基于液晶的非偏振依賴可調光學濾波器件研究.pdf

1、可調光學濾波器是一種能夠從寬帶光源信號中篩選出一定窄帶波長信號的光學器件，是實現波分復用技術和未來全光通訊的核心部件之一。然而一般的可調濾波器光譜的邊緣陡峭度和頂部平坦度都不夠高，這已經越來越不能滿足光通訊的要求?？茖W技術的發(fā)展和信息量的迅猛增加對可調濾波器提出了更高的要求，尤其在光通訊中，為了減少出錯率，要求可調濾波器輸出光譜的頂部平坦度和邊緣陡峭度越高越好，最好具有矩形化的波形。研究發(fā)現通過在邁克爾遜干涉儀中引入具有一定反射率的Gi

2、res-Tournois腔，可以得到矩形化較好的輸出波形。其原因是因為Gires-Tournois腔的兩個表面都具有一定的反射率，使得光在經過Gires-Tournois腔時，部分光線會被反射回去，從而在腔內反復傳播而引起非線性的相位變化，通過設計合適的參數就可以得到矩形化效果較好的輸出波形。
　　目前用來調節(jié)邁克爾遜Gires-Tournois干涉儀型交錯復用濾波器(MGTI)的中心波長的方法主要有:1）機械調節(jié);2）壓電陶瓷調

3、節(jié);3）聲光調節(jié);4）液晶調節(jié)等。這些方法都各有局限性，其中機械調節(jié)法很容易受外界機械振動的影響而不穩(wěn)定，壓電陶瓷調節(jié)的功耗比較大，聲光調節(jié)結構復雜、體積較大，液晶調節(jié)的功耗低，而且尺寸可以做的很小，不受機械振動的影響，因而被認為具有很大的潛力而受到廣泛的關注。但是液晶因其雙折射效應，一般情況下對光具有偏振依賴性，這不是光通訊中希望發(fā)生的情況，因為光在光纖中傳播，其偏振態(tài)是不可預測的。本文的目的就是通過采取一些特殊的措施或者應用特殊的液

4、晶材料來消除其對光的偏振態(tài)的依賴，從而消除基于液晶的可調濾波器對光學偏振態(tài)的依賴。本文的研究內容主要包括以下幾個方面:
　　1)基于雙層正交向列液晶對光的偏振方向不敏感的特點，用雙層正交向列液晶作為MGTI中相位可調元件，通過設計合理的結構參數得到了矩形化較好的輸出波形，分別模擬了s偏振光、p偏振光和非偏振光入射時在不同電壓下的輸出光譜，結果表明基于雙層正交向列液晶的MGTI可調濾波器對光的偏振方向不敏感。
　　2)實驗和理

5、論研究了基于90°扭轉向列液晶的電光特性，結果表明當施加的電壓超過閾值電壓3V以后，90°扭轉向列液晶對偏振光不再敏感。利用該特性，我們用它來取代MGTI中的相位調節(jié)部分，通過設計合理的結構參數得到了矩形化較好的輸出波形，分別模擬了入射光為s偏振光、p偏振光和非偏振光時在不同電壓下的輸出光譜，結果表明當施加電壓大于3V后，基于90°扭轉向列液晶的MGTI具有非偏振依賴性。隨后我們還對三個關鍵的結構參數的誤差容忍度進行了分析。