本发明专利技术公开了一种基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS及实现方法，涉及光通信领域的波长选择开关，该基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS由基于MEMS可变形镜的光处理系统和基于MEMS微镜阵列的光处理系统组成，光信号经基于MEMS可变形镜的光处理系统调整相位，输出至基于MEMS微镜阵列的光处理系统，根据网络波长和带宽配置要求，旋转微镜阵列，将不同波长的光信号输出至不同的输出光纤，实现通道选择，调节光强大小。本发明专利技术能同时控制指定通道的相位和幅度，实现波长的动态配置、色散补偿和功率均衡，简化ROADM系统的结构，有效降低成本，提高传输质量。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS及实现方法，涉及光通信领域的波长选择开关，该基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS由基于MEMS可变形镜的光处理系统和基于MEMS微镜阵列的光处理系统组成，光信号经基于MEMS可变形镜的光处理系统调整相位，输出至基于MEMS微镜阵列的光处理系统，根据网络波长和带宽配置要求，旋转微镜阵列，将不同波长的光信号输出至不同的输出光纤，实现通道选择，调节光强大小。本专利技术能同时控制指定通道的相位和幅度，实现波长的动态配置、色散补偿和功率均衡，简化ROADM系统的结构，有效降低成本，提高传输质量。【专利说明】基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS及实现方法
本专利技术涉及光通信领域的波长选择开关，具体是涉及一种基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS及实现方法。
技术介绍
随着通信业务，包括以话音、数据和视频图像等多媒体业务的逐年发展，特别是数据和视频传输的业务量迅速增长，用户对光网络的传输容量、速率、距离和传输质量的要求不断提高，而运营商对光网络构建的灵活性，以及对光网络的建设和运行维护费用的降低尤为关注。为了满足IP (Internet Protocol，网际协议)网络的需求，基础承载网的建设逐渐米用一种以 ROADM (Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer,可重构光分插复用器)为代表的光层重构技术。ROADM系统的出现使得WDM (Wavelength DivisionMultiplexing,波分复用)设备组网从简单的点对点拓扑过渡到环网拓扑、两环相交拓扑以及更复杂的组网结构，最终将实现网状拓扑。具有动态配置能力的ROADM是光网络“智能”实现的重要基础。ROADM不仅能够像传统OADM (Optical Add-Drop Multiplexer,光分插复用器)那样，可以从多波长线路信号中提取特定波长到本地以及将本地波长插入到线路中去，而且这些操作完全可以通过软件配置实现，为分布式控制操作奠定基础。目前，ROADM系统常见的有三种技术:WB (Wavelength Blocker，波长阻断器)、PLC(Planar Lightwave Circuits,平面光波导)、WSS (Wavelength Selective Switch,波长选择开关)，最好的是第三种:基于WSS的ROADM系统。波长选择开关采用自由空间光交换，可以支持更高的端口数(Degree，维数)，WSS型ROADM逐渐成为下一代多维ROADM的首选技术。目前，波长选择开关的核心技术是SLM (Spatial Light Modulator,空间光调制器)技术，主要有:LC (Liquid Crystal,液晶)技术、LCoS (Liquid Crystal on Silicon,娃基液晶)技术以及MEMS (Micro Electro Mechanical Systems,微电子机械系统)技术。基于LC技术的WSS的核心是液晶，通过液晶控制偏振态，用偏振分束棱镜使相互垂直的线偏振光在传播方向上分开，从而实现两个出射通道的选择，形成1X2的WSS。基于LCoS技术的WSS是在一片硅基底上制作许多个液晶单元，每个液晶单元都有一个电子控制单元控制，控制从每个液晶单元反射光的相位，从而控制反射光的方向，使反射光输出到指定通道，一次实现IXN的WSS。基于MEMS技术的WSS的核心就是一组MEMS微型反射镜，通过旋转微型反射镜可以将任意波长的光无串扰地倒换到指定的输出端口，实现IXN的WSS的功能。上述三种技术各自均有优缺点:液晶技术虽然比较简单，但是要实现多维的WSS必须叠加多层液晶和棱镜，容易造成通道间的串扰，消光比较差；LCoS技术虽然能够精确控制各通道的相位和幅度，但是插入损耗较大，而且各通道之间的串扰及带宽都受到最小像素的限制；MEMS技术的插入损耗较低，能够精确选择指定通道，但是不能控制其相位。另外，随着光纤通信系统中传输速率的提高和信号传输带宽的增加，色散问题日益显著。色散补偿技术在高速传输系统及下一代智能光网络中具有决定性作用。因此在已有的技术基础上，研究如何实现结构简单、性能优越、成本相对较低的可编程波长选择开关对于推动ROADM组网和实际工程应用具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS及实现方法，能够同时控制指定通道的相位和幅度，实现波长的动态配置，在不额外增加设备的基础上，还能进行自动的功率均衡和色散补偿，简化ROADM系统的结构，有效降低系统成本，提高传输质量。本专利技术提供一种基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS，由基于MEMS可变形镜的光处理系统和基于MEMS微镜阵列的光处理系统组成，所述基于MEMS可变形镜的光处理系统包括输入光纤、偏振分集兀件、第一光栅、第一准直透镜、基于MEMS的可变形镜和第一反射镜，不同波长的光信号从输入光纤进入基于MEMS可变形镜的光处理系统,偏振分集兀件将输入光纤输出的光信号转换成与第一光栅的衍射最大偏振态一致的光信号，偏振分集元件输出的光信号到达第一光栅，第一光栅进行分光，使不同波长的光信号沿水平方向展开，达到第一准直透镜；第一准直透镜在竖直方向上倾斜一定角度，第一准直透镜使不同波长的光信号在基于MEMS的可变形镜的表面聚焦成为光斑；通过MEMS调整可变形镜表面的形状，使到达基于MEMS的可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，改变不同波长的光信号的反射光的相位，改变相位后的不同波长的光信号反射回第一准直透镜，经过第一准直透镜、第一光栅到达第一反射镜，最后由第一反射镜反射输出；所述基于MEMS微镜阵列的光处理系统包括第二反射镜、第二光栅、第二准直透镜、基于MEMS的微镜阵列和输出光纤，从基于MEMS的可变形镜的光处理系统中的第一反射镜输出的光信号经第二反射镜改变方向到达第二光栅，第二光栅进行分光，使不同波长的光信号沿水平方向展开，到达第二准直透镜，第二准直透镜使不同波长的光信号在基于MEMS的微镜阵列的表面聚焦成光斑，每个波长的光信号对应微镜阵列中的一个或几个微型反射镜，旋转微镜阵列中的微型反射镜，根据网络波长和带宽配置要求，将不同波长的光信号输出至不同的输出光纤，最终将任意波长的光信号无串扰地倒换到指定的输出端口，实现波长选择开关的功能。在上述技术方案的基础上，所述第一准直透镜在竖直方向上倾斜5?10度。在上述技术方案的基础上，所述基于MEMS的可变形镜包括MEMS和可变形镜，MEMS包括若干电极矩阵和若干驱动控制单元，每个电极矩阵对应一个驱动控制单元，可变形镜的表面覆盖有纳米薄膜材料，MEMS中的驱动控制单元对电极矩阵施加不同的电压，调整可变形镜表面的纳米薄膜材料的形状，使到达可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，改变不同波长的光信号的反射光的相位。在上述技术方案的基础上，所述不同波长的光信号与其反射光的相位差A<x) = 2|Az(x)，其中，X是基于MEMS的可变形镜表面的不同波长所处的位置，A是波长，Az(x)是基于M本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：游善红，余少华，杨奇，陈梦迟，谢德权，刘子晨，尤全，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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