专利名称：宽带可调谐光纤滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光纤通讯中应用的光器件，尤其涉及到运用轴向压縮或拉伸
技术，实现波长可调谐的光纤光栅滤波器。
背景技术：
全光网络是未来光通信的主流发展方向，而光网络技术目前的发展，很大程度上 取决于光纤器件的发展。波长可调谐滤波器作为新一代智能网络中的一个关键器件，有两 个主要作用，一个是作为光性能监测(0PM)的基础，只需要通过可调谐光滤波器，将要处理 的波长筛选出来即可监测；另一个是在可调0ADM和0XC方面的应用，通过可调谐光滤波器 来取代波分复用器，将需要下载的波长筛选出来。可见，作为未来全光动态网络中的基础器 件之一的可调谐光滤波器，其发展一直是人们关注的焦点。 目前，主要的可调光纤滤波器有F-P滤波器.马赫-曾德滤波器、声光滤波器、电光 滤波器、有/无源环形腔滤波器和光纤布拉格光栅(FBG)滤波器等。其中，由于光纤光栅是 在光纤内部形成的，具有对偏振不敏感和全光纤化等特点，这给光纤光栅带来了低插入损 耗和低成本的优势，并且通过对光纤光栅的设计，可以得到丰富的光谱特性，而倍受研究者 们的青睐。 光纤光栅的调谐技术，可分为温度、应力、声光、电光和磁光调谐等。其中，应用温 度、电光和磁光调谐技术，其波长调谐范围不大(一般在纳米量级)；声光调谐技术较复杂； 而采用应力调谐技术则兼顾到成本和调谐范围(可达数十纳米)。根据施加应力的不同，可 分别侧向应力调谐和轴向应力调谐。 应力调谐光纤光栅的方法大致有以下几种采用磁力调谐，将光纤光栅通过焊接 或者粘接等牢牢固定在一对磁性探头上，通过电磁铁的排斥和吸引力的改变，对光栅进行 调谐(S.Jin等人通过该方法获得15nm的调谐范围)；悬臂梁弯曲法则是另一种较常使 用，也极其简单的调谐方法(C. S. Goh和S. Y. Yet等人利用弯曲梁对粘贴在其表面上的光 栅进行拉伸和压縮调谐，获得了 70nm压縮和20nm拉伸的调谐范围，但其复合弯曲梁的制 作工艺复杂)，通过在悬臂梁的末端施加向下或者向上的力，在梁的表面形成一个拉伸或者 压縮的应力，光纤光栅和梁紧密粘接，这种方法的弊端是所施加的力可能与光栅波长的变 化成非线性，或者引起光栅的啁啾展宽，因而也有采用等悬臂梁的方法进行调谐，这样避免 光栅的啁啾效应(Y. Yu等人和Z. Qin等人运用该技术分别获得4. 52nm和12. 52nm的调谐 范围)；或通过设计一个轴向保护的机械机构作为导向，进行纯轴向压縮等其它调谐方法， 如A. Iocco等人运用2个压电陶瓷和圆柱形导轨，获得45nm的调谐范围，但其结构笨重； C. L. Wei等人和N. Mohammad等人运用类似技术，导向结构分别采纳了圆套管和V型槽，得到 了 40nm左右的调谐范围，但他们的结构相对都较复杂。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种结构简单、性能稳定可靠的宽带可调谐光纤滤波器。 其技术方案是一种宽带可调谐光纤滤波器，包括光纤光栅、光纤插芯、套管、精密 弹簧片机构和驱动器，其特征在于精密弹簧片机构为一矩形框架结构，其内设有由质量块 分隔的第一、第二弹簧片，第一弹簧片和与其相对应的矩形框架的一侧水平开设有穿孔，穿 孔内分别安装有光纤插芯，两个大端口相对应的光纤插芯之间插有套管，插入在光纤插芯 内的套管端与光纤插芯的尾端之间留有活动的间隙；光纤光栅由矩形框架一侧的光纤插芯 插入，穿过套管，进入安装在第一弹簧片上的光纤插芯内，光纤光栅的两端分别粘接在光纤 插芯内；与第二弹簧片相对应的矩形框架的另一侧上开设有连接驱动器的穿孔。 其技术效果是本实用新型的宽带可调谐光纤滤波器，具有以下特点1)采用带 尾座的光纤插芯，固定方式简单，光纤光栅通过胶粘接在光纤插针内，封装牢固；2)采用与 光纤插针芯尺寸相匹配的套管作为导向机构，使得调谐的方式简单、可靠；3)采用精密弹 簧片机构，提高了工作稳定性和横向抗干扰能力，保证了调谐均匀性，避免了调谐磁滞效 应，提高了使用寿命，并易于扩展到电控方式；4)采用轴向压縮或拉伸的调谐装置，使其调 谐范围大、光谱性能稳定；另外，其结构简单、成本低。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，宽带可调谐光纤滤波器，包括光纤光栅、光纤插芯、套管、精密弹簧片 机构和驱动器。精密弹簧片机构5为一矩形框架结构，其内设有由质量块53分隔的第一、 第二弹簧片51、52。第一弹簧片51和与其对应的矩形框架的一侧水平开设有穿孔，穿孔内 分别安装有光纤插芯2、3，两个大端口相对应的光纤插芯之间匹配插有套管4，插入在光纤 插芯内的套管端与光纤插芯的尾端之间留有活动的间隙，以保证光栅压縮、拉伸的活动空 间。光纤光栅l由矩形框架一侧的光纤插芯2插入，穿过套管，进入安装在第一弹簧片上的 光纤插芯3内，光纤光栅通过在两端点胶的方式分别粘接在光纤插芯内，封装时应保证胶 水不要流到在光栅上。为提高导向精度，光纤插芯的长度应在20mm以上较好。与第二弹簧 片52相对应的矩形框架的另一侧上开设有连接驱动器6的穿孔。驱动器的作用是给弹簧 片提供调谐力，从而带动光纤插芯3给光纤光栅提供调谐力。驱动器可以是机械测微头、电 机马达、压电陶瓷等。驱动器驱动第二弹簧片52并通过质量块驱动第一弹簧片5，由于弹簧 片具有强的横向抗干扰能力，故完成初级精度的轴向导向；第二弹簧片带动光纤插芯3轴 向移动，光纤插芯被限制在套管4内移动，完成了第二级精度的轴向导向；光纤插芯2和3 发生相对移动，给光纤光栅提供调谐力，光栅只能在光纤插芯内弯曲，从而完成了第三级精 度的轴向导向；最终实现对光纤光栅的轴向应力调谐。
权利要求一种宽带可调谐光纤滤波器，包括光纤光栅、光纤插芯、套管、精密弹簧片机构和驱动器，其特征在于精密弹簧片机构(5)为一矩形框架结构，其内设有由质量块(53)分隔的第一、第二弹簧片(51、52)，第一弹簧片和与其相对应的矩形框架的一侧水平开设有穿孔，穿孔内分别安装有光纤插芯(2、3)，两个大端口相对应的光纤插芯之间插有套管(4)，插入在光纤插芯内的套管端与光纤插芯的尾端之间留有活动的间隙，光纤光栅(1)由精密弹簧片机构的矩形框架一侧的光纤插芯插入，穿过套管，进入安装在第一弹簧片上的光纤插芯内，光纤光栅的两端分别粘接在光纤插芯内；与第二弹簧片相对应的矩形框架的另一侧上开设有连接驱动器(6)的穿孔。
2. 根据权利要求1所述的宽带可调谐光纤滤波器，其特征在于驱动器(6)为机械测 微头，或电机马达，或压电陶瓷。
专利摘要宽带可调谐光纤滤波器属光纤通讯中光器件技术领域。其目的是提供一种结构简单、性能稳定可靠的宽带可调谐光纤滤波器。其技术要点是精密弹簧片机构(5)为一矩形框架结构，其内设有由质量块(53)分隔的第一、第二弹簧片(51、52)，第一弹簧片和与其相对应的矩形框架的一侧水平开设有穿孔，穿孔内分别安装有光纤插芯(2、3)，两个大端口相对应的光纤插芯之间插有套管(4)，插入在光纤插芯内的套管端与光纤插芯的尾端之间留有活动的间隙，光纤光栅(1)由矩形框架一侧的光纤插芯插入，穿过套管，进入安装在第一弹簧片上的光纤插芯内，光纤光栅的两端分别粘接在光纤插芯内；与第二弹簧片相对应的精密弹簧片机构矩形框架的另一侧上开设有连接驱动器(6)的穿孔。
文档编号G02B6/02GK201489133SQ20092017214
公开日2010年5月26日 申请日期2009年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者刘斌, 李友松, 胡元元, 胡凡平, 胡浩 申请人:合肥正阳光电科技有限责任公司