[发明专利]基于液晶阵列技术的可调色散补偿器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种可调色散补偿器件。特别是涉及一种可以对密集波分复用系统中的多个波长/通道的光信号进行色散补偿的基于液晶阵列技术的可调色散补偿器件。

背景技术

随着互联网的高速发展，高速率的密集波分复用系统已经成为主流。系统速率的不断增加提高了系统对色散补偿精度的要求，可重构网络的发展也要求色散补偿能够根据线路情况动态的调整，所以可调色散补偿技术成为了一种必然趋势。

单波长/通道的速率由早先的2.5Gb/s已经提升到了现在的10Gb/s和40Gb/s，随着速率的不断提升，色散对于系统的影响也变的更加的明显。由于色散容限与速率提升倍数的平方成反比，当2.5Gb/s的系统速率提升到10Gb/s和40Gb/s时，其色散容限只有原来的1/16和1/256。也就是说若速率为2.5Gb/s的系统的色散容限为900km，则速率提升到10Gb/s和40Gb/s时，系统的色散容限就会降到56km和3.5km。若仍采用固定的色散补偿器件进行补偿，则需要储备大量的不同数值的固定色散补偿器件进行加减排列组合来满足几十甚至几公里的色散补偿精度的需求，既增加了工程调试的复杂度又给系统带来了额外的负担。若采用可调色散补偿器件，不仅可以满足几百公里色散量的需求，也可以满足零点几公里的色散精度的需求，既减少了各种固定色散补偿器件的库存，也方便工程人员在系统中进行调试。

另外，随着网络结构的发展，可重构网络将成为未来的主流。可重构网络中波长/通道的重新分配会造成该波长/通道的色散发生突然的变化，传统的固定色散补偿器件对此无能为力，只有依靠快速可调的色散补偿器件才能满足可重构网络的需求。

在美国专利US7039261B2“Etalon Based Compact Dispersion Module”提及了一种基于Etalon的空间型可调色散补偿器件，利用若干个偏振分束器(Polarization BeamSplitter，PBS)来实现几个Etalon的级联，利用温度控制来实现对Etalon标准具色散的控制，实现了可调色散补偿的功能。但其结构复杂，需要多个PBS，并且需要通过温控来进行色散调节，调节的时间很难满足通信系统中毫秒级的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单，没有活动机械部件，性能稳定，具有良好可靠性的基于液晶阵列技术的可调色散补偿器件。

本发明所采用的技术方案是：一种基于液晶阵列技术的可调色散补偿器件，是由光纤准直器、起偏分束器、半波片、PMD补偿片、液晶阵列和全反射棱镜按光路依次排列设置构成，实现对多个通道的可调色散补偿，其中，所述的光纤准直器包括有输入端准直器和接收端准直器，所述的起偏分束器和半波片使入射到液晶阵列上的光为线偏光，且偏振方向平行于光轴与入射信号光线构成的平面；所述的全反射棱镜消除由于调节液晶阵列而产生的反射信号光线在液晶阵列表面的偏移；所述的PMD补偿片对经过起偏分束器和半波片的信号光进行PMD补偿。

所述的多个通道是ITU-T指定中心波长的标准通道，或是器件工作范围内以任意波长为中心波长的通道。

所述的液晶阵列包括有相错且相互平行设置的第一液晶阵列和第二液晶阵列，所述的第一液晶阵列和第二液晶阵列结构相同，都具有相同数量的液晶单元。

所述的液晶单元包括有液晶单元前反射面、液晶单元后反射面以及位于液晶单元前反射面和液晶单元后反射面之间的液晶层。

不同液晶单元产生不同的色散补偿量，所述的色散补偿量是由液晶单元的表面反射率、光轴方向和折射率来决定，所述色散补偿量的调节是通过改变光轴方向来实现。

所述的每一液晶单元表面反射率是由在该液晶单元前反射面和液晶单元后反射面镀上具有不同反射率且支持10度以上角度入射的膜系来决定。

所述的液晶单元前反射面上镀有一层支持10度以上角度入射的半透半反膜；所述的液晶单元后反射面上镀有一层支持10度以上角度入射的高反膜。

所述的每一液晶单元表面光轴方向的改变是通过改变液晶单元上加载的电压来实现。

所述的每一液晶单元液晶层的折射率是由液晶单元上所加载的电压和所选择的液晶材料来决定。

该可调色散补偿器件的总色散补偿量是由每个液晶单元产生的色散补偿量累加起来获得，累加的方式是光线依次经过2个平行的液晶阵列上的液晶单元互相反射，其中每反射一次就完成一次色散补偿量的累加。

本发明的基于液晶阵列技术的可调色散补偿器件，具有如下特点：

1、利用液晶阵列实现色散控制；