[發明專利]一種基于LCoS的光切換器

有效

• 申請號: 201611244833.8
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106773097B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 王瓊華;肖聃;王迪
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種基于LCoS的光切換器。該光切換器包括偏振分光棱鏡I、非偏振分光棱鏡、LCoS和偏振分光棱鏡II，偏振分光棱鏡I、非偏振分光棱鏡和LCoS位于同一水平光軸上，偏振分光棱鏡II位于非偏振分光棱鏡垂直分光方向，光源Ｉ和光源II同時照射偏振分光棱鏡I和非偏振分光棱鏡后照射在LCoS上，通過切換加載到LCoS上的灰度圖對光源I和光源II進行不同的調制，從而實現光切換的功能。

技術領域

本發明涉及非機械式光切換技術，更具體地說，本發明涉及一種用LCoS（硅基液晶）實現光切換技術。

背景技術

光切換器是一種對光信號進行選擇的器件，在光網絡和信息顯示等領域具有廣泛應用前景。傳統的光切換器通常使用旋轉式的機械部件配合濾光片來實現，存在結構復雜、不易調制等問題。非機械式的光切換器例如液體光切換器，一般是基于介電力效應來控制染色液滴來實現光的選擇，具有響應時間快、工作電壓低等優點，但是由于介電力本身比較微弱，所以基于介電力效應的液體光切換器尺寸較小，嚴重限制了其應用范圍，加之液體器件自身的損耗等影響，難以滿足長久的使用。

由于空間光調制器可以對光波的相位和振幅進行調制，近年來被廣泛應用于成像、生物檢測、醫療等方面。基于空間光調制器的光學系統不僅結構簡單、控制迅速、插損小，而且具有與信號光偏振態無關等優勢。作為空間光調制器的一種，LCoS以其分辨率高、像素尺寸小、響應時間快等獨特的優勢受到廣泛的關注，被廣泛應用于光學測量、模式識別、條紋投影、全息以及動態顯示中。

發明內容

本發明提出一種基于LCoS的光切換器。如附圖1所示，該光切換器包括偏振分光棱鏡I、非偏振分光棱鏡、LCoS和偏振分光棱鏡II，其中偏振分光棱鏡I、非偏振分光棱鏡和LCoS位于同一水平光軸上，偏振分光棱鏡II位于非偏振分光棱鏡垂直分光方向。

在初始狀態下，設置LCoS面板溫度為T_s，此時LCoS對波長為λ₁的光源I的相位調制為Φ₁，對波長為λ₂的光源II的相位調制為Φ₂，滿足Φ₂－Φ₁＝π。使光源I和光源II同時照射偏振分光棱鏡I，光源I和光源II的s光被反射出去，p光直接經過偏振分光棱鏡I和非偏振分光棱鏡后照射在LCoS上。當LCoS上不加載灰度圖時，光源I和光源II的p分量經LCoS反射到非偏振分光棱鏡并順利通過偏振分光棱鏡II，此時在偏振分光棱鏡II后方可以用CCD相機同時接收到光源I和光源II的信息。如附圖2所示，當在LCoS上加載灰度值為N（N≥0且N≤255）的灰度圖且使Φ₁=0時，經過LCoS反射的光源I的相位未發生相移的同時光源II的相位發生了π的相移，即光源I的偏振態未發生變化而光源II由原來p分量的偏振光變成了s分量的偏振光，此時p分量的光源I順利通過偏振分光棱鏡II，而s分量的光源II被偏振分光棱鏡II反射，因此只有p分量的光源I能通過偏振分光棱鏡II，在偏振分光棱鏡II后方用CCD相機只能接收到光源I的信息，即狀態I。如附圖2所示，當在LCoS上加載灰度值為M（M≥0且M≤255）的灰度圖且使Φ₁=π，經過LCoS反射之后的光源I的相位發生了π的相移變成s分量的線偏振光而光源II偏振態未發生改變，相應地在偏振分光棱鏡II后方只能接收到光源II的信息，即狀態II。因此，所述的光切換器能實現光切換的功能。