CN1156716C - 一种可调光延迟线的微光电机械 - Google Patents
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Abstract
本发明在固定直角反射镜阵列(1)的前方设置有横向调节的移动轴(9),移动轴(9)上设置有移动直角反射镜阵列(2);固定直角反射镜阵列(1)的入射口设置有第一准直透镜(3),第一准直透镜(3)处设置有第一硅V形槽(10),第一硅V形槽(10)内设置有入射光纤(5);固定直角反射镜阵列(1)的出射口设置有第二准直透镜(4),第二准直透镜(4)处设置有第二硅V形槽(11),第二硅V形槽(11)内设置有出射光纤(6)。具有:1.采用多次反射技术,对光信号相位进行连续微调,操作方便,使可调光延迟线高度集成和进行大规模生产,并提高性能和降低成本。2.采用硅的V形槽和微透镜,实现光信号和光纤间的高效耦合,减小了耦合损耗。3.可用于高速光传输、光交换、微波数据传输与处理等系统以及相控阵雷达,并实现光信号的双向连续相位微调。
Description
技术领域
本发明属于光学仪器类,尤其涉及光学微光传输的装置。
背景技术
目前,具有固定延迟或固定延迟间隔的可调光延迟线,已经用于相控阵雷达系统。美国专利6351587B1,和欧洲专利EP1099965A2、EP1030534A2公开了采用多光纤阵列产生固定延迟间隔的可调光延迟线的技术,该技术虽在全光数据传输系统中得到了应用。但是,这种结构的可调光延迟线对信号的相位不能进行连续微调。
发明内容
本发明的目的是提供一种可调光延迟线的微光电机械,解决上述难题,以实现对光信号连续相位微调的需要。
本发明的目的是这样实现的:一种可调光延迟线的微光电机械,其固定直角反射镜阵列(1)的前方设置有横向调节的移动轴(9),移动轴(9)上设置有移动直角反射镜阵列(2);固定直角反射镜阵列(1)的入射口设置有第一准直透镜(3),第一准直透镜(3)处设置有第一硅V形槽(10),第一硅V形槽(10)内设置有入射光纤(5);固定直角反射镜阵列(1)的出射口设置有第二准直透镜(4),第二准直透镜(4)处设置有第二硅V形槽(11),第二硅V形槽(11)内设置有出射光纤(6)。
由于本发明采用了以上的技术方案,因而具有以下的优点:
1,采用微光电机械技术(MOEMS),设计可对光信号相位连续微调的可调光延迟线,解决了固定延迟光延迟线不能对信号相位连续微调的缺点;同时,采用目前成熟的硅微加工工艺,使该结构的可调光延迟线高度集成和进行大规模生产,并提高性能和降低成本。
2,采用微光电机械技术,设计可调光延迟线,采用多次反射技术,实现对延迟光程范围的扩展,从而实现时域上对信号延迟时间的扩展。
3,采用硅的V形槽和微透镜,实现光信号和光纤间的高效耦合,减小了耦合损耗。尤其采用直角形反射镜技术,实现反射信号相位于入射信号的平行传输,当轴向移动的反射镜产生离轴运动时,保障信号的平行传输和出射光纤的正确耦合。
4,本发明可广泛应用于高速光传输与光交换系统、微波数据传输与处理系统以及相控阵雷达。此外,该技术还可用于扫描型光学微干涉系统中,如光学微型Michelson干涉仪等。
5,木发明构造极为简单,制造容易,操作方便,可实现对光信号的单向或双向的连续相位微调。
附图说明
图1是本发明的一种可调光延迟线的微光电机械的型状结构示意图;
图2是图1中沿A-A线放大剖视的型状结构示意图;
图3是图1中沿B-B线放大剖视的型状结构示意图。
图中:
1,固定直角反射镜阵列 2,移动直角反射镜阵列 3,准直透镜A
4,准直透镜B 5,入射光纤 6,出射光纤
7,输入光信号 8,输出光信号 9,移动轴
10,硅V形槽A 11,硅V形槽B 12,硅V形槽
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施作如下详述:
在图1、图2、图3中,固定直角反射镜阵列1的前方设置有横向调节的移动轴9,移动轴9上设置有移动直角反射镜阵列2。固定直角反射镜阵列1上设置有数只硅V形槽12,移动直角反射镜阵列2上设置有数只硅V形槽12;硅V形槽12的夹角设置为90度。固定直角反射镜阵列1的入射口设置有准直透镜A3,准直透镜A3处设置有硅V形槽A10,硅V形槽A10内设置有入射光纤5。固定直角反射镜阵列1的出射口设置有准直透镜B4,准直透镜B4处设置有硅V形槽B11,硅V形槽B11内设置有出射光纤6。硅V形槽A10、硅V形槽B11的硅板上采用电感耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术,制成夹角为60度的反射镜,并在反射镜阵列上镀有高反射膜以提高反射率。
其中,固定直角反射镜阵列1和移动直角反射镜阵列2,采用电感耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术,在硅V形槽12上制有数只相同且相配的直角形反射镜,并在反射镜阵列上镀有高反射膜以提高反射率。移动轴9可采用硅动作器,在驱动电压作用下,其轴向移动距离可实现连续微调,从而通过采用直角反射镜阵列来实现对光信号相位的连续微调。当移动轴9在调节过程中产生离轴偏差时,能保障反射信号相对于入射信号的平行传输。为了减小光信号的传输和耦合损耗,采用准直微透镜A3把输入光信号准直为平行光;采用准直微透镜B4把输出的平行光信号聚焦耦合传至出射光纤6。
在实际操作使用中,采用微光电机械技术,以多次反射结构可实现可调光延迟线。当输入光信号7经V形槽12内的入射光纤5,透过微形聚光的准直透镜A3时,在固定直角反射镜阵列1和移动直角反射镜阵列2的硅V形槽12之间形成多路直线形传输,反射信号相对于入射信号的平行传输。最后在固定直角反射镜阵列1的出射口,经微形聚光的准直透镜B4,及设置于V形槽12内的出射光纤6,向外传递输出光信号8。尤其采用硅V形槽12和微透镜的准直透镜A3、准直透镜B4,可实现对入射光信号7的准直,和光信号对出射光纤6的耦合。
为了实现对光信号相位的连续调整,可通过移动轴9调节固定直角反射镜阵列1和移动直角反射镜阵列2之间的距离,其调节关系为:当光信号的反射次数为n=2,6,10,14,……时,实现的可调光程变化范围(OPD)为:
OPD=2s+(n-2)·s/2,
其中,s为可移动直角反射镜阵列的最大轴向移动距离。移动轴9可采用硅动作器,在电压信号驱动下可实现连续轴向移动。
在上述过程中,输入光信号7也可经出射光纤6,重复上述光信号传输的逆向过程,由入射光纤5向外传递输出光信号8,从而可对光信号实现双向传输相位的连续调整。
本发明的可调光延迟线技术的微光电机械技术,可用于光时分复用(OTDM)系统、光波分复用(WDM)系统,用来实现对光信号的相位进行调整,实现多路复用。也可用于光数字信号处理系统,实现数据信号和时钟信号的相位匹配;还可用于微波数据传输系统或相控阵雷达,产生对高速微波数据信号的精确延迟。
Claims (6)
1.一种可调光延迟线的微光电机械,其特征在于,固定直角反射镜阵列(1)的前方设置有横向调节的移动轴(9),移动轴(9)上设置有移动直角反射镜阵列(2);固定直角反射镜阵列(1)的入射口设置有第一准直透镜(3),第一准直透镜(3)处设置有第一硅V形槽(10),第一硅V形槽(10)内设置有入射光纤(5);固定直角反射镜阵列(1)的出射口设置有第二准直透镜(4),第二准直透镜(4)处设置有第二硅V形槽(11),第二硅V形槽(11)内设置有出射光纤(6)。
2.根据权利要求1所述的一种可调光延迟线的微光电机械,其特征在于,固定直角反射镜阵列(1)上设置有数只硅V形槽(12)。
3.根据权利要求1所述的一种可调光延迟线的微光电机械,其特征在于,移动直角反射镜阵列(2)上设置有数只硅V形槽(12)。
4.根据权利要求2或3所述的一种可调光延迟线的微光电机械,其特征在于,硅V形槽(12)的夹角为90度。
5.根据权利要求1所述的一种可调光延迟线的微光电机械,其特征在于,第一硅V形槽(10)、第二硅V形槽(11)的夹角为60度。
6.根据权利要求1所述的一种可调光延迟线的微光电机械,其特征在于,移动轴为硅动作器。
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