一种极窄带液晶调谐光纤光栅滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种极窄带液晶调谐光纤光栅滤波器，属于光纤光栅滤波器领域，包括单模光纤，光纤布拉格光栅，液晶，保护罩，可调电压源；本实用新型专利技术利用中间填充液晶的光纤布拉格光栅，外加可调电压源对液晶的折射率进行调控，从而实现波长的可调，其中，光纤布拉格光栅的长度为5mm‑15mm，周期为500nm‑550nm；液晶宽度为300nm‑500nm，液晶引入的相位为π/2，电压范围为0.8V‑4V；本实用新型专利技术具有制作简单、操作方便、损耗低、带宽极窄，电控可调等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种极窄带液晶调谐光纤光栅滤波器
本技术涉及了一种光纤滤波器，尤其涉及一种极窄带液晶调谐光纤光栅滤波器，属于光纤光栅滤波器领域。
技术介绍
相移光纤光栅(Phase-shiftedFiberGrating)是在均匀周期的光纤光栅上的某些点，通过某些方法破坏其周期的连续性而得到的。相移光纤光栅具有高灵敏度，高精度、高分辨率和低损耗、低成本的特性，可应用于传感和解调系统中，实现对温度、应变和折射率等外界因素的探测。相移光纤光栅具有比普通光纤布拉格光栅更优良的滤波特性，使得相移光纤光栅在许多方面可作为系统元件代替光纤布拉格光栅而使用，实现对外界信号的实时测量。相移布拉格光纤光栅是在布拉格光纤光栅中引入相移形成的。单波长滤波时，光栅中只有一个相移点，此相移点将一段均匀的光纤光栅分为两段，并且在分段处产生一个相位突变。由于光栅中出现了相移，使得透射谱在中心波长处产生了一个极窄的反射窗口。随着相移的增大，透射窗口从右向左移动。相移光纤光栅是在光纤布拉格光栅的基础上，通过改变纤芯折射率的空间分布而形成的，故其制作方法也是在光纤布拉格光栅的制作基础上进行的。光纤布拉烙光栅的制作有很多方法，如最常用的相移掩膜法，以及电弧放电法和二次曝光法等。相移相位掩模板法利用带有相移的相位掩模板直接刻写相移布拉格光纤光栅，该方法简单快速但模板昂贵且相移量固定；此外，利用普通相位模板并精确控制模板与光纤的位置，也可实现相移布拉格光纤光栅的制作，这种方法透射峰值波长可调且操作灵活但是需要移动平台；还有一些方法如摩尔光栅法、二次曝光法也是比较灵活的相移布拉格光纤光栅制作技术；此外，还可以用飞秒激光器直接在光纤布拉格光栅上逐点刻写，但是飞秒设备造价昂贵。制作相移光纤光栅有一种简单的方法，即通过改变某一段光纤光栅的折射率分布，就能在此处光栅插入相移。这种方法在引入相移时对制作工艺的要求不高，只需要达到亚微米量级，而且不需要昂贵的相位掩模板，进而降低了制作成本。若使用幅度模板法，甚至不需要移动平台。液晶是介于固体和液体的中介相，是一种特殊的材料，既具备晶体的各向异性，同时具有液体的流动性。其液晶分子在外加电压作用下会重新排列，从而能够改变光波的传输行为。当对液晶加上外部电压时，由于液晶介电常数和电导率的各向异性，使液晶分子受到一种使分子轴取向改变的作用力。在这种状态下，液晶的光学性质与加电场前不同，双折射率也会受到电场影响。简单的说，就是偏振光入射到液晶后，光的偏振态随着液晶分子扭曲而发生改变。由于液晶具有这种改变入射光偏振态的能力，所以可以通过把光打到液晶器件，达到改变入射光光强以及入射光相位的目的。正是由于液晶具有电致双折射效应，所以通过电压可以控制液晶产生不同的相位调制。随着液晶技术的发展和应用领域的拓宽，目前基于液晶技术实现的光器件开始应用于光通信领域，例如光开光、光偏转器、光衰减器等。
技术实现思路
本技术的目的是：为了解决相移光纤光栅制作复杂，相位无法调整的问题，提供了一种极窄带液晶调谐光纤光栅滤波器，该光纤光栅滤波器具有制作简单、操作方便、损耗低、带宽极窄，电控可调等优点。本技术为解决技术问题所采取的技术方案为：一种极窄带液晶调谐光纤光栅滤波器，包括单模光纤，光纤布拉格光栅，液晶，保护罩，可调电压源，其特征在于：单模光纤上刻有光纤布拉格光栅，单模光纤在光纤布拉格光栅中部断开，并填充有液晶，液晶上下两侧通过导线连接到可调电压源，单模光纤外部包覆有保护罩；光纤布拉格光栅的长度为5mm-15mm，周期为500nm-550nm；液晶宽度为300nm-500nm，液晶引入的相位为π/2，电压范围为0.8V-4V。本技术的有益效果为：制作简单，操作方便、损耗低、带宽极窄，电控相位可调等优点。附图说明图1为一种极窄带液晶调谐光纤光栅滤波器结构示意图。具体实施方式下面结合附图及其实施实例对本技术作进一步说明。图1为本技术一种极窄带液晶调谐光纤光栅滤波器结构示意图。1为单模光纤；2为光纤布拉格光栅；3为液晶；4为保护罩；5为可调电压源。单模光纤1上刻有光纤布拉格光栅2，利用切割刀将单模光纤1在光纤布拉格光栅2的中部切断，在中间填充液晶3；液晶3上下两端用导线连接到可调电压源5上，光纤布拉格光栅2所处的单模光纤1外表面包覆有保护罩4，用于防止液晶3泄露。本技术的系统工作方式为：光由单模光纤1传输到电控可调液晶相移光纤布拉格光栅中，特定波长的光发生反射。液晶3在布拉格光纤光栅2中引入相移，此相移点将均匀的布拉格光纤光栅2分为两段，并且在分段处产生一个相位突变。由于光栅中出现了相移，透射光通过相移点液晶3时，使得反射谱在中心波长处产生了一个极窄的透射窗口。液晶3的两端通过电线与可调电压源5相连。当对液晶3加上外部电压时，由于液晶介电常数和电导率的各向异性，使液晶分子受到一种使分子轴取向改变的作用力。这种电场所引起的转矩，会使分子轴发生旋转。因此在外加电压的这种状态下，液晶3的光学性质与加电场前不同，双折射率也会受电场影响。在一定电压范围内，随着电压的增大，液晶的双折射率会下降。随着相移的增大，透射窗口从右向左移动。一种极窄带液晶调谐光纤光栅滤波器的关键技术有：光纤布拉格光栅的周期。周期决定了光线布拉格光栅的中心波长，合适的光栅周期可以使反射光在通信波段，利于实际应用。液晶的厚度。厚度决定了液晶在光纤布拉格光栅中引入的相位差，相位差与液晶的厚度以及液晶的折射率有关。电压的范围。液晶双折射的电压调制有一定的阈值，在低电压与高电压区间，双折射率对电压的变化不敏感；只有在合适的电压范围才能实现电压对液晶的双折射率调制。通过理论分析和实验探究，光纤布拉格光栅的长度为5mm-15mm，周期为500nm-550nm；液晶宽度为300nm-500nm，液晶引入的相位为π/2，电压范围为0.8V-4V。本实例中，单模光纤用的是常规单模光纤(G.625)，纤芯直径8.2μm，包层直径125μm；光纤布拉格光栅的长度为10mm，周期为548nm，反射谱的中心波长为1548.5nm，液晶为向列相液晶，厚度为400nm，电压范围为1V-4V，可以实现80nm的可调谐波长范围。通过上述实例对本技术进行了揭示，但其他对极窄带液晶调谐光纤光栅滤波器的简单变形、替换均将落入本技术的权利要求范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极窄带液晶调谐光纤光栅滤波器，包括单模光纤，光纤布拉格光栅，液晶，保护罩，可调电压源，其特征在于：单模光纤上刻有光纤布拉格光栅，单模光纤在光纤布拉格光栅中部断开，并填充有液晶，液晶上下两侧通过导线连接到可调电压源，单模光纤外部包覆有保护罩；光纤布拉格光栅的长度为5mm‑15mm，周期为500nm‑550nm；液晶宽度为300nm‑500nm，液晶引入的相位为π/2，电压范围为0.8V‑4V。

【技术特征摘要】
1.一种极窄带液晶调谐光纤光栅滤波器，包括单模光纤，光纤布拉格光栅，液晶，保护罩，可调电压源，其特征在于：单模光纤上刻有光纤布拉格光栅，单模光纤在光纤布拉格光栅中部断开，并填充有液晶，液晶上下两侧通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：于栋友，赵春柳，李翌娜，
申请(专利权)人：鞍山峰澜科技有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21