本技术属于光电子,具体涉及一种单光纤声光调制器。
背景技术:
1、声光调制器是利用声光效应实现光调制的一类器件。声光调制器的核心部件是声光介质和换能器,换能器通过金属膜系键合到声光介质上,当载波信号加载到换能器时,换能器将其转换为同一频率的超声信号在声光介质内传播,使介质内的折射率发生变化,形成相位光栅。当光束入射到声光介质中,与声波信号发生相互作用,产生衍射光;通过控制外部调制信号达到控制激光强度、频率和相位的目的。与电光调制方式相比,声光调制器消光比高、温度稳定性高、寿命长,无机械振动,被广泛用于光纤传感系统、激光雷达、光纤通信等领域。
2、传统的双光纤声光调制器的结构和光路示意图分别如图1和图2所示,输入端和输出端的两支光纤101和光纤透镜42呈一字式对称分布在声光介质2的两端,光从输入端的光纤101传至输入端的光纤透镜42形成准直的高斯光束,通过声光介质2衍射形成一级光和零级光,一级光耦合进入输出端的光纤透镜42并由输出端的光纤101传出。为了保证衍射光的耦合效率,两侧的光纤透镜42要保持一定的工作距离,使声光调制器的体积大大增加。但随着激光技术的逐渐成熟,光纤激光器、激光测风雷达及光纤分布式传感系统等向小型化集成化的趋势发展,对光纤声光调制器提出了小体积低功耗的需求,传统的光纤声光调制器已经不能满足小体积低功耗的需求,限制了光纤声光调制器向小型化方向发展。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述不足,本实用新型要解决的技术问题是提供一种单光纤声光调制器,避免传统的双光纤声光调制器结构上因两侧光纤准直器需保持一定的工作距离而导致整体体积增大,无法满足小体积低功耗的需求的问题,取得减小器件体积、提高产品的消光比和更好地抑制回波的效果。
2、为解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案:
3、一种单光纤声光调制器,包括中空的壳体,所述壳体内设置有声光介质和匹配网络,所述声光介质的输入端设置有光纤准直器;壳体内在所述声光介质的输出端设置有反射镜,所述反射镜朝向且垂直于一级衍射光光路,以使一级衍射光经反射镜反射后,沿原路返回并通过所述声光介质发生二次衍射,二次衍射光经所述光纤准直器输出。
4、进一步完善上述技术方案,声光介质朝向光纤准直器的那一面为通光面,光纤准直器包括输入光纤,输入光纤朝向通光面的那端设有光纤透镜,所述光纤透镜与通光面之间的俯仰和水平偏转角度使得入射光角度满足布拉格衍射条件并使产生的一级衍射光最强。
5、进一步地,所述壳体内还设有晶体安装座和换能器,声光介质安装于所述晶体安装座上,光纤透镜和反射镜设于声光介质的两侧并固定于壳体内;所述换能器安装于声光介质的一端,所述壳体上对应换能器的一侧安装有高频插座,所述匹配网络设置于换能器和高频插座之间。
6、相比现有技术,本实用新型具有如下有益效果:
7、1、本实用新型的一种单光纤声光调制器,采用反射镜代替传统设于声光介质输出端的准直器,入射光经过声光介质发生衍射产生一级衍射光,并使一级衍射光垂直入射到反射镜上,一级衍射光就能沿原路返回再次通过声光介质发生二次衍射,二次衍射光最终通过位于声光介质输入端的光纤准直器输出;这样,降低声光调制器的结构复杂度和体积,满足了小体积低功耗的需求,为激光系统向小型化集成化方向发展奠定基础,还节约了生产成本。
8、2、本实用新型的一种单光纤声光调制器,发生了二次衍射,等效为两个传统双光纤声光调制器级联,相比单个双光纤声光调制器,级联后的器件更好地滤除了杂散光,提高了消光比;同时反射镜的设置会将零级光反射至远离输入光的方向,减小了零级光反射回入射端光纤的概率,降低了回波损耗。
1.一种单光纤声光调制器,包括中空的壳体,所述壳体内设置有声光介质和匹配网络,所述声光介质的输入端设置有光纤准直器;其特征在于:壳体内在所述声光介质的输出端设置有反射镜,所述反射镜朝向且垂直于一级衍射光光路,以使一级衍射光经反射镜反射后,沿原路返回并通过所述声光介质发生二次衍射,二次衍射光经所述光纤准直器输出。
2.根据权利要求1所述一种单光纤声光调制器,其特征在于:声光介质朝向光纤准直器的那一面为通光面,光纤准直器包括输入光纤,输入光纤朝向通光面的那端设有光纤透镜,所述光纤透镜与通光面之间的俯仰和水平偏转角度可调以使得入射光角度满足布拉格衍射条件并使产生的一级衍射光最强。
3.根据权利要求2所述一种单光纤声光调制器,其特征在于:所述壳体内还设有晶体安装座和换能器,声光介质安装于所述晶体安装座上,光纤透镜和反射镜设于声光介质的两侧并固定于壳体内;所述换能器安装于声光介质的一端,所述壳体上对应换能器的一侧安装有高频插座,所述匹配网络设置于换能器和高频插座之间。