一种光程微调结构及其应用结构制造技术

本发明专利技术涉及激光和光纤通讯领域，公开了一种光程微调结构及其各种应用结构，该微调结构包括沿入射光路依次设置的用于分离入射光与反射光的光路分离机构、聚光元件和MEMS平面反射镜；所述MEMS平面反射镜的反射平面与该光程微调结构光轴垂直，并可沿光轴方向移动。采用聚焦透镜将入射光束聚焦在平行移动的MEMS平面反射镜上，反射光经聚焦透镜准直后通过光路分离机构与入射光实现空间分离；MEMS平面反射镜的微移动不改变反射光的方向，但使光程产生微小变化，以应用于干涉光路中快速微调节光路光程，控制激光腔腔长，具体调节速度快、精度高，可重复性强等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及激光和光纤通讯领域，公开了一种光程微调结构及其各种应用结构，该微调结构包括沿入射光路依次设置的用于分离入射光与反射光的光路分离机构、聚光元件和MEMS平面反射镜；所述MEMS平面反射镜的反射平面与该光程微调结构光轴垂直，并可沿光轴方向移动。采用聚焦透镜将入射光束聚焦在平行移动的MEMS平面反射镜上，反射光经聚焦透镜准直后通过光路分离机构与入射光实现空间分离；MEMS平面反射镜的微移动不改变反射光的方向，但使光程产生微小变化，以应用于干涉光路中快速微调节光路光程，控制激光腔腔长，具体调节速度快、精度高，可重复性强等优点。【专利说明】一种光程微调结构及其应用结构
本专利技术涉及激光和光纤通讯领域，尤其涉及一种光程微调结构及其应用结构。
技术介绍
随着激光技术和光纤通信技术的发展，激光器的应用范围也越来越广泛。目前世界大约85%的通信业务需要用到激光器件。激光器属于光纤通信光器件中的用于提供输出光信号的一个核心元件。在光学元器件中需要精确控制光路光程的变化量，传统的方式是通过热光材料的特性或者机械的方式调整光程或者PZT的方案来调节光程，但是这些方案都存在调节速度慢或者控制精度低或者重复性差的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种光程微调结构及其各种应用结构，有效地提高了微光程调节的速度、精度和可重复性。为达到上述目的，本专利技术提出的技术方案为:一种光程微调结构，包括沿入射光路依次设置的用于分离入射光与反射光的光路分离机构、聚光元件和MEMS平面反射镜；所述MEMS平面反射镜的反射平面与该光程微调结构光轴垂直，并可沿光轴方向移动。其中，MEMS平面反射镜的反射平面在聚光元件的焦平面附近移动。进一步的，所述光路分离机构包括偏振分束棱镜和旋光元件；所述旋光元件为45°法拉第旋光器或四分之一波片,设于偏振分束棱镜与聚光兀件之间。进一步的，所述偏振分束棱镜为PBS或YV04双折射晶体棱镜等。进一步的，所述光路分离机构还可以为全反射元件，用于将入射光反射进入微调结构和/或将MEMS平面反射镜的反射光再次反射输出微调结构，并与入射光路分离。进一步的，所述全反射元件为全反射棱镜、平面反射镜或平面反射镜对。进一步的，所述聚光元件为聚焦透镜或自聚焦透镜。上述光程微调结构的一种应用结构为:一种迈克尔逊干涉装置，包括两干涉光路支臂，其特征在于:所述两支臂由上述光程微调结构构成。上述光程微调结构的另一种应用结构为:一种马赫曾德干涉装置，包括一分束器和一合束器，其特征在于:在分束器与合束器之间的两子光路中都设有上述光程微调结构。上述光程微调结构的又一种应用结构为:一种激光腔结构，包括谐振腔和增益介质，其特征在于:还包括上述光程微调结构，置于谐振腔中用于调谐腔长。进一步的，所述激光腔可以是平行腔结构或环形腔结构等。本专利技术的有益效果为:采用聚焦透镜将入射光束聚焦在平行移动的MEMS平面反射镜上，反射光经聚焦透镜准直后通过光路分离机构与入射光实现空间分离；MEMS平面反射镜的微移动不改变反射光的方向，但使光程产生微小变化，以应用于干涉光路中快速微调节光路光程，控制激光腔腔长，具体调节速度快、精度高，可重复性强等优点。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术微调结构实施例一示意图； 图2为本专利技术微调结构实施例二示意图； 图3为本专利技术微调结构实施例三示意图； 图4为本专利技术微调结构实施例四示意图； 图5为本专利技术微调结构实施例五示意图； 图6为本专利技术微调结构实施例六示意图； 图7为应用该微调结构的迈克尔逊干涉装置示意图； 图8为应用该微调结构的马赫曾德干涉装置示意图； 图9为应用该微调结构的平行腔激光腔结构示意图； 图10为应用该微调结构的环形腔激光腔结构示意图。附图标记:1、光程微调结构；11、MEMS平面反射镜；12、聚焦透镜；13、光路分离机构；131、YV04双折射晶体棱镜；132、1/4波片；133、PBS ;14、全反射棱镜；15、平面反射镜对；16、平面反射镜；17、平面反射镜；2、迈克尔逊干涉装置；21、半透半反镜；3、马赫曾德干涉装置；31、分束器；32、合束器；4、激光腔；41、谐振腔；42、增益介质。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】，对本专利技术做进一步说明。本专利技术采用聚焦透镜将入射光束聚焦在平行移动的MEMS平面反射镜上，反射光经聚焦透镜准直后通过光路分离机构与入射光实现空间分离；MEMS平面反射镜的微移动不改变反射光的方向，但使光程产生微小变化，以应用于干涉光路中快速微调节光路光程，控制激光腔腔长，具体调节速度快、精度高，可重复性强等优点。具体的，该微调结构I包括沿入射光路依次设置的用于分离入射光与反射光的光路分离机构13、聚光元件和MEMS平面反射镜11 ;所述MEMS平面反射镜11的反射平面与该光程微调结构光轴垂直，并可沿光轴方向移动。如图1和2所示为该光程微调结构I的实施例一和二，都是偏振相关的微调结构，其中光路分尚机构13米用偏振分束棱镜和旋光兀件，如图1所的YV04双折射晶体棱镜131或图2所示的PBS 133偏振分束棱镜，其中旋光元件采用1/4波片132，也可以采用45 °法拉第旋光器，聚光兀件米用聚焦透镜12。线偏振光垂直入射YV04双折射晶体棱镜131后传播方向不变，经过1/4波片132之后变成椭圆偏振光或圆偏振光，经聚焦透镜12会聚后入射到MEMS平面反射镜11上，经MEMS平面反射镜11反射沿原路返回，经过聚焦透镜12准直后再次经过1/4波片132,其偏振态变成与原入射光偏振方向相互垂直的线偏振光，由于YV04双折射晶体棱镜131的偏振分光特性，使得返回的出射光与原入射光在空间上发生分离，实现入射光与反射光在空间上的分离。在光程调节过程中，通过改变加在MEMS平面反射镜11上的电压来实现MEMS平面反射镜11在平行于结构光轴的方向上快速移动，且反射光方向不变，但整个光路的光程产生微小变化。MEMS平面反射镜11的空间移动距离通常可以从几个nm到几个ym的量级，如图1中的光路调节量Λ L，该结构可以应用于干涉光路，以快速微调节微小光路光程，实现光路调节控制的目的。如图3-6所示为本专利技术光程微调结构I的实施例三至六，都是偏振无关的微调结构，如图3所示，与实施例一不同的是，光路分离机构13采用的是全反射棱镜14，入射光经全反射棱镜14的等腰三角边的一边反射之后离轴入射到聚焦透镜12上，经聚焦透镜12会聚后以微小角度入射到MEMS平面反射镜11上，经其发射之后再次通过聚焦透镜12，准直输出，准直光到达全反射棱镜14的另一等腰边，经其反射输出，该结构使得入射光与出射光在空间上实现分离，同时可实现光程可调的功能。与实施例一和二相比，该结构可实现偏振无关的光路光程调节。其中，光路分离机构13也可以采用如图4所示的平面反射镜对15替代全反射棱镜14，两平面反射镜的作用相当于全反射棱镜14的两等腰边；或者可以采用如图5所示的平面反射镜16，即只需单一平面反射镜16对入射光或反射光进行反射，即可使入射光与反射光在空间上进一步分离；还可以采用如图6所示的平面反射镜17，只需要一个大的平面反射镜17同时对入射光和反射光进行反射。上述的光程微调结构I可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光程微调结构，其特征在于：包括沿入射光路依次设置的用于分离入射光与反射光的光路分离机构、聚光元件和MEMS平面反射镜；所述MEMS平面反射镜的反射平面与该光程微调结构光轴垂直，并可沿光轴方向移动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴砺，潘忠灵，付耀伦，吴美霞，
申请(专利权)人：福州高意通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35