專利名稱：數(shù)字型高精度光纖衰減器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光網(wǎng)絡(luò)通信、傳感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖衰減技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖衰減器是隨著光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種非常重要的光學(xué)無源器件，它 可以將收到的信號強度降低到所需要的程度，可用于光通信線路，系統(tǒng)的評估，研究及調(diào) 整、校正等方面，市場需求量巨大。按照光纖衰減器的工作原理，目前的光纖衰減器可分為位移型光纖衰減器、鍍膜 型光纖衰減器、衰減片形光纖衰減器、液晶型光纖衰減器和光電轉(zhuǎn)換型光纖衰減器等。其中 位移型光纖衰減器、液晶型光纖衰減器和光電轉(zhuǎn)換型光纖衰減器為可變衰減，單這些光纖 衰減器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機械部件要求精度高，成本高；鍍膜型光纖衰減器、衰減片形光纖衰減 器雖然結(jié)構(gòu)簡單，但只是固定衰減，功能單一。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明設(shè)計了一種新型的數(shù)字型高精度光纖衰 減器。為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種數(shù)字型高精度光纖衰減器，包括光開關(guān)陣列和光纖衰減器，光開關(guān)陣列上連 接多個光纖衰減器，光開關(guān)數(shù)字控制模塊控制光開關(guān)陣列連接的光纖衰減器的斷開與閉 合，光開關(guān)陣列分別有一個光輸入端口和光輸出端口。光開關(guān)數(shù)字控制模塊和N-I個光纖衰減器構(gòu)成的NXN光開關(guān)陣列，具有N個輸入 端口及N個輸出端口，所述輸入端口用于接收信號光，所述輸出端口用于輸出信號光；N-I 個光纖衰減器，兩端分別連接在所述光開關(guān)的相對應(yīng)的N-I個輸入端口或N-I個輸出端口 之間，構(gòu)成N-I個彼此光衰減量成K倍的環(huán)路(K為小于等于1的正數(shù))；光開關(guān)數(shù)字控制 模塊，通過控制所述光開關(guān)陣列中的每個光開關(guān)元的狀態(tài)，從而控制信號光進入特定環(huán)路; 并通過所述光開關(guān)陣列控制光信號在所述各個環(huán)路中環(huán)行的次數(shù)以控制總的光衰減量其 中，N為大于等于1的自然數(shù)。其中，NXN光開關(guān)陣列，其結(jié)構(gòu)特征在于光開關(guān)陣列是一個由NXN個半導(dǎo)體光開關(guān)單元以及相應(yīng)的波導(dǎo)通路構(gòu)成的單片 集成器件，共有N個輸入端口和N個輸出端口。光開關(guān)數(shù)字控制模塊根據(jù)不同光衰減量的需要在不同時刻有不同的數(shù)字量控制 光輸出。同時，在輸入端口和輸出端口之間接光纖衰減器構(gòu)成N-I個環(huán)路，每個光環(huán)路中接 一個彼此光衰減量成K倍光纖衰減器，剩下的一個輸入端口和輸出端口作為信號光的初始 輸入端口和最終輸出端口。N-I個光纖衰減器彼此的光衰減量之間形成K的倍數(shù)關(guān)系。最 短的光衰減量K構(gòu)成了本發(fā)明所設(shè)計的數(shù)字型高精度光纖衰減器的衰減精度，其他光衰減 量以K的倍數(shù)增加，K為小于等于1的正數(shù)。連接NXN光開關(guān)陣列的光纖衰減器可以是特定長度的光纖，也可以是固定光纖衰減器。在光開關(guān)陣列的控制下，本發(fā)明所提出的方案能形成K進制的N-I環(huán)路可調(diào)諧光 纖衰減器，通過光開關(guān)陣列控制光環(huán)路的循環(huán)次數(shù)，就可以形成大范圍的可調(diào)諧多進制光 纖衰減器。假設(shè)入射光功率為P，則總的衰減Q = nf+r^K^+· · ·+ηηΚΝ-1Ρ其中ni取值為0或1，光開關(guān)控制模塊控制其接通時為1，斷開時為0，以此構(gòu)成0 到P+fP+. . . +Kn-1P的大范圍衰減量。本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積 極效果1.利用了新型光開關(guān)陣列的高速響應(yīng)特性使得調(diào)節(jié)速度可達納秒級高速響應(yīng)；2.多環(huán)路光纖衰減器的設(shè)計方案可以達到很小的穩(wěn)定調(diào)節(jié)間隔，即很高的調(diào)節(jié)精 度且調(diào)節(jié)穩(wěn)定3.可以通過控制光開關(guān)陣列來控制環(huán)路，可以實現(xiàn)很大的動態(tài)調(diào)節(jié)范圍；4.在結(jié)構(gòu)和成本上，避免了傳統(tǒng)設(shè)計需要大量的光纖衰減器和開關(guān)，該方案結(jié)構(gòu) 簡單，只用了一個光開關(guān)模塊，成本更低，可靠性更高。


圖1為本發(fā)明所述的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
具體實施例方式下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的具體實施步驟。實施例1 如圖1所示，本實施例選取5個光纖衰減器，每個光纖衰減器精度以1/2 的倍數(shù)增加，SP N = 6，K= 1/2。本發(fā)明所述的數(shù)字型高精度光纖衰減器，包括一個由光開關(guān)數(shù)字控制模塊1和5 個光纖衰減器構(gòu)成的6X6光開關(guān)陣列2，具有6個輸入端口及6個輸出端口。所述輸入端 口用于接收信號光，所述輸出端口用于輸出信號光；5個具有光衰減量的光纖衰減器，兩端 分別連接在所述光開關(guān)的相對應(yīng)的5個輸入端口和5個輸出端口之間，構(gòu)成5個彼此光衰 減量成1/2倍的環(huán)路。光開關(guān)數(shù)字控制模塊1，用于通過控制所述光開關(guān)陣列2中的每個光開關(guān)元的狀 態(tài)，控制信號光進入特定環(huán)路，并通過所述光開關(guān)陣列控制光信號在各個環(huán)路中環(huán)行的次 數(shù)以控制總的光衰減量。光開關(guān)陣列2是一個由6X6個半導(dǎo)體光開關(guān)單元以及相應(yīng)的波導(dǎo)通路構(gòu)成的單 片集成器件，共有6個輸入端口和6個輸出端口。本發(fā)明選取連接NXN光開關(guān)陣列的光纖衰減器為機械式光纖衰減器，衰減基數(shù) 為1/2的倍數(shù)。如果入射光功率為P，則總的衰減Q = ηιΡ+η2 (1/2) 1P+. . . +n5 (1/2) 5P其中ni取值為0或1，光開關(guān)控制模塊控制其接通時為1，斷開時為0，以此構(gòu)成0 到P之間的大范圍衰減量。
實施例2 本實施例選取10個光纖衰減器，每個光纖衰減器精度以1/10的倍數(shù)增 加，即 N = 6，K = 1/10。本發(fā)明所述的數(shù)字型高精度光纖衰減器，包括一個由光開關(guān)數(shù)字控制模塊1和9 個光纖衰減器構(gòu)成的 ο X 10光開關(guān)陣列2，具有10個輸入端口及10個輸出端口。所述輸 入端口用于接收信號光，所述輸出端口用于輸出信號光；9個具有光衰減量的光纖衰減器， 兩端分別連接在所述光開關(guān)的相對應(yīng)的9個輸入端口和9個輸出端口之間，構(gòu)成9個彼此 光衰減量成1/10倍的環(huán)路。光開關(guān)數(shù)字控制模塊1，用于通過控制所述光開關(guān)陣列2中的每個光開關(guān)元的狀 態(tài)，控制信號光進入特定環(huán)路，并通過所述光開關(guān)陣列控制光信號在各個環(huán)路中環(huán)行的次 數(shù)以控制總的光衰減量。光開關(guān)陣列2是一個由IOX 10個半導(dǎo)體光開關(guān)單元以及相應(yīng)的波導(dǎo)通路構(gòu)成的 單片集成器件，共有10個輸入端口和10個輸出端口。本發(fā)明選取連接NXN光開關(guān)陣列的光纖衰減器為光纖長度一定的光纖衰減器， 衰減基數(shù)為1/10的倍數(shù)。如果入射光功率為P，則總的衰減Q = ηιΡ+η2 (1/10) 1P+. · · +n9 (1/10) 9P其中ni取值為0或1，光開關(guān)控制模塊控制其接通時為1，斷開時為0，以此構(gòu)成0 到P之間的大范圍衰減量。以上顯示和描述本發(fā)明的基本原理和主要特征本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員 應(yīng)該了解本發(fā)明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和說明書中描述的只是說本發(fā)明 的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和 改進都落入要求保護本發(fā)明范圍內(nèi)本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字型高精度光纖衰減器，包括光開關(guān)陣列和光纖衰減器，其特征在于光開 關(guān)陣列上連接多個光纖衰減器，光開關(guān)數(shù)字控制模塊控制光開關(guān)陣列連接的光纖衰減器的 斷開與閉合，光開關(guān)陣列分別有一個光輸入端口和光輸出端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字型高精度光纖衰減器，其特征在于所述的光纖衰 減器可以根據(jù)需要設(shè)置多個，多個光纖衰減器的衰減量可以不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字型高精度光纖衰減器，其特征在于所述的多個光 纖衰減器的衰減量為K的倍數(shù)，K為小于等于1的正數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字型高精度光纖衰減器，其特征在于所述的光纖衰 減器可以是具有衰減功能的一段光纖，也可以是固定光纖衰減器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字型高精度光纖衰減器，其特征在于所述的光開關(guān) 陣列是一個由NXN個半導(dǎo)體光開關(guān)單元以及相應(yīng)的波導(dǎo)通路構(gòu)成的單片集成器件，共有N 個輸入端口和N個輸出端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字型高精度光纖衰減器，其特征在于所述的光開關(guān) 陣列可以控制光環(huán)路行進通過的不同的光纖衰減器，從而實現(xiàn)光功率高精度和大動態(tài)范圍 調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字型高精度光纖衰減器，通過在光開關(guān)陣列上連接多個光纖衰減器，利用光開關(guān)數(shù)字控制模塊控制光開關(guān)陣列連接的光纖衰減器的斷開與閉合來控制所要衰減的程度。解決了目前光纖衰減器分立器件多，成本昂貴、結(jié)構(gòu)不緊湊，穩(wěn)定性差，性能難控制等問題。利用本發(fā)明所述的數(shù)字型高精度光纖衰減器，使得多環(huán)路光纖衰減器的設(shè)計方案可以達到很小的穩(wěn)定調(diào)節(jié)間隔，可以實現(xiàn)很大的動態(tài)調(diào)節(jié)范圍；在結(jié)構(gòu)和成本上，避免了傳統(tǒng)設(shè)計需要大量的光纖衰減器和開關(guān)，該方案結(jié)構(gòu)簡單，只用了一個光開關(guān)模塊，成本更低，可靠性更高。
文檔編號G02B6/26GK102096159SQ20101061912
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者仝芳軒, 周正仙, 席剛, 楊斌, 皋魏 申請人:上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司