專利名稱：濾光器的受控應(yīng)力熱補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?br> 背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及濾光器，尤其，本發(fā)明涉及溫度補(bǔ)償濾光器組件，其中配置有薄膜干涉濾光器子組件。
相關(guān)技術(shù)的描述濾光器通常用于科學(xué)和工業(yè)中，以根據(jù)頻率選擇性地衰減光信號。例如，沿單個光纖發(fā)射具有多個頻率分量的多路復(fù)用光信號的通信系統(tǒng)依賴濾光器多路分解發(fā)射信號。尤其，適于實質(zhì)衰減或反射除了一窄頻帶之外所有頻帶的濾光器(熟知為帶通濾光器)允許相應(yīng)的頻率分量與發(fā)射光信號隔離，使得可以以無干擾方式實質(zhì)處理隔離頻率分量所傳送的信息。
典型的濾光器組件包括玻璃基底、配置在玻璃基底上的干涉濾光器，和支撐基底的支持物。具體而言，玻璃基底在結(jié)構(gòu)上支撐干涉濾光器，干涉濾光器包括以疊層方式配置在玻璃基底表面上的多個薄膜。此外，支持物與玻璃基底的另一表面耦合，其中兩個表面位于相反側(cè)。
當(dāng)輸入寬帶光信號入射在干涉濾光器上時，干涉濾光器使用熟知的反射、折射和干涉原理選擇性地衰減信號。具體而言，當(dāng)信號在干涉濾光器的各個層經(jīng)歷反射和折射時，首先將輸入信號細(xì)分成多個帶寬成分。因此，每個成分沿唯一光路長度傳播，以下將光路長度定義為物理通路長度與折射介質(zhì)之折射率的乘積，所以每個成分的頻率分量經(jīng)歷依賴于頻率的相位變化。此外，在通過濾光器折射介質(zhì)中的變化光路長度傳播之后，以干涉方式重新組合最后從背面層出射的細(xì)分成分，以產(chǎn)生發(fā)射濾光輸出信號。類似地，從正面層出射的光能被重新組合成反射濾光輸出信號。
因此，濾光方面由干涉濾光器中每個薄膜的厚度和折射率、以及輸入信號相對于干涉濾光器的入射角確定。因此，使用具有適當(dāng)折射率的適當(dāng)尺寸薄膜，干涉濾光器可適用于執(zhí)行任何實質(zhì)的特殊濾光操作，如帶通濾光或帶阻濾光。此外，干涉濾光器可以用作反射裝置以及透射裝置，使得反射和透射信號能相互補(bǔ)償。
然而，已知的濾光器組件通常對溫度變化敏感。尤其，因為溫度變化會改變薄膜的特性，所以薄膜的折射率和厚度通常隨溫度變化而變化。此外，由于玻璃基底和干涉濾光器通常具有不同的熱膨脹系數(shù)，所以玻璃基底通常向配置的薄膜施加熱失配應(yīng)力，使得薄膜在厚度上進(jìn)一步經(jīng)歷依賴于溫度的變化。因此，由于濾光特征依賴于薄膜的折射率和厚度，所以溫度變化通常改變?yōu)V光器的濾光特征。
因此，已知的具有實質(zhì)溫度依賴的濾光組件會限制依賴這種裝置的光學(xué)系統(tǒng)的性能。具體而言，已知濾光器組件中依賴于溫度的濾光特征會限制其恒定發(fā)射具有第一頻段的信號而衰減或反射具有第二頻段的另一信號的能力。因為這些裝置通常位于具有實質(zhì)溫度變化的環(huán)境中，所以使用這種裝置的光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計中需要實質(zhì)的公差，以補(bǔ)償上述的溫度依賴。
例如，在上述多路復(fù)用光纖通信系統(tǒng)的情況下，發(fā)射信號每個頻率分量之間的所需頻率間隔要求相對較大，以適應(yīng)濾光器組件的依賴于溫度的光譜性能。因為沿單個光纖能同時發(fā)射信號的最大數(shù)目直接與最大頻率間隔相關(guān)，所以依賴于溫度的濾光器組件同樣將限制通過光纖光纜同時發(fā)射信號的數(shù)目。
工業(yè)中用于減小以上溫度依賴問題的典型解決方法是在補(bǔ)償玻璃基底上配置干涉濾光器。具體而言，選擇玻璃基底的材料，使得基底向薄膜施加的熱失配應(yīng)力能使薄膜的厚度變化，使得濾光器的濾光特征減小對溫度變化的靈敏度。然而，雖然這種方法可用于減小濾光特征的熱依賴，但是通常還保留實質(zhì)的熱依賴。此外，由于補(bǔ)償玻璃基底通常由相對昂貴的玻璃材料構(gòu)成，所以這種濾光器的制造較貴。
因此，從以上描述中，可以理解需要一種濾光器組件，其光譜響應(yīng)受溫度變化的影響較小。為此，需要一種濾光器組件，它能夠進(jìn)一步減小濾光器光路長度中的熱感應(yīng)變化。此外，還需要以簡單的方式構(gòu)成該裝置，使得能夠廉價地制造它。此外，還需要該裝置的尺寸較小，以用于光纖系統(tǒng)所限定的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的光學(xué)裝置滿足了上述需要。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該光學(xué)裝置包括透光基底、支持物、和配置在基底表面上并連接到支持物表面的干涉濾光器。其中，基底和支持物具有不同的熱膨脹系數(shù)，選擇該系數(shù)在一溫度范圍上向所述濾光器施加補(bǔ)償應(yīng)力。在一個實施例中，支持物和濾光器通過粘合劑接合在一起，所述粘合劑使所述濾光器部分隔離支持物熱感應(yīng)尺寸變化所引起的應(yīng)力。在另一實施例中，濾光器包括電/磁致伸縮材料。
本發(fā)明的另一方面包括一光學(xué)裝置，該光學(xué)裝置包括沿光路接收光的輸入口和包含電/磁致伸縮材料的干涉濾光器。還包括電/磁場發(fā)生器，用于向所述材料施加電/磁場。較佳的是，包括一控制器，用于控制電/磁場發(fā)生器。
本發(fā)明的又一方面包括穩(wěn)定干涉濾光器濾光特征的方法。該方法包括向所述干涉濾光器施加多個熱依賴應(yīng)力，以響應(yīng)穩(wěn)定變化減小所述干涉濾光器與期望濾光特征的偏差。
在一個實施例中，穩(wěn)定干涉濾光器濾光特征的方法還包括使用機(jī)構(gòu)產(chǎn)生多個應(yīng)力。在另一實施例中，該方法還包括使用電/磁場產(chǎn)生多個應(yīng)力中的至少一個。
本最佳實施例的光學(xué)裝置過濾輸入光信號，使濾波特性不受溫度變化的實質(zhì)影響。從下面描述中，通過結(jié)合附圖中，將使本最佳實施例的這些和其它優(yōu)點變得更加明顯。
附圖概述

圖1A是本發(fā)明實施例中溫度補(bǔ)償濾光器組件的側(cè)視圖；圖1B是圖1A中濾光器組件的放大圖；圖2是本發(fā)明實施例中使用電/磁致伸縮材料的濾光器組件的側(cè)視圖；圖3是使用圖1A和2中濾光器組件的光纖接頭組件的側(cè)視圖；圖4是本發(fā)明實施例中包括有源應(yīng)力管理控制系統(tǒng)的濾光器組件的側(cè)視圖；圖5是示意圖4中濾光器組件的控制系統(tǒng)的框圖。
較佳實施例的詳細(xì)描述現(xiàn)在參考附圖，其中類似的標(biāo)號都表示類似的部分。具體而言，圖1A顯示了響應(yīng)溫度變化提供改進(jìn)濾光特征的光學(xué)裝置30。尤其，裝置30根據(jù)依賴于頻率的衰減曲線選擇性地衰減輸入光信號32，使得當(dāng)裝置30經(jīng)歷溫度變化時衰減曲線實質(zhì)保持不變。如以下將要詳細(xì)描述的，通過向光學(xué)裝置30的干涉濾光器46施加第一和第二熱失配應(yīng)力，提供改進(jìn)的熱補(bǔ)償。
如圖1A所示，光學(xué)裝置30包括具有裝配面36的支持物34、具有相反的第一和第二表面42、44的透光基底40、以及介于基底40和支持物34之間的干涉濾光器46?；?0的第一表面42作為輸入口，使得進(jìn)入其中的光被光學(xué)裝置30選擇性地衰減。提供光學(xué)裝置30濾光能力實質(zhì)部分的干涉濾光器46配置在基底40的第二表面44上，并粘合到支持物34的裝配面36，使基底40與支持物34耦合。因此，如以下將要詳細(xì)描述的，依賴于溫度的第一和第二熱失配應(yīng)力分別通過基底40和支持物34被施加到干涉濾光器。
如圖1A所示，較佳地配置光學(xué)裝置30，在基底40的第一表面42處接收輸入光信號32，使得輸入信號32沿實質(zhì)垂直于表面42的通路入射到第一表面42。然后，輸入信號32通過基底40，并在第二表面44處從基底40出射。然后，輸入信號32進(jìn)入干涉濾光器46，其中輸入信號32被轉(zhuǎn)換成返回基底40的反射輸出信號(未圖示)和遠(yuǎn)離基底40出射的透射輸出信號54。
然而，可以理解如果光學(xué)裝置30旋轉(zhuǎn)180°，它可以以類似的方式工作。具體而言，可以配置光學(xué)裝置使得具有與圖1A中輸入信號32相反方向的輸入光信號在進(jìn)入基底40之前，直接入射到干涉濾光器46。因此，在這可選結(jié)構(gòu)中，可以使反射輸出信號遠(yuǎn)離基底40，使透射輸出信號進(jìn)入基底40。
如圖1A所示，形成的支持物34具有從裝配面36延伸的開口68，使輸出信號54從中通過，如圖1A中的虛線所示。此外，可以將支持物34樞軸裝配到任何適當(dāng)結(jié)構(gòu)，以提供調(diào)節(jié)光學(xué)裝置30頻率響應(yīng)的方法。
如圖1B所示，干涉濾光器46包括以本領(lǐng)域熟知的方式配置在透光基底40上的多個透光薄膜層60。尤其，多個薄膜層60包括配置在基底40第二表面44上的正面薄膜層62，遠(yuǎn)離正面層62配置的背面薄膜層64，以及配置在中間的內(nèi)薄膜層66。此外，由于基底40和濾光器46具有不同的熱膨脹系數(shù)，所以基底40向濾光器62的正面層施加第一熱失配應(yīng)力。
如圖1A和1B所示，粘合劑層70平鋪地介于干涉濾光器46的背面層64和支持物34的裝配面36之間。尤其，選擇粘合劑層70，使干涉濾光器46與支持物34牢固耦合。因此，由于支持物34的熱膨脹系數(shù)不同于濾光器46的熱膨脹系數(shù)，所以透光粘合劑70向濾光器46的背面層64間接地施加第二熱失配應(yīng)力。
如上所述，某些現(xiàn)有技術(shù)的干涉濾光器通過采用支撐基底向濾光器施加的單個熱失配應(yīng)力實現(xiàn)了一定程度的溫度補(bǔ)償，所以減小了濾光器光路長度中的熱感應(yīng)變化。然而，這要求基底由具有嚴(yán)格定義熱膨脹系數(shù)的材料制成。因此，該方法通常導(dǎo)致不充分的溫度補(bǔ)償，并且通常要求基底由相對昂貴的材料制成。
然而，在較佳實施例中，通過施加第二失配應(yīng)力和第一失配應(yīng)力，實現(xiàn)改進(jìn)的熱補(bǔ)償。尤其，裝置30適于使第二失配應(yīng)力進(jìn)一步地改變?yōu)V光器46中薄膜60的厚度，以進(jìn)一步減小薄膜60光路長度中的熱感應(yīng)變化。因此，第二應(yīng)力提供的附加自由度允許裝置30由具有廣泛定義熱膨脹系數(shù)的材料制成，因此能夠減小構(gòu)造裝置30的成本。
在一個實施例中，支持物34由某一熱膨脹系數(shù)的材料形成，該材料提供了尺寸隨溫度變化而適當(dāng)變化的支持物34。此外，由于通過粘合劑70施加第二應(yīng)力，所以粘合劑的物理尺寸和彈性特性也確定了第二應(yīng)力的大小。因此，例如高彈性厚粘合劑70將導(dǎo)致向濾光器46施加相對小的第二應(yīng)力，而非彈性薄粘合劑70將導(dǎo)致相對大的第二應(yīng)力。因此，通過形成適當(dāng)熱膨脹系數(shù)的支持物34和適當(dāng)厚度和彈性模數(shù)的粘合劑70，支持物34將適于通過粘合劑70向濾光器46施加第二應(yīng)力，所以濾光器46的濾光特征的熱感應(yīng)變化將相對較小。因此，由于第二應(yīng)力由支持物34的熱膨脹系數(shù)以及粘合劑70的物理尺寸和彈性特性定義，所以可以施加大小依賴于溫度的第二應(yīng)力，該大小落在熟知較大的值范圍內(nèi)。
在圖1A中光學(xué)裝置30的一個實施例中，基底40與干涉濾光器46匹配得較差。尤其，基底40向干涉濾光器施加第一應(yīng)力，以響應(yīng)溫度變化對干涉濾光器起相反的影響。然而，在該實施例中，支持物34和粘合劑70適于以這種方式施加第二應(yīng)力，以抵消第一應(yīng)力的影響。
在另一實施例中，使用應(yīng)力補(bǔ)償?shù)母郊臃椒?。尤其，使用某些材料的?nèi)在限制特性，提供附加自由度，以調(diào)節(jié)光學(xué)裝置的濾光特征。尤其，本領(lǐng)域中熟知某些材料顯示出限制特性，當(dāng)暴露于適當(dāng)環(huán)境中時使得這些材料的尺寸會變化。例如外部施加的電場將影響電致伸縮材料，而外部施加的磁場將影響磁致伸縮材料。
在該申請中，電/磁致伸縮材料是指顯示出電致伸縮特性的材料和顯示出磁致伸縮特性的材料。此外，電/磁場是指使用電致伸縮特性情況下的電場和使用磁致伸縮特性情況下的磁場。
由于已經(jīng)確定一些折射材料顯示出電/磁致伸縮特性，所以可以用這種材料形成干涉濾光器。因此，如以下將要詳細(xì)描述的，這種干涉濾光器適于具有受外加電/磁場影響的濾光特征。
現(xiàn)在參考圖2，它顯示了光學(xué)裝置130的一個實施例，光學(xué)裝置使用電/磁致伸縮材料，如電/磁致伸縮氧化物，以進(jìn)一步調(diào)節(jié)其濾光特征。尤其，光學(xué)裝置130實質(zhì)上類似于圖1A的光學(xué)裝置30，除了干涉濾光器146的層160由電/磁致伸縮氧化物材料制成。
在一個實施例中，在光學(xué)裝置130的形成期間，向粘合劑170預(yù)加應(yīng)力。尤其，在形成干涉濾光器146之后，將干涉濾光器暴露于適當(dāng)?shù)碾?磁場中，以改變干涉濾光器146的拉長尺寸。然后，配置粘合劑層170，并以UV過程處理。然后移去電/磁場，適當(dāng)干涉濾光器146的拉長尺寸實質(zhì)返回其初始值。因此，粘合劑170經(jīng)歷相應(yīng)的的尺寸變化，這使得粘合劑170被預(yù)加應(yīng)力。
在一個實施例中，將濾光器146連續(xù)暴露于電/磁場180中。尤其，光學(xué)裝置130還包括電/磁場發(fā)生器182，它適于產(chǎn)生電/磁場180。因此，除了基底40和支持物134向干涉濾光器146分別施加的第一和第二失配應(yīng)力，電/磁致伸縮引起的尺寸變化提供了熱補(bǔ)償濾光器146的另一補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。
如圖2所示，電/磁場發(fā)生器182最好位于支持物中。然而，在另一實施例中，場發(fā)生器182可以位于另一位置，使得其產(chǎn)生的電/磁場足以有效地操作電/磁致伸縮干涉濾光器146。此外，電/磁場發(fā)生器182可以包括多個充電板，以提供適當(dāng)電場或電流負(fù)載線，以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)拇艌觥?br> 如圖2所示，在一個實施例中，光學(xué)裝置還包括有源控制系統(tǒng)184，它包括控制器186和溫度傳感器188?？刂破?86適于以本領(lǐng)域熟知的方式控制電/磁場發(fā)生器182。此外，控制器186適于監(jiān)控溫度傳感器188，使得控制器186能以依賴于溫度的方式改變電/磁場，以更有效地保持統(tǒng)一的濾光特征。
現(xiàn)在參考圖3，它顯示了熱補(bǔ)償光纖濾光器裝置190。尤其，濾光器裝置190可以包括圖1和2中熱補(bǔ)償濾光器組件30和130中的一個，使第一光纖196的輸入信號191可靠地轉(zhuǎn)換成沿第二光纖198傳輸?shù)臑V光輸出信號193。
如圖3所示，裝置190還包括光耦合到第一光纖196的第一光導(dǎo)192和光耦合到第二光纖198的第二光導(dǎo)194。光導(dǎo)192包括漸變折射率透鏡195，它將輸入信號191聚焦到裝置190的中心區(qū)域199。此外，光導(dǎo)194包括漸變折射率透鏡197，當(dāng)輸出信號193從中心區(qū)域199出射時它聚焦該信號。
如圖3所示，濾光器組件30、130位于裝置190的中心區(qū)域199中，并介于第一和第二光導(dǎo)192、194之間，使得第一光纖196的輸入信號191朝向濾光器組件30、130。尤其，將支持物34、134裝配到第二光導(dǎo)194，使得基底40的第一表面42面向第一光導(dǎo)192。此外，濾光器組件30、130的發(fā)射輸出信號193通過第二光導(dǎo)194，使得它延伸到第二光纖198。
如圖3所示，裝置190還包括內(nèi)殼構(gòu)件200和外殼構(gòu)件202。內(nèi)殼構(gòu)件200包圍第一和第二光導(dǎo)192、194，使得第一和第二光導(dǎo)192、194保持較佳的對準(zhǔn)。此外，外殼構(gòu)件202包圍內(nèi)殼構(gòu)200，以及第一和第二光纖196、198的末端。
現(xiàn)在參考圖4，它顯示了光學(xué)裝置230的實施例。光學(xué)裝置230實質(zhì)上類似于圖2的有源控制光學(xué)裝置130，除了干涉濾光器246配置在基底240的第一表面242上，以和支持物234分離。此外，電/磁致伸縮感應(yīng)應(yīng)力機(jī)構(gòu)和基底240施加的第一失配應(yīng)力組合，以下將詳細(xì)描述。
在一個實施例中，光學(xué)裝置230適于使濾光特征隨溫度變化而變化相當(dāng)小。尤其，控制器286指導(dǎo)電/磁場發(fā)生器282改變電/磁場280，使得電/磁致伸縮感應(yīng)應(yīng)力機(jī)構(gòu)與第一熱失配應(yīng)力組合，以熱補(bǔ)償裝置230。
在另一實施例中，光學(xué)裝置230適于具有控制系統(tǒng)284，它使濾光特征在第一濾光器特征和第二濾光器特征之間變化。尤其，可以在第一中心波長和第二中心波長之間調(diào)節(jié)中心波長，如以下將要詳細(xì)描述的。
如圖4所示，控制系統(tǒng)284實質(zhì)上類似于圖2的控制系統(tǒng)184。尤其，控制系統(tǒng)284包括控制器286和溫度傳感器288。此外，光學(xué)裝置230的控制系統(tǒng)284還包括用戶輸入裝置248，如電位計。此外，控制器286適于接收用戶輸入裝置248的輸入，使用戶能夠改變光學(xué)裝置的濾光特征。因此，根據(jù)用戶輸入裝置248提供的信號，控制器286指導(dǎo)電/磁場發(fā)生器282改變電/磁場280，提供具有所需的濾光器特征的干涉濾光器246。
現(xiàn)在參考圖5的框圖，它顯示了圖2和4中有源控制光學(xué)裝置130和230的控制系統(tǒng)184、284。如圖5所示，控制器186、286適于接收溫度傳感器188、288的輸入信號Sa，該信號指示溫度傳感器188、288的溫度。此外，使信號Sa沿通信通路Pa，該通路連接溫度傳感器188、288和控制器186、286。
如圖5所示，控制器286還適于接收用戶輸入裝置248的控制信號Sb，該信號表示所需濾光特征。尤其，信號Sb沿通信通路Pb，該通路連接用戶輸入裝置148和控制器286。
如圖5所示，控制器186、286適于將控制信號Sc發(fā)射到電/磁場發(fā)生器182、282。尤其，沿通信通路Pc發(fā)射控制信號Sc，該通路連接控制器186、286和電/磁場發(fā)生器182、282。此外，一旦接收到控制信號Sc，電/磁場發(fā)生器182、282產(chǎn)生場強(qiáng)對應(yīng)于信號Sc的電/磁場180、280。
可以理解，在圖1A的實施例中，通過將濾光器46暴露于第一和第二失配應(yīng)力中，極大地減小了依賴于溫度的折射率對干涉濾光器46薄膜層60的影響。尤其，選擇支持物34的熱膨脹性能和粘合劑70的彈性特性，使得第二失配應(yīng)力與第一失配應(yīng)力組合，以提供改進(jìn)的熱補(bǔ)償。
因此，可以理解在一個實施例中，光學(xué)裝置30可以用相對廉價、常用、并具有較差熱補(bǔ)償?shù)臑V光器構(gòu)成。尤其，包括基底40和配置在基底上的干涉濾光器46的這種濾光器可以具有對溫度變化實質(zhì)敏感的濾光特征。然而，通過用以上結(jié)合圖1A和1B描述的方式將濾光器裝配到支持物34，以提供具有補(bǔ)充第二失配應(yīng)力的濾光器46，光學(xué)裝置30適于具有對溫度變化較不敏感的濾光特征。
可以理解，在另一實施例中，使用干涉濾光器146、246的電/磁致伸縮特征，提供另一自由度，以熱補(bǔ)償濾光器146、246。尤其，在制造過程中，可以對電/磁致伸縮濾光器146預(yù)加應(yīng)力?；蛘撸ㄟ^不斷將濾光器暴露于可控電/磁場中，有源地向濾光器146、246施加應(yīng)力。此外與溫度傳感器188、288通信的控制器186、285可以控制有源管理電/磁場。
還可以理解在又一實施例中，使用濾光器246的電/磁致伸縮特性，以通過可變?yōu)V光特征。尤其，依賴于用戶接 248提供的信號，控制器286指導(dǎo)電/磁場發(fā)生器282產(chǎn)生電/磁場，提供具有所需濾光器特征的濾光器246。
雖然本發(fā)明的較佳實施例顯示、描述并指出了應(yīng)用于這些實施例的本發(fā)明的基本新穎特征，但是應(yīng)該理解不脫離本發(fā)明的精神，本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員可以對所示裝置細(xì)節(jié)的形式進(jìn)行各種省略、替代和變化。因此，本發(fā)明的范圍不限于以上描述，而是應(yīng)該由以下權(quán)利要求書定義。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)裝置，其特征在于，它包括透光基底；支持物；蒸鍍在基底表面上并與支持物表面接合的干涉濾光器，其中基底和支持物具有不同的熱膨脹系數(shù)，選擇該系數(shù)，在一溫度范圍上向濾光器施加補(bǔ)償應(yīng)力。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，支持物和濾光器通過粘合劑接合在一起，所述粘合劑使濾光器部分隔離支持物熱感應(yīng)尺寸變化引起的應(yīng)力。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，濾光器包括多個電/磁致伸縮材料層。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，通過將多個電/磁致伸縮材料層暴露于電/磁場中，向它預(yù)加應(yīng)力。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，還包括電/磁場發(fā)生器，用于向電/磁致伸縮材料施加電/磁場。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在支持物中形成電/磁場發(fā)生器。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，還包括控制器，用于改變向電/磁致伸縮材料施加的電/磁場。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括溫度傳感器，該傳感器響應(yīng)檢測到的溫度變化控制所述電/磁致伸縮材料中的應(yīng)力。
9.一種光學(xué)裝置，其特征在于，它包括輸入口，用于接收沿光路的光；干涉濾光器，具有多個電/磁致伸縮材料層，濾光器配置在所述通路中，使得光入射到多個層上；和電/磁場發(fā)生器，用于向濾光器施加電/磁場。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括控制器，用于控制電/磁場發(fā)生器。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，驅(qū)動控制器，以保持一溫度范圍上濾光器的實質(zhì)統(tǒng)一的濾光特征。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，控制器改變電/磁場，使得濾光器的濾光特征在第一和第二濾光特征之間變化。
13.一種濾光器組件，它具有指示濾光器能量的光譜性能，以選擇性地從輸入光信號中過濾較佳范圍的光頻，其特征在于，該濾光器組件包括透光基底，具有第一表面和第二表面，其中第一表面接收輸入光信號；具有第一表面的支持物；薄膜子組件，具有以疊層形式連續(xù)蒸鍍在彼此頂部的多個薄膜，其中多個薄膜中包括蒸鍍在透光基底第二表面上的第一薄膜，和最遠(yuǎn)離第一薄膜蒸鍍的第二薄膜，其中透光基底向薄膜子組件施加第一熱依賴失配應(yīng)力，其中濾光器組件的光譜性能依賴于通過薄膜子組件分配的機(jī)械應(yīng)力；和粘合劑層，它將透光基底接合支持物，其中粘合劑層平鋪地介于薄膜子組件第二薄膜和支持物的第一表面之間，其中形式粘合劑層，將第二熱依賴失配應(yīng)力從支持物傳遞到薄膜子組件，使得第二失配應(yīng)力與第一失配應(yīng)力組合，以響應(yīng)溫度變化穩(wěn)定濾光器的光譜性能。
14.如權(quán)利要求13所述的濾光器組件，其特征在于，薄膜子組件的多個薄膜包括多個預(yù)加應(yīng)力的薄膜，使得當(dāng)濾光器經(jīng)歷穩(wěn)定變化時，進(jìn)一步地穩(wěn)定濾光器的光譜性能。
15.一種熱補(bǔ)償濾光器組件，它適于選擇性地衰減輸入光信號，以產(chǎn)生輸出光信號，其特征在于，連接器組件根據(jù)依賴于頻率的衰減曲線選擇性地衰減光信號，該濾光器組件包括透光基底，具有第一表面和第二表面；薄膜濾光器疊層，包括以疊層方式連續(xù)蒸鍍的多個薄膜，其中多個薄膜中包括蒸鍍在透光基底第二表面上的第一薄膜，和最遠(yuǎn)離第一薄膜蒸鍍的第二薄膜，其中薄膜濾光器疊層定義衰減曲線，其中透光基底向薄膜濾光器疊層施加第一依賴于溫度的熱失配應(yīng)力；具有第一表面的支持物；和粘合劑層，它將透光基底與支持物耦合，其中粘合劑層平鋪地介于薄膜濾光器疊層第二薄膜和支持物的第一表面之間，其中形成具有彈性模數(shù)的粘合劑層，將第二依賴于溫度的熱失配應(yīng)力從支持物傳遞到薄膜濾光器疊層，其中形成基底、粘合劑和支持物，使得第一和第二失配應(yīng)力提供具有實質(zhì)溫度保持的濾光器組件。
16.一種穩(wěn)定干涉濾光器濾光特征的方法，其特征在于，該方法包括向干涉濾光器施加多個熱依賴應(yīng)力，以響應(yīng)溫度變化減小所述干涉濾光器與期望濾光特征的偏差。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括產(chǎn)生多個機(jī)械應(yīng)力。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括使用電/磁場產(chǎn)生多個應(yīng)力中的至少一個。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，向所述干涉濾光器施加多個熱依賴應(yīng)力的步驟包括向所述干涉濾光器的相反表面施加多個熱依賴應(yīng)力。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，向所述干涉濾光器相反表面施加多個熱依賴應(yīng)力的步驟包括施加第一和第二熱依賴應(yīng)力，以減小所述干涉濾光器中光路長度的熱感應(yīng)變化。
21.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，向所述干涉濾光器施加多個熱依賴應(yīng)力的步驟包括向所述干涉濾光器施加多個熱依賴應(yīng)力，以影響多個應(yīng)力之間的抵消。
全文摘要
一種溫度補(bǔ)償濾光器組件,它包括具有依賴于溫度的折射率的多個薄膜,所述薄膜配置在玻璃基底上,以形成傳統(tǒng)的干涉濾光器。玻璃基底粘結(jié)到金屬支持物,使得配置的薄膜干涉濾光器介于玻璃基底和沿支持物裝配面分配的粘合劑層之間。因此,玻璃基底向干涉濾光器的內(nèi)層施加第一熱失配應(yīng)力,支持物向干涉濾光器的外層施加第二失配應(yīng)力,其中第一和第二失配應(yīng)力依賴于濾光器組件的溫度。以具有機(jī)械特性的材料較佳地形成玻璃基底、粘合劑和支持物,使得第一和第二失配應(yīng)力補(bǔ)償依賴于溫度的薄膜折射率的影響,以響應(yīng)溫度變化保持濾光器組件統(tǒng)一的光譜性能。在一個實施例中,在形成期間,用電/磁致伸縮預(yù)加應(yīng)力薄膜疊層獲得附加的自由度。在另一實施例中,使用有源應(yīng)力管理系統(tǒng)。
文檔編號G02F1/21GK1390308SQ00815748
公開日2003年1月8日 申請日期2000年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月17日
發(fā)明者W·L·德博因頓, K·R·弗朗西斯, S·M·海爾曼, M·烏施特茲基, P·G·威格雷 申請人:康寧股份有限公司