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一种提高向列相液晶光调制器件衍射效率的方法

适用于波长选择开关(WSS),或全息显示场景中。

#信息技术
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在通信网络中,波长选择开关(WSS)是可重构光分插复用器(ROADM)的关键部件之一。

WSS的实现技术中,基于LCOS的WSS,因其每个像素可被电极独立控制并分离,显示出了较高的灵活行,可控性,是当下光网络最有吸引力的技术。具有灵活的带宽调整、自适应对准和无机械运动的稳健性等优点。

目前,具有1×N端口配置的基于LCOS的WSS是当前可重构光网络中的主要组成部分。然而,为了满足无色、无方向、无争用和无网格(CDCG)的要求,需要具有完全灵活,多通道数、带宽和方向可调的WSS。

实验表明,高相位延迟调制,利于提高光调制器的衍射效率,且光束偏角度越大,效率提升效果越明显。

该方法提出了一种基于在C波段大双折射率、大介电常数和低吸收的正向列相液晶的硅基液晶芯片。

该向列相液晶材料由4-((4-乙基-2,6-二氟苯基)乙炔基)-4'-丙基-1,1'-联苯和4-氰基-3,5-二氟苯基-4-戊基苯甲酸酯组成。通过该液晶材料与大与大液晶盒厚度来实现了硅基液晶芯片的高相位深度,提高了液晶光调制器件的衍射效率。

该器件可实现4π乃至6π的相位延迟,在C波段,LCOS可以在偏转角为4.5时获得60%以上的衍射效率。

基于LCOS的束控器件中,两个光栅周期之间存在回扫区(FR),是影响衍射效率的主要因素。在一个光栅周期中,电极上对称中心的电场从第一电极增加到最后一电极,但是从最后一电极到相邻光栅周期的相邻电极的电场减少。因此,在设计中,2π或4π调制的一个光栅周期内的FR宽度让其接近一个像素间距。在相同长度下,4π模调制的FR比仅为2π模调制的一半,从而提高了衍射效率。

该方法可实现更多端口的波长选择功能,极具灵活,并减少通道间的串扰,可用于8*16端口的波长选择开关。

该方法的高衍射效率以及偏转角的高精度控制,可实现C波段内40nm波长任意端口选择,即无栅格选择性。在4π模调制中,由于双衍射级使泄漏光功率分散到非预期输出端口,通道间的串扰可能减少。

项目进展与合作方式

测试机器已出,寻求与通信领域及相关行业合作,进行中试。

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