[發明專利]一種具有長調節長度的可調光纖衰減器

在審

• 申請號: 201510761301.0
• 申請日: 2015-11-10
• 公開（公告）號: CN105223687A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 蔣麗娟;唐雪東
• 申請（專利權）人: 成都新銳鑫光通信技術有限公司
• 主分類號: G02B26/02
• 分類號: G02B26/02;G02B6/26
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 郭霞

技術領域

本發明涉及一種光纖衰減器，屬于光電子技術領域。

背景技術

可調光纖光衰減器在光通信中具有廣泛的應用，其主要功能是用來減低或控制光信號。光網絡的最基本的特性應該是可調，特別是隨著DWDM傳輸系統和EDFA在光通信中的應用，在多個光信號傳輸通道上必須進行增益平坦化或信道功率均衡，在光接收器端要進行動態飽和的控制，光網絡中也還需要對其它信號進行控制，這些都使得可調光纖衰減器成為其中不可或缺的關鍵器件。此外，可調光纖衰減器產品還具有與其它光通信組件結合并將其推往高階模塊的特性。

現有技術中的可調光纖衰減器主要包括以下幾種類型：

1)機械式可調光纖衰減器

該種類型的可調光衰減器也有多種具體的實現方式，驅動擋光元件攔在兩個準直器之間，實現光功率的衰減。擋光元件可以是片狀或者錐形，后者可通過旋轉來推進，而前者需平推或者通過一定機械結構實現旋轉至平推動作的轉換。擋光型光衰減器可以制成光纖適配器結構，其缺點在于體積較大、組件多結構復雜、響應速度不高、難以自動化生產、不利于集成等。

2)磁光可調光衰減器

磁光可調光衰減器是利用一些物質在磁場作用下所表現出的光學性質的變化，例如磁致旋光效應(法拉第效應)等亦可實現光能量的衰減，從而達到調節光信號的目的，用材料的磁光效應并結合其它的技術，可以制作出高性能、小尺寸、高響應及結構相對簡單的光衰減器，但是控制相對復雜。

3)液晶可調光衰減器

液晶可調光衰減器利用了液晶折射率各向異性而顯示出的雙折射效應。當施加外電場時，液晶分子取向重新排列，將會導致其透光特性發生變化，缺點是電光效應通常需要數千伏乃至上萬伏的強電場，所以應用在光通信的無源器件領域有一定限制，至今鮮有相關的信息。

4)MEMS可調光衰減器

MEMS是此領域中較新的應用技術，經過近幾年的發展，MEMSChip的生產工藝已經趨于成熟，有力地推動了MEMS可調光衰減器的應用。在光網絡中應用，以MEMS技術為基礎的產品也具有明顯的價格和性能上的優勢。MEMS可調光衰減器有反射式可調光衰減器和衍射式可調光衰減器，缺點也是控制相對復雜。

5)熱光可調光衰減器

熱光可調光衰減器主要是利用一些材料在溫度場中所具有的光學性質變化特性，如溫度變化所導致的熱光材料折射率的變化等。按照結構的不同，主要可以分為兩大類，泄漏型和開光型可調光衰減器。熱光可調光衰減器由于加熱，冷卻裝置相對復雜，溫度場一光導介質折射率之間的數理函數關系復雜而不易精確量化和控制，尤其是其較長的響應時間阻礙了其在現代光通信中的應用。

6)聲光可調光衰減器

該種衰減器的基本原理是利用聲光晶體在超聲波的作用下產生的周期性的應變，從而導致折射率的周期性變化，等同于建立了一塊位相光柵，于是即可利用該光柵對光束進行調制。已有一些公司宣稱已開發出采用聲光晶體的可調式衰減器。據了解，聲光晶體材料的取得沒有問題，不過現階段占整體成本偏高，約占其中的4-5成。

發明內容

本發明就是為解決上述問題而提出的，提供一種新型的光纖衰減器。

本發明的思路是利用光纖的伸長或縮短來改變包層的有效折射率，從而改變包層和芯層之間的折射率差，從而改變了芯層和包層之間界面處反射條件，從而使得界面處的透射率產生連續的變化，從而可獲得不同強度的透射光，也即能夠獲得不同的光衰減率。

其中所使用的可調衰減光纖的包層和芯層均是由彈性可拉伸材料制作而成，并且在包層中在包層與芯層的界面處摻雜有一薄層的高折射率物質，當拉伸之后，界面處包層內的摻雜濃度就會相應降低，包層界面處的有效折射率因為摻雜濃度的降低而降低，從而改變了全反射條件。

根據本發明的一實施例，提供了一種可調光纖衰減器，包括連接在兩根光纖之間的可調衰減光纖，所述可調衰減光纖包括包層和芯層，所述包層和芯層均是由可伸縮的彈性材料制造而成，所述可調衰減光纖的兩端連接有固定裝置，兩個固定裝置分別安裝在可伸縮的驅動桿兩端，固定裝置的下部設置位于安裝基座上的導軌上，通過控制驅動桿的伸縮，可帶動固定裝置移動，從而可改變兩固定裝置之間的間距，從而可以使得可調衰減光纖進行伸長或縮短，其中可調衰減光纖的包層內的包層與芯層的界面處摻雜有高折射物質，該摻雜物的折射率高于包層材料的折射率，并且滿足如下要求：當可調衰減光纖被拉伸到最大程度時可調衰減光纖會發生全反射，而當其由于拉伸而延長的長度縮短到0時，其光衰減達到最大。

根據本發明的另外一實施例，所述彈性材料為高彈性塑料。