專利名稱：光學(xué)衰減元件及可變光學(xué)均衡器和光學(xué)放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可變增益光學(xué)均衡器，其均衡不同波長的光學(xué)信號的光強(qiáng)，并涉及一種使用該均衡器的光學(xué)增益均衡器裝置。
背景技術(shù)：
波分復(fù)用(WDM)光學(xué)傳輸是增加光學(xué)通訊設(shè)備的容量的關(guān)鍵技術(shù)。在這種傳輸構(gòu)架下，多個不同波長的光學(xué)信號被復(fù)用并在單條光學(xué)傳輸線路中傳輸。另外，已經(jīng)研發(fā)并投入實(shí)際應(yīng)用的光學(xué)放大器的技術(shù)包括使用光學(xué)半導(dǎo)體的光學(xué)半導(dǎo)體放大器，以及其中放大介質(zhì)由摻雜有例如鉺的稀土材料構(gòu)成的光纖放大器。由于這些光學(xué)放大器可同時放大在可獲得正增益(positive gain)的波長范圍內(nèi)的光學(xué)信號，它們可應(yīng)用于WDM光學(xué)傳輸設(shè)備以實(shí)現(xiàn)高容量長距離傳輸設(shè)備。
然而，光學(xué)放大器的光學(xué)增益特性是取決于波長的。這種波長依賴性使得每個光學(xué)信號的光強(qiáng)不均勻(下文中稱為“波長不均衡”)。這種減小波長不均衡的一致努力不僅導(dǎo)致光學(xué)信號可被傳輸?shù)牟ㄩL范圍更廣，而且還導(dǎo)致傳輸容量的增加。因此可以說在光通訊領(lǐng)域內(nèi)減小波長不均衡的裝置是必需的。
迄今為止，已經(jīng)通過在光纖傳輸線路中插入光纖均衡過濾器減小了波長不均衡。然而，在光學(xué)放大器的波長依賴性由于光學(xué)信號的強(qiáng)度或者光學(xué)放大器的增益的變化而改變的情況下，光學(xué)均衡過濾器不能動態(tài)追蹤這些變化。
為了解決這個問題，已經(jīng)在研發(fā)使用可變增益的光學(xué)均衡器。圖11顯示了可變增益光學(xué)均衡器的常規(guī)實(shí)例。在這種可變增益光學(xué)均衡器中，入射光被多路分配器(demultiplexer)分為各個波長為λ1到λn的光，并且每個波長的光由可變光學(xué)衰減器50逐個衰減并隨后由復(fù)用器51′重組。在該圖中，15是至少在光學(xué)信號的波長區(qū)域內(nèi)波長依賴的光學(xué)耦合器，16和16′是光學(xué)放大器，14是波譜監(jiān)測器，52是驅(qū)動可變光學(xué)衰減器50的電路。
日本專利申請Kokai公開No.2000-199880公開了一種技術(shù)，其中，多個過濾器模塊串聯(lián)，并且對每個過濾器模塊的波長特性進(jìn)行控制以便通過追蹤波長特性來保持恒定的平坦波長特性(下文中該公開被稱為“引文1”)。
下文中將陳述上述可變增益光學(xué)均衡器的一般的描述以及對它們的問題的描述。
可變增益光學(xué)均衡器可廣義地分為下述類型(1)可變增益光學(xué)均衡器，其中光學(xué)信號由多路分配器分為不同波長，每個波長由其光強(qiáng)衰減因數(shù)對此波長可變的光學(xué)衰減元件并行處理，隨后這些波長由復(fù)用器重組，以及(2)可變增益光學(xué)均衡器，其不使用多路分配器，但包括其光強(qiáng)衰減因數(shù)和波長特性都可變的多個級聯(lián)衰減元件。
圖11中所描繪的結(jié)構(gòu)是類型(1)的可變增益光學(xué)均衡器的典型實(shí)例。這種類型也可通過使用光學(xué)循環(huán)器(optical circulator)和反射光學(xué)衰減元件由單個多路分配器/復(fù)用器來實(shí)現(xiàn)。任何一種方式下，由于這種類型需要可變光學(xué)衰減器的數(shù)量等于波長通道的數(shù)量，不可避免地由于元件數(shù)量增加而引起費(fèi)用的增加。另一個問題是由于光學(xué)信號在被分開后需要進(jìn)行復(fù)用處理而發(fā)生很大的插入損耗(insertion loss)。進(jìn)而，為了保證波長增益均衡是被穩(wěn)定地控制的，必須通過監(jiān)視每個波長通道中的光強(qiáng)而控制每個光學(xué)衰減元件，導(dǎo)致產(chǎn)生隨著復(fù)用度增加而控制系統(tǒng)復(fù)雜度增加的問題。
類型(2)的可變增益光學(xué)均衡器的基礎(chǔ)技術(shù)是通過采用多個級聯(lián)光學(xué)衰減元件而使得光學(xué)增益的波長特性平。然而，這些光學(xué)衰減元件已經(jīng)包括諸如法布里-珀羅(Fabry-Perot)諧振器的元件，其中其光強(qiáng)衰減因數(shù)和波長特性固定。引文1提出一種技術(shù)，使得可使得其適應(yīng)光學(xué)放大器增益特性和輸入光的波譜的波動。
而且，可用于以多個光學(xué)衰減元件改變衰減因數(shù)波長特性的方法包括使用相應(yīng)于衰減因數(shù)波長的傅里葉級數(shù)分量(component)的光學(xué)衰減元件，或者非線性擬合應(yīng)用技術(shù)。另外，代替法布里-珀羅諧振器，光學(xué)衰減元件可為馬赫-曾德耳(Mach-Zehnder)過濾器或者光柵等。
但是不管使用傅里葉展開還是非線性擬合，為了構(gòu)成作為可適應(yīng)于輸入光的波動的可變裝置的增益均衡器，必須可變的控制級聯(lián)光學(xué)衰減元件操作所用的衰減因數(shù)和波長特性這兩個因數(shù)，并且因此已經(jīng)提出可實(shí)現(xiàn)上述目的的特定裝置采用活動(active)的配置，其中馬赫-曾德耳過濾器、法布里-珀羅諧振器或者光柵與光學(xué)放大介質(zhì)組合，并且所有這些例子配置有根據(jù)引文1的可變放大元件。然而，沒有特別提到關(guān)于控制光學(xué)衰減元件的衰減因數(shù)的波長特性的方法，或者用于單獨(dú)控制增益特性和相位(phase)特性的方法。另外，這些配置中的元件都是透射型的。

發(fā)明內(nèi)容
代替使用多路分配器將光學(xué)信號分為不同波長，本發(fā)明使用其衰減因數(shù)和波長特性都可變的多個級聯(lián)光學(xué)衰減元件。另外，反射光學(xué)衰減元件代替常規(guī)的透射元件使用，并且這些是通過將它們順序連接到光學(xué)循環(huán)器而成列(column)連接的。在這些反射光學(xué)衰減元件中，通過沿著垂直于光軸的方向位移法布里-珀羅諧振器的鏡使得反射面遠(yuǎn)離光點(diǎn)移動來控制衰減因數(shù)，并且通過在光軸方向位移鏡以改變諧振頻率來控制衰減因數(shù)的波長特性。因此可實(shí)現(xiàn)具有簡單配置和低插入損耗的可變增益光學(xué)均衡器。
進(jìn)而，由于反射元件配置為使得光傳輸部分(例如光纖)僅在相對于這些元件的一個方向連接，與光傳輸部分至少在元件的兩個方向(例如在透射元件的情況下)連接的配置相比，當(dāng)將在小移動范圍內(nèi)可移動的裝置的板附接時，物理約束少。因而，光學(xué)衰減元件易于為使用微機(jī)械技術(shù)制造的MEMS(微電微機(jī)械系統(tǒng))裝置，其不僅允許尺寸減小、集成度增加，并且還允許生產(chǎn)率提高。


圖1A顯示了反射光學(xué)衰減元件的配置的示意說明。
圖1B顯示了包括可變增益光學(xué)放大器的光學(xué)放大設(shè)備的功能配置的實(shí)例。
圖2顯示了當(dāng)通過反射光學(xué)衰減元件自由調(diào)節(jié)衰減因數(shù)和衰減波長時所獲得的波長對光學(xué)衰減特性。
圖3顯示了當(dāng)通過四個級聯(lián)反射光學(xué)衰減元件自由調(diào)節(jié)其衰減因數(shù)和衰減波長時所獲得的波長對光學(xué)衰減特性。
圖4顯示MEMS光學(xué)衰減裝置的一實(shí)施例的平面圖。
圖5顯示MEMS光學(xué)衰減裝置的另一實(shí)施例的平面圖。
圖6A顯示圖4所示MEMS光學(xué)衰減裝置的沿線VIA的截面圖。
圖6B顯示圖4所示MEMS光學(xué)衰減裝置的沿線VIB的截面圖。
圖6C顯示圖4所示MEMS光學(xué)衰減裝置的沿線VIC的截面圖。
圖7顯示MEMS光學(xué)衰減裝置配置其上的襯底的一實(shí)例的鳥瞰圖。
圖8顯示四個MEMS光學(xué)衰減裝置配置其上的襯底的一實(shí)例的鳥瞰圖。
圖9A顯示MEMS光學(xué)衰減裝置配置其上的襯底的另一實(shí)例的鳥瞰圖。
圖9B顯示MEMS光學(xué)衰減裝置配置其上的襯底的另一實(shí)例的平面圖。
圖10A顯示制造MEMS裝置中的一步驟的截面圖，其中在由硅襯底層和硅有源層(active layer)之間夾著氧化硅絕緣層而構(gòu)成的SOI晶片的硅有源層的上表面上形成氧化膜掩膜層。
圖10B顯示制造MEMS裝置中的一步驟的截面圖，其中通過在氧化膜掩膜層中光刻形成圖案。
圖10C顯示制造MEMS裝置中的一步驟的截面圖，其中使用構(gòu)圖的氧化膜掩膜層作為掩膜通過干法蝕刻技術(shù)在垂直方向各向異性地腐蝕硅有源層。
圖10D顯示制造MEMS裝置中的一步驟的截面圖，其中通過腐蝕移去氧化硅絕緣層602以使得可移動電極體630自由懸置。
圖11顯示包括常規(guī)可變增益均衡器的光學(xué)放大設(shè)備的功能實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
下面將說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選模式。
圖1A顯示光學(xué)衰減元件11的配置，該光學(xué)衰減元件11是可變增益光學(xué)均衡器10的重要構(gòu)成元件。光學(xué)衰減元件11包括具有三個光學(xué)輸入/輸出口p1，p2和p3的光學(xué)循環(huán)器2；連接到光學(xué)循環(huán)器2的第二光學(xué)輸入/輸出口p2的光纖4；包括形成在光纖4的0°拋光端面(facet)上的介電多層膜的反射層3；以及面朝并與反射層3平行取向、中間間隙填充包括空氣的介質(zhì)的鏡裝置1。該鏡裝置1具有在光軸方向以及與光軸垂直的方向進(jìn)行平移的可移動機(jī)構(gòu)。
在圖1B中點(diǎn)劃線所圍的部分指代對應(yīng)于本發(fā)明的可變增益光學(xué)均衡器10的部分?？勺冊鲆婀鈱W(xué)均衡器10包括多個圖1A所示的光學(xué)衰減元件11級聯(lián)而形成的光學(xué)衰減元件陣列，以及由控制陣列的CPU13和光學(xué)衰減元件驅(qū)動電路12組成的處理單元。
首先說明可變增益均衡器10的作用。在圖1A所示的光學(xué)衰減元件11中，由波長復(fù)用光組成的光學(xué)信號從光學(xué)循環(huán)器2的第一口p1輸入并且通過光學(xué)循環(huán)器2的第二口p2導(dǎo)向光纖4。通過光纖4引導(dǎo)的光學(xué)信號被形成在光纖4的0°拋光端面上的反射層3所反射，通過光纖4和光學(xué)循環(huán)器2的第二口p2前移并且從光學(xué)循環(huán)器2的第三口p3出射。
鏡裝置1和形成在光纖4的0°拋光端面上的反射層3一起形成法布里-珀羅諧振器。如果光學(xué)信號的波長匹配該諧振器的諧振器波長和相位標(biāo)準(zhǔn)，即其波長必須是(0.5λ/n)的整數(shù)倍，其中是λ波長，n是介質(zhì)的反射系數(shù)，則該光學(xué)信號只能通過反射層3。由于通過反射層3的波長成為被衰減的波長(下文稱為“衰減波長”)，從口p1到口p3的衰減因數(shù)顯示為圖2的波形30所示形狀。圖2所示形狀下文中稱為“衰減波形”。
如果鏡裝置1在光軸方向從反射層3離開移動，法布里-珀羅諧振器的諧振器波長增大而衰減波長移動到更長的波長。相反，如果鏡裝置1在光軸方向朝向反射層3靠近移動，衰減波長移動到更短的波長。當(dāng)鏡裝置1位于它可以與從光纖4的一端出射的盡可能多的衰逝光相互作用的位置時，法布里-珀羅諧振器的諧振效率被最大化，衰減光的衰減因數(shù)也被最大化。如果鏡裝置1隨后在垂直于光軸的方向移動，使得它與少量衰逝光相互作用，諧振效率減小并且衰減因數(shù)也減小。圖2中的衰減波形21顯示了與衰減波形20所代表的狀態(tài)相比，法布里-珀羅諧振器的諧振波長更長而諧振效率更低的狀態(tài)。由此，通過控制由鏡裝置1和形成在光纖4的0°拋光端面上的反射層3形成的法布里-珀羅諧振器的諧振波長和諧振效率，可自由控制光學(xué)衰減元件11的衰減波長和衰減因數(shù)。
在圖1B所示的可變增益光學(xué)均衡器中，多個光學(xué)衰減元件級聯(lián)配置。元件數(shù)量根據(jù)所需的光學(xué)傳輸設(shè)備的規(guī)格而不同，當(dāng)光學(xué)衰減元件11的數(shù)量增加，可獲得更高精度的增益均衡。通過波譜監(jiān)測器14測量由光學(xué)耦合器15分支的光學(xué)信號的波長譜，以獲得從光學(xué)放大設(shè)備輸出的強(qiáng)度的波長特性(下文稱為“增益輪廓(gain profile)”)。
為了使得增益輪廓平坦，CPU13首先生成特性與增益輪廓特性互補(bǔ)的增益均衡輪廓。然后，根據(jù)非線性擬合，它將增益均衡輪廓分為數(shù)量等于光學(xué)衰減元件11的數(shù)量的衰減波形。由于各個衰減波形通過法布里-珀羅諧振器生成，它們可被假定為具有洛倫茲波形，其半寬度由鏡裝置1和反射層3的反射率所確定。CPU13也從衰減波形確定每個光學(xué)衰減元件的衰減波長和衰減因數(shù)，并且確定在光軸方向和垂直于光軸方向的鏡裝置1的位移。光學(xué)衰減元件驅(qū)動電路12根據(jù)這些位移控制每個光學(xué)衰減元件11。注意，傅立葉展開是可用于分開增益均衡輪廓的另一種方法。
下面，將參考圖1B所示的具有兩級配置的光學(xué)放大設(shè)備的實(shí)例說明可變增益光學(xué)放大器10的操作。在這個實(shí)例中，可變增益光學(xué)均衡器10從四個光學(xué)衰減元件11的級聯(lián)配置。在圖1B中，通過光學(xué)放大設(shè)備的光學(xué)信號的總光強(qiáng)的百分之一通過光學(xué)耦合器15朝向波譜監(jiān)測器14分支。通過波譜監(jiān)測器14測量光學(xué)信號的波長譜，以確定增益輪廓。CPU13生成特性與增益輪廓特性互補(bǔ)的增益均衡輪廓，并根據(jù)非線性擬合將增益均衡輪廓分為四個洛倫茲波形。每個洛倫茲波形的中間波長(衰減波長)和衰減因數(shù)分別轉(zhuǎn)換為鏡裝置1在光軸方向和垂直于光軸方向的位移。光學(xué)衰減元件驅(qū)動電路12根據(jù)這些位移控制每個光學(xué)衰減元件11。
在圖3中示出本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)例。由各個光學(xué)衰減元件11產(chǎn)生的衰減波形由圖3的波形30-33表示，并且這四個衰減波形的疊加得到增益均衡輪廓34。在這個例子中，在1525-1565nm的波帶內(nèi)的波長不均衡小于±0.25dB，并且可變增益均衡器的插入損耗只有4.5dB。雖然如上所述可通過增加光學(xué)衰減元件11的數(shù)量而改善增益均衡特性，每增加另一個衰減元件，插入損耗增加大約1dB。另一方面，雖然在圖11所示的可變增益光學(xué)均衡器的常規(guī)實(shí)例具有小于±0.25dB的波長不均衡并且它的性能與本發(fā)明的可變增益光學(xué)均衡器的性能類似，它的插入損耗至少是10dB。
參考圖4-6描述MEMS光學(xué)衰減裝置。這種MEMS裝置使用通過在由硅襯底層和有源層之間夾著絕緣層而形成的SOI襯底。圖4顯示了構(gòu)成法布里-珀羅諧振器的全反射鏡的MEMS裝置的平面圖，包括鏡面。該圖顯示從形成在與設(shè)置于有源層中的可移動電極板的襯底板表面平行的表面中的鏡的側(cè)面看的形狀，并描述了光纖芯的投影位置(projected position)。圖6中的圖是圖4所示的MEMS光學(xué)裝置的全截面圖。
在圖4中，60是硅襯底。在硅襯底60上，形成與中間氧化層相對配置的固定件(anchor)61。另外，在硅襯底60上形成相對配置形成的固定件61內(nèi)的與中間氧化層相對配置的固定電極62。在相對的固定電極62上形成彼此面對的固定電極梳部621。63是具有板形主體630的可移動電極。通過兩個鉸合件64分別連接這個可移動電極主體630到兩個固定件61而自由懸置這個可移動電極主體630。四個鉸合件64作用同彈簧，由此可移動的電極主體630被保持在沒有外力作用的初始位置，并根據(jù)所施加的外力從初始位置移開。另外，在可移動電極63的可移動電機(jī)主體630中形成面朝兩個固定電極62的固定電極梳部621的可移動電極梳部631。設(shè)置在彼此面對的固定電極梳部621和可移動電極梳部631中的梳齒的數(shù)目或者相同或者不同，一個的梳齒位于另一個的梳齒之間而不與它們接觸。這里，每個梳齒位于使得靠近另一個梳部的梳齒之一。
7代表單模光纖，71代表光纖7的投影的芯位置。光纖7的軸垂直于頁面，光纖7的端面相對可移動的電極主體630固定?？梢苿隅R17設(shè)置在可移動電極主體630上面朝光纖7的芯71的部分中?？梢苿隅R17可通過例如以高反射率材料例如Au涂覆可移動電極主體630而形成。
例如，在沒有外力作用在可移動電極主體630上的位置(初始位置)，可移動鏡17設(shè)定以反射從光纖7的芯射出的最大量的光，而得到最大諧振效率和最大衰減因數(shù)。這里，如果在固定電極62和可移動電極63之間施加電壓，在固定電極梳部621和可移動電極梳部631之間產(chǎn)生靜電引力。由于在梳齒之間的更狹窄的間隙處靜電引力的作用更強(qiáng)，可移動電極主體630在狹窄的間隙變得更狹窄的方向上位移。因而，根據(jù)電壓，可移動鏡17在頁面向上或者向下位移。當(dāng)可移動鏡17在頁面向上或者向下位移以產(chǎn)生可移動鏡17相對光纖7的芯71的位置的偏移，根據(jù)位移量光學(xué)諧振效率改變并且光學(xué)衰減元件的衰減因數(shù)改變。
參考圖5說明MEMS光學(xué)衰減裝置的另一實(shí)例。在圖5中，在圖4中也出現(xiàn)的構(gòu)成部件標(biāo)示以相同的參考標(biāo)號。
例如，在沒有外力作用在可移動電極主體630上的位置(初始位置)，可移動鏡17設(shè)定以反射從光纖7的芯射出的最小量的光(最小諧振效率和最小衰減因數(shù))。如果在固定電極62和可移動電極63之間施加電壓，在固定電極62的固定電極梳部621和可移動電極63的可移動電極梳部631在兩個電極的梳部之間產(chǎn)生靜電引力，使得可移動電極63在兩個梳部之間增加接合的方向上位移。因而，根據(jù)電壓，可移動鏡17在頁面向上或者向下位移。當(dāng)可移動鏡17在頁面向上或者向下位移以產(chǎn)生可移動鏡17相對光纖7的芯71的位置的偏移，根據(jù)位移量光學(xué)諧振效率改變并且光學(xué)衰減元件的衰減因數(shù)改變。
在圖4和圖5中，其上形成可移動鏡17的可移動電極63是例如接地到GND。然后，通過向與固定電極62通過氧化層絕緣的下層硅襯底61上施加電壓，可移動鏡17可在垂直于硅襯底6的頁面的方向位移，由此改變諧振長度-即衰減波長。
圖7說明了通過將光纖7的端面指向圖4和圖5所示的MEMS裝置構(gòu)成法布里-珀羅諧振器的基襯底8的結(jié)構(gòu)。這里，形成在基襯底8中的光纖安裝槽81具有V形截面。例如，作為用于定位光纖軸向方向的簡單方法，可采用圖像識別(使用從上述獲得的圖像)以使得在光纖的端面形成的多層膜鏡與在V形槽的端面處的階梯部分的邊緣相似。另外，作為用于在垂直方向定位光纖的軸的方法，MEMS裝置可根據(jù)設(shè)置在襯底上預(yù)定位置處的標(biāo)記物而定位并固定。實(shí)踐中，由于這些MEMS裝置和襯底通過SOI和硅晶片構(gòu)成，它們易于通過形成并截斷對本發(fā)明的可變增益光學(xué)均衡器數(shù)量足夠的單列法布里-珀羅諧振器而陣列生產(chǎn)，這對于制造更緊湊的裝置并增加它們的集成度是有利的。圖8顯示在陣列配置中使用的襯底的實(shí)例。
圖9說明了襯底的配置的另一實(shí)例。基襯底8設(shè)置有具有矩形截面的槽81′，而不是具有V形截面的槽。這是通過例如深RIE(反應(yīng)離子蝕刻)的各向異性蝕刻的處理而形成在SOI襯底上的。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于它使得可同時形成光纖端面鄰接部分83和保持光纖軸固定在橫向取向的夾持彈簧82-鄰接部分83特別有用，這是因?yàn)樗恍枰缮纤龅膱D像識別處理用于在軸向方向定位光纖。
圖10說明制造根據(jù)本發(fā)明的MEMS裝置的生產(chǎn)中的各種步驟。
(步驟1)通過在硅襯底層601和硅有源層603之間夾著氧化硅絕緣層602制備SOI晶片60，并且在單晶硅層的上硅有源層603上形成氧化膜掩膜層604(圖10A)。
(步驟2)使用光刻在氧化膜掩膜層604中形成圖案(圖10B)。
(步驟3)以帶有構(gòu)圖的氧化膜掩膜層作為掩膜，使用例如深RIE的干法蝕刻技術(shù)在垂直方向上對硅有源層603進(jìn)行各向異性蝕刻(圖10C)。
(步驟4)通過蝕刻移去氧化硅絕緣層602，以使得可移動電極主體630處于自由懸置狀態(tài)(圖10D)。設(shè)定適當(dāng)?shù)奈g刻時間使得氧化硅絕緣層602從硅有源層603的狹窄部分下面移去，由此將它們從硅襯底層601分離。同時在硅有源層603的寬部下面的氧化硅絕緣層602在邊緣部分移去，但是其他大部分完整以形成固定件61和固定電極62。注意，氧化膜掩膜層604也同時被蝕刻掉。
(步驟5)所得可移動電極主體630的表面覆蓋由高反射率的金屬(Au等)膜以同時形成可移動鏡17和電極焊墊，由此完成MEMS裝置的生產(chǎn)。
在圖4和圖5中，所述的可移動電極主體630具有多個方形孔，其目的是使得可移動電極主體630更輕并且使得可移動電極主體630由狹窄的線性部分構(gòu)成使得可在步驟4中自由懸置。例如，在圖4中，通過設(shè)定寬度α＝20-30μm并且β＞50μm，可使得一部分可移動而另一部分保持固定。
在圖4和圖5中，以非常細(xì)的線畫出的鉸合件生產(chǎn)為薄平彈簧形，其高度大于其寬度，使得在水平方向移動范圍大而在垂直于表面的方向移動范圍小。特別的，用于控制反射率的水平位移是根據(jù)光纖芯的直徑確定的，并被設(shè)定位例如10μm或者更小。用于控制諧振器長度的垂直方向的位移是根據(jù)衰減波長的范圍確定的并且被設(shè)定為10nm或者更小。
盡管上述說明在本實(shí)施例中使用SOI襯底，襯底必須滿足兩個要求。第一個要求是關(guān)于制備襯底的材料，其必須包括在導(dǎo)電襯底上的絕緣層，在頂部是柔性導(dǎo)電材料層。第二個要求是關(guān)于MEMS裝置的制造，其中該材料必須適用于通過例如干法蝕刻的技術(shù)在垂直方向各向異性蝕刻。任何滿足這些要求的材料可用于制備根據(jù)本發(fā)明的MEMS裝置，不限于SOI襯底。
權(quán)利要求
1.一種反射光學(xué)衰減元件，包括法布里-珀羅諧振單元，其由在光纖的0°拋光端面上形成的介電多層膜和面朝該介電多層膜的鏡組成，驅(qū)動單元，其在所述光軸方向并在垂直于所述光軸的方向位移所述鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)衰減元件，其中，所述光學(xué)衰減元件的驅(qū)動單元包括具有導(dǎo)電性的襯底；可移動電極板，其被自由保持以便在平行于所述襯底的表面的方向和垂直于該表面的方向上移動，并且在其表面內(nèi)嵌入所述法布里-珀羅諧振單元的鏡，該鏡與所述襯底電絕緣，固定電極板，其形成在所述襯底上并與所述襯底電絕緣，垂直驅(qū)動裝置，其形成在所述襯底和所述可移動電極板之間，并且其使用靜電驅(qū)動以在所述垂直方向移動該可移動電極板，以及水平驅(qū)動裝置，其形成在所述固定電極板和所述可移動電極板之間，并且其使用靜電驅(qū)動以在所述平行方向移動該可移動電極板。
3.一種使用如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)衰減元件的可變增益光學(xué)均衡器，包括多個所述光學(xué)衰減元件，其通過光學(xué)循環(huán)器級聯(lián)；以及控制裝置，其獨(dú)立控制所述多個光學(xué)衰減器的驅(qū)動單元。
4.如權(quán)利要求3所述的可變增益光學(xué)均衡器，包括第二襯底，其定位所述光學(xué)衰減元件的多個光纖以及驅(qū)動單元。
5.一種光學(xué)放大設(shè)備，包括如權(quán)利要求3所述的可變增益光學(xué)均衡器；光學(xué)放大器，其連接到所述可變增益光學(xué)均衡器的光學(xué)信號輸入側(cè)和/或輸出側(cè)；光學(xué)耦合器，當(dāng)連接到所述可變增益光學(xué)均衡器和光學(xué)放大器之后并分支光學(xué)信號的部分；監(jiān)視單元，其接收從所述光學(xué)耦合器分支出的光并測量多個波長的光強(qiáng)；以及處理單元，其接收所述監(jiān)視單元的輸出并確定和輸出控制信號到所述可變增益光學(xué)均衡器的控制單元。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)放大設(shè)備，包括第二襯底，其定位所述光學(xué)衰減元件的多個光纖以及驅(qū)動單元。
7.陣列襯底，包括如權(quán)利要求1或2所述的多個光學(xué)衰減元件驅(qū)動單元；以及第二襯底，其包括定位所述光學(xué)衰減元件的多個光纖的多個通道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種反射光學(xué)衰減元件。代替使用多路分配器以將光學(xué)信號分為不同波長，本發(fā)明使用其衰減因數(shù)和波長特性都可變的多個級聯(lián)光學(xué)衰減元件。另外，使用反射光學(xué)衰減元件代替常規(guī)的透射元件，并且這些元件通過順序連接到光學(xué)循環(huán)器而成列連接。通過沿著垂直于光軸的方向位移法布里－珀羅諧振器的鏡使得反射面遠(yuǎn)離光點(diǎn)移動來控制衰減因數(shù)，并且通過在光軸方向位移鏡以改變諧振頻率來控制衰減因數(shù)的波長特性。因此可實(shí)現(xiàn)具有簡單配置和低插入損耗的可變增益光學(xué)均衡器。
文檔編號H04B10/17GK1670568SQ20051005650
公開日2005年9月21日 申請日期2005年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者吉田惠 申請人:日本航空電子工業(yè)株式會社