光学滤波器在现代的无光源光学器件中,具有重要地位,它已被广泛应用于各种光学机构系统中,尤其是光学探测、光谱分析和光通信技术。目前,国际上已经制作出了多种光学滤波器,如法布里-珀罗液晶滤波器、双折射型液晶滤波器、光栅滤波器等。对光学滤波器的发展背景和液晶滤波器的研究现状做了简单概述,并比较了几种典型滤波器的特点,确定本课题以双折射型液晶滤波器作为研究重点。双折射型液晶滤波器是利用液晶盒作为相位延迟片来构建Lyot型或Solc型滤波器,其中Lyot型和Solc型是双折射型滤波器最基本的两种结构。本文首先介绍了几种典型的光学滤波器的结构原理和它的应用,并对液晶的光学特性和偏振光干涉原理以及双折射型液晶滤波器的结构原理进行了方析。利用偏振光干涉法和Jones矩阵详细阐述了Lyot型和Solc型液晶滤波器的基本原理,并编写了相应的计算机模拟程序。采用理论计算和仿真模拟相结合的方法设计了液晶滤波器的结构,并利用MATLAB软件对单级和多级Lyot型和Solc型液晶滤波器的透射率曲线进行模拟仿真。通过比较不同结构下的液晶滤波器的透射率曲线,分析了其通带半高宽和自由光谱范围的相关参数,提出了机械偏转角液晶滤波器输出性能的影响。其次,利用蜗轮蜗杆和齿轮传动及滚珠导杆机构设计了机械偏转角产生装置,对蜗轮蜗杆和齿轮强度进行了校核和传动精度说明。在Ultra UV-6000系列紫外-可见分光光度计的基础上,搭建了光谱透射率实验测试系统。利用机械偏转角产生转置对制作的单级Lyot型和多级Solc型折叠式液晶滤波器进行了光谱测试,给出了测试结果,并分析了它们的光谱特性。为了提高滤波器的光谱透射率,抑制旁瓣的产生,降低截至深度,利用Solc型和Lyot型液晶滤波器的各自优点,提出了一种结合型液晶滤波器,并且通过仿真模拟和实验证明了该方法可以有效抑制旁瓣,提高光谱分辨率。最后,总结了课题的研究工作,对液晶滤波器性能的进一步改进提出了一些建议。