一种基于时分复用的集成光波导三维电场测量系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于时分复用的集成光波导三维电场测量系统及方法，属于电磁场测量技术领域。本发明专利技术包括波长可调谐的保偏激光源、两臂长度非对称的MZI型集成光波导电场传感器、单模光纤、保偏光纤、光开关、光合路器、光电探测器和电信号处理单元。本发明专利技术提供的基于时分复用的集成光波导三维电场测量系统，采用光开关和时分复用技术实现控制一个波长可调谐的保偏激光源的输出波长，将三个两臂长度非对称的MZI型集成光波导电场传感器的静态工作点锁定在π/2，可对空间沿任意方向的电场进行三维测量。

A three dimensional electric field measurement system and method for integrated optical waveguide based on time division multiplexing

The invention relates to an integrated optical waveguide three-dimensional electric field measurement system and method based on time division multiplexing, which belongs to the field of electromagnetic field measurement technology. The invention includes a wavelength tunable polarization maintaining laser source, an asymmetric MZI type optical waveguide electric field sensor, a single-mode optical fiber, a polarization maintaining optical fiber, an optical switch, a photodetector, a photodetector and an electrical signal processing unit. The three-dimensional integrated optical waveguide electric field measurement system based on TDM provided by the invention, the output wavelength control of a wavelength tunable optical switch and time division multiplexing of polarization of the laser source, the three arms length asymmetric MZI type integrated optical waveguide electric field sensor static working point can be locked in PI /2. The 3D measurement of space electric field in any direction.

【技术实现步骤摘要】
一种基于时分复用的集成光波导三维电场测量系统及方法
本专利技术涉及一种基于时分复用的集成光波导三维电场测量系统及方法，属于电磁场测量

技术介绍
实际被测电场的方向往往都是未知的，但是空间沿任意方向的电场都可以分解为三个方向互相垂直的电场分量。因此，为了能对空间沿任意方向的电场进行测量，研究一种可测量空间电场三个分量的三维电场传感器具有重要意义。现有的三维电场传感器一般采用三个方向互相垂直的金属偶极子天线制成，这种金属结构的三维电场传感器探头会对被测电场产生不可忽略的干扰，同时传感器体积较大，空间分辨率较低。集成光波导电场传感器具有体积小、带宽宽、对被测电场干扰小、抗电磁干扰能力强等优点，已经成为电场测量
的研究热点和发展趋势。但是，现有的研究主要集中在集成光波导一维电场传感器，即对方向已知的电场进行测量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：本专利技术提供一种基于时分复用的集成光波导三维电场系统及方法，通过对一个波长可调谐的保偏激光源输出的不同波长的光信号进行时分复用，将三个集成光波导电场传感器的静态工作点锁定在π/2，从而对空间沿任意方向的电场的三个分量进行准确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于时分复用的集成光波导三维电场测量系统，其特征在于：包括：波长可调谐的保偏激光源(1)，用于产生波长可受电信号处理单元(10)调控的线偏振光束；两臂长度非对称的MZI型x方向集成光波导电场传感器(4)，y方向集成光波导电场传感器(5)、z方向集成光波导电场传感器(6)它们的天线呈两两互相垂直的结构，分别用于接收空间电场信号在x、y和z方向上的三个分量，两臂长度非对称的MZI型x方向集成光波导电场传感器(4)，y方向集成光波导电场传感器(5)、z方向集成光波导电场传感器(6)的输入端经保偏光纤(2)与1×3保偏光开关(3)相连接，输出端经单模光纤(7)与3×1单模光合路器(8)相连接；1×...

【技术特征摘要】
1.一种基于时分复用的集成光波导三维电场测量系统，其特征在于：包括：波长可调谐的保偏激光源(1)，用于产生波长可受电信号处理单元(10)调控的线偏振光束；两臂长度非对称的MZI型x方向集成光波导电场传感器(4)，y方向集成光波导电场传感器(5)、z方向集成光波导电场传感器(6)它们的天线呈两两互相垂直的结构，分别用于接收空间电场信号在x、y和z方向上的三个分量，两臂长度非对称的MZI型x方向集成光波导电场传感器(4)，y方向集成光波导电场传感器(5)、z方向集成光波导电场传感器(6)的输入端经保偏光纤(2)与1×3保偏光开关(3)相连接，输出端经单模光纤(7)与3×1单模光合路器(8)相连接；1×3保偏光开关(3)，受电信号处理单元(10)控制，用于将波长可调谐的保偏激光源(1)发出的线偏振光通过时分复用技术经保偏光纤(2)分别输入x方向集成光波导电场传感器(4)，y方向集成光波导电场传感器(5)、z方向集成光波导电场传感器(6)；保偏光纤(2)，用于将波长可调谐的保偏激光源(1)输出的线偏振光通过1×3保偏光开关(3)，输入x方向集成光波导电场传感器(4)，y方向集成光波导电场传感器(5)、z方向集成光波导电场传感器(6)；单模光纤(7)，用于将x方向集成光波导电场传感器(4)，y方向集成光波导电场传感器(5)、z方向集成光波导电场传感器(6)输出光信号经过3×1单模光合路器(8)输入光电探测器(9)；3×1单模光合路器(8)，用于将x方向集成光波导电场传感器(4)，y方向集成光波导电场传感器(5)、z方向集成光波导电场传感器(6)的输出光经单模光纤(7)依次输入光电探测器(9)；光电探测器(9)，用于将x方向集成光波导电场传感器(4)，y方向集成光波导电场传感器(5)、z方向集成光波导电场传感器(6)输出的光信号转换为电信号，并由传输电缆(11)输入电信号处理单元(10)；传输电缆(11)，用于将波长可调谐的保偏激光源(1)、1×3保偏光开关(3)、光电探测器(9)与电信号处理单元(10)相连接；电信号处理单元(10)，用于控制波长可调谐的保偏激光源(1)和1×3保偏光开关(3)，同时用于对光电探测器(9)输出的电信号进行处理；其中，通过控制1×3保偏光开关(3)实现通过时分复用将波长可调谐的保偏激光源(1)输出的线偏振光依次输入x方向集成光波导电场传感器(4)，y方向集成光波导电场传感器(5)、z方向集成光波导电场传感器(6)；通过控制调整波长可调谐的保偏激光源(1)的输出波长，实现通过时分复用向x方向集成光波导电场传感器(4)，y方向集成光波导电场传感器(5)、z方向集成光波导电场传感器(6)输入不同波长的光信号，从而将当前与光开关接通的x方向集成光波导电场传感器(4)，y方向集成光波导电场传感器(5)、z方向集成光波导电场传感器(6)中某一个的静态工作点锁定在π/2，即使当前光路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家洪，李川，李英娜，赵振刚，万小容，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53