[發明專利]基于LCOS的多端口可變帶寬波長選擇開關

有效

• 申請號: 201510218689.X
• 申請日: 2015-04-29
• 公開（公告）號: CN104777557B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 謝德權;劉子晨;尤全;孟令恒;陳超;張晨祥;楊奇;余少華
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293;G02B6/35
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙)11221
• 代理人: 王衛東

技術領域

本發明涉及光通信領域，具體來講是一種基于LCOS(Liquid Crystal On Silicon，硅基液晶)的多端口可變帶寬波長選擇開關。

背景技術

智能光網絡主要是由一系列具有高度靈活性的系統設備構成。其中，TBWSS(Tunable Bandwidth Wavelength Selective Switch，可變帶寬波長選擇開關)是智能光網絡系統中的核心模塊，可以通過軟件配置實現波長的上、下路和直通，且帶寬靈活可調。

如圖1所示，為傳統的基于1×N的TBWSS(1為輸入端口數目，N為輸出端口數目)，包括光纖準直器陣列301、偏振轉換單元302、X方向第一柱透鏡303、X方向第二柱透鏡304、衍射光柵305、Y方向柱透鏡306、X方向第三柱透鏡307、LCOS 308。

其工作原理如下：光信號從光纖準直器陣列301的輸入端口輸入，經過偏振轉換單元302后成為同一偏振態的光，然后通過X方向第一柱透鏡303與X方向第二柱透鏡304組成的擴束系統，使得X方向投射在衍射光柵305上的光斑足夠大，以增加衍射光柵305的衍射效率；入射光束經過衍射光柵305衍射后，不同波長的光被分開；在X方向，由衍射光柵305出射的角度發散的光束經過X方向第三柱透鏡307，準直投射在LCOS 308上，且不同波長的光聚焦在LCOS 308的不同位置。在Y方向，Y方向柱透鏡306保證Y方向的光束不會發散。投射到LCOS 308的不同波長光信號與LCOS 308的液晶像素一一對應，通過調節LCOS 308的液晶像素的相位分布，控制不同波長經過LCOS 308反射后的偏轉角度，偏轉后的光信號經X方向第三柱透鏡307、Y方向柱透鏡306、衍射光柵305、X方向第二柱透鏡304、X方向第一柱透鏡303、偏振轉換單元302之后，輸出到光纖準直器陣列301的輸出端口，完成可變帶寬波長選擇開關的功能。

但是，隨著光通信系統向更高維度的網狀系統發展，由于1×N的TBWSS輸出端口數目有限，業界目前輸出端口數目最多為20個，在需要大量輸出端口時，需要采用1個1×N TBWSS和N個1×M TBWSS級聯，其中M和N均為TBWSS的出端口，使得整個系統中TBWSS的數量大幅增加，功耗和成本都相應增加。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于LCOS的多端口可變帶寬波長選擇開關，不采用多個TBWSS級聯，增加單個TBWSS的輸出端口數目，即滿足1個輸入端口，N×M個輸出端口，降低系統功耗和成本。

本發明的有益效果在于：通過設置一個1×N的TBWSS器件101、由N個光纖準直陣列組成的光纖準直器陣列組102，且N個Y方向的柱透鏡與光纖準直器陣列組102的N個光纖準直器陣列一一對應，還與LCOS 109在Y方向的N個區域一一對應，因此實現了避免級聯，增加單個TBWSS的輸出端口數目，減少了系統的元器件，降低系統功耗和成本。

附圖說明

圖1為現有技術中1×N的TBWSS器件結構示意圖；

圖2為本發明實施例多端口的TBWSS結構示意圖；

圖3為圖2中偏振轉換單元原理示意圖；

圖4為LCOS光束偏轉原理圖。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明。

如圖2所示，基于LCOS的多端口的TBWSS，本實施例中具有1個輸入端口，N×M個輸出端口。其包括一個1×N的TBWSS器件101、由N個光纖準直陣列組成的光纖準直器陣列組102(N≥2)、偏振轉換單元103、X方向第一柱透鏡104、X方向第二柱透鏡105、光柵106、Y方向柱透鏡陣列107、X方向第三柱透鏡108和LCOS 109。

每個光纖準直陣列有一個輸入端口和M個輸出端口，其中M≥2，光信號從TBWSS器件101的輸入端口輸入，從TBWSS器件101的輸出端口輸出，TBWSS器件101的N個輸出端口與光纖準直器陣列組102的N個光纖準直陣列輸入端口分別對應相連，通過控制TBWSS器件101可以輸出指定的光信號到光纖準直器陣列組102的任意一個光纖準直器陣列的輸入端口。偏振轉換單元103用于將光纖準直器陣列組102輸出的光信號變為同一偏振態的光，然后通過X方向第一柱透鏡104和X方向第二柱透鏡105組成的擴束系統，使得X方向投射在光柵106上的光斑足夠大，以增加光柵106的衍射效率；本實施例中光柵106為反射光柵，但是在其他實施例中，光柵106還可以為透射光柵。