(57)【要約】  プレストレスト膜を有する熱的に調整されたフィルタ。熱的に調整されたフィルタは、ハンドルレイヤ、ハンドルレイヤに隣接して位置づけられる誘電体レイヤ、およびハンドルレイヤに隣接して配置されるデバイスレイヤを備える。デバイスレイヤは、光デバイスを有する。プレストレスト膜は、デバイスレイヤに隣接して位置づけられる。プレストレスト膜の伸張プレストレスは、熱的に調整されるフィルタの固有周波数を増加させる。
2007525724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルレイヤ、
前記ハンドルレイヤに隣接して位置づけられる誘電体レイヤ、
前記ハンドルレイヤに隣接して位置づけられるデバイスレイヤであって、光デバイスを有するデバイスレイヤ、および
前記デバイスレイヤに隣接して位置づけられるプレストレスト膜を備え、
前記プレストレスト膜の伸張プレストレスは、熱的に調整されたフィルタの固有周波数を増加させる熱的に調整されたフィルタ。
【請求項２】
前記プレストレスト膜の厚さは、１マイクロメータよりも薄い請求項１に記載の熱的に調整されたフィルタ。
【請求項３】
前記光デバイスの厚さは、前記プレストレスト膜の厚さのおよそ１００倍である請求項１に記載の熱的に調整されたフィルタ。
【請求項４】
前記プレストレスト膜は、シリコンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４）を有する請求項１に記載の熱的に調整されたフィルタ。
【請求項５】
前記伸張プレストレスは、前記プレストレスト膜の形成の間に加えられる請求項１に記載の熱的に調整されたフィルタ。
【請求項６】
前記熱的に調整されたフィルタを囲むフィルタフレームをさらに備え、
前記フィルタフレームの温度と前記光デバイスの温度との間の差は、前記熱的に調整されたフィルタの前記固有周波数を変更する前記プレストレスト膜のストレスを変更する請求項１に記載の熱的に調整されたフィルタ。
【請求項７】
実装物質と共に前記熱的に調整されたフィルタに実装されたフィルタキャリアをさらに備え、
前記フィルタキャリアおよび前記実装物質は、前記熱的に調整されたフィルタの前記固有周波数を増加させる前記プレストレスト膜の伸張ストレスを増加させる請求項１に記載の熱的に調整されたフィルタ。
【請求項８】
前記光デバイスの温度を変更するために前記光デバイスに熱的に結合されたヒータをさらに備える請求項１に記載の熱的に調整されたフィルタ。
【請求項９】
前記光デバイスの前記温度を測定するために前記光デバイスに熱的に結合された温度計をさらに備える請求項８に記載の熱的に調整されたフィルタ。
【請求項１０】
第一の出力小面体および第二の出力小面体を有するゲイン媒体であって、前記第二の出力小面体から光ビームを放出するゲイン媒体、
前記第一の光ビーム内に位置づけられる反射部であって、前記第一の出力小面体および前記反射部は、光キャビティを定義する反射部、および
前記第二の出力小面体と前記反射部との間の前記第一の光ビーム内に位置づけられる温度調整部を備え、
前記温度調整部は、プレストレスト膜を含む熱的に調整されたフィルタを有し、
前記プレストレスト膜の伸張プレストレスは、前記熱的に調整されたフィルタの固有周波数を増加させる調整可能なレーザ。
【請求項１１】
前記温度調整部に熱的に結合されたプラットフォーム、および
前記プラットフォームを介して前記温度調整部の温度制御を提供するために前記プラットフォームに熱的に結合された熱電クーラ（ＴＥＣ）
をさらに備える請求項１０に記載の調整可能なレーザ。
【請求項１２】
熱的に調整されたフィルタを囲むフィルタフレームをさらに備え、
前記フィルタフレームの温度と前記熱的に調整されたフィルタの中心の温度との間の差は、前記熱的に調整されたフィルタの前記固有周波数を変更する前記プレストレスト膜のストレスを変更する請求項１０に記載の調整可能なレーザ。
【請求項１３】
前記フィルタフレームの前記温度は、前記プラットフォームを介して、前記ＴＥＣにより調整される請求項１２に記載の調整可能なレーザ。
【請求項１４】
実装物質と共に前記熱的に調整されたフィルタに実装されたフィルタキャリアをさらに備え、
前記フィルタキャリアおよび前記実装物質は、前記熱的に調整されたフィルタの前記固有周波数を増加させる前記プレストレスト膜の伸張ストレスを増加させる請求項１０に記載の調整可能なレーザ。
【請求項１５】
ハンドルレイヤ、
前記ハンドルレイヤに隣接して位置づけられる誘電体レイヤ、
前記ハンドルレイヤに隣接して位置づけられるデバイスレイヤであって、光デバイスを有するデバイスレイヤ、および
熱的に調整されたフィルタの固有周波数を増加させる手段
を備える熱的に調整されたフィルタ。
【請求項１６】
前記固有周波数を増加させる前記手段は、プレストレスト膜を有する請求項１５に記載の熱的に調整されたフィルタ。
【請求項１７】
前記熱的に調整されたフィルタを囲むフィルタフレームをさらに備え、
前記フィルタフレームの温度と前記光デバイスの温度との間の差は、前記熱的に調整されたフィルタの前記固有周波数を変更する前記プレストレスト膜のストレスを変更する請求項１６に記載の熱的に調整されたフィルタ。
【請求項１８】
実装物質と共に前記熱的に調整されたフィルタに実装されたフィルタキャリアをさらに備え、
前記フィルタキャリアおよび前記実装物質は、前記熱的に調整されたフィルタの前記固有周波数を増加させる前記プレストレスト膜の伸張ストレスを増加させる請求項１６に記載の熱的に調整されたフィルタ。
【請求項１９】
調整可能なレーザのゲイン媒体により光ビームを生成する段階、
前記調整可能なレーザの熱的に調整されたフィルタを通って前記光ビームを導く段階であって、前記熱的に調整されたフィルタは、前記熱的に調整されたフィルタの固有周波数を増加させるプレストレスを有する段階、
光信号を前記調整可能なレーザから第一の波長で出力する段階、および
前記光信号を前記第一の波長から第二の波長に調整するために前記熱的に調整されたフィルタを調整する段階を備える方法。
【請求項２０】
前記熱的に調整されたフィルタを調整する段階は、前記熱的に調整されたフィルタ内の光デバイスを加熱する段階を有する請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記熱的に調整されたフィルタの前記固有周波数を上げるために前記熱的に調整されたフィルタを囲むフィルタフレームの温度と前記熱的に調整されたフィルタの中心の温度との間の差を低減する段階をさらに備える請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記調整可能なレーザは、実装物質と共に前記熱的に調整されたフィルタに実装されたフィルタキャリアを有し、
前記フィルタキャリアおよび前記実装物質は、前記熱的に調整されたフィルタの前記固有周波数を増加させる前記プレストレスト膜の伸張ストレスを増加させる請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
光信号を出力させるための調整可能なレーザ、および前記光信号を送信するための、前記調整可能なレーザに光学的に結合された光ファイバ
を備え、
前記調整可能なレーザの熱的に調整されたフィルタは、
ハンドルレイヤ、
前記ハンドルレイヤに隣接して位置づけられる誘電体レイヤ、
前記ハンドルレイヤに隣接して位置づけられるデバイスレイヤであって、光デバイスを有するデバイスレイヤ、および
前記デバイスレイヤに隣接して位置づけられるプレストレスト膜を有し、
前記プレストレスト膜の伸張プレストレスは、前記熱的に調整されたフィルタの固有周波数を増加させるシステム。
【請求項２４】
前記熱的に調整されたフィルタは、前記熱的に調整されたフィルタを囲むフィルタフレームを有し、
前記フィルタフレームの温度と前記光デバイスの温度との間の差は、前記熱的に調整されたフィルタの前記固有周波数を変更する前記プレストレスト膜のストレスを変更する請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記熱的に調整されたフィルタは、実装物質と共に前記熱的に調整されたフィルタに実装されたフィルタキャリアを有し、
前記フィルタキャリアおよび前記実装物質は、前記熱的に調整されたフィルタの前記固有周波数を増加させる前記プレストレスト膜の伸張ストレスを増加させる請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
第一の熱的に調整されたフィルタを有する第一の調整可能なレーザ、および
前記第一の調整可能なレーザに複数の調整信号を提供するために前記第一の調整可能なレーザに機能的に結合されたコントローラ
を備え、
前記第一の熱的に調整されたフィルタは、プレストレスト膜を有し、
前記プレストレスト膜の伸張ストレスは、前記第一の熱的に調整されたフィルタの固有周波数を増加させるシステム。
【請求項２７】
前記第一の調整可能なレーザは、前記第一の熱的に調整されたフィルタに任意的に結合された第二の熱的に調整されたフィルタを備え、
第一の熱的に調整されたフィルタおよび第二の熱的に調整されたフィルタは、副尺調整を用いて前記第一の調整可能なレーザを調整する請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記コントローラに機能的に結合された第二の調整可能レーザをさらに備え、
前記コントローラは、前記第二の調整可能なレーザへ複数の調整信号を提供する請求項２６に記載のシステム。
【請求項２９】
前記第一の調整可能なレーザおよび前記第二の調整可能なレーザに光学的に結合された光チャネルをさらに備え、
前記光チャネルは、前記第一の調整可能なレーザから第一の光信号を第一の波長で受信し、および前記第二の調整可能なレーザから第二の光信号を第二の波長で受信する請求項２８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の領域は、広く調整可能な複数のレーザに関する。より詳細には、しかしながら排他的ではなく、プレストレスト膜を備える熱的に調整されたフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のネットワークは、通信の多くの形式のためのインフラを提供する。ＬＡＮｓ（ローカルエリアネットワーク）、ＷＡＮｓ（ワイドエリアネットワーク）、ＭＡＮｓ（メトロポリタンエリアネットワーク）、およびインターネットは、共通の複数のネットワークである。複数の光ネットワークは、より光ファイバが配備されるにつれ、人気において成長している。光学的な送信は、より高いバンド幅を提供し、銅ケーブル上の送信よりも電磁気的な干渉の影響を受けにくい。
【０００３】
波長分割多重（ＷＤＭ）は、光ファイバの能力を上げる。ＷＤＭは、光ファイバを通して異なる波長を含む２つ以上の信号を送信することを伴う。複数の光信号は、受信端において波長により分割される。ＷＤＭは、光ファイバの量を増やすことなく光ネットワークの能力を上げることを可能にする。ＷＤＭの高性能バージョンである高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）は、同様に、光通信システムにおいて、人気になっている。
【０００４】
調整可能な複数のレーザは、光ファイバ上で送信されるそれぞれの波長のための個別のソースレーザを有する必要を緩和するので、調整可能な複数のレーザは、複数のＷＤＭシステムにおいて有用である。調整可能な複数のレーザは、それらの出力された光信号の波長を変更する能力を有する。データが異なる複数の波長上の複数のパケットで送信される光パケット交換ネットワークにおいて有益である。しかしながら、従来の調整可能なレーザの複数のコンポーネントは、振動、衝撃、およびレーザの組み立ておよび配備の間に生じ得る他の複数のストレスからの不具合の影響を受けやすい。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本発明の非制限的なおよび非包括的な複数の実施形態は、下記の複数の図面を参照して説明される。同じ参照番号は、別段の定のない限り、さまざまな図を通して同じ複数の部分を参照する。
【図１】本発明の教示に係る調整可能なレーザの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【図２Ａ】本発明の教示に係る熱的に調整されたフィルタの１つの実施形態を説明する斜視図である。
【図２Ｂ】本発明の教示に係る熱的に調整されたフィルタの１つの実施形態を説明する側面図である。
【図３】本発明の教示に係る熱的に調整されたフィルタの１つの実施形態を説明する斜視図である。
【図４】本発明の教示に係る膜プレストレス対フィルタ固有周波数の１つの実施形態を説明するグラフである。
【図５】本発明の教示に係る熱的に調整されたフィルタの１つの実施形態を説明する図である。
【図６】本発明の教示に係る熱的に調整されたフィルタの１つの実施形態を説明する斜視図である。
【図７】本発明の教示に係る熱的に調整されたフィルタの１つの実施形態の１つの実施形態を説明する斜視図である。
【図８】本発明の教示に係るフィルタ中心温度とフィルタフレーム温度との間の差対フィルタ固有周波数の１つの実施形態を説明するグラフである。
【図９】本発明の教示に係るフィルタキャリアに実装された熱的に調整されたフィルタの１つの実施形態を説明する斜視図である。
【図１０】本発明の教示に係る通信システムの１つの実施形態を説明するブロック図である。
【発明の詳細な説明】
【０００６】
１つのプレストレスト膜を備える熱的に調整されたフィルタの複数の実施形態が、ここで説明される。下記の説明において、多くの特定の詳細が、本発明の複数の実施形態の完全な理解を提供するために示される。しかしながら、当業者であれば、本発明の複数の実施形態は、１つ以上の特定の詳細なしに、または他の複数の方法、複数のコンポーネント、材料を伴い実施されることができることを認識するであろう。他の複数の例において、本発明の見地を曖昧にすることをさけるために、周知の複数の構造、複数の材料、または複数の動作は、示されておらず、または詳細に説明されていない。
【０００７】
本明細書を通して、「１つの実施形態」または「一実施形態」への参照は、実施形態に関連して説明される特徴、構造、または特性は、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通してさまざまな場所における複数のフレーズ「１つの実施形態において」または「一実施形態において」の出現は、必ずしも全て、同じ実施形態を参照しているわけではない。その上、特定の複数の特徴、複数の構造、または複数の特性は、任意の適した方法で、１つ以上の実施形態に結合されてよい。
【０００８】
図１は、本発明の１つの実施形態に係る調整可能なレーザ１００を説明する。１つの実施形態において、調整可能なレーザ１００は、外部共振器型半導体レーザ（ＥＣＤＬ）である。調整可能なレーザ１００は、１つのゲイン媒体１０２および１つの反射部を備える。ゲイン媒体１０２は、ファブリ・ペローダイオードゲインチップ、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰレーザダイオード、または同様のものなどを有する。ゲイン媒体１０２は、第一の出力小平面１０２Ａおよび第二の出力小平面１０２Ｂを有する。１つの実施形態において、第一の出力小平面１０２Ａは、部分的に反射性であり、第二の出力小面体１０２Ｂは、反射防止（ＡＲ）コーティングを有する。反射部１０９は、ミラー、格子、プリズム、または同様のものを有する。レーザキャビティ１２６は、第一の出力小面体１０２Ａおよび反射部１０９により定義され、長さＬを有する。他の実施形態において、反射部１０９は、レンズ１０４が取り除かれるように、湾曲している。ゲイン媒体１０２は、第二の出力小面体１０２Ｂから、レンズ１０４により平行にされる光ビームを放射する。光ビーム１０５からの光は、反射部１０９から反射され、ゲイン媒体に戻される。
【０００９】
温度調整部１０６は、光ビーム１０５の中に、レンズ１０４と反射部１０９との間に位置づけられる。温度調整部１０６は、熱的に調整されたフィルタ１０８を有する。熱的に調整されたフィルタ１０８は、同様に、波長フィルタと称される。動作において、レーザ１００の出力信号の波長は、温度調整部１０６の温度調整を介して調整される。概して、温度調整部１０６の少なくとも一部への熱を調整することにより、温度調整部１０６の複数の光特性は、さまざまな波長へレーザを調整するために変更される。調整可能なレーザ１００において、熱が、レーザ１００を調整するために提供される。熱の安定性およびコントロールを維持するために、温度調整部は、通常、周囲の複数の構造物およびパッケージングから熱的な孤立の高度を有する。１つの実施形態において、プレストレスト膜１０７が、熱的に孤立なフィルタ１０８において使用される。
【００１０】
１つの実施形態において、温度調整部１０６は、わずかに異なる周期を有する２つの熱的に調整されたフィルタを備える。他の実施形態において、２つのそのようなフィルタは、副尺調整を用いてレーザ１００を調整するために使用される。副尺調整において、大きなネット送信は、両方のフィルタが大きな送信を有する場所でのみ生成される。熱的に調整されたフィルタ１０８の複数の実施形態は、さらに下記において述べられる。
【００１１】
ここで説明された温度調整部１０６の調整と共にレーザ１００を調整することの他の複数の方法が、レーザ１００の出力波長を変更するために使用されることは、認識されるだろう。１つの実施形態において、調整可能なレーザ１００の出力は、熱的な、または機械的なメカニズムなどを介して、レーザキャビティ１２６の長さを調整することにより調整される。他の複数の実施形態において、調整可能レーザ１００は、機械的に、または熱的に光ビーム１０５内に位置づけられる１つ以上のエタロンを調整することにより調整される。他の実施形態において、レーザ１００は、温度制御を介してゲイン媒体１０２の屈折率を変更することにより調整される。他の複数の実施形態において、レーザ１００は、音響光学、電気光学、または同様のものを介して調整される。
【００１２】
プラットフォーム１２０は、熱伝導を用いてプラットフォーム１２０の温度を制御するために熱的に、熱電クーラ（ＴＥＣ）１２２に結合されている。コントローラ１２４は、プラットフォーム１２０の加熱および冷却を制御するために制御情報をＴＥＣ１２２に提供することを目的としてＴＥＣ１２２に結合されている。１つの実施形態において、プラットフォーム１２０は、セラミック基盤を有する。
【００１３】
コントローラ１２４は、プラットフォーム１２０の選択的な温度制御のために、ＴＥＣ１２２に複数の信号を提供する通常のプロセッサを有する。ゲイン媒体１０２、レンズ１０４、および反射部１０９のそれぞれは、プラットフォーム１２０に熱的に結合され、またはそれぞれプラットフォームから熱的に隔離され、またはその任意の組み合わせでよい。
【００１４】
光ビーム１１８は、第一の出力小面体１０２Ａから放射される。光ビーム１１８は、レンズ１１０により平行にされ、レンズ１１６により焦点に合わせられる。ビームスプリッタ１１２および光アイソレータ１１４は、レンズ１１０とレンズ１１６との間の光ビーム内に位置づけられる。１つの実施形態において、光アイソレータ１１４は、複数の反射が、ゲイン媒体１０２の方向へ返ることを防ぐ。
【００１５】
１つの実施形態において、ビームスプリッタ１１２は、光ビーム１１８の一部をピックオフする。この部分は、調整可能なレーザ１００のチューニングを調整するために複数の帰還信号を導出するために使用される。調整可能なレーザ１００の調整は、同様に、モニタされ、およびゲイン媒体１０２越しの電圧を測定すること、光ビーム１０５にディザ要素を挿入すること、または複数の光ダイオードをレーザ１００内にレーザ１００に関連した光を検出するために位置づけることにより調整される。
【００１６】
光ビーム１１８は、レンズ１１６により、光ファイバ１３０に焦点を合わせられる。１つの実施形態において、光ファイバ１３０は、フェルール（図示されない）により支えられる。レンズ１１６およびレンズ１１０、光アイソレータ１１４ならびにビームスプリッタ１１２は、それぞれプラットフォーム１２０に熱的に結合され、または熱的に隔離され、またはその任意の組み合わせでよい。
【００１７】
図２Ａおよび図２Ｂ移り、熱的に調整されたフィルタ１０８の一実施形態の斜視図および側面図が示される。誘電体レイヤ２０４は、ハンドルレイヤ２０６の上へ層にされる。１つの実施形態において、誘電体レイヤ２０４は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を有する。他の実施形態において、ハンドルレイヤ２０６は、ケイ素（Ｓｉ）を有する。
【００１８】
デバイスレイヤ２０２は、誘電体レイヤ２０４の上へ層にされる１つの実施形態において、デバイスレイヤ２０２は、ケイ素（Ｓｉ）を有する。デバイスレイヤ２０２は、光デバイス２０２Ａを有する。キャビティ２１１は、ハンドルレイヤ２０６および誘電体レイヤ２０４内に形成される。１つの実施形態において、光デバイス２０２Ａは、実質的に光りビーム１０５に垂直なデバイス２０２Ａの２表面上の複数の光コーティング２０８Ａおよび２０８Ｂを有する。フィルタフレーム２１６は、フィルタ１０８を取り囲む外縁を有する。
【００１９】
プレストレスト層１０７は、デバイスレイヤ２０２上へ層にされる。膜１０７は、レーザ１００の他の複数の部分からの、フィルタ１０８の熱アイソレーションとして役立つ。１つの実施形態において、プレストレスト膜１０７は、シリコンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４）を有する。他の実施形態において、プレストレスト膜１０７は、およそ０．８μ厚である。さらに他の実施形態において、光デバイス２０２Ａの厚さは、プレストレスト膜１０７の厚さのおよそ１００倍よりも厚い。図２Ａおよび図２Ｂの実施形態において、光デバイス２０２Ａは、プレストレスト膜１０７により少なくとも部分的に支えられる。キャビティ２１１は、キャビティ２１１が光デバイス２０２Ａの複数の側を取り囲むように、デバイスレイヤ２０２に広がる。１つの実施形態において、プレストレスト膜１０７の複数の部分は、キャビティ２１１を調整可能なレーザ１００の他の複数の部分から分離させる唯一のコンポーネントである。
【００２０】
熱的に調整されたフィルタ１０８は、ヒータ２１４および抵抗温度検出部（ＲＴＤ）２１２を有する。ヒータ２１４は、レーザ１００の出力された光信号の波長を調整するために、光デバイス２０２Ａの温度を変更することを目的として使用される。１つの実施形態において、熱は、光キャビティ１２６の長さを変更するために、光デバイス２０２Ａの屈折率を変える。他の実施形態において、熱は、光デバイス２０２Ａ内の複数の格子の複数の特性を変える。ヒータ２１４は、プラチナ（Ｐｔ）、チタニウム（Ｔｉ）、または同様のものを有する。ＲＴＤ２１２は、フィルタ１０８内のさまざまな場所で温度を測定する。ＲＴＤ２１２は、プラチナ（Ｐｔ）、チタニウム（Ｔｉ）、または同様のものを有する。
【００２１】
熱的に調整されたフィルタ１０８は、ヒータ２１４およびＲＴＤ２１２への電気的な複数の接続を提供するためのトレースおよびパッド構造２１０を有する。１つの実施形態において、トレースおよびパッド２１０は、図２Ｂに示されるように、膜１０７の上へ層にされる。トレースおよびパッド構造２１０は、チタニウム（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、および同様のものを有する。
【００２２】
膜１０７は、フィルタ１０８の固有周波数を上げるためにプレストレスされる。膜１０７におけるプレストレスレベルは、膜の形成の間に制御される。膜１０７が表面上の薄膜として形成された場合、プレストレスの複数の量を変更することは、膜の材料の複数の比率を調整することおよび複数要素を処理することにより膜内に実施される。１つの実施形態において、伸張のプレストレスが、膜１０７に加えられる。他の複数の実施形態において、伸張のプレストレスおよび圧縮のプレストレスが、膜１０７に加えられる。
【００２３】
例えば、プレストレスなしでシリコンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４）から形成された膜は、約６５５ヘルツ（Ｈｚ）の固有周波数を有するフィルタ１０８をもたらす。しかしながら、１つの実施形態において、膜１０７に適用された２２５メガパスカル（ＭＰａ）の伸張プレストレスで、フィルタ１０８の固有周波数は、６５５Ｈｚから９２１０Ｈｚへ上げられ、約１３倍の増加である。プレストレスは、フィルタ１０８の剛性、したがって、フィルタ１０８が振動および衝撃に抵抗する能力を増加させる。
【００２４】
図３は、熱的に調整されたフィルタ１０８の一実施形態のモデル解析を示す。図３の複数の斜線領域は、０から１へのフィルタの正規化された位置ずれを示す。図３のモデル解析は、有限要素解析（ＦＥＡ）を用いて作成された。
【００２５】
図４は、膜１０７の一実施形態のプレストレス（ＭＰａ）対フィルタ固有周波数（Ｈｚ）のグラフ４００を示す。グラフ４００において、膜厚は、約８００ナノメータ（ｎｍ）であり、光デバイス２０８Ａの厚さは、約１５１マイクロメータ（μｍ）である。グラフ４００において、ｙ軸は、フィルタ固有周波数（Ｈｚ）を示す。ｘ軸は、膜のプレストレスの量（ＭＰａ）を示す。
【００２６】
図５は、熱的に調整されたフィルタ１０８の一実施形態の光イメージの説明である。図５に撮像された実施形態において、膜１０７の厚さは、４００ｎｍであり、光デバイス２０８Ａの厚さは、４００μｍである。プレストレスなしでは、有限要素解析に基づいて、フィルタの固有周波数は、約３１３Ｈｚである。１５０ＭＰａのプレストレスを伴うと、フィルタ１０８の固有周波数は、２７２３Ｈｚまで上げられる。
【００２７】
図５は、テストの間の２７２３Ｈｚでの音響励振の共振のフィルタ１０８を示す。図５において、５０２で概して示されるストライプの領域は、音響励振に応答してフィルタのこれらの領域によってほとんど運動を示さない。５０４で概して示されるぼやけた領域は、フィルタのこの領域が、２７２３Ｈｚのその固有周波数に達したことを示す。この領域は、５０２で示される領域よりも動いているので、領域５０４は、ぼやかされる。図５に示されるテストの数値シミュレーションは、図５テストの複数の結果の７％内の固有周波数を示した。
【００２８】
１つの実施形態において、膜１０７に加えられるプレストレスの量は、フィルタ１０８の機械的共振のみならず、フィルタ１０８の動作的な複数の条件も考慮する。フィルタフレームの温度とフィルタの中心の温度との間の差を管理することは、プレストレスト膜のストレスを変更するために使用される。幾つかの実施形態において、温度差は、プレストレスト膜の伸張ストレスもしくは圧縮ストレス、または両方に影響を与える。
【００２９】
レーザ１００の１つの実施形態において、フィルタ１０８は、図１内のプラットフォームとして示されるように、セラミック基板上に実装される。１つの実施形態において、セラミック基板は、およそ摂氏（Ｃ）２５−３０°の温度で維持される。他の実施形態において、セラミック基板の温度は、プラットフォーム１２０を通した熱伝導を介してＴＥＣ１２２を用いて調整される。
【００３０】
レーザの出力波長のチューニングを調整するために、フィルタ１０８の中心は、加熱される。図２Ａにおいて、ヒータ２１４は、光デバイス２０２Ａを加熱するために使用される。１つの実施形態において、光デバイス２０２Ａとフィルタフレーム２１６との間の温度差は、８０℃までに上る。
【００３１】
２５０ギガヘルツ（ＧＨｚ）の周波数を有する熱的に調整されたフィルタ１０８の一実施形態において、温度差６０℃での膜プレストレス損失の量は、１０７ＭＰａである。図６は、光デバイス２０８Ａとフィルタフレーム２１６との差がおよそ６０℃の場合の、２５０ＧＨｚフィルタを横切る温度の分布を示す。図６に示されるように、フィルタフレーム２１６は、２５℃であり、フィルタの中心は、８５℃である。
【００３２】
図７は、図６と関連して、上記で説明された２５０ＧＨｚフィルタを横切るフィルタストレス変化の量を示す。図７に示されるように、およそ８３−１０７ＭＰａのストレスが、プレストレスト膜１０７の複数の部分から失われる。最大のストレス損失を有する膜１０７の複数の部分は、概して、キャビティ２１１に隣接する膜１０７の複数の部分である。
【００３３】
図８は、上記で説明された２５０ＧＨｚの熱的に調整されたフィルタのフィルタ温度差（℃）対フィルタ固有周波数（Ｈｚ）のグラフ８００を示す。グラフ８００において、「デルタＴ（Ｃ）」とラベルされた軸は、光デバイス２０８Ａとフィルタフレーム２１６との温度差を示す。グラフ８００に示されるように、１２０℃のデルタＴにおいて、フィルタの固有周波数は、１０００Ｈｚより低く、膜伸張プレストレスは、ほとんど除かれたことを示す。デルタＴのさらなる増加は、フィルタの崩壊を引き起こす。
【００３４】
他の実施形態において、膜プレストレスは、同様に、キャリア材料およびフィルタをキャリアに実装する方法により影響される。図９の実施形態において、プレストレスト膜を有する熱的に調整されたフィルタ９０４が、フィルタキャリア９０２に実装される。１つの実施形態において、フィルタキャリア９０２は、セラミック基板を有する。フィルタ９０４の素材とフィルタキャリア９０４の素材との間のミスマッチは、膜ストレスの低減をもたらす。例えば、アルミニウムナイトライド（ＡｌＮ）は、高い熱伝導性および高い熱膨張率（ＣＴＥ）を有する。キャリア素材内のＡｌＮのＣＴＥは、フィルタのＣＴＥよりも高いので、膜の正味のストレスは低減する。
【００３５】
１つの実施形態において、素材のＩｎｖａｒ（登録商標）ファミリが、フィルタキャリア９０２に使用される。概して、Ｉｎｖａｒは、鉄−ニッケル合金であるが、他の複数の物質を有してよい。複数のＩｎｖａｒ構造は、通常低いＣＴＥを有する。ＩｎｖａｒのＣＴＥは、通常、熱的に調整されたフィルタのＣＴＥよりも小さい。図９の実施形態に示されるように、Ｉｎｖａｒの低いＣＴＥのために、フィルタ取り付けの後、膜ストレスは、増加する。１つの実施形態において、膜の伸張ストレスは、増加する。
【００３６】
図９の実施形態において、Ｉｎｖａｒから成るフィルタは、プレストレスト膜１０７のストレスへの６２ＭＰａの増加をもたらした。図９の実施形態において、フィルタをフィルタキャリアに取り付けるために、１５０℃の硬化温度で、エポキシが使用される。
【００３７】
表１は、異なるキャリア素材を用い、およびフィルタをキャリアに実装するために異なる複数の物質を用いた場合の膜ストレスにおける変化を示す。
【表１】
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【００３８】
例えば、表１において、１５０℃の硬化温度で、エポキシＨ２０Ｅを用いてフィルタに取り付けられたＩｎｖａｒを有するキャリアは、膜が２０℃の場合、６２．３ＭＰＡの膜のストレスの増加をもたらした。
【００３９】
フィルタの固有周波数を上げるためのプレストレスト膜を有する熱的に調整されたフィルタの複数の実施形態が、ここで説明される。１つの実施形態において、プレストレスのレベルは、膜を形成する間に生成される。膜にプレストレスを加えることは、いずれの付加的な複数の部品、または負担となる複数の処理手順を要求しない。プレストレスのレベルは、調整可能なレーザの動作環境に依存して調整される。
【００４０】
温度調整部の複数の実施形態は、プレストレスト膜のサイズよりも大きなサイズである。プレストレスト膜のないフィルタの機械的共振は、低い複数の周波数であり、このような膜を振動および衝撃から影響を受けやすくする。ここで説明されるようなプレストレスト膜の複数の実施形態を用いることにより、熱的に調整されたフィルタの全体の固有周波数は増加し、組み立てプロセス、テスティング、およびフィールドへの配備の間のダメージにより耐性のあるフィルタにする。
【００４１】
その上、プレストレスト膜を有することは、フィルタ内の光デバイスの移動から生じる複数のストレスを中和する。幾つかの実施形態において、プレストレスト膜は、光デバイスを保持することの負荷から適用された複数のストレスを中和する。同様に、光デバイスは、レーザの物理移動の間に、揺れ動くまたは軽く揺れ動くことを試みる。他の複数の実施形態において、動作の間に光デバイスの温度が変更された場合、光デバイスは、拡張し、または縮小し、したがって、複数のストレスをプレストレスト膜に加える。
【００４２】
ここで説明される複数の実施形態に係る複数のフィルタは、振動テストおよび衝撃テストに合格し、Ｔｅｌｃｏｒｄｉａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓにより公表された複数の標準規格を満たした。Ｔｅｌｃｏｒｄｉａ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓは、産業界で「Ｔｅｌｃｏｒｄｉａ仕様」または「Ｇｅｎｅｒｉｃ  Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ  （ＧＲｓ）」として知られる複数のドキュメントのシリーズを生産する。複数のＴｅｌｃｏｒｄｉａ仕様は、ｗｗｗ．ｔｅｌｃｒｏｄｉａ．ｃｏｍにおいて利用できる。
【００４３】
図１０は、通信システム１０００の１つの実施形態を示す。調整可能レーザ１００は、温度調整部１０６を備える。温度調整部１０６は、ここで説明された少なくとも１つのプレストレスト膜を含む熱的に調整されたフィルタを有する。調整可能なレーザ１００は、光信号を第一の波長で出力する。１つの実施形態において、光信号は、第一の波形から第二の波形へ、温度調整部１０６を用いて調整される。光信号は、光学的にレーザ１００に結合される光チャネル１００２に出力される。光チャネル１００２は、光学的にネットワーク１００４に結合される。ネットワーク１００４は、光チャネル１００６に光学的に結合される。光受信部１００８は、光信号を受信するために、光チャネル１００６に光学的に結合される。１つの実施形態において、複数の光チャネル１００２および１００６は光ファイバを含む。
【００４４】
要約における説明を含む本発明の説明された複数の実施形態の上記の説明は、包括的であること、または開示される正確な複数の形式に本発明を制限することに意図されない。本発明の特定の複数の実施形態および本発明のための複数の例が、説明の目的のためにここで説明されたが、さまざまな等価な修正は、当業者が認識するように本発明の範囲内でできる。
【００４５】
これら複数の修正は、上記の詳細な説明に照らして、本発明の複数の実施形態になされることができる。複数の請求項で用いられる複数の用語は、本発明を明細書および複数の請求項で開示される特定の複数の実施形態に制限するために構成されるべきではない。それどころか、本発明の範囲は、複数の請求項により決定され、請求項解釈の確立された複数の学説にしたがって構成される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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