中文摘要：

可调谐滤波器在光通讯密集波分复用技术中有很好的应用前景。本课题提出的构建于光纤端面的液晶光子晶体可调谐滤波器具有成本低、容易耦合、可与全光网络匹配和没有机械运动等优点。课题在提出基于光纤的液晶光子晶体可调谐滤波器研究的同时，进一步提出了基于光纤的偏振非敏感型及光控制型液晶光子晶体可调谐滤波器的研究。研究内容包括1）利用传输矩阵法研究对称膜系和液晶层厚度对光子带隙的影响，确定高低折射率材料的厚度和层数以及液晶层厚度，实验获得光纤液晶光子晶体可调谐滤波器；2）研究双液晶缺陷层不同间距、不同扭曲角对P光和S光透射光谱的影响，精确测得器件控制电压与P光和S光调谐波长的对应关系，获得基于光纤的双液晶缺陷层偏振非敏感型滤波器；3）采用含有偶氮基团的手性剂与向列相液晶混合，设计光控制型可调谐滤波器。研究不同强度紫外光、在不同照射时间下，对器件透射光谱的影响，优化光控制型滤波器结构。

结论摘要：

利用传输矩阵法理论模拟了液晶可调谐滤波器的调谐特性，设计制作了液晶可调谐滤波器，单根镀膜光纤在1550nm附近反射率接近98%，滤波器调谐范围63nm,截止深度达到-75dB，合成含有偶氮基团手性剂材料的中间产物。开展了不同液晶填充方式的光子晶体光纤可调谐滤波器，研究发现随着液晶填孔量的减少，光纤的传输机制发生了变化，由全填时的光子带隙型转变为全内反射型，所以在孔全填的情况下有截止传输波段产生，而在四分之一空气孔填充时截止传输波段消失。同时由于液晶的存在，伴随温度的升高，包层的有效折射率逐渐降低，光谱发生移动，且随着填孔量减少，移动范围加大。模场方面，在清凉点温度附近，孔填充量较多时有光场消失现象产生，而孔填充量较少时不存在光场消失现象。进行了光子晶体光纤两端填充的液晶可调谐滤波器的研究，温度在48-60？C之间，通过两端分别控制温度，可以进行608nm和760nm的可控滤波，此设计可以用于温控光开关与光分束器，是一种集成功能器件。开展了不同液晶填充的光子晶体光纤可调谐滤波器的研究，对比度可达到16dB。从室温20℃逐步加热到80℃，最大调谐量可达41nm，并且，通过填充不同参数的LC，可以控制波峰从500nm到1000nm间的任意波长输出或禁止，具有较高的可控性。施加电压的过程中光强逐渐变弱，其在电控窄带衰减器中可得到应用。研究了手性液晶填充的光子晶体光纤可调谐滤波器的研究，在环形注入左手胆甾相液晶后，有液晶端与光源相对时整个光谱基本都被禁止传播，而方向相反时光谱基本全通。使得光在光纤中会在一个方向导通而另一个方向截止的效果，这在光计算方面有潜在的应用。同时，通过这一点可以检测光源的偏振特性。当全填手性材料后，在光纤有液晶端与光源耦合时有禁带产生，相反则没有，这些禁带产生的频率段就可以用于单向导通反向截止的频率段。