[实用新型]一种优化玻璃波导端面光强近场分布的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于飞秒激光微细加工领域，涉及一种光强分布的测量技术，尤其涉及到一种优化玻璃波导端面光强近场分布的测量装置。

背景技术

目前，在微光学元件的制造方面，采用飞秒激光在透明材料中进行二维或三维光波导刻写的技术已经日趋成熟。早在1996年，Davis等报道了飞秒激光在聚焦点可诱导介质折射率的增加，并进行了相关的实验。1999年，Homoelle使用红外飞秒激光在硅玻璃上制作了波导结构，并由此制作了Y型耦合器。2009年，Valle等使用商用钛宝石飞秒激光器在玻璃基质上制作了光波导。光波导的主要特征量，如带宽、光斑尺寸、单模传输条件以及波导之间的耦合系数等都和波导的折射率分布有着密切的关系，所以准确测量波导的折射率是非常有意义的。常用的方法是近场轮廓测量法，通过测量波导端面光强的近场模式分布来反向推导波导的折射率分布，波导端面光强的近场模式分布数据通过在CCD阵列上成像来获得，由此数据可以计算与光场强度分布有关的折射率分布情况。

目前为止，所用的波导端面光强近场分布的测量装置主要是通过物镜将激光耦合进波导，然后通过CCD图像传感器来对光进行接收，从而根据CCD阵列上成像来获得波导端面光强的近场模式分布。由于此装置是在空气中进行的，所以空气中的微小颗粒对光存在着一定的散射，尤其在波导端面对光会存在反射，从而不利于激光耦合到波导中，对测量结果带来了较大的误差，且实验结果的稳定性也比较差。所以，如何进一步降低光的损耗、提高实验结果的稳定性，是值得研究的问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有玻璃波导端面光强近场分布的测量的不足，提出一种优化玻璃波导端面光强近场分布的测量装置。该装置利用直角棱镜对光进行高效地全反射，能够有效降低光在传输过程中的损耗，利用折射率匹配液，能够有效的降低光在波导端面的损耗。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种优化玻璃波导端面光强近场分布的测量装置，包括He-Ne激光器、物镜、波导以及CCD图像传感器，其特征在于所述的波导端面光强近场分布测量的装置中还设有两个直角棱镜、折射率匹配液以及一个玻璃容器，其中，两个直角棱镜对称地置于容器的底端，直角棱镜的两个直角面分别平行于容器的底面和侧面，波导放在两个直角棱镜的中间，经过直角棱镜全反射出来的激光通过波导中心，直角棱镜和波导置于装有折射率匹配液的容器中，匹配液刚好浸没直角棱镜，物镜与棱镜的距离等于物镜的焦距。

所述的直角棱镜与波导使用相同的材料，利用临界角特性，能够高效地内部全反射入射光的光学元件。

所述的折射率匹配液是一种折射率与玻璃的折射率相接近的液体。

运用本实用新型测量装置进行的测量过程如下：

首先将两个直角棱镜对称地放置于容器的底端，使直角棱镜的两个直角面分别平行于容器的底面和侧面，将波导放在两个直角棱镜的中间，使得经过直角棱镜全反射的激光通过波导中心，将折射率匹配液倒入容器中，使其刚好浸没直角棱镜。He-Ne激光器发射的激光经过物镜聚焦后，垂直入射到直角棱镜的直角面上，激光束经过直角棱镜全反射后耦合进入波导，从波导出射的激光束在经过直角棱镜全反射，物镜聚焦，最后由CCD图像传感器接收，从而得到波导端面光强的近场模式分布。

附图说明

图1为本实用新型一种优化玻璃波导端面光强近场分布的测量装置。

附图标识：He-Ne激光器1、物镜2、直角棱镜3、波导4、直角棱镜5、容器6、物镜7、物镜8、CCD图像传感器9、折射率匹配液10。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明：

首先将两个直角棱镜3和5对称地放置于容器6的底端，直角棱镜3和5的两个直角面分别平行于容器6的底面和侧面，将波导4放在两个直角棱镜3和5中间，使得经过直角棱镜3全反射的激光通过波导4的中心，将折射率匹配液10倒入容器6中，使其刚好浸没直角棱镜3和5。He-Ne激光器1发射的激光经过物镜2聚焦后，垂直入射到直角棱镜3的直角面上，激光束经过直角棱镜3全反射后耦合进入波导4，从波导4出射的激光束在经过直角棱镜5全反射，物镜7、8聚焦，最后由CCD图像传感器9接收，从而得到波导端面光强的近场模式分布。