CN103364975A - 组合可调型滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合可调型滤波器，其主要由宽带滤波膜及电光折射率可调液晶所组成，宽带滤波膜提供波长调节范围，电光折射率可调液晶则实现滤波峰值调节，同时电光折射率可调液晶的多峰间隔大于宽带滤波膜的通带宽度，这使组合输出波形是单峰，电光折射率可调液晶中液晶体的折射率可通过加电压进行改变，在波长可调区域内，只会产生一个峰值，同时稳定性也较好，可满足不同情况下的工作要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在光通信C-波段和L波段调节单峰值的组合可调型滤波器。
背景技术
在光纤通讯时代，可调滤波器是光纤网络中非常重要的组成部分。特别是在信号发射系统中，激光在传输数字信号过程中需要动态地调整传输光频率。而可调滤波器是其中产生可调激光至关重要的部件。可调滤波器也可以在WDM系统中用来在路由节点上实现传输频道的动态可设置功能。在光通讯中，可调范围应覆盖1530nm – 1570nm C-区间，以及1570nm – 1610nm的L-区间。
MEMS 的可调滤波器具有非常高的分辩率， 这是由于它的高分辩光栅。但是它对环境的振动非常敏感。这使它在实际应用中受到很大的限制。声光的可调滤波器有很好的稳定性，但是为了产生较窄的滤波带宽来满足光通信的窄带要求，声光器件的声光活动区较长，这就使声光器件的尺寸较大，声光器件的另外的问题是它的热效应很大。近来，光学标准距的滤波器在光通信上有较广的应用，光学标准距是一种法布里-帕罗腔，因此它的滤波器是多峰输出，同时在一般的光学标准距的设计中，带宽越窄，插损越大，在液晶的法布里-帕罗腔中，由于液晶对光吸收，使得在液晶的法布里-帕罗腔的插损很大。
在美国的专利5150236中Jayantilal S。 Patel提出了一种液晶可调滤波器，在这一发明中，输出仍然是多峰，这种液晶可调滤波器可以产生较大的峰距在1472nm-1528nm，但它有可能在短波长的区间产生单峰，不能覆盖整个C或L 波段。由于可调曲线很陡，这种液晶可调滤波器的稳定性较差。在Jayantilal S。 Patel的发明中二面标准距的反射率大于95%，因此它的光学插损大且二反射面的平行性要求高。
发明内容
本发明目的在于提供一种组合可调型滤波器，其在C或L波段实现了单峰输出，并且可调节范围大。
为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：
一种组合可调型滤波器，它包括电光折射率可调液晶、宽带滤波膜以及前后两玻璃平板，平行设置的前玻璃平板与后玻璃平板构成微米间隔的法布里-珀罗腔，电光折射率可调液晶设于两玻璃平板之间，所述宽带滤波膜镀在前玻璃平板的入射自由面上。
详细的技术方案是：一种组合可调型滤波器，它包括电光折射率可调液晶、宽带滤波膜以及前后两玻璃平板，平行设置的前玻璃平板与后玻璃平板构成微米间隔的法布里-珀罗腔，电光折射率可调液晶设于两玻璃平板之间，所述宽带滤波膜镀在前玻璃平板的入射自由面上，在所述前玻璃平板与电光折射率可调液晶的接触面上镀有ITO(Indium Tin Oxide)薄膜和高反射膜，在所述后玻璃平板与电光折射率可调液晶的接触面上同样镀有ITO薄膜和高反射膜，通过调节ITO面上的电压来改变二玻璃平板间液晶的折射率，从而实现可调滤波。
作为优化，在所述前玻璃平板的入射自由面上镀有宽带滤波膜，光学宽带的宽度小于两玻璃平板所形成的法布里-泊罗腔的多峰间隔。
作为优化，在所述后玻璃平板的出射自由面上镀有宽带滤波膜，光学宽带的宽度小于两玻璃平板所形成的法布里-泊罗腔的多峰间隔。
另外，本发明中的宽带滤波膜也可通过以下手段进行替换，即无需镀宽带滤波膜，采取以下方案进行替换。在前玻璃平板的入射自由面或者后玻璃平板的出射自由面两者中其中一个自由面上镀有短波截止滤波膜，在前玻璃平板的入射自由面或者后玻璃平板的出射自由面两者中的另一个自由面上镀有长波截止滤波膜，所述短波截止滤波膜与长波截止滤波膜两者组合成一宽带滤波器，组合成的宽带滤波器替代宽带滤波膜。
相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：
本发明所描述的组合可调型滤波器，其主要由宽带滤波膜及电光折射率可调液晶所组成，宽带滤波膜提供波长调节范围，电光折射率可调液晶则实现滤波峰值调节，同时电光折射率可调液晶的多峰间隔大于宽带滤波膜的通带宽度，从而保证组合滤波器输出单一峰值，电光折射率可调液晶中液晶体的折射率可通过调节电压进行改变，在可调区域，只会产生一个峰值，同时稳定性也较好，可满足不同情况下的工作要求。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例的滤波器截面图；
图2为本发明实施例中可调液晶的法布里-帕罗腔的双峰输出波形；
图3为本发明实施例中宽带滤波膜的输出波形；
图4为本发明实施例中电光折射率可调液晶的可调特征曲线以及液晶的控制电压和输出峰值；
图5为本发明实施例的组合可调型滤波器的单峰输出波形。
其中：1、前玻璃平板；2、宽带滤波膜；3、高反射膜；4、电光折射率可调液晶；5、高反射膜；6、后玻璃平板；7、ITO薄膜；8、ITO薄膜。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例：
本实施例描述了一种组合可调型滤波器，滤波器截面如图1所示，它包括电光折射率可调液晶4、宽带滤波膜2以及前后两玻璃平板，平行设置的前玻璃平板1与后玻璃平板6构成微米间隔的法布里-珀罗腔，前后两玻璃平板之间的间隔在几微米到十几微米之间，电光折射率可调液晶4设于两玻璃平板之间，所述宽带滤波膜2镀在前玻璃平板1的入射自由面上，在所述前玻璃平板1与电光折射率可调液晶4的接触面上镀有ITO薄膜7和高反射膜3，在所述后玻璃平板6与电光折射率可调液晶4的接触面上镀有ITO薄膜8和高反射膜5。
在所述前玻璃平板的入射自由面上镀有宽带滤波膜，光学宽带的宽度小于两玻璃平板所形成的法布里-泊罗腔的多峰间隔。
入射光进入所述前玻璃平板1后输出波形图4，它通过由高反射膜3，ITO薄膜7，液晶4，高反射膜5，ITO薄膜8 组成的法布里-泊罗多峰滤波器图2，最后从所述后玻璃平板6输出单峰波形图5，
两玻璃平板的材料可以是液晶可调或者声光可调亦或者温度可调。
电光折射率可调液晶4的控制电压范围为0~20V，频率范围为1KHz~10KHz。
本实施例中中的宽带滤波膜也可通过以下手段进行替换。在前玻璃平板1的入射自由面或者后玻璃平板6的出射自由面两者中其中一个自由面上镀有短波截止滤波膜，在前玻璃平板1的入射自由面或者后玻璃平板6的出射自由面两者中的另一个自由面上镀有长波截止滤波膜，所述短波截止滤波膜与长波截止滤波膜两者组合成一宽带滤波器，组合成的宽带滤波器替代宽带滤波膜。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种组合可调型滤波器，其特征在于，它包括电光折射率可调液晶、宽带滤波膜以及前后两玻璃平板，平行设置的前玻璃平板与后玻璃平板构成微米间隔的法布里-珀罗腔，电光折射率可调液晶设于两玻璃平板之间，所述宽带滤波膜镀在前玻璃平板的入射自由面或者后玻璃平板的出射自由面上。
2.根据权利要求1所述的组合可调型滤波器，其特征在于，在所述前玻璃平板与电光折射率可调液晶的接触面上镀有ITO薄膜和高反射膜。
3.根据权利要求2所述的组合可调型滤波器，其特征在于，在所述后玻璃平板与电光折射率可调液晶的接触面上镀有ITO薄膜和高反射膜。
4.根据权利要求1或2或3所述的组合可调型滤波器，其特征在于，在前玻璃平板的入射自由面或者后玻璃平板的出射自由面两者中其中一个自由面上镀有短波截止滤波膜，在前玻璃平板的入射自由面或者后玻璃平板的出射自由面两者中的另一个自由面上镀有长波截止滤波膜，所述短波截止滤波膜与长波截止滤波膜两者组合成一宽带滤波器，组合成的宽带滤波器替代宽带滤波膜。
5.根据权利要求1或2或3所述的组合可调型滤波器，其特征在于，在所述前玻璃平板的入射自由面上镀有宽带滤波膜，宽带的宽度小于两玻璃平板所形成的法布里-泊罗腔的多峰间隔。
6.根据权利要求1或2或3所述的组合可调型滤波器，其特征在于，在所述后玻璃平板的出射自由面上镀有宽带滤波膜，宽带的宽度小于两玻璃平板所形成的法布里-泊罗腔的多峰间隔。
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