專利名稱：一種可變光衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光通信領(lǐng)域的一種器件，具體涉及一種可變光衰減器。
背景技術(shù)：
在光通信器件中，光衰減器(optical attenuator)是一種旨在降低波導(dǎo)中傳輸?shù)墓夤β实钠骷?。其主要功能是用來減低或控制光信號(hào)，可按用戶的要求將光信號(hào)進(jìn)行定量的衰減，常用于吸收或反射掉光功率余量。光衰減器大致可分為固定光衰減器和可變光衰減器(variable optical attenuator，VOA)兩類。固定式衰減器只能對(duì)光功率進(jìn)行預(yù)定量的衰減而可變衰減器既能對(duì)光功率進(jìn)行預(yù)定量的衰減也能對(duì)光功率的電平進(jìn)行適時(shí)控制?？勺児馑p器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精確要求高。
目前，可變光衰減器(VOA)技術(shù)主要采用機(jī)械式分立微光元件技術(shù)。如圖1，傳統(tǒng)的機(jī)械式VOA產(chǎn)品采用步進(jìn)電機(jī)4拖動(dòng)中性衰減片的方法來調(diào)節(jié)衰減值。其中中性衰減片5是一種衰減值從1db到60db的連續(xù)線性衰減的光器件。由于步進(jìn)電機(jī)4的調(diào)節(jié)是非連續(xù)的，因此采用這種方法的VOA產(chǎn)品調(diào)節(jié)值也是非連續(xù)的，其最小調(diào)節(jié)精度一般為0.5db。同時(shí)由于中性衰減片5、高精度步進(jìn)電機(jī)4的價(jià)格昂貴導(dǎo)致該種VOA的價(jià)格也非常昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種可變光衰減器，完成對(duì)光衰減的連續(xù)調(diào)節(jié)，提高可靠性和精確性，同時(shí)降低其成本。
為了解決上述問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種可變光衰減器，包括一準(zhǔn)直器，輸入光纖、輸出光纖均連接到準(zhǔn)直器，所述可變光衰減器還包括一個(gè)高反射鏡、一個(gè)壓電陶瓷、控制電路，所述準(zhǔn)直器與高反射鏡相連，高反射鏡安裝在壓電陶瓷上，所述控制電路對(duì)輸入光纖及輸出光纖的輸入、輸出光功率進(jìn)行采樣，并輸出一控制電壓給壓電陶瓷。
輸入光纖、輸出光纖與準(zhǔn)直器之間分別連接有一個(gè)分光器。
控制電路包括MCU、AD轉(zhuǎn)換、DA轉(zhuǎn)換、對(duì)數(shù)放大器、放大電路，輸入光纖、光電二極管，輸入、輸出光纖分別通過分光器連接到光電二極管，光電二極管的輸出連接到對(duì)數(shù)放大器，再通過AD轉(zhuǎn)換到MCU，MCU依次通過DA轉(zhuǎn)換、放大電路連接到壓電陶瓷，MCU通過對(duì)輸入、輸出光功率的采樣進(jìn)行比較，計(jì)算出經(jīng)過準(zhǔn)直器的衰減量，再與輸入?yún)?shù)所設(shè)定要求達(dá)到的衰減量比較，從而使控制電路控制電壓輸出。
本實(shí)用新型，與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用了壓電陶瓷控制高反射鏡，壓電陶瓷自身，則是通過反饋電路完成了控制信號(hào)對(duì)其衰減系數(shù)的連續(xù)調(diào)節(jié)，通過不間斷的采樣比較，達(dá)到自動(dòng)誤差調(diào)節(jié)、監(jiān)控的目的。大大的提高了VOA的可靠性和精確性。
采用壓電陶瓷技術(shù)，衰減具有了連續(xù)性，而且控制衰減變化的響應(yīng)時(shí)間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)。
體積上，壓電陶瓷體積比步進(jìn)電機(jī)體積要小得多，能夠很容易的進(jìn)行集成化，變成VOA陣列。
另外，壓電陶瓷的工藝對(duì)光學(xué)要求簡(jiǎn)單，不需要增加中性衰減片，利用簡(jiǎn)單的發(fā)射的方法就可以完成。價(jià)格上也有很大的優(yōu)勢(shì)。一般每件壓電陶瓷只需要5元，每件步進(jìn)電機(jī)則需要幾十美元。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的可變光衰減器，采用步進(jìn)電機(jī)的機(jī)械式VOA。
圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型的光路部分示意圖。
圖4為本實(shí)用新型的電路部分示意圖。
標(biāo)號(hào)說明1-輸入光纖，2-輸出光纖，3-準(zhǔn)直器，4-步進(jìn)電機(jī)，5-中性衰減片，6-控制電路，7-高反射鏡，8-壓電陶瓷，9-光電二極管，10-分光器，11-對(duì)數(shù)放大器，12-AD轉(zhuǎn)換，13-DA轉(zhuǎn)換，14-放大電路，15-MCU，16-控制信號(hào)。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，本實(shí)用新型包括一準(zhǔn)直器3，輸入光纖1、輸出光纖2均連接到準(zhǔn)直器3，還包括一個(gè)高反射鏡7、一個(gè)壓電陶瓷8、控制電路6，所述準(zhǔn)直器3與高反射鏡7相連，高反射鏡7安裝在壓電陶瓷8上，所述控制電路6對(duì)輸入光纖及輸出光纖的輸入、輸出光功率進(jìn)行采樣，并輸出一控制電壓給壓電陶瓷8。
輸入光纖1、輸出光纖2與準(zhǔn)直器3之間分別連接有一個(gè)分光器10?？刂齐娐?包括MCU15、AD轉(zhuǎn)換12、DA轉(zhuǎn)換13、對(duì)數(shù)放大器11、放大電路14，輸入光纖1、光電二極管9，輸出光纖2分別通過分光器10連接到光電二極管9，光電二極管9的輸出連接到對(duì)數(shù)放大器11，再通過AD轉(zhuǎn)換12到MCU15，MCU15依次通過DA轉(zhuǎn)換13、放大電路14連接到壓電陶瓷8，MCU15通過對(duì)輸入、輸出光功率的采樣進(jìn)行比較，計(jì)算出經(jīng)過準(zhǔn)直器3的衰減量，再與輸入?yún)?shù)所設(shè)定要求達(dá)到的衰減量比較，從而使控制電路6控制電壓輸出。
信號(hào)光從輸入光纖1進(jìn)入，功率為P_in，經(jīng)過分光器10后分為兩路，其中5％進(jìn)入光電二極管9產(chǎn)生電流Iin，95％的光進(jìn)入準(zhǔn)直器3。P_in95％經(jīng)壓電陶瓷8和高反射鏡7的衰減反射后，從另一根光纖輸出的光為原來P_in的95％X％。其中，輸出部分的5％，即Pin95％X％5％的光進(jìn)入光電二極管9，產(chǎn)生電流Iout。以上是本實(shí)用新型的光路部分，見圖3。
圖4為本實(shí)用新型的電路部分，控制電路6通過對(duì)Iin和Iout的采樣在MCU15內(nèi)進(jìn)行比較，從而推出輸入光強(qiáng)和輸出光強(qiáng)的比值，推算出經(jīng)過準(zhǔn)直器3的衰減量，再與輸入?yún)?shù)所設(shè)定要求達(dá)到的衰減量比較，從而使控制電路6通過DA轉(zhuǎn)換芯片13控制電壓輸出，使壓電陶瓷8發(fā)生形變，使準(zhǔn)直器3的產(chǎn)生衰減量，達(dá)到輸入設(shè)定的要求。
普通采用步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)中性衰減片的機(jī)械式VOA產(chǎn)品，最小調(diào)節(jié)精度一般為0.5db。本實(shí)施例的調(diào)節(jié)精度為0.02dB。
響應(yīng)時(shí)間，本實(shí)施例在40dB的衰減變化3ms左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)控制3dB的衰減變化需要200ms。
權(quán)利要求1.一種可變光衰減器，包括準(zhǔn)直器(3)，輸入光纖(1)、輸出光纖(2)均連接到準(zhǔn)直器(3)，其特征在于所述可變光衰減器還包括一個(gè)高反射鏡(7)、一個(gè)壓電陶瓷(8)、控制電路(6)，所述準(zhǔn)直器(3)與高反射鏡(7)相連，高反射鏡(7)安裝在壓電陶瓷(8)上，所述控制電路(6)對(duì)輸入光纖及輸出光纖的輸入、輸出光功率進(jìn)行采樣，并輸出一控制電壓給壓電陶瓷(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變光衰減器，其特征在于輸入光纖(1)、輸出光纖(2)與準(zhǔn)直器(3)之間分別連接有一個(gè)分光器(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變光衰減器，其特征在于所述控制電路(6)包括MCU(15)、AD轉(zhuǎn)換(12)、DA轉(zhuǎn)換(13)、對(duì)數(shù)放大器(11)、放大電路(14)，輸入光纖(1)、光電二極管(9)，輸出光纖(2)分別通過分光器(10)連接到光電二極管(9)，光電二極管(9)的輸出連接到對(duì)數(shù)放大器(11)，再通過AD轉(zhuǎn)換(12)到MCU(15)，MCU(15)依次通過DA轉(zhuǎn)換(13)、放大電路(14)連接到壓電陶瓷(8)，MCU(15)通過對(duì)輸入、輸出光功率的采樣進(jìn)行比較，計(jì)算出經(jīng)過準(zhǔn)直器(3)的衰減量，再與輸入?yún)?shù)所設(shè)定要求達(dá)到的衰減量比較，從而使控制電路(6)控制電壓輸出。
專利摘要本實(shí)用新型涉及光通信領(lǐng)域的一種可變光衰減器(VOA)，包括準(zhǔn)直器、高反射鏡，輸入光纖通過準(zhǔn)直器連接到高反射鏡，再通過準(zhǔn)直器到輸出光纖，所述高反射鏡安裝在壓電陶瓷上，壓電陶瓷的控制電壓由一個(gè)控制電路輸出?？刂齐娐凡婚g斷的對(duì)輸入、輸出光功率采樣，所得的反饋衰減系數(shù)與所要求的衰減參數(shù)對(duì)比，通過反饋電路完成了控制信號(hào)對(duì)其衰減的連續(xù)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)誤差調(diào)節(jié)、監(jiān)控。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，衰減具有了連續(xù)性，控制衰減變化的響應(yīng)時(shí)間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)，大大的提高了VOA的可靠性和精確性。壓電陶瓷體積比步進(jìn)電機(jī)體積要小得多，能夠很容易的進(jìn)行集成化。造價(jià)上也有很大的優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)G02B6/26GK2862063SQ200520045028
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2005年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月14日
發(fā)明者劉浩鋒, 曹建紅, 朱增喜, 李進(jìn), 易萬春 申請(qǐng)人:上海未來寬帶技術(shù)及應(yīng)用工程研究中心有限公司, 上海聯(lián)能科技有限公司