CN109557617A - 可调滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可调滤波器，包括两个固定件、两个光纤连接器和压电陶瓷，固定件沿光路方向贯穿设置有安装通孔，光纤连接器包括连接壳体、纤芯和光纤插芯，光纤插芯固定设置在连接壳体上，纤芯沿光路方向地穿过连接壳体伸入光纤插芯中，连接壳体固定安装安装通孔内，压电陶瓷沿光路方向贯穿设置有容纳通孔，压电陶瓷沿光路方向地连接在固定件之间，安装通孔和容纳通孔依次连通，两个光纤插芯的出射端在容纳通孔内相对布置。通过将压电陶瓷连接在固定件之间，且将第一光纤插芯的出射端和第二光纤插芯的出射端在容纳通孔内相对布置，继而形成F－P谐振腔，而利用压电陶瓷的压电效应特性，实现对固定件之间的距离细微精确调节，使滤波器精确可调滤波。

Description

可调滤波器
技术领域
本发明涉及光学滤波器领域，尤其涉及一种可调滤波器。
背景技术
随着光纤光栅传感技术的发展和成熟，波长解调技术越来越受到人们的关注和重视。以可调谐光纤FP滤波器为基础的波长解调***，具有成本低，响应快，分辨率高等优点，得到了广泛的应用。而可调谐光纤FP滤波器作为整个***的核心器件，其性能优劣很大程度上决定了整个解调***的性能。在光通信***中，可调谐FP滤波器主要用于波分复用的解复用和信号解调等，滤波器己成为主流器件。另外，FP器件还可用作光纤放大器中的信号滤波器，在光纤激光器和频谱分析中也有重要的应用。与其他类型的可调谐光滤波器－声光滤波器、Mach－Zenhder滤波器、分布反馈布喇格激光可调谐滤波器相比，可调谐FP滤波器具有许多优点，如***损耗低、调谐速度快、可调谐范围广、精细度高和结构灵活，可制作成不同结构以满足不同自由光谱区的需求。
在可调谐光纤FP滤波器的实际应用中还存在许多问题与不足，如易受温度变化的影响，环境温度变化1摄氏度，往往会引起光纤FP滤波器波长至少几纳米的变化。现有技术中方案是采用一个密封空间安装制冷器或恒温器来实现温度控制，这样势必增加了结构的复杂性，难以实现小型化封装。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单且频域稳定调节的可调滤波器。
为了实现本发明的目的，本发明提供一种可调滤波器，包括第一固定件、第一光纤连接器、第二固定件、第二光纤连接器和压电陶瓷，第一固定件沿光路方向贯穿设置有第一安装通孔，第一光纤连接器包括第一连接壳体、第一纤芯和第一光纤插芯，第一光纤插芯固定设置在第一连接壳体上，第一纤芯沿光路方向地穿过第一连接壳体伸入第一光纤插芯中，第一连接壳体固定安装第一安装通孔内，第二固定件沿光路方向贯穿设置有第二安装通孔，第二光纤连接器包括第二连接壳体、第二纤芯和第二光纤插芯，第二光纤插芯固定设置在第二连接壳体上，第二纤芯沿光路方向地穿过第二连接壳体伸入第二光纤插芯中，第二连接壳体固定安装第二安装通孔内，压电陶瓷呈环形设置，压电陶瓷沿光路方向贯穿设置有容纳通孔，压电陶瓷沿光路方向地连接在第一固定件和第二固定件之间，第一安装通孔、容纳通孔和第二安装通孔依次连通，第一光纤插芯的出射端和第二光纤插芯的出射端在容纳通孔内相对布置。
由上述方案可见，通过将压电陶瓷连接在固定件之间，且将第一光纤插芯的出射端和第二光纤插芯的出射端在容纳通孔内相对布置，继而形成F－P谐振腔，而利用压电陶瓷的压电效应特性，实现对固定件之间的距离细微精确调节，从而实现光纤插芯的出射端间距的精确调节，利用精确的可调频域，使滤波器精确可调滤波。
更进一步的方案是，第一固定件在朝向第二固定件的第一端面设置有第一凸环，压电陶瓷的第一端与第一固定件的第一端面连接，第一凸环伸入容纳通孔内。
更进一步的方案是，第二固定件在朝向第一固定件的第二端面设置有第二凸环，压电陶瓷的第二端与第二固定件的第二端面连接，第二凸环伸入容纳通孔内。
更进一步的方案是，第一凸环与容纳通孔的内壁间隙配合。
更进一步的方案是，第二凸环与容纳通孔的内壁间隙配合。
由上可见，通过凸环对压电陶瓷的限位固定安装，在压电陶瓷形变时，固定件的移动是同轴沿轴向移动，继而保证滤波器器件的同轴度。
更进一步的方案是，第一安装通孔沿径向朝内设置有第一定位凸沿，第一光纤插芯穿过第一定位凸沿。
更进一步的方案是，第二安装通孔沿径向朝内设置有第二定位凸沿，第二光纤插芯穿过第二定位凸沿。
由上可见，通过定位凸沿对光纤插芯的定位，继而保证光纤插芯在相对时的同轴度，减低光损耗。
更进一步的方案是，第一固定件由钢、不锈钢或石英制成。
更进一步的方案是，第二固定件由钢、不锈钢或石英制成。
由上可见，固定件可采用热膨胀系数较低的材料制成，如钢、不锈钢或石英等，使得固定件的膨胀不受环境温度或工作温度影响，继而保证滤波精确和工作稳定性。
附图说明
图1是本发明可调滤波器第一实施例的结构图。
图2是本发明可调滤波器第一实施例的***图。
图3是本发明可调滤波器第一实施例的剖视图。
图4是本发明可调滤波器第二实施例的结构图。
图5是本发明可调滤波器第二实施例的***图。
图6是本发明可调滤波器第二实施例的剖视图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
可调滤波器第一实施例：
参照图1至图3，可调滤波器1包括第一固定件11、第一光纤连接器12、第二固定件13、第二光纤连接器14和压电陶瓷15，第一光纤连接器12包括第一连接壳体122、第一纤芯121和第一光纤插芯124，第一连接壳体122设置有安装槽123，第一光纤插芯124固定设置在第一连接壳体122的安装槽123上，第一光纤插芯124沿光路方向布置，第一光纤插芯124的轴向与光路方向平行，第一纤芯121沿光路方向地穿过第一连接壳体122伸入第一光纤插芯124中，第一纤芯121的端部延伸至第一光纤插芯124的出射端，第一纤芯121传输的信号光在第一光纤插芯124的出射端输出。
第一固定件11可由钢、不锈钢或石英制成，第一固定件11呈圆柱体设置，第一固定件11沿光路方向贯穿设置有第一安装通孔111和定位通孔114，第一安装通孔111沿径向朝内设置有环形的第一定位凸沿112，第一定位凸沿112位于第一安装通孔111和定位通孔114之间，第一安装通孔111设置有朝外的开口，定位通孔114朝向压电陶瓷15设置有开口，
第一固定件11在朝向第二固定件13的第一端面设置有第一凸环113，第一凸环113位于定位通孔114的外周，第一安装通孔111的直径大于和定位通孔114的直径，在第一凸环113的径向外侧，第一固定件11的第一端为平整的端面。第一连接壳体122固定安装第一安装通孔111内，第一光纤插芯124穿过第一定位凸沿112和定位通孔114伸入容纳通孔151内。
第二光纤连接器14包括第二连接壳体142、第二纤芯141和第二光纤插芯144，第二连接壳体142设置有安装槽143，第二光纤插芯144固定设置在第二连接壳体142的安装槽143上，第二光纤插芯144沿光路方向布置，第二光纤插芯144的轴向与光路方向平行，第二纤芯141沿光路方向地穿过第二连接壳体142伸入第二光纤插芯144中，第二纤芯141的端部延伸至第二光纤插芯144的出射端，第二纤芯141传输的信号光在第二光纤插芯144的出射端输出。
第二固定件13可由钢、不锈钢或石英制成，第二固定件13呈圆柱体设置，第二固定件13沿光路方向贯穿设置有第二安装通孔131和定位通孔134，第二安装通孔131沿径向朝内设置有环形的第二定位凸沿132，第二定位凸沿132位于第二安装通孔131和定位通孔134之间，第二安装通孔131设置有朝外的开口，定位通孔134朝向压电陶瓷15设置有开口，第二固定件13在朝向第一固定件11的第二端面设置有第二凸环133，第二凸环133位于定位通孔134的外周，第二安装通孔131的直径大于和定位通孔134的直径，在第二凸环133的径向外侧，第二固定件13的第二端为平整的端面。第二连接壳体122固定安装第二安装通孔131内，第二光纤插芯124穿过第二定位凸沿132和定位通孔134伸入容纳通孔151内。
压电陶瓷15呈环形设置，压电陶瓷15沿光路方向贯穿设置有容纳通孔151，压电陶瓷15沿光路方向地连接在第一固定件11的第一端面和第二固定件13的第二端面之间，第一凸环113伸入容纳通孔151内并与容纳通孔151的内壁间隙配合，第二凸环133伸入容纳通孔151内，并与容纳通孔151的内壁间隙配合。第一安装通孔111、定位通孔114、容纳通孔151、定位通孔134和第二安装通孔131依次连通，第一光纤插芯124的出射端和第二光纤插芯144的出射端在容纳通孔151内相对布置。第一光纤插芯124的出射端和第二光纤插芯144的出射端之间具有间隙，第一光纤插芯124的出射端和第二光纤插芯144的出射端之间形成F－P谐振腔。
通过在压电陶瓷15施加电压，使得压电陶瓷发生形变，其包括沿光路方向的形变，继而调节了第一固定件11和第二固定件13之间的距离，最终调节了第一光纤插芯124的出射端和第二光纤插芯144的出射端之间的距离，从而实现对滤波频带的细微精确调节。
由上可见，通过将压电陶瓷连接在固定件之间，且将第一光纤插芯的出射端和第二光纤插芯的出射端在容纳通孔内相对布置，继而形成F－P谐振腔，而利用压电陶瓷的压电效应特性，实现对固定件之间的距离细微精确调节，从而实现光纤插芯的出射端间距的精确调节，利用精确的可调频域，使滤波器精确可调滤波。通过凸环对压电陶瓷的限位固定安装，在压电陶瓷形变时，固定件的移动是同轴沿轴向移动，继而保证滤波器器件的同轴度。通过定位凸沿对光纤插芯的定位，继而保证光纤插芯在相对时的同轴度，减低光损耗。固定件可采用热膨胀系数较低的材料制成，如钢、不锈钢或石英等，使得固定件的膨胀不受环境温度或工作温度影响，继而保证滤波精确和工作稳定性。
可调滤波器第二实施例：
参照图4至图6，可调滤波器2包括第一固定件21、第一光纤连接器22、第二固定件23、第二光纤连接器24和压电陶瓷25，第一光纤连接器22包括连接壳体222、第一纤芯221和第一光纤插芯224，连接壳体222设置有安装槽223，第一光纤插芯224固定设置在连接壳体222的安装槽223上，第一光纤插芯224沿光路方向布置，第一光纤插芯224的轴向与光路方向平行，第一纤芯221沿光路方向地穿过连接壳体222伸入第一光纤插芯224中，第一纤芯221的端部延伸至第一光纤插芯224的出射端，第一纤芯221传输的信号光在第一光纤插芯224的出射端输出。
第一固定件21可由钢、不锈钢或石英制成，第一固定件21呈圆柱体设置，第一固定件21沿光路方向贯穿设置有第一安装通孔211和定位通孔224，第一安装通孔211沿径向朝内设置有环形的第一定位凸沿212，第一定位凸沿212位于第一安装通孔211和定位通孔214之间，第一安装通孔211设置有朝外的开口，定位通孔214朝向压电陶瓷25设置有开口，
第一固定件21在朝向第二固定件23的第一端面设置有第一凸环213，第一凸环213位于定位通孔214的外周，第一安装通孔211的直径大于和定位通孔214的直径，在第一凸环213的径向外侧，第一固定件21的第一端为平整的端面。连接壳体222固定安装第一安装通孔211内，第一光纤插芯224穿过第一定位凸沿212和定位通孔214伸入容纳通孔251内。
第二光纤连接器24包括连接环242、第二纤芯241和第二光纤插芯244，连接环242沿光路设置有定位孔，第二光纤插芯244沿光路方向布置，第二光纤插芯244穿过连接环242并与连接环242固定连接，第二纤芯沿光路方向伸入至第二光纤插芯中，第二纤芯241的端部延伸至第二光纤插芯244的出射端，第二纤芯241传输的信号光在第二光纤插芯244的出射端输出，第二安装通孔231的孔壁设置有内螺纹，连接环242的外表面设置有外螺纹，外螺纹与内螺纹配合，继而实现连接环螺纹配合地安装在第二安装通孔231内，使得连接环242可在第二安装通孔231内沿光路方向移动。
第二固定件23可由钢、不锈钢或石英制成，第二固定件23呈圆柱体设置，第二固定件23沿光路方向贯穿设置有第二安装通孔231和定位通孔234，第二安装通孔231沿径向朝内设置有环形的第二定位凸沿232，第二定位凸沿232位于第二安装通孔231和定位通孔234之间，第二安装通孔231设置有朝外的开口，定位通孔234朝向压电陶瓷25设置有开口，第二固定件23在朝向第一固定件21的第二端面设置有第二凸环233，第二凸环233位于定位通孔234的外周，第二安装通孔231的直径大于和定位通孔234的直径，在第二凸环233的径向外侧，第二固定件23的第二端为平整的端面。连接环242螺纹配合地安装在第二安装通孔231内，第二光纤插芯224穿过第二定位凸沿232和定位通孔234伸入容纳通孔251内。
压电陶瓷25呈环形设置，压电陶瓷25沿光路方向贯穿设置有容纳通孔251，压电陶瓷25沿光路方向地连接在第一固定件21的第一端面和第二固定件23的第二端面之间，第一凸环213伸入容纳通孔251内并与容纳通孔251的内壁间隙配合，第二凸环233伸入容纳通孔251内，并与容纳通孔251的内壁间隙配合。第一安装通孔211、定位通孔224、容纳通孔251、定位通孔234和第二安装通孔231依次连通，第一光纤插芯224的出射端和第二光纤插芯244的出射端在容纳通孔251内相对布置。第一光纤插芯224的出射端和第二光纤插芯244的出射端之间具有间隙，第一光纤插芯224的出射端和第二光纤插芯244的出射端之间形成F－P谐振腔。
首先可通过转动连接环242，使得第二光纤插芯241沿光路方向移动，继而实现第一光纤插芯224和第二光纤插芯244之间的间距，可实现较大范围的频段调节，并且，还能通过在压电陶瓷25施加电压，使得压电陶瓷发生形变，其包括沿光路方向的形变，继而调节了第一固定件21和第二固定件23之间的距离，最终调节了第一光纤插芯224的出射端和第二光纤插芯244的出射端之间的距离，从而实现对滤波频带的细微精确调节。
由上可见，通过将压电陶瓷连接在固定件之间，且将第一光纤插芯的出射端和第二光纤插芯的出射端在容纳通孔内相对布置，继而形成F－P谐振腔，而利用压电陶瓷的压电效应特性，实现对固定件之间的距离细微精确调节，另外还能够通过连接环的光路方向移动对光纤插芯间距调节，从而实现光纤插芯的出射端间距的大范围调节和细微精确调节，利用精确的可调频域，使滤波器的滤波可调范围大且精确高。

Claims (9)

1.可调滤波器，其特征在于，包括：
第一固定件，所述第一固定件沿光路方向贯穿设置有第一安装通孔；
第一光纤连接器，所述第一光纤连接器包括第一连接壳体、第一纤芯和第一光纤插芯，所述第一光纤插芯固定设置在所述第一连接壳体上，所述第一纤芯沿光路方向地穿过所述第一连接壳体伸入所述第一光纤插芯中，所述第一连接壳体固定安装所述第一安装通孔内；
第二固定件，所述第二固定件沿光路方向贯穿设置有第二安装通孔；
第二光纤连接器，所述第二光纤连接器包括第二连接壳体、第二纤芯和第二光纤插芯，所述第二光纤插芯固定设置在所述第二连接壳体上，所述第二纤芯沿光路方向地穿过所述第二连接壳体伸入所述第二光纤插芯中，所述第二连接壳体固定安装所述第二安装通孔内；
压电陶瓷，所述压电陶瓷呈环形设置，所述压电陶瓷沿光路方向贯穿设置有容纳通孔，所述压电陶瓷沿光路方向地连接在所述第一固定件和所述第二固定件之间，所述第一安装通孔、所述容纳通孔和所述第二安装通孔依次连通，所述第一光纤插芯的出射端和所述第二光纤插芯的出射端在所述容纳通孔内相对布置。
2.根据权利要求1所述的可调滤波器，其特征在于：
所述第一固定件在朝向所述第二固定件的第一端面设置有第一凸环，所述压电陶瓷的第一端与所述第一固定件的第一端面连接，所述第一凸环伸入所述容纳通孔内。
3.根据权利要求2所述的可调滤波器，其特征在于：
所述第二固定件在朝向所述第一固定件的第二端面设置有第二凸环，所述压电陶瓷的第二端与所述第二固定件的第二端面连接，所述第二凸环伸入所述容纳通孔内。
4.根据权利要求2所述的可调滤波器，其特征在于：
所述第一凸环与所述容纳通孔的内壁间隙配合。
5.根据权利要求3所述的可调滤波器，其特征在于：
所述第二凸环与所述容纳通孔的内壁间隙配合。
6.根据权利要求1所述的可调滤波器，其特征在于：
所述第一安装通孔沿径向朝内设置有第一定位凸沿，所述第一光纤插芯穿过所述第一定位凸沿。
7.根据权利要求6所述的可调滤波器，其特征在于：
所述第二安装通孔沿径向朝内设置有第二定位凸沿，所述第二光纤插芯穿过所述第二定位凸沿。
8.根据权利要求1至7任一项所述的可调滤波器，其特征在于：
所述第一固定件由钢、不锈钢或石英制成。
9.根据权利要求1至7任一项所述的可调滤波器，其特征在于：
所述第二固定件由钢、不锈钢或石英制成。
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