[发明专利]一种基于集成光路的正弦-余弦光频率检测装置及其在光学感测中的应用

摘要

本发明公开了用于光子集成回路的正弦‑余弦光频率检测方法和装置，其结构之一包括用以接收待测光频率的输入端口，一个光学耦合器，两个马赫‑曾德尔干涉模块和四个光电探测器。光频率的输入端口与光学耦合器连接，将输入端口的光分成两个分支，每个分支分别连接一个马赫‑曾德尔干涉模块，两个干涉模块的两臂之间存在一定的延迟不平衡，区别在于第一马赫‑曾德尔干涉模块的延迟不平衡比第二马赫‑曾德尔干涉模块的延迟不平衡长四分之一波长，从而在两臂之间产生额外的相位差。然后，由两个光电探测器检测每个马赫‑曾德尔干涉模块的两个输出，产生两个互补的干涉信号。第一马赫‑曾德尔干涉模块的两个互补干涉信号的差值是光频率的正弦函数，而第二马赫‑曾德尔干涉模块的两个互补干涉信号的差值与光频率的余弦函数成正比。利用旋转编码器/解码器常用的正弦/余弦解释算法，可以很容易地获得光频的任何增量。另外，加入第三个马赫‑曾德尔干涉模块，其延迟不平衡远小于第一和第二个加入第三个马赫‑曾德尔干涉模块，用于获得绝对光频率。