波長選擇設備和開關(guān)及其方法

專利名稱：波長選擇設備和開關(guān)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光傳輸技術(shù)，特別是用于電信和數(shù)據(jù)通信的單模式集成光學。更明確地，本發(fā)明涉及一種波長選擇設備、開關(guān)以及因此的方法。
波長路由的幾個不同的原理在文獻中已知。
N.Takato等人在128-Channel Polarization InsensitiveFrequency-Selection-Switch Using High-Silica Waveguides onSi(使用在硅上的高二氧化硅波導的128信道極化鈍感頻率選擇開關(guān))(IEEE Photon.Tech.Lett.，第2(6)卷，第441-443頁，1990年6月)中描述了依賴不對稱級聯(lián)耦合馬赫-曾德干涉儀(MZI)的波長選擇開關(guān)的原理。因此，可以實現(xiàn)1-N開關(guān)，其中，在N個等距分開的波長處的光信號可以被耦合在N個輸出之間，然而卻沒有完全彼此獨立。
J.-P.Weber等人的出版物A new type of tunabledemultiplexer using a multileg Mach-Zehnder interferometer(一種使用多路徑馬赫-曾德干涉儀的新型可調(diào)去復用器)(Proc.ECIO’97 EthE5 Stockholm(斯德哥爾摩)，第272-275頁，1997年)展示了一個MMIMZI設備(多模式干涉馬赫-曾德干涉儀)，其可以被用于循環(huán)的波長選擇路由。
T.Augustsson的Bragg grating assisted MMIMI coupler forwavelength selective switching(用于波長選擇開關(guān)的布拉格光柵輔助的MMIMI耦合器)(Electron.Lett.，第34(25)卷，第2416-2418頁，1998年)以及WO98/39686描述了一種提供完整信道獨立路由的MMIMIBg設備(布拉格光柵輔助的多模式干涉邁克爾遜干涉儀)。
K.Okamoto等人在16 channel optical add/drop multiplexerusing silica-based arrayed-waveguide gratings(利用基于二氧化硅的陣列波導光柵的16信道光分插多路復用器)(Electron.Lett.，第31(9)卷，第723-724頁，1995年)中討論了一種基于AWG的配置(AWG，陣列波導光柵)，利用它，原則上可以實現(xiàn)獨立路由。
通常，上述已知技術(shù)的問題包括大功率損耗、難以把信道串話保持在一個可接受的低電平以及例如由干涉效應引起的各個信道之間的功率變化。提供頗佳性能的那些配置都與由于巨大的和/或復雜的結(jié)構(gòu)所引起的高費用相關(guān)。
特別地，下列缺陷對前述各種技術(shù)來說是真實的。根據(jù)N.Takato的技術(shù)呈現(xiàn)出銳利的通帶，例如它可能會引起功率損耗。利用根據(jù)J.-P.Weber的技術(shù)，只能實現(xiàn)非常窄的串話性能優(yōu)良(即，低串話)的區(qū)域。這原則上是可補償?shù)模切枰獜碗s的干涉電路來在設備的馬赫-曾德臂中獲得一個非線性的相位響應。根據(jù)T.Augustsson的技術(shù)，如果許多信道要被處理，則需要一個大型電路。即使該技術(shù)后面的理論指示低串話，但是例如與處理相關(guān)的散射效應可能增加串話。該設備或許對關(guān)于串話的散射損耗特別靈敏，因為該成分是基于長邁克爾遜干涉儀臂中的反射。最后，K.Akamoto所描述的技術(shù)需要大的芯片表面。此外它呈現(xiàn)出銳利的通帶，其可以被大功率的損耗花費來補償。
本發(fā)明的另外一個目的是提供一個或多個上述類型的高性能設備，優(yōu)選地，用于一個具有關(guān)于包含在波長復用光信號中的波長信道實現(xiàn)完全獨立路由的可能性的開關(guān)中。
因此，本發(fā)明的一個特定目的是提供一個或多個設備，用于實現(xiàn)沒有與已知技術(shù)相關(guān)的一個或多個缺點的開關(guān)。
按照本發(fā)明的第一方面，提供一種設備，用于對包含在波長復用光信號中預確定波長的一個信號進行波長選擇相位控制，所述設備包括一個輸入端口，用于輸入波長復用光信號；一個分離裝置，用于把輸入的波長復用光信號分離成為預確定波長的信號和基本上包括在多路復用中的其它波長的信號；一個相位控制裝置，用于對兩個分離的信號之一進行相位控制；一個合并裝置，用于把分離的相位控制信號和另外一個分離的信號合并從而得到一個波長復用波長選擇相位控制的光信號和一個輸出端口，用于輸出該波長復用波長選擇相位控制的光信號。
優(yōu)選地，該設備也包括各自分離信號的一個波導，其每一個連接在分離裝置各自的輸出端口與合并裝置各自的輸入端口之間，因此相位控制元件被安排在這些波導之一上。優(yōu)選地，按照對于分離信號基本上相等的傳播距離來安排本發(fā)明的設備。
分離裝置和/或合并裝置可以由一個布拉格光柵輔助的MMI結(jié)構(gòu)(MMI，多模式干涉)或一個布拉格光柵輔助的MMIMZI結(jié)構(gòu)(MMIMZI，多模式干涉馬赫-曾德干涉儀)構(gòu)成。
可替代地，分離裝置和合并裝置可以由同一結(jié)構(gòu)構(gòu)成，因此該設備包括一個反饋裝置，用于引導兩個分離信號之一從所述結(jié)構(gòu)中通過用于相位控制的相位控制元件并回到所述結(jié)構(gòu)去。
在這種情況下，所述結(jié)構(gòu)最好包括一個耦合器，該耦合器連接到裝備有布拉格光柵的兩個波導上，在此，所述耦合器被安排來用于輸入波長復用光信號并輸出所述波長復用光信號到裝備有布拉格光柵的兩個波導中，在此，布拉格光柵被安排來用于通過反射其中一個信號而發(fā)射另外一個信號來把信號分離成為預確定波長的信號和基本上包括多路復用中的剩余波長的信號，所述反饋裝置被安排來用于引導發(fā)射信號從所述結(jié)構(gòu)中通過用于相位控制的相位控制裝置并回到所述結(jié)構(gòu)去，所述布拉格光柵還被安排來用于通過返回相位控制信號的發(fā)射來合并分開的信號，而所述耦合器還被安排來用于接收合并的波長復用波長選擇相位控制光信號以及用于在該設備的輸出端口處輸出同一光信號。
反饋裝置可以包括另外一個耦合器和一個波導環(huán)路，用于引導發(fā)射信號通過用于相位控制的相位控制裝置并返回到該耦合器，因此，此另一個耦合器被安排來用于輸入通過布拉格光柵發(fā)射的信號，用于在所述波導環(huán)路中輸出同一信號，用于連接通過相位控制裝置引導的相位控制信號，以及用于在裝備有所述布拉格光柵的所述波導中輸出同一信號。
所有的耦合器最好由MMI波導結(jié)構(gòu)構(gòu)成，但是可替代地，它們可以由定向耦合器構(gòu)成。
可替代地，該反饋裝置包括裝備有布拉格光柵的波導的一部分以及用于把發(fā)射信號反射回到裝備有布拉格光柵的波導的一個反射裝置。在這方面中，該相位控制裝置包括位于裝備有布拉格光柵的波導各自延伸中的兩個相位控制元件。在這里反射裝置可以由用于全反射的結(jié)構(gòu)或者用于發(fā)射信號反射的一個布拉格光柵的結(jié)構(gòu)來構(gòu)成。
在替換實施例中，分離裝置和/或合并裝置可以包括一個光環(huán)行器或一個Y耦合器。
在分離和合并裝置中的布拉格光柵可以被安排來反射預確定波長的信號或者發(fā)射預確定波長的信號。
優(yōu)選地，相位控制裝置被安排來用于對預確定波長的信號進行相位控制。
該設備還可以包括至少一個相位調(diào)制裝置，用于對波長復用光信號進行波長選擇相位調(diào)制。
此外，本發(fā)明包括一個開關(guān)，用于切換包含在波長復用多信道光信號中的至少一個波長信道，其包括上述類別和為所述波長信道調(diào)整的至少一個設備。
優(yōu)選地，該開關(guān)包括一個干涉電路，特別是一種馬赫-曾德干涉儀結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另外一個目的是提供至少一種對包含在波長復用光信號中預確定波長的信號進行波長選擇相位控制的方法。
按照本發(fā)明的另外一個方面，因此提供一種方法，包括接收波長復用光信號；把接收的波長復用光信號分離成為預確定波長的信號和基本上包括多路復用中剩余波長的一個信號；對兩個分離信號的至少一個進行相位控制；把分離相位控制信號和其它分開的信號合并從而獲得一個波長復用波長選擇相位控制的光信號；以及把該波長復用波長選擇相位控制的光信號輸出到一個波導中。
從下列說明中，本發(fā)明另外的目的將變成顯而易見。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是當利用一個或多個本發(fā)明的波長選擇相位控制設備來實現(xiàn)那些開關(guān)時將獲得有非常靈活功能的那些開關(guān)。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是相對于已知開關(guān)，它提供了一種優(yōu)良的可能性來實現(xiàn)改良性能的開關(guān)。
本發(fā)明的另外一個優(yōu)點是相比較于已知技術(shù)，它在其些方面呈現(xiàn)出更多系統(tǒng)容忍性質(zhì)。
從下列說明中，本發(fā)明另外的優(yōu)點將變成顯而易見。


圖1a示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一種波長選擇相位控制設備，圖1b示意性地說明了所述相位控制設備的相位響應，而圖1c說明了所述相位控制設備的MMIMZI結(jié)構(gòu)中的頻率分離。
圖2a示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的一種波長選擇相位控制設備，圖2b示意性地說明了所述相位控制設備的相位響應，而圖2c說明了所述相位控制設備的MMIBg結(jié)構(gòu)中的頻率分離。
圖3a示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的波長選擇相位控制設備，圖3b示意性地說明了所述相位控制設備的相位響應，而圖3c說明了所述相位控制設備的相移布拉格光柵中的頻率分離。
圖4a示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的一種波長選擇相位控制設備，圖4b示意性地說明了所述相位控制設備的相位響應，而圖4c說明了所述相位控制設備的相移布拉格光柵中的頻率分離。
圖5a示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第五實施例的一種波長選擇相位控制設備，圖5b示意性地說明了所述相位控制設備的相位響應，而圖5c說明了所述相位控制設備的布拉格光柵中的頻率分離。
圖6a示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第六實施例的一種波長選擇相位控制設備，圖6b示意性地說明了所述相位控制設備的相位響應，而圖6c說明了所述相位控制設備的布拉格光柵中的頻率分離。
圖7a示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第七實施例的一種波長選擇相位控制設備，圖7b示意性地說明了所述相位控制設備的相位響應，而圖7c說明了所述相位控制設備的布拉格光柵中的頻率分離。
圖8示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第八實施例的包括八個本發(fā)明類型A波長選擇相位控制設備的一種八信道1×2開關(guān)。
圖9示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第九實施例的包括十二個本發(fā)明類型A波長選擇相位控制設備的一種四信道4×4開關(guān)。
圖10示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第十實施例的包括八個本發(fā)明類型B波長選擇相位控制設備的一種四信道1×2開關(guān)。
圖11示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第十一實施例的包括十二個本發(fā)明類型B波長選擇相位控制設備的一種四信道4×4開關(guān)。
圖12示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第十二實施例的一種波長選擇相位控制和調(diào)制設備。
最佳實施方式在下列說明中，為了解釋而非限制的目的，闡明了具體的細節(jié)，比如特定的應用、技術(shù)、方法等等，以便提供對本發(fā)明的全面理解?？墒?，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯，本發(fā)明可以被實踐在偏離這些具體細節(jié)的其它實施例中。在其它實例中，熟知的方法、協(xié)議、裝置或者電路的詳細描述被省略以使本發(fā)明不會因為不必要的細節(jié)而不清楚。
本發(fā)明包括早先已知的若干組件功能的一種新的和發(fā)明性的組合，比如光的分離、濾波、合并、反射和發(fā)射，因此在本發(fā)明不同的實施例中利用不同的組件。
因此按照本發(fā)明的由一個設備構(gòu)成的第一方面，本發(fā)明被稱為WSPTC(波長選擇相位調(diào)諧電路)，用于對包含在波長復用光信號中預確定波長的信號進行波長選擇相位控制。下列部分被包含在該設備中。
°一個輸入端口，用于輸入波長復用光信號。
°一個分離裝置，用于把輸入的波長復用光信號分離成為(1)預確定波長的信號(去復用波長信道)和(2)基本上包括在多路復用中的剩余波長(剩余的多路復用)的信號。典型的分離裝置由裝備有布拉格光柵的設備構(gòu)成。
°一個相位控制元件，用于對兩個分離信號之一進行相位控制。優(yōu)選地，去復用波長信道被相位控制，但是，剩余的多路復用也可被相位控制，或者可替代地兩個信號都可以被相位控制。
°一個合并裝置，用于合并分離的相位控制信號和另外一個分離信號(或者也被相位控制)以便獲得一個波長復用波長選擇相位控制光信號。典型的合并裝置也由裝備有布拉格光柵的設備構(gòu)成。優(yōu)選地，兩個分離信號被安排以便在分離和合并設備之間傳播一個完全一樣遠的距離，但是該距離當然可以不同，這將在下面詳細描述。
°一個輸出端口，用于輸出波長復用波長選擇相位控制光信號。
本發(fā)明的功能因此能夠影響一個波長信道的相位而不必影響周圍其它信道的相位。兩種不同的功能類型可以被識別。
第一種類型(稱為類型A)是優(yōu)選的。它具有一個帶有將被相位控制的波長微可變階躍的相位響應。重要的是在f≈fi處的相位響應具有與在f≠fi處的相位響應相同的斜率，即，dΦ(f≈fi)df≈dΦ(f≠fi)df]]>在此，Φ(f)是相位響應，即，作為頻率f的一個函數(shù)的光相位，而fi是相應于預確定波長的頻率，即，去復用波長信道。這類型特別適合于實現(xiàn)1×2和2×2開關(guān)(WSS，波長選擇開關(guān))，因為對于每個信道只需要一個WSPTC。
另外一種類型(稱為類型B)，具有一個帶有將被相位控制的波長相對大相位階躍的相位響應。此階躍的一部分是變量(常常是一個微小的部分)，這是考慮到波長的相位控制。對于相位響應保持dΦ(f≈fi)df≠dΦ(f≠fi)df]]>如果馬赫-曾德類型的開關(guān)(在下面詳細描述)要被設計使用這類設備，則對于每個信道和每個馬赫-曾德臂，需要一個設備(WSPTC)，即，對于1×2和2×2開關(guān)，需要兩倍數(shù)量的類型A。
然而，通常為類型B的一些設備可以被設計(例如利用啁啾布拉格光柵(chirped布拉格光柵))以便它們滿足按照類型A的標準。
理論上通過使用下列基本組件，波長選擇相位控制設備可以被實現(xiàn)為將在本發(fā)明各種實施例中所描述的那樣°一個MMI波導或耦合器結(jié)構(gòu)(MMI，多模式干涉)被用于光分離。例如在L.B.Soldano和E.C.M.Pennings的Optical Multi-ModeInterference Devices Based on Self-ImagingPrinciples andApplication(基于同一圖像的光多模式干涉設備原理和應用)(J.Light wave Technol.，第13(4)卷，第615-627頁，1995年)中及其中的參考書目中可以找到這一點的理論。
光的MMI分離導致輸入強度分布的多圖像。MMI結(jié)構(gòu)的長度/寬度關(guān)系決定圖像的數(shù)量，它具有某一相互的相位關(guān)系，這取決于刺激光的接入波導。
°一個布拉格光柵被用于光的濾波。在這里，兩種類型的布拉格光柵被使用1.一種結(jié)構(gòu)，其反射一個窄的光譜帶(一個波長信道)，而頻譜的剩余成分(剩余信道)相對未受干擾地通過布拉格光柵被發(fā)射。該濾波輪廓可以通過強度、長度以及可變周期性(所謂的光柵啁啾)來調(diào)制。
2.一種結(jié)構(gòu)，其發(fā)射一個窄頻帶(一個波長信道)，而頻譜的剩余成分(剩余信道)通過布拉格光柵被反射。
理論上在G.P.Agrawal和S.Radic的Phase-shifted FiberGratings and their Application for Wavelength Demultiplexing(相移光纖光柵及其波長去復用的應用)(IEEE Photon.Tech.Lett.，第6(8)卷，第995-997頁，1994年8月)中可以找到用于波長去復用的布拉格光柵的全面描述。
°一個MMIBg結(jié)構(gòu)(MMIBg，布拉格光柵輔助的多模式干涉)原則上獲得固定的分插多路復用的功能。在T.Augustsson的Bragg gratingassisted MMI coupler for add-drop multiplexing”(用于分插多路復用的布拉格光柵輔助的MMI耦合器)(J.LightwaveTechnol.，第16(8)卷，第1517-1522頁，1998年)中可以找到這一點的理論。MMIBg結(jié)構(gòu)或者耦合器是這種元件的示例，即，借助于該元件，可以執(zhí)行波長選擇相位控制，參見在下面參考圖2的詳細描述。對于本發(fā)明的實現(xiàn)很重要的是可以使用平面波導技術(shù)而不必需要任何微調(diào)來制成此元件，利用MMIBg結(jié)構(gòu)這應該是完全可能的。
°一個相位控制元件是積極影響(控制)光相位所需要的一個元件。這里有好幾種類型的相位控制元件。這些元件的基礎(chǔ)是通過一個外部的電源信號(電壓、電流等等)來影響光波長。為此目的，影響(控制)相位的最佳方式或許是使用一個熱光元件，即，通過溫度來影響波導中的折射率(和通過其的光程長度)——至少關(guān)于材料系統(tǒng)SiO2/Si。通過把一個電場應用在波導之上以一種類似的方式也可以影響一些波導，即電光地影響折射率。
現(xiàn)在參考圖1-7，將更詳細地描述用于波長選擇相位控制的本發(fā)明設備(WSPTC)的七個不同實施例。這些之中，如圖1-2所示開頭兩個是類型A，而如圖3-7所示后續(xù)五個是類型B。后者中的一些可能可以被修改為類型A(例如通過啁啾布拉格光柵)。
現(xiàn)在參見圖1a，它示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明的波長選擇相位控制設備10，分離裝置由所謂的布拉格光柵輔助的MMIMZI結(jié)構(gòu)(MMIMZI，多模式干涉馬赫-曾德干涉儀)11構(gòu)成，該布拉格光柵輔助的MMIMZI結(jié)構(gòu)包括通過稱為馬赫-曾德波導或馬赫-曾德臂的兩個波導17、19連接到第二MMI波導15的第一MMI波導或耦合器13，該兩個波導17、19裝備有相同設計的布拉格光柵21、23。MMI波導13具有一個輸入端口25和兩個輸入/輸出端口29、31，輸入端口25用于輸入在稱為接入波導的波導27中發(fā)射的波長復用光信號，兩個輸入/輸出端口29、31用于把波長復用光信號輸出到兩個波導17、19中，每個波導中的強度最好相等。布拉格光柵被安排來反射一個稱為λi或fi的預確定波長信道，并發(fā)射剩余的波長信道。反射的波長信道因此被反饋到MMI波導13中并還通過輸出端口33被饋送到稱為連接波導的波導35中，通過用于相位控制的相位控制元件37，還饋送到合并裝置。通過布拉格光柵21、23發(fā)射的波長信道通過輸入端口39、41被饋送給另外一個MMI波導15通過輸出端口45被進一步饋送到連接波導43。馬赫-曾德臂17、19可以裝備有用于微調(diào)的微調(diào)或調(diào)整設備47、49，特別是用于補償在制造過程中不可避免的變化。
合并裝置也由一個布拉格光柵輔助的MMIMZI結(jié)構(gòu)51構(gòu)成，該布拉格光柵輔助的MMIMZI結(jié)構(gòu)包括通過兩個馬赫-曾德波導57、59連接到第二MMI波導55上的第一MMI波導53，這兩個馬赫-曾德波導57、59裝備有類似的布拉格光柵61、63。第一MMI波導53有一個輸入端口65，連接波導45被連接到其上。由分離裝置11反射且由相位控制元件37進行相位控制的波長信道因此通過端口65被饋送并經(jīng)由輸入/輸出端口67、69被饋送到兩個波導57、59中，在每個波導中強度最好相等。布拉格光柵61、63被安排來反射同一預確定波長信道和發(fā)射剩余的信道。優(yōu)選地，所有的布拉格光柵21、23、61、63是同種類型。波長信道λi因此被反饋到MMI波導53中并通過輸出端口71還被饋送到波導73中。
合并裝置的第二波導55也裝備有輸入端口75，發(fā)射剩余波長信道的連接波導43被連接到其上。因此，剩余波長信道被饋送到MMI波導55中并通過輸入/輸出端口77、79被饋送到兩個波導57、59中，每個波導的強度最好相等。布拉格光柵61、63發(fā)射這些波長信道，以使它們最好疊加反射信道λi。剩余的波長信道和預確定波長信道λi通過輸出端口71被反饋到端口67、69和波導73中。
同時，馬赫-曾德臂57、59可以裝備有用于微調(diào)的微調(diào)設備81、83。
優(yōu)選地，該設備是互易的，如果波長復用光信號在端口71被輸入則它以同樣的方式工作，因此復用波長選擇相位控制光信號通過端口25被輸出。該設備能夠同時在同一波導中以相反的方向用于發(fā)射光信號的操作，特別是如果以相反的方向發(fā)射的信號使用不同的非重疊波長帶或窗口的話。
優(yōu)選地，連接波導35和43具有這樣一種相互的長度關(guān)系反射和發(fā)射信號分別具有通過該設備的相同光程長度。
圖1b示意性地說明了如圖1a所示的相位控制設備的相位響應。通過相位控制波長信道和剩余的波長信道通過該設備傳播相同距離的這一事實，可獲得一種帶有將被相位控制的波長微可變階躍的完全線性相位響應。最后，圖1c示出了MMIMZI結(jié)構(gòu)11、51的頻率分布，即，作為以毫微米為單位的波長的函數(shù)而以分貝為單位的發(fā)射和反射特性T、R。
類型A的WSPTC設備10應該呈現(xiàn)優(yōu)良的濾波性能。然而，通過該設備的所有信道的一個長距離引起損耗和不穩(wěn)定性問題。除了相位控制信道之外的所有信道經(jīng)過兩個布拉格光柵部分，這可能會引起損耗問題——特別是對于系統(tǒng)中較短的波長。可能需要用于MMI波導中的反射信道強度以及發(fā)射信道強度的正確聚焦的微調(diào)。這可能將難以在大以及復雜的配置中實現(xiàn)。
接下來參考圖2a，它示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的一種波長選擇相位控制設備100，分離裝置和合并裝置都由所謂的MMIBg結(jié)構(gòu)101、103構(gòu)成。這些結(jié)構(gòu)具有在目前情況中等同于圖1a中布拉格光柵輔助的MMIMZI結(jié)構(gòu)11、51的功能。因此，MMIBg結(jié)構(gòu)101包括一個輸入端口105和兩個輸出端口107、109而MMIBg結(jié)構(gòu)103包括兩個輸入端口111、113和一個輸出端口115。在其上安排了一個相位控制元件119的連接波導117被相互連接在端口107和111之間而另一連接波導121被相互連接在端口109和113之間。
通過一個接入波導123把一個波長復用光信號饋送到端口105中。在MMIBg結(jié)構(gòu)101中，此信號被分成在端口107被輸出的預確定波長λi(去復用波長信道)的一個信號和在端口109被輸出的包括多路復用中剩余波長(剩余波長信道)的一個信號。預確定波長的信號通過波導117從端口107中被發(fā)射并通過了用于相位控制的相位控制元件119通過端口111到達MMIBg結(jié)構(gòu)103。包括多路復用中剩余波長的信號通過波導121從端口109發(fā)射、通過端口113到MMIBg結(jié)構(gòu)103。MMIBg結(jié)構(gòu)103把分開的信號帶到一起并通過輸出端口115把一個波長選擇相位控制光信號饋送到一個波導125中。
圖2b示意性地說明了如圖2a所示的相位控制設備的相位響應。一種帶有將被相位控制的波長λi微可變階躍的完全線性相位響應被獲得。圖2c示出了MMIBg結(jié)構(gòu)101、103的頻率分布，即，作為以納米為單位的波長的函數(shù)而分別以分貝為單位的發(fā)射和反射特性T、R。
WSPTC設備100是類型A并且不需要微調(diào)。類似圖1a中的設備，它具有通過該設備的所有信號的一個長距離，這可能會導致?lián)p耗和不穩(wěn)定性問題。除了相位控制信道之外的所有信道經(jīng)過兩個布拉格光柵部分，這可能還會引起損耗問題——別是在較短的波長處。該設備具有更差的濾波性能(圖2c)，當很近壓縮的信道將被處理時這可能會成為一個限制因素。此外，MMIBg原理主要用于低對比度的波導，而在下面描述的整個開關(guān)概念主要適合于高對比度波導。
接下來參考圖3a，它示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的一種波長選擇相位控制設備200，分離裝置和合并裝置都由同一結(jié)構(gòu)201(它是一個布拉格光柵輔助的MMIMZI結(jié)構(gòu))構(gòu)成，例如等同于如圖1所示的結(jié)構(gòu)11或51，除了布拉格光柵被相移即具有反向的發(fā)射和反射特性之外。該結(jié)構(gòu)包括通過馬赫-曾德波導結(jié)構(gòu)207連接到第二MMI波導205的第一MMI波導203，該馬赫-曾德波導結(jié)構(gòu)207包括帶有布拉格光柵和可能微調(diào)元件的兩個波導。
MMI波導203具有用于輸入在接入波導211中發(fā)射的波長復用光信號的一個輸入端口209和波導215連接到其上的一個輸出端口213。裝備有相移布拉格光柵的馬赫-曾德波導結(jié)構(gòu)207被安排來發(fā)射波長信道λi并反射剩余的波長信道。被安排來接收發(fā)射波長信道的第二MMI結(jié)構(gòu)205，包括連接到連接波導223的兩個輸入/輸出端口217、219，在連接波導223處安排了一個相位控制元件221。因此通過兩個輸入/輸出端口217、219之一或另外一個(就是說的217)饋送發(fā)射波長信道，通過波導環(huán)路223，因此相位可以被相位控制元件221來控制并通過端口219、217的另外一個(就是說的219)回到MMI結(jié)構(gòu)205。然后把相位控制信道饋送到馬赫-曾德波導結(jié)構(gòu)207并通過同一結(jié)構(gòu)被發(fā)射以便與反射波長信道疊加或復用，隨后波長選擇相位控制光信號通過MMI結(jié)構(gòu)203被饋送并通過端口213被輸出在波導215中。
圖3b示意性地說明了如圖3a所示的相位控制設備的相位響應。一種位帶有將被相位控制的波長λi相對大階躍的線性相響應被獲得。此階躍的一小部分是變量，它意味著波長信道可以被相位控制。圖3c示出了在馬赫-曾德波導結(jié)構(gòu)207中相移布拉格光柵的頻率分布，即，作為以納米為單位的波長的函數(shù)而分別以分貝為單位的發(fā)射和反射特性T、R。
該設備是類型B。此第三實施例的一個優(yōu)點是除了相位控制信道之外的所有信道通過該設備而傳播一個短路徑。優(yōu)良的濾波性能可能難以實現(xiàn)。在該設備中可能需要分別正確聚焦反射和發(fā)射效應的微調(diào)，這可能難以在大而復雜的配置中實現(xiàn)。該設備配置對相移布拉格光柵提出高要求，它意味這里應該需要設計能夠處理大系統(tǒng)帶寬的優(yōu)良布拉格光柵的可能性。或者，該光柵可以裝備有某些類型的啁啾。
現(xiàn)在參見圖4a，根據(jù)本發(fā)明第四實施例的波長選擇相位控制設備300被描述，其中，分離裝置和合并裝置由包括連接到一對波導305的MMI波導303的同一結(jié)構(gòu)301構(gòu)成，波導305裝備有相移布拉格光柵或者帶有微調(diào)元件。MMI波導還包括用于連接到波導309的輸入端口307和用于連接到波導313的輸出端口311。正如從MMI波導303中看到的，除了布拉格光柵以外，所述一對波導305還裝備有相位控制元件315、317(每個波導一個)，以及仍然從MMI波導303中看到，在這對波導的遠端處裝備有一個鏡面319或用于全反射的其它結(jié)構(gòu)。
MMI波導303被安排用于通過端口307輸入波長復用光信號并用于在馬赫-曾德波導結(jié)構(gòu)305中輸出信號。裝備有相移布拉格光柵的這對波導305被安排來發(fā)射波長信道λi并反射剩余的波長信道。相位控制元件315、317(優(yōu)選地，它們是類似的)被安排用于控制發(fā)射信號的相位。鏡面319被安排用于把發(fā)射信號反射回到布拉格光柵和MMI波導303，因此相位控制信道通過布拉格光柵被發(fā)射并與反射波長信道疊加或復用。最后，所獲得的波長選擇相位控制光信號通過MMI結(jié)構(gòu)303被饋送并通過端口311輸出在波導313中。
圖4b示意性地說明了如圖4a所示的相位控制設備的相位響應。一種帶有將被相位控制的波長λi微階躍的線性相位響應被獲得(然而，此階躍比使用圖3a中說明的設備所獲得的階躍更小)，其一部分是變量，其結(jié)果造成波長信道可以被相位控制。圖4c示出了相移布拉格光柵的頻率分布，即，作為以納米為單位的波長的函數(shù)而以分貝為單位的發(fā)射和反射特性T、R。
此類型B設備的一個優(yōu)點是除了相位控制信道之外的所有信道通過該電路而傳播一個短路徑。優(yōu)良的濾波性能可能難以實現(xiàn)。相位控制信道的微調(diào)可以通過平衡相位控制元件315、317來完成?？赡苄枰瓷湫诺赖奈⒄{(diào)，這可能難以在大而復雜的結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)。與前面的實施例中一樣，對于布拉格光柵增加了相同的需要。全反射結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)可能難以實現(xiàn)。
圖5a示出了根據(jù)本發(fā)明第五實施例的波長選擇相位控制設備400，其等同于第四實施例——除了被安排來反射相位控制信號的布拉格光柵419替換了鏡面319之外。剩余組件具有相同的參考數(shù)字并且起到與如圖4a所示的組件相同的作用。
圖5b示意性地說明了如圖5a所示的相位控制設備的相位響應。一種帶有被控制的波長λi微階躍的線性相位響應被獲得，其一部分是變量，這使得波長信道能夠被相位控制。圖5c示出了布拉格光柵419的頻率分布，即，作為以納米為單位的波長的函數(shù)而分別以分貝為單位的發(fā)射和反射特性T、R。包含在一對波導305中的相移布拉格光柵的頻率分布等同于如圖4c所示的那一個。
相比較于如圖3a和4a所示的設備，這個設備對相移布拉格光柵提出多少更低的要求。濾波性能或許更好。
圖6a示出了根據(jù)本發(fā)明第六實施例的波長選擇相位控制設備500，除了鏡面319被布拉格光柵419(被安排來反射控制信號)替換以及一對波導305的相移布拉格光柵被各自波導中的高通類型503與低通類型505的布拉格光柵分別替換之外，其等同于第四實施例，它們一起被安排來發(fā)射一個波長信道λi以及反射剩余的波長信道。剩余組件與如圖4a所示的那一個具有相同的參考數(shù)字并且起到相同的作用。
圖6b示意性地說明了如圖6a所示的相位控制設備的相位響應。一種帶有將被相位控制的波長λi微階躍的相位響應被獲得，其一部分是變量，這結(jié)果造成波長信道可以被相位控制。此外，在被高通光柵503反射的信道與被低通光柵505反射的信道之間的一個固定階躍被獲得并且被各自光柵分開的物理位置所導致。圖6c示出了布拉格光柵的頻率分布，即，作為以納米為單位的波長的函數(shù)而分別以分貝為單位的發(fā)射和反射特性T、R。高通503和低通505類型的布拉格光柵分別可以是傳統(tǒng)類型并呈現(xiàn)出類似的然而卻是波長的下移以及上移和有更寬反射頻帶的發(fā)射和反射特性。
相比較于如圖3a、4a和5a所示的設備，這個設備對相移布拉格光柵結(jié)構(gòu)提出更低的要求?？赡苄枰桓咄ü鈻藕偷屯ü鈻欧瓷涞男诺赖姆珠_微調(diào)以便把光正確地聚焦在MMI波導303中。
圖7a示出了根據(jù)本發(fā)明第六實施例的波長選擇相位控制設備600，除了關(guān)于下列各點之外，其等同于第三實施例。在馬赫-曾德波導結(jié)構(gòu)207中的布拉格光柵被替換為傳統(tǒng)布拉格光柵603，其反射一個波長信道λi并發(fā)射剩余的波長信道。因此，除了λi之外所有的波長信道通過MMI波導205和通過裝備有相位控制元件221的波導環(huán)路223來傳播，因此除了λi之外所有的波長信道被相位控制。在端口213處的輸出多路復用信號包括除λi外都被相位控制的波長信道。通過安排對完整的多路復用信號進行相位控制的另外一個相位控制元件605，相位響應可以被糾正以使獲得根據(jù)如圖7b所示的一個相位響應。
圖7b因此示意性地說明了如圖7a所示的相位控制設備的相位響應。一種帶有將被相位控制的波長λi階躍的線性相位響應被獲得，其一部分是變量，這結(jié)果造成波長信道可以被相位控制。圖7c示出了布拉格光柵603的頻率分布，即，作為以納米為單位的波長的函數(shù)而分別以分貝為單位的發(fā)射和反射特性T、R。
利用類型B的此設備，避免了難以實現(xiàn)的相移布拉格光柵?？墒?，有一個缺點是除了相位控制信道之外的所有信道通過該設備傳播一個很長的距離并通過了兩個布拉格光柵部分，這可能會引起損耗問題——特別是在該系統(tǒng)中的較短波長處?？赡苄枰⒄{(diào)。
可替代地，應該利用包括一個光環(huán)行器和/或一個Y耦合器(在該圖中未示出)的分離裝置和/或合并裝置來實現(xiàn)波長選擇相位控制的設備。
波長選擇開關(guān)可通過利用根據(jù)本發(fā)明七個第一實施例中的任何一個或多個波長選擇控制器WSPTC來獲得。
為了實現(xiàn)一個基于這種設備的波長選擇開關(guān)WSS，優(yōu)選地，需要一個干涉電路。馬赫-曾德干涉儀(MZI)應該是特別適合的。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明用于波長選擇的一個開關(guān)結(jié)構(gòu)包括兩個耦合器，它們與裝備有一個或多個上述波長選擇控制器的被稱為馬赫-曾德波導或馬赫-曾德臂的至少兩個波導相互連接。耦合器之一被安排來把輸入光信號輸入到波導而第二耦合器被安排用于根據(jù)光信號各自的相位來從開關(guān)中輸出光信號，光信號各自的相位被一個或多個波長選擇相位控制設備所控制。
圖8-11從而示出四種不同的MZI/WSPTC結(jié)構(gòu)，其中圖8和9示出在此類型A的WSPTC被利用的配置，而圖10和11示出在此類型B的WSPTC被利用的配置。注意，WSPTC被縮寫為圖8-11中的PC機。
現(xiàn)在參見圖8，根據(jù)本發(fā)明第八實施例的一個馬赫-曾德類型的八信道1×2開關(guān)610被描述，它包括類型A的八個發(fā)明的波長選擇相位控制設備611-618。該開關(guān)包括第一MMI波導620和第二MMI波導630，第一MMI波導620裝備有用于輸入多路復用信號的輸入端口622和兩個輸出端口626、628；第二MMI波導630裝備有兩個輸入端口632、634和兩個輸出端口636、638。兩個馬赫-曾德波導640、642被相互連接在第一MMI波導的輸出端口626、628與第二MMI波導的輸入端口632、634之間。MMI波導裝備有八個波長選擇可控設備，其每一個都被安排用于控制各自的波長信道λ1，…，λ8。在示出的實施例中，四個設備被安排在上端的馬赫-曾德臂620中而四個被安排在低端的馬赫-曾德臂630中，但是沒有什么阻止以其它方式安排它們，因為每一臂和每一信道有一個設備，這已完全足夠了。為了將設備的大小減到最少，優(yōu)選地，四個設備被安排在每個臂中。
通過控制設備611-618各自信道的相位，MMI波導630可以被安排(控制)來在端口636或在端口638處輸出各自的波長信道。因此，獲得在輸入多路復用信號中的八個波長信道的完全獨立切換。
接下來參考圖9，描述了根據(jù)本發(fā)明第九實施例的四信道4×4開關(guān)660，其包括類型A的十二個發(fā)明的波長選擇相位控制設備。
開關(guān)660包括第一MMI波導662和第二MMI波導664，第一MMI波導662裝備有四個輸入端口和四個輸出端口；第二MMI波導664也裝備有四個輸入端口和四個輸出端口。在MMI波導之間安排四個平行的馬赫-曾德臂。設備660用于把在第一MMI波導662的輸入端口處輸入的四個波長信道切換到另外一個MMI波導664處的四個輸出端口。每個馬赫-曾德臂包括用于控制三個不同波長信道的三個設備。因此，該臂包括(從上面計數(shù))用于控制信道2、3和4的設備，用于控制信道1、3和4的設備，用于控制信道1、2和4的設備，以及用于控制信道1、2和3的設備。相位控制和MMI波導664被安排來以便保證這四個波長信道的完全獨立切換。
圖10示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第十實施例的一種四信道1×2開關(guān)670，其包括八個本發(fā)明類型B的波長選擇相位控制設備。
開關(guān)670包括第一MMI波導672和第二MMI波導674，第一MMI波導672裝備有一個輸入端口和兩個輸出端口；第二MMI波導674被裝備有兩個輸入端口和兩個輸出端口。在MMI波導之間安排兩個平行的馬赫-曾德臂。設備670用于把在第一MMI波導672的輸入端口處輸入的四個多路復用波長信道切換到另外一個MMI波導674處的兩個輸出端口。每個馬赫-曾德臂包括用于控制每個各自波長信道的四個設備。相位控制和MMI波導674被安排以使實現(xiàn)這四個波長信道的完全獨立切換。因為該設備是類型B，所以對于每個信道和每個臂需要一個設備。
圖11示意性地說明了根據(jù)本發(fā)明第十一實施例的一種四信道4×4開關(guān)680，其包括十六個本發(fā)明類型B的波長選擇相位控制設備。該開關(guān)具有與如圖9所示的開關(guān)相同的作用，但是因為類型B的設備被利用，所以為了一個正確的功能，需要四個以上的設備。
設備680因此包括第一MMI波導682和第二MMI波導684，第一MMI波導682裝備有四個輸入端口和四個輸出端口；第二MMI波導684也裝備有四個輸入端口和四個輸出端口。在MMI波導之間安排四個平行的馬赫-曾德臂。正如在如圖9所示設備的情況下，設備680用于把在第一MMI波導682的輸入端口處輸入的四個波長信道切換到第二MMI波導684的四個輸出端口。每個馬赫-曾德臂在此包括用于控制四個不同波長信道的四個設備。相位控制和MMI波導684如上被安排來使得保證這四個波長信道的完全獨立切換。
這些開關(guān)結(jié)構(gòu)原則上可以被擴大以便處理N個波長，在此，N可以被任意地選擇。當然，這里有一個實際的限制所有的波長信道必須存在于MMI波導的帶寬內(nèi)部。一個開關(guān)應該處理的信道越多，則越需要更大的結(jié)構(gòu)，因此也獲得越大的損耗。
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明第十二實施例的波長選擇相位控制和調(diào)制設備700，除了下列各方面之外，其等同于這發(fā)明的第五實施例。在相位控制元件和被安排來反射控制信號的布拉格光柵419之間，在每一波導處被安排了各自的強度調(diào)制元件703、705。其它組件同圖5a所示的那一個具有相同的參考數(shù)字并且起到相同的作用。強度調(diào)制元件703、705例如可以被實現(xiàn)為電光開關(guān)，其每一個包括一個MMIMZI結(jié)構(gòu)和一個電光的相位調(diào)制元件。
利用這個配置，波長選擇空間開關(guān)和波長選擇調(diào)制可以彼此無關(guān)地被實現(xiàn)。當然，本發(fā)明實施例1-7的任何實施例可以以類似的方式被修改來實現(xiàn)波長選擇調(diào)制。
通過把根據(jù)第十二實施例的一個或多個設備安排在開關(guān)中，例如安排在類似于本發(fā)明實施例8-11的開關(guān)中，則獲得完全獨立的開關(guān)以及調(diào)制。
按照本發(fā)明的另外一個方面，包括一種方法，用于對波長復用光信號中的波長信道進行波長選擇相位控制。該方法通常包括該信號被接收并被分成所述波長信道和包括多路復用中剩余波長信道的一個信號；至少一個分開的信號被相位控制；把分開的相位控制的信號和其它分開的信號合并以便實現(xiàn)波長復用波長選擇相位控制光信號。
該方法可以還包括在上面參考不同實施例所描述的可選步驟。
優(yōu)選地，通過使用平面波長結(jié)構(gòu)并且在一些單片半導體系統(tǒng)或如硅元素上二氧化硅的電介質(zhì)波導系統(tǒng)中，可以把分別根據(jù)本發(fā)明的設備和開關(guān)制成集成在一個芯片上。
本發(fā)明的優(yōu)點包括至少在某些方面中的增強性能。本發(fā)明特別提供密集信道間距、低損耗和低串話的可能性。此外，假如可以實現(xiàn)高波導對比度，則可以把基于本發(fā)明的組件制成非常緊密。
優(yōu)選地，本發(fā)明意指被用作一個波長選擇開關(guān)元件。然而，本發(fā)明也適于實現(xiàn)控制分插多路復用、控制濾波、控制多路復用/多路分離功能等等。
本發(fā)明不局限于上述的和在附圖中示出的實施例，而是可以在附加權(quán)利要求的范圍內(nèi)被修改。特別地，本發(fā)明顯然不限制為本發(fā)明的關(guān)于原料、尺寸或制造的選擇。
權(quán)利要求
1.一種對包含在波長復用光信號中的預確定波長(λi)的信號進行波長選擇相位控制的設備，其特征在于-一個輸入端口(25、105、209、307)，用于輸入波長復用光信號；-一個分離裝置(11，101，201，301)，用于把輸入的波長復用光信號分離成為預確定波長(λi)的信號和基本上包括多路復用中剩余波長的信號；-一個相位控制裝置(37、119、221、315、317)，用于對兩個分離信號之一進行相位控制；-一個合并裝置(51、103、201、301)，用于合并分離相位控制信號和另外一個分離信號以便獲得一個波長復用波長選擇相位控制光信號；和-一個輸出端口(71、115、213、311)，用于輸出該波長復用波長選擇相位控制光信號。
2.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于它包括各自分離的信號的一個波導(35、43、117、121)，其每一個被連接在分離裝置各自的輸出端口(33、45、107，109)與合并裝置各自的輸入端口(65、75、111、113)之間，其中，相位控制裝置(37、119)被安排在這些波導之一上。
3.如權(quán)利要求2所述的設備，其特征在于所有輸入端口(25、65、75、105、111、113)和輸出端口(33、45、71、107、109、115)被物理地分開。
4.如權(quán)利要求2或3所述的設備，其特征在于對于兩個分離信號，以一個基本上相等的傳播距離來安排之。
5.如權(quán)利要求2-4任何一個所述的設備，其特征在于分離裝置包括一個布拉格光柵輔助的耦合器(101)。
6.如權(quán)利要求2-4任何一個所述的設備，其特征在于合并設備包括一個布拉格光柵輔助的耦合器(103)。
7.如權(quán)利要求2-4任何一個所述的設備，其特征在于分離裝置(11)包括通過裝備有布拉格光柵的兩個波導(17、19)來相互連接的兩個耦合器(13、15)。
8.如權(quán)利要求7所述的設備，其特征在于耦合器之一(13)被安排來用于輸入波長復用光信號并且把所述波長復用光信號輸出在裝備有布拉格光柵的兩個波導(17、19)中；布拉格光柵(21、23)被安排來用于通過反射一個信號以及發(fā)射另外一個信號來把信號分離成為預確定波長(λi)的信號和基本上包括多路復用中剩余波長的信號，另外一個耦合器(15)被安排來用于輸入通過布拉格光柵發(fā)射的信號以及用于把同一信號輸出在連接到分離裝置的輸出端口之一(45)的波導(43)上；和所述第一耦合器(13)還被安排來用于輸入在布拉格光柵(21、23)處被反射的信號以及用于把同一信號輸出在連接到分離裝置的另外一個輸出端口(33)的波導(35)。
9.如權(quán)利要求2-4任何一個所述的設備，其特征在于合并裝置(51)包括通過裝備布拉格光柵的兩個波導(57、59)來相互連接的兩個耦合器(53、55)。
10.如權(quán)利要求9所述的設備，其特征在于合并裝置的耦合器(53)之一被安排來用于在合并裝置的輸入端口(65)之一處輸入分離信號之一并把所述分離信號輸出在合并裝置的波導(57、59)中；合并裝置的另外一個耦合器(55)被安排來用于在合并裝置的另外一個輸入端口(75)處輸入另外一個分離信號并把所述另外一個分離信號輸出在合并裝置的波導(57、59)中；合并裝置的布拉格光柵(61、63)被安排來用于通過反射一個分離信號而發(fā)射另外一個分離信號來把分離信號合并；和合并裝置的所述第一耦合器(53)還被安排來用于輸入該合并的波長復用波長選擇相位控制光信號以及用于在該設備的輸出(73)處輸出之。
11.如權(quán)利要求1-4任何一個所述的設備，其特征在于分離裝置和/或合并裝置包括一個光環(huán)行器。
12.如權(quán)利要求1-4任何一個所述的設備，其特征在于分離裝置和/或合并裝置包括一個Y耦合器。
13.如權(quán)利要求7-10任何一個所述的設備，其特征在于布拉格光柵(21、23、61、63)被安排來反射預確定波長的信號。
14.如權(quán)利要求7-10任何一個所述的設備，其特征在于布拉格光柵被安排來發(fā)射預確定波長的信號。
15.如權(quán)利要求7-10任何一個所述的設備，其特征在于每個耦合器(13、15、53、55、203，205、303)由一個MMI波導結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求7-10任何一個所述的設備，其特征在于每個耦合器(13、15、53、55、203，205、303)由一個定向耦合器構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求1-12任何一個所述的設備，其特征在于相位控制裝置(37、119、221、315、317)被安排來用于對預確定波長的信號進行相位控制。
18.如權(quán)利要求1-12任何一個所述的設備，其特征在于相位控制裝置(221)被安排來用于對基本上包括多路復用中剩余波長的信號進行相位控制。
19.如權(quán)利要求18所述的設備，其特征在于另外一個相位控制裝置(605)用于對合并的波長復用的波長選擇相位控制光信號進行相位控制。
20.如權(quán)利要求1所述的設備，其特征在于分離裝置和合并裝置由同一結(jié)構(gòu)(201、301)構(gòu)成并且該設備包括一個反饋裝置(223、305、319、419)，用于引導兩個分離信號之一從所述結(jié)構(gòu)中通過用于相位控制的相位控制裝置(221、315、317)并回到所述結(jié)構(gòu)。
21.如權(quán)利要求20所述的設備，其特征在于所述結(jié)構(gòu)包括連接到裝備有布拉格光柵的兩個波導(207、305)上的一個耦合器(203、303)。
22.如權(quán)利要求21所述的設備，其特征在于所述耦合器(203、303)被安排來用于輸入波長復用光信號并且把所述波長復用光信號輸出在裝備有布拉格光柵的兩個波導(207、305)中；布拉格光柵被安排來用于通過反射一個信號而發(fā)射另外一個信號來把信號分離成為預確定波長(λi)的信號和基本上包括在多路復用中剩余波長的信號；所述反饋裝置(223、305)被安排來用于引導發(fā)射信號從所述結(jié)構(gòu)中通過用于相位控制的相位控制裝置(221、315、317)并回到所述結(jié)構(gòu)；所述布拉格光柵還被安排來用于通過發(fā)射返回的相位控制信號來合并分離信號；而所述耦合器(203、303)還被安排來用于輸入合并的波長復用的波長選擇相位控制光信號以及用于在該設備的輸出端口(213、311)處輸出同一光信號。
23.如權(quán)利要求22所述的設備，其特征在于反饋裝置包括另外一個耦合器(205)和一個波導環(huán)路(223)，用于引導發(fā)射信號通過用于相位控制的相位控制裝置(221)并回到該另外一個耦合器(205)，因此，此另一個耦合器被安排來用于輸入通過布拉格光柵發(fā)射的信號，用于在所述波導環(huán)路中輸出同一信號，用于輸入通過相位控制裝置引導的相位控制信號，以及用于在裝備有所述布拉格光柵的所述波導(207)中輸出同一信號。
24.如權(quán)利要求22所述的設備，其特征在于反饋裝置包括裝備有布拉格光柵的波導(305)的一個延伸，并且包括反射裝置(319、419)，用于把發(fā)射信號反射回到所述波導(305)并且該相位控制裝置包括位于各自的所述波導(305)中的兩個相位控制元件(315、317)。
25.如權(quán)利要求24所述的設備，其特征在于反射裝置包括用于發(fā)射信號全反射的一個結(jié)構(gòu)(319)。
26.如權(quán)利要求24所述的設備，其特征在于反射裝置包括用于發(fā)射所反射信號的布拉格光柵(419)。
27.如權(quán)利要求1-24任何一個所述的設備，其特征在于每個相位控制裝置(37、119、221、315、317、605)由一個熱光或電光設備構(gòu)成。
28.如權(quán)利要求1-27任何一個所述的設備，其特征在于它包括至少一個強度調(diào)制裝置(703、705)，用于對波長復用光信號進行波長選擇相位調(diào)制。
29.如權(quán)利要求28所述的設備，其特征在于對于每個相位控制裝置或者元件(315、317)，它包括與各自的相位控制裝置或元件(315、317)串聯(lián)安排的一個強度調(diào)制裝置(703、705)。
30.如權(quán)利要求28或29所述的設備，其特征在于強度調(diào)制裝置包括一個電光開關(guān)。
31.一種用于切換包含在波長復用多信道光信號中的至少一個波長信道的開關(guān)，其特征在于它包括如適合用于所述波長信道相位控制的權(quán)利要求1-30任何一個所述的至少一個設備(611-618)。
32.如權(quán)利要求31所述的開關(guān)，其特征在于它包括一個干涉電路，特別是一個馬赫-曾德干涉儀結(jié)構(gòu)(610、660、670、680)。
33.如權(quán)利要求32所述的開關(guān)，其特征在于它包括第一(620、662、672、682)和第二(630、664、674、684)耦合設備，最好是MMI波導結(jié)構(gòu)，通過至少兩個馬赫-曾德波導(640、642)來相互連接，其至少一個波導裝備有至少一個設備，并且其第二耦合設備(630、664、674、684)包括至少兩個輸出端口，因此，第一耦合設備(620、662、672、682)被安排來用于輸入波長復用多信道光信號以及把同一光信號輸出在馬赫-曾德波導中，至少一個設備(611-618)被安排來用于對包含在光信號中的波長信道進行相位控制而第二耦合設備(630、664、674、684)被安排來用于接收所述波長選擇相位控制光信號以及根據(jù)波長信道的相位來把光波長信道輸出在它的輸出端口(636、638)的任一個處。
34.一種用于對波長復用光信號中預確定波長(λi)的信號進行波長選擇相位控制的方法，其特征在于如下步驟-接收波長復用光信號；-把輸入的波長復用光信號分離成為預確定波長(λi)的信號和基本上包括多路復用中剩余波長的信號；-對兩個分離信號之一進行相位控制；-合并分離相位控制信號和另外一個分離信號以便獲得一個波長復用波長選擇相位控制光信號；和-輸出波長復用的波長選擇相位控制光信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對波長復用光信號中預確定波長(λi)的信號進行波長選擇相位控制的設備,它包括:一個輸入端口(25、105、209、307),用于輸入波長復用光信號;一個分離裝置(11、101、201、301),用于把輸入的波長復用光信號分離成為預確定波長(λi)的信號和基本上包括多路復用中剩余波長的信號;一個相位控制元件(37、119、221、315、317),用于對兩個分離信號之一進行相位控制;一個合并設備(51、103、201、301),用于合并分離相位控制信號和另外一個分離信號以便獲得一個波長復用波長選擇相位控制光信號;和一個輸出端口(71、115、213、311),用于輸出波長復用波長選擇相位控制光信號。一個包括所述類別的至少一個設備的開關(guān)和一種用于波長選擇相位控制的方法也包含在本發(fā)明中。
文檔編號G02F1/01GK1372652SQ0081237
公開日2002年10月2日 申請日期2000年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月1日
發(fā)明者T·奧古斯特松 申請人:艾利森電話股份有限公司