[发明专利]一种基于脊形光波导的激光多普勒测速仪

摘要

本发明公开了一种基于脊形光波导的激光多普勒测速仪，包括分束器、探头和合束器，所述分束器和所述合束器基于脊形光波导形成，所述分束器用于将激光光源分为参考光束和检测光束，所述检测光束从所述探头的输出端输出后到达被检测物发生多普勒频移，频移后的散射光从所述探头的接收端进入，经所述合束器与所述参考光束耦合发生干涉后输出供光电探测器探测的信号。该激光多普勒测速仪能将速度信息转化为光信号输出，从而感知速度变化可以与单模光纤高效耦合，并具有灵敏度高，抗电磁辐射，易于加工，易于微型化，成本低等优点。

主权项

1.一种基于脊形光波导的激光多普勒测速仪，其特征在于，包括分束器、探头和合束器，所述分束器和所述合束器基于脊形光波导形成，所述分束器用于将激光光源分为参考光束和检测光束，所述检测光束从所述探头的输出端输出后到达被检测物发生多普勒频移，频移后的散射光从所述探头的接收端进入，经所述合束器与所述参考光束耦合发生干涉后输出供光电探测器探测的信号；所述分束器和所述合束器为一体结构，所述一体结构包括介质槽光波导分束器、介质槽光波导合束器和介质槽光波导弯折结构，所述介质槽光波导分束器包括光源输入光波导、第一窄介质槽、检测光束输出光波导和参考光束输出光波导，所述介质槽光波导合束器包括散射光束输入光波导、参考光束输入光波导、楔形介质槽和合束输出光波导，所述介质槽光波导弯折结构包括弯折波导和第一至第三宽介质槽；其中所述光源输入光波导、所述检测光束输出光波导、所述参考光束输出光波导、所述散射光束输入光波导、所述参考光束输入光波导、所述合束输出光波导和所述弯折波导均为同一基底材料上形成的脊形光波导，所述脊形光波导的波导部分突出于所述同一基底材料的表面而呈脊形，所述第一窄介质槽、所述楔形介质槽和所述第一至第三宽介质槽为形成在所述同一基底材料上的凹陷槽体，且内设有填充介质；其中所述光源输入光波导通过所述第一窄介质槽耦合到所述检测光束输出光波导和所述参考光束输出光波导，所述检测光束输出光波导向被测物体输出检测光束，所述参考光束输出光波导通过所述弯折波导的第一部分和第一宽介质槽耦合到所述参考光束输入光波导，来自被测物体的散射光束通过所述弯折波导的第二部分和第二至第三宽介质槽进入所述散射光束输入光波导，所述参考光束输入光波导和所述散射光束输入光波导通过所述楔形介质槽耦合到所述合束输出光波导；其中所述介质槽光波导分束器利用所述第一窄介质槽引起的部分全内反射和部分波导耦合将所述光源输入光波导输入的光分成两束，分别由所述检测光束输出光波导和所述参考光束输出光波导输出；所述介质槽光波导弯折结构利用所述弯折波导和所述第一至第三宽介质槽引起的全内反射将所述散射光束和所述参考光束分别输送到所述散射光束输入光波导和参考光束输入光波导；所述介质槽光波导合束器利用所述楔形介质槽引起的部分全内反射和部分波导耦合将所述散射光束输入光波导和参考光束输入光波导输入的光合成一束后输出。