一種透射型可調(diào)諧f-p光纖線性濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及光纖濾波器，尤其是一種透射型可調(diào)諧F-P光纖線性濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 光纖濾波器是用來進(jìn)行波長(zhǎng)選擇的儀器，它可以從眾多的波長(zhǎng)中挑選出所需的波 長(zhǎng)，而除此波長(zhǎng)以外的光將會(huì)被拒絕通過。因其自身固有的諸多優(yōu)點(diǎn)在光纖通信及光纖傳 感領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。在光纖通信領(lǐng)域，光纖濾波器廣泛應(yīng)用于光傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)的 波長(zhǎng)選擇，光纖信號(hào)分離，光性能監(jiān)測(cè)，可調(diào)諧光噪聲過濾及光放大器噪聲抑制等領(lǐng)域。
[0003] 根據(jù)工作原理，可調(diào)諧濾波器主要可劃分為法布里-柏羅腔（F-P)型、聲光調(diào)制型 和可調(diào)節(jié)光纖光柵型幾大類。目前研宄得最多的是F-P腔型可調(diào)諧濾波器。該濾波器通過 F-P腔的一個(gè)鏡面的快速運(yùn)動(dòng)，來精確調(diào)諧濾波器的通帶，目前主要采用靜電原理來控制濾 波器端面的運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)有的F-P的基本結(jié)構(gòu)主要由兩個(gè)反射鏡夾著一個(gè)介質(zhì)層形成，外界參 量通過改變介質(zhì)層的參數(shù)，使得光波在法布里-珀羅干涉儀的相位發(fā)生改變，通過測(cè)量濾 波的透射或反射光強(qiáng)，就可得到待測(cè)傳感量。這種類型的濾波器光強(qiáng)的相位的響應(yīng)曲線是 周期為π的函數(shù)，在一個(gè)周期內(nèi)，上升段和下降段曲線是對(duì)稱的，寬度為π/2,而且線性區(qū) 很窄，線性度很低。當(dāng)兩反射板的反射率相等的時(shí)候，極小值為零，當(dāng)反射率越高時(shí)，極大值 越接近于1。但是這樣在極小值附近變化很迅速，而在其他地方就變化很緩慢，這就限制了 測(cè)量的范圍和使得初值的位置必須十分準(zhǔn)確。反射率較小時(shí)或采用不對(duì)稱的設(shè)計(jì)可以使線 性度提高，但是相應(yīng)的靈敏度就受到限制。這些都限制了 F-P濾波器的使用范圍。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是：提供一種具有較高干涉對(duì)比度、較 寬線性波長(zhǎng)范圍和較寬的波長(zhǎng)調(diào)節(jié)范圍的透射型可調(diào)諧F-P光纖線性濾波器。
[0005] 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種透射型可調(diào)諧F-P光纖線性濾波器，包括 有入射光纖、出射光纖和壓電陶瓷微位移器，所述入射光纖的端部和出射光纖的端部相對(duì) 并分別固定于壓電陶瓷微位移器中心線上的V型槽上，所述入射光纖的端部鍍有介質(zhì)膜 層，所述出射光纖的端部鍍有金屬膜層，所述介質(zhì)膜層和金屬膜層之間設(shè)置有介質(zhì)調(diào)諧層。
[0006] 進(jìn)一步，所述介質(zhì)膜層包括有多層介質(zhì)膜，即包括有兩層或兩層以上的介質(zhì)膜。
[0007] 進(jìn)一步，所述多層介質(zhì)膜的反射率為0. 45?0. 65。
[0008] 進(jìn)一步，所述金屬膜層為兩層金屬膜。
[0009] 進(jìn)一步，所述兩層金屬膜為第一金屬膜和第二金屬膜，所述第一金屬膜為Cu金屬 膜，所述第二金屬膜為Cr金屬膜。
[0010] 進(jìn)一步，所述介質(zhì)調(diào)諧層的厚度為微米級(jí)別。
[0011] 進(jìn)一步，所述入射光纖的端部和出射光纖的端部通過光固化膠固定于壓電陶瓷微 位移器上。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的入射光纖為多層介質(zhì)膜，出射光纖端面 是兩層薄金屬膜，輸出光纖端面有反射光信號(hào)也有透射光信號(hào)，可用作反射型濾波器，也可 用作透射型濾波器；本實(shí)用新型在兩光纖間留有距離為微米級(jí)別的間隙，由置于壓電陶瓷 微位移器上的兩段切割好的光纖端面和中間的空氣隙構(gòu)成非本征F-P干涉腔；光信號(hào)通過 輸入光纖輸入到F-P腔中進(jìn)行光學(xué)諧振，調(diào)諧后的光再通過輸出光纖輸出；在光纖的端面 鍍上光學(xué)介質(zhì)的反射膜和金屬薄膜，一方面提高了濾波器的透射信號(hào)對(duì)比度，另一方面提 高了濾波器透射曲線的線性度及線性區(qū)間。在加電的情況下壓電陶瓷微位移器板對(duì)稱地 向兩邊延伸，使光纖端面獲得最大的位移，達(dá)到高效率地調(diào)節(jié)F-P腔距的效果，可使可調(diào)諧 濾波器獲得很大的調(diào)諧范圍；因此該濾波器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，透射率響應(yīng)曲線對(duì)比度 高、線性度好、線性范圍可調(diào)等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型的透射型可調(diào)諧F-P光纖線性濾波器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中測(cè)量結(jié)果的光強(qiáng)對(duì)相位的相應(yīng)曲線；
[0015] 圖3為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中濾波器的透射率與波長(zhǎng)的響應(yīng)關(guān)系曲線；
[0016] 圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例中濾波器的透射率與波長(zhǎng)的響應(yīng)關(guān)系曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明：
[0018] 首先說明本實(shí)用新型工作原理：當(dāng)外界參量改變?yōu)V波器介質(zhì)調(diào)諧層的光程時(shí)，將 會(huì)改變光纖的透射光強(qiáng)。若F-P腔的中間的調(diào)諧層比較薄，則可以把該系統(tǒng)看作一個(gè)多層 膜系統(tǒng)，并采用光學(xué)干涉薄膜理論對(duì)其進(jìn)行研宄。這時(shí)，入射光纖可看作是入射介質(zhì)，出射 光纖可看作出射介質(zhì)，光纖端面上鍍制的多層介質(zhì)膜、薄金屬膜和中間的介質(zhì)層組成一個(gè) 多層膜系統(tǒng)，其中介質(zhì)層的光程被外界的傳感量調(diào)制，通過研宄透射率與介質(zhì)層的參數(shù)的 關(guān)系，就可得到濾波器的響應(yīng)關(guān)系。由于實(shí)際使用時(shí)，通常調(diào)制量為介質(zhì)層的厚度，本實(shí)用 新型主要涉及反射率與介質(zhì)層的相位厚度的關(guān)系。該膜系可表示為：
[0019] G11 M1M2M1M2LMgM k | G2
[0020] 其中，GpG2S入射介質(zhì)和出射介質(zhì)，這里是光纖，主要為SiO2，折射率為IvM^M 2 為入射光纖端面的介質(zhì)膜層，折射率為A、N2，厚度為屯、d2，該介質(zhì)膜層包括四層的光學(xué)介 質(zhì)膜;M g、Mk為出射光纖端面上的第一、第二金屬膜，復(fù)折射率為N g、Nk，厚度為dg、dk;L為介 質(zhì)層，折射率為N m，厚度為dm。
[0021] 考慮光纖出射的光為垂直入射膜系時(shí)，系統(tǒng)的干涉矩陣可表示為：
[0022]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種透射型可調(diào)諧F-P光纖線性濾波器，包括有入射光纖（I )、出射光纖（5)和壓電 陶瓷微位移器（6)，所述入射光纖（1)的端部（11)和出射光纖（5)的端部（12)相對(duì)并分別 固定于壓電陶瓷微位移器（6)中心線上的V型槽（13)上，其特征在于：所述入射光纖（1)的 端部（11)鍍有介質(zhì)膜層（2 )，所述出射光纖（5 )的端部（12 )鍍有金屬膜層（4 )，所述介質(zhì)膜 層（2 )和金屬膜層（4 )之間設(shè)置有介質(zhì)調(diào)諧層（3 )。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透射型可調(diào)諧F-P光纖線性濾波器，其特征在于：所述 介質(zhì)膜層（2)包括有多層介質(zhì)膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種透射型可調(diào)諧F-P光纖線性濾波器，其特征在于：所述 多層介質(zhì)膜的反射率為〇. 45、. 65。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透射型可調(diào)諧F-P光纖線性濾波器，其特征在于：所述 金屬膜層（4)為兩層金屬膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種透射型可調(diào)諧F-P光纖線性濾波器，其特征在于：所述 兩層金屬膜為第一金屬膜和第二金屬膜，所述第一金屬膜為Cu金屬膜，所述第二金屬膜為 Cr金屬膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透射型可調(diào)諧F-P光纖線性濾波器，其特征在于：所述 介質(zhì)調(diào)諧層（3)的厚度為微米級(jí)別。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種透射型可調(diào)諧F-P光纖線性濾波器，其特征在于：所述 入射光纖（1)的端部（11)和出射光纖（5)的端部（12)通過光固化膠固定于壓電陶瓷微位 移器（6)上。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種透射型可調(diào)諧F-P光纖線性濾波器，包括有入射、出射光纖和壓電陶瓷微位移器，所述入射光纖和出射光纖的端部相對(duì)并分別固定于壓電陶瓷微位移器中心線上的V型槽上，所述入射光纖的端部鍍有介質(zhì)膜層，所述出射光纖的端部鍍有金屬膜層，所述介質(zhì)膜層和金屬膜層之間設(shè)置有介質(zhì)調(diào)諧層。本實(shí)用新型通過設(shè)置介質(zhì)膜層和金屬膜層，輸出光纖端面同時(shí)有反射和透射光信號(hào)，可用作反射型和透射型濾波器；利用壓電陶瓷微位移器使光纖端面獲得最大的位移，使濾波器獲得很大的調(diào)諧范圍，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小，透射率響應(yīng)曲線對(duì)比度高、線性度好、線性范圍可調(diào)。本實(shí)用新型作為一種透射型可調(diào)諧F-P光纖線性濾波器可廣泛應(yīng)用于光纖濾波器。
【IPC分類】G02F1-225
【公開號(hào)】CN204270001
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420690043
【發(fā)明人】梁有程, 陳海濤, 王偉雄, 蘇文俊, 洪允德, 林修杰
【申請(qǐng)人】廣州民航職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年4月15日
【申請(qǐng)日】2014年11月17日