[發(fā)明專利]一種可調(diào)濾波結(jié)構(gòu)及濾波器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210549782.5
• 申請(qǐng)日: 2012-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN103869510A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳礪;凌吉武;趙振宇;楊建陽(yáng);柏天國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州高意通訊有限公司
• 主分類號(hào): G02F1/13
• 分類號(hào): G02F1/13
• 代理公司: 福建煉海律師事務(wù)所 35215
• 代理人: 許育輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)濾波領(lǐng)域，尤其涉及一種可調(diào)濾波結(jié)構(gòu)及由該結(jié)構(gòu)組成的濾波器。

背景技術(shù)

帶寬可調(diào)濾波器是一種基本光學(xué)元件，其本質(zhì)上為帶通型濾波器，即只允許特定波長(zhǎng)信號(hào)通過(guò)，其他波長(zhǎng)信號(hào)反射掉。它可以應(yīng)用于DWDM系統(tǒng)中的可重構(gòu)的光路上下服用/解復(fù)用器(ROADM)以及光交叉互聯(lián)（OXC）系統(tǒng)以及傳感網(wǎng)絡(luò)等諸方面。如用于抵消光放大器的增益斜度，從而減少各接收端光信號(hào)功率的信道之間的偏差。

目前，主要的可調(diào)諧濾波器有F-P濾波器、馬赫-曾德濾波器、電光濾波器、光柵型濾波器和光纖布拉格光柵濾波器等。其中，F(xiàn)-P濾波器包括有向列液晶F-P波長(zhǎng)調(diào)諧濾波器，利用液晶的電光效應(yīng)原理，其結(jié)構(gòu)為：在兩個(gè)玻璃基板的內(nèi)表面上鍍對(duì)其工作波長(zhǎng)范圍具有高反射率的介電反射鏡，用于使所用液晶方向一致排列的方向一致排列層鍍于該介電反射鏡上，液晶設(shè)于所述兩方向一致排列層之間。該結(jié)構(gòu)通過(guò)在兩介電反射鏡上施加電壓，以改變液晶層的折射率，從而改變?nèi)肷涔獾墓獬蹋瑏?lái)控制光傳輸峰值的波長(zhǎng)調(diào)諧性能。該結(jié)構(gòu)的濾波波長(zhǎng)調(diào)諧由F-P腔之間液晶層折射率的調(diào)諧范圍限定，濾波峰值波長(zhǎng)可調(diào)諧范圍有限，濾波帶寬不可調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出一種可調(diào)濾波結(jié)構(gòu)及由該結(jié)構(gòu)組成的濾波器，濾波波段及濾波帶寬均可調(diào)諧，且調(diào)諧范圍廣。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種可調(diào)濾波結(jié)構(gòu)，包括第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件，所述第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件具有兩相互平行的相對(duì)表面，分別為第一表面和第二表面；第一表面和第二表面之間填充液晶層，液晶層與兩表面之間分別設(shè)置透明電極，在兩透明電極之間施加可變電壓；第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件的折射率均大于液晶層的折射率；入射光在第一表面與液晶層的分界面分光，全反射角等于入射角的光波長(zhǎng)為臨界波長(zhǎng)，波長(zhǎng)大于或等于臨界波長(zhǎng)的光被全反射輸出，波長(zhǎng)小于臨界波長(zhǎng)的光透射輸出；所述臨界波長(zhǎng)隨兩透明電極之間施加的可變電壓的變化而變化。

進(jìn)一步的，所述第一表面、第二表面、第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件的通光面均鍍有全波段的增透膜。

本發(fā)明的可調(diào)濾波器，包括兩個(gè)上述的可調(diào)濾波結(jié)構(gòu)，分別為第一級(jí)濾波結(jié)構(gòu)和第二級(jí)濾波結(jié)構(gòu)，第一級(jí)濾波結(jié)構(gòu)的臨界波長(zhǎng)為λ₁，第二級(jí)濾波結(jié)構(gòu)的臨界波長(zhǎng)為λ₂，λ₁與λ₂不相等；入射光依次經(jīng)過(guò)第一級(jí)濾波結(jié)構(gòu)和第二級(jí)濾波結(jié)構(gòu)，由第二級(jí)濾波結(jié)構(gòu)輸出濾波光。

進(jìn)一步的，所述第一級(jí)濾波結(jié)構(gòu)的臨界波長(zhǎng)λ₁大于第二級(jí)濾波結(jié)構(gòu)的臨界波長(zhǎng)λ₂；第二級(jí)濾波結(jié)構(gòu)設(shè)于第一級(jí)濾波結(jié)構(gòu)透射光的光路上，入射光經(jīng)第一級(jí)濾波結(jié)構(gòu)，透射部分的光入射到第二級(jí)濾波結(jié)構(gòu)，經(jīng)第二級(jí)濾波結(jié)構(gòu)全反射部分為輸出濾波光，濾波帶寬為λ₁-λ_2。

或者，所述第一級(jí)濾波結(jié)構(gòu)的臨界波長(zhǎng)λ₁小于第二級(jí)濾波結(jié)構(gòu)的臨界波長(zhǎng)λ₂；第二級(jí)濾波結(jié)構(gòu)設(shè)于第一級(jí)濾波結(jié)構(gòu)全反射光的光路上，入射光經(jīng)第一級(jí)濾波結(jié)構(gòu)，全反射部分的光入射到第二級(jí)濾波結(jié)構(gòu)，經(jīng)第二級(jí)濾波結(jié)構(gòu)透射部分為輸出濾波光，濾波帶寬為λ₂-λ₁。

本發(fā)明的有益效果為：利用光由光密介質(zhì)入射光疏介質(zhì)時(shí)產(chǎn)生全反射的現(xiàn)象，使包含臨界波長(zhǎng)的入射光譜分為長(zhǎng)波長(zhǎng)與短波長(zhǎng)兩段，分別全反射輸出與透射輸出，通過(guò)改變光疏介質(zhì)的折射率來(lái)改變臨界波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)濾波可調(diào)結(jié)構(gòu)，結(jié)合兩個(gè)臨界波長(zhǎng)可調(diào)的濾波結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)帶通濾波器，其帶寬及通帶位置均可調(diào)諧，且調(diào)諧范圍廣，調(diào)諧簡(jiǎn)便，可容易的實(shí)現(xiàn)窄帶平頂帶通濾波或?qū)拵巾攷V波。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的可調(diào)濾波結(jié)構(gòu)實(shí)施例示意圖；

圖2為本發(fā)明的可調(diào)濾波器實(shí)施例一示意圖；

圖3為本發(fā)明的可調(diào)濾波器實(shí)施例二示意圖；

圖4為本發(fā)明的可調(diào)濾波器濾波原理示意圖。

附圖標(biāo)記：1、第一光學(xué)元件；2、第二光學(xué)元件；3、液晶層；S1、第一表面；S2、第二表面；100、第一級(jí)濾波結(jié)構(gòu)；200、第二級(jí)濾波結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。