[发明专利]一种带通型可调谐光滤波器阵列

权利要求书

1.一种带通型可调谐光滤波器阵列，包括在光路上依次设置的光纤阵列（11）、微透镜阵列（12）、偏振转换组件（13）、扩束棱镜（14）、柱面镜（15）、衍射光栅（16）、傅里叶透镜（17）以及硅基液晶芯片（18），其特征在于：

所述光纤阵列（11）为2×M光纤阵列，设置于微透镜阵列（12）前焦面附近，所述微透镜阵列（12）为2×M微透镜阵列，水平方向为2列，竖直方向为M排，M≥2，光纤阵列（11）在竖直方向的M个端口用于输入，竖直方向的另M个端口用于输出，所述微透镜阵列（12）的每个微透镜单独作用于所述光纤阵列（11）的每根光纤；

所述光纤阵列（11）接收来自外部M个端口的宽带光信号，通过微透镜阵列（12）准直为相互独立的M路随机偏振准直光束，送到偏振转换组件（13），转换成M路偏振态相同的线偏振光，M路线偏振光经过扩束棱镜（14）在水平方向扩束后入射到柱面镜（15），通过柱面镜（15）在竖直方向扩束后聚焦到衍射光栅（16），衍射光栅（16）将扩束后的线偏振光在水平方向上色散展开，再经过傅里叶透镜（17）准直后，入射在硅基液晶芯片（18）上的不同像素区域，硅基液晶芯片（18）对入射的线偏振光进行波长筛选，将所需要波长的线偏振光反射回来，经过傅里叶透镜（17）聚焦到衍射光栅（16）后反射到柱面镜（15）上在竖直方向上缩束，再通过扩束棱镜（14）在水平方向上缩束后由偏振转换组件（13）转换为随机偏振光束，通过微透镜阵列（12）耦合到光纤阵列（11）对应输出端口输出。

2.如权利要求1所述的带通型可调谐光滤波器阵列，其特征在于：

所述偏振转换组件（13）由位移晶体（13-1）和两片半波片（13-2）组成，两片半波片（13-2）贴于所述位移晶体（13-1）的右端面，在竖直方向互相平行，其中心点位于同一水平面，所述位移晶体（13-1）将入射光分为相互平行的o光与e光，由两片半波片（13-2）中的一片半波片（13-2）将入射光中o光的偏振方向旋转90°，成为e光，最后输出到扩束棱镜（14）上的两束e光互相平行，具有相同偏振态。

3.如权利要求1所述的带通型可调谐光滤波器阵列，其特征在于：

所述扩束棱镜（14）为直角三棱镜，当输出光束垂直于其直角面时，M路线偏振光在水平方向得到最好的扩束效果，其扩束比β为：

β=ω2ω1=cosαcos(arcsin(nlsinα)),]]>

其中，ω₁，ω₂分别为扩束前后的光斑半径，α为扩束棱镜的顶角，n_l为扩束棱镜材料的折射率。

4.如权利要求1所述的带通型可调谐光滤波器阵列，其特征在于：

所述柱面镜（15）的后焦面与傅里叶透镜（17）的前焦面在所述衍射光栅（16）上重合，所述衍射光栅（16）将通过柱面镜（15）聚焦到衍射光栅（16）上的宽带光信号在水平方向上色散展开；所述衍射光栅（16）将经过傅里叶透镜（17）聚焦到衍射光栅（16）上的所需波长的光信号反射到柱面镜（15）上；

柱面镜（15）和傅里叶透镜（17）构成一个望远镜系统，放大率γ=f₂/f₁，即在竖直方向上的扩束比，其中，f₁和f₂分别为柱面镜（15）和傅里叶透镜（17）的焦距。

5.如权利要求1所述的带通型可调谐光滤波器阵列，其特征在于：

所述硅基液晶芯片（18）设置于傅里叶透镜（17）的后焦面上，所述硅基液晶芯片（18）具有二维像素结构，像素数量为m×n，m×n一般为1920×1080、792×600或512×512，其中m为竖直方向像素数量，n为水平方向像素数量，在竖直方向为每个端口分配的像素数量为在水平方向为每个信道分配的像素数量为为每个端口-信道分配的像素数量为其中，y≥1，为竖直方向保留的空置像素总量，x≥1，为水平方向保留的空置像素总量，B为滤波器波长调谐范围，Δλ为信道间隔。