CN202956503U - 一种带有波长相关损耗补偿的可调节光衰减器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带有波长相关损耗补偿的可调节光衰减器，包括：输入光纤、透镜、反射镜和输出光纤，所述透镜设置为无斜角透镜，用于校准来自所述输入光纤的光束，并将所述光束聚焦到所述输出光纤；第一波长组分的光以一定角度入射到无斜角透镜，产生与光纤方向相反的色散，来实现对光纤色散的补偿，从而实现减小各衰减WDL；增大入射与出射光纤的角度，使得回损达到50dB以上，由于本实用新型光衰减器采用无斜角透镜，增大入射与出射光纤角度，达到WDL改善目的，成本降低。

Description

一种带有波长相关损耗补偿的可调节光衰减器

技术领域

本实用新型涉及光通讯器件技术领域，特别涉及一种带有波长相关损耗补偿的可调节光衰减器。

背景技术

可调节光衰减器(Variable Optical Attenuation，以下简称VOA)在光通信中具有广泛的应用，其主要是用来减低或控制光信号。光网络的最基本的特性是可调，特别是随着DWDM传输系统和EDFA在光通信中的应用，在多个光信号传输通道上必须进行增益平坦化或信道功率均衡，在光接收器端要进行动态饱和的控制，光网络中也还需要对其它信号进行控制，这些都使得VOA成为其中不可或缺的关键器件。近年来，出现了多种制造可调节光衰减器的技术，包括可机械式VOA、磁光VOA、液晶VOA、微机电系统VOA、热光VOA和声光VOA等。采用微机电系统(Micro-electromechanical System，以下简称MEMS)制作的可调光衰减器，除了保持传统VOA技术的光学性能外，还具有衰减范围大、驱动电压低、体积小、易于多通道集成、响应速度快、性价比高等优点。MEMS VOA有反射式(mirror)VOA和衍射式(shutter)VOA。

对于反射式MEMS VOA，由于光纤色散造成的波长相关损耗(Wavelength Dependent Loss，以下简称WDL)是现有技术需要解决的一个难题。特别是在光波的衰减较大时，WDL问题尤其重要。美国专利US20070031104已经揭露了在可调式光衰减器(VOA)系统中，通过采用在反射镜和透镜之间插入色散光楔(Compensator)的来补偿波长相关损耗(WDL)，但该专利增加了一个色散光楔器件，增加了制造成本，且对色散光楔本身的精度及色散光楔与粘合剂黏合的固定工艺的要求较高。另一美国专利US20100003003已经揭露了通过在透镜(c-lens)的入射面贴付高色散的楔角玻璃来改善WDL问题，但该专利中的高色散的楔角玻璃成本较高，对不同衰减值的入射光的WDL的改善有一定的局限性。

发明内容

本实用新型提供一种对不同衰减值的入射光能够同时改善其WDL的反射式的MEMS VOA。

本实用新型提供一种带有波长相关损耗补偿的可调节光衰减器，包括：输入光纤、透镜、反射镜和输出光纤，其中所述输入光纤，用于发射包含第一和第二波长组分的光束，与第二波长组分相比，第一波长组分具有更短的波长；所述输出光纤，用于接收所述光束；所述反射镜，用于接收来自所述透镜的光束，并将所述光束穿过所述透镜反射到所述输出光纤，所述反射镜的不同角位置导致不同程度的衰减，并导致固有的WDL；其特征在于：所述透镜设置为具有光轴的无斜角透镜，用于校准来自所述输入光纤的光束，并将所述光束聚焦到所述输出光纤；使得其对第一波长组分的偏移量不同于对第二波长组分的偏移量，来至少部分地补偿固有的WDL。

其中，较佳方案为：所述输入光纤的前端面的倾斜角为12度。

其中，较佳方案为：所述输出光纤的前端面的倾斜角为12度。

本实用新型的优点在于：首先，由于本实用新型的光衰减器的透镜采用无斜角透镜，产生与光纤方向相反的色散，来实现对光纤色散的补偿，从而实现减小各衰减WDL；其次，增大入射光纤与出射光纤的角度，使得回损达到50dB以上；最后，由于无斜角透镜的成本较现有技术的色散补偿光楔及高色散玻璃的成本大大降低，因此降低了生产成本，且在VOA中采用无斜角透镜的工艺稳定性较好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型的光路结构进一步说明。

图1为本实用新型的带有波长相关损耗补偿的可调节光衰减器的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型带带有波长相关损耗补偿的可调节光衰减器做进一步说明。

如图1所示，根据本实用新型的VOA，包含：输入光纤13、具有光轴OA的透镜11、可倾斜的反射镜12，以及带有纤芯16和覆层17的输出光纤14。在理想情况下，输入光纤13和输出光纤14实际上分别被放置在离光轴OA相同距离的地方，这样反射镜12可以被放置成与光轴垂直以提供接近于最佳的耦合。入射光束包含各种不同波长的光组分(例如红光、蓝光等)，例如第一波长组分和第二波长组分。与入射光束的第二波长组分相比，第一波长组分具有更短的波长；例如第一波长组分可为红色光和第二波长组分为蓝色光。此入射光束从输入光纤13射出，由透镜11校准并定向，穿过透镜11到达可倾斜的反射镜12。反射镜12使输入光束改变方向，穿过透镜11到达输出光纤14。其中，反射镜12的不同角位置导致不同程度的衰减，并导致固有的WDL。

为了对WDL进行补偿，根据本实用新型，透镜11采用无斜角透镜，用于校准来自所述输入光纤13的输入光束，并将所述输入光束聚焦到所述输出光纤14；使得其对第一波长组分的偏移量不同于对第二波长组分的偏移量，来至少部分地补偿固有的WDL。同时在输入光纤11及输出光纤14前端面(pigtail)设置倾斜角α，其中倾斜角α依据光纤色散与WDL的要求选择合适的度数，其范围为10度至15度之间，其中本实用新型中的VOA的倾斜角α优选为12度。具体来说，在图1中，无斜角透镜11具有汇聚平行光的作用，其包含入射表面11a和出射表面11b，入射表面11a为平面，出射表面11b为凸面。与第一波长组分的光中心点(例如红光)相比，第二波长组分的中心点(例如蓝光)通过无斜角透镜11的聚焦之后偏移量更大，更靠近输出光纤14的纤芯16。因此，波长较短光具有比现有技术更高的与纤芯16重叠的百分比，并且相比以前的情况，由于波长所导致的插入损耗IL更小，从而与固有WDL的影响相反，从而至少部分地补偿了固有的WDL。

这样本实用新型具有的优点为：首先，由于本实用新型的光衰减器的透镜采用无斜角透镜，产生与光纤方向相反的色散，来实现对光纤色散的补偿，从而实现减小各衰减WDL；其次，增大入射光纤与出射光纤的角度，使得回损达到50dB以上；最后，由于无斜角透镜的成本较现有技术的色散补偿光楔及高色散玻璃的成本大大降低，因此降低了生产成本，且在VOA中采用无斜角透镜的工艺稳定性较好。

以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。

Claims (5)

1.一种带有波长相关损耗补偿的可调节光衰减器，包括：输入光纤、透镜、反射镜和输出光纤，所述输入光纤，用于发射包含第一和第二波长组分的光束，与第二波长组分相比，第一波长组分具有更短的波长；所述输出光纤，用于接收所述光束；所述反射镜，用于接收来自所述透镜的光束，并将所述光束穿过所述透镜反射到所述输出光纤，所述反射镜的不同角位置导致不同程度的衰减，并导致固有的波长相关损耗；其特征在于：所述透镜设置为具有光轴的无斜角透镜，用于校准来自所述输入光纤的光束，并将所述光束聚焦到所述输出光纤；使得其对第一波长组分的偏移量不同于对第二波长组分的偏移量，来补偿固有的波长相关损耗。

2.根据权利要求1所述的一种带有波长相关损耗补偿的可调节光衰减器，其特征在于：所述输入光纤的前端面设置一倾斜角。

3.根据权利要求2所述的一种带有波长相关损耗补偿的可调节光衰减器，其特征在于：所述输入光纤的前端面的倾斜角设置为10度至15度之间。

4.根据权利要求1所述的一种带有波长相关损耗补偿的可调节光衰减器，其特征在于：所述输出光纤的前端面设置一倾斜角。

5.根据权利要求4所述的一种带有波长相关损耗补偿的可调节光衰减器，其特征在于：所述输出光纤的前端面的倾斜角设置为10度至15度之间。