【技术实现步骤摘要】
一种低功率损耗波长选择开关及其实现方法
[0001]本专利技术涉及光纤通信
，尤其涉及一种低功率损耗波长选择开关及其实现方法。
技术介绍
[0002]波长选择开关(WSS)是可重构光分插复用器(ROADM)的核心光器件，主要用于不同波长光信号在不同方向的切换、衰减或关断。功率损耗是WSS器件的关键指标之一，直接决定ROADM系统的性能优劣。WSS器件功率损耗越低，则ROADM系统的光信号传输交换性能越好，同时低功率损耗的WSS器件也可以增加ROADM系统的配置扩展性。
[0003]目前，商用WSS器件主要采用硅基液晶(LCOS)技术方案，最大端口数目1
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32，功率损耗8.5dB。该功率损耗值较大，在ROADM系统组网时，需要配置光纤放大器(EDFA)来减小系统的功率损耗，才能保证信号传输交换性能。这样不仅增加了系统配置的复杂程度，同时也提高成本。随着WSS器件的端口数目继续增加，结构越来越复杂，其功率损耗也将进一步增大，这将阻碍ROADM系统的进一步发展。
[0004]WSS器件功率损耗较大，是其重要缺陷，会影响ROADM系统的传输交换性能，提高ROADM系统的配置复杂程度。想要减小WSS器件的功率损耗，业内通常采用减小其内部各光学元器件损耗的方法来实现。但随着WSS技术的不断发展，其内部光学元器件损耗基本已经降至极限，想要继续减小难度很大。
[0005]鉴于此，如何克服该现有技术所存在的缺陷，解决上述波长选择开关功率损耗大的问题，是本
亟待解决的难题。>
技术实现思路
[0006]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种低功率损耗波长选择开关及其实现方法，对WSS器件所使用的LCOS芯片增加镀膜结构，减少光信号在WSS器件内部通过LCOS芯片时的功率损耗，在不对现有WSS器件光路结构、封装结构做出改动的同时，减小WSS器件的功率损耗。这种设计便于兼容现有WSS器件结构，可以较容易的实现低功率损耗的WSS器件。
[0007]本专利技术实施例采用如下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种低功率损耗波长选择开关，包括LCOS芯片，所述LCOS芯片包括信号光入射层以及信号光反射层，所述信号光反射层上存在若干沟槽，其中，所述信号光反射层的表面还设置有覆盖了所述沟槽的反射介质膜层，信号光入射时，经过信号光入射层达到反射介质膜层即发生反射并返回。
[0009]进一步的，所述信号光反射层包括金属反射层，所述金属反射层存在像素化设计，所述沟槽存在于像素与像素之间。
[0010]进一步的，所述反射介质膜层的反射率比所述金属反射层更高，以使信号光入射时在所述反射介质膜层反射，而不用进入所述金属反射层的沟槽。
[0011]进一步的，所述信号光入射层包括玻璃盖板以及液晶材料，其中，所述玻璃盖板面向所述液晶材料的一侧设有氧化铟锡膜层，所述液晶材料的两侧均设置有聚酰亚胺膜层，信号光入射时，依次经过玻璃盖板、氧化铟锡膜层、聚酰亚胺膜层、液晶材料、聚酰亚胺膜层，然后达到反射介质膜层即发生反射，并依次返回。
[0012]进一步的，所述反射介质膜层的折射率设计与所述聚酰亚胺膜层相匹配。
[0013]进一步的，所述LCOS芯片还包括CMOS电路基板，所述信号光反射层设置在所述CMOS电路基板与所述信号光入射层之间。
[0014]进一步的，还包括光纤阵列、整形透镜一、整形透镜二、衍射光栅以及变换透镜，光纤信号从光纤阵列的中间端口输入，经过整形透镜一和整形透镜二的耦合，变换成椭圆形光斑，再经衍射光栅衍射，将不同波长的光信号在空间按不同角度分开，再经过变换透镜，将不同波长的光信号变换成光轴互相平行的信号光，垂直入射到LCOS芯片，经过LCOS芯片对入射的信号光进行调制，变成不同角度的光信号以用于切换。
[0015]第二方面，本专利技术提供了一种低功率损耗波长选择开关的实现方法，该方法在LCOS芯片的信号光反射层的表面设置有覆盖其沟槽的反射介质膜层，以使信号光入射到LCOS芯片时，经过信号光入射层后在所述反射介质膜层发生反射，避免原本入射到沟槽区域后损失的信号光能量。
[0016]进一步的，所述信号光入射层包括依次设置的玻璃盖板、氧化铟锡膜层、聚酰亚胺膜层、液晶材料、聚酰亚胺膜层，所述信号光反射层包括金属反射层，所述沟槽存在于所述金属反射层的像素与像素之间，信号光入射时，依次经过玻璃盖板、氧化铟锡膜层、聚酰亚胺膜层、液晶材料、聚酰亚胺膜层，然后达到反射介质膜层即发生反射，并依次返回。
[0017]进一步的，所述反射介质膜层的反射率比所述金属反射层更高，所述反射介质膜层的折射率设计与所述聚酰亚胺膜层相匹配。
[0018]与现有技术相比，本专利技术实施例的有益效果在于：对波长选择开关所使用的LCOS芯片增加镀膜结构，减少光信号在波长选择开关内部通过LCOS芯片的功率损耗，在不对现有波长选择开关的光路结构、封装结构做出改动的同时，减小波长选择开关的功率损耗。这种设计便于兼容现有波长选择开关结构，可以较容易的实现低功率损耗的波长选择开关。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例1所述的现有WSS器件使用的LCOS芯片结构示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例1所述的一种低功率损耗波长选择开关使用的LCOS芯片结构示意图；
[0022]图3为本专利技术实施例1所述的一种低功率损耗波长选择开关的光学系统原理图。
具体实施方式
[0023]在本专利技术的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指
示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本专利技术的限制。
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]现有技术方案的波长选择开关(下面简称为WSS器件)，功率损耗较大。采用减小内部光学元器件损耗的方法降低WSS器件损耗，基本已达极限。这将限制更高维度WSS器件的实现和ROADM系统的进一步发展。
[0026]如图1所示，为现有WSS器件使用LCOS芯片结构示意图，该LCOS芯片共分为7层结构，依次为玻璃盖板101、氧化铟锡(ITO)膜层107、聚酰亚胺(PI)膜层102、液晶材料103、聚酰亚胺膜层102、金属反射层104、CMO本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低功率损耗波长选择开关，其特征在于，包括LCOS芯片(306)，所述LCOS芯片(306)包括信号光入射层以及信号光反射层，所述信号光反射层上存在若干沟槽(206)，其中，所述信号光反射层的表面还设置有覆盖了所述沟槽(206)的反射介质膜层(207)，信号光入射时，经过信号光入射层达到反射介质膜层(207)即发生反射并返回。2.根据权利要求1所述的低功率损耗波长选择开关，其特征在于，所述信号光反射层包括金属反射层(204)，所述金属反射层(204)存在像素化设计，所述沟槽(206)存在于像素与像素之间。3.根据权利要求2所述的低功率损耗波长选择开关，其特征在于，所述反射介质膜层(207)的反射率比所述金属反射层(204)更高，以使信号光入射时在所述反射介质膜层(207)反射，而不用进入所述金属反射层(204)的沟槽(206)。4.根据权利要求1所述的低功率损耗波长选择开关，其特征在于，所述信号光入射层包括玻璃盖板(201)以及液晶材料(203)，其中，所述玻璃盖板(201)面向所述液晶材料(203)的一侧设有氧化铟锡膜层(208)，所述液晶材料(203)的两侧均设置有聚酰亚胺膜层(202)，信号光入射时，依次经过玻璃盖板(201)、氧化铟锡膜层(208)、聚酰亚胺膜层(202)、液晶材料(203)、聚酰亚胺膜层(202)，然后达到反射介质膜层(207)即发生反射，并依次返回。5.根据权利要求4所述的低功率损耗波长选择开关，其特征在于，所述反射介质膜层(207)的折射率设计与所述聚酰亚胺膜层(202)相匹配。6.根据权利要求1所述的低功率损耗波长选择开关，其特征在于，所述LCOS芯片(306)还包括CMOS电路基板(205)，所述信号光反射层设置在所述CMOS电路基板(205)与所述信号光入射层之间。7.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨睿，杨柳，郭金平，王凡，禤颖仪，吕程，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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