[实用新型]一种基于正交液晶的可调谐光滤波器

说明书

本实用新型公开了一种基于正交液晶的可调谐光滤波器，包括三层结构，从上到下依次为盖板层（1）、透明光波导层（2）和平板基底层（13）；盖板层（1）上设置有铜棒，所述铜棒穿过盖板层（1）；透明光波导层（2）包括导电玻璃（6）、全反射膜（7、12）和液晶单元，所述液晶单元包括两组液晶腔，分别为第一液晶腔和第二液晶腔，第一液晶腔和第二液晶腔内均包括排列方向互相垂直的两组液晶（8），导电玻璃（6）与液晶（8）间隔放置；铜棒连接导电玻璃（6）；本实用新型通过外部电源电压控制液晶的折射率，改变分光后两束光之间的光程差，再利用光的干涉作用，滤出不同波长的光，实现可调谐滤波功能。

技术领域

本实用新型涉及一种基于正交液晶的可调谐光滤波器,属于光通信、光电子器件的技术领域。

背景技术

可调谐光滤波器是智能化光网络中的一种重要的光无源器件，是光纤通信系统中的关键部件，并广泛应用于波分复用系统(简称WDM/DWDM)的解波分复用阶段。现有的可调谐光滤波器有机械型F-P腔型滤波器，声光可调谐滤波器，介质膜干涉滤波器，微环滤波器，马赫曾德尔滤波器，AWG(阵列波导)型等。其中，机械型可调谐光滤波器发展最成熟,但是,其体积大,结构复杂,难以集成。近年来利用微机械技术制造的可调谐光滤波器具有体积小、重量轻、能耗小等优点,但其在抗击机械摩擦、磨损或震动等方面存在不足之处,响应速度也不快。而其它类型可调谐光滤波器普遍存在结构复杂、插入损耗大、响应速度慢的问题,而且技术尚不成熟,因此商用产品极少。

目前国内、外有一些关于液晶的可调谐光滤波器的研究报道。但是存在调谐范围小，调谐带宽不够宽等问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提出一种基于正交排列的液晶可调谐光滤波器，以解决现有滤波器结构复杂，响应速度慢，调谐范围小的缺点。利用电压的变化控制液晶腔的折射率变化，进而改变腔内的光程差，从而实现光滤波器的可变滤波调节。将两个液晶腔级联可以有效改善滤波器的波形，提升波形边沿的陡峭度和顶部的平坦度。

本实用新型技术方案如下。

一种基于正交液晶的电控可调谐光滤波器，包括三层结构，从上到下依次为盖板层、透明光波导层和平板基底层；

盖板层上设置有铜棒，所述铜棒穿过盖板层；

透明光波导层包括导电玻璃、全反射膜和液晶单元，所述液晶单元包括两组液晶腔，分别为第一液晶腔和第二液晶腔，第一液晶腔和第二液晶腔内均包括排列方向互相垂直的两组液晶，导电玻璃与液晶间隔放置；铜棒连接导电玻璃。

透明光波导层还包括半反射膜和光波导；半反射膜包括第一半反射膜和第二半反射膜；光波导包括第一光波导和第二光波导，所述第一光波导和第二光波导互相垂直，第一半反射膜设置在第一光波导和第二光波导连接处，第一半反射膜平分第一光波导和第二光波导的夹角，第二半反射膜设置在第二液晶腔的一端。

透明光波导层为方形透明光波导层，即方形透明光波导层为矩形，第一光波导和第二光波导分别平行于方形透明光波导层的两个相交侧面设置，第一光波导设置在方形透明光波导层距离左侧边沿占方形透明光波导层的长边的1/3-1/2处，第二光波导设置在方形透明光波导层的宽边的中位线处。

全反射膜包括第一全反射膜和第二全反射膜，其中第一全反射膜设置在第一光波导(纵向光波导)的上端，第二全反射膜设置在第二光波导(横向光波导)靠近液晶的一端。

第二液晶腔是由反射膜构成的液晶腔，作用是提供光学正反馈，并且可以限制第二全反射膜(被反射膜)反射的光波的频率及光强，从而获得更好的干涉效果。

所述盖板层的下表面与透明光波导层的上表面，透明光波导层的下表面与平板基底层的上表面都是通过等离子辅助键合方式连接。

光波导与透明光波导层的折射率取值均为[1.45,1.48]。