[发明专利]一种激光功率精密调节方法以及激光功率精密调节器

说明书

本发明公开了一种激光功率精密调节方法以及激光功率精密调节器，基于激光在光纤里的传输模式，这种模式是让激光在光纤里前进，接触光纤侧壁后会发生全反射，继续以下一个锥角方向前进；当激光到达光纤端面时，若另一根光纤以完全同轴且距离接近0的位置与此光纤对正，发射到空气中能够的激光会几乎没有损耗地进入另一根光纤，而若以完全同轴且保持一定距离的位置去放置另一根光纤，则可以得到一定损耗的衰减值。其核心技术是基于激光在光纤里的传输模式，可以得到一定损耗的衰减值。使用该激光功率精密调节器方便的接插方式使得原有的光纤链路上所有接头、跳线都不需倒换，而可调衰减器自身的插损是固定的，因此测试中不会引入额外的插损误差。

技术领域

本发明涉及光纤传输技术领域，尤其涉及一种激光功率精密调节方法以及激光功率精密调节器。

背景技术

激光作为一种长距离、高带宽、低失真的传输信号，广泛用于光纤传输领域，在数据传输方面非常重要。而在科研、生产调试、工程应用等方面，往往需要对激光信号强度进行调节后再接入到设备中，主要有以下几个原因：1、激光发射后进入光纤传输，其强度可以应对光纤中的衰减，到达应用终端的信号强度足以被终端探测并转化为电信号，但每个应用案例的传输距离都不同，距离缩短则进入终端的信号强度偏大，这会影响到终端的工作状态及寿命，需要适当降低；2、生产调试过程中需要测试终端对不同强度信号的适应能力及监控精度，需要将激光信号调节到不同强度来收集测试结果；3、产品开发过程中的测试需要对终端的许多指标进行测试，这些指标的测试离不开准确而丰富的输入信号，这也依赖于精密连续调节技术。

目前行业内主要有三种调节器件或设备：1、固定光衰：只能将激光功率衰减一个固定值，误差很大，往往需要多个固定光衰串联来实现更大的衰减值，这只能大致调节到目标值附近，基本满足终端的工作条件，不能用于精密测试；2、机械式可调光衰：在光纤传输路径上增加一个可吸收激光的半透明介质，通过机械旋钮改变激光通过介质的路线长度，从而得到不同的衰减值。这种调节方式的衰减值不是线性均匀变化的，旋钮刻度只能粗略估计，实际衰减值需要外接光功率计来读取。为了兼顾控制精度和控制量程，单位长度介质的衰减值较小，而介质尺寸调节范围很大，这导致设备尺寸较大。此外，由于测试光功率的光纤路径与实际工作的光纤路径不同，插损不一致导致数据不准确，路径倒换效率也低，现有设备的光接口形式与终端接口形式不同也导致使用很不方便；3、程控光衰：在机械式可调光衰上增加了内置光功率计来读取和显示衰减值，并编程控制激光通过介质的路线长度，用步进电机来精密调节，用户只需按键输入所需的衰减值。这种光衰方便了用户，但尺寸大的问题更加剧了，且成本更高，保养维护更困难，且需预先设定内置光功率计的波长，因为激光探测器的功率读数与波长相关。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光功率精密调节器，该调节器具备调节精度高、成本低、原理可靠、可自我校准、重复性好、与激光波长无关、功能扩展潜力大等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种激光功率精密调节方法，基于激光在光纤里的传输模式，这种模式是让激光在15°的锥角在9微米直径的单模光纤或50微米直径的多模光纤里前进，接触光纤侧壁后会发生全反射，继续以下一个锥角方向前进，超过15°的激光不会全反射而会进入外围反射层里面消耗掉；

当激光到达光纤端面时，会以15°锥角发射到空气中，若另一根光纤以完全同轴且距离接近0的位置与此光纤对正，发射到空气中能够的激光会几乎没有损耗地进入另一根光纤，而若以完全同轴且保持一定距离的位置去放置另一根光纤，则可以得到一定损耗的衰减值。

进一步的，9微米直径的单模光纤，按15°锥角发射出14微米距离后，光斑截面积会增大1倍，此时只有一半的光进入对面的光纤头，相当于3dB的衰减，每产生0.7微米位移，相当于0.15dB的衰减，当两个光纤头端面的距离越大，调节精度也会逐步增加。