[发明专利]一种可调滤波结构及滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及光学滤波领域，尤其涉及一种可调滤波结构及由该结构组成的滤波器。

背景技术

带宽可调滤波器是一种基本光学元件，其本质上为带通型滤波器，即只允许特定波长信号通过，其他波长信号反射掉。它可以应用于DWDM系统中的可重构的光路上下服用/解复用器(ROADM)以及光交叉互联（OXC）系统以及传感网络等诸方面。如用于抵消光放大器的增益斜度，从而减少各接收端光信号功率的信道之间的偏差。

目前，主要的可调谐滤波器有F-P滤波器、马赫-曾德滤波器、电光滤波器、光栅型滤波器和光纤布拉格光栅滤波器等。其中，F-P滤波器包括有向列液晶F-P波长调谐滤波器，利用液晶的电光效应原理，其结构为：在两个玻璃基板的内表面上镀对其工作波长范围具有高反射率的介电反射镜，用于使所用液晶方向一致排列的方向一致排列层镀于该介电反射镜上，液晶设于所述两方向一致排列层之间。该结构通过在两介电反射镜上施加电压，以改变液晶层的折射率，从而改变入射光的光程，来控制光传输峰值的波长调谐性能。该结构的滤波波长调谐由F-P腔之间液晶层折射率的调谐范围限定，滤波峰值波长可调谐范围有限，滤波带宽不可调。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种可调滤波结构及由该结构组成的滤波器，滤波波段及滤波带宽均可调谐，且调谐范围广。

为达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种可调滤波结构，包括第一光学元件和第二光学元件，所述第一光学元件和第二光学元件具有两相互平行的相对表面，分别为第一表面和第二表面；第一表面和第二表面之间填充液晶层，液晶层与两表面之间分别设置透明电极，在两透明电极之间施加可变电压；第一光学元件和第二光学元件的折射率均大于液晶层的折射率；入射光在第一表面与液晶层的分界面分光，全反射角等于入射角的光波长为临界波长，波长大于或等于临界波长的光被全反射输出，波长小于临界波长的光透射输出；所述临界波长随两透明电极之间施加的可变电压的变化而变化。

进一步的，所述第一表面、第二表面、第一光学元件和第二光学元件的通光面均镀有全波段的增透膜。

本发明的可调滤波器，包括两个上述的可调滤波结构，分别为第一级滤波结构和第二级滤波结构，第一级滤波结构的临界波长为λ₁，第二级滤波结构的临界波长为λ₂，λ₁与λ₂不相等；入射光依次经过第一级滤波结构和第二级滤波结构，由第二级滤波结构输出滤波光。

进一步的，所述第一级滤波结构的临界波长λ₁大于第二级滤波结构的临界波长λ₂；第二级滤波结构设于第一级滤波结构透射光的光路上，入射光经第一级滤波结构，透射部分的光入射到第二级滤波结构，经第二级滤波结构全反射部分为输出滤波光，滤波带宽为λ₁-λ_2。

或者，所述第一级滤波结构的临界波长λ₁小于第二级滤波结构的临界波长λ₂；第二级滤波结构设于第一级滤波结构全反射光的光路上，入射光经第一级滤波结构，全反射部分的光入射到第二级滤波结构，经第二级滤波结构透射部分为输出滤波光，滤波带宽为λ₂-λ₁。

本发明的有益效果为：利用光由光密介质入射光疏介质时产生全反射的现象，使包含临界波长的入射光谱分为长波长与短波长两段，分别全反射输出与透射输出，通过改变光疏介质的折射率来改变临界波长，实现滤波可调结构，结合两个临界波长可调的滤波结构，实现带通滤波器，其带宽及通带位置均可调谐，且调谐范围广，调谐简便，可容易的实现窄带平顶带通滤波或宽带平顶带通滤波。

附图说明

图1为本发明的可调滤波结构实施例示意图；

图2为本发明的可调滤波器实施例一示意图；

图3为本发明的可调滤波器实施例二示意图；

图4为本发明的可调滤波器滤波原理示意图。

附图标记：1、第一光学元件；2、第二光学元件；3、液晶层；S1、第一表面；S2、第二表面；100、第一级滤波结构；200、第二级滤波结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。