基于薄膜干涉滤光片的线性调谐光滤波器研究

摘要

本文基于薄膜干涉滤光片角度调谐的基本原理，首次提出并实现了一种线性调谐光滤波器。其原理是设计一个包括步进电机等在内的机构装置，使得滤光片的峰值波长与步进电机的旋转角之间有良好的线性关系。在理论方面，以一个三腔结构的薄膜干涉滤光片为研究对象，通过多层介质薄膜的膜系特征矩阵，得到了滤光片的峰值波长与调谐角度之间的依赖关系；在此基础上，结合机构装置的结构参量，进而分析了不同的机构装置参量对线性调谐光滤波器的线性度的影响。在实验方面，选用一个成品窄带滤光片，设计步进电机控制电路，实现了一个线性调谐光滤波器装置。利用1550nm波段的LED作为宽带光源，通过测量经过线性调谐光滤波器后的光谱曲线，对滤波器的线性调谐特性进行了测试，对机构装置的参量进行优化后，在1548nm～1560nm波长调谐范围内，取得了线性度在±0.4nm内的实验结果。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1光滤波器在光纤通信系统的应用

1.2光滤波器简介

1.2.1棱镜型光滤波器

1.2.2衍射光栅滤波器

1.2.3干涉光滤波器

1.3可调介质膜滤波器的调节方式

1.4线性调谐光滤波器的提出

1.5本文研究工作

第2章基于薄膜干涉滤光片角度调谐光滤波器

2.1薄膜理论

2.1.1薄膜的干涉

2.1.2多层介质薄膜的反射率

2.2角度调谐分析

2.3本章小结

第3章线性调谐光滤波器

3.1线性调谐光滤波器的设计

3.2线性调谐光滤波器理论分析

3.3线性调谐光滤波器实验

3.3.1实验装置

3.3.2实验结果和分析

3.4本章小结

第4章线性调谐光滤波器控制电路的设计

4.1步进电机的激磁方式

4.2步进电机驱动电路

4.3线性调谐光滤波器控制电路设计

4.3.1硬件设计

4.3.2软件设计

4.4本章小结

第5章线性调谐光滤波器线性度的优化

5.1机构装置参量优化

5.1.1参量α优化

5.1.2参量β优化

5.2线性度的优化实验

5.2.1实验优化参量的确定

5.2.3实验优化结果和分析

5.3本章小结

结论

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文