TWI298582B - Thin film filter for dense wavelength division multiplexing - Google Patents
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Description
1298582 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種薄膜濾波器，尤指一種用於密集分 波多工裝置（Dense Wavelength Division Multiplexing， DWDM)之薄膜濾波器。 【先前技術】 一禮、集分波多工用之薄膜濾波器包括沉積於玻璃基 底上之具複數腔體之薄膜疊堆。 美國第6,215,592號專利揭示一具寬諧振頻率通帶之 光薄膜濾波器以過濾光輸入訊號，該光輸入訊號包括第一 組透射波長及第二組反射波長。該光薄膜濾波器具第一、 第二内反射鏡及第一、第二外反射鏡，且内反射鏡之反射 率南於外反射鏡之反射率。一内隔離裝置基本隔離二内反 射鏡，第一外隔離裝置基本隔離第一外反射鏡與第一内反 射鏡’第二外間隔基本隔離第二外反射鏡與第二内反射 鏡。每一内反射鏡具複數由高反射率材質製成之絕緣層及 複數由低反射率材質製成之絕緣層，且二者相互交替沉積 以形成一疊堆。於光薄膜濾波器巾，帛―、第二内反射鏡 之每一層及第一、第二外反射鏡之每一層基本包含以下材 質之一：二氧化矽（Si〇2)、五氧化二钽（Ta2〇5)、二氧化鈦 (BO2)、氧化鋁（Ai2〇3)、二氧化铪（Hf〇2)及二氧化锆（Tr〇2)。 ,上述光薄膜濾、波器之相鄰頻道間隔係2〇〇GHz。惟， 目前對光薄膜纽H之要求逐漸提高，相鄰頻道間隔需達 100GHz、50GHz ’甚至更小。因此，需增加薄膜疊堆之腔 1298582 體數：以適應頻寬之需求，解決頻寬問題。内應力普遍存 在於複數層薄膜濾波器及具大量腔體之薄膜疊堆之薄膜沉 積匕私中’—般内應力隨薄膜疊堆腔體數量增加而增大。 【發明内容】 一本l明之目的在於提供一種密集分波多工裝置用之 薄膜濾波器，其具有較少之膜層及低内應力。 本發明之又一目的在於提供一密集分波多工裝置用 之纽器，其製造過程相對簡單、良率較高且成本較低。 本發明之⑥、集分波多I用之薄膜濾波器包括一玻璃 :板及-薄膜疊堆。該薄膜疊堆具複數腔體，每—腔體呈 2㈣層組、第二折射層組及—間隔層。每—折射層组 :括禝數向折射率薄膜及複數低折射率薄膜，二者相互交 曰沉積。高折射率薄叙材f係由 至之間，對應之折射率範圍於f15 至 2·40 之間。 μ a 【實施方式】 俾更好理解本發明相關之薄膜渡波器結構 未以比例繪出。 |刀兀仵 請參閱第二圖，本發明之用於密集分波多工之薄膜淚 波益包括一玻璃基板11及-薄膜疊堆12。該薄膜叠堆二 沉積於玻璃基板11上，其具五腔體！3。請參閱第三圖2 每一腔體13包括第-折射層組2!、第二折射層組心位 於第一、第二折射層組21、22間之間隔層2 = 結構係(HLrH(yL)聊rc，其中整 = 1298582 數，符號Η表示高折射率薄膜’符號L表示低折射率薄膜， 付號=表不鄰接相鄰二腔體13《連接薄膜Μ。連接薄膜 24通g係由低折射率金屬材質製成。 、 每一折射層、组21、22包括複數高折射率薄臈31及複 =率薄膜:且高、低折射率薄膜31、32係= :Γ積。母一折射層21、22之結構為(野及(LH广 —整數。每—高折射率薄膜31及每-低折料 一32之厚度皆為薄膜濾波器通過頻寬之中心波長之四 薄膜濾波器之腔體數量係決定其通過波步 :關：：同時，：射層組之折射率決定薄膜濾波器之透射 率。调郎以下二參數可獲得所需之折射率。第 薄膜數量’第二參數係每-折射層組中高、 ==:射率差值。低折射率薄膜32之材質可係 ^切（Sl02)或氧化(Al2〇3)， 石夕’其折㈣4 W。本實施例㈣之乳 係銳氧化物Nb20,x構成，其膜= 係自2·15至2肩’高於高折射率薄膜 ，折射率，如五氧化二㈣射率僅為2 = 少之薄膜即可滿足折射率之需求。 口此，、而較 如上—所述，每一間隔層Η係H(yL)H結構，其 33之厚Ύ二四:之―’從而間隔層23之低折射率層 倍。每- <光予厚度為慮波器通過頻寬之 1298582 中心波長之四分之一，從而間隔層23厚度為濾波器通過頻 寬之中心波長之四分之一之（y+2)倍。該玻璃基板u可通 過薄膜濾波器之工作波長，其可由包括石英、光學塑膠、 矽及鍺等交替製成。 一具140層之薄膜濾波器可依本實施例製成。該薄膜 濾波為具與習知18〇層之密集分波多工薄膜濾波器相同或 更好之光學性能。第四圖與第一圖數據相比，本發明薄膜 濾波器之通過頻寬（25dB處接近於習知薄膜濾波 ，通過頻寬(25犯處⑽㈣。此外，與習知薄膜濾波 ™相比，本發明之薄膜濾波器所形成之波形基本沒有變 化’接近於理想波形。又，其具較少之薄膜内應力從而可 獲較高之插入損耗。 综上所述，本發明符合發明專利要件，是依法提出專 利申睛。惟，以上料者僅為本㈣之難實施例，舉凡
【圖式簡單說明】 第一 蟄之人士，在餘本案發明精神所作之等效修 皆應包含於以下之申請專利範圍内。 /
射率與波长笑_ 〇 第二圖係本發明薄膜濾波器之剖面圖。 第三圖係第二圖之薄膜濾波器之一腔體
【主要元件符號說明】 一腔體之示意圖。 等膜濾波器之透射率 1298582 玻璃基板 11 薄膜疊堆 12 腔體 13 第一折射層組 21 第二折射層組 22 間隔層 23 連接薄膜 24 高折射率薄膜 31 低折射率薄膜 32
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Claims (1)
1298582 十、申請專利範圍 •么本刀波多工裝置用之薄膜濾波器，其包括： 一基板； 一薄膜疊堆，复、v夢 -腔體包括塗1，/ 基 其包括複數腔體，每 一 ^ — 弟一折射層組、第二折射層組、一位於第 :射！：：射層組間之間隔層，該第-折射層組及第二 古、_、’且:別包括低折射率薄膜及高折射率薄膜，每一 膜係由滿足Nb2〇5_x之銳氧化物構成，其中χ 膜』接：且ί:.5之間，複數腔體之間均藉由-連接薄 二由低折射率金屬材f製成。 係由石英、収之㈣纽11，其中該基板 先予塑膠、矽及鍺材質之部分勢 3.如申請專利範圍第α 、 声之氺與戸危〆 吓k，寻犋/愿波态，其中該間隔 四分之-之偶數倍。 ^波長之 其中該鈮肩 其中該低名 其中該低女 4·如申請專利範圍第1項所述之薄膜濾波哭 化物之折射率範圍係於2.i5至2.40之間 5如申請專利範圍第1項所述之薄膜濾波器 射率薄膜包括二氧化矽或氧化鋁。 6. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜遽波器，共 射率薄膜與該鬲折射率薄膜係相互交替沉積。 7. 如申請專利範圍第i項所述之薄膜濾波^— 1Π膜及每一高折射率薄膜之光學厚度分：為 膜濾、波為通過頻寬之中心波長之四分之—。 、、 12 1298582 8.如申請專利範圍帛7項所述之薄膜濾、波器，其中該間隔 層包括二高折射率薄膜及一位於該二高折射率薄膜之 折射率薄膜，該低折射率薄膜之光學厚度為薄膜 濾波為通過頻寬之中心波長之四分一 、 〜 '^倘數倍。
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