一种光束整形装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种光束整形装置

【技术实现步骤摘要】
一种光束整形装置、光束整形方法和WSS


[0001]本申请涉及光通信领域，尤其涉及一种光束整形装置
、
光束整形方法和
WSS。

技术介绍

[0002]波长选择开关
(Wavelength Selective Switch,WSS)
作为全光交叉的关键设备，具有灵活调度，超大容量波长调度等优势，在构建具有超大系统容量和超强节点调度的光网络的过程中发挥了关键作用
。WSS
光器件由纤阵列单元
(Fiber Array Unit,FAU)、
光学系统
、
色散元件和切换引擎四大部分构成
。
其中，
FAU
用于对光纤输入输出光束整形，是
WSS
中的关键组成部件
。
[0003]现有技术中，
FAU
由光纤阵列
(Fiber Array,FA)、
球透镜阵列
(Spherical Lens Array,SLA)
和柱面透镜阵列
(Cylindrical Lens Array,CLA)
构成；其中，光纤用于接收和发射光束，两种微透镜阵列用于光束整形
。
由于
FA、SLA
和
CLA
分立放置，整个器件的集成度较差，装调难度较高
。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种光束整形装置
、
光束整形方法和
WSS
，该光束整形装置的集成度更高，装调难度更低
。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种光束整形装置，该光束整形装置包括：端口组件和第一光束整形器件，端口组件包括输入端口和
/
或输出端口
。
第一光束整形器件用于对输入的每路第一光束分别进行相位调节，以分别调节每路第一光束在第一方向和
/
或第二方向上的束腰宽度
。
第一方向与第二方向垂直，每路第一光束来自对应的输入端口
。
和
/
或，第一光束整形器件用于对输入的每路第二光束分别进行相位调节，以分别调节每路第二光束在第一方向和
/
或第二方向上的束腰宽度，并将每路第二光束传输至对应的输出端口
。
第一光束与第二光束的传输方向相反
。
[0006]在该实施方式中，是通过光束整形器件对光束进行相位调节来改变光束的束腰宽度的，并不是依靠透镜来实现的
。
并且，仅通过光束整形器件就可以调节光束在两个不同维度上的束腰宽度，相较于通过多个透镜来分别调节光束在两个不同维度上束腰宽度的方案，本申请提供的光束整形装置的集成度更高，装调难度更低
。
[0007]在一些可能的实施方式中，第一光束整形器件包括第一光束整形元件和
/
或第二光束整形元件
。
第一光束整形元件与输入端口一一对应，第二光束整形元件与输出端口一一对应
。
第一光束整形元件用于对第一光束进行相位调节，以调节第一光束整形元件在第一方向和
/
或第二方向上的焦距，从而调节第一光束在第一方向和
/
或第二方向上的束腰宽度
。
和
/
或，第二光束整形元件用于对第二光束进行相位调节，以调节第二光束整形元件在第一方向和
/
或第二方向上的焦距，从而调节第二光束在第一方向和
/
或第二方向上的束腰宽度
。
在该实施方式中，每个光束整形元件用于调节与之对应的一路光束的束腰宽度，以使得可以根据实际需要独立调节每一路光束的束腰宽度，增强了本方案的实用性
。
[0008]在一些可能的实施方式中，每个输入端口的中心与对应的第一光束整形元件的中心的连线分别与第一方向和第二方向垂直
。
每个输出端口的中心与对应的第二光束整形元件的中心的连线分别与第一方向和第二方向垂直
。
也就是说，端口的位置与光束整形元件的位置是精确对应的，以实现精准调节每路光束的束腰宽度
。
[0009]在一些可能的实施方式中，端口组件中的目标端口与第一光束整形器件中对应的目标光束整形元件之间的距离
d
m
满足第一条件，第一条件包括：
[0010][0011]d
f
表示目标端口与相邻端口之间的距离，
d
b
表示目标端口的直径，
ω0表示输入目标光束整形元件的目标光束的初始束腰宽度，
ω
x
表示目标光束经过目标光束整形元件后在第二方向上的束腰宽度，
ω
y
表示目标光束经过目标光束整形元件后在第一方向上的束腰宽度，
λ
表示目标光束的波长
。
[0012]在该实施方式中，第一条件设置了
d
m
的上限和下限，设置下限的目的是为了保证将光束扩束以满足
WSS
系统要求的最小光斑大小，设置上限的目的是为了避免端口之间的串扰
。
[0013]在一些可能的实施方式中，目标光束整形元件在第一方向上的焦距
f
y
满足第二条件，第二条件包括：目标光束整形元件在第二方向上的焦距
f
x
满足第三条件，第三条件包括：应理解，设置上述第二条件和第三条件的目的是为了保证光束整形元件在
X
方向和
Y
方向上的焦距足够大，从而能够实现对入射光束进行扩束，以满足
WSS
的系统要求
。
[0014]在一些可能的实施方式中，
d
m
＝
f
x
，
f
x
＝
n
πω0ω
x
/
λ0，或者，
d
m
＝
f
y
，
f
y
＝
n
πω0ω
y
/
λ0，其中，
n
表示目标光束在目标端口与目标光束整形元件之间传播的介质折射率，
λ0表示目标光束在真空中的波长
。
应理解，满足该实施方式提供的条件可以达到最理想的实现效果
。
[0015]在一些可能的实施方式中，目标光束整形元件上坐标
(x
，
y)
的位置对目标光束进行相位调节后的相位变化量
Δφ
(x,y)
满足第四条件，第四条件包括：
[0016][0017]x0表示目标光束整形元件在第二方向上的中心坐标，
y0表示目标光束整形元件在第一方向上的中心坐标，<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光束整形装置，其特征在于，包括：端口组件和第一光束整形器件，所述端口组件包括输入端口和
/
或输出端口；所述第一光束整形器件用于对输入的每路第一光束分别进行相位调节，以分别调节每路所述第一光束在第一方向和
/
或第二方向上的束腰宽度，所述第一方向与所述第二方向垂直，每路所述第一光束来自对应的输入端口；和
/
或，所述第一光束整形器件用于对输入的每路第二光束分别进行相位调节，以分别调节每路所述第二光束在所述第一方向和
/
或所述第二方向上的束腰宽度，并将每路所述第二光束传输至对应的输出端口，所述第一光束与所述第二光束的传输方向相反
。2.
根据权利要求1所述的光束整形装置，其特征在于，所述第一光束整形器件包括第一光束整形元件和
/
或第二光束整形元件，所述第一光束整形元件与所述输入端口一一对应，所述第二光束整形元件与所述输出端口一一对应；所述第一光束整形元件用于对所述第一光束进行相位调节，以调节所述第一光束整形元件在所述第一方向和
/
或所述第二方向上的焦距，从而调节所述第一光束在所述第一方向和
/
或所述第二方向上的束腰宽度；和
/
或，所述第二光束整形元件用于对所述第二光束进行相位调节，以调节所述第二光束整形元件在所述第一方向和
/
或所述第二方向上的焦距，从而调节所述第二光束在所述第一方向和
/
或所述第二方向上的束腰宽度
。3.
根据权利要求2所述的光束整形装置，其特征在于，每个输入端口的中心与对应的第一光束整形元件的中心的连线分别与所述第一方向和所述第二方向垂直，每个输出端口的中心与对应的第二光束整形元件的中心的连线分别与所述第一方向和所述第二方向垂直
。4.
根据权利要求3所述光束整形装置，其特征在于，所述端口组件中的目标端口与所述第一光束整形器件中对应的目标光束整形元件之间的距离
d
m
满足第一条件，所述第一条件包括：所述
d
f
表示所述目标端口与相邻端口之间的距离，所述
d
b
表示所述目标端口的直径，所述
ω0表示输入所述目标光束整形元件的目标光束的初始束腰宽度，所述
ω
x
表示所述目标光束经过所述目标光束整形元件后在所述第二方向上的束腰宽度，所述
ω
y
表示所述目标光束经过所述目标光束整形元件后在所述第一方向上的束腰宽度，所述
λ
表示所述目标光束的波长
。5.
根据权利要求4所述光束整形装置，其特征在于，所述目标光束整形元件在所述第一方向上的焦距
f
y
满足第二条件，所述第二条件包括：所述目标光束整形元件在所述第二方向上的焦距
f
x
满足第三条件，所述第三条件包括：
6.
根据权利要求5所述光束整形装置，其特征在于，
d
m
＝
f
x
，
f
x
＝
n
πω0ω
x
/
λ0，或者，
d
m
＝
f
y
，
f
y
＝
n
πω0ω
y
/
λ0，其中，所述
n
表示所述目标光束在所述目标端口与所述目标光束整形元件之间传播的介质折射率，所述
λ0表示所述目标光束在真空中的波长
。7.
根据权利要求5或6所述光束整形装置，其特征在于，所述目标光束整形元件上坐标
(x
，
y)
的位置对所述目标光束进行相位调节后的相位变化量
Δφ
(x,y)
满足第四条件，所述第四条件包括：所述
x0表示所述目标光束整形元件在所述第二方向上的中心坐标，所述
y0表示所述目标光束整形元件在所述第一方向上的中心坐标，所述
n
表示所述目标光束在所述目标端口与所述目标光束整形元件之间传播的介质折射率，所述
λ0表示所述目标光束在真空中的波长，
8.
根据权利要求2至7中任一项所述的光束整形装置，其特征在于，所述光束整形元件的类型包括超表面和衍射光学元件
DOE。9.
根据权利要求1至8中任一项所述的光束整形装置，其特征在于，所述光束整形装置还包括第二光束整形器件；所述第二光束整形器件用于对来自所述第一光束整形器件的每路所述第一光束进行相位调节，以分别调节每路所述第一光束在所述第一方向和
/
或第二方向上的束腰宽度；和
/
或，所述第二光束整形器件用于对输入的每路第二光束分别进行相位调节，以分别调节每路所述第二光束在所述第一方向和
/
或第二方向上的束腰宽度，并将每路所述第二光束传输至所述第一光束整形器件
。10.
根据权利要求1至9中任一项所述的光束整形装置，其特征在于，所述光束整形装置还包括外壳，所述端口组件和所述第一光束整形器件封装在所述外壳内，所述外壳内还填充有固体介质
。11.
根据权利要求1至
10
中任一项所述的光束整形装置，其特征在于，所述端口组件中的端口分布为
M
行
N
列，所述
M
为大于1的整数，所述
N
为大于1的整数，其中，每列的

【专利技术属性】
技术研发人员：卢丽臻，李腾浩，李世强，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：