[发明专利]基于单个波长选择开关的多进多出光节点及其实现方法

权利要求书

1.一种基于单个波长选择开关的多进多出光节点，包括n个端口数为L的光开关，n、L均为正整数，且n≥2，L≥2，其特征在于：所述多进多出光节点还包括n×L个环形器、一个1×L²波长选择开关、一个光栅、一个光放大和切换透镜系统和一个波长选择开关芯片，每个环形器均包括端口①、端口②、端口③，每个光开关分别与L个环形器的端口①相连，每个环形器的端口②分别与1×L²波长选择开关的相应入射端口相连；光信号从每个环形器的端口①进入该环形器，然后从该环形器的端口②出射，进入1×L²波长选择开关的相应入射端口，从该1×L²波长选择开关出射后，先经过光栅，然后经过光放大和切换透镜系统，被汇聚到波长选择开关芯片上，在波长选择开关芯片上按不同位置排列。

2.如权利要求1所述的基于单个波长选择开关的多进多出光节点，其特征在于：n＝2、L＝2时，所述多进多出光节点包括2个光开关、4个环形器、一个1×4波长选择开关、一个光栅、一个光放大和切换透镜系统和一个波长选择开关芯片，每个光开关有2个端口，每个光开关分别与2个环形器的端口①相连，每个环形器的端口②分别与1×4波长选择开关的相应入射端口相连；

两束入射光从1×4波长选择开关的4个端口中选择进入，不同波长的光从1×4波长选择开关出射后，先经过光栅，然后经过光放大和切换透镜系统，被汇聚到波长选择开关芯片上，在波长选择开关芯片上按不同位置排列；

处理相干光通信信号时，1×4波长选择开关芯片对光信号进行处理：选择交叉或者阻断，然后经过光放大和切换透镜系统，再经过光栅，通过1×4波长选择开关的4个端口中任意一个端口返回到与该端口对应的环形器的端口②，最后从该环形器的端口③出射，从而实现光信号的选择和路由功能。

3.如权利要求1所述的基于单个波长选择开关的多进多出光节点，其特征在于：n＝4，L＝4时，所述多进多出光节点包括4个光开关、16个环形器、一个1×16波长选择开关、一个光栅、一个光放大和切换透镜系统和一个波长选择开关芯片，每个光开关有4个端口，每个光开关分别与2个环形器的端口①相连，每个环形器的端口②分别与1×16波长选择开关的相应入射端口相连；

光信号从每个环形器的端口①进入该环形器，然后从该环形器的端口②出射，从该各形器的端口②出射的光信号进入1×16波长选择开关的相应入射端口，不同波长的光从1×16波长选择开关出射后，先经过光栅，然后经过光放大和切换透镜系统，被汇聚到波长选择开关芯片上，在波长选择开关芯片上按不同位置排列开；

处理相干光通信信号时，1×16波长选择开关芯片对光信号进行处理：选择交叉或者阻断，然后经过光放大和切换透镜系统，再经过光栅，通过1×16波长选择开关的16个端口中任意一个端口返回到与该端口对应的环形器的端口②，最后从该环形器的端口③出射，从而实现光信号的选择和路由功能。

4.如权利要求1所述的基于单个波长选择开关的多进多出光节点，其特征在于：n＝L²时，所述多进多出光节点包括L²个光开关、L²个环形器、一个1×L²波长选择开关、一个光栅、一个光放大和切换透镜系统和一个波长选择开关芯片，每个光开关有1个端口，每个光开关与对应环形器的端口①相连，每个环形器的端口②分别与1×L²波长选择开关的相应入射端口相连；

处理非相干光通信时，不同的入射光的波长不同，不同波长的光信号在1×L²波长选择开关上被分离于不同位置，到达波长选择开关芯片的光斑按照不同波长分离于波长选择开关芯片的不同位置，直接通过波长选择开关芯片在不同位置的调节，来同时控制不同的入射波长进行阻断或者切换，在不增加光开关的条件下，实现任意的多通道光信号的输入——处理——任意通道端口阻断或者输出，有效避免相干光通信时不同通道同时进入的信号的伴随效应。

5.如权利要求1至4中任一项所述的基于单个波长选择开关的多进多出光节点，其特征在于：所述波长选择开关为基于微机电系统MEMS制作的多端口的波长选择开关、基于硅基液晶LCOS或者液晶制作的多端口的波长选择开关。

6.如权利要求1至4中任一项所述的基于单个波长选择开关的多进多出光节点，其特征在于：所述光栅为反射式光栅或者透射式光栅。