專(zhuān)利名稱(chēng)：多通道光功率分配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多通道光功率分配器，是一種建立在光學(xué)SAGNAC效應(yīng)基礎(chǔ)上的一種光通道，利用微機(jī)電技術(shù)和集成光學(xué)技術(shù)進(jìn)行加工而成的。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的對(duì)光進(jìn)行分配的分束器如耦合器、環(huán)形器都不具有起偏功能，并且器件的連接采用單模光纖連接，對(duì)輸入端的光源處理不能保持偏振模式；而一般分束器只能實(shí)現(xiàn)分光——耦合的功能，其功能單一不能滿足光信號(hào)采集模塊對(duì)光的要求。倘若光路系統(tǒng)中有與偏振有關(guān)的器件如調(diào)制器，必須在調(diào)制器等一些與偏振有關(guān)的器件前加入一個(gè)偏振器，從而使光路系統(tǒng)插入損耗增加，對(duì)于光信號(hào)采集模塊對(duì)采集的光信號(hào)穩(wěn)定性有著非常大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種多通道光功率分配器，該多通道光功率分配器為了減小尺寸和重量，對(duì)敏感光路進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在較小的空間實(shí)現(xiàn)了輸入光的分光——耦合——分光，并且未使用動(dòng)態(tài)器件的相互連接，有效地使光路得到了延長(zhǎng)。
本實(shí)用新型是一種多通道光功率分配器，由LiNbO3基板、菲涅耳微透鏡A和菲涅耳微透鏡B組成，在LiNbO3基板上采用微刻蝕掩膜工藝刻畫(huà)出溝槽和L形臺(tái)，然后采用退火質(zhì)子交換法或者鈦擴(kuò)散法處理將溝槽制作成波導(dǎo)槽；菲涅耳微透鏡A、菲涅耳微透鏡B通過(guò)鍵合方式固定在L形臺(tái)上，且菲涅耳微透鏡A和菲涅耳微透鏡B保持平行；在LiNbO3基板上的波導(dǎo)槽的交匯點(diǎn)構(gòu)成了三個(gè)Y分支耦合器，即Y分支耦合器A、Y分支耦合器B和Y分支耦合器C；菲涅耳微透鏡A的鏡面與多通道光功率分配器的Y分支耦合器B的B輸出端相連；菲涅耳微透鏡B的鏡面與多通道光功率分配器的Y分支耦合器C的B輸出端相連。
本實(shí)用新型多通道光功率分配器的優(yōu)點(diǎn)在于(1)多通道光功率分配器上無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，提高了使用環(huán)境下的干擾能力；(2)光束在自由空間內(nèi)傳播，損耗小、易于提高測(cè)量精度；(3)光路可以交叉，從而可以充分利用空間，易于實(shí)現(xiàn)三軸集成；(4)利用微加工技術(shù)制作光路，易于實(shí)現(xiàn)單片集成和小型化。


圖1是多通道光功率分配器結(jié)構(gòu)圖。
圖中1.基板 2.Y分支耦合器A3.Y分支耦合器B 4.Y分支耦合器C 5.L形臺(tái)6.菲涅耳微透鏡A 7.菲涅耳微透鏡B 8.波導(dǎo)槽9.電極A 10.電極B 11.電極C 12.電極D具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
本實(shí)用新型是一種多通道光功率分配器，請(qǐng)參見(jiàn)圖1所示，由LiNbO3基板1、菲涅耳微透鏡A7和菲涅耳微透鏡B6組成，在LiNbO3基板1上采用微刻蝕掩膜工藝刻畫(huà)出多道溝槽(溝槽深度為3～10um，寬度為3～10um)和一個(gè)L形臺(tái)5(高度差為1.5～5um)，然后對(duì)溝槽采用退火質(zhì)子交換法或者鈦擴(kuò)散法處理制作成波導(dǎo)槽8(波導(dǎo)槽8的折射率高于周?chē)橘|(zhì)折射率)；LiNbO3基板1上的每三道波導(dǎo)槽8的交匯點(diǎn)形成一個(gè)Y分支耦合器，根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)要求共設(shè)有三個(gè)Y分支耦合器，即Y分支耦合器A2、Y分支耦合器B3和Y分支耦合器C4；其中，在Y分支耦合器A2的B輸出端上設(shè)有電極A9、電極B10，電極A9與電極B10相對(duì)平行布置在波導(dǎo)槽8兩側(cè)；其中，在Y分支耦合器A2的C輸出端上設(shè)有電極C11、電極D12，電極C11與電極D12相對(duì)平行布置在波導(dǎo)槽8兩側(cè)；電極A9與電極B10在上電后基于電光效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出光的相位調(diào)制及輸出光的移頻，既構(gòu)成相位移頻器A；電極C11與電極D12在上電后基于電光效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出光的相位調(diào)制及移頻，既構(gòu)成相位移頻器B；菲涅耳微透鏡A7是基于二元光學(xué)原理制作而成的，菲涅耳微透鏡A7通過(guò)鍵合方式固定在L形臺(tái)5上，菲涅耳微透鏡A7的鏡面與多通道光功率分配器的Y分支耦合器B3的B輸出端相連；菲涅耳微透鏡B6是基于二元光學(xué)原理制作而成的，菲涅耳微透鏡A6通過(guò)鍵合方式固定在L形臺(tái)5上，菲涅耳微透鏡A6的鏡面與多通道光功率分配器的Y分支耦合器C4的B輸出端相連。
本實(shí)用新型的多通道光功率分配器，Y分支耦合器C4的C輸出端可以與一個(gè)光信號(hào)采集設(shè)備(光信號(hào)采集設(shè)備可以是光電探測(cè)器)耦合連接，實(shí)現(xiàn)將光信號(hào)輸出；Y分支耦合器B3的C輸出端與另一個(gè)光信號(hào)采集設(shè)備(光信號(hào)采集設(shè)備可以是光電探測(cè)器)耦合連接，實(shí)現(xiàn)將光信號(hào)輸出。
本實(shí)用新型的多通道光功率分配器，其光傳播方向?yàn)槎嗤ǖ拦夤β史峙淦鞯腨分支耦合器A2將接收的平行光分成兩束光，一束平行光(由Y分支耦合器A2的B端輸出的光)經(jīng)相位移頻器A(電極A9與電極B10上電后具有的功能)移頻后射入Y分支耦合器B3中，然后由Y分支耦合器B3的B端輸出給菲涅耳微透鏡A7經(jīng)準(zhǔn)直后輸出平行光給光接收模塊(可以是空間諧振腔)；另一束平行光(由Y分支耦合器A2的C端輸出的光)經(jīng)相位移頻器B(電極C11與電極D12上電后具有的功能)移頻后射入Y分支耦合器C4中，然后由Y分支耦合器C4的B端輸出給菲涅耳微透鏡B6經(jīng)準(zhǔn)直后輸出平行光給光接收模塊(可以是空間諧振腔)；經(jīng)光接收模塊處理后輸出的光射入菲涅耳微透鏡A6上變成會(huì)聚光耦合進(jìn)Y分支耦合器C4的B端，并由Y分支耦合器C4的C端將光輸入到光信號(hào)采集模塊(可以是光電探測(cè)器)；經(jīng)光信號(hào)采集模塊處理后的光射入菲涅耳微透鏡A7上，變成會(huì)聚光耦合進(jìn)Y分支耦合器B3的B端，并由Y分支耦合器B3的C端將光輸入到光信號(hào)采集模塊(可以是光電探測(cè)器)；由于光在多通道光功率分配器中進(jìn)行準(zhǔn)直、分束，無(wú)動(dòng)態(tài)器件的使用，有效地提高了光的偏振效應(yīng)。
本實(shí)用新型的多通道光功率分配器制作工藝簡(jiǎn)單，易于批量化生產(chǎn)；使用范圍廣泛，可用在光纖陀螺或者光纖電流互感器或者光纖通訊上作為分光器件。其工作溫度范圍為-40℃～+85℃，在-20℃～+50℃性能較為穩(wěn)定。
權(quán)利要求1.一種多通道光功率分配器，其特征在于由LiNbO3基板(1)、菲涅耳微透鏡A(7)和菲涅耳微透鏡B(6)組成，在LiNbO3基板(1)上采用微刻蝕掩膜工藝刻畫(huà)出溝槽和L形臺(tái)(5)，然后采用退火質(zhì)子交換法或者鈦擴(kuò)散法處理將溝槽制作成波導(dǎo)槽(8)；菲涅耳微透鏡A(7)、菲涅耳微透鏡B(6)通過(guò)鍵合方式固定在L形臺(tái)(5)上，且菲涅耳微透鏡A(7)和菲涅耳微透鏡B(6)保持平行；在LiNbO3基板(1)上的波導(dǎo)槽(8)的交匯點(diǎn)構(gòu)成了三個(gè)Y分支耦合器，即Y分支耦合器A(2)、Y分支耦合器B(3)和Y分支耦合器C(4)；其中，在Y分支耦合器A(2)的B輸出端上設(shè)有電極A(9)、電極B(10)，電極A(9)與電極B(10)平行布置在波導(dǎo)槽(8)兩側(cè)；其中，在Y分支耦合器A(2)的C輸出端上設(shè)有電極C(11)、電極D(12)，電極C(11)與電極D(12)平行布置在波導(dǎo)槽(8)兩側(cè)；所述菲涅耳微透鏡A(7)的鏡面與多通道光功率分配器的Y分支耦合器B(3)的B輸出端相連；所述菲涅耳微透鏡B(6)的鏡面與多通道光功率分配器的Y分支耦合器C(4)的B輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道光功率分配器，其特征在于電極A(9)與電極B(10)在上電后構(gòu)成相位移頻器A；電極C(11)與電極D(12)在上電后構(gòu)成相位移頻器B。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道光功率分配器，其特征在于所述電極A(9)、電極B(10)、電極C(11)和電極D(12)采用電鍍工藝將金薄膜鍍?cè)贚iNbO3基板(1)的波導(dǎo)槽(8)兩側(cè)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多通道光功率分配器，由LiNbO
文檔編號(hào)G02B6/124GK2896310SQ20062011597
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2006年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月24日
發(fā)明者馮麗爽, 張春熹, 劉惠蘭, 楊德偉, 林恒, 馬迎建, 許光磊, 賀斌, 劉恒 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)