專利名稱：基于空間光調(diào)制器的光路由器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠使兩套光纖互相連接的裝置，并且主要涉及電信設(shè)備領(lǐng)域。
它可以被用在多種類型的光學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)中，特別是用在使用波分復(fù)用(WDM)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中的交叉聯(lián)接或者交換設(shè)備上。
光學(xué)交叉連接設(shè)備開始被實(shí)驗(yàn)性地用于光學(xué)傳送網(wǎng)絡(luò)，并且在未來幾年內(nèi)將被大規(guī)模地使用。
可重新配置的光學(xué)交叉連接功能使在波分復(fù)用的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上建立并重新配置位于進(jìn)入光通道和走出光通道之間的聯(lián)結(jié)成為可能。
依靠波分復(fù)用通道借助于旁路節(jié)點(diǎn)設(shè)置的可能性，它主要滿足了在鏈接或節(jié)點(diǎn)故障事件中保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的要求。
在這種情況下，光學(xué)交叉聯(lián)結(jié)被網(wǎng)絡(luò)管理人員(networkadministration bodies)重新配置。重新配置光學(xué)交叉連接的可能性更普遍地使從點(diǎn)對點(diǎn)波分復(fù)用鏈接的并列改變?yōu)檎嬲蓮澢?flexible)光學(xué)層成為可能，該光學(xué)層的顆粒度是波長(或者光通道)，也就是說2.5或者10Gbit/s。對光學(xué)層的易彎曲性的需要特別與互聯(lián)網(wǎng)交通的增長以及對管理日益變大的波分復(fù)用傳輸容量的需要聯(lián)結(jié)在一起。
更普遍地，本發(fā)明涉及所有光束路由是必要的領(lǐng)域。
用于光學(xué)交叉聯(lián)結(jié)的交換矩陣已經(jīng)使用電子技術(shù)生產(chǎn)出來。很多制造商(Tellium，Nortel，Monterey Networks，Sycamore，NexabitNetworks)已經(jīng)宣布了使用該技術(shù)的產(chǎn)品。
全光學(xué)的交叉聯(lián)接技術(shù)是不夠先進(jìn)的。它們在每個(gè)光通道的比特率上是透明的，并且將因此允許在多家銷售者中和多種比特率環(huán)境中有更好的設(shè)備的升級性。另一方面，比較清楚，如果這些技術(shù)的成本相對于電子技術(shù)來說是有競爭力的，它們就才能夠被投放到市場上。
在可用的全光學(xué)技術(shù)中，被稱做光機(jī)(optomechanical)解決方案的解決方案具有良好的成熟性和極好的光學(xué)性能(DICON，JDS，AMP，等等)。然而，它們的特點(diǎn)是非整體尺寸大和根據(jù)端口數(shù)目價(jià)格昂貴。
集成的熱光矩陣也是可利用的，無論是使用聚合物技術(shù)(JDS)制造的或者二氧化硅(silica)技術(shù)(NEL)制造的。獲得超過16個(gè)以上的端口仍然存在問題。
其它的集成技術(shù)，例如鈮酸鋰或者磷化銦仍然需要重大的開發(fā)以達(dá)到高性能和高容量的矩陣。
以上的技術(shù)具有缺乏集成化的問題(在N×N系統(tǒng)的情況下，N個(gè)輸入和N個(gè)輸出，基于使用2N個(gè)離散的(discrete)偏轉(zhuǎn)器1×N)，或者需要大量基本元件而限制了從N＝16或32開始計(jì)數(shù)的集成化的可能性(在平面集成矩陣的情況)。
并且，研究工作基于已經(jīng)既具有一定成熟性、不同于常規(guī)光電子學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)朝著以實(shí)際成本在今后幾年內(nèi)提供高容量的解決方案努力。
關(guān)于硅片的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)主要在美國(AT&T，IMMT，OMM，Astarte，Lucent，Xros等等)被研究用于光學(xué)交叉連接的應(yīng)用。
這些系統(tǒng)使用基于在硅片上的微鏡片的交換矩陣，該微鏡片能夠沿著兩個(gè)軸偏轉(zhuǎn)光束。一種具有576個(gè)端口的光學(xué)交叉連接已經(jīng)由德州儀器公司和Astarte公司生產(chǎn)出來。在Lucent方面，Lucent宣布2000年年底所銷售的“Wavestar lambda路由器”具有256個(gè)端口。對于Xros來說，Xros提出了一種具有1152個(gè)端口的原型機(jī)，為2001年初上市捉準(zhǔn)備。
微鏡片的使用特別得益于波長不敏感性和偏振獨(dú)立性的觀點(diǎn)。
然而，這種新興的技術(shù)在矩陣具有數(shù)十個(gè)微鏡片，每片具有幾百微米的直徑的情況下，仍然引起關(guān)于可靠性、角度控制和制造效率的問題。
用于顯示應(yīng)用具有良好成熟度等級的液晶技術(shù)，也提供令人感興趣的前景。NTT和法國電信通過級連多級液晶單元和雙折射方解石晶體(例如用于64個(gè)端口的11級)，已經(jīng)生產(chǎn)出多種示范產(chǎn)品。
也是利用在液晶中偏振的旋轉(zhuǎn)，較小容量的器件在日本被NEL提出，在美國被Chorum和Spectraswitch所提出。
建立在高分辨率液晶單元中的衍射光柵的使用也已經(jīng)被展望了多年(NTT，劍橋大學(xué)，ENST Bretagne，法國電信)。為了使兩套單模光纖被有效地相互連接，級連兩個(gè)偏轉(zhuǎn)級(deflection stage)是必要的。這種方法已經(jīng)被使用在一個(gè)16×16示范樣品，該示范樣品是基于兩個(gè)記錄在感光物[6]上的全息光柵線性陣列，這種技術(shù)還被用在一個(gè)8×8的系統(tǒng)中，該系統(tǒng)使用兩個(gè)液晶偏轉(zhuǎn)器的線性陣列。
此外，基于電尋址液晶的衍射光柵的一般的使用在不同的應(yīng)用中已經(jīng)被多家實(shí)驗(yàn)室所提出。
在這些裝置中，局部地施加在適當(dāng)類型的液晶的端子上的電壓使在折射率或者雙折射上形成局部的變化成為可能。
通過使這個(gè)值沿著一條或者兩條軸變化，建立一個(gè)將使入射光束在一個(gè)或者多個(gè)推薦的方向上發(fā)生衍射的結(jié)構(gòu)是可能的，衍射光束的方向取決于折射率變化的空間上的形狀，這樣獲得了光束偏轉(zhuǎn)器的功能性。
到現(xiàn)在為止，在光學(xué)路由器領(lǐng)域內(nèi)的工作被局限于光束在其內(nèi)部經(jīng)歷一個(gè)單一偏轉(zhuǎn)的器件(比較由NTT[1]完成的工作，劍橋大學(xué)[2，3]的工作，和ENST Bretagne[4]的工作)。這種方法適合于1個(gè)輸入N個(gè)輸出[1，3，4]的1×N的矩陣或者可能適合低容量的N×N的矩陣。這是因?yàn)椋谶@最后的情況下，損耗因數(shù)1/N必須由單模光纖引入。以這種方法實(shí)驗(yàn)性的示范容量保持適度的1×8[5]和1×14。
提出的液晶器件僅僅允許小數(shù)量的光纖被聯(lián)接。
使光束在兩個(gè)正交的維數(shù)上偏轉(zhuǎn)的液晶路由器器件也已經(jīng)被提出。然而，提出的器件證實(shí)體積很大，因?yàn)槠D(zhuǎn)裝置必須是功率強(qiáng)大。
本發(fā)明主要建議來解決這個(gè)缺點(diǎn)，也就是說在兩維方向上提供一種光學(xué)路由器，該光學(xué)路由器中的偏轉(zhuǎn)裝置體積不是那么大，而將光學(xué)損耗減小到最小，并且采取一種合理擴(kuò)展的空間頻率頻帶。
本發(fā)明提出依靠一種光束路由器來解決這個(gè)缺點(diǎn)，該光束路由器包括一系列光輸入通道和一系列光輸出通道，兩個(gè)光學(xué)空間折射率(index)調(diào)制單元，該調(diào)制單元能夠偏轉(zhuǎn)來自輸入通道的光束并到達(dá)輸出通道的光束，其特征在于光通道的每個(gè)系列是分布在與通道方向垂直的兩維方向上，并且空間折射率調(diào)制單元每個(gè)被設(shè)置成為了在這兩維方向上產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。
在參考附圖閱讀下面的詳細(xì)描述之后，本發(fā)明其它的特點(diǎn)、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)很明顯，在其中

圖1是依照本發(fā)明的路由器的透視圖；圖2a是路由器在傳輸模式和在法線入射時(shí)的縱向截面圖；圖2b是路由器在傳輸模式和在傾斜入射時(shí)的縱向截面圖；圖2c是路由器在帶有中間鏡片的反射模式時(shí)的縱向截面圖；圖3是一套兩個(gè)偏轉(zhuǎn)單元的主視圖，其中每個(gè)偏轉(zhuǎn)單元包括兩個(gè)部件，每個(gè)部件要各自偏轉(zhuǎn)一條或者其它的子光束，每種情況下子光束來自輸入光束的分裂光束，這兩個(gè)部件在任每種情況下都構(gòu)成一系列輪流屬于第一部件和第二部件的光線。
圖4是一套兩個(gè)偏轉(zhuǎn)單元的主視圖，其中每個(gè)偏轉(zhuǎn)單元包括兩個(gè)部件，每個(gè)部件要各自偏轉(zhuǎn)一條或者其它的子光束，每種情況下子光束來自輸入光束的分裂光束，這兩個(gè)部件在每種情況下都構(gòu)成非交錯(cuò)的表面。
圖5示出，在依照本發(fā)明的裝置里，一個(gè)以宏透鏡(macrolens)的光軸為中心的坐標(biāo)系統(tǒng)，在這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)中的衍射點(diǎn)的位置，該衍射點(diǎn)被由輸入單元產(chǎn)生的衍射偏轉(zhuǎn)之后，具有到達(dá)輸出單元的不同的衍射等級。
圖6是依照本發(fā)明的路由器簡化的縱向截面圖，其中的光束被添加在該圖所在的平面內(nèi)，其中的光學(xué)元件被沿著光束路徑添加。
圖1的互連裝置具有輸入/輸出模塊100和200，每個(gè)模塊分別包括與微透鏡(microlens)矩陣120，22相聯(lián)的光纖矩陣110，210，微透鏡矩陣120，220的功能是準(zhǔn)直來自光纖的經(jīng)過系統(tǒng)工作所必須的距離的光束。
輸入和輸出因此被組織在由微透鏡裝置準(zhǔn)直的兩維的光束矩陣中。
此外，它示出了在這種情況下具有液晶的空間光調(diào)制部件300和400，用該調(diào)制部件能夠建立局部的折射率變化，如此在變化的方向上衍射該準(zhǔn)直過的光束。
被器件300執(zhí)行的第一偏轉(zhuǎn)使得指引入射光束朝向與所需要的輸出光纖相應(yīng)的方向成為可能。第二偏轉(zhuǎn)(單元400)使光束的光軸和輸出光纖的光軸平行。
第二偏轉(zhuǎn)對于保證與后者的高效率的耦合是必要的，特別是在(通常)使用單模光纖的情況下。
這些空間光調(diào)制器(或者偏轉(zhuǎn)“單元”)300和400工作在反射模式下并且位于同一個(gè)平面內(nèi)。它們被分成“子單元”，每個(gè)子單元效力于一個(gè)輸入或者輸出光纖。這樣，僅僅使用一個(gè)硅襯底以控制入口偏轉(zhuǎn)器和出口偏轉(zhuǎn)器，使定位和對準(zhǔn)該系統(tǒng)很容易。
圖1的器件也具有一個(gè)透鏡500(在一種變型中為數(shù)個(gè))，在這種情況下被稱做宏透鏡，與準(zhǔn)直微透鏡相反，宏透鏡的任務(wù)之一是防止被空間調(diào)制器直接反射的光線擾亂輸出通道并保證相同的空間頻率頻帶被用在這套空間光調(diào)制器的子單元的集合(set)上，這使限制這些部件的(空間頻率的)通頻帶成為可能。
這樣的器件使得限制給定數(shù)量的輸入/輸出所需要的空間頻帶成為可能，并且也顯著地提高了在未連接的輸入/輸出之間的光學(xué)隔離(減少了光學(xué)串?dāng)_)。
宏透鏡的精細(xì)定位使得對于給定的系統(tǒng)容量，最小化空間光調(diào)制器所需要的空間頻率頻帶成為可能的，因此，也使系統(tǒng)的光學(xué)損耗最小化和/或者提高其緊密度成為可能。
這樣，通過定位在相對的單元邊緣中心附近的宏透鏡之一的會(huì)聚點(diǎn)，會(huì)聚點(diǎn)和離這個(gè)會(huì)聚點(diǎn)最遠(yuǎn)的單元之間的距離相當(dāng)于半個(gè)相對的單元的對角線。這個(gè)對角線比完整的單元的對角線短，以便要被施加在光束上的最大的偏轉(zhuǎn)比在會(huì)聚點(diǎn)被放置在這個(gè)相對的單元的角上的器件中的短。由于要被施加的最大偏轉(zhuǎn)小，所以偏轉(zhuǎn)裝置僅僅需要適當(dāng)?shù)哪芰浚⑶乙虼梭w積不較小，這使得能夠提高該組件的緊密度。
現(xiàn)有的路由器包括一個(gè)中間光學(xué)鏡片，在這種情況下是鏡片600，使得在被第一個(gè)空間光調(diào)制器300偏轉(zhuǎn)以后將光束引朝向第二個(gè)空間光調(diào)制器200是可能的。
附加的光學(xué)鏡片(在圖1中未示出)被插入在微透鏡矩陣和宏透鏡矩陣之間，以便分開被光纖傳輸?shù)膬蓚€(gè)偏振的成分(component)，特別是在標(biāo)準(zhǔn)單模光纖和空間光調(diào)制器被使用的時(shí)候，鏡片的特性依賴于偏振(具有偏振分集的結(jié)構(gòu)(set-up with polarization diversity))。
微透鏡500的光軸的位置的選擇和空間光調(diào)制器的空間結(jié)構(gòu)，特別是在具有偏振分集的結(jié)構(gòu)的情況下，在下面詳細(xì)地提出。
使用工作在反射模式的空間光調(diào)制器，這種方法使得能夠使用做在非透明襯底上(首先，液晶空間光調(diào)制器通過超大規(guī)模集成電路VLSI尋址，或者其它的基于加在超大規(guī)模集成電路上的電光相位調(diào)制器的技術(shù))的高分辨率部件。
這些空間調(diào)制器經(jīng)常是偏振敏感的，這是對于向列的液晶調(diào)制器的情況，該調(diào)制器僅僅在一個(gè)特別的直線的偏振存在時(shí)工作。
其它的元件可能具有殘存的偏振敏感度，例如，因?yàn)槭羌庸さ牟煌昝馈?br> 為了減輕這個(gè)缺點(diǎn)，避免工作在發(fā)線入射模式，通常是這樣例如用基于一個(gè)偏振立方體(polarizing cube)和一個(gè)四分之一波片的結(jié)構(gòu)(set-up)。
偏轉(zhuǎn)單元和宏透鏡是傾斜的，以便有角度地把垂直于偏轉(zhuǎn)單元的光束分開。這個(gè)解決方案當(dāng)然可以被使用，甚至當(dāng)部件具有良好的偏振非敏感性的時(shí)候(例如鐵電液晶)圖2a到圖2c示出了一種變化，該變化從傳輸模式下和發(fā)線入射(圖2a)時(shí)的結(jié)構(gòu)到在傾斜傳輸模式下和傾斜的入射(圖2b)時(shí)的結(jié)構(gòu)，然后是具有一個(gè)中間鏡片的反射模式下的結(jié)構(gòu)(圖2c)。
注意，在圖1的器件中，入射到在反射模式下單元上的光束兩次通過宏透鏡500，并且在傳輸模式(也就是說沒有反射)下的結(jié)構(gòu)因此與在偏轉(zhuǎn)單元每一側(cè)的宏透鏡一起被示出。
這個(gè)結(jié)構(gòu)是比較緊密的。更進(jìn)一步，它允許系統(tǒng)的全部對準(zhǔn)使用被單元直接反射的光束(零等級)，甚至在放置宏透鏡之前。
此外，輸入偏轉(zhuǎn)單元300與輸出單元400在同一平面是有用的這簡化了系統(tǒng)最終的結(jié)構(gòu)，并且使得從偏轉(zhuǎn)單元的相對定位的高精確度中獲得好處成為可能(特別是當(dāng)調(diào)制器是由超大規(guī)模集成電路構(gòu)成時(shí))。為此，建議在一個(gè)在輸入和輸出之間使用中間反射鏡600。下面將考慮平面鏡600的情況，但是其它類型的鏡子也能夠被使用。
在本實(shí)施例中，裝置沒有活動(dòng)的部件。
為了產(chǎn)生被稱做“具有偏振分集”的系統(tǒng)，通過使用方解石片(或者依照一種變型使用偏振光束分束器立方體)，將來自微透鏡500的光束分成兩個(gè)偏振光束分量，然后與液晶的摩擦方向正交的偏振分量通過使用半波片被旋轉(zhuǎn)90°。
這樣，在這個(gè)裝置中，兩個(gè)與半波片(或者一個(gè)液晶單元)相聯(lián)且被分別放置在系統(tǒng)的輸入和輸出處的雙折射晶體片使后者能被制成對光的偏振不敏感，即使空間光調(diào)制器是對光偏振敏感的(局部的偏振分集)。
兩個(gè)分量中的每一個(gè)分量(其中一個(gè)分量被重新定向的)形成一個(gè)子光束，該子光束然后被單獨(dú)地和獨(dú)立地處理，也就是說，每個(gè)偏轉(zhuǎn)單元具有不同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域偏轉(zhuǎn)同一個(gè)的光束的各自的偏振(被分開后偏振立即被恢復(fù)成相互平行)。
在交換系統(tǒng)的輸出處，反轉(zhuǎn)過程(半波片+方解石或者立方體)使得再次區(qū)分方向和重新組合兩個(gè)偏振成分成為可能。注意兩個(gè)偏振分量經(jīng)過的光程長度必須非常接近(到0.3mm以內(nèi)，對于1ps的偏振模式散射(PMD))。
這個(gè)帶有雙偏振分集的結(jié)構(gòu)使用其必要的容量。現(xiàn)在設(shè)想兩種選擇，參看圖3和圖4。
在圖3中，偏轉(zhuǎn)單元包括矩形有效區(qū)域(active zone)，包括數(shù)行交錯(cuò)的子單元，術(shù)語子單元指偏轉(zhuǎn)單個(gè)光束的單元部分。這樣，一行子單元輪流屬于要偏轉(zhuǎn)重新定向的子光束的部分，并且輪流屬于偏轉(zhuǎn)其它子光束的部分，這些子光束在這種情況下沒有被重新定向位。
這樣，對于一個(gè)容量是N×N(N個(gè)輸入和N個(gè)輸出)的系統(tǒng)，并且通過把M稱作N的平方根，輸入偏轉(zhuǎn)單元300包括M個(gè)子單元的2M行(2M×M)。
偶數(shù)行被用于偏轉(zhuǎn)來自水平偏振分量的子光束，而奇數(shù)行被用于偏轉(zhuǎn)來自垂直偏轉(zhuǎn)分量的子光束(其他的排列也是可能的)。
在這個(gè)選擇中，偏振光束分束器元件最好是緊靠著微透鏡矩陣120放置的方解石片。它的厚度必須允許在偏振分量之間有一個(gè)偏移，該偏移量與兩個(gè)連續(xù)行的子單元的中心到中心的間距相對應(yīng)。
偏振然后被N個(gè)位于面對子單元的偶數(shù)行的半波片旋轉(zhuǎn)。這些波片可以被粘接在方解石片上。這個(gè)功能也可以被在傳輸模式下的扭曲向列類型的液晶單元提供，該液晶的像素是位于面向偶數(shù)行的條帶。
注意這個(gè)結(jié)構(gòu)需要光纖矩陣和矩形形狀的微透鏡矩陣，在矩陣中垂直間距是水平間距的兩倍，它本身等于子單元的間距。
依照一種變型，兩條分開的來自兩個(gè)偏振分量的子光束，被兩個(gè)在單元300和400中形成不同區(qū)域的偏轉(zhuǎn)部分分別處理。
在圖4的例子中，這些部分具有一個(gè)正方形的有效區(qū)域(M×M個(gè)子單元)，這是放在一起的單元300和400的全部四個(gè)正方形偏轉(zhuǎn)部分(2個(gè)用于輸入，2個(gè)用于輸出)。
這等于在每個(gè)單元300或者400內(nèi)，在每種情況下，要產(chǎn)生兩個(gè)獨(dú)立的交換系統(tǒng)，每個(gè)用于一種偏振分量。
在這個(gè)選項(xiàng)中，光纖矩陣1010，210和微透鏡矩陣120，220，是規(guī)則的正方形矩陣，矩陣的間距大體上等于子單元的間距。
偏振光束分束器元件最好是緊靠著微透鏡110、210放置的分束器立方體(cube)，并且一個(gè)半波片被靠著立方體的一個(gè)輸出面放置。
這樣，在這個(gè)變型中，兩個(gè)組件，每一個(gè)包括一個(gè)偏振光束分束器立方體，一個(gè)半波片，和另一個(gè)分束器立方體，兩個(gè)組件被分別放置在系統(tǒng)的輸入和輸出處，使得在四個(gè)有效偏轉(zhuǎn)區(qū)域的組合中，使系統(tǒng)對光的偏振不敏感成為可能，即使空間光調(diào)制器是對偏振敏感的(全部的偏振分集)。
在圖3和圖4的兩個(gè)實(shí)例中，有效偏轉(zhuǎn)區(qū)域被嵌入在一片超大規(guī)模集成電路上。在這些圖中，一個(gè)單個(gè)的超大規(guī)模集成電路因此包括了有效偏轉(zhuǎn)區(qū)域并且能夠使它們同時(shí)被控制。
在圖3和圖4中，畫陰影線的區(qū)域，舉例來說，與處理水平偏振分量的子單元相對應(yīng)，而白色的區(qū)域則相反是用于其它的偏振分量。
在圖3和圖4中所示的宏透鏡的光軸的位置，在圖3中以標(biāo)號X1和X2示出，在圖4中以標(biāo)號X1、X2、X3和X4示出。
在圖4的變型中，使用四個(gè)宏透鏡，每個(gè)宏透鏡與有效偏轉(zhuǎn)區(qū)域相聯(lián)，并且能夠使容量增加、光學(xué)損耗減小和/或系統(tǒng)的緊密度提高。
注意，在全部的偏振分集(圖4)的情況下，當(dāng)光軸以與具有局部偏振分集的結(jié)構(gòu)(圖3)相似的方式放置時(shí)，僅僅使用兩個(gè)宏透鏡來代替四個(gè)也是可能的，但是空間光調(diào)制器則必須有很高的空間分辨率。
當(dāng)透鏡500被放置成那樣時(shí)，除了被單元300和400造成的任何偏轉(zhuǎn)外，一個(gè)具有第一階干涉的輸出(Xs，Ys)(在透鏡的坐標(biāo)系統(tǒng)，關(guān)于其X軸)的位置被瞄準(zhǔn)(aimed for)時(shí)，第m級衍射級的位置由(mxs，mys)給出。
必須保證，在系統(tǒng)的范圍(dimensioning)中，一個(gè)以前的比較有問題的干涉階數(shù)(典型的階數(shù)是-3，-2，-1，0，2和3)的位置落在輸出單元的區(qū)域之外，或者落在兩個(gè)相鄰的輸出端口之間。
這樣，透鏡的光軸和它們的焦距(foci)將被放置在有效區(qū)域的相對單元之外，也就是說在位于兩個(gè)單元300和400之間的光束的路徑的區(qū)域之外，這樣零級和負(fù)級不會(huì)到達(dá)單元，并且對于任何有效偏轉(zhuǎn)區(qū)域也是沒有問題的。
更具體地說，透鏡的光軸(圖5)將被放置成使子單元的中心的位置在透鏡的坐標(biāo)系統(tǒng)中，通過下列公式給定Xs＝(1.25+i)hYs＝(0.5+j)h其中i為正的或者零整數(shù)j為正的、負(fù)的或者零整數(shù)i、j與一個(gè)子單元(i，j)對應(yīng)其中h是子單元的中心到中心的間距(等于光纖的中心到中心的間距，在視差效果之內(nèi))以這種設(shè)置，僅僅第五級衍射可能是有問題的，由于，當(dāng)一個(gè)位于與透鏡光軸相近的輸出端口被瞄準(zhǔn)時(shí)，這個(gè)第五級衍射可能恰好落在第三輸出端口。
其它潛在的問題的正級數(shù)(特別是第二級和第三級衍射)可能比第五級次更強(qiáng)烈，但是將被傾斜地再次注入夾在輸出光纖中，因此比第五級衰減得更多。
與宏透鏡光軸的位置沒有被優(yōu)化的配置比較，用于整個(gè)系統(tǒng)的在光學(xué)隔離中的增益估計(jì)超過了20分貝。
更具體地說，參看圖5，在近軸的近似中，被定向成與偏轉(zhuǎn)方向垂直的衍射光柵的間距，與連接從在輸出平面的宏透鏡的光軸到要被達(dá)到的區(qū)域(單元400與所與要的輸出通道相對應(yīng)的區(qū)域)的中心的原點(diǎn)0的投影的向量的長度與成反比。
圖5示出了連接O到所討論的區(qū)域的中心的連線，用于與X軸最靠近的區(qū)域。
當(dāng)?shù)谝患壯苌浔挥糜诠馔ㄓ?通常的情況是因?yàn)楦倪M(jìn)的光柵效率的原因)，衍射光柵的間距被選擇成使第一級光柵具有與該區(qū)域的中心(圖中的實(shí)心圓圈)一致的中心。
較高級(級M＞1)的衍射的位置也被示出后者在連接O到要被到達(dá)的區(qū)域的中心的向量的延長上，從它們的中心到O的距離等于從O到第一級衍射中心的距離的M倍。
在圖5中，它們被以空心的圓圈表示，在最常見的情況下它們的位置偏離最接近的區(qū)域的中心，這限制了注入到相應(yīng)的輸出光纖的雜光的數(shù)量。
畫陰影的圓圈與較高級數(shù)(在這個(gè)情況下，是第五級)的衍射看到它的中心與一個(gè)輸出區(qū)域的中心一致的情況相對應(yīng)。然而，因?yàn)檫@個(gè)級數(shù)是高次，僅僅很小一部分光在它的方向上被衍射，這也限制了雜光的數(shù)量。
這個(gè)情況是由于對透鏡中心位置的仔細(xì)的選擇而產(chǎn)生該中心接近包括了所有輸出區(qū)域的正方形(或者在局部的偏振分集的情況下是矩形)的一條邊的中間是必要的，這樣使最小的光柵間距就不是太小(這是由于透鏡中心的放置在裝置的偏移區(qū)域，如果需要一個(gè)大角度的偏轉(zhuǎn)的情況)以至少等于區(qū)域的寬度h的距離使透鏡的中心離開最靠近的偏轉(zhuǎn)區(qū)域的中心也最好是必要的，以便于限制零光柵級帶來的干擾。
在圖5的情況下，O是從最接近的子單元的中心沿著y軸的偏移半個(gè)區(qū)域的高度，并且隨后的偏移x與區(qū)域?qū)挾鹊?/4相應(yīng)，這次是從最靠近的區(qū)域的一邊(也就是說是從最靠近的區(qū)域的中心開始的距離的1.25倍)開始。
區(qū)域中心的位置因此在宏透鏡的坐標(biāo)系統(tǒng)中(在系統(tǒng)具有64個(gè)具有全部的偏振分集的端口的情況下)
Xs＝(1.25+i)h其中0≤i≤7Ys＝(0.5+j)h其中-4≤i≤3這表示當(dāng)且僅當(dāng)這些坐標(biāo)具有((1.25+i)h，(0.5+j)h)的形式時(shí)，中心在(mxs，mys)的高衍射級的光束被集中在輸出區(qū)域。
這個(gè)發(fā)生的唯一情況是當(dāng)?shù)谝浑A衍射符合數(shù)值i＝j(luò)＝0并且m＝5(具體說，5×1.25＝6.25并且5×0.5＝2.5)，并且來自關(guān)于Ox，i＝0，j＝-1對稱。
其他形式的偏轉(zhuǎn)，Xs＝(1+δx+i)h，Ys＝(δy+j)h，其中δx和δy不是整數(shù)，也能夠被使用。
然而，在8×8個(gè)區(qū)域的情況，以前的選擇是個(gè)良好的折衷。
舉例來說，如果Ys不變，而且選擇δx＝0.20，那么將會(huì)有僅僅和第六階衍射(6×1.20＝7.20)相一致的位置，但是較低階的衍射的偏移整個(gè)是不太重要的。當(dāng)δx＝0.30，位置的一致是從未得到的，但是其第三階衍射僅僅沿著X軸偏移10％。
此外，如果由于對稱的原因，透鏡的位置被移動(dòng)離開Ox軸(y≠0.5)移動(dòng)，看來如果較高階的衍射對于輸出矩陣的其中一半的影響被減少，對另一半的影響就將會(huì)增加。最后，最佳的選擇將依賴于衍射階次的相對權(quán)重和區(qū)域的數(shù)量。
更普遍地，通過將宏透鏡放置成使它的光軸與最靠近的區(qū)域的中心相隔一定的距離，并與X或者Y方向的精確地平行，該距離沿著這同一個(gè)X或者Y方向測量不是兩個(gè)連續(xù)的區(qū)域之間的間距的整數(shù)倍，來防止所不希望的衍射階次的傳輸。
當(dāng)同時(shí)相對于X軸和Y軸檢驗(yàn)的時(shí)候，這中設(shè)置是更有利的。
而且，這個(gè)優(yōu)化的宏透鏡光軸的位置使得空間光調(diào)制器所需要的空間頻帶的最小化成為可能。這個(gè)空間頻帶的最小化使得增加系統(tǒng)的容量、提高它的緊密度、減小光學(xué)損耗或者這三種可能性中的幾種的組合成為可能。
在上面所描述的方案中，相互連接的系統(tǒng)將包括兩個(gè)或者四個(gè)偏轉(zhuǎn)部件，每個(gè)部件處理2M×M條或者M(jìn)×M條光束兩個(gè)正方形有效區(qū)域(對偏振不敏感的元件)的單元；兩個(gè)矩形的有效區(qū)域(局部偏振分集)；四個(gè)正方形單元的有效區(qū)域(全部的偏振分集)。
在一個(gè)單一的空間光調(diào)制器之內(nèi)組合所有這些有效區(qū)域通常是有利的舉例來說，在液晶空間光調(diào)制器的情況下，這個(gè)方法意味著每個(gè)相互連接的系統(tǒng)必須制造僅僅一個(gè)液晶單元。
當(dāng)有效區(qū)域裝有一個(gè)超大規(guī)模集成電路(在硅片上具有高集成度的集成電路)時(shí)，這個(gè)電路包含最大量的有效區(qū)域也是有利的，這個(gè)包含的有效區(qū)域的最大量是受給定的技術(shù)限制的(光學(xué)掩膜分度線(photomasking reticule)尺寸、有效區(qū)域的表面積和有效區(qū)域外圍電子學(xué)、接觸焊盤(contact pad)的數(shù)量和間距、密封液晶單元所需的粘接密封的尺寸，等等)。
在短期內(nèi)，對于一個(gè)64×64的容量，它將問世，依照下面部分呈現(xiàn)出的結(jié)果，可以想象出每個(gè)超大規(guī)模集成電路最多集成兩個(gè)正方形的有效區(qū)域。依照一個(gè)變型，所有的有效區(qū)域被集成在一個(gè)單一的超大規(guī)模集成電路之內(nèi)。在一切情況下，將系統(tǒng)所有的有效區(qū)域(2個(gè)或4個(gè))集成到一個(gè)單個(gè)的硅片襯底上是可能的的，對于這個(gè)襯底，有選擇地包括幾個(gè)超大規(guī)模集成電路也是可能的。兩個(gè)偏轉(zhuǎn)單元300和400的集成在單個(gè)襯底上使得能夠非常精確地控制這些有效區(qū)域的相對位置并使光束的對準(zhǔn)變得很容易。
在光學(xué)路由系統(tǒng)中訪問可重新配置的衍射元件(例如液晶空間光調(diào)制器)，與每條光束的偏轉(zhuǎn)相聯(lián)的光學(xué)能量損耗取決于偏轉(zhuǎn)角的數(shù)值。
這種相關(guān)性導(dǎo)致了路由系統(tǒng)的總的光學(xué)損耗的變化作為被連接的輸入/輸出的函數(shù)。
如同下面說明的，提出的系統(tǒng)使得，依靠在每個(gè)單元300和400前面宏透鏡的存在，能夠獲得遍及在系統(tǒng)的輸入和輸出之間可能的連接的一致的損耗，并且這個(gè)不依賴于任何光學(xué)能量控制系統(tǒng)。
首先要注意，做為連接函數(shù)的系統(tǒng)損耗的變化是與輸入模塊(光纖+微透鏡+可選擇的偏振處理部件)的損耗的變化、兩個(gè)偏轉(zhuǎn)級的損耗的變化、和輸出模塊的損耗的變化相聯(lián)系的。
圖6示出了宏透鏡對光束的幾何分布的影響。在這個(gè)圖中，沿著光路的分解并與圖1的結(jié)構(gòu)對應(yīng)(這個(gè)圖也可以表示一個(gè)沒有偏轉(zhuǎn)的變型)，圖1的透鏡500被分成兩部分以示出這樣的事實(shí)在圖1中，每條光束通過透鏡500兩次。
對于一個(gè)從輸入i到輸出j的給定的連接，并且在傍軸的近似中，由于在輸入單元300前面的會(huì)聚的微透鏡(或者任何其它類型的會(huì)聚裝置，例如象是在同一光路上的一系列透鏡)的存在，在輸入處的偏轉(zhuǎn)角僅僅取決于輸出(不是所討論的輸入)。這是因?yàn)椋捎谒械牧汶A次，無論什么所討論的輸入，都被聚焦到輸入微透鏡的光軸上，相同的偏轉(zhuǎn)是必要的，無論什么所討論的輸入，所以第一階次在整個(gè)給定的輸出被偏轉(zhuǎn)。
因此，通過一個(gè)在輸出單元400前面的具有固定衰減分布的衰減器(在圖6中取標(biāo)號為450)，能夠糾正輸入偏轉(zhuǎn)損耗。
類似地，由于在輸出單元400前面的會(huì)聚宏透鏡(或者任何其它類型的充分地會(huì)聚到輸入單元上的裝置，例如，像在同一光路上的一系列透鏡)的存在，在輸出的偏轉(zhuǎn)角僅僅取決于輸入單元(所討論的的輸出間距)。因此通過在輸入單元300前面的具有固定衰減分布的衰減器(在圖6中的標(biāo)號為350)糾正輸出偏轉(zhuǎn)損耗是可能的。
與宏透鏡的使用相聯(lián)系的系統(tǒng)的這種有利的特性，使系統(tǒng)損耗(分貝)能寫成以下形式p(i，j)＝pe(i)+p1(j)+P2(i)+ps(j)其中pe(i)輸入損耗，取決于輸入ip1(j)輸入偏轉(zhuǎn)損耗p2(i)輸出偏轉(zhuǎn)損耗ps(j)輸出損耗，取決于輸出因此，通過將衰減器放置在開關(guān)的全部輸入和輸出上，使路由系統(tǒng)的損耗一致，獨(dú)立于它的相互連接的配置，是可能的。按照一種變型，這些衰減器是非可編程的衰減器，其成本機(jī)低。
現(xiàn)有的裝置使用能夠在輸入和輸出上被調(diào)節(jié)的衰減器，衰減器的預(yù)先調(diào)節(jié)使在系統(tǒng)的輸入和輸出之間全部可能的連接中獲得一致的光學(xué)衰減，并且獨(dú)立于這些連接的配置。衰減器因此是固定的衰減。
輸入(或者輸出)衰減器必須被預(yù)先調(diào)節(jié)到損耗值類型為Cste-pe(i)-p2(i)[(或者Cste’-p1(j)-ps(j))。
在系統(tǒng)的對準(zhǔn)階段進(jìn)行一次的衰減器的這種預(yù)先調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)損耗能夠制成獨(dú)立于所討論的連接或者獨(dú)立于系統(tǒng)的配置。
當(dāng)幾個(gè)透鏡(每個(gè)都與不同的單元相聯(lián)系)被使用時(shí)，這些透鏡的光學(xué)中心放置在光路相對的一邊是有利的，這樣透鏡的影響彼此之間相互補(bǔ)償，并且要被偏轉(zhuǎn)單元執(zhí)行的偏轉(zhuǎn)不是太嚴(yán)重。
另一個(gè)重要的因素是系統(tǒng)全部的縱向尺寸二次變化于像素點(diǎn)p的間距高分辨率的超大規(guī)模集成電路技術(shù)因此使設(shè)計(jì)高容量緊湊的交換系統(tǒng)成為可能。
基于在超大規(guī)模集成電路上的向列型液晶空間光調(diào)制器的64×64容量的系統(tǒng)的尺度已經(jīng)被描述過。對于這個(gè)尺寸，空間光調(diào)制器與大約10到13微米的像素尺寸一起使用。
這些數(shù)值對應(yīng)用在用于顯示器微屏幕[9]的超大規(guī)模集成電路技術(shù)上的先前技術(shù)液晶所用的值。
在目前情況下，液晶單元被集成到一個(gè)超大規(guī)模集成電路尋址電路上，也就是說它的主要元件被連續(xù)地和不可逆轉(zhuǎn)地固定到這個(gè)電路上，這些步驟與集成對應(yīng)。
0.18微米超大規(guī)模集成電路技術(shù)被使用。而且，來自單模光纖的高斯光束的準(zhǔn)直和尤其與準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)和偏轉(zhuǎn)子單元的有限尺寸相聯(lián)系的截?cái)嘈Ч?在實(shí)踐中，截?cái)嘁驍?shù)等于有用的直徑對模式直徑的比值，必須保持接近1.5)是被考慮的。
下面的表格總結(jié)了具有為系統(tǒng)保留的幾何特征的主要參數(shù)。它有兩種變型第一種(靠左手的列)在同一個(gè)光學(xué)掩膜標(biāo)度線(reticule)內(nèi)組合了兩組有效區(qū)域；在第二種(靠右手的列)中，每個(gè)有效區(qū)域占有一個(gè)光學(xué)掩膜標(biāo)度線。
這個(gè)表格也給出了有效區(qū)域的尺寸，該尺寸比光纖矩陣稍小(視差)，和它們的相對安放(implantation)(沿著X和Y邊緣到邊緣隔開)。掩膜標(biāo)度線的尺寸通過考慮用于粘接密封和接觸焊盤的必要的空白邊緣被計(jì)算出來。
被粘接密封占有的區(qū)域與電路的有用區(qū)域相比較是顯著的。
依靠這個(gè)裝置，可能示出，以關(guān)于自由空間中光束傳播的普遍考慮為基礎(chǔ)，交換系統(tǒng)的所有尺寸是大體上與系統(tǒng)的輸入/輸出的數(shù)量成比例的。
1.H.Yamazaki，M.Yamaguchi，和K.Hirabayashi的“具有液晶顯示器的全息開關(guān)的可能規(guī)模的估算”，應(yīng)用光學(xué)，34期，1333-1340頁(1995)2.D.C.O”Brien，R.J.Mears，T.D.Wilkinson，和W.A.Crossland，“使用FLC，SLMs的動(dòng)態(tài)全息的相互連接”，應(yīng)用光學(xué)，33期，2795頁(1995)3.D.C.O”Brien，W.A.Crossland，和R.J.Mears，“全息路由光學(xué)交叉理論和模擬”，Opt.Comp.and Process，1，233-243(1991)4.P.Berithele，B.Fracasso和J.-L.De Bougrenet de la Tocnaye，“使用偏振不敏感的液晶空間光調(diào)制器的單模光纖開關(guān)”，光學(xué)應(yīng)用，37卷，5461-5468頁(1998)5.W.A.Crossland等人的“使用LCOS的光束操縱光學(xué)開光‘ROSES’示范者”，電機(jī)工程師協(xié)會(huì)研究會(huì)關(guān)于“微顯示器和智能像素技術(shù)”1-7，倫敦，2000年3月6.L.Bonnel和P.Graver“在單模光纖之間的全息交換一個(gè)16×16的范例和遠(yuǎn)景的估算”，Proc.Photonics in Switching”96，PThD47.N.Wolffer，B.Vinouze和P.Gravey，“基于電尋址的高偏轉(zhuǎn)精度的向列液晶光柵的在單模光纖之間的全息開關(guān)”，光學(xué)通訊，160，42(1999)8.D.T.Neilson等人的“35.8Tb/s演示容量的全供應(yīng)的112×112個(gè)微機(jī)械光學(xué)交叉連接在Proc.OFC2000(Baltimore)，PD129.H.L.Ong，SPIE 3560卷，“顯示裝置和微系統(tǒng)”1-12頁(1998)
權(quán)利要求
1.一種光束路由器包括一系列光輸入通道(110)和一系列光輸出通道(210)，兩個(gè)光折射率空間調(diào)制單元(300、400)能夠分別偏轉(zhuǎn)來自輸入通道并到達(dá)輸出通道的光束，每個(gè)系列的光通道(110、210)分布在通道方向的橫向的兩維方向上，并且每個(gè)折射率空間調(diào)制單元(300、400)被設(shè)置成在這兩維方向上產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，其特征在于它包括了至少一個(gè)會(huì)聚的光學(xué)組件(500)，該光學(xué)組件(500)被放置成與兩個(gè)單元(300、400)的第一個(gè)交疊，并且其相對于路由器中的光路定義的焦點(diǎn)是在另一個(gè)單元的平面的附近，并且該會(huì)聚的光學(xué)組件或者每個(gè)會(huì)聚光學(xué)組件(500)有其光學(xué)中心(X)在偏轉(zhuǎn)單元(300、400)的邊緣上，大體上直接在這個(gè)單元一邊的中心的上方。
2.如權(quán)利要求1所述的路由器，其特征在于一個(gè)單元(300、400)有一系列行和列，每個(gè)由一組區(qū)域構(gòu)成，每個(gè)用于偏轉(zhuǎn)一條單一的光束，并且該會(huì)聚的光學(xué)組件或者每個(gè)會(huì)聚光學(xué)組件(500)有一個(gè)光軸(X1、X2、X3、X4)，該光軸放置成使這個(gè)光軸與最接近該光軸的所述區(qū)域之間的有一定距離，該距離精確地平行于行或者列的方向，不是這個(gè)單元的連續(xù)區(qū)域之間的距離的倍數(shù)，該距離分別平行于行或者列的方向測量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的路由器，其特征在于一個(gè)單元(300)有一系列行和列，每個(gè)由一組區(qū)域構(gòu)成，每個(gè)致力于偏轉(zhuǎn)一條單一的光束，并且該會(huì)聚光學(xué)組件(500)的光軸(X1、X2、X3、X4)和在這個(gè)光軸附近的所說的區(qū)域的中心之間的最小距離，該距離精確地平行于行，該距離是兩個(gè)連續(xù)區(qū)域之間的距離的1.25倍，這個(gè)距離可以以兩個(gè)連續(xù)區(qū)域之間的距離(h)的全部數(shù)量的倍數(shù)增加，并且光軸(X1、X2、X3、X4)和相鄰區(qū)域的中心之間的最小距離，該距離精確地平行于列，等于兩個(gè)連續(xù)區(qū)域之間的距離的0.5倍，該距離有可以以兩個(gè)連續(xù)區(qū)域之間的距離(h)的全部數(shù)量的倍數(shù)增加。
4.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的路由器，其特征在于路由器更進(jìn)一步包括裝置(350、450)，該裝置產(chǎn)生一系列施加在接近所說的另一個(gè)單元的各個(gè)通道(110、210)上的不同光學(xué)衰減，每個(gè)施加在所討論的通道(110、210)上的衰減不取決于與所討論的通道時(shí)時(shí)刻刻光學(xué)連接的通道。
5.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的路由器，其特征在于所說的另一個(gè)單元也與會(huì)聚光學(xué)組件(500)一起安裝，該光學(xué)組件的焦點(diǎn)在第一個(gè)單元(300、400)附近，并且所說的第一單元被和裝置(350、450)一起安裝，該裝置(350、450)產(chǎn)生一系列不同的光學(xué)衰減，該光學(xué)衰減被施加到與這個(gè)第一單元鄰近的各通道上，所討論的通道的衰減不取決于與所討論的通道時(shí)時(shí)刻刻光學(xué)連接的通道。
6.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的路由器，與權(quán)利要求4結(jié)合，其特征在于鄰近于單元(300、400)的衰減分布或者每個(gè)衰減分布(350、450)大體與由于相對的單元中的偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的光學(xué)損耗的分布相反。
7.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的路由器，其特征在于具有空間折射率調(diào)制器(300、400)的至少一個(gè)單元是被設(shè)置成用于反射光束的單元。
8.如權(quán)利要求7所述的路由器，其特征在于具有光學(xué)空間折射率調(diào)制器(300、400)的兩個(gè)單元被大體上放置在同一個(gè)平面，并且該路由器還包括一個(gè)元件(600)，該元件被設(shè)置成用來反射兩個(gè)單元(300、400)之間的光束。
9.如權(quán)利要求8所述的路由器，其特征在于兩個(gè)單元都包括同樣的光學(xué)部件。
10.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的路由器，其特征在于該會(huì)聚光學(xué)組件或所說的會(huì)聚光學(xué)組件之一，或者組件(350、450)包括與單元(300、400)交疊的會(huì)聚透鏡，并且其焦點(diǎn)在相對的單元的附近。
11.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的路由器，其特征在于該會(huì)聚光學(xué)組件或所說的會(huì)聚光學(xué)組件之一，或者組件(500)包括兩個(gè)會(huì)聚透鏡，這兩個(gè)透鏡都被放置在相同光束的路徑上，由這兩個(gè)透鏡(500)形成的該組件的焦點(diǎn)位于所說的另一個(gè)單元(300、400)的附近。
12.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的路由器，其特征在于該會(huì)聚光學(xué)組件或所說的會(huì)聚光學(xué)組件之一，或者組件(500)被放置在反射單元(300、400)的前面，(每個(gè))會(huì)聚光學(xué)組件被設(shè)置成以便于相同的光束通過兩次。
13.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的路由器，其特征在于它包括用于分開來自輸入通道(110)的每條光束的裝置，并且第一子光束和第二子光束具有不同的偏振，并且用于在每種情況下重新定向所說的第一子光束的方式，該第一子光束被以這種方式分開成一個(gè)被選擇的偏振，并且它至少有一個(gè)單元(300、400)具有兩個(gè)不同的部分，一個(gè)用來偏轉(zhuǎn)所說的第一子光束，另一個(gè)用來偏轉(zhuǎn)所說的第二子光束。
14.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的路由器，其特征在于用于偏轉(zhuǎn)第一和第二子光束的兩個(gè)部分，分別形成一系列行，第一部分的行與第二部分的行輪流交替。
15.如權(quán)利要求13所述的路由器，其特征在于所說的兩個(gè)部件用于偏轉(zhuǎn)第一和第二子光束，分別地形成非交錯(cuò)的全部的表面。
16.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的路由器，其特征在于空間折射率調(diào)制單元(300、400)中的一個(gè)相對于光束的中間路徑傾斜地放置。
17.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的路由器，其特征在于至少一個(gè)具有空間折射率調(diào)制的偏轉(zhuǎn)單元(300、400)是液晶單元。
18.如權(quán)利要求17中所說的路由器，其特征在于所說的至少一個(gè)偏轉(zhuǎn)單元具有一個(gè)以集成在硅片上的尋址電路，并且它本身被集成在這個(gè)電路上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于光束的光學(xué)開關(guān)，該光學(xué)開光包括一系列光輸入通道(110)和一系列光輸出通道(210)，兩個(gè)光學(xué)折射率空間調(diào)制器單元(300、400)，各自適合使從輸入通道出來的光束偏轉(zhuǎn)并到達(dá)輸出通道，每個(gè)系列的光通道(110，210)分布在垂直于通道方向的兩維方向上，并且折射率空間調(diào)制單元(300、400)每個(gè)被設(shè)計(jì)成以產(chǎn)生依照所說的兩維方向上的偏轉(zhuǎn)。本發(fā)明的特征在于它包括了至少一個(gè)會(huì)聚光學(xué)組件(500)，該光學(xué)組件與兩個(gè)單元(300、400)中的第一個(gè)交疊，并且相對于開關(guān)中的光路定義的焦點(diǎn)與另一個(gè)單元的平面最接近，并且該會(huì)聚光學(xué)組件或每個(gè)會(huì)聚光學(xué)組件(500)有其與偏轉(zhuǎn)單元(300、400)接界的光學(xué)中心(X)，大體上垂直于在所說的單元上的中心。
文檔編號G02F1/29GK1441922SQ0181277
公開日2003年9月10日 申請日期2001年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月16日
發(fā)明者S·戈瑟蘭, P·格拉韋, N·沃爾弗, A·勒拉 申請人:法國電信公司