[發明專利]可調諧帶通光纖濾波器的制作方法

有效

• 申請號: 201410014173.9
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103713411B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 陳達如;馬曉偉;駱淑君
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: G02F1/13
• 分類號: G02F1/13
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

本發明屬于光纖技術及光學濾波技術領域，涉及了一種基于液晶的溫控可調諧光纖濾波器的制作方法。本發明選用單模運行的兩段光纖和折射率隨溫度線性變化的液晶在石英管內串聯；采用二氧化碳激光熔接光纖和石英管；以兩段光纖分別作為輸入和輸出端口；采用密封在石英管內的液晶作為光學折射率調諧介質，基于液晶與石英管形成的多模波導的多模干涉原理，以溫度調諧實現濾波器透射峰調諧，實現了基于液晶的溫控可調諧帶通光纖濾波器的制作。本發明具有制作工藝簡單、成本低、調諧方式簡單等優點。

技術領域

本發明屬于光纖技術及光學濾波技術領域，特別涉及了一種基于液晶的溫控可調諧光纖濾波器的制作方法。

背景技術

光纖的發明，帶來了通信領域的革命性變化，基于光纖的光通信系統成為當代信息社會的基石。隨著光纖技術的進步和光通信的發展，包括光纖濾波器的在內的光纖功能器件得到了巨大的發展。光纖濾波器在光通信、光纖傳感、光纖激光器以及很多基于光學光譜的設備中具有重要的應用價值。光纖濾波器具有光纖兼容、中心波長可調諧等獨特優點。

目前已有報告的光纖濾波器主要包括：1、光纖布拉格光柵光纖濾波器，是一種反射型光纖濾波器，屬于透射式帶阻光纖濾波器，制作設備價格高昂；2、長周期光纖光柵光纖濾波器，也是一種透射式帶阻光纖濾波器，制作設備價格高昂；3、法布里-珀羅光纖濾波器，屬于透射式帶通濾波器，其主要缺點是制作工藝復雜，價格昂貴；4、薩德納克光纖環濾波器，是一種梳妝濾波器。因此，開發一種制作工藝簡單、成本較低的透射式帶通光纖濾波器具有重要的應用價值。

發明內容

本發明就是針對現有技術的不足，提出了一種基于液晶的溫控可調諧帶通光纖濾波器的制作方法。

實現本發明的裝置包括一段輸入光纖、一段石英管、一種折射率對溫度敏感的液晶、一段輸出光纖、一個溫控裝置。輸入光纖和輸出光纖的外徑必需和石英管的內徑一致；輸入光纖的輸出端、液晶及輸出光纖的輸入端在石英管內依次串聯；輸入光纖、石英管、液晶、輸出光纖都被密封在溫控裝置內部；輸入光纖的輸入端口作為可調諧帶通光纖濾波器的輸入端口；輸出光纖的輸出端口作為可調諧帶通光纖濾波器的輸出端口。

本發明的方法包括以下步驟：

步驟(1)選用單模運行、外徑為d、長度大于20cm、光纖端面經過良好處理的一段輸入光纖和一段輸出光纖；選用折射率隨溫度線性變化且折射率大于石英折射率的液晶5mL以上；選用外徑為D、內徑為d、長度為Ls(5cmLs20cm)的一段石英管；選用溫度能精確控制在0至100度的溫控裝置；

步驟(2)將輸入光纖的輸入端從石英管的一端插入石英管內直至充滿整個石英管；將石英管植入液晶內，將輸入光纖部分抽出石英管，使得石英管吸入部分液晶，石英管內部液晶長度為L(5cmLs10cm)；將輸出光纖的輸入端從石英管的另一端插入石英管內直至石英管內的液晶處于石英管中間部位；

步驟(3)采用二氧化碳激光照射石英管和輸入光纖重疊部分的中間部位，使得輸入光纖和石英管熔接；采用二氧化碳激光照射石英管和輸出光纖重疊部分的中間部位，使得輸出光纖和石英管熔接；將石英管、輸入光纖輸出部分、輸出光纖的輸入部分密封在溫控裝置中；輸入光纖的輸入端口作為可調諧帶通光纖濾波器的輸入端口，輸出光纖的輸出端口作為可調諧帶通光纖濾波器的輸出端口；

進入可調諧帶通光纖濾波器的光從輸入光纖進入到液晶部分，由于液晶沒有纖芯結構，傳輸的光在輸出光纖的輸入端形成了多模干涉；根據多模干涉的原理，只有波長為λ(T)的光才能進入輸出光纖并從輸出光纖的輸出端輸出。從可調諧帶通光纖濾波器透過的光的透射峰波長λ(T)正比于石英管內液晶的長度(L)及折射率n(T)：

λ(T)＝kLn(T)?????????(1)

其中k是常數，n(T)表示液晶折射率隨溫度變化而變化。根據公式(1)，調節溫控裝置的溫度，也就是調節液晶溫度，就能實現可調諧帶通光纖濾波器透射峰波長的調諧。