CN114858416B - 空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其包括滤波模组测试装置，其通过位移台模块位置可调整地耦合于光学平台，所述滤波模组测试装置包括至少一个光学件安装单元，所述安装单元中的光学件与其长轴正交地安装；还包括沿光纤准直模块和光纤耦合模块，所述光纤准直模块51将入射的光以第一空间光形式透过所述安装单元中的所述空间介质薄膜滤波元件并以第二空间光的形式入射到所述光纤耦合模块。本申请的专利可以同时实现空间介质薄膜滤波片和/或级联滤波模组多种特性参数的测试。本申请还公开了对应的测试方法。

Description

空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置和方法

技术领域

本申请涉及一种光学元件测试装置及方法，尤其涉及滤波片的光学特性参数的测试装置及方法。

背景技术

光波分复用技术是光纤通信领域提高效率、迅速扩容传输容量的重要技术，但随着通信系统信道间隔的减小和单信道传输速率的提高，对系统中起分波合波作用的窄带滤波器的性能要求也越来越高。空间介质薄膜滤波片利用光学干涉原理选择性地让一定带宽内的波长通过，因其温度稳定性好、通带隔离度高等优点成为窄带滤波器的首选功能器件。光纤通信领域要求应用于光波分复用技术的滤波片具有通带窄、矩形度高、通带波纹小、损耗低及温度稳定性好等特性。为了改进通带的形状，即得到高矩形度的透射谱，可以将滤波特性比较一致的空间介质薄膜滤波片串联组合，并通过合理选配滤波区域构成级联滤波模组，使得该模组通带具有较高的透射率而通带边缘具有陡峭的截止度。

传统基于光学矢量分析仪的扫频功能可以实现对空间介质薄膜滤波片的特性测试，但1)该方法多用于已封装成带有光纤尾纤的滤波器性能的测试，存在一定的局限性；2)该方法无法实现特定波长下空间介质薄膜滤波片空间均匀度特性的测试；3)该方法无法选配滤波片构建级联滤波模组。

此外，传统的通过扫频激光器及高动态范围的光功率计可以实现对空间介质薄膜滤波片特定滤波特性的测试，但因两种仪器在使用过程中数据采样的时间间隔无法保持严格一致，其在中心波长、矩形度等特性参数测试时存在一定的偏差，难以准确表征空间介质薄膜滤波片或级联滤波模组的各类滤波特性。

发明内容

基于此，我们提出了一种空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置和方法，空间介质薄膜滤波元件包括空间介质薄膜滤波片和级联空间介质薄膜滤波元件模组。

本申请的一些实施例提供了一种一种空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其包括滤波模组测试装置(6)，其通过位移台模块(7)位置可调整地耦合于光学平台，所述滤波模组测试装置(6)包括至少一个光学件安装单元，所述光学件安装单元具有长轴线，所述安装单元中的光学件与所述长轴正交地安装；光源模块(1)，配置为包括提供具有可见光的第一光源模块单元，和提供波长可调谐的光的第二光源模块单元；光纤耦合器(2)，配置为将通过光纤链路自光源模块接收的可见光或者所述波长可调谐光或通过光纤链路耦合进入光纤环形器(3)；所述光纤环形器(3)配置为将通过光纤链路耦合进入的所述可见光或者所述波长可调谐光通过光纤链路耦合进入所述光纤准直及耦合装置(5)的光纤准直模块51；其中，所述光纤环形器(3)为3端口器件，光从光纤环形器(3)的第一端口31进入时会从第二端口32出射，从第二端口32进入时会从第三端口33出射；光纤准直及耦合装置(5)，包括沿所述滤波模组测试装置(6)的光学件安装单元的长轴布置在滤波模组测试装置(6)的一侧的光纤准直模块51，以及沿所述滤波模组测试装置(6)的光学件安装单元的长轴布置在滤波模组测试装置(6)的另一侧的光纤耦合模块52，其中，所述光纤准直模块51、所述光纤耦合模块52以及所述光学件安装单元在测试模式下共光轴地设置于光学平台上形成空间光路，其中，所述光纤准直模块51将入射的光以第一空间光形式透过所述安装单元中的所述空间介质薄膜滤波元件并以第二空间光的形式入射到所述光纤耦合模块52；其中，所述光功率计组件(4)包括光纤光功率计单元41用于测量所述光纤耦合模块52的出射的光纤光的功率以及所述环形器第三端口出射的光纤光的功率以及空间光功率计单元42用于测量所述第一空间光的功率和第二空间光的功率。

本申请的一些实施例还公开了一种空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：该方法包括步骤：测试空间介质薄膜滤波元件中心点位置的滤波特性曲线，包括通过分析滤波特性曲线，可以得到该中心点位置的包括中心波长、带宽、通带损耗、矩形度、隔离度的特性参数；其中所述空间介质薄膜滤波元件为滤波片或级联滤波模组。

本申请的一些实施例还公开了一种空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：该方法包括测试空间介质薄膜滤波元件的空间均匀度；其中空间均匀度指以中心点位置最大透过功率为基准，透过功率下降一系列特征值时空间介质薄膜滤波元件上的区域范围，其中所述空间介质薄膜滤波元件为滤波片或级联滤波模组。

本发明公开的空间介质薄膜滤波片特性测试集成装置和方法，可以同时实现空间介质薄膜滤波片和/或级联滤波模组多种特性参数的测试，克服了传统技术中无法准确表征空间介质薄膜滤波空间介质薄膜滤波元件各类特性参数以及同时实现多种特性参数测试的问题。

本申请中的方法和装置有效融合了各类传统测试方法的优势并规避其短板缺陷，可以同时实现对空间介质薄膜滤波片多种特性参数(包括中心波长、带宽、通带损耗、矩形度、空间均匀度等)的测试，从而适配出滤波特性比较一致的滤波片构成级联滤波模组，并进一步实现该级联滤波模组特性的测试。

以本申请的实施例中的测试装置及方法适配的级联滤波模组具有高性能滤波特性，可以充分利用通信窗口，避免不同信道间的波长干扰，满足光纤通信领域对高密度波长选择的要求；此外，该级联滤波模组在一定区域范围内均能保持较好的滤波特性，即可以同时实现多通道的波长选择，为空间光通讯领域中密集波分复用技术提供技术支撑。

附图说明

图1为根据本申请的实施例的空间介质薄膜滤波片特性参数综合测试装置的系统集成示意图；

图2A为根据本申请的实施例的光源模块的示意图；

图2B为根据本申请的另一种实施例的光源模块的示意图；

图3A为根据本申请的实施例的光纤准直及耦合装置的安装状态示意图；

图3B为根据本申请的实施例的光纤准直及耦合装置的立体状态示意图；

图4A为根据本申请的实施例的光纤准直模块立体示意图；

图4B为根据本申请的实施例的光纤准直模块后视示意图；

图5为根据本申请的实施例的光纤耦合模块示意图；

图6A为根据本申请的实施例的滤波模组测试装置的安装状态示意图；

图6B为根据本申请的实施例的滤波模组测试装置的俯视示意图；

图7为根据本申请的实施例的安装基片的立体示意图；

图8A为根据本申请的实施例的空间介质薄膜滤波片安装状态示意图；

图8B为根据本申请的实施例的空间介质薄膜滤波片安装俯视示意图；

图9为根据本申请的实施例的滤波片组件安装示意图。

其中：光源模块1(可见光激光笔11、扫频激光器12、光矢量分析仪13、光纤耦合器14；其中光矢量分析仪13包括光输出端口131、光探测端口132)、光纤耦合器2(输入端口21、输入端口22)、光纤环形器3(端口31、端口32、端口33)、光功率计组件4(光纤光功率计41、空间光功率计42)、光纤准直及耦合装置5(U型支架51、光纤准直器模块52、光纤耦合器模块53；其中光纤准直器模块52由单模光纤521、多维调整模块522及消色差准直透镜523组成；光纤耦合器模块53由多模光纤531、多维调整模块532及消色差汇聚透镜533组成)、滤波模组测试装置6(支撑主体61、滤波片转轮62、中心带小孔的对准盘63、圆形反射镜64；其中支撑主体61上带有六角带肩螺丝611、六角尼龙顶丝612、螺纹通孔613)、位移台模块7，包括二维手动位移台71和二维电动位移台72、直角支架8、光学平台9、安装基片10。

具体实施方式：

下面参考附图对本申请的实施例及进行说明。

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本申请的示例性实施例的目的。但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

应当理解的是，虽然在这里可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地第二单元可以被称为第一单元。这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

还应当提到的是，在一些替换实现方式中，所提到的功能/动作可以按照不同于附图中标示的顺序发生。举例来说，取决于所涉及的功能/动作，相继示出的两幅图实际上可以基本上同时执行或者有时可以按照相反的顺序来执行。

本申请的一个实施例提供了一种空间介质薄膜滤波片特性参数综合测试装置，如图1所示，其包括光源模块(1)、光纤耦合器(2)、光纤环形器(3)、光功率计组件(4)、光纤准直及耦合装置(5)、滤波模组测试装置(6)、位移台模块(7)、直角支架(8)、光学平台(9)；其中，光纤环形器(3)为3端口器件，光从光纤环形器(3)的第一端口31进入时会从第二端口32出射，从第二端口32进入时会从第三端口33出射；其中，装置内各光纤链路器件(实线连接的器件，光纤类)通过光法兰进行连接，图中虚线箭头代表空间光传输路径，实线箭头代表链路光传输路径；其中，光纤准直及耦合装置(5)通过螺钉固定在直角支架(8)上，滤波模组测试装置(6)通过螺钉固定在位移台模块(7)上，位移台模块(7)、直角支架(8)通过螺钉固定在光学平台(9)上。

其中，如图2B所示，光源模块1包括可见光激光笔11、扫频激光器12、光矢量分析仪13、光纤耦合器14，提供各类测试光源。其中，可见光激光笔11配置为可见红光输出；扫频激光器12、光矢量分析仪13配置为1550nm的红外波段光输出，对应后面对准盘功能；可见光激光笔1始终连接光纤耦合器2的输入端口21，工作状态下发出的可见光，例如可见红光，用于空间光路辅助对准；扫频激光器12用于一定带宽内设定的特定功率特定测试波长的稳定输出，用于滤波片空间均匀度特性的测试；光学矢量分析仪13包括光输出端口131与光探测端口132，可实现一定带宽范围内恒定功率的扫频测试，得到测试链路的频率响应曲线，用于滤波片滤波特性曲线的测试；扫频激光器12与光学矢量分析仪13通过光纤耦合器14连接到光纤耦合器2的输入端口22，并根据不同测试需求调至工作状态或非工作状态。

可替换的是，如图2A所示，可以不设置光纤耦合器14，而在使用时重新连接光路以实现测量。此外，应当理解，并不局限于上述实施例中数值的红外波段以及上述波长的可见光，还可以使用其他波长的可见光以及其他波段的红外波。

如图1所示，光功率计组件4用于装置内光功率的测量，包括光纤光功率计41和空间光功率计42，光纤光功率计41被配置为光纤光功率计接口形式，空间光功率计42被配置为空间光功率计接口形式。使用前一般须置零以消除环境光对其功率探测的影响。其中，光纤光功率计41用于光纤链路内光功率的探测，其接口类型根据光器件接口类型确定；空间光功率计42用于自由空间光功率的探测，根据所需测试需求选择足够动态范围的探测头，探测头顶端为带有外螺纹可直接与滤波模组测试装置6装配，可利用其配套软件实时探测空间光的功率变化并进行数据保存。

光纤准直及耦合装置5用于实现光的准直输出与空间光的高效耦合，光纤准直及耦合装置5如图3A、3B所示包括U型支架51、光纤准直器模块52、光纤耦合器模块53，其中光纤准直器模块52与光纤耦合器模块53分别通过螺钉固定在U型支架51上，U型支架的尺寸要满足滤波模组测试装置6及空间光功率计42等器件尺寸的限制，并可通过螺钉固定到直角支架8上。

如图4A、4B所示，光纤准直器模块52用于将光准直出射到自由空间，由单模光纤521、第一多维调整模块522及消色差准直透镜523构成。其中，第一多维调整模块522可以实现俯仰和偏转角度调节、和Z轴平移；消色差准直透镜523位于第一多维调整模块522内部，根据测试需求合理选择消色差准直透镜的工作距离参数；单模光纤521通过第一多维调整模块522的前面板上的光法兰装配到第一多维调整模块522上。通过调整Z轴平移改变单模光纤521端面与消色差准直透镜523之间的距离，从而得到最佳的光束准直效果；通过俯仰和偏转角度调节控制消色差准直透镜523的准直光束正入射到滤波模组测试装置上。

如图5所示，光纤耦合器模块53用于将空间光耦合进多模光纤531中，由多模光纤531、第二多维调整模块532及消色差汇聚透镜533构成。第二多维调整模块532可以实现XY平移、俯仰和偏转角度调节和Z轴平移；消色差汇聚透镜533位于第二多维调整模块内部，根据测试需求合理选择消色差汇聚透镜533工作距离参数；多模光纤531通过第二多维调整模块前面板上的光法兰装配到第二多维调整模块532上。通过调整Z轴平移使多模光纤531接收端面位于消色差汇聚透镜533后焦距处；并进一步通过调整XY平移、俯仰和偏转角度调节控制空间光束正入射到多模光纤531的接收端面，从而得到最佳的光束耦合效果。

滤波模组测试装置6用于辅助空间光路的共轴调整以及为滤波片或级联滤波模组提供支撑，如图6A、6B所示，包括支撑主体61、滤波片转轮62、中心带小孔的对准盘63、圆形反射镜64。支撑主体61带有螺纹通孔613，光纤准直模块52出射的各类测试光源垂直穿过该螺纹通孔613；支撑主体61的侧面可以通过螺钉固定到位移台模块7上。滤波片转轮62设计带有一定深度的内螺纹通孔孔系，此处的通孔孔系指一组孔，可以例如是如图6A、6B所示的六个，也可以是其他数量，例如一个、两个、三个、四个、五个、七个、八个或者更多，形状可以是圆形也可以是其他形状，例如可以是与待测滤波片、或滤波片组件的外轮廓适配的其他形状，例如矩形；为了保证通孔孔系与对准盘63的位置关系，所述各通孔的几何中心需要可以在旋转时能通过所述对准盘63上的中心小孔631，通过外螺纹卡环将待安装光学件，例如圆形反射镜64、待测滤波片或者级联滤波模组，安装在内螺纹通孔孔系结构中；滤波片转轮62被配置为可旋转并可固定定位，例如通过支撑主体61上的六角带肩螺丝611进行旋转并通过支撑主体端面上的六角尼龙顶丝612固定。中心带小孔的对准盘63用于自由空间中可见光和红外光波段的对准，其外部设计带有外螺纹可直接安装到支撑主体61上；圆形反射镜64通过螺纹卡环安装到滤波片转轮62孔系内中的一个孔中，空间光入射圆形反射镜64上会发生反射重新返回到光纤准直器模块52中，然后通过环形器3的第二端口32重新进入环形器3，最后由环形器3的第三端口33输出。

所述支撑主体61及滤波片转轮62材料设计为透明材质，例如透明玻璃，便于空间光路中可见光的对准。所述滤波片转轮62上的内螺纹通孔孔系，孔系内各安装孔的尺寸可以依据安装的光学件决定，如圆形反射镜64所在安装孔的尺寸根据圆形反射镜64直径设计；待测空间介质薄膜滤波片所在安装孔的尺寸根据矩形滤波片外形尺寸设计。内螺纹通孔孔的孔径可以相同也可以不同。

为满足不同外形尺寸空间介质薄膜滤波片在滤波片转轮62上内螺纹通孔孔系中的安装，可设计合理结构的安装基片10，如图7所示。测试时先用光学胶将空间介质薄膜滤波片共心封装在安装基片10中，构成滤波片组件，然后再将滤波片组件通过外螺纹卡环安装到滤波片转轮62内螺纹通孔孔系中。安装基片10外径尺寸与滤波片转轮62上内螺纹通孔孔系中安装孔的内径尺寸相匹配；安装基片10内部矩形通孔尺寸根据矩形空间介质薄膜滤波片外形尺寸确定，应尽可能少的遮挡滤波片；安装基片10上沉孔深度要小于空间介质薄膜滤波片的厚度，保证将滤波片组件安装到滤波片转轮62内螺纹通孔孔系中时，空间介质薄膜滤波片入射端端面直接与外螺纹卡环端面直接接触；安装基片10端面带有小孔，通过镊子等工具可以实现滤波片组件在其安装孔中的旋转。如图8A、8B所示。

将滤波片组件通过外螺纹卡环安装到滤波片转轮62内螺纹通孔孔系中时，外螺纹卡环仅起到支撑滤波片组件的作用，重力作用下滤波片组件内空间介质薄膜滤波片的入射端紧靠在外螺纹卡环下侧端面上。测试时，光纤准直器模块52准直出射的空间光应从下端正入射到滤波片组件内空间介质薄膜滤波片的入射端，避免空间介质薄膜滤波片透射端楔角对其滤波特性的影响，如图9所示。

位移台模块7包括二维手动位移台71、二维电动位移台72；均可以控制安装在上面的滤波模组测试装置6实现XY方向上的精确平移，从而满足测试时滤波模组测试装置6与光纤准直及耦合装置5之间所需的空间相对位置关系。二维电动位移台72配套的Labview控制软件可以根据测试需求设置二维电动位移台72移动的步长、步数、时延等相关参数。滤波模组测试装置(6)通过螺钉固定在二维手动位移台71上，二维手动位移台71通过螺钉固定在二维电动位移台72上；二维电动位移台72通过螺钉固定在光学平台(9)上。

应当理解，在本申请的其他实施例中，还可以使得位移台模块7仅包括二维电动位移台72，并将滤波模组测试装置6直接固定在二维电动位移台72上实现相同的功能。

在本申请的上述实施例中，所述光纤准直及耦合装置5以及滤波模组测试装置6纵向安装在所述光学平台9上，从而所述滤波模组测试装置6的安装单元的长轴线位于基本竖直的方向上，由于采用了直角支架8，此时光学平台9是水平固定放置。应当理解，也可以采用其他的布置方式，例如，无需设置直角支架8而将光纤准直及耦合装置5安装在光学平台9上。如上所述，竖直安装的优势在于空间介质薄膜滤波片并不受非必要力或转矩的作用，从而测量结果更加精确。

基于上述测试装置的空间介质薄膜滤波片特性参数综合测试方法包括以下主要步骤：

步骤一：调整空间光路满足共轴位置关系。通过调整光纤准直及耦合装置5与位移台模块7，使得空间光路满足共轴位置关系，使得光纤准直及耦合装置5的空间光耦合效率最高；同时在对空间介质薄膜滤波片进行特性测试时，光纤准直及耦合装置5中光纤准直模块51准直出射的空间光能够垂直入射到滤波模组测试装置6中，即空间光垂直穿透安装在滤波模组测试装置6内螺纹通孔孔系中的待测滤波片或级联滤波模组。

步骤二：测试单个空间介质薄膜滤波片中心点位置的滤波特性曲线。通过分析滤波特性曲线，可以得到该中心点位置中心波长、带宽、通带损耗、矩形度、隔离度等特性参数。其中，各参数的具体范围可以根据不同器件和测试目的确定。例如，在本实施例中带宽可以是指中心点位置最大透过功率下降0.5dB的波长范围；矩形度可以是指中心点位置最大透过功率下降30dB的波长范围与下降0.5dB的波长范围之比。

步骤三：测试单个空间介质薄膜滤波片的空间均匀度。空间均匀度指以中心点位置最大透过功率为基准，透过功率下降一系列特征值时，例如3dB、5dB、10dB等，空间介质薄膜滤波片上的区域范围。

利用与上述对单个空间介质薄膜滤波片的滤波特性曲线和空间均匀度进行测试的方法相同的方法，可以读对级联滤波模组中心点位置的滤波特性曲线及空间均匀度进行测试，并可以进一步分析得出级联滤波模组与构成该模组的单个滤波片滤波特性之间的关系。

步骤一中所述调整空间光路满足共轴位置关系可以进一步包括：

将可见光激光笔11设置成工作状态，可见光通过光纤准直器模块52出射到滤波模组测试装置6所在自由空间；将二维电动位移台72归零，通过观察可见光打在滤波模组测试装置6上的对准盘63上的位置，手动调整二维手动位移台71改变滤波模组测试装置6与光纤准直及耦合装置5之间的位置关系，直至可见光通过对准盘63中心的小孔；

将可见光激光笔11设置成非工作状态；将扫频激光器12设置为工作状态并设置为第一输出功率及第一测试波长的工作状态；使用空间光功率计42探测此时光纤准直器模块52出射光的光功率值作为第一功率基准值；

将光纤环形器3的第三端口33接入光纤光功率计41；旋转滤波模组测试装置6中的滤波片转轮62将其装有圆形反射镜64的安装孔对准支撑主体61上的螺纹通孔613；通过调整光纤准直器模块52内第一多维调整模块522的俯仰与偏转精确调控空间光的出射角度，当光纤光功率计41读数最接近所测功率基准值时将第一多维调整模块522锁紧，此时认为空间准直光正入射到圆形反射镜64上；

旋转滤波模组测试装置6中的滤波片转轮62将其未装有任何光学元件的安装孔对准支撑主体61上的螺纹通孔613；将光纤耦合器模块53中的多模光纤531输出端口接入光纤光功率计41；调节光纤耦合器模块53中第二多维调整模块532的平移、俯仰和偏转角度，直至光纤光功率计41读数达到最大时将第二多维调整模块532锁紧，此时光纤准直及耦合装置5中的空间光耦合效率达到最高，此时空间光路已完全满足共轴位置关系。

将扫频激光器12设置为非工作状态，此时光纤光功率计41读数与上述第一功率基准值的差值即为光纤准直及耦合装置5的固定损耗，即为后续步骤中单个空间介质薄膜滤波片或级联滤波模组中心点位置滤波特性曲线测试时的系统损耗。

步骤二中所述测试单个空间介质薄膜滤波片中心点位置的滤波特性曲线可以进 一步包括：

将待测空间介质薄膜滤波片分别封装到安装基片10中构成滤波片组件，然后将滤波片组件安装到滤波模组测试装置6中滤波片转轮62孔系内，安装时应保证待滤波片组件几何中心点与所在安装孔的圆心共心，共心在此指矩形片的几何中心与所在安装孔的圆形中心重合；

将光纤耦合器模块53中的多模光纤531输出端口接入光学矢量分析仪13的光探测端口132；根据测试需求设置光学矢量分析仪13的扫频范围并将其调整成工作状态，即扫频、读数的过程；旋转滤波模组测试装置6中的滤波片转轮62，依次将滤波片组件所在安装孔对准支撑主体61上的螺纹通孔613，得到所有空间介质薄膜滤波片中心点位置的滤波特性曲线；

通过分析所有空间介质薄膜滤波片中心点位置的滤波特性曲线，得到其中心点位置的各类特性参数，如中心波长、带宽、通带损耗、矩形度、隔离度。

应当理解，在上述步骤中，可以不采用安装基片10而直接或者用其他方式将滤波片等光学元件固定于安装孔内。

步骤三所述测试单个空间介质薄膜滤波片的空间均匀度可以进一步包括：

根据上述步骤二中的结果初步选出中心点位置中心波长比较一致的一组空间介质薄膜滤波片，以其中一片中心点位置的中心波长对应的功率值为基准值，将该片的滤波特性曲线右侧下降沿功率降低一定值时，例如5dB时，所对应的波长作为第二测试波长；将可见光激光笔11设置成工作状态；取下滤波模组测试装置6中的对准盘63，并将初步选定的空间介质薄膜滤波片所在的滤波片组件用外螺纹卡环分别安装到滤波片转轮62的孔系内并使其中一个滤波片组件所在安装孔对准支撑主体61上的螺纹通孔613；手动调整二维手动位移台71改变滤波模组测试装置6与光纤准直及耦合装置5之间的位置关系，使得来自可见光激光笔11的可见光打在滤波片组件上的空间介质薄膜滤波片的某一顶点，如左上角顶点；适当调整滤波片组件在所在安装孔中的位置，使调整滤波片组件上空间介质薄膜滤波片的侧边与二维电动位移台72平移方向平行；

旋转滤波模组测试装置6中的滤波片转轮62，将所有滤波片组件所在安装孔依次对准支撑主体61上的螺纹通孔613；适当调整所有滤波片组件在其所在安装孔中的位置，使得可见光始终打在各滤波片组件内空间介质薄膜滤波片的左上角顶点，且各空间介质薄膜滤波片的侧边与二维电动位移台72平移方向平行；

将可见光激光笔11设置成非工作状态；将扫频激光器12设置成低SSE(SignalSource Smit)输出工作模式，将其工作波长设置为所述第二测试波长并设置一定的输出功率；使用空间光功率计42探测此时光纤准直器模块52出射光的光功率值作为第二功率基准值，而后将其空间光功率计42装配到滤波模组测试装置6顶端，使得两者的位置相对固定；

根据所测空间介质薄膜滤波片尺寸以及空间均匀度测试的精细化程度，为二维电动位移台72合理设置步进、步数、时延等相关平移参数；为空间光功率计42设置光功率单位、取样时间间隔等相关参数；时延和上述取样时间间隔设置应相同，例如2秒；

同时开启二维电动位移台72的位移控制及空间光功率计42的实时功率探测，此时空间光功率计42探测的功率值与上述第二光功率基准值之差，即为在第二测试波长条件下滤波组件内空间介质薄膜滤波片上各区域测试点的透过功率；依次旋转滤波模组测试装置6中的滤波片转轮62，将所有滤波片组件所在安装孔依次对准支撑主体61上的螺纹通孔613，从而实现第二测试波长条件下所有空间介质薄膜滤波片各区域测试点透过功率的探测；将扫频激光器12设置成非工作状态，通过进一步处理空间介质薄膜滤波片上各区域测试点的透过功率得到空间介质薄膜滤波片空间均匀度的分布特征，即确定空间介质薄膜滤波片上等透过功率曲线图的分布，如等透过率曲线图一般满足同心分布或者沿各轴线分布等。

所述测试级联滤波模组中心点位置的滤波特性曲线及空间均匀度可以进一步包括：

通过分析上述所测空间介质薄膜滤波片的空间均匀度，根据应用需求选择空间均匀度特性分布比较合适的两片或更多片滤波片组件适配成级联滤波模组。从构成级联滤波模组的空间介质薄膜滤波片中选出一片并以其中心点位置中心波长对应的功率值为基准值，将滤波特性曲线右侧下降中沿功率降低一系列特征值，例如5dB、10dB、15dB、20dB等时对应的波长依次作为后续步骤中的第三测试波长；

将可见激光笔11设置成工作状态，将所选滤波片组件通过外螺纹卡环依次放置到滤波模组测试装置6内螺纹通孔孔系中的同一安装孔，从而构成级联滤波模组，模组内各滤波片组件均通过外螺纹卡环支撑且互不接触；将该级联滤波模组所在安装孔对准支撑主体61上的螺纹通孔613，通过各滤波片组件内安装基片10上的小孔旋转微调各滤波片组件，直至各滤波片组件内空间介质薄膜滤波片的侧边平行对齐，同时保证可见光打在级联滤波模组内底端滤波片组件中空间介质薄膜滤波片的左上角顶点，并且该滤波片的两侧边与平移方向平行；

将可见光激光笔11设置成非工作状态，二维电动位移台72与空间光功率计42相关参数的设置与上述设置相同；将扫频激光器12设置成低SSE输出工作模式，功率设置与测试单个空间介质薄膜滤波片空间均匀度时相同；将扫频激光器12工作波长依次设置为上述第三测试波长；同时开启二维电动位移台72的位移控制程序及空间光功率计42的实时功率探测监测程序，此时空间光功率计42探测的功率值与上述第二光功率基准值之差，即为在不同第三测试波长条件下级联滤波模组各区域测试点的透过功率；通过进一步的数据处理与分析，可以得到不同第三测试波长条件下级联滤波模组空间均匀度的分布特征；

将对准盘63重新安装到滤波模组测试装置6底端并将空间光功率计42从滤波模组测试装置6顶端取下；将扫频激光器12设置成非工作状态，将可见光激光笔11设置成工作状态；手动调整二维手动位移台71改变滤波模组测试装置6与光纤准直及耦合装置5之间的位置关系，直至可见光通过对准盘63上中心的小孔，即保证后续步骤中的测试光打在级联滤波模组的中心点位置；

将可见光激光笔11设置成非工作状态，将光学矢量分析仪13设置成测试单个空间介质薄膜滤波片中心点位置滤波特性曲线时的扫频范围；将光学矢量分析仪13调整成工作状态，得到级联滤波模组中心点位置的滤波特性曲线，从而得到级联滤波模组中心点位置的各类滤波特性参数，如中心波长、带宽、通带损耗、矩形度、隔离度等；通过进一步的数据处理与分析，可以得出级联滤波模组与构成该模组的单个空间介质薄膜滤波片滤波特性之间的关系。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

此外，应当理解本申请的方案还可以通过以下示例实施：

1、一种空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：包括

滤波模组测试装置(6)，其通过位移台模块(7)位置可调整地耦合于光学平台，所述滤波模组测试装置(6)包括至少一个光学件安装单元，所述光学件安装单元具有长轴线，所述安装单元中的光学件与所述长轴正交地安装；

光源模块(1)，配置为包括提供具有可见光的第一光源模块单元，和提供波长可调谐的光的第二光源模块单元；

光纤耦合器(2)，配置为将通过光纤链路自光源模块接收的可见光或者所述波长可调谐光或通过光纤链路耦合进入光纤环形器(3)；

所述光纤环形器(3)配置为将通过光纤链路耦合进入的所述可见光或者所述波长可调谐光通过光纤链路耦合进入所述光纤准直及耦合装置(5)的光纤准直模块(51)；其中，所述光纤环形器(3)为三端口器件，光从光纤环形器(3)的第一端口(31)进入时会从第二端口(32)出射，从第二端口(32)进入时会从第三端口(33)出射；

光纤准直及耦合装置(5)，包括沿所述滤波模组测试装置(6)的光学件安装单元的长轴布置在滤波模组测试装置(6)的一侧的光纤准直模块(51)，以及沿所述滤波模组测试装置(6)的光学件安装单元的长轴布置在滤波模组测试装置(6)的另一侧的光纤耦合模块(52)，其中，所述光纤准直模块(51)、所述光纤耦合模块(52)以及所述光学件安装单元在测试模式下共光轴地设置于光学平台上形成空间光路，其中，所述光纤准直模块(51)将入射的光以第一空间光形式透过所述安装单元中的所述空间介质薄膜滤波元件并以第二空间光的形式入射到所述光纤耦合模块(52)；

其中，所述光功率计组件(4)包括光纤光功率计单元(41)用于测量所述光纤耦合模块(52)的出射的光纤光的功率以及所述环形器第三端口出射的光纤光的功率以及空间光功率计单元(42)用于测量所述第一空间光的功率和第二空间光的功率。

2、根据示例1所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：所述第一光源模块单元包括可见光激光笔(11)，所述可见光激光笔1始终连接光纤耦合器(2)的输入端口(21)，工作状态下发出的可见激光用于空间光路辅助对准；所述第二光源模块单元包括第二扫频激光器(12)、光矢量分析仪(13)、以及耦合于第二扫频激光器(12)、光矢量分析仪(13)的光纤耦合器(14)，扫频激光器(12)用于一定带宽内特定功率特定测试波长的稳定输出，用于滤波片空间均匀度特性的测试；光学矢量分析仪(13)包括光输出端口(131)与光探测端口(132)，可实现一定带宽范围内恒定功率的扫频测试，得到测试链路的频率响应曲线，用于滤波片滤波特性曲线的测试；扫频激光器(12)与光学矢量分析仪(13)通过光纤耦合器(14)连接到光纤耦合器(2)的输入端口(22)，并根据工艺流程中不同测试需求调至工作状态或非工作状态。

3、根据示例2所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：所述可见光激光笔(11)配置为可见红光输出；所述扫频激光器(12)、光矢量分析仪(13)配置为1550nm波段光输出。

4、根据示例1所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：所述光纤光功率计单元(41)用于光纤链路内光功率的探测，其接口类型根据光器件接口类型确定；空间光功率计单元(42)用于自由空间光功率的探测，根据所需测试需求选择足够动态范围的探测头，探测头顶端为带有外螺纹可直接与滤波模组测试装置(6)装配，实时探测空间光的功率变化并进行数据保存。

5、根据示例1所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：光纤准直及耦合装置(5)包括U型支架(51)、光纤准直器模块(52)、光纤耦合器模块(53)，光纤准直器模块(52)与光纤耦合器模块(53)通过螺钉固定在U型支架(51)上。

6、根据示例1所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：光纤准直器模块(52)包括单模光纤(521)、第一多维调整模块(522)及消色差准直透镜(523)组成，用于将光准直出射到自由空间；所述第一多维调整模块(522)可以实现俯仰和偏转角度调节、和Z轴平移；消色差准直透镜(523)位于多维调整模块(522)内部，根据测试需求合理选择消色差准直透镜的工作距离参数；单模光纤(521)通过第一多维调整模块(522)前面板上的光法兰装配到第一多维调整模块(522)上；通过调整Z轴平移改变单模光纤(521)端面与消色差准直透镜(523)之间的距离，从而得到最佳的光束准直效果；通过俯仰和偏转角度调节控制消色差准直透镜(523)的准直光束正入射到滤波模组测试装置上。

7、根据示例1所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：所述光纤耦合器模块(53)包括多模光纤(531)、第二多维调整模块532及消色差汇聚透镜(533)组成，用于将空间光耦合进多模光纤(531中；所述第二多维调整模块(532)可以实现XY平移、俯仰和偏转角度调节、Z轴平移；消色差汇聚透镜(533)位于第二多维调整模块内部，根据测试需求合理选择消色差汇聚透镜(533)工作距离参数；多模光纤(531)通过第二多维调整模块前面板上的光法兰装配到第二多维调整模块(532)上；通过调整Z轴平移使多模光纤(531)接收端面位于消色差汇聚透镜(533)后焦距处；并进一步通过调整XY平移、俯仰和偏转角度调节控制空间光束正入射到多模光纤(531)的接收端面，从而得到最佳的光束耦合效果。

8、根据示例1所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：所述滤波模组测试装置(6)用于辅助空间光路的共轴调整以及为滤波片，其包括支撑主体(61)用于连接所述位移台模块(7)、与所述支撑主体(61)的六角带肩螺丝(611)转轴连接的滤波片转轮(62)、所述光学件安装单元以安装孔的形式设置于所述滤波片转轮(62)上，所述支撑主体(61)具有光透射通孔(613)，所述光透射通孔被配置为与所述光学件安装单元的转动路径重合。

9、根据示例1所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：所述支撑主体(61)的所述光透射通孔为螺纹通孔(613)，光纤准直模块(52)出射的各类测试光垂直穿过该螺纹通孔；支撑主体(61)的侧面通过螺钉固定到位移台模块(7)上。

10、根据示例1所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：滤波片转轮(62)的所述光学件安装单元为带有一定深度的内螺纹通孔孔系，通过外螺纹卡环将待安装光学件安装在内螺纹通孔孔系结构中。

11、根据示例1所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：所述滤波片转轮(62)通过支撑主体(61)上的六角带肩螺丝(611)进行旋转并通过支撑主体端面上的六角尼龙顶丝(612)固定。

12、根据示例1所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：还包括中心带小孔的对准盘(63)用于自由空间中可见光和可调谐光的对准，其外部设计带有外螺纹可直接安装到支撑主体(61)上。

13、根据示例1所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：所述光学件包括圆形反射镜(64通过螺纹卡环安装到滤波片转轮(62)孔系内中的一个孔中，第一空间光入射圆形反射镜(64)上会发生反射重新返回到光纤准直器模块(52)中，然后通过环形器(3)的端口(32)重新进入环形器(3)，最后由环形器(3)的端口(33)输出。

14、根据示例7所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：所述支撑主体(61及滤波片转轮(62材料设计为透明材质，例如透明玻璃，便于空间光路中可见光的对准。

15、根据示例7所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：所述滤波片转轮(62)上的内螺纹通孔孔系，孔系内各安装孔的尺寸依据安装的光学件决定，如圆形反射镜(64)所在安装孔的尺寸根据圆形反射镜(64)直径设计；待测空间介质薄膜滤波元件所在安装孔的尺寸根据矩形滤波片外形尺寸设计。

16、根据示例9所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：还包括安装基片(10)用于适配不同外形尺寸空间介质薄膜滤波元件在滤波片转轮(62)上内螺纹通孔孔系中的安装，所述安装基片(10外径尺寸与滤波片转轮(62)上内螺纹通孔孔系中安装孔的内径尺寸相匹配；安装基片(10)内部矩形通孔尺寸根据矩形空间介质薄膜滤波元件外形尺寸确定；安装基片(10)端面带有小孔，通过镊子等工具操作该小孔以实现滤波片组件在其安装孔中的旋转。

17、根据示例10所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：将滤波片组件通过外螺纹卡环安装到滤波片转轮(62)内螺纹通孔孔系中时，外螺纹卡环仅起到支撑滤波片组件的作用，重力作用下滤波片组件内空间介质薄膜滤波元件的入射端紧靠在外螺纹卡环下侧端面上；在所述测试模式下，光纤准直器模块(52)准直出射的空间光应从下端正入射到滤波片组件内空间介质薄膜滤波元件的入射端，避免空间介质薄膜滤波元件透射端楔角对其滤波特性的影响。

18、根据示例1所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：位移台模块7包括二维手动位移台(71)、二维电动位移台(72)；滤波模组测试装置(6)固定地安装在二维手动位移台(71)上；二维手动位移台(71)安装在二维电动位移台72上相对所述二维电动位移台(72)做XY方向的二维位移从而满足测试模式下滤波模组测试装置(6)与光纤准直及耦合装置(5)之间所需的空间相对位置关系；二维电动位移台(72)安装在光学平台(9)上可相对所述光学平台(9)做XY方向的二维位移；二维电动位移台(72)配套的控制软件根据测试需求设置二维电动位移台(72)移动的步长、步数、时延等相关参数在所述测试模式下控制所述二维电动位移台(72)做XY方向的二维位移。

19、根据示例1所述的空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，其特征在于：所述光纤准直及耦合装置(5)以及滤波模组测试装置(6)分别通过直角支架(8)和位移台模块7纵向安装在所述光学平台(9)上，从而所述滤波模组测试装置(6)的安装单元的长轴线位于基本竖直的方向上。

20、一种空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：该方法包括步骤：测试空间介质薄膜滤波元件中心点位置的滤波特性曲线，包括通过分析滤波特性曲线，可以得到该中心点位置的包括中心波长、带宽、通带损耗、矩形度、隔离度的特性参数；其中所述空间介质薄膜滤波元件为滤波片或级联滤波模组。

21、根据示例20所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：所述测试空间介质薄膜滤波元件的中心点的滤波特性曲线包括：

将待测空间介质薄膜滤波元件安装到滤波模组测试装置中滤波片转轮的安装孔内，安装时应保证待滤波元件的中心点与所在安装孔的圆心共心；

将光纤耦合器模块中的多模光纤输出端口接入光学矢量分析仪的光探测端口；根据测试需求设置光学矢量分析仪的扫频范围并将其调整成工作状态；

读取光学矢量分析仪得到空间介质薄膜滤波元件中心点位置的滤波特性曲线。

22、根据示例21所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：调整滤波模组测试装置的滤波片转轮使得下一滤波元件所在安装孔对准支撑主体上的螺纹通孔，读取光学矢量分析仪得到空间介质薄膜滤波元件中心点位置的滤波特性曲线。

23、根据示例21所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：将待测空间介质薄膜滤波元件分别封装到安装基片中构成滤波片组件，然后将滤波片组件安装到滤波模组测试装置中滤波片转轮孔系内，安装时应保证待滤波片组件几何中心点与所在安装孔的圆心共心。

24、根据示例21所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：将光纤耦合器模块中的多模光纤输出端口接入光学矢量分析仪的光探测端口；根据测试需求设置光学矢量分析仪的扫频范围并将其调整成工作状态；旋转滤波模组测试装置中的滤波片转轮，依次将滤波片组件所在安装孔对准支撑主体上的螺纹通孔，得到所有空间介质薄膜滤波元件的中心点位置的滤波特性曲线。

25、根据示例21所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：通过分析所有空间介质薄膜滤波元件的中心点位置的滤波特性曲线，得到其中心点位置的各类特性参数，如中心波长、带宽、通带损耗、矩形度、隔离度。

26、一种空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：该方法包括测试空间介质薄膜滤波元件的空间均匀度；其中空间均匀度指以中心点位置最大透过功率为基准，透过功率下降一系列特征值时空间介质薄膜滤波元件上的区域范围，其中所述空间介质薄膜滤波元件为滤波片或级联滤波模组。

27、根据示例26所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：所述测试空间介质薄膜滤波元件的空间均匀度，包括

选出中心点位置中心波长比较一致的一组空间介质薄膜滤波片，将从所选空间介质薄膜滤波片中其中一片的中心点位置的中心波长对应的功率值作为基准值，将将该片介质薄膜滤波片的滤波特性曲线右侧下降沿功率降低预设值时所对应的波长作为第二测试波长；

将可见光激光笔设置成工作状态；取下滤波模组测试装置中的对准盘，并将初步选定的空间介质薄膜滤波元件所在的滤波片组件用外螺纹卡环分别安装到滤波片转轮的孔系内并使其中一个滤波片组件所在安装孔对准支撑主体上的螺纹通孔；

将滤波片组件所在安装孔依次对准支撑主体上的螺纹通孔从而对准光纤准直及耦合装置；

适当调整所有滤波片组件在其所在安装孔中的位置，使得可见光始终打在各滤波片组件内空间介质薄膜滤波元件的一顶点，且适当调整滤波片组件在所在安装孔中的位置使得各空间介质薄膜滤波元件的侧边与二维电动位移台平移方向平行；

将可见光激光笔设置成非工作状态；将扫频激光器设置成低信号源发射，SSE，输出工作模式，将其工作波长设置为所述第二测试波长并设置一定的输出功率；使用空间光功率计探测此时光纤准直器模块出射光的光功率值作为第二功率基准值，而后将其空间光功率计装配到滤波模组测试装置顶端；

根据所测空间介质薄膜滤波片尺寸以及空间均匀度测试的精细化程度，为二维电动位移台合理设置步进、步数、时延等相关平移参数；为空间光功率计设置光功率单位、取样时间间隔等相关参数时延和上述取样时间间隔设置应相同，例如2秒；

同时开启二维电动位移台的位移控制及空间光功率计的实时功率探测，此时空间光功率计探测的功率值与上述第二光功率基准值之差，即为在第二测试波长条件下滤波组件内空间介质薄膜滤波元件上各区域测试点的透过功率；

28、将扫频激光器12设置成非工作状态，通过进一步处理空间介质薄膜滤波元件上各区域测试点的透过功率得到空间介质薄膜滤波元件的空间均匀度的分布特征，即确定空间介质薄膜滤波元件上等透过功率曲线图的分布，如等透过率曲线图一般满足同心分布或者各沿轴线分布。

29、根据示例26所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：对于支撑主体中的安装孔内有不同的空间介质薄膜滤波元件的情形，还包括旋转滤波模组测试装置中的滤波片转轮，将所有滤波片组件所在安装孔依次对准支撑主体上的螺纹通孔，从而实现第二测试波长条件下所有空间介质薄膜滤波元件的各区域测试点透过功率的探测。

30、根据示例26所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：如果所述空间介质薄膜滤波元件为所述级联滤波模组，则还包括通过分析组成级联滤波模组的空间介质薄膜滤波片的空间均匀度，根据应用需求选择空间均匀度特性分布比较合适的两片或更多片滤波片组件适配成级联滤波模组。

31、根据示例26所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：包括通过调整光纤准直及耦合装置与位移台模块，使得所述空间光路满足共轴位置关系，此时光纤准直及耦合装置的空间光耦合效率最高；同时在空间介质薄膜滤波元件进行特性测试时，光纤准直及耦合装置中光纤准直模块准直出射的空间光能够垂直入射到滤波模组测试装置中，即空间光垂直穿透安装在滤波模组测试装置内螺纹通孔孔系中的所述空间介质薄膜滤波元件。

32、根据示例26所述的方法，其特征在于：其中所述调整空间光路满足共轴位置关系包括：

将可见光激光笔设置成工作状态，可见光通过光纤准直器模块出射到滤波模组测试装置所在自由空间；将二维电动位移台归零，通过观察可见光打在滤波模组测试装置上的对准盘上的位置，手动调整二维手动位移台改变滤波模组测试装置与光纤准直及耦合装置之间的位置关系，直至可见光通过对准盘中心的小孔；

将可见光激光笔设置成非工作状态；将扫频激光器设置为工作状态并设置为第一输出功率及第一测试波长的工作状态；使用空间光功率计探测此时光纤准直器模块出射光的光功率值作为第一功率基准值；

将光纤环形器的端口接入光纤光功率计；旋转滤波模组测试装置中的滤波片转轮将其装有圆形反射镜的安装孔对准支撑主体上的螺纹通孔；通过调整光纤准直器模块内第一多维调整模块的俯仰与偏转精确调控空间光的出射角度，当光纤光功率计读数最接近所测功率基准值时将第一多维调整模块锁紧，此时认为空间准直光正入射到圆形反射镜上；

旋转滤波模组测试装置中的滤波片转轮将其未装有任何光学件的安装孔对准支撑主体上的螺纹通孔；将光纤耦合器模块中的多模光纤输出端口接入光纤光功率计；反复调节光纤耦合器模块中第二多维调整模块的平移、俯仰和偏转角度，直至光功率计读数达到最大时将第二多维调整模块锁紧，此时光纤准直及耦合装置中的空间光耦合效率达到最高，此时认为空间光路已完全满足共轴位置关系；

此时光功率计读数与上述第一功率基准值的差值即为光纤准直及耦合装置的固定损耗，将扫频激光器设置为非工作状态。

Claims (9)

1.一种空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：其使用空间介质薄膜滤波元件特性参数综合测试装置，该装置包括：

滤波模组测试装置(6)，其通过位移台模块(7)位置可调整地耦合于光学平台，所述滤波模组测试装置(6)包括至少一个光学件安装单元，所述光学件安装单元具有长轴线，所述安装单元中的光学件与所述长轴正交地安装；

光源模块(1)，配置为包括提供具有可见光的第一光源模块单元，和提供波长可调谐的光的第二光源模块单元；

光纤耦合器(2)，配置为将通过光纤链路自光源模块接收的可见光或者所述波长可调谐光或通过光纤链路耦合进入光纤环形器(3)；

所述光纤环形器(3)配置为将通过光纤链路耦合进入的所述可见光或者所述波长可调谐光通过光纤链路耦合进入所述光纤准直及耦合装置(5)的光纤准直模块(51)；其中，所述光纤环形器(3)为三端口器件，光从光纤环形器(3)的第一端口(31)进入时会从第二端口(32)出射，从第二端口(32)进入时会从第三端口(33)出射；

光纤准直及耦合装置(5)，包括沿所述滤波模组测试装置(6)的光学件安装单元的长轴布置在滤波模组测试装置(6)的一侧的光纤准直模块(51)，以及沿所述滤波模组测试装置(6)的光学件安装单元的长轴布置在滤波模组测试装置(6)的另一侧的光纤耦合模块(52)，其中，所述光纤准直模块(51)、所述光纤耦合模块(52)以及所述光学件安装单元在测试模式下共光轴地设置于光学平台上形成空间光路，其中，所述光纤准直模块(51)将入射的光以第一空间光形式透过所述安装单元中的所述空间介质薄膜滤波元件并以第二空间光的形式入射到所述光纤耦合模块(52)；

其中，所述光功率计组件(4)包括光纤光功率计单元(41)用于测量所述光纤耦合模块(52)的出射的光纤光的功率以及所述环形器第三端口出射的光纤光的功率以及空间光功率计单元(42)用于测量所述第一空间光的功率和第二空间光的功率；

其中所述空间介质薄膜滤波元件为滤波片或级联滤波模组；

其中，该方法包括步骤：

步骤一：调整空间光路满足共轴位置关系：通过调整光纤准直耦合装置(5)与位移台模块(7)，使得空间光路满足共轴位置关系，使得光纤准直耦合装置的空间光相合效率最高：同时在对空间介质薄膜滤波片进行特性测试时，光纤准直耦合装置(5)中光纤准直模块准直出射的空间光能够垂直入射到滤波模组测试装置(6)中，即空间光垂直穿透安装在滤波模组测试装置内螺纹通孔孔系中的待测滤波片或级联滤波模组：

步骤二：测试单个空间介质薄膜滤波片中心点位置的滤波特性曲线；通过分析滤波特性曲线，得到该中心点位置中心波长、带宽、通带损耗、矩形度、隔离度特性参数：其中，各参数的具体范围根据不同器件和测试目的确定：

步骤三：测试单个空间介质薄膜滤波片的空间均匀度；空间均匀度指以中心点位置最大透过功率为基准，透过功率下降一系列特征值时，空间介质薄膜滤波片上的区域范围。

2.根据权利要求1所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：所述测试空间介质薄膜滤波元件的中心点的滤波特性曲线包括：将待测空间介质薄膜滤波元件安装到滤波模组测试装置中滤波片转轮的安装孔内，安装时应保证待滤波元件的中心点与所在安装孔的圆心共心；将光纤耦合器模块中的多模光纤输出端口接入光学矢量分析仪的光探测端口；根据测试需求设置光学矢量分析仪的扫频范围并将其调整成工作状态；读取光学矢量分析仪得到空间介质薄膜滤波元件中心点位置的滤波特性曲线。

3.根据权利要求1所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：调整滤波模组测试装置的滤波片转轮使得下一滤波元件所在安装孔对准支撑主体上的螺纹通孔，读取光学矢量分析仪得到空间介质薄膜滤波元件中心点位置的滤波特性曲线。

4.根据权利要求1所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：将待测空间介质薄膜滤波元件分别封装到安装基片中构成滤波片组件，然后将滤波片组件安装到滤波模组测试装置中滤波片转轮孔系内，安装时应保证待滤波片组件几何中心点与所在安装孔的圆心共心。

5.根据权利要求1所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：将光纤耦合器模块中的多模光纤输出端口接入光学矢量分析仪的光探测端口；根据测试需求设置光学矢量分析仪的扫频范围并将其调整成工作状态；旋转滤波模组测试装置中的滤波片转轮，依次将滤波片组件所在安装孔对准支撑主体上的螺纹通孔，得到所有空间介质薄膜滤波元件的中心点位置的滤波特性曲线。

6.根据权利要求1所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：通过分析所有空间介质薄膜滤波元件的中心点位置的滤波特性曲线，得到其中心点位置的各类特性参数。

7.根据权利要求1所述的空间介质薄膜滤波元件的特性参数测试方法，其特征在于：

所述测试空间介质薄膜滤波元件的空间均匀度包括：

选出中心点位置中心波长一致的一组空间介质薄膜滤波片，将从所选空间介质薄膜滤波片中其中一片的中心点位置的中心波长对应的功率值作为基准值，将将该片介质薄膜滤波片的滤波特性曲线右侧下降沿功率降低预设值时所对应的波长作为第二测试波长；

将第一光源模块单元设置成工作状态产生可见光；取下滤波模组测试装置中的对准盘，并将初步选定的空间介质薄膜滤波元件所在的滤波片组件用外螺纹卡环分别安装到滤波片转轮的孔系内并使其中一个滤波片组件所在安装孔对准支撑主体上的螺纹通孔；

将滤波片组件所在安装孔依次对准支撑主体上的螺纹通孔从而对准光纤准直及耦合装置；

适当调整所有滤波片组件在其所在安装孔中的位置，使得可见光始终打在各滤波片组件内空间介质薄膜滤波元件的一顶点，且适当调整滤波片组件在所在安装孔中的位置使得各空间介质薄膜滤波元件的侧边与二维电动位移台平移方向平行；

将第一光源模块单元设置成非工作状态；将扫频激光器设置成低信号源发射输出工作模式，将其工作波长设置为所述第二测试波长并设置一定的输出功率；使用空间光功率计探测此时光纤准直器模块出射光的光功率值作为第二功率基准值，而后将其空间光功率计装配到滤波模组测试装置顶端；

根据所测空间介质薄膜滤波片尺寸以及空间均匀度测试的精细化程度，为二维电动位移台合理设置步进、步数、时延等相关平移参数；为空间光功率计设置光功率单位、取样时间间隔等相关参数时延和上述取样时间间隔设置相同；

同时开启二维电动位移台的位移控制及空间光功率计的实时功率探测，此时空间光功率计探测的功率值与上述第二光功率基准值之差，即为在第二测试波长条件下滤波组件内空间介质薄膜滤波元件上各区域测试点的透过功率；

将扫频激光器设置成非工作状态，通过进一步处理空间介质薄膜滤波元件上各区域测试点的透过功率得到空间介质薄膜滤波元件的空间均匀度的分布特征，即确定空间介质薄膜滤波元件上等透过功率曲线图的分布；

其中，包括通过调整光纤准直及耦合装置与位移台模块，使得所述空间光路满足共轴位置关系，此时光纤准直及耦合装置的空间光耦合效率最高；同时在空间介质薄膜滤波元件进行特性测试时，光纤准直及耦合装置中光纤准直模块准直出射的空间光能够垂直入射到滤波模组测试装置中，即空间光垂直穿透安装在滤波模组测试装置内螺纹通孔孔系中的所述空间介质薄膜滤波元件。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：其中对于支撑主体中的安装孔内有不同的空间介质薄膜滤波元件的情形，还包括旋转滤波模组测试装置中的滤波片转轮，将所有滤波片组件所在安装孔依次对准支撑主体上的螺纹通孔，从而实现第二测试波长条件下所有空间介质薄膜滤波元件的各区域测试点透过功率的探测；其中，如果所述空间介质薄膜滤波元件为所述级联滤波模组，则还包括通过分析组成级联滤波模组的空间介质薄膜滤波片的空间均匀度，根据应用需求选择空间均匀度特性分布合适的两片或更多片滤波片组件适配成级联滤波模组。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：其中所述调整空间光路满足共轴位置关系包括：

将第一光源模块单元设置成工作状态，可见光通过光纤准直器模块出射到滤波模组测试装置所在自由空间；将二维电动位移台归零，通过观察可见光打在滤波模组测试装置上的对准盘上的位置，手动调整二维手动位移台改变滤波模组测试装置与光纤准直及耦合装置之间的位置关系，直至可见光通过对准盘中心的小孔；

将第一光源模块单元设置成非工作状态；将扫频激光器设置为工作状态并设置为第一输出功率及第一测试波长的工作状态；使用空间光功率计探测此时光纤准直器模块出射光的光功率值作为第一功率基准值；

将光纤环形器的端口接入光纤光功率计；旋转滤波模组测试装置中的滤波片转轮将其装有圆形反射镜的安装孔对准支撑主体上的螺纹通孔；通过调整光纤准直器模块内第一多维调整模块的俯仰与偏转精确调控空间光的出射角度，当光纤光功率计读数最接近所测功率基准值时将第一多维调整模块锁紧，此时认为空间准直光正入射到圆形反射镜上；

旋转滤波模组测试装置中的滤波片转轮将其未装有任何光学件的安装孔对准支撑主体上的螺纹通孔；将光纤耦合器模块中的多模光纤输出端口接入光纤光功率计；反复调节光纤耦合器模块中第二多维调整模块的平移、俯仰和偏转角度，直至光功率计读数达到最大时将第二多维调整模块锁紧，此时光纤准直及耦合装置中的空间光耦合效率达到最高，此时认为空间光路已完全满足共轴位置关系；

此时光功率计读数与上述第一功率基准值的差值即为光纤准直及耦合装置的固定损耗，将扫频激光器设置为非工作状态。

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