[发明专利]波长可调谐光电探测器、光波长探测系统及方法

权利要求书

1.一种波长可调谐光电探测器，其特征在于，包括：半导体基质F-P腔窄带滤波器和与所述半导体基质F-P腔窄带滤波器键合的p-i-n光电探测器，所述半导体基质基底F-P腔窄带滤波器用于对接收的待测光信号滤波，并将透射后的光信息号传输至所述p-i-n光电探测器的吸收层。

2.如权利要求1所述的波长可调谐光电探测器，其特征在于，所述F-P腔窄带滤波器为GaAs基底F-P腔窄带滤波器，所述p-i-n光电探测器为InP基底光电探测器。

3.如权利要求1或2所述的波长可调谐光电探测器，其特征在于，所述波长可调谐光电探测器还包括自聚焦棒，所述自聚焦棒用于将所述待测光信号耦合进所述半导体基质F-P腔窄带滤波器。

4.一种光波长探测系统，其特征在于，包括：F-P腔透射谱控制模块、光波长调解处理模块、光电探测器输出电流检测模块及权利要求1～3任一所述的波长可调谐光电探测器，

所述光波长调解处理模块连接F-P腔透射谱控制模块和光电探测器输出电流检测模块；所述F-P腔透射谱控制模块连接所述半导体基质F-P腔窄带滤波器的两个F-P滤波腔调整电极，用于受所述光波长调解处理模块的控制产生周期性变化的电压，并将所述周期性变化的电压传输给所述半导体基质F-P腔窄带滤波器；所述光电探测器输出电流检测模块连接所述p-i-n光电探测器的两个探测电极，用于将检测到的p-i-n光电探测器的输出光电流传输给所述光波长调解处理模块。

5.一种利用权利要求4所述的光波长探测系统探测光波长的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将待测光信号经光纤耦合至光纤光栅传感器；

S2：被光纤光栅传感器反射的待测光信号由光纤尾纤耦合进入所述波长可调谐光电探测器的半导体基质F-P腔窄带滤波器；

S3：所述光波长调解处理模块控制F-P滤波腔调谐控制模块产生周期性控制电压，并加至所述F-P滤波腔调整电极上，波长可调谐光电探测器中半导体基质F-P滤波腔在外加周期性电压作用下，其F-P滤波腔内部产生周期性变化电流，电流热效应使F-P滤波腔产生与电流大小成线性关系的温度变化，使F-P滤波腔折射率及所述待测光信号通过F-P滤波腔的透射光波长产生周期性变化；

S4：在上述步骤S3中，所述光电探测器输出光电流检测模块实时监测p-i-n光电探测器输出的光电流，完成A/D转换并实时发送至所述光波长探测处理模块；

S5：所述光波长探测处理模块根据F-P滤波腔调谐控制模块输出的调谐电压及探测到的光电流探测待测光信号的波长。

6.如权利要求5所述的探测光波长的方法，其特征在于，所述步骤S1中光纤耦合的方式为采用自聚焦棒的方式耦合。

7.如权利要求5所述的探测光波长的方法，其特征在于，所述F-P滤波腔调谐控制模块产生的调谐电压为周期性锯齿形电压。

8.如权利要求5所述的探测光波长的方法，其特征在于，所述步骤S5中采用峰值光电流匹配算法探测所述待测光信号的光波长，具体为：确定p-i-n光电探测器探测电极间输出光电流最大时的F-P滤波腔调整电极的外加电压，计算得到所述半导体基质F-P腔滤波器透射波长，进而得到待测光波长。

9.如权利要求5所述的探测光波长的方法，其特征在于，所述步骤S5中采用半峰值功率平均算法探测所述待测光信号的光波长，具体为：确定p-i-n光电探测器探测电极间输出光电流为峰值1/2时的两处F-P滤波腔调整电极的外加电压，通过平均算法计算得到所述半导体基质F-P腔滤波器透射波长，进而得到待测光波长。