基于硅上液晶技術(shù)的可調(diào)光濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于硅上液晶技術(shù)的可調(diào)光濾波器，屬一種光學(xué)濾波器，所述的濾波器包括準(zhǔn)值器與雙折射晶體，所述雙折射晶體上還安裝有半波片；所述雙折射晶體與準(zhǔn)值器的前方還安裝有光柵，所述光柵安裝在凹面鏡的前焦平面上，所述凹面鏡的后焦平面上安裝有硅上液晶芯片；通過(guò)硅上液晶芯片中薄膜晶體管控制液晶面板的像素，將偏振光旋轉(zhuǎn)90度變成垂直方向的偏振光的原理，可實(shí)現(xiàn)可調(diào)頻率和帶寬的功能；本發(fā)明的結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，通過(guò)全光電控制，使用可靠性高，光波損耗率低，隔離性能優(yōu)異，且適于工業(yè)化生產(chǎn)，易于推廣。
【專利說(shuō)明】基于硅上液晶技術(shù)的可調(diào)光濾波器
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種光學(xué)濾波器，更具體的說(shuō)，本發(fā)明主要涉及一種基于硅上液晶技術(shù)的可調(diào)光濾波器。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]在智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，為了使有限的光譜資源得到充分利用，需要實(shí)時(shí)靈活控制分配給指定用戶的帶寬，而本領(lǐng)域中用于可調(diào)光濾波的類似器件大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制方式繁瑣，且體積較大，因而有必要基于智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的實(shí)際需求，對(duì)這類可調(diào)光濾波的器件進(jìn)行研究和改進(jìn)。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的之一在于針對(duì)上述不足，提供一種基于硅上液晶技術(shù)的可調(diào)光濾波器，以期望解決現(xiàn)有技術(shù)中智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)所使用的類似可調(diào)光濾波器件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，控制方式防鎖等技術(shù)問(wèn)題。
[0007]為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明所提供的一種基于硅上液晶技術(shù)的可調(diào)光濾波器，所述的濾波器包括準(zhǔn)值器與雙折射晶體，所述雙折射晶體上還安裝有半波片;所述雙折射晶體與準(zhǔn)值器的前方還安裝有光柵，所述光柵的衍射位置上安裝有凹面鏡，所述凹面鏡的反射位置上安裝有硅上液晶芯片；用于由入射光線經(jīng)準(zhǔn)值器射入，再經(jīng)雙折射晶體與半波片產(chǎn)生水平方向偏振光，入射到光柵產(chǎn)生按頻率排列的光譜，然后被凹面鏡反射至其焦平面上的硅上液晶芯片，偏振光垂直入射硅上液晶芯片的反射薄膜層后沿原路反射。
[0008]作為優(yōu)選，進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述準(zhǔn)值器的后方還設(shè)有環(huán)型器。
[0009]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述硅上液晶芯片包括液晶面板，所述液晶面板的后部依次設(shè)有反射薄膜層、薄膜晶體管與控制電路;所述反射薄膜層在光路調(diào)整時(shí)與凹面鏡的焦平面重合。
[0010]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述控制電路用于調(diào)整薄膜晶體管的電壓，進(jìn)而由薄膜晶體管控制液晶面板上的像素，將水平方向的偏振光旋轉(zhuǎn)90度變成垂直方向的偏振光后再沿原路返回。
[0011]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述的凹面鏡與硅上液晶芯片之間還設(shè)有棱鏡，用于補(bǔ)償由光柵至硅上液晶芯片的光線的光程差。
[0012]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述準(zhǔn)值器、雙折射晶體、光柵、凹面鏡、硅上液晶芯片、棱鏡與環(huán)型器均安裝在光學(xué)底板上。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是:通過(guò)硅上液晶芯片中薄膜晶體管控制液晶面板的像素，將偏振光旋轉(zhuǎn)90度變成垂直方向的偏振光的原理，達(dá)到讓水平方向的偏振光被接收，垂直方向的偏振光不被接收的技術(shù)目的，進(jìn)而可通過(guò)控制程序在硅上液晶芯片的液晶面板上將入射的光波劃分為許多帶寬度可變的頻道，實(shí)現(xiàn)可調(diào)頻率和帶寬的功能；同時(shí)本發(fā)明所提供的一種基于硅上液晶技術(shù)的可調(diào)光濾波器結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，通過(guò)全光電控制，使用可靠性高，光波損耗率低，隔離性能優(yōu)異，且適于工業(yè)化生產(chǎn)，易于推廣。
[0014]
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為用于說(shuō)明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，I為準(zhǔn)值器、2為雙折射晶體、3為半波片、4為光柵、5為凹面鏡、6為棱鏡、7為硅上液晶芯片、71為液晶面板、72為反射薄膜層、73為薄膜晶體管、74為控制電路、8為環(huán)型器。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0018]參考圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種基于硅上液晶技術(shù)的可調(diào)光濾波器，該濾波器包括準(zhǔn)值器I與雙折射晶體2(該雙折射晶體的材質(zhì)為YV04，即單晶釩酸釔)，安裝時(shí)需使準(zhǔn)值器I與雙折射晶體2的入射光路相互重合，再在雙折射晶體2上還安裝有半波片3(規(guī)格優(yōu)選為1Z72 WP);此外，在前述雙折射晶體2與準(zhǔn)值器I的前方還應(yīng)安裝光柵4，該光柵4的衍射位置上安裝有凹面鏡5，該凹面鏡5的反射位置上安裝有硅上液晶芯片7，即前述光柵4安裝在凹面鏡5的前焦平面上，前述凹面鏡5的后焦平面上安裝有硅上液晶芯片7;基于前述的濾波器結(jié)構(gòu)，可由入射光線經(jīng)準(zhǔn)值器I射入，再經(jīng)雙折射晶體2與半波片3產(chǎn)生水平方向偏振光，入射到光柵4產(chǎn)生按頻率排列的光譜，然后被凹面鏡5反射至其焦平面上的硅上液晶芯片7，偏振光垂直入射硅上液晶芯片7的反射薄膜層72后沿原路反射。
[0019]再參考圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，為便于分解輸出原路反射回準(zhǔn)值器I的受控制后的光波信號(hào)，可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，再在準(zhǔn)值器I的后方安裝環(huán)型器8;且在濾波器整體組裝中，可先將半波片3安裝在雙折射晶體2上，然后按附圖中的位置依次將準(zhǔn)值器1、雙折射晶體2、光柵4與凹面鏡5放置在光學(xué)底板上，應(yīng)盡量緊湊，縮小體積;再將硅上液晶芯片7放在凹面鏡5的焦距位置，最后連接前述的環(huán)型器8，所有的器件經(jīng)光學(xué)調(diào)整后固定。另外，為補(bǔ)償由光柵4至硅上液晶芯片7的光線的光程差，可再在凹面鏡5與硅上液晶芯片7之間安裝棱鏡6，該棱鏡6同樣經(jīng)光學(xué)調(diào)整后固定于光學(xué)底板上；即該棱鏡6可作為補(bǔ)償器，補(bǔ)償凹面鏡所產(chǎn)生光程差的影響。
[0020]在本實(shí)施例中，硅上液晶芯片7用于使上述的每一通道獨(dú)立控制電壓，并通過(guò)控制電壓的高低達(dá)到自由劃分通的頻率和帶寬的目的。由準(zhǔn)值器1、雙折射晶體2與半波片3共同組成線偏振光發(fā)生器，產(chǎn)生水平方向偏振光入射到光柵4后實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)分離，補(bǔ)償器能補(bǔ)償凹面鏡5所產(chǎn)生光程差的影響；而在光路調(diào)整時(shí)，將硅上液晶芯片7的反射薄膜層與凹面鏡5的焦平面調(diào)整為重合，把處理后的偏振光反射返回到準(zhǔn)值器I，從環(huán)型器8輸出。
[0021 ]進(jìn)一步的，本發(fā)明上述實(shí)施例的核心在于硅上液晶芯片7的功能，發(fā)明人也對(duì)該芯片的結(jié)構(gòu)做了進(jìn)一步改進(jìn)，具體為其中包括液晶面板71，該液晶面板71的后部依次設(shè)有反射薄膜層72、薄膜晶體管73與控制電路74;正如上述所提到的，反射薄膜層72在光路調(diào)整時(shí)需與凹面鏡5的焦平面重合;其實(shí)現(xiàn)功能的基本原理是由控制電路74調(diào)整薄膜晶體管73的電壓，進(jìn)而由薄膜晶體管73控制液晶面板71上的像素，將水平方向的偏振光旋轉(zhuǎn)90度變成垂直方向的偏振光后再沿原路返回；基于前述的原理，為幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明的要義，對(duì)本發(fā)明上述實(shí)施例中所述可調(diào)光濾波器的功能實(shí)現(xiàn)方式具體說(shuō)明如下:
入射光線(波長(zhǎng)范圍一般為1527nm?1567nm)被準(zhǔn)值器I準(zhǔn)值后(一束平行光線)，進(jìn)入雙折射晶體2和半波片3產(chǎn)生水平方向偏振光，入射到光柵(Grating)4，產(chǎn)生按頻率排列的光譜，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)分離，然后被凹面鏡(Concave mirror)5反射，液晶面板71后面的反射薄膜層72與凹面鏡5的焦平面重合，偏振光垂直入射液晶面板71后面的反射薄膜層72被沿原路反射。棱鏡6作為濾波器中的補(bǔ)償器，可用于補(bǔ)償光程差。液晶面板71的平面有上百萬(wàn)個(gè)像素，所有像素由反射薄膜層后面的薄膜晶體管(COMS) 73控制，通常每個(gè)像素一個(gè)晶體管，通過(guò)控制薄膜晶體管73電壓可以把水平方向的偏振光旋轉(zhuǎn)90度變成垂直方向的偏振光，沿原路反射進(jìn)入雙折射晶體2時(shí)被折射向下，就不能進(jìn)入準(zhǔn)值器I，通過(guò)控制電壓也可以讓水平方向的偏振光保持偏振方向沿原路反射到雙折射晶體2，進(jìn)入準(zhǔn)值器I。達(dá)到讓水平方向的偏振光被接收，垂直方向的偏振光不被接收的目的。運(yùn)用前述原理，可以編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序在液晶面板上把入射的光波1527nm?1567nm劃分出許多帶寬度可變的頻道，由控制電路74將程序的指令和電流傳輸?shù)奖∧ぞw管73的每一個(gè)晶體管。受控制后的光波被反射薄膜層73沿原路反射，返回到準(zhǔn)值器I，最后由環(huán)型器(Circulator )8分解輸出受控制后的光波信號(hào)。換言之，控制電壓就能對(duì)偏振光產(chǎn)生大小不同阻斷作用，衰減量可達(dá)0.5?40dB，可視為隨意控制各頻道的帶寬和開(kāi)關(guān)，進(jìn)而就實(shí)現(xiàn)可調(diào)頻率和帶寬的功能。
[0022]由上述可知，本發(fā)明提供的上述的可調(diào)光濾波器，只要改變電路的計(jì)算機(jī)程序軟件，就可以實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)阻斷器的功能，變成一個(gè)低成本的波長(zhǎng)阻斷器，即本發(fā)明為一種能夠?qū)崿F(xiàn)光波分路轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)。
[0023]除上述以外，還需要說(shuō)明的是在本說(shuō)明書(shū)中所談到的“一個(gè)實(shí)施例”、“另一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”等，指的是結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請(qǐng)概括性描述的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說(shuō)明書(shū)中多個(gè)地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個(gè)實(shí)施例。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，結(jié)合任一實(shí)施例描述一個(gè)具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所要主張的是結(jié)合其他實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0024]盡管這里參照本發(fā)明的多個(gè)解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開(kāi)的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說(shuō)，在本申請(qǐng)公開(kāi)、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對(duì)主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對(duì)組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其他的用途也將是明顯的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于硅上液晶技術(shù)的可調(diào)光濾波器，其特征在于:所述的濾波器包括準(zhǔn)值器(I)與雙折射晶體(2)，所述雙折射晶體(2)上還安裝有半波片(3);所述雙折射晶體(2)與準(zhǔn)值器(I)的前方還安裝有光柵(4)，所述光柵(4)的衍射位置上安裝有凹面鏡(5)，所述凹面鏡(5)的反射位置上安裝有硅上液晶芯片(7);用于由入射光線經(jīng)準(zhǔn)值器(I)射入，再經(jīng)雙折射晶體(2)與半波片(3)產(chǎn)生水平方向偏振光，入射到光柵(4)產(chǎn)生按頻率排列的光譜，然后被凹面鏡(5)反射至其焦平面上的硅上液晶芯片(7)，偏振光垂直入射硅上液晶芯片(7)的反射薄膜層(72)后沿原路反射。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅上液晶技術(shù)的可調(diào)光濾波器，其特征在于:所述準(zhǔn)值器(I)的后方還設(shè)有環(huán)型器(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于硅上液晶技術(shù)的可調(diào)光濾波器，其特征在于:所述硅上液晶芯片(7)包括液晶面板(71)，所述液晶面板(71)的后部依次設(shè)有反射薄膜層(72)、薄膜晶體管(73)與控制電路(74);所述反射薄膜層(72)在光路調(diào)整時(shí)與凹面鏡(5)的焦平面重合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于硅上液晶技術(shù)的可調(diào)光濾波器，其特征在于:所述控制電路(74)用于調(diào)整薄膜晶體管(73)的電壓，進(jìn)而由薄膜晶體管(73)控制液晶面板(71)上的像素，將水平方向的偏振光旋轉(zhuǎn)90度變成垂直方向的偏振光后再沿原路返回。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于硅上液晶技術(shù)的可調(diào)光濾波器，其特征在于:所述的凹面鏡(5)與硅上液晶芯片(7)之間還設(shè)有棱鏡(6)，用于補(bǔ)償由光柵(4)至硅上液晶芯片(7)的光線的光程差。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于硅上液晶技術(shù)的可調(diào)光濾波器，其特征在于:所述準(zhǔn)值器(I)、雙折射晶體(2)、光柵(4)、凹面鏡(5)、硅上液晶芯片(7)、棱鏡(6)與環(huán)型器(8)均安裝在光學(xué)底板上。
【文檔編號(hào)】G02F1/1335GK106094294SQ201610689940
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月19日 公開(kāi)號(hào)201610689940.5, CN 106094294 A, CN 106094294A, CN 201610689940, CN-A-106094294, CN106094294 A, CN106094294A, CN201610689940, CN201610689940.5
【發(fā)明人】黃成智
【申請(qǐng)人】黃成智