[发明专利]一种光波导群折射率测量方法及装置

权利要求书

1.一种光波导群折射率测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)连续波激光器输出光载波信号至光单边带调制器，矢量网络分析仪端口一输出的射频信号加载到光单边带调制器对光波进行调制；

2)调制后的光信号耦合到第一条光波导中，光波导传输后，通过光波导芯片后耦合输出到光电探测器中，探测后的信号输入到矢量网络分析仪的端口二，利用该回路进行矢量网络分析仪的直通校准；

3)校准后改为测试第二条光波导，所述第二条光波导与第一条光波导长度不同；将调制后的光信号耦合到第二条光波导中，光波导传输后，通过光波导芯片后耦合输出到光电探测器中，探测后的信号输入到矢量网络分析仪的端口二，从矢量网络分析仪中测试得到此时的响应S₂₁，包括幅度响应和相位响应；

4)计算该相位响应曲线的斜率，即单位频率的相移量记为α，利用光波导群折射率n_g与该相移量的关系公式计算光波导的群折射率n_g，其中L为两条光波导的长度差，c为真空中的光速；光波导的群折射率计算方法如下：

一阶色散模型情况下，光波导的群折射率n_g表示为：

式中n_eff为有效折射率，λ为真空中的光波长，λ₀为所需群折射率对应的波长，折射率与光波长相关；

光波在波导中传输，其相位表示为：

通过直通校准后，上式中的L为两条光波导的长度差L＝L₂-L₁；

对上式相位关于波长λ求导可得：

另有：

取值f为光波的频率；

对上式f关于λ求导可得：

则有：

进一步化简可得：

另有相位响应曲线的斜率，记为α，则因此，光波导群折射率表示为：

2.根据权利要求1所述的光波导群折射率测量方法，其特征在于，所述步骤2)或3)中，调制后的光信号通过耦合输入光纤与光波导芯片的耦合输入口进行耦合，光波经过光波导传输后由光波导芯片的耦合输出口输出到耦合输出光纤中，并接入光电探测器进行光电转换。