[發明專利]微機電光學相位調制器

在審

• 申請號: 201710324529.2
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN108873313A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 吳亞明;徐靜
• 申請（專利權）人: 上海新微技術研發中心有限公司
• 主分類號: G02B26/06
• 分類號: G02B26/06
• 代理公司: 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤

本發明涉及光學技術領域，尤其涉及一種微機電光學相位調制器。所述微機電光學相位調制器，包括透光平板、外圍支架、扭轉機構、以及扭轉驅動器，其中：所述透光平板的上表面與下表面分別鍍制光學增透膜；所述透光平板通過扭轉機構與所述外圍支架連接；所述扭轉驅動器用以驅動所述透光平板發生扭轉。本發明提供的微機電光學相位調制器，光學口徑大、相位調制范圍大、光學損耗低、偏振無關，其調諧范圍覆蓋紫外至中遠紅外寬廣的光學波段。同時，本發明提供的微機電光學相位調制器的體積小、結構簡單，可以實現批量化生產，大幅度降低制造成本。

技術領域

本發明涉及光學技術領域，尤其涉及一種微機電光學相位調制器。

背景技術

“相位”是描述激光光波的關鍵物理參量，對光波的傳播行為有重大的影響。光學相位調制器是一種重要的光學器件，其功能是對入射的激光束的相位進行調制、控制。光學相位調制器具有廣泛的應用前景，特別在光纖傳感器、光學干涉儀、光學精密測量、激光器、光學相位陣列掃描器等器件中，均屬于關鍵、核心光電元件。在光纖傳感器、光學干涉儀、光學精密測量中，光學相位調制不但可以提高光干涉儀工作的穩定性，而且還可以實現光相位的高精度測量，在使光學相位測量技術成為光學測量、光纖傳感中最高精度的測量技術中，光學相位調制器是發揮著關鍵作用。在激光諧振腔中，光學相位調制器可以鎖定激光諧振波長或實現激光波長調諧。在光學相位陣列掃描器中，具有相位線性空間分布的激光可以實現激光光束的偏轉，這在激光雷達中具有重要應用。光學相位調制器根據其具體的光學應用類型，可以分為線性相位調制器、正弦相位調制器、相位跟蹤調制器等多種，以實現對激光信號所需要的光相位進行調制。

現有的光學相位調制器主要是基于電光晶體或液晶電光效應的電光相位調制器，根據激光光波傳播空間的不同特點，可以分為自由空間型和波導型兩種光電相位調制器，其基本原理是電控制信號調節電光晶體、液晶盒或電光波導的折射率n，從而使傳輸光束的相位得到調制、控制。這些光學相位調制器雖然獲得了廣泛的應用，但它們也存在很大的不足，如調制電壓高、偏振敏感、相位調節范圍小、光學插入損耗大、成本高等。光學技術領域需要進一步發展調制電壓低、偏振無關、相位調節范圍大、光學插入損耗低、成本低的新型光學相位調制器，以滿足日益增長的光學相位調制器的應用需求。除電光相位調制器外，還有一些基于光彈效應、光纖拉伸、反射鏡微位移的光學相位調制器，獲得了一定的應用，但也各自存在一些不足之處，例如：光彈效應光學相位調制器利用壓電陶瓷或機械拉伸，需要的調制電壓高或功耗高、其調制范圍小，且與輸入光信號的偏振態相關；基于光纖拉伸的光學相位調制器采用壓電材料拉伸光纖長度，驅動電壓高，調制特性存在時間漂移；反射鏡微位移的光學相位調制器是利用軸向垂直移動的光學反射鏡改變光程而實現光學相位的調制，僅能工作于反射工作模式，采用壓電或MEMS(Micro-electro-Mechanical System)驅動器驅動的相位調制范圍較小。在很多光學應用中需要透射式、大調諧范圍的光學相位調制器，需要進一步發展透射式、大調諧范圍的光學相位調制器。

因此，如何增大光學相位調制器的調諧范圍，降低光學相位調制器的制造成本，擴大光學相位調制器的應用范圍，降低生產成本，實現批量化生產，是目前亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明提供一種微機電光學相位調制器，以解決現有的光學相位調制器調諧范圍小的問題，并減小光學相位調制器的體積，降低生產成本，實現光學相位調制器的批量化生產。

為了解決上述問題，本發明提供了一種微機電光學相位調制器，包括透光平板、外圍支架、扭轉機構、以及扭轉驅動器，其中：所述透光平板的上表面與下表面分別鍍制光學增透膜；所述透光平板通過扭轉機構與所述外圍支架連接；所述扭轉驅動器用以驅動所述透光平板發生扭轉。

優選的，所述透光平板的材質為單晶硅、玻璃、光學塑料、光學晶體或光學陶瓷。

優選的，所述扭轉驅動器為靜電垂直梳齒扭轉驅動器、電磁扭轉驅動器、壓電扭轉驅動器或電熱扭轉驅動器。