[發(fā)明專利]一種基于自由曲面透鏡耦合的空芯光子晶體光纖諧振陀螺

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110395745.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN113267177B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佘玄;范文;申何良;陳侃;畢然;舒曉武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C19/72
• 分類號(hào): G01C19/72;G01C25/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于自由曲面透鏡耦合的空芯光子晶體光纖諧振陀螺，其特征在于：包括窄線寬激光光源（1）、第一保偏光纖（2）、相位調(diào)制器（3）、Y波導(dǎo)（4）、環(huán)形器（5）、光電探測(cè)器（6）、第二保偏光纖（7）、自由曲面透鏡耦合器（9）、硅片（12）、空芯光纖環(huán)（11）和偏振分束棱鏡（13）；

窄線寬激光光源（1）依次經(jīng)第一保偏光纖（2）和相位調(diào)制器（3）后與Y波導(dǎo)（4）的合束端相連，環(huán)形器（5）包括逆時(shí)針環(huán)形器和順時(shí)針環(huán)形器，Y波導(dǎo)（4）兩個(gè)分支中的其中一個(gè)分支與逆時(shí)針環(huán)形器的第一端口相連，逆時(shí)針環(huán)形器的第二端口與一個(gè)第二保偏光纖（7）的一端相連，逆時(shí)針環(huán)形器的第三端口通過第三保偏光纖與一個(gè)光電探測(cè)器（6）相連；

Y波導(dǎo)（4）兩個(gè)分支中的另一個(gè)分支與順時(shí)針環(huán)形器的第一端口相連，順時(shí)針環(huán)形器的第二端口與另一個(gè)第二保偏光纖（7）的一端相連，順時(shí)針環(huán)形器的第三端口通過第三保偏光纖與另一個(gè)光電探測(cè)器（6）相連；

空芯光纖環(huán)（11）卷繞呈環(huán)狀布置，且空芯光纖環(huán)（11）卷繞后的兩端向硅片（12）的一側(cè)延伸布置在硅片（12）上；

兩個(gè)第二保偏光纖（7）的另一端、自由曲面透鏡耦合器（9）、偏振分束棱鏡（13）和空芯光纖環(huán)（11）的兩端均固定安裝在硅片（12）上，自由曲面透鏡耦合器（9）一側(cè)的硅片（12）設(shè)置有兩個(gè)第二保偏光纖（7）的另一端，自由曲面透鏡耦合器（9）另一側(cè)的硅片（12）設(shè)置有空芯光纖環(huán)（11）的兩端，空芯光纖環(huán)（11）的兩端分別與自由曲面透鏡耦合器（9）之間設(shè)置有一個(gè)偏振分束棱鏡（13），偏振分束棱鏡（13）放置在硅片（12）上；

所述自由曲面透鏡耦合器（9）靠近空芯光纖環(huán)（11）的兩端的側(cè)面為第二表面（10），第二表面（10）鍍有反射膜第二表面（10）為橢球面，空芯光纖環(huán)（11）的兩端分別處于橢球的兩個(gè)焦點(diǎn)，空芯光纖環(huán)（11）兩端的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)與橢球面的中心重合；

所述自由曲面透鏡耦合器（9）的頂面為第一表面（8），第一表面（8）鍍有增透膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自由曲面透鏡耦合的空芯光子晶體光纖諧振陀螺，其特征在于：所述窄線寬激光光源（1）出射的光經(jīng)第一保偏光纖（2）后再經(jīng)相位調(diào)制器（3）調(diào)制后到達(dá)Y波導(dǎo)（4），Y波導(dǎo)（4）將光分為兩束等光強(qiáng)的光，兩束光分別經(jīng)過兩個(gè)環(huán)形器（5）后從對(duì)應(yīng)的第二保偏光纖（7）出射后透過自由曲面透鏡耦合器（9）和偏振分束棱鏡（13）耦合后進(jìn)入空芯光纖環(huán)（11）；

空芯光纖環(huán)（11）內(nèi)的一部分光在自由曲面透鏡耦合器（9）反射后在空芯光纖環(huán)（11）的環(huán)內(nèi)發(fā)生諧振，空芯光纖環(huán)（11）內(nèi)的另一部分光透過自由曲面透鏡耦合器（9）后返回到第二保偏光纖（7）經(jīng)對(duì)應(yīng)的環(huán)形器（5）后到達(dá)對(duì)應(yīng)的光電探測(cè)器（6）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自由曲面透鏡耦合的空芯光子晶體光纖諧振陀螺，其特征在于：

所述逆時(shí)針環(huán)形器的第一端口、第二端口、第三端口沿著逆時(shí)針環(huán)形器內(nèi)部的環(huán)形傳輸方向依次布置，逆時(shí)針環(huán)形器的第三端口設(shè)置在逆時(shí)針環(huán)形器遠(yuǎn)離順時(shí)針環(huán)形器的一側(cè)；

順時(shí)針環(huán)形器的第一端口、第二端口、第三端口沿著順時(shí)針環(huán)形器內(nèi)部的環(huán)形傳輸方向依次布置，順時(shí)針環(huán)形器的第三端口設(shè)置在順時(shí)針環(huán)形器遠(yuǎn)離逆時(shí)針環(huán)形器的一側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自由曲面透鏡耦合的空芯光子晶體光纖諧振陀螺，其特征在于：所述硅片（12）上刻蝕出兩個(gè)第二保偏光纖（7）的端部、兩個(gè)偏振分束棱鏡（13）、空芯光纖環(huán)（11）的兩個(gè)端部和自由曲面透鏡耦合器（9）的槽位。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自由曲面透鏡耦合的空芯光子晶體光纖諧振陀螺，其特征在于：所述硅片（12）及設(shè)置在硅片（12）上的部件對(duì)稱布置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于自由曲面透鏡耦合的空芯光子晶體光纖諧振陀螺，其特征在于：所述自由曲面透鏡耦合器（9）的尺寸為幾毫米量級(jí)或者更小量級(jí)。