可調(diào)諧帶通光纖濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于光纖技術(shù)及光學(xué)濾波【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及了一種基于液晶的溫控可調(diào)諧光纖濾波器的制造方法。本發(fā)明選用單模運(yùn)行的兩段光纖和折射率隨溫度線性變化的液晶在石英管內(nèi)串聯(lián)；采用二氧化碳激光熔接光纖和石英管；以兩段光纖分別作為輸入和輸出端口；采用密封在石英管內(nèi)的液晶作為光學(xué)折射率調(diào)諧介質(zhì)，基于液晶與石英管形成的多模波導(dǎo)的多模干涉原理，以溫度調(diào)諧實(shí)現(xiàn)濾波器透射峰調(diào)諧，實(shí)現(xiàn)了基于液晶的溫控可調(diào)諧帶通光纖濾波器的制作。本發(fā)明具有制作工藝簡單、成本低、調(diào)諧方式簡單等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】可調(diào)諧帶通光纖濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖技術(shù)及光學(xué)濾波【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及了一種基于液晶的溫控可調(diào)諧光纖濾波器的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖的發(fā)明，帶來了通信領(lǐng)域的革命性變化，基于光纖的光通信系統(tǒng)成為當(dāng)代信息社會的基石。隨著光纖技術(shù)的進(jìn)步和光通信的發(fā)展，包括光纖濾波器的在內(nèi)的光纖功能器件得到了巨大的發(fā)展。光纖濾波器在光通信、光纖傳感、光纖激光器以及很多基于光學(xué)光譜的設(shè)備中具有重要的應(yīng)用價值。光纖濾波器具有光纖兼容、中心波長可調(diào)諧等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。
[0003]目前已有報告的光纖濾波器主要包括:1、光纖布拉格光柵光纖濾波器，是一種反射型光纖濾波器，屬于透射式帶阻光纖濾波器，制作設(shè)備價格高昂；2、長周期光纖光柵光纖濾波器，也是一種透射式帶阻光纖濾波器，制作設(shè)備價格高昂；3、法布里-珀羅光纖濾波器，屬于透射式帶通濾波器，其主要缺點(diǎn)是制作工藝復(fù)雜，價格昂貴；4、薩德納克光纖環(huán)濾波器，是一種梳妝濾波器。因此，開發(fā)一種制作工藝簡單、成本較低的透射式帶通光纖濾波器具有重要的應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于液晶的溫控可調(diào)諧帶通光纖濾波器的制造方法。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的裝置包括一段輸入光纖、一段石英管、一種折射率對溫度敏感的液晶、一段輸出光纖、一個溫控裝置。輸入光纖和輸出光纖的外徑必需和石英管的內(nèi)徑一致；輸入光纖的輸出端、液晶及輸出光纖的輸入端在石英管內(nèi)依次串聯(lián)；輸入光纖、石英管、液晶、輸出光纖都被密封在溫控裝置內(nèi)部；輸入光纖的輸入端口作為可調(diào)諧帶通光纖濾波器的輸入端口 ；輸出光纖的輸出端口作為可調(diào)諧帶通光纖濾波器的輸出端口。
[0006]本發(fā)明的方法包括以下步驟:
[0007]步驟(1)選用單模運(yùn)行、外徑為d、長度大于20cm、光纖端面經(jīng)過良好處理的一段輸入光纖和一段輸出光纖；選用折射率隨溫度線性變化且折射率大于石英折射率的液晶5mL以上；選用外徑為D、內(nèi)徑為d、長度為Ls (5Cm〈Ls〈20Cm)的一段石英管；選用溫度能精確控制在0至100度的溫控裝置；
[0008]步驟(2)將輸入光纖的輸入端從石英管的一端插入石英管內(nèi)直至充滿整個石英管；將石英管植入液晶內(nèi)，將輸入光纖部分抽出石英管，使得石英管吸入部分液晶，石英管內(nèi)部液晶長度為L(5Cm〈Ls〈10Cm);將輸出光纖的輸入端從石英管的另一端插入石英管內(nèi)直至石英管內(nèi)的液晶處于石英管中間部位；
[0009]步驟(3)采用二氧化碳激光照射石英管和輸入光纖重疊部分的中間部位，使得輸入光纖和石英管熔接；采用二氧化碳激光照射石英管和輸出光纖重疊部分的中間部位，使得輸出光纖和石英管熔接；將石英管、輸入光纖輸出部分、輸出光纖的輸入部分密封在溫控裝置中；輸入光纖的輸入端口作為可調(diào)諧帶通光纖濾波器的輸入端口，輸出光纖的輸出端口作為可調(diào)諧帶通光纖濾波器的輸出端口；[0010]進(jìn)入可調(diào)諧帶通光纖濾波器的光從輸入光纖進(jìn)入到液晶部分，由于液晶沒有纖芯結(jié)構(gòu)，傳輸?shù)墓庠谳敵龉饫w的輸入端形成了多模干涉；根據(jù)多模干涉的原理，只有波長為λ (Τ)的光才能進(jìn)入輸出光纖并從輸出光纖的輸出端輸出。從可調(diào)諧帶通光纖濾波器透過的光的透射峰波長λ (Τ)正比于石英管內(nèi)液晶的長度(L)及折射率η(Τ):
[0011]λ (Τ) = kLn(T)(1)
[0012]其中k是常數(shù)，n(T)表示液晶折射率隨溫度變化而變化。根據(jù)公式(1)，調(diào)節(jié)溫控裝置的溫度，也就是調(diào)節(jié)液晶溫度，就能實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧帶通光纖濾波器透射峰波長的調(diào)諧。
[0013]本發(fā)明主要適用于光通信、光纖傳感、光纖激光器等領(lǐng)域。本發(fā)明具有制作工藝簡單、成本低、調(diào)諧方式簡單等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為實(shí)施例中溫控裝置設(shè)定20度情況下可調(diào)諧帶通光纖濾波器的透射光譜圖；
[0016]圖3為實(shí)施例中溫控裝置設(shè)定溫度和可調(diào)諧帶通光纖濾波器透射峰波長的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所不,一段輸入光纖1、一段石英管2、液晶3、一段輸出光纖4和溫控裝置5。
[0018]將輸入光纖1的輸出端、液晶3及輸出光纖4的輸入端在石英管2內(nèi)依次串聯(lián)；將輸入光纖1、石英管2、液晶3、輸出光纖4都被密封在溫控裝置5內(nèi)部；輸入光纖1的輸入端口作為可調(diào)諧帶通光纖濾波器的輸入端口 ；輸出光纖4的輸出端口作為可調(diào)諧帶通光纖濾波器的輸出端口。輸入光纖1和輸出光纖4均為外徑為125微米、長度為25厘米、光纖端面經(jīng)過良好處理的普通單模光纖；液晶3的常溫折射率為1.51 (大于石英折射率1.444)且折射率隨溫度線性減?。皇⒐?的外徑為1000微米，內(nèi)徑為125微米，長度為10厘米；溫控裝置5能夠精確控制溫度在0至100度范圍內(nèi)。
[0019]具體實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧帶通光纖濾波器的方法包括以下步驟:
[0020](1)選用外徑為125微米、長度為25厘米、光纖端面經(jīng)過良好處理的一段普通單模光纖作為輸入光纖1和一段普通單模光纖作為輸出光纖4 ;選用常溫折射率為1.51 (大于石英折射率1.444)、折射率隨溫度線性減小的10毫升液晶3 ;選用外徑為1000微米、內(nèi)徑為125微米、長度為10厘米的一段石英管2 ;選用溫度能精確控制在0至100度的溫控裝置5 ;
[0021](2)將輸入光纖1的輸入端從石英管2的一端插入石英管2內(nèi)直至充滿整個石英管2 ;將石英管2植入液晶內(nèi)，將輸入光纖1部分抽出石英管2，使得石英管2吸入部分液晶3，石英管2內(nèi)部液晶3長度為6厘米；將輸出光纖4的輸入端從石英管2的另一端插入石英管2內(nèi)直至石英管2內(nèi)的液晶3處于石英管2中間部位；[0022](3)采用二氧化碳激光照射石英管2和輸入光纖1重疊部分的中間部位，使得輸入光纖1和石英管2熔接；采用二氧化碳激光照射石英管2和輸出光纖4重疊部分的中間部位，使得輸出光纖4和石英管2熔接；將石英管2、輸入光纖1輸出部分、輸出光纖4的輸入部分密封在溫控裝置5中。輸入光纖1的輸入端口作為可調(diào)諧帶通光纖濾波器的輸入端口，輸出光纖4的輸出端口作為可調(diào)諧帶通光纖濾波器的輸出端口。
[0023]按照上述方法所制作的可調(diào)諧帶通光纖濾波器在溫控裝置設(shè)置溫度為20度的情況下所測得的透射光譜圖如圖2所示；溫控裝置設(shè)定溫度和可調(diào)諧帶通光纖濾波器透射峰波長的關(guān)系如圖3所示。
[0024]本發(fā)明利用采用密封在石英管內(nèi)的液晶作為光學(xué)折射率調(diào)諧介質(zhì)，基于液晶與石英管形成的多模波導(dǎo)的多模干涉原理，采用標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖作為輸入輸出端口，以溫度調(diào)諧實(shí)現(xiàn)濾波器透射峰調(diào)諧，獲得了一個基于液晶的溫控可調(diào)諧帶通光纖濾波器。本發(fā)明提供了制作光纖兼容的光學(xué)濾波器的方法，在光通信、光纖傳感、光纖激光器等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，具有制作工藝簡單、成本低、調(diào)諧方式簡單等優(yōu)點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.基于液晶的溫控可調(diào)諧光纖濾波器的制造方法，其特征在于該方法包括如下步驟:步驟(1)選用單模運(yùn)行、外徑為d、長度大于20cm、光纖端面經(jīng)過良好處理的一段輸入光纖和一段輸出光纖；選用折射率隨溫度線性變化且折射率大于石英折射率的液晶5mL以上；選用外徑為D、內(nèi)徑為d、長度為Ls (5Cm〈Ls〈20Cm)的一段石英管；選用溫度能精確控制在0至100度的溫控裝置；步驟(2)將輸入光纖的輸入端從石英管的一端插入石英管內(nèi)直至充滿整個石英管；將石英管植入液晶內(nèi)，將輸入光纖部分抽出石英管，使得石英管吸入部分液晶，石英管內(nèi)部液晶長度為L(5cm〈Ls〈10cm);將輸出光纖的輸入端從石英管的另一端插入石英管內(nèi)直至石英管內(nèi)的液晶處于石英管中間部位；步驟(3)采用二氧化碳激光照射石英管和輸入光纖重疊部分的中間部位，使得輸入光纖和石英管熔接；采用二氧化碳激光照射石英管和輸出光纖重疊部分的中間部位，使得輸出光纖和石英管熔接；將石英管、輸入光纖輸出部分、輸出光纖的輸入部分密封在溫控裝置中；輸入光纖的輸入端口作為可調(diào)諧帶通光纖濾波器的輸入端口，輸出光纖的輸出端口作為可調(diào)諧帶通光纖濾波器的輸出端口；進(jìn)入可調(diào)諧帶通光纖濾波器的光從輸入光纖進(jìn)入到液晶部分，由于液晶沒有纖芯結(jié)構(gòu)，傳輸?shù)墓庠谳敵龉饫w的輸入端形成了多模干涉；根據(jù)多模干涉的原理，只有波長為λ (Τ)的光才能進(jìn)入輸出光纖并從輸出光纖的輸出端輸出。從可調(diào)諧帶通光纖濾波器透過的光的透射峰波長λ (Τ)正比于石英管內(nèi)液晶的長度(L)及折射率η(Τ):λ ⑴=kLn(T)(1)其中k是常數(shù)，η (T)表示液晶折射率隨溫度變化而變化。根據(jù)公式(1)，調(diào)節(jié)溫控裝置的溫度，也就是調(diào)節(jié)液晶溫度，就能實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧帶通光纖濾波器透射峰波長的調(diào)諧。
【文檔編號】G02F1/13GK103713411SQ201410014173
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】陳達(dá)如, 馬曉偉, 駱淑君 申請人:浙江師范大學(xué)