專(zhuān)利名稱(chēng)：多路復(fù)用/多路分路光線路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多路復(fù)用和多路分路光信號(hào)的多路復(fù)用器/多路分路器。特別地，本發(fā)明涉及用于濾波或者分開(kāi)緊密間隔的信號(hào)信道的方法和系統(tǒng)，這些信號(hào)信道不能由常規(guī)的光濾波器適當(dāng)?shù)貫V波。
使用光信號(hào)作為攜帶信道信息的手段以高速度通過(guò)光路徑，諸如光波導(dǎo)，即光纖傳送，優(yōu)于其他方案，諸如使用微波鏈路，同軸電纜和雙絞銅線，因?yàn)樵谇罢邆鞑p耗是較低的。光系統(tǒng)不受電磁干擾(EMI)的影響和具有更高信道容量。高速光系統(tǒng)具有每秒幾兆比特到每秒幾十千兆比特的信令速率。
光通信系統(tǒng)在通信網(wǎng)絡(luò)中幾乎是到處存在的。在此處“光通信系統(tǒng)”的表達(dá)涉及在兩個(gè)點(diǎn)之間通過(guò)任何光路徑使用任何波長(zhǎng)的光信號(hào)傳遞信息的任何系統(tǒng)。光通信系統(tǒng)例如在1993年Gower,Ed.OpticalCommunication Systems(Prentice Hall,NY)中和1993年P(guān).E.Green,Jr.在“Fiberoptic networks”(Prentice Hall New Jersey)中描述，引用在此處供參考。
隨著通信容量進(jìn)一步增加以便在光纖上發(fā)送不斷增加的信息量，數(shù)據(jù)傳輸速率增加了且可用帶寬變?yōu)橄『钡馁Y源。
高速數(shù)據(jù)信號(hào)是多個(gè)信號(hào)，它們是由幾個(gè)數(shù)據(jù)流的集合(或者多路復(fù)用)形成的，以便共享傳輸介質(zhì)發(fā)送數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)的位置。波分多路復(fù)用(WDM)通常在光通信系統(tǒng)中使用作為更有效地使用可用資源的手段。
在WDM中每個(gè)高速數(shù)據(jù)信道在單個(gè)光波導(dǎo)上以預(yù)分配的波長(zhǎng)發(fā)送它的信息。在接收機(jī)端，不同波長(zhǎng)的信道通常利用窄帶濾波器分開(kāi)，然后檢測(cè)或者用于進(jìn)一步處理。實(shí)際上，在WDM系統(tǒng)中單個(gè)光波導(dǎo)可以傳送的信道的數(shù)量是由串音、光放大器的窄的工作帶寬和/或光纖非線性限制的。此外這樣的系統(tǒng)要求準(zhǔn)確的頻帶選擇，穩(wěn)定的可調(diào)激光器或者濾波器，和光譜純度，這增加了WDM系統(tǒng)的費(fèi)用和增加了它們的復(fù)雜性。
當(dāng)前，國(guó)際上商定的高速光傳輸系統(tǒng)的信道間隔是100GHz，相當(dāng)于0.8nm，例如超過(guò)相當(dāng)于相鄰信道之間的1.6毫微米的200GHz信道間隔。當(dāng)然，由于相鄰信道之間的波長(zhǎng)間隔減少，增加了對(duì)超窄頻帶濾波器、沒(méi)有串音的更精確的多路分路線路的要求。使用常規(guī)的分色濾光器分開(kāi)以0.4nm或者更小的間隔而沒(méi)有串音的信道是不可行的；如果不是不可能制造，這樣的濾波器也是困難的。
在由美國(guó)光學(xué)協(xié)會(huì)1998年出版的Benjamin B.Dingle和MasayukiIzutsu的標(biāo)題為Multifunction optical filter with a Michelson-Gires-Turnois Interferometer for wave length-division-multiplexed networksystem applications的論文中，此后稱(chēng)為GT設(shè)備的一個(gè)設(shè)備提供了由本發(fā)明提供的一些功能。例如，正如在

圖1中舉例的GT設(shè)備用作窄帶波長(zhǎng)多路分路器；這個(gè)設(shè)備依賴(lài)于干涉由平面鏡16反射的具有E場(chǎng)的反射E場(chǎng)。使用的校準(zhǔn)器10具有一個(gè)99.9％反射的后反射器12r和具有大約10％的反射率的一個(gè)前反射器12f；因此使用僅僅來(lái)自前反射器12f的輸出信號(hào)。設(shè)置光束分離棱柱(BSP)18接收入射光束和將入射光束導(dǎo)向校準(zhǔn)器10。BSP 18進(jìn)一步接收從該校準(zhǔn)器返回的光并且提供一部分該光給平面鏡16以及提供剩余部分給輸出端口。雖然這個(gè)已知的GT設(shè)備看上去執(zhí)行它的預(yù)定的作用，但是它顯然具有某些限制正如與本發(fā)明的設(shè)備相反，本發(fā)明的設(shè)備具有0和π弧度的透射(傳送)和反射的E場(chǎng)之間的相位差，正如在圖1b的圖線中可以看到的GT設(shè)備，在0和π弧度之間有一些相位變化。此外，在GT設(shè)備中，在干涉儀中要求有限的光程差以便產(chǎn)生輸出響應(yīng)，它模仿由本發(fā)明的設(shè)備提供的輸出響應(yīng)。典型地對(duì)于50GHz自由頻譜范圍(FSR)，這個(gè)光程差是幾個(gè)毫米；相反在本發(fā)明中，光相位差僅僅需要大約λ/4，結(jié)果導(dǎo)致溫度更穩(wěn)定和溫度不敏感的系統(tǒng)。GT設(shè)備的另外的限制是它對(duì)校準(zhǔn)器和干涉儀的穩(wěn)定的明顯的要求。然而GT設(shè)備的進(jìn)一步缺點(diǎn)是要求光環(huán)行器提取加給信號(hào)衰耗的輸出信號(hào)，并且該設(shè)備的增加了費(fèi)用；以及已知的BSP要求有重大的極化相關(guān)的損耗。圖1a表示來(lái)自具有光程差的GT和反射鏡的兩個(gè)反射E場(chǎng)之間的相位差的具有線性曲線的曲線圖。另外，該曲線圖顯示來(lái)自該GT的反射光的相位變化的線性曲線。還以對(duì)數(shù)曲線表示反射分布圖，而直線斜率的虛線是具有有限的光程差的GT的線性曲線。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于分開(kāi)具有緊密間隔的信道的光信號(hào)為至少兩個(gè)光信號(hào)的方法和線路，其中相鄰信道之間的信道間隔在至少兩個(gè)光信號(hào)的每一個(gè)中是較大的，從而要求較小精度的濾波器以便多路分路由至少兩個(gè)信號(hào)的每一個(gè)傳送的信道。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供相對(duì)地便宜的光線路，用于交錯(cuò)或者解交錯(cuò)光信道。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供基于校準(zhǔn)器的設(shè)備，其中從兩個(gè)相對(duì)地放置的端口的輸出信號(hào)可以可控制地干涉地組合以便得到期望的輸出響應(yīng)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)去交錯(cuò)器/交錯(cuò)器線路，使用多個(gè)具有基本上類(lèi)似的自由頻譜范圍(FSR)的周期設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一個(gè)交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器光線路，用于交錯(cuò)或者去交錯(cuò)具有預(yù)定的信道間頻率間隔的多個(gè)信道的輸入光信號(hào)，包括多個(gè)子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器，每個(gè)子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器光學(xué)地耦合到至少一個(gè)另外的子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器，用于給它提供輸出信號(hào)，或者用于從那里接收輸出信號(hào)，每一個(gè)子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器具有基本上相同的自由頻譜范圍和相對(duì)于其他的子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器的偏移頻譜響應(yīng)，用于交錯(cuò)或者去交錯(cuò)基本上不同的周期信道的組的每一個(gè)子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器，具有不同的中心波長(zhǎng)。
根據(jù)本發(fā)明，另外提供去交錯(cuò)多信道光信號(hào)的方法，包括步驟具有預(yù)定的間隔的多個(gè)信道的輸入信號(hào)通過(guò)多個(gè)順序地耦合的周期去交錯(cuò)濾波器，每個(gè)去交錯(cuò)濾波器具有基本上相同的周期，以及其中，濾波器的峰值中心通帶彼此偏移，安排這些濾波器使得濾波器中的一個(gè)被光學(xué)地耦合以便接收或者提供信號(hào)給另一個(gè)濾波器，以及其中，濾波器的周期大于所述輸入信號(hào)的兩個(gè)相鄰的信道間頻率間隔。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供去交錯(cuò)光信號(hào)的方法，包括步驟提供具有基本上相同的FSR和不同的中心峰值波長(zhǎng)的三個(gè)周期濾波器。
將光信號(hào)傳至具有一個(gè)輸入端口和兩個(gè)輸出端口的三個(gè)濾波器中的第一濾波器；將來(lái)自?xún)蓚€(gè)輸出端口的部分地去交錯(cuò)的信號(hào)提供給三個(gè)濾波器的另外的兩個(gè)濾波器的輸入端口；以及允許信號(hào)從兩個(gè)另外的濾波器的輸出端口傳播。
本發(fā)明的一個(gè)方面為提供一個(gè)系統(tǒng)，用于去交錯(cuò)多個(gè)信道光信號(hào)，包括具有周期的輸出響應(yīng)的多個(gè)濾波器，每個(gè)濾波器具有周期T，其中，這些濾波器的峰值中心通帶彼此偏移一個(gè)預(yù)定的量，安排這些濾波器使得濾波器中的每一個(gè)被光學(xué)地耦合以便接收或者提供信號(hào)給另一個(gè)濾波器，這些濾波器具有基本上對(duì)稱(chēng)的輸出響應(yīng)。
有利地，具有n△T(n＞2)輸出信道間隔的交錯(cuò)器可用于交錯(cuò)由△T間隔分開(kāi)的信道。這個(gè)設(shè)備比使用串聯(lián)饋送第一個(gè)去交錯(cuò)級(jí)的輸出到兩個(gè)順序級(jí)和饋送第二個(gè)兩級(jí)的輸出給四個(gè)另外的去交錯(cuò)級(jí)等等的方法的體積更小。在現(xiàn)有技術(shù)方法中，每個(gè)下一級(jí)比前面的級(jí)具有兩倍的自由頻譜范圍(FSR)(即當(dāng)以50GHz的輸入信號(hào)信道間隔開(kāi)始時(shí)，第一交錯(cuò)器間隔是100Ghz，下一間隔是200GHz，然后400GHz等)。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是多個(gè)類(lèi)似的設(shè)備可用于所有的交錯(cuò)級(jí)。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是去交錯(cuò)信道的通帶可以非常寬。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)可用于去交錯(cuò)不規(guī)則間隔的信道，當(dāng)相鄰信道間隔小于100GHz時(shí)，可以使用它們抑制在WDM傳輸系統(tǒng)中的四個(gè)波長(zhǎng)混合。
當(dāng)通過(guò)研究和開(kāi)發(fā)光濾波器是理想的時(shí)，較好地可以使用該濾波器用于很多的應(yīng)用，而不必針對(duì)每個(gè)不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)新的濾波器“積木框”。本發(fā)明允許通過(guò)互連基于相同的校準(zhǔn)器的設(shè)備而重復(fù)地使用它們，角度調(diào)諧它們以便從每個(gè)基于校準(zhǔn)器的交錯(cuò)器提供不同的輸出響應(yīng)。這具有重大的費(fèi)用和可靠性?xún)?yōu)點(diǎn)。此外不必要備有具有顯著不同的自由頻譜范圍的不同的校準(zhǔn)器。
現(xiàn)在結(jié)合附圖描述本發(fā)明的示例的實(shí)施例，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)Michelson-Gires-Toumois干涉儀的線路方框圖；圖1a繪制了用于雙輸出Michelson-Gires-Tournois干涉儀的相位對(duì)波長(zhǎng)的對(duì)數(shù)曲線圖；圖1b是Michelson-Gires-Tournois干涉儀的模擬輸出響應(yīng)的曲線圖；圖2是單個(gè)校準(zhǔn)器干涉測(cè)量結(jié)構(gòu)的線路方框圖；圖2a繪制了雙輸出校準(zhǔn)器的相位對(duì)波長(zhǎng)的曲線圖；圖3是圖2所示的校準(zhǔn)器的更詳細(xì)的圖；圖4a表示圖2所示結(jié)構(gòu)的可選擇的實(shí)施例的線路方框圖，其中使用兩個(gè)光傳送塊作為組合區(qū)域；圖4b是類(lèi)似于圖4a所示的線路方框圖，其中該線路是工作于反向工作模式；圖4c是類(lèi)似圖4a和4b的線路方框圖，其中加上第四端口；圖5是描述類(lèi)似于表示在圖4a到4c的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)的方框圖；圖6a是用于圖6c所示的多空腔校準(zhǔn)器的相位對(duì)波長(zhǎng)的輸出響應(yīng)的曲線圖；圖6b是描述單個(gè)空腔校準(zhǔn)器和多個(gè)空腔校準(zhǔn)器的輸出響應(yīng)的曲線圖；圖6c是可選擇的實(shí)施例的線路圖，其中使用多空腔校準(zhǔn)器；圖7是描述可選擇的實(shí)施例的線性化強(qiáng)度輸出響應(yīng)的曲線圖；圖8是描述可選擇的實(shí)施例的輸出響應(yīng)的曲線圖，其中選擇反射率和相位以便提供帶通濾波器；圖9是另一個(gè)實(shí)施例的線路圖，其中使用平面型波導(dǎo)技術(shù)；圖10是在圖9的線路中使用的MMI耦合器的更詳細(xì)的示意圖，其中根據(jù)這個(gè)圖描述該耦合器的操作；
圖11是圖9所示的另一個(gè)實(shí)施例的線路圖，其中通過(guò)在與相鄰區(qū)域相比具有不同的折射率的平面型波導(dǎo)內(nèi)提供區(qū)域而產(chǎn)生兩個(gè)校準(zhǔn)器；圖12是使用的環(huán)形諧振器的方框線路圖并且功能等效于前面實(shí)施例所示的Fabry-Perot諧振器；圖13是另一個(gè)可選擇的實(shí)施例的線路圖，其中使用環(huán)形諧振器；圖14是傳輸對(duì)相對(duì)波長(zhǎng)的曲線圖，表示環(huán)形諧振器的兩個(gè)輸出ar和at的頻譜幅度響應(yīng)，以及圖15分別是該環(huán)形諧振器的兩個(gè)輸出的頻譜相位響應(yīng)的曲線圖；圖16是環(huán)形諧振器的兩個(gè)輸出ar和at之間的相位差對(duì)相對(duì)波長(zhǎng)的曲線圖，顯示在等于該環(huán)形諧振器的FSR的連續(xù)的波長(zhǎng)信道上在-π/2和+π/2之間交替的相位差；圖17是描述在耦合器干涉儀的各自的輸出端的兩個(gè)交錯(cuò)信號(hào)aout1和aout2的頻譜傳輸?shù)膫鬏攲?duì)相對(duì)波長(zhǎng)的曲線圖；圖18是圖11中所示的基本線路的線路圖，其中第一耦合器和第三耦合器之間的波導(dǎo)區(qū)域被摻雜而變得對(duì)光更敏感，使得通過(guò)光源照射而產(chǎn)生受控的折射率變化；圖19是表示提供一個(gè)去交錯(cuò)器/交錯(cuò)器功能的線路的線路圖；圖20a是圖19所示的線路的一部分的線路圖；圖20b和20c是圖19所示的線路的一部分的線路圖；圖21是示意通帶和阻帶之間差異的本發(fā)明交錯(cuò)器的頻譜響應(yīng)(傳送/反射)的簡(jiǎn)略表示；圖22是具有四個(gè)去交錯(cuò)器的本發(fā)明的線路的簡(jiǎn)略表示；圖23是具有調(diào)諧裝置的基于Fabry-Perot校準(zhǔn)器的交錯(cuò)器的簡(jiǎn)略視圖；圖24是現(xiàn)有技術(shù)的交錯(cuò)/去交錯(cuò)線路的簡(jiǎn)略視圖；圖25是一個(gè)200GHz交錯(cuò)/去交錯(cuò)線路的簡(jiǎn)略視圖；圖26是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的交錯(cuò)器的簡(jiǎn)略視圖，其中三個(gè)對(duì)稱(chēng)的交錯(cuò)器光學(xué)地耦合提供去交錯(cuò)50GHz間隔的信道的輸入數(shù)據(jù)流為四個(gè)200GHz間隔的信道的數(shù)據(jù)流；圖27是根據(jù)本發(fā)明的可選擇的實(shí)施例的交錯(cuò)器的簡(jiǎn)略視圖，其中該輸出可以是對(duì)稱(chēng)的或者不對(duì)稱(chēng)的，并且其中帶寬是可以調(diào)整的；以及圖28是圖27所示的交錯(cuò)器的實(shí)施例的簡(jiǎn)略視圖，其中提供不對(duì)稱(chēng)的輸出。
以下所示和描述的基本交錯(cuò)器線路，描述于1999年3月25日提交的、普通轉(zhuǎn)讓的待審查的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序號(hào)09/275,962,1999年6月23日提交的、專(zhuān)利申請(qǐng)序號(hào)09/338,925,1999年7月22日提交的、序號(hào)09/358,445和1998年12月23日提交的加拿大專(zhuān)利申請(qǐng)序號(hào)2,256,963中。
一般地講，校準(zhǔn)器濾波器的頻譜特性是由該鏡面或者反射表面的反射率和間隙間隔確定的。Fabry-Perot原理允許濾波寬頻帶光束，從而僅僅周期的頻譜通帶基本上傳送出該濾波器。相反地，如果適當(dāng)?shù)剡x擇該鏡面或者反射地面的反射率，偏移d毫微米的周期頻譜通帶基本上從輸入鏡面往回反射。在可調(diào)節(jié)的Fabry-Perot設(shè)備中，諸如在以Ip的名字轉(zhuǎn)讓給JDS Fitel有限公司的在美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,283,845中公開(kāi)的設(shè)備，典型地通過(guò)改變有效的空腔長(zhǎng)度(間隔)獲得頻譜通帶的中心波長(zhǎng)的調(diào)諧。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖2，表示一個(gè)光線路，用于將一個(gè)信道光信號(hào)，即一個(gè)包括多路復(fù)用的緊密間隔信道的信號(hào)多路分路為多個(gè)較不密集的信道信號(hào)，每個(gè)信道信號(hào)包括多個(gè)多路復(fù)用的較不密集地間隔的信道。以第一方向操作該線路，其中該線路在進(jìn)入該線路一端的多個(gè)信道上執(zhí)行多路復(fù)用功能，它是一個(gè)交錯(cuò)器線路，而在相反方向中，其中該線路在相反端進(jìn)入的復(fù)合信號(hào)上執(zhí)行多路分路功能，以便提供多個(gè)多路分路信道，它用作去交錯(cuò)器線路。但是，術(shù)語(yǔ)交錯(cuò)器線路此后用于表示這個(gè)交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器線路。在以Cohen名義的美國(guó)專(zhuān)利No.5,680,490中一個(gè)這樣的交錯(cuò)器線路公開(kāi)為梳狀分離濾波器。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖2，表示一個(gè)光交錯(cuò)器線路，包括以Fabry-Perot校準(zhǔn)器濾波器110形式的一個(gè)3端口光腔(在圖3中更詳細(xì)地表示)，具有第一部分反射端面110a和第二部分反射端面110b。Fabry-Perot校準(zhǔn)器在端面110b有一個(gè)輸入端口101，在Fabry-Perot校準(zhǔn)器濾波器反射端面110有第二端口102，和耦合到傳送端面110a作為輸出端口的第三端口103。Fabry-Perot校準(zhǔn)器濾波器110具有兩個(gè)部分反射鏡面或者表面，彼此相對(duì)并且由一定的固定的間隙分開(kāi)，形式一個(gè)空腔。
用于可控制地延遲通過(guò)的光信號(hào)的移相器是與在Fabry-Perot校準(zhǔn)器110的一端的第三端口103光學(xué)地耦合。在移相器117輸出端和Fabry-Perot校準(zhǔn)器110的第二端口102之間放置一個(gè)50/50分離器119，并且與其光學(xué)地耦合。雖然圖解表示為具有波導(dǎo)，例如用于引導(dǎo)信號(hào)從該校準(zhǔn)器到移相器117和分離器119的光纖，但是，使用鏡面或者反射器的較不優(yōu)選的自由空間實(shí)施方法是本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員能作的。當(dāng)然耦合透鏡(未表示)，諸如GRIN透鏡最好用于耦合來(lái)自和/或到出自特定部件的光纖的光。
現(xiàn)在注意到，在一定的情況下來(lái)自校準(zhǔn)器，例如校準(zhǔn)器110的反射與透射(傳送)的E場(chǎng)相位之間的相位差保持恒定。此外，當(dāng)輸入光進(jìn)入校準(zhǔn)器的輸入端口101時(shí)，出自端表面103的結(jié)果信號(hào)和出自端表面102的結(jié)果信號(hào)之間的相位差或者是0或者是π弧度，并且按每個(gè)頻譜的傳輸諧振變化。這在圖2a中示出，其中畫(huà)出相位對(duì)波長(zhǎng)的曲線。由于在校準(zhǔn)器內(nèi)多重干涉效果，出現(xiàn)透射和反射E場(chǎng)之間的相位差的鎖定。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例以舉例的方式通過(guò)干涉兩個(gè)結(jié)果信號(hào)而使用這個(gè)特性，以便可以實(shí)現(xiàn)平坦的頻譜通帶濾波器。通過(guò)調(diào)節(jié)出自Fabry-Perot校準(zhǔn)器110的相反的端面的兩個(gè)信號(hào)之間的相位關(guān)系，和隨后干涉這些信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)各種期望的輸出響應(yīng)。當(dāng)然，選擇地，可以加上附加的控制以便衰減或者放大兩個(gè)信號(hào)的一個(gè)信號(hào)或者兩個(gè)信號(hào)。由于校準(zhǔn)器110的端口2和50/50分離器119之間與校準(zhǔn)器110的端口3和50/50分離器之間的路徑長(zhǎng)度差可能不是零，或者是校準(zhǔn)器的自由頻譜范圍的準(zhǔn)確倍數(shù)，移相器117確保調(diào)節(jié)由于路徑長(zhǎng)度差引起的不希望的或者期望的相位差。
如果在干涉儀的兩個(gè)臂之間即在校準(zhǔn)器110和分離器119之間的路徑之間沒(méi)有產(chǎn)生固有的相位差，將獲得下面的輸出。
從端口3輸出ERejθR+ETej(θT-π/2)從端口2輸出ETejθT+ERej(θR-π/2)其中θR與θT是由校準(zhǔn)器產(chǎn)生的反射和透射相位。干涉測(cè)量的輸出由一般的表示式給出IRes=1/2(ER2+ET2+2ERETCOS(△θ))其中△θ表示兩個(gè)E場(chǎng)之間的相位差。如果θR=θT，則兩個(gè)輸出的相位差將是π/2。而且如果θR-θT=π，則兩個(gè)輸出的相位差還是π/2。因此，不存在期望的干涉測(cè)量反應(yīng)。
但是，如果在干涉測(cè)量的臂中提供π/2相位差，則兩個(gè)輸出由下式給出從端口3輸出ERejθR+ETej(θT)從端口2輸出ETej(θT+π/2)+ERej(θR-π/2)正如從上面可以看到的，這時(shí)干涉儀的輸出具有π相移，它表示可能存在兩個(gè)信號(hào)之間的有用的或者期望的干涉測(cè)量反應(yīng)。在端口3輸出和在端口2輸出的相位差分別是θR-θT和θR-θT-π。如果θR=θT，則在端口3和2的輸出的相位差分別是0和π。對(duì)于θR-θT=π，則在端口3和2的輸出分別具有π和0的相位差。因此可以實(shí)現(xiàn)信道選擇。
該線路可以作為去交錯(cuò)器濾波器操作，提供在分離器的一個(gè)輸出的奇數(shù)信道和在該分離器的第二個(gè)輸出的偶數(shù)信道的分離。
通過(guò)改變饋送給分離器的該線路的兩臂中的信號(hào)之間的相位關(guān)系和通過(guò)改變?cè)撔?zhǔn)器的端面的反射率，例如具有60％和1％反射率，則交錯(cuò)功能消失，并且該線路操作提供線性化輸出。在諸如波長(zhǎng)鎖定這樣的應(yīng)用中，這樣的線性化輸出信號(hào)是有用的，其中期望線性斜坡信號(hào)。此外，如果兩個(gè)輸出信號(hào)彼此相減，由于沒(méi)有引入信號(hào)損耗，效果進(jìn)一步增強(qiáng)了。
現(xiàn)在翻到圖4a至4c，表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)自由空間設(shè)備的一個(gè)光學(xué)器件，其中未引導(dǎo)的平行光在該設(shè)備中傳播。所示的交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器具有兩個(gè)玻璃干涉測(cè)量端板42，在端板42之間放置隔離物。兩個(gè)干涉測(cè)量的端板42之間的隔離物區(qū)域具有一個(gè)50/50涂層(如圖所示)，除了虛線所示的以外。這個(gè)虛線表示板極42之間的區(qū)域，其中兩個(gè)至少部分地反射面形成該校準(zhǔn)器(未詳細(xì)表示)，在之間具有一個(gè)空氣隙，有＞5λ的預(yù)定的尺寸，定義該校準(zhǔn)器的自由頻譜范圍。圖4A和4B中的漸變折射率(GEIN)透鏡40a至40e用于提供通過(guò)和在端板極42之間的平行光，并且在輸出端口用作聚焦透鏡。鏡面41a和41b放置在板極42的兩端以便引導(dǎo)光束到特定的端口。例如，進(jìn)入透鏡40a的輸入端口的光引導(dǎo)到板極之間的校準(zhǔn)器。大約50％的光透射(傳送)通過(guò)校準(zhǔn)器的前端并且遵循光入射于鏡面41a的路徑，并且隨后引導(dǎo)到透鏡41b；剩余光透射(傳送)通過(guò)校準(zhǔn)器的背側(cè)并且照射鏡面41b，隨后引導(dǎo)到透鏡40c的端口。如圖所示的，當(dāng)具有中心波長(zhǎng)λ1,λ2,λ3,λ4,…,λn的信道進(jìn)入透鏡40a的端口時(shí)，該信道在透鏡40b和40e的端口分別去交錯(cuò)為信道組λ1,λ3,λ5和λ2,λ4,λ6..；從而提供兩個(gè)去交錯(cuò)組。圖4b說(shuō)明圖4a的相同的線路如何逆向使用以交錯(cuò)被去交錯(cuò)的信道。此外，圖4c說(shuō)明在GRIN透鏡40d可以加上附加的輸入端口而且通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)和控制相位，該線路可用于轉(zhuǎn)換輸入信道到任一輸出端口。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖5，表示實(shí)現(xiàn)自由空間的設(shè)備的一個(gè)光學(xué)器件，其中未引導(dǎo)的平行光在該設(shè)備中傳播。所示的交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器具有兩個(gè)玻璃干涉測(cè)量的端板42，在端板42之間放置隔離物。端板極和該隔離物是通過(guò)光學(xué)接觸連接的。這些接觸面同時(shí)地和在相同的方向拋光，以便在裝配時(shí)保持它們的表面在10弧度秒內(nèi)平行。干涉測(cè)量組合器的通孔的軸和在每一個(gè)干涉測(cè)量端極板上的涂層B的軸在0.1毫米內(nèi)是同心的。通過(guò)50/50涂層便利地實(shí)現(xiàn)干涉測(cè)量組合器。校準(zhǔn)器沒(méi)有該涂層。為了清楚起見(jiàn)，圖5中未表示圖4所示的對(duì)準(zhǔn)/聚焦GRIN透鏡。溫度傳感器52顯示在板極52的端部以便確定兩個(gè)干涉測(cè)量端板42之間的相對(duì)溫度差。加熱器42a和42b與溫度傳感器52一起使用以便控制通過(guò)校準(zhǔn)器的相反兩端的透射和反射光信號(hào)之間的相位關(guān)系，加熱器42a和42b便利地回繞端板極42。
在另一個(gè)實(shí)施例中，以迄今描述的單個(gè)校準(zhǔn)器相同的方式使用奇數(shù)整數(shù)個(gè)多空腔校準(zhǔn)器。因此從多空腔校準(zhǔn)器結(jié)構(gòu)的最外的相反端口捕獲和組合光。使用多個(gè)空腔，即三個(gè)校準(zhǔn)器，獲得圖6a所示的分布圖，其中在該曲線圖的某些部分62的相位增加了，導(dǎo)致較陡峭的輸出響應(yīng)。此外，通過(guò)提供更多的校準(zhǔn)器表面，即在三空腔校準(zhǔn)器的例子中至少四個(gè)反射表面，能夠變化每個(gè)表面的反射率以提供更多的控制。圖6b示意兩條曲線，一條曲線用虛線，它表示單個(gè)空腔校準(zhǔn)器的輸出頻譜的一部分，和一條實(shí)線，它表示根據(jù)本發(fā)明的三空腔校準(zhǔn)器設(shè)備的輸出頻譜的相同的部分。圖6c示出根據(jù)本發(fā)明的線路，具有耦合到一個(gè)組合器的多空腔校準(zhǔn)器。
在前面幾個(gè)實(shí)施例中，移相器保證一個(gè)有效的相位差π/2，以使通過(guò)50/50分離器引入的相移已經(jīng)被補(bǔ)償。然后允許在干涉儀輸出出現(xiàn)完全的建設(shè)性的和破壞性干涉。但是，如果使用不同的相位差，然后通過(guò)該校準(zhǔn)器的兩個(gè)平面的反射率的一定的組合，可以實(shí)現(xiàn)如圖7的曲線所示的線性化強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的變化。在這個(gè)例子中，反射系數(shù)是0.01和0.6，而相位差是0。
圖8說(shuō)明一個(gè)可選擇的實(shí)施例，使用正確的相位差和反射率提供一個(gè)平坦的濾波器通帶。
現(xiàn)在翻到圖9，提供一個(gè)替換實(shí)施例，它在功能上類(lèi)似于圖2所示的實(shí)施例。交錯(cuò)器線路900顯示出使用平面型波導(dǎo)技術(shù)可以便利地制作。在這里例如波導(dǎo)可以放置在玻璃中。波導(dǎo)區(qū)域可以摻雜，離子注入或者移植。例如核心光波導(dǎo)區(qū)域可以是一個(gè)光透射的聚合物。在第一端具有輸入端口1和輸出端口2的第一MMI 50/50耦合器910利用放置在之間的波導(dǎo)912和914光學(xué)地耦合到第二個(gè)相同的MMI 50/50耦合器920。兩個(gè)薄的部分反射板E和E′放置在切波導(dǎo)912和914的槽中。板極E，放置在之間的波導(dǎo)912和板極E′形成第一Fabry-Perot校準(zhǔn)器。類(lèi)似地，板極E，放置在之間的波導(dǎo)914和板極E′形成第二Fabry-Perot校準(zhǔn)器。第一MMI耦合器910的輸出端口2和第二MMI耦合器920的輸出端口2耦合到第三MMI 50/50耦合器930的輸入端口1和2，第三MMI 50/50耦合器930具有用于分別傳遞信號(hào)aout1和aout2的輸出端口3和4。
在描述交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器線路900的操作之前，圖10用作描述四端口3dB耦合器的功能，該耦合器類(lèi)似于表示在圖9中的耦合器。提供給耦合器940的端口1的輸入信號(hào)a1在端口2和3之間相等地劃分。在由所示的鏡面反向反射該信號(hào)之后，它們組合到耦合器的端口4而不是端口1。以這種方式，該反射信號(hào)從該輸入信號(hào)分開(kāi)，而不要求光環(huán)行器。當(dāng)然圖9所示的MMI耦合器可以以3dB耦合器替換。
圖9線路的操作類(lèi)似于圖2所示的去交錯(cuò)器/交錯(cuò)器的操作。在圖9中輸入信號(hào)ain進(jìn)入端口1而且分別在耦合器910的端口3和4相等地劃分為在波導(dǎo)912和914上的兩個(gè)去交錯(cuò)信號(hào)。從耦合器910與920之間的校準(zhǔn)器傳送和反射的傳送信號(hào)at和反射信號(hào)ar輸入到MMI耦合器930的端口1和2并且提供作為兩個(gè)去交錯(cuò)輸出信號(hào)。當(dāng)然，可以提供每個(gè)去交錯(cuò)輸出數(shù)據(jù)流給另一個(gè)類(lèi)似的去交錯(cuò)線路，用于進(jìn)一步去交錯(cuò)該信道化的信號(hào)。例如，在第一級(jí)，諸如參考圖9描述的第一級(jí)，信道1,3,5,7,…為在aout1輸出，而信道2,4,6,8,…為在aout1輸出。信道1,3,5,7,9可以饋送給一個(gè)類(lèi)似線路900的線路，其中該校準(zhǔn)器具有一個(gè)更大的FSR，因此兩個(gè)另外的數(shù)據(jù)流1,5,9和3,7,11可以進(jìn)一步多路分路。
圖11表示圖9的實(shí)施例的另一個(gè)類(lèi)似的實(shí)施例，其中校準(zhǔn)器111形成在兩個(gè)MMI耦合器910和920之間，在每個(gè)波導(dǎo)912和914中提供一個(gè)區(qū)域，其中折射率不同于耦合到和相鄰這個(gè)區(qū)域的波導(dǎo)的折射率。該校準(zhǔn)器區(qū)域可以是具有適當(dāng)?shù)恼凵渎实囊粋€(gè)聚合物。當(dāng)然該校準(zhǔn)器的長(zhǎng)度和校準(zhǔn)器區(qū)域與相鄰區(qū)域之間的折射率的差必須是足夠的，以便在不同的折射率區(qū)域之間的接口處提供期望的反射率。
圖12描述與Fabry-Perot校準(zhǔn)器在功能上類(lèi)似的實(shí)施例。圖12所示的線路使用一個(gè)環(huán)形諧振器。通過(guò)組合波導(dǎo)環(huán)形諧振器和所示的兩個(gè)定向耦合器可以獲得Fabry-Perot諧振器的等效的轉(zhuǎn)換功能。這是具有一個(gè)輸入端口和兩個(gè)輸出端口的一個(gè)3端口設(shè)備。在該設(shè)備的輸出端口的信號(hào)ar和at等效于Fabry-Perot諧振器的反射和傳送信號(hào)。該定向耦合器的耦合系數(shù)控制空腔的精巧性。周期頻譜響應(yīng)是通過(guò)下面等式由該環(huán)的總長(zhǎng)度確定的。
FSR=c/△L其中c是光速而△L是通過(guò)該環(huán)的光程。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例表示在圖13中。環(huán)形諧振器的兩個(gè)輸出發(fā)送給3dB耦合器以便獲得兩個(gè)交錯(cuò)信號(hào)aout1和aout2。如果光程AC等于光程BC，可以實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)功能，其中光程是物理長(zhǎng)度X折射率。當(dāng)然物理長(zhǎng)度多少受可以容許的彎曲量限制。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，為了交錯(cuò)，該耦合器是一個(gè)50/50耦合器。在C的耦合器可以是一個(gè)定向耦合器或者一個(gè)MMI耦合器。最好在A和B的耦合器是17.1％/82.9％耦合器，使得82.9％的光耦合到該環(huán)，和17.1％的光通過(guò)相鄰該環(huán)的波導(dǎo)。
圖14和15顯示環(huán)形諧振器的兩個(gè)輸出ar和at的頻譜幅度和相位響應(yīng)。圖16顯示環(huán)形諧振器的兩個(gè)輸出ar和at之間的相位差。該相位差在等于環(huán)形諧振器的FSR的連續(xù)的波長(zhǎng)信道上在-π/2和+π/2之間交替。最后，圖17顯示在波導(dǎo)耦合器干涉儀的輸出上的兩個(gè)去交錯(cuò)信號(hào)aout1和aout2的頻譜傳輸。
根據(jù)本發(fā)明，特別是圖9,11和13所示的實(shí)施例描述的單片波導(dǎo)器件可以以這樣的方式制作，通過(guò)永久性調(diào)諧該設(shè)備使得它們相對(duì)地溫度穩(wěn)定。在任何一個(gè)實(shí)施例中，ar或者at的一個(gè)臂例如可以以鍺摻雜和隨后以UV光暴光，以便變化該摻雜臂的特定部分的折射率。做為選擇，使一個(gè)臂以適當(dāng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的光曝光可以在某些情況下得到要求的折射率變化以便永久性調(diào)諧該設(shè)備。這是表示在圖8中的永久地調(diào)節(jié)兩個(gè)臂ar和at之間的相位關(guān)系的一個(gè)方便的方法，從而得到非常寬大的溫度允許范圍的設(shè)備。
一個(gè)可替代的實(shí)施例表示在圖19中，其中顯示一個(gè)去交錯(cuò)器/交錯(cuò)器。在此情況下，表示位置A和B是90度分開(kāi)的。位置A,B和C之間的關(guān)系如下AB+BC-AC=Lring/2，式中Lring是該環(huán)形諧振器的長(zhǎng)度。
圖20a,20b和20c說(shuō)明耦合器A,B和C中的近似功率耦合比。
迄今提供的詳細(xì)的描述提供了交錯(cuò)器線路的不同的實(shí)施例的說(shuō)明，它可以去交錯(cuò)輸入信道的數(shù)據(jù)流為兩個(gè)去交錯(cuò)數(shù)據(jù)流，或者相反地，它可以交錯(cuò)信道的兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)流為單個(gè)多路復(fù)用交錯(cuò)數(shù)據(jù)流。
但是，為了重復(fù)地去交錯(cuò)信道數(shù)據(jù)流，可以使用具有一個(gè)較大的信道間間隔的連續(xù)的下行去交錯(cuò)器線路。例如，如果均等(50 Ghz)間隔的信道1,2,3,4,5,6,7,8的輸入數(shù)據(jù)流被去交錯(cuò)為四個(gè)數(shù)據(jù)流，可以首先如下去交錯(cuò)第一和第二組組1-信道1,3,5,7，和組2-信道2,4,6,8。于是組1和組2能單獨(dú)地饋送到具有較大(200Ghz)間隔的去交錯(cuò)器，得到組1a由信道1和5組成，而組1b由信道3和7組成；同時(shí)地在另一個(gè)去交錯(cuò)器中，組2可以被分成組2a由信道2和6組成，和組2b由信道4和8組成。明顯地，交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器線路去交錯(cuò)組1(2)必須具有比去交錯(cuò)組1a(2a)基本上不同的FSR。更具體地說(shuō)，第一交錯(cuò)器必須具有100Ghz的FSR而第二交錯(cuò)器必須具有200GHz，而如果要求第三(和第四)級(jí)，將要求該交錯(cuò)器分別具有大約400和800Ghz的FSR。當(dāng)制造高公差精確的部件時(shí)，通常最好具有一個(gè)設(shè)備，提供多功能，而不是建立一個(gè)生產(chǎn)線或者許多生產(chǎn)線制造幾個(gè)部件。
當(dāng)單個(gè)設(shè)備能滿足時(shí)，提供不同的設(shè)備執(zhí)行不同的功能不是最佳的。除制造幾個(gè)部件費(fèi)用更大以外，每個(gè)需要單獨(dú)固定，因此相信如果單個(gè)部件足夠的話，將發(fā)生較小誤差。
本發(fā)明提供一個(gè)解決方案，其中可使用單一的周期濾波器可避免使用具有100GHz,200GHz和400GHz信道間隔的濾波器。
現(xiàn)在翻到圖21，顯示根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)器的傳送/反射頻譜的幅度-波長(zhǎng)(A/λ)曲線。以T表示傳送頻譜；而以R表示反射頻譜。設(shè)計(jì)該校準(zhǔn)器使得反射頻帶(寬度)L2是三倍的傳送通帶L1；該中心波長(zhǎng)可以以FSR結(jié)果的微細(xì)變化進(jìn)行調(diào)諧。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖22，顯示一個(gè)去交錯(cuò)器/交錯(cuò)器系統(tǒng)，其中四個(gè)去交錯(cuò)器/交錯(cuò)器201a,201b,201c和201d具有基本上相同的FSR的校準(zhǔn)器。最好四個(gè)交錯(cuò)器是相同的和任何用以改變?cè)撔?zhǔn)器的相對(duì)響應(yīng)的所需調(diào)諧通過(guò)主動(dòng)調(diào)諧提供。主動(dòng)調(diào)諧的形式可以是如圖23中所示溫度調(diào)諧的形式，利用提供在校準(zhǔn)器210上的加熱器208，或者通過(guò)變化輸入信號(hào)的角度α以一個(gè)小量來(lái)變化由傳入信號(hào)穿過(guò)的光程長(zhǎng)度。當(dāng)然可以設(shè)想變化光程長(zhǎng)度的其它裝置。例如，所有的校準(zhǔn)器可以是可調(diào)諧的、具有壓電傳感器(未示出)，用于稍微變化該空腔內(nèi)的間隙。因此，校準(zhǔn)器201c的輸出響應(yīng)偏移交錯(cuò)器201a的輸出響應(yīng)以便提供50GHz的偏移；交錯(cuò)器201b的輸出響應(yīng)偏移交錯(cuò)器201的輸出響應(yīng)100Ghz；而且，交錯(cuò)器201d的輸出響應(yīng)偏移交錯(cuò)器201a的輸出響應(yīng)150Ghz。因此，通過(guò)使用具有基本上相同的FSR的校準(zhǔn)器的四個(gè)交錯(cuò)器可以獲得將八個(gè)信道去交錯(cuò)為兩個(gè)信道的四個(gè)數(shù)據(jù)流。
在工作中，如在圖22中所示的八個(gè)50GHz間隔的輸入信道ch1,ch2,ch3,ch4,ch5,ch6,ch7,ch8饋送到具有反射和傳送輸出端口202t和202r的第一200 GHz周期去交錯(cuò)器/交錯(cuò)器201a。劃分來(lái)自該去交錯(cuò)器的兩個(gè)輸出數(shù)據(jù)流，反射數(shù)據(jù)流和傳送數(shù)據(jù)流，使得如果需要的話，傳送傳送數(shù)據(jù)流204(ch1,ch5..)用于進(jìn)一步處理，同時(shí)傳送反射數(shù)據(jù)流206到第二交錯(cuò)器201b，進(jìn)行進(jìn)一步的去交錯(cuò)。第二去交錯(cuò)器201b以相對(duì)于第一去交錯(cuò)器210a偏移100Ghz的頻譜響應(yīng)產(chǎn)生具有信道ch3和ch7的傳送數(shù)據(jù)流。由于同樣的原因，第三交錯(cuò)器產(chǎn)生具有信道ch2和ch6的傳送數(shù)據(jù)流以及具有信道ch4和ch8的反射數(shù)據(jù)流。應(yīng)當(dāng)注意，如果在輸出數(shù)據(jù)流中這樣產(chǎn)生的200Ghz間隔是足夠的，則第四交錯(cuò)器是不需要的。但是如果要求的話，可以用之“清除”由其他的濾波器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流。
將會(huì)懂得，在該例子中應(yīng)用的系數(shù)四(200GHz相比50GHz)不是必定的。如果該系數(shù)是三，五或者更大，該原理是適用的。但是很明顯，去交錯(cuò)每第四信道即在輸出信號(hào)中提供了便利的和充分大的信道間隔以用于進(jìn)一步處理。
圖23顯示校準(zhǔn)器的溫度或者它們的輸入信號(hào)的角度如何可以變化以便提供校準(zhǔn)器的輸出響應(yīng)中的小的偏移。圖23說(shuō)明基于Fabry-Perot校準(zhǔn)器的交錯(cuò)器，具有用于調(diào)諧目的的加熱元件208的校準(zhǔn)器210。輸入信號(hào)209顯示以一個(gè)角度α通過(guò)校準(zhǔn)器210。在混合區(qū)域215組合反射波束211和發(fā)射波束213，產(chǎn)生去交錯(cuò)的信號(hào)的兩個(gè)“臂”或者組217,219。
上面的描述假定光信號(hào)的信道間頻率間隔都是50GHz。在這種情況下，該交錯(cuò)器線路是一個(gè)所謂的對(duì)稱(chēng)線路。如果該信道間隔是不同的(但不是隨機(jī)的)，該線路可以容易地適用。例如，如果信道1和2,2和3,3和4,5和6,6和7…之間的信道間隔是50GHz，而信道4和5,8和9…之間的信道間隔是60GHz，則根據(jù)本發(fā)明的交錯(cuò)器將設(shè)計(jì)成用于210GHz(3×50+60)?？梢钥闯?，本發(fā)明的線路可以適合于具有不規(guī)則地間隔的信道的不同信號(hào)。
為了比較，圖24圖解地表示用于處理之間具有50GHz間隔的八個(gè)信道ch1,…ch8的輸入信號(hào)225的現(xiàn)有技術(shù)的線路。在一個(gè)布局中耦合三個(gè)交錯(cuò)器221,222和223，其中第一交錯(cuò)器221是一個(gè)100GHz周期交錯(cuò)器，但是另外兩個(gè)交錯(cuò)器222,223是200GHz交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器。明顯的，如果需要另一個(gè)交錯(cuò)步驟，則其次四個(gè)交錯(cuò)器是必要的，每個(gè)交錯(cuò)器是400GHz交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器。在現(xiàn)有技術(shù)線路中需要多個(gè)不同的去交錯(cuò)器的缺點(diǎn)通過(guò)本發(fā)明消除了，本發(fā)明中全部交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器是基本上相同的。
可以設(shè)想使用基于其它類(lèi)型的諧振腔而不是校準(zhǔn)器的交錯(cuò)器。該交錯(cuò)功能例如可以由一個(gè)環(huán)形諧振器提供。
現(xiàn)在翻到圖25，顯示一個(gè)可替代的實(shí)施例，其中對(duì)稱(chēng)的交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器具有一個(gè)輸入端口和兩個(gè)輸出端口。在此情況下，通帶帶寬等于阻帶帶寬。
根據(jù)顯示在圖26的本發(fā)明的可選擇的實(shí)施例，三個(gè)這樣的交錯(cuò)器300a,300b和300c耦合在一起，使得交錯(cuò)器300b將其輸出端口耦合到交錯(cuò)器300a和300c的輸入端口。每一個(gè)交錯(cuò)器由基本上相同的校準(zhǔn)器組成，固有地具有基本上相同的FSR，但是被角度調(diào)諧以便提供具有偏移50GHz的中心波長(zhǎng)的周期輸出響應(yīng)。應(yīng)該懂得，該偏移便利地選擇為50GHz，但是可以是不同的任意的值。對(duì)于交錯(cuò)器300b的兩個(gè)輸出的每一個(gè)端口以虛線的輪廓表示該交錯(cuò)器300b的輸出響應(yīng)。這與圖25所示的交錯(cuò)器的輸出響應(yīng)對(duì)應(yīng)。為了理解該線路的操作，交錯(cuò)器300b的一個(gè)輸出端口饋送給交錯(cuò)器300c。由于交錯(cuò)器300c的輸出響應(yīng)偏移50GHz，在端口3的輸入信號(hào)以這樣的方式濾波，使得僅僅傳遞被輸出的一半。類(lèi)似地，輸入到交錯(cuò)器300c的輸入端口的僅僅另外一半的該信號(hào)在端口4輸出。因此交錯(cuò)器300c的對(duì)稱(chēng)交錯(cuò)有效地切割該輸入信號(hào)為兩個(gè)子信號(hào)，在端口3的第一子信號(hào)包括信道3,7和11，而在端口4的第二子信號(hào)包括信道4,8和12。
在圖26所示的示例性實(shí)施例中，顯示信道具有50GHz的帶寬，但是這是任意的。信道帶寬可以被調(diào)節(jié)為較小或者較大。
本發(fā)明的一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是相同的校準(zhǔn)器可用于交錯(cuò)器300a,300b和300c，其中在制造期間，使用角度調(diào)諧以便提供要求的信道偏移。由于提供通過(guò)該校準(zhǔn)器的不同的光程長(zhǎng)度引起的FSR的很小的變化是可忽略的；雖然這個(gè)變化提供了一個(gè)要求的信道偏移。使用如圖所示的互連的基本上相同的校準(zhǔn)器增加了可靠性和大大減少制造該設(shè)備的費(fèi)用。這個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以提供寬的信道間隔。
在圖26所示的示例性實(shí)施例中，緊密間隔50GHz輸入信道的數(shù)據(jù)流多路分路為四個(gè)200GHz間隔的信道數(shù)據(jù)流，其中信道1,5和9在端口1輸出；信道2,6和10在端口2輸出；信道3,7和11在端口3輸出，而信道4,8和12在端口4輸出。
現(xiàn)在翻到圖27，表示一個(gè)交錯(cuò)器具有50∶50波長(zhǎng)獨(dú)立的功率分配器402，它具有連接到去交錯(cuò)器400a和400b的輸入端口的輸出端口。輸出端口400a和400b饋送給基本上相同的交錯(cuò)器400c,400d,400e和400g，具有彼此偏移的輸出響應(yīng)。在工作中，該功率分配器提供具有相等的功率輸出的兩個(gè)相同的數(shù)據(jù)流，并且包括提供給它的輸入端口的所有信道。通過(guò)調(diào)節(jié)第一級(jí)耦合器和第二級(jí)耦合器的相對(duì)中心安置，可以調(diào)整帶寬并且可以調(diào)整輸出為對(duì)稱(chēng)的或者不對(duì)稱(chēng)的?？梢哉{(diào)整輸出信道寬度為小于最窄的單個(gè)耦合器帶寬的任何寬度。這個(gè)設(shè)計(jì)有利地提供輸出信號(hào)帶寬的靈活性，而且不同的輸出端口之間的信道形狀不需要是相同的。通過(guò)采用不對(duì)稱(chēng)的方案，不同的端口可用于具有不同的調(diào)制率的信號(hào)。
圖28示出根據(jù)圖27中描述的實(shí)施例的一個(gè)不對(duì)稱(chēng)的交錯(cuò)器，其中提供兩個(gè)100Ghz間隔的輸出信號(hào)數(shù)據(jù)流具有不同的帶寬。
當(dāng)然可使用其它的結(jié)構(gòu)諸如基于波板(waveplate)的交錯(cuò)器代替校準(zhǔn)器。也可以調(diào)諧這些設(shè)備以便變化它們的中心波長(zhǎng)。
權(quán)利要求
1．用于交錯(cuò)或者去交錯(cuò)具有預(yù)定的信道間頻率間隔的多個(gè)信道的輸入光信號(hào)的一個(gè)交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器光線路，包括多個(gè)子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器，每個(gè)子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器光學(xué)地耦合到至少一個(gè)另外的子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器，用于向其提供輸出信號(hào)，或者用于從其接收輸出信號(hào)，每一個(gè)子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器具有基本上相同的自由頻譜范圍和相對(duì)于另外的子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器的偏移頻譜響應(yīng)，用于交錯(cuò)或者去交錯(cuò)基本上不同的周期信道的組的每一個(gè)子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器具有不同的中心波長(zhǎng)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器光線路，其中，多個(gè)子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器包括多個(gè)濾波器，具有周期輸出響應(yīng)，順序地耦合用于連續(xù)地去交錯(cuò)信號(hào)以便產(chǎn)生多個(gè)去交錯(cuò)的信道組，多個(gè)去交錯(cuò)的信道組與所述輸入信號(hào)比較具有增加了的信道間的頻率間隔，所述周期濾波器具有大于所述輸入光信號(hào)的兩個(gè)相鄰的信道間頻率間隔的自由頻譜范圍。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的光線路，其中，配置該周期濾波器使得周期濾波器的每一個(gè)光學(xué)地耦合以接收或者提供信號(hào)給另一個(gè)周期濾波器，周期濾波器具有基本上對(duì)稱(chēng)的輸出響應(yīng)。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器光線路，其中，多個(gè)周期濾波器中的至少一個(gè)周期濾波器具有雙輸出端口或者雙輸入端口，以及其中，所述雙端口的每一個(gè)光學(xué)地耦合以向或自不同的子交錯(cuò)器分別提供或接收信號(hào)。
5．根據(jù)權(quán)利要求2的線路，其中，所述周期濾波器是基于校準(zhǔn)器的交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器，它具有基本上相同的或者類(lèi)似的自由頻譜范圍的校準(zhǔn)器。
6．根據(jù)權(quán)利要求書(shū)5的線路，其中，所述周期濾波器的自由頻譜范圍至少是所述輸入信號(hào)的信道間隔的三倍。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的線路，其中，每個(gè)子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器包括至少一個(gè)校準(zhǔn)器。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的線路，其中，每個(gè)子交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器包括多個(gè)校準(zhǔn)器。
9．根據(jù)權(quán)利要求7的線路，其中，每個(gè)校準(zhǔn)器具有一個(gè)通帶和一個(gè)阻帶，該通帶的寬度至少比該阻帶寬度窄兩倍。
10．根據(jù)權(quán)利要求7的線路，還包括用于調(diào)諧所述交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器中的至少一些交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器的中心波長(zhǎng)的調(diào)諧裝置。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的線路，其中，所述調(diào)諧裝置是一個(gè)加熱裝置。
12．一種去交錯(cuò)多信道光信號(hào)的方法，包括步驟傳遞具有一個(gè)預(yù)定的間隔的多個(gè)信道的輸入信號(hào)通過(guò)多個(gè)順序地耦合的周期去交錯(cuò)濾波器，每個(gè)去交錯(cuò)濾波器具有基本上相同的周期，以及其中，濾波器的峰值中心通帶彼此偏移，配置濾波器使得濾波器中的一個(gè)被光學(xué)地耦合以便接收或者提供信號(hào)給另一個(gè)濾波器，以及其中，濾波器的周期大于所述輸入信號(hào)的兩個(gè)相鄰的信道間頻率間隔。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的方法，還包括調(diào)諧第二交錯(cuò)器和在該序列中隨后的交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器的中心波長(zhǎng)的步驟。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，通過(guò)控制所述至少一個(gè)校準(zhǔn)器的光程長(zhǎng)度來(lái)完成所述調(diào)諧。
15．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，通過(guò)控制輸入信號(hào)的入射角度來(lái)完成所述調(diào)諧。
全文摘要
用于去交錯(cuò)或者交錯(cuò)具有預(yù)定的信道間頻率間隔的多個(gè)信道光信號(hào)的線路使用多個(gè)順序地耦合的類(lèi)似的自由頻譜范圍的周期濾波器,例如基于Fabry－Perot校準(zhǔn)器的交錯(cuò)器/去交錯(cuò)器。偏移連續(xù)的濾波器的頻譜響應(yīng)以便容納不同的信道分組。每一個(gè)交錯(cuò)器的自由頻譜范圍是類(lèi)似的并且該信道周期大于輸入光信號(hào)的兩個(gè)相鄰的信道間的頻率間隔。
文檔編號(hào)G02B6/34GK1308432SQ0013446
公開(kāi)日2001年8月15日 申請(qǐng)日期2000年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月2日
發(fā)明者傅曉理, 謝紀(jì)閩 申請(qǐng)人:Jds尤尼費(fèi)斯公司