專利名稱：基于液晶偏振調(diào)制的光頻譜幅度編碼解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種光纖通信技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)及其傳輸方法，具體是一種基于液晶偏振調(diào)制的光頻譜幅度編碼解碼器。
背景技術(shù)：
光碼分復(fù)用技術(shù)是一種光纖通信技術(shù)領(lǐng)域的復(fù)用技術(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)用戶的增多和對帶寬的需求越來越高，時分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)已開始大量商用部署。而光碼分復(fù)用技術(shù)是一種不同于時分復(fù)用的多址接入技術(shù)。它可以很好的用在時分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)中，提高網(wǎng)絡(luò)用戶容量或者傳輸速率，是當(dāng)前商用的無源光網(wǎng)絡(luò)的很好的后繼升級技術(shù)之一。在光碼分復(fù)用光通信系統(tǒng)中，光編碼解碼器是其實現(xiàn)的關(guān)鍵器件，光編碼解碼器的性能對此類光通信系統(tǒng)的接入用戶數(shù)目，信噪比等有直接的決定作用，所以研制適合光碼分復(fù)用技術(shù)的性能良好的光編碼解碼器是將光碼分多址接入技術(shù)推向?qū)嶋H應(yīng)用的關(guān)鍵步驟。當(dāng)前研究較多的是基于陣列波導(dǎo)光柵或者超結(jié)構(gòu)光纖光柵的光/編解碼。它們有技術(shù)成熟，易于集成的優(yōu)點，但是重構(gòu)困難。而液晶材料在控制電壓的作用下對光線有展曲、扭曲和彎曲等作用， 將其用在頻譜幅度編碼光碼分復(fù)用技術(shù)中，作為光編碼解碼器就可以解決光編碼解碼器的可重構(gòu)需求。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，MuhsenAl jada等人在《OPTICS EXPRESS (光學(xué)快遞)》上發(fā)表了題為"Design of IOGbps optical encoder/decoder structure for FE-OCDMA system using SOA and opto-VLSI processors (基于 SOA和光學(xué) VLSI 處理器設(shè)計的FE-OCDMA系統(tǒng)的10(ibpS光編碼解碼器)，，的文章，該文提出了一種基于SOA和VLSI 處理器的光編碼解碼器，在本編碼解碼器中利用液晶相位全息陣列對頻譜進行編碼解碼， 實現(xiàn)了光編碼解碼器的可重構(gòu)問題，但是帶寬精度太低，消光比低，能夠編碼的碼字長度受限，因此使得光碼分復(fù)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸容量受限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種基于液晶偏振調(diào)制的光頻譜幅度編碼解碼器，利用液晶的偏振調(diào)制特點進行光頻譜幅度編碼解碼。當(dāng)液晶材料被施加電壓后，液晶的分子導(dǎo)向會朝向一個固定的方向，而分子導(dǎo)向會改變?nèi)肷涞揭壕е械墓饩€的偏振面。以常見的一定厚度的扭曲向列液晶材料為例，當(dāng)入射光初始偏振態(tài)是P偏振態(tài)時，在控制電壓超過4伏時，會有超過99. 99%的光保持偏振態(tài)不變，而當(dāng)控制電壓是零伏時，會有99. 9%的光變?yōu)閟偏振態(tài)，和原來的偏振態(tài)垂直。而被控制偏振的光線通過偏振分光器件就可以將不同偏振態(tài)的光導(dǎo)向不同的方向，實現(xiàn)頻譜幅度編碼。所以改變控制電壓即可以改變輸出光線的光譜頻率成分，從而實現(xiàn)光編碼解碼的重構(gòu)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括入口光準(zhǔn)直器、出口光準(zhǔn)直器、 液晶光柵、光偏振器、由電壓控制的扭曲向列液晶板、雙折射晶體、反射鏡片和光衰減端口， 其中入口光準(zhǔn)直器和出口光準(zhǔn)直器分別與液晶光柵相連，液晶光柵、光偏振器、由電壓控
3制的扭曲向列液晶板和雙折射晶體依次同軸設(shè)置，反射鏡片和光衰減端口分別設(shè)置于雙折射晶體的末端并正對出口光準(zhǔn)直器和入口光準(zhǔn)直器。本發(fā)明通過以下方式進行工作第一步，經(jīng)過入口光準(zhǔn)直器的光被準(zhǔn)直到液晶光柵的下半部分，被分成各個頻率成分在空間上分開的光。第二步，將第一步得到的頻率成分在空間上分開的光傳輸給光偏振器的下半部分，得到單一偏振態(tài)的頻率成分在空間上分開的光。第三步，將第二步得到的單一偏振態(tài)的頻率成分在空間上分開的光傳輸給由電路控制的扭曲向列液晶板面板下半部分，得到各個頻率成分偏振態(tài)不變的光或偏振態(tài)變化90 度的光。第四步，經(jīng)第三步得到的偏振態(tài)變化90度的光傳輸給雙折射晶體的下半部分，得到直接輸出給損耗端口的光；經(jīng)第三步得到的偏振態(tài)不變的光傳輸給雙折射晶體的下半部分，得到傳輸給反射鏡的光。第五步，將第四步得到的傳輸給反射鏡的光，經(jīng)反射鏡反射給由電路控制的扭曲向列液晶板面板上半部分，光的偏振態(tài)不變。第六步，將第五步得到的反射回由電路控制的扭曲向列液晶板面板上半部分的光經(jīng)過由電路控制的扭曲向列液晶板面板上半部分后，得到各個頻率成分偏振態(tài)改變90度的光或偏振態(tài)不變的光。第七步，將第六步得到的各個頻率成分偏振態(tài)不變的光經(jīng)過光偏振器的上半部分后，得到導(dǎo)向液晶光柵的偏振態(tài)不變的光；將第六步得到的各個頻率成分偏振態(tài)改變的光經(jīng)過光偏振器的上半部分后，光被吸收。第八步，將第七步得到的導(dǎo)向液晶光柵的偏振態(tài)不變的光經(jīng)過液晶光柵后，得到各個頻率在空間上耦合在一起的光。第九步，將第八步得到的各個頻率在空間上耦合在一起的光經(jīng)過出口光準(zhǔn)直器， 得到可以耦合到傳輸光纖中的光。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果不同頻率的光的選擇是基于液晶的偏振調(diào)制，可以實現(xiàn)靈活控制，因此可以重構(gòu)光頻譜幅度編碼解碼器；輸出到出口的光均兩次經(jīng)過有電壓控制的液晶面板，進行偏振調(diào)制，可以高效的阻塞不需要的頻譜成分，因此基于此液晶偏振調(diào)制的光頻譜幅度編碼解碼器具有高消光比。上述特點使得此編碼解碼器非常適宜用在光頻譜幅度光碼分復(fù)用系統(tǒng)中。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。如圖1所示，本實施例包括入口光準(zhǔn)直器1、出口光準(zhǔn)直器2、液晶光柵3、光偏振器4、扭曲向列液晶板5、雙折射晶體6、反射鏡片7和光衰減端口 8，其中入口光準(zhǔn)直器1 和出口光準(zhǔn)直器2分別與液晶光柵3相連，液晶光柵3、光偏振器4、扭曲向列液晶板5和雙折射晶體6依次同軸設(shè)置，反射鏡片7和光衰減端口 8分別設(shè)置于雙折射晶體6的末端并正對出口光準(zhǔn)直器2和入口光準(zhǔn)直器1。本實施例涉及的上述基于液晶偏振調(diào)制的光頻譜幅度編碼解碼器的編碼解碼光路過程，包括以下步驟第一步，經(jīng)過入口光準(zhǔn)直器1的光被準(zhǔn)直到液晶光柵3的下半部分，被分成各個頻率成分在空間上分開的光。第二步，將第一步得到的頻率成分在空間上分開的光傳輸給光偏振器4的下半部分，得到單一偏振態(tài)的頻率成分在空間上分開的光。第三步，將第二步得到的單一偏振態(tài)的頻率成分在空間上分開的光傳輸給由電壓控制的扭曲向列液晶板面板5的下半部分，得到各個頻率成分偏振態(tài)不變的光或偏振態(tài)變化90度的光。第四步，經(jīng)第三步得到的偏振態(tài)變化90度的光傳輸給雙折射晶體6的下半部分， 得到直接輸出給損耗端口 8的光；經(jīng)第三步得到的偏振態(tài)不變的光傳輸給雙折射晶體8的下半部分，得到傳輸給反射鏡片7的光。第五步，將第四步得到的傳輸給反射鏡片7的光，經(jīng)反射鏡7反射給由電壓控制的扭曲向列液晶板面板5的上半部分，光的偏振態(tài)不變。第六步，將第五步得到的反射回由電壓控制的扭曲向列液晶板5的上半部分的光經(jīng)過由電壓控制的扭曲向列液晶板5的上半部分后，得到各個頻率成分偏振態(tài)改變90度的光或偏振態(tài)不變的光。第七步，將第六步得到的各個頻率成分偏振態(tài)不變的光經(jīng)過光偏振器4的上半部分后，得到導(dǎo)向液晶光柵3的上半部分的偏振態(tài)不變的光；將第六步得到的各個頻率成分偏振態(tài)改變的光經(jīng)過光偏振器4的上半部分后，光被吸收。第八步，將第七步得到的導(dǎo)向液晶光柵3的上半部分的偏振態(tài)不變的光經(jīng)過液晶光柵3的上半部分后，得到各個頻率在空間上耦合在一起的光。第九步，將第八步得到的各個頻率在空間上耦合在一起的光經(jīng)過出口光準(zhǔn)直器2， 得到可以耦合到傳輸光纖中的光。本實施例的優(yōu)點不同頻率的光的選擇是基于液晶的偏振調(diào)制，可以實現(xiàn)靈活控制，因此可以重構(gòu)光頻譜幅度編碼解碼器；輸出到出口的光均兩次經(jīng)過由電壓控制的液晶板，進行偏振調(diào)制，可以高效的阻塞不需要的頻譜成分，因此基于此液晶偏振調(diào)制的光頻譜幅度編碼解碼器具有高達40dB的消光比，而一般的光編碼解碼器只有25dB左右的消光比。 上述特點使得此編碼解碼器非常適宜用在光頻譜幅度光碼分復(fù)用系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1. 一種基于液晶偏振調(diào)制的光頻譜幅度編碼解碼器，包括入口光準(zhǔn)直器、出口光準(zhǔn)直器、液晶光柵、光偏振器、由電壓控制的扭曲向列液晶板、雙折射晶體、反射鏡片和光衰減端口，其特征在于入口光準(zhǔn)直器和出口光準(zhǔn)直器分別與液晶光柵相連，液晶光柵、光偏振器、由電壓控制的扭曲向列液晶板和雙折射晶體依次同軸設(shè)置，反射鏡片和光衰減端口分別設(shè)置于雙折射晶體的末端并正對出口光準(zhǔn)直器和入口光準(zhǔn)直器。
全文摘要
一種光纖通信技術(shù)領(lǐng)域的基于液晶偏振調(diào)制的光頻譜幅度編碼解碼器，包括入口光準(zhǔn)直器、出口光準(zhǔn)直器、液晶光柵、光偏振器、由電壓控制的扭曲向列液晶板、雙折射晶體、反射鏡片和光衰減端口，入口光準(zhǔn)直器和出口光準(zhǔn)直器分別與液晶光柵相連，液晶光柵、光偏振器、由電壓控制的扭曲向列液晶板和雙折射晶體依次同軸設(shè)置，反射鏡片和光衰減端口分別設(shè)置于雙折射晶體的末端并正對出口光準(zhǔn)直器和入口光準(zhǔn)直器。本發(fā)明非常適宜用在光頻譜幅度光碼分復(fù)用系統(tǒng)中。
文檔編號H04B10/12GK102169271SQ201110075049
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者史杰, 周釗, 朱敏, 肖石林, 陳荷 申請人:上海交通大學(xué)