[发明专利]一种无阻塞的M×N波长选择开关

权利要求书

1.一种无阻塞的M×N波长选择开关，其特征在于，包括输入二维液晶阵列组合(9)、前透镜变换系统(10)、光切换平面透镜变换系统(11)、后透镜变换系统(12)和输出二维液晶阵列组合(13)，并依次排列设置；

所述输入二维液晶阵列组合(9)包括至少两个二维液晶阵列，每个二维液晶阵列包含M个一维液晶阵列，对应M个输入端口，用于将接收的水平光信号切换至不同的方向输出；

所述前透镜变换系统(10)、所述光切换平面透镜变换系统(11)以及所述后透镜变换系统(12)用于实现高斯光束的传输变换，将所述输入二维液晶阵列组合(9)传输过来的光切换信号，变换至所述输出二维液晶阵列组合(13)上的指定位置；

所述输出二维液晶阵列组合(13)包括至少两个二维液晶阵列，每个二维液晶阵列包含M个一维液晶阵列，组合后实现N个方向输出，对应N个输出端口，用于将接收的光信号切换至指定方向水平输出；

其中，光信号经过所述输入二维液晶阵列组合(9)，在分波长平面内，所述输入二维液晶阵列组合(9)用于实现不同波长的独立切换或衰减，确保不同波长之间的功率均衡；

所述前透镜变换系统(10)、光切换平面透镜变换系统(11)和后透镜变换系统(12)将所述输入二维液晶阵列组合(9)传输过来的光切换信号，变换至所述输出二维液晶阵列组合(13)上的指定位置，再由所述输出二维液晶阵列组合(13)将光信号切换至指定方向水平输出；

其中，所述一维液晶阵列由i个结构对级联而成，所述结构对包括液晶芯片(1)和双折射晶体(2)，通过控制所述液晶芯片(1)上的电压变化，调节入射光的偏振态，经所述双折射晶体(2)折射后使光信号从不同方向输出。

2.根据权利要求1所述的无阻塞的M×N波长选择开关，其特征在于，通过控制所述液晶芯片(1)上的电压变化，每个结构对实现2路光信号切换，当所述一维液晶阵列中级联i个结构对时，光信号切换的路数N为：N＝2ⁱ。

3.根据权利要求1所述的无阻塞的M×N波长选择开关，其特征在于，所述结构对还包括偏振片(3)，所述偏振片(3)设置在所述液晶芯片(1)之后，用于实现光信号衰减。

4.根据权利要求1所述的无阻塞的M×N波长选择开关，其特征在于，所述液晶芯片(1)采用扭曲向列型结构。

5.根据权利要求1所述的无阻塞的M×N波长选择开关，其特征在于，还包括输入端口阵列(5)和输出端口阵列(17)，所述输入端口阵列(5)位于所述输入二维液晶阵列组合(9)之前，包括M个输入端口，光信号从任一端口进入；所述输出端口阵列(17)位于所述输出二维液晶阵列组合(13)之后，包括N个输出端口，光信号从指定端口输出。

6.根据权利要求5所述的无阻塞的M×N波长选择开关，其特征在于，还包括输入光斑整形系统(6)和输出光斑变换系统(16)，所述输入光斑整形系统(6)位于所述输入端口阵列(5)与所述输入二维液晶阵列组合(9)之间，用于将光斑从圆形光斑变换为椭圆形光斑；所述输出光斑变换系统(16)位于所述输出二维液晶阵列组合(13)与所述输出端口阵列(17)之间，用于将光斑从椭圆形光斑变换为圆形光斑。

7.根据权利要求6所述的无阻塞的M×N波长选择开关，其特征在于，所述输入光斑整形系统(6)和所述输出光斑变换系统(16)为棱镜组合或柱透镜组合。

8.根据权利要求6所述的无阻塞的M×N波长选择开关，其特征在于，还包括输入衍射光栅(7)和输出衍射光栅(15)，所述输入衍射光栅(7)位于所述输入光斑整形系统(6)与所述输入二维液晶阵列组合(9)之间，用于将不同波长的光信号在空间展开；所述输出衍射光栅(15)位于所述输出二维液晶阵列组合(13)与所述输出光斑变换系统(16)之间，用于将不同波长的光信号在空间复用。

9.根据权利要求8所述的无阻塞的M×N波长选择开关，其特征在于，还包括输入会聚透镜(8)和输出会聚透镜(14)，所述输入会聚透镜(8)位于所述输入衍射光栅(7)与所述输入二维液晶阵列组合(9)之间，用于将不同波长光信号转换成平行光，其中，所述输入会聚透镜(8)包括M个球透镜，对应M个输入端口；所述输出会聚透镜(14)位于所述输出二维液晶阵列组合(13)与所述输出衍射光栅(15)之间，用于将平行的不同波长光信号变换为对应角度的不同波长光信号，其中，所述输出会聚透镜(14)包括N个球透镜，对应N个输出端口。