TW408528B - Optical attenuator using isolator and optical communications system including the same - Google Patents

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經濟邹中央標隼局員工消費合作社印製 408526 A7 _______B7________ 五、發明説明（/ ) 發明背景 <發明領域1 本發明之發明領域係有關於使用隔離器的光衰減 器，及包含該光衰減器的光通信系統，經由給定一磁場， 該用於衰減光束的光衰減器可改變一隔離器，及包含該光 衰減器的光通信系統。 <習知技術說明> 在光通訊令廣泛地使用光衰減器。在不同的光學元件 中光衰減器為一重要的元件。尤其是在光傳送期間經由一 接收埠進入的光信號足夠的強，以至於超過偵測器強度 時，可依據包含衰減器之接收感測範圍而控制光信號強 度。 第1圖之方塊圖示傳統光衰減器的配置。現在請參考 圖1，光衰減器包含第一光纖100，第一透鏡102，一衰減 板104，一第二透鏡106及一第二光纖108。 首先，在第一光纖100中分佈的輸入光信號經第一透 鏡102而成為平行光束，且入射衰減板104。衰減板1〇4 依據其位置而覆在不同的衰減準位上，且依據轉動角度而 具有不同的衰減準位。通過衰減板104的光信號由第二透 鏡106聚焦，而輸出予第二光纖1〇8。 但是，需要轉動衰減板104的指定馬達104以自動控 制农減板104。在此例子中衰減器便大，且成本跟著增加 尤其是當需要將衰減器安裝在如交換機之類的系統上 時’因為衰減器的體積之故，所以很難直接將衰減器安裝 本紙張尺度適用中國國家樣率（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂_ 經濟部中央標準局貝工消費合作社印聚 408538 A7 ϋ明説明"u ^---- 在架子上。 <發明概述> 妄城，了，決上述問題，本發明中提供—使用隔離器的光 二電磁^式或者由控_離準位而控制光衰 .ί =域準位，此端視仙到_||之磁場_磁場強 度而定，且本發㈣包含該絲減㈣紐信系統。 “止，，為了達到上述目的’本梦明提供-種使用隔離器 2光哀減器’其控制—輸人光信號的強度，該光衰減器包 ^-包含法拉第轉動器的隔離器，其中極化轉動角度隨 者作用之磁場的強度而變，以依據極化轉動角度而改變光 =號的隔離準位’而輸出-衰減的光信號；-磁場產生 器，用於產生磁場，此磁場的強度由電流強度控制，且將 所產生的磁場作用至隔離器中；以及一電源，用於供應電 流予磁場產生器，且控制電流的強度。 “為了達到上述目的，本發明提供一種光通信系統，包 含光發射機，第一及第二光衰減器，經由使用第一光衰減 器控制光接收機的輸出光信號之功率，且使用第二光衰減 器控制將為光接收機接收之光信號的功率，防止破壞光接 收機，其中第一或第二光衰減器包含：一包含法拉第轉動 器的隔離器，其中一極化轉動角度隨著作用磁場的強度而 變’以依據極化轉動角度改變光信號的隔離準位’且輸出 衰減的光信號；一磁場產生器，用於產生磁場，此磁場的 強度由電流強度所控制，且將產生的磁場作用到隔離器 上’以及一電源，用於提供電流予磁場產生器且控制電流 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂. 408526 at B7 五、發明説明㈠） 強度。 <圖式之簡單說明> 由下文中的說明可更進一步了解本發明之特徵及優 點，閱讀時並請參考附圖。 ' 第1圖示傳統光衰減器的配置； 第2圖為本發明中使用之光衰減器的方螝圖； 第3圖為第2圖之隔離器的方塊圖；以及 第4圖為一光通信系統的方塊圖，該光通信系統包含 一使用本發明隔離器的光衰減器。 <圖示中元件名稱與符號對照> 100 :第一光纖 102 ··第一透鏡 104 :衰減板 106 :第二透鏡 108 :第二光纖 · 200 :隔離器 202 :電源 204 :磁核 206 :線圈 208 :線圈 300 :第一準直器 302 :第一雙折射元件 304 :法拉第轉動器 306 :第二雙折射元件 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I·) 訂 一線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ 297公釐） 經濟部中央榇準局員工消費合作社印製 408528 A7 A 7 B7 五、發明説明（（/ ) 308 :第二準直器 400 :光發射機 402 :第一光衰減器 404 :第二光衰減器 406:光接收機 ’ <較佳實施例之詳細說明> 現在请參考第2圖’一光哀減器包含一可在一隔離器 200上使用磁核及線圈形成磁場的電磁鐵。電源2Q2連接 且供應電流予線圈206。磁核204的功能在於增加由線圈 2.06產生·的磁通量。 下文基於上述配置說明本發明的操作。第一，輸入光 信號經光纖輸入端（圖中沒有顯示）進入，且由隔離器2〇〇 所封鎖。由電源202產生的電信號經由改變線圏jog的磁 場而控制隔離器200的隔離準位。即當由電源202產生的 電信作用在磁核204及線圈208時，入射隔離器2〇〇的輸 入光信號依據隔離器的衰減準位而加以衰減。 在依據上述方式操作的光衰減器中，其辨識率介於 0_5dB 到 50dB 之間。 第3圖為第2圖之隔離器的方塊圖。隔離器允許光從 輸入投射埠向輸出埠以低耗損方式傳送，且防止反向傳送 及與高耗損的高結.合因此穩定地維持系統的操作β例如， 在此第二彼此相結合’或者是當連接上述不同的裝置時， 由於光向後傳送’所以產生反射雜訊。隔離器防止上述問 題’且尤其由不大於lGbp的光通訊及高感測度的感測器 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) η A7 B7 408526 五、發明説明（彡） 中需要此功能’在此該問題係由反射光產生。 第3圖的隔離器包含第一準直器300，一第一雙折射 元件302，一法拉第轉動器304 ’折射元件的適當材料為 金紅石或方解石。第一雙折射元件302之操作如一極化 器，且第二雙折射元件之搡作如一分析儀。其原理為只通 過一方向中指定的極化光’且垂直上述極化光的極化光不 會通過。在極化器及分析儀之間的基本參數為通過之極化 光與垂直該通過之極化光的極化光之消失比（extincti〇n ratio)。 法拉第轉動器304轉動入射的極化平面45度。轉動 45度的光在反方向上由法拉第轉動器304的後端加以反 射，且再進入其内，然後再轉動45度。因此光總共轉動 90度。所以，由極化器封鎖轉動9〇度的反射光。當磁場 作用在傳送方向之磁光材料上時，法拉第轉動器由法拉第 政應產生一法拉第轉動《»該法拉第效應為當光進入磁光材 料時，光的極化平面轉動》 由前向.插入耗損及後向隔離決定隔離器的性能。通常 隔離器的插入耗損約ldB，且由於在元件接點，缺陷極化 器及轉動器處的反射，而存在約3〇dB的隔離度。 說明第3圖之隔離器的操作^第一準直器300收 J..-------Θ裝-------訂 ί請先閲讀背面之注意事項再填窝4頁) 經濟部中去_ 408528 A7 B7 五、發明説明（乡） 解石。進入法拉第轉動器304的光在覌在的極化光方向轉 動90度，在此極化方向互相垂直。當極化方向改變的光 束再度通過第二雙折射元件308時’兩.光束合而為一。然 後，由第二準直器308準直該光束，且準直的光進入第二 光纖（圖中沒有顯示）。在此法拉第轉動器304允許隔離器 維持一固定的磁場，使得極化可改變45度。但是，如果 在隔離器附近產生磁場，則包含法拉第轉動器之磁鐵的;^ 場作用。而且，法拉第轉動器依據磁場強度改變極化之轉 動角度，如式（1) Θ =VBI (1) 在此Θ為轉動角度’V為常數’B為磁場的強度，且 I為互動長度。 當由式（1)表示的外部磁場改變極化時，由第二雙折 射元件306而使得極化彼此垂直的光束之路徑改變，因此 改變經第二準直器308入射第二光纖的光量。即，磁場的 強度隨著外部磁場信號的強度而變，且隔離器的耗損特徵 依據磁場強度的改變而定。 第4圖為一光通信系統的方塊圖，該光通信系統係由 一使用本發明隔離器的光衰減器。現在請參考第4圖，光 通t系統包含一光發射機4〇〇，一使用隔離器之第一光衰 減器402 ’ 一使用隔離器的第二光衰減器404，及一光接 收機406。 ____ 8 本紙張纽適财關 --------------IT----- (諳先閲讀背面之注$項再填寫本頁). 408528 A7 B7 五、發明説明 入射光發射機400之光信號的功率由使用隔離器的 第一光衰減器402調整，以供應系統所使用的輸出功率。 一強光信號經一傳送頻道傳送予使用隔離器的第二光衰 減器404，且由光衰減器404衰減，以避免破壞光接收機 406。 至於波長分割多工(WDM)光信號的傳送，當在光發射 機及光接收機及光加/減多工器中‘導入加或減頻道時，第二 隔離器的光衰減器控制光的功率。 依據本發明’在隔離器中安裝磁核及線圈，控制將作 用在線圈中的電流以調整形成隔離器之磁場的強度，且因 此控制光信號的隔離。依據此方式，衰減光信號。所以， 可完成基本上安裝在一小尺寸之系統上的光衰減器，且不 感測外部因素，如灰塵，溫度，溼度，係因此可經由只控 制電流強度而玫變衰減的準位之故。而且，可於簡單的方 法執行含該系統之光衰減器的介接，因為電流由電控制， 而非使用馬達的機械控制，以控制一光衰減器的板子。 --------©裝------訂------ (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製

Claims (1)

1. 4〇8528 AS B8 C8 D8 申請專利範圍 &種使用隔離器的光衰減器，其控制一輸入光信號 的強度’該光衰減器包含： (請先M讀背面之注^^^項再填寫本頁) 包含法拉第轉動器的隔離器，其令極化轉動角度隨 之磁場的強度而變，以依據極化轉動角度而改變光 -儿二隔巧準位，而輸出一衰減的光信號； :磁場產生器，用於產生磁場，此磁場的強度由電流 又疋制’且將所產生的磁場作用至隔離器中；以及 一電源’用於供應電流予磁場產生器，且控制電流的 強度。 2. 如申請專利範圍第1使用隔離器的光衰減器，其中 磁場產生器包含： 一線圈；以及 安裝在線圈内部的磁核，以增加磁通量。 3. —種光通信系統，包含光發射機，第一及第二光衰 減器’經由使用第一光衰減器控制光接收機的輸出光信號 之功率’且使用第二光衰減器控制將為光接收機接收之光 信號的功率，防止破壞光接收機，其中第一或第二光衰減 器包含： .經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 一包含法拉第轉動器的隔離器，其中一極化轉動角度 隨著作用磁場的強度而變，以依據極化轉動角度改變光信 號的隔離準位，且輸出衰減的光信號； 一磁場產生器，用於產生磁場，此磁場的強度由電流 強度所控制，且將產生的磁場作用到隔離器上，以及 一電源，用於提供電流予磁場產生器且控制電流強 度。 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）