一种45度光通信滤光片元件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种45度光通信滤光片元件，包括熔石英基板，熔石英基板的一面设有高反膜面且另一面设有增透膜面，熔石英基板的厚度为0.1mm，高反膜面包括逐层交替堆叠的32层Ta2O5材料和32层SiO2材料，高反膜面的32层Ta2O5材料的总厚度为4888.58nm，高反膜面的32层SiO2材料的总厚度为11524.29nm，增透膜面包括逐层交替堆叠的两层Ta2O5材料和两层SiO2材料，增透膜面的两层Ta2O5材料的总厚度为273.5nm，增透膜面的两层SiO2材料的总厚度为316.5nm。本方案可以使光在45度角通过光通信滤光片元件时，减小光斑偏移量，提高了光通信器件的耦合效率。

45 degree optical communication filter element

The utility model discloses a 45 degree optical filter elements, including fused silica substrate, fused silica substrate surface is provided with a high reflection film surface and the other side is provided with antireflection film, fused quartz substrate thickness is 0.1mm, high reflection film includes layers alternately stacked 32 layer and 32 layer SiO2 Ta2O5 materials the total thickness of material, high anti membrane surface layer 32 Ta2O5 material is 4888.58nm, the total thickness of high reflection film surface layer 32 SiO2 material is 11524.29nm, antireflection film includes two layers alternately stacked layers of Ta2O5 material and two layers of SiO2 material, the total thickness of 273.5nm antireflective film surface layer two Ta2O5 material the total thickness of the antireflection film, two layers of SiO2 material for 316.5nm. The scheme can reduce the spot offset and improve the coupling efficiency of the optical communication device when the light passes through the optical communication filter element at a 45 degree angle.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学元件
，尤其涉及一种45度光通信滤光片元件。
技术介绍
光通信滤光片元件是目前光通信器件中的一个常用元件，现有的光通信器件中需要使用光以45度角通过光通信滤光片元件，并保证光斑的偏移量控制在一定范围内，以满足耦合效率的要求。目前所使用的滤光片元件的玻璃基板厚度为0.3mm，采用的光常用1310nm和1490nm以及1550nm这几个波长，光通信滤光片元件还要求产品的光谱性能达到在45度角入射时，使1310nm波长透过，并阻隔1490nm和1550nm两个波长。现有技术中，为了减小光斑的偏移量，通常将光的入射角度减小，然而，改变光的入射角度会导致整个光通信器件的结构随之发生改变，光通信器件的体积会变大，改造过程复杂且成本较高。因此，如何使光在45度角通过光通信滤光片元件时的光斑偏移量减小，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种45度光通信滤光片元件，用于使光在45度角通过光通信滤光片元件时，减小光斑偏移量，提高光通信器件的耦合效率。为了达到上述目的，本技术提供了如下技术方案：一种45度光通信滤光片元件，包括熔石英基板，所述熔石英基板的一面设有高反膜面，所述熔石英基板的另一面设有增透膜面，所述熔石英基板的厚度为0.1mm，所述高反膜面包括逐层交替堆叠的32层Ta2O5材料和32层SiO2材料，所述高反膜面的32层所述Ta2O5材料的总厚度为4888.58nm，所述高反膜面的32层所述SiO2材料的总厚度为11524.29nm，所述增透膜面包括逐层交替堆叠的两层所述Ta2O5材料和两层所述SiO2材料，所述增透膜面的两层所述Ta2O5材料的总厚度为273.5nm，所述增透膜面的两层所述SiO2材料的总厚度为316.5nm。优选地，在上述45度光通信滤光片元件中，所述高反膜面的各层材料的厚度分布如表1所示；表1高反膜面的各层材料的厚度分布表1中的层数代表相应材料在所述熔石英基板表面至所述高反膜面外表面方向的所在层的序号数；所述增透膜面的各层材料的厚度分布如表2所示；表2增透膜面的各层材料的厚度分布层数材料厚度(nm)1Ta2O548.142SiO272.83Ta2O5225.434SiO2243.73表2中的层数代表相应材料在所述熔石英基板表面至所述增透膜面外表面方向的所在层的序号数。本技术提供的45度光通信滤光片元件，包括熔石英基板，熔石英基板的一面设有高反膜面且另一面设有增透膜面，熔石英基板的厚度为0.1mm，高反膜面包括逐层交替堆叠的32层Ta2O5材料和32层SiO2材料，高反膜面的32层Ta2O5材料的总厚度为4888.58nm，高反膜面的32层SiO2材料的总厚度为11524.29nm，增透膜面包括逐层交替堆叠的两层Ta2O5材料和两层SiO2材料，增透膜面的两层Ta2O5材料的总厚度为273.5nm，增透膜面的两层SiO2材料的总厚度为316.5nm。本方案减小了滤光片玻璃基板的厚度，减少了光程，可以使光在45度角通过光通信滤光片元件时，减小光斑偏移量，提高了光通信器件的耦合效率，使光谱曲线满足光通信器件的要求，并且不用改变光通信器件的结构。该产品光谱性能可使光在45度角入射时对1310nm的透过率大于98％，对1490nm和1550nm的反射率达到99.95％以上。该产品具有玻璃基板薄、膜层厚、光谱性能稳定、光斑偏移小、耦合效率高的优点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术具体实施例中的45度光通信滤光片元件的截面结构示意图。图1中：1-熔石英基板、2-高反膜面、3-增透膜面、4-Ta2O5材料、5-SiO2材料。具体实施方式本技术的核心在于提供一种45度光通信滤光片元件，用于使光在45度角通过光通信滤光片元件时，减小光斑偏移量，提高光通信器件的耦合效率。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参照图1，图1为本技术具体实施例中的45度光通信滤光片元件的截面结构示意图。在一种具体实施例方案中，本技术提供了一种45度光通信滤光片元件，包括熔石英基板1，熔石英基板1的一面设有高反膜面2，熔石英基板1的另一面设有增透膜面3，熔石英基板1的厚度为0.1mm，高反膜面2包括逐层交替堆叠的32层Ta2O5材料4和32层SiO2材料5，即高反膜面2共64层，高反膜面2的总物理厚度为16412.87nm。其中，高反膜面2的32层Ta2O5材料4为高折射率材料，其总物理厚度为4888.58nm；高反膜面2的32层SiO2材料5为低折射率材料，其总物理厚度为11524.29nm。增透膜面3一共包括四层材料，具体包括逐层交替堆叠的两层Ta2O5材料4(高折射率材料)和两层SiO2材料5(低折射率材料)，增透膜面3的两层Ta2O5材料4的总厚度为273.5nm，增透膜面3的两层SiO2材料5的总厚度为316.5nm，增透膜面3的总物理厚度为590nm。本方案先通过计算出Ta2O5材料4和SiO2材料5的折射率，其中，Ta2O5材料4对1310nm波长光的折射率为2.15，SiO2材料5对1310nm波长光的折射率为1.45，再应用光的干涉原理设计出45度光通信滤光片元件。优选地，在上述45度光通信滤光片元件中，高反膜面2的各层材料的厚度分布如表1所示：表1高反膜面的各层材料的厚度分布表1中的层数代表相应材料在熔石英基板1表面至高反膜面2外表面方向的所在层的序号数，例如层数16代表SiO2材料5在熔石英基板1表面至高反膜面2外表面方向的所在层为第16层。增透膜面3的各层材料的厚度分布如表2所示：表2增透膜面的各层材料的厚度分布层数材料厚度(nm)1Ta2O548.142SiO272.83Ta2O5225.434SiO2243.73表2中的层数代表相应材料在熔石英基板1表面至增透膜面3外表面方向的所在层的序号数，例如层数3代表Ta2O5材料4在熔石英基板1表面至增透膜面3外表面方向的所在层为第3层。本方案的45度光通信滤光片元件的完整加工过程如下：首先，将0.1mm厚度的熔石英玻璃基板经过超声波清洗干净，在百级的无尘台上检验合格后放入全自动镀膜机；然后，将设计好的镀膜程序导入全自动镀膜机，程序设定参数包括镀膜厚度、温度、真空度、蒸发速率以及机器控制的其他参数；最后，一键开始将整个膜系加工完成。本方案在制备产品过程中，对熔石英基板的尺寸、镀膜温度、镀膜材料的蒸发速率以及离子源参数进行了相应控制，使最终产品的性能稳定。具体的，上述膜系加工过程中需要注意以下工艺控制：1)优选采用0.1mm熔石英基板，基板尺寸切割成20mm*20m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种45度光通信滤光片元件，包括熔石英基板(1)，所述熔石英基板(1)的一面设有高反膜面(2)，所述熔石英基板(1)的另一面设有增透膜面(3)，其特征在于，所述熔石英基板(1)的厚度为0.1mm，所述高反膜面(2)包括逐层交替堆叠的32层Ta2O5材料(4)和32层SiO2材料(5)，所述高反膜面(2)的32层所述Ta2O5材料(4)的总厚度为4888.58nm，所述高反膜面(2)的32层所述SiO2材料(5)的总厚度为11524.29nm，所述增透膜面(3)包括逐层交替堆叠的两层所述Ta2O5材料(4)和两层所述SiO2材料(5)，所述增透膜面(3)的两层所述Ta2O5材料(4)的总厚度为273.5nm，所述增透膜面(3)的两层所述SiO2材料(5)的总厚度为316.5nm。

【技术特征摘要】
1.一种45度光通信滤光片元件，包括熔石英基板(1)，所述熔石英基板(1)的一面设有高反膜面(2)，所述熔石英基板(1)的另一面设有增透膜面(3)，其特征在于，所述熔石英基板(1)的厚度为0.1mm，所述高反膜面(2)包括逐层交替堆叠的32层Ta2O5材料(4)和32层SiO2材料(5)，所述高反膜面(2)的32层所述Ta2O5材料(4)的总厚度为4888.58nm，所述高反膜面(2)的32层所述SiO2材料(5)的总厚度为11524.29nm，所述增透膜面(3)包括逐层交替堆叠的两层所述Ta2O5材料(4)和两层所述SiO2材料(5)，所述增透膜面(3)的两层所述Ta2O5材料(4)的总厚度为273...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄军，周慧，汪洋，
申请(专利权)人：深圳市楠轩光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44