CN213122344U - 一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片，包括基层和堆叠在基层上的膜系，所述膜系的膜系结构包括若干个法布里‑帕罗腔及连接层；连接层为低折射率膜层，连接层位于相邻的法布里‑帕罗腔之间。本实用新型提供的一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片，可以将宽带滤光片设计到30dB插损(0.1％透过率)的波长与0.315dB插损(93％透过率)的波长之间间隔小于6nm，结合了带通滤光片的超陡度和长短波通迭加带通滤光片的宽带的优点。在宽带无源光网络接入技术，为了实现10G‑PON、G‑PON、Video和TWDM的兼容，以往是采用多个滤光片级联的结构，但是通过本技术可以利用一款超陡度的宽带滤光片可以将10G‑PON、G‑PON、Video和TWDM轻松共存。

Description

一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，具体涉及一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片。

背景技术

在宽带无源光网络接入技术，为了实现10G-PON、G-PON的兼容，以往是采用多个滤光片级联的结构或者采用多个带通器件来实现所需的功能。

现有技术一如图1所示采用多个滤光片级联的结构，不同信道(101，102，103，104，105)输入不同波段的信号，级联不同的带通滤光片器件(106，107，108，109)，由于非本通道的信号无法通过该带通滤光片，从而在对应的端口(110，111，112，113)反射进入到输出端口114。例，输入端口104输入的信号，在通过滤光片器件109后进入端口110，沿光纤进行传播到别的端口111，由于信号无法通过滤光片器件108，继续传播至端口112,由于无法通过滤光片器件107，传播至端口113，由于无法通过滤光片器件106，最终进入端口114；其他不同的端口输入对应的信号由于无法通过其他滤光片器件，最终合光到输出信号端口114。

现有技术二如图2所示，采用多个带通器件来实现所需的功能，采用三片式的结构，实现不同通道信号的分光和合光，端口301输入信号时，经过45度分光片302，将10G-PON和G-PON的上行信号与10G-PON和G-PON的下行信号分离，10G-PON和G-PON的上行信号的混合信号被反射进入分光片306，在分光片306处被分离开，10G-PON的上行信号被反射进入端口308，G-PON的上行信号透过进入端口307；10G-PON和G-PON的下行信号的混合信号被反射进入分光片303，在分光片303处被分离开，10G-PON的下行信号被反射进入端口304，G-PON的下行信号透过进入端口305。现有技术二同样存在需要多个器件一起使用，上行信道与下行信道之间的信号通道由于45度分光片的存在而无法使用，且由于带通器件之间存在有损耗会降低整体的性能指标。

实用新型内容

针对现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片。

本实用新型的技术方案概述如下：

本实用新型提供一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片，包括基层和堆叠在基层上的膜系，所述膜系的膜系结构包括若干个法布里-帕罗腔及连接层；所述连接层为非四分之一波长光学厚度或四分之一波长光学厚度的低折射率膜层，所述连接层位于相邻的所述法布里-帕罗腔之间。

进一步地，所述法布里-帕罗腔包括若干高折射率膜层和低折射率膜层对称或非对称交替堆叠。

进一步地，所述宽带滤光片在30dB插损的波长与0.315dB插损的波长之间的间隔小于6nm。

进一步地，所述宽带滤光片的带通光谱存在小于00315db插损的波长范围大于200nm。

进一步地，所述宽带滤光片的膜系结构为：(a_iHb_iL n_iM c_iLd_iHe_iL)^k fHgL；其中，H为四分之一中心波长光学厚度的高折射率膜层，L为四分之一中心波长光学厚度的低折射率膜层；

k表示法布里-帕罗腔的总级联次数，k为大于等于15，小于等于40的整数；

i为1、2、3、……k序列，用于描述每一个法布里帕罗腔各膜层的系数编号；

其中，a_i、b_i、c_i、di为第i个法布里帕罗腔中膜膜系中系数，为奇数；

e_i为法布里-帕罗腔之间的低折射率连接层的系数；

n_i为0或奇数；

M为每一个法布里帕罗腔的腔层LL、HH的至少之一；

fHgL为匹配空气介质膜层。

进一步地，所述宽带滤光片的膜系结构为：

HL LH L

HL L3H L

(HL HH LH L)^26

HL L3H L

HL LH L 1.33H1.33L

其中，K为30；

a₁、b₁、c₁、d₁、e₁＝1，n₁＝0,HL LH L的级联次数为1；

a₂、b₂、d₂、e₂＝1,c₂＝3,n₂＝0,HL L3H L的级联次数为1；

中间26层的a_i、b_i、c_i、d_i、e_i＝1，n_i＝1，M为HH，HL HH LH L的级联次数为26；

a₂₉、b₂₉、d₂₉、e₂₉＝1，c₂₉＝3,n₁＝0,HL L3H L的级联次数为1；

a₃₀、b₃₀、c₃₀、d₃₀、e₃₀＝1，n₁＝0,HL LH L的级联次数为1；

f、g＝1.33，是匹配空气介质膜层的系数。

进一步地，所述宽带滤光片的膜系结构为：

(HL HH LH L)^14

HL L3H L

HL LH L

1.33H1.33L

其中，前14层的a_i＝1,b_i＝1,c_i＝1,d_i＝1；n_i＝1,M＝HH

a₁₅＝1,b₁₅＝1,c₁₅＝3,d₁₅＝1；n₁₅＝0；

a₁₆＝1,b₁₆＝1,c₁₆＝1,d₁₆＝1；n₃₀＝0

f＝1.33,g＝1.33。

进一步地，高折射率膜层的材料为Ta2O5，低折射率膜层的材料为SiO2；所述宽带滤光片的膜系结构为：

(HL HH LH L)^38

HL L3HL

HL LHL

1.33H1.33L

其中，前38层中的a_i＝1,b_i＝1,c_i＝1,d_i＝1；n_i＝1,M＝HH

a₃₉＝1,b₃₉＝1,c₃₉＝3,d₃₉＝1；n₃₉＝0

a₄₀＝1,b₄₀＝1,c₄₀＝1,d₄₀＝1；n₄₀＝0

f＝1.33,g＝1.33。

进一步地，所述高折射率膜层的材料为Ta2O5，所述低折射率膜层的材料为SiO2；所述宽带滤光片包含156层由Ta2O5和SiO2堆叠而成的膜系，其厚度从第一层至第156层分别是：91.78、554.93、105.63、270.54、275.60、438.97、461.79、162.23、131.57、210.14、407.29、217.66、123.27、191.16、147.47、230.75、353.91、223.41、173.64、345.55、124.07、155.52、411.73、166.04、129.63、295.18、162.44、179.61、386.93、182.88、147.81、275.20、163.27、176.07、384.21、188.35、155.30、268.41、162.46、176.79、382.10、211.92、146.63、229.76、163.57、206.53、371.76、213.16、151.07、227.57、163.12、214.83、362.59、222.74、155.81、222.11、158.00、222.61、359.48、223.78、157.99、224.51、157.04、219.98、361.48、221.23、157.72、225.25、157.67、219.95、360.89、221.59、157.94、225.10、157.71、221.77、361.18、219.63、157.39、225.19、158.05、221.85、361.51、219.80、156.88、224.00、157.44、222.91、363.23、217.62、156.12、222.90、156.93、224.25、366.32、205.78、161.22、228.61、152.89、219.06、374.44、190.32、159.53、246.18、155.41、207.28、376.64、186.18、158.11、264.40、154.72、196.02、379.88、187.47、149.69、276.57、162.38、183.45、381.17、185.20、147.80、292.76、162.03、174.49、383.25、194.45、133.75、291.11、182.42、159.16、379.35、209.03、142.69、234.69、178.81、367.92、302.56、211.00、140.21、185.38、133.89、216.78、370.45、271.29、161.04、184.82、109.20、589.25、473.62、215.63、132.54、523.55、157.40、224.19、284.68、152.61；单位为nm；高折射率膜层在1550nm的折射率为2.094；低折射率膜层在1550nm的折射率为1.471。

进一步地，所述高折射率膜层的材料为Ta2O5、Nb2O5、TiO2中的至少之一，所述高折射率膜层的折射率在1550nm的范围为1.85至2.5；所述低折射率膜层的材料为SiO2、Al2O3、MgF2中的至少之一，所述低折射率膜层的折射率在1550nm的范围为1.38至1.6；基层的折射率在1550nm的范围为1.45至3.5。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片，可以将宽带滤光片设计到30dB插损(0.1％透过率)的波长与0.315dB插损(93％透过率)的波长之间间隔小于6nm，结合了带通滤光片的超陡度和长短波通迭加带通滤光片的宽带的优点。在宽带无源光网络接入技术，为了实现10G-PON、G-PON、Video和TWDM的兼容，以往是采用多个滤光片级联的结构，但是通过本技术可以利用一款超陡度的宽带滤光片可以将10G-PON、G-PON、Video和TWDM轻松共存。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有技术一的示意图；

图2为现有技术二的示意图；

图3为带通滤光片的波长与插损的关系示意图；

图4为本实用新型提供的一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片的结构示意图；

图5为本实用新型提供的一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片的性能示意图；

图6为本实用新型的应用示意图。

附图标记：1、基层；2、高折射率膜层；3、低折射率膜层；4、连接层；5、法布里-帕罗腔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，本实用新型的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

接下来，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

宽带滤光片，通带滤光片的一种。用于从复合光中分离出某一较宽波段单色光的滤光片。其通带半宽度Δλ≥0.01λ0的滤光片,其中λ0为滤光片透光曲线的中心波长。如滤光片的中心波长为500nm，则该滤光片的通带半宽度≥5nm。

在光学系统中插损，表示的一种光能量在透射插入器件后的出射光强与入射光强的比值，以dB(分贝)的形式表示的。其中，插损dB与透过率T之间的关系为：dB＝10*log(T)，T为透过率。

图3为带通滤光片的波长与插损的关系示意图，通常使用插损(IL)小于0.3dB或0.315dB的波长范围作为通带的范围，插损大于30dB的波长范围作为截止波长的范围；高性能滤光片有针对性的选择光谱波长透过，并截止其他波长的光谱。图3描述滤光片在截止波长小于λLblocking和波长大于λRblocking光谱的同时，透过波长为λCWL的光谱。在实际的带通滤光片有着精确的中心波长λCWL，通带带宽PB，插损IL以及截止波长λLblocking和λRblocking。光谱带宽范围为(λCWL-PB/2)～(λCWL+PB/2)为所需要透过的光谱波长；在这个范围内的插损以及纹波需要满足要求；光谱波长λ<λLblocking以及光谱波长λ>λRblocking为不需要的光谱。当0.3dB与30dB之间的波长越短，说明光谱的陡度就越好，也就意味着可使用的波长信道就越多。

膜层的厚度可以分为物理厚度，光学厚度两种描述方式。物理厚度指的是物理尺度上的厚度，如100nm等；光学厚度指的是光经过的路程，这涉及到材料的折射率以及光的波长QW＝(n*d)/λ,其中，n为光经过的材料的折射率，d为物理厚度，λ为光的波长。

现有技术中，为了实现10G-PON、G-PON、Video和TWDM的兼容，以往是采用多个滤光片级联的结构(见图1)以及采用三片式的结构实现不同通道信号的分光和合光(见图2)。

法布里-帕罗腔的结构为反射镜+连接层+反射镜，法布里-帕罗腔级联膜系结构具有反射镜反射率越高，其通带带宽越窄的特点，而反射镜可能存在的最小反射率是有界限的，所以采用法布里-帕罗腔级联膜系结构的带通滤光片很难将通带设计到200nm，所以对于宽带的带通滤光片，一般采用一个短波通和一个长波通的膜系迭加而成。但是采用短波通和长波通膜系迭加的方式，很难将宽带滤光片设计到30dB插损(0.1％透过率)的波长与0.315dB插损(93％透过率)的波长之间间隔小于6nm，而且也很难实现。因此，本实用新型的目的就是提供一种偏振分光片能够实现10％的中心波长范围的偏振分离。

如图4所示，本实用新型的一种本实用新型提供一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片，包括基层1和堆叠在基层上的膜系，膜系的膜系结构包括若干个法布里-帕罗腔5及连接层4；连接层4为非四分之一波长光学厚度或四分之一波长光学厚度的低折射率膜层，连接层4位于相邻的法布里-帕罗腔之间。

法布里-帕罗腔5包括若干高折射率膜层2和低折射率膜层3对称或非对称交替堆叠。

宽带滤光片的膜系结构为：(a_iHb_iL n_iM c_iLd_iHe_iL)^k fHgL；其中，H为四分之一中心波长光学厚度的高折射率膜层，L为四分之一中心波长光学厚度的低折射率膜层；

k表示法布里-帕罗腔的总级联次数，k为大于等于15，小于等于40的整数；

i为1、2、3、……k序列，用于描述每一个法布里帕罗腔各膜层的系数编号。n_i为0或奇数；M为每一个法布里帕罗腔的腔层LL、HH的至少之一。

其中，a_i、b_i、c_i、di为第i个法布里帕罗腔中膜膜系中系数，为奇数；即法布里-帕罗腔由四分之一波长光学厚度的高低折射率介质膜层2和低折射率介质膜层3交替堆叠。

e_i为法布里-帕罗腔之间的低折射率连接层的系数；即e_iL为级联法布里-帕罗腔的连接层。e_i为非整数时，即连接层为非四分之一波长光学厚度的低折射率膜层；e_i为整数时，即连接层为四分之一波长光学厚度的低折射率膜层；连接层位于相邻的法布里-帕罗腔之间。

f、g为0.68至1.33的非整数；

fHgL为匹配空气介质膜层。

高折射率膜层的材料为Ta2O5、Nb2O5、TiO2中的至少之一，高折射率膜层的折射率在1550nm的范围为1.85至2.5。

低折射率膜层的材料为SiO2、Al2O3、MgF2中的至少之一，低折射率膜层的折射率在1550nm的范围为1.38至1.6。

基层为二氧化硅材料或硅材料基片，基层的折射率在1550nm的范围为1.45至3.5。

基层为D263T、WMS-15、BK7、FS、Si中的至少之一。

该宽带滤光片在30dB插损的波长与0.315dB插损的波长之间的间隔小于6nm。宽带滤光片的带通光谱存在小于00315db插损的波长范围大于200nm。

换句话说，该宽带滤光片在0.1％透过率的波长与93％透过率的波长之间间隔小于6nm。带通的光谱存在大于93％透过率的波长范围大于200nm。带通的光谱1289.8-1500.2nm范围大于210nm。

该宽带滤光片的透射带1289.8-1330nm和1480-1500.2nm范围内，插损小于0.35dB，插损纹波(最大插损和最下插损的差值)小于0.1dB，其反射隔离度大于15dB；反射带1260-1280.2nm和1523.8-1660nm范围内的插损大于30dB。

具体地，本实用新型的实施例中提供了一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片，根据10G-PON上行波长(1290-1330nm)/下行波长(1480-1500nm)、G-PON上行波长(1260-1280nm)/下行波长(1575-1580nm)、TWDM上行波长(1524-1544nm)/下行波长(1596-1603nm)和Viedo(1550-1560nm)应用设计并制作满足下表中规格参数的超陡的宽带滤光片。

透射波段Pass Band	1289.8-1330&1480-1500.2
		截止波段Reject Band	1260-1280.2&1523.8-1620
透射波段插损IL(dB)	≤0.35
		透射波段插损纹波Ripple(dB)	≤0.12
透射波段在反射光谱的隔离度(dB)	≥16
		截止波段插损IL(dB)	≥30

表1超陡的宽带滤光片指标

实施例一：

高折射率膜层的材料为Ta2O5，低折射率膜层的材料为SiO2；宽带滤光片包含156层由Ta2O5和SiO2两种材料堆叠而成的膜系。

其初始结构如下：

HL LH L

HL L3H L

(HL HH LH L)^26

HL L3H L

HL LH L

1.33H1.33L

其中，K为30；

a₁、b₁、c₁、d₁、e₁＝1，n₁＝0,HL LH L的级联次数为1；

a₂、b₂、d₂、e₂＝1,c₂＝3,n₂＝0,HL L3H L的级联次数为1；

中间26层的a_i、b_i、c_i、d_i、e_i＝1，n_i＝1，M为HH，HL HH LH L的级联次数为26；

a₂₉、b₂₉、d₂₉、e₂₉＝1，c₂₉＝3,n₁＝0,HL L3H L的级联次数为1；

a₃₀、b₃₀、c₃₀、d₃₀、e₃₀＝1，n₁＝0,HL LH L的级联次数为1；

f、g＝1.33，是匹配空气介质膜层的系数。

其中，堆叠的层次顺序及经软件优化后的膜系厚度，如下表2所示：

表2实施例一的膜系厚度表

高折射率膜层的材料为Ta2O5，在1550nm附近的折射率为2.094。

低折射率膜层的材料为SiO2，在1550nm附近的折射率为1.471。

基底材料为普通的K9光学玻璃，折射率为1.52。

该实施例中的提供的兼容多波长的超陡的宽带滤光片，实现10G-PON、G-PON、Video和TWDM的波长兼容；采用溅射或离子束辅助沉积的硬介质镀膜，并且可以满足通讯类、汽车类产品的耐摩擦、耐高温高湿的可靠性需求。其性能参见图5的兼容多波长的超陡的宽带滤光片的性能示意图。实线以横坐标以及左侧纵坐标轴为坐标轴的插损与波长的对比图，其插损范围为-30dB至0dB，波长范围为1280-1550nm；点实线以横坐标以及右侧纵坐标轴为坐标轴的插损与波长的对比图，其插损范围为-0.3dB至0dB，波长范围为1280-1550nm；从图中可以看到，通带范围1290-1510nm的范围内的插损都小于-0.2dB。

实施例2：

高折射率膜层的材料为Ta2O5，低折射率膜层的材料为SiO2；其初始结构为：

(HL HH LH L)^14

HL L3H L

HL LH L

1.33H1.33L

其中，前14层的a_i＝1,b_i＝1,c_i＝1,d_i＝1；n_i＝1,M＝HH

a₁₅＝1,b₁₅＝1,c₁₅＝3,d₁₅＝1；n₁₅＝0；

a₁₆＝1,b₁₆＝1,c₁₆＝1,d₁₆＝1；n₃₀＝0

f＝1.33,g＝1.33

宽带滤光片包含94层由Ta2O5和SiO2两种材料堆叠而成的膜系，其中，堆叠的层次顺序及经软件优化后的膜系厚度，如下表3所示：

表3实施例二的膜系厚度表

高折射率膜层的材料为Ta2O5，在1550nm附近的折射率为2.094。

低折射率膜层的材料为SiO2，在1550nm附近的折射率为1.471。

基底材料为普通的K9光学玻璃，折射率为1.52。

该实施例中的提供的兼容多波长的超陡的宽带滤光片，实现10G-PON、G-PON、Video和TWDM的波长兼容；采用溅射或离子束辅助沉积的硬介质镀膜，并且可以满足通讯类、汽车类产品的耐摩擦、耐高温高湿的可靠性需求。其插损范围为-30dB至0dB，波长范围为1280-1550nm；点实线以横坐标以及右侧纵坐标轴为坐标轴的插损与波长的对比图，其插损范围为-0.3dB至0dB，波长范围为1280-1550nm；通带范围1290-1510nm的范围内的插损都小于-0.2dB。

实施例3：

高折射率膜层的材料为Ta2O5，低折射率膜层的材料为SiO2；其初始结构为

(HL HH LH L)^38

HL L3HL

HL LHL

1.33H1.33L

其中，前38层中的a_i＝1,b_i＝1,c_i＝1,d_i＝1；n_i＝1,M＝HH

a₃₉＝1,b₃₉＝1,c₃₉＝3,d₃₉＝1；n₃₉＝0

a₄₀＝1,b₄₀＝1,c₄₀＝1,d₄₀＝1；n₄₀＝0

f＝1.33,g＝1.33

宽带滤光片包含238层由Ta2O5和SiO2两种材料堆叠而成的膜系，其中，堆叠的层次顺序及经软件优化后的膜系厚度，如下表4所示：

表4实施例三的膜系厚度表

高折射率膜层的材料为Ta2O5，在1550nm附近的折射率为2.094。

低折射率膜层的材料为SiO2，在1550nm附近的折射率为1.471。

基底材料为普通的K9光学玻璃，折射率为1.52。

该实施例中的提供的兼容多波长的超陡的宽带滤光片，实现10G-PON、G-PON、Video和TWDM的波长兼容；采用溅射或离子束辅助沉积的硬介质镀膜，并且可以满足通讯类、汽车类产品的耐摩擦、耐高温高湿的可靠性需求。其插损范围为-30dB至0dB，波长范围为1280-1550nm；点实线以横坐标以及右侧纵坐标轴为坐标轴的插损与波长的对比图，其插损范围为-0.3dB至0dB，波长范围为1280-1550nm；通带范围1290-1510nm的范围内的插损都小于-0.2dB。

参考图6本实用新型的应用示意图，端口401输入信号后，利用本实用新型提供的一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片，可以使10G-PON的信号通过滤光片进入端口403，而使G-PON以及Video和TWDM的信号反射进入端口402。由于器件结构单一，器件的损耗低，并且保留有Video和TWDM以及G-PON上行信道和下行信道之间的信号。

本实用新型提供的一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片，可以将宽带滤光片设计到30dB插损(0.1％透过率)的波长与0.315dB插损(93％透过率)的波长之间间隔小于6nm，结合了带通滤光片的超陡度和长短波通迭加带通滤光片的宽带的优点。在宽带无源光网络接入技术，为了实现10G-PON、G-PON、Video和TWDM的兼容，以往是采用多个滤光片级联的结构，但是通过本技术可以利用一款超陡度的宽带滤光片可以将10G-PON、G-PON、Video和TWDM轻松共存。

需要说明的是：上述本实用新型实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

上述说明已经充分揭露了本实用新型的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种兼容多波长的超陡的宽带滤光片，其特征在于，包括基层和堆叠在基层上的膜系，所述膜系的膜系结构包括若干个法布里-帕罗腔及连接层；所述连接层为非四分之一波长光学厚度或四分之一波长光学厚度的低折射率膜层，所述连接层位于相邻的所述法布里-帕罗腔之间。

2.如权利要求1所述的兼容多波长的超陡的宽带滤光片，其特征在于，所述法布里-帕罗腔包括若干高折射率膜层和低折射率膜层对称或非对称交替堆叠。

3.如权利要求1所述的兼容多波长的超陡的宽带滤光片，其特征在于，所述宽带滤光片在30dB插损的波长与0.315dB插损的波长之间的间隔小于6nm。

4.如权利要求1所述的兼容多波长的超陡的宽带滤光片，其特征在于，所述宽带滤光片的带通光谱存在小于00315db插损的波长范围大于200nm。

5.如权利要求1所述的兼容多波长的超陡的宽带滤光片，其特征在于，所述宽带滤光片的膜系结构为：(a_iHb_iL n_iM c_iLd_iHe_iL)^k fHgL；其中，H为四分之一中心波长光学厚度的高折射率膜层，L为四分之一中心波长光学厚度的低折射率膜层；

k表示法布里-帕罗腔的总级联次数，k为大于等于15，小于等于40的整数；

i为1、2、3、……k序列，用于描述每一个法布里帕罗腔各膜层的系数编号；

其中，a_i、b_i、c_i、di为第i个法布里帕罗腔中膜膜系中系数，为奇数；

e_i为法布里-帕罗腔之间的低折射率连接层的系数；

n_i为0或奇数；

M为每一个法布里帕罗腔的腔层LL、HH的至少之一；

fHgL为匹配空气介质膜层。

6.如权利要求5所述的兼容多波长的超陡的宽带滤光片，其特征在于，所述宽带滤光片的膜系结构为：

HL LH L

HL L3H L

(HL HH LH L)^26

HL L3H L

HL LH L 1.33H1.33L

其中，K为30；

a₁、b₁、c₁、d₁、e₁＝1，n₁＝0,HL LH L的级联次数为1；

a₂、b₂、d₂、e₂＝1,c₂＝3,n₂＝0,HL L3H L的级联次数为1；

中间26层的a_i、b_i、c_i、d_i、e_i＝1，n_i＝1，M为HH，HL HH LH L的级联次数为26；

a₂₉、b₂₉、d₂₉、e₂₉＝1，c₂₉＝3,n₁＝0,HL L3H L的级联次数为1；

a₃₀、b₃₀、c₃₀、d₃₀、e₃₀＝1，n₁＝0,HL LH L的级联次数为1；

f、g＝1.33，是匹配空气介质膜层的系数。

7.如权利要求5所述的兼容多波长的超陡的宽带滤光片，其特征在于，所述宽带滤光片的膜系结构为：

(HL HH LH L)^14

HL L3H L

HL LH L

1.33H1.33L

其中，前14层的a_i＝1,b_i＝1,c_i＝1,d_i＝1；n_i＝1,M＝HH

a₁₅＝1,b₁₅＝1,c₁₅＝3,d₁₅＝1；n₁₅＝0；

a₁₆＝1,b₁₆＝1,c₁₆＝1,d₁₆＝1；n₃₀＝0

f＝1.33,g＝1.33。

8.如权利要求5所述的兼容多波长的超陡的宽带滤光片，其特征在于，高折射率膜层的材料为Ta2O5，低折射率膜层的材料为SiO2；所述宽带滤光片的膜系结构为：

(HL HH LH L)^38

HL L3HL

HL LHL

1.33H1.33L

其中，前38层中的a_i＝1,b_i＝1,c_i＝1,d_i＝1；n_i＝1,M＝HH

a₃₉＝1,b₃₉＝1,c₃₉＝3,d₃₉＝1；n₃₉＝0

a₄₀＝1,b₄₀＝1,c₄₀＝1,d₄₀＝1；n₄₀＝0

f＝1.33,g＝1.33。

9.如权利要求2所述的兼容多波长的超陡的宽带滤光片，其特征在于，所述高折射率膜层的材料为Ta2O5，所述低折射率膜层的材料为SiO2；所述宽带滤光片包含156层由Ta2O5和SiO2堆叠而成的膜系，其厚度从第一层至第156层分别是：91.78、554.93、105.63、270.54、275.60、438.97、461.79、162.23、131.57、210.14、407.29、217.66、123.27、191.16、147.47、230.75、353.91、223.41、173.64、345.55、124.07、155.52、411.73、166.04、129.63、295.18、162.44、179.61、386.93、182.88、147.81、275.20、163.27、176.07、384.21、188.35、155.30、268.41、162.46、176.79、382.10、211.92、146.63、229.76、163.57、206.53、371.76、213.16、151.07、227.57、163.12、214.83、362.59、222.74、155.81、222.11、158.00、222.61、359.48、223.78、157.99、224.51、157.04、219.98、361.48、221.23、157.72、225.25、157.67、219.95、360.89、221.59、157.94、225.10、157.71、221.77、361.18、219.63、157.39、225.19、158.05、221.85、361.51、219.80、156.88、224.00、157.44、222.91、363.23、217.62、156.12、222.90、156.93、224.25、366.32、205.78、161.22、228.61、152.89、219.06、374.44、190.32、159.53、246.18、155.41、207.28、376.64、186.18、158.11、264.40、154.72、196.02、379.88、187.47、149.69、276.57、162.38、183.45、381.17、185.20、147.80、292.76、162.03、174.49、383.25、194.45、133.75、291.11、182.42、159.16、379.35、209.03、142.69、234.69、178.81、367.92、302.56、211.00、140.21、185.38、133.89、216.78、370.45、271.29、161.04、184.82、109.20、589.25、473.62、215.63、132.54、523.55、157.40、224.19、284.68、152.61；单位为nm；高折射率膜层在1550nm的折射率为2.094；低折射率膜层在1550nm的折射率为1.471。

10.如权利要求2所述的兼容多波长的超陡的宽带滤光片，其特征在于，所述高折射率膜层的材料为Ta2O5、Nb2O5、TiO2中的至少之一，所述高折射率膜层的折射率在1550nm的范围为1.85至2.5；所述低折射率膜层的材料为SiO2、Al2O3、MgF2中的至少之一，所述低折射率膜层的折射率在1550nm的范围为1.38至1.6；基层的折射率在1550nm的范围为1.45至3.5。

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