CN2510887Y

CN2510887Y - 挡片式光衰减器

Info

Publication number: CN2510887Y
Application number: CN01273467U
Authority: CN
Inventors: 许振鄂; 张立国; 陆冬生; 朱大庆
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2002-09-11
Anticipated expiration: 2011-12-20

Abstract

挡片式光衰减器,属于光通信技术,特别涉及光学无源器件,用于提高衰减精度、器件可靠性。输出光纤准直器与输入光纤准直器经耦合光路对准,耦合光路区域设置由微进给机构驱动的挡光片,挡光片平面与耦合光路轴线成α角,10°≤α≤70°。所述挡光片前缘形状可以是锐角三角形,也可以一边形状为直线,另一边形状为对数曲线。挡光片可以由螺旋测微器螺旋柄驱动。具有可靠性高、衰减精度高、偏振无关、温度使用范围大、回波损耗高、光谱范围大、量程大、成本低等较多优点。

Description

挡片式光衰减器

技术领域

本实用新型属于光通信技术领域，特别涉及光学无源器件。

背景技术

光衰减器是随着光通信技术发展出现的一种重要的纤维光学无源器件，可用于光通信线路、系统评估、研究及调整、校正等方面。传统的光衰减器可分为位移型光衰减器、直接镀膜型光衰减器、衰减片型光衰减器和液晶型光衰减器。位移型光衰减器的工作原理是：

当两段光纤进行连接时，必须达到相当高的对中精度，才能使光信号以较小的传输损耗传输过去。反过来，如果将光纤的对中精度作适当调整，就可以控制其衰减量。位移型光衰减器就是根据这个原理，有意在光纤对接时，发生一定的错位，使光能量损失一些，从而达到控制衰减量的目的。其中，横向位移型光衰减器采用两对接光纤横向错位影响光纤对中精度以达到控制衰减量的目的，另一方面，光纤端面间的间隙同样也会带来光能量损失，纵向位移型光衰减器采用控制两对接光纤纵向相对位移达到控制衰减量的目的。在通常情况下，由于横向位移参数的数量级均在微米级，如果用来作可变光衰减器，光纤的移动将难以精确控制，因此一般不用来制作可变光衰减器，仅用于固定光衰减器的制作中，并采用熔接或粘接法。纵向位移型光衰减器从其原理来看，主要适合作固定光衰减器。

衰减片型光衰减器的工作原理是直接将具有吸收特性的光衰减片固定在光纤端面上或光路中，达到衰减光信号的目的。具体制作方法是，通过机械装置，将衰减片直接固定于准直光路中，当光信号经过四分之一节距自聚焦透镜准直后，通过光衰减片时，光能量即被衰减，再被第二个四分之一节距自聚焦透镜聚焦耦合进光纤中。使用不同衰减量的衰减片，就可得到相应衰减值的光衰减器。

此种方法不仅可以用来制作固定光衰减器，也可以用来制作可变光衰减器，此时可转动或步进衰减片。在制作可变光衰减器时，衰减器对衰减片镀膜层的均匀性要求很高，同时，衰减量的精度还与器件零部件的加工精度和装配有关，要求重要零件必须精密加工，并且需要耐磨、防潮、防尘，装配精度要高，密封性能要好。

当然，为了提高衰减精度，可以采用电路反馈控制的办法，但成本较高，使用受到限制。

发明内容

本实用新型提出一种挡片式光衰减器，用于提高衰减器的衰减精度、可靠性和适用范围。

本实用新型的挡片式光衰减器，输出光纤准直器与输入光纤准直器经耦合光路对准，其特征在于耦合光路区域设置由微进给机构驱动的挡光片，挡光片平面与耦合光路轴线成α角，10°≤α≤70°。

所述的挡片式光衰减器，输出光纤准直器与输入光纤准直器可以合为一体，由四分之一节距的自聚焦透镜和两根平行的单模光纤组成双光纤准直器，与其光轴大体垂直放置反光镜，反光镜和双光纤准直器之间为耦合光路。

所述的挡片式光衰减器，所述挡片前缘形状可以是角度为β的锐角三角形，0＜β≤45°：

所述的挡片式光衰减器，所述档片前缘也可以一边形状为直线，另一边形状为对数曲线。

所述的挡片式光衰减器，挡光片可以由亚微米或微米级螺旋测微器螺旋柄驱动。

本实用新型中的挡光片由微进给机构驱动，步进程度较高，挡光片是可以连续移动的，使得光衰减器衰减量连续可调。挡光片放置和移动方向与扩束准直器轴线方向夹角大于10度小于70度，以获得较大的回波损耗和挡光行程，例如挡光片由螺旋测微器螺旋柄驱动，它转动一圈，挡光片将前进0.5毫米，若螺旋测微器螺旋柄每圈有50格，则挡光片步进精度可达0.01毫米。扩束准直器可以将光纤光束扩至2毫米，特定形状挡光片从光路光斑边缘挡光，根据精度要求和准直平行光束直径可设定行程，设行程为10毫米，若要求衰减量达40分贝，则理论衰减精度可以达到0.04分贝。改变挡光片的行程(挡光片相应改变)或步进精度(与螺旋测微器螺旋柄有关，有的可达1微米或亚微米)，即可改变光衰减器的衰减精度。这样，即可实现使光衰减器具有可靠性高、衰减精度高、偏振无关、温度使用范围大、回波损耗高、光谱范围大、量程大、成本低等较多优点。在此基础上，可以进行阵列化、智能化(微型电机驱动)，市场前景较好。将在光纤CATV网、光纤测量仪表、光纤器件制作与测试、光纤实验室及其它光学技术测量等方面得到广泛应用。

附图说明：

图1为本实用新型的一种实施状态，

图2为挡光片的一种形式，

图3为本实用新型由反光镜构成耦合光路的实施状态，

图4为挡光片推进机构示意图。

具体实施方式

图1表示本实用新型的一种实施状态，其中，1、5为光纤，2为输出光纤准直器，4为光纤准直器，3为挡光片，挡光片3的运动方向与光纤准直器2、4的轴线垂线倾斜。光纤准直器由四分之一节距的自聚焦(GRIN)透镜和单模光纤组成，市场上有出售。本实施例采用的光纤准直器，可将光束扩束准直成为直径为2毫米的圆柱平行光束。挡光片形状见图2挡光片。该图中，8为圆柱光束的椭圆斜截面，3为挡光片，椭圆截面8的短轴直径应为2毫米。该图表示将光束完全挡住的情形，开始挡光时，边缘直线6将切入光斑8，选择适当的直线斜率，例如0.2，挡光片的挡光行程可达10毫米以上。采用螺旋测微器螺旋柄作水平推进装置，转动一圈，挡光片将前进0.5毫米，若螺旋测微器螺旋柄每圈有50格，即挡光片步进精度可达0.01毫米。若衰减量为40分贝，则衰减精度可达0.04分贝以上。

图3表示本实用新型的另一种实施状态，其中，1、5为光纤，9为双光纤准直器，由四分之一节距的自聚焦(GRIN)透镜和单模光纤(两根)组成，10为反射镜，3为挡光片。光纤1中波长为λ的光波离轴射入双光纤准直器9，出射光线被反射镜10反射回光纤准直器9，聚焦并耦合进光纤5。挡光片3的运动方向与光纤准直器9轴线倾斜45度。双光纤准直器9出射光束直径为2毫米，挡光片形状见图2实施例挡光片，挡光片的挡光行程设为10毫米。仍采用螺旋测微器螺旋柄作水平推进装置，转动一圈，挡光片将前进0.5毫米，而螺旋测微器螺旋柄每圈有50格，即挡光片步进精度可达0.01毫米，这样，设衰减量为40分贝，衰减精度可达0.04分贝。

图4表示挡光片推进装置各零件位置关系，3为挡光片，11为与挡光片成一体的导向杆，采用合金钢加工而成，12为导向杆上的键槽，键13与之配合，防止挡光片3转动，14为零件壳体，采用45号炭素钢，15为复位弹簧，16为螺旋测微器顶杆。

Claims

1.一种挡片式光衰减器，输出光纤准直器与输入光纤准直器经耦合光路对准，其特征在于耦合光路区域设置由微进给机构驱动的挡光片，挡光片平面与耦合光路轴线成α角，10°≤α≤70°。

2.如权利要求1所述的挡片式光衰减器，其特征在于输出光纤准直器与输入光纤准直器合为一体，由四分之一节距的自聚焦透镜和两根平行的单模光纤组成双光纤准直器，与其光轴大体垂直放置反光镜，反光镜和双光纤准直器之间为耦合光路。

3.如权利要求1或2所述的挡片式光衰减器，其特征在于所述挡光片前缘形状是角度为β的锐角三角形，0＜β≤45°。

4.如权利要求1或2所述的挡片式光衰减器，其特征在于所述挡光片前缘一边形状为直线，另一边形状为对数曲线。

5.如权利要求3所述的挡片式光衰减器，其特征在于挡光片由亚微米或微米级螺旋测微器螺旋柄驱动。

6.如权利要求4所术的挡片式光衰减器，其特征在于挡光片由亚微米或微米级螺旋测微器螺旋柄驱动。