专利名称：波长选择装置及方法、波长复用设备的制作方法
技术领域：
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其是一种波长选择装置及方法、波长复用设 备。
背景技术：
随着光网络技术的发展，可重构光分插复用器(Reconf igurabIe Optical Add-Drop Multiplexer,R0ADM)已经成为系统供应商在城域光网络市场中的利器。在ROADM 中，光交换技术是其核心的技术，而波长选择交换器(Wavelength Select Switch, WSS)是 目前比较通用的光交换技术，也是近年来发展迅速的ROADM子系统。由于WSS采用自由空 间光交换技术，上下路波数虽然少但支持更高的维度，能够支持集成的部件较多，因此基于 WSS的ROADM逐渐成为4维度以上的ROADM首选技术。发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术的WSS至少存在如下缺陷由于WSS 中波长选择单元的结构复杂，致使波长选择单元的个数难以扩展，从而不利于光路系统向 更高维度扩展升级。
发明内容
本发明的目的在于提供一种波长选择装置及方法、波长复用设备，结构简单，利于 光路系统的扩展升级。本发明实施例提供了一种波长选择装置，包括衍射单元，用于将入射光分解成不同中心波长的子通道光束；重定向单元，用于将所述子通道光束重定向为近平行的子通道光束；液晶单元组，包括至少一个液晶单元，用于选择性地改变所述近平行的子通道光 束的偏振态；折射单元，用于根据所述偏振态的变化，将透过所述液晶单元的子通道光束投射 至不同的出射端口。上述波长选择装置，通过设置液晶单元选择性地改变近平行的子通道光束的偏振 态，以及通过设置折射单元将子通道光束投射至不同的出射端口，使多通道光波复用信号 分离成不同的光束，简化了波长选择光路系统的结构，并且液晶单元和折射单元所形成的 光路利于整个光路系统的扩展升级。本发明实施例还提供了一种波长选择方法，包括将入射光分解成不同中心波长的子通道光束；将所述子通道光束重定向为近平行的子通道光束；选择性地改变所述近平行的子通道光束的偏振态；根据所述偏振态的变化将所述近平行的子通道光束投射至不同的出射端口。上述波长选择方法，通过选择性地改变近平行的子通道光束的偏振态，以及通过 将子通道光束投射至不同的出射端口，使多通道光波复用信号分离成不同的光束，简化了波长选择光路系统的结构，并且液晶单元和折射单元所形成的光路利于整个光路系统的扩
展升级。本发明实施例还提供了一种波长复用设备，包括偏振转换装置、入射出射端口、 以及上述技术方案中的波长选择装置；所述偏振转换装置，用于统一多波长复用光的偏振态，以及在出射至所述入射出 射端口前将所述多波长复用光的偏振态复原；所述波长选择装置，用于将所述多波长复用光分解成不同中心波长的子通道光 束，通过选择性地改变所述近平行的子通道光束的偏振态，将所述子通道光束汇聚合束后 形成的多波长复用光发射至所述偏振转换装置；所述入射出射端口，用于接收所述子通道光束汇聚合束后形成的多波长复用光， 并射出所述汇聚合束后的多波长复用光。上述波长复用设备，通过设置波长选择装置选择性地改变近平行的子通道光束的 偏振态，并通过将子通道光束投射至不同的出射端口，使多通道光波复用信号分离成不同 的光束，简化了波长选择光路系统的结构，并且液晶单元和折射单元所形成的光路利于整 个光路系统的扩展升级。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明波长选择装置一个实施例的光路结构俯视图；图2为图1所示实施例的光路结构左视图；图3为图1所示实施例的三维立体结构示意图；图4为本发明波长选择装置又一个实施例的三维立体结构示意图；图5为图4所示子通道光束被反射模块443反射后的传播方向示意图；图6为本发明波长选择装置另一个实施例的三维立体结构示意图；图7为本发明波长选择装置再一个实施例的三维立体结构示意图；图8为本发明波长选择装置又一个实施例的光路结构俯视图；图9为图8所示实施例的光路结构左视图；图10为图8所示实施例的三维立体结构示意图；图11为本发明波长选择方法一个实施例的流程示意图；图12为本发明波长选择方法又一个实施例的流程示意图；图13为本发明波长复用设备一个实施例的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。对于普通的自然光，可等效看作两个相互垂直且相互独立的ρ分量和s分量，并且 满足P分量的振动和s分量的振动具有相等的振幅，以及ρ分量的振动和s分量的振动无 固定的相位关系。本发明实施例为简单起见，将仅包含P分量的子通道光束的偏振态称为 P态，将仅包含s分量的子通道光束的偏振态称为s态，用“丨”表示ρ态的子通道光束，用 “〇”表示s态的子通道光束。此外，由于光学设备的精密度较高，实际中并不能将光束分解 成理想状态中完全平行的光束，因此本发明实施例所称“近平行”的子通道光束是指“近似 平行或者平行”的子通道光束。图1为本发明波长选择装置一个实施例的光路结构俯视图，图2为图1所示实施 例的光路结构左视图，图3为图1所示实施例的三维立体结构示意图，如图1 图3所示， 本实施例包括衍射单元11、重定向单元12、液晶单元13、折射单元14。本实施例中的液晶 单元组仅包括一个液晶单元。其中，衍射单元11将入射光分解成不同中心波长的子通道光束；重定向单元12将 衍射单元11分解的子通道光束重定向为近平行的子通道光束；液晶单元13选择性地改变 重定向单元12重定向的近平行的子通道光束的偏振态；折射单元14根据偏振态的变化将 透过液晶单元13的子通道光束投射至不同的出射端口。本发明实施例提供的波长选择装置，通过设置液晶单元13选择性地改变子通道 光束的偏振态，以及通过设置折射单元14将从液晶单元13发射的子通道光束投射至不同 的出射端口，使多通道光波复用信号分离成不同的光束，简化了波长选择光路系统的结构， 并且液晶单元13和折射单元14所形成的光路利于整个光路系统的扩展升级。图4为本发明波长选择装置又一个实施例的三维立体结构示意图，图5为图4所 示子通道光束被反射模块443反射后的传播方向示意图，如图4、图5所示，在上述图1 图 3所示实施例的基础上，折射单元44具体包括第一偏振光分光模块441、第二偏振光分光 模块442、反射模块443。其中，衍射单元41将入射光分解成不同中心波长的子通道光束；重定向单元42将 衍射单元41分解的子通道光束重定向为近平行的子通道光束；液晶单元43选择性地改变 重定向单元42重定向的近平行的子通道光束的偏振态；第一偏振光分光模块441将偏振态 已改变的子通道光束折射至反射模块443，将偏振态未改变的子通道光束透射至第二偏振 光分光模块442 ；第二偏振光分光模块442将偏振态未改变的子通道光束反射至反射模块 443 ；由于子通道光束被发射到反射模块443的不同位置处，因此反射模块443可以将子通 道光束投射至不同的出射端口。由图5可知，“丨”所示偏振态为ρ态的子通道光束与“〇”所示偏振态为s态的子 通道光束位于反射模块443的不同高度处，使反射模块443可以将不同高度处的子通道光 束投射至不同的出射端口。本发明实施例提供的波长选择装置，通过设置第一偏振光分光模块441将偏振态 已改变的子通道光束折射至反射模块443，以及设置第二偏振光分光模块442将偏振态未 改变的子通道光束反射至反射模块443，由于子通道光束被反射到反射模块443的不同位 置处，使子通道光束相互分离，反射模块443将子通道光束投射至不同的出射端口，简化了 波长选择光路系统的结构，并且液晶单元43和折射单元44所形成的光路利于整个光路系统的扩展升级。图6为本发明波长选择装置另一个实施例的三维立体结构示意图，如图6所示， 在上述图4所示实施例的基础上，设置两个反射模块643，分别对应于第一偏振光分光模块 641与第二偏振光分光模块642。其中，衍射单元61将入射光分解成不同中心波长的子通道光束；重定向单元62将 衍射单元61分解的子通道光束重定向为近平行的子通道光束；液晶单元63选择性地改变 重定向单元62重定向的近平行的子通道光束的偏振态；第一偏振光分光模块641将偏振态 已改变的子通道光束折射至反射模块643，将偏振态未改变的子通道光束透射至第二偏振 光分光模块642 ；第二偏振光分光模块642将偏振态未改变的子通道光束反射至另一个与 其对应的反射模块643 ；由于子通道光束被发射到两个相互独立的反射模块643，并且两个 反射模块643的位置不同，因此两个相互独立的反射模块643将子通道光束投射至不同的 出射端口。本发明实施例提供的波长选择装置，通过设置独立的反射模块643，可以通过调整 相互独立的反射模块643的位置进一步调整各子通道光束在出射端口的位置，实现子通道 光束相互分离，提高了波长选择光路系统结构的灵活性，并且液晶单元63和第一偏振光分 光模块641所形成的光路利于整个光路系统的扩展升级。图7为本发明波长选择装置再一个实施例的三维立体结构示意图，如图7所示，在 上述图6所示实施例的基础上，液晶单元73选择性地改变重定向单元72重定向的近平行 的子通道光束的偏振态，第一偏振光分光模块741将偏振态已改变的子通道光束折射至反 射模块743，将偏振态未改变的子通道光束透射至第二偏振光分光模块742 ；第二偏振光分 光模块742将偏振态未改变的子通道光束反射至另一个与其对应的反射模块743 ；由于子 通道光束被发射到两个相互独立的反射模块743，并且两个反射模块743的高度位置不同， 因此两个相互独立的反射模块743将子通道光束投射至不同的出射端口。进一步地，子通道光束经过反射模块743被反射至重定向单元72，重定向单元72 将从同一个反射模块743反射的子通道光束汇聚至衍射单元71，衍射单元71将子通道光束 进行合束，在衍射单元71处形成两个相互独立的子通道光束。本发明实施例提供的波长选择装置，通过重复利用衍射单元71和重定向单元72， 实现子通道光束相互分离并发射至不同的出射端口，节约了整个光路系统的硬件成本。图8为本发明波长选择装置又一个实施例的光路结构俯视图，图9为图8所示实 施例的光路结构左视图，图10为图8所示实施例的三维立体结构示意图，如图8 图10所 示，在上述图1 图3所示实施例的基础上，共有两个液晶单元83、两个第一偏振光分光模 块841、三个反射模块843。本实施例中的液晶单元组包括两个液晶单元。其中，衍射单元81将入射光分解成不同中心波长的子通道光束；重定向单元82将 衍射单元81分解的子通道光束重定向为近平行的子通道光束；液晶单元83选择性地改变 重定向单元82重定向的近平行的子通道光束的偏振态；第一偏振光分光模块841将偏振态 已改变的子通道光束折射至与其相对应的反射模块843，将偏振态未改变的子通道光束透 射至第二偏振光分光模块842 ；第二偏振光分光模块842将偏振态未改变的子通道光束反 射至与其相对应的反射模块843 ；由于子通道光束被发射到不同的反射模块843，并且各个 反射模块843的高度不同，因此不同高度处的反射模块843可以将各子通道光束投射至不同的出射端口。本发明实施例提供的波长选择装置，通过设置两个液晶单元83和两个第一偏振 光分光模块841，使多路子通道光束选择性地改变偏振态，高度不同的三个反射模块843将 多路子通道光束分成三个不同的高度位置，使得多路子通道光束可以被三个不同的反射模 块843被投射至三个不同的出射端口，实现子通道光束相互分离，提高了波长选择光路系 统结构的灵活性，并且液晶单元83和第一偏振光分光模块841所形成的光路利于整个光路 系统的扩展升级。可选地，三个相互独立的反射模块843也可以集成为一个反射模块，使第一偏振 光分光模块841将子通道光束投射到反射模块的不同高度处，从而将子通道光束投射到不 同的出射端口，进一步节省整个光路系统的硬件成本。在上述实施例的基础上，为了满足高维度出射端口的需要，可以通过增加液晶单 元和第一偏振光分光模块的个数，以及相应增加反射模块的个数，并且使液晶单元和第一 偏振光分光模块交替设置，实现整个光路系统的扩展升级。进一步地，在上述实施例的基础上，第一偏振光分光模块841可以为偏振光分光 器；反射模块843可以为反射镜或者棱镜；第二偏振光分光模块842可以为偏振光分光器、 或者反射镜、或者棱镜，较佳地，第二偏振光分光模块842为反射镜或者棱镜时可以降低整 个光路系统的硬件成本。较佳地，上述图1 图10所示实施例中，衍射单元可以为衍射光栅或者衍射光栅 组，若为衍射光栅组，则图7所示实施例中的上下路子通道光束分别投射在衍射光栅组中 与上下路子通道光束分别相对应的衍射光栅上；为了使子通道光束经过重定向单元后能够 接近理想的平行光束，重定向单元可以为透镜或者透镜组，并且衍射单元位于透镜或者透 镜组的焦平面处；液晶单元为液晶阵列组，液晶阵列组与从重定向单元发射的子通道光束 相对应，通过控制与子通道光束相对应的液晶阵列组的开和闭，使子通道光束的偏振态发 生变化或者保持不变，实现选择性地改变子通道光束的偏振态。图11为本发明波长选择方法一个实施例的流程示意图，图1 图10所示波长选 择装置实施例可以实现本发明实施例的流程，如图11所示，本实施例包括以下步骤步骤111、将入射光分解成不同中心波长的子通道光束；步骤112、将子通道光束重定向为近平行的子通道光束；步骤113、选择性地改变近平行的子通道光束的偏振态；步骤114、根据偏振态的变化将近平行的子通道光束投射至不同的出射端口。本发明实施例提供的波长选择方法，通过选择性地改变子通道光束的偏振态，以 及将子通道光束投射至不同的出射端口，使多通道光波复用信号分离成不同的光束，简化 了波长选择光路系统的结构，有利于整个光路系统的扩展升级。图12为本发明波长选择方法又一个实施例的流程示意图，图1 图10所示波长 选择装置实施例可以实现本发明实施例的流程，如图12所示，本实施例包括以下步骤步骤121、将入射光分解成不同中心波长的子通道光束；步骤122、将子通道光束重定向为近平行的子通道光束；步骤123、选择性地改变近平行的子通道光束的偏振态；步骤124、将偏振态已改变的子通道光束进行反射，将偏振态未改变的子通道光束
8进行透射；步骤125、将子通道光束投射至不同位置；步骤126、将不同位置的通道光束重新汇聚合束。上述步骤123中，可以通过控制与子通道光束相对应的液晶阵列组的开和闭使相 互平行的子通道光束的偏振态发生变化或者保持不变。本发明实施例提供的波长选择方法，通过控制与子通道光束相对应的液晶阵列组 的开和闭使相互平行的子通道光束的偏振态发生变化或者保持不变，实现选择性地改变子 通道光束的偏振态，通过将子通道光束通过衍射单元重新汇聚合束，使多通道光波复用信 号分离成不同的光束，简化了波长选择光路系统的结构，有利于整个光路系统的扩展升级。图13为本发明波长复用设备一个实施例的结构示意图，如图13所示，本实施例中 的波长复用设备包括偏振转换装置131、入射出射端口 132、以及波长选择装置133 ；其中， 本实施例中的波长选择装置可以为上述图1 图10所示实施例中的波长选择装置。偏振转换装置131统一多波长复用光的偏振态；波长选择装置133将多波长复 用光分解成不同中心波长的子通道光束，通过选择性地改变近平行的子通道光束的偏振 态，将子通道光束汇聚合束后形成的多波长复用光发射至偏振转换装置131，偏振转换装置 131将汇聚合束后的多波长复用光的偏振态复原，并将其发射至入射出射端口 132，汇聚合 束后的多波长复用光从入射出射端口 132出射。本发明实施例提供的波长复用设备，通过设置波长选择装置133选择性地改变近 平行的子通道光束的偏振态，并通过将子通道光束投射至不同的出射端口，使多通道光波 复用信号分离成不同的光束，简化了波长复用光路系统的结构，并且液晶单元和折射单元 所形成的光路利于整个光路系统的扩展升级。在上述实施例的基础上，波长选择装置133包括衍射单元、重定向单元、液晶单 元、折射单元。其中衍射单元将入射光分解成不同中心波长的子通道光束；重定向单元将子通道 光束重定向为近平行的子通道光束；液晶单元选择性地改变近平行的子通道光束的偏振 态；折射单元根据偏振态的变化将透过所述液晶单元的子通道光束投射至不同的出射端本发明实施例提供的波长复用设备，通过设置液晶单元和折射单元，实现选择性 地改变近平行的子通道光束的偏振态，并通过将子通道光束投射至不同的出射端口，使多 通道光波复用信号分离成不同的光束，简化了波长复用光路系统的结构，并且液晶单元和 折射单元所形成的光路利于整个光路系统的扩展升级。在上述本发明实施例中，入射光可以是经过偏振转换装置后的偏振态统一的多波 长复用光，也可以是不经过偏振转换装置的偏振态不统一的多波长复用光，在具体实施中 可以通过控制与子通道光束相对应的液晶单元内部结构的变化改变子通道光束的偏振态。 本发明实施例仅为描述方便，将入射光的偏振态统一为“丨”所示的P态，入射光的偏振态 也可根据实际需要进行选择，只要对本发明实施例中的液晶单元及折射单元进行适当的控 制，使子通道光束能够按照设定的条件投射至不同的出射端口，均为上述本发明实施例所 描述的技术方案。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
权利要求
一种波长选择装置，其特征在于，包括衍射单元，用于将入射光分解成不同中心波长的子通道光束；重定向单元，用于将所述子通道光束重定向为近平行的子通道光束；液晶单元组，包括至少一个液晶单元，用于选择性地改变所述近平行的子通道光束的偏振态；折射单元，用于根据所述偏振态的变化，将透过所述液晶单元的子通道光束投射至不同的出射端口。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述折射单元包括第一偏振光分光模 块、反射模块、以及第二偏振光分光模块；所述第一偏振光分光模块，用于将所述偏振态已改变的子通道光束反射至所述反射模 块，将所述偏振态未改变的子通道光束透射至所述第二偏振光分光模块；所述第二偏振光分光模块，用于将所述偏振态未改变的子通道光束折射至所述反射模块；所述反射模块，用于将所述子通道光束投射至不同的出射端口。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述液晶单元、第一偏振光分光模块的个 数相同，交替设置。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述反射模块与所述第一偏振光分光模 块、第二偏振光分光模块一一对应。
5.根据权利要求2 4任一所述的装置，其特征在于， 所述反射模块为反射镜或者棱镜；所述第二偏振光分光模块为偏振光分光器、或者反射镜、或者棱镜； 所述衍射单元为衍射光栅或者衍射光栅组；所述重定向单元为透镜或者透镜组，所述衍射光栅位于所述透镜或者透镜组的焦平面处。
6.根据权利要求1 4任一所述的装置，其特征在于，所述液晶单元为液晶阵列组，所 述液晶阵列组的开和闭控制与所述液晶阵列组相对应的子通道光束的偏振态，使所述子通 道光束的偏振态发生变化或者保持不变。
7.根据权利要求1 4任一所述的装置，其特征在于，所述重定向单元，还用于汇聚从所述反射模块反射的子通道光束； 所述衍射单元，还用于将所述重定向单元发出的所述子通道光束进行合束。
8.一种波长选择方法，其特征在于，包括将入射光分解成不同中心波长的子通道光束； 将所述子通道光束重定向为近平行的子通道光束； 选择性地改变所述近平行的子通道光束的偏振态；根据所述偏振态的变化将所述近平行的子通道光束投射至不同的出射端口。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏振态的变化将所述近平 行的的子通道光束投射至不同的出射端口包括将所述偏振态已改变的子通道光束进行反射，将所述偏振态未改变的子通道光束进行 透射；将所述子通道光束投射至不同位置； 将所述不同位置的子通道光束重新汇聚合束。
10. 一种波长复用设备，其特征在于，包括偏振转换装置、入射出射端口、以及权利要 求1 7任一所述的波长选择装置；所述偏振转换装置，用于统一多波长复用光的偏振态，以及在出射至所述入射出射端 口前将所述多波长复用光的偏振态复原；所述波长选择装置，用于将所述多波长复用光分解成不同中心波长的子通道光束，通 过选择性地改变所述近平行的子通道光束的偏振态，将所述子通道光束汇聚合束后形成的 多波长复用光发射至所述偏振转换装置；所述入射出射端口，用于接收所述子通道光束汇聚合束后形成的多波长复用光，并射 出所述汇聚合束后的多波长复用光。
全文摘要
本发明实施例涉及一种波长选择装置及方法、波长复用设备，其中波长选择装置包括衍射单元，用于将入射光分解成不同中心波长的子通道光束；重定向单元，用于将所述子通道光束重定向为近平行的子通道光束；液晶单元组，包括至少一个液晶单元，用于选择性地改变所述近平行的子通道光束的偏振态；折射单元，用于根据所述偏振态的变化，将透过所述液晶单元的子通道光束投射至不同的出射端口。本发明实施例提供的波长选择装置及方法、波长复用设备，简化了波长选择光路系统的结构，并且液晶单元和折射单元所形成的光路利于整个光路系统的扩展升级。
文档编号G02F1/13GK101888280SQ20091008398
公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月13日 优先权日2009年5月13日
发明者刘进舟, 徐宾 申请人:华为技术有限公司