WSS波长选择开关是构成ROADM/OXC系统的关键器件。
在前面的文章中提到过基于MEMs的WSS，其原理是：
第一步：输入光纤端口的波分复用信号经过光栅实现波长分离。
第二步：不同波长的光聚焦于棱镜焦平面上。单轴反射镜组安放于焦平面，每一个透镜对应一个波长。
第三步：通过MEMs(微机电镜面阵列)调整反射镜角度，将对应波长光信号反射到特定输出光纤端口。
MEMs WSS原理示意图
在以上结构中，输出光的耦合功率直接依赖于MEMs镜角度控制的精确性。MEMs结构示意图如下：
MEMs微机电镜面阵列示意图
MEMs模块的原理是通过控制电压施加到电极产生的静电引力使镜面倾斜。另外又通过端口的微动产生衰减，但小的扰动又可能导致衰减精度的下降。在一种LC+MEMs的WSS结构形式（LC:Liquid Crystal,用于衰减和阻塞）中，解决衰减精度问题。如下图所示：
LC+MEMs 结构示意图
我们可以看出MEMs方案中保持微镜长期工作的稳定性和可重复性是非常关键的。这也就是为什么说MEMs的材料介质层的残余电荷会导致MEMs镜累计静电荷，导致系统可靠性恶化。
在当前应用比较广泛的WSS器件中，有一种是基于LCoS液晶硅。下面我们来看一看基于LCoS的WSS器件。
基于LCoS的WSS原理示意图
LCoS全称Liquid Crystal on Silicon液晶硅, 大家可以对比上面的LC。其实就是一种基于液晶的WSS技术。LCoS WSS原理与与基于MEMs的WSS大同小异。相同点：系统都是通过输入光纤后，再经过一光栅基的波分复用器，将各个波长按空间不同位置解复用开。不同点：波长选择方式，MEMs的WSS是通过独立微电控制反射镜角度来实时改变某个波长的方向，以实现任意波长任意路径的上下。而LCoS则是基于液晶的空间光调制器可以根据需要改变某个波长的相位。结论就是MEMs改变的是光路的方向，LCoS改变的是相位。LCoS模块的原理示意图如下图所示：
LCoS模块示意图
Custom LC fluid:定制LC流体，Custom AR coating:定制AR涂层, Thicker epoxy seal:厚环氧密封，Custom rubbing direction:定制摩擦取向。
那么LCoS如何控制相位改变光方向？
通过将不同波长的光照射在不同的像素通道上，每个通道具有多个像素列，底层的相位阵列通过电流电压控制在液晶液体与接触面的边缘场区域形成平滑的相位曲线，从而改变光的方向。简单理解就是，相位变化也就类似镜面的旋转。
液晶相位控制原理示意图
直流和高频驱动电压在边缘场区域形成相位曲线
相比其他的WSS，基于LCoS的WSS，其相位调节可编程，更容易控制。另外在相位改变改变光方向的同时，还可以通过相位调节来补偿色散以及通过相位进行脉冲整形等。
你的每一次“在看”，对我来说都是最大的鼓励
联系客服
