可调光学滤波器的制作方法

1.本技术涉及光学滤波技术领域，特别涉及一种可调光学滤波器。


背景技术：

2.传统的可调滤波器上如cn202182973u所示，其包括信号输入端、信号输出端、聚焦元件、光栅，沿光路设置有输入、输出准直器、第一光栅、第一反射镜、扩束元件、第二光栅以及第二反射镜。第一反射镜为可转动的反射镜，通过可转动的反射镜改变第一光栅和第二光栅的入射角实现波长选择。这种可调滤波器的构件复杂，并且光路弯折，从而为制造及装配带来了诸多不便。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本技术提供一种结构简单，便于调节装配的可调光学滤波器。
4.一种可调光学滤波器，其包括有前后依次设置的一双芯光纤准直器、一第一棱镜、一透射式光栅、一第二棱镜和一可调反射镜；所述双芯光纤准直器与所述可调反射镜均沿所述可调光学滤波器的轴线布置；
5.所述双芯光纤准直器用于对由一输入尾纤输入的光信号进行准直处理并输出沿所述轴线前进的准直光束；
6.所述第一棱镜用于将所述准直光束偏折为与所述轴线成第一夹角的光束；
7.所述透射式光栅用于对所述第一棱镜输出的光束进行分光；
8.所述第二棱镜用于将所述透射式光栅输出的光束偏折为继续沿所述轴线前进；
9.所述可调反射镜用于反射所述第二棱镜向前输出的光束，使所述光束向后返回至所述双芯光纤准直器，并经由所述双芯光纤准直器的一输出尾纤向外输出；工作时，可以通过调节所述可调反射镜的反射角从而输出不同波长的光束，实现可调滤波功能。
10.在其中一实施方式中，所述双芯光纤准直器、所述第一棱镜、所述透射式光栅、所述第二棱镜和所述可调反射镜都排布在所述轴线上。
11.在其中一实施方式中，所述第一棱镜的朝向所述透射式光栅的表面与所述第二棱镜的朝向所述透射式光栅的表面均垂直于所述轴线。
12.在其中一实施方式中，所述第一棱镜的横截面与所述第二棱镜的横截面均为等腰三角形。
13.在其中一实施方式中，所述第一棱镜的顶角与所述第二棱镜的顶角位于所述轴线的同一侧。
14.在其中一实施方式中，所述可调光学滤波器为直线型，所述轴线是笔直延伸的直线，该第一夹角为43度至51度之间。
15.在其中一实施方式中，所述双芯光纤准直器安装于一第一封装管内，所述第一棱镜、所述透射式光栅以及所述第二棱镜收容于一第二封装管内，并且所述第二封装管的一
端贴接至所述第一封装管，所述可调反射镜贴接至所述第二封装管的另一端。
16.在其中一实施方式中，所述第二封装管是一偏心玻璃管。
17.在其中一实施方式中，还包括一载板，所述载板的一侧面固定于所述第二封装管，所述第一棱镜、所述透射式光栅以及所述第二棱镜固定于所述载板的另一侧面。
18.在其中一实施方式中，所述可调反射镜设于一基座上，所述可调反射镜为一微机电反射镜。
19.由上述技术方案可知，本技术至少具有如下优点和积极效果：
20.本技术提供了一种可调光学滤波器，这种可调光学滤波器的构件较为简单，并且双芯光纤准直器与可调反射镜均沿可调光学滤波器的轴线布置，呈直线型设计，具有体积小，容易制造调节的优点。
附图说明
21.图1为本技术的一较佳实施方式的可调光学滤波器的立体图；
22.图2为根据图1所示的可调光学滤波器的剖视图；
23.图3为根据图1所示的可调光学滤波器的光路图；
24.图4为根据图1所示的可调光学滤波器另一角度的剖视图；
25.图5为图1所示的可调光学滤波器的另一角度的光路示意图。
26.附图标记说明如下：10、可调光学滤波器；11、双芯光纤准直器；111、输入尾纤；112、输出尾纤；113、双孔管；114、准直透镜；12、第一棱镜；121、入射面；122、第一表面；13、透射式光栅；14、第二棱镜；141、第二表面；15、可调反射镜组件；151、可调反射镜；152、基座；153、第三封装管；16、第一封装管；17、第二封装管；18、载板；21、22、23、24、光束。
具体实施方式
27.体现本技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本技术。
28.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
30.参照图1及图2，本技术的较佳实施例提供一种可调光学滤波器。该可调光学滤波器10包括有前后依次设置的一双芯光纤准直器11、一第一棱镜12、一透射式光栅13、一第二棱镜14和一可调反射镜151。其中输入的光信号进入双芯光纤准直器11，变成准直光束，经第一棱镜12偏折，再被透射式光栅13色散分光，再经第二棱镜14偏折，入射至可调反射镜151，只有满足可调反射镜151的反射角条件的光信号才能沿原路返回至双芯光纤准直器11。
31.在上述可调光学滤波器10内，双芯光纤准直器11与可调反射镜均沿可调光学滤波器10的轴线l布置。双芯光纤准直器11的光轴、透射式光栅13的光轴及可调反射镜151的光轴相互重合或平行，该可调光学滤波器10的外观形状呈直线形。相对于传统的可调光学滤波器而言，本实施方式的可调光学滤波器10各个光学元件均沿该可调光学滤波器的轴线l布置，呈直线型分布，具有较小的体积并便于组装调试。其中值得一提的是本技术所说的光学元件沿轴线l布置并不是指各个光学元件沿轴线l上下对称地分布，而是指各个光学元件大体上是排布在轴线l上，但是各个光学元件可以根据实际需要垂直于轴线l向上或是向下偏移一较小的距离。
32.具体在本实施方式中，双芯光纤准直器11包括一输入尾纤111、一输出尾纤112、一双孔管113和一准直透镜114。其中输入尾纤111用于输入具有多个不同波长的光信号。输出尾纤112用于输出具有所需要波长的光信号。双孔管113用于固定该输入尾纤111及该输出尾纤112。其中该输入尾纤111及该输出尾纤112的端面较佳位于准直透镜114的前焦平面，此时整个光学系统的损耗将降到最小。
33.该双芯光纤准直器11用于对由输入尾纤111输入的光信号进行准直处理并输出沿轴线l前进的一准直光束21。其中值得一提的是本较佳实施例中的准直光束21是以平行于轴线l前进来进行说明，而在其它可能的实施例中准直光束21可以是与轴线l具有一很小的夹角，例如3度以内。
34.该双芯光纤准直器11较佳安装于一第一封装管16内。具体地，准直透镜114收容于第一封装管16内。该双孔管113的前端与第一封装管16密封连接。其中第一封装管16可以为玻璃管或塑胶管。双芯光纤准直器11的轴线与该第一封装管16的轴线较佳是位于同一直线。
35.如图3所示，该第一棱镜12用于将准直光束21的前进路径进行偏折，准直光束21从该第一棱镜12的靠后的一侧面入射，从靠前的另一侧面出射，使沿轴线前进的准直光束21偏折为与轴线l成第一夹角b的光束22，其中该第一夹角b较佳为43度至51度之间。该第一棱镜12的横截面的形状较佳为等腰三角形。该等腰三角形的一侧腰靠近该双芯光纤准直器11，而另一侧腰靠近该透射式光栅13。其中，靠近该双芯光纤准直器11的侧腰为第一棱镜12的入射面121，靠近该透射式光栅13的另一侧腰为第一棱镜12的出射面(第一表面122)。该准直光束21从该入射面121入射，从该第一表面122出射，其中该第一表面122较佳与轴线l垂直。
36.请同时参阅图3，具体在本实施方式中，准直光束21平行于该可调光学滤波器10的轴线l。因此，准直光束21在入射面121上的入射角a大小等于第一棱镜12的顶角大小。准直光束21的入射角a较佳为45度至55度之间。因此，第一棱镜12的顶角大小也较佳设置为45度至55度之间。
37.第一棱镜12较佳镀上一层增透膜(图未示)来减小光能的损耗。增透膜可以增强光线的透射率。
38.透射式光栅13用于对第一棱镜12输出的光束22进行分光。光束22朝向透射式光栅13入射，穿过透射式光栅13透射出一光束23。其中光束23是已经被分解为多束不同波长的光束。
39.第二棱镜14的横截面的形状较佳为等腰三角形。第二棱镜14的顶角与第一棱镜12的顶角较佳是位于轴线l的同一侧(从图3来看是轴线l的上侧)。第二棱镜14也可以通过镀制增透膜来减小光能的损耗。
40.第二棱镜14靠近透射式光栅13的一侧面为第二表面141，第二表面141垂直于轴线l方向。穿过透射式光栅13的光束23入射至第二棱镜14，该入射光束23较佳以43度至51度之间的入射角入射至第二棱镜14。该第二棱镜14将透射式光栅13输出的光束23偏折为继续沿轴线l向前传播的光束24。
41.由于第二表面141垂直于轴线l方向。光束24平行于轴线l方向传播。因此，光束24的出射角大小d等于第二棱镜14的顶角大小。具体在本实施方式中，光束24的出射角d大小较佳为61度至73度之间，则第二棱镜14的顶角较佳也为61度至73度之间。
42.因此，光束21依次经过第一棱镜12、透射式光栅13、第二棱镜14，光束21的传播方向基本上没有发生改变，只是使光束24的出射位置发生改变，并使光束24发生色散。因此，第一棱镜12、透射式光栅13及第二棱镜14组成为一色散组件。
43.第一棱镜12、透射式光栅13以及第二棱镜14较佳收容于一第二封装管17内，从而固定其各色散组件之间的相对位置。
44.请参阅图4，上述可调光学滤波器较佳还包括一载板18。其中第一棱镜12、透射式光栅13以及第二棱镜14固定于载板18的上侧面。该载板18的下侧面则固定于第二封装管17，为第一棱镜12、透射式光栅13以及第二棱镜14提供一稳固安装的平面，从而在组装时可以先将该第一棱镜12、透射式光栅13以及第二棱镜14一体固定到该载板18上，然后再将载板18前后定位固定于第二封装管17，便于组装及准确对位。
45.第一封装管16与第二封装管17均为沿轴向l延伸。具体地，该第二封装管17较佳是一偏心玻璃管，当在组装时如果发现需要调节色散组件的光轴位置，通过旋转该第二封装管17即可方便地进行调节色散组件与准直透镜114之间的相对位置，实现对色散组件的光轴位置进行调试的目的。
46.第一封装管16的后端与第二封装管17的前端密封连接在一起。第二封装管17的直径较佳大于第一封装管16的直径，并且，第二封装管17的厚度也较佳大于第一封装管16的厚度，可以保证第一封装管16的后端能够与第二封装管17的前端贴接地密封连接在一起，防止外界的灰尘进入其中。
47.该可调反射镜组件15较佳为一微机电反射镜mems(micro electro mechanical systems)，其包括一可调反射镜151、一基座152及一第三封装管153。该可调反射镜151及该基座152密封安装于第三封装管153内。
48.该可调反射镜151设于基座152上，通过调节可调反射镜151的转角，从而可以改变反射光的传播方向。请参阅图5，可调反射镜151可以按图5示意的发生转动，相应的可以改变入射光线的反射角，从而可以选择使具有一特定波长的光线被反射，返向经过第二棱镜
14、透射式光栅13、第一棱镜12、准直透镜114进入该输出尾纤112，并通过该输出尾纤112向外输出从而达到滤波的功能。
49.该可调反射镜组件15的基座152水平对准上述色散组件，第三封装管153水平地贴接至第二封装管17远离第一封装管16的另一端(即前端)。第一封装管16、第二封装管17及第三封装管153呈同轴、阶梯状依次排列设置。
50.如图2-4所示，所述双芯光纤准直器114、所述第一棱镜12、所述透射式光栅13、所述第二棱镜14和所述可调反射镜151大致成一直线地排布在可调光学滤波器10的轴线l上，从而使得上述可调光学滤波器10的结构形式可以为直线形，并且组件更为简洁，实现工艺更为简单。并且，双芯光纤准直器11与可调反射镜151的轴线大体上对准，则在进行角度调节的时候，调节维度较小，方便调节。
51.并且，双芯光纤准直器11可以先封装于第一封装管16内。色散组件也可以先封装于第二封装管17内。因此，双芯光纤准直器11与色散组件可以先分离制作完成之后，再通过简单调节后将第一封装管16与第二封装管17贴接地固定在一起，整个封装过程简单，易于操作。
52.虽然已参照较佳实施方式描述了本技术，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本技术能够以多种形式具体实施而不脱离本技术的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。