CN102253455B - 一种波长选择结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种波长选择结构，包括多个薄的可调多腔标准具组及相应的多个腔长控制元件组；多个标准具分为n级组合使用，对应第n级的标准具个数为2n-1，相应的制作成1×2n端口的波长选择结构，所述的n为大于零的整数；各个标准具的通带周期分别大于各自的输入信号带宽，且其透射带宽和反射带宽都要大于各自的输入信号带宽的一半；所述多个腔长控制元件分别控制各自标准具的腔长变化，使其透射反射通道根据需要进行变换，以实现波长选择。该波长选择结构价格便宜，结构简单，易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通讯技术领域，尤其涉及一种波长选择结构。
背景技术
波长选择开关(WSS)是波分多路复用器的一个重要光学元件，同时也是构造光学网状网络和可重构光学分插复用器(ROADM)的核心组成器件，可任意选择输入的波分复用光信号，并将该信号输出到任意一个输出端口。在未来的全光分插复用和以波长为单位的交叉连接中将有广泛的应用。为了实现这种功能，目前设计WSS多采用硅基液晶和光栅系统，或MEMS和光栅系统构成，其结构复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种价格便宜、结构更简单且可实现相同功能的基于多腔标准具的波长选择结构。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种波长选择结构，其特征在于：包括2n-1个薄的可调多腔标准具及相应的2n-1个腔长控制元件；多腔标准具分为n级组合使用，对应第n级的多腔标准具个数为2n-1，相应的制作成1×2n端口的波长选择结构，所述的n为大于零的整数；各个多腔标准具的通带周期分别大于各自的输入信号带宽，且其透射带宽和反射带宽都要大于各自的输入信号带宽的一半；所述腔长控制元件分别控制各自多腔标准具的腔长变化。
进一步的，所述多腔标准具包含两腔及两腔以上的多腔结构，为固体腔或者空气腔结构，或者两者结合的级联结构。
优选的，所述多腔标准具可由热敏感材料或者电光材料制成，与其相对应的腔长控制元件分别为温度控制元件或者电控制元件。
进一步的，对于空气腔结构的多腔标准具，还可以采用PZT压电陶瓷控制或者热调节的方式控制其腔长的变化，以实现其滤波波带的移动。
优选的，所述腔长控制元件各自设置两个变化档，控制对应多腔标准具的腔长在两种条件下变换。
本发明的有益效果：本发明的一种波长选择结构，其结构简单，成本低，易于实现产业化生产。
附图说明
图1为本发明的实施例1×4端口波长选择结构原理示意图；
图2为本发明的实施例1×4端口波长选择结构示意图；
图3为多腔标准具的工作方式实施例结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1-3所示，本发明的一种波长选择结构，包括一组薄的可调多腔标准具组1及相应的腔长控制元件组2；多腔标准具分为n级组合使用，对应第n级的多腔标准具个数为2n-1，相应的制作成1×2n端口的波长选择结构，总共需要2n-1个多腔标准具，所述的n为大于零的整数；各个多腔标准具的通带周期分别大于各自的输入信号带宽，且其透射带宽和反射带宽都要大于各自的输入信号带宽的一半；具体的，如对应于第一级、第二级、第三级…， 每一级多腔标准具个数分别为1，2，4…，相应的可以制作成1X2、1X4、1X8…波长选择结构，对应的多腔标准具总数分别为1，3，7…。若假设输入光信号的带宽为△λ，那么第一级、第二级、第三级…的多腔标准具通带周期分别必须大于△λ、△λ/2、△λ/4…，且其对应等级多腔标准具的透射带宽和反射带宽应同时满足大于△λ/2、△λ/4、△λ/8…。所述腔长控制元件分别控制各自多腔标准具的腔长变化。腔长控制元件2可以是温度控制或者是电控制元件，如图3中的TEC温度控制元件。通过腔长控制元件控制各自多腔标准具的腔长变化，使其透射反射通道根据需要进行变换，以实现波长选择。
如图2所示，第一级的多腔标准具101设置在入射光最前面；第二级的两个多腔标准具102，103分别设置在第一级多腔标准具101的反射和透射光路上；第三级多腔标准具分别设置在第二级多腔标准具的反射和透射光路上；……，依此类推，第n+1级的多腔标准具分别设置在第n级多腔标准具的反射和透射光路上。每一个多腔标准具的中心波长都可以由腔长控制元件控制其连续变化。对于本发明中使用的多腔标准具其中心波长不需要连续变化，仅需要透射通带和反射通带变换即可，故其温度控制元件或电控制元件仅需要设置两个参数，如1和0，根据需要在1和0之间自由切换，使对应多腔标准具的透射通带和反射通带随其切换。
下面以1×4波长选择结构为例说明本发明的具体工作方式。
首先初始化，如图1和2所示，1×4波长选择结构需要两级总共三个多腔标准具。图1中A为第一级分束示意，其中实线是待选择的波段，包括4个信号通道：B1、B2、B3和B4。初始化第一级的多腔标准具101，使其反射通道A1对准B1、B2，透射通道A2对准B3、B4。如图1中B为第二级分束示意，其中实线是经第一级分束后的信号波段，初始化第二级多腔标准具102，使其透射通道对准B1，反射通道对准B2；初始化第二级多腔标准具103，使其反射通道对准B3，透射通道对准B4。
包括4个信号通道的光经过第一级多腔标准具101后，把四个信号通道分成两部分，B1、B2反射，B3、B4透射过多腔标准具101，如图2。反射的两个通道B1、B2经过第二级多腔标准具102，透射信号通道B1对应ch1;反射信号通道B2对应ch2。同理，第一级透射两通道B3、B4经过第二级多腔标准具103，反射信号通道B3，对应ch3；透射信号通道B4，对应ch4。
波长选择，要实现让B2从ch1出射，以代替前面所述B1从ch1出射。需要，对第二级多腔标准具102进行中心波长调制，中心波长移动半个周期即可。这样，第一级反射的两个通道B1、B2经过第二级多腔标准具102，透射信号通道B2对应ch1;反射信号通道B1对应ch2。
波长选择，要实现B3从ch1出射，代替前面所述B1从ch1出射。需要，对第一级多腔标准具101进行中心波长调制，中心波长移动半个周期即可。这样，包括4个信号通道的光经过第一级多腔标准具101后，把四个信号通道分成两部分，B3、B4反射，B1、B2透射过多腔标准具。第二级多腔标准具102，透射信号通道B3对应ch1;反射信号通道B4对应ch2。
波长选择，要实现B4从ch1出射，代替前面所述B1从ch1出射。需要，对第一级多腔标准具101进行中心波长调制，中心波长移动半个周期即可。这样，包括4个信号通道的光经过第一级多腔标准具101后，把四个信号通道分成两部分，B3、B4反射，B1、B2透射过多腔标准具。然后需要，对第二级多腔标准具102进行中心波长调制，中心波长移动半个周期即可。这样，第一级反射的两个通道B3、B4经过第二级多腔标准具102，透射信号通道B4对应ch1;反射信号通道B3对应ch2。
通过上述方法ch1端口可以任意选择出射B1、B2、B3和B4其中任一信号，同理端口ch2、ch3、ch4也可以实现自由选取出射的通道。如此，即实现了1X4波长选择结构。
1X8波长选择结构其原理同上，总共需要7个多腔标准具。1个第一级多腔标准具，2个第二级多腔标准具，4个第三级多腔标准具。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种波长选择结构，其特征在于：包括2n-1个薄的可调多腔标准具及相应的2n-1个腔长控制元件；多腔标准具分为n级组合使用，对应第n级的多腔标准具个数为2n-1，相应的制作成1×2n端口的波长选择结构，所述的n为大于零的整数；各个多腔标准具的通带周期分别大于各自的输入信号带宽，且其透射带宽和反射带宽都要大于各自的输入信号带宽的一半；所述腔长控制元件分别控制各自多腔标准具的腔长变化。
2.如权利要求1所述的一种波长选择结构，其特征在于：所述多腔标准具包含两腔及两腔以上的多腔结构，采用空气腔结构，或者空气腔与固体腔结合的级联结构。
3.如权利要求1所述的一种波长选择结构，其特征在于：所述多腔标准具包含两腔及两腔以上的多腔结构，采用固体腔结构。
4.如权利要求1所述的一种波长选择结构，其特征在于：所述多腔标准具由热敏感材料制成；所述腔长控制元件为温度控制元件。
5.如权利要求1所述的一种波长选择结构，其特征在于：所述多腔标准具由电光材料制成；所述腔长控制元件为电控制元件。
6.如权利要求2所述的一种波长选择结构，其特征在于：所述空气腔结构的多腔标准具采用PZT压电陶瓷控制或者热调节的方式控制其腔长的变化。
7.如权利要求1所述的一种波长选择结构，其特征在于：所述腔长控制元件各自设置两个变化档，控制对应多腔标准具的腔长在两种条件下变换。
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2011
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