基于光电混合集成技术的光电收发一体模块研究

【摘要】： 光纤陀螺精度受温度、振动的影响较大。本文对国内外相关技术进行了充分调研,在分析了输入通道混偏型方案和全保偏型方案的局限性基础上,设计了一种微型化收发一体模块,将超辐射发光二极管(SLD)光源、半透半反玻片、准直透镜、自聚焦透镜、PIN探测器和场效应晶体管电路集成在一起,采用系统内集成封装技术,封装内部抽真空。从理论上对这种收发一体模块的光学性能进行了分析,由于光在真空传播不产生双折射,避免了温度变化、振动等原因对系统精度和可靠性的影响,从而提高了光纤陀螺的整体性能。针对这个光学系统的建模,首先用光束扫描仪对Superlum公司生产的SLD-56-HP型和SLD-38-HP型光源进行测试,根据高斯光束的特性进行光学系统设计,分析了菲涅尔反射损耗对其的影响,并用Zemax软件进行了仿真。随后对收发一体模块的结构进行了设计,探讨了SLD芯片封装技术,通过热阻理论对其进行热力学表现进行分析,使用有限元法对理论分析进行了数值求解。在以上分析的基础上,试制收发一体模块样品,根据该样品搭建了一个光纤陀螺进行性能验证,并着重考察其热学和力学环境下的性能。最后,对全文工作进行总结并展望未来的工作方向。