CN110741234A - 可调谐滤波器 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的第一方面，提供了一种光学滤波器。所述光学滤波器包括第一光学元件和第二光学元件，以及一个或多个膨胀元件。所述第一光学元件和所述第二光学元件沿共同轴线布置，每个光学元件均终止于与轴线垂直的平坦表面。所述平坦表面由具有宽度d的间隙隔开，以使得平坦表面形成法布里‑珀罗标准量具，并且光能够沿着通过所述元件和所述标准量具的光路径传播。所述一个或多个膨胀元件连接到光学元件、位于所述光路径之外并平行于轴线延伸大于所述间隙宽度的长度。所述膨胀元件包括具有与所述光学元件不同的线性热膨胀系数的材料，以使得膨胀元件和光学元件的膨胀差异导致平坦表面沿轴线的相对运动，从而导致间隙宽度的变化。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于光学系统的滤波器。特别地，本发明涉及峰值透射率的波长可热调谐的滤波器。
方程式中的项索引
(除非在方程式的描述中另有规定)
T-温度
α-线性热膨胀系数(LCE)
n-折射率
ψ-热光系数
q-热路径长度灵敏度，q＝nα+ψ
C-膨胀元件长度
C-圆柱体长度
X0-参考温度下的“X”值(T0是参考温度)
ΔX-X的变化，从X0开始测量
背景技术
光纤通信使用激光在窄波段内产生光信号。单个光纤电缆可以在不同的频带(和/或频带内的不同信道)中传输信息。因此，在目标频带中传输信号时，降低在其它频带中产生的噪声是很重要的。
为了实现这一点，激光/调制器系统的输出可以通过一个滤波器，该滤波器配置为仅选择目标频率。可以用作滤波器来实现上述目的的光学元件是法布里-珀罗(FP)标准量具(或干涉仪)。FP标准量具在图1A中示出，并且包括具有两个反射表面的透明板。当光在表面之间反弹时，透射的光线相互干扰，产生特征干涉图案，这取决于板之间的频率和光学距离。
FP标准量具的频率响应具有图1B所示的特性曲线。可以看出，对于高精细度FP标准量具(即具有尖峰的标准量具)，目标频率以外的频率的损耗非常大，甚至可以滤除与目标频率的微小偏差。
FP标准量具适用于组件以恒定频率发射光的情况，但在某些应用中，期望组件为可调节的，以能够在不同频率上发射，例如在频带内的每个信道上发射。FP标准量具的频率响应取决于板之间的光学距离，因此电流可调的FP标准量具利用这一点，在板之间具有光学距离随温度变化很大(即，大的热路径长度灵敏度q，其中q＝nαΨ)的材料。因此，通过调节标准量具的温度，可以调节标准量具的光学距离和频率响应。
然而，要使滤波器在频带内充分工作，它必须具有足够大的自由频谱范围(FSR)，使得频带内只有一个峰值(即，频率响应曲线总是朝向远离频带内的峰值的方向倾斜)。否则，频率响应曲线的高阶峰值(higher order peaks)可以允许噪声进入光纤。FSR与标准量具的镜之间的光学距离成反比，因此要获得较大的光谱范围，镜之间的光学距离必须很小(例如，对于C波段，空气约为30微米)。
在镜之间使用较小的距离意味着镜之间材料的温度变化只会导致镜间光学距离的较小变化。实际上，对于使用硅作为镜间材料的C波段，厚度的变化不能在令人满意的FSR下覆盖合理温度范围(例如20℃到100℃)内的波段。
全波段解决方案可使用多个硅基可调谐滤波器，其中每个滤波器的FSR小于波段。滤波器经过校准，使得在任何特定设置下，所有滤波器上只有一个峰值重叠，并且可以通过单独改变每个滤波器的温度来调整重叠的峰值，以控制所选择的频率。然而，这种系统在制造、校准和控制方面需要极高的精度，并且与单滤波器系统相比仍然会导致高损耗。
需要一种能够在整个频带上工作、具有高FSR和低损耗的可调谐滤波器。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种光学滤波器。所述光学滤波器包括第一光学元件和第二光学元件，以及一个或多个膨胀元件。所述第一光学元件和所述第二光学元件沿共同轴线布置，所述第一光学元件和第二光学元件均终止于与轴线垂直的平坦表面。所述平坦表面由具有宽度d的间隙隔开，以使得平坦表面形成法布里-珀罗(Fabry-Perot)标准量具，并且光可以沿着通过元件和标准量具的光路径传播。所述一个或多个膨胀元件直接或间接地连接到光学元件、位于光学路径之外并平行于轴线延伸大于所述间隙宽度的长度。所述膨胀元件包括具有与光学元件不同的线性热膨胀系数的材料，以使得膨胀元件和光学元件的膨胀差异导致平坦表面沿轴线的相对运动，从而导致间隙宽度的变化。
根据另一方面，提供了一种光学装置，该光学装置包括调制器和根据前一方面的光学滤波器，其中光学滤波器布置成接收调制器的输出光束。其它方面和优选特征在权利要求2等之中陈述。
附图说明
图1A是标准量具的示意图；
图1B示出了标准量具的频率响应曲线；
图2A和图2B示出了光学滤波器的示例性结构；
图3示出了可替代的示例性结构；
图4示出了另一可替代的示例性结构；
图5A是完全对准的标准量具的透射率曲线图；
图5B是未对准的标准量具的透射率曲线图；
图6示出了光学滤波器的元件之间的示例性连接；
图7A、图7B和图7C示出了光学滤波器的其它示例性结构；
图8A示出了未对准的光学滤波器的模拟透射曲线；
图8B示出了考虑了衍射的光学滤波器的模拟透射曲线；
图9A至图9D示出了示例性光学滤波器的热仿真。
具体实施方式
如背景技术中所述，先前的可调谐标准量具已经在镜间空间(inter-mirrorspace)中使用热膨胀材料来调节标准量具的镜间光学距离d。然而，这导致标准量具的FSR和可能的调谐范围之间的妥协。相反，下面提出了一种设计，其中热膨胀材料设置在光路之外，用于改变反射镜之间空气间隙的宽度。这允许使用更广范围的热膨胀材料(即热膨胀材料不需要透明)，并允许装置具有更大的温度灵敏度(或等效地，在给定温度范围内具有更大的频率范围)。
图2A和图2B示出了这种滤波器的示例性结构。图2A是立体图，图2B是平面图。滤波器有两个光学元件21a、21b，它们之间有空气间隙(air gap)22。每个光学元件在朝向空气间隙的端部具有反射表面25a、25b，使得空气间隙形成FP标准量具(反射表面可通过任何适当的处理提供)。光学元件显示为与板整体形成的圆柱形元件，但可以是任何合适的形状，例如矩形。光学元件21a、21b由膨胀部分24a、24b分离。
光学元件由在目标滤波器波长处透明的材料(“光学材料”)形成。膨胀元件由线性热膨胀系数(LCE)大于光学材料的LCE的材料(“膨胀材料”)形成。
膨胀元件在其与光学元件连接的位置之间的长度由L＝L0+ΔL＝L0+αL0ΔT给出，其中L0是参考温度(例如20℃)下的长度，而ΔT是膨胀材料的当前温度与该参考温度之间的差。
反射表面25a、25b之间的距离d由L-2C给出，其中C是每个圆柱体的长度(或对于其它结构，反射表面与膨胀元件到光学元件的连接之间的长度)。
d＝L-2C＝(L0+ΔL)-2(C0+ΔC)＝(L0+αLL0ΔT)-2(C0+αCC0ΔT)＝d0+ΔT(αLL-2αCCo)
假设圆柱体和膨胀材料的温度相同，其中αL和αc分别是膨胀材料和光学材料的线性膨胀系数。如果αL≥αc，则简化为d＝d0+Δd＝d0+αLLΔT。可以看出，控制随温度变化的d的项(αLLΔT)与膨胀元件的初始长度L0成正比，而与d的初始值无关，因此不再需要在FSR(需要更小的d)和调谐范围之间进行权衡。
长度L0大于反射表面之间的距离d0，并且可以大得多，例如，至少比d大一个数量级(即至少是d的十倍)。例如，距离d0可以是20至30微米，长度L0可以是2至3毫米。
可选择地，“膨胀元件”的线性膨胀系数可以小于光学元件的线性膨胀系数。在这种情况下，光学元件的膨胀将导致距离d减小，并且温度的升高将导致d的减小。以上公式仍然适用。在膨胀元件的线性膨胀系数远小于光学元件的CLE的情况下，膨胀元件有效地起到刚性“框架”或支撑的作用，而光学元件的膨胀是导致d变化的主要因素。为了使d可调，膨胀元件和光学元件的线性膨胀系数应该不同。
例如，为了在温度变化为40-50℃的C波段上实现连续调谐，对于长度为1-2mm(通常为1.5mm)的膨胀元件，膨胀材料的线性膨胀系数可以在每℃每百万分之(ppm/℃)7到12之间。如果光学材料的线性膨胀系数显著(例如>0.5ppm)，则膨胀材料的线性膨胀系数和光学材料的线性膨胀系数之间的差异可以在每℃每百万分之(ppm/℃)7到12之间。对于较长的膨胀元件，线性膨胀系数可成比例地减小(对于较短的膨胀元件，线性膨胀系数可增大)。
膨胀元件(和/或光学元件)的温度可以通过任何适当的方式来控制，例如通过电阻加热(作为与膨胀元件结合的薄膜集成到膨胀元件24a、24b中，或使用膨胀材料本身作为电阻)或耦合到热电冷却器。膨胀元件和/或光学元件的温度范围通常可以是0℃到150℃或可能是更窄的范围，例如20℃到100℃。膨胀元件的温度范围可引起d的膨胀或收缩，为所需光信号的至少一半波长或至少一个波长。装置的温度可以通过任何适当的方法测量，例如热敏电阻。或者，可以仅测量所施加的加热/冷却功率，并由此确定温度。
距离d取决于膨胀元件(或光学元件，如果它们具有较高的线性膨胀系数)的绝对温度。因此，滤波器控制必须考虑环境温度。这可以通过根据元件的直接温度测量来控制膨胀元件的温度的实现，或者通过使用例如安装在滤波器所在基座上的热电冷却器提供恒定的环境温度来实现。
图3显示了一种可替代的结构，它消除了环境温度的影响。该结构具有两个光学元件31a、31b(由光学材料制成)，每个光学元件都连接到由第一膨胀材料制成的各自的内部膨胀元件32a-d。每侧的内部膨胀元件连接到由第二膨胀材料制成的外部膨胀元件33a、33b。内部膨胀元件和外部膨胀元件的布置应确保内部膨胀元件的膨胀将导致d的减小，外部膨胀元件的膨胀将导致d的增大。选择第一膨胀材料和第二膨胀材料以确保2(α1L1+αcC)＝α2L2，其中α1是第一膨胀材料的LCE，L1是每个内部膨胀元件的长度，α2是第二膨胀材料的LCE，L2是每个外部膨胀元件的长度。如前所述，如果α1,α2≥αc，则光学材料的膨胀贡献可以忽略不计。光学元件之间的距离由以下公式给出：
d＝L2-2(L1+C)＝(L20+ΔL2)-2(L10+ΔL1+C)
＝(L20+α2L20ΔT2)-2(L20+α1L10ΔT1+C)
＝d0+α2L20ΔT2-2α1L10ΔT1＝d0+α1L10(ΔT1-ΔT2)
＝d0+α1L10(T1-T2)
其中T1是内部膨胀元件的温度，T2是外部膨胀元件的温度，因此d仅取决于内部膨胀元件和外部膨胀元件之间的温度差，在不考虑环境温度的情况下这可以相对容易地进行控制，例如，通过内部膨胀元件和外部膨胀元件上的独立加热器控制。
除了图2A所示的结构外，滤波器还可以构造成围绕光学元件的轴线呈圆柱形对称，例如，如图4所示。膨胀元件44在横截面上呈环形，光学元件21a、21b部分位于孔内，并在两端连接到膨胀元件44。类似的圆柱形对称结构可以用图3所示的横截面来构造。
滤波器可安装在膨胀元件所在的支架45上。支架45可以由膨胀材料或具有类似热膨胀特性(例如，线性热膨胀系数的差异不超过5％，或差异不超过1％)的材料制成，以避免支架45和膨胀元件44的不同膨胀引起的应变。在这种情况下，支架可以被构造成使其仅与膨胀元件接触。或者，支架可以由光学材料或具有类似热膨胀特性的材料制成。通过测试，发现前一种方法对具有单膨胀元件的滤波器(如图4的滤波器)性能更好，后一种方法对具有多膨胀元件的滤波器(如图2A的滤波器)性能更好。然而，这两种方法都是对使用与两种材料都不匹配的支架的改进。
为了减少从支架到外部部件的传热，支架可以安装在由隔热材料(例如玻璃或二氧化硅)制成的压铆螺母柱(standoffs)上。支架可与任何滤波器结构一起使用-如果使用了多种膨胀材料(如图3所示的结构)，支架可由其接触的膨胀材料制成。
如图5A和图5B所示，滤波器引起的损耗取决于光学元件反射表面的对准。图5A是完全对准的标准量具的透射率(transmission)曲线图。图5B是光学元件的反射表面错位0.005°(18弧秒(arc seconds)，两个模拟中的所有其它特性相同)的标准量具的透射率曲线图。可以看到，完全对准的标准量具的透射率峰值非常接近1，即使在非常小的错位情况下，错位的标准量具的透射率峰值也在0.9左右。
膨胀元件的膨胀会导致滤波器产生应力。这是因为，在膨胀材料与光学材料连接的地方，每种材料都以不同的速率膨胀。通过在光学材料和膨胀材料之间提供弹性层(例如，系数小于10^8牛顿/米(N/M)或约10^7N/M的低系数树脂)来吸收应力，可以减轻这种影响。如图6所示，为了确保滤波器保持对准，可以将非弹性间隔元件61放置在弹性材料62内，使得它们保持光学材料63和膨胀材料64之间的距离。这种间隔元件可以是小半径(例如，最大30微米)的球体。间隔元件保持光学材料和膨胀材料之间的距离，但由于它们没有直接连接到任何一种材料上，因此它们不会导致应力积聚(build up)。
如图7A、图7B和图7C所示，通过限制膨胀材料和光学材料之间的接触面积，例如通过设置膨胀元件71a、71b、71c具有减小的横截面，使其接近于它们邻接光学元件72a、72b、72c的点，可进一步减小应力。在所示示例中，弹性层73a、73b，73c在邻接点处再次显示。这也允许膨胀元件在截面减小的区域稍微弯曲。弹性层73a、73b、73c可以用来填充膨胀元件中产生的空间，如图7c所示。
作为使用弹性材料的替代，光学部分和膨胀部分之间的连接可以布置成允许在垂直于FP标准量具的光轴的方向上滑动。这可以例如通过提供平行于轴线的作用力来实现，该作用力在邻接表面上保持紧密接触。力可以通过例如弹簧施加，也可以通过使两个表面紧密接触来提供，这样两个表面之间的范德瓦尔斯(Van der Waals)力将形成结合。为了使范德瓦尔斯力足够强，表面必须接近理想的平面，并且它们之间的间隙必须接近或小于波长。
通过减小通过滤波器的光束的宽度，可以进一步减小由错位引起的损失。如图8A所示，较窄的光束将因错位滤波器而经历较小的损耗，图8A显示了在0.005°(18弧秒)错位情况下15至150微米宽度光束的模拟传播。然而，由于衍射效应，窄光束会经历更高的损耗，这意味着光束不能保持良好的准直(无论镜子是否对准)。图8B中所示为5至150微米宽的光束。因此，需要在要求较窄的光束以避免错位损失和要求较宽的光束以避免衍射之间保持平衡。根据可以实现的对准和滤波器应用的要求，5到150微米之间的光束宽度可能是合适的。当然，可以使用标准质量控制程序来分离出用于较宽光束应用的对准良好的滤波器，以及用于较窄光束应用的对准不太好的滤波器。
滤波器的控制和校准可以通过几种方式实现。滤波器可以预先校准，并且温度装置控制被配置成根据该校准改变膨胀元件的温度。或者，可以通过在FP标准量具之后提供检测器来实施主动校准。该检测器可用于测量透射光的强度，然后可实现反馈回路，以确保滤波器集中在输入的主模式上。
一种可能的反馈方案是向热控制添加调制，例如向小幅度的温度添加抖动(例如正弦波)变化，频率低于膨胀材料的热响应(例如20Hz)。然后，该调制可以用于使用标准方法来确定透射率(强度)峰值的位置。
可选择地，第二检测器可以布置在FP标准量具之前，并且比较两个检测器的读数以确定通过滤波器的损耗。如果损耗超过阈值，则可以调整温度以返回峰值透射率。然而，这种方法不允许确定温度是否过高或过低，因此需要二次过程来找到峰值。例如，当损耗超过阈值时，温度可能会向上调整。如果这一运动减少了损耗，则进一步向上调整温度，直到找到峰值。如果最初的向上运动并没有减少损耗，反而增加了损耗，则向下调整温度，直到找到峰值。
作为第三种选择，可以使用具有在FP标准量具的透射峰肩部内的波长的二次光束。二次光束布置成以与主光束不同的角度(与主光束相同的方向，或与主光束相比“向后”)通过滤波器，并且测量主光束和二次光束通过滤波器后的强度比。由于这会在通向峰值的斜率上给出2个已知波长和强度的点，因此可以使用这两个强度的比值来找到峰值透射率。
上述主动校准方法中的任何一种都可以响应强度降低到阈值以下或损耗超过阈值连续地进行，或者周期性地进行。
膨胀材料和光学材料的热导率将决定滤波器对温度变化的响应速度。一般来说，在膨胀材料和光学材料达到平衡之前，滤波器不会处于最佳校准状态，因为光学材料的热膨胀会引起距离d的微小变化。这可以通过选择线性热膨胀系数比光学材料大得多的膨胀材料和热导率高的膨胀材料来缓解。特别适合的膨胀材料包括陶瓷、玻璃和金属，特别是铜、铝或不锈钢。光学材料应选用热膨胀系数小、导热系数高的材料。一个可能的例子是二氧化硅。图9A至图9D显示了根据图4设计的滤波器的热仿真，其长度约为3毫米，膨胀材料为铜，光学材料为二氧化硅。可以看到，膨胀材料很快达到热平衡(在最初的0.25秒内)，但光学材料需要相对更长的时间(大约3秒)。
在膨胀材料的LCE小于光学材料的LCE的替代结构中，应选择具有低LCE的膨胀材料，具有高LCE的光学材料。适用于该结构中膨胀材料的材料包括二氧化硅、因瓦或微晶玻璃(Zerodur)(RTM)。适用于作为光学材料的材料包括BK7玻璃。如上所述，这两种材料都应该有高热导率。
为了防止来自标准量具或者在标准具内的背面反射，与反射表面相对的光学元件的表面可以与反射表面成一定角度，并且待过滤的光束可以提供为相对于垂直于反射表面的轴线有微小角度。在每种情况下，小角度(例如小于1度)就足够了。
因此，本发明的实施方式提供了一种膨胀材料的使用，将控制标准量具空腔宽度，以便在整个频率上调谐滤波器峰值。膨胀材料的长度超过空腔宽度，并且是布置在谐振器光路和谐振器镜的外部的结构。可以控制热膨胀材料和光学谐振器的温度。膨胀材料可以是金属或陶瓷或玻璃或比包含谐振器结构的材料具有更大膨胀性的其它材料。谐振器镜光学部件可以以保持谐振器间隙的平行性的方式结合到热膨胀材料上，以在谐振频率下获得高精细度和低损耗。所述结合可以包括表面到表面接触或中间材料，其允许将差异膨胀材料之间的应力最小化。所述接触可以设计为通过紧密接触滑动或通过保持结合表面之间紧密接触的作用力滑动，或者可以设计为包括低弹性系数材料的薄层，该薄层可以部分填充有被设计成维持规定厚度的颗粒。谐振器可以与具有低弹性系数材料的表面结合，以最小化温度变化对滤波器结构的应力。标准量具的温度可以通过热电冷却器或电阻加热器来改变。标准量具的温度可以通过诸如热敏电阻之类的接近温度敏感器件来控制。
Claims (34)
1.一种光学滤波器，该光学滤波器包括：
第一光学元件和第二光学元件，所述第一光学元件和第二光学元件沿共同轴线布置，所述第一光学元件和第二光学元件均终止于与所述轴线垂直的平坦表面，所述平坦表面由具有宽度d的间隙隔开，以使得所述平坦表面形成法布里-珀罗标准量具，并且光能够沿着通过所述元件和所述标准量具的光路径传播；和
一个或多个膨胀元件，所述一个或多个膨胀元件连接到所述光学元件、位于所述光路径之外并平行于所述轴线延伸大于所述间隙宽度的长度，所述膨胀元件包括具有与所述光学元件不同的线性热膨胀系数的材料，以使得所述膨胀元件和所述光学元件的膨胀差异导致所述平坦表面沿所述轴线的相对运动，从而导致所述间隙宽度的变化。
2.根据权利要求1所述的光学滤波器，其中，该光学滤波器还包括温度控制机构，所述温度控制机构配置成控制所述膨胀元件和/或所述光学元件的温度。
3.根据权利要求2所述的光学滤波器，其中，所述温度控制机构包括电阻加热器。
4.根据权利要求3所述的光学滤波器，其中，所述电阻加热器与所述膨胀元件集成。
5.根据权利要求3所述的光学滤波器，其中，所述电阻加热器作为邻近所述膨胀元件铺设的薄膜设置。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的光学滤波器，其中，所述温度控制机构包括热电冷却器。
7.根据权利要求2至6中任一权项所述的光学滤波器，其中，所述光学滤波器包括检测器，所述检测器配置成测量所述滤波器传播的光的强度，其中所述热控制机构配置成根据所述检测器的测量结果来控制温度。
8.根据权利要求7所述的光学滤波器，其中，所述热控制机构配置为向温度添加调制信号。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的光学滤波器，其中，所述热控制机构配置成使温度在0℃至150℃，优选在20℃至100℃之间变化。
10.根据权利要求2至9中任一所述的光学滤波器，其中，所述热控制机构配置成在足以使所述宽度d随着与所述滤波器透射的波长相对应的距离改变的范围内连续地改变所述温度。
11.根据上述权利要求所述的光学滤波器，其中，所述膨胀元件的膨胀导致空气间隙宽度的增加。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的光学滤波器，其中，所述膨胀元件包括第一组膨胀元件和第二组膨胀元件，其中所述第一组膨胀元件的膨胀导致所述空气间隙宽度的增大，而所述第二组膨胀元件的膨胀导致所述空气间隙宽度的减小。
13.根据直接或间接引用权利要求2时的权利要求12所述的光学滤波器，其中，所述温度控制机构配置成独立地控制所述第一组膨胀元件和所述第二组膨胀元件的温度。
14.根据权利要求12或13所述的光学滤波器，其中，所述第一组膨胀元件和所述第二组膨胀元件布置成使得所述空气间隙宽度取决于所述第一组膨胀元件和所述第二组膨胀元件之间的温度差，并且基本上不受环境温度的影响。
15.根据前述权利要求任一项的光学滤波器，其中，所述滤波器具有围绕所述轴线的圆柱对称性。
16.根据前述权利要求任一项所述的光学滤波器，其中，所述光学滤波器包括将所述膨胀元件和所述光学元件结合的弹性材料。
17.根据前述权利要求任一项所述的光学滤波器，其中，所述弹性材料的系数小于10∧8N/m。
18.根据权利要求16或17所述的光学滤波器，其中，所述光学滤波器包括位于所述弹性材料内的非弹性间隔元件，以防止所述弹性材料的变形导致所述宽度d的改变。
19.根据权利要求18所述的光学滤波器，其中，所述非弹性间隔元件为球形。
20.据权利要求1至15中任一项所述的光学滤波器，其中，所述膨胀元件和所述光学元件彼此接触，并且包括配置成施加平行于所述轴线的力以保持所述接触的夹具。
21.根据权利要求20所述的光学滤波器，其中，所述夹具包括弹簧。
22.根据权利要求1至15中任一项所述的光学滤波器，其中，所述膨胀元件和所述光学元件接触，并且接触表面足够光滑，以使所述膨胀元件和所述光学元件之间的范德瓦尔斯力保持所述接触。
23.根据前述权利要求中任一项所述的光学滤波器，其中，每个光学元件具有一个与终止平坦表面相对的表面，并且其中所述表面与所述平坦表面成一定角度。
24.根据权利要求23所述的光学滤波器，其中，所述角度小于1度。
25.根据前述权利要求中任一项所述的光学滤波器，其中，所述光学滤波器安装在支架上，该支架由与所述一个或多个膨胀元件相同的材料制成，或者由具有类似热膨胀特性的材料制成。
26.根据权利要求1-24中任一项所述的光学滤波器，其中，所述光学滤波器安装在支架上，该支架由与所述光学元件相同的材料制成，或者由具有与所述光学元件的材料相似的热膨胀特性的材料制成。
27.根据权利要求25或26所述的光学滤波器，其中，所述支架安装在热绝缘体上，可选择地包括玻璃或二氧化硅压铆螺母柱。
28.根据前述权利要求中任一项所述的光学滤波器，其中，所述膨胀元件的线性热膨胀系数大于所述光学元件的线性热膨胀系数。
29.根据权利要求28所述的光学滤波器，其中，所述膨胀元件的长度在1至2毫米之间，并且所述膨胀元件的线性热膨胀系数与所述光学元件的线性热膨胀系数之间的差在7至17ppm/℃之间。
30.根据前述权利要求中任一项所述的光学滤波器，其中，所述膨胀元件的线性热膨胀系数小于所述光学元件的线性热膨胀系数。
31.一种光学装置，该光学装置包括调制器和前述权利要求中任一项所述的光学滤波器，其中所述光学滤波器布置成接收所述调制器的输出光束。
32.根据权利要求31所述的光学装置，其中，所述装置包括控制器，所述控制器配置成使所述光学滤波器的温度被调整，以使得所述距离d的值设置为使所述光学滤波器的透射率峰值处于所述调制器的输出频率。
33.根据权利要求31或32所述的光学装置，其中，所述输出光束的宽度在5微米到500微米之间，优选在5微米到150微米之间。
34.根据权利要求31至33中任一项所述的光学装置，其中，所述光学装置配置为在C波段提供输出光束。
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