基于铌酸锂材料的电光调制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于铌酸锂材料的电光调制器，包括第一光接收器、编码信号源以及依次连接的半导体激光器、光纤、准直器、起偏器、电光调制晶体单元、检偏器、激光器电源、供电电源、第二光接收器和驱动器，第一光接收器分别与起偏器和驱动器相连接，编码信号源分别与供电电源和驱动器相连接。本实用新型专利技术可以实现输出激光功率100mW‑500mW、调制带宽0.5GHz‑5.0GHz的810nm系列波长激光调制，克服了电光调制器功率和带宽互相制约的缺陷，在适当降低带宽的条件下，提高了电光调制器的输出激光功率，满足远距离自由空间、临近空间激光通信对激光波长和功率的需要，可以很好地满足实际应用的需要。

Electrooptic modulator based on lithium niobate

The utility model relates to a lithium niobate electro-optic modulator based on optical receiver includes a first encoding, a signal source and a semiconductor laser, which are sequentially connected, fiber collimator, polarizer, modulator unit, analyzer, laser power supply, power supply, second optical receiver and a driver, a first light receiver respectively and polarizer and the driver is connected with the encoding signal source are respectively connected with the power supply and drive. The utility model can realize the output laser power of 100mW 500mW, 0.5GHz 5.0GHz modulation bandwidth of 810nm series laser wavelength modulation, overcomes the defect of electro-optic modulator power and bandwidth control, in reducing bandwidth conditions, improve the output laser power of electro-optic modulator, meet the long distance free space, near space laser communication on laser the wavelength and power, can well meet the needs of practical application.

【技术实现步骤摘要】
基于铌酸锂材料的电光调制器
本技术属于电光调制器
，具体涉及一种基于铌酸锂材料的电光调制器。
技术介绍
电光调制器是利用电光调制晶体的电光效应实现对激光进行调制的一种装置，常应用在空间激光通信系统中，对通信激光进行调制。由于激光在大气传输中的衰减特性，激光波长优选810nm，而且电光调制器的功率和带宽相互制约，现有技术中的电光调制器，输出激光功率往往小于10mW，调制激光波长不是针对810nm系列，不能满足远距离自由空间、临近空间激光通信对激光波长和功率的需要。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本技术的目的在于提供一种可避免出现上述技术缺陷的基于铌酸锂材料的电光调制器。为了实现上述技术目的，本技术提供的技术方案如下：一种基于铌酸锂材料的电光调制器，包括第一光接收器、编码信号源以及依次连接的半导体激光器、光纤、准直器、起偏器、电光调制晶体单元、检偏器、激光器电源、供电电源、第二光接收器和驱动器，第一光接收器分别与起偏器和驱动器相连接，编码信号源分别与供电电源和驱动器相连接；所述半导体激光器包括一激光二极管，所述激光二极管的输出光路上依次设置有一准直透镜、一偏振片、一分光片和一可调小孔光栏，所述分光片的反射光路上设有一光电二极管，所述光电二极管与一信号处理系统信号连接，所述信号处理系统与所述激光二极管信号连接。进一步地，准直器包括同光轴的准直透镜、准直器结构件、光纤插芯固定件、光纤插芯、光纤插芯紧固件和尾部保护套，准直器结构件内部是相通的圆柱形，准直透镜固定在准直器结构件一端的通孔内；光纤插芯插入光纤插芯固定件的通孔中，光纤一端插入到光纤插芯紧固件的通孔内并固定连接到光纤插芯上，光纤插芯紧固件压紧光纤插芯，光纤插芯固定件端面与光纤插芯紧固件外表面固定在一起；光纤插芯固定件插入准直器结构件另一端的通孔内，准直器结构件端面与光纤插芯固定件固定在一起；尾部保护套固定在光纤插芯紧固件上。进一步地，所述准直透镜和所述偏振片之间的输出光路上设有一光束整形器。进一步地，所述光束整形器为棱镜或者柱面镜。进一步地，所述准直透镜为非球面准直透镜。本技术提供的基于铌酸锂材料的电光调制器，可以实现输出激光功率100mW-500mW、调制带宽0.5GHz-5.0GHz的810nm系列波长激光调制，克服了电光调制器功率和带宽互相制约的缺陷，在适当降低带宽的条件下，提高了电光调制器的输出激光功率，满足远距离自由空间、临近空间激光通信对激光波长和功率的需要，可以很好地满足实际应用的需要。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为电光调制晶体单元光路图；图3为半导体激光器的结构示意图；图4为准直器的结构示意图；图中，1-半导体激光器，2-光纤，3-准直器，4-起偏器，5-电光调制晶体单元，6-检偏器，7-第一光接收器，8-第二光接收器，9-激光器电源，10-供电电源，11-驱动器，12-编码信号源，13-激光二极管，14-第一准直透镜，15-光束整形器，16-偏振片，17-分光片，18-可调小孔光栏，19-光电二极管，20-信号处理系统，21-第二准直透镜，22-准直器结构件，23-光纤插芯固定件，24-光纤插芯，25-准直器结构件端面，26-光纤插芯固定件端面，27-光纤插芯紧固件，28-尾部保护套。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，一种基于铌酸锂材料的电光调制器，包括第一光接收器7、编码信号源12以及依次连接的半导体激光器1、光纤2、准直器3、起偏器4、电光调制晶体单元5、检偏器6、激光器电源9、供电电源10、第二光接收器8和驱动器11，第一光接收器7分别与起偏器4和驱动器11相连接，编码信号源12分别与供电电源10和驱动器11相连接。电光调制晶体单元5采用N个电光调制晶体的“组合调制”方式，并采用宽带行波电极，其中N＝2m，m为自然数。半导体激光器1通过光纤2与准直器3相连接，半导体激光器1发射的激光通过准直器3后整型，光纤2使半导体激光器1和准直器3实现了光纤耦合，提高了激光的传输效率。起偏器4和电光调制晶体单元5相连接，电光调制晶体单元5和检偏器6相连接，电光调制晶体单元5采用“组合调制”方式，电光调制晶体单元5的材料选用铌酸锂(LiNbO3)材料，电光调制晶体单元5内含有2个电光调制晶体，2个电光调制晶体尺寸完全相同，长和高都为10mm，宽20mm，形状都为长方体，2个电光调制晶体的光轴垂直放置，这一放置电光调制晶体减少了由于自然双折射引起的相位延迟和温度引起的漂移；由准直器3发射的激光经过起偏器4后成为偏振光，偏振光通过电光调制晶体单元5后得到调制，调制后的偏振光经过检偏器6后送至下级的使用单元。如图2所示，从电光调制晶体单元5的出射端面满孔径出射的光束从准直器3发射、顺次经过起偏器4和电光调制晶体单元5到检偏器6，起偏器4和检偏器6的材料为方解石，其在波长0.1μm处的折射率为n≈1.65，起偏器4和检偏器6的等效光程L1＝8/n＝8/1.65＝4.95(mm)，铌酸锂电光调制晶体在0.81μm处的折射率为n0＝2.186，其等效光程L2＝40/n0＝40/2.186≈18.25(mm)，从准直器3的端面到电光调制晶体单元5入射面的等效光程L’＝L1+L2+(30-8-2×21/2)≈26.01(mm)，从准直器3端面到电光调制晶体单元5出射面的等效光程为L’+L2＝26.01+18.25＝44.26(mm)。起偏器4和光接收器7光电耦合连接，电光调制晶体单元5和驱动器11用高频同轴电缆连接，检偏器6和光接收器7光电耦合连接，光接收器7和光接收器8分别与驱动器11用高频同轴电缆相连接；激光器电源9和半导体激光器1用高频同轴电缆相连接，激光器电源9和半导体激光器1配套，激光器电源9为半导体激光器1提供电源；编码信号源12和驱动器11用高频同轴电缆相连接；驱动器11和编码信号源12配套，为电光调制晶体提供方波交流信号。编码信号源12为驱动器11提供高频、高功率方波交流信号，驱动器11输出信号通过高频同轴电缆和特殊电极加到电光调制晶体单元5上，可以根据编码信号源12改变电光调制晶体单元5的电光特性，从而调制起偏器4发送至电光调制晶体单元5的偏振光；供电电源10分别与激光器电源9、编码信号源12和驱动器11用导线相连接，供电电源10为激光器电源9、编码信号源12和驱动器11提供电源；电光调制晶体单元5的光抽样信号和离开调制器的光抽样信号用第一光接收器7和第二光接收器8接收，转化成电信号，形成一个闭环光电反馈控制系统，从而实现对静态工作点的实时控制，可以维持期望的静态工作点。本电光调制器的各个部分采用光纤和光电耦合，构成一个反馈控制系统。如图3所示，半导体激光器1包括激光二极管13，激光二极管13的输出光路上依次设置有第一准直透镜14、光束整形器15、偏振片16、分光片17和可调小孔光栏18，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于铌酸锂材料的电光调制器，其特征在于，包括第一光接收器、编码信号源以及依次连接的半导体激光器、光纤、准直器、起偏器、电光调制晶体单元、检偏器、激光器电源、供电电源、第二光接收器和驱动器，第一光接收器分别与起偏器和驱动器相连接，编码信号源分别与供电电源和驱动器相连接；所述半导体激光器包括一激光二极管，所述激光二极管的输出光路上依次设置有一准直透镜、一偏振片、一分光片和一可调小孔光栏，所述分光片的反射光路上设有一光电二极管，所述光电二极管与一信号处理系统信号连接，所述信号处理系统与所述激光二极管信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于铌酸锂材料的电光调制器，其特征在于，包括第一光接收器、编码信号源以及依次连接的半导体激光器、光纤、准直器、起偏器、电光调制晶体单元、检偏器、激光器电源、供电电源、第二光接收器和驱动器，第一光接收器分别与起偏器和驱动器相连接，编码信号源分别与供电电源和驱动器相连接；所述半导体激光器包括一激光二极管，所述激光二极管的输出光路上依次设置有一准直透镜、一偏振片、一分光片和一可调小孔光栏，所述分光片的反射光路上设有一光电二极管，所述光电二极管与一信号处理系统信号连接，所述信号处理系统与所述激光二极管信号连接。2.根据权利要求1所述的基于铌酸锂材料的电光调制器，其特征在于，准直器包括同光轴的准直透镜、准直器结构件、光纤插芯固定件、光纤插芯、光纤插芯紧固件和尾部保护套，准直...

【专利技术属性】
技术研发人员：何云涛，王磊，杜英杰，曹玉，
申请(专利权)人：扬州太光芯片科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32