一種大動態反射式可調光衰減器的製造方法
2023-07-27 21:33:46 1
一種大動態反射式可調光衰減器的製造方法
【專利摘要】本發明提供一種大動態反射式可調光衰減器，主要由尾纖、準直器、濾波片、直角反射鏡、墊片、步進電機、步進電機螺杆、控制器和機箱殼組成，所述濾波片位於準直器和直角反射鏡之間，並且固定設置在墊片上，步進電機與控制器連接，控制濾波片的運動，實現光能量線性衰減，所述直角反射鏡固定在機箱殼底面。採用上述方案，通過固定直角反射鏡，驅動濾波片來實現光信號的線性衰減，結構穩定，易於調試，在不改變濾波片數量和長度的情況下，可使光衰減器的衰減範圍提高一倍，實現大動態範圍衰減。
【專利說明】一種大動態反射式可調光衰減器
【技術領域】
[0001]本發明屬於光衰減器【技術領域】，尤其涉及的是一種大動態反射式可調光衰減器。【背景技術】
[0002]可調光衰減器(Variable Optical Attenuator, VOA)是光纖通信中最基本的光無源器件，可實現對光功率進行一定量的衰減。隨著波分復用(WavelengthDivision Multiplexing, WDM)光纖傳輸系統和慘輯光纖放大器(Erbium Doped FiberAmplifier, EDFA)等在光通信中的廣泛應用，需要在光信號傳輸通道上對光信號功率進行增益均衡，以消除信號自激和提高信噪比，使VOA成為不可或缺的儀器。
[0003]論文「可編程光衰減器工作原理及自動校準」(合肥工業大學學報，第35卷第10期，第1363?1366頁，2012年10月)和論文「光衰減器校準技術研究」(科技信息，第485頁，2011年第11期)公開了實際應用中常見的光衰減器，為了實現OdB?60dB連續可調的光衰減量，需要兩個步進電機分別對固定濾波片和可變濾波片的衰減量進行調節；為了提高儀器的回波損耗，固定濾波片和可變濾波片稍傾斜於光軸安裝。基於這種技術方案的光衰減器設計增加了結構設計的難度，不利於光路系統的調試和緊湊型、小型化設計，光衰減動態範圍較窄；雖然濾波片表面加鍍增透膜有助於降低插入損耗(Insertion Loss, IL),擴大儀器的低端可調衰減範圍，但是依舊存在插入損耗的現象，因此也具有波長相關損耗(Wavelength Dependent Loss，WDL)。另外，作為本領域技術人員的公知常識,通過增加固定濾波片的光衰減動態範圍，可以擴大光衰減器的光衰減範圍(例如通過設計把固定濾波片的衰減範圍擴大為OdB?90dB，以IOdB步距變化，則光衰減器的衰減範圍可擴大為OdB?IOOdB),但是這種改變是以增加固定濾波片的尺寸為代價的，不利於小型化設計。
[0004]實用新型專利「可調光衰減器」(專利號:ZL200820151398.9)、發明專利「可變光衰減器」(申請號:03815947.3)公開了通過移動直角反射鏡面，使入射到輸出光纖準直器的反射光的光軸相對於輸出光纖準直器的軸心位移，減少進入輸出光纖準直器的光能量，進而實現光衰減的技術方案。實用新型專利「可調式光衰減器」(專利號:ZL200420079456.3)、發明專利「通過調整光波導位置來補償WDL的可調式光衰減器」(申請號:200910089513.3)等專利的發明構思也是通過使入射到輸出光纖準直器的反射光的光軸相對於輸出光纖準直器的軸心位移，減少進入輸出光纖準直器的光能量，實現光衰減的目的。在基於這種原理實現光衰減的光衰減器中，反射光與輸出光纖準直器存在插入損耗，由於不同波長組分的模場直徑存在著差異，使得不同波長反射光入射到輸出光纖準直器的插入損耗也存在著差異，因此具有波長相關損耗，影響光衰減的精度。波長相關損耗是現有技術需要解決的一個難題，特別是在光衰減較大時，波長相關損耗現象尤其突出。另外，在實用新型專利「可調式光衰減器」和發明專利「通過調整光波導位置來補償WDL的可調式光衰減器」中，必須嚴格控制反射鏡的傾斜度，難以高精度的控制光衰減量，結構不穩定，易受振動影響。
[0005]綜上所述，現有技術的光衰減範圍較窄，存在插入損耗和波長相關損耗，影響光衰減精度，結構不穩定，調試繁瑣。即現有技術存在缺陷，需要改進。
【發明內容】
[0006]針對現有技術的不足，本發明所要解決的問題是提供一種大動態反射式可調光衰減器。
[0007]本發明的技術方案如下:
[0008]一種大動態反射式可調光衰減器，包括尾纖、準直器、直角反射鏡、墊片、步進電機、步進電機螺杆、控制器和機箱殼；所述尾纖包括輸入尾纖和輸出尾纖，所述準直器包括輸入準直器和輸出準直器；所述輸入準直器和輸出準直器方向一致並且平行設置在所述機箱殼側面；所述輸入準直器的一端連接有輸入尾纖，所述輸出準直器的一端連接有輸出尾纖；所述控制器控制步進電機的工作狀態；所述步進電機通過步進電機螺杆控制墊片的運動，其中，還包括濾波片，所述濾波片位於準直器和直角反射鏡之間，並且固定設置在墊片上，與墊片共同運動；所述直角反射鏡固定設置在機箱殼底面。
[0009]所述的可調光衰減器，其中，所述輸入準直器在所述輸出準直器的上方或下方。
[0010]所述的可調光衰減器，其中，所述直角反射鏡設置兩個反射面和一個中心軸。
[0011]所述的可調光衰減器，其中，所述直角反射鏡的兩個反射面設置相對於中心軸對稱。
[0012]所述的可調光衰減器，其中，所述直角反射鏡的兩個反射面為鏡面塗層面、金屬鏡面或折射率不同的透明介質的邊界面。
[0013]所述的可調光衰減器，其中，所述濾波片設置與準直器端面平行。
[0014]所述的可調光衰減器，其中，所述濾波片是以楔形的玻璃基片為載體，對光的衰減量沿長度方向呈線性變化。
[0015]所述的可調光衰減器，其中，所述直角反射鏡使反射光的光軸與輸出準直器的軸心完全重合，實現不同波長組分的反射光沿同一光路傳輸，並且全部耦合進入輸出準直器。
[0016]採用上述方案，通過固定直角反射鏡，驅動濾波片來實現光信號的線性衰減，結構穩定，易於調試，在不改變濾波片數量和長度的情況下，可使光衰減器的衰減範圍提高一倍，實現大動態範圍衰減，並且不存在插入損耗和波長相關損耗，提高了衰減精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明光衰減器結構示意圖。
[0018]圖2為本發明光衰減器側視圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖和具體實施例，對本發明進行詳細說明。
[0020]實施例1
[0021]如圖1所示，本發明提出一種大動態反射式可調光衰減器，主要由尾纖1、準直器
2、濾波片3、直角反射鏡4、墊片5、步進電機6、步進電機螺杆7、控制器8和機箱殼9組成，尾纖I包括輸入尾纖11和輸出尾纖12，準直器2包括輸入準直器21和輸出準直器22。光信號通過輸入尾纖11進入輸入準直器21，經輸入準直器21準直後入射到濾波片3，對光信號進行第一次衰減，衰減之後的光信號通過直角反射鏡4反射後又入射到濾波片3，對光信號進行第二次衰減，衰減之後的光信號入射到輸出準直器22，進行準直，然後通過輸出尾纖12輸出信號。
[0022]如圖2所示，輸入準直器21和輸出準直器22方向一致並且平行放置，輸入準直器21在輸出準直器22下面或上面均可,輸入準直器21的一端連接有輸入尾纖11，輸出準直器22的一端連接有輸出尾纖12 ;在輸入準直器21和輸出準直器22的另一端有濾波片3,濾波片3固定在墊片5上，濾波片3中正對準直器2的一側與準直器2端面平行，使輸入準直器21出射的光垂直入射濾波片3 ;在濾波片3另一側有直角反射鏡4，直角反射鏡4固定設置在機箱殼9底面，直角反射鏡4有兩個相互垂直的反射面，兩個反射面關於直角反射鏡4的中心軸對稱,使入射到輸出準直器22的反射光與輸入準直器21輸出的光平行,實現不同波長組分的光沿同一光路傳輸，其反射光的光軸與輸出準直器22軸心完全重合，反射光能夠全部耦合進入輸出準直器22和輸出尾纖12，不存在插入損耗和波長相關損耗現象，提高了光衰減的精度；步進電機螺杆7與墊片5相連，控制器8與步進電機6相連，控制步進電機6通過步進電機螺杆7與墊片5驅動濾波片3往返運動。
[0023]濾波片3是以楔形的玻璃(如K9玻璃)基片為載體，在其長度方向鍍有不同厚度的若干金屬氧化物(如Ni和Cr合金)，當光垂直通過該濾波片時，光的能量部分被金屬氧化物反射和吸收，從而使透過光的強度減弱了。通過控制其鍍膜材料及其厚度，可使濾波片3對光的衰減量沿長度方向呈線性變化。通過步進電機6控制濾波片3的位置，即可實現光信號的連續可調衰減。
[0024]直角反射鏡4的反射面只要可以反射光即可，如鏡面塗層面、金屬鏡面、折射率不同的透明介質的邊界面等。
[0025]本發明中直角反射鏡4固定在機箱殼9底面上，兩個反射面關於直角反射鏡4的中心軸對稱，通過驅動濾波片3實現光信號的連續可調衰減。
[0026]本發明通過固定直角反射鏡，驅動濾波片來實現光信號的線性衰減，結構穩定，易於調試，在不改變濾波片數量和長度的情況下，可使光衰減器的衰減範圍提高一倍，實現大動態範圍衰減。例如，若濾波片的衰減範圍是OdB?50dB，則本發明可實現OdB?IOOdB的連續可調衰減。本發明有利於緊湊型、小型化光衰減器設計。另外，本發明沒有插入損耗，也不存在波長相關損耗，可提聞光裳減精度。
[0027]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種大動態反射式可調光衰減器，包括尾纖、準直器、直角反射鏡、墊片、步進電機、步進電機螺杆、控制器和機箱殼；所述尾纖包括輸入尾纖和輸出尾纖，所述準直器包括輸入準直器和輸出準直器；所述輸入準直器和輸出準直器方向一致並且平行設置在所述機箱殼側面；所述輸入準直器的一端連接有輸入尾纖，所述輸出準直器的一端連接有輸出尾纖；所述控制器控制步進電機的工作狀態；所述步進電機通過步進電機螺杆控制墊片的運動，其特徵在於，還包括濾波片，所述濾波片位於準直器和直角反射鏡之間，並且固定設置在墊片上，與墊片共同運動；所述直角反射鏡固定設置在機箱殼底面。
2.如權利要求1所述的可調光衰減器，其特徵在於，所述輸入準直器在所述輸出準直器的上方或下方。
3.如權利要求1所述的可調光衰減器，其特徵在於，所述直角反射鏡設有兩個反射面和一個中心軸。
4.如權利要求3所述的可調光衰減器，其特徵在於，所述直角反射鏡的兩個反射面設置相對於中心軸對稱。
5.如權利要求3或4所述的可調光衰減器，其特徵在於，所述直角反射鏡的兩個反射面為鏡面塗層面、金屬鏡面或折射率不同的透明介質的邊界面。
6.如權利要求1所述的可調光衰減器，其特徵在於，所述濾波片設置與準直器端面平行。
7.如權利要求6所述的可調光衰減器，其特徵在於，所述濾波片是以楔形的玻璃基片為載體，對光的衰減量沿長度方向呈線性變化。
8.如權利要求1所述的可調光衰減器，其特徵在於，所述直角反射鏡使反射光的光軸與輸出準直器的軸心完全重合，實現不同波長組分的反射光沿同一光路傳輸，並且全部耦合進入輸出準直器。
【文檔編號】G02B6/35GK103645543SQ201310690197
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月16日 優先權日:2013年12月16日
【發明者】胡為良, 徐玉華, 張鵬 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所