[发明专利]一种基于DLP的可调节光衰减器和衰减器阵列

说明书

技术领域

本发明涉及光通讯器件领域，尤其涉及一种基于DLP的可调节光衰减器和衰减器阵列。

背景技术

可调节光衰减器在光通信中具有广泛的应用，其主要功能是用来减低或控制光信号。光网络的最基本的特性应该是可调，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。

目前，VOA光衰减器技术已有多种类型的制造技术，有可调机械式技术、磁光技术、液晶技术、平面波导技术等诸多形式。

VOA应能精确地控制光信号的功率，为所有通信波长提供稳定的衰减器；在超长距离DWDM系统中，VOA还必须对随环境影响而逐渐变化的信号有反应；在动态网络节点上，VOA的响应时间应在ms级。VOA的技术指标主要包括：工作波长范围、动态范围、插入损耗、偏振相关损耗、响应时问、温度特性、工作温度等。

机械型光衰减器是较为传统的解决方案，该类型的光衰减器具有工艺成熟、光学特性好、低插损、偏振相关损耗小、无需控温等优点；而其缺点在于体积较大、组件多结构复杂、响应速度不高、难以自动化生产、不利于集成等。

磁光型VOA由于磁光晶体对光束偏振态的改变受环境温度的影响，温度特性较差，需要温度补偿。另外，在磁光晶体的磁化没有达到饱和时，磁光晶体里面会产生许多磁畴。磁畴的存在造成可调光衰减器的衰减效果的可重复性变差，即使能够保持良好的可重复性，也难以产生衰减的平稳变化；还由于磁畴边界表面散射的存在，使得衰减较难控制。

液晶型VOA由于液晶很容易受环境温度的影响，因而温度特性很差，使用时需要辅以温度校准，另一个缺点是它在低温时响应时间很慢。

MZI形平面光波导VOA体积小，利于高度集成，但是目前其工艺还处于发展和完善中，性能还较差，封装难度大。EA型平面光波导VOA要求对载流子浓度的改变很大，调制区域很长，所以会增加器件的体积和功耗，并且这种VOA也是温度相关的。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基于DLP的可调节光衰减器和衰减器阵列，具有控制精度高、衰减范围大、体积小、易于多通道集成等优点。

为达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种基于DLP的可调节光衰减器，包括输入输出单元、扩束/缩束系统和DLP；所述DLP的各个微反射镜均具有两个偏转方向的工作状态；所述输入输出单元具有一个输入端口和一个输出端口，输入端口的输入光经扩束/缩束系统扩束之后照射到DLP微反射镜阵列上，一部分微反射镜将其对应的光束反射后经扩束/缩束系统缩束之后由输入输出单元的输出端口接收输出，另一部分微反射镜将其对应的光束反射偏离出光路衰减掉。

进一步的，所述输入输出单元为一个光环行器结合一准直器，或是为一双光纤准直器，或者两个单光纤准直器结合。

进一步的，所述扩束/缩束系统由两个球面透镜组成，或两柱面镜组成，或是由球面透镜与非球面透镜组成。

本发明的另一技术方案为：一种基于DLP的可调节光衰减器阵列，包括输入输出单元阵列、扩束/缩束系统和DLP；所述DLP的各个微反射镜均具有两个偏转方向的工作状态；所述输入输出单元阵列的各输入输出单元均具有一个输入端口和一个输出端口，各输入端口的输入光经扩束/缩束系统扩束之后分别照射到DLP微反射镜阵列的不同区域上，一部分微反射镜将其上的光束反射后经扩束/缩束系统缩束之后由原输入输出单元的输出端口接收输出，另一部分微反射镜将其上的光束反射偏离出光路衰减掉。

进一步的，所述输入输出单元阵列的各输入输出单元为一个光环行器结合一准直器，或是为一双光纤准直器，或者两个单光纤准直器结合。

进一步的，所述扩束/缩束系统由两个球面透镜组成，或两柱面镜组成，或是由球面透镜与非球面透镜组成。

本发明的有益效果为：采用DLP调节反射光方向来调节光的衰减量，既保持了传统光衰减器全面的光学性能，同时具有控制精度高、衰减范围大、驱动电压低、体积小、易于多通道集成、响应速度快和性价比高等优点。

附图说明

图1为本发明采用的DLP结构示意图；

图2为DLP微反射镜阵列的两种状态；

图3为本发明光衰减器实施例的结构示意图；

图4为衰减器阵列在DLP上的光斑分布示意图。