CN109298503B

CN109298503B - 高精度光学波长参考标准具

Info

Publication number: CN109298503B
Application number: CN201710610565.5A
Authority: CN
Inventors: 吴亚明; 徐静
Original assignee: Anhui Zhongkemi Microelectronics Technology Co ltd
Current assignee: Anhui Zhongkemi Microelectronics Technology Co ltd
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2021-01-29
Anticipated expiration: 2037-07-25
Also published as: CN109298503A

Abstract

本发明提供的高精度光学波长参考标准具包括：法布里‑珀罗谐振腔；光学补偿片，设置于法布里‑珀罗谐振腔内，包括第一光学平行平板和支撑第一光学平行平板的双材料悬臂梁，双材料悬臂梁包括悬臂梁主体及薄膜层，悬臂梁主体与薄膜层具有不同的热膨胀系数，在温度变化时能够改变光学补偿片的法线与光学波长参考标准具的光轴之间的夹角，以补偿由于腔长发生变化而带来的误差。本发明提供的光学波长参考标准具，可以实现高精度补偿光学波长参考标准具的透射峰的中心波长值、透射峰波长温度漂移，同时实现了光学波长参考标准具的批量制造，大大降低了生产成本。

Description

高精度光学波长参考标准具

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种高精度光学波长参考标准具。

背景技术

光学波长参考标准具在现代光学技术中，提供准确、稳定的光波长参考基准，是光谱学、激光技术、光通信、光纤传感、光学精密测量等光学技术中的关键光学器件，具有广阔的应用前景。光学波长参考标准具是基于F-P(法布里-珀罗)干涉仪的光学器件，其具有周期性的窄带宽光学透射峰，也称为“光梳”，其系列化的光学透射峰峰值波长通常作为现代光学技术的波长参考基准。但由于制造工艺偏差，环境温度的变化，导致普通的F-P干涉仪光学波长参考标准具的波长漂移、波长精度不高，难以满足应用的需要。

高精度光学波长参考标准具包括两方面的含义：其一是光学波长参考标准具的透射峰波长、自由光谱域(FSR)与理论参考波长保持准确一致；其二是光学波长参考标准具的透射峰波长、自由光谱域(FSR)的稳定性，影响稳定性的因素主要是环境温度导致的透射峰波长变化。

传统的光学波长参考标准具采用手工加工工艺，由于加工工艺难以准确控制其腔长，因此其透射峰波长偏离设计的参考波长值，当腔长控制偏差超过半波长时，光学波长参考标准具的自由光谱域(FSR)也会偏离设计值，导致光学标准具的透射峰波长与理论的参考波长出现偏差，影响波长基准精度。为了制造出高波长精度的光学标准具，需要反复高精度的研磨加工、测试，导致制造成本非常高。为了实现高稳定性的光学波长参考标准具，要求谐振腔腔长不随环境温度变化，通常采用肖特公司的“零膨胀”玻璃材料作为光学腔的间隔体，这样虽然极大的提高光学标准具的温度稳定性，但“零膨胀”玻璃材料的物理膨胀系数并不严格等于零，还存在10^-7/度的热膨胀系数，所以并不能完全补偿波长的温度漂移。

在光通信技术中，由于密集波分复用(DWDM)技术的广泛应用，对激光发射机的波长稳定性有较高的要求。在100G相干光通信系统，对发射机的激光波长、相干接收机的本振激光器对激光波长具有很高的准确度、稳定度要求，需要采用光学波长参考来锁定激光工作波长。在光谱分析技术中，需要高准确度、高稳定度的波长参考来标定光谱的波长。在光学精密测量中，需要高波长稳定度的激光光源，这些激光器通常要锁定到高准确度、高稳定度的波长参考上。高准确度、高稳定度的光学波长参考标准具在精密测量中是核心器件，例如激光多普勒频移的测量(激光测速)，就需要高稳定度的光学标准具作为波长参考。

光学波长参考通常采用基于F-P干涉仪的光学波长参考标准具来实现，其具有准周期性的系列光谱峰，可以形象地成称为“光谱梳”。所有光谱峰具有确定的透射峰中心波长，其相邻透射峰的中心波长间距称为自由谱域(FSR)。这样的“光谱梳”在应用中作为波长参考基准，对其波长准确性、自由谱域大小、波长稳定性都提出严格的技术要求，导致光学波长参考标准具制造工艺要求高、体积较大、成品率低、成本居高不下。在精细光谱技术中，甚至采用已知精细原子光谱结构的“原子滤波器”作为波长参考，成本很高，而且使用受到很大的限制，只能提供很少数量的参考波长。

光学波长参考标准具通常有两种结构，即“空气腔”和“固体腔”光学标准具。最常用的光学标准具是“空气腔”型，由两块平行的高光学质量的光学反射镜及中间间隔体构成。由于其光学谐振腔为空气，其折射率为1，在一个大气压下可以忽略空气密度与成分变化对折射率的影响，因此工程上认为空气的折射率不随温度变化，因此决定透射峰波长随温度变化特性的主要因素是中间间隔体的线温度膨胀系数，与材料的热光系数无关。因此，“空气腔”型光学波长参考标准具是高稳定度波长参考滤波器的主要技术方案。

为了实现温度不敏感或低敏感的光学标准具，通常要使用“零膨胀”的玻璃材料作为标准具的中间间隔体，目前产品中使用肖特公司的“零膨胀”玻璃，当然，其实“零膨胀”玻璃的系数并不等于零，而是其线温度系数比一般玻璃小两个量级。“空气腔”型光学标准具的加工采用手工加工、单件手工装配方式，对中间间隔体的厚度加工精度要求极高，到达纳米级的水平，需要在加工过程中多次测量、多次加工，而且一批加工出的“零膨胀”间隔体的厚度是不一致的，导致目前市场上的光学波长参考标准具成本高、价格昂贵。

“固体腔”光学标准具可以制造“薄”光学标准具，其直接采用透明光学材料作为光学谐振腔，其厚度仅数百微米，整体尺寸也大幅度缩小，仅毫米见方。影响固体腔型光学波长参考标准具的透射峰波长温度稳定性的因素包括光学材料的线温度膨胀系数和折射率温度系数，要实现透射峰波长温度稳定的目标，光学材料的线温度膨胀系数和折射率温度系数的符号必须相反，而且其大小还要满足特定的关系，在现有的光学材料中，这是非常难以满足的。为了实现透射峰波长温度稳定的目标，采用单轴光学晶体，利用光学晶体的折射率温度系数随光束的入射角度变化，在一个特殊的角度，可以实现光学谐振腔的光学厚度(谐振腔物理厚度乘以光学折射率)不随温度变化。这样的光学波长参考标准具仅对特定的光束偏振态才能达到波长温度稳定的效果，而且晶体材料成本高、加工要求高，导致到高精度的光学标准具的成本非常高。

因此，如何实现光学波长参考标准具的高波长精度、高稳定度，且降低其生产成本、实现批量生产，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种高精度光学波长参考标准具，用以解决现有的光学波长参考标准具波长精度不高、波长稳定度较差的问题，同时降低光学波长参考标准具的生产成本，实现批量化生产。

为了解决上述问题，本发明提供了一种高精度光学波长参考标准具，包括：法布里-珀罗谐振腔，包括相对设置且高度平行的第一光学反射镜和第二光学反射镜；光学补偿片，设置于所述法布里-珀罗谐振腔内，所述光学补偿片包括光学平行平板和支撑所述光学平行平板的双材料悬臂梁，所述双材料悬臂梁包括悬臂梁主体及覆盖于所述悬臂梁主体上的薄膜层，所述悬臂梁主体与所述薄膜层具有不同的热膨胀系数，在温度变化时能够改变所述光学补偿片的法线与所述光学波长参考标准具的光轴之间的夹角，以补偿由于腔长发生变化而带来的透射波长偏差。

优选的，所述双材料悬臂梁包括第一双材料悬臂梁和第二双材料悬臂梁，所述第一双材料悬臂梁和所述第二双材料悬臂梁对称分布于所述光学平行平板的两侧；所述第一双材料悬臂梁包括第一悬臂梁主体和覆盖于所述第一悬臂梁主体上的第一薄膜层，所述第一悬臂梁主体与所述第一薄膜层具有不同的热膨胀系数；所述第二双材料悬臂梁包括第二悬臂梁主体和覆盖于所述第二悬臂梁主体上的第二薄膜层，所述第二悬臂梁主体与所述第二薄膜层具有不同的热膨胀系数；所述第一双材料悬臂梁和所述第二双材料悬臂梁随温度变化的形变方向相反。

优选的，所述第一悬臂梁主体和所述第二悬臂梁主体均由单晶硅构成，所述第一薄膜层为二氧化硅薄膜，所述第二薄膜层为铝薄膜。

优选的，所述光学补偿片的法线与所述光学波长参考标准具的光轴之间具有一初始偏置角，所述初始偏置角用于补偿所述光学波长参考标准具的透射峰波长与设计值的偏差。

优选的，所述第一光学反射镜靠近所述第二光学反射镜的一侧镀制有图案化的第一光学反射膜、远离所述第二光学反射镜的一侧镀制有第一光学增透膜；所述第二光学反射镜靠近所述第一光学反射镜的一侧镀制有图案化的第二光学反射膜、远离所述第一光学反射镜的一侧镀制有第二光学增透膜。

优选的，所述光学平行平板的相对两侧均镀制有光学增透膜。

本发明中光学补偿片进行光学补偿的原理是：所述光学补偿片的法线方向与所述光学波长参考标准具的光轴方向的夹角为所述光学补偿片的偏置角度θ，该偏置角度的调节可以高精度补偿所述光学波长参考标准具的光学相位与设计值的偏差，从而高精度地补偿所述光学波长参考标准具透射峰中心波长的偏差，实现高精度的透射峰中心波长值。当外界环境温度变化时，所述光学波长参考标准具内部会产生两个光学相位变化：一个是，所述法布里-珀罗谐振腔会产生一光学相位变化φ₁，该相位变化包含光学补偿片随温度变化而产生的光学相位变化；另一个是，随温度变化导致所述偏置角度θ产生一变化量△θ，而由所述偏置角度θ的变化量△θ导致所述光学补偿片产生一光学相位变化φ₂。其中，所述法布里-珀罗谐振腔产生的光学相位变化φ₁与所述光学补偿片产生的光学相位变化φ₂大小相等、方向相反，即φ₁＝-φ₂，这样，由于所述光学补偿片的光学相位变化补偿了所述法布里-珀罗谐振腔的光学相位变化，这就使得所述光学波长参考标准具整体的光学相位不随环境温度的变化而变化，即所述光学波长参考标准具透射峰中心波长不随环境温度变化，提高了所述光学波长参考标准具的波长稳定性，避免传统光学波长参考标准具波长稳定性严重受制于光学材料的线温度膨胀系数、热光系数的不足。同时，由于所述光学补偿片偏置角度的变化，是由与所述光学平行平板连接的双材料悬臂梁随温度产生形变而实现的，是完全无源的，而且双材料悬臂梁是基于MEMS技术制造而成，因此，所述光学补偿片可实现批量化生产，其制造成本将大幅度降低。

本发明提供的高精度光学波长参考标准具，通过在光学波长参考标准具的法布里-珀罗谐振腔中设置具有双材料悬臂梁的光学补偿片，可以实现高精度补偿所述光学波长参考标准具的透射峰中心波长值和波长的温度漂移，同时采用MEMS技术实现了光学波长参考标准具的批量制造，大大降低了生产成本。

附图说明

附图1是本发明第一具体实施方式的高精度光学波长参考标准具的结构示意图；

附图2是本发明第一具体实施方式的光学补偿片的结构示意图；

附图3A-3K是本发明第一具体实施方式的高精度光学波长参考标准具制造方法的主要工艺流程图；

附图4是本发明第二具体实施方式的高精度光学波长参考标准具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的高精度光学波长参考标准具的具体实施方式做详细说明。

第一具体实施方式

本具体实施方式提供了一种高精度光学波长参考标准具，附图1是本发明第一具体实施方式的高精度光学波长参考标准具的结构示意图。如图1所示，本具体实施方式所述的高精度光学波长参考标准具包括：法布里-珀罗谐振腔，包括相对设置且高度平行的第一光学反射镜11和第二光学反射镜12；光学补偿片，设置于所述法布里-珀罗谐振腔内，所述光学补偿片包括光学平行平板13和支撑所述光学平行平板13的双材料悬臂梁，所述双材料悬臂梁包括悬臂梁主体及覆盖于所述悬臂梁主体上的薄膜层，所述悬臂梁主体与所述薄膜层具有不同的热膨胀系数，在温度变化时能够改变所述光学补偿片的法线与所述光学波长参考标准具的光轴之间的夹角，以补偿由于法布里-珀罗谐振腔的腔长发生变化而带来的透射波长偏差。在本具体实施方式中，所谓高度平行的第一光学反射镜11和第二光学反射镜12是指，所述第一光学反射镜11与所述第二光学反射镜12之间的平行程度能够满足构成法布里-珀罗谐振腔的需求。

所述第一光学反射镜11靠近所述第二光学反射镜12的一侧镀制有图案化的第一光学反射膜112、远离所述第二光学反射镜12的一侧镀制有第一光学增透膜111；所述第二光学反射镜12靠近所述第一光学反射镜11的一侧镀制有图案化的第二光学反射膜122、远离所述第一光学反射镜11的一侧镀制有第二光学增透膜121。采用这种“空气腔”结构，由所述第一光学反射镜11和所述第二光学反射镜12之间的空气腔构成所述光学波长参考标准具的法布里-珀罗谐振腔，由于空气的折射率为1，在一个大气压下可以忽略空气密度与成分变化对折射率的影响，因此，工程上认为空气的折射率不随温度变化，因而所述光学波长参考标准具的透射峰波长仅随间隔体的热膨胀而变化，温度变化导致的波长变化量比较小，易于补偿。

附图2是本发明第一具体实施方式的光学补偿片的结构示意图。为了使得所述光学补偿片在对所述光学波长参考标准具进行无源的光学相位补偿，本具体实施方式中的所述双材料悬臂梁包括第一双材料悬臂梁131和第二双材料悬臂梁132，所述第一双材料悬臂梁131和所述第二双材料悬臂梁132对称分布于所述光学平行平板13的两侧；所述第一双材料悬臂梁131包括第一悬臂梁主体1311和覆盖于所述第一悬臂梁主体1311上的第一薄膜层1312，所述第一悬臂梁主体1311与所述第一薄膜层1312具有不同的热膨胀系数；所述第二双材料悬臂梁132包括第二悬臂梁主体1321和覆盖于所述第二悬臂梁主体1321上的第二薄膜层1322，所述第二悬臂梁主体1321与所述第二薄膜层1322具有不同的热膨胀系数；所述第一双材料悬臂梁131和所述第二双材料悬臂梁132随温度变化的形变方向相反。由于所述第一双材料悬臂梁131和所述第二双材料悬臂梁132随温度变化的形变方向相反，在环境温度变化时驱动所述光学平行平板13的法线发生转动，实现光学波长参考标准具的光学相位的无源、自动补偿。通过设计所述光学平行平板的厚度、折射率、偏置角、第一双材料悬臂梁和第二双材料悬臂梁的结构参数，实现对所述光学波长参考标准具腔长变化导致的光学相位变化的高精度补偿。

更优选的，所述第一悬臂梁主体1311和所述第二悬臂梁主体1321均由单晶硅构成，所述第一薄膜层1312为二氧化硅薄膜，所述第二薄膜层1322为铝薄膜。这样，当外界环境温度变化时，由于所述第一双材料悬臂梁131和所述第二双材料悬臂梁132的形变方向相反，因而所述光学补偿片会产生如图2所示的S型形变，所述光学补偿片可达到设计所需的偏置角度随环境温度的变化量。

基于MEMS技术晶圆级制造光学波长参考标准具，由于制造加工工艺、晶圆上不同单元的工艺参数变化分布，导致MEMS光学波长参考标准具无法达到透射峰中心波长的高精准度。为解决该问题，优选的，本具体实施方式所述光学补偿片的法线与所述光学波长参考标准具的光轴之间具有一初始偏置角，所述初始偏置角用于补偿所述光学波长参考标准具的透射峰波长与设计值的偏差。具体操作方法是：将所述光学补偿片插入所述法布里-珀罗谐振腔后，在光谱仪的监控下，利用精密调节螺丝135调节所述偏置角度，使得所述偏置角度达到初始偏置角，以补偿由于制造工艺导致的所述光学波长参考标准具的透射峰波长偏差。为了防止损伤所述光学补偿片，在所述光学补偿片与所述螺丝135之间设置有支撑体136。由于玻璃的热膨胀系数较小，所述支撑体136的材质优选为玻璃。

为了增大光线透过率，避免光损失，优选的，所述光学平行平板13的相对两侧均镀制有光学增透膜。即如图1所示，所述光学平行平板13面向所述第一光学反射镜11的一侧镀制有第三光学增透膜133，所述光学平行平板13面向所述第二光学反射镜12的一侧镀制有第四光学增透膜134。

本具体实施方式提供的高精度光学波长参考标准具，通过在光学波长参考标准具的法布里-珀罗谐振腔中设置具有双材料悬臂梁的光学补偿片，可以实现高精度补偿所述光学波长参考标准具的透射峰中心波长值和波长温度漂移，同时采用MEMS技术实现了光学波长参考标准具的批量制造，大大降低了生产成本。

以下举例说明制造本具体实施方式提供的高精度光学波长参考标准具的方法，附图3A-3K是本发明第一具体实施方式的高精度光学波长参考标准具制造方法的主要工艺流程图。如图3A-3K所示，本具体实施方式所述的光学波长参考标准具制造方法包括如下步骤：

a)提供第一玻璃片，在所述第一玻璃片上表面镀制图案化的第一光学反射膜112，以形成第一光学反射镜11，得到如图3A所示的结构。其中，所述第一玻璃片优选为Pyrex7740玻璃片，基于硬掩膜技术，在所述第一玻璃片上表面镀制图案化的第一光学反射膜112。

b)提供一单晶硅片，通过刻蚀穿通所述单晶硅片，得到如图3B所示的间隔体31。其中，所述单晶硅片优选为双面高度平行、抛光的单晶硅片，对所述单晶硅片进行表面氧化、光刻、湿法腐蚀，直至穿通所述单晶硅片，并除去氧化层，以得到如图3B所示的间隔体31。

c)所述第一玻璃片上表面与所述第一单晶硅片进行硅-玻璃键合，形成如图3C所示的第一组合体。

d)提供第二玻璃片，在所述第二玻璃片上表面镀制图案化的第二光学反射膜122，以形成第二光学反射镜12。其中，所述第二玻璃片也优选为Pyrex7740玻璃片，基于硬掩膜技术，在所述第二玻璃片上表面镀制图案化的第二光学反射膜122。

e)所述第一组合体中的单晶硅片与所述第二玻璃片的上表面进行硅-玻璃键合，形成第二组合体。

f)在所述第一玻璃片的下表面镀制第一光学增透膜111；在所述第二玻璃片的下表面镀制第二光学增透膜121，以形成如图3D所示的法布里-珀罗谐振腔结构。采用这种结构，由所述第一光学反射镜11和所述第二光学反射镜12之间的空气腔构成所述光学波长参考标准具的法布里-珀罗谐振腔。

g)提供一片SOI单晶硅片作为光学平板，所述SOI单晶硅片由顶层硅、埋氧化层32和衬底33依次层叠构成，且所述顶层硅为高阻单晶硅，顶层硅的厚度为数十微米。

h)对所述光学平板进行刻蚀，形成光学平行平板13、第一悬臂梁主体1311和第二悬臂梁主体1321，所述第一悬臂梁主体1311和所述第二悬臂梁主体1321对称分布于所述光学平行平板13的两侧。对所述顶层硅进行光刻、干法刻蚀，形成如图3E所示的结构，即形成所述光学平行平板13、第一悬臂梁主体1311、第二悬臂梁主体1321。

i)提供一第三玻璃片，所述第三玻璃片优选为Pyrex 7740玻璃片，采用激光加工形成中间穿通的玻璃片，以得到支撑体136，并将所述顶层硅与所述支撑体进行硅-玻璃键合，形成如图3F所示的第三组合体结构。

j)再通过化学机械抛光减薄、硅刻蚀完全去除所述衬底33和所述埋氧化层32，形成如图3G所示的结构。

k)在如图3G所示结构的基础上，在所述光学平行平板13一侧镀制第三光学增透膜133；在所述光学平行平板另一侧镀制第四光学增透膜134，形成如图3H所示的结构。

l)在所述第一悬臂梁主体1311上沉积第一薄膜层1312，以形成第一双材料悬臂梁，所述第一悬臂梁主体1311与所述第一薄膜1312具有不同的热膨胀系数，以形成如图3I所示的结构。

m)在所述第二悬臂梁主体1321上沉积第二薄膜层1322，以形成第二双材料悬臂梁，所述第二悬臂梁主体1321与所述第二薄膜1322具有不同的热膨胀系数，以形成如图3J所示的光学补偿片，且所述第一双材料悬臂梁和所述第二双材料悬臂梁随温度变化的形变方向相反。由于所述第一双材料悬臂梁和所述第二双材料悬臂梁随温度变化的形变方向相反，驱动所述光学平行平板13法线转动，以使所述光学补偿片随温度的变化可产生设计所需要的法线角度变化量，实现对光学波长参考标准具的温度漂移补偿。优选的，所述第一薄膜层1312为二氧化硅薄膜，所述第二薄膜层1322为铝薄膜。

n)将所述光学补偿片插入所述法布里-珀罗谐振腔。

o)在光谱仪的监控下，利用精密调节螺丝135调节所述偏置角度，使得所述偏置角度达到初始偏置角，以补偿由于制造加工工艺、晶圆上不同单元的工艺参数变化分布导致的所述光学波长参考标准具的透射峰波长偏差，使所述光学波长参考标准具的透射峰波长、自由谱域准确达到设定值，点胶固定所述光学补偿片于所述初始偏置角位置，以形成如图3K所示的结构。

本具体实施方式提供的高精度光学波长参考标准具，通过在光学波长参考标准具的法布里-珀罗谐振腔中设置具有双材料悬臂梁的光学补偿片，可以实现高精度补偿所述光学波长参考标准具的透射峰中心波长偏差和波长温度漂移，同时采用MEMS技术实现了光学波长参考标准具的批量制造，大大降低了生产成本。

第二具体实施方式

本具体实施方式提供了一种高精度光学波长参考标准具，附图4是本发明第二具体实施方式的高精度光学波长参考标准具的结构示意图。对于与第一具体实施方式所述的高精度光学波长参考标准具的相同之处，本具体实施方式不再赘述。以下主要描述本具体实施方式与第一具体实施方式的不同之处。

如图4所示，本具体实施方式所述的高精度光学波长参考标准具包括：第一光学反射镜41；第二光学反射镜42，与所述第一光学反射镜41相对设置且高度平行，并通过一间隔体与所述第一光学反射镜41形成法布里-珀罗谐振腔；光学补偿片，设置于所述法布里-珀罗谐振腔内，所述光学补偿片包括光学平行平板43和支撑所述光学平行平板43的双材料悬臂梁，所述双材料悬臂梁包括悬臂梁主体及覆盖于所述悬臂梁主体上的薄膜层，所述悬臂梁主体与所述薄膜层具有不同的热膨胀系数。所述双材料悬臂梁由于双材料效应，环境温度变化时能够驱动所述光学平行平板43的法线扭转。

为了简化制造工艺，进一步降低生产成本，如图4所示，本具体实施方式所述双材料悬臂梁包括第三悬臂梁主体4311、第三薄膜层4312、第四悬臂梁主体4321；所述第三悬臂梁主体4311和所述第四悬臂梁主体4312对称分布于所述光学平行平板43的两侧，所述第三薄膜层4312覆盖于所述第三悬臂梁主体4311上，且所述第三悬臂梁主体4311与所述第三薄膜层4312具有不同的热膨胀系数。在本具体实施方式中，只在所述光学平行平板43的一侧形成一第三双材料悬臂梁431，且构成所述第三双材料悬臂梁的第三双材料悬臂梁主体4311与所述薄膜层4312具有不同的热膨胀系数，因此，在外界温度变化时，所述第三双材料悬臂梁由于自身的形变，也会带动所述光学平行平板43的法线扭转，使得所述光学补偿片的偏置角度产生变化，进而补偿所述法布里-珀罗谐振腔的光学相位变化。与第一具体实施方式相比，本具体实施方式只在所述光学平行平板43的一侧形成双材料悬臂梁，因而所述光学补偿片随温度变化产生的法线扭转较小，根据设计的需要，如果需要增加光学补偿片随温度变化的法线扭转角，可以增加所述第三双材料悬臂梁的长度来实现。

在本具体实施方式中，也可在所述第一光学反射镜41靠近所述第二光学反射镜42的一侧镀制有图案化的第一光学反射膜412、远离所述第二光学反射镜42的一侧镀制有第一光学增透膜411；所述第二光学反射镜42靠近所述第一光学反射镜41的一侧镀制有图案化的第二光学反射膜422、远离所述第一光学反射镜41的一侧镀制有第二光学增透膜421。所述光学平行平板43的相对两侧分别镀制第三光学增透膜433和第四光学增透膜434。其作用与所述第一具体实施方式相同，在此不再赘述。

与第一具体实施方式相同：将所述光学补偿片插入所述法布里-珀罗谐振腔后，在光谱仪的监控下，利用精密调节螺丝435调节所述偏置角度，使得所述偏置角度达到初始偏置角。为了防止损伤所述光学补偿片，在所述光学补偿片与所述螺丝435之间设置有支撑体136。

第三具体实施方式

本具体实施方式提供了一种高精度光学波长参考标准具。对于与第一具体实施方式或第二具体实施方式所述的光学波长参考标准具的相同之处，本具体实施方式不再赘述。以下主要描述本具体实施方式与第一具体实施方式或第二具体实施方式的不同之处。

本具体实施方式提供的高精度光学波长参考标准具，与第一具体实施方式或第二具体实施方式相比，还包括第二光学补偿片，所述第二光学补偿片设置于所述法布里-珀罗谐振腔内，包括第二光学平行平板和支撑所述第二光学平行平板的悬臂梁；且所述第二光学补偿片的法线与所述光学波长参考标准具的光轴之间具有一第二初始偏置角，所述第二初始偏置角用于补偿所述光学波长参考标准具的透射峰波长偏差。所述第二光学补偿片与所述光学补偿片彼此串行插入所述光学波长参考标准具的光路中，即一光线进入所述法布里-珀罗谐振腔后，分别穿过所述光学补偿片、所述第二光学补偿片。本具体实施方式中的第二光学补偿片为补偿光学波长参考标准具波长偏差的光学补偿片，其光学材质、厚度、放置角度进过仔细设计，通过在器件封装时调节所述第二光学补偿片的位置至所述第二初始偏置角，以补偿所述光学波长参考标准具因制作工艺偏差而导致的透射峰中心波长的位置偏差，以实现对所述光学波长参考标准具透射峰波长精准度的补偿。在本具体实施方式中，所述的光学补偿片为波长温度漂移的光学补偿片，采用基于双材料效应的双材料悬臂梁支撑所述光学平行平板，所述光学补偿片的法线与所述光学波长参考标准具的光轴之间的偏置角度随环境温度的变化而产生微小的角度变化，导致所述法布里-珀罗谐振腔光程随温度的变化，以补偿所述光学波长参考标准具的透射峰中心波长随环境温度的漂移，实现所述光学波长参考标准具波长温度稳定性的高精度补偿。也就是说，与第一具体实施方式或第二具体实施方式中采用光学补偿片同时补偿波长温度漂移和波长准确度不同，本具体实施方式通过两块光学补偿片分别补偿波长准确度和波长温度漂移，在封装时只需调整第二光学补偿片的第二初始偏置角，不需对所述光学补偿片的初始偏置角度进行调整，即本具体实施方式中的所述光学补偿片的法线可与所述光学波长参考标准具的光轴之间平行，从而可以将补偿片的制造、封装工艺简化。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种高精度光学波长参考标准具，其特征在于，包括：

法布里-珀罗谐振腔，包括相对设置且高度平行的第一光学反射镜和第二光学反射镜；

光学补偿片，设置于所述法布里-珀罗谐振腔内，所述光学补偿片包括光学平行平板和支撑所述光学平行平板的双材料悬臂梁，所述双材料悬臂梁包括悬臂梁主体及覆盖于所述悬臂梁主体上的薄膜层，所述悬臂梁主体与所述薄膜层具有不同的热膨胀系数，在温度变化时能够改变所述光学补偿片的法线与所述光学波长参考标准具的光轴之间的夹角，以补偿由于腔长发生变化而带来的透射波长偏差；

所述双材料悬臂梁包括第一双材料悬臂梁和第二双材料悬臂梁，所述第一双材料悬臂梁和所述第二双材料悬臂梁对称分布于所述光学平行平板的两侧；所述第一双材料悬臂梁包括第一悬臂梁主体和覆盖于所述第一悬臂梁主体上的第一薄膜层，所述第一悬臂梁主体与所述第一薄膜层具有不同的热膨胀系数；所述第二双材料悬臂梁包括第二悬臂梁主体和覆盖于所述第二悬臂梁主体上的第二薄膜层，所述第二悬臂梁主体与所述第二薄膜层具有不同的热膨胀系数；所述第一双材料悬臂梁和所述第二双材料悬臂梁随温度变化的形变方向相反。

2.根据权利要求1所述的高精度光学波长参考标准具，其特征在于，所述第一悬臂梁主体和所述第二悬臂梁主体均由单晶硅构成，所述第一薄膜层为二氧化硅薄膜，所述第二薄膜层为铝薄膜。

3.根据权利要求1所述的高精度光学波长参考标准具，其特征在于，所述光学补偿片的法线与所述光学波长参考标准具的光轴之间具有一初始偏置角，所述初始偏置角用于补偿所述光学波长参考标准具的透射峰波长与设计值的偏差。

4.根据权利要求1所述的高精度光学波长参考标准具，其特征在于，所述第一光学反射镜靠近所述第二光学反射镜的一侧镀制有图案化的第一光学反射膜、远离所述第二光学反射镜的一侧镀制有第一光学增透膜；所述第二光学反射镜靠近所述第一光学反射镜的一侧镀制有图案化的第二光学反射膜、远离所述第一光学反射镜的一侧镀制有第二光学增透膜。

5.根据权利要求1所述的光学波长参考标准具，其特征在于，所述光学平行平板的相对两侧均镀制有光学增透膜。