一種新型的微機械可變式光衰減器的研制.pdf

1、該文設計了一種新型的電磁驅動微機械可變式光衰減器,它的工作波長為1550nm,主要由平面線圈型微驅動器、光纖對準支架、擋光片和單模光纖四部分組成.平面線圈型微驅動器主要包括：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動片.這種微機械可變式光衰減器的工作原理是：平面線圈型微驅動器驅動擋光片,使其插入兩根對準的單模光纖的間隙中,依靠精密地調節(jié)擋光片切入光路中的位置而實現(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,使該微機械光衰減器的插入損耗小于3dB.對該微機械光衰減器的回波損耗進行了分析,求出了兩根單模光纖作平面連接和斜面連接時的回波損耗.運用能量方法的卡氏定理對該文所設計的“蛙腳”型硅彈簧進行了分析,得出了其彈性常數(shù)的表達式.用有限元軟件ANSYS對該硅彈簧進行了結構靜

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