微光學線圓轉換器的製作方法

2023-06-26 22:53:31 3

專利名稱：微光學線圓轉換器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種將注入的線偏振光轉換成圓偏振光的微光學線圓轉換器。
背景技術：
在利用光的偏振態進行計量的光纖傳感器中，一般會涉及到光偏振態的轉換，如將線偏振光轉換為圓偏振光，或將圓偏振光轉換成線偏振光。
在傳統的光纖傳感器中，以採用光纖偏振控制器來實現，其由單模光纖按一定半徑繞制而成，其原理簡單，易調整，較適用於實驗室用。但其體積大、狀態不易穩定，並且不適用於在外界環境場所下工作，使其應用受到了限制。

發明內容
為了克服上述轉換器的缺陷，本實用新型提出一種利用微光學原理的線圓轉換器，其解決了不但適用於室內工作，還適用於室外工作，其可在-40℃～+85℃的環境下正常工作，且體積小，一般可加工Φ5.5mm×40mm。
本實用新型的一種微光學線圓轉換器，由外套、準直器A、準直器B、1/4波片、磁環、連接橋組成，連接橋安裝在外套內，從左至右連接橋內安裝有準直器A、磁環、1/4波片、準直器B，磁環同1/4波片膠粘連接在一起，磁環的另一面膠粘連接在準直器A的梯度透鏡上；所述的準直器A由梯度透鏡、毛細管、玻璃管、鍍金管和光纖構成，光纖安裝在毛細管內，梯度透鏡安裝在玻璃管內靠近磁環的一端，另一端安裝有毛細管，玻璃管外是鍍金管，鍍金管焊接在連接橋的內壁上；所述的準直器B由梯度透鏡、毛細管、玻璃管、鍍金管和光纖構成，光纖安裝在毛細管內，梯度透鏡安裝在玻璃管內靠近1/4波片的一端，另一端安裝有毛細管，玻璃管外是鍍金管，鍍金管焊接在連接橋的內壁上；所述的準直器A的梯度透鏡同準直器B的梯度透鏡相對放置；所述的1/4波片主軸與輸入的線偏振光的偏振方向成45°；所述的左、右端蓋膠粘在外套的兩端上。
所述的線圓轉換器，其消光比＜0.5～0.1dB，插入損耗＜0.5dB，工作溫度範圍是-40℃～+85℃。
所述的線圓轉換器，其準直器A中的光纖可以是高雙折射光纖、單模光纖。
所述的線圓轉換器，其準直器B中的光纖可以是低雙折射光纖、圓雙折射光纖、單模光纖。
本實用新型轉換器結構簡單、緊湊；溫度性能穩定，可在-40℃～+85℃溫度範圍內工作。


圖1是本實用新型的剖視圖。
圖中 1.外套 2.準直器A3.準直器B 4.光纖5.光纖 6.1/4波片 7.磁環 8.連接橋 9.毛細管10.玻璃管11.鍍金管 12.梯度透鏡 13.梯度透鏡 14.毛細管15.玻璃管16.鍍金管 17.左端蓋18.右端蓋具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
請參見圖1所示，本實用新型的一種將注入的線偏振光轉換成圓偏振光的線圓轉換器，它利用微光學原理製作而成，它由外套1、準直器A2、準直器B3、1/4波片6、磁環7、連接橋8組成，連接橋8安裝在外套1內，從左至右連接橋8內安裝有準直器A2、磁環7、1/4波片6、準直器B3，磁環7同1/4波片6膠粘連接在一起，磁環7的另一面膠粘連接在準直器A2的梯度透鏡12上；所述的準直器A2由梯度透鏡12、毛細管9、玻璃管10、鍍金管11和光纖4構成，其光纖4安裝在毛細管9內，光纖4一端為斜8°的端面，端面上鍍有增透膜，鍍有增透膜的光纖端同梯度透鏡12相對放置，其梯度透鏡12安裝在玻璃管10內靠近磁環7的一端，玻璃管10的另一端安裝有毛細管9，玻璃管10外是鍍金管11，鍍金管11焊接在連接橋8的內壁上；所述的準直器B3由梯度透鏡13、毛細管14、玻璃管15、鍍金管16和光纖5構成，其光纖5安裝在毛細管14內，光纖5一端為斜8°的端面，端面上鍍有增透膜，鍍有增透膜的光纖端同梯度透鏡13相對放置，其梯度透鏡13安裝在玻璃管15內靠近1/4波片6的一端，另一端安裝有毛細管14，玻璃管15外是鍍金管16，鍍金管16焊接在連接橋8的內壁上；所述的準直器A2的梯度透鏡12同準直器B3的梯度透鏡13相對放置；所述的1/4波片6主軸與輸入的線偏振光的偏振方向成45°。
在實際使用中，當注入的線偏振光穿過準直器A2、磁環7、1/4波片6和準直器B3後，從輸入端的線偏振光經梯度透鏡12準直後成為空間平行光，經過1/4波片6後成為圓偏振光，再經過梯度透鏡13匯聚到輸出端光纖便是經轉換的圓偏振光。
本實用新型的微光學線圓轉換器，在加工製作上可先將磁環7和1/4波片6用膠連接，再將貼有1/4波片6的磁環7同準直器A2的梯狀透鏡12用膠固定在一起，準直器B3和套有磁環7的準直器A2在連接橋8內對準並用焊錫焊接在連接橋8上，在連接橋8外由外套1將其封裝，外套1與左端蓋17和右端蓋18用膠粘劑膠合，形成一個完整的器件。為了保證該器件的高性能要求，準直器A2和準直器B3為本發明人自製的器件。在本實用新型中，光纖與梯狀透鏡耦合可製成準直器，如果光纖為保偏光纖，則準直器叫保偏準直器，但保偏光纖中可有高雙折射光纖、低雙折射光纖、圓雙折射光纖；如果光纖為單模光纖，則準直器叫單模準直器。
本實用新型的轉換器體積小，一般可加工Φ5.5mm×40mm，其製作工藝簡單，易於批量化生產；並能在任何場合使用，其溫度性能穩定，可在-40℃～+85℃溫度範圍內工作，較佳工作溫度為-20℃～+50℃；經測試其消光比＜0.5～0.1dB，插入損耗＜0.5dB；該產品尤其適用於在全光纖傳感器中的應用。
權利要求1.一種微光學線圓轉換器，其特徵在於由外套(1)、準直器A(2)、準直器B(3)、1/4波片(6)、磁環(7)、連接橋(8)組成，連接橋(8)安裝在外套(1)內，從左至右連接橋(8)內安裝有準直器A(2)、磁環(7)、1/4波片(6)、準直器B(3)，磁環(7)同1/4波片(6)膠粘連接在一起，磁環(7)的另一面膠粘連接在準直器A(2)的梯度透鏡(12)上；所述的準直器A(2)由梯度透鏡(12)、毛細管(9)、玻璃管(10)、鍍金管(11)和光纖(4)構成，其光纖(4)安裝在毛細管(9)內，光纖(4)一端為斜8°的端面，端面上鍍有增透膜，鍍有增透膜的光纖端同梯度透鏡(12)相對放置，其梯度透鏡(12)安裝在玻璃管(10)內靠近磁環(7)的一端，玻璃管(10)的另一端安裝有毛細管(9)，玻璃管(10)外是鍍金管(11)，鍍金管(11)焊接在連接橋(8)的內壁上；所述的準直器B(3)由梯度透鏡(13)、毛細管(14)、玻璃管(15)、鍍金管(16)和光纖(5)構成，其光纖(5)安裝在毛細管(14)內，光纖(5)一端為斜8°的端面，端面上鍍有增透膜，鍍有增透膜的光纖端同梯度透鏡(13)相對放置，其梯度透鏡(13)安裝在玻璃管(15)內靠近1/4波片(6)的一端，玻璃管(15)的另一端安裝有毛細管(14)，玻璃管(15)外是鍍金管(16)，鍍金管(16)焊接在連接橋(8)的內壁上；所述的準直器A(2)的梯度透鏡(12)同準直器B(3)的梯度透鏡(13)相對放置；所述的1/4波片(6)主軸與輸入的線偏振光的偏振方向成45°；所述的左、右端蓋(17、18)膠粘在外套(1)的兩端上。
2.根據權利要求1所述的線圓轉換器，其特徵在於該線圓轉換器的消光比＜0.5～0.1dB。
3.根據權利要求1所述的線圓轉換器，其特徵在於該線圓轉換器的插入損耗＜0.5dB。
4.根據權利要求1所述的線圓轉換器，其特徵在於該線圓轉換器的工作溫度範圍是-40℃～+85℃。
5.根據權利要求1所述的線圓轉換器，其特徵在於該線圓轉換器的工作溫度範圍是-20℃～+50℃。
6.根據權利要求1所述的線圓轉換器，其特徵在於1/4波片(6)與準直器B(3)之間間距為2～3mm。
7.根據權利要求1所述的線圓轉換器，其特徵在於毛細管(9、14)直徑為2.5+0.2mm，其為玻璃材質。
8.根據權利要求1所述的線圓轉換器，其特徵在於準直器A(2)中的光纖(4)可以是高雙折射光纖、單模光纖。
9.根據權利要求1所述的線圓轉換器，其特徵在於準直器B(3)中的光纖(5)可以是低雙折射光纖、圓雙折射光纖、單模光纖。
專利摘要本實用新型公開了一種將注入的線偏振光轉換成圓偏振光的微光學線圓轉換器，它利用微光學原理製作而成，它由外套、準直器A、準直器B、1/4波片、磁環、連接橋組成，連接橋安裝在外套內，從左至右連接橋內安裝有準直器A、磁環、1/4波片、準直器B。該裝置經輸入端光纖中的線偏振光經梯度透鏡準直後成為空間平行光，經過1/4波片後成為圓偏振光，再經過梯度透鏡匯聚到輸出端光纖。本實用新型的裝置結構簡單、緊湊；溫度性能穩定，可在－40℃～+85℃溫度範圍內工作。
文檔編號G02B6/27GK2672672SQ200420003468
公開日2005年1月19日 申請日期2004年2月12日 優先權日2004年2月12日
發明者徐宏傑, 趙晶晶, 馮麗爽, 王夏霄, 唐清善, 張春熹 申請人:北京航空航天大學