專利名稱：一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光纖通訊光無源器件領(lǐng)域，尤其涉及一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
波分復(fù)用是當(dāng)前最常見的光層組網(wǎng)技術(shù)，通過不同波長復(fù)用后在一根光纖中傳輸，很容易實現(xiàn)(ibit/s甚至Tbit/s的傳輸容量，但是當(dāng)前的波分復(fù)用系統(tǒng)，其本質(zhì)上還是一個點到點的線路系統(tǒng)，大多數(shù)的光層組網(wǎng)只能通過終端站(TM)實現(xiàn)的光線路系統(tǒng)構(gòu)建。 ROADM概念被提出的初衷，就是要增強波分復(fù)用的靈活性，以實現(xiàn)不同節(jié)點信息間的交叉調(diào)度。ROADM的發(fā)展1.基于光交叉連接器(OXC)和光-電-光(OEO)再生器的結(jié)構(gòu)； 2.基于環(huán)行器的結(jié)構(gòu)和基于復(fù)用器-開關(guān)矩陣-解復(fù)用器(DSM)的結(jié)構(gòu)；3.商業(yè)化，第一代技術(shù)的是波長阻斷器(WB)技術(shù)，無法實現(xiàn)動態(tài)重構(gòu)上、下路波長，只能重構(gòu)直通波長，不易過渡至光交叉互連(OXC)。第二代ROADM是基于平面光集成(PLC)的技術(shù)。2000年前后出現(xiàn)的DSM-R0ADM 技術(shù)的發(fā)展和延續(xù)，通過集成波導(dǎo)技術(shù)，將解復(fù)用器(通常是AWG)、1X2光開關(guān)、V0A、復(fù)用器等集成在一塊芯片上，規(guī)?；a(chǎn)后能有效降低成本，因此PLC技術(shù)是成本相對較低的 ROADM實現(xiàn)方案。由于使用了 1X2或2X2的光開關(guān)，因此具有二維自由度。但PLC-R0ADM 和WB-ROADM很多方面還是很類似的，兩種方案上、下路端口都與波長相關(guān)，無法重構(gòu)上、下路波長。應(yīng)運而生的第三代ROADM技術(shù)就是WSS結(jié)構(gòu)。WSS結(jié)構(gòu)每個波長都可以被獨立的交換，多端口的WSS模塊能獨立的將任意波長分配到任意路徑。因此基于WSS結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有多個自由度，不再像WB或PLC那樣需要對網(wǎng)絡(luò)互連架構(gòu)做預(yù)先設(shè)定。WSS模塊的技術(shù)方案有許多，其中最普遍的是使用光柵和MEMS微反射鏡的組合， 其它還有基于光柵和液晶的反感、基于PLC微共振環(huán)和MEMS的方案等等。這些方案不僅成本高昂，且難于控制，使WSS模塊的價格一直居高不下。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述問題，本實用新型提出一種成本低、結(jié)構(gòu)相對簡單的波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)。為達到上述目的，本實用新型所提出的技術(shù)方案為一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)，包括輸入輸出系統(tǒng)、色散光學(xué)元件和開關(guān)返回系統(tǒng)，其特征在于還包括加大光信號間隔的可調(diào)反射鏡；所述輸入輸出系統(tǒng)包括至少一個輸入端口和多個輸出端口按第一方向排列；所述色散光學(xué)元件將所述輸入端口射出的含有多個波長信道的波分復(fù)用光根據(jù)其波長按與所述第一方向垂直的第二方向分開；所述開關(guān)返回系統(tǒng)包括多個開關(guān)回路，該開關(guān)回路由直角反射棱鏡與步進電機或繼電器帶動的光學(xué)平行平片組成，各開關(guān)回路位于所述多波長信道光路的輸出端口中。[0009]進一步的，所述波分復(fù)用光的信道數(shù)目與開關(guān)回路數(shù)目一致。進一步的，所述色散光學(xué)元件為光柵或者多波長濾波片。進一步的，所述光柵為反射光柵或者體光柵；所述多波長濾波片為波分復(fù)用濾波膜片。進一步的，所述光學(xué)平行平片為折射率大于空氣且能透射所述光的光學(xué)平片，如硅片等。進一步的，該波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)還可以包括光束擴束柱面透鏡組和縮束柱面透鏡組。進一步的，該波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)也可以包括一直角棱鏡和聚焦透鏡。進一步的，所述開關(guān)回路還包括一球關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述直角反射棱鏡粘結(jié)于該球關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)上。進一步的，所述開關(guān)回路還可以由步進電機、直角反射棱鏡和繼電器帶動的平行平片組成；所述繼電器位于步進電機前。本實用新型的有益效果本實用新型的一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)，采用價格低廉的步進電機或繼電器配合平行平片和直角反射棱鏡靈活控制各通道信號，替代原用的昂貴的 MEMS或液晶，控制更簡單，成本也大幅降低。

圖1為本實用新型的波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)實施例1 ；圖2為本實用新型的波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)實施例2 ；圖3為本實用新型的波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)實施例3 ；圖4為本實用新型的開關(guān)回路實施例1 ；圖5為本實用新型的開關(guān)回路實施例2 ；圖6為本實用新型的開關(guān)回路實施例3。標(biāo)號說明101準(zhǔn)直器陣列；102衍射光柵；103開關(guān)返回系統(tǒng)；104反射鏡；105擴束柱面透鏡組；106縮束柱面透鏡組；201準(zhǔn)直器陣列；202波分復(fù)用濾波模塊；203開關(guān)返回系統(tǒng)；204反射鏡；301準(zhǔn)直器陣列；302直角棱鏡；303聚焦透鏡；304波分復(fù)用濾波片； 305反射鏡；306開關(guān)返回系統(tǒng)；401，402繼電器；403平行平片；404直角反射棱鏡；405球關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)；501步進電機；502平行平片；503直角反射棱鏡；601步進電機；602平行平片； 603直角反射棱鏡；604繼電器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本實用新型做進一步說明。本實用新型的一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)，將從光纖準(zhǔn)直器陣列的輸入光纖射出的波分復(fù)用光通過色散光學(xué)元件根據(jù)其波長分開，再在透射光信號中引入反射鏡使各光信號間隔加大，采用開關(guān)返回系統(tǒng)使透射光在不同高度沿原方向返回，形成IXN的WSS。其中開關(guān)返回系統(tǒng)包括多個開關(guān)回路，該開關(guān)回路采用價格低廉的步進電機或者繼電器帶動平行平片，配合直角反射棱鏡靈活控制各通道信號。如圖1所示為本實用新型的波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)實施例1，基于體光柵的波長選擇開關(guān)，包括用作輸入輸出系統(tǒng)的光纖準(zhǔn)直器陣列101，光束擴束柱面透鏡組105，縮束柱鏡透鏡組106，作為散射光學(xué)元件的衍射光柵102，用于進一步通道空間分離的反射鏡104，用作光信號通道選擇的開關(guān)返回系統(tǒng)103。準(zhǔn)直器陣列101共M個準(zhǔn)直器，其中一個作為光纖輸入端，另外M-I個作為輸出端。當(dāng)輸入端口輸入的波分復(fù)用光通過擴束柱面透鏡組105照射在衍射光柵102上，使包含波長信道chl至chN的波分復(fù)用光根據(jù)它們的波長而沿著不同角度的方向被分離，各波長的光經(jīng)過縮束柱面透鏡組106再被各通道對應(yīng)的反射鏡104 進一步分離，進入開關(guān)返回系統(tǒng)103。如圖2所示為本實用新型的波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)實施例2，基于波分復(fù)用濾波膜片的波長選擇開關(guān)，包括用作輸入輸出系統(tǒng)的光纖準(zhǔn)直器陣列201，波分復(fù)用濾波模塊202， 用于進一步通道空間分離的反射鏡204，用作光通道選擇的開關(guān)返回系統(tǒng)203。其中，波分復(fù)用濾波模塊202兩側(cè)貼有M-I個波分復(fù)用濾波膜片，不同的濾波膜片允許不同信道的光通過，從而將輸入的波分復(fù)用光根據(jù)他們的波長分開，各波長的光再被各通道對應(yīng)的反射鏡204進一步分離，進入開關(guān)返回系統(tǒng)203。如圖3所示為本實用新型的波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)實施例3，基于波分復(fù)用濾波片的波長選擇開關(guān)，包括用作輸入輸出系統(tǒng)的光纖準(zhǔn)直器陣列301，直角棱鏡302，聚焦透鏡 303，波分復(fù)用濾波片304，用于進一步通道空間分離的反射鏡305，用作光通道選擇的開關(guān)返回系統(tǒng)306。從聚焦透鏡303射出的波分復(fù)用光以不同的入射角進入波分復(fù)用濾波片 304，波分復(fù)用濾波片304對于不同的入射角其透射波長不同，從而將原波分復(fù)用光根據(jù)其波長分離開來。通過控制直角棱鏡302的離軸量、聚焦透鏡303的焦距以及直角棱鏡302、 聚焦透鏡303和波分復(fù)用濾波片304之間的間隔，可以使不同信道的光分離。各波長的光再被各通道對應(yīng)的反射鏡305進一步分離，進入開關(guān)返回系統(tǒng)306。開關(guān)返回系統(tǒng)將分離的各通道信號根據(jù)需要返回到各輸出端，個通道由各自的開關(guān)回路控制。如圖為開關(guān)回路的實施例1，由繼電器401，402轉(zhuǎn)動平行平片403與直角反射棱鏡404配合組成，直角反射棱鏡404設(shè)置于一球關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)405上，更易于調(diào)節(jié)安裝。優(yōu)選的，該平行平片402選用一定厚度的硅片，通過兩個繼電器401，402控制平行平片403是否插入光路中，使光路在垂直方向上發(fā)生偏移。如，1.繼電器401和繼電器402都不工作， 沒有硅片插入光路；2.繼電器401工作，繼電器402不工作，只要繼電器401上的硅片插入光路；3.繼電器402工作，繼電器401不工作，只要繼電器402上的硅片插入光路；4.繼電器401和繼電器402都工作，二者上的兩硅片都插入光路。如繼電器402上的硅片厚度是繼電器401上的硅片厚度的兩倍，按上面四種組合，每一通道的光就能任意分配到4個輸出端，最終實現(xiàn)1X4的WSS。如圖5為開關(guān)回路的另一實施例，由步進電機501轉(zhuǎn)動平行平片502，與直角反射棱鏡503配合組成。優(yōu)選的，平行平片502選用一定厚度的硅片，通過步進電機501轉(zhuǎn)動不同角度，使光沿不同的角度入射到硅片上以產(chǎn)生不同的偏移。如步進電機501可以實現(xiàn)9° 和18°轉(zhuǎn)動，這樣就能實現(xiàn)3種組合，最終實現(xiàn)1X3的WSS。如圖6為開關(guān)回路的又一實施例，其在步進電機601前加入一個帶動平行平片602 的繼電器604，與直角反射棱鏡603配合組成。盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上對本實用新型做出的各種變化，均為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)，包括輸入輸出系統(tǒng)、色散光學(xué)元件和開關(guān)返回系統(tǒng)，其特征在于還包括加大光信號間隔的可調(diào)反射鏡；所述輸入輸出系統(tǒng)包括至少一個輸入端口和多個輸出端口按第一方向排列；所述色散光學(xué)元件將所述輸入端口射出的含有多個波長信道的波分復(fù)用光根據(jù)其波長按與所述第一方向垂直的第二方向分開；所述開關(guān)返回系統(tǒng)包括多個開關(guān)回路，該開關(guān)回路由直角反射棱鏡與步進電機或繼電器帶動的光學(xué)平行平片組成，各開關(guān)回路位于所述多波長信道光路的輸出端口中。
2.如權(quán)利要求1所述的一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述波分復(fù)用光的信道數(shù)目與開關(guān)回路數(shù)目一致。
3.如權(quán)利要求1所述的一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述色散光學(xué)元件為光柵或者多波長濾波片。
4.如權(quán)利要求3所述的一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述光柵為反射光柵或者體光柵；所述多波長濾波片為波分復(fù)用濾波膜片。
5.如權(quán)利要求1所述的一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述光學(xué)平行平片為硅片。
6.如權(quán)利要求1所述的一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括光束擴束柱面透鏡組和縮束柱面透鏡組。
7.如權(quán)利要求1所述的一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括一直角棱鏡和聚焦透鏡。
8.如權(quán)利要求1所述的一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述開關(guān)回路還包括一球關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述直角反射棱鏡粘結(jié)于該球關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)上。
9.如權(quán)利要求1所述的一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述開關(guān)回路還可以由步進電機、直角反射棱鏡和繼電器帶動的平行平片組成；所述繼電器位于步進電機前。
專利摘要本實用新型公開了一種波長選擇開關(guān)結(jié)構(gòu)，包括輸入輸出系統(tǒng)、色散光學(xué)元件、開關(guān)返回系統(tǒng)和可調(diào)反射鏡；該輸入輸出系統(tǒng)包括至少一個輸入端口和多個輸出端口按第一方向排列；色散光學(xué)元件將所述輸入端口射出的含有多個波長信道的波分復(fù)用光根據(jù)其波長按與所述第一方向垂直的第二方向分開；其開關(guān)返回系統(tǒng)包括多個開關(guān)回路，該開關(guān)回路由直角反射棱鏡與步進電機或繼電器帶動的光學(xué)平行平片組成，各開關(guān)回路位于所述多波長信道光路的輸出端口中。該結(jié)構(gòu)采用價格低廉的步進電機或繼電器配合平行平片和直角反射棱鏡靈活控制各通道信號，替代原用的昂貴的MEMS或液晶，控制更簡單，成本也大幅降低。
文檔編號G02B6/293GK202177723SQ20112031270
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者任策, 凌吉武, 吳礪, 林江銘, 賀坤, 魏豪明 申請人:福州高意通訊有限公司