LCOS调节方法，光器件以及可重构光分插复用器与流程

lcos调节方法，光器件以及可重构光分插复用器
技术领域
1.本技术涉及光通信领域，尤其涉及液晶覆硅(liquid crystal on silicon，lcos)调节方法，光器件以及可重构光分插复用器。


背景技术：

2.lcos是一种基于反射模式，尺寸非常小的矩阵液晶器件。这种矩阵液晶器件采用互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，cmos)技术在硅芯片上加工制作而成。
3.在波长选择开关(wavelength selective switch，wss)，或动态增益平坦滤波器(dynamic gain flatness filter，dgff)等利用相位调节光信号的光器件中,通常会包含lcos。lcos的工作原理是通过在lcos的不同像素点(pixel)上加载不同的电压，由于液晶的双折射效应，不同的电压将对应不同的相位延迟量，从而可以形成一个类似于光栅的结构。通过在lcos的像素点上沿y方向施加梯度电压，可以形成如图1所示的光栅的灰度分布。如图1所示，图1包括光栅主视图101，光栅左视图102。周期光栅103为光栅的一个周期。周期光栅103与y轴存在相位。垂直于y轴的光束104照射到闪耀光栅后，因为波前受到周期性调制，光束104将会以与射入角度不同的角度反射回去，形成反射光束105。也可以理解为，光束104在y轴方向上产生了偏转。
4.在实际应用中，lcos形成的光栅会产生与反射光束105不同方向的反射光束，造成光信号的能量损失。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种lcos调节方法，光器件以及相关设备，可以降低光信号的能量损失。
6.本技术第一方面提供了一种lcos调节方法，包括：控制器调节第一区域的光栅的灰度分布的交界线,以使得第一相位差大于第二相位差。光栅的灰度分布的交界线以下简称光栅的交界线。第一相位差为调节第一区域的光栅的交界线之前，第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的相位差，第二光斑的中心线与第一光斑的中心线相同，第二相位差为调节第一区域的光栅的交界线之后，第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的相位差。第一光斑的中心线是第一光斑垂直于端口方向的中心线。第一光信号入射到lcos，在端口方向，第一光信号的能量会沿一条直线对称分布，这条直线就是第一光斑的中心线，第二光斑的中心线与第一光斑的中心线类似。具体的实现方式，可以通过在lcos的不同像素点(pixel)上加载不同的电压，由于液晶的双折射效应，不同的电压将对应不同的相位延迟量，从而可以形成一个类似于光栅的结构。在lcos中，加载有光栅的灰度分布。lcos包括k
×
h个区域，k指向lcos的端口方向，k为大于0的整数，h指向lcos的波长方向，h为大于1的整数。其中，第一区域为k
×
h个区域中的一个区域。第一光信号入射到lcos的第一区域后，第一区域可对第一光信号进行重定向，例如反射或透射，并且会在第一区域形成第一光斑。第
二区域为k
×
h个区域中的一个区域。第二光信号入射到lcos的第二区域后，第二区域可对第二光信号进行重定向，并且会在第二区域形成第二光斑。第二区域与第一区域在lcos的波长方向相邻。
7.其中，光斑中心位置处的相位差越大，光信号的能量损失越大。通过调节第一区域的光栅的交界线，可以使得第一相位差大于第二相位差，即减小了第一区域和第二区域在光斑中心线处的相位差，降低了光信号的能量损失。
8.基于本技术第一方面，在本技术第一方面的第一种实施方式中，在控制器调节第一区域的光栅的交界线之前，控制器获取第一光信号的第一强度数值，第一强度数值为重定向后的第一光信号的功率。在控制器调节第一区域的光栅的交界线之后，控制器获取第一光信号的第二强度数值，第二强度数值为重定向后的第一光信号的功率。其中，第一强度数值的类型可以是目标强度数值或者串扰强度数值。目标强度数值是指第一光信号从目标输出端口输出的第一光信号的功率，串扰强度数值是指第一光信号从非目标端口输出的第一光信号的功率。目标输出端口是指期望第一光信号输出的端口，非目标输出端口是指第一光信号产生串扰的端口。目标输出端口输出的第一光信号的功率一般大于非目标端口输出的第一光信号的功率。第二强度数值的类型与第一强度数值的类型相同。第一光信号的目标输出端口和第二光信号的目标输出端口可以是一个端口，也可以是不同的端口。当满足以下条件时，第一相位差大于第二相位差：第二强度数值大于第一强度数值。
9.判断第一相位差是否大于第二相位差，需要在lcos中安装定位传感器，获取第一光斑或第二光斑的中心线在lcos端口方向上的坐标。获取在该坐标下，第一区域的相位和第二区域的相位，并计算两个相位的差值，上述步骤需要在控制器调节第一区域的光栅的交界线前后，分别执行一次，用以判断第一相位差是否大于第二相位差。相比于上述技术手段，通过第二强度数值是否大于第一强度数值来判断第一相位差是否大于第二相位差更为简单，且减少成本。其中，第一光信号和第二光信号的强度数值可以通过光功率传感器来测量，相比于定位传感器，光功率传感器的实现更为简单。并且，光功率传感器无需安装于lcos上，因此可以实现一个光功率传感器对多个lcos的测量，减少成本。
10.基于本技术第一方面，或第一方面的第一种实施方式，在本技术第一方面的第二种实施方式中，在控制器调节第一区域的光栅的交界线之前，控制器还获取第二光信号的第三强度数值，第三强度数值为重定向后的第二光信号的功率。在控制器调节第一区域的光栅的交界线之后，控制器还获取第二光信号的第四强度数值，第四强度数值为重定向后的第二光信号的功率。其中，第三强度数值的类型可以是目标强度数值或者串扰强度数值。当满足以下条件时，第一相位差大于第二相位差：第二强度数值大于第一强度数值，第四强度数值大于第三强度数值。
11.因为减小了第一区域和第二区域的相位差，因此，第一光信号和第二光信号的能量损失应当都有降低，通过第二强度数值大于第一强度数值，第四强度数值大于第三强度数值来确定第一相位差大于第二相位差，判断结果更为准确。
12.基于本技术第一方面，或第一方面的第一种实施方式至第二种实施方式中的任意一种实施方式，在本技术第一方面的第三种实施方式中，控制器调节第一区域的光栅的交界线，使得第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的相位差小于0.03π弧度。由于理论上相位差不可能等于0，因此希望找到一个技术水平可以达到，光信号的能量损失也能满足
要求的相位差阈值，该相位差阈值就是0.03π。在实际应用中，一般希望光信号的能量损失可以小于-30db。
13.基于本技术第一方面，或第一方面的第一种实施方式至第三种实施方式中的任意一种实施方式，在本技术第一方面的第四种实施方式中，控制器还调节第三区域的光栅的交界线,以使得第三相位差大于第四相位差。其中，第三区域为lcos的k
×
h个区域中的一个区域，第三区域为第三光信号形成第三光斑的区域，第三区域可对第三光信号进行重定向，第三相位差为调节第三区域的光栅的交界线之前，第三光斑的中心位置和第四光斑的中心位置的相位差。第四光斑为第四区域对第四光信号进行重定向形成的，第四区域与第三区域在lcos的波长方向相邻，第三光斑的中心线与第一光斑的中心线不同，即第三区域和第一区域在端口方向上，属于不同的区域，k为大于1的整数，第三光信号和第一光信号属于不同的输入端口的输入光信号。第四相位差为控制调节第三区域的光栅的交界线之后，第三光斑的中心位置和第四光斑的中心位置的相位差。
14.在拥有多个输入端口的情况下，或在k大于1的情况下，不同的输入光信号在端口方向不同的位置分别沿波长方向展开。相比于单个输入端口的lcos(即k等于1时)，多个输入端口的lcos(即k大于1时)在端口方向上的高度并不会按照输入端口的数量成倍增长，甚至有可能在端口方向上保持高度不变。因此为了不同输入端口的输入光信号互不干涉，需要减小第一光信号和第二光信号在端口方向上的高度，具体体现为降低第一光斑和第二光斑在端口方向上的高度。降低第一光斑和第二光斑在端口方向上的高度，会使得第一光斑和第二光斑覆盖的光栅的周期更少，即会让第一光信号和第二光信号更敏感。在第一光信号和第二光信号更敏感的情况下，从目标输出端口输出的第一光信号的功率越容易上下波动，或者说波动的范围越大。在波动的范围越大的情况下，可能会出现在k等于1时不会出现的最低的功率。因此，更需要通过调节第一区域的光栅的交界线，降低光信号的能量损失，提高从目标输出端口输出的第一光信号的功率。
15.基于本技术第一方面，或第一方面的第一种实施方式至第四种实施方式中的任意一种实施方式，在本技术第一方面的第五种实施方式中，控制器可以调节第一区域的光栅的灰度分布的周期，控制器还可以调节第一区域的光栅的灰度分布的最大相位，以使得所述第一光信号的重定向角度不变。为了方便描述，光栅的灰度分布的周期简称光栅的周期，光栅的灰度分布的最大相位简称光栅的最大相位。其中，控制器通过调节第一区域的光栅的周期和最大相位来实现调节光栅的交界线，不仅可以保持第一光信号的重定向角度不变，在第一周期大于第二周期的情况下，还可以降低第一光信号的敏感度。其中，第一周期为控制器调节第一区域的光栅的周期之前，第一区域的光栅的周期。第二周期为控制器调节第一区域的光栅的周期之后，第一区域的光栅的周期，光栅的周期是一个周期光栅在端口方向上的高度。第一光信号形成的第一光斑覆盖越少周期的光栅，第一光信号越敏感，从目标输出端口输出的第一光信号的功率越容易上下波动,或者说波动的范围越大。
16.基于本技术第一方面，或第一方面的第一种实施方式至第五种实施方式中的任意一种实施方式，在本技术第一方面的第六种实施方式中，控制器通过沿lcos端口方向平移第一区域的光栅的灰度分布来实现调节光栅的交界线。平移光栅的灰度分布是指在不改变周期光栅的周期的情况下，使周期光栅不同的相位沿端口方向发生相同的偏移。在采用平移光栅的灰度分布的方式时，在第一区域中，全部光栅的交界线在端口方向发生偏移。通过
平移光栅的灰度分布，第一光信号的重定向角度不会发生改变，即与第一区域相对应的目标输出端口不会发生改变。第一光信号的重定向角度是指重定向前的第一光信号和重定向后的第一光信号之间的角度。通过平移光栅的灰度分布，可以在不改变目标输出端口的情况下，实现调节光栅的交界线，并且平移光栅可以通过程序中的一个系数来实现，因此可以降低调节光栅的交界线的难度。
17.基于本技术第一方面，或第一方面的第一种实施方式至第六种实施方式中的任意一种实施方式，在本技术第一方面的第七种实施方式中，在控制器调节第一区域的光栅的交界线之前，控制器调节第一区域的光栅的周期，以使得第二差值小于第一差值。第一差值为第一重定向角度与第二重定向角度的差值，第二差值为第三重定向角度与第二重定向角度的差值，第二重定向角度为第二光信号的重定向角度，第一重定向角度为所述第一光信号在调节第一区域的光栅的周期之前的重定向角度，第三重定向角度为第一光信号在调节第一区域的光栅的周期之后的重定向角度。通过减小调节第一区域的光栅的周期，可以使得第二差值小于第一差值，即减少了在lcos上，光斑中心位置附近区域的相位差。因此，虽然与第一区域对应的目标输出端口可能会发生改变，但是可以进一步降低光信号的能量损失。
18.基于本技术第一方面，或第一方面的第一种实施方式至第七种实施方式中的任意一种实施方式，在本技术第一方面的第八种实施方式中，第一光斑为高斯光斑。高斯光斑在端口方向上的能量分布主要集中在光斑中心线附近，通过降低第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的相位差，可以降低主要的光信号的能量损失。
19.本技术第二方面提供了一种光器件。光器件包括第一输入端口，第一输出端口，第二输出端口，色散元件和lcos。第一输入端口用于将第一入射光信号入射到色散元件。色散元件用于将第一入射光信号分解为具有不同波长的光信号的第一光信号组，并将第一光信号组传输至lcos，在lcos中，加载有光栅的灰度分布。具体的实现方式，可以通过在lcos的不同像素点上加载不同的电压，由于液晶的双折射效应，不同的电压将对应不同的相位延迟量，从而可以形成一个类似于光栅的结构。其中，lcos包括k
×
h个区域，k指向lcos的端口方向，k为大于0的整数，h指向lcos的波长方向，h为大于1的整数，其中，k
×
h个区域中的第一区域为第一光信号形成第一光斑的区域，k
×
h个区域中的第二区域为第二光信号形成第二光斑的区域，第一光信号和第二光信号属于第一光信号组，第二区域与第一区域在lcos的波长方向相邻，第二光斑的中心线与第一光斑的中心线相同，第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置在lcos上的第一相位差被配置为小于第一阈值。lcos用于对第一光信号进行重定向，将重定向后的第一光信号传输至第一输出端口。lcos还用于对第一光信号进行重定向，将重定向后的第一光信号传输至第一输出端口或第二输出端口。
20.其中，光斑中心位置处的相位差越大，光信号的能量损失越大。第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的第一相位差被配置为小于第一阈值，即限定了第一区域和第二区域在光斑中心线处的相位差，降低了第一光信号的能量损失。
21.基于本技术第二方面，在本技术第二方面的第一种实施方式中，当满足以下条件时，第一相位差小于第一阈值：第二强度数值大于第一强度数值。其中，第一强度数值为被配置前，经过第一输出端口的第一光信号的功率，第二强度数值为被配置后，经过第一输出端口的第一光信号的功率。
22.基于本技术第二方面，或第二方面的第一种实施方式，在本技术第二方面的第二种实施方式中，当满足以下条件时，第一相位差小于第一阈值：第二强度数值大于第一强度数值，第四强度数值大于第三强度数值。其中，第三强度数值为被配置前，经过第二输出端口或第一输出端口的第二光信号的功率，第四强度数值为被配置后，经过第二输出端口或第一输出端口的第二光信号的功率。
23.基于本技术第二方面，或第二方面的第一种实施方式至第二种实施方式中的任意一种实施方式，在本技术第二方面的第三种实施方式中，第一阈值为0.03π弧度。
24.基于本技术第二方面，或第二方面的第一种实施方式至第三种实施方式中的任意一种实施方式，在本技术第二方面的第四种实施方式中，光器件还包括：第二输入端口。第二输入端口用于将第二入射光信号入射到色散元件。色散元件还用于将第二入射光信号分解为具有不同波长的光信号的第二光信号组，并将第二光信号组传输至lcos。其中，k
×
h个区域中的第三区域为第三光信号形成第三光斑的区域，k
×
h个区域中的第四区域为第四光信号形成第四光斑的区域，第三光信号和第四光信号属于第二光信号组。第三区域与第四区域在lcos的波长方向相邻，第三光斑的中心线与第四光斑的中心线相同，第三光斑的中心线与第一光斑的中心线不同，即第三区域和第一区域在端口方向上，属于不同的区域，k为大于1的整数。第三光斑的中心位置和第四光斑的中心位置的第二相位差被配置为小于所述第一阈值。
25.基于本技术第二方面，或第二方面的第一种实施方式至第四种实施方式中的任意一种实施方式，在本技术第二方面的第五种实施方式中，在第一光信号的重定向角度不变的情况下，第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的第一相位差被配置为小于第一阈值。其中，第一光信号的重定向角度不变的情况为，对第一区域的光栅的灰度分布的周期和最大相位进行调节后得到的。
26.基于本技术第二方面，或第二方面的第一种实施方式至第五种实施方式中的任意一种实施方式，在本技术第二方面的第六种实施方式中，第一相位差被配置为小于第一阈值为，对第一区域的光栅的灰度分布沿端口方向进行平移后得到的。平移光栅的灰度分布是指在不改变周期光栅的周期的情况下，使周期光栅不同的相位沿端口方向发生相同的偏移。通过平移光栅的灰度分布，第一光信号的重定向角度不会发生改变，即与第一区域相对应的目标输出端口不会发生改变。
27.基于本技术第二方面，或第二方面的第一种实施方式至第六种实施方式中的任意一种实施方式，在本技术第二方面的第七种实施方式中，通过对第一区域的光栅的周期的调节，第二差值被配置为小于第一差值。第一差值为第一重定向角度与第二重定向角度的差值，第二差值为第三重定向角度与第二重定向角度的差值，第二重定向角度为第二光信号的重定向角度。第一重定向角度为第一光信号在第一区域的光栅的周期被调整前的重定向角度。第三重定向角度为第一光信号在第一区域的光栅的周期被调整后的重定向角度。
28.基于本技术第二方面，或第二方面的第一种实施方式至第七种实施方式中的任意一种实施方式，在本技术第二方面的第八种实施方式中，第一光斑为高斯光斑。
29.本技术第三方面提供了一种可重构光分插复用器(reconfigurable optical add-drop multiplexer，roadm)。
30.可重构光分插复用器包括：分波模块和合波模块。分波模块用于向站点下载第一
光波长信号。合波模块用于接收站点上载的第二光波长信号。其中，分波模块和/或合波模块为前述第二方面或第二方面任意一种实施方式所述的光器件，光器件为波长选择开关。
31.本技术第四方面提供了一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有指令，所述指令在计算机上执行时，使得所述计算机执行如第一方面或第一方面任意一种实施方式所述的方法。
32.本技术第五方面提供了一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品在计算机上执行时，使得所述计算机执行如第一方面或第一方面任意一种实施方式所述的方法。
附图说明
33.图1为lcos形成的光栅的灰度分布的一个结构示意图；
34.图2为第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的相位差的示意图；
35.图3为wss的一个结构示意图；
36.图4为dgff或we的一个结构示意图；
37.图5为本技术实施例中lcos调节方法的一个流程示意图；
38.图6为本技术实施例中lcos不同区域与端口的关联示意图；
39.图7为本技术实施例中通过平移调节后，相位差的示意图；
40.图8为本技术实施例中通过调节相位和最大周期后，相位差的示意图；
41.图9为本技术实施例中k为2时，不同区域的划分示意图；
42.图10为本技术实施例中高斯光斑的能量分布示意图；
43.图11为dgff未使用本技术实施例中的lcos调节方法时的滤波曲线；
44.图12为dgff使用本技术实施例中的lcos调节方法时的滤波曲线；
45.图13为本技术实施例中可重构光分插复用器的一个结构示意图。
具体实施方式
46.本技术实施例提供了一种lcos调节方法，光器件以及可重构光分插复用器，应用于光通信领域，可以降低光信号的能量损失。
47.lcos包括许多像素点，在像素点上施加不同的电压可以形成不同的相位延迟，当在一系列连续的像素点上加载梯度电压时，即可模拟物理光栅的衍射效果，形成光栅的灰度分布。光栅的灰度分布也称相位分布。光栅的灰度分布包括梯度电压与像素点的对应关系。形象的说，光栅的灰度分布包括光栅的周期，光栅的周期的起始点，以及光栅的最大相位。其中，光栅的周期的起始点可以理解为施加梯度电压的像素点的起始点。光栅的交界线可以指光栅周期的起始点，也可以指光栅的最大相位。关于光栅的交界线，在后文中有详细的说明。光栅的最大相位一般对应施加最大电压或最小电压的像素点。光栅的周期是指梯度电压的周期。例如沿端口方向包括100个像素点，从第1个像素点到第10个像素点，施加的电压值分别为0.1mv到1mv，从第11个像素点到第20个像素点，施加的电压值分别为0.1mv到1mv，依次类推，直到第100个像素点。光栅的灰度分布包括第1个像素点到第10个像素点的高度(光栅的周期)，第10个像素点的位置或第11个像素点的位置(光栅的交界线)，施加1mv电压时像素点等效的相位(光栅的最大相位)。光栅的周期和光栅的最大相位共同作用，决
定光栅的倾斜角度。当入射光信号入射到加载了梯度电压的lcos上时，lcos相当于一个倾斜放置的反射镜，或者透镜，入射光信号因此会发生反射或者透射。不管入射光信号是发生反射或者透射，入射光信号的角度都会发生偏转，即lcos对入射光信号进行了重定向。将lcos划分为不同的区域，若在不同的区域施加相同的梯度电压，则可以认为不同区域的倾斜角度相同，在入射光信号的波长相同的情况下，可以认为入射光信号的重定向角度相同；若在不同的区域施加不同的梯度电压，则可以认为不同区域的倾斜角度不同，在入射光信号的波长相同的情况下，可以认为入射光信号的重定向角度不同。
48.不同波长的光信号入射到不同区域后，会在不同的区域内形成光斑。如图2所示，图2为第一光斑204的中心位置和第二光斑203的中心位置在lcos上的相位差的示意图。图2包括lcos的光栅的灰度分布的主视图，光栅的灰度分布的左视图以及a-a剖视图。其中，光栅的灰度分布左视图相当于lcos中第二区域201的左视图，a-a剖视图相当于lcos中第一区域202的左视图。第一光信号入射到lcos中的第一区域202，形成了第一光斑204。第二光信号入射到lcos中的第二区域201，形成了第二光斑203。因为第一光信号和第二光信号属于同一个入射光信号沿波长方向展开的光信号，因此第一光斑204的中心线205和第二光斑203的中心线205相同。第一区域202在光斑中心位置处的相位为1.8π弧度，可以理解为在端口方向上，坐标与光斑中心线205的坐标相同时，第一区域202的相位数值。第二区域201在光斑中心位置处的相位为1π，可以理解为在端口方向上，坐标与光斑中心线205的坐标相同时，第二区域201的相位数值。本技术中，后续未标明的相位的单位都为弧度。因为这两个相位不同，在波长方向形成相位差，导致第一光信号或/和第二光信号在波长方向发生偏转，即造成了第一光信号的部分能量无法在目标输出端口输出，造成光信号在波长方向的能量损失。且相位差越大，光信号在波长方向上的偏转越大，造成的光信号能量损失越大。
49.因为lcos中每个像素点可以根据施加的电压改变的相位在一定范围，因此不可避免的会出现最大相位和最小相位之间跳变的交界线，即光栅的灰度分布的交界线(可以简称光栅的交界线)。如图2中光栅的交界线206。光栅的交界线既可以作为一个周期光栅的灰度分布的起点，也可以作为一个周期光栅的灰度分布的终点。光栅的交界线一般在lcos上为施加最大电压的像素点，或施加最小电压的像素点。
50.本技术中的lcos调节方法通过调节施加梯度电压的像素点的起始点位置，从而移动光栅的交界线，降低第一光斑204的中心位置和第二光斑203的中心位置在lcos上的相位差，从而降低光信号的能量损失。本技术中的lcos调节方法可以对包括lcos的光器件进行调节，例如wss，dgff，wb等。
51.wss可以把多波长的光信号，按照波长切换到不同的端口，实现通信节点的波长调度。如图3所示，图3为wss的一个结构示意图。wss包含多个端口301，作为入射光信号的输入与输出。入射光信号从输入端口进入wss后，需要先经过晶体或者偏振分束器302(polarization beam splitter，pbs)分离为两个偏振态正交的光束，然后旋转其中的一束光的偏振态，使两束光的偏转态与lcos306工作偏振态对准。若使用偏振无关的lcos306，则不需要晶体或者偏振分束器302。偏振转换后的入射光信号经过透镜304入射到周期光栅305上，周期光栅305是一个色散元件，周期光栅305用于将入射光信号分解为具有不同波长的光信号，并将光信号传输至lcos306。lcos306中形成的光栅与周期光栅305并不相同，周期光栅305是物理实体，lcos306中形成的光栅是等效光栅。不同波长的光信号从周期光栅
305以不同角度射出，经过透镜304后入射至lcos306的不同区域。通过调节lcos306的不同区域的光栅的灰度分布，就可以控制相对应的波长实现载波长方向307垂直的端口方向308上的角度偏转，角度偏转后的光信号入射到傅里叶透镜303，傅里叶透镜303对光信号进行位置偏移，位置偏移后的光信号耦合到特定的输出端口。控制lcos306一个区域的光栅的灰度分布，就可以实现入射到该区域的光信号从不同的输出端口输出。
52.dgff可以实现对某些波长的衰减。wb可以实现对某些波长阻断。如图4所示，图4为dgff或we的一个结构示意图。入射光信号从端口401输入到dgff或we中，经过透镜402准直，入射到色散元件403上，色散元件403用于将入射光信号分解为具有不同波长的光信号。不同波长的光信号，以不同的角度从色散元件403射出，经过透镜404后聚焦到lcos405沿波长方向406的不同区域上，lcos405对光信号进行反射，反射后的光信号返回端口401。控制lcos405不同区域的光栅的灰度分布，可以使光信号的偏转角度发生变化，使其反射的路径偏离入射的路径，则输出的光信号会产生衰减，偏离越大则衰减越大。控制不同波长对应的不同区域的光栅的灰度分布，就可以实现衰减的调节，产生滤波曲线，此为dgff的原理。如果控制某些波长对应的区域的光栅的灰度分布，使得光信号衰减极大，相当于把某些波长阻断；如果控制某些波长对应的区域的光栅的灰度分布，使得光信号衰减极小，使得某些波长不衰减，相当于某些波长通过。
53.应当确定的是，上述wss，dgff或we的结构示意图只是一个示例，本领域技术人员可以根据相关知识对其进行修改。例如we的输出端口和输入端口并不是一个端口，不需要透镜402对入射光信号进行准直等。在光器件包括lcos，lcos原理相同的情况下，使用本技术公开的lcos调节方法对其进行调节，都应当属于本技术的保护范围。为了说明本技术提供的lcos调节方法，下面将以wss为例，对其进行详细描述。示例性地，本技术实施例所涉及附图中的以虚线标识的特征或内容可理解为实施例可选的操作或可选的结构。
54.请参阅图5，图5为本技术实施例中lcos调节方法的一个流程示意图。
55.在步骤501中，控制器获取第一光信号的第一强度数值和第二光信号的第三强度数值。
56.第一强度数值为经过lcos中第一区域反射得到的第一光信号的功率。在lcos中，加载有光栅的灰度分布。lcos包括k
×
h个区域，k为大于0的整数，h为大于1的整数。本技术实施例中，将以k为1，h为2为例进行说明。请参阅图2，lcos包括第一区域202，第二区域201。第一区域202包括3个周期光栅，第二区域包括4个周期光栅。应当确定的是，本技术实施例所述描述的lcos中区域的个数，区域中光栅的个数，光栅的灰度分布的相位数值，都是为了举例说明，在实际应用中，上述个数和数值可以根据实际需要而做相应改变。
57.请参阅图3，从端口301输入的第一入射光信号，经过色散元件305，色散元件305将第一入射光信号分解为具有不同波长的光信号的第一光信号组，并将所述第一光信号组传输至lcos306。第一光信号组包括第一光信号，第二光信号。不同光信号之间的波长不同。第一光信号入射到第一区域202，第二光信号入射到第二区域201。
58.根据前述关于wss的描述可知，控制lcos306一个区域的光栅的灰度分布，就可以实现入射到该区域的光信号从不同的输出端口输出。在本技术实施例中，将举例说明lcos中的区域与端口间的关联关系。请参阅图6，图6为本技术实施例中lcos不同区域与端口的关联示意图。第一区域202的目标输出端口为第一端口601，第二区域201的目标输出端口为
第二端口602，第四端口604作为本技术实施例中的输入端口，第三端口603未与lcos的区域相关联。第一光信号的目标输出端口和第二光信号的目标输出端口可以是同一个端口，例如都是第一端口601。本技术实施例中第一端口601与第一区域关联，第二端口602与第二区域关联只是为了举例说明。
59.第一强度数值可以是目标强度数值或者串扰强度数值。目标强度数值是指第一光信号从目标输出端口输出的第一光信号的功率，串扰强度数值是指第一光信号从非目标输出端口输出的第一光信号的功率。目标输出端口是指期望第一光信号输出的端口，非目标输出端口是指第一光信号产生串扰的端口。目标输出端口输出的第一光信号的功率一般大于非目标输出端口输出的第一光信号的功率。在本技术实施例中，第一端口601是第一光信号的目标输出端口，第二端口602至第八端口是第一光信号的非目标输出端口。
60.第三强度数值为经过lcos中第二区域反射得到的第二光信号的功率。第三强度数值的描述与第一强度数值的描述类似，此处不再赘述。当第一强度数值为目标强度数值时，第二强度数值可以是目标强度数值，也可以是串扰强度数值。
61.在步骤502中，控制器调节第一区域的光栅的交界线。
62.控制器调节第一区域施加梯度电压的像素点的起始点位置，从而移动光栅的交界线，即调节第一区域的光栅的交界线。控制器既可以通过平移的方式来调节第一区域的光栅的交界线，控制器也可以通过调节第一区域的光栅的周期和最大相位来调节光栅的交界线，下面将对这两种方式进行详细描述。
63.平移是指平移光栅的灰度分布，因为不改变光栅的周期和最大相位，只是移动光栅的交界线，因此产生类似平移的效果。如图7所示，图7为通过平移调节后，第一光斑204的中心位置和第二光斑203的中心位置在lcos上的相位差的示意图。图7包括lcos的光栅的灰度分布的主视图，左视图以及b-b剖视图。在b-b剖视图中，光栅的交界线在端口方向的坐标分别为12,32。在调节前的图2中的a-a剖视图中，光栅的交界线在端口方向的坐标分别为20,40。因此，可以理解为图2中的第一区域的光栅的灰度分布整体向下平移了8，或者理解为图2中的第一区域的光栅的灰度分布整体向上平移了12。在采用平移光栅的灰度分布的方式时，在第一区域中，全部光栅的交界线在端口方向发生偏移。通过平移光栅的灰度分布，第一光信号的重定向角度不会发生改变，即与第一区域相对应的目标输出端口不会发生改变，第一光信号的目标输出端口仍然是第一端口601。在平移光栅的灰度分布后，第一光斑204的中心位置在lcos上的相位为1π，与第二光斑203的中心位置在lcos上的相位相同。
64.lcos计算光栅位置时，可以基于光栅公式：
65.y＝f(x move)；
66.其中，f(x)是灰度分布函数，x为端口方向的坐标，move为平移光栅的灰度分布的平移量。在采用平移的方式时，控制器可以基于以上公式调节第一区域的光栅的交界线。
67.为了让第一光信号的重定向角度不变，即第一光信号的目标输出端口不变，控制器不仅需要调节第一区域的光栅的周期，还需要调节第一区域的光栅的最大相位。如图8所示，图8为通过调节相位和最大周期后第一光斑204的中心位置和第二光斑203的中心位置在lcos上的相位差的示意图。图8包括lcos的光栅的灰度分布的主视图，左视图以及c-c剖视图。在c-c剖视图中，光栅的周期为30，光栅的最大相位为3π。在调节前的图2中，光栅的周
期为20，光栅的最大相位为2π。在调节光栅的周期和最大相位后，第一光斑204的中心位置的相位为1π，与第二光斑203的中心位置的相位相同。通过调节第一区域的光栅的周期和最大相位来实现调节光栅的交界线，不仅可以保持第一光信号的重定向角度不变。在第一周期大于第二周期的情况下，还可以降低第一光信号的敏感度。其中，第一周期为控制器调节第一区域的光栅的周期之前，第一区域的光栅的周期。第二周期为控制器调节第一区域的光栅的周期之后，第一区域的光栅的周期，光栅的周期是一个周期光栅在端口方向上的高度。第一光信号形成的第一光斑覆盖越少周期的光栅，第一光信号越敏感，从目标输出端口输出的第一光信号的功率越容易上下波动,或者说波动的范围越大。
68.本技术实施例中的光信号在波长方向的能量损失称为第二分量。插入损耗包括第一分量和第二分量。
69.应当确定的是，在本技术实施例中，当控制器获取第一强度数值时，控制器通过强度数值可以判断第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的相位差变化，控制器无需知道第一区域202的中心位置和第二区域201的中心位置的相位差。
70.可选地，不管是采用平移的方式，还是调节光栅的周期和最大相位的方式，在调节光栅的交界线后，使得第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的相位差小于0.03π。在图7和图8中，第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的相位差都为0。在实际应用中，理论上相位差不可能等于0，因此希望找到一个技术水平可以达到，光信号的能量损失也能满足要求的相位差阈值，该相位差阈值就是0.03π。在实际应用中，一般希望插入损耗可以小于-30db。
71.可选地，在控制器调节第一区域的光栅的交界线之前，控制器调节第一区域的光栅的周期，以使得第二差值小于第一差值。第一差值为第一重定向角度与第二重定向角度的差值，第二差值为第三重定向角度与第二重定向角度的差值，第二重定向角度为第二光信号的重定向角度，第一重定向角度为第一光信号在调节第一区域的光栅的周期之前的重定向角度，第三重定向角度为第一光信号在调节第一区域的光栅的周期之后的重定向角度。通过减小调节第一区域的光栅的周期，可以使得第二差值小于第一差值，即减少了在lcos上，光斑中心附近区域的相位差。因此，虽然与第一区域对应的目标输出端口可能会发生改变，但是可以进一步降低光信号的能量损失。
72.在步骤503中，控制器获取第一光信号的第二强度数值和第二光信号的第四强度数值，第二强度数值大于第一强度数值，第四强度数值大于第三强度数值。
73.在控制器调节第一区域的光栅的交界线后，控制器获取第一光信号的第二强度数值和第二光信号的第四强度数值。第二强度数值的获取方式与第一强度数值的获取方式类似。若第一强度数值是通过第一端口获取的，则第二强度数值也应当是通过第一端口获取。第四强度数值的获取方式与第三强度数值的获取方式类似。
74.若第二强度数值大于第一强度数值，第四强度数值大于第三强度数值，则第一相位差大于第二相位差。第一相位差为调节第一区域的光栅的交界线之前，第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的相位差，第二相位差为调节第一区域的光栅的交界线之后，第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的相位差。判断第一相位差是否大于第二相位差，需要在lcos中安装定位传感器，获取第一光斑或第二光斑的中心线在lcos端口方向上的坐标。获取在该坐标下，第一区域的相位和第二区域的相位，并计算两个相位的差值，上
述步骤需要在控制器调节第一区域的光栅的交界线前后，分别执行一次，用以判断第一相位差是否大于第二相位差。相比于上述技术手段，通过第二强度数值大于第一强度数值，第四强度数值是否大于第三强度数值来判断第一相位差是否大于第二相位差更为简单，且减少成本。其中，第一光信号和第二光信号的强度数值可以通过光功率传感器来测量，相比于定位传感器，光功率传感器的实现更为简单。并且，光功率传感器无需安装于lcos上，因此可以实现一个光功率传感器对多个lcos的测量，减少成本。
75.在第一区域确定了相对应的目标输出端口，例如第一端口，在确定了强度数值的测量端口后，例如目标输出端口，则第一强度数值，第三强度数值与第一端口绑定。在时序上，第一强度数值对应的第一光信号和第三强度数值对应的第一光信号不是一个光信号，但是两个第一光信号的目标输出端口都是第一端口，因此将两个第一光信号都称为第一光信号。类似的，第二强度数值，第四强度数值与第二端口绑定。
76.第一光信号在第一端口至第八端口会产生不同的光强级次。不同的光强级次包括 1级(目标级次)和串扰级次。 1级为所有光强级次中能量最强的级次。 1级次在目标输出端口进行输出。与此同时，其它级次的第一光信号将作为串扰信号从其它非目标输出端口输出，从而引起wss的不同输出端口间的串扰。若存在与目标输出端口在波长方向排列的端口，则由于第一区域和第二区域的相位差引起的在波长方向的光能量损失也可以认为是串扰。
77.可选地，控制器还调节第三区域的光栅的交界线,以使得第三相位差大于第四相位差。其中，第三区域为lcos的k
×
h个区域中的一个区域，第三区域为第三光信号形成第三光斑的区域，第三区域可对第三光信号进行重定向，第三相位差为调节第三区域的光栅的交界线之前，第三光斑的中心位置和第四光斑的中心位置的相位差。第四光斑为第四区域对第四光信号进行重定向形成的，第四区域与第三区域在lcos的波长方向相邻，第三光斑的中心线与第一光斑的中心线不同，即第三区域和第一区域在端口方向上，属于不同的区域，k为大于1的整数，第三光信号和第一光信号属于不同的输入端口的输入光信号。第四相位差为控制调节第三区域的光栅的交界线之后，第三光斑的中心位置和第四光斑的中心位置的相位差。在拥有多个输入端口的情况下，不同的输入光信号在端口方向不同的位置分别沿波长方向展开。如图9所示，图9为本技术实施例中k为2时，不同区域的划分示意图。第一光斑902的中心线903和第三光斑905的中心线906不是同一条中心线。只要确定光斑中心线不是同一条，就可以确定两个光斑落在不同的区域，因此在端口方向上对于区域的划分可以不需要有很清楚的界限。例如，一个周期光栅的不同部分分别落在了第二区域和第四区域。控制器调节第三区域的光栅的交界线的方式与控制器调节第一区域的光栅的交界线的方式类似。
78.相比于单个输入端口的lcos(即k等于1时)，多个输入端口的lcos(即k大于1时)在端口方向上的高度并不会按照输入端口的数量成倍增长，甚至有可能在端口方向上保持高度不变。因此为了不同输入端口的输入光信号互不干涉，需要减小第一光信号和第二光信号在端口方向上的高度，具体体现为降低第一光斑和第二光斑在端口方向上的高度。如图9所示，第一光斑902和第二光斑901在端口方向上的高度只有图2中的第一光斑204，或第二光斑203的高度的一半。降低第一光斑和第二光斑在端口方向上的高度，会使得第一光斑和第二光斑覆盖的光栅的周期更少，即会让第一光信号和第二光信号更敏感。在第一光信号
更敏感的情况下，从目标输出端口输出的第一光信号的功率越容易上下波动，或者说波动的范围越大。通过调节第一区域的光栅的交界线，可以让从目标输出端口输出的第一光信号的功率趋于稳定，即降低第一光信号的敏感度。
79.可选地，控制器调节第一区域的光栅的交界线,以使得第五相位差大于第六相位差。其中，第五相位差为调节第一区域的光栅的交界线之前，第五光斑的中心位置和第一光斑的中心位置在lcos上的相位差，第五光斑为第五光信号入射到lcos的第五区域形成的。第五区域可对第五光信号进行重定向。第五光斑的中心线和第一光斑的中心线相同，即第一光信号和第五光信号属于相同的输入端口的输入光信号，第一光信号和第五光信号的波长范围不同。第五区域为lcos的k
×
h个区域中的一个区域，第五区域和第一区域在波长方向上相邻。通过调节第一区域的光栅的交界线,不仅降低了第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的相位差，还降低了第五光斑的中心位置和第一光斑的中心位置的相位差，进一步降低了光信号的能量损失。
80.可选地，第一光斑为高斯光斑。高斯光斑在端口方向上的能量分布符合高斯分布，通过降低第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的相位差，可以降低高能量处的能量损失。如图10所示，图10为本技术实施例中高斯光斑1001的能量分布示意图。
81.通过本技术实施例中lcos调节方法，可以有效的降低光信号的能量损失，下面结合实验数据进行相关描述。
82.如图11所示，图11为dgff未使用本技术实施例中的lcos调节方法时的滤波曲线。在图11中，横坐标为波长，纵坐标为插入损耗或第二分量。图12包括插入损耗曲线和第二分量曲线。由第二分量曲线可知，第二分量的最大值接近8db。请参阅图12，图12为dgff使用本技术实施例中的lcos调节方法后的滤波曲线。在图12中，由第二分量曲线可知，第二分量的最大值降低至0.8db。
83.上面对本技术实施例中的lcos调节方法进行了描述，下面对本技术实施例中的光器件进行描述。本技术中的光器件是包括lcos的光器件，例如wss，dgff，wb等。
84.光器件包括第一输入端口，第一输出端口，第二输出端口，色散元件和lcos。第一输入端口用于将第一入射光信号入射到色散元件。色散元件用于将第一入射光信号分解为具有不同波长的光信号的第一光信号组，并将第一光信号组传输至lcos，在lcos中，加载有光栅的灰度分布。其中，lcos包括k
×
h个区域，k为大于0的整数，h为大于1的整数，其中，k
×
h个区域中的第一区域为第一光信号形成第一光斑的区域，k
×
h个区域中的第二区域为第二光信号形成第二光斑的区域，第一光信号和第二光信号属于第一光信号组，第二区域与第一区域在lcos的波长方向相邻，第二光斑的中心线与第一光斑的中心线相同，第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的第一相位差被配置为小于第一阈值。lcos用于对第一光信号进行重定向，将重定向后的第一光信号传输至第一输出端口。lcos还用于对第一光信号进行重定向，将重定向后的第一光信号传输至第一输出端口或第二输出端口。
85.光器件中相关的描述可以参考前述lcos调节方法中的相关描述。第一输入端口可以参考前述图6中第四端口604，第一输出端口可以参考前述图6中的第一端口601，第二输出端口可以参考前述图6中的第一端口602。第一输入端口和第一输出端口可以是同一个端口，例如第四端口604既作为输入端口，也可以作为第一区域相对应的输出端口。
86.其中，光斑中心位置处的相位差越大，光信号的能量损失越大。第一光斑的中心位
置和第二光斑的中心位置的第一相位差被配置为小于第一阈值，即限定了第一区域和第二区域在光斑中心线处的相位差，降低了第一光信号的能量损失。
87.可选地，当满足以下条件时，第一相位差小于第一阈值：第二强度数值大于第一强度数值。其中，第一强度数值为被配置前，经过第一输出端口的第一光信号的功率，第二强度数值为被配置后，经过第一输出端口的第一光信号的功率。
88.可选地，当满足以下条件时，第一相位差小于第一阈值：第二强度数值大于第一强度数值，第四强度数值大于第三强度数值。其中，第三强度数值为被配置前，经过第二输出端口或第一输出端口的第二光信号的功率，第四强度数值为被配置后，经过第二输出端口或第一输出端口的第二光信号的功率。
89.可选地，第一阈值为0.03π弧度。
90.可选地，光器件还包括：第二输入端口。第二输入端口用于将第二入射光信号入射到色散元件。色散元件还用于将第二入射光信号分解为具有不同波长的光信号的第二光信号组，并将第二光信号组传输至lcos。其中，k
×
h个区域中的第三区域为第三光信号形成第三光斑的区域，k
×
h个区域中的第四区域为第四光信号形成第四光斑的区域，第三光信号和第四光信号属于第二光信号组。第三区域与第四区域在lcos的波长方向相邻，第三光斑的中心线与第四光斑的中心线相同，第三光斑的中心线与第一光斑的中心线不同，即第三区域和第一区域在端口方向上，属于不同的区域，k为大于1的整数。第三光斑的中心位置和第四光斑的中心位置的第二相位差被配置为小于所述第一阈值。
91.可选地，在第一光信号的重定向角度不变的情况下，第一光斑的中心位置和第二光斑的中心位置的第一相位差被配置为小于第一阈值。其中，第一光信号的重定向角度不变的情况为，对第一区域的光栅的灰度分布的周期和最大相位进行调节后得到的。
92.可选地，第一相位差被配置为小于第一阈值为，对第一区域的光栅的灰度分布沿端口方向进行平移后得到的。平移光栅的灰度分布是指在不改变周期光栅的周期的情况下，使周期光栅不同的相位沿端口方向发生相同的偏移。通过平移光栅的灰度分布，第一光信号的重定向角度不会发生改变，即与第一区域相对应的目标输出端口不会发生改变。
93.可选地，通过对第一区域的光栅的最大相位或周期的调节，第二差值被配置为小于第一差值。第一差值为第一重定向角度与第二重定向角度的差值，第二差值为第三重定向角度与第二重定向角度的差值，第二重定向角度为第二光信号的重定向角度。第一重定向角度为第一光信号在第一区域的光栅的最大相位或周期被调整前的重定向角度。第三重定向角度为第一光信号在第一区域的光栅的最大相位或周期被调整后的重定向角度。
94.可选地，第一光斑为高斯光斑。
95.上面对本技术实施例中的光器件进行了描述，下面对本技术实施例中的可重构光分插复用器进行描述。
96.请参阅图13，图13为本技术实施例中可重构光分插复用器的一个结构示意图。
97.本实施例的可重构光分插复用器包括分波模块1301、合波模块1302；本实施例的roadm还可以包括下路模块1303、上路模块1304、接收机1306和发射机1306。
98.分波模块1301用于向当前站点下载第一光波长信号，第一光波长信号可以参考前述光器件中的第一光信号。
99.合波模块1302用于接收当前站点上载的第二光波长信号，第二光波长信号是与第
一光信号波长不同的光信号。
100.其中，分波模块和/或合波模块前述的光器件，光器件为wss。
101.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
102.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
103.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
104.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：闪存盘、移动硬盘、rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。