液晶法布里-玻罗滤波器可调谐特性分析

分析了液晶法布里－玻罗可调滤波器中介质反射镜反射相位引起的峰值波长漂移. 液晶法－玻滤波器通过外加电压调谐峰值波长, 反射相位会导致峰值波长漂移使器件不能达到DWDM系统的使用要求. 本文推导了一套计算反射镜反射相位的公式,将它应用于液晶法-玻可调滤波器的理论设计, 模拟结果定量表示了反射相位对峰值波长造成的影响. 这对确定液晶可调滤波器峰值波长和设计器件电驱动装置具有重要意义. 由此设计了一个在光通讯波段可单调调谐的液晶法-玻滤波器.     

可调谐法布里-珀罗滤波器的高精度大范围实时定标

将乙炔(C2H2)气体的吸收光谱作为标准波长参考,对可调谐光纤法布里-珀罗滤波器进行波长实时定标,使解调系统的测量精度提高到1 pm.根据可调谐光纤法布里-珀罗滤波器谐振波长的周期性,提出了大波长范围的波长定标方法,从而可以在1525～1615 nm的范围内对可调谐光纤法布里-珀罗进行精确定标,实现了高精度大波长范围的信号探测.相比于传统的以光纤光栅作为波长参考的定标方法,该方法的测量精度、测量范围、系统运行可靠性都大为改善.     

基于法布里-珀罗调谐滤波器的傅里叶域锁模扫频激光光源

报道了一个光纤型1300 nm波段的傅里叶域锁模(Fourier domain mode locking, FDML)扫频激光光源, 用于扫频光学相干层析成像技术 (optical coherence tomography, OCT) 成像. 本实验扫频激光光源采用包含增益介质、调谐滤波器和延迟线组成的长腔激光谐振腔以及光功率增强单元. FDML扫频激光光源具有快速和高度稳定运转模式, 相位稳定性好. 基于法布里-珀罗调谐滤波器(fiber Fabry-Perot tunable filter, FFP-TF)的FDML扫频激光光源扫频范围为130 nm, 半高全宽为70 nm, 输出平均功率是11 mW. 与基于FFP-TF的短腔的扫频光源做了对比研究, FDML扫频光源速度从短腔的8 kHz提高到了48.12 kHz, 对应生物组织OCT成像轴向分辨率为7.8 μm, 比短腔的减小了1.9 μm. 关键词： 光学相干层析技术 扫频激光光源 傅里叶域锁模 法布里-珀罗调谐滤波器     

内置法布里-珀罗标准具629nm He-Ne激光器

He-Ne激光器采用内置法布里-珀罗(F-P)标准具的方法可以获得与633 nm紧邻的629 nm谱线,这是用传统的镀膜方法无法实现的.分析了由于激光腔内的温度变化引起的629 nm谱线透射窗口的移动.为了得到稳定的629 nm波长输出,估算了F-P标准具的角度调节范围下限.提出了一种大角度范围的压电角度调节机构,应用...     

可调波长半导体激光法布里-珀罗干涉仪

为了对激光十涉仪、高精度位移传感器等测量系统进行纳米级精度的非线性误差校准,需进一步提高中国计量科学研究院与清华大学合作研制的差拍F-P 干涉仪的线性度、稳定性及测量范围.在合理分析空气折射率变化及He-Ne激光器纵模调谐范围等因素对测量的影响基础上,设计并制作了密封干涉光路的真宅系统,并用调谐范围较大的半导体激光器作为工作激光器.实验结果表明,系统在大于1/4波长的行程范围内的线性度有明显的提高,最大非线性误差由8.93 nm减小至1.19 nm.     

光纤端面偏移对光纤F-P可调谐滤波器性能影响

在光纤F-P可调谐滤波器进行滤波调谐的过程中经常会出现光纤端面偏移的问题,从而导致其滤波性能下降。通过ZEMAX光学仿真软件对其光纤F-P腔部分进行仿真,模拟两光纤端面发生径向偏移和产生倾角时的情况,通过对仿真结果分析得出当发生径向偏移时将会导致光纤F-P可调谐滤波器的峰值透过率减小,插入损耗增加;在产生倾角时将会导致光纤F-P可调谐滤波器的3dB带宽增加以及阻带抑制能力减弱,而当倾角大于0.005°时其滤波性能将会发生明显衰减。     

法布里—珀罗标准具滤波器对超短光脉冲的时间响应

系统地研究了法布里－珀罗标准具滤波器对超短光脉冲的时间响应，由于光在标准具内多次反射所引起的干涉效应，发现输出的光脉冲包含了一连串的次脉冲，这些次脉冲的时间间隔等于光单次通过标准具的时间，在一定条件下，这些次脉冲简并在一起产生一展宽的输出光脉冲，并且输出和输入光脉冲峰值的时间间隔并不等于光单次通过标准具的时间，并得出了在考虑色散和啁啾情况下输出次脉冲的表达式。     

一种新型微机电系统法布里-珀罗滤波器的设计与分析

基于微机电系统(MEMS)技术,提出了一种光栅与法布里-珀罗(F-P)腔相结合的新型MEMS F-P滤波器结构,这种滤波器既能保证较宽的自由光谱范围又能够获得较窄的半峰全宽。从实现机理、参数设计和选择对F-P滤波器的结构进行了深入分析,并着重对微桥桥面的机电性能进行了仿真计算。通过选择不同的微桥桥面厚度(0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1μm),比较微桥在静电力作用下的平整度,发现当微桥表面厚度为1μm时,得到了一个较优结果,在5V电压下,上反射镜的倾斜位移ΔL为9.11nm,最大腔长变化量为242nm,这样能保持前后腔面反射光的平行要求,从而保证滤波器的滤波效率和对选择光的利用率。该滤波器能够解决传统微型滤波器自由光谱范围与半峰全宽相互限制的矛盾,提高微型滤波器的性能。     

一种用于密集波分复用系统中的可调谐液晶法布里-珀罗滤光片

基于液晶分子的双折射特性，设计并制作了一种结构简单的可用于波分复用系统中的可调谐液晶法布里-珀罗滤光片。对器件的光谱调谐特性进行了分析和模拟，并得到了液晶分子的折射率调制与其分子在电场作用下产生的转动角度之间的关系式。最后，对所设计的结构进行了制作和实验，测试结果显示了滤光片的性能受液晶分子的排列特性和法布里-珀罗腔的反射镜参量的影响较大，同时实验表明了这种利用向列型液晶分子作为法布里-珀罗腔内介质的可调谐滤光片在加电压调试下其调谐性能良好，调谐范围可覆盖C波段，透过峰的半峰全宽达到了0．8nm，实验结果与设计相吻合。     

100nm宽光谱可调谐掺饵光纤激光器

采用1480 nm大功率激光二极管双向抽运,新型铋基掺饵光纤做增益介质,基于旋转法布里-珀罗腔的可调谐滤波器和带通滤波器做选频装置的宽光谱环形腔可调谐光纤激光器,可实现100 nm（1523~1623 nm）激光波长程控连续可调谐输出,激光输出功率大于1.58 mW,3 dB带宽小于0.1 nm,波长重复性准确度小于0.01 nm.     

电压调谐液晶滤光片的研究

对以液晶为腔内物质的液晶法布里珀罗调谐滤光片进行了改进 ,在原来法布里珀罗腔的两侧各加一偏振镜 ,使两个偏振镜的起偏方向平行 ,并且偏振方向都相对于液晶分子长轴的方向成 45°角 ,入射光经多光束干涉后再经偏光干涉 ,导出其透射峰满足的条件为 2 (n∥ -n⊥)Lcosθ =mλ ,这样便克服了原有调谐滤光片两套光谱难以区分的缺点。对改进后的滤光片进行测试 ,在 15 5 0nm附近对该电调谐滤光片的滤光特性做了细致的分析     

一种高通量宽带近红外声光可调滤光器的设计

声光可调滤光器(AOTF)是20世纪90年代以来近红外光谱仪最突出的进展,传统的单换能器结构使滤光器存在工作带宽较窄的问题。本文采用双换能器结构设计了一种高通量、宽带宽的近红外声光可调滤光器,基于“切面平行条件”波矢量布局方案,通过仿真计算确定声光晶体最优切向切角及换能器长度等最佳参数。两段换能器分别工作于两个不同的波段范围,使得滤光器的工作波段范围在光谱分辨率、衍射效率等参数满足要求的前提下大为改善。测试结果表明,设计的滤光器在900～2 400 nm波段范围内分辨率优于15 nm,衍射效率最高可到41%。     

Transmittance Characteristics of Buckled Fabry--Perot Tunable Filter with Membrane Structure

A wavelength tunable thermo-optic filter has been designed and fabricated for 1550 nm transmission. It has a Fabry--Perot resonator at the center with two sets of distributed Bragg reflector mirrors at both ends. The filter is fabricated as a free-standing membrane of alternating poly-Si and SiO₂ films surrounded by a thick silicon frame. The membrane is buckled due to the residual stress. Because of the buckling effect, high tuning efficiency of more than 0.17 nm/°C is observed. When the filter has a buckled surface, the incident light normal to the filter should have a range of non-zero angle of incidence to the membrane, which is dependent on the degree of buckling that depends again on the temperature. The transmittance calculations which integrate each incoming ray from a different incident angle show good qualitative agreement with the temperature dependence of the center wavelength and bandwidth.     

利用调谐滤波技术的光纤光栅复用传感器

采用光纤光栅悬臂梁线性调谐技术 ,提出了利用调谐滤波技术对光纤光栅复用传感信号进行检测的方案 ,在分析其基本工作原理的基础上 ,实验研究了其波分复用传感特性 ,传感测量的结果与光谱分析仪直接测量的结果基本一致。传感器的波长分辨率主要取决于系统的最小可探测光功率 ,由于采用了高灵敏度的光电测量系统 ,传感测量的波长分辨率可达 0 .0 0 5nm ,应变分辨率可达 5.7× 10 - 6 。     

声光可调谐滤波器(AOTF)消色散设计

介绍了非共线声光可调谐滤波器的构成及基本原理,计算了非共线声光可调谐滤波器衍射出的±1级衍射偏振光的偏转角,采用在光路中添加光楔的方法补偿非共线声光可调谐滤波器晶体色散引起的图像漂移.分析结果表明使用TeO_2材料设计的光楔在楔角为7.6°的时候可以控制图像漂移在一个像元以内,并在400～900 nm的工作波段范围内满足稳定成像的要求.     

镜面起伏对1.55μm Si基MEMS光滤波器的影响

用传输矩阵方法,在简化的光学模型基础上,分别讨论了分布式Bragg反射镜DBR(Distributed Bragg Reflector)的生长精度及镜面起伏对1.55 μm Si基MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System)可调谐光滤波器透射谱的影响.计算表明:DBR生长误差仅使主透射峰位置发生变化,而镜面起伏是导致主透射峰性能劣化的主要原因,它使得FWHM增大,透射峰强度下降.理论计算结果能较好地解释实验现像.在此基础上,进一步讨论了引起镜面起伏的多种原因,并提出了可能的解决方法.     

基于多模光纤滤波器的可调谐掺铒光纤激光器

研究了一种新型、全光纤、宽带可调谐环形腔掺铒光纤激光器。该激光器利用由单模-多模-单模光纤组成的滤波器实现波长可调谐及激光器的全光纤结构。该滤波器将多模光纤缠绕在偏振控制器上,两端分别与一段单模光纤相连,通过调整偏振控制器的状态,实现了中心波长1542～1560nm的不同激光输出。单波长连续可调谐激光器的波长可调范围为18nm,边模抑制比大于40dB,3dB线宽为0.096nm;进一步调整偏振控制器的状态和抽运功率,实验同时得到了连续可调谐的双波长、三波长等多波长激光输出。对于可调谐的多波长激光器,通过调整偏振控制器的状态,可实现波长间隔及输出中心波长两者可调。     

宽可调谐自起振被动锁模掺铒光纤激光器

分析了利用非线性偏振旋转效应作为等效可饱和吸收体锁模的原理,并用该方法构建起环形腔被动锁模掺铒光纤激光器,结合可调谐滤波器腔外滤波的方法实现锁模脉冲波长的连续可调谐.实验中得到自起振、平均输出功率0.313 mW,脉冲半极大全宽度(FWHM)1.5 ps,中心波长1562.3nm,重复频率13.9MHz的稳定被动锁模脉冲序列输出,滤波后输出脉冲中心波长在1553.2～1571.4 nm内连续可调,得到谱宽2.5 nm以下,脉宽小于1.8 ps的限变脉冲输出.