一种基于压电驱动的可调谐光纤F-P滤波器的设计

摘要

可调谐光纤滤波器是一种波长选择器件，在光纤通信和光纤传感领域有着广泛的应用。基于可调谐光纤滤波器的光纤光栅解调系统是目前技术最成熟，应用最广泛的一种波长解调方案，精度达到皮米级，在很多领域中取得了令人瞩目的成果。但是，在可调谐光纤滤波器的研发，尤其是工艺实现方法上，与国外存在较大的差距，主要集中在器件的超精细加工工艺和温度补偿性能两个方面，目前商业化的产品和技术仍主要由国外提供。
　　论文针对可调谐光纤滤波器存在的设计及工艺实现困难、插入损耗大、对环境温度敏感、制造成本高等问题，提出了一种新型的光纤滤波器结构方案。从基本原理设计、结构设计、光学镀膜工艺和温度补偿等方面进行了理论和实验的研究。
　　第二章和第三章从可调谐光纤滤波器的基本原理与结构设计出发，首先对其特征参数--精细度和峰值透过率进行了理论分析，并提出了几种可以减小插入损耗的方法。然后根据实际需求提出了可调谐光纤滤波器的具体设计方案，通过机械结构仿真验证了方案的可行性，并结合压电陶瓷的参数进行了选型；采取光纤端面镀膜的方式提高 F-P腔的反射率；最后根据滤波器的具体结构提出了一种温度补偿方案。
　　第四章主要对研制的可调谐光纤滤波器进行测试和分析，获得了一个自由光谱范围为112nm,精细度为487，插入损耗为2.75dB的可调谐光纤滤波器。通过对实验数据的分析和讨论，发现基于压电陶瓷驱动的可调谐光纤滤波器虽然具有一定的迟滞效应，却具有良好的重复性；得出了在一定调谐范围内插入损耗随腔长近似线性增加的结论；最后验证了温度补偿方案的可行性。
　　论文遵循理论设计与软件仿真相辅助、理论数据与实验数据相印证的原则，对科研工作中发现的问题进行科学客观的描述，并提出自己的解决方案和验证结果。为可调谐光纤滤波器的研究提供一定的参考，促进行业技术的发展。

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第1章 绪论

1.1 可调谐光学滤波器

1.2 可调谐光纤滤波器研究与应用现状

1.3 本课题研究的主要内容

第2章 可调谐F-P滤波器原理与特性参数

2.1 多光束干涉原理

2.2 F-P滤波器的调制原理

2.3 可调谐光纤F-P特性参数分析

第3章 可调谐光纤F-P滤波器的结构设计

3.1 压电陶瓷选型

3.2 机械结构设计

3.3 光学膜层设计

3.4 温度补偿结构设计

第4章 滤波器的性能测试与分析

4.1 滤波器光学参数测试与分析

4.2 滤波器调谐特性测试与分析

4.3 滤波器损耗特性测试与分析

4.4 滤波器温度特性测试与分析

第5章 总结与展望

5.1总结与分析

5.2分享与展望

致谢

参考文献

在读期间发表的文章、专利情况