[發(fā)明專利]一種單模連續(xù)可調(diào)諧光學(xué)濾波器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210265975.8
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102798998A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高培良
• 申請（專利權(quán)）人: 天津奇譜光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: G02F1/13
• 分類號: G02F1/13
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電領(lǐng)域，尤其是一種單模連續(xù)可調(diào)諧光學(xué)濾波器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的光學(xué)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具是一種利用多光束干涉原理制作的濾波器件，主要有兩種：一種是空氣間隔的，另一種是光學(xué)玻璃間隔的。通過兩個通光面上多層介質(zhì)膜的高反射率所形成法布里-珀羅腔的多光束干涉效應(yīng)，可以實現(xiàn)在寬頻譜范圍內(nèi)的多波長窄帶濾波輸出，具有性能穩(wěn)定、通光孔徑大、光功率破壞閾值高、結(jié)構(gòu)簡單和成本低等特性，因此，被廣泛應(yīng)用于各類激光器、光學(xué)測量儀器和光纖通訊器件中。利用傳統(tǒng)的光學(xué)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具也可以實現(xiàn)透射光頻率的調(diào)諧。對于空氣間隔的法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具，可通過改變光的入射角度進(jìn)行調(diào)諧，但這種方法的調(diào)諧范圍很小，或用機(jī)械方法（如步進(jìn)馬達(dá)）改變法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的腔長來實現(xiàn)，這種方法可以實現(xiàn)大的調(diào)諧范圍，但調(diào)諧精度低，而且對機(jī)械部件的精度要求高，穩(wěn)定性不好。隨著PZT壓電陶瓷（鋯鈦酸鉛）技術(shù)的發(fā)展，可以實現(xiàn)高精度的位移。采用這種技術(shù)來改變法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的腔長，可以提高調(diào)諧精度和速度，但是不易做到小型化，且驅(qū)動源也較復(fù)雜。雖然通過改變標(biāo)準(zhǔn)具的溫度也可以實現(xiàn)較大范圍的調(diào)諧，但是，這種方法的缺點是速度慢。

單一法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具或單一法布里-珀羅濾波器的輸出是一種間隔周期為其自由光譜范圍的多頻率或多模輸出，例如，自由光譜范圍為100GHz，則在1000GHz范圍內(nèi)，就可以有間隔為100GHz的10個窄帶多模輸出。只有當(dāng)頻率范圍小于自由光譜范圍時，才能實現(xiàn)單一頻率輸出。如果要增大自由光譜范圍，就要減小法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的厚度，例如，對1500納米的光波，若采用普通的融石英玻璃，100GHz和1000GHz的自由光譜范圍對應(yīng)的厚度分別約為1毫米和0.1毫米，因此，即使要做到1000GHz的自由光譜范圍，實際上是十分困難的，更不用說更大的自由光譜范圍。綜上所述，在實際應(yīng)用中，要在一個光譜為幾十納米寬的范圍內(nèi)，采用單一法布里-珀羅濾波器去實現(xiàn)單模調(diào)諧輸出幾乎是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種單模連續(xù)可調(diào)諧光學(xué)濾波器，其通過兩個可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器的透射頻率可調(diào)諧的特點實現(xiàn)在一定光譜范圍內(nèi)的單模可調(diào)諧輸出功能。

本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種單模連續(xù)可調(diào)諧光學(xué)濾波器，由前后相對設(shè)置的兩個透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器構(gòu)成，兩個透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器具有相同的光譜響應(yīng)范圍且僅對具有特定偏振方向的線偏振光有效。

而且，所述的透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器包括第一反射鏡、液晶材料、第二反射鏡和驅(qū)動電路，所述第一反射鏡的通光面外側(cè)設(shè)置高反射率多層介質(zhì)膜，第一反射鏡的通光面內(nèi)側(cè)第一層設(shè)置光學(xué)增透膜，在該光學(xué)增透膜上設(shè)置透明電極；所述第二反射鏡的外側(cè)設(shè)置高反射率多層介質(zhì)膜，第二反射鏡的內(nèi)側(cè)第一層設(shè)置光學(xué)增透膜，在該光學(xué)增透膜上設(shè)置透明電極，在該透明電極上設(shè)置厚度為幾微米到十幾微米的非導(dǎo)電材料薄膜，覆蓋除通光孔徑以外的部分以及一個一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道并與第一個反射鏡內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個厚度為幾微米到十幾微米的空腔，所述液晶材料放置在該空腔內(nèi)；所述的驅(qū)動電路連接到兩個透明電極上，第一反射鏡的通光面外側(cè)和第二反射鏡的通光面外側(cè)保持平行并且構(gòu)成法布里-珀羅多光束干涉腔。

而且，所述的透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器包括第一反射鏡、液晶材料、第二反射鏡和驅(qū)動電路，所述第一反射鏡的通光面外側(cè)設(shè)置光學(xué)增透膜，第一反射鏡的通光面內(nèi)側(cè)第一層設(shè)置高反射率多層介質(zhì)膜，在該高反射率多層介質(zhì)膜上設(shè)置透明電極；所述第二反射鏡的外側(cè)設(shè)置高反射率多層介質(zhì)膜，第二反射鏡的內(nèi)側(cè)第一層設(shè)置光學(xué)增透膜，在該光學(xué)增透膜上設(shè)置透明電極，在該透明電極上設(shè)置厚度為幾微米到十幾微米的非導(dǎo)電材料薄膜，覆蓋除通光孔徑以外的部分以及一個一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道并與第一個反射鏡內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個厚度為幾微米到十幾微米的空腔，所述液晶材料放置在該空腔內(nèi)；所述的驅(qū)動電路連接到兩個透明電極上，第一反射鏡的通光面內(nèi)側(cè)和第二反射鏡的通光面外側(cè)保持平行并且構(gòu)成法布里-珀羅多光束干涉腔。