一種基于液晶陣列的靈活柵格可調(diào)色散補(bǔ)償裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可調(diào)色散補(bǔ)償裝置，具體涉及一種柵格靈活可調(diào)、色散補(bǔ)償值靈 活可調(diào)、色散補(bǔ)償曲線靈活可調(diào)的基于液晶陣列的可調(diào)色散補(bǔ)償裝置，本發(fā)明屬于光纖通 信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在光纖傳輸系統(tǒng)中，色散會使光脈沖展寬，導(dǎo)致不同光脈沖之間產(chǎn)生干擾，影響光 纖傳輸系統(tǒng)的性能。而且，隨著傳輸速率的快速提高，系統(tǒng)的色散容限也在不停的降低。光 纖色散已經(jīng)成為制約通信速率進(jìn)一步提升的重要因素之一。光纖通信系統(tǒng)組網(wǎng)架構(gòu)也正在 發(fā)生改變，從傳統(tǒng)的點到點通信向全光智能網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，光纖鏈路變得更為復(fù)雜化和動態(tài)化。 在進(jìn)行色散補(bǔ)償時，需要對光纖通信網(wǎng)絡(luò)中各信道的色散進(jìn)行獨立的、動態(tài)的補(bǔ)償，并需要 根據(jù)實際需求選擇不同的色散補(bǔ)償值。
[0003] 目前，國際上通用的幾種色散補(bǔ)償方法有：基于級聯(lián)GT腔、基于FBG技術(shù)、基于 PLC技術(shù)等。美國專利US2003/0210401A1公開的基于GT腔的色散補(bǔ)償專利，采用熱控或 機(jī)械控制調(diào)諧，可滿足固定柵格通道的色散一致性補(bǔ)償，不能實現(xiàn)柵格靈活可調(diào)、色散范圍 靈活可調(diào)的功能。在專利US2003/0210401A1的基礎(chǔ)上，中國專利申請201010574610. 4和 201210120224. 7推出了基于液晶和LCOS技術(shù)的GT腔改進(jìn)工藝，利用液晶的電控雙折射效 應(yīng)實現(xiàn)光波的位相調(diào)制，從而實現(xiàn)色散補(bǔ)償?shù)墓δ?。但上述兩個專利依然不能滿足柵格靈 活可調(diào)、色散補(bǔ)償值靈活可調(diào)的功能，只能對單個光波長進(jìn)行色散補(bǔ)償，或者對光纖通信系 統(tǒng)中的所有通道產(chǎn)生相同的色散補(bǔ)償量，不能對每個通道產(chǎn)生不同的補(bǔ)償量或補(bǔ)償曲線， 且通道柵格是固定的。
[0004] 為實現(xiàn)靈活柵格可調(diào)色散補(bǔ)償功能，目前的通用方案是采用自由空間光學(xué)結(jié)構(gòu)。 采用衍射光柵、陣列波導(dǎo)光柵等色散分光元件將不同通道的信號在空間進(jìn)行分開，再基于 空間位相調(diào)制器對不同通道的色散曲線進(jìn)行獨立調(diào)節(jié)，產(chǎn)生通道之間相互獨立的色散補(bǔ)償 量。以此為理論基礎(chǔ)，專利201210049729. 9推出了一種基于透射式相位光柵和LCOS芯片 空間位相調(diào)制器的色散補(bǔ)償裝置，在以上幾種色散補(bǔ)償方案上更進(jìn)了一步，具有柵格靈活 可調(diào)的功能。但由于LCOS芯片是反射式的位相調(diào)節(jié)元件，不能級聯(lián)和擴(kuò)展，因此也決定了 LCOS芯片的色散補(bǔ)償值是不可以升級擴(kuò)展的。如需要更大的色散補(bǔ)償量，需要增加色散補(bǔ) 償器件的數(shù)量，不能通過改變單個器件的設(shè)計來滿足要求，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。而 且，LCOS芯片在二維方向上的像元數(shù)目都很多，但真正對色散補(bǔ)償起到關(guān)鍵影響的是單維 度的像元數(shù)目和大小，需要獨立控制；另外一個維度的像元對色散補(bǔ)償沒有影響，不需要獨 立控制。LCOS芯片在另外一個維度的設(shè)計增加了加工和控制的難度，也增加了系統(tǒng)的成本， 此方面的局限性也限制了該色散補(bǔ)償器件的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
[0005] 傳統(tǒng)的色散補(bǔ)償裝置大都基于固定頻率柵格，已不能滿足現(xiàn)有光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的 發(fā)展需求，尤其是發(fā)展到400Gb/s以上的系統(tǒng)，要求傳輸頻率間隔具有靈活可調(diào)的特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為優(yōu)化上述色散補(bǔ)償方案的缺陷和不足，本發(fā)明提出了一種基于液晶陣列的可調(diào) 色散補(bǔ)償裝置，該方案具有柵格靈活可調(diào)、色散補(bǔ)償曲線靈活可調(diào)的特點；并可通過級聯(lián)不 同數(shù)量的液晶陣列芯片，對每個通道的色散補(bǔ)償值進(jìn)行擴(kuò)展，在滿足不同系統(tǒng)色散補(bǔ)償值 要求的同時，不增加補(bǔ)償器件的數(shù)量，簡化了系統(tǒng)的架構(gòu)，降低了系統(tǒng)的成本。
[0007]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0008]一種基于液晶陣列的的可調(diào)色散補(bǔ)償裝置，包括輸入輸出裝置、偏振轉(zhuǎn)換組件、光 斑變換系統(tǒng)、靈活柵格可調(diào)色散補(bǔ)償器件和反射鏡按光路依次排列設(shè)置構(gòu)成；所述偏振轉(zhuǎn) 換組件使帶有隨機(jī)偏振信號的光與兩束偏振方向相互垂直的線偏振光相互轉(zhuǎn)換；所述光斑 變換系統(tǒng)使不同波長的光信號在空間上被相互分開和復(fù)用；所述靈活柵格可調(diào)色散補(bǔ)償器 件對不同波長光信號進(jìn)行靈活柵格可調(diào)色散補(bǔ)償；所述反射鏡使所有入射到其表面的光信 號沿原光路返回。
[0009]所述光斑變換系統(tǒng)包括凸透鏡組件、凹面鏡、衍射光柵。
[0010] 所述所述靈活柵格可調(diào)色散補(bǔ)償器件為液晶陣列芯片；所述液晶陣列芯片基于薄 膜ITO工藝，其內(nèi)部灌裝具有位相調(diào)節(jié)功能的液晶材料。
[0011] 正向傳輸?shù)妮斎胄盘柡头聪騻鬏敼饴返妮敵鲂盘柸肷涞捷斎胼敵鲅b置，所述的偏 振轉(zhuǎn)換組件使入射到液晶陣列芯片上面的光信號為線偏振光，且偏振方向平行于液晶陣列 芯片中液晶分子長軸和入射光傳播方向組成的平面；液晶陣列芯片由多個細(xì)長形的液晶單 元組合而成，單個液晶單元均連接集成電路芯片，集成電路芯片實現(xiàn)單個液晶單元的獨立 加電控制；經(jīng)所述光斑變換系統(tǒng)分開的多通道光信號分布于液晶陣列芯片上，每個通道光 信號光斑覆蓋多個液晶單元，選擇需色散補(bǔ)償通道的光信號覆蓋的液晶單元進(jìn)行組合后， 加電控制改變各自液晶單元的液晶光軸方向，使該通道光信號產(chǎn)生不同的位相延遲曲線進(jìn) 行色散補(bǔ)償。
[0012] 所述液晶陣列芯片有多個，依次排列級聯(lián)組成液晶陣列組件。
[0013]多個所述液晶陣列芯片分別設(shè)置于玻璃管內(nèi)，玻璃管粘接固定在一起。
[0014]所述輸入輸出裝置由環(huán)形器和準(zhǔn)直器組成，環(huán)形器包括輸入端和輸出端，準(zhǔn)直器 設(shè)置于環(huán)形器后端。
[0015]所述輸入輸出裝置可采用雙芯準(zhǔn)直器。
[0016]所述偏振轉(zhuǎn)換組件由偏振分束器和半波片組成，半波片設(shè)置于偏振分束器后端且 位于一路分光路中。
[0017]凸透鏡組件也可替換為可實現(xiàn)對光束的水平和豎直方向進(jìn)行光斑整形的棱鏡組 件。
[0018]本發(fā)明具有以下的優(yōu)點和技術(shù)效果：
[0019] 1.本發(fā)明裝置通道柵格靈活可調(diào)：每個光斑可以覆蓋多個液晶單元，且每個液晶 單元可以獨立控制，通過組合不同數(shù)量的液晶單元，可以實現(xiàn)不同大小光斑的控制，從而實 現(xiàn)柵格靈活可調(diào)的功能。在實際使用中，不同的系統(tǒng)傳輸速率要求不同的傳輸頻率柵格，本 發(fā)明方案可以滿足不同傳輸速率的頻率柵格要求；
[0020]2.本發(fā)明裝置色散補(bǔ)償曲線靈活可調(diào)：通過獨立控制每個液晶單元的電壓，獨立 調(diào)整每個單元的折射率，改變通道內(nèi)傳輸信號每個液晶單元子部分的位相，調(diào)整出不同的 色散補(bǔ)償曲線；
[0021] 3.本發(fā)明裝置色散補(bǔ)償值靈活可調(diào)：雖然每個液晶陣列單元的色散補(bǔ)償值是固 定的，但通過級聯(lián)不同數(shù)量的液晶陣列芯片，可以靈活調(diào)整器件的色散補(bǔ)償值，滿足不同傳 輸系統(tǒng)的要求。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明一種基于液晶陣列的靈活柵格可調(diào)色散補(bǔ)償裝置的原理示意圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明偏振轉(zhuǎn)換組件的組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖3a為本發(fā)明液晶陣列芯片的組成結(jié)構(gòu)俯視圖示意圖；
[0025] 圖3b為本發(fā)明液晶陣列芯片的組成結(jié)構(gòu)側(cè)視圖示意圖；
[0026] 圖4為ECB液晶不加電時的液晶分子排布示意圖；
[0027] 圖5為TN液晶不加電時的液晶分子排布示意圖；
[0028] 圖6為本發(fā)明固定頻率間隔光