一種優(yōu)化玻璃波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布的測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種優(yōu)化玻璃波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布的測(cè)量裝置，包括He-Ne激光器、物鏡、波導(dǎo)以及CCD圖像傳感器，其特征在于所述的波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布的測(cè)量裝置中還設(shè)有兩個(gè)直角棱鏡、折射率匹配液以及一個(gè)玻璃容器，首先將兩個(gè)直角棱鏡對(duì)稱地置于容器的底端，直角棱鏡的兩個(gè)直角面分別平行于容器的底面和側(cè)面，波導(dǎo)放在兩個(gè)直角棱鏡的中間，使得經(jīng)過(guò)直角棱鏡全反射的激光通過(guò)波導(dǎo)中心，直角棱鏡和波導(dǎo)置于裝有折射率匹配液的容器中，匹配液剛好浸沒(méi)直角棱鏡。該裝置利用直角棱鏡高效的全反射，能夠大大的降低傳輸損耗，利用折射率匹配液，能夠有效的降低激光束在波導(dǎo)端面的損耗，從而提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性，降低實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差。
【專利說(shuō)明】一種優(yōu)化玻璃波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布的測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于飛秒激光微細(xì)加工領(lǐng)域，涉及一種光強(qiáng)分布的測(cè)量技術(shù)，尤其涉及到一種優(yōu)化玻璃波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布的測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在微光學(xué)元件的制造方面，采用飛秒激光在透明材料中進(jìn)行二維或三維光波導(dǎo)刻寫(xiě)的技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。早在1996年，Davis等報(bào)道了飛秒激光在聚焦點(diǎn)可誘導(dǎo)介質(zhì)折射率的增加，并進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。1999年，Homoelle使用紅外飛秒激光在硅玻璃上制作了波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，并由此制作了 Y型耦合器。2009年，Valle等使用商用鈦寶石飛秒激光器在玻璃基質(zhì)上制作了光波導(dǎo)。光波導(dǎo)的主要特征量，如帶寬、光斑尺寸、單模傳輸條件以及波導(dǎo)之間的耦合系數(shù)等都和波導(dǎo)的折射率分布有著密切的關(guān)系，所以準(zhǔn)確測(cè)量波導(dǎo)的折射率是非常有意義的。常用的方法是近場(chǎng)輪廓測(cè)量法，通過(guò)測(cè)量波導(dǎo)端面光強(qiáng)的近場(chǎng)模式分布來(lái)反向推導(dǎo)波導(dǎo)的折射率分布，波導(dǎo)端面光強(qiáng)的近場(chǎng)模式分布數(shù)據(jù)通過(guò)在CCD陣列上成像來(lái)獲得，由此數(shù)據(jù)可以計(jì)算與光場(chǎng)強(qiáng)度分布有關(guān)的折射率分布情況。
[0003]目前為止，所用的波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布的測(cè)量裝置主要是通過(guò)物鏡將激光耦合進(jìn)波導(dǎo)，然后通過(guò)CCD圖像傳感器來(lái)對(duì)光進(jìn)行接收，從而根據(jù)CCD陣列上成像來(lái)獲得波導(dǎo)端面光強(qiáng)的近場(chǎng)模式分布。由于此裝置是在空氣中進(jìn)行的，所以空氣中的微小顆粒對(duì)光存在著一定的散射，尤其在波導(dǎo)端面對(duì)光會(huì)存在反射，從而不利于激光耦合到波導(dǎo)中，對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)了較大的誤差，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性也比較差。所以，如何進(jìn)一步降低光的損耗、提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性，是值得研宄的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有玻璃波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布的測(cè)量的不足，提出一種優(yōu)化玻璃波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布的測(cè)量裝置。該裝置利用直角棱鏡對(duì)光進(jìn)行高效地全反射，能夠有效降低光在傳輸過(guò)程中的損耗，利用折射率匹配液，能夠有效的降低光在波導(dǎo)端面的損耗。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種優(yōu)化玻璃波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布的測(cè)量裝置，包括He-Ne激光器、物鏡、波導(dǎo)以及CCD圖像傳感器，其特征在于所述的波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布測(cè)量的裝置中還設(shè)有兩個(gè)直角棱鏡、折射率匹配液以及一個(gè)玻璃容器，其中，兩個(gè)直角棱鏡對(duì)稱地置于容器的底端，直角棱鏡的兩個(gè)直角面分別平行于容器的底面和側(cè)面，波導(dǎo)放在兩個(gè)直角棱鏡的中間，經(jīng)過(guò)直角棱鏡全反射出來(lái)的激光通過(guò)波導(dǎo)中心，直角棱鏡和波導(dǎo)置于裝有折射率匹配液的容器中，匹配液剛好浸沒(méi)直角棱鏡，物鏡與棱鏡的距離等于物鏡的焦距。
[0007]所述的直角棱鏡與波導(dǎo)使用相同的材料，利用臨界角特性，能夠高效地內(nèi)部全反射入射光的光學(xué)元件。
[0008]所述的折射率匹配液是一種折射率與玻璃的折射率相接近的液體。
[0009]運(yùn)用本實(shí)用新型測(cè)量裝置進(jìn)行的測(cè)量過(guò)程如下:
[0010]首先將兩個(gè)直角棱鏡對(duì)稱地放置于容器的底端，使直角棱鏡的兩個(gè)直角面分別平行于容器的底面和側(cè)面，將波導(dǎo)放在兩個(gè)直角棱鏡的中間，使得經(jīng)過(guò)直角棱鏡全反射的激光通過(guò)波導(dǎo)中心，將折射率匹配液倒入容器中，使其剛好浸沒(méi)直角棱鏡。He-Ne激光器發(fā)射的激光經(jīng)過(guò)物鏡聚焦后，垂直入射到直角棱鏡的直角面上，激光束經(jīng)過(guò)直角棱鏡全反射后耦合進(jìn)入波導(dǎo)，從波導(dǎo)出射的激光束在經(jīng)過(guò)直角棱鏡全反射，物鏡聚焦，最后由CCD圖像傳感器接收，從而得到波導(dǎo)端面光強(qiáng)的近場(chǎng)模式分布。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型一種優(yōu)化玻璃波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布的測(cè)量裝置。
[0012]附圖標(biāo)識(shí):He-Ne激光器1、物鏡2、直角棱鏡3、波導(dǎo)4、直角棱鏡5、容器6、物鏡7、物鏡8、(XD圖像傳感器9、折射率匹配液10。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0014]首先將兩個(gè)直角棱鏡3和5對(duì)稱地放置于容器6的底端，直角棱鏡3和5的兩個(gè)直角面分別平行于容器6的底面和側(cè)面，將波導(dǎo)4放在兩個(gè)直角棱鏡3和5中間，使得經(jīng)過(guò)直角棱鏡3全反射的激光通過(guò)波導(dǎo)4的中心，將折射率匹配液10倒入容器6中，使其剛好浸沒(méi)直角棱鏡3和5。He-Ne激光器1發(fā)射的激光經(jīng)過(guò)物鏡2聚焦后，垂直入射到直角棱鏡3的直角面上，激光束經(jīng)過(guò)直角棱鏡3全反射后耦合進(jìn)入波導(dǎo)4，從波導(dǎo)4出射的激光束在經(jīng)過(guò)直角棱鏡5全反射，物鏡7、8聚焦，最后由CCD圖像傳感器9接收，從而得到波導(dǎo)端面光強(qiáng)的近場(chǎng)模式分布。
【權(quán)利要求】
1.一種優(yōu)化玻璃波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布的測(cè)量裝置，包括He-Ne激光器、物鏡、波導(dǎo)以及CCD圖像傳感器，其特征在于所述的波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布測(cè)量的裝置中還設(shè)有兩個(gè)直角棱鏡、折射率匹配液以及一個(gè)玻璃容器，其中，兩個(gè)直角棱鏡對(duì)稱地置于容器的底端，直角棱鏡的兩個(gè)直角面分別平行于容器的底面和側(cè)面，波導(dǎo)放在兩個(gè)直角棱鏡的中間，經(jīng)過(guò)直角棱鏡全反射出來(lái)的激光通過(guò)波導(dǎo)中心，直角棱鏡和波導(dǎo)置于裝有折射率匹配液的容器中，匹配液剛好浸沒(méi)直角棱鏡，物鏡與棱鏡的距離等于物鏡的焦距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的直角棱鏡是一種利用臨界角特性，能夠高效地內(nèi)部全反射入射光的光學(xué)元件，棱鏡材料與波導(dǎo)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種優(yōu)化波導(dǎo)端面光強(qiáng)近場(chǎng)分布的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的折射率匹配液是一種折射率與玻璃的折射率相接近的液體。
【文檔編號(hào)】G01J1/04GK204228261SQ201420726051
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】周衛(wèi)東, 陳芳芳, 王全基 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)