[发明专利]具有椭圆光束的自由空间多路传送切换器

说明书

一种自由空间MCS，可以包括用于发射光束的输入端口、N个输出端口、用于将光束分离成N个部分的分束器、以及包括在阵列方向上排列的N个偏转器的偏转器阵列。每一个偏转器具有有效区域，其在阵列方向中具有一尺寸，该尺寸匹配入射在其上的所述N个部分的一部分在阵列方向中的尺寸。自由空间MCS可以包括第一光束成形光学器件，以在分束器处形成具有基本上垂直于切换方向的长轴的第一椭圆光斑，以及角度偏移元件，以引导来自分束器的N个部分中的每一部分至N个偏转器中的不同偏转器。N个部分中的每一部分在所述偏转器处可以具有第二椭圆光斑，其具有基本上平行于所述切换方向的长轴。

技术领域

本公开涉及多路传送切换器(MCS)，并且更具体地涉及自由空间MCS，其使用椭圆光束以便允许减小自由空间MCS的切换核心内的元件的尺寸，和/或减小自由空间MCS的整体尺寸。

背景技术

在光学通信网络中，利用数字信息调制光信号，并在一定长度的光纤上从源位置向目的地位置传送光信号。多路传送光切换器(在此称为多路传送切换器(MCS))允许来自单个光纤的光信号(例如，包括一个或多个波长信道)同时被切换到多个光纤。在一些情况下，MCS可以允许来自多个输入光纤的多个光信号被切换到多个输出光纤，使得多个输入光纤中的任一个中的光信号可以被多路传送到多个输出光纤的非重叠的子集中。

发明内容

根据一些可能的实施例，自由空间多路传送切换器(MCS)可以包括：输入端口阵列，其包括用于发射光束的输入端口；输出端口阵列，其包括N(N>1)个输出端口；分束器，其光学地设置在所述输入端口阵列和所述输出端口阵列之间，所述分束器将所述光束在分离方向上分离为至少N个部分；偏转器阵列，其光学地设置在所述分束器和所述输出端口阵列之间，其中，所述偏转器阵列包括沿阵列方向排列的N个偏转器，并且其中，所述N个偏转器中的每一个偏转器具有切换方向，所述切换方向基本上垂直于所述分离方向，并且，其中，所述N个偏转器中的每一个具有有效区域，所述有效区域在所述阵列方向中具有一尺寸，该尺寸匹配入射在其上的所述N个部分中的一部分在阵列方向中的尺寸；第一光束成形光学器件，其光学地设置在所述输入端口阵列和所述分束器之间；以及第二光束成形光学器件，其光学地设置在所述输出端口阵列和所述偏转器阵列之间，其中，所述第一光束成形光学器件可以成形所述光束，并在所述分束器处形成第一椭圆光斑，其中，所述第一椭圆光斑的长轴可以基本上垂直于所述切换方向；以及角度偏移(ATO)元件，其光学地设置在所述分束器和所述偏转器阵列之间，其中，所述分束器和所述偏转器阵列可以各自被布置，以使得所述ATO元件将来自所述分束器的光束的至少N个部分中的每一部分引导至所述N个偏转器中的不同偏转器，其中，在所述偏转器处，所述至少N个部分的每一部分可以具有第二椭圆光斑，所述第二椭圆光斑具有基本上平行于所述切换方向的长轴。

根据一些可能的实施例，自由空间多路传送切换器(MCS)可以包括：输入端口阵列，所述输入端口阵列的每一个输入端口用于发射光束；输出端口阵列，其包括N(N>1)个输出端口；分束器，其光学地设置在所述输入端口阵列和所述输出端口阵列之间，用于将所述光束中的每一个光束在分离方向上分离成至少N个部分；偏转器阵列，其光学地设置在所述分束器和所述输出端口阵列之间，其中，所述偏转器阵列可以包括N个偏转器，其中，所述N个偏转器中的每一个可以在垂直于所述分离方向的切换方向上偏转光，其中，所述N个偏转器中的每一个可以接收来自每一个光束的N个部分中的一个，并且将选定部分耦合至所述输出端口阵列的输出端口，并且其中，所述N个偏转器中的每一个可以具有有效区域，其尺寸匹配入射在其上的所述N个部分的尺寸；第一光束成形光学器件，其光学地设置在所述输入端口阵列和所述分束器之间，以在所述分束器处沿分离方向将所述光束形状转变为椭圆形；角度偏移光学器件，其光学地设置在所述分束器和所述偏转器阵列之间，以在所述偏转器阵列处沿所述分离方向将所述N个部分的形状转变为椭圆形；以及，第二光束成形光学器件，其光学布置在所述偏转器阵列和所述输出端口阵列之间，以在所述输出端口阵列处将所选定的部分的形状转变为圆形。