[实用新型]基于钽铌酸钾晶体双线型波导的模式调制系统

说明书

本实用新型涉及一种基于钽铌酸钾晶体双线型波导的模式调制系统，其技术特点在于：包括激光器光源、聚焦物镜、双线型波导模式调制器、成像物镜、光束质量分析仪、温控仪和高压电源。本实用新型能够通过增加双线型波导模式调制器的外加电场电压，实现钽铌酸钾晶体双线型波导中TE₀₀模输出到TE₀₁模输出和TE₀₂模输出的调制。

技术领域

本实用新型属光学功能器件技术领域，涉及基于钽铌酸钾晶体双线型波导的模式调制系统。

背景技术

随着光通信、光信息处理和激光技术的发展，传统的光学系统由于体积大，信息处理速度慢，已不能适应光电子技术发展的需要。1969年，美国Bell实验室的米勒博士提出了“集成光学”的概念，用类似于半导体集成电路的方法，把各种光学元件集成在同一“芯片”上，实现光学信息处理系统的集成化，微型化和全光信号处理化。光波导是集成光路的基本组成元件，其质量的优劣直接影响整个集成光路的性能。因此，光波导技术的发展在集成光学的发展中有着举足轻重的地位。

双线型波导是应力诱导生成波导的主要类型。对于双线型波导，飞秒激光在晶体内的聚焦区域产生负折射率变化，导致该区域晶格膨胀，附近的区域受到该现象的影响产生应力导致的正折射率改变。对于双线型波导，在两线的中间部分会形成折射率变大的波导区域，该区域可能会有微小的上下偏移。该方法加工简便，刻蚀易于控制，成品率高。此外，由于波导位于两条直写线的中间位置，受加工的影响相对较小，能够保持原本晶体材料的特性，利于实验研究。

电光元件通过改变光的偏振、强度或相位，能够实现快速、精确地控制光的状态，因此在光通信、激光和传感等领域有着广泛的应用。另外，在施加电压或者电场的情况下，电光元件能够产生折射率变化，这一现象被称为电光效应。钽铌酸钾晶体是一种优良的电光晶体，近年来，已被研究出许多潜在的应用，包括能制成高速偏转器，电光调制器，光折变光针，和能进行无尺度光学和无衍射光波传输。通过改变加在钽铌酸钾晶体两端的电压，进而改变钽铌酸钾晶体的折射率，从而实现对钽铌酸钾双线型波导中可导通光模式进行调制，改变了波导输出端光场模式分布，这种电光元件同时拥有快速的响应时间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于钽铌酸钾晶体双线型波导的模式调制系统，能够利用电光晶体的电光效应，实现对晶体波导中传输光的模式进行调控。

本实用新型解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于钽铌酸钾晶体双线型波导的模式调制器系统，包括激光器光源、聚焦物镜、双线型波导模式调制器、成像物镜和光束质量分析仪；

所述激光器光源用于产生沿水平方向偏振的激光光束，其输出端与聚焦物镜相连接；所述聚焦物镜的输出端与双线型波导模式调制器相连接，用于将线偏振光聚焦在双线波导的端面上；所述双线型波导模式调制器的输出端通过成像物镜与光束质量分析仪相连接，用于将由波导导出的光成像在光束质量分析仪上，光束质量分析仪分析双线波导中传输光的模式分布信息。

所述双线型波导模式调制器包括两侧涂有电极的钽铌酸钾晶体和放置在其下方的制冷片，钽铌酸钾晶体两侧电极与高压电源相连接，通过控制高压电源的电压，能够快速地改变钽铌酸钾晶体的折射率；制冷片与温控仪相连接，温控仪能够将钽铌酸钾晶体的温度控制在所设定的温度。

本实用新型的优点和有益效果：

1、本实用新型首次提出利用钽铌酸钾晶体的二次电光效应，实现对钽铌酸钾晶体双线型波导中传输光的模式进行调控的调制系统。

2、本实用新型能够在可见光至近红外波长范围内，通过外加电场电压的变化，实现钽铌酸钾晶体双线型波导单模输出到多模输出的调制，从而实现了电场对光场的调控。

3、本实用新型能够实现稳定的单模和多模输出，且具有良好的输出效果。