一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關(guān)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關(guān)，包括依次排列的1xM輸入準直器陣列（10）、分光裝置（20）、光程補償裝置（70）、光斑變換裝置（30）、1xN輸出準直器陣列（50）、反射鏡陣列（40），1xN輸出準直器陣列（50）同反射鏡陣列（40）相對應(yīng)，所述分光裝置（20）設(shè)置有使1xM輸入準直器陣列（10）的輸入信號光經(jīng)過n（n≥2）次分光分束而產(chǎn)生N=2n束子信號光的分光面和反射面；所述光程補償裝置（7）補償分光裝置（20）產(chǎn)生的MXN個子信號光束間的光程差；所述光斑變換裝置（30）將MxN個子信號光束聚焦成1xN個光斑射于反射鏡陣列（40）上；本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)緊湊，組裝簡單，成本低廉，真正實現(xiàn)了無顏色性、無方向性和無競爭性的要求。
【專利說明】—種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關(guān)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光開關(guān)，尤其涉及一種具有多播交換功能的光開關(guān)，本發(fā)明屬于光纖通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]多播交換光開關(guān)是一種波長無關(guān)的光器件，它能夠?qū)⒁宦份斎胄盘柟庑盘柗殖啥嗦份敵龉庑盘杺鬏斨敛煌亩丝?。作為下一代可重?gòu)光分插復(fù)用(ROADM reconfigurableoptical add-drop multiplexer)系統(tǒng)中的核心器件之一,多播交換光開關(guān)和波長選擇光開關(guān)配合使用，可以滿足ROADM系統(tǒng)無顏色性、無方向性、無競爭性的功能要求，對于增加網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的靈活性、降低成本都具有非常重要的意義。
[0003]多播交換光開關(guān)目前有三種實現(xiàn)方式，分別是拼接方式、集成方式和自由空間方式。使用平面光波線路(PLC Planar Lightwave Circuit)分路器和光開關(guān)拼接方式的多播交換光開關(guān)，分路器和光開關(guān)之間的端口需要使用大量的光纖對光路進行連接，隨著端口數(shù)的增加，裝配難度和體積都會變大；使用PLC集成分路器和開關(guān)的集成方式多播交換光開關(guān)，技術(shù)難度較大，對設(shè)備的要求較高，又由于PLC開關(guān)自身控制原理，會造成較大的功耗；在美國專利US2013/0202297中提及了兩種自由空間的方案，方案一是使用PLC分路器加反射鏡或者陣列制作的自由空間型多播交換光開關(guān)，需要利用大量的透鏡對PLC分路器的光斑進行變換，調(diào)試難度和成本很高；方案二是使用具有不同反射率的反射鏡組成的鏡的陣列來實現(xiàn)分路器的功能，由于每個反射鏡的反射率都不一樣，導致裝配復(fù)雜度和成本比方案一更高。并且在該專利的光路中并未明確解決干擾的問題，當多個端口輸入時，會存在輸入端口被反射光干擾的現(xiàn)象。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的克服現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊的具有多播交換功能的光開關(guān)。
[0005]本發(fā)明實現(xiàn)原理具體如下:本發(fā)明多播交換光開關(guān)裝置包括M個輸入端口、一套產(chǎn)生MxN光束的分光裝置、一套光程補償裝置、一套光斑變換裝置、一套光斑的反射裝置以及N個輸出端口。輸入端口與輸出端口通常為光纖陣列準直器。分光裝置由50:50的分光器件和多個反射鏡組成，通過合理的選擇器件的尺寸和擺放的位置，可以將任意一束輸入信號光分解成N束子信號光束，得到MxN束矩陣式分布的信號光束。分光裝置可以設(shè)計成一體化結(jié)構(gòu)，同時對M束輸入信號光進行分光。光斑變換裝置由透鏡組成，將MxN束矩陣式分布的平行光束匯聚成IxN的平行光斑，每一個光斑均由所有M束輸入信號光的一束子信號光束聚焦而成。反射裝置為IxN MEMES反射鏡陣列，各反射鏡都是獨立且可調(diào)節(jié)的，通過它將輸入信號光束的子信號光束選擇輸出至N個輸出端口。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]—種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關(guān)，包括依次排列的IxM輸入準直器陣列、分光裝置、光程補償裝置、光斑變換裝置、IxN輸出準直器陣列、反射鏡陣列，IxN輸出準直器陣列同反射鏡陣列相對應(yīng)，所述分光裝置設(shè)置有使IxM輸入準直器陣列的輸入信號光經(jīng)過η (η ^ 2)次分光分束而產(chǎn)生^。"束子信號光的分光面和反射面；所述光程補償裝置補償分光裝置產(chǎn)生的MXN個子信號光束間的光程差；所述光斑變換裝置將MxN個子信號光束聚焦成IxN個光斑射于反射鏡陣列上。
[0008]所述分光裝置分光面為50:50偏振無關(guān)的分光器件，所述反射面為設(shè)置于分光器件兩則的反射鏡。
[0009]所述分光器件采用分光膜或者分光片。
[0010]所述分光裝置是異形分光棱鏡，其包括起分光面作用的分光面和起反射面作用的邊緣面。
[0011]所述光斑變換裝置包括依次排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡，所述第一透鏡、第三透鏡為X方向柱透鏡，第二透鏡為I方向柱透鏡。
[0012]所述光程補償裝置由一組玻璃塊組成，每個玻璃塊對應(yīng)設(shè)置于各子信號光束光路中，玻璃塊的長度為
【權(quán)利要求】
1.一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關(guān)，其特征在于:包括依次排列的IxM輸入準直器陣列(10)、分光裝置(20)、光程補償裝置(70)、光斑變換裝置(30)、IxN輸出準直器陣列(50)、反射鏡陣列(40)，IxN輸出準直器陣列(50)同反射鏡陣列(40)相對應(yīng)，所述分光裝置(20)設(shè)置有使IxM輸入準直器陣列(10)的輸入信號光經(jīng)過η (η ^ 2)次分光分束而產(chǎn)生Ν=2η束子信號光的分光面和反射面；所述光程補償裝置(7)補償分光裝置(20)產(chǎn)生的MXN個子信號光束間的光程差；所述光斑變換裝置(30)將MxN個子信號光束聚焦成IxN個光斑射于反射鏡陣列(40)上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關(guān)，其特征在于:所述分光裝置(20)分光面為50:50偏振無關(guān)的分光器件(21)，所述反射面為設(shè)置于分光器件(21)兩則的反射鏡。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關(guān),其特征在于:所述分光器件(21)采用分光膜或者分光片。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關(guān)，其特征在于:所述分光裝置(20)是異形分光棱鏡(60)，其包括起分光面作用的分光面(61)和起反射面作用的邊緣面(62、63)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關(guān)，其特征在于:所述光斑變換裝置(30)包括依次排列的第一透鏡(31)、第二透鏡(32)、第三透鏡(33)，所述第一透鏡(31)、第三透鏡(33)為X方向柱透鏡，第二透鏡(32)為y方向柱透鏡。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關(guān)，其特征在于:所述光程補償裝置(70)由一組玻璃塊(701~715)組成，每個玻璃塊對應(yīng)設(shè)置于各子信號光束光路中，玻璃塊的長度為
7.如權(quán)利要求1所述的一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關(guān)，其特征在于:反射鏡陣列(40)是IxN兩維MEMES反射鏡陣列。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關(guān)，其特征在于:所述反射鏡陣列(40)前面設(shè)置有防干擾裝置，防干擾裝置由焦點后移器件(35)、第五反射鏡(36)和遮擋板(37)組成；所述第五反射鏡(36)設(shè)置于焦點后移器件(35)后端將光線匯聚點的位置反射到光路未設(shè)置焦點后移器件(35)時的焦平面(90)上，且將反射鏡陣列(40)也置于該匯聚點上，遮擋板(37)設(shè)置于光斑變換裝置(30)和反射鏡陣列(40)之間。
9.如權(quán)利要求8所述的一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關(guān)，其特征在于:所述遮擋板(37 )采用反光或者不透光材質(zhì)的平板。
10.如權(quán)利要求9所述的一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關(guān),其特征在于:所述焦點后移器件(35)是玻璃平板。
【文檔編號】G02B6/35GK103558667SQ201310583128
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】胡強高, 孫莉萍, 張博, 胡蕾蕾, 楊柳, 謝卉, 楊睿, 袁志林, 張玉安 申請人:武漢光迅科技股份有限公司