[发明专利]2x2波长选择开关阵列

说明书

本公开涉及2x2波长选择开关阵列。用于光学波长选择切换的方法、系统和装置。一种2x2波长选择开关阵列包括：被配置成接收一个或多个输入光束的多个光学输入端口和被配置成接收一个或多个输出光束的多个光学输出端口，其中所述多个光学输入端口和所述多个光学输出端口形成2x2光学端口对的阵列；一个或多个光学调节元件和一个或多个波长分散元件；具有多个偏振调制单元的偏振调制器阵列，每个单元被配置成独立地改变通过所述单元并与特定波长通道关联的光束的偏振方向；和偏振选择光束路由光学元件，被配置成根据偏振方向将每个特定输入光束路由到第一输出端口或第二输出端口。

技术领域

本说明书涉及光学波长选择切换。

背景技术

光学波长选择开关典型地用于光通信系统中。光学波长选择开关是使具有任意波长的光学信号能够在例如光纤中选择性地从一根光纤被切换到另一根光纤的开关。常规波长选择开关典型地用于波长选择可重配置的光学ADD/DROP节点(光学透明路由器)，其包括用于基于每波长来切换光学信号的结构。光学波长选择开关典型地用在光纤通信工业、仪表工业和国防工业中。

发明内容

一般而言，本说明书中描述的主题的一个创新方面可以具体实现为2x2波长选择开关阵列，其包括：被配置成接收一个或多个输入光束的多个光学输入端口，和被配置成基于切换状态来接收一个或多个输出光束的多个光学输出端口，其中，所述一个或多个输入光束中的每一个具有一个或多个波长通道，所述一个或多个输出光束各具有一个或多个波长通道，其中，所述多个光学输入端口和所述多个光学输出端口形成2x2光学端口对的阵列，所述2x2光学端口对各包括光学输入端口对和光学输出端口对；具有将输入光束转换成准直光束的光学功率的光学组装件；一个或多个光学调节元件和一个或多个波长分散元件，被配置为使光束对齐到共同的偏振方向中、分离在第一方向上传播的所述一个或多个输入光束的各个波长通道、并且将具有不同的波长通道的两个或多个分开的光束组合成特定的输出光束；包括聚焦光学元件的光学组装件，所述聚焦光学元件具有将输入光束聚焦到偏振调制器阵列上的光学功率，所述偏振调制器阵列具有多个偏振调制单元，每个单元被配置成独立地改变通过所述单元并与特定2x2开关的特定波长通道关联的光束的偏振方向；和一个或多个偏振选择光束路由光学元件，被配置成根据偏振方向将每个特定输入光束路由到对应2x2光学端口对的或者第一输出端口或者第二输出端口。

上述以及其它实施例可以分别可选地包括以下特征中的一个或多个——单独或组合地。该2x2波长选择开关阵列还包括一个或多个光学调节元件，该元件包括耦合到准直光学元件的偏振调节组装件以及半波片，使得具有随机偏振的输入光束变成具有共同偏振的光束。光纤可选地被光学耦合到基本上位于准直光学元件的后焦点平面处的微透镜阵列。光栅可选地光学耦合在准直光学元件与聚焦光学元件之间，并且其中光栅位于准直光学元件的前焦点平面处、以及聚焦光学元件的后焦点平面处。所述一个或多个波长分散元件包括用于根据波长通道来分离入射光束的光栅。所述一个或多个偏振选择光束路由光学元件包括光学耦合在偏振调制器阵列与聚焦光学元件之间的第一沃拉斯顿棱镜和第二沃拉斯顿棱镜。聚焦光学元件光学耦合在光栅与偏振选择光束路由组装件中的第一沃拉斯顿棱镜之间，使得耦合在准直光学组装件与聚焦光学组装件之间的光栅位于聚焦光学元件的后焦点平面处，并且偏振调制器阵列位于聚焦光学元件的前焦点平面处。每个2x2光学端口对形成独立的2x2波长选择开关的一部分，其中2x2波长选择开关根据该2x2波长选择开关的切换状态将在第一光学输入端口对处的输入光束的波长通道路由到光学输出端口对中的一个光学输出端口。

一般而言，本说明书中描述的主题的一个创新方面可以具体实现为系统，该系统包括：多根光纤，光学耦合到微透镜阵列；准直光学元件；偏振调节组装件，光学耦合在所述微透镜阵列与所述准直光学元件之间；光束平行性校正沃拉斯顿棱镜，光学耦合在所述准直光学元件与自由空间循环器组装件之间；光栅，光学耦合在所述自由空间循环器组装件与聚焦光学元件之间；以及第一沃拉斯顿棱镜和第二沃拉斯顿棱镜，光学耦合在所述聚焦光学元件与偏振调制器阵列之间。