[发明专利]拉伸式光纤延时器

说明书

技术领域

本发明涉及应用光纤通信，光电子，以及其他一切应用到光纤传输，光纤传感，光谱测量的领域，特别是指一种拉伸式光纤延时器。

背景技术

在光通信、光传感和光谱测量技术领域中，广泛使用光纤作为光信号收集和传输媒介。在利用光纤传输和测量的过程中，很多情况下，需要调节传输光的相位或延时，以达到相位的匹配和特定的相干需要。

改变光纤的温度，长度，或使光纤扭曲，都可以使传输光的相位发生改变。其中扭曲光纤和改变光纤的长度均可以使传输光的相位显著改变。相比于扭曲光纤，改变光纤长度的延时效果更明显，可操纵性更强，更适合定量的调节。本发明采用的是通过对光纤长度的微调来调节传输光的相位和延时。

对于一段固定长度光纤中传输的单色光，波长为λ，速度为v＝c/n，其中c为真空中光速，n为光纤的折射率。如果光纤通过某周方式伸长Δl，则延时τ＝Δl/v，相位改变Δφ＝Δl/λ×2π。可见，通过调节光纤的伸长Δl，即可以轻松调节相位，满足一些相干性实验，又可以精细的改变传输延时，完成有关调制信号的实验。

发明内容

(一)要解决的技术问题

作为一种新的光纤延时、相位调节器，本发明采用改变光纤长度的方法，设计一种紧密的结构，利用压电陶瓷和微调架在较小的空间达到对光纤延时、相位的定量微调。同时，本发明在设计该结构时还考虑到了光纤拉伸后的应力释放问题。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供一种拉伸式光纤延时器，其特征在于，包括：

一个长方体金属外壳，具有前、后、两侧和底面五个面，长端的一面安装两个法兰盘，长端两侧面的1/4处对称位置开两个长方形小孔；

两个压电陶瓷微调架，固定在金属外壳长端两侧面的两个长方形小孔外侧，该两个压电陶瓷微调架可以同时调整，以保证光纤所受拉力均匀；

一第一轴杆，两头穿过金属外壳两侧的长方形小孔，与两个压电陶瓷微调架相接，该第一轴杆可以在压电陶瓷微调架的控制下，水平调整；

一第二轴杆，两头固定在金属外壳内两侧面的3/4处；

多个圆盘，分别穿置于第一轴杆和第二轴杆上，该多个圆盘可以在第一轴杆和第二轴杆上自由转动；

一光纤，以自然绷紧状态依序缠绕在第一轴杆和第二轴杆上的多个圆盘上，该光纤的两引出端由压块固定于金属外壳内侧壁，该光纤的两头端与金属外壳上的两个法兰盘连接。

其中第一轴杆和第二轴杆与多个圆盘之间安装有轴承。

其中压块与金属外壳之间的光纤由软质材料包裹。

其中多个圆盘的外圆面上开有一道半圆型凹槽，保证光纤不会滑离圆盘。

其中多个圆盘的数量为10-20个。

其中在金属外壳的上面盖有一透明盖体。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：利用两个压电陶瓷微调架同时精确控制拉动轴杆，使轴杆带动圆盘整体移动，可以使调节精度达到很高，且光纤受力均匀。由于每个圆盘都设计有轴承结构，在拉伸光纤的过程中，每个圆盘都可以根据自己被光纤拉伸时受到的应力的不同，独立旋转，释放应力。使整个光纤被均匀的拉伸。每个圆盘边缘中心都有一半圆形凹槽，有利于光纤的自由滑动和应力的释放。

假设微调架调节的长度是l，每个轴杆上有k个圆盘，则光纤伸长为2kl，相位改变4πkl/λ，时间延时为2knl/c。如果微调架的最小调节精度是是σ，金属外壳上的长圆形孔槽长为L。时间延时的调节精度为2nkσ/c，最大延时为2nkL/c。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图对本发明作进一步说明，其中：

图1是本发明拉伸式光纤延时器的的俯视剖面图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下参照附图，对本发明进一步详细说明。