[实用新型]一种折叠型M×N端口波长选择开关

说明书

本实用新型公开了一种折叠型M×N端口波长选择开关，涉及光通信与光学信号处理领域，通过一维光纤阵列将光纤中输入光束转换为高斯光束，高斯光束依次穿过短焦柱面镜、第一长焦柱面镜和反光镜，高斯光束穿过由所述反光镜覆盖的所述偏振分束组合棱镜后分束为偏振态相同的第一光束和第二光束，两束光经第一、第二透射式相位衍射光栅衍射并穿过第二长焦柱面镜分别得到第一、第二长焦光束，液晶图形加载控制系统通过根据第一、第二长焦光束的波长加载相位灰度图至光波光场调制器，改变反射后的光束在x’z’平面上衍射角的角度，通过对光束的调试使波长选择开关接收光信号的同一偏振态，使得M×N端口波长选择开关整体的能量损耗减少，减少能量损失。

技术领域

本实用新型涉及光通信与光学信号处理领域，特别是涉及一种折叠型M×N端口波长选择开关。

背景技术

随着5G/6G、VR/AR与互联网相关产业的兴起，传统光纤通信网面临着来自网络吞吐量、能耗和运维成本等多方面的巨大压力。近年来，构建以全光交换、多维复用、高光谱利用率超信道传输与交换技术以及对网络资源的软件动态调整为基础的下一代低能耗和高谱效智能化全光通信网逐渐成为通信研究和产业领域的重要共识，是当前光通信技术领域最主要的研究热点和发展方向之一，具有极其重要的研究价值和广阔的国际市场需求，受到了国际范围内各研究机构以及器件与设备供应商的广泛关注。基于可重构光分插复用器(ROADM，Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer)与无栅格灵活光谱技术的智能化全光通信网因其对数据速率透明、低功耗、低成本和高网络资源利用率等优点已在光交换节点中大量采用，成为当前光网络中光交换技术的主要发展方向。ROADM中的核心光学引擎波长选择开关(WSS，wavelength selective switch)是目前唯一具有强大的信号处理功能的全光信号处理和全光交换设备，已经成为当前和未来对全球光网络进行全光化和智能化改造不可或缺的重要基础性设备。

现有光交换节点中均使用大量1×N端口WSS(1个输入端口与N个输出端口)组合实现多维节点之间M个输入端与N个输出端之间的交叉互联，该方案存在控制系统复杂、功耗与成本高、插损大、通带受限和不易升级等诸多明显的不足。因此直接使用高端口数的M×N端口WSS(M个输入端口与N个输出端口)对多维节点的光信号进行交换可极大地降低光交换节点的建造、运行和维护成本以及系统组成复杂性，对于未来光交换节点的建设意义重大。

M×N端口的波长选择开关通常具有M个光信号输入端口和N个光信号输出端口，可以实现将M个输入端口的某个端口光信号中任意一个或一组波长信号从N个输出端口中的任意一个或多个端口输出的功能。近年来国内外主要研究机构包括Finisar、Lumentum、华为等公司都已将利用液晶空间光调制器搭建M×N端口的波长选择开关纳入了主要研发计划，但目前为止尚无商品化的M×N端口的波长选择开关，M×N端口波长选择开关技术方案中面临着液晶芯片尺寸限制、入射/出射端口相互独立导致的端口数量不足、光路结构复杂、插入损耗大等关键技术难题，目前尚无令人满意的技术方案和实验结果。目前已知的M×N端口WSS中没有对将偏振态的处理与输入/输出端口间光束的切换相独立，偏振处理对WSS输出端口数制约，使整体系统的能量损耗增加，造成能量的损失。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种折叠型M×N端口波长选择开关，使得M×N端口波长选择开关整体的能量损耗减少。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种折叠型M×N端口波长选择开关，所述折叠型M×N端口波长选择开关包括：

一维光纤阵列，具有M个输入端口和N个输出端口，各输入端口与各输出端口沿x轴方向成一维阵列，且M个输入端口居中，N个输出端口分别位于M个所述输入端口两侧；各所述输入端口发出的入射高斯光束和进入到输出端口的出射高斯光束均沿z轴方向传输；

短焦柱面镜，所述入射高斯光束沿z轴穿过所述短焦柱面镜，形成短焦高斯入射光束；