波长选择开关的串扰抑制方法、装置及波长选择开关制造方法及图纸

本申请公开了一种波长选择开关的串扰抑制方法、装置及波长选择开关，用以抑制WSS中入射光束衍射到目标输出端口时对其它输出端口产生串扰。本申请通过在初始调制函数的基础上叠加第一调制函数获得相位调制函数，在LCoS上叠加相位调制函数表征的相位光栅对入射光束进行调制处理。通过初始调制函数对入射光束调制产生的各衍射级次中能量最强衍射级次位于目标输出端口；通过第一调制函数对入射光束调制产生的第一衍射级次的能量能够消减通过初始调制函数对入射光束调制产生的第一衍射级次的能量。无需在WSS更改或者增加额外的部件。无需在WSS更改或者增加额外的部件。无需在WSS更改或者增加额外的部件。

【技术实现步骤摘要】
波长选择开关的串扰抑制方法、装置及波长选择开关


[0001]本申请实施例涉及光电子
，尤其涉及波长选择开关的串扰抑制方法、装置及波长选择开关。

技术介绍

[0002]可重构光分叉复用器(reconfigurable optical add
‑
drop multiplexer，ROADM)是一种使用在密集波分复用(dense wavelength division multiplexing，DWDM)系统中的器件或设备，可以通过远程的配置，在光层实现自动路径调度和恢复。波长选择开关(wavelength selective switvh，WSS)是目前ROADM设备中的核心元器件，其中基于硅基液晶(LCoS)技术的WSS由于其具有支持灵活栅格、支持端口数量多等优势，成为当前WSS的主流交换引擎。基于LCOS的WSS核心原理是通过在LCoS的不同像素点(pixel)上加载不同的电压，由于液晶的双折射效应，不同的电压将对应不同的相位延迟量，从而可以形成一个类似于闪耀光栅(Blazed grating)的结构。因为闪耀光栅的衍射角度取决于闪耀光栅的光栅周期，所以只需改变LCoS上不同位置对应的光栅周期，即可以控制入射光的衍射角度，使得衍射光在WSS的不同端口输出，从而实现波长选择开关功能。
[0003]然而，由于像素的离散化、边缘场效应以及液晶分子间的弹性相互作用，通过电压产生的相位光栅形貌与理想的阶梯型闪耀光栅有一定的偏差，在电压突变的区域会变得光滑。这种不可避免地会产生其他级次衍射光，使得入射光束偏转的过程中有一部分能量会衍射到其他方向上，并耦合到非目标端口中，造成插损和端口隔离度的恶化，对整个系统性能带来影响。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种波长选择开关的串扰抑制方法、装置及波长选择开关，用以抑制WSS中入射光束衍射到目标输出端口时对其它输出端口产生串扰。
[0005]第一方面，本申请提供一种波长选择开关WSS，WSS包括输入端口、多个输出端口以及硅基液晶LCoS。输入端口，用于接收入射光束；LCoS，用于叠加相位光栅对入射光束进行调制处理，使得调制后的入射光束衍射到多个输出端口中的目标输出端口上；相位光栅通过相位调制函数来表征，相位调制函数是根据初始调制函数和第一调制函数确定的；其中，通过初始调制函数对入射光束调制产生的各衍射级次中能量最强衍射级次位于目标输出端口；通过第一调制函数对入射光束调制产生的第一衍射级次的能量用于消减通过初始调制函数对入射光束调制产生的第一衍射级次的能量；衍射产生的第一衍射级次位于第一输出端口，第一输出端口为多个输出端口中除目标输出端口以外的一个输出端口。
[0006]通过本申请实施例提供的方案，WSS中入射光束衍射到目标输出端口时对其它输出端口产生串扰较大时，可以通过针对该需要抑制串扰的输出端口配置第一调制函数，从而使得通过第一调制函数对入射光束调制产生的第一衍射级次的能量用于消减通过初始调制函数对入射光束调制产生的第一衍射级次的能量，从而达到抑制对应端口的串扰能
量，提升端口隔离度。无需在WSS中增加其它额外的部件，也不需要更改WSS本身固有的结构。
[0007]在一种可能的设计中，第一调制函数的幅度与通过初始调制函数对入射光束调制产生的第一衍射级次的能量满足第一类贝塞尔函数关系。通过第一调制函数的幅度与串扰能量的贝塞尔函数关系确定第一调制函数的幅度，使得第一调制函数在第一输出端口调制产生的能量与初始调制函数在第一输出端口产生的串扰能量相同，方案简单且有效。
[0008]一种可能的设计中，第一调制函数为正弦函数或余弦函数。
[0009]在一种可能的设计中，第一调制函数的幅度与通过初始调制函数对入射光束调制产生的第一衍射级次的能量满足如下条件：
[0010]E
n
＝20log
10
(J0(A)/J1(A))；
[0011]其中，E
n
表示通过初始调制函数对入射光束调制产生的第一衍射级次的能量与能量最强级衍射级次的能量的相对大小，A表示第一调制函数的幅度，J1()表示1阶第一类贝塞尔函数，J0()表示0阶第一类贝塞尔函数。
[0012]在一种可能的设计中，第一调制函数调制的衍射角与角度差相同，角度差为入射光束衍射到能量最强衍射级次的衍射角与入射光束衍射到第一衍射级次的衍射角之间的间隔。
[0013]在一种可能的设计中，第一调制函数调制的衍射角与角度差满足如下对应关系：
[0014][0015]其中，T表示目标输出端口对应的相位光栅周期，T
n
表示第一输出端口对应的相位光栅周期，t表示第一调制函数的周期，λ表示入射光束的波长。
[0016]上述设计，第一调制函数调制的衍射角与角度差来确定第一调制函数的周期，方案简单且有效。
[0017]在一种可能的设计中，第一调制函数的周期满足如下条件：
[0018][0019]其中，T表示目标输出端口对应的相位光栅周期，T
n
表示第一输出端口对应的相位光栅周期，t表示第一调制函数的周期。通过上述设计确定第一函数的周期，简单且有效。
[0020]在一种可能的设计中，通过第一调制函数对入射光束调制产生的位于第一衍射级次的光信号的相位与通过初始调制函数对入射光束调制产生的位于第一衍射级次的光信号的相位相反，通过第一调制函数对入射光束调制产生的第一衍射级次的能量与通过初始调制函数对入射光束调制产生的第一衍射级次的能量相同。
[0021]在一种可能的设计中，第一调制函数的初始相位是在0～2π范围内扫描，使得通过采用初始相位的第一调制函数对入射光束调制产生的位于第一衍射级次的光信号的相位与通过初始调制函数对入射光束调制产生的位于第一衍射级次的光信号的相位相反时获得的。通过上述设计在0～2π范围内扫描获得第一调制函数的初始相位，方案简单，并且确定的初始相位达到的效果较好。
[0022]在一种可能的设计中，初始调制函数的初始相位是经过调整的，使得通过第一调制函数对入射光束调制产生的第一衍射级次的能量消减通过初始调制函数对入射光束调
制产生的第一衍射级次的能量，并使得通过第一调制函数对入射光束调制产生的第二衍射级次的能量消减通过初始调制函数对入射光束调制产生的第二衍射级次的能量，第二衍射级次和第一衍射级次是以能量最强衍射级次为中心对称的两个衍射级次。通过上述设计，两个对称级次均存在串扰时，并且叠加一个第一调制函数无法抑制两个对称级次的串扰时，通过调整初始调制函数的初始相位确定的第一调制函数，以使得叠加一个第一调制函数，能够对以目标级次对称的两个衍射级次的串扰均产生抑制效果。
[0023]在一种可能的设计中，初始调制函数的初始相位是经过调整的，使得第一调制函数的初始相位、第一衍射级次的初始相位以及第二衍射级次的初始相位满足如下条件：
[0024][0025][0026]其中，第二衍射级次和第一衍射级次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波长选择开关WSS，其特征在于，所述WSS包括输入端口、多个输出端口以及硅基液晶LCoS；所述输入端口，用于接收入射光束；所述LCoS，用于叠加相位光栅对所述入射光束进行调制处理，使得调制后的入射光束衍射到所述多个输出端口中的目标输出端口上；所述相位光栅通过相位调制函数来表征，所述相位调制函数是根据初始调制函数和第一调制函数确定的；其中，通过所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的各衍射级次中能量最强衍射级次位于所述目标输出端口；通过所述第一调制函数对所述入射光束调制产生的第一衍射级次的能量用于消减通过所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的第一衍射级次的能量；所述衍射产生的所述第一衍射级次位于所述第一输出端口，所述第一输出端口为所述多个输出端口中除所述目标输出端口以外的一个输出端口。2.如权利要求1所述的波长选择开关，其特征在于，所述第一调制函数的幅度与通过所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的第一衍射级次的能量满足第一类贝塞尔函数关系。3.如权利要求1或2所述的波长选择开关，其特征在于，所述第一调制函数的幅度与通过所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的第一衍射级次的能量满足如下条件：E
n
＝20log
10
(J0(A)/J1(A))；其中，E
n
表示通过所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的第一衍射级次的能量与能量最强级衍射级次的能量的相对大小，A表示第一调制函数的幅度，J1()表示1阶第一类贝塞尔函数，J0()表示0阶第一类贝塞尔函数。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的波长选择开关，其特征在于，所述第一调制函数调制的衍射角与角度差相同，所述角度差为所述入射光束衍射到能量最强衍射级次的衍射角与所述入射光束衍射到第一衍射级次的衍射角之间的间隔。5.如权利要求4所述的波长选择开关，其特征在于，所述第一调制函数调制的衍射角与角度差满足如下对应关系：其中，T表示所述目标输出端口对应的相位光栅周期，T
n
表示第一输出端口对应的相位光栅周期，t表示所述第一调制函数的周期，λ表示入射光束的波长。6.如权利要求1
‑
5任一项所述的波长选择开关，其特征在于，所述第一调制函数的周期满足如下条件：其中，T表示所述目标输出端口对应的相位光栅周期，T
n
表示所述第一输出端口对应的相位光栅周期，t表示所述第一调制函数的周期。7.如权利要求1
‑
6任一项所述的波长选择开关，其特征在于，通过所述第一调制函数对所述入射光束调制产生的位于第一衍射级次的光信号的相位与通过所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的位于第一衍射级次的光信号的相位相反，通过所述第一调制函数对所述入射光束调制产生的第一衍射级次的能量与通过所述初始调制函数对所述入射光
束调制产生的第一衍射级次的能量相同。8.如权利要求1
‑
7任一项所述的波长选择开关，其特征在于，所述第一调制函数的初始相位是在0～2π范围内扫描，使得通过采用所述初始相位的所述第一调制函数对所述入射光束调制产生的位于第一衍射级次的光信号的相位与通过所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的位于第一衍射级次的光信号的相位相反时获得的。9.如权利要求1
‑
8任一项所述的波长选择开关，其特征在于，所述初始调制函数的初始相位是经过调整的，使得通过所述第一调制函数对所述入射光束调制产生的所述第一衍射级次的能量消减通过所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的所述第一衍射级次的能量，并使得通过所述第一调制函数对所述入射光束调制产生的第二衍射级次的能量消减通过所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的第二衍射级次的能量，所述第二衍射级次和所述第一衍射级次是以所述能量最强衍射级次为中心对称的两个衍射级次。10.如权利要求9所述的波长选择开关，其特征在于，所述初始调制函数的初始相位是经过调整的，使得所述第一调制函数的初始相位、所述第一衍射级次的初始相位以及所述第二衍射级次的初始相位满足如下条件：第二衍射级次的初始相位满足如下条件：其中，所述第二衍射级次和所述第一衍射级次是以所述能量最强衍射级次为中心对称的两个衍射级次，Φ表示所述第一调制函数的初始相位，Φ
+m
表示能量最强衍射级次的初始相位，Φ
+(m
‑
y)
表示所述第一衍射级次的初始相位，Φ
+(m
‑
y)
表示所述第二衍射级次的初始相位。11.一种波长选择开关WSS的串扰抑制方法，其特征在于，包括：所述WSS通过在硅基液晶LCoS上叠加相位光栅对入射光束进行调制处理，使得调制后的入射光束衍射到所述WSS的多个输出端口中目标输出端口上；所述相位光栅采用相位调制函数表示，所述相位调制函数是根据初始调制函数和第一调制函数确定的；所述WSS通过所述目标输出端口输出调制处理后的入射光束；其中，通过所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的各衍射级次中能量最强衍射级次位于所述多个输出端口中的目标输出端口；通过所述第一调制函数对所述入射光束调制产生的第一衍射级次的能量用于消减通过所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的第一衍射级次的能量；所述衍射产生的所述第一衍射级次位于所述第一输出端口，所述第一输出端口为所述多个输出端口中除所述目标输出端口以外的需串扰抑制的一个输出端口。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一调制函数的幅度与所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的第一衍射级次的能量满足第一类贝塞尔函数关系。13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述第一调制函数的幅度与所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的第一衍射级次的能量满足如下条件：E
n
＝20log
10
(J0(A)/J1(A))；其中，E
n
表示所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的第一衍射级次与+1级衍射光能量的相对大小，A表示第一调制函数的幅度，J1()表示1阶第一类贝塞尔函数，J0()表示
0阶第一类贝塞尔函数。14.如权利要求11
‑
13任一项所述的方法，其特征在于，所述第一调制函数调制能量的衍射角与角度差相同，所述角度差为所述入射光束衍射到能量最强衍射级次的衍射角度与所述入射光束衍射到第一衍射级次的角度之间的间隔。15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一调制函数调制能量的衍射角与角度差满足如下对应关系：其中，T表示所述目标输出端口对应的相位光栅周期，T
n
表示第一输出端口对应的相位光栅周期，t表示所述第一调制函数的周期，λ表示入射光束的波长。16.如权利要求11
‑
15任一项所述的方法，其特征在于，所述第一调制函数的周期满足如下条件：其中，T表示所述目标输出端口对应的相位光栅周期，T
n
表示所述第一输出端口对应的相位光栅周期，t表示所述第一调制函数的周期。17.如权利要求11
‑
16任一项所述的方法，其特征在于，通过所述第一调制函数对所述入射光束调制产生的位于第一衍射级次的光信号的相位与通过所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的位于第一衍射级次的光信号的相位相反，通过所述第一调制函数对所述入射光束调制产生的第一衍射级次的能量的幅度与通过所述初始调制函数对所述入射光束调制产生的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢特安，贾伟，张宁，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：