CN106324826A - 一种基于温度控制硅镀膜基片光学厚度的可调谐光滤波器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种基于温度控制硅镀膜基片光学厚度的可调谐光滤波器，其特征在于：所述的滤波器包括硅镀膜基片，所述硅镀膜基片的底部设有调节硅镀膜基片温度为10℃‑50℃内变化的半导体致冷器。目的是提供一款利用电热调节的方式调节光滤波器的透射波长，无需任何机械调节部件，另外本发明中所述的技术方案体积小，稳定性好一种基于温度控制硅镀膜基片厚度的可调谐光滤波器。
Description
技术领域
本发明涉及到光学薄膜的制造技术领域，具体涉及到光学薄膜的膜系设计及膜系结构的可调特性。
背景技术
如图1所示，光学薄膜的制作，通常是在光学玻璃基板1上，按预先设计好的厚度，采用热蒸发或溅射等方式，交替沉积二种(或二种以上)不同折射率的镀膜材料薄层2，以实现对不同偏振态的光波选择性的透过，反射或着吸收。
通常膜层都是沉积在光学玻璃基底上，而光学玻璃的光学厚度很难去改变，只能通过倾斜玻璃基底的传统方式，去增加玻璃基底透过时的光学厚度，实现滤波通道位置可调之目的。如图2所示，0°所示通道位置是入射光垂直入射到镀膜玻璃的透过光谱，5°所示通道位置是入射光倾斜5°角入射到镀膜玻璃的透过光谱，7°所示通道位置是入射光7°角入射到镀膜玻璃的透过光谱。随着镀膜玻璃的倾斜角增大，相当于入射光倾斜角的增大，通过倾斜镀膜玻璃能够增加镀膜玻璃透过的光学厚度，实现了滤波通道位置随之可调的目的。
通过旋转镀膜基底的入射角度，可以实现滤波位置可调的功能。但是这种可调方式最大的缺陷就是，出射光轴随之同步产生偏离，严重影响其可调功能的使用。如图3所示。通过旋转的机械方式实现可调功能，对应的问题会很多，首先需要一个小马达驱动机械器件，机械器件的精度要求会很高，整个器件的整体外形尺寸会比较大。
玻璃镀膜基底，其玻璃的光学厚度在二面抛光结束后，如果通过改变玻璃基底温度的方式，是不能够明显改变原有玻璃基底的光学厚度的，所以就不能采用玻璃基底调温的方式，去实现滤波位置可调的功能。如果用旋转镀膜玻璃片去实现滤波通道位置可调的功能，这种方式势必造成出射光轴发生偏离，同时波形因为入射角度的增加而变形随之更加严重，波形对称度也随之破坏，波形通道顶端的透过率也随之降低。如图4所示，粗线是0°入射没有旋转镀膜玻璃的透过曲线，曲线的对称性和通道顶部的透过率都非常好，细线是镀膜玻璃旋转一定的角度后的透过曲线，明显能够看到其透过波形已经变形。
目前JDSU公司有一款产品，也是通过机械方式实现滤波位置可调，其原理如图5和图6所示。通过小马达驱动镀膜玻璃条的通光位置，实现滤波可调功能。同样存在机械器件精度要求高，整体器件外形尺寸大的问题。更大的一个问题是，玻璃表面的渐变厚度膜层制作非常困难，镀膜工艺很难实现。
发明内容
本发明的目的在于解决光学薄膜设计制造后，光谱滤光通道位置调整困难，本专利是利用了硅镀膜基片受热后其光学厚度随之改变的特点，通过调整硅镀膜基片的温度值，就实现了滤波通道位置任意可调之的目的。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种基于温度控制硅镀膜基片光学厚度的可调谐光滤波器，所述的滤波器包括硅镀膜基片，所述硅镀膜基片的底部设有调节硅镀膜基片温度为10℃-50℃内变化的半导体致冷器。
进一步的，所述的硅镀膜基片至少包括两片，所述两片的硅镀膜基片并排设置。
一种采用上述中任一项中所述的基于温度控制硅镀膜基片光学厚度的可调谐光滤波器的控制方法，所述的方法：
通过设于硅镀膜基片底部的半导体致冷器来调节硅镀膜基片温度处于10℃-50℃时硅镀膜基片的光学厚度。
本发明的有益效果是：利用电热调节的方式调节光滤波器的透射波长，无需任何机械调节部件，另外本发明中所述的技术方案体积小，稳定性好。
附图说明
图1为本发明所述现有技术的示意图一；
图2为本发明所述现有技术的示意图二；
图3为本发明所述现有技术的示意图三；
图4为本发明所述现有技术的示意图四；
图5为本发明所述现有技术的示意图五；
图6为本发明所述现有技术的示意图六；
图7为本发明中所述结构示意图一；
图8为本发明中所述光谱示意图二。
1-玻璃基板，2-镀膜材料薄层，3-温度控制器。
具体实施方式
以下结合附图和本发明优选的具体实施例对本发明的内容作进一步地说明。所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图7至图8中所示，本方案中所述的一种基于温度控制硅镀膜基片光学厚度的可调谐光滤波器，所述的滤波器包括硅镀膜基片，所述硅镀膜基片的底部设有调节硅镀膜基片温度为10℃-50℃内变化的半导体致冷器，在本方案中所述的硅镀膜基片至少包括两片并排设置。在本方案中一种基于温度控制硅镀膜基片厚度的可调谐光滤波器的控制方法，所述的方法：通过设于硅镀膜基片底部的半导体致冷器来调节硅镀膜基片温度处于10℃-50℃时硅镀膜基片的光学厚度。
具体实施时，如图7所示，现在的镀膜基底材料，是选取一定厚度的硅片，因为硅片在C波段是透明的，硅片上的膜层材料也同时具备了红外光学区域透明的特性。而硅片基底上的镀膜滤波片，不需要通过旋转镀膜硅片，只需要通过半导体致冷器(TEC)对镀膜硅片的温度进行调整，就可以实现滤波通道位置可调的功能，如图8所示。镀膜硅片光谱通道位置在C波段随温度线性改变时，就实现了滤波通道位置近视线性可调的功能。为解决本发明目的所提出的技术问题，采用的方案是，根据梳状滤波通道的间隔值，设计硅片的厚度，根据梳妆滤波通道的隔离度设计硅片镀膜层的膜系结构，这个设计要满足C波段内的通道宽度的一致性。通过TEC对镀膜硅片的温度进行调整，如图7所示。硅片基底上的镀膜滤光片，因为设计的入射角度就是使用的入射角度，所以透过的滤波波形是不会变形的，出射光轴也是不会改变的，实现了最稳定最可靠的滤波可调输出。同时，不采用机械方式去实现功能，器件的尺寸比较小。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于温度控制硅镀膜基片光学厚度的可调谐光滤波器，其特征在于：所述的滤波器包括硅镀膜基片，所述硅镀膜基片的底部设有调节硅镀膜基片温度为10℃-50℃内变化的半导体致冷器。
2.根据权利要求1中所述的基于温度控制硅镀膜基片光学厚度的可调谐光滤波，其特征在于：所述的硅镀膜基片至少包括两片，所述两片的硅镀膜基片并排设置。
3.一种采用1至2项中任一项中所述的基于温度控制硅镀膜基片光学厚度的可调谐光滤波器的控制方法，其特征在于，所述的方法：
通过设于硅镀膜基片底部的半导体致冷器来调节硅镀膜基片温度处于10℃-50℃时硅镀膜基片的光学厚度。
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| CN201610848708.1A CN106324826A (zh) | 2016-09-23 | 2016-09-23 | 一种基于温度控制硅镀膜基片光学厚度的可调谐光滤波器及其控制方法 |
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| CN201610848708.1A CN106324826A (zh) | 2016-09-23 | 2016-09-23 | 一种基于温度控制硅镀膜基片光学厚度的可调谐光滤波器及其控制方法 |
Publications (1)
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| CN106324826A true CN106324826A (zh) | 2017-01-11 |
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| CN201610848708.1A Pending CN106324826A (zh) | 2016-09-23 | 2016-09-23 | 一种基于温度控制硅镀膜基片光学厚度的可调谐光滤波器及其控制方法 |
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| CN (1) | CN106324826A (zh) |
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2016
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