專利名稱：一種可調(diào)諧法布里－珀羅濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微光學(xué)裝置，更具體地講，涉及一種可調(diào)諧的微光學(xué)濾波器。
背景技術(shù)：
可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器(TFPF)是窄帶濾波器，其優(yōu)點(diǎn)是光傳輸高、波前畸變小、插入損耗低且可調(diào)性好。因此，TFPF廣泛應(yīng)用于例如WDM、波長鎖模、可調(diào)諧濾波器等光纖通信領(lǐng)域中。TFPF作為前置放大接收器中的可調(diào)諧的解復(fù)用器或噪聲濾波器已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于WDM系統(tǒng)中。它們也用于對DWDM系統(tǒng)中的光信道進(jìn)行在線監(jiān)測。
為了傳輸多條DWDM信道，TFPF的精細(xì)度應(yīng)該是大約1000，其中信道間隔為100GHz(0.8nm)，通帶寬達(dá)到10GHz(0.08nm)。目前基于微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的TFPF由于精細(xì)度低而不能滿足DWDM應(yīng)用的要求。反射鏡的表面質(zhì)量決定最大可能的精細(xì)度。在MEMS器件中難以得到如光學(xué)拋光表面一樣平坦的、無衍射的反射鏡面，所以更難得到如微光學(xué)組件中可能達(dá)到的高精細(xì)度。由于MEMS的結(jié)構(gòu)沒有絕對的穩(wěn)定性而導(dǎo)致MEMS的另一問題出現(xiàn)。結(jié)果，在特定需要的反射鏡間距的情況下，反射鏡之間難以保持完全的平行。反射鏡容易產(chǎn)生0.01°量級的傾斜，從而導(dǎo)致精細(xì)度下降10％。MEMS的另一問題涉及鏡面反射率?？蓪⒎瓷渎蕿榇蠹s95％的介質(zhì)反射鏡設(shè)置在MEMS器件上，而不產(chǎn)生殘余應(yīng)力這導(dǎo)致最大精細(xì)度僅為大約61。通過進(jìn)一步添加介質(zhì)涂層來提高反射率會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，該殘余應(yīng)力使得MEMS反射鏡變形，從而降低反射率＞95％的涂層的精細(xì)度。
提供TFPF的另一方式是壓電掃描TFPF，其中，反射鏡設(shè)置在兩個(gè)不同的基底上，通過壓電式變換器使一個(gè)基底與另一基底發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)。然而，壓電掃描TFPF會(huì)存在與壓電式變換器相關(guān)的正常滯后和非線性的問題。另外，這些器件存在壓電蠕變的問題，其中壓電掃描反射鏡的位置隨著時(shí)間而改變。所以，壓電掃描TFPF的工作是不穩(wěn)定的。因此，壓電掃描TFPF需要十分復(fù)雜的控制系統(tǒng)來補(bǔ)償所述的滯后和蠕變。壓電掃描TFPF的另一缺點(diǎn)是壓電變換器沒有高的膨脹系數(shù)。目前，在施加的電壓和設(shè)備尺寸是合理的情況下，壓電元件被限制在大約10μm或更小的掃描范圍內(nèi)。
發(fā)明概述考慮到上文中就當(dāng)前可用的TFPF所列的問題，概括而言，本發(fā)明涉及使用MEMS和微型光學(xué)組件的混合集成的TFPF。這樣的方法可以用來克服MEMS和壓電掃描方法的缺點(diǎn)。這種裝置在產(chǎn)生30μm數(shù)量級的掃描范圍的同時(shí)可用來把反射鏡之間的間距控制在皮米數(shù)量級的分辨率。此外，反射鏡是通過將涂層沉積在高度拋光的光學(xué)表面上而形成的，然后使所述光學(xué)表面主動(dòng)地對準(zhǔn)，以提供高精細(xì)度的TFPF。這種方法基本上消除了MEMS反射鏡出現(xiàn)的鏡面變形問題。另外，控制電路能夠補(bǔ)償由于該裝置的熱膨脹而產(chǎn)生的波長變化。本發(fā)明方法的其它特征包括能夠使用共焦法布里-珀羅(FP)結(jié)構(gòu)，從而獲得較高的精細(xì)度和分辨率。這種TFPF也可以使用級聯(lián)結(jié)構(gòu)，這樣允許在保持相同傳輸帶寬的同時(shí)增大有效自由光譜范圍。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種可調(diào)諧光學(xué)裝置，該裝置包含第一反射器和第二反射器，這兩個(gè)反射器形成具有第一光軸的第一法布里-珀羅濾波器。該第一法布里-珀羅濾波器限定所述第一反射器和所述第二反射器之間的可調(diào)間隙。所述第一反射器和所述第二反射器中的一個(gè)安裝在撓性元件上。該撓性元件可在與所述第一光軸平行的方向上彎曲，以調(diào)整所述反射器之間的間隙。
本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及使用第一法布里-珀羅濾波器來進(jìn)行濾光的方法，所述第一法布里-珀羅濾波器在第一反射器和第二反射器之間形成。這種方法包括使輸入光進(jìn)入到該第一法布里-珀羅濾波器中。使第一撓性元件致動(dòng)，以使其在與所述第一法布里-珀羅濾波器的光軸平行的方向上彎曲。將所述第一反射器和所述第二反射器中的一個(gè)連接到所述第一撓性元件上，以調(diào)整所述第一反射器和所述第二反射器之間的間距。所述第一法布里-珀羅濾波器的共振從而被調(diào)整，以使其與輸入光所需的頻率重合。
本發(fā)明的以上概述并不意味著闡述了本發(fā)明的每一個(gè)示例性的實(shí)施例或每一種實(shí)施方式。隨后的附圖和詳細(xì)說明更具體地舉例說明了這些實(shí)施例。


結(jié)合附圖對本發(fā)明的各種實(shí)施例的以下詳細(xì)的描述進(jìn)行思考，可更加全面地理解本發(fā)明，其中圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明原理的基于可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器(TFPF)的可編程光分插復(fù)用器系統(tǒng)的實(shí)施例；圖2A示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的原理的TFPF的實(shí)施例；圖2B-2E示意性地示出圖2A中所示的TFPF的組件部分的實(shí)施例；圖2F示意性地示出圖2A中所示的TFPF的剖視圖；圖2G示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的原理的TFPF的另一實(shí)施例；圖3A-3D示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的原理可用于TFPF中的法布里-珀羅濾波器的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例；圖4示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的原理在致動(dòng)器單元(actuator unit)上有多個(gè)TFPF單元的實(shí)施例；圖5A顯示了具有第一自由光譜范圍的第一法布里-珀羅濾波器的傳輸分布圖；圖5B顯示了具有第二自由光譜范圍的第二法布里-珀羅濾波器的傳輸分布圖；圖5C顯示了具有第一法布里-珀羅濾波器和第二法布里-珀羅濾波器的兩級法布里-珀羅濾波器的傳輸分布圖；圖6示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的原理的多級TFPF的實(shí)施例；
圖7A和7B示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的原理的多級TFPF的另一實(shí)施例；圖8A-8D示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的原理可用于多級TFPF中的多級法布里-珀羅濾波器的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例；圖9示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的原理可用于多級TFPF中的多級法布里-珀羅濾波器的結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例；圖10示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的原理被安裝在單個(gè)致動(dòng)器單元上的使用背對背TFPF的多級TFPF的另一實(shí)施例。
雖然對本發(fā)明容易進(jìn)行各種修改和形式替換，但是本發(fā)明的細(xì)節(jié)已經(jīng)通過附圖中的例子被示出并將被詳細(xì)地描述。然而，應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于就本發(fā)明所述的這些具體實(shí)施例。相反，本發(fā)明包括落入在由附屬權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有的修改、替換及其等同形式。
發(fā)明詳述本發(fā)明適用于可調(diào)諧法布里-珀羅濾波器(TFPF)，并且被認(rèn)為特別適用于提供一種可調(diào)諧濾波器，該可調(diào)諧濾波器具有高精細(xì)度、大的自由光譜范圍(FSR)，并且具有長期的穩(wěn)定性，而沒有滯后。
TFPF，也稱為可調(diào)諧法布里-珀羅共振器，可用來傳輸特定波長范圍的光，而拒絕該特定波長范圍外的光。結(jié)果，TFPF在諸如光譜學(xué)、光通信、光學(xué)傳感器等領(lǐng)域中有很多應(yīng)用。例如，在光譜學(xué)和光學(xué)傳感器中，可用TFPF來過濾從樣品中接收的光。在光通信中使用TFPF的一個(gè)具體例子是它在可調(diào)諧光分插復(fù)用器(TOADM)中的使用。圖1中示意性地示出的TOADM可用來將光從多信道信號中分出到一個(gè)或多個(gè)光信道中，或者用來將一個(gè)或多個(gè)信道中的光插入多信道信號。TOADM 100的具體實(shí)施例包括環(huán)行器102和TFPF 104?？砂芽刂茊卧?06連接到104，以控制TFPF 104的工作波長。
在信道分出模式中，幾個(gè)信道中的光λa、λb、...λn從上游光學(xué)系統(tǒng)108(例如光通信系統(tǒng)的多信道光發(fā)射器或者某一其它部件)中入射到TOADM 100上。不同信道中的光經(jīng)由環(huán)行器102傳輸?shù)絋FPF104，調(diào)節(jié)該TFPF 104，以傳輸波長為λj的光。該TFPF 104使其它信道波長為λa、λb...λj-1、λj+1...λn的光反射。這些反射的波長被發(fā)送回到環(huán)行器102，然后，該環(huán)行器102將反射的波長轉(zhuǎn)向?qū)氲较掠喂鈱W(xué)系統(tǒng)110(例如光通信系統(tǒng)的多信道接收器/檢波器系統(tǒng)或者某一其它部件)。通過TFPF 104傳輸?shù)牟ㄩL為λj的光被傳輸?shù)焦鈱W(xué)子系統(tǒng)112(例如光通信系統(tǒng)的本地環(huán)路、接收器/檢波系統(tǒng)或某一其它子系統(tǒng))?？烧{(diào)節(jié)TFPF 104來傳輸某一個(gè)其它信道中的光。
應(yīng)該明白，可使用幾個(gè)TFPF單元， (例如)與多端口環(huán)行器或多個(gè)三端口環(huán)行器一起來分出附加的信道波長。此外，應(yīng)該明白，對于沿著與上面所述的方向相反的方向傳播的光，TOADM可用來插入信道。
根據(jù)本發(fā)明的原理的TFPF是基于將反射表面連接到MEMS位移致動(dòng)器的設(shè)置方式的。把反射表面與MEMS致動(dòng)器分開設(shè)置本身就可使較高反射率的反射鏡不發(fā)生畸變，所以TFPF可實(shí)現(xiàn)更高的精細(xì)度值?？蓪⒎瓷浔砻嬷械囊粋€(gè)或兩個(gè)設(shè)置在連接于MEMS致動(dòng)器的光纖的末端上。
現(xiàn)在參照圖2A-2F描述根據(jù)本發(fā)明的TFPF 200的一個(gè)具體實(shí)施例。在該具體實(shí)施例中，TFPF 200在形成于兩個(gè)光纖的相對端上的反射表面之間形成。第一光纖202連接到致動(dòng)器單元204的第一側(cè)。第一光纖202可以用第一套管206終接，以增強(qiáng)穩(wěn)定性和強(qiáng)度。第二光纖208連接到致動(dòng)器單元204的另一側(cè)。還可以使第二光纖208設(shè)有終接套管210。這些反射表面限定了法布里-珀羅濾波器，所述法布里-珀羅濾波器也被稱為共振器或腔，并且位于光軸211上。光纖202和208可以是擴(kuò)展的芯光纖，其芯向光纖末端擴(kuò)展，使得從光纖射出的光的發(fā)散比芯沒有擴(kuò)展的情況少。可把控制單元201耦合于TFPF 200，以控制TFPF 200的工作。
在該具體實(shí)施例中，致動(dòng)器單元204包括三個(gè)元件，即在圖2B-2E中示意性地示出的中心元件212、第二元件214和第三元件216。該中心元件212用作固定基底，也被稱為固定元件，第二元件214和第三元件216被安裝在所述的固定元件上。該中心元件212提供用于使設(shè)置于第二元件214上的校直機(jī)構(gòu)和設(shè)置于第三元件216上的位移機(jī)構(gòu)致動(dòng)的電極。
現(xiàn)在具體參照圖2B和2C，中心元件212具有孔徑218，光經(jīng)由該孔徑218從光纖202和208之間通過。第一表面220包括電極模式222。該電極模式222可能包括一組x電極224和一組y電極226，其中x電極用于提供光纖202在x-z平面上的旋轉(zhuǎn)校直，y電極用于提供光纖202在y-z平面上的旋轉(zhuǎn)校直。中心元件212的第二表面228位于與第一表面220不同的另一側(cè)，也設(shè)有一組(包括一個(gè)或多個(gè))位移電極230，所述位移電極用于控制第二光纖208的末端和第一光纖202的末端之間的間距。雖然該組(包括一個(gè)或多個(gè))位移電極230顯示出僅有一個(gè)電極，但是應(yīng)該明白，可以使用多個(gè)電極。
現(xiàn)在參照圖2D，第二元件214包括旋轉(zhuǎn)校直機(jī)構(gòu)232。在該具體實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)校直機(jī)構(gòu)232包括兩個(gè)包含在法蘭盤238內(nèi)的同心安裝部分234和236。外側(cè)部分234通過兩個(gè)鉸鏈240連接到法蘭盤238，所述鉸鏈240是由薄片材料形成的。內(nèi)環(huán)236通過兩個(gè)鉸鏈242連接到外環(huán)，所述鉸鏈242也是由薄片材料形成的。內(nèi)側(cè)部分236的孔徑244可使光從兩個(gè)光纖202和208之間通過。
外側(cè)部分234設(shè)有兩個(gè)y電極246，內(nèi)側(cè)部分236設(shè)有兩個(gè)x電極248。通過將第二元件214的表面247連接到中心元件212的安裝表面250來安裝該第二元件214，使得中心元件212的x電極224與第二元件214的x電極248相對，并且中心元件212的y電極226與第二元件214的y電極246相對。使用任何合適的技術(shù)例如焊接、熔接或粘接，可將第二元件214和第三元件216連接到中心元件212。在x-z和y-z平面上的最大校直程度可以是旋轉(zhuǎn)一度或兩度或者更大的數(shù)量級。
校直機(jī)構(gòu)232操作如下?？蓪⒏鞣N控制電壓施加到x電極224和248，以控制第一光纖202在x-z平面上的取向。通過調(diào)節(jié)施加到x電極224和248的控制電壓來提供相對于軸254的非平衡的靜電力，就可使內(nèi)側(cè)部分236繞著軸254旋轉(zhuǎn)，該軸254通過兩個(gè)鉸鏈242形成。同樣，可將控制電壓施加到y(tǒng)電極226和246來控制第一光纖202在y-z平面上的取向。通過調(diào)節(jié)施加到y(tǒng)電極226和246的控制電壓來提供相對于軸252的非平衡的靜電力，就可使外側(cè)部分234繞著軸252旋轉(zhuǎn)，該軸252通過兩個(gè)鉸鏈240形成。
現(xiàn)在參照圖2E，第三元件216設(shè)有撓性元件256，該撓性元件允許z方向平移來調(diào)節(jié)法布里-珀羅腔。在該示例性的實(shí)施例中，撓性元件256是通過在第三元件216上切出兩條平行的狹縫258而形成的橫梁式元件(beam element)。置于該橫梁式元件256中的孔徑259可使光從第一光纖202和第二光纖208之間通過。該橫梁式元件256設(shè)有一個(gè)或多個(gè)電極260，所述電極與置于中心元件212上的電極組230中的電極對應(yīng)。第三元件216的表面261連接到中心元件212的安裝表面231，其中電極260與電極組230相對。
光纖202的末端262和光纖208的末端264之間的間距可以通過調(diào)節(jié)施加到電極230和260上的控制電壓來改變。通過在電極230和260上施加相同極性的電勢，橫梁式元件256被中心元件排斥而彎曲，從而增大光纖202和208的末端之間的z方向的間距。另一方面，通過在電極230和260上施加不同極性的電勢，使得橫梁式元件256向中心元件212彎曲，從而減小光纖202的末端262和光纖208的末端264之間的z方向的間距。
這些不同的元件212、214和216可以使用任何適合類型的材料形成。一種特別適合類型的材料是硅，可以使用標(biāo)準(zhǔn)平板印刷和蝕刻技術(shù)來形成這些元件的不同特征。使用硅的一個(gè)好處是橫梁式元件能夠由單晶體形成，從而具有單晶體的附帶的物理性質(zhì)。
兩端被約束的橫梁式元件用來移動(dòng)TFPF的一個(gè)或多個(gè)反射表面，這樣使用這種橫梁式元件的一種結(jié)果是，橫梁式元件具有恒定的棱形截面，并且由撓性的均質(zhì)材料構(gòu)成，所述均質(zhì)材料在拉伸和壓縮時(shí)具有相同的彈性模量。因此，對橫梁式元件施加相同的應(yīng)力，其縮短或伸長的量相同。橫梁式元件通常在線性彈性狀態(tài)下工作，所以，施加的應(yīng)力和所得到的應(yīng)變之間是成正比例的關(guān)系。因此，橫梁式元件不會(huì)呈現(xiàn)滯后現(xiàn)象。
此外，兩端被約束的橫梁的這種幾何結(jié)構(gòu)使得平移這些反射表面時(shí)能不失準(zhǔn)。這可以通過對橫梁的中性面進(jìn)行研究而解釋清楚。所述中性面穿過橫梁的中心截面。當(dāng)橫梁彎曲時(shí)，彎曲面的外表面上的材料呈現(xiàn)拉伸狀態(tài)，而內(nèi)表面上的材料呈現(xiàn)壓縮狀態(tài)。中性面限定了當(dāng)橫梁彎曲時(shí)既不處于拉伸也不處于壓縮狀態(tài)的材料的外形。在彎曲前與該中性面垂直的橫梁的剖面在彎曲后還與該中性面垂直。因此，如果將反射表面放置在橫梁的約束端之間的中間位置上，并且該橫梁式元件內(nèi)的靜力相對于橫梁的中心是對稱的，那么當(dāng)橫梁式元件彎曲時(shí)該反射表面依舊保持原來的取向。另外，反射表面可以與撓性元件分離開，并且當(dāng)橫梁式元件彎曲時(shí)它的曲率半徑不變。因此，TFPF即使在反射表面發(fā)生大的z方向位移時(shí)也保持高的精細(xì)度。
可按以下的方式校直和操作TFPF 200。一旦致動(dòng)器單元204與第一光纖202和第二光纖208已裝配在一起時(shí)，光學(xué)測試信號就從一個(gè)光纖傳到另一個(gè)光纖。光學(xué)信號可以處于TFPF的優(yōu)選的工作波長范圍外，從而降低TFPF的反射表面的反射率。此外，測試信號的帶寬可以比TFPF的FSR寬。可通過控制施加到中心元件212和第二元件214上的x電極和y電極的電壓來調(diào)節(jié)光纖202和208之間的旋轉(zhuǎn)校直，以使光從光纖202和208之間通過的數(shù)量最大。一旦找到了第一光纖202的最佳取向，就可將施加到x電極和y電極的電壓設(shè)定為不變，以保持光學(xué)校直不變。在保持校直不變的另一方法中，除了電極外(或者不用電極)，中心元件212和第二元件214可以設(shè)有其它的電荷存儲(chǔ)器件，例如駐極體。
一旦光纖202和208已經(jīng)對準(zhǔn)，就可以通過控制施加到位移電極230和260上的電壓來調(diào)節(jié)光纖末端262和264之間的間距，以實(shí)現(xiàn)所需的共振傳輸頻率。可以保持該施加的電壓來保持光纖202和208之間所需的間距。
控制單元201可以用來向x電極224和248、y電極226和246及/或位移電極230和260施加特定的電壓。該控制單元也可以用來測量這些電極之間的電容值。例如，x電極224和248形成電容器，該電容器的值稱為x電容，其可以通過控制單元來測量和存儲(chǔ)?？刂茊卧梢酝ㄟ^控制x電極224和248上的電荷來穩(wěn)定x電容值。穩(wěn)定的電容確保x電極保持恒定的物理間距，從而使光纖202在x-z平面的校直保持不變。因此，保持恒定的x電容和恒定的y電容可使光纖202的取向保持不變，而不需要使用光學(xué)反饋。同樣，位移電極230和260的測量和穩(wěn)定可以允許TFPF被穩(wěn)定在選定的峰值傳輸頻率。
TFPF 270的另一實(shí)施例以分解圖的形式示意地示于圖2G中。TFPF 270包括上文所述的中心元件212和第二元件214。第二元件214設(shè)有兩個(gè)部分234和236，這兩個(gè)部分可使光纖202末端的反射器與另一光纖208的另一端的反射器旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)。但是，在這個(gè)實(shí)施例中，TFPF能通過相對于中心元件212移動(dòng)撓性元件274來使光纖208在z方向平移。撓性元件274不必非得是橫梁式元件，而可以采用別的幾何結(jié)構(gòu)。撓性元件在它的外圍上至少有兩個(gè)點(diǎn)是固定的，在固定的外圍點(diǎn)之間是可移動(dòng)部分。在使用橫梁式元件的情況下，有兩個(gè)固定點(diǎn)，分別位于橫梁的兩端。在圖示的例子中，撓性元件274是圓形的，如同光闌一樣工作，其外圍可視為具有無窮多的固定點(diǎn)。應(yīng)該明白，撓性元件的其它幾何結(jié)構(gòu)可以在它的外圍上具有其它數(shù)量的固定點(diǎn)。
調(diào)整撓性元件274上的電極276和中心元件212下側(cè)的對應(yīng)電極(未示出)之間的電壓來控制撓性元件274和中心元件212之間的靜電力。撓性元件274所產(chǎn)生的彈性變形使得下光纖208和上光纖202之間的間距發(fā)生了改變，所以法布里-珀羅腔的長度可能會(huì)改變。
使用撓性元件274保留了上述橫梁式元件的很多優(yōu)點(diǎn)。例如，靜電力相對于光纖208末端上的反射器是對稱的，所以即使在反射器平移時(shí)法布里-珀羅腔也保持對準(zhǔn)。
應(yīng)該明白，可以使用別的反射器排列方式。例如，可將分離的反射器置于撓性元件274的中心孔徑278上，而不使用光纖208末端上的反射器。而且，可將一個(gè)附加的反射器置于安裝在第二元件214和第三元件272上的反射器之間。例如，可將一個(gè)附加的反射器置于中心元件212的孔徑218上。
更應(yīng)該明白，這兩個(gè)部分234和236可以被當(dāng)作撓性元件，因?yàn)樗鼈児潭ㄔ趦蓚€(gè)外圍點(diǎn)上，而且在固定點(diǎn)之間可以自由彎曲。因此，可以調(diào)節(jié)施加到校直電極224、226、246和248的電壓的絕對值，同時(shí)仍保持對準(zhǔn)，從而導(dǎo)致這兩個(gè)部分234和236以及鉸鏈240和242彎曲。這導(dǎo)致與第二元件214相關(guān)的反射器的平移。因此，可以認(rèn)為第二元件214包括允許反射器z方向平移的撓性元件。
TFPF可以使用多種FP標(biāo)準(zhǔn)具幾何結(jié)構(gòu)，其中的一些示意性地示于圖3A-3D中。圖3A示意性地示出兩根光纖302和308及其各自的套管306和310。反射表面312和314置于光纖302和308的末端上。反射表面312和314可以使用多層介質(zhì)涂層或者其它適合的反射材料來形成。在實(shí)際應(yīng)用中，一旦光纖連接到套管上，就可以對光纖末端進(jìn)行拋光，因此該套管也被拋光了。然后，使用反射材料對光纖末端和套管進(jìn)行涂覆。在另一種方法中，在光纖安裝到套管后，可以將光纖末端拋光成具有所需的曲率。然后，在拋光套管后就可以對光纖末端進(jìn)行涂覆。
在示意性地示于圖3A中的具體實(shí)施例中，反射表面312和314是平坦的，并且彼此平行。在示意性地示于圖3B中的實(shí)施例中，反射表面312和314中的一個(gè)是彎曲的，而另一個(gè)是平坦的。在該示例性的實(shí)施例中，第二反射表面314是彎曲的，但是應(yīng)該明白，第一反射表面312可以是彎曲的。
在示意性地示于圖3C中的實(shí)施例中，反射表面312和314都是彎曲的。反射表面312和314的曲率半徑可以相同也可以不同。如果反射表面312和314的曲率半徑等于表面312和314之間的間距，那么FP標(biāo)準(zhǔn)具可以說是共焦的。當(dāng)使用一個(gè)或多個(gè)凹曲面時(shí)，衍射損耗降低，并且對鏡面缺陷的靈敏度會(huì)降低。結(jié)果，使用凹曲面系統(tǒng)比使用平面系統(tǒng)更容易獲得較高的精細(xì)度。
在示意性地示于圖3D中的實(shí)施例中，一個(gè)反射表面314設(shè)為凸曲面。應(yīng)該明白，反射表面312和314中的一個(gè)或兩個(gè)可以是凸曲面形，或者反射表面312和314每個(gè)都可以是凹曲面或者凸曲面形。
TFPF也可以是格瑞斯-圖爾努瓦(Gires-Tournois)干涉儀，其中光通過第一反射器進(jìn)入干涉儀，第二反射器是100％反射器或者非常接近100％反射器。來自格瑞斯-圖爾努瓦干涉儀的輸出被反射而不被傳輸。但是，因?yàn)樵诟袢鹚?圖爾努瓦干涉儀的共振頻率下的光在該干涉儀內(nèi)積聚需要一定時(shí)間，所以在共振光和非共振光的反射之間有延遲。因此，格瑞斯-圖爾努瓦干涉儀可用來給某些頻率的光增加時(shí)間延遲，并且在例如補(bǔ)償群速度色散方面有用。
示意性地示于圖2A-2F中的實(shí)施例是針對形成在致動(dòng)器單元上的單個(gè)TFPF的。本發(fā)明并不限于此，幾個(gè)TFPF可在該致動(dòng)器單元上形成，每個(gè)TFPF可獨(dú)立地尋址和調(diào)諧。具有多個(gè)TFPF的致動(dòng)器單元400的例子以分解圖的形式示意性地示于圖4中。第三元件416包括幾個(gè)橫梁式元件456，這些橫梁式元件456與相應(yīng)的光纖408和套管410一起設(shè)置在該元件416上。第三元件416安裝在中心元件412上，所述中心元件412包括多個(gè)孔徑，以允許光從形成TFPF的多根光纖之間通過。中心元件412也可設(shè)有適當(dāng)?shù)碾姌O，所述電極用來分別激勵(lì)不同的橫梁式元件456。第二元件414設(shè)有多個(gè)校直機(jī)構(gòu)，可以連接到中心元件412的另一側(cè)。將第二元件414上的校直機(jī)構(gòu)放置在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，以便與第三元件416上的橫梁式元件456對準(zhǔn)。這樣，可以在同一TFPF致動(dòng)器單元400上構(gòu)建幾個(gè)TFPF。
為了提高光學(xué)分辨率，可將一個(gè)以上的法布里-珀羅濾波器(FPF)串聯(lián)使用。這可以參照圖5A-5C來解釋。通過第一FPF的光傳輸隨頻率υ的變化被示意性地示于圖5A中。傳輸最大值之間的間距Δυ，也叫做自由光譜范圍(FSR)，由下面表達(dá)式給出Δυ＝c/(2nL)其中c是光速，n是反射表面之間的平均折射率，L是反射表面之間的間距。每個(gè)傳輸峰值的帶寬δυ(即半高全寬FWHM)由FSR除以精細(xì)度F給出，即δυ＝FSR/F。在對準(zhǔn)和完全反射表面的理想情況下，精細(xì)度F表達(dá)為F＝πR1/2/(1-R)其中R是反射率，接近于1。因此，隨著反射表面的反射率逼近100％，精細(xì)度將升高。
由于假設(shè)精細(xì)度不變，因此增大反射表面之間的間距不僅會(huì)導(dǎo)致傳輸峰值之間的間距增大，而且會(huì)導(dǎo)致帶寬增大。這在圖5B的曲線圖中示出，其中假設(shè)反射表面的反射率與圖5A的FPF中所用的反射表面的反射率相同，但反射表面之間的間距卻增大了。傳輸峰值的帶寬與峰間間距之間的比例分?jǐn)?shù)仍保持不變。
同時(shí)獲得窄傳輸帶寬和大FSR的方法是將至少兩個(gè)FPF串聯(lián)工作。兩級FPF的濾波器傳輸光譜示于圖5C中。所得到的兩級濾波器兼具示于圖5A中的FPF的窄傳輸帶寬和示于圖5B中的FPF的大FSR。應(yīng)該明白，為了最好的性能，兩個(gè)FPF的傳輸光譜在頻率上應(yīng)該近似一致。
使用兩級TFPF獲得的好處的例子可以通過考慮精細(xì)度為150(對應(yīng)于大約98％的濾波器反射率)的單個(gè)TFPF來理解。如果所需的帶寬為10GHz，那么FSR就是1500GHz。另一個(gè)具有相同精細(xì)度但FSR為15000GHz的TFPF可以串聯(lián)加入。兩個(gè)TFPF串聯(lián)的組合的帶寬是10GHz，而FSR是15000GHz，從而得到1500的有效精細(xì)度。
得到兩級FPF的一個(gè)具體方法示意性地示于圖6中。第一光纖602和套管604面向第二光纖608和第二套管610。第一光纖602具有第一反射表面612，第二光纖608具有第二反射表面614。透明基底616與第一光纖602相鄰設(shè)置，其第三反射表面618置于距第一反射表面612固定距離的位置上。基底616的輸入表面620通常涂有抗反射(AR)涂層，以減少反射。這樣，一個(gè)FPF在第一反射表面612和第三反射表面618之間形成，第二個(gè)FPF在第三反射表面618和第二反射表面614之間形成。在第二反射表面614和第三反射表面618之間的間距可以調(diào)整，例如使用上文所述的致動(dòng)器。而使用致動(dòng)器不能調(diào)整第一反射表面612和第三反射表面618之間的間距。
在光纖602的末端上形成第一反射表面612和第三反射表面618的一種方法是，首先設(shè)置第一反射器612。第一反射器612可以是多層介質(zhì)反射鏡的形式，其由四分之一波長厚度的高/低折射率材料膜層交替堆疊而成。接下來，可將基底層616設(shè)置成單層，其厚度為設(shè)計(jì)波長的半波長的整數(shù)倍。然后可將第三反射器618也為作四分之一波堆設(shè)置在基底層616上。
這個(gè)兩級FPF可用于其中不必調(diào)節(jié)第一反射表面612和第三反射表面618之間的間距的應(yīng)用中，例如由于在第一FPF中這些平面612和618之間的間距產(chǎn)生固定的頻率間隔，比如這些頻率間隔對應(yīng)于如在DWDM信號中可以找到的一組間隔相同的頻率。第二級FPF的反射器間距是可以調(diào)整的，因此該FPF是可調(diào)諧的，可以用它來選擇第一FPF的一個(gè)傳輸峰值。
現(xiàn)在參照圖7A和圖7B來描述另一種兩級FPF，圖7A示意性地示出透視圖，圖7B示意性地示出分解圖。在兩級FPF 700的這個(gè)實(shí)施例中，該FPF的兩級都是可調(diào)諧的。該兩級TFPF在兩根光纖相對端上的反射表面與置于光纖末端之間的固定反射器之間形成。第一光纖702連接在致動(dòng)器704的第一側(cè)。第一光纖702可以用第一套管706終接，以提高穩(wěn)定性和強(qiáng)度。第二光纖708連接到FP致動(dòng)器704的另一側(cè)。也可以給第二光纖708提供終接套管710。第一光纖的末端703設(shè)有反射表面，第二光纖的末端709也設(shè)有反射表面。反射器711置于光纖末端703和709之間。反射器711通常在基底的一側(cè)形成，基底的另一側(cè)設(shè)有AR涂層以減少反射。反射器711可以安裝到中心元件712上，例如鄰近孔徑718或在孔徑718中安裝。
在這個(gè)具體實(shí)施例中，第二元件714包括校直機(jī)構(gòu)734和橫梁式元件756，其中校直機(jī)構(gòu)734用來將第一光纖702與反射器711旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)，橫梁式元件756用來改變光纖末端703和反射器711之間的間距。因此，中心元件712在其上表面720上包括一組x電極724、一組y電極726和一組(包括一個(gè)或多個(gè))橫梁式元件電極728，其中x電極724用來使光纖702在x-z平面上傾斜，y電極726用來使光纖702在y-z平面上傾斜，橫梁式元件電極728用來使橫梁式元件756彎曲。相應(yīng)地，第二元件714的底面(未示出)設(shè)有與x電極724、y電極726和橫梁式元件電極728對應(yīng)的電極組。因此，對不同電極組上的相對電勢的受控調(diào)整會(huì)導(dǎo)致對第一光纖末端703相對于反射器711的受控的旋轉(zhuǎn)調(diào)整和位移。
第三元件716也設(shè)有校直機(jī)構(gòu)734a和橫梁式元件756a，其中校直機(jī)構(gòu)734a用來將第二光纖708與反射器711旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)，橫梁式元件756a用來改變第二光纖末端709和反射器711之間的間距。因此，中心元件712在其下表面(未示出)上包括一組x電極、一組y電極和一組橫梁式元件電極，其中x電極用來使第二光纖708在x-z平面上傾斜，y電極用來使第二光纖708在y-z平面上傾斜，橫梁式元件電極用來使橫梁式元件756a彎曲。第三元件716的上表面設(shè)有相應(yīng)的電極組724a、726a和728a，它們分別與中心元件712下側(cè)的x電極、y電極和橫梁式元件電極對應(yīng)。因此，對不同電極組上相對電勢的受控調(diào)整會(huì)導(dǎo)致對第二光纖末端709相對于反射器711的受控的旋轉(zhuǎn)調(diào)整和位移。
可將套管706和710分別連接到第二元件714和第三元件716上，例如通過焊接或環(huán)氧樹脂粘合進(jìn)行連接，并且可將第二元件714和第三元件716連接到中心元件712的兩側(cè)以產(chǎn)生兩級TFPF裝置。在兩級TFPF裝置700中的每個(gè)FP濾波器都是獨(dú)立于其它濾波器可調(diào)諧的，所以用TFPF可獲得寬范圍的各種頻率。
兩級TFPF可以使用多種FP標(biāo)準(zhǔn)具幾何結(jié)構(gòu)，其中一些示意性地示于圖8A-8D中。圖8A示意性地示出兩根光纖802和808及其各自的套管806和810。在光纖802和808的末端上設(shè)有反射表面812和814。反射表面812和814可以使用多層介質(zhì)涂層或者某一其它適合的反射材料來形成。對應(yīng)于反射器711的第三反射表面816設(shè)置于兩根光纖802和808之間。這樣，按照第一光纖802和第二光纖808的各自橫梁式元件的操作，可使反射表面812和814相對于第三反射表面816發(fā)生移動(dòng)。
在圖8A中示意性地示出的具體實(shí)施例中，反射表面812和814是平坦的，并且彼此平行。雖然反射表面816被圖示為平坦的，但是應(yīng)該明白，反射表面816可以是凹的或凸的。在圖8B中示意性地示出的實(shí)施例中，反射表面812和814中的一個(gè)是彎曲的，而另一個(gè)是平坦的。在該示例性的實(shí)施例中，第二反射表面814是彎曲的，但是應(yīng)該明白，第一反射表面812也可以是彎曲的。反射表面816也可以是平坦的或者是彎曲的，為凹面或凸面。
在示意性地示于圖8C中的實(shí)施例中，反射表面812和814都是彎曲的，而第三反射表面816仍是平坦的。反射表面812和814的曲率半徑可以相同也可以不同。應(yīng)該明白，反射表面816可以是平坦的或者是彎曲的，為凹面或凸面。
在示意性地示于圖8D中的實(shí)施例中，反射表面中的一個(gè)814設(shè)為凸曲面，而不是凹曲面。應(yīng)該明白，反射表面812和814中的一個(gè)或兩個(gè)可以是凸曲面形，或者反射表面812和814各自可以是凹曲面或者凸曲面形。另外，第三反射表面816是凹的。也應(yīng)該明白，第三反射表面可以是彎曲的，以便凹向第一光纖802或第二光纖808。
多級TFPF 900的另一種方法示意性地示于圖9中。第一光纖902和套管906面向第二光纖908和第二套管910。第一光纖902具有第一反射表面912，第二光纖908具有第二表面914。第三反射表面916置于第一光纖902和第二光纖908之間。為了進(jìn)行法布里-珀羅調(diào)諧，第一光纖902和第二光纖908相對于第三反射表面916是可獨(dú)立移動(dòng)的。置于基底919上的第四反射表面918被置于距第一反射表面912固定距離的位置上。基底919的輸入表面920通常涂有抗反射(AR)涂層，以減少反射。這樣，一個(gè)FPF在第一反射表面912和第四反射表面918之間形成，第二個(gè)FPF在第四反射表面918和第三反射表面916之間形成，第三個(gè)FPF在第三反射表面916和第二反射表面914之間形成。在第一反射表面912和第四反射表面918之間的間距通常是固定的，然而可使用TFPF致動(dòng)器來調(diào)節(jié)第四反射表面918和第三反射表面916之間以及第三反射表面916和第二反射表面914之間的間距。
形成多級TFPF 1000的另一種方法示意性地示于圖10中。在這個(gè)實(shí)施例中，在單個(gè)致動(dòng)器組件1002上使用多個(gè)TFPF來形成多級TFPF。第一TFPF 1004由光纖1006與第二TFPF 1008串聯(lián)。在某些實(shí)施例中，第一TFPF 1004或第二TFPF 1008的一個(gè)反射器可以用抗反射涂層代替，這樣，所得到的兩級TFPF由三個(gè)反射表面形成。由于光纖1006具有最小的彎曲半徑，所以容納光纖1006的空腔通常至少是幾(或幾十)毫米長，例如20毫米或更長。如果抗反射涂層置于一個(gè)TFPF的與另一TFPF更近的一側(cè)，那么所得到的兩級TFPF由兩個(gè)獨(dú)立可調(diào)諧的TFPF形成，這兩個(gè)TFPF被容納光纖1006的空腔隔開。
腔體長度大于20毫米的標(biāo)準(zhǔn)具腔的FSR和帶寬比本文所述的其它一些實(shí)施例的FSR和帶寬窄。例如，這類TFPF的FSR可以小于4GHz，而其分辨率在MHz范圍內(nèi)。這樣的TFPF可以用來測量激光線寬，或者用來檢測激光模結(jié)構(gòu)、邊模抑制、波長啁啾或者調(diào)制內(nèi)容。
本發(fā)明被視為涵蓋了上文揭示的本發(fā)明的多種變形。例如，單級TFPF可以使用一種致動(dòng)器單元來形成，該致動(dòng)器單元在一個(gè)元件上包括旋轉(zhuǎn)和位移變換器，如就圖7A和7B中描述的實(shí)施例所討論的。在另一個(gè)例子中，盡管一直按照使用法布里-珀羅濾波器的方法來描述TFPF，其中，在光纖末端形成的反射器通過軸向移動(dòng)來調(diào)節(jié)TFPF，但是應(yīng)該明白，也可以移動(dòng)其它類型的反射器。例如，置于基底的反射器可以安裝到位移變換器上。此外，對TFPF的調(diào)節(jié)包括取向和位移，每種調(diào)節(jié)都可以使用電極、駐極體或者電極和駐極體的組合來控制。
如上標(biāo)注，本發(fā)明適用于全息曝光技術(shù)，并被認(rèn)為特別適用于光學(xué)和光電子設(shè)備的光柵結(jié)構(gòu)曝光。本發(fā)明不應(yīng)該被認(rèn)為只局限于上文所述的具體例子，相反，應(yīng)該這樣理解，本發(fā)明涵蓋在附屬權(quán)利要求書中清楚地陳述的本發(fā)明的所有方面。當(dāng)本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員對本說明書進(jìn)行回顧時(shí)，對他們來說，可應(yīng)用本發(fā)明的各種變體、等效處理和多種結(jié)構(gòu)將是顯而易見的。本權(quán)利要求書旨在涵蓋這些變體和裝置。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)諧光學(xué)裝置，包括第一反射器和第二反射器，其中所述第一反射器和所述第二反射器形成具有第一光軸的第一法布里-珀羅濾波器，所述第一法布里-珀羅濾波器限定所述第一反射器和所述第二反射器之間的可調(diào)間隙；彈性撓性元件，其中所述第一反射器和所述第二反射器中的一個(gè)被安裝到所述撓性元件上，為了調(diào)節(jié)所述反射器之間的所述間隙，所述撓性元件在與所述第一光軸平行的方向上是可彎曲的。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一反射器和所述第二反射器中的至少一個(gè)在各自相應(yīng)的第一光纖和第二光纖中的至少一個(gè)的末端上形成。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述第二反射器在基底上形成。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述第一反射器和所述第二反射器在各自相應(yīng)的所述第一光纖和所述第二光纖的末端上形成。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括固定元件，所述固定元件在沿所述第一軸的方向上鄰近所述撓性元件設(shè)置，為了改變所述固定元件和所述撓性元件的部分之間的間隔距離，所述撓性元件在一定方向上是可彎曲的。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一反射器和所述第二反射器中的一個(gè)被安裝到可調(diào)校直元件上，所述可調(diào)校直元件是可繞著與所述第一光軸垂直的第二軸旋轉(zhuǎn)的。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述校直元件是可繞著與所述第一軸和所述第二軸垂直的第三軸旋轉(zhuǎn)的。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，所述裝置還包括固定元件，所述固定元件鄰近所述可調(diào)校直元件和所述撓性元件設(shè)置。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，所述裝置還包括所述可調(diào)校直元件上的一組電荷存儲(chǔ)元件和所述固定元件上的一組對應(yīng)的電荷存儲(chǔ)元件，所述兩組電荷存儲(chǔ)元件都具有一個(gè)或多個(gè)電荷存儲(chǔ)元件，為了在相對于所述第一光軸的所需方向上穩(wěn)定所述可調(diào)校直元件，所述可調(diào)元件上的所述電荷存儲(chǔ)元件和所述固定元件上的所述電荷存儲(chǔ)元件被充電至各自相應(yīng)的值。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述電荷存儲(chǔ)元件是電極。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，所述裝置還包括所述撓性元件上的至少一個(gè)電荷存儲(chǔ)元件和所述固定元件上的至少一個(gè)對應(yīng)的電荷存儲(chǔ)元件，其中，對所述撓性元件上的所述至少一個(gè)電荷存儲(chǔ)元件和所述固定元件上的所述至少一個(gè)對應(yīng)的電荷存儲(chǔ)元件之間的電勢差的調(diào)整會(huì)導(dǎo)致所述撓性元件彎曲。
12.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述第二反射器被安裝到所述校直元件上，并且，所述固定元件被置于所述撓性元件和所述校直元件之間。
13.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述第一反射器被安裝成能使得該第一反射器的取向由所述校直元件的取向決定。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述撓性元件包括橫梁式元件，所述橫梁式元件具有第一端、第二端以及位于所述第一端和所述第二端之間的中間部分，所述第一端和所述第二端是被約束的，而所述撓性橫梁式元件的所述中間部分相對于所述第一端和所述第二端是可自由彎曲的。
15.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述撓性元件在至少兩個(gè)外圍點(diǎn)上是固定的，并且所述撓性元件包括位于所述的固定的外圍點(diǎn)之間的中間部分，所述中間部分相對于所述的固定的外圍點(diǎn)是可自由彎曲的。
16.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述撓性元件由單晶體材料形成。
17.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述撓性元件在彈性狀態(tài)下具有可用的撓性范圍。
18.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一反射器和所述第二反射器中被安裝到所述撓性元件上的那個(gè)反射器在所述撓性元件彎曲時(shí)相對于所述第一光軸保持相同的曲率和取向。
19.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括控制單元，所述控制單元被耦合以檢測依賴于所述撓性元件和固定元件之間的間隔距離的電容值，其中，所述撓性元件的彎曲導(dǎo)致電容值改變。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述控制單元被耦合以在所述撓性元件的電荷存儲(chǔ)元件和所述固定元件的電荷存儲(chǔ)元件之間施加電壓，從而控制所述第一反射器和所述第二反射器之間的距離。
21.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一反射器和所述第二反射器是平坦的。
22.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一反射器和所述第二反射器中的至少一個(gè)限定所述第一法布里-珀羅濾波器中的凹表面。
23.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一反射器和所述第二反射器中的至少一個(gè)限定所述第一法布里-珀羅濾波器中的凸表面。
24.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一反射器和所述第二反射器都是彎曲的。
25.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一反射器和所述第二反射器形成共焦的法布里-珀羅共振器。
26.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一法布里-珀羅濾波器是格瑞斯-圖爾努瓦干涉儀。
27.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括第二法布里-珀羅濾波器，所述第二法布里-珀羅濾波器與所述第一法布里-珀羅濾波器光耦合，所述第二法布里-珀羅濾波器的自由光譜范圍與所述第一法布里-珀羅濾波器的自由光譜范圍不同，從而被所述第一法布里-珀羅濾波器和所述第二法布里-珀羅濾波器這兩者中的一個(gè)濾過的光也會(huì)被這兩者中的另一個(gè)濾過。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述第二法布里-珀羅濾波器具有固定的自由光譜范圍。
29.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述第二法布里-珀羅濾波器具有可調(diào)的自由光譜范圍。
30.如權(quán)利要求27所述的裝置，所述裝置還包括第三法布里-珀羅濾波器，所述第三法布里-珀羅濾波器與所述第一法布里-珀羅濾波器和所述第二法布里-珀羅濾波器光耦合，從而被所述第一法布里-珀羅濾波器和所述第二法布里-珀羅濾波器濾過的光也會(huì)被所述第三法布里-珀羅濾波器濾過。
31.如權(quán)利要求30所述的裝置，其中，所述第三法布里-珀羅濾波器具有固定的自由光譜范圍。
32.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述第二法布里-珀羅共振器在第三反射器和第四反射器之間形成，在所述第三反射器和所述第四反射器之間具有可調(diào)的間隙，所述第三反射器和所述第四反射器中的至少一個(gè)在第三光纖的末端上形成。
33.如權(quán)利要求32所述的裝置，所述裝置還包括光纖，所述光纖在所述第一法布里-珀羅共振器和所述第二法布里-珀羅共振器之間提供光耦合。
34.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述第二法布里-珀羅共振器在所述第二反射器和第五反射器之間形成，所述第五反射器在光纖的末端上形成。
35.如權(quán)利要求34所述的裝置，其中，所述第五反射器被安裝成使其可被第二撓性元件致動(dòng)，所述第二撓性元件在與所述第一法布里-珀羅濾波器的所述第一光軸平行的方向上是可彎曲的。
36.如權(quán)利要求34所述的裝置，其中，所述第五反射器被安裝成使其取向可被第二可調(diào)校直元件調(diào)節(jié)，所述第二可調(diào)校直元件是可繞著與所述第一法布里-珀羅濾波器的所述第一光軸垂直的軸旋轉(zhuǎn)的。
37.如權(quán)利要求34所述的裝置，所述裝置還包括中間元件，所述第二反射器被安裝到該中間元件上，所述第二反射器置于所述第一反射器和所述第五反射器之間。
38.如權(quán)利要求37所述的裝置，其中，所述第一反射器被安裝到第一可調(diào)支架上，該第一可調(diào)支架包括所述第一撓性元件和第一可調(diào)校直元件，并且所述第五反射器被安裝到第二可調(diào)支架上，該第二可調(diào)支架包括第二橫梁式元件和第二可調(diào)校直元件，所述中間元件置于所述第一可調(diào)支架和所述第二可調(diào)支架之間。
39.一種使用第一法布里-珀羅濾波器來進(jìn)行濾光的方法，所述第一法布里-珀羅濾波器在第一反射器和第二反射器之間形成，所述方法包括以下步驟使輸入光進(jìn)入所述第一法布里-珀羅濾波器中；使第一撓性元件致動(dòng)，以使其在與所述第一法布里-珀羅濾波器的軸平行的方向上彎曲，所述第一反射器和所述第二反射器中的一個(gè)被連接到所述第一撓性元件上，以調(diào)節(jié)所述第一反射器和所述第二反射器之間的間距，從而調(diào)節(jié)所述第一法布里-珀羅濾波器的共振，使所述共振與所述輸入光的所需頻率重合。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其中，所述的使所述第一撓性元件致動(dòng)的步驟包括將電勢施加到在所述第一撓性元件和固定元件上的電荷存儲(chǔ)元件上，從而調(diào)節(jié)所述第一撓性元件和所述固定元件之間的靜電力。
41.如權(quán)利要求39所述的方法，所述方法還包括將電勢施加到在校直元件和固定元件上的電極上，以使所述校直元件繞著與所述第一法布里-珀羅濾波器的軸垂直的軸旋轉(zhuǎn)，所述第一反射器和所述第二反射器中的一個(gè)的取向由所述校直元件的取向決定。
42.如權(quán)利要求39所述的方法，所述方法還包括使被所述第一法布里-珀羅濾波器濾過的光通過第二法布里-珀羅濾波器。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，所述第二法布里-珀羅濾波器至少包括安裝到第二撓性元件上的第三反射器，并且，所述方法還包括使所述第二橫梁式元件致動(dòng)以使其在與所述第一法布里-珀羅濾波器的軸平行的方向上彎曲。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其中，所述第二法布里-珀羅濾波器在所述第三反射器與所述第一反射器和所述第二反射器中的一個(gè)之間形成。
全文摘要
可調(diào)法布里－珀羅濾波器(TFPF)使用MEMS和微型光學(xué)組件的混合集成。將形成TFPF的反射鏡主動(dòng)地對準(zhǔn)，以提供高精細(xì)度的TFPF。將反射器中的一個(gè)安裝在撓性元件(例如兩端固定的橫梁式元件)上。該撓性元件可在與TFPF的軸平行的方向上彎曲，以調(diào)整反射器之間的間隙，從而對TFPF進(jìn)行調(diào)諧。可將反射鏡中的一個(gè)或兩個(gè)設(shè)置在光纖的末端上。
文檔編號G01J3/26GK1839332SQ200480011441
公開日2006年9月27日 申請日期2004年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月29日
發(fā)明者盧良駒 申請人:羅斯蒙德公司