CN100465673C - 波长操控系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种波长选择操控装置及方法，包括：至少第一光学输入端口，用于输入包括多个波长信道的光学信号；第一波长色散元件，用于将光学信号的波长信道角色散为角色散波长信号；屈光元件，用于在角色散维度上将角色散波长信号聚焦为一系列长形的空间分离波长带；空间操控元件，用于选择性地操控空间分离波长带的空间特性以产生空间操控波长带。

Description

波长操控系统及方法
技术领域
本发明涉及一种光学开关系统，具体地，本发明公开一种可以进行衰减控制的波长选择开关。
背景技术
在光通信系统中，为了获得可以重构每个波长的路径使得在特定时间点能够任意连接节点而同时该链接具有适当的容量的充分灵活的网络，波长选择开关在光交叉连接应用中的使用受到广泛瞩目。尽管该目标还是合理的，但是显然光学网络会分几个阶段发展到如此复杂的程度——而发展的第一个阶段很可能就是可重构上/下(add/drop)节点，其中随着网络发展或动态地随着业务量需求的变化，可在主路径中丢弃或增加若干个信道，其数量和波长可随时间而变化。
本发明用于例如可重构光插分复用器(reconfigurable optical add/dropmultiplexer，ROADM)网络，并可扩展应用到通常被称为波长选择开关(Wavelength Selective Switchs，WSS)的波长可重构交叉连接。
用于光分插和波长选择开关的理想的波长选择元件的特性可总结如下:
i)可扩展到多光纤端口
ii)每端口一个信道或每端口多个信道工作
iii)对例如50GHz或100GHz或两者组合的不同输电网(grid)的波长选择重构
iv)直通路(express path)的光减损较低
v)下载路径(drop path)和直通路的损耗低
vi)能同时分插(add and drop)波长
vii)能在任何端口之间或任何波长之间重构而不会导致其它端口的瞬时减损
viii)在直通路(OADM)或所有路径(WSS)上均衡光功率
ix)在端口之间为给定的波长提供共享的光功率(广播模式)
x)平坦的光通带，可防止频谱收缩
xi)使得OADM的直通路不受干扰的断电结构
xii)功率和电压及尺寸要求较小。
回顾已实现应用的众多技术，有必要稍做总结，并可得到如下意见。
在OADM和WSS应用中有两种基本方法。
i)第一种方法基于与广播和选择体系结构结合的波长阻塞(wavelength blocking)元件。这是一种光功率增强的体系结构，可实现信道均衡和波长选择重构，但不能扩展到多端口，具有非常高的损耗，并且由于诸如波长可调谐滤光器之类的许多辅助元件而要求具有大的功率和台面面积。
ii)波长开关已被提出用于OADM，但其并不自然提供信道均衡，逐个信道的切换通常导致光信道的色散和损耗缩窄，并且在多端口开关的情况下，通常不可能在端口之间切换而不在中间端口上引起减损(瞬断)。另外，信道间距不能动态重构。可调谐3端口滤波器也已被提出对于直通路减损较小，但是其不易于扩展到多端口，并且可能在调谐期间受到波长瞬断困扰。可调谐元件通常锁定在不能改变的某一特定带宽。另外，可调谐3端口的隔离性差意味着它们不易应用于要求高直通通路隔离性的分插应用。
一种已被应用于光交叉连接的技术是利用小型反射镜结构的3-DMEMs，所述反射镜结构作用在光束上，将光束从一个端口引导到另一个端口。美国专利5,960,133和6,501,877中给出了该技术的示例。这些端口通常布置成2维矩阵，反射镜的2维矩阵的相应元件可绕两轴倾斜从而在任意端口之间耦合。通常，需要两个这种反射镜的阵列来对光进行有效的耦合，并且由于需要高度模拟控制，基于该技术的结构已被证明极难在实践中实现，极少有成功的商业例子。在这种类型的结构中，需要一种分离元件将每个波分复用(WDM)输入光纤分隔为相应的单信道/单光纤输入。
用于波长路由应用的一个最具前景的平台基于以下原理，即使信道空间色散，并用开关元件或衰减元件作用在不同波长上。该技术的领先之处在于开关元件与波长色散元件集成——大大简化了实现方式。代价是通常开关更受限制，目前显示大多数实现方式局限于小端口数——并且端口之间的路由不是任意的。通常，衍射光栅被用于微型光学系统实现方式，或者阵列波导光栅被用于波导应用。绝大多数开关应用基于制作在硅中的MEMS微镜，以及基于一维的倾斜致动。该方法的困难在于获得将角色散映射为位移时所需的波长分辨率。在这种情况下，光纤的像(放大或不放大)映射在倾斜的反射镜阵列上。为了将光耦合到另一端口内，需要其它光学元件将角度转化为位移。对此存在不同的方法，包括提供离散位移的回射立方楔(retroreflection cubes wedges)(US专利6,097,519)或可以用像的瑞利(Rayleigh)长度处提供的光功率实现连续映射的角度-位移元件(US专利6,560,000)。在所有这些情况中，为了在端口之间切换，倾斜的反射镜需经过对应于中间端口的角度。另外，在每种情况中，由于每个不同的端口位置通过角度来区分，所以端口的数量受到光纤数值孔径的限制。对于数值孔径0.1的光纤，可倾斜+-12度的开关无法区别8个不同的开关位置。一种可用的方法是通过利用热膨胀芯或微透镜减小数值孔径——但这会损害波长分辨率。
另一种方法是利用偏振在端口之间切换。显然，最好在对应于2个偏振态的2个端口之间切换——因此，尽管可以想到更复杂的结构来实现多个端口之间的切换，但是不易于扩展。利用偏振切换，可以实现信道的动态均衡，代价是被弃光被导入第二光纤内——因此它不能应用于在下载若干波长的同时均衡直通路。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进形式的光学开关系统。
根据本发明的第一个方面，提供一种波长选择操控装置，该装置包括:至少第一光学输入端口，用于输入包括多个波长信道的光学信号；第一波长色散元件，用于将所述光学信号的波长信道角色散为角色散波长信号；屈光元件，用于在角色散维度上将所述角色散波长信号聚焦为一系列长形的空间分离波长带；空间操控元件，用于选择性空间操控所述空间分离波长带的特性以产生空间操控波长带。
优选地，该装置还包括:第一波长组合元件，用于将所述空间操控波长带选择性组合在一起生成第一输出信号。第一波长色散元件优选地可包括衍射光栅。屈光元件优选地可包括柱面透镜，而空间操作元件可包括液晶显示装置或作用在光的相位上的空间光调制器(SLM)。
所述SLM装置可被分为与所述长形的空间分离波长带大致匹配的一系列长形的单元区域。每个所述单元区域可包括多个可驱动单元，并且在使用时，优选所述单元被驱动从而提供选择性驱动结构，所述选择性驱动结构将落在单元区域上的相应光学信号基本上投射为一系列输出级次模式中的一种。所述屈光元件还优选可包括球面或柱面反射镜。所述衍射光栅可大致应用在利特罗条件下。
在一个模式的操作中，所述空间操控元件处于第一状态时，在所述第一光学输入端口输入的第一预定波长优选在第一输出端口输出；而所述空间操控元件处于第二状态时，在所述第一光学输入端口输入的第二预定波长优选在第二输出端口输出。进一步地，所述空间操控元件处于第一状态时，在第三光学输入端口输入的第一预定波长优选在第四输出端口输出；而所述空间操控元件处于第二状态时，在所述第三光学输入端口输入的第一预定波长优选在第一输出端口输出。
根据本发明的另一方面，提供一种波长选择操控装置，包括:一系列光学输入和输出端口，其中包括输入包括多个波长信道的光学信号的第一光学输入端口；第一波长分离元件，用于将所述光学信号的波长信道角色散为角色散波长信号；聚焦元件，用于在角色散维度上将所述角度分离的波长信号聚焦为一系列长形的空间分离波长带；空间操控元件，用于选择性空间操控所述空间分离波长带的空间特性以产生空间操控波长带；所述空间操控波长带随后由所述屈光元件聚焦，并由所述第一波长分离元件以空间选择方式组合，以便以空间选择方式在所述输出端口输出。
根据本发明的另一方面，提供一种为具有多个波长分量的光学输入信号提供波长选择分离能力的方法，所述方法包括以下步骤:(a)将光学输入信号投射到光栅结构上，从而角分离所述波长分量；(b)将每个所述波长分量在波长色散维度(垂向)上聚焦为长形的波长分量元素；(c)独立操控所述长形的波长分量元素；(d)组合所述操控的长形波长分量元素中预定的几个。
所述聚焦步骤优选可包括利用柱面透镜和球面反射镜聚焦所述波长分量。步骤(c)优选可包括利用液晶显示装置独立操控每个波长分量。所述液晶显示装置可被分为与所述长形的波长分量大致匹配的一系列长形的单元区域。每个所述单元区域可包括多个可驱动单元，并且在使用时，优选所述单元被驱动从而提供选择性驱动结构，所述选择性驱动结构将落在单元区域上的相应光学信号基本上投射为一系列输出级次模式中的一种。
根据本发明的另一方面，提供一种波长选择操控装置，包括:至少第一光学输入端口，用于输入包括多个波长信道的光学信号；偏振调整元件，用于调整所述光学信号的偏振态；波长色散元件，用于将所述光学信号的波长信道角色散为角色散波长信号；屈光元件，用于将所述角色散波长信号聚焦为一系列长形的空间分离波长带；空间操控元件，用于选择性空间操控所述空间分离波长带的特性以产生空间操控波长带。
附图说明
现将参照附图通过例子描述本发明的优选形式。
图1示意性示出优选实施例的侧视透视图；
图2是所述优选实施例的设置的示意性俯视平面图；
图3示意性示出反射模式的操作；
图4示意性示出液晶显示装置上的单元的设置；
图5-图9示出产生不同衍射级次的驱动设置；
图10(a)到图10(d)示出液晶型显示器的AC驱动的驱动设置；
图11示意性示出本发明的另一替代实施例；以及
图12示出沿图11的光学设置的光束轮廓。
具体实施方式
在优选实施例中，提供了一种设置，用于使光的每个波长在一个轴上聚焦并色散，并在正交的轴上被准直，使得可利用模式选择液晶阵列或空间光调制器在反射或透射衍射光栅的各个级次之间进行选择，所述光栅是通过液晶作用于一种偏振状态的光而建立的。众所周知，对于准直光束，光束的角度偏转(例如通过改变反射衍射光栅的级次而引起的)会造成移动(translate)光束焦点的影响。如果光具组(optical train)被建成远心的，则该移动在不影响耦合效率的情况下实现，因此可有效地从例如在光纤阵列的情况下会提供的第一端口耦合到位于给定中继(translation)处的第二端口内。
首先参见图1，其示意性示出优选实施例的设置的侧视透视图。输入输出光纤1-10的x维度上的阵列最初提供有沿光纤3的初始输入。每个光纤可具有热膨胀芯端。从芯3发出的光假设仅为单垂直偏振光(如有需要，可用偏振调整装置(未示出)以已知的方式获得该单偏振光)。光投射到球面镜12，在这里被反射并准直，之后落到衍射光栅14上。衍射光栅14按照利特罗(Littrow)条件设置。在利特罗条件下，如本领域所知，被反射的光在y轴上角色散为其光谱分量。
从光栅14发出的光根据波长可具有角间距。光谱分量被反射通过在x维度具有屈光力的柱面透镜13。光谱分量在x维度上聚焦接近反射镜12，但在y维度上保持准直。在返回通过柱面透镜13时，光谱分量在x维度上准直，而在y维度上继续会聚，从而在该维度上聚焦在提供一系列长形光谱带的有源或无源液晶显示(LCD)装置14上或其附近。
为便于清楚地理解，图2示出图1的布置的俯视平面图。在照射到液晶显示装置15上的光进行纯反射的情况下，光穿过返回路径20-23，此时光再次照射在处于利特罗条件下的光栅14上，在光栅14处光与其它频率合并并沿返回路径26-28行进，由此通到输出端口8。
液晶显示装置15可为有源型或无源型的，具有一系列独立可控区域。假设读者足够了解液晶显示装置并且其运转是完全标准的。在第一优选实施例中，可以注意到，LCD实际上可实质上等同于空间光调制器(SLM)中所用的，特别是相只反射SLM(phase only reflective SLM)，例如利用了CMOS技术的鲍德非线性系统所显示的。如本领域的技术人员所显见的，CMOS背面设计可容易地适应于像素尺寸需要。
在优选实施例中，我们采用反射型LCD装置，并示出在纯反射和4种不同衍射状态之间选择的情况。所建议的结构也被设计为在所选级次与其它级次以及反射状态之间实现高消光度。这可利用对称性来实现，以确保在每个未被选择的模式或纯反射状态，分量的相位积分在理论上趋于零。尽管在某些效率下会激励更高级次的衍射，但是适当选择单元尺寸(这决定了狭缝衍射的数值孔径)可将此限制得很小并实现高通过量。
级次选择机理在于以获得必要的选择性和消光性的方式改变感应光栅结构(induced grating structure)的子单元中的延迟(retardation)。在本例中，通过只利用四个级别实现简化的驱动。
状态0:4λ/8延迟
状态1:3λ/8延迟
状态2:2λ/8延迟
状态3:λ/8延迟
理想地，从LCD反射的光受到控制，使得不同的衍射级次对应于所传播的光的不同角度。在给出的例子中，第一级衍射假设为0.0955度。通过控制液晶显示装置，可实现正或负第一级衍射线的选择性激励。这相当于377.5μm的空间周期。因此，如图4所示，衍射线40假设为长度337.5μm，并分为8个单元41，每个单元的长度大约为42μm。这可通过利用电极结构的标准光刻技术容易地实现。
在第一实施例中，液晶显示装置被用于形成反射衍射光栅，使得如图3所示，输入光30选择性地要么以完全反射方式31输出到第一级次32、33，要么输出到第二级次34、35。
液晶显示器的单元可被驱动而选择输出级次。图5-图9示出8个单元的各种可能的驱动设置。在图5的设计为产生0.0955第一级次偏转的第一种设置中，驱动状态可如52所示，其状态为0、0、1、1、2、2、3、3。在图6中，对于负第一级次60，驱动状态可为3、3、2、2、1、1、0、0。在图7中，对于第二级次输出70，驱动状态71可为0、1、2、3、0、1、2、3。接下来在图8中，对于负第二输出级次80，驱动状态81可为3、2、1、0、3、2、1、0。最后，在图9中，对于纯反射状态90，驱动状态91可全为0。
这些模式的每一个可用在图1和图2的设置中，以在不同输入光纤1-5和输出光纤6-10之间进行耦合。在所选LCD模式处于纯反射状态(0度)的波长下，耦合情况如下:
光纤1到光纤10
光纤2到光纤9
光纤3到光纤8(入到出的直通路)
光纤4到光纤7
光纤5到光纤6
在所选模式为+0.0955度的波长下，来自光纤3的波长现在耦合到下载光纤7，如下所示:
光纤1到光纤9
光纤2到光纤8(上载路径(add path))
光纤3到光纤7(下载路径)
光纤4到光纤6
在所选模式为-0.0955度的波长下，来自光纤3的波长现在耦合到下载光纤9，如下所示:
光纤2到光纤10
光纤3到光纤9(下载路径)
光纤4到光纤8(上载路径)
光纤5到光纤7
在所选模式为+0.1910度的波长下，来自光纤3的波长现在耦合到下载光纤6，如下所示:
光纤1到光纤8(上载路径)
光纤2到光纤7
光纤3到光纤6(下载路径)
光纤4到光纤5
在所选模式为-0.1910度的波长下，来自光纤3的波长现在耦合到下载光纤10，如下所示:
光纤3到光纤10(下载路径)
光纤4到光纤9
光纤5到光纤8(上载路径)
光纤6到光纤7
对特定波长信道的选择性衰减，可以通过衰减进入模式的各个耦合效率以及具备仅用于衰减且以损害所选择的级次的效率为代价有选择地被激发的独立级次来实现。以这种方式，所选级次的功率可调整到所需水平。另外，可将一衍射级次用于监视目的。光在一波长下可被耦合到其它的衍射级次上——在光电检测器上被接收到，并用作系统中对功率水平的监视器或控制机构。该光可通过增添光纤(单模或多模)来收集。
这里的原理很容易根据需要推广到其它数目的级次。
在另一第二实施例中，以简单方式实现了衍射级次，并提出一种可如此简单实现的电极结构以及驱动方案——尽管可采用许多替代方式，本发明的范围不受该方法的任何限制。
在光波长被分解的y轴上，一5电压函数Fyi(t)被施加在与我们希望激励的模式相对应的电极上。对应于x轴上的子单元的每个电极有电压函数Fx(j)。选择电压函数使得每个子单元的顶电极与底电极之间的关系(Fyi(t)-Fxj(t))产生相对特定模式所需分量具有对应延迟的一个AC分量。
这些函数的确切形式取决于实际所用液晶的线性和频率依赖性。为举例说明该方法，假设存在线性电压延迟响应，并且没有频率依赖性。
在这种情况中，各模式可通过利用用于感应光栅的不同级次的四种不同驱动频率而产生。每个子单元电极由大小相等但所选相位满足Fyi(t)-Fxj(t)的四个频率的组合，即实现所需延迟的正确AC分量来驱动。例如，当驱动频率的相位与子单元的相应频率分量的相位是同相的，则不对AC电压起作用(仅有的贡献在于对于第二至第四频率分量其影响对所有子单元是相等的，从而提供了偏置电压)。相同地，如果驱动频率的相位与子单元的相应频率分量的相位相差π，则AC分量最大。在这种情况下，选择最大的AC分量实现π/8的延迟，而选择最小的AC分量实现π/2的延迟。其它两个状态(π/4延迟和3π/8延迟)通过对应子单元中π/3与2π/3的相位延迟来实现。因此，通过控制Fy的驱动频率和相位，可在四种衍射模式中选择一种。当Fy为0时，则每个子单元的延迟相等，因此感应光栅处于纯反射态。图10(a)到图10(d)示出相应的驱动设置。通过利用1kHz、2kHz、4kHz和8kHz的频率分量，每种模式可被成功驱动以给出所需的子单元结构。类似的方法已经被用于通过调制产生用于调制灰度水平的正确RMS电压水平，在无源矩阵显示器中实现灰度水平调制。
在第三实施例中，通过采用柱面透镜的微阵列有效实现了同样的目标。其布置可如图11所示。
在这种情况中，提供2光纤(101和102)的输入阵列(在x轴上)和2光纤(103和104)的输出阵列，光纤间距250微米。光纤的输出耦合到第一微柱面透镜110以改变光束的发散情况。然后该输出以对应于光纤间距的间距被耦合到柱面透镜111的x轴阵列。透镜111的焦距选择为500微米，以形成大约100微米直径的准直光。通过厚1.25mm的离散晶体(walk offcrystal)112将该光束在x方向上分成两个偏振态，然后由偏振分集光学元件(polarization diversity optics)113对偏振进行均衡，所述偏振分集光学元件113可包括间距125微米的波片阵列。波片113的输出包括偏振经调整的光束。波片可由纳米光刻技术(如美国新泽西州Somerset的NanoOpto公司所提供)或标准石英波片技术装置生成。
然后每个输出光束投射到焦距5cm的第一x轴柱面透镜114，所述柱面透镜114在x轴方向上提供准直，其后是焦距20cm的y轴柱面透镜115。接下来光束在近利特罗结构处被光栅116(1200l/mm)反射。在第二次经过x柱面透镜后，从100微米直径光束中获得的现在被衍射的光束在x方向上被准直——两次通过透镜115及光栅116的反射的联合效果是焦距大约为10cm的组合反射透镜。
被反射光纤的像通过y柱面透镜在y方向上聚焦，产生y向聚焦而x向准直的光束。通常，该点上光束的尺寸非常不对称，y维度上径向尺寸为20微米而x维度上径向尺寸大约为700微米。该像在y维度上波长色散，并且在通过棱镜117下折从而便于SLM的安装简单之后，各自信道可通过液晶空间光调制器(SLM)118接入。
当光按其通过系统的路径返回时，SLM(118)再次能够通过选择感应光栅的正确级次，在光纤下载端口103或直通端口104之间引导来自输入光纤102的光的像。同时，当输入光被在特定波长下导入下载端口时，同样的波长会从上载端口101导入直通端口104。
由于柱面透镜的作用在回程传播过程中被逆转，所以光纤端口处的再次成像的光仍在很大程度上圆形对称。另外，通过将一部分功率激励到不对应有效端口的角度上从而衰减所选路径上的功率，可实现光功率的逐个信道的衰减控制。
光栅元件116可设计为通过利用具有相反角依赖性的楔形棱镜减少光栅的x角依赖性。
进一步地，尽管为清晰起见，描述了透射柱面透镜系统，但是如果需要更紧凑的设计，在不背离本发明的范围的情况下，第一柱面透镜114可由反射柱面透镜代替。
现同时参见图12和图11，它们示出了沿光路的不同点处的光学轮廓。点210对应于从光纤(例如光纤110)发出的光束的光学轮廓。轮廓213对应于从元件113发出的光的光学轮廓。这里由于波片112的作用，分离出独立的偏振。轮廓214对应于从透镜114发出的光。轮廓215对应于从透镜115发出的光，轮廓217对应于照射到SLM装置117、118上的光。
以上描述了本发明的优选实施例。在不背离本发明范围的情况下，可对其做出对本领域的技术人员显见的修改。

Claims (22)

1.一种波长选择操控装置，其包括：
至少第一光学输入端口，用于输入包括多个波长信道的光学信号；
第一波长色散元件，用于将所述光学信号的波长信道角色散为角色散波长信号；
屈光元件，用于在角色散维度上聚焦所述角色散波长信号，使得所述波长信号在所述屈光元件的焦平面上具有长形光强轮廓，以形成长形空间分离波长信号；和
空间操控元件，用于选择性地空间操控所述长形空间分离波长信号的特性，以产生空间操控波长信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，进一步包括：
第一波长组合元件，用于将所述空间操控波长信号选择性组合在一起，以生成第一输出信号。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一波长色散元件包括衍射光栅。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述屈光元件包括至少一个柱面透镜。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述空间操控元件包括空间光调制器或液晶显示装置。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述液晶显示装置被分为与所述长形的空间分离波长信号的光强轮廓大致匹配的一系列长形的单元区域。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，每个所述单元区域包括多个可驱动单元，并且在使用时，所述单元被驱动从而提供选择性驱动结构，所述选择性驱动结构将落在单元区域上的相应光学信号投射为一系列输出级次模式中的一种。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述屈光元件还包括球面反射镜装置。
9.根据权利要求3所述的装置，其中，所述衍射光栅基本上在利特罗条件下使用。
10.根据权利要求4所述的装置，其中，所述屈光元件包括球面反射镜。
11.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述空间操控元件处于第一状态时，在所述第一光学输入端口输入的第一预定波长在第一输出端口输出；以及
所述空间操控元件处于第二状态时，在所述第一光学输入端口输入的第二预定波长在第二输出端口输出。
12.根据权利要求11所述的装置，其中：
所述空间操控元件处于第一状态时，在第三光学输入端口输入的第一预定波长在第四输出端口输出；以及
所述空间操控元件处于第二状态时，在所述第三光学输入端口输入的第一预定波长在第一输出端口输出。
13.一种波长选择操控装置，其包括：
一系列光学输入和输出端口，其中包括输入包括多个波长信道的光学信号的第一光学输入端口；
第一波长色散元件，用于将所述光学信号的波长信道角色散为角色散波长信号；
屈光元件，用于将所述角色散波长信号聚焦为各自具有长形光强轮廓的一系列长形的空间分离波长信号；
空间操控元件，用于选择性空间操控所述空间分离波长信号的特性以产生空间操控波长带；以及
所述空间操控波长带随后由所述屈光元件聚焦，并由所述第一波长色散元件以空间选择方式组合，以便以空间选择方式在所述输出端口输出。
14.一种为具有多个波长分量的光学输入信号提供波长选择分离能力的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)将光学输入信号投射到光栅结构上，从而角度分离所述波长分量；
(b)将每个所述波长分量聚焦为具有长形光强轮廓的长形波长分量元素；
(c)独立操控所述长形波长分量元素；
(d)组合所述经操控的长形波长分量元素中的预定的几个。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述步骤(b)包括利用柱面透镜聚焦所述波长分量。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述步骤(b)包括利用球面反射镜聚焦所述波长分量。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述步骤(c)包括利用液晶显示装置独立操控每个波长分量。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述液晶显示装置被分成与所述波长分量元素的光强轮廓大致匹配的一系列长形的单元区域。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，每个所述单元区域包括多个可驱动单元，并且在使用时，所述单元被驱动从而提供选择性驱动结构，所述选择性驱动结构将落在单元区域上的相应光学信号投射为一系列输出级次模式中的一种。
20.根据权利要求14所述的方法，其中，所述步骤(b)包括利用球面反射镜。
21.一种波长选择操控装置，其包括：
至少第一光学输入端口，用于输入包括多个波长信道的光学信号；
偏振调整元件，用于调整所述光学信号的偏振态；
波长色散元件，用于将所述光学信号的波长信道角色散为角色散波长信号；
屈光元件，用于将所述角色散波长信号聚焦为各自具有长形光强轮廓的一系列长形的空间分离波长信号；和
空间操控元件，用于选择性空间操控所述空间分离波长信号的特性以产生空间操控波长带。
22.如权利要求21所述的波长选择操控装置，其中所述装置还包括一系列输出端口，并且
所述空间操控波长带由所述屈光元件顺序聚焦，并由所述波长色散元件以空间选择的方式组合，以便以空间选择的方式在所述输出端口被输出。
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