CN106291964B - 一种基于plzt薄膜阵列的波长选择装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择装置及方法,其装置包括光束输入组件、偏振分束器、柱透镜组件、衍射光栅组件、PLZT薄膜阵列和光束输出组件,所述衍射光栅组件间隔设置在所述柱透镜组件的一侧,所述光束输入组件、偏振分束器、PLZT薄膜阵列和光束输出组件间隔设置在所述柱透镜组件的另一侧,且所述光束输入组件和光束输出组件均位于所述偏振分束器远离所述柱透镜组件一侧。本发明通过采用PLZT薄膜阵列来实现不同波长光信号从对应的输出端口输出,PLZT薄膜材料由于具有高的电光系数和高的光学透过率,响应时间短、插入损耗小,简化光路的同时降低成本,还具有工作电压低、速度快、以及热稳定性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及光通信技术领域,尤其涉及一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择装置及方法。
背景技术
近年来,波分复用(Wavelength divis ion Multiplexing,WDM)技术越来越广泛地应用于各级光传输网络,可重构光分插复用器(Reconfigurable Add/Dropmultiplexer,ROADM)作为WDM网络中的核心光交换设备,能够在任一端口对任意波长进行配置。而波长选择开关(WSS)作为第三代ROADM系统的核心器件,在功能多样性和稳定性上更胜一筹,正逐步得到广泛的应用。
目前波长选择开关的实现技术可分为三种:(1)利用微电机械系统(MEMS)的WSS;(2)利用液晶技术(LC)的WSS;(3)利用硅基液晶技术(LCOS)的WSS。MEMS技术端口数可扩展性好,但由于是基于平面反射镜的机械运动,因此维持系统性能稳定性比较难,功耗较大,响应时间长;LC成本低,系统复杂度低,系统性能可靠,但插损较大,消光比不够高,响应时间长;LCOS通带特性较好,但光路校准比较难,器件性能不够稳定,受温度影响较大。
以上几种技术各有优势,但也都存在明显的不足。随着光纤通信的发展,庞大的信息处理量、越来越多的网络节点,必将要求ROADM系统朝着响应时间短、插损小、功耗小、稳定性好的方向发展。因此,需要一种新的波长选择开关,其不仅能够以简单的结构实现波长选择,同时在较短的时间内响应且降低波长选择开关带来的插入损耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择装置及方法,不仅能够实现从任意输入端口输入的任意波长的光信号从任意输出端口输出,还能够实现从不同输入端口输入的不同波长的光信号从同一输出端口输出,同时具有较快的响应时间和较低的插入损耗。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
依据本发明的一个方面,提供了一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择装置,包括光束输入组件、偏振分束器、柱透镜组件、衍射光栅组件、PLZT薄膜阵列和光束输出组件,所述衍射光栅组件间隔设置在所述柱透镜组件的一侧,所述光束输入组件、偏振分束器、PLZT薄膜阵列和光束输出组件间隔设置在所述柱透镜组件的另一侧,且所述光束输入组件和光束输出组件均位于所述偏振分束器远离所述柱透镜组件一侧。
由不同波长的光信号形成的光束从所述光束输入组件沿着Z轴方向入射后依次穿过所述偏振分束器、柱透镜组件后达到所述衍射光栅组件,并经过所述衍射光栅组件衍射后穿过所述柱透镜组件到达所述PLZT薄膜阵列,光束经过所述PLZT薄膜阵列衍射后分离出至少一路特定波长的光线,且特定波长的光线穿过所述柱透镜组件后到达所述衍射光栅组件,并经过所述衍射光栅组件衍射后依次穿过所述柱透镜组件和偏振分束器,并从所述光束输出组件输出。
本发明的一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择装置,通过采用PLZT薄膜阵列来实现不同波长光信号从对应的输出端口输出,PLZT薄膜材料由于具有高的电光系数和高的光学透过率,因此基于PLZT薄膜阵列的波长选择开关响应时间短、插入损耗小,简化光路的同时降低成本,还具有工作电压低、速度快、以及热稳定性好等优点。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进:
进一步:所述光束输入组件包括至少一个输入端口,所述光束输出组件包括至少一个输出端口。
上述进一步方案的有益效果是:通过设置多个输入端口和多个输出端口可以从任意输入端口输入的任意波长的光信号从任意输出端口输出,还可以从不同输入端口输入的不同波长的光信号从同一输出端口输出,灵活设置,使用起来非常方便。
进一步:所述柱透镜组件包括Y轴柱透镜和X轴柱透镜,所述X轴柱透镜设置在所述Y轴柱透镜与所述衍射光栅组件之间,且从所述光束输入组件入射的光线依次经过所述Y轴柱透镜和X轴柱透镜后到达所述衍射光栅组件,再经过所述衍射光栅组件衍射后依次穿过所述X轴柱透镜和Y轴柱透镜后达到所述PLZT薄膜阵列。
上述进一步方案的有益效果是:通过所述Y轴柱透镜和X轴柱透镜可以对从所述光束输入组件入射的光束经过所述偏振分束器转化为线偏振光束后分别进行Y向扩束处理和X向扩束处理,以便线偏振光束到达所述衍射光栅后在所述衍射光栅上的光斑足够大,从而提高衍射效率。
进一步:所述Y轴柱透镜的数量为两个,所述X轴柱透镜的数量为一个,且两个所述Y轴柱透镜均位于所述X轴柱透镜远离所述衍射光栅组件的一侧,且从所述光束输入组件入射的光束依次经过其中一个所述Y轴柱透镜与X轴柱透镜后到达所述衍射光栅组件,再经过所述衍射光栅组件衍射后依次穿过所述X轴柱透镜和另一个Y轴柱透镜后达到所述PLZT薄膜阵列。
上述进一步方案的有益效果是:通过上述方式可以使得入射至所述衍射光栅组件的线偏振光束和从所述衍射光栅组件出射的线偏振光束分别通过两个所述Y轴柱透镜先扩束后聚束,方便在所述衍射光栅上的光斑足够大,从而提高衍射效率,由于所述X轴柱透镜更靠近所述衍射光栅组件,入射至所述衍射光栅的线偏振光束和从所述衍射光栅出射的线偏振光束比较接近,可以使用同一个X轴柱透镜。
进一步:所述PLZT薄膜阵列包括多个阵列设置的格点单元,每行/列格点单元均施加有相等的电压,且相邻两行/列格点单元之间的电压差相等。
上述进一步方案的有益效果是:通过在所述PLZT薄膜阵列上的格点单元上施加电压可以改变其相位排列,使得光束达到所述PLZT薄膜阵列后产生偏转角并分离出特定波长的光信号。
依据本发明的另一个方面,提供了一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择方法,包括如下步骤:
步骤1:将由不同波长的光信号形成的光束从光束输入组件入射后,经过偏振分束器处理,形成线偏振光束并穿过柱透镜组件后传播至衍射光栅组件;
步骤2:所述偏振光经过所述衍射光栅组件衍射后穿过所述柱透镜组件到达PLZT薄膜阵列;
步骤3:经过衍射后的线偏振光束经过所述PLZT薄膜阵列调制后分离出至少一路特定波长的光线,且特定波长的光线反向依次穿过所述柱透镜组件、衍射光栅组件、柱透镜组件和偏振分束器,并从光束输出组件输出。
本发明的一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择方法,通过所述衍射光栅组件将不同波长的先偏振光进行分离,并通过控制所述PLZT薄膜阵列上格点单元的相位排序从而控制特定波长的的线偏正光从所述光束输出组件输出,实现了波长的选择,
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进:
进一步:所述步骤1中,形成线偏振光束后,所述线偏振光束还经过柱透镜组件进行扩束处理;所述步骤2中,所述偏振光经过所述衍射光栅组件衍射后经过所述柱透镜组件进行聚束处理。
进一步:所述步骤1中,所述柱透镜组件包括Y轴柱透镜和X轴柱透镜,所述线偏振光束依次经过所述Y轴柱透镜和X轴柱透镜进行Y向扩束和X向扩束并到达所述衍射光栅组件;所述步骤2中,所述偏振光经过所述衍射光栅组件衍射后依次经过所述X轴柱透镜和Y轴柱透镜进行X向聚束和Y向聚束并到达所述PLZT薄膜阵列。
上述进一步方案的有益效果是:通过上述方式可以对从所述光束输入组件入射的光束经过所述偏振分束器转化为线偏振光束后分别进行Y向扩束处理和X向扩束处理,以便线偏振光束到达所述衍射光栅后在所述衍射光栅上的光斑足够大,从而提高衍射效率。
进一步:所述步骤3中,通所述PLZT薄膜阵列包括多个阵列设置的格点单元,每行/列格点单元均施加有相等的电压,且相邻两行/列格点单元之间的电压差相等。
上述进一步方案的有益效果是:通过在所述PLZT薄膜阵列上的格点单元上施加电压可以改变其相位排列,使得光束达到所述PLZT薄膜阵列后产生偏转角并分离出特定波长的光信号。
进一步:所述步骤3中,分离出的光线的波长λ与所述PLZT薄膜阵列的相位级次M之间的关系式为:
其中,β为线偏振光束在所述PLZT薄膜阵列上的偏转角,d为格点单元的直径;通过控制加在所述PLZT薄膜阵列上每一行/列的电压控制所述PLZT薄膜阵列的相位级次M。
上述进一步方案的有益效果是:通过上述方式可以调整所述PLZT薄膜阵列上的每行/列格点单元的电压,可以改变所述PLZT薄膜阵列的相位级次M,从而可以将特定波长的光信号偏转合适的角度并从所述光束输出组件输出,实现特定波长的光信号的选择。
附图说明
图1为本发明的一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择装置结构示意图;
图2为本发明的PLZT薄膜阵列结构示意图;
图3为本发明的一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择方法流程示意图;
图4为本发明的PLZT薄膜阵列的相位调制等效示意图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1、光束输入组件,2、偏振分束器,4、衍射光栅组件,5、PLZT薄膜阵列,6、光束输出组件;
31、Y轴柱透镜,32、X轴柱透镜。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例一、一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择装置,下面将结合图1对本实施例的一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择装置进行详细介绍。
如图1所示,一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择装置,包括光束输入组件1、偏振分束器2、柱透镜组件、衍射光栅组件4、PLZT薄膜阵列5和光束输出组件6,所述衍射光栅组件4间隔设置在所述柱透镜组件的一侧,所述光束输入组件1、偏振分束器2、PLZT薄膜阵列5和光束输出组件6间隔设置在所述柱透镜组件的另一侧,且所述光束输入组件1和光束输出组件6均位于所述偏振分束器2远离所述柱透镜组件一侧。
所述光束输入组件1用于供不同波长的光信号形成的偏振光束输入;所述偏振分束器2用于将输入的光束转化为线偏振光束;所述柱透镜组件用于对线偏振光进行扩束或聚束处理,并根据波长来复用扩束或聚束后的反射光;所述衍射光栅组件4用于将从所述柱透镜组件复用后反射的不同波长的光以不同的角度出射;所述PLZT薄膜阵列5用于使得特定波长的光信号衍射并产生一定的偏转量,并送所述光束输出组件6输出。
由不同波长的光信号形成的光束从所述光束输入组件1沿着Z轴方向入射后依次穿过所述偏振分束器2、柱透镜组件后达到所述衍射光栅组件4,并经过所述衍射光栅组件4衍射后穿过所述柱透镜组件到达所述PLZT薄膜阵列5,光束经过所述PLZT薄膜阵列5衍射后分离出至少一路特定波长的光线,且特定波长的光线穿过所述柱透镜组件后到达所述衍射光栅组件4,并经过所述衍射光栅组件4衍射后依次穿过所述柱透镜组件和偏振分束器2,并从所述光束输出组件6输出。
本实施例中,所述光束输入组件1包括至少一个输入端口,所述光束输出组件6包括至少一个输出端口。通过设置多个输入端口和多个输出端口可以从任意输入端口输入的任意波长的光信号从任意输出端口输出,还可以从不同输入端口输入的不同波长的光信号从同一输出端口输出,灵活设置,使用起来非常方便。
具体地,所述柱透镜组件包括Y轴柱透镜31和X轴柱透镜32,所述X轴柱透镜32设置在所述Y轴柱透镜31与所述衍射光栅组件4之间,且从所述光束输入组件1入射的光线依次经过所述Y轴柱透镜31和X轴柱透镜32后到达所述衍射光栅组件4,再经过所述衍射光栅组件4衍射后依次穿过所述X轴柱透镜32和Y轴柱透镜31后达到所述PLZT薄膜阵列5。
通过所述Y轴柱透镜31和X轴柱透镜32可以对从所述光束输入组件1入射的光束经过所述偏振分束器2转化为线偏振光束后分别进行Y向扩束处理和X向扩束处理,以便线偏振光束到达所述衍射光栅106后在所述衍射光栅106上的光斑足够大,从而提高衍射效率。
优选地,所述Y轴柱透镜31的数量为两个,所述X轴柱透镜32的数量为一个,且两个所述Y轴柱透镜31均位于所述X轴柱透镜31远离所述衍射光栅组件4的一侧,且从所述光束输入组件1入射的光束依次经过其中一个所述Y轴柱透镜31a与X轴柱透镜32后到达所述衍射光栅组件4,再经过所述衍射光栅组件4衍射后依次穿过所述X轴柱透镜32和另一个Y轴柱透镜31b后达到所述PLZT薄膜阵列5。
通过上述方式可以使得入射至所述衍射光栅组件4的线偏振光束和从所述衍射光栅组件4出射的线偏振光束分别通过两个所述Y轴柱透镜31先扩束后聚束,方便在所述衍射光栅106上的光斑足够大,从而提高衍射效率,由于所述X轴柱透镜32更靠近所述衍射光栅组件4,入射至所述衍射光栅106的线偏振光束和从所述衍射光栅106出射的线偏振光束比较接近,可以使用同一个X轴柱透镜。
当然,为了增强所述X轴柱透镜32对线偏振光束的扩束和聚束效果,所述X轴柱透镜32的数量也可以为两个,并分别对线偏振光束分别进行扩束和聚束处理,这里比对其数量进行限定。
如图2所示,本实施例中,所述PLZT薄膜阵列5包括多个阵列设置的格点单元,每行/列格点单元均施加有相等的电压,且相邻两行/列格点单元之间的电压差相等。通过在所述PLZT薄膜阵列5上的格点单元上施加电压可以改变其相位排列,使得光束达到所述PLZT薄膜阵列5后产生偏转角并分离出特定波长的光信号。
本发明的一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择装置,通过采用PLZT薄膜阵列来实现不同波长光信号从对应的输出端口输出,PLZT薄膜材料由于具有高的电光系数和高的光学透过率,因此基于PLZT薄膜阵列的波长选择开关响应时间短、插入损耗小,简化光路的同时降低成本,还具有工作电压低、速度快、以及热稳定性好等优点。
实施例二、一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择方法,下面将结合图3对本实施例的一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择方法进行详细介绍。
如图3所示,一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择方法,包括如下步骤:
步骤1:将由不同波长的光信号形成的光束从光束输入组件1入射后,经过偏振分束器2处理,形成线偏振光束穿过柱透镜组件后并传播至衍射光栅组件4;
步骤2:所述偏振光经过所述衍射光栅组件4衍射后穿过所述柱透镜组件到达PLZT薄膜阵列5;
步骤3:经过衍射后的线偏振光束经过所述PLZT薄膜阵列5调制后分离出至少一路特定波长的光线,且特定波长的光线沿着光路反向依次穿过所述柱透镜组件、衍射光栅组件4、柱透镜组件和偏振分束器2,并从光束输出组件6输出。
本实施例中,所述步骤1中,形成线偏振光束后,所述线偏振光束还经过柱透镜组件进行扩束处理;所述步骤2中,所述偏振光经过所述衍射光栅组件4衍射后经过所述柱透镜组件进行聚束处理。
具体地,所述步骤1中,所述柱透镜组件包括Y轴柱透镜31和X轴柱透镜32,所述线偏振光束依次经过所述Y轴柱透镜31和X轴柱透镜32进行Y向扩束和X向扩束并到达所述衍射光栅组件4;所述步骤2中,所述偏振光经过所述衍射光栅组件4衍射后依次经过所述X轴柱透镜32和Y轴柱透镜31进行X向聚束和Y向聚束并到达所述PLZT薄膜阵列5。
通过上述方式可以对从所述光束输入组件1入射的光束经过所述偏振分束器2转化为线偏振光束后分别进行Y向扩束处理和X向扩束处理,以便线偏振光束到达所述衍射光栅106后在所述衍射光栅106上的光斑足够大,从而提高衍射效率。
本实施例中,所述步骤3中,通所述PLZT薄膜阵列5包括多个阵列设置的格点单元,每行/列格点单元均施加有相等的电压,且相邻两行/列格点单元之间的电压差相等。通过在所述PLZT薄膜阵列5上的格点单元上施加电压可以改变其相位排列,使得光束达到所述PLZT薄膜阵列5后产生偏转角并分离出特定波长的光信号。
PLZT材料因其具有二次电光效应,施加电场E将产生双折射:
其中n0是PLZT材料零场折射率,R是二次电光系数,E是电场强度,Δn为折射率的变化。
折射率的变化将引起相位的改变,由此得出PLZT薄膜阵列的电压变化引起相位改变的关系:
Φ为入射光通过电光材料所引起的相位延迟,λ为入射光波长,l为通过光方向的厚度。
通过调整施加到PLZT薄膜阵列的不同区域内的各个格点单元上的电压,来改变所述区域内的格点单元的相位排列,使得PLZT薄膜阵列的所述区域变成衍射光栅,利用衍射来从光束中分离至少一个光信号,从而实现波长的选择。而PLZT薄膜具有较大的二次电光系数和光学透明度,因此,PLZT薄膜阵列对光路偏转所需响应时间短、驱动电压小、精度高。基于PLZT薄膜阵列的以上优点,本发明人提出了根据本发明实施例的基于PLZT薄膜阵列的波长选择开关。
本实施例中,所述步骤3中,分离出的光线的波长λ与所述PLZT薄膜阵列5的相位级次M之间的关系式为:
其中,β为线偏振光束在所述PLZT薄膜阵列5上的偏转角,d为格点单元的直径;通过控制加在所述PLZT薄膜阵列5上每一行/列的电压控制所述PLZT薄膜阵列5的相位级次M。
通过上述方式可以调整所述PLZT薄膜阵列5上的每行/列格点单元的电压,可以改变所述PLZT薄膜阵列5的相位级次M,从而可以将特定波长的光信号偏转合适的角度并从所述光束输出组件6输出,实现特定波长的光信号的选择。
如图4所示,所述PLZT薄膜阵列5的相位级次M等于4,当特定波长的光信号要从不同的端口出射时,只需要改变线偏振光束在所述PLZT薄膜阵列5上的偏转角β的数值,使β的数值为对应端口的角度数值即可。即通过控制所述PLZT薄膜阵列5的相位级次M来实现。
本发明的一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择方法,通过所述衍射光栅组件4将不同波长的先偏振光进行分离,并通过控制所述PLZT薄膜阵列5上格点单元的相位排序从而控制特定波长的的线偏正光从所述光束输出组件6输出,实现了波长的选择,
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择装置,其特征在于:包括光束输入组件(1)、偏振分束器(2)、柱透镜组件、衍射光栅组件(4)、PLZT薄膜阵列(5)和光束输出组件(6),所述衍射光栅组件(4)间隔设置在所述柱透镜组件的一侧,所述光束输入组件(1)、偏振分束器(2)、PLZT薄膜阵列(5)和光束输出组件(6)间隔设置在所述柱透镜组件的另一侧,且所述光束输入组件(1)和光束输出组件(6)均位于所述偏振分束器(2)远离所述柱透镜组件一侧;
由不同波长的光信号形成的光束从所述光束输入组件(1)沿着Z轴方向入射后依次穿过所述偏振分束器(2)、柱透镜组件后达到所述衍射光栅组件(4),并经过所述衍射光栅组件(4)衍射后穿过所述柱透镜组件到达所述PLZT薄膜阵列(5),光束经过所述PLZT薄膜阵列(5)衍射后分离出至少一路特定波长的光线,且特定波长的光线穿过所述柱透镜组件后到达所述衍射光栅组件(4),并经过所述衍射光栅组件(4)衍射后依次穿过所述柱透镜组件和偏振分束器(2),并从所述光束输出组件(6)输出;
所述光束输入组件(1)包括至少一个输入端口,所述光束输出组件(6)包括至少一个输出端口;
所述柱透镜组件包括Y轴柱透镜(31)和X轴柱透镜(32),所述X轴柱透镜(32)设置在所述Y轴柱透镜(31)与所述衍射光栅组件(4)之间,且从所述光束输入组件(1)入射的光线依次经过所述Y轴柱透镜(31)和X轴柱透镜(32)后到达所述衍射光栅组件(4),再经过所述衍射光栅组件(4)衍射后依次穿过所述X轴柱透镜(32)和Y轴柱透镜(31)后达到所述PLZT薄膜阵列(5)。
2.根据权利要求1所述一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择装置,其特征在于:所述Y轴柱透镜(31)的数量为两个,所述X轴柱透镜(32)的数量为一个,且两个所述Y轴柱透镜(31)均位于所述X轴柱透镜(31)远离所述衍射光栅组件(4)的一侧,且从所述光束输入组件(1)入射的光束依次经过其中一个所述Y轴柱透镜(31a)与X轴柱透镜(32)后到达所述衍射光栅组件(4),再经过所述衍射光栅组件(4)衍射后依次穿过所述X轴柱透镜(32)和另一个Y轴柱透镜(31b)后达到所述PLZT薄膜阵列(5)。
3.根据权利要求1或2所述一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择装置,其特征在于:所述PLZT薄膜阵列(5)包括多个阵列设置的格点单元,每行/列格点单元均施加有相等的电压,且相邻两行/列格点单元之间的电压差相等。
4.根据权利要求1或2所述一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择装置,其特征在于:所述PLZT薄膜阵列(5)采用通过紫外掩模法或激光干涉法处理PLZT薄膜获得的亚微米铁电阵列。
5.一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:将由不同波长的光信号形成的光束从光束输入组件(1)入射后,经过偏振分束器(2)处理,形成线偏振光束并穿过柱透镜组件后传播至衍射光栅组件(4);
步骤2:所述偏振光经过所述衍射光栅组件(4)衍射后穿过所述柱透镜组件到达PLZT薄膜阵列(5);
步骤3:经过衍射后的线偏振光束经过所述PLZT薄膜阵列(5)调制后分离出至少一路特定波长的光线,且特定波长的光线沿着光路反向依次穿过所述柱透镜组件、衍射光栅组件(4)、柱透镜组件和偏振分束器(2),并从光束输出组件(6)输出。
6.根据权利要求5所述一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择方法,其特征在于:所述步骤1中,形成线偏振光束后,所述线偏振光束还经过柱透镜组件进行扩束处理;所述步骤2中,所述偏振光经过所述衍射光栅组件(4)衍射后经过所述柱透镜组件进行聚束处理。
7.根据权利要求5所述一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择方法,其特征在于:所述步骤3中,所述PLZT薄膜阵列(5)包括多个阵列设置的格点单元,每行/列格点单元均施加有相等的电压,且相邻两行/列格点单元之间的电压差相等。
8.根据权利要求6所述一种基于PLZT薄膜阵列的波长选择方法,其特征在于:所述步骤3中,分离出的光线的波长λ与所述PLZT薄膜阵列(5)的相位级次M之间的关系式为:
其中,β为线偏振光束在所述PLZT薄膜阵列(5)上的偏转角,d为格点单元的直径;
通过控制加在所述PLZT薄膜阵列(5)上每一行/列的电压控制所述PLZT薄膜阵列(5)的相位级次M。
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
US4115747A (en) * | 1976-12-27 | 1978-09-19 | Heihachi Sato | Optical modulator using a controllable diffraction grating |
US5115344A (en) * | 1990-10-03 | 1992-05-19 | Motorola, Inc. | Tunable diffraction grating |
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US4115747A (en) * | 1976-12-27 | 1978-09-19 | Heihachi Sato | Optical modulator using a controllable diffraction grating |
US5115344A (en) * | 1990-10-03 | 1992-05-19 | Motorola, Inc. | Tunable diffraction grating |
CN1993644A (zh) * | 2005-01-20 | 2007-07-04 | 罗姆股份有限公司 | 具有光调制膜的光控制装置 |
CN102866394A (zh) * | 2012-10-17 | 2013-01-09 | 上海师范大学 | 一种相控阵激光扫描旁瓣抑制装置 |
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