一種光纖陀螺用光波導耦合裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于耦合裝置，具體涉及一種光纖陀螺用光波導耦合裝置。一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，包括兩個輸入光源，分別為1550nm光源和632.8nm光源，在光源的光路上分別設置耦合器，從耦合器輸出的激光被發(fā)送到Y波導，在Y波導中激光被分為兩束，兩束激光分別通過雙V形槽后再分別經(jīng)過各自獨立的尾纖的作用后被發(fā)送到同一個光纖環(huán)中。本新型的有益效果是：有效地減少了耦合點損耗不對稱引入的非互易性誤差，減少了由于順、逆時針光路不匹配引起的光學非線性效應。
【專利說明】一種光纖陀螺用光波導耦合裝置
【技術領域】
[0001]本新型屬于耦合裝置，具體涉及一種光纖陀螺用光波導耦合裝置。
【背景技術】
[0002]波導耦合技術是一種關鍵的技術，其耦合精度直接決定了光能量傳遞的效率，目前主要的耦合方法包括棱鏡耦合法、光柵耦合法、棱鏡-光柵耦合法、錐形耦合法和橫向耦合法等。棱鏡耦合法是用高折射率材料構成的棱鏡，利用它引入的入射光波與光波導的導波模之間的耦合，以實現(xiàn)波導的光導波激勵的一種方法。此方法的優(yōu)點主要有:①在最佳條件下可以得到很高的效率(輸入時約80%，輸出時約100%);②可以從所有導播模中任意選擇一種進行激勵不僅適用于平板波導，在條形波導的情況下也可以高效率使用；)④棱鏡位置可即可離，能夠?qū)崿F(xiàn)在實驗過程中調(diào)整，以實現(xiàn)最大耦合強度。但是棱鏡耦合法也存在缺點:①棱鏡與波導間隙以及入射光束的位置需要精心調(diào)整，缺乏穩(wěn)定性；②棱鏡耦合器所用的材料應滿足:棱鏡折射率大于波導纖芯折射率，且對所用光波長透明，無明顯吸收與散射。對于雙折射材料，必須選用單晶以便在一定的切割方向下對入射光保持恒定的折射率。③棱鏡耦合器入射光需要高度對準，而半導體激光器輸出光束存在有5°?10°的分散角，因此必須使用校準光束裝置?？傊忡R耦合法在實驗室中使用方便，但是由于其必須采用穩(wěn)定機械應力的裝置來調(diào)整與波導之間的間隙，所以很難在實際環(huán)境應中使用。光柵耦合法有效的解決了這個問題。光柵耦合法中光柵的作用與棱鏡一樣，都是用于實現(xiàn)自由空間與平面介質(zhì)光波導之間的耦合。
[0003]此技術的優(yōu)點有:①不受波導材料折射率大小的限制；②可以選擇所有導模中的任意一種進行激勵；③可以與波導集成，全固態(tài)設計，抗振動性能高，體積小，成本低；④對入射光的輸出位置不需要苛刻的精度；⑤可實現(xiàn)橫方向耦合，能夠激勵寬度非常大的波導光。這些優(yōu)勢決定了光柵耦合法不僅適用于實驗階段，在實用化的光路集成化上也具有很大技術優(yōu)勢。但是，由于光柵耦合與入射光的相關性，發(fā)散光的耦合不能有效的在光柵耦合中得到使用。此外，光柵耦合器設計復雜，制作難度高，其可塑性固態(tài)結構不便于后期的二次調(diào)整等缺點。棱鏡-光柵耦合法是一種將棱鏡耦合法和光柵耦合法相結合的方法。在高折射率波導的情況下，棱鏡耦合的困難在與難以獲得更高折射率的棱鏡，而光柵耦合的難點在于制作短周期的光柵，棱鏡-光柵耦合法結合了兩種方法的優(yōu)勢。錐形耦合器的原理是將波導薄膜的終端部分做成錐形結構，光波在錐形結構中波導層中通過全內(nèi)反射向前傳輸，隨著波導厚度的減少，入射角就逐漸減小，當入射角小于全內(nèi)反射角時，導模變成了襯底輻射模，實現(xiàn)了輸出耦合，此方法的耦合效率大約為70%，其余部分輻射到了空氣中。
[0004]傳統(tǒng)裝置的實現(xiàn)方式如附圖1所示，一般包括兩個輸入光源，分別為1550nm光源I和632.Snm光源2，兩個光源經(jīng)過保偏光纖3后進入耦合器4，通過耦合器4的耦合形成唯一的輸出激光，該輸出激光被發(fā)送到Y波導5，從Y波導5輸出的激光經(jīng)過尾纖7的作用被發(fā)送到聚焦透鏡9，采集裝置10通過對聚焦透鏡9的采集獲得光源數(shù)據(jù)。所述的采集裝置10可以是紅外攝像機或光功率計。傳統(tǒng)耦合裝置由于采用單點耦合方式，所以導致了順時針、逆時針光路的不對稱，從而導致了輸出性能的降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本新型的目的是針對現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種光纖陀螺用光波導耦合裝置。
[0006]本新型是這樣實現(xiàn)的:一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，包括兩個輸入光源，分別為1550nm光源和632.8nm光源,在光源的光路上分別設置稱合器,從稱合器輸出的激光被發(fā)送到Y波導，在Y波導中激光被分為兩束，兩束激光分別通過雙V形槽后再分別經(jīng)過各自獨立的尾纖的作用后被發(fā)送到同一個光纖環(huán)中。
[0007]如上所述的一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，其中，所述的Y波導放置在波導平臺上。
[0008]如上所述的一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，其中，所述的波導平臺可以實現(xiàn)X軸，Y軸，Z軸，俯仰，旋轉(zhuǎn)五維運動。
[0009]如上所述的一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，其中，所述的雙V形槽、兩個尾纖和光纖環(huán)被放置在尾纖平臺上。
[0010]如上所述的一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，其中，所述的尾纖平臺可以實現(xiàn)X軸，Y軸，Z軸，俯仰，旋轉(zhuǎn)五維運動。
[0011]如上所述的一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，其中，所述的波導平臺和尾纖平臺被放置在主平臺上。
[0012]如上所述的一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，其中，所述的雙V形槽為長方體零件，在長方體零件的上表面開有兩個平行的V形槽，兩個平行的V形槽分別用于放置一根尾纖。
[0013]本新型的有益效果是:有效地減少了耦合點損耗不對稱引入的非互易性誤差，減少了由于順、逆時針光路不匹配引起的光學非線性效應。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是傳統(tǒng)技術中光纖耦合裝置的示意圖；
[0015]圖2是本申請?zhí)峁┑墓饫w陀螺用光波導耦合裝置的示意圖；
[0016]圖3是雙V形槽的結構示意圖。
[0017]圖中:1.1550nm光源、2.632.8nm光源、3.保偏光纖、4.1禹合器、5.Y波導、6.波導平臺、7.尾纖、8.尾纖平臺、9.聚焦透鏡、10.采集裝置、11.主平臺、12.光探測器、13.控制電路、14.雙V形槽、15.光纖環(huán)。
【具體實施方式】
[0018]如附圖2所示，一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，包括兩個輸入光源，分別為1550nm光源I和632.8nm光源2，兩個光源被發(fā)送到順次光路連接的兩個耦合器4中，從兩個耦合器4輸出的激光被發(fā)送到Y波導5，在Y波導5中激光被分為兩束，兩束激光分別通過雙V形槽14后再分別經(jīng)過各自獨立的尾纖7的作用后被發(fā)送到同一個光纖環(huán)15中。
[0019]其中，所述的Y波導5放置在波導平臺6上。
[0020]所述的波導平臺6可以實現(xiàn)X軸，Y軸，Z軸，俯仰，旋轉(zhuǎn)五維運動。[0021]所述的雙V形槽14、兩個尾纖7和光纖環(huán)15被放置在尾纖平臺8上。
[0022]所述的尾纖平臺8可以實現(xiàn)X軸，Y軸，Z軸，俯仰，旋轉(zhuǎn)五維運動。
[0023]從順次連接的兩個耦合器4中，靠近Y波導5的耦合器4的輸入端，通過光探測器12探測激光信號，探測到的信號被發(fā)送給控制電路13，控制電路13根據(jù)探測到的信號產(chǎn)生三路控制信號，這三路控制信號分別發(fā)送給波導平臺6，和尾纖平臺8。
[0024]所述的波導平臺6和尾纖平臺8被放置在主平臺11上。
[0025]如附圖3所示，所述的雙V形槽14為長方體零件，在長方體零件的上表面開有兩個平行的V形槽，兩個平行的V形槽分別用于放置一根尾纖7。
[0026]本申請的光源為兩個:光源1550nm和光源632.8nm，其中1550nm光源為工作波長，作用是檢測輸出光功率值，632.Snm光源為可見光，主要目的是調(diào)整過程中可視化調(diào)節(jié)用。
[0027]主平臺:作用是給波導平臺6和尾纖平臺8提供水平面。
[0028]兩個耦合器4的作用分別為:靠近光源的耦合器4主要的作用是實現(xiàn)1550nm光源I與632.8nm光源2的輸出光I禹合；遠離光源的I禹合器4主要的作用有兩個一是傳導輸出入光，二是耦合傳輸回來的光到光探測器。
[0029]Y波導5和尾纖7為待耦合器器件。
[0030]雙V形槽14的作用是固定尾纖7。
[0031]用上述裝置進行耦合的過程大致如下:
[0032]步驟一:粗對準耦合
[0033]開啟632.Snm光源2進行初始粗糙對準調(diào)節(jié)，待目測最準后，觀測光探測器12的輸出光功率，待監(jiān)測值發(fā)生突變時確定完成粗對準；
[0034]步驟二:精細對準耦合
[0035]關掉632.8nm光源2，開啟1550nm光源1，利用控制電路13分別控制波導平臺6和尾纖平臺7，其中控制電路的信號I?5分別為尾纖平臺7的X軸，Y軸，Z軸，俯仰，旋轉(zhuǎn)控制信號，控制電路的信號6?10分別為波導平臺6的X軸，Y軸，Z軸，俯仰，旋轉(zhuǎn)控制信號。其中正數(shù)字量為X軸，Y軸，Z軸正向移動，俯仰為天向，旋轉(zhuǎn)為逆時針方向；負數(shù)字量為X軸，Y軸，Z軸負向移動，俯仰為地向，旋轉(zhuǎn)為順時針方向。
[0036]精細對準耦合的調(diào)整過程為先調(diào)整尾纖平臺8后調(diào)整波導平臺6的順序進行，對尾纖平臺8和波導平臺6均按照X軸一Y軸一Z軸一俯仰一旋轉(zhuǎn)的順序進行調(diào)整，調(diào)整完成的標志為探測到的光強最大。
【權利要求】
1.一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，其特征在于:包括兩個輸入光源，分別為1550nm光源(I)和632.Snm光源(2)，在光源的光路上分別設置耦合器(4)，從耦合器(4)輸出的激光被發(fā)送到Y波導(5)，在Y波導(5)中激光被分為兩束，兩束激光分別通過雙V形槽(14)后再分別經(jīng)過各自獨立的尾纖(7)的作用后被發(fā)送到同一個光纖環(huán)(15)中。
2.如權利要求1所述的一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，其特征在于:其中，所述的Y波導(5)放置在波導平臺(6)上。
3.如權利要求2所述的一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，其特征在于:所述的波導平臺(6 )可以實現(xiàn)X軸，Y軸，Z軸，俯仰，旋轉(zhuǎn)五維運動。
4.如權利要求3所述的一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，其特征在于:所述的雙V形槽(14)、兩個尾纖(7)和光纖環(huán)(15)被放置在尾纖平臺(8)上。
5.如權利要求4所述的一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，其特征在于:所述的尾纖平臺(8 )可以實現(xiàn)X軸，Y軸，Z軸，俯仰，旋轉(zhuǎn)五維運動。
6.如權利要求5所述的一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，其特征在于:所述的波導平臺(6)和尾纖平臺(8)被放置在主平臺(11)上。
7.如權利要求6所述的一種光纖陀螺用光波導耦合裝置，其特征在于:所述的雙V形槽(14)為長方體零件，在長方體零件的上表面開有兩個平行的V形槽，兩個平行的V形槽分別用于放置一根尾纖(7)。
【文檔編號】G01C19/66GK203595516SQ201320374549
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權日:2013年6月27日
【發(fā)明者】于懷勇, 吳衍記, 李宗利, 張麗哲, 李麗坤 申請人:北京自動化控制設備研究所