[实用新型]超声光纤光栅全光纤衰减器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全光纤衰减器，尤其涉及通过超声长周期光纤光栅形成的全光纤衰减器。

背景技术

随着光电子技术和光纤技术的发展，各种光电子系统不断进入工业和生活的应用领域中。在一些光纤光电子系统中，我们经常希望能够调节光纤中的光功率大小。而调节光功率的大小现有技术中多通过光衰减器实现。使用时，将光路切断，在其中插入一个光衰减器件来实现光功率衰减的目的。传统的光衰减器有声光衰减器，比如光纤脉冲激光器中常用的Q开关；还有电光衰减器 、磁光衰减器、机械滑动的光衰减片、气泡光衰减器、半导体光衰减器等。这些光衰减器各有特点，但是它们共同的缺点是都需要将光路切断，然后插入该光衰减器，这样会导致在插入光衰减器后光路产生不连续性。这种不连续性带来的后果是：（1）背向反射和无方向散射增强；（2）插入光损耗增加；（3）通常前后耦合处需要光准直器，加大了光器件的复杂度，降低了其稳定性。

因此如果光电系统中能够有一种不需要切断光纤就能够直接对其中的光功率进行衰减的方法和装置，将会对系统的调试、运行和维护起到积极的作用。申请号为201310140650.1、名称为“超声诱导长周期光纤光栅调Q脉冲和连续两用光纤激光器”公开了一种超声诱导长周期光纤光栅，其包括锯齿形金属板、压电陶瓷、射频电源等，当压电陶瓷通入直流电时，电致伸缩效应使得锯齿形金属板产生位移挤压光纤，在光纤中形成周期性的微弯成为长周期光纤光栅。即该申请中，光纤光栅是用两组齿状结构在超声的作用下从侧向机械挤压光纤，从而使得光纤发生周期性的形变而形成的。由于是机械齿状结构，致使光纤光栅的周期不可能太短，而且机械齿状结构会导致光纤的微损伤，长期可靠性和耐久性下降；同时，它的光纤光栅周期不可改变，且其光纤在不加超声的状态下，由于齿状结构对光纤的侧向压力，仍然会产生光损耗。

发明内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种在不切断光纤光路的情况下可以实现对光纤中光功率的衰减且保持衰减段光路的连续性的超声光纤光栅全光纤衰减器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种超声光纤光栅全光纤衰减器，它包括超声信号发生器、超声换能器、光纤绕盘、超声吸收器，所述的光纤绕盘用于将一定长度的光纤绕设在其上，所述的超声换能器放置于所述的光纤输入或输出端，所述的超声吸收器放置于所述的光纤的另一端，所述的超声信号发生器与所述的超声换能器相连接，通过调节所述的超声信号发生器的输出频率和幅度，以改变光纤芯径中传导模式的衰减幅度。

优化地，所述的超声换能器和超声吸收器均开设有凹槽，所述的光纤穿设在相应所述的凹槽中。

优化地，所述的超声信号发生器的输出频率为200～2000kHz，所述的超声信号发生器的输出电流幅度为0～2A。

优化地，所述的光纤绕盘的直径为3cm～8cm。

优化地，所述的光纤绕盘采用聚合物特氟龙材料制成。所述的超声换能器和超声吸收器采用磁致伸缩材料制成。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型在不切断光纤光路的情况下可以实现对光纤中光功率的衰减，保持衰减段光路的连续性，不引入附件的插入损耗和反射散射，光功率的衰减幅度可以调节，可以进行光功率的时变动态衰减，结构简单，稳定性较高，方便植入已有的光纤和光电子系统中。

附图说明

附图1为超声光纤光栅的全光纤衰减器结构示意图；

图2为本实用新型光纤在线的可变光功率衰减方法的结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例中光损耗与声波频率和强度的曲线示意图；

其中，1、超声换能器；2、超声信号发生器；3、光纤绕盘；4、光纤；5、超声吸收器；6、光纤应用系统；A、超声信号发生器输出强度为30mA；B、超声信号发生器输出强度为20mA。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示的超声光纤光栅全光纤衰减器，其包括超声波信号发生器2、超声换能器1、超声吸收器5以及光纤绕盘3。其中，光纤绕盘3采用有机聚合物特氟龙材料制作而成，其外周绕设有光纤4，光纤4的一端设置超声换能器1，另一端设置超声吸收器5。本实施例中，超声换能器4以及超声吸收器5由磁致伸缩材料制成，两者本体上分别开设有凹槽，光纤的两端分别穿设在凹槽中，并通过凝胶固定。超声波信号发生器2与超声换能器1相连接，用于产生超声信号。