专利名称：一种介质膜集成保偏耦合器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种全光纤结构的电流互感器的光学器件，特别是涉及一种介质膜集成保偏耦合器，本实用新型属于光纤通信与传感领域。
背景技术：
随着电力系统的容量越来越大，电压等级越来越高，传统的电磁式电流互感器呈现出了不可克服的难题。因此，人们在改造传统电磁式电流互感器的同时，还在寻求新的传感原理，以便避开传统电流互感器存在的难题。在这个过程中，利用光学的方法研制电流互感器越来越受重视。目前利用光学方法研制的全光纤结构的电流互感器在动态范围，灵敏度，信噪比，插入损耗等方面都有不可比拟的优势。现有技术全光纤结构的电流互感器的光路主要由光源，光纤耦合器，光纤起偏器，·光纤相位延迟器，500m保偏光纤延迟线，光纤波片和传感光纤组成。如果所有分立的光器件拼接在光路中，会使电流互感器的插入损耗大，插损温度特性差，消光比温度特性差。由于其光纤耦合器为拉锥保偏耦合器，而使用拉锥保偏耦合器的光源监控端和耦合端两端口的的分光比必须相同，此时监控光信号分光比和耦合分光比不能随意控制，导致主光路损耗比较大。
发明内容为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种集起偏器、探测功能、耦合器功能于一体的介质膜集成保偏稱合器。本实用新型所采用的技术方案是—种介质膜集成保偏稱合器，其特征在于包括从左至右依次封装在内封玻璃管内的第一反射组件、起偏芯件组件、第二反射组件；所述的第一反射组件由从左至右相互粘接的第一保偏双芯玻璃插针与第一准直光透镜所构成；所述的起偏芯件组件由从左至右相互粘接的镜架、第一楔角片、第二楔角片所构成；所述的第二反射组件由从左至右相互粘接的第二准直光透镜与第二保偏双芯玻璃插针所构成；所述的第一准直光透镜和第二准直光透镜上均设置有分光膜。所述第一准直光透镜固定在镜架上，其透射光通过镜架上对应设置的光窗输出。所述分光膜波长设置与其通过的信号光的波长相同。所述第一保偏双芯玻璃插针的双芯间距与第二保偏双芯插针的双芯间距不相同。所述第一保偏双芯玻璃插针由第一保偏光纤、第二保偏光纤、第一双芯毛细管、第一玻璃管、第一金属尾套由内向外依次设置组成。所述第二保偏双芯玻璃插针由第三保偏光纤，第四保偏光纤，第二双芯毛细管，第二玻璃管，第二金属尾套由内向外依次设置组成。本实用新型的介质膜集成保偏耦合器具有如下优点I.本实用新型的介质膜集成保偏耦合器的封装尺寸比较小；[0015]2.本实用新型的介质膜集成保偏耦合器集起偏器、监控光源光信号、耦合器的三种功能；3.本实用新型的介质膜集成保偏耦合器方向性高、损耗小、温度稳定性好。
图I是本实用新型介质膜集成保偏耦合器的整体结构图；图2是本实用新型第一双芯玻璃插针结构图；图3是本实用新型第二双芯玻璃插针结构图；图4是本实用介质膜集成保偏耦合器插入损耗随温度变化曲线图；其中I、第一保偏双芯玻璃插针；1-1、第一保偏光纤；1-2、第二保偏光纤；1-3、第一双芯毛细管；1-4、第一玻璃管；1-5、第一金属尾管；2、第一准直光透镜；3、镜架；4、第一楔角片；5、第二楔角片；6、第二准直光透镜；7、第二保偏双芯玻璃插针；7-1、第三保偏光纤；7-2、第四保偏光纤；7-3、第二双芯毛细管；7-4、第二玻璃管；7-5、第二金属尾管；8、内封玻璃管；9、第一反射组件；10、第二反射组件；11、起偏芯件组件；
具体实施方式
以下结合附图和实例对本实用新型做进一步说明如图I所示，本实用新型的介质膜集成保偏耦合器，包括从左至右依次封装在内封玻璃管8内的第一反射组件9、起偏芯件组件11、第二反射组件10 ;第一反射组件9由从左至右相互粘接的第一保偏双芯玻璃插针I与第一准直光透镜2所构成；起偏芯件组件11由从左至右相互粘接的镜架3、第一楔角片4、第二楔角片5所构成；所述的第二反射组件10由从左至右相互粘接的第二准直光透镜6与第二保偏双芯玻璃插针7所构成。所述的第一准直光透镜2上设置有分光膜，分光膜设置同信号光的波长相同，其作用是对信号光能量进行有比例的分配，透射某一比例的信号光，反射另一比例的信号光。所述的第二准直光透镜4上设置有分光膜。分光膜设置同信号光的波长相同，其作用是对信号光能量进行有比例的分配，透射某一比例的信号光，反射另一比例的信号光。第一准直光透镜2固定安装于镜架3内，第一准直透镜2的透射光可以通过镜架3上对应设置的光窗输出。所述的第一保偏双芯玻璃插针I如图2所不,包括第一保偏光纤1-1、第二保偏光纤1-2、第一双芯毛细管1-3、第一玻璃管1-4、第一金属尾套1-5由内向外依次设置组成。所述的第二保偏双芯玻璃插针7如图3所示，包括第三保偏光纤7-1、第四保偏光纤7-2、第二双芯毛细管7-3、第二玻璃管7-4，第二金属尾套7-5组成。对本实用新型的介质膜集成保偏耦合器的工作过程进行具体说明信号光从第一保偏光纤1-1输入，进入第一准直光透镜2，信号光经过第一准直光透镜2的准直和能量分配作用后，从第一准直光透镜上分光膜透射的某一比例的信号光进入镜架3，第一楔角片4，第二楔角片5，光信号由自然光变成沿慢轴方向振动的线偏振光,进入第二准直光透镜6，经过第二准直光透镜的准直和能量分配作用后，进入第三保偏光纤7-1输出。从第一准直光透镜分光膜反射的另一比例的信号光进入第二保偏光纤1-2输出。反过来，信号光从第三保偏光纤7-1输入，进入第二准直光透镜6，信号光经过第二准直光透镜的准直和能量分配作用后，从第二准直光透镜6分光膜透射的某一比例的信号光进入第二楔角片5，第一楔角片4,镜架3，光信号由自然光变成沿慢轴方向振动的线偏振光，进入第一准直光透镜2，经过第一准直光透镜的准直和能量分配作用后，进入第一保偏光纤1-1输出。从第二准
直光透镜6分光膜反射的另一比例的信号光进入第四保偏光纤7-2输出。当第一保偏光纤1-1与第四保偏光纤7-2之间光信号方向性大于65dB,可以有效的防止第一光纤1-1与第四光纤7-2之间的光信号串扰；当第二保偏光纤1-2与第三保偏光纤7-1之间光信号方向性大于65dB,可以有效的防止第二保偏光纤1-2与第三保偏光纤7-1之间的光信号串扰，本实用新型采用第一保偏双芯玻璃插针I中第一双芯毛细管1-3的双芯间距与第二保偏双芯插针7中第二双芯毛细管7-3的双芯间距不相同，可以使第一保偏光纤与第四保偏光纤、第二保偏光纤与第三保偏光纤之间光信号方向性大于65dB,此时介质膜集成保偏耦合器的方向性高，串扰小。本实用新型的介质膜集成保偏耦合器的制作过程具体如下第一保偏双芯玻璃插针I与第一准直光透镜2进行反射调试，形成第一反射组件9。第二保偏双芯玻璃插针7与第二准直光透镜6进行反射调试，形成第二反射组件10。镜架3、第一楔角片4、第二楔角片5粘接在一起，形成起偏芯件组件11。将第一反射组件9与第二反射组件10进行透射调试，再把起偏芯件组件11套在第一反射组件9上与第二反射组件10之间再次进行插损调试和消光比的调试后，将第一反射组件9中的第一准直光透镜2同起偏芯件组件11中镜架3进行固定，将第一反射组件9、第二反射组件10、起偏芯件组件11封装在内封玻璃管8内，做成本实用新型所涉及的介质膜集成保偏耦合器。现有技术电流互感器使用的拉锥保偏耦合器的插入损耗在-40°C 70°C随温度变化小于5dB，而采用本实用新型介质膜集成保偏耦合器的主光路和监控光路插入损耗在-40°C 70°C随温度变化小于O. 2dB，温度稳定性好，插入损耗随温度变化曲线图如图4所
/Jn ο电流互感器使用现有技术的拉锥保偏耦合器时，使用拉锥保偏耦合器的光源监控端和耦合端两端口的的分光比必须相同，此时监控光信号分光比和耦合分光比不能随意控制，导致主光路损耗比较大。而采用本实用新型作为监控光信号分光比可以由设置波长的分光膜而设定为任意值，例如在实际应用中可以设定光源监控端分光比例为5%以下，耦合分光比可以设置其它比例，光源监控端分光比设置并不影响另一端耦合端的分光比，从而减少主光路功率损耗。虽然本实用新型已经详细地示出并描述了一个相关的特定的实施例参考，但本领域的技术人员能够应该理解，在不背离本发明的精神和范围内可以在形式上和细节上作出各种改变。这些改变都将落入本发明的权利要求所要求的保护范围。 ·
权利要求1.一种介质膜集成保偏稱合器,其特征在于 包括从左至右依次封装在内封玻璃管(8 )内的第一反射组件(9 )、起偏芯件组件(11)、第二反射组件(10);所述的第一反射组件(9)由从左至右相互粘接的第一保偏双芯玻璃插针(I)与第一准直光透镜(2)所构成；所述的起偏芯件组件(11)由从左至右相互粘接的镜架(3)、第一楔角片(4)、第二楔角片(5)所构成；所述的第二反射组件(10)由从左至右相互粘接的第二准直光透镜(6)与第二保偏双芯玻璃插针(7)所构成；所述的第一准直光透镜(2)和第二准直光透镜(6)上均设置有分光膜。
2.如权利要求I所述的一种介质膜集成保偏耦合器，其特征在于 所述第一准直光透镜(2 )固定在镜架(3 )上，其透射光通过镜架(3 )上对应设置的光窗输出。
3.如权利要求I或2所述的一种介质膜集成保偏耦合器，其特征在于 所述分光膜波长设置与其通过的信号光的波长相同。
4.如权利要求I或2所述的一种介质膜集成保偏耦合器，其特征在于 所述第一保偏双芯玻璃插针(I)的双芯间距与第二保偏双芯插针(7 )的双芯间距不相同。
5.如权利要求I或2所述的一种介质膜集成保偏耦合器，其特征在于 所述第一保偏双芯玻璃插针(I)由第一保偏光纤(1-1)、第二保偏光纤(1-2)、第一双芯毛细管(1-3)、第一玻璃管(1-4)、第一金属尾套(1-5)由内向外依次设置组成。
6.如权利要求I或2所述的一种介质膜集成保偏耦合器，其特征在于 所述第二保偏双芯玻璃插针(7)由第三保偏光纤(7-1)、第四保偏光纤(7-2)、第二双芯毛细管(7-3)、第二玻璃管(7-4)、第二金属尾套(7-5)由内向外依次设置组成。
专利摘要本实用新型公开了一种介质膜集成保偏耦合器，包括从左至右依次封装在内封玻璃管内的第一反射组件、起偏芯件组件、第二反射组件；所述的第一反射组件由从左至右相互粘接的第一保偏双芯玻璃插针与第一准直光透镜所构成；所述的起偏芯件组件由从左至右相互粘接的镜架、第一楔角片、第二楔角片所构成；所述的第二反射组件由从左至右相互粘接的第二准直光透镜与第二保偏双芯玻璃插针所构成；所述的第一准直光透镜和第二准直光透镜上均设置有分光膜；本实用新型的介质膜集成保偏耦合器集起偏器、监控光源光信号、耦合器的三种功能，并且方向性高、损耗小、温度稳定性好。
文档编号G02B6/27GK202710786SQ201220374349
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者曹俊红, 罗勇, 陈小梅, 陈龙 申请人:武汉光迅科技股份有限公司