【技术实现步骤摘要】
针对多芯光纤分光耦合的光电探测器阵列及系统(一)
本专利技术涉及的是一种针对多芯光电分光耦合的光电探测器阵列及系统,本专利技术可用于光纤通信,光纤传感,光电测量。属于光纤通信
(二)
技术介绍
近年来,不断增长的宽带容量需求促进了光纤通信技术的迅速发展,时分复用、波分复用和偏振复用技术将单芯光纤通信系统的宽带容量提升到100TB/s。但是,传统的单芯光纤的传输容量已经接近物理极限,作为空分复用的多芯光纤有望成为克服当前通信系统传输容量限值的理想选择。在空分复用的传输系统中,不同的信号能通过多个不同空间路径同时传输。从空分复用光纤的角度看,多芯光纤技术可以实现将多空间路径引入光纤,多芯光纤是将多个独立的纤芯合并在一根光纤内,一个包层中含有多根纤芯,这样光纤的传输容量随着纤芯数量的增加而成倍增加。其中多芯光纤的分光和光电耦合,是实现多芯光纤空分复用达到传输扩容目的的关键之一。此外,多芯光纤通道分束也是纤维集成光电器件与纤维集成微系统中需要解决的关键技术。针对多芯光纤的分光和光电耦合,WernerKlaus等人通过在多芯光纤和单芯光纤阵列之间放置分离的光学器件,实现了多芯光纤的分光(WernerKlaus,etal.,“Free-SpaceCouplingOpticsforMulticoreFibers,”IEEEPHOTONICSTECHNOLOGYLETTERS,VOL.24,NO.21,NOVEMBER1,2012);淡路祥成等人于2017年公开了“多芯多模光纤耦合装置”(中国专利:CN201 ...
【技术保护点】
1.一种针对多芯光纤分光耦合的光电探测器阵列及系统,由多芯光纤1、偏置电压电路2、光电二极管阵列3、开关阵列4、控制电路5、跨阻放大器阵列6、信号处理模块7、耦合器8、探测器套管9和光电二极管阵列封装10组成。所述系统中光电二极管阵列3封装在光电二极管阵列封装10中,光电二极管阵列封装10嵌入探测器套管9,探测器套管9置于耦合器8内通过螺纹连接。将多芯光纤1与耦合器8连接,确保多芯光纤1对准光电二极管阵列3,同时通过旋转探测器套管9调整光电二极管阵列3与多芯光纤1输出端面间的距离。偏置电压电路2为光电二极管阵列3提供用于工作的直流电压,光电二极管阵列3中所有光电二极管连接开关阵列4中与之对应的开关单元。控制电路5控制开关阵列4中所有开关单元的输出状态,保证光电二极管的输出连接跨阻放大器阵列6中相对应的跨阻放大器,跨阻放大器将光电二极管输出的光电流转换为电压信号,最后信号处理模块7对跨阻放大器阵列6输出的电压信号进行处理和分析。/n
【技术特征摘要】
1.一种针对多芯光纤分光耦合的光电探测器阵列及系统,由多芯光纤1、偏置电压电路2、光电二极管阵列3、开关阵列4、控制电路5、跨阻放大器阵列6、信号处理模块7、耦合器8、探测器套管9和光电二极管阵列封装10组成。所述系统中光电二极管阵列3封装在光电二极管阵列封装10中,光电二极管阵列封装10嵌入探测器套管9,探测器套管9置于耦合器8内通过螺纹连接。将多芯光纤1与耦合器8连接,确保多芯光纤1对准光电二极管阵列3,同时通过旋转探测器套管9调整光电二极管阵列3与多芯光纤1输出端面间的距离。偏置电压电路2为光电二极管阵列3提供用于工作的直流电压,光电二极管阵列3中所有光电二极管连接开关阵列4中与之对应的开关单元。控制电路5控制开关阵列4中所有开关单元的输出状态,保证光电二极管的输出连接跨阻放大器阵列6中相对应的跨阻放大器,跨阻放大器将光电二极管输出的光电流转换为电压信号,最后信号处理模块7对跨阻放大器阵列6输出的电压信号进行处理和分析。
2.根据权利要求1所述的一种针对多芯光纤分光耦合的光电探测器阵列及系统,其特征是:多芯光纤1的纤芯数量和纤芯直径不受限制,纤芯排布和纤芯间距不受限制。多芯光纤输出端固定在光纤接头内,多芯光纤1的光纤接头与耦合器8的光纤连接器连接。确保多芯光纤1的输出端面与光电二极管阵列3平行放置,通过在两者之间设置合适的距离来实现最佳分光耦合。多芯光纤1中所有纤芯输出的光束投射到光电二极管阵列3的表面,确保每个光束都投射在光电二极管阵列3的表面,同时每个光束之间不相互重合。
3.根据权利要求1所述的一种针对多芯光纤分光耦合的光电探测器阵列及系统,其特征是:偏置电压电路2可以是直流-直流或者交流-直流电压源,其作用是为光电二极管阵列3提供运行所需的直流电压,其直流电压输出通道的数量与光电二极管阵列3中的光电二极管的数量一致。
4.根据权利要求1所述的一种针对多芯光纤分光耦合的光电探测器阵列及系统,其特征是:光电二极管阵列3为基于标准集成电路制造的n×n(n≥5)阵列芯片,片中的光电二极管的结构可以是PN型光电二极管、PIN型光电二极管和雪崩型光电二极管中的任何一种。光电二极管阵列3封装在光电二极管阵列封装10中,防止外界环境中不利因素(如环境光污染和灰尘等)对光电二极管阵列3造成影响。
5.根据权利要求1所述的一种针对多芯光纤分光耦合的光电探测器阵列及系统,其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员:邓仕杰,李翔,张文涛,苑立波,
申请(专利权)人:桂林电子科技大学,
类型:发明
国别省市:广西;45
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