[发明专利]一种具有调制功能的双芯光纤干涉仪

说明书

技术领域

本发明属于光纤技术领域，具体涉及一种具有调制功能的双芯光纤干涉仪。

背景技术

自上世纪70年代以来,光纤传感检测技术作为光电子学一门迅速发展的分支日益受到人 们的重视，特别是基于光纤干涉仪的光纤传感技术，灵敏度高,易于复用,广泛地应用于温度、 电场、磁场、水声、加速度和地震波等检测中,已成为一个重要的研究方向。为了把有效信息 从干涉信号中提取出来，需要对待测信号进行相位调制，通过相位调制手段可以将噪声与待 测信号有效的区别开，电光相位调制器是利用电光效应对光信号的相位进行调制的器件，主 要特点是宽调制带宽、低传输损耗、小啁啾、低噪声等。

在基于光纤干涉仪的光纤传感技术中，光信号的相位调制起着至关重要的作用，目前主 要的相位调制器有压电陶瓷相位调制器和铌酸锂相位调制器，压电陶瓷相位调制器一般是将 几十厘米至几米的保偏光纤缠绕在一个压电陶瓷(PZT)柱上，使光纤环横截面积与圆柱轴 垂直。当施加正电压时，由于压电陶瓷的逆压电效应，压电陶瓷柱直径发生变化，从而使光 纤的长度，光纤的直径，纤芯的折射率发生变化，但是受压电陶瓷材料的响应特性的限制， 调制频率通常低于100kHZ，这极大地限制了它在光纤传感系统或传输系统中的应用，于是人 们开始利用线性电光效应较好的铌酸锂晶体制作光波导相位调制器。

铌酸锂晶体是优质的电光、声光材料，在其晶体表面上制作不同的波导和电极图案可对 传输光进行分束/合束、起偏/检偏、偏转，通过外加电压可实现对相位、强度、偏振态、频率 等进行调制与控制(参见专利CN201177699Y)。铌酸锂集成光学器件功耗小、响应速度快、 稳定性好，而且与单模光纤技术很好的相容，充分开发光纤的应用领域，可广泛的应用于光 纤通信，光纤传感、光信息处理等领域。

专利CN101833178A应用实例1和应用实例2中，提出全光纤干涉仪，但是全光纤电光 相位干涉仪虽然有效的避免了温度等外界因素带来的扰动，但是将整个光纤相位调制器件置 于一根光纤中，这种调制器需要对光纤进行复杂的微加工工艺并需要对光纤进行一系列预处 理，这对光纤相位调制器生产成本和工艺上又有十分严格的要求。为了克服在先技术的不足， 本发明提出一种基于铌酸锂电光相位调制双芯光纤干涉仪。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能够实现相位调制功能的双芯光纤干涉仪。

本发明的目的是这样实现的：

一种具有调制功能的双芯光纤干涉仪，由具有光学效应的铌酸锂衬底，形成在该衬底上 的两路光波导，调制光波的调制电极，输入的双芯光纤、V型槽、陶瓷基板、对出射光进行 引导的单芯光纤构成，所述输入光纤采用双芯光纤，两纤芯呈现对称式分布。

电极分为阴极和阳极，对称分布于光波导两侧；在金属阳极和阴极之间接入直流电压源。

以铌酸锂晶体为衬底制作波导，采用质子交换法制作条形波导。

金属电极表面可采用平行或者垂直铌酸锂晶体平面熔嵌在衬底上。

输入光纤采用七芯结构的光纤。

本发明的有益效果在于：

1.通过采用质子交换工艺在铌酸锂衬底上制作条形光波导对双芯光纤干涉仪每个纤芯进 行电光调制，实现双芯光纤干涉仪的相位调制；

2.本发明中采用工程领域中较为常用的光调制器——铌酸锂电光调制器，制作工艺简单， 成本较低。

附图说明

图1具有调制功能的双芯光纤干涉仪结构图；

图2对称芯光纤端面示意图；

图3七芯光纤端面示意图；

图4一种基于该相位调制器的Michileson干涉仪结构示意图；

图5A一种基于该相位调制器对称双芯Mach-Zehnder干涉仪结构示意图；

图5B一种基于该相位调制器偏双芯Mach-Zehnder干涉仪结构示意图；

图6具有调制功能的双芯光纤干涉仪封装示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：