CZ333597A3 - Mnohonásobný odrazový multiplexor a demultiplexor - Google Patents

Mnohonásobný odrazový multiplexor a demultiplexor Download PDF

Info

Publication number
CZ333597A3
CZ333597A3 CZ973335A CZ333597A CZ333597A3 CZ 333597 A3 CZ333597 A3 CZ 333597A3 CZ 973335 A CZ973335 A CZ 973335A CZ 333597 A CZ333597 A CZ 333597A CZ 333597 A3 CZ333597 A3 CZ 333597A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
energy
different
path
signal
paths
Prior art date
Application number
CZ973335A
Other languages
English (en)
Inventor
Venkata A. Bhagavatula
Original Assignee
Corning Incorporated
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Incorporated filed Critical Corning Incorporated
Publication of CZ333597A3 publication Critical patent/CZ333597A3/cs

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1073—Beam splitting or combining systems characterized by manufacturing or alignment methods
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/145—Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/148—Beam splitting or combining systems operating by reflection only including stacked surfaces having at least one double-pass partially reflecting surface
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
    • G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
    • G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
    • G02B6/29362—Serial cascade of filters or filtering operations, e.g. for a large number of channels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/29395—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device configurable, e.g. tunable or reconfigurable
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/03—WDM arrangements
    • H04J14/0307—Multiplexers; Demultiplexers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083—Constructional arrangements
    • G02B2006/12102—Lens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083—Constructional arrangements
    • G02B2006/12104—Mirror; Reflectors or the like
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12133—Functions
    • G02B2006/1215—Splitter

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

Oblast technik.v
Vynález se týká multiplexorů a dému 11ip1exorů, které používají změn délky optické cesty, aby vedly optické signály podle jejich vlnové délky.
Dosavadní__stav techniky
Obecně mohou být stejné přístroje použity jak pro operace mu 11ip1exování tak dému 1tip1exování. Rozdíl je dán jen opačnými směry průchodu světla přístroji. Multiplexorv směrují signály rozdílných vlnových délek (uváděné také jako kanály) procházející mnohonásobnými optickými cestami do jediné cesty. Dému 1tip1exory směrují signály rozdílných vlnových délek z jediné cesty do odpovídajících mnohonásobných cest.
V těchto přístrojích se používají rozličné techniky pro rozlišení signálů rozdílných vlnových délek. Jedna z těchto technik obsahuje měnící se délky optických cest mezilehlých cest mezi jedinou cestou a mnohonásobnými cestami k úhlovému oddělení signálů rozdílných vlnových délek. Vlnovody měnící se délky jsou uspořádány v podélném postupu, aby relativně měnily fáze signálů rozdílných vlnových délek kolmo k jejich směru šíření. Rozdíly délek cest jsou obecně celistvým násobkem střední vlnové délky signálu, jehož čelo vlny není ovlivněno různými vzdálenostmi průchodu; ale zbývající signály vlnové délky postupně mění odklon v závislosti na • · · • ·· * · · · · jejich vlnové délce. Např. čelo vlny vlnové délky, která se nejvíce liší od střední vlnové délky, je také nejvíce odkloněno.
V dému 11ip1exním směru vstupují signály rozdílných vlnových délek do mezilehlých cest rozdílných délek jako rovnoběžná čela vln a vystupují z mezilehlých cest jako relativně odkloněná čela vln. Vstup a výstup je pro multiplexní operace obrácen. Zaostření se používá pro přeměnu úhlového oddělení čel vln na lineární oddělení souhlasné s podélným seřazením mnohonásobných cest.
Každý signál rozdílné vlnové délky vstupující do přístroje se projevuje tvarem pole, které může být definováno vzorkem záření v rovině kolmé ke směru šíření. Vzorek obyčejně sleduje Gaussův typ rozdělení. Mezilehlé cesty individuálně přepravují různé sekce tvaru polí každého signálu; avšak mezilehlé cesty společně zachovají celkové rozdělení energie v původních tvarech polí (tj. maximální intenzity v mezilehlých cestách sledují vzorek, který odpovídá rozdělení energie v původním tvaru polí).
Avšak takové rozdělení se dobře nehodí pro účinné spojení odkloněných čel vln s podélně seřazenými mnohonásobnými cestami. Signály rozdílných vlnových délek, které mají odkloněná ěela vln, jsou také efektivně odkloněna ke směru šíření a zaostří se v polohách, která jsou odpovídajícím způsobem posunuta z ohniskové polohy neodk1oněného čela vlny. To má za následek. že účinnost přenosu se zmenšuje se zvětšující se velikostí odklonu čela vlny. To znamená, že signál střední vlnové délky je spojen nejúčinněji: ale signály jiných vlnových délek mají větší ztráty, zvláště • ·
signály těch vlnových délek, které jsou nejvíce vzdáleny od signálu střední vlnové délky.
Podstata vynálezu
Můj vynález v jednom nebo více jeho rozličných provedeních zlepšuje vazební účinnost multiplexorů a dému 11ip1exorů řízením rozdělení energie nezávisle na rozděleních individuálního tvaru pole signálů rozdílných vlnových délek. Rozdíly délek optických cest se ještě používají pro úhlové rozlišení signálů rozdílných vlnových délek, ale rozdělení energie přes rozdílné délky optických cest neodpovídá rozdělením tvaru pole signálů.
Místo rozdělení tvaru polí do rozdílných sekcí a přepravy rozdílných sekcí, mohou být roždílné dé1ky cest mého vynálezu uspořádány tak. aby sbíraly postupné části energie přes celé tvary polí. Jinými slovy každá z cest rozdílné délky mého vynálezu obsahuje energii odebranou ze vzorkování rozdílných poloh ve tvaru pole každého signálu rozdílné vlnové délky.
Jedno provedení mého nového mu 11ip1exního a dému 11ip1exního přístroje je s výhodou typu, který spojuje jedinou cestu pro přepravu množství signálů rozdílných vlnových délek s mnohonásobnými cestami pro oddělenou přepravu signálů rozdílných vlnových délek použitím generátoru rozdílných délek optických cest, který má množství mezilehlých cest rozdílné délky. Avšak na rozdíl od běžných generátorů rozdílných délek optických cest složená propojovací jednotka paprsků v mém generátoru rozdílných délek optických cest:
aj odkloní část energie z mnoha míst ve tvaru pole každého signálu rozdílné vlnové délky do jedné
• ·· • · · · · • · · ·· ♦· mezilehlé cesty rozdílné délky.
b) odkloní část zbývající energie z mnoha míst ve tvaru pole každého signálu rozdílné vlnové délky do jiné mezilehlé cesty rozdílné délky a
c) pokračuje v odklonu následujících částí zbývající energie z mnoha míst ve tvaru pole každého signálu rozdílné vlnové délky do jiné mezilehlé cesty rozdílné délky až v podstatě celá energie každého signálu rozdílné vlnové délky je postupně odkloněna do jiné mezilehlé cesty rozdílné délky.
Mezilehlé cesty rozdílné délky jsou uspořádány ve vzorku pro úhlové oddělení signálů rozdílných vlnových délek. Oddělená zaostřovací optika se může použít pro spojení signálů úhlově oddělených vlnových délek do mnohonásobných cest.
Velikost energie v každé mezilehlé cestě je řízena velikostí energie odkloněné do mezilehlé cesty z mnoha míst ve tvaru pole každého signálu rozdílné vlnové délky spíše než z jediného místa ve tvaru pole. Toto nové řízení rozdělení energie mezi mezilehlé cesty se může použít k poskytnutí mnohem rovnoměrnějších vazebních účinností mezi signály rozdílných vlnových délek.
Generátor rozdílných délek optických cest obsahující složenou propojovací jednotku může být vytvořen jako odrazový blok, který má množství překrývajících se částečně odrazových povrchů pro spojení jediné cesty a mnohonásobných cest. Každý z částečně odrazových povrchů je orientován tak, aby odrážel část energie každého signálu rozdílné vlnové délky při nenulovém úhlu odrazu a je relativně umístěn tak. aby měnil • · délky optických cest mezí jedinou cestou a mnohonásobnými
cestami kolmo ke směru šíření mezi nimi.
Např. první částečně odrazový povrch odráží část energie každého signálu rozdílné vlnové délky do první mezilehlé cesty rozdílné délky a přenáší zbývající část energie každého signálu rozdílné vlnové délky na druhý částečně odrazový povrch. Druhý částečně odrazový povrch odráží část zbývající energie každého signálu rozdílné vlnové délky do druhé mezilehlé cesty rozdílné délky a přenáší dále zbývající část energie každého signálu rozdílné vlnové délky na třetí a následující částečně odrazové povrchy až v podstatě celá energie každého signálu rozdílné vlnové délky je rozdělena mezi dodatečné mezilehlé cesty.
Částečně odrazové povrchy bloku mohou být vytvořeny bu3 střídajícími se vrstvami, které mají rozdílné indexy lomu, nebo střídavě přenášejícími a částečně odrazovými vrstvami, jako jsou čtvrtvlnové odrazové filmy. Částečně odrazové povrchy jsou s výhodou rovnoběžné a v podstatě stejně vzdáleny. Velikosti energie rozdělené do mezilehlých cest jsou. řízeny velikostí odrazivosti částečně odrazových povrchů. Rozdíly délek optických cest mezi částečně odrazovými povrchy jsou řízeny nenulovým úhlem odrazu od částečně odrazových povrchů, vzdáleností mezi částečně odrazovými povrchy a indexy lomu přepravních prostředí.
Přehled obrázků na výkřesech
Obr. 1 je uspořádání hlavních částí optické realizace mého nového multiplexoru a dému 11ip1exoru.
• ·
Obr. 2 je částečný pohled na odrazový blok použitý v mém
multiplexoru a dému 11ip1exoru jako generátor rozdílných délek opt i ckých cest .
Obr. 3 je pohled na výkres integrované optické realizace mého nového multiplexoru a dému 11ip1exoru.
Obr. 4 je pohled na příčný řez podél přímky 4-4 na obr. 3 ukazující vlnovod mikrokanálu.
Obr. 5A. 5B. 5C jsou pohledy na příčné řezy podél přímky 5-5 na obr. 3 ukazující alternativní struktury pro vytvoření generátoru rozdílných délek optických cest.
Obr. 6 je pohled na výkres výřezu laditelného odrazového bloku.
Příklady provedení vynálezu
V optické realizaci 10 z hlavních částí mého nového multiplexoru a dému 11ip1exoru, znázorněné na obr. 1, jediná cesta 12 pro přepravu signálů rozdílných vlnových délek λ< λ a mnohonásobné cestv 14, 16 a 18 pro oddělenou přepravu íl ’ stejných signálů jsou optická vlákna jediného druhu. Během operací dému 11ip1exování je jediná cesta 12 vstupní cestou a mnohonásobné cesty 14 , 1 6 a 1 8 jsou výstupními cestami. Vstup a výstup se během operací mu 11ip1exování zamění. Pro jednoduchost jsou další součásti mého nového multiplexoru a dému 11ip1exoru vztaženy na směr pohybu světla pro operace dému 11 i p 1exován í .
Sestava 20 pro tvarování paprsků, obsahující kolimační čočku • ·
a válcovou čočku 24. spojuje jedinou cestu 12 s odrazovým blokem 26. který funguje jako mnohostupčový generátor rozdílných délek optických cest. Signály rozdílných vlnových délek ''λ< - λπ jsou přijaty odrazovým blokem 26 jako úzkopásrnový paprsek 28, který má množství rovnoběžných čel vln šířících se po společné lineární cestě .30. z nichž každé má danou velikost energie rozdělené v celém tvaru pole.
Odrazový blok 26 obsahuje množství částečně odrazových povrchů 32. 3 4 . 3 6 a 38 . které se podél společné cesty 30 překrývají. Částečně odrazové povrchy 3.2, 34 , 3 6 a 38 jsou s výhodou vytvořeny tenkým odrazovým filmem takovým, jako je čtvrtvlnový film s vysokým indexem lomu nebo vzduch. Mohou se také použít vrstvy materiálů střídavě s velkými a malými indexy lomu. I když jsou na obr. 1 znázorněny jen 4 částečně odrazové povrchy, může být zapotřebí 20 nebo více takových částečně odrazových povrchů k dosažení požadované vazební účinnosti a zeslabení přeslechů.
Každý částečně odrazový povrch 3 2, 34 a 36 funguje jako dvousměnná propojovací jednotka odrazem části energie z mnoha míst ve tvaru pole (např. ve všech částech tvaru pole) každého signálu rozdílné vlnové délky λ, - λη a přenosem zbývající části energie každého signálu rozdílné vlnové délky λ, - An” k následujícímu jednomu z částečně odrazových povrchů 34. 36 a 38. T když odražená část energie j odebrána s výhodou rovnoměrně z celého tvaru pole, mohly by částečně odrazové povrchy 32, 34 a 36 být také tvořeny diskrétními plochami větší odrazivosti pro odebrání energie z množství míst ve tvaru pole. V posledním případě by diskrétní plochy byly s výhodou střídavě vychýleny mezi částečně odrazovými vrstvami, takže celý tvar pole ie
• · • · • • • • · · · ·· ·· · • · · : ·: .··. . : : · ·..· ··’· ·· ·· • · · · • · ·♦ • · · · · · • · · ·· ··
případně odražen. ; Přenosové vrs tvy 42 . 44 a 46 př epravuj í
signály roždí 1n ý c h v 1 nových délek ”λ1 - λ ” me z i část ečně
odrazovými povrchy 3 2 , 34. 3 6 a 3 8 . Pos1ední částečně
odrazový povrch 38 na společné cestě 30 může být vyroben také plně odrazový, aby se maximalizovala vazební účinnost.
S odvoláním na obr. 2 částečně odrazový povrch 32 odráží část energie každého signálu rozdílné vlnové délky A( - Aa ze společné cesty 30 do mezilehlé cesty 52 s úhlem odrazu Θ; a přenáší zbývající energii po společné cestě 30 k částečně odrazovému povrchu 34. Část zbývající energie je odražena částečně odrazovým povrchem 34 ze společné cesty 30 do mezilehlé cesty 54 s úhlem odrazu Θ, a zbytek energie je přenesen částečně odrazovým povrchem 34 na další částečně odrazový povrch 36. Další částečně odrazový povrch 36 zase odrazí jednu část a přenese druhou část vlastní energie. Odražená část je odkloněna ze společné cesty 30 do mezilehlé cesty 56. Přenesená část je přepravena k podobným následujícím částečně odrazovým povrchům (např. k odrazovému povrchu 38) až v podstatě celá energie signálů rozdílných vlnových délek λ, - λ je odkloněna ze společné cestv 30 na * 1 h dodatečné mezilehlé cesty (např. na mezilehlou cestu 58 ) .
Částečně odrazové povrchy 32. 34 , 36 a 38 jsou vzájemně orientovány paralelně a jsou od sebe vzdáleny o přibližně konstantní vzdálenost Lt. Úhel odrazu θ; ” od odrazového bloku 26 je znázorněn pro snadnou ilustraci přibližně 45 0. ale úhel θ?' je s výhodou vybrán tak. aby se vyhnul blízkosti Brewsterova úhlu, uvnitř rozsahu přibližně 5 J až 15 takže odrazivost částečně odrazového povrchu 32 není závislá na polarizaci. Úhel odrazu . který se odlišuje uvnitř odrazového bloku 26 od úhlu odrazu velikostí lomu na
• · rozhraní nejvíce vnější částečně odrazového povrchu 32. Pro dva úhly Θ; a ©ý' může být uveden následující numerický vztah n; sin ©; = nf sin ©t kde ri;” je index lomu přenosového prostředí sousedícího s nejvíce vnějším částečně odrazovým povrchem .32 bloku 26 a n; je index lomu přenosové vrstvy 42.
Po sobě následující odrazy částečně odrazových povrchů 32. 34 , 36 a 3 8 dělí energii signálů rozdílných vlnových délek λ| - λ do mezilehlých cest 5 2, 54, 56 a 58 bez ohledu na rozdělení energie ve tvaru polí signálů rozdílných vlnových délek λ, - λ. Rozdělení energie do mezilehlých cest 52, 54, 56 a 58 může být řízeno nastavením velikosti obrazivosti částečně odrazových povrchů 32. 34. 3 6 a 3.8. Částečně odrazové povrchy 3 2 , 34. 36 a 38 mohou být např. vyrobeny tak, aby postupně procentuálně zvětšovaly odrazivost pro kompenzaci exponenciálně se zmenšující velikosti energie, která dosáhne následující částečně odrazové povrchy 34, 3.6 a 3 8 ·
Při výpočtu žádané odrazivosti, musí být také uvažována zpětná odrazivost. Např. obr. 2 uvádí část energie odražené od částečně odrazové vrstvy 34, která se vrací po prozatímní cestě 60 k částečně odrazové vrstvě 34 částečným odrazem od částečně odrazového povrchu 32. Právě menší část je odražena zpět částečně odrazovou vrstvou 3_4 po mezilehlé cestě 56 se zaměřením na odrazy z částečně odrazového povrchu 36. Zbytek energie vrácený po prozatímní cestě 60 je přenesen na následující částečně odrazové vrstvy 36 a 38 pro odklonění na zbývající mezilehlé cesty (např. na cestu 58).
Délka optické cesty mezilehlých cest 52. 5.4. 5.6 a .58 se mění «· ·· • ·· • · • ·· ·· ·· • · ·· ·· v závislosti na vzdálenosti L(” mezi dvěma sousedními částečně odrazovými vrstvami, indexu lomu nt” prostřední přenosové vrstvy a úhlu odrazu ”0t od dvou částečně odrazových vrstev v souladu s následující rovnicí nf cos Θ, kde δρ je rozdíl délek optických cest sousedních mezilehlých cest 5 2. 54. 5.6 a 58.
Rozdíl délek optických cest δρ” je s výhodou vybrán jako celistvý m násobek střední vlnové délky λ , odpovídající např. signálu vlnové délky λ, uvedené na obr. 1. Všechny jiné necelistvé násobky vlnových délek mění fázi v důsledku rozdílu délek optických cest δρ. ”m násobek je s výhodou uvnitř rozsahu 20 až 150. aby se zvětšily fázové změny mezi signály rozdílných vlnových délek. Užitečný rozsah vlnové délky přístroje, tj. volný spektrální rozsah ”FSR” (free spectral range) se také vztahuje k celistvému m násobku ná s1edovně:
λο
FSR = —
Rozdíly délek cest δρ po mezilehlých cestách 52 . 54 . 56 a 58 kombinované s podélnou vzdáleností mezi těmito mezilehlými cestami vytvoří úhlový rozklad signálů rozdílných vlnových délek jak je uvedeno na obr. 1. Úhlový rozklad άθ;/άλ dvou signálů rozdílných vlnových délek, vyjádřený numericky v poměrných radiánech vztažených na vlnovou délku, může být přibližně vyjádřen takto:
-nt cotg dk
Úhlový rozklad d0;/dX může být konstantní pro vlnové délky ··· · ·· přes všechny sousední mezilehlé cesty' 52. 54. 56 a 58 pro vytvoření změny prvního řádu v odklonu mezi signály rozdílných vlnových délek λ, - λπ nebo se úhlový rozklad d©| /dX může měnit napříč ke směru šíření k vytvoření účinků vyššího řádu na tvar čel vln. Např. zakřivení čela vlny by mohlo být použito pro zaostření.
Tak společně s kapacitou ke změně počtu, polohy a odrazivosti částečně odrazových povrchů 32. 34. 36 a 38 mohou být řízeny proměnné, které přispívají k rozdílu délek cest δρ a úhlovému rozkladu d0j/dX, aby ovlivnily jak relativní úhly, tak tvar odpovídajících čel vln signálů rozdílných vlnových délek λ, - λ, stejně tak jako rozdělení energie tvaru pole hromadně přepravené signály rozdílných vlnových délek X| X . Rovnoměrné vazební účinnosti a nízký přeslech mezi sousedními signály jsou obyčejně primárními cíli takové optimalizace.
Zaostřovací optika 62 spojuje úhlově odkloněné signály X( Xn mezi odrazovým blokem 26 a mnohonásobnými cestami 1 4 . 16 a 18. Neodkloněné čelo vlny signálu X, nakreslené na obr. 1, které je sudým m” násobkem rozdílu δρ délek optických cest, je zaostřeno do optické osy 64 na cestě 14 . Zbývající signály ”X? a λη” jsou zaostřeny do cesty 16 a 18 při zvětšujícím se posunutím od optické osy 64 v souladu s jejich relativními velikostmi odklonění. Dodatečné cesty'· mohou být umístěny na libovolné straně optické osv 64 pro přepravu signálů jiných vlnových délek požadujících mu 11ip1exování nebo dému 11iρ1exování.
Rovinné uspořádání ”0 mého nového multiplexoru a dému 11ip1exoru je uvedeno na obr. 3. Jediná cesta 7 2 a
1 • ·· • · · · ·· mnohonásobné cesty ~4 jsou vytvořeny jako mikrokaná1ové vlnovody v rovinném světlovodu /6. Obr. 4, který je řezem podél přímky 4-4. uvádí jediný vlnovod 72 vytvořený částí 71 jádra a obklopený zakrývající částí 73 základního materiálu 78.
Jediný vlnovod 72 přepraví signály rozdílných vlnových délek λ| - λπ jako úzký světelný paprsek 80 přímo k odrazovému bloku 82. který má množství částečně odrazových povrchů 84 vzájemně orientovaných rovnoběžně. ale odkloněných do nenulového úhlu odrazu paprsku 80. Částečně odrazové povrchy 84 fungují jako složená propojovací jednotka podobná odpovídajícím povrchům v předchozím provedení 10.
Obr. 5A. 5B a 5C, které jsou řezy podél přímky 5-5, znázorňují tři alternativní struktury odrazového bloku 82. označené jako 82a. 82 b a 82c. V obr. 5A je odrazový blok 82a vytvořen množstvím tenkých odrazových filmů 86 oddělených přenosovými prvky 88 které mohou být vyrobeny ze stejného nebo z rozdílných materiálů vlnovodů. Odrazové filmy 86 fungují jako částečně odrazové povrchy 84. Přenosové prvky 88 fungují jako přenosové základní materiály. které mají tloušťku přibližně 20 um až 1000 um pro podporu mnohem tenčích odrazových filmů 8_6, které mají tloušťku jen asi jedné čtvrtiny vlnové délky (přibližně 500 A až 2000 A).
Přenosové prvky 88 mohou být vytvořeny z řady různých druhů materiálu jako jsou skla. polymery, polovodiče a e 1 ektrooptické materiály. Příklady skleněných materiálů jsou SiOj, sodnovápenaté sklo, legovaný kysličník křemičitý, TiO,. GeOj, AljOp stejně tak jako jiná kysličníková nebo sulfitová skla. Polymery, které mohou být zpracovány ultrafialovým
2 ·· ·· • · · • · ·· ·· · · ·· ·· zářením, termoplastické nebo termosetické materiály obsahují po 1ykarbonát . polyimid a PMMA. Polovodiče obsahují Si, Ge,
InP a GaAs.
Široký výběr materiálů je k dispozici také pro odrazové filmy 86. obsahující některé stejné materiály uvedené pro přenosové prvky 88. K tomu ještě jsou odrazové filmy 86, aby byly částečně odrazové, také částečně přenosové. Ve skutečnosti jsou odrazové filmy 86 s výhodou víc než z 95 % přenosové, takže jen malé procento energie signálů rozdílných vlnových délek λ| - Xn” je odraženo každým odrazovým filmem 86.
Např. odrazové filmy 86 mohou být vyrobeny z rozličných kysličníků, sirníků. nitridů a fluoridových materiálů jako je SijNp silikonový oxynitrid. MgFj . PbF, a ZnS. Jiné transparentní polymery, tekuté krystaly a e1ektrooptické materiály mohou být také použity včetně takových materiálů, které mohou být uloženy nastříkáním, běžným odpařováním nebo odpařováním elektronovým paprskem a plazmovým nebo chemickým napařením. Mohou se také použít materiály transparentních elektrod jako je hliník legovaný ZnO nebo indium tinoxid.
Některé z těchto materiálů pro vytvoření odrazových filmů 86 a přenosových prvků 88 jsou vhodnější pro hlavní části optických aplikací jako pro vyrobení odrazového bloku 26 předchozí realizace 10 a jiné jsou vhodnější pro odrazový blok 8.2 této realizace 70. Volba materiálů může také záviset na optických charakteristikách materiálů v rozsahu vlnových délek (např. 1000 nm až 1700 nm). uvažovaných pro přenos odrazovým blokem. Jak odrazové filmy 86. tak přenosové prvky 8.8. by měly také mít nízkou pohltivost pro maximalizaci • ·· ·· · · · účinnost i.
Odrazový blok 82b na obr. 5B je podobný až na to. že vzduchové mezery 90 mezi přenosovými prvky 92 nahrazují tenké odrazové filmy. Vlivem změny indexu na rozhraní mezi vzduchovými mezerami 90 a přenosovými prvky 92 fungují rozhraní jako částečně odrazové povrchy ,84. Protože index lomu vzduchu je pevný, je velikost odrazu od každého rozhraní řízena nastavením indexů odrazu přenosových prvků 92.
Změna indexu se používá také v odrazovém bloku 82c na obr. 50 k vytvoření částečně odrazových povrchů 84· Blok 82c je vyroben ze střídajících se vrstev 94 a 96 s rozdílnými indexy lomu (tj. s malými a velkými indexy lomu). Rozhraní mezi vrstvami 94 a 96 poskytují částečnou odrazivost v závislosti na rozdílech indexů lomu.
Pro střídající se vrstvy 94 a 96 s malými a velkými indexy lomu se mohou zase použít stejné materiály, obsahující materiály uvedené pro přenosové prvky _88 nebo odrazové filmy 86. Příklady materiálů s malými indexy obsahují různá skla jako SiO7, BjOj legovaný SiOj, legovaný SiOj a Na^AlF^ a také polymery jako PMMA a silikony. Skla s velkým indexem obsahují SiqNp TiO, . GeOj. ZnS. PbF, a Si. Polymery s vhodně velkými indexy obsahují po 1ykarbonát, polyimid a fotoodporové materiály.
Podobně jako při realizaci 10 je tvar pole vznikající od odrazového bloku 82 určen z velké míry relativními odrazivostmi a polohami částečně odrazových povrchů 84. Úhlový rozklad signálů rozdílných vlnových délek λ| - λη je dále určen rozdílnými indexy lomu přenosových vrstev (např.
• 4· •444 44 ·· ·· • · 4 • •4 4
88.) a úhly odrazu od částečně odrazových povrchů 84.
Zaostřovací čočka 98 (obr. 3) přeměňuje úhlové oddělení mezi signály rozdílných vlnových délek λ, - A„ ” na prostorové oddělení, odpovídající polohám mnohonásobných vlnovodů 74. Jinými slovy každý signál rozdílné vlnové délky A] - An je zaostřen na jeden rozdílný kanál z mnohonásobných vlnovodů 7 4. Postupné oddělení mnohonásobných vlnovodů 7 4 se používá pro připojení k větším optickým vláknům. která nejsou uvedena.
V dodatku k realizaci z hlavních částí 10 a integrované rovinné realizaci 70 může být můj nový multiplexor a dému 11iρ1exor smontován z hybridní optiky. Např. jediná cesta a mnohonásobné cesty mohou být realizovány v rovinném světlovodu a s planárním světlovoclem může být vyroben a spojen odděleně buď generátor rozdílných délek optických cest nebo zaostřovací optika. Jedna cesta výroby odrazového bloku se zvětšenou rovnoměrností mezi vrstvami je a) natřít jeden povrch desky přenosového materiálu, aby se vytvořil částečně odrazový povrch, b) rozdělit desku na sekce a o) smontovat sekce do překrývajícího se bloku.
Bez ohledu na to, zda realizací je optika z hlavních částí, optika integrovaná nebo hybridní, může být obtížná výroba s přesnými tolerancemi, požadovanými pro směrování těsně od sebe vzdálených signálů vlnových délek (např. lišící se o 1 nm nebo méně). V důsledku toho může být nutné nějaké následné ladění. Ladění může být provedeno použitím jednoho nebo více materiálů v generátoru rozdílných délek optických cest, které mění index, rozměr nebo odrazivost v odezvě na místní podmínky takové jako je teplota, tlak nebo elektrické nebo ·· ·· · · · • · ·· ·· · · · • · · ·· ··
·· • · • ·
• · • • •
• • w •
• • • · •
• • • •
···· ·· ··
·· · · magnet i cké pole.
Např. obr. 6 uvádí příklad laditelnébo odrazového bloku 100. který má vrstvy 102 odrazových filmů, oddělené vrstvami 104 přenosového zák1adního materiá1u. Vrstvy 102 odrazových filmů jsou vyrobeny z transparentního vodivého materiálu takového, jako je ITO a vrstvy 104 přenosového základního materiálu jsou vyrobeny z jediného krystalu nebo z čistého nebo legovaného silikonu. Napětí generované ladicím zařízením 106 a připojené přes odrazové vrstvy 102 vodivého materiálu mění index lomu přenosových vrstev .104, aby se změnily délky optických cest mezi odrazovými vrstvami 102.
Fyzická vzdálenost ”Lf mezi odrazovými vrstvami 102 by mohla být měněna náhradou silikonového krystalu piezoelektrickým krystalem (takovým jako je po 1yviny1 i den fluorid) v přenosové vrstvě 104. Podobně použité napětí by mohlo být použito pro rozšíření nebo zúžení piezoelektrického krystalu ve směru fyzické vzdálenosti Lj. Napětí na e1ektrooptických odrazových vrstvách mohou být také použita pro řízení odrazových charakteristik vrstev. Ladicí zařízení 106 může být dodatečně modifikováno k řízení teploty, tlaku nebo elektrických nebo magnetických polí v blízkosti jiných přenosových a odrazových vrstev, které reagují na takové vlivy podobně.

Claims (62)

1. Přístroj pro směrování optických signálů podle jejích vlnové délky vyznačující se tím. že obsahuj e:
jedinou cestu, která přepravuje množství signálů rozdílných vlnových délek, z nichž každý má danou velikost energie rozdělenou v celém tvaru pole;
mnohonásobné cesty, které odděleně přepravují signály rozdílných vlnových délek;
generátor rozdílných délek optických cest, který má množství rozdílných délek mezilehlých cest pro spojení řečené jediné cesty a mnohonásobných cest a řečený generátor rozdílných délek optických cest obsahující složenou propojovací jednotku, která (a) odklání část energie z mnoha míst ve tvaru pole každého signálu rozdílné vlnové délky do jedné mezilehlé cesty rozdílné délky.
(b) odklání část zbývající energie z mnoha míst ve haní pole každého signálu rozdílné vlnové délky do jiné mezilehlé cesty rozdílné délky a (c) pokračuje v odklánění následujících částí zbývající energie z mnoha míst ve tvaru pole každého signálu rozdílné vlnové délky do jiných mezilehlých cest rozdílné délky až v podstatě celá energie každého signálu rozdílné vlnové délky je postupně odkloněna do jiné mezilehlé cesty rozdílné délky.
2. Přístroj podle nároku 1 v v z n a č u j í c í s e tím. že v něm řečené mezilehlé cesty rozdílné délky jsou uspořádány ve vzorku pro úhlové oddělení signálů rozdílné vlnové dé1k v.
• · ·· ·· « · * ·· ···· · · · · ···· ··· · · · · · · · «· · · · 9 · · ···· · ······ · · · ···· ·· ·· ··· ·· ··
3. Přístroj podle nároku 2 vyznačující se tím. že dále obsahuje zaostřovací optiku, která spojuje signály s úhlově oddělenými vlnovými délkami mezi mezilehlými cestami rozdílné délky a řečenými mnohonásobnými cestami.
4. Přístroj podle nároku 3 vyznačující se tím, že dále obsahuje zaostřovací optiku, která spojuje signály rozdílných vlnových délek mezi řečenými mezilehlými cestami rozdílné délky a řečenou jedinou cestou.
5. Přístroj podle nároku 3 vyznačující se tím, že v něm řečená složená propojovací jednotka řídí rozdělení energie do mezilehlých cest rozdílné délky nezávisle na tvaru polí signálů rozdílných vlnových délek.
6. Přístroj podle nároku 5 vyznačující se tím. že v něm řečená složená propojovací jednotka rozděluje energii každého signálu rozdílné vlnové délky přibližně stejně do mezilehlých cest rozdílné délky.
7. Přístroj podle nároku 1 vyznačující se tím. že v něm řečená složená propojovací jednotka generátoru délek optických cest obsahuje množství částečně odrazových povrchů .
8. Přístroj podle nároku 7 v v z n a č u j í c í s e tím, že v něm řečený první částečně odrazový povrch odráží část energie každého signálu rozdílné vlnové délky do první mezilehlé cesty rozdílné délky a přenáší zbývající část energie každého signálu rozdílné vlnové délky na řečený druhý částečně odrazový povrch.
9. Přístroj podle nároku 8 vyznačující se tím, že v něm řečený druhý částečně odrazový povrch odráží část zbývající energie každého signálu rozdílné vlnové délky do druhé mezilehlé cesty rozdílné délky a přenáší dále zbývající část energie každého signálu rozdílné vlnové délky • · na řečený třetí částečně odrazový povrch.
10. Přístroj podle nároku 9 v y z n a č u j í c í s e tím, že v něm řečená složená propojovací jednotka obsahuje alespoň 20 řečených částečně odrazových povrchů.
11. Přístroj podle nároku 9 vyznačující se tím, že v něm řečené částečně odrazové povrchy j sou uspořádány rovnoběžně.
12. Přístroj podle nároku 11 vyznačující se tím, že v něm řečené částečně odrazové povrchy jsou od sebe vzdáleny o vzdálenost, která se rovná mnohonásobku vlnové délky signálů rozdílných vlnových délek.
13. Přístroj podle nároku 11 vyznačující se tím. že v něm řečené částečně odrazové povrchy jsou od sebe vzdáleny o vzdálenost alespoň 20 jun.
14. Přístroj podle nároku 9 vyznačující se tím, že v něm řečený třetí částečně odrazový povrch odráží část dále zbývající energie každého signálu rozdílné vlnové délky do třetí mezilehlé cesty rozdílné délky.
15. Přístroj podle nároku 14 v y značuj ící se tím, že v něm řečený první, druhý a třetí částečně odrazový • · · ·» • · · · · · • · · · · « · · · · · · povrch jsou vzájemně rozmístěny tak. že část energie odražená řečeným druhým částečně odrazovým povrchem je odražena řečeným prvním částečně odrazovým povrchem zpět k řečenému druhému částečně odrazovému povrchu, kde dále zmenšená část je odražena zpět řečeným druhým částečně odrazovým povrchem do řečené třetí mezilehlé cesty.
16. Přístroj podle nároku 15 vyznačující se tím, že v něm délky optických cest v řečené třetí mezilehlé cestě vytvořené řečenými odrazy od řečeného třetího částečně odrazového povrchu a řečenými zpětnými odrazy od řečeného druhého částečně odrazového povrchu jsou v podstatě stejné.
17. Zařízení optického multíplexoru a dému 11ip1exoru vyznačující se tím. že obsahuje:
jedinou cestu pro přepravu množství signálů rozdílných vlnových délek, z nichž každý má danou velikost energie: mnohonásobné cesty pro oddělenou přepravu signálů rozdílných vlnových délek:
odrazový blok, který má množství překrývajících se částečně odrazových povrchů pro spojení řečené jediné cesty a mnohonásobných cest a každý z řečených částečně odrazových povrchů je orientován k odrážení části energie každého signálu rozdílné vlnové délky při nenulovém úhlu odrazu a je relativně umístěn pro přenos zbývající části energie každého signálu rozdílné vlnové délky do jiného řečeného částečně odrazového povrchu pro změnu délky optické cesty mezi řečenou jedinou cestou a mnohonásobnými cestami napříč ke směru šíření mezi řečenou jedinou cestou a mnohonásobnými cestami.
18. Zařízení podle nároku 17 v y z n a č u j ící se tím. že v něm řečený odrazový blok je vytvořen střídajícími se vrstvami, které mají rozdílné indexy lomu.
• · * · ·· · · · · · ···· · · ·· · · · · ··· · · · · · · · ·· · · · · · · ···· · ······ · · · ···· ·· ·· ··· ·· ··
IQ. Zařízení podle nároku 18 v y z n a č u j í c í s e t. i m. že v něm jedna ze střídají cích se vrstev je vzduch. 20 . Zařízení podle nároku 18 v y z n a č u jící s e tím, že v něm obě řečené vrstvy ma j í nízkou pohltivost. 21 . Zařízení pod 1e nároku 17 v y značu jící s e
tím, že v něm řečený odrazový blok je vytvořen střídajícími se přenosovými a částečně odrazovými vrstvami.
22 .
Zařízení podle nároku 21 vyznačující tím. že dále obsahuje ladicí zařízení pro změnu indexu
1 omu jedné řečené přenosové a částečně odrazové vrstvy.
23. Zařízení podle nároku tím. že v něm jedna z e1ektrooptického materiálu.
22 vy řečených vrstev u j je ící vyrobena
24. Zařízení tím. že v něm podle nároku jiná z řečených v y vrstev je u j vyrobena z vodivého materiálu.
25 .
tím, mezi podle nároku 21 že dále obsahuje ladicí zařízení částečně odrazovými povrchy.
Září zení pro změnu vzdálenost i tím.
Zařízení podle nároku 25 v y z že v něm jedna z řečených č u j vrstev je ící se vyrobena z
26.
• to to to piezoelektrického materiálu.
27 . Září zení pod 1 e nároku 26 v y z n a č u j í c í se tím. že v něm jiná z řečených vrstev je vyrobena z vodivého materiálu. 28 . Zařízení pod 1 e nároku 21 v v z n ačující se tím. že v něm řečená částečně odrazová vrstva je odrazový film.
29. Zařízení podle nároku 17 vyznačující se tím, že v něm řečený odrazový blok dále obsahuje plně odrazovou vrstvu, která odráží zbývající část energie každého signálu rozdílné vlnové délky při nenulovém úhlu odrazu.
30. Zařízení podle nároku 17 vyznačující se tím. že v něm řečené částečně odrazové povrchy jsou vzájemně rovnoběžně.
31. Zařízení podle nároku 30 vyznačující se tím, že v něm řečené částečně odrazové povrchy jsou od sebe vzdáleny v podstatě o stejnou vzdálenost.
32. Zařízení podle nároku 31 vyznačující se tím. že v něm řečené částečně odrazové povrchy jsou odděleny přenosovými vrstvami.
33. Zařízení podle nároku 32 c í se tím, že v něm řečené přenosové vrstvy jsou vyrobeny podstatě ze stejného optického materiálu.
34. Zařízení podle nároku 17 v y z n a č u • · · · · • · · · · · • · · · · • · ··· · · • · · · • · · · · · · tím. že v něm sousední pár řečených částečně odrazových povrchů ,ie vzdálen od sebe o vrstva mezi řečenými částečně vzdálenost Lf a přenosová odrazovými povrchy má index lomu nt.
35. Zařízení podle nároku 34 vyznačující se tím. že v něm rozdíl délek optických cest 8p řečených částečně odrazových povrchů může být vypočítán následovně:
8p - 2 Lj cos kde Je úhel odrazu od řečeného sousedního částečně odrazového povrchu uvnitř odrazového bloku.
36. Zařízení podle nároku 35 v v z n a č u tím.
že v něm řečená vzdálenost
Lj se rovná alespoň 20 um.
37 . Zařízení pod 1 e nároku 35 v y z n a č u j í c í s e tím. že v něm řečený úhel je mezi přibližně 5 0 a 15 °. 38 . Zařízení pod 1 e nároku 1.7 v v z n a č u j í c í s e tím, že v něm každý z řečených částečně odrazových povrchů
odráží část energie každého signálu rozdílné vlnové délky do jedné z množství mezilehlých cest rozdílné délky mezi řečenou jedinou cestou a mnohonásobnými cestami.
39. Zařízení podle nároku 38 vyznačující se tím. že v něm každá částečná odrazivost každého částečně odrazového povrchu je řízena k rozdělení energie každého signálu rozdílné vlnové délky přibližně stejně do řečených mezilehlých cest rozdílné délky.
40. Zařízení podle nároku 17 vyznačující se tím, že v něm každý z řečených částečně odrazových povrchů • · · · ·· · ·· ·· ···· · · · · · · · · • ·· · · · · · ·· • · · · · · ♦ · · · · · · ······ · · · ···· · · · · ··· ·· · · postupně odráží jednu část energie každého signálu rozdílné vlnové délky do jedné z množství mezilehlých cest rozdílné délky a přenáší zbývající část energie každého signálu rozdílné vlnové délky k následujícímu jednomu z odrazových povrchů v opakovaném vzorku až v podstatě celá energie každého signálu rozdílné vlnové délky je odražena do řečených mezilehlých cest rozdílné délky.
41. Zařízení podle nároku 40 vyznačující se tím. že v něm řečený odrazový blok je uspořádán pro příjem signálů rozdílných vlnových délek jako množství rovnoběžných čel vln a pro přenos množství rovnoběžných čel vln do množství relativně odkloněných čel vln.
42. Zařízení podle nároku 41 vyznačující se tím. že dále obsahuje zaostřovací optiku, která transformuje signály relativně odkloněných vlnových délek na signály lineárně rozlišených vlnových délek vyrovnaných s řečenými mnohonásobnými cestami.
43. Zařízení podle nároku 41 vyznačující se tím. že v něm řečené částečně odrazové povrchy jsou odkloněny do nenulových úhlů odrazu ve směru šíření mezi řečenou jedinou cestou a řečeným odrazovým blokem.
44 . Září zení podle nároku 4 3 v y z n a č u j ící s e tím. že v něm řečená jediná cesta je vytvořena j ako v 1novod v rovinném světlovodu.
45. Zařízení podle nároku 44 v v z n a č u c í se tím, že v něm řečený odrazový blok je také vytvořen v řečeném rovinném světlovodu j ako řada částečně odrazových • · povrchů orientovaných na řečené nenulové úhly odrazu.
46. Metoda pro úhlový rozklad signálů rozdílných vlnových délek vyznačující se tím, že obsahuje:
přepravu signálů rozdílných vlnových délek po společné cestě k mnohos t upříovému generátoru rozdílných délek optických cest:
příjem signálů rozdílných vlnových délek na prvním stupni mnohos tupříového generátoru rozdílných délek optických cest jako množství rovnoběžných čel vln, která mají dré ve 1 i kos ti energie:
odklonění části energie v celém každém paralelním čelu vlny od společné cesty do první mezilehlé cesty:
přepravu zbývající části energie v každém rovnoběžném čelu vlny po společné cestě do druhého stupně mnohostupříového generátoru rozdílných délek optických cest;
odklonění části zbývající energie v celém každém rovnoběžném čelu vlny od společné cesty do druhé mezilehlé cesty:
opakování řečených kroků přepravy a odklonění následujících částí zbývající energie v celém každém rovnoběžném čelu vlny od společné cesty až v podstatě celá energie každého rovnoběžného čela vlny je odkloněna do dodatečných mezilehlých cest a uspořádání mezilehlých cest ve sledu postupně se měnících délek pro transformaci množství rovnoběžných čel vln na množství relativně odkloněných čel vln.
47. Metoda podle nároku 46 vyznač u j ící se tím, že obsahuje další krok spojení relativně odkloněných čel vln do odpovídajících mnohonásobných cest.
• * ·
9 9 9 9
48. Metoda podle nároku 47 vyznačující se tím. že v ní řečený krok spojení obsahuje zaostření relativně odkloněných čel vln do odpovídajících mnohonásobných cest.
49. Metoda podle nároku 46 vyznačující se tím. že v ní řečené stupně mnohos t upťíového generátoru rozdílných délek optických cest obsahují částečně odrazové povrchy.
50. Metoda podle nároku 49 vyznačující se tím. že v ní řečené kroky odklonění obsahují částečně odražené části energie všech paralelních čel vln od společné cesty do odpovídajících mezilehlých cest.
51. Metoda podle nároku 50 vyznačující se tím, že v ní řečené kroky pro přepravu zbývajících částí energie obsahují přenos zbývající energie částečně odrazovými povrchy.
52. Metoda podle nároku 51 vyznačující se tím, že v ní řečené kroky přepravy zbývajících částí energie obsahují také přenos zbývající energie lomovými prvky, které oddělují částečně odrazové povrchy.
53. Metoda podle nároku 51 vyznačující se tím. že obsahuje další krok orientace částečně odrazových povrchů navzájem rovnoběžně při nenulovém úhlu odrazu no společné cestě.
54. Metoda podle nároku 53 vyznačující se tím, že obsahuje další krok oddělení částečně odrazových povrchů v podstatě konstantní vzdáleností.
55. Metoda podle nároku 51 vyznačující se tím. že obsahuje další krok relativního nastavení odrazivosti částečně odrazových povrchů pro řízení rozdělení energie do mezilehlých cest.
56. Metoda podle nároku 52 vyznačující se tím. že obsahuje další krok uspořádání částečně odrazových povrchů a lomových prvků v bloku tak. že částečně odrazové povrchy se na společné cestě překrývají.
57. Metoda podle nároku 52 vyznačující se tím. že obsahuje další krok nastavení indexů lomu lomových prvků pro další řízení délek optických cest mezilehlých cest.
58. Metoda podle nároku 57 vyznačující se tím. že v ní řečený krok nastavení obsahuje použití vnějšího řízení k nastavení indexů lomu lomových prvků.
59. Metoda podle nároku 58 vyznačující se tím, že v ní řečené vnější řízení je jedno z řízení teploty, tlaku, elektrického pole a magnetického pole.
60. Metoda podle nároku 46 vyznačující se tím, že obsahuje další krok ladění mnohostupříového generátoru rozdílných délek optických cest pro nastavení relativních délek optických cest mezilehlých cest.
61. Metoda spojení jediné cesty přepravující množství signálů rozdílných vlnových délek s mnohonásobnými cestami pro oddělenou přepravu signálů rozdílných vlnových délek nezávisle na rozdělení energie tvaru pole signálů rozdílných
v 1 nových délek vyzná č u j í c í s e tím, že obsahuj e kroky: oddělení části energie z mnoha míst ve tvaru polí každého signálu roždí 1 né v 1 nové délky mezi společnou cestu a první z množství mezi lehlých
cest;
odklonění zbývající části energie každého signálu rozdílné vlnové délky ze společné cesty do druhé mezilehlé cesty;
postupné odklonění dále zbývajících částí energie každého signálu rozdílné vlnové délky ze společné cesty do dodatečných mezilehlých cest až v podstatě celá energie každého signálu rozdílné vlnové délky je odkloněna do mezilehlých cest a rozklad signálů rozdílných vlnových délek přepravovaných mezilehlými cestami pro oddělené spojení signálů rozdílných vlnových délek mezi mezilehlými cestami a mnohonásobnými cestami.
62. Metoda podle nároku 61 vyznačující se tím, že v ní řečený krok odklonění obsahuje odklonění zbývající části energie z mnoha míst ve tvaru polí každého signálu rozdílné vlnové délky.
63. Metoda podle nároku 62 vyznačující se tím, že v ní řečený krok postupného odklonění obsahuje postupné odklonění dále zbývajících částí energie z mnoha míst ve tvaru polí každého signálu rozdílné vlnové délky.
64. Metoda podle nároku 61 vyznačující se tím, že v ní řečený krok oddělení obsahuje oddělení části energie v celém tvaru polí každého signálu rozdílné vlnové
• · • · ·· • · · · • • ♦ · · · · • · · · · • · · · · • · · · • · · · · · • • · · • · · · • · · · · · • · · • · · · · délky. 65. Metoda podle nároku 64 v y z n a č u j í c í se tím, že v ní řečený krok odk1onění obsahu j e odk1onění
zbývající části energie v celém tvaru polí každého signálu rozdílné vlnové délky.
66. Metoda podle nároku 65 vyznačující se tím, že v ní řečený krok postupného odklonění obsahuje postupné odklonění dále zbývajících částí energie v celém tvaru polí každého signálu rozdílné vlnové délky.
67. Metoda podle nároku 61 vyznačující se tím, že v ní řečený krok oddělení obsahuje použití prvního částečně odrazového povrchu k odražení části energie každého signálu rozdílné vlnové délky do první mezilehlé cesty a k přenosu zbývající části energie každého signálu rozdílné vlnové délky po společné cestě.
68. Metoda podle nároku 67 vyznačující se tím, že v ní řečený krok odklonění obsahuje použití druhého částečně odrazového povrchu k odražení zbývající části energie každého signálu rozdílné vlnové délky do druhé mezilehlé cesty a k přenesení dále zbývající části energie každého signálu rozdílné vlnové délky do společné cesty.
69. Metoda podle nároku 68 vyznačující se tím, že obsahuje další krok relativního nastavení odrazivosti prvního a druhého částečně odrazového povrchu k řízení společného rozdělení tvaru pole signálů rozdílných vlnových délek přepravených mezilehlými cestami.
·· ·· • · · · • · · · • · · · · · • · · • · · · ·
70. Metoda podle nároku 69 v y z n a č u j í c í ·· ·· ·· • · · · · · • · · · · • · · · · · • · · · · ···· ·· ·· tím, že v ní řečené společné rozdělení tvaru pole je řízeno ke zlepšení vazebních účinností mezi jedinou cestou a mnohonásobnými cestami.
71. Metoda podle nároku 61 vyznačující se tím, že v ní řečený krok rozkladu obsahuje vytvoření mezilehlých cest s rozdílnými délkami optických cest.
72. Metoda podle nároku 71 vyznačující se tím, že v ní řečený krok rozkladu obsahuje také uspořádání rozdílných délek mezilehlých cest ve sledu postupně se měnících délek pro relativně odkloněná čela vln signálů rozdílných vlnových délek.
CZ973335A 1996-02-23 1997-02-11 Mnohonásobný odrazový multiplexor a demultiplexor CZ333597A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1217096P 1996-02-23 1996-02-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ333597A3 true CZ333597A3 (cs) 1998-05-13

Family

ID=21753706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ973335A CZ333597A3 (cs) 1996-02-23 1997-02-11 Mnohonásobný odrazový multiplexor a demultiplexor

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6111674A (cs)
EP (1) EP0823160A4 (cs)
JP (1) JPH11504444A (cs)
KR (1) KR19990007973A (cs)
AU (1) AU2254997A (cs)
BR (1) BR9702051A (cs)
CA (1) CA2212527A1 (cs)
CZ (1) CZ333597A3 (cs)
HU (1) HUP9901435A2 (cs)
MX (1) MX9708146A (cs)
PL (1) PL323297A1 (cs)
RU (1) RU97119180A (cs)
WO (1) WO1997031442A1 (cs)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6580845B1 (en) 2000-08-11 2003-06-17 General Nutronics, Inc. Method and device for switching wavelength division multiplexed optical signals using emitter arrays
US6421479B1 (en) 2000-10-31 2002-07-16 Zolo Technologies, Inc. Apparatus and method facilitating optical alignment of a bulk optical multiplexer/demultiplexer
US6795182B2 (en) * 2001-07-06 2004-09-21 Arroyo Optics, Inc. Diffractive fourier optics for optical communications
EP1413078A4 (en) * 2001-07-06 2005-11-09 Arroyo Optics Inc BEAUTIFUL FOURIER OPTICS FOR OPTICAL COMMUNICATION
US7509048B2 (en) * 2001-07-20 2009-03-24 Essex Corporation Method and apparatus for optical signal processing using an optical tapped delay line
US20030035120A1 (en) * 2001-08-14 2003-02-20 Myatt Christopher J. Multiple-interferometer device for wavelength measuring and locking
CA2463278C (en) * 2001-10-09 2013-04-02 Infinera Corporation Transmitter photonic integrated circuits (txpic) and optical transport networks employing txpics
US7751658B2 (en) * 2001-10-09 2010-07-06 Infinera Corporation Monolithic transmitter photonic integrated circuit (TxPIC) having tunable modulated sources with feedback system for source power level or wavelength tuning
US20080044128A1 (en) * 2001-10-09 2008-02-21 Infinera Corporation TRANSMITTER PHOTONIC INTEGRATED CIRCUITS (TxPICs) AND OPTICAL TRANSPORT NETWORK SYSTEM EMPLOYING TxPICs
US7672546B2 (en) * 2001-10-09 2010-03-02 Infinera Corporation Optical transport network having a plurality of monolithic photonic integrated circuit semiconductor chips
US7116851B2 (en) * 2001-10-09 2006-10-03 Infinera Corporation Optical signal receiver, an associated photonic integrated circuit (RxPIC), and method improving performance
US7088884B2 (en) * 2002-07-12 2006-08-08 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Apparatus and method employing multilayer thin-film stacks for spatially shifting light
US7747114B2 (en) * 2002-10-08 2010-06-29 Infinera Corporation Tilted combiners/decombiners and photonic integrated circuits (PICs) employing the same
AU2003287709A1 (en) * 2002-11-13 2004-06-03 Battelle Memorial Institute Optical wavelength division mux/demux with integrated optical amplifier
JP2008530592A (ja) * 2005-02-03 2008-08-07 エセックス コーポレーション アパーチャ時間が長い光タップ遅延線
US7760979B2 (en) * 2005-02-17 2010-07-20 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. System and method for low loss waveguide bends
KR101139067B1 (ko) * 2009-08-17 2012-04-30 김금불 붕장어 회 가공 처리 방법
US9638988B2 (en) * 2013-12-12 2017-05-02 Corning Incorporated Light multiplexer with color combining element
US10261389B2 (en) * 2016-06-22 2019-04-16 Massachusetts Institute Of Technology Methods and systems for optical beam steering
WO2017223299A1 (en) 2016-06-22 2017-12-28 Massachusetts Institute Of Technology Methods and systems for optical beam steering
EP3963359A1 (en) 2019-04-30 2022-03-09 Massachusetts Institute of Technology Planar luneburg lens system for two-dimensional optical beam steering
US11609374B2 (en) * 2021-03-22 2023-03-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Directionally tunable optical reflector

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4329017A (en) * 1979-08-14 1982-05-11 Kaptron, Inc. Fiber optics communications modules
US4836634A (en) * 1980-04-08 1989-06-06 Instruments Sa Wavelength multiplexer/demultiplexer using optical fibers
CA1154987A (en) * 1981-11-27 1983-10-11 Narinder S. Kapany Fiber optics commmunications modules
US4474424A (en) * 1981-03-20 1984-10-02 At&T Bell Laboratories Optical multi/demultiplexer using interference filters
GB2101763B (en) * 1981-07-16 1985-01-30 Standard Telephones Cables Ltd Delay equalisation for single mode fibres
NL8104121A (nl) * 1981-09-07 1983-04-05 Philips Nv Afstembare optische demultiplexinrichting.
NL8104123A (nl) * 1981-09-07 1983-04-05 Philips Nv Optische multiplex- en demultiplexinrichting.
DE3213839A1 (de) * 1982-04-15 1983-10-27 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Optische wellenlaengen-multiplex- bzw. -demultiplexanordnung
US4652080A (en) * 1982-06-22 1987-03-24 Plessey Overseas Limited Optical transmission systems
FR2530393A1 (fr) * 1982-07-16 1984-01-20 Instruments Sa Multiplexeur-demultiplexeur de longueurs d'ondes compact et a filtrage adaptable
US4723829A (en) * 1982-10-12 1988-02-09 U.S. Philips Corporation Optical wavelength demultiplexer
FR2542461B1 (fr) * 1983-03-11 1987-01-23 Labo Electronique Physique Dispositif optique de multiplexage demultiplexage
US4571024A (en) * 1983-10-25 1986-02-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Wavelength selective demultiplexer tuner
NL8304311A (nl) * 1983-12-15 1985-07-01 Philips Nv Reflectieraster.
US4714313A (en) * 1984-05-02 1987-12-22 Kaptron, Inc. Star coupler for optical fibers
DE3431448C2 (de) * 1984-08-27 1987-01-22 Krone Gmbh, 1000 Berlin Optische Demultiplex-Übertragungseinrichtung
US4773063A (en) * 1984-11-13 1988-09-20 University Of Delaware Optical wavelength division multiplexing/demultiplexing system
US4701009A (en) * 1985-02-04 1987-10-20 Hughes Aircraft Company Spectral filter for integrated optics
FR2579044B1 (fr) * 1985-03-13 1988-02-26 Commissariat Energie Atomique Dispositif de multiplexage de plusieurs signaux lumineux en optique integree
FR2579333B1 (fr) * 1985-03-20 1987-07-03 Instruments Sa Multiplexeur-demultiplexeur de longueurs d'ondes corrige des aberrations geometriques et chromatiques
US4749247A (en) * 1986-04-03 1988-06-07 The Mitre Corporation Self-monitoring fiber optic link
US4715027A (en) * 1986-05-29 1987-12-22 Polaroid Corporation Integrated optic multi/demultiplexer
FR2609180B1 (fr) * 1986-12-31 1989-11-03 Commissariat Energie Atomique Multiplexeur-demultiplexeur utilisant un reseau concave elliptique et realise en optique integree
JPS63199328A (ja) * 1987-02-16 1988-08-17 Fuji Photo Film Co Ltd 光波長変換素子
EP0560412A3 (en) * 1987-03-16 1993-12-08 Siemens Ag Arrangement of optical-integrated spectrometer and method for making the same
US5026131A (en) * 1988-02-22 1991-06-25 Physical Optics Corporation High channel density, broad bandwidth wavelength division multiplexer with highly non-uniform Bragg-Littrow holographic grating
JPH02143203A (ja) * 1988-11-25 1990-06-01 Ricoh Co Ltd 光合分波素子
US5175780A (en) * 1988-12-29 1992-12-29 Fuji Electric Co., Ltd. Optical fiber switch
US4923271A (en) * 1989-03-28 1990-05-08 American Telephone And Telegraph Company Optical multiplexer/demultiplexer using focusing Bragg reflectors
US5267340A (en) * 1989-08-08 1993-11-30 E-Tek Dynamics, Inc. Fiber optic coupler and method of making same
SE469453B (sv) * 1989-10-27 1993-07-05 Ericsson Telefon Ab L M Optisk kopplingsanordning
US5016967A (en) * 1989-12-26 1991-05-21 United Technologies Corporation Multi-core optical waveguide Bragg grating light redirecting arrangement
US5416616A (en) * 1990-04-06 1995-05-16 University Of Southern California Incoherent/coherent readout of double angularly multiplexed volume holographic optical elements
US5245404A (en) * 1990-10-18 1993-09-14 Physical Optics Corportion Raman sensor
US5233187A (en) * 1991-01-22 1993-08-03 Canon Kabushiki Kaisha Multi-wavelength light detecting and/or emitting apparatuses having serially arranged grating directional couplers
US5208876A (en) * 1991-11-01 1993-05-04 E-Tek Dynamics, Inc. Optical isolator
US5195161A (en) * 1991-12-11 1993-03-16 At&T Bell Laboratories Optical waveguide comprising Bragg grating coupling means
DE69315864T2 (de) * 1992-02-04 1998-09-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Faseroptische Vorrichtung zur Wellenlängenselektion
FR2689345B1 (fr) * 1992-03-26 1995-05-12 Cit Alcatel Filtre optique comprenant un interféromètre Fabry-Perot accordable par rotation.
US5218654A (en) * 1992-04-16 1993-06-08 Unisys Corporation Grin rod lens optical backplane bus
DE69325309T2 (de) * 1992-04-29 2000-01-27 At & T Corp., New York Effizienter optische Reflexionsmultiplexer und -demultiplexer
US5228103A (en) * 1992-08-17 1993-07-13 University Of Maryland Monolithically integrated wavelength division multiplexing laser array
US5245680A (en) * 1993-02-05 1993-09-14 Unisys Corporation Grin lens optical backplane with dual transmitter-receiver repeaters
GB2280968B (en) * 1993-08-12 1996-07-31 Northern Telecom Ltd Chirped optical fibre filter

Also Published As

Publication number Publication date
BR9702051A (pt) 1998-06-09
KR19990007973A (ko) 1999-01-25
JPH11504444A (ja) 1999-04-20
HUP9901435A2 (hu) 1999-08-30
RU97119180A (ru) 1999-09-20
US6111674A (en) 2000-08-29
PL323297A1 (en) 1998-03-16
AU2254997A (en) 1997-09-10
EP0823160A1 (en) 1998-02-11
EP0823160A4 (en) 1998-07-01
WO1997031442A1 (en) 1997-08-28
CA2212527A1 (en) 1997-08-23
MX9708146A (es) 1998-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ333597A3 (cs) Mnohonásobný odrazový multiplexor a demultiplexor
EP3635460B1 (en) Integrated mems switches for selectively coupling light in and out of a waveguide
CA2490603C (en) Optical off-chip interconnects in multichannel planar waveguide devices
CA2236970C (en) Wavelength multiplexer/demultiplexer with varied propagation constant
US4856863A (en) Optical fiber interconnection network including spatial light modulator
CA2425309C (en) Planar waveguide switch and optical cross-connect
US6542306B2 (en) Compact multiple channel multiplexer/demultiplexer devices
Soref Fiber grating prism for true time delay beamsteering
JP2000056146A (ja) 自己導波光回路
US6483961B1 (en) Dual refraction index collimator for an optical switch
US6388815B1 (en) Device and method for producing optically-controlled incremental time delays
MXPA97008146A (en) Multiplier and dismultiplier of reflexion multi
JPS61113009A (ja) 光マルチプレクサ／デマルチプレクサ
US6865310B2 (en) Multi-layer thin film optical waveguide switch
JP2003315853A (ja) 発散補正付き光スイッチング装置
US6614947B1 (en) Digital optical switch using an integrated mach-zehnder interferometer having a movable phase shifter
US7697801B2 (en) Wavelength selective switch
US6912335B2 (en) Optical switch with reduced beam divergence
US6636660B2 (en) Monochrometer and wavelength division multiplexer comprising said monochrometer
CA2392404A1 (en) Analog optical switch using an integrated mach-zehnder interferometer having a movable phase shifter
JP3224585B2 (ja) 光スイッチ
RU2008707C1 (ru) Оптическая линия задержки
CN1180465A (zh) 多次反射型复用器和去复用器
EP1362225A1 (en) Monochromator arrangement
US7356223B2 (en) Optical filter element and wavelength division multiplexing optical coupler