光学交错器及解交错器 【技术领域】
本发明涉及具有光学交错器及解交错器的设备以及用以操作此些光学组件的方法。 背景技术 此部分介绍可有助于促进对本发明的更好理解的方面。因此, 应就此阅读此部分 的陈述且不应将其理解为承认什么是现有技术或什么不是现有技术。
在波分多路复用 (WDM) 光学通信系统中, 可通过在选定光学传输频带中填塞更多 独立波长通道来增加数据速率。此种较紧密填塞产生较窄的波长通道。所述较窄的波长通 道可与更光谱高效的调制格式一同使用, 例如相移键控格式及 / 或极化多路复用格式。对 WDM 系统中的此些较窄波长频带的处理通常需要具有较窄带通的光学滤波器。
发明内容 各种实施例提供可用作光学交错器及解交错器的设备。在一些此类实施例中, 所 述设备提供比具有大约高斯通带的常规光学装置更为矩形的通带。 光学交错器及解交错器 的一些此类实施例可产生群组延迟, 其中波长依赖性比许多常规光学交错器及解交错器平 坦。
一个实施例特征在于包括一个或一个以上光学解交错器的第一设备。 每一光学解 交错器包括 : 光学组件, 其具有第一对光学输入与输出端口及第二对光学输入与输出端口 ; 及 1x2 光学耦合器。所述光学组件的每一光学输出端口以光学方式连接到所述 1x2 光学耦 合器的对应光学端口。 所述光学组件经构造以操作为用于所述第一对的光学端口之间的光 传播的第一光学滤波器且经构造以操作为用于所述第二对的光学端口之间的光传播的第 二光学滤波器。所述第一及第二光学滤波器具有实质规则地间隔且交错的通带。
在第一设备的一些实施例中, 所述 1x2 光学耦合器能够操作为光学强度分裂器。
在第一设备的一些实施例中, 所述光学组件包括第一 AWG 光学 MUX, 所述第一 AWG 光学 MUX 能够将光从其两个光学端口传输到端耦合到所述第一 AWG 光学 MUX 的光学星形耦 合器的光学波导的端阵列。在一些此类实施例中, 所述光学组件可包括第二 AWG 光学 MUX, 所述第二 AWG 光学 MUX 能够将光从所述阵列的光学波导的其它端传输到所述第二 AWG 光学 MUX 的两个光学端口。所述第一 AWG 光学 MUX 可包括另一光学星形耦合器及连接所述两个 光学星形耦合器的 AWG, 且所述端阵列可相对于光学波导的端对向最大弧度角度, 所述最大 弧度角度小于或等于约 1.55 微米除以 AWG 的光学波导的端的平均中心到中心间距 ( 以微 米为单位 ) 的两倍且除以 AWG 的波导的有效折射指数。
在一些实施例中, 第一设备包括光学交叉连接或包括一个或一个以上光学解交错 器的光学分插多路复用器。所述一个或一个以上光学解交错器包括两个光学解交错器。在 一些此类实施例中, 所述设备包括多跨距光学光纤传输线, 其中所述线包括所述光学交叉 连接或光学分插多路复用器。
另一实施例特征在于第二设备, 其包括 : 第一 AWG 信号 MUX, 其包括耦合到两个光 学端口的光学端口阵列 ; 及第二 AWG 光学 MUX, 其包括耦合到两个光学端口的光学端口阵 列。所述第一及第二 AWG 光学 MUX 的阵列的光学端口以一对一方式连接。所述第二设备还 包括 2x1 光学耦合器, 所述 2x1 光学耦合器具有连接到所述第一 AWG 光学 MUX 的两个光学 端口中的一者的第一光学端口且具有连接到所述第一 AWG 光学 MUX 的两个光学端口中的另 一者的第二光学端口。
在所述第二设备的一些实施例中, 所述第一与第二 AWG 光学 MUX 经连接以使得所 述第二 AWG 光学 MUX 的两个光学端口中的第一者与所述第一 AWG 光学 MUX 的两个光学端口 中的第一者之间的光传播的通带在所述第二 AWG 光学 MUX 的两个光学端口中的第二者与所 述第一 AWG 光学 MUX 的两个光学端口中的第二者之间的光传播的通带之间交错。
在一些实施例中, 第二设备包括光学交叉连接或光学分插多路复用器, 所述光学 交叉连接或光学分插多路复用器包括第一及第二 AWG 光学 MUX 以及 2x1 光学耦合器。第二 设备可包括多跨距光学光纤传输线, 其中所述多跨距光学传输光纤线包括光学交叉连接或 光学分插多路复用器。
另一实施例特征在于第一方法, 其包括 : 将第一光信号传输到第一光学滤波器的 光学输入 ; 将第二光信号传输到第二光学滤波器的光学输入 ; 及组合由所述第一及第二滤 波器响应于所述第一及第二光信号到其的传输而输出的光信号。 所述第一光学滤波器实质 阻挡连续索引邻近光谱窗的序列的偶数索引光谱窗中的光且传输所述序列的奇数索引窗 中的光。 所述第二光学滤波器实质阻挡所述序列的奇数索引光谱窗中的光且传输所述序列 的偶数索引窗中的光。
在所述第一方法的一些实施例中, 所述第一光信号在所述序列的奇数索引光谱窗 中的一些中具有非零强度, 且所述第二光信号在偶数索引光谱窗中的与所述奇数索引光谱 窗中的一些交错的偶数索引光谱窗中具有非零强度。
在所述第一方法的一些实施例中, 所述光谱窗具有实质相等的宽度。
在所述第一方法的一些实施例中, 所述第一及第二传输步骤包括经由同一对串行 级联的 AWG 光学 MUX 传输所述光信号。
另一实施例特征在于第二方法, 其包括用光学强度分裂器将所接收光束强度分裂 成第一及第二光束。 所述第二方法还包括对所述第一光束进行滤波以从其移除序列的一组 偶数索引光谱窗中的光且使所述序列的奇数索引光谱窗中的一些中的光通过。 所述第二方 法包括对所述第二光束进行滤波以从其移除所述序列的奇数索引光谱窗中的光且使所述 序列的偶数索引光谱窗中的一些中的光通过。 所述偶数索引及奇数索引光谱窗形成连续索 引邻近光谱窗的序列。所述偶数索引光谱窗中的一些与所述奇数索引光谱窗中的一些交 错。
用光学强度分裂器将所接收光束强度分裂成第一及第二光束。 所述第二方法还包 括对所述第一光束进行滤波以从其移除一组偶数索引光谱窗中的光且使奇数索引光谱窗 中的一组中的光通过及对所述第二光束进行滤波以从其移除奇数索引光谱窗中的光且使 偶数索引光谱窗中的一些中的光通过。 偶数索引及奇数索引光谱窗形成连续索引光谱窗的 序列, 且偶数索引光谱窗中的一些与奇数索引光谱窗中的一些交错。
在所述第一方法的一些实施例中, 光谱窗口中的不同者具有约相同的频率宽度或具有约相同的波长宽度。
在所述第一方法的一些实施例, 所述滤波步骤包括将所述第一及第二光束传输到 同一对串行级联的 AWG 光学 MUX。 附图说明 图 1 是示意性地图解说明光学交错器及解交错器的框图 ;
图 2( 部分 a 及部分 b) 以定性方式图解说明图 1 的光学交错器及解交错器的一个 实例的相应第一及第二有效光学滤波器的光强度响应 ;
图 3( 部分 a 及部分 b) 以定性方式图解说明图 1 的光学交错器及解交错器的另一 实例的相应第一及第二有效光学滤波器的光强度响应 ;
图 4 是图解说明图 1 的光学交错器及解交错器的阵列波导光栅 (AWG) 实例的框 图;
图 5A 及图 5B 是图解说明图 4 中所图解说明的光学组件的 AWG 多路复用器 (MUX) 的实例的框图 ;
图 5C 是图解说明图 4 及图 5A 到图 5B 的光学组件中光学星形耦合器的端耦合表
面及连接到其的 AWG 及 AWG 光学透镜的光学波导的端部分的结构的俯视图 ;
图 6 以定性方式图解说明在图 5a 及 / 或 5b 中的 AWG 光学透镜的光学波导的端阵 列处来自 AWG 光栅的光的可能强度分布 ;
图 7 是图解说明 ( 例如 ) 用图 1、 图 4 及图 5A 到图 5B 的设备执行光学交错的方法 的流程图 ;
图 8 是图解说明 ( 例如 ) 用图 1、 图 4 及图 5A 到图 5B 的设备执行光学解交错的方 法的流程图 ;
图 9 是包括两个光学交错器 ( 例如, 包括图 1、 图 4 及图 5A 到图 5B 中所图解说明 的一个或一个以上光学交错器 ) 的光学分插多路复用器 (OADM) 的实施例的框图 ;
图 10 是包括四个光学交错器 ( 例如, 包括图 1、 图 4 及图 5A 到图 5B 中所图解说明 的一个、 两个或两个以上光学交错器 ) 的光学交叉连接 (OXC) 的实施例的框图 ;
图 10 是包括传输器、 OADM 及 / 或具有如图 1、 图 4 及 / 或图 5A 到图 5B 中所图解 说明的光学交错器的 OXC( 例如, 如图 9 及 / 或图 10 中所图解说明 ) 的多跨距光纤光学通 信系统的框图。
在各图中, 可能放大一些特征的相对尺寸以更清楚地图解说明其中的设备。
在各图中, 类似参考编号及符号指示具有类似形式及 / 或功能的元件及特征。
在本文中, 通过各图及具体实施方式来更全面地描述各种实施例。 然而, 本发明可 以各种形式体现且不限于发明内容、 各图及具体实施方式中所描述的具体实施例。 具体实施方式
图 1 示意性地图解说明用于执行光学交错或解交错的光学设备 10。设备 10 包括 光学组件 12 及 2x1 或 1x2 光学耦合器 14。光学组件 12 操作为具有光学端口 16、 20 的第一 光学滤波器及具有光学端口 18、 22 的第二光学滤波器 ( 例如, 无源光学元件 )。 在光学组件 12 中, 第一与第二光学滤波器可共享一些相同物理结构, 例如, 平面集成式光学结构。光学滤波器中的每一者的一个光学端口 20、 22 经由光学波导 (OW) 连接到 2x1 或 1x2 光学耦合 器 14 的成对光学端口中的对应一者。2x1 或 1x2 光学耦合器可为光学强度分裂器, 其能够 将在不成对的光学端口 24 上接收的光强度的部分 ( 例如, 约 50% ) 传输到其成对的光学端 口中的每一者, 其成对的光学端口连接到光学组件 12 的光学端口 20、 22。
在一些实施例中, 可将图 1 的设备 10 制作为平面集成式光学装置。
在光学组件 12 中, 第一及第二光学滤波器具有在频率上为周期性的或约为周期 性的光学通带。此外, 第一与第二光学滤波器的通带在频率上交错。
第一及第二光学滤波器的实施例的实例性光学响应在图 2 中分别通过部分 a 及部 分 b 以定性方式图解说明, 且在图 3 中分别通过部分 a 及部分 b 来图解说明。
在每一光学滤波器中, 带通区 BP 可具有约相同的频率或波长宽度且可在频率或 波长上约规则地间隔, 例如相等宽度及周期性地间隔。
在每一光学滤波器中, 带通区 BP 可具有完全或部分频率工作循环。在其中光学滤 波器具有完全工作循环的实施例中, 两个光学滤波器的光谱响应的和可实质覆盖包括每一 光学滤波器的多个带通区 BP 的毗连频率间隔, 例如, 如图 2 中所图解说明, 在其中光学滤波 器中的一者或两者具有部分工作循环的实施例中, 两个光学滤波器的光谱响应的和可包括 两个光学滤波器的相邻光谱带通区之间的实质间隙, 例如, 如图 3 中所图解说明。此外, 第 一光学滤波器与第二光学滤波器的光谱响应中的带通区 BP 的工作循环百分比可相同或可 不同。 第一光学滤波器实质仅传输在其中第二光学滤波器不显著传输光的光谱区中的 光, 使得第一及第二光学滤波器的带通区 BP 在频率上交错。也就是说, 第一及第二光学滤 波器传输序列的相应奇数索引光谱窗及所述序列的偶数索引光谱窗中的光, 其中所述序列 为邻近光谱窗的连续整数索引序列。
2x1 或 1x2 光学耦合器 14 以光学方式组合从光学端口 20、 22 接收的光以在光学端 口 24 处从其产生单个光束, 例如, 光学组合器 14 无源地且同时地组合所述所接收光。如果 输入到光学端口 16 及 18 中的光学信号流包括与相应第一及第二光学滤波器的光学通带对 准的波长通道, 那么组合频率在从光学端口 24 输出的光束中交错输入到光学端口 16 及 18 的光学信号流。
同样, 设备 10 以光学方式解交错输入到 2x1 或 1x2 光学耦合器 14 的光学端口 24 的光。特定来说, 设备 10 将第一光学滤波器的通带内的输入光传输到光学端口 16 且将第 二光学滤波器的通带内的输入光传输到光学端口 18。因此, 如果光学滤波器的通带是如上 文所描述连续通带间索引的, 那么设备 10 将奇数索引通带中的输入光传输到光学端口 16 且将偶数索引通带中的输入光传输到光学端口 18。
根据以上说明, 所属领域的技术人员将清楚, 设备 10 可操作为光学解交错器或光 学交错器。在本文中, 假设光学解交错器也可用作光学交错器。因此, 将互换使用光学交错 器与光学解交错器的标识且其可指代同一组件。
图 4 图解说明图 1 中所图解说明的设备 10 的一个实例性实施例 10A。设备 10A 包 括 2x1 或 1x2 光学强度耦合器 12 及光学组件 12A。光学组件 12A 包括用作具有光学端口 16、 20 的第一光学滤波器及具有光学端口 18、 22 的第二光学滤波器的结构。光学组件 12A 包括第一及第二 AWG 光学多路复用器 (MUX)26、 28 及 AWG 光学 “透镜” 30。此处, 表达 “透
镜” 是指用具有相等或约相等光学路径长度的光学波导阵列来将光学场分布从一个位置输 送到另一位置的光学组件。
图 5A 及图 5B 图解说明 AWG 光学透镜 30 及 AWG 光学 MUX 26、 28 的端部分。每一 AWG 光学 MUX 26、 28 包括第一及第二光学星形耦合器 (OSC) 以及具有 M 个光学波导的 AWG。 AWG 的 M 个光学波导将一个 OSC 的输入表面连接到同一 AWG 光学 MUX 26、 28 中的其它光学 星形耦合器 OSC 的输出表面。每一 AWG 光学 MUX 26、 28 在其一侧上的一对外部光学端口 (16、 18) 或 (20、 22) 与其另一侧上的 N 个光学端口的阵列之间路由光。
AWG 光学透镜 30 具有 N 个 ( 例如 ) 具有相等或约相等光学长度的光学波导 O1, ..., ON。每一光学波导将第一 AWG 光学 MUX 26 的 N 个外部光学端口的阵列的对应光学端口连 接到第二 AWG 光学 MUX 28 的 N 个外部光学端口组中的对应端口。
在每一 AWG 光学 MUX 26、 28 中, 所述对光学端口 16、 18 或 20、 22 在第一 OSC 的圆 柱形表面的一部分上且经由第一 OSC 以光学方式耦合到 AWG 的光学波导 OW1, ..., OWM 的第 一端。N 个光学端口 O1, ...., ON 或 O′ 1, ..., O′ N 的阵列位于第二 OSC 的圆柱形表面上 且经由第二 OSC 以光学方式耦合到 AWG 的光学波导 OW1, ..., OWM 的第二端。
在每一 AWG 光学 MUX 26、 28 中, AWG 的横向邻近的光学波导 OW1, ..., OWM 在长度或 光学路径长度上相差约 ΔL, 且 AWG 的光学波导 OW1, ..., OWM 的光学路径长度从 AWG 的一个 横向侧向其另一横向侧线性增加。AWG 的横向邻近的光学波导 OW1, ..., OWM 之间的恒定长 度或光学路径长度增加 ΔL 致使 AWG 光学 MUX 26、 28 具有频率周期性性质, 其中频率周期 性或自由光谱范围 (FSR) 满足 :
FSR = Veff/ΔL。
此处, Veff 为 AWG 的光学波导 OW1, ..., OWM 中的光的有效传播速度。
AWG 光学 MUX 26、 28 的 FSR 界定光学交错器与解交错器 10A 中的第一及第二光学 滤波器的大约频率周期性。特定来说, FSR 也分别是对应于光学端口对 (16、 20) 及 (18、 22) 的第一及第二光学滤波器的光学响应的频率周期性及交错周期。此外, 在其中第一及第二 光学滤波器具有完全工作循环的实施例中, 那些工作循环将通常为 FSR/2。 因此, AWG 的 ΔL 的值确定图 4 的设备 10A 中的频率带通宽度的上限值及频率交错周期的值。
在每一 AWG 光学 MUX 26、 28 中, 外部光学端口 ( 即, 对 (16、 18) 或对 (20、 22)) 位 于第一 OSC 的圆柱形表面上, 且 AWG 光学透镜 30 的光学波导 O1, ..., ON 的端位于第二 OSC 的圆柱形表面上。第一 OSC 将外部光学端口 16、 18、 20、 22 以光学方式耦合到 AWG 光学 MUX 26、 28 中的 AWG 的光学波导 OW1, ..., OWM 的第一端的阵列。第二 OSC 将 AWG 光学透镜 30 的 光学波导 O1, ..., ON 的端阵列以光学方式耦合到 AWG 光学 MUX 26、 28 中的 AWG 的光学波导 OW1, ..., OWM 的第二端的阵列。
在第一 OCS 中, 每一对外部光学端口 (16、 18) 及 (20、 22) 相对于在同一 OSC 的面 向表面上的 AWG 的光学波导 OW1, ..., OWM 的端对向角度 α。对于小的值, 角度 α 应通常约 等于或小于 λ/[2a] 弧度或者约等于或小于 λ/[2a·n] 弧度。此处, “λ” 是被交错或解 交错的光的中心波长, “a” 等于或约等于 AWG 的光学波导 OW1, ..., OWM 之间的中心到中心间 距 ( 在其与光学星形耦合器 OSC 的圆形表面的相交点处 ), 且 n 为光学波导 OW1, ..., OWM 的 有效折射指数。
在第二 OSC 中, AWG 光学透镜 30 的光学波导 O1, ..., ON 的端阵列在 AWG 的光学波导 OW1, ..., OWM 的端处对向角度 α′, 其应通常约等于或小于 λ/[2a] 或者约等于或小于 λ/[2a·n]。对于小的角度, bN ≤ Lλ/[2a] 或 bN ≤ Lλ/[2a·n], 其中 “b” 为第二 OSC 的 表面处 AWG 光学透镜 30 的光学波导 O1, ..., ON 的端的中心到中心间距, 且 N 为所述光学波 导 O1, ..., ON 的数目。对向角度 α′的值应适合于确保 AWG 光学透镜 30 捕获由来自 AWG 的光学波导 OW1, ..., OWM 的光在设备 10A 用作光学解交错器及交错器的波长频带下 ( 例如, 在约 1.55 微米的光学波长下, 在光学电信 C 频带上及 / 或在光学电信 F 频带上 ) 产生的初 级衍射峰值的角宽度的约 1/2 或更小。
图 6 以定性方式图解说明当从外部光学端口 16、 18、 20 或 22 中的一者照射光栅臂 时在 AWG 光学透镜 30 的光学波导 O1, ..., ON 的端阵列处可由来自 AWG 的光形成的衍射图案 中的光强度。所述衍射图案具有初级衍射峰值 PDP、 次级衍射峰值 SDP 及初级衍射峰值 PDP 与每一次级衍射峰值 SDP 之间的光强度最小值 LIM。AWG 光学透镜 30 的光学波导 O1, ..., ON 的端沿弧 - 长度 AL 的第二 OSC 的圆柱形表面定位, 其中 AL 小于或等于所述圆柱形表面 上的 LIM 之间的弧 - 距离的约一半。由于 LIM 之间的距离对应于波长 FSR, 因此在适当单 元中 AL ≤ FSR/2。对于此种配置, 来自 AWG 的光的主衍射级的频率或波长扩展的仅约一半 或更小由 AWG 光学透镜 30 捕获。由于所述原因, AWG 光学透镜 30 将接收其频率或波长宽 度为 AWG 的适当自由光谱范围 FSR 的约一半或更小的通带中的光。也就是说, 所对向角度 α′确定光学组件 12A 中的第一及第二光学滤波器的通带区 PB 的宽度, 且 α′经选择以提 供所述光学滤波器的通带区的交错。
在 AWG 光学 MUX 26、 28 的一些实施例中, 可如图 5C 中所图解说明图案化 OSC 的似 圆柱形耦合表面以及 AWG 及 AWG 光学透镜 30 的光学波导 (OW) 的端。所述图案化包括在靠 近所述 OSC 的所述圆柱形耦合表面的区域中于邻近光学波导 OW 的端部分之间形成交叉连 接环形特征 (AF) 阵列。每一 AF 可经构造而具有随距邻近 OSC 的距离而线性减小的厚度。 所述阵列可具有 5 到 20 个此类环形特征 AF 且此类环形特征 AF 的厚度可在此种阵列上变 化为 2 到 5 倍。此类交叉连接环形特征 AF 阵列可以绝热方式增加光学波导 OW 的端之间的 互耦合, 且因此减小光学组件 12A 中的光学滤波器的光学插入损失。
用于产生 AWG 及 AWG 结构的光学波导的端部分之间的此种互耦合的结构及方法描 述于 ( 例如 ) 美国专利 5,745,618 中, 其整体内容以引用方式并入本文中。此美国专利的 结构及方法可用于图案化 OSC 的圆柱形耦合表面及图 4、 图 5A 及图 5B 中所图解说明的设备 10A 中的 AWG 及 AWG 光学透镜 30 的光学波导。
参照图 4 及图 5A 到图 5B, 可 ( 例如 ) 用经掺杂及未经掺杂二氧化硅玻璃将 2x1 光 学强度耦合器 12 及光学组件 12A 制作为平面集成式光学器件。在一个此种实施例中, 光学 波导及 OSC 的光学核心层具有约 6 微米的厚度, 光学波导具有约 5.8 微米的宽度, 且光学核 心对包层指数对比为约 0.8%。在一些此类实施例中, AWG 的光学波导 OW1, ..., OWM 的端具 有约 10 微米的中心到中心间隔, 即参数 “a” , AWG 光学透镜 30 的光学波导 O1, ..., ON 的端 具有约 11 微米的中心到中心间隔, 即参数 “b” , AWG 具有约 14 个光学波导 OW1, ..., OWM, 即 M = 14, AWG 光学透镜 30 具有约 7 个光学波导 O1, ..., ON, 即 N = 7, 第一 OSC 具有约 790 微 米的长度及圆柱形耦合表面半径, 且第二 OSC 具有约 1530 微米的长度及端圆柱形耦合表面 半径。为避免光学滤波器响应中的过度波纹, 优选的是, AWG 的光学波导 OW1, ..., OWM 的端 在 AWG 光学透镜 30 的光学波导 O1, ..., ON 的端处对向小于约 λ/b 弧度或小于约 λ/[b· n]弧度的角度。
图 7 图解说明 ( 例如 ) 使用图 1、 图 4 及图 5A 到图 5B 的设备 10、 10A 的光学交错 的方法 40。
方法 40 包括将第一光信号传输到第一光学滤波器的光学输入 ( 例如, 图 1 及图 4 中所图解说明的设备 10、 10A 的光学端口 16)( 步骤 42)。第一光信号在序列的至少一些奇 数索引光谱窗中具有非零强度, 且可以或可不在所述序列的偶数索引光谱窗中具有实质上 零强度。 第一光学滤波器实质传输在所述组奇数索引光谱窗中接收的光且实质阻挡一组偶 数索引光谱窗中的光。 在各种实施例中, 所述序列的光谱窗可以或可不具有约相同的宽度。
此处, 所述序列的光谱窗由连续整数序列连续索引, 其中索引整数随光谱窗的中 心波长单调增长。光谱窗中的邻近者也不实质重叠, 使得偶数索引光谱窗在奇数索引光谱 窗之间交错。
方法 40 包括将第二光信号传输到第二光学滤波器的光学输入 ( 例如, 图 1 及图 4 中所图解说明的设备 10、 10A 的光学端口 18)( 步骤 44)。所述第二光学滤波器实质传输在 所述序列的偶数索引光谱窗中接收的光且实质阻挡所述序列的奇数索引光谱窗中的光。 第 二光信号在至少一些偶数索引光谱窗中具有非零强度, 且可以或可不在奇数索引光谱窗中 具有实质零强度。 方法 40 包括强度组合由第一及第二光学滤波器响应于在步骤 42 及 44 处第一及 第二光信号到其的传输而输出的光信号 ( 步骤 46)。可 ( 例如 ) 由图 1 及图 4 中所图解说 明的设备 10、 10A 的 2x1 或 1x2 光学耦合器 14 执行组合步骤 46。由于第一光学滤波器仅实 质在与第二光学滤波器以其输出光的光谱窗交错的光谱窗中输出光, 因此组合步骤 46 产 生经组合光束, 其中第一光信号的频率部分与第二光学信号的频率部分以光学方式交错。
图 8 图解说明 ( 例如 ) 用图 1 及图 4 的设备 10、 10A 执行光学解交错的方法 50。
方法 50 包括用光学强度分裂器将所接收光束以光学方式强度分裂成第一及第二 光束 ( 步骤 52)。举例来说, 以光学方式的强度分裂步骤 52 可涉及在图 1 及图 4 中所图解 说明的 2x1 光学耦合器 14 的光学端口 24 处接收待分裂的光束。
方法 50 包括对来自光学强度分裂步骤 52 的第一光束进行滤波以移除光谱窗序列 的偶数索引光谱窗中的光且实质传输所述序列的奇数索引光谱窗的光 ( 步骤 54)。滤波步 骤 54 包括使第一光束通过实质移除或阻挡偶数索引光谱窗中的光且实质传输奇数索引光 谱窗中的光的光学滤波器。举例来说, 此光学滤波器可为具有如图 1 及图 4 中所图解说明 的光学端口 16、 20 的第一光学滤波器。
如上文, 光谱窗由连续整数序列连续索引, 且索引整数随光谱窗的中心波长单调 增长。光谱窗中的邻近者也不实质重叠, 使得偶数索引光谱窗在序列的奇数索引光谱窗之 间交错。
方法 50 包括对来自光学强度分裂步骤 52 的第二光束进行滤波以移除序列的奇数 索引光谱窗中的光且实质传输所述序列的偶数索引光谱窗中的光 ( 步骤 56)。滤波步骤 56 包括使第二光束通过实质阻挡或移除奇数索引光谱窗中的光且实质传输序列的偶数索引 光谱窗中的光的另一光学滤波器。举例来说, 此另一光学滤波器可为具有如图 1 及图 4 中 所图解说明的光学端口 18、 22 的第二光学滤波器。
在方法 50 中, 滤波步骤 54 产生经频率解交错光束中的一者, 且滤波步骤 56 产生
经频率解交错光束中的另一者。
图 9 图解说明包括光学解交错器 62 及光学交错器 64 的光学分插多路复用器 (OADM)60 的实例, 例如, 所述组件中的任一者或两者可为图 1 及图 4 的设备 10、 10A。光学 解交错器 62 以光学方式连接到将 2N 个邻近波长通道传输到 OADM 60 的第一光学传输光纤 66 的终止端。 光学解交错器 62 经由光学波导 68 将所接收的奇数索引光学波长通道下落到 局域节点 (LN) 且经由另一光学波导 70 将所接收的偶数索引光学波长通道传输到光学交错 器 64。光学交错器 64 连接到从 OADM 60 接收 2N 个邻近波长通道的第二光学传输光纤 72 的初始端。光学交错器 64 经由光学波导 74 接收来自局域节点 LN 的奇数索引波长通道中 的光且将所接收的偶数索引及奇数索引光学波长通道中的光传输到第二光学传输光纤 72。 因此, OADM 60 将来自输入光学传输光纤 66 的奇数索引波长通道下落到局域节点 LN 且将 来自局域节点 LN 的奇数索引波长通道添加到第二光学传输光纤 72, 同时将来自第一光学 传输光纤 66 的偶数索引波长通道传输到第二光学传输光纤 72。
图 10 展示上部光学传输光纤 82a、 82b 与下部光学传输光纤 84a、 84b 之间的光学 交叉连接 (OXC)80 的实例。OXC 80 包括光学解交错器 86、 86′及光学交错器 88、 88′, 例 如, 一个、 两个、 三个或所有这些光学组件可为图 1 及图 4 中所图解说明的设备 10、 10A。 每一光学解交错器 86、 86′接收来自光学传输光纤 (82a、 82b) 或 (84a、 84b) 中的 一者的初始部分 82a、 84a 的连续光学波长通道序列中的光。每一光学解交错器 86、 86′将 所接收的偶数索引光学波长通道中的光发送到对应光学交错器 88、 88′, 使得所述光被传 输到同一光学传输光纤 (82a、 82b) 或 (84a、 84b) 的第二部分 82b、 84b。每一光学解交错器 86、 86′将奇数索引光学波长通道中的光发送到非对应光学交错器 88、 88′, 使得所述光被 传输到交叉的光学传输光纤 (84a、 84b) 或 (82a、 82b) 的第二部分。所接收光的这些传送经 由光学波导 OW 发生且可包括全光学信号处理, 包括光学放大及 / 或光学色散补偿。
每一光学交错器 88、 88′经由光学波导 OW 中的两者从光学解交错器 86、 86′两者 接收光。每一光学交错器 88、 88′将所接收光传输到以光学方式连接到其的光学传输光纤 (84a、 84b) 或 (82a、 82b) 的第二部分 82b、 84b。
由于上文所描述的原因, OXC 经配置以在上部光学传输光纤 (82a、 82b) 与下部光 学传输光纤 (84a、 84b) 之间的奇数索引光学波长通道上互换光。
图 11 图解说明包括一个或一个以上 OADM 及 / 或 OXC( 例如, 图 9 中所图解说明的 OADM 60 及 / 或图 10 中所图解说明的 OXC 80) 的光学通信系统 90 的实例。光学通信系统 90 包括光学数据传输器 92、 光学数据接收器 94 及光纤光学传输线 96。
光学数据传输器 92 包括一个或一个以上光学传输器 92A、 92B。在具有一个或一 个以上光学传输器 92A、 92B 的实施例中, 光学传输器 92 可包括光学组合器以组合来自光学 传输器 92A、 92B 的光学数据流 ( 例如, 不同波长通道上的数据流 )。光学组合器可包括图 1 中所图解说明的设备 10 以将来自光学传输器 92A 的序列的偶数波长通道上的光与来自光 学传输器 92B 的所述序列的奇数波长通道上的光交错。
光纤光学传输线 96 具有将光学数据传输器 92 以光学方式连接到光学数据接收 器 94 的光学传输光纤的 P 个跨距 SP1, ..., SPi, ..., SPk, ..., SPp 的序列。光学传输光纤 的跨距 SPi, ..., SPP 由可执行 ( 例如 ) 光学放大及 / 或光学色散补偿等的全光学处理模块 OPM1, ..., OPMi, ..., OPMk, ..., OPMp 端耦合。全光学处理模块 OPMi、 OPMk 中的一者或一者
以上还用作 OADM 或 OXC, 从而支持波长通道下落到局域节点 LN 或下落到其它光学光纤传输 线 98 及光学波长通道从其添加到光纤光学传输线 96。此些全光学处理模块 OPMi、 OPMk 可 包括图 9 的 OADM 60 及 / 或图 10 的 OXC 80。
本发明打算包括所属领域的技术人员根据所述说明、 各图及权利要求书将显而易 见的其它实施例。