CN107741646A - 一种带宽可调的阵列光滤波器及方法 - Google Patents

一种带宽可调的阵列光滤波器及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107741646A
CN107741646A CN201711026635.9A CN201711026635A CN107741646A CN 107741646 A CN107741646 A CN 107741646A CN 201711026635 A CN201711026635 A CN 201711026635A CN 107741646 A CN107741646 A CN 107741646A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bandwidth
micro
optical filter
spectrum
array
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.)
Pending
Application number
CN201711026635.9A
Other languages
English (en)
Inventor
杨柳
袁志林
杨睿
郭金平
胡强高
唐丽红
王凡
马雨虹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Accelink Technologies Co Ltd
Original Assignee
Accelink Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Accelink Technologies Co Ltd filed Critical Accelink Technologies Co Ltd
Priority to CN201711026635.9A priority Critical patent/CN107741646A/zh
Priority to PCT/CN2017/118181 priority patent/WO2019080339A1/zh
Publication of CN107741646A publication Critical patent/CN107741646A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
    • G02B27/44—Grating systems; Zone plate systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本发明涉及一种滤波器及方法，属于光通信技术领域，具体是涉及一种带宽可调的阵列光滤波器及方法。包括：光栅，用于将入射光分成按波长分布的单通道光信号；聚焦装置，用于将所述单通道光信号聚焦成一光谱带，所述光谱带形成于设置在无栅格光谱分割装置上的可独立控制的微单元阵列处。因此，本发明具有如下优点：1、本发明可调光滤波器可同时对多路光信号进行滤波；2、本发明可调光滤波器可同时实现带宽可调和多通道滤波。

Description

一种带宽可调的阵列光滤波器及方法
技术领域
本发明涉及一种滤波器及方法，属于光通信技术领域，具体是涉及一种带宽可调的阵列光滤波器及方法。
背景技术
当前，各种通信业务迅猛增长，对数据流量提出了巨大需求。数据业务的快速增长又对网络拓扑以及设备的功能提出了更高的要求。由于数据业务的不确定性导致前期预估计难度增加，因此网络必须具备动态特性，而智能光网络恰恰具备这一特点，从而可以解决目前DWDM系统组网灵活性较差，动态分配能力弱的问题。因此，近年来智能光网络进入高速发展的实用化阶段。
智能光网络主要是由一系列具有高度灵活性的系统设备构成，其中，ROADM是智能光网络系统中最核心的功能模块。而随着光通信系统向更高维度的网状系统发展，以及实时突发、灵活可变的通信业务需求，人们提出了下一代ROADM系统的概念——CDCG ROADM系统，即
Colorless，波长无关性；Directionless，方向无关性；Contentionless，无阻塞性；Gridless，无栅格性。无阻塞性表示波长的无冲突特性，无栅格性(Gridless)代表带宽灵活可调，这两点是下一代的ROADM技术的重要特征。
为了实现更大维度的ROADM节点，并能保持整体ROADM系统的CDCG功能，需要通过无栅格M×N波长选择开关和带宽可调的阵列光滤波器进行组网。因此，带宽可调的阵列光滤波器将是下一代CDCG ROADM系统中的核心光器件。
目前，单通道固定带宽类TOF器件技术相对成熟，已有商用的产品。而带宽可调的阵列光滤波器由于技术难度高，尚未有相关技术出现，使得无法配合无栅格M×N波长选择开关进行组网。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的上述的技术问题，提供了一种带宽可调的阵列光滤波器。该滤波器可同时对多路光信号进行滤波，并可实现带宽可调和多通道滤波。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种带宽可调的阵列光滤波器，包括：
光栅，用于将入射光分成按波长分布的单通道光信号；
聚焦装置，用于将所述单通道光信号聚焦成一光谱带，所述光谱带形成于设置在无栅格光谱分割装置上的可独立控制的微单元阵列处。
优选的，上述的一种带宽可调的阵列光滤波器，输入光信号经过准直输入输出装置准直并经扩束装置扩束后再送至所述光栅处进行光谱分割分光。
优选的，上述的一种带宽可调的阵列光滤波器，还包括设置于光栅和无栅格光谱分割装置之间的望远系统，所述望远系统包括平行设置的望远系统第一透镜以及望远系统第二透镜，所述聚焦装置设置于所述望远系统第一透镜以及望远系统第二透镜之间。
优选的，上述的一种带宽可调的阵列光滤波器，所述分光光栅位于聚焦装置的前焦面上，所述无栅格光谱分割装置位于聚焦装置的后焦面上。
优选的，上述的一种带宽可调的阵列光滤波器，聚焦装置的焦距f基于下式确定：
式中，光谱分割的步长Δλ、微单元的宽度a，光栅的角色散本领Dθ。
优选的，上述的一种带宽可调的阵列光滤波器，所述无栅格光谱分割装置进行光谱分割实现滤波的总路数N基于下式确定：
其中：
式中，端口排列平面光栅输入侧光斑尺寸D0，望远系统第一透镜和第二透镜焦距f1、f2，无栅格光谱分割装置端口排列方向的总尺寸H。
优选的，上述的一种带宽可调的阵列光滤波器，所述光谱分割装置为DLP微反射镜阵列和/或LCOS像素单元阵列和/或液晶单元阵列。
一种带宽可调的阵列光滤波方法，包括：
将入射光分成按波长分布的单通道光信号；
将各路单通道光信号入射至无栅格光谱分割装置上设置的可独立控制的微单元阵列处；
选择开启所述微单元阵列中的部分微单元以实现基于不同带宽和波长通道的组合滤波。
优选的，上述的一种带宽可调的阵列光滤波方法，所述各路单通道光信号经过望远系统一一投射到无栅格光谱分割装置相应的一个光谱带上。
优选的，上述的一种带宽可调的阵列光滤波方法，在与入射光垂直方向上选择连续相邻的若干列微单元阵列块以调整滤波带宽；选择所述微单元阵列块中心所处列以调整滤波的波长。
因此，本发明具有如下优点：1、本发明可调光滤波器可同时对多路光信号进行滤波；2、本发明可调光滤波器可同时实现带宽可调和多通道滤波。
附图说明
图1a-图1b是本发明的带宽可调阵列光滤波器光路结构图；
图1c是图1a的立体示意图。
图2、实现独立滤波时的光谱分割示意图；
图3、采用图1-2所示滤波器后的可重构光分插复用系统示意图。
其中：
101：准直输入输出装置；102：扩束装置；103：光栅；104A：望远系统第一透镜；105：聚焦装置；104B：望远系统第二透镜；106：无栅格光谱分割装置；无栅格M×N波长选择开关301；M×N多播光开关302；带宽可调阵列光滤波器303。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
本发明所提供的带宽可调阵列光滤波器在波长分布平面即光栅分光平面的光路结构图如图1a所示，其中准直输入输出装置101、扩束装置102、光栅103、望远系统第一透镜104A、聚焦装置105、望远系统第二透镜104B、无栅格光谱分割装置106依次排列，其光路过程具体如下：输入光信号经过准直输入输出装置101准直后，由扩束装置102进行扩束，扩束后的光束经过光栅103分光成按波长分布的单通道光信号，各个单通道光信号再由聚焦装置105聚焦到无栅格光谱分割装置106形成一个光谱带，并由无栅格光谱分割装置106进行光谱分割，以按照设定的带宽和波长通道组合要求进行滤波。如图1b所示，在输入输出端口排列方向，各路光信号经由一个望远系统(104A与104B的透镜组合)一一投射到无栅格光谱分割装置106相应的一个光谱带上。所述无栅格光谱分割装置106上分布有微单元阵列，每个微单元可独立控制，各路输入光信号所对应的光谱带分别覆盖一组微单元，按照各路所要求的带宽和波长通道组合来设置各组微单元的控制状态，从而对各路输入光信号进行独立滤波。
所述无栅格光谱分割装置106上一个微单元的宽度决定了无栅格光谱分割装置106进行光谱分割的步长和最小带宽，假设其步长为Δλ，最小带宽为BW0(BW0＜Δλ)。图2为某两路光信号分别进行滤波时的光谱分割示意图，第1路光信号所覆盖的微单元组中将第N0列、第N0+2列、第N0+3列、第N0+6列、第N0+7列、第N0+8列微单元设置为滤出状态，第2路光信号所覆盖的微单元组中将第N0+1列、第N0+4列、第N0+5列微单元设置为滤出状态，假设第N0列微单元对应中心波长λ0，则经过无栅格光谱分割装置106进行光谱分割后，第1路滤出的波长是λ0(带宽BW0)、λ0+2.5Δλ(带宽BW0+Δλ)、λ0+7Δλ(带宽BW0+2Δλ)，第2路滤出的波长是λ0+Δλ(带宽BW0)、λ0+4.5Δλ(带宽BW0+Δλ)，实现了两路光信号按照各自的带宽和波长通道组合要求进行独立滤波。
所述分光栅103位于聚焦装置105的前焦面上，所述无栅格光谱分割装置106位于聚焦装置105的后焦面上。
所述聚焦装置105的焦距f由光谱分割的步长Δλ、无栅格光谱分割装置106上微单元的宽度a以及光栅的角色散本领Dθ决定，并有
其中，Dθ是一常数，由光栅本身特性决定，如光栅线数等。
所述望远系统透镜组104A和104B的间距由透镜组的焦距决定，假设透镜104A和104B的焦距分别为f1、f2，则透镜104A和104B的间距为f1+f2。假设准直输入输出装置101输出的光束经过扩束装置102后在端口排列方向(即图1b中X方向)的束腰位于光栅103前L处，则透镜104A和104B的焦距应满足2(f1+f2)＝L+2f。假设准直输入输出装置101输出的光束经过扩束装置102后在端口排列平面的光斑尺寸为D0，则无栅格光谱分割装置106上X方向的光斑尺寸假设无栅格光谱分割装置106在X方向的总尺寸为H，则运用此无栅格光谱分割装置106进行光谱分割实现滤波的总路数
所述望远系统透镜组104A和104B应放置于光栅103后面，以避免输入光斜入射到光栅上造成指标劣化。在实现滤波的总路数N满足要求的前提下，优选1:1的望远系统组合，即透镜104A和104B的焦距满足f1＝f2，此时可以将透镜组104A和104B整体平移至光栅103后的合适位置而不影响光学指标。
本实施例中，104A和104B透镜作用在X方向，在Y方向等效为平行平板，105透镜作用在Y方向，在X方向等效为平行平板，具体来说，104和105分别是X和Y方向的柱透镜。
所述无栅格光谱分割装置106的核心部件可以是DLP微反射镜阵列，也可以是LCOS像素单元阵列，或是液晶单元阵列。当选择核心部件为LCOS像素单元阵列或是液晶单元阵列时，还需要在扩束装置102前加入起偏分束装置，若为液晶单元阵列还需在液晶单元阵列后面加入反射装置。
图3是采用本实施例的可重构光分插复用(Reconfigurable Optical Add/DropMultiplexer,ROADM)系统示意图，包括无栅格M×N波长选择开关301，M×N多播光开关302和采用本实施例的带宽可调阵列光滤波器303。采用上述组网结构后，可以实现ROADM系统的CDCG功能以及更大维度的ROADM节点。而传统的单通道固定带宽类可调光滤波器既无法保持ROADM系统的CDCG功能，也无法实现同时对多路进行滤波从而造成系统复杂度。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (11)

1.一种带宽可调的阵列光滤波器，其特征在于，包括：
光栅(103)，用于将入射光分成按波长分布的多路单通道光信号；
聚焦装置(105)，用于将所述多路单通道光信号聚焦成光谱带，所述光谱带形成于设置在无栅格光谱分割装置(106)上的可独立控制的微单元阵列处；
其中，所述微单元阵列用于在入射光照射面上的不同通道的光谱带上选择连续相邻的若干列微单元阵列块以调整滤波带宽；选择所述微单元阵列块中心所处列以调整滤波的波长。
2.根据权利要求1所述的一种带宽可调的阵列光滤波器，其特征在于，输入光信号经过准直输入输出装置(101)准直并经扩束装置(102)扩束后再送至所述光栅(103)处进行分光。
3.根据权利要求1所述的一种带宽可调的阵列光滤波器，其特征在于，还包括设置于光栅(103)和无栅格光谱分割装置(106)之间的望远系统，所述望远系统包括平行设置的望远系统第一透镜(104A)以及望远系统第二透镜(104B)，所述聚焦装置(105)设置于所述望远系统第一透镜(104A)以及望远系统第二透镜(104B)之间。
4.根据权利要求1所述的一种带宽可调的阵列光滤波器，其特征在于，所述分光光栅(103)位于聚焦装置(105)的前焦面上，所述无栅格光谱分割装置(106)位于聚焦装置(105)的后焦面上。
5.根据权利要求1所述的一种带宽可调的阵列光滤波器，其特征在于，聚焦装置(105)的焦距f基于下式确定：
<mrow> <mi>f</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mi>a</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>D</mi> <mi>&amp;theta;</mi> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>&amp;lambda;</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> </mrow>
式中，光谱分割的步长Δλ、微单元的宽度a，光栅的角色散本领Dθ。
6.根据权利要求1所述的一种带宽可调的阵列光滤波器，其特征在于，所述无栅格光谱分割装置(106)进行光谱分割实现滤波的总路数N基于下式确定：
其中：
式中，端口排列平面光栅输入侧光斑尺寸D0，望远系统第一透镜和第二透镜焦距f1、f2，无栅格光谱分割装置端口排列方向的总尺寸H。
7.根据权利要求1所述的一种带宽可调的阵列光滤波器，其特征在于，所述光谱分割装置(106)为DLP微反射镜阵列和/或LCOS像素单元阵列和/或液晶单元阵列。
8.一种带宽可调的阵列光滤波方法，其特征在于，包括：
将入射光分成按波长分布的单通道光信号；
将各路单通道光信号入射至无栅格光谱分割装置上设置的可独立控制的微单元阵列处；
选择开启所述微单元阵列中的部分微单元以实现基于不同带宽和波长通道的组合滤波。
9.根据权利要求8所述的一种带宽可调的阵列光滤波方法，其特征在于，所述各路单通道光信号经过望远系统一一投射到无栅格光谱分割装置相应的一个光谱带上。
10.根据权利要求8所述的一种带宽可调的阵列光滤波方法，其特征在于，在入射光照射面上选择连续相邻的若干列微单元阵列块以调整滤波带宽；选择所述微单元阵列块中心所处列以调整滤波的波长。
11.一种可重构光分插复用系统，其特征在于，包括权利要求1-7所述的阵列光滤波器。
CN201711026635.9A 2017-10-27 2017-10-27 一种带宽可调的阵列光滤波器及方法 Pending CN107741646A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711026635.9A CN107741646A (zh) 2017-10-27 2017-10-27 一种带宽可调的阵列光滤波器及方法
PCT/CN2017/118181 WO2019080339A1 (zh) 2017-10-27 2017-12-25 一种带宽可调的阵列光滤波器及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711026635.9A CN107741646A (zh) 2017-10-27 2017-10-27 一种带宽可调的阵列光滤波器及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107741646A true CN107741646A (zh) 2018-02-27

Family

ID=61238430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711026635.9A Pending CN107741646A (zh) 2017-10-27 2017-10-27 一种带宽可调的阵列光滤波器及方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107741646A (zh)
WO (1) WO2019080339A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111175903A (zh) * 2020-01-07 2020-05-19 华中科技大学 一种基于mems的超宽波段可调光学滤波器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7899330B2 (en) * 2006-10-04 2011-03-01 Dicon Fiberoptics, Inc. Compact high-resolution tunable optical filter using optical diffraction element and a mirror
CN103364879A (zh) * 2012-03-30 2013-10-23 福州高意通讯有限公司 一种带宽可调平顶型光学滤波器
CN103969745A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 福州高意通讯有限公司 一种基于dlp的带宽可调平顶型光学滤波器
CN104698545A (zh) * 2015-04-08 2015-06-10 武汉邮电科学研究院 一种具有光谱分析功能的光滤波器及其实现方法
CN106019488A (zh) * 2016-08-16 2016-10-12 武汉光迅科技股份有限公司 一种带宽可调光滤波器组件

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103018837A (zh) * 2011-09-28 2013-04-03 福州高意光学有限公司 可调光滤波器
CN103969748A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 福州高意通讯有限公司 一种基于dlp的波长选择开关
CN103713360A (zh) * 2013-12-25 2014-04-09 华中科技大学 一种带通型可调谐光滤波器阵列
CN106199839A (zh) * 2016-08-30 2016-12-07 武汉光迅科技股份有限公司 一种光交叉波分复用装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7899330B2 (en) * 2006-10-04 2011-03-01 Dicon Fiberoptics, Inc. Compact high-resolution tunable optical filter using optical diffraction element and a mirror
CN103364879A (zh) * 2012-03-30 2013-10-23 福州高意通讯有限公司 一种带宽可调平顶型光学滤波器
CN103969745A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 福州高意通讯有限公司 一种基于dlp的带宽可调平顶型光学滤波器
CN104698545A (zh) * 2015-04-08 2015-06-10 武汉邮电科学研究院 一种具有光谱分析功能的光滤波器及其实现方法
CN106019488A (zh) * 2016-08-16 2016-10-12 武汉光迅科技股份有限公司 一种带宽可调光滤波器组件

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111175903A (zh) * 2020-01-07 2020-05-19 华中科技大学 一种基于mems的超宽波段可调光学滤波器
CN111175903B (zh) * 2020-01-07 2020-10-09 华中科技大学 一种基于mems的超宽波段可调光学滤波器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019080339A1 (zh) 2019-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103748511B (zh) 光开关
CN104620155B (zh) 一种波长选择开关
CN103827714B (zh) 使用角度复用光学器件的波长切换系统
CN111221081B (zh) 一种基于LCoS的波长选择开关
JP6342894B2 (ja) 光クロスコネクト装置
CN107209328B (zh) 具有避免串扰的增大频率间隔的波长选择开关
EP4178219A1 (en) Wavelength selective switch and optical switching device and system
US20020131683A1 (en) Planar lightwave wavelength blocker devices using micromachines
CN203502618U (zh) 多路波分复用器
CN107741646A (zh) 一种带宽可调的阵列光滤波器及方法
CN105898628A (zh) 星载全光多信道上下路由系统
TWI640173B (zh) 光通訊系統和多通道光傳輸與接收方法
CN106054319B (zh) 一种采用非规则间距输出端口阵列的波长选择开关
CN109116474A (zh) 波分复用/解复用光纤耦合模组及其光学设备
CN101018098B (zh) 波分复用器/解复用器及其制造方法
CN109164544A (zh) 一种基于cwdm的rof光学器件封装方法
JP2008109248A (ja) 波長選択スイッチ回路および波長パス切替装置
CN103281605A (zh) 多波长无源光网络系统
CN103792622A (zh) 基于mems微镜阵列和可变形镜的可编程wss及实现方法
US9435957B1 (en) Cyclic demultiplexer with grating and mirror array
US6888980B2 (en) Methods and techniques for achieving flattened and broadened pass band spectrum for free-space grating-based dense wavelength division multiplexers/demultiplexers
CN110149165B (zh) 一种光交叉连接装置
EP2747322B1 (en) Wdm optical packet switching block
CN103281609A (zh) 多波长无源光网络系统
EP2448159B1 (en) Multidirectional add and drop devices for an optical network element

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180227

RJ01 Rejection of invention patent application after publication