[发明专利]一种能量比可高速连续调控的光纤耦合器

说明书

本发明公开了一种可高速连续调节分束能量比的光纤耦合器，该光纤耦合器的壳体左侧壁设置输入光纤接口，壳体内自左向右依次设置的由连有电极的透明电光陶瓷片构成的相位调节机构、由双折射晶体构成的分光机构，壳体的右侧壁上设置有2个输出光纤接口，利用透明陶瓷的电光效应和双折射晶体的分光作用，该光纤耦合器可实现高速连续调节分束能量比，添加信息调制机构即可实现信息调制。

技术领域

本发明属于光纤耦合器技术领域，具体涉及一种能量比可高速连续调控的光纤耦合器。

背景技术

光纤耦合器在光通信、光纤网络、光纤传感器和光纤检测等领域中被广泛应用。光纤耦合器的主要作用是实现一束光纤信号的分支以及多束光纤信号的合成的功能，具有光路可逆的特点。目前，常用的光纤耦合器为熔融拉锥型光纤耦合器，一般由拉锥法制得，该种方法制备的光纤耦合器结构简单、生产成本、低易于批量生产。但是，常用的光纤耦合器结构过于简单，单纯的利用光学效应，属于无源器件，单个耦合器的分光光束能量比等重要参数为固定值，不能随需要自由控制。限制了光纤耦合器的应用和发展。随着光纤领域的发展，某些领域开始需要不同分束能量比的光纤耦合器。为了应对这一需求，研究者们进行了相关的设计改进工作，中国专利“一种光纤耦合器”(申请号：201110404665.5)改善了传统的熔融拉锥工艺，但是没有从根本上改变传统光纤耦合器的局限性。中国专利“一种双光路调整激光与光纤耦合的装置”(申请号：201520599984.X)简化了合光的功能，仍然无法实现分光比连续可调。中国专利“光纤耦合器”(申请号：201310110089.2) 实现了一种2×1光纤耦合器，利用多种透镜和机械转轮实现了反射式的分束能量机械调节的功能，其控制需要手动，难以精确控制，由于反应速度慢，在某些需要高速响应或者自动控制的场合则无法应用。中国专利“一种安全高速的秘钥分发系统及方法”(专利号：201510604224.8)中使用了大量的1 ×2光纤耦合器，且在系统初始位置还需要独立的噪声驱动源。若拥有一种可调制信息的光纤耦合器则可以大大改进上述系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术缺陷，提供一种可高速连续调节分束能量比的光纤耦合器，该光纤耦合器同时可以实现信息调制。

为了解决上述问题，本发明公开了一种能量比可高速连续调控的光纤耦合器，所述光纤耦合器包括壳体，壳体的左侧壁上设置有一个输入光纤接口，壳体内自左向右依次设置相位调节机构、由双折射晶体构成的分光机构，壳体的右侧壁上设置有2个输出光纤接口，外接的输入光纤自输入光纤接口插入壳体内连接相位调节机构的入射面，所述的相位调节机构为折射率受两端电极接入的控制电压调节的透明光电陶瓷部件，电极连接电压输入端，所述的相位调节机构的入射面和出射面均为光学抛光面，相位调节机构的入射面和出射面均与输入光纤输入的激光光线方向垂直，所述相位调节机构的出射面与双折射晶体的入射面通过光学胶粘合层粘合，所述的双折射晶体的入射面和出射面均为光学抛光面，所述的双折射晶体的入射面法线和出射面法线平行，且与双折射晶体的光轴垂直，射入双折射晶体的激光光线方向与入射面法线平行，所述的双折射晶体的出射面连接2个输出光纤，所述的2个输出光纤分别自2个输出光纤接口插入壳体内，所述的2个输出光纤接口的中轴线分别与射出双折射晶体的2条激光光线重合。

确定2个输出光纤接口的位置时，借助入射激光校准，由输入光纤引入入射激光(偏振光)，入射激光经相位调节机构和双折射晶体作用后分成两束出射激光，根据出射激光在壳体上形成的光斑即可确定输出光纤接口的位置。

优选的，所述的相位调节机构包括一个或多个调节单元，单个的调节单元由两端连接电极的透明电光陶瓷片构成，所述的透明电光陶瓷片的入射面和出射面均为光学抛光面，透明电光陶瓷片的入射面和出射面均镀有增透膜。应用电光效应调节调节单元的折射率，透明电光陶瓷片厚度与控制电压成正相关，调节单元的数量与控制电压成反相关，可以通过对透明电光陶瓷片厚度和调节单元个数的控制使该装置适用于不同工作电压的需求。

优选的，当相位调节机构包括多个调节单元时，所述的透明电光陶瓷片之间通过光学胶粘合层粘合，各调节单元的电极并联后连接电压输入端。