摘要
在本案例中，我們設計了一種帶寬窄、通帶波紋小、截止帶透射隔離度高的全介質窄帶濾光片。該濾光片能夠實現高精度的信號分離，有效抑制雜散光干擾，從而顯著提升系統的信噪比與整體光學性能，適用于高要求的光通信場景。
應用場景
光通信窄帶濾光片需要實現某一特定波長的信號傳輸并且強烈抑制相鄰波長的干擾。本案例中通過合理的初始結構生成，以及進一步優化層厚度，目標是實現中心波長在1304.58nm，帶寬2.2nm，通帶最大插入損耗小于0.2dB，1260-1301.38nm以及1307.78-1360nm為反射帶，反射帶的反射隔離度大于27dB。
設計結果
設計結果如圖所示，通帶內的最大插入損耗小于 0.2 dB，兩側反射帶的隔離度也優于 27 dB，整體性能滿足設計要求。
設計流程
窄帶濾波片屬于帶通濾波片的一種，由于單腔窄帶濾光片的光譜成一三角形，因此有一半能量無法透射而浪費掉，且過度帶的斜率不夠陡峭，應用于光通信系統中會造成串擾。因此本案例采用多腔法布里-珀羅型窄帶濾光片結構：Air | (F-P型濾光片)^5| K9。具體膜系公式如下：
HLHLHLHLHLH LL HLHLHLHLHLHL
HLHLHLHLHLHLH LL HLHLHLHLHLHLHL
HLHLHLHLHLHLH LL HLHLHLHLHLHLHL
HLHLHLHLHLHLH LL HLHLHLHLHLHLHL
HLHLHLHLHLH LL HLHLHLHLHL1.245H1.456L
初始結構 Air | (F-P型濾光片)^5 | Glass 使用Formula工具生成。
關于公式工具的更多信息: Tutorial: Formula Tool
從左側光譜圖可以看出，初始結構的透射帶呈兔耳朵狀，中心出現了透射率下降的波紋，這是由于腔數太多造成的。接下來需要借助優化工具進一步優化。
采用單純形算法優化各層膜厚，目標是在 1303.48-1306.58nm 波段、0° 入射條件下最大化透射率。關于優化的更多信息: Tutorial: Optimization Workflow
通過優化獲得了滿足設計要求的結果。
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