[发明专利]基于MEMS微镜阵列和可变形镜的可编程WSS及实现方法

权利要求书

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。