[發明專利]一種基于波長解調的集成光波導電場傳感器系統及其測量方法

有效

• 申請號: 201810705286.1
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108957152B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 張家洪;朱楚奕;李川;李英娜;趙振剛
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01R29/14
• 分類號: G01R29/14;G01R15/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于波長解調的集成光波導電場傳感器系統，其特征在于，包括：

寬帶激光源（5），用于產生波長的偏振光束；

單模光纖（2），用于將寬帶激光源（5）輸出的光線偏振光經過光環形器（6）的第一端口和第二端口輸入反射式集成光波導電場探頭（7），同時用于將反射式集成光波導電場探頭（7）輸出光經光環形器（6）的第三端口輸入光波長解調儀（8）；

光環形器（6），用于將寬帶激光源（5）輸出光輸入反射式集成光波導電場探頭（7），同時用于將反射式集成光波導電場探頭（7）輸出光輸入光波長解調儀（8）；

反射式集成光波導電場探頭（7），用于接收空間被測電場信號，實現電場對光波長的調制；

光波長解調儀（8），用于對反射式集成光波導電場探頭（7）的輸出光信號進行波長解調，以獲得被測電場的信息；

所述反射式集成光波導電場探頭（7）為在一片具有電光效應的襯底（9）表面制作兩臂長度不對稱的集成光波導3 dB耦合器（10），并在其中直波導臂兩側制作金屬電極（11）和天線（12），最后在反射式集成光波導電場探頭（7）的末端端面制作介質或者金屬反射膜（13）；

所述集成光波導3 dB耦合器（10）為，在襯底（9）表面采用集成光學的制作工藝技術制作上臂為S型的彎曲波導，下臂為直波導構成的光波導結構。

2.根據權利要求1所述的基于波長解調的集成光波導電場傳感器系統，其特征在于：所述寬帶激光源（5）的中心波長為1550 nm，波長范圍根據實際測試范圍需求而定。

3.根據權利要求1所述的基于波長解調的集成光波導電場傳感器系統，其特征在于：所述襯底（9）為任何一種具有光電效應的電光晶片。

4.利用權利要求1所述的基于波長解調的集成光波導電場傳感器系統測量電場的方法為：

所述寬帶激光源（5）輸出光信號通過單模光纖（2）以及光環形器（6）輸入反射集成光波導電場探頭（7），當反射式集成光波導電場探頭（7）中的天線（12）收到空間電場時，會在金屬電極（11）間產生感應電壓，利用襯底（9）的電光效應，該電壓將使光波導的有效折射率發生變化，從而使電場探頭反射輸出光譜發生移動，即使反射光的中心波長發生偏移，在輸出端使用光波長解調儀（8）檢測反射波長的偏移便可得到空間被測電場的信息。