[发明专利]基于波长调谐实现工作点控制的马赫增德尔光波导干涉仪

说明书

本发明公开了一种基于波长调谐实现工作点控制的马赫增德尔光波导干涉仪，包括波长可调谐的激光源、马赫增德尔光波导干涉仪、传输光纤、光电探测器以及反馈控制电路；波长可调谐激光源通过电缆与反馈控制电路相连，马赫增德尔光波导干涉仪分别通过传输光纤连接波长可调谐激光源和反馈控制电路；马赫增德尔光波导干涉仪与反馈控制电路之间通过传输光纤连接光电探测器。本发明通过反馈控制电路采集到随波长变化的呈余弦型的电压信号来确定最大工作点、最小工作点、线性工作点的工作波长，实现了基于波长调谐控制工作点，能够消除铌酸锂晶体由于温度变化造成工作点漂移。

技术领域

本发明属于光通信与集成光学领域，特别涉及一种基于波长调谐实现工作点控制的马赫增德尔光波导干涉仪。

背景技术

马赫增德尔光波导干涉仪是一种分振幅的干涉仪，它广泛应用于光通信领域、光信息处理领域。传统光通信中基于马赫增德尔光波导干涉仪的调制器通常采用电压控制工作点的方式来消除铌酸锂晶体由于温度漂移造成的工作点不稳定，但有场合并不适合使用电压控制调制器的工作点，例如，基于马赫增德尔光波导干涉仪的电场传感器。因此，特殊场合下还需要一种新的马赫增德尔光波导干涉仪工作点控制方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过反馈控制电路采集到随波长变化的呈余弦型的电压信号来确定最大工作点、最小工作点、线性工作点的工作波长，实现了基于波长调谐控制工作点，能够消除铌酸锂晶体由于温度变化造成工作点漂移的基于波长调谐实现工作点控制的马赫增德尔光波导干涉仪。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于波长调谐实现工作点控制的马赫增德尔光波导干涉仪，包括波长可调谐的激光源、马赫增德尔光波导干涉仪、传输光纤、光电探测器以及反馈控制电路；波长可调谐激光源通过电缆与反馈控制电路相连，马赫增德尔光波导干涉仪分别通过传输光纤连接波长可调谐激光源和反馈控制电路；马赫增德尔光波导干涉仪与反馈控制电路之间通过传输光纤连接光电探测器。

进一步地，所述马赫增德尔光波导干涉仪为波导臂宽度非对称的马赫增德尔光波导干涉仪。

进一步地，所述马赫增德尔光波导干涉仪工作点校准时，激光源输出光束，光束通过光纤传输到马赫增德尔光波导干涉仪，然后由马赫增德尔光波导干涉仪输出端通过1：9耦合器将10％的光输入反馈控制电路，通过反馈控制电路控制激光源的波长，以确定马赫增德尔光波导干涉仪的工作点。

进一步地，所述马赫增德尔光波导干涉仪的输出端光功率与可调谐激光源波长关系表示为：

其中，P_out是马赫增德尔光波导干涉仪输出光功率，P_in是马赫增德尔光波导干涉仪输入端光功率，L是非对称波导长度，λ是可调谐激光源工作波长，Δn_λ是新型马赫增德尔光波导干涉仪非对称波导臂有效折射率差，是新型马赫增德尔光波导干涉仪工作点漂移。

进一步地，所述反馈控制电路进行光电转换后的电信号与可调谐激光源的波长关系试为：

上式中，V_out是反馈控制电路光电转换输出电压，α是光电转换系数。

进一步地，所述反馈控制电路通过扫描激光源输出波长，采集到随波长变化的呈余弦型的电压信号；采集到电压信号至少包含一个完整周期，通过采集到的电压信号获得电压信号最大值、最小值、平均值所对应的波长，即可确定为能够提供最大工作点、最小工作点、线性工作点的工作波长。

本发明的有益效果是：

1、本发明的马赫增德尔光波导干涉仪采用特殊的非对称结构，通过反馈控制电路采集到随波长变化的呈余弦型的电压信号来确定最大工作点、最小工作点、线性工作点的工作波长，实现了基于波长调谐控制工作点，能够消除铌酸锂晶体由于温度变化造成工作点漂移；