[發明專利]用于密集波分復用的可堆疊窄帶濾波器

在審

• 申請號: 201310364929.8
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103777265A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 宋達元;謝永杰
• 申請（專利權）人: 捷迅光電有限公司
• 主分類號: G02B5/28
• 分類號: G02B5/28;G02B6/293
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李寶泉;周亞榮

技術領域

本發明涉及電信的一般領域，并且具體地說，涉及在用于電信的密集波分復用（DWDM）中使用的多層薄膜光學濾波器。

背景技術

在光通信中，一條光纖可以承載許多通信信道，其中，每一個信道具有其本身的載波頻率。不同頻率的光通過在本領域中稱為復用器（“復用（mux）”）的裝置被合并到光纖內，并且之后通過被稱為解復用器（“解復用（de-mux）”）的裝置被分離到不同的端口內。復用和解復用裝置通常利用諸如薄膜濾波器的技術來隔離感興趣的波長；在電信中，這些是被國際通信聯盟ITU電網設定的頻率。

通常使用的光纖基于所謂的法布里－珀羅標準具的結構，該法布里－珀羅標準具通常由具有兩個反射表面的透明隔離器構成。該隔離器限定了標準具的腔。對于電信應用，隔離器是具有被調諧到感興趣的透射峰值波長的半波光學厚度的電介質材料的薄層，并且反射表面是具有峰值在設計波長處的寬帶反射率的四分之一波堆疊。以連續的沉積步驟來制作四分之一波堆疊和其間的電介質隔離器，并且兩個或更多的這樣的濾波器可以通過所謂的虛設層分離地而被沉積在彼此的頂部，以形成多腔濾波器。

圖1示出了腔的數量對于具有10nm?FWHM的通常干涉濾波器的通帶形狀的影響。以FWHM單位從中心波長的偏離是應注意：實際的FWHM在每種情況下不同。如圖1中所示，增大腔的數量對于具有用于電信應用的期望特性的通帶形狀具有顯著的影響。帶斜率越陡，近帶阻（near-band?rejection）提高，并且通帶峰值越平坦，接近正方形。因此，通常在每一個光學電信濾波器中使用至少兩個法布里－珀羅標準具的堆疊。

在理論上，只要每一個半波堆疊隔離器的光學厚度和相位是相同的，則每一個腔的透射波長將是相同的。然而，因為每一個標準具結構的透射峰值波長對于在隔離器和反射表面的結構上的微小差別敏感，所以堆疊的標準具的通帶峰值不總是對準，并且作為結果的雙色濾波器經常不適于電信應用。當前，在密集波分復用（DWDM）濾波器中使用的法布里－珀羅干涉儀的隔離器僅有幾個微米厚，但是對于一些應用，需要隔離器更大。因為作為結果的結構不均勻和伴隨的透射率差別，用于制造這樣的更厚隔離器濾波器的傳統沉積方法不起作用。因此，繼續需要一種用于制造這樣的可堆疊濾波器的經濟和實用的方法，并且本發明提供了一種克服了這些問題的替代的濾波器結構和其制造方法。

發明內容

本發明在于如下思想：使用平面平行光學窗口而不是具有反射涂層的沉積的電介質材料來作為在用于DWDM應用的堆疊中的每一個濾波器的隔離器。在最簡單的實施例中，該光學窗口具有半波厚度，并且在其拋光側的每一個上沉積高度反射的四分之一波堆疊。該光學窗口具有比簡單濾波器大得多的面積，由此獲得大的涂敷光學窗口，從其可以產生許多單腔濾波器。因為作為結果的半波隔離器在整個窗口區域上具有相同的厚度，并且在相同的條件下貫穿各處執行四分之一波堆疊沉積處理，所以從光學窗口制造的每一個單腔具有在感興趣的范圍內的相同的透射波長，并且因此對于DWDM應用容易地可堆疊。

在本發明的另一個實施例中，該光學窗口被選擇具有等于半波板所需的一半的厚度，并且在單側上被涂敷有四分之一波堆疊反射器。因為單沉積步驟，而不是用于涂敷光學窗口的兩側所需的兩個步驟，這進一步消除了在涂敷板的結構中的非同質的機會。該窗口然后被劃分為多個相同部件，該多個相同部件可以通過將它們光學接觸而被成對地組合，以便形成具有作為結果的半波隔離器和相同的透射波長的單獨的單腔濾波器。這些濾波器有益地類似地可堆疊以用于DWDM應用。

在本發明的任一實施例中，優選地使用對熱變化光學敏感的材料來制作該堆疊，使得該透射峰值可以由耦合到濾波器的溫度控制系統維持在期望的設定點?？梢砸詡鹘y反饋控制方式來使用加熱器、用于該加熱器的能量源、用于測量濾波器溫度的熱敏電阻、和處理器/控制器，來將該濾波器的透射波長調諧和維持在期望波長處。

通過在隨后的說明書中的本發明的說明和在所附的權利要求中具體指出的新穎特征，各種其他優點將變得清楚。因此，為了實現如上所述的目的，本發明由在以下附圖中圖示、在優選實施例的詳細說明中充分說明并且在權利要求中具體指出的特征構成。然而，這樣的附圖和說明僅公開了可以實施本發明的各種方式的僅一些。

附圖說明

圖1圖示堆疊相同的薄膜濾波器對于通過其相對于中心波長的偏離而以半最大值全寬度（FWHM）為單位量度的標準化的透射率的形狀的影響。

圖2是通過在透明襯底上依序沉積反射涂層、電介質隔離器和另一個反射涂層而制造的傳統法布里-珀羅薄膜濾波器的示意截面。