光開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于光通信網(wǎng)絡(luò)的波長選擇開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于因特網(wǎng)等數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的爆炸式普及，逐漸提高了對光通信網(wǎng)絡(luò)的大容量化 的要求。雖然已實用化了用于應(yīng)對這樣的網(wǎng)絡(luò)需求的擴大的波分復(fù)用通信，但近年，按每一 波長進行的路徑變換成為可能的波長選擇開關(guān)（WSS:Wavelength Selective Switch)的需 求也逐年提高。作為現(xiàn)有的波長選擇開關(guān)，存在專利文獻1中所公開的波長選擇開關(guān)。
[0003] 圖10是表示專利文獻1中公開的波長選擇開關(guān)的一個例子的圖。在圖10中，從 輸入輸出光纖1?10中的任一根，輸入的波分復(fù)用信號沿著以實線表不的去路的光路28 發(fā)散并傳輸，由凹面鏡12變換成平行光，沿著去路的光路27射入到衍射光柵14。射入到衍 射光柵14的波分復(fù)用信號通過衍射光柵14被角色散，按每一波長往不同的方向進行衍射， 向光路23的實線的方向進行傳輸。傳輸?shù)墓庑盘柾ㄟ^柱面透鏡13,在圖10的紙面垂直方 向上形成聚光束，并射入到凹面鏡12。此時，在波長分波方向（圖10的紙面水平方向）上 作為平行光射入，在開關(guān)軸方向（圖10的紙面垂直方向）上作為會聚光束射入，在凹面透 鏡13上結(jié)成光束腰。
[0004] 然后，從凹面鏡12反射的光信號接著在圖10的紙面垂直方向上形成發(fā)散光束并 傳輸，再次射入到柱面透鏡13上變換成平行光，射入到空間偏轉(zhuǎn)元件15。另一方面，在波長 分波方向（圖10的紙面水平方向）上形成聚光束并通過凹面鏡12被反射，就此原樣不變 地傳輸向空間偏轉(zhuǎn)元件15方向。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻 1 :US7092599B

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0009] 在專利文獻1的光學(xué)系統(tǒng)中，從輸入輸出光纖1?10到空間偏轉(zhuǎn)元件15的距離 為凹面鏡12的焦距的4倍。也就是說，具有柱面透鏡13的約2倍的距離。由于該距離長， 因此限制了波長選擇開關(guān)整體的光學(xué)系統(tǒng)的大小。即，無法實現(xiàn)光開關(guān)的小型化。
[0010] 圖15A以及圖15B是用于說明現(xiàn)有的波長選擇開關(guān)的切換原理的圖，圖15BA表示 對應(yīng)輸入的相位變化情況，圖15B表示高級衍射光產(chǎn)生的情況。
[0011] 現(xiàn)有的波長選擇開關(guān)在空間相位調(diào)制元件上由像素化后的相位調(diào)制元件（一般 為LCOS:Liquid Crystal On Silicon)構(gòu)成，能對各個像素設(shè)定0?2jt為止的相位。通 過該設(shè)定的相位，將射入的光信號的相位按每一位置進行調(diào)制（移動）并反射?，F(xiàn)有的波 長選擇開關(guān)如圖15A所示，相位對應(yīng)位置進行線形變化，通過該以相位振幅為2JI進行折曲 的鋸齒波來實施相位調(diào)制而實現(xiàn)切換。然而，由于該切換方式由于鋸齒波的不完整性而在 2 31 - 0的相位變化時，相位連續(xù)變化，因此產(chǎn)生高級衍射光。
[0012] 圖15B的例子表示對應(yīng)空間相位調(diào)制元件15的傅里葉面的情況，即高級衍射光的 產(chǎn)生的情況。換而言之，其為空間頻率軸上的情況。在圖15B中，一級衍射光為主信號，在 該位置上配置有例如輸出端口 1?10。
[0013] 與此相對，由于顯示為二級光的部分形成高級衍射光，造成串擾，因此無法在二級 光的位置配置輸出端口。二級衍射光在2倍于從零級衍射光到一級衍射光的距離的位置處 產(chǎn)生。因此，能配置端口的區(qū)域受區(qū)域A的范圍所限。換而言之，由于在內(nèi)角側(cè)的區(qū)域D的 范圍內(nèi)無法配置端口，因此端口數(shù)減半。也就是說，在確定了需要的端口數(shù)的情況下，需要 設(shè)置固定量的區(qū)域A，區(qū)域D也必須設(shè)置成與區(qū)域A相同的寬度。因此，端口方向（圖15B 的X方向）的寬度最少也需要達到區(qū)域A的2倍。該X方向決定波長選擇開關(guān)的高度，會 存在模塊增高的問題。
[0014] 因此，本發(fā)明鑒于上述的情況而完成，其目的在于，提供一種可小型化的光開關(guān)。
[0015] 用于解決問題的技術(shù)方案
[0016] 為了解決上述問題，本發(fā)明包括：至少一個輸入端口；至少一個輸出端口；以及空 間光調(diào)制部，射入來自所述輸入端口的光信號，并將該光信號向所述輸出端口中的已選擇 的輸出端口偏轉(zhuǎn)，在所述空間光調(diào)制部中設(shè)定補償所述光信號射入時的波前的曲率半徑的 相位分布和用于使所述偏轉(zhuǎn)的光信號耦合向所述輸出端口耦合的相位分布重疊的相位分 布。
[0017] 此處，所述已選擇的輸出端口的端部還可以配置于所述被反射的光信號的主光線 上。
[0018] 所述輸入端口以及所述輸出端口還可以形成于基板上的光波導(dǎo)內(nèi)。
[0019] 在本發(fā)明中，還可以進一步包括：配置于所述空間光調(diào)制部與所述輸入端口以及 所述輸出端口之間的光學(xué)透鏡。
[0020] 所述光學(xué)透鏡和所述空間光調(diào)制部之間的距離還可以設(shè)定為與該光學(xué)透鏡的焦 距相同。
[0021] 所述光學(xué)透鏡與所述輸入端口以及所述輸出端口之間的距離還可以設(shè)定為與射 入到所述空間光調(diào)制部的光信號所對應(yīng)的虛擬光束腰的瑞利長度不同。
[0022] 在本發(fā)明中，還可以進一步包括：配置于所述空間光調(diào)制部與所述輸入端口以及 所述輸出端口之間的分光元件。
[0023] 還可以設(shè)置成，所述輸入端口與所述輸出端口設(shè)置于同一直線上，所述分光元件 的分光面與所述直線沿著所述分波面的法線配置。
[0024] 或者，還可以在形成于所述光波導(dǎo)內(nèi)的所述輸入端口以及所述輸出端口處配置光 定向耦合器、多模干涉耦合器、馬赫曾德爾干涉儀等，在從它們分路后的端口處，也可以設(shè) 置光接收兀件。
[0025] 射入到所述空間光調(diào)制單元時的波前的曲率還可以設(shè)置成非無限大，而為有限 值。
[0026] 在所述空間光調(diào)制部設(shè)定與所述光信號射入到所述空間光調(diào)制部時的波前的曲 率半徑相同曲率半徑的相位分布和當所述光信號射出所述空間光調(diào)制部時，使所述光信 號的主光線朝向所述已選擇的輸出端口的方向的相位分布重疊的相位分布的基礎(chǔ)上，進一 步，設(shè)定遍及所述空間光調(diào)制部整面賦予固定的相位的相位分布。
[0027] 以設(shè)定于所述光空間光調(diào)制單元的相位的非理想點在射入到所述空間光調(diào)制單 元的光信號的強度分布中使加權(quán)貢獻度變?yōu)樽钚〉姆绞?，確定所述固定相位也可以。
[0028] 發(fā)明的效果
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，可實現(xiàn)波分復(fù)用通信中進行波長切換的光開關(guān)的小型化。
[0030] 與現(xiàn)有的方式相比，可使開關(guān)端口數(shù)倍增。進一步，還可以降低由于空間光調(diào)制元 件的不完整而導(dǎo)致的串擾的惡化。
【附圖說明】
[0031] 圖1是用于說明現(xiàn)有的普通光開關(guān)中的切換方向的光路的圖。
[0032] 圖2是用于說明第一實施方式的光開關(guān)中的切換方向的光路的圖。
[0033] 圖3是用于說明作為圖2的空間光調(diào)制部的LCOS上的相位分布的圖。
[0034] 圖4是用于說明利用形成于光波導(dǎo)基板上的輸入輸出端口的例子的圖。
[0035] 圖5是用于說明第二實施方式的光開關(guān)中的切換方向的光路的圖。
[0036] 圖6是表不在第二實施方式的光開關(guān)中，包括輸入端口以及輸出端口的光波導(dǎo)的 結(jié)構(gòu)例的圖。
[0037] 圖7是用于說明第三實施方式的光開關(guān)中的切換方向的光路的圖。
[0038] 圖8A是表示在第四實施方式的光波長選擇開關(guān)中，開關(guān)軸方向的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0039]