[发明专利]光束控制

说明书

技术领域

本申请一般地涉及光束控制装置、包括光束控制装置的光分插复用器、用于光束控制的液晶设备，以及制造用于光束控制的液晶设备的方法。更特别地，本发明可涉及极化(polarisation)分集可重配置光分插复用器(ROADM)。

背景技术

在电信通信系统中，进入设备的输入口的光可具有任何可能的极化状态并且其可以随时间变化。如果这种光被路由通过设备，优选的是出现在输出端口的光具有不取决于输入极化状态的幅度。

为了允许对已调制信号进行操作，设备或系统优选地对极化进行特别处理，即匹配不同极化的光束路径以允许在不干扰不同极化的光束之间的相对极化的情况下操作。例如，极化不敏感的相位调制可确保受控或被路由的输出光束的强度实质上不受输入光束的极化状态影响。特别地，极化不敏感的相位调制可提供已知的、最低的及/或与时间无关的插入损耗。

光学设备或系统可使用液晶(LC)。显示出向列或铁电LC相的材料中的液晶态分子通常为棒状。这种LC分子在任何点的周围的优选取向的方向可用n(一个无量纲的单位向量)表示，其中n和-n完全相等。换句话说，LC设备具有可认为是一个箭头的液晶指向矢(director)，其表示液晶材料中的液晶态分子的平均优选取向。箭头的两个方向(相隔180度)是相等的。

铁电液晶态(Sc^*)材料在硅基液晶(LCOS)设备的平面内发生大量切换。当电场应用到这种设备上时，指向矢改变其位于该设备平面内的取向。像素阵列切换使得围绕指向矢锥(director cone)取两个相对位置中的一个，产生(在一定条件下)具有0和π的双相位等级的阵列。这种双相位阵列在设备输出平面中产生衍射峰，包括第一级(路由)峰及导致能量损耗及潜在串扰的不想要的较高对称级。使用这种效应的设备的损耗将不取决于输入极化状态，即它是极化不敏感的，但将取决于LC层厚度及切换角。

LC可提供在硅基液晶(LCOS)设备内，所述设备具有位于涂覆着反射层的硅基板上的液晶态材料。可以控制施加到这种反射基板的LC以允许光被反射或阻挡。特别地，LCOS可包括具有覆盖着LC的反射涂层(例如包括铝)的硅CMOS芯片，以及覆盖LC的玻璃。

光束控制领域仍需要进行改善，例如需要减小的插入损耗及/或极化不敏感性的需求。

为了用于理解本发明，参考以下文献：

-″High information-content projection display based on reflective LC-on-silicon light valves″，R.L.Melcher，M.Ohhata，K.Enami，J.SID 6/4(1998)第253-256页)。

-″Semiconductor manufacturing techniques for ferroelectric liquid crystal microdisplays″，M.Handschy，Solid State Technology，2000年5月，151-161。

″The Silicon Backplane Design for an LCOS Polarization-Insensitive Phase Hologram SLM″，Moore，J.R.；Collings，N.；Crossland等；IEEE Photonics Tehnology Letters，第20卷，第1期，2008年1月1日，第60-62页。

J.Ertel等″Design and performance of a reconfigurable liquid crystal based optical add/drop multiplexer″，JLT 24(4)(2006)，第1674-80页。

-J.M.Roth等.，″Large-aperture wide field of view optical circulators″，IEEEPTL 17(10)(2005)，第2128-30页.

-US6,760,149″Compensation of Polarisation Dependent Loss″，8/7/02，Nortel Networks LTD

-US6,807,371″Reconfigurable Add-Drop Multiplexer″，27/11/00，Nortel Networks LTD