TWI263039B - Wavelength measuring device and method thereof - Google Patents

Description

1263039 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及-種波長檢測裝置及其方法，尤指_種可用於攜㈣ 光量測儀器上之波長檢測裝置及其方法。 【先前技術】 如第二圖所示的-種習知波長檢測裝i围：干涉儀 (interf_eter)之架構示意圖，該種干涉儀通常用以量測待測光 之波長’其主要包括：用以發射波長λ。已知的參考光之參考光源刖卜 固定鏡1102、可平行地沿光路徑方向移動之可動鏡·、與光路徑成 45度角之單向透鏡·、制光檢測器以及參考光檢測器·。 在該干涉儀中，未知波長又之待測光被發射至單向透鏡u〇4之8 點，部分出射光被單向透鏡·反射至固定鏡·，然後反向18〇度 反射至單向透鏡1104之a點，最後到達待測光檢測器脳。待測光之 另一部分出射光自單向透鏡之B點透射至可動鏡_，可動鏡 1103將其反向18Q度反射至單向透鏡lm之A點最後人射至待測光 檢測器1105。 同寺 邛为參考光束自參考光源1101發出經由單向透鏡11〇4 之A點固疋鏡no?、單向透鏡之b點到達參考光檢測器nog， 而另-部分則經由單向透鏡腫U點、可動鏡·以及單向透鏡 1104之B點到達參考光檢測器11〇6。 女疋母一光檢測器1105、1106都接收到兩束光，即：經過固定 鏡1102的光和、經過可動鏡1103的光，從而産生相應兩束光的差值。 1263039 請參照第三圖，待測光檢測器輸出之連續兩個峰值之間的間 隔距離P與待測光之波長又相對應。當可動鏡1103沿第二圖所示之箭 頭方向位料，所述差㈣峰齡職光檢_⑽、循猶出。 ^果可動鏡11G3位移-段距離D，那麽待測光的波長λ由待測光檢測 益_輸出峰值之次數加、參考光檢測器㈣輸出峰值之次數Μ以 及參考光之波長;U決定，進而得出待測光之波長。 惟，使用該干涉儀測量波長，須在可動鏡11〇3發生位移的前提下 方可測得波長’操作步驟多、結構複雜。此外，干涉儀價格昂貴不 利於降低成本。 故，有必要提供-種新敝長檢職置及其方法以解決習知技術 所存在的缺陷。 【發明内容】 本發明之目的之-在於提供一種波長檢測裝置及其方法，其結構 簡單操作方便並且成本低廉，相較於習知技術，可迅速地自動檢測 出待測光之波長。 依據本發明之上述目的’本發明提供一種波長檢測裝置及其方 法’該波長檢職置可攜帶型光量測❹上，主要包括有：分光 器、訊號衰減it件、第-光感測器、第二光感廳、處理單元以及光 知耗與波長之對應查喊。棘長檢測方法包括：將—待測光分成第 :光束和第二光束；將前述第—光束轉換成一第一輪出訊號；藉由一 〜衰減元件接收並且衰減第二光束；將經由該訊號衰減元件衰減之 1263039 第二光束轉換成一第二輸出訊號；依據前述第一及第二輸出訊號，計 算别述第-及第二輸出訊號之差值，從而得出制光之光損耗量；依 據該待測光之光損耗量對照—光祕與波長之對應查詢表查出所述光 損耗量對應之波長值。 與本發明之先前技術相比較，本發明提供之波長檢測裝置及其方 法利用處理單元以及光損耗與波長之對應錢表之數位化處理，僅需 量測出待戦之光損耗量以賴光植無長之對應查絲，即可迅 速地自動查出該光損耗置所對應之波長值，從而達成一種結構簡單、 操作方便並且成本低廉之波長檢測裝置及其方法。 【實施方式】 請參照第-圖所示，依據本發明之較佳實施例的波長檢測裝置及 其方法可用於攜帶型光量測儀器上，例如藤光功率計、光損耗計等， 用以檢測輸人的制光之波長。該波長檢繼置主要包括有：分光器 2、訊號衰減元件5、藉由第一光纖3而與分光器2連接之第一光感測 器6、藉由第二光纖4而與分光器2連接之第二光感測器7、處理單元 (如MCU) 8以及光損耗與波長之對應查詢表（未圖示）；該對應查詢 表可藉由多次統計量測不同待測光經過上述之該訊號衰減元件5時， 產生之光損耗量而得，其對應查詢表係依據訊號衰減元件5之衰減量 而不同，該對應查詢表並可内建於處理單元8之存儲單元(如記憶體） 中以供快速查詢比對，而藉以獲知制光之波長；另該對應查詢表亦 可獨立記錄於記錄媒體（如紙張）中，供使用者比對之。 -光源1用以産生波長λ未知之待測光，藉由—光纖（未標號） 1263039 將待測光傳至分光器2。光在該光纖以及上述第一、第二光纖3、4均 係單向傳播。在本實施方式中，分光器2係50/50分光器，用以將前 述待測光均等地分成第一光束和第二光束。第一、第二光感測器6、7 可以係任何光感測元件，例如光電二極體。且，設置於自分光器2至 第一光感測器7間之第二光束之光路上的訊號衰減元件5可以為具有 訊號哀減作用之任何元件，用以衰減第二光束。在本實施方式中，該 訊號衰減it件5為藉由捲曲一段光纖4而形成之—圓環狀光纖圈。由 :不同波長的光經過同一光纖圈時其光損耗量會不同，因此可預先將 不同波長經過_纖圈產生的光損耗量之對應查詢表事先内建於處理 單疋8之雜體（未顯示）或可供處理單元8存取的記憶射，以記 錄各種不同光損耗量及其賴應之波長值。 土 田戶使用本發明提供之波長檢測裝置量測待測光之 時，可依據以下波長檢測方法的步驟進行量測·· 第步·光源1將波長又未知之待測光發射至分光器2 ; 第二步：分光ϋ2«述細光鱗地分成第—光束及第二光 第三步：第-光束自分光器2經由第—光纖3到 =其所鱗徑較短，損耗™似鱗，即可以近似認爲第 到達第—光感測器6。第—光感測器6將接_的第_ 8 r^該第—光就娜之第—輸出喊麟送至處理專 7’第：她賴4細峨錢元件5衰__第-如7,進而被第二光感測器7轉換成代表第二光束光功率之第 1263039 出訊號傳送至處理單元8 ; 第四步·處理單元8利用第一、第二輸出訊號，産生該二輸出訊 號之差值，從而得出待測光之光損耗量L ; 最後’對照光損耗與波長之對應查詢表中之數據，查出該光損耗 量L所對應之波長值，即該待測光之波長入。 例如，構成訊號衰減元件5之圓環狀光纖圈之半徑係14刪。當未 經哀減之制光的光功率，即[域測器6之輸出訊雜—馳，而 經光纖圈衰減後之光功率，即第二紐測器7之輸出訊號係-3·8 dBm 時，則該待測光經過該光纖圈之光損耗量L等於〇· 8 —，對照預設的 光損耗與:¾:長之龍查詢表可知，雜測光之波長λ等於 1310nm。又 例如’ §第-光感測器6輸出之光功率為一ldBm而第二光感測器7輸出 之光功率爲~12dBm心職待測光經過該光纖圈之錢耗量L等於 m，查詢光損耗與波長之對應查詢表可知，該待測光之波長又等於 1550nm 〇 此外，上述之處理單元8可為一求差電路(如減法器），求差上述 之輸出續值’並供細者依據光損耗與波長之對應查詢表中之數 據，以得出光波長值。 由於本發明提供之波紐_置及其綠_處理單元及預先設 置之光知耗與波長之對應查絲的數位化處理，目此僅需量測出待測 光之光損耗量輯_光損耗與波長之對應查詢表，即可迅速地自動 查出飾耗量所對應之波長值，制達成—姆制單、操作方便並 1263039 且成本低廉之波長檢測裝置及其方法。 综上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申 請。惟1上所述者僅爲本㈣之錄實施方式，舉福習本案技術 之人士援依本發明之精神所作之較修賊變化，皆涵蓋於後附之申 請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明波長檢測裝置之架構示意圖。 第二圖係習知波長檢測裝置之架構示意圖。 第二圖係第二圖所示之習知波長檢測裝置之原理示意圖。 【主要元件符號說明】 光源 1 分光器 2 第一光纖 3 第二光纖 4 訊號衰減元件 5 第一光感測器 6 第二光感測器 7 處理單元 8 波長檢測裝置 1100 參考光源 1101 固定鏡 1102 可動鏡 1103 單向透鏡 1104 待測光檢測器 1105 參考光檢測器 1106

Claims (1)

1263039 設置於自分光器至第二光感測器間第二光束之光路上。 6·如申請專利範圍第5項所述之波長檢測裝置，其還包括一用以連接 第二光感測器與分光器之第二光纖。 7·如申請專利範圍第6項所述之波長檢測裝置，其中訊號衰減元件係 設置於第二光纖上。 8·如中請專利範圍第6項所述之波長檢測裝置，其中訊號衰減元件係 藉由捲曲一段第二光纖而形成之光纖圈。 9·如申請專利範圍第6項所述之波長檢測裝置，其中第二光束在第二 光纖中係單向傳播。 10 ·如申請專利範圍第1項所述之波長檢測裝置，其中第一、第二光 感測器係光電二極體。 11 ·如申請專利範圍第1或1〇項所述之波長檢測裝置，其中第一、第 一輸出訊號分別代表第一光束之光功率、第二光束經過衰減後之 光功率。 12 種波長檢測方法，主要包括有·· 將一待測光分成第一光束和第二光束； 將前述第一光束轉換成一第一輸出訊號； 藉由一訊號衰減元件接收並且衰減第二光束； 將經由該訊號衰減元件衰減之第二光束轉換成—第二輸出訊號； 依據剛述第-及第二輸出訊號，計算前述第_及第二輪出訊號之 差值，從而得出待測光之光損耗量；以及 12 1263039 依攄該待戦之光損耗量賴—光祕錢長之對驗詢表查出 所述光損耗量對應之波長值。 ·如申請專利範圍帛12項所述之波長檢測方法，其中利用一分光器 將則述待測光均等分成第一光束和第二光束。 14 ·如申請專利範圍帛13項所述之波長檢測方法，其中使第一光束從 分光器未經衰減地到達-第—紐測器以轉換成第—輸出訊號。 ·如中請專利範圍第14項所述之波長檢測方法，其還包括用以連接 第-光感測器與分光器之第—光纖，第—光束經由所述第_光纖 單向傳播到第一光感測器。 16 .如申請專利範圍帛14項所狀波長檢測方法，其中使第二訊號從 分光器經由該訊號衰減元件之衰減後到達—第二光感測器以轉換 成第二輸出訊號。 17 ·如申請專利範圍第16項所述之波長檢測方法，其中第一、第二光 感測器係光電二極體。 18 ·如申請專利範圍第16項所述之波長檢測方法，其還包括一用以連 接第二光感測器與分光器之第二光纖。 19 ·如申請專利範圍第18項所述之波長檢測方法，其中第二光束在第 二光纖中係單向傳播。 20·如申請專利範圍第18項所述之波長檢測方法，其中訊號衰減元件 係設置於第二光纖上。 21 ·如申請專利範圍第18項所述之波長檢測方法，其中訊號衰減元件 13 1263039 係藉由捲曲一段第二光纖而形成之光纖圈。 22如申晴專利範圍第14項所述之波長檢測方法，其中第一、第二輸 出Λ唬分別代表第一光束之光功率、第二光束經過衰減後之光功 率。 23 ·如申請專利範圍第12項所述之波長檢測方法，進一步包括：使 一處理單元依據第一、第二輸出信號，計算出前述第一、第二輸 出信號之差值，從而得出待測光之光損耗量。 24 ·如申請專利範圍帛23項所述之波長檢測方法，其中前述對應查 珣表預先内建於一可供該處理單元存取的記憶體中，其内記錄各 種不同光損耗量及其所對應之波長值。 25·-種波長檢測裝置，係可用於攜帶型光量測儀器上，該波長檢測 裝置主要包括有： 刀光斋’係用於將-接收到的待測光分成第—光束和第二光束； 第一光感測ϋ，侧以接收由分絲發出的第—光束並且發出第 一輸出訊號； 訊號衰減元件，係用以接收並且衰減第二光束； 第-光感心，細以接收經訊絲減元件衰減之第二光束並 且發出第二輸出訊號； '' 處理單元，利用第一、第二輸出訊號，產生前述第_、第二輸出 …為虎之差值，進而得出待測光之光損耗量；以及 光她與波長之對應查詢表，係記錄各種光祕纽其所對應之波長 14