光衰減裝置及光衰減器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光衰減裝置及光衰減器。其中，該光衰減裝置，適用于安裝在光衰減器內(nèi)部，對(duì)光進(jìn)行衰減處理，其包括依次設(shè)置的雙光纖固定器、球透鏡及反射鏡；被所述雙光纖固定器固定的光纖輸出的光能夠通過(guò)所述球透鏡到達(dá)所述反射鏡，且所述反射鏡反射的光部分或全部能夠通過(guò)所述球透鏡到達(dá)被所述雙光纖固定器固定的光纖；所述反射鏡能夠在靜電驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，改變照射到所述反射鏡上的光束的反射光束路徑。本實(shí)用新型的光衰減裝置，采用反射式結(jié)構(gòu)、電壓驅(qū)動(dòng)、體積小、重量輕、功耗低，且動(dòng)態(tài)衰減范圍大、調(diào)節(jié)精度高。同時(shí)提供的光衰減器也具有相同的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
光衰減裝置及光衰減器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光衰減裝置及光衰減器。【背景技術(shù)】
[0002]光衰減器是智能化光網(wǎng)絡(luò)中的一種重要的光傳輸器件，是組成光放大器的關(guān)鍵部件，在光纖通信系統(tǒng)中起到功率平衡的作用，并廣泛應(yīng)用于波分復(fù)用系統(tǒng)(WDM/DWDM)的信道増益平衡和光接收器件保護(hù)。其可以與光波分復(fù)用器(WDM)、分光探測(cè)器(TAP PD)、摻鉺光纖放大器(EDFA)等光器件構(gòu)成可重構(gòu)光分插復(fù)用器(R0ADM)、預(yù)均衡合波器VMUX、增益平坦EDFA等模塊。
[0003]光衰減器根據(jù)制造工藝進(jìn)行區(qū)分包括傳統(tǒng)機(jī)械型、波導(dǎo)型、液晶型、微機(jī)電(MEMS) 型等。其中，波導(dǎo)型和液晶型光能量均衡器技術(shù)尚不成熟，商用產(chǎn)品極少。機(jī)械型發(fā)展最成熟，但是其體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不便。如專(zhuān)利號(hào)為CN02136828.7的專(zhuān)利《電磁驅(qū)動(dòng)位錯(cuò)型微機(jī)械可變光衰減器》提出一種利用電磁驅(qū)動(dòng)力和弾性體控制光纖錯(cuò)位位移，從而實(shí)現(xiàn)光衰減器的方法。這種裝置結(jié)構(gòu)需要可動(dòng)平臺(tái)、定位槽和弾性體等機(jī)械部件，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 且弾性體容易產(chǎn)生機(jī)械疲勞，影響裝置性能，縮短器件壽命?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0004]基于此，有必要針對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)中光衰減器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝置性能差的問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，光衰減控制更加精確的光衰減裝置及設(shè)置有該裝置的光衰減器。
[0005]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的提供的一種光衰減裝置，適用于安裝在光衰減器內(nèi)部，對(duì)光進(jìn)行衰減處理，包括依次設(shè)置的雙光纖固定器、球透鏡及反射鏡；
[0006]被所述雙光纖固定器固定的光纖輸出的光能夠通過(guò)所述球透鏡到達(dá)所述反射鏡， 且所述反射鏡反射的光部分或全部能夠通過(guò)所述球透鏡到達(dá)被所述雙光纖固定器固定的光纖；
[0007]所述反射鏡能夠在靜電驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，改變照射到所述反射鏡上的光線的反射光線路徑。
[0008]作為一種光衰減裝置的可實(shí)施方式，所述光衰減裝置整體采用微機(jī)電系統(tǒng)芯片封裝技術(shù)封裝為一個(gè)芯片。
[0009]作為一種光衰減裝置的可實(shí)施方式，所述靜電驅(qū)動(dòng)為靜電開(kāi)合橋，靜電梳，翹動(dòng)結(jié)構(gòu)，壓電驅(qū)動(dòng)中的一種或者兩種以上的結(jié)合。
[0010]作為一種光衰減裝置的可實(shí)施方式，所述雙光纖固定器與所述球透鏡均采用斜8 度結(jié)構(gòu);所述雙光纖固定器的斜8度結(jié)構(gòu)面與所述球透鏡的斜8度結(jié)構(gòu)面平行。
[0011]作為一種光衰減裝置的可實(shí)施方式，還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電壓接口。
[0012]基于同一構(gòu)思的一種光衰減器，包括前述任一種光衰減裝置。
[0013]作為一種光衰減器的可實(shí)施方式，還包括:
[0014]與所述光衰減裝置連接的驅(qū)動(dòng)單元；
[0015]與所述驅(qū)動(dòng)單元通訊連接的控制單元；以及
[0016]與所述控制單元連接，用于輸入控制信號(hào)的輸入單元。
[0017]作為一種光衰減器的可實(shí)施方式，還包括與所述控制單元通訊連接的顯示單元， 以及與所述控制單元通訊連接的存儲(chǔ)單元。
[0018]作為一種光衰減器的可實(shí)施方式，還包括與所述驅(qū)動(dòng)單元及所述控制單元均連接的監(jiān)測(cè)單元，且所述監(jiān)測(cè)單元采集監(jiān)測(cè)衰減后的輸出光能量。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果包括:
[0020]本實(shí)用新型提供的光衰減裝置，由于可以通過(guò)施加不同的電壓準(zhǔn)確、靈活的調(diào)節(jié)反射鏡的偏轉(zhuǎn)角度。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例的光衰減裝置能夠連續(xù)、精確的調(diào)節(jié)輸出光的衰減效果。具有良好的操控性和實(shí)用性。而且當(dāng)對(duì)反射鏡反射角度進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的正負(fù)極間施加反偏電壓時(shí)，裝置能夠恢復(fù)正常工作。本實(shí)用新型同時(shí)提供的光衰減器也具有前述光衰減裝置的優(yōu)點(diǎn)?！靖綀D說(shuō)明】[0021 ]圖1為本實(shí)用新型一種光衰減裝置的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型一種光衰減裝置的一具體實(shí)施例中光束路徑示意圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型一種光衰減裝置的另一具體實(shí)施例中光束路徑示意圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型一種光衰減器的一具體實(shí)施例示意圖；
[0025]圖5為本實(shí)用新型一種光衰減器的另一具體實(shí)施例示意圖；
[0026]圖6為本實(shí)用新型一種光衰減器的再一具體實(shí)施例示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0027]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的光衰減裝置及光衰減器的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0028]本實(shí)用新型的光衰減裝置適用于安裝在光衰減器的內(nèi)部，光衰減器利用其完成對(duì)光進(jìn)行衰減的主要工作，再配合其他一些必要的部件構(gòu)成完整的光衰減器。
[0029]本實(shí)用新型一實(shí)施例的光衰減裝置，如圖1所示，包括在光的傳輸路徑上依次設(shè)置的雙光纖固定器101、球透鏡102及反射鏡103,三個(gè)部件在圖1中在水平方向上依次分布。其中，雙光纖固定器101用于固定用來(lái)輸入未衰減的光以及用來(lái)輸出衰減后光的兩根光纖。
[0030]例如，圖2中第一根光纖001為輸入光纖(輸入未衰減的光)，第二根光纖002為輸出光纖(輸出衰減后的光)。被雙光纖固定器101固定的第一根光纖〇〇1輸出的光能夠通過(guò)球透鏡102到達(dá)反射鏡103,而反射鏡103對(duì)照射到其表面的光進(jìn)行反射后，反射的光部分或全部再次通過(guò)球透鏡102到達(dá)被雙光纖固定器101固定的第二根光纖002。[〇〇31]需要說(shuō)明的是，應(yīng)用在光衰減裝置的中的光纖一般為單模光纖。光束在這三個(gè)部件之間的傳輸過(guò)程具體描述如下:[〇〇32]雙光纖作為光的輸入和輸出通道使用雙光纖固定器101進(jìn)行固定。光束01從第一根單模光纖001進(jìn)入裝置作為輸入光，球透鏡102(c-Lens)將從第一根光纖001輸出的高斯光束02準(zhǔn)直為腰斑較大而發(fā)散較小的光束03,以增加高斯光束的工作距離。經(jīng)球透鏡102之后的光束03照射到反射鏡103后，經(jīng)反射鏡103反射為光束11。反射鏡103反射的高斯光束11 傳輸?shù)角蛲哥R102，球透鏡102將高斯光束11耦合為腰斑較小的光束12，以提高光束在輸出單模光纖中的耦合效率。最終衰減后的光由第二根光纖002輸出，如圖2中所示，最終光衰減裝置輸出光束13。反射鏡將從C-Lens輸出的光束反射，反射鏡控制反射光束的方向，以實(shí)現(xiàn)光束的不同耦合效率。
[0033]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)光的衰減，以及對(duì)衰減程度的控制，本實(shí)用新型實(shí)施例的光衰減裝置中，反射鏡103能夠在靜電驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，改變照射到反射鏡103上的光線的反射光線路徑。反射鏡103的不同位置(外加電壓驅(qū)動(dòng)反射角小角度轉(zhuǎn)動(dòng))，實(shí)現(xiàn)不同偏移耦合角度，進(jìn)而影響耦合輸出的光能量值。如圖3所示，當(dāng)反射鏡103轉(zhuǎn)過(guò)0時(shí)，反射光轉(zhuǎn)過(guò)20，經(jīng)C-Lens耦合后的高斯光束的束腰位置發(fā)生變化，耦合進(jìn)輸出光纖中的光功率發(fā)生變化，從而光的耦合效率變化。隨著施加電壓的變化，驅(qū)動(dòng)反射鏡103反射面發(fā)生微量角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶來(lái)入射到反射鏡103的反射光同步偏移，導(dǎo)致返回光的模場(chǎng)與親合的第二根單模光纖002模場(chǎng)形成失配，產(chǎn)生了衰減也相應(yīng)地變化。[〇〇34]其中，對(duì)反射鏡103反射角度的調(diào)節(jié)，靜電驅(qū)動(dòng)可以選擇采用靜電開(kāi)合橋，靜電梳， 翹動(dòng)結(jié)構(gòu)，壓電驅(qū)動(dòng)等驅(qū)動(dòng)形式中的任意一種，也可以將兩種或者兩種以上的驅(qū)動(dòng)形式結(jié)合使用。
[0035]由于可以通過(guò)施加不同的電壓準(zhǔn)確、靈活的調(diào)節(jié)反射鏡103的偏轉(zhuǎn)角度。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例的光衰減裝置能夠連續(xù)、精確的調(diào)節(jié)輸出光的衰減效果。具有良好的操控性和實(shí)用性。而且當(dāng)對(duì)反射鏡103反射角度進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的正負(fù)極間施加反偏電壓時(shí)，裝置能夠恢復(fù)正常工作。本設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電壓的變化范圍為0-5.5V，發(fā)射鏡偏轉(zhuǎn)角度范圍是0-0.3度。[〇〇36] 更佳的，整個(gè)光衰減裝置整體可采用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS，Micr〇-Electr〇-Mechanical System)芯片封裝技術(shù)封裝為一個(gè)芯片。光衰減裝置成為一個(gè)微型光器件，縮小整個(gè)裝置占用的空間，且裝置重量輕、能耗低，更有利于設(shè)置在光衰減器中。且微型光器件基于微機(jī)電MEMS技術(shù)采用反射式工作原理，在允許電壓范圍內(nèi)(0?5.5V)動(dòng)態(tài)可調(diào)，施加反偏電壓時(shí)，器件能恢復(fù)正常工作。
[0037]另外，為了降低光纖插入損耗，如圖1所示，雙光纖固定器101與所述球透鏡102均采用斜8度結(jié)構(gòu)。且所述雙光纖固定器101的斜8度結(jié)構(gòu)面與所述球透鏡的斜8度結(jié)構(gòu)面平行。
[0038]其中，雙光纖固定器101的斜8度結(jié)構(gòu)面是指圖1中雙光纖固定器101與球透鏡102 相鄰的傾斜面。而球透鏡102的斜8度結(jié)構(gòu)面是指其與光纖固定器101相鄰的斜面。
[0039]雙光纖固定器101與所述球透鏡102均采用斜8度結(jié)構(gòu)后，光纖輸出光的插入損耗最低。
[0040]當(dāng)然，為了便于連接驅(qū)動(dòng)電壓，整個(gè)芯片式的光衰減裝置在芯片的邊緣處還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電壓接口 104。
[0041]基于同一構(gòu)思，本實(shí)用新型還提供一種光衰減器，該光衰減器中設(shè)置有前述任一實(shí)施例的光衰減裝置100。因此，該光衰減器也具有前述光衰減裝置100的優(yōu)點(diǎn)，能夠精確、 靈活、連續(xù)的對(duì)衰減程度進(jìn)行調(diào)節(jié)，即能夠利用MEMS反射原理通過(guò)準(zhǔn)確調(diào)整反射鏡103的狀態(tài)達(dá)到光衰減的目的。
[0042]在其中一個(gè)光衰減器的實(shí)施例中，如圖4所示，為了對(duì)光衰減進(jìn)行控制，光衰減器中還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)單元200、控制單元300，以及輸入單元400。[〇〇43]其中，驅(qū)動(dòng)單元200與光衰減裝置100直接連接。而作為中心控制部件的控制單元 300分別與驅(qū)動(dòng)單元200及輸入單元400通訊連接。
[0044]光衰減器在使用過(guò)程中，使用者可以通過(guò)輸入單元400輸入需要的衰減控制指令， 控制單元300對(duì)輸入指令進(jìn)行分析處理后發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)給驅(qū)動(dòng)單元200,驅(qū)動(dòng)單元200直接控制光衰減裝置100中的反射鏡103轉(zhuǎn)動(dòng)合適角度對(duì)輸入光進(jìn)行衰減。[〇〇45]需要說(shuō)明的是，用于輸入控制信號(hào)的輸入單元400可以是按鍵或者觸摸屏等形式的輸入部件。
[0046]如圖5所示，為了對(duì)衰減信息進(jìn)行存儲(chǔ)，在其中一個(gè)實(shí)施例的衰減器中還設(shè)置有與控制單元300通訊連接的存儲(chǔ)單元600。存儲(chǔ)單元600能夠保存光衰減的配置數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)均衡量值。且配置數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)衰減值保存空間隔離，實(shí)時(shí)衰減值采取循環(huán)覆蓋方式，最大能夠存儲(chǔ)1000個(gè)值。[〇〇47] 另外，如圖5所示，還可以設(shè)置與控制單元300通訊連接的顯示單元500,用于直觀顯示均衡量值。[〇〇48]其中，作為一種可實(shí)施方式，可以用液晶顯示屏制成所述顯示單元500。[〇〇49] 更佳的，在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖6所示，還包括與驅(qū)動(dòng)單元200及控制單元300 均連接的監(jiān)測(cè)單元700,且監(jiān)測(cè)單元700從分光器800處接收衰減后的輸出光。
[0050]具體的，本實(shí)施例的光衰減器工作過(guò)程如下:[〇〇51]控制單元300采集操作鍵盤(pán)(輸入單元400)中斷信號(hào)，判斷處理后預(yù)指揮驅(qū)動(dòng)單元 200,同時(shí)，通過(guò)監(jiān)測(cè)單元700監(jiān)測(cè)采樣輸入、輸出光信號(hào)，并判斷輸入輸出光信號(hào)與預(yù)處理結(jié)果是否相符，如相符則實(shí)施驅(qū)動(dòng)微型光器件，微型偏轉(zhuǎn)反射鏡103,達(dá)到均衡光能量。同時(shí)，控制單元300根據(jù)光能量均衡值，液晶顯示部分(顯示單元)直觀顯示均衡量值。[〇〇52]且控制單元300采用數(shù)字編程技術(shù)智能控制輸出驅(qū)動(dòng)電壓及實(shí)時(shí)采集判斷調(diào)整輸出精度，控制精度高。[〇〇53]本實(shí)用新型，操作簡(jiǎn)單，判斷精確，顯示直觀。應(yīng)用在光通信工程中具有非常大的優(yōu)勢(shì)。
[0054]以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。
[0055]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)， 但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光衰減裝置，適用于安裝在光衰減器內(nèi)部，對(duì)光進(jìn)行衰減處理，其特征在于，包 括依次設(shè)置的雙光纖固定器、球透鏡及反射鏡；被所述雙光纖固定器固定的光纖輸出的光能夠通過(guò)所述球透鏡到達(dá)所述反射鏡，且所 述反射鏡反射的光部分或全部能夠通過(guò)所述球透鏡到達(dá)被所述雙光纖固定器固定的光纖；所述反射鏡能夠在靜電驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，改變照射到所述反射鏡上的光線的反射光線路 徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光衰減裝置，其特征在于，所述光衰減裝置整體采用微機(jī)電系 統(tǒng)芯片封裝技術(shù)封裝為一個(gè)芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光衰減裝置，其特征在于，靜電驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)為靜電開(kāi)合橋，靜 電梳，翹動(dòng)結(jié)構(gòu)，壓電驅(qū)動(dòng)中的一種或者兩種以上的結(jié)合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光衰減裝置，其特征在于，所述雙光纖固定器與所述球透鏡均 采用斜8度結(jié)構(gòu);所述雙光纖固定器的斜8度結(jié)構(gòu)面與所述球透鏡的斜8度結(jié)構(gòu)面平行。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光衰減裝置，其特征在于，還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電壓接口。6.—種光衰減器，其特征在于，包括權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的光衰減裝置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光衰減器，其特征在于，還包括:與所述光衰減裝置連接的驅(qū)動(dòng)單元；與所述驅(qū)動(dòng)單元通訊連接的控制單元；以及與所述控制單元連接，用于輸入控制信號(hào)的輸入單元。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光衰減器，其特征在于，還包括與所述控制單元通訊連接的顯 示單元，以及與所述控制單元通訊連接的存儲(chǔ)單元。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光衰減器，其特征在于，還包括與所述驅(qū)動(dòng)單元及所述控制單 元均連接的監(jiān)測(cè)單元，且所述監(jiān)測(cè)單元采集監(jiān)測(cè)衰減后的輸出光能量。
【文檔編號(hào)】G02B26/02GK205581404SQ201620261954
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】任廣闊
【申請(qǐng)人】江蘇黑馬高科股份有限公司