[發明專利]一種基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202211133329.6
• 申請日: 2022-09-17
• 公開（公告）號: CN115685428A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 解圳皓;華露;陳雷華
• 申請（專利權）人: 蘇州東輝光學有限公司
• 主分類號: G02B5/28
• 分類號: G02B5/28;G02B5/26;G02B5/18;G03F7/20
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 蔣春梅

本發明公開了一種基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片，包括光熱敏折變玻璃基片，根據需要的多通道窄帶濾光片的通道數量、對應的波長，將所述光熱敏折變玻璃基片對應排列劃分為若干曝光區域，通過干涉角度可調節的全息曝光干涉光路對所述光熱敏折變玻璃基片的兩側進行對稱曝光，各個所述曝光區域的曝光量相同，且不同曝光區域的光柵周期不同；本發明同時提供了基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片的制備方法，以及在光通信系統、激光探測領域的應用；通過上述方式，本發明能夠通過一塊體布拉格光柵實現對多種波長的光進行窄帶濾光，有效滿足光通信系統，激光探測等領域不同場景的應用需求。

技術領域

本發明涉及光通訊系統、激光探測領域的窄帶濾光片技術，特別是涉及一種基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片、制備方法及其應用。

背景技術

在光通信技術領域，密集波分復用技術蓬勃發展，在此基礎上窄帶濾光片成為實現“密集”的核心器件之一，目前市場上的窄帶濾光片大多都是通過在玻璃基片上，采用真空鍍膜的方式實現窄帶濾光，其利用了多腔干涉技術，比如現在常用的DWDM設計的膜層數量都要達到數百層之多，而且帶寬越窄，設計膜層數量就越多，且對于薄膜和基板材料的要求越高。

然而，上述采用鍍膜方式制備窄帶濾光片的成本昂貴，同時由于鍍膜技術手段的限制，無法在同一基底上實現多通道窄帶濾波片，實現結構更為緊湊的光模塊，進一步推動產業升級。

目前，采用傳統在玻璃基片上鍍膜的方式，只能實現單通道窄帶濾光，無法實現多通道窄帶濾光，而且目前單塊反射式體布拉格光柵雖然能夠解決更窄帶寬的問題，制備成本更低，但是一塊體光柵只能對應一個通道，僅能采用堆疊的形式實現多通道濾光，光能利用效率低，且結構復雜。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片、制備方法及其應用，能夠通過一塊體布拉格光柵實現對多種波長的光進行窄帶濾光，有效滿足光通信系統，激光探測等領域不同場景的應用需求。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片，包括光熱敏折變玻璃基片，根據需要的多通道窄帶濾光片的通道數量、對應的波長，將所述光熱敏折變玻璃基片對應排列劃分為若干曝光區域，通過干涉角度可調節的全息曝光干涉光路對所述光熱敏折變玻璃基片的兩側進行對稱曝光，各個所述曝光區域的曝光量相同，且不同曝光區域的光柵周期不同。

本發明還提供了一種基于反射式體布拉格光柵的多通道窄帶濾光片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)根據反射式體全息光柵的耦合波理論得到光柵周期：其中：λ₀為中心波長，n_av為光熱敏折變玻璃基片的折射率，產品實際應用時，為0°，根據產品所需通道數量n、窄帶濾光的中心波長λ₀和帶寬FWHM，其中n大于等于2，計算得到1個通道的1個中心波長所對應的1個光柵周期，按照上述計算方式，得到n個通道的n個中心波長所一一對應的n個光柵周期，即最終得出對應各個曝光區域的光柵周期∧；

(2)進一步根據關系式計算得出不同曝光區域下干涉光束的角度θ，式中：λ₁為曝光時激光輸出波長，λ₀為窄帶濾光的中心波長，n為光熱敏折變玻璃基片的折射率；

(3)根據所需帶寬Δλ，計算得到所需曝光厚度：其中d₁、 d₂....dn分別對應通道1、2....n；

(4)在待曝光的光熱敏折變玻璃基片的表面，貼上對應寬度d的黑色吸光膠帶，露出此次需要曝光厚度為dn的區域；

(5)利用全息曝光干涉光路對所述光熱敏折變玻璃基片的兩側進行對稱曝光，當所述全息曝光干涉光路對所述光熱敏折變玻璃基片上第一個曝光區域進行曝光時，干涉條紋的周期與寫入體布拉格光柵的周期均為∧₁；