[发明专利]一种具有多个像素区的系统封装LCOS芯片及其应用

说明书

本发明提出了一种具有多个像素区的系统封装LCOS芯片及其应用，芯片内部具有多个独立控制的像素区。本发明在原本的LCOS芯片硅基底层设计的基础上，通过后道处理，将多个硅基底层拼接到一起形成一颗LCOS芯片，可以同时扩展长轴和短轴。在光通讯应用领域，对于WSS器件，其长轴长度扩展可以将可处理的信道数量翻倍，而在短轴扩展长度，则可以将原本采用两颗LCOS芯片实现同时处理C波段和L波段的WSS用一颗LCOS芯片实现。另外，由于面积大幅增加，则信道间距可以加大，可以有效减小信道之间的串扰。在3D打印领域，可以通过视频拼接技术，用较小的成本实现大的投影分辨率。

技术领域

本发明涉及一种LCOS芯片，尤其是涉及到一种具有多个像素区的系统封装的LCOS芯片。

背景技术

硅基液晶（Liquid crystal on Silicon）芯片既可以用于显示和投影，也可以用于形成衍射元件或是应用于光调制。目前，由于LCOS半导体工艺和后道灌晶工艺的良率问题，单芯片高分辨率的LCOS芯片的整体良率非常低，成本高居不下，非常不利于应用推广。然而对于很多应用来说，要设计制造高端的终端产品，又不得不需要高分辨率或者说尺寸更大的LCOS芯片， 如全息投影、光通讯和3D打印等。

波长选择开关是能够在不同光纤之间切换光波的器件，是可以实现环路信道切换和信号功率调整的器件。同时，为了实现真正的全光网，WSS（波长选择开关）也成为ROADM中的核心器件。在早期的光网络中，由于节点数少，切换少，可以采用波长阻断（wavelengthblocker）、平面光波电路（PLC）等技术实现通道切换，从第三代ROADM开始，为了实现不限波长（COLORLESS）、不限方向（DIRECTIONLESS）和避免同波段竞争（CONTENTIONLESS）的要求，WSS开始成为光通讯网络中的重要器件。随着光网络技术的不断发展，ROADM技术的不断演进，WSS也出现了许多技术选择。WSS可采用的技术有PLZT、LC、MEMS和LCoS等，然而由于对多端口大容量光通讯的需求，从灵活配置信道的角度，目前大部分产商都采用了基于LCOS芯片的WSS技术。LCOS芯片通常包含硅基底层、第一液晶配位层、液晶层、第二液晶配位层和ITO玻璃层。

一般信号从光纤输入，先经过准直透镜扩束，之后的衍射光栅将不同波长的信号在空间上分离，经过傅里叶棱镜镜像到LCOS芯片上的不同区域，实现切换或调制功能，衍射回来的信号可以通过同样的光路，根据调制信号的配置，出射到相应的输出端口。通过角度和位置的计算，这种光路可以灵活应用在1*N和N*N的WSS中。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有多个像素区的LCOS芯片及其应用。该芯片在原本的LCOS芯片硅基底层设计的基础上，通过拼接多个硅基底层的方式，可以在长轴和短轴扩展长度。在WSS应用中，其中长轴长度可以将可处理的信道数量翻倍，而在短轴扩展长度，则可以将原本采用两颗LCOS芯片实现同时处理C波段和L波段的WSS用一颗LCOS芯片实现。另外，由于面积大幅增加，则信道间距可以加大，可以有效减小信道之间的串扰。

本发明采用的技术方案：

一种具有多个像素区的系统封装LCOS芯片，芯片内部具有多个独立控制、具有相同或者不同频段响应特征的像素区。

进一步地，芯片内部具有用于形成多个像素区的对应的多个独立控制的硅基底层。由于多个像素区可以有不同的硅基底层形成，整个芯片的总像素数目大幅度增加。即如果单个LCOS硅基底层的像素为1920*1080，则封装后的芯片像素可以达到1920*1080*N，大幅度增加。

进一步地，芯片内部的多个像素区形成多个独立控制的液晶区域。

进一步地，芯片内部的多个像素区分别对应设置成多个独立的液晶盒子，或将所有像素区集中制造成一个液晶盒子。

进一步地，当独立控制各个液晶区域时，各个不同的液晶区域采用不同的液晶材料或采用相同的液晶材料。