[發明專利]光學鎖定器

有效

• 申請號: 202010590033.1
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN111693155B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: A·P·詹森
• 申請（專利權）人: 朗美通技術英國有限公司
• 主分類號: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

描述了一種用于光學鎖定器的干涉測量組件。所述干涉測量組件包括干涉儀和檢測器組件。所述干涉儀被配置成使得沿著第一路徑從輸出觀察到的輸入的圖像至少在垂直于輸入光束的方向上與沿著第二路徑從輸出觀察到的輸入的圖像移位。所述檢測器組件被配置成檢測由所述干涉儀產生的干涉圖案的不同區域的強度，并且基于所述區域的所述強度確定多個輸出信號；其中每個輸出信號對于強度和波長之間的關系具有不同的相位。

本申請是申請日為2017年06月26日、申請號為201780039198.6、發明名稱為“光學鎖定器”的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種光學鎖定器。特別地，本發明涉及用于測量光學鎖定器中的波長的干涉儀的改進。

背景技術

在光纖通信信道中，密集波分復用(DWDM)用于通過單根光纖傳輸多個光信號。對于這樣的應用，每個信道具有由頻率網格(例如ITU-T?G.694.1)定義的不同頻率。

由激光源產生的光信號的頻率通過波長鎖定機構“鎖定”到網格的頻率。波長鎖定機構包括用于測量每個光信號的波長的裝置，以及根據測量調節相應激光源的輸出的反饋回路。

通常，用于測量波長的裝置包括法布里-珀羅(FP)標準具(或干涉儀)。FP標準具在圖1A中示出，并且包括具有兩個反射表面的透明板。當光在表面之間反彈時，透射的光線相互干擾，產生特征干涉圖案，這取決于頻率和板之間的光學距離。

FP標準具的頻率響應具有圖1B所示的特性曲線。為了向光學鎖定器提供最大分辨率，對其進行校準，使得所需頻率位于具有高梯度的頻率響應圖的區域中。這意味著頻率的微小變化將在輸出中產生很大的變化。

由于標準具的行為取決于通過板的光程長度，因此行為強烈依賴于溫度。由于材料隨溫度膨脹以及材料的折射率隨溫度變化，光程將隨溫度而增加。

P(T)＝n(T)L(T)

其中P是光程長度，n(T)是作為溫度函數的折射率，L(T)是作為溫度函數的物理長度，α是熱膨脹系數，ψ是熱-光學系數。α對大多數材料是正的，ψ可以是正的或負的。

因此，為了確保正確校準，必須嚴格控制標準具的溫度。這可以通過將標準具保持在恒定溫度來完成。在諸如WO2015/030896中公開的更復雜的標準具中，標準具的溫度可以以受控的方式變化，以便使標準具能夠自動地重新校準到不同的頻率。

溫度控制增加了標準具制造的額外復雜性和成本，因此需要一種可以與溫度無關的光學鎖定器。

為了形成與溫度無關的標準具(以形成與溫度無關的光學鎖定器的基礎)，干涉光束之間的相位差必須與溫度無關。為了實現這一點，光束之間的光程差必須與溫度無關。

考慮簡化的FP標準具，其中只有兩個透射光束：一個直接穿過透明板的光束，以及一個從每個干涉表面反射一次的光束。P₁是第一光束的光程長度，P₂是第二光束的光程長度，ΔP是光程差。

可以在FP標準具的任何教科書討論中找到，例如，https://en.wikipedia.org/wiki/Fabry-Perot_interferometer。