[发明专利]一种光学微腔的光频域反射装置及其测量方法

摘要

本发明公开了一种光学微腔的光频域反射装置及其测量方法。装置包括扫频激光器、扫频校正模块、偏振控制与分束模块、光学微腔耦合测量干涉仪、高速采集模块和计算机。扫频激光器发出扫频激光，偏振控制与分束模块控制扫频激光的偏振态并将其分束，第一路光进入扫频校正模块并产生第一拍频信号作为外部时钟；第二路光进入测量干涉仪，其中一部分成为参考光，另一部分经过光纤环形器与被测光学微腔生成背反射信号光，背反射信号光与参考光干涉产生第二拍频信号，高速采集模块和计算机对第二拍频信号进行解调并得出微腔的光学特征信息。本发明提供了新的光学微腔耦合思路，有助于提高耦合质量，能方便地测量光学微腔的品质参数与光谱信息。

主权项

1.一种光学微腔的光频域反射装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/n搭建光路：通过计算机控制扫频激光器，发出线性扫频激光，根据被测光学微腔本身的光学性质，设置扫频激光的中心波长和扫频范围，使得扫频激光器发出的一定范围的扫频激光都处于被测光学微腔工作模式下，搭建光路并使扫频激光依次经过偏振控制与分束模块、光学微腔耦合测量干涉仪与高速采集模块，高速采集模块连接的计算机可以实时显示扫频激光的透射谱；偏振控制与分束模块将激光分为两路，分别进入扫频校正模块和光学微腔耦合测量干涉仪，所述扫频校正模块校正入射激光的频率分布，并使入射的扫频激光发生拍频干涉，产生第一拍频信号；所述光学微腔耦合测量干涉仪用于调节被测光学微腔的耦合位置与相对耦合距离，并使入射的扫频激光与被测光学微腔的背反射信号光发生拍频干涉，产生第二拍频信号；所述高速采集模块接收第一拍频信号使之成为外部时钟信号，同时接收第二拍频信号；/n透射谱的耦合调节：保持线性扫频激光器处于扫频工作状态，调节被测光学微腔与光学微腔耦合测量干涉仪入射端和光学微腔耦合测量干涉仪出射端的相对位置与距离，通过光学微腔耦合测量干涉仪出射端输出到高速采集模块的透射谱，确定接近于临界耦合状态时的耦合位置；/n偏振初始调节：固定光学微腔耦合测量干涉仪入射端和光学微腔耦合测量干涉仪出射端不动，连续调节偏振控制与分束模块，使入射扫频激光的偏振态发生变化，在调节的同时注意透射谱的数值变化，当透射谱所显示的耦合效果最好时停止偏振调节，并固定偏振控制与分束模块；/n光频域反射初调节：连接扫频校正模块至高速采集模块，计算机解调获得的第一拍频信号和第二拍频信号，根据实时图像得出耦合位置处的光频域反射谱；/n偏振检查调节：固定光学微腔耦合测量干涉仪入射端和光学微腔耦合测量干涉仪出射端不动，再次连续调节偏振控制与分束模块，使入射扫频激光的偏振态发生变化，调至偏振态为最佳时固定偏振控制与分束模块；/n精确耦合调节：在光频域反射谱的辅助下，精细调节被测光学微腔与光学微腔耦合测量干涉仪入射端和光学微腔耦合测量干涉仪出射端的相对位置与距离，具体为：在欠耦合状态时，光频域反射谱观察不到信号变化；在过耦合状态时，反射谱存在周期性的非常明显反射峰，相邻反射峰的距离值近似为被测光学微腔内激光通过一圈的周长；在精细调节时避免以上两种现象，将耦合距离精确限制在欠耦合状态与过耦合状态的范围内，并最终实现最佳的临界耦合状态；/n调节完毕后选择最佳的临界耦合状态下的光频域反射测量数据，通过分析谱线特征得出被测光学微腔的相关信息。/n