CN1397815A - 一种可调光延迟线的微光电机械 - Google Patents

一种可调光延迟线的微光电机械 Download PDF

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Abstract

本发明在固定直角反射镜阵列的前方设置有横向调节的移动轴，移动轴上设置有移动直角反射镜阵列；固定直角反射镜阵列的入射口设置有准直透镜A，准直透镜A处设置有硅V形槽A，硅V形槽A内设置有入射光纤；固定直角反射镜阵列的出射口设置有准直透镜B，准直透镜B处设置有硅V形槽B，硅V形槽B内设置有出射光纤。具有：1.采用多次反射技术，对光信号相位进行连续微调，操作方便，使可调光延迟线高度集成和进行大规模生产，并提高性能和降低成本。2.采用硅的V形槽和微透镜，实现光信号和光纤间的高效耦合，减小了耦合损耗。3.可用于高速光传输、光交换、微波数据传输与处理等***以及相控阵雷达，并实现光信号的双向连续相位微调。

Description

一种可调光延迟线的微光电机械
                             技术领域
本发明属于光学仪器类，尤其涉及光学微光传输的装置。
                             背景技术
目前，具有固定延迟或固定延迟间隔的可调光延迟线，已经用于相控阵雷达***。美国专利6351587 B1，和欧洲专利EP1099965 A2、EP1030534 A2公开了采用多光纤阵列产生固定延迟间隔的可调光延迟线的技术，该技术虽在全光数据传输***中得到了应用。但是，这种结构的可调光延迟线对信号的相位不能进行连续微调。
                             发明内容
本发明的目的是提供一种可调光延迟线的微光电机械，解决上述难题，以实现对光信号连续相位微调的需要。
本发明的目的是这样实现的：一种可调光延迟线的微光电机械，其固定直角反射镜阵列的前方设置有横向调节的移动轴，移动轴上设置有移动直角反射镜阵列；固定直角反射镜阵列的入射口设置有准直透镜A，准直透镜A处设置有硅V形槽A，硅V形槽A内设置有入射光纤；固定直角反射镜阵列的出射口设置有准直透镜B，准直透镜B处设置有硅V形槽B，硅V形槽B内设置有出射光纤。
由于本发明采用了以上的技术方案，因而具有以下的优点：
1，采用微光电机械技术(MOEMS)，设计可对光信号相位连续微调的可调光延迟线，解决了固定延迟光延迟线不能对信号相位连续微调的缺点；同时，采用目前成熟的硅微加工工艺，使该结构的可调光延迟线高度集成和进行大规模生产，并提高性能和降低成本。
2，采用微光电机械技术，设计可调光延迟线，采用多次反射技术，实现对延迟光程范围的扩展，从而实现时域上对信号延迟时间的扩展。
3，采用硅的V形槽和微透镜，实现光信号和光纤间的高效耦合，减小了耦合损耗。尤其采用直角形反射镜技术，实现反射信号相对于入射信号的平行传输，当轴向移动的反射镜产生离轴运动时，保障信号的平行传输和出射光纤的正确耦合。
4，本发明可广泛应用于高速光传输与光交换***、微波数据传输与处理***以及相控阵雷达。此外，该技术还可用于扫描型光学微干涉***中，如光学微型Michelson干涉仪等。
5，本发明构造极为简单，制造容易，操作方便，可实现对光信号的单向或双向的连续相位微调。
                    附图说明
图1是本发明的一种可调光延迟线的微光电机械的型状结构示意图；
图2是图1中沿A-A线放大剖视的型状结构示意图；
图3是图1中沿B-B线放大剖视的型状结构示意图。
图中：
1，固定直角反射镜阵列     2，移动直角反射镜阵列    3，准直透镜A
4，准直透镜B              5，入射光纤              6，出射光纤
7，输入光信号             8，输出光信号            9，移动轴
10，硅V形槽A              11，硅V形槽B             12，硅V形槽
                      具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施作如下详述：
在图1、图2、图3中，固定直角反射镜阵列1的前方设置有横向调节的移动轴9，移动轴9上设置有移动直角反射镜阵列2。固定直角反射镜阵列1上设置有数只硅V形槽12，移动直角反射镜阵列2上设置有数只硅V形槽12；硅V形槽12的夹角设置为90度。固定直角反射镜阵列1的入射口设置有准直透镜A3，准直透镜A3处设置有硅V形槽A10，硅V形槽A10内设置有入射光纤5。固定直角反射镜阵列1的出射口设置有准直透镜B4，准直透镜B4处设置有硅V形槽B11，硅V形槽B11内设置有出射光纤6。硅V形槽A10、硅V形槽B11的硅板上采用电感耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术，制成夹角为60度的反射镜，并在反射镜阵列上镀有高反射膜以提高反射率。
其中，固定直角反射镜阵列1和移动直角反射镜阵列2，采用电感耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术，在硅V形槽12上制有数只相同且相配的直角形反射镜，并在反射镜阵列上镀有高反射膜以提高反射率。移动轴9可采用硅动作器，在驱动电压作用下，其轴向移动距离可实现连续微调，从而通过采用直角反射镜阵列来实现对光信号相位的连续微调。当移动轴9在调节过程中产生离轴偏差时，能保障反射信号相对于入射信号的平行传输。为了减小光信号的传输和耦合损耗，采用准直微透镜A3把输入光信号准直为平行光；采用准直微透镜B4把输出的平行光信号聚焦耦合传至出射光纤6。
在实际操作使用中，采用微光电机械技术，以多次反射结构可实现可调光延迟线。当输入光信号7经V形槽12内的入射光纤5，透过微形聚光的准直透镜A3时，在固定直角反射镜阵列1和移动直角反射镜阵列2的硅V形槽12之间形成多路直线形传输，反射信号相对于入射信号的平行传输。最后在固定直角反射镜阵列1的出射口，经微形聚光的准直透镜B4，及设置于V形槽12内的出射光纤6，向外传递输出光信号8。尤其采用硅V形槽12和微透镜的准直透镜A3、准直透镜B4，可实现对入射光信号7的准直，和光信号对出射光纤6的耦合。
为了实现对光信号相位的连续调整，可通过移动轴9调节固定直角反射镜阵列1和移动直角反射镜阵列2之间的距离，其调节关系为：当光信号的反射次数为n＝2，6，10，14，……时，实现的可调光程变化范围(OPD)为：
                          OPD＝2s+(n-2)·s/2，
其中，s为可移动直角反射镜阵列的最大轴向移动距离。移动轴9可采用硅动作器，在电压信号驱动下可实现连续轴向移动。
在上述过程中，输入光信号7也可经出射光纤6，重复上述光信号传输的逆向过程，由入射光纤5向外传递输出光信号8，从而可对光信号实现双向传输相位的连续调整。
本发明的可调光延迟线技术的微光电机械技术，可用于光时分复用(OTDM)***、光波分复用(WDM)***，用来实现对光信号的相位进行调整，实现多路复用。也可用于光数字信号处理***，实现数据信号和时钟信号的相位匹配；还可用于微波数据传输***或相控阵雷达，产生对高速微波数据信号的精确延迟。

Claims (6)

1.一种可调光延迟线的微光电机械，其特征在于，固定直角反射镜阵列的前方设置有横向调节的移动轴，移动轴上设置有移动直角反射镜阵列；固定直角反射镜阵列的入射口设置有准直透镜A，准直透镜A处设置有硅V形槽A，硅V形槽A内设置有入射光纤；固定直角反射镜阵列的出射口设置有准直透镜B，准直透镜B处设置有硅V形槽B，硅V形槽B内设置有出射光纤。
2.根据权利要求1所述的一利可调光延迟线的微光电机械，其特征在于，固定直角反射镜阵列上设置有数只硅V形槽。
3.根据权利要求1所述的一种可调光延迟线的微光电机械，其特征在于，移动直角反射镜阵列上设置有数只硅V形槽。
4.根据权利要求2或3所述的一种可调光延迟线的微光电机械，其特征在于，硅V形槽的夹角为90度。
5.根据权利要求1所述的一种可调光延迟线的微光电机械，其特征在于，硅V形槽A、硅V形槽B的夹角为60度。
6.根据权利要求1所述的一种可调光延迟线的微光电机械，其特征在于，移动轴为硅动作器。
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