專利名稱：可調(diào)諧光纖衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域使用的光纖衰減器，特別涉及一種機(jī)械式可調(diào)諧的光纖衰減器。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上供應(yīng)的可調(diào)諧衰減器主要有機(jī)械調(diào)制式、利用光電效應(yīng)的電控調(diào)制式和光波導(dǎo)型溫度調(diào)制式。
光電效應(yīng)型的可調(diào)諧衰減器響應(yīng)速度快、控制精度高，但插入損耗大，成本高；光波導(dǎo)型的可調(diào)諧衰減器成本較低，可與其他光波導(dǎo)器件集成制作，但控制精度低、響應(yīng)速度慢、偏振損耗大、插入損耗大。此外，光電效應(yīng)型和光波導(dǎo)型的可調(diào)諧衰減器均需要在工作時(shí)間維持相應(yīng)的電壓或電流，增加了通信系統(tǒng)的功耗。一旦電源發(fā)生故障，這兩種可調(diào)諧衰減器的工作點(diǎn)將失去控制。
機(jī)械結(jié)構(gòu)的可調(diào)諧衰減器通常采用準(zhǔn)直鏡將光纖中的信號(hào)擴(kuò)束準(zhǔn)直，并使光信號(hào)通過(guò)漸變光衰減片來(lái)達(dá)到衰減。漸變光衰減片由步進(jìn)馬達(dá)帶動(dòng)移動(dòng)，對(duì)應(yīng)不同的位置，漸變衰減片具有不同的衰減值。但可調(diào)諧衰減器中的漸變衰減片制作復(fù)雜，而且在漸變衰減片移動(dòng)中，因環(huán)境溫度和振動(dòng)產(chǎn)生的漸變衰減片的移動(dòng)和角度變化均會(huì)導(dǎo)致可調(diào)諧衰減器的工作點(diǎn)變化，引起衰減器工作不穩(wěn)定；中國(guó)專利公報(bào)上公開了專利號(hào)為99123136的一種光纖可變衰減器，它包括有提供穩(wěn)定線性運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)式機(jī)構(gòu)、被線性運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)式機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的不定密度濾光器，及一對(duì)定位于該不定密度濾光器相對(duì)兩側(cè)的相隔開的瞄準(zhǔn)儀，該衰減器中的不定密度濾光器制作復(fù)雜、成本高，且在衰減器的調(diào)節(jié)過(guò)程中濾光器的位移、抖動(dòng)等都會(huì)引起衰減器的工作不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制作簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定性高的機(jī)械結(jié)構(gòu)的可調(diào)諧衰減器。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括有輸入光信號(hào)的光纖，擴(kuò)束準(zhǔn)直光纖中信號(hào)的準(zhǔn)直鏡1，聚焦擴(kuò)散光信號(hào)的準(zhǔn)直鏡2，輸出光信號(hào)的光纖，在準(zhǔn)直鏡1、2光路之間安裝有折射率平板3，折射率平板3連接有步進(jìn)馬達(dá)4，當(dāng)折射率平板3被步進(jìn)馬達(dá)4帶動(dòng)發(fā)生角度改變時(shí)，改變光束的偏轉(zhuǎn)平移量，從而改變了通光的衰減量。
所述的折射率平板3為二氧化硅玻璃或普通光學(xué)玻璃或單晶硅片等其中的一種。
折射率平板3的兩面鍍有增透膜，以減少表面反射引起的損耗。
在可調(diào)諧光纖衰減器的準(zhǔn)直鏡1、2光路之間安裝有折射棱鏡或反射鏡5。
折射棱鏡或反射鏡5可以安裝在折射率平板3的兩側(cè)。
折射棱鏡或反射鏡5也可以安裝在折射率平板3的同一側(cè)。
采用上述結(jié)構(gòu)，這種可調(diào)諧衰減器省去了制作困難的漸變衰減片，代之以普通的折射率平板如普通玻璃，制作簡(jiǎn)單、成本低。折射率平板只作繞軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于折射率平板各處的透光均相同，不會(huì)因折射率平板線性位置的變化引起衰減變化，大大提高了可調(diào)諧衰減器的工作穩(wěn)定性。并且，這種用折射率平板偏折光束的可調(diào)諧衰減器的安裝、調(diào)試簡(jiǎn)單，特別適用于可調(diào)諧衰減器的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。在可調(diào)諧光纖衰減器中準(zhǔn)直鏡1、2光路之間安裝有折射棱鏡或反射鏡，可以使衰減器的尺寸減小，使用方便，采用折射棱鏡或反射鏡使光束往返兩次通過(guò)折射率平板，成倍增加了光束在水平方向的位移，同時(shí)消除了光束在垂直方向的位移，從而也增加本發(fā)明的工作穩(wěn)定性。


下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明折射率平板偏折光原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明光路中裝有折射棱鏡結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明光路中裝有折射棱鏡另一結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
折射率平板偏折光束可調(diào)諧衰減器原理結(jié)構(gòu)如圖1所示，它包括有輸入光信號(hào)的光纖，擴(kuò)束準(zhǔn)直光纖中信號(hào)的準(zhǔn)直鏡1，聚焦擴(kuò)散光信號(hào)的準(zhǔn)直鏡2，輸出光信號(hào)的光纖，在準(zhǔn)直鏡1、2光路之間安裝有折射率平板3，折射率平板3連接有步進(jìn)馬達(dá)4。當(dāng)折射率平板3被步進(jìn)馬達(dá)4帶動(dòng)發(fā)生角度改變時(shí)，如果入射光束通過(guò)折射率平板3，光束的位置會(huì)隨折射率平板3轉(zhuǎn)動(dòng)的角度而改變。但出射光束相對(duì)于入射光束的角度則始終保持不變，準(zhǔn)直鏡聚焦光束進(jìn)光纖時(shí)對(duì)光束的角度變化非常敏感，光束角度不變大大提高了衰減器的工作穩(wěn)定性。光束位置的平移改變了進(jìn)入聚焦準(zhǔn)直鏡2的通光量，從而改變了通光的衰減量。
本發(fā)明是利用調(diào)節(jié)折射率平板的偏轉(zhuǎn)角來(lái)調(diào)節(jié)準(zhǔn)直光束的位置，使接收準(zhǔn)直光束的準(zhǔn)直鏡只能接收到部分準(zhǔn)直光束中的能量，并將其聚焦進(jìn)光纖。
上述方案中，采用步進(jìn)馬達(dá)4作驅(qū)動(dòng)源，步進(jìn)馬達(dá)4帶動(dòng)折射率平板3，使折射率平板3相對(duì)于準(zhǔn)直光束的角度發(fā)生變化，上述方案中，所述的折射率平板3可以采用二氧化硅玻璃或普通光學(xué)玻璃或單晶硅片等其中的一種。
如圖2所示，本發(fā)明的折射率平板對(duì)光的折射符合下列式子，Δ=d·sinθ·(1-1-sin2θn2-sin2θ)]]>式中△表示光束位移、d為折射率平板3的厚度、n為其折射率、θ為光束對(duì)應(yīng)于折射率平板3的入射角，從式中可以看出，入射光束的位移大小△隨其與折射率平板3的夾角θ而變化，當(dāng)折射率平板3被馬達(dá)4帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，θ發(fā)生變化，△也隨之變化，使得入射光偏離接收該光束的準(zhǔn)直鏡2，產(chǎn)生衰減，入射光束偏離的大小△還與折射率平板3的厚度d、折射率n有關(guān)，所以可以根據(jù)入射光束偏離的范圍的需要，選擇所需折射率平板3的厚度和折射率。
為了減少表面反射引起的損耗，折射率平板3的兩面鍍有增透膜。
如圖3所示，可調(diào)諧光纖衰減器在準(zhǔn)直鏡1、2光路之間安裝有折射棱鏡或反射鏡5，折射棱鏡或反射鏡5安裝在折射率平板3的兩側(cè)。
如圖4所示，折射棱鏡或反射鏡5安裝在折射率平板3的一側(cè)，使光束往返兩次通過(guò)折射率平板3，成倍增加了光束在水平方向的位移，同時(shí)消除了光束在垂直方向的位移，從而也增加本發(fā)明的工作穩(wěn)定性。
當(dāng)衰減器工作時(shí)，折射率平板3由步進(jìn)馬達(dá)4驅(qū)動(dòng)而改變角度，經(jīng)由準(zhǔn)直鏡1準(zhǔn)直的光束通過(guò)折射率平板3后，光束被偏轉(zhuǎn)平移，只有部分光束通過(guò)準(zhǔn)直鏡2聚焦進(jìn)輸出光纖，當(dāng)折射率平板的角度發(fā)生改變，光束的偏轉(zhuǎn)平移量改變，從而改變了通光的衰減量。
本發(fā)明利用的準(zhǔn)直鏡對(duì)將光纖中光束擴(kuò)束準(zhǔn)直，是許多光纖器件通用的辦法。對(duì)擴(kuò)束準(zhǔn)直的光信號(hào)進(jìn)行處理，可以制成各種不同的光纖器件如隔離器、濾波器、衰減器等。本發(fā)明對(duì)擴(kuò)束準(zhǔn)直光束進(jìn)行衰減，達(dá)到可變衰減器的目的。
權(quán)利要求
1.可調(diào)諧光纖衰減器，包括有輸入光信號(hào)的光纖，擴(kuò)束準(zhǔn)直光纖中信號(hào)的準(zhǔn)直鏡(1)，聚焦擴(kuò)散光信號(hào)的準(zhǔn)直鏡(2)，輸出光信號(hào)的光纖，其特征在于在準(zhǔn)直鏡(1)、(2)光路之間安裝有折射率平板(3)，折射率平板(3)連接有步進(jìn)馬達(dá)(4)，當(dāng)折射率平板(3)被步進(jìn)馬達(dá)(4)帶動(dòng)發(fā)生角度改變時(shí)，改變光束的偏轉(zhuǎn)平移量，從而改變了通光的衰減量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧光纖衰減器，其特征在于所述的折射率平板(3)為二氧化硅玻璃或普通光學(xué)玻璃或單晶硅片等其中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可調(diào)諧光纖衰減器，其特征在于折射率平板(3)的兩面鍍有增透膜，以減少表面反射引起的損耗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧光纖衰減器，其特征在于在可調(diào)諧光纖衰減器的準(zhǔn)直鏡(1)、(2)光路之間安裝有折射棱鏡或反射鏡(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)諧光纖衰減器，其特征在于折射棱鏡或反射鏡(5)安裝在折射率平板(3)的兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)諧光纖衰減器，其特征在于折射棱鏡或反射鏡(5)安裝在折射率平板(3)的一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機(jī)械式可調(diào)諧光纖衰減器，它包括有輸入光信號(hào)的光纖，擴(kuò)束準(zhǔn)直光纖中信號(hào)的準(zhǔn)直鏡(1)，聚焦擴(kuò)散光信號(hào)的準(zhǔn)直鏡(2)，輸出光信號(hào)的光纖，在準(zhǔn)直鏡(1)、(2)光路之間安裝有折射率平板(3)，折射率平板(3)連接有步進(jìn)馬達(dá)(4)，當(dāng)折射率平板(3)被步進(jìn)馬達(dá)(4)帶動(dòng)發(fā)生角度改變時(shí)，改變光束的偏轉(zhuǎn)平移量，從而改變了通光的衰減量，所述的折射率平板(3)為二氧化硅玻璃或普通光學(xué)玻璃或單晶硅片等，具有制作簡(jiǎn)單、成本低、工作穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02B7/00GK1430094SQ0113016
公開日2003年7月16日 申請(qǐng)日期2001年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月31日
發(fā)明者岳超瑜, 朱少軍, 黃亞先 申請(qǐng)人:深圳朗光科技有限公司