[发明专利]用于光交换应用的二级格栅板

说明书

本公开涉及用于光交换应用的二级格栅板。光学组件包括用于提供光束的光源、配置成扩展和准直光束的透镜系统以及可配置光束注入器，其中光束注入器包含阻挡个别光束的第一格栅板和第二格栅板。第一格栅板和第二格栅板可以被配置使得每个格栅板分别对应于特定MEMS反射镜。栅格板可以被配置成具有允许光束通过的通路和被阻挡以防止光通过的其他通路。因此，第一栅格板和第二栅格板可以阻挡或允许将光束透射到那些特定MEMS反射镜。第二格栅板可以被配置成在期间容易地交换或可移除，以允许与不同MEMS反射镜集相对应的不同光束集被阻挡。第二格栅板可以被配置成在壳体内线性旋转或滑动。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年3月19日提交的美国临时专利申请号62/991,786的申请日的权益，其公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及用于光交换应用的二级格栅板。

背景技术

光通信使用经调制的光束通过光纤、自由空间或波导来传达信息。光束可以直接通过调制流向光源的电流来调制，也可以在外部通过使用光学调制器调制由光源产生的连续波光束来调制。外部调制的优势在于它可以处理更高的功率和频率，但是，所需的组件可能更大、更复杂且更昂贵。

光路交换机(Optical Circuit Switch：OCS)是全光3D交换矩阵，它可通过改变一个或多个微机电系统(MEMS)反射镜阵列中的反射镜的角度，而将光从任何输入光纤N引导到任何输出光纤M。该交换机被设计成用于宽波长范围内的低插入损耗，因此每个光纤可以承载许多波长。该OCS还被设计成用于通过MEMS反射镜阵列进行快速、可靠的交换。光学性能要求包括插入损耗、回波损耗、动态光串扰和静态光串扰。

发明内容

本公开通过使用两个格栅板动态地防止所识别的光束透射到MEMS反射镜阵列上来提供可配置阻挡机构。尽管存在其他方法来防止光束的透射，诸如驻停或着墨，但是这些方法具有其局限性。例如，尽管可以在伺服系统中将反射镜“驻停”在相机传感器视野之外，但是该过程需要高电压，这可能会损坏或过早老化仪器，以稍后移动驻停的反射镜。可配置光束注入器可以包含多个格栅板以阻挡光束，并且可以由多个光束路径组成，其中每个光束路径可以对应于特定光束。可配置光束注入器可以包括例如第一格栅板和第二格栅板。第一格栅板和第二格栅板可以包含允许光通过格栅板透射的多个光束路径和通过格栅板阻挡光束的透射的多个受阻挡的光束路径。格栅板可以通过使用环氧树脂、光学敏感材料或通过格栅板本身的材料来形成受阻挡的光束路径。

本公开的一个方面提供一种可配置光束注入器，其包括适于生成光束的光源，诸如激光器；多个透镜，其被配置成接收来自光源的光束并准直接收到的光束；以及第一格栅板和第二格栅板，所述第一格栅板和第二格栅板用于阻挡光束。第一格栅板和第二格栅板可以具有第一侧面、第二侧面、多个未受阻挡的光束路径和多个受阻挡的光束路径。第二格栅板的第一侧面可以被定位成面向第一格栅板的第二侧面。第一格栅板可以被配置成通过所述多个受阻挡的光束路径阻挡第一多个光束，并且将其余的光束透射通过未受阻挡的光束路径。第二格栅板可以被配置成阻挡来自通过第一格栅板透射的所述其余的光束的第二光束子集。

本公开的其他方面提供了一种可配置光束注入器，该光束注入器包括基本对准第二格栅板和第一格栅板。可配置光束注入器可以被包括在光路交换机内。可配置光束注入器可以被配置成透射与光路交换机中的MEMS反射镜的数量相对应的多个光束。可配置光束注入器可以包含用于第二格栅板的壳体。该壳体可以被配置成在可配置光束注入器能够操作的同时允许第二格栅板的插入和移除。可配置光束注入器可以被配置成允许第二格栅板的旋转。可配置光束注入器可以包括数据连接器，以允许其与光路交换机进行数据通信。第一格栅板和第二格栅板可以以同心圆被图案化。第一格栅板和第二格栅板可以包含光束阵列的正方形图案。第一格栅板和第二格栅板可以包含光学阻挡材料以形成受阻挡的光束路径。第一格栅板和第二格栅板包含用于光束的多个通路，其与光路交换机中使用的多个MEMS反射镜相对应。