基于偏转光栅的耦合自校准装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于偏转光栅的耦合自校准装置及方法，涉及偏转光栅的耦合自校准技术领域，利用偏转光栅的偏振相关性，结合镜像光栅组的设计，通过对该组镜像光栅的功率测试，得出在垂直方向上的偏移量，进而通过电动调节架实现正向反馈，最终实现在该方向上的自校准功能。本方法可快速有效的实现垂直方向上的校准，并可排除人工操作的偶然性误差等优点，具有广泛的工程应用前景。本申请简单有效，且易于实用。于实用。于实用。

【技术实现步骤摘要】
基于偏转光栅的耦合自校准装置及方法


[0001]本专利技术属于偏转光栅的耦合自校准
，具体是基于偏转光栅的耦合自校准装置及方法。

技术介绍

[0002]近年来，硅基光电子学得到长足的发展，这是因为硅基集成光器件的制作工艺与微电子工艺完全兼容，且硅基光电子芯片中传输的载波光波又是频率极高、能够为信号的传输提供极大带宽的电磁波。但是，由于硅基光电子芯片光学耦合的特殊性，一般使用光栅耦合器或者端面耦合器来实现光信号的引入和引出，特别是光栅耦合器易于制备，且可进行晶圆级测试，在测试领域被广泛应用。在实际测试过程中，测试系统及装置都必须通过手动的方式实现测试光纤与芯片的初始校准，一般都是通过机械或者图像识别的方式来实现的，存在校准步骤繁多、校准精度不高、易受外部影响的缺点。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本专利技术提出了基于偏转光栅的耦合自校准装置及方法。
[0004]基于偏转光栅的耦合自校准装置及方法，校准装置包括光源、功率计、偏振控制器、PC控制电脑及电动调节架；
[0005]光源和功率计为一体式设备，现有设备，故此处不做具体赘述；
[0006]光源与偏振控制器借助光纤进行连接，偏振控制器另一端通过光纤连接有硅基光电子芯片；连接硅基光电子芯片的光纤通过左手电动调节架和右手电动调节架夹持调节；
[0007]光源用于发射出光信号，光信号通过偏振控制器，经过裸光纤与入射端光栅耦合器进行耦合，进入硅基光电子芯片内部，经过一段直波导后，通过出射端光栅耦合器进入接收裸光纤，最终利用功率计测量接收光信号的功率值；
[0008]硅基光电子芯片上设置有偏转光栅结构和波导结构；硅基光电子芯片上设置有第一偏转光栅和第二偏转光栅，第一偏转光栅、第二偏转光栅通过波导直接连通；硅基光电子芯片上的第一偏转光栅、第二偏转光栅具有镜像对称的结构特征。
[0009]电动调节架包括
[0010]底座(1)，底座(1)上端设置有第一支架(2)，第一支架(2)一侧还设置有电动调节马达一(201)，通过电动调节马达一(201)带动第一支架(2)运动用于实现y方向调节；
[0011]第一支架(2)上端设置有第二支架(3)，第二支架(3)上设置有电动调节马达二(301)，通过电动调节马达二(301)带动第二支架(3)运动实现x方向调节；
[0012]第二支架(3)上端设置有第三支架(4)，第三支架(4)上设置有电动调节马达三(401)，通过电动调节马达三(401)带动第三支架(4)运动实现z方向调节；
[0013]第三支架(4)一侧壁上固定连接有凹形板(5)，凹形板(5)前端为弧形凹槽，弧形凹槽上贴合有支撑底座(6)，支撑底座(6)与弧形凹槽贴合，凹形板(5)上设置有电动调节马达
四(501)，电动调节马达四(501)用于带动凹形板(5)运动，用于实现θx方向调节；
[0014]支撑底座(6)前端固定连接有过渡板(9)，过渡板(9)侧壁上设置有第一衔接板(7)，第一衔接板(7)用于θy方向调节。
[0015]第一衔接板(7)包括衔接一部和衔接二部，衔接一部为不规则形状，衔接二部为L型板，衔接二部上还固定连接有连接楔板(10)，连接楔板用于安装裸光纤；
[0016]衔接一部一侧壁还固定连接有外联板(701)，外联板(701)上开设有通孔，通孔内设置有电动调节马达五(8)，通过电动调节马达五(8)带动第一衔接板(7)运动，从而实现θy方向调节。
[0017]基于偏转光栅的耦合自校准方法，该方法具体包括下述步骤：
[0018]步骤一：设置校准装置；
[0019]步骤二：将测试光纤对准第一偏转光栅，记录光源发射的光信号功率为W1；
[0020]光纤连接光源和偏振控制器入射端，其出射端连接光纤并固定在左侧电动调节架上，设置好该电动调节架X、Y、Z、θX的值；
[0021]同理设置右侧电动调节架，连接光纤使得光信号进入功率计内，通过PC控制端调节左右电动调节架使得功率计接收功率值为最大，记录为W2；
[0022]步骤三：通过PC控制两侧电动调节架，控制测试光纤沿Y方向平移，对准第二偏转光栅，再通过PC控制端微调节左右电动调节架使得功率计接收功率值为最大，记录为W3；
[0023]步骤四：若两侧的测试光纤在垂直方向(θY)上存在偏移，则W2与W3之间存在差值；PC检测到该差值后，通过控制左右侧电动调节架调整θY方向偏移量，使得差值量减小；反复进行如上动作，最终使得该差值量小于等于0.3dB，则认为完成了在垂直方向(θY)上的自校准。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]本专利技术利用偏转光栅的偏振相关性，结合镜像光栅组的设计，通过对该组镜像光栅的功率测试，得出在垂直方向上的偏移量，进而通过电动调节架实现正向反馈，最终实现在该方向上的自校准功能。本方法可快速有效的实现垂直方向上的校准，并可排除人工操作的偶然性误差等优点，具有广泛的工程应用前景。本申请简单有效，且易于实用。
附图说明
[0026]图1为本专利技术耦合自校准装置结构示意图；
[0027]图2为本专利技术电动调节架结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]请参阅图1
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图2所示，本申请提供了基于偏转光栅的耦合自校准装置，包括；
[0030]光源、功率计、偏振控制器、PC控制电脑及电动调节架；
[0031]光源和功率计为一体式设备，现有设备，故此处不做具体赘述；
[0032]光源与偏振控制器借助光纤进行连接，偏振控制器另一端通过光纤连接有硅基光电子芯片；连接硅基光电子芯片的光纤通过左手电动调节架和右手电动调节架夹持调节；
[0033]光源用于发射出光信号，光信号通过偏振控制器，经过裸光纤与入射端光栅耦合器进行耦合，进入硅基光电子芯片内部，经过一段直波导后，通过出射端光栅耦合器进入接收裸光纤，最终利用功率计测量接收光信号的功率值。
[0034]硅基光电子芯片上设置有偏转光栅结构和波导结构；硅基光电子芯片上设置有第一偏转光栅和第二偏转光栅，第一偏转光栅、第二偏转光栅通过波导直接连通；硅基光电子芯片上的第一偏转光栅、第二偏转光栅具有镜像对称的结构特征；
[0035]基于偏转光栅的耦合自校准方法，该方法具体包括下述步骤：
[0036]步骤一：将测试光纤对准第一偏转光栅，记录光源发射的光信号功率为W1；
[0037]光纤连接光源和偏振控制器入射端，其出射端连接光纤并固定在左侧电动调节架上，设置好该电动调节架X、Y、Z、θX的值；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于偏转光栅的耦合自校准装置，其特征在于，校准装置包括光源、功率计、偏振控制器、PC控制电脑及电动调节架；光源和功率计为一体式设备，现有设备，故此处不做具体赘述；光源与偏振控制器借助光纤进行连接，偏振控制器另一端通过光纤连接有硅基光电子芯片；连接硅基光电子芯片的光纤通过左手电动调节架和右手电动调节架夹持调节；光源用于发射出光信号，光信号通过偏振控制器，经过裸光纤与入射端光栅耦合器进行耦合，进入硅基光电子芯片内部，经过一段直波导后，通过出射端光栅耦合器进入接收裸光纤，最终利用功率计测量接收光信号的功率值；硅基光电子芯片上设置有偏转光栅结构和波导结构；硅基光电子芯片上设置有第一偏转光栅和第二偏转光栅，第一偏转光栅、第二偏转光栅通过波导直接连通；硅基光电子芯片上的第一偏转光栅、第二偏转光栅具有镜像对称的结构特征。2.根据权利要求1所述的基于偏转光栅的耦合自校准装置，其特征在于，电动调节架包括底座(1)，底座(1)上端设置有第一支架(2)，第一支架(2)一侧还设置有电动调节马达一(201)，通过电动调节马达一(201)带动第一支架(2)运动用于实现y方向调节；第一支架(2)上端设置有第二支架(3)，第二支架(3)上设置有电动调节马达二(301)，通过电动调节马达二(301)带动第二支架(3)运动实现x方向调节；第二支架(3)上端设置有第三支架(4)，第三支架(4)上设置有电动调节马达三(401)，通过电动调节马达三(401)带动第三支架(4)运动实现z方向调节；第三支架(4)一侧壁上固定连接有凹形板(5)，凹形板(5)前端为弧形凹槽，弧形凹槽上贴合有支撑底座(6)，支撑底座(6)与弧形凹槽贴合，凹形板(5)上设置有电动调...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵恒，周志远，史保森，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：