CN113740971A - 光交换装置、重定向方法、可重构光分插复用器及系统 - Google Patents

光交换装置、重定向方法、可重构光分插复用器及系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种光交换装置、重定向方法、可重构光分插复用器及系统，其用于提升滤波带宽，该光交换装置包括输入端口、色散组件、第一滤波器、重定向组件以及输出端口；输入端口用于将第一光束和第二光束入射色散组件，色散组件用于将第一光束分解成多个第一子光束，色散组件还用于将第二光束分解成多个第二子光束；多个第一子光束和多个第二子光束属于不同的波段；第一滤波器用于基于不同的波段将多个第一子光束和多个第二子光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向，并将多个第一子光束入射重定向组件的第一区域，并将多个第二子光束入射重定向组件的第二区域，第一区域和第二区域沿第一方向互相分离。

Description

光交换装置、重定向方法、可重构光分插复用器及系统
技术领域
本申请涉及光纤通信领域，尤其涉及一种光交换装置、重定向方法、可重构光分插复用器及系统。
背景技术
随着光网络业务的迅速发展和交换容量的增加，可重构光分插复用器(reconfigurable optical add drop multiplexer，ROADM)需要处理的信号波段范围也在增加。其中，波长选择开关(wavelength selective switch，WSS)是构成ROADM的重要组件。
在论文“Wide-Passband C+L-band Wavelength Selective Switch byAlternating Wave-Band Arrangement on LCOS”in Proceedings of EuropeanConference on Optical Communication(ECOC),2018中，所提供的WSS如图1所示，输入端口101输入C波段光束和L波段光束，沿色散方向X并列设置有阵列波导光栅(arrayedwaveguide grating，AWG)102和103。通过该AWG102和103使得在色散方向X上，C波段光束和L波段光束经透镜104后入射光栅105的角度不同，并在色散方向X上，使得C波段光束和L波段光束出射光栅105的角度相同，进而使得C波段光束照射在交换引擎106上所形成的多个光斑所位于的区域和L波段光束照射在交换引擎106上所形成的多个光斑的位于的区域，沿色散方向X至少部分重合，沿端口方向Y分离，可有效地提升滤波带宽。
但是，在WSS内设置AWG，会增加AWG与空间光学耦合的插损。
发明内容
本申请提供了一种光交换装置、重定向方法、可重构光分插复用器及系统，其用于提升滤波带宽。
第一方面，本申请提供了一种光交换装置，包括输入端口、色散组件、第一滤波器、重定向组件以及输出端口；该输入端口用于将第一光束和第二光束入射该色散组件，该色散组件用于将该第一光束分解成多个第一子光束，该色散组件还用于将该第二光束分解成多个第二子光束；该色散组件还用于将该多个第一子光束和该多个第二子光束传输至该第一滤波器，该多个第一子光束和该多个第二子光束属于不同的波段；该第一滤波器用于基于该不同的波段将该多个第一子光束和该多个第二子光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向，并将该多个第一子光束入射该重定向组件的第一区域，并将该多个第二子光束入射该重定向组件的第二区域，该第一区域和该第二区域沿该第一方向互相分离，该第一方向该重定向组件的端口方向；该输出端口用于输出经由该重定向组件重定向后的该多个第一子光束和该多个第二子光束。
可见，通过第一滤波器实现第一区域和第二区域在第一方向X上的分离的目的，从而有效地提升了光交换装置的滤波带宽。而且有效地减少了光交换装置所包括的光器件的数量，进而有效地减少了插损。
基于第一方面，一种可选地实现方式中，该色散组件和该输入端口之间还包括第二滤波器，该色散组件包括第一光栅和第二光栅；该输入端口用于将该第一光束和该第二光束入射该第二滤波器；该第二滤波器用于分别基于该第一光束和该第二光束属于的波段，改变该第一光束和该第二光束的传输方向，并将该第一光束和该第二光束分别传输至位于不同位置处的该第一光栅和该第二光栅；该第一光栅用于将该多个第一子光束传输至该第二滤波器，该第二光栅用于将该多个第二子光束传输至该第二滤波器；该第二滤波器用于基于该不同的波段将该多个第一子光束和该多个第二子光束传输至该重定向组件，以使该第一区域和该第二区域沿第二方向至少部分区域重合，该第二方向为该重定向组件的波长方向，该第一方向与该第二方向相互垂直。
可见，通过第二滤波器实现第一区域和第二区域在第二方向Y上的重合或部分重合的目的，进一步提升了光交换装置的滤波带宽。
基于第一方面，一种可选地实现方式中，该第一光栅用于将该至少一个第一子光束传输至该第二滤波器的第三区域，该第二光栅用于将该至少一个第二子光束传输至该第二滤波器的第四区域，该第三区域和该第四区域沿该第二方向至少部分重合。
可见，在该第三区域和该第四区域沿该第二方向至少部分重合的情况下，能够有效地保证第一光斑和第二光斑在第二方向Y上重合的目的，以实现提升了光交换装置的滤波带宽的目的，其中，第一光斑为第一光束在第一区域内所产生的光斑，第二光斑为第二光束在第二区域所产生的光斑。
基于第一方面，一种可选地实现方式中，该输入端口包括第一输入端口和第二输入端口，该第一输入端口和该第二输入端口沿该第二方向的位置不同，该第一输入端口用于输入该第一光束，该第二输入端口用于输入该第二光束；该第一输入端口用于沿第二方向，将该第一光束以第一入射角入射该色散组件，该第二输入端口用于沿该第二方向，将该第二光束以第二入射角入射该色散组件，该第一入射角和该第二入射角的绝对值的差值不为零，其中，该第一入射角与第一闪耀角度的之间的差小于或等于第一预设值，该第二入射角与第二闪耀角度之间的差小于或等于第二预设值，该第一闪耀角度与该第一光束属于的波段对应，该第二闪耀角度与该第二光束属于的波段对应。
可见，该第一入射角与第一闪耀角度的之间的差小于或等于第一预设值的情况下，能够有效地提升第一光束从色散组件进行衍射的衍射效率，该第二入射角与第二闪耀角度之间的差小于或等于第二预设值的情况下，能够有效地提升第二光束从色散组件进行衍射的衍射效率。
基于第一方面，一种可选地实现方式中，该光交换装置还包括位于该输入端口和该色散组件之间的透镜组件，该透镜组件用于将该第一光束和该第二光束传输至该色散组件，沿该第二方向，该第一输入端口和该透镜组件的光轴之间的距离的大小与该第一入射角的大小相关，该第二输入端口和该透镜组件的光轴之间的距离的大小与该第二入射角的大小相关。
可见，通过调节该第一输入端口和该透镜组件的光轴之间的距离的大小的方式，以有效地保证该第一入射角与第一闪耀角度的之间的差小于或等于第一预设值，以保证第一光束的衍射效率，通过调节该第二输入端口和该透镜组件的光轴之间的距离的大小的方式，以有效地保证该第二入射角与第二闪耀角度的之间的差小于或等于第二预设值，以保证第二光束的衍射效率。
基于第一方面，一种可选地实现方式中，该光交换装置还包括第一反射镜和第二反射镜；该第一滤波器用于将该多个第一子光束传输至该第一反射镜，该第一滤波器还用于将该多个第二子光束传输至该第二反射镜；该第一反射镜用于将该多个第一子光束传输至该重定向组件，该第二反射镜用于将该多个第二子光束传输至该重定向组件。
可见，通过第一反射镜能够有效地保证第一光束传输至重定向组件的第一区域，通过第二反射镜能够有效地保证第二光束传输至重定向组件的第二区域，进而提升了光交换装置的滤波带宽。
基于第一方面，一种可选地实现方式中，该重定向组件用于将重定向后的该多个第一子光束传输至该第一反射镜，该重定向组件还用于将重定向后的该第二子光束传输至该第二反射镜；该第一反射镜用于将该第一子光束传输至该第一滤波器上的第五区域，该第二反射镜用于将该第二子光束传输至该第一滤波器上的第六区域。
基于第一方面，一种可选地实现方式中，该第一滤波器用于将重定向后的该多个第一子光束和该第二子光束传输至该色散组件，该色散组件用于将该多个第一子光束合并为第三光束，该色散组件还用于将该多个第二子光束合并为第四光束，该输出端口用于输出该第三光束和该第四光束。
可见，在第五区域和第六区域完全或部分重合的情况下，则第三光束和第四光束从光交换装置的同一输出端口输出，在第五区域和第六区域为互不重合的区域的情况下，则第三光束和第四光束从光交换装置的不同的输出端口输出。
基于第一方面，一种可选地实现方式中，该第一滤波器用于基于该多个第一子光束属于的波段，将该多个第一子光束作为反射光从该第一滤波器反射，该第一滤波器用于基于该多个第二子光束属于的波段，将该多个第二子光束作为穿通光从该第一滤波器穿通。
可见，第一滤波器对属于同一波段的光束先后两次通过薄膜滤波器时的传输方式不变，例如对第一子光束而言，先后两次均作为反射光进行反射，又如，对第二子光束而言，先后两次均作为穿通光进行穿通，有效地降低了滤波损伤。
基于第一方面，一种可选地实现方式中，该第一滤波器为薄膜滤波器，该薄膜滤波器具有折射率不同的两个区域；该两个区域分别对该多个第一子光束中的一个第一子光束进行反射的插损之间的差小于或等于第三预设值，该两个区域分别对该多个第二子光束中的一个第二子光束进行穿通的插损之间的差小于或等于第三预设值。
可见，该薄膜滤波器具有折射率不同的两个区域的情况下，能够有效地保证第一滤波器的滤波谱不会出现偏移。
基于第一方面，一种可选地实现方式中，该第一光束和该第二光束具有至少一个不同的波长值。
基于第一方面，一种可选地实现方式中，该第一光束为C波段光束，该第二光束为L波段光束。
第二方面，本申请提供了一种光交换装置，包括输入端口、第三滤波器、色散组件、重定向组件以及输出端口；该输入端口用于将第一光束和第二光束入射该第三滤波器，该第一光束和该第二光束属于不同的波段；该第三滤波器用于基于该不同的波段将该第一光束和该第二光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向，并将该第一光束和该第二光束传输至该色散组件，该第一方向为该重定向组件的端口方向；该色散组件用于将该第一光束分解成多个第一子光束，该色散组件还用于将该第二光束分解成多个第二子光束；该色散组件还用于将该多个第一子光束和该多个第二子光束入射至该重定向组件，其中，该多个第一子光束入射该重定向组件的第一区域，该多个第二子光束入射该重定向组件的第二区域，该第一区域和该第二区域沿该第一方向互相分离；该输出端口用于输出经由该重定向组件重定向后的该多个第一子光束和该多个第二子光束。
可见，通过第三滤波器实现第一区域和第二区域在第一方向X上的分离的目的，从而有效地提升了光交换装置的滤波带宽。而且有效地减少了光交换装置所包括的光器件的数量，进而有效地减少了插损。
基于第二方面，一种可选地实现方式中，该色散组件和该第三滤波器之间还包括第二滤波器，该色散组件包括第一光栅和第二光栅；该第三滤波器用于将该第一光束和该第二光束入射该第二滤波器；该第二滤波器用于分别基于该不同的波段改变该第一光束和该第二光束的传输方向，并将该第一光束和该第二光束分别传输至位于不同位置处的该第一光栅和该第二光栅；该第一光栅用于将该多个第一子光束传输至该第二滤波器，该第二光栅用于将该多个第二子光束传输至该第二滤波器；该第二滤波器用于分别基于该多个第一子光束和该多个第二子光束属于的波段，将该多个第一子光束和该多个第二子光束传输至该重定向组件，以使该第一区域和该第二区域沿第二方向至少部分区域重合，该第二方向为该重定向组件的波长方向，该第一方向与该第二方向相互垂直。
可见，通过第二滤波器实现第一区域和第二区域在第二方向Y上的重合或部分重合的目的，进一步提升了光交换装置的滤波带宽。
基于第二方面，一种可选地实现方式中，该第一光栅用于将该至少一个第一子光束传输至该第二滤波器的第三区域，该第二光栅用于将该至少一个第二子光束传输至该第二滤波器的第四区域，该第三区域和该第四区域沿该第二方向至少部分重合。
可见，在该第三区域和该第四区域沿该第二方向至少部分重合的情况下，能够有效地保证第一光斑和第二光斑在第二方向Y上重合的目的，以实现提升了光交换装置的滤波带宽的目的，其中，第一光斑为第一光束在第一区域内所产生的光斑，第二光斑为第二光束在第二区域所产生的光斑。
基于第二方面，一种可选地实现方式中，该输入端口包括第一输入端口和第二输入端口，该第一输入端口和该第二输入端口沿第二方向的位置不同，该第一输入端口用于输入该第一光束，该第二输入端口用于输入该第二光束；该第三滤波器用于沿第二方向，将该第一光束以第一入射角入射该色散组件，该第三滤波器还用于沿该第二方向，将该第二光束以第二入射角入射该色散组件，该第一入射角和该第二入射角的绝对值的差值不为零，其中，该第一入射角与第一闪耀角度的之间的差小于或等于第四预设值，该第二入射角与第二闪耀角度之间的差小于或等于第五预设值，该第一闪耀角度与该第一光束属于的波段对应，该第二闪耀角度与该第二光束属于的波段对应。
可见，该第一入射角与第一闪耀角度的之间的差小于或等于第一预设值的情况下，能够有效地提升第一光束从色散组件进行衍射的衍射效率，该第二入射角与第二闪耀角度之间的差小于或等于第二预设值的情况下，能够有效地提升第二光束从色散组件进行衍射的衍射效率。
基于第二方面，一种可选地实现方式中，该光交换装置还包括位于该第三滤波器和该色散组件之间的透镜组件，该透镜组件用于将来自该第三滤波器的该第一光束和该第二光束传输至该色散组件，沿该第二方向，该第一输入端口和该透镜组件的光轴之间的距离的大小与该第一入射角的大小相关，该第二输入端口和该透镜组件的光轴之间的距离的大小与该第二入射角的大小相关。
可见，通过调节该第一输入端口和该透镜组件的光轴之间的距离的大小的方式，以有效地保证该第一入射角与第一闪耀角度的之间的差小于或等于第一预设值，以保证第一光束的衍射效率，通过调节该第二输入端口和该透镜组件的光轴之间的距离的大小的方式，以有效地保证该第二入射角与第二闪耀角度的之间的差小于或等于第二预设值，以保证第二光束的衍射效率。
基于第二方面，一种可选地实现方式中，该第三滤波器用于基于该第一光束属于的波段，将该第一光束作为反射光从该第三滤波器反射，该第三滤波器用于基于该第二光束属于的波段，将该第二光束作为穿通光从该第三滤波器穿通。
基于第二方面，一种可选地实现方式中，该第三滤波器为薄膜滤波器，该薄膜滤波器具有折射率不同的两个区域；该两个区域分别对该第一光束进行反射的插损之间的差小于或等于第三预设值，该两个区域分别对该多个第二子光束中的一个第二子光束进行穿通的插损之间的差小于或等于第三预设值。
可见，第三滤波器对属于同一波段的光束先后两次通过薄膜滤波器时的传输方式不变，例如对第一子光束而言，先后两次均作为反射光进行反射，又如，对第二子光束而言，先后两次均作为穿通光进行穿通，有效地降低了滤波损伤。
基于第二方面，一种可选地实现方式中，该第一光束和该第二光束具有至少一个不同的波长值。
基于第二方面，一种可选地实现方式中，该第一光束为C波段光束，该第二光束为L波段光束。
第三方面，本申请提供了一种重定向方法，应用于光交换装置，该光交换装置包括输入端口、色散组件、第一滤波器、重定向组件以及输出端口，该方法包括：通过该输入端口将第一光束和第二光束入射该色散组件；通过该色散组件将该第一光束分解成多个第一子光束，并将该第二光束分解成多个第二子光束，并将该多个第一子光束和该多个第二子光束传输至该第一滤波器，该多个第一子光束和该多个第二子光束属于不同的波段；通过该第一滤波器，以基于该不同的波段将该多个第一子光束和该多个第二子光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向，并将该多个第一子光束入射该重定向组件的第一区域，并将该多个第二子光束入射该重定向组件的第二区域，该第一区域和该第二区域沿该第一方向互相分离，该第一方向该重定向组件的端口方向；通过该输出端口输出经由该重定向组件重定向后的该多个第一子光束和该多个第二子光束。
本方面所示的有益效果的说明，请详见上述第一方面所示，具体不做赘述。
基于第三方面，一种可选地实现方式中，该色散组件和该输入端口之间还包括第二滤波器，该色散组件包括第一光栅和第二光栅，该通过该输入端口将第一光束和第二光束入射该色散组件包括：通过该输入端口将该第一光束和该第二光束入射该第二滤波器；通过该第二滤波器，以分别基于该第一光束和该第二光束属于的波段，改变该第一光束和该第二光束的传输方向，并将该第一光束和该第二光束分别传输至位于不同位置处的该第一光栅和该第二光栅；该方法还包括：通过该第一光栅将该多个第一子光束传输至该第二滤波器，并通过该第二光栅将该多个第二子光束传输至该第二滤波器；通过该第二滤波器，以基于该不同的波段将该多个第一子光束和该多个第二子光束传输至该重定向组件，以使该第一区域和该第二区域沿第二方向至少部分区域重合，该第二方向为该重定向组件的波长方向，该第一方向与该第二方向相互垂直。
基于第三方面，一种可选地实现方式中，该通过该第一光栅将该多个第一子光束传输至该第二滤波器，并通过该第二光栅将该多个第二子光束传输至该第二滤波器包括：通过该第一光栅将该至少一个第一子光束传输至该第二滤波器的第三区域，并通过该第二光栅将该至少一个第二子光束传输至该第二滤波器的第四区域，该第三区域和该第四区域沿该第二方向至少部分重合。
基于第三方面，一种可选地实现方式中，该输入端口包括第一输入端口和第二输入端口，该第一输入端口和该第二输入端口沿该第二方向的位置不同，该通过该输入端口将第一光束和第二光束入射该色散组件包括：沿第二方向，通过该第一输入端口将该第一光束以第一入射角入射该色散组件；沿该第二方向，通过该第二输入端口将该第二光束以第二入射角入射该色散组件，该第一入射角和该第二入射角的绝对值的差值不为零，其中，该第一入射角与第一闪耀角度的之间的差小于或等于第一预设值，该第二入射角与第二闪耀角度之间的差小于或等于第二预设值，该第一闪耀角度与该第一光束属于的波段对应，该第二闪耀角度与该第二光束属于的波段对应。
基于第三方面，一种可选地实现方式中，该光交换装置还包括位于该输入端口和该色散组件之间的透镜组件，该方法还包括：通过该透镜组件将该第一光束和该第二光束传输至该色散组件，沿该第二方向，该第一输入端口和该透镜组件的光轴之间的距离的大小与该第一入射角的大小相关，该第二输入端口和该透镜组件的光轴之间的距离的大小与该第二入射角的大小相关。
基于第三方面，一种可选地实现方式中，该光交换装置还包括第一反射镜和第二反射镜，通过该第一滤波器将该多个第一子光束入射该重定向组件的第一区域，并将该多个第二子光束入射该重定向组件的第二区域包括：通过该第一滤波器将该多个第一子光束传输至该第一反射镜，并通过该第一滤波器将该多个第二子光束传输至该第二反射镜；通过该第一反射镜将该多个第一子光束传输至该重定向组件，并通过该第二反射镜将该多个第二子光束传输至该重定向组件。
基于第三方面，一种可选地实现方式中，该方法还包括：通过该重定向组件将重定向后的该多个第一子光束传输至该第一反射镜，并通过该重定向组件将重定向后的该第二子光束传输至该第二反射镜；通过该第一反射镜将该第一子光束传输至该第一滤波器上的第五区域，并通过该第二反射镜将该第二子光束传输至该第一滤波器上的第六区域。
基于第三方面，一种可选地实现方式中，该方法还包括：通过该第一滤波器将重定向后的该多个第一子光束和该第二子光束传输至该色散组件；通过该色散组件将该多个第一子光束合并为第三光束，并通过该色散组件将该多个第二子光束合并为第四光束；通过该输出端口输出该第三光束和该第四光束。
基于第三方面，一种可选地实现方式中，该通过该第一滤波器，以基于该不同的波段将该多个第一子光束和该多个第二子光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向包括：通过该第一滤波器，以基于该多个第一子光束属于的波段，将该多个第一子光束作为反射光从该第一滤波器反射，并通过该第一滤波器，以基于该多个第二子光束属于的波段，将该多个第二子光束作为穿通光从该第一滤波器穿通。
基于第三方面，一种可选地实现方式中，该第一滤波器为薄膜滤波器，该薄膜滤波器具有折射率不同的两个区域；该两个区域分别对该多个第一子光束中的一个第一子光束进行反射的插损之间的差小于或等于第三预设值，该两个区域分别对该多个第二子光束中的一个第二子光束进行穿通的插损之间的差小于或等于第三预设值。
第四方面，本申请提供了一种重定向方法，应用于光交换装置，该光交换装置包括输入端口、第三滤波器、色散组件、重定向组件以及输出端口，该方法包括：通过该输入端口将第一光束和第二光束入射该第三滤波器，该第一光束和该第二光束属于不同的波段；通过该第三滤波器，以基于该不同的波段将该第一光束和该第二光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向，并通过该第三滤波器将该第一光束和该第二光束传输至该色散组件，该第一方向为该重定向组件的端口方向；通过该色散组件将该第一光束分解成多个第一子光束，并通过该色散组件将该第二光束分解成多个第二子光束；并通过该色散组件将该多个第一子光束和该多个第二子光束入射至该重定向组件，其中，该多个第一子光束入射该重定向组件的第一区域，该多个第二子光束入射该重定向组件的第二区域，该第一区域和该第二区域沿该第一方向互相分离；通过该输出端口输出经由该重定向组件重定向后的该多个第一子光束和该多个第二子光束。
本方面所示的有益效果的说明，请详见上述第一方面所示，具体不做赘述。
基于第四方面，一种可选地方式中，该色散组件和该第三滤波器之间还包括第二滤波器，该色散组件包括第一光栅和第二光栅，该通过该第三滤波器将该第一光束和该第二光束传输至该色散组件包括：通过该第三滤波器将该第一光束和该第二光束入射该第二滤波器；通过该第二滤波器，以分别基于该不同的波段改变该第一光束和该第二光束的传输方向，并将该第一光束和该第二光束分别传输至位于不同位置处的该第一光栅和该第二光栅；该方法还包括：通过该第一光栅将该多个第一子光束传输至该第二滤波器，并通过该第二光栅将该多个第二子光束传输至该第二滤波器；通过该第二滤波器，以分别基于该多个第一子光束和该多个第二子光束属于的波段，将该多个第一子光束和该多个第二子光束传输至该重定向组件，以使该第一区域和该第二区域沿第二方向至少部分区域重合，该第二方向为该重定向组件的波长方向，该第一方向与该第二方向相互垂直。
基于第四方面，一种可选地方式中，该方法还包括：通过该第一光栅将该至少一个第一子光束传输至该第二滤波器的第三区域，并通过该第二光栅将该至少一个第二子光束传输至该第二滤波器的第四区域，该第三区域和该第四区域沿该第二方向至少部分重合。
基于第四方面，一种可选地方式中，该输入端口包括第一输入端口和第二输入端口，该第一输入端口和该第二输入端口沿第二方向的位置不同，该通过该第三滤波器将该第一光束和该第二光束传输至该色散组件包括：沿第二方向，通过该第三滤波器将该第一光束以第一入射角入射该色散组件；沿该第二方向，通过该第三滤波器将该第二光束以第二入射角入射该色散组件，该第一入射角和该第二入射角的绝对值的差值不为零，其中，该第一入射角与第一闪耀角度的之间的差小于或等于第四预设值，该第二入射角与第二闪耀角度之间的差小于或等于第五预设值，该第一闪耀角度与该第一光束属于的波段对应，该第二闪耀角度与该第二光束属于的波段对应。
基于第四方面，一种可选地方式中，该光交换装置还包括位于该第三滤波器和该色散组件之间的透镜组件，该方法还包括：通过该透镜组件将来自该第三滤波器的该第一光束和该第二光束传输至该色散组件，沿该第二方向，该第一输入端口和该透镜组件的光轴之间的距离的大小与该第一入射角的大小相关，该第二输入端口和该透镜组件的光轴之间的距离的大小与该第二入射角的大小相关。
基于第四方面，一种可选地方式中，该第三滤波器用于基于该第一光束属于的波段，将该第一光束作为反射光从该第三滤波器反射，该第三滤波器用于基于该第二光束属于的波段，将该第二光束作为穿通光从该第三滤波器穿通。
基于第四方面，一种可选地方式中，该第三滤波器为薄膜滤波器，该薄膜滤波器具有折射率不同的两个区域；该两个区域分别对该第一光束进行反射的插损之间的差小于或等于第三预设值，该两个区域分别对该多个第二子光束中的一个第二子光束进行穿通的插损之间的差小于或等于第三预设值。
第五方面，本申请提供了一种可重构光分插复用器，包括多个光交换装置，不同的该光交换装置之间通过光纤连接，该光交换装置如上述第一方面或第二方面任一项所示。
第六方面，本申请提供了一种光通信系统，包括多个可重构光分插复用器，该可重构光分插复用器如上述第五方面所示。
附图说明
图1为现有技术所提供的波长选择开关的结构示例图；
图2为本申请所提供的可重构光分插复用器的一种结构示例图；
图3为本申请所提供的光交换装置沿第二方向的第一种结构示例图；
图4为本申请所提供的光交换装置沿第一方向的第一种结构示例图；
图5为本申请所提供的光斑在重定向组件上的第一种排列示例图；
图6为本申请所提供的光束入射薄膜滤波器的一种示例图；
图7为本申请所提供的薄膜滤波器的滤波谱的第一种示例图；
图8为本申请所提供的光斑在重定向组件上的第二种排列示例图；
图9为图3所示的光交换装置的一种局部结构放大示例图；
图10为本申请所提供的薄膜滤波器的滤波谱的另一种示例图；
图11为图4所示的光交换装置的一种局部结构放大示例图；
图12为本申请所提供的光交换装置沿第二方向的第二种结构示例图；
图13为本申请所提供的光交换装置沿第一方向的第二种结构示例图；
图14为本申请所提供的光交换装置沿第二方向的第三种结构示例图；
图15为本申请所提供的光交换装置沿第一方向的第三种结构示例图；
图16为本申请所提供的光交换装置沿第二方向的第四种结构示例图；
图17为本申请所提供的光交换装置沿第一方向的第四种结构示例图；
图18为本申请所提供的光交换装置沿第二方向的第五种结构示例图；
图19为本申请所提供的光交换装置沿第一方向的第五种结构示例图；
图20为本申请所提供的重定向方法的第一种实施例步骤流程图；
图21为本申请所提供的重定向方法的第二种实施例步骤流程图；
图22为本申请所提供的重定向方法的第三种实施例步骤流程图；
图23为本申请所提供的重定向方法的第四种实施例步骤流程图；
图24为本申请所提供的光通信系统的一种结构示例图。
具体实施方式
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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动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。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。下文中将参考附图，更全面地说明本发明的示例实施例，附图中示出了示例实施例。然而，本发明可以以许多种不同方式实施，并且不应解释为限于本说明书中阐述的实施例。相反的，提供了这些实施例使得该公开是彻底的和完整的，并且将向本领域的技术人员充分传达本发明的范围。在附图中，出于清楚的目的，可能夸大层和区域的大小以及相对大小。相同的附图标记始终表示相同的元件。
首先结合图2所示对本申请所提供的ROADM的结构进行说明，其中，图2为本申请所提供的ROADM的一种结构示例图。
本实施例对该ROADM的具体网络结构不做限定，例如，包括多个光交换装置的ROADM可采用链形、环形和网状网等网络结构，图2所示以ROADM采用网状网的网络结构为例进行示例性说明，本实施例以光交换装置为WSS为例进行示例性说明。
本实施例该ROADM包括八个WSS(即WSS1、WSS2至WSS8)为例，该八个WSS位于不同的位置，本实施例对ROADM所包括的WSS的数量以及各WSS所位于的位置不做限定。位于不同位置处的WSS之间用于进行光信号的交换，以实现对光信号的灵活调度。本实施例所示的位于不同位置可指在N个维度的方向不同，该N为大于或等于1的正整数。
以WSS1为例，WSS1可将光信号传输至该ROADM所包括的任一与WSS1通过光纤连接的WSS，以实现光信号的不同维度的方向的偏转，例如，本实施例所示的ROADM中，与该WSS1通过光纤连接有WSS4、WSS6以及WSS8，则WSS1可将光信号传输至WSS4、WSS6以及WSS8中的任一个WSS。本实施例以该WSS1通过光纤与WSS4、WSS6以及WSS8连接为例进行示例性说明，不做限定，在其他示例中，该WSS1还可与ROADM所包括的WSS2、WSS3、WSS5以及WSS7中的任意WSS通过光纤连接。
以下继续以WSS1和WSS4为例，对光信号的交换进行说明：
沿第一维度方向201传输的光信号，经由WSS1的输入端口输入至WSS1，经由WSS1对光信号的重定向，经由WSS1的输出端口将光信号经由光纤传输至WSS4，从WSS4的输出端口输出的光信号沿第二维度方向202进行传输，以实现对该光信号的传输方向由第一维度方向201偏转至第二维度方向202的目的。
以下结合不同的实施例，对本申请所提供的光交换装置的结构进行说明：
实施例一
以下结合图3和图4所示对本申请所提供的光交换装置的具体结构进行说明：其中，图3为该光交换装置沿第二方向的结构示例图，图4为该光交换装置沿第一方向的结构示例图。本实施例所示的光交换装置包括输入端口41、色散组件、重定向组件301以及输出端口(42、43)，本实施例对输入端口和输出端口的具体数量不做限定。
以下首先对本申请所示的第一方向和第二方向进行说明，其中，本实施例所示的第一方向还可称之为交换方向或者端口方向，第二方向还可称之为波长方向或者色散方向，以该光交换装置所包括的不同的器件为参照，对第一方向和第二方向的定义是不同的，具体定义如下所示：
首先需明确的是，本实施例所示的经由输入端口输入至光交换装置的光束沿第三方向Z传输，而第三方向Z分别与所述第一方向X和第二方向Y垂直，且第一方向X与第二方向Y相互垂直。
定义1
本定义以重定向组件301为基准进行定义，本实施例所示的重定向组件301用于对经由输入端口输入的第一光束和第二光束的传输方向进行偏转。需明确的是，本实施例对重定向组件301进行传输方向偏转的光束的数量和属于的波段不做限定，只要不同的光束属于不同的波段即可。为实现对传输方向的偏转，则如图5所示，第一光束所产生的多个光斑位于重定向组件301的第一区域501，第二光束所产生的多个光斑位于重定向组件301的第二区域502。该第二方向Y为该第一区域501所包括的多个光斑的排列方向，该第二方向Y也为该第二区域502所包括的多个光斑的排列方向。该第一方向X为第一区域501和第二区域502在该重定向组件301上的排列方向。可见，在第一方向X和第二方向Y所形成的二维坐标系XY中，不同光束所产生的光斑可对应第二方向Y上的相同坐标，而不同光束所产生的光斑对应第一方向X上的不同坐标，从而使得不同光束的光斑沿第二方向Y重合或至少部分重合，而不同光束的光斑沿第一方向X分离的目的，以提升重定向组件301的滤波带宽。
定义2
本定义继续以重定向组件301为基准进行定义，可选地，若该重定向组件301为硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCOS)芯片，则该第一方向X为该重定向组件301加载相位光栅产生衍射光束的方向。还可选地，若该重定向组件301为液晶(liquid crystal)阵列芯片或者微机电系统(micro electro mechanical system，MEMS)，则该第一方向X为产生偏转光束的方向，具体地，上述所示衍射光束或偏转光束在XZ平面内向输出端口传输，该XZ平面为以第一方向X和第三方向Z构成的视图方向，即该XZ平面同时沿第一方向X和第三方向Z延伸。
定义3
本定义以光交换装置所包括的输入端口和输出端口为基准进行定义，需明确的是，本示例对输入端口和输出端口的位置的说明为可选地示例，不做限定，只要输入端口能够将光束输入光交换装置，而输出端口能够将光束从光交换装置输出即可。如图3和图4所示，以该光交换装置包括输入端口41、输出端口42以及输出端口43为例。该光交换装置所包括的各端口(41、42以及43)在同一XZ平面内排列，具体地，在XZ平面内，多个端口(41、42以及43)位置分离，而在YZ平面(同时沿第二方向Y和第三方向Z延伸的平面)，多个端口(41、42以及43)的位置可完全重合或部分重合。
以下对本实施例所示的光交换装置用于进行传输方向偏转的对象(即第一光束和第二光束)进行说明：
本实施例以该光交换装置用于对第一光束和第二光束的传输方向进行偏转为例进行示例性说明：在其他示例中，该光交换装置也可对其他数量的光束的传输方向进行偏转，如1个光束，又如两个以上的光束的传输方向进行偏转。本实施例所示的所述第一光束和所述第二光束具有不同的波长范围，以下结合具体示例对所述第一光束和所述第二光束具有不同的波长范围进行示例性说明：
例如，本实施例所示的所述第一光束为C波段(C band)光束，所述第二光束为L波段(L band)光束。例如，第一光束还可为E波段(E band)光束，而第二光束还可为O波段(Oband)光束，只要所述第一光束和所述第二光束为不同的波段即可。
具体例如，第一光束具有N个波长值，即λc-1、λc-2……λc-N，第二光束也可具有N个波长值，即λL-1、λL-2……λL-N，本实施例对N的取值不做限定。第一光束和第二光束具有的波长值的数量也可以不同。其中，所述第一光束和所述第二光束具有不同的波长范围具体可指，λc-1、λc-2……λc-N与λL-1、λL-2……λL-N中，各波长值均不相同。所述第一光束和所述第二光束具有不同的波长范围还可指，λc-1、λc-2……λc-N与λL-1、λL-2……λL-N中，具有一个或多个不相同的波长值，即λc-1、λc-2……λc-N与λL-1、λL-2……λL-N中，部分波长值相同，部分波长值不同。
以下对本实施例所示的光交换装置如何对第一光束以及第二光束的传输方向进行偏转的过程进行说明：
以图4所示为例，光交换装置所包括的输入端口41用于输入第一光束和第二光束(如图3和图4所示的由输入端口41输入的实线所示)，即本实施例以第一光束和第二光束经由同一输入端口41输入至该光交换装置为例进行示例性说明，需明确的是，在其他的示例中，第一光束和第二光束也可经由不同的输入端口输入至光交换装置，具体不做限定。
可选地，经由输入端口41输入的第一光束和第二光束传输至第一准直透镜302，具体地，该输入端口41位于该第一准直透镜302的前焦点处，该第一准直透镜302用于对来自输入端口41的第一光束以及第二光束进行准直。
本实施例中，所述第一准直透镜302和第二滤波器303之间还设置有第一透镜组件，本实施例对第一透镜组件所包括的透镜的数量不做限定，只要该第一透镜组件能够将来自第一准直透镜302的准直后的第一光束和第二光束传输至第二滤波器303即可。本实施例以该第一透镜组件包括第一透镜304、第二透镜305、第三透镜306以及第四透镜307为例进行示例性说明，以下对本示例所示的各透镜(第一透镜304、第二透镜305、第三透镜306以及第四透镜307)的作用进行示例性说明：
所述第一透镜304用于在第二方向Y上(也即在YZ平面内)对第一光束以及第二光束进行整形，所述第二透镜305用于将来自第一透镜304的第一光束和第二光束传输至第三透镜306，所述第三透镜306用于在第一方向X上(也即XZ平面内)对第一光束以及第二光束进行整形。本实施例所示的整形可指，对第一光束照射在重定向组件301上的光斑的大小和对第二光束照射在重定向组件301上的光斑的大小进行调节。第四透镜307用于将整形后的第一光束和第二光束传输至第二滤波器303。
以下对第一透镜组件所包括的各透镜(第一透镜304、第二透镜305、第三透镜306以及第四透镜307)的位置进行示例性说明：
该第一准直透镜302的后焦点与该第一透镜304的前焦点重合，该第一准直透镜302与该第一透镜304之间的距离等于该第一准直透镜302的焦距和该第一透镜304的焦距之和。第一透镜304的后焦点与该第三透镜306的前焦点重合，第三透镜306的后焦点与第四透镜307的前焦点重合，该，且该第一准直透镜302的后焦点与该第二透镜305的前焦点重合，该第一准直透镜302与该第二透镜305之间的距离等于该第一准直透镜302的焦距和该第二透镜305的焦距之和，且第二透镜305位于第一透镜304和第三透镜306之间，可见，第二透镜305的焦距大于第一透镜304的焦距，需明确的是，本实施例对第一透镜组件所包括的各透镜的说明为可选地示例，不做限定，只要该第一透镜组件能够将第一光束和第二光束传输至第二滤波器303上即可。
本实施例所示的重定向组件301和所述第二滤波器303之间还设置有第二透镜组件，本实施例对该第二透镜组件所包括的透镜的数量不做限定，只要第二透镜组件能够将所述第二滤波器303所出射的光束传输至所述重定向组件301上即可，本实施例以第二透镜组件包括第五透镜310为例进行示例性说明。
具体地，该第四透镜307和色散组件(即如图3所示的第一光栅308和第二光栅309)之间设置该第二滤波器303，本实施例对第二滤波器303的具体位置不做限定，只要该第二滤波器303位于第四透镜307和色散组件之间即可。本实施例对第一光栅308和第二光栅309的具体位置不做限定，只要第二滤波器303能够将第一光束聚焦至第一光栅308，且该第二滤波器303还能够将第二光束聚焦至第二光栅309即可。以第二光栅309为例，该第二光栅309位于第四透镜307的后焦点和第五透镜310的前焦点重合的位置。
该第五透镜310位于该第二滤波器303和重定向组件301之间，且重定向组件301位于第五透镜310的后焦点处，可见，所述重定向组件301和所述第五透镜310之间的距离等于所述第五透镜310的焦距。
如图3所示可知，在YZ平面内，本实施例以该第四透镜307将第一光束和第二光束传输至该第二滤波器303的相同位置处(即图3所示从所述第四透镜307出射的实线与所述第二滤波器303相交的位置)为例进行示例性说明，在其他示例中，该第二滤波器307也可将第一光束和第二光束传输至该第二滤波器303的不同位置。
本实施例所示的该第二滤波器303用于分别基于所述第一光束和所述第二光束属于的波段，改变所述第一光束和所述第二光束的传输方向，并将所述第一光束和所述第二光束分别传输至位于不同位置处的所述第一光栅308和所述第二光栅309。
具体地，所述第二滤波器303用于将第一光束和第二光束沿不同的方向从第二滤波器303出射，从而实现在YZ平面内，对第一光束的传输方向和第二光束的传输方向的分离，为更好的理解，以下结合第二滤波器303的具体结构进行说明：
本实施例以第二滤波器303为薄膜滤波器为例，该薄膜滤波器可为二向色滤光片(dichroic filter),如图6所示，在YZ平面(同时沿第二方向Y和第三方向Z延伸的平面)，光束以入射角θ入射第二滤波器303，为更好的理解，以下继续结合图7所示，图7为薄膜滤波器的滤波谱的一种示例图。该滤波谱包括两个曲线，即穿通光的穿通曲线701和反射光的反射曲线702，本实施例所示的第一光束710的波段位于图7所示的第一波段范围内，以使位于该第一波段范围内的第一光束710在该第一波段对应的插损的作用下，以反射光的传输方式从第二滤波器303出射，即第一光束710成为反射光后传输方向发生改变，为更好的区分传输方向改变前后的第一光束，则将第一光束传输方向发生改变之前为图3以及图6所示的第一光束710，在第一光束由第二滤波器303反射后传输方向发生改变之后为图3以及图6所示的第一光束711，结合第一光束710和第一光束711的传输方向可知，第二滤波器303对第一光束710的反射作用，导致第一光束710的传输方向改变至第一光束711的传输方向。
本实施例所示的第二光束720的波段位于图7所示的第二波段范围内，以使位于该第二波段范围内的第二光束720在该第二波段对应的插损的作用下，以穿通光的传输方式从第二滤波器303出射，即第二光束720成为穿通光后传输方向发生改变，为更好的区分传输方向改变前后的第二光束，则将第二光束传输方向发生改变之前为图3以及图6所示的第二光束720，在第二光束由第二滤波器303穿通后传输方向发生改变之后为图3以及图6所示的第二光束721。结合第二光束720和第二光束721的传输方向可知，第二滤波器303对第二光束720的穿通作用，导致第二光束720的传输方向改变至第二光束721的传输方向。
需明确的是，本实施例对第一波段的范围和第二波段的范围不做限定，只要位于不同波段的光束，在第二滤波器303的作用下，沿不同的传输方向进行传输即可。
继续如图3所示可知，第二滤波器303将传输方向发生改变的第一光束711传输至第一光栅308，并将传输方向发生改变的第二光束721传输至第二光栅309，本实施例所示的第一光束308和第二光栅309位于不同位置，本实施例对第一光栅308和第二光栅309的具体位置不做限定，只要所述第一光栅308位于第一光束711的传输光路上，且第二光栅309位于第二光束721的传输光路上，以保证第一光束711能够成功地传输至所述第一光栅308上以及保证第二光束721能够成功地传输至所述第二光栅309上即可。
本实施例所示以第一光栅308和第二光栅309为位于不同位置处的两个独立的光栅为例进行示例性说明，在其他示例中，第一光栅308和第二光栅309也可为一个呈曲面的光栅的两个区域。
所述第一光栅308用于对第一光束711进行分解以形成多个第一子光束712(即从第一光栅308出射的实线所示)，例如，第一光栅308对第一光束711进行分解以形成N的第一子光束712，N个第一子光束712的波长分别为λc-1、λc-2……λc-N。该第二光栅309用于对第二光束721进行分解以形成多个第二子光束722(即从第二光栅309出射的虚线所示)，例如，第二光栅309对第二光束721进行分解以形成N的第二子光束，N个第二子光束的波长分别为λL-1、λL-2……λL-N，对λc-1、λc-2……λc-N以及λL-1、λL-2……λL-N的具体说明，请详见上述所示，具体不做赘述。
所述第一光栅308还用于将多个第一子光束712传输至第二滤波器303，第二光栅309还用于将多个第二子光束722传输至第二滤波器303。可见，本实施例所示的所述第二滤波器303设置于多个第一子光束712以及多个第二子光束722的传输光路上，从而有效地保证多个第一子光束712以及多个第二子光束722能够成功地传输至所述第二滤波器303。
由图5所示可知，为提升滤波带宽，则需要由多个第一子光束712所产生的光斑位于第一区域501，多个第二子光束722所产生的光斑位于第二区域502，为更好地理解，以下结合具体光斑进行说明：
目标第一子光束在重定向组件301上所产生的第一光斑(位于第一区域501内)和目标第二子光束在重定向组件301上所产生的第二光斑(位于第二区域502内)，沿第二方向Y重合，其中，该目标第一子光束为第一光栅308所产生的多个第一子光束712中的一个，目标第二子光束为第二光栅309所产生的多个第二子光束722中的一个。本实施例所示的第一光栅308和第二光栅309能够有效地保证第一光斑和第二光斑在第二方向Y上重合，以下进行具体说明：
首先对第一光斑和第二光斑进行说明：
继续参见图5所示，各第一子光束712的光斑排列于图5所示的第一区域501，各第二子光束722的光斑的排列于图5所示的第二区域502，且本实施例所示的第一区域501和所述第二区域502沿第二方向Y重合。本实施例以第一区域501与第二区域502沿第二方向Y完全重合为例进行示例性说明，在其他示例中，该第一区域501和该第二区域502也可部分区域重合(如图8所示)。
所述第一光斑为目标第一子光束在所述重定向组件301上所产生的光斑，所述第二光斑为目标第二子光束在所述重定向组件301上所产生的光斑，且所述第一光斑在多个第一子光束712所产生的多个光斑中的排列顺序和所述第二光斑在多个第二子光束722所产生的多个光斑中的排列顺序相同，即第一光斑在第一区域501所包括的多个光斑中的排列顺序和第二光斑在第二区域502所包括的多个光斑中的排列顺序相同。
例如，该第一光斑为具有波长λc-1的目标第一子光束入射所述重定向组件301所产生的光斑，该第二光斑为具有波长λL-1的目标第二子光束入射所述重定向组件301所产生的光斑，即该第一光斑在第一区域501所包括的多个光斑中的排列顺序和该第二光斑在第二区域502所包括的多个光斑中的排列顺序均为第一个，又如，该第一光斑为具有波长λc-N的目标第一子光束入射所述重定向组件301所产生的光斑，该第二光斑为具有波长λL-N的目标第二子光束722入射所述重定向组件301所产生的光斑，且该第一光斑在第一区域501所包括的多个光斑中的排列顺序和该第二光斑在第二区域502所包括的多个光斑中的排列顺序均为第N个，本实施例对N的具体取值不做限定，只要该N等于大于或等于1的正整数即可。
为实现第一区域501和第二区域502沿第二方向Y重合的目的，则从第一光栅308出射的多个第一子光束712传输至所述第二滤波器303的第三区域，从所述第二光栅309出射的多个第二子光束722传输至所述第二滤波器303的第四区域，所述第三区域和所述第四区域沿所述第二方向Y重合。
具体地，为实现第一光斑和第二光斑在第二方向Y上重合的目的，则需要沿第二方向Y(也即在YZ平面内)，从所述第一光栅308出射的目标第一子光束传输至所述第二滤波器303的位置和从第二光栅309出射的目标第二子光束传输至所述第二滤波器303的位置重合。
在其他示例中，为实现第一区域501和第二区域502沿第二方向Y部分重合的目的，则所述第三区域和所述第四区域可部分重合。具体地，为实现第一光斑和第二光斑在第二方向Y上部分重合的目的，则需要沿第二方向Y(也即在YZ平面内)，从所述第一光栅308出射的目标第一子光束传输至所述第二滤波器303的位置和从第二光栅309出射的目标第二子光束传输至所述第二滤波器303的位置相近，本实施例对相近的程度不做限定，只要第一光斑和第二光斑在第二方向Y上部分重合即可。
为实现从所述第一光栅308出射的目标第一子光束传输至所述第二滤波器303的位置和从第二光栅309出射的目标第二子光束传输至所述第二滤波器303的位置重合的目的，则可通过调节第一光束在YZ平面内入射所述第一光栅308的入射角度的大小的方式，调节目标第一子光束从所述第一光栅308出射的出射角度的大小，进而实现对目标第一子光束传输至第二滤波器303上的位置进行调节的目的，对目标第二子光束传输至第二滤波器303上的位置进行调节的过程，请参见对目标第一子光束传输第二滤波器303上的位置的说明，具体不做赘述，可见，通过对目标第一子光束传输至第二滤波器303上的位置和目标第二子光束传输至第二滤波器303的位置进行调节，以实现第一光斑和第二光斑在重定向组件301上重合或部分重合的目的。
例如，可通过如下所示的公式1对目标第一子光束从所述第一光栅308出射的出射角度进行调节：
公式1：d(sinα+sinβ)＝mλ
其中，α为目标第一光束在YZ平面内入射第一光栅308的入射角度，β为目标第一子光束从所述第一光栅308出射的出射角度，d为第一光栅308中相邻的两个光栅刻线之间的间距，m为光栅的衍射级次，为常数。
基于该公式1所示可知，继续以对目标第一子光束为例，则可通过调节第一光栅308的位置，以调节目标第一光束在YZ平面内入射第一光栅308的入射角度α大小，进而调节目标第一子光束从所述第一光栅308出射的出射角度β的大小。
继续以目标第一子光束和目标第二子光束为例，对第二滤波器303如何将目标第一子光束和目标第二子光束传输至重定向组件301上的过程进行说明：
继续结合图9所示，其中，图9为图3所示的光交换装置的局部结构示例图。在图9中，目标第一子光束901和目标第二子光束902入射该第二滤波器303上的相同位置，即如图9所示的位置900。结合图3和图9所示，第二滤波器303需要将在第二方向Y上(也即在YZ平面内)重合的目标第一子光束901和目标第二子光束902向重定向组件301传输，具体地，为实现目标第一子光束901向重定向组件301传输的目的，则需要第二滤波器303将该目标第一子光束901作为反射光903(如图9所示的所述第二滤波器303出射的实线所示)，向重定向组件301传输，还需要第二滤波器303将该目标第二子光束902作为穿通光904(如图9所示的所述第二滤波器303出射的虚线所示)，向重定向组件301传输。可见，属于第一波段的光束，第一次入射该第二滤波器303时(即第一光束710入射所述第二滤波器303)，和该光束第二次入射该第二滤波器303时(即目标第一子光束901入射所述第二滤波器303)，均作为反射光从第二滤波器303反射。还可见，属于第二波段的光束，第一次入射该第二滤波器303时(即第二光束720入射所述第二滤波器303)，和该光束第二次入射该第二滤波器303时(即目标第二子光束902入射所述第二滤波器303)，均作为穿通光从第二滤波器303穿通。
以下对本实施例所示的第二滤波器303如何有效地保证属于第一波段的光束先后两次入射所述第二滤波器303时，均为反射光进行说明：
首先，对已有的薄膜滤波器的缺陷进行说明：
对于已有的薄膜滤波器而言，属于同一波段的光束通过不同的入射角度先后两次入射薄膜滤波器，会使得滤波谱出现偏移，具体公式2所示进行具体说明：
公式2：
Figure BDA0002517337060000161
其中，结合图6所示，λ0为光束垂直于薄膜滤波器303的方向入射该薄膜滤波器303的波长，n0为光束入射该薄膜滤波器303之前所处于的介质的有效折射率，neff为薄膜滤波器303的有效折射率，由该公式2所示可知，光束在YZ平面，前后两次以不同的入射角度θ的大小入射该薄膜滤波器303时，会导致光束的波长λθ的大小出现变化。如图7所示可知，不同的光束的波长λθ会对应不同的滤波器的插损，从而使得滤波谱出现偏移，以下结合具体示例性进行示例性说明：
例如，光束第一次以入射角度θ1入射薄膜滤波器，此时该薄膜滤波器的滤波谱如图10所示的实线谱形，该光束第二次以入射角度θ2入射薄膜滤波器，此时该薄膜滤波器的滤波谱如图10所示的虚线谱形，其中，θ1与θ2的绝对值互不相等。
由于滤波谱出现偏移(滤波谱由实线谱形偏移至虚线谱形)，则会导致该薄膜滤波器对该光束的传输方式出现改变的情况，例如，一个光束具有的波长为λN，λN属于第一波段，具有λN的光束第一次以θ1入射该薄膜滤波器的情况下，基于实线谱形的滤波谱，与λN对应的滤波器的插损能够使得该薄膜滤波器对该光束的传输方式为：该薄膜滤波器将具有λN的光束作为反射光进行反射。
而在具有λN的光束第二次以θ2入射该薄膜滤波器的情况下，基于虚线谱形的滤波谱，与λN对应两个滤波谱的插损能够使得该薄膜滤波器对该光束的传输方式为：该薄膜滤波器将具有λN的光束一部分能量作为反射光进行反射，另一部分能量作为穿通光进行穿通。甚至在其他的示例中，属于同一波段的光束第一次入射薄膜滤波器时的传输方式为反射光，而第二次入射该薄膜滤波器时的传输方式为穿通光，可见，滤波谱的偏移会导致光束的传输方式的出现改变，例如，由反射光的传输方向变为穿通光的传输方向，又如，由穿通光的传输方向变为反射光的传输方向。
可见，若本实施例所示的第二滤波器303的滤波谱出现偏移，则会导致从第二滤波器303出射的部分子光束无法能够成功传输至重定向组件301，例如，只有在目标第一子光束901全部作为反射光903时，才能够保证目标第一子光束901成功地传输至重定向组件301，若该目标第一子光束901至少部分能量的传输方式变为穿通光，则会导致目标第一子光束901的至少部分能量无法成功传输至重定向组件301的弊端，提高了光交换装置的插损。
为有效地保证从第二滤波器303出射的各第一子光束和各第二子光束能够成功的传输至重定向组件301，则需要属于同一波段的光束先后两次入射该第二滤波器303时的传输方式一致，例如，属于第一波段的光束第一次入射所述第二滤波器303时作为反射光进行反射，则属于第一波段的光束第二次入射所述第二滤波器303时也作为反射光进行反射，为实现该目的，则本实施例所示的第二滤波器303根据属于第一波段的光束先后两次入射该滤波器303的位置划分两个区域，即第一反射区域和第二反射区域，结合上述所示的示例，即第一光束710以θ1的入射角度入射所述第二滤波器303的第一反射区域，目标第一子光束901以θ2的入射角度入射所述第二滤波器303的第二反射区域，对θ1和θ2的说明请详见上述所示，具体不做赘述。
本实施例通过如下所示的公式3保证属于第一波段的光束两次入射所述第二滤波器303的传输方式一致：
公式3：
Figure BDA0002517337060000171
其中，该第一反射区域所具有的有效折射率neff1和第二反射区域所具有的有效折射率neff不同，只要本实施例所示的第二滤波器303的第一反射区域和第二反射区域的有效折射率和入射角满足上述公式3，即可使得属于第一波段的光束先后两次入射第二滤波器303均作为反射光从该第二滤波器303反射，进而使得第一光束710的所有第一子光束均能够向重定向组件301传输。
在本实施例所示的第二滤波器303满足上述公式3的情况下，则在属于第一波段的光束先后两次入射所述第二滤波器303的情况下，所述第二滤波器303的滤波谱不会出现偏移，进而使得第一光束710所包括的目标第一子光束以θ1的入射角度入射所述第二滤波器303时的第一插损和目标第一子光束901以θ2的入射角度入射所述第二滤波器303时的第二插损之间的差小于或等于第三预设值，其中，第一光束710所包括的目标第一子光束和目标第一子光束901具有相同的波长，本实施例对该第三预设值的大小不做限定，只要所述第一插损和所述第二插损相等或近似相等，可见，在第一插损和第二插损之间的差小于或等于第三预设值的情况下，能够有效地保证第二滤波器303的滤波谱不会出现偏移。
本实施例所示的第二滤波器303如何有效地保证属于第二波段的光束先后两次入射所述第二滤波器303时，均为穿通光的说明，请参见上述所示的保证属于第一波段的光束先后两次入射所述第二滤波器303均作为反射光的说明，具体不做赘述。
以下对从该第二滤波器303反射的多个第一子光束和从该第二滤波器303穿通的多个第二子光束如何向重定向组件301的传输过程进行说明：
继续结合图3和图4所示，所述第二滤波器303将多个第一子光束(如图3所示的从所述第二滤波器303出射的实线所示)和第二子光束(如图3所示的从所述第二滤波器303出现的虚线所示)传输至第五透镜310。本实施例所示的所述第五透镜310用于改变多个第一子光束和所述第二子光束的传输方向，以使多个第一子光束和多个第二子光束分别沿与所述第五透镜310的光轴平行的方向传输至第一滤波器311。需明确的是，本实施例对多个第一子光束和多个第二子光束沿与所述第五透镜310的光轴平行的方向进行传输为例进行示例性说明，不做限定，只要多个第一子光束和多个第二子光束能够成功传输至所述第一滤波器311上即可。
由上述所示的第二滤波器303的说明所示可知，光交换装置能够通过所述第一光栅308、第二光栅309以及所述第二滤波器303将目标第一子光束和目标第二子光束沿第二方向Y重合，从而能够保证目标第一子光束的第一光斑和目标第二子光束的第二光斑沿第二方向Y重合，以下对本实施例所示的光交换装置如何实现多个第一子光束的传输方向和多个第二子光束的传输方向如何在第一方向X上进行分离的过程，从而有效地保证第一光斑和第二光斑沿第一方向X分离进行说明：
为实现多个第一子光束和多个第二子光束的传输方向沿第一方向X分离的目的，本实施例所示的光交换装置还包括第一反射镜312和第二反射镜313(如图4所示)，所述第一滤波器311用于将属于第一波段的多个第一子光束401作为反射光反射至第一反射镜312，所述第一滤波器311还用于将属于第二波段的多个第二子光束402作为穿通光穿通至第二反射镜313，对反射光和穿通光的具体说明，请详见上述第二滤波器303的说明，具体不做赘述。
可见，通过所述第二滤波器311能够将属于第一波段的多个第一子光束401和属于第二波段的多个第二子光束402的传输方向在XZ平面内分离成不同的传输方向，从而分别传输至位于不同位置处的第一反射镜312和第二反射镜313。
本实施例对第一反射镜312和第二反射镜313的具体位置不做限定，只要所述第一反射镜312设置于多个第一子光束401的传输光路上，即第一反射镜312设置于多个第一子光束401从第一滤波器311反射并向重定向组件301进行传输的传输光路上，且所述第二反射镜313设置与从第一滤波器311穿通的多个第二子光束402的传输光路上，即第二反射镜313设置于多个第二子光束402从第一滤波器311穿通并向重定向组件301进行传输的传输光路上。
为更清楚的理解，以下结合图4和图11所示，其中，图11为图4所示的光交换装置的局部结构放大示例图。从所述第一反射镜312反射的多个第一子光束403(从第一反射镜312出射的实线所示)照射在如图5所示的第一区域501，需明确的是，本实施例所示对第一子光束和第二子光束不同的标号仅用于区分第一子光束的传输路径的改变以及第二子光束的传输路径的改变。从所述第二反射镜313反射的多个第二子光束404(从第二反射镜313出射的实线所示)照射在如图5所示的第二区域502，可见，本实施例所示的第一区域501和所述第二区域502沿第一方向X分离，沿第二方向Y重合或部分重合，从而使得本实施例所示的光交换装置能够有效地提升第一光束和第二光束的滤波带宽。
所述重定向组件301用于对各第一子光束403进行传输方向的偏转，其中，各第一子光束403经由所述重定向组件301偏转传输方向后，作为重定向后的第一子光束405(从重定向组件301出射的虚线所示)传输至所述第一反射镜312。所述重定向组件301还用于对各第二子光束404进行传输方向的偏转，其中，各第二子光束404经由所述重定向组件301偏转传输方向后，作为重定向后的第二子光束406(从重定向组件301出射的虚线所示)传输至所述第二反射镜313。
可见，本实施例所示的该第一反射镜312还设置于从重定向组件301出射的各第一子光束405的传输光路上，该第二反射镜313还设置于从重定向组件301出射的各第二子光束406的传输光路上。
在该XZ平面内，经由所述重定向组件301偏转了传输方向的多个第一子光束405可沿一个出射角度进行出射，也可沿多个出射角度进行出射，具体在本实施例中不做赘述，例如，若多个第一子光束405沿同一输出端口(例如输出端口42)从光交换装置输出，则多个第一子光束405可沿同一出射角度从重定向组件301出射，从而使得多个第一子光束能够传输至该输出端口42进行输出。若多个第一子光束405沿两个输出端口(例如输出端口42和输出端口43)，则多个第一子光束405可沿两个不同的出射角度从重定向组件301出射，从而使得部分第一子光束405从输出端口42输出，部分第一子光束405从输出端口43输出。对第二子光束406从重定向组件301进行出射的说明，请详见对第一子光束405从重定向组件301出射的过程，具体不做赘述。
所述第一反射镜312用于将来自重定向组件301的各第一子光束405反射至第一滤波器311，即第一反射镜312用于将第一子光束407(从第一反射镜312出射的虚线所示)反射至第一滤波器311。所述第二反射镜313用于将来自重定向组件301的各第二子光束406反射至第一滤波器311，即第二反射镜313用于将第二子光束408(从第二反射镜313出射的虚线所示)反射至第一滤波器311。
具体地，所述第一反射镜312用于将目标第一子光束传输至所述第一滤波器311上的第五区域，所述第二反射镜313用于将目标第二子光束传输至所述第一滤波器311上的第六区域，由上述所示可知，目标第一子光束为多个第一子光束中的一个第一子光束，目标第二子光束为多个第二子光束中的一个第二子光束，本实施例中，为实现目标第一子光束和目标第二子光束通过同一输出端口(例如输出端口42)输出，则该第五区域和该第六区域需要完全或部分重合。若需要实现目标第一子光束和目标第二子光束通过不同的输出端口(例如输出端口43和输出端口413)输出，则该第五区域和该第六区域为互不重合的区域。
本实施例中，该第一滤波器311为将各第一子光束成功地传输至输出端口，则需要属于第一波段的第一子光束第一次入射所述第一滤波器311(即来自第五透镜310的第一子光束)和所述第一子光束第二次入射所述第一滤波器311(即来自第一反射镜312的第一子光束407)，均为反射光进行反射。所述第一滤波器311为将各第二子光束成功地传输至输出端口，则需要属于第二波段的第二子光束入射所述第一滤波器311(即来自第五透镜310的第二子光束)和所述第二子光束第二次入射所述第一滤波器311(即来自第二反射镜313的第二子光束407)，均为穿通光进行穿通。
本实施例中，所述第一滤波器311如何有效地保证第一子光束先后两次入射所述第一滤波器311时均为反射光的过程，请详见上述图10所示的所述第二滤波器303如何有效地保证属于第一波段的光束先后两次入射所述第二滤波器303时，均为反射光的过程，具体不做赘述。对第一滤波器311如何有效地保证第二子光束先后两次入射所述第一滤波器311时均为穿通光的过程，请详见上述图10所示的所述第二滤波器303如何有效地保证属于第二波段的光束先后两次入射所述第二滤波器303时，均为穿通光的过程，具体不做赘述。
以下对从所述第一滤波器311出射的各第一子光束以及各第二子光束如何向输出端口传输的过程进行说明：
所述第五透镜310用于分别将第一子光束409和第二子光束410传输至所述第二滤波器303，所述第二滤波器303用于基于第一子光束409属于的第一波段将第一子光束409反射至第一光栅308。所述第二滤波器303还用于基于第二子光束410属于的第二波段将第二子光束410穿通至第二光栅309，反射的过程和穿通的过程，请详见上述图6以及图7所示，具体不做赘述。
如图3所示，所述第一光栅308用于将所述多个第一子光束409合并为第三光束411(从所述第一光栅308出射的实线所示)，所述第二光栅309用于将所述多个第二子光束410合并为第四光束412(从所述第二光栅309出射的虚线所示)，
所述第二滤波器303用于基于所述第三光束411属于的第一波段将第三光束411作为反射光进行反射，从而使得第二滤波器303对第一子光束的传输方式和对所述第三光束411的传输方式均为反射光，从而有效地保证了各第一子光束能够成功地传输至第一光栅308，还能够有效地保证第三光束411能够成功地传输至第四透镜307。所述第二滤波器303用于基于所述第四光束412属于的第二波段将第四光束412作为穿通光进行穿通，从而使得第二滤波器303对第二子光束的传输方式和对所述第四光束412的传输方式均为穿通光，从而有效地保证了各第二子光束能够成功地传输至第二光栅309，还能够有效地保证第四光束412能够成功地传输至第四透镜307。
所述第三光束411和所述第四光束412依次经由第四透镜307、第三透镜306、第二透镜305以及第一透镜304对所述第三光束411和所述第四光束412的传输光路进行调整，以使所述第三光束411传输至对应的输出端口42进行输出，并使得所述第四光束412传输至对应的输出端口43进行输出。需明确的是，本实施例对第三光束411和所述第四光束412具体通过哪个输出端口进行输出的不做限定，例如，所述第三光束411和所述第四光束412和通过同一输出端口从该光交换装置中输出，又如，所述第三光束411和所述第四光束412可通过不同的输出端口从该光交换装置中输出等。
在本实施例以所述第三光束411通过输出端口42进行输出，且以第四光束412通过输出端口43进行输出的示例下，则第四透镜307、第三透镜306、第二透镜305以及第一透镜304能够将所述第三光束411传输至与输出端口42传输的第二准直透镜314。第三光束411经由第二准直透镜314准直后经由输出端口42输出。所述第四透镜307、第三透镜306、第二透镜305以及第一透镜304还能够将所述第二光束412传输至与输出端口43传输的第三准直透镜315。第二光束412经由第三准直透镜315准直后经由输出端口43输出。
采用本实施例所示的光交换装置的有益效果在于，因本实施例所示的光交换装置无需设置光器件(如AWG)对输入光束进行复用和解复用，有效地减少了增加光器件(如AWG)带来的插损。而且通过第二滤波器实现第一区域和第二区域在第二方向Y上的重合或部分重合，通过第一滤波器实现第一区域和第二区域在第一方向X上的分离，从而有效地提升了光交换装置的滤波带宽。
在本实施例所示的第一滤波器以及第二滤波器为薄膜滤波器的情况下，对于属于同一波段的光束先后两次通过薄膜滤波器时的传输方式不变，例如先后两次均作为反射光进行反射，又如，先后两次均作为穿通光进行穿通，有效地降低了滤波损伤。
实施例二
在实施例一中，第一光束和第二光束经由同一输入端口输入至光交换装置，本实施例以第一光束和第二光束通过不同的输入端口输入至光交换装置为例进行示例性说明：
本实施例所示的光交换装置的结构请参见图12和图13所示，其中，图12所示为该光交换装置沿第二方向的结构示例图，图13为该光交换装置沿第一方向的结构示例图。对第一方向X，第二方向Y以及第三方向Z的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
本实施例所示的该光交换装置包括第一输入端口1201和第二输入端口1202。由图示所示可知，所述第一输入端口1201和所述第二输入端口1202沿所述第二方向Y的位置不同，具体地，所述第一输入端口1201和第二输入端口1202在YZ平面内位置分离并排列设置，而在XZ平面内位置重合设置。需明确的是，本实施例对第一输入端口1201和第二输入端口1202在XZ平面内的位置的说明仅为一种示例，例如，在其他示例中，第一输入端口1201和第二输入端口1202可在XZ平面内位置分离。本实施例所示的第一输入端口1201用于输出第一光束，第二输入端口1202用于输入第二光束，对第一光束和第二光束的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
以下对本实施例所示的光交换装置如何对第一光束以及第二光束的传输方向进行偏转的过程进行说明：
可选地，经由所述第一输入端口1201输入的第一光束传输至第四准直透镜1203，该第一输入端口1201位于该第四准直透镜1203的前焦点处，该第四准直透镜1203用于对来自第一输入端口1201的第一光束进行准直。经由所述第二输入端口1202输入的第二光束传输至第五准直透镜1204，该第二输入端口1202位于该第五准直透镜1204的前焦点处，该第五准直透镜1204用于对来自第二输入端口1202的第一光束进行准直。
本实施例中，所述第四准直透镜1203、所述第五准直透镜1204和第二滤波器303之间还设置有第一透镜组件，本实施例对第一透镜组件所包括的透镜的数量不做限定，只要该第一透镜组件能够将来自第四准直透镜1203的第一光束和来自第五准直透镜1204的第二光束传输至第二滤波器303即可。对所述第二滤波器303的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
本实施例以该第一透镜组件以包括第五透镜1205以及第六透镜1206为例进行示例性说明，需明确的是，本实施例对第一透镜组件的说明为可选地示例，例如，该第一透镜组件所包括的透镜也可如实施例一所示。
以下对第一透镜组件所包括的各透镜(第五透镜1205以及第六透镜1206)的位置进行示例性说明：
该第四准直透镜1203的后焦点位于该第五透镜1205的前焦点平面，该第五透镜1205的前焦点平面是指包括该第五透镜1205的前焦点的XY平面。该第五准直透镜1204的后焦点也位于该第五透镜1205的前焦点平面。即在YZ平面内，所述第四准直透镜1203与所述第五透镜1205之间的距离等于所述第四准直透镜1203的焦距和所述第五透镜1205的焦距之和，且所述第五准直透镜1204与所述第五透镜1205之间的距离等于所述第五准直透镜1204的焦距和所述第五透镜1205的焦距之和。依次类推，第五透镜1205的后焦点与该第六透镜1206的前焦点重合。该第六透镜1206和色散组件(即第一光栅308和第二光栅309)之间设置该第二滤波器303，对色散组件的具体说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
所述第二滤波器303和所述重定向组件301之间设置有第二透镜组件，本实施例对第二透镜组件所包括的透镜的数量和作用不做限定，例如，本实施例所示的所述第二透镜组件包括第七透镜1207。该第七透镜1207位于该第二滤波器303和重定向组件301之间，对第七透镜1207位置的说明，请详见实施例所示的对第五透镜310的说明，具体不做赘述。
本实施例中，经由第四准直透镜1203准直后的第一光束1208(如图12所示从第四准直透镜1203出射的实线所示)依次经由第五透镜1205以及第六透镜1206接力传输至所述第二滤波器303，经由第五准直透镜1204准直后的第二光束1209(如图12所示从第四准直透镜1203出射的虚线所示)依次经由第五透镜1205以及第六透镜1206接力传输至所述第二滤波器303，本实施例中，沿YZ平面，该第六透镜1206将第一光束1208和第二光束1209传输至该第二滤波器303的不同位置处为例进行示例性说明。本实施例对沿YZ平面，第一光束1208传输至所述第二滤波器303上的第一位置和第二光束1209传输至所述第二滤波器303上的第二位置的具体位置不做限定，只要第一位置和第二位置在所述第二滤波器303上为不同的位置即可。
如图12所示，本实施例所示的该第二滤波器303用于分别基于所述第一光束1208和所述第二光束1209属于的波段，改变所述第一光束1208和所述第二光束1209的传输方向，并将所述第一光束1208和所述第二光束1209分别传输至位于不同位置处的所述第一光栅308和所述第二光栅309，所述第二滤波器303还用于对来自第一光栅308的多个第一子光束1210以反射光的方式传输至所述第七透镜1207，所述第二滤波器303还用于对来自第二光栅309的多个第二子光束1211以穿通光的方式传输至所述第七透镜1207，具体过程的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
所述第七透镜1207用于将多个第一子光束1210和多个第二子光束1211分别沿与所述第七透镜1207的光轴平行的方向传输至第一滤波器311，如图13所示，所述第一滤波器311、第一反射镜312和第二反射镜313共同用于使得多个第一子光束1210的光斑形成于所述重定向组件301的第一区域501内，还用于使得多个第二子光束1211的光斑形成于所述重定向组件301的第二区域502内，对具体过程的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
本实施例对从所述重定向组件301重定向后的各第一子光束1212以及各第二子光束1213如何向输出端口传输的过程的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
因本实施例所示的第一光束1208和第二光束1209分别通过独立的第一输入端口1201和第二输入端口1202输入至所述光交换装置，则本实施例所示的光交换装置无需设置与输入端口耦合的用于将第一光束1208和第二光束1209进行复用的滤波器，对比于实施例一可知，因在实施例一中，第一光束和第二光束需要通过同一输入端口输入至光交换装置，则需要设置与该输入端口耦合的滤波器，该滤波器用于将通过两根不同的光纤进行传输的第一光束和第二光束进行复用，从而使得实施例一所示的输入端口能够同时将第一光束和第二光束输入至该光交换装置，可见，实施例二相对于实施例一减少了光器件的数量，降低了插损。
实施例三
在实施例一和实施例二中，通过设置的第二滤波器303、第一光栅308以及第二光栅309的方式实现第一区域501和第二区域502在第二方向Y上的至少部分区域重合的目的，而本实施例在无需设置第二滤波器303的情况下，即可实现第一区域501和第二区域502在第二方向Y上的至少部分区域重合的目的，具体如下所示：
如图14和图15所示，相对于实施例一和实施例二，本实施例所示的色散组件仅包括一个光栅1400，其中，图14为该光交换装置沿第二方向的结构示例图，图15为该光交换装置沿第一方向的结构示例图。
本实施例所示的光交换装置包括第一输入端口1401和第二输入端口1402，对用于输入第一光束的第一输入端口1401和用于输入第二光束的第二输入端口1402的具体说明，请详见实施例二所示，具体不做赘述。
可选地，经由所述第一输入端口1401输入的第一光束传输至第四准直透镜1403，经由所述第二输入端口1402输入的第二光束传输至第五准直透镜1404，对第四准直透镜1403和第五准直透镜1404的具体说明，请详见实施例二所示，具体不做赘述。
所述光交换装置还包括第一透镜组件，本实施例以第一透镜组件包括第一透镜304、第二透镜305、第三透镜306以及第四透镜307，需明确的是，实施例三所示的第一透镜组件以所包括的透镜与实施例一相同为例，本实施例对第一透镜组件所包括的透镜的数量和作用不做限定，在其他示例中，实施例三所示的第一透镜组件所包括的透镜还可与实施例二相同。
对第一透镜304、第二透镜305以及第三透镜306具体位置和作用的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
相对于实施例一，不同之处在于，本实施例所示的所述光栅1400位于第四透镜307的后焦点和第二透镜组件所包括的第五透镜310的前焦点交接的位置，对第二透镜组件的说明请详见实施例一所示，具体不做赘述。
本实施例中，由第一输入端口1401输入的第一光束1405，依次经由第四准直透镜1403、第一透镜304、第二透镜305、第三透镜306以及第四透镜307传输至光栅1400，由第二输入端口1402输入的第二光束1406依次经由第五准直透镜1404、第一透镜304、第二透镜305、第三透镜306以及第四透镜307传输至光栅1400，具体传输过程的说明，请参见实施例一所示，具体不做赘述。
本实施例中，在YZ平面，所述第四透镜307用于将第一光束1405和第二光束1406传输至光栅1400上相同或相近的位置，本实施例中，在YZ平面，所述第一光束1405和所述第二光束1406传输至光栅1400上相同或相近的位置，才会有效地保证第一光斑和第二光斑沿第二方向Y至少部分区域重合，对第一光斑和第二光斑的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
本实施例中，可通过调节第一入射角大小的方式提升第一光束1405的衍射效率，其中，该第一入射角为所述第一光束1405在YZ平面内入射所述光栅1400的入射角度。还可通过调节第二入射角大小的方式提升第二光束1406的衍射效率，其中，该第二入射角为所述第二光束1406在YZ平面内入射所述光栅1400的入射角度，以下对第一入射角和第二入射角的大小进行说明：
本实施例所示的第一入射角和第二入射角的大小不等，即所述第一入射角和所述第二入射角的绝对值的差值不为零。其中，所述第一入射角与第一闪耀角度的之间的差小于或等于第一预设值，本实施例对所述第一预设值的具体大小不做限定，只要第一入射角与第一闪耀角度相等或近似相等即可，本实施例以该第一预设值为5为例进行示例性说明。
所述第一闪耀角度与所述第一光束属于的波段对应，可见，本实施例在明确第一光束1405属于的波段的情况下，即可确定该波段对应的闪耀角度。本实施例以属于C波段的光束对应的闪耀角度为第一闪耀角度为例，在第一光束1405以该第一闪耀角度或以与该第一闪耀角度近似相等的角度(即所述第一入射角)入射所述光栅1400的情况下，所述光栅1400具有较优的衍射效率，可见，在第一光束1405以该第一入射角入射光栅1400，能够有效地提升第一光束1405从光栅1400进行衍射的衍射效率。
本实施例所示的所述第二入射角与第二闪耀角度的之间的差小于或等于上述所示的所述第一预设值。所述第二闪耀角度与所述第二光束1406属于的波段对应，可见，本实施例在明确第二光束1406属于的L波段的情况下，即可确定该L波段对应的闪耀角度。具体地，在第二光束1406以该第二闪耀角度或以与该第二闪耀角度近似相等的角度(即所第二入射角)入射所述光栅1400的情况下，所述光栅1400具有较优的衍射效率，可见，在第二光束1406以该第二入射角入射光栅1400，能够有效地提升第二光束1406从光栅1400进行衍射的衍射效率。
为保障第一光束1405以所述第一入射角入射光栅1400,以及为保证第二光束1406以所述第二入射角入射光栅1400，则可通过如下所示的方式调节第一入射角和第二入射角的大小，以使所述第一入射角与所述第一闪耀角度相等或近似相等，并使得所述第二入射角与所述第二闪耀角度相等或近似相等。
以第一入射角而言，可通过在YZ平面内，调节第一输入端口1401和位于所述输入端口和光栅1400之间的透镜(304、305以及306)的光轴之间的距离的方式，调节第一入射角的大小，直至第一入射角和第一闪耀角度之间的差小于或等于第一预设值。对第二入射角的调节方式的说明，请详见对第一入射角的调节方式，具体不做赘述。
本实施例所示的光栅1400用于将所述第一光束1405分解成多个第一子光束1407(如图14所示的从光栅1400出射的实线)，所述光栅1400还用于将所述第二光束1406分解成多个第二子光束1408(如图14所示的从光栅1400出射的虚线)，对所述第一子光束1407和所述第二子光束1408的具体说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
所述光栅1400用于通过第五透镜310将多个第一子光束1407和多个第二子光束1408传输至第一滤波器311。所述第一滤波器311、第一反射镜312和第二反射镜313共同用于使得多个第一子光束1407的光斑形成于所述重定向组件301的第一区域501内，还用于使得多个第二子光束1408的光斑形成于所述重定向组件301的第二区域502内，对具体过程的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
从所述第一滤波器311出射的多个第一子光束以及多个第二子光束传输至光栅1400，所述光栅1400用于对多个第一子光束进行合并以形成第一光束，所述光栅1400还用于对多个第二子光束进行合并以形成第二光束，对第一光束和第二光束通过输出端口进行输出的过程的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
采用本实施例所示的光交换装置，本实施例所示的光栅1400的数量为一个，对比于实施例一和实施例二的两个光栅以及第二滤波器的结构，减少了光器件的数量，降低了对第一光束和第二光束的传输方向进行偏转的过程中的插损。
实施例四
实施例一至实施例三中，在第一光束和第二光束输入至光交换装置时，先对第一光束和第二光束在第二方向上进行调节，即通过第一光束和第二光束在第二方向上的调节，使得第一光束在重定向组件上所产生的第一光斑和第二光束在重定向组件上所产生的第二光斑沿第二方向Y重合或部分重合，具体说明，请详见实施例一至实施例三所示。对第一光束和第二光束完成了第二方向上的调节后，再进行第一方向上的调节，从而使得第一光斑和第二光斑沿第一方向X位置分离。
而本实施例中，先对第一光束和第二光束在第一方向X上进行调节，再对第一光束和第二光束在第二方向Y上进行调节，具体过程如下：
本实施例参见图16和图17所示，其中，图16为该光交换装置沿第二方向的结构示例图，图17为该光交换装置沿第一方向的结构示例图。
本实施例中，该光交换装置包括用于输入第一光束和第二光束的输入端口41，对第一光束、第二光束和输入端口41的具体说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。需明确的是，本实施例以第一光束和第二光束经由同一输入端口41输入至光交换装置为例进行示例性说明，在其他示例中，第一光束和第二光束也可经由不同的输入端口输入至所述光交换装置，如实施例二所示，具体不做赘述。
可选地，该光交换装置还包括与输入端口41耦合的第一准直透镜302，对该第一准直透镜302的具体说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
经由第一准直透镜302准直后的第一光束和第二光束传输至第三滤波器1601，即本实施例所示的光交换装置还包括第三滤波器1601，所述第三滤波器1601位于第一准直透镜302的后焦点处，即在XZ平面内，所述第一准直透镜302和所述第三滤波器1601之间的距离，等于所述准直透镜302的焦距。本实施例所示的第三滤波器1601可为薄膜滤波器，对薄膜滤波器的具体说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
具体地，本实施例所示的所述第三滤波器1601接收到所述第一光束和所述第二光束后，即可基于所述第一光束属于的波段和第二光束属于的波段，将所述第一光束和所述第二光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向，具体地，本实施例所示的在第一方向对第一光束和第二光束的传输方向进行分离具体是指，在XZ平面内，将所述第一光束和所述第二光束的传输方向分离成不同的传输方向。
以图17所示，在所述第三滤波器1601为薄膜滤波器的情况下，由实施例一对薄膜滤波器原理的说明可知，所述第三滤波器1601能够将第一光束1602和第二光束1603以不同的传输方式进行传输以实现传输方向在XZ平面的分离。
本实施例所示的光交换装置还包括第一透镜组件，本实施例所示的第一透镜组件包括第一透镜304、第二透镜305、第三透镜306以及第四透镜307，对所述第一透镜组件的具体说明请详见实施例一所示，具体不做赘述。本实施例所示的第三滤波器1601位于所述第二透镜305的前焦点处。
所述第四透镜307用于将第一光束1602和第二光束1603传输至第二滤波器303，所述第二滤波器303用于分别基于所述第一光束1602和所述第二光束1603属于的波段，改变所述第一光束1602和所述第二光束1603的传输方向，并将所述第一光束1602和所述第二光束1603分别传输至位于不同位置处的所述第一光栅308和所述第二光栅309，所述第二滤波器303还用于对来自第一光栅308的多个第一子光束1604(从所述第一光栅308出射的实线所示)以反射光的方式传输至所述第五透镜310，所述第二滤波器303还用于对来自第二光栅309的多个第二子光束1605(从所述第二光栅309出射的虚线所示)以穿通光的方式传输至所述第五透镜310，具体过程以及第五透镜310的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
所述第五透镜310用于将多个第一子光束1606(从所述第五透镜310出射的实线所示)和多个第二子光束1607(从所述第五透镜310出现的虚线所示)分别沿与所述第五透镜310的光轴平行的方向传输至所述重定向组件301，且多个第一子光束1606的光斑形成于所述重定向组件301的第一区域501内，多个第二子光束1607的光斑形成于所述重定向组件301的第二区域502内，对具体过程的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
本实施例对从所述重定向组件301出射的重定向后的各第一子光束以及各第二子光束如何向输出端口传输的过程的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
本实施例有益效果的说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。
实施例五
在实施例四中，通过设置的第二滤波器303、第一光栅308以及第二光栅309的方式实现将第一光斑和第二光斑在第二方向Y上的至少部分区域重合的目的，而本实施例在无需设置第二滤波器303的情况下，即可实现第一光斑和第二光斑在第二方向Y上的至少部分区域重合的目的，具体如下所示：
如图18和图19所示，其中，图18为该光交换装置沿第二方向的结构示例图，图19为该光交换装置沿第一方向的结构示例图。相对于实施例四，本实施例所示的色散组件仅包括一个光栅1800。
本实施例所示的光交换装置包括第一输入端口1401和第二输入端口1402，对用于输入第一光束的第一输入端口1401和用于输入第二光束的第二输入端口1402的具体说明，请详见实施例三所示，具体不做赘述。
可选地，经由所述第一输入端口1401输入的第一光束传输至第四准直透镜1403，经由所述第二输入端口1402输入的第二光束传输至第五准直透镜1404，对第四准直透镜1403和第五准直透镜1404的具体说明，请详见实施例三所示，具体不做赘述。
本实施例所示的光交换装置还包括第三滤波器1801，所述第三滤波器1801位于所述第四准直透镜1403和所述第五准直透镜1404的后焦面，所述第三滤波器1801用于基于所述第一光束属于的波段和第二光束属于的波段，将所述第一光束和所述第二光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向，具体说明，请详见实施例四所示，具体不做赘述。
本实施例所示的光交换装置还包括第一透镜组件，本实施例所示的第一透镜组件包括第一透镜304、第二透镜305、第三透镜306以及第四透镜307，对第一透镜组件的具体说明，请详见实施例一所示，具体不做赘述。本实施例所示的该光栅1800位于第四透镜307的后焦点和第五透镜310的前焦点交接的位置。对光栅1800和第五透镜310的说明，请详见实施例四所示，具体不做赘述。
可见，本实施例中，由第一输入端口1401输入的第一光束1802(如图18所示由第一输入端口1401传输至光栅1800的实线所示)，依次经由第四准直透镜1403、第三滤波器1801、第一透镜304、第二透镜305、第三透镜306以及第四透镜307传输至光栅1800，由第二输入端口1402输入的第二光束1803(如图18所示由第二输入端口1402传输至光栅1800的虚线所示)，依次经由第五准直透镜1404、第三滤波器1801、第一透镜304、第二透镜305、第三透镜306以及第四透镜307传输至光栅1800，具体传输过程的说明，请参见实施例三所示，具体不做赘述。
本实施例中，在YZ平面，所述第四透镜307用于将第一光束1802和第二光束1803传输至光栅1800上相同或相近的位置，且在YZ平面，所述第一光束1802以第一入射角入射所述光栅1800，所述第二光束1803以第二入射角入射所述光栅1800，对所述第一入射角和所述第二入射角的说明，请详见实施例三所示，具体不做赘述。
本实施例所示的光栅1800用于将所述第一光束1802分解成多个第一子光束1804(如图18所示从光栅1800出射的实线所示)，所述光栅1400还用于将所述第二光束1803分解成多个第二子光束1805(如图18所示从光栅1800出射的虚线所示)，对所述第一子光束1804和所述第二子光束1805的具体说明，请详见实施例三所示，具体不做赘述。
所述光栅1800用于通过第五透镜310将多个第一子光束1804和多个第二子光束1805传输至重定向组件301，且多个第一子光束1804的光斑形成于所述重定向组件301的第一区域501内，多个第二子光束1805的光斑形成于所述重定向组件301的第二区域502内，对具体过程的说明，请详见实施例四所示，具体不做赘述。
本实施例对从所述重定向组件301出射的重定向后的各第一子光束以及各第二子光束如何向输出端口传输的过程的说明，请详见实施例四所示，具体不做赘述。
实施例六
本实施例提供一种重定向方法，本实施例所示的重定向方法基于实施例一或实施例二所示的光交换装置，对所述光交换装置的具体结构请参见实施例一或实施例二所示，具体不做赘述，以下结合图20所示对本实施例所示的重定向方法的执行过程进行示例性，其中，图20为本申请所提供的重定向方法的第一种实施例步骤流程图。
步骤2001、光交换装置通过输入端口将第一光束和第二光束入射第二滤波器。
本实施例中，光交换装置可通过实施例一所示的同一输入端口实现将第一光束和第二光束输入至光交换装置的目的。还可选地，光交换装置也可通过实施例二所示的通过第一输入端口将第一光束输入至光交换装置，还可通过第二输入端口将第二光束输入至光交换装置。
步骤2002、光交换装置通过第二滤波器将第一光束和第二光束分别传输至位于不同位置处的第一光栅和第二光栅。
具体地，光交换装置通过第二滤波器，以分别基于第一光束和第二光束属于的波段，改变第一光束和第二光束的传输方向，从而使得第一光束传输至第一光栅，第二光束传输至第二光栅。
步骤2003、光交换装置通过第一光栅将第一光束分解成多个第一子光束。
步骤2004、光交换装置通过第二光栅将第二光束分解成多个第二子光束。
步骤2005、光交换装置通过第一光栅将多个第一子光束传输至第二滤波器。
步骤2006、光交换装置通过第二光栅将多个第二子光束传输至第二滤波器。
步骤2007、光交换装置通过第二滤波器，以基于不同的波段将多个第一子光束和多个第二子光束传输至第一滤波器。
步骤2008、光交换装置通过第一滤波器将多个第一子光束入射重定向组件的第一区域。
步骤2009、光交换装置通过第一滤波器将多个第二子光束入射重定向组件的第二区域。
具体地，光交换装置通过第一滤波器，以基于不同的波段将多个第一子光束和多个第二子光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向，以使多个第一子光束入射重定向组件的第一区域，多个第二子光束入射重定向组件的第二区域。
更具体地，光交换装置通过第一滤波器将多个第一子光束传输至第一反射镜，并通过第一滤波器将多个第二子光束传输至第二反射镜；光交换装置即可通过第一反射镜将多个第一子光束传输至重定向组件的第一区域，并通过第二反射镜将多个第二子光束传输至重定向组件的第二区域。
步骤2010、光交换装置通过重定向组件将重定向后的多个第一子光束传输至第一反射镜。
步骤2011、光交换装置通过重定向组件将重定向后的第二子光束传输至第二反射镜。
步骤2012、光交换装置通过第一反射镜将第一子光束传输至第一滤波器上的第五区域，并通过第二反射镜将第二子光束传输至第一滤波器上的第六区域。
可选地，若需要第一子光束和第二子光束通过同一输出端口输出，则第五区域和第六区域重合或部分重合。还可选地，若第一子光束和第二子光束需要通过不同的输出端口输出，则第五区域和第二区分位置分离。
步骤2013、光交换装置通过第一滤波器将重定向后的多个第一子光束和第二子光束传输至第一光栅和第二光栅。
步骤2014、光交换装置通过第一光栅将多个第一子光束合并为第三光束，并通过第二光栅将多个第二子光束合并为第四光束。
步骤2015、光交换装置通过输出端口输出第三光束和第四光束。
本实施例所示的有益效果的说明，请详见实施例一或实施例二所示，具体在本实施例中不做赘述。
实施例七
本实施例提供一种重定向方法，本实施例所示的重定向方法基于实施例三所示的光交换装置，对光交换装置的具体结构请参见实施例三所示，具体不做赘述，以下结合图21所示对本实施例所示的重定向方法的执行过程进行示例性，其中，图21为本申请所提供的重定向方法的第二种实施例步骤流程图。
步骤2101、光交换装置通过第一输入端口将第一光束以第一入射角入射色散组件。
步骤2102、光交换装置通过第二输入端口将第二光束以第二入射角入射色散组件。
其中，第一入射角和第二入射角的绝对值的差值不为零，其中，第一入射角与第一闪耀角度的之间的差小于或等于第一预设值，第二入射角与第二闪耀角度之间的差小于或等于第二预设值，第一闪耀角度与第一光束属于的波段对应，第二闪耀角度与第二光束属于的波段对应，对第一入射角和第二入射角的具体说明，请详见实施例三所示，具体不做赘述。
具体地，光交换装置通过第一透镜组件将第一光束和第二光束传输至色散组件，沿第二方向，第一输入端口和透镜组件的光轴之间的距离的大小与第一入射角的大小相关，第二输入端口和透镜组件的光轴之间的距离的大小与第二入射角的大小相关。
步骤2103、光交换装置通过光栅将第一光束分解成多个第一子光束，并通过光栅将第二光束分解成多个第二子光束。
步骤2104、光交换装置通过光栅将多个第一子光束和多个第二子光束传输至第一滤波器。
步骤2105、光交换装置通过第一滤波器将多个第一子光束入射重定向组件的第一区域。
步骤2106、光交换装置通过第一滤波器将多个第二子光束入射重定向组件的第二区域。
步骤2107、光交换装置通过重定向组件将重定向后的多个第一子光束传输至第一反射镜。
步骤2108、光交换装置通过重定向组件将重定向后的第二子光束传输至第二反射镜。
步骤2109、光交换装置通过第一反射镜将第一子光束传输至第一滤波器上的第五区域，并通过第二反射镜将第二子光束传输至第一滤波器上的第六区域。
本实施例所示的步骤2105至步骤2109的执行过程，请详见实施例六所示的步骤2008至步骤2012所示，具体不做赘述。
步骤2110、光交换装置通过第一滤波器将重定向后的多个第一子光束和第二子光束传输至光栅。
步骤2111、光交换装置通过光栅将多个第一子光束合并为第三光束，并通过光栅将多个第二子光束合并为第四光束。
步骤2112、光交换装置通过输出端口输出第三光束和第四光束。
本实施例所示的有益效果的说明，请详见实施例三所示，具体不做赘述。
实施例八
本实施例提供一种重定向方法，本实施例所示的重定向方法基于实施例四所示的光交换装置，对光交换装置的具体结构请参见实施例四所示，具体不做赘述，以下结合图22所示对本实施例所示的重定向方法的执行过程进行示例性，其中，图22为本申请所提供的重定向方法的第三种实施例步骤流程图。
步骤2201、光交换装置通过输入端口将第一光束和第二光束入射第三滤波器。
其中，第一光束和第二光束属于不同的波段，具体说明请详见实施例四所示，不做赘述。
步骤2202、光交换装置通过第三滤波器将第一光束和第二光束传输至第二滤波器。
具体地，光交换装置通过第三滤波器，以基于不同的波段将第一光束和第二光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向，以使第一光束和第二光束传输至第二滤波器。
步骤2203、光交换装置通过第二滤波器将第一光束和第二光束分别传输至位于不同位置处的第一光栅和第二光栅。
具体地，光交换装置通过第二滤波器，以分别基于不同的波段改变第一光束和第二光束的传输方向，以使第一光束传输至第一光栅，并使得第二光束传输至第二光栅。
步骤2204、光交换装置通过第一光栅将第一光束分解成多个第一子光束。
步骤2205、光交换装置通过第二光栅将第二光束分解成多个第二子光束。
步骤2206、光交换装置通过第一光栅将多个第一子光束传输至第二滤波器。
步骤2207、光交换装置通过第二光栅将多个第二子光束传输至第二滤波器。
本实施例所示的步骤2204至步骤2207所示的执行过程，请详见图20所示的步骤2003至步骤2006所示，具体不做赘述。
步骤2208、光交换装置通过第二滤波器，以基于不同的波段将多个第一子光束和多个第二子光束传输至重定向组件。
步骤2209、光交换装置通过重定向组件将重定向后的多个第一子光束传输至第二滤波器。
步骤2210、光交换装置通过重定向组件将重定向后的多个第二子光束传输至第二滤波器。
步骤2211、光交换装置通过第二滤波器将重定向后的多个第一子光束和第二子光束传输至第一光栅和第二光栅。
步骤2212、光交换装置通过第一光栅将多个第一子光束合并为第三光束，并通过第二光栅将多个第二子光束合并为第四光束。
步骤2213、光交换装置通过输出端口输出第三光束和第四光束。
本实施例所示的有益效果的说明，请详见实施例四所示，具体不做赘述。
实施例九
本实施例提供一种重定向方法，本实施例所示的重定向方法基于实施例五所示的光交换装置，对光交换装置的具体结构请参见实施例五所示，具体不做赘述，以下结合图23所示对本实施例所示的重定向方法的执行过程进行示例性，其中，图23为本申请所提供的重定向方法的第四种实施例步骤流程图。
步骤2301、光交换装置通过第一输入端口将第一光束入射第三滤波器。
步骤2302、光交换装置通过第二输入端口将第二光束入射第三滤波器。
步骤2303、光交换装置通过第三滤波器将第一光束和第二光束传输至光栅。
步骤2304、光交换装置通过光栅将第一光束分解成多个第一子光束，并将第二光束分解成多个第二子光束。
步骤2305、光交换装置通过光栅将多个第一子光束和多个第二子光束传输至重定向组件。
步骤2306、光交换装置通过重定向组件将重定向后的多个第一子光束和多个第二子光束传输至光栅。
步骤2307、光交换装置通过光栅将多个第一子光束合并为第三光束，并通过第二光栅将多个第二子光束合并为第四光束。
步骤2308、光交换装置通过输出端口输出第三光束和第四光束。
本实施例所示的有益效果的说明，请详见实施例五所示，具体不做赘述。
实施例九
本申请还提供了一种光通信系统，以下结合图24所示对本申请所提供的光通信系统2400的结构进行说明：该光通信系统2400包括多个ROADM，如图24所示的ROADM2401、ROADM2402、ROADM2403、ROADM2404以及ROADM2405，需明确的是，本实施例对光通信系统2400所包括的ROADM的数量的说明为可选地示例，不做限定。
该光通信系统2400还包括连接在两个ROADM之间的光纤，以ROADM2401和ROADM2405为例，该光通信系统2400还包括连接在ROADM2401和ROADM2405之间的光纤2406，本实施例对光通信系统2400所包括的多个ROADM之间的连接关系不做限定。对各ROADM的具体说明，请详见上述图2所示，具体不做赘述。
以上所述，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。

Claims (40)

1.一种光交换装置，其特征在于，包括输入端口、色散组件、第一滤波器、重定向组件以及输出端口；
所述输入端口用于将第一光束和第二光束入射所述色散组件，所述色散组件用于将所述第一光束分解成多个第一子光束，所述色散组件还用于将所述第二光束分解成多个第二子光束；所述色散组件还用于将所述多个第一子光束和所述多个第二子光束传输至所述第一滤波器，所述多个第一子光束和所述多个第二子光束属于不同的波段；
所述第一滤波器用于基于所述不同的波段将所述多个第一子光束和所述多个第二子光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向，并将所述多个第一子光束入射所述重定向组件的第一区域，并将所述多个第二子光束入射所述重定向组件的第二区域，所述第一区域和所述第二区域沿所述第一方向互相分离，所述第一方向所述重定向组件的端口方向；
所述输出端口用于输出经由所述重定向组件重定向后的所述多个第一子光束和所述多个第二子光束。
2.根据权利要求1所述的光交换装置，其特征在于，所述色散组件和所述输入端口之间还包括第二滤波器，所述色散组件包括第一光栅和第二光栅；
所述输入端口用于将所述第一光束和所述第二光束入射所述第二滤波器；
所述第二滤波器用于分别基于所述第一光束和所述第二光束属于的波段，改变所述第一光束和所述第二光束的传输方向，并将所述第一光束和所述第二光束分别传输至位于不同位置处的所述第一光栅和所述第二光栅；
所述第一光栅用于将所述多个第一子光束传输至所述第二滤波器，所述第二光栅用于将所述多个第二子光束传输至所述第二滤波器；
所述第二滤波器用于基于所述不同的波段将所述多个第一子光束和所述多个第二子光束传输至所述重定向组件，以使所述第一区域和所述第二区域沿第二方向至少部分区域重合，所述第二方向为所述重定向组件的波长方向，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
3.根据权利要求2所述的光交换装置，其特征在于，所述第一光栅用于将所述至少一个第一子光束传输至所述第二滤波器的第三区域，所述第二光栅用于将所述至少一个第二子光束传输至所述第二滤波器的第四区域，所述第三区域和所述第四区域沿所述第二方向至少部分重合。
4.根据权利要求1所述的光交换装置，其特征在于，所述输入端口包括第一输入端口和第二输入端口，所述第一输入端口和所述第二输入端口沿所述第二方向的位置不同，所述第一输入端口用于输入所述第一光束，所述第二输入端口用于输入所述第二光束；
所述第一输入端口用于沿第二方向，将所述第一光束以第一入射角入射所述色散组件，所述第二输入端口用于沿所述第二方向，将所述第二光束以第二入射角入射所述色散组件，所述第一入射角和所述第二入射角的绝对值的差值不为零，其中，所述第一入射角与第一闪耀角度的之间的差小于或等于第一预设值，所述第二入射角与第二闪耀角度之间的差小于或等于第二预设值，所述第一闪耀角度与所述第一光束属于的波段对应，所述第二闪耀角度与所述第二光束属于的波段对应。
5.根据权利要求4所述的光交换装置，其特征在于，所述光交换装置还包括位于所述输入端口和所述色散组件之间的透镜组件，所述透镜组件用于将所述第一光束和所述第二光束传输至所述色散组件，沿所述第二方向，所述第一输入端口和所述透镜组件的光轴之间的距离的大小与所述第一入射角的大小相关，所述第二输入端口和所述透镜组件的光轴之间的距离的大小与所述第二入射角的大小相关。
6.根据权利要求1至5任一项所述的光交换装置，其特征在于，所述光交换装置还包括第一反射镜和第二反射镜；
所述第一滤波器用于将所述多个第一子光束传输至所述第一反射镜，所述第一滤波器还用于将所述多个第二子光束传输至所述第二反射镜；
所述第一反射镜用于将所述多个第一子光束传输至所述重定向组件，所述第二反射镜用于将所述多个第二子光束传输至所述重定向组件。
7.根据权利要求6所述的光交换装置，其特征在于，
所述重定向组件用于将重定向后的所述多个第一子光束传输至所述第一反射镜，所述重定向组件还用于将重定向后的所述第二子光束传输至所述第二反射镜；
所述第一反射镜用于将所述第一子光束传输至所述第一滤波器上的第五区域，所述第二反射镜用于将所述第二子光束传输至所述第一滤波器上的第六区域。
8.根据权利要求1至7任一项所述的光交换装置，其特征在于，所述第一滤波器用于将重定向后的所述多个第一子光束和所述第二子光束传输至所述色散组件，所述色散组件用于将所述多个第一子光束合并为第三光束，所述色散组件还用于将所述多个第二子光束合并为第四光束，所述输出端口用于输出所述第三光束和所述第四光束。
9.根据权利要求1至8任一项所述的光交换装置，其特征在于，所述第一滤波器用于基于所述多个第一子光束属于的波段，将所述多个第一子光束作为反射光从所述第一滤波器反射，所述第一滤波器用于基于所述多个第二子光束属于的波段，将所述多个第二子光束作为穿通光从所述第一滤波器穿通。
10.根据权利要求9所述的光交换装置，其特征在于，所述第一滤波器为薄膜滤波器，所述薄膜滤波器具有折射率不同的两个区域；
所述两个区域分别对所述多个第一子光束中的一个第一子光束进行反射的插损之间的差小于或等于第三预设值，所述两个区域分别对所述多个第二子光束中的一个第二子光束进行穿通的插损之间的差小于或等于第三预设值。
11.根据权利要求1至10任一项所述的光交换装置，其特征在于，所述第一光束和所述第二光束具有至少一个不同的波长值。
12.根据权利要求1至11任一项所述的光交换装置，其特征在于，所述第一光束为C波段光束，所述第二光束为L波段光束。
13.一种光交换装置，其特征在于，包括输入端口、第三滤波器、色散组件、重定向组件以及输出端口；
所述输入端口用于将第一光束和第二光束入射所述第三滤波器，所述第一光束和所述第二光束属于不同的波段；
所述第三滤波器用于基于所述不同的波段将所述第一光束和所述第二光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向，并将所述第一光束和所述第二光束传输至所述色散组件，所述第一方向为所述重定向组件的端口方向；
所述色散组件用于将所述第一光束分解成多个第一子光束，所述色散组件还用于将所述第二光束分解成多个第二子光束；所述色散组件还用于将所述多个第一子光束和所述多个第二子光束入射至所述重定向组件，其中，所述多个第一子光束入射所述重定向组件的第一区域，所述多个第二子光束入射所述重定向组件的第二区域，所述第一区域和所述第二区域沿所述第一方向互相分离；
所述输出端口用于输出经由所述重定向组件重定向后的所述多个第一子光束和所述多个第二子光束。
14.根据权利要求13所述的光交换装置，其特征在于，所述色散组件和所述第三滤波器之间还包括第二滤波器，所述色散组件包括第一光栅和第二光栅；
所述第三滤波器用于将所述第一光束和所述第二光束入射所述第二滤波器；
所述第二滤波器用于分别基于所述不同的波段改变所述第一光束和所述第二光束的传输方向，并将所述第一光束和所述第二光束分别传输至位于不同位置处的所述第一光栅和所述第二光栅；
所述第一光栅用于将所述多个第一子光束传输至所述第二滤波器，所述第二光栅用于将所述多个第二子光束传输至所述第二滤波器；
所述第二滤波器用于分别基于所述多个第一子光束和所述多个第二子光束属于的波段，将所述多个第一子光束和所述多个第二子光束传输至所述重定向组件，以使所述第一区域和所述第二区域沿第二方向至少部分区域重合，所述第二方向为所述重定向组件的波长方向，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
15.根据权利要求14所述的光交换装置，其特征在于，所述第一光栅用于将所述至少一个第一子光束传输至所述第二滤波器的第三区域，所述第二光栅用于将所述至少一个第二子光束传输至所述第二滤波器的第四区域，所述第三区域和所述第四区域沿所述第二方向至少部分重合。
16.根据权利要求13所述的光交换装置，其特征在于，所述输入端口包括第一输入端口和第二输入端口，所述第一输入端口和所述第二输入端口沿第二方向的位置不同，所述第一输入端口用于输入所述第一光束，所述第二输入端口用于输入所述第二光束；
所述第三滤波器用于沿第二方向，将所述第一光束以第一入射角入射所述色散组件，所述第三滤波器还用于沿所述第二方向，将所述第二光束以第二入射角入射所述色散组件，所述第一入射角和所述第二入射角的绝对值的差值不为零，其中，所述第一入射角与第一闪耀角度的之间的差小于或等于第四预设值，所述第二入射角与第二闪耀角度之间的差小于或等于第五预设值，所述第一闪耀角度与所述第一光束属于的波段对应，所述第二闪耀角度与所述第二光束属于的波段对应。
17.根据权利要求16所述的光交换装置，其特征在于，所述光交换装置还包括位于所述第三滤波器和所述色散组件之间的透镜组件，所述透镜组件用于将来自所述第三滤波器的所述第一光束和所述第二光束传输至所述色散组件，沿所述第二方向，所述第一输入端口和所述透镜组件的光轴之间的距离的大小与所述第一入射角的大小相关，所述第二输入端口和所述透镜组件的光轴之间的距离的大小与所述第二入射角的大小相关。
18.根据权利要求13至17任一项所述的光交换装置，其特征在于，所述第三滤波器用于基于所述第一光束属于的波段，将所述第一光束作为反射光从所述第三滤波器反射，所述第三滤波器用于基于所述第二光束属于的波段，将所述第二光束作为穿通光从所述第三滤波器穿通。
19.根据权利要求18所述的光交换装置，其特征在于，所述第三滤波器为薄膜滤波器，所述薄膜滤波器具有折射率不同的两个区域；
所述两个区域分别对所述第一光束进行反射的插损之间的差小于或等于第三预设值，所述两个区域分别对所述多个第二子光束中的一个第二子光束进行穿通的插损之间的差小于或等于第三预设值。
20.根据权利要求13至19任一项所述的光交换装置，其特征在于，所述第一光束和所述第二光束具有至少一个不同的波长值。
21.根据权利要求13至20任一项所述的光交换装置，其特征在于，所述第一光束为C波段光束，所述第二光束为L波段光束。
22.一种重定向方法，其特征在于，应用于光交换装置，所述光交换装置包括输入端口、色散组件、第一滤波器、重定向组件以及输出端口，所述方法包括：
通过所述输入端口将第一光束和第二光束入射所述色散组件；
通过所述色散组件将所述第一光束分解成多个第一子光束，并将所述第二光束分解成多个第二子光束，并将所述多个第一子光束和所述多个第二子光束传输至所述第一滤波器，所述多个第一子光束和所述多个第二子光束属于不同的波段；
通过所述第一滤波器，以基于所述不同的波段将所述多个第一子光束和所述多个第二子光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向，并将所述多个第一子光束入射所述重定向组件的第一区域，并将所述多个第二子光束入射所述重定向组件的第二区域，所述第一区域和所述第二区域沿所述第一方向互相分离，所述第一方向所述重定向组件的端口方向；
通过所述输出端口输出经由所述重定向组件重定向后的所述多个第一子光束和所述多个第二子光束。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述色散组件和所述输入端口之间还包括第二滤波器，所述色散组件包括第一光栅和第二光栅，所述通过所述输入端口将第一光束和第二光束入射所述色散组件包括：
通过所述输入端口将所述第一光束和所述第二光束入射所述第二滤波器；
通过所述第二滤波器，以分别基于所述第一光束和所述第二光束属于的波段，改变所述第一光束和所述第二光束的传输方向，并将所述第一光束和所述第二光束分别传输至位于不同位置处的所述第一光栅和所述第二光栅；
所述方法还包括：
通过所述第一光栅将所述多个第一子光束传输至所述第二滤波器，并通过所述第二光栅将所述多个第二子光束传输至所述第二滤波器；
通过所述第二滤波器，以基于所述不同的波段将所述多个第一子光束和所述多个第二子光束传输至所述重定向组件，以使所述第一区域和所述第二区域沿第二方向至少部分区域重合，所述第二方向为所述重定向组件的波长方向，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述通过所述第一光栅将所述多个第一子光束传输至所述第二滤波器，并通过所述第二光栅将所述多个第二子光束传输至所述第二滤波器包括：
通过所述第一光栅将所述至少一个第一子光束传输至所述第二滤波器的第三区域，并通过所述第二光栅将所述至少一个第二子光束传输至所述第二滤波器的第四区域，所述第三区域和所述第四区域沿所述第二方向至少部分重合。
25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述输入端口包括第一输入端口和第二输入端口，所述第一输入端口和所述第二输入端口沿所述第二方向的位置不同，所述通过所述输入端口将第一光束和第二光束入射所述色散组件包括：
沿第二方向，通过所述第一输入端口将所述第一光束以第一入射角入射所述色散组件；沿所述第二方向，通过所述第二输入端口将所述第二光束以第二入射角入射所述色散组件，所述第一入射角和所述第二入射角的绝对值的差值不为零，其中，所述第一入射角与第一闪耀角度的之间的差小于或等于第一预设值，所述第二入射角与第二闪耀角度之间的差小于或等于第二预设值，所述第一闪耀角度与所述第一光束属于的波段对应，所述第二闪耀角度与所述第二光束属于的波段对应。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述光交换装置还包括位于所述输入端口和所述色散组件之间的透镜组件，所述方法还包括：
通过所述透镜组件将所述第一光束和所述第二光束传输至所述色散组件，沿所述第二方向，所述第一输入端口和所述透镜组件的光轴之间的距离的大小与所述第一入射角的大小相关，所述第二输入端口和所述透镜组件的光轴之间的距离的大小与所述第二入射角的大小相关。
27.根据权利要求22至26任一项所述的方法，其特征在于，所述光交换装置还包括第一反射镜和第二反射镜，通过所述第一滤波器将所述多个第一子光束入射所述重定向组件的第一区域，并将所述多个第二子光束入射所述重定向组件的第二区域包括：
通过所述第一滤波器将所述多个第一子光束传输至所述第一反射镜，并通过所述第一滤波器将所述多个第二子光束传输至所述第二反射镜；
通过所述第一反射镜将所述多个第一子光束传输至所述重定向组件，并通过所述第二反射镜将所述多个第二子光束传输至所述重定向组件。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述重定向组件将重定向后的所述多个第一子光束传输至所述第一反射镜，并通过所述重定向组件将重定向后的所述第二子光束传输至所述第二反射镜；
通过所述第一反射镜将所述第一子光束传输至所述第一滤波器上的第五区域，并通过所述第二反射镜将所述第二子光束传输至所述第一滤波器上的第六区域。
29.根据权利要求22至28任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述第一滤波器将重定向后的所述多个第一子光束和所述第二子光束传输至所述色散组件；
通过所述色散组件将所述多个第一子光束合并为第三光束，并通过所述色散组件将所述多个第二子光束合并为第四光束；
通过所述输出端口输出所述第三光束和所述第四光束。
30.根据权利要求22至29任一项所述的方法，其特征在于，所述通过所述第一滤波器，以基于所述不同的波段将所述多个第一子光束和所述多个第二子光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向包括：
通过所述第一滤波器，以基于所述多个第一子光束属于的波段，将所述多个第一子光束作为反射光从所述第一滤波器反射，并通过所述第一滤波器，以基于所述多个第二子光束属于的波段，将所述多个第二子光束作为穿通光从所述第一滤波器穿通。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述第一滤波器为薄膜滤波器，所述薄膜滤波器具有折射率不同的两个区域；所述两个区域分别对所述多个第一子光束中的一个第一子光束进行反射的插损之间的差小于或等于第三预设值，所述两个区域分别对所述多个第二子光束中的一个第二子光束进行穿通的插损之间的差小于或等于第三预设值。
32.一种重定向方法，其特征在于，应用于光交换装置，所述光交换装置包括输入端口、第三滤波器、色散组件、重定向组件以及输出端口，所述方法包括：
通过所述输入端口将第一光束和第二光束入射所述第三滤波器，所述第一光束和所述第二光束属于不同的波段；
通过所述第三滤波器，以基于所述不同的波段将所述第一光束和所述第二光束的传输方向在第一方向分离成不同的传输方向，并通过所述第三滤波器将所述第一光束和所述第二光束传输至所述色散组件，所述第一方向为所述重定向组件的端口方向；
通过所述色散组件将所述第一光束分解成多个第一子光束，并通过所述色散组件将所述第二光束分解成多个第二子光束；并通过所述色散组件将所述多个第一子光束和所述多个第二子光束入射至所述重定向组件，其中，所述多个第一子光束入射所述重定向组件的第一区域，所述多个第二子光束入射所述重定向组件的第二区域，所述第一区域和所述第二区域沿所述第一方向互相分离；
通过所述输出端口输出经由所述重定向组件重定向后的所述多个第一子光束和所述多个第二子光束。
33.根据权利要求32所述的重定向方法，其特征在于，所述色散组件和所述第三滤波器之间还包括第二滤波器，所述色散组件包括第一光栅和第二光栅，所述通过所述第三滤波器将所述第一光束和所述第二光束传输至所述色散组件包括：
通过所述第三滤波器将所述第一光束和所述第二光束入射所述第二滤波器；
通过所述第二滤波器，以分别基于所述不同的波段改变所述第一光束和所述第二光束的传输方向，并将所述第一光束和所述第二光束分别传输至位于不同位置处的所述第一光栅和所述第二光栅；
所述方法还包括：
通过所述第一光栅将所述多个第一子光束传输至所述第二滤波器，并通过所述第二光栅将所述多个第二子光束传输至所述第二滤波器；
通过所述第二滤波器，以分别基于所述多个第一子光束和所述多个第二子光束属于的波段，将所述多个第一子光束和所述多个第二子光束传输至所述重定向组件，以使所述第一区域和所述第二区域沿第二方向至少部分区域重合，所述第二方向为所述重定向组件的波长方向，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。
34.根据权利要求33所述的重定向方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述第一光栅将所述至少一个第一子光束传输至所述第二滤波器的第三区域，并通过所述第二光栅将所述至少一个第二子光束传输至所述第二滤波器的第四区域，所述第三区域和所述第四区域沿所述第二方向至少部分重合。
35.根据权利要求32所述的重定向方法，其特征在于，所述输入端口包括第一输入端口和第二输入端口，所述第一输入端口和所述第二输入端口沿第二方向的位置不同，所述通过所述第三滤波器将所述第一光束和所述第二光束传输至所述色散组件包括：
沿第二方向，通过所述第三滤波器将所述第一光束以第一入射角入射所述色散组件；
沿所述第二方向，通过所述第三滤波器将所述第二光束以第二入射角入射所述色散组件，所述第一入射角和所述第二入射角的绝对值的差值不为零，其中，所述第一入射角与第一闪耀角度的之间的差小于或等于第四预设值，所述第二入射角与第二闪耀角度之间的差小于或等于第五预设值，所述第一闪耀角度与所述第一光束属于的波段对应，所述第二闪耀角度与所述第二光束属于的波段对应。
36.根据权利要求35所述的重定向方法，其特征在于，所述光交换装置还包括位于所述第三滤波器和所述色散组件之间的透镜组件，所述方法还包括：
通过所述透镜组件将来自所述第三滤波器的所述第一光束和所述第二光束传输至所述色散组件，沿所述第二方向，所述第一输入端口和所述透镜组件的光轴之间的距离的大小与所述第一入射角的大小相关，所述第二输入端口和所述透镜组件的光轴之间的距离的大小与所述第二入射角的大小相关。
37.根据权利要求32至36任一项所述的方法，其特征在于，所述第三滤波器用于基于所述第一光束属于的波段，将所述第一光束作为反射光从所述第三滤波器反射，所述第三滤波器用于基于所述第二光束属于的波段，将所述第二光束作为穿通光从所述第三滤波器穿通。
38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述第三滤波器为薄膜滤波器，所述薄膜滤波器具有折射率不同的两个区域；所述两个区域分别对所述第一光束进行反射的插损之间的差小于或等于第三预设值，所述两个区域分别对所述多个第二子光束中的一个第二子光束进行穿通的插损之间的差小于或等于第三预设值。
39.一种可重构光分插复用器，其特征在于，包括多个光交换装置，不同的所述光交换装置之间通过光纤连接，所述光交换装置如权利要求1至21任一项所示。
40.一种光通信系统，其特征在于，包括多个可重构光分插复用器，所述可重构光分插复用器如权利要求39所示。
CN202010480914.8A 2020-05-30 2020-05-30 光交换装置、重定向方法、可重构光分插复用器及系统 Active CN113740971B (zh)

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