高性能F-P可調(diào)諧濾波器的研究與開發(fā).pdf

1、可調(diào)諧光濾波器是一種波長選擇器件，在光纖通信和光纖傳感領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用，可以用于半導(dǎo)體激光器或光纖激光器的反射腔鏡和窄帶濾波、復(fù)用/解復(fù)用器、光放大器中的噪聲抑制、波長選擇器、波長轉(zhuǎn)換器以及色散補償器等。特別是隨著我國光纖通信和光纖傳感技術(shù)的深入發(fā)展，作為復(fù)用器與解復(fù)用器以及傳感解調(diào)系統(tǒng)的核心部分，可調(diào)諧光濾波器已經(jīng)成為光網(wǎng)絡(luò)中不可或缺的關(guān)鍵器件。當(dāng)前可調(diào)諧光纖濾波器的種類很多，應(yīng)用最廣、技術(shù)最成熟的當(dāng)屬可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器。<

2、br>　　 基于全光纖F-P標(biāo)準具技術(shù)的光纖可調(diào)諧濾波器，它允許波長跟F-P腔長度有倍數(shù)關(guān)系的光通過，而其他波長的光按愛里函數(shù)衰減。由于受到工藝的限制，以往的可調(diào)諧濾波器在調(diào)諧速率、動態(tài)范圍以及插入損耗等方面的性能較差，難以滿足實際應(yīng)用的需求。
　　 本文首先介紹了各種光纖F-P可調(diào)諧濾波器在國內(nèi)外的發(fā)展歷史以及當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，突出該可調(diào)F-P濾波器國產(chǎn)化研究的重要性，所以本課題重點從低成本批量化生產(chǎn)角度展開該器件實用化研究。

3、本文研究的可調(diào)諧濾波器無透鏡光纖結(jié)構(gòu)或其他準直光學(xué)器件，主要工作是提高可調(diào)諧光纖F-P濾波器的性能，致力于提供高精度、高分辨率、低插入損耗、環(huán)境不敏感、高傳輸性能和大動態(tài)范圍的可調(diào)F-P光濾波器產(chǎn)品。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　 (1)分析光纖法布里-珀羅濾波器中F-P腔體的光學(xué)原理，基于對可調(diào)諧濾波器關(guān)鍵技術(shù)的分析，對可調(diào)諧濾波器的光學(xué)干涉單元進行了研究與實驗。主要從影響濾波器的插入損耗、帶寬、自由譜區(qū)等性能指標(biāo)的因素

4、著手開展研究，通過分析解釋了這些參量的變化，并為改善提高光纖法布里-珀羅可調(diào)諧濾波器的性能提出了解決方案。
　　 (2)以高性能的F-P可調(diào)諧濾波器所要達到的具體性能指標(biāo)為依據(jù)，研究了光纖法布里-珀羅濾波器的結(jié)構(gòu)、光學(xué)單元器件的制備和性能測試。重點從光纖端面的加工工藝以及端面鍍膜工藝角度探討了F-P可調(diào)諧濾波器的濾波性能的影響因素。詳細介紹了相關(guān)的實驗裝置與具體的實驗操作工藝方法。
　　 (3)研究了可調(diào)諧F-P濾波器穩(wěn)

5、定性，包括從機械驅(qū)動結(jié)構(gòu)的設(shè)計和壓電材料的選擇與結(jié)構(gòu)等方面研究了改善濾波器的動態(tài)調(diào)諧性能；從驅(qū)動元件的性能、結(jié)構(gòu)形式、組裝工藝等角度研究了影響F-P可調(diào)諧濾波器器件可靠性、穩(wěn)定性和重復(fù)性的因素，以將不利因素降到盡可能低，從經(jīng)濟實用和工業(yè)化生產(chǎn)角度研究該濾波器國產(chǎn)化工藝。
　　 (4)本課題研究的可調(diào)諧光纖法布里-珀羅濾波器，具備了極寬的動態(tài)范圍，低插入損耗，快速調(diào)諧，極窄的3 dB帶寬等優(yōu)點，可應(yīng)用于光通信、光纖傳感、微波光子學(xué)