用于光纤陀螺的LiNbO3集成光学器件

本文报道用于光纤陀螺(FOG)的LiNbO_3集成光学(IO)器件及其技术。介绍制作LiNbO_3波导的扩散和质子交换两种技术,叙述了国内外近年研制和生产的FOG用多功能集成光学芯片及LiNbO_3相位调制器,给出了它们的结构、性能和封装(光纤耦合)技术。对国内外发展状况的综述表明,在这个技术领域,国内研制的器件的性能,已接近国外80年代末的水平。     

集成光学调制器在光纤陀螺中的调制特性研究

对高精度光纤陀螺(零漂>0.01(°)/h)中的核心光学器件——铌酸锂集成光学调制器在光纤陀螺中的调制特性及系统测试方法进行了探讨,对其应用及与光路其他各部分配合的技术进行了理论分析和实验研究。与此同时,对该器件在光纤陀螺系统中的特性研究建立了通用的测试系统。文中提出了集成光学调制器与系统匹配的问题。研究结果表明:铌酸锂集成光学调制器的光、电特性以及其电特性与系统的匹配对陀螺的性能发挥着至关重要的作用。     

集成光学在光纤陀螺仪中的应用

集成光学器件人有插入损耗小,驱动电压低,调制带宽大并与保偏光纤兼容等特点,已成为研制闭环光纤陀螺的必然途径。本文对适合于光纤陀螺的铌酸锂集成光学进行了概述,同时结合我所光纤陀螺的研制情况,分析,讨论了几种集成度不同的1．3μm铌酸锂集成光学器件（包括条波导相位调制器,Y分支多功能集成光路和双Y型无源全集成光路）,给出了相应的部分测试结果,最后对集成光学在光纤陀螺中的应用前景进行了展望。     

集成光学光纤陀螺芯片

本文首次报道了国内研制的集成光学光纤陀螺芯片,详细描述了其设计考虑与制作。单 Y 型多功能钛扩散铌酸锂芯片包含消光比大于35dB 的薄膜波导偏振器、分束比为49.5/50.5的3dB 分束器/合束器、半波电压小于5伏的相位调制器,光纤—器件—光纤插入损耗为5.4dB。     

缓冲质子源LiNbO3波导折射率计算及实验

为实现铌酸锂退火质子交换(APE)波导折射率分布的准确计算,选择含苯甲酸锂的苯甲酸缓冲液作为质子交换质子源,高温退火制作了波导样本.针对该工艺过程建立退火质子交换波导模型,包括非线性扩散模块和光学数值仿真模块,分别计算APE波导折射率及其模式有效折射率.以测得的样本波导模式有效折射率和计算的有效折射率差的均方根构建评价函数(FOM),结合遗传算法提取该工艺条件下质子扩散参数,实现了不同交换深度和退火时间波导折射率分布及其光学特性的一体化计算.实验表明:FOM小于0.001,计算折射率分布同IWKB方法测得结果吻合较好,最大偏差约0.002.     

集成光学干涉仪光纤陀螺

简述了集成光学干涉仪光纤陀螺（ＦＯＧ）的技术优势、发展概况和采用的技术途径，介绍了适用于不同技术条件要求的三种多功能集成光学芯片结构和相应的信息处理方法。简要地概括了目前国外ＦＯＧ的发展水平。     

采用双Y型LiNbO3集成光路的闭环光纤陀螺研究

集成化已成为研制中、高精度大动态范围光纤陀螺的一个必然途径。文中报道了一种采用光纤滤波/双Y型集成光路和全数字处理的闭环光纤陀螺,其中光纤滤波/双Y型多功能集成光路是采用退火质子交换法(APE)在铌酸锂衬底上制作而成的,它包含了光纤陀螺所需的除光纤线圈以外的无源光学器件的全部功能两个分光/合光器(耦合器)、两个宽带相位调制器(推挽工作)和一个高消光比的偏振器,测试结果表明,陀螺零偏稳定性优于1°/h。该陀螺结构紧凑、动态范围大、精度适中、成本低,特别适合于战术级的应用。     

光纤陀螺用集成光学多功能芯片的研制

介绍了采用铁（Ti）扩散技术制作的集成光学多功能器件，主要用于光纤陀螺系统，实现分束、调制和偏振功能。分析了器件的工作原理、特性和制作工艺特点，介绍了器件的结构、制作方法、工艺参数以及器件的性能指标和测试方法。器件调制半波电压为4．2V，插入损耗为6．15dB，分束比优于±1％。     

光通信中的LiNbO3集成波导电光器件

本文介绍了现在应用的几种LiNbO_3集成波导电光器件,讨论了调制器、开关、偏振器、滤光器等的工作机制和性能,并侧重介绍了当今光通信中应用最多的调制器件。     

光纤陀螺用Y波导半波电压的测试方法研究

提出了一种基于塞格纳克效应的用于精确测量光纤陀螺用集成Y波导半波电压的方法--陀螺开环搜索法.这种方法通过特殊的调制和解调方式使塞格纳克干涉仪工作在开环状态,干涉仪的输出信号中包含有调制信号复位电压与集成Y波导半波电压的信息,利用这些信息调节调制信号复位电压,使之不断逼近集成Y波导的半波电压,最终达到集成Y波导半波电压的精确测量.这种方法利用光纤陀螺本身的光路和电路进行测量,不需搭建专用的测试系统,而且可以实现全自动测量.它比目前广为采用的马赫-泽德干涉仪法更精确、更方便、更有实用价值.     

光纤陀螺用双Y集成光学相位调制器的设计

对用于光纤陀螺系统的双Y集成光学相位调制器的工作原理和运用进行了分析,讨论了器件的结构设计和工艺方案及其技术难点.通过计算机仿真,对器件的工艺状态和光路进行了模拟,利用模拟结果对器件的工艺和设计进行了优化,给出了实验结果.     

高芯片偏振消光比铌酸锂多功能集成光学器件

分析了铌酸锂多功能集成光学器件的偏振消光机理,设计和制作了高芯片偏振消光比的铌酸锂多功能集成光学器件。器件采用切断部分输入直波导后在切断端面选择性镀阻光膜的结构以截断射入衬底的辐射光,与芯片耦合后实现了高于85dB的芯片偏振消光比。制作的器件插入损耗小于3.5dB,分光比为48/52~52/48,半波电压Vπ小于3.5V,尾纤偏振串音小于-33dB;在-55~+85℃全温范围内,损耗变化量小于0.2dB,分光比变化小于1%,尾纤偏振串音小于-27dB,能够满足工程化应用需要。     

用于光纤陀螺的GaAs集成光学芯片的研究

本文研究了一种用于光纤陀螺的ＧａＡｓ集成光学芯片。该芯片由分束器，极化器，相位调制器及单模波导组成。芯片总的尺寸约２２ｍｍ×０．５ｍｍ，远小于用ＬｉＮｂＯ３制作的同类芯片。     

光纤陀螺光学器件的空间辐射效应及防护技术

针对光纤陀螺用光学器件在空间辐射环境下受电离损伤和位移损伤影响性能下降的问题,分别分析了光纤、SLD光源、PIN-FET探测器的空间辐射效应。为保证光纤陀螺在空间的工作性能,从被动屏蔽和主动加固两方面讨论了光学器件的辐射防护技术。考虑到不同光学器件对不同类型辐射损伤的敏感性以及航天器载荷对重量的严格要求,从电离损伤屏蔽和位移损伤屏蔽两方面对屏蔽厚度进行了优化设计。通过对各光学器件辐射效应机理的分析,讨论了提高光学器件本身抗辐射能力的主动加固技术。     

新型组合晶体光纤陀螺的构想

提出了一种新型结构的光纤陀螺 ,它将起偏器和两只定向耦合器集成在一块由两只光轴方向相互成 45°角胶合而成的冰洲石晶体上。同传统集成型光纤陀螺 (IFOG)相比 ,它具有结构简单、性能稳定、损耗小、体积小、成本低的特点。详细分析了它的工作原理 ,并给出了其信号检测方案     

H:LiNbO3光波导

铌酸锂晶体具有良好的光声和电光性质，因而基于铌酸锂的集成光学器件已引起人们的广泛关注。质子交换法是一种制备铌酸锂光波导的重要方法。质子交换铌酸锂光波导具有制作工艺简单，折射率增量大，抗光折变能力强及可实现单偏振激励等特点。本文对质子交换铌酸锂光波导的制作工艺、波导特性及其应用进行了讨论，并指出目前应加强质子交换光波导、质子交换生长动力学和交换工艺的研究。     

利用缓冲质子源制作LiNbO3光波导:光学特性及稳定性研究

利用缓冲质子源(苯甲酸中掺入一定量的苯甲酸锂)在Z切LiNbO3基底上制作了质子交换平面光波导，得到了不同掺杂摩尔分数(0．5％，1．0％和1．5％)的缓冲质子源质子交换波导的有效扩散系数及折射率分布。随着质子源中苯甲酸锂的摩尔含量逐渐增加，质子交换的有效扩散系数呈指数衰减，同时波导表面折射率增量线性递减。研究了有效折射率的稳定性特征，并与用纯苯甲酸制作的光波导进行了比较，发现利用缓冲质子源制作的LiNbO3光波导的稳定性明显优于纯苯甲酸制作的光波导。     

集成光学陀螺敏感单元的最新进展

集成光子技术引领了小型化光学器件的发展,可以在单块芯片上实现非常复杂的功能.许多集成光学器件,如分光器、谐振器、激光器、放大器、滤波器和调制器等均已实现单片集成或者混合集成,各国在设计、制造复杂的光子集成器件投入了大量的研究工作.通过集成光学技术制造的光学陀螺仪可以有效减小陀螺仪的重量和尺寸,降低成本和功耗,并增加系统...