專(zhuān)利名稱(chēng)：薄膜濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種薄膜濾波器，尤其是關(guān)于一種用于波分復(fù)用裝置(Wavelength Division Multiplexing，DWDM)的薄膜濾波器。
背景技術(shù)：
薄膜濾波器通常包含沉積于玻璃基底上的具多個(gè)腔體的薄膜疊堆。
美國(guó)第6,215,592號(hào)專(zhuān)利揭示一具寬諧振頻率通帶的光學(xué)薄膜濾波器以過(guò)濾輸入光信號(hào)，其中該輸入光信號(hào)具第一組透射波長(zhǎng)和第二組反射波長(zhǎng)。該光學(xué)薄膜濾波器包括第一、第二內(nèi)反射鏡和第一、第二外反射鏡，且該內(nèi)反射鏡的反射率高于該外反射鏡的反射率。該第一、第二內(nèi)反射鏡間通過(guò)一內(nèi)隔離裝置基本隔離，該第一外反射鏡和該第一內(nèi)反射鏡間通過(guò)第一外隔離裝置基本隔離，該第二外反射鏡和該第二內(nèi)反射鏡間通過(guò)第二外隔離裝置基本隔離。每一內(nèi)反射鏡具有多個(gè)由高反射率材料制成的絕緣層和多個(gè)由低反射率材料制成的絕緣層，且二者相互交替沉積以形成一疊堆。在光學(xué)薄膜濾波器中，第一、第二內(nèi)反射鏡的每一層和第一、第二外反射鏡的每一層基本包含以下材料之一二氧化硅(SiO2)、五氧化二鉭(Ta2O5)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化鉿(HfO2)及二氧化鋯(TrO2)。
上述光學(xué)薄膜濾波器的相鄰?fù)ǖ篱g隔是200GHz。但目前對(duì)光學(xué)薄膜濾波器的要求逐漸提高，相鄰?fù)ǖ篱g隔需達(dá)100GHz、50GHz，甚至更小。因此，需增加薄膜疊堆的腔體數(shù)量以適應(yīng)帶寬的需求，解決帶寬問(wèn)題。一般內(nèi)應(yīng)力隨薄膜疊堆腔體數(shù)量的增加而增大，故在薄膜濾波器及薄膜沉積過(guò)程中內(nèi)應(yīng)力會(huì)隨腔體數(shù)量增加而顯著增大，從而影響制造良率。又，由于腔體數(shù)量的多少直接關(guān)系到薄膜濾波器的制造成本和制造過(guò)程的復(fù)雜度，較多腔體必然導(dǎo)致成本較高且制造復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種薄膜濾波器，其具有較少的膜層和低內(nèi)應(yīng)力，且制造過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單、良率較高且成本較低。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的提供一種薄膜濾波器，其包括一玻璃基板和一薄膜疊堆。該薄膜疊堆具多個(gè)腔體，每一腔體具第一反射層組、第二反射層組及一間隔層。每一反射層組包括多個(gè)高反射率薄膜和多個(gè)低反射率薄膜，其中高、低反射率薄膜相互交替沉積。該高反射率薄膜的材料是由鈮氧化物Nb2O5-x構(gòu)成，其中X值范圍是0到0.5之間，對(duì)應(yīng)的反射率范圍是2.15到2.40之間。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明薄膜濾波器具較少膜層和低內(nèi)應(yīng)力，較少膜層使得成本較低、制造過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，低內(nèi)應(yīng)力使其具較高良率，而且其形成的波形基本沒(méi)有變化，接近于理想波形，與現(xiàn)有具較多膜層的薄膜濾波器相比具相同或更好的光學(xué)性能。

圖1是現(xiàn)有的180層鉭氧化薄膜的薄膜濾波器的透射率隨波長(zhǎng)的變化圖。
圖2是本發(fā)明薄膜濾波器的剖面圖。
圖3是圖2的薄膜濾波器的一腔體的示意圖。
圖4是本發(fā)明具140層薄膜的薄膜濾波器的透射率隨波長(zhǎng)變化圖。
其中，圖1和圖4中λ表示波長(zhǎng)，T表示透射率，其測(cè)試條件為采用白光垂直入射，薄膜濾波器之基底型號(hào)為F7，探測(cè)器為理想狀態(tài)，測(cè)試介質(zhì)為空氣，參考波長(zhǎng)為1550nm波段，偏振態(tài)為AVE-。
為更好理解本發(fā)明相關(guān)的薄膜濾波器結(jié)構(gòu)，附圖中部分組件未按比例繪制。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明的薄膜濾波器包括一玻璃基板11和一薄膜疊堆12。該薄膜疊堆12沉積在玻璃基板11上，其具有五個(gè)腔體13。請(qǐng)參閱圖3，每一腔體13包括第一反射層組21、第二反射層組22及位于第一、第二反射層組21、22之間的間隔層23。腔體13的結(jié)構(gòu)是(HL)mH(yL)H(LH)mC，其中m為一整數(shù)，y為一偶數(shù)，符號(hào)H表示高反射率薄膜，符號(hào)L表示低反射率薄膜，符號(hào)C表示鄰接相鄰二腔體13的連接薄膜24。連接薄膜24通常由低反射率金屬材料制成。
每一反射層組21、22包括多個(gè)高反射率薄膜31和多個(gè)低反射率薄膜32，且高、低反射率薄膜31、32相互交替沉積。每一反射層組21、22的結(jié)構(gòu)分別為(HL)m和(LH)m，其中m為一整數(shù)。每一高反射率薄膜31和每一低反射率薄膜32的厚度皆為該薄膜濾波器通過(guò)帶寬的中心波長(zhǎng)的四分之一。通常，薄膜濾波器的腔體數(shù)量是決定其通過(guò)波形的關(guān)鍵，反射層組的反射率決定薄膜濾波器的透射率。調(diào)節(jié)以下二參數(shù)可獲得所需的反射率。第一參數(shù)是每一反射層組的薄膜數(shù)量，第二參數(shù)是每一反射層組中高、低反射率薄膜的反射率差值。低反射率薄膜32的材料可為二氧化硅(SiO2)或氧化鋁(Al2O3)，本實(shí)施例采用二氧化硅，其反射率為1.46。本實(shí)施例采用的高反射率薄膜31為鈮氧化物Nb2O5-x構(gòu)成，其x范圍0到0.5之間，對(duì)應(yīng)的反射率范圍為從2.15到2.40，高于現(xiàn)有高反射率薄膜材料的反射率，如五氧化二鉭反射率僅為2.0。因此，只需較少的膜層即可滿(mǎn)足反射率的需求。
如上所述，每一間隔層23為H(yL)H結(jié)構(gòu)，其中y為一偶數(shù)。每一低反射率薄膜32的光學(xué)厚度為該薄膜濾波器通過(guò)帶寬的中心波長(zhǎng)的四分之一，從而間隔層23的低反射率層33的厚度為該薄膜濾波器通過(guò)帶寬的中心波長(zhǎng)的四分之一的y倍。每一高反射率薄膜31的光學(xué)厚度為該薄膜濾波器通過(guò)帶寬的中心波長(zhǎng)的四分之一，從而間隔層23厚度為該薄膜濾波器通過(guò)頻寬的中心波長(zhǎng)的四分之一的(y+2)倍。該玻璃基板11可通過(guò)該薄膜濾波器的工作波長(zhǎng)，其可由包括石英、光學(xué)塑料、硅及鍺等材料交替制成。
一具140層的薄膜濾波器可依本實(shí)施例制成。該薄膜濾波器具與現(xiàn)有180層的密集波分復(fù)用裝置的薄膜濾波器相同或更好的光學(xué)性能。圖4與圖1數(shù)據(jù)相比，本發(fā)明薄膜濾波器的通過(guò)帶寬(25dB處1.088nm)接近于現(xiàn)有的薄膜濾波器的通過(guò)帶寬(25dB處1.066nm)。此外，本發(fā)明的薄膜濾波器所形成的波形基本沒(méi)有變化，接近于理想波形。
權(quán)利要求
1.一薄膜濾波器，包括一基板和一薄膜疊堆，該薄膜疊堆沉積于該基板上，其包括多個(gè)低反射率薄膜及多個(gè)高反射率薄膜，且二者相互交疊沉積，其特征在于每一高反射率薄膜是由滿(mǎn)足Nb2O5-x的鈮氧化物構(gòu)成，其中x值范圍是0到0.5之間。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜濾波器，其特征在于該基板是由石英、光學(xué)塑料、硅及鍺材料或其部分制成。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜濾波器，其特征在于該薄膜疊堆具有多個(gè)腔體。
4.如權(quán)利要求3所述的薄膜濾波器，其特征在于每一腔體包括第一反射層組、第二反射層組、一位于第一、第二反射層組間的間隔層及一連接層。
5.如權(quán)利要求4所述的薄膜濾波器，其特征在于該第一、第二反射層組分別由多個(gè)低反射率薄膜和多個(gè)高反射率薄膜構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求4所述的薄膜濾波器，其特征在于該間隔層的光學(xué)厚度是該薄膜濾波器通過(guò)帶寬的中心波長(zhǎng)的四分之一的偶數(shù)倍。
7.如權(quán)利要求1所述的薄膜濾波器，其特征在于該鈮氧化物的反射率范圍在2.15到2.40之間。
8.如權(quán)利要求5所述的薄膜濾波器，其特征在于該低反射率薄膜由二氧化硅或氧化鋁材料制成。
9.如權(quán)利要求5所述的薄膜濾波器，其特征在于每一低反射率薄膜和每一高反射率薄膜的光學(xué)厚度分別為薄膜濾波器通過(guò)帶寬的中心波長(zhǎng)的四分之一。
全文摘要
一薄膜濾波器包括一玻璃基板和一薄膜疊堆。該薄膜疊堆具多個(gè)腔體，每一腔體包括第一反射層組、第二反射層組及一間隔層。每一反射層組具有多個(gè)低反射率薄膜和多個(gè)高反射率薄膜，其中該高、低反射率薄膜相互交替沉積。該高反射率薄膜由氧化鈮Nb
文檔編號(hào)G02B5/28GK1492616SQ02135058
公開(kāi)日2004年4月28日 申請(qǐng)日期2002年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月23日
發(fā)明者呂昌岳, 陳杰良 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司