一种窄带薄膜滤波片、光模块及波分复用器的制作方法

1.本实用新型涉及光学器件领域，更具体地，涉及一种窄带薄膜滤波片、光模块及波分复用器。

背景技术：

2.对于wdm(wavelength division multiplexing，波分复用)系统来说，为正常工作，需要控制各个光信号的波长(频率)。其中，当波长间隔太短，容易导致光信号冗杂；当波长间隔太长，则存在利用率低的问题。因此需要配置滤波片以满足wdm系统的高资源利用率的需求。然而，目前应用于wdm、dwdm、cwdm等系统的滤波片存在透射插损、反射插损高的问题。

技术实现要素：

3.本实用新型为克服上述现有技术中滤波片存在透射插损、反射插损高的缺陷，提供一种窄带薄膜滤波片、光模块及波分复用器。
4.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
5.一种窄带薄膜滤波片，包括玻璃基板，以及分别设置在所述玻璃基板两侧表面的高反膜和增透膜；所述高反膜包括由77层第一高折射率介质层和77层第一低折射率介质层交替设置组成。
6.本技术方案中，采用上述结构设计结构，对滤光片的高反膜层数和厚度合理设计，可实现以下效果：透射插损小于0.25db，反射插损小于0.15db，透射带宽大于6.5nm，实现1260～1460nm工作范围，实现透射带的反射小于0.2％。
7.作为优选方案，所述第一高折射率介质层包括五氧化二钽反射介质层。
8.作为优选方案，所述第一低折射率介质层包括二氧化硅反射介质层。
9.作为优选方案，所述第一高折射率介质层的厚度为155.45nm。
10.作为优选方案，所述第一低折射率介质层的厚度为222.33nm。
11.作为优选方案，所述增透膜由若干第二高折射率介质层和若干第二低折射率介质层交替设置组成。
12.作为优选方案，所述玻璃基板的厚度为1mm。
13.作为优选方案，所述玻璃基板的直径为230mm。
14.进一步地，本实用新型还提出了一种光模块，其中包括上述任一技术方案提出的窄带薄膜滤波片。
15.进一步地，本实用新型还提出了一种波分复用器，包括至少一个光纤准直器，以及至少一个如上述任一技术方案提出的窄带薄膜滤波片，所述窄带薄膜滤波片与所述光纤准直器光路连接。
16.与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：本实用新型通过对第一高折射率介质层和第一低折射率介质层的层数合理设计，可实现以下效果：透射插损小于
0.25db,反射插损小于0.15db,透射带宽大于6.5nm.实现1260～1460nm工作范围。光源从13.5度入射时，实现工作波长从1260～1460nm间不同波长段的应用，实现1271.5～1351.5间隔10nm每个波长点的透光率98％以上，8个通道之间相邻通道隔离度大于-30db，非相邻通道隔离度-50db。
附图说明
17.图1为本实用新型的窄带薄膜滤波片的结构示意图。
18.图2为本实用新型的高反膜的结构示意图。
19.图3为应用本实用新型的窄带薄膜滤波片的波长间隔示意图。
20.图4为应用本实用新型的窄带薄膜滤波片的波长间隔示意图。
21.其中，1-玻璃基板，2-高反膜，21-第一高折射率介质层，22-第一低折射率介质层，3-增透膜。
具体实施方式
22.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
23.为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
24.对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
25.下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
26.实施例1
27.本实施例提出一种窄带薄膜滤波片，如图1所示，为本实施例的窄带薄膜滤波片的结构示意图。
28.本实施例提出的窄带薄膜滤波片中，包括玻璃基板1，以及分别设置在所述玻璃基板1两侧表面的高反膜2和增透膜3；所述高反膜2包括由77层第一高折射率介质层21和77层第一低折射率介质层22交替设置组成。
29.本实施例中，通过对第一高折射率介质层21和第一低折射率介质层22的层数合理设计，可实现以下效果：透射插损小于0.25db,反射插损小于0.15db,透射带宽大于6.5nm.实现1260～1460nm工作范围。
30.在一可选实施例中，所述第一高折射率介质层21包括五氧化二钽反射介质层，所述第一低折射率介质层22包括二氧化硅反射介质层。
31.如图2所示，为本实施例的高反膜2的结构示意图。
32.进一步地，在一可选实施例中，所述第一高折射率介质层21的厚度为155.45nm，所述第一低折射率介质层22的厚度为222.33nm。
33.由此得到的窄带薄膜滤波片，适用于gwdm通用波分复用系统。其使用参数如下表1所示。
34.表1窄带薄膜滤波片参数
[0035][0036][0037]
在一具体实施过程中，光源从13.5度入射时，实现工作波长从1260～1460nm间不同波长段的应用，实现1271.5～1351.5间隔10nm每个波长点的透光率98％以上，具体地，为1271.5nm、1281.5nm、1291.5nm、1311.5nm、1321.5nm、1331.5nm、1341.5nm、1351.5nm等8个波长，如图3、4所示。且对于波长为1380～1460nm反射-50db以上。8个通道之间相邻通道隔离度大于-30db，非相邻通道隔离度-50db。
[0038]
在另一具体实施过程中，光源从0度到13.5度之间入射，中心波长变化11nm以内，实现通带带宽变化0.05nm，截止带宽0.1nm，以及透射ripple和反射隔离度无变化，透射插损及反射插损无变化。
[0039]
在另一具体实施过程中，实现在-45摄氏度到80摄氏度的使用环境中，所有偏振态，通带波纹小于-0.2db,通带带宽大于6nm，反射插损小于0.15db,以及透射隔离度大于-45db。
[0040]
实施例2
[0041]
本实施例在实施例1提出的窄带薄膜滤波片的基础上作出改进。本实施例的窄带薄膜滤波片中，包括玻璃基板1，以及分别设置在所述玻璃基板1两侧表面的高反膜2和增透膜3；所述高反膜2包括由77层第一高折射率介质层21和77层第一低折射率介质层22交替设置组成。
[0042]
进一步地，所述增透膜3由若干第二高折射率介质层和若干第二低折射率介质层交替设置组成。
[0043]
在具体实施过程中，所述增透膜3中高折射率介质层和低折射率介质层每层膜层厚度可根据实际情况调节，交替镀制。
[0044]
在一可选实施例中，所述第一高折射率介质层21包括五氧化二钽反射介质层，所述第一低折射率介质层22包括二氧化硅反射介质层。
[0045]
进一步地，在一可选实施例中，所述高折射率介质层的厚度为155.45nm，所述低折射率介质层的厚度为222.33nm。
[0046]
在另一可选实施例中，所述第二高折射率介质层包括五氧化二钽反射介质层，所述第二低折射率介质层包括二氧化硅反射介质层。
[0047]
实施例3
[0048]
本实施例在实施例1提出的窄带薄膜滤波片的基础上作出改进。本实施例的窄带薄膜滤波片中，包括玻璃基板1，以及分别设置在所述玻璃基板1两侧表面的高反膜2和增透膜3；所述高反膜2包括由77层第一高折射率介质层21和77层第一低折射率介质层22交替设置组成。
[0049]
进一步地，所述玻璃基板1的厚度为1mm。所述玻璃基板1的直径为230mm。
[0050]
在具体实施过程中，把一块直径230mm厚度10mm的玻璃基片使用单线切割机进行分隔，按照3/7的分片规格，形成d230*7mm以及d230*3mm的2种基片规格，把d230*7mm基片进行抛光，研磨等，达到透过率大于98％以上。然后在真空状态下经过电子速蒸发把五氧化二钽、二氧化硅交替镀制在表面，形成增透膜3和高反膜2。
[0051]
在一可选实施例中，所述第一高折射率介质层21包括五氧化二钽反射介质层，所述第一低折射率介质层22包括二氧化硅反射介质层。
[0052]
进一步地，在一可选实施例中，所述第一高折射率介质层21的厚度为155.45nm，所述第一低折射率介质层22的厚度为222.33nm。
[0053]
实施例4
[0054]
本实施例提出一种光模块，包括上述实施例1或2或3提出的窄带薄膜滤波片。
[0055]
其中，所述窄带薄膜滤波片中，包括玻璃基板1，以及分别设置在所述玻璃基板1两侧表面的高反膜2和增透膜3；所述高反膜2包括由77层第一高折射率介质层21和77层第一低折射率介质层22交替设置组成。
[0056]
在一可选实施例中，所述第一高折射率介质层21包括五氧化二钽反射介质层，所述第一低折射率介质层22包括二氧化硅反射介质层。
[0057]
进一步地，在一可选实施例中，所述第一高折射率介质层21的厚度为155.45nm，所述第一低折射率介质层22的厚度为222.33nm。
[0058]
在一可选实施例中，所述增透膜3由若干第二高折射率介质层和若干第二低折射率介质层交替设置组成。
[0059]
在一可选实施例中，所述玻璃基板1的厚度为1mm。
[0060]
在一可选实施例中，所述玻璃基板1的直径为230mm。
[0061]
在具体实施过程中，本实施例的光模块可应用于wdm、dwdm、cwdm等系统的光模块。由准直器组件、直角棱镜组件和反射镜等光学器件，以及本实施例的窄带薄膜滤波片组成，
可得到低透射插损及反射插损的wdm光模块。
[0062]
实施例5
[0063]
本实施例提出一种波分复用器，包括至少一个光纤准直器，以及至少一个上述实施例1或2或3提出的窄带薄膜滤波片。其中，所述窄带薄膜滤波片与所述光纤准直器光路连接。
[0064]
在一可选实施例中，本实施例的波分复用器包括1个光纤准直器，以及1个窄带薄膜滤波片。所述窄带薄膜滤波片包括玻璃基板1，以及分别设置在所述玻璃基板1两侧表面的高反膜2和增透膜3；所述高反膜2包括由77层第一高折射率介质层21和77层第一低折射率介质层22交替设置组成。
[0065]
进一步地，所述第一高折射率介质层21包括五氧化二钽反射介质层，所述第一低折射率介质层22包括二氧化硅反射介质层。
[0066]
进一步地，所述第一高折射率介质层21的厚度为155.45nm，所述第一低折射率介质层22的厚度为222.33nm。
[0067]
进一步地，所述增透膜3由若干第二高折射率介质层和若干第二低折射率介质层交替设置组成。
[0068]
进一步地，所述玻璃基板1的厚度为1mm。
[0069]
进一步地，所述玻璃基板1的直径为230mm。
[0070]
在另一可选实施例中，波分复用器包括2个光纤准直器，2个窄带薄膜滤波片，以及其他光学器件，如入射光纤、透镜、出射光纤等。所述窄带薄膜滤波片包括玻璃基板1，以及分别设置在所述玻璃基板1两侧表面的高反膜2和增透膜3；所述高反膜2包括由77层第一高折射率介质层21和77层第一低折射率介质层22交替设置组成。
[0071]
在具体实施过程中，入射光纤射出的光与射入出射光纤的光平行，入射光纤出射的光信号，经过光纤准直器和透镜到达窄带薄膜滤波片，波长为λ1的光透射过窄带薄膜滤波片，波长为λ2的光反射后再次经透镜后到达另一窄带薄膜滤波片，波长为λ1的光被该窄带薄膜滤波片反射，波长为λ2的光被该窄带薄膜滤波片透射入另一光纤准直器后经出射光纤输出。
[0072]
本实施例的波分复用器可应用于wdm、dwdm、cwdm等系统，实现低透射插损，以及低反射插损，满足wdm系统的高资源利用率的需求。
[0073]
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
[0074]
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0075]
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
[0076]
在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0077]
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
[0078]
应当理解，本技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

技术特征：

1.一种窄带薄膜滤波片，其特征在于，包括玻璃基板(1)，以及分别设置在所述玻璃基板(1)两侧表面的高反膜(2)和增透膜(3)；所述高反膜(2)包括由77层第一高折射率介质层(21)和77层第一低折射率介质层(22)交替设置组成。2.根据权利要求1所述的窄带薄膜滤波片，其特征在于，所述第一高折射率介质层(21)包括五氧化二钽反射介质层。3.根据权利要求2所述的窄带薄膜滤波片，其特征在于，所述第一低折射率介质层(22)包括二氧化硅反射介质层。4.根据权利要求2所述的窄带薄膜滤波片，其特征在于，所述第一高折射率介质层(21)的厚度为155.45nm。5.根据权利要求4所述的窄带薄膜滤波片，其特征在于，所述第一低折射率介质层(22)的厚度为222.33nm。6.根据权利要求1～5任一项所述的窄带薄膜滤波片，其特征在于，所述增透膜(3)由若干第二高折射率介质层和若干第二低折射率介质层交替设置组成。7.根据权利要求1～5任一项所述的窄带薄膜滤波片，其特征在于，所述玻璃基板(1)的厚度为1mm。8.根据权利要求7所述的窄带薄膜滤波片，其特征在于，所述玻璃基板(1)的直径为230mm。9.一种光模块，其特征在于，包括如权利要求1～8任一项所述的窄带薄膜滤波片。10.一种波分复用器，其特征在于，包括至少一个光纤准直器，以及至少一个如权利要求1～8任一项所述的窄带薄膜滤波片，所述窄带薄膜滤波片与所述光纤准直器光路连接。

技术总结

本实用新型涉及光学器件领域，提出一种窄带薄膜滤波片、光模块及波分复用器。其中，窄带薄膜滤波片包括玻璃基板，以及分别设置在所述玻璃基板两侧表面的高反膜和增透膜；所述高反膜包括由77层第一高折射率介质层和77层第一低折射率介质层交替设置组成。本实用新型的窄带薄膜滤波片采用上述结构设计结构，对滤光片的高反膜层数和厚度合理设计，可实现以下效果：透射插损小于0.25db，反射插损小于0.15db，透射带宽大于6.5nm，实现1260～1460nm工作范围，实现透射带的反射小于0.2％。实现透射带的反射小于0.2％。实现透射带的反射小于0.2％。