CN1176399C - 光纤型可变光衰减器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光纤型光可变衰减器，它包括外壳(1)，外壳(1)上设有两个光纤对接接口(2)，外壳(1)内的两个光纤对接接口(2)端之间通过光纤(3)连接；外壳(1)内设有可使光纤(3)形成环绕的环绕装置，环绕装置的控制杆设置在外壳(1)外部。光纤弯曲时会产生光纤弯曲损耗，这种损耗是光在光纤中，传导模变换为辐射模而产生的损耗。本发明光纤型光衰减器是利用这一原理，通过可使光纤形成环绕的环绕装置，改变光纤环绕的圈数或光纤的弯曲半径，来控制光纤的弯曲度，达到输出光能够连续衰减的目的，且衰减可变，衰减范围可达0dB-70dB。本发明光纤型光衰减器结构简单，成本低。

Description

光纤型可变光衰减器

技术领域

本发明涉及光通信中使用的器件，特别是光衰减器。

背景技术

光衰减器是随着光通信产业的发展而出现的一种非常重要的纤维光学的无源器件，可用于光通信线路、系统的评估、研究及调整、校正等方面，目前的市场用量仅次于光纤连接器、光纤耦合器。

按照光衰减器的工作原理，目前的光衰减器可分为：位移型光衰减器、镀膜型光衰减器、衰减片型光衰件器、液晶型光衰减器和光电转换型光衰减器等。其中位移型光衰减器、液晶型光衰减器和光电转换型光衰减器为可变衰减，但这些光衰减器的结构复杂，机械部件要求精度高，成本高；镀膜型光衰减器和衰减片型光衰件器虽然结构简单，但只是固定衰减，功能单一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单的光纤型可变光衰减器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：它包括外壳，外壳上设有两个光纤对接接口，外壳内的两个光纤对接接口端通过光纤连接；外壳内设有可使光纤形成环绕的环绕装置，环绕装置的控制杆设置在外壳外部。环绕装置为可旋转的轴，光纤上的一点与轴连接。

光纤弯曲时会产生光纤弯曲损耗，这种损耗是光在光纤中，传导模变换为辐射模而产生的损耗。本发明光纤型光衰减器是利用这一原理，通过可使光纤形成环绕的环绕装置，改变光纤环绕的圈数或光纤的弯曲半径，来控制光纤的弯曲度，达到输出光能够连续衰减的目的，且衰减可变，衰减范围可达0dB-70dB。

本发明光纤型光衰减器结构简单，成本低。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图

图2为本发明实施例的外观示意图

具体实施方案

如图1所示的本发明实施例，它包括外壳1，外壳1设有两个光纤对接接口2，外壳1内的两个光纤对接接口2端通过光纤3连接。外壳1内设有可使光纤3形成环绕的环绕装置，环绕装置的控制杆设置在外壳1外部，其中，环绕装置为可旋转的轴4，光纤3上的一点与轴4连接，部分光纤3环绕在轴4上，作为弯曲衰减光纤段，环绕半径可通过旋转轴4调节；控制杆为可调转盘5，轴4与转盘5的圆心连接。光纤3环绕部分前、后光纤长度大于1米。外壳1内设有半径大于16毫米的光纤盘7，光纤环绕部分前、后的光纤3环绕在光纤盘7上。

外壳1上设有刻度盘6，刻度盘6中的指针与环绕装置通过联动机构8联动，刻度盘6上有两列刻度，分别是1310nm和1550nm的衰减刻度；调节转盘5到衰减的临界状态，轴4即可造成光在光纤3中衰减，从刻度盘7上读出衰减值。刻度盘上下两端设置两固定障碍点，使刻度盘6中的指针只能在这个范围内可调，避免光纤3曲率半径过小。

按照D.Marcuse理论，当弯曲半径为R时，弯曲损耗为：

$A_h=\frac{\sqrt{\mathrm{\π}}{u}^2\exp [-\frac{2}{3}(w^3/{\mathrm{\β}}^2)R]}{{2W}^{\frac{3}{2}}{V}^2\sqrt{R}{K}_{m-1}\left(\mathrm{Wa}\right)K_{m+1}\left(\mathrm{Wa}\right)}$

式中，u、W分别是光纤径向归一化相位常数和径向归一化衰减常数；β是轴向传播常数；α是纤芯半径；V是归一化频率；Km是m阶修正贝塞尔函数。从公式可知，随着波长的增大，V值减小，弯曲损耗增大。因此在光通信的1310nm和1550nm这两个波长的使用，本发明实施例中将光纤弯曲度转化为刻度盘6加以显示两列衰减值。

                  光纤弯曲损耗实验数据表

                   1550nm                 1310nm

    弯曲半径

             接头损耗   损耗增加   接头损耗   损耗增加

      R/mm

              α₁/dB  值α₂/dB  α₁/dB    值α₂/dB

      16       1.02       0.01       1.00       0.00

      15       1.14       0.13       1.00       0.00

      14       1.18       0.17       1.00       0.00

      13       1.30       0.29       1.00       0.00

      12       1.37       0.36       1.00       0.00

      10       1.47       0.46       1.02       0.02

       9       4.22       3.21       1.11       0.11

       8       5.63       4.62       1.30       0.30

       7       7.57       6.56       1.50       0.50

       6       9.75       8.74       2.00       1.00

       5       测不出     非常大      4.57       3.57

每次把光纤盘成半径R分别为16mm、15mm、14mm、13mm、12mm、11mm、10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm的园圈后，再分别在1310nm和1550nm两种波长进行测量如表所示，不同R测得接头损耗值不同，这是因为靠近接头的背向散射随弯曲程度不同而不同，本发明实施例采用在光纤3环绕部分前、后光纤长度大于1米，可以消除这个变化。

为增大衰减量，可以绕多圈进行衰减，当齿轮杆直径为8mm时，4圈环绕环绕齿轮杆时，可很容易达到0-70dB的衰减范围。

可通过配备不同转接跳线实现与不同接口的连接，光纤对接接口2为SC(插拔式)法兰或FC(螺旋式)法兰。

Claims (8)

1、光纤型光可变衰减器，其特征在于：它包括外壳(1)，外壳(1)上设有两个光纤对接接口(2)，外壳(1)内的两个光纤对接接口(2)端之间通过光纤(3)连接；外壳(1)内设有可使光纤(3)形成环绕的环绕装置，环绕装置的控制杆设置在外壳(1)外部；环绕装置为可旋转的轴(4)，光纤(3)上的一点与轴(4)连接。

2、如权利要求1所述的光纤型光可变衰减器，其特征在于：控制杆为可调转盘(5)，轴(4)与转盘(5)的圆心连接。

3、如权利要求1所述的光纤型光可变衰减器，其特征在于：光纤(3)环绕部分前、后光纤长度大于1米。

4、如权利要求1或2或3所述的光纤型光可变衰减器，其特征在于：光纤对接接口(2)为螺旋式法兰或插拔式法兰。

5、如权利要求1或2或3所述的光纤型光可变衰减器，其特征在于：外壳(1)上设有刻度盘(6)，刻度盘(6)中的指针与环绕装置联动。

6、如权利要求5所述的光纤型光可变衰减器，其特征在于：刻度盘(6)上标有两列以上的刻度值。

7、如权利要求3所述的光纤型光可变衰减器，其特征在于：外壳(1)内设有光纤盘(7)，光纤环绕部分前、后的光纤(3)环绕在光纤盘(7)上。

8、如权利要求7所述的光纤型光可变衰减器，其特征在于：光纤盘(7)的半径大于16毫米。