专利名称：光纤光栅可变的光编码/解码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光传输与光变换技术，特别涉及光编码和光解码技术。
背景技术：
随着社会信息量的急剧增加，要求信息基础设施具有高带宽、高速率，信息网络必然由传统的电路交换，克服电子瓶颈，演进为在光域上进行传输与交换的全光网络，需要在光域上对光信号进行光编码和光解码，光编码器实现光编码，光解码器实现光解码。应用在光通讯和全光网络领域，其原理是光信号进入光编码器后，按照预先设定的参数进行编码变换；而在输出端得到所需编码的光编码信号。经过传输后，光解码器即将光编码信号解码，还原为原来的光信号。光编码器和光解码器可以用多种方式实现，以光纤光栅或平面光路PLC(plane light circuit)为基本形式的光编码器和光解码器。例如，使用光纤光栅、或光纤光栅的组合阵列，以及使用平面光路PLC光栅、或平面光路PLC光栅的组合阵列进行编码和解码。通常，要完成特定的码字的编码，必须将光编码器例如光纤光栅、或光纤光栅的组合阵列编码器的光码字、光栅等参数设计、制造成特定值，才能在特定的光设备中完成特定的光编码和光解码变换。而一旦设计、制造完成，其参数是固定的，即其编码特性、解码特性是固定的，不能改变，致使其使用功能和使用范围受到限制。而在实际应用中，大部分情况下要求光编码器产生的码和光解码器相应的解码是可变的，即编码和解码特性可以按照需要进行变化的，除要求光编码器和解码器性能指标好外，还要求可靠性高、成本低廉，适合批量生产。现代化生产的特点是批量情况下，才能保证参数一致和低成本。光编码器一类的光通讯器件要实现大规模应用，在小批量设备应用时，所述光编码/解码器的参数不可调整，若需要稍稍改变参数时，上述编/解码器无法满足。
现有技术参数固定的光纤光栅编/解码器难以进行灵活的配用与调整，难以适应实际应用的需求。
发明内容本发明为克服现有的固定的以光纤光栅、或光纤光栅组合阵列为基础构成的光编码/光解码器技术的上述不足之处，提出一种光纤光栅、或光纤光栅组合阵列可变的光编码/光解码器，使光编码器和光解码器具有好的灵活性和实用性，扩大了使用功能和使用范围，以适应大规模应用需求，不至于设计和制造过多的编码器系列，而可将编码器的参数进行变化，实现系列标称参数，以满足用户的使用要求，同时也可节省设计和制造成本，利于实际的推广应用。
本发明需解决的技术问题是在大体确定参数的光编码器和光解码器中，如何使其光纤光栅的有效折射率发生改变，使光波通过光栅的传输时间、相位及光栅的频谱参数产生一定的偏移改变，从而导致由此结构构成的光编码器和光解码器是可变的，即可以通过控制外加电压信号或温度，来进行对编码和解码的控制，构成可以变换码字的光编码器和光解码器，实现可以变化的光编码和光解码。
本发明解决上述技术问题的方案是一种光纤光栅可变的光编码/解码器，包括光纤光栅、或光纤光栅的组合阵列为基本形式，尤其是所述的光编码/解码器包括至少一个光纤光栅单元；该光纤光栅单元包括光纤和光编码/解码用的光栅；所述光栅制作在光纤上。
依据本发明的一个最佳实施例，这种光纤光栅可变的光编码/解码器，包括至少一个光纤光栅单元；该光纤光栅单元是可变光纤光栅单元；该光纤光栅单元的光栅附近设有控制电极。该光纤光栅可随外加的温度、应力的变化而变化。
依据本发明的一个最佳实施例，所述光纤光栅附近的控制电极设置在与所述光栅紧密连接的压电陶瓷板上。当外加的电压变化时，该光纤光栅的参数会随压电陶瓷板尺寸发生变化；依据本发明的一个最佳实施例，所述光纤光栅附近的控制电极设置在所述光栅缠绕的压电陶瓷柱上。当外加的电压变化时，该光纤光栅的参数会随压电陶瓷柱尺寸发生变化；依据本发明的一个最佳实施例，所述光纤光栅附近的控制电极设置在所述光栅紧靠的温度控制器上。当外加电压引起温度变化时，该光纤光栅的参数会随外加电压改变引起温度控制器17的温度变化而发生变化。
本发明光纤光栅可变的光编码/解码器的有益效果是，由于采用预设控制电极的手段，可在光编码器中心参数附近，定量地改变光纤光栅及其光编码/解码器的性能参数，产生所需要的光码字和码组，从而可实现码字的按需配用，或可在一定参数光通讯中，弥补其个别参数的偏移，提高光通讯设备的使用灵活性和实用性，同时减少制造成本。本发明基于光纤光栅和可变的编码和解码特性，克服了现有的固定的光编码器和光解码器的性能局限，使光编码器和光解码器具有好的灵活性和实用性，扩大了使用功能和使用范围，展现出广阔的应用前景。
图1是本发明光纤光栅可变的光编码/解码器的结构示意图；其中，1-1是基本光纤光栅单元结构示意图；1-2是级联或串联的光纤光栅单元结构示意图；1-3是并联的光纤光栅单元结构示意图；图2是本发明光纤光栅可变的光编码/解码器的压电陶瓷板光纤光栅单元结构示意图；图3是本发明光纤光栅可变的光编码/解码器的压电陶瓷柱光纤光栅单元结构示意图；图4是本发明光纤光栅可变的光编码/解码器的温度控制光纤光栅单元结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
一种光纤光栅可变的光编码/解码器，包括光纤光栅、或光纤光栅的组合阵列为基本形式，其特征在于所述的光编码/解码器包括至少一个光纤光栅单元1；该光纤光栅单元1包括光纤11和光编码/解码用的光栅12；所述光栅12制作在光纤11上。
所述光纤光栅单元1是可变光纤光栅单元，该光纤光栅单元的光栅12附近设有控制电极。
一些实施例中，所述光纤光栅12附近的控制电极14设置在与所述光栅12紧密连接的压电陶瓷板13上。压电陶瓷板13上备有控制电极14。在控制电极14上施加外加电压，随外加电压的改变引起压电陶瓷板13伸缩，从而导致光纤光栅12的伸缩及其参数变化，形成参数可变的光纤光栅单元。
另一些实施例中，所述光纤光栅12附近的控制电极16设置在所述光栅12缠绕的压电陶瓷柱15上。压电陶瓷柱15上备有控制电极16。在控制电极16上施加外加电压，随外加电压的改变引起压电陶瓷柱15伸缩，从而导致光纤光栅12的伸缩及其参数变化，形成参数可变的光纤光栅单元。
另一些实施例中，所述光纤光栅12附近的控制电极18设置在所述光栅12紧靠的温度控制器17上。所述光纤光栅紧靠温度控制器17，或穿通在所述温度控制器中；温度控制器17上设有控制电极18。控制电极受控于外加电压，随外加电压的改变引起温度控制器17的温度变化，从而导致光纤光栅12的伸缩及其参数变化，形成参数可变的光纤光栅单元。
无论在压电陶瓷板13或在压电陶瓷柱15上，或在温度控制器17上，所述控制电极均受控于外加电压信号，以便按照需要改变外加电压，从而改变压电陶瓷板、压电陶瓷柱的几何尺寸，或改变温度控制器温度，最终控制可变光纤光栅单元的参数，完成光编码/解码器的运作。
上述的详细描述仅是示范性描述，本领域技术人员在不脱离本发明所保护的范围和精神的情况下，可根据不同的实际需要设计出各种实施方式。
权利要求
1.一种光纤光栅可变的光编码/解码器，包括光纤光栅、或光纤光栅的组合阵列为基本形式，其特征在于所述的光编码/解码器包括至少一个光纤光栅单元(1)；该光纤光栅单元(1)包括光纤(11)和光编码/解码用的光栅(12)；所述光栅(12)制作在光纤(11)上。
2.根据权利要求1所述的光编码/解码器，其特征在于该光纤光栅单元(1)是可变光纤光栅单元；该光纤光栅单元的光栅(12)附近设有控制电极。
3.根据权利要求2所述的光编码/解码器，其特征在于所述光纤光栅(12)附近的控制电极(14)设置在与所述光栅(12)紧密连接的压电陶瓷板(13)上。
4.根据权利要求2所述的光编码/解码器，其特征在于所述光纤光栅(12)附近的控制电极(16)设置在所述光栅(12)缠绕的压电陶瓷柱(15)上。
5.根据权利要求2所述的光编码/解码器，其特征在于所述光纤光栅(12)附近的控制电极(18)设置在所述光栅(12)紧靠的温度控制器(17)上。
6.根据权利要求3或4或5所述的光编码/解码器，其特征在于所述控制电极受控于外加电压信号。
全文摘要
本发明公开一种光纤光栅可变的光编码/解码器，包括光纤光栅、或光纤光栅的组合阵列为基本形式，所述的光编码/解码器包括至少一个光纤光栅单元(1)；该光纤光栅单元(1)包括光纤(11)和光编码/解码用的光栅(12)；所述光栅(12)制作在光纤(11)上。该光纤光栅单元(1)是可变光纤光栅单元；该光纤光栅单元的光栅(12)附近设有控制电极。其有益效果是，由于采用预设控制电极，在光编码器中心参数附近定量地改变光纤光栅及其光编码/解码器的性能参数，产生所需要的光码字和码组，从而可实现码字的按需配用，或弥补其个别参数的偏移，提高光通讯设备的使用灵活性和实用性，同时减少制造成本。
文档编号G02F7/00GK101021665SQ20061003371
公开日2007年8月22日 申请日期2006年2月16日 优先权日2006年2月16日
发明者杨淑雯, 王可, 张志朋, 吉建华, 徐铭, 马君显, 吴迪, 严新民, 周建华 申请人:杨淑雯, 王可