波长选择开关、光通信设备及系统的制作方法

本技术涉及光学，特别涉及一种波长选择开关、光通信设备及系统。

背景技术：

1、随着光学技术的发展，利用光信号进行通信的光通信设备越来越多。光通信设备比如是可重构光分插复用器(reconfigurable optical add-drop multiplexer，roadm)。

2、波长选择开关(wavelength selective switch，wss)是可重构光分插复用器中的重要组成部分，波长选择开关具有第一端口和多个第二端口，波长选择开关能够将任意波长的光信号在第一端口和任意第二端口之间传输。

3、但是，目前波长选择开关的功能仍然较为单一。

技术实现思路

1、本技术提供了一种波长选择开关、光通信设备及系统，可以丰富目前波长选择开关的功能，所述技术方案如下：

2、第一方面，提供了一种波长选择开关，该波长选择开关包括：多个端口组、多个调整器件、第一透镜组、第二透镜组和色散器件；其中，每个端口组包括第一端口和多个第二端口，并且，每个端口组中的各个端口沿端口方向排成一列；多个端口组包括：多个目标端口组，任意两个目标端口组的排布方向与所述端口方向不同；不同目标端口组对应不同的调整器件；色散器件具有一个焦点位置，第一透镜组中与色散器件相邻的透镜的焦点位于该焦点位置；

3、对于一个端口组和对应的调整器件，该波长选择开关具有以下特征1至特征5。

4、特征1：第一透镜组和色散器件用于将该端口组中第一端口的第一光信号色散为不同波长的多个第二光信号后，传输至该调整器件的不同位置；

5、特征2：第二透镜组用于将该端口组中第二端口的第三光信号传输至该调整器件；

6、特征3：该调整器件用于对第二光信号进行第一调整后传输至第二透镜组，以及，对第三光信号进行第一调整后传输至第一透镜组；第一调整用于使光信号的传输方向在平行于端口方向的平面上变化；

7、特征4：第一透镜组和色散器件还用于将接收到的第三光信号合为第四光信号后传输至该端口组中的第一端口；

8、特征5：第二透镜组还用于将第二光信号传输至对应的第二端口。

9、可见，本技术提供的波长选择开关包括多个端口组，并且，通过第一透镜组、第二透镜组、色散器件和多个调整器件对光信号的调整，能够使任意波长的光信号在任意端口组中的第一端口和任意第二端口之间传输。这样一来，便丰富了该波长选择开关的功能。另外，通过本技术提供的一个波长选择开关能够实现多个端口组中光信号的传输，所以无需采用多个波长选择开关，避免了采用多个波长选择开关所占用的空间较大，以及成本也较高的问题，且本技术提供的波长选择开关的集成度较高。

10、进一步地，上述多个目标端口组可以有多种可实现方式，以下将以其中的两种可实现方式为例进行讲解。

11、(1)在多个目标端口组的第一种可实现方式中，所述多个目标端口组包括：第一目标端口组和第二目标端口组；所述多个调整器件包括：所述第一目标端口组对应的第一调整器件，以及所述第二目标端口组对应的第二调整器件；所述第一目标端口组和所述第二调整器件位于光学组件的一侧，所述第二目标端口组和所述第一调整器件位于所述光学组件的另一侧，所述光学组件包括：所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述色散器件。这种波长选择开关中，光学组件是一种透射式的光学组件，从光学组件的一侧进入光学组件的光信号，会被传输至光学组件的另一侧。

12、可选地，所述第一目标端口组和所述第二调整器件的排布方向，与所述第一调整器件和所述第二目标端口组的排布方向相同。可以理解的是，第一目标端口组和第二调整器件的排布方向，也可以与第一调整器件和第二目标端口组的排布方向不同。比如，第一目标端口组和第二调整器件的排布方向，也可以与第二目标端口组和第一调整器件的排布方向相同。

13、在第一目标端口组和第二调整器件的排布方向，与第一调整器件和第二目标端口组的排布方向相同的情况下，第一目标端口组和第二目标端口组可以关于对称点中心对称，第一调整器件和第二调整器件也可以关于该对称点中心对称。换句话说，第一目标端口组和第二目标端口组，以及第一调整器件和第二调整器件分别关于相同的对称点中心对称。可选地，该对称点可以为上述焦点位置或者其他位置，本技术不对该对称点的位置进行限定。另外，在第一目标端口组和第二目标端口组，以及第一调整器件和第二调整器件分别关于相同的对称点中心对称的情况下，本技术不对第一目标端口组、第二目标端口组、第一调整器件和第二调整器件的分布位置进行限定。第一目标端口组和第二目标端口组也可以不关于对称点中心对称，第一调整器件和第二调整器件也可以不关于该对称点中心对称。

14、另外，在该多个目标端口组的第一种可实现方式中，上述光学组件的实现方式也多种多样，可选地，所述第一透镜组包括：第一透镜和第二透镜，所述第二透镜组包括：第三透镜；所述第一目标端口组和所述第二调整器件均位于所述第一透镜一侧的焦平面；所述色散器件位于所述第一透镜另一侧的焦平面，以及位于所述第二透镜一侧的焦平面；所述第二目标端口组和所述第一调整器件均位于所述第二透镜另一侧的焦平面；所述第一目标端口组和所述第二调整器件均位于所述第三透镜一侧的焦平面，所述第二目标端口组和所述第一调整器件均位于所述第三透镜另一侧的焦平面。可以理解的是，第一透镜组和第二透镜组的实现方式也可以与这种实现方式不同，比如，第一透镜组和/或第二透镜组在这种实现方式的基础上，还包括其他透镜和/或反射镜等，本技术对此不作限定。

15、(2)在多个目标端口组的第二种可实现方式中，所述多个目标端口组包括：第三目标端口组和第四目标端口组；所述多个调整器件包括：所述第三目标端口组对应的第三调整器件，以及所述第四目标端口组对应的第四调整器件；所述第三目标端口组、所述第四目标端口组、所述第三调整器件和所述第四调整器件均位于光学组件的同侧，所述光学组件包括：所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述色散器件。这种波长选择开关中，光学组件是一种反射式的光学组件，从光学组件的一侧进入光学组件的光信号，会被传输至光学组件的这一侧。

16、可选地，第三目标端口组、第四调整器件、第三调整器件和第四目标端口组依次排布。可以理解的是，第三目标端口组、第四调整器件、第三调整器件和第四目标端口组也可以不是依次排布。本技术不对第三目标端口组、第四调整器件、第三调整器件和第四目标端口组的排布顺序进行限定。

17、可选地，在第三目标端口组、第四调整器件、第三调整器件和第四目标端口组依次排布的情况下，所述第三目标端口组和所述第四目标端口组关于第一对称面对称；所述第四调整器件和所述第三调整器件关于所述第一对称面对称；所述第一对称面垂直于所述第三目标端口组、所述第四调整器件、所述第三调整器件和所述第四目标端口组的排布方向。该第一对称面可以是位于第三调整器件和第四调整器件之间的平面，并且，第一对称面垂直于第三目标端口组、第四调整器件、所述第三调整器件和第四目标端口组的排布方向。

18、上述光学组件的实现方式也多种多样，可选地，在该多个目标端口组的该第二种可实现方式中，所述第一透镜组包括：第四透镜；所述第二透镜组包括：第五透镜；所述第三目标端口组、所述第四目标端口组、所述第三调整器件和所述第四调整器件均位于所述第四透镜一侧的焦平面；所述色散器件位于所述第四透镜另一侧的焦平面；所述第三目标端口组、所述第四目标端口组、所述第三调整器件和所述第四调整器件均位于所述第五透镜一侧的焦平面。可以理解的是，光学组件的实现方式也可以与这种实现方式不同，比如，该光学组件在这种实现方式的基础上，第一透镜组和/或第二透镜组还包括其他透镜和/或反射镜等，本技术对此不作限定。

19、可选地，本技术提供的波长选择开关中，第一透镜组和第二透镜组中的各个透镜均可以是柱透镜，上述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜均可以是透射式的透镜，第五透镜可以是反射式的透镜。色散器件可以为衍射光栅或者其他能够对光信号进行色散的元件，如基于数字全息图(computer generated hologram，cgh)的空间光相位调制器(也称cgh)。在多个目标端口组的第一种可实现方式中，色散器件为透射式的器件，在多个目标端口组的第二种可实现方式中，色散器件为反射式的器件。调整器件(如上述第一调整器件、第二调整器件、第三调整器件或第四调整器件)可以为硅基液晶(liquid crystal onsilicon，lcos)等能够对光信号的传输方向进行调整的器件。

20、进一步地，在前述内容提供的任一种波长选择开关的基础上，上述波长选择开关中的多个端口组还可以包括：辅助端口组，辅助端口组中的端口与上述多个目标端口组中的关联目标端口组中的端口依次排布。在多个端口组包括辅助端口组时，上述第一透镜组、第二透镜组、色散器件和多个调整器件能够对光信号进行调整，以使任意波长的光信号不仅在任意目标端口组中的第一端口和任意第二端口之间传输，还能够使任意波长的光信号在辅助端口组中的第一端口和任意第二端口之间传输。这样一来，便而复用第一透镜组、第二透镜组和色散器件实现光信号在关联目标端口组和辅助端口组中第一端口和第二端口之间的传输，进一步丰富了波长选择开关的功能，进一步提升了波长选择开关的集成度。

21、可选地，在多个端口组包括辅助端口组时，在光信号调整件的一种可实现方式中，波长选择开关还包括：辅助组件；并且，辅助端口组和关联端口组对应同一调整器件。

22、这种情况下，光信号在一个端口组、上述光学组件(包括第一透镜组、第二透镜组和色散器件)和该端口组对应的调整器件之间的传输方式可以参考前述内容，本技术在此不做赘述。但需要说明的是，在这种情况下，在辅助端口组和光学组件之间传输的光信号，以及，在关联目标端口组和光学组件之间传输的光信号，均经过辅助组件；辅助组件用于对经过的至少部分光信号的传输方向进行第二调整；第二调整用于使光信号的传输方向在平行于端口方向的平面上变化，以使来自辅助端口组的光信号和来自关联目标端口组的光信号传输至上述同一调整器件的不同位置。从而便于该调整器件分别对来自辅助端口组的光信号和来自关联目标端口组的光信号进行第一调整。

23、另外，在光学组件包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和色散器件时，若关联目标端口组为第一目标端口组，则辅助组件位于第一目标端口组和第一透镜之间，以及位于第一目标端口组和第三透镜之间，且辅助组件位于该第一透镜一侧的焦平面，辅助组件位于第三透镜一侧的焦平面。若关联目标端口组为第二目标端口组，则辅助组件位于第二目标端口组和第二透镜之间，以及位于第二目标端口组和第三透镜之间，且辅助组件位于该第二透镜另一侧的焦平面，辅助组件位于第三透镜另一侧的焦平面。

24、在光学组件包括第四透镜、第五透镜和色散器件时，若关联目标端口组为第三目标端口组，则辅助组件位于第三目标端口组和第四透镜之间，以及位于第三目标端口组和第五透镜之间，且辅助组件位于该第四透镜一侧的焦平面，辅助组件位于第五透镜一侧的焦平面。若关联目标端口组为第四目标端口组，则辅助组件位于第四目标端口组和第四透镜之间，以及位于第四目标端口组和第五透镜之间，且辅助组件位于该第四透镜一侧的焦平面，辅助组件位于第五透镜一侧的焦平面。

25、本技术中以辅助组件用于对经过的光信号的传输方向均进行第二调整为例，可选地，辅助组件也可以仅对经过的部分光信号的传输方向进行第二调整，本技术对此不作限定。

26、上述辅助组件的实现方式多种多样，比如辅助组件可以是棱镜或者其他能够执行上述第二调整的器件(如至少一个反射镜)。

27、第二方面，提供了一种光通信设备，包括第一方面中任一设计所述的波长选择开关。

28、可选地，所述光通信设备为roadm、光传送网(optical transport network，otn)设备、光线路终端(optical line terminal，olt)等。

29、第三方面，提供了一种光通信系统，包括第二方面中任一设计所述的光通信设备。