[发明专利]一种动态可调衰减器

说明书

本发明提出了一种动态可调衰减器,包括：由上而下依次设置的线偏振元件、光通道生成单元和石墨烯导模共振结构；其中，光束垂直入射至线偏振元件后，光通道生成单元垂直出射第一光束；第一光束经石墨烯导模共振结构垂直出射；第一光束经石墨烯导模共振结构反射生成第二光束，第二光束经光通道生产单元水平出射。本发明利用电压对石墨烯层进行控制，改变石墨烯层对光的吸收，从而达到改变光强的目的；同时利用偏振分束器与法拉第旋转器对光路进行改变，达到垂直和水平双光通道的目的。

技术领域

本发明属于光学检测装置领域，尤其涉及一种动态可调衰减器。

背景技术

可调光衰减器是光纤通信系统的重要器件之一，主要用来降低或控制光信号，实现不同通信信道之间的光功率均衡，广泛应用于光纤通信系统中。中国实用新型专利提出了“一种基于石墨烯的基片集成波导动态可调”(专利号：ZL201720847853.8)，该衰减器通过调节石墨烯的电导率、石墨烯的长度和石墨烯三明治结构间距来调节衰减量和动态控制范围，该衰减器工作在微波波段，具有动态调节衰减量、较低回波损耗、较宽频带等优点。

该类衰减器中，由于石墨烯的长度和石墨烯三明治结构间距的精确控制难以实现，导致该类衰减器在可见光波段的动态调节难以实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态可调衰减器，其通过改变电压来调节石墨烯的化学势能，石墨烯导模共振结构对光束的吸收量发生变化，从而改变了第一光束的反射率，实现光强度的精准调节；同时该衰减器通过电压对石墨烯层的调控，配合光通道生成单元，实现了对垂直、水平方向双通道光强的精准调节。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种动态可调衰减器，包括：由上而下依次设置的线偏振元件、光通道生成单元和石墨烯导模共振结构；其中，光束垂直入射至所述线偏振元件后，所述光通道生成单元垂直出射第一光束；所述第一光束经所述石墨烯导模共振结构垂直出射；所述第一光束经所述石墨烯导模共振结构反射生成第二光束，所述第二光束经所述光通道生产单元水平出射。

优选地，所述线偏振元件为一线偏振片。

优选地，所述光通道生成单元包括一偏振分束器和一法拉第旋转器；所述光束出射所述线偏振元件后，入射至所述偏振分束器后，垂直出射所述第一光束，所述第一光束经所述法拉第旋转器偏振态发生45°变化后垂直出射；所述第二光束发射到所述法拉第旋转器偏振态发生90°变化后，垂直出射至所述偏振分束器并水平出射。

优选地，所述石墨烯导模共振结构包括导模共振光栅和石墨烯；所述石墨烯设置在所述导模共振光栅中。

优选地，所述导模共振光栅包括依次设置的光栅层、波导层、石墨烯层和基底；所述光栅层朝向所述法拉第旋转器设置；所述石墨烯层位于所述波导层和基底之间。

优选地，所述波导层为Ta₂O₅层；所述基底为SiO₂层。

优选地，所述光栅层包括多块间隔分布的有机玻璃。

优选地，所述光栅层的厚度为600nm～700nm。

优选地，所述波导层的厚度为80nm～120nm。

优选地，所述石墨烯层的化学势能为0.5ev～1.5ev。

与现有技术相比，本发明的优点为：

1)该衰减器改变电压来调节石墨烯的化学势能，石墨烯导模共振结构对光束的吸收量发生变化，从而改变了第一光束的反射率，实现光强度的精准调节；

2)该衰减器通过电压对石墨烯层的调控，配合光通道生成单元，实现了对垂直、水平方向双通道光强的精准调节