[發(fā)明專(zhuān)利]基于馬赫曾德干涉儀的聲光隔離器及其應(yīng)用方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111350811.0
• 申請(qǐng)日: 2021-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113970863A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李歡;潘炳呈;戴道鋅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02F1/21
• 分類(lèi)號(hào): G02F1/21;G02F1/225;G02F1/11;G02F1/125
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

1.一種基于馬赫曾德干涉儀的聲光隔離器，其特征在于：

包括分束器、第一非互易臂、第二非互易臂、合束器；其中，第一非互易臂依次包括第一聲光波導(dǎo)a、第一普通光波導(dǎo)、第一聲光波導(dǎo)b，分別作為移頻段、移相段和移頻段；第二非互易臂依次包括第二聲光波導(dǎo)a、第二普通光波導(dǎo)、第二聲光波導(dǎo)b，分別作為移頻段、移相段和移頻段；聲學(xué)模式激發(fā)時(shí)，第一非互易臂、第二非互易臂中的傳播方向相反；

第一普通光波導(dǎo)、第二普通光波導(dǎo)用于產(chǎn)生光學(xué)模式的兩臂π/2的相位差，正行時(shí)兩臂相位差為π/2，反行時(shí)兩臂相位差為-π/2；

所述的第一非互易臂和/或第二非互易臂還設(shè)有靜態(tài)調(diào)相區(qū)用于控制正行和反行的雙臂相位差分別為0和π。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲光隔離器，其特征在于：

所述的靜態(tài)調(diào)相區(qū)通過(guò)對(duì)第一非互易臂和/或第二非互易臂進(jìn)行電光調(diào)相，或者進(jìn)行熱光調(diào)相，或者通過(guò)引入兩臂長(zhǎng)度差進(jìn)行光程調(diào)相；所述的靜態(tài)調(diào)相區(qū)位于第一非互易臂和/或第二非互易臂的端部或者中間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲光隔離器，其特征在于：當(dāng)分束器和合束器的輸入輸出端分別為雙端口時(shí)，實(shí)現(xiàn)四端口環(huán)形器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲光隔離器，其特征在于：所述的分束器和合束器可選用多模干涉儀（MMI）或者方向耦合器（DC）。

5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲光隔離器的應(yīng)用方法，其特征在于：

第一光學(xué)模式通過(guò)分束器分別進(jìn)入第一非互易臂、第二非互易臂；

其中，經(jīng)過(guò)第一聲光波導(dǎo)a移頻段后，發(fā)生非互易多普勒頻移，同向轉(zhuǎn)換為第二光學(xué)模式，經(jīng)過(guò)第一普通光波導(dǎo)移相段之后，第二光學(xué)模式經(jīng)過(guò)第一聲光波導(dǎo)b移頻段，發(fā)生反向非互易多普勒頻移，恢復(fù)為第一光學(xué)模式；

經(jīng)過(guò)第二聲光波導(dǎo)a移頻段后，發(fā)生非互易多普勒頻移，同向轉(zhuǎn)換為第二光學(xué)模式，經(jīng)過(guò)第二普通光波導(dǎo)移相段之后，第二光學(xué)模式經(jīng)過(guò)第二聲光波導(dǎo)b移頻段，發(fā)生反向非互易多普勒頻移，恢復(fù)為第一光學(xué)模式；

兩臂移頻段的聲學(xué)模式傳輸方向相反，使得多普勒頻移相反，推挽效應(yīng)在兩臂上產(chǎn)生相位差，而兩個(gè)方向傳輸?shù)墓鈱W(xué)模式產(chǎn)生的雙臂相反相位差，當(dāng)差值為π時(shí)，造成非互易透射，再通過(guò)調(diào)相區(qū)的相位控制使得正行和反行的雙臂相位差分別為0和π，即可實(shí)現(xiàn)隔離效果。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用方法，其特征在于：

所述光學(xué)模式的同向轉(zhuǎn)換為不同偏振模式的轉(zhuǎn)換或者不同階數(shù)模式的轉(zhuǎn)換，而且不同光學(xué)模式轉(zhuǎn)換的效率與聲光波導(dǎo)中所激發(fā)的聲學(xué)模式種類(lèi)相關(guān)，SV₁聲學(xué)模式對(duì)TE₀/TM₀轉(zhuǎn)換效率最高，SH₀聲學(xué)模式對(duì)TE₀/TE₁轉(zhuǎn)換效率最高。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用方法，其特征在于：

所述兩臂移頻段的聲光波導(dǎo)長(zhǎng)度滿足在對(duì)應(yīng)聲波功率與傳輸損耗下實(shí)現(xiàn)相位匹配的光學(xué)模式的完全轉(zhuǎn)換，聲光波導(dǎo)的長(zhǎng)度隨著聲波功率的增大而減小，隨著聲波損耗的增大而增大。