发明名称 在WSXC中使用闭电压控制之波长补偿WAVELENGTH COMPENSATION IN WSXC USING OFF-VOLTAGE CONTROL
摘要 本发明揭示出可调整液晶切换器。电子控制器提供电子驱动方式只利用电子补偿达成频道内低串音而低于-40 dB。合并粗略温度调整以及电子补偿能够产生低于-50dB之串音。此能够藉由设计液晶装置之厚度促使最小值发生于波长大于最长波长以及温度大于最大操作温度情况下。此确保液晶装置在所有操作波长以及温度下使用电子补偿作调整。
申请公布号 TWI231868 申请公布日期 2005.05.01
申请号 TW089107312 申请日期 2000.04.15
申请人 康宁公司 发明人 米歇耳哈利;罗伯皆林林快
分类号 G02B6/293 主分类号 G02B6/293
代理机构 代理人 吴洛杰 台中市北区太原路2段215巷1弄8号
主权项 1.一种导引光线讯号之光学装置,其包含液晶元件以调制光线讯号,其中在关闭状态下液晶元件主要特征在于消失比値,该消失比値定义为:=sin2[/2*(1+u2)0.5]/(1+u2);以及电压控制器,其连接至厚度为"d"之液晶元件以在波长大于光线讯号最长操作波长以及温度大于光学装置最大操作温度情况下供应偏压至关闭状态下之液晶元件以驱动消失比値朝向最小値情况,该最小値情况为当/2*(1+u2)0.5=m时,其中m为整数,u=2dn/,为操作波长,n为液晶双折射性。2.依据申请专利范围第1项之光学装置,其中消失比値大于40dB。3.依据申请专利范围第1项之光学装置,其中消失比値大于50dB。4.依据申请专利范围第1项之光学装置,其中液晶元件为液晶格阵列,以及每一液晶格调制一个讯号频道。5.依据申请专利范围第4项之光学装置,其中光线讯号包含一组多种波长,每一波长对应于一个讯号频道。6.依据申请专利范围第5项之光学装置,其中电压控制器更进一步包含:电压调制器连接至液晶格阵列,其中电压调制器包含一个独立可控制之连接,其连接至每一液晶格因而对液晶格提供偏压以驱动液晶格为最小値情况;查询表连接至电压调制器对每一独立可控制连接提供偏压,其中查询表储存偏压値,其对每一波长及在操作温度范围内为波长及温度之函数;温度感测器连接至光学装置以量测光学装置之大气温度;以及处理器,其连接至温度感测器,查询表以及电压调制器,该处理器连续性地监测大气温度以及将该偏压値由查询表传送至电压调制器。7.依据申请专利范围第6项之光学装置,其中最小値情况为消失比値大于40dB。8.依据申请专利范围第7项之光学装置,其中消失比値大于50dB。9.依据申请专利范围第6项之光学装置,其中更进一步包含频道监测器以监测液晶元件消失比値,该频道监测器包含:监测切换液晶格于阵列液晶切换格中;监测耦合至监测切换液晶格,其位于监测切换液晶格第一侧上,其中该监测光源传播监测光线讯号通过监测切换液晶格;以及感测器耦合至监测切换液晶格第二侧,以感测出监测光线讯号以及产生监测讯号。10.依据申请专利范围第9项之光学装置,其中处理器使用监测言和号以决定出监测频道之消失比値。11.依据申请专利范围第9项之光学装置,其中处理器使用监测讯号以决定出偏压是否对应于最小値情况。12.依据申请专利范围第11项之光学装置,其中处理器依据监测讯号调整查询表中偏压値。13.依据申请专利范围第9项之光学装置,其中更进一步包含温度补偿调制器连接至处理器,其中温度补偿调制器在处理器监测情况下调整光学装置之大气温度。14.依据申请专利范围第13项之光学装置,其中处理器使用监测讯号调整光学装置之大气温度。15.依据申请专利范围第6项之光学装置,其中液晶格偏压为均方根电压値。16.依据申请专利范围第15项之光学装置,其中液晶格偏压为交流电压。17.依据申请专利范围第16项之光学装置,其中液晶格偏压脉冲振幅调制讯号。18.依据申请专利范围第16项之光学装置,其中液晶格偏压为方形波。19.依据申请专利范围第16项之光学装置,其中液晶格偏压为正弦波。20.依据申请专利范围第16项之光学装置,其中液晶格偏压为脉冲宽度调制电压。21.依据申请专利范围第5项之光学装置,其中更进一步包含:至少一个输入端埠以接收网路发出之光线讯号;至少一个输出端埠以传送输出光线讯号至该网路;输入双折射性光学系统,其连接至至少一个输入端埠以及液晶阵列,该输入双折射性光学系统将光线讯号转变为一组多个讯号频道,其中每一液晶切换格依据液晶格切换状态进行切换一个讯号频道以产生讯号频道输出;以及输出双折射性光学系统连接至液晶阵列,该输出双折射性光学系统依据液晶格切换状态将讯号频道输出多工化为相互垂直偏极输出部份或相互平行输出部份,以及依据偏极状态导引相互垂直偏极化输出部份以及平行偏极输出部份进入至少一个输出端埠。22.依据申请专利范围第21项之光学装置,其中输入双折射性光学系统将光线讯号分裂为相互垂直偏极部份以及相互平行偏极部份,以及将相互垂直偏极部份以及相互平行偏极部份解多工为一组多个讯号。23.依据申请专利范围第22项之光学装置,其中至少一个输入端埠包含输入端埠以及加入端埠,该加入端埠包含波长频道,该频道藉由液晶元件以及输入双折射性光学系统加入一组多个讯号频道。24.依据申请专利范围第21项之光学装置,其中至少一个输出端埠包含输出端埠以及移除端埠,该移除端埠包含波长频道,该频道藉由液晶元件以及输出双折射性光学系统由一组多个讯号频道移除。25.依据申请专利范围第21项之光学装置,其中至少一个输入端埠包含N个输入端埠,以及至少一个输出端埠包含N个输出端埠,其中N为整数。26.依据申请专利范围第25项之光学装置,其中液晶阵列为NxM阵列,其中M为讯号频道之数目。27.依据申请专利范围第1项之光学装置,其中光线讯号依据光线讯号之偏极状态切换。28.依据申请专利范围第27项之光学装置,其中偏压促使液晶元件对光线讯号偏极状态旋转90度。29.依据申请专利范围第28项之光学装置,其中并未施加偏压时液晶元件对光线讯号偏极状态旋转90度。30.依据申请专利范围第27项之光学装置,其中电压控制器以开状态电压供应至液晶元件,使得液晶元件并不会使光线讯号偏极状态旋转。31.依据申请专利范围第30项之光学装置,其中开状态电压并非光线讯号波长或光学装置温度之函数。32.依据申请专利范围第1项之光学装置,其中更进一步包含频道监测器以监测液晶元件消失比値,该频道监测包含:监测光源,其位于液晶元件第一侧边上,以导引监测光线讯号通过液晶元件;感测器,其位于液晶元件第二侧边上,以感测离开液晶元件之监测光线讯号,其中感测器产生监测输出讯号;以及连接至感测器之处理器,其中处理器使用监测输出讯号以感测液晶元件至少一项特性之变化。33.依据申请专利范围第32项之光学装置,其中处理器驱动电压控制器以及依据至少一项特性,光线讯号波长,以及大气温度对电压控制器提供预先决定偏压。34.依据申请专利范围第33项之光学装置,其中处理器调整偏压以反应液晶格元件至少一项特性之感测变化。35.依据申请专利范围第34项之光学装置,其中至少一项特性包含液晶元件之厚度变化。36.依据申请专利范围第34项之光学装置,其中至少一项特性包含由于液晶元件使用时间所导致消失比値,温度以及波长间之关系。37.依据申请专利范围第34项之光学装置,其中频道监测更进一步包含:温度感测器以监测光学装置之大气温度;以及温度补偿模组,其连接至处理器,其中温度补偿模组在处理器监督情况下调整光学装置之大气温度。38.一种导引光学装置光线讯号之方法,该光线讯号包含液晶元件以切换光线讯号,该液晶元件主要特征在于关闭状态之消失比値,该方法包含下列步骤:提供具有厚度之液晶元件以促使最小値情况发生在大于光线讯号最大操作波长之最大波长以及大于光学装置最大操作温度之最大温度情况下;以及对关闭状态液晶元件提供偏压以驱动消失比値朝向最小値情况,其中光线讯号之波长小于最大波长以及大气温度小于最大温度。39.依据申请专利范围第38项之方法,其中液晶元件为各别地可控制液晶格阵列以切换光线之单一波长。40.依据申请专利范围第39项之方法,其中光线讯号包含一组多种波长,每一波长对应一个各别地可控制之液晶格。41.依据申请专利范围第39项之方法,其中方法更进一步包含下列步骤:量测光学装置之大气温度;提供查询表,其连接至电压调制器对每一液晶格以供应偏压至液晶格,其中查询表储存为波长及大气温度函数之偏压;以及提供液晶格偏压以驱动液晶格为最小値情况,其中液晶格偏压对应液晶格波长以及大气温度。42.依据申请专利范围第38项之方法,其中更进一步包含下列步骤:导引监测光线讯号通过监测液晶格,其中监测液晶格为一个各别可控制之液晶格;当监测光线讯号离开监测液晶元件时导引监测光线讯号因而产生监测输出讯号;以及测定出监测输出讯号之消失比値。43.依据申请专利范围第42项之方法,其中更进一步包含下列步骤:当监测输出讯号之消失比値超过预先决定値时评估监测输出讯号以感测液晶元件至少一项特征之变化;以及利用该感测讯号调整查询表中偏压値。44.依据申请专利范围第43项之方法,其中调整步骤更进一步包含下列步骤:调整监测液晶格之液晶偏压以求出最小値情况;以及依据最小値情况调整所有各别地可控制液晶格。45.依据申请专利范围第44项之方法,其中更进一步包含下列步骤:当监测液晶格无法调整为最小値情况时发出大变动故障情况之讯号。46.一种制造光学装置之方法,该装置作为导引光学讯号,该方法包含下列步骤:提供液晶切换元件以切换光线讯号,该液晶元件厚度为"d",其将促使消失比値之最小値情况发生在大于光线讯号最大操作波长之最大波长以及大于光学装置最大操作温度之温度情况下;以及提供电压控制器,其连接至液晶元件,其中电压控制器在关闭状态供应偏压至液晶元件以促使消失比値朝向最小値情况以操作波长短于最长操作波长以及温度低于最大操作温度之情况。47.依据申请专利范围第46项之制造光学装置方法,其中消失比値定义为:=sin2[/2*(1+u2)0.5]/(1+u2),以及最小値情况发生于/2*(1+u2)0.5 =m情况,其中m为整数,u=2dn/,为操作波长,n为液晶双折射性。48.依据申请专利范围第46项之制造光学装置方法,其中提供电压控制器更进一步包含下列步骤:提供电压调制器连接至液晶格阵列,其中电压调制器包含一个独立可控制连接,其连接至每一液晶格因而对液晶格提供偏压以促使液晶格为最小値情况;提供查询表连接至电压调制器对每一独立可控制连接提供偏压,其中查询表储存偏压値,其对每一波长及在操作温度范围内为波长及温度之函数;提供温度感测器连接至光学装置以量测光学装置之大气温度;以及提供处理器,其连接至温度感测器,查询表以及电压调制器,该处理器连续性地监测大气温度以及将该偏压値由查询表传送至电压调制器。49.依据申请专利范围第46项之制造光学装置方法,其中更进一步包含提供频道监测器作为监测液晶元件之消失比値。50.依据申请专利范围第49项之制造光学装置方法,其中提供频道监测器更进一步包含下列步骤:提供监测光源,其位于液晶元件第一侧边上,以导引监测光线讯号通过液晶元件;提供感测器,其位于液晶元件第二侧边上,以感测离开液晶元件之监测光线讯号,其中感测器产生监测输出讯号;及提供处理器,其连接至感测器,其中处理器使用监测输出讯号以感测液晶元件至少一项特性之变化。51.依据申请专利范围第46项之制造光学装置方法,其中更进一步包含下列步骤:提供温度感测器以监测光学装置之大气温度;以及提供温度补偿模组,其连接至处理器,其中温度补偿模组在处理器监督情况下调整光学装置之大气温度。52.依据申请专利范围第46项之制造光学装置方法,其中更进一步包含:提供至少一个输入端埠以接收网路发出之光线讯号;提供至少一个输出端埠以传送输出光线讯号至该网路;提供输入双折射性光学系统,其连接至至少一个输入端埠以及液晶阵列,该输入双折射性光学系统将光线讯号转变为一组多个讯号频道,其中每一液晶切换格依据液晶格切换状态进行切换一个讯号频道以产生讯号频道输出;及提供输出双折射性光学系统连接至液晶阵列,该输出双折射性光学系统依据液晶格切换状态将讯号频道输出多工化为相互垂直偏极输出部份或相互平行输出部份,以及依据偏极状态导引相互垂直偏极化输出部份以及平行偏极输出部份进入至少一个输出端埠。53.依据申请专利范围第52项之制造光学装置方法,其中输入双折射性光学系统将光线讯号分裂为相互垂直偏极部份以及相互平行偏极部份,以及将相互垂直偏极部份以及相互平行偏极部份解多工为一组多个讯号。54.依据申请专利范围第52项之制造光学装置方法,其中至少一个输入端埠包含输入端埠以及加入端埠。55.依据申请专利范围第52项之制造光学装置方法,其中至少一个输出端埠包含输出端埠以及移除端埠。56.依据申请专利范围第52项之制造光学装置方法,其中至少一个输入端埠包含N个输入端埠,以及至少一个输出端埠包含N个输出端埠,其中N为整数。57.依据申请专利范围第56项之制造光学装置方法,其中液晶阵列为NxM阵列,其中N为网路输入光纤之数目以及M为讯号频道之数目。58.一种光学装置以导引光线讯号,其包含:液晶元件以调制光线讯号,其中在关闭状态下液晶元件主要特征在于消失比値,该消失比値定义为:=sin2[/2*(1+u2)0.5]/(1+u2);以及控制器,其连接至厚度为"d"之液晶元件以在波长大于光线讯号最长操作波长以及温度大于光学装置最大操作温度情况下供应偏压至关闭状态下之液晶元件以驱动消失比値朝向最小値情况,该最小値情况为当/2*(1+u2)0.5=m时,其中m为整数,u=2dn/,为操作波长,n为液晶双折射性。59.依据申请专利范围第58项之光学装置,其中至少一项参数为偏压。60.依据申请专利范围第58项之光学装置,其中至少一项参数为大气温度。图式简单说明:第一图(图1)为本发明第一实施例之可调整液晶切换器示意图。第二图(图2)为液晶格厚度与消失比値曲线图,其显示出最小値情况;第三图(图3)为串音与电压之曲线图,其显示出选择液晶格厚度对最小値条件之重要性;第四图(图4)为消失比値与温度之曲线图,其显示出温度变化之效应;第五图(图5)在温度范围内产生-40dB消失比値所需要之偏压。第六图(图6)在各种温度下在一段波长范围内使用电压补偿时消失比値之曲线图;第七图(图7)为在54℃下保持-40dB消失比値之电压与波长曲线图;第八图(图8)为在57℃下保持-40dB消失比値之电压与波长曲线图;第九图(图9)为在59℃下保持-40dB消失比値之电压与波长曲线图;第十图(图10)为本发明第一实施例可调整液晶切换器电子控制器之示意图;第十一图(图11)为本发明第一实施例WSXC示意图;及第十二图(图12)为本发明第二实施例光学监测频道之示意图。
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