波长选择开关和控制波长选择开关中的空间相位调制器的方法与流程

本发明涉及光网络领域，尤其涉及光网络领域中的波长选择开关和控制波长选择开关中的空间相位调制器的方法。

背景技术：

随着网络流量和带宽的飞速增长，运营商对于底层的波分网络的智能调度功能的需求越来越迫切，这导致可重构光分插复用器（Reconfiguration Optical Add/Drop Multiplexer，简称为“ROADM”）逐渐为越来越多的运营商的网络所采用。网络中引入ROADM后，运营商可以快速地提供波长级的业务，从而便于进行网络规划和维护，并能够降低运营费用和维护成本。

另外，在光通信长距离传输网络中，系统链路中光-电-光（Optical Electrical Optical，简称为“OEO”）转换呈减少趋势，在电层直接测试误码率变得越来越困难，而仅在链路终端测试误码率并不利于故障定位。随着光网络中传输容量的增大和灵活性的提升，系统的复杂度越来越高。为了有效地控制和管理光网络，对光网络中的高速密集波分复用（Dense Wavelength Division Multiplex，简称为“DWDM”）信号进行光性能监测（Optical Performance Monitoring，简称为“OPM”）的重要性越来越高。

例如，光功率监测能够反映信道基本工作状态，并指导系统执行自动功率均衡；光信噪比（Optical Signal to Noise Ratio，简称为“OSNR”）监测能够比较准确地反映信号质量；色散监测可以反映信道的色散状态，以指导系统在光层或电层进行色散补偿等。这些参数成为重要的光性能监测内容，有助于光网络的损伤抑制、故障定位、劣化探测、备份和恢复等，从而有利于光网络的稳定工作。因此，对于网络中的所有重要网元都需要进行光性能监测，那么对ROADM进行光性能监测也是必须的。

目前，对ROADM进行OPM的一种方案是在波长选择开关（Wavelength Selective Switch，简称为“WSS”）外采用外置OPM模块，将ROADM中需要监测的主光通道信号用分光器分出一小部分，然后用OPM模块进行监测。一方面，在OPM模块中，可以采用可调光滤波器（Tunable Optical Filter，简称为“TOF”）扫描待测光信号，以从时间维度上对合波光信号进行波长解复用。在同一时刻从合波光信号中提取一路光，以对该路单通道光信号进行性能监测。另一方面，在OPM模块中，也可以采用波长解复用器（Demultiplxer），以从空间维度上对合波光信号进行波长解复用，从而在同一输出位置上合波光信号中只有一路信号被提取出来，以对这路单通道光信号进行性能监测。

该方法采用的外置OPM模块对ROADM进行性能监测，该OPM模块中需要采用可调光滤波器或波长解复用器，以分离出单波长光信号进行监测，从而显著增加了系统的尺寸，并增加了系统的成本。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种波长选择开关和控制波长选择开关中的空间相位调制器的方法，能够对单波长光信号进行性能监测，并能够减小系统体积和成本。

第一方面，提供了一种波长选择开关，该波长选择开关包括：第一分波合波器件，用于将从该波长选择开关的输入端输入的多波长光信号、在空间上分离成多个单波长光信号；空间相位调制器，用于分别改变该多个单波长光信号包括的各单波长光信号的传输方向，其中，该空间相位调制器还用于将该多个单波长光信号中的第一单波长光信号分离为第一光束和第二光束，该第一光束入射到该波长选择开关的输出端，该第二光束入射到该波长选择开关的监测端；光电探测器，设置在该监测端，用于接收该第二光束；性能监测器件，用于对该光电探测器接收到的该第二光束进行性能监测。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，该空间相位调制器的用于控制该第一单波长光信号的第一子空间相位调制器包括第一像素阵列和第二像素阵列，该第一像素阵列用于控制该第一光束入射到该输出端，该第二像素阵列用于控制该第二光束入射到该监测端。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，该空间相位调制器的用于控制该第一单波长光信号的第一子空间相位调制器形成为全息衍射光栅，该第一子空间相位调制器用于控制该第一光束沿该全息衍射光栅的主级次方向传输，并控制该第二光束沿该全息衍射光栅的非主级次方向传输。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，该第一光束的强度大于该第二光束的强度。

结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，该空间相位调制器还用于在不同时间维度上、将该多个单波长光信号中的至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号、分别分离为两部分光束，该至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号的该两部分光束中的一部分光束、分时入射到该波长选择开关的一个监测端。

结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，该空间相位调制器还用于在不同空间维度上、将该多个单波长光信号中的至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号、分别分离为两部分光束，该至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号的该两部分光束中的一部分光束、分别入射到该波长选择开关的位于不同位置的至少两个监测端。

结合第一方面或第一方面的第一种至第五种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，该波长选择开关还包括下列器件中的至少一种器件：第一准直器、第一光束变形器件和第一偏振转换器件，其中，该多波长光信号经过该第一准直器、该第一光束变形器件和该第一偏振转换器件中的至少一种器件后，入射到该第一分波合波器件。

结合第一方面或第一方面的第一种至第五种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，该波长选择开关还包括第二分波合波器件，其中，传输方向经该空间相位调制器改变后的多个单波长光信号经过该第二分波合波器件后，入射到该波长选择开关的输出端和监测端中的至少一种。

结合第一方面或第一方面的第一种至第五种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，该波长选择开关还包括下列器件中的至少一种器件：第二准直器、第二光束变形器件和第二偏振转换器件，其中，该多个单波长光信号经过该第二准直器、该第二光束变形器件和该第二偏振转换器件中的至少一种器件后，入射到该波长选择开关的输出端和监测端中的至少一种。

结合第一方面或第一方面的第一种至第五种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，该波长选择开关还包括下列器件中的至少一种器件：输入侧聚焦透镜和输出侧聚焦透镜，其中，该多个单波长光信号经过该输入侧聚焦透镜后，入射到该空间相位调制器；或经该空间相位调制器输出的多个单波长光信号经该输出侧聚焦透镜会聚后输出。

结合第一方面或第一方面的第一种至第五种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，该空间相位调制器为硅基液晶LCOS。

第二方面，提供了一种控制波长选择开关中的空间相位调制器的方法，该波长选择开关包括根据本发明实施例的波长选择开关，该波长选择开关包括：第一分波合波器件，用于将从该波长选择开关的输入端输入的多波长光信号、在空间上分离成多个单波长光信号；空间相位调制器，用于分别改变该多个单波长光信号包括的各单波长光信号的传输方向，其中，该空间相位调制器还用于将该多个单波长光信号中的第一单波长光信号分离为第一光束和第二光束，该第一光束入射到该波长选择开关的输出端，该第二光束入射到该波长选择开关的监测端；光电探测器，设置在该监测端，用于接收该第二光束；性能监测器件，用于对该光电探测器接收到的该第二光束进行性能监测；该方法包括：确定该空间相位调制器的用于控制该第一单波长光信号的第一像素阵列和第二像素阵列；控制该第一像素阵列以使得该第一单波长光信号包括的第一光束入射到该波长选择开关的输出端；控制该第二像素阵列以使得该第一单波长光信号包括的第二光束入射到该波长选择开关的监测端。

第三方面，提供了一种控制波长选择开关中的空间相位调制器的方法，该波长选择开关包括根据本发明实施例的波长选择开关，该波长选择开关包括：第一分波合波器件，用于将从该波长选择开关的输入端输入的多波长光信号、在空间上分离成多个单波长光信号；空间相位调制器，用于分别改变该多个单波长光信号包括的各单波长光信号的传输方向，其中，该空间相位调制器还用于将该多个单波长光信号中的第一单波长光信号分离为第一光束和第二光束，该第一光束入射到该波长选择开关的输出端，该第二光束入射到该波长选择开关的监测端；光电探测器，设置在该监测端，用于接收该第二光束；性能监测器件，用于对该光电探测器接收到的该第二光束进行性能监测；该方法包括：确定该空间相位调制器的用于控制该第一单波长光信号的第一子空间相位调制器；控制该第一子空间相位调制器以使得该第一单波长光信号包括的第一光束沿该第一子空间相位调制器形成的全息衍射光栅的主级次方向传输；控制该第一子空间相位调制器以使得该第一单波长光信号包括的第二光束沿该全息衍射光栅的非主级次方向传输。

基于上述技术方案，本发明实施例的波长选择开关和控制波长选择开关中的空间相位调制器的方法，通过控制空间相位调制器，使得单波长光信号包括的第一光束入射到波长选择开关的输出端，并且该单波长光信号包括的第二光束入射到波长选择开关的监测端，从而在不增加额外的可调光滤波器或波长解复用器件的情况下，能够对单波长光信号进行性能监测，由此能够减小系统的体积，降低系统结构的复杂度，并能够显著地降低系统成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的波长选择开关的示意性框图。

图2是根据本发明实施例的空间相位调制器的示意性框图。

图3是根据本发明实施例的空间相位调制器的另一示意性框图。

图4是根据本发明实施例的波长选择开关的另一示意性框图。

图5是根据本发明实施例的波长选择开关的再一示意性框图。

图6是根据本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的方法的示意性流程图。

图7是根据本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的方法的另一示意性流程图。

图8是根据本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的装置的示意性框图。

图9是根据本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的装置的另一示意性框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

图1示出了根据本发明实施例的波长选择开关100的示意性框图。如图1所示，该波长选择开关100包括：

第一分波合波器件110，用于将从该波长选择开关100的输入端170输入的多波长光信号、在空间上分离成多个单波长光信号；

空间相位调制器120，用于分别改变该多个单波长光信号包括的各单波长光信号的传输方向，其中，该空间相位调制器120还用于将该多个单波长光信号中的第一单波长光信号分离为第一光束和第二光束，该第一光束入射到该波长选择开关100的输出端150，该第二光束入射到该波长选择开关100的监测端160；

光电探测器130，设置在该监测端160，用于接收该第二光束；

性能监测器件140，用于对该光电探测器130接收到的该第二光束进行性能监测。

具体而言，例如，如图1所示，波长选择开关100可以包括第一分波合波器件110、空间相位调制器120、光电探测器130和性能监测器件140；另外，该波长选择开关100还可以包括输入端170、输出端150和监测端160，其中，输入信号可以从该输入端170进入该波长选择开关100，一部分光信号可以从该输出端150输出，实现对单波长光信号的选择；并且另一部分光信号可以从该监测端160输出，以对该波长选择开关100输出的部分或全部波长的光信号进行监测。

在本发明实施例中，该第一分波合波器件110例如为光栅器件，通过输入端170输入的具有多个波长的多波长光信号，例如具有两个或更多个波长的多波长光信号，经过该第一分波合波器件110后可以形成空间上分离的多个具有单一波长的单波长光信号；这些单波长光信号经过空间相位调制器120调制后，例如通过分别改变这些多个单波长光信号包括的各单波长光信号的反射角度或折射角度后，使得这些多个单波长光信号的传输方向发生改变，从而可以使得每个单波长光信号输出至期望的位置，特别是可以使得一个单波长光信号输出至期望的至少两个不同的固定位置；即该空间相位调制器可以对每个单波长光信号所包括的每一部分光信号进行单独控制，使得每一部分光信号输出至期望的位置。

例如，对于该多个单波长光信号中的第一单波长光信号而言，该空间相位调制器120还用于将该第一单波长光信号空间上分离为第一光束和第二光束，该第一光束入射到该输出端150，该第二光束入射到该监测端160；从而设置在该监测端160的光电探测器130可以探测到该第二光束，并通过性能监测器件140对该第二光束进行性能监测，由此可以对该第一单波长光信号进行性能监测。

因此，本发明实施例的波长选择开关，通过控制空间相位调制器，使得单波长光信号包括的第一光束入射到波长选择开关的输出端，并且该单波长光信号包括的第二光束入射到波长选择开关的监测端，从而在不增加额外的可调光滤波器或波长解复用器件的情况下，能够对单波长光信号进行性能监测，由此能够减小系统的体积，降低系统结构的复杂度，并能够显著地降低系统成本。

应理解，在本发明实施例中，该第一单波长光信号可以为多个单波长光信号中的任意一种单波长光信号；还应理解，该单波长光信号可以为具有单一中心波长的光信号，但本发明实施例并不限于此。例如，在本发明实施例中，该第一单波长光信号还可以包括多种单波长光信号，对于每种单波长信号而言，空间相位调制器都可以将该单波长光信号分离为第一光束和第二光束，其中该第一光束入射到波长选择开关的输出端，该第二光束入射到波长选择开关的监测端。

还应理解，在本发明实施例中，光电探测器可以为将接收的光信号转换为电信号的器件，例如，该光电探测器130可以为光电二极管、PIN光电二极管、雪崩光电二极管等，但本发明实施例并不限于此。

还应理解，在本发明实施例中，性能监测器件140例如可以对光信号的光功率进行监测，也可以对光信号的光信噪比OSNR进行监测，还可以对光信号的色散等进行监测，但本发明实施例并不以此为限。

还应理解，在本发明实施例中，为了便于对光信号进行更好的监测，第二光束入射到光电探测器之前，还可以入射到其它光学器件，例如可以经分光器进行分光，也可以经过聚焦透镜进行会聚等，本发明实施例并不限于此。另外，在本发明实施例中，还可以理解，光电探测器和性能监测器件可以分别独立设置，也可以整体设置成性能监测模块，但本发明实施例并不限于此。

在本发明实施例中，空间相位调制器可以为采用多个像素点的交换引擎，其中，每个像素点可以单独控制。具体地，例如，通过改变每个像素点上加载的电压大小，可以使得各像素点形成相位光栅，并且各像素点可以具有不同的灰度值，从而可以使得形成的相位光栅产生不同的衍射效果，或经过该相位光栅后的光信号具有不同的偏折方向。

可选地，在本发明实施例中，该空间相位调制器为硅基液晶（Liquid Crystal On Silicon，简称为“LCOS”）。应理解，本发明实施例仅以LCOS为例进行说明，但本发明实施例并不限于此，空间相位调制器还可以是能够实现上述功能的其它器件。

在本发明实施例中，可选地，该空间相位调制器120的用于控制该第一单波长光信号的第一子空间相位调制器包括第一像素阵列和第二像素阵列，该第一像素阵列用于控制该第一光束入射到该输出端150，该第二像素阵列用于控制该第二光束入射到该监测端160。

应理解，空间相位调制器可以包括多个子空间相位调制器，用于分别控制不同的单波长光信号，每个子空间相位调制器可以包括由多个像素形成的像素阵列，例如，第一子空间相位调制器可以包括第一像素阵列和第二像素阵列。

以该空间相位调制器120为LCOS为例进行说明，该LCOS可以由多个多像素点形成，通过不同的电压大小加载在不同的像素点上，每个像素点可以独立控制其相位，从而使得这些像素点形成的相位光栅能够控制光信号的偏折角度。通常而言，每个单波长光信号由上千个像素点来控制，但理论上，大约100个像素点形成的光栅就可以有效地控制光线的偏折角度。

因此，可以将控制单个单波长光信号的上千个像素点分为两部分，例如，如图2所示，可以将这些像素点分为由A类像素点形成的第一像素阵列和由B类像素点形成的第二像素阵列。其中，一部分像素点，例如B类像素点，用于控制该单波长光信号包括的第一光束，使得该第一光束入射到波长选择开关的输出端；另一部分像素点，例如A类像素点，可以用于控制该单波长光信号包括的第二光束，使得该第二光束入射到波长选择开关的监测端，以用于光性能监测。

在本发明实施例中，像素点越多，形成的相位光栅的衍射效率越高，信道间的串扰就越小。而对光性能监测OPM而言，要求的隔离度较低，因而可以由少量的像素点控制的较小部分的单波长光信号用于OPM。即在本发明实施例中，可选地，该第一光束的强度大于该第二光束的强度，从而少量的单波长光信号用于OPM，而大部分的单波长光信号从WSS的输出端输出，由此可以减小系统的插损。

应理解，在本发明实施例中，第一子空间相位调制器包括的第二像素阵列，例如图2中所示的A类像素点，可以为第一子空间相位调制器中的连续区域，如图2中的左图所示，也可以为第一子空间相位调制器中的非连续区域，如图2中的右图所示，其中该第一像素阵列与第二像素阵列间隔排列。

还应理解，在本发明实施例中，用于控制第一单波长光信号的第一子空间相位调制器，在用于控制各单波长光信号的空间相位调制器中可以为连续区域，也可以为非连续区域，例如该第一子空间相位调制器可以与用于控制其它单波长光信号的空间相位调制器部分间隔排列，但本发明实施例并不限于此。

还应理解，在本发明实施例中，用于OPM的LCOS通过控制每个像素点的相位，可以将需要检测的光信号输出到监测端，并可以将不需要监测的光散射到无光纤处。由于用于OPM的LCOS和用于WSS的LCOS可以分别独立控制，因而增加的OPM功能不会影响WSS的功能实现。

上述实施例中的例如为硅基液晶LCOS的空间相位调制器，利用空间相位调制器的相位调制特性，通过不同的电压大小加载在不同像素点上面，可以形成相位光栅；入射光通过该作为衍射光栅的相位光栅后，将产生多个衍射级次。其中，单波长光信号经过第一子空间相位调制器的第一像素阵列后，只有沿一级衍射级次传输的光信号，也称为沿主级次方向传输的光信号，例如如图3所示，沿m=+1方向传输的光信号，输入到WSS的输出端；并且单波长光信号经过第一子空间相位调制器的第二像素阵列后，也只有沿主级次方向传输的光信号输入到WSS的监测端。沿其它非主级次的光信号，例如如图3所示，沿m=+2、m=0、m=-1或m=-2方向传输的光信号，则传输到无输出光纤的位置后被散射而衰减掉，甚至有部分非主级次的光信号会进入到其它输出端或检测端，成为串扰信号。

为了充分利用非主阶次的衍射能量，并避免可能形成的串扰，可以通过精确设计各像素点的灰度值，使得LCOS上形成一个全息衍射光栅，并有效控制非主级次衍射光的偏转方向，使得大部分的非主级次衍射光从固定的监测端输出，以用于OPM。

可选地，在本发明实施例中，该空间相位调制器120的用于控制该第一单波长光信号的第一子空间相位调制器形成为全息衍射光栅，该第一子空间相位调制器用于控制该第一光束沿该全息衍射光栅的主级次方向传输，并控制该第二光束沿该全息衍射光栅的非主级次方向传输。

具体而言，当需要对某个单波长信号光进行性能监测时，例如需要对第一单波长光信号进行检测时，可以按照预先设计的各像素点的灰度值，对控制该第一单波长光信号的第一子空间相位调制器进行控制，使得沿该第一子空间相位调制器形成的全息衍射光栅的主级次方向传输的第一光束入射到波长选择开关的输出端，而沿该全息衍射光栅的大部分非主级次方向传输的第二光束入射到波长选择开关的监测端。

而当不需要对该单波长信号光进行性能监测时，则可以按照预先设计的各像素点的灰度值，对第一子空间相位调制器进行控制，使得沿大部分的其他非主级次方向传输的光束照射到无输出光纤的位置上散射掉。

由于上述方法充分利用了散射浪费掉的其他非主级次的衍射光，从而不仅可以进一步减小系统插损，还可以避免可能形成的串扰，提高系统的抗干扰能力。

应理解，可以按照预先设计的各像素点的灰度值，对控制多个单波长光信号的空间相位调制器进行控制，使得分别沿第一子空间相位调制器、用于控制第二单波长光信号的第二子空间相位调制器等空间相位调制器形成的全息衍射光栅的大部分非主级次方向传输的光信号，可以入射到波长选择开关的固定监测端；即空间相位调制器可以设计成使主级次衍射光输出位置发生变化时，大部分的其他非主级次衍射光的输出位置可以不变。

因此，本发明实施例的波长选择开关，通过控制空间相位调制器，使得单波长光信号包括的第一光束入射到波长选择开关的输出端，并且该单波长光信号包括的第二光束入射到波长选择开关的监测端，从而在不增加额外的可调光滤波器或波长解复用器件的情况下，能够对单波长光信号进行性能监测，由此能够减小系统的体积和插损，降低系统结构的复杂度，并能够显著地降低系统成本，提高系统的抗干扰能力。

上文中从单个单波长光信号的角度，描述了空间相位调制器对单个单波长光信号的传输方向的控制；下面将从多个单波长光信号的角度，描述空间相位调制器对多个单波长光信号的传输方向的控制。

在本发明实施例中，可选地，该空间相位调制器120还用于在不同时间维度上、将该多个单波长光信号中的至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号、分别分离为两部分光束，该至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号的该两部分光束中的一部分光束、分时入射到该波长选择开关的一个监测端160。

例如，如图4所示，该空间相位调制器120的用于控制第一单波长光信号的第一子空间相位调制器，可以控制该第一单波长光信号包括的第一光束在第一时刻输入到波长选择开关100的一个监测端160；该空间相位调制器120的用于控制第二单波长光信号的第二子空间相位调制器，可以控制该第二单波长光信号包括的第一光束在第二时刻输入到波长选择开关100的一个固定监测端160。从而可以按照监测需求从不同时间维度上、将需要监测的单波长光信号输出到固定的监测端进行光性能监测，即不同波长的单波长光信号可以分时地入射到相同的监测端，以分别对不同的单波长光信号进行光性能监测。

应理解，在本发明实施例中，第一子空间相位调制器可以控制该至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号的其中一部分光束分时入射到该波长选择开关的一个监测端160，而该第一子空间相位调制器还可以控制该至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号的另一部分光束，既可以分时地入射到该波长选择开关的至少一个输出端150，又可以分别入射到该波长选择开关的至少两个位于不同位置的输出端150，但本发明实施例并不限于此。

在本发明实施例中，可选地，该空间相位调制器120还用于在不同空间维度上、将该多个单波长光信号中的至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号、分别分离为两部分光束，该至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号的该两部分光束中的一部分光束、分别入射到该波长选择开关的位于不同位置的至少两个监测端160。

例如，如图5所示，该空间相位调制器120的用于控制第一单波长光信号的第一子空间相位调制器，可以控制该第一单波长光信号包括的第一光束输入到波长选择开关100的一个固定监测端161；该空间相位调制器120的用于控制第二单波长光信号的第二子空间相位调制器，可以控制该第二单波长光信号包括的第一光束输入到波长选择开关100的另一个固定监测端162；并且该空间相位调制器120的用于控制第三单波长光信号的第三子空间相位调制器，可以控制该第三单波长光信号包括的第一光束输入到波长选择开关100的再一个固定监测端163。从而可以从不同空间维度上、将多个单波长光信号中的各个单波长光信号、分别输出到多个不同位置，以可以同时分别对各个单波长光信号进行光性能监测。

应理解，在本发明实施例中，对于该空间相位调制器120在不同空间维度上、将该每个单波长光信号分别分离的两部分光束，其中一部分光束可以分别入射到该波长选择开关的位于不同位置的至少两个监测端160，而另一部分光束既可以分时地入射到该波长选择开关的至少一个输出端150，又可以分别入射到该波长选择开关的至少两个位于不同位置的输出端150，但本发明实施例并不限于此。

因此，本发明实施例的波长选择开关，通过控制空间相位调制器，使得单波长光信号包括的第一光束入射到波长选择开关的输出端，并且该单波长光信号包括的第二光束入射到波长选择开关的监测端，从而在不增加额外的可调光滤波器或波长解复用器件的情况下，能够对单波长光信号进行性能监测，由此能够减小系统的体积和插损，降低系统结构的复杂度，并能够显著地降低系统成本，提高系统的抗干扰能力。

在本发明实施例中，可选地，该波长选择开关100还包括下列器件中的至少一种器件：第一准直器210、第一光束变形器件和第一偏振转换器件220，其中，该多波长光信号经过该第一准直器210、该第一光束变形器件和该第一偏振转换器件220中的至少一种器件后，入射到该第一分波合波器件110。

例如，如图4或图5所示，多波长光信号可以从波长选择开关100的输入端170进入输入光纤阵列，然后第一准直器210可以对该多波长光信号进行准直，经过准直之后的多波长光信号可以直接入射到该第一分波合波器件110，也可以先入射到第一光束变形器件和/或该第一偏振转换器件220，并可以由该第一光束变形器件和/或该第一偏振转换器件220对入射的多波长光信号的形状和/或偏振态进行调节后，再入射到该第一分波合波器件110。

入射的多波长光信号经第一分波合波器件110分波后，可以在空间上分离成多个单波长光信号；该多个单波长光信号可以直接入射到空间相位调制器120，也可以经过输入侧聚焦透镜260后，如图4或图5所示，入射到该空间相位调制器120。该空间相位调制器120分别改变该多个单波长光信号包括的各单波长光信号的传输方向后，各单波长光信号可以直接入射到波长选择开关100的输出端150或监测端160，也可以经输出侧聚焦透镜270会聚后输出，例如，如图4或图5所示。

即可选地，在本发明实施例中，该波长选择开关100还包括下列器件中的至少一种器件：输入侧聚焦透镜260和输出侧聚焦透镜270，其中，该多个单波长光信号经过该输入侧聚焦透镜260后，入射到该空间相位调制器120；或经该空间相位调制器120输出的多个单波长光信号经该输出侧聚焦透镜270会聚后输出。

在本发明实施例中，可选地，如图4或图5所示，该波长选择开关100还包括第二分波合波器件230，其中，传输方向经该空间相位调制器120改变后的多个单波长光信号经过该第二分波合波器件230后，入射到该波长选择开关100的输出端150和监测端160中的至少一种。

可选地，如图4或图5所示，该波长选择开关100还包括下列器件中的至少一种器件：第二准直器240、第二光束变形器件和第二偏振转换器件250，其中，该多个单波长光信号经过该第二准直器240、该第二光束变形器件和该第二偏振转换器件250中的至少一种器件后，入射到该波长选择开关100的输出端150和监测端160中的至少一种。

即在本发明实施例中，经空间相位调制器改变传输方向的各单波长光信号，可以经第二分波合波器件230合波后，入射到该波长选择开关100的输出端150和/或监测端160。即该波长选择开关100的监测端160可以对单波长光信号进行光性能监测，也可以对多个单波长光信号形成的多波长光信号进行光性能监测，本发明实施例并不限于此。

另外，在本发明实施例中，多个单波长光信号或多个多波长光信号可以经过该第二准直器240准直后，和/或经过该第二光束变形器件和该第二偏振转换器件250进行形状和偏振态的调节后，入射到该波长选择开关100的输出端150和/或监测端160。

应理解，在本发明实施例中，准直器可以用于对输入的光信号进行准直，该准直器例如为一组透镜组；光束变形器件和偏振转换器件可以分别用于改变输入的光信号的形状和偏振态，该光束变形器件或该偏振转换器件也可以由一组或多组透镜组构成；聚焦透镜可以用于对输入的光信号进行会聚或聚焦等，该聚焦透镜可以为单片透镜，也可以为透镜组，本发明实施例并不限于此。

因此，本发明实施例的波长选择开关，通过控制空间相位调制器，使得单波长光信号包括的第一光束入射到波长选择开关的输出端，并且该单波长光信号包括的第二光束入射到波长选择开关的监测端，从而在不增加额外的可调光滤波器或波长解复用器件的情况下，能够对单波长光信号进行性能监测，由此能够减小系统的体积和插损，降低系统结构的复杂度，并能够显著地降低系统成本，提高系统的抗干扰能力。

上文中结合图1至图5，详细描述了根据本发明实施例的波长选择开关，下面将结合图6至图9，详细描述根据本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的方法和装置。

图6示出了根据本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的方法500，其中，该波长选择开关包括：第一分波合波器件，用于将从该波长选择开关的输入端输入的多波长光信号、在空间上分离成多个单波长光信号；空间相位调制器，用于分别改变该多个单波长光信号包括的各单波长光信号的传输方向，其中，该空间相位调制器还用于将该多个单波长光信号中的第一单波长光信号分离为第一光束和第二光束，该第一光束入射到该波长选择开关的输出端，该第二光束入射到该波长选择开关的监测端；光电探测器，设置在该监测端，用于接收该第二光束；性能监测器件，用于对该光电探测器接收到的该第二光束进行性能监测；

如图6所示，方法500，包括：

S510，确定该空间相位调制器的用于控制该第一单波长光信号的第一像素阵列和第二像素阵列；

S520，控制该第一像素阵列以使得该第一单波长光信号包括的第一光束入射到该波长选择开关的输出端；

S530，控制该第二像素阵列以使得该第一单波长光信号包括的第二光束入射到该波长选择开关的监测端。

因此，本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的方法，通过控制空间相位调制器，使得单波长光信号包括的第一光束入射到波长选择开关的输出端，并且该单波长光信号包括的第二光束入射到波长选择开关的监测端，从而在不增加额外的可调光滤波器或波长解复用器件的情况下，能够对单波长光信号进行性能监测，由此能够减小系统的体积，降低系统结构的复杂度，并能够显著地降低系统成本。

在本发明实施例中，可选地，该空间相位调制器的用于控制该第一单波长光信号的第一子空间相位调制器包括第一像素阵列和第二像素阵列，该第一像素阵列用于控制该第一光束入射到该输出端，该第二像素阵列用于控制该第二光束入射到该监测端。

在本发明实施例中，可选地，该空间相位调制器的用于控制该第一单波长光信号的第一子空间相位调制器形成为全息衍射光栅，该第一子空间相位调制器用于控制该第一光束沿该全息衍射光栅的主级次方向传输，并控制该第二光束沿该全息衍射光栅的非主级次方向传输。

在本发明实施例中，可选地，该第一光束的强度大于该第二光束的强度。

在本发明实施例中，可选地，该空间相位调制器还用于在不同时间维度上、将该多个单波长光信号中的至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号、分别分离为两部分光束，该至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号的该两部分光束中的一部分光束、分时入射到该波长选择开关的一个监测端。

在本发明实施例中，可选地，该空间相位调制器还用于在不同空间维度上、将该多个单波长光信号中的至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号、分别分离为两部分光束，该至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号的该两部分光束中的一部分光束、分别入射到该波长选择开关的位于不同位置的至少两个监测端。

在本发明实施例中，可选地，该波长选择开关还包括下列器件中的至少一种器件：第一准直器、第一光束变形器件和第一偏振转换器件，其中，该多波长光信号经过该第一准直器、该第一光束变形器件和该第一偏振转换器件中的至少一种器件后，入射到该第一分波合波器件。

在本发明实施例中，可选地，该波长选择开关还包括第二分波合波器件，其中，传输方向经该空间相位调制器改变后的多个单波长光信号经过该第二分波合波器件后，入射到该波长选择开关的输出端和监测端中的至少一种。

在本发明实施例中，可选地，该波长选择开关还包括下列器件中的至少一种器件：第二准直器、第二光束变形器件和第二偏振转换器件，其中，该多个单波长光信号经过该第二准直器、该第二光束变形器件和该第二偏振转换器件中的至少一种器件后，入射到该波长选择开关的输出端和监测端中的至少一种。

在本发明实施例中，可选地，该波长选择开关还包括下列器件中的至少一种器件：输入侧聚焦透镜和输出侧聚焦透镜，其中，该多个单波长光信号经过该输入侧聚焦透镜后，入射到该空间相位调制器；或经该空间相位调制器输出的多个单波长光信号经该输出侧聚焦透镜会聚后输出。

在本发明实施例中，可选地，该空间相位调制器为硅基液晶LCOS。

应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

还应理解，根据本发明实施例的波长选择开关可对应于本发明实施例中的波长选择开关100，并且波长选择开关100中的各个模块的上述和其它操作和/或功能可以如图1至图5所示，为了简洁，在此不再赘述。

因此，本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的方法，通过控制空间相位调制器，使得单波长光信号包括的第一光束入射到波长选择开关的输出端，并且该单波长光信号包括的第二光束入射到波长选择开关的监测端，从而在不增加额外的可调光滤波器或波长解复用器件的情况下，能够对单波长光信号进行性能监测，由此能够减小系统的体积，降低系统结构的复杂度，并能够显著地降低系统成本。

图7还示出了根据本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的另一方法600，其中，该波长选择开关包括：第一分波合波器件，用于将从该波长选择开关的输入端输入的多波长光信号、在空间上分离成多个单波长光信号；空间相位调制器，用于分别改变该多个单波长光信号包括的各单波长光信号的传输方向，其中，该空间相位调制器还用于将该多个单波长光信号中的第一单波长光信号分离为第一光束和第二光束，该第一光束入射到该波长选择开关的输出端，该第二光束入射到该波长选择开关的监测端；光电探测器，设置在该监测端，用于接收该第二光束；性能监测器件，用于对该光电探测器接收到的该第二光束进行性能监测；

如图7所示，方法600，包括：

S610，确定该空间相位调制器的用于控制该第一单波长光信号的第一子空间相位调制器；

S620，控制该第一子空间相位调制器以使得该第一单波长光信号包括的第一光束沿该第一子空间相位调制器形成的全息衍射光栅的主级次方向传输；

S630，控制该第一子空间相位调制器以使得该第一单波长光信号包括的第二光束沿该全息衍射光栅的非主级次方向传输。

应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

还应理解，根据本发明实施例的波长选择开关可对应于本发明实施例中的波长选择开关100，并且波长选择开关100中的各个模块的上述和其它操作和/或功能可以如图1至图5所示，为了简洁，在此不再赘述。

因此，本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的方法，通过控制空间相位调制器，使得单波长光信号包括的第一光束入射到波长选择开关的输出端，并且该单波长光信号包括的第二光束入射到波长选择开关的监测端，从而在不增加额外的可调光滤波器或波长解复用器件的情况下，能够对单波长光信号进行性能监测，由此能够减小系统的体积，降低系统结构的复杂度，并能够显著地降低系统成本。

在本发明实施例中，可选地，该空间相位调制器的用于控制该第一单波长光信号的第一子空间相位调制器包括第一像素阵列和第二像素阵列，该第一像素阵列用于控制该第一光束入射到该输出端，该第二像素阵列用于控制该第二光束入射到该监测端。

在本发明实施例中，可选地，该空间相位调制器的用于控制该第一单波长光信号的第一子空间相位调制器形成为全息衍射光栅，该第一子空间相位调制器用于控制该第一光束沿该全息衍射光栅的主级次方向传输，并控制该第二光束沿该全息衍射光栅的非主级次方向传输。

在本发明实施例中，可选地，该第一光束的强度大于该第二光束的强度。

在本发明实施例中，可选地，该空间相位调制器还用于在不同时间维度上、将该多个单波长光信号中的至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号、分别分离为两部分光束，该至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号的该两部分光束中的一部分光束、分时入射到该波长选择开关的一个监测端。

在本发明实施例中，可选地，该空间相位调制器还用于在不同空间维度上、将该多个单波长光信号中的至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号、分别分离为两部分光束，该至少两个单波长光信号包括的每个单波长光信号的该两部分光束中的一部分光束、分别入射到该波长选择开关的位于不同位置的至少两个监测端。

在本发明实施例中，可选地，该波长选择开关还包括下列器件中的至少一种器件：第一准直器、第一光束变形器件和第一偏振转换器件，其中，该多波长光信号经过该第一准直器、该第一光束变形器件和该第一偏振转换器件中的至少一种器件后，入射到该第一分波合波器件。

在本发明实施例中，可选地，该波长选择开关还包括第二分波合波器件，其中，传输方向经该空间相位调制器改变后的多个单波长光信号经过该第二分波合波器件后，入射到该波长选择开关的输出端和监测端中的至少一种。

在本发明实施例中，可选地，该波长选择开关还包括下列器件中的至少一种器件：第二准直器、第二光束变形器件和第二偏振转换器件，其中，该多个单波长光信号经过该第二准直器、该第二光束变形器件和该第二偏振转换器件中的至少一种器件后，入射到该波长选择开关的输出端和监测端中的至少一种。

在本发明实施例中，可选地，该波长选择开关还包括下列器件中的至少一种器件：输入侧聚焦透镜和输出侧聚焦透镜，其中，该多个单波长光信号经过该输入侧聚焦透镜后，入射到该空间相位调制器；或经该空间相位调制器输出的多个单波长光信号经该输出侧聚焦透镜会聚后输出。

在本发明实施例中，可选地，该空间相位调制器为硅基液晶LCOS。

因此，本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的方法，通过控制空间相位调制器，使得单波长光信号包括的第一光束入射到波长选择开关的输出端，并且该单波长光信号包括的第二光束入射到波长选择开关的监测端，从而在不增加额外的可调光滤波器或波长解复用器件的情况下，能够对单波长光信号进行性能监测，由此能够减小系统的体积，降低系统结构的复杂度，并能够显著地降低系统成本。

另外，本文中术语“系统”和“网络”在本文中常被可互换使用。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

如图8所示，本发明实施例还提供了一种控制波长选择开关中的空间相位调制器的装置700，该装置700包括处理器710、存储器720和总线系统730。其中，处理器710和存储器720通过总线系统730相连，该存储器720用于存储指令，该处理器710用于执行该存储器720存储的指令。其中，该处理器710用于：确定该空间相位调制器的用于控制该第一单波长光信号的第一像素阵列和第二像素阵列；控制该第一像素阵列以使得该第一单波长光信号包括的第一光束入射到该波长选择开关的输出端；控制该第二像素阵列以使得该第一单波长光信号包括的第二光束入射到该波长选择开关的监测端。

其中，该波长选择开关包括：第一分波合波器件，用于将从该波长选择开关的输入端输入的多波长光信号、在空间上分离成多个单波长光信号；空间相位调制器，用于分别改变该多个单波长光信号包括的各单波长光信号的传输方向，其中，该空间相位调制器还用于将该多个单波长光信号中的第一单波长光信号分离为第一光束和第二光束，该第一光束入射到该波长选择开关的输出端，该第二光束入射到该波长选择开关的监测端；光电探测器，设置在该监测端，用于接收该第二光束；性能监测器件，用于对该光电探测器接收到的该第二光束进行性能监测。

应理解，在本发明实施例中，该处理器710可以是中央处理单元（Central Processing Unit，简称为“CPU”），该处理器710还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现成可编程门阵列（FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

该存储器720可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器710提供指令和数据。存储器720的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器720还可以存储设备类型的信息。

该总线系统730除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统730。

在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器710中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器720，处理器710读取存储器720中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。

还应理解，根据本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的装置700中的各个模块的上述和其它操作和/或功能，为了实现图6中的方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

还应理解，根据本发明实施例的装置700所控制的波长选择开关可对应于本发明实施例中的波长选择开关100，并且该波长选择开关中的各个模块的上述和其它操作和/或功能可以如图1至图5所示，为了简洁，在此不再赘述。

因此，本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的装置，通过控制空间相位调制器，使得单波长光信号包括的第一光束入射到波长选择开关的输出端，并且该单波长光信号包括的第二光束入射到波长选择开关的监测端，从而在不增加额外的可调光滤波器或波长解复用器件的情况下，能够对单波长光信号进行性能监测，由此能够减小系统的体积，降低系统结构的复杂度，并能够显著地降低系统成本。

如图9所示，本发明实施例还提供了一种控制波长选择开关中的空间相位调制器的装置800，该装置800包括处理器810、存储器820和总线系统830。其中，处理器810和存储器820通过总线系统830相连，该存储器820用于存储指令，该处理器810用于执行该存储器820存储的指令。其中，该处理器810用于：确定该空间相位调制器的用于控制该第一单波长光信号的第一子空间相位调制器；控制该第一子空间相位调制器以使得该第一单波长光信号包括的第一光束沿该第一子空间相位调制器形成的全息衍射光栅的主级次方向传输；控制该第一子空间相位调制器以使得该第一单波长光信号包括的第二光束沿该全息衍射光栅的非主级次方向传输。

应理解，在本发明实施例中，该处理器810可以是中央处理单元（CentralProcessing Unit，简称为“CPU”），该处理器810还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现成可编程门阵列（FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

该存储器820可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器810提供指令和数据。存储器820的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器820还可以存储设备类型的信息。

该总线系统830除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统830。

在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器810中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器820，处理器810读取存储器820中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。

还应理解，根据本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的装置800中的各个模块的上述和其它操作和/或功能，为了实现图7中的方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

还应理解，根据本发明实施例的装置800所控制的波长选择开关可对应于本发明实施例中的波长选择开关100，并且该波长选择开关中的各个模块的上述和其它操作和/或功能可以如图1至图5所示，为了简洁，在此不再赘述。

因此，本发明实施例的控制波长选择开关中的空间相位调制器的装置，通过控制空间相位调制器，使得单波长光信号包括的第一光束入射到波长选择开关的输出端，并且该单波长光信号包括的第二光束入射到波长选择开关的监测端，从而在不增加额外的可调光滤波器或波长解复用器件的情况下，能够对单波长光信号进行性能监测，由此能够减小系统的体积，降低系统结构的复杂度，并能够显著地降低系统成本。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，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。另外，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，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

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发明实施例方案的目的。

另外，在本发明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，也可以是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，本发明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）执行本发明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-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。