專利名稱：熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)及具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的光路分離干涉系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當前，在光通信器件的設(shè)計中，很多產(chǎn)品都需要基于利用固定的位相關(guān)系進行干涉來實現(xiàn)，如interleaVer、DPSK等等。其中，最廣泛用到的結(jié)構(gòu)包括邁克爾遜干涉儀(如圖 1)、馬赫-曾德干涉儀(如圖2，3)等結(jié)構(gòu)，圖2中的反射鏡102也可為偏振分光鏡(PBS)，半透半反射鏡101也可以用偏振分光鏡(PBS)代替；圖3中201為分光片，202為反射鏡，在其主光路中加入一位相延遲部件203。但此類系統(tǒng)采用空氣隙作為位相延遲介質(zhì)，相對位相延遲主要取決于臂長差和空氣折射率。這里，臂長差固定，而空氣折射率滿足如下洛倫茲-洛倫斯公式，其中，N1為1立方厘米中分子數(shù)目，a為分子極化率。從上式可以看出，要保證穩(wěn)定的位相差，則必須要保證N1為定值。換句話說，必須保證產(chǎn)品工作在非常高的密封條件下。目前此類產(chǎn)品一般采用平行縫焊等工藝來實現(xiàn)密封要求，但成本很高，工藝要求復雜，實際生產(chǎn)中的還存在較高的不良率。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述問題，本實用新型提出一種應用于光學系統(tǒng)的熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，及具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的光路分離干涉系統(tǒng)。為達到上述目的，本實用新型所提出的技術(shù)方案為熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，包括一方框型的超低膨脹ULE玻璃間隔塊，其兩端口光膠兩平行的玻璃平板，構(gòu)成一密封的空氣隙。具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，所述干涉系統(tǒng)為經(jīng)過光路分離實現(xiàn)光程差的位相干涉系統(tǒng)，其特征在于所述干涉系統(tǒng)的主光路中設(shè)有上述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；所述干涉系統(tǒng)的參考光路中設(shè)有與主光路中熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的玻璃平板同材料的一個或兩個平行玻璃平板；如圖5，所述參考光路中的一個玻璃平板的厚度或兩個玻璃平板的厚度之和與所述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的兩玻璃平板厚度之和相等，即d3=dl+d2 ；所述主光路與參考光路中開放的空氣厚度相等，即 al+a2=a3+a4;從而，兩光路的光程差為熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)中的密封空氣隙，只要調(diào)試好其空氣隙密度及厚度，即可實現(xiàn)干涉系統(tǒng)的熱穩(wěn)定。進一步的，所述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的玻璃平板及參考光路中的玻璃平板各面均鍍有增透膜；或者所述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的玻璃平板及參考光路中的玻璃平板最后一個平板面鍍有高反射膜，其余各面均鍍增透膜。優(yōu)先的，所述干涉系統(tǒng)為邁克爾遜干涉儀或者馬赫-曾德干涉儀等利用分離光路的光程差實現(xiàn)位相干涉的系統(tǒng)。本實用新型的有益效果有效的降低當前同類產(chǎn)品的密封工藝要求，降低了封裝成本；同時提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

圖1為邁克爾遜干涉儀光路示意圖；圖2為馬赫-曾德干涉儀光路一示意圖；圖3為馬赫-曾德干涉儀光路二示意圖；圖4為本實用新型的熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖5為本實用新型實施例一基于邁克爾遜干涉儀的光路示意圖；圖6為本實用新型實施例二基于邁克爾遜干涉儀的光路示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本實用新型做進一步說明。如圖4所示，為本實用新型的熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，包括一方框型的超低膨脹ULE玻璃間隔塊301，其兩端口光膠兩平行的玻璃平板302，構(gòu)成一密封的空氣隙303。其中ULE玻璃間隔塊301也可以用其他的超低膨脹材料代替，玻璃平板與其之間可以采用光膠工藝，也可以采用其他膠合工藝連接，以保證達到理想的密封性能。如圖5所示，為本實用新型的具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，在邁克爾遜干涉儀的主光路中加入上述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)402，以保證所需的固定光程差，同時在參考光路中加入與上述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)402的玻璃平板同材料的兩平行玻璃平板403，其厚度之和與熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)402 的兩玻璃平板厚度之和相等，即d3=dl+d2 ；另外，主光路與參考光路中開放的空氣厚度相等，及偏振分光棱鏡(PBS) 401到反射鏡404之間開放的空氣總厚度al+a2與偏振分光棱鏡 (PBS) 401到反射鏡405之間開放的空氣總厚度a3+a4滿足al+a2=a3+a4。由此，上述兩光路的光程差僅由熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)402的密封空氣隙來實現(xiàn)，其厚度d根據(jù)所需要實現(xiàn)的FSR來確定，其中，d為密封空氣的厚度，na為密封空氣折射率，c為光在真空中的速度，由于空氣隙處于良好的密封條件下，其空氣折射率的變化基本可忽略。在實際調(diào)試過程中，監(jiān)控到系統(tǒng)的FSR等于設(shè)計值時，即可認為滿足al+a2=a3+a4。如圖5中的結(jié)構(gòu)，其中熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)402的兩玻璃平板及參考光路中的兩玻璃平板 403各面均鍍有增透膜。圖6中提供的是該結(jié)構(gòu)的一種變形即省略兩光路中的反射鏡404， 405，直接在熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)402玻璃平板的最后一個平面及參考光路中兩玻璃平板403的最后一個平面上鍍高反射膜，簡化了光路。上述參考光路中的兩玻璃平板403也可用一整塊平行玻璃平板代替，其厚度與兩玻璃平板厚度之和相等。上述具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，也可以是在馬赫-曾德干涉儀的兩光路中分別加入上述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的密封空氣隙及光路補償玻璃平板，其所需滿足條件同上，如圖6所示， al=a3, d3=dl+d2。所述干涉儀還可以是其它利用分離光路的光程差實現(xiàn)位相干涉的系統(tǒng)。本實用新型的熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)及具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，由于空氣隙處于良好的密封條件下，其空氣折射的變化基本可忽略?？諝庀兜拿芊馔ㄟ^光膠或者膠合工藝實現(xiàn)，工藝簡單，封裝成本低。干涉儀兩光路的光程差僅由上述密封的空氣隙來實現(xiàn)，其空氣折射率變化基本可忽略，故可實現(xiàn)熱穩(wěn)定的干涉結(jié)構(gòu)。盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上對本實用新型做出的各種變化，均為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一方框型的超低膨脹ULE玻璃間隔塊，其兩端口光膠兩平行的玻璃平板，構(gòu)成一密封的空氣隙。
2.具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，所述干涉系統(tǒng)為經(jīng)過分離光路實現(xiàn)光程差的位相干涉系統(tǒng)，其特征在于所述干涉系統(tǒng)的主光路中設(shè)有一熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；所述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)為權(quán)利要求1所述的熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；所述干涉系統(tǒng)的參考光路中設(shè)有與主光路中熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的玻璃平板同材料的一個或兩個平行玻璃平板；所述參考光路中的一個玻璃平板的厚度或兩個玻璃平板的厚度之和與所述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的兩玻璃平板厚度之和相等；所述主光路與參考光路中開放的空氣厚度相等。
3.如權(quán)利要求2所述的具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，其特征在于所述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的玻璃平板及參考光路中的玻璃平板各面均鍍有增透膜。
4.如權(quán)利要求2或3所述的具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，其特征在于所述干涉系統(tǒng)為邁克爾遜干涉儀。
5.如權(quán)利要求2或3所述的具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，其特征在于所述干涉系統(tǒng)為馬赫-曾德干涉儀。
6.如權(quán)利要求4所述的具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，其特征在于所述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的玻璃平板及參考光路中的玻璃平板的最后一個平板面鍍有高反射膜，其余各面均鍍增透膜。
專利摘要本實用新型公開了一種熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，包括一方框型的超低膨脹ULE玻璃間隔塊，其兩端口光膠兩平行的玻璃平板，構(gòu)成一密封的空氣隙。具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，主要通過在主光路中增加一個上述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的密封空氣隙保證所需的固定光程差，同時在參考光路中加入與主光路中用于密封空氣隙的玻璃平板同厚度、同材料的平行玻璃平板，使兩光路的光程實現(xiàn)穩(wěn)定的熱補償。上述干涉系統(tǒng)主要是利用分離光路經(jīng)過的光程差實現(xiàn)位相干涉，進而實現(xiàn)波長選擇的系統(tǒng)，如光通信光學器件中廣泛采用的邁克爾遜干涉儀、馬赫-曾德干涉儀等結(jié)構(gòu)。以上結(jié)構(gòu)可有效的降低當前同類產(chǎn)品的密封工藝要求，對產(chǎn)品穩(wěn)定性提高和封裝成本的降低都具有現(xiàn)實的意義。
文檔編號G02B26/00GK202025126SQ20112013616
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者凌吉武, 吳礪, 胡豪成 申請人:福州高意通訊有限公司