一种双波长选择开关的制作方法

本发明实施例涉及光通信技术领域，尤其涉及一种波长选择开关。

背景技术：

波长选择开关是可重构光插分复用器(reconfigurableopticaladd-dropmultiplexe，roadm)的核心，全光roadm节点的引入可以提供以波长为单位的光域调度能力。波长选择开关的端口与波长无关，网络侧和客户侧的链接都可以使用，提供方向不受限的波长交换。

现有技术能够实现的波长选择开关包括至少一个输入端口和n个输出端口，或包括n个输入端口和至少一个输出端口(n为大于等于1的自然数)，可以将多个输入端口的光束切换至输出端口。鉴于目前波长选择开关模块成本高昂，通常在一个模块里面制作两套可独立使用的波长选择开关，称为双波长选择开关，双波长选择开关共用了绝大部分的元器件，极大地降低了成本。目前的双波长选择开关一般是在波长方向分光，一定程度上造成了器件尺寸增加。

技术实现要素：

本发明提供一种双波长选择开关，以解决当roadm光节点中波长选择开关需求数量增多导致成本和空间增加的问题，并且实现波长选择开关器件的小型化，提高了器件性能，降低了工艺难度。

本发明实施例提供了一种双波长选择开关，包括准直器阵列组件、偏振转换组件、分离组件、扩束组件、色散组件、聚焦组件、第二补偿装换组件和偏转引擎，其特征在于：

所述准直器阵列组件，输出第一单元准直光束和第二单元准直光束；

所述偏振转换组件，包括偏振分光组件和第一补偿转换组件，将所述第一单元准直光束转换为两个第一偏振态光束，将所述第二单元准直光束转换为两个第二偏振态光束，其中，所述第一偏振态和所述第二偏振态相互垂直；

所述分离组件，将所述两个第一偏振态光束和所述两个第二偏振态光束分离；

所述扩束组件，将所述分离后的光束进行扩束；

所述色散组件，将扩束后的光束中各个波长的光分散开；

所述聚焦组件，包括偏转元件和聚焦元件，将分散开的光束聚焦为第一单元聚焦光束和第二单元聚焦光束；

所述第二补偿转换组件，将所述第一单元聚焦光束的偏振态转换为与所述第二单元聚焦光束相同的偏振态；

所述偏转引擎，包括至少两个偏转控制区，分别对入射到所述偏转控制区的光束进行偏转，以选择所述准直器阵列组件对应的输出端口。

本发明实施例提供的双波长选择开关，其准直器阵列组件输出第一单元准直光束和第二单元准直光束，偏振转换组件包括偏振分光组件和第一补偿转换组件，将第一单元准直光束转换为两个第一偏振态光束，将第二单元准直光束转换为两个第二偏振态光束，解决了roadm光节点中波长选择开关需求数量增多导致成本和空间增加的问题，并且实现了波长选择开关器件的小型化，提高了器件性能，降低了工艺难度。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种双波长选择开关在波长维度上的光路示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种双波长选择开关在偏转维度上的光路示意图；

图3是本发明实施例一提供的一种准直器阵列组件的输入输出端口示意图；

图4是本发明实施例一提供的偏振转换组件的结构示意图；

图5是本发明实施例一提供的第二转换补偿组件的结构示意图；

图6是本发明实施例二提供的另一种准直器阵列组件的输入输出端口示意图；

图7是本发明实施例二提供的另一种双波长选择开关在偏转维度上的光路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

本发明实施例提供一种双波长选择开关，如图1和图2所示的双波长选择开关的光路结构示意图，其中，图1是该双波长选择开关在波长维度上的光路示意图，图2是该双波长选择开关在偏转维度上的光路示意图。该双波长选择开关，包括准直器阵列组件11、偏振转换组件12、分离组件13、扩束组件14、色散组件15、聚焦组件16、第二补偿装换组件17和偏转引擎18，其中：

准直器阵列组件11，输出第一单元准直光束和第二单元准直光束；

偏振转换组件12，包括偏振分光组件121和第一补偿转换组件122，将第一单元准直光束转换为两个第一偏振态光束，将第二单元准直光束转换为两个第二偏振态光束，其中，第一偏振态和第二偏振态相互垂直；

分离组件13，将两个第一偏振态光束和两个第二偏振态光束分离；

扩束组件14，将分离后的光束进行扩束；

色散组件15，将扩束后的光束中各个波长的光分散开；

聚焦组件16，包括偏转元件161和聚焦元件162，将分散开的光束聚焦为第一单元聚焦光束和第二单元聚焦光束；

第二补偿转换组件17，将第一单元聚焦光束的偏振态转换为与第二单元聚焦光束相同的偏振态；

偏转引擎18，包括至少两个偏转控制区，分别对入射到所述偏转控制区的光束进行偏转，以选择所述准直器阵列组件对应的输出端口。

本发明实施例一中，准直器阵列组件输出第一单元准直光束和第二单元准直光束，分别对应第一单元波长选择开关和第二单元波长选择开关，将第一单元准直光束转换为两个第一偏振态光束，将第二单元准直光束转换为两个第二偏振态光束，解决了当增加roadm光节点中波长选择开关数量时导致成本和空间增加的问题，并且实现了波长选择开关器件的小型化，提高了器件性能，降低了工艺难度。

进一步的，图3是本发明实施例一提供的准直器阵列组件的输入输出端口示意图，如图3所示，该准直器阵列组件11包括至少两个准直器阵列fa1和fa2，在偏转维度上设置为一列，其中，准直器阵列fa1和fa2分别为包括至少1个输入端口，n个输出端口的准直器阵列，n为大于等于1的自然数。

准直器阵列fa1和fa2均由光纤输入输出阵列和微透镜阵列组成，其中，光纤输入端口的输入信号为密集波分复用光信号。两个准直器阵列在偏转维度上设置为一列，其中，偏转维度是指光信号切换到不同准直器端口所在的维度。准直器阵列fa1输出第一单元准直光束，对应于第一单元波长选择开关，准直器阵列fa2输出第二单元准直光束，对应于第二单元波长选择开关。第一单元波长选择开关和第二单元波长选择开关除准直器阵列组件11外，共用其他元器件，并制作封装在一个模块里面，构成双波长选择开关。

进一步的，图4是本发明实施例一提供的偏振转换组件的结构示意图，如图4所示，偏振转换组件12包括偏振分光组件121和第一补偿转换组件122。其中，偏振分光组件121包括第一反射棱镜1211、偏振分光棱镜pbs1212和第二反射棱镜1213，在所述偏转维度上贴合设置为一列。第一补偿转换组件122包括补偿块1221和半波片1222，贴合设置于第一反射棱镜之后。波长维度是扩束后的光束在经过色散组件15时各个波长的光分散开的维度，并且波长维度和偏转维度相互垂直。

在偏振转换组件12中，第一单元准直光束经过pbs1212在偏转维度上分光为一个第一偏振态的光束和一个第二偏振态的光束，第二偏振态的光束经过第一反射棱镜1211反射，经过第一转换补偿组件122转为为第一偏振态的光束，因此，第一单元准直光束经过偏振转换组件12转换为两个在偏转维度上分离并相互平行的第一偏振态的光束。第二单元准直光束经过偏振转换组件12，则将其转换为两个在偏转维度上分离并相互平行的第二偏振态的光束，至此，第一单元准直光束和第二单元准直光束在空间上重合且偏振方向相互垂直。

通过偏振转换组件的设置，避免了将不同偏振态的两个光束在波长维度分开导致的器件尺寸增加的缺陷。并且，通过半波片设置将不同偏振态的两个光束转换为相同偏振态的两个光束，避免了在准直器阵列组件的每个输入输出端口都要设置半波片造成的工艺难度较大的缺陷。

进一步的，分离组件13为双折射晶体，优选为纯钒酸钇晶体或沃拉斯顿棱镜，将两个第一偏振态光束和两个第二偏振态光束分开一定的角度，将双波长选择开关的第一单元准直光束和第二单元准直光束分离，以便在偏转引擎上分别处理。

进一步的，扩束组件14为棱镜、柱面反射镜、柱透镜或柱透镜组。

进一步的，色散组件15为棱镜、透射式光栅、反射式光栅或棱镜与光栅的组合。

进一步的，偏转元件161，包括至少一个柱透镜，屈光方向设置于所述偏转维度上。其中，偏转元件161将两个第一偏振态光束和两个第二偏振态光束在偏转维度上会聚。

进一步的，聚焦元件162，包括至少一个柱透镜，屈光方向设置于所述波长维度上。其中，聚焦元件162将经过色散组件15分散开的各个波长的光束在波长维度上聚焦。

进一步的，图5是本发明实施例一提供的第二补偿转换组件的结构示意图，如图5所示，第二补偿转换组件17包括半波片171和补偿块172，在所述偏转维度上设置为一列。其中，半波片171是将偏振态相互垂直的第一单元聚焦光束和第二单元聚焦光束转换为相同偏振态的光束，补偿块172是对光程差进行补偿，使最终会聚到偏转引擎18的光束以相同偏振态会聚在不同的偏转控制区，同时，第二转换补偿组件17可以设置在分离组件13和偏转引擎18之间的任意位置。

进一步的，偏转引擎为微机电系统mems、液晶lc或硅基液晶lcos相位空间调制器。

实施例二

本发明实施例二提供另一种双波长选择开关，作为上述实施例的另外一种实施方式，如图6所示，示出了另一种准直器阵列组件的输入输出端口示意图。该准直器阵列组件11至少包括第一单元端口组m1和第二单元端口组m2，第一单元端口组m1和第二单元端口组m2在偏转维度上交替设置为一列，其中，端口组包括至少1个输入端口，n个输出端口的准直器阵列，n为大于等于1的自然数。

图7是本实施例二提供的另一种双波长选择开关在偏转维度上的光路，如图7所示，该波长选择开关包括准直器阵列组件11、偏振转换组件12、扩束组件13、色散组件14、聚焦组件15和偏转引擎16。

在该双波长选择开关中，偏振转换组件12中的偏振分光组件121包括第一反射棱镜1211和pbs1212。聚焦组件15包括偏转元件151和聚集元件152。将准直器阵列组件11的两个输入输出端口组以一定角度设置，可以直接将第一单元光束和第二单元光束分离开来，第一单元光束经过偏振转换组件后，转换为两个在偏转维度分离并相互平行的第一偏振态光束，同样地，第二单元光束经偏振转换组件后转换为相同的两个第一偏振态光束，从而无需设置分离组件和第二补偿转换组件。

本发明实施例二在上述实施例一的基础上，将准直器阵列组件中的两个准直器阵列交替设置，将第一单元光束的两个第一偏振态光束和第二单元光束两个第一偏振态光束在偏转维度上以一定角度分离，从而进一步减少了波长选择开关的组件，节约了成本。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显得变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。