[發明專利]一種具有雙光柵的波長選擇開關及其設計方法

在審

• 申請號: 201911377171.5
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111061015A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 劉子晨;邱英;尤全;陶金;肖希
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院有限公司
• 主分類號: G02B6/35
• 分類號: G02B6/35;G02B6/27
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 唐勇

本發明公開了一種具有雙光柵的波長選擇開關及其設計方法，涉及光通信技術領域，波長選擇開關包括：兩個衍射級次一致的透射光柵、第一透鏡組合和光相位調制器，兩個透射光柵用于對輸入的光束分別進行兩次分離后輸出不同波長的空間光；第一透鏡組合用于將兩個透射光柵輸出的空間光進行匯聚；光相位調制器用于接收所述第二透鏡組合匯聚的空間光，對接收到的空間光進行切換和光束整形處理，并將處理后的空間光原路返回。本發明提供的具有雙光柵的波長選擇開關，可以減小插損，提高波長選擇開關的精細度，效果較好，并且能降低成本。

技術領域

本發明涉及光通信技術領域，具體涉及一種具有雙光柵的波長選擇開關及其設計方法。

背景技術

由于近紅外光柵具有高分辨率、低損耗的優點，在光學系統中應用越來越廣泛，然而，由于生產工藝的限制，近紅外光柵的分辨率最高只能做到1000line/mm左右，大大限制了高精度波束發生器的制造。

現有技術中，為了解決上述限制問題，采用較多的是陣列波導光柵(ArrayedWaveguide Grating，簡稱AWG)，但是，現有的陣列波導光柵往往會損失波長范圍，帶來嚴重插損。

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具有雙光柵的波長選擇開關，可以減小插損，提高波長選擇開關的精細度，效果較好，并且能降低成本。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種具有雙光柵的波長選擇開關，包括：

兩個衍射級次一致的透射光柵，兩個透射光柵用于對輸入的光束分別進行兩次分離后輸出不同波長的空間光；

第一透鏡組合，其用于將兩個透射光柵輸出的空間光進行匯聚；

光相位調制器，其用于接收所述第二透鏡組合匯聚的空間光，對接收到的空間光進行切換和光束整形處理，并將處理后的空間光原路返回。

在上述技術方案的基礎上，具有雙光柵的波長選擇開關還包括：

光纖陣列，其用于將光纖中的光束轉換成空間光；

微透鏡陣列，其用于分散所述光纖陣列輸出的空間光；

偏振轉換單元，其用于將所述微透鏡陣列輸出的空間光轉換成單一偏振的空間光；

第二透鏡組合，其用于將所述偏振轉換單元輸出的空間光進行擴束，并將擴束后的空間光發送給兩個透射光柵。

在上述技術方案的基礎上，具有雙光柵的波長選擇開關還包括控制器，所述控制器與所述光相位調制器相連，其用于控制所述光相位調制器的硅上液晶LCOS灰度。

在上述技術方案的基礎上，兩個透射光柵分別為第一透射光柵和第二透射光柵，

第一透射光柵的光柵方程為：

式中，λ_i為光波長，d₁為第一透射光柵的槽寬，表示波長為λ_i的輸入光束經過第一透射光柵后透射的衍射角，φ₁表示所有波長的輸入光束在第一透射光柵上的固定入射角；

第二透射光柵的光柵方程為：

式中，λ_i為光波長，d₂為第二透射光柵的槽寬，表示波長為λ_i的輸入光束經過第二透射光柵后透射的衍射角，表示波長為λ_i的輸入光束在第二透射光柵上的入射角。