增益均衡器、带有增益均衡器的准直仪和增益均衡器的制造方法

专利名称：增益均衡器、带有增益均衡器的准直仪和增益均衡器的制造方法
技术领域：
本发明涉及增益均衡器，更具体地说，本发明涉及用于补偿光学放大器增益的波长依赖性的增益均衡器、配有增益均衡器的准直仪以及制造增益均衡器的方法。其中光学放大器例如为掺铒(Er)光学放大器(EDFA)或半导体光学放大器。
背景技术：
WDM(波长分割多路转换器)传输系统是实现大容量光学通信系统的一种技术。WDM传输系统通过单一光纤对分成多路的不同波长的多路光学信号进行传输。具有把掺有稀土光纤作为放大介质的光纤放大器可同时增强不同波长的光。通过WDM传输系统实现长距离、大容量光学通信系统需要如光纤放大器的光学放大器，该放大器对多路光学信号进行增强。
已经开发出一些掺铒光纤放大器(EDFAs)作为光纤放大器，因为其具有较宽增益波长带，已投入实际应用。由铒离子的受激发射的发射强度随着波长而变化，于是EDFA的增益具有波长依赖性。因此，从EDFA输出的多路光学信号强度从一个波长变化到另一个波长。
当EDFA用在WDM传输系统中时，特别是在级联多个EDFAs中，增益波长依赖性在积聚。此时，通过多路器把多路光学信号根据波长分成多路，各个波长的光学信号由在接收侧的不同接收器来接收，如果光学信号的强度随着波长不同而不同，那么就出现了问题，即在波长中间出现干扰，以及在各个接收器的光接收标准设定上的困难。
因此，在连接有多个EDFAs的WDM传输系统中，要通过增益均衡器来补偿每个EDFA增益的波长依赖性。
已知增益均衡器是光纤布拉格光栅型(FBG)、校准器型、Mach-Zehnder型、光纤耦合器型和绝缘多路器型。在这些系统中，FGB系统和校准器系统已经部分投入实际应用，或者预期在工业上利用。
如图1A所示，EDFA的增益光谱具有两个峰值特性。因此，通过在EDFA的增益光谱上加上耗损光谱，增益均衡器用来补偿增益依赖性。耗损光谱被分离成一组峰值。一组光学过滤片(负过滤片)#1到#3与图1B所示的WDM传输系统结合，其中光学过滤片#1到#3具有对应于分别包括分离的峰值的波长带(下面称“反射带”)。因此，由负过滤片#1到#3的耗损光谱的组合耗损光谱(见图1C实线)放在图1A中的增益光谱上。结果，如图1D所示，EDFA增益光谱被修平了。
如图2所示，负过滤片需要具有下面特性(1)它们应具有窄反射带。例如，反射带应等于或窄于100nm。
(2)它们应在反射带具有理想的透射率(即大约50到80％的透射率)。
(3)它们应在透射带(除反射带外的波长带)没有脉动波纹，透射带的透射率应接近100％。
需要特性(1)和(2)来修平EDFA的增益光谱。需要特性(3)来避免多路光学信号强度在波长带中减弱，在该波长带不需要把耗损光谱放在增益光谱上。当多个EDFAs连接到增益均衡器时，特别要考虑需要的条件。
FBG增益均衡器在OPTRONICS(1998)第5号第138-143页以及在第平11-119030号的日本未审查专利公开文本中披露过。校准器型增益均衡器在公开号为2000-82858、平9-289349和平9-18416的日本未审查专利公开文本中披露过。
然而，传统FBG型增益均衡器的光学特性具有温度依赖性。构成核心的掺锗(Ge)石英的折射率和光纤的长度取决于温度。这样，FGB型增益均衡器随着温度变化而具有中心波长的不可忽略的偏差。中心波长的偏差应在某种方式上得到补偿。
当厚度为几mm的相对较厚校准器板用在校准器型增益均衡器时，因为校准器板体积随着温度而变化，所有校准器型增益均衡器的光学特性具有温度依赖性。于是，在校准器型增益均衡器中，中心波长也随着温度变化具有不可忽视的偏差。为了消除增益均衡器的温度依赖性。在日本未审查专利公开文本2000-82858中披露的现有技术中采用了纤维光栅或绝缘多层过滤片，以补偿脉动波纹成分，该脉动波纹成分为修平增益的耗损波长特性和由校准器过滤片产生的耗损波长特性之间的差别之处。
校准器型增益均衡器必须满足后面提到的在相对透明膜之间的空腔尺寸设定成λ/2整数倍，方式是负过滤片具有较窄的反射带，相对透明膜的平面度或平直度应该设定非常精确。这样就很难制造负过滤片。

发明内容
因此，本发明的目的是提供这样的增益均衡器，该增益均衡器可通过减少随着温度变化在中心波长产生的偏差，而充分修平光学放大器的增益光谱，于是提高了再生产性和大规模生产率。
本发明的另一个目的是提供这样的增益均衡器，该增益均衡器可确保在两种可选择地叠加的绝缘薄膜的折射率之间有较大差异，同时确保了两种薄膜层数量的减少。
本发明再一个目的是提供配有增益均衡器准直仪，该准直仪很容易地组装成WDM传输装置，同时可充分地修平光学放大器的增益光谱。
本发明又一个目的是提供增益均衡器制造方法，该方法可容易形成绝缘多路器过滤片，并很容易制造出在温度特性、再生产性和大规模生产率方面良好的增益均衡器。
为达到上述目的，本发明提供一种增益均衡器，该增益均衡器用于对放大多路光学信号的光学放大器的增益光谱进行修平，所述的光学信号具有带一组多路传输的不同波长的光学信号。增益光谱具有增益峰值，该增益峰值具有峰值波长。增益均衡器包括负过滤片。负过滤片包括具有第一表面和绝缘多层过滤片的透明基体。绝缘多层过滤片具有形成在第一表面上的第一绝缘薄膜和形成在第一绝缘薄膜上的第二绝缘薄膜。第一绝缘薄膜和第二绝缘薄膜具有折射率。第一绝缘薄膜的折射率和第二绝缘薄膜的折射率之间的差值相对较小，于是负过滤片具有反射包括增益光谱峰值波长在内的预定波长带光学信号的反射特性。
本发明的另一个方面是提供一种与第一和第二单模光纤连接并带有增益均衡器的准直仪。该增益均衡器用于对放大多路光学信号的光学放大器增益光谱进行修平，其中该多路光学信号具有带一组多路传输不同波长的光学信号。该增益光谱具有增益峰值。增益峰值具有峰值波长。该增益均衡器包括负过滤片。该负过滤片包括入射侧准直仪透镜和绝缘多层过滤片，该透镜用于把从第一单模光纤输出的光转换成平行光，而该过滤片形成在入射侧准直仪透镜表面上。接收侧准直仪透镜与绝缘多层过滤片表面结合，用于对平行光引入到第二单模光纤上。绝缘多层过滤片包括形成在入射侧准直仪透镜表面上的第一绝缘薄膜和形成在第一绝缘薄膜上的第二绝缘薄膜。第一绝缘薄膜和第二绝缘薄膜具有折射率，第一绝缘薄膜和第二绝缘薄膜折射率之间的差值相对较小，于是绝缘多层过滤片具有反射包括增益光谱峰值波长在内的预定波长带光学信号的反射特性。
本发明的另一个方面是一种制造增益均衡器的方法。该方法包括的步骤为制备透明基体，借助于物理汽相淀积方法，通过把第一金属材料沉积在透明基体上而形成第一绝缘薄膜，借助于物理汽相淀积方法，通过把第二金属材料沉积在第一绝缘薄膜表面上而形成第二绝缘薄膜，其中第二金属材料具有与第一金属材料成分略微不同的成分，以及通过在透明基体表面上可选择地沉积一组第一绝缘薄膜和一组第二绝缘薄膜而形成绝缘多层过滤片。
本发明的另一个方面是一种制造增益均衡器的方法。该方法包括的步骤为制备透明基体，借助于化学汽相淀积方法，通过把第一金属材料沉积在透明基体上而形成第一绝缘薄膜，借助于化学汽相淀积方法，通过把第二金属材料沉积在第一绝缘薄膜表面上而形成第二绝缘薄膜，第二金属材料具有与第一金属材料组分略微不同的成分，以及通过在透明基体表面上可选择地沉积一组第一绝缘薄膜和一组第二绝缘薄膜而形成绝缘多层过滤片。
本发明的另一个方面是一种制造增益均衡器的方法。该方法包括的步骤为制备透明基体，在透明基体上布置至少一个电极，通过借助于喷镀方法，在至少一个电极上供应能量，从而把至少一种第一金属材料沉积在透明基体的表面上，从而形成第一绝缘薄膜，通过借助于喷镀方法，在至少一个电极上供应能量，从而把至少一种第二金属材料沉积在第一绝缘薄膜的表面上，从而形成第二绝缘薄膜。第一和第二绝缘薄膜具有彼此不同的折射率。
本发明的另一个方面是一种增益均衡器，该增益均衡器用于对放大多路光学信号的光学放大器的增益光谱进行修平，所述的光学信号具有带一组多路传输的不同波长的光学信号。增益光谱具有增益峰值，该增益峰值具有峰值波长λ0。增益均衡器包括负过滤片。该负过滤片包括第一透明基体和绝缘多层过滤片。绝缘多层过滤片具有形成在第一透明基体表面上的第一绝缘薄膜和形成在第一绝缘薄膜上的第二绝缘薄膜。第一绝缘薄膜和第二绝缘薄膜具有折射率。第一绝缘薄膜和第二绝缘薄膜折射率是不同的。负过滤片反射高级反射带的增益光谱峰值波长λ0的光学信号。
结合附图从下面的描述中可以更明显地看到本发明的另外方面和优点，附图示意本发明的原理。


通过参照下面对最佳实施例的描述以及附图，可以最好地理解本发明及其目的和优点，其中图1A为EDFA增益光谱图；图1B为三个负过滤片布局的示意图；图1C为三个负过滤片的耗损光谱和综合耗损光谱；图1D为在增益均衡后的增益光谱图；图2为解释负过滤片的一般特性图；图3为本发明第一实施例增益均衡器的局部剖视图；图4为本发明第二实施例增益均衡器的侧视图；图5为本发明第三实施例的增益均衡器的侧视图；图6为制造本发明的增益均衡器使用的喷镀装置透视图；图7为图6中喷镀装置截面的平面图；图8为本发明一个实施例的配备有增益均衡器的准直仪的结构图；图9为本发明另一个实施例的配备有增益均衡器的准直仪的结构图；
图10为本发明一个实施例的WDM传输装置的结构图；图11为图10的WDM传输装置的增益均衡模式结构图；图12为本发明例1的增益均衡器透射性能图；图13为本发明例2的增益均衡器透射性能图；图14为本发明例3的增益均衡器透射性能图；图15为本发明例4的增益均衡器透射性能图；图16为本发明例5的增益均衡器透射性能图；图17为本发明例6的增益均衡器透射性能图；图18为本发明例7的增益均衡器透射性能图；图19为本发明例8的增益均衡器透射性能图；图20为本发明例9的增益均衡器折射率轮廓图；图21为本发明例9的增益均衡器透射性能图；图22为本发明对照例1的增益均衡器透射性能图；图23为本发明对照例2的增益均衡器透射性能图；图24为本发明对照例3的增益均衡器透射性能图；图25为本发明对比照例4的增益均衡器透射性能图；图26为本发明例1到例9以及对照例1到4的各例数据表；图27A为本发明第四实施例的增益均衡器薄膜结构图；图27B为图27A中增益均衡器第三级反射带图；图27C为图27B中的增益均衡器的部分放大图；图28A为图27A中的增益均衡器的侧视图；图28B为图28A中的增益均衡器的绝缘多层过滤片的部分剖视图；图29为包含图28A中的增益均衡器的增益均衡模式结构图；图30A为本发明第五实施例的增益均衡器薄膜结构图；图30B为图30A中的均衡器第五级波长带图；图31A为本发明第六实施例的增益均衡器薄膜结构图；图31B为图31A中的增益均衡器第七级波长带的图；图32A为本发明对照例5的增益均衡器薄膜结构图，以及图32B为图32A中的增益均衡器第一级反射带图。
具体实施例方式
在附图中，所有相同标记表示相同部件。
在下面描述的本发明各个实施例中的增益均衡器修平光学放大器的增益光谱，其中该光学放大器对包括在WDM透射型光学通信系统中预定光学信号(λ1到λn)的多路光学信号进行放大。每个增益均衡器位于EDFA的前面或后面，提供对应于具有EDFA波长依赖性的增益光谱(见图1A)的耗损光谱，从而为EDFA增益波长依赖性进行补偿。增益光谱具有增益峰值，该峰值具有峰值波长。
在每个实施例中，光学通信系统采用单模光纤作为传输路径，在1550nm波长带(1.55μm波长带)进行光学传输。图1A示出了在1550nm波长带的EDFA的增益光谱。因为折射率一般具有波长色散性能，下面描述的“折射率”的值对应于波长是1550nm的光，除非规定了波长。
下面参照图3描述第一实施例的增益均衡器31。图3所示的增益均衡器31具有某反射带需要的反射特性，该反射带对应于EDFA的增益光谱中的特定增益峰值或者峰值波长。例如，增益均衡器31在某反射带具有需要的反射特性，该反射带对应于包括在图1A所示EDFA增益光谱中的一个或两个增益峰值。
该增益均衡器31具有单个负过滤片35，该负过滤片35包括具有平面(第一表面)32的透明基体33以及形成在平面32上的绝缘多层过滤片34。透明基体33是玻璃基片。透明入射介质36与和透明基体33相对的绝缘多层过滤片34的表面结合。
绝缘多层过滤片34包括具有相对较高折射率的第一绝缘薄膜37和比第一绝缘薄膜相对稍低折射率的第二绝缘薄膜38，这两种绝缘薄膜以这样方式可选择地以预定层数m来叠加，该方式是使负过滤片35在预定的反射带(波长带)具有需要的反射特性，该反射带包括增益光谱的峰值波长。
第一实施例的增益均衡器31结构如下。
“透明基体(HL)m/入射介质”，其中“H”表示第一绝缘薄膜37，而“L”表示第二绝缘薄膜38。“HL”表示第一绝缘薄膜37和第二绝缘薄膜的叠加组合。在这种情况下，第一绝缘薄膜37形成在透明基体33一侧。参数“m”表示叠加的层。例如，“(HL)5”表示具有五层叠加薄膜(HL)的绝缘多层过滤片34。
较好的是，第一绝缘薄膜37的折射率nH和第二绝缘薄膜38的折射率nL之间的差值或者说折射率差Δn在0.003到0.04之间的范围。更好的是，折射率差Δn应该在0.008到0.03之间的范围。当折射率差Δn小于0.003时，由于折射率差太小，以至于出现反射带有困难。此时，当叠加层数m明显增加时，可使反射带出现，这导致费用增加，因此实际上是不想要的。
当折射率差Δn超过0.04时，反射带变得比100nm宽，于是就很困难制作具有不同反射带的多个负过滤片35的增益均衡器。此时，反射带的透射率变低(反射率增大)，于是反射带的光学信号强度降低。
绝缘多层过滤片34的折射率nav(平均折射率nav＝(nH+nL)/2)需要接近透明基体33的折射率nS。较好的是，第一折射率nH等于或小于透明基体33的折射率nS的1.2倍，而第二折射率nL等于或大于透明基体33的折射率nS的0.8倍。更好的是，第一折射率nH等于或小于透明基体33的折射率nS的1.1倍，而第二折射率nL等于或大于透明基体33的折射率nS的0.9倍。实际上，选择了第二折射率nL大于1.3的第二绝缘薄膜。
当透明基体33的折射率nS和绝缘多层过滤片34的平均折射率nav之间的差值较大时，反射很可能在绝缘多层过滤片34和透明基体33之间的界面发生。来自反射的耗损就在透射带产生脉动波纹。该脉动波纹在透射带产生超过1％的透射耗损。“脉动波纹”意思是在透射带的脉动波纹光谱。该脉动波纹降低了在透射带的透射。当使用的波长在可视范围内时，脉动波纹颜色透射光。
(入射介质的折射率)需要的是，入射介质36的折射率nm接近绝缘多层过滤片34的平均折射率nav。当折射率nm和折射率nav之间的差较大时，在入射介质36和过滤片34之间的界面就可能发生反射，来自反射的耗损就在透射带以脉动波纹形式出现。脉动波纹在透射带产生超过1％的透射耗损，因此是不理想的。
当绝缘多层过滤片34的平均折射率nav设置成接近透明基体33的折射率nS时，入射介质36的折射率nm只能设置成与透明基体33的折射率nS相等。较好的是，入射介质36的折射率nm应该是透明基体33折射率nS的0.8到1.2倍。更好的是，入射介质36的折射率nm应该是透明基体33折射率nS的0.9到1.1倍。理想的是，入射介质36和透明基体33由同一材料制造，以使入射介质36的折射率nm设定成接近绝缘多层过滤片34的平均折射率nav。
本发明第一实施例的增益均衡器31具有如下优点(1)因为负过滤片35包括透明基体33和绝缘多层过滤片34，于是负过滤片35具有较好的温度特性。这是因为透明基体33和绝缘多层过滤片34薄到几十微米到大约100微米。也就是说，因为提供需要的光学特性的功能部分(透明基体33和绝缘多层过滤片34)的厚度比FBG型或校准器型增益均衡器的要小，由于温度变化产生的热膨胀的影响较小。另外，绝缘多层过滤片34的折射率不具有温度依赖性。因此能减小由于温度变化产生的中心波长的偏离。这就能充分地修平EDFA等光谱的增益光谱。
(2)反射特性仅由第一和第二薄膜37、38的折射率和厚度以及叠加的第一和第二薄膜37、38的层数来确定。不象校准器型增益均衡器那样，这种增益均衡器不需要使两个透明薄膜的平面化和平直度设计得特别精确。这样就促进了再生产性和大规模生产率。
(3)第一和第二绝缘薄膜37、38折射率之间的差值Δn设定在0.003至0.04之间范围，更好的是，在0.008到0.03之间。这样就可获得具有窄反射带的耗损光谱，该窄反射带对应于EDFA的增益光谱中的特定增益峰值，例如，图1A中所示的EDFA增益光谱中两个峰值中的一个。例如，该反射带可设计成等于或小于100nm。
(4)由于反射带可设计成等于或小于100nm，于是就能制备这样的增益均衡器，该增益均衡器具有不同反射带的几组负过滤片35的组合。
(5)反射率nH等于或小于透明基体33折射率nS的1.2倍，而折射率nL等于或大于折射率nS的0.8倍。更好的是，折射率nm应该等于或小于折射率nS的1.1倍，同时折射率nL应该等于或大于折射率nS的0.9倍。这样，在绝缘多层过滤片34和透明基体33之间的界面上不可能发生反射。结果，透射带的脉动波纹减少，从而可以减少透射带的耗损。
(6)入射介质36的折射率nm是透明基体33的折射率nS的0.8到1.2倍，更好的是折射率nS的0.9到1.1倍。这样，在绝缘多层过滤片34和入射介质36之间的界面上不可能发生反射。在透射带的透射就增加了，从而可以降低透射带的透射耗损。结果，像EDFA这样的光学放大器的增益光谱可更充分地被修平。
下面参照图4来讨论第二实施例的增益均衡器31A。
如图4所示，增益均衡器31A具有单一负过滤片35。在该增益均衡器31A中，作为透明基体的入射介质36通过粘结剂39与相对透明基体33的绝缘多层过滤片34表面连接，粘结剂39只具有折射率和透射率，而这些不会降低增益均衡器31A的光学性能。
增益均衡器31A具有这样结构，绝缘多层过滤片34配置在透明基体33和入射介质36之间，或者具有透明基体33/绝缘多层过滤片34/透明基体36(入射介质)的夹层结构。抗反射膜40和41分别形成在透明基体33的外表面(第二表面)32a以及入射介质36的外表面36a上。
第二实施例的增益均衡器31A具有如下优点(1)与透明基体33的外表面相对的绝缘多层过滤片34的表面，可通过粘结剂39容易地和入射介质36结合起来。
(2)因为抗反射膜40和41分别形成在透明基体33的外表面和入射介质36的外表面上，于是可减少与1550nm波长光相关的每个外表面上的表面反射。
下面参照图5来讨论第三实施例的增益均衡器31B。
如图5所示，增益均衡器31B包括三个负过滤片351、352和353，这些负过滤片在分别对应三个增益峰值(两个峰值和其间的较小峰值)的不同波长带上具有理想的反射特性，该三个增益峰值包含在图1A中的增益光谱内。
负过滤片351包括透明基体331和绝缘多层过滤片341，同时在对应于1531nm的峰值波长的反射带内具有需要的反射特性。负过滤片352包括透明基体332和绝缘多层过滤片342，同时在对应于1545nm的峰值波长的反射带内具有需要的反射特性。负过滤片353包括透明基体333和绝缘多层过滤片343，并在对应于1554nm峰值波长的反射带内具有需要的反射特性。这三个峰值波长中的每一个分别对应于三个增益峰值之一。
三个负过滤片351到353在厚度方向以叠加方式彼此结合。绝缘多层过滤片341的表面通过粘结剂391与透明基体332的平面结合。绝缘多层过滤片342通过粘结剂392与透明基体333的平面结合。绝缘多层过滤片343的表面通过粘结剂393与入射介质36的平面结合。绝缘多层过滤片34的表面可在不使用粘结剂，而只通过光学接触设计情况下与入射介质36结合。
第三实施例的增益均衡器31B具有下面的优点(1)增益均衡器31B包括具有需要反射特性或在不同波长带内的不同耗损光谱(反射光谱)的三个负过滤片351到353。由于这三个负过滤片光谱的耗损被综合，于是产生了用于补偿如图1A所示增益光谱的耗损光谱。耗损光谱可修平增益光谱，以补偿EDFA增益的波长依赖性。这样提供了修平的增益光谱，即在如图1D所示的均衡后的增益光谱。结果，在较宽波长带内，可获得没有波长依赖强度偏差的增强的光。这在WDM透射型光学通信系统中是最好的。
(2)可通过对三个负过滤片的耗损光谱(反射特性)进行改变而对付带各种形状的增益光谱。
负过滤片35的数量可以是两个或四个或更多。
下面参照图6和7来讨论制造增益均衡器31和31A的第一方法。
为了制造第一和第二实施例的增益均衡器31和31A，采用了图6和7所示的喷镀装置42。该喷镀装置42具有腔体43和圆柱支座44，该腔体可通过真空泵(未示出)在减压下的空气中进行调节；而圆柱支座上固定有透明基体33。喷镀装置42还具有一对固定到腔体43壁上的阴极(电极)45和46、一对固定到该一对阴极45和46的那些表面上的对阴极(target)(未示出)以及在对阴极附近的反应气体入口(未示出)，其中的该一对阴极45和46朝向圆柱支座(圆盘)44。在该实施例中，该一对阴极45和46设置在对阴极对附近。可单独控制施加到阴极对45和46上的喷镀能量。
在该实施例的制造方法中，通过采用喷镀装置42的喷镀来间断或连续地把第一和第二绝缘薄膜37和38可选择地叠加在透明基体33上，这样形成了绝缘多层过滤片34。
在该制造方法中，带有略微不同成分的金属对阴极(第一和第二金属材料)固定到阴极45和46上。例如，用于两个金属对阴极之一的材料为钛(Ti)，而另一对阴极材料为含10-20％重量铌的钛-铌合金(Ti-Nb)。Ti粘结到阴极45上，而Ti-Nb粘结到阴极46上。
当形成第一绝缘薄膜37时，喷镀能量施加到粘结有Ti的阴极45上。当形成第二绝缘薄膜38时，喷镀能量施加到粘结有Ti-Nb的阴极46上。
当喷镀能量可选择地施加到两个阴极45和46上时，通过利用作为反应气体的氧气的反应喷镀，对阴极材料可作为绝缘薄膜而沉积在透明基体33的表面上，其中透明基体33固定到圆柱支座44上。
在可选择地把第一和第二绝缘薄膜37、38叠加时，可以如下方式进行薄膜厚度控制，该方式为，通过使用普通直接观察型的光学监视器，直接测量薄膜的透射率，同时使薄膜的透射率成为设计值。
第一增益均衡器制造方法具有下面优点通过充分地选择两种略微不同成分的金属材料，第一和第二绝缘薄膜37和38可以需要的数量选择地叠加到透明基体33上，其中第一和第二绝缘薄膜37和38的折射率差Δn在上述范围内。具体地说，通过把在钛-铌合金(Ti-Nb)中铌(Nb)的含量选择在10％到20％范围内的重量比，可容易地把第一和第二绝缘薄膜37、38之间的折射率差Δn设定在0.003到0.04的较佳范围内。这样就使图3或图4中所示的增益均衡器31或31A的绝缘多层过滤片34容易地形成在透明基体33上。
该制造方法也可使绝缘多层过滤片341到343容易地形成在图5所示的增益均衡器31B内相应的三个透明基体331到333上。
下面讨论第二增益均衡器制造方法。在第二制造方法中，也通过使用喷镀装置42进行喷镀，绝缘多层过滤片34形成在透明基体33上。
在第二制造方法中，该一对阴极45和46彼此邻近布置，不同类型的金属对阴极(金属材料)固定到阴极45和46上。例如钛(Ti)固定到阴极45上，金属硅(Si)固定到阴极46上。
喷镀能量被施加到阴极45和46上同时，对两个金属对阴极同时喷镀。结果，通过利用氧气作为反应气体的反应喷镀，使第一和第二绝缘薄膜37、38形成在透明基体33上，其中第一和第二绝缘薄膜37、38含有高折射率材料的氧化钛(TiOx)和低折射率材料的氧化硅(SiOy)的混合物。
在形成第一和第二绝缘薄膜37、38任何之一时，给定喷镀能量被施加到阴极45上。比施加在阴极45上能量较低的喷镀能量施加到阴极46上。当第一绝缘薄膜37形成时，施加到阴极46的喷镀能量比形成第二绝缘薄膜38时施加的能量要少。这样，形成第一绝缘薄膜37时的Si喷镀速率(喷镀率)比形成第二绝缘薄膜38时喷镀速率要低。因此，第一和第二绝缘薄膜37、38含有较高折射率材料的氧化钛(TiOx)和低折射率材料的氧化硅(SiOy)的必要材料。在第一绝缘薄膜37中的氧化硅含量比在第二绝缘薄膜38中的含量少。
第二增益均衡器制造方法具有下面的优点(1)给定喷镀能量始终施加到彼此邻近布置的阴极45和46上。金属材料A在阴极上与氧气反应时，具有较高折射率；至于金属材料B在阴极上与氧气反应形成较低折射率。形成第一绝缘薄膜37时施加的喷镀能量与形成第二绝缘薄膜38时施加的喷镀能量不同。这样就可对含较高折射率和较低折射率混合物的绝缘薄膜的混合比率进行充分调整。结果，折射率差Δn在预定范围内的第一和第二绝缘薄膜37、38以需要的量可选择地叠加在透明基体33上。具体地说，可正确地调整含较高折射率氧化钛(TiOx)和较低折射率氧化硅(SiOy)混合物的37和38的混合比率，于是折射率差Δn很容易设定在0.003到0.04的较佳范围内。
这样可使图3或图4所示的增益均衡器31或31A的绝缘多层过滤片34很容易地形成在透明基体33上。该制造方法也可使绝缘多层过滤片341到343很容易地形成在图5所示的增益均衡器31B的相应的三个透明基体331到333上。
下面讨论第三增益均衡器制造方法。在该第三制造中，也可通过采用喷镀装置42进行喷镀而使绝缘多层过滤片34形成在透明基体33上。
根据第三制造方法，只采用了一对阴极45和46中一个。一种金属对阴极固定在阴极45、46之一上。形成第一绝缘薄膜37时的反应气体与形成第二绝缘薄膜38时的反应气体不同。第三制造方法通过改变反应气体而提供了具有不同折射率的薄膜。
例如，金属硅(Si)作为金属对阴极的对阴极材料，氧气、氮气、氢气或氧气和氮气混合物作为反应气体。第三制造方法提供了具有下面折射率的薄膜。
当反应气体是氧气时，获得了SiOx薄膜(折射率为n□1.45)，当反应气体为氮气时，获得SiNy薄膜(折射率为n□1.8)。当反应气体为氢气时，获得SiHz薄膜(折射率为n口3.8)，当反应气体为氧气和氮气的混合物时，获得SiOm Nn薄膜(折射率为1.45＜n＜1.8)。
在第三增益均衡器制造方法中，对阴极材料为金属硅(Si)，形成第一绝缘薄膜37的反应气体为氧气，形成第二绝缘薄膜38的反应气体为氧气和氮气的混合物。
第三增益均衡器制造方法具有下面的优点(1)一种金属对阴极(Si)固定到一个阴极上。反应气体的种类可以在第一绝缘薄膜37和第二绝缘薄膜38的沉积之间变换。例如，当形成第一绝缘薄膜37时，在反应喷镀中采用氧气，而形成第二绝缘薄膜38时，在反应喷镀中采用氧气和氮气的混合物。于是，最好的是，折射率差Δn在预定范围内的第一和第二绝缘薄膜37、38可选择地叠加在透明基体33上。
(2)通过适当地改变气体混合物，即氧气和氮气的混合物的混合比率，折射率差Δn可在预定范围内充分地变换。(配有增益均衡器的准直仪)下面参照图8来描述第一配有增益均衡器的准直仪50。第一配有增益均衡器的准直仪50包括增益均衡器61，该增益均衡器61具有单个负过滤片59和光接收侧准直仪透镜55。
该第一配有增益均衡器的准直仪50具有在一对准直仪透镜54和55之间的绝缘多层过滤片56，该绝缘多层过滤片56接收由EDFA(掺铒光学放大器)放大的多路光学信号，并从入射侧单模光纤52输出到接收侧单模光纤53。象图3中的绝缘多层过滤片34一样，该绝缘多层过滤片56具有第一绝缘薄膜37和第二绝缘薄膜38的可选择叠加的预定数目m，其中第一绝缘薄膜37具有相对较高折射率，而第二绝缘薄膜38的折射率比第一绝缘薄膜37的折射率略微低。细管57和58分别固定单模光纤52和53。
增益均衡器61的单个负过滤片59包括入射侧准直仪透镜(透明基体)54和形成在准直仪透镜54的平端面(一个平面)上的绝缘多层过滤片56，其中准直仪透镜54把从入射侧单模光纤52来的光转换成平行光。象图3中的负过滤片35一样，负过滤片59在一个窄波长带上具有需要的光学特性(反射比)，该窄波长带对应于包含在图1A所示增益光谱中的一组增益峰值中的特定增益峰值。
接收侧准直仪透镜55(等同于增益均衡器31的入射介质36)把平行光引导到接收侧单模光纤53上。准直仪透镜55的平端面通过粘结剂60与绝缘多层过滤片56结合。准直仪透镜54和55为径向渐变折射率棒状透镜的圆柱微透镜。
第一配有增益均衡器的准直仪50具有下面优点(1)增益均衡器61与准直仪50整体形成。准直仪50固定在光纤(位于WDM传输装置的光学放大器的前面和后面的入射侧和接收侧光纤)之间，这样，可对光学放大器的增益光谱进行补偿。
当准直仪50连接在光纤之间时，入射侧准直仪透镜的光轴必须而且只能与入射侧单模光纤的轴中心重合，同时接收侧准直仪透镜的光轴必须而且只能与接收侧单模光纤的轴中心重合。这样就能使准直仪50固定到WDM传输装置上。
(2)在EDFA51的增益光谱被充分地修平后，从入射侧单模光纤52输出到准直仪50的多路光学信号连接到接收侧单模光纤53上。
下面参照图9来描述配有第二增益均衡器的准直仪的50A。象图5中所示的第三实施例的增益均衡器31B一样，该第二配有增益均衡器的准直仪50A包括带三个负过滤片591、592和593的增益均衡器61A。这三个负过滤片591、592和593在一定波长带具有理想的反射特性，该波长带分别对应于在图1A中所示的增益光谱中的三个峰值(1531nm、1545nm和1554nm的峰值波长)。
负过滤片591包括准直仪透镜(透明基体)541和形成在该准直仪透镜541的平端面上的绝缘多层过滤片561。负过滤片592包括准直仪透镜(透明基体)542和形成在该准直仪透镜542的平端面上的绝缘多层过滤片562。负过滤片593包括准直仪透镜(透明基体)543和形成在该准直仪透镜543的平端面上的绝缘多层过滤片563。
四个准直仪透镜541、542、543和55以其光轴彼此重合的方式布置。三个负过滤片591到593沿着独立的准直仪透镜的光轴竖直连接。通过粘结剂601，绝缘多层过滤片561与准直仪透镜542结合。通过粘结剂602，绝缘多层过滤片562与准直仪透镜543结合。通过粘结剂603，绝缘多层过滤片563与准直仪透镜55结合。
准直仪透镜55等同于增益均衡器31B的入射介质36，利用粘结剂603，该透镜的平面与形成在准直仪透镜543端面上的绝缘多层过滤片563的表面结合。单模光纤53与多路器74连接，该多路器以波长把多路光学信号λ1到λm波长分开，获得n个光学信号。
第二配有增益均衡器的准直仪50A具有下面优点(1)第二配有增益均衡器的准直仪50A的增益均衡器61A包括在三个不同波长带具有理想反射特性(耗损光谱)的三个负过滤片591到593。当三个负过滤片的耗损光谱结合后，就产生了补偿图1A中所示的增益光谱的耗损光谱。综合的耗损光谱可修平增益光谱，以补偿EDFA的增益的波长依赖性。结果，获得了图1D中所示的均衡后的增益光谱。
这样，在EDFA 51的增益光谱在反射带被充分修平后，输入到第二配有增益均衡器的准直仪50A上的多路光学信号连接到接收侧单模光纤53上。此时，在透射带的光学信号强度没有降低。结果，通过接收侧的单模光纤53，可获得不具有波长依赖性强度偏差的增强光线。
(2)可通过充分改变三个负过滤片的耗损光谱，来补偿具有复杂形状的增益光谱。
负过滤片59的数量不限于三个，而可以是两个、四个或更多。
下面参照图10和11来描述采用增益均衡器的WDM传输装置70。该WDM传输装置包括图5中所示的增益均衡器31B。
该WDM传输装置70包括分别输出不同波长λ1到λn的光学信号的n个光源711、712、…71n，多路器73把光学信号λ1到λn分成多路，并把分成多路的光学信号连接到单模光纤72上。该n个光源711、…71n，例如为激光二极管阵列，如图10所示。
WDM传输装置70还包括EDFA 51和多路器74，EDFA 51把多路的光学信号λ1-λn放大，而多路器74把多路光学信号λ1-λn以波长不同而分成多路，从而获得了n个光学信号。由多路器74分离的n个光学信号通过n个单模光纤分别在n个光接收部分751、752、…和75n被接收到。该n个光接收部分751、752、…和75n，例如为光电探测器阵列。
WDM传输装置70还具有位于EDFA 51和多路器74之间的增益均衡模块76。如图11所示，增益均衡模块76包括准直仪透镜77、增益均衡器31B和准直仪透镜79，其中准直仪透镜77把由EDFA放大的多路光学信号转换成平行光，并从单模光纤52输出；而准直仪透镜79把平行光聚集，并将该光引到单模光纤78的接收侧。增益均衡器31B位于准直仪透镜77和79之间的平行光路径上。增益均衡模块76还包括分别固定单模光纤52和78的细管80、81。
采用增益均衡器的WDM传输装置70具有下面优点多路光学信号被EDFA 51放大，从入射侧单模光纤52输出到增益均衡模块76，通过增益均衡器31B在反射带把EDFA 51的增益光谱充分修平后，该多路光学信号被引到接收侧单模光纤53上。接着，在较宽的波长带上，可获得没有波长依赖性强度偏差的被增强的光，这在WDM透射型光学通信系统中是最好的。[例1]下面将参照附图10和26，来描述图3和4所示的增益均衡器31和31A的例1。(负过滤片35的制备)将一对阴极45和46彼此靠近，通过用第一制造方法中的图6和7所示的相同类型的喷镀装置42，向阴极独立地施加喷镀能量。
所用的金属对阴极材料为钛(Ti)与硼和硅的掺杂物(SiB)。所用的放电气体是氧和氩的混合气体。
当通过同时向阴极45和46供给能量，而两种对阴极放电时，含有氧化钛(TiO2)和氧化硅(SiO2)混合物的绝缘薄膜沉积在安置于固定支座(圆盘)44上的玻璃基片(透明基体)33上。所用的玻璃基片是100mm×100mm×1mm(厚度)的“BK7”(Schott的产品)。
在固定支座44的旋转速度为200/min的情况下进行喷镀，氧气流速为40cm3/min，氩气流速为10cm3/min，全部气体压强为0.66Pa(5×10-3Torr)。在薄膜沉积时，玻璃基片不能经受热处理。
通过调节向阴极45和46喷镀能量，和调节形成于玻璃基片上经混合的绝缘薄膜中TiO2和SiO2成分的组成百分比，可控制单独金属对阴极的喷镀速率，从而设定绝缘多层过滤片34的第一和第二绝缘薄膜37和38的折射率。
在形成混合的绝缘薄膜时，通过进行前面提到的实验沉积，而确定施加到阴极45和46上喷镀能量和得到的绝缘薄膜的折射率之间关系。根据确定的关系，各阴极上供给有喷镀能量。
下面进行实验沉积。首先，在喷镀的条件下，设定五个标准作为施加在阴极45和46上的能量值。根据五个标准改变施加到每个电极上能量，在玻璃基片上形成十次单个混合的绝缘薄膜。在每个沉积中，通过光谱学光度法，可计算出玻璃基片上形成的单个混合绝缘薄膜的折射率。从十次计算结果，可得到每个阴极上的喷镀能量和混合绝缘薄膜之间的关系。
当用直接观测型的光学监视器监视玻璃基片的透射率时，对第一和第二绝缘薄膜37和38的厚度进行控制。甚至在沉积时，直接观测型光学监视器也可直接测量安置在喷镀装置42上的玻璃基片的透射率。
根据实验结果设定施加到独立阴极上的喷镀能量，并进行喷镀，通过这样方式使具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37(H)和38(L)叠加在玻璃基片上(见图26所示例1的数据)。
H的折射率(nH)1.530(当λ＝1550nm时)
L的折射率(nL)的1.519(当λ＝1550nm时)折射率差Δn0.011在例1中，反射带中的中心波长λ为λ＝1550nm，并制备具有“玻璃基片(透明基体)/(HL)100/玻璃基片(入射介质)”结构的负过滤片35。玻璃基片(BK7)的折射率(n3)为1.493(见图26)。在下述本发明的例子和对照例中，除非具体说明，反射带的中心波长λ为λ＝1550nm。(粘在玻璃基片上)为了使负过滤片35的玻璃基片(入射介质)36的折射率nm等于绝缘多层过滤片34的平均折射率nav，或者等于玻璃基片(透明基体)33的折射率nε，通过下述方法将玻璃基片36粘结起来。
将紫外固化粘结剂(n＝1.511)39涂在绝缘多层过滤片34的表面。将用作透明基体33的相同类型和相同形状的玻璃基片(BK7)粘贴，以使绝缘多层过滤片34夹在两个相同玻璃基片中。在这种情况下，使紫外线照射在紫外固化粘结剂39上，以将玻璃基片(入射介质)36粘在绝缘多层过滤片34的表面上。
在下述本发明的例子和对照例中，除非具体说明，是用紫外固化粘结剂将玻璃基片粘在负过滤片的绝缘多层过滤片的表面。(抗反射薄膜的沉积)如下所述，抗反射薄膜分别形成于两个玻璃基片33和36的外表面。
通过电子束真空沉积，具有结构TiO2(64.1nm)/SiO2(60.8nm)/TiO2(218.7nm)/SiO2(258.7nm)的抗反射薄膜40和41分别形成于玻璃基片33和36的外表面。在波长波段λ＝1550nm±50nm中，抗反射薄膜40和41在图4中所示的增益均衡器31A的两侧面把反射抑制到0.2％或更低。在本发明下述例子和对照例中，除非具体说明，抗反射薄膜同样形成于两个玻璃基片的外表面上。
通过采用LED光源的光学光谱分析器可评估形成的增益均衡器的光学特性(反射特性)。在下述本发明的例子和对照例中，是采用LED光源的光学光谱分析器对增益均衡器的反射特性进行评估的。
例1中的增益均衡器提供了如图12所示的透射光谱。如图12所示，反射带约为30nm，在反射带中的透射率约为60％，在除反射带的透射波段中的透射率为100％，并且在透射波段中没有多少脉动波纹。该增益均衡器可适用于WDM透射系统。图26中的透射光谱列中标号○表示适用的情况。[例2]下面将参照图13和图26描述图5中所示的增益均衡器31B的例2。
在例2中，在反射带中制备分别具有中心波长为1545nm、1554nm和1531nm的三个负过滤片351、352和353，并且将该过滤片连续(竖向)粘附在一起以形成增益均衡器31B。
根据实验结果设定施加到独立的阴极上的喷镀能量，并通过利用例1中实验的沉积结果进行喷镀，通过这种方式使具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37和38叠加在玻璃基片上(见图26所示例2的数据)。
H的折射率(nH)1.526(当λ＝1545nm时)
L的折射率(nL)1.520(当λ＝1545nm时)折射率差Δn0.006在例2中，反射带中的中心波长λ为1545nm，制备“玻璃基片/(HL)125”结构的负过滤片A1。
为了评估负过滤片A1的光学性能，通过采用紫外固化粘结剂，将玻璃基片粘着在负过滤片的绝缘多层过滤片的表面。图13中的曲线A1表示负过滤片A1的透射光谱。
根据实验结果设定施加到独立的阴极上的喷镀能量，并通过利用例1中实验的沉积结果进行喷镀，通过这种方式使具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37和38叠加在玻璃基片上(见图26所示例2的数据)。
H的折射率(nH)1.526(当λ＝1554nm时)L的折射率(nL)1.520(当λ＝1554nm时)折射率差Δn0.006在例2中，反射带中的中心波长λ为1554nm，形成“玻璃基片/(HL)165”结构的负过滤片A2。为了评估负过滤片A2的光学性能，按照每个负过滤片A1，形成带抗反射薄膜的负过滤片A2，图13中的曲线A2表示带有抗反射薄膜的负过滤片A2的透射光谱。
根据实验结果设定施加到独立的阴极上的喷镀能量，并通过利用例1中实验的沉积结果进行喷镀，通过这种方式使具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37和38叠加在玻璃基片上(见图26所示例2的数据)。
H的折射率(nH)1.523(当λ＝1531nm时)L的折射率(nH)1.520(当λ＝1531nm时)折射率差Δn0.003在该例中，反射带中的中心波长λ为1531nm，制备“玻璃基片/(HL)375”结构的负过滤片A3。为了评估负过滤片A3的光学性能，按照每个负过滤片A1，形成带抗反射薄膜的负过滤片A3，图13中的曲线A3表示带有抗反射薄膜的负过滤片A3的透射光谱。
随后，通过叠加第一和第二绝缘薄膜37和38，制备图5所示的三个负过滤片351，352和353，该薄膜的波长与相应玻璃基片(图5所示的透明基体331，332和333，)上的负过滤片A1，A2和A3的波长相同。随后如图5所示，用粘结剂391，392和393将三个负过滤片351，352和353分别粘在三个玻璃基片上，由此形成增益均衡器31B。
增益均衡器31B的反射光谱由图13中的综合损失曲线表示。由此可确定，将三个负过滤片A1，A2和A3综合在一起的综合损失曲线表示的反射光谱能够抵偿(补偿)EDFA的增益光谱。[例3]在例3中，根据实验结果设定施加到独立的阴极上的喷镀能量，并通过利用例1中实验的沉积结果进行喷镀，通过这种方式使具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37和38叠加在玻璃基片上(见图26所示例3的数据)。
H的折射率(nH)1.523
(当λ＝1550nm时)L的折射率(nL)1.520(当λ＝1550nm时)折射率差Δn0.003在例3中，制备“玻璃基片/(HL)250”结构的负过滤片。
例3中所示的增益均衡器具有如图14所示的透射光谱。如图14所示，反射带约为10nm，反射带中的透射率约为80％，在透射带中的透射率为100％，并且在透射带中没有脉动波纹。
由于例3中只有Δn为0.003的很小折射率差，所以获得了约为10nm的很窄反射带的反射特性。同时在反射带中的透射率开始略微升高，通过增加绝缘多层过滤片的叠加数目可降低反射带的透射率。[例4]在例4中，根据实验结果设定施加到独立的阴极上的喷镀能量，并通过利用例1中实验的沉积结果进行喷镀，通过这种方式使具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37和38叠加在玻璃基片上(见图26所示例4的数据)。
H的折射率(nH)1.558(当λ＝1550nm时)L的折射率(nL)1.520(当λ＝1550nm时)折射率差Δn0.038在例4中，制备“玻璃基片/(HL)30”结构的负过滤片。
例4中所示的增益均衡器具有如图15所示的透射光谱。如图15所示，反射带约为100nm，反射带中的透射率约为60％，在透射带中的透射率为100％，并且在透射带中没有多少脉动波纹。
由于例4中的折射率差Δn较大，Δn为0.038，所以反射带增宽。[例5]在例5中，根据实验结果设定施加到独立的阴极上的喷镀能量，并通过利用例1中实验的沉积结果进行喷镀，通过这种方式使具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37和38叠加在玻璃基片上(见图26所示例5的数据)。
H的折射率(nH)1.765(当λ＝1550nm时)L的折射率(nL)1.750(当λ＝1550nm时)折射率差Δn0.015在例5中，绝缘多层过滤片的平均折射率nav为1.758(是玻璃基片(透明基体)折射率的1.18倍)(nS＝1.493)。由此形成具有“玻璃基片/(HL)100”的负过滤片。
例5中所示的增益均衡器具有如图16所示的透射光谱。如图16所示，反射带约为50nm，反射带中的透射率约为75％，在整个透射带中没有产生脉动波纹，并且由于脉动波纹而产生的透射损失约为3％。
由于例5中的绝缘多层过滤片具有较大的平均折射率，约为玻璃基片(透明基体)折射率(nS)的1.2倍，所以没有产生脉动波纹。[例6]
在例6中，采用具有折射率为1.767的玻璃基片(由MatsunamiGlass Ind.生产的“SFL-6”)。根据实验结果设定施加到独立的阴极上的喷镀能量，并通过利用例1中实验的沉积结果进行喷镀，通过这种方式将具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37和38叠加在玻璃基片上(见图26所示例6的数据)。
H的折射率(nH)1.520(当λ＝1550nm时)L的折射率(nL)1.505(当λ＝1550nm时)折射率差Δn0.015在例6中，绝缘多层过滤片的平均折射率nav为1.513(是玻璃基片(透明基体)折射率的0.85倍)(nS＝＝1.767)。由此制备具有“玻璃基片/(HL)70”的负过滤片。用紫外固化粘结剂将具有折射率nm为1.767的玻璃基片(入射介质)粘在负过滤片的绝缘多层过滤片的表面。
例6中所示的增益均衡器具有如图17所示的透射光谱。如图17所示，反射带约为40nm，反射带中的透射率约为60％，尽管在透射带邻近处没有出现脉动波纹，但由于脉动波纹而产生的透射耗损是无关紧要的。
由于例6中的绝缘多层过滤片具有较小的平均折射率，约为玻璃基片(透明基体)折射率nS的0.85倍，所以没有产生脉动波纹。[例7]在例7中，采用具有折射率为1.767的玻璃基片(由MatsunamiGlass Ind.生产的“SFL-6”)。根据实验结果设定施加到独立的阴极上的喷镀能量，并通过利用例1中实验的沉积结果进行喷镀，通过这种方式将具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37和38叠加在玻璃基片上(见图26所示例7的数据)。
H的折射率(nH)1.470(当λ＝1550nm时)L的折射率(nL)1.455(当λ＝1550nm时)折射率差Δn0.015在例7中，制备具有“玻璃基片/(HL)70”的负过滤片。用紫外固化粘结剂将具有折射率nm为1.455的石英玻璃基片(入射介质)粘在负过滤片的绝缘多层过滤片的表面。
例7中所示的增益均衡器具有如图18所示的透射光谱。如图18所示，反射带约为50nm，反射带中的透射率约为70％，在透射带邻近处产生很少脉动波纹，由于脉动波纹而产生的透射耗损约为3％。
由于入射介质(石英玻璃基片)具有较小的折射率，约为玻璃基片(透明基体)折射率nS的0.8倍，所以没有产生脉动波纹。[例8]在例8中，采用例1中具有折射率为1.493的玻璃基片(BK7透明基体)。根据实验结果设定施加到独立的阴极上的喷镀能量，并通过利用例1中实验的沉积结果进行喷镀，通过这种方式将具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37和38叠加在玻璃基片上(见图26所示例8的数据)。
H的折射率(nH)1.535(当λ＝1550nm时)L的折射率(nL)1.520
(当λ＝1550nm时)折射率差Δn0.015在例7中，制备具有“玻璃基片/(HL)70”的负过滤片。用紫外固化粘结剂将具有折射率nm为1.767的玻璃基片(由Matsunami GlassInd.生产的“SFL-6”入射介质)粘在负过滤片的绝缘多层过滤片的表面。
例8中所示的增益均衡器具有如图19所示的透射光谱。如图19所示，反射带约为40nm，反射带中的透射率约为60％，在透射带邻近处产生很少脉动波纹，并且由于脉动波纹而产生的透射耗损约为3％。
由于入射介质(玻璃基片)具有较大的折射率，nm约为透明基体(玻璃基片)的折射率nS的1.2倍，所以没有产生脉动波纹。[例9]在例9中，采用变迹法。根据变迹图解，能够按下列方式形成绝缘多层过滤片，即当点靠近入射介质和透明基体时，折射率差Δn变小。
在例9中，采用例1中具有折射率为1.493的玻璃基片(BK7透明基体)。根据实验结果设定施加到独立的阴极上的喷镀能量，并通过利用例1中实验的沉积结果进行喷镀，通过这种方式将具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37和38叠加在玻璃基片上(见图26所示例9的数据)。
H的折射率(nH)1.583(当λ＝1550nm时)L的折射率(nL)1.550
(当λ＝1550nm时)折射率差Δn0.033在例9中，制备具有“玻璃基片/(HL)30”的负过滤片(见图20)。折射率nH和nL为沿厚度方向、在绝缘多层过滤片中心部分的折射率。
用紫外固化粘结剂将玻璃基片(BK7透明基体)粘在负过滤片的绝缘多层过滤片的表面。
例9中所示的增益均衡器具有如图21所示的透射光谱。如图21所示，反射带约为100nm，反射带中的透射率约为80％，即使折射率差Δn很大，但在透射带中也没有产生脉动波纹。[对照例1]在对照例1中，根据实验结果设定施加到独立的阴极上的喷镀能量，并通过利用例1中实验的沉积结果进行喷镀，通过这种方式将具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37(H)和38(L)叠加在玻璃基片上(见图26所示对照例1中的数据)。
H的折射率(nH)1.702(当λ＝1550nm时)L的折射率(nL)1.505(当λ＝1550nm时)折射率差Δn0.197在例3中，制备具有“玻璃基片/(HL)30”的负过滤片。
对照例1中所示的增益均衡器具有如图22所示的透射光谱。如图22所示，反射带约为150nm，反射带中的透射率接近0％，在透射带中产生很大的脉动波纹。
由于折射率nH和nL之间的折射率差Δn约为0.2，不在最佳范围之内，在对照例1中，反射带将扩大。对照例1中的增益均衡器不能适用于WDM透射系统。图26中透射光谱列中的标号X表示不适用的情况。[对照例2]在对照例2中，采用例1中的玻璃基片(折射率nS＝1.493)。根据实验结果设定施加到独立的阴极上的喷镀能量，并通过利用例1中实验的沉积结果进行喷镀，通过这种方式将具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37和38叠加在玻璃基片上(见图26所示对照例2中的数据)。
H的折射率(nH)1.824(当λ＝1550nm时)L的折射率(nL)1.810(当λ＝1550nm时)折射率差Δn0.014在对照例2中，平均折射率nav为1.817(是玻璃基片(透明基体)的折射率(nS＝1.493)的1.21倍)，并且制备具有“玻璃基片/(HL)100”的负过滤片。
对照例2中所示的增益均衡器具有如图23所示的透射光谱。如图23所示，反射带约为30nm，反射带中的透射率接近60％，在反射带的特性方面不会产生问题。但是，在透射带中产生很大的脉动波纹，并且由于脉动波纹而产生的透射耗损约为5％。由于绝缘多层过滤片具有较大的折射率(平均折射率nav)，超过了对照例2中的最佳范围，所以在玻璃基片和绝缘多层过滤片之间内表面上的折射产生耗损，从而导致脉动波纹的出现。[对照例3]在对照例3中，根据实验结果设定施加到独立的阴极上的喷镀能量，并通过利用例1中实验的沉积结果进行喷镀，通过这种方式将具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37和38叠加在玻璃基片上(见图26所示对照例3中的数据)。
H的折射率(nH)1.530(当λ＝1550nm时)L的折射率(nL)1.519(当λ＝1550nm时)折射率差Δn0.011在对照例3中，制备具有“玻璃基片/(HL)100”的负过滤片。随后与例1相同，玻璃基片(入射介质)没有粘在绝缘多层过滤片的表面，而是在玻璃基片(透明基体)的外表面上形成有抗反射薄膜，入射介质为空气(折射率为1.0)。
对照例3中所示的增益均衡器具有如图24所示的透射光谱。如图24所示，反射带约为40nm，反射带中的透射率接近75％，在反射带的特性方面不会产生问题。但是，在透射带中产生很大的脉动波纹，并且由于脉动波纹而产生的透射耗损约为10％。
由于入射介质具有较小的折射率(1.0)，超过了对照例3中的最佳范围，所以在绝缘多层过滤片表面的折射产生耗损，从而导致脉动波纹出现。[对照例4]在对照例4中，根据实验结果设定施加到独立的阴极上的喷镀能量，并通过利用例1中实验的沉积结果进行喷镀，通过这种方式将具有下列折射率的第一和第二绝缘薄膜37和38叠加在玻璃基片上(见图26所示对照例4中的数据)。(H的折射率(nH)1.532(当λ＝1550nm时)L的折射率(nL)1.516(当λ＝1550nm时)折射率差Δn0.016在对照例4中，制备具有“玻璃基片/(HL)110”的负过滤片。随后，用紫外固化粘结剂将具有折射率nm为1.856的玻璃基片(由OharaInc.生产的“S-LAH58”入射介质)粘在负过滤片的绝缘多层过滤片34的表面。
对照例4中所示的增益均衡器具有如图25所示的透射光谱。如图25所示，反射带约为30nm，反射带中的透射率接近30％，在反射带的特性方面不会产生问题。但是，在透射带中产生很大的脉动波纹，并且由于脉动波纹而产生的透射耗损约为10％。
在对照例4中，入射介质的折射率nm为透明基体的折射率nS的1.24倍，或者为绝缘多层过滤片的折射率(平均折射率nav)的1.24倍，超过了最佳范围。由此在入射介质和绝缘多层过滤片之间内表面上的折射产生耗损，从而导致脉动波纹出现。
下面将参照附图28A和28B描述根据第四个实施例的增益均衡器31C。除了绝缘多层过滤片34的结构有不同之外，增益均衡器31C基本与图4中第二实施例的增益均衡器31A相同。图27A示出了增益均衡器31C的薄膜结构，图27B示出了第三级反射带以及图27C示出了图27B中部分放大的增益均衡器。
如图28A所示，增益均衡器31C包括单个负过滤片35。该负过滤片35包括带有平面32的透明基体33，在平面32上形成的绝缘多层过滤片34。
增益均衡器31C的负过滤片35按下列方式制备，即对应于图1A中的一个增益光谱的增益峰值(峰值波长)，在波长λ0的位置处形成有第三级(高级)反射带。增益均衡器31C用该第三级反射带修平增益光谱。波长λ0为1546.5nm，并制备对应于增益光谱中的中央峰值的负过滤片35。
采用玻璃基片33(“BK7”，Schott的产品第一透明基体)。用粘结剂将与第一透明基体33的材料相同的第二透明基体(BK7)36A粘在绝缘多层过滤片34的表面。例如，用光学接触，而不是用粘结剂将绝缘多层过滤片34与第二透明基体连接在一起。
如图28B所示，绝缘多层过滤片34具有预定的其它叠层数目(重复数目)，该叠层为第一绝缘薄膜37(具有相对较大的折射率)与第二绝缘薄膜38(具有比绝缘薄膜37的折射率小的折射率)叠加。该绝缘多层过滤片34按下列方式形成，即反射带(反射特性)约为19nm，并且在波长λ0(λ0＝1546.5nm)的位置透射率约为53％，如图27C所示。
下面描述增益均衡器31C的结构。
“透明基体/(HL)m/透明基体”的叠加量m为50。
负过滤片35按下列方式形成，即在波长λ0(λ0＝1546.5nm)的位置处形成有第三级反射带(见图27B)。在选用波长λ0＝1546.5nm的第三级反射带情况下，设计波长λc为4639.5nm(1546.5nm×3)，绝缘多层过滤片34的第一和第二绝缘薄膜37和38的光感膜厚度为λc/4。由此形成具有中心波长为4639.5nm的第一级反射带(未示出)。
当负过滤片35具有如图27C所示的反射带时，第一和第二绝缘薄膜37和38的折射率之间折射率差Δn(Δn＝nH-nL)为Δn＝0.025，第一和第二绝缘薄膜37和38的叠加量(重复数目)m为50(见图27A)。
增益均衡器31C适用于图10所示的WDM传输装置。图29是增益均衡模块76的结构示意图，在此情况下的增益均衡器31C适用于WDM传输装置。
根据第四实施例的增益均衡器31C具有以下优点。
(1)增益均衡器31C的负过滤片35按下列方式形成，即在波长λ0(λ0＝1546.5)的位置处形成有第三级反射带，用该第三级波长带修平增益光谱。由此可增加折射率差Δn(Δn＝0.025)，并减少绝缘薄膜37和38的叠加量。
因为折射率差Δn可相对较大，所以允许绝缘薄膜37和38(nH、nL)的折射率有变化。这样便于对绝缘薄膜37和38进行折射率控制，从而易于形成绝缘多层过滤片34。
当绝缘薄膜37和38的叠加量m减少时，可以缩短绝缘多层过滤片34的形成时间。从而降低生产成本。
(2)在设计负过滤片中应考虑与绝缘多层过滤片34接触的介质(透明基体)的折射率。在增益均衡器31C中，绝缘多层过滤片34夹在透明基体33和相同材料36A之间，如图28A所示。这样可使薄膜结构的设计比透明基体33和36A的折射率彼此不同的情况容易。
下面将参照附图30A和30B描述根据第五实施例的增益均衡器31D。该增益均衡器31D仅仅在绝缘多层过滤片34的结构上不同于第四实施例中的增益均衡器31C。
第五实施例的增益均衡器31D的负过滤片35按下列方式形成，即在波长λ0(λ0＝1546.5nm)的位置处形成有第五级反射带(见图30B)。增益均衡器31D用第五级反射带修平图1A中的增益光谱。在选用波长λ0＝1546.5nm的第五级反射带情况下，设计波长λc为7732.5nm(1546.5nm×5)，绝缘多层过滤片34的第一和第二绝缘薄膜37和38的光感膜厚度为λc/4。
因为负过滤片35具有第四实施例如图27C所示的反射带，所以第一和第二绝缘薄膜37和38的折射率之间的折射率差设为Δn＝0.04，第一和第二绝缘薄膜37和38的叠加量(重复数目)m设为32(见图30A)。
根据第五实施例的增益均衡器31D具有下列优点。
增益均衡器31D的负过滤片35按下列方式形成，即对应于图1A中的一个增益光谱的增益峰值(峰值波长)，在波长λ0的位置处形成有第五级反射带，并且用该第五级反射带修平增益光谱。由此可能使折射率差Δn大于第四实施例中的折射率差(例如将Δn设为0.04)。另外，可使绝缘薄膜37和38的叠加量m小于第四实施例中的叠加量。由此，绝缘薄膜37和38的折射率的变化多于第四实施例中的变化，从而易于形成绝缘多层过滤片34。其结果为，能够使制备绝缘多层过滤片34的时间短于第四实施例中的制备时间，从而进一步降低成本。
下面将参照附图31A和31B描述根据第六实施例的增益均衡器31E。该增益均衡器31E仅仅在绝缘多层过滤片34的结构上不同于第四实施例中的增益均衡器31C。
第六实施例的增益均衡器31E的负过滤片35按下列方式形成，即在波长λ0(λ0＝1546.5nm)的位置处形成有第七级反射带(见图31B)。增益均衡器31E用第七级反射带修平图1A中的增益光谱。
在选用第七级反射带的情况下，波长λ0＝1546.5nm，设计波长λc为10825.5nm(1546.5nm×7)，绝缘多层过滤片34的第一和第二绝缘薄膜37和38的光感膜厚度为λc/4。
因为负过滤片35具有第四实施例如图27C所示的反射带，所以绝缘多层薄膜34的第一和第二绝缘薄膜37和38的折射率之间的折射率差Δn设为Δn＝0.06，第一和第二绝缘薄膜37和38的叠加量(重复数目)m设为21(见图31A)。
根据第六实施例的增益均衡器31E具有下列优点。
增益均衡器31E的负过滤片35按下列方式形成，即对应于图1A中的一个增益光谱的增益峰值(峰值波长)，在波长λ0的位置处形成有第七级反射带。并且用该第七级反射带修平增益光谱。由此可能使折射率差Δn大于第四实施例中的折射率差(例如将Δn设为0.06)。另外，可使绝缘薄膜37和38的叠加量m小于第五实施例中的叠加量。由此，绝缘薄膜37和38的折射率的变化多于第五实施例中的变化，从而易于形成绝缘多层过滤片34。其结果为，能够使制备绝缘多层过滤片34的时间短于第五实施例中的制备时间，从而进一步降低生产成本。[对照例5]下面参照附图32A和32B描述根据对照例5的增益均衡器。该增益均衡器采用第一级反射带。负过滤片35对照第四实施例如图27C所示具有反射带。
对照例5的负过滤片35按下列方式形成，即在波长λ0(λ0＝1546.5nm)的位置处形成有第一级反射带。在选用第一级反射带的情况下，波长λ0＝1546.5nm，设计波长λc为1546.5nm，绝缘多层过滤片34的第一和第二绝缘薄膜37和38的光感膜厚度为λc/4。
第一和第二绝缘薄膜37和38的折射率之间的折射率差Δn设为Δn＝0.007，第一和第二绝缘薄膜37和38的叠加量m设为170(见图32A)。
与对照例5比较，可以理解以下内容根据第四至六实施例，采用高级反射带能够使折射率Δn大大高于对照例5中的折射率，并且能够使叠加量m明显减少。
本领域所属普通技术人员应该理解，在不脱离本发明的构思或范围的情况下，本发明可以其它具体形式表达。尤其是，应该能够理解本发明可以下述形式表达。
在每个实施例中，绝缘多层过滤片34的结构可改为“L(HL)m”、“(HL)mH”或“(LH)m”。在这里，“L(HL)m”表示绝缘多层过滤片34，它包括形成在透明基体33的平表面32上的单个第二绝缘薄膜38，并且m组双层薄膜(HL)叠加在单个第二绝缘薄膜38上。“(HL)mH”表示绝缘多层过滤片34，它包括叠加的m组双层薄膜(HL)，并且在m组双层薄膜(HL)上形成有单个第一绝缘薄膜37。“(LH)m”表示绝缘多层过滤片34，它包括叠加的m组双层薄膜(LH)，并且在每个双层薄膜(LH)的透明基体33侧形成有第二绝缘薄膜38。
在每个实施例中，透明基体33可以是具有平表面可透光的透镜，或者是具有平端面的光学波导元件。如图8或9所示，透明基体33可以是折射率渐变棒状透镜或折射率渐变平面状微透镜或类似元件。透明基体也可以是在玻璃基片中形成有多个槽的波导的光学波导元件。
在第一个实施例中，透明基体33只能透过波长1550nm的光。例如，透明基体33可以是透明树脂基片，具有扁平面可透光的圆柱形透镜(例如渐变折射率棒状透镜)或者是光学部件，如波导管。
在第一至第三实施例中，绝缘多层过滤片按下列方式形成，即其折射率在薄膜厚度方向上连续变化。例如，绝缘多层过滤片按下列方式形成，即绝缘多层过滤片的折射率在薄膜厚度方向上正弦变化。在这种情况下，根据射线光学理论，正弦特性的振幅最好设为Δn，而正弦波长设为(λ/4)×2。
在第一增益均衡器的制造方法中，与氧起反应的铌(Nb)或钽(Ta)成为高折射率的材料，可被用作对阴极材料。
在第一增益均衡器的制造方法中，将不同对阴极材料粘在阴极45和46上。所用的对阴极材料为高折射率材料氧化钛(TiO2；第一金属氧化物)和低折射率材料氧化硅(SiO2；第二金属氧化物)。在这种情况下，加在阴极45和46的喷镀能量得到调整，并且具有所需折射率的第一和第二绝缘薄膜37和38通过非反应喷镀而可选择叠加。在非反应喷镀方案中，适于用离子束喷镀，或用RF(高频)喷镀。
在第二增益均衡器的制造方法中，加在阴极45的喷镀能量(此处附加Ti)可以在第一绝缘薄膜37(H)的沉积时间与第二绝缘薄膜38(L)的沉积时间之间变化。在这种情况下，将较多剂量的高折射率材料的氧化钛(TiOx)混合在第一绝缘薄膜37中，该绝缘薄膜主要由低折射率材料的氧化硅(SiOy)组成。将较少剂量的氧化钛混合在第二绝缘薄膜38中，该绝缘薄膜主要由氧化硅组成。
在第一和第二增益均衡器的制造方法中，可通过其它物理汽相淀积(PVD)或化学汽相淀积而形成绝缘多层过滤片。
在第三增益均衡器的制造方法中，对阴极材料不仅仅限于金属硅(Si)。
在第三增益均衡器的制造方法中，当第一和第二绝缘薄膜37和38叠加时，可使用相同类型的反应气体，但是加在第一和第二绝缘薄膜37和38上的反应气体的剂量彼此不同。在这种情况下，通过充分设定加入气体的量，而得到具有所需折射率差Δn的第一和第二绝缘薄膜37和38。通过充分设定加入气体的量，可在预定范围内改变折射率差Δn。
在第四至第六实施例中，除波长λ0＝1546.5nm的位置外，可以形成第三级、第五级或第七级反射带。
在第四至第六实施例中，在波长λ0＝1546.5nm的位置处，除了形成的第三级、第五级或第七级反射带外，还可形成高级(高于7的奇数级别)反射带。
根据第四至第六实施例的增益均衡器31C、31D和31E适用于图8所示的配备瞄准仪的增益均衡器。
在第四至第六实施例中，根据所需的高级反射带，可随意更改折射率差Δn和叠加量m。
在第四至第六实施例中，可通过采用如例9中做出的变迹图解，形成绝缘多层过滤片。
在第四至第六实施例中，象图5所示的增益均衡器31B一样，该增益均衡器具有多组叠加的负过滤片(图5中有三组)。在这种情况下，单个负过滤片以下列方式形成后，即在EDFA的增益光谱中，对应于不同增益峰值(峰值波长)的位置形成有高级反射带。例如，当综合了三组负过滤片的耗损光谱时，如图1A所示的具有三组增益峰值的EDFA的增益光谱通过比增益均衡器31B结构更简单的结构进行补偿。
本例和实施例仅为示例，而不起限制作用，本发明也不仅仅限于这里所提到的细节，在附加的权利要求的范围和内容之内可以修改。
权利要求
1.一种增益均衡器，该增益均衡器用于对放大多路光学信号的光学放大器的增益光谱进行修平，所述的光学信号具有带一组多路传输的不同波长的光学信号，所述增益光谱具有增益峰值，该增益峰值具有峰值波长，增益均衡器的特性在于负过滤片(35)包括具有第一表面(32)和绝缘多层过滤片(34)的透明基体(33)，其中绝缘多层过滤片具有形成在第一表面上的第一绝缘薄膜(37、38)和形成在第一绝缘薄膜上的第二绝缘薄膜(38、37)，其中第一绝缘薄膜和第二绝缘薄膜都具有折射率，同时其中第一绝缘薄膜折射率和第二绝缘薄膜折射率之间的差值相对较小，于是负过滤片具有反射包括增益光谱峰值波长在内的预定波长带光学信号的反射特性。
2.根据权利要求1所述的增益均衡器，特性还在于，透明入射介质(36)与绝缘多层过滤片结合。
3.根据权利要求2所述的增益均衡器，其特性还在于，透明基体包括与第一表面相对的第二表面(32a)，该透明入射介质包括与结合到绝缘多层过滤片一侧相对的外表面(36a)，以及增益均衡器还包括两个抗反射膜(40、41)，这两个膜分别形成在透明基体的第二表面和透明入射介质的外表面上。
4.根据权利要求1所述的增益均衡器，其特性在于，所述增益峰值是一组增益峰值之一，每个峰值具有峰值波长，负过滤片是一组依次结合的负过滤片之一，以及该组负过滤片中每一个均反射预定波长带的光学信号，该预定波长带包括一个增益峰值的峰值波长。
5.根据权利要求4所述的增益均衡器，其特性在于，在该组负过滤片中的负过滤片的透明基体包括与第一表面相对的第二表面(32a)，以及增益均衡器还包括与绝缘多层过滤片结合并包括外表面(36a)的透明入射介质(36)；以及分别形成在透明基体的第二表面和透明入射介质的外表面上的两个抗反射膜(40、41)。
6.根据权利要求1所述的增益均衡器，其特性在于，绝缘多层过滤片包括一组可选择地叠加在透明基体第一表面上的第一绝缘薄膜和一组第二绝缘薄膜。
7.根据权利要求1所述的增益均衡器，其特性在于，第一绝缘薄膜和第二绝缘薄膜之间折射率的差值处于0.003到0.04之间的范围。
8.根据权利要求1所述的增益均衡器，其特性在于，第一绝缘薄膜的折射率等于或小于透明基体折射率的1.2倍，以及第二绝缘薄膜的折射率等于或大于透明基体折射率的0.8倍。
9.根据权利要求1所述的增益均衡器，其特性在于，第一绝缘薄膜的折射率等于或小于透明基体折射率的1.1倍，以及第二绝缘薄膜的折射率等于或大于透明基体折射率的0.9倍。
10.根据权利要求2所述的增益均衡器，其特性在于，透明入射介质的折射率是透明基体折射率的0.8到1.2倍。
11.根据权利要求2所述的增益均衡器，其特性在于，透明入射介质的折射率是透明基体折射率的0.9到1.1倍。
12.一种与第一和第二单模光纤连接并带有增益均衡器(61)的准直仪，用于对放大多路光学信号的光学放大器增益光谱进行修平，其中该多路光学信号具有带一组多路传输不同波长的光学信号，该增益光谱具有增益峰值，增益峰值具有峰值波长，该增益均衡器的特性在于负过滤片(59)包括入射侧准直仪透镜(54)和绝缘多层过滤片(56)，该透镜用于把从第一单模光纤输出的光转换成平行光，而该过滤片形成在入射侧准直仪透镜的表面上，接收侧准直仪透镜(55)与绝缘多层过滤片表面结合，用于将平行光引入到第二单模光纤上，绝缘多层过滤片包括形成在入射侧准直仪透镜表面上的第一绝缘薄膜(37、38)和形成在第一绝缘薄膜上的第二绝缘薄膜(38、37)，其中第一绝缘薄膜和第二绝缘薄膜都具有折射率，同时其中第一绝缘薄膜折射率和第二绝缘薄膜折射率之间的差值相对较小，于是绝缘多层过滤片具有反射包括增益光谱峰值波长在内的预定波长带光学信号的反射特性。
13.根据权利要求12所述的准直仪，其特性在于，所述增益峰值是一组增益峰值之一，每个峰值具有峰值波长，负过滤片是一组依次结合的负过滤片之一，以及该组负过滤片中每一个均反射预定波长带的光学信号，该预定波长带包括一个增益峰值的峰值波长。
14.根据权利要求12所述的准直仪，其特性在于，每个入射侧和接收侧准直仪透镜为渐变折射率棒状透镜。
15.一种制造增益均衡器的方法，该方法的特性在于，包括步骤为制备透明基体(33)；借助于物理汽相淀积方法，通过把第一金属材料沉积在透明基体上而形成第一绝缘薄膜(37、38)；借助于物理汽相淀积方法，通过把第二金属材料沉积在第一绝缘薄膜表面上而形成第二绝缘薄膜(38、37)，其中第二金属材料具有与第一金属材料组分略微不同的成分；以及通过在透明基体表面上可选择地沉积一组第一绝缘薄膜和一组第二绝缘薄膜而形成绝缘多层过滤片(34)。
16.一种制造增益均衡器的方法，该方法的特性在于，包括的步骤为制备透明基体(33)；借助于化学汽相淀积方法，通过把第一金属材料沉积在透明基体表面上而形成第一绝缘薄膜(37、38)；借助于化学汽相淀积方法，通过把第二金属材料沉积在第一绝缘薄膜表面上而形成第二绝缘薄膜(38、37)，其中第二金属材料具有与第一金属材料成分略微不同的成分；以及通过在透明基体表面上可选择地沉积一组第一绝缘薄膜和一组第二绝缘薄膜而形成绝缘多层过滤片(34)。
17.一种制造增益均衡器的方法，该方法的特性在于，包括的步骤为制备透明基体(33)；在透明基体上布置至少一个电极；通过借助于喷镀方法，在至少一个电极上供应能量，从而把至少一种第一金属材料沉积在透明基体的表面上，从而形成第一绝缘薄膜(37、38)；通过借助于喷镀方法，在至少一个电极上供应能量，从而把至少一种第二金属材料沉积在第一绝缘薄膜的表面上，从而形成第二绝缘薄膜(38、37)；以及其中第一和第二绝缘薄膜具有彼此不同的折射率。
18.根据权利要求17所述的方法，其特性在于，构成两个电极(45、46)中的至少一个电极以这样方式使两个电极彼此靠近，即其中在两个电极上固定有两种金属对阴极，且其中施加到两个电极中其中一个上的能量与在形成第一和第二绝缘薄膜步骤中的相同，以及施加到两个电极其中另一个上的能量在形成第一和第二绝缘薄膜步骤之间是不同的。
19.根据权利要求18所述的方法，其特性在于，两种不同金属对阴极是具有较高折射率的第一金属氧化物和具有较低折射率的第二金属氧化物，以及通过非反应喷镀，把第一和第二金属氧化物沉积在透明基体表面上而形成第一和第二绝缘薄膜。
20.根据权利要求17所述的方法，其特性在于，在形成第一和第二绝缘薄膜中采用的喷镀方法中，在反应气体存在情况下采用了一种对阴极，其中在喷镀中的反应气体种类在形成第一和第二绝缘薄膜步骤中是不同的。
21.根据权利要求17所述的方法，其特性在于，形成第一和第二绝缘薄膜的步骤采用一种对阴极和一种反应气体，其中反应气体的量在形成第一和第二绝缘薄膜步骤中是不同的。
22.一种增益均衡器，该增益均衡器用于对放大多路光学信号的光学放大器的增益光谱进行修平，所述的多路光学信号具有带一组多路传输的不同波长的光学信号，所述增益光谱具有增益峰值，该增益峰值具有峰值波长λ0，增益均衡器的特性在于负过滤片(35)包括第一透明基体(33)和绝缘多层过滤片(34)，其中绝缘多层过滤片具有形成在第一透明基体表面上的第一绝缘薄膜(37、38)和形成在第一绝缘薄膜上的第二绝缘薄膜(38、37)，其中第一绝缘薄膜和第二绝缘薄膜都具有折射率，第一绝缘薄膜折射率和第二绝缘薄膜折射率是不同的，以及其中负过滤片反射具有在高级反射带具有增益光谱峰值波长λ0的光学信号。
23.根据权利要求22所述的增益均衡器，其特性在于，当高级反射带的级别为n(n为不包括1在内的奇数)时，第一和第二绝缘薄膜具有nλ0/4的光学膜厚度。
24.根据权利要求22所述的增益均衡器，其特性在于，高级反射带属于第三级，第一和第二绝缘薄膜具有3λ0/4的光学膜厚度。
25.根据权利要求22所述的增益均衡器，其特性在于，高级反射带属于第五级，第一和第二绝缘薄膜具有5λ0/4的光学膜厚度。
26.根据权利要求22所述的增益均衡器，其特性在于，高级反射带属于第七级，第一和第二绝缘薄膜具有7λ0/4的光学膜厚度。
27.根据权利要求22所述的增益均衡器，其特性还在于，第二透明基体(36A)与第一透明基体形成的材料相同，并以朝向第一透明基体的方式与绝缘多层过滤片结合。
28.根据权利要求22所述的增益均衡器，其特性在于，增益峰值是增益峰值组中之一，每个峰值具有峰值波长λ0，负过滤片是一组依次结合的负过滤片中之一，以及该组负过滤片中的每一个均反射光学信号，该光学信号在高级反射带中一个增益峰值中具有峰值波长。
29.根据权利要求28所述的增益均衡器，其特性在于，当每个高级反射带的级数是n(n为不包括1在内的奇数)时，第一和第二绝缘薄膜具有nλ0/4的光学膜厚度。
30.根据权利要求22所述的增益均衡器，其特性在于，第一绝缘薄膜折射率和第二绝缘薄膜折射率之间的差值相对较小。
31.根据权利要求30所述的增益均衡器，其特性在于，当每个高级反射带的级数是n(n为不包括1的奇数)时，第一和第二绝缘薄膜具有nλ0/4的光学膜厚度。
32.根据权利要求22所述的增益均衡器，其特性在于，绝缘多层过滤片包括可选择地叠加在第一透明基体表面上的一组第一绝缘薄膜和一组第二绝缘薄膜。
全文摘要
本发明涉及一种增益均衡器,通过减少随着温度变化的中心波长中的偏差,该增益均衡器可充分地对光学放大器的增益光谱进行修平,从而促进了再生产性和大规模生产。该增益均衡器包括负过滤片(35)。该负过滤片包括具有第一表面(32)和绝缘多层过滤片(34)的透明基体(33),其中绝缘多层过滤片(34)具有形成在第一表面上的第一绝缘薄膜(37、38)和形成在第一绝缘薄膜上的第二绝缘薄膜(38、37)。第一绝缘薄膜的折射率和第二绝缘薄膜的折射率差值相对较小,于是负过滤片具有用于反射预定波长的光学信号的反射特性,其中预定波长包括增益光谱的峰值波长。
文档编号H01S3/067GK1383028SQ02118049
公开日2002年12月4日 申请日期2002年4月19日 优先权日2001年4月20日
发明者森健次, 安崎利明, 豊岛隆之, 新井大介 申请人:日本板硝子株式会社