专利名称：表面波全光纤声光调强器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种表面波全光纤声光调强器，该装置可用于光纤通信调制技术中，属于光纤通信和光纤传感领域。
背景技术：
目前一类“表面波全光纤声光频移器”或称“表面波全光纤声光调相器”在国内外都曾有过报道，如美国海军研究实验室的K.Nosu等人(UltrasonicsSymposium，1983476-481)和浙江大学张仲先等人(光学学报，199212(7)668-670)都分别报道过此类器件。该器件的结构如图1所示，长方形压电晶片作基底1。在晶片表面上采用光刻工艺制作声叉指换能器2，它所激发的声表面波沿基底的长度方向传播。将磨去包层的一段裸光纤作为声光互作用光纤3，粘贴在叉指换能器前方的基底上，方向与声传播方向垂直。其工作原理如图2所示，将等幅振荡的射频电信号加载到声叉指换能器上，激发出与射频信号频率相等的声表面波，沿基底的长度方向传播。将激光引入光纤，当声表面波进入裸光纤后，与光产生声光互作用，使输出的激光频率发生变化，光频增加的数值即声波的频率。
发明内容
本发明的目的在于克服了现有装置的上述缺陷，提供了一种表面波全光纤声光调强器，本装置具有体积小、耗电少、工作稳定性强、声能量插入损耗小、易于集成等优点。
本发明所采用的技术方案如下。主要包括有基底1、声叉指换能器2，其特征在于还包括有1×2单模光纤耦合器4，在基底1上采用光刻工艺制作声叉指换能器2，光纤耦合器4的单端口光纤为声光互作用光纤3，将它的包层磨去后，沿平行于声表面波传播方向粘贴到基底1上，双端口光纤分别作为输入光纤5与输出光纤6。
本发明的工作原理如图7所示，将待传输的视频或音频信号事先调制到射频信号上，射频信号的载频要与声叉指换能器2的中心频率一致。然后将调制信号加载到声叉指换能器2上，产生出强度随传输信号变化的声表面波，沿基底1表面传播，进入声光互作用光纤3内。将激光通过输入光纤5引入声光互作用光纤3，形成前向导光波，在光纤声光效应的作用下，产生出强度随传输信号而变化的后向导光波，将后向导光波通过输出光纤6引到光电管上，将待传输信号解调出来。
本发明的有益效果1、由于使用了光纤，使得此调制器可以用于光纤调制技术中；2、输入、输出光纤没有中断，故声能量插入损耗小；3、还具有体积小、耗电少、工作稳定性强、易于集成等优点。
图1表面波全光纤声光频移器结构图2表面波全光纤声光频移器原理图3本发明的结构示意4本发明的正视平面5本发明的俯视平面6本发明的侧视平面7本发明的工作原理图8本发明的工艺制作流程中1、基底，2、声叉指换能器，3、声光互作用光纤，4、光纤耦合器，5、输入光纤，6。输出光纤。
具体实施例方式
本发明中的具体实施方式
参见图3～图6。主要包括有基底1、声叉指换能器2、声光互作用光纤3、1×2单模光纤耦合器4、输入光纤5、输出光纤6。在基底1上采用光刻工艺制作声叉指换能器2，光纤耦合器4的单端口光纤为声光互作用光纤3，将它的包层磨去后，沿平行于声表面波传播方向粘贴到基底1上，双端口光纤分别作为输入光纤5与输出光纤6。
各部分名称、工艺条件及作用如下基底1使用具有压电效应的石英晶体制作。形状为长方形薄片，表面法线方向为晶体的Y轴方向、长度方向为Z轴方向、宽度方向为X轴方向。晶片的定向切割与研磨抛光的工艺要求为须制作换能器的上表面定向误差不能超过5′、光洁度达11级、平整度小于1个光圈。它的作用是利用压电效应产生声表面波，沿长度方向传播进入声光互作用光纤中。使用石英晶体的目的是为了使基底和由熔石英制成的光纤有比较接近的声阻抗，以尽量减小表面声波能量的插入损耗。
声叉指换能器2由两个形如手指状、并互相交叉的换能器组成。所用材料为银，使用光刻工艺在基底上制作而成。工艺要求为不能断指和连指。作用是用调制射频电信号激发出超声表面波。
声光互作用光纤3是单模光纤，将包层磨去成为裸光纤，沿基底长度方向，即平行于声表面波传播方向粘贴在基底1上。作用是利用光纤声光效应使声表面波与光纤中的前向导光波相互作用，产生光强随声功率而变化的后向导光波，达到对激光强度进行调制的目的。
光纤耦合器4为1×2的结构，其中与单端口相连的光纤作为声光互作用光纤，与双端口相连的两条光纤分别作为输入光纤5、输出光纤6，其作用是将声光互作用光纤与输入光纤5、输出光纤6连接在一起。
输入光纤5是单模光纤，将激光引入输入光纤，形成前向导光波进入声光互作用光纤中，并反声表面波方向传播。
输出光纤6是单模光纤，声光互作用光纤中的前向导光波与声表面波相互作用后，产生出后向导光波，从输出光纤中输出，引到光电接收器中去解调。
表面波全光纤声光调强器的制作工艺流程如图8所示，由下面5个主要步骤组成
1、基底晶体的定向和研磨按照上述工艺要求将基底晶体备好。
2、声叉指换能器的制作按照设计好的声叉指换能器尺寸，事先预制好掩模版，利用光刻工艺完成制作。主要工艺包括镀银、匀胶、曝光、显影、刻蚀、去胶。
3、裸光纤包层的研磨将1×2光纤耦合器的单端口光纤磨去包层。
4、粘接光纤将裸光纤用环氧树脂粘接到基底的长度方向上。
5、装架与引线将基底晶片用环氧树脂粘接到胶木板上，同时将输入、输出光纤固定在与胶木板相连的架子上；用低温烙铁将引线从声叉指换能器的信号输入端焊接到胶木板上的铆钉上；然后将胶木板固定在金属外壳内，并用引线将胶木板上的铆钉与外壳上的电缆插座连接起来。
权利要求
1.表面波全光纤声光调强器，主要包括有基底(1)，其特征在于还包括有1×2单模光纤耦合器(4)，在基底(1)上采用光刻工艺制作声叉指换能器(2)，光纤耦合器(4)的单端口光纤为声光互作用光纤(3)，将它的包层磨去后，沿平行于声表面波传播方向粘贴到基底(1)上，双端口光纤分别作为输入光纤(5)与输出光纤(6)。
全文摘要
本发明涉及一种表面波全光纤声光调强器，属于光纤通信和光纤传感领域。本器件主要包括有基底(1)、1×2单模光纤耦合器(4)，在基底(1)上采用光刻工艺制作声叉指换能器(2)，光纤耦合器(4)的单端口光纤为声光互作用光纤(3)，将它的包层磨去后，沿平行于声表面波传播方向粘贴到基底(1)上，双端口光纤分别作为输入光纤(5)与输出光纤(6)。本发明中由于使用了光纤，使得此调制器可以用于光纤调制技术中，并且输入、输出光纤没有中断，故声能量插入损耗小，此外还具有体积小、耗电少、工作稳定性强、易于集成等优点。
文档编号H04B10/135GK1889399SQ20061008887
公开日2007年1月3日 申请日期2006年7月24日 优先权日2006年7月24日
发明者俞宽新, 刘韬, 李胜明 申请人:北京工业大学