[实用新型]一种基于硅基液晶的M×N端口的可重构光分插复用器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光通信与光网络技术，具体涉及一种基于硅基液晶的M×N端口的可重构光分插复用器。 

背景技术

进入21世纪以来，随着密集波分复用(DWDM)技术的广泛应用和光纤传输容量的巨幅增长，同步数字体系(SDH)技术早已不堪重负，构建以波长交换为基础的下一代智能化全光通信网逐渐成为通信研究和产业领域的重要共识。全光通信网具有投资运营成本低、可靠性高、功耗小、可扩展性强、组网灵活、可智能化动态配置网络资源以及对速率和协议透明等众多显著的优点，而成为当前光通信技术领域最主要的研究热点和发展方向之一，是对通信网进行升级改造和下一代网络建设的必然选择。能够通过软件进行远程控制的可重构光分插复用器(ROADM)和多维光交叉连接(OXC)设备作为未来全光通信网络发展所必需的关键性核心基础性设备，具有极其重要的研究价值和广阔的国际市场需求，受到了国际范围内各研究机构以及器件与设备供应商的广泛关注。 

目前ROADM器件所采用的核心技术主要包括基于电控微反射镜阵列的微机电系统(MEMS)或数字微镜元件(DMD)、基于硅基液晶(LCoS)的空间相位调制器阵列、基于阵列波导光栅(AWG)和热光开关的平面光波回路(PLC)光子集成技术、基于电光或热光效应微环形谐振腔可调谐光学滤波器阵列的PLC技术以及PLC和MEMS相结合的技术等。近年来基于波长选择开关(WSS)的第三代ROADM的国内外已公开专利技术方案的数量急剧上升，目前已达数百件之多。其中所采用的核心技术与本实用新型存在较强相关性的主要有基于MEMS的技术和基于LCoS的技术两大类。 

Giles等人所申请的美国专利“Optical Device with Configurable Channel Allocation”(公开号：US20040130774A1，公开日：2004年7月8日)，是一种典型的基于MEMS的1×N型WSS光学系统设计技术。在该技术方案中，输出光纤耦合功率直接依赖于MEMS镜角度控制的精确性。因此该方案保持MEMS微镜长期工作的稳定性和可重复性是最关键的问题。由于MEMS微镜是单轴的，要实现M×N的WSS功能将会非常困难。JDS Uniphase Corporation 所申请的美国专利“M×N Wavelength Selective Switch”(公开号：US20120257853A1，公开日： 2012年10月11日)，采用的光学系统是一种基于单轴MEMS技术的2×2WSS设计方案。 

Finisar Corporation所申请的美国专利“Optical Wavelength Selective Switch Calibration System”(公开号：US20120328291A1，公开日：2012年12月27日)，是一种典型的基于LCoS的1×N WSS技术。Santec Corporation所申请的美国专利“Wavelength Selective Switching Devices”(公开号：US20130128215A1，公开日：2013年5月23日)，与Finisar Corporation 的技术类似，该专利技术也是一种基于LCoS的1×N WSS技术。 

从以上对现有技术的分析可见，MEMS和LCoS技术是两种最优的解决途径。其中基于LCoS技术的方案，具有最好的通带特性；基于MEMS技术的方案，端口数相对较少，且工作于50GHz通道间隔时PDL偏大，但工作于100GHz通道间隔时具有很好的特性。目前所看到的WSS技术基本上只有1×N或N×1模式，而实现M×N型WSS功能的一种方法是需要采用多个M×1和1×N的WSS组合而成，另一种方法是需要对MEMS镜改成两轴向扫描，同时使用二维准直器阵列，但设计和制作二维MEMS的难度相当大。 

从现有各方面的工艺技术水平来看，以LCoS光学大规模集成(Opto-VLSI)芯片为基础的多端口ROADM具有高通道数、良好的通带特性和大的通带调谐灵活性与兼容性，是唯一能够满足未来光网络发展需求并具有动态色散补偿、脉冲整形等诸多强大潜在拓展功能的技术，将逐渐成为构建下一代ROADM的主流技术方向。