專利名稱：熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)及具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的光路分離干涉系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，在光通信器件的設(shè)計(jì)中，很多產(chǎn)品都需要基于利用固定的位相關(guān)系進(jìn)行干涉來(lái)實(shí)現(xiàn)，如interleaVer、DPSK等等。其中，最廣泛用到的結(jié)構(gòu)包括邁克爾遜干涉儀(如圖 1)、馬赫-曾德干涉儀(如圖2，3)等結(jié)構(gòu)，圖2中的反射鏡102也可為偏振分光鏡(PBS)，半透半反射鏡101也可以用偏振分光鏡(PBS)代替；圖3中201為分光片，202為反射鏡，在其主光路中加入一位相延遲部件203。但此類系統(tǒng)采用空氣隙作為位相延遲介質(zhì)，相對(duì)位相延遲主要取決于臂長(zhǎng)差和空氣折射率。這里，臂長(zhǎng)差固定，而空氣折射率滿足如下洛倫茲-洛倫斯公式，其中，N1為1立方厘米中分子數(shù)目，a為分子極化率。從上式可以看出，要保證穩(wěn)定的位相差，則必須要保證N1為定值。換句話說(shuō)，必須保證產(chǎn)品工作在非常高的密封條件下。目前此類產(chǎn)品一般采用平行縫焊等工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)密封要求，但成本很高，工藝要求復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中的還存在較高的不良率。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種應(yīng)用于光學(xué)系統(tǒng)的熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，及具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的光路分離干涉系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所提出的技術(shù)方案為熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，包括一方框型的超低膨脹ULE玻璃間隔塊，其兩端口光膠兩平行的玻璃平板，構(gòu)成一密封的空氣隙。具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，所述干涉系統(tǒng)為經(jīng)過(guò)光路分離實(shí)現(xiàn)光程差的位相干涉系統(tǒng)，其特征在于所述干涉系統(tǒng)的主光路中設(shè)有上述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；所述干涉系統(tǒng)的參考光路中設(shè)有與主光路中熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的玻璃平板同材料的一個(gè)或兩個(gè)平行玻璃平板；如圖5，所述參考光路中的一個(gè)玻璃平板的厚度或兩個(gè)玻璃平板的厚度之和與所述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的兩玻璃平板厚度之和相等，即d3=dl+d2 ；所述主光路與參考光路中開(kāi)放的空氣厚度相等，即 al+a2=a3+a4;從而，兩光路的光程差為熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)中的密封空氣隙，只要調(diào)試好其空氣隙密度及厚度，即可實(shí)現(xiàn)干涉系統(tǒng)的熱穩(wěn)定。進(jìn)一步的，所述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的玻璃平板及參考光路中的玻璃平板各面均鍍有增透膜；或者所述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的玻璃平板及參考光路中的玻璃平板最后一個(gè)平板面鍍有高反射膜，其余各面均鍍?cè)鐾改?。?yōu)先的，所述干涉系統(tǒng)為邁克爾遜干涉儀或者馬赫-曾德干涉儀等利用分離光路的光程差實(shí)現(xiàn)位相干涉的系統(tǒng)。本實(shí)用新型的有益效果有效的降低當(dāng)前同類產(chǎn)品的密封工藝要求，降低了封裝成本；同時(shí)提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

圖1為邁克爾遜干涉儀光路示意圖；圖2為馬赫-曾德干涉儀光路一示意圖；圖3為馬赫-曾德干涉儀光路二示意圖；圖4為本實(shí)用新型的熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例一基于邁克爾遜干涉儀的光路示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例二基于邁克爾遜干涉儀的光路示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖4所示，為本實(shí)用新型的熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，包括一方框型的超低膨脹ULE玻璃間隔塊301，其兩端口光膠兩平行的玻璃平板302，構(gòu)成一密封的空氣隙303。其中ULE玻璃間隔塊301也可以用其他的超低膨脹材料代替，玻璃平板與其之間可以采用光膠工藝，也可以采用其他膠合工藝連接，以保證達(dá)到理想的密封性能。如圖5所示，為本實(shí)用新型的具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，在邁克爾遜干涉儀的主光路中加入上述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)402，以保證所需的固定光程差，同時(shí)在參考光路中加入與上述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)402的玻璃平板同材料的兩平行玻璃平板403，其厚度之和與熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)402 的兩玻璃平板厚度之和相等，即d3=dl+d2 ；另外，主光路與參考光路中開(kāi)放的空氣厚度相等，及偏振分光棱鏡(PBS) 401到反射鏡404之間開(kāi)放的空氣總厚度al+a2與偏振分光棱鏡 (PBS) 401到反射鏡405之間開(kāi)放的空氣總厚度a3+a4滿足al+a2=a3+a4。由此，上述兩光路的光程差僅由熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)402的密封空氣隙來(lái)實(shí)現(xiàn)，其厚度d根據(jù)所需要實(shí)現(xiàn)的FSR來(lái)確定，其中，d為密封空氣的厚度，na為密封空氣折射率，c為光在真空中的速度，由于空氣隙處于良好的密封條件下，其空氣折射率的變化基本可忽略。在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中，監(jiān)控到系統(tǒng)的FSR等于設(shè)計(jì)值時(shí)，即可認(rèn)為滿足al+a2=a3+a4。如圖5中的結(jié)構(gòu)，其中熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)402的兩玻璃平板及參考光路中的兩玻璃平板 403各面均鍍有增透膜。圖6中提供的是該結(jié)構(gòu)的一種變形即省略兩光路中的反射鏡404， 405，直接在熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)402玻璃平板的最后一個(gè)平面及參考光路中兩玻璃平板403的最后一個(gè)平面上鍍高反射膜，簡(jiǎn)化了光路。上述參考光路中的兩玻璃平板403也可用一整塊平行玻璃平板代替，其厚度與兩玻璃平板厚度之和相等。上述具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，也可以是在馬赫-曾德干涉儀的兩光路中分別加入上述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的密封空氣隙及光路補(bǔ)償玻璃平板，其所需滿足條件同上，如圖6所示， al=a3, d3=dl+d2。所述干涉儀還可以是其它利用分離光路的光程差實(shí)現(xiàn)位相干涉的系統(tǒng)。本實(shí)用新型的熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)及具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，由于空氣隙處于良好的密封條件下，其空氣折射的變化基本可忽略?？諝庀兜拿芊馔ㄟ^(guò)光膠或者膠合工藝實(shí)現(xiàn)，工藝簡(jiǎn)單，封裝成本低。干涉儀兩光路的光程差僅由上述密封的空氣隙來(lái)實(shí)現(xiàn)，其空氣折射率變化基本可忽略，故可實(shí)現(xiàn)熱穩(wěn)定的干涉結(jié)構(gòu)。盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)本實(shí)用新型做出的各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一方框型的超低膨脹ULE玻璃間隔塊，其兩端口光膠兩平行的玻璃平板，構(gòu)成一密封的空氣隙。
2.具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，所述干涉系統(tǒng)為經(jīng)過(guò)分離光路實(shí)現(xiàn)光程差的位相干涉系統(tǒng)，其特征在于所述干涉系統(tǒng)的主光路中設(shè)有一熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；所述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)為權(quán)利要求1所述的熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；所述干涉系統(tǒng)的參考光路中設(shè)有與主光路中熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的玻璃平板同材料的一個(gè)或兩個(gè)平行玻璃平板；所述參考光路中的一個(gè)玻璃平板的厚度或兩個(gè)玻璃平板的厚度之和與所述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的兩玻璃平板厚度之和相等；所述主光路與參考光路中開(kāi)放的空氣厚度相等。
3.如權(quán)利要求2所述的具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，其特征在于所述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的玻璃平板及參考光路中的玻璃平板各面均鍍有增透膜。
4.如權(quán)利要求2或3所述的具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，其特征在于所述干涉系統(tǒng)為邁克爾遜干涉儀。
5.如權(quán)利要求2或3所述的具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，其特征在于所述干涉系統(tǒng)為馬赫-曾德干涉儀。
6.如權(quán)利要求4所述的具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，其特征在于所述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的玻璃平板及參考光路中的玻璃平板的最后一個(gè)平板面鍍有高反射膜，其余各面均鍍?cè)鐾改ぁ?br> 專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，包括一方框型的超低膨脹ULE玻璃間隔塊，其兩端口光膠兩平行的玻璃平板，構(gòu)成一密封的空氣隙。具熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的干涉系統(tǒng)，主要通過(guò)在主光路中增加一個(gè)上述熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的密封空氣隙保證所需的固定光程差，同時(shí)在參考光路中加入與主光路中用于密封空氣隙的玻璃平板同厚度、同材料的平行玻璃平板，使兩光路的光程實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的熱補(bǔ)償。上述干涉系統(tǒng)主要是利用分離光路經(jīng)過(guò)的光程差實(shí)現(xiàn)位相干涉，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)選擇的系統(tǒng)，如光通信光學(xué)器件中廣泛采用的邁克爾遜干涉儀、馬赫-曾德干涉儀等結(jié)構(gòu)。以上結(jié)構(gòu)可有效的降低當(dāng)前同類產(chǎn)品的密封工藝要求，對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性提高和封裝成本的降低都具有現(xiàn)實(shí)的意義。
文檔編號(hào)G02B26/00GK202025126SQ20112013616
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者凌吉武, 吳礪, 胡豪成 申請(qǐng)人:福州高意通訊有限公司