[发明专利]一种测试波导耦合器分光比的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤陀螺及集成光学等领域，主要涉及一种测试波导耦合器分光比的方法。

背景技术

波导耦合器是平面光波导器件中一个基本的结构单元，具有功率分配、开关、滤波等功能，以它为基础可以构成各种集成光学器件。分光比即波导分支的输出光强之比，是波导耦合器的一个重要参数，其测试方法主要是将波导耦合器输出端用光纤耦合，分别测量输出端的光强计算得到分光比。这种方法的测量结果包含输出端的耦合误差，从而影响分光比的准确测量。为了实现更精确的分光比测试，需更准确的测试方法。

发明内容

本发明针对现有测量波导耦合器分光比技术存在的问题，提出一种新的测试波导耦合器分光比的方法，实现更精确的波导耦合器分光比测试。该方法适用于输出端处于同侧的M×N(例如1×2、2×2或1×3等)型波导耦合器。

本发明提供的测试波导耦合器分光比的方法，实现方案为：

首先，搭建测试装置；测试装置包括：光源、光纤夹持器、光斑测试仪、调整架、体式显微镜及待测M×N型波导耦合器；光纤夹持器和待测波导耦合器分别置于两个调整架上，单模光纤通过光纤夹持器固定在调整架上；单模光纤的一端连接可见光光源，另一端靠近待测波导耦合器的输入端；调整波导耦合器的输出端位于光斑测试仪接收面的中心；体式显微镜用于观察单模光纤与波导耦合器的对准情况；

打开可见光光源，在体式显微镜的辅助下调节调整架使单模光纤将光耦合进入波导中，此时可看到波导通光；

更换所需波长的光源接入单模光纤，观察光斑测试仪扫描得到的波导耦合器输出端的光场分布，精调调整架使光斑测试仪接收到的光强最大；

最后，将光斑测试仪扫描得到的光场分布曲线拟合为N个相同形式函数的和，对这N个函数分别求体积分，则这N个函数的体积分之比就是待测波导耦合器的N个输出端的分光比。

本发明的优点与积极效果在于：（1）本发明测试方法不需要将耦合器输出端进行光纤耦合，测试所用整个装置结构简单，测试方便；（2）本发明测试方法能同时得到波导耦合器输出端各个端口的光强，不存在单独耦合其中一个输出端所带来的耦合误差，所得到的分光比结果更准确，同时提高了测量效率。

附图说明

图1是本发明提供的测试波导耦合器分光比的方法的流程图；

图2是本发明测试平台的结构示意图；

图3是本发明实施例中获得的光场分布图；

图4是图3中左下图的放大图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明方法适用于输出端处于同侧的M×N型波导耦合器，例如1×2、2×2或1×3型等，M为输入端口个数，N为输出端口个数。本发明实施例以2×2型的波导耦合器为例进行说明，光斑测试仪采用Beamscan，可见光光源采用红光光源，所需波长的光源采用1550nm的光源，采用高斯型函数对测试得到的光场分布曲线进行拟合。

本发明提供的测试波导耦合器分光比的方法，流程图如图1所示，所采用的测试装置如图2所示，结合图1和图2说明本发明方法。

首先，搭建测试装置。

如图2所示，为波导耦合器分光比的测试装置。测试装置包括光源、光纤夹持器、2×2型波导耦合器、Beamscan、调整架及体式显微镜。光纤夹持器和待测波导耦合器分别置于两个调整架上，单模光纤通过光纤夹持器固定在调整架上，一端连接光源，另一端需与波导耦合器的输入端面对准，体式显微镜用于观察单模光纤与波导耦合器的对准情况。

如图2所示，调整波导耦合器的输出端位于光斑测试仪Beamscan的接收面的中心。

然后，将红光光源接入单模光纤，在体式显微镜的辅助下调节调整架使单模光纤与波导对准，此时可看到波导通光；更换1550nm的光源接入单模光纤，观察Beamscan扫描得到的波导耦合器输出端的光场分布，精调调整架使Beamscan接收到的光强最大。

实现单模光纤与待测波导耦合器粗略对准的具体实施方式为：将红光光源接入单模光纤，调整波导输入端一侧的五维调整架，使固定在调整架上的单模光纤将光耦合进入波导中。调整过程中首先通过体式显微镜观察进行光纤与波导的粗对准。当在暗室中可以观察到红光沿波导导通时，即已经完成光纤与波导的粗对准，再进行细微调整，分别微调五维调整架的各个维度，使进入波导内的光强在肉眼观察情况下尽可能大。