專利名稱：擋片式光衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及光學(xué)無源器件。
衰減片型光衰減器的工作原理是直接將具有吸收特性的光衰減片固定在光纖端面上或光路中，達(dá)到衰減光信號(hào)的目的。具體制作方法是，通過機(jī)械裝置，將衰減片直接固定于準(zhǔn)直光路中，當(dāng)光信號(hào)經(jīng)過四分之一節(jié)距自聚焦透鏡準(zhǔn)直后，通過光衰減片時(shí)，光能量即被衰減，再被第二個(gè)四分之一節(jié)距自聚焦透鏡聚焦耦合進(jìn)光纖中。使用不同衰減量的衰減片，就可得到相應(yīng)衰減值的光衰減器。
此種方法不僅可以用來制作固定光衰減器，也可以用來制作可變光衰減器，此時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)或步進(jìn)衰減片。在制作可變光衰減器時(shí)，衰減器對(duì)衰減片鍍膜層的均勻性要求很高，同時(shí)，衰減量的精度還與器件零部件的加工精度和裝配有關(guān)，要求重要零件必須精密加工，并且需要耐磨、防潮、防塵，裝配精度要高，密封性能要好。
當(dāng)然，為了提高衰減精度，可以采用電路反饋控制的辦法，但成本較高，使用受到限制。
本實(shí)用新型的擋片式光衰減器，輸出光纖準(zhǔn)直器與輸入光纖準(zhǔn)直器經(jīng)耦合光路對(duì)準(zhǔn)，其特征在于耦合光路區(qū)域設(shè)置由微進(jìn)給機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的擋光片，擋光片平面與耦合光路軸線成α角，10°≤α≤70°。
所述的擋片式光衰減器，輸出光纖準(zhǔn)直器與輸入光纖準(zhǔn)直器可以合為一體，由四分之一節(jié)距的自聚焦透鏡和兩根平行的單模光纖組成雙光纖準(zhǔn)直器，與其光軸大體垂直放置反光鏡，反光鏡和雙光纖準(zhǔn)直器之間為耦合光路。
所述的擋片式光衰減器，所述擋片前緣形狀可以是角度為β的銳角三角形，0＜β≤45°
所述的擋片式光衰減器，所述檔片前緣也可以一邊形狀為直線，另一邊形狀為對(duì)數(shù)曲線。
所述的擋片式光衰減器，擋光片可以由亞微米或微米級(jí)螺旋測(cè)微器螺旋柄驅(qū)動(dòng)。
本實(shí)用新型中的擋光片由微進(jìn)給機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)程度較高，擋光片是可以連續(xù)移動(dòng)的，使得光衰減器衰減量連續(xù)可調(diào)。擋光片放置和移動(dòng)方向與擴(kuò)束準(zhǔn)直器軸線方向夾角大于10度小于70度，以獲得較大的回波損耗和擋光行程，例如擋光片由螺旋測(cè)微器螺旋柄驅(qū)動(dòng)，它轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，擋光片將前進(jìn)0.5毫米，若螺旋測(cè)微器螺旋柄每圈有50格，則擋光片步進(jìn)精度可達(dá)0.01毫米。擴(kuò)束準(zhǔn)直器可以將光纖光束擴(kuò)至2毫米，特定形狀擋光片從光路光斑邊緣擋光，根據(jù)精度要求和準(zhǔn)直平行光束直徑可設(shè)定行程，設(shè)行程為10毫米，若要求衰減量達(dá)40分貝，則理論衰減精度可以達(dá)到0.04分貝。改變擋光片的行程(擋光片相應(yīng)改變)或步進(jìn)精度(與螺旋測(cè)微器螺旋柄有關(guān)，有的可達(dá)1微米或亞微米)，即可改變光衰減器的衰減精度。這樣，即可實(shí)現(xiàn)使光衰減器具有可靠性高、衰減精度高、偏振無關(guān)、溫度使用范圍大、回波損耗高、光譜范圍大、量程大、成本低等較多優(yōu)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行陣列化、智能化(微型電機(jī)驅(qū)動(dòng))，市場(chǎng)前景較好。將在光纖CATV網(wǎng)、光纖測(cè)量?jī)x表、光纖器件制作與測(cè)試、光纖實(shí)驗(yàn)室及其它光學(xué)技術(shù)測(cè)量等方面得到廣泛應(yīng)用。
具體實(shí)施方式


圖1表示本實(shí)用新型的一種實(shí)施狀態(tài)，其中，1、5為光纖，2為輸出光纖準(zhǔn)直器，4為光纖準(zhǔn)直器，3為擋光片，擋光片3的運(yùn)動(dòng)方向與光纖準(zhǔn)直器2、4的軸線垂線傾斜。光纖準(zhǔn)直器由四分之一節(jié)距的自聚焦(GRIN)透鏡和單模光纖組成，市場(chǎng)上有出售。本實(shí)施例采用的光纖準(zhǔn)直器，可將光束擴(kuò)束準(zhǔn)直成為直徑為2毫米的圓柱平行光束。擋光片形狀見圖2擋光片。該圖中，8為圓柱光束的橢圓斜截面，3為擋光片，橢圓截面8的短軸直徑應(yīng)為2毫米。該圖表示將光束完全擋住的情形，開始擋光時(shí)，邊緣直線6將切入光斑8，選擇適當(dāng)?shù)闹本€斜率，例如0.2，擋光片的擋光行程可達(dá)10毫米以上。采用螺旋測(cè)微器螺旋柄作水平推進(jìn)裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，擋光片將前進(jìn)0.5毫米，若螺旋測(cè)微器螺旋柄每圈有50格，即擋光片步進(jìn)精度可達(dá)0.01毫米。若衰減量為40分貝，則衰減精度可達(dá)0.04分貝以上。
圖3表示本實(shí)用新型的另一種實(shí)施狀態(tài)，其中，1、5為光纖，9為雙光纖準(zhǔn)直器，由四分之一節(jié)距的自聚焦(GRIN)透鏡和單模光纖(兩根)組成，10為反射鏡，3為擋光片。光纖1中波長(zhǎng)為λ的光波離軸射入雙光纖準(zhǔn)直器9，出射光線被反射鏡10反射回光纖準(zhǔn)直器9，聚焦并耦合進(jìn)光纖5。擋光片3的運(yùn)動(dòng)方向與光纖準(zhǔn)直器9軸線傾斜45度。雙光纖準(zhǔn)直器9出射光束直徑為2毫米，擋光片形狀見圖2實(shí)施例擋光片，擋光片的擋光行程設(shè)為10毫米。仍采用螺旋測(cè)微器螺旋柄作水平推進(jìn)裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，擋光片將前進(jìn)0.5毫米，而螺旋測(cè)微器螺旋柄每圈有50格，即擋光片步進(jìn)精度可達(dá)0.01毫米，這樣，設(shè)衰減量為40分貝，衰減精度可達(dá)0.04分貝。
圖4表示擋光片推進(jìn)裝置各零件位置關(guān)系，3為擋光片，11為與擋光片成一體的導(dǎo)向桿，采用合金鋼加工而成，12為導(dǎo)向桿上的鍵槽，鍵13與之配合，防止擋光片3轉(zhuǎn)動(dòng)，14為零件殼體，采用45號(hào)炭素鋼，15為復(fù)位彈簧，16為螺旋測(cè)微器頂桿。
權(quán)利要求1.一種擋片式光衰減器，輸出光纖準(zhǔn)直器與輸入光纖準(zhǔn)直器經(jīng)耦合光路對(duì)準(zhǔn)，其特征在于耦合光路區(qū)域設(shè)置由微進(jìn)給機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的擋光片，擋光片平面與耦合光路軸線成α角，10°≤α≤70°。
2.如權(quán)利要求1所述的擋片式光衰減器，其特征在于輸出光纖準(zhǔn)直器與輸入光纖準(zhǔn)直器合為一體，由四分之一節(jié)距的自聚焦透鏡和兩根平行的單模光纖組成雙光纖準(zhǔn)直器，與其光軸大體垂直放置反光鏡，反光鏡和雙光纖準(zhǔn)直器之間為耦合光路。
3.如權(quán)利要求1或2所述的擋片式光衰減器，其特征在于所述擋光片前緣形狀是角度為β的銳角三角形，0＜β≤45°。
4.如權(quán)利要求1或2所述的擋片式光衰減器，其特征在于所述擋光片前緣一邊形狀為直線，另一邊形狀為對(duì)數(shù)曲線。
5.如權(quán)利要求3所述的擋片式光衰減器，其特征在于擋光片由亞微米或微米級(jí)螺旋測(cè)微器螺旋柄驅(qū)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求4所術(shù)的擋片式光衰減器，其特征在于擋光片由亞微米或微米級(jí)螺旋測(cè)微器螺旋柄驅(qū)動(dòng)。
專利摘要擋片式光衰減器,屬于光通信技術(shù),特別涉及光學(xué)無源器件,用于提高衰減精度、器件可靠性。輸出光纖準(zhǔn)直器與輸入光纖準(zhǔn)直器經(jīng)耦合光路對(duì)準(zhǔn),耦合光路區(qū)域設(shè)置由微進(jìn)給機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的擋光片,擋光片平面與耦合光路軸線成α角,10°≤α≤70°。所述擋光片前緣形狀可以是銳角三角形,也可以一邊形狀為直線,另一邊形狀為對(duì)數(shù)曲線。擋光片可以由螺旋測(cè)微器螺旋柄驅(qū)動(dòng)。具有可靠性高、衰減精度高、偏振無關(guān)、溫度使用范圍大、回波損耗高、光譜范圍大、量程大、成本低等較多優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02F1/01GK2510887SQ0127346
公開日2002年9月11日 申請(qǐng)日期2001年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者許振鄂, 張立國(guó), 陸冬生, 朱大慶 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)