Y分支LiNbO3波导的单模特性的测试方法研究.pdf

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1、第33卷第2期2011年4月光学仪器OPTICALINSTRUMENTSV01．33，No．2April，2011文章编号：1005—5630(2011)02—0006—04Y分支LiNb03波导的单模特性的测试方法研究*张广，陈抱雪，隋国荣，王关德(上海理工大学光电信息与计算机工程学院。上海200093)摘要：光纤陀螺中使用的Y分支相位调制器对单模特性要求非常高。文中深入研究了Y分支波导的多模特性，在理论分析的基础上用BPM做了Y分支的设计和仿真，模式耦合分析表明，当Y分支波导为多模时，其倒置输入时的输出功率会随波长变动发生周期性波动，该特征可用于定量判定多

2、模临界波长。归纳数据，提出了一种独特的通过Y分支输出功率曲线测定其多模临界波长的方案，并且通过Y分支波导的测试实验验证了该方案的有效性。关键词：光纤陀螺；Y分支波导；单模特性中图分类号：0436文献标识码：Adoi：10．3969／j．issrL1005-5630．2011．02．002Researchonthemethodfortestingthesingle-modecharacteristicsoftheY—branchLiNbObwaveguideZHANGGuang，CHENBaoxue，SUIGuorong，WANGGuande(SchoolofO

3、ptical-ElectricalandComputerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Thephasemodulatorwithy-branchwaveguidewhichiSusedinthefiber-opticgyroscope(FOG)hashighrequirementtobesingle-mode．Withdeepstudyofthemulti—modecharacteristics，aY-branchwav

4、eguideiSdesignedandsimulatedwithBPMsoftwarebasedonthetheoreticalanalysis．AnalysisofthemodecouplingshowsthattheoutputpoweroftheinvertedinputY-branchwaveguideisperiodicalfluctuatedwiththewavelength，whenthewaveguideisinmulti—mode．Andthischaracteristicscanbeusedtojudgethemulti-modethres

5、holdwavelength．Proposedamethodthatmulti—modethresholdwavelengthcanbefoundoutfromthefigureoftheoutputpowerwhichchangeswiththewavelength．AndthismethodisverifiedbytestinganactualY-branchwaveguide．Keywords：FOG；Y-branchwaveguide；single-modecharacteristics引言光纤陀螺的核心器件Y分支相位调制器的性能对于光纤陀螺的精度和稳

6、定性有关键的影响叫。研究发现，光纤陀螺中双折射引起的相干偏振误差不仅依赖于光纤的保偏支持，还与光源的谱宽有关E2,s]。Y分支相位调制器对单模特性要求非常高，如果出现多模，则会产生信号噪声，给光纤陀螺的精度和可靠性带来很大风险，因此宽带光源的谱宽要保证在Y分支相位调制器的单模波长范围之内‘4．7]。调制器一’收稿日期：2010—10-12作者简介l张广(1987-)，男。山东邹城人，硕士研究生，主要从事光波导与集成光学方面的研究。第2期张广。等：Y分支LiNb03波导的单模特性的测试方法研究·7·旦形成产品后，其单模特性的检测非常困难。近年来通过国内一些研究机

7、构的产品反映，在光纤陀螺的可靠性上存在着一定的问题，其中很关键的一个原因就是很难保证铌酸锂Y分支波导的单模特性。文中研究并提出一种独特的测定铌酸锂Y分支相位调制器多模临界波长的方案。研究Y分支波导的基本结构和传输特性，深入分析Y分支处的多模传输情况，采用单偏振LiNb03波导Y分支耦合器结构，模式激励采用倒装输入的形式，分析并找出一种通过Y分支输出功率曲线测定其多模临界波长的可行步骤，最后通过测试实验验证方案的有效性。1基本理论图1给出了z切Y传质子交换LiNb03波导的Y分支结构。LiNbO。是单轴负晶体，它的异常折射率咒。比寻常折射率，lo小。根据图1的坐

8、标，当光波电场矢量沿着z轴时，该光波感