一種基於光載流子的光學逆向調製器的製作方法

2023-05-24 19:04:11 1

專利名稱：一種基於光載流子的光學逆向調製器的製作方法
技術領域：
本發明涉及光信息技術領域，具體涉及一種基於光載流子的光學逆向調製器。
M技^
光學逆向調製器是逆向調製光通信系統的關鍵所在。光學逆向調製器是通 過改變逆向器件的後向反射特性來實現調製的 一種器件，通過調製雷射的反射 波進行通信。光學逆向調製器可以採用的方案有多種，其性能主要與調製器件
有關，比如液晶器件，多量子阱器件，微機電系統(MEMS)器件，衰減全反 射調製器件等。光學逆向調製器按結構分主要有兩類稜#^射型和"貓眼"結構 回波調製型。對於稜鏡反射型，改變反射率的方式有多種，其中一種類型包才舌 MEMS調製、衰減全反射調製等，這種類型的光學逆向調製器主要需要解決一 下關鍵技術調製面的製作技術和高性能調製材料的研製。另一種調製是利用 調製器件有規律的開關來進行回波調製，調製器件包括鐵電液晶光閥、電光 相位調製器、多量子阱器件等，這種類型的光學逆向調製器主要受限於調製器 件的特性，目前大面積高速光調製器件的製作仍是一個難點。"貓眼"效應逆向調 制器利用"貓眼"的後向反射特性來達到調製目的，其調製方式包括離焦調製和 吸收型調製。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是如何提供一種基於光載流子的光學逆向調製 器，該逆向調製器只用光學器件就能完成，結構簡單合理，並且響應速度快， -f見場角大、方向性強。
針對上面提出的問題，本發明提供了一種基於光載流子的光學逆向調製器, 其特徵在於
A、包括從左至右順序排列的詢問光光源、矽片、角錐稜鏡、泵浦光光源、
擴束透鏡和幹涉裝置；
B、 詢問光光源、矽片和角錐稜鏡陣列設置在同一光軸上，所述泵浦光光源 經過擴束透鏡擴束後通過幹涉裝置產生幹涉條紋，再入射到所述矽片上，該入 射光與詢問光光源的光束在同一平面內，泵浦光光源由S(t)數位訊號調製；
C、 所述泵浦光光源的光子能量大於矽片的禁帶寬度，所述詢問光光源的光 子能量小於矽片的禁帶寬度。
按照本發明所提供的基於光載流子的光學逆向調製器，其特徵在於，所述 詢問光光源為光子能量大於矽片禁帶寬度的紅外半導體雷射器，所述泵浦光光 源是光子能量小於矽片禁帶寬度的雷射器。
按照本發明所提供的基於光載流子的光學逆向調製器，其特徵在於，所述 矽片為重摻雜矽片，所述角錐稜鏡由相互垂直的三個高反射率平面組成。
按照本發明所提供的基於光載流子的光學逆向調製器，其特徵在於，所述 幹涉裝置為由兩個半反鏡和兩個反射鏡及一個劈尖或上半部為半球下半部為圓 柱的裝置組成的光路系統。
本發明的有益效果(l)結構簡單容易實現，(2)所需器件都是光學器件， 不受電磁幹擾，(3)響應速度快。


圖1是本發明所提供的基於光載流子的光學逆向調製器結構示意圖2是本發明所應用的幹涉裝置結構示意圖3是劈尖的結構示意圖4是上半部為半球下半部為圓柱的結構示意圖。
其中1、詢問光光源，2、矽片，3、角錐稜鏡，4、泵浦光光源，5、擴束透 鏡，6、幹涉裝置。其中601、 1號半反鏡，602、反射鏡，603、 2號半反鏡，604、 反射鏡，605、劈尖或上半部為半球下半部為圓柱的裝置
具體實施例方式
下面結合附圖以及實例對本發明作進一步的說明。
如圖1所示，從左至右從上至下包括詢問光光源1，矽片2，角錐稜鏡3，泵浦光光源4，擴束透鏡5，幹涉裝置6。詢問光光源l，矽片2，角錐稜鏡3在 同一條光軸上，泵浦光光源4經過擴束透鏡5擴束後通過千涉裝置6產生幹涉 條紋(方案l產生條形紋，方案2產生環狀紋)，再入射到矽片2上，該入射光 與詢問光光源1的光束在同一平面內，泵浦光光源4由S(t)數位訊號調製，其中 泵浦光光源4的光子能量大於矽片2的禁帶寬度，詢問光光源1的光子能量小 於矽片2的禁帶寬度。詢問光光源1為光子能量大於矽片禁帶寬度的紅外半導 體雷射器，泵浦光光源4為光子能量小於矽片禁帶寬度的雷射器，逆向調製器 由矽片2和角錐稜鏡3組成，其中矽片2選用重摻雜矽片，角錐稜鏡3是由相 互垂直的三個高反射率平面組成。其中幹涉裝置6結構見圖2包括l號半反射 鏡601、反射鏡602、 2號半反射鏡603、反射鏡604、劈尖或上半部為半球下半 部為圓柱的裝置605,各鏡面相互平行的設置在同一平面內，左下角為l號半反 射鏡601，右上角為2號半反射鏡603，左上角和右下角分別為反射鏡602和反 射鏡604,將劈尖或上半部為半球下半部為圓柱的裝置605放置在1號半反射鏡 601和反射鏡604之間。此系統的工作原理以在光路中加入劈尖為例來說明，通 過擴束透鏡的光束經過1號半反鏡601後被分為兩束， 一束沿原光路方向^史反 射鏡602反射射向2號半反鏡603，另一束沿垂直方向通過劈尖(結構如圖3所 示)和反射鏡604反射後到達2號半反鏡603，兩束光相遇產生等厚幹涉條紋， 被矽片接收，條紋形狀為明暗相間的條形紋，如果在光路中加入上半部為半球 下半部為圓柱的裝置(結構如圖4所示)將產生環形紋。
本發明運用的基本原理泵浦光(光子能量大於半導體材料的禁帶寬度)入 射到半導體材料表面激發電子空穴對(或稱為光生栽流子)，由於這種光注入引
起了材料折射率的變化，通過幹涉裝置產生幹涉條紋從而將在矽片上形成光載 流子光柵。另一方面，泵浦光光源是由隨時間變化的數位訊號調製的，數字信 號為'T，時發出泵浦光，為"O"時不發，相應的在信號為'T，時在矽片上形成光載 流子光柵，詢問光可以通過，為"O"時矽片上沒有折射率變化，詢問光不能通過。 運用這種原理，預置一個S(t)信號序列，詢問光到達矽片時，將依據S(t)入射到 角錐稜鏡，產生反射回到詢問端，進行識別。該光學逆向調製器無需對雷射發射端進行精確定位，方向性強、反應速度快、結構簡單、視場角大，極大地降 低動載體之間通信的成本和難度。
權利要求
1、一種基於光載流子的光學逆向調製器，其特徵在於A、包括從左至右順序排列的詢問光光源、矽片、角錐稜鏡、泵浦光光源、擴束透鏡和幹涉裝置；B、詢問光光源、矽片和角錐稜鏡陣列設置在同一光軸上，所述泵浦光光源經過擴束透鏡擴束後通過幹涉裝置產生幹涉條紋，再入射到所述矽片上，該入射光與詢問光光源的光束在同一平面內，泵浦光光源由S(t)數位訊號調製；C、所述泵浦光光源的光子能量大於矽片的禁帶寬度，所述詢問光光源的光子能量小於矽片的禁帶寬度。
2、 根據權利要求l所述的基於光載流子的光學逆向調製器，其特徵在於， 所述詢問光光源為光子能量大於矽片禁帶寬度的紅外半導體雷射器，所述泵浦 光光源是光子能量小於矽片禁帶寬度的雷射器。
3、 才艮據權利要求1所述的基於光載流子的光學逆向調製器，其特徵在於， 所述矽片為重摻雜矽片，所述角錐稜鏡由相互垂直的三個高反射率平面組成。
4、 才艮據權利要求l所述的基於光載流子的光學逆向調製器，其特徵在於， 所述幹涉裝置為由兩個半反鏡和兩個反射鏡及一個劈尖或上半部為半球下半部 為圓柱的裝置組成的光路系統。
全文摘要
本發明公開了一種基於光載流子的光學逆向調製器，其特徵在於A.包括從左至右順序排列的詢問光光源、矽片、角錐稜鏡、泵浦光光源、擴束透鏡和幹涉裝置；B.詢問光光源、矽片和角錐稜鏡陣列設置在同一光軸上，所述泵浦光光源經過擴束透鏡擴束後通過幹涉裝置產生幹涉條紋，再入射到所述矽片上，該入射光與詢問光光源的光束在同一平面內，泵浦光光源由S(t)數位訊號調製；C.所述泵浦光光源的光子能量大於矽片的禁帶寬度，所述詢問光光源的光子能量小於矽片的禁帶寬度。本發明的有益效果(1)結構簡單容易實現，(2)所需器件都是光學器件，不受電磁幹擾，(3)響應速度快。
文檔編號H04B10/12GK101344700SQ20081004594
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月29日 優先權日2008年8月29日
發明者鷹 周, 楊立峰, 靜 王, 王亞非, 王佔平, 高椿明 申請人:電子科技大學