CN207636089U - 一种集成光收发相位调制器装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种集成光收发相位调制器装置，所述装置包括光源单元、Y波导单元、直波导单元以及探测单元，所述光源单元用于产生光波信号；所述Y波导单元用于将接收的光波信号转化为特定的线偏振光信号；所述直波导单元用于将接收的单个偏振光分解为两种偏振模式相互正交的光；所述探测单元用于将从Y波导单元得到的光波信号转化为电信号；可通过对直波导芯片的电极施加电压信号进行电光调制；所述装置通过平行封焊工艺封装在可伐合金管壳内，以保证装置的气密性，所述装置极大的降低了干涉型光纤传感系统中复杂光路的搭建难度，尤其是降低了光路熔接难度；有利于复杂干涉型光纤传感系统的工程化研制。
Description
技术领域
本实用新型涉及干涉型光纤传感领域，更具体地，涉及一种集成光收发相位调制器装置。
背景技术
在干涉型光纤传感系统中，传感器的光强信号是光纤中光波相位的余弦函数，通常待测物理量引起的光波相位变化非常微弱，因此可通过相位调制器来对光波信号进行调制，从而增大传感器对待测物理量的灵敏度，相位调制器已成为干涉型光纤传感系统中的核心光学器件。目前采用的相位调制器都只具备单一的相位调制功能，因此在搭建干涉型光纤传感光路时通常还需匹配光源、耦合器、起偏器和探测器等其他功能器件，复杂的光路结构降低了系统可靠性，不利于干涉型光纤传感系统的工程化研制。
实用新型内容
为了解决背景技术存在的现有相位调制器需匹配多个功能器件，而光路结构较为复杂，这样的搭建降低了系统的可靠性，不利于工程研制的问题，本实用新型提供了一种集成光收发相位调制器装置，所述装置集成化设计了光收发相位调制器以及配套的测量器件，可以精确可靠的进行光收发相位调制，所述一种集成光收发相位调制器装置包括：
光源单元，所述光源单元包括光源芯片，所述光源单元用于产生光波信号，所述光源单元的输入端外接驱动电路，光源单元的输出端与Y波导单元的第一Y分支相连；
Y波导单元，所述Y波导单元包括Y波导芯片，所述Y波导单元用于将接收的光波信号转化为特定的线偏振光信号，所述Y波导单元的第一Y分支与光源单元输出端相连，所述Y波导单元的第二Y分支与探测单元的输入端相连，所述Y波导单元的合束端与直波导单元一端相连；
直波导单元，所述直波导单元包括直波导芯片，所述直波导单元用于将接收的单个偏振光分解为两种偏振模式相互正交的光，所述直波导单元的一端与Y波导单元的合束端相连，直波导单元的另一端与外接的保偏光纤相连；
探测单元，所述探测单元包括探测芯片，所述探测单元用于将从Y波导单元得到的光波信号转化为电信号，所述探测单元的输出端与外接的信号处理电路相连；
进一步的，使用集成设计器件代替Y波导单元，所述集成设计器件包括环行器和起偏器的组合以及耦合器和起偏器的组合；
进一步的，所述装置根据组合方式通过平行封焊工艺封装成分立器件模块，再集成封装在可伐合金管壳内；所述组合方式包括：将所有单元封装在一个集成封装中；将光源单元、Y波导单元、探测单元组合封装并将直波导单元单独封装，其中Y波导单元和直波导单元使用保偏光纤进行对轴耦合连接；
进一步的，所述装置根据组合方式通过平行封焊工艺封装成分立器件模块，再集成封装在可伐合金管壳内；所述组合方式包括：将所有单元封装在一个集成封装中；将光源单元、环行器以及探测单元组合封装，将起偏器、直波导单元组合封装，其中起偏器与直波导单元在封装中使用保偏光纤连接进行对轴耦合连接；将光源单元、耦合器以及探测单元组合封装，将起偏器、直波导单元组合封装，其中起偏器与直波导单元在封装中使用保偏光纤连接进行对轴耦合连接；将光源单元、环行器、起偏器以及探测单元组合封装，将直波导单元单独封装，其中起偏器与直波导单元在封装间使用保偏光纤连接进行对轴耦合连接；将光源单元、耦合器、起偏器以及探测单元组合封装，将直波导单元单独封装，其中起偏器与直波导单元在封装间使用保偏光纤连接进行对轴耦合连接；
进一步的，所述探测单元在封装时与外接的保偏光纤组合封装；
进一步的，所述光源单元的光源芯片的输出尾纤为保偏光纤时，保偏光纤与Y波导芯片的工作主轴进行对轴耦合；
进一步的，所述光源单元的光源芯片的输出尾纤为单模光纤时，光纤与Y波导芯片进行纤芯对准耦合；
进一步的，所述Y波导单元的Y波导芯片与直波导单元的直波导芯片耦合时，Y波导芯片的衬底与直波导芯片的衬底是平行的；所述耦合方式包括使用耦合胶粘接耦合；
进一步的，所述Y波导单元的Y波导芯片由Y型光波导和衬底组成，所述Y型光波导在晶体衬底上采用质子交换工艺制成；所述晶体的切向为X向切、Y向传；
进一步的，所述直波导单元的直波导芯片由直条形光波导、衬底以及电极组成，所述直条形光波导在晶体衬底上采用钛扩散工艺制成；所述晶体的切向为与X向呈45°切、Y向传；
进一步的，可通过对直波导芯片的电极施加电压信号进行电光调制；
进一步的，所述直波导单元的一端与外接的保偏光纤相连，其中直波导芯片的平面与保偏光纤慢轴的对轴轴角度为45°；
进一步的，所述探测单元的输入端光纤与Y波导单元的第二Y分支进行纤芯对准耦合。
本实用新型的有益效果为：本实用新型的技术方案，给出了一种集成光收发相位调制器装置，所述装置集成化设计了光收发相位调制器，可以精确可靠的进行光收发相位调制，极大的降低了干涉型光纤传感系统中复杂光路的搭建难度，尤其是降低了光路熔接难度；同时由于相位调制器的气密性设计，使得利用此器件搭建的光纤传感系统的可靠性显著提升，有利于复杂干涉型光纤传感系统的工程化研制。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本实用新型的示例性实施方式：
图1为本实用新型具体实施方式的一种集成光收发相位调制器装置的结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为本实用新型具体实施方式的一种集成光收发相位调制器装置的结构图，所述装置集成化设计了光收发相位调制器，可以精确可靠的进行光收发相位调制，所述一种集成光收发相位调制器装置包括：
光源单元101，所述光源单元101包括光源芯片，所述光源单元用于产生光波信号，所述光源单元的输入端外接驱动电路，光源单元的输出端与Y波导单元的第一Y分支相连；
Y波导单元102，所述Y波导单元102包括Y波导芯片，所述Y波导单元102用于将接收的光波信号转化为特定的线偏振光信号，所述Y波导单元102的第一Y分支与光源单元输出端相连，所述Y波导单元102的第二Y分支与探测单元的输入端相连，所述Y波导单元的合束端与直波导单元一端相连；
直波导单元103，所述直波导单元103包括直波导芯片，所述直波导单元103用于传输两种偏振模式相互正交的光，所述直波导单元103的一端与Y波导单元102的合束端相连，直波导单元103的另一端与外接的保偏光纤相连；
探测单元104，所述探测单元104包括探测芯片，所述探测单元104用于将从Y波导单元102得到的光波信号转化为电信号，所述探测单元104的输出端与外接的信号处理电路相连；
进一步的，使用集成设计器件代替Y波导单元102，所述集成设计器件包括环行器和起偏器的组合以及耦合器和起偏器的组合；
进一步的，所述装置根据组合方式通过平行封焊工艺封装成分立器件模块，再集成封装在可伐合金管壳内；所述组合方式包括：将所有单元封装在一个集成封装中；将光源单元101、Y波导单元102、探测单元104组合封装并将直波导单元103单独封装，其中Y波导单元102和直波导单元104使用保偏光纤进行对轴耦合连接；
进一步的，所述装置根据组合方式通过平行封焊工艺封装成分立器件模块，再集成封装在可伐合金管壳内；所述组合方式包括：将所有单元封装在一个集成封装中；将光源单元101、环行器以及探测单元104组合封装，将起偏器、直波导单元103组合封装，其中起偏器与直波导单元103在封装中使用保偏光纤连接进行对轴耦合连接；将光源单元101、耦合器以及探测单元104组合封装，将起偏器、直波导单元103组合封装，其中起偏器与直波导单元103在封装中使用保偏光纤连接进行对轴耦合连接；将光源单元101、环行器、起偏器以及探测单元104组合封装，将直波导单元103单独封装，其中起偏器与直波导单元103在封装间使用保偏光纤连接进行对轴耦合连接；将光源单元101、耦合器、起偏器以及探测单元104组合封装，将直波导单元103单独封装，其中起偏器与直波导单元103在封装间使用保偏光纤连接进行对轴耦合连接；
进一步的，所述探测单元104在封装时与外接的保偏光纤组合封装；
进一步的，所述光源单元101的光源芯片的输出尾纤为保偏光纤时，保偏光纤与Y波导芯片的工作主轴进行对轴耦合；
进一步的，所述光源单元101的光源芯片的输出尾纤为单模光纤时，光纤与Y波导芯片进行纤芯对准耦合；
进一步的，所述Y波导单元102的Y波导芯片与直波导单元103的直波导芯片耦合时，Y波导芯片的衬底与直波导芯片的衬底是平行的；所述耦合方式包括使用耦合胶粘接耦合；
进一步的，所述Y波导单元102的Y波导芯片由Y型光波导和衬底组成，所述Y型光波导在晶体衬底上采用质子交换工艺制成；所述晶体的切向为X向切、Y向传；
进一步的，所述直波导单元103的直波导芯片由直条形光波导、衬底以及电极组成，所述直条形光波导在晶体衬底上采用钛扩散工艺制成；所述晶体的切向为与X向呈45°切、Y向传；
进一步的，可通过对直波导芯片的电极施加电压信号进行电光调制；
进一步的，所述直波导单元103的一端与外接的保偏光纤相连，其中直波导芯片的平面与保偏光纤慢轴的对轴角度为45°；
进一步的，所述探测单元104的输入端光纤与Y波导单元的第二Y分支进行纤芯对准耦合。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种集成光收发相位调制器装置，所述装置包括：
光源单元，所述光源单元包括光源芯片，所述光源单元用于产生光波信号，所述光源单元的输入端外接驱动电路，光源单元的输出端与Y波导单元的第一Y分支相连；
Y波导单元，所述Y波导单元包括Y波导芯片，所述Y波导单元用于将接收的光波信号转化为特定的线偏振光信号，所述Y波导单元的第一Y分支与光源单元输出端相连，所述Y波导单元的第二Y分支与探测单元的输入端相连，所述Y波导单元的合束端与直波导单元一端相连；
直波导单元，所述直波导单元包括直波导芯片，所述直波导单元用于将接收的单个偏振光分解为两种偏振模式相互正交的光，所述直波导单元的一端与Y波导单元的合束端相连，直波导单元的另一端与外接的保偏光纤相连；
探测单元，所述探测单元包括探测芯片，所述探测单元用于将从Y波导单元得到的光波信号转化为电信号，所述探测单元的输出端与外接的信号处理电路相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：使用集成设计器件代替Y波导单元，所述集成设计器件包括环行器和起偏器的组合以及耦合器和起偏器的组合。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置根据组合方式通过平行封焊工艺封装成分立器件模块，再集成封装在可伐合金管壳内；所述组合方式包括：将所有单元封装在一个集成封装中；将光源单元、Y波导单元、探测单元组合封装并将直波导单元单独封装，其中Y波导单元和直波导单元使用保偏光纤进行对轴耦合连接。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述装置根据组合方式通过平行封焊工艺封装成分立器件模块，再集成封装在可伐合金管壳内；所述组合方式包括：将所有单元封装在一个集成封装中；将光源单元、环行器以及探测单元组合封装，将起偏器、直波导单元组合封装，其中起偏器与直波导单元在封装中使用保偏光纤连接进行对轴耦合连接；将光源单元、耦合器以及探测单元组合封装，将起偏器、直波导单元组合封装，其中起偏器与直波导单元在封装中使用保偏光纤连接进行对轴耦合连接；将光源单元、环行器、起偏器以及探测单元组合封装，将直波导单元单独封装，其中起偏器与直波导单元在封装间使用保偏光纤连接进行对轴耦合连接；将光源单元、耦合器、起偏器以及探测单元组合封装，将直波导单元单独封装，其中起偏器与直波导单元在封装间使用保偏光纤连接进行对轴耦合连接。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于：所述探测单元在封装时与外接的保偏光纤组合封装。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述光源单元的光源芯片的输出尾纤为保偏光纤时，保偏光纤与Y波导芯片的工作主轴进行对轴耦合；所述光源单元的光源芯片的输出尾纤为单模光纤时，光纤与Y波导芯片进行纤芯对准耦合。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述Y波导单元的Y波导芯片与直波导单元的直波导芯片耦合时，Y波导芯片的衬底与直波导芯片的衬底是平行的；所述耦合方式包括使用耦合胶粘接耦合。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述Y波导单元的Y波导芯片由Y型光波导和衬底组成，所述Y型光波导在晶体衬底上采用质子交换工艺制成；所述晶体的切向为X向切、Y向传。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述直波导单元的直波导芯片由直条形光波导、衬底以及电极组成，所述直条形光波导在晶体衬底上采用钛扩散工艺制成；所述晶体的切向为与X向呈45°切、Y向传。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：可通过对直波导芯片的电极施加电压信号进行电光调制。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述直波导单元的一端与外接的保偏光纤相连，其中直波导芯片的平面与保偏光纤慢轴的对轴角度为45°。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述探测单元的输入端光纤与Y波导单元的第二Y分支进行纤芯对准耦合。
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| CN201721526579.0U CN207636089U (zh) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | 一种集成光收发相位调制器装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113203555A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-08-03 | 北京世维通光智能科技有限公司 | 一种多通道y波导器件的直流相位漂移参数测试系统 |
| CN115077511A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-09-20 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种可切换偏振模式的空芯微结构光纤陀螺 |
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| CN115077511B (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-01 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | 一种可切换偏振模式的空芯微结构光纤陀螺 |
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