[发明专利]可调光衰减器及可调光衰减波分复用器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光纤通信系统的光学器件，具体地说，是涉及一种可调光衰减器以及具有这种可调光衰减器的可调光衰减波分复用器。

背景技术

现代的光纤通信系统的光信号传输速度越来越快，且系统的容量也越来越大，这有赖于掺铒光纤放大器(EDFA)与密集波分复用(DWDM)技术的应用。但是，由于光信号发射机发射的信号光功率不均匀性以及掺铒光纤放大器的增益谱不平坦性, 使得密集波分复用系统中的若干不同波长的光信号经过掺铒光纤放大器后，对应的增益不一致，而且随着长距离通信系统中的多个掺铒光纤放大器级联使用，使得这种增益不平坦性不断积累，造成不同信道的功率极端不均匀，导致光纤通信系统的动态失衡。

另外，在光纤通信系统中，当光传输的信道数增减或某信道功率改变时，也会引发其它信道功率跳变，接收机各个信道收到的光功率值和光信号的信噪比也就各不相同。这种不均衡性对整个光纤通信系统的传输性能非常有害，往往会使各路信号之间发生串扰，使某些波长信道的误码率高于指定值。如果不均衡功率值过高，会导致光信号在光纤中的传输发生非线性效应，并导致接收机所接收的光功率值超过接收机的最大动态范围。如果不均衡功率值过低，会导致接收机所接收的光功率值低于接收机的灵敏度，则导致接收机接收不到光信号。

因此，人们使用对各个信道的信号光功率进行动态调节的全通道可调光衰减器对多个信道的信号进行光功率调节，最为常见的器件是平面波导型可变衰减器阵列。然而，这种器件仅能对所有信道的光功率进行调节，并不能对奇信道或偶信道的光功率分别进行调节，也无法动态地调节奇信道的光功率与偶信道的光功率，更无法实现奇信道的信号与偶信道的信号的合光。

目前也存在有交错型合波器件，即对奇信道的信号与偶信道的信号进行合光的器件，如马赫-增德尔干涉仪或者公告号为CN102262303A的中国发明专利申请中所介绍的具有偏振合波功能的器件，这些器件具有三个端口，一个端口接收奇信道的信号，一个端口接收偶信道的信号，输出端口输出的信号是包含奇信道的信号与偶信道的信号的复用信号。但是，这种器件不具备对奇信道的信号与偶信道的信号的光功率进行动态调节的功能。

目前也存在能够对多个信道的信号光功率进行动态调节且能够对奇信道的信号与偶信道的信号进行合波/分波功能的器件，如2×1波长选择开关。公开号为CN102226848A的中国发明专利申请公开了一种波长选择开关，其具有准直器阵列、扩束棱镜组、光栅、聚焦透镜以及MEMS微镜阵列，从准直器阵列出射的光束依次经过扩束棱镜组、光栅、聚焦透镜入射到MEMS微镜阵列，通过调节MEMS微镜阵列的角度来改变光束的反射方向，从而动态地调节不同信道的光功率。但是，由于波长选择开关的结构复杂，且因使用MEMS微镜阵列而导致制造成本高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种具有合波/分波功能且结构简单的交错型可调光衰减器。

本发明的另一目的是提供一种结构简单且制造成本较低的交错型可调光衰减波分复用器。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的可调光衰减器包括奇信道输入端口，其通过光隔离器件向第一准直器输出光束，还包括偶信道输入端口，其向第一环形器的第一端口输出光束，第一环形器的第二端口向第二准直器输出光束，可调光衰减器还包括双折射晶体，位于第一准直器的出射端及第二准直器的出射端，双折射晶体的出射端设有色散器件，色散器件的出射端设有聚焦透镜，一液晶组件设置在聚焦透镜的焦平面上，液晶组件具有设置在靠近聚焦透镜一侧的液晶阵列以及远离聚焦透镜的反射镜，液晶阵列具有二组以上的液晶单元。

由上述方案可见，奇信道的信号与偶信道的信号分别通过两个准直器入射到双折射晶体、光栅后，在聚焦透镜的焦平面不同位置上成像，不同信道的光束入射到液晶阵列的不同液晶单元上，通过向各个液晶单元加载不同的电压，改变穿过液晶单元的偏振光的偏振态，使光束的偏振态发生一定角度的旋转，反射后的光束偏振态将发生改变，入射到双折射晶体的不同位置，从不同的准直器出射。只要动态地调节加载到液晶阵列中不同液晶单元的电压值，可以改变不同信道不同波长的光束的偏振态旋转角度，使从奇信道入射的部分光束或全部光束从偶信道的准直器出射，实现对奇信道、偶信道的信号光功率进行调节或者实现对奇信道的信号与偶信道的信号合光。

并且，由于可调光衰减器无需设置价格昂贵且结构复杂的MEMS微镜阵列，且使用的器件结构简单、价格低廉，使可调光衰减器的结构简单，且生产成本低。