專利名稱：基于光纖彎曲損耗的可調光衰減器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光衰減器，特別是涉及利用光纖彎曲損耗的可調光衰減器，通過調節(jié)光纖的彎曲程度，能夠方便控制光強，并可作為壓力傳感器應用于多種場合，屬于光衰減技術領域。
背景技術：
光衰減器是一種非常重要的纖維光學無源器件，它可按用戶的要求將光信號能量進行預期地衰減，常用于吸收或反射光功率、評估系統(tǒng)的損耗及其它各種測試。其中可調節(jié)光衰減器(VOA)在光通信中具有廣泛的應用，其主要功能是用來衰減或控制信號光的功率。光網絡的最基本特征是具有靈活性，特別是隨著密集波分復用(DWDM)傳輸系統(tǒng)的發(fā)展和摻鉺光纖放大器(EDFA)在光通信中的應用，必須對多個光信號傳輸通道進行增益平坦或信道功率均衡，在光接收器端要進行動態(tài)飽和的控制，光網絡中還需要對其他信號進行控制，這些都使得VOA成為其中不可或缺的關鍵器件。此外，VOA產品還具有與其它光通信組件結合形成高階模塊的優(yōu)點。
本實用新型是一種新型的連續(xù)可變光衰減器，檢索結果表明，目前尚沒有采用光纖彎曲可調方式進行光信號衰減的專利報導。

發(fā)明內容
本實用新型的目的旨在設計出一種新型的可調光衰減器，該產品適用于光纖通信系統(tǒng)的調試、校正和測量。
其技術方案是基于光纖彎曲損耗的光衰減器，它包括平板、鋼柱、螺絲、彈簧；其特點是選定上平板、下平板，將鋼柱等間距地固定在上下板上，上平板9根，下平板10根，上下板上的對應鋼柱交錯排列，板間用螺絲固定，上下板4個角間用彈簧支撐，光纖筆直地從上下兩排鋼柱之間穿過。
光纖從上下兩排鋼柱中間穿過，在鋼柱的作用下產生周期性的彎曲。通過旋轉螺釘調整兩板之間的距離，改變光纖的彎曲程度，從而導致輸出光功率的變化。
衰減原理是當光纖受到彎曲擾動的時候，將會產生微彎損耗，主要表現為兩種形式純彎損耗和傳輸損耗。純彎損耗是由于光纖彎曲導致纖芯中的部分模場失速而耦合至包層引起的；傳輸損耗可以等效地看成是由于光纖彎曲改變了纖芯的折射率分布，使部分導模變成輻射模引起的。當光纖受到曲率半徑和彎曲長度不等的一系列擾動的時候，總損耗往往是純彎損耗和傳輸損耗之和；然而對于較大的彎曲半徑，傳輸損耗大于純彎損耗；對于較小的彎曲半徑，純彎損耗則成為主要因素而可以忽略傳輸損耗。本衰減器就是基于純彎損耗原理而設計的。
根據Marcuse的關于光纖彎曲損耗的理論，光纖彎曲后，其輸出光與輸入光功率的關系如下Pout＝Pmexp(-γs)其中，Pout和Pin分別為輸出和輸入光功率，γ是彎曲損耗系數，s為彎曲弧長。本實用新型就是通過調節(jié)上下板上鋼柱之間距離，從而改變彎曲弧長來達到控制衰減量的目的。本實用新型適用于光纖通信系統(tǒng)的調試、校正和測量，而且其結構簡單，使用方便，可靠性好。其主要特點為1.工作波長分布在全波段；2.插入損耗很小，約小于0.01dB本實用新型的有益效果本實用新型通過一種簡單的結構實現了0～50dB范圍內的光衰減(除插入損耗之外)，且可對全波段信號進行衰減。


圖1是本實用新型的結構圖圖2是本實用新型的實驗裝置圖圖3是1.57dBm的1550nm波長光通過衰減器時，衰減量隨上下兩板間壓縮程度(反映為上下兩平板相鄰鋼柱的圓心高度差y2)的變化曲線其中1.上平板，2.鋼柱，3.螺絲，4.光纖，5.彈簧，6.下平板具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細說明基于光纖彎曲損耗的光衰減器，它包括平板、鋼柱、螺絲、彈簧；其特點是選定上平板1、下平板6，將鋼柱2等間距地固定在上下板上，上平板9根，下平板10根，上下板上的對應鋼柱交錯排列，板間用螺絲3固定，上下板4個角間用彈簧5支撐，光纖4筆直地從上下兩排鋼柱之間穿過。
上下板均是長方形的。
上下兩板之間的距離可以改變光纖的彎曲程度，即可實現對不同波長光信號的衰減。
光纖改變彎曲的方法，除了調整螺絲，亦可采用微型機電系統(tǒng)精確控制調節(jié)距離。
支撐兩板之間的彈簧也可用其它支撐物替代。
實施例在圖2中，BBS為寬帶光源，FP filter法布里-珀羅濾波器，fiber為光纖，OSA為光譜儀。由寬帶光源BBS發(fā)出的光經過FP濾波器選出一定波長的光，在光纖中傳輸，fiber穿過衰減器，通過改變衰減器壓縮程度調節(jié)衰減量，最后在光譜儀中觀測輸出光功率的變化。具體實施中，使用長250.8mm，寬41mm，高8.4mm的有機玻璃平板，鋼柱直徑為4.148mm，長度與平板寬度一致。將19根鋼柱依次固定在上下底板上，上底板9根，下底板10根，上下鋼柱交錯排列。每個底板上的鋼柱之間的間距保持為19.8588mm。在1545nm～1605nm范圍內每隔5nm選擇一個典型波長，共13個波長。測試當上下兩平板上相鄰鋼柱的圓心高度差分別為4.022mm，3.822mm，3.122mm，2.782mm，2.622mm和2.452mm時輸出光功率與輸入光功率的值。由實驗可得，衰減器可以對1330/1550nm波段的光波進行衰減，衰減范圍均可達到約0～50dB，插入損耗小于0.01dB。
在實際應用中，改進實驗裝置，使鋼柱直徑和間距保持盡量一致，同時利用微型機電系統(tǒng)調節(jié)兩板之間距離，可以提高衰減器的穩(wěn)定性、精確度及可回復性。
權利要求1.一種基于光纖彎曲損耗的可調光衰減器，它包括平板、鋼柱、螺絲、彈簧；其特征是選定上平板(1)、下平板(6)，將鋼柱(2)等間距地固定在上下板上，上平板9根，下平板10根，上下板上的對應鋼柱交錯排列，板間用螺絲(3)固定，上下板4個角間用彈簧(5)支撐，光纖(4)筆直地從上下兩排鋼柱之間穿過。
2.根據權利要求1所述的基于光纖彎曲損耗的可調光衰減器，其特征是上下板均是長方形的。
3.根據權利要求1所述的基于光纖彎曲損耗的可調光衰減器，其特征在于調整螺絲(5)可以改變光纖彎曲的程度。
專利摘要本實用新型涉及一種光衰減器，特別是涉及利用光纖彎曲損耗的可調光衰減器，通過調節(jié)光纖的彎曲程度，能夠方便控制光強，并可作為壓力傳感器應用于多種場合，屬于光衰減技術領域。這種光衰減器，它包括平板、鋼柱、螺絲、彈簧；其特征是選定上平板、下平板，將鋼柱等間距地固定在上下板上，上平板9根，下平板10根，上下板上的對應鋼柱交錯排列，板間用螺絲固定，上下板4個角間用彈簧支撐，光纖筆直地從上下兩排鋼柱之間穿過。本實用新型的有益效果本實用新型通過一種簡單的結構實現了0～50dB范圍內的光衰減(除插入損耗之外)，且可對全波段信號進行衰減。
文檔編號G02B26/02GK2890970SQ20052002579
公開日2007年4月18日 申請日期2005年5月12日 優(yōu)先權日2005年5月12日
發(fā)明者袁樹忠, 張昊, 竇清影, 開桂云, 劉艷格, 董孝義 申請人:南開大學