CN107065173B - 一种超小型偏振控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超小型偏振控制器，包括基座、设置在基座上方的光纤角度调节机构、设置在光纤角度调节机构之间的光纤挤压机构和设置在光纤角度调节机构外侧的光纤压块，所述光纤角度调节机构包括依次连接的回转轴座、回转轴以及回转轴锁紧螺钉，所述光纤挤压机构包括依次相接的光纤挤压壳体、压缩弹簧、拉伸弹簧、预紧力螺杆、拉伸弹簧安装销、光纤挤压移动块、钢球。本发明结构简单，设计合理，体积小，成本低，便于安装。通过设置偏振控制器，机械挤压
Figure DSA0000145643700000011
紧致缓冲层光纤截面产生应力双折射，相当于一个可变的旋转波片，且该波片的偏振角和延迟量都连续，独立可调，可将任何输入的偏振态转换成需要的偏振态输出。

Description

一种超小型偏振控制器
技术领域
本发明属于光纤通信及传感设备技术领域，具体涉及一种超小型偏振控制器。
背景技术
现有，随着科技发展，目前光纤偏振控制器的研究普遍存在以下原理和方法如，波片式、电光晶体式、以及光纤挤压型的偏振控制器。由于前两种形式的偏振控制器插入损耗高，受环境影响大。所以目前激光器的研制普遍采用光纤挤压式偏振控制器，这就对光纤挤压式的偏振控制器在可靠性、稳定性及体积上都提出很高要求。目前国内的光纤挤压式偏振控制器主要依赖进口，且体积较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种超小型偏振控制器，其结构简单，设计合理，体积小，成本低，便于安装，通过设置偏振控制器，将激光器的体积在一定程度上缩小，实用性强，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种超小型偏振控制器，包括基座、设置在基座上部的光纤角度调节机构，设置在光纤角度调节机构上的光纤挤压机构，以及固定安装在光纤角度调节机构两侧的光纤压块；所述光纤角度调节机构、光纤挤压机构、光纤压块均沿基座的长度方向平行布设；
所述光纤角度调节机构包括固定安装在基座上的回转轴座和安装在回转轴座上的回转轴，所述回转轴座与回转轴间隙配合，所述回转轴上开设有容置槽，所述容置槽内安装有光纤挤压机构，所述回转轴通过回转轴锁紧螺钉固定在回转轴座上；所述光纤压块固定安装在回转轴座；回转轴座和回转轴沿回转轴的中轴线的方向开设有光纤安装槽，所述光纤压块向下挤压装在回转轴座的光纤安装槽内的光纤，所述光纤挤压机构向下挤压装在回转轴的光纤安装槽内的光纤；
所述光纤挤压机构包括固定在回转轴上的壳体和安装在壳体的内底部的光纤挤压移动块，所述壳体为不封闭壳体，所述壳体上螺纹连接有预紧力螺杆，所述预紧力螺杆通过压缩弹簧与光纤挤压移动块连接，所述压缩弹簧套装在预紧力螺杆的底部，所述压缩弹簧的通过钢球顶压光纤挤压移动块，所述壳体和光纤挤压移动块之间设置有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的两端分别与壳体和光纤挤压移动块固定连接。
优选地，所述基座的长度为46mm，所述基座的宽度为25mm所述壳体与回转轴通过第一螺钉固定连接；所述基座与回转轴座通过第二螺钉固定连接；所述回转轴座与光纤压块通过第三螺钉固定连接。
优选地，所述回转轴座上开设的光纤安装槽的截面为半圆形，并直径为0.25mm。
优选地，所述光纤压块底部与所述回转轴座上的光纤安装槽相对位置设置有橡胶垫。
优选地，所述拉伸弹簧的两端通过拉伸弹簧固定销分别与壳体和光纤挤压移动块固定连接。
优选地，所述拉伸弹簧的数量为两根，两根拉伸弹簧分别位于预紧力螺杆的相对两侧。
优选地，所述壳体与光纤挤压移动块之间设置有两个拉伸弹簧安装孔和一个压缩弹簧安装孔，所述压缩弹簧安装孔的直径为1.5mm，深度为4mm-5mm，所述拉伸弹簧安装孔的直径为1.6mm，深度为4mm-5mm。
优选地，所述钢球直径为2.5mm。
优选地，所述压缩弹簧的线径为0.5mm，外径为3mm，长度为10mm。
优选地，所述拉伸弹簧的线径为0.2mm，外径为3mm，长度为8mm。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明结构简单，设计合理，加工制作方便且成本低，并且体积较小，为目前市场上相同功能产品体积一半，非常适应于体积要求很小的光纤激光器，而且故障率低，维护简单，实用性强。
2、本发明在光纤挤压装置机构的壳体和光纤挤压移动块之间设置可拉伸弹簧，在预紧力螺杆和壳体间设置有压缩弹簧，当旋转预紧力螺杆时，压缩弹簧向下挤压光纤挤压移动块，而拉伸弹簧则向上拉伸光纤挤压移动块，避免压缩弹簧随着预紧力螺杆向下运动产生较大的变形，使挤压光纤的压力较大，破坏光纤，而此时拉伸弹簧向上的拉伸作用力与压缩弹簧形成反力，保护光纤受到压缩弹簧较大的变形，对光纤起到保护的作用力。
综上所述，本发明结构简单，设计合理，体积小，成本低，便于安装，通过设置偏振控制器，机械挤压
Figure BSA0000145643730000021
紧致缓冲层光纤截面产生应力双折射，相当于一个可变的旋转波片，且该波片的偏振角和延迟量都连续，独立可调，可将任何输入的偏振态转换成需要的偏振态输出，实用性强，便于推广使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的左视图。
图3为图1的俯视图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5为图1的仰视图。
图中：
1-基座； 2-回转轴座； 3-光纤压块；
4-壳体； 5-预紧力螺杆； 6-回转轴锁紧螺钉；
7-回转轴； 8-压缩弹簧； 9-拉伸弹簧；
10-第一螺钉； 11-拉伸弹簧安装销； 12-光纤挤压移动块；
13-钢球； 14-第二螺钉； 15-第三螺钉。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-图5所示，本发明实施例提供了一种超小型偏振控制器，包括基座1、设置在基座1上部的光纤角度调节机构，设置在光纤角度调节机构上的光纤挤压机构，以及固定安装在光纤角度调节机构两侧的光纤压块3；所述光纤角度调节机构包括固定安装在基座1上的回转轴座2和安装在回转轴座2上的回转轴7，所述回转轴座2与回转轴7间隙配合，所述回转轴7上开设有容置槽，所述容置槽内安装有光纤挤压机构，所述回转轴7通过回转轴锁紧螺钉6固定在回转轴座2上；所述光纤压块3固定安装在回转轴座2；回转轴座2和回转轴7沿回转轴7的中轴线的方向开设有光纤安装槽，所述光纤压块3向下挤压装在回转轴座2的光纤安装槽内的光纤，所述光纤挤压机构向下挤压装在回转轴7的光纤安装槽内的光纤；所述回转轴座2的数量为两个，两个回转轴座2相对设置，所述回转轴7安装在两个回转轴座2之间；所述光纤挤压机构包括固定在回转轴7上的壳体4和安装在壳体4的内底部的光纤挤压移动块12，所述壳体4上螺纹连接有预紧力螺杆5，所述预紧力螺杆5通过压缩弹簧8与光纤挤压移动块12连接，所述压缩弹簧8套装在预紧力螺杆5的底部，所述压缩弹簧8的通过钢球13顶压光纤挤压移动块12，所述壳体4和光纤挤压移动块12之间设置有拉伸弹簧9，所述拉伸弹簧9的两端分别与壳体4和光纤挤压 移动块12固定连接。
所述基座1的长度为46mm，所述基座1的宽度为25mm；所述壳体4与回转轴7通过第一螺钉10固定连接；所述基座1与回转轴座2通过第二螺钉14固定连接；所述第二螺钉14的数量为两个；每个所述回转轴座2与光纤压块3通过两个第三螺钉15固定连接；所述回转轴座2与回转轴7通过轴孔间隙配合形成回转机构；所述第三螺钉15的数量为四个，每两个第三螺钉15用于固定一块光纤压块3在所述回转轴座2上，光纤压块3与回转轴座2之间夹装的光纤稳定，该结构可使光纤在光纤挤压机构与回转轴7之间装夹时，形成直线定位功能。
所述回转轴座2上开设的光纤安装槽的截面为半圆形，且光纤安装槽的直径为0.25mm。
所述光纤压块3底部与所述回转轴座2上的光纤安装槽相对位置设置有橡胶垫；所述橡胶垫的宽度为5mm，长度为5mm，厚度为1mm。橡胶垫在装夹光纤时对光纤起到保护作用。
所述拉伸弹簧9的两端通过拉伸弹簧固定销11分别与壳体4和光纤挤压移动块12固定连接。
所述拉伸弹簧9的数量为两根，两根拉伸弹簧9分别位于预紧力螺杆5的相对两侧，拉伸弹簧9的拉伸力与压缩弹簧8的压缩力相反，并且保证预紧力螺杆5在向下挤压压缩弹簧时，稳定压缩光纤挤压移动块12。
所述壳体4与光纤挤压移动块12之间设置有两个用于安装拉伸弹簧的拉伸弹簧安装孔和一个用于安装压缩弹簧的压缩弹簧安装孔，所述压缩弹簧安装孔的直径为1.5mm，深度为4mm-5mm，所述拉伸弹簧安装孔的直径为1.6mm，深度为4mm-5mm。
所述钢球13直径为2.5mm；所述压缩弹簧8线径为0.5mm，外径为3mm，长度为10mm；所述拉伸弹簧9线径为0.2mm，外径为3mm，长度为8mm。
本具体实施中装夹光纤的过程为：将第一螺钉10、第三螺钉15拆卸下来，使光纤一端穿过回转轴7，并且光纤的两端放置在回转轴座2的光纤安装槽内，并通过第三螺钉15将光纤压块3压紧在回转轴座2上，然后将光纤挤压机构安装座回转轴7上的容置槽内，并用通过第一螺钉10将光纤挤压机构固定在回转轴7上，压紧通过回转轴7的光纤，此时完成夹装光纤。
实际使用过程中，回转轴7可在一定角度范围内旋转调节，调整后用回转轴锁紧螺钉6将回转轴7锁死在回转轴座2上；然后在预紧力螺钉5向下推动依次相接的压缩弹簧8、钢球13和光纤挤压移动块12后，加装在回转轴7上的光纤受到竖直方向的挤压，使得光纤在竖直方向的折射率发生变化，从而产生双折射现象，引起光纤内传输光的偏振态的变化。
但是，由于壳体4与回转轴7固定，则光纤挤压移动块12被压缩弹簧8向下挤压，但是由于壳体4与光纤挤压移动块12之间连接有拉伸弹簧9，因此，当压缩弹簧8具有较大变形时，拉伸弹簧9对光纤挤压移动块12施以与压缩弹簧8相反的作用力，使压缩弹簧8对光纤挤压移动块12的作用力不会破坏光纤，同时经过计算预紧力螺钉5的螺纹长度为10mm，即保证光纤在压缩弹簧8的最大压缩量时光纤不会破坏。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的补偿范围内。

Claims (9)

1.一种超小型偏振控制器，其特征在于：包括基座(1)、设置在基座(1)上部的光纤角度调节机构，设置在光纤角度调节机构上的光纤挤压机构，以及固定安装在光纤角度调节机构顶部两侧的光纤压块(3)；
所述光纤角度调节机构包括固定安装在基座(1)上的回转轴座(2)和安装在回转轴座(2)上的回转轴(7)，所述回转轴座(2)与回转轴(7)构成轴孔间隙配合，所述回转轴(7)上开设有容置槽，所述容置槽内安装有光纤挤压机构，所述回转轴(7)通过回转轴锁紧螺钉(6)锁紧在回转轴座(2)上；所述光纤压块(3)固定安装在回转轴座(2)上；回转轴座(2)和回转轴(7)沿回转轴(7)的中轴线的方向开设有光纤安装槽，所述光纤压块(3)向下挤压装在回转轴座(2)的光纤安装槽内的光纤，所述光纤挤压机构向下挤压装在回转轴(7)的光纤安装槽内的光纤；
所述光纤挤压机构包括固定在回转轴(7)上的壳体(4)和安装在壳体(4)的内底部的光纤挤压移动块(12)，所述壳体(4)上螺纹连接有预紧力螺杆(5)，所述预紧力螺杆(5)通过压缩弹簧(8)与光纤挤压移动块(12)连接，所述压缩弹簧(8)套装在预紧力螺杆(5)的底部，所述压缩弹簧(8)通过钢球(13)顶压光纤挤压移动块(12)，所述壳体(4)和光纤挤压移动块(12)之间设置有拉伸弹簧(9)，所述拉伸弹簧(9)的两端分别与壳体(4)和光纤挤压移动块(12)固定连接；
其中，所述基座(1)的长度为46mm，宽度为25mm，所述壳体(4)与回转轴(7)通过第一螺钉(10)固定连接；所述基座(1)与回转轴座(2)通过第二螺钉(14)固定连接；所述回转轴座(2)与光纤压块(3)通过第三螺钉(15)固定连接。
2.按照权利要求1所述的一种超小型偏振控制器，其特征在于：所述回转轴座(2)上开设的光纤安装槽的截面为半圆形，直径为0.25mm。
3.按照权利要求1所述的一种超小型偏振控制器，其特征在于：所述光纤压块(3)底部与所述回转轴座(2)上的光纤安装槽相对位置设置有橡胶垫。
4.按照权利要求1所述的一种超小型偏振控制器，其特征在于：所述拉伸弹簧(9)的两端通过拉伸弹簧固定销(11)分别与壳体(4)和光纤挤压移动块(12)固定连接。
5.按照权利要求1所述的一种超小型偏振控制器，其特征在于：所述拉伸弹簧(9)的数量为两根，两根拉伸弹簧(9)分别位于预紧力螺杆(5)的相对两侧。
6.按照权利要求1所述的一种超小型偏振控制器，其特征在于：所述壳体(4)与光纤挤压移动块(12)之间设置有两个拉伸弹簧安装孔和一个压缩弹簧安装孔，压缩弹簧安装孔的直径为1.5mm，深度为4mm-5mm，拉伸弹簧安装孔的直径为1.6mm，深度为4mm-5mm。
7.按照权利要求1所述的一种超小型偏振控制器，其特征在于：所述钢球(13)直径为2.5mm。
8.按照权利要求1所述的一种超小型偏振控制器，其特征在于：所述压缩弹簧(8)线径为0.5mm，外径为3mm，长度为10mm。
9.按照权利要求1所述的一种超小型偏振控制器，其特征在于：所述拉伸弹簧(9)线径为0.2mm，外径为3mm，长度为8mm。
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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
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Granted publication date: 20200728

Termination date: 20210526