一种简洁的微型光谱仪制造技术

本实用新型专利技术公开一种简洁的微型光谱仪，其包括第一双光纤准直器、VBG光栅、MEMS反射镜、第二双光纤准直器、Si标准具和光探测器PD；所述第一双光纤准直器、VBG光栅和MEMS反射镜依序设置并组成TOF；所述第一双光纤准直器的输出端光纤连接至第二双光纤准直器的输入端光纤；所述Si标准具上设有用于调节其温度的加热层；所述Si标准具的透射峰中心波长受加热层的温度调节，TOF的透射峰中心波长受MEMS反射镜调节。相比，Aegis的现有产品本实用新型专利技术的分辨率提高数倍至一个数量级以上。此外，Si标准具的Si片可以通过光学加工直接获得，使其拥有较低的成本。低的成本。低的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种简洁的微型光谱仪


[0001]本技术涉及光纤通信
，尤其涉及一种简洁的微型光谱仪。

技术介绍

[0002]美国Aegis公司专利US6985281B2和US7304799B2中Si标准具的a
‑
Si层厚度约5um，从摄氏26到229度，其光谱分辨率约16～22GHz。若是要提高光谱分辨率达到4GHz,甚至1GHz,原来的方式则需要改进。

技术实现思路

[0003]为克服现有技术中的不足，本技术的目的在于提供一种能够获得高分辨率、宽波长、范围低成本的简洁的微型光谱仪。
[0004]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0005]一种简洁的微型光谱仪，其包括第一双光纤准直器、VBG光栅、MEMS反射镜、第二双光纤准直器、Si标准具和光探测器PD；
[0006]所述第一双光纤准直器、VBG光栅和MEMS反射镜依序设置并组成TOF；
[0007]所述第一双光纤准直器的输出端光纤连接至第二双光纤准直器的输入端光纤；
[0008]所述Si标准具和光探测器PD依序设置在第二双光纤准直器的后端；所述Si标准具上设有用于调节其温度的加热层；
[0009]所述Si标准具的透射峰中心波长受加热层的温度调节，TOF的透射峰中心波长受MEMS反射镜调节，所述TOF的带宽小于Si标准具的自由光谱范围，当Si标准具加热透过中心波长改变时，TOF的透过峰值套在Si标准具的一个透过峰，并且跟随加热时Si标准具同步移动，以保证Si标准具只有一个透过峰透过。
[0010]进一步的，所述第一双光纤准直器、VBG光栅、MEMS反射镜、第二双光纤准直器、Si标准具和光探测器PD均集成于一装配盒上，所述MEMS反射镜、Si标准具和光探测器PD的电引线均连接在装配盒电引脚上。
[0011]进一步的，所述Si标准具和MEMS反射镜均通过球形连接头固定连接在装配盒内。
[0012]本技术采用以上技术方案，采用微机电系统MEMS和光栅VBG结合的TOF，与加热改变腔长的Si标准具配套设计，TOF的带宽小于Si标准具的自由光谱范围，当Si标准具加热透过中心波长改变时，TOF的透过峰值套在Si标准具的一个透过峰，并且跟随加热时Si标准具同步移动，以保证Si标准具只有一个透过峰透过，从而获得高分辨率宽波长范围低成本的微型光谱仪。相比，Aegis的现有产品本技术的分辨率提高数倍至一个数量级以上。此外，Si标准具的Si片可以通过光学加工直接获得，使其拥有较低的成本。
附图说明
[0013]以下结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细说明；
[0014]图1为本技术的示意图；
[0015]图2为本技术另一种实施方式的示意图；
[0016]图3为MEMS反射镜采用球形连接头连接的示意图；
[0017]图4为Si标准具采用球形连接头连接的示意图；
[0018]图5为低温时，Si标准具一组透射峰与TOF的透射峰的关系曲线图；
[0019]图6为升温时，Si标准具一组透射峰与TOF的透射峰的关系曲线图。
具体实施方式
[0020]请参照图1，一种简洁的微型光谱仪，其包括第一双光纤准直器1、VBG光栅2、MEMS反射镜3、第二双光纤准直器4、Si标准具5和光探测器PD6；
[0021]第一双光纤准直器1、VBG光栅2和MEMS反射镜3依序设置并组成TOF；
[0022]第一双光纤准直器1的输出端光纤连接至第二双光纤准直器4的输入端光纤；
[0023]Si标准具5和光探测器PD6依序设置在第二双光纤准直器4的后端；Si标准具5上设有用于调节其温度的加热层51；
[0024]Si标准具5的透射峰中心波长受加热层51的温度调节，TOF的透射峰中心波长受MEMS反射镜3调节， TOF的带宽小于Si标准具5的自由光谱范围，当Si标准具5加热透过中心波长改变时，TOF的透过峰值套在Si标准具5的一个透过峰，并且跟随加热时Si标准具5同步移动，以保证Si标准具只有一个透过峰透过。
[0025]输入光从第一双光纤准直器1的输入端光纤输入，透过VBG光栅2滤波，由MEMS反射镜3反射，再次透过VBG光栅2，经第一双光纤准直器1的输出端光纤端输出，同时输入到第二双光纤准直器4种，经Si标准具滤波，由光探测器PD6接收，实现功率探测。
[0026]作为另一种实施方式，如图2
‑
4所示，第一双光纤准直器1、VBG光栅2、MEMS反射镜3、第二双光纤准直器4、Si标准具5和光探测器PD6均集成于一装配盒7上，MEMS反射镜3、Si标准具5和光探测器PD6的电引线均连接在装配盒7电引脚上。其中，Si标准具5和MEMS反射镜3均通过球形连接头固定连接在装配盒7内。
[0027]本技术利用一个MEMS控制的TOF，跟随Si标准具5低温时第一个透射峰，同时移动，这样自动过滤掉其他波长的透射峰。TOF的带宽小于Si标准具的自由光谱范围，如图5所示，实线代表Si标准具5的一组透射峰，虚线代表TOF的透射峰，TOF的带宽为137GHz～300GHz，TOF的透射峰中心波长与Si标准具5的第一个透射峰中心波长对齐，这样可以将TOF透射带宽内的唯一一个Si标准具5透射峰滤出。
[0028]通过测量Si加热曲线，可以计算其透过峰移动速度，这样可以为TOF设置相应的移动时间曲线。
[0029]如图6所示，当Si标准具5的温度升高，其透射峰谱线向前移动，控制TOF的MEMS反射镜3同时转动，使其透射峰中心波长也向前移动，使得TOF的透射峰中心波长始终跟随Si标准具5的其中一个透射峰的中心波长，这样可以实现超宽可调范围的波长滤波。
[0030]对于Si标准具5配套使用的双光纤准直器，设计的入射角要减少标准具厚度加厚的倍数，或将准直器光斑增大到对应的倍数，或者光斑增大和入射角减少同时进行，使光谱精细度达到设计要求。
[0031]上面结合附图对本技术的实施加以描述，但是本技术不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式是示意性而不是加以局限本技术，本领域的普通技
术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种简洁的微型光谱仪，其特征在于：其包括第一双光纤准直器、VBG光栅、MEMS反射镜、第二双光纤准直器、Si标准具和光探测器PD；所述第一双光纤准直器、VBG光栅和MEMS反射镜依序设置并组成TOF；所述第一双光纤准直器的输出端光纤连接至第二双光纤准直器的输入端光纤；所述Si标准具和光探测器PD依序设置在第二双光纤准直器的后端；所述Si标准具上设有用于调节其温度的加热层；所述Si标准具的透射峰中心波长受加热层的温度调节，TOF的透射峰中心波长受MEMS反射镜调节，所述TOF的带宽小于Si标准具的自由光谱范围，当Si标...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴砺，徐云兵，吴玉萍，郑保忠，赵武丽，陈卫民，李阳，
申请(专利权)人：福州高意通讯有限公司，
类型：新型
国别省市：