本實(shí)用新型涉及光纖波片。

背景技術(shù)：

波片是指輸入兩個(gè)線(xiàn)偏振光，當(dāng)其偏振方向與波片自身的兩個(gè)偏振主軸方向一致時(shí)，在輸出端產(chǎn)生光程差(或者相位差)的一種光學(xué)元件。根據(jù)光程差與波長(zhǎng)的比率不同，可分為1/2波長(zhǎng)，1/4波長(zhǎng)，1/8波長(zhǎng)等。通過(guò)多個(gè)不同波片的組合，可以使一種輸入偏振態(tài)變換為任意一種需要的輸出偏振態(tài)。傳統(tǒng)的波片由一定厚度的光學(xué)晶體組成，可以用來(lái)進(jìn)行偏振光的變換。波片對(duì)厚度要求十分嚴(yán)格，加工精度在亞波長(zhǎng)級(jí)(nm量級(jí))；而且，由光學(xué)晶體構(gòu)成的波片用于光纖系統(tǒng)中時(shí)，不能直接與光纖連接，必須加裝自聚焦透鏡才能與光纖連接，使用很不方便，因此直接利用光纖制備的光纖波片應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)有技術(shù)中各種光纖波片都是固定波長(zhǎng)比率的，當(dāng)使用到光纖系統(tǒng)(光纖通信或光纖傳感系統(tǒng))中時(shí)，都不能進(jìn)行在線(xiàn)快速調(diào)諧，除此以外，由于光纖系統(tǒng)中的偏振態(tài)變化快且不穩(wěn)定，單一的固定波長(zhǎng)比率的波片很難適應(yīng)這種變化。

制作光纖波片目前有如下多種方法：(1)具有多種偏振態(tài)變換功能的寬帶光纖波片。它利用旋扭的線(xiàn)偏振光纖，使一端不旋扭，而另一端快速旋扭。這種方法必須采用特殊的光纖制作工藝。(2)在光學(xué)平臺(tái)上刻蝕出一個(gè)固定直徑的凹槽，并將彎曲損耗小的光纖敷設(shè)在凹槽中。(3)零溫度系數(shù)光學(xué)波片與偏振態(tài)變換器；(4)1/4光纖波片溫度補(bǔ)償電路；(5)利用單模光纖通過(guò)熱熔加熱的方法制作的1/4波片。

以上各種光纖波片都是固定波長(zhǎng)比率的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在提供一種可調(diào)諧光纖波片，以便當(dāng)它連接到光纖系統(tǒng)中 時(shí)進(jìn)行在線(xiàn)的快速調(diào)諧。

本實(shí)用新型提供一種可調(diào)諧光纖波片，包括第一段保偏光纖、第二段保偏光纖、擠壓機(jī)構(gòu)、以及基座，所述擠壓機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述基座上，包括手動(dòng)微分頭、上擠壓塊、下擠壓塊、以及電驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述第二段保偏光纖從所述上擠壓塊與所述下擠壓塊之間穿過(guò)；所述手動(dòng)微分頭底端與所述上擠壓塊頂部相連，以控制所述上擠壓塊對(duì)所述第二段保偏光纖的擠壓力；所述電驅(qū)動(dòng)裝置頂端與所述下擠壓塊底部相連，用于控制所述下擠壓塊對(duì)所述第二段保偏光纖的擠壓力，從而能夠?qū)ΣㄆM(jìn)行快速調(diào)諧。

優(yōu)選地，所述第一段保偏光纖的偏振主軸與所述第二段保偏光纖的偏振主軸成45°夾角連接。

優(yōu)選地，所述電驅(qū)動(dòng)裝置包括PZT壓電陶瓷和驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與所述PZT壓電陶瓷相連，以控制所述PZT壓電陶瓷的伸縮。

優(yōu)選地，所述第二段保偏光纖的外表面具有金屬化鍍膜。

優(yōu)選地，所述擠壓機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)上蓋和一對(duì)左右對(duì)稱(chēng)的導(dǎo)柱，所述上蓋疊放在所述上擠壓塊上，所述手動(dòng)微分頭固定連接在所述上蓋上，其活動(dòng)頭頂?shù)剿錾蠑D壓塊的頂部，當(dāng)旋動(dòng)該微分頭的手柄時(shí)，可推動(dòng)上擠壓塊向下運(yùn)動(dòng)；所述導(dǎo)柱的底部固定在所述基座上，并且所述導(dǎo)柱的頂部依次穿過(guò)所述下擠壓塊、所述上擠壓塊和所述上蓋，用于保證所述第二段保偏光纖所受擠壓力的方向不傾斜。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)柱、所述上擠壓塊、所述下擠壓塊采用直線(xiàn)軸承的結(jié)構(gòu)，用于減少所述上擠壓塊、所述下擠壓塊沿所述導(dǎo)柱上下運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力。

優(yōu)選地，所述上擠壓塊與手動(dòng)微分頭活動(dòng)頭連接處設(shè)有一個(gè)防滑小坑。經(jīng)發(fā)明人研究，當(dāng)擠壓機(jī)構(gòu)作用力的方向?qū)?zhǔn)保偏光纖的一個(gè)主軸(慢軸或者快軸)時(shí)，雙折射的大小會(huì)發(fā)生改變，但不改變快慢軸的方向，因此也就改變了兩個(gè)偏振分量的光程差。當(dāng)壓力作用于慢軸時(shí)，雙折射變小，拍長(zhǎng)變大；當(dāng)作用于快軸時(shí)，雙折射增大，拍長(zhǎng)變短。根據(jù)這一原理，發(fā)明人制成了可調(diào)諧的波片。

第一段保偏光纖作為偏振光的輸入級(jí)，當(dāng)輸入線(xiàn)偏振光的偏振方向?qū)?zhǔn)該段保偏光纖的偏振主軸時(shí)，從第一段保偏光纖輸出的偏振光進(jìn)入第二段保偏光纖，這個(gè)偏振光會(huì)自動(dòng)分解為沿快軸方向和慢軸方向的兩個(gè)分量。利用 第二段保偏光纖的高雙折射特性，可以實(shí)現(xiàn)偏振旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型的創(chuàng)新之處在于，當(dāng)對(duì)第二段保偏光纖進(jìn)行擠壓時(shí)，將改變這段保偏光纖雙折射的大小。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)擠壓力的方向沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)保偏光纖的主軸時(shí)，雙折射的變化呈現(xiàn)復(fù)雜的規(guī)律。理論和實(shí)驗(yàn)都證明，只有當(dāng)擠壓力的方向嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)偏振主軸時(shí)，則只改變雙折射的大小，而不改變雙折射的方向。利用這一現(xiàn)象，通過(guò)快速改變擠壓力，便實(shí)現(xiàn)了光纖波片的快速調(diào)諧。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用的情況，對(duì)波片進(jìn)行快速調(diào)諧，以克服因光纖系統(tǒng)偏振態(tài)的波動(dòng)而造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定問(wèn)題。

因此，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了根據(jù)實(shí)際使用情況而快速地連續(xù)調(diào)諧光纖波片，能夠?qū)崿F(xiàn)線(xiàn)偏振光在龐加萊球上的任意旋轉(zhuǎn)，對(duì)于光纖系統(tǒng)中的全光信號(hào)高速處理具有重要的意義。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅用于解釋本實(shí)用新型的構(gòu)思。

圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的示意圖。

圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的示意圖。

附圖標(biāo)記匯總：

1、第一段保偏光纖 2、第二段保偏光纖 3、上擠壓塊

4、下擠壓塊 5、手動(dòng)微分頭 6、PZT壓電陶瓷

7、驅(qū)動(dòng)電路 8、基座 9、導(dǎo)柱

10、上蓋

具體實(shí)施方式

在下文中，將參照附圖描述本實(shí)用新型的可調(diào)諧光纖波片的實(shí)施例。

在此記載的實(shí)施例為本實(shí)用新型的特定的具體實(shí)施方式，用于說(shuō)明本實(shí)用新型的構(gòu)思，均是解釋性和示例性的，不應(yīng)解釋為對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式及本實(shí)用新型范圍的限制。除在此記載的實(shí)施例外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠基于本申請(qǐng)權(quán)利要求書(shū)和說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的內(nèi)容采用顯而易見(jiàn)的其它技術(shù)方 案，這些技術(shù)方案包括對(duì)在此記載的實(shí)施例做出任何顯而易見(jiàn)的替換和修改的技術(shù)方案。

本說(shuō)明書(shū)的附圖為示意圖，輔助說(shuō)明本實(shí)用新型的構(gòu)思，示意性地表示各部分的形狀及其相互關(guān)系。請(qǐng)注意，為了便于清楚地表現(xiàn)出本實(shí)用新型實(shí)施例的各部分的結(jié)構(gòu)，各附圖之間不一定按照相同的比例繪制。相同或相似的參考標(biāo)記用于表示相同或相似的部分。

第一實(shí)施例

參見(jiàn)圖1，在本實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供一種可調(diào)諧光纖波片，包括第一段保偏光纖1、第二段保偏光纖2、擠壓機(jī)構(gòu)、以及基座8。所述擠壓機(jī)構(gòu)設(shè)置于基座8上，包括手動(dòng)微分頭5、上擠壓塊3、下擠壓塊4、PZT壓電陶瓷6和驅(qū)動(dòng)電路7。PZT壓電陶瓷6和驅(qū)動(dòng)電路7構(gòu)成電驅(qū)動(dòng)裝置。

擠壓機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)可以采用手動(dòng)方式、電動(dòng)方式、或者手動(dòng)方式和電動(dòng)方式相結(jié)合的方式。手動(dòng)方式例如采用手動(dòng)微分頭調(diào)節(jié)，電動(dòng)方式例如采用PZT壓電陶瓷作為驅(qū)動(dòng)。在本實(shí)施例中是采用手動(dòng)方式和電動(dòng)方式相結(jié)合的方式。

上擠壓塊3與下擠壓塊4疊放，且上擠壓塊3的底部與下擠壓塊4的頂部相對(duì)，第二段保偏光纖2從上擠壓塊3與下擠壓塊4之間穿過(guò)，手動(dòng)微分頭5置于上擠壓塊3的頂部，PZT壓電陶瓷6的頂部與下擠壓塊4的底部相連，所述PZT壓電陶瓷底部與所述基座相連接固定于所述基座上，所述驅(qū)動(dòng)電路與所述PZT壓電陶瓷用導(dǎo)線(xiàn)連接。

第一段保偏光纖1與第二段保偏光纖2的偏振主軸成45°夾角連接，其中第一段保偏光纖1作為輸入光纖，當(dāng)輸入光的偏振態(tài)為線(xiàn)偏振態(tài)且偏振方向?qū)?zhǔn)第一段保偏光纖1的偏振主軸時(shí)，由于它與第二段保偏光纖2的偏振主軸成45°夾角，所以當(dāng)光達(dá)到第二段保偏光纖2時(shí)，自動(dòng)分成為快軸與慢軸兩個(gè)分量。

通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)微分頭5，來(lái)改變手動(dòng)微分頭5對(duì)上擠壓塊3的壓力，同時(shí)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路7的輸出電壓，控制PZT壓電陶瓷6的伸縮，可以改變下擠壓塊4所受壓力，從而能過(guò)快速改變第二段保偏光纖2的偏振主軸所受的擠壓力。

當(dāng)擠壓機(jī)構(gòu)作用力的方向?qū)?zhǔn)第二段保偏光纖2的偏振主軸(快軸或者 慢軸)時(shí)，通過(guò)改變第二段保偏光纖2的偏振主軸所受的擠壓力，則只改變了雙折射的大小，而不改變快慢軸的方向，因此也就改變了兩個(gè)偏振分量的光程差，從而實(shí)現(xiàn)了波片的在線(xiàn)快速調(diào)諧。

第二段保偏光纖2的表面可進(jìn)行特殊的金屬化鍍膜處理，以使保偏光纖經(jīng)受住反復(fù)的擠壓，且性能不變。普通保偏光纖的護(hù)套是環(huán)氧樹(shù)脂或者其他塑料，當(dāng)它被反復(fù)擠壓時(shí)，不僅一部分?jǐn)D壓力會(huì)被護(hù)層吸收，而且因塑性變形使其重復(fù)性不好，易損壞。經(jīng)上述金屬化鍍膜處理后，光纖能夠經(jīng)受反復(fù)擠壓，而且性能不變化。

手動(dòng)微分頭5的外表面設(shè)有一圈防滑結(jié)構(gòu)，便于操作者更方便地改變擠壓機(jī)構(gòu)受力的大小。

驅(qū)動(dòng)電路7調(diào)節(jié)輸出電壓的方法采用線(xiàn)性串聯(lián)式電壓調(diào)節(jié)方法。

優(yōu)選地，采用線(xiàn)性調(diào)節(jié)輸入電壓的方式，通過(guò)電壓放大獲得PZT所需的高壓；

或者，采用輸出固定幅度電壓但調(diào)節(jié)其占空比的方式來(lái)調(diào)解施加于PZT的電壓。

第二實(shí)施例

參見(jiàn)圖2，在本實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供一種可調(diào)諧光纖波片，包括第一段保偏光纖1、第二段保偏光纖2、擠壓機(jī)構(gòu)、以及基座8。所述擠壓機(jī)構(gòu)設(shè)置于基座8上，包括手動(dòng)微分頭5、上擠壓塊3、下擠壓塊4、PZT壓電陶瓷6、驅(qū)動(dòng)電路7、導(dǎo)柱9、上蓋10。PZT壓電陶瓷6和驅(qū)動(dòng)電路7構(gòu)成電驅(qū)動(dòng)裝置。

如前所述，擠壓機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)可以采用手動(dòng)方式、電動(dòng)方式、或者手動(dòng)方式和電動(dòng)方式相結(jié)合的方式。手動(dòng)方式例如采用手動(dòng)微分頭調(diào)節(jié)，電動(dòng)方式例如采用PZT壓電陶瓷作為驅(qū)動(dòng)。在本實(shí)施例中也是采用手動(dòng)方式和電動(dòng)方式相結(jié)合的方式。

下擠壓塊4、上擠壓塊3、上蓋10依次疊放，上擠壓塊3的底部與下擠壓塊4的頂部相對(duì)，上蓋10的底部與上擠壓塊3的頂部相對(duì)。手動(dòng)微分頭5固定在上蓋10上，其活動(dòng)頭的頂部頂?shù)缴蠑D壓塊上。PZT壓電陶瓷6的頂端固定連接在下擠壓塊4的底部，其底端置于基座8上，與驅(qū)動(dòng)電路7通過(guò)線(xiàn)路連接。導(dǎo)柱9底端固定在基座8上，頂端依次穿過(guò)下擠壓塊4、上擠壓塊 3、以及上蓋10。

第一段保偏光纖1與第二段保偏光纖2的偏振主軸成45°夾角連接，其中第一段保偏光纖1作為輸入光纖，當(dāng)輸入光的偏振態(tài)為線(xiàn)偏振態(tài)且偏振方向?qū)?zhǔn)第一段保偏光纖1的偏振主軸時(shí)，由于它與第二段保偏光纖2的偏振主軸成45°夾角，所以當(dāng)光達(dá)到第二段保偏光纖2時(shí)，自動(dòng)分成為快軸與慢軸兩個(gè)分量。

通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)微分頭5，來(lái)改變對(duì)上擠壓塊3的壓力，同時(shí)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路7的輸出電壓，控制PZT壓電陶瓷6的伸縮，可以改變下擠壓塊4所受壓力，從而能過(guò)快速改變上下擠壓塊對(duì)第二段保偏光纖2的偏振主軸的擠壓力。

當(dāng)擠壓機(jī)構(gòu)作用力的方向?qū)?zhǔn)第二段保偏光纖2的偏振主軸(快軸或者慢軸)時(shí)，同時(shí)導(dǎo)柱9保證了第二段保偏光纖2的偏振主軸所受擠壓力的方向不會(huì)傾斜，所以當(dāng)改變第二段保偏光纖2的偏振主軸所受的擠壓力時(shí)，則只改變了雙折射的大小，而不改變快慢軸的方向，因此也就改變了兩個(gè)偏振分量的光程差，從而實(shí)現(xiàn)了波片的在線(xiàn)快速調(diào)諧。

由于導(dǎo)柱9、上擠壓塊3、下擠壓塊4采用線(xiàn)性軸承的結(jié)構(gòu)，減少了上擠壓塊3、下擠壓塊4沿導(dǎo)柱上下運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，以更精確地進(jìn)行波片的在線(xiàn)快速調(diào)諧。

與第一實(shí)施例一樣，第二段保偏光纖2的表面可進(jìn)行特殊的金屬化鍍膜處理。

驅(qū)動(dòng)電路7調(diào)節(jié)輸出電壓的方法有兩種：①采用脈沖調(diào)寬(調(diào)節(jié)一定頻率的脈沖的占空比)的方法實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)；②采用線(xiàn)性改變輸入調(diào)壓的方法調(diào)解。

以上對(duì)本實(shí)用新型的可調(diào)諧光纖波片的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型的可調(diào)諧光纖波片的具體特征如形狀、尺寸和位置可以根據(jù)上述披露的特征的作用進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)均是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)的。而且，上述披露的各技術(shù)特征并不限于已披露的與其它特征的組合，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可根據(jù)本實(shí)用新型之目的進(jìn)行各技術(shù)特征之間的其它組合，以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型之目的為準(zhǔn)。