TW496977B - Reflection-type optical variable attenuator and system constituted of the same - Google Patents

Description

496977 五、發明說明α) 【發明之應用領域】 本發明係關於一種光衰減器及其所構成之系統，特別 是關於一種反射式光衰減量可調之光衰減器（Variable Optical Attenuator)及其所構成之系統。 【發明背景】 可調式光衰減器為光纖訊號傳輸系統設計中的一個關 鍵元件。光衰減器係用以調整在光纖中傳輸的光訊號之強 度，其用途可包括：調整光之功率以匹配接收器的動態範 圍（dynamic range);調整摻斜光纖放大器（Erbium Doped Fiber Amplifier)的輸入/輸出端功率；等化高密 度波長多工（Dense Wavelength Division Multiplexing; DWDM)系統中不同波長通道（Wavelength C h a η n e 1)的功率；以及變動一個_統中的光功率以測試 系統在各種不同功率下的操作特性。 在習知技藝中，要使光衰減器達到光衰減量可調的目 的有許多方式，而概略可分為移動物件型以及無移動物件 型兩大類。移動物件型可藉由調整耦光距離、耦光角度或 曲率，或者在光路中置乂衰減物體等方法來達到調整光衰 減量的目的。但是此種類型之衰減器因為利用物件移動， 而有可靠度及重複性不佳的缺點。並且也可能因為移動物 件過大而造成光衰減量調整速度過低。無移動物件型的光 衰減器則可藉由聲光（Acousto-Optic)、電光 (Electro — Optic)、石兹光(Magneto — Optic)或熱光 (T h e r m ο - 0 p t l c)效應等來達成光衰調量之調整。此種類

496977 五、發明說明（2) 型的衰減器最大的優點即為可靠度高及重複性佳，並且衰 減調整速度快。舉例來說，如美國專利第5 7 2 7 1 0 9號所揭 露的一種光衰減器，利用置於兩個雙折射偏光楔形體 (birefringent polarizer wedge)之間的一液晶裝置 (liquid crystal cell)對通過的光進行偏振旋轉而達 到光衰減控制的目的。並且利用一雙折射補償板 (birefringent compensating plate )來減少偏振態色 It (polarization mode dispersion )α Sl H ( walk —off )效應。又如美國專利第6 0 1 8 4 1 1號則揭露一種反射式光 衰減量可調衰減器，利用一反射鏡將一入射光束反射而產 生一反射光束，並以一磁光晶體（magneto-optical crystal)使該入射光束及該反射光束通過 射光束及該反射光束的偏振旋轉，.而藉由控 的角度進而控制該反射光束的衰減量。然而 減器仍然存在著結構過於複雜，或是偏振相 (p 〇 1 a r i z a t i 〇 n d e p e n d e η 1: 1 〇 s s ; P D L )高 '態色 I丈(polarization mode dispersion； 題。 綜上所述，仍有需要提出一種新的衰減 解決上述習知衰減器的諸多問題。 :發明之目的及概述】 據此，本發明的目的即是提出一種反射 調农減器之新結構以及由其所構成的一種高 、Dense Wevelength Division Multiplex ，並造成該入 制該偏振旋轉 上述兩例之衰 關耗損 以及具偏振模 PMD)等間 器 ，而能同 時 式光衰滅i 密度波長jing; DWDr

第5頁 496977 五、發明說明（3) 益控制系統，能同時滿足可靠度高、衰減調整速度快、體 積小、結構簡單、偏振相關耗損低、無偏振模態色散以及 低生產成本之要求。 根據本發明的一種反射式光衰減量可調衰減器，包 含：一光束位移器（beam displacer)，用來將射入該光 束位移器的至少一入射光束分開成偏振態彼此正交的兩入 射偏極光，即一 0 - r a y (尋常光線）以及一 E - r a y (非尋常 光線），該O-ray以及該E-ray在通過該光束位移器後，行 進方向彼此平行；一反射裝置，用以反射該兩入射偏極 光，使其返回該光束位移器；以及，一偏振旋轉機制 (polarization rotator)，置於該光束位移器以及該反 射裝置之間，使該0 - r a y、該E - r a y、該返回的0 - r a y以及 該返回的E-ray通過，並能使通過的光線產生偏振旋轉； 其中該返回的0 - r a y以及該返回的E - r a y，依照其被偏振旋 轉的角度，能使全部或一部分該返回光束於再次通過該光 束位移器後，被再結合成一輸出光束。 根據本發明，其中該反射裝置可為一高反射率反射體 或者是一聚光反射體。該高反射率反射體係由一高反射率 反射鏡以及一光學晶體所組成，其中該光學晶體置則用以 作為偏極態色散（Polarization Mode Dispersion; PMD )補償。 而該聚光反射體則是可使該0-ray以及該E-ray經反射 後相對位置彼此交換，亦即使該返回的0 - r a y之光路以及 該返回的E - r a y之光路在空間中的相對位置相反於反射前

496977 五、發明說明（4) 之該0-ray之光路以及該E-ra y之光路在空間中的相對位 置。藉由此種特殊的光路設計，使得本發明之反射式光衰 減量可調衰減器不會有偏振相關耗損（PDL)以及偏極態 色散（PMD)的問題。 該偏振旋轉機制可藉由一法拉弟晶體（F a r a d a y Crystal)或是一液晶單元（liquid crystal cell)來達 成偏振旋轉。藉由控制該偏振旋轉機制對通過之光線的偏 振旋轉角度，即可控制該輸出光束的光衰減量。 而上述之入射光束可由該衰減器之一光輸入埠，例如 一光纖或一光波導發射出，而該輸出光束則可同樣重新耦 入該光輸入埠，或是耦入不同於該光輸入埠的一個光輸出 埠。其中該光輸入埠與該光輸出埠可耦合同一個準直化 (c ο 1 1 i m a t i n g)或聚光（f 〇 c u s i n g)機制，例如一漸變 折射率鏡片（G R I N L e n s)，如此可利於簡化結構並結省 成本。 本發明之反射式光衰減量可調衰減器，該入射偏極光 (0-ray及E-ray)以及該返回偏極光（迴回的0-ray及 E - r a y)兩次通過（d〇u b 1 e - p a s s)該偏振旋轉機制，因此 在同樣的偏振旋轉距離（偏振旋轉晶體長度或液晶厚度） 下，可產生兩倍的偏振旋轉效果。因而有利於使該偏振旋 轉機制的體積縮小，進而減少衰減器的總整體積與成本。 再者，根據本發明的反射式光衰減量可調衰減器，可 在該光輸入埠與該光束位移器之間加設一高密度波長多工 (DWDM)濾鏡（Fi Iter)。該濾鏡僅容許一特定波長之光

496977 五、發明說明（5) 通過，而該特定波長以外的光則被反射。例如，使來自該 光輸入埠的該入射光束中一波長；I的光通過而射入該光位 移器，而波長λ以外的光則被反射並耦入該光輸出埠，由 該光輸出埠導出。如此，使得該衰減器並具有加取多工 (ADM)的功能。將複數個此種具加取多工的衰減器串接 於一光環行器（optical circulator)之一輸出端，並以 一電流/電壓控制機制控制每一該衰減器之光衰減量，即 可獲得一高密度波長多工（DWDM)增益控制系統。而此種 高密度波長多工增益控制系統則兼具了節省空間與成本等 優點。 為使對上述本發明的特徵，以及本發明的其它特徵與 優點有更清楚的暸解，接下來將配合圖示加以詳細說明。 但必須先說明的是，本發明除了下_述之實施例外，仍然可 以有其它的實施例，且以下之圖示並不一定完全依實際比 例繪製。 【實施例詳細說明】 參考「第1 A圖」為根據本發明所揭露的一種反射式光 衰減量可調衰減器之實施例基本結構示意圖。一對光埠1 (光纖或光波導）搞合一準直化機制2之一侧。該對光槔1 的其中一個可做為光輸入埠而另一個則可為一光輸出淳。 該準直化機制2，例如可為一種漸變折射率鏡片（GRIN Lens)光學準直化機制。一個由雙折射晶體 (Birefingent Crystal)，例如YV04，所構成之光束位 移器（Beam Displacer) 3則置於該準直化機制2的另一

496977 五、發明說明（6) 側。一偏振旋轉機制4置於該光束位移器3之後，而一反射 裝置5則置於該偏振旋轉機制4之後。本實施例之衰減器雖 僅有一對光埠1，分別做為光輸出埠以及光輸入埠，但本 發明並不以此為限，亦即根據本發明的反射式光衰減量可 調衰減器可以有多對光埠與該準直化機制2相耦合。 參考「第1 B圖」為根據本發明所揭露的另一種反射式 光衰減量可調衰減器之實施例基本結構示意圖。一對光埠 1 (光纖或光波導）耦合進入一個由雙折射晶體 (Birefingent Crystal)，例如YV04，所構成之光束位 移器（Beam Displacer) 3。該對光埠1的其中一個可做為 光輸入淳而另一個則可為一光輸出埠。一偏振旋轉機制4 置於該光東位移器3之後，而一反射裝置6則置於該偏振旋 轉機制4之後。本實施例之衰減器雖僅有一對光埠1，分別 做為光輸出埠以及光輸入埠，但本發明並不以此為限。 「第2 A圖」繪示上述準直化機制之光路示意圖。一第 一光淳1 1以及一第二光埠1 2與一準直化機制2相耦合，該 兩光埠1 1、1 2位於該準直化機制2同一侧並對稱於該準直 化機制之中心軸線。由該兩光埠1 1、1 2射出的發散光源通 過該準直化機制2後.，產生兩準直化光束21、22，該兩光 束2 1、2 2會以相同角度通過該準直化機制之一焦點7，該 焦點7與該準直化機制之出射面距離為f。若在該焦點7所 在之焦平面8設置一反射裝置，則該第一光璋1 1發射出的 光將被反射並耦入該第二光璋1 2，而該第二光槔1 2發射出 的光將被反射並耦入該第一光埠1 1。 496977 五、發明說明（7) 「第2 B圖」繪示對稱該準直化機制2中心軸線的複數 對光埠3 0同時耦合該準直化機制2。該複數對光琿3 0可位 於同一平面，且每一對該光埠之間相隔一適當之間距。與 前述原理相同，由該複數對光埠3 0所發出的光通過該準直 化機制2後，產生複數對準直化光束4 0，通過該焦點7。同 樣地若在該焦平面8設置一反射裝置，則可獲得複數對的 射出/耦入對。 「第3 A、3 B圖」繪示如「第1 A圖」所述之反射式光衰 減量可調衰減器之光路示意圖。如「第3 A圖」所示，在 y - z平面，來自於一光輸入埠的入射光束1 0通過該光束位 移器3以及該偏振旋轉機制4後，被該反射裝置5反射而反 向折回。該被反射的光束反向通過該偏振旋轉機制4以及 該光束位移器3後，形成一輸出光麥2 0，而該輸出光束則 可被搞入一光輸出埠而導出。「第3 B圖」緣示在χ-ζ平面 上之光路，該入射光束1 0射入該光束位移器3後，因偏離 (w a 1 k - 〇 f f)效應而在空間中分離出兩個偏極態彼此正交 的入射偏極光101、102。其中在x-z平面上直接穿透者為 一尋常光線101( Ordinay ray; O-ray)，而在X方向得到 一偏移量的光線為一非尋常光線1 0 2 ( E X t r a 〇 r d i n a r y ray; E-ray)。該 〇-ray 101以及該 E-ray 102 在出射該 光束位移器後行進方向保持平行。該0-ray 1 0 1以及該 E_rsy 102分別通過該偏振旋轉機制4 ^並造成邊兩入射偏 極光1 0 1、1 0 2的偏振旋轉後，入射該反射裝置5。該反射 裝置5可為置於該準直化機制焦平面的一高反射率反射鏡

第10頁 496977 五、發明說明（8) 5 1 ’在該南反射率反射鏡5 1之前並置放一光學晶體5 2。其 中該光學晶體5 2只另該〇 — r a y 1 〇 1或該E - r a y 1 0 2其中之一 通過，例如可置於該0-ray 101的光路上而僅使該〇_ray 1 01通過，用以補償偏極態色散（PMD)。該〇-ray 101經由 該高反射率反射鏡52反射後，形成一返回的0 — Γπ 101 ’。 而該E-ray 10 2經由該高反射率反射鏡52的反射後，形成 一返回的E-ray 102，。該兩返回的偏極光1〇1’、丨02’在通 過該偏振旋轉機制4後，得到與該兩入射偏極光1 0 1、1 0 2 通過該偏振旋轉機制4時相同的偏振旋轉量。然後，該兩 返回的偏極光1 Ο 1，、1 0 2 ’以與該入射光束1 〇相反之方向射 入該光束位移器3。而依該兩返回的偏極光1 〇 1 ’、1 〇 2 ’的 偏振角度，全部或部分的光在通過該光束位移器3後可被 重新結合，而成為該輸出光束2 0。- 「第4 A、4 B圖」繪示如「第1 B圖」所述本發明的另一 實施例之反射式光衰減量可調哀減為結構的光路示意圖。 其中，一對光埠1 (光纖或光波導）耦合一光束位移器3之 前側，一偏振旋轉機制4則置於該光束位移器3之後。一聚 光反射體6則置於該偏振旋轉機制4之後。該聚光反射體6 包括一聚光鏡61( focusing lens)，以及一置於該聚光 鏡後一焦平面處之一平面反射鏡6 2。運用此種聚光反射體 6之衰減器，其光路如「第4A、，4β圖」所示。一入射光束 10由一前述光埠發出，在Υ — ζ平面上（如「第4Α圖」）垂 直入射該光束位移器3。並且該入射光束1 0在通過該光束 位移器3以及該偏振旋轉機制4後’被該聚光反射體6反射

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回去’該返回光束反向通過該偏振旋轉機制4、該光束位 移為3後’而得到一輸出光束2 〇。該輸出光束2 0則可由前 述之另一光埠導出。在x-z平面上（如「第4 B圖」繪示 )’該入射光束1 0射入該光束位移器3後，因偏離 (w a 1 k - 〇 f f)效應而在空間中分離出兩個偏極態彼此正交 的入射偏極光101、102。其中在X -z平面上直接穿透者為 哥常光線101( Ordinay ray; O-ray)，而在X方向得到 一偏移量的光線為一非尋常光線1〇2( Extraordinary ray; E-ray)。該 〇-ray 101以及該 E-ray 102 在出射該 光束位移态後行進方向保持平行。該0 - r a y 1 0 1以及該 E - r a y 1 0 2分別通過該偏振旋轉機制4，並造成該兩入射偏 極光1 0 1、1 0 2的偏振旋轉後，射入該聚光反射體6。該聚 光反射體6會使該兩入射偏極光1 οι、1 〇 2在被反射後，在 二間中的相對位置彼此父換。詳細來說，該〇_ray 1〇1經 由該聚光反射體6反射後，形成一返回的〇 — r a y 1 〇 1 ’。而 該E - r a y 1 0 2經由該聚光反射體6反射後，形成一返回的 E-ray 102’。該返回的〇-ray 101的光路以及該返回的 E-ray 1 02’的光路在空間的相對位置，相反於反射前該 〇-r a y 1 0 1的光路以及該E - r a y 1 0 2的光路在空間中的相對 位置。由圖中可見反射前在x-z平面上，該〇 — ray 1〇1的 光路在該E-ray 102的光路下方。而在反射後，該返回的 〇- ray 101的光路則變成在該返回的E-ray 102,上方。該 兩返回的偏極光1 0 1 ’、1 0 2 ’在通過該偏振旋轉機制4後， 得到與該兩入射偏極光1 0 1、1 0 2通過該偏振旋轉機制4時

五、發明說明（10) 相同的偏振旋轉量。铁德，> ,^ ^ , …、傻 遠兩返回的偏極光1 0 1，、1 0 2， 以與该入射光束1 0相反之方6 ^ ^ ^ ^ ^ 万向射入該光束位移器3。而依 该兩返回的偏極光1〇1，、1fl9， ^ , ^ k , . 1 U 2的偏振角度，全部或部分的 先在通過該光束位移哭3德π .,9η & ^ + ^ σ口俊了破重新結合，而成為該輸出 光束2 0。猎由此種特殊的来 .^ >丄 沐的九路设計，使得本發明之反射式 光哀減置可調哀減器不合右 ^ At ^ ^ 、 +曰有偏振相關耗損（PDL)以及偏 極怨色散（PMD)的問題。 在上述兩貫施例中，該偏振旋轉機制可為如「第5 A 圖」所％不之磁光（magnet〇 —〇pt ical)偏振旋轉機制。 =，光晶體41置於一螺線管（s〇lenold) 43内，其中該磁 光晶體41可為一法拉第旋轉體（Faraday r〇tat〇r)。藉 由控制該螺線管43中電流（即外加電流）的方向與大小即 可調整施加於該磁光晶體4丨的磁場方向與大小，進而控制 通過5亥磁光晶體4 1之光線4 7的偏振旋轉量。例如，若光通 過磁光晶體的偏振方向4 4為〇度，則可由控制該螺線管 4 3中的電流大小，而使光通過磁光晶體後的偏振方向* 5、 /6,轉角度控制在〇度至45度之間。較佳來說，可將該螺 =了 4/繞在—永久磁環42外。該永久磁環42可對該磁光晶 1提供固疋4值的磁場，使得在不通電流的狀離下對 =磁光晶請生一個偏振旋轉量的偏…二:：： 能在於使該偏振旋轉機制在無外加電流時，能使通過的光 f生—個中間程度的偏振旋轉，例如，旋轉22. 5度，而能 =成輸出光束產生一中間程度的衰減量。如此只要外加電 机所造成的磁場方向與該永久磁環之磁場方向為同向時，

第13頁 496977 五、發明說明（π) 則可增加光的偏振旋轉角度，使輸出光束衰減量降低；而 當外加電流所造成的磁場方向與該永久磁ί哀之磁場方向為 反向時，則可減少光的偏振旋轉角度，使輸出光束的衰減 量增加。藉由此種設計得以降低達到最大光衰減或最佳光 福合時所需的外加電流值。 該偏振旋轉機制並不限定為運用磁光晶體之磁光 (m a g n e t 〇 - 〇 p t i c a 1)旋轉機制，亦可使用一液晶裝置來 取代。該液晶裝置可如「第5 B圖」所示，由彼此相面對的 兩片玻璃板7 1、7 2所構成。該兩玻璃片7 1、7 2的内面形成 有透明電極膜7 3。該兩玻璃片7卜7 2之間並形成有一間隔 體7 4，用以使該兩玻璃片保持一固定間距，並形成一空腔 7 6用來容納液晶。該透明電極膜7 3上可形成有保護膜7 5以 保護該透明電極膜7 3。該透明電極_膜7 3邊緣部分曝露出， 並對外做電性連接。藉由控制輸入該透明電極7 3的電訊號 即可控制該空腔7 6内之液晶的排列方向，進而控制通過該 液晶裝置的光線7 7的偏振旋轉量。 「第6圖」繪示如本發明「第1 B圖」的實施例中達到 最佳耦光效果時（即光衰減量為零時）之光偏振旋轉情 況。任意偏振之入射光束1 1 0由X - y平面一左下角的位置入 射該光束位移器3。該光束位移器3的偏離（walk-off)方 向為朝向X方向，而該入射光束1 1 0通過該光束位移器3 後，分離成一 0-ray 211 以及一 E-ray 212。該 0-ray 211 之偏振方向重直於該光束位器3之光軸方向3 1且光路仍於 該左下角之位置。而該E-ray 2 1 2之偏振方向則平行於該

第14頁 496977 五、發明說明（12) 光軸方向31，其光路則位於一左上角的位置。該〇_ray 2 11以及該E-ray 2 12通過該偏振旋轉機制撥，經過一次 的偏振旋轉.，而偏振方向皆被旋轉㊀角度。在欲達到最佳 耦光效果的條件下’該Θ =45度。該被一次偏振旋轉後的 0-ray 3 11以及E-ray 3 12在入射該反射裝置6後被反射折 回，且其光路在x-y平面上下、左右互換。原本在該左下 角的該被一次偏振旋轉的0 - r a y 3 1 1在反射後變成在一右 上角位置的返回0-ray 411。而原本在該左上角的該被一 次偏振旋轉的E - r a y 3 1 2在反射後變成在一右下角位置的 返回E-ray 411。該返回0-ray 411以及該返回E-ray 412 反向行進再次通過該偏振旋轉機制4，而再次被偏振旋轉 旋轉㊀角度（4 5度）。該被二次偏振旋轉的〇 — r a y 5 1 1以 及E - r a y 5 1 2之總偏振旋轉量為2Θ ( 9 0度），因此該被二次 偏振旋轉的0 - r a y 5 1 1之偏振方向平行該光轴方向3 1，而 該被二次偏振旋轉的E - r a y 5 1 2之偏振方向則垂直該光軸 方向3卜該被二次偏振旋轉的〇-ray 5 1 1以及E-ray 5 1 2反 向入射該光束位移器3。位於該右下角之該被二次偏振旋 轉的E - r a y 5 1 2可直接穿過，而位於該右上角位置之該被 二次偏振旋轉的0-ray 51 1在通過該光束位移器3後，則會 得到-X方向的偏離（walk -off)，而由該右下角位置射 出。如此，該被二次偏振旋轉的〇 - r a y 5 1 1以及e - r a y 5 Π 在通過該光束位移器3後被完全結合成一輸出光束1 2 0，而 使該輸出光束有最佳之耦光效果。 若將光單次通過該偏振旋轉機制所得的偏振旋轉角度

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第15頁 496977 五、發明說明（13) Θ控制在0〜4 5度，目丨| 則该被的二次偏振旋轉的0-ray 51 1以 ^ ^ Γ&Υ 之偏振旋轉角度2Θ則介於〇〜90度之間，而如 第7圖」所不。該被的二次偏振旋轉的0-ray 5 1 1以及 ray 51 2中’垂直於該光軸方向31的成分12卜122直接 穿過該光束位移器，而平行於該光軸方向3丨的成分1 2 3、 1 2 4在通過該光束位移器後向下偏移。於是其中一該垂直 於光軸方向的成分1 2 2與其中一該平行光軸方向的成分1 2 3 相結合而獲得該輸出光束丨2 〇。因此該輸出光束的光耦合 效率7?可表示為：

V output〆 I input- C 0 S 2( 7Γ /2 — 2㊀ 其中 I 〇utPu為輸出光束之強度，I inpu為輸入光束之強度，而 Θ為光單次通過偏振旋轉機制的偏振旋轉角度。 因此輸出光束之光衰減量At t為· Att三 10*L〇g(々） 本發明「第i A圖」所示之實施例中，在準直化機制2與該 光束位移器之間3可加設一高密度波長多工（DWM)濾鏡 (F i 1 t e r) 7 ’而成為如第8 A圖」所繪示之結構。該第 一光埠1 1可為載有多波長通道（"π丨⑼gth channel)訊 號的光埠，來自該第一光埠u的一入射光束i丨丨經過該準u 直化機制後2，僅有一特疋波長的光丨丨2能穿透過該DW])_ 鏡7。其餘不同於該特定波長的光皆為該dwdm濾鏡了所反射 並可直接耦入該第二光埠1 穿透過DWDM濾鏡後的該特定 波長的光1 1 2通過該光束位務突、。 ^, ?夕為3以及該偏振旋轉機制4後 射入該反射裝置5。該反射裝罟R 衣置5可為一高反射率反射體或

496977 五、發明說明（14) 是如「第8 B圖」中所繪示之聚光反射體6。該反射裝置5係 傾斜一角度而使該特定波長的光1 1 2垂直入射，藉此則使 該特定波長的光1 1 2被反射後，不但得到所需要的光衰減 並能再耦回該第一光埠1 1。 此種具有單通道加取多工（ADM)功能之反射式光衰 減量可調衰減器（以下簡稱ADM衰減器），特別有利於運 用在高密度波長多工增益控制系統。而本發明的一種高密 度波長多工控制系統可如「第9圖」所繪示，由一光環行 器9 0，複數個ADM衰減器9 1 a、9 1 b、9 1 c、9 1 d (本實施例 僅以四個為例來做說明），以及一電流控制機制9 2所組 成。其中該複數個ADM衰減器包括一第一衰減器9 1 a，一第 二衰減器9 1 b，一第三衰減器9 1 c以及一第四衰減器9 1 d依 序與該光環行器9 0相串接。該電流控制機制9 2則用以控制 每一該ADM衰減器之光衰減量。該光環行器9 0具有一第一 淳9 0 1，一第二谭9 0 2，以及一第三埠9 0 3。由該第一埠9 0 1 輸入的光皆由該第二埠9 0 2輸出，而由該第二埠9 0 2輸入的 光則皆由第三埠輸出。當有多個不同波長的光訊號例如λ 1， λ 2，人3，人4，由該第一埠9 0 1輸入時，皆會從該第 二埠9 0 2輸出並由該第一衰減器9 1 a之一第一光輸入槔輸 入。其中一該光訊號久1會穿透該第一衰減器91之DWDM濾 鏡而被下載（drop)，其餘的訊號光；I 2， λ 3， λ 4則被 該DWDM濾鏡反射而由該第一衰減器9 1 a之一第一光輸出淳 輸出。該光訊號；I 1經由該第一衰減器9 1 a做適當之光衰減 後，被反向耦入該第一光輸入埠，而以原來路徑回到該光

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國ill 第17頁 496977 五、發明說明（15) 環行器9 0。而該其餘的訊號光；I 2，λ 3，λ 4由該第一光 輸出埠輸出後，則被輸入該第二衰減器9 1 b之一第二光輸 入埠。與該第一衰減器相同的原理，該訊號光；I 2被該第 二衰減器9 1 b下載並被適當衰減後，依原路徑回到該光環 行器9 0。而其餘的光訊號λ 3，λ 4則被由傳輸至該第三衰 減器9 1 c。以此類推，該光訊號；I 3會被該第三衰減器9 1 c 衰減後，依原路徑回到該光環行器9 0。而該光訊號λ 4會 被該第四衰減器9 1 d衰減後，依原路徑回到該光環行器 9 0。於是該複數個光訊號；I 1，又2，λ 3，人4分別被衰減 後，由該第二埠9 0 2輸入而回到該光環行器9 0。於是，具 有最佳化功率的該複數個光訊號；I 1，又2，λ 3，λ 4則由 該第三埠9 0 3輸出。 以上所述者，僅為本發明其中，的較佳實施例而已，並 非用來限定本發明的實施範圍，熟習該項技術者在不脫離 本發明之精神下當可做適當之修改與潤飾；故凡依本發明 申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆為本發明專利範 圍所涵蓋。

第18頁 496977 圖式簡單說明 實 一 第 之 器 減 衰 調 可 量 減 衰 光 式 射 反 的 1 明 明發 說本 單為 簡， 式圖 A 一|#1| 1—Η t第 第

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第19頁 496977 圖式簡單說明 系統。 【圖式符號說明】 1 光埠 2 準直化機制 3 光束位移器 4 偏振旋轉機制 5 反射裝置 6 聚光反射體 7 焦點 8 焦平面 10 入射光束 11 第一光埠 12 第二光淳 . 20 輸出光束 2 1 光束 22 光束 30 複數對光淳 3 1 光轴方向 40 複數對準直化光束 41 磁光晶體 4 2 永久磁環 43 螺線管 44 光通過磁光晶體前的偏振方向 4 5 光通過磁光晶體後的偏振方向

第20頁 496977 圖式簡單說明 46 光通過磁光晶體後的偏振方向 4 7 光線 51 高反射率反射鏡 5 2 光學晶體 6 1 聚光鏡 62 平面反射鏡 71 玻璃片 7 2 玻璃片 7 3 透明電極膜 7 4 間隔體 7 5 保護膜 7 6 空腔 7 7 光線 _ 90 光環行器 9 1a 第一衰減器 91b 第二衰減器 91c 第三衰減器 9 Id 第四衰減器 9 2 電流控制機制 101 尋常光線（〇-ray) 101’ 返回的0-ray 10 2 非尋常光線（E - r a y) 102’ 返回的E-ray 110 入射光束

第21頁 496977 圖式簡單說明 111 入射光束 112 特定波長的光 120 輸出光束 121 垂直光轴方向的成分 122 垂直光軸方向的成分 1 2 3 平行光軸方向的成分 124 平行光軸方向的成分 211 〇-ray 212 E-ray 311 被一次偏振旋轉後的Ο - r a y 312 被一次偏振旋轉後的E - r a y 411 返回 E-ray 412 返回 O-ray _ 5 11 被二次偏振旋轉的0 - r a y 5 12 被二次偏振旋轉的E - r a y 901 第一埠 9 0 2 第二埠 9 0 3 第三槔

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Claims (1)

1. 496977 六、申請專利範圍 1. 一種反射式光衰減量可調衰減器，至少包含： 一光束位移器，置於至少一入射光束之光路，用以將該 入射光束分開成一 0·-ray (尋常光線）以及一 E-ray (非尋常光線），該Ο-ray以及該E-ray在通過該光束 位移器後，行進方向彼此平行； 一反射裝置，用以反射該0 - r a y以及該E - r a y，使其返回 該光束位移器；以及 一偏振旋轉機制（polarization rotator)，置於該光 束位移器以及該反射裝置之間，使該0-ray、該 E-ray、該返回的Ο-ray以及該返回的E-ray通過，並 能使通過的光線產生偏振旋轉； 其中至少一部分該返回的0 - r a y以及至少一部分該返回 的E-ray在通過該光束位移器锋，再結合成一輸出光 束。 2 .如申請專利範圍第1項所述反射式光衰減量可調衰減 器，其中該反射裝置由一高反射率反射鏡與一光學晶體 所組成。 3. 如申請專利範圍第2項所述反射式光衰減量可調衰減 器’其中該光學晶體置於該〇_ray或該E-ray其中之一之 光路上。 4. 如申請專利範圍第1項所述反射式光衰減量可調衰減 器，其中該反射裝置為一聚光反射體。 5 .如申請專利範圍第4項所述反射式光衰減量可調衰減 器，其中該聚光反射體係由一聚光鏡以及置於該聚光鏡

   ___園 496977 六、申請專利範圍 後焦平面的一平面反射鏡所組成。 6 .如申請專利範圍第1項所述反射式光衰減量可調衰減 器，其中該偏振旋轉機制為一磁光式偏振旋轉機制。 7. 如申請專利範圍第6項所述反射式光衰減量可調衰減 器，其中該磁光式偏振旋轉機制，係利用法拉第旋轉晶 體（Faraday rotator)來達成偏振旋轉。 8. 如申請專利範圍第1項所述反射式光衰減量可調衰減 器，其中該偏振旋轉機制，係利用一液晶裝置來達成偏 振旋轉。 9. 如申請專利範圍第1項所述反射式光衰減量可調衰減 器，其中該光束位移器由雙折射晶體所構成。 1 0 .如申請專利範圍第1項所述反射式光衰減量可調衰減 器，更包含至少一光輸入槔，而該入射光束係由該光輸 入埠發出。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項所述反射式光衰減量可調衰減 器，其中該光輸入埠為光纖。 1 2 .如申請專利範圍第1 0項所述反射式光衰減量可調衰減 器’其中該光輸入璋為光波導。 1 3 .如申請專利範圍第1 0項所述反射式光衰減量可調衰減 器，其中該光輸入埠連接有一準直化機制。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項所述反射式光衰減量可調衰減 器，其中該準直化機制為一漸變折射率鏡片。 1 5 .如申請專利範圍第1 0項所述反射式光衰減量可調衰減 器，更包含至少一光輸出埠，供該輸出光束耦入。

   第24頁 496977 六、申請專利範圍 1 6 .如申請專利範圍第1 5項所述反射式光衰減量可調衰減 器，其中該光輸出琿為光纖。 1 7.如申請專利範圍第1 5項所述反射式光衰減量可調衰減 器，其中該光輸出埠為光波導。 1 8 .如申請專利範圍第1 5項所述反射式光衰減量可調衰減 器，更包含：一準直化機制，其一側與該光輸出埠以及 該光輸入埠相連接。 1 9 .如申請專利範圍第1 8項所述反射式光衰減量可調衰減 器，其中該準直化機制為一漸變折射率鏡片。 2 0 .如申請專利範圍第1 0項所述反射式光衰減量可調衰減 器，更包含：一高密度波長多工（DWDM)濾鏡，置於該 光輸入埠與該光束位移器間，僅容許一特定波長之光通 過 ° 2 1 .如申請專利範圍第2 0項所述反射式光衰減量可調衰減 器，該輸出光束耦入該光輸入埠。 2 2 .如申請專利範圍第2 1項所述反射式光衰減量可調衰減 器，更包含：一準直化機制，與該光輸入埠相連接。 2 3 .如申請專利範圍第2 2項所述反射式光衰減量可調衰減 器，更包含至少一光輸出埠，與該光輸入淳在同侧連接 該準直化機制，而該高密度波長多工濾鏡將來自該光輸 入槔之該特定波長以外的光反射並搞入該光輸出谭。 24.—種高密度波長多工（DWDM)增益控制系統，至少由 一光環行器（optical circulator)以及複數個反射式 光衰減量可調衰減器串接組成，並以一電流控制機制控

   第25頁 496977 六、申請專利範圍 制每一該反射式光衰減量可調衰減器之光衰減量，來自 該光環行器的複數個不同波長的光訊號被分別輸入一該 反射式光衰減量可調衰減器做適當的光衰減後，返回該 光環行器，其特徵在於每一該反射式光衰減量可調衰減 器至少包含： 一光束位移器，置於來自一光輸入埠的一入射光束之 光路，用以將該入射光束分開成一 0-ray(尋常光 線）以及一 E-ray (非尋常光線），該0-ray以及該 E-ray在通過該光束位移器後，行進方向彼此平 行； 一反射裝置，用以反射該0-ray以及該E-ray，使其返 回該光束位移器； 一高密度波長多工（DWDM)濾:鏡，置於該光輸入埠與 該光束位移器間，僅容許一特定波長之光通過，並 將該特定波長以外的光反射；以及 一偏振旋轉機制（polarization rotator)，置於該 光束位移器以及該反射裝置之間，使該0 - r a y、該 E-ray、該返回的0-ra y以及該返回的E - r a y通過， 並能使通過的光線產生偏振旋轉； 其中至少一部分該返回的0-ray以及至少一部分該返 回的E-ray在通過該光束位移器後，再結合成一輸 出光束，並耦入該光輸入璋。 2 5 .如申請專利範圍第2 4項所述之高密度波長多工增益控 制系統，其中該反射裝置為由一高反射率反射鏡與一光

   第26頁 496977 六、申請專利範圍 學晶體所組成。 2 6 .如申請專利範圍第2 5項所述之高密度波長多工增益控 制系統，其中該光學晶體置於該0-ray或該E-ray其中之 一之光路上。 2 7 .如申請專利範圍第2 5項所述之高密度波長多工增益控 制系統，其中該反射裝置為一聚光反射體。 2 8 .如申請專利範圍第2 7項所述之高密度波長多工增益控 制系統，其中該聚光反射體係由一聚光鏡以及置於該聚 光鏡後焦平面的一平面反射鏡所組成。 參

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