[发明专利]一种电调谐光衰减器

说明书

技术领域

本发明涉及一种新颖的电调谐光衰减器结构，属于光通信、光电传感和光信息处理器件的技术领域。

背景技术

电控可调光衰减器是光通信系统中的重要无源器件之一，它广泛应用于密集波分复用(DWDM)各信道的光功率均衡和调整经光纤放大器放大后的光信号等。也可用于模拟光纤长距离传输、传输系统的动态检测等。近年来利用微机械技术制造的微光机电系统可调光衰减器具有体积小、重量轻、能耗小等优点，开辟了光衰减器设计及生产的新方法。一般的可调光衰减器不能实现衰减量精确调节并锁定在特定值，而且通常为衰减片与步进电机联合型，通过微型步进电机控制连续渐变衰减片旋转或平移来达到数字化可调光衰减量。但该类设计受限于步进电机成本高，体积较大，难以集成于日益缩小的光通讯模块中；而且其核心部件之一的连续渐变衰减片，镀膜工艺要求高，目前国内尚不能生产。

而基于电润湿效应的变焦微透镜可以改变微光学系统的光通量和视场性能，具有良好的操控性和适应性，作为取代传统透镜可应用于光学开关和光互连、三维光存储、静态数码相机和医学内窥镜等系统。现有的研究和应用集中于单透镜变焦成像技术，比较典型的如荷兰Philips公司发布的FluidFocus和法国Varioptic公司发布的小型液体变焦透镜，这些透镜的变焦是利用电控方法通过改变液体的界面曲率进而调节焦距。这种技术采用了流动的液体作为变焦的透镜组件，相对目前的机械变焦方式将有很多的优势之处。但现有的研究和应用集中于单透镜变焦成像技术，对于应用于光通信领域的连接器件涉及很少。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提出一种新颖的电调谐光衰减器结构，解决光衰减器的电控调谐问题。具有重要的技术价值。本发明设计的光衰减器件具有结构简单、容易制作、成本低廉等优点。

技术方案：本发明的电调谐光衰减器以具有圆柱状通孔的精密套管为主体，精密套管位于左连接器管脚和右连接器管脚之间，上述三者之间的空隙形成透镜腔，用于存储液体透镜材料；透镜腔内放置三种互不相溶的液体即第一低折射率流体、高折射率绝缘流体和第二低折射率流体，这三种液体构成双透镜介质，第一低折射率流体、第二低折射率流体中的一种或两种为导电流体；套管采用导电材料制作并作为一个电极，另一个或两个电极则是用导电材料制作的左连接器管脚和右连接器管脚。

所述的套管的内侧设有绝缘层，绝缘层与流体接触的内侧设有疏水层。

精密套管一侧开有三个注液小孔分别用于三种流体的注入。左、右连接器管脚中空为输入光纤、输出光纤的插入口，插入口与流体接触处用密封玻璃密封防止流体泄漏。所述的左连接器管脚和右连接器管脚的中孔中设有粘胶。

具体制作时，选定特定的折射率的绝缘流体和导电流体，计算好体积配比方案，使入射光纤的接触端面中心位于第一液体透镜的焦点附近，出射光纤的接触端面中心位于第二液体透镜的焦点附近。当套管与左连接器管脚或右连接器管脚之间加上电压后，导电流体与侧壁之间的界面张力因电润湿效应的作用而降低，从而改变液体界面的形状，实现透镜焦距的调谐，进而实现光纤耦合光强的调控，达到光的衰减控制目的。

有益效果：根据以上叙述可知，本发明具有如下特点：

本发明将微透镜变焦技术与现代光通信技术相结合，设计了一种新颖的电控调谐的光衰减器件，由于未使用电机等复杂器件使得制作成本、生产工艺大大降低，具有重要的技术价值和经济价值，将会在光通信和光信息处理领域得到广泛的应用。

创新之处在于：将液体变焦透镜应用于光连接器件之中，实现了光衰减器的电控调谐。这种新颖的光衰减器将会在光通信领域和光信息处理领域中得到广泛的应用。

附图说明

图1是电调谐光衰减器结构示意图。图中有：精密套管1、左连接器管脚2、第一低折射率流体3、高折射率绝缘流体4、第二低折射率导电流体5、密封玻璃6、绝缘层7、疏水层8、输入光纤9、输出光纤10、粘胶11、右连接器管脚12、流体注入孔13。

图2是电调谐光衰减器工作原理示意图。

图3是一种套管的设计图。

具体实施方式