TWI240808B - Variable optical attenuator - Google Patents

Description

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五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及-種用於光纖通訊網絡的光開關 的是，涉及一種具備微反射鏡的可變的光學衰減哭。 【先前技術 為了有效地傳輸當前大 種波長分解多工方式的光纖 供。 在這種光纖通訊系統中 大多數光源中’為了通過' 一種光源都使用不同的波長 路分解的方式分解多工方式 對應於每一種波長的光信號 同時，由於傳輸的光信號通 會減弱，在大多數情況下， 器。關於這一點，由於波長 多路分解器的特性，每一種 如果大多數不同的光輸出是 是多路輸出，那為，每一種 性，因此，信號特性退化， 因此，要求設計一種可變的 每一種波長的光信號的強度 一般來說’-用一種光學衰減 於有最小波長的光信號。 量為生的各種形式的資訊，一 通訊系統正在廣泛地開發和提 ’大多數類型的資訊都儲存在 根^戒光纖傳輸多路信號，每 。^是，一台接收終端能用多 的信號，使用這種方法，接收 〇 過一段長距離時，光信號往往 在傳輸過程中必須使用光放大 之差取決於光放大器的增益和 波長都為生不同的光輸出。 多工方式的，並且傳輸的信號 波長的光輸出就失去了一致 最終喪失了傳輪信號的能力。 光學衰減器，它能夠使對應於 保持一致。 為減弱波長不同的信號，是由

種機械移動#纖A 為動器的壯罟，、一勺衣置，一種使用微電子機械系統（MEMS) 一芦转破2 種使用一部分磨光的光纖並在其表面塗上 雍Γ=ΓΓ装£ ’以及使用在-舰板上為生熱光效 心、 馬克 詹德干涉調制器（Mach-Zehnder interferometric m〇duUt〇r)。 ::域ί:::機械的光學衰減器和將-部分光纖磨光的光 子哀/ 了衣’其缺點在於這種裝置的體積太大，它和其 = : = ;形成—個整體。此外’微電子機械系統裝 材料裝置的光學衰減器都要求使用高驅動電壓和 南驅動電源。 【發明内容】 因此，本發明直接用於 分解決因相關技術的限制和 題。 一種可變的光學衰減器，從而充 缺點而為生的一個或者多個問 本發明的一個目的 夠縮小體積、減輕重量 疋提供一種可變的光學衰減器，它能 本發明的另一 有更加簡易可行的 為。 個目的I / 製造^ t k七、一種可變的光學衰減器，它 身，能夠降低成本和進行大批量生 本發明的進一步的目 它有更快的回應速度，要本=’、種可變的光學衰減器 本發明附丸的優點、目的*=動電源更小。 的，部分人員#依照這〜】將部分是從本說明書出發 顯然將成為那#從以下的言

第7頁 1240808 五、發明說明（3) 明中或者可能從本發明的實踐 術人員。本發明的目標和其他 和獲得的，這種結構是在編寫 書附圖中特別指出的。為了實 點’根據本發明的目的加以具 例0 可變的光學衰減器包括一 一個透鏡部分，這個光纖部分 一起的至少一個輸出光纖組成 反射鏡’它面向光纖部分並和 纖無射到輪出光纖的幅射光束 轉運動’以減弱幅射光線，這 部分之間，它將從輸入光纖發 透鏡的焦點上。 因此’光纖部分的輸入光 又可以互相隔開，這個光纖部 出光纖，一根管子包住了輸入 定夾具安裝在輸入光纖和輸出 入光纖和輸出光纖。 此外，鏡面單元包含一塊 在至少有一個觀测孔的區域為 形成在一個反射面上，在微反 個彈性體'一個彈簧安裝在微 圈環繞在包含彈簧的微反射鏡 t學到的、掌握普通技能的技 優,點可能是根據其結構來實現 的說明書、權利要求書和說明 現上述的這些目的和其他優 體化並在此充分說明這些實 個光纖部分、一個鏡面部分和 由至少一個輸入光纖和集成在 ’這個鏡面部分至少有一個微 光纖部分隔開，反射從輸入光 ’為生一種垂直運動和一種旋 個透鏡部分在光纖部分和鏡面 射到微反射鏡的幅射光線聚在 纖和輸出光纖既可以互相鄰接 分包含一個輸入光纖和一個輸 光纖和輸出光纖，一個光纖固 光纖和管子之間，以便爽緊輸 基板，它至少有一個觀測孔， 生了 一個微反射鏡，微反射鏡 射鏡的反射面的每一面都有一 反射鏡和基板的表面之間，線 的表面上，微反射鏡根據一

1240808 五'發明說明（4) 個二卜部的電子信號的指令為生旋轉運動。 這長，彈性體和彈發 和第二個電極塾力g =到；圈f含第-個電極墊 電繞連接到第二個電極墊，： ^極墊，上傳導導雷喈釦μ德道 、、、策圈 ^用電氣方法將下傳 V冤、.見和上傳導電纜連接在一起，下絕卜得 2 ¥，、、見之間為生絕緣，上絕緣 = 纜之間為生絕緣。 了，电、、見和下傳導電 還有，鏡 至少有一個觀 一個反 體，一 環繞在 部的電 關 少包含 者互相 纖，一 具固定 纖和輸 光纖部 纖的發 弱幅射 鏡面單 的，它 射面上 個彈簧 包含彈 子信號 於本發 一個輪 隔開， 根管子 在輪人 出光纖 分並和 射光束 光線， 元，_ 將從輪 面單元 測子L的 ’在微 安裝在 簧的微 的指令 明的另 入光纖 這個光 包住了 光纖和 包含至 區域為 反射鏡 微反射 反射鏡 的反射 鏡和基 的表面 為生旋轉運動 一個方面是， 和一個輸出光 纖部分 輸入光 輸出光 鏡面單 少有 < 個觀測孔的一塊基板，在 生了 一個微反射鏡，微反射鏡在 面的每一面都有一個彈性 表面之間，線圈 板的四個 上，微反 射鏡根據一個外 包含 纖和輸 纖和管 個鏡面星元至少 光纖部分隔開，反射 ，並為生一種垂直運 一個鏡面支架固定在 個透鏡部分是在光纖 入光纖發射到微反射 一種可變的光學 纖，它們或者互 個輸入光 出光纖， 子之間 纖和一 一個光 以便夾 有一個微反射鏡 從輸入光纖發射 動和一種旋轉運 的下部 面部分 光線聚 鏡面單元 部分和鏡 鏡的>1射 衰減器至 相鄰接或 個輸出光 纖固定夾 緊輸入光 ’它面向 到輸出光 動，以減 用以支撐 之間形成 在透鏡的

1240808 五、發明說明（5) =點上，一個透鏡支架固定在鏡面 鏡。 早凡的下部用以支撐透 ^裏1 種可變的光學紊哭 Ϊ上的-個蓋子，這個蓋子蓋在；面定在鏡面支 包含有一個視窗的透鏡，而這：二：，這個鏡面 中間的輪入光纖發射的幅射光線。南傳輪由固定在蓋子 此外，有一個磁性線圈固苗 磁場加在鏡面單元的微反射鏡上。外表面上，用來將外部 少包一個方面是，-種可變的光學衰減器至 3個輸入先纖和一個輸出光 者互相隔開，一桐其工A7认取匕們或者互相郤接或 纖固定夾且固—卢二"^了輸入光纖和輸出光纖，一個光 緊輪入弁綸* =在輸入光纖和輸出光纖和管子之間，以便夾 1 輪出光纖。一個鏡面單元至少有-個微反射 射到# ^ Μ纖。卩分亚和光纖部分隔開，反射從輸入光纖發 3:;纖的發射光束，並為生-種垂直運動和-種旋轉 邻用士 ^弱幅射光線，一個鏡面支架固定在鏡面單元的下 it η^撐鏡面單元，一個透鏡部分是在光纖部分和鏡面部 铲I、i形成的，它將從輸入光纖發射到微反射鏡的幅射光線 : 鏡的焦點上，有一個蓋子蓋在包含鏡面支架的鏡面單 、上部，這個鏡面支架用以緊固透鏡。 廷^ ’有一個磁性線圈固定在蓋子的外表面上，用來將 ^磁場加在鏡面單元的微反射鏡上。 至水，^本、發明的進一步的方面是’一種可變的光學衰減器 夕包含一個輪入光纖和一個輸出羌纖，它們或者互相鄰接

第10頁 1240808 五、發明說明（6) --—---- —__^_ 或者互相隔開，一根管 光纖固定夾具固定在^ ^住了輸入光纖和輸出光纖，一個 夾緊輸入光纖和輪出^ '纖和輸出光纖和管子之間，以便 鏡’它面向光纖部分並和 ^鏡面單元至少有-個微反射 射到輸出光纖的發射光金先義部分隔開，反射從輸入光纖發 運動，以減弱幅射井綠，丄亚為生一種垂直運動和一種旋轉 部用以支撐鏡面單元、、、，丄一個鏡面支架固定在鏡面單元的下 纖和輸出光纖的前：：安裝在包在管子内的輸入光 射光線聚在透鏡的隹點=將=輪入光纖發射到微反射鏡的幅 鏡面單元的上部，鏡面ΐ: Ϊ —個蓋子蓋在包含鏡面支架的 幅射光線。 早兀有一個視窗傳輸從輸入光纖發射 必須理解 解耧地每二二，丨明丽述的一般性說明和下述的對範 ::::例的詳細說明’將為本發明的權利要求提供進 【貫施方式】 曰。兒明書現在將洋細說明本發明首選的具體化實例，它 :發明用附圖形式所作的圖解說明的一些實例。無論在何 =都可以將同一個參考序號用於全部附圖，說明涉及到的同 ~個或者類似的部件。 根據本發明設計的可變的光學衰減器是集成的，它集成 輪入光纖和輸出光纖、一個透鏡和一種微反射鏡，這種微 •反射鏡是由—種矽-微型機械方法和用一系列半導體製造 工藝生產的，因此，提供的一鍾可變的光學衰減器能夠縮小

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五、發明說明（7) 體積，減輕重量，t古击丄 成本和進行大批量Π更力:簡易可行的製造工藝，能夠降低 電源更小。 匕有更快的回應速度，要求的驅動 造的」反射3::::光學衰減器是用微型機械技術製 要求的驅動電源更 ：，因此，它有更快的回應速度， 能。 1因而改善了可變的光學衰減器的性 並且，根據本菸 ^ 有多個通道的-種以2的可k的光學衰減器可以表示為 附圖！說明了根^刀插複用器（0ADM)的一個下路模組。 動原理。 豕本♦明設計的可變的光學衰減器的驅 如附圖1所示，奸缺 一個光纖部分丨、_ 本發明設計的可變的光學衰減器由 部分2之間的一個透面部分2和排列在光纖部分1和鏡面 处規d組成。 光纖部分1由隼忐* # 一個輸出光纖12組成。认、中的至少一個輸入光纖11和至少 接或者互相隔開，於。輪入光纖11和輸出光纖1 2或者互相鄰 其排列面向光纖部面部分2至少有一個微反射鏡14組成， 2反射從輸入光纖丨；7^，和光纖部分1隔開，此外，鏡面部分 種垂直運動和一種^到輪出光纖1 2的發射光束，產生一 Η , 疋轉運動，以減弱幅射光線。 /凡且，透鐘^ 3為也 輸入光纖11發射到於纖部分1和鏡面部分2之間。透鏡3將從 透鏡的焦點上。 、兄面部分2的微反射鏡1 4的幅射光線聚在 現在將詳細地說· ， & d有上述結構的本發明的驅動原理。

第12頁 1240808 五、發明說明（8) "--- 幅射光線從輸入光纖1 1通過輸入光通道丨5發射到輸出光通道 1 6 ◦因此，微反射鏡1 4傳輸全部輸入光線丨7到輸出光纖丨2。 由於微反射鏡14的垂直運動19或者旋轉運動2〇，使輸出光通 這1 6偏離了初始位置，因此發生了幅射光線丨8的衰減作用。 附圖2說明了根據本發明設計的可變的光學衰減器的驅 動原理，其中，一個微反射鏡產生一種垂直運動。 ^ 如附圖2所示，當微反射鏡1 4產生一種垂直運動丨9時， 第一次幅射光線18a的光通道—它是幅射光線18的初始狀態 -改變了第二次幅射光線1 8 b的輸出光通道。因此，第二次 幅射光線1 8b的衰減量根據光通道變化的程度按比例發生變 化。換句話說，幅射光線1 8的衰減量根據幅射光線丨8的光通 道從其初始位置偏離的程度按比例增加。 附圖3 A和附圖3 B說明了根據本發明設計的可變的光學衰 減器的驅動原理，其中，微反射鏡產生一種旋轉運動。 附圖3 A說明了安裝在微反射鏡1 4的下端部的一根旋轉軸 2 1，附圖3B說明了安裝在微反射鏡1 4的中部的一根旋轉轴 21 〇 如附圖3A和附圖3B所示，當微反射鏡η在一個錶方向產 生 個方疋轉運動2 0日守’弟一次幅射光線1 8 a的光通道-這個 狀態是幅射光線1 8的初始狀態-改變了第二次幅射光線1 8 b 的輸出光通道。因此，第二次幅射光線1 8b的衰減量根據光 通道變化的程度按比例發生變化。 附圖4一到附圖7說明了根據本發明的第一個、第二個、第 三個和第四個具體化實例·設計的可變的光學衰減器的一瘤元

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第—個具體化實例 如附圖4所示，根攄太於明j口 可變的wV 像枣U的弟一個具體化實例設計的 J先學哀減器中，透鏡3固定在蓋子33上面。 η和广? ：3」f住了輸入光纖11和輸出光纖12。用於夾緊光纖 12和管子3=纖固ί夾具32固定在輸入光纖11、輸出光纖 ,+ 子3之間〇 14晨，輸入光纖11和輸出#孅ί 9 W讦以万 相鄰接又可以互相隔開。 才翰出先纖12既可以互 此外’一個光纖固定夾具32 種套圈的形狀。#㈤—+ 乂做成一種V形槽或者一 叫Ν π/狀。先纖固定夾具3 2 夕 玻璃、石夕、許、今屬$ $ 夕_材料構成，例如 / 骑、金屬或者工程塑料。 人 再者’ 一個鏡面支架Μ安癸右於 ”有微反射鏡“的鏡面部：：巧面=2:下部，用以 杀34結合在一起，、鏡面邛分2和鏡面支 並且，一他一 田冤蟯使用電氣方法互相連技 〇 ^ 盍子Μ盍在鏡面部分2的上邱，以仅 2。盍子33能夠使鏡面部 / 以保護鏡面部分 鏡3固定在芸Λ Α刀2形成—個密封性包裝。這#，透 心牡盍子3 3的中部，它骆你趴 ^ 柢表 边 在透鏡3的焦點上。 、輪入光纖11發射的光線聚 第二個具體化實例 管子以住了輪入· 出光纖12。用於夾緊光

可變的光之衰減器中根據本=2 :二個具體化實例設計^ 1240808 ^^_______________ 五、發明說明（10) 11和12的一個光纖固定夾具32固定在輪入光纖丨丨、輸出光纖 1 2和管子3 1之間。 此外’透鏡3固定在輸入光纖1 1和輸出光纖1 2前部的管 子3 1中，它將從輸入光纖丨丨發射的光線聚在透鏡的焦點上。 一個鏡面支架34在鏡面部分2的下部，用以支撐有微反射鏡 1 4的鏡面部分。 並且，一個蓋子33蓋在鏡面部分2的上部，用以保護鏡 面部分2。蓋子33能夠使鏡面部分2形成一個密封性包裝。這 裏，視窗35設置在蓋子33的中部。視窗35傳輸從輸入光纖^ 發射的光束。 第三個具體化實例 如附圖6所示，在根據本發明的第三個具體化實例設計 的可變的光學衰減器中，透鏡3固定在鏡面部分2的一個透鏡 固定夾具36上。 除了用於夾緊透鏡3的透鏡固定夾具36而外，根據本發 明的弟三個具體化實例設計的可變的光學衰減器的結構和第 二個具體化實例相同。 ，鏡固定夾具36位於鏡面部分2的一塊基板的邊緣部 分，疋位在一個預先確定的高度。透鏡固定夾具3 6夾緊透鏡 ，它將從輸入光纖U發射的光線聚在透鏡的焦點上。這 裏，蓋子33能多句使鏡面部分2形成—個密封性包|。 第四個具體化實蚋 ·

1240808 明說明（ll\ ' ' 如附圖7所示，在根據本發明的第四個具體化實計 因γ變的光學衰減器中，透鏡3固定在鏡面部分2的一 固疋失具36上。 #除了拆去了有一個視窗35的蓋子33而外，根據本發明的 弟四個^體化實例設計的可變的光學衰減器的結構和第三個 ，，化實例相同。因此，在第四個具體化實例中的透鏡3和 $，的第一個、第二個和第三個具體化實例中的透鏡3或 者在蓋子33上的視窗35具有同樣的功能。 在上，的本發明具體化實例中，除微反射鏡14的反射表 外，逖有一層抗反射塗層，這一塗層位於每一種輸入光 治和輸出光纖1 2、透鏡3和視窗3 5的尾部，用這種方法， 增強了光效應，減少了返回損失。 此外’輸入光纖11和輸出光纖丨2的尾部還可以設置 小的偏角（例如，角度約為8。）。 ' 附圖8Α說明了根據本發明設計的可變的光學衰減器的〜 =鏡面部分的一幅俯視圖。附圖8Β說明了在附圖8Α的I 、！ 面上的一幅截面圖。附圖8C說明了在附圖8Α的I I - I I截 面上的—幅截面圖。 。、附圖8 Α是由電磁力驅動的一個微反射鏡的一個示例，它 ^以用來在附圖3 A中表示的可變的光學衰減器產生的旋轉= 動。。 雙 、如附圖8 A所示’在一塊基板5丨上至少有一個觀測孔5 6。 ==於製造，工藝，這個觀測孔56既可以在基板5丨上，或者在 乂個基板5 1的下表面，可以在暴露微反射鏡的· 一個表面上進

第16頁 1240808 五、發明說明（12) 行餘刻。 此外’一個〗放反射鏡5 2在觀測孔的一個區域。一個反射 面55在微反射鏡52上，一個彈性體54設置在微反射 面55的每-面。並且，-個彈簧53安裝在微反射賴的一個 表面和基板51之間。這裏，彈性體54和彈簧53互相垂直。 附圖9A說明了顯示附圖8A的鏡面動作的一幅俯視圖。°附 圖9B說明了在附圖9A的I - I截面上的一幅截面圖。 如附圖9A所示，由電磁力驅動的微反射鏡52轉動了+鍊方 向。這裏，為了使微反射鏡5 2運動，將一個磁場在垂直 上從外部加在基板5 1上。當一個磁場以-z方向（也就是說/ 一種垂直運動）上加在基板51上時，有一個轉矩在 加在微反射鏡52上。於是，微反射鏡52轉動直到它達到^ ^ 於由驅動力矩和彈簣產生的恢復力矩的位置為止。 十行 小 動 說 因此，通過控制加在微反射鏡52上的外部磁場力 就可以控制角位移。 、大 由於微反射鏡52既可以按+鍊方向也可以按-鍊方向 故可以選擇的恰當方向取決於光學系統的結構。^ 曰當外部磁場施加的方向是+ z方向時，微反射鏡轉動"、話 向是-鍊方向。反之，當外部磁場施加的方向是—ζ方向的方 微反射鏡轉動的方向是+鍊方向。 ° ， 如附圖8Α和附圖9Α所示，微反射鏡由磁場力驅動， 反射鏡52的一端設置一根旋轉軸。因此，如附圖“和^微 所示的由磁π場力驅動的微反射鏡適用於如附圖3Α所示的圖9Α 一個微反Λ鏡作旋轉運動的可變的光學衰奴器。 、有

第17頁 1240808 五、發明說明（13) 此外，通過控制彈篑和彈性體的相對位置，如附圖8 A和 附圖9A所示的、由磁場力驅動的微反射鏡還可能有旋轉軸設 置在微反射鏡中部的那種結構，如附圖3B所示。 附圖1 0說明了用於驅動磁場力進而驅動和鏡面部分集成 在一起的微反射鏡的一個線圈。 如附圖1 0所示，線圈5 7安放在環繞微反射鏡5 2的基板的 一個區域，其中有彈簧53。線圈5了使微反射鏡52根據外部電 子信號的，令轉動。這裏，線圈57和微反射鏡52在同一塊基 板51上，第一個電極墊58和第二個電極墊59分別在線圈w的 兩端。 當電流通過第一個電極墊58和第二個電極墊59時，有一 個^場既可以按+ z方向又可以按_Z方向加在微反射鏡上，這 =場方向取決於電流流動的方向。因此，微反射鏡52既可 以按+鍊方向又可以按—鍊方向轉動。 圖。明了附’所示的線圈的電流流動的示意 :圖。…况明了在附圖1 1 Α的1 1 1 - I I I截面上的-幅截 如附圖1 1 A和附圖1丨B所示，妗_ ^丄 和第〜個+托轨r回山 β圈5 7中包含第一個電極 和弟一個電極墊（圖中未一 逵捲雷、#拉u μ 根下傳導電纜57a用第一； 連接電乡見57d連接到第一個電極墊，_ 二根連接電纜57e連接到第一饱 根上傳¥電、，見57c用 電氣方、、#· # H + 弟一们電極墊，一個線圈心部57b 冤孔方法將下傳導電纜57a連 八因 57f在絕緣-基板51和下傳 彳上傳導電纜57c，下絕緣 57g在上#導電纜57c和 見二間產生絕緣’上絕緣 卜得V電纟見57&之間產生絕緣。

第18頁 1240808 五、發明說明（14) 如附圖1 1 A所示，當電流通過線圈流動時，下傳導電纜 5 7c傳送電流（I)到線圈心部5 7b，它是線圈5 7的中心，電流 通過下傳導電57a流進線圈心部57b ’並通過上傳導電纜57c 流回第二根連接電纜5 7e，其實際作用相當於一個線圈。 反之，當電流方向和上面說明的電流方向相反時，電流 通過的路徑也和和上面說明的路徑相反。 附圖1 2 A說明了根據本發明設計的可變的光學衰減器的 另一個鏡面部分的一幅俯視圖。附圖1 2 B說明了附圖1 2 a所示 的鏡面部分的一幅平面圖，附圖1 2 C說明了在附圖1 b的I v -IV截面上的一幅截面圖。 附圖1 2 A到附圖1 2 C是由電磁力驅動的微反射鏡其他具體 化實例，這個電磁力可以施加在可變的光學衰減器上產生如 附圖2 A所示的的垂直運動。 如附圖1 2 A到附圖1 2 C所不’ 一塊基板6 1至少包含一個觀 測孔6 0。這裏，取決於製造工藝，這個觀測孔⑽既可以在基 板6 1上，或者一個基板6 1的下表面，可以蝕刻在暴露微反射 鏡的一個表面上。 此外，在有一個觀測孔的區域有一個微反射鏡6 2，微反 射鏡62在一個反射面65上，一個彈箐63安裝在微反射鏡62和 基板6 1的四個表面之間。再者，線圈64環繞在包含彈簧的微 反射鏡6 2的表面上’線圈6 4根據一個外部的電子信號的指令 產生垂直運動。 類似地π，由於垂直地加在基板上的一個外部磁場的相互 杯用’電流通過線圈流動產生磁場’帶線圈64的微反射鏡62

第19頁 1240808 發明說明（15) 可以向+Z方向運動，也可以向—z方向運動。 更加特別的是’當外部磁場加在+z =錶方向加在線圈64上時，微反射鏡62的運動亚且電曰流 向。反之，當電流按-銀方向加在:方:二:方 的運動方向是+ z方向。 上^ Μ反射鏡 如果電流通過第一個電極墊6 7 f·通過線圈64流過安裝在彈簀63上的ί 一根J二;:眉 弟二根連接電纜6 6 b。 運接电、、見6 6 a 附圖1 3和附圖1 4說明了容駐产 光學衰減器的—個元件中的_個磁性線圈纟月。又相可變的 在蓋ΐ3=卜31面施 用電磁力驅動的微反射# μ Λ圈用來產生鏡面單元2中的 疋在預先確定的任意-個位置，用、丄：ί〒37可以固 地加在鏡面單元2上。 廷種方法，磁％可以垂直 還有’如附圖4和附& - 據本發明的第一個、第二5斤：，磁性線圈37也可以加在 置。 乐一個和弟三個具體化實例中的相應 在附圖 1 4 Φ ，— & 面，它包圍磁性線;形件38安裝在磁性線圈37的外表 上的磁場的磁土曰力a丄用以盡可能增加施加在鏡面單元： 製造。 司 乂晨’槽形件38用具備高滲透性的材 此外5开> 竹Q ΓΛ , 個和第三個呈#彳每^ ^安裝在根據本發明的第一個、 /、豆化貝例中的相應位置，並包圍線圈37。 1240808 五、發明說明（16) 本發明提供了一種光學衰減器，這種光學衰減器在本 =個光纖遠端it訊的元#，這個幻牛由一個接收部分和 個傳輸模組介面組成，光纖遠端通訊使用一個由一 力驅動的微反射鏡。 ® %磁 更力特別的疋本發明的優點在於這種介面元件體積 小-重里輕，可以用一種微型機械技術和一系列半導體製造 工藝製造，因此降低了元件部分的成本。還有，要求的驅動 電源可以減小’由於輪入光纖和輸出光纖是集成的，當元件 簡化時可以調整工藝。並且，光開關可以擴展。用這種方法 提供了 一種有η個通道的光波分插複用器（〇ADM)的一個下路 模組。 顯然，有經驗的技術人員可以應用本發明進行各種修改 和變更離開’並沒有偏離本發明的精神和範圍。因此，打算 用本發明覆蓋有經驗的技術人員提供的對本發明所做的各種 修改和變更，這些修改和變更將出現在本發明的從屬權利要 求及其等效權利要求的範圍之中。

第21頁 1240808 圖式簡單說明 【圖示簡單說明】 附圖，其中包含了圖解說明，它提供了對本發明的進一 步理解並構成本專利申請的一部分，圖解說明是本發明的具 體化，它和說明書一起用來解釋本發明的原理。圖中： 附圖1說明了根據本發明設計的可變的光學衰減器的驅 動原理； 附圖2說明了根據本發明設計的可變的光學衰減器的驅 動原理，其中的一個微反射鏡為生一種垂直運動；

附圖3A和附圖3B說明了根據本發明設計的可變的光學衰 減器的驅動原理，其中的一個微反射鏡為生一種旋轉運動； 附圖4說明了根據本發明的第一個具體化實例設計的可 變的光學衰減器的一個元件； 附圖5說明了根據本發明的第二個具體化實例設計的可變的 光學衰減器的一個元件； 附圖6說明了根據本發明的第三個具體化實例設計的可 變的光學衰減器的一個元件；

附圖7說明了根據本發明的第四個具體化實例設計的可變的 光學衰減器的一個元件； 附圖8A說明了根據本發明設計的可變的光學衰減器的鏡 面部分的一幅俯視圖； 附圖8B說明了在附圖8A的I - I截面上的一幅截面圖； 附圖80說明了在附圖8A的I I - I I截面上的一幅截面 圖；· ·

第22頁 1240808 圖式簡單說明 "" -----〜 附圖9 A說明了顯示附圖8A的鏡面的動作的一幅俯視圖； 附圖9B說明了在附圖9A的I - I截面上的一幅截面圖； 、附圖1 0說明了用於為生磁場力的—個線圈，這個線圈為 生磁場力驅動和鏡面部分集成在一起的微反射鏡； 圖11Α說明了附圖10中的線圈的電流流動示意圖； 附圖11 Β說明了在附圖11 Α的I I I — ι丨丨截面上的一幅截 面圖； 附圖1 2A說明了根據本發明設計的可變的光學衰減器的 另一個鏡面部分的一幅俯視圖； 附圖1 2B說明了附圖1 2A的鏡面部分的一幅平面圖； 附圖1 2 C説明了在附圖1 B的I V - I V截面上的一幅截面圖；以 及 附圖1 3和附圖1 4說明了安裝在根據本發明設計的可變的 光學哀減裔的元件上的一個磁性線圈。 【主要元件符號說明】 光纖部分1、鏡面部分2、透鏡3、輸入光纖11、輸出光纖 12、微反射鏡14、輸入光通道15、輸出光通道16、輸入光束 1 7、幅射光線1 8、一次幅射光線1 8 a、二次幅射光線1 8匕、垂 直運動19、旋轉運動20、旋轉軸21、管子31、光纖固定爽具 32、蓋子33、鏡面支架34、視窗35、透鏡固定失具％、磁性 線圈3 7、槽件38、基板51、微反射鏡52、彈簧53、彈性體 54、反射面55、k測孔56、線圈57、傳導電纜Ma、線圈心

第23頁 1240808 圖式簡單說明 部57b、上傳導電繞57c、連接電纜57d 緣層57f、上絕緣層57g、電極塾59、 要笔、、見57e下絕 面二:561 :微反射鏡62、彈簧63、線圈64、反射 柽藝67弟-乂 ：妾電纜_、第二根連接電纜66b、第-個電 極墊6 7、弟二個電極墊6 8 丨口电

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Claims (1)

1240808

’、申δ月專利範圍 1—、-種可變的光學衰減器，包括： 固光纖部分，由至少一 個輸出光纖組成； 輸先義和木成在一起的至少 一個微反射鏡，它面向光纖部分並和 束，為生—種士首、軍t輪入光纖發射到輪出光纖的發射光 以及 種垂直運動和一種旋轉運》，以〉咸弱幅射光線； 裁；分在光纖部分和鏡面部分之間， 上。 戴x射到锨反射鏡的幅射光線聚在透鏡的焦點 ::輸 3、根據專利範圍第1項所述的 部分包括： 一種光學衰減器，其中的光纖 一個輸入光纖一個輸出光纖； 包圍輸入光纖和輸出光纖的一根管子；以及 固定在輸入光纖、輸出光纖和管子之間的一個光纖固定夾 具’用以夾緊輸入光纖和輸出光纖。

4、根據專利範圍第3項所述的一種光學衰減器，其中的透鏡 將從輸入光纖發射到微反射鏡的幅射光威聚在透鏡的焦點

第25頁 1240808 六、申請專利範圍 上，這個輸入光纖固定在管子中間，而管子是在輸入光纖和 輸出光纖的前部。 5、 根據專利範圍第3項所述的一種光學衰減器，其中有一個 光纖固定夾具，它可以做成一種V形槽型，也可以做成一種 套圈型。 6、 根據專利範圍第3項所述的一種光學衰減器，其中的一個 光纖固定夾具的材料可以是任意一種玻璃、矽、錘、金屬和 工程塑料。 7、 根據專利範圍第1項所述的一種光學衰減器，它進一步包 含一個鏡面支架，這個鏡面支架在一個鏡面單元的下部，用 以支撐鏡面單元。 8、 根據專利範圍第1項所述的一種光學衰減器，它進一步包 含一個蓋子，這個蓋子在一個鏡面單元的下部，用以保護鏡 面單元。 9、 根據專利範圍第8項所述的一種光學衰減器，其中的一個 透鏡將從輸入光纖發射到微反射鏡的幅射光線聚在透鏡的焦 點上，而輸入光纖固定在一個蓋子中部。 1 0、>艮據專利範圍第8項所述的一種羌學衰減器，其中有一

1240808 六、申請專利範圍 ::的窗：：從輪八光纖發射的幅射光線，而輪八光纖固定在 4 ^ 只尸Π 丁 态，j 個磁性秦圈’這個磁性線圈將〆個外部磁場施加 ΛΑ d ό-X /y^L » r1- U、.根據專利範圍第8項所述的一種光學衰減器，其中有— 的微反射鏡上’而鏡面單元固定在—個蓋子的單元 個磁 的鏡 性線圈包圍了 —個磁性線圈的外表面 1 3、根據專利範圍第Ϊ項所述的一種光學衰減器，豆中 面單元包括： /、T 一塊基板，這塊基板至少有一個觀測孔； 一個微反射鏡，它形成在至少有一個觀測孔的區域，· 一個在微反射鏡上的反射表面。 1 4、根據專利範圍第1 3項所述的一種光學衰減器，苴中的彈 性體和彈簧互相垂直。 ，、

第27頁 1 5、根據專利範圍第1 3項所述的一種光學衰減器，其中有一 個線圈，包括： 第一塊電極-墊和第二塊電極墊； 一根連接到第一塊電極墊的下傳·導電纜； 1240808 --- "---------' —--------— 六、申請專利範圍 一根連接到第二塊電極墊的上傳導電纜； 一個線圈心部，將這個線圈心部用電氣方法和下傳導電纜以 及上傳導電纜連接； 一個下絕緣層，這個下絕緣詹對基板和下傳導電纜起絕緣作 用；以及 一個上絕緣層，這個下絕緣層對上傳導電纜和下傳導電纜起 絕緣作用。 個預 的幅 1 6、根據專利範圍第1 3項所述的一種光學衰減器，它進 包含一個透鏡固定夾具，這個透鏡固定夾具將透鏡以〆 疋的问度緊固基板的尾部，這個透鏡將從輸入光纖發射 射光線聚在透鏡的焦點上。 1 7、根據專利範圍第}項所述的一種光學衰減器，其中的鏡 面單元包括： 抑 八 一塊基板，這塊基板至少有一個觀測孔； 二個ΐ f少有一個觀測孔的區域形成的微反射鏡； 一個在微反射鏡上形成的反射面； ::ϊ當二ίϋ微f射鏡的四個面和基板之間；以及 個外部雷:二％繞微反射鏡的反射面上，微反射鏡根據 個外°卩電子“號的指令為生垂直運動。 種光學衰減器，其中有一

1 8、根據專^利範圍第丨7項所述的 個線圈’包括： ·

第28頁 1240808 六、申請專利範圍 第一塊電極墊和第二塊電極墊； 一根連接到第一塊電極墊的下傳導電纜； 一根連接到第二塊電極墊的上傳導電纜； 一個線圈心部，將這個線圈心部用電氣方法和下傳、 及上傳導電纜連接； 、<、、、見以 一個下絕緣層，這個下絕緣層對基板和下傳導電纜起絕緣 用；以及 「 一個上絕緣層，這個下絕緣層對上傳導電纜和下 絕緣作用。 π守兒繞起 1 9、根據專利範圍 包含一個透鏡固定 定的高度緊固基板 射光線聚在透鏡的 第1 7項所述的一種光 夾具，這個透鏡固定 的尾部，這個透鏡將 焦點上。 學衰減器，它進一步 失具將透鏡以一個預 從輸入光纖發射的幅 20、一種可變的光學衰減器，包括： 至夕有個輸入光纖和一個輸出光纖，這個輸入光纖$ „鄰接或者互相隔開； 先、義和輪出 一根官子’這根管子包圍輸入光纖和輸出光纖； $纖固定失具，這個光纖固定夾具固定在輸入光纖^ 土先纖和f子之間，用以夾緊輸入光纖和輸出光纖；、、輪 &面f70，這個鏡面單元至少有一個微反射鏡，它 纖的光亩反射從輸入光纖發射到輪出; 為生 種垂直運動和一種旋轉運動，以減铲

1240808 六、申請專利範圍 幅射光線； 一個鏡面支架，這個鏡面支架固定在一個鏡面單元的下部， 並支撐這個鏡面單元； 一個透鏡，這個透鏡在光纖部分和鏡面部分之間，它將從輸 入光纖發射到微反射鏡的幅射光線聚在透鏡的焦點上；以及 一個透鏡支架，這個透鏡支架固定在一個鏡面單元的上部， 並支撐這個透鏡。

2 1、根據專利範圍第2 〇項所述的一種光學衰減器，它進一步 包含一個蓋子，這個蓋子固定在鏡面支架上，它在包含透鏡 的鏡面單元的上部，另有一個視窗，這個視窗傳輸從輸入光 纖發射的幅射光線，而輸入光纖固定在一個蓋子的中部。 2 2、根據專利範圍第2丨項所述的一種光學衰減器，其中的一 個磁性線圈固定在一個蓋子的外表面上，用來將一個外部磁 場施加給鏡面單元的微反射鏡。

2 3、根據專利範圍第2 〇項所述的一種光學衰減器，其中的鏡 面單元包括： 一塊基板’這塊基板至少有一個觀測孔； 一個在至少有一個觀測孔的區域形成的微反射鏡； 一個在微反射鏡上形成的反射面； 一個彈簧安裝在微反射鏡的四個面和基板之間；以及 一個線圈安裝在環繞·微反射鏡的反射面上，微反射嬈根據一

第30頁 1240808 六、申請專利範圍 個外部電子信號的指令為生垂直運動。 24、根據專利範圍第23項所述的一種光學衰減器，當彈簧僅 僅安裝在微反射鏡的一個面上時’其中的一個彈性體在每一 個反射面安裝在微反射鏡上。 2 5、一種 至少有一 光纖互相 一根管子 一個光纖 出光纖和 ，^個鏡面 光纖部分 纖的發射 幅射光線 一個鏡面 並支撐這 一個透鏡 入光纖發 一個蓋子 可變的 個輸入 鄰接或 ，這根 固定夾 管子之 單元， 並和光 光束， 光學衰減 光纖和一 者互相隔 管子包圍 具，這個 間，用以 這個鏡面 纖部分隔 為生'一種 部 並能 支架’运個鏡面 個鏡面單元； ’這個透鏡在光 射到微反射鏡的 ’這個蓋子裝在 夾緊透鏡。 器，包括： 個輸出光纖，這個輸入光纖和輸出 開； 輸入光纖和輸出光纖； 光纖固定夾具固定在輸入光纖、輸 夾緊輸入光纖和輸出光纖； 單元至少有一個微反射鏡，它面向 開，反射從輸入光纖發射到輸出光 垂直運動和一種旋轉運動，以減弓奇 支架固定在一個鏡面單元的下部， 纖部分和鏡面部分之間，它將從h 幅射光線聚在透鏡的焦點上；q & ~個包含鏡面支架的鏡面單元的i 2 6、根據專利範·圍第2 5項所述 的一種光學衰減器，其中的_

第31頁 1240808 六、申請專利範圍 個磁性線圈固定在一個蓋子的外表面上，用來將一個外部磁 場施加給鏡面單元的微反射鏡。 27、 根據專利範圍第25項所述的一種光學衰減器，其中的鏡 面單元包括： 一塊基板，這塊基板至少有一個觀測孔； 一個在至少有一個觀測孔的區域形成的微反射鏡； 一個在微反射鏡上形成的反射面； 一個彈簧，安裝在微反射鏡的四個面和基板之間；以及 一個線圈安裝在環繞微反射鏡的表面上，而微反射鏡包含彈 簧，並根據一個外部電子信號的指令為生垂直運動。 28、 根據專利範圍第27項所述的一種光學衰減器，當彈簧僅 僅安裝在微反射鏡的一個面上時，其中的一個彈性體在每一 個反射面安裝在微反射鏡上。 2 9、一種可變的光學衰減器，包括： 至少有一個輸入光纖和一個輸出光纖，這個輸入光纖和 光纖互相鄰接或者互相隔開； 一根管子，這根管子包圍輸入光纖和輪出光纖； 一個光纖，定夾具，這個光纖固定夾具固定在輸入光纖、轸 出光纖和管子之間，用以夾緊輸入光纖和輸出光纖； 則 一個鏡面單元，這個鏡面單元至少有—個微反射鏡，它面向 光纖部分並π和光纖部分隔開，反射從輪入光纖發射到輪出二 纖的發射光東，為生一種垂直運動和一種旋·轉運動，以減弱

第32頁 1240808 六、申請專利範圍 幅射光線； 一個鏡面支架 並支撐這個鏡 一個透鏡，這 纖的前部，$ 透鏡的焦點上 ’這個鏡面支架固定在一個鏡面單元的下部， 面單元； 個透鏡女裝在包在管子内的輸入光纖和輪出光 將從輪入光纖發射到微反射鏡的幅射光線聚在 ;以及 Λ 個雲子 、丄 ^ 這個盍子安裝在一個鏡面單元的上部，並有—饱 固傳輪從輪入光纖發射的幅射光線

3〇 :根據專利範圍第29項所述的一種光學衰減器，其中的 固磁性線圈固定在一個蓋子的外表面上，用來將一個外部 場施加給鏡面單元的微反射鏡。 31、根據專利範圍第2 9學所述的一種光學衰減器，其中的鏡 面單元包括： 一塊基板，這塊基板至少有一個觀測孔； 個在至少有一個觀測孔的區域形成的微反射鏡， 一個在微反射鏡上形成的反射面； 一個彈簧，安装在微反射鏡的一個面或者四個面和基板之 間；以及 一個線圈安装在環繞微反射鏡的表面上，而微反射鏡包含彈 簧，並根據一個外部電子信號的指令為生垂直運動。 3 2、根|康專利範圍第31項所述的一種光學哀減态，當彈黃僅

第33頁 1240808 六、申請專利範圍 僅安裝在微反射鏡的一個面上時，其中的一個彈性體在每一 個反射面安裝在微反射鏡上。