一种波长选择开关制造技术

一种波长选择开关，包括N个输入端口，输入侧光纤阵列，输入侧准直器阵列，输入侧光束变形和偏振转换组件，输入侧分波组件，输入侧交换引擎，聚焦变换透镜组，输出侧交换引擎，输出侧合波组件，输出侧光束变形和偏振转换组件，输出侧准直器阵列，输出侧光纤阵列，M个输出端口。聚焦变换透镜组包括两个相同的平行放置的非球面凸透镜，其表面中心到边缘的曲率连续变化，用于控制不同波长光的聚焦长度。聚焦变换透镜组的空间位置和表面中心到边缘的曲率被配置为将来自输入侧交换引擎的不同波长的光分别聚焦至输出侧交换引擎的相对应位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种波长选择开关
本专利技术涉及通信领域，并且更具体地，涉及光通信中使用的一种波长选择开关。
技术介绍
随着视频和云端业务的迅速增长，运营商对光网络构建的灵活性、光网络的建设和运行维护费用的降低尤为关注。网络节点需要交叉连接的方向维度（或者说，传输路径）越来越多，运营商可通过使用可重构的光分插复用器（ROADM，ReconfigurableOpticalAdd/DropMultiplexer）远程自动地进行维度切换等，来取代之前人工下站点的方式去更换光纤的连接，从而满足网络动态连接的需求。为了适应高速光通信网络高效性、灵活性的需求，作为网络交叉连接核心的ROADM需要不断的发展。在目前的ROADM节点中，采用离散化器件是一种常用的实现形式。使用多个1×M波长选择开关（WavelengthSelectiveSwitch，WSS）互联来搭建节点，以实现不同信号的路由交换选择，当网络业务量增加时，需要通过增加1×M波长选择开关的个数来增加节点内业务交换的能力。但是，这样需要在现有设备中大量增加模块插槽数目，以便接入多个1×M波长选择开关，增加设备的成本，并且会随着业务量的扩大，使成本急剧上升。目前，1×M波长选择开关已相对成熟，但是N×M、N×N波长选择开关还没有商用产品。为此，富士通提出一种N×NWSS的解决方案，如图1所示。该方案中，波长选择开关设有光纤阵列，其中包括4个输入光纤（11IN(#1)至11IN(#4)）和4个输出光纤（11OUT(#1)至11OUT(#4)），沿一个方向（Y轴方向）排成一列；包括8个准直器12、衍射光栅1、聚焦透镜2，及输入侧反射镜（MEMS）阵列3IN和输出侧反射镜（MEMS）阵列3OUT，其排列与输入输出光纤相关联。从各输入光纤11IN(#1)至11IN(#4)输出的WDN光LIN(#1)至LIN(#4)，经由准直器12被传输至衍射光栅1，根据其波长在空间中被分成波长Ch1(#1)至ChN(#1)、Ch1(#2)至ChN(#2)、Ch1(#3)至ChN(#3)、Ch1(#4)至ChN(#4)，然后各波长通过聚焦透镜2聚焦且被传输至输入侧反射镜（MEMS）阵列3IN。输入侧反射镜（MEMS）阵列3IN具有4xN个MEMS反射镜3IN(#1，Ch1)至3IN(#1，ChN)、3IN(#2，Ch1)至3IN(#2，ChN)、3IN(#3，Ch1)至3IN(#3，ChN)、3IN(#4，Ch1)至3IN(#4，ChN)，这些反射镜的反射面位于穿过聚焦透镜2的各波长的聚焦位置，反射面的角度由波长路由配置信息决定。这里，输入侧反射镜（MEMS）阵列3IN位于相对于Z轴方向45°角的位置。输出侧反射镜（MEMS）阵列3OUT排列成相对Z轴方向-45°角，且具有4xN个MEMS反射镜3OUT(#1，Ch1)至3OUT(#1，ChN)、3OUT(#2，Ch1)至3OUT(#2，ChN)、3OUT(#3，Ch1)至3OUT(#3，ChN)、3OUT(#4，Ch1)至3OUT(#4，ChN)，用于使被输入侧反射镜（MEMS）阵列3IN反射的各波长进行方向朝目标输出端口的反转。被反射的各波长通过聚焦透镜2后，被衍射光栅合波成WDM光LOUT(#1)至LOUT(#4)，经由准直器12被耦合进各输出光纤11OUT(#1)至11OUT(#4)输出。该方案中，为实现NxN交叉功能，输入侧反射镜（MEMS）阵列和输出侧反射镜（MEMS）阵列需要同时校准，调测困难。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种波长选择开关。本专利技术实施例提供了一种波长选择开关WSS，所述WSS包括：N个输入端口，N为大于1的自然数；与所述N个输入端口连接的输入侧光纤阵列；与所述输入侧光纤阵列连接的输入侧准直器阵列；与所述输入侧准直器阵列连接的输入侧光束变形和偏振转换组件；与所述输入侧光束变形和偏振转换组件连接的输入侧分波组件；与所述输入侧分波组件连接的输入侧交换引擎；与所述输入侧交换引擎连接的，包括两个相同的平行放置的非球面凸透镜的聚焦变换透镜组；与所述聚焦变换透镜组连接的输出侧交换引擎；与所述输出侧交换引擎连接的输出侧合波组件；与所述合波组件连接的输出侧光束变形和偏振转换组件；与所述输出侧光束变形和偏振转换组件连接的输出侧准直器阵列；与所述输出侧准直器阵列连接的输出侧光纤阵列；M个输出端口，M为大于1的自然数。该WSS实质上是由一个1×（N-1）WSS组件和一个1×（M-1）WSS组件通过聚焦变换透镜组连接实现，两个WSS组件可以分别调测，调测难度低。可选的，所述输入侧光纤阵列与所述输出侧光纤阵列沿一个方向但在不同位置平行排成两列。现有技术中，输入光纤和输出光纤沿一个方向（Y轴方向）排成一列，导致器件高度很高，反射镜的转角要求很大，不易实现大端口器件。而本专利技术实施例可以有效减小器件的高度，同时降低对交换引擎的转角要求（转角较小），因而易于实现大端口的WSS。具体的，所述非球面凸透镜表面中心到边缘的曲率连续变化，用于控制不同波长光的聚焦长度;所述聚焦变换透镜组的空间位置和表面中心到边缘的曲率被优化配置为将来自所述输入侧交换引擎的不同波长的光分别聚焦至所述输出侧交换引擎的相对应位置。本专利技术实施例中的非球面凸透镜表面中心到边缘的曲率连续发生变化，通过两个非球面凸透镜的空间位置和表面中心到边缘的曲率的适当地优化配置，可以将输入侧交换引擎的不同波长的光分别聚焦至所述输出侧交换引擎的相对应位置，从而实现从输入侧交换引擎到输出侧交换引擎的光路连接。可选的，所述输入侧光束变形和偏振转换组件包括依次排列的偏振分离组件、至少一个棱镜和半波片，其中，所述偏振分离组件用于将来自所述准直器阵列的非偏振光转化为两束传输方向平行偏振方向相互垂直的偏振光，所述至少一个棱镜用于扩大偏振光的光斑大小以及所述两束传输方向平行偏振方向相互垂直的偏振光之间的距离，半波片的空间位置被配置为所述两束传输方向平行偏振方向相互垂直的偏振光中的一束偏振光经过所述半波片，而另一束偏振光不经过所述半波片。通过棱镜对相应的偏振光进行扩束，加大了两束偏振光之间的距离，从而减小了半波片的组装难度。可选的，所述输入侧分波组件包括衍射光栅、色散补偿棱镜和聚焦凸透镜，其中，所述衍射光栅用于将来自所述输入侧光束变形和偏振转换组件的光按照不同波长分离开，所述色散补偿棱镜用于对衍射光栅所分离开的光进行色散补偿，所述聚焦凸透镜用于准直来自色散补偿棱镜的不同波长光、汇聚来自色散补偿棱镜的单波长光，所述衍射光栅、所述色散补偿棱镜和汇聚凸透镜三者的空间位置被配置为，将输入的频谱间隔相等的光转化为在空间上平行的等间距的光，所述等间距是在与所述输入侧光纤阵列的排列方向相垂直的方向上距离相等。通过所述衍射光栅、所述色散补偿棱镜和聚焦凸透镜三者的空间位置的配置，使得从聚焦透镜的出射的频谱间隔相等的光在空间上是等间距的，这样输入侧交换引擎可以等间距地配置相应的用于偏转的像素点或者微镜片阵列，相对于不等间距的光信号更易于调测校正。可选的，所述输出侧交换引擎与所述输出侧光纤阵列成一个θ夹角，其中θ可以为大于0度小于5度。本专利技术实施例将输出侧交换引擎在沿光纤阵列方向做一个微小的转角θ，因而0级衍射光会偏离光纤平本文档来自技高网...

【技术保护点】
PCT国内申请，权利要求书已公开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种波长选择开关WSS，其特征在于，所述WSS包括：N个输入端口，N为大于1的自然数；与所述N个输入端口连接的输入侧光纤阵列；与所述输入侧光纤阵列连接的输入侧准直器阵列；与所述输入侧准直器阵列连接的输入侧光束变形和偏振转换组件；与所述输入侧光束变形和偏振转换组件连接的输入侧分波组件；与所述输入侧分波组件连接的输入侧交换引擎；与所述输入侧交换引擎连接的，包括两个相同的平行放置的非球面凸透镜的聚焦变换透镜组，所述非球面凸透镜表面中心到边缘的曲率连续变化，用于控制不同波长光的聚焦长度，所述聚焦变换透镜组的空间位置和非球面凸透镜表面中心到边缘的曲率被配置为将来自所述输入侧交换引擎的不同波长的光分别聚焦至输出侧交换引擎的相对应位置；与所述聚焦变换透镜组连接的所述输出侧交换引擎；与所述输出侧交换引擎连接的输出侧合波组件；与所述输出侧合波组件连接的输出侧光束变形和偏振转换组件；与所述输出侧光束变形和偏振转换组件连接的输出侧准直器阵列；与所述输出侧准直器阵列连接的输出侧光纤阵列；M个输出端口，M为大于1的自然数。2.如权利要求1所述的WSS，其特征在于:所述输入侧光纤阵列与所述输出侧光纤阵列沿一个方向但在不同位置平行排成两列。3.如权利要求1所述的WSS，其特征在于:所述输入侧光束变形和偏振转换组件包括依次排列的偏振分离组件、至少一个棱镜和半波片，其中，所述偏振分离组件用于将来自所述准直器阵列的非偏振光转化为两束传输方向平行、偏振方向相互垂直的偏振光，所述至少一个棱镜用于扩大偏振光的光斑大小以及所述两束传输方向平行偏振...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晗，宗良佳，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44