一种用在光波导电场传感器的BGO晶体的设计方法与流程

文档序号:21592188发布日期:2020-07-24 16:39阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用在光波导电场传感器的bgo晶体的设计方法,其特征在于:包括以下步骤:

s1:将原料bi2o3和geo2置于坩埚并加热融化,得到熔体,然后将籽晶浸入熔体,同时对熔体提拉、旋转,诱导熔体结晶得到bgo立方晶体;

s2:利用激光切割的方式将立方晶体切割成标准的bgo晶体,并对bgo晶体表面进行光学抛光;

s3:利用飞秒激光在bgo晶体的内部相邻的刻画出多条相互平行但位于不同深度的刻痕,这些刻痕组成一条第一光波导,所述第一光波导包括第一弯曲部和第一直线部;

s4:重复s3,在bgo晶体内部刻画出一条与第一光波导对称的第二光波导,所述第二光波导包括第二弯曲部和第二直线部,所述第二弯曲部和第一弯曲部连通,将第一直线部和第二直线部进行切割,在倾斜的切割断面镀上高反膜;

s5:利用激光烧蚀的方法,在第一直线部的两侧刻画互相平行的沟槽,并利用电子束喷涂的方法,在沟槽内制作au金属电极;

s6:利用有源对准技术,将光纤与第一弯曲部和第二弯曲部的连通处相耦合。

2.根据权利要求1所述的用在光波导电场传感器的bgo晶体的设计方法,其特征在于:步骤s2中,在bgo立方晶体的<110>、<001>面上进行切割,切割后的bgo晶体沿方向,并且其方形面在<110>平面内。

3.根据权利要求1所述的用在光波导电场传感器的bgo晶体的设计方法,其特征在于:步骤s3中,飞秒激光的中心波长为800nm,重复频率为1khz,脉宽为120fs,单脉冲能量为1.68mj,扫描速率为500μm/s。

4.根据权利要求1所述的用在光波导电场传感器的bgo晶体的设计方法,其特征在于:步骤s4中,所述第一光波导和第二光波导的芯径均为8μm,开口高度均为218μm,刻画在bgo晶体表层下50~80μm处。

5.根据权利要求1所述的用在光波导电场传感器的bgo晶体的设计方法,其特征在于:步骤s4中,所述第一弯曲部和第二弯曲部的弯曲半径均为3.0975cm。

6.根据权利要求1所述的用在光波导电场传感器的bgo晶体的设计方法,其特征在于:步骤s4中,所述第一直线部和第二直线部的切割角度为4°,高反膜的折射率为0.99。

7.根据权利要求1所述的用在光波导电场传感器的bgo晶体的设计方法,其特征在于:步骤s5中,所述沟槽刻画在bgo晶体表层下50~80μm处,所述沟槽的高度为10~12μm。

8.根据权利要求1所述的用在光波导电场传感器的bgo晶体的设计方法,其特征在于:步骤s6中,所述光纤与第一弯曲部和第二弯曲部的连通处耦合时,偏差角度小于0.1°,间距小于5μm。


技术总结
本发明公开了一种用在光波导电场传感器的BGO晶体的设计方法,首先利用原料Bi2O3和GeO2制备BGO立方晶体,对BGO立方晶体切割得到标准尺寸下的BGO晶体,然后利用飞秒激光在BGO晶体内部刻画两条对称的光波导,在其中一条光波导两侧用激光刻画互相平行的沟槽,并用电子束喷涂的方法,在沟槽内制作Au金属电极,最后使用有源对准技术,通过检测耦合的光功率调整组件相对位置,光纤与晶体端面之间用折射率匹配型固化胶进行匹配和固定。本发明提供的BGO晶体纯度高、透射率高,极大地减少了由于电光晶体本身的质量问题带来测量误差。

技术研发人员:王瑾;胡煌;季启政;冯娜;陈秋荻;龙丹
受保护的技术使用者:中国地质大学(武汉);北京东方计量测试研究所
技术研发日:2020.03.04
技术公布日:2020.07.24
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