专利名称：热稳定结构及具热稳定结构的干涉系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光通信技术领域，尤其涉及一种具热稳定结构的光路分离干涉系统。
背景技术：
当前，在光通信器件的设计中，很多产品都需要基于利用固定的位相关系进行干涉来实现，如interleaVer、DPSK等等。其中，最广泛用到的结构包括迈克尔逊干涉仪(如图 1)、马赫-曾德干涉仪(如图2，3)等结构，图2中的反射镜102也可为偏振分光镜(PBS)，半透半反射镜101也可以用偏振分光镜(PBS)代替；图3中201为分光片，202为反射镜，在其主光路中加入一位相延迟部件203。但此类系统采用空气隙作为位相延迟介质，相对位相延迟主要取决于臂长差和空气折射率。这里，臂长差固定，而空气折射率满足如下洛伦兹-洛伦斯公式，其中，N1为1立方厘米中分子数目，a为分子极化率。从上式可以看出，要保证稳定的位相差，则必须要保证N1为定值。换句话说，必须保证产品工作在非常高的密封条件下。目前此类产品一般采用平行缝焊等工艺来实现密封要求，但成本很高，工艺要求复杂，实际生产中的还存在较高的不良率。
发明内容为克服上述问题，本实用新型提出一种应用于光学系统的热稳定结构，及具热稳定结构的光路分离干涉系统。为达到上述目的，本实用新型所提出的技术方案为热稳定结构，包括一方框型的超低膨胀ULE玻璃间隔块，其两端口光胶两平行的玻璃平板，构成一密封的空气隙。具热稳定结构的干涉系统，所述干涉系统为经过光路分离实现光程差的位相干涉系统，其特征在于所述干涉系统的主光路中设有上述热稳定结构；所述干涉系统的参考光路中设有与主光路中热稳定结构的玻璃平板同材料的一个或两个平行玻璃平板；如图5，所述参考光路中的一个玻璃平板的厚度或两个玻璃平板的厚度之和与所述热稳定结构的两玻璃平板厚度之和相等，即d3=dl+d2 ；所述主光路与参考光路中开放的空气厚度相等，即 al+a2=a3+a4;从而，两光路的光程差为热稳定结构中的密封空气隙，只要调试好其空气隙密度及厚度，即可实现干涉系统的热稳定。进一步的，所述热稳定结构的玻璃平板及参考光路中的玻璃平板各面均镀有增透膜；或者所述热稳定结构的玻璃平板及参考光路中的玻璃平板最后一个平板面镀有高反射膜，其余各面均镀增透膜。优先的，所述干涉系统为迈克尔逊干涉仪或者马赫-曾德干涉仪等利用分离光路的光程差实现位相干涉的系统。本实用新型的有益效果有效的降低当前同类产品的密封工艺要求，降低了封装成本；同时提高了产品的稳定性。
图1为迈克尔逊干涉仪光路示意图；图2为马赫-曾德干涉仪光路一示意图；图3为马赫-曾德干涉仪光路二示意图；图4为本实用新型的热稳定结构剖面示意图；图5为本实用新型实施例一基于迈克尔逊干涉仪的光路示意图；图6为本实用新型实施例二基于迈克尔逊干涉仪的光路示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
，对本实用新型做进一步说明。如图4所示，为本实用新型的热稳定结构，包括一方框型的超低膨胀ULE玻璃间隔块301，其两端口光胶两平行的玻璃平板302，构成一密封的空气隙303。其中ULE玻璃间隔块301也可以用其他的超低膨胀材料代替，玻璃平板与其之间可以采用光胶工艺，也可以采用其他胶合工艺连接，以保证达到理想的密封性能。如图5所示，为本实用新型的具热稳定结构的干涉系统，在迈克尔逊干涉仪的主光路中加入上述热稳定结构402，以保证所需的固定光程差，同时在参考光路中加入与上述热稳定结构402的玻璃平板同材料的两平行玻璃平板403，其厚度之和与热稳定结构402 的两玻璃平板厚度之和相等，即d3=dl+d2 ；另外，主光路与参考光路中开放的空气厚度相等，及偏振分光棱镜(PBS) 401到反射镜404之间开放的空气总厚度al+a2与偏振分光棱镜 (PBS) 401到反射镜405之间开放的空气总厚度a3+a4满足al+a2=a3+a4。由此，上述两光路的光程差仅由热稳定结构402的密封空气隙来实现，其厚度d根据所需要实现的FSR来确定，其中，d为密封空气的厚度，na为密封空气折射率，c为光在真空中的速度，由于空气隙处于良好的密封条件下，其空气折射率的变化基本可忽略。在实际调试过程中，监控到系统的FSR等于设计值时，即可认为满足al+a2=a3+a4。如图5中的结构，其中热稳定结构402的两玻璃平板及参考光路中的两玻璃平板 403各面均镀有增透膜。图6中提供的是该结构的一种变形即省略两光路中的反射镜404， 405，直接在热稳定结构402玻璃平板的最后一个平面及参考光路中两玻璃平板403的最后一个平面上镀高反射膜，简化了光路。上述参考光路中的两玻璃平板403也可用一整块平行玻璃平板代替，其厚度与两玻璃平板厚度之和相等。上述具热稳定结构的干涉系统，也可以是在马赫-曾德干涉仪的两光路中分别加入上述热稳定结构的密封空气隙及光路补偿玻璃平板，其所需满足条件同上，如图6所示， al=a3, d3=dl+d2。所述干涉仪还可以是其它利用分离光路的光程差实现位相干涉的系统。本实用新型的热稳定结构及具热稳定结构的干涉系统，由于空气隙处于良好的密封条件下，其空气折射的变化基本可忽略。空气隙的密封通过光胶或者胶合工艺实现，工艺简单，封装成本低。干涉仪两光路的光程差仅由上述密封的空气隙来实现，其空气折射率变化基本可忽略，故可实现热稳定的干涉结构。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出的各种变化，均为本实用新型的保护范围。
权利要求1.热稳定结构，其特征在于，包括一方框型的超低膨胀ULE玻璃间隔块，其两端口光胶两平行的玻璃平板，构成一密封的空气隙。
2.具热稳定结构的干涉系统，所述干涉系统为经过分离光路实现光程差的位相干涉系统，其特征在于所述干涉系统的主光路中设有一热稳定结构；所述热稳定结构为权利要求1所述的热稳定结构；所述干涉系统的参考光路中设有与主光路中热稳定结构的玻璃平板同材料的一个或两个平行玻璃平板；所述参考光路中的一个玻璃平板的厚度或两个玻璃平板的厚度之和与所述热稳定结构的两玻璃平板厚度之和相等；所述主光路与参考光路中开放的空气厚度相等。
3.如权利要求2所述的具热稳定结构的干涉系统，其特征在于所述热稳定结构的玻璃平板及参考光路中的玻璃平板各面均镀有增透膜。
4.如权利要求2或3所述的具热稳定结构的干涉系统，其特征在于所述干涉系统为迈克尔逊干涉仪。
5.如权利要求2或3所述的具热稳定结构的干涉系统，其特征在于所述干涉系统为马赫-曾德干涉仪。
6.如权利要求4所述的具热稳定结构的干涉系统，其特征在于所述热稳定结构的玻璃平板及参考光路中的玻璃平板的最后一个平板面镀有高反射膜，其余各面均镀增透膜。
专利摘要本实用新型公开了一种热稳定结构，包括一方框型的超低膨胀ULE玻璃间隔块，其两端口光胶两平行的玻璃平板，构成一密封的空气隙。具热稳定结构的干涉系统，主要通过在主光路中增加一个上述热稳定结构的密封空气隙保证所需的固定光程差，同时在参考光路中加入与主光路中用于密封空气隙的玻璃平板同厚度、同材料的平行玻璃平板，使两光路的光程实现稳定的热补偿。上述干涉系统主要是利用分离光路经过的光程差实现位相干涉，进而实现波长选择的系统，如光通信光学器件中广泛采用的迈克尔逊干涉仪、马赫-曾德干涉仪等结构。以上结构可有效的降低当前同类产品的密封工艺要求，对产品稳定性提高和封装成本的降低都具有现实的意义。
文档编号G02B26/00GK202025126SQ20112013616
公开日2011年11月2日 申请日期2011年5月3日 优先权日2011年5月3日
发明者凌吉武, 吴砺, 胡豪成 申请人:福州高意通讯有限公司