可调变光衰减器制造技术

本发明专利技术公开了一种可调变光衰减器，包含一玻璃套圈，具有一孔洞；光纤，设置于玻璃套圈的孔洞内；一透镜模块，具有一渐变折射率透镜以及一高反射镜，高反射镜接合于渐变折射率透镜的一端，与渐变折射率透镜相对固定，且渐变折射率透镜的另一端与玻璃套圈之间形成一固定距离的间距；以及一驱动装置，接合于透镜模块，用以控制透镜模块相对玻璃套圈进行相对运动。其中，驱动装置可为一压电致动装置，以压电方式控制透镜模块的动作。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可调变光衰减器，特别涉及一种将反射镜与渐变折射率透镜结合使用的可调变光衰减器。现有技术中的可调变光衰减器的形式很多，其常见的作法是改变可调变光衰减器的组成组件或其相对位置，使得光路径变化，从而导致光信号衰减的结果。举例而言，已知的美国编号US 6,130,984号专利案中公开的一种可调变光衰减器，利用一可调变滤波器(Variable filter)置于渐变折射率透镜(GRIN lens)与反射镜之间，当光线由光纤输入，经由渐变折射率透镜而通过滤波器时，可通过可调变滤波器的移动造成光信号衰减。然后，光线再由反射镜反射，以原路径回到输出光纤。另一已知的可调变光衰减器可见于美国编号US 6,285,504号专利案，其结构为将反射镜贴附于高热膨胀系数的弹性材料上，当温度变化时，高热膨胀系数的弹性材料会随之产生变形，造成反射镜的表面倾斜，使得光路径产生变化，从而导致光信号衰减。然而，上述已知的可调变光衰减器结构，必须增加可调变滤波器或弹性材料等结构。滤波器等装置其成本通常较高，且体积较大，对于微机电技术中所使用的可调变光衰减器而言较不合适。另外，弹性材料由于以温度的改变来进行光信号衰减的控制，且其膨胀系数高，对温度的变化敏感，因此必须严格控制可调变光衰减器使用环境的温度，在成本与使用环境的可变性上也较为不利。本专利技术公开了一种可调变光衰减器，包含一玻璃套圈，具有一孔洞；光纤，设置于玻璃套圈的孔洞内；一透镜模块，具有一渐变折射率透镜以及一高反射镜，高反射镜接合于渐变折射率透镜的一端，与渐变折射率透镜相对固定，且渐变折射率透镜的另一端与玻璃套圈之间形成一固定距离的间距；以及一驱动装置，接合于透镜模块，用以控制透镜模块相对玻璃套圈进行相对运动。本专利技术的可调变光衰减器中，驱动装置可为一压电致动装置，以压电方式控制透镜模块的动作，或是一微驱动装置，例如微动马达等，以适用于微机械电子技术中；同时，光纤可包括输入光纤和输出光纤。而且，透镜模块的动作可为三维空间任意方向组合的运动，例如由驱动装置控制透镜模块相对玻璃套圈在大体垂直光纤的方向上进行相对移动，或由驱动装置控制透镜模块相对玻璃套圈在大体平行光纤的方向上进行相对移动，以改变透镜模块与玻璃套圈之间的距离；也可由驱动装置控制透镜模块相对玻璃套圈进行一相对转动，以改变透镜模块与玻璃套圈之间的距离与角度。另外，高反射镜可为在渐变折射率透镜上所镀的高反射膜层，以简化制程与组装成本。图2为显示本专利技术一实施例的可调变光衰减器的示意图。图3为显示本专利技术另一实施例的可调变光衰减器的示意图。图4为显示本专利技术另一实施例的可调变光衰减器的示意图。图5为显示本专利技术一实施例的可调变光衰减器的光信号衰减结果示意图。图6为显示本专利技术另一实施例的可调变光衰减器的光信号衰减结果示意图。玻璃套圈100具有一孔洞，供输入光纤160与输出光纤170设置于玻璃套圈100的孔洞内，而构成双光纤引线(dual fiber pigtail)。渐变折射率透镜110与高反射镜130互相接合而相对固定，构成一透镜模块。更具体的说，在透镜模块中，高反射镜130接合固定于渐变折射率透镜110的一端，且渐变折射率透镜110的另一端与玻璃套圈100对应，两者之间形成一固定距离的间距，以便于进行相对运动。这样便构成可调变光衰减器的基本结构。透镜模块与玻璃套圈100的相对运动可为三维空间的任意移动或转动，通过驱动装置进行控制。同时，为使渐变折射率透镜110与高反射镜130互相接合而相对固定，可采用在渐变折射率透镜110上镀一高反射膜层的形态。由于高反射膜层镀于渐变折射率透镜110上，其接合良好，且可稳定固定于渐变折射率透镜110上，因此高反射膜层即可作为高反射镜130之用，这便简化了制程与组装，且降低了可调变光衰减器的成本。另外，驱动装置接合于透镜模块(即渐变折射率透镜110与高反射镜130)，用以控制透镜模块对玻璃套圈100进行相对运动。为得到经济、小型化而稳定的可调变光衰减器，驱动装置可使用压电致动装置(Piezoactuator)。有关驱动装置的设置可由图2至图4等三个实施例分别说明。图2所示的实施例中，驱动装置为堆栈压电致动(stack piezoactuator)200。堆栈压电致动器200接合于渐变折射率透镜110与高反射镜130的侧边，通过控制驱动电压，可使堆栈压电致动器200产生相对于玻璃套圈的横向移动，使得透镜模块(渐变折射率透镜110与高反射镜130)相对玻璃套圈100在横向，也就是大体垂直光纤160、170的方向上进行相对移动，这样便可达到衰减光信号的目的。同时，图2的堆栈压电致动器200产生大体垂直光纤160、170方向的位移，使得透镜模块(渐变折射率透镜110与高反射镜130)相对玻璃套圈100在横向产生相对移动；然而，本专利技术并未限定相对移动的方向，换言之，也可改变堆栈压电致动器200的位置，使得透镜模块相对玻璃套圈100产生平行于光纤160、170方向的相对移动，或其它方向的相对移动，其结果均可达到衰减光信号的目的。图3所示的另一实施例中，驱动装置为压电悬臂210。压电悬臂210接合于渐变折射率透镜110与高反射镜130的侧边，通过控制驱动电压，可使压电悬臂210进行上下圆弧状的摆动，从而使得透镜模块(渐变折射率透镜110与高反射镜130)相对玻璃套圈100同样产生上下圆弧状的摆动，也就是说，透镜模块相对玻璃套圈100进行一上下方向的相对转动。这样，透镜模块与玻璃套圈100之间的距离与角度产生改变，从而达到衰减光信号的目的。图4所示的另一实施例中，驱动装置为压电悬臂220。压电悬臂220与图3所示的压电悬臂210不同之处在于压电悬臂220接合于高反射镜130的后侧，而不直接接合于渐变折射率透镜110。由于高反射镜130与渐变折射率透镜110相对固定，通过控制驱动电压，压电悬臂220进行左右圆弧状的摆动，同样可带动透镜模块，而使得透镜模块(渐变折射率透镜110与高反射镜130)相对玻璃套圈100同样产生左右圆弧状的摆动，也就是说，透镜模块相对玻璃套圈100进行左右方向的相对转动。这样，透镜模块与玻璃套圈100之间的距离与角度同样会产生改变，从而达到衰减光信号的目的。本专利技术的可调变光衰减器，由于使用压电致动装置等较小型化且成本低的驱动装置来控制透镜模块相对玻璃套圈100进行相对运动，因此可使整体成本降低，体积减小，适用于微机械电子等技术之中。且由于压电材料等对热与温度的敏感性不是特别高，因此较已知使用高热膨胀系数的弹性材料驱动的做法性能更为稳定。图5与图6显示本专利技术两实施例中由堆栈压电致动器200控制透镜模块产生位移而造成的相对运动与衰减量(插入损耗)的关系图。其中，图5显示如图2所示的透镜模块(渐变折射率透镜110与高反射镜130)相对玻璃套圈100在横向，也就是大体垂直光纤160、170的方向上进行相对移动的情况；而图6则显示图4所示的透镜模块(渐变折射率透镜110与高反射镜130)相对玻璃套圈100在纵向偏摆，也就是大体平行光纤160、170的方向上且具有角度偏摆时进行相对移动的情况。通过这一结果，可根据所需光信号的衰减量，将不同方向的插入损耗结果加以组合，从而得到较佳的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调变光衰减器，其特征在于，包含：一玻璃套圈，具有一孔洞；光纤，设置于该玻璃套圈的孔洞内；一透镜模块，具有一渐变折射率透镜，以及一高反射镜，该高反射镜接合于该渐变折射率透镜的一端，与该渐变折射率透镜相对固定，且该渐变折射率透 镜的另一端与该玻璃套圈之间形成一固定距离的间距；以及一驱动装置，接合于该透镜模块，用以控制该透镜模块相对该玻璃套圈进行相对运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦铮，程仁宏，谢达理，
申请(专利权)人：波若威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]