一种光纤声光调制器的制作方法

本发明涉及声光调制技术，具体涉及一种光纤声光调制器，属于光纤传感。

背景技术：

1、光纤声光调制器具有响应时间快、插入损耗小、消光比高、温度稳定性和可靠性高等特点，通过施加不同射频功率信号对光信号频率、幅度、方向进行处理，快速完成电、声、光信息的传递与转换，从而实现对光信号的强度调制、开关、移频等功能。现有技术中，光纤声光调制器的常见结构如图1所示，其内部主要包含光纤准直器、声光晶体、匹配电路等，其中光纤准直器作为输入和输出进行耦合，存在最佳耦合距离，高频光纤声光调制器束腰较小、耦合距离近且对耦合距离很敏感，低频光纤声光调制器束腰大，耦合距离远，对耦合距离不敏感。

2、在微弱信号探测中（如远距离监听）需要光纤声光调制器有着较低或较高频移量、超高消光比等特性，而常规光纤声光调制器难以满足指标要求，往往需要声光器件级联设计才能满足指标要求。目前，主要的级联方式有两种：

3、1、两个声光晶体内部串联（即晶体级联），其结构如图2所示。但由于受到光纤准直器的限制，声光晶体级联难以适用于高频器件。

4、与常规光纤声光调制器相比，光通过光纤准直器后需要经过两个声光晶体，然后再耦合到另一端中。由于中间存在两个声光晶体，光纤准直器的耦合距离较大，不适宜制作高频、小束腰这种对耦合距离很敏感的高频器件，声光晶体级联频率上限低。同时在生产过程中，需要级联的声光晶体一致性高，这样才能保证声光互作用区域高度一致，保证级联中两声光晶体都有最佳衍射效率。

5、2、两个光纤声光调制器用法兰盘或光纤熔接等方式来实现级联（即器件级联），该级联结构包含两个光纤声光调制器（虚线部分），其结构如图3所示。光纤声光调制器相连两端中存在的光纤长度并不会缩减，会在微弱信号探测中引入系统噪声，增大延迟时间，同时光纤盘绕半径的存在也会增大系统体积。两个光纤声光调制器连接方式有法兰盘连接和光纤熔接，外部法兰盘连接会增大插损，稳定性差且需要设计结构固定，而光纤熔接需要对熔接点进行保护。总之，这种级联方式会留存较长的光纤，在微弱信号探测中，会引入系统环境噪声。

技术实现思路

1、针对现有光纤声光调制器级联方案存在的上述不足，本发明的目的是提供一种光纤声光调制器，采用双端准直器作为声光晶体/声光调制器之间的连接方式，解决了声光晶体串联尺寸大和小束腰准直器耦合距离短的矛盾；缩短了器件级联之间的光纤盘绕长度，减小环境噪声引入。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种光纤声光调制器，包括两相同的光纤声光调制单元，光纤声光调制单元包括声光晶体和位于声光晶体两端的光纤准直器；其中一端的光纤准直器为级联准直器，另一端的光纤准直器为输入/输出准直器；所述级联准直器为双端准直器，双端准直器由光纤和连接于光纤两端的准直器头构成，两光纤声光调制单元共用一个双端准直器，双端准直器的两准直器头分别位于两声光晶体一端。

4、进一步地，两光纤声光调制单元的声光晶体平行间隔设置，两声光晶体两端对应平齐设置，双端准直器的两准直器头位于两声光晶体同一端，两声光晶体的输入/输出准直器位于两声光晶体另一端，两声光晶体的射频输入连接头和输入/输出准直器位于同一端并位于两输入/输出准直器之间。

5、更进一步地，两光纤声光调制单元位于矩形外壳内，在矩形外壳内设有隔板以将矩形外壳分成两个平行的容置腔，隔板用于减小器件之间串扰；两光纤声光调制单元分别位于两个容置腔内；两声光晶体的射频输入连接头和输入/输出准直器的接头位于矩形外壳同一端外壁上。

6、相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

7、1、本发明采用双端准直器作为声光晶体/声光调制器之间的连接方式，解决了声光晶体串联尺寸大和小束腰准直器耦合距离短的矛盾；缩短了器件级联之间的光纤盘绕长度，减小环境噪声引入。

8、2、本发明内部元器件之间通过隔板隔离电容电感等元器件，减小器件之间相互串扰，确保高消光比。

9、3、本发明调制器射频输入连接头和光纤输入输出在同一端，整体体积小。

技术特征：

1.一种光纤声光调制器，包括两相同的光纤声光调制单元，光纤声光调制单元包括声光晶体和位于声光晶体两端的光纤准直器；其中一端的光纤准直器为级联准直器，另一端的光纤准直器为输入/输出准直器；其特征在于：所述级联准直器为双端准直器，双端准直器由光纤和连接于光纤两端的准直器头构成，两光纤声光调制单元共用一个双端准直器，双端准直器的两准直器头分别位于两声光晶体一端。

2.根据权利要求1所述的一种光纤声光调制器，其特征在于：两光纤声光调制单元的声光晶体平行间隔设置，两声光晶体两端对应平齐设置，双端准直器的两准直器头位于两声光晶体同一端，两声光晶体的输入/输出准直器位于两声光晶体另一端，两声光晶体的射频输入连接头和输入/输出准直器位于同一端并位于两输入/输出准直器之间。

3.根据权利要求1所述的一种光纤声光调制器，其特征在于：两光纤声光调制单元位于矩形外壳内，在矩形外壳内设有隔板以将矩形外壳分成两个平行的容置腔，隔板用于减小器件之间串扰；两光纤声光调制单元分别位于两个容置腔内；两声光晶体的射频输入连接头和输入/输出准直器的接头位于矩形外壳同一端外壁上。

技术总结
本发明公开了一种光纤声光调制器，包括两相同的光纤声光调制单元，光纤声光调制单元包括声光晶体和位于声光晶体两端的光纤准直器；其中一端的光纤准直器为级联准直器，另一端的光纤准直器为输入/输出准直器；所述级联准直器为双端准直器，双端准直器由光纤和连接于光纤两端的准直器头构成，两光纤声光调制单元共用一个双端准直器，双端准直器的两准直器头分别位于两声光晶体一端。本发明采用双端准直器作为声光晶体/声光调制器之间的连接方式，解决了声光晶体串联尺寸大和小束腰准直器耦合距离短的矛盾；缩短了器件级联之间的光纤盘绕长度，减小环境噪声引入。

技术研发人员：刘滕,朱吉,冉洪清,陈永峰,杨自立,吴中超,郝潇威
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十六研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25