一种光电混合集成芯片、水土流失监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光电混合集成芯片、水土流失监测系统及方法，所述光电混合集成芯包括衬底以及衬底上设置的集成光路和集成电路；激光器发射的激光经由波导组成的马赫曾德干涉仪输入分束合束器；马赫曾德干涉仪的一臂设置有相位调制器；相位调制器用于将信号发生器产生的输入电信号转换为同频的光信号；信号发生器能够产生不同频率的三角波，相位调制器与信号发生器之间设置有开关；分束合束器用于将入射光引导入地面，并将反射光反射入探测器；探测器用于敏感光强；相敏解调电路用于实现相敏解调。本发明专利技术提供的光电混合集成芯片可大幅提升检测精度与稳定性，应用于水土流失监测可提高探测分辨率。高探测分辨率。高探测分辨率。

【技术实现步骤摘要】
一种光电混合集成芯片、水土流失监测系统及方法


[0001]本专利技术属于水土保持在线检测
，特别涉及一种光电混合集成芯片、水土流失监测系统及方法。

技术介绍

[0002]传统的水土流失监测一般依靠人工测钎法，即在土层中插入若干钢钎，在钢钎中做好标记以记录原始土层高度，后期通过记录土层高度的变化，观测计算土壤侵蚀量即水土流失量；上述传统检测方法主要依靠人工现场量测，具有成本高、监测周期长以及时效差等缺陷。
[0003]基于上述传统检测方法的缺陷，目前已发展出基于激光相位探测的测钎方法，但在实际应用中受制于激光相位误差、光路不稳定性以及环境温湿度变化等因素，其探测分辨率往往超过1mm，不能满足水土流失监测需求。另外，激光相位探测需要一套复杂的光路，目前仅能使用分立器件搭建，野外应用往往面临稳定性不足的问题，此外分立器件搭建也不利于大规模生产和低成本应用。综上所述，亟需一种新的探测分辨率较高的水土流失监测方式。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种光电混合集成芯片、水土流失监测系统及方法，以解决上述存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电混合集成芯，其特征在于，包括：衬底以及衬底上设置的集成光路和集成电路；所述集成光路包括激光器(3)、相位调制器(4)、分束合束器(5)、探测器(6)以及连接各器件的波导；所述集成电路包括信号发生器(1)、开关(2)及相敏解调电路；所述激光器(3)用于发射激光；所述激光器(3)发射的激光经由波导组成的马赫曾德干涉仪输入所述分束合束器(5)；其中，所述马赫曾德干涉仪的一臂设置有所述相位调制器(4)；所述相位调制器(4)用于将所述信号发生器(1)产生的输入电信号转换为同频的光信号；所述信号发生器(1)能够产生不同频率的三角波，所述相位调制器(4)与所述信号发生器(1)之间设置有所述开关(2)，所述开关(2)用于实现不同频率的三角波的切换；所述分束合束器(5)用于将入射光引导入地面，并将反射光反射入所述探测器(6)；所述探测器(6)用于敏感光强并作为相敏解调电路的输入信号；所述相敏解调电路用于将输入电信号的相位与反射光的相位差分解调实现相敏解调。2.根据权利要求1所述的一种光电混合集成芯，其特征在于，所述衬底为硅衬底。3.根据权利要求1所述的一种光电混合集成芯，其特征在于，所述探测器(6)为硅探测器或GaAS探测器。4.根据权利要求1所述的一种光电混合集成芯，其特征在于，所述马赫曾德干涉仪中，由第一Y分支将光分为等振幅的两部分，一部分通过波导，另一部分经过相位调制器(4)，两束光在第二Y分支处合光干涉；其中，在强度I上产生余弦干涉而产生强度调制，表...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷磊，吴健，孙强，董子晗，王乃永，宋继明，郑树海，张智，吴经锋，赵颖博，李睿，师一卿，白晓春，王良，万昊，高宇，王辰曦，李毅，李明，梁苗，薛建，吕平海，
申请(专利权)人：国网西安环保技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：