[发明专利]电光调制器和电光距离测量装置

说明书

电光调制器包括非线性光学材料的波导（2）和电极线（3），电极线（3）用于当电压被施加到电极线（3）时在波导（2）的调制区（17）中生成电场，从而调制穿过波导（2）的光。其中调制区（17）的正向电光响应与反向电光响应相同；以及电光响应具有带通或低通特性。距离测量装置包括发射光的光源（101）和这样的电光调制器，电光调制器被布置成使得所发射的光在从距离测量装置发射之前在第一方向上穿过电光调制器，并在从目标反射之后在与第一方向相反的第二方向上穿过电光调制器。

技术领域

本发明涉及如在对应独立权利要求的序言中描述的电光调制器和电光距离测量装置。

背景技术

US 5,129,017、US 5,050,948、US 5,138,480、US5278924、WO02097526和JP9236783 A公开了具有行波电极的集成（共面波导或CPW）光调制器。调制器被构造为马赫曾德耳调制器（Mach-Zehnder-Modulator），即，光束被分成两个部分，光的一个部分是相位调制的，这两个部分被重新聚合，且作为结果，重新聚合的部分的振幅根据相位调制而被调制。光采用通过调制器的单程，即，只在一个方向上。

R. Krähenbühl、M.M. Howerton的“Investigations on short path length high speed optical modulators in LiNbO3 with resonant type electrodes”（Journal of Lightwave Technology, Vol. 19, No. 9 pp. 1287-1297 (2001)）描述了不同类型的谐振电极结构，目的是减小有源电极长度并增强调制效率。所示的电极拓扑受限于马赫曾德耳调制器。

G. E. Betts、L. M. Johnson、C. H. Cox的“High-sensitivity lumped-element bandpass modulators in LiNbO3”（IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology, Vol.7, no. 12, pp. 2078-2083, Dec. 1989）描述了基于集成马赫曾德耳调制器的带通调制器。

A. Loayssa等人的“Design and performance of the bidirectional optical single-sideband modulator”（Journal of Lightwave Technology, Vol 21, No. 4,pp. 1071-1082, April 2003）提出了用于实现使用标准单电极马赫曾德耳调制器和无源光纤部件的光单边带调制的双向光单边带调制器的研究。通过双向地驱动射频电极，即，用一个信号（每一个信号被馈送到同一电极的相对端中）来操作电光调制器。

图1示意性示出根据现有技术的用于测量绝对距离的距离测量装置，其中光源101发射通常在可见光或红外光范围内的具有中心波长λ的光，源的频谱宽度△λ足够宽，以便确保低相干光发射。由宽带源101发射的平行光束照亮偏振分束器102，这确保透射射束之一的线偏振态。偏振射束穿过具有在相对侧上的电极104的电光晶体103。电极104允许施加平行于电光晶体103的主结晶轴之一的电场。具有频率f的正弦电信号由信号源108生成并被施加到电极104。这个电场生成在晶体的慢光轴和快光轴之间的折射率差的修改。因此在两个正交波之间引入相位调制。