專利名稱：彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖通訊，特別是指一種連續(xù)可調(diào)彈簧型全光纖式的精密光纖衰減器。
背景技術(shù)：
光纖衰減器是光通訊領(lǐng)域一種非常重要的光學(xué)無源器件，主要應(yīng)用于光通信線 路、系統(tǒng)的評(píng)估、研究及調(diào)整、校正等方面?，F(xiàn)有的光纖衰減器主要有固定式和可調(diào)式兩種。 固定式衰減器的衰減比是固定的。但在光纖系統(tǒng)中，常常需要精確控制系統(tǒng)各部件中的光 信號(hào)值，如在系統(tǒng)應(yīng)用的測(cè)試和特征化階段、對(duì)系統(tǒng)的評(píng)估、計(jì)量和定標(biāo)等場(chǎng)合，需要采用 可調(diào)式光纖衰減器。目前的可調(diào)光纖衰減器大多是切斷光纖，通過改變兩連接端面間的空 氣間隙或者徑向相對(duì)偏移來實(shí)現(xiàn)，或者采用薄膜吸收濾光實(shí)現(xiàn)。這類裝置對(duì)機(jī)械傳動(dòng)的精 度、穩(wěn)定性都有很高的要求。而且，切斷光纖使得在光傳輸衰減的過程中，會(huì)產(chǎn)生很大的光 功率反射，反射光影響光源的穩(wěn)定性和傳輸信號(hào)的信噪比，從而降低傳輸?shù)钠焚|(zhì)。而全光纖型衰減器是一種非常有吸引力的想法，其中一種主要的實(shí)現(xiàn)方案是基于 光纖的彎曲或微彎損耗來實(shí)現(xiàn)的。通過改變光纖的彎曲程度，從而導(dǎo)致輸出光功率的變化。衰減原理是當(dāng)光纖受到彎曲擾動(dòng)的時(shí)候，將會(huì)產(chǎn)生彎曲損耗，主要是微彎損耗和 宏彎損耗。兩者彎曲損耗均是由于光纖彎曲時(shí)導(dǎo)致纖芯中的部分導(dǎo)模耦合至包層引起的， 兩者損耗可以根據(jù)Marcuse的理論公式計(jì)算彎曲損耗大小，其公式如下Pout = Pin exp (- γ S)其中，Pot和Pin分別為輸出和輸入光功率，Y是彎曲損耗系數(shù)，S為彎曲弧長?？?以看出光纖的彎曲損耗系數(shù)Y越大，即光纖彎曲半徑越小，則損耗越大，但彎曲半徑過小 會(huì)導(dǎo)致光纖壽命大幅度減少，影響衰減器的使用壽命，所以實(shí)際應(yīng)用中光纖的彎曲半徑是 受限制的；另一方面，在相同的彎曲損耗系數(shù)Y下，若增加彎曲弧長S，則可增大衰減，可以 通過大幅度增加彎曲弧長S，達(dá)到大幅度提高光纖衰減器的動(dòng)態(tài)范圍和精度的目的。中國專利01217692. 3,01271511. 5和03277454. 0提供的全光纖衰減器的方案均 是以光纖的宏彎損耗為主來實(shí)現(xiàn)可調(diào)光衰減器，并且只利用了使用光纖的一小部分來實(shí)現(xiàn) 彎曲損耗，根據(jù)上述公式，這就限制了該光纖衰減器的動(dòng)態(tài)范圍和精度。中國專利200520025797. 7提供的方案是以光纖的微彎損耗為主的來實(shí)現(xiàn)可調(diào)光 衰減器，充分利用了使用的光纖長度來實(shí)現(xiàn)彎曲損耗，但由于其是通過上下兩塊平板來實(shí) 現(xiàn)的，平板的尺寸不可能太大，使可以彎曲的光纖長度受到限制，妨礙了該類光纖衰減器的 動(dòng)態(tài)范圍和精度的提高。另外兩塊板相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可調(diào)節(jié)距離最大只有數(shù)百微米，且運(yùn)動(dòng)時(shí) 兩塊板須保持基本的平行，所以此類衰減器對(duì)調(diào)節(jié)的機(jī)械結(jié)構(gòu)有較高的要求，不僅增加了 實(shí)施成本，同樣也限制了該類光纖衰減器的動(dòng)態(tài)范圍和精度的提高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、加工制作方便且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好，可以做 到能夠同時(shí)利用光纖的宏彎損耗和微彎損耗對(duì)光纖中傳輸?shù)膶?dǎo)模進(jìn)行衰減，使該光纖衰減 器的動(dòng)態(tài)范圍更大，可調(diào)結(jié)果更靈敏和準(zhǔn)確。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種彈簧型全光纖精密可調(diào)光 衰減器，其特征在于一個(gè)由彈簧絲構(gòu)成的彈簧型構(gòu)件，在彈簧絲的上表面和下表面上沿彈 簧絲縱向連續(xù)布設(shè)有多個(gè)變形齒，相鄰兩圈彈簧絲中的上彈簧絲的下表面上的變形齒與下 彈簧絲的上表面上的變形齒交錯(cuò)對(duì)應(yīng)，并在上彈簧絲下表面上的變形齒與下彈簧絲上表面 上的變形齒之間夾有導(dǎo)光光纖，彈簧型構(gòu)件兩端位置的改變導(dǎo)致彈簧型構(gòu)件中有相鄰的兩 圈彈簧絲之間的距離改變，從而使這相鄰兩圈彈簧絲中的上彈簧絲下表面上的變形齒與下 彈簧絲上表面上的變形齒之間位置改變，從而使夾在兩者變形齒間的導(dǎo)光光纖的彎曲曲率 改變而導(dǎo)致導(dǎo)光光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)的功率變化。當(dāng)彈簧型構(gòu)件的兩端位置變化時(shí)，如彈簧型構(gòu)件在拉應(yīng)力下伸長、在壓應(yīng)力下縮 短，則構(gòu)成彈簧型構(gòu)件中的多組相鄰的兩圈彈簧絲之間的距離拉大或縮小，從而使多組相 鄰兩圈彈簧絲中的上彈簧絲下表面上的變形齒與下彈簧絲上表面上的變形齒間位置增大 或減小，從而使夾在兩者變形齒間的導(dǎo)光光纖的彎曲曲率減小或增大而導(dǎo)致導(dǎo)光光纖中傳 輸?shù)墓庑盘?hào)的功率增大或減少，從而達(dá)到對(duì)光信號(hào)的衰減，改變彈簧型構(gòu)件兩端的距離，就 可以改變光信號(hào)的衰減量，從而做到可變的衰減量。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是所述的彈簧型構(gòu)件是螺旋狀、錐形螺旋狀 或平面卷簧狀。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是所述的構(gòu)成彈簧型構(gòu)件的彈簧絲的上表面 與下表面之間有彈性材料層，彈性材料層可以是高分子材料、波簧等材料構(gòu)成，彈性材料層 在有外力作用時(shí)有更大的變形，所以當(dāng)彈簧型構(gòu)件兩端位置變化時(shí)，使相鄰兩圈彈簧絲中 的上彈簧絲下表面上的變形齒與下彈簧絲上表面上的變形齒之間的相對(duì)位置會(huì)有精細(xì)的變化。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是所述的布設(shè)于彈簧絲表面的變形齒的齒高、齒形或者布設(shè)于彈簧絲上表面的變形齒之間或下表面上的變形齒之間的距離是變化 的。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是相鄰兩圈彈簧絲中，與所述的在上彈簧絲 下表面上的變形齒與下彈簧絲上表面上的變形齒之間夾有的導(dǎo)光光纖并排有第二導(dǎo)光光纖。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是在所述的彈簧絲上表面和下表面上分別有第二變形齒，相鄰兩圈彈簧絲中，在上彈簧絲下表面上的第二變形齒與下彈簧絲上表面上 的第二變形齒之間夾有第二導(dǎo)光光纖。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是所述的彈簧型構(gòu)件外部或內(nèi)部有一個(gè)滑動(dòng)配合的限制體，防止彈簧型構(gòu)件任意扭曲變形。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是彈簧型構(gòu)件的一端固定于一基板上，另一端與一滑塊連接配合，滑塊與固定于基板上的滑軌滑動(dòng)配合，彈簧型構(gòu)件和基板安置在一 外殼腔體內(nèi)。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是有一個(gè)與滑塊螺紋配合的螺桿。
本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是所述的螺桿的另一端延伸到外殼腔體外部，并在螺桿的該端部安置有控制螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的旋鈕。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是所述的螺桿的另一端與一微電機(jī)連接，微 電機(jī)受一控制模塊控制。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是所述的微電機(jī)是步進(jìn)電機(jī)。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是滑塊與一壓電陶瓷或磁致伸縮驅(qū)動(dòng)模塊連 接，壓電陶瓷或磁致伸縮驅(qū)動(dòng)模塊連接一控制模塊。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是所述的彈簧型構(gòu)件是平面卷簧狀，該平面 卷簧狀彈簧型構(gòu)件的外端固定在基板上，平面卷簧狀彈簧型構(gòu)件的內(nèi)端與一轉(zhuǎn)軸的一端連 接，所述的轉(zhuǎn)軸的另一端與一微電機(jī)連接，也可以在轉(zhuǎn)軸與微電機(jī)間安置有自鎖功能的連 接器，如渦輪蝸桿系統(tǒng)，微電機(jī)與控制模塊連接。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是在彈簧型構(gòu)件內(nèi)相鄰兩圈彈簧絲中，在上 彈簧絲下表面上的第二變形齒與下彈簧絲上表面上的第二變形齒之間夾有第二導(dǎo)光光纖， 該第二導(dǎo)光光纖即是監(jiān)測(cè)用導(dǎo)光光纖，第二導(dǎo)光光纖的兩端分別接光源模塊和光功率模 塊，光功率模塊后接有處理模塊和顯示模塊。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是所述的導(dǎo)光光纖與輸入光纖連接處安置有 1X2的光分路器，分路器的1 口接輸入光信號(hào)的光纖，分路器的2 口的一支接導(dǎo)光光纖，另一 支接光功率模塊，光功率模塊后接處理模塊。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是所述的導(dǎo)光光纖與輸出光纖連接處安置有 1X2的光分路器，分路器的1 口接導(dǎo)光光纖，分路器2 口的一支接輸出光信號(hào)的光纖，另一支 接光功率模塊，光功率模塊后接處理模塊。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問題的方案是所述的導(dǎo)光光纖的一端安置有光反射裝 置，導(dǎo)光光纖的另一端與輸入光纖連接處安置有1X2的光分路器的1 口，分路器的2 口分別 接輸入和輸出光纖。該光反射裝置可以是光反射鏡，也可以是光纖光柵。包含一個(gè)彈簧型構(gòu)件兩端位置變化的光柵尺模塊，該模塊后接處理模塊。包含一個(gè)溫度傳感模塊，該模塊后接處理模塊。用于補(bǔ)償溫度變化的影響。所述導(dǎo)光光纖為外部包有多層光纖保護(hù)層的光纖，如緊套光纖、碳涂覆光纖、金屬 涂覆光纖或聚酰亞胺涂覆。所述導(dǎo)光光纖是多芯光纖、高分子聚合物光纖、微細(xì)光纖或光子晶體光纖。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1、全光纖結(jié)構(gòu)，無需對(duì)準(zhǔn)調(diào)整，使本發(fā)明的衰減器生產(chǎn)及使用容易，從而降低成 本；2、另外，使用中只需控制彈簧型構(gòu)件的兩端位置的變化，就可以使整個(gè)夾持與彈 簧絲變形齒間的導(dǎo)光光纖曲率的同步變化，使本發(fā)明的衰減器控制、使用簡單方便；3、相對(duì)于現(xiàn)有的全光纖衰減器，本發(fā)明使導(dǎo)光光纖更多的長度出現(xiàn)彎曲，從而減 少了光纖的彎曲曲率，延長了本發(fā)明的使用壽命，同時(shí)大大增加了本發(fā)明的全光纖衰減器 的動(dòng)態(tài)范圍，使動(dòng)態(tài)范圍輕松就可做到IOOdB以上，擴(kuò)展了使用范圍；4、在本發(fā)明的裝置中，并排放置多根導(dǎo)光光纖，可以做到同時(shí)對(duì)多路光纖進(jìn)行衰 減的調(diào)整，并可以根據(jù)不同的導(dǎo)光光纖，選擇不同的齒高、齒形或齒距，可以做到對(duì)不同光路進(jìn)行不同的衰減調(diào)整，因?yàn)楝F(xiàn)有的摻鉺或拉曼光纖放大器在不同的波長有不同的增益曲線，通過事先設(shè)計(jì)變形齒的參數(shù)使波分復(fù)用的整個(gè)波段具有相同的匹配增益，防止通信系 統(tǒng)中出現(xiàn)非線性效應(yīng)。5、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的全光纖精密可調(diào)衰減器以光纖的微彎損耗為主對(duì)輸 入的光信號(hào)進(jìn)行衰減，可對(duì)幾乎全部長度的導(dǎo)光光纖造成彎曲，該彈簧型構(gòu)件使分布在所 述的彈簧型構(gòu)件上下表面的導(dǎo)光光纖也成為多圈狀，從而使受彎曲的光纖長度大大增加， 根據(jù)Marcuse的理論公式可知，這樣可以大幅度提高光纖衰減的動(dòng)態(tài)范圍和調(diào)試精度，又 由于彈簧型構(gòu)件相對(duì)于平板狀的微彎結(jié)構(gòu)可以有更大的拉伸或壓縮距離，對(duì)機(jī)械的調(diào)節(jié)結(jié) 構(gòu)要求低，降低了本發(fā)明的實(shí)施成本，并使調(diào)節(jié)的衰減值更精確；6、另在該衰減器內(nèi)加入導(dǎo)光光纖并連接有光源、光功率模塊、處理模塊、顯示模 塊，第一導(dǎo)光光纖與第二導(dǎo)光光纖同時(shí)彎曲并產(chǎn)生彎曲損耗，通過對(duì)第二導(dǎo)光光纖的光功 率的監(jiān)測(cè)，可以達(dá)到對(duì)輸入輸出第一導(dǎo)光光纖中的光信號(hào)衰減量大小的監(jiān)測(cè)目的，并可根 據(jù)輸入第一導(dǎo)光光纖中光信號(hào)波長的不同，由處理模塊給出相應(yīng)的補(bǔ)償；7、另外減少彈簧型構(gòu)件的半徑，可以引入導(dǎo)光光纖的宏彎損耗，進(jìn)一步增加了本 發(fā)明的彈簧型全光纖精密可調(diào)衰減器的動(dòng)態(tài)范圍和調(diào)試精度；綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、加工制作方便且使用方式靈活、靈敏度高、 使用效果好，具有廣闊的使用前景。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明第一具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中彈簧型構(gòu)件的截面示意圖。圖3為本發(fā)明第二具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明第三具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明第四具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明第五具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明第六具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明第七具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明第八具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本發(fā)明第九具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為本發(fā)明第十具體實(shí)施方式
的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為本發(fā)明第十具體實(shí)施方式
的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖13為本發(fā)明第十一具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖14為本發(fā)明第十二具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖15為本發(fā)明第十三具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括一個(gè)由彈簧絲4構(gòu)成的彈簧型構(gòu)件，在彈簧絲4的上 表面和下表面上沿彈簧絲縱向連續(xù)布設(shè)有多個(gè)變形齒，相鄰兩圈彈簧絲4中的上彈簧絲4 的下表面上的變形齒4-1與下彈簧絲4的上表面上的變形齒4-2交錯(cuò)對(duì)應(yīng)，并在上彈簧絲 4下表面上的變形齒4-1與下彈簧絲4上表面上的變形齒4-2之間夾有導(dǎo)光光纖6，彈簧型 構(gòu)件兩端位置的改變導(dǎo)致彈簧型構(gòu)件中有相鄰的兩圈彈簧線4之間的距離改變，從而使這 相鄰兩圈彈簧絲4中的上彈簧絲下表面上的變形齒4-1與下彈簧絲上表面上的變形齒4-2 之間位置改變，從而使夾在兩者變形齒間的導(dǎo)光光纖6的彎曲曲率改變而導(dǎo)致導(dǎo)光光纖6 中傳輸?shù)墓庑盘?hào)的功率變化。本實(shí)施例中，所述由彈簧絲4構(gòu)成的彈簧型構(gòu)件整體呈螺旋狀，當(dāng)彈簧型構(gòu)件的 兩端位置變化時(shí)，如彈簧型構(gòu)件在拉應(yīng)力下伸長、在壓應(yīng)力下縮短，則構(gòu)成彈簧型構(gòu)件中的 多組相鄰的兩圈彈簧絲4之間的距離拉大或縮小，從而使多組相鄰兩圈彈簧絲4中的上彈 簧絲下表面上的變形齒4-1與下彈簧絲4上表面上的變形齒4-2間位置增大或減小，從而 使夾在兩者變形齒間的導(dǎo)光光纖6的彎曲曲率減小或增大而導(dǎo)致導(dǎo)光光纖6中傳輸?shù)墓庑?號(hào)的功率增大或減少，從而達(dá)到對(duì)光信號(hào)的衰減，改變彈簧型構(gòu)件兩端的距離，就可以改變 光信號(hào)的衰減量，從而做到可變的衰減量。所述導(dǎo)光光纖6為外部包有多層光纖保護(hù)層的 光纖，如緊套光纖等、碳涂覆光纖、金屬涂覆光纖或聚酰亞胺涂覆；所述導(dǎo)光光纖6是多芯 光纖、高分子聚合物光纖、微細(xì)光纖或光子晶體光纖；所述的布設(shè)于彈簧絲4表面的變形齒的齒高自所述彈簧型構(gòu)件一端至另一端是變化的，可以是逐漸增大或逐漸減?。凰龅牟?設(shè)于彈簧絲4表面的變形齒的齒形自所述彈簧型構(gòu)件一端至另一端是變化的，如齒形頂端 的曲率半徑可以是逐漸增大或逐漸減??；所述的布設(shè)于彈簧絲4上表面的變形齒4-1之間 或下表面上的變形齒4-2之間的距離自所述彈簧型構(gòu)件一端至另一端是變化的，可以是逐 漸增大或逐漸減小。實(shí)施例2如圖3所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是彈簧絲4的上表面的變形齒4-2 上有限位片55，彈簧絲4的下表面的變形齒4-1上對(duì)應(yīng)不同的位置其齒高不同，在彈簧型構(gòu) 件兩端變化相同距離下，對(duì)導(dǎo)光光纖6、第二導(dǎo)光光纖8及其他導(dǎo)光光纖內(nèi)傳輸?shù)墓夤β实?衰減量不同。在光通訊系統(tǒng)中經(jīng)常需要用摻餌光放大器或拉曼光放大器，但這些光放大器 對(duì)不同的波長增益不一致，這就需要對(duì)傳輸信道的功率進(jìn)行均衡處理，而本實(shí)施例就是一 個(gè)比較好的方案。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3如圖4所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是所述的構(gòu)成彈簧型構(gòu)件的彈簧絲 是有三層復(fù)合的，包括彈簧絲上表面110及其上的變形齒4-2、中間層的彈性材料111，以及 彈簧絲上表面112及其下表面上的變形齒4-1。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和 工作原理均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4如圖5所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是與所述的導(dǎo)光光纖6并排有第二 導(dǎo)光光纖8，本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5如圖6所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是在彈簧絲4上布設(shè)有彈簧絲下表 面第二變形齒4-3和彈簧絲上表面第二變形齒4-4，并在彈簧絲下表面第二變形齒4-3和彈 簧絲上表面第二變形齒4-4間夾有第二導(dǎo)光光纖8，本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān) 系和工作原理均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例6如圖7所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是所述的由彈簧絲4構(gòu)成的彈簧型構(gòu)件外部有一個(gè)滑動(dòng)配合的限制體16，防止彈簧型構(gòu)件的任意扭曲變形，彈簧型構(gòu)件的一 端固定于一基板15上，另一端與一滑塊14連接配合，滑塊14與固定于基板15上的限制體 16滑動(dòng)配合，這里限制體16同時(shí)作為了滑塊14的滑軌，彈簧型構(gòu)件和基板15置于在一外 殼腔體3內(nèi)，有一個(gè)與滑塊14螺紋配合的螺桿12，所述的螺桿12的另一端延伸到外殼腔 體3外部，并在螺桿12的該端部安置有控制螺桿12轉(zhuǎn)動(dòng)的旋鈕11，在彈簧絲下表面變形齒 4-1和彈簧絲上表面變形齒4-2間與導(dǎo)光光纖6并排夾有導(dǎo)光光纖8，導(dǎo)光光纖8的兩端分 別接光源模塊21和光功率模塊22，光功率模塊22后接有處理模塊23，處理模塊23后接輸 入、顯示模塊24，在外殼腔體3上安置有光纖接口 10，該光纖接口 10分別連接輸入光信號(hào) 的光纖1和輸出光信號(hào)的光纖2。本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是光源模塊21輸出的參考光信號(hào)進(jìn)入到第二導(dǎo) 光光纖8，然后由第二導(dǎo)光光纖8輸出并耦合至光功率模塊22，光功率模塊22將光功率值 送入處理模塊23，處理模塊將功率的變化輸出至輸入、顯示模塊24，調(diào)整所述的旋鈕11，使螺桿12轉(zhuǎn)動(dòng)并導(dǎo)致滑塊14移動(dòng)，就帶動(dòng)彈簧型構(gòu)件一端的運(yùn)動(dòng)，使彈簧型構(gòu)件兩端的間距 變化，從而改變了導(dǎo)光光纖6對(duì)輸入光信號(hào)的衰減大小，同時(shí)也改變了第二導(dǎo)光光纖8的衰 減并顯示出來，從而可以定量的改變對(duì)輸入光信號(hào)的衰減。輸入、顯示模塊24可以將需要 衰減的光波長輸入到處理模塊，從而可以根據(jù)事先的經(jīng)驗(yàn)對(duì)衰減值進(jìn)行修正。導(dǎo)光光纖6 可以和第二導(dǎo)光光纖8是一個(gè)整體，即2芯的帶狀光纖。滑塊14與彈簧型構(gòu)件的一端可以是粘接、掛鉤、鉚接或其他的機(jī)械連接，當(dāng)彈簧型構(gòu)件具有比較大的彈性時(shí)，滑塊14與彈簧型構(gòu)件的一端也可以是擠壓配合。另外，在不需要對(duì)輸入光信號(hào)精確衰減時(shí)，去掉第二導(dǎo)光光纖8以及光源模塊21、 光功率模塊22、處理模塊23和輸入、顯示模塊24，相應(yīng)的在旋鈕11或外殼腔體3上標(biāo)上刻 度盤來標(biāo)識(shí)衰減量的大小，這樣可進(jìn)一步降低成本。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例7如圖8所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例6不同的是所述的螺桿12的一端連接一微電 機(jī)31，微電機(jī)31后連接有控制模塊32，控制模塊32受處理模塊23控制，通過輸入、顯示模 塊24將需要的對(duì)光信號(hào)的衰減值輸入到處理模塊23，然后由處理模塊23指揮控制模塊32 驅(qū)動(dòng)微電機(jī)31達(dá)到指定的衰減值，處理模塊23通過獲取光功率模塊22的值來判斷是否達(dá) 到目標(biāo)，這是一個(gè)閉環(huán)控制過程，并將相應(yīng)的數(shù)值顯示在輸入、顯示模塊24上，微電機(jī)31的 優(yōu)選是步進(jìn)電機(jī)。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例6相同。實(shí)施例8如圖9所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例6不同的是在所述的輸入光信號(hào)的光纖1和 輸出光信號(hào)的光纖2上分別接有1X2的光分路器10，將輸入和輸出的部分光信號(hào)通過第二 導(dǎo)光光纖8送至光功率模塊22，在彈簧型構(gòu)件內(nèi)部僅有導(dǎo)光光纖6，沒有第二導(dǎo)光光纖8，從 而使處理模塊23更直接監(jiān)測(cè)光信號(hào)的衰減功率，1X2的光分路器10最好是1 99分光比 的光分路器，其中的1份耦合進(jìn)第二導(dǎo)光光纖8中并傳導(dǎo)至光功率模塊22。本實(shí)施例中，其 余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例6相同。實(shí)施例9如圖10所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例8不同的是所述的螺桿12的一端連接一微 電機(jī)31，微電機(jī)31后連接有控制模塊32，控制模塊32受處理模塊23控制，通過輸入、顯示 模塊24將需要的對(duì)光信號(hào)的衰減值輸入到處理模塊23，然后由處理模塊23指揮控制模塊 32驅(qū)動(dòng)微電機(jī)31達(dá)到指定的衰減值，處理模塊23通過獲取光功率模塊22的值來判斷是 否達(dá)到目標(biāo)，這是一個(gè)閉環(huán)控制過程，并將相應(yīng)的數(shù)值顯示在輸入、顯示模塊24上，微電機(jī) 31的優(yōu)選是步進(jìn)電機(jī)。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例8相 同。實(shí)施例10如圖11、圖12所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例6不同的是所述有彈簧絲4構(gòu)成的彈 簧型構(gòu)件整體呈平面卷簧狀，彈簧型構(gòu)件的外端52固定于基板15上，彈簧型構(gòu)件和基板15 置于在一外殼腔體3內(nèi)，彈簧型構(gòu)件的內(nèi)端與一轉(zhuǎn)動(dòng)軸51連接，轉(zhuǎn)動(dòng)軸51的另一端與一微 電機(jī)31連接，微電機(jī)31后連接有控制模塊32，控制模塊32受處理模塊23控制，轉(zhuǎn)動(dòng)軸51 的轉(zhuǎn)動(dòng)將使彈簧型構(gòu)件內(nèi)部的彈簧絲4兩側(cè)的變形齒的間距變化，從而改變導(dǎo)光光纖6和第二導(dǎo)光光纖8內(nèi)傳導(dǎo)光的衰減量，通過輸入、顯示模塊24將需要的對(duì)光信號(hào)的衰減值輸 入到處理模塊23，然后由處理模塊23指揮控制模塊32驅(qū)動(dòng)微電機(jī)31使轉(zhuǎn)動(dòng)軸51旋轉(zhuǎn)，并 達(dá)到指定的衰減值，第二導(dǎo)光光纖8與導(dǎo)光光纖6并排位于彈簧型構(gòu)件內(nèi)部彈簧絲4兩側(cè) 的變形齒間，處理模塊23通過獲取光功率模塊22的值來判斷是否達(dá)到目標(biāo)，這是一個(gè)閉環(huán) 控制過程，并將相應(yīng)的數(shù)值顯示在輸入、顯示模塊24上，微電機(jī)31的優(yōu)選是步進(jìn)電機(jī)。本 實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例6相同。實(shí)施例11 如圖13所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例6不同的是沒有使用第二導(dǎo)光光纖8及光源 模塊21和光功率模塊22，但使用光柵尺模塊54來測(cè)量彈簧型構(gòu)件兩端變化的距離，通過事 先的標(biāo)定并存儲(chǔ)在處理模塊23中，使用時(shí)處理模塊根據(jù)光柵尺反饋的數(shù)據(jù)經(jīng)與存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 對(duì)比給出對(duì)應(yīng)的衰減值并輸出至輸入、顯示模塊24。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān) 系和工作原理均與實(shí)施例6相同。實(shí)施例12如圖14所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例9不同的是使用電致伸縮驅(qū)動(dòng)模塊58替換 了微電機(jī)31，用滑動(dòng)軸59替換了螺桿12，滑塊14與滑動(dòng)軸59為滑動(dòng)配合，在控制模塊32 的指令下，電致伸縮驅(qū)動(dòng)模塊58移動(dòng)并使滑塊14移動(dòng)，從而改變了彈簧型構(gòu)件兩端的距 離，電致伸縮驅(qū)動(dòng)模塊58也可以由磁致伸縮驅(qū)動(dòng)模塊替換，兩者最大的優(yōu)點(diǎn)是移動(dòng)步長非 常小，可以精確的控制滑塊的移動(dòng)距離，從而使本衰減器達(dá)到很高的精度。本實(shí)施例中，其 余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例9相同。實(shí)施例13如圖15所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例6不同的是輸入光導(dǎo)光光纖1和輸出光導(dǎo)光 光纖2分別接1X2光分路器40的2 口，1X2光分路器40的1 口接導(dǎo)光光纖6，并在導(dǎo)光光纖 6的另一端安置有光反射裝置80，同時(shí)，光源模塊21和光功率模塊22也分別接另一個(gè)1X2 光分路器40的2 口，該1X2光分路器40的1 口接第二導(dǎo)光光纖8，在第二導(dǎo)光光纖8的另 一端安置有光反射裝置81，光反射裝置80和光反射裝置81可以是反射鏡或光纖光柵，本實(shí) 施例中的1X2光分路器40的優(yōu)選是選擇50 50分光比的分路器。在彈簧型構(gòu)件的附近有溫度模塊90，溫度模塊90接處理單元23，用于溫度補(bǔ)償。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例6相同。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技 術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于一個(gè)由彈簧絲構(gòu)成的彈簧型構(gòu)件，在彈簧絲的上表面和下表面上沿彈簧絲縱向連續(xù)布設(shè)有多個(gè)變形齒，相鄰兩圈彈簧絲中的上彈簧絲的下表面上的變形齒與下彈簧絲的上表面上的變形齒交錯(cuò)對(duì)應(yīng)，并在上彈簧絲下表面上的變形齒與下彈簧絲上表面上的變形齒之間夾有導(dǎo)光光纖，上彈簧絲下表面上的變形齒與下彈簧絲上表面上的變形齒對(duì)應(yīng)布設(shè)在導(dǎo)光光纖兩側(cè)，導(dǎo)光光纖的至少一端接輸入光信號(hào)的光纖。
2.按照權(quán)利要求1所述彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于所述的彈簧型 構(gòu)件是螺旋狀、錐形螺旋狀或平面卷簧狀。
3.按照權(quán)利要求1所述彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于所述的構(gòu)成彈 簧型構(gòu)件的彈簧絲的上表面與下表面之間有彈性材料層。
4.按照權(quán)利要求1所述彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于所述的布設(shè)于 彈簧絲表面的變形齒的齒高、齒形或者布設(shè)于彈簧絲上表面的變形齒之間或彈簧絲下表面 上的變形齒之間的距離是變化的。
5.按照權(quán)利要求1所述彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于相鄰兩圈彈簧 絲中，與所述的在上彈簧絲下表面上的變形齒與下彈簧絲上表面上的變形齒之間夾有的導(dǎo) 光光纖并排夾有第二導(dǎo)光光纖。
6.按照權(quán)利要求1所述彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于在所述的彈簧 絲上表面和下表面上分別有第二變形齒，相鄰兩圈彈簧絲中，在上彈簧絲下表面上的第二 變形齒與下彈簧絲上表面上的第二變形齒之間夾有第二導(dǎo)光光纖。
7.按照權(quán)利要求1所述彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于所述的彈簧型 構(gòu)件外部或內(nèi)部有一個(gè)滑動(dòng)配合的限制體，防止彈簧型構(gòu)件任意扭曲變形。
8.按照權(quán)利要求1所述彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于彈簧型構(gòu)件的 一端固定于一基板上，另一端與一滑塊連接配合，滑塊與固定于基板上的滑軌滑動(dòng)配合，彈 簧型構(gòu)件和基板安置在一外殼腔體內(nèi)。
9.按照權(quán)利要求8所述彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于有一個(gè)與滑塊 螺紋配合的螺桿。
10.按照權(quán)利要求9所述彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于所述的螺桿的 另一端延伸到外殼腔體外部，并在螺桿的該端部安置有控制螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的旋鈕。
11.按照權(quán)利要求9所述彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于所述的螺桿的 一端與一微電機(jī)連接，微電機(jī)受一控制模塊控制。
12.按照權(quán)利要求8所述彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于滑塊與一壓電 陶瓷或磁致伸縮驅(qū)動(dòng)模塊連接，壓電陶瓷或磁致伸縮驅(qū)動(dòng)模塊連接一控制模塊。
13.按照權(quán)利要求1或2所述彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于所述的平 面卷簧狀彈簧型構(gòu)件的外端固定在基板上，平面卷簧狀彈簧型構(gòu)件的內(nèi)端與一轉(zhuǎn)軸的一端 連接，所述的轉(zhuǎn)軸的另一端與一微電機(jī)連接，微電機(jī)與控制模塊連接。
14.按照權(quán)利要求1至13所述任意一項(xiàng)彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于 在彈簧型構(gòu)件內(nèi)彈簧絲兩側(cè)變形齒間與導(dǎo)光光纖并排夾有監(jiān)測(cè)用導(dǎo)光光纖，該監(jiān)測(cè)用導(dǎo)光 光纖的兩端分別接光源模塊和光功率模塊，光功率模塊后接有處理模塊和顯示模塊。
15.按照權(quán)利要求1至13所述任意一項(xiàng)彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于所述的導(dǎo)光光纖與輸入光信號(hào)的光纖連接處安置有1X2的光分路器，分路器的1 口接輸入 光信號(hào)的光纖，分路器的2 口的一支接導(dǎo)光光纖，另一支接光功率模塊，光功率模塊后接處 理模塊。
16.按照權(quán)利要求1至13所述任意一項(xiàng)彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于 所述的導(dǎo)光光纖與輸出光信號(hào)的光纖連接處安置有1X2的光分路器，分路器的1 口接導(dǎo)光 光纖，分路器2 口的一支接輸出光信號(hào)的光纖，另一支接光功率模塊，光功率模塊后接處理 模塊。
17.按照權(quán)利要求1至13所述任意一項(xiàng)彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于 在所述上彈簧絲下表面上的變形齒與下彈簧絲上表面上的變形齒之間并排夾有多根光纖。
18.按照權(quán)利要求1至13所述任意一項(xiàng)彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，其特征在于 所述的導(dǎo)光光纖的一端安置有光反射裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種彈簧型全光纖精密可調(diào)光衰減器，包括一個(gè)由彈簧絲構(gòu)成的彈簧型構(gòu)件，在彈簧絲的上表面和下表面上沿彈簧絲縱向連續(xù)布設(shè)有多個(gè)變形齒，相鄰兩圈彈簧絲中的上彈簧絲的下表面上的變形齒與下彈簧絲的上表面上的變形齒交錯(cuò)對(duì)應(yīng)，并在兩者變形齒之間夾有導(dǎo)光光纖。改變彈簧型構(gòu)件兩端的距離，就可以同時(shí)改變彈簧型構(gòu)件中相鄰兩圈彈簧絲中的上彈簧絲的下表面上的變形齒與下彈簧絲的上表面上的變形齒之間的距離，從而就可以改變?cè)诙叩淖冃锡X間夾有的導(dǎo)光光纖的彎曲曲率，從而改變了對(duì)輸入光信號(hào)的衰減大小。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、加工制作方便且使用方式靈活、靈敏度高、成本低、使用效果好，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G02B6/26GK101840027SQ20101016374
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者杜兵, 杜蔚, 杜迎濤 申請(qǐng)人:西安金和光學(xué)科技有限公司