><297公箸） 575779 A7 _________B7_ 五、發明説明（13) ^ — 任輸入立而與輸出端之間的一或多條信號路徑來被導接。 例如，在@關7〇中的輸入端八亦可藉啟動移相器巧、％、 7及78等來‘接至輪出端丨。因此，本發明的開關係可調變 的。 如上所述，本發明的開關亦可被擴充來容納更多數目 的輸入與輸出頻道。例如16χ16，24χ24，32χ32，48χφ8， 64x64等等，不依賴極化的全光學連接器乃可輕易地組合 多數的極化分光器54、移相器56及鏡52等而來構成。又， 本發明的開關亦可利用各種不同的切換結構，例如以比等 人在第09/342,422號美國專利申請案中所揭者。又且，具 有ΜχΝ、、Ό構之不對稱連接器，例如4χ$，24X64，1X16，12X6 等，亦可容易地組合多數上述元件而來製成。專業人士將 可谷易瞭解，本發明的開關（例如一 8χ8的開關）乃可由許多 構造中之一種來組成。專業人士亦可知道本發明的開關乃 可被構製成雙向者（即輸入端A, Β，c，D，...Μ可被作為輸出 端，而輸出端0, 1，2, 3, ...Ν則可被作為輸入端）。 本發明的開關能以任何適當的方法來製造。在一結構 中，為了易於製造，於此所揭的開關乃可被設計成各包含 多個三種主要元件：⑴極化分光立方體，（ii)鏡，及（iii)在 相鄰的兩面上各設有移相元件的極化分光立方體。此三種 構件可被分開地製成，然後在一棋盤狀的圖案中組合在一 起’來達成一所須的光學連接器之設計結構（如第3〜6圖中 所示的2 X 2，4 X 4，8 X 8等構造例）。 在另一種構造中’其亦為容易製造而設計者，本發明 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210X297公

、可 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) _餐- 575779 A7 B7 五 、發明説明（Μ 的光學開關亦可為一固態的連接裝置8〇，而包含多數全固 體的電磁信號路徑。該開關80之一4χ4的結構乃被示於第7 圖中。開關80乃各包含多個該四種主要元件：⑴極化分光 立方體54 ; (u)在相鄰的兩面上各設有移相元件的極化分光 立方體82 ; (iii)—鏡係包含一透明立方體而有一反射膜設 於其中84;及（iv)透明立方體（例如玻璃）％等。該等構件可 破分開地製成，再於一棋盤狀的圖案中組合在一起，來達 成任何所需的光學設計結構（例如ΜχΝ)。通常該等極化分 光立方體82會與另一立方體82組合成邊角對邊角的排列方 式，而透明立方體86則會與極化分光立方體82等互相組合 成平面對平面的排列方式。—含有全固體信號路徑的開關 (例叫之潛在優點係，能夠大大地減少菲料的⑽⑽ 耗，其係在折射率改變處之介面（例如玻璃/空氣介面）因反 射而產生者。折射率匹配耦合劑亦可被用來進一步地減少 該菲淫耳損耗。該開關8G的另_優點係其可充分地減少中 間損耗。開關8G之又-優點係其可阻抗機械性震動。 現请麥閱第8圖，任何前述的開關5〇、6〇 u等皆 可被裝設於-連接系統丨⑻中。如所示，該連接系統1〇〇最 好係為-電腦運作裝置，而包含有_程式模組m，其含有 一電腦可用的媒體，於上具有電腦可讀的程式碼或指令。 該程式碼包括任何上述之各财同的⑽導接運算。該程 式模組U0會銜接一控制器112，其可藉一電腦次系統（未示 出)以習知的方式來操作，而控制該程式模組110。該控制 器m亦銜接—驅動器114，其能以_習知的方式來摔作， 本紙張尺度適用中關家#i7S7^^X297公楚了 ;—-------------,0^— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -、可| 575779

、發明説明 形成該開關的介面。該驅動器114可包含_硬體裝 :好係被設人軟體’例如—軟體模組。該等程式模組⑽、 控制益112、及驅動器114將會組成控制裂置，而可用來操 =該NxN的開關’俾如前所述地導接各輸人端與 二 間的信號。 於上所述之本發明各種態樣的變化係僅為舉例而已。 應可瞭解所述各實_之修正對專業人員將十分容易。所 有該等修正變化皆應包含於中請專利範圍所界 的精神與範疇内。 知 I…： (請先閲讀背面之注意事^再填窝本頁) 、一叮| -餐， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 575779 A7 B7 五、發明説明（l6 ) 元件標號對照 11.. .極化分光器 12、14…切換裝置 22…極化轉換器 24.. .極化分光器 26.. .移相器 28.. .極化組合器 50、60、70、80··.切換裝置 52、84…鏡 54、82...極化分光器 56、61、62、63、64···移相器 71、72、73、74、75、76、77、78··.移相器 86.. .透明立方體 100…連接系統 110…程式模組 112…控制器 114…驅動裔 A、B、C、D、E、F、G、H.··輸入端 0、1、2、3、4、5、6、7...輸出端 19 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. //9 L —種不依賴極化之光學連接裝置，乃可選擇性地連接多 數輪入端與多數輸《之_多數電縣號，·該連接裝 置包含·· 多數的極化分光元件； 至少二可選擇性啟動的移相元件係被設在至少一 極化分光元件的至少二相鄰側面上；及 多數的鏡可操作地銜接該等極化分光元件。 2·如申請專利範圍第1項之光學連接裝置，更包含多數的 3全光學信號路徑延伸於該等輸入端與輸出端之間。 3’如申請專利範圍第2項之光學連接裝置，其中該各全光 學信號路徑乃具有實質相同的徑長。 其中該各全光 其中該各全光 其中該各全光 訂 4·如申請專利範圍第2項之光學連接裝置 學k號路徑乃具有實質相同的延滯。 5. 如申請專利範圍第2項之光學連接裝置 學信號路徑乃具有實質相同的信號衰減 6. 如申請專利範圍第2項之光學連接裝置 學信號路徑互相之間係為無阻的。 其中有一極化 7·如申請專利範圍第1項之光學連接裝置 正 有 分光元件會將來自一輸入端的非極化光分成二互相 父的分量’該各正交分量會被分開地導經該裝置，而 另一極化分光元件會將該二正交分量重組成一非極化 光束’並將其導至一輸出端。 8.如申請專利範圍第7項之光學連接裝置，乃被形成一 MxN的切換裝置，其中M為該等輸入端的數目，而 20 本紙張尺度顧巾關緖準（⑽）M規格⑽χ297公爱) 575779 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 该專輸出端的數目。 9·如申請專利範圍第8項之光學連接裝置，其中該M^N (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 係為2至2 5 6範圍内的偶數。 ίο.如申請專利範圍第9項之光學連㈣置，其中該 係為由2、4、8、12、“mu%、i28 所構成之組群中的數目。 11·如申請專利範圍第8項之光學連接裝置，其中該MW。 12.如申請專㈣圍第8項之光學連接裝置，其巾該μ等於 Ν。 ' a如申請專利範圍第8項之光學連接裝置，係為—雙向裝 置。 訂· ⑷士:申請專利範圍第i項之光學連接裝置，其中該等極化 分光元件係為極化分光立方體。 15·如申請專利範圍第14項之光學連接裝置，其中該等極化 刀光iL方體係互相形成邊角對邊角的排列方式。 16. 如申請專㈣圍第15項之光學連縣置，其中該等鏡乃 各包含一透明立方體，並有一反射層設於其中。 17. 如申請專利範圍第16項之光學連接裝置，更包含多數的 透明立方體。 18. 如申請專利範圍第17項之光學連接裝置，其中該等透明 立方體係被設成與該等分光立方體互相表面與表面對 齊排列。 19·如申請專利範圍第17項之光學連接裝置，更包含多數的 全固體信號路徑。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格U10X297公董） ’其中該等移相 ’其中該等鏡乃 575779 A8 B8 C8 __ D8 六、申請專利範園 20·如申請專利範圍第1項之光學連接裝置，其中該等極化 分光元件乃各包含一反射極化物。 21.如申請專利範圍第2 0項之光學連接裝置，其中該反射極 化物係為一膽固醇液晶極化層。 22·如申請專利範圍第2〇項之光學連接裝置，其中該反射極 化物係為一 MacNeill式反射極化物。 23·如申請專利範圍第2〇項之光學連接裝置，其中該反射極 化物係為一無機的反射極化物。 24·如申請專利範圍第1項之光學連接裝置，其中該等移相 元件乃各包含一液晶材料。 25·如申請專利範圍第24項之光學連接裝置，其中該液晶材 料係為一扭轉向列液晶。 26.如申請專利範圍第25項之光學連接裝置，其中該液晶材 料係為一 90。扭轉向列液晶。 27·如申請專利範圍第24項之光學連接裝置，其中該液晶材 料係為一鐵電液晶。 28·如申請專利範圍第丨項之光學連接裝置，其中該等移相 元件乃各包含一雙折射元件。 29. 如申請專利範圍第1項之光學連接裝置 元件係具有小於0·〇〇 1秒的移相時間。 30. 如申請專利範圍第1項之光學連接裝置 各包含一兩度反射的銀塗層。 31. —種光學連接系統，包含·· -不依賴極化的光學連«置，乃可選擇性地連接 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） ·, — —.......—.............訂---------------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 22 575779 A8 B8 C8 D8 申清專利範圍 多數輸入端與多數輸出端之間的電磁信號，該連接裝置 匕含·⑴至少一極化分光元件；（丨丨）至少一含有可選擇 地啟動之移相元件設在其至少相鄰二側面上的極化分 光元件；（iii)多數的鏡；及 一電腦可讀程式模組其内具有電腦可讀的程式 碼，而可令該電腦選擇性地啟動及止動該等移相元件。 32·如申請專利範圍第31項之連接系統，更包含—驅動器乃 可操作性地銜接該程式模組與該光學連接裝置，以進行 該選擇性的啟動及止動操作。 &如^請專利範圍第32項之連接系統，更包含—控制器乃 可麵作性地銜接該程式模組與該驅動器，以控制該程式 模組與驅動器的操作。 3(-種供製造—不依賴極化之光學連接裝置的方法，包 含： 提供多數的極化分光立方體及多數的鏡； 在至v —極化分光立方體的至少二相鄰側面上，設 置至少二可選擇地啟動之移相元件； 將3等極化分光立方體互相以邊角對邊角的排列 方式來組合；及 將4等4兄與極化分光立方體呈操作性地銜接列設。 35. 如申明專利乾圍第34項之方法，更包含將多數的透明立 方體以表面對表面的方式來與該等極化分光立方體排 列組設。 36. -種可在多數輸入端與多數輸出端之間，選擇性地連接 本紙張尺度翻tH目家鮮 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂— .鬌， 23 575779 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 多數非極化電磁信號的方法，包含： 提供一極化分光器來將該非極化電磁信號分成二 互相正交的分量； 在該等正交分量的各路徑中，設置至少一可選擇地 啟動之移相元件； 選擇性地啟動及止動該至少一移相元件；及 提供另一極化分光元件來將該等互相正交的分量 再結合成一非極化射束，並將該射束導至一輸出端。 24 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）