CN109283625A - 一种电光voa - Google Patents

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徐云兵
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/264—Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting
    • G02B6/266—Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting the optical element being an attenuator

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Abstract

本发明公开一种电光VOA，其依序包括双光纤头、光程补偿片、分/合束晶体、半波片、KTN晶体、透镜和反射镜，所述透镜的凸面朝向反射镜的反射平面，所述双光纤头内具有入射光纤和出射光纤；所述KTN晶体的两侧加设有电极，通过控制加到KTN晶体上电压的大小来改变通过KTN晶体内光束的传播方向。本发明采用KTN晶体来改变光束的传播方向，使光束产生错位耦合损耗，从而实现光衰减的目的。本发明的可变光衰减器基于KTN晶体的电光效应，具有控制原理简单，响应速度快，WDL和PDL等指标好的特点。

Description

一种电光VOA
技术领域
本发明涉及光纤通讯领域，尤其涉及一种电光VOA。
背景技术
可变光衰减器(VOA)是随着光通信技术发展出现的一种重要的纤维光学无源器件，是光学，特别是激光调制及应用技术中常用的器件，其作用是使光通过时光强达到一定程度的衰减，可用于光通信线路、系统评估、研究及调整、校正等方面。现有技术中，主要使用机械步进电机驱动来改变光强达到光衰减的效果，但是采用步进电机驱动存在结构复杂，响应速度慢等特点。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种控制原理简单、响应速度快的电光VOA。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电光VOA，其依序包括双光纤头、光程补偿片、分/合束晶体、半波片、KTN晶体、透镜和反射镜，所述透镜的凸面朝向反射镜的反射平面，所述双光纤头内具有入射光纤和出射光纤，入射光纤输出的光信号经过光程补偿片后进入分/合束晶体内分成偏振方向相互垂直的o光和e光，o光从分/合束晶体射出直接进入KTN晶体内，而e光从分/合束晶体射出后经过半波片后再进入KTN晶体内；所述KTN晶体的两侧加设有电极，通过控制加到KTN晶体上电压的大小来改变通过KTN晶体内光束的传播方向。
所述分/合束晶体为双折射晶体，该双折射晶体的光轴方向平行与o光和e光组成的平面，且与射入双折射晶体的光束传播方向有一定夹角。
所述双光纤头的出射光纤为普通单模光纤或TEC光纤。
一种电光VOA，其依序包括入射光纤头、分束晶体、第一半波片、KTN晶体、第一透镜、第二透镜、第二半波片、合束晶体和出射光纤头，所述第一透镜和第二透镜的凸面相对设置，所述入射光纤头射出的光信号进入分束晶体内分成偏振方向相互垂直的o光和e光，o光从偏振分光元件射出后直接进入KTN晶体内，e光从偏振分光元件射出后经过第一半波片后再进入KTN晶体内，从KTN晶体射出的o光依序经过第一透镜和第二透镜后穿过第二半波片进入合束晶体，从KTN晶体射出的e光依序经过第一透镜和第二透镜后直接进入合束晶体。
所述分束晶体和合束晶体均为双折射晶体，该双折射晶体的光轴方向平行与o光和e光组成的平面，且与射入双折射晶体的光束传播方向有一定夹角。
所述入射光纤头和出射光纤头内的光纤为普通单模光纤或TEC光纤。
相比现有技术，本发明具有以下优点：本发明采用KTN晶体来改变光束的传播方向，使光束产生错位耦合损耗，从而实现光衰减的目的。本发明的可变光衰减器基于KTN晶体的电光效应，具有控制原理简单，响应速度快，WDL和PDL等指标好的特点。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；
图1为本发明电光VOA实施例1的俯视图；
图2为本发明电光VOA实施例1的侧视图；
图3为本发明电光VOA实施例2的俯视图；
图4为本发明电光VOA实施例2的侧视图。
具体实施方式
实施例1，如图1或图2所示，本发明一种电光VOA，其依序包括双光纤头101、光程补偿片102、分/合束晶体103、半波片104、KTN晶体105、透镜106和反射镜107，所述透镜106的凸面朝向反射镜107的反射平面，透镜106的作用是起到准直和形成对称角度的回返光，所述双光纤头101内具有入射光纤和出射光纤，入射光纤输出的光信号经过光程补偿片102后进入分/合束晶体103内分成偏振方向相互垂直的o光和e光，o光从分/合束晶体103射出直接进入KTN晶体105内，而e光从分/合束晶体103射出后经过半波片104后再进入KTN晶体105内；所述KTN晶体105的两侧加设有电极，通过控制加到KTN晶体105上电压的大小来改变通过KTN晶体105内光束的传播方向。
光信号经双光纤头101的入射光纤进入，通过所有元件后在反射镜107上反射后经过所有元件后回到双光纤头101的出射光纤输出，KTN晶体105两侧加有电极，通过控制加到KTN晶体105上电压的大小来改变通过KTN晶体105内光束的传播方向（传播角度），图中实线部分是光束无衰减时的输入输出，虚线是控制KTN电压产生光束传播方向改变后的路径，这样光束（虚线）返回到双光纤头101时，光束（虚线）与原来无衰减时光束（实线）之间有一定的侧向位移，产生光束的错位耦合损耗，从而从双光纤头101输出的光信号会产生衰减。双光纤头101内的出射光纤可以为普通单模光纤，也可以为TEC光纤。
从图2可以看出，光束在分/合束晶体103上分成了o光和e光，然后e光经过半波片104后光的偏振方向旋转了90度，这时两束光偏振方向相同，然后一起进入KTN晶体105。分/合束晶体103为双折射晶体，该双折射晶体的光轴方向平行与o光和e光组成的平面，且与射入双折射晶体的光束传播方向有一定夹角。另外，光程补偿片102也是一双折射晶体，对o光和e光的光程差进行补偿，其光轴方向根据需要垂直与纸面或与光束传播方向垂直。
实施例2，如图3或图4所示，一种电光VOA，其依序包括入射光纤头201、分束晶体202、第一半波片203、KTN晶体204、第一透镜205、第二透镜206、第二半波片207、合束晶体208和出射光纤头209，所述第一透镜205和第二透镜206的凸面相对设置，两个透镜的作用是将光耦合至出射光纤头209中输出；所述入射光纤头201射出的光信号进入分束晶体202内分成偏振方向相互垂直的o光和e光，o光从偏振分光元件射出后直接进入KTN晶体204内，e光从偏振分光元件射出后经过第一半波片203后再进入KTN晶体204内，从KTN晶体204射出的o光依序经过第一透镜205和第二透镜206后穿过第二半波片207进入合束晶体208，从KTN晶体204射出的e光依序经过第一透镜205和第二透镜206后直接进入合束晶体208。
所述分束晶体202和合束晶体208均为双折射晶体，该双折射晶体的光轴方向平行与o光和e光组成的平面，且与射入双折射晶体的光束传播方向有一定夹角。
所述入射光纤头201和出射光纤头209内的光纤为普通单模光纤或TEC光纤。
光信号经入射光纤头201的光纤进入，通过所有元件后从出射光纤头209的光纤输出， KTN晶体204两侧加有电极，通过控制加到KTN晶体204上电压的大小来改变通过KTN晶体204内光束的传播方向（传播角度），图中实线部分是光束无衰减时的输入输出，虚线是控制KTN电压产生光束传播方向改变后的路径，这样光束（虚线）传播到单光纤头时，光束（虚线）与原来无衰减时光束（实线）之间有一定的角向位移和侧向位移，产生光束的角向和侧向错位耦合损耗，从而从出射光纤头209输出的光信号会产生衰减。
从图3可以看出，光束在分束晶体202上分成了o光和e光，然后e光经过第一半波片203后光的偏振方向旋转了90度，这时两束光偏振方向相同，然后一起进入KTN晶体204。分束晶体202和合束晶体208均为双折射晶体，该双折射晶体的光轴方向平行与o光和e光组成的平面，且与射入双折射晶体的光束传播方向有一定夹角。
另外，上述两种实施例，入射端和出射端均可以调换，即从出射端进光，从入射端出光，亦实现同样的VOA功能。

Claims (6)

1.一种电光VOA，其特征在于：其依序包括双光纤头、光程补偿片、分/合束晶体、半波片、KTN晶体、透镜和反射镜，所述透镜的凸面朝向反射镜的反射平面，所述双光纤头内具有入射光纤和出射光纤，入射光纤输出的光信号经过光程补偿片后进入分/合束晶体内分成偏振方向相互垂直的o光和e光，o光从分/合束晶体射出直接进入KTN晶体内，而e光从分/合束晶体射出后经过半波片后再进入KTN晶体内；所述KTN晶体的两侧加设有电极，通过控制加到KTN晶体上电压的大小来改变通过KTN晶体内光束的传播方向。
2.根据权利要求1所述的一种电光VOA，其特征在于：所述分/合束晶体为双折射晶体，该双折射晶体的光轴方向平行与o光和e光组成的平面，且与射入双折射晶体的光束传播方向有一定夹角。
3.根据权利要求1所述的一种电光VOA，其特征在于：所述双光纤头的出射光纤为普通单模光纤或TEC光纤。
4.一种电光VOA，其特征在于：其依序包括入射光纤头、分束晶体、第一半波片、KTN晶体、第一透镜、第二透镜、第二半波片、合束晶体和出射光纤头，所述第一透镜和第二透镜的凸面相对设置，所述入射光纤头射出的光信号进入分束晶体内分成偏振方向相互垂直的o光和e光，o光从偏振分光元件射出后直接进入KTN晶体内，e光从偏振分光元件射出后经过第一半波片后再进入KTN晶体内，从KTN晶体射出的o光依序经过第一透镜和第二透镜后穿过第二半波片进入合束晶体，从KTN晶体射出的e光依序经过第一透镜和第二透镜后直接进入合束晶体。
5.根据权利要求4所述的一种电光VOA，其特征在于：所述分束晶体和合束晶体均为双折射晶体，该双折射晶体的光轴方向平行与o光和e光组成的平面，且与射入双折射晶体的光束传播方向有一定夹角。
6.根据权利要求4所述的一种电光VOA，其特征在于：所述入射光纤头和出射光纤头内的光纤为普通单模光纤或TEC光纤。
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