CN113219594B - 一种用于光纤电话的快速光纤耦合器 - Google Patents

一种用于光纤电话的快速光纤耦合器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于光纤电话的快速光纤耦合器，包括有匹配泄露玻璃基体、泄露控制装置、两组耦合透镜组和两个光纤连接单元，泄露控制装置位于匹配泄露玻璃基体的上方，匹配泄露玻璃基体顶端的支撑面为弧面，匹配泄露玻璃基体和泄露控制装置位于两组耦合透镜组之间，两个光纤连接单元分别位于对应一组耦合透镜组的外侧。本发明泄露控制装置对合路端光纤进行光剥离泄漏调节，使其造成光信号剥离泄漏，泄漏的光信号通过匹配泄露玻璃基体的折射后进入到两组耦合透镜组，经聚焦后进入两个光纤连接单元，实现光纤耦合的目的，光纤耦合的过程不需要破坏合路端光纤的结构，具有操作无损、使用方便、双向互联、抗电磁干扰，尤其适合野外工作等特点。

Description

一种用于光纤电话的快速光纤耦合器
技术领域
本发明涉及光信号传输器件技术领域，具体是一种用于光纤电话的快速光纤耦合器。
背景技术
在光缆施工等野外作业环境中，存在应急通讯和沟通的需要，传统通讯用光纤耦合器需要破坏光纤连续性，才能实现对接光纤的耦合，达到互联互通的效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于光纤电话的快速光纤耦合器，采用光剥离技术进行光信号剥离后的聚焦耦合，对光纤链路和光纤结构均不产生任何破坏。
本发明的技术方案为：
一种用于光纤电话的快速光纤耦合器，包括有匹配泄露玻璃基体、泄露控制装置、两组耦合透镜组和两个光纤连接单元，所述的泄露控制装置位于匹配泄露玻璃基体的上方，匹配泄露玻璃基体顶端的支撑面为弧面，所述的匹配泄露玻璃基体和泄露控制装置位于两组耦合透镜组之间，两个光纤连接单元分别位于对应一组耦合透镜组的外侧；
所述的泄露控制装置包括有支撑架、固定于支撑架顶部的光纤定位架、固定连接于光纤定位架上的弯曲量调节杆，所述的光纤定位架上设置有两个竖直且平行相对的光纤定位板，两个光纤定位板上均设置有开口朝上的U型光纤定位槽，所述的弯曲量调节杆水平设置于匹配泄露玻璃基体的正上方且位于两个光纤定位板之间，弯曲量调节杆的曲面与匹配泄露玻璃基体顶端的弧面相匹配，弯曲量调节杆与匹配泄露玻璃基体的弧面之间留有合路端光纤穿过的间隙；
每组耦合透镜组位于匹配泄露玻璃基体和光纤连接单元之间，用于将匹配泄露玻璃基体泄露的光信号聚焦于光纤连接单元上；
所述的光纤连接单元包括有光纤耦合头，光纤耦合头上连接分路端光纤。
所述的匹配泄露玻璃基体选用折射率ng≥1.55的玻璃基体。
所述的弯曲量调节杆的半径≥5mm，匹配泄露玻璃基体顶端弧面的半径≥5mm。
述的耦合透镜组包括整形透镜和聚焦透镜，整形透镜邻近于匹配泄露玻璃基体，聚焦透镜邻近于光纤连接单元，整形透镜主要对匹配泄露玻璃基体泄露的光信号进行光束规整，聚焦透镜将整合好的光信号聚焦后进入光纤连接单元。
所述的分路端光纤选用锥形光纤或热扩芯光纤，分路端光纤的纤芯直径≥25μm。
所述的弯曲量调节杆的内端部伸入到光纤定位架内，固定螺栓竖直穿过光纤定位架和弯曲量调节杆的内端部后通过锁紧螺母锁紧于光纤定位架上，从而将弯曲量调节杆固定连接于光纤定位架上。
所述的匹配泄露玻璃基体、泄露控制装置、两组耦合透镜组和两个光纤连接单元均固定于安装基座上。
本发明光信号剥离的原理：
正常情况下，光波在薄膜波导中传播的相速度会小于光波在波导周围介质中的相速度，但是在波导弯曲的情况下，这条件就会发生改变。为了使在弯曲的波导中传输的波形趋于完整，越靠近弯曲外侧，光波的相速度就会越大。在某一个临界点，光波的相速度会等于其在周围介质中自由传播时的相速度，超过这个临界点，光波便不能在薄膜波导中继续传播，使部分传导模脱离原始纤芯传输路径转换成辐射模在包层中传输，甚至会泄露至涂敷层，造成光信号剥离。
本发明的优点：
本发明对连接于泄露控制装置的合路端光纤进行光剥离泄漏调节，使其造成光信号剥离泄漏，泄漏的光信号通过匹配泄露玻璃基体的折射后进入到两组耦合透镜组，经聚焦后进入两个光纤连接单元，实现光纤耦合的目的，光纤耦合的过程不需要破坏合路端光纤的结构，具有操作无损、使用方便、双向互联、抗电磁干扰，尤其适合野外工作等特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明泄露控制装置的结构示意图。
图3是本发明进行光纤耦合后的信号流向图，其中，01-快速光纤耦合器，02-信号源，03-环形器，04-探测器，“→”表示光信号流向。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
见图1和图2，一种用于光纤电话的快速光纤耦合器，包括有安装基座1，固定于安装基座1上的匹配泄露玻璃基体2、泄露控制装置3、两组耦合透镜组4和两个光纤连接单元5；泄露控制装置3位于匹配泄露玻璃基体2的上方，匹配泄露玻璃基体2顶端的支撑面为弧面，匹配泄露玻璃基体2和泄露控制装置3位于两组耦合透镜组4之间，两个光纤连接单元5分别位于对应一组耦合透镜组4的外侧；
泄露控制装置3包括有支撑架31、固定于支撑架31顶部的光纤定位架32、固定连接于光纤定位架32上的弯曲量调节杆33，光纤定位架32上设置有两个竖直且平行相对的光纤定位板34，两个光纤定位板34上均设置有开口朝上的U型光纤定位槽35，弯曲量调节杆33的内端部伸入到光纤定位架32内，固定螺栓36竖直穿过光纤定位架32和弯曲量调节杆33的内端部后通过锁紧螺母锁紧于光纤定位架32上，从而将弯曲量调节杆33固定连接于光纤定位架32上，弯曲量调节杆33的外端部水平设置于匹配泄露玻璃基体2的正上方且位于两个光纤定位板34之间，弯曲量调节杆33的曲面与匹配泄露玻璃基体2顶端的弧面相匹配，弯曲量调节杆33与匹配泄露玻璃基体2的弧面之间留有合路端光纤6穿过的间隙；
每组耦合透镜组4位于匹配泄露玻璃基体2和光纤连接单元5之间，耦合透镜组包括整形透镜41和聚焦透镜42，整形透镜41邻近于匹配泄露玻璃基体2，聚焦透镜42邻近于光纤连接单元5，整形透镜41主要对匹配泄露玻璃基体2泄露的光信号进行光束规整，聚焦透镜42将整合好的光信号聚焦后进入光纤连接单元5，从而将匹配泄露玻璃基体2泄露的光信号聚焦于光纤连接单元5上；
光纤连接单元5包括有光纤耦合头，光纤耦合头上连接分路端光纤7，分路端光纤7选用锥形光纤或热扩芯光纤，分路端光纤7的纤芯直径≥25μm。
其中，匹配泄露玻璃基体2选用折射率ng≥1.55的玻璃基体，控制其折射率大于合路端光纤6的折射率，即实现折射率匹配，从而实现信号光准确剥离；弯曲量调节杆33的半径≥5mm，匹配泄露玻璃基体2顶端弧面的半径≥5mm，两者半径相互匹配锁紧实现合路端光纤6定量信号的光泄露。
光纤耦合时，将合路端光纤6依次穿过其中一个光纤定位板34的U型光纤定位槽35、弯曲量调节杆33与匹配泄露玻璃基体2之间的间隙、另一个光纤定位板34的U型光纤定位槽35，两个分路端光纤7分别连接于对应的光纤连接单元5上即可。
见图3，快速光纤耦合器光纤连接单元5的双向信号可以同时下载，同时可作为信号输入端上载信号，如图3所示。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于光纤电话的快速光纤耦合器，其特征在于：包括有匹配泄露玻璃基体、泄露控制装置、两组耦合透镜组和两个光纤连接单元，所述的泄露控制装置位于匹配泄露玻璃基体的上方，匹配泄露玻璃基体顶端的支撑面为弧面，所述的匹配泄露玻璃基体和泄露控制装置位于两组耦合透镜组之间，两个光纤连接单元分别位于对应一组耦合透镜组的外侧；
所述的泄露控制装置包括有支撑架、固定于支撑架顶部的光纤定位架、固定连接于光纤定位架上的弯曲量调节杆，所述的光纤定位架上设置有两个竖直且平行相对的光纤定位板，两个光纤定位板上均设置有开口朝上的U型光纤定位槽，所述的弯曲量调节杆水平设置于匹配泄露玻璃基体的正上方且位于两个光纤定位板之间，弯曲量调节杆的曲面与匹配泄露玻璃基体顶端的弧面相匹配，弯曲量调节杆与匹配泄露玻璃基体的弧面之间留有合路端光纤穿过的间隙；
每组耦合透镜组位于匹配泄露玻璃基体和光纤连接单元之间，用于将匹配泄露玻璃基体泄露的光信号聚焦于光纤连接单元上；
所述的光纤连接单元包括有光纤耦合头，光纤耦合头上连接分路端光纤。
2.根据权利要求1所述的一种用于光纤电话的快速光纤耦合器，其特征在于：所述的匹配泄露玻璃基体选用折射率ng≥1.55的玻璃基体。
3.根据权利要求1所述的一种用于光纤电话的快速光纤耦合器，其特征在于：所述的弯曲量调节杆的半径≥5mm，匹配泄露玻璃基体顶端弧面的半径≥5mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于光纤电话的快速光纤耦合器，其特征在于：所述的耦合透镜组包括整形透镜和聚焦透镜，整形透镜邻近于匹配泄露玻璃基体，聚焦透镜邻近于光纤连接单元，整形透镜主要对匹配泄露玻璃基体泄露的光信号进行光束规整，聚焦透镜将整合好的光信号聚焦后进入光纤连接单元。
5.根据权利要求1所述的一种用于光纤电话的快速光纤耦合器，其特征在于：所述的分路端光纤选用锥形光纤或热扩芯光纤，分路端光纤的纤芯直径≥25μm。
6.根据权利要求1所述的一种用于光纤电话的快速光纤耦合器，其特征在于：所述的弯曲量调节杆的内端部伸入到光纤定位架内，固定螺栓竖直穿过光纤定位架和弯曲量调节杆的内端部后通过锁紧螺母锁紧于光纤定位架上，从而将弯曲量调节杆固定连接于光纤定位架上。
7.根据权利要求1所述的一种用于光纤电话的快速光纤耦合器，其特征在于：所述的匹配泄露玻璃基体、泄露控制装置、两组耦合透镜组和两个光纤连接单元均固定于安装基座上。
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