硅基液晶(LCo S)是一种新型可编程的衍射光学元件,已广泛应用于光学显示、通信与存储等领域。研究了LCo S的光束衍射特性,并将其作为波长切换器应用于1×N型波长选择开关中,成功实现了输入与任意输出端口之间的波长切换。利用光学标量衍射理论计算得到LCo S上1级光强分布及衍射效率与各物理参量的关系。结果表明:单位周期内相位阶数不低于10时,衍射损耗可稳定控制在5 d B内。在此基础上,巧妙设计了基于LCo S的1×N型波长选择开关(WSS),利用LCo S相位光栅设置的高度灵活性实现输出通道间隔的灵活可调。通道之间低串扰且独立可控。实验测得WSS系统损耗为10 d B^14 d B。
可重构光分插复用器(ROADM)和多维光交叉连接(OXC)作为实现下一代动态全光网络的关键设备受到了光通信领域研究机构和产业界的高度重视。1×N端口波长选择开关(WSS)是目前及下一代ROADM的核心器件。针对现有WSS存在的光学系统复杂、系统插损与端口串扰大,以及端口数和通道数有限等不足,提出一种具有通带调谐灵活性的基于硅基液晶处理芯片(LCo S)的1×32高端口数WSS。通过软件远程控制LCo S上加载的全息相位图像,使光通信C波段密集波分复用(DWDM)信号中任意一个或一组波长灵活切换至任意输出端口输出,各波长通道切换独立可控。研究结果表明:系统插入损耗为5 d B^25 d B;栅格为100 GHz时波长信道的3 d B带宽均为40 GHz;带宽从50 GHz起连续可调,调谐步长1 GHz。这一研究为M×N高端口数WSS的研制奠定了坚实的理论实验基础。
