基于液晶法珀腔和超棱鏡色散的WDM薄膜器件的研究.pdf

1、浙江大學(xué)碩士論文摘 要密集波分復(fù)用 ( D W D M ) 全光網(wǎng) 絡(luò)是光通信發(fā)展的 必然趨勢(shì)，而可調(diào)諧濾波器的發(fā)展又在密 集波分復(fù)用全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程中 扮演著重要的角色; 關(guān)于光子晶體的 研究則是光 學(xué) 領(lǐng)域發(fā)展的 新方向， 利 用一維 光子晶 體中的“ 超棱鏡” 效應(yīng)， 可以 制 作新型的 波分復(fù)用器件。 為了 適應(yīng)光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對(duì)波分復(fù) 用器件的要求， 本文對(duì)基于液晶電 光特性的可調(diào)諧法一 拍腔窄帶濾波器以 及基于多層干涉光學(xué)薄膜

2、超棱鏡色散的 W D M濾波器件， 從理論與實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究:論文研究了 基于電 光調(diào)諧液晶 法一 拍千涉濾光片 ( L C F P F )的器件薄膜結(jié)構(gòu)對(duì)器件調(diào)諧性能的 綜合影響。 發(fā)現(xiàn)在這一類可調(diào) 諧濾光片的連續(xù)調(diào)諧過程中， 在同一干涉級(jí)次下，透射峰值波長(zhǎng)隨折射率單調(diào)變化;當(dāng) 折射率改變較大導(dǎo) 致干涉級(jí)次改變時(shí)， 單調(diào)調(diào)諧 性被破壞， 出 現(xiàn) “ 透射峰跳躍” 等現(xiàn)象: 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理論分析相吻合。 提出了 幾種單調(diào)調(diào)諧方案

3、; 當(dāng)腔厚為1 0 u m 時(shí)， 0 . 0 5 的折射率差就可以 使器件的單調(diào)調(diào)諧范圍 達(dá)到整個(gè)C波段。 通過數(shù)值模擬， 分析了反射 相移對(duì)液品 法一 拍腔 ( F - P 腔) 調(diào)諧性能的影響。 最后對(duì)該類器件的主 要性能指標(biāo)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)評(píng)估， 并針對(duì)濾波器的損耗和帶寬要求提出了 優(yōu)化方案。運(yùn)用薄膜特征矩陣方法對(duì)常規(guī)又 1 4 薄膜堆以及諧振腔結(jié)構(gòu)薄膜堆的超棱鏡色散進(jìn)行了 理論模擬及分析。 設(shè)計(jì)并搭建了 對(duì) “ 超棱鏡” 效應(yīng)產(chǎn)生的

4、微小色散位移進(jìn)行測(cè)量的實(shí)驗(yàn)裝置， 經(jīng)檢測(cè)其精度可以 達(dá)到3 -5 u m 。 設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)表明， 在常規(guī)A / 4 周期膜系中可觀察到可觀的 “ 超棱鏡” 效應(yīng)， 本文中 給出的 1 0個(gè)周期的膜堆， 在給定條件下可產(chǎn)生2 2 u m 的色散位移;鍍上金屬反射鏡后， 雖然色散 位移略有減小，反射光強(qiáng)卻得到了 增大， 而且可以 通過多次反射增加色散位移; 而F - P 腔結(jié)構(gòu)的膜堆， 雖然帶寬比 較狹窄，卻能產(chǎn)生高達(dá)6 5 v m

5、的 色散位移， 而且色散接近線性， 較傳統(tǒng)的光柵或棱鏡元件而言，具有更大的色分辨率。論文研究工作表明 應(yīng)用光學(xué)薄膜技術(shù)有可能構(gòu)造出 具有更為奇異特性的 可以 應(yīng)用于不同場(chǎng)合的光學(xué)薄膜功能器件。關(guān)鍵詞:波分復(fù)用 薄膜 液晶法一 泊腔 超棱鏡色散浙江大學(xué)碩士論文b y s u p e r p r i s m e f e c t f o r s i n g l e r e f l e c t i o n i s m e a s

6、u r e d o u t a b o u t 2 2 p m , w h i c h i s d e c r e a s e dw i t h t h e m e t a l r e f l e c t o r d e p o s i t e d . B u t m e t a l r e f l e c t o r s r e f l e c t e d o f l i g 扭g r e a t l y

7、, a n d t h e s h i f t c a n a l s o b e i n c r e a s e d b y a d d i n g t h e n u m b e r o f r e f l e c t i o n s . A s f o r a s t h et h i n f i l m s t a c k w i t h F a b r y - P e r o t c

8、 a v i t y , s p a t i a l s h i f t i s a c h i e v e d 6 5 u m a t t h e w a v e l e n g t h o fp e a k t r a n s m i t a n c e , w h i c h c o n s i s t s w e l l w i t h t h e d e s i g n e d o n e

9、. C o m p a r e d w i t h t h ec o n v e n t i o n a l g r a t i n g e l e m e n t a n d p r i s m , t h e d e v i c e h a s s m a l l e r s i z e a n d h i g h e r s p a t i a lr e s o l u t i o n , w h

10、i c h i s n e a r l y 3 . 4 0 / n m， a n d a p p r o x i m a t e l i n e a r s h i f t a c c o r d i n g t o t h em e a s u r e m e n t .S t u d y o f t h i s p a p e r s h o w s t h a t , n e w t h i n

11、 f i l m s t r u c t u r e s w i t h m o r e n o v e l p r o p e r t i e s c a n b ec o n s t r u c t e d b y o p t i c a l t h i n f i l m t e c h n o l o g y , a n d c a n b e u s e d i n d i f f e r