[发明专利]一种基于液晶光栅光开关

说明书

本发明实施例提供了一种基于液晶光栅的光交换装置，包括：输入准直器101、输入偏振分光器201、输入四分之一波片301、液晶光栅4、输出四分之一波片302、输出偏振分光器202、输出准直器102。通过改变液晶光栅的电压，来选择光信号的传输路径，使得光信号输出至选定输出端。这种光交换装置结构简单、尺寸小、成本低。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于液晶光栅的光开关。

背景技术

在以波分复用技术(Wavelength Division Multiplexing,WDM)为基础的现有通信网络中，网络的各个节点要完成光-电-光的转换，仍以电信号处理信息的方式进行交换。其中的电子件在适应高速、大容量的需求上，存在着诸如带宽限制、时钟偏移、严重串话、高功耗等缺点，由此产生了通信网中的“电子瓶颈”现象。为了解决这个问题，人们提出了全光网(All Optical Network,AON)的概念，全光网以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，已成为下一代高速宽带网络的首选。

光交叉连接(Optical Cross Connection,OXC)是全光网中的核心器件，它与光分插复用器(Optical Add-Drop Multiplexer,OADM)、掺饵光纤放大器(Erbium-dopedOptical Fiber Amplifier,EDFA)、衰减器、光纤等器件和设备组成了全光网络。OXC交换的是全光信号，它在网络节点处，对指定波长进行互连，从而有效地利用波长资源，实现波长重用，也就是使用较少数量的波长，互连较大数量的网络节点。当光纤中断或业务失效时，OXC能够自动完成故障隔离、重新选择路由和网络重新配置等操作，使业务不中断，即它具有高速光信号的路由选择、网络恢复等功能。

目前市场上有基于液晶(Liquid Crystal,LC)和偏振分光器(Polarization BeamSplitter,PBS)的OXC，如图1所示，主要由光准直器、分束器displacer、PBS阵列、LC阵列组成。光准直器用于输入和输出光，Displaycer用于将输入光转变为同一偏振光和将输出端偏振光耦合进光准直器，PBS用于分、合偏振光，LC用于控制光的偏振方向。通过控制LC阵列的电压来控制光在每一节点的偏振方向，从而实现将任意一束输入光传输到所要求的输出端口。该技术方案装配难度大、体积大、成本高。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于液晶光栅的光开关，通过可变偏振光栅实现光交叉互连，解决了现有技术基于LC和PBS的光交叉互连装配难度大、体积大、成本高的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种光交换装置，包括输入准直器、输出准直器，还包括：输入偏振分光器、输入四分之一波片、输出四分之一波片、输出偏振分光器和N×N液晶光栅阵列，其中，N为大于或等于2的整数；

所述输入偏振分光器置于所述输入准直器与所述输入四分之一波片之间，用于将来自所述输入准直器的输入光信号分成两个具有不同偏振方向的光信号，并将所述两个具有不同偏振方向的光信号输出至所述输入四分之一波片；

所述输入四分之一波片置于所述输入偏振分光器与所述N×N液晶光栅阵列之间，用于接收来自所述输入偏振分光器的所述两个具有不同偏振方向的光信号，并将所述两个具有不同偏振方向的光信号耦合成圆偏振光，将所述圆偏振光输出到所述N×N液晶光栅阵列；

所述N×N液晶光栅阵列置于所述输入四分之一波片与所述输出四分之一波片之间，用于通过N×N液晶光栅阵列中与所述输入四分之一波片对应的液晶光栅接收来自所述输入四分之一波片的所述圆偏振光，并将所述圆偏振光通过选定的传输路径输出至选定的输出四分之一波片；其中，所述选定的传输路径是通过设置N×N液晶光栅阵列中液晶光栅的电压来选择的；