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一種光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)裝置的制作方法

文檔序號(hào):2800869閱讀:1957來源:國知局
專利名稱:一種光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)
光纖通信網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展對(duì)光信息處理技術(shù)提出越來越多的要求,利用光纖或半導(dǎo)體材料中非線性效應(yīng)的超快響應(yīng)特性可實(shí)現(xiàn)高速光信號(hào)處理,然而幾乎所有的全光過程都與光波的偏振特性相關(guān)。例如,采用偏振復(fù)用系統(tǒng),可將光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量提升一倍。在光纖通信技術(shù)研究中,要有效控制光波偏振態(tài),必須借助于各種各樣的偏振控制器。目前,常用的偏振控制器有利用光纖彎曲所致的雙折射效應(yīng)制成的光纖偏振控制器,通過擠壓光纖的方式制作的擠壓式偏振控制,基于雙折射晶體的波片式偏振控制器,利用電光/磁光等效應(yīng)而制作的電控偏振控制器等。在常用偏振控制器中,光纖偏振控制器是最簡(jiǎn)單便宜的一種,可以實(shí)現(xiàn)低損耗的任意偏振態(tài)的變換,廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室對(duì)光波偏振態(tài)的控制。光纖偏振控制器通常由三個(gè)可調(diào)節(jié)的光纖環(huán)片組成,每個(gè)光纖環(huán)片內(nèi)纏有幾圈光纖;三個(gè)光纖環(huán)片在應(yīng)力作用下產(chǎn)生雙折射效應(yīng),分別在正交偏振方向上產(chǎn)生相應(yīng)的相位延遲,分別相當(dāng)于四分之一波片、二分之一波片、四分之一波片。通過調(diào)整光纖環(huán)片的方位角,可以實(shí)現(xiàn)從任意輸入偏振態(tài)到任意輸出偏振態(tài)的變換。當(dāng)然,光纖偏振控制器也可以由兩個(gè)光纖環(huán)片組成。目前的光纖偏振控制器,是通過手動(dòng)旋轉(zhuǎn)光纖環(huán)片的方式獲得不同的光波偏振態(tài)的,在實(shí)際應(yīng)用中存在如下不足(I)光纖偏振控制器由于沒有可參考的刻度標(biāo)識(shí),旋轉(zhuǎn)光纖環(huán)片時(shí)只能憑感覺進(jìn)行調(diào)節(jié),要重復(fù)之前的偏振態(tài)時(shí)調(diào)節(jié)效率很差,難以將所有的光纖環(huán)片同時(shí)調(diào)回原來的位置,更不用說利用光纖偏振控制器產(chǎn)生指定的光偏振態(tài)了 ;(2)長時(shí)間放置光纖偏振控制器,其光纖環(huán)片(在傾斜狀態(tài)下)會(huì)在重力作用慢慢偏離原來的位置,這種情況在多次使用后螺釘緊固件松動(dòng)的情形下更容易發(fā)生,難以在較長時(shí)間內(nèi)保持固定的偏振態(tài),從而影響光纖通信系統(tǒng)的性能;(3)光纖偏振控制器通過手動(dòng)扭轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)光纖環(huán)片的角度,不適于直接進(jìn)行面板安裝(外部調(diào)節(jié));當(dāng)所需的光纖偏振控制器較多或放置空間比較密集時(shí),伸手去扭轉(zhuǎn)光纖環(huán)片較容易觸碰或干擾到其它的器件,因此往往需要更多的機(jī)箱空間。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有光纖偏振控制器的上述問題,提出了一種光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)裝置。采用本實(shí)用新型提供的光纖偏振控制器調(diào)節(jié)裝置,可以提高光纖偏振控制器的偏振態(tài)調(diào)節(jié)效率,提高光纖偏振控制器的長期工作穩(wěn)定性;同時(shí)本實(shí)用新型提供的光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)裝置還具有節(jié)省調(diào)節(jié)空間和成本低廉的特點(diǎn),特別適用于實(shí)驗(yàn)室對(duì)光波偏振態(tài)的控制。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是—種光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)裝置,如圖1至圖5所示,至少包括光纖偏振控制器、標(biāo)刻撥輪3、外部面板4和底座支架5。所述光纖偏振控制器至少具有一個(gè)光纖環(huán)片2, —個(gè)光纖環(huán)片配備一個(gè)標(biāo)刻撥輪3。所述標(biāo)刻撥輪3為圓環(huán)輪狀結(jié)構(gòu),光纖偏振控制器的光纖環(huán)片2位于標(biāo)刻撥輪3內(nèi),光纖偏振控制器的光纖環(huán)片2所在平面與標(biāo)刻撥輪3所在平面相垂直,標(biāo)刻撥輪3與光纖偏振控制器光纖環(huán)片2相互固定,轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)刻撥輪3能夠帶動(dòng)光纖環(huán)片2旋轉(zhuǎn),且標(biāo)刻撥輪3的旋轉(zhuǎn)軸線與光纖偏振控制器光纖環(huán)片2的旋轉(zhuǎn)軸線保持重合;標(biāo)刻撥輪的外緣面或側(cè)面標(biāo)有刻度,刻度單位為角度單位或長度單位,用以標(biāo)定光纖環(huán)片的旋轉(zhuǎn)角度或旋轉(zhuǎn)位移。所述外部面板4開有矩形窗口 41,標(biāo)刻撥輪的部分外緣從外部面板的矩形窗口中露出,便于從面板外部調(diào)節(jié)光纖環(huán)片;開孔面板上靠近矩形開孔邊緣的適當(dāng)位置刻有光纖環(huán)片旋轉(zhuǎn)讀書標(biāo)記42,便于確定光纖環(huán)片的旋轉(zhuǎn)角度或旋轉(zhuǎn)位移。所述底座支架5用于固定整個(gè)調(diào)節(jié)裝置,保持調(diào)節(jié)裝置中各部件之間的位置關(guān)系。本實(shí)用新型提供的光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)裝置,還可在開孔面板上安裝鎖定夾具6,用于固定標(biāo)刻撥輪并鎖定光纖偏振控制器的偏振態(tài)。鎖定夾具6可以在面板平面內(nèi)左右微調(diào),但不能在標(biāo)刻撥輪3轉(zhuǎn)動(dòng)方向移動(dòng),其觸臂以夾緊或按壓的方式固定標(biāo)刻撥輪(觸臂和標(biāo)刻撥輪之間的摩擦力使得標(biāo)刻撥輪能夠處于固定的狀態(tài))。本實(shí)用新型提供的光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)裝置,通過標(biāo)刻撥輪帶動(dòng)光纖環(huán)片轉(zhuǎn)動(dòng),可方便準(zhǔn)確地控制光纖環(huán)片的旋轉(zhuǎn)角度或旋轉(zhuǎn)位移,從而到控制光纖中導(dǎo)波光偏振態(tài)的目的。鎖定夾具的采用可方便鎖定光纖偏振控制器的輸出偏振態(tài),同時(shí)可有效防止光纖環(huán)片(在傾斜狀態(tài)下)由于重力作用而導(dǎo)致的偏振態(tài)變化,從而大大提高了光纖系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。根據(jù)標(biāo)刻撥輪幾何尺寸大小,刻度標(biāo)識(shí)既可以位于撥輪的外緣面(適于較寬的標(biāo)刻撥輪),也可以位于側(cè)面(適于壁厚的標(biāo)刻撥輪);刻度既可以用角度,也可以用弧長度等來標(biāo)識(shí),只要能唯一地標(biāo)定光纖環(huán)片的旋轉(zhuǎn)位置即可。標(biāo)刻撥輪的具體位置信息可以以面板開孔邊緣處為參考基準(zhǔn)來讀取標(biāo)刻撥輪上的刻度,這些刻度值的不同組合即對(duì)應(yīng)于不同的光偏振態(tài),從而可有效提高光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)效率,迅速得到所需的偏振態(tài)。因此,本實(shí)用新型具有可重復(fù)調(diào)節(jié)偏振態(tài)的功能。底座支架一方面用于支撐光纖偏振控制器;另一方面是將光纖偏振控制光纖環(huán)片的旋轉(zhuǎn)軸抬高,讓標(biāo)亥Ij撥輪可以最大范圍地自由轉(zhuǎn)動(dòng),即提供必要的旋轉(zhuǎn)空間。標(biāo)刻撥輪不會(huì)限制光纖環(huán)片原有的調(diào)節(jié)范圍。綜上所述,本實(shí)用新型具有以下的有益效果1、本實(shí)用新型通過標(biāo)刻撥輪實(shí)現(xiàn)了光纖偏振控制器光纖環(huán)片的外部調(diào)節(jié)和定量連續(xù)控制,大大提高了光纖偏振控制器的可重復(fù)性和調(diào)節(jié)效率。2、通過在開孔面板上安裝鎖定夾具,可將光纖環(huán)片固定在指定位置,同時(shí)避免自重的影響,從而使光偏振態(tài)保持更長的時(shí)間,有助于光纖系統(tǒng)的長期穩(wěn)定。3、開孔面板既起到保護(hù)光纖偏振控制器的作用,又提供了外部調(diào)節(jié)光偏振態(tài)的方法,可直接安裝于系統(tǒng)設(shè)備面板上,也適合于構(gòu)成獨(dú)立的設(shè)備裝置,如構(gòu)成偏振控制器陣列
坐寸ο4、本實(shí)用新型大大提升光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)性能的同時(shí),還具有節(jié)省調(diào)節(jié)空間、成本低的特點(diǎn),是簡(jiǎn)易控制光波偏振態(tài)的理想選擇。
圖1是本實(shí)用新型提供的光纖偏振控制器調(diào)節(jié)裝置的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是三環(huán)光纖偏振控制器與標(biāo)刻撥輪的固定關(guān)系。圖3是標(biāo)刻撥輪上的兩種刻度位置。圖4是一種鎖定夾具示意圖。圖5是帶鎖定夾具的開孔面板的正面示意圖。附圖標(biāo)記2是光纖環(huán)片,3是標(biāo)刻撥輪,4是外部面板,41是面板上的矩形窗口,42是面板上的讀書標(biāo)記,5是固定支架,6是鎖定夾具。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡述。本實(shí)用新型提出的偏振控制器調(diào)節(jié)裝置包括至少包括光纖偏振控制器、標(biāo)刻撥輪、外部面板和底座支架。光纖偏振控制器通常由三個(gè)可調(diào)節(jié)的光纖環(huán)片組成,每個(gè)光纖環(huán)片內(nèi)纏有幾圈光纖,應(yīng)力雙折射可使正交偏振方向上產(chǎn)生相位延遲,分別相當(dāng)于四分之一波片、二分之一波片、四分之一波片。通過調(diào)整光纖環(huán)片的方位角,可以實(shí)現(xiàn)從任意輸入偏振態(tài)到任意輸出偏振態(tài)的變換。偏振控制的關(guān)鍵是調(diào)節(jié)入射光偏振軸與波片主軸的方位,其調(diào)節(jié)方法是將光纖環(huán)片以底部杠桿(光纖從杠桿內(nèi)部通過)為軸心而旋轉(zhuǎn),此時(shí)光纖環(huán)片另一端的點(diǎn)的空間軌跡為以杠桿與光纖環(huán)片接觸部分為圓心,半徑等于光纖環(huán)片直徑的圓。將此圓實(shí)際做成一個(gè)可以繞著杠桿旋轉(zhuǎn)的撥輪,并將其與光纖環(huán)片連接處固定在一起,光纖環(huán)片的旋轉(zhuǎn)軸垂直經(jīng)過標(biāo)刻撥輪中心,通過旋轉(zhuǎn)撥輪就可以調(diào)節(jié)光纖環(huán)片的空間方位角。撥輪上標(biāo)有刻度,與外部基準(zhǔn)點(diǎn)比較可以得出光纖環(huán)片旋轉(zhuǎn)的角度,帶刻度的撥輪稱為標(biāo)刻撥輪。刻度既可以在標(biāo)刻撥輪的外緣面,也可以在標(biāo)刻撥輪的側(cè)面。標(biāo)刻撥輪從開孔面板上突出部分以利于外部調(diào)節(jié)。鎖定夾具位于面板上,需要長時(shí)保持偏振控制時(shí),鎖定夾具的觸臂夾緊或按壓撥輪,利用摩擦力固定住。鎖定夾具可以在面板平面內(nèi)左右微調(diào),但不能在標(biāo)刻撥輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向移動(dòng)。下面以一例具體的偏振控制器調(diào)節(jié)裝置對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體說明。(I)該裝置的側(cè)面示意圖如圖1所示,光纖環(huán)片(圖中黑色的粗線段)的一端與標(biāo)刻撥輪固定在一起,另一端與杠桿連接,光纖環(huán)片的旋轉(zhuǎn)軸(杠桿)垂直經(jīng)過標(biāo)刻撥輪中心,光纖裝配在杠桿里,杠桿和光纖環(huán)片由支架支撐。刻度可以在標(biāo)刻撥輪外緣面,也可以在側(cè)面,本例中刻度系統(tǒng)位于調(diào)節(jié)圓環(huán)的外緣面。部分標(biāo)刻撥輪突出面板的矩形窗口,而其余部分在里面,這樣能比較好地保護(hù)偏振控制器。旋轉(zhuǎn)標(biāo)刻撥輪即調(diào)整了光纖環(huán)片的方位角,轉(zhuǎn)過的角度由標(biāo)刻撥輪上的刻度讀出,面板提供了讀數(shù)的基準(zhǔn)。鎖定夾具在標(biāo)刻撥輪上方,標(biāo)刻撥輪調(diào)整到合適的位置時(shí),操作固定裝置將光纖環(huán)片位置鎖定,以此克服自重帶來的影響,從而實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的偏振態(tài)控制。(2)標(biāo)刻撥輪與光纖環(huán)片的位置關(guān)系如圖2所不,光纖環(huán)片以杠桿為旋轉(zhuǎn)軸,一端與標(biāo)刻撥輪固定,光纖環(huán)片的旋轉(zhuǎn)軸以垂直標(biāo)刻撥輪的圓平面,并通過標(biāo)刻撥輪的圓心。(3)標(biāo)刻撥輪的刻度如圖3所示,其外緣面或者側(cè)面上標(biāo)有刻度,來唯一標(biāo)定光纖環(huán)片的位置,刻度的單位可為角度或者長度的單位等。調(diào)節(jié)標(biāo)刻撥輪便可帶動(dòng)光纖環(huán)片的旋轉(zhuǎn),改變光纖環(huán)片的方位角,從而達(dá)到控制光纖中導(dǎo)波光偏振態(tài)的目的。本例中,刻度位于標(biāo)刻撥輪的外緣面,以角度為單位。旋轉(zhuǎn)角度定義為光纖環(huán)片與水平面的夾角,光纖環(huán)片水平時(shí)參考點(diǎn)指向標(biāo)刻撥輪上的0°,這樣旋轉(zhuǎn)標(biāo)刻撥輪時(shí)讀數(shù)就是光纖環(huán)片實(shí)際的旋轉(zhuǎn)角度。(4)鎖定夾具如圖4所示,本例中鎖定夾具由兩條觸臂,可移動(dòng)擋板兩部分組成,安裝在外部面板上,位于突出的標(biāo)刻撥輪上方。觸臂以常見的夾子的形式組裝在一起,夾具的觸臂以夾緊的方式固定標(biāo)刻撥輪,觸臂和標(biāo)刻撥輪之間的摩擦力使得標(biāo)刻撥輪能夠處于固定的狀態(tài),觸臂可以在面板平面內(nèi)左右微調(diào),但不能在標(biāo)刻撥輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向移動(dòng)。可移動(dòng)擋板能在面板內(nèi)上下移動(dòng),用于控制觸臂的放松和夾緊下移擋板卡住觸臂后端,使之不能自由張開,從而觸臂前端與標(biāo)刻撥輪分離,標(biāo)刻撥輪可自由撥動(dòng),;上移擋板使之與觸臂后端分離,觸臂前端合攏夾緊標(biāo)刻撥輪,從而實(shí)現(xiàn)了偏振控制的鎖定。(5)帶鎖定夾具的面板的正面示意圖如圖5所示,一部分標(biāo)刻撥輪從面板開孔處突出,鎖定夾具固定于位于標(biāo)刻撥輪上方的面板。旋轉(zhuǎn)突出開孔面板外的標(biāo)刻撥輪即可調(diào)節(jié)光纖環(huán)片的角度,面板上讀書標(biāo)記(基準(zhǔn)線)處于標(biāo)刻撥輪圓心所在的水平面內(nèi),基準(zhǔn)線所指向的標(biāo)刻撥輪上的刻度值就是光纖環(huán)片的旋轉(zhuǎn)角度。當(dāng)然,鎖定夾具的觸臂也可以作為基準(zhǔn)參考點(diǎn)。需要長時(shí)保持偏振控制時(shí),用鎖定夾具將標(biāo)刻撥輪固定即可。本實(shí)用新型相對(duì)傳統(tǒng)的光纖偏振控制器的優(yōu)點(diǎn)在于(I)本裝置通過標(biāo)刻撥輪實(shí)現(xiàn)了光纖偏振控制器光纖環(huán)片片的外部調(diào)節(jié)和定量連續(xù)控制,大大提高了光纖偏振控制器的可重復(fù)性和調(diào)節(jié)效率。(2)通過在開孔面板上安裝鎖定夾具,可將光纖環(huán)片片固定在指定位置,同時(shí)避免自重的影響,從而使光偏振態(tài)保持更長的時(shí)間,有助于光纖系統(tǒng)的長期穩(wěn)定。(3)開孔面板既起到保護(hù)光纖偏振控制器的作用,又提供了外部調(diào)節(jié)光偏振態(tài)的方法,可直接安裝于系統(tǒng)設(shè)備面板上,也適合于構(gòu)成獨(dú)立的設(shè)備裝置,如構(gòu)成偏振控制器陣列等。
(4)本裝置大大提升光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)性能的同時(shí),還具有節(jié)省調(diào)節(jié)空間、成本低的特點(diǎn),是簡(jiǎn)易控制光波偏振態(tài)的理想選擇。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到,這里所述的實(shí)施例是為了幫助本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解本實(shí)用新型的原理,應(yīng)被理解為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例子。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合,這些變形和組合仍然在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)裝置,其特征在于,至少包括光纖偏振控制器、標(biāo)刻撥輪(3)、外部面板(4)和底座支架(5);所述光纖偏振控制器至少具有一個(gè)光纖環(huán)片(2),一個(gè)光纖環(huán)片配備一個(gè)標(biāo)刻撥輪(3);所述標(biāo)刻撥輪(3)為圓環(huán)輪狀結(jié)構(gòu),光纖偏振控制器的光纖環(huán)片(2)位于標(biāo)刻撥輪(3)內(nèi),光纖偏振控制器的光纖環(huán)片(2)所在平面與標(biāo)刻撥輪(3)所在平面相垂直,標(biāo)刻撥輪(3)與光纖偏振控制器光纖環(huán)片(2)相互固定,轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)刻撥輪(3 )能夠帶動(dòng)光纖環(huán)片(2 )旋轉(zhuǎn),且標(biāo)刻撥輪(3 )的旋轉(zhuǎn)軸線與光纖偏振控制器光纖環(huán)片(2)的旋轉(zhuǎn)軸線保持重合;標(biāo)刻撥輪的外緣面或側(cè)面標(biāo)有刻度,刻度單位為角度單位或長度單位,用以標(biāo)定光纖環(huán)片的旋轉(zhuǎn)角度或旋轉(zhuǎn)位移;所述外部面板(4)開有矩形窗口(41),標(biāo)刻撥輪的部分外緣從外部面板的矩形窗口中露出,便于從面板外部調(diào)節(jié)光纖環(huán)片;開孔面板上靠近矩形開孔邊緣的適當(dāng)位置刻有光纖環(huán)片旋轉(zhuǎn)讀書標(biāo)記(42),便于確定光纖環(huán)片的旋轉(zhuǎn)角度或旋轉(zhuǎn)位移;所述底座支架(5)用于固定整個(gè)調(diào)節(jié)裝置,保持調(diào)節(jié)裝置中各部件之間的位置關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)裝置,其特征在于,所述光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)裝置還包括鎖定夾具(6);所述鎖定夾具(6)固定于外部面板(4)上,能夠在外部面板內(nèi)左右微調(diào),但不能在標(biāo)刻撥輪(3)轉(zhuǎn)動(dòng)方向移動(dòng),其觸臂以夾緊或按壓的方式固定標(biāo)刻撥輪。
專利摘要一種光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)裝置,屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域。其組成包括光纖偏振控制器、標(biāo)刻撥輪、鎖定夾具、外部面板以及底座支架。本實(shí)用新型通過調(diào)節(jié)露出外部面板的標(biāo)刻撥輪的轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)光纖環(huán)片旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)了光纖偏振控制器光纖環(huán)片的外部調(diào)節(jié)和定量連續(xù)控制,提高了光纖偏振控制器的可重復(fù)性和調(diào)節(jié)效率;鎖定夾具的采用能夠提高光纖偏振控制器的長期工作穩(wěn)定性;同時(shí)本實(shí)用新型提供的光纖偏振控制器的調(diào)節(jié)裝置還具有節(jié)省調(diào)節(jié)空間和成本低廉的特點(diǎn),特別適用于實(shí)驗(yàn)室對(duì)光波偏振態(tài)的控制。
文檔編號(hào)G02B26/06GK202837677SQ20122058483
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者武保劍, 周星宇, 田雙迪 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)
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