液晶技术在光通信中的应用

图8所示为利用液晶可调F-P腔原理进行设计的TF结构。图中两个反射面平行，这样中间的液晶层就形成一个F-P腔，根据形成干涉的条件，有
式中， λ为调谐波长， n为液晶的折射率， d为两高反面形成的腔长， m为正整数。其他形式的可调F-P腔一般都是通过调整腔长 来实现干涉波长的调节，而液晶的可调F-P则是通过调节液晶的折射率 来改变实际光程，从而达到调节干涉波长的目的。这样的F-P腔可以实现1.5μm－2.3μm将近80nm 的调节范围。但是其精细度等指标离DWDM系统实际应用要求还有距离。
图9所示为另一种原理的液晶OTF，这种OTF是根据Lyot滤波器的原理实现的。由琼斯矩阵可以得到每一级的光谱曲线为： 


式中， λ为波长， d为液晶层的厚度， Δn为所选液晶材料的双折射率差， D为晶体波片的厚度， ΔN为晶体波片的厚度。多级级连后得到较窄的波长通带，然后通过改变液晶的驱动电压得到动态调节的滤波性能。


偏振控制器件
在光通信领域，液晶还可用做成偏振控制器件，作为PMD补偿系统的重要组成部分。图10为液晶偏振控制器的控制原理框图。这样可以实现较低电压控制，功耗较小，不过有一定的插入损耗（>1dB），响应时间不够快，普通的液晶材料只能实现ms量级的响应速度，除非应用铁电或反铁电液晶材料才能实现μs量级的响应速度。


展 望
国外的各大公司如JDSU、Avanex等都相继推出了基于该技术平台的商用化产品。国内武汉邮科院光迅公司在光通信液晶器件方面进行着全方位的开发。另外，在驱动电路方面，AD、Maxim等集成电路芯片公司推出了为该项技术专门设计的功能芯片，如32通道集成14位DAC芯片AD5532、32：1的电子切换开关ADG731、16位的ADC芯片（0-5V 1MSPS）AD7671、低电压模拟开关MAX4528等。
液晶在响应速度上在ms量级，采用高速响应的铁电或反铁电液晶可以进一步提高响应速度到μs量级，目前铁电和反铁电液晶技术距商用化还有一段距离，其技术瓶颈不在铁电或反铁电液晶聚合的材料制备上，而是在成屏的质量上，很低的成品率使得成本价格高昂，在市面上个别厂家能够提供少量的这类产品。随着技术不断完善和应用，液晶将成为光通信领域中光器件的一种主流技术。