CN104714311A - 一种低光学损耗的mems热光可调谐滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,所述MEMS热光可调谐滤波器包括半波共振腔采用AlN或GaN热光可调介质薄膜材料的多腔光学干涉薄膜滤光层、以及微加热器,通过控制所述微加热器的工作电流,可以调节所述MEMS热光可调谐滤波器的中心波长。本发明采用AlN、GaN作为光学干涉薄膜中半波共振腔的腔体材料,其既具有较高的热光系数,又具有较低的消光系数,可以大幅度降低窄带可调谐滤波器的光学损耗。本发明可以有效改善现有MEMS热光调谐滤波器存在的光损耗大且滤波波形不能满足应用的问题,在光通信、光传感领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于光纤通信、光纤传感与MEMS光器件领域,特别是涉及一种低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器。
背景技术
可调谐光滤波器通常是指光带通滤波器的中心波长可调的光学滤波器,由于其波长调节的灵活性,在光纤通信和光纤传感领域中具有重要应用,是构成智能光网络的关键器件之一。基于MEMS技术的可调谐光学滤波器由于其具有微小型化、集成化和批量制造、成本低等优点越来越成为研究和开发的重点。
目前MEMS光可调谐滤波器主要是基于Fabry-Perot腔干涉原理,波长调谐机制主要有腔长调谐和折射率调谐两种方案。腔长调谐方案是通过静电驱动或压电驱动FP腔的其中一面微反射镜沿法线方向运动来调节FP腔长,实现对谐振波长的调谐。这种方案波长调谐范围大,但需要制作两个高光学质量的光学微反射镜、精准地控制两个微镜面的相互平行度,并且在移动镜面的过程中也需要保持两个微镜面具有很高的平行度,因此技术实现非常困难,且对于外界振动、电压波动等干扰比较敏感,波长稳定性差,同时还存在波长漂移问题,影响其应用推广。基于MEMS技术Fabry-Perot腔可调谐滤波器通常只能实现单腔的光干涉滤波器,其光谱曲线为洛伦茨谱线,难以满足通带平顶的应用需求,而且其采用单腔结构,也难以解决窄线宽与大调谐范围的矛盾。
针对折射率调谐方案,已报道的薄膜结构都采用多晶硅或者单晶硅薄膜作为半波长FP腔的波长调谐材料,利用电阻加热改变硅折射率来调节波长。此方案由于FP腔直接采用薄膜结构,没有微镜的机械运动,其波长稳定性好,由于光学薄膜技术设备达到很高的水平,采用折射率调谐方案在制作难易程度上显著优于腔长调谐方案,而且可以实现窄线宽、通带平坦的光学滤光片。实现折射率调谐方案,目前主要有两种路径。一种是基于单层单晶硅膜作为折射率调谐材料,该单晶硅一般采用SOI材料的顶层硅来制作,厚度为数微米至数十微米,其光学薄膜为单腔的光学干涉薄膜,因此难以实现平顶的窄带滤光片。另一种是基于多层的非晶硅或多晶硅薄膜作为折射率热光调谐材料,通常采用硅薄膜沉积工艺来制作,厚度为数百纳米,其光学薄膜为多腔的光学干涉薄膜,因此可以实现平顶的窄带滤光片。
光学薄膜的制造是成熟的工艺技术,长期以来采用有限的几种光学介质材料作为薄膜材料,这主要是因为这些薄膜沉积工艺成熟、光学薄膜性能好,能减少镀膜靶材的配备数量。采用硅材料作为波长调谐材料的原因是基于硅材料很高的热光系数、可以透射1.3-1.6μm的光通信波段和硅薄膜工艺的成熟性。但是,以硅作为热光调谐的FP腔体材料的窄带平顶可调滤光片的光***损耗高达2-5dB,而且线宽越窄,***损耗越高,无法满足光通信***的要求,这一结果一直困扰着光通信器件工作者。寻找新的光学薄膜材料,该薄膜材料既能实现波长的热光调谐,又能与现有薄膜制造工艺兼容,同时能大幅降低热光可调谐光学薄膜的光学损耗,是可调谐光滤波器研究长期寻找的目标。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,用于解决现有技术中热光可调谐滤波器光学损耗高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,所述MEMS热光可调谐滤波器包括半波共振腔采用AlN或GaN热光可调介质薄膜材料的多腔光学干涉薄膜滤光层、以及微加热器,通过控制所述微加热器的工作电流,可以调节所述MEMS热光可调谐滤波器的中心波长。
作为本发明的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器的一种优选方案,所述多腔光学干涉薄膜滤光层包括采用AlN或GaN热光可调介质薄膜材料的半波共振腔以及多层介质膜交替层叠而成,所述多层介质膜由高折射率介质膜及低折射率介质膜交替层叠而成。
作为本发明的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器的一种优选方案,所述高折射率介质膜的材料包括TiO2、Si3N4、及Ta2O5中的一种,所述低折射率介质膜的材料包括SiO2。
作为本发明的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器的一种优选方案,所述多腔光学干涉薄膜滤光层为由N个级联的光学干涉腔形成的窄带光学干涉滤光片,其中,N≥1。
进一步地,当N>1时,所述多腔光学干涉薄膜滤光层可以实现光波的带通平坦化。
作为本发明的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器的一种优选方案,所述微加热器为由金属膜条或半导体膜条制成的电阻加热器,所述的微加热器位于工作光束的光斑之外,以工作光束中心为对称点呈中心对称分布。
作为本发明的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器的一种优选方案,所述MEMS热光可调谐滤波器还包括微温度传感器,所述微温度传感器是由金属膜条或半导体膜条制成的电阻式温度传感器,其位于工作光束的光斑之外,所述的微温度传感器可以为调谐波长的闭环反馈提供干涉滤光片的温度信号。
作为本发明的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器的一种优选方案,通过控制微加热器的工作电流,可以实现所述多腔光学干涉薄膜滤光层中心波长0nm~50nm的光谱调谐。
作为本发明的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器的一种优选方案,所述多腔光学干涉薄膜滤光层形成于单晶硅支撑薄膜之上,所述的单晶硅支撑薄膜与硅衬底通过单晶硅悬挂梁连接,所述硅衬底刻蚀有通光孔,构成隔热微结构来降低热传导,从而降低电热调谐功耗。
进一步地,所述单晶硅支撑薄膜的厚度为3μm~100μm,所述单晶硅支撑薄膜的背面沉积有光学增透膜。
进一步地,所述通光孔的尺寸大于工作光束的光斑尺寸。
作为本发明的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器的一种优选方案,所述多腔光学干涉薄膜滤光层形成于硅衬底之上,所述硅衬底刻蚀有通光孔,所述通光孔处直接露出所述多腔光学干涉薄膜滤光层。
作为本发明的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器的一种优选方案,所述的热光可调谐滤波器可以应用于可调谐光接收机、可调谐激光器、DWDM光性能监测器、光上/下复用器中。
如上所述,本发明提供一种低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,所述MEMS热光可调谐滤波器包括半波共振腔采用AlN或GaN热光可调介质薄膜材料的多腔光学干涉薄膜滤光层、以及微加热器,通过控制所述微加热器的工作电流,可以调节所述MEMS热光可调谐滤波器的中心波长。本发明采用AlN、GaN作为FP腔中半波共振腔的腔体材料,其既具有较高的热光系数,又具有较低的消光系数,可以大幅度降低窄带可调谐滤波器的光学损耗。本发明可以有效改善现有MEMS热光调谐滤波器存在的损耗大且滤波波形不能满足应用的问题,在光通信、光传感领域具有良好的应用前景。
附图说明
图1~图3显示为本发明实施例1中的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器的结构示意图。
图4~图5显示为本发明实施例2中的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器的结构示意图。
元件标号说明
1 多腔光学干涉薄膜滤光层
11 AlN或GaN热光可调介质薄膜材料
10 多层介质膜
2 微加热器
3 微温度传感器
4 单晶硅支撑薄膜
5 光学增透膜
6 单晶硅悬挂梁
7 硅衬底
8 引线焊盘
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1~图5。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
如图1~图3所示,本发明提供一种低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,所述MEMS热光可调谐滤波器包括半波共振腔采用AlN或GaN热光可调介质薄膜材料11的多腔光学干涉薄膜滤光层1、以及微加热器2,通过控制所述微加热器2的工作电流,可以调节所述MEMS热光可调谐滤波器的中心波长。
如图1所示,本实施例中的MEMS热光可调谐滤波器包括:多腔光学干涉薄膜滤光层1、单晶硅支撑薄膜4、单晶硅悬挂梁6、光学增透膜5、硅衬底7、微加热器2、微温度传感器3及引线焊盘8。
其中,所述多腔光学干涉薄膜滤光层1形成于单晶硅支撑薄膜4之上,并位于所述单晶硅支撑薄膜4的中央区域,称为通光区域;所述光学增透膜5沉积于单晶硅支撑薄膜4背面,所述的单晶硅支撑薄膜4与硅衬底7通过单晶硅悬挂梁6连接,所述硅衬底7刻蚀有通光孔,构成隔热微结构来降低热传导,从而降低电热调谐功耗。在本实施例中,所述单晶硅支撑薄膜4的厚度为3μm~100μm,并且,所述通光孔的尺寸大于工作光束的光斑尺寸。
如图3所示,所述微加热器2及微温度传感器3制作于所述单晶硅支撑薄膜4的边缘区域,围绕在所述多腔光学干涉薄膜滤光层1的周围,所述微加热器2及微温度传感器3经过所述单晶硅悬挂梁6引线到硅衬底7上的引线焊盘8。在本实施例中,所述微加热器2为由金属膜条或半导体膜条制成的电阻加热器,所述的微加热器2位于工作光束的光斑之外,以工作光束中心为对称点呈中心对称分布,并且,所述微温度传感器3是由金属膜条或半导体膜条制成的电阻式温度传感器,其位于工作光束的光斑之外,所述的微温度传感器3可以为调谐波长的闭环反馈提供干涉滤光片的温度信号。通过控制微加热器2的工作电流,可以实现所述多腔光学干涉薄膜滤光层1中心波长1nm~50nm的光谱调谐。
如图2所示,所述多腔光学干涉薄膜滤光层1包括采用AlN或GaN热光可调介质薄膜材料11的半波共振腔以及多层介质膜10交替层叠而成,所述多层介质膜10由高折射率介质膜及低折射率介质膜交替层叠而成。所述高折射率介质膜的材料包括TiO2、Si3N4、及Ta2O5中的一种,所述低折射率介质膜的材料包括SiO2。
所述多腔光学干涉薄膜滤光层1为由N个级联的光学干涉腔形成的窄带光学干涉滤光片,其中,N≥1。另外,当N>1时,所述多腔光学干涉薄膜滤光层1可以实现光波的带通平坦化。
另外,所述多腔光学干涉薄膜滤光层1可根据滤波特性需求进行优化设计,在本实施例中,以3腔结构为例,各膜层排列为:
S|(HL)34T(LH)3L(HL)34T(LH)3L(HL)34T(LH)3|air
其中,S表示衬底硅,H表示多层介质膜10中的高折射率介质膜的1/4波长厚度,L表示多层介质膜10中的低折射介质膜层的1/4波长厚度,T表示热光材料AlN或GaN的1/4波长厚度,(LH)3表示高折射率介质膜及低折射率介质膜为交替层叠3次。
所述多腔光学干涉薄膜滤光层1中,半波共振腔材料为GaN或AlN或其他大热光系数、低消光系数的薄膜材料,相对于常规光学介质材料SiO2膜的热光系数,AlN和GaN的热光系数高出一个数量级。当通过微加热器2改变光学滤光片温度时,由于半波共振腔材料的折射率发生相对较大的变化,从而可以实现薄膜中心波长数纳米至数十纳米的调节。所述多腔光学干涉薄膜滤光层1可以采用现有的工艺进行制备,各层材料可依次沉积,其光学厚度通过在线监控精确控制,因而可以根据应用需求实现平顶窄带的滤波特性。与硅材料相比,虽然AlN和GaN的热光系数稍低,但AlN和GaN的禁带宽度很高,具有相对更低的消光系数,所以在窄带干涉滤光片中能够获得更低光学损耗,同时波长调谐范围或调谐功耗仍能满足某些光通信应用的要求。
另外,所述的热光可调谐滤波器可以应用于可调谐光接收机、可调谐激光器、DWDM光性能监测器、光上/下复用器中。
本实施例中的MEMS热光可调谐滤波器为基于SOI硅片,采用MEMS体硅加工工艺制作。其主要制作过程如下:1)将高电阻率硅器件层的SOI硅片进行氧化,表面生长二氧化硅层;对SOI硅片上表面进行光刻,并进行二氧化硅腐蚀,暴露出需要重掺杂的区域;对暴露出的区域进行半导体重掺杂扩散,获得加微加热器2、微温度传感器3和悬臂梁引线区;2)通过金属溅射,光刻,湿法腐蚀等工艺,在硅片上表面依次制作微加热器2、微温度传感器3和引线焊盘8;3)在SOI硅片表面光刻定义出隔热悬挂梁结构,并用深刻蚀工艺刻蚀SOI硅片到掩埋二氧化硅层,制作出单晶硅悬挂梁6和单晶硅支撑薄膜4结构;4)在SOI硅片下表面的衬底层上光刻出刻蚀图形,并利用刻蚀或腐蚀技术将不需要的衬底层去除至SOI硅片的埋层二氧化硅层;利用二氧化硅腐蚀液去除SOI硅片的埋层二氧化硅层;5)在单晶硅支撑薄膜4的上、下表面采用硬掩膜法分别制作图形化的多腔光学干涉薄膜滤光层1和光学增透膜5,其中,所述多腔光学干涉薄膜滤光层1可以采用电子束蒸发工艺、溅射工艺或其它薄膜沉积工艺制备。
实施例2
如图2及图4~图5所示,本发明提供一种低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,所述MEMS热光可调谐滤波器包括半波共振腔采用AlN或GaN热光可调介质薄膜材料11的多腔光学干涉薄膜滤光层1、以及微加热器2,通过控制所述微加热器2的工作电流,可以调节所述MEMS热光可调谐滤波器的中心波长。
如图4~图5所示,当所述多腔光学干涉薄膜滤光层1具有足够的机械强度的情况下,本实施例中的MEMS热光可调谐滤波器,包括:多腔光学干涉薄膜滤光层1、硅衬底7、通光孔、微加热器2、微温度传感器3及引线焊盘8。
所述多腔光学干涉薄膜滤光层1形成于硅衬底7之上,所述硅衬底7刻蚀有通光孔,所述通光孔处直接露出所述多腔光学干涉薄膜滤光层1。所述通光孔的尺寸大于工作光束的光斑尺寸。
如图5所示,所述微加热器2及微温度传感器3制作于所述多腔光学干涉薄膜滤光层1之上,并位于工作光束的光斑之外,以工作光束中心为对称点呈中心对称分布,通过引线连接至引线焊盘8。在本实施例中,所述微加热器2为由金属膜条或半导体膜条制成的电阻加热器,所述微温度传感器3是由金属膜条或半导体膜条制成的电阻式温度传感器,所述的微温度传感器3可以为调谐波长的闭环反馈提供干涉滤光片的温度信号。通过控制微加热器2的工作电流,可以实现所述多腔光学干涉薄膜滤光层1中心波长0nm~50nm的光谱调谐。
如图2所示,所述多腔光学干涉薄膜滤光层1包括采用AlN或GaN热光可调介质薄膜材料11的半波共振腔以及多层介质膜10交替层叠而成,所述多层介质膜10由高折射率介质膜及低折射率介质膜交替层叠而成。所述高折射率介质膜的材料包括TiO2、Si3N4、及Ta2O5中的一种,所述低折射率介质膜的材料包括SiO2。
所述多腔光学干涉薄膜滤光层1为由N个级联的光学干涉腔形成的窄带光学干涉滤光片,其中,N≥1。另外,当N>1时,所述多腔光学干涉薄膜滤光层1可以实现光波的带通平坦化。
另外,所述多腔光学干涉薄膜滤光层1可根据滤波特性需求进行优化设计,以3腔结构为例,各膜层结构排列为:
air|(HL)34T(LH)3L(HL)34T(LH)3L(HL)34T(LH)3|air
其中,H表示多层介质膜10中的高折射率介质膜的1/4波长厚度,L表示多层介质膜10中的低折射介质膜层的1/4波长厚度,T表示热光材料AlN或GaN的1/4波长厚度,(LH)3表示高折射率介质膜及低折射率介质膜为交替层叠3次。
所述多腔光学干涉薄膜滤光层1中,半波共振腔材料为GaN或AlN或其他大热光系数、低消光系数的薄膜材料,相对于常规光学介质材料SiO2膜的热光系数,AlN和GaN的热光系数高出一个数量级。当通过微加热器2改变光学滤光片温度时,由于半波共振腔材料的折射率发生相对较大的变化,从而可以实现薄膜中心波长数纳米至数十纳米的调节。所述多腔光学干涉薄膜滤光层1可以采用现有的工艺进行制备,各层材料可依次沉积,其厚度通过在线监控精确控制,因而可以根据应用需求实现平顶窄带的滤波特性。与硅材料相比,虽然AlN和GaN的热光系数稍低,但AlN和GaN的禁带宽度很高,具有相对更低的消光系数,所以在窄带干涉滤光片中能够获得更低光学损耗,同时波长调谐范围或调谐功耗仍能满足某些光通信应用的要求。
另外,所述的热光可调谐滤波器可以应用于可调谐光接收机、可调谐激光器、DWDM光性能监测器、光上/下复用器中。
本实施例中的MEMS热光可调谐滤波器可以基于SOI硅片或者体硅衬底,采用MEMS体硅加工工艺制作,以体硅衬底为例,其主要制作过程如下:1)采用电子束蒸发工艺、溅射工艺或其它薄膜沉积工艺于所述体硅衬底表面制备多腔光学干涉薄膜滤光层1;2)通过金属溅射,光刻,湿法腐蚀等工艺,在多腔光学干涉薄膜滤光层1上表面依次制作微加热器2、微温度传感器3和引线焊盘8;3)在体硅衬底下表面光刻出刻蚀图形,并利用刻蚀或腐蚀技术将不需要的体硅衬底层去除,直至露出所述多腔光学干涉薄膜滤光层1,形成通光孔。
如上所述,本发明提供一种低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,所述MEMS热光可调谐滤波器包括半波共振腔采用AlN或GaN热光可调介质薄膜材料11的多腔光学干涉薄膜滤光层1、以及微加热器2,通过控制所述微加热器2的工作电流,可以调节所述MEMS热光可调谐滤波器的中心波长。本发明采用AlN、GaN作为FP腔中半波共振腔的腔体材料,其既具有较高的热光系数,又具有较低的消光系数,可以大幅度降低窄带可调谐滤波器的光学损耗。本发明可以有效改善现有MEMS热光调谐滤波器存在的光学损耗大且滤波波形不能满足应用的问题,在光通信、光传感领域具有良好的应用前景。所以,本发明有效克服了现有热光可调谐滤波器技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (12)
1.一种低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,其特征在于,所述MEMS热光可调谐滤波器包括半波共振腔采用AlN或GaN热光可调介质薄膜材料的多腔光学干涉薄膜滤光层、以及微加热器,通过控制所述微加热器的工作电流,可以调节所述MEMS热光可调谐滤波器的中心波长。
2.根据权利要求1所述的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,其特征在于:所述多腔光学干涉薄膜滤光层包括采用AlN或GaN热光可调介质薄膜材料的半波共振腔以及多层介质膜交替层叠而成,所述多层介质膜由高折射率介质膜及低折射率介质膜交替层叠而成。
3.根据权利要求2所述的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,其特征在于:所述多腔光学干涉薄膜滤光层为由N个级联的光学干涉腔形成的窄带光学干涉滤光片,其中,N≥1。
4.根据权利要求3所述的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,其特征在于:当N>1时,所述多腔光学干涉薄膜滤光层可以实现光波的带通平坦化。
5.根据权利要求1所述的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,其特征在于:所述微加热器为由金属膜条或半导体膜条制成的电阻加热器,所述的微加热器位于工作光束的光斑之外,以工作光束中心为对称点呈中心对称分布。
6.根据权利要求1所述的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,其特征在于:所述MEMS热光可调谐滤波器还包括微温度传感器,所述微温度传感器是由金属膜条或半导体膜条制成的电阻式温度传感器,其位于工作光束的光斑之外,所述的微温度传感器可以为调谐波长的闭环反馈提供干涉滤光片的温度信号。
7.根据权利要求1所述的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,其特征在于:通过控制微加热器的工作电流,可以实现所述多腔光学干涉薄膜滤光层中心波长0nm~50nm的光谱调谐。
8.根据权利要求1所述的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,其特征在于:所述多腔光学干涉薄膜滤光层形成于单晶硅支撑薄膜之上,所述的单晶硅支撑薄膜与硅衬底通过单晶硅悬挂梁连接,所述硅衬底刻蚀有通光孔,构成隔热微结构来降低热传导,从而降低电热调谐功耗。
9.根据权利要求8所述的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,其特征在于:所述单晶硅支撑薄膜的厚度为3μm~100μm,所述单晶硅支撑薄膜的背面沉积有光学增透膜。
10.根据权利要求8所述的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,其特征在于:所述通光孔的尺寸大于工作光束的光斑尺寸。
11.根据权利要求1所述的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,其特征在于:所述多腔光学干涉薄膜滤光层可以形成于硅衬底之上,所述硅衬底刻蚀有通光孔,所述通光孔处直接露出所述多腔光学干涉薄膜滤光层。
12.根据权利要求1所述的低光学损耗的MEMS热光可调谐滤波器,其特征在于:所述的热光可调谐滤波器可以应用于可调谐光接收机、可调谐激光器、DWDM光性能监测器、光上/下复用器中。
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CN201510167742.8A Active CN104714311B (zh) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | 一种低光学损耗的mems热光可调谐滤波器 |
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Cited By (2)
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CN111580288A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-08-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种可调谐热光滤波器、其调节方法及制作方法 |
CN112578494A (zh) * | 2019-09-30 | 2021-03-30 | 福州高意光学有限公司 | 可调谐滤光片 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1601384A (zh) * | 2003-06-19 | 2005-03-30 | 英特尔公司 | 热绝缘的光学装置 |
CN1864091A (zh) * | 2003-10-07 | 2006-11-15 | 伊吉斯半导体公司 | 在热膨胀率匹配的透明衬底上具有加热体的可调谐光学滤波器 |
CN102087371A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-06-08 | 福州高意通讯有限公司 | 光学薄片的加热方法及一种可调谐的fp滤波器 |
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2015
- 2015-04-09 CN CN201510167742.8A patent/CN104714311B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1601384A (zh) * | 2003-06-19 | 2005-03-30 | 英特尔公司 | 热绝缘的光学装置 |
CN1864091A (zh) * | 2003-10-07 | 2006-11-15 | 伊吉斯半导体公司 | 在热膨胀率匹配的透明衬底上具有加热体的可调谐光学滤波器 |
CN102087371A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-06-08 | 福州高意通讯有限公司 | 光学薄片的加热方法及一种可调谐的fp滤波器 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
NAOKI WATANABE等: "Thermo-Optic Coefficients of 4H-SiC, GaN, and AlN for Ultraviolet to Infrared Regions up to 500℃", 《JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS》 * |
梁海锋等: "直流磁过滤电弧沉积氮化铝薄膜的研究", 《红外与激光工程》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112578494A (zh) * | 2019-09-30 | 2021-03-30 | 福州高意光学有限公司 | 可调谐滤光片 |
CN111580288A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-08-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种可调谐热光滤波器、其调节方法及制作方法 |
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