LCOS動(dòng)態(tài)相位光柵的衍射特性研究.pdf

1、在基于波分復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技術(shù)的智能光網(wǎng)絡(luò)中，ROADM（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer，可重構(gòu)光分插復(fù)用器）節(jié)點(diǎn)可以對(duì)光信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)粒度的線路轉(zhuǎn)換，而基于波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)（Wavelength Selective Switch，WSS）的新一代ROADM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)最好的波長(zhǎng)交換靈活性。硅基液晶（Liquid Crysta

2、l on Silicon，LCOS）是實(shí)現(xiàn)WSS的主流技術(shù)方案之一，本論文研究基于LCOS的動(dòng)態(tài)相位光柵的衍射特性，主要工作內(nèi)容如下：
　　回顧了WSS技術(shù)的應(yīng)用背景和LCOS技術(shù)的發(fā)展歷程，針對(duì)LCOS在WSS中的應(yīng)用背景，建立了簡(jiǎn)化的2f光學(xué)系統(tǒng)模型，LCOS芯片和用作輸入/輸出端口的光纖準(zhǔn)直器陣列分別放置在傅里葉透鏡的前后焦平面上。建立了LCOS動(dòng)態(tài)相位光柵模型，將其等效為一個(gè)由閃耀光柵和階梯光柵構(gòu)成的復(fù)合光柵；LCOS芯片

3、上每個(gè)像素的相位調(diào)制量可通過(guò)電場(chǎng)獨(dú)立控制，但相鄰像素之間存在電場(chǎng)干擾，光柵模型中考慮了電場(chǎng)邊緣效應(yīng)的影響，在相位調(diào)制的回程區(qū)產(chǎn)生寄生光柵。
　　基于上述光柵模型，以余弦函數(shù)擬合相鄰像素的相位調(diào)制量之間的過(guò)渡區(qū)域，對(duì)LCOS相位光柵的衍射特性進(jìn)行數(shù)值仿真?？紤]在WSS中的應(yīng)用背景，因電場(chǎng)邊緣效應(yīng)產(chǎn)生的寄生光柵，對(duì)WSS的插入損耗和串?dāng)_兩項(xiàng)指標(biāo)有較大影響。LCOS相位光柵對(duì)光束的衍射偏轉(zhuǎn)角度越大，則電場(chǎng)邊緣效應(yīng)越顯著，仿真擬合時(shí)設(shè)置的

4、相位回程區(qū)越寬，才能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。
　　基于上述仿真結(jié)果，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的參數(shù)，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證。將LCOS相位光柵設(shè)置為一定的周期，對(duì)應(yīng)一定的衍射偏轉(zhuǎn)角度，輸入光纖準(zhǔn)直器放置在傅里葉透鏡后焦平面上的某個(gè)離軸位置，以另一個(gè)輸出光纖準(zhǔn)直器在后焦平面上的不同位置接收光信號(hào)，得到耦合效率與接收位置的關(guān)系曲線，對(duì)應(yīng)目標(biāo)輸出端口位置的耦合效率即為插入損耗，對(duì)應(yīng)其他端口位置的耦合效率即為串?dāng)_。測(cè)得不同偏轉(zhuǎn)角度下的串?dāng)_水平，與仿真結(jié)果基本