CN2884253Y - 可调谐薄膜滤波片 - Google Patents

Abstract

一种可调谐薄膜滤波片，包括两块光学玻璃基板，两块光学玻璃基板之间固定有一块压电陶瓷，所述压电陶瓷的中心部分为空，形成一个通光孔镜，以便光信号的通过，所述光学玻璃基板在与压电陶瓷连接的一面镀有高反射膜。本实用新型选用压电陶瓷技术，它可以根据输入电压的变化从而实现小位移的变化。通过给压电陶瓷不同的电压使压电陶瓷产生不同的位移量，产生不同的法布里－珀罗谐振腔的间距，选择不同的透射波长。这样的设计调谐时响应速度快，控制精度高，系统便于集成，可靠性高。

Description

可调谐薄膜滤波片

技术领域

本实用新型涉及一种光通信领域的器件，具体涉及一种可调谐薄膜滤波片。

背景技术

可调谐薄膜滤波片一般用来选通或者阻止光路系统中特定的波长，因此在实际生产中具有广泛的应用。它一般都是利用法布里-珀罗(Fabry-Perot)谐振腔的工作原理，再添加一定的光学器件，以达到滤波的功能。

Fabry-Perot谐振腔主要由平行放置的两块平面板所组成。在两个板相向的平面G、G’上镀有薄银膜或其它反射率较高的薄膜，要求镀膜的平面与标准样板之间的偏差不超过1/20~1/50波长。面光源S放在透镜L1的焦平面上，使许多方向不同的平行光束入射到谐振腔上，在G、G’间作来回多次的反射。最后透射出来的平行光束在第二透镜L2的焦平面上形成同心圆形的等倾干涉条纹。如图2表示以入射角为i1(折射角为i2)的光束的多次反射和投射。设镀银面的反射率为 $\mathrm{\ρ}={\left(\frac{{\mathrm{\&Agr;}}^{\′}}{\mathrm{\&Agr;}}\right)}^2,$ 其中A为入射光第一次射到前表面G时的振幅，A′为反射光的振幅。调节两个反射面G、G’间距h的值时，通过Fabry-Perot谐振腔光束的总光强与光波长之间有不同的线性关系，从而达到选通或者阻止光路系统中特定波长的功能。

通常采用微电机系统的可调谐薄膜滤波片，时间长了容易造成机械的磨损，影响其可靠性，且响应速度和精度也有不足。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可靠性高、调谐时响应快的光滤波片。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种可调谐薄膜滤波片，包括两块光学玻璃基板，两块光学玻璃基板之间固定有一块压电陶瓷，所述压电陶瓷的中心部分为空，形成一个通光孔镜，以便光信号的通过，所述光学玻璃基板在与压电陶瓷连接的一面镀有高反射膜。

本实用新型选用压电陶瓷技术，它可以根据输入电压的变化从而实现小位移的变化。通过给压电陶瓷不同的电压使压电陶瓷产生不同的位移量，产生不同的法布里-珀罗谐振腔的间距，选择不同的透射波长。这样的设计调谐时响应速度快，控制精度高，系统便于集成，可靠性高。

作为对上述方案的改进，光学玻璃基板的另一面涂有增透膜，以增加光信号的透射度。

优选地，所述光学玻璃基板采用光学BK7玻璃。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是单个法布里-珀罗谐振腔光学原理图。

具体实施方式

本实用新型采用了薄膜型结构，输入的光束首先被准直后通过可调的滤波片，然后重新被聚焦输出。外部控制电压控制压电陶瓷的变形度，以此改变两个反射面的间距，从而达到选通不同波长的目的。

如图1所示，滤波片由以下结构组成，各个结构之间用胶水粘合：

一、光学玻璃基板。

光学玻璃基板1一般采用光学BK7玻璃制成。在它的一面涂上增透膜4，以增加光信号的透射度；而另一面则镀高反射膜3，这样两边的高反射面与压电陶瓷的中心空腔一起共同形成了一个FP谐振腔。法布里-珀罗谐振腔由两个反射镜和一段固定的空隙构成，可以通过调节两个反射镜之间的距离来选择光滤波器能够通过的波长。

二、压电陶瓷。

压电陶瓷2有三个引脚。V200引脚接高电压，GND引脚接低电压，而Vctrl引脚是控制电压引脚，当它输入不同电压时，压电陶瓷将向两端产生不同程度的形变，从而改变法布里-珀罗谐振腔的空隙距离h，以达到选通不通波长的目的。

三、通光孔镜。

由于压电陶瓷的不透光性，故要将压电陶瓷的中心部分挖空，形成一个通光孔镜5，以便光信号的通过。

本实用新型选用压电陶瓷技术，它可以根据输入电压的变化从而实现小位移的变化。通过给压电陶瓷不同的电压使压电陶瓷产生不同的位移量，产生不同的法布里-珀罗谐振腔的间距，选择不同的透射波长。这样的设计有这样的优点

1)响应快(微秒级)，采用压电陶瓷技术的响应速度是采用微机电系统(MEMS)的1000倍。

2)可靠性高，随着工作时间的推移，微电机技术容易磨损造成精度下降。而压电陶瓷不是采用机械结构不存在机械磨损的问题。

3)便于集成。压电陶瓷的滤波片可以做的非常的小，同时可以大规模的集成在石英基片上。

4)采用压电陶瓷实现对FP的控制，控制精度高，位移变化可以到0.01毫米，从而实现高精度的波长控制。

Claims (4)

1.一种可调谐薄膜滤波片，包括两块光学玻璃基板(1)，其特征在于：两块光学玻璃基板(1)之间固定有一块压电陶瓷(2)，所述压电陶瓷的中心部分为空，形成一个通光孔镜(5)，以便光信号的通过，所述光学玻璃基板在与压电陶瓷连接的一面镀有高反射膜(3)。

2.根据权利要求1所述的可调谐薄膜滤波片，其特征在于：所述光学玻璃基板(1)的另一面镀有增透膜(4)，以增加光信号的透射度。

3.根据权利要求1所述的可调谐薄膜滤波片，其特征在于：所述光学玻璃基板采用光学BK7玻璃。

4.根据权利要求1所述的可调谐薄膜滤波片，其特征在于：所述光学玻璃基板(1)与压电陶瓷(2)之间通过胶水粘合固定。

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