[实用新型]一种基于偏振分束双衍射光栅的多端口波长选择开关

摘要

本实用新型公开了一种基于偏振分束双衍射光栅的多端口波长选择开关。本实用新型通过在光学系统中增加偏振分束组合和双透射式相位衍射光栅，将偏振态的处理与端口数的扩展分开到两个独立的方向上，解决了偏振处理对WSS输出端口数的制约，有效拓展了一维单模光纤阵列的最大允许宽度，从而彻底消除了偏振转换处理对波长选择开关可容纳光纤端口数量的限制作用，并实现波长选择开关中输出光纤端口数量的大幅提升，并在硅基液晶光学指向范围十分有限的情况下，可以实现波长选择开关端口数量的大幅增加；本实用新型的器件结构简单、易于制作、成本低廉、可以实现输出端口数量的大幅度提升。 1

主权项

1.一种基于偏振分束双衍射光栅的多端口波长选择开关，其特征在于，所述多端口波长选择开关包括：一维单模光纤阵列、微透镜阵列、双胶合透镜、偏振分束组合、第一透射式相位衍射光栅、第二透射式相位衍射光栅、柱面镜、液晶空间光调制器以及液晶图形加载控制系统；其中，光路的传播方向沿z轴，沿着光路的传播方向依次放置一维单模光纤阵列、微透镜阵列、双胶合透镜、偏振分束组合、第一透射式相位衍射光栅、第二透射式相位衍射光栅、柱面镜和液晶空间光调制器；所述一维单模光纤阵列包括沿y轴一维排列的多个光纤端口，光纤端口的方向沿z轴，一维单模光纤阵列的中心为输入光纤端口，除中心以外的其余光纤端口均为输出光纤端口；所述微透镜阵列包括多个微透镜，每一个微透镜与一维单模光纤阵列中的光纤端口严格对准并一一对应；所述微透镜阵列与液晶空间光调制器分别位于双胶合透镜两侧的焦平面上；所述第一和第二透射式相位衍射光栅与液晶空间光调制器分别位于柱面镜两侧的焦平面上；所述双胶合透镜的后焦面与柱面镜的后焦面相重合；所述一维单模光纤阵列的输入光纤端口、双胶合透镜和柱面镜共轴；所述液晶空间光调制器连接至液晶图形加载控制系统；所述第一和第二透射式相位衍射光栅的结构完全相同，沿z轴摆放，二者具有距离差。

2.如权利要求1所述的多端口波长选择开关，其特征在于，所述偏振分束组合采用偏振分束棱镜、光路转换镜和半波片的组合；其中，沿光轴方向在偏振分束棱镜前设置半波片，在与光轴垂直的方向位于偏振分束棱镜之上设置光路转换镜。

3.如权利要求2所述的多端口波长选择开关，其特征在于，所述光路转换镜采用反射镜或直角棱镜。

4.如权利要求1所述的多端口波长选择开关，其特征在于，所述偏振分束组合采用双折射晶体和半波片的组合。

5.如权利要求1所述的多端口波长选择开关，其特征在于，所述双胶合透镜采用双胶合光学傅里叶变换透镜。

6.如权利要求1所述的多端口波长选择开关，其特征在于，所述液晶空间光调制器采用硅基液晶LCoS，LCoS的表面为二维像素阵列；通过液晶图形加载控制系统在像素上加载灰度图形，从而形成相位全息光栅。

7.如权利要求1所述的多端口波长选择开关，其特征在于，所述第一和第二透射式相位衍射光栅的结构完全相同，光束的入射角与衍射角与光栅上的刻线数有关，折叠光路。