专利名称：可调制光学衰减器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学衰减器，尤指一种利用平板玻璃或棱镜的转动，调节输出光束衰减量的可调制光学衰减器。
然而，习知的可调式光学衰减器1需要较大的体积与空间来容纳遮挡物3。
本发明的技术方案是一种可调制光学衰减器，其特征是该衰减器包括可发射一准直光束的准直器，一接收端设置于上述准直光束的光路径上，以及一平板玻璃设置于上述准直器与接收端之间；上述准直光束通过此平板玻璃偏离原光路径而入射至上述接收端。其中该接收端为一准直器。
该衰减器更包括一转动装置与上述平板玻璃耦接，使平板玻璃倾斜至一特定角度。
该衰减器包括可发射一准直光束的第一准直器；第二准直器设置于上述准直光束的光路径上，一平板玻璃设置于上述第一准直器与第二准直器之间，以及一转动装置与上述平板玻璃耦接，使平板玻璃倾斜至一特定角度；该准直光束通过此平板玻璃偏离原光路径而入射至上述第二准直器。
一种可调制光学衰减器，其特征是该衰减器包括可发射一准直光束的第一准直器；一棱镜设置于该准直光束的光路径上，接收上述准直光束，并于该棱镜内产生两次全反射后，自该棱镜发射出一光束；以及第二准直器接收上述光束；当改变该棱镜的角度时，该棱镜发射的光束会偏移而入射至上述第二准直器。其中该衰减器更包括一转动装置与上述棱镜耦接，转动上述棱镜可改变上述光束进入第二准直器的光强度。
该棱镜可为三角棱镜。
一种可调制光学衰减器，其特征是该衰减器包括一双心准直器，于该双心准直器内设置第一光纤与第二光纤，其中第一光纤发射一准直光束且第二光纤接收该准直光束；以及一棱镜设置于该准直光束的光路径上接收上述准直光束，并于该棱镜内产生两次全反射后，自该棱镜发射出一偏移光束；当改变该棱镜的角度时，该棱镜发射的偏移光束入射至上述第二光纤。其中该衰减器更包括一转动装置与上述棱镜耦接，转动上述棱镜可改变上述偏移光束进入上述第二光纤的光强度。
本发明的有益效果在于本发明的可调制光学衰减器，可实现光衰减量调节的自动化，使产品结构紧凑、控制精确，可以输出所需光强度的准直光束，以满足用户的需要。
图2、为本发明第一实施例准直光束垂直入射平板玻璃的示意图。
图3、为本发明第一实施例准直光束以即定角入射平板玻璃的示意图。
图4、为本发明第二实施例准直光束垂直入射棱镜的示意图。
图5、为本发明第二实施例准直光束以即定角入射棱镜的示意图。
图6、为本发明第三实施例准直光束以即定角入射棱镜的示意图。
图7、为本发明第三实施例准直光束以另一即定角入射棱镜的示意图。
图8、为位移光束的偏移量小于准直光束之半径入射接受端的示意图。
图9、为位移光束的偏移量大于准直光束之半径入射接受端的示意图。
参见图2，为本发明第一实施例，一种可调制光学衰减器10，包括准直器20、平板玻璃30及接收端40。在准直器20发射的准直光束b的光路径上设置接收端40，在两者中间的光路径上垂直设置平板玻璃30。当准直器20发射的准直光束b垂直入射到平板玻璃30时，通过平板玻璃30的光束b完全被接收端40所接收。因此，准直光束b大体上以未损失之强度进入接收端40。
参见图3，平板玻璃30耦接于转动机构(图中未显示)，利用转动机构驱动平板玻璃30，可控制其倾角，使来自准直器20的准直光束b以入射角θ入射到平板玻璃30上，当准直光束b通过平板玻璃30时，根据折射原理可知，准直光束b会偏离原光路径。通过平板玻璃的位移光束b’产生偏移量d，并且平行于原光路径行进。通过平板玻璃的位移光束b’以偏移量d平行于原光路径入射到接收端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。
准直器的准直光束面积A1约为A1=πD24····················(1)]]>其中D大体为准直器的直径。
接着，准直光束b以入射角θ入射到平板玻璃30之一侧面30a。根据斯涅尔定律(Snell’s Law)，准直光束b以折射角φ在平板玻璃30中行进。根据斯涅尔定律，准直光束b以折射角θ离开平板玻璃30的另一侧面30b，并且沿平行于原光路径方向行进。则位移光束b’的偏移量d为d=tcosΦ×sin(θ-Φ)·················(2)]]>其中t-为平板玻璃的厚度；θ与φ应满足sinθ＝n×sinφ，n-为平板玻璃的折射率。
参见图4、为本发明第二实施例，一种可调制光学衰减器100，包括准直器120、接收端140以及三棱镜130。准直器120发射准直光束b，准直光束b入射至三棱镜130时，准直光束b在三棱镜130中产生两次全反射后入射至接收端140，接收端可为另一准直器。经三棱镜130两次全反射的准直光束b完全被接收端140所接收。因此，准直光束b大体上是以未损失之强度进入接收端140。
参见图5，为本发明第二实施例，一种可调制光学衰减器100，其准直光束b以特定入射角θ入射至三棱镜130。三棱镜130耦接于转动机构150；由转动机构150驱动三棱镜130，可控制其转角，使来自准直器120的准直光束b以入射角θ入射至三棱镜130。当准直光束b进入三棱镜130时，根据折射及反射原理可知准直光束b将偏离原光路径。经三棱镜130两次全反射的位移光束b’会产生偏移量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。
参见图6，为本发明第三实施例，一种可调制光学衰减器，其准直光束以即定角度入射至三棱镜。该可调制光学衰减器200，包括双心准直器220以及三棱镜230；其中，双心准直器220具有玻璃套圈(Glass ferrule)221、折射率渐变透镜(Grin lens)222、输入光纤223及输出光纤224。当输入光纤223发射一准直光束b，且准直光束b以既定角度θ入射至上述三棱镜230时，准直光束b在该棱镜230中经过两次全反射后，由该棱镜230入射至输出光纤224。经三棱镜230两次全反射的准直光束b完全被输出光纤224所接收。因此，准直光束b大体上是以未损失之强度进入输出光纤224。
参见图7，为本发明第三实施例，一种可调制光学衰减器，其准直光束是以另一既定角度入射至该棱镜的。该三棱镜230耦接于转动机构(图中未显示)；由机转动构驱动棱镜230转角，可控制其转角，使来自输出光纤223的准直光束b以另一入射角θ’入射该棱镜230。当准直光束b入射至该棱镜230时，产生两次全反射。经该棱镜230两次全反射的位移光束b’产生偏移量d，使位移光束b’以偏移量d入射至输出光纤224。因此有部份位移光束b’未入射至输出光纤224内，即至少有部分位移光束b’被输出光纤所接收。
参见图8，其位移光束b’的偏移量小于准直光束b之半径(D/2)。第一圆形50是接收端的截面，第二圆形60是位移光束b’的截面，相交的阴影部分70是位移光束b’入射接收端的面积。当接收端具有与准直光束b相同的直径D时，则阴影部分70的面积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)]]>进一步，接收端40接收的光强度Ir为Ir=I0×A2A1····················(4)]]>其中，I0是准直器发射的准直光束b之光强度。
参见图9，其位移光束b’的偏移量大于准直光束b之半径(D/2)。图中第一圆形50是接收端的截面，第二圆形60是位移光束b’的截面，相交的阴影部分70是位移光束b’入射接收端的面积。当接收端具有与准直光束b相同的直径D时，则阴影部分70的面积A2’可表示成A2′=4(D2)2cos-1(YD)-Y(D2)2-(Y24)·················(5)]]>其中Y=d=tcosΦ×sin(θ-Φ)]]>进一步，接收端接收的光强度Ir＇为Ir′=I0×A2′A1···················(6)]]>其中，I0是准直器发射的准直光束b之光强度。
根据公式(4)与公式(6)，由上述分析可知转动平板玻璃或三棱镜，可衰减输出光的强度。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明的保护范围。任何熟悉此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作更动与润饰。因此，本发明的保护范围应以权利要求书所界定的专利保护范围为准。
权利要求
1.一种可调制光学衰减器，其特征是该衰减器包括可发射一准直光束的准直器，一接收端设置于上述准直光束的光路径上，以及一平板玻璃设置于上述准直器与接收端之间；上述准直光束通过此平板玻璃偏离原光路径而入射至上述接收端。
2.根据权利要求1所述可调制光学衰减器，其特征是该接收端为一准直器。
3.根据权利要求1或2所述可调制光学衰减器，其特征是该衰减器更包括一转动装置与上述平板玻璃耦接，使平板玻璃倾斜至一特定角度。
4.一种可调制光学衰减器，其特征是该衰减器包括可发射一准直光束的第一准直器；第二准直器设置于上述准直光束的光路径上，一平板玻璃设置于上述第一准直器与第二准直器之间，以及一转动装置与上述平板玻璃耦接，使平板玻璃倾斜至一特定角度；该准直光束通过此平板玻璃偏离原光路径而入射至上述第二准直器。
5.一种可调制光学衰减器，其特征是该衰减器包括可发射一准直光束的第一准直器；一棱镜设置于该准直光束的光路径上，接收上述准直光束，并于该棱镜内产生两次全反射后，自该棱镜发射出一光束；以及第二准直器接收上述光束；当改变该棱镜的角度时，该棱镜发射的光束会偏移而入射至上述第二准直器。
6.根据权利要求5所述可调制光学衰减器，其特征是该衰减器更包括一转动装置与上述棱镜耦接，转动上述棱镜可改变上述光束进入第二准直器的光强度。
7.根据权利要求5或6所述可调制光学衰减器，其特征是该棱镜可为三角棱镜。
8.一种可调制光学衰减器，其特征是该衰减器包括一双心准直器，于该双心准直器内设置第一光纤与第二光纤，其中第一光纤发射一准直光束且第二光纤接收该准直光束；以及一棱镜设置于该准直光束的光路径上接收上述准直光束，并于该棱镜内产生两次全反射后，自该棱镜发射出一偏移光束；当改变该棱镜的角度时，该棱镜发射的偏移光束入射至上述第二光纤。
9.根据权利要求8所述可调制光学衰减器，其特征是该衰减器更包括一转动装置与上述棱镜耦接，转动上述棱镜可改变上述偏移光束进入上述第二光纤的光强度。
全文摘要
一种可调制光学衰减器,其包括:一准直器,发射一准直的光束,一接收端设置于上述准直光束的光路径上,以及一平板玻璃或棱镜,设置于上述准直器与接收端之间；以及一转动装置,转动上述平板玻璃或棱镜,当来自上述准直器的准直光束通过此平板玻璃或棱镜时,可使该准直光束偏离原光路径而入射至上述接收端,进一步可通过转动装置控制准直光束偏离原光路径的偏移量,调制准直光束入射另一接收端的衰减量。
文档编号H04B10/29GK1423162SQ01139669
公开日2003年6月11日 申请日期2001年12月4日 优先权日2001年12月4日
发明者张绍雄 申请人:台达电子工业股份有限公司