基于无序的多通道独立可调局域滤光片及其设计方法_3

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2 具有 2 个通道,其位置为 1549 · 992nm 和 1550 · 019nm。
[0092] 综上所述,通过调整反射器-腔的无序因子,可以实现任意多通道的实时可调,相 比于现有技术中实现多通道的调整需要增加多的滤光片层数呈指数增加的问题,具有十分 显著的优势。
[0093] 参考文献
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【主权项】
1. 一种基于无序的多通道独立可调局域滤光片,其特征在于,W反射器-腔结构为基 础,调整反射器-腔结构的无序因子,从而确定反射器的反射系数和/或腔的光学厚度,获得 多通道独立可调局域滤光片; 所述反射器-腔结构包括N+1个反射器(Ri,R2,…,Rn+i)和N个腔(打,C2,…,Cn); 其中,所述反射器-腔结构的无序因子包括反射器的无序因子(〇1,〇2,-,,〇^)和腔的无 序因子(01,02,…,0N):(/]",《,…,碳ij和(η,η,…,mi)分别为有序和无序的反射器-腔结构中各反射器从左 至右的反射系数,化,/;,…,/;)和(1?,?2,···,?Ν)分别为有序和无序的反射器-腔结构中各腔 从左至右的光学厚度。2. 根据权利要求1所述的局域滤光片,其特征在于,局域滤光片通道波长的强度分离度 接近0,透过率接近1;通道外波长的强度分离度接近1,透过率接近0; 其中,局域滤光片中任一波长λ?的强度分离度为A I(Si,S2, ???S2n+2A),维度为(2Ν+2) XI: A I (Si, S2, ???S2N+2;^j) = I Il(Si , S2, ???S2N+2 ;^j)-Ir(Si , S2, ???S2N+2 ;^j) (Sl,S2,…,S2N+2)为局域滤光片中从左至右的各反射器面; II (Si, S2, · · S2N+2 ; Aj) = II(Si, S2, · · S2N+2; ) /max [ II(Si, S2, ' S2N+2; )] Ir(Si, S2, · · S2N+2 ; Aj) = Ir(Si, S2, · · S2N+2; ) /max [ Ir(Si, S2, ' S2N+2; )] II (Si, S2,· · · S2N+2; λj)和II (Si, S2,· · · S2N+2; λj)分别为光从左入射到反身才器-腔结构时的各 个面强度和归一化强度; Ir(;Si,S2,'''S2N+2A)和Ir(Si,S2, ???S2N+2A)分别为光从右入射到反射器-腔结构时各个 面的强度和归一化强度; max[IL(Sl,S2,…S2N+2A)]是指光从左入射到反射器-腔结构时各个面强度中的最大强 度; max[IR(Sl,S2,…S2N+2A)]是指光从右入射到反射器-腔结构时各个面强度中的最大强 度; 所述反射器-腔结构每个面的强度采用禪合模方程或传输矩阵计算获得。3. 根据权利要求2所述的局域滤光片,其特征在于,所述局域滤光片通道波长的强度分 离度接近0和通道外波长的强度分离度接近1,是指所有通道波长的强度分离度同时接近0, 同时所有通道外波长的强度分离度均接近1。4. 根据权利要求1-3任一项所述的局域滤光片,其特征在于,所述反射器-腔结构至少 包括分层介质或光纤化agg光栅阵列; 所述分层介质结构是指介质界面为反射器,介质层为腔; 所述光纤化agg光栅阵列是指光纤化agg光栅为反射器,光纤段为腔。5. 根据权利要求1所述的局域滤光片,其特征在于,所述反射器-腔结构的局域滤光片 采用低吸收率材料制成; 所述低吸收率材料是指在局域滤光片的工作波长段内材料的折射率虚部小于0.01。6. 根据权利要求4所述的局域滤光片,其特征在于,所述反射器-腔结构的局域滤光片 采用低吸收率材料制成; 所述低吸收率材料是指在局域滤光片的工作波长段内材料的折射率虚部小于0.01。7. -种基于无序的多通道独立可调局域滤光片的设计方法,其特征在于,对权利要求1 所述的基于无序的多通道独立可调局域滤光片的设计过程,包括W下几个步骤: 步骤1:获取反射器-腔结构的无序因子; 所述无序因子包括反射器的反射系数和腔的光学厚度的无序因子; 步骤2:计算局域滤光片中在所需工作波长段中每个波长λ北勺强度分离度ΔI(Sl,S2,… S2N+2A); A I (Si, S2, ???S2N+2;^j) = I Il(Si , S2, ???S2N+2 ;^j)-Ir(Si , S2, ???S2N+2 ;^j) (Sl,S2,…,S2N+2)为局域滤光片中从左至右的各反射器面; II (Si, S2, · · S2N+2 ; Aj) = II(Si, S2, · · S2N+2; ) /max [ II(Si, S2, ' S2N+2; )] Ir(Si, S2, · · S2N+2 ; Aj) = Ir(Si, S2, · · S2N+2; ) /max [ Ir(Si, S2, ' S2N+2; )] IiXSi,S2,'''S2N+2A)和Il(Si,S2, ???S2N+2A)分别为光从左入射到反射器-腔结构时各个 面强度和归一化强度,Ir(Si,S2, ???S2N+2A)和Ir(Si,S2, ???S2N+2A)分别为光从右入射到反 射器-腔结构时各个面的强度和归一化强度; max[IL(Sl,S2,…S2N+2A)]是指光从左入射到反射器-腔结构时各个面强度中的最大强 度; max[IR(Sl,S2,…S2N+2A)]是指光从右入射到反射器-腔结构时各个面强度中的最大强 度; 所述反射器-腔结构中每个面的强度采用禪合模方程或传输矩阵计算获得; 步骤3:在当前无序因子设置下,判断各波长的强度分离度是否满足如下条件,若满足, 则当前无序因子设置即为对应的滤光片所需的设置,滤光片调整优化过程结束,若不满足, 进入步骤4: 所有通道波长的强度分离度均接近0,同时所有通道外波长的强度分离度均接近1; 步骤4:改变反射器-腔结构的无序因子; 步骤5:在改变后的无序因子设置下,计算局域滤光片中所需工作波长段中所有波长 的强度分离度Δ I(Sl,S2,…S2N+2;λj); 步骤6:判断无序因子改变前后,局域滤光片在所需工作波长段中各波长的强度分离度 是否满足如下条件,若满足,则将改变后的无序因子设置作为下一次无序因子调整的基础, 若不满足,则将改变前的无序因子设置作为下一次无序因子调整的基础,返回步骤4: 所有通道波长的强度分离度均更小,同时所有通道外波长的强度分离度均更大。
【专利摘要】本发明公开了一种基于无序的多通道独立可调局域滤光片及其设计方法,局域滤光片的设计通过调节反射器-腔结构的无序,并以强度分离度作为无序调节效果的判据;通过对反射器-腔结构的无序的多次优化过程,最终使得所有通道波长和通道外波长都达到预先设定的强度分离度,透射性能上体现为通道波长处的接近于1的透过率和通道外波长处接近于0的透过率。所采用反射器-腔结构可以对应多种物理实现,可以良好满足不同应用场景的需求。
【IPC分类】G02B5/28, G02B27/00, G02B5/20
【公开号】CN105549143
【申请号】CN201610123748
【发明人】尹红伟
【申请人】尹红伟
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年3月4日
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