專利名稱：可變光學(xué)衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在光通信網(wǎng)絡(luò)中使用的光學(xué)轉(zhuǎn)換器，更具體而言，涉及一種具有微反射鏡的可變光學(xué)衰減器。
背景技術(shù)：
為了有效傳輸當(dāng)前大量產(chǎn)生的各種形式的信息，波分復(fù)用光通信系統(tǒng)已得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。
在這種光通信系統(tǒng)中，多種類型的信息存儲(chǔ)在多個(gè)具有各自不同的波長的光源中，之后這些信息為了通過信號光纖進(jìn)行傳輸而被多路復(fù)用。之后，接收終端將該復(fù)用信號進(jìn)行解復(fù)用，并將該信號分波以使得接收對應(yīng)于每個(gè)波長的光信號。
此時(shí)，由于將光信號進(jìn)行長距離傳輸時(shí)光信號趨于減弱，因此必須在傳輸中使用多個(gè)光放大器。在這一點(diǎn)上，由于依賴于光放大器的增益和解復(fù)用器的特性的波長不同，各個(gè)波長產(chǎn)生一個(gè)不同的光輸出。
當(dāng)多個(gè)不同的光輸出被復(fù)用時(shí)，并當(dāng)復(fù)用的輸出被傳輸時(shí)，那么各個(gè)波長的光輸出失去了一致性，因此信號的特性惡化并最終不能傳輸信號。
據(jù)此，需要一種可變光學(xué)衰減器來使得相應(yīng)于各個(gè)波長的光信號的強(qiáng)度一致。
通常，光學(xué)衰減器將那些波長不同于具有最小波長的光信號的信號減弱。
現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)衰減器的示例包括通過使用監(jiān)測器來機(jī)械移動(dòng)光纖的設(shè)備，使用微電機(jī)系統(tǒng)(MEMS)激勵(lì)器的設(shè)備，具有一部分被研磨的光纖并在其表面涂上一種特殊材料的設(shè)備，和在硅石基片上使用熱光效應(yīng)的Mach-Zehnder干涉儀調(diào)制器。
然而，如機(jī)械光學(xué)衰減器和通過研磨部分光纖而形成的光學(xué)衰減器這樣的設(shè)備具有此類設(shè)備的尺寸較大的缺點(diǎn)并且不能與其它光學(xué)設(shè)備集成。
另外，MEMS設(shè)備和使用硅石設(shè)備的光學(xué)衰減器具有需要高驅(qū)動(dòng)電壓和大功率的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明所示的可變光學(xué)衰減器充分的消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)而產(chǎn)生的一個(gè)或更多的問題。
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種輕型的小尺寸的可變光學(xué)衰減器。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種更簡單更易制造且成本低廉并能大量生產(chǎn)的可變光學(xué)衰減器。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種有更快響應(yīng)速度并要求更低功率的可變衰減器。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特性將在隨后的說明中部分地描述，經(jīng)過以下檢驗(yàn)和從本發(fā)明的實(shí)踐中學(xué)習(xí)，上述優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特性對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以如書面說明及其權(quán)利要求以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
為了獲得這些目標(biāo)和其他的優(yōu)點(diǎn)并與本發(fā)明的意圖一致，因此在這里進(jìn)行具體且廣泛的描述，可變光學(xué)衰減器包括光纖部分，其是至少一個(gè)輸入光纖和至少一個(gè)輸出光纖結(jié)合而形成的，反射鏡部分，其具有至少一個(gè)面向光纖部分并與光纖部分隔開的微反射鏡，反射從輸入光纖發(fā)射到輸出光纖的發(fā)射光線，并產(chǎn)生垂直移動(dòng)或是旋轉(zhuǎn)移動(dòng)中的一種，以便衰減被發(fā)射的光線，和透鏡，其在光纖部分和反射鏡部分之間形成，聚焦從輸入光纖發(fā)射到微反射鏡的發(fā)射光線。
在這里，光纖部分的輸入光纖和輸出光纖不是相互鄰近就是彼此隔開，并且光纖部分包括輸入光纖和輸出光纖，圍繞著輸入光纖和輸出光纖的管子，和安裝在輸入和輸出光纖與管子之間的光纖固定件，以便固定輸入和輸出光纖。
另外，反射鏡單元包括具有至少一個(gè)通孔的基片，微反射鏡，其位于至少一個(gè)通孔的區(qū)域上，在微反射鏡上形成的反射表面，彈性體，其在微反射鏡上的反射表面的每一側(cè)上形成，連接微反射鏡的表面和基片的彈簧，和在圍繞微反射鏡和彈簧的表面上形成的線圈，其并能依照外部電信號使微反射鏡做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
在這里，彈性體和彈簧彼此垂直，并且線圈包括第一電極板和第二電極板，與第一電極板連接的下導(dǎo)電線，與第二電極板連接的上導(dǎo)電線，把下導(dǎo)電線連接到上導(dǎo)電線的芯線，下絕緣層，用來隔離基片和下導(dǎo)電線，和上絕緣層，用來隔離上導(dǎo)電線和下導(dǎo)電線。
另外，反射鏡單元還包括具有至少一個(gè)通孔的基片，微反射鏡，其位于至少一個(gè)通孔的區(qū)域上，在微反射鏡上形成的反射表面，把微反射鏡的4個(gè)表面和基片連接在一起的彈簧，和在反射表面周圍的微反射鏡上形成并能依照外部電信號使微反射鏡做垂直運(yùn)動(dòng)的線圈。
在本發(fā)明的另一方面中，可變光學(xué)衰減器包括彼此相鄰或隔開的輸入光纖和輸出光纖中的至少一個(gè)，圍繞著輸入光纖和輸出光纖的管子，和安裝在輸入和輸出光纖和管子之間的光纖固定件，以便固定輸入和輸出光纖，反射鏡單元，其具有至少一個(gè)面向輸入和輸出光纖且與它們隔開的微反射鏡，反射從輸入光纖發(fā)射到輸出光纖的發(fā)射光線，并產(chǎn)生垂直移動(dòng)或是旋轉(zhuǎn)移動(dòng)中的一種，以便衰減發(fā)射光線，固定在反射鏡單元下部的反射鏡支撐件并支撐反射鏡單元，透鏡，其在輸入和輸出光纖與反射鏡部分之間形成，聚焦從輸入光纖發(fā)射到微反射鏡的發(fā)射光線，和安裝在反射鏡單元的上部分透鏡支撐件并用來支撐透鏡的透鏡支撐件。
在這里，可變光學(xué)衰減器還包括安裝在反射鏡支撐件上的罩以用來罩在包括透鏡的反射鏡單元的上部，并具有用于傳送從輸入光纖發(fā)射出罩的發(fā)射光線且固定至罩的中心部位的窗口。
另外，磁線圈被安裝在罩的外表面上，以便對反射鏡單元的微反射鏡提供外部磁場。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，可變光學(xué)衰減器包括彼此相鄰或隔開的輸入光纖和輸出光纖中的至少一個(gè)，圍繞著輸入光纖和輸出光纖的管子，安裝在輸入和輸出光纖與管子之間的光纖固定件，以便固定輸入和輸出光纖，反射鏡單元，其具有至少一個(gè)面向輸入和輸出光纖且與它們隔開的微反射鏡，反射從輸入光纖發(fā)射到輸出光纖的發(fā)射光線，并產(chǎn)生垂直移動(dòng)或是旋轉(zhuǎn)移動(dòng)中的一種，以便衰減發(fā)射光線，固定在反射鏡單元的下部分反射鏡支撐件并支撐反射鏡單元的反射鏡支撐件，透鏡，其在輸入和輸出光纖與反射鏡部分之間形成，聚焦從輸入光纖發(fā)射到微反射鏡的發(fā)射光線，和在包括反射鏡支撐件的透反射鏡單元的上部分形成罩并用來固定透鏡的罩。
這里，磁線圈被安裝在罩的外表面上，以便對反射鏡單元的微反射鏡提供外部磁場。
在本發(fā)明的另一方面中，可變光學(xué)衰減器包括彼此相鄰或隔開的輸入光纖和輸出光纖中的至少一個(gè)，圍繞著輸入光纖和輸出光纖的管子，安裝在輸入和輸出光纖與管子之間的光纖固定件，以便固定輸入和輸出光纖，反射鏡單元，其具有至少一個(gè)面向輸入和輸出光纖且與它們隔開的微反射鏡，反射從輸入光纖發(fā)射到輸出光纖的發(fā)射光線，并產(chǎn)生垂直移動(dòng)或是旋轉(zhuǎn)移動(dòng)中的一種，以便衰減發(fā)射光線，固定在反射鏡單元的下部分反射鏡支撐件并支撐反射鏡單元的反射鏡支撐件，透鏡，其在管子中的輸入和輸出光纖的前面部分形成，聚焦從輸入光纖發(fā)射到微反射鏡的發(fā)射光線，和安裝在反射鏡單元的上部分的罩，其具有傳送從輸入光纖發(fā)射的發(fā)射光線的窗口。
應(yīng)該明白前面的概述和下面對本發(fā)明的詳細(xì)描述都是說明性的和示例性的，并提供對所要求保護(hù)的本發(fā)明的解釋。


所包括的附圖用于對本發(fā)明提供進(jìn)一步的理解，該附圖被合并和構(gòu)成本說明書的組成部分，用于示出本發(fā)明的實(shí)施例，并結(jié)合說明用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中；圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的可變光學(xué)衰減器的驅(qū)動(dòng)原理；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的可變光學(xué)衰減器的驅(qū)動(dòng)原理，其中微反射鏡以垂直方向移動(dòng)；圖3A和圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明的可變光學(xué)衰減器的驅(qū)動(dòng)原理，其中微反射鏡進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動(dòng)；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的整套可變光學(xué)衰減器；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的整套可變光學(xué)衰減器；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的整套可變光學(xué)衰減器；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的整套可變光學(xué)衰減器；圖8A是是根據(jù)本發(fā)明的可變光學(xué)衰減器的反射鏡部分的透視圖；圖8B是沿圖8A的線I-I切開的剖面圖；圖8C是沿圖8A的線II-II切開的剖面圖；圖9A是示出了圖8A中的反射鏡的運(yùn)轉(zhuǎn)的透視圖；圖9B是沿圖9A的線I-I切開的剖面圖；圖10示出了用于利用磁場力來驅(qū)動(dòng)集成在反射鏡部分中的微反射鏡的線圈；圖11A示出了圖10的線圈的電流流動(dòng)；圖11B是沿圖11A的線III-III切開的剖面圖；圖12A是根據(jù)本發(fā)明的可變光學(xué)衰減器的另一個(gè)反射鏡部分的透視圖；圖12B是圖12A的反射鏡部分的平面圖；圖12C是沿圖12B的線IV-IV切開的剖面圖；以及圖13和圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的安裝在整套可變光學(xué)衰減器上的磁線圈。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將為本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例給出詳細(xì)的參考，其示例示出在附圖中。無論任何情況下，相同的附圖標(biāo)記貫穿于整個(gè)附圖中表示同一或類似部分。
根據(jù)本發(fā)明的可變光學(xué)衰減器通過集成輸入和輸出光纖，透鏡，和由硅顯微機(jī)械加工方法和一系列的半導(dǎo)體加工工序得到的微反射鏡形成，從而提供了一種體積小重量輕的可變光學(xué)衰減器，其簡單并易制造且成本低及可以大批量生產(chǎn)，并具有更快的響應(yīng)速度和要求更低的驅(qū)動(dòng)功率。
另外，由于是利用顯微機(jī)械加工技術(shù)進(jìn)行制造，制造出的微反射鏡是精密且優(yōu)良的，因此，響應(yīng)速度提高了并且所要求的驅(qū)動(dòng)功率降低了，從而提高了可變光學(xué)衰減器的功能。
此外，根據(jù)本發(fā)明的可變光學(xué)衰減器能夠代表了具有許多信道的光分插復(fù)用器(OADM)的分波模塊。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的可變光學(xué)衰減器的驅(qū)動(dòng)原理；參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的可變光學(xué)衰減器主要由光纖部分1，反射鏡部分2，和排列在光纖部分1和反射鏡部分2之間的透鏡3組成。
光纖部分1由至少一個(gè)輸入光纖11和至少一個(gè)輸出光纖12結(jié)合而成。輸入光纖11和輸出光纖12不是彼此相鄰就是彼此隔開。
反射鏡部分2由至少一個(gè)微反射鏡14組成并且其面對著光纖部分1并與光纖部分1隔開。另外，反射鏡部分2反射從輸入光纖11發(fā)射到輸出光纖12的光線，并通過垂直或旋轉(zhuǎn)移動(dòng)衰減發(fā)射光線。
此外，透鏡3在光纖部分1和反射鏡部分2之間形成。透鏡3聚焦從輸入光纖11發(fā)射到反射鏡部分2的微反射鏡14的發(fā)射光線。
現(xiàn)在將詳細(xì)描述具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)原理。
從輸入光纖11發(fā)射的發(fā)射光線經(jīng)過輸入光通道15和輸出光通道16。因此，微反射鏡14傳送了全部輸入的光線17到輸出光纖12。發(fā)射光線18的衰減的發(fā)生在輸出光通道16偏離它的初始位置的時(shí)候，這是由于微反射鏡14的垂直移動(dòng)19或是旋轉(zhuǎn)移動(dòng)20所致。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的可變光學(xué)衰減器的驅(qū)動(dòng)原理，其中微反射鏡以垂直方向移動(dòng)；參考圖2，當(dāng)微反射鏡14進(jìn)行垂直移動(dòng)19時(shí)，第一發(fā)射光線18a的光通道，其作為發(fā)射光線18的初始狀態(tài)，轉(zhuǎn)變成第二發(fā)射光線18b的輸出光通道。因此，根據(jù)光通道的改變程度，第二發(fā)射光線18b的衰減量成比例的變化。換句話說，發(fā)射光線18的衰減量從初始位置與與發(fā)射光線18的光通道的偏離程度成比例的增加。
圖3A和圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明的可變光學(xué)衰減器的驅(qū)動(dòng)原理，其中微反射鏡進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。
圖3A示出了了在微反射鏡14的下端形成的旋轉(zhuǎn)軸21，和圖3B示出了在微反射鏡14的中部形成的旋轉(zhuǎn)軸21。
參考圖3A和圖3B，當(dāng)微反射鏡14以θZ方向做旋轉(zhuǎn)移動(dòng)20時(shí)，第一發(fā)射光線18a的光通道，其是初始狀態(tài)，轉(zhuǎn)變成第二發(fā)射光線18b的光通道。并且，因此，依照光通道改變的程度，第二發(fā)射光線18b成比例的衰減。
圖4到7示出了根據(jù)本發(fā)明的第一，第二，第三和第四實(shí)施例的整套可變光學(xué)衰減器。
第一實(shí)施例參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，在可變光學(xué)衰減器中的罩33上形成透鏡3。
管子31包圍輸入和輸出光纖11和12。用來固定光纖11和12的光纖固定件32被安裝在輸入和輸出光纖11和12與管子31之間。這里，輸入光纖11和輸出光纖12不是彼此相鄰就是相互隔開。
另外，光纖固定件32可以以V型槽或是套圈的形式形成。光纖固定件32可以由許多材料制成，比如玻璃，硅，鋯，金屬，或聚合物。
此外，反射鏡支撐件34在反射鏡部分2的下部分上形成，以便支撐具有微反射鏡14的反射鏡部分2。在這里，反射鏡部分2和反射鏡支撐件34通過金屬線相互電連接。
而且，罩33罩住反射鏡部分2的上部以便保護(hù)反射鏡部分2。罩33可以對反射鏡部分2實(shí)行密封封裝。在這里，透鏡3固定在罩33的中部，以便聚焦從輸入光纖11發(fā)射的光線。
第二實(shí)施例參考圖5，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例透鏡3固定在可變光學(xué)衰減器的罩33上。
管子31包圍輸入和輸出光纖11和12。用來固定光纖11和12的光纖固定件32被安裝在輸入和輸出光纖11和12與管子31之間。
另外，透鏡3被安裝在管子31里的輸入和輸出光纖11和12的前部上，其聚焦從輸入光纖11發(fā)射的光線。此外，反射鏡支撐件34在反射鏡部分2的下部形成，以便支撐具有微反射鏡14的反射鏡部分2。
而且，罩33罩住反射鏡部分2的上部以便保護(hù)反射鏡部分2。罩33可以對反射鏡部分2實(shí)行密封封裝。在這里，窗口35被安裝在罩33的中部。窗口35傳送從輸入光纖11發(fā)射的光線。
第三實(shí)施例參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，透鏡3被安裝在可變光學(xué)衰減器的反射鏡部分2的透鏡固定件36上。
根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例可變光學(xué)衰減器具有和第二實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)，除了附加形成的用于固定透鏡3的透鏡固定件36之外。
透鏡固定件36以預(yù)定的高度在反射鏡部分2的基片的邊緣上形成。透鏡固定件36固定透鏡3，其聚焦從輸入光纖11發(fā)射的光線。這里，罩33可以對反射鏡部分2進(jìn)行密封封裝。
第四實(shí)施例參考圖7，根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例，透鏡3被安裝在可變光學(xué)衰減器中的反射鏡部分2的透鏡固定件36上。
根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例可變光學(xué)衰減器具有和第三實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)，除了除去在其上具有窗口35的罩33之外。因此，在第四實(shí)施例中的透鏡3與在第一，第二，和第三實(shí)施例中的透鏡3或在罩33上的窗口35具有相同的功能。
在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，除了微反射鏡14的反射表面外，在輸入和輸出光纖11和12的末端的每一側(cè)，透鏡3，和窗口35上淀積消反射涂層，從而提高了光彈性且減少了反射損耗。
另外，輸入和輸出光纖11和12的末端也可以有一個(gè)小角度(如大約8度的角)。
圖8A是根據(jù)本發(fā)明的可變光學(xué)衰減器的反射鏡部分的透視圖。圖8B是沿圖8A的線I-I切開的剖面圖。并且，圖8C是沿圖8A的線II-II切開的剖面圖。
圖8A是由電磁力驅(qū)動(dòng)的微反射鏡的示例，其可以應(yīng)用于如圖3A所示進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的可變光學(xué)衰減器。
參考圖8A，至少一個(gè)通孔56在基片51上形成。根據(jù)制造工序，或者在基片51上形成至少一個(gè)通孔56，或者可以蝕刻基片51的下表面，以暴露微反射鏡的表面。
另外，微反射鏡52在通孔的區(qū)域內(nèi)形成。反射表面55在微反射鏡52上形成，并且彈性體54在微反射鏡52的反射表面55的每一邊上形成。此外，彈簧53把微反射鏡52的表面與基片51連接。這里，彈性體54和彈簧53彼此垂直。
圖9A是示出了圖8A中的反射鏡的運(yùn)轉(zhuǎn)的透視圖。并且，圖9B是沿圖9A的線I-I切開的剖面圖；參考圖9A，由電磁力驅(qū)動(dòng)的微反射鏡52在+θy方向運(yùn)轉(zhuǎn)。在這里，為了運(yùn)行微反射鏡52，從外面把磁場垂直地施加于基片51上。當(dāng)磁場以-Z方向(也就是垂直方向)施加于基片51時(shí)，以+θy方向向微反射鏡52施加一個(gè)扭矩。之后，微反射鏡52進(jìn)行旋轉(zhuǎn)直至它到達(dá)了與由驅(qū)動(dòng)扭矩和彈簧引起的抗扭矩平行的位置。
因此，通過控制施加于微反射鏡52上的外部磁場的大小，可以控制角位移。
由于微反射鏡52能以+θy方向或是-θy方向旋轉(zhuǎn)，所以可以根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆较?。換句話說，當(dāng)以+z方向施加外部磁場時(shí)，微反射鏡以-θy方向旋轉(zhuǎn)。相反地，當(dāng)以-z方向施加外部磁場時(shí)，微反射鏡以+θy方向旋轉(zhuǎn)。
如圖8A和圖9A所示，由磁場力驅(qū)動(dòng)的微反射鏡在微反射鏡52的一個(gè)末端具有旋轉(zhuǎn)軸。因此，圖8A和9A的由磁場力驅(qū)動(dòng)的微反射鏡適于如圖3A所示的具有可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的微反射鏡的可變光學(xué)衰減器。
另外，通過控制彈簧和彈性體的相關(guān)位置，如圖8A和9A所示的由磁場力驅(qū)動(dòng)的微反射鏡也能用于旋轉(zhuǎn)軸在微反射鏡的中心部位的結(jié)構(gòu)，如圖3B所示。
圖10示出了用于利用磁場力來驅(qū)動(dòng)集成在反射鏡部分中的微反射鏡的線圈。
參考圖10，線圈57在環(huán)繞著微反射鏡52并包括彈簧53的基片的區(qū)域上形成。根據(jù)外部電信號，線圈57使微反射鏡52旋轉(zhuǎn)。這里，線圈57與微反射鏡52形成在同一基片51，并且第一電極板58和第二電極板59分別在線圈57的每個(gè)末端上形成。
當(dāng)在第一電極板58和第二電極板59之間施加電流時(shí)，根據(jù)電流的方向，以+z方向或-z方向微反射鏡施加磁場。因此，微反射鏡52能以+θy方向或-θy旋轉(zhuǎn)。
圖11A示出了圖10的線圈的電流流動(dòng)。并且，圖11B是沿圖11A的線III-III切開的剖面圖。
參考圖11A和11B，線圈57包括第一和第二電極板(未示出)，下導(dǎo)電線57a通過第一連接器57d連接至第一電極板，上導(dǎo)電線57c通過第二連接器57e連接至第二電極板，芯線57b電連接下導(dǎo)電線57a和上導(dǎo)電線57c，下絕緣層57f用于隔離基片51和下導(dǎo)電線57a，和上絕緣層57g用于隔離上導(dǎo)電線57c和下導(dǎo)電線57a。
如圖11A所示，當(dāng)電流通過線圈時(shí)，下導(dǎo)電線57c發(fā)送電流(I)到芯線57b，此芯線為線圈57的中心。電流通過下導(dǎo)電線57a流進(jìn)芯線57b后通過上導(dǎo)電線57c流回第二連接器57e，此上導(dǎo)電線實(shí)際充當(dāng)線圈。
相反地，當(dāng)電流的方向和上述的相反時(shí)，電流的路徑就變得與上述的相反。
圖12A是根據(jù)本發(fā)明的可變光學(xué)衰減器的另一個(gè)反射鏡部分的透視圖。圖12B是圖12A的反射鏡部分的平面圖。并且，圖12C是沿圖12B的線IV-IV切開的剖面圖。
圖12A到12C是由電磁功率驅(qū)動(dòng)的微反射鏡的其它實(shí)施例，其可以應(yīng)用于如圖2A所示的進(jìn)行垂直運(yùn)動(dòng)的可變光學(xué)衰減器。
參考圖12A到12C，基片61包括至少一個(gè)通孔60。這里，依照制造方法，或者至少一個(gè)通孔60可以在基片61上形成，或者可以蝕刻基片61的下表面，以暴露微反射鏡的表面。
另外，微反射鏡62在通孔區(qū)域中形成，并且反射表面65在微反射鏡62上形成。在微反射鏡62的4個(gè)邊的每一側(cè)上形成的彈簧63連接基片61和微反射鏡62。此外，線圈64在微反射鏡62上的反射表面65的環(huán)繞區(qū)域內(nèi)形成。根據(jù)外部電信號，線圈64做垂直運(yùn)動(dòng)。
同樣，由于垂直施加到基片上的外部磁場和由經(jīng)過線圈的電流產(chǎn)生的磁場之間的相互作用，具有線圈64的微反射鏡62在+z方向和-z方向上移動(dòng)。
更明確地，當(dāng)以+z方向施加外部磁場時(shí)，并且當(dāng)以+θz方向施加電流至線圈64時(shí)，微反射鏡62移動(dòng)到-z方向上。相反地，當(dāng)以-z方向施加電流至線圈64時(shí)，微反射鏡62移動(dòng)到+z方向上。
當(dāng)電流施加在第一電極板67和第二電極板68之間時(shí)，電流通過第一連接器66a和在彈簧63上形成的第二連接器66b流到線圈64上。
圖13和圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的整套可變光學(xué)衰減器上的磁線圈。
在圖13中，用于施加外部磁場的磁線圈37被安置在罩33的外表面上，以便運(yùn)行由反射鏡單元2的電磁力驅(qū)動(dòng)的微反射鏡。這里，磁線圈37可以被安置在任一預(yù)定位置上，以使磁場可以垂直地施加到反射鏡單元2上。
此外，磁線圈37可以適用于本發(fā)明的第一，第二，和第三實(shí)施例，如圖4和5所示。
在圖14中，磁軛38在磁線圈37的外表面上形成，使得包圍磁線圈37，以便使施加到反射鏡單元2上的磁場的大小達(dá)到最大。這里，磁軛38由具有高導(dǎo)磁率的材料制成。
另外，磁軛38可以適用于具有磁線圈37的本發(fā)明的第一，第二，和第三實(shí)施例。
本發(fā)明提供了一種光學(xué)衰減器，此光學(xué)衰減器是用于光通信的接收和發(fā)送模塊接口的主要組件部分，其使用由電磁力驅(qū)動(dòng)的微反射鏡。
更明確地，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用顯微機(jī)械加工技術(shù)和一系列半導(dǎo)體制造工序來生產(chǎn)出尺寸小和重量輕的接口元件，因此降低了制造部分的成本。另外，要求的驅(qū)動(dòng)功率也降低了，并且，由于輸入和輸出光纖是集成的，所以在制造期間的對準(zhǔn)工序被簡化了。此外，擴(kuò)展了光學(xué)轉(zhuǎn)換器，從而提供了n信道光分插復(fù)用器(OADM)的分波模塊。
很明顯，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對本發(fā)明進(jìn)行各種更改和變化。因此，在本發(fā)明以及所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)作出的更改和變化都包含在本發(fā)明的范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種可變光學(xué)衰減器，包括光纖部分，其是由至少一個(gè)輸入光纖和至少一個(gè)輸出光纖結(jié)合而形成的；反射鏡部分，其具有至少一個(gè)面向光纖部分并與光纖部分隔開的微反射鏡，其反射從輸入光纖發(fā)射到輸出光纖的發(fā)射光線，并進(jìn)行垂直移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)移動(dòng)中的一種，以便衰減發(fā)射的光線；和透鏡，其位于光纖部分和反射鏡部分之間，并聚焦從輸入光纖發(fā)射到微反射鏡的發(fā)射光線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衰減器，其中光纖部分的輸入光纖和輸出光纖不是彼此相鄰就是相互隔開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衰減器，其中光纖部分包括輸入光纖和輸出光纖；包圍著輸入光纖和輸出光纖的管子；和光纖固定件，其固定在輸入和輸出光纖與管子之間，以便固定輸入和輸出光纖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的衰減器，其中該透鏡聚焦從輸入光纖發(fā)射的發(fā)射光線，此透鏡被安置在輸入和輸出光纖的前部的管子中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的衰減器，其中光纖固定件以V槽型或套圈型之一形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的衰減器，其中光纖固定件可以由玻璃、硅、鋯、金屬和聚合物中的任何一種形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衰減器，還包括反射鏡支撐件，其形成在反射鏡單元的下部上，以便支撐反射鏡單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衰減器，還包括一個(gè)罩，其形成在反射鏡單元的上部上，以便保護(hù)反射鏡單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的衰減器，其中用于聚焦從輸入光纖發(fā)射的發(fā)射的光線的透鏡被安置在所述罩的中心部分上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的衰減器，其中用于傳送從輸入光纖發(fā)射的發(fā)射光線的窗口被安置在所述罩的中心部分上。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的衰減器，其中把外部磁場施加到反射鏡單元的微反射鏡上的磁線圈被安置在所述罩的外表面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的衰減器，其中用于增強(qiáng)磁線圈的磁場的磁軛包圍了磁線圈的外表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衰減器，其中反射鏡單元包括具有至少一個(gè)通孔的基片；微反射鏡，其形成在所述至少一個(gè)通孔的區(qū)域上；形成在微反射鏡上的反射表面；彈性體，其形成在微反射鏡上的反射表面的每一側(cè)上；連接微反射鏡的表面和基片的彈簧；和線圈，其形成在圍繞微反射鏡和彈簧的表面上并能依照外部電信號使微反射鏡做旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的衰減器，其中彈性體和彈簧形成為彼此垂直。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的衰減器，其中線圈包括第一電極板和第二電極板；與第一電極板連接的下導(dǎo)電線；與第二電極板連接的上導(dǎo)電線；把下導(dǎo)電線電連接到上導(dǎo)電線的芯線；下絕緣層，用來隔離基片和下導(dǎo)電線；和上絕緣層，用來隔離上導(dǎo)電線和下導(dǎo)電線。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的衰減器，還包括透鏡固定件，其以預(yù)定的高度形成在基片的末端部分上并固定用于聚焦從輸入光纖發(fā)射的發(fā)射光線的透鏡。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衰減器，其中反射鏡單元包括具有至少一個(gè)通孔的基片；微反射鏡，其形成在所述至少一個(gè)通孔的區(qū)域上；形成在微反射鏡上的反射表面；把微反射鏡的4個(gè)表面和基片連接在一起的彈簧；和線圈，其形成在反射表面周圍的微反射鏡上并能依照外部電信號使微反射鏡做垂直移動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的衰減器，其中該線圈包括第一電極板和第二電極板；與第一電極板連接的下導(dǎo)電線；與第二電極板連接的上導(dǎo)電線；把下導(dǎo)電線電連接到上導(dǎo)電線的芯線；下絕緣層，用來隔離基片和下導(dǎo)電線；和上絕緣層，用來隔離上導(dǎo)電線和下導(dǎo)電線。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的衰減器，還包括透鏡固定件，其以預(yù)定的高度形成在基片的末端部分上并固定用于聚焦從輸入光纖發(fā)射的發(fā)射光線的透鏡。
20.一種可變光學(xué)衰減器，包括彼此相鄰或隔開的至少一個(gè)輸入光纖和輸出光纖；圍繞著輸入光纖和輸出光纖的管子；光纖固定件，其固定在輸入和輸出光纖與管子之間，以便固定輸入和輸出光纖；反射鏡單元，其具有至少一個(gè)面向輸入和輸出光纖且與輸入和輸出光纖隔開的微反射鏡，其反射從輸入光纖發(fā)射到輸出光纖的發(fā)射光線，并進(jìn)行垂直移動(dòng)或是旋轉(zhuǎn)移動(dòng)中的一種，以便衰減發(fā)射光線；反射鏡支撐件，其固定在反射鏡單元的下部并用于支撐反射鏡單元；透鏡，其形成在輸入和輸出光纖與反射鏡部分之間，并聚焦從輸入光纖發(fā)射到微反射鏡的發(fā)射光線；和透鏡支撐件，其固定在反射鏡單元的上部并用來支撐透鏡。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的衰減器，還包括一個(gè)罩，其安置在反射鏡支撐件上，以便形成在反射鏡單元和透鏡的上部，并具有一個(gè)固定在所述罩的中心部分并用于傳送從輸入光纖發(fā)射出的發(fā)射光線的窗口。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的衰減器，其中磁線圈被固定在所述罩的外表面上，以便對反射鏡單元的微反射鏡施加外部磁場。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的衰減器，其中反射鏡單元包括具有至少一個(gè)通孔的基片；微反射鏡，其形成在所述至少一個(gè)通孔的區(qū)域上；形成在微反射鏡上的反射表面；把微反射鏡的一個(gè)或四個(gè)表面和基片連接在一起的彈簧；和線圈，其形成在圍繞微反射鏡和彈簧的表面上并能依照外部電信號使微反射鏡做旋轉(zhuǎn)移動(dòng)或垂直移動(dòng)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的衰減器，其中當(dāng)彈簧僅與微反射鏡的一個(gè)表面連接時(shí)，彈性體形成在微反射鏡的反射表面的每一側(cè)上。
25.一種可變光學(xué)衰減器，包括彼此相鄰或隔開的至少一個(gè)輸入光纖和輸出光纖；圍繞著輸入光纖和輸出光纖的管子；固定在輸入和輸出光纖與管子之間的光纖固定件，以便固定輸入和輸出光纖；反射鏡單元，其具有至少一個(gè)面向輸入和輸出光纖且與輸入和輸出光纖隔開的微反射鏡，其反射從輸入光纖發(fā)射到輸出光纖的發(fā)射的光線，并進(jìn)行垂直移動(dòng)或是旋轉(zhuǎn)移動(dòng)中的一種，以便衰減發(fā)射的光線；反射鏡支撐件，其固定在反射鏡單元的下部并用于支撐反射鏡單元；透鏡，其形成在輸入和輸出光纖與反射鏡部分之間，并聚焦從輸入光纖發(fā)射到微反射鏡的發(fā)射光線；和罩，其形成在包括反射鏡支撐件的反射鏡單元的上部并用來固定透鏡。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的衰減器，其中磁線圈被固定在所述罩的外表面上，以便對反射鏡單元的微反射鏡施加外部磁場。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的衰減器，其中該反射鏡單元包括具有至少一個(gè)通孔的基片；微反射鏡，其形成在所述至少一個(gè)通孔的區(qū)域上；形成在微反射鏡上的反射表面；把微反射鏡的一個(gè)或四個(gè)表面和基片連接在一起的彈簧；和線圈，其形成在圍繞微反射鏡和彈簧的表面上并能依照外部電信號使微反射鏡做旋轉(zhuǎn)移動(dòng)或垂直移動(dòng)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的衰減器，其中當(dāng)彈簧僅與微反射鏡的一個(gè)表面連接時(shí)，彈性體形成在微反射鏡的反射表面的每一側(cè)上。
29.一種可變光學(xué)衰減器，包括彼此相鄰或隔開的至少一個(gè)輸入光纖和輸出光纖；圍繞著輸入光纖和輸出光纖的管子；安置在輸入和輸出光纖與管子之間的光纖固定件，以便固定輸入和輸出光纖；反射鏡單元，其具有至少一個(gè)面向輸入和輸出光纖且與輸入和輸出光纖隔開的微反射鏡，其反射從輸入光纖發(fā)射到輸出光纖的發(fā)射光線，并進(jìn)行垂直移動(dòng)或是旋轉(zhuǎn)移動(dòng)中的一種，以便衰減發(fā)射光線；反射鏡支撐件，其安置在反射鏡單元的下部并支撐反射鏡單元；透鏡，其形成在管子中的輸入和輸出光纖的前面部分，其聚焦從輸入光纖發(fā)射到微反射鏡的發(fā)射光線；和罩，其形成在反射鏡單元的上部并具有用于傳送從輸入光纖發(fā)射的發(fā)射光線的窗口。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的衰減器，其中磁線圈被固定在所述罩的外表面上，以便對反射鏡單元的微反射鏡施加外部磁場。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的衰減器，其中該反射鏡單元包括具有至少一個(gè)通孔的基片；微反射鏡，其形成在所述至少一個(gè)通孔的區(qū)域上；形成在微反射鏡上的反射表面；把微反射鏡的一個(gè)或四個(gè)表面和基片連接在一起的彈簧；和線圈，其形成在圍繞微反射鏡和彈簧的表面上并能依照外部電信號使微反射鏡做旋轉(zhuǎn)移動(dòng)或垂直移動(dòng)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的衰減器，其中當(dāng)彈簧僅與微反射鏡的一個(gè)表面連接時(shí)，彈性體形成在微反射鏡的反射表面的每一側(cè)上。
全文摘要
公開了一種可變光學(xué)衰減器。此可變光學(xué)衰減器包括光纖部分，其是至少一個(gè)輸入光纖和至少一個(gè)輸出光纖結(jié)合而形成的，反射鏡部分，其具有至少一個(gè)面向光纖部分并與光纖部分隔開的微反射鏡，其反射從輸入光纖發(fā)射到輸出光纖的發(fā)射光線，并進(jìn)行垂直移動(dòng)或是旋轉(zhuǎn)移動(dòng)中的一種，以便衰減發(fā)射光線，和透鏡，其在光纖部分和反射鏡部分之間形成，其聚焦從輸入光纖發(fā)射到微反射鏡的發(fā)射光線。
文檔編號G02B26/08GK1607409SQ20041005564
公開日2005年4月20日 申請日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月13日
發(fā)明者李泳柱, 池昌炫 申請人:Lg電子株式會(huì)社