CN205581404U - 光衰减装置及光衰减器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光衰减装置及光衰减器。其中，该光衰减装置，适用于安装在光衰减器内部，对光进行衰减处理，其包括依次设置的双光纤固定器、球透镜及反射镜；被所述双光纤固定器固定的光纤输出的光能够通过所述球透镜到达所述反射镜，且所述反射镜反射的光部分或全部能够通过所述球透镜到达被所述双光纤固定器固定的光纤；所述反射镜能够在静电驱动下转动，改变照射到所述反射镜上的光束的反射光束路径。本实用新型的光衰减装置，采用反射式结构、电压驱动、体积小、重量轻、功耗低，且动态衰减范围大、调节精度高。同时提供的光衰减器也具有相同的优点。

Description

光衰减装置及光衰减器

技术领域

本实用新型涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光衰减装置及光衰减器。

背景技术

光衰减器是智能化光网络中的一种重要的光传输器件，是组成光放大器的关键部件，在光纤通信系统中起到功率平衡的作用，并广泛应用于波分复用系统(WDM/DWDM)的信道増益平衡和光接收器件保护。其可以与光波分复用器(WDM)、分光探测器(TAP PD)、掺铒光纤放大器(EDFA)等光器件构成可重构光分插复用器(ROADM)、预均衡合波器VMUX、增益平坦EDFA等模块。

光衰减器根据制造工艺进行区分包括传统机械型、波导型、液晶型、微机电(MEMS)型等。其中，波导型和液晶型光能量均衡器技术尚不成熟，商用产品极少。机械型发展最成熟，但是其体积大，结构复杂，操作不便。如专利号为CN02136828.7的专利《电磁驱动位错型微机械可变光衰减器》提出ー种利用电磁驱动力和弾性体控制光纤错位位移，从而实现光衰减器的方法。这种装置结构需要可动平台、定位槽和弾性体等机械部件，所以结构复杂，且弾性体容易产生机械疲劳，影响装置性能，缩短器件寿命。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统技术中光衰减器结构复杂，装置性能差的问题，提供一种结构简单，光衰减控制更加精确的光衰减装置及设置有该装置的光衰减器。

为实现本实用新型目的提供的一种光衰减装置，适用于安装在光衰减器内部，对光进行衰减处理，包括依次设置的双光纤固定器、球透镜及反射镜；

被所述双光纤固定器固定的光纤输出的光能够通过所述球透镜到达所述反射镜，且所述反射镜反射的光部分或全部能够通过所述球透镜到达被所述双光纤固定器固定的光纤；

所述反射镜能够在静电驱动下转动，改变照射到所述反射镜上的光线的反射光线路径。

作为一种光衰减装置的可实施方式，所述光衰减装置整体采用微机电系统芯片封装技术封装为一个芯片。

作为一种光衰减装置的可实施方式，所述静电驱动为静电开合桥，静电梳，翘动结构，压电驱动中的一种或者两种以上的结合。

作为一种光衰减装置的可实施方式，所述双光纤固定器与所述球透镜均采用斜8度结构；所述双光纤固定器的斜8度结构面与所述球透镜的斜8度结构面平行。

作为一种光衰减装置的可实施方式，还设置有驱动电压接口。

基于同一构思的一种光衰减器，包括前述任一种光衰减装置。

作为一种光衰减器的可实施方式，还包括：

与所述光衰减装置连接的驱动单元；

与所述驱动单元通讯连接的控制单元；以及

与所述控制单元连接，用于输入控制信号的输入单元。

作为一种光衰减器的可实施方式，还包括与所述控制单元通讯连接的显示单元，以及与所述控制单元通讯连接的存储单元。

作为一种光衰减器的可实施方式，还包括与所述驱动单元及所述控制单元均连接的监测单元，且所述监测单元采集监测衰减后的输出光能量。

本实用新型的有益效果包括：

本实用新型提供的光衰减装置，由于可以通过施加不同的电压准确、灵活的调节反射镜的偏转角度。因此，本实用新型实施例的光衰减装置能够连续、精确的调节输出光的衰减效果。具有良好的操控性和实用性。而且当对反射镜反射角度进行调节控制的正负极间施加反偏电压时，装置能够恢复正常工作。本实用新型同时提供的光衰减器也具有前述光衰减装置的优点。

附图说明

图1为本实用新型一种光衰减装置的一具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一种光衰减装置的一具体实施例中光束路径示意图；

图3为本实用新型一种光衰减装置的另一具体实施例中光束路径示意图；

图4为本实用新型一种光衰减器的一具体实施例示意图；

图5为本实用新型一种光衰减器的另一具体实施例示意图；

图6为本实用新型一种光衰减器的再一具体实施例示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型的光衰减装置及光衰减器的具体实施方式进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的光衰减装置适用于安装在光衰减器的内部，光衰减器利用其完成对光进行衰减的主要工作，再配合其他一些必要的部件构成完整的光衰减器。

本实用新型一实施例的光衰减装置，如图1所示，包括在光的传输路径上依次设置的双光纤固定器101、球透镜102及反射镜103，三个部件在图1中在水平方向上依次分布。其中，双光纤固定器101用于固定用来输入未衰减的光以及用来输出衰减后光的两根光纤。

例如，图2中第一根光纤001为输入光纤(输入未衰减的光)，第二根光纤002为输出光纤(输出衰减后的光)。被双光纤固定器101固定的第一根光纤001输出的光能够通过球透镜102到达反射镜103，而反射镜103对照射到其表面的光进行反射后，反射的光部分或全部再次通过球透镜102到达被双光纤固定器101固定的第二根光纤002。

需要说明的是，应用在光衰减装置的中的光纤一般为单模光纤。光束在这三个部件之间的传输过程具体描述如下：

双光纤作为光的输入和输出通道使用双光纤固定器101进行固定。光束01从第一根单模光纤001进入装置作为输入光，球透镜102(C-Lens)将从第一根光纤001输出的高斯光束02准直为腰斑较大而发散较小的光束03，以增加高斯光束的工作距离。经球透镜102之后的光束03照射到反射镜103后，经反射镜103反射为光束11。反射镜103反射的高斯光束11传输到球透镜102，球透镜102将高斯光束11耦合为腰斑较小的光束12，以提高光束在输出单模光纤中的耦合效率。最终衰减后的光由第二根光纤002输出，如图2中所示，最终光衰减装置输出光束13。反射镜将从C-Lens输出的光束反射，反射镜控制反射光束的方向，以实现光束的不同耦合效率。

为了实现对光的衰减，以及对衰减程度的控制，本实用新型实施例的光衰减装置中，反射镜103能够在静电驱动下转动，改变照射到反射镜103上的光线的反射光线路径。反射镜103的不同位置(外加电压驱动反射角小角度转动)，实现不同偏移耦合角度，进而影响耦合输出的光能量值。如图3所示，当反射镜103转过θ时，反射光转过2θ，经C-Lens耦合后的高斯光束的束腰位置发生变化，耦合进输出光纤中的光功率发生变化，从而光的耦合效率变化。随着施加电压的变化，驱动反射镜103反射面发生微量角度的转动，从而带来入射到反射镜103的反射光同步偏移，导致返回光的模场与耦合的第二根单模光纤002模场形成失配，产生了衰减也相应地变化。

其中，对反射镜103反射角度的调节，静电驱动可以选择采用静电开合桥，静电梳，翘动结构，压电驱动等驱动形式中的任意一种，也可以将两种或者两种以上的驱动形式结合使用。

由于可以通过施加不同的电压准确、灵活的调节反射镜103的偏转角度。因此，本实用新型实施例的光衰减装置能够连续、精确的调节输出光的衰减效果。具有良好的操控性和实用性。而且当对反射镜103反射角度进行调节控制的正负极间施加反偏电压时，装置能够恢复正常工作。本设计驱动电压的变化范围为0-5.5V，发射镜偏转角度范围是0-0.3度。

更佳的，整个光衰减装置整体可采用微机电系统(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)芯片封装技术封装为一个芯片。光衰减装置成为一个微型光器件，缩小整个装置占用的空间，且装置重量轻、能耗低，更有利于设置在光衰减器中。且微型光器件基于微机电MEMS技术采用反射式工作原理，在允许电压范围内(0～5.5V)动态可调，施加反偏电压时，器件能恢复正常工作。

另外，为了降低光纤插入损耗，如图1所示，双光纤固定器101与所述球透镜102均采用斜8度结构。且所述双光纤固定器101的斜8度结构面与所述球透镜的斜8度结构面平行。

其中，双光纤固定器101的斜8度结构面是指图1中双光纤固定器101与球透镜102相邻的倾斜面。而球透镜102的斜8度结构面是指其与光纤固定器101相邻的斜面。

双光纤固定器101与所述球透镜102均采用斜8度结构后，光纤输出光的插入损耗最低。

当然，为了便于连接驱动电压，整个芯片式的光衰减装置在芯片的边缘处还设置有驱动电压接口104。

基于同一构思，本实用新型还提供一种光衰减器，该光衰减器中设置有前述任一实施例的光衰减装置100。因此，该光衰减器也具有前述光衰减装置100的优点，能够精确、灵活、连续的对衰减程度进行调节，即能够利用MEMS反射原理通过准确调整反射镜103的状态达到光衰减的目的。

在其中一个光衰减器的实施例中，如图4所示，为了对光衰减进行控制，光衰减器中还设置有驱动单元200、控制单元300，以及输入单元400。

其中，驱动单元200与光衰减装置100直接连接。而作为中心控制部件的控制单元300分别与驱动单元200及输入单元400通讯连接。

光衰减器在使用过程中，使用者可以通过输入单元400输入需要的衰减控制指令，控制单元300对输入指令进行分析处理后发送驱动信号给驱动单元200，驱动单元200直接控制光衰减装置100中的反射镜103转动合适角度对输入光进行衰减。

需要说明的是，用于输入控制信号的输入单元400可以是按键或者触摸屏等形式的输入部件。

如图5所示，为了对衰减信息进行存储，在其中一个实施例的衰减器中还设置有与控制单元300通讯连接的存储单元600。存储单元600能够保存光衰减的配置数据及实时均衡量值。且配置数据和实时衰减值保存空间隔离，实时衰减值采取循环覆盖方式，最大能够存储1000个值。

另外，如图5所示，还可以设置与控制单元300通讯连接的显示单元500，用于直观显示均衡量值。

其中，作为一种可实施方式，可以用液晶显示屏制成所述显示单元500。

更佳的，在其中一个实施例中，如图6所示，还包括与驱动单元200及控制单元300均连接的监测单元700，且监测单元700从分光器800处接收衰减后的输出光。

具体的，本实施例的光衰减器工作过程如下：

控制单元300采集操作键盘(输入单元400)中断信号，判断处理后预指挥驱动单元200，同时，通过监测单元700监测采样输入、输出光信号，并判断输入输出光信号与预处理结果是否相符，如相符则实施驱动微型光器件，微型偏转反射镜103，达到均衡光能量。同时，控制单元300根据光能量均衡值，液晶显示部分(显示单元)直观显示均衡量值。

且控制单元300采用数字编程技术智能控制输出驱动电压及实时采集判断调整输出精度，控制精度高。

本实用新型，操作简单，判断精确，显示直观。应用在光通信工程中具有非常大的优势。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种光衰减装置，适用于安装在光衰减器内部，对光进行衰减处理，其特征在于，包括依次设置的双光纤固定器、球透镜及反射镜；

被所述双光纤固定器固定的光纤输出的光能够通过所述球透镜到达所述反射镜，且所述反射镜反射的光部分或全部能够通过所述球透镜到达被所述双光纤固定器固定的光纤；

所述反射镜能够在静电驱动下转动，改变照射到所述反射镜上的光线的反射光线路径。

2.根据权利要求1所述的光衰减装置，其特征在于，所述光衰减装置整体采用微机电系统芯片封装技术封装为一个芯片。

3.根据权利要求1所述的光衰减装置，其特征在于，静电驱动的结构为静电开合桥，静电梳，翘动结构，压电驱动中的一种或者两种以上的结合。

4.根据权利要求1所述的光衰减装置，其特征在于，所述双光纤固定器与所述球透镜均采用斜8度结构；所述双光纤固定器的斜8度结构面与所述球透镜的斜8度结构面平行。

5.根据权利要求1所述的光衰减装置，其特征在于，还设置有驱动电压接口。

6.一种光衰减器，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的光衰减装置。

7.根据权利要求6所述的光衰减器，其特征在于，还包括：

与所述光衰减装置连接的驱动单元；

与所述驱动单元通讯连接的控制单元；以及

与所述控制单元连接，用于输入控制信号的输入单元。

8.根据权利要求7所述的光衰减器，其特征在于，还包括与所述控制单元通讯连接的显示单元，以及与所述控制单元通讯连接的存储单元。

9.根据权利要求7所述的光衰减器，其特征在于，还包括与所述驱动单元及所述控制单元均连接的监测单元，且所述监测单元采集监测衰减后的输出光能量。