[发明专利]一种光交换装置

权利要求书

1.一种光交换装置，其特征在于，包括：至少一个输入输出器件以及交换引擎；

其中，所述输入输出器件包括：准矩形滤波光斑整形器，依次分布于所述准矩形滤波光斑整形器的传输光轴上的色散方向光斑放大器件、光栅器件、色散方向光斑聚焦器件；还包括：所述滤波光斑整形器与所述光栅器件之间的第一交换方向聚焦器件；所述光栅器件与所述交换引擎之间的第二交换方向聚焦器件；其中所述色散方向与交换方向垂直，并且所述色散方向和所述交换方向均与所述传输光轴垂直；

所述准矩形滤波光斑整形器用于接收第一光纤发送的高斯光信号，并将所述高斯光信号转换为准矩形滤波光信号，所述准矩形滤波光信号具有准矩形滤波光斑特征或所述准矩形滤波光斑特征的傅里叶变换形态，所述高斯光信号的光斑为高斯光斑；

所述色散方向光斑放大器件用于在色散方向将所述准矩形滤波光信号聚焦于所述光栅器件；

所述光栅器件用于将所述色散方向光斑放大器件在色散方向聚焦的所述准矩形滤波光信号中不同波长的光信号在色散方向进行衍射形成至少一条色散方向的色散光线；

所述色散方向光斑聚焦器件用于将所述至少一条色散方向的色散光线聚焦于所述交换引擎，以便于所述交换引擎将任意一条所述色散方向的色散光线变换传输方向后发送至其他输入输出器件并通过第二光纤输出；

所述第一交换方向聚焦器件用于在交换方向将所述准矩形滤波光信号聚焦于所述光栅器件；

所述第二交换方向聚焦器件用于在交换方向将聚焦于所述光栅器件的准矩形滤波光信号聚焦于所述交换引擎，以便于所述交换引擎在交换方向将聚焦于所述交换引擎的准矩形滤波光信号变换传输方向后发送至其他输入输出器件并通过所述第二光纤输出；

所述准矩形滤波光信号在所述交换引擎上的光斑的振幅随分布变化的第一斜率K1连续变化，且所述第一斜率K1的绝对值大于或等于高斯光斑的振幅随分布变化的第二斜率K2的绝对值，其中，y为交换方向高斯光斑分布的坐标值，w₀为振幅降至最大值1/e时的光斑半径，x为色散方向高斯光斑分布的坐标值，所述准矩形滤波光信号在所述交换引擎上的光斑半径以内的能量占比大于所述高斯光斑的光斑半径以内的能量占比。

2.根据权利要求1所述的光交换装置，其特征在于，所述准矩形滤波光信号在所述交换引擎上的光斑半径以内的能量占比大于91.1％。

3.根据权利要求1所述的光交换装置，其特征在于，所述准矩形滤波光信号在所述交换引擎上的光斑形态呈现单边裁剪高斯光斑；

所述单边裁剪高斯光斑在交换方向的光斑振幅分布使得光斑能量分布满足如下公式：

所述单边裁剪高斯光斑在色散方向的光斑半径以外能量为0，光斑半径以内振幅分布使得光斑能量分布满足如下公式：

A为能量归一化后的振幅最高值，y为交换方向光斑分布的坐标值，w₀₁为振幅降至最大值1/e时的光斑半径，x为色散方向光斑分布的坐标值。

4.根据权利要求1所述的光交换装置，其特征在于，所述准矩形滤波光信号在所述交换引擎上的光斑形态呈现锥形光斑；

所述锥形光斑在交换方向的光斑半径以外能量为0，所述锥形光斑在交换方向的光斑振幅分布使得光斑能量分布满足如下公式：

所述锥形光斑在色散方向的光斑半径以外能量为0，所述锥形光斑在色散方向的光斑半径以内振幅分布使得光斑能量分布满足如下公式：

A为能量归一化后的振幅最高值，y为交换方向光斑分布的坐标值，w₀₂为光斑能量下降为0时的光斑半径，x为色散方向光斑分布的坐标值。

5.根据权利要求1所述的光交换装置，其特征在于，所述准矩形滤波光信号在所述交换引擎上的光斑形态呈现圆形裁剪高斯光斑；

所述圆形裁剪高斯光斑在交换方向的光斑振幅分布使得光斑能量分布满足如下公式：

所述圆形裁剪高斯光斑在色散方向的光斑半径以内振幅分布使得光斑能量分布满足如下公式：

A为能量归一化后的振幅最高值，y为交换方向光斑分布的坐标值，w₀₃为光斑能量下降为0时的光斑半径，x为色散方向光斑分布的坐标值。