分光膜、选择性分光镜、光学设备及分光方法技术

本发明专利技术涉及一种分光膜、选择性分光镜、光学设备及分光方法。上述分光膜通过设置成交替层叠的二氧化硅膜层和氮化硅膜层，使其对850nm的光具有高反射率，同时对1550nm的光具有高透射率，对波长为850nm的光和1550nm的光具有高选择性，可用于在空间上分隔开这两种波长的光。选择性分光镜包括镜片基体以及分光膜，分光膜设置在镜片基体上。当光通信系统同时采用波长为850nm和1550nm的两种光在同一光路中进行传输时，上述选择性分光镜可以在接收段将这两种光在空间上分离开，有利于后端接收器分别识别加载于不同波段光束上的信号。器分别识别加载于不同波段光束上的信号。器分别识别加载于不同波段光束上的信号。

【技术实现步骤摘要】
分光膜、选择性分光镜、光学设备及分光方法


[0001]本专利技术涉及光束分离
，特别是涉及一种分光膜、选择性分光镜、光学设备及分光方法。

技术介绍

[0002]不同波长的激光，在光纤中传输时，其衰耗各不相同。经过物理实验发现，光在三段波长范围内，光缆损耗较小，色散较小。该三段波长分别是850nm左右、1310nm左右和1550nm左右。因此，一般将这三个波长附近的波长作为通信使用的波长，一般将光纤衰耗低的区域，称为光通信窗口。
[0003]光波分复用技术(WDM)是将一系列载有信息的光载波，在光频域内以1至几百纳米的波长间隔合在一起，沿单根光纤传输；在接收端再用一定的方法，将各个不同波长的光载波分开的通信方式。光波分复用技术一般使用波长分割复用器(也称为合波器)以及解复用器(也称为分波器)分别置于光纤的两端，实现不同光波的耦合与分离。该通信系统称为光通信波分复用系统。
[0004]光学薄膜是由薄的分层介质构成，通过界面传播光束的一类光学介质材料。光学薄膜器件主要有反射膜、减反射膜、偏振膜、干涉滤光片以及分光镜等。最简单的光学薄膜模型是表面光滑、各向同性的均匀介质薄层。在这种情况下，可以用光的干涉理论来研究光学薄膜的光学性质。当一束单色平面波入射到光学薄膜上时，在其两个表面上发生多次反射和折射，反射光和折射光的方向由反射定律和折射定律给出，反射光和折射光的振幅大小则由菲涅耳公式确定。
[0005]光的色散指的是复色光分解为单色光的现象；复色光通过棱镜分解成单色光的现象；光纤中由光源光谱成分中不同频率的不同群速度所引起的光脉冲展宽的现象。色散也是对光纤的一个传播参数与频率关系的描述。牛顿在1666年最先利用三棱镜观察到光的色散，把白光分解为彩色光带(光谱)。色散现象说明光在介质中的速度v(v＝c/n，n代表介质的折射率)随光的频率f而变。光的色散可以用三棱镜、衍射光栅及干涉仪等来实现。
[0006]一种常用的光波分复用技术方案是利用衍射光栅(如反射光栅、传输光栅)来实现不同波长的光在空间上的分离。衍射光栅上有等间距排列的平行裂缝或沟槽，间距和光波长相近。光入射后，离开衍射光栅的角度和波长有关，呈扇形展开，以此来实现不同波长的光在空间上的分离。然而，对于波长比较接近的光，衍射光栅将其在空间中分离开的距离或角度较小。

技术实现思路

[0007]基于此，有必要提供一种分光膜、选择性分光镜、光学设备及分光方法，以解决难以在空间上将不同波段的光进行大角度分离的问题。
[0008]本专利技术的其中一个目的是针对波长为850nm的光和1550nm的光的分光，提供一种分光膜，方案如下：
[0009]一种分光膜，所述分光膜包括依次层叠设置的第一二氧化硅层、第一氮化硅层、第二二氧化硅层、第二氮化硅层、第三二氧化硅层、第三氮化硅层、第四二氧化硅层、第四氮化硅层、第五二氧化硅层以及第五氮化硅层。
[0010]与现有方案相比，上述分光膜具有以下有益效果：
[0011]上述分光膜通过设置成交替层叠的二氧化硅膜层和氮化硅膜层，使其对850nm的光具有高反射率，同时对1550nm的光具有高透射率，对波长为850nm的光和1550nm的光具有高选择性，可用于在空间上分隔开这两种波长的光。当光通信系统同时采用波长为850nm和1550nm的两种光在同一光路中进行传输时，上述分光膜可以在接收段将850nm和1550nm这两种光在空间上分离开，有利于后端接收器分别识别加载于不同波段光束上的信号。
[0012]在其中一个实施例中，所述第一二氧化硅层的厚度为318nm～323nm，所述第一氮化硅层的厚度为343nm～349nm，所述第二二氧化硅层的厚度为158nm～163nm，所述第二氮化硅层的厚度为107nm～112nm，所述第三二氧化硅层的厚度为172nm～177nm，所述第三氮化硅层的厚度为114nm～119nm，所述第四二氧化硅层的厚度为162nm～167nm，所述第四氮化硅层的厚度为104nm～109nm，所述第五二氧化硅层的厚度为167nm～172nm，所述第五氮化硅层的厚度为116nm～121nm。
[0013]在其中一个实施例中，所述第一二氧化硅层的厚度为320nm～321nm，所述第一氮化硅层的厚度为345nm～346nm，所述第二二氧化硅层的厚度为160nm～161nm，所述第二氮化硅层的厚度为109nm～110nm，所述第三二氧化硅层的厚度为174nm～175nm，所述第三氮化硅层的厚度为116nm～117nm，所述第四二氧化硅层的厚度为164nm～165nm，所述第四氮化硅层的厚度为106nm～107nm，所述第五二氧化硅层的厚度为169nm～170nm，所述第五氮化硅层的厚度为118nm～119nm。
[0014]在其中一个实施例中，所述分光膜中各二氧化硅膜层以及氮化硅膜层采用离子增强化学气相淀积(PECVD)制备
[0015]本专利技术的另一个目的是针对波长为850nm的光和1550nm的光的分光，提供一种选择性分光镜，方案如下：
[0016]一种选择性分光镜，包括镜片基体以及上述任一实施例所述的分光膜，所述分光膜设置在所述镜片基体上，所述第一二氧化硅层位于所述第一氮化硅层的靠近所述镜片基体的一侧。
[0017]上述选择性分光镜可应用于光通信系统中，通过设置成交替层叠的二氧化硅膜层和氮化硅膜层，使其对850nm的光具有高反射率，同时对1550nm的光具有高透射率，对波长为850nm的光和1550nm的光具有高选择性，可用于在空间上分隔开这两种波长的光。当光通信系统同时采用波长为850nm和1550nm的两种光在同一光路中进行传输时，上述选择性分光镜可以在接收段将850nm和1550nm这两种光在空间上分离开，有利于后端接收器分别识别加载于不同波段光束上的信号。
[0018]在其中一个实施例中，所述选择性分光镜还包括增透膜，所述增透膜设置在所述镜片基体的远离所述分光膜的一侧，所述增透膜包括层叠设置的第六氮化硅层以及第六二氧化硅层。
[0019]在其中一个实施例中，所述第六氮化硅层的厚度为119nm～124nm，所述第六二氧化硅层的厚度为342nm～347nm。
[0020]在其中一个实施例中，所述第六氮化硅层的厚度为121nm～122nm，所述第六二氧化硅层的厚度为344nm～345nm。
[0021]在其中一个实施例中，所述增透膜中二氧化硅膜层以及氮化硅膜层采用离子增强化学气相淀积(PECVD)制备。
[0022]在其中一个实施例中，所述镜片基体为玻璃，例如可以是ZF玻璃等。
[0023]本专利技术的又一个目的是针对波长为850nm的光和1550nm的光的分光，提供一种光学设备，方案如下：
[0024]一种光学设备，具有上述任一实施例所述的选择性分光镜。
[0025]上述光学设备具有上述的选择性分光镜，因而能够获得相应的技术效果。
[0026]在其中一个实施例中，所述光学设备为解复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分光膜，其特征在于，所述分光膜包括依次层叠设置的第一二氧化硅层、第一氮化硅层、第二二氧化硅层、第二氮化硅层、第三二氧化硅层、第三氮化硅层、第四二氧化硅层、第四氮化硅层、第五二氧化硅层以及第五氮化硅层。2.如权利要求1所述的分光膜，其特征在于，所述第一二氧化硅层的厚度为318nm～323nm，所述第一氮化硅层的厚度为343nm～349nm，所述第二二氧化硅层的厚度为158nm～163nm，所述第二氮化硅层的厚度为107nm～112nm，所述第三二氧化硅层的厚度为172nm～177nm，所述第三氮化硅层的厚度为114nm～119nm，所述第四二氧化硅层的厚度为162nm～167nm，所述第四氮化硅层的厚度为104nm～109nm，所述第五二氧化硅层的厚度为167nm～172nm，所述第五氮化硅层的厚度为116nm～121nm。3.如权利要求2所述的分光膜，其特征在于，所述第一二氧化硅层的厚度为320nm～321nm，所述第一氮化硅层的厚度为345nm～346nm，所述第二二氧化硅层的厚度为160nm～161nm，所述第二氮化硅层的厚度为109nm～110nm，所述第三二氧化硅层的厚度为174nm～175nm，所述第三氮化硅层的厚度为116nm～117nm，所述第四二氧化硅层的厚度为164nm～165nm，所述第四氮化硅层的厚度为106nm～107nm，所述第五二氧化硅层的厚度为169n...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳月波，赖灿雄，杨少华，路国光，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室，
类型：发明
国别省市：