用于微机电系统光子交换机的装置和方法_6

文档序号:9756754阅读:来源:国知局
通过继续进 行步骤900来周期性地监视对准。
[0151]光控制光束可以具有相对低的光功率。如果使用了具有100kHz的控制光带宽的p 型-本征-η型(PIN)光电二极管接收器,其中光束宽度为1mm并且光电二极管有效直径为25μ m,则对于控制信号的最小光束功率为18dBm。
[0152] 使用精细旋进和/或粗糙旋进对准MEMS镜对花费数十毫秒用于对准。该时间受许 多因素的影响,例如,镜质量、常平架扭转弹簧强度、共振频率、共振阻尼系数、不确定区域 的大小、最大可用旋进频率以及对所述频率滤波的带通带宽。以下表6示出了对于具有特定 集的镜机械性能(包括镜质量扭转弹簧共振频率)的MEMS镜阵列使用精细旋进和粗糙旋进 来对准镜的时间的示例。
[0153] 表6
[0154]
[0156]以下表7示出了对于使用具有扩展控制光束的MEMS镜阵列中的填隙光电二极管来 对准镜的时间的示例,其中MEMS镜阵列具有与表6中所使用的相同特定集的镜机械性能。建 立时间为5ms。使用光电二极管和扩展控制光束对准镜可以比使用粗糙旋进和精细旋进对 准快约十六倍。
[0157] 表7
[0158]
[0160] 虽然在本公开内容中已经提供了几种实施方式,但是应当理解,所公开的系统和 方法可以在不脱离本公开内容的精神或范围的情况下以许多其他具体形式呈现。应当认为 本示例为说明性和非限制性,并且本发明不应当限于本文所给出的细节。例如,各个元件或 者部件可以在另一系统中组合或结合,或者可以省略或者不实现某些特征。
[0161] 另外,在各个实施方式中描述和示出的作为分立或单独部分的技术、系统、子系统 和方法可以与未脱离本公开内容的范围的其他系统、模块、技术或方法组合或结合。彼此耦 合或直接耦合或通信的所示或所讨论的其他项目可以通过一些接口、装置或中间部件无论 电力地、机械地或以其他方式间接耦合或通信。对于本领域技术人员来说可以确定变化、替 代和改变的其他示例,并且可以在不脱离本文中所公开的精神和范围的情况下进行所述变 化、替代和改变的其他示例。
【主权项】
1. 一种微机电系统(MEMS)光子交换机,包括: 第一多个准直器,所述第一多个准直器包括第一准直器,所述第一准直器被配置成接 收具有通信波长的第一通信光束以及具有控制波长的第一控制光束,其中,所述第一准直 器在所述通信波长处的第一焦距不同于所述第一准直器在所述控制波长处的第二焦距;以 及 光耦合至所述第一多个准直器的第一镜阵列,其中,所述第一镜阵列包括: 集成在第一基板上的第一多个第一 MEMS镜,以及 集成在所述第一基板上的第一多个第一光电二极管,其中,所述光电二极管被设置在 所述MEMS镜之间的填隙空间中。2. 根据权利要求1所述的MEMS光子交换机,其中,所述第一多个第一光电二极管的第一 部分围绕所述第一多个第一 MEMS镜中的第一镜。3. 根据权利要求1所述的MEMS光子交换机,还包括: 光耦合至所述第一镜阵列的后向反射镜;以及 光耦合至所述后向反射镜的第二多个准直器。4. 根据权利要求1所述的MEMS光子交换机,其中,所述第一焦距小于所述第二焦距。5. 根据权利要求1所述的MEMS光子交换机,其中,所述第二焦距小于所述第一焦距。6. 根据权利要求1所述的MEMS光子交换机,其中,所述第一通信光束与所述第一控制光 束共轴。7. 根据权利要求1所述的MEMS光子交换机,还包括: 光耦合至所述第一镜阵列的第二镜阵列,其中,所述第二镜阵列包括: 集成在第二基板上的第二多个第二MEMS镜,以及 集成在所述第二基板上的第二多个第二光电二极管,其中,所述第二光电二极管被设 置在所述第二MEMS镜之间的填隙空间中;以及 光耦合至所述第二镜阵列的第二多个准直器。8. 根据权利要求7所述的MEMS光子交换机,其中,所述第一控制光束被配置成在所述第 二多个第二MEMS镜上产生控制斑,其中,所述第二多个光电二极管中的第三光电二极管被 所述控制斑照射,其中,所述第一通信光束被配置成在所述第二多个第二MEMS镜上产生通 信斑,其中,所述通信斑小于所述控制斑。9. 根据权利要求8所述的MEMS光子交换机,其中,所述通信斑小于所述第二多个第二 MEMS镜中的第一镜。10. 根据权利要求9所述的MEMS光子交换机,其中,所述通信斑与所述控制斑同心。11. 根据权利要求9所述的MEMS光子交换机,其中,所述通信斑小于所述第二多个镜中 的第二镜的直径,其中,所述第一光电二极管、所述第二光电二极管和所述第三光电二极管 距所述第二镜的中心第一距离,并且其中,所述控制斑的半径大于所述第一距离。12. 根据权利要求8所述的MEMS光子交换机,其中,所述第二多个第二光电二极管的第 一部分与所述第二多个第二镜中的第一镜相关联。13. 根据权利要求8所述的MEMS光子交换机,其中,所述第一多个第一光电二极管被配 置成产生第一多个信号以控制所述第二多个第二MEMS镜中的第一镜的方向。14. 根据权利要求8所述的MEMS光子交换机,其中,所述第二多个第二镜中的第一镜被 配置成反射所述第一控制光束,其中,所述第二多个准直器中的第二准直器被配置成发射 第二控制光束,并且其中,所述第一镜被配置成反射所述第二控制光束。15. 根据权利要求14所述的MEMS光子交换机,其中,所述第一多个准直器被配置成耦合 至第一多个光纤,并且其中,所述第二多个准直器被配置成耦合至第二多个光纤,并且其 中,所述第一多个光纤中的光纤在所述控制波长和所述通信波长处是单模光纤。16. 根据权利要求15所述的MEMS光子交换机,其中,所述MEMS光子交换机被配置成共轴 地投射所述第一控制光束和所述第一通信光束,并且其中,所述MEMS光子交换机被配置成 共轴地投射所述第二控制光束和第二通信光束。17. 根据权利要求1所述的MEMS光子交换机,其中,所述第一多个第一光电二极管被配 置成响应所述控制波长而不响应所述通信波长。18. -种将微机电系统(MEMS)光子交换机的第一镜与第二镜对准的方法,所述方法包 括: 通过第一多个准直器中的第一准直器来接收具有控制波长的第一光控制信号; 通过所述第一准直器来接收具有通信波长的第一光通信信号; 通过第一镜阵列上的所述第一镜反射所述第一光控制信号以产生第一光控制光束; 通过所述第一镜反射所述第一光通信信号以产生第一光通信光束;以及 通过位于第二镜阵列上的第一位置处的第一光电二极管来检测所述第一光控制光束 的第一控制光束斑的第一强度以产生第一检测光信号,其中,所述第二镜阵列包括所述第 二镜,并且其中,所述第一控制光束斑的第一直径大于所述第二镜阵列处所述第一光通信 光束的第一通信光束斑的第二直径。19. 根据权利要求18所述的方法,还包括: 通过第二多个准直器中的第二准直器来接收第二光控制信号; 通过所述第二镜反射所述第二光控制信号以产生第二光控制光束; 通过所述第一镜阵列中的第二光电二极管来检测所述第二光控制光束的第二光束斑 以产生第二检测信号; 调整所述第一镜的第一角度;以及 调整所述第二镜的第二角度。20. 根据权利要求18所述的方法,其中,所述第一光控制光束与所述第一光通信光束共 轴。21. 根据权利要求18所述的方法,其中,所述第一控制光束斑的所述第一直径大于所述 第二镜的第三直径,并且其中,所述第一通信光束斑的所述第二直径小于所述第二镜的所 述第三直径。22. 根据权利要求21所述的方法,还包括: 通过位于所述第二镜阵列上的第二位置处的第二光电二极管来检测所述第一控制光 束斑的第二强度以产生第二检测光信号; 通过位于所述第二镜阵列上的第三位置处的第三光电二极管来检测所述第一控制光 束斑的第三强度以产生第三检测光信号;以及 根据所述第一检测光信号、所述第二检测光信号和所述第三检测光信号来对所述第一 控制光束斑的中心进行三角测量。23. 根据权利要求22所述的方法,还包括: 根据所述第一控制光束斑的中心与所述第二镜的中心来确定修正向量;以及 根据所述修正向量来调整所述第一镜。24. -种控制系统,包括: 第一注入光信号模块,被配置成:将第一控制光信号注入微机电系统(MEMS)光子交换 机的第一多个准直器中的第一准直器,以经由第一镜反射从而在第一 MEMS镜阵列上形成第 一光束斑; 被配置成耦接至所述MEMS光子交换机的镜采集控制单元,其中,所述镜采集控制单元 被配置成接收来自与所述第一镜相关联的第一多个填隙光电二极管的第一多个信号,其 中,所述第一多个填隙光电二极管具有第一多个位置,其中,所述镜采集控制单元被配置成 当所述第一光束斑居中在所述第一镜上时检测所述第一光束斑;以及 耦接至所述镜采集控制单元的镜驱动器,其中,所述镜驱动器被配置成耦接至所述 MEMS光子交换机,并且其中,所述镜驱动器被配置成根据所述第一多个信号与所述第一多 个位置来控制所述MEMS光子交换机的第二MEMS镜阵列中的第二镜。25. 根据权利要求24所述的控制系统,其中,所述镜驱动器还被配置成使所述第一多个 信号中的第二多个信号相等。26. 根据权利要求24所述的控制系统,其中,所述镜采集控制单元还被配置成接收来自 位于所述第二MEMS镜阵列上的第二多个位置处的第二多个填隙光电二极管的第二多个信 号,其中,所述镜驱动器还被配置成根据所述第二多个信号与所述第二多个位置来控制所 述第一镜,并且其中,所述控制系统还包括第二注入光信号模块,所述第二注入光信号模块 被配置成将第二控制光载波注入所述MEMS光子交换机的第二多个准直器中的第二准直器 以至所述第二镜。
【专利摘要】在一种实施方式中,一种微机电系统(MEMS)光子交换机包括第一多个准直器(102),所述第一多个准直器(102)包括第一准直器,第一准直器被配置成接收具有通信波长的第一通信光束以及具有控制波长的第一控制光束,其中第一准直器(102)在通信波长处的第一焦距不同于第一准直器(102)在控制波长处的第二焦距。该MEMS光子交换机还包括光耦合至所述第一多个准直器(102)的第一镜阵列(104),其中第一镜阵列(104)包括集成在第一基板上的第一多个第一MEMS镜(322)以及集成在第一基板上的第一多个第一光电二极管(324),其中光电二极管(324)被设置在MEMS镜(322)之间的填隙空间中。
【IPC分类】G02B26/08, G02B6/26, G02B26/00
【公开号】CN105518508
【申请号】CN201480041062
【发明人】阿兰·弗兰克·格拉维斯, 多米尼克·约翰·古德威尔
【申请人】华为技术有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2014年11月3日
【公告号】EP3017332A1, US20150138623, WO2015074484A1
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