專利名稱：通帶濾光片的設(shè)計(jì)和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域是光學(xué)薄膜領(lǐng)域，是關(guān)于光學(xué)薄膜的設(shè)計(jì)和制備方法。
背景技術(shù)：
含有多腔的Fabry-Perot結(jié)構(gòu)的通帶濾光片應(yīng)用非常廣泛，可應(yīng)用于光通信的 DffDM系統(tǒng)、CWDM系統(tǒng)、光學(xué)儀器、醫(yī)療儀器等。多腔的F-P結(jié)構(gòu)的濾光片，通常是由^光 學(xué)厚度(λ ^為通帶濾光片的中心波長(zhǎng))或其整數(shù)倍的高低折射率材料交疊而成，因?yàn)楦叩?折射率材料之間的誤差相互補(bǔ)償，所以多層WXtl光學(xué)厚度的通帶濾光片的控制，最有效的 常用方法是極值法。

發(fā)明內(nèi)容
一種通帶濾光片從設(shè)計(jì)到控制的方法，此方法用于通帶濾光片的設(shè)計(jì)與制造，可 以抑制通帶波紋的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品品質(zhì)?，F(xiàn)有技術(shù)的描述
多腔的F-P結(jié)構(gòu)的濾光片，通常是由光學(xué)厚度或其整數(shù)倍的高低折射率材料交疊 而成，這種多腔結(jié)構(gòu)F-P濾光片的相鄰諧振腔之間的連接層(又名耦合層)的厚度也是WAci 光學(xué)厚度或其奇數(shù)倍。為了消除通帶波紋，只有最前二層或最后二層(幾層)是非WXtl* 學(xué)厚度，因?yàn)楦叩驼凵渎什牧现g的誤差相互補(bǔ)償，所以多層光學(xué)厚度的通帶濾光片 的控制，最有效的常用方法是極值法。但是，這種設(shè)計(jì)和控制方法存在一個(gè)問(wèn)題通帶波紋 在很多情況下無(wú)法消除，通過(guò)調(diào)節(jié)膜系的結(jié)構(gòu)(F-P對(duì)稱結(jié)構(gòu)的層數(shù))可以改善，但是對(duì)于一 個(gè)給定帶寬和矩形度的通帶濾光片，通帶波紋更難消除。新技術(shù)的描述
新技術(shù)是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成?，F(xiàn)有技術(shù)的相鄰諧振腔之間的連接層(耦合 層)均為WXtl光學(xué)厚度或其奇數(shù)倍，新技術(shù)改耦合層為復(fù)合耦合層。復(fù)合耦合層由連接層 及其前后一層或幾層構(gòu)成，內(nèi)含優(yōu)化的非％ λ。光學(xué)厚度層，此處除連接層以外的層可以由 原有相鄰層優(yōu)化而成，也可以增加新層。在控制時(shí)，各％λ^光學(xué)厚度層采用極值法控制，復(fù) 合耦合層各層采用幾何法或比例法控制，通過(guò)優(yōu)化復(fù)合耦合層各層厚度，使其最后一層非 % λ 0光學(xué)厚度層完成時(shí)，光量變化正好處于極值點(diǎn)的位置，也就是說(shuō)，復(fù)合耦合層最后一層 也可采用極值法監(jiān)控，這樣，后續(xù)WXci光學(xué)厚度層就可以繼續(xù)采用極值法控制了。本發(fā)明 采用復(fù)合耦合層，通過(guò)優(yōu)化厚度，達(dá)到高低折射率材料之間的誤差補(bǔ)償，即達(dá)到了消除通帶 波紋的目的，又解決了膜系的中間(此處不含膜系的最前和最后幾層)含有非％ λ ^光學(xué)厚度 層不能用極值法監(jiān)控的問(wèn)題，使直接法可以全程監(jiān)控整個(gè)膜系的生長(zhǎng)過(guò)程。本發(fā)明使得給 定帶寬和矩形度的通帶濾光片的生產(chǎn)變得很容易實(shí)現(xiàn)。


圖1只有后兩層為優(yōu)化的非WXci光學(xué)厚度的設(shè)計(jì)，即典型的現(xiàn)有技術(shù)的透過(guò)率曲線。圖2本發(fā)明的透過(guò)率曲線，其中含有優(yōu)化的非WXci光學(xué)厚度的復(fù)合耦合層。圖3采用直接法監(jiān)控時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的多腔F-P結(jié)構(gòu)濾光片的光量信號(hào)變化圖。圖4采用直接法監(jiān)控時(shí)，本發(fā)明的多腔F-P結(jié)構(gòu)濾光片光量信號(hào)變化圖。圖5采用直接法監(jiān)控時(shí)，復(fù)合耦合層的光量信號(hào)變化圖。
具體實(shí)施例一個(gè)典型的多腔F-P結(jié)構(gòu)的濾光片設(shè)計(jì)，即典型的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)基板/HL6HLHLH L6HLHLHLHL6HLHLHLHL6HLHLHLHL6HLHLHLHL6HLHLHLHL6HLHLHLHL6HLHLHLHL6HLHLHL6H1. 48 66L0. 3183H/空氣，只有最后兩層為優(yōu)化的非％ λ 0光學(xué)厚度的設(shè)計(jì)。H代表高折射率Ta2O5 材料，L代表低折射率SiA材料，IH和IL為一個(gè)、λ ^光學(xué)厚度，λ ^=62511111。圖1為典型的多腔的F-P結(jié)構(gòu)的濾光片(現(xiàn)有技術(shù))透過(guò)率曲線。一個(gè)采用本發(fā)明的多腔F-P結(jié)構(gòu)的濾光片的設(shè)計(jì)基板/1. 3724Η0. 8302L6HLHLH L6HLH1. 2550L0. 4707Η1. 2242LHL6HLH1. 1588L0. 7055Η1. 1258LHL6HLH0. 9530L1. 1033Η0. 94 30LHL6HLHLHLHL6HLHLHLHL6HLH1. 1132L0. 7149Η1. 1520LHL6HLH1. 2188L0. 4834Η1. 2489LHL 6HLHLHL6H1. 5195L0. 2816Η/空氣，現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)和采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)都是73層，結(jié)構(gòu)都 是10個(gè)諧振腔，本發(fā)明的設(shè)計(jì)中含有優(yōu)化的非。光學(xué)厚度復(fù)合耦合層。圖2為本發(fā)明的透過(guò)率曲線。很明顯，本發(fā)明可以很好解決波紋出現(xiàn)的問(wèn)題。我們?cè)倏矗捎弥苯臃刂茣r(shí)的光量信號(hào)變化。圖3采用直接法監(jiān)控時(shí)，典型的多腔F-P結(jié)構(gòu)濾光片(現(xiàn)有技術(shù))光量信號(hào)變化圖， 除最后兩層以外全部是光學(xué)厚度極值點(diǎn)，高低折射率材料的厚度，正好都是極值點(diǎn)。圖4采用直接法監(jiān)控時(shí)，本發(fā)明的光量信號(hào)變化圖，既有非光學(xué)厚度層，也有 ι/4 λ 0光學(xué)厚度層Λ、光學(xué)厚度采用極值控制，非％ λ 0光學(xué)厚度采用幾何法或比例法控制， 而復(fù)合耦合層的最后非W光學(xué)厚度層完成時(shí)光量變化正好處于極值點(diǎn)的位置，這樣接下 來(lái)的％ λ 0光學(xué)厚度層，又回到極值法監(jiān)控方法上來(lái)。圖5采用直接法監(jiān)控時(shí)，復(fù)合耦合層的光量信號(hào)變化圖。第觀層、四層、30層合 稱為復(fù)合耦合層，三層都是優(yōu)化的非厚度，28層、29層可采用幾何法或比例法控制，30 層的非…光學(xué)厚度完成時(shí)光量變化正好處于極值點(diǎn)的位置，也就是說(shuō)，30層也可采用極 值法監(jiān)控。
權(quán)利要求
1. 一種通帶濾光片的設(shè)計(jì)和制造方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于相鄰諧振腔之間的連接層(耦合層) 改為復(fù)合耦合層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合耦合層，其特征在于復(fù)合耦合層由連接層及其前后一 層或幾層構(gòu)成，內(nèi)含優(yōu)化的非％ λ 0光學(xué)厚度層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合耦合層，其特征在于除連接層以外的層可以由原有相 鄰層優(yōu)化而成，也可以增加新層。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合耦合層，其特征在于可以是一組也可以是幾組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于采用直接法監(jiān)控，'/4λ0光學(xué)厚度時(shí) 采用極值法控制；非％ λ 0光學(xué)厚度采用幾何厚度法、比例法或極值法控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于在直接法監(jiān)控時(shí)，復(fù)合耦合層最后 的非％ λ 0光學(xué)厚度層完成時(shí)，光量變化正好處于極值點(diǎn)，其后續(xù)層繼續(xù)采用％ λ 0光學(xué)厚度 極值法監(jiān)控。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)和制造方法，其特征在于應(yīng)用于二個(gè)及二個(gè)以上的 F-P諧振腔組成的通帶濾光片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)和制造方法，其特征在于應(yīng)用于DWDM、CffDM等通帶濾 光片的設(shè)計(jì)和制造。
全文摘要
通帶濾光片的設(shè)計(jì)，通常利用多層 λ0光學(xué)厚度單位的Fabry-perot干涉原理，由雙腔或多腔構(gòu)成。這樣的通帶濾光片的生產(chǎn)控制上，最有效也是最常見的方法是采用 λ0光學(xué)厚度的極值法(直接法)，也就是采用一個(gè)控制片從第一層開始，一直監(jiān)控到最后一層。本發(fā)明的方法是改多腔F-P結(jié)構(gòu)的相鄰諧振腔之間的連接層(耦合層)為含有優(yōu)化的非 λ0光學(xué)厚度的復(fù)合耦合層。在復(fù)合耦合層的監(jiān)控時(shí)，可采用比例法或幾何厚度法來(lái)監(jiān)控其前面的非 λ0光學(xué)厚度，而復(fù)合耦合層的最后非 λ0光學(xué)厚度層完成時(shí)光量變化正好處于極值點(diǎn)的位置，這樣復(fù)合耦合層最后一層非 λ0光學(xué)厚度層也可采用極值法控制，也就是說(shuō)整個(gè)膜系可采用直接法完成。
文檔編號(hào)G02B5/20GK102062888SQ20101054218
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月13日
發(fā)明者王衛(wèi)國(guó), 王明利 申請(qǐng)人:王衛(wèi)國(guó), 王明利