[发明专利]光子系统

说明书

本发明涉及光子学领域，详细地说涉及通过波长选择对光信号进行控制、路由选择或交换的装置。

图1中举例说明的光环行器是一种已知的光子装置，用于光信号或光束从一个端口到顺序的下一个端口(亦即从端口1到端口2，2到3，3到4等等)的单向传输，而不允许向相反方向传输(亦即从2到1，3到2，4到3等等)。于是在端口1输入的光线在端口2输出，在端口2输入的光线在端口3输出等等。这里的术语“光线”用来同时包括可见辐射和非可见辐射，例如适用于光子学目的的光信号。为了操纵几个光束，正如处理来自多根光纤的多个信号时所需要的那样，传统上需要几个光环行器。为了执行把载于光信号的不同波长的信道(亦即，波分复用(WDM)的波长信道)分开的全光学引入-引出(add-drop)功能，也需要多个光环行器。

随着其中多种波长信道载于单独一根光纤的WDM的推广，对用来独立地操作大量波长信道的紧凑价廉的装置的需求变得日益尖锐。

波长复用多信道光学网络中的要求是在网络节点上具有充分灵活的光引入-引出和交叉连接功能度。这意味着把数据载向该节点的任何波长信道都可以被引入到该节点若干个接收机中的任意一个上，而且该节点的任何发射机都可以重新利用该波长从该节点发送数据。

为了实现这些功能，需要对WDM(波分复用)波长信道进行交换和多路分解。可调谐反射光栅可以与光环行器一起使用，以便把包括WDM波长信道的信号分类为两组波长信道。为了实现具有8，16，32或更多信道的引入-引出功能，要求重复该分类功能许多次，这要求使用大量的滤光器和光环行器。

本发明提供一种光子系统，它包括：包括多个端口的光环行器；安排成接收多个空间分开的光信号的第一端口，其中的每一个光信号包括多种波长，多个光信号安排成在第一端口上产生空间分开的光源阵列；安排成把多个光信号传送到第二端口的光环行器；设置在第一端口的聚焦装置，用来在第二端口上产生空间分开的光源影像阵列；安排在第二端口的多个波长滤光器，其中多个波长滤光器中的每一个都安排成与第二端口上的多个光信号中的不同的一个对准，这多个波长滤光器中的每一个都选择性地反映对包括在相应的光信号中的多种波长的选择，并选择性地让这多种波长中的其它波长通过。

本发明还提供一种光子系统，它包括第二光环行器，和设置在第二光环行器某些端口上的多个另外的滤光器，用以完成与第一光环行器类似的功能，其中第一光环行器和第二光环行器安排成彼此连通，使得从第一光环行器的选定端口出来的光信号在第二光环行器的输入端口进入第二光环行器。

本发明还提供包括本发明的光子系统的光网络。

本发明还提供包括本发明的光子系统的远程通信网络。

本发明还提供一种光子系统，它包括：包括多个端口的光环行器，第一端口安排成接收每一个包括多种波长的多个空间分开的光信号，所述光环行器安排成把多个光信号传送到第二端口，以便在第二端口产生多个空间分开的光信号；设置在第二端口的多个波长滤光器，其中所述多个波长滤光器的每一个都安排成在第二端口处与多个光信号中不同的一个对准，多个波长滤光器中的每一个用来选择性地反映对包括在相应的光信号中的多种波长的选择，并选择性地让多种波长中的其它波长通过。

现将参照附图以举例方式描述本发明的实施例，附图中：

图1表示穿过先有技术光环行器的横截面；

图2以曲线形式举例说明先有技术光纤布喇格光栅在选择性地反射单一波长信道时的操作；

图3表示本发明第一实施例的横截面；

图4表示本发明第二实施例的横截面；

图5表示本发明第三实施例的横截面；以及

图6表示本发明第四实施例的横截面。

参见图1，其中以举例方式示出了包括1，2，3和4四个端口的光环行器的一种实现方案。应该指出，该光环行器的操作是不可逆的，在端口1输入的光传输到端口2，但不能反过来。现将参照该图比较详细地描述光环行器。在这个实施例中，透镜6位于端口1至4的每一个端口处的光环行器入口。这些透镜在相应输出端口处对在一个端口输入的光起聚焦作用。透镜并非必不可少的，因为这种功能可以用诸如适当的曲面镜等其它聚焦装置来实现。