光学滤波器是现代光学器件的核心部件之一,被广泛应用于各种光学器件和光学系统,尤其是光通讯和光谱仪。国际上已经制作了多种光学滤波器,如法布里-波罗滤波器、薄膜干涉滤波片、马赫—曾德尔干涉仪滤波器、光栅滤波器、波导滤波器等。但是,目前的这些光学滤波器只能调谐带宽或者波长,而不能实现带宽和波长的同时调谐。随着光通讯技术和多光谱／精细光谱技术的发展,那种仅能调谐带宽或波长的光学滤波器已不能满足要求,越来越需要一种既可以调谐带宽也可以调谐波长的可调光学滤波器以满足未来的发展需要。然而,到目前为止,这种带宽可变可调光学滤波器的报道还非常少。液晶是一种高双折射材料且其有效折射率很容易通过电压而改变,已在可调光学滤波器方面得到了广泛的应用。但是,目前报道的液晶可调光学滤波器都无法实现带宽和波长的同时调谐。胆固醇液晶(cholesteric liquid crystal, CLC)是一种具有周期性螺旋结构的双折射材料,可通过在向列型液晶中掺杂手性分子得到。它最特殊的特性之一就是具有圆偏振光的选择性反射,且反射带的中心波长和带宽很容易通过温度、电压、光照、声波场等外部因素而改变,这种特性使得它可以应用在可调光学滤波器方面。目前已有基于胆固醇液晶的可调光学滤波器的报道,但是还没有基于胆固醇液晶的带宽可变可调光学滤波器的相关报道。本论文中我们研究了胆固醇液晶光学特性,并设计和开发了胆固醇液晶在带宽可变可调光学滤波器的应用。具体研究内容主要包括以下几方面：1)研究了入射角对胆固醇液晶反射带的影响,发现随着入射角的增大胆固醇液晶的反射带会发生蓝移。基于此特性,我们设计了一种基于胆固醇液晶反射模式的带宽可变可调光学滤波器。在反射模式中入射光首先被第一片胆固醇液晶反射片所反射,之后被第二片胆固醇液晶反射片反射。通过改变两片胆固醇液晶反射片的光入射角便可改变输出的中心波长和带宽。该滤波器的中心波长的可以从573.8nm调到513.4nm,带宽可以从80nm变到10nm。2)研究了手性分子浓度对胆固醇液晶反射带的影响,发现胆固醇液晶反射带的中心波长依赖于手性分子的浓度。基于此原理,我们将四种不同手性分子浓度的胆固醇液晶溶液依次灌入到同一液晶盒中制备了两片空间分布胆固醇液晶样晶。将两片空间分布胆固醇液晶平行放置,利用它们的反射模式,我们设计和开发了一种可同时改变波长和带宽的可调光学滤波器,通过改变入射光在两片空间分布胆固醇液晶的空间位置,便可实现波长和带宽的同时可调。该滤波器的中心波长可以从480.9nm调到618.7nm,FWHM可以从59.6nm变到27.5nm。3)研究了温度对胆固醇液晶反射带的影响,实验结果表明,随着温度的增加胆固醇液晶的反射带位置产生蓝移。基于这一特性,利用两片平行放置的胆固醇液晶的反射模式,我们设计和开发了一种带宽可变可调光学滤波器,通过改变两片胆固醇液晶的温度即可改变滤波器的中心波长和带宽。中心波长可以从598nm调到534nm,FWHM以从85.8nm变到26.2nm.