滤波自聚焦透镜及光通信无源光器件制造技术

一种滤波自聚焦透镜及光通信无源光器件，涉及光学元件领域。滤波自聚焦透镜包括自聚焦透镜本体及滤光膜，自聚焦透镜本体具有用于输出平行光的第一出光面，滤光膜镀制于第一出光面，滤光膜由高折射率膜层和低折射率膜层自靠近第一出光面至远离第一出光面的方向交替堆叠所得，高折射率膜层由氢化硅制得。滤波自聚焦透镜及光通信无源光器件均通过在第一出光面镀制有滤光膜以替代滤光片，有效节省制备成本，同时由于高折射率膜层由氢化硅制得，其在波长域内具有高达3.6的折射率，有效减薄滤光膜的厚度，极大的降低了工艺难度，提高产品的良率，同时达到了自聚焦透镜与滤光片组合的效果。

Filter self focusing lens and passive optical devices for optical communication

【技术实现步骤摘要】
滤波自聚焦透镜及光通信无源光器件
本申请涉及光学元件领域，具体而言，涉及一种滤波自聚焦透镜及光通信无源光器件。
技术介绍
现有光通信三端口器件30，如图1所示，采用两个带有减反膜的自聚焦透镜210和一个CWDM波分复用滤光片310组成，这三个组件技术难度大，要求精度高，导致价格高昂。所以有必要对现有的CWDM波分复用滤光片技术进行革新。若采用直接将CWDM波分复用滤光片的核心薄膜CWDM滤光膜直接镀制在自聚焦透镜表面，虽然达到组合两个零件的效果，但是镀制过程中却容易在自聚焦透镜的表面发生的质量问题，且工艺难度大。
技术实现思路
本申请提供一种滤波自聚焦透镜及光通信无源光器件，以改善上述问题。根据本申请第一方面实施例提供的滤波自聚焦透镜，其包括自聚焦透镜本体及滤光膜，自聚焦透镜本体具有用于输出平行光的第一出光面，滤光膜镀制于第一出光面，滤光膜由高折射率膜层和低折射率膜层自靠近第一出光面至远离第一出光面的方向交替堆叠所得，高折射率膜层由氢化硅制得。申请人发现，镀制过程中容易在自聚焦透镜的表面发生的质量问题以及工艺难度大的本质原因是由于现有的滤光片，例如CWDM波分复用滤光膜的厚度较大所导致的。因此，基于该发现提出本申请。根据本申请实施例提供的自聚焦透镜，通过在第一出光面镀制有滤光膜以替代滤光片，有效节省制备成本，同时由于高折射率膜层由氢化硅制得，其在波长域内具有高达3.6的折射率，有效减薄滤光膜的厚度，极大的降低了工艺难度，提高产品的良率，同时达到了自聚焦透镜与滤光片组合的效果。另外，根据本申请实施例的自聚焦透镜还具有如下附加的技术特征：结合第一方面，本申请示出的一些实施例中，低折射率膜层由二氧化硅制得。其中，二氧化硅层与氢化硅层之间的附着性佳，最后制得的滤光膜质量佳。结合第一方面，本申请示出的一些实施例中，滤光膜为CWDM滤光膜。结合第一方面，本申请示出的一些实施例中，滤光膜靠近第一出光面的一侧为低折射率膜层，滤光膜靠近空气的一侧为低折射率膜层。通过滤光膜靠近第一出光面的一侧为低折射率膜层，以保证滤光膜与自聚焦透镜的结合力以及稳定性。可选地，本申请示出的一些实施例中，滤光膜的膜系结构包括：基底端|LH2LHL(HLH2LHLHL)8HLHL|空气端。其中，以第一出光面为基底，H表示1/4波长厚度的高折射率膜层，L表示1/4波长厚度的低折射率膜层，H和L前面的数字表示厚度系数，括号右上方的数字表示(HLH2LHLHL)层的重复次数。采用上述膜系结构得到的最后的滤光膜质量稳定且滤光效果佳。需注意的是，除了上述膜系结构，还可以根据实际的需求采用其他的膜系结构，其中，厚度系数、重复系数、具体地高折射率膜层与低折射率膜层的排布方式等，均可以根据实际的需求进行改变，均属于本申请的保护范围内。结合第一方面，本申请示出的一些实施例中，自聚焦透镜本体具有与第一出光面对应的第一进光面，第一进光面镀制有第一减反膜。通过第一减反膜的设置，减少反射光的强度，从而增加透射光的强度。结合第一方面，本申请示出的一些实施例中，滤光膜经中频磁控溅射法镀制于第一出光面。上述工艺操作容易，工艺成熟，不仅制得的薄膜平整度高且还有效降低制备难度。根据本申请第二方面实施例的光通信无源光器件，其包括由本申请第一方面实施例提供的滤波自聚焦透镜以及自聚焦透镜，自聚焦透镜具有相对的第二进光面及第二出光面，第二进光面与第一出光面相对且间隔分布，以使自聚焦透镜接收自第一出光面滤波后输出的平行光并汇集后经第二出光面输出。通过滤波自聚焦透镜以及自聚焦透镜的组合，使得到的光通信无源光器件的精度高，有效降低制作成本。结合第二方面，本申请示出的一些实施例中，第二进光面镀制有第二减反膜，和/或，第二出光面镀制有第三减反膜。通过上述设置，通过第二减反膜以及第三减反膜的设置，减少反射光的强度，从而增加透射光的强度。结合第二方面，本申请示出的一些实施例中，光通信无源光器件还包括与第一进光面分别光信号连接的第一光纤和第二光纤，以及与第二出光面光信号连接的第三光纤，第一进光面接收的第一光纤传输的光信号经滤波自聚焦透镜透射形成平行光，平行光经滤光膜滤波后，部分光信号透射并经自聚焦透镜输出至第三光纤，余量的光信号被滤光膜反射并经滤波自聚焦透镜聚焦至第二光纤。也即是，本申请提供的光通信无源光器件为光通信三端口器件。本申请的实施例提供的自聚焦透镜及光通信无源光器件的有益效果包括：以滤光膜替代滤光片，有效节省制备成本，同时由于高折射率膜层由氢化硅制得，其在波长域内具有高达3.6的折射率，有效减薄滤光膜的厚度，有效提高良率，极大的降低了工艺难度及对设备的要求，解决了镀制过程中容易发生的质量的问题，并且达到了自聚焦透镜与滤光片组合的效果。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为现有的光通信三端口器件的结构示意图；图2为实施例1提供的自聚焦透镜的结构示意图；图3为实施例1提供的滤光膜的膜系结构及折射率对应关系图；图4为CWDM波分复用滤光片的膜系结构及折射率对应关系图；图5为实施例1提供的滤波自聚焦透镜在0-30°入射的实测光谱曲线；图6为CWDM波分复用滤光片在0-30°入射的实测光谱曲线；图7为实施例2提供的光通信无源光器件的结构示意图。图标：100-滤波自聚焦透镜；101-自聚焦透镜本体；102-滤光膜；103-第一减反膜；20-光通信无源光器件；210-自聚焦透镜；211-第二减反膜；213-第三减反膜；221-第一光纤；223-第二光纤；225-第三光纤；310-CWDM波分复用滤光片；30-光通信三端口器件。具体实施方式下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。若采用直接将CWDM波分复用滤光片的核心薄膜CWDM滤光膜直接镀制在自聚焦透镜表面，虽然达到组合两个零件的效果，但是镀制过程中却容易在自聚焦透镜的表面发生的质量问题，且工艺难度大。在进行更换工艺及改善工艺参数后效果仍然不理想的情况下，申请人发现，本质原因是现有的滤光片，例如CWDM波分复用滤光膜的厚度较大所导致的。具体地，由于现有的滤光膜厚度较大且膜层较多，镀膜时间较长，这样对镀膜机台的精度和长时间工作的稳定性要求都非常高，同时对工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滤波自聚焦透镜，其特征在于，其包括自聚焦透镜本体及滤光膜，所述自聚焦透镜本体具有用于输出平行光的第一出光面，所述滤光膜镀制于所述第一出光面，所述滤光膜由高折射率膜层和低折射率膜层自靠近第一出光面至远离第一出光面的方向交替堆叠所得，所述高折射率膜层由氢化硅制得。/n

【技术特征摘要】
1.一种滤波自聚焦透镜，其特征在于，其包括自聚焦透镜本体及滤光膜，所述自聚焦透镜本体具有用于输出平行光的第一出光面，所述滤光膜镀制于所述第一出光面，所述滤光膜由高折射率膜层和低折射率膜层自靠近第一出光面至远离第一出光面的方向交替堆叠所得，所述高折射率膜层由氢化硅制得。


2.根据权利要求1所述的滤波自聚焦透镜，其特征在于，所述低折射率膜层由二氧化硅制得。


3.根据权利要求1所述的滤波自聚焦透镜，其特征在于，所述滤光膜为CWDM滤光膜。


4.根据权利要求1-3任意一项所述的滤波自聚焦透镜，其特征在于，所述滤光膜靠近所述第一出光面的一侧为低折射率膜层，所述滤光膜靠近空气的一侧为低折射率膜层。


5.根据权利要求1-3任意一项所述的滤波自聚焦透镜，其特征在于，所述滤光膜的膜系结构包括：基底端|LH2LHL(HLH2LHLHL)8HLHL|空气端；
其中，以所述第一出光面为基底，H表示1/4波长厚度的高折射率膜层，L表示1/4波长厚度的低折射率膜层，H和L前面的数字表示厚度系数，括号右上方的数字表示(HLH2LHLHL)层的重复次数。


6.根据权利要求1-3任意一项所述的滤波自聚焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：张于帅，
申请(专利权)人：苏州浩联光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32