，本發(fā)明采用單模光纖的彎曲結(jié)構(gòu)并利用磁流體的折射率和吸收系數(shù)的磁場可調(diào)性質(zhì)，提出了一種全光纖化的磁控可調(diào)光衰減器。
[0018]本發(fā)明主要由普通單模光纖、磁流體、軟套管和表面刻有U型槽的基板構(gòu)成。
[0019]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是:(I)將一段普通的單模光纖進(jìn)行機(jī)械式的彎曲，彎曲部分的曲率半徑為毫米量級(jí)，并用磁流體來取代彎曲部分外面的涂覆層，從而構(gòu)成一個(gè)磁控可調(diào)的光衰減器。(2)衰減器的制作過程可描述為如下的步驟:首相用光纖鉗將單模光纖的一部分涂覆層剝離，并在去涂覆層區(qū)域的外面套上一根略長于剝離長度的軟套管；將軟套管連同內(nèi)部的光纖一起進(jìn)行彎曲，并嵌入刻在基板表面的U型槽內(nèi)以固定其彎曲的狀態(tài)；最后用注射器將磁流體注射入軟套管內(nèi)，并用膠水將軟套管的兩端進(jìn)行密封，以避免磁流體的外溢和變質(zhì)，同時(shí)起到固定光纖的作用。(3)當(dāng)被限制在纖芯及其附近的光信號(hào)從輸入光纖傳播至彎曲部分時(shí)，會(huì)激發(fā)出沿著光纖包層表面?zhèn)鞑サ幕匾舯谀Ｊ?，回音壁模式通過倏逝場與外界的磁流體發(fā)生作用，通過改變施加在磁流體上的磁場強(qiáng)度，便可影響最終耦合入輸出光纖的光信號(hào)的衰減量。(4)本方案中需要說明的幾點(diǎn)有:磁流體是用分散劑包裹的納米級(jí)磁性顆粒的水或油溶液；膠水為紫外膠、502膠、或AB膠；基板為非磁性的金屬板、塑料板、或聚合物板；基板表面的U型槽的槽寬為0.5mm至Imm之間，U型槽彎曲部分的曲率半徑在2mm到5mm之間；軟套管的外直徑略大于U型槽的槽寬，同時(shí)保證有一定的硬度，以便能夠卡在U型槽內(nèi)。
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
[0021]如圖1為整個(gè)裝置的原理示意圖。本實(shí)例中所用的單模光纖(輸入光纖1、彎曲光纖部分7和輸出光纖9)為標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(Corning SMF-28);彎曲光纖部分7的涂覆層被去除，彎曲的曲率半徑為5_ ;磁流體為美國FerroTec公司生產(chǎn)水基磁流體(EMG605)，納秒磁性顆粒為Fe3O4，濃度?3.9% ;基板材料為聚丙烯，其表面的U型槽的槽深和槽寬均為Imm ;軟套管的材料為聚四氟乙烯(又稱鐵氟龍)，其內(nèi)外直徑分別為0.6mm和Imm ;所用的膠水為紫外固化膠。
[0022]圖2所示的是當(dāng)施加在磁流體上的磁場強(qiáng)度分別為00e、400e、800e和1200e時(shí)(Oe為磁場強(qiáng)度的單位)，衰減器的透射率譜線。從圖上可知，隨著磁場強(qiáng)度的增大，各個(gè)波長處的輸出光信號(hào)強(qiáng)度急劇的下降。對(duì)于1578nm的信號(hào)光，此衰減器不僅具有較小的插入損耗，而且還具有較大的衰減量。
[0023]圖3所示為在1578nm處，信號(hào)光的透射損耗隨著磁場強(qiáng)度的變化情況。可知在O?1500e的范圍內(nèi)，光信號(hào)的衰減量隨著磁場的增大而增大，但是在1200e之后衰減量逐漸飽和并趨近于20dB。通過線性擬合可知該衰減器的衰減量在40?700e范圍內(nèi)與磁場強(qiáng)度之間有較好的線性關(guān)系，可達(dá)到0.4821dB/0e的衰減靈敏度。
[0024]綜上可以看出，本發(fā)明可以通過改變磁場大小有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖中信號(hào)光的可調(diào)衰減。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單模光纖彎曲結(jié)構(gòu)磁控可調(diào)光衰減器，其特征是，由輸入光纖、U型彎曲的單模光纖、輸出光纖、軟套管、磁流體、表面刻有U型槽的基板構(gòu)成，輸入光纖、U型彎曲的單模光纖和輸出光纖均為標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，并依次相連形成光通路，U型彎曲部分的單模光纖的涂覆層被去除并用磁流體來替代，磁流體外部由軟套管封裝；通過調(diào)節(jié)施加在磁流體上的磁場大小來對(duì)光信號(hào)與磁流體之間的作用狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的磁控衰減。
2.如權(quán)利要求書I所述的單模光纖彎曲結(jié)構(gòu)磁控可調(diào)光衰減器，其特征是，磁流體是用分散劑包裹的納米級(jí)磁性顆粒的水或油溶液；磁流體外部軟套管兩端采用膠水封裝，膠水為紫外膠、502膠、或AB膠。
3.如權(quán)利要求書I所述的單模光纖彎曲結(jié)構(gòu)磁控可調(diào)光衰減器，其特征是，基板為非磁性的金屬板、塑料板、或聚合物板；基板表面的U型槽的槽寬為0.5mm至Imm之間，U型槽彎曲部分的曲率半徑在2mm到5mm之間；軟套管的外直徑略大于U型槽的槽寬，同時(shí)有一定的硬度，以便能夠卡在U型槽內(nèi)。
4.一種單模光纖彎曲結(jié)構(gòu)磁控可調(diào)光衰減方法，其特征是，首相用光纖鉗將一部分單模光纖的涂覆層剝離，在無涂覆層的光纖區(qū)域的外面套上一根略長于剝離長度的軟套管；將軟套管連同內(nèi)部的光纖一起進(jìn)行彎曲，并嵌入刻在基板表面的U型槽內(nèi)以固定其彎曲的狀態(tài)；最后用注射器將磁流體注射入軟套管內(nèi)，用膠水將軟套管的兩端進(jìn)行密封，以避免磁流體的外溢和變質(zhì)，同時(shí)起到固定光纖的作用；光信號(hào)由輸入光纖進(jìn)入彎曲部分，由于光纖的彎曲導(dǎo)致部分光信號(hào)與外部的磁流體發(fā)生接觸，通過調(diào)節(jié)施加在磁流體上的磁場大小來對(duì)光信號(hào)與磁流體之間的作用狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的磁控衰減，磁控后的光信號(hào)經(jīng)輸出光纖輸出。
【專利摘要】本發(fā)明涉及光纖通信和光纖激光領(lǐng)域，為提供一種可以通過改變磁場強(qiáng)度來控制光傳輸損耗的非機(jī)械式可調(diào)光衰減器。這種衰減器結(jié)構(gòu)簡單、易于制作，只需調(diào)節(jié)磁場的大小即可控制衰減量。為此，一種單模光纖彎曲結(jié)構(gòu)磁控可調(diào)光衰減器，由輸入光纖、U型彎曲的單模光纖、輸出光纖、軟套管、磁流體、表面刻有U型槽的基板構(gòu)成，輸入光纖、U型彎曲的單模光纖和輸出光纖均為標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，并依次相連形成光通路，U型彎曲部分的單模光纖的涂覆層被去除并用磁流體來替代，磁流體外部由軟套管封裝；通過調(diào)節(jié)施加在磁流體上的磁場大小來對(duì)光信號(hào)與磁流體之間的作用狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的磁控衰減。本發(fā)明主要應(yīng)用于激光、光纖通信。
【IPC分類】G02F1-095
【公開號(hào)】CN104656288
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510070446
【發(fā)明人】劉鐵根, 陳耀飛, 韓群, 劉芳超, 姚蘊(yùn)秩
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年2月10日