基于LCOS的可調(diào)諧光學濾波器的研究與設(shè)計.pdf

1、新一代全光網(wǎng)絡(luò)要求其ROADM（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer，可重構(gòu)光分插復(fù)用器）節(jié)點能夠進行波長粒度的光交換，帶通型可調(diào)諧光學濾波器（Tunable Optical Filter，TOF）和波長選擇開關(guān)（Wavelength Selective Switch，WSS）在這種新型ROADM節(jié)點中有著重要的應(yīng)用。本文研究基于LCOS（Liquid Crystal on Silico

2、n，硅基液晶）技術(shù)的可調(diào)諧光學濾波器，主要研究工作如下：
　　研究了液晶的電光效應(yīng)和LCOS的相位調(diào)制原理，討論了基于LCOS的光束偏轉(zhuǎn)技術(shù)原理，基于位相差分析方法初步得到：LCOS動態(tài)相位光柵的衍射特性取決于單像素衍射、閃耀光柵干涉和階梯光柵干涉三個因子，衍射光能量集中于+1級衍射光，可以獲得較高的衍射效率，LCOS對入射光束的偏轉(zhuǎn)角度即為+1級衍射光的衍射角。
　　設(shè)計了一種自由空間光學結(jié)構(gòu)的帶通型可調(diào)諧光學濾波器陣列（

3、Tunable Filter Array，TFA），通過LCOS芯片上的像素分割和光束偏轉(zhuǎn)實現(xiàn)TFA通帶的選擇。對TFA模塊中的高斯光束參數(shù)匹配、LCOS芯片像素分割等問題進行了深入的分析，在此基礎(chǔ)上，對色散系統(tǒng)、擴束元件、偏振轉(zhuǎn)換組件、光纖陣列、微透鏡陣列等光學組件進行了詳細的參數(shù)設(shè)計，并對整體光學系統(tǒng)進行了軟件仿真。
　　WSS可視為一種1×K端口的帶通型TOF，考慮LCOS在WSS模塊中的實際應(yīng)用情況，建立了簡化的2f光學系