LCOS動態(tài)相位光柵的衍射特性研究.pdf

1、在基于波分復用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技術的智能光網絡中，ROADM（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer，可重構光分插復用器）節(jié)點可以對光信號進行波長粒度的線路轉換，而基于波長選擇開關（Wavelength Selective Switch，WSS）的新一代ROADM技術可實現(xiàn)最好的波長交換靈活性。硅基液晶（Liquid Crysta

2、l on Silicon，LCOS）是實現(xiàn)WSS的主流技術方案之一，本論文研究基于LCOS的動態(tài)相位光柵的衍射特性，主要工作內容如下：
　　回顧了WSS技術的應用背景和LCOS技術的發(fā)展歷程，針對LCOS在WSS中的應用背景，建立了簡化的2f光學系統(tǒng)模型，LCOS芯片和用作輸入/輸出端口的光纖準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動態(tài)相位光柵模型，將其等效為一個由閃耀光柵和階梯光柵構成的復合光柵；LCOS芯片

3、上每個像素的相位調制量可通過電場獨立控制，但相鄰像素之間存在電場干擾，光柵模型中考慮了電場邊緣效應的影響，在相位調制的回程區(qū)產生寄生光柵。
　　基于上述光柵模型，以余弦函數(shù)擬合相鄰像素的相位調制量之間的過渡區(qū)域，對LCOS相位光柵的衍射特性進行數(shù)值仿真?？紤]在WSS中的應用背景，因電場邊緣效應產生的寄生光柵，對WSS的插入損耗和串擾兩項指標有較大影響。LCOS相位光柵對光束的衍射偏轉角度越大，則電場邊緣效應越顯著，仿真擬合時設置的

4、相位回程區(qū)越寬，才能與實驗結果相吻合。
　　基于上述仿真結果，設計實驗系統(tǒng)的參數(shù)，搭建實驗平臺進行驗證。將LCOS相位光柵設置為一定的周期，對應一定的衍射偏轉角度，輸入光纖準直器放置在傅里葉透鏡后焦平面上的某個離軸位置，以另一個輸出光纖準直器在后焦平面上的不同位置接收光信號，得到耦合效率與接收位置的關系曲線，對應目標輸出端口位置的耦合效率即為插入損耗，對應其他端口位置的耦合效率即為串擾。測得不同偏轉角度下的串擾水平，與仿真結果基本