[发明专利]多信道动态光学色散补偿器

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于光纤通信领域中的光器件，具体涉及一种多信道动态光学色散补偿器。

背景技术

为了满足人们对信息需求量的增长，光纤通信系统的传输速率日益提高，色散已成为制约通信速率进一步提升的主要因素，而随着可重构光分插复用器(Reconfigurable Optical Add-drop Multiplexer，简称ROADM)和光交叉互连设备(Optical Cross-connect，简称OXC)等动态光交换设备的大量应用，光纤通信正在由点到点传输系统向智能化动态全光网络发展，光纤链路变得复杂化且动态变化，需要对DWDM光信号各信道中的光学色散进行独立的和动态的补偿。

传统的色散补偿技术，例如色散补偿光纤、光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating，简称FBG)、Gires-Tournois干涉仪(Gires-Tournois Interferometer，简称GTI)，或者只能针对单个光波长进行色散补偿，或者对DWDM光信号中所有信道产生相同的色散补偿量，不能逐个信道产生不同的补偿量。

多信道动态色散补偿技术，一般采用自由空间光学结构，先以色散分光元件将DWDM光信号按照波长进行空间分离，再用空间光调制器对每个信道内的光束进行相位调制，产生需要的色散补偿量。色散分光元件可以采用反射式闪耀光栅、透射式相位光栅或者阵列波导光栅等，空间光调制器可采用硅基液晶芯片、微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，简称MEMS)微镜阵列等。

采用自由空间光学结构的多信道动态光学色散补偿器，一般先以一个光纤准直器将光纤中的DWDM光信号转换为准直光束，进入自由空间光学系统进行后续处理，处理之后的光信号，最终也是被这个光纤准直器接收，重新进入光纤中传输。在这种自由空间光学结构中，光信号的输入/输出端口是重合的，为了将二者分离，需要在光纤准直器的前端接一个光学环形器。在色散补偿器中接入光学环形器，既产生额外的插入损耗，又增加器件的体积和成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多信道动态光学色散补偿器，其可免去现有技术方案中采用的光学环形器，并具有损耗低、体积小和成本低的特点。

本发明是采用以下的技术方案实现的：

一种多信道动态光学色散补偿器，包括双光纤准直器、屋脊棱镜、偏振转换组件、棱镜对、傅里叶透镜、透射式相位光栅、反射镜和硅基液晶芯片，透射式相位光栅和硅基液晶芯片分别位于傅里叶透镜的前后焦面上，构成一个2f系统，双光纤准直器的两个尾纤分别用作多信道动态光学色散补偿器的输入端和输出端，双光纤准直器用于通过其输入端接收DWDM光信号，并相对于光轴以一定角度将DWDM光信号输出到屋脊棱镜，屋脊棱镜用于将DWDM光信号变为与光轴平行的光信号，并将光信号输出到偏振转换组件，偏振转换组件包括斜方体双折射晶体和两片1/2波片，用于消除光信号的偏振相关性，并将光信号输出到棱镜对，棱镜对用于对光信号进行扩束，并将扩束后的光信号输出到傅里叶透镜，傅里叶透镜用于将光信号投射到透射式相位光栅上，透射式相位光栅用于对光信号进行衍射，并将衍射后的光信号输出到反射镜上，反射镜用于对光信号进行反射，并将反射后的光信号输出到透射式相位光栅上，透射式相位光栅用于对光信号进行第二次衍射，并将衍射的光信号输出到傅里叶透镜上，傅里叶透镜还用于对光信号投射到硅基液晶芯片上，硅基液晶芯片用于对光信号进行多信道动态色散补偿，并将补偿后的光信号反射到傅里叶透镜上，傅里叶透镜还用于将光信号投射到透射式相位光栅上，透射式相位光栅还用于对光信号进行第三次衍射，并将衍射后的光信号投射到反射镜上，反射镜还用于将光信号反射到透射式相位光栅，透射式相位光栅还用于对光信号进行第四次衍射，并将衍射后的光信号投射到傅里叶透镜上，傅里叶透镜还用于将光信号投射到棱镜对上，棱镜对还用于对光信号进行压缩，并将压缩后的光信号输出到偏振转换组件上，偏振转换组件还用于对光信号恢复偏振相关性，并沿与光轴平行的方向将光信号输出到屋脊棱镜上，屋脊棱镜还用于相对于光轴以一定角度将光信号输出到双光纤准直器上。

偏振转换组件的正向传输光路与反向传输光路完全对称。

双光纤准直器包括准直透镜，准直透镜采用C-Lens透镜，其侧面为圆柱形，两端为平凸形。

双光纤准直器包括准直透镜，准直透镜采用自聚焦GRIN-Lens透镜，其为圆柱形，且具有渐变折射率。