晶调谐滤光片的方位角研究

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1、曲阜师范大学硕士学位论文晶调谐滤光片的方位角研究姓名：薛冬申请学位级别：硕士专业：光学指导教师：李国华2003.3.1摘要第1页捅斐光学滤光片在连续的光谱中用于透过一定宽度的光谱带或在线状光谱中提取某些辐射。滤光片在光电技术的各个领域有着重要的应用．尤其值得注意的是调谐滤光片在光纤通信中的应用．未来的光纤通信必以增大传输速度及容量为目的，而近几年发展比较迅速的WDM及DWDM系统正是以此为目的””，因此滤光片作为其中的一个关键部件成为研究的热点．在光通信的波分复用技术中，即WDM系统其关键功能，是由可调谐滤光片实现的接收机波长的可选择性．这种滤光片允许一个波长通过，阻

2、止所有其它波长通过，这样就能准确无误的恢复数据．如果系统需要波长可调谐接收机，那么滤光片必须是可调谐的．即使系统允许将接收机固定在某个特定波长上，滤光片还是需要一定的可调谐性，以便将光滤光片的通带中心与光谱的正确位置对准，并补偿频率的漂移．因而可调谐滤光片作为光纤通信中的一个关键器件日益引起各国研究部门的重视，各种可调谐滤光片先后研制出来．如：机械调谐的可调光栅滤光片，光栅安装在一个旋转部件上，光栅与入射光的夹角决定了所需要选择的波长．通过光栅的旋转，改变入射光与光栅的夹角，从而实现波长的调谐．电子光学滤光片则是通过施加电压使各种电子光学材料的双折射率发生变化来实现透

3、射波长的调谐，也可以利用电光晶体在电场中的旋转来实现波长的调谐．近年来随着晶体材料科学的发展，利用晶体的电光效应制成的电光可调谐滤光片得到了很大的发展，它已广泛用于波长信号分离、传感器保护、机载水文探测、遥感领域，并且在光纤通信中有很大的应用前景．本文重点研究了可调谐液晶电光滤光片”’。”，它的主要优点有：I、可应用的光谱范围特剔宽．许多液晶在紫外、可见光、红外都具有较大的双折射率和良好的透射性．2、其调谐性能决定于所用液晶材料的双折射率，通常较小的电压(0．8-4V)就足以产生较大的双折射率变化．摘要第2页3、滤光片中的液晶厚度、液晶分子的排列方向比较灵活，输出光束

4、不发生偏离．4、可调谐液晶电光滤光片的应用范围广、制作简单、成本较低．各种改进液晶电光可调谐滤光片的措施的实现，使得液晶调谐滤光片成为一种很有应用前景的电光调谐滤光片，特别是用于光纤通信中的波分复用系统和密集波分复用系统，将使光纤的传输容量大大增加目前国外在这方面的研究进展很快，而国内在这方面的研究比较薄弱，而且通常采用光线正入射晶体进行研究，由于液晶盒很薄，视场角可以很大，液晶盒的摆放对测量结果影响很大，因此对该器件进行深入的研究，讨论液晶盒的方位角影响是很有必要的．论丈共分为五章，从基础知识到实验研究，较为系统地分析了液晶盒的方位角对液晶调谐滤光片的影响，以及其现

5、实意义．本文前三章为基础知识部分：第一章为概述，第二章为晶体的双折射特性，第三为液晶的电控双折射特性；后两章为实验部分：第四章为液晶调谐滤光片的设计原理及测试，第五章为液晶滤光片方位角的实验研究．本文主要完成以下几方面工作：(1)比较系统地整理了晶体双折射的有关理论；(2)简单介绍了液晶的电控双折射特性；(3)在未加电压情况下，研究液晶盒方位角对滤光片透过率曲线的影响；(4)在加交流电压的情况下，研究液晶盒方位角对滤光片透过率曲线的影响；(5)利用方位角的调整来提取特定波长的谱线：本论文的创新之处在于比较系统地整理了晶体双折射的有关理论，特别是与电压及方向有关的理论，

6、实验得出了滤光片透过率随液晶盒方位角变化的关系曲线，并将之运用于时激光器波长的谱线提取．Abstract第1页FilteriSusedtotransmitspectramofdefinitivebroadbandinthecontinuousspectrumortoextractcertainradiationinthe1inespectra．Ithasanimportantroleinalldomainsofscienceandtechnology．Especiallywiththedevelopmentofwavelengthdivisionmultiplexin

7、ganddensewavelengthdivisionmultiplexingsystemswhicharetoimprovethetransmissionspeedandcapacityinopticalfibercommunication,tunableflterasanimportantdeviceofsuchsystemsiscausedattentionbyresearchdepartment．TheselectionofthewavelengthwhiehiSrealizedbythefilteriSthekeyfunctionofmos