光学法布里-珀罗标准具的温度性能的研究

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光学法布里-珀罗标准具主要应用于光纤通讯领域信道选择,波长选择及监控中,涉及梳状滤波器、色散补偿器件、波长锁定器、可调谐激光器等器件。随着现代光通讯技术的飞速发展,对通讯容量和速度的要求越来越高,要求光通讯网络中所使用器件具备非常高的稳定性。普通标准具的波长温度稳定性约5pm/℃,需要在使用时进行温度控制,相对稳定性差。因此,研究高温度稳定性的标准具,避免使用温度控制装置,将更加符合高速,高密度通讯的要求,具备显著实际应用价值和广泛的市场。  本文开展了光学法布里-珀罗标准具温度漂移性能的研究与优化。首先介绍了光学法布里-珀罗标准具的国内外现状,阐述了平行平板的多光束干涉原理以及光学法布里-珀罗标准具的关键技术指标,分析了多条纹干涉和法布里干涉的光束传输原理,对光学法布里-珀罗标准具温度漂移问题进行了理论计算及分析,重点研究了光学材料的折射率n和光学材料的厚度d的影响,理论计算了温度变化70oC后的标准具中心波长漂移量。针对实心标准具,研究了入射光线和晶体C轴夹角布置的光程温度补偿方法,采用LiSAF晶体,设计了定向角度的和镀膜参数,制作了38.2°夹角的实心标准具,对其检测表明,温漂系数为0.2875pm/℃,温漂性能得到大幅改善;针对空气隙标准具,在膜系和间隔块材料部分都进一步优化的前提下,在间隔块一端镀负热膨胀系数的膜料,补偿间隔块和膜系产生的正向光程,从而实现在特定温度范围内的温漂补偿。结合实际加工并且测试,温漂系数为0.0675pm/℃,相对0.2pm/℃的改善前系数,有明显优化。
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