一种三维结构的可调光延迟线制造技术

本公开提供了一种三维结构的可调光延迟线，包括一个三维光学模块、一个输入光纤准直器、一个输出光纤准直器、一个位移平台以及一个位移控制模块，三维光学模块由一个固定反射镜阵列与一个移动反射镜阵列构成，光从输入光纤准直器输入三维光学模块，经过两个反射镜阵列的反射，形成三维光学传播路径，最后从输出光纤准直器输出，通过位移控制模块调节两个反射镜阵列之间的距离，调节光程，实现对光可调延迟。本公开克服了光延迟线由于尺寸限制而不能实现大延迟量的问题，突破了光延迟线的光学路径只在二维平面的局限，将光学路径拓展到三维，具有光延迟可调范围大、连续可调、空间利用率高等优点。

A tunable optical delay line with three dimensional structure

The present disclosure provides a three-dimensional adjustable optical delay line consisting of a three-dimensional optical module, an input optical fiber collimator, an output optical fiber collimator, a displacement platform and a displacement control module. The three-dimensional optical module consists of a fixed reflector array and a movable reflector array. Input fiber collimator input three-dimensional optical module, through the reflection of two reflector arrays, forming a three-dimensional optical propagation path, and finally output from the output fiber collimator, through the displacement control module to adjust the distance between the two reflector arrays, adjust the optical path, to achieve adjustable optical delay. The invention overcomes the problem that the optical delay line can not realize large delay due to size limitation, breaks through the limitation that the optical path of the optical delay line is only in two-dimensional plane, expands the optical path to three-dimensional, and has the advantages of large adjustable range of optical delay, continuous adjustability, and high space utilization ratio.

【技术实现步骤摘要】
一种三维结构的可调光延迟线
本公开涉及一种可调光延迟线，特别是涉及一种三维结构的可调光延迟线，属于光通信、光信号处理及电子对抗等领域。
技术介绍
光延迟线可以调节光学系统的光程，或者改变光信号的相位，具有延时带宽积大、工作频率高、损耗低、不存在电磁干扰等优点，在光通信与光网络、电子对抗、微波光子信号处理等领域获得广泛应用。例如，在光网络中，光延迟线用来实现缓存与同步；在相控阵雷达系统中，光延迟线对微波信号进行“真延时”，提高雷达的扫描速度以及扩展工作频带。经过多年研究，多种形式与功能的光延迟线被提出。根据所采用的介质不同，可以分为光纤(常规单模光纤、高色散光纤及光纤光栅)延迟线、硅基集成光延迟线、自由空间光延迟线等。根据调节功能，可以分为固定光延迟线、增量可调光延迟线及连续可调光延迟线。自由空间可调光延迟线一般是基于光的反射原理，调节光入射点与反射镜的距离，改变光程，实现光延迟，具有结构紧凑、连续可调等优点，受到研究人员的广泛关注。公告号为CN1156716C的中国专利技术专利公开了名为“一种可调光延迟线的微光电机械”的专利技术，具有连续可调光延迟的优点。公告号为CN203324573U的中国专利技术专利公开了一种名为“光延迟线装置”的专利技术，将调节维度增加到二维，可实现较大光延迟粗调和高分辨率光延迟的精细调节。然而，目前自由空间可调光延迟线中光的传播路径局限在二维平面，如果要实现大延迟量，只能在二维平面内扩展设置多个反射镜，将光多次反射，因此占用空间大、延迟范围受限。公开内容(一)要解决的技术问题有鉴于此，本公开的主要目的在于提供一种三维结构的可调光延迟线，以克服传统光延迟线由于尺寸限制而不能实现大延迟量的问题，突破了光延迟线的光学路径只在二维平面的局限，将光学路径拓展到三维，具有光延迟可调范围大、连续可调、空间利用率高等优点。(二)技术方案本公开提供了一种三维结构的可调光延迟线，包括：三维光学模块，包括：固定反射镜阵列与移动反射镜阵列；输入光纤准直器和输出光纤准直器，安装于所述固定反射镜阵列；光束从所述输入光纤准直器输入所述三维光学模块，经过所述固定反射镜阵列与所述移动反射镜阵列的反射，形成三维光学传播路径，从所述输出光纤准直器输出。在本公开的一些实施例中，光束在可调光延迟线中形成的三维光学传播路径是不重叠的，以避免光束互相干涉。在本公开的一些实施例中，设立XYZ三维坐标系统，所述固定反射镜阵列与所述移动反射镜阵列互相平行放置于XZ平面内；所述固定反射镜阵列，沿正Z方向包括M组反射镜，其中的第一组反射镜沿X方向包括(N-2)个第一反射镜，所述输入光纤准直器与所述输出光纤准直器分别位于所述(N-2)个第一反射镜两侧；第M组反射镜沿X方向包括N个第一反射镜；所述移动反射镜阵列，沿Z方向包括M组反射镜，以形成所述三维光学传播路径。在本公开的一些实施例中，所述第一反射镜为直角反射镜，用于在X-Y平面内实现光路90度偏转；对于所述固定反射镜阵列的第一组和第M组反射镜，每两个相邻的第一直角反射镜的反射面相向放置，形成一个后向棱镜反射镜，用于在X-Y平面内对光路实现180度反射。在本公开的一些实施例中，对于所述固定反射镜阵列的第二组至第(M-1)组反射镜，每组反射镜沿X方向包括N个第二反射镜，所述第二反射镜为直角反射镜，用于在Y-Z平面内对光路实现90度偏转；沿Z方向每两个相邻的第二反射镜的反射面相向放置，形成一个后向棱镜反射镜，用于在Y-Z平面内对光路实现180度反射。在本公开的一些实施例中，对于所述固定反射镜阵列的第二组至第(M-1)组反射镜，每组反射镜包括一个沿X方向延伸的整体直角反射镜，每两组相邻的整体直角反射镜的反射面相向放置，形成一个后向棱镜反射镜，用于在Y-Z平面内对光路实现180度反射。在本公开的一些实施例中，所述移动反射镜阵列的M组反射镜，每组反射镜沿X方向包括N个第三反射镜，第三反射镜为直角反射镜，用于在Y-Z平面内对光路实现90度偏转；沿Z方向每两个相邻的第三反射镜的反射面相向放置，形成一个后向棱镜反射镜，用于在Y-Z平面内实现对光路180度反射。在本公开的一些实施例中，所述移动反射镜阵列的M组反射镜，每组反射镜包括一个沿X方向延伸的整体直角反射镜，每两组相邻的整体直角反射镜的反射面相向放置，形成一个后向棱镜反射镜，用于在Y-Z平面内对光路实现180度反射。在本公开的一些实施例中，还包括：位移平台和位移控制模块；所述位移平台包括：底座、滑轨及滑块，所述滑轨置于所述底座上，所述滑块可沿所述滑轨移动；所述固定反射镜阵列垂直固定于所述位移平台一端，不可移动；所述移动反射镜阵列垂直固定于所述位移平台的所述滑块上。在本公开的一些实施例中，位移控制模块包括：推杠及控制器；所述推杆一端与所述控制器连接，另一端与所述滑块连接；所述推杆在所述控制器的控制下伸缩，推动所述滑块沿所述滑轨移动，从而推动所述移动反射镜阵列沿所述滑轨移动，调节所述固定反射镜阵列与所述移动反射镜阵列之间的距离，调节光程，实现对光可调延迟。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开具有以下有益效果：(1)本公开的这种三维结构的可调光延迟线，克服了传统光延迟线为实现大延迟量而导致器件尺寸过大的问题，突破了光延迟线的光学路径只在二维平面的局限，将光学路径拓展到三维，可实现大范围可调光延迟。(2)本公开的这种三维结构的可调光延迟线，基于光的反射原理，将多个反射镜设置在反射镜阵列平面内，在两个反射镜阵列之间形成不重叠的三维光学传播路径，结构紧凑，空间利用率高，易于扩展。(3)本公开的这种三维结构的可调光延迟线，通过控制模块调节两个反射镜阵列之间的距离，调节光程，实现光延迟，具有连续可调延迟以及操作方便的优点。附图说明图1是本公开实施例的三维结构的可调光延迟线的结构示意图。图2是本公开实施例的三维结构的可调光延迟线中三维光学模块的结构示意图。图3是本公开实施例的三维结构的可调光延迟线中三维光学模块的固定反射镜阵列中反射镜设置示意图。图4是本公开实施例的三维结构的可调光延迟线中三维光学模块的移动反射镜阵列中反射镜设置示意图。图5是本公开实施例的三维结构的可调光延迟线中光线传播所形成的不重叠的三维光学路径示意图。图6是本公开实施例的三维结构的可调光延迟线中位移平台的结构示意图。图7是本公开实施例的三维结构的可调光延迟线中位移控制模块的结构示意图。图8是本公开另一实施例的三维结构的可调光延迟线的结构示意图。图9是本公开实施例的三维结构的可调光延迟线中多个反射镜用一个反射镜替代的示意图。图10是本公开实施例的三维结构的可调光延迟线中多个反射镜用一个反射镜替代之后的结构示意图。【符号说明】1-三维光学模块；2-输入光纤准直器；3-输出光纤准直器；4-位移平台；5-位移控制模块；6-固定反射镜阵列；7-移动反射镜阵列；8、9-反射镜；10-底座；11-滑块；12-滑轨；13-推杆；14-控制器。具体实施方式下面将结合实施例和实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维结构的可调光延迟线，其特征在于，包括：三维光学模块，包括：固定反射镜阵列与移动反射镜阵列；输入光纤准直器和输出光纤准直器，安装于所述固定反射镜阵列；光束从所述输入光纤准直器输入所述三维光学模块，经过所述固定反射镜阵列与所述移动反射镜阵列的反射，形成三维光学传播路径，从所述输出光纤准直器输出。

【技术特征摘要】
1.一种三维结构的可调光延迟线，其特征在于，包括：三维光学模块，包括：固定反射镜阵列与移动反射镜阵列；输入光纤准直器和输出光纤准直器，安装于所述固定反射镜阵列；光束从所述输入光纤准直器输入所述三维光学模块，经过所述固定反射镜阵列与所述移动反射镜阵列的反射，形成三维光学传播路径，从所述输出光纤准直器输出。2.根据权利要求1所述的可调光延迟线，其特征在于，光束在可调光延迟线中形成的三维光学传播路径是不重叠的，以避免光束互相干涉。3.根据权利要求1所述的可调光延迟线，其特征在于，设立XYZ三维坐标系统，所述固定反射镜阵列与所述移动反射镜阵列互相平行放置于XZ平面内；所述固定反射镜阵列，沿正Z方向包括M组反射镜，其中的第一组反射镜沿X方向包括(N-2)个第一反射镜，所述输入光纤准直器与所述输出光纤准直器分别位于所述(N-2)个第一反射镜两侧；第M组反射镜沿X方向包括N个第一反射镜；所述移动反射镜阵列，沿Z方向包括M组反射镜，以形成所述三维光学传播路径。4.根据权利要求3所述的可调光延迟线，其特征在于，所述第一反射镜为直角反射镜，用于在X-Y平面内实现光路90度偏转；对于所述固定反射镜阵列的第一组和第M组反射镜，每两个相邻的第一直角反射镜的反射面相向放置，形成一个后向棱镜反射镜，用于在X-Y平面内对光路实现180度反射。5.根据权利要求4所述的可调光延迟线，其特征在于，对于所述固定反射镜阵列的第二组至第(M-1)组反射镜，每组反射镜沿X方向包括N个第二反射镜，所述第二反射镜为直角反射镜，用于在Y-Z平面内对光路实现90度偏转；沿Z方向每两个相邻的第二反射镜的反射面相向放置，形成一个后向棱镜反射镜，用于在Y-Z平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝宁华，文花顺，陈伟，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11