一种波长选择开关制造技术

本发明专利技术公开了一种波长选择开关，属于光通信技术领域。针对现有技术中存在的WSS光学系统结构的开关透镜距离其他光学元件或光路较近导致开关透镜占用空间大、开关透镜的位置和角度需要结合其他光学元件进行光路调整导致工艺开发难度大等问题，本发明专利技术提供了一种波长选择开关，第二透镜连接在棱镜一侧形成自聚焦色散棱镜光栅，沿偏振光束入射方向依次为棱镜、第二透镜，衍射光栅覆盖在自聚焦透镜一侧形成第二透镜，沿偏振光束入射方向依次为自聚焦透镜、衍射光栅。由此，在WSS光学系统结构中使用自聚焦色散棱镜光栅将偏振光束进行波长分离，不需要使用开关透镜，也不需要结合其他光学元件进行光路调整，使得WSS光学系统结构更加简单。更加简单。更加简单。

【技术实现步骤摘要】
一种波长选择开关


[0001]本专利技术涉及光通信
，更具体地说，涉及一种波长选择开关。

技术介绍

[0002]可重构光差分复用系统(ROADM，Reconfigurable Optical Add
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Drop Multiplexer)在光通讯网络中可以实现任意波长或波长组合在任意通讯端口的光信号切换、衰减或阻断，是光通讯网络灵活调度的核心光交换设备。波长选择开关(WSS，Wavelength Selective Switches)是实现ROADM系统功能的核心模块，按照技术原理主要分为基于硅基液晶(LCoS，Liquid Crystal On Silicon)技术、液晶(LC，Liquid Crystal)技术和微机电系统(MEMS，Micro
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Electro
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Mechanical System)技术的WSS，其中基于LCoS技术的WSS具有灵活栅格配置的特点，即通讯中心频率和带宽可灵活设置，因此逐渐成为市场应用的主流。
[0003]基于LCoS技术的WSS主要原理是利用色散光栅将不同波长的光通过成像方式分别聚焦到LCoS表面不同位置，进行空间分离，以便于各个波长单独处理，在LCoS面呈椭圆形光斑，长轴方向为开关方向，短轴方向为波长排列方向，为了实现各个波长在WSS不同端口切换，LCoS在光斑长轴方向(开关方向)形成位相衍射光栅，将能量集中在一个衍射级次输出到对应的WSS端口。现有技术中，多数WSS光学系统结构的开关透镜距离波片和棱镜光栅或者光路较近，开关透镜占用空间大，而导致其他结构件需要留有一定的通光口径安全余量减小，不利于WSS小型化；此外，开关透镜的位置和角度需要结合其他光学元件进行光路调整，包括位置和角度的调整，也增加了工艺开发难度和成本。
[0004]经检索，中国专利申请，申请号201811330506.3，公开日2018年11月9日，公开了一种波长选择开关。该专利技术波长选择开关包括：光纤阵列、凹面光栅以及控制芯片；其中，所述光纤阵列用于将光信号输入所述凹面光栅；所述凹面光栅用于实现所述光信号的光斑变换后，将光斑变换后的光信号入射到所述控制芯片；所述控制芯片用于控制所述光信号进行光信号操作。该方案采用单个凹面光栅，代替现有技术中的整形透镜、衍射光栅和会聚透镜，从而优化现有波长选择开关的光学元件数量过多的问题，但是该方案并未考虑到开关透镜在实际应用过程中的占用空间以及位置和角度问题，从而不具有较强实用性和适用广泛性。

技术实现思路

[0005]1.要解决的技术问题
[0006]针对现有技术中存在的WSS光学系统结构的开关透镜距离波片等光学元件或者光路较近导致开关透镜占用空间大、开关透镜的位置和角度需要结合其他光学元件进行光路调整工艺开发难度大等问题，本专利技术提供了一种波长选择开关，在WSS光学系统结构中使用自聚焦色散棱镜光栅将光束进行波长分离，不需要使用开关透镜，也不需要结合其他光学元件进行光路调整，使得WSS光学系统结构更加简单。
[0007]2.技术方案
[0008]本专利技术的目的通过以下技术方案实现。
[0009]一种波长选择开关，包括偏振光束，所述波长选择开关包括自聚焦色散棱镜光栅；所述自聚焦色散棱镜光栅包括棱镜和第二透镜，所述第二透镜连接在棱镜一侧形成自聚焦色散棱镜光栅，沿偏振光束入射方向依次为棱镜、第二透镜；所述自聚焦色散棱镜光栅用于实现偏振光束波长分离。
[0010]进一步地，所述第二透镜包括衍射光栅和自聚焦透镜，所述衍射光栅覆盖在自聚焦透镜一侧形成第二透镜，沿偏振光束入射方向依次为自聚焦透镜、衍射光栅。
[0011]进一步地，所述自聚焦透镜为渐变折射率透镜。
[0012]进一步地，所述自聚焦透镜沿开关方向的折射率为：
[0013][0014]其中，x表示偏离中心的距离，n表示折射率，n(x)表示开关方向对应位置的折射率，A表示折射率分布常数。
[0015]进一步地，所述自聚焦透镜焦距表示为：
[0016][0017]其中，f表示自聚焦透镜焦距，L表示自聚焦透镜厚度。
[0018]进一步地，所述偏振光束通过衍射光栅反射后再次进入自聚焦透镜中形成组合焦距，所述自聚焦透镜组合焦距表示为：
[0019][0020]其中，F表示自聚焦透镜组合焦距。
[0021]进一步地，所述波长选择开关还包括反射成像镜、硅基液晶装置；所述反射成像镜将偏振光束反射至自聚焦色散棱镜光栅中，所述自聚焦色散棱镜光栅将偏振光束进行波长分离，自聚焦色散棱镜光栅再将经波长分离后的偏振光束反射至反射成像镜，所述反射成像镜将经波长分离后的偏振光束反射至硅基液晶装置中形成圆形光斑。
[0022]3.有益效果
[0023]相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
[0024]本专利技术提供的一种波长选择开关，在WSS光学系统结构中使用自聚焦色散棱镜光栅将光束进行波长分离，不需要再使用开关透镜从而避免开关透镜与其他光学元件或光路发生空间干涉的问题，有效地简化了WSS光学系统结构；同时，使用自聚焦色散棱镜光栅不需要结合其他光学元件进行光路调整，简化工艺开发难度，极大地降低开发成本。
附图说明
[0025]图1为本专利技术整体结构示意图；
[0026]图2为实施例自聚焦色散棱镜光栅结构示意图；
[0027]图3为实施例衍射光栅结构示意图；
[0028]图4为实施例衍射光栅覆盖自聚焦透镜结构示意图；
[0029]图5为实施例光束在自聚焦透镜开关方向行进轨迹图；
[0030]图6为实施例光束在自聚焦透镜色散方向行进轨迹图。
[0031]图中标号说明：1、光纤；2、第一透镜；3、偏振分离组件；4、双折射晶体；5、波片；6、反射成像镜；7、自聚焦色散棱镜光栅；71、棱镜；72、第二透镜；721、衍射光栅；722、自聚焦透镜；8、硅基液晶装置；9、偏振光束。
具体实施方式
[0032]下面结合说明书附图和具体的实施例，对本专利技术作详细描述。
[0033]实施例
[0034]在传统的WSS光学系统结构中，通过色散棱镜和开关透镜共同作用实现光束波长分离，开关透镜距离色散棱镜等其他光学元件或者光路较近。然而，在实际应用中，每个光学元件之间是需要留有一定的通光口径安全余量，而开关透镜距离色散棱镜等其他光学元件或者光路较近导致开关透镜占用空间大。随着WSS光学系统结构整体尺寸要求越来越小，此问题会更加凸出，不利于WSS光学系统结构小型化。此外，现有WSS光学系统结构中，开关透镜的位置和角度需要结合其他光学元件进行光路调整，这也增加了WSS光学系统结构工艺的开发难度和成本。
[0035]如图1
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6所示，为本实施例提供的一种波长选择开关。所述波长选择开关包括偏振光束9，所述波长选择开关还包括自聚焦色散棱镜光栅7，所述自聚焦色散棱镜光栅7包括棱镜71和第二透镜72，所述第二透镜72连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波长选择开关，包括偏振光束(9)，其特征在于，所述波长选择开关包括自聚焦色散棱镜光栅(7)；所述自聚焦色散棱镜光栅(7)包括棱镜(71)和第二透镜(72)，所述第二透镜(72)连接在棱镜(71)一侧形成自聚焦色散棱镜光栅(7)，沿偏振光束(9)入射方向依次为棱镜(71)、第二透镜(72)；所述自聚焦色散棱镜光栅(7)用于实现偏振光束(9)波长分离。2.根据权利要求1所述的一种波长选择开关，其特征在于，所述第二透镜(72)包括衍射光栅(721)和自聚焦透镜(722)，所述衍射光栅(721)覆盖在自聚焦透镜(722)一侧形成第二透镜(72)，沿偏振光束(9)入射方向依次为自聚焦透镜(722)、衍射光栅(721)。3.根据权利要求2所述的一种波长选择开关，其特征在于，所述自聚焦透镜(722)为渐变折射率透镜。4.根据权利要求3所述的一种波长选择开关，其特征在于，所述自聚焦透镜(722)沿开关方向的折射率为：其中，x表示偏离中心的距离，n表示折射率，n(x)表示开关方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：许明，杜聚有，王保东，王继宏，穆安容，卢义鑫，
申请(专利权)人：安徽共芯光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：