一種準確調節光路徑的幹涉腔和幹涉儀的製作方法
2023-11-09 21:21:37 1
專利名稱：一種準確調節光路徑的幹涉腔和幹涉儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及光通訊領域，尤其涉及一種準確調節光路徑的幹涉腔和幹涉儀。
背景技術：
光通訊領域，光差分相移鍵控(DPSK)是提供供高接收機靈敏度，對高速運輸中的 主要非線性作用的高容忍性以及對相干串擾的高容忍性的有前途的調製格式；交錯濾波器 (Interleaver)技術的出現更新了密集波分復用中分波/合波器件設計的理念，大大降低 密集波分復用器的設計壓力，而這些器件組成的基礎是幹涉儀。該幹涉儀包括兩路光束進 行傳輸，而希望上述兩束光路之間的光程差(OPD)具有預期值，但是幹涉儀腔長差的控制 是個難題，由於光幹涉的目的，光程差的改變直接影響幹涉強度，然而，其中一個幹涉臂的 光路比另一個幹涉臂的光路的路程長，因此，溫度的控制才能確保所述光程差(OPD)的穩 定，但是，環境溫度的變化將會引起光程差(OPD)的穩定性。為了平衡環境溫度的變化，有 美國專利US6924894通過兩路幹涉臂設置有兩個加熱器以及環境溫度探測器和一控制器 連接，從而控制加熱器的加熱量，從而平衡環境溫度的影響，這種方式必須通過複雜的電路 對環境溫度的影響進行消除，成本較高，電路複雜。
發明內容為了解決上述問題，本實用新型提供了一種準確調節光路徑的幹涉腔和幹涉儀。為了實現上述目的，本實用新型提供一種準確調節光路徑的幹涉腔，包括兩等距 臂形成的腔體，其特徵在於該幹涉腔內設有正、負調節片補償溫度變化的腔體長度，從而 確保該幹涉腔長為一定值。本實用新型還包括一種準確調節光路徑的幹涉儀，包括第一個埠發射一入 射光束，一個分光器的分/合光界面將入射光束分離成第一、二光束，第一、二光束沿著第 一二光路徑；第一反射鏡位於第一光路徑離分光器一定距離確定為第一光路徑長0PL1，第 二反射鏡位於第二光路徑中離分光器一定距離確定為第二光路徑長0PL2，輸入光束在分光 器處被分成第一、第二光束，所述第一、第二光束分別經過第一、第二光路徑被其對應的反 射鏡返回，由於第一光路徑OPLl和第二光路徑0PL2之間的光程差0PL，返回的光束在分光 器的分/合光界面產生幹涉光束輸出，其特徵在於第一光路徑中設有正、負調節片補償第 一光路徑OPLl和第二光路徑0PL2之間的光程差0PL，確保光程差OPL為一定值。其中，較佳方案為所述正調節片為隨溫度升高折射率增加的玻片；負調節片為 隨溫度升高折射率降低的玻片。其中，較佳方案為所述正調節片曲線的斜率Kl和負調節片曲線的斜率K2的比值 相當於負調節片的厚度d2和正調節片的厚度dl的負值。其中，較佳方案為所述分/合光界面包括一分光膜。這樣本實用新型具有的優點本實用新型利用正、負調節片隨溫度變化的相匹配關係，從而使其光程差OPL不受外界環境溫度變化而發生改變，從而確保光程差OPL的精確度。以下結合附圖和實施例對本實用新型的結構進一步說明。
圖1為本實用新型一種準確調節光路徑的幹涉腔的第一實施例的結構圖。圖2為利用本實用新型準確調節光路徑的幹涉腔組成的幹涉儀的結構示意圖。圖3為本實用新型正、負調整片折射率隨溫度變化的曲線圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型一種準確調節光路徑的幹涉腔的實施例進一步說明。圖1為本實用新型幹涉腔的結構示意圖。如圖1所示該幹涉腔包括兩等距臂20 形成的腔體21，所述腔體21設有正、負調節片211、212，其中，如圖3所示所述正調整片 211的折射率隨溫度升高而升高，負調節片212的折射率隨溫度升高而降低。如圖2所示 其中，正調節片211折射率nl變化隨溫度T變化的曲線A滿足nl = KIT+bl，負調節片212 折射率n2變化隨溫度T變化的曲線B滿足n2 = K2T+b2，其中，所述Kl、K2分別為曲線A、 B的斜率，從上述曲線A、B可以推出該幹涉腔的光路徑長OPL滿足0PL = dl* (KIT+bl)+d2 *(K2T+b2)+L.....(1)其中，L為該腔體的物理長度。需要上述式(1)不隨外界溫度變化而變化，即OPL為一常數C，C = dl* (KIT+bl)+d2*(K2T+b2)+L，只要該式(1)中隨溫度變化的項數相互抵消即可，即 dlKlT+d2K2T = 0 即可，也就是說:K1/K2 = _d2/dl綜上所述，只要正、負調節片211、212隨溫度變化的曲線滿足K1/K2 = _d2/dl關 系式，從而使其光程差OPL不受外界環境溫度變化而發生改變，從而確保光程差OPL的精確度。圖2為利用本實用新型幹涉腔的幹涉儀的結構示意圖，如圖2所示該DLI為一個 麥可幹涉儀的結構，其由50%分光器14，45度傾斜排列；第一全反射鏡15，水平位置排 列；第二全反射鏡16，垂直排列放置。輸入光L經過一個精密的50%分光器14的分光面 141分成第一光束A和第二光束B，第一束光束A經由一定距離達到第一全反射鏡15經由 所述第一反射鏡15反射回分光器14的分光面141，同樣，第二光束B經過分光面141反射 後，經由第二反射鏡16反射回分光面141，所述反射光束B與透射光束A發生幹涉，得到幹 涉光束。如圖2中所示為了調節上述兩幹涉臂之間的光程差，本實施例中，第一反射鏡15 和分光器14之間設置有一正、負調節片142、143，如圖2所示其中，正調節片142折射率 nl變化隨溫度T變化的曲線A滿足nl =KlT+bl，負調節片143折射率n2變化隨溫度T變 化的曲線B滿足n2 = K2T+b2，其中，所述Kl、K2分別為曲線A、B的斜率，從上述曲線A、B 可以推出第一光路徑長 OPLl 滿足0PL1 = dl* (KIT+bl)+d2*(K2T+b2)+Ll第二光路徑長0PL2滿足0PL2 = L2光程差為=OPL= 0PL1-0PL2 = dl*(KIT+bl)+d2*(K2T+b2)+L1-L2. · · (1)要滿足光程差OPL為一定值，即不隨溫度變化而變化，只要滿足上述dl* (KIT+bl) +d2* (K2T+b2) +L1-L2 =常數C即可，只要該式(1)中隨溫度變化的項數相互抵 消即可，即dlKlT+d2K2T = 0即可，也就是說:K1/K2 = _d2/dl綜上所述，只要正、負調節片142、143隨溫度變化的曲線滿足K1/K2 = _d2/dl關 系式，從而使其光程差OPL不受外界環境溫度變化而發生改變，從而確保光程差OPL的精確度。這樣本實用新型具有的優點本實用新型利用正、負調節片隨溫度變化的相匹配關係，從而使其光程差OPL不 受外界環境溫度變化而發生改變，從而確保光程差OPL的精確度。以上所述者，僅為本實用新型最佳實施例而已，並非用於限制本實用新型的範圍， 凡依本實用新型申請專利範圍所作的等效變化或修飾，皆為本實用新型所涵蓋。
權利要求一種準確調節光路徑的幹涉腔，包括兩等距臂形成的腔體，其特徵在於該幹涉腔內設有正、負調節片補償溫度變化的腔體長度，從而確保該幹涉腔長為一定值。
2.根據權利要求1所述的準確調節光路徑的幹涉腔，其特徵在於所述正調節片為隨 溫度升高折射率增加的玻片；負調節片為隨溫度升高折射率降低的玻片。
3.根據權利要求1所述的準確調節光路徑的幹涉腔，其特徵在於所述正調節片曲線 的斜率Kl和負調節片曲線的斜率K2的比值相當於負調節片的厚度d2和正調節片的厚度 dl的負值。
4.一種準確調節光路徑的幹涉儀，包括第一個埠發射一入射光束，一個分光器的 分/合光界面將入射光束分離成第一、二光束，第一、二光束沿著第一二光路徑；第一反射 鏡位於第一光路徑離分光器一定距離確定為第一光路徑長OPLl，第二反射鏡位於第二光路 徑中離分光器一定距離確定為第二光路徑長0PL2，輸入光束在分光器處被分成第一、第二 光束，所述第一、第二光束分別經過第一、第二光路徑被其對應的反射鏡返回，由於第一光 路徑OPLl和第二光路徑0PL2之間的光程差0PL，返回的光束在分光器的分/合光界面產生 幹涉光束輸出，其特徵在於第一光路徑中設有正、負調節片補償第一光路徑OPLl和第二 光路徑0PL2之間的光程差0PL，確保光程差OPL為一定值。
5.根據權利要求4所述的準確調節光路徑的幹涉儀，其特徵在於所述正調節片為隨 溫度升高折射率增加的玻片；負調節片為隨溫度升高折射率降低的玻片。
6.根據權利要求4所述的準確調節光路徑的幹涉儀，其特徵在於所述正調節片曲線 的斜率Kl和負調節片曲線的斜率K2的比值相當於負調節片的厚度d2和正調節片的厚度 dl的負值。
7.根據權利要求4所述的準確調節光路徑的幹涉儀，其特徵在於所述分/合光界面 包括一分光膜。
專利摘要本實用新型提供一種準確調節光路徑的幹涉腔和幹涉儀，所述幹涉腔包括兩等距臂形成的腔體，其特徵在於該幹涉腔內設有正、負調節片補償溫度變化的腔體長度，從而確保該幹涉腔長為一定值。本實用新型利用正、負調節片隨溫度變化的相匹配關係，從而使其光程OPL不受外界環境溫度變化而發生改變，從而確保光程的精確度。
文檔編號G01B9/02GK201680815SQ20092026184
公開日2010年12月22日 申請日期2009年12月22日 優先權日2009年12月22日
發明者王則欽, 謝紅 申請人:昂納信息技術(深圳)有限公司