一种光交叉连接器制造技术

一种光交叉连接器，通过设置偏振分离装置(2)将各光束分离为第一偏振态和第二偏振态，偏振转换装置(3、5)对第二偏振态分量进行转换，LCOS光切换模块(4)对各第一偏振态和转换后处于第一偏振态的分量进行光路偏移，偏振转换装置(3、5)和偏振复合装置(6)还原各光束后输出。该光交叉连接器无摩擦损耗，稳定性高。

An optical cross connector

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种光交叉连接器
本专利技术实施例涉及光通信
，尤其涉及一种光交叉连接器。
技术介绍
随着光通信技术的发展和波分复用(WavelengthDivisionMultiplex，WDM)的规模应用，光网络节点设备的容量越来越大，对网络的生存性提出了更高的要求，光交叉连接(OpticalCross-connect，OXC)集传输与交换于一体，具有传输容量大、组网灵活、网络具有可扩展性和可重构性、易于升级、可透明传输各种格式的不同速率等级的信号，能够同时适应用户信号种类和服务种类不断增长的需求等诸多优点，是构成光传送网络(OpticalTransportNetwork，OTN)的重要节点设备。实现OXC的关键在于开发应用先进的光器件，特别是光交换器件和光波长转换器件。目前，业界已研制了多种可用于实现光交换的器件，在光开关方面有机械光开关、聚合物开关、半导体光开关、平面光波导光开关和微机械光开关(Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS)等，特别是MEMS光开关的技术发展很快。基于MEMS技术的OXC主要是利用微动微镜制作OXC光开关矩阵，微动微镜可以采用上下折叠方式、左右移动方式或旋转方式来实现开关的导通和断开功能。MEMS技术制作的光开关是将机械结构、微触动器和微光元件在集成同一衬底上。目前已经有基于二维(2D)和三维(3D)设计的MEMS光开关的商用产品。2D结构的MEMS光开关中的所有微反射镜和输入输出光纤位于同一平面上，通过静电致动器使微镜直立和倒下或以“跷跷板”的方式使微镜处于接通光路和弹出光路的工作方式来实现“开”和“关”的功能，2D结构控制简单但由于受光程和微镜面积的限制，交换端口数不能做得很大。在3D结构的MEMS光开关中，例如，如图1所示为一种基于MEMS的3DOXC光开关的结构示意图。所有微反射镜处于相向的两个平面上，通过改变每个微镜的不同位置来实现光路的切换，每个微反射镜至少需要输入光纤的数量可精确控制的可动位置，3D结构虽然可实现上千端口数的交换，但是，这种3DOXC结构在使用MEMS的机械结构来控制微反射镜的偏折角度时产生的摩擦力会导致芯片的稳定性较差。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种光交叉连接器，以克服现有技术采用机械机构控制微反射镜偏折角度方式中由于机械摩擦力导致的芯片稳定性差的问题。本专利技术实施例的第一方面提供一种光交叉连接器，所述光交叉连接器包括：光输入装置、偏振分离装置、第一偏振转换装置、硅基液晶LCOS光切换模块、第二偏振转换装置、偏振复合装置、光输出装置；所述光输入装置包括Z个输入端口，所述光输入装置用于将Z路第一光束集中的各个第一光束分别输入至所述偏振分离装置，所述第一光束集中的各个光束的传播光路不重合；所述光输出装置包括W个输出端口，所述光输出装置用于输出W路第二光束集，所述第二光束集中的各个第二光束的传播光路不重合；所述偏振分离装置，用于对所述第一光束集中的各个第一光束分别进行偏振分离，得到第三光束集和第四光束集，其中，所述第三光束集中的第X路第三光束为所述第一光束集中的第X路第一光束处于第一偏振态的光束分量，所述第四光束集中的第X路第四光束为所述第一光束集中的第X路第一光束处于第二偏振态的光束分量；还用于，将所述第三光束集中的各个第三光束分别输出至所述LCOS光切换模块，以及，将所述第四光束集中的各个第四光束分别输出至所述第一偏振态转换装置；所述第一偏振转换装置，用于对所述第四光束集中的各个第四光束进行偏振态转换，得到第五光束集，所述第五光束集中的各个第五光束处于第一偏振态；还用于，将所述第五光束集中的各个第五光束分别输出至所述LCOS光切换模块；所述LCOS光切换模块，用于根据预设的第一光路偏移参数集对各个所述第三光束进行光路偏移，得到第六光束集，并将所述第六光束集中的各个第六光束输出至偏振复合装置，其中，所述第一光路偏移参数集中的第X个偏移参数用于对第X个第三光束进行光路偏移，以使所述第X个第三光束偏移后沿所述第六光束集中第Y个第六光束的传播光路传播；所述LCOS光切换模块，还用于根据预设的第二光路偏移参数集对各个所述第五光束进行光路偏移，得到第七光束集，并将所述第七光束集中的各个第七光束输出至第二偏振转换装置，其中，所述第二光路偏移参数集中的第X个偏移参数用于对第X个第五光束进行光路偏移，以使所述第X个第五光束偏移后沿所述第七光束集中的第Y个第七个光束的传播光路传播，其中，所述第Y个第七光束经所述第二偏振转换装置转换后沿第八光束集中第Y个第八光束的传播光路传播；所述第二偏振转换装置，用于对所述第七光束集中的各个第七光束进行偏振态转换，得到所述第八光束集，所述第八光束集中的各个第八光束处于第二偏振态，其中，所述第七光束集中的第Y个第七光束的传播光路与所述第八光束集中的第Y个第八光束的传播光路对应；还用于，将所述第八光束集中的各个第八光束分别输出至所述偏振复合装置；所述偏振复合装置，用于对所述第六光束集和所述第八光束集中的各个光束进行偏振复合，得到所述第二光束集，其中，所述偏振复合装置分别对所述第六光束集中的第Y个第六光束和所述第八光束集中的第Y个第八光束进行偏振复合，得到第Y个第二光束，所述第Y个第六光束的传播光路和所述第Y个第八光束的传播光路满足，经过偏振复合后得到的光束沿所述第二光束集的第Y个第二光束的传播光路进行传播；还用于，将所述第二光束集中的各个第二光束分别输出至所述光输出装置；其中，X∈[1，Z]，Y∈[1，W]。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述LCOS光切换模块包括：第一LCOS光切换单元和第二LCOS光切换单元；所述第一LCOS光切换单元包括第一LCOS光切换子单元和第二LCOS光切换子单元，所述第二LCOS光切换单元包括第三LCOS光切换子单元和第四LCOS光切换子单元；所述第一LCOS光切换子单元，用于分别根据各个所述第三光束所属输入端口对应的第一偏折角度对各个所述第三光束的方向角偏折，以使经过偏折的各个所述第三光束分别输出至所述第三LCOS光切换子单元；所述第二LCOS光切换子单元，用于分别根据各个所述第五光束所属输入端口对应的第二偏折角度对各个所述第五光束的方向角偏折，以使经过偏折的各个所述第五光束分别输出至所述第四LCOS光切换子单元；所述第三LCOS光切换子单元，用于分别根据各个所述第三光束所属输入端口对应的第三偏折角度对经过偏折的各个所述第三光束的方向角偏折，以使经过偏折的各个所述第三光束分别输出至所述偏振复合装置；所述第四LCOS光切换子单元，用于分别根据各个第五光束所属输入端口对应的第四偏折角度对经过偏折的各个所述第五光束的方向角偏折，以使经过偏折的各个所述第五光束分别输出至所述第二偏振转换装置；其中，对于任一第X个输入端口，所述第X个输入端口对应的所述第一偏折角度和所述第三偏折角度根据所述第一光路偏移参数集中第X个偏移参数确定，所述第X个输入端口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光交叉连接器，其特征在于，所述光交叉连接器包括：/n光输入装置、偏振分离装置、第一偏振转换装置、硅基液晶LCOS光切换模块、第二偏振转换装置、偏振复合装置、光输出装置；/n所述光输入装置包括Z个输入端口，所述光输入装置用于将Z路第一光束集中的各个第一光束分别输入至所述偏振分离装置，所述第一光束集中的各个光束的传播光路不重合；所述光输出装置包括W个输出端口，所述光输出装置用于输出W路第二光束集，所述第二光束集中的各个第二光束的传播光路不重合；/n所述偏振分离装置，用于对所述第一光束集中的各个第一光束分别进行偏振分离，得到第三光束集和第四光束集，其中，所述第三光束集中的第X路第三光束为所述第一光束集中的第X路第一光束处于第一偏振态的光束分量，所述第四光束集中的第X路第四光束为所述第一光束集中的第X路第一光束处于第二偏振态的光束分量；还用于，将所述第三光束集中的各个第三光束分别输出至所述LCOS光切换模块，以及，将所述第四光束集中的各个第四光束分别输出至所述第一偏振态转换装置；/n所述第一偏振转换装置，用于对所述第四光束集中的各个第四光束进行偏振态转换，得到第五光束集，所述第五光束集中的各个第五光束处于第一偏振态；还用于，将所述第五光束集中的各个第五光束分别输出至所述LCOS光切换模块；/n所述LCOS光切换模块，用于根据预设的第一光路偏移参数集对各个所述第三光束进行光路偏移，得到第六光束集，并将所述第六光束集中的各个第六光束输出至偏振复合装置，其中，所述第一光路偏移参数集中的第X个偏移参数用于对第X个第三光束进行光路偏移，以使所述第X个第三光束偏移后沿所述第六光束集中第Y个第六光束的传播光路传播；/n所述LCOS光切换模块，还用于根据预设的第二光路偏移参数集对各个所述第五光束进行光路偏移，得到第七光束集，并将所述第七光束集中的各个第七光束输出至第二偏振转换装置，其中，所述第二光路偏移参数集中的第X个偏移参数用于对第X个第五光束进行光路偏移，以使所述第X个第五光束偏移后沿所述第七光束集中的第Y个第七光束的传播光路传播，其中，所述第Y个第七光束经所述第二偏振转换装置转换后沿第八光束集中第Y个第八光束的传播光路传播；/n所述第二偏振转换装置，用于对所述第七光束集中的各个第七光束进行偏振态转换，得到所述第八光束集，所述第八光束集中的各个第八光束处于第二偏振态，其中，所述第七光束集中的第Y个第七光束的传播光路与所述第八光束集中的第Y个第八光束的传播光路对应；还用于，将所述第八光束集中的各个第八光束分别输出至所述偏振复合装置；/n所述偏振复合装置，用于对所述第六光束集和所述第八光束集中的各个光束进行偏振复合，得到所述第二光束集，其中，所述偏振复合装置分别对所述第六光束集中的第Y个第六光束和所述第八光束集中的第Y个第八光束进行偏振复合，得到第Y个第二光束，所述第Y个第六光束的传播光路和所述第Y个第八光束的传播光路满足，经过偏振复合后得到的光束沿所述第二光束集的第Y个第二光束的传播光路进行传播；还用于，将所述第二光束集中的各个第二光束分别输出至所述光输出装置；/n其中，X∈[1，Z]，Y∈[1，W]。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光交叉连接器，其特征在于，所述光交叉连接器包括：
光输入装置、偏振分离装置、第一偏振转换装置、硅基液晶LCOS光切换模块、第二偏振转换装置、偏振复合装置、光输出装置；
所述光输入装置包括Z个输入端口，所述光输入装置用于将Z路第一光束集中的各个第一光束分别输入至所述偏振分离装置，所述第一光束集中的各个光束的传播光路不重合；所述光输出装置包括W个输出端口，所述光输出装置用于输出W路第二光束集，所述第二光束集中的各个第二光束的传播光路不重合；
所述偏振分离装置，用于对所述第一光束集中的各个第一光束分别进行偏振分离，得到第三光束集和第四光束集，其中，所述第三光束集中的第X路第三光束为所述第一光束集中的第X路第一光束处于第一偏振态的光束分量，所述第四光束集中的第X路第四光束为所述第一光束集中的第X路第一光束处于第二偏振态的光束分量；还用于，将所述第三光束集中的各个第三光束分别输出至所述LCOS光切换模块，以及，将所述第四光束集中的各个第四光束分别输出至所述第一偏振态转换装置；
所述第一偏振转换装置，用于对所述第四光束集中的各个第四光束进行偏振态转换，得到第五光束集，所述第五光束集中的各个第五光束处于第一偏振态；还用于，将所述第五光束集中的各个第五光束分别输出至所述LCOS光切换模块；
所述LCOS光切换模块，用于根据预设的第一光路偏移参数集对各个所述第三光束进行光路偏移，得到第六光束集，并将所述第六光束集中的各个第六光束输出至偏振复合装置，其中，所述第一光路偏移参数集中的第X个偏移参数用于对第X个第三光束进行光路偏移，以使所述第X个第三光束偏移后沿所述第六光束集中第Y个第六光束的传播光路传播；
所述LCOS光切换模块，还用于根据预设的第二光路偏移参数集对各个所述第五光束进行光路偏移，得到第七光束集，并将所述第七光束集中的各个第七光束输出至第二偏振转换装置，其中，所述第二光路偏移参数集中的第X个偏移参数用于对第X个第五光束进行光路偏移，以使所述第X个第五光束偏移后沿所述第七光束集中的第Y个第七光束的传播光路传播，其中，所述第Y个第七光束经所述第二偏振转换装置转换后沿第八光束集中第Y个第八光束的传播光路传播；
所述第二偏振转换装置，用于对所述第七光束集中的各个第七光束进行偏振态转换，得到所述第八光束集，所述第八光束集中的各个第八光束处于第二偏振态，其中，所述第七光束集中的第Y个第七光束的传播光路与所述第八光束集中的第Y个第八光束的传播光路对应；还用于，将所述第八光束集中的各个第八光束分别输出至所述偏振复合装置；
所述偏振复合装置，用于对所述第六光束集和所述第八光束集中的各个光束进行偏振复合，得到所述第二光束集，其中，所述偏振复合装置分别对所述第六光束集中的第Y个第六光束和所述第八光束集中的第Y个第八光束进行偏振复合，得到第Y个第二光束，所述第Y个第六光束的传播光路和所述第Y个第八光束的传播光路满足，经过偏振复合后得到的光束沿所述第二光束集的第Y个第二光束的传播光路进行传播；还用于，将所述第二光束集中的各个第二光束分别输出至所述光输出装置；
其中，X∈[1，Z]，Y∈[1，W]。


2.根据权利要求1所述的光交叉连接器，其特征在于，
所述LCOS光切换模块包括：第一LCOS光切换单元和第二LCOS光切换单元；所述第一LCOS光切换单元包括第一LCOS光切换子单元和第二LCOS光切换子单元，所述第二LCOS光切换单元包括第三LCOS光切换子单元和第四LCOS光切换子单元；
所述第一LCOS光切换子单元，用于分别根据各个所述第三光束所属输入端口对应的第一偏折角度对各个所述第三光束的方向角偏折，以使经过偏折的各个所述第三光束分别输出至所述第三LCOS光切换子单元；
所述第二LCOS光切换子单元，用于分别根据各个所述第五光束所属输入端口对应的第二偏折角度对各个所述第五光束的方向角偏折，以使经过偏折的各个所述第五光束分别输出至所述第四LCOS光切换子单元；
所述第三LCOS光切换子单元，用于分别根据各个所述第三光束所属输入端口对应的第三偏折角度对经过偏折的各个所述第三光束的方向角偏折，以使经过偏折的各个所述第三光束分别输出至所述偏振复合装置；
所述第四LCOS光切换子单元，用于分别根据各个第五光束所属输入端口对应的第四偏折角度对经过偏折的各个所述第五光束的方向角偏折，以使经过偏折的各个所述第五光束分别输出至所述第二偏振转换装置；
其中，对于任一第X个输入端口，所述第X个输入端口对应的所述第一偏折角度和所述第三偏折角度根据所述第一光路偏移参数集中第X个偏移参数确定，所述第X个输入端口对应的所述第二偏折角度和所述第四偏折角度根据所述第二光路偏移参数集中第X个偏移参数确定。


3.根据权利要求2所述的光交叉连接器，其特征在于，
所述偏振分离装置包括Z个偏振分离输入位置区、Z个第一偏振分离输出位置区和Z个第二偏振分离输出位置区，其中，第X个偏振分离输入位置区与第X个第一偏振分离输出位置区和第X个第二偏振分离输出位置区对应，所述偏振分离装置用于从所述第X个偏振分离输入位置区接收第X个第一光束，并通过所述第X个第一偏振分离输出位置区和所述第X个第二偏振分离输出位置区分别输出第X个第三光束和第X个第四光束；
所述偏振复合装置包括Z个第一偏振复合输入位置区、Z个第二偏振复合输入位置区和Z个偏振复合输出位置区，其中，第Y个偏振复合输出位置区与第Y个第一偏振复合输入位置区和第Y个第二偏振复合输入位置区对应，所述偏振复合装置用于分别从所述第Y个第一偏振复合输入位置区和所述第Y个第二偏振复合输入位置区接收第Y个第六光束和第Y个第八光束，并通过所述第Y个偏振复合输出位置区输出复合后的第Y个第二光束；
所述第一偏振转换装置和所述第二偏振转换装置包括Z个转换位置区；所述第一LCOS光切换子单元、所述第二LCOS光切换子单元、所述第三LCOS光切换子单元和所述第四LCOS光切换子单元分别包括Z个偏折位置区；
所述光输入装置的第X个输出端口输出的第X个第一光束与第X个偏振分离输入位置区对应；
第X个第一偏振分离输出位置区与所述第一LCOS光切换子单元的第X个偏折位置区对应；第X个第二偏振分离输出位置区与所述第一偏振转换装置的第X个转换位置区对应；
所述第一偏振转换装置的第X个转换位置区输出的第X个第五光束与所述第二LCOS光切换子单元的第X个偏折位置区对应；
根据所述第一光路偏移参数集的第X个偏移参数确定的第X个第一偏折角度用于使得所述第一LCOS光切换子单元的第X个偏折位置区输出的经过偏折的第X个第三光束与所述第三LCOS光切换子单元的第Y个偏折位置区对应；
根据所述第二光路偏移参数集的第X个偏移参数确定的第X个第二偏折角度用于使得所述第二LCOS光切换子单元的第X个偏折位置区输出的经过偏折的第X个第五光束与所述第四LCOS光切换子单元的第Y个偏折位置区对应；
根据所述第一光路偏移参数集的第X个偏移参数确定的第X个第三偏折角度用于使得所述第三LCOS光切换子单元的第Y个偏折位置区输出的第Y个第六光束与第Y个第一偏振复合输入位置区对应；
根据所述第二光路偏移参数集的第X个偏移参数确定的第X个第四偏折角度用于使得所述第四LCOS光切换子单元的第Y个偏折位置区输出的第Y个第七光束与所述第二偏振转换装置的第Y个转换位置区对应；
所述第二偏振转换装置的第Y个转换位置区输出的第Y个第八光束与第Y个第二偏振复合输入位置区对应；
第Y个偏振复合输出位置区输出的第二光束与所述光输出装置的第Y个输出端口对应；
其中，W等于Z。


4.根据权利要求3所述的光交叉连接器，其特征在于，
所述光输入装置的各个输入端口的输入方向沿第一方向角平行设置；所述光输出装置上的各个输出端口的输出方向沿第二方向角平行设置；所述第一方向角与所述第二方向角相同；所述第一光束集中的Z路第一光束的排列为P行Q列的光束阵列，所述第二光束集中的Z路第二光束的排列为P行Q列的光束阵列，且所述第一光束集中各第一光束的行间距、所述第一光束集中各第一光束的列间距、所述第二光束集中各第二光束的行间距和所述第二光束集中各第二光束的列间距相等；所述第一光束集的光路延伸方向和所述第二光束集的光路延伸方向平行；
所述偏振分离装置的Z个偏振分离输入位置区排列为P行Q列的阵列，第i行第j列的偏振分离输入位置区位于第i行第j列的第一光束的延伸光路上，所述偏振复合装置的Z个偏振复合输出位置区排列为P行Q列的阵列，第m行第n列的偏振复合输出位置区位于向第m行第n列的输出端口输出的第二光束的延伸光路上；
所述第一LCOS光切换子单元的各个偏折位置区和所述第二LCOS光切换子单元的各个偏折位置区位于第一平面内，所述第一平面与所述第一方向角之间的水平夹角和垂直夹角分别为第一水平偏向角和第一垂直偏向角，所述第一水平偏向角和所述第一垂直偏向角根据所述第一方向角和所述第二方向角以及所述光输入装置和所述光输出装置之间的相对位置确定；
所述第一LCOS光切换子单元的各个偏折位置区和所述第二LCOS光切换子单元的各个偏折位置区的偏折作用面面向所述偏振分离装置设置，所述第一LCOS光切换子单元的第i行第j列的偏折位置区位于第i行第j列的偏振分离输入位置区对应的第一偏振分离输出位置区输出光束的延伸光路上，所述第二LCOS光切换子单元的第i行第j列的偏折位置区位于第i行第j列的偏振分离输入位置区对应的第二偏振分离输出位置区的输出光束的延伸光路上；
所述第三LCOS光切换子单元的各个偏折位置区和所述第四LCOS光切换子单元的各个偏折位置区位于第二平面内；所述第二平面为经过偏折后的所述第三光束集中的第三光束的各个延伸光路与所述第二光束集中的第二光束的各个延伸光路的各个交点所确定的平面，其中，经过偏折的第Y路第三光束的延伸光路与第Y路第二光束的延伸光路相交；
所述第三LCOS光切换子单元的各个偏折位置区和所述第四LCOS光切换子单元的各个偏折位置区的偏折作用面面向所述偏振复合装置设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫云飞，赵晗，冯志勇，宗良佳，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44