专利名称：一种激光角度变化量的监控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光和光纤通讯领域，特别是涉及一种激光角度变化量的监控装置。
背景技术：
随着激光技术和光纤通信技术的发展，激光器的应用范围也越来越广泛。目前世 界大约85%的通信业务需要用到激光器件。激光器属于光纤通信光器件中的用于提供输出 光信号的一个核心元件。在激光器的一些应用中场合中需要高精度监控激光器出射光的方 向变化量，传统的激光角度变化量监控装置的精确度和灵敏度偏低。
发明内容
针对传统激光角度变化量的监控装置精确度和灵敏度偏低等缺点，本发明的目的 在于提供一种高精度的激光角度变化量的监控装置，提高了监控的精确度和灵敏度。为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为一种激光角度变化量的监控装置， 其特征在于，包括一将激光器输出的激光分成不平行的成一定角度的两束光的分光元件、 一周期性滤波器和两光电探测器，所述的分光元件射出的两束光射到周期性滤波元件后， 再分别进入两光电探测器中。进一步，作为本发明的一种优选方式，所述的分光元件前还包括一分光镜及一光 电探测器，所述的分光镜将激光器射出的激光分成两束光，一束光射入光电探测器中，用来 监控激光器输出功率，另一束光射入分光元件中。进一步，所述的分光元件为楔角分光镜或双折射晶体，楔角分光镜的分光膜通过 掩膜的方式镀膜。进一步，所述的周期性滤波元件为光信号的强度随波长的不同而不同，随着入射 光角度的不同而不同，而且随着入射光角度的不同透过光的角度的变化量的灵敏度也不一 样的光学元件，且其滤波曲线稳定，不随外界环节温度改变而变化的滤波元件，如F-P腔的 全密封空气隙标准具；或为用TEC进行温度控制的空气隙标准具、固体标准具或者其它能 够产生相同作用的周期性滤波曲线的元件。本发明所述的激光角度变化量的监控装置，在激光监控光束中加入双折射晶体或 楔角分光镜分束为两束固定夹角光束同时通过周期性滤波元件，当入射光方向变化时，两 入射光透过率变化速度不一样，从而同时推出激光小角度变化量。该方案提供了一种高精 度的可行的监控方法通过入射光方向变化时，两入射光透过率变化速度不一样，从而同时 推出激光小角度变化量，该装置可以实现高精度微小角度变化量的监控探测。
图1是本发明装置第一实施例系统结构图；图2是本发明装置第二实施例系统结 构图；图3是本发明装置第三实施例系统结构图；图4是本发明装置第四实施例系统结构 图；图5是本发明激光角度变化量的监控方法计算方法示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。本激光角度变化量监控装置监控方法的思想为，将激光器的输出光通过分光元件 分成入射角度不同的两束光，这两束光同时入射到同一个周期性滤波元件上，由于两束光 入射到周期性滤波元件的角度不同，所以两束光透过光的光强对入射角的敏感度不同，入 射角较大的那一束光透过光强随入射角度变化非常敏感，而入射角度较小的那一束随入射 角度的变化不是很敏感。通过两束光光强的变化的对比计算从而推导出入射激光器的角度 的变化量。第一实施例请参阅图1，其中，图1是本发明所述的一种激光角度变化量的监控装 置的第一实施例系统结构图。如图1所示，一种激光角度变化量的监控装置，包括分光镜12、楔角分光镜131、周 期性滤波元件14和光电探测器15、16和17，楔角分光镜131上镀有分光膜，激光器11输出 的激光经过一个分光镜12，反射光直接由光电探测器17接收，透射光经楔角分光镜131分 成带特定角度的两束光入射到周期性滤波元件14上，透过周期性滤波元件14的两束光被 光电探测器15、16接收。其中，分光镜12为激光器11输出激光波段的固定分光比的分光镜，用来将激光 器11输出的光分成两束，其中一束直接由光电探测器17接收，用来监控光源11输出光功 率；另外一束由楔角分光镜131分成不平行的，特定角度的两束光，两束光的功率可以相同 也可以不同，楔角分光镜131的角度可以根据具体的探测精度需求来选择，楔角分光镜131 的分光膜可以通过掩模的方式镀膜实现；周期性滤波元件14具有周期性滤波的特性，一定 光强的光信号经过周期性滤波元件14后，光信号的强度随波长的不同而不同，随着入射光 角度的不同而不同，而且随着入射光角度的不同透过光的角度的变化量的灵敏度也不同， 例如两个不同角度在透过曲线的线性区功率变化量为Δ Θ/Δ θ2，若θ1 = 0.2°、θ2 = 5°，当激光入射角产生微小变化时，则功率变化Δ I2/Δ I1 θ 2/ θ工=25倍；光电探测器 15和16用来接收透过周期性滤波元件14的透射光光功率强度。此外，周期性滤波元件14为滤波曲线稳定，不随外界环节温度改变而变化的滤波 元件、例如F-P腔的全密封空气隙标准具，周期性滤波元件14也可以是由TEC进行温度控 制的空气隙标准具、固体标准具、或者其它能够产生相同作用的周期性滤波曲线的元件。通过光电探测器15、16和17的光功率即可求解出入射激光器角度变化量。请参 阅图5。例如激光器的波长为λ，周期性滤波元件的滤波函数的透过率为Τ( θ )，光电探 测器17的电流为I，光电探测器15的光电流为II，对应的入射角为θ 1，光电探测器16的 光电流为12，对应的入射角为θ 2，分光镜12的反射率为R ；由于一个未知原因导致激光 器11的入射角度发生一个微小的变化Δ θ，光电探测器15的光电流为Il'，光电探测
器 I6 的光电流为 I2'，则可知TW) =寻η Τ(ΘΙ + ΑΘ) = -Ι Τ(Θ2) = -Ι2τφι + Νθ、= 1^通过上述方程即可求解出δ Θ。第二实施例如图2所示与第一实施例相比，其区别在于，第二实施例中减少了分 光镜12和光电探测器17，主要用于激光器的输出功率已知或者输出激光器光功率已经很 稳定的情况下，可以不用反射光作为输入光功率的参考值，即可直接监控激光角度变化量。第三实施例如图3所示，与第一实施例相比，其区别在于，第三实施例中用双折射 晶体132代替了分光镜12和楔角分光镜131直接将输入激光分为两束，然后用两束光路上 分别增加一分光镜19和光电探测器18代替第一实施例中的分光镜12和光电探测器17的 对输入光信号功率监控作用。第四实施例如图4所示，与第一实施例相对比，其区别在于，第四实施例中用双折 射晶体132分光镜12和楔角分光镜131直接将输入激光分为两束，然后省减少了分光镜12 和光电探测器17，这样在一些激光光信号功率稳定，且偏振方向固定的场合同样可以实现 激光角度变化量的监控的作用，且增加一起偏器20改变光线路线，便于光电探测器15、16 的安装。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明 白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对 本发明做出各种变化，均为本发明保护的范围。
权利要求
1.一种激光角度变化量的监控装置，其特征在于，包括一将激光器(11)输出的激 光分成不平行的成一定角度的两束光的分光元件、一周期性滤波器(14)和两光电探测器 (15、16)，所述的分光元件射出的两束光射到周期性滤波元件后，再分别进入光电探测器 (15)和光电探测器(16)。
2.根据权利要求1所述的一种激光角度变化量的监控装置，其特征在于，所述的分光 元件前还包括一分光镜(12)，及一光电探测器(17)，所述的分光镜(12)将激光器(11)射 出的激光分成两束光，一束光射入光电探测器(17)，另一束光射入分光元件中。
3.根据权利要求1或2所述的一种激光角度变化量的监控装置，其特征在于，所述的分 光元件为楔角分光镜(131)。
4.根据权利要求3所述的一种激光角度变化量的监控装置，其特征在于，所述的楔角 分光镜(131)的分光膜通过掩膜的方式镀膜。
5.根据权利要求1或2所述的一种激光角度变化量的监控装置，其特征在于，所述的分 光元件为双折射晶体(132)。
6.根据权利要求1或2所述的一种激光角度变化量的监控装置，其特征在于，所述的周 期性滤波器(14)为滤波曲线稳定，不随外界环境温度改变而变化的滤波元件。
7.根据权利要求6所述的一种激光角度变化量的监控装置，其特征在于，所述的周期 性滤波器(14)为F-P腔的全密封空气隙标准具。
8.根据权利要求1或2所述的一种激光角度变化量的监控装置，其特征在于，所述的周 期性滤波器(14)为TEC进行温度控制的空气隙标准具、固体标准具或者其它能够产生相同 作用的周期性滤波曲线的元件。
9.根据权利要求5所述的一种激光角度变化量的监控装置，其特征在于，所述的双折 射晶体(132)射出的两束光路上各含有一分光镜(18)及一光电探测器(19)，所述的分光镜 (18)将激光器射出的激光分成两束光，一束光射入光电探测器(19)中，另一束光射入周期 性滤波器(14)中。
10.根据权利要求5所述的一种激光角度变化量的监控装置，其特征在于，所述的周期 性滤波器(14)后、光电探测器(15)前光路上还含有一起偏器(20)。
全文摘要
本发明公开了一种激光角度变化量的监控装置，其主要包括分光元件、周期性滤波元件和光电探测器，本发明在激光监控光束中加入分光元件将光束分为两束固定夹角光束同时通过周期性滤波元件，当入射光方向变化时，两入射光透过率变化速度不一样，从而同时推算出激光小角度变化量，采用本发明装置可以实现激光角度变化量高精度的探测目的。
文档编号G02B5/30GK102095405SQ20101061482
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者吴砺, 潘忠灵, 韩晓明 申请人:福州高意通讯有限公司