一种TO封装的可调谐光滤波器制造技术

本发明专利技术涉及光滤波器件领域，公开了一种TO封装的可调谐光滤波器，包括输入端、输出端，一个包含PIN管脚的TO底座，一组由热敏材料制成的可调谐的标准具组，所述TO底座上设有一个角度可调的MEMS反射镜片和支撑基座组，所述支撑基座组的各支撑基座高度不同，所述标准具组的各标准具分别设于各支撑基座上，所述标准具上镀有加热电阻膜，并分别与所述TO底座上的PIN管脚电连接，所述PIN管脚与一加热控制器电连接，通过所述加热控制器控制加热所述标准具的温度，从而实现热调谐标准具，所述TO底座上还设有一个TO管帽，将所述反射镜片和所述标准具组封装于管帽内，所述输入端及输出端与所述管帽顶端连接。本发明专利技术的有益效果为功能多，体积小、成本低的优点，而且光路短、偏振相关损耗低、插损一致性好。

A tunable optical filter with to package

The invention relates to the field of optical filter devices, and discloses a to encapsulated tunable optical filter, including input end and output end, a to base including pin pin pin pin, a set of tunable standard tools made of thermosensitive materials. The to base is provided with a MEMS reflecting lens with adjustable angle and a support base group. The height of each support base group is different Each standard of the standard set is respectively arranged on each support base, the standard set is coated with a heating resistance film, and is respectively electrically connected with the pin pin pin on the to base, the pin pin pin is electrically connected with a heating controller, and the temperature of the heating standard set is controlled by the heating controller, so as to realize thermal tuning of the standard set, and the to base is also provided with a to pipe cap, The reflecting lens and the standard set are enclosed in the pipe cap, and the input end and the output end are connected with the top end of the pipe cap. The invention has the advantages of multiple functions, small volume and low cost, short optical path, low polarization related loss and good insertion loss consistency.

【技术实现步骤摘要】
一种TO封装的可调谐光滤波器
本专利技术涉及光滤波器件领域，尤其涉及一种TO封装的可调谐光滤波器。
技术介绍
目前可用于可调谐光滤波器的技术较多，可调谐滤波技术主要利用光的干涉或衍射效应来实现可选择的滤波。具体可分为声光可调滤波器型、光纤布拉格光栅型、F—P腔型和薄膜滤光片型等。其中，声光TOF利用声光效应改变波导折射率周期形成光栅，其调谐速度快，但制造成本高，而且相邻通道隔离度较差，不适合于密集波分复用DWDM系统。光纤光栅型TOF利用光纤布拉格衍射特性，通过控制温度变化来调节应力，其带宽和相邻通道隔离度都较好，可用于DWDM系统，但是其调谐范围不大，容易受外界环境的影响，长期稳定性也不够好，事实上一直都没有实现实际工程应用。基于TFF的电机调谐角度的TOF的特点是成本较高，长期可靠性较差；基于光栅和MEMS镜的TOF可以得到可靠性尚可的TOF，但其物料和封装成本都较高；而使用调谐F-P腔的TOF具有原理简单，封装易实现的特点。基于F-P腔型的TOF的原料加工和光元件封装技术是影响其成本的重要因素。调谐F-P腔得到可调谐滤波器比较成熟的有类似于MICRO-OPTICS公司的使用PZT控制两个光纤端面的距离实现控制滤波器中心波长的功能。这种方案的封装虽然可以得到调谐范围大的TOF，但结构较为复杂，实现难度大，所以售价较高。而单纯使用热调谐固体标准具的方式的缺点是调谐范围比较窄，例如AEGISFILTER虽然本身可以做到在很宽的波长范围内只有一个单峰输出，但要实现宽调谐范围则需要变化的温度范围很宽，例如要实现5THz的调谐范围，需要的温度变化值约500度，这几乎不能实现。滤除ASE噪声的滤波器并不需要波形为很好的平顶，高斯型的滤波波形即可满足要求，但其对体积的要求很严格，要求能够封装在100Gb/s可插拔光收发模块CFP2或CFP4内。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种TO封装的可调谐光滤波器，具有较低的热串扰，环境稳定性好、可靠性高，而且调谐速度快、重复性好的优点。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种TO封装的可调谐光滤波器，其特征在于包括输入端、输出端，一个包含PIN管脚的TO底座，一组由热敏材料制成的可调谐的标准具组，所述TO底座上设有一个角度可调的MEMS反射镜片和支撑基座组，所述支撑基座组的各支撑基座高度不同，所述标准具组的各标准具分别设于各支撑基座上，所述标准具上镀有加热电阻膜，并分别与所述TO底座上的PIN管脚电连接，所述PIN管脚与一加热控制器电连接，通过所述加热控制器控制加热所述标准具的温度，从而实现热调谐标准具，所述TO底座上还设有一个TO管帽，将所述反射镜片和所述标准具组封装于管帽内，所述输入端及输出端与所述管帽顶端连接。进一步的，所述标准具上设有用于检测所述标准具温度的热敏电阻，所述热敏电阻通过所述TO底座上的PIN管脚与控制电路板连接，通电后，所述标准具上的加热电阻膜根据需要对各标准具进行单独加热控温，所述热敏电阻可以探测到各标准具的实际温度，并反馈给所述控制电路板，二者形成一个反馈回路，从而实现对标准具的精确控温。进一步的，所述支撑基座组包括至少两个支撑基座，两支撑基座的高度差大于或等于0.3mm，所述可调谐标准具组包括至少两个标准具。进一步的，所述输入输出端为一双光纤准直器。进一步的，所述输入输出端为一光环行器。进一步的，所述标准具组的通光面与反射面之间成一夹角，该夹角与所述双光纤准直器的输入输出光纤夹角匹配，在2°~6°之间。进一步的，所述各支撑基座采用低热导率材料制成。进一步的，所述标准具的材料为硅。进一步的，所述标准具通过打金线的方式与所述PIN管脚相连。本专利技术的有益效果为功能多，体积小、成本低的优点，而且光路短、偏振相关损耗低、插损一致性好。附图说明图1为本专利技术滤波器TO封装结构示意图；图2为本专利技术滤波器实施例一内部结构示意图；图3为实施例一TO底座上光学元件分布示意图；图4为本专利技术滤波器实施例二内部结构示意图。附图标示：10.TO底座；20.MEMS反射镜；30.支撑基座；40.标准具；50.TO管帽；60.双光纤准直器；70.热敏电阻；80.光电探测器；90.固定件。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术做进一步说明。本专利技术的可调谐滤波器采用TO封装结构，具有体积小、成本低的优点，而且光路短、偏振相关损耗低、插损一致性好；同时，该封装结构的热调谐F-P腔具有较低的热串扰，环境稳定性好、可靠性高，可以覆盖传输系统所要求的宽调谐范围，而且调谐速度快、重复性好。该TO封装的可调谐光滤波器，包括一输入输出端和一组可调谐标准具组，还包括一TO底座；该TO底座上设有一反射面和支撑基座组，支撑基座组的各支撑基座高度不同。其中，可调谐标准具组的各标准具分别设于各支撑基座上；TO底座上设一TO管帽，将反射面和可调谐标准具组封装于管帽内，输入输出端与管帽顶端连接。信号光经输入输出端输入之后，依次经过可调谐标准具组的滤波之后入射到反射面上，经反射面反射后再次经过可调谐标准具组的滤波，最后经输入输出端输出。具体的，如图1-3所示的实施例一，以两个热敏材料制成的标准具40构成的热调谐标准具组为例，该热调谐标准具组以2个硅标准具为优选，分别设于两个支撑基座30上。（优选硅标准具，由于其具有较大的热光系数，在较小的温度调谐范围内即可实现较宽的波长调谐范围，易于实现和控制较宽范围内的热调谐滤波。）至于由硅标准具较大的热膨胀系数带来的热不均匀的问题，该封装结构通过支撑基座30的设计，可以减小或避免该问题。两支撑基座30的高度不同，其高度差至少大于或等于0.3mm，考虑到封装尺寸大小，以0.8mm为优选，使得分别设置于这两个支撑基座30上的两个标准具40具有较高的热隔离度，即减小两个标准具40之间的热串扰，以方便独立控制两个标准具40的温度。上述两个标准具40上镀有加热电阻膜，并分别与TO底座10的PIN管脚电连接，（如通过其上设置金电极，并通过打金线的方式将其与TO底座10上相应的PIN管脚导通）；TO底座10的PIN管脚与一加热控制器电连接，通过加热控制器控制加热两个标准具40的温度，实现热调谐标准具。所述的MEMS反射镜片也是通过打金线的方式与TO底座10上相应的PIN管脚导通。各支撑基座30采用低热导率材料制成，如可以采用低热导率的玻璃制成；一个支撑基座30由至少两根支柱构成，由该至少两根支柱支撑一个标准具40。该封装结构可以通过设计合适的支柱高度和横截面积，控制或尽量减小标准具40与支撑基座30的接触面积，从而使得该滤波器中的标准具40获得很好的温度均匀性，以避免标准具因温度控制不均匀，导致其腔长和光程差在通光面的各处不同，最终引起标准具通光面各处的峰值波长不一致、峰值IL变大、波形展宽、波形底部变得更宽等问题。该实施例中，输入输出端采用的是一双光纤准直器60，由于双光纤准直器60的输入光纤与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TO封装的可调谐光滤波器，其特征在于，包括输入端、输出端，一个包含PIN管脚的TO底座，一组由热敏材料制成的可调谐的标准具组，所述TO底座上设有一个角度可调的MEMS反射镜片和支撑基座组，所述支撑基座组的各支撑基座高度不同，所述标准具组的各标准具分别设于各支撑基座上，所述标准具上镀有加热电阻膜，并分别与所述TO底座上的PIN管脚电连接，所述PIN管脚与一加热控制器电连接，通过所述加热控制器控制加热所述标准具的温度，从而实现热调谐标准具，所述TO底座上还设有一个TO管帽，将所述反射镜片和所述标准具组封装于管帽内，所述输入端及输出端与所述管帽顶端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种TO封装的可调谐光滤波器，其特征在于，包括输入端、输出端，一个包含PIN管脚的TO底座，一组由热敏材料制成的可调谐的标准具组，所述TO底座上设有一个角度可调的MEMS反射镜片和支撑基座组，所述支撑基座组的各支撑基座高度不同，所述标准具组的各标准具分别设于各支撑基座上，所述标准具上镀有加热电阻膜，并分别与所述TO底座上的PIN管脚电连接，所述PIN管脚与一加热控制器电连接，通过所述加热控制器控制加热所述标准具的温度，从而实现热调谐标准具，所述TO底座上还设有一个TO管帽，将所述反射镜片和所述标准具组封装于管帽内，所述输入端及输出端与所述管帽顶端连接。


2.如权利要求1所述TO封装的可调谐光滤波器，其特征在于，所述标准具上设有用于检测所述标准具温度的热敏电阻，所述热敏电阻通过所述TO底座上的PIN管脚与控制电路板连接，通电后，所述标准具上的加热电阻膜根据需要对各标准具进行单独加热控温，所述热敏电阻可以探测到各标准具的实际温度，并反馈给所述控制电路板，二者形成一个反馈回路，从而实现对标准具的精确控温。


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【专利技术属性】
技术研发人员：赵武丽，李阳，
申请(专利权)人：福州高意通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35