CN104730642A - 一种全光纤型可调光衰减器 - Google Patents

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Abstract

一种全光纤型可调光衰减器，包括：用于接收信号光的单模光纤、用于接收单模光纤输出的信号光且去除涂敷层和包层并重新涂覆聚合物的第一多模光纤、用于接收第一多模光纤输出的信号光并将其输出的第二多模光纤和用于放置第一多模光纤的套管，聚合物的折射率大于第一多模光纤的纤芯折射率，单模光纤的一端与第一多模光纤的一端相接，第一多模光纤的另一端与第二多模光纤的一端相接，第二多模光纤的另一端为信号光输出端，单模光纤的另一端为信号光输入端，单模光纤、第一多模光纤和用第二多模光纤的光轴位于同一根直线上，第一多模光纤位于套管内，套管外安装用以调节管内温度的温度控制装置。本发明简化结构、机械性能要求较低。

Description

一种全光纤型可调光衰减器
技术领域
本发明涉及光纤通信、光纤传感技术领域，尤其涉及一种全光纤型可调光衰减器。
背景技术
光衰减器是用于对光功率进行衰减的一种重要的无源器件，在光通信和光传感领域有着重要应用。它可用于通信系统的信号衰减、光纤系统的指标测量以及系统试验等场合。按照工作原理的不同，目前光衰减器可分为位移型光衰减器、衰减片型光衰减器以及光电转换型光衰减器等，但这些光衰减器普遍存在结构复杂、机械性能要求较高的问题。
发明内容
为了克服已有光衰减器的结构复杂、机械性能要求较高的不足，本发明提供一种结构简单、机械性能要求较低的全光纤型可调光衰减器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种全光纤型可调光衰减器，包括：用于接收信号光的单模光纤、用于接收所述单模光纤输出的信号光且去除涂敷层和包层并重新涂覆聚合物的第一多模光纤、用于接收所述第一多模光纤输出的信号光并将其输出的第二多模光纤和用于放置所述第一多模光纤的套管，所述涂覆聚合物的折射率大于第一多模光纤的纤芯折射率，所述单模光纤的一端与所述第一多模光纤的一端相接，所述第一多模光纤的另一端与所述第二多模光纤的一端相接，所述第二多模光纤的另一端为信号光输出端，所述单模光纤的另一端为信号光输入端，所述单模光纤、第一多模光纤和用第二多模光纤的光轴位于同一根直线上，所述第一多模光纤位于所述套管内，所述套管外连接用以调节管内温度的温度控制装置。
进一步，所述衰减器还包括用于根据预设的温度与功率衰减量的对应关系、按照所需衰减量向所述温度控制装置发出调节指令的衰减调节模块。
更进一步，所述第一多模光纤的长度为1～5cm。
再进一步，所述单模光纤的一部分、所述第一多模光纤和所述第二多模光纤的一部分均位于所述套管内。
所述套管为圆形套管，所述圆形套管的中心轴与所述光轴一致。
本发明中，将单模光纤、多模光纤和多模光纤进行简单的连接，进而进行化学腐蚀和涂敷，制作简单、成本低廉；所述衰减器的圆形套管既可实现温度调节又可对光纤结构进行保护，可靠性和稳定性高。
本发明的有益效果主要表现在：结构简单、机械性能要求较低。
附图说明
图1为全光纤型可调光衰减器的结构示意图；
图2为全光纤型可调光衰减器的输出光功率随温度变化的关系曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1和图2，一种全光纤型可调光衰减器，用于对输入信号光功率进行定量衰减，如图1所示，包括：
接收信号光的单模光纤100；
与所述单模光纤连接的、接收所述单模光纤输出的信号光的、预先去除涂敷层和包层且重新涂敷聚合物的第一多模光纤101；
与所述第一多模光纤连接的、接收所述第一多模光纤输出的信号光并将其输出的第二多模光纤102。
涂敷于所述第一多模光纤表面的聚合物103。
用于温度控制的、放置和固定第一多模光纤的、同时具有保护作用的圆形套管104。
与所述圆形套管连接的调节圆形套管内温度的温度控制装置105。
所述衰减器还包括用于根据预设的温度与功率衰减量的对应关系、按照所需衰减量向所述温度控制装置发出调节指令的衰减调节模块。
所述第一多模光纤的长度为1～5cm。
其中，所述第一多模光纤可以使用纤芯直径为50μm，纤芯折射率为1.45的多模光纤，光纤长度为3cm，剥掉其涂敷层并使用氢氟酸去除其包层。这里的纤芯直径、折射率和光纤长度为优选设定，但并不限于所述固定值。
所述第二多模光纤可以使用纤芯直径为105μm，纤芯折射率为1.45的特种多模光纤。这里的纤芯直径、折射率为优选设定，但并不限于所述固定值。
所述单模光纤与所述第一多模光纤为无偏心连接，所述第一多模光纤与所述第二多模光纤为无偏心连接。
上述的连接方式可以为熔接或者能将三段光纤连接的其他方式。
涂敷于所述第一多模光纤表面的聚合物可以使用折射率为1.48(20℃时)的聚胺脂-丙烯酸脂，其热光系数为-3.6×10-4RIU/℃。这里的聚合物材料为优选设定，但并不限于所述固定材料。
所述圆形套管可以为电阻加热管，通过引线与控制装置相连，实现温度调节。
所述光衰减器的功能实现原理如下：从所述单模光纤输入一定功率的信号光，信号光由单模光纤输出耦合到第一多模光纤。由于第一多模光纤的涂敷层和包层已经被去除，只剩下纤芯，在纤芯外又重新涂敷聚合物，则第一多模光纤纤芯和聚合物组成新的波导结构。由于聚合物折射率大于第一多模光纤纤芯折射率，该波导为泄漏波导，因此从所述第一单模光纤输出的信号光在第一多模光纤中传输时会造成功率的损耗，损耗的大小与聚合物的折射率成单调关系。进而，从第一多模光纤输出的剩余信号光耦合到第二多模光纤并输出。
由于涂敷在第一多模光纤表面的聚合物的热光系数非常高，通过温控装置调节圆形套管内的温度便可改变聚合物的折射率(由于石英光纤的热光系数约为～10-6RIU/℃，当圆形套管内温度变化时，第一多模光纤纤芯折射率的变化可以忽略)。当聚合物折射率变化时，由第一多模光纤纤芯和涂敷在其表面的聚合物组成的泄漏波导的损耗系数随之改变，从而形成不同程度的信号光功率损耗，实现通过温度来控制输出信号光功率的大小。
图2为本发明公开的实施例中衰减器的输出信号光功率随圆形套管内温度变化的关系曲线。由该曲线可以看出，当圆形套管内的温度升高时，所述衰减器的输出光功率减小，二者之间满足一一对应关系。因此，可以通过控制圆形套内的温度来调节衰减器的输出光功率。
需要说明的是，本实施例公开的全光纤型可调光衰减器，仅需要将单模光纤、第一多模光纤和第二多模光纤依次连接，然后进行简单的化学腐蚀和物理涂敷即可，不需要复杂的制作工艺，也不要求高的机械性能，与现有的大多数衰减器相比，具有成本低廉、制作简单的优点。
进一步地，本实施例中的单模光纤为单模通信光纤，第一多模光纤为多模通信光纤，这里为了制作方便而使用比较常见的通信光纤，但并不限定一定使用通信光纤。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种全光纤型可调光衰减器，其特征在于：所述衰减器包括：用于接收信号光的单模光纤、用于接收所述单模光纤输出的信号光且去除涂敷层和包层并重新涂覆聚合物的第一多模光纤、用于接收所述第一多模光纤输出的信号光并将其输出的第二多模光纤和用于放置所述第一多模光纤的套管，所述涂覆聚合物的折射率大于第一多模光纤纤芯的折射率，所述单模光纤的一端与所述第一多模光纤的一端相连接，所述第一多模光纤的另一端与所述第二多模光纤的一端相连接，所述第二多模光纤的另一端为信号光输出端，所述单模光纤的另一端为信号光输入端，所述单模光纤、第一多模光纤和第二多模光纤的光轴位于同一根直线上，所述第一多模光纤位于所述套管内，所述套管外连接用以调节管内温度的温度控制装置。
2.如权利要求1所述的全光纤型可调光衰减器，其特征在于：所述衰减器还包括用于根据预设的温度与功率衰减量的对应关系、按照所需衰减量向所述温度控制装置发出调节指令的衰减调节模块。
3.如权利要求1或2所述的全光纤型可调光衰减器，其特征在于：所述第一多模光纤的长度为1～5cm。
4.如权利要求1或2所述的全光纤型可调光衰减器，其特征在于：所述单模光纤的一部分、所述第一多模光纤和所述第二多模光纤的一部分均位于所述套管内。
5.如权利要求1或2所述的全光纤型可调光衰减器，其特征在于：所述套管为圆形套管，所述圆形套管的中心轴与所述光轴一致。
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