[发明专利]一种无阻塞的M×N波长选择开关

说明书

本发明涉及光纤通信领域，具体涉及一种无阻塞的M×N波长选择开关，包括输入二维液晶阵列组合、前透镜变换系统、光切换平面透镜变换系统、后透镜变换系统和输出二维液晶阵列组合，并依次排列设置；输入二维液晶阵列组合和输出二维液晶阵列组合均基于二维液晶阵列，前者对应M个输入端口，用于将接收的水平光信号切换至不同的方向输出；后者对应N个输出端口，用于将接收的光信号切换至指定方向水平输出。本发明基于二维液晶阵列实现光路偏转切换，成本更低，供货更具优势，有利于M×N波长选择开关的进一步推广；可实现任意波长或波长组合从任意输入端口传输至任意输出端口，同时又可实现光信号的可调衰减或关断。

【技术领域】

本发明涉及光纤通信领域，提供了一种无阻塞的M×N波长选择开关。

【背景技术】

可重构光分插复用器(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer，简写为ROADM)经过多个阶段的技术积累，正在向无色性(Colorless)、无方向性(Directionless)、无阻塞(Contentionless)和灵活栅格(Flexible)演进发展，简称为CDCF ROADM。目前，CDCFROADM系统节点主要基于1×N波长选择开关，可以充分实现无色性、无方向性和灵活栅格的功能。而如果要实现完全无阻塞功能，则需要将1×N WSS和组播光开关组合成一个系统节点，但所需光器件数量较多，组网结构也较为复杂。为解决上述问题，在1×N波长选择开关的基础上，业界提出了一种M×N波长选择开关，即输入和输出端口均为多个，可实现全部的CDCF ROADM功能，且不需要和组播光开关进行组合，器件数量大为减少，无需复杂组网结构，有助于系统成本的降低。

目前，M×N波长选择开关的常用技术方案为基于硅基液晶(Liquid Crystal OnSilicon，简写为LCOS)实现光束偏转切换，Finisar、Santec、NTT、Bell Lab等单位均申请了相关专利或撰写了相关论文，比如专利CN104485076B和专利CN103543497B中的液晶光束偏转芯片均是基于LCOS。该技术方案具有一定的技术优势，可实现M×N WSS的全部功能，但LCOS芯片的成本非常高，且全球仅有几家能够批量供货，对WSS器件生产商而言，该供应链瓶颈限制了其进一步的快速推广。

鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明需要解决的技术问题是：

现有技术中通常基于LCOS实现光束偏转切换，LCOS芯片成本较高，且供货困难，限制了波长选择开关光器件的快速推广。

本发明通过如下技术方案达到上述目的：

本发明提供了一种无阻塞的M×N波长选择开关，包括输入二维液晶阵列组合9、前透镜变换系统10、光切换平面透镜变换系统11、后透镜变换系统12和输出二维液晶阵列组合13，并依次排列设置；

所述输入二维液晶阵列组合9包括至少两个二维液晶阵列，每个二维液晶阵列包含M个一维液晶阵列，对应M个输入端口，用于将接收的水平光信号切换至不同的方向输出；

所述前透镜变换系统10、所述光切换平面透镜变换系统11以及所述后透镜变换系统12用于实现高斯光束的传输变换，将所述输入二维液晶阵列组合9传输过来的光切换信号，变换至所述输出二维液晶阵列组合13上的指定位置；

所述输出二维液晶阵列组合13包括至少两个二维液晶阵列，每个二维液晶阵列包含M个一维液晶阵列，组合后实现N个方向输出，对应N个输出端口，用于将接收的光信号切换至指定方向水平输出。

优选的，所述一维液晶阵列由i个结构对级联而成，所述结构对包括液晶芯片1和双折射晶体2，通过控制所述液晶芯片1上的电压变化，调节入射光的偏振态，经所述双折射晶体2折射后使光信号从不同方向输出。