專利名稱：可調(diào)光衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種可調(diào)光衰減器，特別是關(guān)于一種通過可移動遮擋板阻擋部分光功率的可調(diào)光衰減器。
背景技術(shù)：
光衰減器是隨著光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展而出現(xiàn)的一重要光無源器件，其可依用戶要求衰減系統(tǒng)的光信號功率，可用在光通信線路和系統(tǒng)的評估、研究、調(diào)整和校正等方面。因應(yīng)寬帶光通信網(wǎng)絡(luò)，特別是全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，光衰減器的市場需求增長較快，與連接器、耦合器以及隔離器等共同構(gòu)成光通信領(lǐng)域的基本光學器件。
光衰減器可分為固定光衰減器和可調(diào)光衰減器兩類。一般可調(diào)光衰減器是使高功率的光信號通過部分透光的濾光片，或采用衰減片來阻擋部分光信號，或改變輸入光纖與輸出光纖之間的相對位置，或通過部分光吸收裝置逐漸減弱光信號的強度，從而達成光信號衰減程度可調(diào)的目的。
一種現(xiàn)有可調(diào)光衰減器是橫向位移型光衰減器，其采用兩內(nèi)設(shè)光纖的插針，通過調(diào)整該兩插針的橫向位置，亦即調(diào)整光纖纖芯間的橫向錯位以達到光信號能量衰減的目的。但是，由于光纖出射的光束直徑較小，所以，該可調(diào)光衰減器的衰減量調(diào)節(jié)非常麻煩、困難，而且其衰減精度低。
另一種現(xiàn)有可調(diào)光衰減器可參照美國專利第4,591,231號，該可調(diào)光衰減器通過旋轉(zhuǎn)該裝有多個不同衰減量的衰減片的衰減圓盤獲得多個不同的衰減量。但是，該可調(diào)光衰減器為步進式可調(diào)光衰減器，其可調(diào)衰減范圍較小，且會受到內(nèi)部反射和折射的影響，因此導(dǎo)致信號噪音過高，從而影響該衰減器的性能。
再一種現(xiàn)有可調(diào)光衰減器可參照美國專利第4,989,938號(參照圖1)，該可調(diào)光衰減器100包括一殼體150，該殼體150進一步收容第一光纖連接器140、第一光學透鏡160、第一光纖180、和第一光學透鏡160分隔的第二光學透鏡200、第二光纖連接器220、第二光纖240、一濾光片260以及一驅(qū)動裝置280。該濾光片260的光吸收密度沿其長度方向呈梯度變化。該濾光片260放置在光學透鏡160和200之間，并且和該透鏡的光軸垂直，且連接至驅(qū)動裝置280。該濾光片260和該光學透鏡160、200還進一步鍍有抗反射膜以提高回波損耗。
由于該濾光片260的光吸收密度沿其長度方向呈梯度變化，因此通過驅(qū)動裝置280在垂直方向移動濾光片260可使濾光片260的不同光吸收密度區(qū)域位于兩個光學透鏡160、200之間，該不同光吸收密度區(qū)域傳送和吸收不同的光能量，因此在光學透鏡160、200之間提供連續(xù)可變的濾光片，從而使通過該裝置的光信號可得到不同程度的衰減。但是，濾光片和光學透鏡的抗反射膜的設(shè)計及制造技術(shù)較高，而且濾光片的價格昂貴，所以，該衰減器的成本較高。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種可調(diào)光衰減器，其可調(diào)衰減范圍較大、結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷且成本低。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的提供一可調(diào)光衰減器，其包括一第一組棱鏡、一第二組棱鏡、和一遮擋板，其中該第一組棱鏡包括一第一棱鏡、一第二棱鏡；第二組棱鏡包括一第三棱鏡、一第四棱鏡。該四個棱鏡均具有兩個不平行的相對面，而且該四個棱鏡順序排列在通過該光衰減器的光束的光路中，該遮擋板置于第二棱鏡與第三棱鏡之間，其可阻擋該光束的部分光，通過調(diào)節(jié)該遮擋板的位置可實現(xiàn)光功率的可變衰減。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點通過采用棱鏡對光進行擴束，并通過遮擋板阻擋部分擴束光，從而實現(xiàn)光功率的可變衰減，比現(xiàn)有的橫向位移型光衰減器調(diào)節(jié)精度高，而且本實用新型可調(diào)光衰減器的機械結(jié)構(gòu)較為簡單，操作便捷，成本較低。

圖1是現(xiàn)有可調(diào)光衰減器的示意圖。
圖2是本實用新型可調(diào)光衰減器的立體示意圖。
圖3是本實用新型可調(diào)光衰減器的光路示意圖。
圖4是本實用新型可調(diào)光衰減器的兩個棱鏡之間的光路示意圖。
具體實施方式
請參照圖2至圖4，本實用新型可調(diào)光衰減器包括一衰減裝置11、一底座12、一第一準直器13和一第二準直器14。該衰減裝置11進一步包括一第一組棱鏡、一第二組棱鏡、一載體115和一遮擋板116，其中，該第一組棱鏡包括一第一棱鏡111、一第二棱鏡112，第二組棱鏡包括一第三棱鏡113、一第四棱鏡114。其中，該四個棱鏡111、112、113、114均具有兩個不平行的相對面，該兩個不平行的相對面成一夾角β，且該四個棱鏡的兩個不平行相對面所成的夾角均相等。載體115呈一T型結(jié)構(gòu)，其凸出部分進一步開設(shè)一凹槽1151，用于固持遮擋板116，該遮擋板116可以阻擋入射在其表面的光通過?？赏ㄟ^手動或電控來驅(qū)動該載體115移動，進而帶動該遮擋板116移動。
底座12包括一底板121、第一側(cè)壁122和第二側(cè)壁124。該兩個側(cè)壁122、124分別開設(shè)一通孔1221、1241，用于容置支撐兩個準直器13、14。四個棱鏡111、112、113、114順序排列在兩個準直器13、14之間，并且固定在底板121上。第一棱鏡111和第二棱鏡112根據(jù)其兩個不平行相對面所成的夾角方向相反放置，并且該第一棱鏡111的表面1102與第二棱鏡112的表面1104之間成一夾角α(詳后述)。第一棱鏡111的表面1101與入射在該表面的光路成一夾角θ(詳后述)。第三、第四兩個棱鏡113、114之間的排列和第一、第二兩個棱鏡111、112之間的排列呈鏡像對稱。底板121在第二棱鏡112與第三棱鏡113之間進一步開設(shè)一T型槽123，第一、第二兩個棱鏡111、112與第三、第四兩個棱鏡113、114對稱位于該T型槽123的兩側(cè)。該T型槽123與載體115配合，并且該固持在載體115的遮擋板116與第二棱鏡112和第三棱鏡113之間的光路成一夾角，以提高該光衰減器的回波損耗。該載體115可沿該T型槽123移動，進而帶動該遮擋板116移動以調(diào)節(jié)其遮擋光束的大小，實現(xiàn)光功率的可變衰減。
請參閱圖3和圖4，工作時輸入光信號由第一準直器13以平行光束131進入衰減裝置11，該平行光束131的直徑為d1，其在第一棱鏡111的表面1101入射，入射角為θ1，平行光束131在第一棱鏡111內(nèi)發(fā)生第一次折射，折射角為θ2，被折射后的平行光束132與第一棱鏡111的表面1102垂直，因此平行光束132在第一棱鏡111的表面1102不發(fā)生折射而仍沿原方向出射，其直徑為d12，然后平行光束132在第二棱鏡112的表面1103入射，入射角為θ3，平行光束132在第二棱鏡112內(nèi)發(fā)生第二次折射，折射角為θ4，被折射后的平行光束133與第二棱鏡112的表面1104垂直，因此平行光束133在第二棱鏡112的表面1104不發(fā)生折射而仍沿原方向出射，其直徑為d2。然后平行光束133的部分光被與該光路稍傾斜一角度的遮擋板116遮擋，因此實現(xiàn)光功率的衰減，該衰減量可通過移動遮擋板116來控制。未被遮擋板116遮擋的平行光束134仍沿原方向入射至與第一、第二兩個棱鏡111、112相對稱放置的第三、第四兩個棱鏡113、114，該平行光束134的光路與前述的光路相反，最后由平行光束135入射至第二準直器14中輸出。
折射角θ2推算如下θ2＝β＝θ5(1)根據(jù)Snell定律可得n0sinθ1＝n1sinθ2(2)(2)式中n0為空氣的折射率，n1為棱鏡的折射率。由(1)式和(2)式得θ1＝sin-1[(n1sinβ)/n0](3)又因為第一棱鏡111的表面1101與入射在該表面的光路所成的夾角θ為θ＝π/2-θ1(4)所以θ＝π/2-sin-1[(n1sinβ)/n0] (5)又因為第一棱鏡111的表面1102與第二棱鏡112的表面1104所成的夾角α為α＝θ1-θ2(6)所以α＝sin-1[(n1sinβ)/n0]-β (7)又因為Lcosθ1＝d1(8)Lcosθ2＝d12(9)由(2)式、(8)式及(9)式得d12/d1＝cosθ2/cosθ1＝cos[sin-1(n0sinθ1/n1)]/cosθ1(10)又因為平行光束132與第一棱鏡111的表面1102垂直，而且平行光束133與第二棱鏡112的表面1104垂直，所以θ3＝θ1(11)θ4＝θ2(12)因為第二棱鏡112的兩個不平行相對面1103、1104的夾角與第一棱鏡111的兩個不平行相對面1101、1102所成的夾角相等，所以同理可得d2/d12＝cos[sin-1(n0sinθ1/n1)]/cosθ1(13)由(3)式、(10)式及(13)式得平行光束133的直徑d2與平行光束131的直徑d1的比值為d2/d1＝cos2[sin-1(n0sinθ1/n1)]/cos2θ1＝cos2β/cos2[sin-1(n1sinβ/n0)]＞1 (14)亦即平行光束131經(jīng)第一棱鏡111和第二棱鏡112后出射的平行光束133的直徑擴大如(14)式的倍率。故，利用遮擋板116遮擋該擴大后的光束133較遮擋直接由第一準直器13輸出的平行光束131的精度高，亦即衰減精度高。
另外本實用新型可調(diào)光衰減器，其中所說的第一組棱鏡和第二組棱鏡可分別為一個棱鏡，而且本實用新型可調(diào)光衰減器的棱鏡也可為其它能擴散光束的擴束器件。
權(quán)利要求1.一種可調(diào)光衰減器，包括一第一準直器、一第二準直器和一置于該第一、第二準直器之間的衰減裝置，其特征在于該衰減裝置包括一遮擋板、和位于該遮擋板兩側(cè)的第一、第二兩組擴束器件。
2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)光衰減器，其特征在于該擴束器件為棱鏡。
3.如權(quán)利要求2所述的可調(diào)光衰減器，其特征在于該遮擋板與第一、第二兩組棱鏡之間的光路成一夾角，且可沿該光路垂直方向移動。
4.如權(quán)利要求3所述的可調(diào)光衰減器，其特征在于該第一、第二兩組棱鏡結(jié)構(gòu)完全相同。
5.如權(quán)利要求4所述的可調(diào)光衰減器，其特征在于該第一組棱鏡包括第一、第二棱鏡，第二兩組棱鏡包括第三、第四棱鏡。
6.如權(quán)利要求4所述的可調(diào)光衰減器，其特征在于該第一、第二兩組棱鏡可分別為一個棱鏡。
7.如權(quán)利要求5所述的可調(diào)光衰減器，其特征在于該第一、第二、第三和第四四個棱鏡均至少具有兩個不平行的相對面，而且該兩個不平行的相對面形成一夾角。
8.如權(quán)利要求7所述的可調(diào)光衰減器，其特征在于該四個棱鏡的兩個不平行的相對面相所形成的夾角相等。
9.如權(quán)利要求8所述的可調(diào)光衰減器，其特征在于該第一組棱鏡的第一棱鏡與第二棱鏡的兩個不平行相對面所形成的夾角方向相反。
10.如權(quán)利要求9所述的可調(diào)光衰減器，其特征在于該第一組棱鏡的第一棱鏡與第二棱鏡之間成一夾角。
11.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)光衰減器，其特征在于該第一組擴束器件與第二組擴束器件對稱放置于該遮擋板的兩側(cè)。
12.如權(quán)利要求7所述的可調(diào)光衰減器，其特征在于該可調(diào)光衰減器的光束是由該第一、第二、第三和第四四個棱鏡的兩個不平行相對面通過。
13.如權(quán)利要求12所述的可調(diào)光衰減器，其特征在于該第一、第二、第三和第四四個棱鏡的兩個不平行相對面中有一個棱鏡的不平行相對面與該光路垂直。
專利摘要一種可調(diào)光衰減器包括一第一組棱鏡、一第二組棱鏡、和一遮擋板，其中該第一組棱鏡包括一第一棱鏡、一第二棱鏡；第二組棱鏡包括一第三棱鏡、一第四棱鏡。該四個棱鏡均具有兩個不平行的相對面，且該四個棱鏡順序排列在通過該光衰減器的光束光路中，該遮擋板放置在第二棱鏡與第三棱鏡之間，其可阻擋該光束的部分光，通過調(diào)節(jié)該遮擋板的位置可實現(xiàn)光功率的可變衰減。
文檔編號G02B6/32GK2522881SQ0125853
公開日2002年11月27日 申請日期2001年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月7日
發(fā)明者張智強 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司