CN1186686C - 具有自动调节功能的光学衰减器模块 - Google Patents

Abstract

一种具有自动调节功能的光学衰减器模块，包括输入光纤列阵、光学衰减器列阵，输出光纤列阵、光电探测器列阵、控制电路、驱动电路等，其中输入光纤列阵、光学衰减器列阵、输出光纤列阵之间实现高效率的对准耦合、光电探测器列阵置于光学衰减器列阵和输出光纤列阵的顶部，并实现高效率的对准耦合，光学衰减器列阵、驱动电路、控制电路、光电探测器列阵实现电学上的互联，经输入光纤列阵耦合进来的光信号经光学衰减器列阵衰减后，在输出光纤列阵的端面发生反射和折射，其中折射光通过输出光纤列阵输出，反射光通过光电探测器列阵变为电信号送入控制电路进行处理，并返回信号到驱动电路，通过调整驱动电路的功率大小来达到精确控制光衰减器衰减量的目的。

Description

具有自动调节功能的光学衰减器模块

技术领域

本发明涉及光信号强度衰减的波导型光学衰减器，本发明具体涉及一种集成有光电探测器和控制电路的具有自动调节光信号强度的波导型光学衰减器件，利用从波导型光学衰减器出来的光束在光纤列阵端面上的反射和折射，将输出的光信号分成具有固定分束比的两部分，其中折射光耦合进光纤列阵中的光纤中输出，反射光为光电探测器的接收面所接受，利用光电探测器中检测到的光信号强度大小来判断光学衰减器的衰减量，然后将信号反馈给控制电路来处理，通过控制电路来调节驱动电路中功率的大小，从而达到自动调整波导型光衰减器衰减量的目地。

背景技术

伴随着个人电脑普及而来的Internet网的飞速发展，由数字移动通信业务导向个人通信而引发的常规通信的革命，以及多媒体通信业务的出现。信息爆炸刺激了通信业务的迅速增长，这种增长的最直接的结果就是出现了所谓的“光纤耗尽”现象，一方面由于光纤通讯系统的早期投资是非常巨大的，主要是由于光缆线路的铺设费用很高；另一方面，现有的光纤通讯系统只是占用了光纤低损耗光学窗口的一小部分；为了充分利用现有的光缆设施以实现最大限度的扩容，人们普遍认为密集波分复用系统(DWDM)是解决这一问题的最佳途径。目前正在建设的或将要建设的商用光纤通讯系统基本上都是波分复用系统。

随着通道数的增多，DWDM系统固有的问题就暴露出来。其主要问题表现在以下几个方面：

1就激光器现的有技术水平而言，还很难做到从不同激光器出来的不同波长的光信号的功率水平稳定一致。

2由于光波导材料、光纤材料的吸收系数与波长有关，所以在光器件和光纤中传输的不同波长的光信号的功率损耗是不一样的。

3由于目前掺铒光纤放大器的增益平坦问题还没有得到很好的解决，所以不同信道的光信号通过掺铒光纤放大器所得到的增益也是不一样的。

4如果采用干涉滤光片作为解复用器，则由于不同波长的光信号经历的反射次数不同，从而导致各个通道的光功率损耗也是不一样的。

所以，在密集波分复用系统中各个通道中的光信号的功率水平是不一样的，如何解决各个通道的功率均衡问题是密集波分复用系统走向实用化所必须首先解决的问题。

若是采用一种器件能够将各通道中功率较大的光信号的功率衰减下来，这样就可以实现各通道中光信号的功率均衡，这样的器件就是光学衰减器。目前商用化的光学衰减器包括位移型光学衰减器、衰减片型光学衰减器、镀膜型光学衰减器、液晶型光学衰减器，这些类型的光学衰减器所存在的最大的问题是体积较大，所采用的器件生产工艺与现有的半导体工艺不兼容，因而不能与其他的光电子器件集成，而且不能实现光信号的连续在线衰减，或者稳定性欠佳(如液晶型光衰减器的环境性能极差)，不能满足现代通讯系统对器件小型化、集成化和高的环境稳定性的要求。

而采用平面光波导技术，利用Mach-Zehnder干涉器的原理制成的波导型光学衰减器则完全没有这些限制，用这种技术制成的光学衰减器不仅可以实现器件的小型化，而且由于采用常规半导体工艺，容易与其它光电子器件集成，由于采用载流子注入或者加热的方式来实现等离子体色散效应或者热光效应，所以容易实现光信号的连续在线衰减。通过合理设计，还可以得到插入损耗小，功率消耗低的光学衰减器。然而在实际应用中，常常需要对从光学衰减器出来的光信号的强度进行精确控制，并且要求光信号的强度随着输入光信号的变化而作动态的调整，这些功能的实现仅靠光学衰减器是不可能做到的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自动调节功能的光学衰减器模块，提供了一种波导型光学衰减器和光电探测器之间简单有效的集成方案。由于利用了入射光在光纤列阵端面的自然反射损失，不需要从主要光路中分出光信号来进行监测和控制，从而大大提高了整个器件的插入损耗。另外由于该方案不需要设计和集成分束器，而且工艺上实施起来简单，因而更具有实用性。

本发明一种具有自动调节功能的光学衰减器模块，其特征在于：该模块包括输入光纤列阵、光学衰减器列阵，输出光纤列阵、光电探测器列阵、控制电路、驱动电路共六个部分，其中输入光纤列阵、光学衰减器列阵、输出光纤列阵之间实现高效率的对准耦合、光电探测器列阵置于光学衰减器列阵和输出光纤列阵的顶部，并实现高效率的对准耦合，光学衰减器列阵、驱动电路、控制电路、光电探测器列阵实现电学上的互联，经输入光纤列阵耦合进来的光信号经光学衰减器列阵衰减后，在输出光纤列阵的端面发生反射和折射，其中折射光通过输出光纤列阵输出，反射光通过光电探测器列阵变为电信号送入控制电路进行处理，并返回信号到驱动电路，通过调整驱动电路的功率大小来达到精确控制光衰减器衰减量的目地。

其中输入光纤列阵、光学衰减器列阵、输出光纤列阵三者要实现精确对准耦合，要保证输入光纤列阵和光学衰减器列阵之间，光学衰减器列阵和输出光纤列阵之间具有最大的光耦合效率，还要求它们三者相互间留有间隙，以保证从光学衰减器列阵输入端面反射的光信号不进入输入光纤列阵中，从输出光纤列阵端面反射的光信号不进入光学衰减器列阵中。

其中光学衰减器采用Y分支型结构、定向耦合型结构和多模干涉型结构，无论采用何种结构，该光学衰减器都包括一个或几个输入或输出端口，而且光学衰减器均采用等离子体色散效应或热光效应来达到调制光信号强度；光学衰减器列阵的端面抛成8度角，以避免从光学衰减器列阵端面反射的光信号进入输入光纤列阵而影响整个系统。

其中输出光纤列阵的输入端面应抛成8度角，以保证从输出光纤列阵端面反射回来的光信号不进入光学衰减器列阵中，而是为光电探测器列阵所接收。

其中该光电探测器列阵包含的光电探测器的数目等于或大于光学衰减器列阵中包含的光学衰减器的数目，要求该光电探测器具有对微弱光信号响应的能力，要求该光电探测器能完全接收从输出光纤列阵端面反射回来的光信号。

其中该光电探测器列阵置于光学衰减器列阵和输出光纤列阵交界面处的上方，其光接收面朝向光学衰减器列阵和输出光纤列阵所在的平面，并要求光电探测器列阵的各个光电探测器与相对应的光学衰减器在同一个平面上，该光电探测器列阵与光学衰减器列、输出光纤列阵之间实现高效率的耦合，以保证从输出光纤列阵端面反射回来的光信号能完全为光电探测器的接收面所接收。

其中该光学衰减器列阵上要留下大面积的未刻蚀区域作为光电探测器列阵的支架，以避免挤压、碰撞等外力原因破坏了光学衰减器列阵的波导图形，要保证该残留区域的存在对光学衰减器的光学特性不造成任何影响或者在实际应用中完全可以忽略。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图详细说明如下，其中：

图1是Mache-Zender干涉器的平面示意图；

图2是直接耦合器型光学衰减器的平面示意图；

图3是多模干涉型光学衰减器的平面示意图；

图4是一束光在由三种介质构成的界面上反射和折射的光路图；

图5是具有自动强度调节功能的光学衰减器的功能图；

图6是没有集成光电探测器的光学衰减器的结构示意图；

图7是根据实施例计算的在媒质602与媒质603之间的界面处的透射系数和反射系数与匹配液折射率之间的关系曲线。

图8是具有自动调节功能的集成化波导型光学衰减器功能模块的结构示意图，光电探测器没有固定在光学衰减器和光纤列阵的顶部，而是为了直观起见，光电探测器画成了悬空放置状态；

图9是具有自动调节功能的集成化波导型光学衰减器功能模块的结构示意图，光电探测器固定在光学衰减器和光纤列阵的顶部。

具体实施方式

用于实现光学衰减器的结构主要有以下三种：Y分支型光学衰减器(如图1所示)、直接耦合器型光学衰减器(如图2所示)、多模干涉型光学衰减器(如图3所示)。无论采用何种结构，其基本原理都是Mache-Zender干涉器的原理，下面首先介绍该原理。

从单模光纤出来的高斯光束通过输入波导耦合进入器件，在节点A处分为强度相等的两束分别进入两条对称的单模波导，由于两边的结构对称，所以两束光的强度相等，位相也相同，在节点A附近的“Y”字形分支结构(简称Y分支结构101)主要完成了将一束光等比例分成两束的功能，这两束光的电场分量可以用数学式子表示如下：

$E_1=(A/\sqrt{2})\·\exp \left(\mathrm{i\ωt}\right)$

$E_2=(A/\sqrt{2})\·\exp \left(\mathrm{i\ωt}\right)$

E₁和E₂是在两单模波导中的电场分布，ω是光信号的频率，A是光信号电场分量的振幅，t是时间，由于两单模波导关于中心轴对称，而且这里关心的是两单模波导中光信号的相对位相变化，所以与传播距离有关的位相部分没有表示出来。如果改变其中一条或者两条单模波导的折射率，则在其中传播的光信号将引入额外的位相差，一般说来，可以通过两种物理效应来改变材料的折射率，一种是等离子体色散效应，一种是热光效应。所谓等离子体色散效应，是指材料的折射率随载流子浓度的变化而改变的现象，可以通过掺杂或者电注入的方式来实现。所谓热光效应，是指材料的折射率随温度的变化而发生改变的现象。经过调制的两条单模波导中的光信号的电场分量用式(2)表示如下：

这两束光在节点B处合为一束，注意：在节点B附近的Y分支结构101主要是完成了将两束光合成为一束的功能。输出光信号的电场分量是两波导中光信号电场分量的叠加，其总强度为：

式中Δ₁和Δ₂分别表示两条单模波导由于调制所引入的额外位相，如果是只在一条单模波导上进行调制，则二者中有一为零。式中Δ＝Δ₁-Δ₂，I_out是输出光场的强度，I_in是输入光场的强度，其值的大小为A2。所以通过改变两波导之间位相差Δ的大小就可以得到强度变化的输出光强，从而达到调制光信号强度的目的。

由于Mach-Zender干涉器的两个节点A和B附近区域的光信号往往受到很大的能量损失，所以在实际应用中为了改善器件的性能，常采用其它类型的结构来代替。在两个节点位置用其他具有分束和合束功能的结构来代替Y分支结构101，如直接耦合器201和多模干涉器301。

直接耦合器201是利用两条相互间距离非常近的平行波导的模式间的相互干涉来实现分束和合束功能，由于两波导中泄漏模的尾端相互重叠，所以引起电磁场能量的相互耦合，电磁场的能量就在两条平行波导间相互转移，通过合理的设计，可以实现光信号能量在两条平行波导间均匀分布，电磁场分为强度相等的两束，从而实现了光信号的等比分束功能。根据光学的可逆原理，该结构同样可以实现合束功能。多模干涉器301利用的是多模波导的自映象原理，所谓自映象原理就是指输入电磁场的一个或多个映象在多模波导中重复出现的现象。多模干涉器型光学衰减器利用多模干涉器来形成二重映象，所形成的两个映象强度相等、位相相同。如果利用两个单模波导将这两个映象引出，就实现了等比例分束的功能；同样，利用相反的过程就可以实现合束功能。

然而在实际应用中，常常需要精确控制光信号的衰减量，这样仅有上面介绍的光学衰减器还不能实现对光信号强度精确控制的功能，还常常需要加上其他的反馈控制单元。在实际应用中考虑到实际需要和成本的因素，常常将几个同型号的光学衰减器集成在一起形成光学衰减器列阵，由于光学衰减器列阵是多个光学衰减器的简单重复，所以我们就结合图4来介绍光学衰减器列阵中某个具体光学衰减器光信号强度精确控制功能的实现。

本发明中提到的列阵均是指多个单元的组合，如输入、输出光纤列阵就是指多个输入、输出光纤的组合，光电探测器列阵就是多个光电探测器的组合，光学衰减器列阵是多个光学衰减的组合。所以在本发明中具体涉及功能时均是指列阵中某个具体的单元，一般并不作非常严格的区分。

一束光通过输入光纤401进入光学衰减器402后，通过调节光学衰减器402两条单模波导的折射率变化来调节光信号的相对位相变化，从而使光信号得到一定程度的衰减，从光学衰减器402出来的光信号通过一具有分束功能的分束单元403后分为具有固定分束比(一般不需要是1∶1)的两束，这两束光中强度较大的一束通过输出光纤404输出，送给系统使用，只将其中强度较小的一部分光信号送给光电探测器405，通过光电探测405将光信号转换成电信号，然后将电信号送入到具有反馈控制功能的控制电路406进行处理，并将控制信号送给驱动电路407，通过调节驱动电路407的功率大小来实现对光衰减器403衰减量的精确控制。

请参阅图5，下面首先来看看由输入光纤列阵501、光学衰减器列阵502、输出光纤列阵503构成的没有反馈控制单元的光学衰减器模块，光信号经输入光纤列阵501进入光学衰减器列阵502，获得一定程度的衰减后从输出光纤列阵503输出，在输入501、输出光纤列阵503和光学衰减器列阵502之间填充着折射率匹配液，在这个过程中光信号要经历四个光学界面，既：输入光纤列阵501与折射率匹配液构成的界面、折射率匹配液与光学衰减器列阵502构成的光学界面、光学衰减器列阵502与折射率匹配液构成的光学界面，折射率匹配液与输出光纤列阵503构成的光学界面。根据光学的基本原理，光在不同介质的界面将发生反射和折射。

考虑如图6所示的由三种介质组成的结构：当光束入射到媒质601与媒质602的交界面时，将有一部分光反射回媒质601，另有一部分光束折射进入媒质602，根据光学的反射和折射定律有：

i＝r

$\frac{\sin i}{\sin t}=\frac{n_2}{n_1}$

其中i为入射角，r为反射角，t为透射角，n₁为媒质601的材料折射率，n₂为媒质602的材料折射率。这时的反射系数R₁为

$R_1=\frac{1}{2}[\frac{{\sin }^2(i-t)}{{\sin }^2(i+t)}+\frac{{\mathrm{tg}}^2(i-t)}{{\mathrm{tg}}^2(i+t)}]$

透射系数T₁为

$T_1=1-R_1=1-\frac{1}{2}[\frac{{\sin }^2(i-t)}{{\sin }^2(i+t)}+\frac{{\mathrm{tg}}^2(i-t)}{{\mathrm{tg}}^2(i+t)}]$

$\mathrm{\α}+i=\frac{\mathrm{\π}}{2}$

α为媒质601的底部倾角。当光入射到媒质602和媒质603的界面时，也将发生反射和折射，根据光学的反射和折射定律有：

θ＝，其中θ为入射角，反射角。

$\frac{\sin \mathrm{\θ}}{\sin \mathrm{\β}}=\frac{n_3}{n_2},$ 其中θ入射角，β为折射角，n₃为媒质603的材料折射率。

反射系数R₂为

$R_2=\frac{1}{2}[\frac{{\sin }^2(\mathrm{\θ}-\mathrm{\β})}{{\sin }^2(\mathrm{\θ}+\mathrm{\β})}+\frac{{\mathrm{tg}}^2(\mathrm{\θ}-\mathrm{\β})}{{\mathrm{tg}}^2(\mathrm{\θ}+\mathrm{\β})}]$

透射系数T₂为

$T_2=1-R_2=1-\frac{1}{2}[\frac{{\sin }^2(\mathrm{\θ}-\mathrm{\β})}{{\sin }^2(\mathrm{\θ}+\mathrm{\β})}+\frac{{\mathrm{tg}}^2(\mathrm{\θ}-\mathrm{\β})}{{\mathrm{tg}}^2(\mathrm{\θ}+\mathrm{\β})}]$

θ＝π-a-b-t，b为媒质603的底部倾角。

一束光从媒质601折射进媒质602，并在媒质602和媒质603的界面上发生反射和折射，其反射系数R和透射系数T分别为

R＝T₁·R₂

T＝T₁·T₂

选择如下实施例：

假设媒质601和媒质603的材料折射率分别为n₁＝3.5，n₃＝1.5，媒质601的底部倾角α为89度，媒质603的底部倾角b为80度，媒质602为折射率匹配液，其折射率未知，则计算的透射系数R和媒质102的材料折射率n₂的关系如附图7所示，从图中可以看出通过适当地选择合适的匹配液，可以实现总反射系数为近10％的反射，所以我们就可以通过采集这部分光信号来实现对输出光信号的监测功能。

很显然由光学衰减器列阵501、折射率匹配液、输出光纤列阵503三者之间构成的界面同样满足上面的方程，所得出的结论也同样适用。如果我们利用光电探测器列阵801收集从输出光纤列阵503端面反射回来的光信号，就可以实现光信号的监测功能，具体的实施方案如图8、图9所示：

图中左端是光学衰减器列阵502的输出端，可以是一个光学衰减器，也可以是多个光学衰减器构成的列阵，右端是输出光纤列阵503，输出光纤列阵503中包含的光纤数应该等于或者大于光学衰减器列阵502的通道数，中间顶部是光学探测器列阵801，其中包含的探测器的数目与光学衰减器的数目相对应，如果为了实用中对准方便，也可以采用多于光学衰减器数目的光电探测器，要求光学衰减器列阵502和光电探测器列阵801中两个相邻器件的间距与光纤列阵两根相邻光纤的间距相同。为了减小器件的插入损耗，要求我们尽可能地减小光信号在光学衰减器列阵502和匹配液界面的反射损失，所以需要将光学衰减器列阵502的端面抛光，使端面的倾角为直角或接近直角。光纤列阵的端面需要有一定的倾角，以保证有一定比率的光从端面反射回折射率匹配液中，为了与光纤之间有比较大的耦合效率，一般光波导器件端面的截面尺寸和光纤的截面尺寸相近，由于标准单模光纤的芯径一般为9微米，所以从光波导器件出来的光束的截面尺寸应该也为微米量级，由于光学衰减器列阵502与输出光纤列阵503之间的间距很小，所以即使光束有一些发散，其光束的半径也不可能很大，而一般光电探测器接收面的尺寸为毫米量级，所以光电探测器容易接收到从光纤列阵端面反射的光束，如果选定好了匹配液，对于具有固定端面倾角的输出光纤列阵，其反射光束和透射光束的强度之比也就固定下来，那么我们就能够根据光电探测器探测到的反射光束的强度来判断光纤中的透射光束的强度，对于工作状态中的光学衰减器，我们就可以通过这种方法来判断光学衰减器输出的光信号强度是否为我们需要的强度，如果光学衰减器的衰减量小于我们需要的衰减量，探测器就能够返回一个信号给控制功能模块，通过控制功能模块提高控制电路的电流或者是电压，从而增大光学衰减器的衰减量；如果光衰减器的衰减量大于我们需要的衰减量，探测器就能够返回一个信号给控制功能模块，通过控制功能模块降低驱动电路的电流或者电压，从而减小光学衰减器的衰减量，这样就实现了光学衰减器的自动化控制功能。

下面详细介绍采用本设计方案的具有自动化调节功能的集成化光学衰减器功能模块的制作工艺，该工艺包括以下步骤：

(1)在一块硅衬底片上的波导层上刻蚀出光学衰减器列阵502的图形，该光学衰减器可以是Y分支型、直接耦合器型、或者是多模干涉器型结构的光学衰减器，在刻蚀波导图形时，在离光学衰减器列阵502图形一定距离处留出大面积的区域不被刻蚀作为后续操作中光电探测器列阵801的支架901(在实际操作中，这一步是在制光刻版时就已经考虑到了)，要保证该残留区域的存在对光学衰减器的光学特性不造成任何影响或者其影响在实际应用中完全可以忽略。

(2)对于采用等离子体色散效应来实现相位调制的光学衰减器，在完成步骤(1)后要在波导调制区的特定位置上实现N型和P型掺杂，再溅射或者热蒸发一层金属，然后通过常规干法或者湿法腐蚀的方法形成电极引线的图形，随后在其上覆盖一层上包层，注意要在光学衰减器列阵502芯片的电极引线的压焊点位置附近留出比较大的区域(一般留出的区域大小应该大于压焊点的面积)，以保证在后续工艺中实现光学衰减器和控制电路之间电互联时能比较容易地将从该压焊点引出的金属丝和控制电路中的相应的压焊点实现好的接触；对采用热光效应来实现相位调制的光学衰减器，在刻蚀出波导图形之后要在形成电极引线之前覆盖一层上包层，避免由于金属加热电极和电极引线的吸收而造成电磁场的能量损失，然后溅射或者热蒸发一层金属，然后通过常规干法或者湿法腐蚀的方法形成加热电极和电极引线的图形，实际应用中考虑到金属与覆盖层材料的粘附度，以及金属加热电极和电极引线之间的电阻分配问题，常常用不同的材料来分别形成加热电极和电极引线，一般采用具有较大电阻率的材料如钛、镍铬合金等来形成加热电极，电极引线则采用具有较小电阻率的材料如银、金、铝等，所以需要两次套刻。

(3)将刻蚀好的光学衰减器列阵502划片，然后用特殊夹具夹住放在抛光机上对端面进行抛光，使光学衰减器列阵502的输入端端面成斜8度角，使光学衰减器列阵502输出端的端面为直角或者尽可能地接近直角，以保证从光学衰减器列阵502输入端面反射的光信号不进入输入光纤列阵501中和在光学衰减器列阵502输出端面的反射效率尽可能的小，以减小光信号的能量损失。

(4)在普通硅片上利用湿法腐蚀或者干法腐蚀工艺刻形成一系列的V形槽或者U形槽，然后将光纤置于V形槽或U形槽内固定，然后盖上上盖片，将制作好的光纤列阵用专用夹具夹好放在抛光机上进行端面抛光，将输入光纤列阵501的的端面抛成直角或者接近直角，将输出光纤列阵503的端面抛成具有一定倾角(一般可取8度角)的结构。

(5)将制作好的输入光纤列阵501、光学衰减器列阵502和输出光纤列阵503放在六轴调芯系统上进行对准耦合，保证输入光纤列阵501、光学衰减器列阵502和输出光纤列阵503之间实现最高的耦合效率，并使它们之间留下一定的间距，一方面避免由于压挤或热胀冷缩等原因造成器件端面的损坏，另一方面保证从光学衰减器列阵502输入端面反射的光信号能够不被输入光纤列阵501的端面所阻挡，还要保证从输出光纤列阵503端面反射的光信号能够不为光学衰减器列阵502的端面所阻挡，然后点胶固化。

(6)在一块衬底片上形成特定光电探测器列阵801的结构，要求相邻两光电探测器的间距与光纤列阵相邻两个光纤之间的距离相同，同时还要求衬底片的宽度要大于光学衰减器相邻两个未刻蚀区域构成的支架的间距，以保证在将光电探测器列阵801固定在光学衰减器列阵502和输出光纤列阵503的顶部时其主要重量落在光学衰减器芯片的大面积未刻蚀区域上，避免光学衰减器列阵801的波导图形由于碰撞、压挤等其他外力的作用而损坏，从而提高成品率。

(7)将光电探测器列阵801置于六轴调芯耦合对准系统上，通过光电探测器列阵801输出信号的大小来判断光电探测器列阵801的接收面是否处于合适的位置，以保证光电探测器列阵801与光学衰减器列阵502、输出光纤列阵503之间实现高效率的耦合，将耦合对准好的光电探测器列阵801与光学衰减器列阵502和输出光纤列阵503之间点胶，然后固化。

(8)将光学衰减器列阵502和驱动电路407之间实现电学上的互联，将具有反馈控制功能的控制电路405和光电探测器和驱动电路407之间实现电学上的互联。也可以将驱动电路407和控制电路406做在同一片硅片上，然后只要实现其与光学衰减器列502和光电探测器列阵801之间的互联即可。

Claims (7)

1、一种具有自动调节功能的光学衰减器模块，其特征在于：该模块包括输入光纤列阵、光学衰减器列阵，输出光纤列阵、光电探测器列阵、控制电路、驱动电路共六个部分，其中输入光纤列阵、光学衰减器列阵、输出光纤列阵之间实现高效率的对准耦合、光电探测器列阵置于光学衰减器列阵和输出光纤列阵的顶部，并实现高效率的对准耦合，光学衰减器列阵、驱动电路、控制电路、光电探测器列阵实现电学上的互联，经输入光纤列阵耦合进来的光信号经光学衰减器列阵衰减后，在输出光纤列阵的端面发生反射和折射，其中折射光通过输出光纤列阵输出，反射光通过光电探测器列阵变为电信号送入控制电路进行处理，并返回信号到驱动电路，通过调整驱动电路的功率大小来达到精确控制光衰减器衰减量的目的。

2、根据权利要求1所述的具有自动调节功能的光学衰减器模块，其特征在于：其中输入光纤列阵、光学衰减器列阵、输出光纤列阵三者要实现精确对准耦合，要保证输入光纤列阵和光学衰减器列阵之间，光学衰减器列阵和输出光纤列阵之间具有最大的光耦合效率，还要求它们三者相互间留有间隙，以保证从光学衰减器列阵输入端面反射的光信号不进入输入光纤列阵中，从输出光纤列阵端面反射的光信号不进入光学衰减器列阵中。

3、根据权利要求1所述的具有自动调节功能的光学衰减器模块，其特征在于：其中光学衰减器采用Y分支型结构、定向耦合型结构和多模干涉型结构，无论采用何种结构，该光学衰减器都包括一个或几个输入或输出端口，而且光学衰减器均采用等离子体色散效应或热光效应来达到调制光信号强度；光学衰减器列阵的端面抛成8度角，以避免从光学衰减器列阵端面反射的光信号进入输入光纤列阵而影响整个系统。

4、根据权利要求1所述的具有自动调节功能的光学衰减器模块，其特征在于：其中输出光纤列阵的输入端面应抛成8度角，以保证从输出光纤列阵端面反射回来的光信号不进入光学衰减器列阵中，而是为光电探测器列阵所接收。

5、根据权利要求1所述的具有自动调节功能的光学衰减器模块，其特征在于：其中该光电探测器列阵包含的光电探测器的数目等于或大于光学衰减器列阵中包含的光学衰减器的数目，要求该光电探测器具有对微弱光信号响应的能力，要求该光电探测器能完全接收从输出光纤列阵端面反射回来的光信号。

6、根据权利要求1所述的具有自动调节功能的光学衰减器模块，其特征在于：其中该光电探测器列阵置于光学衰减器列阵和输出光纤列阵交界面处的上方，其光接收面朝向光学衰减器列阵和输出光纤列阵所在的平面，并要求光电探测器列阵的各个光电探测器与相对应的光学衰减器在同一个平面上，该光电探测器列阵与光学衰减器列、输出光纤列阵之间实现高效率的耦合，以保证从输出光纤列阵端面反射回来的光信号能完全为光电探测器的接收面所接收。

7、根据权利要求1所述的具有自动调节功能的光学衰减器模块，其特征在于：其中该光学衰减器列阵上要留下大面积的未刻蚀区域作为光电探测器列阵的支架。

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