CN203149146U - 一种光纤四分之一波片阵列器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光纤四分之一波片阵列器件。包括输入保偏光纤阵列、定长保偏光纤阵列和保圆光纤阵列，所述的输入保偏光纤阵列中的输入保偏光纤一端与定长保偏光纤阵列所对应的定长保偏光纤的一端成45°对接耦合，所述的45°对接耦合为输入保偏光纤的快慢轴与定长保偏光纤的快慢轴周向相错45°夹角，所述的定长保偏光纤的另一端与保圆光纤阵列所对应的保圆光纤对接耦合。本实用新型采用开设纤槽的石英玻璃基片对光纤进行封装，基片的膨胀系数和光纤接近，耦合成器件后，既减少了温度和振动对光纤四分之一波片阵列器件的影响，又有效的固定和保护了波片阵列，还具有集成化的优点。本实用新型耦合精度高，制作和使用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于光纤电流传感器中的光纤四分之一波片阵列器件。
技术背景
目前，测量高压电网中电流的大小，采用传统的电磁感应式的电流传感器。但是，随着长距离电力传输的发展，传输电压等级的不断提高，使得由硅钢片和漆包铜线组成的电流传感器，在绝缘方面遇到了不可逾越的困难。而光纤电流传感器，是由石英材料制作而成，具有良好的绝缘性；再加上传输损耗小、频带宽、信息容量大、不怕雷电、不怕电磁干扰等，显示其无可比拟的优越性。
光纤电流传感器是利用法拉第磁光效应测量电流大小的。法拉第磁光效应是指，当偏振光通过处于电流产生的磁场时，且光的传播方向与磁场方向一致时，线偏振光的偏振面将会发生旋转。其物理推导结论是，线偏振光的旋转角正比于电流的大小。只要检测出这个法拉第磁光效应引起的角度变化量，就能得到导体内对应的电流大小。和传统电流传感器相比，具有成本低，体积小，可靠性高等众多优点。参与法拉第磁光效应的四分之一波片是电流传感器的重要组成部分，但是现有的四分之一波片容易受到温度以及振动的影响，工作稳定性差。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于光线电流传感器中的光纤四分之一波片阵列器件，使其既能减少温度和振动对波片阵列的影响，又能有效的固定和保护波片阵列。
本实用新型为解决上述提出的问题所采用的的技术方案为：包括输入保偏光纤阵列、定长保偏光纤阵列和保圆光纤阵列，所述的输入保偏光纤阵列中的输入 保偏光纤一端与定长保偏光纤阵列所对应的定长保偏光纤的一端成45°对接耦合，所述的45°对接耦合为输入保偏光纤的快慢轴与定长保偏光纤的快慢轴周向相错45°夹角，所述的定长保偏光纤的另一端与保圆光纤阵列所对应的保圆光纤对接耦合。
按上述方案，所述的输入保偏光纤阵列由开设平行纤槽的矩形石英玻璃输入基片和嵌设在纤槽中的输入保偏光纤构成，且嵌设在纤槽中的输入保偏光纤一端端面与石英玻璃输入基片一端端面齐平，另一端从纤槽延伸出石英玻璃输入基片。
按上述方案，所述的定长保偏光纤阵列由开设平行纤槽的矩形石英玻璃定长基片和嵌设在纤槽中的定长保偏光纤构成，且嵌设在纤槽中的定长保偏光纤两端端面与石英玻璃定长基片的两端端面齐平，所述的定长保偏光纤的长度为该保偏光纤拍长的1/4，或该保偏光纤拍长的1/4的奇数倍。
按上述方案，所述的保圆光纤阵列由开设平行纤槽的矩形石英玻璃保圆基片和嵌设在纤槽中的保圆（偏振）光纤构成，且嵌设在纤槽中的保圆光纤一端端面与石英玻璃保圆基片一端端面齐平，另一端从纤槽延伸出石英玻璃保圆基片。
按上述方案，所述的输入保偏光纤阵列通过与输入基片端面齐平的一端与定长保偏光纤阵列的一端对接耦合，所述的保圆保偏光纤阵列通过与保圆基片端面齐平的一端与定长保偏光纤阵列的另一端对接耦合。
按上述方案，所述的输入保偏光纤阵列、定长保偏光纤阵列和保圆光纤阵列中个的光纤数量相等，均为1~32根。
按上述方案，所述的矩形石英玻璃输入基片、定长基片和保圆基片的结构相同，包括矩形石英玻璃基片，在矩形石英玻璃基片的正面开设等截面的两端贯穿的平行纤槽，平行纤槽与石英玻璃基片的两端相垂直，平行纤槽为1~32条，各平行纤槽的间距d相等，且平行纤槽的槽宽与所嵌设的光纤直径相同。
按上述方案，所述的矩形石英玻璃基片正面盖有石英玻璃盖板，矩形石英玻璃基片与光纤通过粘胶相固定，矩形石英玻璃基片与石英玻璃盖板通过粘胶固定封装。
按上述方案，所述的石英玻璃定长基片与石英玻璃输入基片相联成一体，或与石英玻璃保圆基片相联成一体。
本实用新型的有益效果在于：1、使用了石英玻璃基片及盖板，它们的膨胀系数和光纤的接近；通过纤槽对光纤进行封装，既可以很好的固定和定位，又可以有效的减少温度和振动对光纤四分之一波片阵列器件的影响，有效保护波片阵列，提高波片使用的可靠性；2、采用平行阵列结构，光纤可为单根或多根，使用更加灵活，具有了集成化的优点，封装体积更小；3、通过纤槽的加工精度以及对光纤端面的研磨修正可以保证各光纤的定位精度，不仅便于对应各个阵列的对接耦合，而且可使耦合精度得到保证，制作和使用更为方便。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的立体结构图。
图2为本实用新型的一个实施例中输入保偏光纤阵列的俯视图。
图3为本实用新型的一个实施例中输入保偏光纤阵列的侧向局部放大图。
图4为本实用新型的一个实施例中定长保偏光纤阵列的侧向局部放大图。
图5为本实用新型的一个实施例中保圆保偏光纤阵列的侧向局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
包括输入保偏光纤阵列1、定长保偏光纤阵列3和保圆光纤阵列5，所述的输入保偏光纤阵列由开设平行纤槽的矩形石英玻璃输入基片9和嵌设在纤槽中的输入保偏光纤2构成，且嵌设在纤槽中的输入保偏光纤一端端面与石英玻璃输入基片一端端面齐平，另一端从纤槽延伸出石英玻璃输入基片，所述的矩形石英玻璃输入基片包括矩形石英玻璃基片，在矩形石英玻璃基片的正面开设等截面的两端贯穿的平行纤槽，平行纤槽与石英玻璃基片的两端相垂直，平行纤槽为4条或8条，各平行纤槽的间距d相等，为256μm，平行纤槽的槽宽与所嵌设的光纤直径相同，光纤根数与纤槽数相同，在矩形石英玻璃输入基片正面，当纤槽嵌入保偏光纤后，盖上石英玻璃输入盖板7，矩形石英玻璃输入基片与保偏光纤通过粘胶相固定，矩形石英玻璃输入基片与石英玻璃输入盖板通过粘胶固定封装。所述的定长保偏光纤阵列由开设平行纤槽的矩形石英玻璃定长基片10和嵌设在纤槽中的定长保偏光纤4构成，且嵌设在纤槽中的定长保偏光纤两端端面与石英玻璃定长基片的两端端面齐平，所述的定长保偏光纤的长度为该保偏光纤拍长的1/4，或该保偏光纤拍长的1/4的3倍或5倍，在矩形石英玻璃定长基片正面，当纤槽嵌入定长保偏光纤后，盖上石英玻璃定长盖板8并用粘胶固定，矩形石英玻璃定长基片的其它结构与矩形石英玻璃输入基片相同，包括平行纤槽数和纤槽间距d均相同。所述的保圆光纤阵列由开设平行纤槽的矩形石英玻璃保圆基片12和嵌设在纤槽中的保圆光纤6构成，且嵌设在纤槽中的保圆光纤一端端面与石英玻璃保圆基片一端端面齐平，另一端从纤槽延伸出石英玻璃保圆基片，在矩形石英玻璃保圆基片正面，当纤槽嵌入保圆光纤后，盖上石英玻璃保圆盖板11并用粘胶相固定，其它结构与矩形石英玻璃输入基片相同。所述的输入保偏光纤阵列中的输入保偏光纤一端与定长保偏光纤阵列所对应的定长保偏光纤的一端成45°（度）对接耦合，所述的45°对接耦合为输入保偏光纤的快慢轴a1、b1与定长保偏光纤的快慢轴a2、b2周向相错45°夹角，即使a1与纤槽横截面垂线的夹角θ、a2与基片横截面垂线的夹角φ之差为45°；所述的定长保偏光纤的另一端与保圆光纤阵列所对应的保圆（偏振）光纤对接耦合。
本实用新型制作时将所用光纤嵌入基片纤槽，光纤的一端或两端端面与基片端面对齐，并且使所有保偏光纤的快轴与纤槽横截面垂线成特定角度，点上胶水，盖上盖板固化，然后放到研磨机上，将一端或两端端面磨平成零度角，抛光，并精确控制定长保偏光纤阵列的长度。最后，通过自动或者手动耦合台，将各光纤阵列耦合在一起，点上胶水，固化后封装即可。
本实用新型采用类似于平面光波导（PLC）耦合的方式，依托成熟的PLC封装加工技术，既可以手动耦合也可以自动耦合封装，制作难度大大降低，具有很好的集成性能。又由于使用了石英玻璃的纤槽基片和盖板，它的膨胀系数和光纤的比较接近；对光纤进行封装时，既可以很好的固定，又可以有效的减少温度对光纤四分之一波片阵列器件的影响。所制成的四分之一波片阵列器件的温度以及振动稳定性得到明显改善。故本实用新型的制备方法有着广泛的应用。
Claims (9)
1.一种光纤四分之一波片阵列器件，其特征在于包括输入保偏光纤阵列、定长保偏光纤阵列和保圆光纤阵列，所述的输入保偏光纤阵列中的输入保偏光纤一端与定长保偏光纤阵列所对应的定长保偏光纤的一端成45°对接耦合，所述的45°对接耦合为输入保偏光纤的快慢轴与定长保偏光纤的快慢轴周向相错45°夹角，所述的定长保偏光纤的另一端与保圆光纤阵列所对应的保圆光纤对接耦合。
2.按权利要求1所述的光纤四分之一波片阵列器件，其特征在于所述的输入保偏光纤阵列由开设平行纤槽的矩形石英玻璃输入基片和嵌设在纤槽中的输入保偏光纤构成，且嵌设在纤槽中的输入保偏光纤一端端面与石英玻璃输入基片一端端面齐平，另一端从纤槽延伸出石英玻璃输入基片。
3.按权利要求1所述的光纤四分之一波片器件，其特征在于所述的定长保偏光纤阵列由开设平行纤槽的矩形石英玻璃定长基片和嵌设在纤槽中的定长保偏光纤构成，且嵌设在纤槽中的定长保偏光纤两端端面与石英玻璃定长基片的两端端面齐平，所述的定长保偏光纤的长度为该保偏光纤拍长的1/4，或该保偏光纤拍长的1/4的奇数倍。
4.按权利要求1所述的光纤四分之一波片阵列器件，其特征在于所述的保圆光纤阵列由开设平行纤槽的矩形石英玻璃保圆基片和嵌设在纤槽中的保圆光纤构成，且嵌设在纤槽中的保圆光纤一端端面与石英玻璃保圆基片一端端面齐平，另一端从纤槽延伸出石英玻璃保圆基片。
5.按权利要求1所述的光纤四分之一波片阵列器件，其特征在于所述的输入保偏光纤阵列通过与输入基片端面齐平的一端与定长保偏光纤阵列的一端对接耦合，所述的保圆光纤阵列通过与保圆基片端面齐平的一端与定长保偏光纤阵列的另一端对接耦合。
6.按权利要求1或6所述的光纤四分之一波片阵列器件，其特征在于所述的输入保偏光纤阵列、定长保偏光纤阵列和保圆光纤阵列中个的光纤数量相等，均为1~32根。
7.按权利要求2或3或4所述的光纤四分之一波片阵列器件，其特征在于所述的矩形石英玻璃输入基片、定长基片和保圆基片的结构相同，包括矩形石英玻璃基片，在矩形石英玻璃基片的正面开设等截面的两端贯穿的平行纤槽，平行纤槽与石英玻璃基片的两端相垂直，平行纤槽为1~32条，各平行纤槽的间距d相等，且平行纤槽的槽宽与所嵌设的光纤直径相同。
8.按权利要求7所述的光纤四分之一波片阵列器件，其特征在于所述的矩形石英玻璃基片正面盖有石英玻璃盖板，矩形石英玻璃基片与光纤通过粘胶相固定，矩形石英玻璃基片与石英玻璃盖板通过粘胶固定封装。
9.按权利要求7所述的光纤四分之一波片阵列器件，其特征在于所述的石英玻璃定长基片与石英玻璃输入基片相联成一体，或与石英玻璃保圆基片相联成一体。
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| CN 201320124803 CN203149146U (zh) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | 一种光纤四分之一波片阵列器件 |
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|---|---|---|---|---|
| CN105319425A (zh) * | 2014-07-09 | 2016-02-10 | 北京自动化控制设备研究所 | 一种全光纤四分之一波片的封装方法 |
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2013
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
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Granted publication date: 20130821 |
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| CX01 | Expiry of patent term |