CN208689213U - 一种取光机构及宏弯取光机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种取光机构及宏弯取光机构，其包括取光部件，以及套设于所述取光部件外围的所述固定部件，所述取光部件包括外围的插芯体以及贯穿过所述插芯体的中心位置的轴向预制通道，所述光纤穿过并埋设于所述预制通道内；所述取光部件的两端均设置有选择膜，所述选择膜能够对特定波长的检测光进行过滤，并对传输至此的所述检测光形成传输阻挡。本实用新型在不需要破坏内部光纤结构、路径的情况下，能够根据需求选择性提取出检测光，并根据选择膜的作用进行合理提取，使得后续的检测光还有传播的空间，具有利用的可持续性，同时保证了通讯光的传输质量和低损耗率。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，特别是一种取光机构以及还涉及一种宏弯取光机构。
背景技术
近年来，在通信领域，可进行高速、大容量传输的光纤成为传输线路主流，并在进一步的发展。随之而来的，特别是在数据中心或电信机房等的光通信相关设备中频繁的进行光传输路径的变更或废弃、增加等施工工作，目前的管理方式是通过在跳线上打上纸质标签，管理本端口的光纤通信方向地址和传输内容，但因为大量的变更或拆建业务需要重新打纸质标签而造成的工作量剧增，而实际操作人员的失误，或者不尽责而造成纸质标签内容和实际光传输内容相去甚远，错误百出，对后来施工者的施工造成了极大的困扰，同时也极大的降低了工作效率，增加的运维成本。
在这种光通信结构中传输的通信光为不可见光，且标签内容错误与否对施工人员来说无法判断，从而施工过程增加了很多危险因素，给施工人员加大了施工难度，给运营商增加了施工管理增加了成本。于是，为了提高光通信施工的效率减少不必要的失误，研究了很多用于确认光传输线路中如何提取检测光波的方法。目前已经存在的一些检测光提取技术，都是以破坏或者改变光纤的结构及其传输路径的代价来实现检测光的提取的，即通过强行截断光纤及其外包的插芯来制造通信光的泄漏出口，以取得所泄漏的通讯光作为检测光，但是由于每条光纤传输路径中，光发射机发射的通讯光强是固定的，且光纤传输路径中具有多个活动联接点，光纤活接头较多，若以这种截断光纤的方式或直接在活动连接器处来提取检测光不但大大折损了通讯光的通讯信号强度，而且还可能让原本能正常通信的光链路出现故障：光猫因为达不到工作光功率而退服，终端用户的光端机因为链路中多个活动连接器且人为扩大节点光衰而收不到通信光。另外一方面取光机构本身开模及其生产成本较高，从而无法实现大面积的铺装，不能实现光纤线路自动化管控。
实用新型内容
本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。
鉴于上述和/或现有的取光机构中存在的问题，提出了本实用新型。
因此，本实用新型的目的是提供一种取光机构，其能够在不需要破坏内部光纤结构、路径的情况下，根据需求选择性提取出检测光。
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种取光机构，其包括取光部件，以及套设于所述取光部件外围的所述固定部件，所述取光部件包括外围的插芯体以及贯穿过所述插芯体的中心位置的轴向预制通道，所述光纤穿过并埋设于所述预制通道内；所述取光部件的两端均设置有选择膜，所述选择膜能够对特定波长的检测光进行过滤，并对传输至此的所述检测光形成传输阻挡。
作为本实用新型所述取光机构的一种优选方案，其中：所述取光部件长度在2～3mm之间。
作为本实用新型所述取光机构的一种优选方案，其中：所述固定部件沿其纵向具有容许缝口，所述检测部件位于容许缝口的正上方。
作为本实用新型所述取光机构的一种优选方案，其中：所述插芯体的中间位置处设置有溢出口，所述溢出口自所述取光部件的外表面向内凹陷，且保持所述取光部件内部的光纤不暴露出来。
作为本实用新型所述取光机构的一种优选方案，其中：所述取光部件上设置有V型槽，且所述V型槽的两侧坡面上设置有选择膜。
本实用新型的另一个目的是提供一种宏弯取光机构，其利用了光纤宏弯原理且在同样曲率半径下不同截止波长逃逸量不一致的机理，在满足对通信线路不额外增加光插入损耗的同时，对待测光纤里的检测信号光进行提取。
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种宏弯取光机构，其包括取光部件，以及套设于所述取光部件外围的固定部件，所述取光部件包括外围的插芯体以及贯穿过所述插芯体的中心位置的轴向预制通道，所述光纤穿过并埋设于所述预制通道内；所述插芯体上内凹有深度大于所述取光部件横截面半径的嵌槽，并使得插入所述预制通道内的光纤整体能够在所述嵌槽的位置处暴露出来，所述嵌槽的上端口的纵向长度大于下底部的纵向长度；所述宏弯取光机构还包括有配合于所述嵌槽的挤压件，当所述挤压件插入并固定于所述嵌槽内部时，所述挤压件的内侧挤压暴露出来的所述光纤，使其发生宏弯曲。
作为本实用新型所述宏弯取光机构的一种优选方案，其中：所述挤压件的内侧边缘具有配合于所述光纤尺寸的切槽，当所述挤压件插入并固定于所述嵌槽内部时，所述光纤能够被所述切槽所卡住。
作为本实用新型所述宏弯取光机构的一种优选方案，其中：所述取光部件长度在2～3mm之间。
本实用新型的有益效果：本实用新型可以在不需要破坏内部光纤结构、路径的情况下，能够根据需求选择性提取出检测光，并根据选择膜的作用进行合理提取，使得后续的检测光还有传播的空间，具有利用的可持续性。同时，由于本实用新型同时发射与通讯光互不干扰的检测光，而不是直接提取通讯光作为检测主体，因此保证了通讯光的传输质量和低损耗率，也保证了终端的信号质量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本实用新型取光机构第一个实施例所述的内部结构示意图。
图2为本实用新型取光机构第一个实施例所述的光散射路径的模拟实验图。
图3为本实用新型取光机构第二个实施例所述的整体结构示意图。
图4为本实用新型取光机构第二个实施例所述的整体结构剖面示意图。
图5为本实用新型取光机构第二个实施例所述的选择膜作用示意图。
图6为本实用新型取光机构第三个实施例所述的溢出口分布示意图。
图7为本实用新型取光机构第三个实施例所述的溢出口剖面示意图。
图8为本实用新型取光机构第三个实施例所述的溢出口作用示意图。
图9为本实用新型取光机构第四个实施例所述的V型槽分布示意图。
图10中的10(a)～10(c)为本实用新型取光机构第四个实施例所述的不同槽深的V型槽结构对比图。
图11为本实用新型取光机构第四个实施例所述的V型槽作用示意图。
图12为本实用新型取光机构第五个实施例所述的挤压件插入示意图。
图13为本实用新型取光机构第五个实施例所述的取光机构组装成品示意图。
图14为本实用新型取光机构第五个实施例所述的挤压件按压第二光纤形变示意图。
图15为本实用新型取光机构第五个实施例所述的挤压件整体结构示意图。
图16为本实用新型取光机构第五个实施例所述的插芯体及其嵌槽结构示意图。
图17为本实用新型取光机构第五个实施例所述的宏弯曲路径剖面示意图。
图18为本实用新型取光机构第五个实施例所述的宏弯曲作用示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
参照图1、2，为本实用新型第一个实施例，该实施例提供了一种利用取光机构100提取检测光的方法。为便于光传输路径的识别、标记以及检测，可以利用本实用新型下述的提取方法来提取检测光，并反馈给检测部件，以形成光子标签。所述利用取光机构100提取检测光的方法，主要包括：
S1：在彼此正对的两个光接口200端头之间设置取光部件101，取光部件101 的两端分别与光接口200的端头对接，取光部件101与光接口200的内部均设置有光纤，且光纤的外端互相对接；
S2：在取光部件101的两端均设置有选择膜103，选择膜103能够对特定波长的检测光进行过滤，并对传输至此的检测光形成部分阻挡；
S3：通过发射机向其中任意一个光接口200同时发送波长不等的通讯光和检测光，通讯光和检测光同时向取光部件101的方向传输；
S4：通讯光能够从一端的光接口200的光纤中穿过取光部件101内的光纤，进入另一端的光接口200内，而检测光被选择膜103阻挡，从光接口200端头与取光部件101端头之间所形成的不完全耦合的缝隙中传导出去，被检测部件所接收。
具体的，上述的光接口200为光纤接头的插芯，且插芯内部的中心位置具有光纤，当两个光接口200的外端互相正对时，可以通过取光部件101进行对接连通，并通过固定部件102进行固定限位、保持轴心统一(固定部件102为开口套管状，可用陶瓷制成，并套设于取光部件101与光接口200的对接处)。
因此，这里需要注意的是：取光部件101内部的中心位置具有轴向的预制通道101b，光纤穿过并埋设于预制通道101b内，取光部件101的两端头部研磨成UPC接头，并与两个光接口200分别对接，保持三者内部的光纤端头互相对准，实现传输。
其中，上述的取光部件101两端均镀有选择膜103，选择膜103能够对特定波长的检测光进行过滤，并对传输至此的检测光形成部分阻挡。这里的选择膜103为光学薄膜，光学薄膜是指在光学零件上沉积一层或多层的厚度薄而均匀的电介质膜或金属膜或电介质与金属膜组合的膜堆。
同时，上述“并对传输至此的检测光形成部分阻挡”中的“部分”的工作原理为：光在通过分层媒质时，来自不同界面的反射光、透射光在光的入射及反射方向产生光的干涉现象，而通过利用这种干涉现象，通过改变材料及其厚度等特性来人为的控制光的干涉，根据需要来实现光能的重新分配。因此，通过对选择膜103的厚度、材质等因素的选择可以将所需特定波长的检测光全部反射或者部分反射出来，而让通讯光透过选择膜103继续传输。
基于上述，当通过发射机向其中任意一个光接口200发送波长不同于通讯光的检测光时，通讯光和检测光从此端的光接口200内的光纤内传向取光部件 101的一端。由于此端的光接口200外端头与取光部件101的端头之间，以及两个端面的纤芯耦合度不可能达到100％(工艺原因导致)，加之取光部件101 端面处选择膜103的选择性、合理性(不完全过滤检测光)过滤反射，导致检测光有一部分从不完全耦合的缝隙中反射出去，另一部分进入光纤以及陶瓷内(取光部件101由陶瓷制成)，参与后续的接续点的提取利用。其中，反射出去的检测光被设置于固定部件102正上方的检测部件所接收，这里的检测部件可以采用光电探测器。
进一步的，固定部件102沿其纵向具有容许缝口102a，容许缝口102a用于保证在固定部件102能够抱紧取光部件101及其两端光接口200的同时，还能容许：来自光接口200端头与取光部件101端头之间所形成的不完全耦合的缝隙中所传导出来的检测光能够通过容许缝口102a，并被位于容许缝口102a 的正上方的检测部件所接收。
本实用新型中，检测部件的有效检测范围覆盖取光部件101的总长度，即包括其左右两端的范围，以保证无论光从哪一侧入射，都能产生相同的上述过程，并被检测部件所接收。
本实用新型中的取光部件101长度在2～3mm之间，其原因在于：
目前常用尺寸的PD(光电探测器)窗口直径包括3.9±0.3mm这种规格，当把PD安装于固定部件102的正上方时，出于实际因素，取光机构100整体会由于外界的扰动而导致PD的微量位移。由上述实施例可知，PD窗口的有效检测范围必须覆盖取光部件101的总长度，即包括其左右两端的范围，因此取光部件101本身的尺寸不能设置地太大，需要保证当PD进行微量位移时，取光部件101整体始终能够包含在PD窗口的有效检测范围内(比如，当需要保证取光部件101两端的容许位移至少为0.5mm时，若取光部件101初始位于 PD窗口下的正中间位置，则取光部件101的长度为2.9mm左右)。
同时，如图2所示，根据实验模拟数据可知，当光接口200端头与取光部件101端头之间不完全耦合时，散射进插芯体101a内的检测光λ2在距离入射端面1～2mm的位置处光强最大。由于需要保证左右两边无论是哪一端入射检测光λ2，都能被PD接收，因此根据长度需要在1～2mm以外的范围。
另外，两光纤插头插入法兰后，两跳线插头之间得空隙为3mm左右，而目前成品罐封PD标准的外径是4.6mm左右，再加上适当的生产冗余，中间取光机构长度不得低于1.8mm。
此外，兼顾到取光部件101在实际生产加工的难易和成本问题，其长度最好不低于2mm(因为若取光部件101长度小于2mm，则成品加工较难，工艺要求高，其两端面难以夹持，且生产处的产品两端难以同轴，造成部件不合格)。
综上因素，以及考虑到取光部件101、PD的安装问题，优选取光部件101 的尺寸为2～3mm之间。
参照图3～5，为本实用新型的第二个实施例，该实施例提供了一种取光机构100，且此取光机构100为上述提取检测光的方法中的取光机构100。
该取光机构100包括取光部件101，以及套设于取光部件101外围的固定部件102，取光部件101的外侧壁与固定部件102的内侧壁紧密贴合。
其中，取光部件101用于传输通讯光λ1，同时辅助阻隔并提取检测光λ2，取光部件101包括外围的插芯体101a以及贯穿过插芯体101a的中心位置的轴向预制通道101b。本实施例中的插芯体101a由陶瓷制成，其可以设置为圆柱状，圆柱两端分别都与光接口200对接；本实施例中的预制通道101b为插芯体101a中轴线位置处的穿透性孔道。
光接口200为光纤接头的插芯，其内部具有第一光纤201，而取光部件101 的内部具有第二光纤101b-1，且第二光纤101b-1穿过并埋设于预制通道101b 内。这里需要注意的是：本实用新型中的第一光纤201与第二光纤101b-1均为用于传输光路的光纤，为便于光路的区分和标识，进行区别命名。当取光部件 101与光接口200对接时，第一光纤201与第二光纤101b-1能够正好互相对接。
取光部件101的两端均设置有选择膜103，选择膜103为光学薄膜，能够对特定波长的检测光λ2进行一定程度的过滤，并对传输至此的检测光λ2形成传输阻挡。本实施例中的选择膜103对检测光λ2的过滤程度可通过选择膜103厚度、材质等因素的预先设置来进行确定。
进一步的，固定部件102为开口套管状，可用陶瓷制成，此处的“开口”即为沿其纵向的容许缝口102a，检测部件105位于容许缝口102a的正上方。其中，容许缝口102a用于保证在固定部件102能够抱紧取光部件101及其两端光接口200的同时，还能容许：来自光接口200端头与取光部件101端头之间所形成的不完全耦合的缝隙中所传导出来的检测光λ2能够通过容许缝口102a，并被位于容许缝口102a的正上方的检测部件105所接收。检测部件105可以采用光电探测器。
在本实用新型中，通讯光λ1和检测光λ2波长不一致，且不会产生互相的干扰，如检测光λ2波长为1625nm；通讯光λ1波长为1310nm或1550nm。
在OLT的光模块向光接口发射通讯光λ1的基础上，本实用新型还用发射机向光接口发射检测光λ2,通讯光λ1和检测光λ2均从其中一端的光接口200的第一光纤201中射出，并射向插芯体101a内的第二光纤101b-1。
由于在插芯体101a此端处具有选择膜103，其可以选择性的进行过滤：能够让通讯光λ1无过滤通过，能够让检测光λ2一部分反射出去，另一部分可以进入取光部件101继续传输(此部分主要还可以分为两路，第一路进入第二光纤 101b-1内进行光纤传输，参与后续路径上的检测光λ2提取；第二路散射进插芯体101a的陶瓷内)。
本实施中可以将上述的“检测光λ2一部分反射出去”定为第一光路G1；将“进入第二光纤101b-1内进行光纤传输”定为第二光路G2；将“散射进插芯体101a的陶瓷内”定为第三光路G3。因此，上述的第一光路G1为检测部件105对检测光λ2的主要提取路径。
综上可知，本实用新型所述取光机构100，在不需要破坏内部光纤结构、路径(人为制造检测光λ2)的情况下，能够根据需求选择性提取出检测光λ2，并根据选择膜103的作用进行合理提取，使得后续的检测光λ2还有传播的空间，具有利用的可持续性。同时，本实用新型在选择膜103的使用前提下，采用发射机发射不干扰通讯光λ1的检测光λ2，而不是直接提取通讯光λ1作为检测主体，因此保证了通讯光λ1的传输质量和低损耗率，也保证了终端的信号质量。
上述的取光部件101长度在2～3mm之间。
参照图6～8，为本实用新型的第三个实施例，该实施例不同于第二个实施例的是：插芯体101a的中间位置处设置有溢出口101a-1，溢出口101a-1自取光部件101的外表面向内凹陷，且保持取光部件101内部的光纤不暴露出来。
具体的，由上述实施例可知：取光机构100包括取光部件101，以及套设于取光部件101外围的固定部件102。
其中，取光部件101包括外围的插芯体101a以及贯穿过插芯体101a的中心位置的轴向预制通道101b。本实施例中的插芯体101a由陶瓷制成，其两端分别与光接口200对接。
光接口200的内部具有第一光纤201，而取光部件101的内部具有第二光纤101b-1，且第二光纤101b-1穿过并埋设于预制通道101b内。本实用新型中的第一光纤201与第二光纤101b-1均为用于传输光路的光纤。当取光部件101 与光接口200对接时，第一光纤201与第二光纤101b-1能够正好互相对接。
取光部件101的两端均设置有选择膜103，选择膜103为光学薄膜，能够对特定波长的检测光λ2进行一定程度的过滤，并对传输至此的检测光λ2形成传输阻挡。本实施例中的选择膜103对检测光λ2的过滤程度可通过选择膜103厚度、材质等因素的预先设置来进行确定。
进一步的，固定部件102为开口的套管状，可用陶瓷制成，此处的“开口”即为沿其纵向的容许缝口102a，检测部件105位于容许缝口102a的正上方。其中，容许缝口102a用于保证来自光接口200端头与取光部件101端头之间所形成的不完全耦合的缝隙中所传出的检测光λ2能够通过容许缝口102a，并被检测部件105所接收。检测部件105可以采用光电探测器。
在本实用新型中，通讯光λ1和检测光λ2波长不一致，且不会产生互相的干扰，如检测光λ2波长为1625nm；通讯光λ1波长为1310nm或1550nm。
在OLT的光模块向光接口发射通讯光λ1的基础上，本实用新型还用发射机向光接口发射检测光λ2,通讯光λ1和检测光λ2均从其中一端的光接口200的第一光纤201中射出，并射向插芯体101a内的第二光纤101b-1。
由于在插芯体101a此端处具有选择膜103，其可以选择性的进行过滤：能够让通讯光λ1无过滤通过，能够让检测光λ2一部分反射出去，另一部分可以进入取光部件101继续传输(此部分主要还可以分为两路，第一路进入第二光纤 101b-1内进行光纤传输，参与后续路径上的检测光λ2提取；第二路散射进插芯体101a的陶瓷内)。
本实施中可以将上述的“检测光λ2一部分反射出去”定为第一光路G1；将“进入第二光纤101b-1内进行光纤传输”定为第二光路G2；将“散射进插芯体101a的陶瓷内”定为第三光路G3。因此，上述的第一光路G1为检测部件105对检测光λ2的主要提取路径。
根据本实施的上述内容，由于检测光λ2主要可以分为三路，其中第三光路 G3能够进入插芯体101a的陶瓷内，因此可以在插芯体101a的中间位置处开挖一个溢出口101a-1，用于配合选择膜103同步提取检测光λ2，以使得检测部件 105能够检测到更强、更稳定的检测光波信号。
溢出口101a-1自取光部件101的外表面向内凹陷，且保持取光部件101内部的光纤不被暴露出来。因此，上述的第三光路G3在进入插芯体101a并向前传播的过程中，遇到中间的溢出口101a-1，使得部分检测光λ2能够从溢出口101a-1折射出来，进入到溢出口101a-1正上方的检测部件105内。
显而易见的，若本实施例中的取光部件101的两端不设置选择膜103，仅通过溢出口101a-1的作用，也同样具有提取检测光λ2的功能。在此情况下，取光部件101的两端可以直接对接光接口200，最后通过固定部件102紧固。
上述的取光部件101长度在2～3mm之间。
参照图9～11，为本实用新型的第四个实施例，该实施例不同于第二个实施例的是：取光部件101上设置有V型槽101a-2，且V型槽101a-2的两侧坡面上设置有选择膜103。
具体的，由上述实施例可知：取光机构100包括取光部件101，以及套设于取光部件101外围的固定部件102。
其中，取光部件101包括外围的插芯体101a以及贯穿过插芯体101a的中心位置的轴向预制通道101b。本实施例中的插芯体101a由陶瓷制成，其两端分别与光接口200对接。
光接口200的内部具有第一光纤201，而取光部件101的内部具有第二光纤101b-1，且第二光纤101b-1穿过并埋设于预制通道101b内。本实用新型中的第一光纤201与第二光纤101b-1均为用于传输光路的光纤。当取光部件101 与光接口200对接时，第一光纤201与第二光纤101b-1能够正好互相对接。
取光部件101的两端均设置有选择膜103，选择膜103为光学薄膜，能够对特定波长的检测光λ2进行一定程度的过滤，并对传输至此的检测光λ2形成传输阻挡。本实施例中的选择膜103对检测光λ2的过滤程度可通过选择膜103厚度、材质等因素的预先设置来进行确定。
进一步的，固定部件102为开口的套管状，可用陶瓷制成，此处的“开口”即为沿其纵向的容许缝口102a，检测部件105位于容许缝口102a的正上方。其中，容许缝口102a用于保证来自光接口200端头与取光部件101端头之间所形成的不完全耦合的缝隙中所传出的检测光λ2能够通过容许缝口102a，并被检测部件105所接收。检测部件105可以采用光电探测器。
在本实用新型中，通讯光λ1和检测光λ2波长不一致，且不会产生互相的干扰，如检测光λ2波长为1625nm；通讯光λ1波长为1310nm或1550nm。
在OLT的光模块向光接口发射通讯光λ1的基础上，本实用新型还用发射机向光接口发射检测光λ2,通讯光λ1和检测光λ2均从其中一端的光接口200的第一光纤201中射出，并射向插芯体101a内的第二光纤101b-1。
由于在插芯体101a此端处具有选择膜103，其可以选择性的进行过滤：能够让通讯光λ1无过滤通过，能够让检测光λ2一部分反射出去，另一部分可以进入取光部件101继续传输(此部分主要还可以分为两路，第一路进入第二光纤 101b-1内进行光纤传输，参与后续路径上的检测光λ2提取；第二路散射进插芯体101a的陶瓷内)。
本实施中可以将上述的“检测光λ2一部分反射出去”定为第一光路G1；将“进入第二光纤101b-1内进行光纤传输”定为第二光路G2；将“散射进插芯体101a的陶瓷内”定为第三光路G3。因此，上述的第一光路G1为检测部件105对检测光λ2的主要提取路径。
根据本实施的上述内容，由于检测光λ2主要可以分为三路，其中第三光路 G3能够进入插芯体101a的陶瓷内传播，因此可以在插芯体101a的中间位置处开挖一个V型槽101a-2，用于配合选择膜103同步提取检测光λ2，以使得检测部件105能够检测到更强、更稳定的检测光波信号。
V型槽101a-2为取光部件101上开挖的一个V形截面的缺口，且相对的一对槽切面上均镀有一层选择膜103。因此，上述的第三光路G3在进入插芯体 101a并向前传播的过程中，即可遇到中间的V型槽101a-2。
由于V型槽101a-2的槽切面上均镀有一层选择膜103，选择膜103能够对传输至此的检测光λ2进行部分通过，部分阻隔变向。其中，透过选择膜103的部分检测光λ2能够进入到V型槽101a-2的沟槽之间，又由于V型槽101a-2为 V形缺口，具有坡面，因此检测光λ2经过不短反射变向之后，能够进入到V型槽101a-2正上方的检测部件105内。
进一步的，如图10中的10(a)～10(c)所示，本实用新型中的V型槽 101a-2的槽深可以取不同值，比如：一、槽深较小，不足以使得第二光纤101b-1 暴露出来，如图10(c)；二、槽深适中，能够使得第二光纤101b-1暴露出来，但未切断插芯体101a，如图10(b)；三、槽深最大，能够直接切断插芯体101a 整体，将插芯体101a一分为二，如图10(a)。
显而易见的，若本实施例中的取光部件101的两端不设置选择膜103，仅通过V型槽101a-2的作用，也同样具有提取检测光λ2的功能。在此情况下，取光部件101的两端可以直接对接光接口200，最后通过固定部件102紧固。
上述的取光部件101长度在2～3mm之间。
应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
参照图12～18，为本实用新型的第五个实施例，该实施例提供了一种宏弯取光机构，其包括取光部件101，以及套设于取光部件101外围的固定部件102。取光部件101的外侧壁与固定部件102的内侧壁紧密贴合。在本实用新型中，取光部件101长度在2～3mm之间。
其中的取光部件101用于传输通讯光λ1、检测光λ2，同时提取检测光λ2。取光部件101包括外围的插芯体101a以及贯穿过插芯体101a的中心位置的轴向预制通道101b，光纤穿过并埋设于预制通道101b内。本实施例中的插芯体 101a由陶瓷制成，其两端分别与光接口200对接；本实施例中的预制通道101b 为插芯体101a中轴线位置处的穿透性孔道。
固定部件102为开口的套管状，可用陶瓷制成，此处的“开口”即为沿其纵向的容许缝口102a，检测部件105位于容许缝口102a的正上方。容许缝口 102a用于保证来自光接口200端头与取光部件101端头之间所形成的不完全耦合的缝隙中所传出的检测光λ2能够通过容许缝口102a，并被检测部件105所接收。检测部件105可以采用光电探测器。
光接口200为光纤接头的插芯，其内部具有第一光纤201，而取光部件101 的内部具有第二光纤101b-1，且第二光纤101b-1穿过并埋设于预制通道101b 内。本实用新型中的第一光纤201与第二光纤101b-1均为用于传输光路的光纤。当取光部件101与光接口200对接时，第一光纤201与第二光纤101b-1能够正好互相对接。
进一步的，插芯体101a上内凹有深度大于取光部件101横截面半径的嵌槽 101a-2。由于嵌槽101a-2的槽深超过取光部件101横截面半径，因此，插入预制通道101b内的光纤整体能够在嵌槽101a-2的位置处暴露出来。这里需要注意的是：嵌槽101a-2的上端口的纵向长度大于下底部的纵向长度。
在本实施例中，宏弯取光机构还包括有配合于嵌槽101a-2的挤压件104，挤压件104为具有一定厚度的片状结构，其能够正好插入嵌槽101a-2内。较佳的，挤压件104的内侧边缘为具有宏弯曲轮廓的边缘。
挤压件104的内侧边缘还具有配合于光纤尺寸的切槽104a，当挤压件104 插入并固定于嵌槽101a-2内部时，光纤(此处为第二光纤101b-1)能够被所述切槽104a所卡住。这里的“卡住”为：由于挤压件104的内侧边缘为具有宏弯曲轮廓的边缘，且嵌槽101a-2的上端口的纵向长度大于下底部的纵向长度，因此挤压件104的内侧边缘的突出轮廓能够挤压暴露出来的第二光纤101b-1，使其产生同步形变弯曲，形成具有宏弯曲的走势，并使得第二光纤101b-1正好嵌在切槽104a内。
挤压件104插入嵌槽101a-2内的方向如图12中的箭头所示。
第二光纤101b-1的宏弯曲，使其具备宏弯损耗的前提。因此检测光λ2能够从此处的弯曲段逃逸出去，最终被检测部件105检测到。
综上：本实施例所述宏弯取光机构的制作和安装过程为：
S1：在取光部件101的中心轴处加工出预制通道101b，然后在其侧面上开挖出嵌槽101a-2。
S2：向预制通道101b内穿入第二光纤101b-1；
S3：将挤压件104的弯曲一侧向内，插入嵌槽101a-2，抹胶固定；
S4：在取光部件101的两头切断第二光纤101b-1，然后研磨断面；制成取光部件101成品；
S5：将上述取光部件101成品装入固定部件102内，同时两边各插接一个光接口200，使其第一光纤201与第二光纤101b-1对接。
上述“宏弯损耗”的工作原理为：
本实施例所述宏弯取光机构主要是基于“光纤宏弯性能”，光纤的弯曲损耗归根揭底是由于光不满足全内反射的条件而造成的，其可分为宏弯损耗和微弯损耗两种。其中，宏弯损耗：当光纤弯曲时，光在弯曲部分中进行传输，当超过某个临界曲率时，传导模就会变成辐射模，从而引起光束功率的损耗；微弯损耗：微弯曲相应于光纤在其正常(直的)位置附近以微小偏移作随机振荡。尽管偏移量小(曲率半径可以和光纤的横截面尺寸相比拟)，但振荡周期一般也很小，因而可能发生急剧的局部弯曲。微弯主要是由制造和安装过程中的应变、以及由于温度变化引起的光缆材料尺寸变化引起，例如受到侧压力或者套塑光纤在温度变化时产生的微小不规则弯曲。
其中，宏弯损耗的计算：
对折射率突变型单模光纤，设曲率半径为R，则每单位长度的弯曲损耗由下式给出：
(1)当1≤λ/λcf≤2时准确率
(2)优于3％
(3)优于10％
由于Ac在式(1)的指数项外，故结果是足够好的。
弯曲损耗随着弯曲半径的减小、折射率差的减小而迅速增大；
弯曲损耗随着比值λ/λcf的增大而迅速增大。
从式(1)、(2)、(3)可以得到：
按G.652光纤通常的应用条件，即λ＝1550nm，λcf＝1300nm，再取Δ＝0.65％， R＝15mm，计算得到弯曲损耗αc＝0.054dB/m，折合每弯曲10圈宏弯损耗为 0.051dB。
再取R＝10mm，计算得到弯曲损耗αc＝6.13dB/m，折合每弯曲10圈宏弯损耗为3.8dB，这比前者上升了75倍，这种非常急剧的增加明显是由于(1) 式中的指数项引起的。此计算结果与实测值相比有比较好的近似程度。
针对给定的折射率差、工作波长和截止波长，可以定义一个临界曲率半径 Rc，当实际曲率半径接近Rc时，弯曲损耗从可以忽略的程度急剧增加到不可容忍的数值。在通常波段(1000nm附近)，Rc近似公式为：
(4)
因此，对于确定的光纤(即折射率差和截止波长确定)，就能用上式对给定的工作波长，近似估算出可接受的最小曲率半径；或对给定曲率半径，估算最大的工作波长。
例如，按照λ＝1550nm，λcf＝1300nm，Δ＝0.65％的应用条件，计算得Rc＝15.6mm。可见，当普通G.652光纤的弯曲半径达到15mm以下时，其宏弯损耗将不可接受。请注意，当光纤的弯曲长度大于1m时，(4)式给出的Rc 值要加倍才可靠。这是G652光纤弯曲半径规定为30mm的原因。
因此由上述可知光纤具有直径小和可绕性好的特点,在使用中容易发生弯曲而改变光纤波导的结构状态,使光纤传输的部分基模转变为辐射模,从而产生附加传输损耗并产生宏弯损耗。长期以来,人们将光纤宏弯损耗看成是对光波信号传输十分不利的因素,但事实上如果合理运用这种宏弯损耗,弯曲光纤在光纤通信和光纤传感中都将发挥重要的作用,本实施例就利用了光纤宏弯原理且在同样曲率半径下不同截止波长逃逸量不一致的机理，在满足对通信线路不额外增加光插入损耗的同时，对待测光纤里的检测信号光进行提取。在本实用新型中，取光部件101内的通讯光λ1和检测光λ2波长不一致，且不会产生互相的干扰，如检测光λ2波长为1625nm；通讯光λ1波长为1310nm或1550nm。
在OLT的光模块向光接口发射通讯光λ1的基础上，本实用新型还用发射机向光接口发射检测光λ2,通讯光λ1和检测光λ2均从其中一端的光接口200的第一光纤201中射出，并射向插芯体101a内的第二光纤101b-1。
由于光接口200端头与取光部件101端头之间不完全耦合，因此，来自第一光纤201的检测光λ2的其中一部分从不完全耦合的缝隙中逃逸出去，一部分可以进入取光部件101继续传输(此部分主要还可以分为两路，第一路进入第二光纤101b-1内进行光纤传输；第二路散射进插芯体101a的陶瓷内)。需要注意的是：上述的“第一路进入第二光纤101b-1内进行光纤传输”也分为两个分支，第一分支进入另一端的第一光纤201内，参与后续路径上的检测光λ2提取；第二分支从第二光纤101b-1的宏弯曲处辐射出去。
本实施中可以将上述的“一部分从不完全耦合的缝隙中逃逸出去”定为第一光路G1；将“第一分支进入另一端的第一光纤201内，参与后续路径上的检测光λ2提取”定为第二光路G2；将“散射进插芯体101a的陶瓷内”定为第三光路G3；将“从第二光纤101b-1的宏弯曲处辐射出去”定为第四光路G4。
上述的第四光路G4为检测部件105对检测光λ2的主要提取路径。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种取光机构(100)，其特征在于：包括取光部件(101)，以及套设于所述取光部件(101)外围的固定部件(102)，所述取光部件(101)包括外围的插芯体(101a)以及贯穿过所述插芯体(101a)的中心位置的轴向预制通道(101b)，光纤穿过并埋设于所述预制通道(101b)内；
所述取光部件(101)的两端均设置有选择膜(103)，所述选择膜(103)能够对特定波长的检测光进行过滤，并对传输至此的所述检测光形成传输阻挡。
2.如权利要求1所述的取光机构(100)，其特征在于：所述取光部件(101)长度在2～3mm之间。
3.如权利要求1或2所述的取光机构(100)，其特征在于：所述固定部件(102)沿其纵向具有容许缝口(102a)，检测部件位于容许缝口(102a)的正上方。
4.如权利要求1或2所述的取光机构(100)，其特征在于：所述插芯体(101a)的中间位置处设置有溢出口(101a-1)，所述溢出口(101a-1)自所述取光部件(101)的外表面向内凹陷，且保持所述取光部件(101)内部的光纤不暴露出来。
5.如权利要求4所述的取光机构(100)，其特征在于：所述取光部件(101)上设置有V型槽(101a-2)，且所述V型槽(101a-2)的两侧坡面上设置有选择膜(103)。
6.一种宏弯取光机构，其特征在于：包括取光部件(101)，以及套设于所述取光部件(101)外围的固定部件(102)，所述取光部件(101)包括外围的插芯体(101a)以及贯穿过所述插芯体(101a)的中心位置的轴向预制通道(101b)，光纤穿过并埋设于所述预制通道(101b)内；
所述插芯体(101a)上内凹有深度大于所述取光部件(101)横截面半径的嵌槽(101a-2)，并使得插入所述预制通道(101b)内的光纤整体能够在所述嵌槽(101a-2)的位置处暴露出来，所述嵌槽(101a-2)的上端口的纵向长度大于下底部的纵向长度；
所述宏弯取光机构还包括有配合于所述嵌槽(101a-2)的挤压件(104)，当所述挤压件(104)插入并固定于所述嵌槽(101a-2)内部时，所述挤压件(104)的内侧挤压暴露出来的所述光纤，使其发生宏弯曲。
7.如权利要求6所述的宏弯取光机构，其特征在于：所述挤压件(104)的内侧边缘具有配合于光纤尺寸的切槽(104a)，当所述挤压件(104)插入并固定于所述嵌槽(101a-2)内部时，所述光纤能够被所述切槽(104a)所卡住。
8.如权利要求7所述的宏弯取光机构，其特征在于：所述取光部件(101)长度在2～3mm之间。
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- 2018-05-29 CN CN201820815053.2U patent/CN208689213U/zh active Active
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