專利名稱：機械式精密可調光纖延遲裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光通信技術領域的裝置，具體是一種機械式精密可調光纖延遲裝置。
背景技術：
光延遲技術是高速光通信系統(tǒng)(例如OTDM、 WDM系統(tǒng))、光纖傳感網絡、光纖千涉、高速光采樣技術、雷達系統(tǒng)、導航系統(tǒng)的重要組成技術。具體應用的場合有光纖干涉儀、光采樣時鐘生成器、光時分復用時間校準以及導航系統(tǒng)相位控制器等。具有固定間隔的可調光延遲技術，已經用于雷達系統(tǒng)，但這種技術的問題是不能對光信號的延遲進行連續(xù)微調，只能進行固定間隔的延遲調整；連
續(xù)可調的光延遲技術，已經實現(xiàn)空間光程連續(xù)可調，且類似產品已市場化，但是插入損耗較高，而且隨著延遲量的改變而改變，因此在應用中會造成不同延遲通道之間的功率不一致。同時由于需要空間光裝置，在接入系統(tǒng)時會帶來額外光程，另外，這種可調光延遲線需要高精度對準、精密導軌，成本較高。
通過對現(xiàn)有技術文獻進行檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?00810132976.9的中國專利中提到的光纖延伸器，這種技術基于電控的伸縮材料對光纖進行拉伸，實現(xiàn)連續(xù)可調光延遲。但需要外接電壓驅動等控制壓電激勵裝置，系統(tǒng)較為復雜，而且如果要達到較高精度對電壓線形控制的要求較高，存在二次精度轉換問題；同時斷電之后，光延遲量會隨著電控伸縮材料的回縮而消失，不能在無源條件下實現(xiàn)光延遲量的固化。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種機械式精密可調光纖延遲裝置，能夠簡單的利用螺桿的旋進與旋出實現(xiàn)光纖延遲的連續(xù)精密可調，精度直接由螺桿的螺距決定，不存在線性電壓控制精度等問題，且結構簡單，加工成本低。本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括半圓柱形結構一和半圓柱形結構二拼接的圓柱形結構，在半圓柱形結構一拼接面有兩個支撐桿以及一個通孔，在垂直于半圓柱形結構二拼接面的直徑方向有螺孔，螺孔與半圓柱形結構一的通孔對應，螺孔內設有螺紋套管，螺紋套管內設有螺桿，半圓柱形結構二拼接面上設有與支撐桿對應的兩個通孔，深度與支撐桿的長度相同。
所述的圓柱形結構的圓周的外緣有槽。用于纏繞光纖，纏繞的光纖與機械結構之間緊貼，光纖采用松套封裝，光纖的輸入輸出端用膠固定在一個半圓柱形結構的淺槽上，在光纖兩端有任意商用光纖連接頭(如SC/PC)作為輸入輸出接口。
所述螺紋套管的外壁螺紋與螺孔的螺紋契合，內壁螺紋與螺桿的螺紋契合。
所述內壁螺紋與螺桿的螺紋的螺距為小于0.2mm，通過螺桿的旋轉精密調整光纖拉伸量，從而精密控制延時。
所述半圓柱形結構一和半圓柱形結構二分別由金屬或者工程塑料制成。本發(fā)明基于光纖具有1%左右的彈性可拉伸性的原理，由于兩個半圓柱形結構已經被纏繞在外緣的光纖固定在一起，沒有外力是無法分開的，此時旋進螺桿，螺桿的一端會伸出螺紋套管的一端繼續(xù)進入半圓柱形結構一的通孔中，于是在螺桿的作用力下，兩半圓會被分開，分開的距離就是螺桿旋進的距離，此時設螺桿
的螺距為p，螺桿旋進的角度為^，那么兩半圓分開的距離<formula>formula see original document page 4</formula>
而纏繞的光纖會產生的形變?yōu)?br> 其中N為光纖纏繞的圈數，與螺桿旋進的距離成正比，即產生了相應的延時或者相位調整。如果需要程序控制延時的調整，可將螺桿于步進電機連接，從而可實現(xiàn)程序控制光纖延時或相位調整。
本發(fā)明的拉伸量控制在光纖的彈性拉伸范圍之內，所施加應力應滿足不影響光纖中信號傳輸特性。
基于以上技術特點，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1.釆用機械拉伸方式直接對光纖進 彈性微拉伸，能夠簡單的利用螺桿的旋進與旋出實現(xiàn)光纖延遲的連續(xù)精密可調，精度直接由螺桿的螺距決定，不存在線性電壓控制精度等問題。
2、 采用機械拉伸方式，不需要外接電壓驅動等控制壓電激勵裝置，系統(tǒng)較為簡單，光延遲量不會隨著電控伸縮材料的回縮而消失，能在無源條件下實現(xiàn)光延遲量的固化。
3、 半圓柱形結構用普通廉價金屬或者工程塑料等通過簡單加工即可實現(xiàn)，
因此成本極低，適合大量生產和應用。
4. 采用全光纖結構，插入損耗僅為連接頭的損耗，并且沒有插入損耗隨延遲量改變而改變的問題。
5. 可通過簡單地改變光纖纏繞的圈數改變可調光延遲線的延遲范圍，且可以直接接入光通信系統(tǒng)。


圖1為半圓柱形結構俯視圖(a、半圓柱形結構一，b、半圓柱形結構二)；
圖2為本發(fā)明實施例圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的實施例做詳細說明:本實施例在以本發(fā)明的技術方
案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
如圖l、 2所示，本實施例包括半圓柱形結構一1和半圓柱形結構二2拼接的圓柱形結構，在半圓柱形結構一 1拼接面有兩個支撐桿4以及一個通孔5，在垂直于半圓柱形結構二 2拼接面的直徑方向有螺孔3，螺孔3與半圓柱形結構一1的通孔5對應，螺孔3內設有螺紋套管11，螺紋套管ll內設有螺桿7，半圓柱形結構二 2拼接面上設有與支撐桿3對應的兩個通孔6，深度與支撐桿4的長度相同。
所述的圓柱形結構的圓周的外緣有槽。用于纏繞光纖8，纏繞的光纖8與圓柱形結構之間緊貼，光纖8采用松套封裝，光纖8的輸入輸出端用膠固定在一個半圓柱形結構的淺槽上，在光纖8兩端有任意商用光纖連接頭9 (如SC/PC)作為輸入輸出接口。
5所述螺紋套管11的外壁螺紋與螺孔3的螺紋契合，內壁螺紋與螺桿7的螺紋契合。所述內壁螺紋與螺桿7的螺紋的螺距為小于0.2mm，通過螺桿7的旋轉精密調整光纖拉伸量，從而精密控制延時。
所述半圓柱形結構一1和半圓柱形結構二2由金屬或者工程塑料制成。
在圖2中，將半圓柱形結構一1與半圓柱形結構二 2拼接在一起，就形成了一個圓柱形，將螺紋套管11旋入螺孔3中，然后將螺桿7旋入螺紋套管11中，螺桿7的前端無螺紋部分穿入裝置1中的通孔5，與支撐桿4共同形成三點固定，從而使兩半圓柱形機械結構牢固的拼接在一起。
此時，兩半圓柱形結構的圓周外緣上的槽結合成為了一個完整的圓周槽，將帶有松套的光纖8纏繞這個槽上，槽的寬度可根據纏繞光纖的圈數具體定制，纏繞光纖8時，光纖8與圓柱形結構之間應緊貼，使光纖8在圓柱形結構圓周外緣無法移動，再在半圓柱結構圓周上使用膠將光纖8兩端固定(光纖固定位置10)，從而利用光纖的應力將半圓柱形結構一1與半圓柱形結構二 2結合在一起。在光纖兩端有任意商用光纖連接頭9，光從固定在圓形裝置上的一個端口輸入，從另一個端口輸出，通過旋入半圓柱形結構二2的螺紋套管11以及旋入螺紋套管11中的螺桿7調節(jié)兩半圓柱形機構之間距離，控制光纖拉伸量，螺桿7的旋轉由手動調整或通過步迸電機等程控設備來控制，從而精密控制光纖的時延。
在上述過程中，光信號通過輸入光纖連接頭，從另一個光纖連接頭輸出，經過可調光延遲機械結構，實現(xiàn)光程的調整，本實施例可廣泛用于高速OTDM、WDM、高速光采樣系統(tǒng)，干涉型光纖傳感系統(tǒng)、實現(xiàn)光信號延遲或者相位的連續(xù)微調。
權利要求
1、一種機械式精密可調光延遲裝置，其特征在于包括半圓柱形結構一和半圓柱形結構二拼接的圓柱形結構，在半圓柱形結構一拼接面有兩個支撐桿以及一個通孔，在垂直于半圓柱形結構二拼接面的直徑方向有螺孔，螺孔與半圓柱形結構一的通孔對應，螺孔內設有螺紋套管，螺紋套管內設有螺桿，半圓柱形結構二拼接面上設有與支撐桿對應的兩個通孔，深度與支撐桿的長度相同。
2、 根據權利要求1所述的機械式精密可調光延遲裝置，其特征是，所述的圓柱形結構的圓周的外緣有槽。
3、 根據權利要求1所述的機械式精密可調光延遲裝置，其特征是，所述螺紋套管的外壁螺紋與螺孔的螺紋契合，內壁螺紋與螺桿的螺紋契合。
4、 根據權利要求3所述的機械式精密可調光延遲裝置，其特征是，所述內壁螺紋與螺桿的螺紋的螺距為小于0.2mm。
5、 根據權利要求1所述的機械式精密可調光延遲裝置，其特征是，所述半圓柱形機構一和半圓柱形機構二由金屬或者工程塑料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機械式精密可調光延遲裝置，包括半圓柱形結構一和半圓柱形結構二拼接的圓柱形結構，在半圓柱形結構一拼接面有兩個支撐桿以及一個通孔，在垂直于半圓柱形結構二拼接面的直徑方向有螺孔，螺孔與半圓柱形結構一的通孔對應，螺孔內設有螺紋套管，螺紋套管內設有螺桿，半圓柱形結構二拼接面上設有與支撐桿對應的兩個通孔，深度與支撐桿的長度相同。采用螺距的微量位移精密微調光纖的彈性拉伸量，可對光信號的延遲進行連續(xù)調整，全機械結構，操作簡單方便，成本低，可進行大規(guī)模生產與使用。無空間光路，全光纖結構，插入損耗低，只有光纖輸入輸出連接頭的損耗，且損耗不隨延時量的調整而改變。
文檔編號G02F1/01GK101561564SQ200910050780
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權日2009年5月7日
發(fā)明者吳龜靈, 銘 李, 李新碗, 攀 郭, 陳建平 申請人:上海交通大學