專利名稱：一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 發(fā)明屬于光電領(lǐng)域，尤其是一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(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(gè)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(shí)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(shí)現(xiàn)透射光頻率的調(diào)諧。對(duì)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(shí)現(xiàn)，這種方法可以實(shí)現(xiàn)大的調(diào)諧范圍，但調(diào)諧精度低，而且對(duì)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(shí)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(dòng)源也較復(fù)雜。雖然通過改變標(biāo)準(zhǔn)具的溫度也可以實(shí)現(xiàn)較大范圍的調(diào)諧，但是，這種方法的缺點(diǎn)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(gè)窄帶多模輸出。只有當(dāng)頻率范圍小于自由光譜范圍時(shí)，才能實(shí)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(duì)1500納米的光波，若采用普通的融石英玻璃，IOOGHz和1000GHz的自由光譜范圍對(duì)應(yīng)的厚度分別約為I毫米和0. I毫米，因此，即使要做到1000GHz的自由光譜范圍，實(shí)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(shí)際應(yīng)用中，要在一個(gè)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(shí)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，提供一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器，其通過法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的自由光譜范圍與所述可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器的本征自由光譜范圍相差一定間隔，并利用所述可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器透射頻率可調(diào)諧的特點(diǎn)，在一定的光譜范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)與法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的自由光譜范圍相同的可調(diào)諧單模輸出功能。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(shí)現(xiàn)的一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器，由前后相對(duì)設(shè)置的一個(gè)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具和一個(gè)透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器構(gòu)成，該法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具與透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器具有相同的光譜響應(yīng)范圍且透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器僅對(duì)具有特定偏振方向的線偏振光有效。而且，所述法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具具有一定的自由光譜范圍和銳度系數(shù)；所述透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器在未加電場時(shí)的本征自由光譜范圍小于法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的自由光譜范圍，且其差值大于法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的銳度系數(shù)或大于所述透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器的銳度系數(shù)。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(dòng)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(gè)一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道并與第一個(gè)反射鏡內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個(gè)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(dòng)電路連接到兩個(gè)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(dòng)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(gè)一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道并與第一個(gè)反射鏡內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個(gè)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(dòng)電路連接到兩個(gè)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。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(dòng)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)置光學(xué)增透膜，第二反射鏡的內(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，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和一個(gè)一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道并與第一個(gè)反射鏡內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個(gè)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(dòng)電路連接到兩個(gè)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內(nèi)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、第一光學(xué)透明玻璃片、液晶材料、第二光學(xué)透明玻璃片和第二反射鏡；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)為光學(xué)拋光面；第一光學(xué)透明玻璃片設(shè)置在第一反射鏡內(nèi)側(cè)，第一光學(xué)透明玻璃片的通光面外側(cè)為光學(xué)拋光面，第一光學(xué)透明玻璃片的通光面內(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；所述第二反射鏡的通光面外側(cè)設(shè)置高反射率多層介質(zhì)膜，第二反射鏡的通光面內(nèi)側(cè)為光學(xué)拋光面；第二光學(xué)透明玻璃片設(shè)置在第二反射鏡內(nèi)側(cè)，第二光學(xué)透明玻璃片的通光面外側(cè)為光學(xué)拋光面，第二光學(xué)透明玻璃片的內(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和一個(gè)一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道并與第一個(gè)光學(xué)玻璃片內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個(gè)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)；驅(qū)動(dòng)電路連接到第一光學(xué)透明玻璃片和第二光學(xué)透明玻璃片的透明電極上，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、第一光學(xué)透明玻璃片、液晶材料、第二光學(xué)透明玻璃片和第二反射鏡；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)設(shè)置高反射率多層介質(zhì)膜；第一光學(xué)透明玻璃片設(shè)置在第一反射鏡內(nèi)側(cè)，第一光學(xué)透明玻璃片的通光面外側(cè)為光學(xué)拋光面或設(shè)置光學(xué)增透膜，第一光學(xué)透明玻璃片的通光面內(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；所述第二反射鏡的通光面外側(cè)設(shè)置高反射率多層介質(zhì)膜，第二反射鏡的通光面內(nèi) 側(cè)為光學(xué)拋光面；第二光學(xué)透明玻璃片設(shè)置在第二反射鏡內(nèi)側(cè)，第二光學(xué)透明玻璃片的通光面外側(cè)為光學(xué)拋光面，第二光學(xué)透明玻璃片的內(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和一個(gè)一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道并與第一個(gè)光學(xué)玻璃片內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個(gè)厚度為幾微米到十幾微米的空腔，液晶材料放置在該空腔內(nèi)；驅(qū)動(dòng)電路連接到第一光學(xué)透明玻璃片和第二光學(xué)透明玻璃片的透明電極上，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。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、第一光學(xué)透明玻璃片、液晶材料、第二光學(xué)透明玻璃片和第二反射鏡；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)設(shè)置高反射率多層介質(zhì)膜；第一光學(xué)透明玻璃片設(shè)置在第一反射鏡內(nèi)側(cè)，第一光學(xué)透明玻璃片的通光面外側(cè)為光學(xué)拋光面或設(shè)置光學(xué)增透膜，第一光學(xué)透明玻璃片的通光面內(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；所述第二反射鏡的通光面外側(cè)設(shè)置光學(xué)增透膜，第二反射鏡的通光面內(nèi)側(cè)第一層設(shè)置高反射率多層介質(zhì)膜；第二光學(xué)透明玻璃片設(shè)置在第二反射鏡內(nèi)側(cè)，第二光學(xué)透明玻璃片的通光面外側(cè)為光學(xué)拋光面或設(shè)置光學(xué)增透膜，第二光學(xué)透明玻璃片的內(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和一個(gè)一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道并與第一個(gè)光學(xué)玻璃片內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個(gè)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)；所述驅(qū)動(dòng)電路連接到第一光學(xué)透明玻璃片和第二光學(xué)透明玻璃片的透明電極上，第一反射鏡的通光面內(nèi)側(cè)和第二反射鏡的通光面內(nèi)側(cè)保持平行并且構(gòu)成法布里-珀羅多光束干涉腔。而且，所述的液晶材料采用的是向列相型液晶，該液晶層的厚度為幾微米到十幾微米。而且，所述的第一反射鏡和第二反射鏡均為光學(xué)透明材料并且具有相同的光折射率。而且，所述的驅(qū)動(dòng)電路是一種頻率為I千赫茲到10千赫茲的方波脈沖電路，脈沖電壓幅度從0伏到5伏可調(diào)。
而且，所述第一反射鏡的內(nèi)側(cè)與第一光學(xué)透明玻璃片的外側(cè)用光學(xué)透明折射率匹配膠粘接在一起或采用工業(yè)上常用的通光光路上無膠的組裝方法即在通光光路以外的連接處用膠粘接；所述第二反射鏡的內(nèi)側(cè)與第二光學(xué)透明玻璃片的外側(cè)用光學(xué)透明折射率匹配膠粘接在一起或采用工業(yè)上常用的通光光路上無膠的組裝方法即在通光光路以外的連接處用膠粘接；所述的第一反射鏡、第二反射鏡、第一光學(xué)透明玻璃片和第二光學(xué)透明玻璃片均為光學(xué)透明材料且具有相同或基本相同的光折射率；所述光學(xué)透明折射率匹配膠的折射率與光學(xué)透明材料折射率基本相同。而且，入射光從所述法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的通光面進(jìn)入所述透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器。而且，入射光從所述的透射頻率可調(diào)諧法布里一珀羅濾波器通光面進(jìn)入所述法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，其將一個(gè)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具和一個(gè)透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅(Fabry-Perot)濾波器有效地結(jié)合在一起，將液晶放置在法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的腔內(nèi)并利用液晶的電控雙折射效應(yīng)和對(duì)入射的某一特定偏振方向的線偏振光產(chǎn)生光學(xué)相位調(diào)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)透過法布里-珀羅濾波器的線偏振光的頻率的連續(xù)，快速和精密調(diào)諧。由于液晶層的厚度非常薄，因此可以制作尺寸小、自由光譜范圍大的寬帶可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器，同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)在寬頻譜范圍內(nèi)的光頻率的快速精密調(diào)諧。本發(fā)明具有無機(jī)械移動(dòng)部件、性能穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、尺寸小、易于安裝及生產(chǎn)等特點(diǎn)，可滿足對(duì)于要求尺寸小和極端工作環(huán)境下的可靠運(yùn)行，在激光器、光學(xué)測試、光纖通訊、生物、醫(yī)療器械和光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)等其他領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。
圖I是普通法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的示意圖；圖2是一種包括向列相型液晶材料層的可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是光透過液晶材料的相位隨外加電場的變化曲線示意圖；圖4是另一種結(jié)構(gòu)的包括向列相型液晶材料層的可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器的示意圖；圖5是法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具透射光譜的示意圖；圖6是可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器透射光譜的示意圖；圖7是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明的本征透射光譜示意圖；圖9是本發(fā)明的固定間隔和單模輸出可調(diào)諧透射光譜示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述。圖I是一種普通的法布里-珀羅(Fabry-Perot)光標(biāo)準(zhǔn)具100的示意圖。該法布里-珀羅光標(biāo)準(zhǔn)具100的材料一般在近紅外和可見光波段采用象融石英或BK7這樣的光學(xué)玻璃，假設(shè)材料的折射率為n，兩個(gè)通光面2和4都鍍高反射膜，假設(shè)反射率為R，厚度為h，光以接近零度的入射角入射，則光標(biāo)準(zhǔn)具100的自由光譜范圍FSR可以表示為A A = A2/(2nh),或用頻率表示A V =c/(2nh),其中c是光速。透射光的峰值頻率可以表示為
V=mc/ (2nh),其中m是干涉級(jí)次,透射光的頻率寬帶可以表示為A v 1/2 (FffHM)=C (I-R) /(2nhR1/2)，其中c是光速。從上述兩個(gè)公式可以看出，光標(biāo)準(zhǔn)具100的自由光譜范圍FSR與厚度為h成反比。假設(shè)材料的折射率為n=l. 5，要實(shí)現(xiàn)FSR1=IOOGHz,厚度h I毫米。要求FSR越大，厚度就越小。在標(biāo)準(zhǔn)具的材料和厚度確定后，透射光的頻率寬帶主要和反射率R有關(guān)，反射率越高，頻率寬帶或銳度(finesse)越小。法布里-拍羅(Fabry-Perot)標(biāo)準(zhǔn)具的透射光譜的特點(diǎn)是每個(gè)透射譜的帶寬可以做到非常窄，透射光譜的頻率間隔相等并且光頻帶寬度非常寬，一般可覆蓋100納米以上的光頻譜帶。圖5給出了法布里-珀羅光標(biāo)準(zhǔn)具100輸出光譜的示意圖。 圖2給出了一種利用向列相型液晶在電場作用下對(duì)線偏振光的折射率產(chǎn)生改變而設(shè)計(jì)的可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器。一般用作光電器件的液晶材料具有高的電阻率。因此，可以被認(rèn)為是理想的電介質(zhì)材料。由于構(gòu)成分子的有序的取向和拉伸延長的形態(tài)，液晶具有各向異性的電介質(zhì)特性和單軸對(duì)稱性，就象一個(gè)單軸晶體一樣，其光軸的方向與分子的排列取向一致。當(dāng)液晶分子在外界電場的作用下，會(huì)形成電偶極子。在電偶極子所形成的力矩作用下，使得液晶分子的取向轉(zhuǎn)向電場的方向，可以通過改變電場的強(qiáng)弱，改變液晶的光軸的方向。因此，可以利用液晶的這一特性，制作光相位調(diào)制器，可調(diào)諧濾波器，或其他光電器件，如光開關(guān)和光強(qiáng)調(diào)制器等。一般用作光電器件的液晶膜層的厚度為幾微米到十幾微米。如圖2所示，一種可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200包括第一反射鏡10、液晶材料18、第二反射鏡20和驅(qū)動(dòng)電路14，第一反射鏡10和第二反射鏡20均為光學(xué)透明材料。可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200有三種不同的結(jié)構(gòu)，下面分別說明可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200第一種結(jié)構(gòu)為分別在第一反射鏡10和第二反射鏡20的通光面外側(cè)表面8和22上鍍有高反射率多層介質(zhì)膜，在兩個(gè)高反射率多層介質(zhì)膜之間形成法布里-拍羅(Fabry-Perot)腔；在第一反射鏡10的通光面內(nèi)側(cè)從內(nèi)到外依次設(shè)有光學(xué)增透膜12和透明電極膜層16 ;在第二反射鏡20的通光面內(nèi)側(cè)從內(nèi)到外依次設(shè)有光學(xué)增透膜24、透明電極26和非導(dǎo)電材料薄膜19，光學(xué)增透膜12和光學(xué)增透膜24分別鍍?cè)诘谝环瓷溏R10的通光面內(nèi)表面和在第二反射鏡20的通光面內(nèi)表面。非導(dǎo)電材料薄膜19的厚度為幾微米到十幾微米，覆蓋除通光孔徑外的其他部分以及一個(gè)一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道，目的是為注入在腔內(nèi)多余的液晶提供一個(gè)出口通道。該非導(dǎo)電材料薄膜19與所述第一反射鏡10的內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個(gè)厚度為幾微米道十幾微米的空腔用于設(shè)置液晶材料18，該液晶材料18采用的是向列相型液晶，該液晶材料的厚度約為幾微米到十幾微米。由于液晶的厚度很小(幾微米到十幾微米)，因此，可以制作本征自由光譜范圍(即在無外加電場時(shí)的可調(diào)諧濾波器的自由光譜范圍)的可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器。兩個(gè)透明電極與驅(qū)動(dòng)電路14相連接，由驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)在兩透明電極膜層之間形成驅(qū)動(dòng)電場；利用電場改變Fabry-Perot腔內(nèi)液晶的有效折射率n，來調(diào)節(jié)法布里-珀羅濾波器的透射光的光頻率V和自由光譜范圍(FSR)。通常的驅(qū)動(dòng)電場是電壓為幾伏，頻率為I千赫茲到幾千赫茲的方波信號(hào)。在如圖2中，入射到濾波器200的光束6是一束沿z方向傳播，偏振軸為x方向的線偏振光，假設(shè)光透明材料的折射率為n，兩個(gè)通光面8和22都鍍高反射膜，假設(shè)反射率為R,厚度為D，則濾波器200的自由光譜范圍FSR1和透射光頻率分別為A X = X 2/ (2nD+ r )，或用頻率表示A v=c/(2nD+r),其中c是光速，r代表由液晶在外加電場作用下由折射改變對(duì)入射光所產(chǎn)生的光程。透射光的峰值頻率可以表示為v=mc/(2nD+r)，其中m是干涉級(jí)次，透射光的頻率寬帶(也稱銳度系數(shù))可以表示為A v1/2 (FWHM)=C (I-R)/((2nD+r)R1/2)，其中c是光速。圖3給出了一個(gè)厚度為10微米的向列相型液晶在2KHz方波電壓的驅(qū)動(dòng)下，對(duì)光波長為1550納米的光波相位變化的關(guān)系。最大可實(shí)現(xiàn)約2 的光相位延遲。根據(jù)上述公式，可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200對(duì)于接近零度入射的線偏振光可以得到約IOOGHz的透射光頻率的調(diào)諧范圍。相比較而言，根據(jù)上面的公式，對(duì)自由光譜范圍△ V和透射光的頻帶寬帶A V 1/2的改變要小的多。圖6是可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200的透射光譜示意圖?！び纱丝梢?，可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200在外加電場的作用下，可以實(shí)現(xiàn)較大范圍的透射光頻率的調(diào)諧而基本不改變透射光的頻率寬帶和自由光譜范圍。這個(gè)特性對(duì)于將可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200許多應(yīng)用中，如激光器和頻譜儀器等具有重要意義。可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200的第二種結(jié)構(gòu)為在第一反射鏡10通光面外側(cè)表面8鍍光學(xué)增透膜；在第一反射鏡10的通光面內(nèi)側(cè)從內(nèi)到外依次設(shè)有高反射率多層介質(zhì)膜12和透明電極膜層16，其他結(jié)構(gòu)與可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200的第一種結(jié)構(gòu)相同?？烧{(diào)諧法布里-珀羅濾波器200的第二種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)比第一種結(jié)構(gòu)更大的自由光譜范圍?？烧{(diào)諧法布里-珀羅濾波器200的第三種結(jié)構(gòu)為在第二反射鏡20的通光面外側(cè)鍍光學(xué)增透膜；在第二反射鏡20的通光面內(nèi)側(cè)從內(nèi)到外依次設(shè)有高反射率多層介質(zhì)膜24、透明電極26和非導(dǎo)電材料薄膜19。其他結(jié)構(gòu)與可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200的第二種結(jié)構(gòu)相同?？烧{(diào)諧法布里-珀羅濾波器200的第三種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)比第二種結(jié)構(gòu)更大的自由光譜范圍。由于可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200在制作時(shí)，要求兩個(gè)反射鏡鍍高反射率多層介質(zhì)膜的通光面的表面嚴(yán)格平行，這對(duì)于調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200的組裝上帶來一定的困難。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了另外一種可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器300，如圖4所示?？烧{(diào)諧法布里-拍羅濾波器300包括第一反射鏡32、第一光學(xué)玻璃片36、液晶材料41、第二光學(xué)玻璃片50、第二反射鏡46和驅(qū)動(dòng)電路56。濾波器300和濾波器200的不同之處在于,濾波器300中，首先把液晶材料41放置于兩個(gè)光學(xué)透明玻璃片36和50之間，上述兩個(gè)光學(xué)透明玻璃片36和50的通光面內(nèi)側(cè)分別鍍有光學(xué)增透層38和52，透明電極40和54，并在光學(xué)透明玻璃片50上設(shè)置一層非導(dǎo)電材料的薄膜層41與第一個(gè)光學(xué)透明玻璃片36的內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個(gè)厚度為幾微米道十幾微米的空腔用于放置液晶材料。上述兩個(gè)光學(xué)透明玻璃片36和50的另一通光面不鍍膜或鍍光學(xué)增透膜，光學(xué)透明玻璃片36和50和液晶材料42構(gòu)成一個(gè)液晶盒。在組裝上述液晶盒時(shí)，不需要將光學(xué)透明玻璃片36和50的通光面保持嚴(yán)格平行，這樣，在組裝時(shí)比較容易操作。
可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器300也有三種不同的結(jié)構(gòu)，下面分別說明可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器300的第一種結(jié)構(gòu)為第一反射鏡32的外側(cè)通光面30鍍有高反射率膜，內(nèi)側(cè)通光面是沒有鍍膜的拋光面。首先將第一反射鏡32的內(nèi)側(cè)與上述液晶盒上的光學(xué)透明玻璃片36的外側(cè)用折射率匹配膠34粘合在一起。第二反射鏡46的外側(cè)通光面44鍍有高反射率膜，內(nèi)側(cè)通光面是沒有鍍膜的拋光面。然后將第二反射鏡46的內(nèi)側(cè)通光面用折射率匹配膠48與上述液晶盒上的光學(xué)透明玻璃片50的外側(cè)粘合在一起，在這個(gè)過程中，才需要將兩個(gè)反射鏡32和46的兩個(gè)鍍高反射率膜的面30和44調(diào)整嚴(yán)格平行，以實(shí)現(xiàn)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的多光束干涉的效應(yīng)。通常情況下，由于32，36，50和46采用的光學(xué)透明材料具有相同或接近相同的光學(xué)折射率，折射率匹配膠48和折射率匹配膠34也是相同或接近相同的。由于采用了四塊光學(xué)透明材料，因此濾波器300這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是它的厚度比濾波器200要大。根據(jù)前面的計(jì)算，對(duì)1550納米的光和普通的光學(xué)玻璃材料(折射率約為I. 5)，當(dāng)自由光譜范圍為100GHz，厚度H大約為I毫米，如果需要更大的自由光譜范圍，比較難以實(shí)現(xiàn)。可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器300的第二種結(jié)構(gòu)為第一反射鏡32的外側(cè)通光面30 鍍光學(xué)增透膜，內(nèi)側(cè)通光面鍍高反射率膜。上述液晶盒上的光學(xué)透明玻璃片36的外側(cè)可以鍍光學(xué)增透膜，也可以不鍍膜的拋光面。第一反射鏡32的內(nèi)側(cè)與上述液晶盒上的光學(xué)透明玻璃片36外側(cè)用折射率匹配膠34粘合在一起，也可以采用工業(yè)上常用的光路上無膠的組裝方法，即只將兩個(gè)光學(xué)零件通光光路以外的地方用膠粘接起來。其他結(jié)構(gòu)與濾波器300的第一種結(jié)構(gòu)相同。由于法布里-珀羅腔是由第一反射鏡32的內(nèi)側(cè)通光面和第二反射鏡46的外側(cè)通光面上的高反射率膜構(gòu)成，因此，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)比濾波器300的第一種結(jié)構(gòu)更加大的自由光譜范圍?？烧{(diào)諧法布里-珀羅濾波器300的第三種結(jié)構(gòu)為這種結(jié)構(gòu)與濾波器300的第二種結(jié)構(gòu)的不同之處在于第二反射鏡46的外側(cè)通光面44鍍光學(xué)增透膜，內(nèi)側(cè)通光面鍍高反射率膜。上述液晶盒上的光學(xué)透明玻璃片50的外側(cè)通光面可以鍍光學(xué)增透膜膜，也可以是不鍍膜的拋光面。第二反射46的內(nèi)側(cè)與上述液晶盒上的光學(xué)透明玻璃片50的外側(cè)用折射率匹配膠粘合在一起，也可以采用工業(yè)上常用的光路上無膠的組裝方法，即只將兩個(gè)光學(xué)零件通光光路以外的地方用膠粘接起來。其他結(jié)構(gòu)與濾波器300的第二種結(jié)構(gòu)相同。由于法布里-珀羅腔是由第一反射鏡32的內(nèi)側(cè)通光面和第二反射鏡46的內(nèi)側(cè)通光面上的高反射率膜構(gòu)成，因此，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)比濾波器300的第二種結(jié)構(gòu)更大的自由光譜范圍。下面結(jié)合圖7對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器400是由法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具100和可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200或300組成。法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具100的自由光譜范圍為FSR1，可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200或300的自由光譜范圍為FSR2, FSR2比FSR1小Af，如圖5和圖6所示。如果Af=O. 25FS&，則在vl到v 4的光譜范圍，透過法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具100有4個(gè)模，而透過可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200或300有5個(gè)模。因此，透過可調(diào)諧濾波器400的只有V I和V 4兩個(gè)模，或者說，可調(diào)諧濾波器400為4倍的FSR2或3倍的FSR1，如圖8所示。通過圖8可以看出，通過調(diào)節(jié)Af 的值，可以大大增加可調(diào)諧濾波器400的自由光譜范圍FSR3。
在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)FSR2和FSRl的差，可以調(diào)節(jié)FSR3，但其最小差距應(yīng)等于或大于二倍的A V 1/2，以保證可調(diào)諧濾波器400的單模輸出特性。下面對(duì)本發(fā)明的調(diào)諧過程進(jìn)行說明參考圖5和圖6，當(dāng)可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200或300的透射頻譜V 2a調(diào)諧到與法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具100的V 2重合時(shí)，在光譜FSR3范圍內(nèi)，只有V2能透過可調(diào)諧濾波器400。同樣地，當(dāng)可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200或300的透射頻譜V 3a調(diào)諧到與法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具100的V 3重合時(shí)，在光譜FSR3范圍內(nèi)，只有V3能透過可調(diào)諧濾波器400，如圖8所示。但在調(diào)諧v3a的過程中，由于v2a會(huì)經(jīng)過
V2，因此，會(huì)透過可調(diào)諧濾波器400，消除這種現(xiàn)象的一個(gè)方法是在調(diào)諧過程中，在濾波器400的輸出端增加一個(gè)快速光開關(guān)。當(dāng)從一個(gè)模調(diào)諧到另一個(gè)模的過程中，將光開關(guān)關(guān)閉，等到V3a和V3重合后，再打開光開關(guān)。其他模的調(diào)諧，可以依次類推。由于法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具100和可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200或300兩個(gè)相鄰?fù)干渥V的最大的差值小于FSRl,因此，只要能保證可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200或300的透射頻譜的可調(diào)諧范圍等于或接近FSR1，可調(diào)諧濾波器400就可實(shí)現(xiàn)在光譜FSR3范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)頻率間隔為FSRl的等 間隔單?？烧{(diào)諧輸出，其可調(diào)諧透射光譜如圖9所示。值得注意的是，當(dāng)入射光從可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器200或300的通光面進(jìn)入到所述可調(diào)諧光學(xué)濾波器400時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)同樣的單模和固定頻率間隔的輸出，但在不同的應(yīng)用中，其輸出頻譜寬度可能會(huì)不同。需要強(qiáng)調(diào)的是，上述說明僅起演示和描述的作用，并不是一個(gè)詳細(xì)無遺漏的說明，也沒有意圖將本發(fā)明限制在所描述的具體形式上。經(jīng)過上面的描述，對(duì)本發(fā)明的許多改動(dòng)和變化都可能出現(xiàn)。所選擇的具體實(shí)施僅僅是為了更好的解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際中的應(yīng)用。這個(gè)說明能夠使熟悉此領(lǐng)域的人可以更好的利用本發(fā)明，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)不同的具體實(shí)施和進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器，其特征在于由前后相對(duì)設(shè)置的一個(gè)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具和一個(gè)透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器構(gòu)成，該法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具與透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器具有相同的光譜響應(yīng)范圍且透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器僅對(duì)具有特定偏振方向的線偏振光有效。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器，其特征在于所述法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具具有一定的自由光譜范圍和銳度系數(shù)；所述透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器在未加電場時(shí)的本征自由光譜范圍小于法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的自由光譜范圍，且其差值大于法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的銳度系數(shù)或大于所述透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器的銳度系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器，其特征在于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(dòng)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(gè)一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道并與第一個(gè)反射鏡內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個(gè)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(dòng)電路連接到兩個(gè)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。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器，其特征在于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(dòng)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(gè)一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道并與第一個(gè)反射鏡內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個(gè)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(dòng)電路連接到兩個(gè)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。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器，其特征在于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(dòng)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)置光學(xué)增透膜，第二反射鏡的內(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，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和一個(gè)一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道并與第一個(gè)反射鏡內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個(gè)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(dòng)電路連接到兩個(gè)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內(nèi)側(cè)保持平行并且構(gòu)成法布里-珀羅多光束干涉腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器，其特征在于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、第一光學(xué)透明玻璃片、液晶材料、第二光學(xué)透明玻璃片和第二反射鏡；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)為光學(xué)拋光面；第一光學(xué)透明玻璃片設(shè)置在第一反射鏡內(nèi)側(cè)，第一光學(xué)透明玻璃片的通光面外側(cè)為光學(xué)拋光面，第一光學(xué)透明玻璃片的通光面內(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；所述第二反射鏡的通光面外側(cè)設(shè)置高反射率多層介質(zhì)膜，第二反射鏡的通光面內(nèi)側(cè)為光學(xué)拋光面；第二光學(xué)透明玻璃片設(shè)置在第二反射鏡內(nèi)側(cè)，第二光學(xué)透明玻璃片的通光面外側(cè)為光學(xué)拋光面，第二光學(xué)透明玻璃片的內(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和一個(gè)一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道并與第一個(gè)光學(xué)玻璃片內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個(gè)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)；驅(qū)動(dòng)電路連接到第一光學(xué)透明玻璃片和第二光學(xué)透明玻璃片的透明電極上，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。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器，其特征在于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、第一光學(xué)透明玻璃片、液晶材料、第二光學(xué)透明玻璃片和第二反射鏡；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)設(shè)置高反射率多層介質(zhì)膜；第一光學(xué)透明玻璃片設(shè)置在第一反射鏡內(nèi)側(cè)，第一光學(xué)透明玻璃片的通光面外側(cè)為光學(xué)拋光面或設(shè)置光學(xué)增透膜，第一光學(xué)透明玻璃片的通光面內(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；所述第二反射鏡的通光面外側(cè)設(shè)置高反射率多層介質(zhì)膜，第二反射鏡的通光面內(nèi)側(cè)為光學(xué)拋光面；第二光學(xué)透明玻璃片設(shè)置在第二反射鏡內(nèi)側(cè)，第二光學(xué)透明玻璃片的通光面外側(cè)為光學(xué)拋光面，第二光學(xué)透明玻璃片的內(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和一個(gè)一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道并與第一個(gè)光學(xué)玻璃片內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個(gè)厚度為幾微米到十幾微米的空腔，液晶材料放置在該空腔內(nèi)；驅(qū)動(dòng)電路連接到第一光學(xué)透明玻璃片和第二光學(xué)透明玻璃片的透明電極上，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。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器，其特征在于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、第一光學(xué)透明玻璃片、液晶材料、第二光學(xué)透明玻璃片和第二反射鏡；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)設(shè)置高反射率多層介質(zhì)膜；第一光學(xué)透明玻璃片設(shè)置在第一反射鏡內(nèi)側(cè)，第一光學(xué)透明玻璃片的通光面外側(cè)為光學(xué)拋光面或設(shè)置光學(xué)增透膜，第一光學(xué)透明玻璃片的通光面內(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；所述第二反射鏡的通光面外側(cè)設(shè)置光學(xué)增透膜，第二反射鏡的通光面內(nèi)側(cè)第一層設(shè)置高反射率多層介質(zhì)膜；第二光學(xué)透明玻璃片設(shè)置在第二反射鏡內(nèi)側(cè)，第二光學(xué)透明玻璃片的通光面外側(cè)為光學(xué)拋光面或設(shè)置光學(xué)增透膜，第二光學(xué)透明玻璃片的內(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和一個(gè)一毫米左右寬通往反射鏡邊緣的通道并與第一個(gè)光學(xué)玻璃片內(nèi)側(cè)構(gòu)成一個(gè)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)；所述驅(qū)動(dòng)電路連接到第一光學(xué)透明玻璃片和第二光學(xué)透明玻璃片的透明電極上，第一反射鏡的通光面內(nèi)側(cè)和第二反射鏡的通光面內(nèi)側(cè)保持平行并且構(gòu)成法布里-珀羅多光束干涉腔。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至8任一項(xiàng)所述的所述的透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器，其特征在于所述的液晶材料采用的是向列相型液晶，該液晶層的厚度為幾微米到十幾微米。
10.根據(jù)權(quán)利要求3至8任一項(xiàng)所述的透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器，其特征在于所述的第一反射鏡和第二反射鏡均為光學(xué)透明材料并且具有相同的光折射率。
11.根據(jù)權(quán)利要求3至8任一項(xiàng)所述的透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)電路是一種頻率為I千赫茲到10千赫茲的方波脈沖電路，脈沖電壓幅度從0伏到5伏可調(diào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器，其特征在于所述第一反射鏡的內(nèi)側(cè)與第一光學(xué)透明玻璃片的外側(cè)用光學(xué)透明折射率匹配膠粘接在一起或采用工業(yè)上常用的通光光路上無膠的組裝方法即在通光光路以外的連接處用膠粘接；所述第二反射鏡的內(nèi)側(cè)與第二光學(xué)透明玻璃片的外側(cè)用光學(xué)透明折射率匹配膠粘接在一起或采用工業(yè)上常用的通光光路上無膠的組裝方法即在通光光路以外的連接處用膠粘接；所述的第一反射鏡、第二反射鏡、第一光學(xué)透明玻璃片和第二光學(xué)透明玻璃片均為光學(xué)透明材料且具有相同或基本相同的光折射率；所述光學(xué)透明折射率匹配膠的折射率與光學(xué)透明材料折射率基本相同。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器，其特征在于入射光從所述法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具的通光面進(jìn)入所述透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器，其特征在于入射光從所述的透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器通光面進(jìn)入所述法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固定頻率間隔和單模輸出的可調(diào)諧光學(xué)濾波器，其主要技術(shù)特點(diǎn)是由前后相對(duì)設(shè)置的一個(gè)法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具和一個(gè)透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器構(gòu)成，該法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具與透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器具有相同的光譜響應(yīng)范圍且透射頻率可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器僅對(duì)具有特定偏振方向的線偏振光有效。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，具有無機(jī)械移動(dòng)部件、性能穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、尺寸小、易于安裝及生產(chǎn)等特點(diǎn)，可滿足對(duì)于要求尺寸小和極端工作環(huán)境下的可靠運(yùn)行，在激光器、光學(xué)測試、光纖通訊、生物、醫(yī)療器械和光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)等其他領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。
文檔編號(hào)G02F1/01GK102798987SQ20121026587
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者高培良 申請(qǐng)人:天津奇譜光電技術(shù)有限公司