[发明专利]可调光纤F‑P滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及滤波器，尤其涉及一种可调光纤F-P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F-P滤波器为基础的波长解调系统，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F-P滤波器作为整个系统的核心器件，其性能好坏很大程度上决定了整个解调系统的性能。在光通信系统中，可调谐F-P滤波器主要用于波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)的解复用，信号解调等，已成为主流器件，并逐渐商品化。另外，F-P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(Distributed Feed Back，DFB)激光可调谐滤波器相比，可调谐F-P滤波器具有许多优点：插入损耗低、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。发明CN200310121601与发明CN02291998提出的滤波器结构，没有采取温度补偿，在实际应用中受到了很大限制。发明CN200810106218提到的一种光纤滤波器结构，其使用测温元件与半导体制冷器来实现温度控制，这样势必增加了结构的复杂性，难以实现小型化封装；同时电学元件的使用寿命远远不及光纤，相当于缩短了产品的使用寿命。

在大多数的文献或发明中虽然同样采用压电陶瓷驱动，但一般都是通过压电陶瓷直接驱动FP滤波器的端面或在某一端面添加一个专门设计的位移转换机构来实现腔长的调节。本发明提出的弹性体结构仅仅利用材料本身的力学特性，具有良好的重复性和可靠性，还可以通过改变弹性体结构的厚度灵活的改变腔长的调谐范围，并且装配结构紧凑，体积小型化。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中FP滤波器结构复杂无法小型封装的缺陷，提供一种可实现腔长的精密调节，结构本身简单紧凑并具有温度补偿功能可调光纤F-P滤波器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种可调光纤F-P滤波器，其特征在于，该滤波器的F-P腔为弹性体，其中间开通孔，两端各插设一个陶瓷插芯，所述陶瓷插芯内部插有光纤；所述弹性体的外部沿弹性体伸缩的方向上依次套设环形压电陶瓷驱动元件和负温度膨胀系数的环形温度补偿片圈；

所述环形压电陶瓷驱动元件在电压的驱动下进行伸缩运动，当其伸展时，给两侧的推力作用在弹性体上，使弹性体伸长，F-P腔腔长变长，当环形压电陶瓷驱动元件收缩时，F-P腔腔长变短，使波长随着腔长的变化而变化。

本发明所述的滤波器中，所述弹性体为“T”形弹性体。

本发明所述的滤波器中，该滤波器还包括特制螺母，所述弹性体的一部分设有与特制螺母相配合的外螺纹。

本发明所述的滤波器中，插入所述陶瓷插芯的光纤的端面与陶瓷插芯的端面平齐，并镀有镀膜。

本发明所述的滤波器中，两个陶瓷插芯插入弹性体的长度相同。

本发明所述的滤波器中，所述弹性体的两端径向方向各设有一个螺丝钉孔，通过螺钉紧固所述陶瓷插芯。

本发明所述的滤波器中，光纤与所述陶瓷插芯之间点胶固定。

本发明所述的滤波器中，所述弹性体为金属材料制成。

本发明产生的有益效果是：本发明通过环形压电陶瓷驱动元件在电压的驱动下进行伸缩运动，当其伸展时，会给两边的结构体一个推力，最终作用在弹性体上，导致弹性体伸长，F-P腔腔长变长；同样，当环形压电陶瓷驱动元件收缩时，F-P腔腔长变短。腔长变化过程中刚好扫过一个自由谱区，这样，波长随着腔长的变化而变化，实现了调谐的目的。另外，可调谐光纤FP滤波器的温度补偿可通过弹性体、陶瓷插芯组件和负温度膨胀系数的环形温度补偿片圈之间的热胀冷缩相消来实现的。本发明结构简单、紧凑可以实现小型封装。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例可调光纤F-P滤波器的整体结构示意图；

图2为本发明实施例“T”形弹性体与陶瓷插芯组件装配图；

图3为本发明实施例波长调谐工作原理图；

图4为本发明实施例结构温度补偿原理图。

具体实施方式