用于光学切换的快速光纤对准技术的制作方法

本说明书涉及光纤切换器件领域。更具体地，但非排他地，本说明书涉及具有相位光调制器的光纤切换器件。

背景技术：

1、光纤切换器件可以用于将光学信号从输入光纤阵列路由到输出光纤阵列。具有相位光调制器(plm)的光纤切换器件使用plm将来自所选输入光纤的光学信号成像到所选输出光纤上。输入光纤、输出光纤和plm之间的空间距离比光纤的直径大几个数量级。输入光纤阵列和输出光纤阵列与plm的未对准以及输入光纤阵列和输出光纤阵列内的个体光纤的未对准可能降低信号强度并提高误码率。减少具有plm的光纤切换器件中的未对准是具有挑战性的。

技术实现思路

1、本说明书描述了一种在包括两个相位光调制器(plm)的光纤切换器件中对准光学信号的方法。该光纤切换器件包括具有输入光纤的输入光纤阵列和具有输出光纤的输出光纤阵列。第一plm被定位为使得来自输入光纤的光学信号被第一plm引导到第二plm上；第二plm被定位为使得光学信号被第二plm引导到输出光纤上。第一plm具有第一相位元件，第一相位元件中的每一个修改光学信号的相位，并且第二plm具有具备类似功能的第二相位元件。

2、对准光学信号的方法包括以第一初始设置来配置第一相位元件并以第二初始设置来配置第二相位元件，以将光学信号从第一输入光纤引导到第一输出光纤。产生光学信号，并且估计信号图像距第一输出光纤的中心的初始位置位移。计算第一相位元件的第一校正的设置和第二相位元件的第二校正的设置，使得当校正的设置被应用于第一相位元件和第二相位元件时，光学信号的校正的信号图像具有比初始位置位移小的距第一输出光纤中心的校正的位置位移。

3、本说明书描述了一种包括两个plm的光纤切换器件。该光纤切换器件包括具有输入光纤的输入光纤阵列和具有输出光纤的输出光纤阵列。第一plm被定位为使得来自输入光纤的光学信号被第一plm引导到第二plm上；第二plm被定位为使得光学信号被第二plm引导到输出光纤上。第一plm具有第一相位元件，第一相位元件中的每一个修改光学信号的相位，并且第二plm具有具备类似功能的第二相位元件。该光纤切换器件还包括存储器部件，所述存储器部件具有用于设置第一相位元件和第二相位元件的相位的数据。该光纤切换器件还包括处理电路，所述处理电路被配置为以第一初始设置来设置第一相位元件并以第二初始设置来设置第二相位元件，以将光学信号从第一输入光纤引导到第一输出光纤。处理电路被配置为随后从输入光纤阵列的第一输入光纤产生光学信号，第一光学信号通过第一相位元件和第二相位元件成像到输出光纤阵列上，以在输出光纤阵列上形成初始信号图像。处理电路还被配置为估计初始信号图像距第一输出光纤的中心的初始位置位移。处理电路还被配置为计算第一相位元件的第一校正的设置和第二相位元件的第二校正的设置。计算第一校正的设置和第二校正的设置，使得应用于第一相位元件和第二相位元件的第一校正的设置和第二校正的设置被配置为产生第一光学信号的第一校正信号图像，其具有比初始第一位置位移小的距第一输出光纤的中心的校正的位置位移。

4、本说明书描述了一种在包括单个plm的光纤切换器件中对准光学信号的方法。plm被定位为使得来自输入光纤的光学信号通过plm的相位元件被plm引导到输出光纤上。对准光学信号的方法包括以初始设置来配置相位元件，以将光学信号从第一输入光纤引导到第一输出光纤。产生光学信号，并且估计信号图像距第一输出光纤中心的初始位置位移。计算相位元件的校正的设置，使得具有校正的设置的相位元件产生光学信号的校正的信号图像，其具有比初始位置位移小的距输出光纤中心的校正的位置位移。

5、本说明书描述了一种包括单个plm的光纤切换器件。该光纤切换器件包括具有输入光纤的输入光纤阵列和具有输出光纤的输出光纤阵列。plm被定位为使得来自输入光纤的光学信号被plm引导到输出光纤上。plm具有相位元件，相位元件中的每一个修改光学信号的相位。该光纤切换器件还包括存储器部件，所述存储器部件具有用于设置相位元件的相位的数据。该光纤切换器件还包括处理电路，所述处理电路被配置为以初始设置来设置相位元件。处理电路被配置为随后从输入光纤阵列的第一输入光纤产生光学信号，光学信号通过相位元件成像到输出光纤阵列上，以在输出光纤阵列上形成初始信号图像。处理电路还被配置为估计初始信号图像距第一输出光纤的中心的初始位置位移。处理电路还被配置为计算相位元件的校正的设置。计算校正的设置，使得应用于相位元件的校正的设置被配置为产生第一光学信号的第一校正信号图像，其具有比初始第一位置位移小的距第一输出光纤的中心的校正的位置位移。

技术特征：

1.一种方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，还包括在计算所述第四校正的设置之后调整部件的位置，其中所述部件选自由所述输入光纤阵列、所述输出光纤阵列、所述第一plm和所述第二plm组成的组。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括：

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其中使用迭代来计算所述第一校正的设置，在所述迭代中使用更新的波前的先前值和目标图像来计算更新的波前。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一相位元件选自由倾斜反射器、活塞反射器和液晶器件组成的组，并且所述第二相位元件选自由倾斜反射器、活塞反射器和液晶器件组成的组。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述输入光纤阵列的输入光纤具有选自由矩形阵列、六边形阵列和多个光纤子阵列组成的组中的布置，并且所述输出光纤阵列的输出光纤具有选自由矩形阵列、六边形阵列和多个光纤子阵列组成的组中的布置。

10.一种光纤切换器件，包括：

11.根据权利要求10所述的光纤切换器件，其中所述电路还被配置为：

12.根据权利要求11所述的光纤切换器件，其中所述电路还被配置为：

13.根据权利要求10所述的光纤切换器件，其中所述电路还被配置将数据存储在所述存储器部件中，以用于产生所述第一相位元件和所述第二相位元件的校正的设置。

14.根据权利要求10所述的光纤切换器件，所述第一相位元件选自由倾斜反射器、活塞反射器和液晶器件组成的组，并且所述第二相位元件选自由倾斜反射器、活塞反射器和液晶器件组成的组。

15.根据权利要求10所述的光纤切换器件，所述输入光纤阵列的输入光纤具有选自由矩形阵列、六边形阵列和多个光纤子阵列组成的组中的布置，并且所述输出光纤阵列的输出光纤具有选自由矩形阵列、六边形阵列和多个光纤子阵列组成的组中的布置。

16.一种方法，包括：

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：

18.根据权利要求17所述的方法，还包括使用所述第一初始设置、所述第一校正的设置、所述第二初始设置和所述第二校正的设置来计算所述相位元件的plm校正因子。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括：

20.根据权利要求16所述的方法，其中使用迭代来计算所述第一校正的设置，在所述迭代中使用更新的波前的先前值和目标图像来计算更新的波前。

21.一种光纤切换器件，包括：

22.根据权利要求21所述的光纤切换器件，其中所述电路还被配置为：

23.根据权利要求22所述的光纤切换器件，其中所述电路还被配置为：

24.根据权利要求21所述的光纤切换器件，其中所述电路还被配置为将数据存储在所述存储器部件中，以用于产生所述相位元件的校正的设置。

技术总结
本申请涉及用于光学切换的快速光纤对准技术。一种在具有一个或两个相位光调制器(PLM)的光纤切换器件中对准光学信号的方法(200)包括以第一初始设置来配置所述PLM的相位元件，以将光学信号从输入光纤引导到输出光纤。估计信号图像的中心距输出光纤的中心的初始位置位移(208)(218)。计算相位元件的校正的设置(210)(220)，使得当校正的设置被应用于相位元件时，光学信号的校正的信号图像具有比初始位置位移小的距输出光纤的中心的校正的位置位移。光纤切换器件具有被配置为执行对准光学信号的方法的步骤的处理电路和存储器部件。

技术研发人员：A·J·弗吕林,J·N·霍尔,A·德利斯,T·A·巴特利特,P·I·奥登
受保护的技术使用者：德克萨斯仪器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15