[实用新型]一种波长选择开关

说明书

本实用新型属于光通信和网络光波长交换技术领域，并公开了一种波长选择开关，其包括沿着光路方向依次布置的光纤阵列端口、准直器阵列、光束整形组件、偏振组件、曲面反射镜、衍射光栅或棱栅、光束偏转组件和硅基液晶相位空间光调制器；其中根据其自由曲面的特性对WSS整体光路重新进行了优化设计，可显著提高波长选择开关的综合性能，例如降低插入损耗及改善插入损耗的波长平坦度等。通过本实用新型，能够有效解决现有设备存在的光学元件生产成本高、光路复杂和装配难度大等问题，因而尤其适用于WDM网络中的可重构光分插复用器之类的用途。

技术领域

本实用新型属于光通信和网络光波长交换技术领域，更具体地，涉及一种波长选择开关。

背景技术

在光通信领域，波分复用(Wavelength division Multiplexing,WDM)技术越来越广泛地应用在各级的光传输网络中。波分复用是当前最为常见的光层组网技术，通过在一根光纤中复用不用波长进行传输，容易实现Gbit/s 甚至Tbit/s的传输容量。而可重构光分插复用器(Reconfigurable Add/Dropmultiplexer,ROADM)是WDM网络中的核心光交换设备，可以在任一端口对任意波长进行配置。波长选择开关(Wavelength Selective Switch,WSS)作为实现动态可重构光加/减复用(ROADM)的新一代技术，具有网状架构，可以支持任意端口波长任意上下行的功能。

基于硅基液晶(LCOS)的WSS使用最为广泛，这种带宽可调谐的WSS 可以满足运营商对于下一代网络中带宽灵活的ROADM的需求。然而，进一步的研究表明：首先，现有的WSS中的玻璃镜片大多由传统的球面玻璃研磨工艺生产而成，受限于使用球面镜片，因此造成WSS内部光路构成复杂，还存在一定的色像差；其次，鉴于传统的球面玻璃研磨工艺，并且镜片在研磨抛光之后需要经过定位测量、机械切割和打磨等工序获得最终适合安装的形状，这些加工过程往往会累积较大的误差，从而为获得高精度的光学镜片，往往需要反复测量修正，造成较高的镜片生产成本；同时，镜片形貌的不一致性造成装配过程中镜片需要反复调整，极大增加了装配生产难度。因而针对WSS设备，目前其中的光学镜片组件无法满足进一步降低低成本、实现镜面高自由度面型以及尺寸高度一致性的需求。本领域亟需解决以上技术问题，以便降低WSS设备生产成本、使其更广泛地应用于现代化光纤通信，以满足WDM网络对更高质量和效率的波长配置的需求。

实用新型内容

针对现有技术的以上不足之处和改进需求，本实用新型提供了一种新型的波长选择开关，其中根据其自由曲面的特性对WSS整体光路重新进行了优化设计，相应不仅有效解决了现有WSS设备具备的光学组件生产成本高、存在一定像差和光路复杂等问题，而且还通过曲面反射镜面型的高自由度设计显著提高了波长选择开关的综合性能，例如降低插入损耗及改善插入损耗的波长平坦度等。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种波长选择开关，该波长选择开关包括沿着光路方向依次布置的光纤阵列端口、准直器阵列、光束整形组件、偏振组件、曲面反射镜、衍射光栅、光束偏转组件和硅基液晶相位空间光调制器，光线被所述硅基液晶相位空间光调制器有选择性地反射后可沿原路经返回所述光纤阵列端口，其特征在于：

该光纤阵列端口与所述准直器阵列保持一一对应，其用于外接光纤并将光束输入至所述准直器阵列，然后由此准直器阵列执行准直处理；

该光束整形组件用于对准直处理后的光束进行整形，将圆形光斑转换为椭圆形，且使得此椭圆形光斑的长轴垂直于整体光路所在的平面，然后继续输送至所述偏振组件；

该偏振组件用于将入射光束分离成正交偏振，并转化成两束偏振方向一致的光束，然后继续输送至所述曲面反射镜；

该曲面反射镜用于对光束形状进行调节，并将来自所述偏振组件的两束偏振方向一致的光束反射调整为平行光束，然后继续输送至所述衍射光栅；