特許 7445008 光スイッチング装置、方向転換方法、及び再構成可能な光アドドロップマルチプレクサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-27

(45)【発行日】2024-03-06

(54)【発明の名称】光スイッチング装置、方向転換方法、及び再構成可能な光アドドロップマルチプレクサ

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/31 20060101AFI20240228BHJP

   G02B 6/26 20060101ALI20240228BHJP

   G02B 6/293 20060101ALI20240228BHJP

   G02B 6/32 20060101ALI20240228BHJP

   G02B 6/35 20060101ALI20240228BHJP

【ＦＩ】

G02F1/31

G02B6/26 301

G02B6/293

G02B6/32

G02B6/35

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2022549796

(86)(22)【出願日】2020-12-18

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-12

(86)【国際出願番号】 CN2020137478

(87)【国際公開番号】W WO2021164406

(87)【国際公開日】2021-08-26

【審査請求日】2022-09-21

(31)【優先権主張番号】202010108090.1

(32)【優先日】2020-02-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】503433420

【氏名又は名称】華為技術有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＨＵＡＷＥＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｈｕａｗｅｉ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ， Ｂａｎｔｉａｎ， Ｌｏｎｇｇａｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８１２９， Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】ジィア，ウエイ

【審査官】大西 孝宣

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１２３９２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０６７００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５６０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／２４３８０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１９１８６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２８８５０４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／０８７６７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００７／００３１１０４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０９９１３００８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許第０７０３４９７９（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／００ － １／１２５

Ｇ０２Ｆ １／２１ － ７／００

Ｇ０２Ｂ ６／２６ － ６／３５

Ｇ０２Ｂ ６／４２ － ６／４３

Ｇ０２Ｂ ２６／００ － ２６／０８

Ｈ０４Ｂ １０／００ － １０／９０

Ｈ０４Ｊ １４／００ － １４／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力ポート、分光アセンブリ、第１レンズアセンブリ、方向転換アセンブリ、及び出力ポートを有する光スイッチング装置であって、
前記入力ポートは、第１ビームを第１方向において第１入射角で前記分光アセンブリに入力するよう構成され、前記入力ポートは更に、第２ビームを前記第１方向において第２入射角で前記分光アセンブリに入力するよう構成され、前記第１入射角及び前記第２入射角の絶対値の間の差はゼロではなく、
前記分光アセンブリは、複数の第１サブビームを形成するように前記第１ビームを分散させるよう構成され、前記分光アセンブリは更に、複数の第２サブビームを形成するように前記第２ビームを分散させるよう構成され、
前記第１レンズアセンブリは、前記複数の第１サブビーム及び前記複数の第２サブビームの焦点を前記方向転換アセンブリに合わせるよう構成され、前記複数の第１サブビームは、前記複数の第１サブビームが、各々の波長に応じて前記方向転換アセンブリの第１領域内で第２方向に沿って順次配置された複数の第１光スポットを形成するように、前記方向転換アセンブリの前記第１領域に入射し、前記複数の第２サブビームは、前記複数の第２サブビームが、各々の波長に応じて前記方向転換アセンブリの第２領域内で前記第２方向に沿って順次配置された複数の第２光スポットを形成するように、前記方向転換アセンブリの前記第２領域に入射し、前記複数の第１光スポットは、前記方向転換アセンブリにおいて、前記第１方向において前記複数の第２光スポットと一対一の対応にあり、前記第１入射角及び前記第２入射角の絶対値の間の前記差は、前記第１領域及び前記第２領域が前記第１方向において互いから分離されることを可能にし、かつ、前記第１領域及び前記第２領域が前記第２方向において少なくとも部分的に重なり合うことを可能にし、前記第１方向は前記第２方向に垂直であり、前記第１方向及び前記第２方向は両方とも前記第１ビームの伝播方向に垂直であり、
前記出力ポートは、前記方向転換アセンブリによって方向転換されている前記複数の第１サブビーム及び前記複数の第２サブビームを出力するよう構成される、
光スイッチング装置。

【請求項2】

前記入力ポートは、前記第１ビームを前記第２方向において第３入射角で前記分光アセンブリに入力するよう構成され、前記入力ポートは更に、前記第２ビームを前記第２方向において第４入射角で前記分光アセンブリに入力するよう構成され、前記第３入射角と前記第４入射角との間の差は、前もってセットされた範囲内にある、
請求項１に記載の光スイッチング装置。

【請求項3】

第２レンズアセンブリが、前記入力ポートと前記分光アセンブリとの間に含まれ、
前記第２レンズアセンブリは、前記第１ビーム及び前記第２ビームを前記分光アセンブリへ結合するよう構成される、
請求項１又は２に記載の光スイッチング装置。

【請求項4】

第３レンズアセンブリが、前記入力ポートと前記分光アセンブリとの間に含まれ、
前記第１入射角及び／又は前記第２入射角は、前記第３レンズアセンブリの位置に依存する、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。

【請求項5】

前記第１入射角及び／又は前記第２入射角は、前記入力ポートと前記第３レンズアセンブリの主光学軸との間の距離に依存する、
請求項４に記載の光スイッチング装置。

【請求項6】

前記分光アセンブリは、前記複数の第１サブビームを前記第２方向において第１射出角で放射するよう構成され、更には、前記複数の第２サブビームを前記第２方向において第２射出角で放射するよう構成され、前記第１射出角と前記第２射出角との間の差は、前もってセットされた範囲内にある、
請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。

【請求項7】

前記第１レンズアセンブリの焦点距離の値は、ターゲット距離の値に関係があり、該ターゲット距離は、前記第１方向において一対一の対応にある２つの光スポットの間の距離である、
請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。

【請求項8】

前記第１レンズアセンブリと前記方向転換アセンブリとの間の距離は、前記第１レンズアセンブリの焦点距離に等しく、前記第１レンズアセンブリと前記分光アセンブリとの間の距離は、前記第１レンズアセンブリの前記焦点距離に等しい、
請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。

【請求項9】

前記第１ビーム及び前記第２ビームは、少なくとも１つの異なる波長値を有する、
請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。

【請求項10】

当該光スイッチング装置はフィルタを更に有し、該フィルタが前記入力ポートを有し、前記フィルタは、光ファイバから光信号を受けるよう構成され、前記フィルタは更に、前記光信号を前記第１ビームと前記第２ビームとに分けるよう構成される、
請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。

【請求項11】

前記入力ポートは、第１入力ポート及び第２入力ポートを有し、前記第１入力ポートは、前記第１ビームを入力するよう構成され、前記第２入力ポートは、前記第２ビームを入力するよう構成され、前記第２方向における前記第１入力ポート及び前記第２入力ポートの位置は、少なくとも部分的に重なり合う、
請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。

【請求項12】

前記第１ビームはＣバンドビームであり、前記第２ビームはＬバンドビームである、
請求項１乃至１１のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置。

【請求項13】

光スイッチング装置に適用される方向転換方法であって、
前記光スイッチング装置は、入力ポート、分光アセンブリ、第１レンズアセンブリ、方向転換アセンブリ、及び出力ポートを有する、前記方向転換方法において、
第１ビームを前記入力ポートにより第１方向において第１入射角で前記分光アセンブリに入力することと、
第２ビームを前記入力ポートにより前記第１方向において第２入射角で前記分光アセンブリに入力することであり、前記第１入射角及び前記第２入射角の絶対値の間の差はゼロではない、ことと、
複数の第１サブビームを形成するように、前記分光アセンブリを使用することによって前記第１ビームを分散させることと、
複数の第２サブビームを形成するように、前記分光アセンブリを使用することによって前記第２ビームを分散させることと、
前記第１レンズアセンブリを使用することによって前記複数の第１サブビーム及び前記複数の第２サブビームの焦点を前記方向転換アセンブリに合わせることであり、前記複数の第１サブビームは、前記複数の第１サブビームが、各々の波長に応じて前記方向転換アセンブリの第１領域内で第２方向に沿って順次配置された複数の第１光スポットを形成するように、前記方向転換アセンブリの前記第１領域に入射し、前記複数の第２サブビームは、前記複数の第２サブビームが、各々の波長に応じて前記方向転換アセンブリの第２領域内で前記第２方向に沿って順次配置された複数の第２光スポットを形成するように、前記方向転換アセンブリの前記第２領域に入射し、前記複数の第１光スポットは、前記方向転換アセンブリにおいて、前記第１方向において前記複数の第２光スポットと一対一の対応にあり、前記第１入射角及び前記第２入射角の絶対値の間の前記差は、前記第１領域及び前記第２領域が前記第１方向において互いから分離されることを可能にし、かつ、前記第１領域及び前記第２領域が前記第２方向において少なくとも部分的に重なり合うことを可能にし、前記第１方向は前記第２方向に垂直であり、前記第１方向及び前記第２方向は両方とも前記第１ビームの伝播方向に垂直である、ことと、
前記方向転換アセンブリによって方向転換されている前記複数の第１サブビーム及び前記複数の第２サブビームを前記出力ポートにより出力することと
を有する方向転換方法。

【請求項14】

当該方向転換方法は、
前記第１ビームを前記入力ポートにより前記第２方向において第３入射角で前記分光アセンブリに入力することと、
前記第２ビームを前記入力ポートにより前記第２方向において第４入射角で前記分光アセンブリに入力することと
を更に有し、
前記第３入射角と前記第４入射角との間の差は、前もってセットされた範囲内にある、
請求項１３に記載の方向転換方法。

【請求項15】

第２レンズアセンブリが、前記入力ポートと前記分光アセンブリとの間に含まれ、
当該方向転換方法は、前記第２レンズアセンブリを使用することによって前記第１ビーム及び前記第２ビームを前記分光アセンブリへ結合することを更に有する、
請求項１３又は１４に記載の方向転換方法。

【請求項16】

第３レンズアセンブリが、前記入力ポートと前記分光アセンブリとの間に含まれ、
当該方向転換方法は、前記第３レンズアセンブリを使用することによって前記第１入射角及び／又は前記第２入射角を調整することを更に有し、
前記第１入射角及び／又は前記第２入射角は、前記第３レンズアセンブリの位置に依存する、
請求項１３乃至１５のうちいずれか一項に記載の方向転換方法。

【請求項17】

前記第１入射角及び／又は前記第２入射角は、前記入力ポートと前記第３レンズアセンブリの主光学軸との間の距離に依存する、
請求項１６に記載の方向転換方法。

【請求項18】

当該方向転換方法は、
前記分光アセンブリを使用することによって前記複数の第１サブビームを前記第２方向において第１射出角で放射することと、
前記分光アセンブリを使用することによって前記複数の第２サブビームを前記第２方向において第２射出角で放射することと
を更に有し、
前記第１射出角と前記第２射出角との間の差は、前もってセットされた範囲内にある、
請求項１３乃至１７のうちいずれか一項に記載の方向転換方法。

【請求項19】

当該方向転換方法は、前記第１レンズアセンブリを使用することによってターゲット距離を調整することを更に有し、
前記第１レンズアセンブリの焦点距離の値は、ターゲット距離の値に関係があり、該ターゲット距離は、前記第１方向において一対一の対応にある２つの光スポットの間の距離である、
請求項１３乃至１８のうちいずれか一項に記載の方向転換方法。

【請求項20】

前記光スイッチング装置はフィルタを更に有し、該フィルタが前記入力ポートを有し、
当該方向転換方法は、
前記フィルタを使用することによって光ファイバから光信号を受けることと、
前記フィルタを使用することによって前記光信号を前記第１ビームと前記第２ビームとに分けることと
を更に有する、
請求項１３乃至１９のうちいずれか一項に記載の方向転換方法。

【請求項21】

前記入力ポートは、第１入力ポート及び第２入力ポートを有し、
当該方向転換方法は、
前記第１入力ポートにより前記第１ビームを入力することと、
前記第２入力ポートにより前記第２ビームを入力することと
を更に有し、
前記第２方向における前記第１入力ポート及び前記第２入力ポートの位置は、少なくとも部分的に重なり合う、
請求項１３乃至１９のうちいずれか一項に記載の方向転換方法。

【請求項22】

請求項１乃至１２のうちいずれか一項に記載の光スイッチング装置を複数有し、
前記複数の光スイッチング装置は、各々の光スイッチング装置によって方向転換された光信号を当該光スイッチング装置の出力ポートから他の光スイッチング装置の入力ポートへ伝える光ファイバを使用することによって、互いに接続される、
再構成可能な光アドドロップマルチプレクサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、光ファイバ通信の分野に、特に、光スイッチング装置、方向転換方法、及び再構成可能な光アドドロップマルチプレクサに関係がある。

【背景技術】

【0002】

光ネットワークサービスの急速な発展及びスイッチング容量の増大に伴って、再構成可能な光アドドロップマルチプレクサ（reconfigurable optical add drop multiplexer，ＲＯＡＤＭ）によって処理される必要がある信号バンド範囲も増大している。波長選択スイッチ（wavelength selective switch，ＷＳＳ）は、ＲＯＡＤＭを形成する重要なアセンブリである。

【0003】

従来技術で示されているＷＳＳが図１に示される。Ｃバンドビーム及びＬバンドビームが入力ポート１０１に入力され、アレイ導波路回折格子（arrayed waveguide gating，ＡＷＧ）１０２及び１０３は分光方向Ｘにおいて平行に配置されている。ＡＷＧ１０２及びＡＷＧ１０３の使用により、分光方向Ｘにおいて、Ｃバンドビーム及びＬバンドビームがレンズ１０４を通過した後に格子１０５に入射する角度は異なり、また、スイッチングエンジン１０６でのＣバンドビームの光スポット及びＬバンドビームの光スポットの位置が図２に示されるように、分光方向において、Ｃバンドビーム及びＬバンドビームが格子１０５から出る角度は同じである。スイッチングエンジン１０６で、Ｃバンドビームは複数のＣバンド光スポットを生成し、Ｌバンドビームは複数のＬバンド光スポットを生成することが分かる。Ｃバンド光スポット２０１及びＬバンド光スポット２０２を例とする。Ｃバンド光スポット２０１及びＬバンド光スポット２０２は、ポート方向Ｙにおいて分離され、分光方向Ｘにおいて重なり合い、それにより、フィルタリングバンド幅は有効に改善され得る。

【0004】

しかし、ＡＷＧがＷＳＳに配置される場合に、ＡＷＧ及び空間の光結合の挿入損失は増大する。Ｃバンドビーム及びＬバンドビームが格子１０５に入射する角度が異なることにより、分光方向Ｘでのレンズ１０４などのコンポーネントの幅は増大する。

【発明の概要】

【0005】

本願は、フィルタリングバンド幅を改善しかつ挿入損失を有効に低減するために、光スイッチング装置、方向転換方法、及び再構成可能な光アドドロップマルチプレクサを提供する。

【0006】

本願の第１の態様は、入力ポート、分光アセンブリ、第１レンズアセンブリ、方向転換アセンブリ、及び出力ポートを含む光スイッチング装置を提供する。入力ポートは、第１ビームを第１方向において第１入射角で分光アセンブリに入力するよう構成され、入力ポートは更に、第２ビームを第１方向において第２入射角で分光アセンブリに入力するよう構成され、第１入射角及び第２入射角の絶対値の間の差はゼロではない。分光アセンブリは、複数の第１サブビームを形成するように第１ビームを分散させるよう構成され、分光アセンブリは更に、複数の第２サブビームを形成するように第２ビームを分散させるよう構成される。第１レンズアセンブリは、複数の第１サブビーム及び複数の第２サブビームの焦点を方向転換アセンブリに合わせるよう構成され、複数の第１サブビームは、方向転換アセンブリの第１領域に入射し、複数の第２サブビームは、方向転換アセンブリの第２領域に入射し、第１入射角及び第２入射角の絶対値の間の差は、第１領域及び第２領域が第１方向において互いから分離されることを可能にし、かつ、第１領域及び第２領域が第２方向において少なくとも部分的に重なり合うことを可能にする。第１方向は第２方向に垂直であり、第１方向及び第２方向は両方とも第１ビームの伝播方向に垂直である。出力ポートは、方向転換アセンブリによって方向転換されている複数の第１サブビーム及び複数の第２サブビームを出力するよう構成される。

【0007】

この態様で示される光スイッチング装置では、ビームが第１方向において分光アセンブリに入射する角度の値が調整され、それにより、第１ビームが第２方向において分光アセンブリから出る角度は、第２ビームが第２方向において分光アセンブリから出る角度に等しいか又は略等しいことが有効に確かにされ得る。このようにして、挿入損失は可能な限り低減され、一方で、光スイッチング装置のフィルタリングバンド幅は有効に改善され、また、更には、第１ビームが第２方向で分光アセンブリに入射する角度の値は、第２ビームが第２方向において分光アセンブリに入射する角度に等しいか又は略等しく、それにより、第２方向での光スイッチング装置の構造はよりコンパクトである。

【0008】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、第１領域及び第２領域が第２方向において少なくとも部分的に重なり合うことは：
第１領域は、複数の第１サブビームが第１光スポットを生成する位置であり、第２領域は、複数の第２サブビームが第２光スポットを生成する位置であり、第１光スポット及び第２光スポットは第２方向において少なくとも部分的に重なり合う、
ことを含む。

【0009】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、第１光スポットに含まれる複数の光スポットは、第２光スポットに含まれる複数の光スポットと一対一の対応にある。

【0010】

この態様で示される光スイッチング装置では、第１光スポットに含まれる複数の光スポットと第２光スポットに含まれる複数の光スポットとが一対一の対応にあるので、第１光スポット及び第２光スポットの中で、同じ列に配置されている光スポットは、第２方向において少なくとも部分的に重なり合い、第２方向において互いから分離され、それにより、光スイッチング装置のフィルタリングバンド幅は有効に改善される。

【0011】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、入力ポートは、第１ビームを第２方向において第３入射角で分光アセンブリに入力するよう構成され、入力ポートは更に、第２ビームを第２方向において第４入射角で分光アセンブリに入力するよう構成され、第３入射角と第４入射角との間の差は、前もってセットされた範囲内にある。

【0012】

この態様で示される光スイッチング装置では、第３入射角と第４入射角との間の差が前もってセットされた範囲内にあるとき、第１ビームが第２方向において分光アセンブリから出る角度が、第２ビームが第２方向において分光アセンブリから出る角度に等しいか又は略等しいことを確かにするために、第３入射角及び第４入射角を調整する必要なしに、第１入射角及び第２入射角のみが調整されさえすればよい。このようにして、光スイッチング装置のフィルタリングバンド幅は有効に改善される。

【0013】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、第２レンズアセンブリが入力ポートと分光アセンブリとの間に含まれ、第２レンズアセンブリは、第１ビーム及び第２ビームを分光アセンブリへ結合するよう構成される。

【0014】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、第３レンズアセンブリが入力ポートと分光アセンブリとの間に含まれ、第１入射角及び／又は第２入射角は第３レンズアセンブリの位置に依存する。

【0015】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、第１入射角及び／又は第２入射角は、入力ポートと第３レンズアセンブリの主光学軸との間の距離に依存する。

【0016】

この態様で示される光スイッチング装置では、第３レンズアセンブリは、第１ビームが第１方向において分光アセンブリに入射する第１入射角の値を調整し、また、第２ビームが第１方向において分光アセンブリに入射する第２入射角の値を調整し、それにより、第１ビームが第２方向において分光アセンブリから出る角度は、第２ビームが第２方向において分光アセンブリから出る角度に等しいか又は略等しいことが有効に確かにされ得る。このようにして、挿入損失は可能な限り低減され、一方、光スイッチング装置のフィルタリングバンド幅は改善され、また、更には、第１ビームが第２方向において分光アセンブリに入射する角度は、第２ビームが第２方向において分光アセンブリに入射する角度に等しいか又は略等しく、それにより、第２方向での光スイッチング装置の構造はよりコンパクトである。

【0017】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、分光アセンブリは、複数の第１サブビームを第２方向において第１射出角で放射するよう構成され、更には、複数の第２サブビームを第２方向において第２射出角で放射するよう構成され、第１射出角と第２射出角との間の差は、前もってセットされた範囲内にある。

【0018】

この態様で示される光スイッチング装置では、第１射出角と第２射出角との間の差が前もってセットされた範囲内にあるので、第１領域及び第２領域は第２方向において少なくとも部分的に重なり合い、更には、第１領域及び第２領域は第１方向において少なくとも部分的に分離され、それにより、光スイッチング装置のフィルタリングバンド幅は改善される。

【0019】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、第１レンズアセンブリの焦点距離の値は、ターゲット距離の値に関係があり、ターゲット距離は、第１方向において一対一の対応にある２つの光スポットの間の距離である。

【0020】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、第１レンズアセンブリと方向転換アセンブリとの間の距離は、第１レンズアセンブリの焦点距離に等しく、第１レンズアセンブリと分光アセンブリとの間の距離は、第１レンズアセンブリの焦点距離に等しい。

【0021】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、光スイッチング装置は、入力ポート第２レンズアセンブリとの間に位置するコリメーティングレンズを更に含み、コリメーティングレンズは、第１ビーム及び第２ビームをコリメートするよう構成される。入力ポートは、コリメーティングレンズのフロントフォーカスに位置する。

【0022】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、方向転換アセンブリは、各第１サブビームの伝播方向及び各第２サブビームの伝播方向を偏向させるよう構成され、第１レンズアセンブリは、第１サブビーム及び第２サブビームの焦点を別々に分光アセンブリに合わせるよう構成され、分光アセンブリは、第１出力ビームを生成するように複数の第１サブビームを結合するよう構成され、分光アセンブリは、第２出力ビームを生成するように複数の第２サブビームを結合するよう構成され、第３レンズアセンブリは、分光アセンブリからの第１出力ビーム及び第２出力ビームを第２レンズアセンブリへ結合するよう構成され、第２レンズアセンブリは、第１出力ビーム及び第２出力ビームをコリメーティングレンズへ伝播するように第１出力ビームの光伝播経路及び第２出力ビームの光伝播経路を調整するよう構成され、コリメーティングレンズによってコリメートされている第１出力ビーム及び第２出力ビームが出力ポートにより出力される。

【0023】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、第１ビーム及び第２ビームは、少なくとも１つの異なる波長値を有する。

【0024】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、光スイッチング装置はフィルタを更に含み、フィルタが入力ポートを含み、フィルタは、光ファイバから光信号を受けるよう構成され、フィルタは更に、光信号を第１ビームと第２ビームとに分けるよう構成される。

【0025】

この態様で示される光スイッチング装置では、入力ポートの数及び出力ポートの数は、フィルタを使用することによって有効に減らすことができる。

【0026】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、入力ポートは第１入力ポート及び第２入力ポートを含み、第１入力ポートは第１ビームを入力するよう構成され、第２入力ポートは第２ビームを入力するよう構成され、第２方向における第１入力ポート及び第２入力ポートの位置は少なくとも部分的に重なり合う。

【0027】

本願の第１の態様を参照して、任意の実施において、第１ビームはＣバンドビームであり、第２ビームはＬバンドビームである。

【0028】

本願の第２の態様は方向転換方法を提供する。方向転換方法は光スイッチング装置に適用され、光スイッチング装置は、入力ポート、分光アセンブリ、第１レンズアセンブリ、方向転換アセンブリ、及び出力ポートを含む。方法は、第１ビームを入力ポートにより第１方向において第１入射角で分光アセンブリに入力することと、第２ビームを入力ポートにより第１方向において第２入射角で分光アセンブリに入力することであり、第１入射角及び第２入射角の絶対値の間の差はゼロではない、ことと、複数の第１サブビームを形成するように、分光アセンブリを使用することによって第１ビームを分散させることと、複数の第２サブビームを形成するように、分光アセンブリを使用することによって第２ビームを分散させることと、第１レンズアセンブリを使用することによって複数の第１サブビーム及び複数の第２サブビームの焦点を方向転換アセンブリに合わせることであり、複数の第１サブビームは方向転換アセンブリの第１領域に入射し、複数の第２サブビームは方向転換アセンブリの第２領域に入射し、第１入射角及び第２入射角の絶対値の間の差は、第１領域及び第２領域が第１方向において互いから分離されることを可能にし、かつ、第１領域及び第２領域が第２方向において少なくとも部分的に重なり合うことを可能にし、第１方向は第２方向に垂直であり、第１方向及び第２方向は両方とも第１ビームの伝播方向に垂直である、ことと、方向転換アセンブリによって方向転換されている複数の第１サブビーム及び複数の第２サブビームを出力ポートにより出力することとを含む。

【0029】

この態様で示される方向転換方法の具体的な実行プロセス及び有利な効果の記載については、第１の態様を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0030】

本願の第２の態様を参照して、任意の実施において、第１領域及び第２領域が第２方向において少なくとも部分的に重なり合うことは：
第１領域は、複数の第１サブビームが第１光スポットを生成する位置であり、第２領域は、複数の第２サブビームが第２光スポットを生成する位置であり、第１光スポット及び第２光スポットは、第２方向において少なくとも部分的に重なり合う
ことを含む。

【0031】

本願の第２の態様を参照して、任意の実施において、第１光スポットに含まれる複数の光スポットは、第２光スポットに含まれる複数の光スポットと一対一の対応にある。

【0032】

本願の第２の態様を参照して、任意の実施において、方法は、第１ビームを入力ポートにより第２方向において第３入射角で分光アセンブリに入力することと、第２ビームを入力ポートにより第２方向において第４入射角で分光アセンブリに入力することとを更に含み、第３入射角と第４入射角との間の差は、前もってセットされた範囲内にある。

【0033】

本願の第２の態様を参照して、任意の実施において、第２レンズアセンブリが入力ポートと分光アセンブリとの間に含まれ、方法は、第２レンズアセンブリを使用することによって第１ビーム及び第２ビームを分光アセンブリへ結合することを更に含む。

【0034】

本願の第２の態様を参照して、任意の実施において、第３レンズアセンブリが入力ポートと分光アセンブリとの間に含まれ、方法は、第３レンズアセンブリを使用することによって第１入射角及び／又は第２入射角を調整することを更に含み、第１入射角及び／又は第２入射角は第３レンズアセンブリの位置に依存する。

【0035】

本願の第２の態様を参照して、任意の実施において、第１入射角及び／又は第２入射角は、入力ポートと第３レンズアセンブリの主光学軸との間の距離に依存する。

【0036】

本願の第２の態様を参照して、任意の実施において、方法は、分光アセンブリを使用することによって複数の第１サブビームを第２方向において第１射出角で放射することと、分光アセンブリを使用することによって複数の第２サブビームを第２方向において第２射出角で放射することとを更に含み、第１射出角と第２射出角との間の差は、前もってセットされた範囲内にある。

【0037】

本願の第２の態様を参照して、任意の実施において、方法は、第１レンズアセンブリを使用することによってターゲット距離を調整することを更に含み、第１レンズアセンブリの焦点距離の値はターゲット距離の値に関係があり、ターゲット距離は、第１方向において一対一の対応にある２つの光スポットの間の距離である。

【0038】

本願の第２の態様を参照して、任意の実施において、光スイッチング装置はフィルタを更に含み、フィルタが入力ポートを含み、方法は、フィルタを使用することによって光ファイバから光信号を受けることと、フィルタを使用することによって光信号を第１ビームと第２ビームとに分けることとを更に含む。

【0039】

本願の第２の態様を参照して、任意の実施において、入力ポートは第１入力ポート及び第２入力ポートを含み、方法は、第１入力ポートにより第１ビームを入力することと、第２入力ポートにより第２ビームを入力することとを更に含み、第２方向における第１入力ポート及び第２入力ポートの位置は、少なくとも部分的に重なり合う。

【0040】

本願の第３の態様は、複数の光スイッチング装置を含む再構成可能な光アドドロップマルチプレクサを提供する。異なるスイッチング装置は、光ファイバを使用することによって互いに接続され、光スイッチング装置は第１の態様で示されており、再び説明されない。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】従来技術に従う波長選択スイッチの構造の概略図である。

【図2】従来技術に従うスイッチングエンジンでの光スポットの配置の概略図である。

【図3】本願に従う再構成可能な光アドドロップマルチプレクサの構造の概略図である。

【図4】本願に従う第２方向での光スイッチング装置の構造の概略図である。

【図5】本願に従う第１方向での光スイッチング装置の構造の概略図である。

【図6】本願に従う分光アセンブリによるビームの分散の概略図である。

【図7】本願に従う分光アセンブリの構造の概略図である。

【図8】本願に従う方向転換アセンブリでの光スポットの配置の概略図である。

【図9】本願に従う分光アセンブリによるビームの分散の他の概略図である。

【図10】本願に従う分光アセンブリによるビームの分散の他の概略図である。

【図11】本願に従う第１方向での光スイッチング装置の他の構造の概略図である。

【図12】本願に従う第２方向での光スイッチング装置の他の構造の概略図である。

【図13】本願に従う第１方向での光スイッチング装置の他の構造の概略図である。

【図14】本願に従う方向転換アセンブリでの光スポットの配置の他の概略図である。

【図15】本願に従う第２方向での光スイッチング装置の他の構造の概略図である。

【図16】本願に従う第１方向での光スイッチング装置の他の構造の概略図である。

【図17】本願に従う方向転換方法のステップフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0042】

以下は、本発明の実施形態での添付の図面を参照して、本発明の実施形態での技術的解決法について明りょうにかつ完全に説明する。記載されている実施形態が本発明の全ての実施形態ではなく一部にすぎないことは明らかである。創造的な努力無しで本発明の実施形態に基づき当業者によって取得される全ての他の実施形態は、本発明の保護範囲内に入るべきである。

【0043】

最初に、本願で提供されるＲＯＡＤＭの構造が図３を参照して説明される。図３は、本願に従うＲＯＡＤＭの構造の概略図である。

【0044】

ＲＯＡＤＭの具体的なネットワーク構造は、この実施形態で制限されない。例えば、ＲＯＡＤＭは、チェーン、リング、及びメッシュネットワークなどのネットワーク構造を使用してよい。図３に示されるように、説明のための例として、ＲＯＡＤＭはメッシュネットワークのネットワーク構造を使用する。

【0045】

この実施形態では、例えば、ＲＯＡＤＭは８つのＷＳＳ（つまり、ＷＳＳ１及びＷＳＳ２乃至ＷＳＳ８）を含む。８つのＷＳＳは異なる位置に置かれている。ＲＯＡＤＭに含まれるＷＳＳの数及び各ＷＳＳの位置は、この実施形態で制限されない。異なる位置にあるＷＳＳは、光信号を柔軟にスケジューリングするように、光信号を交換するよう構成される。この実施形態で示される異なる位置は、Ｎ個の次元における異なる方向を示してよく、Ｎは、１以上の正の整数である。

【0046】

ＷＳＳ１が例として使用される。ＷＳＳ１は、ＲＯＡＤＭに含まれており光ファイバを使用することによってＷＳＳ１へ接続されているいずれかのＷＳＳへ光信号を伝播して、異なる次元における方向において光信号を切り替えることができる。例えば、この実施形態で示されるＲＯＡＤＭでは、ＷＳＳ４、ＷＳＳ６、及びＷＳＳ８が光ファイバを使用することによってＷＳＳ１へ接続され、ＷＳＳ１は、ＷＳＳ４、ＷＳＳ６、及びＷＳＳ８のうちのいずれか１つへ光信号を伝播し得る。この実施形態では、説明のための例として、ＷＳＳ１は、光ファイバを使用することによってＷＳＳ４、ＷＳＳ６、及びＷＳＳ８へ接続されており、これは制限されない。他の例では、ＷＳＳ１は、代替的に、光ファイバを使用することによって、ＲＯＡＤＭに含まれるＷＳＳ２、ＷＳＳ３、ＷＳＳ５、及びＷＳＳ７のうちのいずれか１つへ接続されてもよい。

【0047】

ＷＳＳ１及びＷＳＳ４が、光信号のスイッチングについて説明するための例として依然として使用される。

【0048】

光信号の伝播方向を第１方向３０１から第２方向３０２へ切り替えるために、第１方向３０１において伝播される光信号は、ＷＳＳ１の入力ポートを通じてＷＳＳ１に入力され、光信号はＷＳＳ１によって方向転換され、光信号は、光ファイバを使用することによってＷＳＳの出力ポートを通じてＷＳＳ４へ伝播され、ＷＳＳ４の出力ポートから出力された光信号は第２方向３０２において伝播される。

【0049】

本願で提供される光スイッチング装置の構造は、種々の実施形態を参照して説明される。

【実施例1】

【0050】

以下は、図４及び図５を参照して、本願で提供される光スイッチング装置の具体的な構造について説明する。図４は、第２方向に沿った光スイッチング装置の構造の概略図であり、図５は、第１方向に沿った光スイッチング装置の構造の概略図である。この実施形態では、光スイッチング装置がＷＳＳである例が使用される。図３を参照して、光スイッチング装置が具体的にＷＳＳ１である例が使用される。

【0051】

この実施形態で示される光スイッチング装置は、入力ポート、分光アセンブリ５０６、第１レンズアセンブリ５０７、方向転換アセンブリ５０８、及び出力ポートを含む。入力ポートの具体的な数及び出力ポートの具体的な数は、この実施形態で制限されない。

【0052】

以下は最初に、本願での第１方向及び第２方向について説明する。この実施形態での第１方向は、スイッチング方向又はポート方向とも呼ばれる場合があり、第２方向は、波長方向又は分光方向とも呼ばれる場合がある。光スイッチング装置に含まれる異なるコンポーネントを参照して、第１方向及び第２方向の定義は異なる。具体的な定義は次の通りである。

【0053】

定義１
図６に示される分光アセンブリ５０６を参照して、分光アセンブリ５０６は、異なる波長を有する複数のサブビームを形成するように、例えば、波長λ_１を有するサブビーム、波長λ_２を有するサブビーム、など、乃至波長λ_Ｎを有するサブビームを形成するように、分光アセンブリ５０６に入射したビーム６０１を分散させるよう構成される。λ_１、λ_２乃至λ_Ｎが互いに異なるという条件で、Ｎの具体的な値はこの例で制限されない。分光アセンブリ５０６は、波長λ_１を有するサブビーム、波長λ_２を有するサブビーム、乃至波長λ_Ｎを有するサブビームが伝播のために異なる射出角で放射されることを可能にすることができ、第２方向Ｙは、放射ビームが散乱される方向、つまり、分光アセンブリ５０６により複数のサブビームが分散することができる方向である。ビーム６０１の伝播方向は、図６に示される方向Ｚであり、第１方向Ｘは、第２方向Ｙ及びビーム６０１の伝播方向Ｚの両方に垂直な方向である。

【0054】

定義２
依然として分光アセンブリ５０６を参照されたい。図７を参照して、この例は、分光アセンブリ５０６が格子である例を使用することによって説明される。この例では、第１方向Ｘは、格子スケール７０１に平行な方向であり、第２方向Ｙは、格子スケール７０１に垂直な方向である。第１方向Ｘは第２方向Ｙに垂直であることが分かる。

【0055】

定義３
この定義は、第１ビーム及び第２ビームが入力ポートに入力される例を使用することによって説明され、方向転換アセンブリ５０８が基準として使用される。図８に示されるように、方向転換アセンブリ５０８は第１領域８０１及び第２領域８０２を形成する。第１領域８０１は、第１ビームによって生成された複数のスポットを含み、第２領域８０２は、第２ビームによって生成された複数のスポットを含む。第１ビーム及び第２ビームは両方とも特定のバンド範囲を有し、第１ビームのバンド範囲は、第２ビームのバンド範囲とは異なる。例えば、第１ビームはＣバンドビームであり、第２ビームはＬバンドビームである。第２方向Ｙは、同じ領域内の複数のスポットの配置方向である。例えば、第２方向Ｙは、第１領域８０１に含まれる複数のスポットの配置方向である。他の例として、第２方向Ｙは、第２領域８０２に含まれる複数のスポットの配置方向である。任意に、方向転換アセンブリ５０８がエルコス（liquid crystal on silicon，ＬＣＯＳ）チップである場合に、第１方向Ｘは、方向転換アセンブリ５０８が回折光を生成するために位相格子を搭載する方向である。更に任意に、方向転換アセンブリ５０８が液晶（liquid crystal）アレイチップ又は微小電気機械システム（micro-electro-mechanical system，ＭＥＭＳ）である場合に、第１方向は、偏向されたビームの伝播方向である。第１方向Ｘはまた、第１領域８０１及び第２領域８０２の配置方向でもあり、つまり、第２方向Ｙは、同じバンド範囲内の複数のスポットの配置方向であり、第１方向Ｘは、異なるバンド範囲内のスポットの配置方向である。第１方向Ｘは第２方向Ｙに垂直であり、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは両方とも、第１ビームの伝播方向Ｚ及び第２ビームの伝播方向Ｚに垂直であることが分かる。

【0056】

定義４
図５に示される入力ポート及び出力ポートを参照されたい。具体的に、光スイッチング装置は２つの入力ポート、つまり、入力ポート４１０及び入力ポート４２０を含み、光スイッチング装置は更に４つの出力ポート、つまり、出力ポート４１１、４１２、４２１、及び４２２を含む。留意すべきは、図５に示される入力ポート及び出力ポートの数の記載は任意の例であり、これは制限されない点である。図５で、第１方向Ｘは、複数の入力ポート及び複数の出力ポートの配置方向である。第１方向Ｘに沿って、複数の入力ポート及び複数の出力ポートの位置は離されていることが分かる。図４に示されるように、第２方向Ｙに沿って、複数の入力ポート及び複数の出力ポートは、完全に又は部分的に重なり合ってよい。第１方向Ｘはまた、方向転換アセンブリ５０８が、偏向角度を生成するよう、入力ポート４１０を通る第１ビーム５１０及び入力ポート４２０を通る第２ビーム５０２を偏向する方向でもある。第２方向Ｙは第１方向Ｘに垂直であり、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは両方とも、第１ビーム５０１の伝播方向Ｚ及び第２ビーム５０２の伝播方向Ｚに垂直である。

【0057】

この実施形態では、説明のための例として、光スイッチング装置は、第１ビーム５０１及び第２ビーム５０２に対して光スイッチングを実行するよう構成される。他の例では、光スイッチング装置は、代替的に、２よりも多いビームに対して光スイッチングを実行してもよい。光スイッチングが具体的に実行されるビームの数は、この実施形態で制限されない。この実施形態での第１ビーム５０１及び第２ビーム５０２は、異なる波長範囲を有する。第１ビーム５０１及び第２ビーム５０２が異なる波長を有することは、具体例を参照して以下の例を使用することによって説明される。

【0058】

例えば、この実施形態での第１ビーム５０１はＣバンド（C band）ビームであり、第２ビーム５０２はＬバンド（L band）ビームである。この実施形態での第１ビーム５０１及び第２ビーム５０２の具体的なバンドの説明は例であり、制限されない。第１ビーム５０１及び第２ビーム５０２が異なるバンドであるという条件で、例えば、第１ビーム５０１は、代替的に、Ｅバンド（E band）ビームであってよく、第２ビーム５０２は、代替的に、Ｏバンド（O band）ビームであってよい。具体的に、例えば、第１ビーム５０１はＮ個の波長値λ_ｃ－１、λ_ｃ－２、・・・及びλ_ｃ－Ｎを有し、第２ビーム５０２もＮ個の波長値λ_Ｌ－１、λ_Ｌ－２、・・・及びλ_Ｌ－Ｎを有してよい。Ｎの値はこの実施形態で制限されない。第１ビーム５０１の波長値の数及び第２ビーム５０２の波長値の数は、代替的に、異なってもよい。第１ビーム５０１及び第２ビーム５０２が異なる波長範囲を有することは、具体的に、λ_ｃ－１、λ_ｃ－２、・・・及びλ_ｃ－Ｎ並びにλ_Ｌ－１、λ_Ｌ－２、・・・及びλ_Ｌ－Ｎの中の波長値が異なることを意味し得る。第１ビーム５０１及び第２ビーム５０２が異なる波長範囲を有することは、代替的に、λ_ｃ－１、λ_ｃ－２、・・・及びλ_ｃ－Ｎ並びにλ_Ｌ－１、λ_Ｌ－２、・・・及びλ_Ｌ－Ｎの中に１つ以上の異なる波長値があることを意味する。言い換えると、λ_ｃ－１、λ_ｃ－２、・・・及びλ_ｃ－Ｎ並びにλ_Ｌ－１、λ_Ｌ－２、・・・及びλ_Ｌ－Ｎの中で、一部の波長値は同じであり、一部の波長値は異なる。

【0059】

光スイッチング装置のコンポーネントは以下で説明される。

【0060】

例えば、図５に示されるように、光スイッチング装置に含まれる入力ポート４１０は、第１ビーム５０１を入力するよう構成され、入力ポート４２０は、第２ビーム５０２を入力するよう構成される。入力ポート４１０及び入力ポート４２０の位置は以下で説明される。

【0061】

図４に示されるように、第２方向Ｙにおいて、入力ポート４１０及び入力ポート４２０の位置は少なくとも部分的に重なり合う。具体的に、例えば、入力ポート４１０及び入力ポート４２０は完全に重なり合い、他の例として、入力ポート４１０及び入力ポート４２０は部分的に重なり合う。図５に示されるように、第１方向Ｘにおいて、入力ポート４１０の位置及び入力ポート４２０の位置は離され、入力ポート４１０及び入力ポート４２０は第１方向Ｘにおいて平行に配置される。この実施形態では、入力ポート４１０及び入力ポート４２０の位置が第１方向Ｘにおいて離される距離は制限されない。

【0062】

例えば、図４及び図９を参照して、入力ポート４１０は、第１ビーム５０１を第２方向Ｙにおいて第３入射角α_ｃで分光アセンブリ５０６に入力するよう構成され、入力ポート４２０は、第２ビーム５０２を第２方向Ｙにおいて第４入射角α_ｌで分光アセンブリ５０６に入力するよう更に構成される。

【0063】

第２方向での入力ポート４１０及び入力ポート４２０の位置が少なくとも部分的に重なり合う場合に、第３入射角α_ｃと第４入射角α_ｌとの間の差は、前もってセットされた範囲内にある。前もってセットされた範囲の値は、第３入射角α_ｃが第４入射角α_ｌに等しいか又は略等しいという条件で、この実施形態で制限されない。例えば、第２方向での入力ポート４１０及び入力ポート４２０の位置が完全に重なり合う場合に、第３入射角α_ｃは第４入射角α_ｌに等しい。

【0064】

任意に、図５に示されるように、第１方向Ｘ又は第２方向Ｙにおいて、コリメーティングレンズアレイ（すなわち、コリメーティングレンズ４１３、コリメーティングレンズ４１４、及びコリメーティングレンズ４１５）が、第１ビーム５０１を伝播するよう構成される各ポート（つまり、入力ポート４１０、出力ポート４１１、及び出力ポート４１２）と分光アセンブリ５０６との間に更に含まれる。入力ポート４１０は、コリメーティングレンズ４１４のフロントフォーカスに位置し、出力ポート４１１は、コリメーティングレンズ４１３のフロントフォーカスに位置し、出力ポート４１２は、コリメーティングレンズ４１５のフロントフォーカスに位置する。コリメーティングレンズ４１４は、入力ポート４１０からの第１ビーム５０１をコリメートするよう構成される。

【0065】

第１方向Ｘ又は第２方向Ｙにおいて、コリメーティングレンズアレイ（すなわち、コリメーティングレンズ４２３、コリメーティングレンズ４２４、及びコリメーティングレンズ４２５）が、第２ビームを伝播するよう構成される各ポート（つまり、入力ポート４２０、出力ポート４２１、及び出力ポート４２２）と分光アセンブリ５０６との間に更に含まれる。入力ポート４２０は、コリメーティングレンズ４２４のフロントフォーカスに位置し、出力ポート４２１は、コリメーティングレンズ４２３のフロントフォーカスに位置し、出力ポート４２２は、コリメーティングレンズ４２５のフロントフォーカスに位置する。コリメーティングレンズ４２４は、入力ポート４２０からの第２ビーム５０２をコリメートするよう構成される。

【0066】

任意に、依然として図４及び図５を参照して、第１方向Ｘ又は第２方向Ｙにおいて、第２レンズアセンブリがコリメーティングレンズアセンブリと分光アセンブリ５０６との間に含まれる。この実施形態で示される第２レンズアセンブリは複数のレンズを含み、第２レンズアセンブリに含まれるレンズの数は、光スイッチング装置へ伝播されるビームの数に等しい。具体的に、第１ビーム５０１及び第２ビーム５０２が光スイッチング装置に入力される場合に、第２レンズアセンブリは第１レンズ５０３及び第２レンズ５０４を含む。第１レンズ５０３はコリメーティングレンズアレイ（つまり、コリメーティングレンズ４１３、４１４、及び４１５）と分光アセンブリ５０６との間に位置し、第２レンズ５０４は、コリメーティングレンズアレイ（つまり、コリメーティングレンズ４２３、４２４、及び４２５）と分光アセンブリ５０６との間に位置する。例えば、第１方向Ｘ又は第２方向Ｙにおいて、コリメーティングレンズ４１４のバックフォーカスは、第１レンズ５０３のフロントフォーカスと重なり合い、言い換えると、コリメーティングレンズ４１４と第１レンズ５０３との間の距離は、コリメーティングレンズ４１４の焦点距離と第１レンズ５０３の焦点距離との和に等しい。コリメーティングレンズ４２４のバックフォーカスは、第２レンズ５０４のフロントフォーカスと重なり合い、言い換えると、コリメーティングレンズ４２４と第２レンズ５０４との間の距離は、コリメーティングレンズ４２４の焦点距離と第２レンズ５０４の焦点距離との和に等しい。

【0067】

第１レンズ５０３は、コリメーティングレンズ４１４からの第１ビーム５０１を第３レンズアセンブリ５０５へ結合するよう構成され、第２レンズ５０４は、コリメーティングレンズ４２４からの第２ビーム５０２を第３レンズアセンブリ５０５へ結合するよう構成される。この実施形態で示される結合は、光ファイバ通信の分野において光信号が１つの光学コンポーネントから他の光学コンポーネントへ伝播されるプロセスである。任意に、他の例では、代替的に、光スイッチング装置は第２レンズアセンブリを含まなくてもよく、第１ビーム５０１及び第２ビーム５０２は、代替的に、第２レンズアセンブリを使用せずに第３レンズアセンブリ５０５へ結合されてよい。

【0068】

第３レンズアセンブリ５０５は第２レンズアセンブリと分光アセンブリ５０６との間に位置し、第３レンズアセンブリ５０５は１つ以上のレンズを含む。この実施形態では、説明のための例として、第３レンズアセンブリ５０５は１つのレンズを含む。分光アセンブリ５０６は、第３レンズアセンブリ５０５のバックフォーカスに位置し、第３レンズアセンブリ５０５と第１レンズ５０３との間の距離は、第３レンズアセンブリ５０５の焦点距離と第１レンズ５０３の焦点距離との和に等しい。第３レンズアセンブリ５０５と第２レンズ５０４との間の距離は、第３レンズアセンブリ５０５の焦点距離と第２レンズ５０４の焦点距離との和に等しい。

【0069】

第３レンズアセンブリ５０５は、第１レンズ５０３からの第１ビーム５０１を分光アセンブリ５０６へ結合するよう構成され、第３レンズアセンブリ５０５は更に、第２レンズ５０４からの第２ビーム５０２を分光アセンブリ５０６へ結合するよう構成される。図４に示されるように、分光アセンブリ５０６は、複数の第１サブビーム５０１１（すなわち、分光アセンブリ５０６から放射される実線部分）を形成するように第１ビーム５０１を分散させるよう構成され、分光アセンブリ５０６は更に、複数の第２サブビーム５０１２（すなわち、分光アセンブリ５０６から放射される破線部分）を形成するように第２ビーム５０２を分散させるよう構成される。第１サブビーム５０１１の具体的な数及び第２サブビーム５０１２の具体的な数はこの実施形態で制限されない。複数の第１サブビーム５０１１は相互に異なる波長値を有し、複数の第２サブビーム５０１２は相互に異なる波長値を有し、複数の第１サブビーム５０１１の複数の波長値及び複数の第２サブビーム５０１２の複数の波長値には少なくとも１つの異なる波長値がある。例えば、複数の第１サブビーム５０１１の複数の波長値と複数の第２サブビーム５０１２の複数の波長値とが異なるか、あるいは、複数の第１サブビーム５０１１の一部の波長値と複数の第２サブビーム５０１２の一部の波長値とが異なる。

【0070】

第１レンズアセンブリ５０７は、分光アセンブリ５０６と方向転換アセンブリ５０８との間に配置される。この実施形態で示される第１レンズアセンブリ５０７は１つ以上のレンズを含んでよい。この実施形態では、説明のための例として、第１レンズアセンブリ５０７は１つのレンズを含む。分光アセンブリ５０６は、第１レンズアセンブリ５０７のフロントフォーカスに位置する。分光アセンブリ５０６と第１レンズアセンブリ５０７との間の距離は、第１レンズアセンブリ５０７の焦点距離に等しいことが分かる。方向転換アセンブリ５０８は、第１レンズアセンブリ５０７のバックフォーカスに位置する。方向転換アセンブリ５０８と第１レンズアセンブリ５０７との間の距離は、第１レンズアセンブリ５０７の焦点距離に等しいことが分かる。

【0071】

図４及び図５に示されるように、第１レンズアセンブリ５０７は、複数の第１サブビーム５０１１及び複数の第２サブビーム５０１２の焦点を方向転換アセンブリ５０８に合わせるよう構成される。複数の第１サブビーム５０１１が方向転換アセンブリ５０８に入射された後に生成される光スポット、及び複数の第２サブビーム５０１２が方向転換アセンブリ５０８に入射した後に生成される光スポットは、方向転換アセンブリ５０８の異なる位置に位置する。複数の第１サブビーム５０１１が方向転換アセンブリ５０８に入射した後に生成される光スポットの位置、及び複数の第２サブビーム５０１２が方向転換アセンブリ５０８に入射した後に生成される光スポットの位置は、以下で説明される。

【0072】

依然として図８を参照して、第１サブビーム５０１１の光スポットは、図８に示される第１領域８０１に配置され、第２サブビーム５０１２の光スポットは、図８に示される第２領域８０２に配置される。更に、この実施形態で示される第１領域８０１及び第２領域８０２は、第２方向Ｙにおいて少なくとも部分的に重なり合い（完全に重なり合う場合が図示される）、第１領域８０１及び第２領域８０２は、第１方向Ｘにおいて少なくとも部分的に離される（完全に分離されている場合が図示される）。

【0073】

具体的に、第１ビーム５０１によって生成された第１光スポット及び第２ビーム５０２によって生成された第２光スポットが説明のための例として使用される。第１光スポットは、第１ビーム５０１によって生成された複数の光スポットであり、第２光スポットは、第２ビーム５０２によって生成された複数の光スポットであり、第１光スポットは第１領域８０１に配置され、第２光スポットは第２領域８０２に配置される。

【0074】

この実施形態で示されている、第１光スポットに含まれる複数の光スポット及び第２光スポットに含まれる複数の光スポットは、一対一の対応にある。具体的に、第１光スポットの中の一対一の対応での２つの光スポットの配置順序は、第２光スポットの中の配置順序と同じである。一対一の対応での２つの光スポットについては、具体的に以下で説明される。

【0075】

複数の第１サブビームの波長は、別々にλ_ｃ－１、λ_ｃ－２、・・・及びλ_ｃ－Ｎであり、λ_ｃ－１、λ_ｃ－２、・・・及びλ_ｃ－Ｎの波長値は相互に異なり、複数のサブビームの波長は、別々にλ_Ｌ－１、λ_Ｌ－２、・・・及びλ_Ｌ－Ｎであり、λ_Ｌ－１、λ_Ｌ－２、・・・及びλ_Ｌ－Ｎの波長値は相互に異なる。

【0076】

例えば、第１光スポットに含まれる光スポットは、波長がλ_ｃ－１である第１サブビームが方向転換アセンブリ５０８に入射した後で生成される光スポットであり、第２光スポットに含まれる光スポットは、波長がλ_Ｌ－１である第２サブビームが方向転換アセンブリ５０８に入射した後で生成される光スポットである。波長λ_ｃ－１を有する光スポットは、第１光スポットの中で最初に順位付けられ、波長λ_Ｌ－１を有する光スポットは、第２光スポットの中で最初に順位付けられる。これら２つの光スポットは一対一の対応にある２つの光スポットであることが分かる。例えば、第１光スポットに含まれる光スポットは、波長がλ_ｃ－Ｎである第１サブビームが方向転換アセンブリ５０８に入射した後で生成される光スポットであり、第２光スポットに含まれる光スポットは、波長がλ_Ｌ－Ｎである第２サブビームが方向転換アセンブリ５０８に入射した後で生成される光スポットである。波長λ_ｃ－Ｎを有する光スポットは、第１光スポットの中でＮ番目に順位付けられ、波長λ_Ｌ－Ｎを有する光スポットは、第２光スポットの中でＮ番目の順位付けられる。Ｎの具体的な値は、Ｎが１以上の正の整数であるという条件で、この実施形態で制限されない。

【0077】

第１方向Ｘにおいて、一対一の対応にある２つの光スポットは、離れた位置に配置され、一対一の対応にある２つの光スポットの間のターゲット距離は、第１レンズアセンブリ５０７の焦点距離の値に関係がある。具体的に、第１レンズアセンブリ５０７の焦点距離が長いほど、ターゲット距離は長くなり、第１レンズアセンブリ５０７の焦点距離が短いほど、ターゲット距離は短くなる。

【0078】

第２方向Ｙにおいて、一対一の対応にある２つの光スポットは、少なくとも部分的に重なり合う。この実施形態では、説明のための例として、一対一の対応にある２つの光スポットは、第２方向Ｙにおいて少なくとも部分的に重なり合う。

【0079】

第１ビーム５０１及び第２ビーム５０２によって生成された光スポットが図８に示される様態で配置される場合に、Ｃバンドのフィルタリングバンド幅及びＬバンドのフィルタリングバンド幅は有効に改善され得る。

【0080】

方向転換アセンブリ５０８は、各第１サブビーム５０１１の伝播方向を偏向するよう構成され、各第１サブビーム５０１１の伝播方向が方向転換アセンブリ５０８によって偏向された後で、第１サブビーム５０１１は第１レンズアセンブリ５０７へ伝播される。各第２サブビーム５０１２の伝播方向が方向転換アセンブリ５０８によって偏向された後で、第２サブビーム５０１２は第１レンズアセンブリ５０７へ伝播される。この実施形態では、各サブビームが第１方向において方向転換アセンブリ５０８から出る角度は制限されない。例えば、図５に示されるように、第１サブビーム５０１１の伝播方向は方向転換アセンブリ５０８によって偏向され、第１サブビーム５０１１は２つの射出角で放射される（すなわち、第１ビームの伝播方向が方向転換アセンブリ５０８によって偏向された後で第１サブビームが放射される２つの破線部分によって示される）。他の例では、第１サブビーム５０１１の伝播方向が方向転換アセンブリ５０８によって偏向された後で、第１サブビーム５０１１は特定の射出角で放射されてよく、あるいは、２つ以上の射出角で放射されてよい。

【0081】

第１レンズアセンブリ５０７は、第１サブビーム５０１１及び第２サブビーム５０１２の焦点を別々に分光アセンブリ５０６に合わせるよう構成される。分光アセンブリ５０６は、第１出力ビームを生成するように複数の第１サブビーム５０１１を結合するよう構成される。図５に示されるように、分光アセンブリ５０６は、複数の第１サブビーム５０１１に基づき２つの出力ビーム、つまり、第１出力ビーム５１１及び第１出力ビーム５１２を生成する。分光アセンブリ５０６は更に、第２出力ビームを生成するように複数の第２サブビーム５０１２を結合するよう構成される。図５が依然として例として使用される。分光アセンブリ５０６は、複数の第２サブビーム５０１２に基づき２つの第２出力ビーム、つまり、第２出力ビーム５１３及び第２出力ビーム５１４を生成する。

【0082】

第３レンズアセンブリ５０５は、分光アセンブリ５０６からの第１出力ビーム５１１及び第１出力ビーム５１２を、第２レンズアセンブリに含まれる第１レンズ５０３へ結合するよう構成され、第３レンズアセンブリ５０５は更に、分光アセンブリ５０６からの第２出力ビーム５１３及び第２出力ビーム５１４を、第２レンズアセンブリに含まれる第２レンズ５０４へ結合するよう構成される。

【0083】

第１レンズ５０３は、第１出力ビーム５１１をコリメーティングレンズ４１５へ伝播するように第１出力ビーム５１１の光伝播経路を調整するよう構成され、コリメーティングレンズ４１５によってコリメートされた第１出力ビームは、出力ポート４１２を通じて出力される。第１レンズ５０３は更に、第１出力ビーム５１２をコリメーティングレンズ４１３へ伝播するように第１出力ビーム５１２の光伝播経路を調整するよう構成され、コリメーティングレンズ４１３によってコリメートされた第１出力ビーム５１２は、出力ポート４１１を通じて出力される。第２出力ビーム５１３及び第２出力ビーム５１４の伝送プロセスの説明については、第１出力ビーム５１１及び第１出力ビーム５１２の伝送プロセスの説明を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0084】

第１ビーム及び第２ビームの光スイッチングを実装するように、図３に示されるように、ＷＳＳ１の出力ポート４１１及び４１２から出力された第１出力ビームは、光ファイバを使用することによってＷＳＳ４へ伝播されてよく、ＷＳＳ１の出力ポート４２１及び４２２から出力された第２出力ビームも、光ファイバを使用することによってＷＳＳ４へ伝播されてよい。この実施形態で示されるように、各出力ポートによって出力されるサブビームの数は制限されない。例えば、出力ポート４２１は、光ファイバを使用することによってＷＳＳ４へ１つ以上の第１サブビームを伝播してよい。

【0085】

この実施形態では、説明のための例として、光スイッチング装置は、２つの出力ポート（つまり、出力ポート４１１及び４１２）を通じて第１出力ビームを出力する。これは制限されない。他の例では、光スイッチング装置は、代替的に、他の数の出力ポートを含んでもよい。

【0086】

この実施形態では、フィルタリングバンド幅を有効に改善するために、各第１サブビーム５０１１及び各第２サブビーム５０１２の光スポットの配置が図８に示されているように、第２方向Ｙにおいて、各第１サブビームが分光アセンブリ５０６から出る第１射出角β_ｃと、各第２サブビームが分光アセンブリ５０６から出る第２射出角β_Ｌとの間の差が、前もってセットされた範囲内にある必要がある。前もってセットされた範囲のサイズは、β_ｃがβ_Ｌに等しいか又は略等しいという条件で、この実施形態で制限されない。この実施形態では、説明のための例として、β_ｃはβ_Ｌに等しい。

【0087】

β_ｃ及びβ_Ｌを等しいように調整する方法については、以下で説明される。

【0088】

調整方法１：
具体的に、β_ｃは、次の式１を使用することによって調整されてよく、β_Ｌは、次の式２を使用することによって調整されてよく、式１及び式２は、β_ｃ及びβ_Ｌが等しいことを可能にするように調整される。

【0089】

式１は、ｄｃｏｓθ_ｃ（ｓｉｎα_ｃ＋ｓｉｎβ_ｃ）＝ｍλ_ｃであり、式２は、ｄｃｏｓθ_Ｌ（ｓｉｎα_Ｌ＋ｓｉｎβ_Ｌ）＝ｍλ_Ｌである。

【0090】

具体的に、式１及び式２のパラメータｄは、分光アセンブリ５０６での２つの格子溝の間の距離であり、ｍは、格子の回折次数であり、一定である。式１のα_ｃ及びβ_ｃの具体的な説明及び式２のα_Ｌ及びβ_Ｌの具体的な説明については、上記の説明を参照されたい。詳細は再び記載されない。式１のλ_ｃは、１つの第１サブビームの波長であり、式２のλ_Ｌは、１つの第２サブビームの波長である。

【0091】

β_ｃ＝β_Ｌを可能にするために、式３は、式１及び式２に基づき導出され、式３は、次の通りに示される：

【数1】

【0092】

上記の説明から、λ_ｃ及びλ_βの値は異なることが分かる。第２方向Ｙでの入力ポート４１０及び入力ポート４２０の位置は少なくとも部分的に重なり合うので、α_ｃはα_Ｌに等しいか又は略等しい。この例では、α_ｃはα_Ｌに等しい。式３から、β_ｃ＝β_Ｌは、θ_ｃ及びθ_Ｌの値を調整することによって実装されることが分かる。θ_ｃ及びθ_Ｌについては、以下で説明される。

【0093】

図５及び図１０に示されるように、第１方向Ｘにおいて、第１ビーム５０１は、第１入射角θ_ｃで分光アセンブリ５０６に入射し、第２ビーム５０２は、第２入射角θ_Ｌで分光アセンブリ５０６に入射する。この実施形態で、第１入射角θ_ｃ及び第２入射角θ_Ｌの絶対値の間の差はゼロではない。

【0094】

この実施形態では、β_ｃ及びβ_Ｌは、第１方向において、第１ビーム５０１が分光アセンブリ５０６に入射する第１入射角θ_ｃと、第２ビーム５０２が分光アセンブリ５０６に入射する第２入射角θ_Ｌとを調整することによって、第２方向において等しくされることが分かる。

【0095】

調整方法２：
調整方法１では、例えば、第２方向Ｙでの入力ポート４１０及び入力ポート４２０の位置が重なり合う場合に、α_ｃはα_Ｌに等しい。この調整方法では、α_ｃ及びα_ｌが等しくならないようにするために第２方向Ｙでの入力ポート４１０及び入力ポート４２０の位置が重なり合わない場合に、β_ｃ及びβ_Ｌが等しくなる方法を使用することによって、説明が展開される。

【0096】

この調整方法については、式３を更に参照されたい。言い換えると、β_ｃ＝β_Ｌは、式３のα_ｃ、α_Ｌ、θ_ｃ、及びθ_Ｌを調整することによって実装される。θ_ｃ及びθ_Ｌの説明については、調整方法１を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0097】

第１入射角θ_ｃ及び第２入射角θ_Ｌを調整する方法については、以下で説明される。

【0098】

この実施形態で示される第１入射角θ_ｃ及び／又は第２入射角θ_Ｌは、第３レンズアセンブリの位置に依存する。

【0099】

第１方向Ｘにおいて、入力ポート４１０と第３レンズアセンブリ５０５の主光学軸との間の距離が広いほど、第１入射角θ_ｃは大きくなり、入力ポート４１０と第３レンズアセンブリ５０５の主光学軸との間の距離が狭いほど、第１入射角θ_ｃは小さくなる。

【0100】

同様に、第１方向Ｘにおいて、入力ポート４２０と第３レンズアセンブリ５０５の主光学軸との間の距離が広いほど、第２入射角θ_Ｌは大きくなり、入力ポート４２０と第３レンズアセンブリ５０５の主光学軸との間の距離が狭いほど、第２入射角θ_Ｌは小さくなる。

【0101】

この実施形態で示される光スイッチング装置が使用された後で達成される有利な効果は、次の通りである：ビームが第２方向において分光アセンブリに入射する角度は、光学コンポーネント（例えば、ＡＷＧ）を追加する必要なしに調整されるが、ビームが第１方向において分光アセンブリに入射する角度の値は、第１ビームが第２方向において分光アセンブリから出る角度が、第２ビームが第２方向において分光アセンブリから出る角度に等しいか又は略等しいことを有効に確かにするために、調整される。このようにして、光学コンポーネント（例えば、ＡＷＧ）に追加によって引き起こされる挿入損失は、可能な限り低減される一方で、光スイッチング装置のフィルタリングバンド幅は有効に改善され、更には、第１ビームが分光アセンブリに入射する角度は、第２ビームが分光アセンブリに入射する角度に等しいか又は略等しく、それにより、第２方向での光スイッチング装置の構造はよりコンパクトである。

【実施例2】

【0102】

実施例１では、異なるバンドのビームが、異なる入力ポートを通じて光スイッチング装置に入力される。実施例２では、異なるバンドのビームが同じ光ファイバで伝播される場合に、この実施形態で示される光スイッチング装置がどのように光スイッチングを実装するが説明される。

【0103】

この実施形態で示される光スイッチング装置は、図１１に示されている。第１方向Ｘにおいて、光スイッチング装置は１つ以上のフィルタと、ＷＳＳとを含み、フィルタ及びＷＳＳは、光ファイバを使用することによって接続される。この実施形態では、説明のための例として、光スイッチング装置は、第１ビーム（Ｃバンド）及び第２ビーム（Ｌバンド）に対して光スイッチングを実行するよう構成される。第１ビーム及び第２ビームの具体的な説明については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0104】

この実施形態では、説明のための例として、３つのフィルタ（すなわち、フィルタ１１０１、フィルタ１１０２、及びフィルタ１１０３）が含まれている。フィルタ１１０２は、第１ビーム及び第２ビームを生成するように光ファイバ１１０４からの光信号を分離するよう構成される。フィルタ１１０２は更に、光ファイバ１１０５を使用することによって第１ビームをＷＳＳ１１００へ伝播し、かつ、光ファイバ１１０６を使用することによって第２ビームをＷＳＳ１１００へ伝播するよう構成される。ＷＳＳ１１００の具体的な構造の説明と、第１ビーム及び第２ビームに対して光スイッチングを実行することの具体的な説明とについては、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0105】

ＷＳＳ１１００によって生成された２つの第１出力ビームは、夫々、光ファイバ１１０７及び光ファイバ１１０８を使用することによってフィルタ１１０１及びフィルタ１１０３へ伝播される。ＷＳＳ１１００によって生成された２つの第２出力ビームは、夫々、光ファイバ１１０９及び光ファイバ１１１０を使用することによってフィルタ１１０１及びフィルタ１１０３へ伝播される。第１出力ビーム及び第２出力ビームの説明については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0106】

図３を参照して、この実施形態で示されるＷＳＳ１１００が図３に示されるＷＳＳ１である場合に、光信号の光スイッチングを実装するために、フィルタ１１０１は、２つの第１出力ビームを結合し、結合された光信号を、光ファイバを使用することによってＷＳＳ４へ伝播してよく、あるいは、フィルタ１１０３は、２つの第２出力ビームを結合し、結合された光信号を、光ファイバを使用することによってＷＳＳ４へ伝播してよい。

【0107】

この実施形態に示されるフィルタ、及びフィルタと接続関係にある光ファイバは、代替的に、空間光学アセンブリ、フィルム被覆アセンブリ、などで置換されてもよい。

【0108】

この実施形態で示される光スイッチング装置が使用された後で達成される有利な効果については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。更に、この実施形態で示される光スイッチング装置では、入力ポートの数及び出力ポートの数は、フィルタを使用することによって有効に削減され得る。

【実施例3】

【0109】

実施例１では、説明のための例として、光スイッチング装置はＷＳＳである。この実施形態では、説明のための例として、光スイッチング装置は２つ以上のＷＳＳを含む。この実施形態では、光スイッチング装置に含まれるＷＳＳの数は制限されない。光スイッチング装置が２つのＷＳＳを含むことは、以下で説明のための例として使用される。この実施形態で示される光スイッチング装置に含まれる２つのＷＳＳは、図３に示されるＷＳＳ１及びＷＳＳ２であってよい。具体的な構造は、次の通りに説明される。

【0110】

図１２は、第２方向での光スイッチング装置の構造の概略図である。図１３は、第１方向での光スイッチング装置の構造の概略図である。第１方向及び第２方向の説明については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0111】

この実施形態では、ＷＳＳ１は、第１ビーム１３０１及び第２ビーム１３０２に対して光スイッチングを実行するよう構成され、ＷＳＳ２は、第１ビーム１３０３及び第２ビーム１３０４に対して光スイッチングを実行するよう構成される。第１ビーム１３０１及び第１ビーム１３０３は両方ともＣバンドビームであり、第２ビーム１３０２及び第２ビーム１３０４は両方ともＬバンドビームである。この実施形態で示されるＷＳＳ１及びＷＳＳ２に含まれている入力ポート、出力ポート、コリメーティングレンズアレイ、及び第２レンズアセンブリの説明については、実施例１を参照されたい。詳細は、この実施形態で再び説明されない。

【0112】

ＷＳＳ１の入力ポート１３１０は、第１ビーム１３０１を入力するよう構成され、入力ポート１３１１は、第２ビーム１３０２を入力するよう構成され、ＷＳＳ２の入力ポート１３１２は、第１ビーム１３０３を入力するよう構成され、入力ポート１３１３は、第２ビーム１３０４を入力するよう構成される。

【0113】

図１２に示されるように、第２方向Ｙにおいて、ＷＳＳの入力ポート１３１０及び１３１１並びにＷＳＳ２の入力ポート１３１２及び１３１３は、少なくとも部分的に重なり合う。図１２は、入力ポート１３１０及び入力ポート１３１２が完全に重なり合い、入力ポート１３１１及び入力ポート１３１３が完全に重なり合う例を示す。図１３に示されるように、第１方向Ｘにおいて、入力ポート１３１０、入力ポート１３１１、入力ポート１３１２、及び入力ポート１３１３は、離れた位置に置かれ、入力ポート１３１０、入力ポート１３１１、入力ポート１３１２、及び入力ポート１３１３は、第１方向Ｘにおいて平行に配置される。他の例では、第２方向Ｙにおいて、ＷＳＳ１の入力ポート１３１０及び１３１１と、ＷＳＳ２の入力ポート１３１２及び１３１３とは、完全に分離された位置に置かれてもよい。

【0114】

入力ポート１３１０は、第１ビーム１３０１を第２方向Ｙにおいて第３入射角α_ｃ１で分光アセンブリ５０６に入力するよう構成され、入力ポート１３１１は、第２ビーム１３０２を第２方向Ｙにおいて第４入射角α_Ｌ１で分光アセンブリ５０６に入力するよう更に構成される。分光アセンブリ５０６の説明については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。入力ポート１３１２は、第１ビーム１３０３を第２方向Ｙにおいて第３入射角α_ｃ２で分光アセンブリ５０６に入力するよう構成され、入力ポート１３１３は、第２ビーム１３０４を第２方向Ｙにおいて第４入射角α_Ｌ２で分光アセンブリ５０６に入力するよう構成される。

【0115】

第２方向での入力ポート１３１０、入力ポート１３１１、入力ポート１３１２、及び入力ポート１３１３の位置が少なくとも部分的に重なり合う場合に、第３入射角α_ｃ１、第４入射角α_Ｌ１、第３入射角α_ｃ２、及び第４入射角α_Ｌ２のうちのいずれか２つの角度の間の差は、前もってセットされた範囲内にあり、それにより、４つの角度（α_ｃ１、α_Ｌ１、α_ｃ２、及びα_Ｌ２）は等しいか又は略等しい。具体的な説明については、実施例１での第３入射角α_ｃ及び第４入射角α_ｌの説明を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0116】

この実施形態で示されるように、ＷＳＳ１及びＷＳＳ２は、いくつかの光学コンポーネントを共有する。図１２及び図１３に示されるように、ＷＳＳ１及びＷＳＳ２によって共有される光学コンポーネントは、第３レンズアセンブリ５０５、分光アセンブリ５０６、第１レンズアセンブリ５０７、及び方向転換アセンブリ５０８である。第３レンズアセンブリ５０５、分光アセンブリ５０６、第１レンズアセンブリ５０７、及び方向転換アセンブリ５０８の具体的な説明については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0117】

この実施形態では、方向転換アセンブリ５０８での第１ビーム１３０１、第２ビーム１３０２、第１ビーム１３０３、及び第２ビーム１３０４によって生成された光スポットの配置は、図１４に示される。第１ビーム１３０１によって生成された複数の光スポットは、第１領域１４０１に配置され、第２ビーム１３０２によって生成された複数の光スポットは、第２領域１４０２に配置され、第１ビーム１３０３によって生成された複数の光スポットは、第３領域１４０３に配置され、第２ビーム１３０４によって生成された複数の光スポットは、第４領域１４０４に配置される。

【0118】

この実施形態で示される第１領域１４０１、第２領域１４０２、第３領域１４０３、及び第４領域１４０４は、第２方向Ｙにおいて少なくとも部分的に重なり合い、図１４に示されるように、第１領域１４０１、第２領域１４０２、第３領域１４０３、及び第４領域１４０４は、第２方向Ｙにおいて完全に重なり合う。第１領域１４０１、第２領域１４０２、第３領域１４０３、及び第４領域１４０４は、第１方向Ｘにおいて少なくとも部分的に離され、図１４では、第１領域１４０１、第２領域１４０２、第３領域１４０３、及び第４領域１４０４は、第１方向Ｘにおいて完全に分離されている。具体的な説明については、図８を参照されたい。詳細は再び記載されない。第１ビーム１３０１、第２ビーム１３０２、第１ビーム１３０３、及び第２ビーム１３０４によって生成された光スポットの配置が図１４に示される場合に、Ｃバンドのフィルタリングバンド幅及びＬバンドのフィルタリングバンド幅は有効に改善され得る。

【0119】

ＷＳＳ１の出力ポート及びＷＳＳ２の出力ポートは、出力ビームを受けるよう構成される。具体的な説明については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0120】

この実施形態では、フィルタリングバンド幅を有効に改善するために、第２方向Ｙにおいて、第１ビーム１３０１の各サブビームが分光アセンブリ５０６から出る第１射出角β_ｃ１、第２ビーム１３０２の各サブビームが分光アセンブリ５０６から出る第２射出角β_Ｌ１、第１ビーム１３０３の各サブビームが分光アセンブリ５０６から出る第３射出角β_ｃ２、及び第２ビーム１３０４の各サブビームが分光アセンブリ５０６から出る第４射出角β_Ｌ２のうちのいずれか２つの角度の間の差は、前もってセットされた範囲内にあり、それにより、４つの角度β_ｃ１、β_Ｌ１、β_ｃ２、及びβ_Ｌ２は等しいか又は略等しい。この実施形態では、説明のための例として、β_ｃ１、β_Ｌ１、β_ｃ２、及びβ_Ｌ２は等しい。β_ｃ１、β_Ｌ１、β_ｃ２、及びβ_Ｌ２を等しいよう調整する方法については、以下で説明される。

【0121】

具体的に、β_ｃ１、β_Ｌ１、β_ｃ２、及びβ_Ｌ２が等しいように、β_ｃ１は、式４を使用することによって調整されてよく、β_Ｌ１は、式５を使用することによって調整されてよく、β_ｃ２は、式６を使用することによって調整されてよく、β_Ｌ２は、式７を使用することによって調整されてよい。

【0122】

式４は、ｄｃｏｓθ_ｃ１（ｓｉｎα_ｃ１＋ｓｉｎβ_ｃ１）＝ｍλ_ｃ１であり、式５は、ｄｃｏｓθ_Ｌ１（ｓｉｎα_Ｌ１＋ｓｉｎβ_Ｌ１）＝ｍλ_Ｌ１であり、式６は、ｄｃｏｓθ_ｃ２（ｓｉｎα_ｃ２＋ｓｉｎβ_ｃ２）＝ｍλ_ｃ２であり、式４は、ｄｃｏｓθ_Ｌ２（ｓｉｎα_Ｌ２＋ｓｉｎβ_Ｌ２）＝ｍλ_Ｌ２である。

【0123】

式のパラメータｄ及びｍの具体的な説明については、実施例１を参照されたい。α_ｃ１、α_Ｌ１、α_ｃ２、及びα_Ｌ２の具体的な説明並びにβ_ｃ１、β_Ｌ１、β_ｃ２、及びβ_Ｌ２の具体的な説明については、上記の説明を参照されたい。詳細は再び記載されない。λ_ｃ１は、第１ビーム１３０１の１つのサブビームの波長であり、λ_Ｌ１は、第２ビーム１３０２の１つのサブビームの波長であり、λ_ｃ２は、第１ビーム１３０３の１つのサブビームの波長であり、λ_Ｌ２は、第２ビーム１３０４の１つのサブビームの波長である。

【0124】

β_ｃ１、β_Ｌ１、β_ｃ２、及びβ_Ｌ２が等しいことを可能にするために、式８が式４から式６に基づき導出され、式８は次の通りに示される：

【数2】

【0125】

上記の説明から、λ_ｃ１はλ_ｃ２に等しく、λ_Ｌ１はλ_Ｌ２に等しく、λ_ｃ１はλ_Ｌ１に等しくなく、λ_ｃ２はλ_Ｌ２に等しくないことが分かる。この例で、α_ｃ１、α_Ｌ１、α_ｃ２、及びα_Ｌ２は等しい。式８から、β_ｃ１、β_Ｌ１、β_ｃ２、及びβ_Ｌ２は、θ_ｃ１、θ_Ｌ１、θ_ｃ２、及びθ_Ｌ２の値を調整することによって、等しくなり得る。α_ｃ１、α_Ｌ１、α_ｃ２、及びα_Ｌ２が他の例で等しない場合には、β_ｃ１、β_Ｌ１、β_ｃ２、及びβ_Ｌ２は、α_ｃ１、α_Ｌ１、α_ｃ２、α_Ｌ２、θ_ｃ１、θ_Ｌ１、θ_ｃ２、及びθ_Ｌ２の値を調整することによって、等しくなり得る。θ_ｃ１、θ_Ｌ１、θ_ｃ２、及びθ_Ｌ２については、以下で説明される。

【0126】

図１２及び図１３に示されるように、第１方向Ｘにおいて、第１ビーム１３０１は、第１入射角θ_ｃ１で分光アセンブリ５０６に入射し、第２ビーム１３０２は、第２入射角θ_Ｌ１で分光アセンブリ５０６に入射し、第１ビーム１３０１は、第１入射角θ_ｃ２で分光アセンブリ５０６に入射し、第２ビーム１３０４は、第２入射角θ_Ｌ２で分光アセンブリ５０６に入射する。θ_ｃ１及びθ_Ｌ１の絶対値の間の差はゼロではなく、θ_ｃ１及びθ_Ｌ２の絶対値の間の差はゼロではない。

【0127】

この実施形態では、θ_ｃ１、θ_Ｌ１、θ_ｃ２、及びθ_Ｌ２の値を調整する方法の具体的な説明については、実施例１でのθ_ｃ及びθ_Ｌを調整する方法を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0128】

任意に、λ_ｃ１及びλ_ｃ２が等しいか又は略等しい場合に、方向転換アセンブリ５０８での第１ビーム１３０１の光スポット及び第１ビーム１３０３の光スポットの位置が第１方向Ｘで重なり合う場合を回避するために、つまり、図１４に示される第１領域１４０１及び第３領域１４０３が第１方向Ｘで重なり合う場合を回避するために、第１入射角θ_ｃ１及び第１入射角θ_ｃ２は、θ_ｃ１＝－θ_ｃ２かつ｜θ_ｃ１｜＝｜θ_ｃ１｜であるように、主光学軸１３００に関して対称である。主光学軸１３００は、第３レンズアセンブリ５０５の主光学軸であってよく、あるいは、第１レンズアセンブリ５０７の主光学軸であってもよい。

【0129】

式７を参照して、θ_ｃ１及びθ_ｃ２が主光学軸１３００に関して対称である場合に、θ_ｃ１及びθ_ｃ２の絶対値は等しいか又は略等しく、ｃｏｓθ_ｃ１はｃｏｓ（－θ_ｃ１）に等しい。このようにして、β_ｃ１及びβ_ｃ２が等しいことは、有効に確かにされる。

【0130】

λ_Ｌ１及びλ_Ｌ２が等しいか又は略等しい場合に、方向転換アセンブリ５０８での第２ビーム１３０２の光スポット及び第２ビーム１３０４の光スポットの位置が第１方向Ｘで重なり合う場合を回避するために、つまり、図１４に示される第２領域１４０２及び第４領域１４０４が第１方向Ｘで重なり合う場合を回避するために、第２入射角θ_Ｌ１及び第２入射角θ_Ｌ２は主光学軸１３００に関して対称である。

【0131】

式７を参照して、θ_Ｌ１及びθ_Ｌ２が主光学軸１３００に関して対称である場合に、θ_Ｌ１及びθ_Ｌ２は等しいか又は略等しく、ｃｏｓθ_Ｌ１はｃｏｓ（－θ_Ｌ１）に等しい。このようにして、β_Ｌ１及びβ_Ｌ２が等しいことは、有効に確かにされる。

【0132】

この実施形態で示される光スイッチング装置が使用された後で達成される有利な効果については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。更に、この実施形態で示される光スイッチング装置は複数のＷＳＳを含み、それにより、より大きいスイッチング容量が有効に実装される。

【実施例4】

【0133】

上記の実施形態では、第１ビームを伝播するよう構成される関連ポート（図５に示される入力ポート４１０、出力ポート４１１、及び出力ポート４１２）は隣接位置に配置され、第２ビームを伝播する構成される関連ポート（図５に示される入力ポート４２０、出力ポート４２１、及び出力ポート４２２）は隣接位置に配置され、第１ビームを伝播するよう構成される関連ポート及び第２ビームを伝播するよう構成される関連ポートの位置は、分離された位置に配置される。この実施形態では、第１ビームを伝播するよう構成される関連ポートの位置は間隔をあけられ、第２ビームを伝播するよう構成される関連ポートの位置も間隔をあけられる。詳細については、図１５及び図１６を参照されたい。図１５は、第２方向での光スイッチング装置の構造の概略図である。図１６は、第１方向での光スイッチング装置の構造の概略図である。第１方向及び第２方向の説明については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0134】

この実施形態では、説明のための例として、光スイッチング装置は、第１ビーム１６０１及び第２ビーム１６０２に対して光スイッチングを実行するよう構成される。第１ビーム１６０１及び第２ビーム１６０２の具体的な説明については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。光スイッチング装置のコンポーネントについては、以下で説明される。

【0135】

光スイッチング装置に含まれる入力ポート１６１０は、第１ビーム１６０１を入力するよう構成され、入力ポート１６１１は、第２ビーム１６０２を入力するよう構成され、この実施形態で示される入力ポート１６１０及び入力ポート１６１１は、互いに隣接して配置される。

【0136】

この実施形態は、第１ビーム１６０１及び第２ビーム１６０２に対する光スイッチングを示し、光スイッチング装置は、コリメーティングレンズアレイ１６２０、第２レンズアセンブリ１６３０、分光アセンブリ１６４０、第１レンズアセンブリ１６５０、及び方向転換アセンブリ１６６０を含む。コンポーネントの具体的な説明については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0137】

この実施形態で、第１射出角β_ｃ及び第２射出角β _Ｌ は、第１ビーム１６０１が第１方向Ｘにおいて分光アセンブリ１６４０に入射する第１入射角θ_ｃと、第２ビーム１６０２が第１方向Ｘにおいて分光アセンブリ１６４０に入射する第２入射角θ_Ｌとを調整することによって、第２方向において等しくなる。具体的な調整プロセスについては、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。第１ビーム１６０１及び第２ビーム１６０２によって生成された光スポットの方向転換アセンブリ１６６０での配置位置については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0138】

図１６に示されるように、第１出力ビーム１６０３を出力するよう構成される出力ポート１６１２の位置と、第２出力ビーム１６０４を出力するよう構成される出力ポート１６１３の位置とは、互いに隣接し、第１出力ビーム１６０５を出力するよう構成される出力ポート１６１４の位置と、第２出力ビーム１６０６を出力するよう構成される出力ポート１６１５の位置とは、互いに隣接し、第１出力ビーム１６０３を出力するよう構成される出力ポート１６１２及び第１出力ビーム１６０５を出力するよう構成される出力ポート１６１４は間隔をあけられ、第２出力ビーム１６０４を出力するよう構成される出力ポート１６１３及び第２出力ビーム１６０６を出力するよう構成される出力ポート１６１５は間隔をあけられる。第１出力ビーム及び第２出力ビームの説明については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0139】

この実施形態で示される光スイッチング装置が使用された後で達成される有利な効果については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。更には、実施例１と比較して、この実施形態で示される光スイッチング装置では、レンズアセンブリの数が有効に削減され得る。

【実施例5】

【0140】

実施例１から実施例４での光スイッチング装置の説明に基づいて、方向転換方法の実行プロセスが実施例５を参照して以下で説明される。

【0141】

具体的に、図１７に示されるように、この実施形態で示される方向転換方法は、具体的に、次のステップを含む。

【0142】

ステップ１７０１：光スイッチング装置が、フィルタを使用することによって、第１ビーム及び第２ビームを取得する。

【0143】

具体的なプロセスについては、実施例３を参照されたい。詳細は再び記載されない。この実施形態で示されるステップ１７０１は、任意のステップである。フィルタが光スイッチング装置に配置されない場合には、ステップ１７０２が直接に実行されてよい。

【0144】

ステップ１７０２：光スイッチング装置が、第１ビームを、入力ポートを通じて第１方向において第１入射角で分光アセンブリに入力する。

【0145】

ステップ１７０３：光スイッチング装置が、第２ビームを、入力ポートを通じて第１方向において第２入射角で分光アセンブリに入力する。

【0146】

具体的に、第２レンズアセンブリ及び第３レンズアセンブリが更に、入力ポートと分光アセンブリとの間に含まれ、第１ビーム及び第２ビームは、順番に第２レンズアセンブリ及び第３レンズアセンブリを通って分光アセンブリに入射する。具体的なプロセスの説明については、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0147】

ステップ１７０４：光スイッチング装置が、複数の第１サブビームを形成するように、分光アセンブリを使用することによって第１ビームを分散させる。

【0148】

ステップ１７０５：光スイッチング装置が、複数の第２サブビームを形成するように、分光アセンブリを使用することによって第２ビームを分散させる。

【0149】

具体的に、光スイッチング装置は、分光アセンブリを使用することにおいて第２方向において第１射出角で複数の第１サブビームを放射し、光スイッチング装置は、分光アセンブリを使用することによって第２方向において第２射出角で複数の第２サブビームを放射し、第１射出角と第２射出角との間の差は、前もってセットされた範囲内にある。具体的な実行プロセスの説明については、実施例１での分光アセンブリの説明を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0150】

ステップ１７０６：光スイッチング装置は、第１レンズアセンブリを使用することによって、複数の第１サブビーム及び複数の第２サブビームの焦点を方向転換アセンブリに合わせる。

【0151】

具体的な実行プロセスの説明については、実施例１での第１レンズアセンブリの説明を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0152】

ステップ１７０７：光スイッチング装置は、方向転換アセンブリを使用することによって、各第１サブビームの伝播方向及び各第２サブビームの伝播方向を偏向する。

【0153】

ステップ１７０８：光スイッチング装置は、第１レンズアセンブリを使用することによって、第１サブビーム及び第２サブビームの焦点を別々に分光アセンブリに合わせる。

【0154】

ステップ１７０９：光スイッチング装置は、第１出力ビームを生成するように、分光アセンブリを使用することによって複数の第１サブビームを結合する。

【0155】

ステップ１７１０：光スイッチング装置は、第２出力ビームを生成するように、分光アセンブリを使用することによって複数の第２サブビームを結合する。

【0156】

ステップ１７１１：光スイッチング装置は、第３レンズアセンブリを使用することによって、分光アセンブリからの第１出力ビーム及び第２出力ビームを第２レンズアセンブリへ結合する。

【0157】

ステップ１７１２：光スイッチング装置は、第２レンズアセンブリを使用することによって、第１出力ビーム及び第２出力ビームを出力ポートへ結合する。

【0158】

この実施形態で示されるステップ１７０７からステップ１７１２の具体的な実行プロセスについては、実施例１を参照されたい。詳細は再び記載されない。

【0159】

上記の実施形態は、本発明の技術的解決法について説明することを目的としているにすぎず、本発明を限定する意図はない。本発明は上記の実施形態を参照して詳細に説明されるが、当業者には当然ながら、彼らは、本発明の実施形態の技術的解決法の精神及び範囲から逸脱せずに、上記の実施形態で説明される技術的解決法を更に変更しても、あるいは、そのいくつかの技術的特徴を置換してもよい。

【0160】

本願は、２０２０年２月２１日付けで「OPTICAL SWITCHING APPARATUS, REDIRECTION METHOD, AND RECONFIGURABLE OPTICAL ADD-DROP MULTIPLEXER」との発明の名称で中国国家知識産権局に出願された中国特許出願第２０２０１０１０８０９０．１号の優先権を主張する。上記の中国特許出願は、その全文を参照により本願に援用される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】