[發(fā)明專利]光信號(hào)處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380050560.1
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN104823089B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鈴木賢哉;妹尾和則;大庭直樹;高橋哲夫;渡邊俊夫;河合武司;福德光師;石井雄三;葉玉恒一;樋口雄一
• 申請（專利權(quán)）人: 日本電信電話株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G02B6/122
• 分類號(hào): G02B6/122
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 陳華成

本發(fā)明提供一種光信號(hào)處理裝置，該光信號(hào)處理裝置能夠會(huì)聚來自輸入波導(dǎo)的光而形成細(xì)小直徑的光束陣列。光信號(hào)處理裝置包括：輸入波導(dǎo)(302a～302c)、陣列波導(dǎo)(305)、以及平板波導(dǎo)(304)，該平板波導(dǎo)(304)中以同一點(diǎn)(C)為中心的第一圓弧(304a)與輸入波導(dǎo)(302a～302c)連接，并且以同一點(diǎn)(C)為中心的第二圓弧(404b)與陣列波導(dǎo)(305)連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在光通信網(wǎng)絡(luò)中使用的光信號(hào)處理裝置。

背景技術(shù)

由于互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)爆發(fā)性地普及，對于光通信網(wǎng)絡(luò)的大容量化的要求日益增大。雖然為了應(yīng)對這樣的網(wǎng)絡(luò)需求的增大而應(yīng)用了波分復(fù)用通信，但是近年來對于能夠?qū)崿F(xiàn)針對各波長的路由切換的波長選擇開關(guān)(WSS：Wavelength Selective Switch)的需求也在日益增長。作為以往的波長選擇開關(guān)，有非專利文獻(xiàn)1所公開的波長選擇開關(guān)。

圖12是非專利文獻(xiàn)1所公開的波長選擇開關(guān)。在非專利文獻(xiàn)1所記載的波長選擇開關(guān)中，公開了將構(gòu)成在波導(dǎo)上的透鏡光學(xué)系統(tǒng)用作WSS的輸入光學(xué)系統(tǒng)，并將WSS的光學(xué)系統(tǒng)簡化，從而實(shí)現(xiàn)小型化和低價(jià)格化的方案。

具體而言，對形成于基板100上的光波導(dǎo)集成了WSS的輸入光學(xué)系統(tǒng)。從輸入波導(dǎo)101輸入的光信號(hào)經(jīng)由輸入平板波導(dǎo)102向陣列波導(dǎo)103入射。陣列波導(dǎo)103以各個(gè)波導(dǎo)成為相等長度的方式形成，在其輸出平板波導(dǎo)104處的輸出端Point A，寬幅地輸出高斯光束。

此處，在陣列波導(dǎo)103中的輸入平板波導(dǎo)102側(cè)的波導(dǎo)之間的間距d1與輸出平板波導(dǎo)104側(cè)的波導(dǎo)之間的間距d2相等的情況下，也就是說，在d1＝d2的情況下，如果將輸入波導(dǎo)101的波導(dǎo)模式的寬度設(shè)為w₀，則上述的輸出端Point A處的高斯光束的寬度W以下述式(1)表示。

[數(shù)1]

還從波導(dǎo)輸出端輸出具有式(1)所示的W的寬度的準(zhǔn)直光束。而且，從輸入波導(dǎo)101以外的輸入波導(dǎo)(例如，輸入波導(dǎo)101b)輸入的光信號(hào)作為以下的光束從波導(dǎo)輸出端輸出，該光束的中心存在于上述的輸出端Point A，且具有與輸入波導(dǎo)101、101b之間的距離x對應(yīng)的斜率的波陣面。

圖12所示的基板100上所形成的輸入光學(xué)系統(tǒng)適合于空間光學(xué)系統(tǒng)具有4f的開關(guān)結(jié)構(gòu)的情況。如圖12所示，4f如下表示，4f＝(從波導(dǎo)芯片100到透鏡105a的距離f)+(從透鏡105a到衍射光柵106的距離f)+(從衍射光柵106到透鏡105b的距離f)+(從透鏡105b到LCOS107的距離f)。

上述的空間光學(xué)系統(tǒng)適合于將同一光學(xué)功率元件(透鏡)用于開關(guān)軸方向和波長方向兩者來進(jìn)行波陣面成形那樣的光學(xué)系統(tǒng)的情況。在圖12中，從基板100輸出的光信號(hào)經(jīng)由兩個(gè)透鏡105a、105b以及衍射光柵106向作為光偏轉(zhuǎn)元件的LCOS107入射，但從不同的輸入端口、例如輸入端口101、101b輸入的光信號(hào)以不同的角度向LCOS107入射。這些光束的主光線到達(dá)LCOS107的位置為相同點(diǎn)。因此，通過由LCOS107使光束偏轉(zhuǎn)，能夠使來自不同的輸入端口的光信號(hào)高效地光耦合，實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能。

圖12所示的光學(xué)系統(tǒng)適合于4f的光學(xué)系統(tǒng)，但是不能應(yīng)用于其它的構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)。例如，在圖13所示那樣的2f光學(xué)系統(tǒng)的情況下，從輸入光纖201a輸出的光信號(hào)經(jīng)過光路204并經(jīng)由透鏡202而向作為光偏轉(zhuǎn)元件的LCOS203入射。而且，入射光被LCOS203偏轉(zhuǎn)，經(jīng)過光路205在光纖201b耦合。此時(shí)，光信號(hào)優(yōu)選作為準(zhǔn)直光束入射到LCOS203。來自輸入光纖201a的光信號(hào)在透鏡202的跟前(輸入光纖201a與透鏡202之間)作為擴(kuò)散光束204a傳輸。