一种波长选择开关WSS的制作方法

本申请涉及光通信领域，尤其涉及一种波长选择开关wss。

背景技术：

光网络正朝着大容量、低时延、智能化的方向持续发展演进。可重构光分插复用器(reconfigurableopticaladd-dropmultiplexer，roadm)和光交叉互连(opticalcross-connect，oxc)等光交换技术不仅支撑了当前商用的光网络，而且是实现下一代光网络的的关键技术之一。波长选择开关(wavelengthselectiveswitch，wss)作为oxc的核心器件，其端口/通道扩展具有迫切需求和现实价值。

传统的wss基于相位型硅基液晶(liquidcrystalonsilicon，lcos)来作为其核心交换引擎，从而光路交换。其中，lcos为可编程实现特定相位分布的反射型衍射光栅，其主要功能是将入射光束偏转至相应的出射方向。如图1a和图1b所示，一种wss的原理示意图。该装置为一种n×nwss，即该wss具有n个输入端口和n个输出端口，实现输入端口和输出端口之间任意配对的全光连接。其中，图1a为该wss的主视图，图1b为该wss相应的俯视图。该装置的主要组成元件包括：输入端口光纤阵列101、输出端口光纤阵列106、分光光栅102和105，以及第一级lcos103和第二级lcos104。其中，lcos为反射型器件；为了直观表达第一级lcos103和第二级lcos104对光束偏转的角度关系(偏转角度相等)，采用了图1a中的折射图示意。对于不同的输入端口，第一级lcos103可独立地对相应的光束进行偏转；对于不同的输出端口，第二级lcos104可独立地对相应的光束进行偏转。

随着的光网络的发展，wss的端口数目也大幅扩展。受限于wss的结构尺寸和光路设计，wss的端口数目扩展，其实现光路交换的所需最大光束偏转角也相应增大。若采用相同lcos交换引擎，为了增加最大光束偏转角，必然导致偏转光束衍射效率和隔离度的下降，从而增加了wss的串扰。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种波长选择开关wss，用于抑制偏转光束的衍射子峰、提升隔离度，从而大幅降低wss串扰。

第一方面，本申请实施例提供一种波长选择开关wss，其具体包括：输入端口光纤阵列、分光光栅组、输出端口光纤阵列和光束偏转器件组，该光束偏转器件组包括两个光束偏转器件和至少一个波前调控元件，其中至少一个光偏转器件为硅基液晶lcos；该波前调控元件处于该分光光栅与该光束偏转器件组之间的光路上或者该波前调控元件与该lcos集成为集成lcos；该输入端口光纤阵列包括n个端口，各端口接收多波长光信号；该分光光栅组对从所述n个端口接收的多波长光信号进行分波输出至n*m个波长通道进行传输，其中，n和m均为正整数；该光束偏转器件组对该n*m个波长通道传输的光信号进行偏转，并传输至该分光光栅组；该分光光栅组对该n*m个波长通道传输的光信号进行合波输出至该输出端口光纤阵列；该波前调控元件与该lcos联合调制该n*m个波长通道传输的光信号，使得该wss抑制该n*m个波长通道传输的光信号经过该lcos产生的衍射子峰。

本申请实施例提供的技术方案中，在该wss的光束偏转器件组中加入了波前调控元件，使得该波前调控元件与原有的lcos联合调制该n个端口和m个波长通道传输的光信号，使得该wss抑制该m个波长通道传输的光信号的衍射子峰、从而提升隔离度，并大幅降低wss串扰。同时该波前调控元件对该n*m个波长通道传输的光信号的调制与该lcos对该n*m个波长通道传输的光信号的偏转匹配(即该波前调控元件与该lcos联合调制该光信号之后减少干扰偏振光)，以达到干扰偏振光减少。

可选的，该波前调控元件的具体结构可以如下：该波前调控元件包括n*m个阵列单元，n表示行，用于对应该n个端口，其中同一行阵列单元用于对应同一端口的不同波长通道，m表示列，用于对应该m个波长通道，其中同一列阵列单元用于对应同一波长通道的不同端口；该n*m个阵列单元中的每一个阵列单元引入的波前调控根据该lcos的每一个光斑单元和偏转角度所形成的相位图确定；该n*m个阵列单元中的每一个阵列单元调制所述输入端口光纤阵列接收到的n*m个光信号中的对应光信号，使得所述wss抑制所述对应光信号经过该lcos产生的衍射子峰；该n*m个阵列单元中同一列的阵列单元具有相同的结构。可以理解的是，该n*m个阵列单元中不同列的阵列单元的结构根据该阵列单元对应的光信号的中心波长和通道带宽确定。本实施例中该波前调控包括强度和相位调控，具体需求根据wss的需求确定。

本申请实施例中，由于该波前调控元件可以与该lcos分别独立存在也可以集成为一个整体，这样可以实现wss结构的多样性，从而适用于不同场景。本申请实施例中根据这两种情况分别进行描述：

一种示例性方案中，该波前调控元件与该lcos分别为独立的实体装置，此时可选的，该波前调控元件可以是衍射光学元件或者是超表面光学元件。本实施例中，该波前调控元件还可以是表面等离子体光学元件或者是衍射光栅。具体情况，此处不做限定，只要可以实现该波前调控元件与该lcos联合调制该n*m个波长通道传输的光信号，达到该wss抑制该m个波长通道传输的光信号经过该lcos产生的衍射子峰的功能即可。

基于上述方案，以波前调控元件的不同情况进行说明：

一种示例性方案中，该波前调控元件为超表面光学元件，这时，该超表面光学元件的阵列单元包括多个纳米柱，该纳米柱的宽度小于等于该多波长光信号的波长，该纳米柱的高度小于等于该多波长光信号的波长；该多个纳米柱按照列分组进行排列，同时，本实施例中，每列纳米柱的长度(即每一列全部纳米柱排列的长度)等于该阵列单元的长度(即列方向上为该阵列单元边的长度)；其中每一列纳米柱所占宽度为d，相邻列之间各个纳米柱的排列位置相同。本实施例中，该纳米柱的材料可以为si、sin、ito、固态金属、sio2中的任意一种，而该阵列单元的材料可以是si、sin、ito、固态金属、sio2中的任意组合，即该阵列单元可以是单一材料组成，也可以是多种材料组成，具体情况此处不做限定。本实施例中该纳米的定义为该纳米柱的尺寸为纳米量级，本申请实施例中其他地方提及的纳米也是该定义。同时该纳米柱的形状可以是圆柱，也可以是其他可能的形状，比如方形柱等等，具体形状此处不做限定，只要可以实现该阵列单元的功能即可。

在超表面光学元件的阵列单元中，每一列纳米柱按照排列周期进行排列，其中，该排列周期由该wss中预设偏转角集合对应的lcos衍射光栅周期确定(可以理解的是，该排列周期可以等于该wss中预设偏转角集合对应的lcos衍射光栅周期的平均值，也可以是取该wss中预设偏转角集合对应的lcos衍射光栅周期中的任意值)，而该预设偏转角集合包括该wss的最大偏转角，以及距离该最大偏转角预设范围的偏转角中的至少一个。比如，该wss的最大偏转角为10度，则该预设偏转角集合中可以包括10度、9度、8度。其中基于上述排列方式，在一列纳米柱中，相邻纳米柱之间的排列距离可以有如下几种可能实现方式：一种可能实现方式中，该排列距离满足一个排列周期内的纳米柱的调控相位与该wss中预设偏转角集合对应的的lcos衍射光栅在突变点的相位变化互补。此时该lcos的相位图与该阵列单元的相位图固定，且满足调制需求。另一种可能实现方式中，该排列距离取任意值，此时该lcos的相位图由该阵列单元的相位图和该wss中光信号的所需要偏转角度确定。因为该阵列单元的相位图根据该排列距离的取值确定，然后在该wss中光信号所需要的偏转角度确定的情况下，可以根据该阵列单元的相位图和该wss中光信号所需要的偏转角度计算得到该lcos的相位图，然后调整该lcos。这样根据不同情况确定该纳米柱的中心距离以及排列周期，更针对性的抑制经过lcos的衍射子峰，从而提高wss的隔离度。

一种示例性方案中，该波前调控元件为衍射光学元件时，该阵列单元包括多个不同高度的平台台阶，该平台台阶的宽度小于该多波长光信号的波长，该高度为该平台台阶垂直该阵列单元底面的边，该宽度为该平台台阶沿行方向(即在n*m个阵列单元中，沿m方向)平行于该阵列单元底面的边。衍射光学元件作为波前调控元件时，通常是采用蚀刻的方式加工该光学元件，加工方式更简便。

另一示例性方案中，该波前调控元件与该lcos集成为一个整体(即集成lcos)，此时可选的，该波前调控元件可以是衍射光学元件或者是超表面光学元件。本实施例中，该波前调控元件还可以是表面等离子体光学元件或者是衍射光栅。具体情况，此处不做限定，只要可以实现该波前调控元件与该lcos联合调制该m个波长通道传输的光信号，达到该wss抑制该n*m个波长通道传输的光信号经过该lcos产生的衍射子峰的功能即可。本实施例中该波前调控元件与该光束偏转器件组中的lcos集成为一体，这样可以有效的节省wss的设计空间，减小wss的结构大小。

基于该方案，以波前调控元件的不同情况进行说明：

一种示例性方案中，该波前调控元件为超表面光学元件时，该集成lcos包括该超表面光学元件、玻璃盖板、透明电极、对准层、液晶层、反射涂层、互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor，cmos)基板以及印制电路板(printedcircuitboard，pcb)；该超表面光学元件、该玻璃盖板、该透明电极、该对准层、该液晶层、该反射涂层、该cmos基板以及该pcb依次相连。

另一种示例性方案中，该波前调控元件为超表面光学元件时，该集成lcos包括玻璃盖板、透明电极、对准层、液晶层、该超表面光学元件、间隔层、反射涂层、cmos基板以及pcb；该玻璃盖板、该透明电极、该对准层、该液晶层、该超表面光学元件、该间隔层、该反射涂层、该cmos基板以及该pcb依次相连。

本实施例中该集成lcos中的波前调控元件可以具有上述波前调控元件作为独立器件时的全部结构与功能，此处不再赘述。同时该集成lcos中的波前调控元件还可以具有如下特征：

该超表面光学元件中的纳米柱按照列进行排列，且该多个纳米柱的宽度可以为任意值，该纳米柱的高度小于该阵列单元对应的光信号的波长。其中，每列纳米柱中的相邻纳米柱之间的中心距离小于该阵列单元对应的光信号的二分之一波长。同时为了保证该lcos的像素中对应整数个纳米柱，其中心距离应该等于该lcos的像素宽度的约数；即可以表示为每x*y个纳米柱与一个阵列单元对应，也与该lcos的一个像素对应。其中，该x与该y均为整数，且该x可以与该y为同一数值，也可以是不同的数值，具体此处不做限定。此处该x*y个纳米柱与该lcos的一个像素对应，即相当于该x*y个纳米柱与一个光信号对应。

另一个示例性方案中，该波前调控元件为衍射光学元件时，该集成lcos包括该衍射光学元件、玻璃盖板、透明电极、对准层、液晶层、反射涂层、cmos基板以及pcb；该衍射光学元件、该玻璃盖板、该透明电极、该对准层、该液晶层、该反射涂层、该cmos基板以及该pcb依次相连。本实施例中该集成lcos中的波前调控元件可以具有上述波前调控元件作为独立器件时的全部结构与功能，此处不再赘述。同时该集成lcos中的波前调控元件还可以具有如下特征：该衍射光学元件中的阵列单元包括多个高度不同的平台台阶，其中，该平台台阶的高度可以为任意值，该平台台阶的高度为该平台台阶垂直于该衍射光学元件底面的边；每列平台台阶中的相邻平台台阶之间的中心距离小于该阵列单元对应的光信号的二分之一波长。同时为了保证该lcos的像素中对应整数个纳米柱，其中心距离应该等于lcos的像素宽度的约数；即可以表示为每q*t个平台台阶与一个阵列单元对应，也与该lcos的一个像素对。其中，该q和该t均为正整数，且该q可以与该t为同一数值，也可以是不同的数值，具体此处不做限定。此处每q*t个平台台阶与该lcos的一个像素对应，即相当于该q*t个平台台阶与一个光信号对应。

综合上述各方案所描述的wss，在该多波长光信号的中心波长和通道带宽指示的应用场合不同时，该n*m个阵列单元中的相邻列的阵列单元具有不一样的设计方案，具体情况如下：

一种示例性方案中，在该光信号的应用场合为面向分立通带时，该n*m个阵列单元中不同列的阵列单元结构不相同；

另一种示例性方案中，在该光信号的应用场合为宽谱面向flexgrid时，该n*m个阵列单元中每一列的阵列单元结构都相同。

另一种示例性方案中，在该光信号的应用场合为重叠频谱面向flexgrid时，该n*m个阵列单元按列分为r组，每组包括s个相邻列，其中同一组内的阵列单元结构相同，不同组内的阵列单元结构不同，其中该r与该s的乘积等于该m，其中同一组的阵列单元适用于同一重叠频谱。即本实施例中按照重叠频谱对该n*m个阵列单元进行按列分组。比如适用于0至200赫兹的频谱划分一个阵列单元组，而这一组内的阵列单元的结构相同。

可以理解的是，该面向分立通带场景下，不同波长通道的中心频率间隔相同，比如有10个波长通道，不同波长通道的中心频率间隔为50ghz，且可以覆盖50ghz带宽；宽谱面向flexgrid场景下，不同的波长通道的中心频率相同且该中心频率为宽谱，比如有10个波长通道，每个波长通道的中心频率都相同，即具备同样的中心波长，且覆盖500ghz带宽；具备重叠频率面向flexgrid的场景下，相邻的波长通道的中心频率存在重叠，比如不同波长通道的中心频率间隔为50ghz覆盖的带宽大于50ghz，如100ghz。

可选的，本实施例中，分光光栅组可以包括一个分光光栅或者两个分光光栅。具体情况如下：

一种示例性方案中，在该分光光栅组包括一个分光光栅时，该多波长光信号从该输入端口光纤阵列输入，传输至该分光光栅，通过该分光光栅的一面对该多波长光信号进行分波输出至该n*m个波长通道进行传输；该光束偏转器件组对该n*m个波长通道传输的光信号进行偏转，并传输至该分光光栅，通过该分光光栅的另一面对该n*m个波长通道传输的光信号进行合波输出至该输出端口光纤阵列；

另一种示例性方案中，在该分光光栅组包括两个分光光栅，分别为第一分光光栅和第二分光光栅时，该多波长光信号从该输入端口光纤阵列输入，传输至该第一分光光栅；该第一分光光栅对该多波长光信号进行分光输出至n*m个波长通道进行传输；该光束偏转器件组对该n*m个波长通道传输的光信号进行偏转，并传输至该第二分光光栅；该第二分光光栅对该n*m个波长通道传输的光信号进行合波并输出到该输出端口光纤阵列。这样分光光栅组可以根据实际情况选择相应的组合方式，增加wss的结构多样性。

第二方面，本申请实施例提供一种波前调控元件，其应用于包括至少一个lcos的wss中，其具体包括：n*m个阵列单元，n表示行，用于对应该wss中的n个端口，其中同一行阵列单元用于对应同一端口的不同波长通道，m表示列，用于对应该wss中的m个波长通道，其中同一列阵列单元用于对应同一波长通道的不同端口，其中，n和m均为正整数；该n*m个阵列单元中的每一个阵列单元引入的波前调控根据wss中的lcos的每一个光斑单元和偏转角度所形成的相位图确定；该n*m个阵列单元中的每一个阵列单元调制所述输出端口光纤阵列收到的n*m个光信号中的对应光信号，使得所述wss抑制所述对应光信号经过该lcos产生的衍射子峰；该n*m个阵列单元中同一列的阵列单元具有相同的结构。同时，本实施例中，该n*m个阵列单元中不同列的阵列单元的结构根据该wss接收的多波长光信号的中心波长和通道带宽确定。本实施例中，该波前调控包括强度和相位调控，具体情况根据wss的需求确定。

可选的，在该波前调控元件为超表面光学元件时，该阵列单元包括多个纳米柱，该纳米柱的宽度小于等于该阵列单元对应的光信号的波长，该纳米柱的高度小于等于该阵列单元对应的光信号的波长；该多个纳米柱按列分组进行排列，每列纳米柱的长度等于该阵列单元按列方向上的长度(即每一列全部纳米柱排列的长度等于在列方向上该阵列单元边的长度，其中，在n*m个阵列单元中，沿n的方向即为列方向)；每一列纳米柱所占宽度为d，相邻列之间各个纳米柱的排列位置相同，该d大于等于该纳米柱中尺寸最大的纳米柱的宽度且小于等于该lcos的像素宽度。可以理解的是，本实施例中，该纳米柱是以中心对齐的方式进行排列。

基于上述方案，每一列纳米柱按照排列周期进行排列，其中，该排列周期由该wss中预设偏转角集合对应的lcos衍射光栅周期确定(可以理解的是，该排列周期可以等于该wss中预设偏转角集合对应的lcos衍射光栅周期的平均值，也可以是取该wss中预设偏转角集合对应的lcos衍射光栅周期中的任意值)，而该预设偏转角集合包括该wss的最大偏转角，以及距离该最大偏转角预设范围的偏转角中的至少一个。比如，该wss的最大偏转角为10度，则该预设偏转角集合中可以包括10度、9度、8度。其中上述排列方式，在一列纳米柱中，相邻纳米柱之间的排列距离可以有如下几种可能实现方式：一种可能实现方式中，该排列距离满足一个排列周期内的纳米柱的调控相位与该wss中预设偏转角集合对应的的lcos衍射光栅在突变点的相位变化互补。此时该lcos的相位图与该阵列单元的相位图固定，且满足调制需求。另一种可能实现方式中，该排列距离取任意值，此时该lcos的相位图由该阵列单元的相位图和该wss中光信号的所需要偏转角度确定。因为该阵列单元的相位图根据该排列距离的取值确定，然后在该wss中光信号所需要的偏转角度确定的情况下，可以根据该阵列单元的相位图和该wss中光信号所需要的偏转角度计算得到该lcos的相位图，然后调整该lcos。这样可以根据实际需求确定该wss的设计方案，从而保证wss在不同场景下的适应性。

可选的，在该波前调控元件为衍射光学元件时，该阵列单元包括多个不同高度的平台台阶，该平台台阶的宽度于该阵列单元对应的光信号的波长，该高度为该平台台阶垂直该阵列单元底面的边，该宽度为该平台台阶沿行方向上平行于该阵列单元底面的边。

第三方面，本申请实施例提供一种集成lcos，其具体结构包括：波前调控元件，玻璃盖板、透明电极、对准层、液晶层、反射涂层、cmos基板以及pcb；所述波前调控元件、所述玻璃盖板、所述透明电极、所述对准层、所述液晶层、所述反射涂层、所述cmos基板以及所述pcb依次相连。

可选的，该波前调控元件包括n*m个阵列单元，n表示行，用于对应该n个端口，其中同一行阵列单元用于对应同一端口的不同波长通道，m表示列，用于对应该m个波长通道，其中同一列阵列单元用于对应同一波长通道的不同端口，其中，n和m均为正整数；该n*m个阵列单元中的每一个阵列单元引入的波前调控根据该lcos的每一个光斑单元和偏转角度所形成的相位图确定；该n*m个阵列单元中的每一个阵列单元调制该输入端口光纤阵列接收到的n*m个光信号中的对应光信号，使得该wss抑制该对应光信号经过该lcos产生的衍射子峰；该n*m个阵列单元中同一列的阵列单元具有相同的结构。本实施例中，该波前调控包括强度和相位调控，具体情况由wss的具体需求确定。

可选的，该波前调控元件为超表面光学元件时，该阵列单元包括多个纳米柱，该纳米柱的宽度小于等于该阵列单元对应的光信号的波长，该纳米柱的高度小于等于该阵列单元对应的光信号的波长；

该多个纳米柱按列分组进行排列；

每一列纳米柱所占宽度为d，相邻列之间各个纳米柱的排列位置相同，该d大于等于该纳米柱中尺寸最大的纳米柱的宽度且小于等于该lcos的像素宽度。

可选的，该阵列单元内每一列纳米柱按照排列周期进行排列，该排列周期等于该wss中预设偏转角集合对应的lcos衍射光栅周期的平均值或该排列周期为该wss中预设偏转角集合对应的lcos衍射光栅周期中的任意值，该预设偏转角集合包括该wss的最大偏转角、以及距离该最大偏转角预设范围的偏转角中的至少一个。

可选的，该超表面光学元件中的纳米柱按照列进行排列，且该多个纳米柱的宽度可以为任意值，该纳米柱的高度小于该阵列单元对应的光信号的波长。其中，每列纳米柱中的相邻纳米柱之间的中心距离小于该阵列单元对应的光信号的二分之一波长。同时为了保证该lcos的像素中对应整数个纳米柱，其中心距离应该等于该lcos的像素宽度的约数；即可以表示为每x*y个纳米柱与一个阵列单元对应，也与该lcos的一个像素对应。其中，该x与该y均为整数，且该x可以与该y为同一数值，也可以是不同的数值，具体此处不做限定。此处该x*y个纳米柱与该lcos的一个像素对应，即相当于该x*y个纳米柱与一个光信号对应。

可选的，该波前调控元件为衍射光学元件时，该阵列单元包括多个不同高度的平台台阶，该平台台阶的宽度小于该阵列单元对应的光信号的波长，该高度为该平台台阶垂直该阵列单元底面的边，该宽度为该平台台阶沿行方向上平行于该阵列单元底面的边。

可选的，该衍射光学元件中的阵列单元包括多个高度不同的平台台阶，其中，该平台台阶的高度可以为任意值，该平台台阶的高度为该平台台阶垂直于该衍射光学元件底面的边；每列平台台阶中的相邻平台台阶之间的中心距离小于该阵列单元对应的光信号的二分之一波长。同时为了保证该lcos的像素中对应整数个纳米柱，其中心距离应该等于lcos的像素宽度的约数；即可以表示为每q*t个平台台阶与一个阵列单元对应，也与该lcos的一个像素对。其中，该q和该t均为正整数，且该q可以与该t为同一数值，也可以是不同的数值，具体此处不做限定。此处每q*t个平台台阶与该lcos的一个像素对应，即相当于该q*t个平台台阶与一个光信号对应。

第四方面，本申请实施例提供一种集成lcos，其具体结构包括：玻璃盖板、透明电极、对准层、液晶层、该超表面光学元件、间隔层、反射涂层、cmos基板以及pcb；该玻璃盖板、该透明电极、该对准层、该液晶层、该超表面光学元件、该间隔层、该反射涂层、该cmos基板以及该pcb依次相连。

本申请实施例提供的技术方案中，该波前调控元件直接与传统的lcos元件集成，使整个光学系统集成性更高。另外，这种新型的lcos可以作为单独的光学元件，用于光场调控，波束整形等，如投影显示、激光雷达等应用场景。

可选的，该波前调控元件包括n*m个阵列单元，n表示行，用于对应该n个端口，其中同一行阵列单元用于对应同一端口的不同波长通道，m表示列，用于对应该m个波长通道，其中同一列阵列单元用于对应同一波长通道的不同端口，其中，n和m均为正整数；该n*m个阵列单元中的每一个阵列单元引入的波前调控根据该lcos的每一个光斑单元和偏转角度所形成的相位图确定；该n*m个阵列单元中的每一个阵列单元调制该输入端口光纤阵列收到的n*m个光信号中的对应光信号，使得该wss抑制该对应光信号经过该lcos产生的衍射子峰；该n*m个阵列单元中同一列的阵列单元具有相同的结构。本实施例中，该波前调控包括强度和相位调控，具体情况由该wss的需求确定。

可选的，该波前调控元件为超表面光学元件时，该阵列单元包括多个纳米柱，该纳米柱的宽度小于等于该阵列单元对应的光信号的波长，该纳米柱的高度小于等于该阵列单元对应的光信号的波长；

该多个纳米柱按列分组进行排列；

每一列纳米柱所占宽度为d，相邻列之间各个纳米柱的排列位置相同，该d大于等于该纳米柱中尺寸最大的纳米柱的宽度且小于等于该lcos的像素宽度。

可选的，该阵列单元内每一列纳米柱按照排列周期进行排列，该排列周期等于该wss中预设偏转角集合对应的lcos衍射光栅周期的平均值或该排列周期为该wss中预设偏转角集合对应的lcos衍射光栅周期中的任意值，该预设偏转角集合包括该wss的最大偏转角、以及距离该最大偏转角预设范围的偏转角中的至少一个。

可选的，该超表面光学元件中的纳米柱按照列进行排列，且该多个纳米柱的宽度可以为任意值，该纳米柱的高度小于该阵列单元对应的光信号的波长。其中，每列纳米柱中的相邻纳米柱之间的中心距离小于该阵列单元对应的光信号的二分之一波长。同时为了保证该lcos的像素中对应整数个纳米柱，其中心距离应该等于该lcos的像素宽度的约数；即可以表示为每x*y个纳米柱与一个阵列单元对应，也与该lcos的一个像素对应。其中，该x与该y均为整数，且该x可以与该y为同一数值，也可以是不同的数值，具体此处不做限定。此处该x*y个纳米柱与该lcos的一个像素对应，即相当于该x*y个纳米柱与一个光信号对应。

第五方面，本申请实施例提供一种集成lcos，其具体结构包括：波前调控元件、透明电极、对准层、液晶层、反射涂层、cmos基板以及pcb；该波前调控元件、该透明电极、该对准层、该液晶层、该反射涂层、该cmos基板以及该pcb依次相连。

本申请实施例提供的技术方案中，该波前调控元件直接与传统的lcos元件集成，使整个光学系统集成性更高。另外，这种新型的lcos可以作为单独的光学元件，用于光场调控，波束整形等，如投影显示、激光雷达等应用场景。

可选地，所述波前调控元件以玻璃盖板为基底，在玻璃盖板上加工得到。进一步地，所述波前调控元件为超表面光学元件或衍射光学元件。

本申请实施例提供的技术方案中，在该wss的光束偏转器件组中加入了波前调控元件，使得该波前调控元件与原有的lcos联合调制该n个端口和m个波长通道传输的光信号，使得该wss抑制该m个波长通道传输的光信号的衍射子峰、从而提升隔离度，并大幅降低wss的串扰。

附图说明

图1a为wss的工作原理示意图；

图1b为wss的俯视图状态下的一种示例性结构示意图；

图2为本申请实施例中wss的一个结构示意图；

图3a为本申请实施例中wss的另一个结构示意图；

图3b为本申请实施例中wss的另一个结构示意图；

图4为本申请实施例中wss的工作效果示意图；

图5为本申请实施例中wss的另一个结构示意图；

图6为本申请实施例中超表面光学元件的阵列单元的一个结构示意图；

图7为本申请实施例中wss的另一个结构示意图；

图8为本申请实施例中衍射光学元件的阵列单元的一个结构示意图；

图9a为本申请实施例中wss的另一个结构示意图；

图9b为本申请实施例中集成lcos的一个结构示意图；

图10为本申请实施例中超表面光学元件的另一个结构示意图；

图11为本申请实施例中超表面光学元件的俯视示意图；

图12为本申请实施例中衍射光学元件的另一个结构示意图；

图13为本申请实施例中衍射光学元件的俯视示意图；

图14为本申请实施例中衍射光学元件的侧视示意图；

图15为本申请实施例中超表面光学元件的另一个结构示意图；

图16a为本申请实施例中集成lcos的另一个结构示意图；

图16b为本申请实施例中集成lcos的另一个结构示意图；

图17a为本申请实施例中集成lcos的另一个结构示意图；

图17b为本申请实施例中集成lcos的另一个结构示意图；

图17c为本申请实施例中集成lcos的另一个结构示意图；

图17d为本申请实施例中集成lcos的另一个结构示意图；

图17e为本申请实施例中集成lcos的另一个结构示意图；

图18a为本申请实施例中集成lcos的另一个结构示意图；

图18b为本申请实施例中集成lcos的另一个结构示意图；

图18c为本申请实施例中集成lcos的另一个结构示意图；

图18d为本申请实施例中集成lcos的另一个结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种波长选择开关wss，用于抑制偏转光束的衍射子峰、提升隔离度，从而大幅降低wss串扰。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

光网络正朝着大容量、低时延、智能化的方向持续发展演进。roadm和oxc等光交换技术不仅支撑了当前商用的光网络，而且是实现下一代光网络的的关键技术之一。wss作为oxc的核心器件，其端口/通道扩展具有迫切需求和现实价值。传统的wss基于lcos来作为其核心交换引擎，从而光路交换。其中，lcos为可编程实现特定相位分布的反射型衍射光栅，其主要功能是将入射光束偏转至相应的出射方向。如图1a和图1b所示，一种wss的原理示意图。该装置为一种n×nwss，即该wss具有n个输入端口和n个输出端口，实现输入端口和输出端口之间任意配对的全光连接。其中，图1a为该wss的主视图，图1b为该wss相应的俯视图。该装置的主要组成元件包括：输入端口光纤阵列101、输出端口光纤阵列106、分光光栅102和105，以及第一级lcos103和第二级lcos104。其中，lcos为反射型器件；为了直观表达第一级lcos103和第二级lcos104对光束偏转的角度关系(偏转角度相等)，采用了图1a中的折射图示意。对于不同的输入端口，第一级lcos103可独立地对相应的光束进行偏转；对于不同的输出端口，第二级lcos104可独立地对相应的光束进行偏转。随着的光网络的发展，wss的端口数目也大幅扩展。受限于wss的结构尺寸和光路设计，wss的端口数目扩展，其实现光路交换的所需最大光束偏转角也相应增大。若采用相同lcos交换引擎，为了增加最大光束偏转角，必然导致偏转光束衍射效率和隔离度的下降，从而增加了wss的串扰。

为了解决这一问题，本申请实施例提供如下一种wss，其具体结构如图2所示，该wss200包括：输入端口光纤阵列201、分光光栅组202、输出端口光纤阵列203和光束偏转器件组204，该光束偏转器件组204包括两个光束偏转器件和至少一个波前调控元件，其中至少一个光偏转器件为硅基液晶lcos；该至少一个波前调控元件处于该分光光栅组202与该光束偏转器件组204之间的光路上或者该波前调控元件与该lcos集成为集成lcos；该输入端口光纤阵列201包括n个端口，各端口接收多波长光信号；该分光光栅组202对该多波长光信号进行分波输出至n*m个波长通道；该光束偏转器件组204对该n*m个波长通道传输的光信号进行偏转，并传输至该分光光栅组202；该分光光栅组202对该n*m个波长通道传输的光信号进行合波输出至该输出端口光纤阵列203；该波前调控元件与该lcos联合调制该n*m个波长通道传输的光信号，使得该wss抑制该n*m个波长通道传输的光信号经过该lcos产生的衍射子峰。

可以理解的是，本申请实施例中该光束偏转器件组中的光束偏转器件还可以是微镜阵列(micro-electro-mechanical-systems，mems)，因此该光束偏转器件组的组合方式可以是mems和lcos，或者是两个lcos。

本实施例中，该分光光栅组可以包括一个分光光栅也可以包括两个分光光栅，在该分光光栅组包括一个分光光栅时，而该光束偏转器件组包括两个lcos时，该wss的结构可以如图3a所示，本申请实施例中wss的一个实施例示意图(本实施例中仅以正视图进行说明)包括：输入端口光纤阵列301、分光光栅302、第一级lcos303、第二级lcos304、输出端口光纤阵列305，以及波前调控元件306、波前调控元件307和波前调控元件308中的至少一个。其中各部件的光路如图3a所示，而图3a仅表示了一种可能性的连接方式。其中各部件的光路如图3a所示，而图3a仅表示了一种可能性的连接方式。可以理解的是，本实施例中，该波前调控元件的数量可以超出图3a所示的数量，其位置也可以不仅仅为图3a所示的位置，只要在该分光光栅302与该第一级lcos303之间的光路上、该分光光栅302与该第二级lcos304之间的光路上以及该第一级lcos303与该第二级lcos304之间的光路上即可，具体情况此处不做限定。

下面以该分光光栅组包括两个分光光栅以及该光束偏转器件组包括两个lcos为例对本申请实施例中的wss进行说明，具体请参阅图3b所示，本申请实施例中wss的一个实施例示意图(本实施例中仅以正视图进行说明)包括：

输入端口光纤阵列301、第一分光光栅302、第一级lcos303、第二级lcos304、第二分光光栅305、输出端口光纤阵列306，以及波前调控元件307、波前调控元件308和波前调控元件309中的至少一个。其中各部件的光路如图3b所示，而图3b仅表示了一种可能性的连接方式。可以理解的是，本实施例中，该波前调控元件的数量可以超出图3b所示的数量，其位置也可以不仅仅为图3b所示的位置，只要在该第一分光光栅302与第二分光光栅305之间的光路上即可，具体情况此处不做限定。

下面对本申请实施例中该wss的各个部件的功能进行说明：

输入端口光纤阵列301，包括n个端口，各端口接收多波长光信号，从而使得该多波长光信号输入wss。

第一分光光栅302，对来自输入端口光纤阵列301输入的光信号进行分光至n*m个波长通道。即一个端口接收到的多波长信号通过该第一分光光栅之后，分波输出至该端口对应的m个波长通道中。一般设置光学系统对n个端口和m个波长通道的相应光束进行准直，在图3b中省略示意。

第一级lcos303，对n个端口和m个波长通道的相应光束(即该n个端口m个波长通道传输的各个光信号)进行偏转，传输至第二级lcos304。

第二级lcos304，对n个端口和m个波长通道的相应光束(即该n个端口m个波长通道传输的各个光信号)进行偏转，传输至第二分光光栅305。

第二分光光栅305，对n*m个波长通道的光信号进行合波输出到输出端口光纤阵列306。即该第二分光光栅对于一个端口的m个波长通道的光信号进行合波，然后输出至该输出端口光纤阵列的对应端口，同理其他端口的m个波长通道的光信号也进行相应的合波，然后输出至该输出端口光纤阵列的对应端口。

输出端口光纤阵列306，包括n个端口，各端口将多波长光信号输出wss。

波前调控元件307或波前调控元件308或波前调控元件309，在各个相对位置放置至少一个或者不放置，但是该第一分光光栅302至该第二分光光栅305之间的光路上至少有1个波前调控元件。波前调控元件为被动式的，且划分为阵列单元，各阵列单元与不同端口/波长通道的光束一一对应。其中，各阵列单元具有实现波前调控的光学结构特征。波前调控元件与第一级lcos303和/或第二级lcos304共同实现偏转光束的高隔离度，从而实现wss的串扰抑制。其产生的效果可以如图4所示，将原来各个衍射子峰的高度降低，以使得衍射子峰之间的隔离度扩大。

下面针对波前调控元件的不同情况对该wss进行具体描述：

一种可能实现方案中，该波前调控元件为超表面光学元件，且该波前调控元件与该光束偏转器件分离，该wss的具体结构的一种示例性方案可以如图5所示，具体包括：

输入端口光纤阵列501、第一分光光栅502、第一级lcos503、第二级lcos504、第二分光光栅505、输出端口光纤阵列506，第一波前调控元件507和第二波前调控元件508。其中，其具体连接方式如图5所示，该输入端口光纤阵列501、该第一分光光栅502、该第一波前调控元件507、该第一级lcos503、该第二波前调控元件508、该第二级lcos504、该第二分光光栅505以及该输出端口光纤阵列506顺序连接。可以理解的是，本实施例中的相连并不等于同物理相连，而是用于说明光信号在上述器件中的传输路径。其中，该第一波前调控元件507与该第二波前调控元件508具有相同的结构，其具体结构可以如图6所示。该第一波前调控元件507与该第二波前调控元件508为超表面光学元件，其包括两层，一层为薄膜602、一层为基底603，其中薄膜602上包括n*m个阵列单元601，其中同一行阵列单元对应同一端口的m个波长通道，同一列为同一波长通道的n个端口，其中，同一列的阵列单元具有相同的结构，不同列的阵列单元根据光信号的中心波长和通道带宽确定结构，该n*m个阵列单元中的每一个阵列单元引入的波前调控根据该lcos的每一个光斑单元和偏转角度所形成的相位图确定。本实施例中，该波前调控包括强度和相位调控。

阵列单元601的具体结构可以如图6所示，其包含多个纳米柱，每个纳米柱的宽度小于或等于接收的阵列单元对应的光信号的波长，该纳米柱的高度也小于或等于接收到的阵列单元对应的光信号的波长；该多个纳米柱按列分组进行排列，其中每一列纳米柱的长度等于该阵列单元601在n方向(即列方向)上的宽度；每一列纳米柱在m方向(即行方向)上占用的宽度为d，相邻列之间各个纳米柱的排列位置相同，该d大于等于该纳米柱中最大宽度且小于等于该lcos的像素宽度；同一列纳米柱中相邻纳米柱的中心距离为p。在阵列单元中，同一列的纳米柱尺寸和结构可以不相同，也可以相同，此处不做限定。并采用中心对齐方式对纳米柱进行排列，因此每一列纳米柱占用的宽度需要大于或等于该列纳米柱中尺寸最大的纳米柱占用的宽度。本实施例中，如图6所示，第一列的纳米柱的排列位置和尺寸确定，后续每一列的纳米柱复制该第一列的纳米柱的排列位置和尺寸，并依次进行排列。本实施例中，每列纳米柱的结构根据光束所需要的偏转角度设计。在超表面光学元件的阵列单元中，每一列纳米柱按照排列周期进行排列，其中，该排列周期由该wss中预设偏转角集合对应的lcos衍射光栅周期确定(可以理解的是，该排列周期可以等于该wss中预设偏转角集合对应的lcos衍射光栅周期的平均值，也可以是取该wss中预设偏转角集合对应的lcos衍射光栅周期中的任意值)，而该预设偏转角集合包括该wss的最大偏转角，以及距离该最大偏转角预设范围的偏转角中的至少一个。其中基于上述排列方式，在一列纳米柱中，相邻纳米柱之间的排列距离(即如图6中的p)可以有如下几种可能实现方式：

一种可能实现方式中，该排列距离p满足一个排列周期内的纳米圆柱的调控相位与该wss中预设偏转角对应的lcos衍射光栅在突变点的相位变化互补。

本实施例中该最大偏转角为wss中的lcos器件实现光束偏转的最大角度，比如该wss中的lcos可实现的偏转角度为在-10°至10°之间，即在角度值取整值的情况下，该lcos可实现21种偏转角度，最大偏转角即10°。

最大偏转角附近偏转角为距离该最大偏转角在预设范围内的角度。比如在最大偏转角为10°时，假设该预设范围为3°以内的角度，则最大偏转角附近偏转角可以取10°、9°、和8°。

lcos衍射光栅周期为该lcos实现光束偏转周期性分布的相位的周期。比如该lcos在1至10像素，对应了从0线性增长至2pi的相位分布，即对应一个周期的相位分布；在11至20像素，则重新开始对应了从0线性增长至2pi的相位分布，依次循环。

lcos衍射光栅在突变点是指相位由2pi直接变化为0或者是相位由2pi直接变化为0的位置。基于上例，比如在第10个像素上对应的相位为2pi，而第11个像素上对应的相位为0，则第10个像素与该第11个像素即为突变点。

根据上述各每列纳米圆柱的排列是周期性出现的，例如20个纳米圆柱是一个周期，这20个纳米圆柱中每个相邻纳米圆柱的排列距离p不一定是相同的，但是这20个纳米圆柱的排列距离p的总和等于一个排列周期。根据上述说明计算该阵列单元601内各纳米圆柱的排列周期，排列距离p。基于上述方案，在具体实现过程中，还可以结合输出光束、输出光束作为输入输出约束，以传统lcos算法形成的相位图为初始值，在lcos相位图修正量和当前纳米圆柱排列模型(主要参数包括该纳米柱的宽度、高度以及排列距离p)之间进行迭代计算得到最优的lcos相位图修正量和纳米柱的参数。比如该纳米柱的宽度可以选择800nm左右(小于1550nm)，高度可以选择约1550nm。

另一种可能实现方式中，该排列距离p为随机值，此时该lcos的相位图由该阵列单元的相位图和该wss中光信号的所需要偏转角度确定。因为该阵列单元的相位图根据排列距离p的取值确定，然后在该wss中光信号所需要的偏转角度确定的情况下，可以根据该阵列单元的相位图和该wss中光信号所需要的偏转角度计算得到该lcos的相位图，然后调整该lcos。

可以理解的是，该超表面光学元件的制作材料可以包括但不限于si、sin、ito、固态金属和sio2，即该超表面光学元件的材料组成的一种示例性方案为：薄膜602的材料为si、基底603的材料为sio2玻璃，阵列单元601中的纳米柱的材料为si。当然该超表面光学元件的材料组成也可以是其他方案，具体此处不做限定。本实施例中该纳米的定义为该纳米柱的尺寸为纳米量级，本申请实施例中其他地方提及的纳米也是该定义。同时该纳米柱的形状可以是圆柱，也可以是其他可能的形状，比如方形柱等等，具体形状此处不做限定，只要可以实现该阵列单元的功能即可。

另一种可能实现方案中，该波前调控元件为衍射光学元件，且该波前调控元件与该光束偏转器件分离，该wss的具体结构的一种示例性方案可以如图7所示，具体包括：

输入端口光纤阵列701、第一分光光栅702、第一级lcos703、第二级lcos704、第二分光光栅705、输出端口光纤阵列706，第一波前调控元件707和第二波前调控元件708。其中各部件的光路如图5所示，该输入端口光纤阵列701、该第一分光光栅702、该第一波前调控元件707、该第一级lcos703、该第二波前调控元件708、该第二级lcos704、该第二分光光栅705以及该输出端口光纤阵列706顺序连接。可以理解的是，本实施例中的相连并不等于同物理相连，而是用于说明光信号在上述器件中的传输路径。其中，该第一波前调控元件707与该第二波前调控元件708具有相同的结构，其具体结构可以如图8所示。该第一波前调控元件707与该第二波前调控元件708为衍射光学元件，其表面结构如802所示，在802所示的结构上，蚀刻n*m个阵列单元801，其中，n表示行，用于对应该wss中的输入端口光纤阵列的n个端口，同时，同一行的阵列单元用于对应同一端口的不同波长通道；m表示列，用于对应于该wss中的输入端口光纤阵列的m个波长通道，同时，同一列的阵列单元用于对应同一波长通道的不同端口；然后该n*m个阵列单元中的每一个阵列单元引入的波前调控根据与该lcos的每一个光斑单元和偏转角度所形成的相位图确定；而该n*m个阵列单元中同一列的阵列单元具有相同的结构，而该n*m个阵列单元中不同列的阵列单元的结构根据该多波长光信号的中心波长和通道带宽确定。

该阵列单元801的具体结构请参阅图8所示，该阵列单元801的表面蚀刻出多个不同高度的平台台阶，该平台台阶的横向尺寸小于该光信号的波长，本实施例中，该高度为该平台台阶垂直该阵列单元底面的边，该宽度为该平台台阶沿行方向(如图8所示的沿m方向)平行于该阵列单元底面的边。然后每个阵列单元根据光信号所需的偏转角度进行设计，以抑制光信号经过该wss产生的衍射子峰，同时覆盖该wss要求的最大偏转角度范围。本实施例中，该衍射光学元件在参与对光束的偏转时，以不拉开距离的情况下计算的波前调控元件为基准，考虑拉开距离的情况下的菲涅尔衍射进行补偿设计。区别是否需要该补偿的判据为该波前调控元件的位置是处于近场还是菲涅尔衍射深区，若处于近场则可忽略不进行补偿，若处于菲涅尔衍射深区则需要进行补偿设计。若菲涅耳数大于或约等于1，则为处于近场，若远大于1，则为处于菲涅尔衍射深区。

本实施例中，该阵列单元801的表面蚀刻平台台阶时，可以按照实际需求设计平台台阶的蚀刻等级(即相当于设计平台台阶的高度)。比如可以设计分出4个等级的平台台阶(4种高度的平台台阶)，对应4种相位，例如0，2/3pi，4/3pi，2pi。在实际应用中，划分的高度越多，相位划分就更细，但是加工技术也越难，可以综合考虑之后再进行划分。

另一种可能实现方案中，该波前调控元件为超表面光学元件，且该波前调控元件与光束偏转器件lcos集成为一体，此时该wss的具体结构的一种示例性方案可以如图9a所示，具体包括：

输入端口光纤阵列901、第一分光光栅902、第一级集成lcos903、第二级集成lcos904、第二分光光栅905、输出端口光纤阵列906。其中各部件的光路如图9a所示，该输入端口光纤阵列901、该第一分光光栅902、该第一级集成lcos903、该第二级集成lcos904、该第二分光光栅905以及该输出端口光纤阵列906顺序连接。可以理解的是，本实施例中的相连并不等于同物理相连，而是用于说明光信号在上述器件中的传输路径。其中，该第一级集成lcos903和该第二级集成lcos904可以具有相同的结构。

该第一级集成lcos903和该第二级集成lcos904的具体结构可以如图9b所示。该集成lcos包括超表面光学元件907、玻璃盖板908、透明电极909、对准层910、液晶层911、反射涂层912、互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor，cmos)基板913以及印制电路板(printedcircuitboard，pcb)板914。其中，各结构的连接顺序如图9b所示，该超表面光学元件907、该玻璃盖板908、该透明电极909、该对准层910、该液晶层911、该反射涂层912、该cmos基板913以及pcb板914依次顺序连接。本实施例中，该集成lcos中的波前调控元件可以具有该如图6所示的结构和功能，此处不再赘述。其中该集成lcos中的波前调控元件还可以包括其他特征，具体如下：即该超表面光学元件907由多个纳米柱按照第一预设规则排列生成。其中该多个纳米柱的尺寸可以相同，也可以不同，该多个纳米柱的宽度为任意值，高度小于或等于该wss接收到的阵列单元对应的光信号的波长。

具体来说，该第一预设规则为该多个纳米柱按照第一预设距离，其中该第一预设距离为该相邻纳米柱之间的中心距离(如图10和图11所示，该中心距离设置为p)，其中该第一预设距离小于该多波长光信号的二分之一波长且等于该lcos的像素宽度的约数。即在lcos的一个像素宽度内，可以排列整数个纳米柱。同时在排列完成之后，该多个纳米柱中每x*y个纳米柱对应该lcos的一个像素，其中，该x和该y均为正整数，且该x可以与该y为同一数值，也可以是不同的数值，具体此处不做限定。此处每x*y个纳米柱与该lcos的一个像素对应，即相当于该x*y个纳米柱与一个光信号对应。具体来说，在该lcos的一个像素宽度上排列的纳米柱与在该lcos的一个像素长度上排列的纳米柱的数量可以是相同的，也可以是不同的。

另一种可能实现方案中，该波前调控元件为衍射光学元件，同时该波前调控元件与光束偏转器件lcos集成为一体，此时该wss的具体结构的一种示例性方案可以如图9a所示，具体包括：

输入端口光纤阵列901、第一分光光栅902、第一级集成lcos903、第二级集成lcos904、第二分光光栅905、输出端口光纤阵列906。其各部件之间的光路如图9a所示，该输入端口光纤阵列901、该第一分光光栅902、该第一级集成lcos903、该第二级集成lcos904、该第二分光光栅905以及该输出端口光纤阵列906顺序连接。可以理解的是，本实施例中的相连并不等于同物理相连，而是用于说明光信号在上述器件中的传输路径。其中，该第一级集成lcos903和该第二级集成lcos904可以具有相同的结构。

此时，该第一级集成lcos903和该第二级集成lcos904的具体结构可以如图12所示。该集成lcos包括衍射光学元件1201、透明电极1202、该对准层1202、该液晶层1203、该反射涂层1204、该cmos基板1205以及pcb板1206依次顺序连接。本实施例中，该集成lcos中的波前调控元件可以具有该如图8所示的结构和功能，此处不再赘述。其中该集成lcos中的波前调控元件还可以包括其他特征，具体如下：该衍射光学元件1201由多个高度不同的平台台阶按照第二预设规则排列生成。其中该多个平台台阶的尺寸可以相同，也可以不同，该多个平台台阶的高度为任意值。该高度为该平台台阶垂直该阵列单元底面的边。

具体来说，该第二预设规则为该多个平台台阶按照第二预设距离，其中该第二预设距离为该相邻平台台阶之间的中心距离(如图13和图14所示，该中心距离设置为p)，其中该第二预设距离小于该多波长光信号的二分之一波长且等于该lcos的像素宽度的约数。即在lcos的一个像素宽度内，可以排列整数个平台台阶。同时在排列完成之后，该多个平台台阶中每q*t个平台台阶对应该lcos的一个像素。其中，该q和该t均为正整数，且该q可以与该t为同一数值，也可以是不同的数值，具体此处不做限定。此处每q*t个纳米柱与该lcos的一个像素对应，即相当于该x*y个纳米柱与一个光信号对应。具体来说，在该lcos的一个像素宽度上排列的平台台阶与在该lcos的一个像素长度上排列的平台台阶的数量是相同的，也可以是不同的。

另一种可能实现方式中，该波前调控元件为超表面光学元件，且该波前调控元件与光束偏转器件lcos集成为一体，此时该wss的具体结构的一种示例性方案可以如图9a所示，具体包括：

输入端口光纤阵列901、第一分光光栅902、第一级集成lcos903、第二级集成lcos904、第二分光光栅905、输出端口光纤阵列906。其中各部件的光路如图9a所示，该输入端口光纤阵列901、该第一分光光栅902、该第一级集成lcos903、该第二级集成lcos904、该第二分光光栅905以及该输出端口光纤阵列906顺序连接。可以理解的是，本实施例中的相连并不等于同物理相连，而是用于说明光信号在上述器件中的传输路径。其中，该第一级集成lcos903和该第二级集成lcos904可以具有相同的结构。

该第一级集成lcos903和该第二级集成lcos904的具体结构可以如图15所示。该集成lcos包括玻璃盖板1501、透明电极1502、对准层1503、液晶层1504、超表面光学元件1505、间隔层1506、反射涂层1507、cmos基板1508以及pcb板1509。其中，各结构的连接顺序如图15所示，玻璃盖板1501、透明电极1502、对准层1503、液晶层1504、超表面光学元件1505、间隔层1506、反射涂层1507、cmos基板1508以及pcb板1509依次顺序连接。本实施例中，该集成lcos中的波前调控元件可以具有该如图6所示的结构和功能，此处不再赘述。其中该集成lcos中的波前调控元件还可以包括其他特征，具体如下：该超表面光学元件1505由多个纳米柱按照第一预设规则排列生成。其中该多个纳米柱的尺寸可以相同，也可以不同，该多个纳米柱的宽度为任意值，高度小于或等于该wss接收到的阵列单元对应的光信号的波长。

具体来说，该第一预设规则为该多个纳米柱按照第一预设距离，其中该第一预设距离为该相邻纳米柱之间的中心距离(如图10和图11所示，该中心距离设置为p)，其中该第一预设距离小于该光信号的二分之一波长且等于该lcos的像素宽度的约数。即在lcos的一个像素宽度内，可以排列整数个纳米柱。同时在排列完成之后，该多个纳米柱中每x*y个纳米柱对应该lcos的一个像素。其中，该x和该y均为正整数，且该x可以与该y为同一数值，也可以是不同的数值，具体此处不做限定。此处每x*y个纳米柱与该lcos的一个像素对应，即相当于该x*y个纳米柱与一个光信号对应。具体来说，在该lcos的一个像素宽度上排列的纳米柱与在该lcos的一个像素长度上排列的纳米柱的数量是相同的，也可以是不相同的。

本实施例中，对比图15所示的超表面光学元件1505与图9b所示的超表面光学元件907，可以发现超表面光学元件所处位置不同，导致其结构设计也会存在区别，具体情况如下：

1、在图9b中，超表面光学元件907位于玻璃盖板908上；在图15中，表面光学元件1505位于cmos基板1506上。前者光束两次透射通过该超表面光学元件907，超表面光学元件907需要使用石英或si等对于光束透射率高的材料，且加工是发生在玻璃盖板上的，可以使用普通的cmos基板，但需要在封装时保证精确的对准；后者光束是在超表面光学元件1505上发生一次反射，超表面光学元件1505不但可以使用石英或si等非金属材料，还可以使用金属材料，且加工发生在cmos基板上，需要对普通的cmos基板进行表面加工，但可以利用微加工工艺设备本身实现精确对准，降低封装难度。

2、超表面光学元件位置的不同进一步导致其纳米柱高度的不同。在图9b中，超表面光学元件907超不和液晶接触，因此可以设计成高度比较大的纳米柱(比如波长左右)也可以设计成高度比较小的纳米柱(比如远小于波长)；在图15中，表面光学元件1505和液晶接触或者接近，会影响施加在液晶上的电场，一般只能设计成高度比较小的纳米柱(比如远小于波长)。同时在设计成高度比较小的纳米柱在微加工方面是有好处的，因为深宽比(即高宽比)大的情况微加工较困难，高度(也可以称为深度或厚度)比较小的情况则可以采用成熟的薄膜生长和刻蚀工艺，微加工质量和良率都容易保证。

而对比于图9b所示的结构，图15所示的结构扩大了纳米柱可以使用的材料范围，可以使用更多不同的超表面设计；而光束只经过一次反射，可实现更低的光能损耗；同时只需要考虑光束经过一次超表面光学元件的情况，简化设计。

综合上述各个技术方案，根据该wss所处的应用场合的不同(即该wss接收的多波长光信号的中心波长和通带宽度不同)各个阵列单元的结构可以有不同，具体可以如下：

该光信号的应用场合为面向分立通带时，该n*m个阵列单元中相邻列的阵列单元结构不相同。比如该n为5，m为6，则该6列阵列单元中，同一列的阵列单元具有相同的结构，但第1列至第6列的阵列单元结构不相同。

该光信号的应用场合为宽谱面向flexgrid时，该n*m个阵列单元中各阵列单元结构相同。比如该n为5，m为6，则该6列阵列单元中，同一列的阵列单元具有相同的结构，但第1列至第6列的阵列单元结构相同，即每个阵列单元都相同。

该光信号的应用场合为重叠频谱面向flexgrid时，该n*m个阵列单元按列分为r组，每组包括s个相邻列，其中同一组内的阵列单元结构相同，不同组内的阵列单元结构不同，该r与该s的乘积等于该m。比如该n为5，m为6，则该6列阵列单元中，同一列的阵列单元具有相同的结构，但第1列和第2列的阵列单元结构相同，第3列和第4列的阵列单元结构相同，第5列和第6列的阵列单元结构相同；但是第1列和第2列的阵列单元结构、该第3列和第4列的阵列单元结构以及该第5列和第6列的阵列单元结构两两互不相同。其中同一组的阵列单元适用于同一重叠频谱。即本实施例中按照重叠频谱对该n*m个阵列单元进行按列分组。比如适用于0至200赫兹的频谱划分一个阵列单元组，而这一组内的阵列单元的结构相同。

另一种可能实现方案中，该波前调控元件为超表面光学元件，且该波前调控元件与光束偏转器件lcos集成为一体，该wss的具体结构的一种示例性方案可以如图9a所示；此时，该第一级集成lcos903和该第二级集成lcos904的具体结构可以如图16a所示。该集成lcos包括以玻璃盖板为基底的超表面光学元件1601、透明电极1602、对准层1603、液晶层1604、反射涂层1605、互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor，cmos)基板1606以及印制电路板(printedcircuitboard，pcb)1607，其中，各结构的连接顺序如图16a所示，该以玻璃盖板为基底的超表面光学元件1601、该透明电极1602、该对准层1603、该液晶层1604、该反射涂层1605、该cmos基板1606以及pcb板1607依次顺序连接。本实施例中，该波前调控元件可以具有该如图6所示的结构和功能，此处不再赘述。

此外，该波前调控元件还可以包括其他特征，具体如下：即该超表面光学元件1601的表面结构由多个纳米柱按照第一预设规则排列生成。其中该多个纳米柱的尺寸可以相同，也可以不同，该多个纳米柱的宽度为任意值，高度小于或等于该wss接收到的阵列单元对应的光信号的波长。该超表面光学元件1601以玻璃盖板为基底，在玻璃盖板上加工得到，如采用沉积和/或刻蚀等方法。该反射涂层1605为包含对准薄膜和金属反射薄膜的多层薄膜，或包含对准薄膜和介质反射薄膜的多层薄膜。

具体来说，该第一预设规则为该多个纳米柱按照相邻纳米柱之间的中心距离排布(如图10和图11所示，该中心距离设置为p)，其中相邻纳米柱的中心距离小于该多波长光信号的二分之一波长。一种可能的实施方式是，相邻纳米柱之间的中心距离相等，且每个lcos像素对应整数个纳米柱，即在lcos的一个像素宽度内，可以排列整数个纳米柱。同时在排列完成之后，该多个纳米柱中每x*y个纳米柱对应该lcos的一个像素，其中，该x和该y均为正整数，且该x可以与该y为同一数值，也可以是不同的数值，具体此处不做限定。此处每x*y个纳米柱与该lcos的一个像素对应，即相当于该x*y个纳米柱与一个光信号对应。具体来说，在该lcos的一个像素宽度上排列的纳米柱与在该lcos的一个像素长度上排列的纳米柱的数量可以是相同的，也可以是不同的。

另一种可能实现方案中，该波前调控元件为衍射光学元件，同时该波前调控元件与光束偏转器件lcos集成为一体，该wss的具体结构的一种示例性方案也可以如图9a所示；此时，该第一级集成lcos903和该第二级集成lcos904的具体结构可以如图16b所示。该集成lcos包括以玻璃盖板为基底的衍射光学元件1608、透明电极1609、该对准层1610、该液晶层1611、该反射涂层1612、该cmos基板1613以及pcb板1614依次顺序连接。本实施例中，该波前调控元件可以具有该如图8所示的结构和功能，此处不再赘述。

此外，该波前调控元件还可以包括其他特征，具体如下：该以玻璃盖板为基底的衍射光学元件1608的表面结构由多个高度不同的平台台阶按照第二预设规则排列生成。其中该多个平台台阶的尺寸可以相同，也可以不同，该多个平台台阶的高度为任意值。该高度为该平台台阶垂直该阵列单元底面的边的边长。该衍射光学元件1608以玻璃盖板为基底，在玻璃盖板上加工得到，如采用沉积和/或刻蚀等方法。该反射涂层1612为包含对准薄膜和金属反射薄膜的多层薄膜，或包含对准薄膜和介质反射薄膜的多层薄膜。

具体来说，该第二预设规则为该多个平台台阶按照该相邻平台台阶之间的中心距离排布(如图13和图14所示，该中心距离设置为p)，其中，相邻平台台阶之间的中心距离小于该多波长光信号的二分之一波长。一种可能的实施方式是，相邻平台台阶之间的中心距离相等，且每个lcos像素对应整数个平台台阶，即在lcos的一个像素宽度内，可以排列整数个平台台阶。同时在排列完成之后，该多个平台台阶中每q*t个平台台阶对应该lcos的一个像素。其中，该q和该t均为正整数，且该q可以与该t为同一数值，也可以是不同的数值，具体此处不做限定。此处每q*t个纳米柱与该lcos的一个像素对应，即相当于该x*y个纳米柱与一个光信号对应。具体来说，在该lcos的一个像素宽度上排列的平台台阶与在该lcos的一个像素长度上排列的平台台阶的数量是相同的，也可以是不同的。一种可能的实施方式为，该衍射光学元件的台阶高度分布对应的相位调制分布为三角函数，或多项式函数，或三角函数与多项式函数之间的乘积。

进一步地，透射式的波前调控元件可以通过棱镜与lcos芯片集成在一起，具体的集成lcos结构可以如图17a所示。该集成lcos包括波前调控元件1701、棱镜1702以及lcos芯片1703。其中，各结构的连接顺序如图17a所示，输入lcos芯片前的光束轨迹如带箭头的实线所示，输出lcos芯片后的光束轨迹如带箭头的虚线所示。输入光束经波前调控元件1701进行第一次调制之后，进入棱镜1702，通过棱镜1702反射至lcos芯片1703。lcos芯片1703对输入光束进行反射，并在x-y平面绕着z轴发生偏转输出；输出光束进入棱镜1702，在其斜边界面上再次反射，通过波前调控元件1701，光束波前受到第二次调制并输出。在上述过程中，光束偏振方向保持不变。

可选地，该集成lcos的具体结构也可以如图17b所示，该集成lcos包括波前调控元件1704、分光棱镜1705、波片1706以及lcos芯片1707。其中，结构的连接顺序如图17b所示，输入lcos前的光束轨迹如带箭头的实线所示，输出lcos后的光束轨迹如带箭头的虚线所示，其偏振方向的举例如图17b中带箭头的pol标注所示。输入光束为线偏光，假设偏振方向平行于纸面，通过波前调控元件1704，光束波前受到第一次调制，进入分光棱镜1705，在其斜边界面上发生第一次反射，通过波片1706后被转换为圆偏光并反射。反射后的输入光束再次通过波片1706后被转换为线偏光，其偏振方向垂直于纸面，进入分光棱镜1705，在其斜边界面上发生第一次透射，到达lcos芯片1707；lcos芯片1707对输入光束进行反射，并在x-y平面绕着z轴发生偏转输出。输出光束进入分光棱镜1705，在其斜边界面上发生第二次透射，通过波片1706后被转换为圆偏光并反射。反射后的输出光束再次通过波片1706后被转换为线偏光，其偏振方向平行于纸面，进入分光棱镜1705，在其斜边界面上发生第二次反射，通过波前调控元件1704，光束波前受到第二次调制并输出。

可选地，该集成lcos的具体结构也可以如图17c所示，该集成lcos包括波前调控元件1708、分光棱镜1709、棱镜1710、波片1713、第一lcos芯片1711以及第二lcos芯片1712。其中，结构的连接顺序如图17c所示，输入lcos前的光束轨迹如带箭头的实线所示。输入光束为偏振复用光，包括互相正交的两个偏振方向，通过波前调控元件1708，光束波前受到第一次调制，进入分光棱镜1709，在其斜边界面上发生偏振分束，得到偏振方向垂直的两束线偏光，其中，一束线偏光被反射至波片1713，被转换为偏振方向旋转90的线偏振光反射至分光棱镜1709，透射至第一lcos芯片1711并被反射及偏转，沿偏转方向传输至波前调控元件1708受到第二次波前调制并输出；另一束线偏光透射至棱镜1710，通过棱镜1710反射至第二lcos芯片1712并被反射及偏转，沿偏转方向传输至波前调控元件1708受到第二次调制并输出。

可选地，该集成lcos的具体结构还可以如图17d所示。该集成lcos包括波前调控元件1714、分光棱镜1715、第一lcos芯片1716以及第二lcos芯片1717，第一lcos芯片1716和该第二lcos芯片1717与分光棱镜1715的两个光学平面连接。此时，输入lcos前的光束轨迹如带箭头的实线所示，输入光束也为偏振复用光，包括互相正交的两个偏振方向，通过波前调控元件1714，光束波前受到第一次调制，进入分光棱镜1715，在其斜边界面上发生偏振分束，得到偏振方向垂直的两束线偏光，其中，一束线偏光被反射至第二lcos芯片1717并被反射及偏转，沿偏转方向传输至波前调控元件1714受到第二次调制并输出；另一束线偏光透射至第一lcos芯片1716并被反射及偏转，沿偏转方向传输至波前调控元件1714受到第二次调制并输出。

可选地，该集成lcos的具体结构还可以如图17e所示。该集成lcos包括分光棱镜1718、波片1719、波前调控元件1720、反射镜1721以及lcos芯片1722。其中，各个器件的连接关系如图17e所示，输入lcos前的光束轨迹如带箭头的实线所示，输出lcos后的光束轨迹如带箭头的虚线所示，其偏振方向的举例如图17e中带箭头的pol标注所示。输入光束为线偏光，假设偏振方向平行于纸面，进入分光棱镜1718，在其斜边界面上发生第一次反射，通过波片1719后被转换为圆偏光，再通过波前调控元件1720，光束波前受到第一次调制，达到反射镜1721发生反射。反射后的光束再次通过波前调控元件1720,光束波前受到第二次调制，再通过波片1719后被转换为线偏光，其偏振方向垂直于纸面，进入分光棱镜1718，在其斜边界面上发生第一次透射，到达lcos芯片1722；lcos芯片1722对输入光束进行反射，并在x-y平面绕着z轴发生偏转输出。输出光束进入分光棱镜1718，在其斜边界面上发生第二次透射，通过波片1719后被转换为圆偏光，再通过波前调控元件1720，光束波前受到第三次调制，到达反射镜1721发生反射。反射后的光束再次通过波前调控元件1720，光束波前受到第四次调制，在通过波片1719后被转换为线偏光，其偏振方向平行于纸面，进入分光棱镜1718，在其斜边界面上发生第二次反射并输出。

上述如图17a-17e中的波前调控元件可以是按照基底与棱镜、或分光棱镜、或波片、或反射镜等其他结构相连，或是按照表面结构与棱镜、或分光棱镜、或波片、或反射镜等其他结构相连。作为举例，如17a的中间图示，波前调控元件的基底与棱镜相连，或如17a的右侧图示，波前调控元件的表面结构与棱镜相连。若按照表面结构与棱镜相连方式，该表面结构与棱镜间的空隙中填充的可以为空气、特殊气体、折射率匹配液体、固化的高聚物介质等等。其中，lcos芯片包括玻璃盖板、透明电极、对准层、液晶层、反射涂层、cmos基板以及pcb板依次顺序连接。上述实施例中，该集成lcos中的波前调控元件可以具有该如图6或如图8所示的结构和功能，此处不再赘述。应理解，lcos芯片可对输入光束进行任意方向的偏转，上述实施例仅为举例。

此外，如果波前调控元件为反射式的，与lcos芯片集成在一起构成集成lcos的具体结构可以有多种形式，一种可能的结构如图18a所示，该集成lcos包括棱镜1801、波前调控元件1802以及lcos芯片1803，其中，各部件的连接关系如图18a所示，输入lcos前的光束轨迹如带箭头的实线所示，输出lcos后的光束轨迹如带箭头的虚线所示。输入光束进入棱镜1801，通过波前调控元件1802，光束波前受到第一次调制，在其上发生第一次反射，再次通过棱镜1801到达lcos芯片1803；lcos芯片1803对输入光束进行反射，并在x-y平面绕着z轴发生偏转输出；输出光束进入棱镜1801，通过波前调控元件1802，光束波前受到第二次调制，在其上发生第二次反射，再次进入棱镜1801并输出。在上述过程中，光束偏振方向保持不变。

可选地，该集成lcos的具体结构也可以如图18b所示。该集成lcos包括分光棱镜1804、波片1805、波前调控元件1806以及lcos芯片1807。其中，各个部件的连接顺序如图18b所示，输入lcos前的光束轨迹如带箭头的实线所示，输出lcos后的光束轨迹如带箭头的虚线所示，其偏振方向的举例如图18b中带箭头的pol标注所示。输入光束为线偏光，假设偏振方向平行于纸面，进入分光棱镜1804，在其斜边界面上发生第一次反射，通过波片1805后被转换为圆偏光并入射至波前调控元件1806。圆偏光经过波前调控元件1806进行波前调制之后，输出的光束再次通过波片1805后被转换为线偏光，其偏振方向垂直于纸面，进入分光棱镜1804，在其斜边界面上发生第一次透射，到达lcos芯片1807；lcos芯片1807对输入光束进行反射，并在x-y平面绕着z轴发生偏转输出。输出光束进入分光棱镜1804，在其斜边界面上发生第二次透射，通过波片1805后被转换为圆偏光并再次入射至波前调控元件1806，光束波前受到第二次调制并输出。输出的光束再次通过波片1805后被转换为线偏光，其偏振方向平行于纸面，进入分光棱镜1804，在其斜边界面上发生第二次反射，最终输出。

该集成lcos的具体结构也可以如图18c所示。该集成lcos包括第一分光棱镜1808、第一波片1809、第一波前调控元件1810，第二分光棱镜1811、第二波片1812、第二波前调控元件1813、第一lcos芯片1814以及第二lcos芯片1815，其中，结构的连接顺序如图18c所示，输入lcos前的光束轨迹如带箭头的实线所示。输入光束为偏振复用光，包括互相正交的两个偏振方向；输入光束进入第一分光棱镜1808，在其斜边界面上发生偏振分束，得到偏振方向垂直的两束线偏光，其中，一束线偏光被反射至第一波片1809，被转换为圆偏光并入射至第一波前调控元件1810。圆偏光经过第一波前调控元件1810进行波前调制之后，输出的光束再次通过第一波片1809后被转换为线偏光，其偏振方向与第一次通过第一波片1809时的偏振方向垂直，进入第一分光棱镜1808，并透射至第一lcos芯片1814并被反射及偏转，沿偏转方向传输至第一波前调控元件1810受到第二次调制，再传输至第一分光棱镜1808输出；另一束线偏光被透射至第二分光棱镜1811，然后被反射至第二波片1812，被转换为圆偏光并入射至第二波前调控元件1813。该圆偏光经过第二波前调控元件1813进行波前调制之后，输出的光束再次通过第二波片1812后被转换为线偏光，其偏振方向与第一次通过第二波片1812时的偏振方向垂直，进入第二分光棱镜1811，并透射至第二lcos芯片1815并被反射及偏转，沿偏转方向传输至第二波前调控元件1813受到第二次调制，再传输至第一分光棱镜1808输出。

该集成lcos的具体结构还可以如图18d所示。该集成lcos包括波前调控元件1816、分光棱镜1817、以及lcos芯片1818。其中，各个部件的连接顺序如图18d所示，输入lcos前的光束轨迹如带箭头的实线所示，输出lcos后的光束轨迹如带箭头的虚线所示，其偏振方向的举例如图18b中带箭头的pol标注所示。输入光束为线偏光，假设偏振方向平行于纸面，进入分光棱镜1817，在其斜边界面上发生第一次反射，到达波前调控元件1816进行波前调制，并将输出的光束与入射光束的偏振方向旋转90度，反射输出的光束进入分光棱镜1817，在其斜边界面上发生第一次透射，到达lcos芯片1818。需要说明的是，该波前调控元件1816的基底或/和波前调控结构为具有偏振旋转功能的晶体材料构成，或其波前调控结构具有偏转旋转功能，本申请不做限定。

在上述如图18a-18d所示的实施例中，该集成lcos中的波前调控元件为反射式的。其中，波前调控元件可以是按照基底与棱镜、或分光棱镜、或波片、或反射镜等其他结构相连，或是按照表面结构与棱镜、或分光棱镜、或波片、或反射镜等其他结构相连。举例如图18a所示，表面结构相连处，该表面结构与棱镜间的空隙中填充的可以为空气、特殊气体、折射率匹配液体、固化的高聚物介质等等。其中，lcos芯片包括玻璃盖板、透明电极、对准层、液晶层、反射涂层、cmos基板以及pcb板依次顺序连接。其波前调控结构可以具有该如图6或如图8所示的结构和功能，此处不再赘述。应理解，lcos芯片可对输入光束进行任意方向的偏转，上述实施例仅为举例。

可以理解的是，本申请的实施例中，该波前调控元件的不同技术方案可以单一使用也可混合使用，比如在一个wss里的波前调控元件可以同时包括该超表面光学元件与该衍射光学元件或者仅包括超表面光学元件或者仅包括衍射光学元件或者同时包括集成超表面光学元件的lcos和集成衍射光学元件的lcos或者仅包括集成超表面光学元件的lcos或者仅包括集成衍射光学元件的lcos，具体情况此处不做限定，只要可以实现该波前调控元件与该lcos联合调制该m个波长通道传输的光信号，使得该wss抑制该m个波长通道传输的光信号的衍射子峰、从而提升隔离度，并大幅降低wss串扰即可。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。