[发明专利]用于波长选择开关的具有光程补偿的发射光学器件

说明书

光学器件，包括光端口阵列，第一走离晶体，第一半波片，第二走离晶体和分段半波片。光端口阵列具有第一和第二多个端口用于接收光束。第一走离晶体将光束空间分离为分别处于第一和第二正交偏振态的第一和第二部分。第一部分被第一走离晶体走离而且第二部分穿过而没有走离。第一半波片旋转光束的第一和第二部分的偏振态。第二走离晶体面向第一走离晶体的反向，使得第二部分被第二走离晶体走离而且第一部分通过而没有走离。分段半波片接收光束的第一或第二部分。

背景技术

光网络使用波长选择开关(WSS)动态地将光波长信号从信源路由到信宿。WSS装置往往依赖于波长处理元件如硅基液晶(LCoS)装置或微机电系统(MEMS)反射镜阵列进行路由。

LCoS装置包括液晶材料，其夹于具有透明电极的透明玻璃层和硅基板之间，所述硅基板被划分为单独可寻址像素的二维阵列。每个像素被电压信号单独驱动，以向光信号提供本地相位变化，从而提供二维的相位操控区域阵列。一旦光信号被衍射元件例如衍射光栅空间分离则单一光谱分量的处理是可能的。光谱分量的空间分离被导向LCoS装置的预定区域，其可通过驱动相应的像素以预定方式被单独操控。

发明内容

本发明提供方法和装置用于补偿光束的处于正交偏振态的第一和第二光部分经过的光程长度差。根据本方法，光束在输入端口被接收且射向第一走离晶体以将光束空间分离为分别处于第一和第二偏振态的第一和第二光部分。第一和第二偏振态彼此是正交的。第一光部分被走离晶体走离且第二光部分穿过而没有走离。第一和第二光部分的偏振态被旋转。在第一和第二光部分的偏振态旋转之后，第一和第二光部分被射向第二走离晶体，其取向为第一走离晶体的反向，使得第二光分量被走离晶体走离且第一光分量穿过而没有走离。第一和第二走离晶体的厚度被选择以调节第一和第二光部分经过的光程长度。

在一个特定的实施例中，光学器件包括光端口阵列，第一走离晶体，第一半波片，第二走离晶体和组合半波片。光端口阵列具有第一多个端口用于接收光束和第二多个端口用于接收光束。第一走离晶体将每个光束空间分离为分别处于第一和第二偏振态的第一和第二光部分。第一和第二偏振态彼此是正交的。第一光部分被第一走离晶体走离且第二光部分穿过而没有走离。第一半波片旋转光束的第一和第二光部分的偏振态。第二走离晶体取向为第一走离晶体的反向，使得第二光部分被第二走离晶体走离且第一光部分穿过而没有走离。组合半波片接收光束的第二光部分或光束的第一光部分。

附图说明

图1示出光学装置例如使用LCoS装置的WSS的单一输入端口。

图2示出光程补偿器的一个示例。

图3A和3B分别是简化的光学装置例如自由空间的一个示例的俯视图和侧视图，其使用了在图2中示出的光程补偿器。

具体实施方式

图1示出光学装置例如使用LCoS装置的WSS的单个输入端口110。这种装置的输入光束115有时可以高度象散。在图1示出的表示中，光束115沿y轴有小束腰且沿z轴有大束腰。随机偏振的光束115首先进入走离晶体120以将光束空间分离为两个正交偏振光束，走离光束150和穿过光束160。在图1中，一个偏振分量(例如垂直或v-分量)用垂直箭头表示，和另一个偏振分量(例如水平或h-分量)用水平箭头表示。走离晶体120的走离方向和通过半波片130产生的旋转方向将相对于上路或下路传播的光束的偏振分量被描述，即z方向的正向。

为了使离开走离晶体120的两个空间分离的光束150和160都处于同样的偏振态，走离光束150穿过半波片130其将走离光束从h-偏振态旋转至v-偏振态。v-偏振光束160不穿过半波片130。结果光束150和160都位于同样的偏振态。

在图1示出的布置中有一个问题，由于走离晶体120和半波片130，两个光束150和160在不同光程长度上传播。如果进入的象散光束有小束腰这可成为问题。例如，若光束束腰大约为3.5微米，它的罗利长度或范围大约为30微米。两个光束经历的路程长度差通常期望小于这个距离。