一種波長(zhǎng)選擇光阻塞器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信中可重構(gòu)光波長(zhǎng)分插復(fù)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)雙光路阻塞和衰減，具有無(wú)干擾光波長(zhǎng)信號(hào)開(kāi)啟/阻塞和信道監(jiān)測(cè)反饋功能的波長(zhǎng)選擇光阻塞器。
【背景技術(shù)】
[0002]由于電信及數(shù)據(jù)網(wǎng)中的光纖通信應(yīng)用愈益廣泛，因特網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信使用需求的持續(xù)增加，造成業(yè)務(wù)流量的持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬提出了越來(lái)越高的要求。為了提高光纖帶寬的利用效率并滿足一些新型融合業(yè)務(wù)的應(yīng)用，比如業(yè)務(wù)和向大客戶提供的波長(zhǎng)級(jí)業(yè)務(wù)(如存儲(chǔ)局域網(wǎng))及其他新型IP應(yīng)用，可重構(gòu)光分插復(fù)用(Reconfigurable OpticalAdd-Drop Multiplexer,簡(jiǎn)稱“ROADM”)技術(shù)受到重視并獲得在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)中的配置。采用ROADM能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)波長(zhǎng)資源進(jìn)行靈活分配，不僅簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，且能更加有效利用網(wǎng)絡(luò)帶寬?？芍貥?gòu)性的網(wǎng)絡(luò)配置可適應(yīng)用戶的帶寬需求變化，非常有利于城域網(wǎng)應(yīng)用。此外，還有利于加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)、恢復(fù)功能。
[0003]ROADM的實(shí)現(xiàn)技術(shù)就目前而言包括兩類:一類為波長(zhǎng)可選擇型光開(kāi)關(guān)(Wavelength Selective Switch,簡(jiǎn)稱 “WSS”)，第二類為可選波長(zhǎng)阻塞器(WavelengthBlocker,簡(jiǎn)稱“WB”)。WSS技術(shù)可以將任意波長(zhǎng)切換到任意輸出端口，使每個(gè)波長(zhǎng)通道獨(dú)立可控，并可控制各波長(zhǎng)通道的功率均衡。WB則用于控制各波長(zhǎng)通道在輸出端口的直通，衰減或阻塞。在功能集成和波長(zhǎng)通道靈活性方面，WSS比WB更加完善，但技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案更加復(fù)雜，且需要更高的材料成本。WB由于其波長(zhǎng)衰減、阻塞控制功能及相對(duì)更簡(jiǎn)易的實(shí)現(xiàn)方案，在ROADM中依然獲得廣泛應(yīng)用。
[0004]現(xiàn)有WB的實(shí)現(xiàn)方案主要是基于衍射光柵的自由空間光學(xué)平臺(tái)，通過(guò)改變指定波長(zhǎng)通道的光路的角度或者位置，由波長(zhǎng)選擇部件的將所需的波長(zhǎng)光能量部分(或者全部)的由輸出端口輸出。可以作為WB設(shè)計(jì)方案的波長(zhǎng)選擇部件主要有硅基液晶(LiquidCrystal on Silicon,簡(jiǎn)稱“LCoS”)技術(shù)，微電機(jī)系統(tǒng)(Micro Electronic-MechanicalSystem,簡(jiǎn)稱“MEMS”)技術(shù)以及液晶(Liquid Crystal，簡(jiǎn)稱“LC”)技術(shù)。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面，LCoS芯片難度較大，其驅(qū)動(dòng)控制電路和軟件也相應(yīng)復(fù)雜，能夠?qū)崿F(xiàn)商用的僅有少數(shù)國(guó)外廠商。美國(guó)專利US20060066805對(duì)LCoS技術(shù)及入射偏振光的影響做了具體描述。MEMS技術(shù)是基于微電機(jī)控制的反射鏡陣列對(duì)不同的入射光波長(zhǎng)產(chǎn)生不同的偏折角度或位移而實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)控制功能，美國(guó)專利CA2402012A1闡述了基于MEMS技術(shù)的WB技術(shù)方案。LC技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案是基于陣列的相位型液晶或者振幅型液晶而改變?nèi)肷淦窆獾钠D(zhuǎn)態(tài)，同時(shí)結(jié)合偏振分光器件使不同偏振態(tài)的光在空間上產(chǎn)生一定位移或偏折角度而分離，每個(gè)液晶單元依照不同波長(zhǎng)的光斑位置依次排列，逐一對(duì)應(yīng)不同的波長(zhǎng)，每個(gè)液晶單元兩端的電壓可單獨(dú)調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光偏振的控制，選擇在不同波長(zhǎng)光在出射通道的輸出強(qiáng)度。美國(guó)專利EP2443510A1對(duì)基于LC的WB技術(shù)有報(bào)道。
[0005]關(guān)于波長(zhǎng)選擇光阻塞器的國(guó)內(nèi)專利和相關(guān)報(bào)道尚不多見(jiàn)。在國(guó)外文獻(xiàn)中，美國(guó)Lucent公司的Christopher Richard在美國(guó)專利CA2372536C中提出了一種基于微機(jī)械系統(tǒng)的平面波導(dǎo)光阻塞器，其原理是基于兩組波導(dǎo)光柵在平面波導(dǎo)中由反射鏡陣列來(lái)選擇相應(yīng)的波長(zhǎng)通道通或斷的功能。它的局限性在于波長(zhǎng)通道只有導(dǎo)通或關(guān)斷兩種狀態(tài)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)功率衰減的功能，且采用波導(dǎo)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致光信號(hào)的輸入輸出耦合損耗較大。美國(guó)JDSUniphase公司的David John Danagher等人在美國(guó)專利CA2402012A1中提出了一種基于MEMS和LC結(jié)合的WB技術(shù)方案。在該設(shè)計(jì)中，MEMS用于控制波長(zhǎng)通道的偏轉(zhuǎn)角度，而LC用于改變激光的偏振態(tài)，可實(shí)現(xiàn)通道信號(hào)的衰減。采用該設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)單路信號(hào)光的可選波長(zhǎng)通道的衰減或開(kāi)關(guān)功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種波長(zhǎng)選擇光阻塞器，采用該方案能實(shí)現(xiàn)兩路入射信號(hào)光的任意波長(zhǎng)通道的開(kāi)關(guān)或信號(hào)衰減功能，兩路信號(hào)的波長(zhǎng)通道控制互不影響，有利于簡(jiǎn)化器件在系統(tǒng)中的使用并降低系統(tǒng)裝配成本及縮減系統(tǒng)體積。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種波長(zhǎng)選擇光阻塞器，包括光輸入/輸出組件，由兩個(gè)輸入端口及兩個(gè)輸出端口按第一方向排列；分光組件，將從所述輸入端出射的含有多個(gè)波長(zhǎng)信道的光束根據(jù)其波長(zhǎng)按所述第一方向不同的第二方向分開(kāi)，其特征在于，所述波長(zhǎng)選擇光阻塞器還包括:光偏振轉(zhuǎn)變組件，設(shè)置在所述光輸入/輸出組件與聚光/偏光透鏡組件之間；分光組件，設(shè)置在所述聚光/偏光透鏡組件與波長(zhǎng)信道控制組件之間；波長(zhǎng)信道控制組件由兩行一維液晶陣列組成，設(shè)置在偏振光轉(zhuǎn)置組件的端面上，用于控制波長(zhǎng)信道的打開(kāi)，衰減及關(guān)斷；偏振光轉(zhuǎn)置組件，用于設(shè)定將入射的偏振光產(chǎn)生一定的偏移，將各波長(zhǎng)信道的光輸出至設(shè)定的輸出端口。
[0008]在上述的技術(shù)方案中，所述波長(zhǎng)選擇光阻塞器還包括控制電路，用于控制所述波長(zhǎng)信道控制組件中的液晶陣列。
[0009]所述聚光/偏光透鏡組件由一個(gè)凹面反射鏡組成，或依次由一個(gè)凸透鏡和一個(gè)反射鏡組成；所述光輸入/輸出組件位于所述聚光/偏光透鏡組件的焦平面上。
[0010]所述分光組件由反射型衍射光柵組成，或者依次由透射型衍射光柵和一個(gè)反射鏡組成；所述分光組件位于所述聚光/偏光透鏡組件的焦平面上。
[0011]所述分光組件由反射型衍射光柵組成，或者依次由透射型衍射光柵和一個(gè)反射鏡組成；所述分光組件位于所述聚光/偏光透鏡組件的焦平面上。
[0012]所述光輸入/輸出組件依次由四個(gè)光纖準(zhǔn)直器組成，或由四端口的光纖陣列組成。
[0013]所述光偏振轉(zhuǎn)變組件由依次排列的雙折射晶體，相位延遲片，偏振片和光偏轉(zhuǎn)片組成。
[0014]所述偏振光轉(zhuǎn)置組件由依次排列的半波長(zhǎng)相位延遲片，雙折射晶體，四分之一波長(zhǎng)相位延遲片，反射鏡和信道監(jiān)測(cè)元件組成。
[0015]所述反射鏡位于所述聚光/偏光透鏡組件的焦平面上。
[0016]所述信道監(jiān)測(cè)部為光電探測(cè)器。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:由于本發(fā)明采用了采用了上述的技術(shù)方案，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn):利用單片液晶實(shí)現(xiàn)對(duì)兩路輸入光信號(hào)的波長(zhǎng)信號(hào)控制，簡(jiǎn)化了電路控制復(fù)雜性，降低了工藝難度和成本，提高了集成度，降低了產(chǎn)品成本；信道監(jiān)測(cè)功能集成在模塊內(nèi)，便于降低成本和減小模塊體積；采用光纖陣列作為輸入輸出裝置，有利于減小元件體積，減小光斑尺寸，對(duì)于每個(gè)信道而言有利于獲得更大的波長(zhǎng)帶寬，提高產(chǎn)品性能。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一在第二方向所示的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一光輸入/輸出組件及光偏振轉(zhuǎn)變組件在第一方向的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一波長(zhǎng)信道開(kāi)啟時(shí)波長(zhǎng)信道控制組件和偏振光轉(zhuǎn)置組件在第一方向
[0021]的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一波長(zhǎng)信道阻塞時(shí)波長(zhǎng)信道控制組件和偏振光轉(zhuǎn)置組件在第一方向
[0023]的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明實(shí)施例一波長(zhǎng)信道開(kāi)啟時(shí)在第一方向的光路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明實(shí)施例一波長(zhǎng)信道阻塞時(shí)在第一方向的光路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0026]圖7為本發(fā)明實(shí)施例一波長(zhǎng)信道衰減狀態(tài)時(shí)在第一方向的光路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0027]圖8為本發(fā)明實(shí)施例二在第二方向所示的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中:
[0029]100—光輸入/輸出組件；1000—光偏振轉(zhuǎn)變組件，包括200—雙折射晶體I，300—相位延遲片組件，由半波片310，320，330，340組成，400—起偏/檢偏器，500—偏折棱鏡I ;600—分光組件；700—聚光/偏光透鏡組件；720—偏折棱鏡2 ;800—液晶陣列；2000—偏振光轉(zhuǎn)置組件，包括900—相位延遲片2，920—雙折射晶體2，940—相位延遲片3，960—光反射鏡；980—信道監(jiān)測(cè)組件。
[0030]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)闡述，應(yīng)當(dāng)說(shuō)明，此處所闡述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而并不用于限定本發(fā)明。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0031]實(shí)施例一
[0032]本發(fā)明涉及一種雙通道的波長(zhǎng)選擇光阻塞器，包括光輸入/輸出組件，光偏振轉(zhuǎn)變組件，聚光/偏光透鏡組件，分光組件，波長(zhǎng)信道控制組件，偏振光轉(zhuǎn)置組件，信道監(jiān)測(cè)組件、控制組件組成。所述的光輸入/輸出組件是一組包含兩個(gè)輸入和兩個(gè)輸出端口按第一方向排列的光纖陣列或準(zhǔn)直器陣列。所述的光偏振轉(zhuǎn)變組件是由雙折射晶體，相位延遲片和組成。所述的聚光/偏光透鏡組件為凹面鏡或凸透鏡及反射鏡組成，將入射的發(fā)散光準(zhǔn)直聚焦成為平行光，或?qū)⑷肷涞钠叫泄饩劢钩蔀闀?huì)聚光束，并使光束產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)角度。所述的分光組件將從所述輸入端出射的含有多個(gè)波長(zhǎng)信道的光束根據(jù)其波長(zhǎng)按所述第一方向不同的第二方向分開(kāi)。所述的波長(zhǎng)信道控制組件由兩行一維液晶陣列組成，設(shè)置在偏振光轉(zhuǎn)置組件的端面上，用于控制波長(zhǎng)信道的打開(kāi)，衰減及關(guān)斷；偏振光轉(zhuǎn)置組件，用于設(shè)定將入射的偏振光產(chǎn)生一定的偏移，將各波長(zhǎng)信道的光輸出至設(shè)定的輸出端口。所述的信道監(jiān)測(cè)組件是由光電探測(cè)器陣列組成，將各波長(zhǎng)的光功率轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。所述的控制組件是基于信道監(jiān)測(cè)組件所得的電信號(hào)，反饋控制到各波長(zhǎng)信道對(duì)應(yīng)的液晶單元的驅(qū)動(dòng)電壓，從而使得從各所述輸出端口輸出的波長(zhǎng)信道的功率與輸入功率的相對(duì)衰減幅度變成預(yù)設(shè)值。
[0033]圖1為根據(jù)本發(fā)明的波長(zhǎng)選擇光阻塞器給出的第一個(gè)實(shí)施例的在第二方向所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]在圖1中，本實(shí)施例的波長(zhǎng)選擇光阻塞器包括如下:用作光輸入/輸出組件的光纖陣列或光準(zhǔn)直器陣列100 ;光偏振轉(zhuǎn)變組件1000，包括雙折射晶體200，半波片組件300，由半波片310，半波片320，半波片330和半波片340組成，起偏片400，參見(jiàn)圖2 ;偏折棱鏡500 ;用作聚光/偏光透鏡組件的凹面鏡700 ;用作分光組件的衍射光柵600 ;直角棱鏡720，以及用作波長(zhǎng)信道控制組件的液晶陣列800，包括在第一方向排列的兩組液晶815和825，每組液晶是由多個(gè)液晶像素單元在第一方向組成的陣列；偏振光轉(zhuǎn)置組件2000，包括半波片組件900，由半波片915和半波片925組成，雙折射晶體920，四分之一波片940，反射鏡960，參見(jiàn)圖3 ;用作信道監(jiān)測(cè)組件的光電探測(cè)