[发明专利]一种组合光学元件和光纤电流传感装置

说明书

本发明提供了一种组合光学元件和包括组合光学器件的光纤电流传感装置，组合光学元件包括电光相位调制器和保偏光纤耦合器，电光相位调制器和保偏光纤耦合器不需要进行光纤熔接，极大的缩短了电光相位调制器和保偏光纤耦合器之间的距离，并且两者之间不需要进行熔点保护，极大的提高了组合光学器件的可靠性，同时能够有效减小振动对光纤电流互感器测量精度的影响。本发明提供的光纤电流传感装置包括组合光学器件、激光器、保偏环形器、保偏光纤延迟环、1/4波片、电流传感单元和光电探测器，结构简单，利用集成的组合光学器件，有效降低光纤电流传感装置的体积，提高光纤电流传感装置的集成度。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种组合光学元件和包括组合光学器件的光纤电流传感装置。

背景技术

电光相位调制器与保偏光纤耦合器在光通信、光传感及微波光子学等领域具有重要的应用，是这些系统中的关键器件之一。电光相位调制器通常基于晶体的线性电光效应(泡克耳斯效应)实现，线性电光效应是指电场作用下晶体的折射率变化正比于外加电场的效应。当前应用最广泛的电光相位调制器是利用铌酸锂晶体材料制作的波导型电光相位调制器，其原理是外加调制电压导致铌酸锂光波导折射率变化，进而使通过该波导光波的相位变化，从而实现相位调制。铌酸锂波导电光相位调制器具有结构简单，尺寸小，制作工艺成熟，易于使用(封装了尾纤)等特点。

保偏光纤耦合器是实现线偏振光耦合、分光以及复用的关键器件，它的最大特点在于能稳定地传输两个正交的线偏振光，并能保持各自的偏振态不变，从而成为各种军用干涉型传感器、相干光通信、光纤陀螺以及光纤水听器等所需的关键光学器件。

现有技术中电光相位调制器和保偏光纤耦合器是两个分立的器件，光相位调制器和保偏光纤耦合器之间通过光纤熔接，两者之间距离大，且需要对光纤熔点进行保护。当光相位调制器和保偏光纤耦合器同时应用于光纤电流传感器时，环境振动对光纤电流传感器测量精度影响很大，导致光纤电流传感器可靠性低。

发明内容

为了克服上述现有技术中需要对光纤熔点进行保护以及光纤电流传感器可靠性低的不足，本发明提供一种组合光学元件和包括组合光学器件的光纤电流传感装置，组合光学器件包括电光相位调制器和保偏光纤耦合器，光纤电流传感装置包括组合光学器件、激光器、保偏环形器、保偏光纤延迟环、1/4波片、电流传感单元和光电探测器，激光器的输出端连接保偏环形器的第一端口，保偏环形器的第二端口连接组合光学器件，其第三端口连接光电探测器，组合光学器件通过保偏光纤延迟环连接1/4波片，1/4波片与电流传感单元连接，光纤电流传感装置结构简单，集成度和可靠性高。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种组合光学器件，包括电光相位调制器和保偏光纤耦合器；

所述电光相位调制器为Y波导结构，所述电光相位调制器的第一端口通过第一保偏光纤连接保偏光纤耦合器的第一端口，其第二端口通过第二保偏光纤连接保偏光纤耦合器的第二端口。

所述电光相位调制器和保偏光纤耦合器之间的距离小于5cm。

另一方面，本发明还一种光纤电流传感装置，包括组合光学器件、激光器、保偏环形器、保偏光纤延迟环、1/4波片、电流传感单元和光电探测器；

所述激光器的输出端连接保偏环形器的第一端口，所述保偏环形器的第二端口连接组合光学器件，其第三端口连接光电探测器，所述组合光学器件通过保偏光纤延迟环连接1/4波片，所述1/4波片与电流传感单元连接。

所述激光器发出的激光进入保偏环形器的第一端口，所述激光通过保偏环形器的第二端口注入电光相位调制器的第三端口。

所述电光相位调制器对激光进行调制，调制后的激光分为两路，两路激光分别通过第一保偏光纤和第二保偏光纤注入保偏光纤耦合器。