[發明專利]可變光衰減器無效

申請號：	01117776.4	申請日：	2001-05-17
公開（公告）號：	CN1325033A	公開（公告）日：	2001-12-05
發明（設計）人：	戴維·格蘭斯登;菲利普·郎永	申請（專利權）人：	JDS尤尼費斯公司
主分類號：	G02B6/26	分類號：	G02B6/26;G02B5/20
代理公司：	中國國際貿易促進委員會專利商標事務所	代理人：	蔣世迅
地址：	加拿大***	國省代碼：	暫無信息
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摘要：
搜索關鍵詞：	可變衰減器
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【說明書】：

本發明涉及可控地衰減光信號的可變光衰減器。本發明具體涉及緩變孔濾波器形式的可變光衰減器，它基本上是波長無關和偏振無關的。

本領域專業人員知道多種形式的光衰減器。理想地，光衰減器提供一種控制光束強度而不明顯地影響光束其它性質的裝置。

傳統上，利用可變孔徑或光闌調節光束的橫截面，因此，調節光束的總能量。然而，大多數阻擋部分光信號的單孔徑衰減器是波長有關和偏振有關的，因此，限制了這些器件在許多應用中的使用。

我們還知道線柵型光衰減器，例如，在Arthur?Ashkin的美國專利No.3,620,599中有描述，把它合并在此供參考。這些類型的光衰減器是在衍射原理下工作的。線柵型光衰減器包括多個均勻間隔的平行反射線，其中這些線直徑和它們之間的間隔是這樣選取的，大于被衰減的光波長約1至3個數量級。可變衰減是通過圍繞平行于所述線的軸旋轉線柵完成的。雖然這些光衰減器在高功率條件下工作得很好，因散射和/或背反射而引起許多問題，這些問題使透射質量下降并導致反饋噪聲。當這些衰減器接近激光器時，這種反射光還造成激光器性能的下降。

更普遍地，可變光衰減器是連續可變的中性密度濾波器，其中光密度是濾波器區域上位置的變化函數。這些濾波器一般是由帶金屬涂層的光玻璃襯底制成的，其密度隨濾波器表面的距離而增大。當濾波器相對于光束運動時，通過光信號的吸收和反射實現衰減。一般地說，這種濾波器的運動是圍繞被衰減光束軸的旋轉。

在Tamulevich的美國專利No.4,904,044中公開一種連續可變光纖衰減器，其中密度梯度的變化是沿著它的長度方向，把它合并在此供參考。該衰減器利用可變光密度的靈活濾波器，它朝向兩條光纖之間的光耦合區。按照這樣的方式放置衰減器，改變光耦合區中的衰減器密度，從而改變該器件的衰減度。耦合到衰減器的電阻器提供一種衰減器定標的手段，給出高精度和可重現的衰減度。

雖然連續可變的中性密度濾波器工作得令人滿意，它們的制造成本很高，且在光譜的吸收，反射和折射特性方面存在一些缺點。

特別是，由于中性密度特征具有高的吸收特性，金屬涂層的溫度可以到達很高的量級，因而誘發某些隨時間發生的疲勞現象(例如，分層，氧化，退火，等等)。所以，該濾波器的本征特性受到影響，例如，密度。此外，由于濾波器表面上不規則性導致反射光干涉造成的干擾是另一種限制，特別是在濾波器的溫度增高時，例如在高的光強度應用中所發現的。

此外，金屬涂層的應用要求很高的精度，且經常隨不同的分批而變化。而且，制造這樣的中性密度濾波器是極其困難的，其中金屬層的沉積是按照這樣一種方式，濾波器的衰減度與位置之間的關系大致呈現線性關系。

本發明的一個目的是，提供一種排除大部分或全部上述缺點的光衰減器，而且，它的制造工藝不太復雜且成本較低。

本發明的另一個目的是，提供一種基本上波長無關和偏振無關的光衰減器，而且，它可在高功率應用中使用。

本發明提供一種可變光衰減器，它基本上是波長無關和偏振無關的。類似于線柵型光衰減器，本發明的緩變孔濾波器是在衍射原理下工作的。具體地說，通過濾波器透射的零級衍射光提供與波長無關的衰減輻射。

按照本發明提供一種可變光衰減器，用于衰減包含光信號的光束，光束直徑約小于1mm，包括：

濾波器，包括有多個離散孔徑的薄片，用于提供沿確定薄片梯度軸路徑的透射梯度，多個孔徑有預定的形狀，尺寸和分布，且其長度和它們之間的距離遠遠小于光束直徑；

輸入端口，使光束以預定的夾角射向濾波器；

輸出端口，接收來自濾波器的基本會聚的光；和

運動裝置，提供光束與濾波器之間的相對運動，實現光束的可變衰減度，取決于所述濾波器相對于所述光束的位置。

按照本發明提供另一種可變光衰減器，用于衰減包含光信號的光束，光束直徑約小于1mm，包括：

濾波器，包括有多個基本不透明區域和多個基本透明區域的薄片，這些區域是這樣離散地分布的，每單位面積透明區域的百分比隨濾波器的尺度而增大，單位面積的直徑等同于光束直徑，多個基本透明區域有預定的形狀，尺寸和分布，且至少部分的基本透明區域的長度和它們之間的距離遠遠小于光束直徑；

輸入端口，使光束以預定的夾角射向濾波器；