[发明专利]基于压电金属包覆光波导的电-光N倍频信号发生器

说明书

本发明公开了一种基于压电金属包覆光波导的电‑光N倍频信号发生器，包括激光器、转台、压电金属包覆光波导、光电二极管、用于处理反射光的计算机、光电探测器、示波器、放大电路、整形电路、电信号发生器；压电金属包覆光波导固定在转台上，激光器发射激光束射入压电金属包覆光波导上，由波导结构反射出来的反射光通过光电二极管发送给计算机；电信号发生器产生随机的脉冲序列，整形电路将脉冲序列信号整形后得到所需要的形状的信号，并发送给放大电路，放大电路输出的信号加载到压电金属包覆光波导两端；光电探测器将探测到的反射光发送给示波器，示波器用于显示电‑光N倍频信号。具有体积小，功耗低，输入频率可调等特点。

技术领域

本发明涉及信号发生器技术领域，具体涉及一种基于压电金属包覆光波导的电-光N倍频信号发生器。

背景技术

双面金属包覆波导，具有如下特点：

(1)自由空间耦合技术：如果用准直激光直接照射双面金属包覆波导表面，满足波矢匹配条件(即入射光波矢的切向分量与导模的传播常数一致)，就可以激发对应的双面金属包覆波导超高阶导模，光能量耦合进波导内，这时反射光反射率会出现极小值，数值上小于0.1。如果不满足波失匹配条件，光能量无法耦合进波导内，反射率接近1；

(2)超高阶导模模式密度高：在一定角度范围内，相邻模式之间的波失差异可以认为是恒定的；

(3)偏振无关特性：TE模式和TM模式耦合效率相同。

基于目前信号发生器体积庞大，操作步骤繁琐，信号不确定度高，重复性差，稳定性不好等问题，利用双面金属包覆波导的这些特点，设计了基于压电金属包覆光波导的电-光N倍频信号发生器，金属波导结构简单使用方便，其超高阶导模模式密度高这一特点是实现N倍频效应的关键，并且金属波导从反射率上无法分别TE模式和TM模式，这一特性提高了信号发生器的适用性。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于压电金属包覆光波导的电-光N倍频信号发生器，解决了目前信号发生器体积庞大，操作步骤繁琐，信号不确定度高，重复性差，稳定性不好的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种压电金属包覆光波导，其特征在于：包括耦合层，导波层和衬底层；所述耦合层采用磁控溅射的方法在导波层上表面溅射镀膜形成；所述导波层采用透明压电陶瓷材料制成；所述衬底层是在导波层下表面蒸发镀膜形成。

前述的一种压电金属包覆光波导，其特征是：所述金属耦合层的厚度为30-50nm，所述导波层厚度为0.5-1.5mm，所述衬底层厚度大于200nm。

前述的一种压电金属包覆光波导，其特征是：所述耦合层和衬底层材料为金或者银。

一种基于压电金属包覆光波导的电-光N倍频信号发生器，其特征是：包括激光器、转台、压电金属包覆光波导、光电二极管、用于处理反射光的计算机、光电探测器、示波器、放大电路、整形电路、电信号发生器；

所述压电金属包覆光波导固定在转台上，激光器发射激光束射入压电金属包覆光波导上，由波导结构反射出来的反射光通过光电二极管发送给计算机；所述电信号发生器产生随机的脉冲序列，整形电路将脉冲序列信号整形后得到所需要的形状的信号，并发送给所述放大电路，放大电路输出的信号加载到压电金属包覆光波导两端；所述光电探测器将探测到的反射光发送给示波器，示波器用于显示电-光N倍频信号。

前述的一种基于压电金属包覆光波导的电-光N倍频信号发生器，其特征在于，还包括偏振片和小孔，所述激光器的激光发射口与偏振片、小孔、波导在同一水平线上，所述小孔为两个，分别置于偏振片两侧。

前述的一种基于压电金属包覆光波导的电-光N倍频信号发生器，其特征在于，所述所需要的形状的信号包括三角波、锯齿波。

一种基于压电金属包覆光波导的电-光N倍频信号发生方法，其特征在于，包括步骤：