[發明專利]基于超聲跟蹤技術的寬帶聲電光偏轉器

無效

• 申請號: 201010570658.8
• 申請日: 2010-12-02
• 公開（公告）號: CN101995728A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 龐兆廣;安磊;楊靖
• 申請（專利權）人: 河北師范大學
• 主分類號: G02F1/33
• 分類號: G02F1/33
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 陳建民

技術領域

本發明涉及一種基于超聲跟蹤技術的寬帶聲電光偏轉器，屬于光電子器件。

背景技術

基于體波聲電光技術的光電子器件廣泛應用于光纖通信、光纖傳感和調制技術中。體波聲電光偏轉器同時利用聲光效應和電光效應，相關研究和應用在國內外均有過相關報道。如紐約理工大學的Hyuk?Lee等人對具有均勻強度響應的掃描聲電光偏轉器的研究報道（Applied?Physics?Letter,?V.49,N.1,P.24-25,1986）、北京工業大學俞寬新等人的研究工作《反常聲電光偏轉器》（應用聲學,V.15,N.6,P.7,1996）等。

體波聲電光偏轉器的工作原理為：將頻率變化、功率固定的驅動電信號加到換能器上，利用聲光效應進行激光偏轉。當驅動電信號的頻率偏離器件中心頻率時，由于動量失配造成衍射效率下降，再將適當的直流高壓加到電極上，利用電光效應補償動量失配，使衍射效率回升，從而擴大器件的帶寬。

目前，傳統的聲電光偏轉器的結構見圖2所示，它由聲電光晶體1、激光器2、一對電光電極3、高壓直流電流4、電聲換能器7和高壓信號發生器8組成。在聲電光晶體1的上晶面上只粘一片電聲換能器7。上述單片換能器結構意味著器件換能器的超聲主方向是固定不變的，當驅動電信號的頻率偏離器件的中心頻率時，超聲主方向無法實現對滿足動量匹配的超聲方向的自動跟蹤，因此單片換能器結構的聲電光偏轉器其所具有的頻率特性曲線為單峰曲線，雖然當驅動電信號的頻率偏離器件的中心頻率時，可通過外加電場對動量失配進行調整，但是單峰頻率特性曲線說明此種結構無法從根本上實現寬帶設計，獲得真正意義上的寬帶聲電光偏轉器。

超聲跟蹤技術一般用于聲光器件的設計中，是通過一組同相或反相驅動的換能器設計，使器件的頻率特性曲線成為雙峰曲線，從而解決聲光器件的設計中有兩個重要設計參數衍射效率和器件的工作帶寬之間的矛盾。通過對換能器的數目和尺寸進行優化設計，超聲跟蹤技術可以在保證通頻帶內不均勻性為3dB前提下有效擴大器件的帶寬，并同時獲得較高的衍射效率，從而提高器件的性能。

綜上所述可得，傳統的聲電光偏轉器和基于超聲跟蹤技術的聲光器件均有其不足之處：聲電光偏轉器在傳統聲光器件基礎上，通過外加電場產生的電光效應，在一定程度上改善了器件的性能，但是其頻率特性曲線依然為單峰曲線，器件帶寬并沒有得到質的改善；基于超聲跟蹤技術優化設計的聲光器件，其器件的頻率特性曲線變為雙峰曲線，在一定程度上解決了器件的帶寬和衍射效率的矛盾，但是其沒有利用電光效應，因此其器件性能還可以通過外加電場而獲得進一步提升的空間。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠有效擴大聲電光偏轉器的帶寬的基于超聲跟蹤技術的寬帶聲電光偏轉器。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案：

本發明包括聲電光晶體、激光器、位于所述聲電光晶體晶面上的電聲換能器、一對電光電極、高頻位號發生器和高壓直流電源；其特征在于所述電聲換能器為基于聲跟蹤技術設置的一組同相或反相驅動的電聲換能器；該組由兩片以上電聲換能器組成。

所述聲電光偏轉器為反常聲電光偏轉器或正常聲電光偏轉器。

所述聲電光偏轉器為一維聲電光偏轉器或多維聲電光偏轉器。

所述所述聲電光偏轉器的電聲換能器為單通道或多通道。

本發明的有益效果如下：

1）本發明能夠有效擴大聲電光偏轉器的帶寬，實現了真正意義上的寬帶設計。

2）多片電聲換能器增加了電聲換能器的總長度，從而提高了本聲電光偏轉器的衍射效率，實現了器件整體性能的提升。

3）本聲電光偏轉器在特定環境下還可以用做調制器使用，如：其工作在驅動電信號頻率固定、強度隨時間變化的情況時，該器件表現為調制器的功能，此時通過調整外加電壓，還可以實現對器件中心頻率的調整，從而增加器件使用的靈活性。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為傳統的聲電光偏轉器的結構示意圖。

在圖1中，1聲電光晶體、2激光器、3電光電極、4高壓直流電源、5一級衍射光、6零級衍射光、7電聲換能器、8高頻位號發生器。

具體實施方式

由圖1所示的實施例可知，在長方體聲電光晶體1的上晶面上粘貼一組同相或反相驅動的電聲換能器7，該組由兩片以上的電聲換能器組成，在長方體聲電光晶體1的前后兩個晶面上分別鍍有電光電極3，所述激光器2位于長方體聲電光晶體1的左邊，所述高頻位號發生器8位于長方體5聲電光晶體1的上方，所述高壓直流電源5位于長方體聲電光晶體1的前方；