一种窄带液晶可调谐滤波器制造技术

本实用新型专利技术主要属于滤波器领域，具体涉及一种窄带液晶可调谐滤波器。采用Fan‑Solc原理，根据带宽需求，可以选择液晶与波片厚度以及合适的窄带滤波片，可以根据需要设计5nm‑50nm窄带可调谐滤波器，与宽带相比，透过率可提高50%。

【技术实现步骤摘要】
一种窄带液晶可调谐滤波器
本技术主要属于滤波器领域，具体涉及一种窄带液晶可调谐滤波器。
技术介绍
液晶可调谐滤波器作为一种可调滤光片可以被广泛应用于荧光成像、吸收成像、拉曼光谱和天文学方面。研制液晶可调谐滤波器的难点是其结构、算法及其工艺。现有的液晶可调谐滤波器有三种类型Lyot型，Evan型和Solc型。液晶性滤波器的关键指标是半高宽、屏蔽率以及透射率。Lyot型滤波器如果要达到窄的半高宽、高德屏蔽率必须由6级以上组成，这样将会使用更多的偏振元器件，导致透射率降低；Evan型滤波器结构复杂，不利于集成；Solc型滤波器能够用三级级数实现高的透射率、窄的半高宽和高的屏蔽率。Solc型滤波器分为两种，一种是Folded型，一种是Fan型。Folded-Solc型滤波器每一级具有n个双折元件，与入射偏振方向成-θ和+θ，坐落在相互垂直的偏振片中间。Fan-Solc型滤波器每一级具有n个双折元件，与入射偏振方向成θ，3θ，5θ，（2N-1）θ，坐落在相互平行的偏振片中间。但是用多级制作Solc滤波器在对透射率要求较高场所无法适用，厚度偏大，不利于集成使用。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供了一种窄带液晶可调谐滤波器，采用Fan-Solc原理，根据带宽需求，可以选择液晶与波片厚度以及合适的窄带滤波片，可以根据需要设计5nm-50nm窄带可调谐滤波器，与宽带相比，透过率可提高50%，厚度降低60%，可以满足调谐范围窄、透过率要求高的场所使用。本技术是通过以下技术方案实现的：一种窄带液晶可调谐滤波器,所述滤波器包括波形信号发生电路和滤波系统，所述波形信号发生电路与所述滤波系统连接，所述波形信号发生电路产生的波形经所述滤波系统滤波；所述滤波系统包括1个窄带波片、2个偏振片，2个偏振片间依次设有N个双折元件，所述双折元件由液晶盒与波片构成，液晶盒与波片的厚度均可定制,液晶厚度范围为5um-12um，波片范围100um-5000um；N为正整数。进一步地，每个双折元件中液晶盒与波片光轴方向一致；N个双折元件入射偏振角度成奇数倍关系，分别为θ、3θ、5θ……（2N-1）θ。进一步地，每个双折元件中液晶盒与波片的相位差相同或接近，且满足液晶盒透射谱的一个峰可以覆盖波片透射谱中至少2个。进一步地，所述滤波器的带宽为5-50nm；所述滤波器的偏振透射率在5%-80%。进一步地，所述滤波器的调谐范围由窄带波片决定；窄带波片带宽为滤波器自由光谱范围进一步地，所述滤波器的调谐带宽由双折元件决定，在于双折原件中波片透射谱中一个峰的带宽，在于波片的厚度；进一步地，所述N为4。所述波形信号发生电路包括蓝牙、USB接口、光电二极管触发电路。进一步地，所述波形信号发生电路为单通道输出范围0-5V，精度可调的方波信号发生电路。进一步地，液晶盒的厚度和波片的厚度组合为：液晶盒的厚度为6.5um，波片的厚度为800um；或液晶盒的厚度为9um,波片的厚度为3500um；或液晶盒的厚度为5um,波片的厚度为4000um；或液晶盒的厚度为12um,波片的厚度为100um。本技术的有益技术效果：本技术提供了具有窄带液晶可调谐滤波器，可以根据需要设计5nm-50nm窄带可调谐滤波器，与宽带相比，透过率可提高50%。附图说明图1、本技术滤波系统示意图；图2、本专利技术实施例1单个双折元件透射谱；图3、本专利技术实施例120nm窄带波片透射谱；图4、本专利技术实施例120nm窄带调谐范围；图5、本专利技术实施例1完整滤波器透射谱；图6、本专利技术实施例2单个双折元件透射谱；图7、本专利技术实施例2窄带波片透射谱；图8、本专利技术实施例2窄带调谐范围；图9、本专利技术实施例2完整滤波器透射谱；图10、本专利技术实施例3单个双折元件透射谱；图11、本专利技术实施例3窄带波片透射谱；图12、本专利技术实施例3窄带调谐范围；图13、本专利技术实施例3完整滤波器透射谱；图14、本专利技术实施例4单个双折元件透射谱；图15、本专利技术实施例4窄带波片透射谱；图16、本专利技术实施例4窄带调谐范围；图17、本专利技术实施例4完整滤波器透射谱；图中，1、窄带波片2、偏振片3、双折元件3-1、液晶盒3-2波片。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。相反，本技术涵盖任何由权利要求定义的在本技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本技术有更好的了解，在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本技术。实施例1一种窄带液晶可调谐滤波器,所述滤波器包括单通道输出范围0-5V，精度可调的方波波形信号发生电路和滤波系统，所述波形信号发生电路与所述滤波系统连接，所述形信号发生电路产生的波形经所述滤波系统滤波；所述滤波系统包括1个窄带波片1、2个偏振片2，2个偏振片间依次设有4个双折元件3，所述双折元件3由液晶盒3-1与波片3-2构成，液晶盒3-1与波片3-2的厚度均可定制；滤波系统的位置关系如图1所示。液晶盒的厚度和波片的厚度相互配合，使得该滤波系统透过率与常规滤波器相比透射率提高50%。每个双折元件中液晶盒与波片光轴方向一致；N个双折元件入射偏振角度成奇数倍关系，分别为θ、3θ、5θ……（2N-1）θ。每个双折元件中液晶盒与波片的相位差相同；所述滤波器的带宽为5-50nm；所述滤波器的偏振透射率在5%-80%。所述滤波器的调谐范围由窄带波片决定；窄带波片带宽为滤波器自由光谱范围。本实施例中液晶盒和波片的厚度分别为6.5um，800um。所述滤波器的调谐带宽由双折元件决定，在于双折原件中波片透射谱中一个峰的带宽，在于波片的厚度；滤波器的透射谱与双折元件的透射谱、波片的调谐范围如图2-4所示。图2为单个双折元件的透射谱，包含多个窄带峰；图3为20nm窄带波片透射谱；图4为滤波器透射谱，中心波长为538.9nm，半高宽为11.5nm。所述波形信号发生电路包括蓝牙、USB接口、光电二极管触发电路。实施例2本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中液晶盒和波片的厚度分别为9um,3500um。本实施例滤波器的透射谱与双折元件的透射谱、波片的调谐范围、完整滤波器透射谱如图6-9所示。实施例3本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中液晶盒和波片的厚度分别为5um,4000um。本实施例滤波器的透射谱与双折元件的透射谱、波片的调谐范围、完整滤波器透射谱如图10-13所示。实施例4本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中液晶盒和波片的厚度分别为12um,100um。本实施例滤波器的透射谱与双折元件的透射谱、波片的调谐范围、完整滤波器透射谱如图14-17所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种窄带液晶可调谐滤波器,其特征在于，所述滤波器包括波形信号发生电路和滤波系统，所述波形信号发生电路与所述滤波系统连接，所述波形信号发生电路产生的波形经所述滤波系统滤波；所述滤波系统包括1个窄带波片、2个偏振片，2个偏振片间依次设有N个双折元件，所述双折元件由液晶盒与波片构成，液晶盒与波片的厚度均可定制,液晶盒厚度范围为5um‑12um，波片范围100um‑5000um；N为正整数。

【技术特征摘要】
1.一种窄带液晶可调谐滤波器,其特征在于，所述滤波器包括波形信号发生电路和滤波系统，所述波形信号发生电路与所述滤波系统连接，所述波形信号发生电路产生的波形经所述滤波系统滤波；所述滤波系统包括1个窄带波片、2个偏振片，2个偏振片间依次设有N个双折元件，所述双折元件由液晶盒与波片构成，液晶盒与波片的厚度均可定制,液晶盒厚度范围为5um-12um，波片范围100um-5000um；N为正整数。2.如权利要求1所述滤波器，其特征在于，每个双折元件中液晶盒与波片光轴方向一致；N个双折元件入射偏振角度成奇数倍关系，分别为θ、3θ、5θ……（2N-1）θ。3.如权利要求1所述滤波器，其特征在于，每个双折元件中液晶盒与波片满足液晶盒透射谱的一个峰覆盖波片透射谱中至少2个峰。4.如权利要求1所述滤波器，其特征在于，所述滤波器的带宽为5-50nm；所述滤波器的偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文斌，
申请(专利权)人：无锡瑞辰光谱测控有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32