專利名稱：光纖可變衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于光纖通訊及光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的可變衰減器，尤其是指一種具有線性步進(jìn)動作機(jī)構(gòu)的電機(jī)驅(qū)動式光纖可變衰減器。
光纖衰減器是用于減少在光纖內(nèi)所傳播的光能的被動式光學(xué)組件，其可分為固定的或是可變的衰減器。光學(xué)衰減器廣泛應(yīng)用在光學(xué)傳輸系統(tǒng)和光學(xué)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，特別是用于涉及“信息高速公路工程”的光學(xué)的波長分割多路技術(shù)(Wavelength division multiplexing，WDM)網(wǎng)絡(luò)。電機(jī)驅(qū)動式光纖可變衰減器(MDOVA)是應(yīng)用在WDM網(wǎng)絡(luò)中的一種新裝置，其可自動保持接收的能量處于某一確定的水平，使網(wǎng)絡(luò)的性能大為改善。美國第5,745,634號專利揭示了一種電機(jī)驅(qū)動式光纖可變衰減器，它是采用一變速箱來實(shí)現(xiàn)線性動作，而采用一彈簧來減少后沖。此復(fù)雜的構(gòu)造只能設(shè)置在大的裝置內(nèi)。調(diào)整此可變衰減器(OVA)裝置在某一確定衰減值并不是一個(gè)好的解決方案。為克服上述不足，光學(xué)探測器被應(yīng)用在OVA模組上以測試實(shí)際的光能。但此裝置相當(dāng)復(fù)雜，而且明顯增加了此OVA的成本。
此外，現(xiàn)有技術(shù)未能致力于衰減光譜中的偏振現(xiàn)象，其中此偏振因一不定密度濾光器的兩光學(xué)表面間的干涉而產(chǎn)生的。此導(dǎo)致了當(dāng)OVA應(yīng)用在WDM系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)中時(shí)會限制到其應(yīng)用的問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、功能可靠、并具有單一結(jié)構(gòu)的電機(jī)驅(qū)動式可變衰減器。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明可變衰減器包括有促使一導(dǎo)引螺栓旋轉(zhuǎn)移動的電動機(jī)及聯(lián)合該導(dǎo)引螺栓直線運(yùn)動的螺帽。一不定密度濾光器隨著該直線運(yùn)動的螺帽運(yùn)動，其中該濾光器被設(shè)置在兩間隔的瞄準(zhǔn)儀之間，以提供在其間傳播的光的線性衰減變化。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明電機(jī)驅(qū)動式可變衰減器的成本有效、功能可靠且結(jié)構(gòu)簡單。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


圖1是本發(fā)明的正面示意圖。
圖2是本發(fā)明的立體視圖。
圖3是本發(fā)明的不定密度濾光器傾斜的反射損失的示意圖。
圖4是本發(fā)明的不定密度濾光器傾斜的入射損失的示意圖。
圖5是普通的不定密度濾光器被應(yīng)用時(shí)，理論上的衰減光譜的衰減現(xiàn)象示意圖。
圖6是由本發(fā)明方法所產(chǎn)生的衰減光譜的示意圖，其中偏振問題得到了解決。
請參閱圖1及圖2所示，電機(jī)驅(qū)動式光學(xué)可變衰減器10通常包括有安裝在平臺11上的三個(gè)部分用于線性提供穩(wěn)定平面步進(jìn)動作的線性步進(jìn)機(jī)構(gòu)12、通過步進(jìn)動作用以提供穿透其中的光的線性衰減的不定密度濾光器14，及一光纖耦合系統(tǒng)16。
該線性步進(jìn)動作機(jī)構(gòu)12包括一具向前延伸的轉(zhuǎn)軸22的步進(jìn)式電動機(jī)20，在該電動機(jī)20前面設(shè)置有一對間隔臂24，以支撐其上形成有外螺紋的導(dǎo)引螺栓26，具有內(nèi)螺紋的螺帽28可移動地連接在導(dǎo)引螺栓26上及位于這些間隔臂24之間，其中螺帽28同時(shí)也被固定在一被連接至線性滑塊32的連接銷30上。
導(dǎo)引螺栓26的兩端向外延伸至相應(yīng)的間隔臂24，其中一端與轉(zhuǎn)軸22軸向?qū)R，并依靠一柔性耦合34結(jié)合其上。因此，導(dǎo)引螺栓可被控制著隨同電動機(jī)20的轉(zhuǎn)軸22轉(zhuǎn)動。
滑塊32可相對于平臺11直線運(yùn)動。由于不定密度濾光器14是連接在該滑塊32上，因此當(dāng)滑塊32被移動時(shí)也會引起其移動。
光纖耦合系統(tǒng)16具有延伸通過其中的光纖37的一對瞄準(zhǔn)儀36被設(shè)置在不定密度濾光器14的相對一側(cè)。因此，任何通過這些瞄準(zhǔn)儀36之間的光將也會通過并受該不定密度濾光器14的影響。濾光器14的橫向移動導(dǎo)致對于通過其中的光的可變衰減。該不定密度濾光器14可由楔形鏡或普通的具有抗反射涂層涂附其上的鏡片制成，或者材料可有效地消除衰減光譜中的偏振，借此瞄準(zhǔn)儀為實(shí)質(zhì)上波長不受限制約束。
然而，依靠電動機(jī)20的步進(jìn)型轉(zhuǎn)動，該導(dǎo)引螺栓26可被促使轉(zhuǎn)動。由于通過約束螺帽28轉(zhuǎn)動的連接銷30所達(dá)成的螺帽28與滑塊32互連接，該螺帽28可沿著導(dǎo)引螺栓26直線運(yùn)動。結(jié)果滑塊32和濾光器14也隨著螺帽28運(yùn)動，從而提供在此對瞄準(zhǔn)儀之間傳輸?shù)墓獾目勺兯p效果。
本發(fā)明具有數(shù)個(gè)特征和優(yōu)點(diǎn)。
第一，電動機(jī)20的轉(zhuǎn)軸22是依靠價(jià)格便宜且特別適于自電動機(jī)20產(chǎn)生的小扭矩傳送至導(dǎo)引螺栓26上的柔性耦合34而連接至導(dǎo)引螺栓26上，此柔性耦合34略去了轉(zhuǎn)軸22和導(dǎo)引螺栓26之間的偏心程度，且克服了現(xiàn)有的大型耦合裝置的偏心度而可能產(chǎn)生的阻力。
第二，螺帽28在其內(nèi)設(shè)置有凹槽29，借此使螺帽28具有U形構(gòu)造而可提供撓度來吸收該螺帽28和導(dǎo)引螺栓26之間接合偏差的間隙，借此而可通過消除大多數(shù)現(xiàn)有導(dǎo)引螺栓-螺帽傳播中存在的后沖而穩(wěn)定平穩(wěn)地將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動，第三，不定密度濾光器14可由楔形鏡制成，且其兩相對表面中任意一面可被涂附上抗反射材料。這兩種方法是為了消除衰減光譜的鋸齒形，此結(jié)果如圖6所示，是充分平直的。用于提供一對瞄準(zhǔn)儀36之間的可變或線性衰減變化的濾光器14的直線運(yùn)動本質(zhì)上是適于應(yīng)用在WDM系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)中。
第四，滑塊32提供了該不定密度濾光器14的穩(wěn)定直線運(yùn)動。
另外，本發(fā)明無需使用光學(xué)探測器，且能輕易達(dá)到低于0.1dB并適合許多應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的組裝方法包括以下步驟(1)將步進(jìn)式電動機(jī)20安裝在平臺11上；(2)將導(dǎo)引螺栓26螺栓螺合在螺帽28內(nèi)，然后安裝在兩臂24之間；(3)將柔性耦合34設(shè)置包住電動機(jī)20的轉(zhuǎn)軸22和導(dǎo)引螺栓26上；(4)將滑塊32安裝在平臺11上；(5)依靠連接銷30將滑塊32和螺帽28連接；(6)將兩瞄準(zhǔn)儀36相互對應(yīng)配置在平臺11上；(7)將不定密度濾光器14連接在滑塊32上，且適于隨其在兩瞄準(zhǔn)儀36之間運(yùn)動。
顯然，本發(fā)明的組裝極為容易，其運(yùn)作科學(xué)，且組裝好的產(chǎn)品性能可靠。
在此光學(xué)系統(tǒng)中，該不定密度濾光器14可以一斜度設(shè)置以維持反射損失為所期望的55dB。此傾斜增大了反射損失，然而也增大了其入射損失。數(shù)字結(jié)論顯示了在確定選擇的位置上，不定密度的傾斜增加的反射損失比入射損失大得多。若該不定密度濾光器的寬度為0.5mm，輸入的瞄準(zhǔn)儀和不定密度濾光器間的距離選定為10mm，反射損失和入射損失隨此傾斜的變化則分別顯示在圖4和圖5中。可以理解地是，當(dāng)反射損失達(dá)到55dB時(shí)，此額外的入射損失可被忽略。
針對另一偏振現(xiàn)象，通過采用一用于不定密度濾光器的普通鏡面，自該濾光器兩相對表面的干涉將產(chǎn)生光譜內(nèi)的偏振。從理論上的衰減現(xiàn)象如圖5所示，假設(shè)兩表面的反射率分別為99％和0.5％，光束的橫截面積足夠大，而衰減光譜的振動可被估算。為解決此問題，該不定密度衰減器是由楔形鏡制成，借此傾斜增進(jìn)衍射，從而限制共振。
權(quán)利要求
1.一種可變衰減器，其特征在于其包括提供穩(wěn)定線性運(yùn)動的線性步進(jìn)式機(jī)構(gòu)、適于被所述線性步進(jìn)式機(jī)構(gòu)驅(qū)動著線性運(yùn)動的不定密度濾光器，及一對定位于該不定密度濾光器相對兩側(cè)的相隔開的瞄準(zhǔn)儀，通過所述不定密度濾光器的線性運(yùn)動而使在所述瞄準(zhǔn)儀之間傳輸?shù)墓獗凰p。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變衰減器，其特征在于所述線性步進(jìn)式機(jī)構(gòu)包括配合一螺帽以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動的導(dǎo)引螺栓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變衰減器，其特征在于在衰減器與螺帽之間連接有用于提供該濾光器的穩(wěn)定直線運(yùn)動的滑塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變衰減器，其特征在于所述導(dǎo)引螺栓依靠一柔性橡膠耦合而接合在電動機(jī)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變衰減器，其特征在于所述螺帽具有用以提供彈性的U形構(gòu)造。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變衰減器，其特征在于所述不定密度濾光器由楔形鏡制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變衰減器，其特征在于所述不定密度濾光器上設(shè)有抗反射被覆涂層。
8.一種衰減光的方法，其特征在于其包括以下步驟，即提供一對彼此間隔的瞄準(zhǔn)儀，在所述兩瞄準(zhǔn)儀之間提供一楔形不定密度濾光器，且提供一線性動作機(jī)構(gòu)促使該濾光器直線運(yùn)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述線性動作機(jī)構(gòu)包括一本質(zhì)上由被電動機(jī)驅(qū)動的導(dǎo)引螺栓及驅(qū)動該濾光器的螺帽所組成的傳輸裝置。
10.一種用于可變衰減器上的線性動作機(jī)構(gòu)，其特征在于其包括自其上延伸有轉(zhuǎn)軸的電動機(jī)、具有外螺紋而與所述轉(zhuǎn)軸配合的導(dǎo)引螺栓，及具有內(nèi)螺紋的螺帽，該螺帽包圍導(dǎo)引螺栓一部分用以限制該螺帽的轉(zhuǎn)動；其中所述螺帽不能轉(zhuǎn)動，因此當(dāng)導(dǎo)引螺栓被電動機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)動時(shí)，該螺帽可沿著導(dǎo)引螺栓直線運(yùn)動。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于在導(dǎo)引螺栓與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有柔性橡膠耦合。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于所述螺帽呈U形。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的機(jī)構(gòu)，其特征在于一滑塊通過一連接銷而連接在螺帽上。
14.一種可變衰減器的排列，其特征在于其包括有適于以直線方式運(yùn)動的不定密度濾光器，且其中所述濾光器由楔形鏡片制成或其一表面設(shè)有抗反射被覆層而可消除振動現(xiàn)象。
全文摘要
一種可變衰減器(10),包括有促使一導(dǎo)引螺栓(26)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的電動機(jī)(20)及聯(lián)合該導(dǎo)引螺栓(26)直線運(yùn)動的螺帽(28)。一不定密度濾光器(14)可隨著該直線運(yùn)動的螺帽(28)運(yùn)動,其中該濾光器(14)被設(shè)置在兩分離的瞄準(zhǔn)儀之間,以提供在其間傳播的光的線性衰減變化。
文檔編號G02B6/26GK1254097SQ9912313
公開日2000年5月24日 申請日期1999年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月15日
發(fā)明者毛忠明, 韓乃前, 葉志明 申請人:艾斯能光纖產(chǎn)品公司