CN100470283C - 可变光学衰减器 - Google Patents

Abstract

一种可变光学衰减器，具有被光耦合在一起的第一波导(202)和第二波导(203)。至少一个波导具有相对于另一个波导可移动的可移动悬臂部分(205，208)，以控制在两者间传播的光学信号的衰减。优选地，电驱动的致动器将可移动波导偏转到实现期望的光学衰减值的相对位置。每个可移动波导可以在另一波导的相对方向上偏转。电驱动的致动器接收控制偏转量的驱动信号。电驱动的致动器可以是静电、电热或电磁致动器。在静电致动器的示例中，一个电极(220)可以被布置在可移动波导上，而另一个电极(218)邻近此可移动波导，从而产生移动该波导的静电力。

Description

可变光学衰减器

技术领域

本发明主要涉及光学衰减器，而且更准确地说，涉及用于可变光学衰减的方法和结构。

背景技术

诸如电信网络之类的光网络由大量设备形成。在网络中，交换机、路由器、耦合器、(解)复用器和放大器都很常见。这些设备必须相互兼容以正确地工作，比如，它们必须能够接收和发射兼容信号。对于一些网络，这种兼容性需要网络设备运行在特定强度范围之内的信号之上，这种约束使得网络功率电平管理相当重要。

系统设计者经常依靠光学衰减器来正确地管理网络功率电平。这些衰减器可以是孤立的或者与其它设备相集成，以可控地设置信号强度。在诸如放大器级等串联设备之间、交换开关组等并联设备之间，甚至单独的光学设备内，强度可以被控制，比如集成在现有的波分复用(WDM)设备之中的衰减器，以使信道强度标准化。

对于许多应用，衰减器由提供商制造，反过来，提供商向组装网络设备(交换机、路由器等)的光学设备制造商提供衰减器。由于不同的网络可被优化适用于不同的信号强度电平，提供商通常制造一批相同的光学设备，并且使得其中的一些光学设备适应设备制造商的需求，比如特定网络的需求。

衰减量为可调的可变光学衰减器(VOA)是众所周知的。VOA通常形成为布置在输入波导和输出波导之间的自由空间区域中的模块结构(类似于可移动吸收器或者部分反射结构)。该模块结构在自由空间区域的位置决定了衰减量。遮板、镜子、棱镜甚至液晶结构已经被用作模块结构。

另一种通过机械弹簧使用错位光纤的衰减方法，该技术导致显著与温度相关的不稳定性。尽管该方法需要大量的移位和昂贵的移动部件，但是已经提出了光纤末端之间的轴向分离。

在其它形式中，人们已经开发出连续波衰减设备，其由两个相互扭曲和熔合的波导组成以形成大量的交换/衰减区域。一些这样的设备还使用用于选择性交换和衰减控制的热元件。另外已经开发出使用法拉第转子或者袖珍类电池结构以基于偏振状态来衰减的VOA。

虽然这些技术对于某些应用可能有用，但是它们带来了难以忍受的制造成本以及操作复杂性。另外，设备巨大，与着重关注空间的网络环境并不兼容。在网络中安装它们也很困难，因此会导致网络基本上停工或减速。也许更重要的是，许多这些已知的VOA会带来大量的非故意的、不期望的损耗。例如，插入损耗和与偏振相关的损耗(PDL)极大地限制了已知VOA设备的操作。另外，如果在工作中被移动或者被推撞，已知VOA设备还呈现出与稳定性问题相关的不正常工作。

因此，期望具有体积不过干庞大、不使用比如部分反射元件或者热交换之类的额外部件、制造成倍更低并且以更小损耗工作的VOA。

发明内容

根据一实施例，所提供的电可变光学衰减器包括：第一波导，具有根部和从该根部延伸的可移动悬臂部分，该悬臂部分包括第一末端；第一支架，适于容纳第一波导的根部；第二波导，具有第二末端；第二支架，适于容纳至少部分第二波导，从而第二末端和第一末端处于具有第一光学衰减的第一光学耦合状态；以及电驱动的致动器，适于移动第一末端，从而第一末端和第二末端处于第二光学耦合状态，以提供期望的光学衰减值范围。

根据另一实施例，所提供的电可变光学衰减器包括：第一支架，用于支撑具有导电的可移动悬臂部分的第一光学波导；第二支架，用于支撑具有导电的可移动悬臂部分的第二光学波导；第一电驱动的致动器，具有布置在一腔表面上且邻近第一光学波导的导电的可移动悬臂部分的多个第一电极，用于选择性地偏转第一光学波导的导电的可移动悬臂部分；以及第二电驱动的致动器，具有布置在所述腔表面上且邻近第二光学波导的导电的可移动悬臂部分的多个第二电极，用于选择性地偏转第二光学波导的导电的可移动悬臂部分。

根据另一实施例，所提供的电可变光学衰减器包括：第一波导，具有根部以及包括第一末端的可移动悬臂部分；第一支架，适于容纳第一波导的根部；第二波导，具有根部以及包括第二末端的可移动悬臂部分；第二支架，适于容纳第二波导，从而第二末端和第一末端处于具有第一光学衰减的第一光学耦合状态；第一电驱动的致动器，适于相对于第二末端移动第一末端；第二电驱动的致动器，适于相对于第一末端移动第二末端。

根据另一实施例，提供的可变光学衰减的方法包括：在第一支架中且邻近电驱动的致动器布置光学波导，该光学波导具有包括第一末端的悬臂部分；在第二支架中布置第二光学波导，从而第二光学波导的第二末端在第一位置被光耦合到第一末端；以及驱动电驱动的致动器，以相对于第二末端将第一末端移动到第二位置，从而实现期望光学衰减值范围中的任意一个。

附图说明

图1是具有布置在激光器和接收器之间的可变光学衰减器的示例光学衰减系统的框图。

图2A是表示示例光学衰减器的一实施例中布置在底部元件上的第一波导和第二波导的示意图。

图2B是表示图2A中波导支架结构的示意图。

图3A和图3B是包括顶部元件的一示例光学衰减器的横截面图，并且分别描述各自的衰减状况。

图4A和图4B是包括顶部元件的另一示例光学衰减器的横截面图，并且分别描述各自的衰减状况。

图5是另一示例光学衰减器的分解图。

图6是沿图5的线BB观察图5结构(已组装)的横截面图；该图表示波导的可移动悬臂部分的一示例位置。

图7是沿图5的线BB观察图5结构(已组装)的横截面图；该图表示波导的可移动悬臂部分的另一示例位置。

图8是已组装的图5结构的示意图。

图9是类似于图6和图7的横截面图，但表示另一示例光学衰减器。

图10是类似于图6、图7和图9的横截面图，但表示另一示例光学衰减器。

图11是可变光学衰减器阵列的示意图。

图12是表示用于操作光学衰减器的示例闭环控制系统的框图。

图13是表示用于操作光学衰减器的示例备用电源系统的框图。

具体实施方式

虽然下面提供了优选示例以及大量的变化方案，但是本领域普通技术人员能够认识到，这些仅是示例性的而并不是意图穷举性的。相反，此处的讲解可以使用在许多光学设备中。另外，虽然下面描述主要基于可变光学衰减，此处的讲解还可用于其它目的的移动波导，这对本领域普通技术人员也是显而易见的。此处的讲解还可以用于校正或者引起波导之间的错位，以用于除衰减之外的其它目的，而且此处的讲解还可以用于不同于这些示例性描述的其它结构中。另外，虽然在大部分示例中以静电致动器来描述电驱动的致动器，但是可以在任意其它公开示例中使用其它的电驱动的致动器。电驱动的致动器接收电信号，以驱动波导的运动。示例包括静电、电热和电磁致动器，不过本领域普通技术人员还能够了解包括其它机电致动器的其它电驱动的致动器。

图1表示示例激光系统100，其通过可变光学衰减器106，将在输入波导102上传播的输入光学信号耦合到在输出波导104上传播的输出光学信号。输入光学信号可能来自于二极管激光器、气体激光器、放大器、发射机应答器或者其它激光或光源。输入光学信号可以是承载激光信号的信息，另外还可以是单频率激光能、脉冲波或者连续波。输入光学信号可以被耦合到可变光学衰减器106，比如通过光纤。可变光学衰减器106被控制器108控制。

可变光学衰减器106接收输入光学信号，并且在控制器108的控制下衰减该信号。可变光学衰减器106能够提供可具有预期强度范围之内任意强度的输出光学信号。普通的电信应用需要0dB到20dB的衰减。在本示例中，可以实现40dB或者更多的衰减。控制器108确定由可变光学衰减器106提供的衰减量。在一示例中，可变光学衰减器106包括两个光耦合的波导，其中至少一个是相对另一个可移动的。控制器108向可变光学衰减器106中的电可变致动器(EVA)110提供控制信号，以调整、设置和/或确定可移动波导的位置。如果该电可变致动器是静电致动器，控制器108向致动器电极提供驱动电压。可移动波导在由电极所引起的静电力的作应下移动。EVA 110同样还可以是电热致动器或电磁致动器。电热致动器从控制器108接收电控制信号，并且在衰减器106中引起热变化，比如通过加热可移动波导上的元件引起促使波导偏转的膨胀。电磁致动器将电信号转化为磁力，磁力然后移动波导。

图2A表示可被用作可变光学衰减器106的示例光学衰减器200(见图3A和3B)的一部分。光学衰减器200为包括支撑两个波导202、203的底部元件201的可变光学衰减器，波导在给出的示例中为光纤的形式。硅是用于底部元件201的示例材料。第一波导202具有根部204以及带有末端206的可移动悬臂部分205。第二波导203具有根部207以及为固定的或可移动的悬臂部分208。末端209位于悬臂部分208的端部。

在给出的未致动状况中，末端206和末端209轴向对准，以实现最大的波导对波导能量耦合。另外，末端206、209可以在未致动位置中错位。

悬臂部分205和208在凹室210上延伸，凹室210可以通过例如光刻界定和化学蚀刻工序在底部元件201中形成。由于悬臂部分205和208悬浮在凹室210上，末端206、209两者或其中之一可以自由地被移动。在一实施例中，悬臂部分205和208是由熔融二氧化硅制成的基本上相同的光学纤维形成，熔融二氧化硅是一种带有使结构偏向其原始位置的恢复弹力的柔韧性材料。示例光纤包括在末端具有成角或者平坦端面的单模CorningSMF-

光纤。

根部204和207被附在第一支架211和第二支架212上，比如使用粘结材料(没有示出)。如果波导202和203由熔融二氧化硅制成，底部元件201也可以由熔融二氧化硅晶片制成，以精确匹配波导202和203的膨胀系数。支架211、212可由熔融二氧化硅晶片形成，带有容纳根部204和207的且由非均匀蚀刻而成的V型槽214和216。另外，V型槽214、216也可机械形成。轴向对准的V型槽214和216，使得末端206和209在未致动位置中对准。然而，V型槽214和216可以错位，从而使得两个波导202和203在未致动位置中轴向错位。当轴向对准时，波导202和203具有最大耦合；使它们错位，造成未驱动的、衰减的耦合。

在给出的示例中，设备200是双悬臂设备，在该设备中悬臂部分205和208两者或者其中一个可以被移动，以衰减从波导202、203中的一个传播到另一个的信号。

图3A和图3B表示已组装的光学衰减器200的横截面图，光学衰减器200具有底部元件201和附着其上的顶部元件222。顶部元件222基本上与底部元件201相同。顶部元件222包括带有类似于电极218的第三电极226的凹室224。凹室224和210形成腔225，腔225在给出的示例中具有相同的深度。第三电极226和悬臂部分208上的第四电极228，形成第二电可变致动器。图3B表示图3A具有如下特征的结构：两个悬臂部分205和206分别在其静电致动器电极218和226的相对方向上被偏转，以实现在两者间传播的信号的期望的衰减。换句话说，图3A给出最小衰减量的第一光学衰减位置，图3B给出系统已被调整以实现期望的衰减量的第二光学衰减位置。

在图3B中，末端206和209被光耦合，但是错位距离d，从而导致光学衰减。在光耦合的末端206和209之间的衰减，作为轴向偏移的函数而非线性地变化，所述偏移比如从同轴对准位置开始的偏移等。在优选示例中，末端206和209一直光耦合，以用于能量转移。

图3A和图3B提供示例衰减状况。通过凹室210中的第一电极218以及悬臂部分205上的第二电极220实现悬臂部分205的驱动。电极218和220形成第一电可变致动器。第一电极218可以布置在凹室210中，并且第二电极220可以布置在悬臂部分205的包层周围。悬臂部分205可以具有窄化的光纤部分，也就是说，具有减少的包层或者没有包层的光纤部分，这会增加光纤的柔韧性。悬臂部分205还可以具有扩大的纤芯。在给出的示例中，悬臂部分205和208在长度和直径上几何匹配，以消除温度和加速度误差。

在运行中，诸如控制器108的控制设备从电极218向电极220提供静电致动器驱动信号，以将末端206移入凹室210。用于将悬臂部分208移入凹室224的另一驱动信号还可以施加到电极226和电极228上。这两个驱动信号可以是相同的驱动电压，使得各悬臂部分205、208在相反方向上移动相同的幅度。当然，这两个驱动信号也可以不同。在一实施例中，驱动信号是脉冲宽度调制(PWM)电压。另外，驱动信号可以从查找表中获取，该表中存储驱动信号电压和期望的衰减值的对应关系。可以在组件200上执行校准，以形成查找表。另外，正如下面的附加说明，驱动信号可以从反馈环中获取，在该反馈环中，响应于测量衰减值或者与偏转相关的测量参数值，比如诸如电容、电压、电流、电感或频率之类的电学值，确定驱动信号值。

图4A和4B表示与图3A和3B中结构200类似的示例结构200’，因此主要使用相似的附图标记。图4A和4B中的示例具有带有可变深度的凹室210’的底部元件201’，以及带有可变深度的凹室224’的顶部元件222’。凹室210’和224’形成具有可变深度的腔225’。可变深度的腔可以降低用于给定偏转的电压幅度。

图5表示由具有两个V型槽支架304和306的底部元件302以及凹室308形成的另一示例光学衰减器300。凹室308具有两个侧壁310、312。电极314和316被分别布置在侧壁310和312的上面，邻近波导320的悬臂部分318。这些电极314和316，以及下面描述的其它类似电极，可以与直接接触的底部元件302电绝缘。在给出的示例中，波导320为具有末端321和至少从根部323部分延伸的导电层322的光纤，根部323固定在支架304上。两个另外的电极324和326被布置在凹室308的相对端，邻近光纤330的悬臂部分328，其光纤330具有末端331、导电层322以及固定在支架306上的根部333。通过在光纤320和330周围分别施加或沉淀金属层，可以分别形成导电层322和332。使用化学产物前体步骤或者物理沉积处理的非电解镀层可以被使用。光纤320和330被布置，它们的悬臂部分318和328在凹室308上延伸。

在图5中还给出了顶部元件334。顶部元件334包括具有两个侧壁338、340的凹室336。凹室336和凹室308形成腔342(见图6)，悬臂部分318和328在该腔中能够被偏转。腔342在横截面可以是菱形，或者可以是其它形状。底部元件302和顶部元件334可以被相互粘合、熔合、夹紧或者相互装配，以形成图8所示的整体结构。电极344、346分别形成在侧壁338和340上，以与电极314和316一起操作悬臂部分318。其它电极348和350形成在凹室336中，以与电极324和326一起操作悬臂部分328。

顶部元件334还包括V型槽支架352和354，它们与支架304和306结合，分别包围光纤320和330的根部323和333。

图6中部分地表示了设备300中已组装部件的示例操作，图6为从波导330的末端331沿图5的切割线BB观察到的截面图，并且给出光纤320的末端321。设备300使用多横向控制电极以控制波导位置。电极314、316、346和344都适于偏转光纤320。在图6表示的示例中，320’表示在第一方向上偏转的光纤320，因此光纤纤芯356从未致动位置偏移距离d’。320”表示在第二方向上偏转的光纤320，因此光纤纤芯356从未致动位置偏移距离d”。光纤320可以在所示方向以外的不同方向上偏转。例如，图7表示沿着垂直方向偏转到位置320’和320”的光纤320。使用诸如图7所示的邻近电极来移动波导，导致静电驱动信号值显著地减少。在图6和7中，表示光纤320在平行的第一和第二方向上(朝着位置320’和320”)移动。然而，可以是不同的方向的全方位移动。正如所示，设备300包括多个电极314、316、344、346和324、326、348、350，其中一些能够接收相同或者不同的驱动信号。另外，驱动信号可以包括固定的偏置电压，以在光纤320和330之间实现期望的未致动位置，例如“全通”、“全关”或者“部分衰减”位置。

光纤330的偏转与图6和图7所提供示例中的光纤320相类似。图6和7中光纤位置320可以是非偏转的、轴向对准的位置，然而位置320’和320”可以是错位位置。另外，虽然V型槽对304/352和306/354是轴向对准的，所述V型槽对也可以是轴向错位的，从而导致设备300中的偏移。

光纤320的根部323被放置在支架304和352中。支架304具有接触金属层322的电极360。导电垫362和364可以用于电激发该层322。电极314和316分别连接到导电垫362和368。例如，为了向下偏转光纤320，驱动信号可以施加到导电垫362(和/或364)以及导电垫366和368两者或其中之一。当顶部元件334形成于底部元件302上面时，顶部电极344和346分别连接到导电引线370和372上。如图8所示，这些引线暴露在已组装的设备300中，电压可以施加到垫362(和/或364)以及引线370和/或引线372，以使光纤320向上偏转。使用引线374和376以及导电垫378、380、382和384，以类似方式实现光纤330的偏转。

图9表示具有腔402的另一光学衰减器400的横截面图，该腔402由6个壁404、406、408、410、412和414形成。底部元件416和顶部元件418形成设备400。在给出的示例中，在三个不同位置420、420’和420”表示带有末端421的光纤420。电极422、424、426和428连同光纤420上的导电电极(没有示出)，被用于形成偏转光纤420的电驱动的致动器。参照图5的描述，可以用相同的方式实现控制。

图10表示具有腔502的另一光学衰减器500的横截面图，该腔502由3个侧壁504、506和508形成。底部元件510和顶部元件512形成设备500。在给出的示例中，在三个不同位置514、514’和514”表示光纤514。电极516、518和520连同光纤514上的导电电极(没有示出)，被用于形成偏转光纤514的电驱动的致动器。参照图5的描述，可以用相同的方式实现控制。

根据上述示例，使用在不同方向上可自由偏转的悬臂波导部分的对称对，意味着为实现期望的衰减，每一波导需要较小的偏转。结果，可以实现更短的波导悬臂长度、更高的共振频率以及更快的响应时间。而且，可以实现引起误差的加速度偏转的共模取消以及降低温度引起的误差。另外，自由支持的悬臂可移动部分具有更小的滞后或者没有滞后，因为没有底部或者转动接触区域，从而避免对其它设备不利的摩擦和滑动。

对于所描述的腔和凹室，可以使用其它的几何形状。例如，凹室的截面可以是弯曲的，比如形状为半圆。另外，还可以使用其它电极几何形状或样式。例如，可以在达到不稳定静电撞击(snap down)位置之前，使用电极几何形状和控制方案来增加偏转量。

撞击是一种造成光纤终端不受控制地偏转，直到移动到实际上直接与牵引电极相接触的状态。在涂层光纤和邻近电极之间的静电力，近似地随着其间间隔的平方反比增加。然而，光纤中的恢复弹力随着偏转线性地增加。随着驱动电压增加以及光纤和邻近电极之间的间隔减少，达到不稳定点，在该不稳定点指数增加的静电力超过光纤中线性增加的弹簧力，光纤突然撞击到牵引电极上。

通过将电极重新布置在带有多个接收不同驱动电压的电极的槽之内，撞击点可以被调整。在递交于2002年9月30日、主题为“可变光学衰减器”、序列号为No.10/261,111的美国未决专利申请中，描述了合适的交错型或交叉指型电极图案，在此将其并入作为参考。

对于本领域普通技术人员而言，许多其它的替换是明显的。例如，也可以在设备200、300、400和500的腔中使用绝缘油填充材料，以降低驱动电压、抑制振动并且减少端面反射。至多为2kHz的环境振动的存在，可以导致悬臂部分在其共振频率振动。从根部开始延伸的悬臂部分的长度，能够被设置以防止这种共振。由于填充材料，系统可以被决定性地减振，以减少共振，允许悬臂部分更长的长度直径比。

由于有或者没有填充材料，可期望为每个可移动部分在末端上提供一角度。例如，可以使用8°的角度以减少返回到光纤的端面反射。另外，可以使用每个末端上的抗反射膜层，以减少传播损失。

图11表示由单独控制的可变光学衰减器602、604和606构成的可变衰减阵列设备600。阵列设备600用于在三个不同的光传输通道上设置相同或不相同的衰减级别。单个控制器可以单独操作每一设备602、604和606。阵列设备600可以包括附加的或者更少的光学衰减器。衰减器602、604或606中的每一个可以代表任意的设备200、300、400、500或这里描述的其它设备。

图12表示用于操作光学衰减器的示例处理系统700的框图。控制模块702接收设置期望的衰减级别的输入信号或者命令。控制模块702可以包括存储器或者可读和可执行软件程序。控制模块702可以存储或者访问数据查找表，该表表示驱动电压和衰减级别的对应关系。来自于模块702的信号被提供到EVA(电可变致动器)和VOA(可变光学衰减器)模块704。控制模块702控制EVA和VOA模块704，它可以包括组件200、300、400和/或500。模块704可以进一步包括多个衰减器。模块704通过输入波导705a接收光学信号，并且具有可连接到可选的光学探测器模块706的输出波导705b，光学探测器模块706测量光输出功率并且向测量模块708提供信号。

比如，使用带有光学衰减器200的系统700，可移动部分205被施加到电极218上的DC信号偏转。如果衰减由诸如电容之类的电参数所控制，控制模块702将通过EVA和VOA模块704，在电极218和电极220上提供AC信号，以探测电参数的可检测值。也就是说，AC信号用于探测电极218和220之间的实际电容。可以用相同的方式检测电容、电流、电感、频率以及其它电学参数。因此，单个电极对可以用于偏转波导的可移动部分，并且还可以用于确定或者感知与可移动部分位置相关的电学参数可检测值，以用于反馈控制。可选地，分开的电极可以用于移动或者用于探测。

在一种配置中，来自704的可检测值被提供给测量模块708，测量模块708可以得到实际参数值(比如计算电容值的法拉第)，或者模块708可以基于该可检测值计算距离或者衰减。测量模块708可以是包括图12所示其它模块的控制器或者处理器的一部分。电参数的检测值由模块708提供到控制模块702，控制模块702确定该检测值与期望电参数值是否相等。控制模块702还可以确定是否已经实现期望的错位或者位置值。如果这两个值不匹配，控制模块702将指示模块704移动两个或一个可移动部分，直到这两个值相等。如果这两个值不匹配并且没有达到期望的衰减-可以利用如模块706所示、并具有提供到控制模块702的输入的分离光探测器来做出决定-接着控制模块702可以调整系统中的末端位置，直到实现期望的衰减。当已存储的衰减与电学参数数据对应关系不再精确时，控制模块702还可以更新其查找表。

因此，图12表示在光学波导的可移动悬臂部分上表现闭环位置稳定性的系统。对于本领域普通技术人员，对系统700的许多替换是可知的。作为示例，测量模块708可以单独地或者与控制模块702相结合来测量温度，提供在确定可移动悬臂针对给定期望的光学衰减的位置时使用的温度补偿系数。另外，测量模块708可以接收表示从光信号系统中的光探测器模块706或其它源输出的光信号波长的信号。该信号可以与参考波长进行比较，并且比较结果用于调整可移动悬臂部分的位置。

可以在具有控制电路和记忆体存储器的光学衰减芯片上完全实现图12中的处理，或者该处理可以来于外部元件。本领域普通技术人员可以理解，给出的过程还可以进一步包括另外的处理模块和/或诸如键盘、触摸屏或其它人工输入或用户接口设备的输入设备，以及诸如计算机显示器的输出设备。

图13表示另外的光学衰减器的处理系统800。如图所示，控制模块802具有记忆体存储器或访问以及可读和可执行程序，当模块802向EVA模块804提供驱动信号时，该程序用来确定用于偏转波导可移动部分的期望驱动信号。模块804在VOA模块806内偏转波导或多波导。所示输入波导807a和输出波导807b都连接到VOA 806。

图13进一步包括备用电源模块808，以确保恒定驱动信号电压施加到模块804，因此如果供给控制模块802或供给模块804的电源由于某种原因被移除，备用电源模块808将向模块804供电，保持施加到致动器电极的驱动信号，以保持末端和可移动部分在其发生错误前位置上。图13的过程是即使在出错时也将光学衰减维持在给定值的固定控制。另外，系统模块800可以将可移动波导的衰减位置复位到稳定状态的位置，例如“全通”、“全关”或者“部分衰减”位置。

可以根据已知方式实现备用电源模块808。例如，它可以是备用电池或者在受控缓慢泄漏下供电的任意电源，比如超级电容。备用电源模块808可以有各种响应时间，然而在优选示例中，备用电源模块808通过电连接810不间断地连接到EVA模块804，从而末端位置在出错时并不改变。

虽然此处根据本发明的讲解，描述了某种具体结构的装置，但是本专利的覆盖范围却并不局限于此。相反，本专利覆盖无论是照字面意义上还是在其等同替换下的、在所附权利要求范围之内的本发明讲解的所有实施例。

Claims (38)

1、一种电可变光学衰减器，包括：

第一波导，具有根部和从该根部延伸的可移动悬臂部分，该悬臂部分包括第一末端；

第一支架，适于容纳第一波导的根部；

第二波导，具有第二末端；

第二支架，适于容纳至少部分第二波导，从而使第二末端和第一末端处于具有第一光学衰减的第一光学耦合状态；以及

具有至少一个电极的电驱动的致动器，其适于相对于所述第一支架移动第一末端，从而使第一末端和第二末端处于第二光学耦合状态，并且适于检测随所述第一末端的位置而变化的第一参数值，其中所述电驱动的致动器包括一紧贴布置在所述可移动悬臂部分的至少一部分上并与该部分形成一体的电极，用于移动所述第一末端。

2、如权利要求1所述的电可变光学衰减器，其中所述至少一个电极包括至少一个邻近可移动悬臂部分上的所述电极而布置的固定电极。

3、如权利要求2所述的电可变光学衰减器，其中所述至少一个固定电极包括多个邻近可移动悬臂部分上的所述电极而布置的电极。

4、如权利要求3所述的电可变光学衰减器，其中所述多个电极由多个驱动信号驱动，以在相对于第二末端的多个方向上选择性地移动第一末端。

5、如权利要求1所述的电可变光学衰减器，其中该第一参数值是从包括电容、电感、电流和电压的组中获取的电学检测值。

6、如权利要求1所述的电可变光学衰减器，其中该第一参数值为电容。

7、如权利要求1所述的电可变光学衰减器，其中该电驱动的致动器适于响应第一参数值与第一期望参数值之间的比较而移动第一末端。

8、如权利要求1所述的电可变光学衰减器，其中该电驱动的致动器由固定的偏置电压驱动。

9、如权利要求1所述的电可变光学衰减器，其中第二波导包括根部和具有第二末端的可移动悬臂部分，并且其中第二支架容纳第二波导的根部，电可变光学衰减器进一步包括：

适于相对于第一末端移动第二末端的第二电驱动的致动器。

10、如权利要求9所述的电可变光学衰减器，其中电驱动的致动器包括布置在第一波导的可移动悬臂部分上的第一电极以及至少一个邻近第一电极布置的第二电极，并且其中第二电驱动的致动器包括紧贴布置在第二波导的可移动悬臂部分上并与该部分形成一体的第三电极以及至少一个邻近第三电极布置的第四电极。

11、如权利要求9所述的电可变光学衰减器，其中电驱动的致动器适于在第一方向上偏转第一末端，第二电驱动的致动器适于在不同于第一方向的第二方向上偏转第二末端。

12、如权利要求9所述的电可变光学衰减器，其中电驱动的致动器由至少一个第一驱动信号驱动，第二电驱动的致动器由至少一个第二驱动信号驱动。

13、如权利要求12所述的电可变光学衰减器，其中所述至少一个第一驱动信号和至少一个第二驱动信号都包括共同的驱动信号。

14、一种光学衰减器阵列，包括多个如权利要求11所述的电可变光学衰减器，其中所述多个电可变光学衰减器中的每个都适于单独地实现期望光学衰减范围中的任意一个。

15、如权利要求1所述的电可变光学衰减器，进一步包括备用电源，具有当外部供电减少时足以运转电驱动的致动器的存储电能。

16、如权利要求1所述的电可变光学衰减器，其中电驱动的致动器为电热致动器。

17、如权利要求1所述的电可变光学衰减器，其中电驱动的致动器为电磁致动器。

18、如权利要求1所述的电可变光学衰减器，其中电驱动的致动器为静电致动器。

19、如权利要求1所述的电可变光学衰减器，其中第一波导为具有包层和纤芯的第一光纤，第二波导为具有包层和纤芯的第二光纤。

20、如权利要求19所述的电可变光学衰减器，其中所述第一光纤和第二光纤中的至少一个具有窄化的包层部分。

21、一种光学衰减器阵列，包括多个如权利要求1所述的电可变光学衰减器，其中所述多个电可变光学衰减器中的每个都适于单独地实现期望光学衰减范围中的任意一个。

22、一种电可变光学衰减器，包括：

第一支架，用于支撑具有导电的可移动悬臂部分的第一光学波导；

第二支架，用于支撑具有导电的可移动悬臂部分的第二光学波导；

第一电驱动的致动器，具有布置在一腔表面上且邻近第一光学波导的导电的可移动悬臂部分的多个第一电极，用于选择性地偏转第一光学波导的导电的可移动悬臂部分；以及

第二电驱动的致动器，具有布置在所述腔表面上且邻近第二光学波导的导电的可移动悬臂部分的多个第二电极，用于选择性地偏转第二光学波导的导电的可移动悬臂部分，其中所述多个第一电极的每一个均能够选择性地偏转所述第一光学波导的导电的可移动悬臂部分，并且能够检测随所述第一光学波导的导电的可移动悬臂部分的位置而变化的第一参数值。

23、如权利要求22所述的电可变光学衰减器，其中腔表面包括至少三个侧壁。

24、如权利要求22所述的电可变光学衰减器，其中第二参数值随着第二光学波导的导电的可移动悬臂部分的位置而变化，其中第一参数值和第二参数值是从包括电容、电感、电阻、电流和电压的组中获取的电学检测值，并且所述第二电驱动的致动器适于检测所述第二参数值。

25、如权利要求24所述的电可变光学衰减器，其中第一参数值和第二参数值中的至少一个为电容。

26、如权利要求24所述的电可变光学衰减器，其中第一电驱动的致动器适于响应第一参数值与第一期望参数值之间的比较而移动第一光学波导，其中第二电驱动的致动器适于响应第二参数值与第二期望参数值之间的比较而移动第二光学波导。

27、如权利要求22所述的电可变光学衰减器，其中多个第一电极由多个第一驱动信号驱动，其中多个第二电极由多个第二驱动信号驱动。

28、如权利要求22所述的电可变光学衰减器，其中腔表面具有与第一光学波导或第二光学波导对应的可变深度。

29、一种电可变光学衰减器，包括：

第一波导，具有根部以及包括第一末端的可移动悬臂部分；

第一支架，适于容纳第一波导的根部，从而使得所述第一波导的可移动悬臂部分从所述第一支架的远端延伸；

第二波导，具有根部以及包括第二末端的可移动悬臂部分；

第二支架，适于容纳第二波导，从而使得所述第二波导的可移动悬臂部分从所述第二支架的远端延伸，并且使得第二末端和第一末端彼此接近并处于具有第一光学衰减的第一光学耦合状态；

第一电驱动的致动器，适于相对于第二末端和第一支架的远端以第一方向移动第一末端，其中所述第一电驱动的致动器能够检测随第一末端的位置而变化的第一参数值，其中所述第一电驱动的致动器包括一紧贴布置在所述第一波导的可移动悬臂部分的至少一部分上并与该部分形成一体的电极，用于移动所述第一末端；以及

第二电驱动的致动器，适于相对于第一末端和第二支架的远端以不同于所述第一方向的第二方向移动第二末端，其中所述第二电驱动的致动器能够探测随第二末端的位置而变化的第二参数值，其中所述第二电驱动的致动器包括一紧贴布置在所述第二波导的可移动悬臂部分的至少一部分上并与该部分形成一体的电极，用于移动所述第二末端。

30、一种可变光学衰减的方法，包括：

在第一支架中且邻近电驱动的致动器上的至少一个电极布置光学波导，该光学波导具有包括第一末端的悬臂部分；

紧贴在所述光学波导上形成电驱动的致动器的第二电极；

在第二支架中布置第二光学波导，从而使第二光学波导的第二末端在第一位置被光耦合到第一末端；以及

驱动该电驱动的致动器的所述至少一个电极和所述第二电极，以相对于第二末端将第一末端移动到第二位置，从而实现期望光学衰减值范围中的任意一个；和

使用所述第二电极和所述至少一个电极来检测随第一末端的位置而变化的第一参数值。

31、如权利要求30所述的方法，进一步包括：

在悬臂部分上布置至少一个电极；以及

邻近该悬臂部分布置至少一个电极。

32、如权利要求30所述的方法，进一步包括：

邻近悬该臂部分布置多个电极；以及

选择性地驱动所述多个电极，以在多个不同方向中的任意一个上移动第一末端。

33、如权利要求30所述的方法，进一步包括：

用固定的偏置电压驱动所述至少一个电极。

34、如权利要求30所述的方法，进一步包括：

测量随着第一末端的位置而变化的第一参数值；以及

响应该测量，调整第一末端相对于第二末端的位置，以实现期望的光学衰减。

35、如权利要求34所述的方法，其中第一参数值选自从包括电容、电感、电阻、电流和电压的组中。

36、如权利要求34所述的方法，其中调整所述位置的步骤包括将第一参数值与第一期望参数值比较。

37、如权利要求30所述的方法，其中第二光学波导包括从第二支架延伸的悬臂部分，该方法进一步包括：

驱动邻近第二光学波导的第二电驱动的致动器，以相对于第一末端移动第二末端，从而实现期望光学衰减范围中的任意一个。

38、如权利要求37所述的方法，进一步包括：

用至少一个第一驱动信号驱动电驱动的致动器；以及

用至少一个第二驱动信号驱动第二电驱动的致动器。

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