一种降低损耗谱纹波的试验方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光器件设计技术，尤其涉及一种降低损耗谱纹波的试验方法。
【背景技术】
[0002] 目前，波分复用（WavelengthDivisionMultiplexing，简称WDM)是当前最常见 的光层组网技术，通过把不同波长复用在一根光纤中传输，很容易实现Gbit/s甚至Tbit/ s的传输容量。可重构光分叉复用器作为WDM网络中的核心光交换设备，能够在任一端口 对任意波长进行配置。基于娃基液晶（LiquidCrystalOnSilicon，LC0S)波长选择开关 (WavelengthSelectiveSwitch，简称WSS)是用来实现动态可重构光分插复用的新一代技 术，具有输入波长从任意输出端口输出的功能。对每个波长（信道）而言，一旦发生路由节 点的变化，该信道的光通过的光纤链路发生变化，此时影响通信质量的色散会产生较大差 异，多信道动态色散补偿器（TunableOpticalDispersionCompensator，T0DC)能够对每 个信道的残余色散实时补偿。
[0003] 然而，由于LC0S的工艺特性，像素间的空隙存在，液晶的占空比不为100%。通过 电压控制每个像素的电压，改变液晶的双折射，从而改变每个像素提供的相移。通过矩阵控 制每个像素的电压，可以模拟出不同的相位函数。空隙的反射率不会随着电压改变，从而引 起LC0S相位调制函数中的相位突变，模拟出来的相位函数掺杂着相位突变，高斯光场通过 这种相位函数调制耦合会造成损耗谱线中微小的起伏，称之为纹波（Ripples)，损耗谱纹 波的波动较大时影响LC0S的性能。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明提供一种在设计基于LC0S光学器件的光路时降低损耗谱纹波 的试验方法。
[0005] -种降低损耗谱纹波的试验方法，其用于降低基于娃基液晶（LiquidCrystalOn Silicon，LC0S)光器件中的损耗谱波纹，所述降低损耗谱纹波的试验方法包括以下步骤：
[0006] 选取LC0S及相应光器件建立光路以使入射光的波长透射到LC0S的不同区域；
[0007] 计算入射光基于衍射效应的入射光与经过LC0S相位调制的出射光的耦合及入射 光与LC0S的直接空隙间反射的出射光的耦合之和；
[0008] 根据所计算的耦合效应之和计算能量耦合效率；
[0009] 根据所计算的能量耦合效率调整各光学器件形成的光路以使入射光投射到LC0S 的光斑所覆盖的像素个数大于等于2。
[0010] 与现有技术相比，本发明提供的降低损耗普纹波的试验方法中，在选定LC0S及相 应光器件的情况下合理设计光束整形系统，要求光路设计满足投射到LC0S表面的高斯光 束半径比上LC0S像素Γ多2,也即像素覆盖率Γ多2,从而减小谱线纹波，该方法对设计 基于LC0S的光器件有指导意义。
【附图说明】
[0011] 图1是本发明提供的一种降低损耗谱纹波的试验方法的流程图。
[0012] 图2是基于LC0S的波长选择开关的结构示意图。
[0013] 图3是基于LC0S的多信道动态色散补偿器的结构示意图。
[0014] 图4是占空比不同时的波长选择开关的损耗谱。
[0015] 图5是像素覆盖率不同时的波长选择开关的损耗谱。
[0016] 图6是像素覆盖率不同时的多信道动态色散补偿器的损耗谱。
[0017] 图7是空隙反射率不同时的多信道动态色散补偿器的损耗谱。。
[0018] 主要元件符号说明
[0019] 准直器阵列 110
[0020] 偏振转换单元120、230
[0021] 光束整形单元130、240
[0022] 闪耀光栅 140、250
[0023] 傅里叶透镜 150、260
[0024] LC0S光器件 160、270
[0025] 光环形器 210
[0026] 准直器 220
[0027] 如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0028] 请参阅图1，其为本发明实施方式提供的一种降低损耗谱纹波的试验方法，其用于 降低基于娃基液晶（LiquidCrystalOnSilicon，LC0S)光器件中的损耗谱波纹，所述降低 损耗谱纹波的试验方法包括以下步骤：
[0029] S110 :选取LC0S及相应光器件建立光路以使入射光的波长透射到LC0S的不同区 域；
[0030] S120 :计算入射光基于衍射效应的入射光与经过LC0S相位调制的出射光的耦合 及入射光与LC0S的直接空隙间反射的出射光的耦合之和；
[0031] S130 :根据所计算的耦合效应之和计算能量耦合效率；
[0032] S140:根据所计算的能量耦合效率调整各光学器件形成的光路以使入射光投射到 LC0S的光斑所覆盖的像素个数大于等于2。
[0033] 在步骤S110中，在选取相关光学器件时，若选择光器件建立基于LC0S的波长选择 开关100,如图2所示，基于LC0S的波长选择开关包括准直器阵列110、偏振转换单元120、 光束整形单元130、闪耀光栅140、傅里叶透镜150及LC0S光器件160,所述的基于LC0S的 波长选择开关100的工作原理如下：光信号由准直器阵列110的输入端口输入，经过偏振转 换单元120光信号被转换成同一偏振方向的光，经过光束整形单元130扩束后入射到闪耀 光栅140,闪耀光栅140对入射光信号进行分波，不同波长的光信号经过闪耀光栅140以不 同角度出射，傅里叶透镜150将不同角度入射的波长转换到LC0S光器件160的不同区域， 即WDM信号在波长离散方向（X方向）依次展开。通过控制对应LC0S区域垂直于波长离散 方向（y方向）像素的相位，模拟出特定的线性相移，不同波长的光信号将会发生偏转，经过 傅里叶透镜150之后从准直器阵列110的特定输出端口输出。
[0034] 若选择光器件建立基于LC0S的多信道动态色散补偿器200,如图3所示，基于 LC0S的多信道动态色散补偿器200包括光环形器210、准直器220、偏振转换单元230、光束 整形单元240、闪耀光栅250、傅里叶透镜260及LC0S光器件270,所述的基于LC0S的多信 道动态色散补偿器200的工作原理如下：光信号由环形器210的一个端口输入，接准直器 220后经过偏振转换单元230将光信号转换成同一偏振方向的光，经过光束整形单元240后 入射到闪耀光栅250,闪耀光栅250对入射光信号进行分波，不同波长的光信号经过以不同 角度从闪耀光栅250出射，傅里叶透镜260将不同角度入射的波长转换到LC0S光器件270 的不同区域，即WDM信号在波长离散方向（X方向）依次展开。通过控制对应LC0S区域波 长离散方向像素的相位，模拟出特定的二次型相移，不同波长的光信号将会得到特定的色 散补偿，光信号反射之后经由整个光路从光环形器210的输出端口输出。其中，LC0S器件 的液晶占空比τ可由下式表示
^其中，Ρ为像素尺寸，g为空隙尺寸。
[0035] 在步骤S120中，由于LC0S提供的相位调制函数的公式表示为：
[0036]
[0037] 其中，p为像素大小，K为