薄膜多腔滤光片型梳状滤波器的设计

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一种快速设计梳状线腔体滤波器的新方法_唐黎明

一种快速设计梳状线腔体滤波器的新方法唐黎明张玉兴（电子科技大学电子工程学院四川成都 610054）摘要：微波滤波器对于通信系统的价值是举足轻重的，怎样减少微波滤波器的设计时间和成本，提高设计精度一直是设计师关心的问题。

本文介绍了一种新型，快速，准确设计微波腔体滤波器的方法，结合Ansoft HFSS的三维场仿真和Designer的路仿真，能极大的减小设计微波滤波器的时间和成本。

关键字：梳状线；耦合系数；抽头；群时延；HFSS；DesignerAbstract：Microwave filters play an important role in communication system. For designers, It is a delicate problem that how to shorten the design time and reduce the cost while maintaining precision. This paper introduced a new, fast and accurate way to design microwave cavity filter. Using Ansoft HfSS together with designer, we can largely shorten the time and reduce the cost.Keyword：combine line; coupling coefficient; tapped; group delay; hfss; designer由于腔体滤波器在高频器件中体现出许多优点,如体积小,重量轻, 插损小,现已在通信系统中大量使用。

传统的方法都是依靠等效电路原型来计算出初步尺寸，计算量大，而且不准确，这样就大大的延长了设计的周期，提高了设计的成本。

本文就阐述了一种快速利用HFSS建模，在designer中优化的设计方式,由于Ansoft公司HFSS与Designer软件的良好接口，充分利用HFSS的场计算和designer的路计算[4-5],如图1所示。

光学薄膜多频滤波和空间滤波特性的研究

ｄ：ｔ（２－－６５）式可知，给定中心波长五及需要的波长闻隔△Ａ，我们就可以计算出满足这种波长间隔的间隔层厚度系数Ｆｚ／．图２－－１３Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ结构示意图为了－实现滤波功能，需要满足Ｉ司隔层的透射峰在反射板的反射带宽之内，也就是Ａｇｅ＜Ａｇｏ（２－６６）式中缸是间隔层的通带带宽，锄是反射板（肌）ｓ的反射带宽【３１１，ａｇ。

：ａｒｃｓｉｎ盟＜２—６７）ｎＨＨｔｎＬ满足（２－－６６）式条件时所滤出的透射峰个数为扛惫（２－－６８）适当选择Ｙ／Ｈ，Ｉ＇／Ｌ的值可以使结构所滤出的透射峰个数满足设计要求。

滤光片的相对半宽度受反射板反射率的影响【１１，ｚ‰＝磊２ｓ抽。

１（豢］Ｑ咖式中剐黾反射板的反射率。

反射板的反射率大小又与反射板周期数ｓ有判１１，中山大学硕士学位论文图３－１单腔Ｆ－Ｐ结构透射峰位置与入射角关系曲线图３－２多腔Ｆ－Ｐ耦合结构透射峰位置与入射角关系曲线上面两个二维图只是选取了其中的几个角度分析，如果我们要考虑全角度范围时，那么只能运用三维分析，即综合考虑入射角度、归一化频率和透射率三个物理量，就能够得到传统单腔Ｆ．Ｐ结构以及多腔Ｆ．Ｐ耦合结构的三维分析图口们，如图３．３、图３－４所示，图中说明缺陷模的位置随着入射角度的改变而改变，即传统的滤波器不能实现空间滤波，从而给出了更多信息方便我们多方位、多角度地分析其结构，为设计相关的器件提供理论依据和设计方法。

第３章兆学薄蟆特性的多维分折图３－－３多半波Ｆ－Ｐ滤光片【Ｈ（ＬＨ）５２Ｌ（ＨＬ）５ＨＬ］２的透射谱，，璃＝２．３５，”￡＝１．４５图３—４传统Ｆ＿Ｐ结构（ＨＬ）２１４Ｈ（ＬＨ）２的透射谱，Ｈｆｆ：３．４，№＝１．４５因此，本章系统地提出和总结光学薄膜特性的多维分析概念和方法，其中主要包括多维计算和多维优化两个方面。

第３章光学薄膜特性的多维分析图３－５单层暌透射率与膜层物理厚度的变化关系图（‰＝１，”２＝１．５，ｇｏ＝００）２．单腔Ｆ－Ｐ结构间隔层光学厚度多维分析实例在前面的单腔Ｆ．Ｐ结构理论分析与设计中提到，单腔Ｆ．Ｐ结构的透射峰的数目、频率都可以通过腔的光学厚度进行调制，这里选择单腔Ｆ．Ｐ结构（ＬＨ）＾５ａＬ（ＨＬ）＾５，即在二维残差函数特性参数、目标函数、权重因子以及评价函数中加入第三维的光学厚度作为参量进行分析，从而方便地得到我们所需透射峰的数目、频率与腔厚度系数之间的关系图，如图３—６所示。

(光学专业优秀论文)光学梳状滤波器技术研究

摘
要
摘要
波分复用技术（ＷＤＭ）对于光通信技术的发展起到了巨大的推动作用，以ＤＷＤＭ技术为核心的光传送网将成为电信网的主要传送平台。在密集波分复用
技术中，随着信道复用密度的提高，一种薪型光器件一一光学梳状滤波器
（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）应运而生。本文对实现光学梳状滤波器的几种主要技术方案进行了较为深入的理论分析，对ＭＧＴＩ型光学梳状滤波器进行了实验研究，取得了较好的结果。１、分析了ＭＧＴＩ型Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ滤波器的基本原理，讨论了输出光谱参数和设计参数之间的关系，获得了实现矩形化光谱的最佳设计参数；根据ＤＷＤＭ系统的实际要求，具体给出了信道阳Ｊ隔为５０ＧＨｚ的ＭＧＴＩ型Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ滤波器设计参数及其误差分析；从多镜Ｆ—Ｐ腔光谱特性出发，讨论了Ｇ—Ｔ腔的特性，进而分析了ＭＧＴＩ型Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ滤波器的色散特性：理论结合实验，分析了Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ滤波器中偏振分光镜偏振效应对器件隔离度的影响。２、设计了信道间隔为５０ＧＨｚ的ＭＧＴＩ型Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ滤波器，获得了该滤波器的原型器件；实验得到了该器件在ｃ波段两组交错分波的矩形化光谱，其纹波小于０．１ｄＢ，通过对器件时延的测量，间接获得了其色散特性；首次提出ＭＦＰＩ型不等带宽５０ＧＨｚ的Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ滤波器技术方案。３、分析了ＰＢＩ型Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ滤波器的基本原理，给出了一种ＰＢＩ型Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ滤波器结构；设计了５０ＧＨｚ光学梳状滤波器，实验得到了该器件两组交错分波类余弦输出光谱；采用不同光程差的晶体级联方案，实现了输出光谱平顶化。４、分析了ＦＭＺＩ型Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ滤波器的工作原理，其输出光谱曲线为类余弦函数；采用级联ＦＭＺＩ方案，实现了Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ滤波器的光谱平顶光谱输出；最后，基于偏振光干涉和多光束干涉原理，分析了ＢＧＴＩ型Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ滤波器工作原理，模拟了Ｇ．Ｔ腔部分反射系数ｒ与输出光谱的关系，获得了５０ＧＨｚＢＧＴＩ型Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ滤波器平顶化输出光谱。

3.4GHz梳状线腔体滤波器的设计.

本科生毕业论文设计题目： 3.4GHz 梳状线腔体滤波器的设计系部学科门类工学专业电子信息工程学号姓名指导教师年月日装订线3.4GHz梳状线腔体滤波器的设计摘要在当今通信领域中，微波滤波器在通信设备中占有重要的地位，在微波毫米波通信、卫星通信、雷达、导航、制导、电子对抗、测试仪表等系统中，有着广泛的应用。

梳状线滤波器具有小体积、高Q值、高功率容量等优点，是微波滤波器中常见的腔体形式，工程实用性较强，广泛应用于通信及其它领域。

本文从滤波器的工作原理出发，分析了梳状线带通滤波器的结构特征，并利用软件Ansoft HFSS进行仿真，最后基于仿真结果制作出实物并进行了调试，使其最终达到预期的指标。

关键词：梳状线滤波器仿真调试ABSTRACTIn the field of current communication, Comb-line filters occupies an important position in communication equipment. Microwave filters has a wide range of applications in microwave communication, millimeter wave communication, satellite communication, radar, navigation, guidance, electronic against, testing instruments system. Comb-line filters have small size, high Q value, high power capacity etc, and is common in microwave filters of the recessed forms, therefore it widely used in communications and other fields . Based on the theory of filters, the structure characters of comb-line band-pass filter have been analyzed and the typical parameters have been calculated. Then the filter is simulated with software Ansoft HFSS. At last, I have manufactured a practicality based on the results of simulation and debugged it for the purpose of achieving anticipative targets.Key words：Comb-line Filter Simulation Debug目录一绪论 (1)1.1 课题来源与意义 (1)1.2 国内外发展状况 (1)1.3 课题的研究内容、方法及手段 (1)二梳状线滤波器的综合介绍 (3)2.1 梳状线滤波器的特点 (3)2.2 梳状线滤波器的结构 (3)2.3 梳状线滤波器的工作原理 (3)三梳状线滤波器的设计 (4)3.1 梳状线滤波器设计思路 (4)3.2 梳状线滤波器的技术指标 (4)3.3 梳状线滤波器的归一化原型 (4)3.4 频率变换 (5)3.5 相关的理论计算过程 (5)四运用Ansoft HFSS进行仿真设计 (7)4.1 单腔模型及仿真结果 (7)4.2 双腔模型及仿真结果 (8)五梳状线滤波器的实物制作与测试 (11)六总结与结论 (12)参考文献 (13)一绪论1.1 课题来源与意义本课题来源于科研生产。

1.2 梳状滤波器

用作波段滤波器，用作波段滤波器，保留一半波长以备系统升级。系统升级。
1.2 梳状滤波器
1.2.1 Interleaver的功能和应用 Interleaver的功能和应用 1.2.2 Interleaver的基本原理 Interleaver的基本原理 1.2.3 基于双折射晶体的Interleaver 基于双折射晶体的Interleaver 1.2.4 基于PLC技术的Interleaver 基于PLC技术的Interleaver 1.2.5 基于GTI干涉仪的Interleaver 基于GTI干涉仪的Interleaver
j 2 1 2
ϕk
N H ( z ) = ∑ ak z −k z N / 2 k =0 格状光路传输函数：格状光路传输函数： N F ( z ) = ∑ bk z −k z N / 2 k =0
PLC型Interleaver的解析 PLC型Interleaver的解析
[ N −1] N −1 N −1 − k ( N −1) / 2 ( z ) = ∑ ak z z H k =0 N −1 F [ N −1] ( z ) = ∑ b N −1 z − k z ( N −1) / 2 k k =0
I1 = cos 2 (δ / 2) I 2 = sin 2 (δ / 2)
δ=
2π∆nL f c
I1, I2
f (THz)
单级Interleaver的通带特性不好的通带特性不好单级
冲击响应法分析
为了优化通带特性，将多个玻片叠在一起。为了优化通带特性，将多个玻片叠在一起。输入一个光脉冲，通过1个玻片之后，在时间序列上得到2个光脉冲输出；输入一个光脉冲，通过个玻片之后，在时间序列上得到个光脉冲输出；个玻片之后个光脉冲输出输入一个光脉冲，通过n个玻片之后在时间序列上得到n+1个光脉冲输出。个玻片之后，个光脉冲输出。输入一个光脉冲，通过个玻片之后，在时间序列上得到个光脉冲输出光脉冲的叠加为一个有限冲击响应FIR系统：系统：光脉冲的叠加为一个有限冲击响应系统

薄膜滤波器的研制

薄膜滤波器的研制傅凯文解金山Auxora 北极光电（深圳）有限公司摘要：光学滤波器被广泛地应用于光纤通信，民用高科技产品中的光电显示，航空航天以及军事技术当中。

本文通过对薄膜滤波器的结构与工作原理、制作工艺、理论分析等阐述了薄膜滤波器的研制问题。

关键字：光学滤波器光频选择器结构工作原理研制引言光学滤波器被广泛地应用于光纤通信，民用高科技产品中的光电显示，航空航天以及军事技术当中。

是一类非常重要的光无源器件，由于它的功能不可替代，而且用量较大，所以已形成了一个新兴产业。

所谓光学滤波器，即光频选择器。

它能使某一光频通过而使其它光频被阻断。

正因为它具有这种功能，可使混合的光波一一被分开，变成单一频率的光波。

光纤通信复用系统中所用的光解复用器就是利用这种原理将复用的混合波被解复用为单一的光载波。

光滤波器的种类很多，按照选频特性划分为带通滤波器、带阻滤波器、低通滤波器、高通滤波器、以及梳指滤波器；从选频功能划分，有固定光频滤波器和可调光频滤波器；若从结构上划分滤波器，那么种类就更加繁多。

有薄膜干涉滤波器（TFF）、阵列波导光栅（AWG）滤波器、光纤布喇格光栅滤波器（FBG）、全息光栅（HG）滤波器、光子晶体滤波器（PCF）、以及这些结构构成的混合型光滤波器，等等。

以上诸多类型的光滤波器，应用最多也最为重要的有三种：薄膜干涉滤波器、阵列波导光栅滤波器、以及光纤布喇格光栅滤波器。

光滤波器从应用角度上考虑，不论何种滤波器，都必须具有以下性能：插入损耗小、选频特性严格、通带频响曲线接近矩型、滤波性能稳定、结构紧凑、使用方便、以及价格低廉。

1 薄膜滤波器的结构与工作原理薄膜滤波器是在玻璃衬底上或玻璃陶瓷衬底上，通过精确的镀膜工艺，将SiO2和TiO2交替的沉积在其表面上。

其厚度为分子层量级。

并根据需要，其层数从几层到几百层不等。

层数越多，通过的响应谱曲线越接近矩形，其性能越优越。

图1：薄膜滤波器结构示意图图1是薄膜滤波器结构示意图。

薄膜光学技术_第02章 05 带通滤光片

29
1.应用于光纤通信DWDM 系统的超窄带滤光片
⑴ DWDM超窄带滤光片的设计要求在光通信中，各个波长的透射率用损耗（dB）给出，它
和透射比T 的关系是τ= -10lgT
①中心波长和峰值插入损耗
根据国际通信联盟（ITU）的规定，DWDM系统对 200GHz的滤光片，其峰值插入损耗要求|τ | ≤0.3dB；对 100GHz的滤光片，其峰值插入损耗要求| τ | ≤ 0.5dB。它们对应的滤光片的中心波长的透射率分别为98%和93% 。
14
2. 全“介质单半波”型
反射膜/半波间隔层/反射膜
G/ ( HL )m [ k ( 2H ) ] ( LH )m /G G/ ( HL )m H [ k ( 2L ) ] H ( LH )m /G 特点:
a. A, S 很小, R1 , R2 很高, ∴ T0 ~ 90%
2 0 ~ 1 500
G/(HL)x2H(LH)x/A
G/HLHLHLHLH2HLHLHLHLH/A 20
G/H(LH)x2L(HL)xH/A
G/HLHLHLHL2LHLHLHLHLH/A
21
3. 全“介质多半波”型
“多半波”是指膜系中有多个λ0/2 间隔层。双半波型: G HL2H(LH)2L2HLH G
10
2.通带中心波长 0---- 透射率极大值的位置
由 2nd 0 1 2 2 k
0 2nd k 1 2 2
当 k 1 2 2 m,(m 1,2,3,...) 时，
nd m 0 2
1. “金属--介质”型 G / Metal 4L Metal /G G /Metal 4L Metal /A

光梳状滤波器在光纤光栅解调中的研究及应用

光梳状滤波器在光纤光栅解调中的研究及应用【摘要】本文简要介绍了光纤光栅传感解调系统中光梳状滤波器的原理，讨论了梳状滤波器的基本制作方法，详细分析了两种制作方法制作的光梳状滤波器，分析了制作方法不同对梳状滤波器的性能的影响。

采用梳状滤波器作为光纤光栅解调系统的波长校准的参考。

对梳状滤波器的工艺制作进行了改进，在制作中引入了零温度系数玻璃，降低了梳状滤波器的温漂。

【关键词】FP梳状滤波器；解调；应用1.梳状滤波器原理及基本制作方法1.1 光梳状滤波器的基本原理光梳状滤波器实际上是一种F-P滤波器，它可以实现多光束干涉。

它所产生的干涉条纹非常细锐，常用于对光谱的精细研究和检测。

F-P滤波器由平行放置的两块平板P1、P2组成。

在两平板相对的面上镀有高反射率的膜。

这两个高反射膜表面之间的空气层就是可以作为多光束干涉产生的平板层。

为消除两平板P1、P2相背平面上的反射光的干扰，使每块板的两面有一很小的楔角，滤波器中的一块平面板固定不动而另一块可以平移。

多数采用把两高反射面的间隔用热膨胀系数很小的钢环固定下来以稳定两平板间的距离。

通常将两平板间距离固定的F-P滤波器称为F-P标准具。

也可以使用一块平行平板玻璃（或石英玻璃）两面镀膜做成F-P标准具。

因其输出光的谱线与梳子类似，故称其为梳状滤波器。

1.2 光纤光栅解调中使用的光梳状滤波器研究在光纤光栅解调中我们采用的光梳状滤波器是由一对光准直器和一块两面镀有高反射膜的石英玻璃片组成，梳状滤波器结构示意图如图1-1：图1-1 梳状滤波器结构示意图石英玻璃板的两面镀有高反射膜，并且允许部分光透射，且两个膜相互平行，光源发出的光经由光准直器一端进入梳状滤波器中，入射光波在两个膜之间发生多次反射，产生干涉现象，从而出射了多个波长的窄带光束，假设透射光的相邻两光束产生的相位差为，则表达式可以写为：为光在真空中的波长，为光束入射的入射角，此处为0。

，d为石英玻璃板的厚度，也就是F-P谐振腔的腔长，当相位差为的整数倍（，k=1，2，…），产生多光束干涉现象，此时公式（1-1）可以改写为：2.光梳状滤波器制作方法改进将两面镀有高反射膜的石英玻璃片用室温固化硅橡胶粘在光准直器的一端，静置两小时使硅橡胶干透。

梳状滤波器的设计.

NANHUA University课程设计(论文)题目梳状滤波器学院名称电气工程学院指导教师陈忠泽班级电子091班学号20094470128学生姓名周后景2013年1 月摘要现如今随着电子设备工作频率范围的不断扩大，电磁干扰也越来也严重，接收机接收到的信号也越来越复杂。

为了得到所需要频率的信号，就需要对接收到的信号进行过滤，从而得到所需频率段的信号，这就是滤波器的工作原理。

对于传统的滤波器而言，如果滤波器的输入，输出都是离散时间信号，则该滤波器的冲激响应也必然是离散的，这样的滤波器定义为数字滤波器。

它通过对采样数据信号进行数学运算来达到频域滤波的目的。

滤波器在功能上可分为四类，即低通（LP）、高通（HP）、带通（BP）、带阻（BS）滤波器等，每种又有模拟滤波器（AF）和数字滤波器（DF）两种形式。

对数字滤波器，从实现方法上，由有限长冲激响应所表示的数字滤波器被称为FIR滤波器，具有无限冲激响应的数字滤波器增称为IIR滤波器。

在MATLAB工具箱中提供了几种模拟滤波器的原型产生函数，即Bessel低通模拟滤波器原型，Butterworth滤波器原型，Chebyshev（I型、II型）滤波器原型，椭圆滤波器原型等不同的滤波器原型。

本实验需要产生滤除特定频率的梳状滤波器关键字：MATLAB,，梳状滤波器引言随着社会的发展，各种频率的波都在被不断的开发以及利用，这就导致了不同频率的波相互之间的干扰越来越严重，因此滤波器的市场是庞大的。

所以各种不同功能滤波器的设计就越来越重要，在此要求上实现了用各种不同方式来实现滤波器的设计。

本设计通过MATLAB软件对IIR 型滤波器进行理论上的实现。

设计要求设计一个梳状滤波器，其性能指标如下，要求阻带最小衰减为dB As 40=，N=8.249.0=ως8rad π手工计算因为梳状滤波器的转移函数公式为H(Z)=b N N eZZ ----11 ，现已知N=8，As=40dB, 2498.0=ωςrad π，H(jw e )=b jwN jwNe e ---- 11,b=21 +因为As=60Db,故)(jw e H =0.01 H(jwe )=b jwN jwNe e ---- 11 = 21 +)sin (cos 1)sin (cos 1wN j wN wN j wN ---- =21 +wN j wN wN j wN sin cos 1sin cos 1+-+- =21 +)sin cos 1)(sin cos 1()sin cos 1)(sin cos 1(wN j wN wN j wN wN j wN wN j wN --+--++- =21 +wNwN wN j wN wN j wN 22sin )cos 1()sin cos 1)(sin cos 1(---++- = 21 +wNwN wN j wN wN wN wN 2222sin )cos 1(sin )1()sin cos cos cos 1(----+-+- 所以：)(jw e H = 21 +22222222]sin )cos 1(sin )1([]sin )cos 1()sin cos cos cos 1([wNwN wN wN wN wN wN wN wN ---+--+-+- 将已知的)(ςjw e H =0.01，, 2498.0=ωςrad π，N=8代入上式得20.0= 16b=0.6008综上所述： H(Z)=0.6008882016.011----Z Z2在MATLAB 基础上分析滤波器结构对其性能指标的影响二滤波器的不同结构对性能指标的影响在理想状态下，对于同一个传递函数几乎对应着无数种等效结构，然而这些结构却并不一定都能实现。

光学薄膜系统设计

/Βιβλιοθήκη 2]2nd m
T
1
T0
F sin2
滤光片的半宽度：峰值透射率的1/2处量得的通带宽度。
1 2
T0
T0
[1 F sin2 (0 ]
0 k arcsin(1 F )
又：
(
)0
[
1 2
(1
2 2 0
2
nd )]
第30页/共72页
1和 2 为反射膜的反射位相，在通带内是常数。则：
0 m
当反射膜有吸收、散射损失时，假定反射膜是完全对称时，
R R1 R2 ,
T0
T1 T2 (1 R)2
F
4R (1 R)2
,
1 2
(1
2
2 )
R1 ，R2，T1，T2分别为两侧子膜系的反射率和透射率。
1 和 2
相厚度。
为反射膜的反射位相，
2
nd
为间隔层的位
第29页/共72页
中心波长确定：
0
1 2
(1
2
4
nd )
k
0
k
2nd
[(1 2 )
（3）反射带（或称抑制带）的光谱宽度以及在此范围内所许可的最大透射率。
第2页/共72页
膜层特性介绍
干涉截止滤光片的基本膜系类型也是周期性多层膜系(LH)s。这类膜系的基本特征是一连串的高反带间隔以一连串的高透带。
高反
短波通
长波通
第3页/共72页
所以，这类膜系： 1）并不能实现以某一波长为界，一侧高透，另一侧高反（没有任何膜系能实现）。只是在某一有限的波段，实现以某一波长为界实现一侧高透，另一侧高反。 2）即使是同一种周期性的膜堆(LH)s，也是既可以做短波通滤光片，也可以做长波通滤光片。 3）高反镜、分束镜都是利用它的反射带，而滤光片是既用它的反射带，又用它的透射带。

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这是由几方面的原因引起的：首先，作为间隔层材料的熔融石英的厚度是一个很重要的参量，而实际加工的精度使得厚度值和理论设计肯定有偏差，按 ; <$ 8 => 处带宽要求在 <$ ?@ /)，中心波长为 ?88< /)计算，由（?）式得到间隔层厚度误差须控制在 A B$ 48C。所以实际测试曲线会因间隔层的厚度误差而与设计产生偏离。其次，测量时，由于光路调整的误差，使得入射光束不是正入射而是以微小的角度入射到薄膜梳状滤波器的表面，这样有效厚度实际也变小了，因此，中心波长也会朝短波方向偏离。最后，由于间隔层材料熔融石英的色散存在（其在 ?$ 8% !) 处为 ?$ 444@D !)， ?$ BB !) 处为 ?$ 44@BD !)），因而随波长的增大，间隔层的实际光学厚度变小，透射光谱也随着波长的增加朝短波方向移动，虽然这种色散引起的波长偏移可以通过调
要器件。当前已有多种技术实现这一器件，如晶体双马赫曾德尔（ G%H ）干涉仪型、 -;@>=%IEJ@CE;= 折射型、（ -I）干涉仪型，双折射 -;@>=%IEJ@CE;= 干涉仪型等
［ ( K $］，而使用薄膜滤光片的方法来实现梳状滤波器等
还不多见，这主要是由于目前光通信信道密集的迅速增加和数据传输速率的不断提高对密集波分复用中器件性能提出了更加严格的要求，信道的增加使得通道的间隔急剧减小，这就需要薄膜滤光片的截止曲线
3 !2 1 ! " ( （4） 2 % !! ’ !1 这样，只要确定了梳状滤波器的信道间隔 !! （对于 *1 567 的梳状滤波器，中心波长取 !! " 1 ( 8 /9， 3**1: 32 /9）以及间隔层材料的折射率和中心波长，就可以通过（ 4 ）式得到间隔层的厚度。确定间隔层厚度以后，可以通过滤波器的半峰全宽来确定法布里珀罗腔反射镜的反射率 ) 。一般地，半峰全宽可由下式表示： *3 $ 2 " 2;$<’)/ ［（ 3 ’ )） $2 ! )］ !1 $ #"( （ = ）将（ 3 ）式代入，消去 #，得到 ) 的表达式：
［ *］的工作最早是由 !"#$"%"&’() 报道的，由于使用的
04
间隔层材料为晶体石英，这样制作的滤光片会有双 ’ 光和 + 光的透射光谱有偏离。随后，折射效应，
［ 0］ ,-’.)/ 报道了采用间隔层为熔融石英的薄膜法布
里珀罗滤光片，这种方法消除了透射光谱随偏振态不同产生偏离的现象。如前所述，设计中采用间隔层为熔融石英的薄膜法布里珀罗滤光片作为基本单元进行多腔叠加来得到可用于密集波分复用的梳状滤波器，而单腔固体间隔层薄膜法布里珀罗滤光片的间隔层厚度 ! 可以简单地由下式决定： ! " #!1 $ 2 %，（3）式中 # 为干涉级次， % 为间隔 !1 为入射光中心波长，层材料的折射率。滤光片的透射峰之间的间隔 !! 可表示为（ # & 3）， !! " 2 %! $ # 由（3）式和（2）式可得到（2）
!"#$ % &"’#(’) *+ ,-.,("),/0’1 2,03.
结论F 本文给出了一种利用熔融石英作为间隔层，通过镀膜方法实现的多个法布里珀罗腔叠加的薄膜梳状滤波器的设计方法，并进行了实验，测试结果表明与原设计大致吻合。目前，光通信器件的发展将朝着更低成本，更高性能和更好可靠性的方向发展，介质薄膜滤光片由于其插入损耗小，温度稳定性好，偏振损耗小等优点，无疑在性能上具有一定的优势，而通过使用多个薄膜法布里珀罗滤光片叠加的方法设计的梳状滤波器既结合了薄膜器件的优点，同时又因为采用了熔融石英作为间隔层从而避免了在同一基板上镀制大量膜层的问题，使得结构更简单，成本也得到极大的降低。参考文献
薄膜多腔滤光片型梳状滤波器的设计
陈海星* 顾培夫* 李海峰* 章岳光* 沈伟东
（浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，杭州 $(!!"+ ）
摘要： * 介绍了一种通过使用多个薄膜法布里珀罗滤光片的叠加来实现密集波分复用中使用的梳状滤波器的设计的新方法。采用间隔层为熔融石英的薄膜法布里珀罗滤光片作为基本结构的光学梳状滤波器可以比较容易地控制各腔的厚度，因而能精确地达到波分复用系统中波长间隔非常窄的要求。分析了如何确定间隔层厚度和各法布里珀罗腔的反射镜的反射率以及它们之间的匹配问题，最后给出了与设计吻合较好的实验结果，制作的梳状滤波器在 , 波段的信道间隔为 (!! -./，相邻通道窜音小于 0 "’ 12，最小插入损耗约 0 !3 ’ 12。关键词： * 薄膜光学；梳状滤波器；法布里珀罗腔；密集波分复用中图分类号：4’5’3 ’ 6 (* * * 文献标识码：7
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4N 实验结果及讨论
通过用电子枪蒸发的方法在熔融石英的两个表面镀上交替的 3 O = 周期的 P;2 Q* 和 D)Q2 反射膜，得到固体间隔层的薄膜法布里珀罗腔单元。然后将 = 个腔叠加在一起，得到了设计的薄膜梳状滤波器。实际器件的测试光路示意图如图 4 所示。仔细调整光路，使可调谐激光器发出的激光束经物镜准直扩束后，垂直入射到薄膜梳状滤波器，探测器将接收到的光强值转换为电信号，直接由计算机采集后处理，同时，计算机控制可调谐激光器进行波长扫描。这样，即可以得到在一定波长范围内滤波器的光谱特性。实验得到的测试曲线如图 = 所示。从测试结果来看，薄膜梳状滤波器的透过光谱在接近 ? 2= @A 处的带宽为1: 8 /9，在 ? 1: * @A 处的带宽约1: 32 /9，如图 * 所示。同时，还可以看到实测的光谱曲线中中心波长的位置与设计有所偏离，