[发明专利]一种具有双光栅的波长选择开关及其设计方法

说明书

本发明公开了一种具有双光栅的波长选择开关及其设计方法，涉及光通信技术领域，波长选择开关包括：两个衍射级次一致的透射光栅、第一透镜组合和光相位调制器，两个透射光栅用于对输入的光束分别进行两次分离后输出不同波长的空间光；第一透镜组合用于将两个透射光栅输出的空间光进行汇聚；光相位调制器用于接收所述第二透镜组合汇聚的空间光，对接收到的空间光进行切换和光束整形处理，并将处理后的空间光原路返回。本发明提供的具有双光栅的波长选择开关，可以减小插损，提高波长选择开关的精细度，效果较好，并且能降低成本。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种具有双光栅的波长选择开关及其设计方法。

背景技术

由于近红外光栅具有高分辨率、低损耗的优点，在光学系统中应用越来越广泛，然而，由于生产工艺的限制，近红外光栅的分辨率最高只能做到1000line/mm左右，大大限制了高精度波束发生器的制造。

现有技术中，为了解决上述限制问题，采用较多的是阵列波导光栅(ArrayedWaveguide Grating，简称AWG)，但是，现有的阵列波导光栅往往会损失波长范围，带来严重插损。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有双光栅的波长选择开关，可以减小插损，提高波长选择开关的精细度，效果较好，并且能降低成本。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种具有双光栅的波长选择开关，包括：

两个衍射级次一致的透射光栅，两个透射光栅用于对输入的光束分别进行两次分离后输出不同波长的空间光；

第一透镜组合，其用于将两个透射光栅输出的空间光进行汇聚；

光相位调制器，其用于接收所述第二透镜组合汇聚的空间光，对接收到的空间光进行切换和光束整形处理，并将处理后的空间光原路返回。

在上述技术方案的基础上，具有双光栅的波长选择开关还包括：

光纤阵列，其用于将光纤中的光束转换成空间光；

微透镜阵列，其用于分散所述光纤阵列输出的空间光；

偏振转换单元，其用于将所述微透镜阵列输出的空间光转换成单一偏振的空间光；

第二透镜组合，其用于将所述偏振转换单元输出的空间光进行扩束，并将扩束后的空间光发送给两个透射光栅。

在上述技术方案的基础上，具有双光栅的波长选择开关还包括控制器，所述控制器与所述光相位调制器相连，其用于控制所述光相位调制器的硅上液晶LCOS灰度。

在上述技术方案的基础上，两个透射光栅分别为第一透射光栅和第二透射光栅，

第一透射光栅的光栅方程为：

式中，λ_i为光波长，d₁为第一透射光栅的槽宽，表示波长为λ_i的输入光束经过第一透射光栅后透射的衍射角，φ₁表示所有波长的输入光束在第一透射光栅上的固定入射角；

第二透射光栅的光栅方程为：

式中，λ_i为光波长，d₂为第二透射光栅的槽宽，表示波长为λ_i的输入光束经过第二透射光栅后透射的衍射角，表示波长为λ_i的输入光束在第二透射光栅上的入射角。