一種雙腔標(biāo)準(zhǔn)具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，公開了一種雙腔標(biāo)準(zhǔn)具，包括一個固定腔、一個調(diào)諧腔和微型調(diào)控系統(tǒng)，所述調(diào)諧腔與固定腔具有一致的透過峰；所述微型調(diào)控系統(tǒng)與調(diào)諧腔連接，微調(diào)節(jié)調(diào)諧腔的透過峰。本發(fā)明采用固定腔與調(diào)諧腔結(jié)合的雙腔標(biāo)準(zhǔn)具，通過微型控制系統(tǒng)的微調(diào)諧，使得構(gòu)成雙腔標(biāo)準(zhǔn)具的兩個單腔標(biāo)準(zhǔn)具具有嚴(yán)格一致的透過峰，使得該雙腔標(biāo)準(zhǔn)具具有精細(xì)度高的平頂型透過峰，以適用于激光器中鎖波長用；該結(jié)構(gòu)工藝簡便，易于實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】一種雙腔標(biāo)準(zhǔn)具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙腔標(biāo)準(zhǔn)具。
【背景技術(shù)】
[0002]標(biāo)準(zhǔn)具是一種梳狀濾波光學(xué)元件，其主要技術(shù)指標(biāo)包括:自由光譜范圍、透過峰、精細(xì)度等。在光學(xué)，光通訊領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)具有著廣泛的運(yùn)用。
[0003]鎖波器是用于激光器鎖定波長的一種器件，其核心元件就是標(biāo)準(zhǔn)具。這種運(yùn)用的大致原理如下:在正常情況下，激光器輸出波長與標(biāo)準(zhǔn)具的透過峰重合，激光從激光器輸出后經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)具，再到運(yùn)用端。此時激光從激光器輸出的光功率與經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)具后光功率的比值處于極小值狀態(tài)。而當(dāng)激光器輸出波長發(fā)生漂移時，由于標(biāo)準(zhǔn)具的濾波作用，激光經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)具后的光功率降低，激光從激光器輸出的光功率與經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)具后光功率的比值增大。這種功率降低現(xiàn)象被探測到并被處理后形成一個反饋信號。這個反饋信號再被提供給激光器波長控制系統(tǒng)，為其修正激光器輸出波長提供一個參考信號。有時為了提高反饋信號靈敏度，會選擇標(biāo)準(zhǔn)具透過率變化的極值點(diǎn)對應(yīng)的波長與激光器輸出波長重合。所以，標(biāo)準(zhǔn)具在這方面的運(yùn)用中，對標(biāo)準(zhǔn)具的指標(biāo)要求主要是透過峰和精細(xì)度這兩項(xiàng)。
[0004]在某些特殊用途上，要求標(biāo)準(zhǔn)具透過峰具有一定的平頂性，如激光腔選模，InterLeaver等。對于單腔標(biāo)準(zhǔn)具,精細(xì)度指標(biāo)與透過峰平頂性指標(biāo)是相互對立的兩項(xiàng)指標(biāo)。精細(xì)度指標(biāo)要求高了，則透過峰平頂性就差；反之透過峰平頂性好，則精細(xì)度指標(biāo)低。為了能同時滿足高精細(xì)度和透過峰平頂性好這兩項(xiàng)指標(biāo)，需要采用雙腔或多腔標(biāo)準(zhǔn)具。
[0005]以雙腔標(biāo)準(zhǔn)具為例，將兩個單腔標(biāo)準(zhǔn)具連接在一起實(shí)現(xiàn)雙腔標(biāo)準(zhǔn)具，為了實(shí)現(xiàn)透過峰平頂性，則需要嚴(yán)格控制這兩個單腔標(biāo)準(zhǔn)具的透過峰一致，也就是要嚴(yán)格控制這兩個單腔標(biāo)準(zhǔn)具的厚度。如果兩個單腔標(biāo)準(zhǔn)具的材料是一樣的，則兩個單腔標(biāo)準(zhǔn)具的厚度要一致。對于精細(xì)度為20的50GHz空氣隙標(biāo)準(zhǔn)具，兩個單腔標(biāo)準(zhǔn)具厚度偏差需要小于19nm，透過峰才具有比較理想的平頂性。這對于單純通過冷加工實(shí)現(xiàn)厚度控制的制作方案來說是很困難的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題，本發(fā)明提出一種用于激光器鎖波的雙腔標(biāo)準(zhǔn)具，具有精細(xì)度高的平頂型透過峰，同時工藝簡便，易于實(shí)現(xiàn)。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:一種雙腔標(biāo)準(zhǔn)具，包括一個固定腔、一個調(diào)諧腔和微型調(diào)控系統(tǒng)。所述微型調(diào)控系統(tǒng)與調(diào)諧腔連接，微調(diào)節(jié)調(diào)諧腔的透過峰，使調(diào)諧腔與固定腔具有一致的透過峰，兩透過峰相互交疊，交疊區(qū)形成新的精細(xì)的平頂型透過峰。其中，調(diào)諧腔和固定腔具有一致的透過峰，是指二者的透過峰具有相同的精細(xì)度。兩個單腔的透過峰中心波長接近，兩透過峰相互交疊，在交疊區(qū)形成精細(xì)的平頂型濾波效果。所形成的平頂型濾波與單個標(biāo)準(zhǔn)具腔的透過峰周期一致，即具有相的FSR。
[0008]進(jìn)一步的，所述固定腔為固體腔或空氣隙腔。[0009]進(jìn)一步的，所述調(diào)諧腔為固體腔或空氣隙腔。
[0010]進(jìn)一步的，所述調(diào)諧腔為熱敏材料，所述微型調(diào)控系統(tǒng)為溫控系統(tǒng)；或者，所述調(diào)諧腔為電光材料，所述微型調(diào)控系統(tǒng)為電控系統(tǒng)。
[0011]進(jìn)一步的，所述固定腔與調(diào)諧腔深化光膠連接。
[0012]本發(fā)明的有益效果為:采用固定腔與調(diào)諧腔結(jié)合的雙腔標(biāo)準(zhǔn)具，通過微型控制系統(tǒng)的微調(diào)諧，使得構(gòu)成雙腔標(biāo)準(zhǔn)具的兩個單腔標(biāo)準(zhǔn)具具有嚴(yán)格一致的透過峰，使得該雙腔標(biāo)準(zhǔn)具具有精細(xì)度高的平頂型透過峰，以適用于激光器中鎖波長用；該結(jié)構(gòu)工藝簡便，易于實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的雙腔標(biāo)準(zhǔn)具實(shí)施例一；
圖2為本發(fā)明的雙腔標(biāo)準(zhǔn)具實(shí)施例二；
圖3為本發(fā)明的雙腔標(biāo)準(zhǔn)具實(shí)施例三。
[0014]附圖標(biāo)記:101、楔角片；102間隔塊；103、平片；104、第一鍍膜面；105、第二鍍膜面；106、第三鍍膜面；107、微型調(diào)控系統(tǒng)；201、第一平片；202、第二平片；203、第一鍍膜面；204、第二鍍膜面；205、第三鍍膜面；206、微型調(diào)控系統(tǒng)；301、楔角片；302、間隔塊；303、平片；304、第一鍍膜面；305、第二鍍膜面；306、第三鍍膜面；307、微型調(diào)控系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0016]本發(fā)明采用固定腔與調(diào)諧腔結(jié)合的雙腔標(biāo)準(zhǔn)具，通過微型控制系統(tǒng)的微調(diào)諧，使得構(gòu)成雙腔標(biāo)準(zhǔn)具的兩個單腔標(biāo)準(zhǔn)具具有嚴(yán)格一致的透過峰，使得該雙腔標(biāo)準(zhǔn)具具有精細(xì)度高的平頂型透過峰，解決了傳統(tǒng)雙腔標(biāo)準(zhǔn)具難以控制兩個單腔透過峰一致的問題。而且，單個標(biāo)準(zhǔn)具腔的通帶周期很細(xì)，例如，50GHz的標(biāo)準(zhǔn)具，其通帶周期在ΙΟ—1?級別。具體的，本發(fā)明的雙腔標(biāo)準(zhǔn)具包括一個固定腔、一個調(diào)諧腔和微型調(diào)控系統(tǒng)，該調(diào)諧腔與固定腔具有一致的透過峰；微型調(diào)控系統(tǒng)與調(diào)諧腔連接，微調(diào)節(jié)調(diào)諧腔的透過峰，使其透過峰與固定腔的透過峰嚴(yán)格一致。其中，固定腔可以是固體腔，也可以是空氣隙腔；同樣的，調(diào)諧腔也可以是固體腔或空氣隙腔。調(diào)諧腔優(yōu)選熱敏材料，相應(yīng)的微型調(diào)控系統(tǒng)采用溫控系統(tǒng)，通過對調(diào)諧腔的溫度進(jìn)行控制，使其與固定腔的透過峰保持嚴(yán)格一致。調(diào)諧腔還可以選用電光材料，相應(yīng)的微型調(diào)控系統(tǒng)采用電控系統(tǒng)，通過對電光材料的折射率進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其與固定腔的透過峰保持嚴(yán)格一致。
[0017]具體的，如圖1所示的實(shí)施例一，固定腔為一空氣隙腔，調(diào)諧腔為一固體腔。其中包括楔角片101、間隔塊102、平片103和一微型調(diào)控系統(tǒng)107 ;在楔角片101的直角面和平片103的兩個通光面均鍍上部分反射膜，分別為第一鍍膜面104、第二鍍膜面105和第三鍍膜面106，其中第一鍍膜面104和第三鍍膜面106的反射率為90%，第二鍍膜面105的反射率為99%，楔角片101的楔角面鍍增透膜。間隔塊102置于楔角片101與平片103之間，通過深化光膠連接，第一鍍膜面104與第二鍍膜面105形成一空氣隙腔，作為固定腔；平片103的兩個通光面，第二鍍膜面105和第三鍍膜面106，形成一固體腔，作為調(diào)諧腔。微型調(diào)控系統(tǒng)107與平片103側(cè)面連接，對平片103進(jìn)行調(diào)節(jié)。該實(shí)施例中，楔角片101、間隔塊102和平片103均采用融石英，微型調(diào)控系統(tǒng)107為溫控系統(tǒng)，通過冷加工分別制作融石英楔角片、融石英間隔塊和融石英平片，對融石英楔角片和融石英平片進(jìn)行鍍膜，并將三者深化光膠連接，使得融石英平片構(gòu)成的固體腔與空氣隙腔具有大概一致的透過峰，再通過溫控系統(tǒng)對融石英平片的溫度進(jìn)行控制，使其與空氣隙腔具有嚴(yán)格一致的透過峰。其中，楔角片101和間隔塊102還可以采用與平片103不同的光學(xué)材料，如Zerodur或ULE等光學(xué)玻
3? ο
[0018]圖2所示為本發(fā)明的實(shí)施例二，固定腔和調(diào)諧腔均采用固體腔，由兩個平片，第一平片201和第二平片202構(gòu)成，兩平片的通光面均鍍部分反射膜，兩平片通過深化光膠連接，其中兩平片的連接面為第二鍍膜面204，第一平片201的另外一個通光面為第一鍍膜面203，第二平片202的另外一個通光面為第二鍍膜面205，第一鍍膜面203和第三鍍膜面205的反射率為90%，第二鍍膜面204的反射率為99%。該實(shí)施例中，第一平片201的材料為硅，作為調(diào)諧腔，第二平片202為融石英，作為固定腔，微型調(diào)控系統(tǒng)206為溫控系統(tǒng)。通過冷加工分別制作硅平片和融石英平片，對硅平片和融石英平片的通光面分別鍍膜，并將二者深化光膠連接，溫控系統(tǒng)與硅平片連接，使得硅平片構(gòu)成的調(diào)諧腔與融石英平片構(gòu)成的固定腔具有大概一致的透過峰，再通過溫控系統(tǒng)對硅平片的溫度進(jìn)行控制，使其與固定腔具有嚴(yán)格一致的透過峰。
[0019]圖3所示為本發(fā)明的實(shí)施例三，與實(shí)施例一不同的是，該實(shí)施例中固定腔為一固體腔，調(diào)諧腔為一空氣隙腔，微型調(diào)控系統(tǒng)與空氣隙腔連接。具體的，該雙腔標(biāo)準(zhǔn)具包括楔角片301、間隔塊302、平片303和一微型調(diào)控系統(tǒng)307 ;在楔角片301的直角面和平片303的兩個通光面均鍍上部分反射膜，分別為第一鍍膜面304、第二鍍膜面305和第三鍍膜面306，其中第一鍍膜面3 04和第三鍍膜面306的反射率為90%，第二鍍膜面305的反射率為99%，楔角片301的楔角面鍍增透膜。間隔塊302置于楔角片301與平片303之間，通過深化光膠連接，第一鍍膜面304與第二鍍膜面305形成一空氣隙腔，作為調(diào)諧腔；平片303的兩個通光面，第二鍍膜面305和第三鍍膜面306，形成一固體腔，作為固定腔。微型調(diào)控系統(tǒng)307與間隔塊302側(cè)面連接，對間隔塊302進(jìn)行調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)空氣隙腔的腔長。該實(shí)施例中，楔角片301、間隔塊302和平片303均采用融石英，微型調(diào)控系統(tǒng)307為溫控系統(tǒng)，通過冷加工分別制作融石英楔角片、融石英間隔塊和融石英平片，對融石英楔角片和融石英平片進(jìn)行鍍膜，并將三者深化光膠連接，使得融石英平片構(gòu)成的固體腔與空氣隙腔具有大概一致的透過峰，再通過溫控系統(tǒng)對融石英間隔塊的溫度進(jìn)行控制，使空氣隙腔與固體腔具有嚴(yán)格一致的透過峰。其中，楔角片301和平片303還可以采用與間隔塊302不同的光學(xué)材料，如Zerodur或ULE等光學(xué)玻璃。
[0020]在上述實(shí)施例一和二中，也可將調(diào)諧腔的材料換成電光材料，相應(yīng)的溫控系統(tǒng)換成電控系統(tǒng)，通過電控系統(tǒng)對電光材料的折射率進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其與固定腔的透過峰保持嚴(yán)格一致。而實(shí)施例三，由于空氣折射率對溫度不敏感，透過峰的調(diào)控完全取決于空氣隙腔的腔長調(diào)控，因此調(diào)控系統(tǒng)只能采用溫度控制系統(tǒng)。
[0021]盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上對本發(fā)明做出的各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種雙腔標(biāo)準(zhǔn)具，包括一個固定腔、一個調(diào)諧腔和微型調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:所述調(diào)諧腔與固定腔具有一致的透過峰；所述微型調(diào)控系統(tǒng)與調(diào)諧腔連接，微調(diào)節(jié)調(diào)諧腔的透過峰。
2.如權(quán)利要求1所述一種雙腔標(biāo)準(zhǔn)具，其特征在于:所述固定腔為固體腔或空氣隙腔。
3.如權(quán)利要求1所述一種雙腔標(biāo)準(zhǔn)具，其特征在于:所述調(diào)諧腔為固體腔或空氣隙腔。
4.如權(quán)利要求1所述一種雙腔標(biāo)準(zhǔn)具，其特征在于:所述調(diào)諧腔為熱敏材料，所述微型調(diào)控系統(tǒng)為溫控系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求1所述一種雙腔標(biāo)準(zhǔn)具，其特征在于:所述調(diào)諧腔為電光材料，所述微型調(diào)控系統(tǒng)為電控系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求1所述一種雙腔標(biāo)準(zhǔn)具，其特征在于:所述固定腔與調(diào)諧腔深化光膠連接。
【文檔編號】G02B26/00GK103676134SQ201210315985
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】吳礪, 張新漢, 潘忠靈, 林磊 申請人:福州高意通訊有限公司