通道的光斑覆蓋效果示意圖；
[0029] 圖7為本發(fā)明固定頻率柵格的位相延遲曲線示意圖；
[0030] 圖8為本發(fā)明不同頻率間隔光通道的光斑覆蓋效果示意圖；
[0031] 圖9為本發(fā)明靈活柵格的位相延遲曲線示意圖；
[0032] 圖10為本發(fā)明n個液晶陣列芯片的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖11為本發(fā)明另一種基于液晶陣列的靈活柵格可調(diào)色散補償裝置示意圖；
[0034]其中：
[0035] 1 :環(huán)形器； 2 :準(zhǔn)直器；
[0036] 3 :偏振轉(zhuǎn)換組件； 4 :凸透鏡組件；
[0037] 5 :凹面鏡； 6 :衍射光柵；
[0038] 7 :液晶陣列芯片； 8 :反射鏡；
[0039] 9:集成電路芯片； 10 :棱鏡組件；
[0040] 301:偏振分束器； 302:半波片；
[0041] 70n:液晶單元；
[0042] 7-1、7-2、7-3到7-n:級聯(lián)的液晶陣列芯片；
【具體實施方式】
[0043] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0044] 一種基于液晶陣列的靈活柵格可調(diào)色散補償裝置，包括環(huán)形器1、準(zhǔn)直器2、偏振 轉(zhuǎn)換組件3、凸透鏡組件4、凹面鏡5、衍射光柵6、反射鏡8、多個液晶陣列芯片7及集成電 路芯片9。其中，環(huán)形器1分別作為色散補償器件的輸入端和輸出端；光纖準(zhǔn)直器2用于將 進入的光纖信號準(zhǔn)直輸出；偏振轉(zhuǎn)換組件3包括雙折射晶體和1/2波片，用于將輸入光轉(zhuǎn)換 成兩束偏振方向平行的線偏振光，此線偏振光的偏振方向應(yīng)與液晶陣列芯片7的分子長軸 方向一致，以滿足位相調(diào)節(jié)的偏振方向要求；凸透鏡組件4和凹面鏡5組合，用于對入射光 信號進行光斑整形，并根據(jù)靈活柵格的指標(biāo)要求計算出焦距組合，同時實現(xiàn)更高的光柵衍 射效率和光譜分辨率，此處的光斑整形設(shè)計也可將凸透鏡組件替換為棱鏡組件；衍射光柵 6用于對光信號進行衍射，將不同波長的光信號在空間分開，在此處，主要采用反射式光柵， 在進行波長分開的同時，也可對光路進行折疊，實現(xiàn)更為緊湊的設(shè)計，此處的光柵也可替換 為透射式光柵、陣列波導(dǎo)光柵等色散元件；凹面鏡5將不同波長信號光轉(zhuǎn)換成平行傳輸，垂 直入射到液晶陣列芯片7上。液晶陣列芯片7具有很多個細(xì)長的液晶單元70n，每個光斑覆 蓋一個或多個液晶單元7〇n，通過對各個液晶單元70n的獨立位相控制和任意數(shù)量組合，可 以實現(xiàn)靈活柵格的可調(diào)功能，并滿足色散補償曲線靈活可調(diào)的要求。同時，根據(jù)系統(tǒng)需要補 償?shù)纳⒅捣赐朴嬎?，靈活調(diào)整器件中所需要使用的液晶陣列芯片的數(shù)量，實現(xiàn)色散補償 值靈活可調(diào)的功能。反射鏡8用于將所有的波長信號反射回原光路，并依次通過液晶陣列 芯片7、凹面鏡5、衍射光柵6、凹面鏡5、凸透鏡組件4、偏振轉(zhuǎn)換器件3、準(zhǔn)直器2,最后返回 至環(huán)形器1輸出。在反向傳輸?shù)倪^程中，衍射光柵6起到了空間波長復(fù)用的功能。集成電 路芯片9用于輸出液晶陣列芯片7所需的多通道獨立控制電壓。
[0045] 如圖1所示為第一實施例，本發(fā)明推出了一種基于液晶陣列的靈活柵格可調(diào)色散 補償裝置，主要元件包括環(huán)形器1、準(zhǔn)直器2、偏振轉(zhuǎn)換組件3、凸透鏡組件4、凹面鏡5、衍射 光柵6、液晶陣列芯片7、反射鏡8、集成電路芯片9。如圖2所示，偏振轉(zhuǎn)換組件3由偏振分 束器301和半波片302組成，半波片302設(shè)置于偏振分束器301的光路后端且僅設(shè)置于一 路分光路中。凸透鏡組件4由兩個凸透鏡組成，兩個凸透鏡都是柱透鏡且柱面方面是相互 垂直，分別對水平和豎直方向的光斑進行整形，液晶陣列芯片7中灌裝具有位相調(diào)節(jié)功能 的液晶材料，每個液晶陣列芯片的結(jié)構(gòu)如圖3a_3b所不；圖3a為俯視圖，顯不每個液晶陣列 芯片7由一系列不等間距或等間距的矩形液晶單元7-1至7-n組成；本發(fā)明中液晶陣列芯 片的兩個玻璃板雙面均鍍增透膜（抗反膜），光線直接透過液晶陣列芯片7,被反射鏡8反 射回去，再反向透射液晶陣列芯片7-次。參見圖3b，顯示在液晶陣列芯片7的兩側(cè)鍍有增 透膜（抗反膜），用于減少光線在透射液晶陣列芯片7時的損耗。本實施例中正向傳輸光 路的輸入信號和反向傳輸光路的輸出信號均入射到輸入輸出裝置，本實施例中輸入輸出裝 置由環(huán)形器1和準(zhǔn)直器2組成，環(huán)形器1包括輸入端和輸出端，準(zhǔn)直器2設(shè)置于環(huán)形器1后 端。輸入輸出裝置也可以采用雙芯準(zhǔn)直器來構(gòu)成。
[0046] 液晶陣列芯片7基于薄膜ITO工藝，其內(nèi)部灌裝電控雙折射（ECB)液晶或扭曲向 列型（TN)液晶，或具有類似位相調(diào)節(jié)功能的液晶材料。其中，不加電時，ECB液晶的分子長 軸沿平行于液晶平板的方向分布，且每層液晶分子的長軸互相平行，如圖4所示；TN液晶的 分子長軸繞著分子層的方向旋轉(zhuǎn)90度，最上面和最下面的分子長軸相互垂直，如圖5所示。 在實際使用時，也可以使用其它具有位相調(diào)節(jié)功能的液晶材料。
[0047] 下文將進一步說明本發(fā)明的工作原理。帶有隨機偏振信號的光波長信號傳輸?shù)江h(huán) 形器1的輸入端；再傳輸?shù)綔?zhǔn)直器2,形成準(zhǔn)直光束在自由空間傳輸；入射到偏振轉(zhuǎn)換組件 3的偏振分束器301之后，形成兩束偏振方向相互垂直的線偏振光，經(jīng)過偏振轉(zhuǎn)換組件3的 1/2波片后，形成兩束偏振方向相互平行的線偏振光，如圖2所示；經(jīng)過凸透鏡組件4之后， 在兩個方向分別進行光斑壓縮，且兩個方向的壓縮比例不同；入射到凹面鏡5之上，對兩個 方向的光斑進行整形，且兩個方向的整形比例不同，形成橢圓形光斑入射到衍射光柵6表 面；經(jīng)過衍射光柵6之后，不同波長的光信號在空間上被相互分開，且長波長的光信號位于 遠(yuǎn)離衍射光柵6法線的方向；所有波長信號再次入射到凹面鏡5上面，并由凹面鏡5進行變 換；變換之后，所有波長信號的傳輸方向相互平行，垂直入射到液晶陣列芯片7上面；液晶 陣列芯片7對不同波長光信號進行靈活柵格可調(diào)色散補償，并將補償后的光信號透射傳輸 至反射鏡8表面；反射鏡8將所有入射到其表面的光信號反射回原光路，并再次透射經(jīng)過液 晶陣列芯片7,進一步進行色散補償調(diào)節(jié)。之后，所有經(jīng)過色散補償?shù)牟ㄩL信號返回至凹面 鏡5,再返回至衍射光柵6,不同波長的光信號實現(xiàn)空間的復(fù)用，形成復(fù)合光信號依次通過 凹面鏡5和凸透鏡組件4 ;所有光信號再次恢復(fù)成圓形光斑，入射到偏振轉(zhuǎn)換組件3上面， 由偏振轉(zhuǎn)換組件3將兩束偏振方向相互平行的線偏振光重新合成為一束隨機偏振光，并繼 續(xù)返回至準(zhǔn)直器2和環(huán)形器1，通過環(huán)形器1的輸出端口輸出，完成不同波長光信號的色散 補償。本發(fā)明的正向傳輸光路和反向傳輸光路完全重合。
[0048] 在本發(fā)明中，不同波長的光信號經(jīng)過衍射光柵6和凹面鏡5之后，垂直入射在液晶 陣列芯片7表面。經(jīng)過由凸透鏡組件4、凹面鏡5、衍射光柵6組成的光斑變換系統(tǒng)后，所有 的光斑形狀都是橢圓形。以50GHz為例，先介紹本發(fā)明實現(xiàn)傳統(tǒng)固定頻率柵格功能的原理。 當(dāng)頻率柵格固定時，所有通道的頻率間隔是固定的，且所有通道的光斑大小隨著波長呈線 性變化。為便于理解，在不影響本發(fā)明實現(xiàn)原理的前提下，此處假設(shè)所有通道的光斑大小一 樣，均勾分布在液晶陣列芯片7表面，如圖6所不。
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