技术领域本发明涉及光滤波器件领域，尤其涉及一种可调谐光滤波器。
背景技术：
随着transponder调制速率的提升，对激光器的性能提出了更高的要求，高性能的激光器价格不菲，此处高性能是指输出功率高。而为了降低成本，往往采用低输出功率的激光器配合EDFA再加上一个能滤除ASE噪声的光学滤波器，也可以达到和高性能激光器一致的系统性能。传统的ASE噪声滤波器采用基于薄膜滤波技术的滤波片，缺点是透过波长固定，而可调谐滤波器更适用于波长灵活切换的高速传输网。目前可用于可调谐光滤波器的技术较多，可调谐滤波技术主要利用光的干涉或衍射效应来实现可选择的滤波。具体可分为声光可调滤波器型、光纤布拉格光栅型、F—P腔型(基于压电或微电子机械系统(MEMS)技术)和薄膜滤光片(TFF)型等。其中，声光TOF利用声光效应改变波导折射率周期形成光栅，其调谐速度快，但制造成本高，而且相邻通道隔离度较差，不适合于密集波分复用(DWDM)系统。光纤光栅型TOF利用光纤布拉格衍射特性，通过控制温度变化来调节应力，其带宽和相邻通道隔离度都较好，可用于DWDM系统，但是其调谐范围不大，容易受外界环境的影响，长期稳定性也不够好，事实上一直都没有实现实际工程应用。基于TFF的电机调谐角度的TOF的特点是成本较高，长期可靠性较差；基于光栅和MEMS镜的TOF可以得到可靠性尚可的TOF，但其物料和封装成本都较高；而使用调谐F-P腔的TOF具有原理简单，封装易实现的特点。基于F-P腔型的TOF的原料加工和光元件封装技术是影响其成本的重要因素。调谐F-P腔得到可调谐滤波器比较成熟的有类似于MICRO-OPTICS公司的使用PZT控制两个光纤端面的距离实现控制滤波器中心波长的功能。这种方案的封装虽然可以得到调谐范围大的TOF，但结构较为复杂，实现难度大，所以售价较高。而单纯使用热调谐固体标准具的方式的缺点是调谐范围比较窄，例如AEGISFILTER虽然本身可以做到在很宽的波长范围内只有一个单峰输出，但要实现宽调谐范围则需要变化的温度范围很宽，例如要实现5THz的调谐范围，需要的温度变化值约500度，这几乎不能实现。滤除ASE噪声的滤波器并不需要波形为很好的平顶，高斯型的滤波波形即可满足要求，但其对体积的要求很严格，要求能够封装在100Gb/s可插拔光收发模块CFP2或CFP4内。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种TO封装的可调谐光滤波器，具有体积小、成本低的优点；该封装结构的热调谐F-P腔具有较低的热串扰，环境稳定性好、可靠性高，而且调谐速度快、重复性好。为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：一种TO封装的可调谐光滤波器，包括一输入输出端和一组可调谐标准具组，还包括一TO底座，所述TO底座上设有一反射面和支撑基座组，支撑基座组的各支撑基座高度不同；所述可调谐标准具组的各标准具分别设于各支撑基座上；TO底座上设一TO管帽，将反射面和可调谐标准具组封装于管帽内，所述输入输出端与管帽顶端连接；信号光经输入输出端输入之后，依次经过可调谐标准具组的滤波之后入射到反射面上，经反射面反射后再次经过可调谐标准具组的滤波，最后经输入输出端输出。进一步的，还包括加热控制器；所述可调谐标准具组由热敏材料制成，其上镀有加热电阻膜，与TO底座的PIN管脚电连接；所述TO底座的PIN管脚与加热控制器电连接。进一步的，所述支撑基座组包括至少两个支撑基座，两支撑基座的高度差大于或等于0.3mm；所述可调谐标准具组包括至少两个标准具，两标准具的FSR不同。进一步的，所述各支撑基座采用低热导率材料制成；所述一个支撑基座由至少两根支柱构成，由该至少两根支柱支撑一个标准具。进一步的，所述输入输出端为一双光纤准直器，所述可调谐标准具组的通光面与反射面之间成一夹角放置；或者，所述输入输出端为一光环行器。进一步的，所述夹角在2°~6°范围内。进一步的，所述可调谐标准具组的各标准具上设有热敏电阻，用于检测各标准具的温度，各热敏电阻与TO底座的PIN管脚电连接。或者，还包括一光电探测器，所述光电探测器设于TO底座上，反射面的后面；所述反射面为一部分透射部分反射面，其反射率在85%-95%范围内；信号光经输入输出端输入之后，依次经过可调谐标准具组的滤波之后入射到反射面上，部分经反射面反射后再次经过可调谐标准具组的滤波，最后经输入输出端输出；部分透射过反射面入射到光电探测器上，由光电探测器接收并转换成电信号。进一步的，所述反射面设于光电探测器上表面，由光电探测器上表面镀的部分透射部分反射膜形成。进一步的，所述反射面设于光电探测器前面的部分反射镜上，由一镀有部分透射部分反射膜的部分反射镜构成。本发明的有益效果为：本发明采用TO封装滤波器，具有体积小、成本低的优点，而且光路短、偏振相关损耗低、插损一致性好；同时，该封装结构的热调谐F-P腔具有较低的热串扰，环境稳定性好、可靠性高，可以覆盖传输系统所要求的宽调谐范围，而且调谐速度快、重复性好。附图说明图1为本发明滤波器TO封装结构示意图；图2为本发明滤波器实施例一内部结构示意图；图3为实施例一TO底座上光学元件分布示意图；图4为本发明滤波器实施例二内部结构示意图；图5为本发明滤波器实施例三内部结构示意图。附图标示：10.TO底座；20.反射面；30.支撑基座；40.标准具；50.TO管帽；60.双光纤准直器；70.热敏电阻；80.光电探测器；90.固定件。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。本发明的可调谐滤波器采用TO封装结构，具有体积小、成本低的优点，而且光路短、偏振相关损耗低、插损一致性好；同时，该封装结构的热调谐F-P腔具有较低的热串扰，环境稳定性好、可靠性高，可以覆盖传输系统所要求的宽调谐范围，而且调谐速度快、重复性好。该TO封装的可调谐光滤波器，包括一输入输出端和一组可调谐标准具组，还包括一TO底座；该TO底座上设有一反射面和支撑基座组，支撑基座组的各支撑基座高度不同。其中，可调谐标准具组的各标准具分别设于各支撑基座上；TO底座上设一TO管帽，将反射面和可调谐标准具组封装于管帽内，输入输出端与管帽顶端连接。信号光经输入输出端输入之后，依次经过可调谐标准具组的滤波之后入射到反射面上，经反射面反射后再次经过可调谐标准具组的滤波，最后经输入输出端输出。具体的，如图1-3所示的实施例一，以两个热敏材料制成的标准具40构成的热调谐标准具组为例，该热调谐标准具组以2个硅标准具为优选，分别设于两个支撑基座30上。优选硅标准具，由于其具有较大的热光系数，在较小的温度调谐范围内即可实现较宽的波长调谐范围，易于实现和控制较宽范围内的热调谐滤波。至于由硅标准具较大的热膨胀系数带来的热不均匀的问题，该封装结构通过支撑基座30的设计，可以减小或避免该问题。两支撑基座30的高度不同，其高度差至少大于或等于0.3mm，考虑到封装尺寸大小，以0.8mm为优选，使得分别设置于这两个支撑基座30上的两个标准具40具有较高的热隔离度，即减小两个标准具40之间的热串扰，以方便独立控制两个标准具40的温度。上述两个标准具40上镀有加热电阻膜，并分别与TO底座10的PIN管脚电连接，如通过其上设置金电极，并通过打金线的方式将其与TO底座10上相应的PIN管脚导通；TO底座10的PIN管脚与一加热控制器电连接，通过加热控制器控制加热两个标准具40的温度，实现热调谐标准具。各支撑基座30采用低热导率材料制成，如可以采用低热导率的玻璃制成；一个支撑基座30由至少两根支柱构成，由该至少两根支柱支撑一个标准具40。该封装结构可以通过设计合适的支柱高度和横截面积，控制或尽量减小标准具40与支撑基座30的接触面积，从而使得该滤波器中的标准具40获得很好的温度均匀性，以避免标准具因温度控制不均匀，导致其腔长和光程差在通光面的各处不同，最终引起标准具通光面各处的峰值波长不一致、峰值IL变大、波形展宽、波形底部变得更宽等问题。该实施例中，输入输出端采用的是一双光纤准直器60，由于双光纤准直器60的输入光纤与输出光纤之间具有一定夹角，所以该结构中可调谐标准具组的通光面与反射面20之间成一夹角放置，该夹角与双光纤准直器60的输入输出光纤夹角匹配，在2°~6°之间，以5°左右为最佳。装配时先用TO管帽50，将反射面20和可调谐标准具组封装于管帽内，并将其和双光纤准直器60分别置于调整架的夹具上，进行对光调节，使得插入损耗最小，之后通过一固定件90，如玻璃连接件或金属连接件等，通过粘接或焊接的方式将双光纤准直器60与TO管帽50固定连接，构成一个完整的TO封装的可调谐滤波器。信号光经双光纤准直器60的输入光纤输入之后，依次经过可调谐标准具组的滤波之后入射到反射面20上，经反射面20反射后再次经过可调谐标准具组的滤波，最后经双光纤准直器60的输出光纤输出。其中，输入输出端也可以采用一光环行器替代双光纤准直器，采用光环行器作为输入输出端时，反射面与可调谐标准具组的滤波平面可以相互平行。其装配过程与双光纤准直器的装配过程类似。如图4所示的实施例二，在各标准具40上面分别增加了热敏电阻70，用于检测各标准具40的温度，各热敏电阻70与TO底座10的PIN管脚电连接。当该滤波器件与一控制电路板连接通电后，标准具40上的加热电阻膜根据需要对各标准具40进行单独加热控温，热敏电阻70则可以探测到各标准具40的实际温度，并反馈给控制电路板，二者形成一个反馈回路，实现对标准具40的精确控温，待温度稳定之后，可以测试透射中心波长的重复性，达到更精确的滤波调谐的目的。如图5所示的实施例三，与实施例二采用的是不同的滤波中心波长反馈方式，在实施例一的基础上增加一个光电探测器80，设于TO底座10上，反射面20的后面。该反射面20为一个部分透射部分反射面，其反射率在85%-95%范围内，以90%的反射率为例，信号光经输入输出端输入之后，依次经过可调谐标准具组的滤波之后入射到反射面20上，其90%的部分光经反射面20反射后再次经过可调谐标准具组的滤波，最后经输入输出端输出；另外10%的部分光则透射过反射面20入射到光电探测器80上，由光电探测器80接收并转换成电信号，反馈给控制电路板，同样构成一个反馈回路，方便更精确的进行滤波调谐。该实施例三中，反射面20可以直接设于光电探测器80上表面，由光电探测器80上表面镀的部分透射部分反射膜形成。也可以是单独设于光电探测器80前面的一个部分反射镜，由一镀有部分透射部分反射膜的部分反射镜构成。上述各实施例中，可调谐标准具组的两标准具可以采用不同的FSR，并根据实际需要，设置两标准具合理的FSR间隔，通过调谐两个标准具的透射中心波长，利用游标效应，即可获得所需要的较宽带宽的滤波，以克服单个固体标准具波长周期较短的缺点。当然，上述各实施例的结构也适用于单个的可调谐标准具的滤波器封装，即上述可调谐标准具组仅具有一个标准具，相应的，其支撑基座组也仅有一个支撑基座。还可以适用于多个可调谐标准具构成的级联可调谐标准具组，即上述可调谐标准具组包括多个可调谐标准具，相应的，其支持基座组包括多个支持基座，各标准具分别设于各支撑基座上构成多级联标准具。本发明的可调谐光滤波器由于采用TO封装的结构，具有体积小、成本低的优点，而且光路短、偏振相关损耗低、插损一致性好。很符合CFP2或CFP4对滤波器体积的严格要求，适用于经EDFA放大之后的高功率激光器中ASE噪声的滤波。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出的各种变化，均为本发明的保护范围。