專利名稱：溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光網(wǎng)絡(luò)通信、傳感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溫度調(diào)節(jié)型光衰減方法與 裝置背景技術(shù)
光衰減器是隨著光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種非常重要的光學(xué)無(wú)源器件，它可 以將收到的信號(hào)強(qiáng)度降低到所需要的程度，可用于光通信線路，系統(tǒng)的評(píng)估，研究及調(diào)整、 校正等方面，市場(chǎng)需求量巨大。
按照光衰減器的工作原理，目前的光衰減器可分為位移型光衰減器、鍍膜型光衰 減器、衰減片形光衰減器、液晶型光衰減器和光電轉(zhuǎn)換型光衰減器等。其中位移型光衰減 器、液晶型光衰減器和光電轉(zhuǎn)換型光衰減器為可變衰減，單這些光衰減器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械 部件要求精度高，成本高；鍍膜型光衰減器、衰減片形光衰減器雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但只是固定 衰減，功能單一發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新型的溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝 置；該方案實(shí)現(xiàn)了大范圍的高精度多環(huán)多進(jìn)制可數(shù)字調(diào)諧的光纖衰減器，解決了目前光纖 衰減器分立器件多，成本昂貴、結(jié)構(gòu)不緊湊，穩(wěn)定性差，性能難控制等問(wèn)題。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為在光纖端面或者兩段光纖的連接處設(shè)置半導(dǎo)體膜 片，將該連接處固定后置于一溫度可控的加溫器中，該加溫器可以為電阻加溫器，電阻兩端 由一對(duì)引線與控制電源相連構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)溫度可調(diào)。它具有結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、成本低、使用穩(wěn)定 可靠和測(cè)量范圍大的優(yōu)點(diǎn)，可調(diào)節(jié)的最小精度可以根據(jù)需要對(duì)最小光衰減器衰減量進(jìn)行設(shè) 計(jì)。
半導(dǎo)體膜片是一種光強(qiáng)隨溫度變化而變化的溫度敏感材料；目前市面上有這種現(xiàn) 成的半導(dǎo)體材料，其功能是導(dǎo)致反射系數(shù)隨溫度變化而變化，其材料可以是鍺、砷化鎵、硅 等半導(dǎo)體材料。
激光器發(fā)出激光通過(guò)光纖打到光纖端面或兩光纖之間的半導(dǎo)體膜片上，根據(jù)半導(dǎo) 體光的折射率-溫度物理特性，光纖端面的半導(dǎo)體材料所處的環(huán)境溫度發(fā)生變化會(huì)引起半 導(dǎo)體的折射率發(fā)生變化，折射率的變化導(dǎo)致反射率的變化，從而導(dǎo)致照射在半導(dǎo)體上透射 出來(lái)的光強(qiáng)發(fā)生變化，而達(dá)到溫度調(diào)節(jié)光功率的目的。
半導(dǎo)體膜層的折射率-溫度物理特性與半導(dǎo)體膜片厚度和半導(dǎo)體材料有關(guān)，他們 之間呈現(xiàn)一定的關(guān)系曲線，每種半導(dǎo)體材料對(duì)應(yīng)的曲線不同。根據(jù)半導(dǎo)體材料及膜層厚度 可以制定不同型號(hào)的溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝置。
當(dāng)半導(dǎo)體膜片的材料和膜厚度確定后，通過(guò)控制加溫器的溫度，可以實(shí)現(xiàn)所需的 光強(qiáng)衰減。
所述溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝置其特征在于所述的微型電阻加溫器?？梢允瞧瑺铍娮璨牧衔⑿碗娮瑁部梢允侵苯又谱髟诠饫w表面上的環(huán)狀金屬膜電阻。
本發(fā)明所述的溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝置可以實(shí)現(xiàn)η級(jí)級(jí)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)大的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié) 范圍。
本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積 極效果本發(fā)明所述的溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝置調(diào)節(jié)精度高且穩(wěn)定，可以實(shí)現(xiàn)大的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié) 范圍；同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高。本發(fā)明所涉及的大動(dòng)態(tài)范圍可靈活調(diào)諧的光纖衰 減器，在光通信和光纖傳感中非常有實(shí)用意義。


圖1為本發(fā)明所述的裝置結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明所述裝置η級(jí)級(jí)聯(lián)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖3為半導(dǎo)體材料的膜層厚度在不同溫度下的折射率曲線圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施步驟。
實(shí)施例1 如圖1所示，一種溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝置，包括半導(dǎo)體膜片1、控制光源 2、加溫器3、光纖4和引線5 ；兩段光纖4端面間設(shè)置一半導(dǎo)體膜片1，將該連接處固定后置 于一溫度可控的加溫器3中，該加溫器3可以為電阻加溫器，電阻兩端由一對(duì)引線5與控制 電源2相連構(gòu)成。
半導(dǎo)體膜片1是一種光強(qiáng)隨溫度變化而變化的溫度敏感材料；目前市面上有這種 現(xiàn)成的半導(dǎo)體材料，其功能是導(dǎo)致反射系數(shù)隨溫度變化而變化，其材料可以是鍺、砷化鎵、 硅等半導(dǎo)體材料，本實(shí)施例所選用的半導(dǎo)體材料為硅。
激光器發(fā)出激光通過(guò)光纖打到兩光纖之間的半導(dǎo)體膜片1上，根據(jù)半導(dǎo)體的折射 率-溫度物理特性，光纖端面的半導(dǎo)體材料所處的環(huán)境溫度發(fā)生變化會(huì)引起半導(dǎo)體的折射 率發(fā)生變化，折射率的變化導(dǎo)致反射率的變化，從而導(dǎo)致照射在半導(dǎo)體上透射出來(lái)的光強(qiáng) 發(fā)生變化，而達(dá)到溫度調(diào)節(jié)光功率的目的。
本實(shí)施例采用的加溫器3為微型電阻加溫器，是直接制作在光纖表面上的環(huán)狀金 屬膜電阻。
半導(dǎo)體膜層的折射率-溫度物理特性與半導(dǎo)體膜片厚度和半導(dǎo)體材料有關(guān)，他們 之間呈現(xiàn)一定的關(guān)系曲線，圖3為本實(shí)施例采用的硅材料所對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體膜層厚度和溫度 的關(guān)系。根據(jù)衰減的幅度，選擇不同厚度的半導(dǎo)體膜層。
當(dāng)半導(dǎo)體材料和膜層厚度確定后，通過(guò)調(diào)節(jié)加溫器的溫度，實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)度的衰減，結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高。
實(shí)施例2，如圖2所示，當(dāng)需要調(diào)節(jié)的范圍較大時(shí)，可以將η個(gè)溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝 置串聯(lián)使用，實(shí)現(xiàn)光的大動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)；使用穩(wěn)定可靠、測(cè)量范圍大。
權(quán)利要求
1.一種溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝置，其特征在于在兩段光纖的連接處設(shè)置半導(dǎo)體膜片， 將該連接處固定后置于一溫度可控的加溫器內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝置，其特征在于所述的加溫器可 以是片狀電阻材料微型電阻，也可以是直接制作在光纖表面上的環(huán)狀金屬膜電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝置，其特征在于所述的加溫器通 過(guò)兩端的引線和控制電源相連，實(shí)現(xiàn)加溫器的溫度可調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體膜片 可以通過(guò)鍍膜的方式鍍到光纖端面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝置，其特征在于所述的溫度調(diào)節(jié) 型光衰減裝置可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)串聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝置，通過(guò)在兩段光纖的連接處設(shè)置半導(dǎo)體膜片，將該連接處固定后置于一溫度可控的加溫器內(nèi)，根據(jù)光纖端面的半導(dǎo)體材料所處的環(huán)境溫度發(fā)生變化會(huì)引起半導(dǎo)體的折射率發(fā)生變化，折射率的變化導(dǎo)致反射率的變化，從而導(dǎo)致照射在半導(dǎo)體上透射出來(lái)的光強(qiáng)發(fā)生變化，而達(dá)到溫度調(diào)節(jié)光功率的目的。本發(fā)明所述的溫度調(diào)節(jié)型光衰減裝置調(diào)節(jié)精度高且穩(wěn)定，可以實(shí)現(xiàn)大的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)范圍；同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高。本發(fā)明所涉及的大動(dòng)態(tài)范圍可靈活調(diào)諧的光纖衰減器，在光通信和光纖傳感中非常有實(shí)用意義。
文檔編號(hào)G02F1/01GK102033331SQ20101052627
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者仝芳軒, 周正仙, 席剛, 楊斌, 皋魏 申請(qǐng)人:上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司