CN201680815U - 一种准确调节光路径的干涉腔和干涉仪 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种准确调节光路径的干涉腔和干涉仪，所述干涉腔包括两等距臂形成的腔体，其特征在于：该干涉腔内设有正、负调节片补偿温度变化的腔体长度，从而确保该干涉腔长为一定值。本实用新型利用正、负调节片随温度变化的相匹配关系，从而使其光程OPL不受外界环境温度变化而发生改变，从而确保光程的精确度。

Description

一种准确调节光路径的干涉腔和干涉仪
技术领域
本实用新型涉及光通讯领域，尤其涉及一种准确调节光路径的干涉腔和干涉仪。
背景技术
光通讯领域，光差分相移键控(DPSK)是提供供高接收机灵敏度，对高速运输中的主要非线性作用的高容忍性以及对相干串扰的高容忍性的有前途的调制格式；交错滤波器(Interleaver)技术的出现更新了密集波分复用中分波/合波器件设计的理念，大大降低密集波分复用器的设计压力，而这些器件组成的基础是干涉仪。该干涉仪包括两路光束进行传输，而希望上述两束光路之间的光程差(OPD)具有预期值，但是干涉仪腔长差的控制是个难题，由于光干涉的目的，光程差的改变直接影响干涉强度，然而，其中一个干涉臂的光路比另一个干涉臂的光路的路程长，因此，温度的控制才能确保所述光程差(OPD)的稳定，但是，环境温度的变化将会引起光程差(OPD)的稳定性。为了平衡环境温度的变化，有美国专利US6924894通过两路干涉臂设置有两个加热器以及环境温度探测器和一控制器连接，从而控制加热器的加热量，从而平衡环境温度的影响，这种方式必须通过复杂的电路对环境温度的影响进行消除，成本较高，电路复杂。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种准确调节光路径的干涉腔和干涉仪。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种准确调节光路径的干涉腔，包 括两等距臂形成的腔体，其特征在于：该干涉腔内设有正、负调节片补偿温度变化的腔体长度，从而确保该干涉腔长为一定值。
本实用新型还包括一种准确调节光路径的干涉仪，包括：第一个端口发射一入射光束，一个分光器的分/合光界面将入射光束分离成第一、二光束，第一、二光束沿着第一二光路径；第一反射镜位于第一光路径离分光器一定距离确定为第一光路径长OPL1，第二反射镜位于第二光路径中离分光器一定距离确定为第二光路径长OPL2，输入光束在分光器处被分成第一、第二光束，所述第一、第二光束分别经过第一、第二光路径被其对应的反射镜返回，由于第一光路径OPL1和第二光路径OPL2之间的光程差OPL，返回的光束在分光器的分/合光界面产生干涉光束输出，其特征在于：第一光路径中设有正、负调节片补偿第一光路径OPL1和第二光路径OPL2之间的光程差OPL，确保光程差OPL为一定值。
其中，较佳方案为：所述正调节片为随温度升高折射率增加的玻片；负调节片为随温度升高折射率降低的玻片。
其中，较佳方案为：所述正调节片曲线的斜率K1和负调节片曲线的斜率K2的比值相当于负调节片的厚度d2和正调节片的厚度d1的负值。
其中，较佳方案为：所述分/合光界面包括一分光膜。
这样本实用新型具有的优点：
本实用新型利用正、负调节片随温度变化的相匹配关系，从而使其光程差OPL不受外界环境温度变化而发生改变，从而确保光程差OPL的精确度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型的结构进一步说明。
图1为本实用新型一种准确调节光路径的干涉腔的第一实施例的结构图。
图2为利用本实用新型准确调节光路径的干涉腔组成的干涉仪的结构示 意图。
图3为本实用新型正、负调整片折射率随温度变化的曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型一种准确调节光路径的干涉腔的实施例进一步说明。
图1为本实用新型干涉腔的结构示意图。如图1所示：该干涉腔包括两等距臂20形成的腔体21，所述腔体21设有正、负调节片211、212，其中，如图3所示：所述正调整片211的折射率随温度升高而升高，负调节片212的折射率随温度升高而降低。如图2所示：其中，正调节片211折射率n1变化随温度T变化的曲线A满足n1＝K1T+b1，负调节片212折射率n2变化随温度T变化的曲线B满足n2＝K2T+b2，其中，所述K1、K2分别为曲线A、B的斜率，从上述曲线A、B可以推出该干涉腔的光路径长OPL满足：OPL＝d1*(K1T+b1)+d2*(K2T+b2)+L.....(1)
其中，L为该腔体的物理长度。
需要上述式(1)不随外界温度变化而变化，即OPL为一常数C，C＝d1*(K1T+b1)+d2*(K2T+b2)+L，只要该式(1)中随温度变化的项数相互抵消即可，即d1K1T+d2K2T＝0即可，也就是说：K1/K2＝-d2/d1
综上所述，只要正、负调节片211、212随温度变化的曲线满足K1/K2＝-d2/d1关系式，从而使其光程差OPL不受外界环境温度变化而发生改变，从而确保光程差OPL的精确度。
图2为利用本实用新型干涉腔的干涉仪的结构示意图，如图2所示：该DLI为一个迈克尔干涉仪的结构，其由50％分光器14，45度倾斜排列；第一全反射镜15，水平位置排列；第二全反射镜16，垂直排列放置。输入光L经过一个精密的50％分光器14的分光面141分成第一光束A和第二光束B，第一束光束A经由一定距离达到第一全反射镜15经由所述第一反射镜15反射回分 光器14的分光面141，同样，第二光束B经过分光面141反射后，经由第二反射镜16反射回分光面141，所述反射光束B与透射光束A发生干涉，得到干涉光束。
如图2中所示：为了调节上述两干涉臂之间的光程差，本实施例中，第一反射镜15和分光器14之间设置有一正、负调节片142、143，如图2所示：其中，正调节片142折射率n1变化随温度T变化的曲线A满足n1＝K1T+b1，负调节片143折射率n2变化随温度T变化的曲线B满足n2＝K2T+b2，其中，所述K1、K2分别为曲线A、B的斜率，从上述曲线A、B可以推出第一光路径长OPL1满足：OPL1＝d1*(K1T+b1)+d2*(K2T+b2)+L1
第二光路径长OPL2满足：OPL2＝L2
光程差为：OPL＝OPL1-OPL2＝d1*(K1T+b1)+d2*(K2T+b2)+L1-L2...(1)
要满足光程差OPL为一定值，即不随温度变化而变化，只要满足上述d1*(K1T+b1)+d2*(K2T+b2)+L1-L2＝常数C即可，只要该式(1)中随温度变化的项数相互抵消即可，即d1K1T+d2K2T＝0即可，也就是说：K1/K2＝-d2/d1
综上所述，只要正、负调节片142、143随温度变化的曲线满足K1/K2＝-d2/d1关系式，从而使其光程差OPL不受外界环境温度变化而发生改变，从而确保光程差OPL的精确度。
这样本实用新型具有的优点：
本实用新型利用正、负调节片随温度变化的相匹配关系，从而使其光程差OPL不受外界环境温度变化而发生改变，从而确保光程差OPL的精确度。
以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。

Claims (7)

1.一种准确调节光路径的干涉腔，包括两等距臂形成的腔体，其特征在于：该干涉腔内设有正、负调节片补偿温度变化的腔体长度，从而确保该干涉腔长为一定值。
2.根据权利要求1所述的准确调节光路径的干涉腔，其特征在于：所述正调节片为随温度升高折射率增加的玻片；负调节片为随温度升高折射率降低的玻片。
3.根据权利要求1所述的准确调节光路径的干涉腔，其特征在于：所述正调节片曲线的斜率K1和负调节片曲线的斜率K2的比值相当于负调节片的厚度d2和正调节片的厚度d1的负值。
4.一种准确调节光路径的干涉仪，包括：第一个端口发射一入射光束，一个分光器的分/合光界面将入射光束分离成第一、二光束，第一、二光束沿着第一二光路径；第一反射镜位于第一光路径离分光器一定距离确定为第一光路径长OPL1，第二反射镜位于第二光路径中离分光器一定距离确定为第二光路径长OPL2，输入光束在分光器处被分成第一、第二光束，所述第一、第二光束分别经过第一、第二光路径被其对应的反射镜返回，由于第一光路径OPL1和第二光路径OPL2之间的光程差OPL，返回的光束在分光器的分/合光界面产生干涉光束输出，其特征在于：第一光路径中设有正、负调节片补偿第一光路径OPL1和第二光路径OPL2之间的光程差OPL，确保光程差OPL为一定值。
5.根据权利要求4所述的准确调节光路径的干涉仪，其特征在于：所述正调节片为随温度升高折射率增加的玻片；负调节片为随温度升高折射率降低的玻片。
6.根据权利要求4所述的准确调节光路径的干涉仪，其特征在于：所述正调节片曲线的斜率K1和负调节片曲线的斜率K2的比值相当于负调节片的厚度d2和正调节片的厚度d1的负值。
7.根据权利要求4所述的准确调节光路径的干涉仪，其特征在于：所述分/合光界面包括一分光膜。
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