專利名稱：可調(diào)制光學(xué)衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)衰減器，尤指一種利用平板玻璃或棱鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)輸出光束衰減量的可調(diào)制光學(xué)衰減器。
然而，習(xí)知的可調(diào)式光學(xué)衰減器1需要較大的體積與空間來(lái)容納遮擋物3。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種可調(diào)制光學(xué)衰減器，其特征是該衰減器包括可發(fā)射一準(zhǔn)直光束的準(zhǔn)直器，一接收端設(shè)置于上述準(zhǔn)直光束的光路徑上，以及一平板玻璃設(shè)置于上述準(zhǔn)直器與接收端之間；上述準(zhǔn)直光束通過此平板玻璃偏離原光路徑而入射至上述接收端。其中該接收端為一準(zhǔn)直器。
該衰減器更包括一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與上述平板玻璃耦接，使平板玻璃傾斜至一特定角度。
該衰減器包括可發(fā)射一準(zhǔn)直光束的第一準(zhǔn)直器；第二準(zhǔn)直器設(shè)置于上述準(zhǔn)直光束的光路徑上，一平板玻璃設(shè)置于上述第一準(zhǔn)直器與第二準(zhǔn)直器之間，以及一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與上述平板玻璃耦接，使平板玻璃傾斜至一特定角度；該準(zhǔn)直光束通過此平板玻璃偏離原光路徑而入射至上述第二準(zhǔn)直器。
一種可調(diào)制光學(xué)衰減器，其特征是該衰減器包括可發(fā)射一準(zhǔn)直光束的第一準(zhǔn)直器；一棱鏡設(shè)置于該準(zhǔn)直光束的光路徑上，接收上述準(zhǔn)直光束，并于該棱鏡內(nèi)產(chǎn)生兩次全反射后，自該棱鏡發(fā)射出一光束；以及第二準(zhǔn)直器接收上述光束；當(dāng)改變?cè)摾忡R的角度時(shí)，該棱鏡發(fā)射的光束會(huì)偏移而入射至上述第二準(zhǔn)直器。其中該衰減器更包括一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與上述棱鏡耦接，轉(zhuǎn)動(dòng)上述棱鏡可改變上述光束進(jìn)入第二準(zhǔn)直器的光強(qiáng)度。
該棱鏡可為三角棱鏡。
一種可調(diào)制光學(xué)衰減器，其特征是該衰減器包括一雙心準(zhǔn)直器，于該雙心準(zhǔn)直器內(nèi)設(shè)置第一光纖與第二光纖，其中第一光纖發(fā)射一準(zhǔn)直光束且第二光纖接收該準(zhǔn)直光束；以及一棱鏡設(shè)置于該準(zhǔn)直光束的光路徑上接收上述準(zhǔn)直光束，并于該棱鏡內(nèi)產(chǎn)生兩次全反射后，自該棱鏡發(fā)射出一偏移光束；當(dāng)改變?cè)摾忡R的角度時(shí)，該棱鏡發(fā)射的偏移光束入射至上述第二光纖。其中該衰減器更包括一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與上述棱鏡耦接，轉(zhuǎn)動(dòng)上述棱鏡可改變上述偏移光束進(jìn)入上述第二光纖的光強(qiáng)度。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的可調(diào)制光學(xué)衰減器，可實(shí)現(xiàn)光衰減量調(diào)節(jié)的自動(dòng)化，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、控制精確，可以輸出所需光強(qiáng)度的準(zhǔn)直光束，以滿足用戶的需要。
圖2、為本發(fā)明第一實(shí)施例準(zhǔn)直光束垂直入射平板玻璃的示意圖。
圖3、為本發(fā)明第一實(shí)施例準(zhǔn)直光束以即定角入射平板玻璃的示意圖。
圖4、為本發(fā)明第二實(shí)施例準(zhǔn)直光束垂直入射棱鏡的示意圖。
圖5、為本發(fā)明第二實(shí)施例準(zhǔn)直光束以即定角入射棱鏡的示意圖。
圖6、為本發(fā)明第三實(shí)施例準(zhǔn)直光束以即定角入射棱鏡的示意圖。
圖7、為本發(fā)明第三實(shí)施例準(zhǔn)直光束以另一即定角入射棱鏡的示意圖。
圖8、為位移光束的偏移量小于準(zhǔn)直光束之半徑入射接受端的示意圖。
圖9、為位移光束的偏移量大于準(zhǔn)直光束之半徑入射接受端的示意圖。
參見圖2，為本發(fā)明第一實(shí)施例，一種可調(diào)制光學(xué)衰減器10，包括準(zhǔn)直器20、平板玻璃30及接收端40。在準(zhǔn)直器20發(fā)射的準(zhǔn)直光束b的光路徑上設(shè)置接收端40，在兩者中間的光路徑上垂直設(shè)置平板玻璃30。當(dāng)準(zhǔn)直器20發(fā)射的準(zhǔn)直光束b垂直入射到平板玻璃30時(shí)，通過平板玻璃30的光束b完全被接收端40所接收。因此，準(zhǔn)直光束b大體上以未損失之強(qiáng)度進(jìn)入接收端40。
參見圖3，平板玻璃30耦接于轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖中未顯示)，利用轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)平板玻璃30，可控制其傾角，使來(lái)自準(zhǔn)直器20的準(zhǔn)直光束b以入射角θ入射到平板玻璃30上，當(dāng)準(zhǔn)直光束b通過平板玻璃30時(shí)，根據(jù)折射原理可知，準(zhǔn)直光束b會(huì)偏離原光路徑。通過平板玻璃的位移光束b’產(chǎn)生偏移量d，并且平行于原光路徑行進(jìn)。通過平板玻璃的位移光束b’以偏移量d平行于原光路徑入射到接收端40，因此，有部分位移光束b’未入射到接收端40，即至少有部分位移光束b’被接收端40所接收。
準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直光束面積A1約為A1=πD24····················(1)]]>其中D大體為準(zhǔn)直器的直徑。
接著，準(zhǔn)直光束b以入射角θ入射到平板玻璃30之一側(cè)面30a。根據(jù)斯涅爾定律(Snell’s Law)，準(zhǔn)直光束b以折射角φ在平板玻璃30中行進(jìn)。根據(jù)斯涅爾定律，準(zhǔn)直光束b以折射角θ離開平板玻璃30的另一側(cè)面30b，并且沿平行于原光路徑方向行進(jìn)。則位移光束b’的偏移量d為d=tcosΦ×sin(θ-Φ)·················(2)]]>其中t-為平板玻璃的厚度；θ與φ應(yīng)滿足sinθ＝n×sinφ，n-為平板玻璃的折射率。
參見圖4、為本發(fā)明第二實(shí)施例，一種可調(diào)制光學(xué)衰減器100，包括準(zhǔn)直器120、接收端140以及三棱鏡130。準(zhǔn)直器120發(fā)射準(zhǔn)直光束b，準(zhǔn)直光束b入射至三棱鏡130時(shí)，準(zhǔn)直光束b在三棱鏡130中產(chǎn)生兩次全反射后入射至接收端140，接收端可為另一準(zhǔn)直器。經(jīng)三棱鏡130兩次全反射的準(zhǔn)直光束b完全被接收端140所接收。因此，準(zhǔn)直光束b大體上是以未損失之強(qiáng)度進(jìn)入接收端140。
參見圖5，為本發(fā)明第二實(shí)施例，一種可調(diào)制光學(xué)衰減器100，其準(zhǔn)直光束b以特定入射角θ入射至三棱鏡130。三棱鏡130耦接于轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)150；由轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)150驅(qū)動(dòng)三棱鏡130，可控制其轉(zhuǎn)角，使來(lái)自準(zhǔn)直器120的準(zhǔn)直光束b以入射角θ入射至三棱鏡130。當(dāng)準(zhǔn)直光束b進(jìn)入三棱鏡130時(shí)，根據(jù)折射及反射原理可知準(zhǔn)直光束b將偏離原光路徑。經(jīng)三棱鏡130兩次全反射的位移光束b’會(huì)產(chǎn)生偏移量d。然后，位移光束b’入射至接收端140。位移光束b’是以偏移量d入射至接收端140，因此，有部份位移光束b’未入射至接收端140，即至少有部分位移光束b’被接收端所接收。
參見圖6，為本發(fā)明第三實(shí)施例，一種可調(diào)制光學(xué)衰減器，其準(zhǔn)直光束以即定角度入射至三棱鏡。該可調(diào)制光學(xué)衰減器200，包括雙心準(zhǔn)直器220以及三棱鏡230；其中，雙心準(zhǔn)直器220具有玻璃套圈(Glass ferrule)221、折射率漸變透鏡(Grin lens)222、輸入光纖223及輸出光纖224。當(dāng)輸入光纖223發(fā)射一準(zhǔn)直光束b，且準(zhǔn)直光束b以既定角度θ入射至上述三棱鏡230時(shí)，準(zhǔn)直光束b在該棱鏡230中經(jīng)過兩次全反射后，由該棱鏡230入射至輸出光纖224。經(jīng)三棱鏡230兩次全反射的準(zhǔn)直光束b完全被輸出光纖224所接收。因此，準(zhǔn)直光束b大體上是以未損失之強(qiáng)度進(jìn)入輸出光纖224。
參見圖7，為本發(fā)明第三實(shí)施例，一種可調(diào)制光學(xué)衰減器，其準(zhǔn)直光束是以另一既定角度入射至該棱鏡的。該三棱鏡230耦接于轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖中未顯示)；由機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)驅(qū)動(dòng)棱鏡230轉(zhuǎn)角，可控制其轉(zhuǎn)角，使來(lái)自輸出光纖223的準(zhǔn)直光束b以另一入射角θ’入射該棱鏡230。當(dāng)準(zhǔn)直光束b入射至該棱鏡230時(shí)，產(chǎn)生兩次全反射。經(jīng)該棱鏡230兩次全反射的位移光束b’產(chǎn)生偏移量d，使位移光束b’以偏移量d入射至輸出光纖224。因此有部份位移光束b’未入射至輸出光纖224內(nèi)，即至少有部分位移光束b’被輸出光纖所接收。
參見圖8，其位移光束b’的偏移量小于準(zhǔn)直光束b之半徑(D/2)。第一圓形50是接收端的截面，第二圓形60是位移光束b’的截面，相交的陰影部分70是位移光束b’入射接收端的面積。當(dāng)接收端具有與準(zhǔn)直光束b相同的直徑D時(shí)，則陰影部分70的面積A2可表示成A2=4(D2)2cos-1(1-XD)-(D-X)DX2-X24·············(3)]]>其中X=D-d=D-tcosΦ×sin(θ-Φ)]]>進(jìn)一步，接收端40接收的光強(qiáng)度Ir為Ir=I0×A2A1····················(4)]]>其中，I0是準(zhǔn)直器發(fā)射的準(zhǔn)直光束b之光強(qiáng)度。
參見圖9，其位移光束b’的偏移量大于準(zhǔn)直光束b之半徑(D/2)。圖中第一圓形50是接收端的截面，第二圓形60是位移光束b’的截面，相交的陰影部分70是位移光束b’入射接收端的面積。當(dāng)接收端具有與準(zhǔn)直光束b相同的直徑D時(shí)，則陰影部分70的面積A2’可表示成A2′=4(D2)2cos-1(YD)-Y(D2)2-(Y24)·················(5)]]>其中Y=d=tcosΦ×sin(θ-Φ)]]>進(jìn)一步，接收端接收的光強(qiáng)度Ir＇為Ir′=I0×A2′A1···················(6)]]>其中，I0是準(zhǔn)直器發(fā)射的準(zhǔn)直光束b之光強(qiáng)度。
根據(jù)公式(4)與公式(6)，由上述分析可知轉(zhuǎn)動(dòng)平板玻璃或三棱鏡，可衰減輸出光的強(qiáng)度。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。任何熟悉此項(xiàng)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所界定的專利保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)制光學(xué)衰減器，其特征是該衰減器包括可發(fā)射一準(zhǔn)直光束的準(zhǔn)直器，一接收端設(shè)置于上述準(zhǔn)直光束的光路徑上，以及一平板玻璃設(shè)置于上述準(zhǔn)直器與接收端之間；上述準(zhǔn)直光束通過此平板玻璃偏離原光路徑而入射至上述接收端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可調(diào)制光學(xué)衰減器，其特征是該接收端為一準(zhǔn)直器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述可調(diào)制光學(xué)衰減器，其特征是該衰減器更包括一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與上述平板玻璃耦接，使平板玻璃傾斜至一特定角度。
4.一種可調(diào)制光學(xué)衰減器，其特征是該衰減器包括可發(fā)射一準(zhǔn)直光束的第一準(zhǔn)直器；第二準(zhǔn)直器設(shè)置于上述準(zhǔn)直光束的光路徑上，一平板玻璃設(shè)置于上述第一準(zhǔn)直器與第二準(zhǔn)直器之間，以及一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與上述平板玻璃耦接，使平板玻璃傾斜至一特定角度；該準(zhǔn)直光束通過此平板玻璃偏離原光路徑而入射至上述第二準(zhǔn)直器。
5.一種可調(diào)制光學(xué)衰減器，其特征是該衰減器包括可發(fā)射一準(zhǔn)直光束的第一準(zhǔn)直器；一棱鏡設(shè)置于該準(zhǔn)直光束的光路徑上，接收上述準(zhǔn)直光束，并于該棱鏡內(nèi)產(chǎn)生兩次全反射后，自該棱鏡發(fā)射出一光束；以及第二準(zhǔn)直器接收上述光束；當(dāng)改變?cè)摾忡R的角度時(shí)，該棱鏡發(fā)射的光束會(huì)偏移而入射至上述第二準(zhǔn)直器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述可調(diào)制光學(xué)衰減器，其特征是該衰減器更包括一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與上述棱鏡耦接，轉(zhuǎn)動(dòng)上述棱鏡可改變上述光束進(jìn)入第二準(zhǔn)直器的光強(qiáng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述可調(diào)制光學(xué)衰減器，其特征是該棱鏡可為三角棱鏡。
8.一種可調(diào)制光學(xué)衰減器，其特征是該衰減器包括一雙心準(zhǔn)直器，于該雙心準(zhǔn)直器內(nèi)設(shè)置第一光纖與第二光纖，其中第一光纖發(fā)射一準(zhǔn)直光束且第二光纖接收該準(zhǔn)直光束；以及一棱鏡設(shè)置于該準(zhǔn)直光束的光路徑上接收上述準(zhǔn)直光束，并于該棱鏡內(nèi)產(chǎn)生兩次全反射后，自該棱鏡發(fā)射出一偏移光束；當(dāng)改變?cè)摾忡R的角度時(shí)，該棱鏡發(fā)射的偏移光束入射至上述第二光纖。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述可調(diào)制光學(xué)衰減器，其特征是該衰減器更包括一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與上述棱鏡耦接，轉(zhuǎn)動(dòng)上述棱鏡可改變上述偏移光束進(jìn)入上述第二光纖的光強(qiáng)度。
全文摘要
一種可調(diào)制光學(xué)衰減器,其包括:一準(zhǔn)直器,發(fā)射一準(zhǔn)直的光束,一接收端設(shè)置于上述準(zhǔn)直光束的光路徑上,以及一平板玻璃或棱鏡,設(shè)置于上述準(zhǔn)直器與接收端之間；以及一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,轉(zhuǎn)動(dòng)上述平板玻璃或棱鏡,當(dāng)來(lái)自上述準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直光束通過此平板玻璃或棱鏡時(shí),可使該準(zhǔn)直光束偏離原光路徑而入射至上述接收端,進(jìn)一步可通過轉(zhuǎn)動(dòng)裝置控制準(zhǔn)直光束偏離原光路徑的偏移量,調(diào)制準(zhǔn)直光束入射另一接收端的衰減量。
文檔編號(hào)H04B10/29GK1423162SQ01139669
公開日2003年6月11日 申請(qǐng)日期2001年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月4日
發(fā)明者張紹雄 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司