一种大耦合容差的光混频器模块的制作方法

本发明涉及一种光混频器模块，具体为大耦合容差的光混频器模块，属于混频器模块。

背景技术：

1、高速无线数据链路、隐藏物体检查、化学指纹识别、太空探索，这些都是太赫兹(thz)的重要应用领域，但是，这些应用都迫切需要提高太赫兹功率和扫频范围，以增强thz系统的功能。

2、在thz低频段，雪崩二极管、耿氏二极管、谐振隧穿二极管和肖特基倍频器可以提供高功率输出、高频谱纯度和良好的频率可调性；在thz高频段，低温下工作的太赫兹量子级联激光器(qcl)可以提供亚瓦级的相干辐射，并具有宽广的频率调谐范围，而光混频产生太赫兹，兼具了两者的优点，成为室温、高功率、高稳定性以及可广泛调谐的太赫兹源的理想选择，同样在未来的大容量光纤通信系统中，能够提供高速、高响应性和高饱和输出的光光混频器模块是非常重要的；这是因为，如果光电二极管的输出足够高，当用光放大的强信号进行弱光照射时，就不需要宽带电子放大器，那么光电接收器的结构就可以大大简化。

3、目前的光混频器一般采用面入射光电探测器和倏逝波导结构光电探测器，面入射结构的光电探测器耦合效率高，但混频器模块的输出功率较小；倏逝波导结构光电探测器由于波导和光纤的模斑不匹配，耦合效率低，且耦合容差较小，为此，提出一种大耦合容差的光混频器模块。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种大耦合容差的光混频器模块，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供有益的选择。

2、本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种大耦合容差的光混频器模块，包括混频器壳体，所述混频器壳体上表面中部安装有折射面耦合的光电探测器，所述折射面耦合的光电探测器的前方耦合双透镜，所述混频器壳体上开设有矩形波导口，所述混频器壳体的上表面中部放置有石英衬底微带线，所述混频器壳体的上表面中部安装有折射面耦合的光电探测器，所述折射面耦合的光电探测器粘贴于所述石英衬底微带线的右端，并用金线将光电探测器芯片和石英衬底微带线连接，所述混频器壳体的一侧连接有lc的尾纤适配器。

3、进一步优选的，所述混频器壳体的上表面垂直于折射面耦合的光电探测器和石英衬底微带线连接方向的一侧粘贴有打线电容和打线电阻，所述混频器壳体的上表面一侧安装有dc连接端子，所述dc连接端子、打线电容、打线电阻和折射面耦合的光电探测器之间采用金丝连接。

4、进一步优选的，所述双透镜包括透镜a和透镜b，所述透镜a和透镜b均设于所述混频器壳体的上方。

5、进一步优选的，所述光混频器模块的耦合方式为双透镜耦合、单透镜耦合或拉锥光纤。

6、进一步优选的，所述石英衬底微带线的一端插入矩形波导口的内。

7、进一步优选的，所述折射面耦合的光电探测器与石英衬底微带线电性连接，对于直流信号而言石英衬底微带线的左端形成断路。

8、本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

9、一、本发明采用了折射面耦合的光电探测器，提高了耦合容差大和耦合效率，且该折射面耦合的光电探测器是单行载流子光电探测器，由于单行载流子输运加上耦合效率高，最终提高了光混频器模块的输出功率。

10、二、本发明可以兼容双透镜系统耦合、单透镜耦合，拉锥光纤耦合，耦合可扩展性好。

11、三、本发明通过石英衬底微带线和矩形波导转换传输射频信号，降低了射频信号的损耗，实现了直流信号与交流信号的隔绝。

12、上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

技术特征：

1.一种大耦合容差的光混频器模块，包括混频器壳体(1)，其特征在于：所述混频器壳体(1)上表面中部安装有折射面耦合的光电探测器(7)，所述折射面耦合的光电探测器(7)的前方耦合双透镜，所述混频器壳体(1)上开设有矩形波导口(2)，所述混频器壳体(1)的上表面中部放置有石英衬底微带线(3)，所述混频器壳体(1)的上表面中部安装有折射面耦合的光电探测器(7)，所述折射面耦合的光电探测器(7)粘贴于所述石英衬底微带线(3)的右端，并用金线将光电探测器芯片和石英衬底微带线(3)连接，所述混频器壳体(1)的一侧连接有lc的尾纤适配器(10)。

2.根据权利要求1所述的大耦合容差的光混频器模块，其特征在于：所述混频器壳体(1)的上表面垂直于折射面耦合的光电探测器(7)和石英衬底微带线(3)连接方向的一侧粘贴有打线电容(5)和打线电阻(6)，所述混频器壳体(1)的上表面一侧安装有dc连接端子(4)，所述dc连接端子(4)、打线电容(5)、打线电阻(6)和折射面耦合的光电探测器(7)之间采用金丝连接。

3.根据权利要求1所述的大耦合容差的光混频器模块，其特征在于：所述双透镜包括透镜a(8)和透镜b(9)，所述透镜a(8)和透镜b(9)均设于所述混频器壳体(1)的上方。

4.根据权利要求1所述的大耦合容差的光混频器模块，其特征在于：所述光混频器模块的耦合方式为双透镜耦合、单透镜耦合或拉锥光纤。

5.根据权利要求1所述的大耦合容差的光混频器模块，其特征在于：所述石英衬底微带线(3)的一端插入矩形波导口(2)的内。

6.根据权利要求1所述的大耦合容差的光混频器模块，其特征在于：所述折射面耦合的光电探测器(7)与石英衬底微带线(3)电性连接，对于直流信号而言石英衬底微带线(3)的左端形成断路。

技术总结
本发明提供了一种大耦合容差的光混频器模块，包括混频器壳体，所述混频器壳体上表面中部安装有折射面耦合的光电探测器，所述折射面耦合的光电探测器的前方耦合双透镜，所述混频器壳体上开设有矩形波导口，所述混频器壳体的上表面中部放置有石英衬底微带线，所述混频器壳体的上表面中部安装有折射面耦合的光电探测器；本发明采用了折射面耦合的光电探测器，提高了耦合容差大和耦合效率，且该折射面耦合的光电探测器是单行载流子光电探测器，由于单行载流子输运加上耦合效率高，最终提高了光混频器模块的输出功率；本发明可以兼容双透镜系统耦合、单透镜耦合，拉锥光纤耦合，耦合可扩展性好。

技术研发人员：付孟博,陶冶,刘志忠,牛嘉琪,王梦宾,卢娟,王文亭,张薇,祝宁华
受保护的技术使用者：雄安创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16