专利名称：机械式可调光衰减器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及物理领域，尤其涉及光学器件，特别是一种机械式可 调光衰减器。
技术背景
可调光衰减器在光纤通信系统中用于衰减光束。挡光型的可调光衰减 器可以实现波长无关、偏振不敏感的光束衰减，具有较高的可靠性与重复 性。另外，挡光型衰减器的衰减范围宽，制作也相对容易。但是，挡光型 衰减器体积相对较大，而且要获得高精度的衰减需要非常精细的微加工公 差与控制。在美国专利No.6167185中，Smiley等人介绍了一种光衰减器 可以在实现光束衰减的同时保持光束偏振态。该光衰减器在衰减光束时使 用了光束衰减体，光束衰减体在光束方向垂直的平面上具有一个楔形的横 断面。Smiley等人指出，该衰减器可以在很大的衰减范围内保持其偏振态， 但是其衰减精度受到衰减器尺寸与调节准确性的限制。 发明内容
本实用新型的目的在于提供一种机械式可调光衰减器，所述的这种机 械式可调光衰减器要解决现有技术中挡光型光衰减器的衰减体尺寸大、衰 减精度受到衰减体尺寸限制的技术问题。
本实用新型的这种机械式可调光衰减器由壳体、输入光纤准直器、衰 减体、输出光纤准直器和驱动装置构成，其中，所述的输入光纤准直器和 输出光纤准器设置在一个套管内，所述的套管穿过所述的壳体的侧壁并与 壳体固定连接，输入光纤准直器和输出光纤准直器之间设置有衰减腔，所 述的驱动装置由驱动器和连接件构成，所述的驱动器的轴垂直于套管的轴 线，所述的衰减体位于所述的衰减腔中，衰减体通过所述的连接件与驱动 器连接，衰减体的挡光面在垂直于输入光纤准直器发出的光束的平面上的正投影由近基基底和末梢^端之间的内凹边线构成，所述的挡光面从所述 的近基基底到所述的末梢尖端逐渐变小。
进一步的，所述的挡光面是一个以垂直于输入光纤准直器发出的光束 的直线为中心轴的半圆柱面的一部分，并且所述的挡光面沿其所对应的空 间方位角从所述的近基基底到尖端末梢逐渐变细。
进一步的，所述的挡光面的每一条边线在垂直于输入光纤准直器发出 的光束的平面上的正投影至少包括一段圆弧。
进一步的，所述的挡光面的每一条边线在垂直于输入光纤准直器发出 的光束的平面上的正投影由圆弧构成。
进一步的，所述的挡光面的两条边线在垂直于输入光纤准直器发出的 光束的平面上的正投影为两段相对于所述光衰减体横向中心线对称的圆 弧，所述的圆弧是一个轴线垂直于所述的挡光面所在的圆柱面的中心轴的 圆柱面与所述的挡光面所在的圆柱面的交线。
进一步的，输入光纤准直器发出的光束与所述的挡光面之间的最小入
射角大于8度。
进一步的，所述的挡光面的末梢尖端和所述的近基基底之间的边线在 垂直于输入光纤准直器发出的光束的平面上的正投影的大部分为内凹的曲 线，靠近所述的近基基底的边线部分的投影为中凸或外凸的曲线。
进一步的，所述的近基基底具有恒定的高度，并且所述的近基基底对 应一个大于零度的空间方位角。
进一步的，所述的挡光面的任意一条边线在垂直于输入光纤准直器发 出的光束的平面上的正投影是抛物线。
进一步的，所述的挡光面的每一条边线在垂直于所述的光束的平面上 的正投影是双曲线。
进一步的，所述的驱动器是马达，所述的马达的输出轴通过连接件与 衰减体连接，马达设置在壳体的一个导孔中，马达的外侧壁与导孔之间气密性连接。
进一步的，所述的套管和所述的壳体之间气密性连接。
进一步的，所述的衰减体为实心结构，所述的衰减体的外表面为所述 的挡光面。
进一步的，所述的衰减体是横截面呈椭圆的套管，所述的套管的外表 面为所述的挡光面。
本实用新型的工作原理是仪表外壳穿入安装孔，夹持构件在仪表安 装板的后侧插入仪表外壳上的导向凹槽，仪表安装板被夹持在仪表外壳的 前端和夹持构件的支撑板之间。滑块侧面中的台阶与止退条的止退挡块配 合，可以牢固固定夹持构件和仪表外壳。通过按压滑块后端的按压把手， 可以将滑块侧面中的台阶与止退条的止退挡块脱离，实现拆卸。
本实用新型和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本实用新型在 衰减器中采用边界内凹并且呈逐渐变细形状的衰减体，通过调节挡光面相 对于光束的位置对光束进行衰减，提高了衰减其的精度和衰减速率，并且 减少干扰。
图1是本实用新型的机械式可调光衰减器的一个在光学系统中的实施 例的示意图。
图2是本实用新型的机械式可调光衰减器的结构示意图。 图3是本实用新型的机械式可调光衰减器中的第一种衰减体的结构示 意图。
图4是图3的俯视图。
图5是图3的一个侧视图。
图6是图3的另一个侧视图。
图7是本实用新型的机械式可调光衰减器中的第二种衰减体处于未挡 住光束的位置示意图。图8是本实用新型的机械式可调光衰减器中的第二种衰减体处于部分 挡住光束的位置示意图。
图9是本实用新型的机械式可调光衰减器中的第二种衰减体处于完全 挡住光束的位置示意图。
图10是本实用新型的机械式可调光衰减器中的第三种衰减体的结构示 意图。
图11是图10的俯视图。 图12是图10的一个侧视图。 图13是图IO的另一个侧视图。
图14是本实用新型的机械式可调光衰减器中的第四种衰减体的俯视图。
图15是本实用新型的机械式可调光衰减器中的第五种衰减体的俯视图。
图16是本实用新型的机械式可调光衰减器中的第六种衰减体的俯视图。
具体实施方式
实施例1:
如图l、图2、图3、图4、图5和图6所示，其中图3是本实用新型 中的光衰减体在xyz直角坐标系中的立体示意图，本实用新型提供了一种 机械式可调光衰减器，采用本实用新型的机械式可调光衰减器20的一个实 施例的光学系统10中包括一个光源12和一个光接收器18和机械式可调光 衰减器20。光源12发出的一束光通过光纤14传输到机械式可调光衰减器 20中，而光接收器18通过输出光纤16接收从机械式可调光衰减器20中 传输出来的光。机械式可调光衰减器20由壳体22、输入光纤准直器261、 衰减体32、输出光纤准直器262和驱动装置构成，输入光纤准直器261、 输出光纤准直器262分别具有透镜281、透镜282，透镜281、 282是梯度折射率透镜，或任何其他透镜。两个准直器之间的光束50就是要被衰减的 光束。其中，所述的输入光纤准直器261和输出光纤准直器262设置在一 个套管24内，所述的套管24穿过所述的壳体22的侧壁并与壳体22固定 连接，所述的输入光纤准直器261和输出光纤准直器262之间设置有衰减 腔30，所述的驱动装置由驱动器44和连接件42构成，所述的驱动器44 的轴40垂直于所述的套管24的轴线，所述的衰减体32位于所述的衰减腔 30中，所述的衰减体32通过所述的连接件42和所述的驱动器44相连， 光束50从所述的输入光纤准直器261经过衰减体32进入所述的输出光纤 准直器262，所述的衰减体32的挡光面35在垂直于所述的光束50的平面 上的正投影由近基基底36、末梢尖端38以两者之间的内凹边线37构成， 所述的挡光面35从所述的近基基底36到所述的末梢尖端38呈逐渐变细的 形状。挡光面35由不透光材料或者吸光材料构成。
进一步的，所述的挡光面35是一个以垂直于所述光束50的直线46 为中心轴的半圆柱面39的一部分，并且所述的挡光面35沿其所对应的空 间方位角从所述的近基基底36到尖端末梢38呈逐渐变细的形状，光衰减 体32的理想空间角度是180度。
进一步的，在实施例1中，所述的挡光面35的每一条边线37在垂直 于所述的光束50的平面上的正投影由圆弧构成。所述的挡光面35的两条 边线37在垂直于所述的光束50的平面上的正投影为两段相对于所述光衰 减体横向中心线对称的圆弧，所述的圆弧是一个轴线垂直于所述的挡光面 35所在的圆柱面39的中心轴46的圆柱面与所述的挡光面35所在的圆柱 面39的交线。衰减体32的这一种边线37便于加工。
进一步的，所述的光束50与所述的挡光面35之间的最小入射角P大 于8度，以使任意反射光51不能达到入射光束50的光源处。此时光束50 与挡光面35间的距离为最佳值。
进一步的，所述的驱动器44是马达44，所述的马达44的轴40通过所述的连接件42与所述的衰减体32相连，所述的马达44设置在所述的壳 体22的一个导孔34中，所述的马达44外侧壁与所述的导孔34之间为气 密性连接。
进一步的，所述的套管24和所述的壳体22之间为气密性连接。 实施例2:
如图7、图8和图9所示，衰减体132依次在三个连续的位置521、522、 523时在yz平面上的投影。光衰减体132可以在如图所示的位置上连续转 动。所述的挡光面135的末梢尖端138和所述的近基基底136之间的边线 137在垂直于所述的光束50的平面上的正投影大部分为内凹的曲线，靠近 所述的近基基底136的边线137部分的投影为中凸或外凸的曲线，其余部分 的边线137为内凹的圆弧。 实施例3:
如图IO、图ll、图12和图13所示，其中图IO是本实用新型中的光 衰减体在xyz直角坐标系中的立体示意图，所述的近基基底236具有恒定 的高度，并且所述的近基基底236对应一定的空间方位角。挡光面235是 圆柱面239的一部分，圆柱面239的轴线46垂直于光束50，挡光面235 由近基基底236和末梢尖端238构成。
进一步的，所述的挡光面235的每一条边线237在垂直于所述的光束 50的平面上的正投影是双曲线，这种结构的衰减体232在牺牲了衰减精度 的情况下，可以提高衰减速率。边线237在垂直于所述的光束50的平面上 的正投影也可以是抛物线。 实施例4: .
如图14所示，所述的衰减体332为实心结构，所述的衰减体332的外 表面335为所述的挡光面335。 实施例5:
如图15所示，所述的衰减体432是横截面呈椭圆的套管432，所述的套管432的外表面为所述的挡光面435。 实施例6:
如图16所示，所述的衰减体532为相对于x轴和y轴非对称的一种结构。
权利要求1. 一种机械式可调光衰减器，由壳体、输入光纤准直器、衰减体、输出光纤准直器和驱动装置构成，其特征在于所述的输入光纤准直器和输出光纤准器设置在一个套管内，所述的套管穿过所述的壳体的侧壁并与壳体固定连接，输入光纤准直器和输出光纤准直器之间设置有衰减腔，所述的驱动装置由驱动器和连接件构成，所述的驱动器的轴垂直于套管的轴线，所述的衰减体位于所述的衰减腔中，衰减体通过所述的连接件与驱动器连接，衰减体的挡光面在垂直于输入光纤准直器发出的光束的平面上的正投影由近基基底和末梢尖端之间的内凹边线构成，所述的挡光面从所述的近基基底到所述的末梢尖端逐渐变小。
2. 如权利要求1所述的机械式可调光衰减器，其特征在于所述的挡光面 是一个以垂直于输入光纤准直器发出的光束的直线为中心轴的半圆柱 面的一部分，并且所述的挡光面沿其所对应的空间方位角从所述的近基 基底到尖端末梢逐渐变细。
3. 如权利要求1所述的机械式可调光衰减器，其特征在于所述的挡光面 的每一条边线在垂直于输入光纤准直器发出的光束的平面上的正投影 至少包括一段圆弧。
4. 如权利要求1所述的机械式可调光衰减器，其特征在于所述的挡光面 的每一条边线在垂直于输入光纤准直器发出的光束的平面上的正投影 由圆弧构成。
5. 如权利要求1所述的机械式可调光衰减器，其特征在于所述的挡光面 的两条边线在垂直于输入光纤准直器发出的光束的平面上的正投影为 两段相对于所述光衰减体横向中心线对称的圆弧，所述的圆弧是一个轴 线垂直于所述的挡光面所在的圆柱面的中心轴的圆柱面与所述的挡光 面所在的圆柱面的交线。
6. 如权利要求1所述的机械式可调光衰减器，其特征在于输入光纤准直器发出的光束与所述的挡光面之间的最小入射角大于8度。
7. 如权利要求1所述的机械式可调光衰减器，其特征在于所述的挡光面 的末梢尖端和所述的近基基底之间的边线在垂直于输入光纤准直器发 出的光束的平面上的正投影的大部分为内凹的曲线，靠近所述的近基基 底的边线部分的投影为中凸或外凸的曲线。
8. 如权利要求1所述的机械式可调光衰减器，其特征在于所述的近基基 底具有恒定的高度，并且所述的近基基底对应一个大于零度的空间方位 角。
9. 如权利要求1所述的机械式可调光衰减器，其特征在于所述的挡光面 的任意一条边线在垂直于输入光纤准直器发出的光束的平面上的正投 影是抛物线。
10. 如权利要求1所述的机械式可调光衰减器，其特征在于所述的挡 光面的每一条边线在垂直于所述的光束的平面上的正投影是双曲线。
11. 如权利要求1所述的机械式可调光衰减器，其特征在于所述的驱 动器是马达，所述的马达的输出轴通过连接件与衰减体连接，马达设置 在壳体的一个导孔中，马达的外侧壁与导孔之间气密性连接。
12. 如权利要求1所述的机械式可调光衰减器，其特征在于所述的套 管和所述的壳体之间气密性连接。
13. 如权利要求1所述的机械式可调光衰减器，其特征在于所述的衰 减体为实心结构，所述的衰减体的外表面为所述的挡光面。
14. 如权利要求1所述的机械式可调光衰减器，其特征在于所述的衰 减体是横截面呈椭圆的套管，所述的套管的外表面为所述的挡光面。
专利摘要一种机械式可调光衰减器，由壳体、输入光纤准直器、衰减体、输出光纤准直器和驱动装置构成，输入光纤准直器和输出光纤准器设置在一个套管内，套管穿过壳体壁并与壳体固定连接，输入光纤准直器和输出光纤准直器之间设置有衰减腔，驱动装置由驱动器和连接件构成，驱动器的轴垂直于套管的轴线，光束从输入光纤准直器经过衰减体进入输出光纤准直器，衰减体的挡光面在垂直于光束的平面上的正投影由近基基底、末梢尖端以两者之间的内凹边线构成，挡光面从近基基底到末梢尖端呈逐渐变细的形状。本实用新型在衰减器中采用边界内凹并且呈逐渐变细形状的衰减体，通过调节挡光面相对于光束的位置对光束进行衰减，提高了衰减其的精度和衰减速率，并且减少干扰。
文档编号G02B6/26GK201266249SQ200820151460
公开日2009年7月1日 申请日期2008年7月31日 优先权日2008年7月31日
发明者王建华, 健 陈 申请人:翔光(上海)光通讯器材有限公司