CN103630974B - 一种直线型连续可调光衰减单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直线型连续可调光衰减单元，主要由线性模组、条形滤光片、两个光纤准直器、电机及光电编码器组成；所述两个光纤准直器分别设置在线性模组两个对应边框的中间位置，并且对准，所述线性模组上面设有精密丝杠和滑块，所述条形滤光片固定在精密丝杠的滑块上，所述电机一端与光电编码器相连，另一端与精密丝杠相连，利用电机的转动，带动条形滤光片在两个光纤准直器之间移动，利用光电编码器对条形滤光片的位置进行编码，实现条形滤光片的精确定位，从而实现光功率的连续、精确衰减。采用上述方案，新型光衰减单元系统的插入损耗减小，系统的可靠性提高；光衰减单元的回波损耗增大，利于保护前置光路。

Description

一种直线型连续可调光衰减单元

技术领域

本发明属于可调光衰减技术领域，尤其涉及的是一种直线型连续可调光衰减单元。

背景技术

可调光衰减器是光纤通讯系统中常用的仪器之一，主要作用是对光信号的强度进行精确衰减，广泛应用于教学实验、光器件的研发生产测试以及光纤通信网络建设和维护等领域。光衰减单元是可调光衰减器的核心部件，其设计方案的优劣将直接影响可调光衰减器的各项性能指标的高低。

传统的光衰减单元如图1所示，入射光通过光纤准直器进行准直，经过两片圆形滤光片完成衰减后，最终通过光纤准直器进入输出光纤。在两个滤光片中，一个为粗调滤光片，利用电机A的转动带动此滤光片以10dB步进的衰减量进行变化，分别实现光功率0dB、10dB、20dB、30dB、40dB和50dB的衰减；另一个为细调滤光片，利用电机B的转动来带动此滤光片实现功功率从0dB到15dB的连续衰减。因此，输入光经过两片滤光片组合衰减后可实现0dB-60dB的连续可变的光功率衰减。

传统光衰减单元存在以下不足：一方面，由于使用的是两个滤光片，传统光衰减单元在进行10dB步进换挡时，必然会产生功率的跳变，对于某些测试场合这种情况是不可接受的；另一方面，传统光衰减单元需要两片滤光片和两个电机，这不仅增加了插入损耗，而且其中任何一个滤光片或电机出了问题，都将影响衰减器的正常工作，降低了仪器的可靠性。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种直线型连续可调光衰减单元。

本发明的技术方案如下：

所述的一种直线型连续可调光衰减单元，其中，包括线性模组、条形滤光片、两个光纤准直器、电机及光电编码器；所述两个光纤准直器分别设置在线性模组两个对应边框的中间位置，并且对准，所述线性模组上面设有精密丝杠和滑块，所述滑块安装在精密丝杠上，所述精密丝杠通过转动来驱动滑块在线性模组上做精确往返运动，所述条形滤光片固定在滑块上，所述电机一端与光电编码器相连，另一端与精密丝杠相连，利用电机的转动，带动精密丝杠的转动，从而驱动条形滤光片在两个光纤准直器之间移动，利用光电编码器对条形滤光片的位置进行编码，实现条形滤光片的精确定位，从而实现光功率的连续、精确衰减。

所述的可调光衰减单元，其中，所述条形滤光片是线性渐变中性密度条形滤光片，用于对光功率的衰减，该条形滤光片对光功率的衰减量随条形滤光片的位置呈线性变化。

所述的可调光衰减单元，其中，所述的线性渐变中性密度条形滤光片是以K9玻璃为基片，采用真空沉积法镀上中性密度的Ni和Cr合金。

所述的可调光衰减单元，其中，所述条形滤光片设置以倾斜角固定在精密丝杠的滑块上。

所述的可调光衰减单元，其中，所述倾斜角为8度倾斜角。

所述的可调光衰减单元的衰减量的调节方法，其中，包括以下步骤：

步骤1：根据用户设定的波长和衰减值信息，从存储器中取出事先存入的相应波长光衰减值对应的条形滤光片的位置；

步骤2：驱动电机控制电路带动条形滤光片运动，并用光电编码器对条形滤光片的当前位置进行实时检测，使其运动到步骤1所述的位置，以完成所需衰减量的精确调节。

采用上述方案：1、新型光衰减单元工作时不会发生光功率跳变现象；2、新型光衰减单元系统的插入损耗减小，系统的可靠性提高；3、光衰减单元的回波损耗增大，利于保护前置光路。

附图说明

图1为现有技术中光衰减单元结构示意图。

图2为本发明光衰减单元结构示意图。

图3为本发明光衰减单元光路图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

如图2-图3所示，本发明主要由线性模组101、条形滤光片104、光纤准直器105、光纤准直器106、电机107及光电编码器108组成。所述光纤准直器105和光纤准直器106分别设置在线性模组101两个对应边框的中间位置，并且对准，所述线性模组101上面设有精密丝杠102和滑块103，所述滑块103安装在精密丝杠102上，所述精密丝杠102通过转动来驱动滑块103在线性模组101上做精确往返运动，所述条形滤光片104固定在滑块103上，所述电机107一端与光电编码器108相连，另一端与精密丝杠102相连，利用电机107的转动，带动精密丝杠102的转动，从而驱动条形滤光片104在光纤准直器105和光纤准直器106之间移动，利用光电编码器108对条形滤光片104的位置进行编码，实现条形滤光片104的精确定位，从而实现光功率的连续、精确衰减。

所述条形滤光片是线性渐变中性密度条形滤光片，用于对光功率的衰减，该条形滤光片对光功率的衰减量随条形滤光片的位置呈线性变化。

所述的线性渐变中性密度条形滤光片是以K9玻璃为基片，采用真空沉积法镀上中性密度的Ni和Cr合金。

所述条形滤光片设置以倾斜角固定在精密丝杠的滑块上。所述倾斜角为8度倾斜角。

本发明的工作原理为，入射光通过输入端光纤准直器105投射到条形滤光片104表面，一部分反射到空间，另一部分折射到条形滤光片104中，然后经过条形滤光片104完成衰减后，最终通过输出端光纤准直器106进入输出光纤。本发明固定光纤准直器105和光纤准直器106，移动条形滤光片104便可以实现光功率的连续、精确衰减。

插入损耗是光衰减单元重要性能指标，新型光衰减单元只需要一个滤光片，大大减少了系统的插入损耗；同时，为进一步减小插入损耗，新型光衰减单元的条形滤光片104在滑块103上安装时采用了倾斜8度角的结构设计，其光路如图3所示。此时，由玻璃到空气的菲涅尔反射光最弱，透射光最强，减小了系统的整体插损。斜8度角的结构设计另一个优点是：增大了光衰减单元的回波损耗。由玻璃到空气的菲涅尔反射光最弱，会增强光衰减单元的回波损耗，同时，条形滤光片104的倾斜可以保证反射光有很大一部分不会进入光输入端口的光纤准直器105（见图3中反射光部分），进一步增大了光衰减单元的回波损耗。

在上述内容的基础上，本发明还提供一种可调光衰减单元的衰减量的调节方法，其中，包括以下步骤：

步骤1：根据用户设定的波长和衰减值信息，从存储器中取出事先存入的相应波长光衰减值对应的条形滤光片104的位置；

步骤2：驱动电机107控制电路带动条形滤光片104运动，并用光电编码器108对条形滤光片104的当前位置进行实时检测，使其运动到步骤1所述的位置，以完成所需衰减量的精确调节。

本发明在实现可调光衰减的功能下，对现有的光衰减结构进行改进，抛弃采用两个滤光片组合的光衰减方式，采用一个条形滤光片104实现光衰减，解决了传统光衰减单元工作时常有的光功率跳变现象；且新型可调节光衰减单元只需要一个条形滤光片104和一个电机107，进而减少了系统的插入损耗，提高了系统的可靠性；另外，新型光衰减单元中的条形滤光片104的倾斜8度角的结构设计，进一步减小衰减单元的插损，同时增大光衰减单元的回波损耗。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种直线型连续可调光衰减单元，其特征在于，包括线性模组、条形滤光片、两个光纤准直器、电机及光电编码器；所述两个光纤准直器分别设置在线性模组两个对应边框的中间位置，并且对准，所述线性模组上面设有精密丝杠和滑块，所述滑块安装在精密丝杠上，所述精密丝杠通过转动来驱动滑块在线性模组上做精确往返运动，所述条形滤光片固定在滑块上，所述电机一端与光电编码器相连，另一端与精密丝杠相连，利用电机的转动，带动精密丝杠的转动，从而驱动条形滤光片在两个光纤准直器之间移动，利用光电编码器对条形滤光片的位置进行编码，实现条形滤光片的精确定位，从而实现光功率的连续、精确衰减，所述条形滤光片是线性渐变中性密度条形滤光片，用于对光功率的衰减，该条形滤光片对光功率的衰减量随条形滤光片的位置呈线性变化，所述的线性渐变中性密度条形滤光片是以K9玻璃为基片，采用真空沉积法镀上中性密度的Ni和Cr合金，所述条形滤光片设置以倾斜角固定在精密丝杠的滑块上，所述倾斜角为8度倾斜角。

2.使用权利要求1的所述的直线型连续可调光衰减单元进行衰减量的调节的方法，包括以下步骤：

步骤1：根据用户设定的波长和衰减值信息，从存储器中取出事先存入的相应波长光衰减值对应的条形滤光片的位置；

步骤2：驱动电机控制电路带动条形滤光片运动，并用光电编码器对条形滤光片的当前位置进行实时检测，使其运动到步骤1所述的位置，以完成所需衰减量的精确调节。