电压控制式光学定向耦合器的制造方法
【专利说明】电压控制式光学定向輔合器
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 根据专利法，本申请要求在2013年6月12日提交的美国临时申请号61/834,066和 在2013年10月22日提交的申请号61/894,129的优先权权益，所述申请的内容是本申请的基 础，并且W引用的方式整体并入本文。
[000；3]背景
[0004] 本公开总体上设及可W用在光通信技术中的禪合器，并且更具体而言设及一种电 压控制式光学定向禪合器和相关联的系统W及操作方法，所述电压控制式光学定向禪合器 可W用在光通信网络诸如光纤网络中。
[0005] 不承认本文引用的任何参考文献构成现有技术。申请人明确保留对所有引用参考 文献的准确性和相关性提出质疑的权利。
[0006] 概述
[0007]本公开的第一实施方案设及一种电压控制式光学定向禪合器。本实施方案的电压 控制式光学定向禪合器(VC0DC)可W包括第一光学混合禪合器，其可W包括所述电压控制 式光学定向禪合器的主干输入。第一实施方案的VC0DC还可W包括第二光学混合禪合器，其 可W与所述VC0DC的分接输出禪合；W及一个或多个电压控制式光学元件，其被配置成将所 述第一光学混合禪合器禪合到所述第二光学混合禪合器上。所述一个或多个电压控制式光 学元件可W具有取决于施加到所述一个或多个电压控制式光学元件上的电压的可变透明 度。所述VC0DC可W基于所述VC0DC的可变禪合率将所述主干输入接收的光功率的一部分转 移到分接输出。转移的光功率部分可W取决于所述一个或多个电压控制式光学元件的可变 透明度。
[000引第二实施方案设及一种用于操作VC0DC的方法。可W用在第二实施方案的方法中 的VC0DC可W包括第一光学混合禪合器，其可W包括所述VC0DC的主干输入；W及与所述 VC0DC的分接输出禪合的第二光学混合禪合器。所述第一光学混合禪合器可W通过一个或 多个电压控制式光学元件与所述第二光学混合禪合器禪合，所述一个或多个电压控制式光 学元件具有取决于施加到所述一个或多个电压控制式光学元件上的电压的可变透明度。所 述方法可W包括为所述VC0DC设定分接输出处的目标光功率(Ρ^9·接)。所述主干输入接收的 光功率的一部分可W基于所述VC0DC的可变禪合率而转移到所述分接输出。转移的光功率 部分可W取决于所述一个或多个电压控制式光学元件的可变透明度。所述方法还可W包括 在所述VC0DC的操作期间观察实际Ρ嫩嚴，并且确定实际Ρ嫩嚴是否等于目标1?嚴。所述方法还 可W包括在实际接不等于目标接的情况下通过调谐施加到所述一个或多个电压控制 式光学元件上的电压来调节所述VC0DC的可变禪合率W实现所述Ρ嫩嚴。
[0009]第Ξ实施方案设及一种包括VC0DC的系统。所述系统可W是例如光学网络诸如光 纤网络，在其中可W实现根据各种实施方案的VC0DC。第Ξ实施方案的所述系统中包括的所 述VC0DC可W是第一实施方案的VC0DC。第Ξ实施方案的所述系统还可W包括控制环路，其 可W被配置成在观察到的Ρ嫩嚴不等于目标Ρ)?分接的情况下通过调谐可W施加到所述VC0DC的 一个或多个电压控制式光学元件上的电压来调节所述VC0DC的可变禪合率W实现分接输出 处的目标光功率(P嫩嚴)。所述系统可W另外包括被配置成设定目标P嫩嚴的处理电路。
[0010] 另外的特征和优点将在详述中进行阐述，并且对于本领域技术人员而言将是显而 易见的。
[0011] W上概述和详述仅是示例性的，并且意图提供理解权利要求书的本质和特征的概 述或框架。
[0012] 附图构成本说明书的一部分。附图各自说明了一个或多个实施方案，并且连同描 述用于解释各种实施方案的原理和操作。
[0013] 附图简述
[0014] 图1示出了基于光学定向禪合器(VC0DC)的光学菊花链电源分配系统。
[0015] 图2A-2D示出了光学混合禪合器的操作。
[0016] 图3是根据一些示例实施方案的VC0DC的方框图。
[0017] 图4是根据一些示例实施方案的另一种VC0DC的方框图。
[001引图5是根据一些示例实施方案的包括VC0DC的系统的方框图。
[0019] 图6示出了根据依据一些示例实施方案用于操作VC0DC的示例方法的流程图。
[0020] 详述
[0021] 光学定向禪合器将由所述光学定向禪合器的禪合率确定的固定量的光功率从主 干转移到分支或分接位置。光学定向禪合器用于W多种分布拓扑诸如W菊花链拓扑来信号 分配光信号。图1示出了基于光学定向禪合器的光学菊花链电源分配系统。光学定向禪合器 102W菊花链拓扑配置，其中每个光学定向禪合器102将一定量的功率从主干线104转移到 相应分接头106上。在大多数菊花链网络中，在每个分接头处需要具有相等的功率。由于常 规光学定向禪合器具有固定的禪合率(例如，3化、6化、10化等），菊花链的设计和配置可能 是非常复杂的，并且在大多数情况下达不到最佳。在此方面，由于一定量的功率被每个光学 定向禪合器102从主干线104去除，到达菊花链中每个后续光学定向禪合器102的光功率很 少。因此，为了使每个相应的分接头106具有相等的功率，菊花链中的每个光学定向禪合器 102必须典型地具有不同的禪合率，由此使得使用常规光学定向禪合器的菊花链的设计和 配置变得复杂。此外，由于在一些情况下可能无法不经实验就确定给定分接位置所需的精 确的禪合率，使用常规光学定向禪合器部署菊花链所需的时间和相关联成本可能是高不可 及的。因此，使用常规光学定向禪合器的网络拓扑就菊花链长度和/或分接头数目方面而言 往往实际上是受限制的。运个限制会增加总体网络部署中所需的光纤的数量，因为对菊花 链长度的限制会增加容纳网络中所需数量分接头所需的主干线的数目。
[0022] 本文公开的各种示例实施方案提供一种可W解决使用常规光学定向禪合器固有 的设计限制的电压控制式光学禪合器。在此方面，本文公开的电压控制式光学禪合器的禪 合率可W通过电压调谐来调节W实现所需的分接输出功率。因此，本文公开的电压调谐式 光学定向禪合器可W降低菊花链拓扑部署中的设计复杂度，从而允许在使用常规光学定向 禪合器时部署比可能情况具有更多分接头的更长的菊花链。此外，使用本文公开的电压控 制式光学禪合器而可能增加的菊花链长度可W减少总体网络部署所需的光纤的数量，从而 降低网络部署的成本。
[0023] 图2A-2D示出了光学混合禪合器(又称为光学混合合路器）的操作，所述光学混合 禪合器可W用在根据各种示例实施方案的电压控制式光学定向禪合器中。如图2A中所示的 基础的光学混合禪合器的传递函数可w通过w下传递矩阵来描述：
[0024]
[0025] 在运个操作中，假定端口 2和端口 3具有反射系数为Γ的相同反射器，并且将幅值 为P的光功率注入到端口 4中。根据传递矩阵，端口 2处的光功率将是输入功率的一半，伴有 180度的角度，并且端口 3处的光功率将是输入功率的一半，伴有270度的角度(指代输入）。 在运个实例中，端口2与端口3光功率之间的相移是90度。
[0026] 由于端口巧日端刖具有反射系数为0<Γ<1的相同反射器，如图2B中所示将从端口 2和端口 3反射相同量的光功率。
[0027] 在反射波从端口2和端口3返回到端口4的情况下，如图2C中所示，（输入端口）所述 波将W两者之间的180度相移返回，并且它们将相互抵消。在反射波中的一个从端口 2和端 刖返回到端口 1的情况下，如图2D中所示，（输出端口）所述波将W两者之间的0°相移返回， 并且它们将相加。在端口2和端口3中的反射器均衡的情况下，反射将仅返回到端口 1中。由 于反射器的反射系i
反射到端口 1中的反射功率的幅值是Γ . P+。
[002引图3是根据一些示例实施方案的VC0DC 300的方框图。VC0DC 300具有可W通过电 压调谐调节到任何需要的禪合率的禪合率。
[0029] VC0DC 300可W包括第一光学混合禪合器310和第二光学混合禪合器314,它们可 W通过一个或多个电压控制式光学元件来禪合(例如，背对背连接）。第一光学混合禪合器 310和第二光学混合禪合器314通过两个运种电压控制式光学元件-第一电压控制式光学元 件320和第二电压控制式光学元件324来禪合。将了解到，虽然图3中通过举例示出了两个电 压控制式光学元件，但其他布置也涵盖在本公开的范围中。例如，单个电压控制式光学元件 可W用于跨越第一光学混合禪合器310与第二光学混合禪合器314之间的两