无闭塞的多信道传播WDM耦合装置 所论及的光交叉连接使得能够实现自由选择的半永久性的转接WDM(波分复用)信号。
本申请的目的涉及用于从到达波导的、具有分别给定波长的光信号，可自由选择地转接到输出波导的一种耦合矩阵，其中，
-到达输入波导的光信号，经过多级空间耦合装置，是可以朝着所希望的输出波导方向转接的，
-空间耦合装置具有输入级和输出级，
-朝着输出波导方向转接的、多个从输出级输出的光信号，在一个信号特定的波长转换器内，可以转换为固定的彼此不同的波长的光信号。
具有上述特征的装置由通信国际会议(ICC)1993，日内瓦，“Optical Path Layer Technologies to enhance BISDN Integrity”为大家所知。在这种只用空间开关构成的装置的情况下，在输入级受原理制约只有一种选择转接是可能的，但单一光信号的多重分配是不可能的。
下述问题作为本申报的基础，本文开始所述耦合装置如此改进，即除了具有一给定波长的到达光信号，在一任意输出波导上作为具有一任意波长地光信号的可转接性之外，还给出任意波长的一任意光信号，在多个输出波导上作为相同或不同波长的多个光信号的可转接性或者在一个输出波导上作为不同波长的多个光信号的可转接性。
这个问题通过以下方式解决，即形成具有1-x-m开关元件的输入级，其输出端是彼此独立地可转换的。具有严格只有一种波长的入射的光信号引导到一1-x-m开关矩阵的用“1”表示的接口上。
通过避免在空间开关情况下必要的组合，本发明所述的1-x-m开关元件，原则上具有降低了的串音和衰减，这导致在一波导上输入的光信号在多个输出波导上多信道传播的可能性，其中只要在输出波导上存在足够数目的、由波长决定的信道的时候给出无闭塞性。
根据本发明目的的特殊改进，1-x-m开关矩阵和/或中间级空间开关，由许多彼此可独立控制的半导体放大器开关组成。这种措施-例如在多信道传播运行时-可以触发1-x-m一开关矩阵和/或一空间开关的多个输出端，使在每个输出端上的功率大小与分配比无关，因此降低了空间耦合装置输出端上光信号之间的功率差。
现在本发明以实施例在为了理解必要的范围内，依靠附图详细地说明，其中同一功能的部件用相同的标记。以下附图分别为：
图1根据本发明所述耦合装置的第一实施例的原理图；
图2根据本发明所述耦合装置的第二实施例的原理图；
图3已知的耦合装置的技术现状的说明图；
图4由光半导体放大器组成的1-x-m的开关元件的原理图；
图5一种由光半导体放大器组成的开关元件的原理图。
图3给出了由本文开始所述文件已知的用于由到达波导E1…EN的光信号可自由选择地转接到输出波导A1…AN上的耦合装置。输入波导分别把许多具有波长彼此不同的光信号输送给一个所属的波长多路分解器WID1…WIDN。波长多路分解器对每一波长λ1…λm的光信号分别传输给一个波导。传输具有严格只有一种波长的光信号的波导与空间开关RST11…RST1N的输入端相连接。空间开关RST11…RSTIN安置在由输入级，中间级ST2，输出级ST3组成的空间耦合装置RK的输入级ST1内。空间开关RST11…RST1N能够使在一输入端上输入的光信号转接到多个输出端1…m之一上。空间开关的内部在其输出端上具有输出分开的组合器。一空间开关的输出端RST11-RST1N分别与中间级各空间开关RST21…RST2m的输入端1…n相连接。空间开关RST21…RST2m，能够使在一输入端上输入的光信号转接到多个输出端1…n之一上。空间开关RST21…RST2m的输出端，分别与输出级不同的空间开关RST31…RST3N的一输入端1…m相连接。空间开关RST31…RST3N能够使在一输入端上输入的光信号转接到多个输出端1…m之一上。空间开关RST31…RST3N的每一输出端连接一个波长转换器OS。与一空间开关RST31…RST3N连接的波长转换器，把从空间开关输出的光信号转变为具有彼此不同的波长λ1…λm的光信号。从空间开关RST31…ST3N输出的、具有彼此不同的波长的光信号，经过一波长多路转接器WIM输送到归属该空间开关的输出波导。
图1和图2所示本发明的耦合装置，在输入级和输出级中与图3所示的已知的耦合装置的区别在于，安排了1-x-m的开关矩阵，以取代具有多个输入端和多个输出端的空间耦合装置。在本发明的一个目标中，只在空间耦合装置的输入级安排了1-x-m开关矩阵。在另一本发明的目标中，在空间耦合装置的输入级安排了1-x-m开关矩阵，在输出级安排了m-x-1开关矩阵。在输入级传输具有严格只有一种波长的光信号的每一波导，与一个1-x-m开关矩阵的用“1”表示的接口连接。图4所示的1-x-m开关矩阵由一分离器SP构成，该分离器把从输入侧输入的一个光信号，输送到输出侧多个原已为人们熟悉的半导体放大器开关SOA1…SOAm(半导体光放大器)。通过从外面输入的控制信号ASST1，从半导体放大器开关输出到其输出端的光信号是可以接通和可以断路的。因此，一个1-x-m开关矩阵能够按照从外面输入的控制信号的情况，使得输入到用“1”表示的接口上的光信号，转接到只一个输出端或多个输出端或全部输出端上。
在图1和图2所示的本发明的空间耦合装置中，根据图5所示的中间级空间开关，分别由分离器SP，半导体放大器开关SOA和组合器K构成；这时分离器在输入侧与空间开关的一个输入端连接，在输出侧与n个半导体放大器开关连接；组合器在输出侧与空间开关的一个输出端连接；半导体放大器开关的输出端是这样与组合器的输入端连接的，使得从空间开关的每一输入端到空间开关的每一输出端提供一个转接路径；半导体放大器开关的数目由空间开关的输出端数或输入端数m的平方决定。空间开关的各个半导体放大器开关能够通过从外面输入的控制信号ASST2接通或关断。因此空间开关能使输入到输入端的光信号按照从外面输入的控制信号的情况，转接到只有一个输出端或多个输出端或全部输出端上。
在图1和图2所示的本发明的空间耦合装置中，输出级可由m-x-1开关矩阵或由n-x-1开关矩阵构成；这时m或n个输入端经过一个组合器输送到输出端上。
在图1所示的第一实施例中，输入级的1-x-m的开关矩阵，具有与输入波导E1…EN内的波长数相同的输出端数。中间级由等于波长数平方个空间开关N×N构成，其输入端数和输出端数分别等于输入波导数和输出波导数。中间级的每个空间开关，传输一个单一波长的光信号。中间级空间开关的输出端与输出级m-x-1开关矩阵的输入端连接。
具有与其余的光信号的波长不同波长的光信号可以传输给m-x-1开关矩阵的每一输出端。m-x-1开关矩阵，其数目等于输入波导数或输出波导数和投入使用的各种波长数的乘积，用其用“1”表示的接口与一个当时的波长转接器λi/λ1…λi/λm连接。在该实施例中，在输入级内输入波长分配给一定的输出波长。在中间级输入波长分配给所希望的输出波导。此外，在该第一实施例中，用文献中以Mueller树形结构著名的结构，第一级和中间级之间进行连接以及中间级和输出级之间进行连接。
在图2所示的第二实施例中，输入级的1-x-N开关矩阵的输出端数与输入波导E1…EN的数相同。中间级由与输入波导数的平方相等数目的空间开关m×m构成，其输入和输出端数分别等于可能的波长数。中间级的各空间开关可以转接分别具有可能的波长之一的光信号。中间级的空间开关的输出端是与输出级的N-x-1开关矩阵的输入端连接。N-x-1开关矩阵，其数目等于输入波导数或输出波导数和投入使用的不同波长数的乘积，是用其用“1”表示的接口与一当时的波长转换器连接。在该实施例中，在输入级，输入波长分配给所希望的输出波导。在中间级，输入波长分配给一定的输出波长。