一种新型光滤波装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种新型光滤波装置，包括密闭的滤波容器，所述滤波容器内设有滤波物质，所述滤波物质的形态为液态或气态，所述滤波物质对所述截止光波段和目标通过光波段的吸收强度有明显梯度差。其优点在于，根据滤波物质在不同波段吸收强度的差异，通过改变入射光在滤波物质中通过的光程，或改变滤波物质的浓度实现对不同波段光的高效截止，同时使目标光波段低损耗通过，实现滤波器的功能。本发明专利技术可用于不同光波段的滤波，具有易于实现，成本低廉的优点。的优点。的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种新型光滤波装置


[0001]本专利技术属于光功能器件
，特别涉及一种新型光滤波装置。

技术介绍

[0002]光滤波器主要用来进行波长选择，其在光通信领域和激光
中被广泛应用，如波长选择、稳频、噪声滤除、增益均衡以及光复用/解复用等。目前主流的滤波器主要是基于角色散滤波(光栅和棱镜的分光)、干涉膜滤波、耦合模滤波以及吸收滤波等原理实现。据此，光滤波器可以分为棱镜型滤波器、干涉型滤波器、衍射型滤波器和吸收型滤波器。棱镜型滤波器的峰值透过率高、成本低，但其属于块状结构，色散系数受到限制；干涉型滤波器在特定技术(电光、声光、磁光效应或高质量介质膜)的辅助下可实现高效的窄带滤波，但复杂的制作工艺和技术要求增加了这类滤波器的成本；衍射型滤波器主要包括传统光栅和光纤光栅，这类滤波器同样需要高精度的光栅制作技术；吸收型滤波器主要是根据固体材料的吸收设计，优化设计困难，块状结构限制了小型化的发展。而且，目前高性能滤波器工作波段调谐范围受限，无法实现多波段同时滤波。因此，设计低成本、可多波段工作的新型光滤波器至关重要。

技术实现思路

[0003]基于上述问题，本申请提供一种高性能的可实现多波段滤波的新型光滤波器及其滤波方法，其技术方案为，
[0004]一种新型光滤波装置，包括密闭的滤波容器，所述滤波容器材质对待滤波的入射光高透，所述滤波容器内设有滤波物质，所述滤波物质的形态为液态或气态，所述滤波物质对所述截止光波段和目标通过光波段的吸收强度有明显梯度差，通过改变待滤波的入射光在滤波物质中的光程、或滤波物质浓度来实现滤波功能。
[0005]进一步的，所述滤波物质为液态时，利用气化或稀释溶液改变滤波物质的浓度；所述滤波物质为气态时，改变滤波容器的气体压强或加入稀释气体来改变滤波物质的浓度；
[0006]所述稀释溶液要求对目标通过光波段没有吸收或吸收较小，能够溶于滤波物质且不与滤波物质发生化学反应，可利用稀释溶液在目标通过光波段的可饱和吸收特性实现，既不影响目标通过光波段的光谱线型又可实现对滤波物质的稀释。
[0007]进一步的，所述滤波容器内设有插槽，当滤波物质为气体时，在插槽中插入隔板，调节滤波容器的有效利用空间，改变滤波物质的浓度。
[0008]一种新型光滤波装置，滤波步骤如下，
[0009]S1.入射光被聚焦到滤波物质后，透过滤波物质后的光束经光谱仪采集，根据采集光谱判断截止光波段是否被有效滤除同时目标光波段能否低损耗通过；
[0010]S2.根据滤波结果，改变入射光在滤波物质中的光程或者改变滤波物质浓度,直至通过的目标光波段与截止光波段的激光强度比值最大，实现最优滤波。
[0011]进一步的，若所述截止光波段和目标通过光波段被同时滤除，通过降低滤波物质
的浓度，直至通过的目标光波段与截止光波段的激光强度比值最大，实现最优滤波；若所述截止光波段和目标通过光波段均未被滤除，通过增加入射光在滤波物质通过的光程或滤波物质的浓度，直至通过的目标光波段与截止光波段的激光强度比值最大，实现最优滤波。
[0012]进一步的，待滤波入射光依次通过光衰减片和聚焦透镜后通过滤波物质，通过滤波物质的透射光由光谱仪接收，所述光谱仪将数据发送至计算机；
[0013]所述光衰减片，用于调节入射到滤波容器中的光功率，防止功率过高导致滤波物质性质变化；
[0014]所述聚焦透镜，用于将待滤波入射光聚焦到滤波容器中，降低滤波的功率阈值。
[0015]进一步的，所述滤波物质的选择由截止光波段和目标通过光波段的光谱决定。
[0016]有益效果
[0017]本专利技术利用滤波物质在不同波段的吸收特性设计新型光滤波器，对连续或脉冲激光均可实现多光波段滤波，具有结构简单、成本低廉等优点。
附图说明
[0018]图1是水在1
‑
8微米波段的相对吸收强度分布，说明利用水的吸收特性实现多波段滤波功能的可行性以及相关的技术要求；
[0019]图2是以2微米双波长入射激光的滤波过程为例，说明利用水的吸收实现滤波功能的过程；
[0020]图3是利用酒精作为水的稀释溶液时，测量酒精在2微米处的非线性透过率，证明酒精具有饱和吸收特性，可以起到对水的稀释作用，增加目标光波段的透过率；
[0021]图4是利用该新型光滤波器对2微米双波长激光的滤波结果。
[0022]图5是二氧化碳归一化吸收强度；
[0023]图6是一氧化碳归一化吸收强度；
[0024]图7是氮气归一化吸收强度；
[0025]图8是二氧化硫归一化吸收强度；
[0026]图9是甲烷归一化吸收强度；
[0027]图10是滤波容器结构示意图；
[0028]图11是几种常见固体介质的透过率；
[0029]图中：1
‑
光衰减片，2
‑
聚焦透镜，3
‑
滤波容器，301
‑
隔板，302
‑
插槽，4
‑
光谱仪，5
‑
计算机。
具体实施方式
[0030]以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。
[0031]一种新型光滤波装置，包括密闭的滤波容器，所述滤波容器材质对能够对待滤波的入射光高透，所述滤波容器内设有滤波物质，所述滤波物质的形态为固态(钇铝石榴石、氟化钙、氟化镁、硅、熔融石英和蓝宝石)、液态(水，乙酸乙酯)或气态(氧气、氮气、二氧化
碳、甲烷)，所述滤波物质对所述截止光波段和目标通过光波段的吸收强度有明显梯度差，通过改变待滤波入射光的光程、或滤波物质浓度来实现滤波功能。
[0032]所述滤波物质为液态时，利用气化或稀释溶液改变滤波物质的浓度；所述滤波物质为气态时，改变滤波容器的气体压强来改变滤波物质的浓度，当滤波物质为固态时，改变待滤波入射光在滤波物质中的光程进而改变对待滤波入射光的吸收；
[0033]所述稀释溶液要求对目标通过光波段没有吸收或吸收较小，能够溶于滤波物质且不与滤波物质发生化学反应，可利用溶液在目标通过光波段的可饱和吸收特性实现，既不影响目标通过光波段的光谱线型又可实现液态滤波物质的稀释。
[0034]图10所示，所述滤波容器3内设有插槽302，当滤波物质为气体时，在插槽中插入隔板301，调节滤波容器的有效利用空间，改变滤波物质的浓度。
[0035]一种光滤波方法，包括以下滤波步骤，
[0036]S1.入射光被聚焦到滤波物质后，透过滤波物质后的光束经光谱仪4采集，由计算机显示光谱，根据采集的光谱判断截止光波段是否被有效滤除同时目标光波段能否低损耗通过；
[0037]S2.根据滤波结果，改变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型光滤波装置，其特征在于，包括密闭的滤波容器，所述滤波容器材质对待滤波的入射光高透，所述滤波容器内设有滤波物质，所述滤波物质的形态为液态或气态，所述滤波物质对所述截止光波段和目标通过光波段的吸收强度有明显梯度差，通过改变待滤波的入射光在滤波物质中的光程、或滤波物质浓度来实现滤波功能。2.根据权利要求1所述一种新型光滤波装置，其特征在于，所述滤波物质为液态时，利用气化或稀释溶液改变滤波物质的浓度；所述滤波物质为气态时，改变滤波容器的气体压强或加入稀释气体来改变滤波物质的浓度；所述稀释溶液要求对目标通过光波段没有吸收或吸收较小，能够溶于滤波物质且不与滤波物质发生化学反应，可利用稀释溶液在目标通过光波段的可饱和吸收特性实现，既不影响目标通过光波段的光谱线型又可实现对滤波物质的稀释。3.根据权利要求1所述的一种新型光滤波装置，其特征在于，所述滤波容器内设有插槽，当滤波物质为气体时，在插槽中插入隔板，调节滤波容器的有效利用空间，改变滤波物质的浓度。4.根据权利要求1所述的一种新型光滤波装置，其特征在于，滤波步骤如下，S1.入射光被聚焦到滤波物质后，透过滤波物质后的光束经光谱仪采集，根据采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯天利，商景诚，李涛，赵圣之，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：