一種新型的微機(jī)械可變式光衰減器的研制.pdf

1、該文設(shè)計(jì)了一種新型的電磁驅(qū)動(dòng)微機(jī)械可變式光衰減器,它的工作波長為1550nm,主要由平面線圈型微驅(qū)動(dòng)器、光纖對準(zhǔn)支架、擋光片和單模光纖四部分組成.平面線圈型微驅(qū)動(dòng)器主要包括：平面正方形線圈、硅彈簧以及粘附在硅彈簧上的坡莫合金驅(qū)動(dòng)片.這種微機(jī)械可變式光衰減器的工作原理是：平面線圈型微驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)擋光片,使其插入兩根對準(zhǔn)的單模光纖的間隙中,依靠精密地調(diào)節(jié)擋光片切入光路中的位置而實(shí)現(xiàn)對傳輸光功率的連續(xù)衰減.利用單模光纖的耦合理論分析了該光衰減器

2、的插入損耗,分析得出影響該微機(jī)械光衰減器插入損耗的主要因素是兩根單模光纖之間的縱向偏移、橫向偏移和角向偏移,并在此分析的基礎(chǔ)上確定了光衰減器中兩光纖端面之間的距離為20μm,使該微機(jī)械光衰減器的插入損耗小于3dB.對該微機(jī)械光衰減器的回波損耗進(jìn)行了分析,求出了兩根單模光纖作平面連接和斜面連接時(shí)的回波損耗.運(yùn)用能量方法的卡氏定理對該文所設(shè)計(jì)的“蛙腳”型硅彈簧進(jìn)行了分析,得出了其彈性常數(shù)的表達(dá)式.用有限元軟件ANSYS對該硅彈簧進(jìn)行了結(jié)構(gòu)靜

3、力分析,模擬得出的彈簧的彈性常數(shù)與用卡氏定理計(jì)算出的結(jié)果是很吻合的.以此彈性常數(shù)計(jì)算公式為基礎(chǔ),并結(jié)合實(shí)際加工工藝和微驅(qū)動(dòng)器所能產(chǎn)生的電磁力對硅彈簧彈性臂的寬度和厚度進(jìn)行了優(yōu)化.采用ANSYS對該硅彈簧進(jìn)行了模態(tài)分析,模擬出了該硅彈簧的四階模態(tài)及固有頻率.測定了在不同驅(qū)動(dòng)電流下微驅(qū)動(dòng)器中的硅彈簧產(chǎn)生的位移值,并與理論計(jì)算值進(jìn)行了比較.采用穩(wěn)定化光源、光功率計(jì)和光定向耦合器等儀器測定了封裝后的微機(jī)械可變式光衰減器的衰減范圍、插入損耗和回波