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申请/专利权人：珠海光库科技股份有限公司

摘要：本发明提供一种快速可调滤波器，包括两端的固定件、两端的光纤连接器和调谐组件，光纤连接器包括纤芯和光纤插芯，纤芯沿光路方向地伸入光纤插芯中，光纤插芯与固定件连接，两个光纤插芯的出射端相对布置，调谐组件包括沿光路方向布置的压电陶瓷和第二压电陶瓷，压电陶瓷连接在固定件和第二压电陶瓷之间，第二压电陶瓷连接在压电陶瓷和第二固定件之间。利用压电陶瓷的压电效应特性，继而从而实现光纤插芯的出射端间距的精确调节，使滤波器精确可调滤波，同时可对压电陶瓷输出不同的驱动信号，使得本案滤波器不仅能够实现慢速大范围频率调谐，且也能够利用高频振动实现快速调谐和频率扫描，继而能够更快更准确地锁定信号。

主权项：1.快速可调滤波器，其特征在于，包括：第一固定件；第一光纤连接器，所述第一光纤连接器包括第一纤芯和第一光纤插芯，所述第一纤芯沿光路方向地伸入所述第一光纤插芯中，第一光纤插芯与所述第一固定件连接；第二固定件；第二光纤连接器，所述第二光纤连接器包括第二纤芯和第二光纤插芯，所述第二纤芯沿光路方向地伸入所述第二光纤插芯中，第二光纤插芯与所述第二固定件连接，所述第一光纤插芯的出射端与所述第二光纤插芯的出射端相对布置；调谐组件，所述调谐组件包括沿光路方向布置的第一压电陶瓷和第二压电陶瓷，所述第一压电陶瓷连接在所述第一固定件和所述第二压电陶瓷之间，所述第二压电陶瓷连接在所述第一压电陶瓷和所述第二固定件之间；可对所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷施加不同的驱动信号；所述第一压电陶瓷在光路方向的第一端部与所述第一固定件连接，所述第一压电陶瓷在光路方向的第二端部与所述第二压电陶瓷在光路方向的第一端部连接，所述第二压电陶瓷在光路方向的第二端部与所述第二固定件连接；所述第一压电陶瓷在光路方向上的长度大于所述第二压电陶瓷在光路方向上的长度；所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷均呈环形设置，沿光路方向贯穿所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷地设置有容纳通孔，所述第一光纤插芯的出射端和所述第二光纤插芯的出射端在所述容纳通孔内相对布置；所述第一固定件沿光路方向贯穿设置有第一安装通孔，所述第二固定件沿光路方向贯穿设置有第二安装通孔，所述第一安装通孔、所述容纳通孔和所述第二安装通孔依次连通；所述第一光纤连接器包括第一连接件，所述第一光纤插芯固定设置在所述第一连接件上，所述第一光纤插芯穿过所述第一安装通孔，所述第一连接件安装所述第一安装通孔内；所述第二光纤连接器包括第二连接件，所述第二光纤插芯固定设置在所述第二连接件上，所述第二光纤插芯穿过所述第二安装通孔，所述第二连接件安装所述第二安装通孔内；所述快速可调滤波器还包括第三固定件，所述第三固定件连接在所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷之间。

全文数据：快速可调滤波器技术领域本发明涉及光学滤波器领域，尤其涉及一种快速可调滤波器。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FP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FP滤波器作为整个系统的核心器件，其性能优劣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FP滤波器主要用于波分复用的解复用和信号解调等，滤波器己成为主流器件。另外，FP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、分布反馈布喇格激光可调谐滤波器相比，可调谐FP滤波器具有许多优点，如插入损耗低、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。发明内容本发明的目的是提供一种实现恒定调谐和高频扫描的快速可调滤波器。为了实现本发明的目的，本发明提供一种快速可调滤波器，其特征在于，包括第一固定件、第一光纤连接器、第二固定件、第二光纤连接器和调谐组件，第一光纤连接器包括第一纤芯和第一光纤插芯，第一纤芯沿光路方向地伸入第一光纤插芯中，第一光纤插芯与第一固定件连接，第二光纤连接器包括第二纤芯和第二光纤插芯，第二纤芯沿光路方向地伸入第二光纤插芯中，第二光纤插芯与第二固定件连接，第一光纤插芯的出射端与第二光纤插芯的出射端相对布置，调谐组件包括沿光路方向布置的第一压电陶瓷和第二压电陶瓷，第一压电陶瓷连接在第一固定件和第二压电陶瓷之间，第二压电陶瓷连接在第一压电陶瓷和第二固定件之间。由上述方案可见，将第一光纤插芯的出射端和第二光纤插芯的出射端在容纳通孔内相对布置，继而形成F－P谐振腔，而利用压电陶瓷的压电效应特性，继而从而实现光纤插芯的出射端间距的精确调节，使滤波器精确可调滤波，同时利用两个压电陶瓷的设置，可将对压电陶瓷输出不同的驱动信号，如一个驱动信号为直流控制信号或低频控制信号，而另一个驱动信号为高频控制信号，使得本案滤波器不仅能够实现慢速大范围频率调谐，且也能够利用高频振动实现快速调谐和频率扫描，继而能够更快更准确地锁定信号。更进一步的方案是，第一压电陶瓷在光路方向的第一端部与第一固定件连接，第一压电陶瓷在光路方向的第二端部与第二压电陶瓷在光路方向的第一端部连接，第二压电陶瓷在光路方向的第二端部与第二固定件连接。由上可见，通过首位的端部连接方式，使得压电陶瓷在光路方向的形变距离能够更好地匹配频率调节中，使得调节精度更高。更进一步的方案是，第一压电陶瓷在光路方向上的长度大于第二压电陶瓷在光路方向上的长度。由上可见，较长的压电陶瓷具有较大的行程范围和较低的固有谐振频率，适用于直流偏置和慢速调谐操作，较短的压电陶瓷具有较短的行程范围和较高的固有谐振频率，适用于快速调谐和扫描操作，通过两压电陶瓷的驱动配合使用，实现大范围恒定调谐、快速调谐和高频频率扫描。更进一步的方案是，第一压电陶瓷和第二压电陶瓷均呈环形设置，沿光路方向贯穿第一压电陶瓷和第二压电陶瓷地设置有容纳通孔，第一光纤插芯的出射端和第二光纤插芯的出射端在容纳通孔内相对布置。由上可见，利用环形设置的压电陶瓷，使得压电陶瓷的轴向形变距离更为可控，保证光学器件的同轴度，降低损耗，且本案的布置结构更为稳定。更进一步的方案是，第一固定件沿光路方向贯穿设置有第一安装通孔，第二固定件沿光路方向贯穿设置有第二安装通孔，第一安装通孔、容纳通孔和第二安装通孔依次连通；第一光纤连接器包括第一连接件，第一光纤插芯固定设置在第一连接件上，第一光纤插芯穿过第一安装通孔，第一连接件安装第一安装通孔内；第二光纤连接器包括第二连接件，第二光纤插芯固定设置在第二连接件上，第二光纤插芯穿过第二安装通孔，第二连接件安装第二安装通孔内。由上可见，通过安装通孔和连接件的安装配合，使得光纤插芯的安装更为稳定，继而也能够更进一步地提高器件同轴度，提高工作稳定性。更进一步的方案是，第一固定件在朝向第二固定件的第一端面设置有第一凸环，第一压电陶瓷的第一端与第一固定件的第一端面连接，第一凸环伸入容纳通孔内；第二固定件在朝向第一固定件的第二端面设置有第二凸环，第二压电陶瓷的第二端与第二固定件的第二端面连接，第二凸环伸入容纳通孔内。由上可见，通过凸环对压电陶瓷的限位固定安装，在压电陶瓷形变时，固定件的移动是同轴沿轴向移动，继而保证滤波器器件的同轴度。更进一步的方案是，第一固定件和或第二固定件由钢、不锈钢或石英制成。由上可见，固定件可采用热膨胀系数较低的材料制成，如钢、不锈钢或石英等，使得固定件的膨胀不受环境温度或工作温度影响，继而保证滤波精确和工作稳定性。更进一步的方案是，快速可调滤波器还包括第三固定件，第三固定件连接在第一压电陶瓷和第二压电陶瓷之间。由上可见，还可以在第一压电陶瓷和第二压电陶瓷之间设置第三固定件，为压电陶瓷提供更为稳定的连接。更进一步的方案是，调谐组件包括沿光路方向布置的第三压电陶瓷，第三压电陶瓷连接在第二压电陶瓷和第二固定件之间。更进一步的方案是，第一压电陶瓷在光路方向上的长度大于第二压电陶瓷在光路方向上的长度，第二压电陶瓷在光路方向上的长度大于第三压电陶瓷在光路方向上的长度。由上可见，除了两个压电陶瓷的设置外，还可以设置三个压电陶瓷，或者三个以上均可实现本案的目的，利用给压电陶瓷不同的驱动信号，继而能够实现不同方式的调谐和不同方式的扫描。附图说明图1是本发明快速可调滤波器第一实施例的结构图。图2是本发明快速可调滤波器第一实施例的爆炸图。图3是本发明快速可调滤波器第一实施例的剖视图。图4是本发明快速可调滤波器第二实施例的剖视图。图5是本发明快速可调滤波器第三实施例的剖视图。以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。具体实施方式快速可调滤波器第一实施例：参照图1至图3，快速可调滤波器1包括第一固定件11、第一光纤连接器12、第二固定件13、第二光纤连接器14和调谐组件15。第一光纤连接器12包括第一纤芯121、第一光纤插芯122和第一连接件123，第一连接件123贯穿设置有定位孔，第一光纤插芯122穿过且固定设置在第一连接件123上，第一连接件123的外周设置有凸起，凸起的外表面设置有外螺纹，在凸起之间设置间隙槽124，凸起和间隙槽124均匀沿周向交错分布，第一纤芯121沿光路方向地伸入第一光纤插芯122中，第一纤芯121的端部延伸至第一光纤插芯122的出射端，第一纤芯121传输的信号光在第一光纤插芯122的出射端输出。第一固定件11可由钢、不锈钢或石英制成，第一固定件11沿光路方向贯穿设置有第一安装通孔111和定位通孔113，第一安装通孔111沿径向朝内设置有环形的第一定位凸沿112，第一定位凸沿112位于第一安装通孔111和定位通孔113之间，第一安装通孔111设置有朝外的开口，定位通孔113朝向第一压电陶瓷151设置有开口，第一固定件11在朝向第二固定件13的第一端面设置有第一凸环114，第一凸环114位于定位通孔113的外周，第一安装通孔111的直径大于和定位通孔113的直径，在第一凸环114的径向外侧，第一固定件11的第一端为平整的端面。第一安装通孔111的内壁设置有内螺纹，第一连接件123的外螺纹与第一安装通孔111的内螺纹连接，使第一连接件123安装第一安装通孔111内，第一光纤插芯122稳定地安装在第一固定件11内，且第一光纤插芯122穿过第一安装通孔111、第一定位凸沿112和定位通孔113伸入至容纳通孔153内。第二光纤连接器14包括第二纤芯141、第二光纤插芯142和第二连接件143，第二连接件143贯穿设置有定位孔，第二光纤插芯142穿过且固定设置在第二连接件143上，第二连接件143的外周设置有凸起143，凸起143的外表面设置有外螺纹，在凸起之间设置间隙槽144，凸起和间隙槽144均匀沿周向交错分布，第二纤芯141沿光路方向地伸入第二光纤插芯142中，第二纤芯141的端部延伸至第二光纤插芯142的出射端，第二纤芯141传输的信号光在第二光纤插芯142的出射端输出。第二固定件13可由钢、不锈钢或石英制成，第二固定件13沿光路方向贯穿设置有第二安装通孔131和定位通孔133，第二安装通孔131沿径向朝内设置有环形的第二定位凸沿132，第二定位凸沿132位于第二安装通孔131和定位通孔133之间，第二安装通孔131设置有朝外的开口，定位通孔133朝向第二压电陶瓷152设置有开口，第二固定件13在朝向第一固定件11的第二端面设置有第二凸环134，第二凸环134位于定位通孔133的外周，第二安装通孔131的直径大于和定位通孔133的直径，在第二凸环134的径向外侧，第二固定件13的第二端为平整的端面。第二安装通孔131的内壁设置有内螺纹，第二连接件143的外螺纹与第二安装通孔131的内螺纹连接，使第二连接件143安装第二安装通孔131内，第二光纤插芯142稳定地安装在第二固定件13内，且第二光纤插芯142穿过第二安装通孔131、第二定位凸沿132和定位通孔133伸入至容纳通孔153内。调谐组件15包括沿光路方向布置的第一压电陶瓷151和第二压电陶瓷152，第一压电陶瓷151和第二压电陶瓷152均呈环形设置，本实施例中的第一压电陶瓷151和第二压电陶瓷152内外径均相同，而第一压电陶瓷151在光路方向上的长度大于第二压电陶瓷152在光路方向上的长度，即第一压电陶瓷151的轴向长度大于第二压电陶瓷152的轴向长度，沿光路方向贯穿第一压电陶瓷151和第二压电陶瓷152地设置有容纳通孔153。第一压电陶瓷151连接在第一固定件11和第二压电陶瓷152之间，第二压电陶瓷152连接在第一压电陶瓷151和第二固定件13之间，即第一压电陶瓷151在光路方向的第一端部与第一固定件11的第一端面连接，第一凸环114伸入容纳通孔153内，第一凸环114与容纳通孔的内壁间隙配合，第一压电陶瓷151在光路方向的第二端部与第二压电陶瓷152在光路方向的第一端部连接，第二压电陶瓷152在光路方向的第二端部与第二固定件13的第二端面连接，第二凸环134伸入容纳通孔153内，第二凸环134与容纳通孔的内壁间隙配合，且第一压电陶瓷151和第二压电陶瓷152沿光路方向同轴布置。第一光纤插芯122的出射端和第二光纤插芯142的出射端在容纳通孔153内相对布置，第一光纤插芯122的出射端和第二光纤插芯142的出射端之间具有间隙，第一光纤插芯122的出射端和第二光纤插芯142的出射端之间形成F－P谐振腔。通过对第一压电陶瓷151和第二压电陶瓷152施加不同的驱动信号，使得压电陶瓷发生形变，其包括沿光路方向的形变，继而调节了第一固定件11和第二固定件13之间的距离，最终调节了第一光纤插芯122的出射端和第二光纤插芯142的出射端之间的距离，从而实现对滤波频带的细微精确调节，且如果对第一压电陶瓷151施加的是直流电压信号则使滤波器频率慢速大范围稳定调谐，而如果对第二压电陶瓷152施加的是高频驱动信号则使第二压电陶瓷152发生谐振，使滤波器处于快速扫描状态。快速可调滤波器第二实施例：参照图4，在上述第一实施例的基础上，快速可调滤波器的调谐组件可包括第一压电陶瓷251、第二压电陶瓷252和第三压电陶瓷253，第一压电陶瓷251、第二压电陶瓷252和第三压电陶瓷253依次沿光路方向同轴布置，第一压电陶瓷151在光路方向上的长度大于第二压电陶瓷152在光路方向上的长度，第二压电陶瓷152在光路方向上的长度大于第三压电陶瓷253在光路方向上的长度，第一压电陶瓷251连接在第一固定件11和第二压电陶瓷252之间，第二压电陶瓷252连接在第一压电陶瓷251和第三压电陶瓷253之间，第三压电陶瓷253连接在第二固定件13和第三压电陶瓷253之间。通过分别对第一压电陶瓷251、第二压电陶瓷252和第三压电陶瓷253施加不同的驱动信号，继而能够实现不同的滤波模式。快速可调滤波器第三实施例：参照图5，在上述第一实施例的基础上，快速可调滤波器的调谐组件还可在第一压电陶瓷351和第二压电陶瓷352之间设置有第三固定件16，第一压电陶瓷351、第二压电陶瓷352和第三固定件16均呈环形设置，容纳通孔依次贯穿第一压电陶瓷351、第三固定件16和第二压电陶瓷352，第三固定件16连接在第一压电陶瓷351和第二压电陶瓷352的轴向端面上，第一光纤插芯122和第二光纤插芯142在容纳通孔内相对。上述方案是本发明的较佳实施例，在实际应用中具有更多的变换，例如压电陶瓷的连接方式，除了采用首位端面相连的方式外，还能够采用嵌套的方式，如第二压电陶瓷的第一端套在的第一压电陶瓷外，且第二压电陶瓷的第二端套在第三压电陶瓷外，以及采用采用三个以上的压电陶瓷的方案，又或者光纤连接器采用其他常规的连接器方案，这些改变也是能够实现本案的目的，也在本案的保护范围内。由上可见，将第一光纤插芯的出射端和第二光纤插芯的出射端在容纳通孔内相对布置，继而形成F－P谐振腔，而利用压电陶瓷的压电效应特性，继而从而实现光纤插芯的出射端间距的精确调节，使滤波器精确可调滤波，同时利用两个压电陶瓷的设置，可将对压电陶瓷输出不同的驱动信号，如一个驱动信号为直流控制信号或低频控制信号，而另一个驱动信号为高频控制信号，使得本案滤波器不仅能够实现慢速大范围频率调谐，且也能够利用高频振动实现快速调谐和频率扫描，继而能够更快更准确地锁定信号。

权利要求：1.快速可调滤波器，其特征在于，包括：第一固定件；第一光纤连接器，所述第一光纤连接器包括第一纤芯和第一光纤插芯，所述第一纤芯沿光路方向地伸入所述第一光纤插芯中，第一光纤插芯与所述第一固定件连接；第二固定件；第二光纤连接器，所述第二光纤连接器包括第二纤芯和第二光纤插芯，所述第二纤芯沿光路方向地伸入所述第二光纤插芯中，第二光纤插芯与所述第二固定件连接，所述第一光纤插芯的出射端与所述第二光纤插芯的出射端相对布置；调谐组件，所述调谐组件包括沿光路方向布置的第一压电陶瓷和第二压电陶瓷，所述第一压电陶瓷连接在所述第一固定件和所述第二压电陶瓷之间，所述第二压电陶瓷连接在所述第一压电陶瓷和所述第二固定件之间。2.根据权利要求1所述的快速可调滤波器，其特征在于：所述第一压电陶瓷在光路方向的第一端部与所述第一固定件连接，所述第一压电陶瓷在光路方向的第二端部与所述第二压电陶瓷在光路方向的第一端部连接，所述第二压电陶瓷在光路方向的第二端部与所述第二固定件连接。3.根据权利要求2所述的快速可调滤波器，其特征在于：所述第一压电陶瓷在光路方向上的长度大于所述第二压电陶瓷在光路方向上的长度。4.根据权利要求2所述的快速可调滤波器，其特征在于：所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷均呈环形设置，沿光路方向贯穿所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷地设置有容纳通孔，所述第一光纤插芯的出射端和所述第二光纤插芯的出射端在所述容纳通孔内相对布置。5.根据权利要求4所述的快速可调滤波器，其特征在于：所述第一固定件沿光路方向贯穿设置有第一安装通孔，所述第二固定件沿光路方向贯穿设置有第二安装通孔，所述第一安装通孔、所述容纳通孔和所述第二安装通孔依次连通；所述第一光纤连接器包括第一连接件，所述第一光纤插芯固定设置在所述第一连接件上，所述第一光纤插芯穿过所述第一安装通孔，所述第一连接件安装所述第一安装通孔内；所述第二光纤连接器包括第二连接件，所述第二光纤插芯固定设置在所述第二连接件上，所述第二光纤插芯穿过所述第二安装通孔，所述第二连接件安装所述第二安装通孔内。6.根据权利要求4所述的快速可调滤波器，其特征在于：所述第一固定件在朝向所述第二固定件的第一端面设置有第一凸环，所述第一压电陶瓷的第一端与所述第一固定件的第一端面连接，所述第一凸环伸入所述容纳通孔内；所述第二固定件在朝向所述第一固定件的第二端面设置有第二凸环，所述第二压电陶瓷的第二端与所述第二固定件的第二端面连接，所述第二凸环伸入所述容纳通孔内。7.根据权利要求1所述的快速可调滤波器，其特征在于：所述第一固定件和或所述第二固定件由钢、不锈钢或石英制成。8.根据权利要求1至7任一项所述的快速可调滤波器，其特征在于：所述快速可调滤波器还包括第三固定件，所述第三固定件连接在所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷之间。9.根据权利要求1至7任一项所述的快速可调滤波器，其特征在于：所述调谐组件包括沿光路方向布置的第三压电陶瓷，所述第三压电陶瓷连接在所述第二压电陶瓷和所述第二固定件之间。10.根据权利要求9所述的快速可调滤波器，其特征在于：所述第一压电陶瓷在光路方向上的长度大于所述第二压电陶瓷在光路方向上的长度，所述第二压电陶瓷在光路方向上的长度大于所述第三压电陶瓷在光路方向上的长度。

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