CN109581677B - 一种楔角片分光的光路监控装置以及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光路监控领域，具体涉及一种楔角片分光的光路监控装置以及系统，光路监控装置包括光源、楔角片、准直透镜和监控芯片，楔角片包括第一反射面和第二反射面，光源发射光线到第一反射面，并分成反射光线以及透射光线，反射光线经过准直透镜后输出第一准直光线到监控芯片，监控芯片监控第一准直光线的功率，透射光线经过第二反射面后反射回第一反射面，再经过准直透镜后输出第二准直光线。经过楔角片两次反射后，传输的光线再经过准直透镜准直，成为朝向同一方向的两束平行光线，从而，便于收集需要于监控的光线以及用于输出的光线，减小整体装置的尺寸。
Description
技术领域
本发明涉及光路监控领域，具体涉及一种楔角片分光的光路监控装置以及系统。
背景技术
目前在自由光路中大多使用分光膜片进行分光，分光膜片具有一定的透射率和反射率，光束经过分光膜片后分为透射光和反射光，其中，一束光用于监控，另一束光用于继续传输，实现光路输出。虽然，上述方式能够达到光路监控的目的，但是，透射光和反射光在经过分光膜片后朝向不同方向传输，一般朝向相反方向，无法朝向同一方向传输，光束的利用率较低，以及，将会导致整体系统需要较大的尺寸才能满足光路传输。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种楔角片分光的光路监控装置以及系统，解决整体尺寸较大的问题。
为解决该技术问题，本发明提供一种楔角片分光的光路监控装置，所述光路监控装置包括用于发射光线的光源，所述光路监控装置还包括楔角片、准直透镜和监控芯片，所述楔角片包括第一反射面和第二反射面；所述光源发射光线到第一反射面，并分成反射光线以及透射光线，所述反射光线经过准直透镜后输出第一准直光线到监控芯片，所述监控芯片监控第一准直光线的功率，所述透射光线经过第二反射面后反射回第一反射面，再经过准直透镜后输出第二准直光线；其中，所述第一准直光线和第二准直光线相互平行。
其中，较佳方案是：所述光源和监控芯片设在同一侧并且相互平行，所述光源发射光线到准直透镜，再经过第一反射面，并分成反射光线以及透射光线，所述反射光线经过准直透镜后输出第一准直光线到监控芯片，所述监控芯片监控第一准直光线的功率，所述透射光线经过第二反射面后反射回第一反射面，再经过准直透镜后输出第二准直光线；其中，所述光线与第一准直光线和第二准直光线相互平行。
其中，较佳方案是：所述光路监控装置还包括准直器，所述第一准直光线和第二准直光线输入到准直器。
其中，较佳方案是：所述准直器设有第一光纤和第二光纤，所述第一光纤和第二光纤的间距与所述第一准直光线和第二准直光线的间距相同，所述第一准直光线输入到第一光纤，所述第二准直光线输入到第二光纤。
其中，较佳方案是：所述第一反射面的反射率小于1％。
其中，较佳方案是：所述第二反射面具有全反射率。
其中，较佳方案是：所述第一准直光线和第二准直光线之间的间距d满足公式：d＝f(Φ1-arcsin(sin(Φ2-2*θ)*n))，其中，f为准直透镜的焦距，Φ1为发射光线与楔角片接触面的垂线之间的角度，Φ2为透射光线与楔角片接触面的垂线之间的角度，θ为楔角片的角度，n为楔角片的折射率。
其中，较佳方案是：所述第一准直光线和发射光线之间的间距d1满足公式：d1＝2*f*Φ1，其中，f为准直透镜的焦距，Φ1为发射光线与楔角片接触面的垂线之间的角度；所述第一准直光线和第二准直光线之间的间距d2满足公式：d2＝f(Φ1-arcsin(sin(Φ2-2*θ)*n))，其中，Φ2为透射光线与楔角片透射面的垂线之间的角度，θ为楔角片的角度，n为楔角片的折射率。
本发明还提供一种楔角片分光的光路监控系统，所述光路监控系统包括主控芯片以及如上所述的光路监控装置，所述主控芯片控制光源发射光线到第一反射面，并分成反射光线以及透射光线，所述反射光线经过准直透镜后输出第一准直光线到监控芯片，所述主控芯片控制监控芯片监控第一准直光线的功率，所述透射光线经过第二反射面后反射回第一反射面，再经过准直透镜后输出第二准直光线；其中，所述第一准直光线和第二准直光线相互平行。
其中，较佳方案是：所述光源和监控芯片设在同一侧并且相互平行，所述主控芯片控制光源发射光线到准直透镜，再经过第一反射面，并分成反射光线以及透射光线，所述反射光线经过准直透镜后输出第一准直光线到监控芯片，所述主控芯片控制监控芯片监控第一准直光线的功率，所述透射光线经过第二反射面后反射回第一反射面，再经过准直透镜后输出第二准直光线。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过设计一种楔角片分光的光路监控装置以及系统，光源发射的光线经过楔角片两次反射后，传输的光线再经过准直透镜准直，成为朝向同一方向的两束平行光线，从而，便于收集需要监控的光线以及用于输出的光线，减小整体装置的尺寸，提高小型化和集成化的程度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明光路监控装置的实施例一图；
图2是本发明光路监控装置的实施例二图；
图3是本发明光路监控系统的实施例一图；
图4是本发明光路监控系统的实施例二图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
如图1所示，本发明提供一种楔角片分光的光路监控装置的实施例一。
具体地，参考图1，一种楔角片2分光的光路监控装置，所述光路监控装置用于光纤器件的功率监控，例如高功率激光和通信器件的功率监控。所述光路监控装置包括用于发射光线的光源1，以及，所述光路监控装置包括楔角片2、准直透镜3和监控芯片4，所述楔角片2包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和第二反射面具有特定的楔角。
详细来说，所述光源1以一定角度发射光线到第一反射面，并分成两束光线，一束为反射光线，另一束为透射光线，所述反射光线输入到准直透镜3，并在经过准直透镜3后准直，输出第一准直光线到监控芯片4，所述监控芯片4监控第一准直光线的功率，所述光源1根据监控得出的功率可随时更改发射功率；而所述透射光线经过第二反射面后反射回第一反射面，并从第一反射面射出，射出的光线再经过准直透镜3后准直，输出第二准直光线，所述第二准直光线可作为光输出。经过第一反射面和第二反射面的反射后，传输的光线再经过准直透镜3准直，成为朝向同一方向的两束平行光线，从而，便于收集需要监控的光线以及用于输出的光线，能够减小整体装置的尺寸。其中，所述第一准直光线和第二准直光线相互平行，并且，所述第一准直光线和第二准直光线之间的间距可由发射光线的角度、楔角片2的角度以及准直透镜3的焦距得出。具体来说，可参考图1，所述第一准直光线和第二准直光线之间的间距d满足以下公式：d＝f(Φ1-arcsin(sin(Φ2-2*θ)*n))，而Φ2满足以下公式：Φ1＝arcsin(sin(Φ1)/n))，其中，f为准直透镜3的焦距，Φ1为发射光线与楔角片2接触面的垂线之间的角度，Φ2为透射光线与楔角片接触面的垂线之间的角度，θ为楔角片2的角度，n为楔角片2的折射率。
进一步地，参考图1，所述光路监控装置还包括准直器5，所述准直透镜3可设在准直器5上，或者邻近设于准直器5，所述第一准直光线和第二准直光线平行输入到准直器5。所述准直器5设有第一光纤和第二光纤，即是说，所述准直器5为双纤准直器，所述第一光纤和第二光纤的间距与所述第一准直光线和第二准直光线的间距相同，所述第一准直光线输入到第一光纤，所述第一光纤连接监控芯片4，所述监控芯片4再对第一准直光线进行功率监控，所述第二准直光线输入到第二光纤，所述第二光纤连接外部器件，所述第二准直光线可进行光输出。
其中，所述第一反射面的反射率较低，优选小于1％，只需要反射部分光线到准直透镜3，作为后续监控的第一准直光线，减少输入到第二反射面的功率损失，而所述第二反射面具有全反射率，能对所有光线进行反射，也就能够减少第二准直光线的功率损失，保证用于输出的第二准直光线功率最大化。
如图2所示，本发明提供一种楔角片分光的光路监控装置的实施例二。
具体地，参考图2，一种楔角片2分光的光路监控装置，所述光路监控装置用于光纤器件的功率监控，例如高功率激光和通信器件的功率监控。所述光路监控装置包括用于发射光线的光源1，以及，所述光路监控装置包括楔角片2、准直透镜3和监控芯片4，所述楔角片2包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和第二反射面具有特定的楔角。其中，所述光源1和监控芯片4设在同一侧并且相互平行。
详细来说，所述光源1发射光线到准直透镜3，所述准直透镜3对光线进行准直后，光线再经过第一反射面，并分成两束光线，一束为反射光线，另一束为透射光线，所述反射光线输入到准直透镜3，并在经过准直透镜3后准直，输出第一准直光线到监控芯片4，所述监控芯片4监控第一准直光线的功率，所述光源1根据监控得出的功率可随时更改发射功率；而所述透射光线经过第二反射面后反射回第一反射面，并从第一反射面射出，射出的光线再经过准直透镜3后准直，输出第二准直光线，所述第二准直光线可作为光输出。经过第一反射面和第二反射面的反射后，传输的光线再经过准直透镜3准直，成为朝向同一方向的两束平行光线，从而，便于收集需要监控的光线以及用于输出的光线，能够减小整体装置的尺寸。其中，所述光源1发射的光纤、第一准直光线和第二准直光线相互平行，并且，三者之间的间距可由准直透镜3的焦距、楔角片2和光源1发射光线的夹角以及楔角片2本身的角度得出。具体来说，可参考图2，所述第一准直光线和发射光线之间的间距d1满足公式：d1＝2*f*Φ1，其中，f为准直透镜3的焦距，Φ1为发射光线与楔角片2接触面的垂线之间的角度；所述第一准直光线和第二准直光线之间的间距d2满足以下公式：d2＝f(Φ1-arcsin(sin(Φ2-2*θ)*n))，而Φ2满足公式：Φ2＝arcsin(sin(Φ1)/n))，其中，Φ2为透射光线与楔角片2透射面的垂线之间的角度，θ为楔角片2的角度，n为楔角片2的折射率。
进一步地，参考图2，所述光路监控装置还包括准直器5，所述准直透镜3可设在准直器5上，或者邻近设于准直器5，所述第一准直光线和第二准直光线平行输入到准直器5。所述准直器5设有第一光纤和第二光纤，即是说，所述准直器5为双纤准直器，所述第一光纤和第二光纤的间距与所述第一准直光线和第二准直光线的间距相同，所述第一准直光线输入到第一光纤，所述第一光纤连接监控芯片4，所述监控芯片4再对第一准直光线进行功率监控，所述第二准直光线输入到第二光纤，所述第二光纤连接外部器件，所述第二准直光线可进行光输出。
其中，所述第一反射面的反射率较低，优选小于1％，只需要反射部分光线到准直透镜3，作为后续监控的第一准直光线，减少输入到第二反射面的功率损失，而所述第二反射面具有全反射率，能对所有光线进行反射，也就能够减少第二准直光线的功率损失，保证用于输出的第二准直光线功率最大化。
如图3所示，本发明提供一种楔角片分光的光路监控系统的实施例一。
具体地，参考图3，一种楔角片2分光的光路监控系统，所述光路监控系统用于光纤器件的功率监控，例如高功率激光和通信器件的功率监控。所述光路监控系统包括用于主控的主控芯片和用于发射光线的光源1，以及，所述光路监控系统包括楔角片2、准直透镜3和监控芯片4，所述主控芯片分别连接光源1以及监控芯片4，所述楔角片2包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和第二反射面具有特定的楔角。
详细来说，所述主控芯片控制光源1以一定角度发射光线到第一反射面，并分成两束光线，一束为反射光线，另一束为透射光线，所述反射光线输入到准直透镜3，并在经过准直透镜3后准直，输出第一准直光线到监控芯片4，所述主控芯片控制监控芯片4监控第一准直光线的功率，并控制光源1根据监控得出的功率随时更改发射功率；而所述透射光线经过第二反射面后反射回第一反射面，并从第一反射面射出，射出的光线再经过准直透镜3后准直，输出第二准直光线，所述第二准直光线可作为光输出。经过第一反射面和第二反射面的反射后，传输的光线再经过准直透镜3准直，成为朝向同一方向的两束平行光线，从而，便于收集需要监控的光线以及用于输出的光线，能够减小整体系统的尺寸。其中，所述第一准直光线和第二准直光线相互平行，并且，所述第一准直光线和第二准直光线之间的间距可由发射光线的角度、楔角片2的角度以及准直透镜3的焦距得出。
如图4所示，本发明提供一种楔角片分光的光路监控系统的实施例二。
具体地，参考图4，一种楔角片2分光的光路监控系统，所述光路监控系统用于光纤器件的功率监控，例如高功率激光和通信器件的功率监控。所述光路监控系统包括用于主控的主控芯片和用于发射光线的光源1，以及，所述光路监控系统包括楔角片2、准直透镜3和监控芯片4，所所述主控芯片分别连接光源1以及监控芯片4，所述楔角片2包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和第二反射面具有特定的楔角。其中，所述光源1和监控芯片4设在同一侧并且相互平行。
详细来说，所述主控芯片控制光源1发射光线到准直透镜3，所述准直透镜3对光线进行准直后，光线再经过第一反射面，并分成两束光线，一束为反射光线，另一束为透射光线，所述反射光线输入到准直透镜3，并在经过准直透镜3后准直，输出第一准直光线到监控芯片4，所述主控芯片控制监控芯片4监控第一准直光线的功率，并控制光源1根据监控得出的功率随时更改发射功率；而所述透射光线经过第二反射面后反射回第一反射面，并从第一反射面射出，射出的光线再经过准直透镜3后准直，输出第二准直光线，所述第二准直光线可作为光输出。经过第一反射面和第二反射面的反射后，传输的光线再经过准直透镜3准直，成为朝向同一方向的两束平行光线，从而，便于收集需要监控的光线以及用于输出的光线，能够减小整体系统的尺寸。其中，所述光源1发射的光纤、第一准直光线和第二准直光线相互平行，并且，三者之间的间距可由准直透镜3的焦距、楔角片2和光源1发射光线的夹角以及楔角片2本身的角度得出。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种楔角片分光的光路监控装置，所述光路监控装置包括用于发射光线的光源，其特征在于：所述光路监控装置还包括楔角片、准直透镜和监控芯片，所述光源和监控芯片设在同一侧并且相互平行，所述楔角片包括第一反射面和第二反射面；所述光源发射光线到准直透镜，再经过第一反射面，并分成反射光线以及透射光线，所述反射光线经过准直透镜后输出第一准直光线到监控芯片，所述监控芯片监控第一准直光线的功率，所述透射光线经过第二反射面后反射回第一反射面，再经过准直透镜后输出第二准直光线；其中，所述光线与第一准直光线和第二准直光线相互平行；
所述光线、第一准直光线和第二准直光线之间的间距可由准直透镜的焦距、楔角片和光源发射光线的夹角以及楔角片本身的角度得出。
2.根据权利要求1所述的光路监控装置，其特征在于：所述光路监控装置还包括准直器，所述第一准直光线和第二准直光线输入到准直器。
3.根据权利要求2所述的光路监控装置，其特征在于：所述准直器设有第一光纤和第二光纤，所述第一光纤和第二光纤的间距与所述第一准直光线和第二准直光线的间距相同，所述第一准直光线输入到第一光纤，所述第二准直光线输入到第二光纤。
4.根据权利要求3所述的光路监控装置，其特征在于：所述第一反射面的反射率小于1％。
5.根据权利要求4所述的光路监控装置，其特征在于：所述第二反射面具有全反射率。
6.根据权利要求1所述的光路监控装置，其特征在于：所述第一准直光线和第二准直光线之间的间距d满足公式：d＝f(Φ1-arcsin(sin(Φ2-2*θ)*n))，其中，f为准直透镜的焦距，Φ1为发射光线与楔角片接触面的垂线之间的角度，Φ2为透射光线与楔角片接触面的垂线之间的角度，θ为楔角片的角度，n为楔角片的折射率。
7.根据权利要求1所述的光路监控装置，其特征在于：所述第一准直光线和发射光线之间的间距d1满足公式：d1＝2*f*Φ1，其中，f为准直透镜的焦距，Φ1为发射光线与楔角片接触面的垂线之间的角度；所述第一准直光线和第二准直光线之间的间距d2满足公式：d2＝f(Φ1-arcsin(sin(Φ2-2*θ)*n))，其中，Φ2为透射光线与楔角片透射面的垂线之间的角度，θ为楔角片的角度，n为楔角片的折射率。
8.一种楔角片分光的光路监控系统，其特征在于：所述光路监控系统包括主控芯片以及如权利要求1至7任一所述的光路监控装置，所述主控芯片控制光源发射光线到第一反射面，并分成反射光线以及透射光线，所述反射光线经过准直透镜后输出第一准直光线到监控芯片，所述主控芯片控制监控芯片监控第一准直光线的功率，所述透射光线经过第二反射面后反射回第一反射面，再经过准直透镜后输出第二准直光线；其中，所述第一准直光线和第二准直光线相互平行。
9.根据权利要求8所述的光路监控系统，其特征在于：所述光源和监控芯片设在同一侧并且相互平行，所述主控芯片控制光源发射光线到准直透镜，再经过第一反射面，并分成反射光线以及透射光线，所述反射光线经过准直透镜后输出第一准直光线到监控芯片，所述主控芯片控制监控芯片监控第一准直光线的功率，所述透射光线经过第二反射面后反射回第一反射面，再经过准直透镜后输出第二准直光线。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 518000 No. 35, Cuijing Road, Pingshan New District, Shenzhen, Guangdong Patentee after: Ona Technology (Shenzhen) Group Co.,Ltd. Address before: No.35 Cuijing Road, Pingshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: O-NET COMMUNICATIONS (SHENZHEN) Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220531 |
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