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CN103282811A - 芯选择性光学切换器 - Google Patents

芯选择性光学切换器 Download PDF

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CN103282811A
CN103282811A CN2011800610755A CN201180061075A CN103282811A CN 103282811 A CN103282811 A CN 103282811A CN 2011800610755 A CN2011800610755 A CN 2011800610755A CN 201180061075 A CN201180061075 A CN 201180061075A CN 103282811 A CN103282811 A CN 103282811A
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克里斯托弗·多尔
彼得·温泽尔
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Alcatel Optical Networks Israel Ltd
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Alcatel Optical Networks Israel Ltd
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Abstract

一种光学装置包含衬底以及沿着所述衬底的平坦表面定位的光耦合器的第一和第二阵列。所述第一阵列的光耦合器沿着所述表面横向布置以便以一对一方式端耦合到第一多芯光纤的对应光芯，所述第一多芯光纤的末端面向且邻近于所述第一阵列。光耦合器的所述第二阵列中的光耦合器沿着所述表面横向布置以便以一对一方式端耦合到面向且邻近于所述第二阵列的一个或一个以上光纤末端的对应光纤芯。以光学方式连接光学切换器网络以选择性地将所述第一阵列的光耦合器中的一些以一对一方式耦合到所述第二阵列的光耦合器。

Description

芯选择性光学切换器
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2010年12月29日申请的多尔乐(Doerr)等人的第61/428,154号临时美国专利申请案的权利，所述申请案以引用的方式并入本文中。本申请案与多尔乐等人的题为“用于多芯光纤的光学放大器(Optical Amplifier for Multi-Core Optical Fiber)”的第13/012,730号美国专利申请案有关，所述申请案与本案同时申请且其全文以引用的方式并入本文中。
技术领域
本申请案一般来说涉及光学装置和使用光学装置的方法。
背景技术
多芯光纤包含若干芯区，其中每一芯区能够传播大体上独立的光信号。此些光纤可提供显著大于单芯光纤的数据容量。因此，多芯光纤使得能够在成本比一个或多个单模式光纤的成本低的情况下显著增加光学系统中的数据传送的速率。
发明内容
一个方面提供一种光学装置。所述光学装置包含衬底以及沿着所述衬底的平坦表面定位的光耦合器的第一阵列和第二阵列。所述第一阵列的光耦合器沿着所述表面横向布置以便以一对一方式端耦合到第一多芯光纤的对应光芯，所述第一多芯光纤的末端面向且邻近于所述第一阵列。光耦合器的所述第二阵列中的光耦合器沿着所述表面横向布置以便以一对一方式端耦合到面向且邻近于所述第二阵列的一个或一个以上光纤末端的对应光纤芯。光学切换器网络被以光学方式连接以选择性地将所述第一阵列的光耦合器中的一些以一对一方式耦合到所述第二阵列的光耦合器。
另一方面提供一种方法。所述方法包含在平坦衬底表面上形成光耦合器的第一阵列和第二阵列。所述第一阵列的光耦合器沿着所述表面横向布置以便以一对一方式端耦合到第一多芯光纤的对应光芯，所述第一多芯光纤的末端面向且邻近于所述第一阵列。光耦合器的所述第二阵列中的光耦合器沿着所述表面横向布置以便以一对一方式端耦合到面向且邻近于所述第二阵列的一个或一个以上光纤末端的对应光纤芯。所述方法包含以光学方式连接光学切换器网络以选择性地将所述第一阵列的光耦合器中的一些以一对一方式耦合到所述第二阵列的光耦合器。
附图说明
参考结合附图进行的以下描述，其中：
图1说明光学切换器的实施例(例如，实例N×N芯选择性切换器)；
图2说明可用于图1的光学切换器中的光耦合器的集成单块平坦阵列的一部分；
图3说明多芯光纤(MCF)与集成平坦光耦合器之间的光耦合；
图4A和4B说明MCF的单一芯到一维平坦光栅耦合器的耦合的位置和定向特征；
图5说明经配置以独立地切换所接收的光信号的不同极化模式的光学切换器的实施例；
图6说明经配置以在两个输入MCF与两个输出MCF之间切换光信号的光学切换器的实施例；
图7说明极化分集芯选择性切换器的实施例，其中一些光栅耦合器经配置以耦合到对应单芯光纤(SCF)；
图8A到8C说明光学切换器(例如，马赫耳-曾德切换器(Mach-Zehnder switch))位于波导的交叉点处的实施例的方面；
图9A和9B说明可用于图5A的芯选择性切换器中的马赫尔-曾德切换器的实施例；
图10A和10B分别说明分别可用于图8A的芯选择性切换器中的Benes网络和Clos网络的实施例；
图11说明芯选择性切换器(例如，N×N切换器阵列)可用以在MCF之间切换WDM信号的信道的实施例；
图12说明形成芯选择性光学切换器(例如，图1的装置)的方法；以及
图13说明经由边缘琢面耦合器将通过切换器网络控制的光信号耦合到SMF的实施例。
具体实施方式
一些多芯光纤(MCF)提供集成光学输送媒体，其中每一光芯可与其它光芯同时输送光信号流，而不会造成与其它光芯所携载的光信号流的显著光学串扰。出于这些原因，有可能用单一MCF替代若干单芯光纤(SCF)。因此，MCF的此使用可在光通信系统内减少与用于光信号的输送媒体相关联的成本和空间。然而，有时有必要接达由MCF的单一光芯携载的光信号流，例如，用于光信号流的光学处理或路由。
用于单独接达MCF的个别光芯的一个装置将MCF的光芯的扇出(fan-out)与光波导扇出区段熔合。在此装置中，来自MCF的扇出的单一芯端接到光波导扇出区段的单个光波导。因此，由MCF的个别光芯携载的光信号被传送到对应的个别单芯光纤或光波导，例如单模式光纤。一旦被路由到光波导的个别单芯光纤，来自不同光芯的光信号便可通过经设计以对接到单芯光纤或光波导的光学组件来单独处理。然而，这些装置可能制造成本高、实体上很笨重且不容易大量生产。在电信架构中，基于此些扇出区段的装置的限制可能会对MCF的大规模采用造成阻碍。
本文中所描述的一些实施例提供基于MCF的扇出区段但其中并无实际扇出区段的装置的功能性。明确地说，所述实施例包含具有光耦合器的一个或一个以上集成平坦阵列的集成光子装置(IPD)，所述光耦合器可耦合到MCF的个别光芯。
此些IPD可形成于许多微电子装置和集成光学衬底(例如，半导体晶片的一部分)的表面上。在此些IPD中，可使用常规材料沉积和图案化工艺将光学组件形成于平坦表面上。此些组件可包含(但不限于)光学光栅、波导、耦合器、切换器、激光和光电二极管。集成平坦阵列的组件彼此成一体，例如，无法无损地分离和重新组装。光耦合器阵列在形成于光学装置的大致平坦的表面上时被视为“平坦的”。此些阵列可形成于(例如)大体上平坦的衬底(例如半导体晶片)之上的大约相同高度处。大体上平坦的衬底可为平坦表面或具有大致平坦定向和图案化于其上的表面起伏(例如，通过微电子沉积、生长和/或蚀刻技术产生的起伏)的表面。
在本文中的IPD的各种实施例中，光耦合器阵列可经布置以直接端耦合到MCF的光芯。由MCF的单独光芯携载的光信号可单独地在IPD上进行处理和/或可单独地耦合到单芯光波导、其它MCF或其组合。可(例如)使用用于微电子装置和集成光学装置的常规处理方法来产生IPD。
在本文中的各种实施例中，此些耦合器阵列与IPD衬底上的光学组件集成以提供光信号处理功能，例如从一个光学路径切换到另一光学路径。一些此类实施例提供低成本方式来将MCF集成到光通信架构中和/或实现MCF增加光信号传输路径的信号携载容量的可能性。
图1说明用于将一个MCF的七个光芯耦合到另一MCF的七个光芯的1×1光学装置100，例如芯选择性切换器。装置100包含光耦合器的第一集成平坦阵列110和光耦合器的第二集成平坦阵列120。集成平坦阵列110、120中的每一者包含下文中描述的多个光耦合器230。如本文中所使用，“阵列”将仅单一光耦合器230这种无关紧要的情况排除在外。集成平坦阵列110、120中的每一者的每一光耦合器230经配置以光耦合到MCF的对应光芯(未图示)。在各种实施例中，集成平坦阵列110、120可操作以从MCF接收数据或将数据提供到MCF。
波导130中的每一者将集成平坦阵列110的光耦合器230中的对应一者光耦合到切换器网络140的一端口。类似地，波导150中的每一者将集成平坦阵列120的光耦合器230中的对应一者光耦合到切换器网络140的一端口。如下文进一步论述，切换器网络140可提供集成平坦阵列110的光耦合器230中的任一者到集成平坦阵列120的光耦合器230中的任一者的选择性切换。在集成平坦阵列110、120各自光耦合到对应MCF时，切换器网络140可提供从一个MCF的任一芯到另一MCF的任一芯的芯选择性切换。
在所说明的实施例中，切换器网络140可切换耦合到集成平坦阵列110、120的七个输出光耦合器230的七个光芯中的任一者。然而，各种实施例不限于其中的MCF中的任何特定数目的光芯。
任选地，波长分插多路复用器(wavelength add/drop multiplexer)160可经配置以对在波导130中的一者或一者以上内传播的光信号添加或移除一个或一个以上信道。波长分插多路复用器160可包含(例如)用以控制分插功能的可控相位调整器170，例如加热器。例如在邻近波导130内的信号传播(例如)经波分复用(WDM)的信号时，可使用波长分插多路复用器160，例如，所添加和/或取消的信道可为选定波长信道。
图2说明单一耦合器阵列，例如集成平坦阵列110或集成平坦阵列120。所说明的单一耦合器阵列包含七个光波导130的若干段。在所述耦合器阵列中，每一光波导段可包含光耦合段210和过渡段220。每一光耦合段210具有位于其上或其中的光耦合器230。光耦合器230经横向定位而以光学方式端耦合MCF的单一对应光芯(未图示)。光耦合段210可经定制以增强其经由对应光耦合器230到MCF的光芯的耦合，例如，每一光耦合段210可宽于对应光波导的剩余部分。每一过渡段220提供同一波导的光耦合段210与通信段(展示于图2的右侧)之间的耦合器。过渡段220可经配置以减少同一光波导的不同大小的耦合段与通信段之间的耦合/插入损失。
可(例如)在克里斯多佛·多尔乐(Christopher Doerr)的第12/972,667号美国专利申请案(′667申请案)中描述可适合于用作光耦合器230的一些光栅耦合器的实例，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。
例如，如′667申请案中所论述，光耦合器230常常以在形式和大小上对应于MCF内的光芯的横向样式的横向样式来布置，所述MCF的末端将大致面向且邻近于光耦合器。在所说明的实施例中，图2的实例耦合器阵列经配置以耦合到布置于规则六边形的角和中心处的七个光芯。然而，实施例不限于MCF中的光芯的此布置或MCF中的特定数目的芯。
图3说明沿着衬底310的平坦表面定位的耦合器阵列(例如，集成平坦阵列110)的透视图。MCF320具有一末端，所述末端位于耦合器阵列上且经旋转对准以使得MCF320的个别光芯面向且光耦合到集成平坦阵列110的光耦合器中的对应个别者。举例来说，每一光芯330可经定位和定向以能够将光点360投影到集成平坦阵列110的光耦合器中的单一者上而不将光投影到集成平坦阵列110的其它光耦合器上。在′667申请案中提供MCF320与集成平坦阵列110之间的耦合的额外细节。
图4A和4B说明光信号340到光耦合器230(例如，一维光栅阵列)中的一者的耦合的定向和位置方面。所投影的光点360产生位于对应光耦合器230之上的近似高斯分布410，其具有足够的重叠以将来自光信号340的光耦合到光耦合段210。
在所说明的实施例中，MCF的光芯330与光耦合段210的表面法线成角度以产生极化分离光耦合器。在部分由光信号340的波长所确定的特定角度
Figure BDA00003368163600051
下，光信号340的TE极化模式420可按照如图4B中所定向的向右传播方向耦合到光耦合段210。类似地，光信号340的TM极化模式430可按照如图4B中所定向的向左传播方向耦合到光耦合段210。TE和TM极化模式的此耦合可用以形成如下文进一步描述的芯选择性切换器的极化分集实施例。可在唐永波(Yongbo Tang)等人的“关于光栅波导充当绝缘体上硅纳米光子电路的极化分裂器和有效耦合器两者的提议(Proposal for a Grating WaveguideServing as Both a Polarization Splitter and an Efficient Coupler for Silicon-on-InsulatorNanophotonic Circuits)”(IEEE光子技术快报(IEEE Photonics Technology Letters)，第21卷，第4期，第242到244页，2009年2月15日)中找到有关此极化分裂的额外信息，所述文章的全文以引用的方式并入本文中。
图13说明常规边缘琢面耦合器1310按照惯例来耦合连接到切换器网络140的光波导中的一者或一者以上的实施例的一部分。平坦波导1320代表图1中的波导130、150中的任一者。波导1320终止于边缘琢面1330处，边缘琢面1330位于衬底1340的边缘处或靠近衬底1340的边缘。单芯光纤1350经定位以使得纤芯1360以光学方式端耦合到边缘琢面1330，使得光信号可在其间传播。边缘琢面耦合器可用以将光纤端耦合到图1的切换器网络140。可在多尔乐等人的题为“多芯光缆与光子电路耦合器(Multi-CoreOptical Cable to Photonic Circuit Coupler)”的第13/012,693号美国专利申请案中找到可配合本发明的实施例而使用的边缘琢面耦合器的额外实施例，所述申请案与本案同时申请且其全文以引用的方式并入本文中。
图5说明用于将一个MCF耦合到另一MCF的另一1×1光学装置500，即芯选择性切换器。除图1中所描述的那些组件外，装置500还包含切换器网络510和光波导520、530。光波导520将集成平坦阵列110的光耦合器230耦合到切换器网络510，且光波导530将集成平坦阵列120的光耦合器230耦合到切换器网络140。
相对于一实例配置来描述光学装置500的操作，在所述实例配置中，集成平坦阵列110从输入MCF接收光信号，且集成平坦阵列120将所接收的光信号提供到输出MCF。如上文所描述，集成平坦阵列110的光耦合器230在相反方向上耦合来自所接收的信号的TE和TM极化光。因此，由集成平坦阵列110从MCF接收的光信号的TE分量经由波导130向右传播，且其TM分量经由光波导520向左传播。切换器网络140接收TE分量，而切换器网络510接收TM分量。切换器网络140、510单独地切换(例如)从集成平坦阵列110的光耦合器230和集成平坦阵列120的光耦合器230接收的光信号的TE分量和TM分量(例如，以任何路由组合)。
在图5的光学装置500的一些实施例中，可协调经由两个切换器网络140和510的路由以使得经由特定输入光耦合器230所接收的光的相关联的TE分量和TM分量被路由到同一输出光耦合器230。在此些情况中，光学装置500操作为(例如)极化分集芯选择性切换器，这是因为所路由的光强度大体上独立于所接收的光的极化。
在其它实施例中，可通过两个切换器网络140和510以不同方式路由从同一输入光耦合器230所接收的光的TE分量和TM分量，即路由到不同的输出光耦合器230。在此些实施例中，光学装置500充当可用于(例如)双极化光发射器、路由器和/或接收器中的极化相依切换器。
图6说明2×2光学装置600(即，芯选择性光学切换器)的实施例。光学装置600具有可操作以(例如)从第一和第二输入MCF接收光信号的第一和第二集成平坦阵列110-1、110-2，且具有可操作以将所接收的光信号以光芯选择性方式传输到第一和第二输出MCF的第一和第二集成平坦阵列120-1、120-2。
第一和第二集成平坦阵列110-1、110-2经配置以端耦合到第一和第二输入MCF的末端(未图示)。第一和第二集成平坦阵列120-1、120-2经配置以端耦合到第一和第二输出MCF的末端(未图示)。光波导610将第一和第二集成平坦阵列110-1、110-2的光耦合器230连接到切换器网络620。光波导630将第一和第二集成平坦阵列120-1、120-2的光耦合器230连接到切换器网络620。类似地，光波导640将第一和第二集成平坦阵列110-1、110-2的光耦合器230连接到切换器网络660，且光波导650将第一和第二集成平坦阵列120-1、120-2的光耦合器230连接到切换器网络660。
切换器网络620可能会能够(例如)将由第一和第二集成平坦阵列110-1、110-2的光耦合器230中的任一者所接收的TE分量光信号路由到第一和第二集成平坦阵列120-1、120-2的光耦合器230中的任一者。类似地，切换器网络660可能会能够(例如)将由第一和第二集成平坦阵列110-1、110-2的光耦合器230中的任一者所接收的TM分量光信号路由到第一和第二集成平坦阵列120-1、120-2的光耦合器230中的任一者。因此，光学装置600可将经由输入MCF的光芯所接收的光信号切换到多个输出MCF的任何光芯。在一些实施例中，切换器网络620和660执行相关路由以使得2×2光学装置600为极化分集的。在其它实施例中，切换器网络620和660对所接收的TM和TE光执行单独路由，以使得2×2光学装置600为光芯选择性的和极化选择性的。
图7说明用于将两个MCF耦合到一MCF和另一MCF或一组单芯光纤(SCF)的光学装置700的实施例。如所描述，光学装置700的操作基础是(例如)光学装置600。然而，在所说明的实施例中，针对集成平坦阵列110-1中的每一光耦合器230，用SCF耦合器710替换集成平坦阵列110-1。在光学装置700的一些实施例中，SCF耦合器710置放成彼此相距足够的距离，使得一SCF的末端可同时位于SCF耦合器710中的每一者上。在此些实施例中，光学装置700可在SCF耦合器710中的任一者与集成平坦阵列120-1、120-2的光耦合器230中的任一者之间切换光信号。因此，光学装置700可通过单一、紧凑型IPD将多个SCF的扇入提供到一个或一个以上MCF。
图8A到8C说明可用作(例如)图1和图5到7的切换器网络140、510、620和660的切换器网络800的一个实施例的方面。切换器网络800包含N个输入/输出端口801和N个输出/输入端口802，其中(例如)N＝7。2×2切换器810(图8B)的N×N阵列(例如)以一对一方式耦合输入/输出端口801与输出/输入端口802。在所说明的实施例中，输入/输出端口801可从波导150接收光信号或将光信号提供到波导150，且输出/输入端口802可将光信号提供到波导130或从波导130接收光信号。切换器810的阵列可提供由波导130传播的信号与由波导150传播的信号的N×N切换。此处，切换器810的N×N阵列可将输入/输出端口801以一对一方式连接到输出/输入端口802。
2×2切换器810的每一实施例位于垂直波导820(图8B)与水平波导830的交叉点处。在一个实施例中，2×2切换器810为2×2马赫尔-曾德干涉计(MZI)。图9A说明2×2切换器810包括MZI切换器905的实施例。在2×2MZI中，2×2输入光耦合器910将两个输入波导915、920耦合到两个内部光波导。在2×2MZI中，2×2输出耦合器925将两个内部光波导耦合到两个输出波导930、935。在(MZI)940中，所述两个内部光波导中的一者具有可(例如)受光学移相器控制的光学路径长度，所述光学移相器是经由控制器945以电气方式控制。如光学领域的技术人员所了解，合适地控制MZI940的光学路径的相对相位可将输入波导915、920中的一者所接收的光切换到输出波导930、935中的任一选定者。2×2MZI切换器905的多个(例如，N2个)实例可提供用于在切换器网络800的N个输入/输出端口801与N个输出/输入端口802之间执行路由的个别切换器。
图9B说明切换器810包含如所说明的交叉耦合的四个MZI切换器905的实施例。每一MZI切换器905经配置以使得一个输入波导915、920或一个输出波导930、935是不使用的。因此，MZI切换器905的两个实例具有仅一个输入，且MZI切换器905的两个实例具有仅一个输出。图9B的实施例可(例如)在切换器810所接收的光信号之间提高更好的隔离。
返回到图8C，说明可同时操作一个以上的切换器810以实现光信号的分裂的实施例。举例来说，通过同时部分地操作切换器810和切换器840，可在水平波导830与另一水平波导850之间分裂在垂直波导820上接收到的光信号。每一切换器810、840可包含(例如)2×2MZI切换器905。可操作2×2MZI切换器905以使得在输入波导915、920中的一者处接收的光功率的一部分被路由到输出波导930、935中的每一者。因此，可操作切换器810(例如)以使得由此从垂直波导820接收到的不到全部的光功率被导引到水平波导830。可操作切换器840以使得所有剩余的光信号功率被导引到水平波导850。在一些实施例中，切换器840将由此接收的功率的仅一部分导引到水平波导850，而剩余部分被导引到另一切换器。
在一些实施例中，切换器网络140、510、620和660可具有不同于互连MZI的网络的构造。举例来说，切换器网络140、510、620和660可包含如图10A中所说明的Benes网络1010或如图10B中所说明的Clos网络1020，或可使用扇出和选择网络(未图示)。可分别在(例如)吉尔多·梅尔(Guido Maier)等人的“基于二维MEMS的光学切换器Benes架构(Optical-Switch Benes Architecture based on2-D MEMS)”(2006年关于高性能切换和路由的研讨会(IEEE)(2006Workshop on High Performance Switching and Routing(IEEE))，第6页，doi：10.1109/HPSR.2006.1709718)和海特涅尔(Heitner)等人的第6,696,917号美国专利中找到关于Benes网络和Clos网络的进一步信息。网络1010、1020中的每一者为N×N网络，且包含N个输入和N个输出，其中N等于(例如)七。在另一实施例中，切换器网络140、510、620和660包含扇出和选择架构。在此架构中，1×2切换器的树形布置将N个输入端口分叉到N2个波导，且接着，2×1切换器的树形布置将N2个波导连接到N个输出端口。在一些实施例中，切换器可包含微机电(MEM)装置(例如，个别致动的微镜)的使用以提供经由自由空间装置而非集成光学装置的可重配置光路由。
图11示意性地说明IPD1100的实施例，其中切换器网络1105可用以实现在光耦合器1125、1130、1170、1175之间对WDM信号的个别信道的波长选择性切换。第一和第二纤芯1107、1110提供N个输入WDM信号，例如第一和第二输入WDM信号1115、1120。在各种实施例中，纤芯1107、1110可为来自单一MCF或不同光纤的光芯。在一些实施例中，纤芯1107、1110中的至少一者为来自SCF的芯。
第一输入WDM信号1115包含(例如)具有波长λ11、λ12、λ13、λ14的m个信道。第二输入WDM信号1120也包含(例如)具有波长λ21、λ22、λ23、λ24的m个信道。在其它实施例中，由WDM信号1115提供的信道的数目可不同于由WDM信号1120提供的信道的数目。光耦合器1125、1130(例如，通过光耦合器230所描述的那些光耦合器)将WDM信号1115、1120耦合到相应的第一和第二多路分用器1135、1137。多路分用器1135使第一WDM输入信道集合1140分离，且多路分用器1137使第二WDM输入信道集合1142分离。在一些实施例中，分插多路复用器1143可用以从WDM信号1115、1120的波长信道集合移除一个或一个以上波长信道和/或将一个或一个以上波长信道添加到WDM信号1115、1120的波长信道集合。
切换器网络1105在m*N个输入处接收输入波长信道集合1140、1142。切换器网络1105在m*N个输出处提供输出波长信道集合1147、1155。在一些实施例中，可控制切换器网络1105用第二输入信道集合1142的波长信道中的任一者切换第一输入信道集合1140的波长信道中的任一者。因此，如在所说明的实例中，λ12信道与λ21、λ23、λ24信道分组到信道群组1155中，且λ22信道与λ11、λ13、λ14信道分组到信道群组1147中。在各种实施例中，特定波长(例如，λ12和λ22)的WDM波长信道可在两个或两个以上输出芯之间交换以使得没有WDM波长信道会重叠到相同输出芯上(如在所说明的实施例中)。
第一多路复用器1145结合第一输出波长信道集合1147以产生第一输出WDM信号1150。第二多路复用器1160结合第二输出波长信道集合1155以产生第二输出WDM信号1165。第一和第二输出光耦合器1170、1175分别将输出WDM信号1150、1165耦合到第一和第二输出纤芯1180、1185。在各种实施例中，纤芯1180、1185可为来自同一MCF的光芯或为不同光纤的光芯。在一些实施例中，纤芯1180、1185中的至少一者为来自SCF的芯。
图12说明用于形成光学装置(例如，图1、5、6和7的光学装置100、500、600和700)的方法1200。将通过示范性地参考本文中(例如)通过图1到11所描述的各种实施例来描述方法1200，但方法1200并不限于此。可按不同于所说明的次序的次序来执行方法1200的步骤。
步骤1210包含形成光耦合器的第一集成平坦阵列(例如，集成平坦阵列110)，其具有第一多个光耦合器(例如，光耦合器230的实例)。第一多个光耦合器中的光耦合器经配置以将对应的多个光信号耦合到第一多芯光纤(例如，MCF320)的第一多个光芯。
步骤1220包含形成光耦合器的第二集成平坦阵列(例如，集成平坦阵列120)，其具有第二多个光耦合器(例如，光耦合器230的实例)。第二阵列的光耦合器经配置以将多个光信号耦合到(例如)MCF320的第二多个光芯。
步骤1230包含形成能够将第一多个光耦合器中的光耦合器以一对一方式光耦合到第二多个光耦合器中的光耦合器的切换器网络。
下文提供方法1200的各种可选特征。在一些情况下，可组合这些可选特征。
第二阵列的光耦合器可沿着衬底表面横向布置以便以一对一方式端耦合到第二多芯光纤的对应光芯，所述第二多芯光纤的末端面向且邻近于第二阵列。第一和第二多个光耦合器可各自包含N个光耦合器。切换器网络可包含经配置以实施N×N切换的2×2马赫尔-曾德干涉计的阵列。第一和第二多个光耦合器可各自包含N个光耦合器，且切换器网络可包括N×N Clos网络或N×N Benes网络。
切换器网络可包含经连接以切换所接收的光信号的第一极化模式的第一切换器网络以及经连接以切换所接收的光信号的第二极化模式的第二切换器网络。
第二多个光耦合器可包含经配置以将光耦合到对应的多个单芯光纤的光栅耦合器。
第二多个光耦合器中的耦合器可包含边缘琢面耦合器。
第一多个光耦合器与第二多个光耦合器之间的光学路径可包含分插多路复用器。
第一多个光耦合器中的每一者可耦合到多芯光纤的对应光芯。
切换器网络可包含分开的第一光学切换网络和第二光学切换网络。第一光学切换网络可经连接以从第一阵列的光耦合器中的一者接收具有一线性极性的光，所述线性极性正交于第二切换网络经连接以从第一阵列的光耦合器中的同一光耦合器所接收的光的线性极性。
第二阵列的光耦合器可经配置以将光耦合到对应的多个单芯光纤。
光学装置可进一步包含多芯光纤，所述多芯光纤具有一末端，所述末端面向且邻近于第二阵列以将所述多芯光纤的光芯端耦合到第二阵列的光耦合器中的对应者。
所述第一多个耦合器与所述第二多个耦合器之间的光学路径可包含分插多路复用器。
第一多路分用器可经配置以使来自第一WDM信号的光学波长信道分离。第二多路分用器可经配置以使来自第二WDM信号的光学波长信道分离。切换器网络的第一光学端口可连接到第一光学多路分用器的对应输出，且切换器网络的第二光学端口可连接到第二光学多路分用器的对应输出。
第一和第二多路复用器可经配置以使得：第一多路复用器经配置以将光学波长信道组合成第一WDM信号，且第二多路复用器经配置以将光学波长信道组合成第二WDM信号。第一光学多路复用器的输入可连接到切换器网络的光学端口的第一集合。第二光学多路复用器的输入可连接到切换器网络的光学端口的第二集合。
本申请案所属领域的技术人员应了解，可对所描述的实施例进行其它和进一步的添加、删除、替换和修改。

Claims (10)

1.一种光学装置，其包括：
衬底，其具有平坦表面；
沿着所述表面定位的光耦合器的第一阵列，所述第一阵列的所述光耦合器沿着所述表面横向布置以便以一对一方式端耦合到第一多芯光纤的对应光芯，所述第一多芯光纤的末端面向且邻近于所述第一阵列；
沿着所述表面定位的光耦合器的第二阵列，所述第二阵列的所述光耦合器沿着所述表面横向布置以便以一对一方式端耦合到面向且邻近于所述第二阵列的一个或一个以上光纤末端的对应光纤芯；以及
光学切换器网络，其以光学方式连接以选择性地将所述第一阵列的所述光耦合器中的一些以一对一方式耦合到所述第二阵列的所述光耦合器。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述第一多个耦合器与所述第二多个耦合器之间的光学路径包含波长分插多路复用器。
3.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述第二阵列的所述光耦合器沿着所述表面横向布置以便以一对一方式端耦合到第二多芯光纤的对应光芯，所述第二多芯光纤的末端面向且邻近于所述第二阵列。
4.根据权利要求3所述的光学装置，其中所述切换器网络包含分开的第一光学切换网络和第二光学切换网络，所述第一光学切换网络经连接以从所述第一阵列的所述光耦合器中的一者接收具有一线性极性的光，所述线性极性正交于所述第二切换网络经连接以从所述第一阵列的所述光耦合器中的所述相同者所接收的光的线性极性。
5.根据权利要求3所述的光学装置，其进一步包括经配置以将光学波长信道组合成第一WDM信号的第一多路复用器和经配置以将光学波长信道组合成第二WDM信号的第二多路复用器，其中所述切换器网络具有第一和第二光学端口集合，所述第一光学端口连接到所述第一光学多路复用器的对应输入且所述第二光学端口连接到所述第二光学多路复用器的对应输入。
6.一种方法，其包括：
沿着衬底的表面形成光耦合器的第一平坦阵列，所述第一阵列的所述光耦合器经定位以便以一对一方式耦合到第一多芯光纤的对应光芯，所述第一多芯光纤的末端面向且邻近于所述第一阵列；
在所述平坦衬底上形成光耦合器的第二平坦阵列，所述第二阵列的所述光耦合器经定位以便以一对一方式耦合到面向且邻近于所述第二阵列的一个或一个以上光纤末端的对应光纤芯；以及
在所述衬底上形成光学切换器网络，以使得所述切换器阵列的光学端口以一对一方式连接到所述第一阵列的所述光耦合器且所述切换器阵列的光学端口以一对一方式连接到所述第二阵列的所述光耦合器。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二阵列的所述光耦合器经配置以将光耦合到对应的多个单芯光纤。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二阵列的所述光耦合器沿着所述表面横向布置以便以一对一方式端耦合到第二多芯光纤的对应光芯，所述第二多芯光纤的末端面向且邻近于所述第二阵列。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述切换器网络包含分开的第一光学切换网络和第二光学切换网络，所述第一光学切换网络经连接以从所述第一阵列的所述光耦合器中的一者接收具有一线性极性的光，所述线性极性正交于所述第二切换网络经连接以从所述第一阵列的所述光耦合器中的所述相同者所接收的光的线性极性。
10.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括：配置第一多路分用器以使来自第一WDM信号的光学波长信道分离，以及配置第二多路分用器以使来自第二WDM信号的光学波长信道分离，其中所述切换器网络具有第一和第二光学端口集合，所述第一光学端口连接到所述第一光学多路分用器的对应输出且所述第二光学端口连接到所述第二光学多路分用器的对应输出。
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