專利名稱：固定窗口可變寬帶光源的制作方法
技術領域：
本發明涉及具有一定譜寬的光源，具體講是涉及固定窗口可變寬帶光源。
背景技術：
寬帶光源是指具有一定譜寬的光源，用其作干涉檢測，能夠獲得中心條紋，具有絕對測量，測量精度高等優點，因此寬帶光源在光學測量、檢測領域具有廣泛的應用前景。因為寬帶光源制作完成后，中心波長和譜寬就確定了，而在光學測量和檢測中經常需要變窗口的寬帶光源，中國專利02124123.6公開了一種寬帶光源的檢測方法和裝置，但在實際測量中對于一定譜寬的光源，保偏光纖偏振耦合的測量范圍和測量精度是一定的，而且它們是一對矛盾。測量范圍擴大時，測量精度降低，而測量精度提高時就要犧牲一定的測量范圍，而這必須在光源譜寬發生改變的情況下才能獲得。當光源的譜寬變化時，就能滿足不同的測量物體的需要。所以就希望能夠有根據不同被測物體的測量范圍和精度的要求，能夠有譜寬發生變化的寬帶光源。
現有文獻中還沒有發現提到固定窗口可變寬帶光源的相關記載。
發明內容
為克服現有技術的不足，本發明的目的是提供結構簡單，操作方便，應用廣泛的固定窗口可變寬帶光源。
本發明采用的技術方案是，一種固定窗口可變寬帶光源，由寬帶光源，根據測量要求選擇某個窗口寬度的濾光器的光開關和濾光器構成，濾光器通過耦合器對外輸出，還包括控制光開關開閉的控制電路。
所述濾光器是不同寬度的若干個濾光器，每個濾光器分別連接光開關的一路通道，每個濾光器分別連接耦合器以獨立輸出。
所述控制電路由電源部分、計算機、緩沖器、判別電路和光開關接口5部分構成，計算機傳送信號到用于電壓變換和緩沖的緩沖器，緩沖器輸出到判別電路，判別電路通過光開關接口控制光開關器件開閉。
所述控制電路由依次相連的計算機、串口模塊、電壓轉換模塊、單片機構成，單片機連接光開關。
通過本發明的寬帶光源、光開關、濾光器和耦合器的組合應用，能夠提供固定窗口可變寬帶光源，通過增加不同濾波帶寬的濾光器，光開關和耦合器的端口數，能夠提供更多窗口的寬帶光源，因此此結構具有易于擴展不同帶寬的光源的特性，而且結構簡單，操作方便，能夠解決實際測量方面的精度和范圍的矛盾。
圖1為固定窗口可變寬帶光源結構示意圖。
圖中，1寬帶光源2 lxn的光開關3，各種不同寬度的濾波器4，lxn的耦合器圖2為實際實施的固定窗口可變寬帶光源結構圖。圖中，1寬帶光源2 1×4的光開關31-33，3個不同寬度的濾光器，4，1×4的耦合器。
圖3為光開關控制電路結構示意圖。
圖4為計算機并口光開關控制電路圖。
圖5為計算機串口的光開關控制電路圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明進一步說明。
附圖1為固定窗口可變寬帶光源結構示意圖本發明的目的是這樣實現的，從寬帶光源1發出光束進入到光開關2中，根據實際檢測物體的范圍和精度要求，確定需要多大譜寬的光束，也就確定使用哪種寬度的濾光器3i.通過光開關的控制電路控制光束進入到3i的濾波器中，輸出的光束通過耦合器4進入到后面的測量系統中.i＝1，2，…n中，代表不同寬度的濾光器。
以下結合附圖2對本發明的具體實施作如下詳述。
在附圖2中，一種固定窗口可變寬帶光源包括1為寬帶光源，2為1×4的光開關，31、32和33分別為3個不同帶寬的濾光器，4為1×4的耦合器。
1、寬帶光源用于產生輸出光束，可采用SDM-1300-1型號，其中心波長為1300nm，半高全寬為40nm，光功率為0.3mw。
2、根據被測量保偏光纖的長度選擇不同寬度的濾光器。1×4的光開關用于把從寬帶光源輸出的光束路由選擇到所需要的濾波器中。光開關可以采用先進光通訊有限公司的1×4的機械光開關，工作波長在1310nm，插入損耗為1dB，開關速度為10ms。
3、根據被測量光纖，分別選用了8nm，12nm，35nm寬度的濾光器，可以選用沈陽匯博光學技術有限公司生產的近紅外窄帶干涉濾光片，型號分別為IR1300-8，IR1300-12和IR1300-35，半波寬度分別為8nm，12nm和35nm，峰值透射率分別為40％，45％和45％。另一通道采用光纖直接相連，相當于半波寬度為光源寬度的濾光器，也就是40nm的濾光器。
4、1×4的耦合器把從濾光器輸出的光束耦合進入后面的測量系統中。可以采用深圳朗光科技的1×4的熔拉光纖耦合器。
從寬帶光源輸出的光束經過擴束準直后，輸入到光開關中，經過某個固定窗口的濾光器后聚焦進入耦合器中，耦合器把光束耦合進入后面的測量系統中。把這個固定窗口可變寬帶光源用于專利02124123.6所述的測量保偏光纖偏振耦合的測試系統中，發現用40nm譜寬的光源測量時，保偏光纖偏振耦合的測量范圍為500mm，空間分辨率為6cm；用35nm譜寬的光源測量時，保偏光纖偏振耦合的測量范圍達到560mm，空間分辨率約為7cm，用12nm譜寬的光源測量時，保偏光纖偏振耦合的測量范圍達到890mm，空間分辨率約為11cm，用8nm譜寬的光源測量時，保偏光纖偏振耦合的測量范圍達到960mm，空間分辨率約為12cm。我們經過測量發現使用不同光源寬度的光源，測量系統的測量范圍和精度不同，通過這樣的一個發明有效的解決了不同測量物體的測量需要，有效的擴展了系統的使用范圍。當測量較短的保偏光纖時，就可以使用窗口寬度較寬的寬帶光源，從而能夠達到更高的測量精度。而對于較長的保偏光纖測量，則可以使用窗口寬度較窄的濾光器，從而保證了較大的測量范圍。
其中的光開關的控制電路采用了計算機進行控制。
圖3是光開關的控制電路圖。光開關的控制電路由電源部分，計算機接口，緩沖器，判別電路和光開關接口5部分構成。電源部分提供電路所需的電壓和功率，光開關接口是為和外界的光開關器件相連接。計算機接口可以采用計算機串口或者并口接口，通過計算機傳送信號給光開關。緩沖器把從計算機過來的信號轉換成判別電路所需的電壓幅值。判別電路根據過來的計算機信號決定對光開關的哪一個輸出端口進行加電壓。光開關的輸出端如果加電壓，就為通路，否則為斷路。分別設計了計算機串口和并口的控制電路。
圖4是計算機并口的光開關控制電路圖。電源供給模塊提供數字電路用的+5V電源。緩沖控制模塊用SN74LS245來對從計算機接口傳輸的控制數據進行緩沖，同時通過2N3904(npn開關晶體管)的驅動控制，完成對光開關器件進行光路的選擇，同時由發光二極管來實時顯示光開關的光路配置狀態。
圖5是計算機串口的光開關控制電路圖。對應于串口驅動控制電路，可以選擇MAXIM公司的MAX2321雙路RS-232接收發送器將EIA電平轉換成TTL電平。單片機驅動控制由美國ATMEL公司的AT89C2051單片機來實現。光開關驅動電路和計算機的串行接口模塊由一個RS-232連接器DB9和在電路板上的DIP封裝的插針，以及一條標準線纜組成。通過串行線纜，從計算機后面的RS-232接口將串行數據引到電路板上。從計算機發送出來的數據TXD經過電平轉換芯片MAX2321變成了TTL電平，然后由單片機串行接收端口接收，通過判斷控制數據的數值，從而從P0口發出并行控制信息，來調整光開關的光路配置狀態。最后通過發光二極管來實時顯示光路配置狀態。同時，由電源模塊提供整個電路所需要的+5V直流電源。
權利要求
1.一種固定窗口可變寬帶光源，其特征是，由寬帶光源，根據測量要求選擇某個窗口寬度的濾光器的光開關和濾光器構成，濾光器通過耦合器對外輸出，還包括控制光開關開閉的控制電路。
2.根據權利要求1所述的一種固定窗口可變寬帶光源，其特征是，所述濾光器是不同寬度的若干個濾光器，每個濾光器分別連接光開關的一路通道，每個濾光器分別連接耦合器以獨立輸出。
3.根據權利要求1所述的一種固定窗口可變寬帶光源，其特征是，所述控制電路由電源部分、計算機、緩沖器、判別電路和光開關接口5部分構成，計算機傳送信號到用于電壓變換和緩沖的緩沖器，緩沖器輸出到判別電路，判別電路通過光開關接口控制光開關器件開閉。
4.根據權利要求1所述的一種固定窗口可變寬帶光源，其特征是，所述控制電路由依次相連的計算機、串口模塊、電壓轉換模塊、單片機構成，單片機連接光開關。
全文摘要
本發明涉及具有一定譜寬的光源，具體講是涉及固定窗口可變寬帶光源。為提供結構簡單，操作方便，應用廣泛的固定窗口可變寬帶光源，本發明采用的技術方案是，一種固定窗口可變寬帶光源，由寬帶光源，根據測量要求選擇某個窗口寬度的濾光器的光開關和濾光器構成，濾光器通過耦合器對外輸出，還包括控制光開關開閉的控制電路。本發明主要應用于光學測量、檢測領域。
文檔編號G01J1/08GK1971203SQ20061013012
公開日2007年5月30日 申請日期2006年12月13日 優先權日2006年12月13日
發明者張紅霞, 張以謨, 井文才, 賈大功, 劉琨 申請人:天津大學