幾種可調(diào)光衰減器的簡介

1、幾種可調(diào)光衰減器的簡介幾種可調(diào)光衰減器的簡介200710714:56:46訊石光通訊咨詢網(wǎng)編輯：iccsz可調(diào)節(jié)光衰減器(VOA)在光通信中具有廣泛的應用，其主要功能是用來減低或控制光信號。光網(wǎng)絡的最基本的特性應該是可調(diào)，特別是隨著DWDM傳輸系統(tǒng)和EDFA在光通信中的應用，在多個光信號傳輸通道上必須進行增益平坦化或信道功率均衡，在光接收器端要進行動態(tài)飽和的控制，光網(wǎng)絡中也還需要對其它信號進行控制，這些都使得VOA成為其中不可或缺的關鍵

2、器件。此外，VOA產(chǎn)品還具有與其它光通信組件結(jié)合并將其推往高階模塊的特性。幾種可調(diào)光衰減器的簡介幾種可調(diào)光衰減器的簡介福州高意通訊有限公司李繼鋒1.引言可調(diào)節(jié)光衰減器(VOA)在光通信中具有廣泛的應用，其主要功能是用來減低或控制光信號。光網(wǎng)絡的最基本的特性應該是可調(diào)，特別是隨著DWDM傳輸系統(tǒng)和EDFA在光通信中的應用，在多個光信號傳輸通道上必須進行增益平坦化或信道功率均衡，在光接收器端要進行動態(tài)飽和的控制，光網(wǎng)絡中也還需要對其它信號進

3、行控制，這些都使得VOA成為其中不可或缺的關鍵器件。此外，VOA產(chǎn)品還具有與其它光通信組件結(jié)合并將其推往高階模塊的特性。近年來，出現(xiàn)了多種制造可變光衰減器的技術，包括可機械式VOA、磁光VOA、液晶VOA、MEMSVOA、熱光VOA和聲光VOA等。本文將對各種典型VOA的做一個簡要的介紹。2.幾種常見的VOA簡介2.1.機械式VOA該種類型的VOA也有多種具體的實現(xiàn)方式。圖1是擋光型光衰減器的原理圖，驅(qū)動擋光元件攔在兩個準直器之間，實現(xiàn)

4、光功率的衰減。擋光元件可以是片狀或者錐形，后者可通過旋轉(zhuǎn)來推進，而前者需平推或者通過一定機械結(jié)構實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)至平推動作的轉(zhuǎn)換。擋光型光衰減器可以制成光纖適配器結(jié)構，也可以制成圖1所示的在線式結(jié)構。與上面提到的擋光型VOA類似，也有一種機械一電位器形式的EVOA方案。其原理是用步進電機拖動中性梯度濾光片，當光束通過濾光片不同的位置時其輸出光功率將按預定的衰減規(guī)律變化，從而達到調(diào)節(jié)衰減量的目的。還有一種機械偏光式光衰減器。其基本原理是從入端口射

5、出的光束被反射片反射到出端口，兩端口之間的反射耦合效率由反射片的傾斜角度來控制，從而實現(xiàn)光衰減的調(diào)節(jié)。而反射片的傾斜則由多種不同的機理來控制。機械型光衰減器是較為傳統(tǒng)的解決方案，到目前為止，已在系統(tǒng)中應用的VOA大多是用機械的方法來達到衰減。該類型的光衰減器具有工藝成熟、光學特性好、低插損、偏振相關損耗小、無需控溫等優(yōu)點；而其缺點在于體積較大、組件多結(jié)構復雜、響應速度不高、難以自動化生產(chǎn)、不利于集成等。2.2.磁光VOA折射晶體合束，最

6、后從準直器輸出。當液晶材料兩端的透明電極上加載電壓V時，O光和E光經(jīng)過液晶后都改變一定的角度，經(jīng)第二塊雙折射晶體，每束光又被分成O光和E光，形成了4束光，中間兩束最后合成一束從第二塊雙折射晶體出射，由準直器接收，另外兩束從第二塊雙折射晶體出射后未被準直器接收，從而實現(xiàn)衰減。因此，通過在液晶的兩個電極上施加不同的電壓控制光強的變化，可以實現(xiàn)不同的衰減。液晶VOA可以實現(xiàn)光衰減器的小型化、高響應化。但同時液晶材料插入損耗較大，制作工藝相對也

7、較復雜，特別是受環(huán)境因素的影響較大，它的優(yōu)點是成本低，已有批量商用。其它還有些功能材料在強電場作用下光學特性也會發(fā)生變化，例如鈮酸鋰（LiNbO3）晶體的電光效應，因此這也是有可能利用的一個途徑。但由于類似這樣的電光效應通常需要數(shù)千伏乃至上萬伏的強電場，所以應用在光通信的無源器件領域有一定限制，至今鮮有相關的信息。2.4.MEMSVOAMEMS是此領域中較新的應用技術，經(jīng)過近幾年的發(fā)展，MEMSChip的生產(chǎn)工藝已經(jīng)趨于成熟，有力地推動

8、了MEMSVOA的應用。在光網(wǎng)絡中應用，以MEMS技術為基礎的產(chǎn)品也具有明顯的價格和性能上的優(yōu)勢。MEMSVOA有反射式VOA和衍射式VOA，如圖5所示。反射式VOA的工作原理如圖5(a)所示，它是在硅基上制作一塊微反射鏡。以unblocking型VOA為例。光經(jīng)過雙光纖準直器的一端進入，以一定角度入射到微反射鏡上，當施加電壓時，微反射鏡在靜電作用下被扭轉(zhuǎn)，傾角改變，入射光的入射角度發(fā)生改變，光反射后能量不能完全耦合進雙芯準直器的另一端

9、，達到調(diào)節(jié)光強的目的；而未加電壓時，微反射鏡呈水平狀態(tài)，光反射后能量完全耦合進雙芯準直器的另一端。衍射式VOA是基于動態(tài)衍射光柵技術，如圖5(b)所示。這種動態(tài)衍射光柵由平行微柵條陣列構成，微柵條上表面鍍以200~300nm厚的鋁膜，起電極和反射光的雙重作用，下表面是特殊設計的由Si3N4和SiO2膜形成的雙簧結(jié)構以提供彈性力，其下刻蝕的空氣隙厚度與所欲應用的光譜波段相關。當施加電壓信號時，在靜電力的作用下相間隔的動柵條位置向下移動以產(chǎn)