[发明专利]基于微型压电换能器阵的纤维集成Michelson强度调制器

权利要求书

1.一种基于微型压电换能器阵的纤维集成Michelson强度调制器。包括：双芯光纤1、3dB耦合器2、底层电极阵列3、压电陶瓷阵列4、上层电极阵列5、反射膜6。其特征在于：双芯光纤1的一端制作了3dB耦合器2，另一端在端面上镀反射膜6，于双芯光纤1中间合适位置制备了由底层电极阵列3、压电陶瓷阵列4、上层电极阵列5构成的微型压电换能器阵。自双芯光纤1中一个纤芯输入的光波经3dB耦合器2分束后分别在双芯光纤1的两个纤芯中传输，于反射膜6处各自实现反向传输，随后在3dB耦合器2处进行干涉。接通电信号的压电换能器由逆压电效应对双芯光纤1进行挤压，使双芯光纤1内折射率在径向呈不均匀分布，导致双芯光纤1中传输的两路光信号之间产生相位差。通过可编程电压信号的输入，可以实现微型压电换能器阵的选择性驱动及其振动强度的控制。根据相应编码，能够使光纤内两路光波间相位差产生连续性变化，进而通过两路光波的干涉实现输出光强的连续性调制。

2.根据权利要求1所述的微型换能器，其特征为：微型换能器于双芯光纤的表面，以相应周期的阵列形式排布，其周期及单个压电结构可制作为微米量级，具体大小可根据器件输出特性要求采用相应制作工艺进行调整。微型压电换能器阵的具体功能：通过相应编码的电压信号的输入，能够实现双芯光纤内两路光波间相位差在0-2π之间的连续变化。

3.根据权利要求1所述的微型换能器中压电陶瓷，其制备特征为：将已制备有底层电极阵列的双芯光纤固定于可轴向旋转的装置当中，并于双芯光纤表面均匀涂覆(或蘸取)适量配制好的光敏性压电陶瓷墨水。通过电脑精确控制振镜组合，使激光照射于光纤表面，同时通过控制光纤的轴向旋转，将位于底层电极上的压电陶瓷墨水固化，保证每个底层电极中有部分不被覆盖，以便于和金属引线焊接。随后将残留在光纤表面未固化的压电陶瓷墨水进行冲洗，并将该光纤置于高温加热炉中做烧结处理，使压电陶瓷紧密的制备在底层电极阵列表面。

4.根据权利要求1所述的双芯光纤，其特征为：对称双芯光纤，光纤表面采用扇环形微型换能器；非对称双芯光纤，光纤表面可以采用扇环形或者环形微型换能器。进一步，采用带孔双芯光纤，并通过对光纤内空气孔的合理设计，实现双芯光纤受外力作用过程中应力、应变在光纤横截面内的集中分布，以此提高器件的调制性能。