一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關的制作方法
【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，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，所述分光裝置（20）設置有使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)明裝置結構緊湊，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
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光開關，尤其涉及一種具有多播交換功能的光開關，本發(fā)明屬于光纖通信領域。
【背景技術】
[0002]多播交換光開關是一種波長無關的光器件，它能夠將一路輸入信號光信號分成多路輸出光信號傳輸至不同的端口。作為下一代可重構光分插復用(ROADM reconfigurableoptical add-drop multiplexer)系統(tǒng)中的核心器件之一,多播交換光開關和波長選擇光開關配合使用，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)絡建設的靈活性、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)分路器和光開關拼接方式的多播交換光開關，分路器和光開關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集成分路器和開關的集成方式多播交換光開關，技術難度較大，對設備的要求較高，又由于PLC開關自身控制原理，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，需要利用大量的透鏡對PLC分路器的光斑進行變換，調試難度和成本很高；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)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的克服現(xiàn)有技術存在的技術缺陷，提供一種結構緊湊的具有多播交換功能的光開關。
[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。分光裝置可以設計成一體化結構，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)明的技術方案是:
[0007]—種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關，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，所述分光裝置設置有使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偏振無關的分光器件，所述反射面為設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，每個玻璃塊對應設置于各子信號光束光路中，玻璃塊的長度為
【權利要求】
1.一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關，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，所述分光裝置(20)設置有使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，其特征在于:所述分光裝置(20)分光面為50:50偏振無關的分光器件(21)，所述反射面為設置于分光器件(21)兩則的反射鏡。
3.如權利要求2所述的一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關,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，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，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，其特征在于:所述光程補償裝置(70)由一組玻璃塊(701~715)組成，每個玻璃塊對應設置于各子信號光束光路中，玻璃塊的長度為
7.如權利要求1所述的一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關，其特征在于:反射鏡陣列(40)是IxN兩維MEMES反射鏡陣列。
8.如權利要求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，其特征在于:所述反射鏡陣列(40)前面設置有防干擾裝置，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)設置于光斑變換裝置(30)和反射鏡陣列(40)之間。
9.如權利要求8所述的一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關，其特征在于:所述遮擋板(37 )采用反光或者不透光材質的平板。
10.如權利要求9所述的一種基于自由空間傳輸?shù)亩嗖ソ粨Q光開關,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