CN103792622A - 基于mems微镜阵列和可变形镜的可编程wss及实现方法 - Google Patents
基于mems微镜阵列和可变形镜的可编程wss及实现方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103792622A CN103792622A CN201410017261.4A CN201410017261A CN103792622A CN 103792622 A CN103792622 A CN 103792622A CN 201410017261 A CN201410017261 A CN 201410017261A CN 103792622 A CN103792622 A CN 103792622A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mems
- light signal
- wave length
- deformable mirror
- different wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS及实现方法，涉及光通信领域的波长选择开关，该基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS由基于MEMS可变形镜的光处理系统和基于MEMS微镜阵列的光处理系统组成，光信号经基于MEMS可变形镜的光处理系统调整相位，输出至基于MEMS微镜阵列的光处理系统，根据网络波长和带宽配置要求，旋转微镜阵列，将不同波长的光信号输出至不同的输出光纤，实现通道选择，调节光强大小。本发明能同时控制指定通道的相位和幅度，实现波长的动态配置、色散补偿和功率均衡，简化ROADM系统的结构，有效降低成本，提高传输质量。
Description
技术领域
本发明涉及光通信领域的波长选择开关，具体是涉及一种基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS及实现方法。
背景技术
随着通信业务，包括以话音、数据和视频图像等多媒体业务的逐年发展，特别是数据和视频传输的业务量迅速增长，用户对光网络的传输容量、速率、距离和传输质量的要求不断提高，而运营商对光网络构建的灵活性，以及对光网络的建设和运行维护费用的降低尤为关注。
为了满足IP（Internet Protocol，网际协议）网络的需求，基础承载网的建设逐渐采用一种以ROADM（Reconfigurable OpticalAdd-Drop Multiplexer，可重构光分插复用器）为代表的光层重构技术。ROADM系统的出现使得WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）设备组网从简单的点对点拓扑过渡到环网拓扑、两环相交拓扑以及更复杂的组网结构，最终将实现网状拓扑。具有动态配置能力的ROADM是光网络“智能”实现的重要基础。ROADM不仅能够像传统OADM（Optical Add-Drop Multiplexer，光分插复用器）那样，可以从多波长线路信号中提取特定波长到本地以及将本地波长插入到线路中去，而且这些操作完全可以通过软件配置实现，为分布式控制操作奠定基础。
目前，ROADM系统常见的有三种技术：WB（Wavelength Blocker，波长阻断器）、PLC（Planar Lightwave Circuits，平面光波导）、WSS（Wavelength Selective Switch，波长选择开关），最好的是第三种：基于WSS的ROADM系统。波长选择开关采用自由空间光交换，可以支持更高的端口数（Degree，维数），WSS型ROADM逐渐成为下一代多维ROADM的首选技术。
目前，波长选择开关的核心技术是SLM（Spatial Light Modulator，空间光调制器）技术，主要有：LC（Liquid Crystal，液晶）技术、LCoS（Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶）技术以及MEMS（MicroElectro Mechanical Systems，微电子机械系统）技术。
基于LC技术的WSS的核心是液晶，通过液晶控制偏振态，用偏振分束棱镜使相互垂直的线偏振光在传播方向上分开，从而实现两个出射通道的选择，形成1×2的WSS。
基于LCoS技术的WSS是在一片硅基底上制作许多个液晶单元，每个液晶单元都有一个电子控制单元控制，控制从每个液晶单元反射光的相位，从而控制反射光的方向，使反射光输出到指定通道，一次实现1×N的WSS。
基于MEMS技术的WSS的核心就是一组MEMS微型反射镜，通过旋转微型反射镜可以将任意波长的光无串扰地倒换到指定的输出端口，实现1×N的WSS的功能。
上述三种技术各自均有优缺点：液晶技术虽然比较简单，但是要实现多维的WSS必须叠加多层液晶和棱镜，容易造成通道间的串扰，消光比较差；LCoS技术虽然能够精确控制各通道的相位和幅度，但是插入损耗较大，而且各通道之间的串扰及带宽都受到最小像素的限制；MEMS技术的插入损耗较低，能够精确选择指定通道，但是不能控制其相位。
另外，随着光纤通信系统中传输速率的提高和信号传输带宽的增加，色散问题日益显著。色散补偿技术在高速传输系统及下一代智能光网络中具有决定性作用。因此在已有的技术基础上，研究如何实现结构简单、性能优越、成本相对较低的可编程波长选择开关对于推动ROADM组网和实际工程应用具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS及实现方法，能够同时控制指定通道的相位和幅度，实现波长的动态配置，在不额外增加设备的基础上，还能进行自动的功率均衡和色散补偿，简化ROADM系统的结构，有效降低系统成本，提高传输质量。
本发明提供一种基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS，由基于MEMS可变形镜的光处理系统和基于MEMS微镜阵列的光处理系统组成，所述基于MEMS可变形镜的光处理系统包括输入光纤、偏振分集元件、第一光栅、第一准直透镜、基于MEMS的可变形镜和第一反射镜，不同波长的光信号从输入光纤进入基于MEMS可变形镜的光处理系统，偏振分集元件将输入光纤输出的光信号转换成与第一光栅的衍射最大偏振态一致的光信号，偏振分集元件输出的光信号到达第一光栅，第一光栅进行分光，使不同波长的光信号沿水平方向展开，达到第一准直透镜；第一准直透镜在竖直方向上倾斜一定角度，第一准直透镜使不同波长的光信号在基于MEMS的可变形镜的表面聚焦成为光斑；通过MEMS调整可变形镜表面的形状，使到达基于MEMS的可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，改变不同波长的光信号的反射光的相位，改变相位后的不同波长的光信号反射回第一准直透镜，经过第一准直透镜、第一光栅到达第一反射镜，最后由第一反射镜反射输出；
所述基于MEMS微镜阵列的光处理系统包括第二反射镜、第二光栅、第二准直透镜、基于MEMS的微镜阵列和输出光纤，从基于MEMS的可变形镜的光处理系统中的第一反射镜输出的光信号经第二反射镜改变方向到达第二光栅，第二光栅进行分光，使不同波长的光信号沿水平方向展开，到达第二准直透镜，第二准直透镜使不同波长的光信号在基于MEMS的微镜阵列的表面聚焦成光斑，每个波长的光信号对应微镜阵列中的一个或几个微型反射镜，旋转微镜阵列中的微型反射镜，根据网络波长和带宽配置要求，将不同波长的光信号输出至不同的输出光纤，最终将任意波长的光信号无串扰地倒换到指定的输出端口，实现波长选择开关的功能。
在上述技术方案的基础上，所述第一准直透镜在竖直方向上倾斜5～10度。
在上述技术方案的基础上，所述基于MEMS的可变形镜包括MEMS和可变形镜，MEMS包括若干电极矩阵和若干驱动控制单元，每个电极矩阵对应一个驱动控制单元，可变形镜的表面覆盖有纳米薄膜材料，MEMS中的驱动控制单元对电极矩阵施加不同的电压，调整可变形镜表面的纳米薄膜材料的形状，使到达可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，改变不同波长的光信号的反射光的相位。
在上述技术方案的基础上，所述不同波长的光信号与其反射光的相位差
其中，x是基于MEMS的可变形镜表面的不同波长所处的位置，λ是波长，Δz(x)是基于MEMS的可变形镜表面与标准平面之间的距离；根据该公式调整基于MEMS的可变形镜的表面形状，到达基于MEMS的可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，最终使不同波长的光信号的反射光的相位一致，实现色散补偿。
在上述技术方案的基础上，所述基于MEMS的微镜阵列包括MEMS和若干线性排列的微型反射镜，MEMS包括驱动控制单元，若干微型反射镜通过单导体晶片加工技术制作在一块硅芯片上，MEMS中的驱动控制单元控制微镜阵列中的微型反射镜的旋转，从而控制微型反射镜的反射光的方向。
在上述技术方案的基础上，所述微镜阵列中的每个微型反射镜绕与波长展开方向平行的轴旋转，或者绕与波长展开方向垂直的轴旋转，当微镜阵列中的微型反射镜绕与波长展开方向平行的轴旋转时，使不同波长的光信号转向不同的方向，实现通道选择；当微镜阵列中的微型反射镜绕与波长展开方向垂直的轴旋转时，某一波长的全部光信号或部分光信号转向其它方向，调节光强大小，所述基于MEMS微镜阵列的光处理系统实现不同波长的光信号的波长动态配置和功率均衡。
本发明还提供一种基于上述可编程WSS的波长选择实现方法，包括以下步骤：
A、不同波长的光信号从输入光纤进入基于MEMS可变形镜的光处理系统，偏振分集元件将输入光纤输出的光信号转换成与第一光栅的衍射最大偏振态一致的光信号，偏振分集元件输出的光信号到达第一光栅，第一光栅进行分光，使不同波长的光信号沿水平方向展开，达到第一准直透镜；第一准直透镜在竖直方向上倾斜一定角度，第一准直透镜使不同波长的光信号在基于MEMS的可变形镜的表面聚焦成为光斑；通过MEMS调整可变形镜表面的形状，使到达基于MEMS的可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，改变不同波长的光信号的反射光的相位，改变相位后的不同波长的光信号反射回第一准直透镜，经过第一准直透镜、第一光栅到达第一反射镜，最后由第一反射镜反射输出；
B、从基于MEMS的可变形镜的光处理系统中的第一反射镜输出的光信号经第二反射镜改变方向到达第二光栅，第二光栅进行分光，使不同波长的光信号沿水平方向展开，到达第二准直透镜，第二准直透镜使不同波长的光信号在基于MEMS的微镜阵列的表面聚焦成光斑，每个波长的光信号对应微镜阵列中的一个或几个微型反射镜，旋转微镜阵列中的微型反射镜，根据网络波长和带宽配置要求，将不同波长的光信号输出至不同的输出光纤，最终将任意波长的光信号无串扰地倒换到指定的输出端口，实现波长选择。
在上述技术方案的基础上，所述基于MEMS的可变形镜包括MEMS和可变形镜，MEMS包括若干电极矩阵和若干驱动控制单元，每个电极矩阵对应一个驱动控制单元，可变形镜的表面覆盖有纳米薄膜材料，MEMS中的驱动控制单元对电极矩阵施加不同的电压，调整可变形镜表面的纳米薄膜材料的形状，使到达可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，从而改变不同波长的光信号的反射光的相位。
在上述技术方案的基础上，所述不同波长的光信号与其反射光的相位差
其中，x是基于MEMS的可变形镜表面的不同波长所处的位置，λ是波长，Δz(x)是基于MEMS的可变形镜表面与标准平面之间的距离。根据该公式调整基于MEMS的可变形镜的表面形状，到达基于MEMS的可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，最终使不同波长的光信号的反射光的相位一致，从而实现色散补偿。
在上述技术方案的基础上，所述基于MEMS的微镜阵列包括MEMS和若干线性排列的微型反射镜，MEMS包括驱动控制单元，若干微型反射镜通过单导体晶片加工技术制作在一块硅芯片上，MEMS中的驱动控制单元控制微镜阵列中的微型反射镜的旋转，从而控制微型反射镜的反射光的方向；微镜阵列中的每个微型反射镜绕与波长展开方向平行的轴旋转，或者绕与波长展开方向垂直的轴旋转，当微镜阵列中的微型反射镜绕与波长展开方向平行的轴旋转时，使不同波长的光信号转向不同的方向，实现通道选择；当微镜阵列中的微型反射镜绕与波长展开方向垂直的轴旋转时，某一波长的全部光信号或部分光信号转向其它方向，调节光强大小，所述基于MEMS微镜阵列的光处理系统实现不同波长的光信号的波长动态配置和功率均衡。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
（1）本发明中的波长选择开关由基于MEMS可变形镜的光处理系统和基于MEMS微镜阵列的光处理系统组成，不同波长的光信号经基于MEMS可变形镜的光处理系统调整相位，输出至基于MEMS微镜阵列的光处理系统，根据网络波长和带宽配置要求，旋转微镜阵列，将不同波长的光信号输出至不同的输出光纤，实现通道选择，调节光强大小，能够同时对反射光的相位和方向进行控制，从而对所在工作波段的每个光通道的相位和幅度进行灵活编程，同时控制指定通道的相位和幅度，实现波长的动态配置的同时，在不额外增加设备的基础上，还能实现色散补偿和功率均衡。
（2）本发明在实现灵活的高速光网络的同时，能够简化ROADM系统的结构，有效降低系统成本，提高传输质量。
附图说明
图1是本发明实施例中基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS的结构示意图。
图2是本发明实施例中基于MEMS可变形镜的光处理系统的结构示意图。
图3是本发明实施例中基于MEMS的可变形镜的结构示意图。
图4是本发明实施例中基于MEMS微镜阵列的光处理系统的结构示意图。
图5是本发明实施例中基于MEMS的微镜阵列的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
参见图1所示，本发明实施例提供一种基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS，由基于MEMS可变形镜的光处理系统和基于MEMS微镜阵列的光处理系统组成。
参见图2所示，基于MEMS可变形镜的光处理系统包括输入光纤、偏振分集元件、第一光栅、第一准直透镜、基于MEMS的可变形镜和第一反射镜，不同波长的光信号从输入光纤进入基于MEMS可变形镜的光处理系统，偏振分集元件将输入光纤输出的光信号转换成与第一光栅的衍射最大偏振态一致的光信号，偏振分集元件输出的光信号到达第一光栅，第一光栅进行分光，使不同波长的光信号沿水平方向展开，达到第一准直透镜。
为了让反射光和入射光在空间上分离开，第一准直透镜在竖直方向上倾斜一定角度（约5～10度），第一准直透镜使不同波长的光信号在基于MEMS的可变形镜的表面聚焦，成为较小的光斑。通过MEMS调整可变形镜表面的形状，使到达基于MEMS的可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，改变不同波长的光信号的反射光的相位，改变相位后的不同波长的光信号反射回第一准直透镜，经过第一准直透镜、第一光栅到达第一反射镜，最后由第一反射镜反射输出。
参见图3所示，基于MEMS的可变形镜包括MEMS和可变形镜，MEMS包括若干电极矩阵和若干驱动控制单元，每个电极矩阵对应一个驱动控制单元，可变形镜的表面覆盖有纳米薄膜材料，MEMS中的驱动控制单元对电极矩阵施加不同的电压，调整可变形镜表面的纳米薄膜材料的形状，使到达可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，从而改变不同波长的光信号的反射光的相位。
不同波长的光信号与其反射光的相位差其中，x是基于MEMS的可变形镜表面的不同波长所处的位置，λ是波长，Δz(x)是基于MEMS的可变形镜表面与标准平面之间的距离。根据该公式调整基于MEMS的可变形镜的表面形状，到达基于MEMS的可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，最终使不同波长的光信号的反射光的相位一致，从而实现色散补偿。
参见图4所示，基于MEMS微镜阵列的光处理系统包括第二反射镜、第二光栅、第二准直透镜、基于MEMS的微镜阵列和输出光纤，从基于MEMS的可变形镜的光处理系统中的第一反射镜输出的光信号经第二反射镜改变方向到达第二光栅，第二光栅进行分光，使不同波长的光信号沿水平方向展开，到达第二准直透镜，第二准直透镜使不同波长的光信号在基于MEMS的微镜阵列的表面聚焦，成为较小的光斑，每个波长的光信号对应微镜阵列中的一个或几个微型反射镜，旋转微镜阵列中的微型反射镜，根据网络波长和带宽配置要求，将不同波长的光信号输出至不同的输出光纤，最终将任意波长的光信号无串扰地倒换到指定的输出端口，实现波长选择开关的功能。
参见图5所示，基于MEMS的微镜阵列包括MEMS和若干线性排列的微型反射镜，MEMS包括驱动控制单元，若干微型反射镜通过单导体晶片加工技术制作在一块硅芯片上，MEMS中的驱动控制单元控制微镜阵列中的微型反射镜的旋转，从而控制微型反射镜的反射光的方向。
微镜阵列中的每个微型反射镜可以绕与波长展开方向平行的轴旋转，还可以绕与波长展开方向垂直的轴旋转，当微镜阵列中的微型反射镜绕与波长展开方向平行的轴旋转时，可以使不同波长的光信号转向不同的方向，实现通道选择；当微镜阵列中的微型反射镜绕与波长展开方向垂直的轴旋转时，某一波长的全部光信号或部分光信号转向其它方向，调节光强大小，因此基于MEMS微镜阵列的光处理系统能够实现不同波长的光信号的波长动态配置和功率均衡。
本发明实施例还提供一种基于上述可编程WSS的波长选择实现方法，包括以下步骤：
A、参见图2所示，不同波长的光信号从输入光纤进入基于MEMS可变形镜的光处理系统，偏振分集元件将输入光纤输出的光信号转换成与第一光栅的衍射最大偏振态一致的光信号，偏振分集元件输出的光信号到达第一光栅，第一光栅进行分光，使不同波长的光信号沿水平方向展开，达到第一准直透镜；为了让反射光和入射光在空间上分离开，第一准直透镜在竖直方向上倾斜一定角度（约5～10度），第一准直透镜使不同波长的光信号在基于MEMS的可变形镜的表面聚焦，成为较小的光斑。通过MEMS调整可变形镜表面的形状，使到达基于MEMS的可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，改变不同波长的光信号的反射光的相位，改变相位后的不同波长的光信号反射回第一准直透镜，经过第一准直透镜、第一光栅到达第一反射镜，最后由第一反射镜反射输出。
参见图3所示，基于MEMS的可变形镜包括MEMS和可变形镜，MEMS包括若干电极矩阵和若干驱动控制单元，每个电极矩阵对应一个驱动控制单元，可变形镜的表面覆盖有纳米薄膜材料，MEMS中的驱动控制单元对电极矩阵施加不同的电压，调整可变形镜表面的纳米薄膜材料的形状，使到达可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，从而改变不同波长的光信号的反射光的相位。
不同波长的光信号与其反射光的相位差
其中，x是基于MEMS的可变形镜表面的不同波长所处的位置，λ是波长，Δz(x)是基于MEMS的可变形镜表面与标准平面之间的距离。根据该公式调整基于MEMS的可变形镜的表面形状，到达基于MEMS的可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，最终使不同波长的光信号的反射光的相位一致，从而实现色散补偿。
B、参见图4所示，从基于MEMS的可变形镜的光处理系统中的第一反射镜输出的光信号经第二反射镜改变方向到达第二光栅，第二光栅进行分光，使不同波长的光信号沿水平方向展开，到达第二准直透镜，第二准直透镜使不同波长的光信号在基于MEMS的微镜阵列的表面聚焦，成为较小的光斑，每个波长的光信号对应微镜阵列中的一个或几个微型反射镜，旋转微镜阵列中的微型反射镜，根据网络波长和带宽配置要求，将不同波长的光信号输出至不同的输出光纤，最终将任意波长的光信号无串扰地倒换到指定的输出端口，实现波长选择。
参见图5所示，基于MEMS的微镜阵列包括MEMS和若干线性排列的微型反射镜，MEMS包括驱动控制单元，若干微型反射镜通过单导体晶片加工技术制作在一块硅芯片上，MEMS中的驱动控制单元控制微镜阵列中的微型反射镜的旋转，从而控制微型反射镜的反射光的方向。微镜阵列中的每个微型反射镜可以绕与波长展开方向平行的轴旋转，还可以绕与波长展开方向垂直的轴旋转，当微镜阵列中的微型反射镜绕与波长展开方向平行的轴旋转时，可以使不同波长的光信号转向不同的方向，实现通道选择；当微镜阵列中的微型反射镜绕与波长展开方向垂直的轴旋转时，某一波长的全部光信号或部分光信号转向其它方向，调节光强大小，因此基于MEMS微镜阵列的光处理系统能够实现不同波长的光信号的波长动态配置和功率均衡。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS，其特征在于：由基于MEMS可变形镜的光处理系统和基于MEMS微镜阵列的光处理系统组成，所述基于MEMS可变形镜的光处理系统包括输入光纤、偏振分集元件、第一光栅、第一准直透镜、基于MEMS的可变形镜和第一反射镜，不同波长的光信号从输入光纤进入基于MEMS可变形镜的光处理系统，偏振分集元件将输入光纤输出的光信号转换成与第一光栅的衍射最大偏振态一致的光信号，偏振分集元件输出的光信号到达第一光栅，第一光栅进行分光，使不同波长的光信号沿水平方向展开，达到第一准直透镜；第一准直透镜在竖直方向上倾斜一定角度，第一准直透镜使不同波长的光信号在基于MEMS的可变形镜的表面聚焦成为光斑；通过MEMS调整可变形镜表面的形状，使到达基于MEMS的可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，改变不同波长的光信号的反射光的相位，改变相位后的不同波长的光信号反射回第一准直透镜，经过第一准直透镜、第一光栅到达第一反射镜，最后由第一反射镜反射输出；
所述基于MEMS微镜阵列的光处理系统包括第二反射镜、第二光栅、第二准直透镜、基于MEMS的微镜阵列和输出光纤，从基于MEMS的可变形镜的光处理系统中的第一反射镜输出的光信号经第二反射镜改变方向到达第二光栅，第二光栅进行分光，使不同波长的光信号沿水平方向展开，到达第二准直透镜，第二准直透镜使不同波长的光信号在基于MEMS的微镜阵列的表面聚焦成光斑，每个波长的光信号对应微镜阵列中的一个或几个微型反射镜，旋转微镜阵列中的微型反射镜，根据网络波长和带宽配置要求，将不同波长的光信号输出至不同的输出光纤，最终将任意波长的光信号无串扰地倒换到指定的输出端口，实现波长选择开关的功能。
2.如权利要求1所述的基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS，其特征在于：所述第一准直透镜在竖直方向上倾斜5～10度。
3.如权利要求1所述的基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS，其特征在于：所述基于MEMS的可变形镜包括MEMS和可变形镜，MEMS包括若干电极矩阵和若干驱动控制单元，每个电极矩阵对应一个驱动控制单元，可变形镜的表面覆盖有纳米薄膜材料，MEMS中的驱动控制单元对电极矩阵施加不同的电压，调整可变形镜表面的纳米薄膜材料的形状，使到达可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，改变不同波长的光信号的反射光的相位。
4.如权利要求3所述的基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS，其特征在于：所述不同波长的光信号与其反射光的相位差
其中，x是基于MEMS的可变形镜表面的不同波长所处的位置，λ是波长，Δz(x)是基于MEMS的可变形镜表面与标准平面之间的距离；根据该公式调整基于MEMS的可变形镜的表面形状，到达基于MEMS的可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，最终使不同波长的光信号的反射光的相位一致，实现色散补偿。
5.如权利要求1至4中任一项所述的基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS，其特征在于：所述基于MEMS的微镜阵列包括MEMS和若干线性排列的微型反射镜，MEMS包括驱动控制单元，若干微型反射镜通过单导体晶片加工技术制作在一块硅芯片上，MEMS中的驱动控制单元控制微镜阵列中的微型反射镜的旋转，从而控制微型反射镜的反射光的方向。
6.如权利要求5所述的基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS，其特征在于：所述微镜阵列中的每个微型反射镜绕与波长展开方向平行的轴旋转，或者绕与波长展开方向垂直的轴旋转，当微镜阵列中的微型反射镜绕与波长展开方向平行的轴旋转时，使不同波长的光信号转向不同的方向，实现通道选择；当微镜阵列中的微型反射镜绕与波长展开方向垂直的轴旋转时，某一波长的全部光信号或部分光信号转向其它方向，调节光强大小，所述基于MEMS微镜阵列的光处理系统实现不同波长的光信号的波长动态配置和功率均衡。
7.基于权利要求1至6中任一项所述可编程WSS的波长选择实现方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、不同波长的光信号从输入光纤进入基于MEMS可变形镜的光处理系统，偏振分集元件将输入光纤输出的光信号转换成与第一光栅的衍射最大偏振态一致的光信号，偏振分集元件输出的光信号到达第一光栅，第一光栅进行分光，使不同波长的光信号沿水平方向展开，达到第一准直透镜；第一准直透镜在竖直方向上倾斜一定角度，第一准直透镜使不同波长的光信号在基于MEMS的可变形镜的表面聚焦成为光斑；通过MEMS调整可变形镜表面的形状，使到达基于MEMS的可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，改变不同波长的光信号的反射光的相位，改变相位后的不同波长的光信号反射回第一准直透镜，经过第一准直透镜、第一光栅到达第一反射镜，最后由第一反射镜反射输出；
B、从基于MEMS的可变形镜的光处理系统中的第一反射镜输出的光信号经第二反射镜改变方向到达第二光栅，第二光栅进行分光，使不同波长的光信号沿水平方向展开，到达第二准直透镜，第二准直透镜使不同波长的光信号在基于MEMS的微镜阵列的表面聚焦成光斑，每个波长的光信号对应微镜阵列中的一个或几个微型反射镜，旋转微镜阵列中的微型反射镜，根据网络波长和带宽配置要求，将不同波长的光信号输出至不同的输出光纤，最终将任意波长的光信号无串扰地倒换到指定的输出端口，实现波长选择。
8.如权利要求7所述的波长选择实现方法，其特征在于：所述基于MEMS的可变形镜包括MEMS和可变形镜，MEMS包括若干电极矩阵和若干驱动控制单元，每个电极矩阵对应一个驱动控制单元，可变形镜的表面覆盖有纳米薄膜材料，MEMS中的驱动控制单元对电极矩阵施加不同的电压，调整可变形镜表面的纳米薄膜材料的形状，使到达可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，从而改变不同波长的光信号的反射光的相位。
9.如权利要求8所述的波长选择实现方法，其特征在于：所述不同波长的光信号与其反射光的相位差
其中，x是基于MEMS的可变形镜表面的不同波长所处的位置，λ是波长，Δz(x)是基于MEMS的可变形镜表面与标准平面之间的距离。根据该公式调整基于MEMS的可变形镜的表面形状，到达基于MEMS的可变形镜表面的不同波长的光信号经过不同的路程，最终使不同波长的光信号的反射光的相位一致，从而实现色散补偿。
10.如权利要求7至9中任一项所述的波长选择实现方法，其特征在于：所述基于MEMS的微镜阵列包括MEMS和若干线性排列的微型反射镜，MEMS包括驱动控制单元，若干微型反射镜通过单导体晶片加工技术制作在一块硅芯片上，MEMS中的驱动控制单元控制微镜阵列中的微型反射镜的旋转，从而控制微型反射镜的反射光的方向；微镜阵列中的每个微型反射镜绕与波长展开方向平行的轴旋转，或者绕与波长展开方向垂直的轴旋转，当微镜阵列中的微型反射镜绕与波长展开方向平行的轴旋转时，使不同波长的光信号转向不同的方向，实现通道选择；当微镜阵列中的微型反射镜绕与波长展开方向垂直的轴旋转时，某一波长的全部光信号或部分光信号转向其它方向，调节光强大小，所述基于MEMS微镜阵列的光处理系统实现不同波长的光信号的波长动态配置和功率均衡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410017261.4A CN103792622B (zh) | 2014-01-14 | 2014-01-14 | 基于mems微镜阵列和可变形镜的可编程wss及实现方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410017261.4A CN103792622B (zh) | 2014-01-14 | 2014-01-14 | 基于mems微镜阵列和可变形镜的可编程wss及实现方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103792622A true CN103792622A (zh) | 2014-05-14 |
| CN103792622B CN103792622B (zh) | 2015-09-23 |
Family
ID=50668468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410017261.4A Active CN103792622B (zh) | 2014-01-14 | 2014-01-14 | 基于mems微镜阵列和可变形镜的可编程wss及实现方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103792622B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104950396A (zh) * | 2015-07-06 | 2015-09-30 | 中国科学院半导体研究所 | 一种基于微机电技术的m×n光交换阵列 |
| CN105553548A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-04 | 武汉邮电科学研究院 | 波长选择开关的自动校准系统及方法 |
| CN116184653A (zh) * | 2023-04-24 | 2023-05-30 | 深圳市致尚科技股份有限公司 | 基于微透镜阵列mems光开关的切换方法、设备及介质 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050213877A1 (en) * | 2002-08-08 | 2005-09-29 | Ming-Chiang Wu | Wavelength-selective 1xN2 switches with two-dimensional input/output fiber arrays |
| CN201194034Y (zh) * | 2008-03-07 | 2009-02-11 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 具有无干扰切换的波长选择开关 |
| JP2010134027A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Olympus Corp | 波長選択スイッチ |
| US20120036216A1 (en) * | 2008-06-27 | 2012-02-09 | Cvon Innovations Ltd | Profiling method and system |
| CN102590953A (zh) * | 2011-09-13 | 2012-07-18 | 博创科技股份有限公司 | 一种波长选择光开关 |
| CN102707387A (zh) * | 2012-06-08 | 2012-10-03 | 武汉邮电科学研究院 | 波长选择开关及切换方法 |
| CN102868476A (zh) * | 2012-09-12 | 2013-01-09 | 武汉邮电科学研究院 | 基于波长选择交叉连接矩阵的roadm系统 |
| CN103069320A (zh) * | 2012-06-12 | 2013-04-24 | 华为技术有限公司 | 波长选择开关 |
| CN103472538A (zh) * | 2013-09-13 | 2013-12-25 | 武汉邮电科学研究院 | 基于微变形镜的波长选择开关 |
-
2014
- 2014-01-14 CN CN201410017261.4A patent/CN103792622B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050213877A1 (en) * | 2002-08-08 | 2005-09-29 | Ming-Chiang Wu | Wavelength-selective 1xN2 switches with two-dimensional input/output fiber arrays |
| CN201194034Y (zh) * | 2008-03-07 | 2009-02-11 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 具有无干扰切换的波长选择开关 |
| US20120036216A1 (en) * | 2008-06-27 | 2012-02-09 | Cvon Innovations Ltd | Profiling method and system |
| JP2010134027A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Olympus Corp | 波長選択スイッチ |
| CN102590953A (zh) * | 2011-09-13 | 2012-07-18 | 博创科技股份有限公司 | 一种波长选择光开关 |
| CN102707387A (zh) * | 2012-06-08 | 2012-10-03 | 武汉邮电科学研究院 | 波长选择开关及切换方法 |
| CN103069320A (zh) * | 2012-06-12 | 2013-04-24 | 华为技术有限公司 | 波长选择开关 |
| CN102868476A (zh) * | 2012-09-12 | 2013-01-09 | 武汉邮电科学研究院 | 基于波长选择交叉连接矩阵的roadm系统 |
| CN103472538A (zh) * | 2013-09-13 | 2013-12-25 | 武汉邮电科学研究院 | 基于微变形镜的波长选择开关 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104950396A (zh) * | 2015-07-06 | 2015-09-30 | 中国科学院半导体研究所 | 一种基于微机电技术的m×n光交换阵列 |
| CN104950396B (zh) * | 2015-07-06 | 2018-03-23 | 中国科学院半导体研究所 | 一种基于微机电技术的m×n光交换阵列 |
| CN105553548A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-04 | 武汉邮电科学研究院 | 波长选择开关的自动校准系统及方法 |
| CN105553548B (zh) * | 2015-12-16 | 2018-01-02 | 武汉邮电科学研究院 | 波长选择开关的自动校准系统及方法 |
| CN116184653A (zh) * | 2023-04-24 | 2023-05-30 | 深圳市致尚科技股份有限公司 | 基于微透镜阵列mems光开关的切换方法、设备及介质 |
| CN116184653B (zh) * | 2023-04-24 | 2023-06-30 | 深圳市致尚科技股份有限公司 | 基于微透镜阵列mems光开关的切换方法、设备及介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103792622B (zh) | 2015-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10958339B2 (en) | Methods and systems relating to optical networks | |
| US10996399B2 (en) | Space-division multiplexed reconfigurable, wavelength selective switch | |
| US20130272650A1 (en) | Wavelength cross connect device | |
| US9188741B2 (en) | Adjustable multiple-channel optical switch | |
| CN107407847B (zh) | 用于空间模分复用和解复用的基于铁电液晶相位调制器的偏振无关光复用和解复用系统 | |
| Frisken et al. | Wavelength-selective reconfiguration in transparent agile optical networks | |
| Marom et al. | Optical switching in future fiber-optic networks utilizing spectral and spatial degrees of freedom | |
| CN103197388A (zh) | C+l波段波长选择开关及其实现方法和处理单元 | |
| US6504970B2 (en) | Planar lightwave wavelength blocker | |
| US6956987B2 (en) | Planar lightwave wavelength blocker devices using micromachines | |
| CN103792622B (zh) | 基于mems微镜阵列和可变形镜的可编程wss及实现方法 | |
| US9654851B2 (en) | Optical cross-connect device | |
| CN105898628A (zh) | 星载全光多信道上下路由系统 | |
| CN103472538B (zh) | 基于微变形镜的波长选择开关 | |
| EP2073046A1 (en) | Wavelength selective switch | |
| Zong et al. | Demonstration of quasi-contentionless flexible ROADM based on a multiport WXC | |
| Gao et al. | 1× 25 LCOS-based wavelength selective switch with flexible passbands and channel selection | |
| US11899244B2 (en) | Wavelength selective switch | |
| CN115755280A (zh) | 一种波长选择开关和光交换设备、系统 | |
| Antoniades et al. | ROADM architectures and WSS implementation technologies | |
| EP2448159B1 (en) | Multidirectional add and drop devices for an optical network element | |
| Martín Minguez et al. | Tunable holographic components in WDM optical networks | |
| Aljada et al. | MicroPhotonic components for optical packet-switched networks |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 430074, No. 88, postal academy road, Hongshan District, Hubei, Wuhan Patentee after: Wuhan post and Telecommunications Science Research Institute Co., Ltd. Address before: 430074, No. 88, postal academy road, Hongshan District, Hubei, Wuhan Patentee before: Wuhan Inst. of Post & Telecom Science |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |