多通道光功率分配器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多通道光功率分配器，由ＬｉＮｂＯ↓［３］基板、菲涅耳微透镜Ａ和菲涅耳微透镜Ｂ组成，在ＬｉＮｂＯ↓［３］基板上采用微刻蚀掩模工艺刻画出沟槽和Ｌ形台，然后采用退火质子交换法或者钛扩散法处理将沟槽制作成波导槽；菲涅耳微透镜Ａ、菲涅耳微透镜Ｂ通过键合方式固定在Ｌ形台上；在ＬｉＮｂＯ↓［３］基板上的波导槽的交汇点构成了三个Ｙ分支耦合器，即Ｙ分支耦合器Ａ、Ｙ分支耦合器Ｂ和Ｙ分支耦合器Ｃ；菲涅耳微透镜Ａ的镜面与多通道光功率分配器的Ｙ分支耦合器Ｂ的Ｂ输出端相连；菲涅耳微透镜Ｂ的镜面与多通道光功率分配器的Ｙ分支耦合器Ｃ的Ｂ输出端相连。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种多通道光功率分配器，是一种建立在光学SAGNAC效应基础上的一种光通道，利用微机电技术和集成光学技术进行加工而成的。
技术介绍
传统的对光进行分配的分束器如耦合器、环形器都不具有起偏功能，并且器件的连接采用单模光纤连接，对输入端的光源处理不能保持偏振模式；而一般分束器只能实现分光——耦合的功能，其功能单一不能满足光信号采集模块对光的要求。倘若光路系统中有与偏振有关的器件如调制器，必须在调制器等一些与偏振有关的器件前加入一个偏振器，从而使光路系统插入损耗增加，对于光信号采集模块对采集的光信号稳定性有着非常大的影响。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种多通道光功率分配器，该多通道光功率分配器为了减小尺寸和重量，对敏感光路进行了结构优化设计，在较小的空间实现了输入光的分光——耦合——分光，并且未使用动态器件的相互连接，有效地使光路得到了延长。本技术是一种多通道光功率分配器，由LiNbO3基板、菲涅耳微透镜A和菲涅耳微透镜B组成，在LiNbO3基板上采用微刻蚀掩膜工艺刻画出沟槽和L形台，然后采用退火质子交换法或者钛扩散法处理将沟槽制作成波导槽；菲涅耳微透镜A、菲涅耳微透镜B通过键合方式固定在L形台上，且菲涅耳微透镜A和菲涅耳微透镜B保持平行；在LiNbO3基板上的波导槽的交汇点构成了三个Y分支耦合器，即Y分支耦合器A、Y分支耦合器B和Y分支耦合器C；菲涅耳微透镜A的镜面与多通道光功率分配器的Y分支耦合器B的B输出端相连；菲涅耳微透镜B的镜面与多通道光功率分配器的Y分支耦合器C的B输出端相连。本技术多通道光功率分配器的优点在于(1)多通道光功率分配器上无运动部件，提高了使用环境下的干扰能力；(2)光束在自由空间内传播，损耗小、易于提高测量精度；(3)光路可以交叉，从而可以充分利用空间，易于实现三轴集成；(4)利用微加工技术制作光路，易于实现单片集成和小型化。附图说明图1是多通道光功率分配器结构图。图中1.基板 2.Y分支耦合器A3.Y分支耦合器B 4.Y分支耦合器C 5.L形台6.菲涅耳微透镜A 7.菲涅耳微透镜B 8.波导槽9.电极A 10.电极B 11.电极C 12.电极D具体实施方式下面将结合附图对本技术作进一步的详细说明。本技术是一种多通道光功率分配器，请参见图1所示，由LiNbO3基板1、菲涅耳微透镜A7和菲涅耳微透镜B6组成，在LiNbO3基板1上采用微刻蚀掩膜工艺刻画出多道沟槽(沟槽深度为3～10um，宽度为3～10um)和一个L形台5(高度差为1.5～5um)，然后对沟槽采用退火质子交换法或者钛扩散法处理制作成波导槽8(波导槽8的折射率高于周围介质折射率)；LiNbO3基板1上的每三道波导槽8的交汇点形成一个Y分支耦合器，根据本专利技术设计要求共设有三个Y分支耦合器，即Y分支耦合器A2、Y分支耦合器B3和Y分支耦合器C4；其中，在Y分支耦合器A2的B输出端上设有电极A9、电极B10，电极A9与电极B10相对平行布置在波导槽8两侧；其中，在Y分支耦合器A2的C输出端上设有电极C11、电极D12，电极C11与电极D12相对平行布置在波导槽8两侧；电极A9与电极B10在上电后基于电光效应，实现对输出光的相位调制及输出光的移频，既构成相位移频器A；电极C11与电极D12在上电后基于电光效应，实现对输出光的相位调制及移频，既构成相位移频器B；菲涅耳微透镜A7是基于二元光学原理制作而成的，菲涅耳微透镜A7通过键合方式固定在L形台5上，菲涅耳微透镜A7的镜面与多通道光功率分配器的Y分支耦合器B3的B输出端相连；菲涅耳微透镜B6是基于二元光学原理制作而成的，菲涅耳微透镜A6通过键合方式固定在L形台5上，菲涅耳微透镜A6的镜面与多通道光功率分配器的Y分支耦合器C4的B输出端相连。本技术的多通道光功率分配器，Y分支耦合器C4的C输出端可以与一个光信号采集设备(光信号采集设备可以是光电探测器)耦合连接，实现将光信号输出；Y分支耦合器B3的C输出端与另一个光信号采集设备(光信号采集设备可以是光电探测器)耦合连接，实现将光信号输出。本技术的多通道光功率分配器，其光传播方向为多通道光功率分配器的Y分支耦合器A2将接收的平行光分成两束光，一束平行光(由Y分支耦合器A2的B端输出的光)经相位移频器A(电极A9与电极B10上电后具有的功能)移频后射入Y分支耦合器B3中，然后由Y分支耦合器B3的B端输出给菲涅耳微透镜A7经准直后输出平行光给光接收模块(可以是空间谐振腔)；另一束平行光(由Y分支耦合器A2的C端输出的光)经相位移频器B(电极C11与电极D12上电后具有的功能)移频后射入Y分支耦合器C4中，然后由Y分支耦合器C4的B端输出给菲涅耳微透镜B6经准直后输出平行光给光接收模块(可以是空间谐振腔)；经光接收模块处理后输出的光射入菲涅耳微透镜A6上变成会聚光耦合进Y分支耦合器C4的B端，并由Y分支耦合器C4的C端将光输入到光信号采集模块(可以是光电探测器)；经光信号采集模块处理后的光射入菲涅耳微透镜A7上，变成会聚光耦合进Y分支耦合器B3的B端，并由Y分支耦合器B3的C端将光输入到光信号采集模块(可以是光电探测器)；由于光在多通道光功率分配器中进行准直、分束，无动态器件的使用，有效地提高了光的偏振效应。本技术的多通道光功率分配器制作工艺简单，易于批量化生产；使用范围广泛，可用在光纤陀螺或者光纤电流互感器或者光纤通讯上作为分光器件。其工作温度范围为-40℃～+85℃，在-20℃～+50℃性能较为稳定。权利要求1.一种多通道光功率分配器，其特征在于由LiNbO3基板(1)、菲涅耳微透镜A(7)和菲涅耳微透镜B(6)组成，在LiNbO3基板(1)上采用微刻蚀掩膜工艺刻画出沟槽和L形台(5)，然后采用退火质子交换法或者钛扩散法处理将沟槽制作成波导槽(8)；菲涅耳微透镜A(7)、菲涅耳微透镜B(6)通过键合方式固定在L形台(5)上，且菲涅耳微透镜A(7)和菲涅耳微透镜B(6)保持平行；在LiNbO3基板(1)上的波导槽(8)的交汇点构成了三个Y分支耦合器，即Y分支耦合器A(2)、Y分支耦合器B(3)和Y分支耦合器C(4)；其中，在Y分支耦合器A(2)的B输出端上设有电极A(9)、电极B(10)，电极A(9)与电极B(10)平行布置在波导槽(8)两侧；其中，在Y分支耦合器A(2)的C输出端上设有电极C(11)、电极D(12)，电极C(11)与电极D(12)平行布置在波导槽(8)两侧；所述菲涅耳微透镜A(7)的镜面与多通道光功率分配器的Y分支耦合器B(3)的B输出端相连；所述菲涅耳微透镜B(6)的镜面与多通道光功率分配器的Y分支耦合器C(4)的B输出端相连。2.根据权利要求1所述的多通道光功率分配器，其特征在于电极A(9)与电极B(10)在上电后构成相位移频器A；电极C(11)与电极D(12)在上电后构成相位移频器B。3.根据权利要求1所述的多通道光功率分配器，其特征在于所述电极A(9)、电极B(10)、电极C(11)和电极D(12)采用电镀工艺将金薄膜镀在LiNbO3基板(1)的波导槽(8)两侧。专利摘要本技术公开了一种多通道光功率分配器，由LiNbO文档编本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道光功率分配器，其特征在于：由ＬｉＮｂＯ↓［３］基板（１）、菲涅耳微透镜Ａ（７）和菲涅耳微透镜Ｂ（６）组成，在ＬｉＮｂＯ↓［３］基板（１）上采用微刻蚀掩膜工艺刻画出沟槽和Ｌ形台（５），然后采用退火质子交换法或者钛扩散法处理将沟槽制作成波导槽（８）；菲涅耳微透镜Ａ（７）、菲涅耳微透镜Ｂ（６）通过键合方式固定在Ｌ形台（５）上，且菲涅耳微透镜Ａ（７）和菲涅耳微透镜Ｂ（６）保持平行；在ＬｉＮｂＯ↓［３］基板（１）上的波导槽（８）的交汇点构成了三个Ｙ分支耦合器，即Ｙ分支 耦合器Ａ（２）、Ｙ分支耦合器Ｂ（３）和Ｙ分支耦合器Ｃ（４）；其中，在Ｙ分支耦合器Ａ（２）的Ｂ输出端上设有电极Ａ（９）、电极Ｂ（１０），电极Ａ（９）与电极Ｂ（１０）平行布置在波导槽（８）两侧；其中，在Ｙ分支耦合器Ａ（２）的Ｃ输 出端上设有电极Ｃ（１１）、电极Ｄ（１２），电极Ｃ（１１）与电极Ｄ（１２）平行布置在波导槽（８）两侧；所述菲涅耳微透镜Ａ（７）的镜面与多通道光功率分配器的Ｙ分支耦合器Ｂ（３）的Ｂ输出端相连；所述菲涅耳微透镜Ｂ（６）的镜面与多通 道光功率分配器的Ｙ分支耦合器Ｃ（４）的Ｂ输出端相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯丽爽，张春熹，刘惠兰，杨德伟，林恒，马迎建，许光磊，贺斌，刘恒，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]