[發明專利]一種消除雙Y分支光波導輻射模串擾的相位調制器

在審

• 申請號: 202011473408.2
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112698443A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 華勇;張鴻舉;曾建;陳誠
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十四研究所
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12;G02B6/125;G02F1/035;G01C19/72
• 代理公司: 重慶樂泰知識產權代理事務所(普通合伙) 50221
• 代理人: 崔雷

本發明公開了一種消除雙Y分支光波導輻射模串擾的相位調制器，包括依次連接的光源、相位調制器芯片和光纖環，所述相位調制器芯片還依次連接有光電探測器和信號處理電路，所述相位調制器芯片包括襯底以及制作在該襯底上的第一Y分支光波導、基波導和第二Y分支光波導，所述第一Y分支光波導的輸出端與所述基波導的一端連接，所述基波導的另一端與所述第二Y分支光波導的輸入端連接；所述第一Y分支光波導的輸出端與所述第二Y分支光波導的輸入端之間呈取值范圍為90°≤θ＜180°的夾角θ，使得在第一Y分支光波導合束點產生的輻射模從相位調制器芯片的側面輻射出去，以消除輻射模在光路中耦合形成的串擾和噪聲問題。

技術領域

本發明涉及相位調制器技術領域，特別是涉及一種消除雙Y分支光波導輻射模串擾的相位調制器。

背景技術

光纖陀螺儀是一種基于薩格奈克相移效應的角速度傳感儀表，具有全固態結構、小體積、抗電磁干擾、高精度及長壽命等一系列優點。圖1為現有的光纖陀螺儀的原理圖，光纖陀螺儀由光源、耦合器、Y波導、保偏光纖環、光電探測器和信號處理電路組成，各光學元件以尾纖熔接的方式相連接形成閉合光路，電路部分采用全數字閉環檢測方案。當保偏光纖環相對慣性空間以角速率Ω轉動時，其中分別沿正反兩個方向傳輸至保偏光纖環的兩列光波經歷不同的光程而產生薩格奈克相位差Фs，信號處理電路在Y波導相位調制器上引入一個調制信號抵消光纖環旋轉引起的薩格奈克相位差Фs，通過檢測該調制信號即可獲得系統相對于慣性空間轉動的角速率信息。

為提高光纖陀螺的光路集成度和簡化光路裝調工藝，業界提出了采用雙Y分支光波導相位調制器替代原光路中的光纖耦合器和Y波導相位調制器組合的方案。然而，將雙Y分支光波導相位調制器應用于光纖陀螺時，輸入光在第一個Y分支光波導的合束點處被第一次分光，第一次分光后近一半的光信號沿基波導繼續向前傳播，并在第二個Y分支光波導的分束點處被再次分光后傳輸進光纖環，而第一次分光后的另外近一半的光信號被輻射進襯底中形成非對稱輻射模，輻射模在襯底中向前傳播，當襯底中的輻射模向前傳播至第二個Y分支光波導的分束點時，一部分輻射模耦合回到第二個Y分支光波導中，并在第二個Y分支光波導的兩臂上產生一個寄生相位差，該相位差對溫度非常敏感，會在光路中形成串擾和噪聲，進而影響光纖陀螺的零偏穩定性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種消除雙Y分支光波導輻射模串擾的相位調制器，以解決現有雙Y分支光波導調制器中輻射模耦合引入的噪聲問題。

為解決上述問題，本發明提供一種消除雙Y分支光波導輻射模串擾的相位調制器，包括依次連接的光源、相位調制器芯片和光纖環，所述相位調制器芯片還依次連接有光電探測器和信號處理電路，所述相位調制器芯片包括襯底以及制作在該襯底上的第一Y分支光波導、第二Y分支光波導和基波導，所述第一Y分支光波導具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第二Y分支光波導具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一Y分支光波導的輸出端與所述基波導的一端連接，所述基波導的另一端與所述第二Y分支光波導的輸入端連接，所述第一Y分支光波導用于接收光信號，所述基波導用于將所述第一Y分支光波導接收的光信號傳輸給第二Y分支光波導，所述第二Y分支光波導用于對基波導傳輸來的光信號分束后傳輸給光纖環；所述第一Y分支光波導的輸出端與所述第二Y分支光波導的輸入端之間呈取值范圍為90°≤θ＜180°的夾角θ；所述第二Y分支光波導上設有調制電極，所述調制電極與所述信號處理電路連接，所述調制電極用于對所述第二Y分支光波導上的光信號進行相位調制。

進一步的，所述第一Y分支光波導的第一輸入端與所述光源的輸出端連接，所述第一輸入端用于接入光信號，所述第一Y分支光波導的第二輸入端與所述光電探測器連接。

進一步的，所述光纖環具有第一端口和第二端口，所述第二Y分支光波導的第一輸出端與光纖環的第一端口連接，所述第二Y分支光波導的第二輸出端與光纖環的第二端口連接。

進一步的，所述基波導呈圓弧曲線。

進一步的，所述光纖環為保偏光纖環。