可重构光分插复用器作为下一代全光交换网中关键节点之一,应具有灵活栅格处理能力,以便能够灵活适配不同场景下的带宽和路径需求,实现弹性化带宽分配。波长选择开关是可重构光分插复用器的关键组成部分,且可视作具有交换功能的可编程光谱处理器。面向未来对灵活栅格带宽分配的需求,论文针对基于硅基液晶的可编程光谱处理器进行研究,围绕高分辨率光谱分离技术和高性能波长路由技术两项关键技术展开研究,主要研究内容与成果如下:（1）对液晶空间调制器的相位调制特性进行精确测量与表征,为改善其相位操控能力提供保障。采用最小二乘法和泽尼克多项式相位图拟合的方法消除测量过程中光学系统像差造成的附加波前畸变,以及傅里叶变换条纹分析法中的残留载频移除误差造成的倾斜相位畸变,从而获得液晶空间光调制器的精确固有相位畸变,峰谷值为1.55 rad,均方根值为λ/34。通过预加载相位图的方式补偿了空间相位响应不均匀性导致的波前畸变,提高了液晶空间光调制器相位准确度。另外,利用点扩散函数模型对液晶空间光调制器的边缘场效应进行了建模及表征。（2）提出了一种可进行往返衍射的双光栅结构,该结构中光栅的夹角经特殊设计,光束可在该结构内多次衍射,实现角色散的叠加放大,且出射光束与入射光束大小一致保证了系统不影响谱线成像宽度。通过理论分析与仿真计算得到光谱分辨率最高可达6.6 pm,实验结果显示采用双光栅结构可得到的最佳光谱分辨率达13.04 pm。（3）偏振无关及高分辨率可编程光谱处理器应用研究。其一,针对可编程光谱处理器中液晶空间光调制器的偏振相关性,设计了一种偏振无关的可编程光谱处理器,通过两次入射LCOS实现光谱域的偏振操控,该系统的消光比可以达到46.4 d B,并且C波段的偏振相关损耗小于1 d B,多通道滤波的通道隔离度达到40 d B。其二,针对目前可编程光谱处理器分辨率不足的缺点,利用双光栅角色散放大单元对单光栅角色散进行放大,将这种级联结构作为光谱处理器的色散单元,实现了一种高分辨率可编程光谱处理器。实验结果得到该光谱处理器滤波的滚降带宽可达到1.63 GHz,可编程带宽分辨率达到240 MHz。此外,该高分辨率光谱处理器可对频谱进行任意形状的整形,适用于波长选择开关或奈奎斯特脉冲产生。（4）对液晶空间光调制器的相位畸变进行补偿,改善基于液晶空间光调制器的波长选择开关性能。结合前述研究的高性能的可编程光谱处理器,设计并搭建了四通道的波长选择开关系统,通过基于模型的波前矫正法补偿了光学系统的相位畸变,相位畸变补偿后插入损耗降低了1.41 d B,通道串扰降低了3.09 d B。最后测量了系统中心波长调谐及带宽调谐等性能,验证了系统的通道交换功能。