CN101221267B - 一种与偏振无关的光纤夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种偏振无关的光纤夹具。薄膜型压敏传感器嵌在夹具盖下端,V型槽的正上方,夹具盖下端的两侧装有可伸缩介质,可伸缩介质下端装有接触片,夹具盖及夹具底座装有可伸缩介质的一侧,通过与接触片和夹具底座相连接的活页能转动开启,可伸缩介质通过薄膜型压敏传感器的反馈调整其高度,V型槽两侧有垫片用于放置光纤,可伸缩介质和薄膜型压敏传感器通过导线分别与控制反馈电路连接。通过薄膜型压敏传感器与可伸缩介质的调整,并且V型槽制作成带缓冲的53°-60°夹角,使了光纤夹具带来的测试误差极小化,而且整个光纤夹具设计与传统光纤夹具兼容,在偏振不敏感型测试中可以当作传统光纤夹具使用,即提高了精准度又操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及光纤光学与精密测量仪器,特别是涉及一种与偏振无关的光纤夹具。
背景技术
在光纤传感器,光纤通信,光纤融接,光纤光学性能测试中,都需要光纤夹具来固定光纤。然而在很多应用中,由于传统光纤夹具对光纤的作用力的大小及方向不可调整,引入了很多测试误差。如用回截技术测试光纤双折射中,由于传统光纤夹具采用单活页式,输出端感生双折射,使得精确地测量光纤双折射变得困难;再如用扭转光纤的方法测试保偏光纤固有双折射时,由于夹持光纤两端的光纤夹具不可调,产生几毫米长度的“死区”;还有在测试光纤中的光偏振度时,由于传统夹具的限制引入了偏振度噪声。所以迫切需要设计一种即能与传统光纤夹具兼容,使用方便,又能够突破传统光纤夹具的限制,使得在光纤光学偏振相关的测试中误差达到极小。
发明内容
为了克服上述不足,本发明的目的是提供一种与偏振无关的光纤夹具,通过薄膜型压敏传感器与可伸缩介质的调整,并且V型槽制作成带缓冲的53°-60°夹角,使光纤夹具带来的测试误差极小化,而且整个光纤夹具设计与传统光纤夹具兼容,在偏振不敏感型测试中可以当作传统光纤夹具使用,即提高了精准度又操作方便。
本发明采用的技术方案如下:
包括夹具盖,可伸缩介质,薄膜型压敏传感器,V型槽,活页,接触片和夹具底座;薄膜型压敏传感器嵌在夹具盖下端,V型槽的正上方,夹具盖下端的两侧装有可伸缩介质,可伸缩介质下端装有接触片,夹具盖及夹具底座装有可伸缩介质的一侧,通过与接触片和夹具底座相连接的活页能转动开启,可伸缩介质通过薄膜型压敏传感器的反馈调整其高度,V型槽两侧有垫片用于放置光纤,可伸缩介质和薄膜型压敏传感器通过导线分别与控制反馈电路连接。
所述的控制反馈电路:包括单片机C8051F021,功率放大器和程控放大器;单片机C8051F021通过数模转换后经功率放大器控制可伸缩介质,薄膜型压敏传感器经程控放大器把电信号反馈到单片机C8051F021,与设定值进行比较,单片机C8051F021与计算机用串口相连。
本发明具有的有益效果是:
本发明通过薄膜型压敏传感器与可伸缩介质的调整,并且V型槽制作成带缓冲的53°-60°夹角,有效地解决了由于传统光纤夹具对光纤的作用力的大小及方向不可调整而产生的测量误差。由于传统光纤夹具夹持力过大,夹持角度不合理而产生了附加双折射,它干扰了对光纤固有双折射的测量。如用回截技术测试光纤双折射中,产生了测量误差;再如用扭转光纤的方法测试保偏光纤固有双折射时,产生几毫米长度的“死区”,无法进行准确测量;还有在测试光纤中的光偏振度时,引入了偏振度噪声。另外整个光纤夹具设计与传统光纤夹具兼容,在偏振不敏感型测试中可以当作传统光纤夹具使用,即提高了精准度又操作方便。
附图说明
图1是本发明的结构图。
图2是本发明的三维视图。
图3是本发明的反馈控制电路框图。
图中:1.夹具盖,2.可伸缩介质,3.薄膜型压敏传感器,4.V型槽,5.活页,6.接触部分,7.夹具底座,8.光纤,9.垫片,10.反馈控制电路。
具体实施方式
如图1、图2所示,本发明包括夹具盖1,可伸缩介质2,薄膜型压敏传感器3,V型槽4,活页5,接触片6和夹具底座7;薄膜型压敏传感器3嵌在夹具盖1下端,V型槽4的正上方,夹具盖1下端的两侧装有可伸缩介质2,可伸缩介质2下端装有接触片6,夹具盖1及夹具底座7装有可伸缩介质2的一侧,通过与接触片6和夹具底座7相连接的活页5能转动开启,可伸缩介质2通过薄膜型压敏传感器3的反馈调整其高度,V型槽4两侧有垫片9用于放置光纤8,可伸缩介质2和薄膜型压敏传感器3通过导线分别与控制反馈电路10连接。
如图3所示,所述的控制反馈电路10:包括单片机C8051F021,功率放大器和程控放大器;单片机C8051F021通过数模转换后经功率放大器控制可伸缩介质2,薄膜型压敏传感器3经程控放大电路把电信号反馈到单片机C8051F021,与设定值进行比较,单片机C8051F021与计算机用串口相连。
所述的V型槽4,其角度为53°-60°,光纤8与夹具底座7的接触点在V型槽4上。
所述的接触片6与夹具底座7的材料分别为南、北极磁性材质,或铁质与磁性材料的组合。
所述的可伸缩介质2是压电陶瓷,其初始高度为1~5毫米,两块可伸缩介质大小及形状一样。
所述的薄膜型压敏传感器3测量范围为1N以内,分辩率为0.01N-0.1N。
所述的光纤夹具宽度为8~15毫米,高度为3~7毫米,长度为20~40毫米。
所述的夹具盖1、薄膜型压敏传感器3、接触片6与可伸缩介质2长度为10毫米到20毫米。
单片机C8051F021通过数模转换后经功率放大器控制可伸缩介质2,薄膜型压敏传感器3经程控放大电路把电信号反馈到单片机C8051F021,与设定值进行比较,单片机C8051F021与计算机用串口相连。在偏振相关的光纤光学测试中,其操作步骤如下:开启活页5,在V型槽4中放置光纤,盖上夹具盖时,接触片6与夹具底座7磁性相吸,在可伸缩介质2初始高度下,光纤与薄膜型压敏传感3之间分别有50微米到400微米的空隙,此时薄膜型压敏传感器3的值为0,通过反馈通知可伸缩介质2逐步收缩高度,收缩步长为2微米到10微米,在不同精度要求的测试中夹持光纤的力都有所区别,根据实际要求,通过读薄膜型压敏传感器3的值可以获得所需压力。在偏振不敏感型测试中,其操作步骤如下:开启活页5,在V型槽4中放置光纤,盖上夹具盖时,接触片6与夹具底座7磁性相吸,薄膜型压敏传感器3与可伸缩介质2不工作,于是这就是传统的光纤夹具。
用上述方法使用光纤夹具,有效地解决了由于传统光纤夹具的不合理带来的各种问题,包括对光纤的作用力的大小及方向不当,在测试光纤中的光偏振度时,引入的偏振度噪声;测试光纤双折射,传统光纤夹具采用单活页式,无法保证力的大小及方向,使输出端产生扰动双折射。通过薄膜型压敏传感器3的反馈调整可伸缩介质2使得光纤受力大小在不同的应用中可以设定不同的适定值,如0.01N,0.05N,0.1N,0.3N等,带垫片的两侧夹角53°-60°的V型槽以及夹具盖1平行于夹具底座7的底面的设计保证了在原理上可以实现消感生双折射,实际操作中可以实现测试误差的极小化。另外,在偏振不敏感型的测试中本发明继承了传统光纤夹具的便利性与易操作性。
Claims (7)
1.一种与偏振无关的光纤夹具,其特征在于:包括夹具盖(1),可伸缩介质(2),薄膜型压敏传感器(3),V型槽(4),活页(5),接触片(6)和夹具底座(7);薄膜型压敏传感器(3)嵌在夹具盖(1)下端,V型槽(4)的正上方;夹具盖(1)下端的两侧分别装有一所述可伸缩介质(2),可伸缩介质(2)下端装有接触片(6),夹具盖(1)及夹具底座(7)装有可伸缩介质(2)的一侧,通过与接触片(6)和夹具底座(7)相连接的活页(5)能转动开启,可伸缩介质(2)通过薄膜型压敏传感器(3)的反馈调整其高度,V型槽(4)两侧有垫片(9)用于放置光纤(8),可伸缩介质(2)和薄膜型压敏传感器(3)通过导线分别与控制反馈电路(10)连接;所述的V型槽(4),其角度为53°-60°,光纤(8)与夹具底座(7)的接触点在V型槽(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种与偏振无关的光纤夹具,其特征在于所述的控制反馈电路(10):包括单片机C8051F021,功率放大器和程控放大器;单片机C8051F021通过数模转换后经功率放大器控制可伸缩介质(2),薄膜型压敏传感器(3)经程控放大器把电信号反馈到单片机C8051F021,与设定值进行比较,单片机C8051F021与计算机用串口相连。
3.根据权利要求1所述的一种与偏振无关的光纤夹具,其特征在于:所述的接触片(6)与夹具底座(7)的材料分别为南、北极磁性材质,或铁质与磁性材料的组合。
4.根据权利要求1所述的一种与偏振无关的光纤夹具,其特征在于:所述的可伸缩介质(2)是压电陶瓷,其初始高度为1~5毫米,两块可伸缩介质大小及形状一样。
5.根据权利要求1所述的一种与偏振无关的光纤夹具,其特征在于:所述的薄膜型压敏传感器(3)测量范围为1N以内,分辩率为0.01N-0.1N。
6.根据权利要求1所述的一种与偏振无关的光纤夹具,其特征在于:所述的光纤夹具宽度为8~15毫米,高度为3~7毫米,长度为20~40毫米。
7.根据权利要求1所述的一种与偏振无关的光纤夹具,其特征在于:所述的夹具盖(1)、薄膜型压敏传感器(3)、接触片(6)与可伸缩介质(2)长度为10毫米到20毫米。
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