一种激光功率精密调节方法以及激光功率精密调节器技术

本发明专利技术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。

A laser power precision adjustment method and laser power precision regulator

The invention discloses a laser power precise regulation method and a laser power precise regulator, which is based on the laser transmission mode in the fiber, the mode is to let the laser advance in the fiber, after contacting the fiber side wall, total reflection will occur, and continue to advance in the following cone angle direction; when the laser reaches the fiber end face, if the other A fiber is aligned with this fiber in a completely coaxial position close to zero distance. Lasers that can be emitted into the air will enter the other fiber with little loss. If another fiber is placed in a completely coaxial position at a certain distance, a certain loss attenuation can be obtained. Its core technology is based on the transmission mode of laser in the optical fiber, and a certain attenuation value can be obtained. The convenient insertion mode of the laser power precise regulator makes all the connectors and jumpers on the original optical fiber link need not be replaced, and the insertion loss of the adjustable attenuator itself is fixed, so the additional insertion loss error will not be introduced in the test.

【技术实现步骤摘要】
一种激光功率精密调节方法以及激光功率精密调节器
本专利技术涉及光纤传输
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。进一步的，衰减值的读取方式，预先对整机进行标定，测出光纤头调节位置与衰减值的对应关系，得到大量的数据并写入单片机中，当出现系统误差可以重新写入单片机来纠正，系统自身的插损值也会在标定时弥补消除。一种激光功率精密调节器，包括盒体，所述盒体设置有第一光纤固定架、第二光纤固定架、光纤和精密调节螺杆，所述光纤分成输入段和输出段，所述第一光纤固定架和第二光纤固定架之间平行的设置，所述第一光纤固定架上固定有输入段的接触端，所述第二光纤固定架上固定有输出段的接触端，所述输入段和输出段之间接触，并在两者之间套设有开口陶瓷套筒，所述输入段的另一端连接着输入适配器，所述输出段的另一端连接着输出接头，所述第一光纤固定架和第二光纤固定架之间设置有弹簧，并且其中一个为固定端，另一个为可移动端，所述精密调节螺杆设置在可移动端的一侧，用于调节第一光纤固定架和第二光纤固定架之间的距离。进一步的，所述盒体的顶部为透明。进一步的，所述精密调节螺杆上设置有刻度，且每转动一个刻度单位产生.微米位移。进一步的，所述光纤为LC光纤或SC光纤。进一步的，所述光纤设置有两路，其中一路为LC光纤，另一路为SC光纤。本专利技术的有益效果是：本专利技术激光功率精密调节器和调节方法采用了完全不同的调节方式，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。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术激光功率精密调节器的结构示意图。附图标记：1、盒体；2、第一光纤固定架；3、第二光纤固定架；4、精密调节螺杆；5、输入段；6、输出段；7、开口陶瓷套筒；8、输入适配器；9、输出接头；10、弹簧。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。如图1所示，一种激光功率精密调节器，包括盒体1，所述盒体1设置有第一光纤固定架2、第二光纤固定架3、光纤和精密调节螺杆4，所述光纤分成输入段5和输出段6，所述第一光纤固定架2和第二光纤固定架3之间平行的设置，所述第一光纤固定架2上固定有输入段5的接触端，所述第二光纤固定架3上固定有输出段6的接触端，所述输入段5和输出段6之间接触，并在两者之间套设有开口陶瓷套筒7，所述输入段5的另一端连接着输入适配器8，所述输出段6的另一端连接着输出接头9，所述第一光纤固定架2和第二光纤固定架3之间设置有弹簧10，并且其中一个为固定端，另一个为可移动端，所述精密调节螺杆4设置在可移动端的一侧，用于调节第一光纤固定架2和第二光纤固定架3之间的距离。本光功率精密调节器采用了完全不同的调节方式，其核心技术是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（单模）或50微米直径（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。因此，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。采用了目前光纤终端常用的LC和SC光纤接头形式。输入光纤原本直接接到终端上，现在将其插到适配器上，通过跳线转接到光纤头，图中两个光纤头固定架上各自固定一组光纤头，右端固定架用螺丝固定，左端固定架用精密调节螺杆和弹簧配合来调节位置，两组光纤头之间用开口陶瓷套筒保证同轴，仅改变距离。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。按照理论计算，9μm直径的单模光纤，按15°锥角发射出14微米距本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光功率精密调节方法，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一种激光功率精密调节方法，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述的一种激光功率精密调节方法，其特征在于：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。3.根据权利要求1所述的一种激光功率精密调节方法，其特征在于：衰减值的读取方式，预先对整机进行标定，测出光纤头调节位置与衰减值的对应关系，得到大量的数据并写入单片机中，当出现系统误差可以重新写入单片机来纠正，系统自身的插损值也会在标定时弥补消除。4.一种激光功率精密调节器，其特征在于：包括盒体（1），所述盒体（1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘寅龙，
申请(专利权)人：广州佳隆信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44