專利名稱：平頂和陡峭帶邊響應(yīng)的窄帶熱光調(diào)諧Fabry－Perot濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信技術(shù)，特別地涉及一種具有平頂和陡峭帶邊響應(yīng)的窄帶熱光調(diào)諧法布里-伯羅(Fabry-Perot)濾波器。
背景技術(shù)：
在光通信網(wǎng)絡(luò)中，可調(diào)諧濾波器用來構(gòu)成各種解復(fù)用器，將復(fù)用在一起的光區(qū)分開來；將這種可調(diào)諧濾波技術(shù)應(yīng)用到激光器和探測器上可以實現(xiàn)密集波分多路復(fù)用(DWDM)中重要的可調(diào)諧光源和接收器；新一代全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵器件光上下路器(OADM)也可以由這種濾波器構(gòu)成。由此可見，可調(diào)諧濾波器成為全光網(wǎng)絡(luò)和DWDM系統(tǒng)中不可缺少的重要器件。濾波器在光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用包括對信道光的區(qū)別檢測，對濾波器除了要求窄帶、可調(diào)諧外，還希望它是平頂響應(yīng)的。因為信道光是尖峰波，在實際傳輸中波長不可避免地會發(fā)生漂移，由于Fabry-Perot濾波器是尖峰響應(yīng)的，當(dāng)信道光發(fā)生波長漂移時，要想很快調(diào)諧并對準(zhǔn)信道光不是很容易。如果Fabry-Perot濾波器具有平頂輸出響應(yīng)，則上述問題可以解決，因為只要信道光的尖峰落入平頂范圍內(nèi)都是有效的。因此，具有平頂輸出響應(yīng)的Fabry-Perot濾波器提高了對信道光檢測的快速性和準(zhǔn)確性。
2002年5月15日提交的名稱為“Narrow-band tunable filter withmulti-cavity structure of flat-top and steep-edge frequency response”的歐洲專利申請CN1349318號中提出了一種具有平頂和陡峭帶邊響應(yīng)的窄帶可調(diào)諧濾波器，該濾波器的輸入和輸出端由兩個自聚焦透鏡來形成，三個平行腔結(jié)構(gòu)在輸入和輸出端之間，腔的兩個壁是合適的反射膜，三個平行腔結(jié)構(gòu)中兩側(cè)是介質(zhì)腔，中間是空氣腔，并且空氣腔的間距是可調(diào)節(jié)的。該發(fā)明的濾波器可以克服傳統(tǒng)濾波器中帶寬不夠窄以及調(diào)諧功能差的缺點。但是，由于這種濾波器包含作為輸入和輸出端的兩個自聚焦透鏡和平行多腔結(jié)構(gòu)，并且平行多腔的至少一個是空氣腔，因此濾波器的結(jié)構(gòu)和調(diào)諧機制相對復(fù)雜，不能滿足實用化系統(tǒng)應(yīng)用的小型化可兼容集成的需求。
2001年12月19日提交的名稱為“OPTICAL FILTER”的歐洲專利申請CA2344003號中提出了一種具有透鏡的光學(xué)濾波器，其中透鏡具有兩個輸入端口以及與兩個輸入端口光通信的兩個輸出端口，一個部分反射面與透鏡的端面光學(xué)耦合，另一個反射面與部分反射面相隔距離“d”以在兩個反射面之間形成光腔。轉(zhuǎn)換器用于改變兩個反射面之間的距離“d”。兩個輸入端口放置在離透鏡光軸不同的徑向距離，使得當(dāng)分開的光束進入兩個輸入端口時，分開的光束通過反射面之間的具有不同光程長度的光路。該發(fā)明的濾波器提供基本上平頂?shù)恼瓗л敵鲰憫?yīng)。顯然，該濾波器需要具有兩個輸入端口和輸出端口的特殊透鏡，并且要求分開的光束分別進入離透鏡光軸不同徑向距離的兩個輸入端口，因此這種濾波器的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，不能滿足實用化系統(tǒng)應(yīng)用的小型化可兼容集成的需求。此外，兩個輸入端口離透鏡光軸的徑向距離的控制以及使用轉(zhuǎn)換器改變反射面之間的距離不是特別容易，從而只能獲得基本上平頂?shù)妮敵鲰憫?yīng)。
在文獻Electronics Letters，Volume26，Issue14，Pages1073-1074，1990中描述了一種具有平頂和陡峭帶邊響應(yīng)的三反射鏡、全光纖Fabry-Perot濾波器。該器件是III型結(jié)構(gòu)的，具有對稱的三個反射鏡，其中兩個外側(cè)反射鏡以及兩個半腔的長度是相同的。中間反射鏡具有反射率R0＝99.0％±0.1％，每個端鏡具有反射率R1≈89％，接近于臨界關(guān)系R0c＝4R1/(1+R1)2。兩個半腔通過同步斜坡電壓以壓電方式驅(qū)動。對于DWDM應(yīng)用，這種濾波器優(yōu)于兩反射鏡Fabry-Perot濾波器，具有更加平頂和陡峭的帶邊，允許通道密度大于3倍的增加。但是，這種濾波器結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，要求分別形成對稱的三個反射鏡，其中兩個外側(cè)反射鏡的反射率相同并與中間反射鏡的反射率滿足臨界關(guān)系。此外，這種濾波器的平頂響應(yīng)中間處的下降比較大，大約是最大透射率的20％，因此只是基本上實現(xiàn)平頂。而且，這種器件不易與其他光子器件集成以實現(xiàn)各種復(fù)雜功能，從而不能滿足實用化系統(tǒng)應(yīng)用的小型化可兼容集成的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種具有平頂和陡峭帶邊響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其可以滿足實用化系統(tǒng)應(yīng)用的小型化可兼容集成的需求。
本發(fā)明一種具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，包括一基片；一下分布式布拉格反射鏡，該下分布式布拉格反射鏡制作在基片的上面；一Fabry-Perot腔，該Fabry-Perot腔制作在下分布式布拉格反射鏡的上面；加熱器，該加熱器制作在Fabry-Perot腔的上面；一上分布式布拉格反射鏡，該上分布式布拉格反射鏡制作在加熱器的上面；以及一通光窗口，該通光窗口形成于加熱器的中間。
其中所述的基片由單晶硅材料制成，其折射率例如為3.5。
其中所述的下分布式布拉格反射鏡包括二氧化硅層，在二氧化硅層上形成的硅層以及在硅層上形成的二氧化硅層。
其中所述的二氧化硅層的光學(xué)厚度是中心波長的四分之一，折射率例如為1.46。
其中所述的硅層的光學(xué)厚度是中心波長的四分之一，折射率例如為3.5。
其中所述的Fabry-Perot腔，其由硅材料制成，折射率例如是3.5。
其中所述的Fabry-Perot腔分成具有第一物理厚度的部分和具有第二物理厚度的部分。
其中所述的第一厚度為30～40微米。
其中所述的第二厚度比所述的第一厚度小例如6～12納米。
其中所述的兩個部分的厚度差通過刻蝕方法來實現(xiàn)。
其中所述的加熱器在Fabry-Perot腔形成并分成具有不同厚度的兩個部分之后形成，其包圍的通光窗口是直徑比光纖的直徑大的圓形。
其中所述的Fabry-Perot腔的兩個部分的分界線在通光窗口的一條直徑上，使入射光經(jīng)過通光窗口照射到所述兩個部分的面積相等。
其中所述的加熱器具有電極和電阻42部分。
其中所述的電極和電阻部分都由例如合金和金屬制成。
其中所述的電阻部分的電阻例如為20～30歐姆。
其中所述的上分布式布拉格反射鏡包括在加熱器形成之后在Fabry-Perot腔上形成的二氧化硅層、然后在二氧化硅層上形成的硅層。
其中所述二氧化硅層的光學(xué)厚度是中心波長的四分之一，折射率例如為1.46。
其中所述硅層的光學(xué)厚度是中心波長的四分之一，折射率例如為3.5。
其中器件的輸出響應(yīng)的3dB帶寬為0.7納米。
其中器件的輸出響應(yīng)是平頂響應(yīng)，波峰的相對透射率為0.63，波谷的相對透射率為0.61，起伏度為0.02。
其中器件的調(diào)諧范圍可達23納米，響應(yīng)時間可達300微秒。
本發(fā)明的器件具有由多層介質(zhì)膜構(gòu)成的上和下反射鏡以及介于上下反射鏡之間的Fabry-Perot腔。在Fabry-Perot腔在下反射鏡上形成之后，將Fabry-Perot腔分成具有不同厚度的兩個部分，使得來自光纖的入射光通過器件的通光窗口照射到Fabry-Perot腔的兩個部分的面積基本上相同。由于Fabry-Perot腔的兩個部分具有不同的光學(xué)厚度，光束在Fabry-Perot腔的兩個部分中經(jīng)過的光程不同，被選擇通過的光的波長不同，從而兩種波長的光被選擇通過而其他波長成分被阻隔。Fabry-Perot的兩個部分的厚度差(Δ)可以選擇設(shè)置，使得器件具有平頂?shù)妮敵鲰憫?yīng)。
眾所周知，可以通過提高反射鏡的反射率來壓窄Fabry-Perot腔的帶寬以獲得好的波長選擇性，也可以增加Fabry-Perot腔的長度來壓窄帶寬。在本發(fā)明的器件中，使用SOR專利技術(shù)將薄片Si材料低溫鍵合到下反射鏡上，經(jīng)減薄拋光，來獲得幾十微米量級的較厚的Fabry-Perot腔，從而獲得很窄的帶寬。
本發(fā)明的器件具有由金屬或合金制成的加熱器，該加熱器在Fabry-Perot腔在下反射鏡上形成并被分成具有不同厚度的兩個部分之后，在Fabry-Perot腔上形成，隨后在上反射鏡已經(jīng)形成之后，被刻出兩個電極。加上電流后，加熱器提供熱量使Fabry-Perot腔被加熱，熱光效應(yīng)引起腔體折射率增大，從而達到調(diào)諧目的。
本發(fā)明的器件通過將Fabry-Perot腔分成具有不同厚度兩個部分來實現(xiàn)平頂?shù)妮敵鲰憫?yīng)。從下文的公式可以知道，希望獲得好的平頂輸出響應(yīng)所需的該兩個部分的厚度差Δ與上下反射鏡中的介質(zhì)層的數(shù)量有關(guān)。本發(fā)明利用較厚的Fabry-Perot腔，從而只需要上下反射鏡中較少的介質(zhì)層，來獲得窄的帶寬和陡峭帶邊。更重要的是，由于上下反射鏡中包含較少的介質(zhì)層，所以獲得平頂響應(yīng)所需的厚度差Δ容易實現(xiàn)，并具有足夠的裕度，對加工精度并不要求特別苛刻。本發(fā)明提出的方案工藝簡單，實現(xiàn)容易，可靠性高，性能良好，并且器件容易與其他有源或無源光子器件集成以實現(xiàn)各種復(fù)雜功能。


為進一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作詳細描述，其中圖1是本發(fā)明濾波器的俯視圖；圖2是本發(fā)明濾波器的剖視圖；圖3是本發(fā)明濾波器的上反射鏡的反射率波長響應(yīng)曲線；圖4是本發(fā)明濾波器的下反射鏡的反射率波長響應(yīng)曲線；圖5是本發(fā)明濾波器的簡化原理圖；圖6是說明本發(fā)明濾波器輸出響應(yīng)的波谷處的相對透射率對Fabry-Perot腔厚度的關(guān)系曲線；圖7是說明本發(fā)明濾波器輸出響應(yīng)的波峰處的相對透射率對Fabry-Perot腔厚度的關(guān)系曲線；圖8是本發(fā)明濾波器的輸出響應(yīng)的起伏度對Fabry-Perot腔厚度的關(guān)系曲線；圖9是本發(fā)明濾波器的典型輸出響應(yīng)。
具體實施例方式
下面結(jié)合圖1和圖2，說明本發(fā)明濾波器的實施例的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明一種具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其中包括一基片10，該基片10由單晶硅材料制成，其折射率例如為3.5；一下分布式布拉格反射鏡10，該下分布式布拉格反射鏡10制作在基片10的上面；該下分布式布拉格反射鏡20包括二氧化硅層21，在二氧化硅層21上形成的硅層22以及在硅層22上形成的二氧化硅層23；該二氧化硅層21、23的光學(xué)厚度是中心波長的四分之一，折射率例如為1.46；該硅層22的光學(xué)厚度是中心波長的四分之一，折射率例如為3.5；一Fabry-Perot腔30，該Fabry-Perot腔30制作在下分布式布拉格反射鏡20的上面；該Fabry-Perot腔30，其由硅材料制成，折射率例如是3.5；該Fabry-Perot腔30分成具有第一物理厚度的部分31和具有第二物理厚度的部分32；該第一物理厚度的部分31為30～40微米；該第二物理厚度的部分32比所述的第一厚度小例如6～12納米；該第一、第二物理厚度的部分兩個部分31、32的厚度差通過刻蝕方法來實現(xiàn)；一加熱器40，該加熱器40制作在Fabry-Perot腔30的上面；該加熱器40在Fabry-Perot腔30形成并分成具有不同厚度的兩個部分之后形成，其包圍的通光窗口60是直徑比光纖的直徑大的圓形；該加熱器40具有電極41和電阻42部分；該電極41和電阻42部分都由例如合金和金屬制成；該電阻部分42的電阻例如為20～30歐姆；一上分布式布拉格反射鏡50，該上分布式布拉格反射鏡50制作在加熱器40的上面；該上分布式布拉格反射鏡50包括在加熱器40形成之后在Fabry-Perot腔30上形成的二氧化硅層51、然后在二氧化硅層51上形成的硅層52；該二氧化硅層51的光學(xué)厚度是中心波長的四分之一，折射率例如為1.46；該硅層52的光學(xué)厚度是中心波長的四分之一，折射率例如為3.5；以及一通光窗口60，該通光窗口60形成于加熱器40的中間。
其中所述的Fabry-Perot腔30的該第一、第二物理厚度的部分兩個部分31、32的分界線在通光窗口60的一條直徑上，使入射光經(jīng)過通光窗口60照射到所述兩個部分的面積相等。
該具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器的輸出響應(yīng)的3dB帶寬為0.7納米。
該具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器的輸出響應(yīng)是平頂響應(yīng)，波峰的相對透射率為0.63，波谷的相對透射率為0.61，起伏度為0.02。
該具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器的調(diào)諧范圍可達23納米，響應(yīng)時間可達300微秒。
圖3是本發(fā)明器件上反射鏡的反射率波長響應(yīng)曲線。分層媒質(zhì)的傳輸矩陣方法在本領(lǐng)域是眾所周知的。利用計算機程序?qū)崿F(xiàn)傳輸矩陣方法發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明中使用的由多層介質(zhì)膜構(gòu)成的上反射鏡的反射率雖然與波長有關(guān)，但是在很寬的波長范圍內(nèi)變化緩慢。本發(fā)明濾波器具有在中心波長(1300納米)附近很窄(小于1納米)的輸出響應(yīng)，上反射鏡的反射率在這么窄的帶寬范圍內(nèi)幾乎沒有太大改變。如圖3給出本發(fā)明器件的上反射鏡在1100nm到1600nm波長范圍內(nèi)的反射率，可以看到在1300附近反射率的變化很小。因此，上反射鏡的反射率基本上可以看作常數(shù)，在下文表示為R1，其大約為0.8195。
圖4是本發(fā)明器件下反射鏡的反射率波長響應(yīng)曲線。同樣地，利用計算機程序?qū)崿F(xiàn)的傳輸矩陣方法發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的下反射鏡的反射率在將要實現(xiàn)的窄帶輸出響應(yīng)附近的改變很小。如圖4給出本發(fā)明器件的下反射鏡在1100nm到1600nm波長范圍內(nèi)的反射率。因此，下反射鏡的反射率基本上可以看作常數(shù)，在下文表示為R2，其大約為0.8859。
圖5是本發(fā)明器件的簡化原理圖。由于上和下反射鏡的反射率在窄帶的輸出響應(yīng)附近可以看作是常數(shù)，因此圖2中所示本發(fā)明器件的結(jié)構(gòu)可以用圖5中所示的簡化原理圖來表示以便于計算和分析。其中Fabry-Perot腔的折射率為n，厚度為h，上反射鏡的反射率為R1，下反射鏡的反射率為R2。如果忽略吸收損耗，利用本領(lǐng)域眾所周知的多光束干涉方法計算得到I(t)/I(i)＝(1-R1)(1-R2)/(1+R1R2-2R11/2R21/2cosδ) (1)其中I(t)是透射光強度，I(i)是入射光強度，I(t)/I(i)表示相對透射率。相位因子δ滿足δ＝4πnhcosθ/λ (2)其中θ為入射角，λ為波長，n為腔的折射率。當(dāng)入射角為0°時，相位因子為δ＝4πnh/λ (3)由(1)式可知，F(xiàn)abry-Perot腔的共振發(fā)生在相位因子等于2π的整數(shù)倍時，也就是
δ＝2mπ (4)由(3)和(4)式可知，共振波長λm為λm＝2nh/m (5)器件的Fabry-Perot腔由具有不同厚度的兩個部分構(gòu)成，假設(shè)其中一個部分的厚度為h1，則共振波長為λm1＝2nh1/m；另一部分的厚度為h2，則共振波長為λm2＝2nh2/m。假設(shè)由該兩個部分產(chǎn)生的輸出響應(yīng)的交點對應(yīng)的波長表示為λdip，顯然由兩個部分產(chǎn)生的輸出響應(yīng)在λdip處的相對透射率相等，即cosδ1＝cosδ2(6)其中δ1＝4πnh1/λdip，δ2＝4πnh2/λdip。根據(jù)(4)和(6)式可知δ1+δ2＝4mπ (7)4πnh1/λdip+4πnh2/λdip＝4mπλdip＝n(h1+h2)/m(8)h2＝h1-Δ (9)我們只考慮中心波長(λ0＝1300nm)附近的輸出響應(yīng)，因此m滿足m＝Round(2nh1/λ0) (10)其中Round表示四舍五入取整函數(shù)。根據(jù)(1)、(3)、(8)、(9)和(10)式可知，F(xiàn)abry-Perot的第一部分在λdip處產(chǎn)生的相對透射率為F1=(1-R1)(1-R2)1+R1R2-2R1R2cos4πh1Round(2nh1/λ0)2h1-Δ---(11)]]>同理，F(xiàn)abry-Perot腔的第二部分在在λdip處產(chǎn)生的相對透射率為
F2=(1-R1)(1-R2)1+R1R2-2R1R2cos4π(h1-Δ)Round(2nh1/λ0)2h1-Δ---(12)]]>因此Fabry-Perot腔λdip處產(chǎn)生的相對透射率為Fdip＝(F1+F2)/2 (13)圖6給出了用計算機程序?qū)崿F(xiàn)(11)、(12)和(13)而獲得的λdip處的相對透射率對Fabry-Perot腔厚度h1的關(guān)系曲線，其中R1＝0.8195，R2＝0.8859，n＝3.5，Δ＝7nm，λ0＝1300nm，h1為30μm～40μm。從圖6中可以看到輸出響應(yīng)的波谷大約為0.61，對厚度h1的變化不敏感。
器件總輸出響應(yīng)的峰值出現(xiàn)在Fabry-Perot腔的每個部分產(chǎn)生的輸出響應(yīng)的峰值附近，因此總的輸出響應(yīng)有兩個峰。當(dāng)h1比較大時，可以近似為λpeak1＝[2nh1/m+n(h1+h2)/m]/2 (14)根據(jù)(1)、(3)、(9)、(10)和(14)式可知，對于λpeak1有F1′=(1-R1)(1-R2)1+R1R2-2R1R2cos8πh1Round(2nh1/λ0)3h1+h2---(15)]]>F2′=(1-R1)(1-R2)1+R1R2-2R1R2cos8π(h1-Δ)Round(2nh1/λ0)3h1+h2---(16)]]>Fpeak1＝(F1’+F2’)/2 (17)圖7給出了用計算機程序?qū)崿F(xiàn)(15)、(16)和(17)而獲得的λpeak1處的相對透射率對Fabry-Perot腔厚度h1的關(guān)系曲線，其中R1＝0.8195，R2＝0.8859，n＝3.5，Δ＝7nm，λ0＝1300nm，h1為30μm～40μm。從圖7中可以看到輸出響應(yīng)的波峰大約為0.626，對厚度h1的變化不敏感。用同樣的方法可以獲得λpeak2處的相對透射率對Fabry-Perot腔厚度h1的曲線，發(fā)現(xiàn)與λpeak1處的情況幾乎完全相同。
圖8給出了本發(fā)明器件輸出響應(yīng)的起伏度即波峰相對透射率與波谷相對透射率之間的差對Fabry-Perot腔厚度h1的關(guān)系曲線。從圖8中可以看到輸出響應(yīng)的起伏度大約為0.017，對h1的改變不敏感。因此，可以隨意地設(shè)計Fabry-Perot的厚度值h1，而不會影響到平頂輸出響應(yīng)的性能，從而可以同時實現(xiàn)窄帶和陡峭帶邊以及良好的平頂響應(yīng)的性能。
圖9給出了使用本領(lǐng)域眾所周知的傳輸矩陣方法而獲得的本發(fā)明器件的典型輸出響應(yīng)。其中Δ＝7nm，λ0＝1300nm，h1為30μm。從圖9可以看到器件輸出響應(yīng)的3dB帶寬大約為0.7nm，10dB帶寬大約為1.6nm，平頂響應(yīng)的起伏度大約為0.02，該值與圖8給出的值0.017的細微差別是由于在圖8計算中用到近似式(14)而引起的。
至此，已經(jīng)詳細地說明了本發(fā)明器件的結(jié)構(gòu)和原理。與現(xiàn)有的濾波器相比，本發(fā)明的濾波器的Fabry-Perot腔具有不同厚度的兩個部分，光束在Fabry-Perot腔的兩個部分中經(jīng)過的光程不同，兩種波長的光被選擇通過而其他波長成分被阻隔，從而使得輸出響應(yīng)具有平頂特性。本發(fā)明器件的平頂響應(yīng)性能依賴于腔的兩個部分的厚度差，而與Fabry-Perot腔厚度沒有關(guān)系，因此可以增加Fabry-Perot腔的長度來減少帶寬并獲得陡峭的帶邊。本發(fā)明的器件還具有加熱器，從而同時具有窄帶、平頂響應(yīng)以及可調(diào)諧的良好性能，因而更適合于在光網(wǎng)絡(luò)中對信道光的區(qū)別檢測。本發(fā)明提出的方案工藝簡單，實現(xiàn)容易，可靠性高，性能優(yōu)越，器件容易與其他有源或無源光子器件集成以實現(xiàn)各種復(fù)雜功能，從而能夠滿足實用化系統(tǒng)應(yīng)用的小型化可兼容集成的需求。
權(quán)利要求
1.一種具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，包括一基片；一下分布式布拉格反射鏡，該下分布式布拉格反射鏡制作在基片的上面；一Fabry-Perot腔，該Fabry-Perot腔制作在下分布式布拉格反射鏡的上面；一加熱器，該加熱器制作在Fabry-Perot腔的上面；一上分布式布拉格反射鏡，該上分布式布拉格反射鏡制作在加熱器的上面；以及一通光窗口，該通光窗口形成于加熱器的中間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的基片由單晶硅材料制成，其折射率例如為3.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的下分布式布拉格反射鏡包括二氧化硅層，在二氧化硅層上形成的硅層以及在硅層上形成的二氧化硅層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的二氧化硅層的光學(xué)厚度是中心波長的四分之一，折射率例如為1.46。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的硅層的光學(xué)厚度是中心波長的四分之一，折射率例如為3.5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的Fabry-Perot腔，其由硅材料制成，折射率例如是3.5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的Fabry-Perot腔分成具有第一物理厚度的部分和具有第二物理厚度的部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的第一厚度為30～40微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的第二厚度比所述的第一厚度小例如6～12納米。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的兩個部分的厚度差通過刻蝕方法來實現(xiàn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的加熱器在Fabry-Perot腔形成并分成具有不同厚度的兩個部分之后形成，其包圍的通光窗口是直徑比光纖的直徑大的圓形。
12.根據(jù)權(quán)利要求7和11所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的Fabry-Perot腔的兩個部分的分界線在通光窗口的一條直徑上，使入射光經(jīng)過通光窗口照射到所述兩個部分的面積相等。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的加熱器具有電極和電阻42部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的電極和電阻部分都由例如合金和金屬制成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的電阻部分的電阻例如為20～30歐姆。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述的上分布式布拉格反射鏡包括在加熱器形成之后在Fabry-Perot腔上形成的二氧化硅層、然后在二氧化硅層上形成的硅層。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述二氧化硅層的光學(xué)厚度是中心波長的四分之一，折射率例如為1.46。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中所述硅層的光學(xué)厚度是中心波長的四分之一，折射率例如為3.5。
19.根據(jù)權(quán)利要求1～18所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中器件的輸出響應(yīng)的3dB帶寬為0.7納米。
20.根據(jù)權(quán)利要求1～18所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中器件的輸出響應(yīng)是平頂響應(yīng)，波峰的相對透射率為0.63，波谷的相對透射率為0.61，起伏度為0.02。
21.根據(jù)權(quán)利要求1～18所述的具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器，其特征在于，其中器件的調(diào)諧范圍可達23納米，響應(yīng)時間可達300微秒。
全文摘要
一種具有平頂響應(yīng)的窄帶熱光可調(diào)諧Fabry－Perot濾波器，包括一基片；一下分布式布拉格反射鏡，該下分布式布拉格反射鏡制作在基片的上面；一Fabry－Perot腔，該Fabry－Perot腔制作在下分布式布拉格反射鏡的上面；一加熱器，該加熱器制作在Fabry－Perot腔的上面；一上分布式布拉格反射鏡，該上分布式布拉格反射鏡制作在加熱器的上面；以及一通光窗口，該通光窗口形成于加熱器的中間。
文檔編號G02B6/24GK1655482SQ20041000495
公開日2005年8月17日 申請日期2004年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者蔡曉, 左玉華, 王啟明 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所