波长选择开关制造技术

本申请实施例公开了一种波长选择开关，包括光纤模组、光学芯片组以及光切换模组，光学芯片组包括一个或者多个光学芯片；光纤模组向光学芯片组发射入射光束；入射光束在光学芯片组中被分为具有不同波长的多束色散光束，多束色散光束分别从光学芯片组的不同位置出射至光切换模组中，经过光切换模组的反射后返回光学芯片组中，多束色散光束在光学芯片组中合成一束信号波束，信号波束从光学芯片组出射后返回光纤模组。本申请的技术方案能够大幅度简化光学透镜的耦合调测，消除固有像差，减小产品体积；在生产制造时，基于集成光学的特点，适合大规模生产，复制产能更为高效，进而能够实现低成本，实现可重构光网络从骨干网下沉到汇聚层与数据中心。层与数据中心。层与数据中心。

【技术实现步骤摘要】
波长选择开关


[0001]本申请涉及光通信
，尤其涉及一种波长选择开关。

技术介绍

[0002]WSS(Wavelength Selective Switch)波长选择开关是光骨干网络的核心产品，其功能是实现任意波长配置到任意端口，从而实现了可重构光分插复用(ROADM)这里的“任意波长”代表了光信号传输的通道；“任意端口”代表了信号在光网络中传输的方向。
[0003]WSS产品的现有实现技术基于空间光学，其结构包含光纤阵列，衍射光栅，反射镜，硅基液晶(LCOS)或者微机电系统(MEMS)。由功能实现是：光信号由光纤阵列传输到光路，之后由衍射光栅将光束在空间上进行色散，之后由硅基液晶(或MEMS)对不同波长的出射方向进行控制，为了减小产品尺寸，通过反射镜对光路进行折叠。其基本原理示意图如图1所示。
[0004]基于空间光学的WSS需要多个透镜(一般的，透镜的数量需要5块或以上)进行高斯光束的整形，准直。由此造成相关的问题有：
[0005]1、需要对多个透镜进行多个维度的有源耦合，工艺复杂，制造周期长。
[0006]2、多个透镜的光学表面要求极高，导致原料成本高。
[0007]3、由球透镜面型引起的色散方向和端口方向的像差，导致插损变大，难以平衡或修正。
[0008]4、基于空间光学的WSS设计，规模化生产需要大量资金复制生产线。无法像其他光电产品一样，走向集成化，规模化。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本申请实施例提供了一种波长选择开关，用以解决现有技术中采用空间光学的WSS具有结构复杂、插损增大、成本高等技术问题。
[0010]第一方面，本申请实施例提供了一种波长选择开关，包括：依次连接的光纤模组、光学芯片组以及光切换模组，其中，所述光学芯片组包括一个或者多个光学芯片，所述光学芯片用于对光进行耦合和传播；
[0011]所述光纤模组向所述光学芯片组发射入射光束；
[0012]所述入射光束在所述光学芯片组中被分为具有不同波长的多束色散光束，所述多束色散光束分别从所述光学芯片组的不同位置出射至所述光切换模组中，所述多束色散光束分别经过光切换模组的反射后返回所述光学芯片组中，所述多束色散光束在所述光学芯片组中合成一束信号波束，所述信号波束从所述光学芯片组出射后返回所述光纤模组中。
[0013]通过本实施例提供的方案，将入射光束的色散和配光功能集成在一个光学芯片组中，使波长选择开关从空间光学器件变为集成光学器件，由于入射光束、色散光束和信号波束传播的光路均实现制作在光学芯片组中，就规避了对透镜等器件的有源耦合、光学冷加工等复杂的工序，能够实现规模化、集成化生产，还能避免透镜引起的固有像差，减小插损，提高信号传输效果和信道隔离度。
[0014]在一种优选的实施方案中，所述光学芯片组包括一个光学芯片，所述光学芯片包括集成在一起且互相连接的光色散模组和光交叉模组；或者所述光学芯片组包括集成在一起的两个光学芯片，其中一个所述光学芯片具有光色散模组，另一个所述光学芯片具有光交叉模组；
[0015]所述光色散模组与所述光纤模组连接，所述光交叉模组与所述光切换模组连接；
[0016]在所述光色散模组中，所述入射光束被光色散后形成所述多束色散光束，所述多束色散光束在被光合束后形成一束所述信号波束；
[0017]在所述光交叉模组中，所述多束色散光束被光交叉后根据不同波长分别从所述光交叉模组的不同位置出射，所述多束色散光束返回并被光交叉后根据不同信号分别汇聚在一起后汇入所述光色散模组。
[0018]通过本实施例提供的方案，光色散模组起到对入射光束进行分束、对色散光束进行合束的作用，光交叉模组起到对色散光束按照波长进行光路分配出射、以及将返回的色散光束汇聚至与已选择信号对应的出射位置的作用，两者分开设计，集成配合，可集成在一个光学芯片中也可以分别集成在不同的光学芯片中，既能实现波长切换时插损减小，又能方便光学芯片的制造和装配。
[0019]在一种优选的实施方案中，所述光色散模组具有与所述光纤模组连接的入射面，所述光交叉模组具有与所述光切换模组连接的出射面；
[0020]在所述入射面上设有一个信号输入端和能够输出不同信号的多个信号输出端，所述出射面设有能够传输不同波长的所述色散光束的多组传输端口组；
[0021]每组所述传输端口组均包括一个出射端口和多个入射端口，在单个所述传输端口组中，所述入射端口与所述信号输出端一一对应；
[0022]所述入射光束从所述信号输入端进入所述光色散模组，所述色散光束从所述出射端口出射且经所述光切换模组反射后从所述入射端口入射，所述信号波束从所述信号输出端进入所述光纤模组。
[0023]通过本实施例提供的方案，信号输入端确定入射光束进入光学芯片组的位置，各个出射端口确定各个波长的色散光束离开光学芯片组的位置，各个传输端口组的各个入射端口确定不同信号下各个波长的色散光束返回光学芯片组的位置，各个信号输出端确定信号波束输出光学芯片组的位置，由信号输入端、各出射端口、各入射端口以及信号输出端确定了对应不同信号时，从发射入射光束到接收信号波束的传播路径。
[0024]在一种优选的实施方案中，所述光交叉模组包括交叉导光体和波导阵列，所述波导阵列集成在所述交叉导光体中，所述出射面位于所述交叉导光体上；
[0025]所述波导阵列将所述多束色散光束分配至与所述色散光束的波长对应的所述传输端口组的所述出射端口出射。
[0026]通过本实施例提供的方案，预先在交叉导光体中制作波导阵列，将不同波长的色散光束的传播路径预先进行分配，使色散光束在交叉导光体中能够有序传播。
[0027]在一种优选的实施方案中，所述交叉导光体具有与所述光色散模组连接的耦合面，所述耦合面与所述出射面相对设置，在所述耦合面上设有一组耦合入射口组和能够传输不同信号的多组耦合出射口组，所述耦合入射口组具有多个耦合入射端，每组所述耦合出射口组均具有多个耦合出射端；
[0028]所述波导阵列具有能够通过不同波长的所述色散光束的多个信号通道，通过所述信号通道将所述耦合入射口组的各个所述耦合入射端与各组所述传输端口组的各个所述出射端口根据波长一一连接起来，通过所述信号通道将所述耦合出射口组的各个所述耦合出射端与各组所述传输端口组的各个所述入射端口根据波长和信号一一对应连接起来。
[0029]通过本实施例提供的方案，色散光束根据波长被分配至不同的信号通道，互相之间不会相交、串扰、发生衍射等问题，且通过信号通道能够将根据信号将返回的色散光束引导至能够传播至信号对应的信号输出端。
[0030]在一种优选的实施方案中，在所述耦合面上，所述耦合入射口组和各组所述耦合出射口组沿第一方向排布，各个所述耦合入射端沿所述第一方向排列，各组所述耦合出射口组中的各个所述耦合出射端沿所述第一方向排列；
[0031]在所述出射面上，各组所述传输端口组沿所述第一方向排布，各组所述传输端口组中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波长选择开关，其特征在于，包括：依次连接的光纤模组、光学芯片组以及光切换模组，其中，所述光学芯片组包括一个或者多个光学芯片，所述光学芯片用于对光进行耦合和传播；所述光纤模组向所述光学芯片组发射入射光束；所述入射光束在所述光学芯片组中被分为具有不同波长的多束色散光束，所述多束色散光束分别从所述光学芯片组的不同位置出射至所述光切换模组中，所述多束色散光束分别经过光切换模组的反射后返回所述光学芯片组中，所述多束色散光束在所述光学芯片组中合成一束信号波束，所述信号波束从所述光学芯片组出射后返回所述光纤模组中。2.根据权利要求1所述的波长选择开关，其特征在于，所述光学芯片组包括一个光学芯片，所述光学芯片包括集成在一起且互相连接的光色散模组和光交叉模组；或者所述光学芯片组包括集成在一起的两个光学芯片，其中一个所述光学芯片具有光色散模组，另一个所述光学芯片具有光交叉模组；所述光色散模组与所述光纤模组连接，所述光交叉模组与所述光切换模组连接；在所述光色散模组中，所述入射光束被光色散后形成所述多束色散光束，所述多束色散光束在被光合束后形成一束所述信号波束；在所述光交叉模组中，所述多束色散光束被光交叉后根据不同波长分别从所述光交叉模组的不同位置出射，所述多束色散光束返回并被光交叉后根据不同信号分别汇聚在一起后汇入所述光色散模组。3.根据权利要求2所述的波长选择开关，其特征在于，所述光色散模组具有与所述光纤模组连接的入射面，所述光交叉模组具有与所述光切换模组连接的出射面；在所述入射面上设有一个信号输入端和能够输出不同信号的多个信号输出端，所述出射面设有能够传输不同波长的所述色散光束的多组传输端口组；每组所述传输端口组均包括一个出射端口和多个入射端口，在单个所述传输端口组中，所述入射端口与所述信号输出端一一对应；所述入射光束从所述信号输入端进入所述光色散模组，所述色散光束从所述出射端口出射且经所述光切换模组反射后从所述入射端口入射，所述信号波束从所述信号输出端进入所述光纤模组。4.根据权利要求3所述的波长选择开关，其特征在于，所述光交叉模组包括交叉导光体和波导阵列，所述波导阵列集成在所述交叉导光体中，所述出射面位于所述交叉导光体上；所述波导阵列将所述多束色散光束分配至与所述色散光束的波长对应的所述传输端口组的所述出射端口出射。5.根据权利要求4所述的波长选择开关，其特征在于，所述交叉导光体具有与所述光色散模组连接的耦合面，所述耦合面与所述出射面相对设置，在所述耦合面上设有一组耦合入射口组和能够传输不同信号的多组耦合出射口组，所述耦合入射口组具有多个耦合入射端，每组所述耦合出射口组均具有多个耦合出射端；所述波导阵列具有能够通过不同波长的所述色散光束的多个信号通道，通过所述信号通道将所述耦合入射口组的各个所述耦合入射端与各组所述传输端口组的各个所述出射端口根据波长一一连接起来，通过所述信号通道将所述耦合出射口组的各个所述耦合出射端与各组所述传输端口组的各个所述入射端口根据波长和信号一一对应连接起来。
6.根据权利要求5所述的波长选择开关，其特征在于，在所述耦合面上，所述耦合入射口组和各组所述耦合出射口组沿第一方向排布，各个所述耦合入射端沿所述第一方向排列，各组所述耦合出射口组中的各个所述耦合出射端沿所述第一方向排列；在所述出射面上，各组所述传输端口组沿所述第一方向排布，各组所述传输端口组中的所述出射端口和所述多个入射端口沿与所述第一方向垂直的第二方向排列。7.根据权利要求5所述的波长选择开关，其特征在于，所述第一方向为水平方向，所述第二方向为竖直方向。8.根据权利要求5所述的波长选择开关，其特征在于，所述多个信号通道通过三维波导的方式形成于所述交叉导光体中。9.根据权利要求5所述的波长选择开关，其特征在于，所述光色散模组包括色散导光体和多个阵列波导光栅，所述多个阵列波导光栅集成安装在所述色散导光体中，所述入射面位于所述色散导光体上；所述多个阵列波导光栅分别与所述信号输入端和所述多个信号输出端一一对应耦合连接，同时所述多个阵列波导光栅分别与所述耦合入射口组以及所述多个耦合出射口组一一对应设置；所述入射光束在所述阵列波导光栅中被...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兆明，任劲松，李玉衡，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：