一种抑制波长选择开关瞬态串扰的方法和装置

技术领域

发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种抑制波长选择开关瞬态串扰的方法和装置。

背景技术

随着波分系统的发展，人们对系统的灵活性要求也越来越高，波长选择开关(Wavelength Selective Switch，简称WSS)具有任意端口波长任意上下的功能，能实现任意波长或者波长组合在任意输出端口衰减、切换或阻塞的光器件，加之其精准的光功率衰减控制功能，目前已经成为了可重构光分插复用器(Reconfigurable Optical Add-DropMultiplexer，简称ROADM)系统的关键器件，在智能光网络中获得了广泛的使用。

波长选择开关由基础的光学耦合元件和核心的光学芯片组成，目前核心的光学芯片基本都开始采用LCoS芯片(Liquid Crystal on Silicon，液晶附硅，也称硅基液晶)，现有技术中，波长选择开关在实现端口切换过程中主要采取直接切换的方式，即直接将将初始端口直接切换至目标端口，在较短时间内，将初始端口直接的相位分布图瞬间切换至目标端口的相位分布图，这种直接切换方式，导致的所不期望的特征是存在瞬态串扰，这种瞬态串扰较高，且对其他对其他非目标端口影响较大，更有甚者，还可能会导致正常工作的其他非目标端口信号的误识别，进一步导致数据传输的丢失、中断或者传输错误。

鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决上述技术问题，是本技术领域待解决的难题。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：

本发明针对传统的波长选择开关直接切换端口(将初始端口的相位分布图直接切换至目标端口的相位分布图)的方式，从而导致的波长选择开关瞬态串扰较高、对其他非目标端口影响较大的问题提供一种解决方案。

为了解决上述技术问题：

第一方面，本发明提供一种抑制波长选择开关瞬态串扰的装置，包括：

波长选择开关，所述波长选择开关设有初始端口和目标端口，光束依次从所述初始端口射入和所述目标端口射出；

相位调节器，所述相位调节器和所述波长选择开关电气连接，所述相位调节器用于调整所述初始端口的相位分布图和所述目标端口的相位分布图；

其中，通过梯度调整所述相位调节器，将所述初始端口的相位分布图切换成目标端口的相位分布图，进而抑制所述波长选择开关切换过程中的瞬态串扰。

优选的，所述波长选择开关包括至少三个准直器201，所述至少三个准直器201呈阵列分布；其中，所述至少三个准直器201，具体包括：

至少一个准直器201作为初始端口，光束从初所述始端口射入；

至少两个准直器201做为目标端口，光束分别从所述目标端口射出。

优选的，所述光束包括至少两种波长的光，其中，所述至少两种波长的光同时经由所述至少一个准直器201射入，并分别经由所述至少两个准直器201射出。

优选的，所述波长选择开关还包括LCoS芯片210，所述LCoS芯片210与所述至少三个准直器201耦合连接，所述LCoS芯片210分别改变所述至少两种波长的光的传输方向，并分别将所述至少两种波长的光划分为入射光和出射光；其中，

所述通过梯度调整所述相位调节器，将所述初始端口的相位分布图切换成目标端口的相位分布图，具体通过所述相位调节器控制LCoS芯片210来实现。

优选的，所述波长选择开关还包括光栅205，所述光栅205位于所述至少三个准直器201和所述LCoS芯片210之间，并分别与所述至少三个准直器201和所述LCoS芯片210耦合连接；其中，所述光栅205分别将所述至少两种波长的光进行衍射和分光，并形成与所述至少两种波长的光相对应的光斑，所述光斑分别覆盖于所述LCoS芯片210表面不同的区域。

优选的，所述波长选择开关还包括起偏器202，所述起偏器202位于所述至少三个准直器201与所述光栅205之间，并分别与所述至少三个准直器201和所述光栅205耦合连接；其中，所述起偏器202将经由所述至少一个准直器201的所述入射光分成两路相互垂直的线偏振光后分别输入到所述光栅205中，并将经由所述光栅205的所述出射光合成一路光分别输出到所述至少二个准直器201中。

优选的，所述波长选择开关还包括半波片，所述半波片设于所述入射光和所述出射光的光路上，所述半波片位于所述起偏器202与所述光栅205之间，并分别与所述起偏器202和所述光栅205耦合连接；其中，所述半波片与所述起偏器202配合，使得经由所述光栅205的所述两路相互垂直的线偏振光相互平行。

优选的，所述波长选择开关还包括第一横向扩束柱透镜203、第二横向扩束柱透镜204、纵向切换柱透镜206和横向聚焦柱透镜207，所述第一横向扩束柱透镜203与所述第二横向扩束柱透镜204耦合连接，述纵向切换柱透镜206与所述横向聚焦柱透镜207耦合连接；其中，

所述第一横向扩束柱透镜203和所述第二横向扩束柱透镜204依次设于所述入射光的光路上，并位于所述起偏器202与所述光栅205之间，所述第一横向扩束柱透镜203和所述第二横向扩束柱透镜204分别与所述起偏器202和所述光栅205耦合连接；

所述纵向切换柱透镜206和所述横向聚焦柱透镜207依次设于所述出射光的光路上，并位于所述光栅205和所述LCoS芯片210之间，所述纵向切换柱透镜206和所述横向聚焦柱透镜207分别与所述光栅205和所述LCoS芯片210耦合连接。

第二方面，本发明提供一种抑制波长选择开关瞬态串扰的方法，方法包括：

分别获取波长选择开关的初始端口的相位分布图和目标端口的相位分布图；

预设一定数量的渐变相位分布图于所述初始端口的相位分布图和所述目标端口的相位分布图之间；

利用所述渐变相位分布图，将所述初始端口的相位分布图切换至所述目标端口的相位分布图，进而完成所述波长选择开关的端口切换。

优选的，所述利用所述渐变相位分布图，将所述初始端口的相位分布图切换至所述目标端口的相位分布图，方法具体包括：

获取所述初始端口的相位分布图的一个周期的闪耀光栅的像素个数；

依照所述渐变相位分布图，每次梯度调整所述初始端口的相位分布图的一个周期的闪耀光栅的像素个数，直至将所述初始端口的相位分布图切换至所述目标端口的相位分布图；

通过每次梯度调整所述初始端口的相位分布图的一个周期的闪耀光栅的像素个数，减小每次所述初始端口的相位分布图的变换幅度，进而抑制所述波长选择开关切换过程中的瞬态串扰。

本发明所采取的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：

相较于传统的波长选择开关直接进行相位图切换的方式，本发明通过采用一定数量的多幅渐变相位分布图，平缓的将波长选择开关的初始端口的相位分布图切换至目标端口的相位分布图，抑制了波长选择开关在切换过程所形成的瞬态串扰，切换过程中，有效的降低了对其他非目标端口的影响，从而保证了波长选择开关整体的工作性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例1提供的一种抑制波长选择开关瞬态串扰的装置结构图；

图2是本发明实施例1提供的一种基于LCoS芯片的波长选择开关结构示意图；

图3是本发明实施例1提供的一种基于LCoS芯片的波长选择开关结构示意图；

图4是本发明实施例1提供的一种基于LCoS芯片的波长选择开关结构示意图；

图5是本发明实施例1提供的一种LCoS芯片表面波长分布示意图；

图6是本发明实施例1提供的一种基于LCoS芯片的波长选择开关的初始端口的相位分布图；

图7是本发明实施例1提供的一种基于LCoS芯片的波长选择开关的目标端口的相位分布图；

图8是本发明实施例1提供的一种基于LCoS芯片的波长选择开关的端口切换过程中的渐变相位分布图；

图9是本发明实施例1提供的一种基于LCoS芯片的波长选择开关的端口切换过程中的渐变相位分布图；

图10是本发明实施例1提供的一种基于LCoS芯片的波长选择开关的端口切换过程中的渐变相位分布图；

图11是本发明实施例1提供的一种基于LCoS芯片的波长选择开关的端口直接切换的瞬态串扰图；

图12是本发明实施例1提供的一种基于LCoS芯片的波长选择开关的端口梯度切换的瞬态串扰图；

图13是本发明实施例2提供的一种基于LCoS芯片的波长选择开关切换图；

图14是本发明实施例2提供的一种基于LCoS芯片的波长选择开关切换图；

图15是本发明实施例2提供的一种抑制波长选择开关瞬态串扰的方法流程示意图；

图16是本发明实施例2提供的一种抑制波长选择开关瞬态串扰的方法流程示意图。

在附图中，相同的附图标记用来表示相同的部件或结构，其中：

101-波长选择开关，102-相位调节器；

201-准直器；202-起偏器；203-第一横向扩束柱透镜；204-第二横向扩束柱透镜；205-光栅；206-纵向切换柱透镜；207-横向聚焦柱透镜；210-LCoS芯片；

301-LCoS芯片初始端口相位分布图；302-310-LCoS芯片梯度切换相位分布图；311-LCoS芯片目标端口相位分布图；

401-波长选择开关端口直接切换的瞬态串扰图；402-波长选择开关端口梯度切换的瞬态串扰图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1：

为了解决现有技术中的波长选择开关直接切换端口的方式，从而导致的波长选择开关瞬态串扰较高、对其他非目标端口影响较大的问题，本实施例1提供一种抑制波长选择开关瞬态串扰的装置，如图1所示，包括：波长选择开关101和相位调节器102，所述相位调节器102和所述波长选择开关101电气连接，所述波长选择开关101设有初始端口和目标端口，光束依次从所述初始端口射入和所述目标端口射出，所述波长选择开关101采用自由空间光交换技术，可以支持更高的维度，集成的部件较多，是发展迅速的ROADM子系统技术，基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)光学平台，所述波长选择开关101具有频带宽、色散低，并且同时支持10/40Gbit/s光信号的特点和内在的基于端口的波长定义特性，通常包括1×N和N×1两种形式(其中，N≥2)，随着光通信技术的发展，市面上也陆续出现了一些M×N形式(其中，M≥2，N≥2)的波长选择开关，在本实施例中，所述波长选择开关101主要是以1×N形式为例进行说明的，所述初始端口，可以理解为切换之前的端口或者待切换的端口，所述目标端口，则可以理解为切换之后的端口或者切换完成之后的端口；所述相位调节器102用于调整所述初始端口的相位分布图和所述目标端口的相位分布图；所述相位调节器102，是使光的相位按一定规律变化的光调整器件，在外加电场作用下，所述相位调节器102折射率的改变与外加电场强度成正比关系的效应，基于线性的电光效应，使得有效折射率与外部加载的电压成线性变化，所述相位分布图，是指光波在特定的时刻在它循环中所处的位置分布图，一种该光波是否在波峰、波谷或它们之间的某个时刻点的标度，光在传输介质中传输时，在一定的入射角度下，以不间断的反射方式进行传输，当光波以周期的方式变化时，当光波的波形循环一个周期时，对应的角度为360°，也即对应的弧度为2π，所述串扰，是指两条信号线之间的耦合、信号线之间的互感和互容引起线上的噪声，是一个信号对另外一个信号耦合所产生的一种不受欢迎的能量值，容性耦合引发耦合电流，而感性耦合引发耦合电压，所述串扰的单位为分贝(dB)，具体的，一个信号在传输通道上传输时，因电磁耦合而对相邻的传输线产生不期望的影响，在被干扰信号表现为被注入了一定的耦合电压或耦合电流，过大的串扰可能引起电路的误触发，进一步导致数据传输的丢失、中断或者传输错误等问题，导致所述波长选择开关101无法正常工作，所述瞬态串扰，相对于上述串扰生成过程来说，因其作用时间短、功率能量大、破坏能力强，若不加控制，将可能对一个系统的正常工作性能造成致命影响，突变的相位幅度越大，所述瞬态串扰就越强，所述波长选择开关101切换过程中的瞬态串扰，则指因所述波长选择开关101在其各个端口之间进行切换操作时导致的信号的突变，例如，初始端口和目标端口的切换时，对非目标端口产生的一个瞬态光功率干扰，每次切换过程即为信号的突变过程，如图11所示，是所述波长选择开关101以直接的方式进行相位图切换时的瞬态串扰图，存在一个在-45dB至-15dB之间的跨度大小约为30dB的一个瞬态串扰；为了实现对所述波长选择开关101切换过程中的瞬态串扰进行抑制，通过梯度调整所述相位调节器102，将所述初始端口的相位分布图切换成目标端口的相位分布图，进而抑制所述波长选择开关101切换过程中的瞬态串扰；所述梯度调整所述相位调节器102，是指将所述初始端口(如图6所示)的相位分布图以一种相对平缓的方式(如图8-图10所示)切换成目标端口(如图7所示)的相位分布图，这样，不会因为切换过程中的相位分布图的突变幅度过大，从而导致较高的瞬态串扰，进而抑制了所述波长选择开关101切换过程中的瞬态串扰，如图12所示，是所述波长选择开关101以梯度渐变的方式进行相位图切换时的瞬态串扰图，瞬态串扰基本处于-45dB至-35dB之间，跨度大小约为10dB，可以看出，以梯度渐变的方式进行相位图切换时的瞬态串扰相比较于以直接的方式进行相位图切换时的瞬态串扰要小得多。

下文内容将结合具体的结构特征，对本实施例中基于LCoS芯片的波长选择开关的内部构造进行说明，为便于说明，先进行如下约定：如图2-图4所示，将光束的传播方向定义为z方向(z轴向)，将所述准直器201的排列方向定义为y方向(y轴向)，下文描述时，可将y方向描述为端口切换方向或者纵向，x方向则为垂直于yz平面的方向(x轴向)，下文描述时，可将x方向描述为波长分布方向或者横向。

为了实现将光纤中的光束传输到所述波长选择开关101中，或者将光束通过所述波长选择开关101传输到光纤中，在本实施例中，所述波长选择开关101包括至少三个准直器201，所述至少三个准直器201呈阵列分布；其中，所述至少三个准直器201，具体包括：至少一个准直器201作为初始端口，光束从初所述始端口射入；至少两个准直器201做为目标端口，光束分别从所述目标端口射出，所述准直器201，属于光纤通信光器件的用于输入输出的一个光学元件，能使从光纤中出来的光束准直的一种器件,或者将准直后的光束发射到光纤中，具有保护光源不受周围环境影响的优点，通过前置的类似凸透镜变成平行光束(即高斯光束)，它的作用是使光束最大效率的耦合进入所述波长选择开关101中，作为一种具体实现方式，将所述准直器201直接与裸光纤接触，并永久固定在所述裸光纤上，从而提升光束在传输过程中的稳定性；与之相对应的，所述光束包括至少两种波长的光，其中，所述至少两种波长的光同时经由所述至少一个准直器201射入，并分别经由所述至少两个准直器201射出。需要说明的是，在本实施例中及其附图中，是以所述准直器201为四个，如此同时，所述光束包括三种波长的光(λ1、λ2、λ3)为例进行说明的，如图2-图4所示，四个所述准直器201沿y轴向整列分布，其中一个准直器201为作为初始端口，其中另外三个准直器201分别作为目标端口，所述三种波长的光同时经由一个准直器201射入，并分别经由另外三个准直器201射出。

在本实施例中，所述波长选择开关101是一种基于LCoS芯片的波长选择开关，为了实现所述通过梯度调整所述相位调节器102，将所述初始端口的相位分布图切换成目标端口的相位分布图，如图2-图4所示，所述波长选择开关101还包括LCoS芯片210，所述LCoS芯片210与所述至少三个准直器201耦合连接，所述LCoS芯片210分别改变所述至少两种波长的光的传输方向，并分别将所述至少两种波长的光划分为入射光和出射光；所述LCoS，是一种基于反射模式，尺寸非常小的矩阵液晶显示装置，这种矩阵采用CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)技术在硅芯片上加工制作而成，从而达到更大的光输出和更高的分辨率，光利用效率可达40％以上，LCoS面板最大的特色在于下基板的材质是单晶硅，因此拥有良好的电子移动率，而且单晶硅可形成较细的线路，与现有的LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)及DLP(Digital Light Processing，数字光处理)投影面板相比较，LCoS是一种更容易达到高解析度的新型投影技术，其中，所述通过梯度调整所述相位调节器102，将所述初始端口的相位分布图切换成目标端口的相位分布图，具体通过所述相位调节器102控制LCoS芯片210来实现，具体实现方式为，将所述相位调节器102与所述LCoS芯片210电气连接，通过调整所述相位调节器102，进而触发对所述LCoS芯片210的控制，进而实现将所述初始端口的相位分布图切换成目标端口的相位分布图。

为实现将不同波长的光束分开，在本实施例中，如图2-图4所示，所述波长选择开关101还包括光栅205，所述光栅205位于所述至少三个准直器201和所述LCoS芯片210之间，并分别与所述至少三个准直器201和所述LCoS芯片210耦合连接；其中，所述光栅205分别将所述至少两种波长的光进行衍射和分光，并形成与所述至少两种波长的光相对应的光斑，所述光斑分别覆盖于所述LCoS芯片210表面不同的区域，所述光栅205，是由大量等宽等间距的平行狭缝构成的能产生衍射现象的光学器件，精制的光栅，在1cm宽度内刻有几千条乃至上万条刻痕，经过所述光栅205的光束会形成光斑，通过光栅上的周期性结构将不同波长的光分开，根据光束在光栅中是透射还是反射分为透射光栅和反射光栅，在本实施例中，所应用的所述光栅205主要为反射光栅，进一步的，将所述光栅205刻划成锯齿形的线槽断面，光栅的光能量便集中在预定的方向上，使得光能量从零级光斑转移到某一级光斑上，从这个预定的方向探测时，光谱的强度最大，也即构成了闪耀光栅，具体的，如图5所示，三种不同波长的光(λ1、λ2、λ3)，在所述光栅205的作用下，分别形成与三种不同波长的光(λ1、λ2、λ3)一一相对应的光斑，所述光斑分别投影到所述LCoS芯片210的表面不同的区域，而所述LCoS芯片210的表面由均匀分布的像素矩阵构成，所述矩阵中的每一格代表一个像素，三种不同波长的光(λ1、λ2、λ3)在y轴向上分别覆盖多个像素，这些像素的组合分别投影到所述LCoS芯片210的表面，即在所述LCoS芯片210的表面形成了各自对应的闪耀光栅。

在本实施例中，为了形成想要的闪耀光栅，上述每一个像素的相位都在0～2π的周期内是可调的，将上述多个像素按照相位分布图的排列规则来确定相位，进而形成想要的闪耀光栅。

为实现将所述不同波长的光束变成两束，并使得所述不同波长的光束在不同的光路上的传输，以便于形成较大的光斑，同时便于后续对所述不同波长的光束的光路进行调整，在本实施例中，如图2-图4所示，所述波长选择开关101还包括起偏器202，所述起偏器202位于所述至少三个准直器201与所述光栅205之间，并分别与所述至少三个准直器201和所述光栅205耦合连接；其中，所述起偏器202将经由所述至少一个准直器201的所述入射光分成两路相互垂直的线偏振光后分别输入到所述光栅205中，并将经由所述光栅205的所述出射光合成一路光分别输出到所述至少二个准直器201中，所述起偏器202，是一种使非偏振光转换为偏振光的器件，有线偏振起偏器与圆偏振起偏器之分，圆偏振起偏器的作用是使输入的光信号转换为圆偏振光输出，而线偏振起偏器的作用是使输入的光信号转换为线偏振光输出，根据线偏振起偏器的实现原理的不同，线偏振起偏器又可以分为吸收型线偏振起偏器和分光型线偏振起偏器，分光型线偏振起偏器是利用双折射晶体，例如，使用尼克尔棱镜或沃拉斯顿棱镜，使输入光信号分成两束光，且至少一束为线偏振光，另一束为线偏振光或部分偏振光，吸收型线偏振起偏器是使用偏振片，将与偏振片透光轴方向不一致的偏振光吸收掉，而透射与偏振片透光轴方向相同的偏振光，在本实施例中，所述起偏器202，优选使用分光型线偏振起偏器，通过所述偏器202的应用，实现了将所述不同波长的光束变成两束，实现了所述不同波长的光束在不同的光路上的传输；进一步的，为了对所述不同波长的光束进行更好的传输和利用，为一种优选的配合方式，所述波长选择开关101还包括半波片，所述半波片设于所述入射光和所述出射光的光路上，所述半波片位于所述起偏器202与所述光栅205之间，并分别与所述起偏器202和所述光栅205耦合连接；其中，所述半波片与所述起偏器202配合，使得经由所述光栅205的所述两路相互垂直的线偏振光相互平行，所述半波片也为具有一定厚度的双折射晶体，当法向入射的光透过时，寻常光和非常光之间的相位差等于π或其奇数倍，这样的晶片称为二分之一波片，也称半波片，所述半波片可以对上述其中一个偏振光的传输方向进行旋转，进而实现经由所述光栅205的所述两路相互垂直的线偏振光由相互垂直变为相互平行，在本实施例中，所述半波片优选为45°半波片。

为了确保上述光学器件的功能得以实现，在光束传输方向上，所述波长选择开关101内部还分别耦合有不同功能的光学透镜，在本实施例中，如图2-图4所示，所述波长选择开关101还包括第一横向扩束柱透镜203、第二横向扩束柱透镜204、纵向切换柱透镜206和横向聚焦柱透镜207，所述第一横向扩束柱透镜203与所述第二横向扩束柱透镜204耦合连接，述纵向切换柱透镜206与所述横向聚焦柱透镜207耦合连接，实际应用过程中，上述各柱透镜根据实际应用需要分布于光束的传输方向上，其中，所述第一横向扩束柱透镜203和所述第二横向扩束柱透镜204依次设于所述入射光的光路上，并位于所述起偏器202与所述光栅205之间，所述第一横向扩束柱透镜203和所述第二横向扩束柱透镜204分别与所述起偏器202和所述光栅205耦合连接；所述纵向切换柱透镜206和所述横向聚焦柱透镜207依次设于所述出射光的光路上，并位于所述光栅205和所述LCoS芯片210之间，所述纵向切换柱透镜206和所述横向聚焦柱透镜207分别与所述光栅205和所述LCoS芯片210耦合连接。

下文内容将结合具体的光束传输线路，对本实施例中基于LCoS芯片的波长选择开关的实现原理进行说明，如图2所示，为所述波长选择开关101的三维光路图。

具体的，在y轴向上，如图3所示，当所述入射光(λ1、λ2、λ3)经由所述准直器201准直后，经由所述起偏器202分成两路偏振态呈互相垂直的线偏振光(沿x方向的0°线偏振光和沿y方向的90°线偏振光)，其中y方向的90°线偏振光经45°所述半波片后，偏振态旋转90°，变为沿x方向的0°线偏振光，两束偏振态互相垂直的线偏振光变为相互平行的线偏振光，即两束线偏振光偏振态一致，再经由所述纵向切换透镜206后，所述入射光(λ1、λ2、λ3)聚焦在所述LCoS芯片210上。在y轴向上，所述入射光(λ1、λ2、λ3)彼此不分开，共用不同的光路。所述入射光(λ1、λ2、λ3)经由所述LCoS芯片210后，被所述LCoS芯片210反射改变极性，所述入射光(λ1、λ2、λ3)被转化为所述出射光(λ1、λ2、λ3)，所述出射光(λ1、λ2、λ3)的光路与所述入射光(λ1、λ2、λ3)在y轴向上的方向相反。

具体的，在x轴向上，如图4所示，当所述入射光(λ1、λ2、λ3)经由所述准直器201准直后，分别经由所述第一横向扩束柱透镜203扩束和所述第二横向扩束柱透镜204扩束，再经由所述光栅205衍射和分光后，不同波长的光束彼此分开，经由所述横向聚焦柱透镜207将不同波长的光束聚焦到所述LCoS芯片210的不同区域上，如图5所示，依据自身的波长的不同，不同波长的光束分别对应所述LCoS芯片210表面上不同区域。在x轴向上，所述入射光(λ1、λ2、λ3)彼此分开。所述入射光(λ1、λ2、λ3)经由所述LCoS芯片210后，被所述LCoS芯片210反射改变极性，所述入射光(λ1、λ2、λ3)被转化为所述出射光(λ1、λ2、λ3)，所述出射光(λ1、λ2、λ3)的光路与所述入射光(λ1、λ2、λ3)在x轴向上的方向相反。

本实施例1提供一种抑制波长选择开关瞬态串扰的装置，通过波长选择开关内部的光学器件的结构设计，配合使用相位调节器，平缓的完成波长选择开关的端口切换，有效抑制了波长选择开关在切换过程所形成的瞬态串扰。

实施例2：

为了解决现有技术中的波长选择开关直接切换端口的方式，从而导致的波长选择开关瞬态串扰较高、对其他非目标端口影响较大的问题，在基于实施例1相同的技术构思下，本实施2提供一种抑制波长选择开关瞬态串扰的方法，该方法使用实施例1所述的抑制波长选择开关瞬态串扰的装置，包括：

S10，分别获取波长选择开关的初始端口的相位分布图和目标端口的相位分布图。

其中，所述波长选择开关101包括准直器201、起偏器202、第一横向扩束柱透镜203、第二横向扩束柱透镜204、光栅205、纵向切换柱透镜206、横向聚焦柱透镜207和LCoS芯片210，所述准直器201、所述起偏器202、所述第一横向扩束柱透镜203、所述第二横向扩束柱透镜204、所述光栅205、所述纵向切换柱透镜206、所述横向聚焦柱透镜207和所述LCoS芯片210的耦合连接关系及其沿光路方向的设置状态如实施例1所述。

所述相位分布图，是指光波在特定的时刻在它循环中所处的位置分布图，一种该光波是否在波峰、波谷或它们之间的某个时刻点的标度，光在传输介质中传输时，在一定的入射角度下，以不间断的反射方式进行传输，当光波以周期的方式变化时，当光波的波形循环一个周期时，对应的角度为360°，也即对应的弧度为2π。如图6和图7所示，分别为所述初始端口的相位分布图和所述目标端口的相位分布图的示意图。

S20，预设一定数量的渐变相位分布图于所述初始端口的相位分布图和所述目标端口的相位分布图之间。

其中，所述渐变相位分布图，通过所述相位调节器102，将所述初始端口的相位分布图切换成目标端口的相位分布图，具体通过所述相位调节器102控制LCoS芯片210来实现，具体实现方式为，将所述相位调节器102与所述LCoS芯片210电气连接，通过调整所述相位调节器102，进而触发对所述LCoS芯片210的控制，从而实现将所述初始端口的相位分布图切换成目标端口的相位分布图。如图8-图10所示，分别为所述渐变相位分布图的渐变过程的示意图。

S30，利用所述渐变相位分布图，将所述初始端口的相位分布图切换至所述目标端口的相位分布图，进而完成所述波长选择开关101的端口切换。

其中，在将所述初始端口的相位分布图切换至所述目标端口的相位分布图的过程中，预先将每一所述渐变相位分布图按照既定的顺序来设置，具体的，所述渐变相位分布图从所述初始端口的相位分布图(如图6所示)出发，按照逐一递减的方式，直至呈水平状态，再从水平状态逐一递增到所述目标端口的相位分布图(如图7所示)，进而完成所述波长选择开关101的端口切换。

在本实施例中，作为一种具体实现方式，所述利用所述渐变相位分布图，将所述初始端口的相位分布图切换至所述目标端口的相位分布图，具体包括：

S31，获取所述初始端口的相位分布图的一个周期的闪耀光栅的像素个数。

其中，一个闪耀光栅周期内像素相位会由0变至2π，若一个像素相位变化量为0.1π，则一个闪耀光栅周期像素个数为2π/0.1π＝20，一个周期相位分布为0、0.1π、0.2π、0.3π、……、2π；同样的道理，若一个像素相位变化量为0.2π，则一个闪耀光栅周期像素个数为2π/0.2π＝10，一个周期相位分布为0、0.2π、0.4π、0.6π、……、2π；其中，一个像素相位变化量表示的是下一个像素的相位减去当前像素的相位。

S32，依照所述渐变相位分布图，每次梯度调整所述初始端口的相位分布图的一个周期的闪耀光栅的像素个数，直至将所述初始端口的相位分布图切换至所述目标端口的相位分布图。

所述波长选择开关101的端口切换通过控制LCoS芯片210来实现，对所述LCoS芯片210的控制采用如图6所示的LCoS芯片相位分布图301(单位为π)来实现，所述LCoS芯片210的y轴向的各像素的相位分布图形成了闪耀光栅。

假设所述LCoS芯片210的像素大小为d，一个闪耀光栅周期的像素个数为N，则波长λ和出射角θ的关系如下式：

N*d*sinθ＝λ

针对同一波长λ，调整闪耀光栅周期的像素个数N，就可以获得不同的出射角θ，再经由所述纵向切换透镜206，就可以将出射光耦合到所述准直器201的不同目标端口输出。

假设闪耀光栅一个周期的像素个数为N1，对应出射角为θ1，如图13所示，此时，出射光从所述波长选择开关101的Pi端口输出；假设闪耀光栅一个周期的像素个数为N2，对应出射角为θ2，如图14所示，此时，出射光从所述波长选择开关101的Ps端口输出。

S33，通过每次梯度调整所述初始端口的相位分布图的一个周期的闪耀光栅的像素个数，减小每次所述初始端口的相位分布图的变换幅度，进而抑制所述波长选择开关101切换过程中的瞬态串扰。

如图13-图14所示，当用户控制所述波长选择开关101的某一波长λ0由Pi端口输出切换至Ps端口输出时，若采用如图6所示的相位图直接切换至如图7所示的相位图，在监控端口Pm会监测到如图11所示的瞬态串扰，瞬态串扰在-45dB至-15dB之间，跨度大小约为30dB；若采用如图6所示的相位图渐变切换至如图7所示的相位图(也即由如图6所示，先依次切换至如图8、图9、图10所示的相位图，最后切换至如图7所示的相位图)，在监控端口Pm监测的数据如图12所示的瞬态串扰，瞬态串扰基本处于-45dB至-35dB之间，跨度大小约为10dB，可以看出，后者的瞬态串扰能够得到极大的抑制，不会影响Pm端口的正常工作。

渐变切换原理为，对如图6所示的相位图，假设按照一个周期为M1的数值，每次变换部分像素的相位，按照如图8所示多幅相位图，切换至如图9所示的中间状态相位图；然后假设按照周期为M2的数值，每次变化部分像素的相位，按照如图10所示的多幅相位图，切换至如图7所示相位图。通过每次仅变化部分像素，减小每次相位图变换量，抑制其他端口的瞬态串扰。

举例说明如下：如下表1所示，为所述LCoS芯片210渐变切换相位变化图(单位π)，假设按照初始端口闪耀光栅一个周期像素个数N1＝20，切换初始端口闪耀光栅一个周期像素个数N2＝10，渐变切换M1＝M2＝10，每次渐变2个像素进行举例说明，下表1列举了所述LCoS芯片210控制波长的y方向一列像素20个像素的相位分布(其余像素则是周期性重复，不再列举)。

表1

根据上表数据，每次渐变图会在10个像素中选取2个进行改变，相当于每次渐变20％的像素，这和直接切换相比，减缓了每次像素的变化，从而抑制所述波长选择开关101切换过程中的瞬态串扰。

这里需要说明的是，上述列举的10个像素每次渐变2个，只是为了便于说明，实际应用，需要结合允许的最大串扰标准以及应用的效率来综合确定，比如：也可以是5个像素每次渐变1个，15个像素每次渐变3个等等。

综上所述，本发明提供一种抑制波长选择开关瞬态串扰的方法和装置，相较于传统的波长选择开关直接进行相位图切换的方式，本发明通过采用一定数量的多幅渐变相位分布图，平缓的将波长选择开关的初始端口的相位分布图切换至目标端口的相位分布图，抑制了波长选择开关在切换过程所形成的瞬态串扰，切换过程中，有效的降低了对其他非目标端口的影响，从而保证了波长选择开关整体的工作性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。