[發(fā)明專利]一種TO封裝的可調(diào)諧光濾波器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410763048.8
• 申請(qǐng)日: 2014-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105739029A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙武麗;李陽(yáng);凌吉武;吳礪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州高意通訊有限公司
• 主分類號(hào): G02B6/42
• 分類號(hào): G02B6/42
• 代理公司: 北京市煒衡律師事務(wù)所 11375
• 代理人: 張輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光濾波器件領(lǐng)域，尤其涉及一種可調(diào)諧光濾波器。

背景技術(shù)

隨著transponder調(diào)制速率的提升，對(duì)激光器的性能提出了更高的要求，高性能的激光器價(jià)格不菲，此處高性能是指輸出功率高。而為了降低成本，往往采用低輸出功率的激光器配合EDFA再加上一個(gè)能濾除ASE噪聲的光學(xué)濾波器，也可以達(dá)到和高性能激光器一致的系統(tǒng)性能。傳統(tǒng)的ASE噪聲濾波器采用基于薄膜濾波技術(shù)的濾波片，缺點(diǎn)是透過(guò)波長(zhǎng)固定，而可調(diào)諧濾波器更適用于波長(zhǎng)靈活切換的高速傳輸網(wǎng)。

目前可用于可調(diào)諧光濾波器的技術(shù)較多，可調(diào)諧濾波技術(shù)主要利用光的干涉或衍射效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)可選擇的濾波。具體可分為聲光可調(diào)濾波器型、光纖布拉格光柵型、F—P腔型(基于壓電或微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù))和薄膜濾光片(TFF)型等。其中，聲光TOF利用聲光效應(yīng)改變波導(dǎo)折射率周期形成光柵，其調(diào)諧速度快，但制造成本高，而且相鄰?fù)ǖ栏綦x度較差，不適合于密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)。光纖光柵型TOF利用光纖布拉格衍射特性，通過(guò)控制溫度變化來(lái)調(diào)節(jié)應(yīng)力，其帶寬和相鄰?fù)ǖ栏綦x度都較好，可用于DWDM系統(tǒng)，但是其調(diào)諧范圍不大，容易受外界環(huán)境的影響，長(zhǎng)期穩(wěn)定性也不夠好，事實(shí)上一直都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)實(shí)際工程應(yīng)用。基于TFF的電機(jī)調(diào)諧角度的TOF的特點(diǎn)是成本較高，長(zhǎng)期可靠性較差；基于光柵和MEMS鏡的TOF可以得到可靠性尚可的TOF，但其物料和封裝成本都較高；而使用調(diào)諧F-P腔的TOF具有原理簡(jiǎn)單，封裝易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。

基于F-P腔型的TOF的原料加工和光元件封裝技術(shù)是影響其成本的重要因素。調(diào)諧F-P腔得到可調(diào)諧濾波器比較成熟的有類似于MICRO-OPTICS公司的使用PZT控制兩個(gè)光纖端面的距離實(shí)現(xiàn)控制濾波器中心波長(zhǎng)的功能。這種方案的封裝雖然可以得到調(diào)諧范圍大的TOF，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度大，所以售價(jià)較高。而單純使用熱調(diào)諧固體標(biāo)準(zhǔn)具的方式的缺點(diǎn)是調(diào)諧范圍比較窄，例如AEGISFILTER雖然本身可以做到在很寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)只有一個(gè)單峰輸出，但要實(shí)現(xiàn)寬調(diào)諧范圍則需要變化的溫度范圍很寬，例如要實(shí)現(xiàn)5THz的調(diào)諧范圍，需要的溫度變化值約500度，這幾乎不能實(shí)現(xiàn)。濾除ASE噪聲的濾波器并不需要波形為很好的平頂，高斯型的濾波波形即可滿足要求，但其對(duì)體積的要求很嚴(yán)格，要求能夠封裝在100Gb/s可插拔光收發(fā)模塊CFP2或CFP4內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種TO封裝的可調(diào)諧光濾波器，具有體積小、成本低的優(yōu)點(diǎn)；該封裝結(jié)構(gòu)的熱調(diào)諧F-P腔具有較低的熱串?dāng)_，環(huán)境穩(wěn)定性好、可靠性高，而且調(diào)諧速度快、重復(fù)性好。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種TO封裝的可調(diào)諧光濾波器，包括一輸入輸出端和一組可調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)具組，還包括一TO底座，所述TO底座上設(shè)有一反射面和支撐基座組，支撐基座組的各支撐基座高度不同；所述可調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)具組的各標(biāo)準(zhǔn)具分別設(shè)于各支撐基座上；TO底座上設(shè)一TO管帽，將反射面和可調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)具組封裝于管帽內(nèi)，所述輸入輸出端與管帽頂端連接；信號(hào)光經(jīng)輸入輸出端輸入之后，依次經(jīng)過(guò)可調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)具組的濾波之后入射到反射面上，經(jīng)反射面反射后再次經(jīng)過(guò)可調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)具組的濾波，最后經(jīng)輸入輸出端輸出。

進(jìn)一步的，還包括加熱控制器；所述可調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)具組由熱敏材料制成，其上鍍有加熱電阻膜，與TO底座的PIN管腳電連接；所述TO底座的PIN管腳與加熱控制器電連接。

進(jìn)一步的，所述支撐基座組包括至少兩個(gè)支撐基座，兩支撐基座的高度差大于或等于0.3mm；所述可調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)具組包括至少兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具，兩標(biāo)準(zhǔn)具的FSR不同。

進(jìn)一步的，所述各支撐基座采用低熱導(dǎo)率材料制成；所述一個(gè)支撐基座由至少兩根支柱構(gòu)成，由該至少兩根支柱支撐一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具。

進(jìn)一步的，所述輸入輸出端為一雙光纖準(zhǔn)直器，所述可調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)具組的通光面與反射面之間成一夾角放置；或者，所述輸入輸出端為一光環(huán)行器。

進(jìn)一步的，所述夾角在2°~6°范圍內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述可調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)具組的各標(biāo)準(zhǔn)具上設(shè)有熱敏電阻，用于檢測(cè)各標(biāo)準(zhǔn)具的溫度，各熱敏電阻與TO底座的PIN管腳電連接。

或者，還包括一光電探測(cè)器，所述光電探測(cè)器設(shè)于TO底座上，反射面的后面；所述反射面為一部分透射部分反射面，其反射率在85%-95%范圍內(nèi)；信號(hào)光經(jīng)輸入輸出端輸入之后，依次經(jīng)過(guò)可調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)具組的濾波之后入射到反射面上，部分經(jīng)反射面反射后再次經(jīng)過(guò)可調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)具組的濾波，最后經(jīng)輸入輸出端輸出；部分透射過(guò)反射面入射到光電探測(cè)器上，由光電探測(cè)器接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。