几种可调光衰减器的简介
几种可变光衰减器技术及其比较
几种可变光衰减器技术及其比较为了实现DWDM系统的长距离高速无误码传输，必须使各通道信号光功率一致，即需要对多通道光功率进行监控和均衡。
因此出现了动态信道均衡器（DCE）、可调功率光复用器（VMUX）、光分插复用器（OADM）等光器件，这些器件的核心部件都是阵列可变光衰减器（VOA）。
灵活地调节VOA，可以使各个通道的功率处于理想的大小。
近年来，出现了多种制造可变光衰减器的新技术，包括可调衍射光栅技术、MEMS技术、液晶技术、磁光技术、平面光波导技术等。
高分子可调衍射光栅VOA高分子可调衍射光栅的制作基于一种薄膜表面调制技术。
起初，这种技术的开发是为了替代放映机和投影仪中的液晶显示屏（LCD）和数字光处理器（DLP）。
这种可调衍射光栅（图1）的顶层是玻璃，下面一层是铟锡氧化物（ITO），中间是空气、聚合物和ITO阵列，底层是玻璃基底。
在未加电信号时，空气与聚合物层的交界面是与结构表面平行的平面。
当入射光进入该平面时，不发生衍射。
在加电信号后，空气和聚合物的界面随电极阵列的分布而发生周期变化，形成了正弦光栅。
当入射光入射至该表面时，形成衍射。
施加不同的电信号可以形成不同相位调制度的正弦光栅。
高分子可调衍射光栅。
采用高分子可调衍射光栅的VOA的工作机制是：通过调制表面一层薄的聚合物，使其表面近似为正弦形状，形成正弦光栅。
利用这种技术，可以制作出一种周期为10微米，表面高度h随施加的电信号变化并且最高可到300纳米的正弦光栅。
当光入射到被调制的表面上时，形成衍射。
施加不同的电信号改变正弦光栅的振幅，即改变h时，可以得到不同的相位调制度，而不同相位调制度下的衍射光强的分布是不同的。
当相位调制度由零逐渐变大时，衍射光强度从零级向更高衍射级的光转移。
这种调制可以使零级光的光强从100%连续的改变到0%，从而，实现对衰减量的控制。
并且这种调制的响应时间非常快，在微秒级。
磁光VOA磁光VOA是利用一些物质在磁场作用下所表现出的光学性质的变化，例如利用磁致旋光效应（法拉第效应）实现光能量的衰减，从而达到调节光信号的目的。
光纤衰减器种类
光纤衰减器种类
光纤衰减器是一种用于控制和测量光信号功率的设备，它可以用来减小光纤传输中光信号的强度。
光纤衰减器的种类可以根据不同的分类方式进行划分。
按照接口类型，光纤衰减器可以分为以下几种：
1. SC光纤衰减器：这种衰减器适用于SC光纤接口，其触片是一根铜柱，
通常与RJ-45接口类似。
2. LC光纤衰减器：这种衰减器适用于LC光纤接口，可用于连接SFP模块，采用模块化插孔（RJ）闩锁机理，操作方便，常用于路由器。
3. FC光纤衰减器：这种衰减器适用于FC光纤接口，其外壳采用金属套包裹，紧固方式为螺丝扣。
一般在ODF侧采用，多用于配线架。
4. ST光纤衰减器：这种衰减器适用于ST光纤接口，其外壳为圆形，采用螺丝扣紧固，常用于光纤配线架。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅光纤衰减器相关文献或咨询专业技术人员。
多模mems可调光衰减器
多模mems可调光衰减器
多模MEMS可调光衰减器是一种新型的光学衰减器，它采用先进的微机电系统（MEMS）技术，在微米级尺度上实现光功率的可控衰减。
与传统的电子光衰减器相比，多模MEMS可调光衰减器具有体积小、体积低、精度高和调节范围宽等优点。
它们可用于光学传感器、光通信系统和光调制器等领域。
首先，多模MEMS可调光衰减器通常由滤波器阵列、电动机、微梁、光学波导以及控制电路等部件组成。
滤波器阵列通过定向改变光的波长，实现衰减的功能，从而调节光的功率。
滤波器阵列上的电动机可以在不同位置上控制光的衰减程度，从而实现衰减程度的可控性。
此外，微梁能够反映电动机的控制信号，还可以将滤波器与光纤连接在一起，以实现光的衰减需求。
同时，光学波导会将滤波器和微梁上的光传递到目标位置。
最后，控制电路通过信号控制，通过调整电动机的速度来控制可调光衰减器的衰减程度。
此外，多模MEMS可调光衰减器还可以实现光衰减范围的调节。
它通过调整滤波器、微梁和电动机的位置，可以加大或减小衰减程度，并可以调节多个频段的衰减程度。
同时，多模MEMS可调光衰减器还具备体积小、体积低、精度高和调节范围宽等优点，可以实现快速、高精度的光衰减效果。
可调衰减器的分类与应用
可调衰减器的分类与应用
1.可调衰减器分类
DWDM系统中使用的可调衰减器分为手调衰减器〔MVOA〕和电调衰减器〔EVOA〕两种，从功能上看它们都是对光信号功率进展调节，不同之处在于手调衰减器需要开局或维护人员现场使用螺丝刀调节，而电调衰减器那么可以通过主机或网管进展远程调节。
手调衰减器往往在开局安装后就不再调节，而电调衰减器在开局安装后，就算系统运行中出现功率变化仍可以进展远程调节。
虽然电调衰减器比手调衰减器灵敏很多，但因其价格偏高，在系统中根据客户的详细要求放置。
一般情况下，默认配置手调可调衰减器。
2.可调衰减器在长途波分系统中的应用
放大器输入功率调节
调节放大器的输入光功率使其为理论设定值，可以采用电调衰减器或手调衰减器。
ALC功能实现
在系统发现线路衰减改变时，通过电调衰减器自身衰减值反向改变进展补偿，使站点输出光功率仍然保持理论设定值，其本质仍然是控制放大器输入功率。
另：因为ALC功能为系统自动调节，所以必须采用电调衰减
器实现。
平坦度调节
调节OADM上波和透射信号光功率，使上波信号和透射信号功率持平，保持OADM站输出光谱平坦，可以采用电调衰减器或手调衰减器。
可变光衰减器分类
可变光衰减器分类如下：
位移型光衰减器。
位移型光衰减器分为横向位移型光衰减器和轴向位移型光衰减器。
薄膜型光衰减器。
在光纤中斜向插入蒸镀有不同厚度的一系列圆盘型金属薄腊的玻璃衬底，使光路中插入不同厚度的金属薄膜，就能改变反射光的强度，即可得到不同的衰减量，制成可变衰减器。
衰减片型光衰减器。
将具有吸收特性的衰减片固定在光纤的端面上或光路中，达到衰减光信号的目的，这种方法不仅可以用来制作固定光衰减器，也可用来制作可变光衰减器。
光衰减器
≤0.6dB ≥30dB ≤-45dB
≤0.1dB
衰减精度Resolution 可调节的最小衰减变化量 重复性 Repeatability 波长相关损WDL 偏振相关损耗PDL 温度相关损耗TDL
≤0.2dB
≤0.3dB (CorLBand)
≤0.2dB ≤0.2dB
四、指标测试与理解
35 30 0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 15 10 5 0 1 43 85 127169211253295337379421463505547589631
工作温度
存储温度
－5 ～ 65℃
－40 ～85℃
欢迎加入光迅科技！
装配检查 封盖 尾套固定 引线 焊接 组装 连接器 制作 包装 检查 包装、 标识
熔纤
四、指标测试与理解
主要参数 插损IL 衰减范围 Attenuation Range 回损RL 参数定义 最小损耗处，输入端光功率Pi与输出端光功 率Po之比 工作波长在指定输出端口的光功率相对全部 输入光功率的减少值的最大范围 入射到光衰减器中的光能量和衰减器中沿入 射光路反射出的光能量之比 在同一指定反馈值处的衰减值的差异 在指定波长范围内，同一点处衰减值的最大 最小差值 光衰减器在所有偏振状态下最大传输和最小 传输的比率 在一定温度范围内，损耗值的变化量 参考值
• 手调可变光衰减器 Manual Variable Optical Attenuator 手调光衰减器是一种光衰减量连续可调的光无源器件,它 可以用来设定衰减量从0~40dB的连续变化。该产品具有插 入损耗低、稳定性好、可靠性高、体积小，操作方便等优 点，还能根据需要做成各种标准连接器形式。紧凑的外形 设计，能方便地安装在各系统上。
光衰减器的工作原理
光衰减器的工作原理
光衰减器是一种用于减弱光信号强度的器件，其工作原理基于光信号与材料的相互作用。
具体工作原理根据光衰减器的类型可以有所不同，以下是几种常见光衰减器的工作原理介绍：
1. 机械式衰减器：机械式衰减器通过旋转或移动机械结构来改变光信号通过器件的路径或距离，从而实现衰减。
例如，可使用可变光栅或可变光阑等机械结构来限制光线的传播，并降低光强度。
2. 电子式衰减器：电子式衰减器利用电子元件的控制手段来调节光信号的强度。
通常使用电容、电阻或半导体材料等器件，通过改变电压、电流或阻值来改变其阻尼、吸收或反射等特性，从而实现衰减。
3. 光学式衰减器：光学式衰减器利用光学原理来调节光信号的强度。
常见的一种方式是通过调节入射光信号的折射率来实现衰减。
例如，可使用变焦透镜，通过调节透镜曲率来改变光线的焦距，从而改变光强度。
总的来说，光衰减器的工作原理是通过调节光信号的路径、距离、阻尼、吸收或反射等特性，来实现对光强度的控制和调节。
不同类型的光衰减器采用不同的工作原理，但目标都是实现对光信号强度的减弱。
全光纤式可调光衰减器 _VOA_
朗普达光电科技
让科研工作更高效 促进科技转化为生产力
全光纤式可调光衰减器 (VOA)
1. 描述: 全光纤式可调光衰减器（VOA ）是一种全光纤结构的光衰减器，具有附加损耗低、结构紧凑、使用方便、衰减调节范围大（衰减范围可从0至40dB 连续调节）等特点。
2. 特点: * 原始损耗低 * 结构紧凑 * 衰减调节范围大 * 调节精度高
3. 应用:
* 光通讯系统测试 * 光纤器件测试 * * 光纤实验室
4. 性能指标:
类
型 参数
1310
1550
工作波长(nm) 1310 1550 工作带宽 (nm) ¡ 40 ¡ 40 衰减范围 (dB) 0 ~ 40 0 ~ 40 原始损耗 (dB) 0.3
0.3
调节精度 (dB) ＜ 0.2 回波损耗 (dB) ≥ 50 工作温度 (℃) -40 ~ +70 存储温度 (℃) -40 ~ +85 外形尺寸 (mm)
78¡68¡16
注：上述性能指标不包含连接头损耗。
5. 产品订购信息:
VOA¡A¡XXX¡X¡XX/XXX
Connector : FC/UPC, FC/APC etc.
Fiber Type : 0=SMF-28, 1=HI1060, 4=others
Wavelength : 131=1310nm, 155=1550nm, 1315=1310&1550nm etc.
Type : A=All fiber。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
几种可调光衰减器的简介2007-10-7 14:56:46 讯石光通讯咨询网编辑：iccsz可调节光衰减器(VOA)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。
此外，VOA产品还具有与其它光通信组件结合并将其推往高阶模块的特性。
几种可调光衰减器的简介福州高意通讯有限公司李继锋1.引言可调节光衰减器(VOA)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。
此外，VOA 产品还具有与其它光通信组件结合并将其推往高阶模块的特性。
近年来，出现了多种制造可变光衰减器的技术，包括可机械式VOA、磁光VOA、液晶VOA、MEMS VOA、热光VOA和声光VOA等。
本文将对各种典型VOA的做一个简要的介绍。
2. 几种常见的VOA简介2.1. 机械式VOA该种类型的VOA也有多种具体的实现方式。
图1是挡光型光衰减器的原理图，驱动挡光元件拦在两个准直器之间，实现光功率的衰减。
挡光元件可以是片状或者锥形，后者可通过旋转来推进，而前者需平推或者通过一定机械结构实现旋转至平推动作的转换。
挡光型光衰减器可以制成光纤适配器结构，也可以制成图1所示的在线式结构。
与上面提到的挡光型VOA类似，也有一种机械一电位器形式的EVOA方案。
其原理是用步进电机拖动中性梯度滤光片，当光束通过滤光片不同的位置时其输出光功率将按预定的衰减规律变化，从而达到调节衰减量的目的。
还有一种机械偏光式光衰减器。
其基本原理是从入端口射出的光束被反射片反射到出端口，两端口之间的反射耦合效率由反射片的倾斜角度来控制，从而实现光衰减的调节。
而反射片的倾斜则由多种不同的机理来控制。
机械型光衰减器是较为传统的解决方案，到目前为止，已在系统中应用的VOA大多是用机械的方法来达到衰减。
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。
2.2. 磁光VOA磁光VOA是利用一些物质在磁场作用下所表现出的光学性质的变化，例如磁致旋光效应(法拉第效应)等亦可实现光能量的衰减，从而达到调节光信号的目的。
一种典型的偏振无关磁光VOA结构如图2所示。
图2中，其中的(a)是实际的光路，为了更好地说明其原理，我们采用(b)中的镜像光路。
当光从双芯光纤的一端入射，经透镜准直后（略去光束的厚度），进入到双折射晶体（其光轴垂直于纸面），被分成O光和E光两束光，然后进入法拉第旋转器，光从法拉第旋转器出射后被全反射镜反射，再依次通过法拉第旋转器、双折射晶体和透镜，最后从双芯光纤的另一端输出。
因此，通过调制电压控制磁场，可以使进入法拉第旋转器的偏振光的偏振态发生旋转。
在法拉第旋转角为0度的情况下，O光仍然是O光，E光仍然是E光，两束光不平行，不能合在一起，如虚线所示，此时衰减程度最大；在法拉第旋转角为45度的情况下，总的法拉第旋转角为90度，O光变成E 光，E光变成O光，两束光平行，通过透镜聚焦后合在一起，此时衰减程度最小。
当控制法拉第旋转角在0度和45度之间连续变化时，就可以实现衰减量的连续调节。
利用材料的磁光效应并结合其它的技术，可以制作出高性能、小尺寸、高响应及结构相对简单的光衰减器。
这是利用分立微光器件技术制作光衰减器的一个有待进一步开发的领域。
2.3. 液晶VOA液晶VOA利用了液晶折射率各向异性而显示出的双折射效应。
当施加外电场时，液晶分子取向重新排列，将会导致其透光特性发生变化，其工作原理如图3所示。
液晶VOA具体的实现方式如图4所示。
由入射光纤入射的光经准直器准直后，进入双折射晶体，被分成偏振态相互垂直的O光和E光，经液晶后，O光变成E光，E光变成O光，再由另一块双折射晶体合束，最后从准直器输出。
当液晶材料两端的透明电极上加载电压V时，O光和E光经过液晶后都改变一定的角度，经第二块双折射晶体，每束光又被分成O光和E光，形成了4束光，中间两束最后合成一束从第二块双折射晶体出射，由准直器接收，另外两束从第二块双折射晶体出射后未被准直器接收，从而实现衰减。
因此，通过在液晶的两个电极上施加不同的电压控制光强的变化，可以实现不同的衰减。
液晶VOA可以实现光衰减器的小型化、高响应化。
但同时液晶材料插入损耗较大，制作工艺相对也较复杂，特别是受环境因素的影响较大，它的优点是成本低，已有批量商用。
其它还有些功能材料在强电场作用下光学特性也会发生变化，例如铌酸锂（LiNbO3）晶体的电光效应，因此这也是有可能利用的一个途径。
但由于类似这样的电光效应通常需要数千伏乃至上万伏的强电场，所以应用在光通信的无源器件领域有一定限制，至今鲜有相关的信息。
2.4. MEMS VOAMEMS是此领域中较新的应用技术，经过近几年的发展，MEMS Chip的生产工艺已经趋于成熟，有力地推动了MEMS VOA的应用。
在光网络中应用，以MEMS技术为基础的产品也具有明显的价格和性能上的优势。
MEMS VOA有反射式VOA和衍射式VOA，如图5所示。
反射式VOA的工作原理如图5(a)所示，它是在硅基上制作一块微反射镜。
以unblocking型VOA 为例。
光经过双光纤准直器的一端进入，以一定角度入射到微反射镜上，当施加电压时，微反射镜在静电作用下被扭转，倾角改变，入射光的入射角度发生改变，光反射后能量不能完全耦合进双芯准直器的另一端，达到调节光强的目的；而未加电压时，微反射镜呈水平状态，光反射后能量完全耦合进双芯准直器的另一端。
衍射式VOA是基于动态衍射光栅技术，如图5(b)所示。
这种动态衍射光栅由平行微栅条阵列构成，微栅条上表面镀以200~300 nm厚的铝膜，起电极和反射光的双重作用，下表面是特殊设计的由Si3N4和SiO2膜形成的双簧结构以提供弹性力，其下刻蚀的空气隙厚度与所欲应用的光谱波段相关。
当施加电压信号时，在静电力的作用下相间隔的动栅条位置向下移动以产生衍射光栅效应，工作状态如图5(b)所示。
通过调节电压来控制一级衍射光从而达到对光信号衰减量进行调节的目的。
这种动态衍射光栅首先在成像及显示技术中得到应用，它在性能上具有响应速度快、衰减控制精度高、消光系数大、抗疲劳磨损等特点，能被用于制作许多其它光通信器件的核心部件，如光开关阵列等。
MEMS VOA已经很成熟，并已大量生产和规模应用。
同时因为成品率的问题，在价格方面也面临着挑战，另外由于是微机电部件，可靠性相对来说有时不够理想。
早期的MEMS VOA都采用激光焊接的方式，设备投入较大，而且生产效率低、装配成本高。
目前，市场也推出了全胶工艺的MEMS VOA，很好地解决了这一问题。
目前，已经可以大批量生产MEMS VOA的国外厂家主要有：Lightconnect（已被Neophotonics收购）、JDSU、Oplink、Avanex、Santec、Lightwave2020、AFOP等。
在国内，高意通讯有限公司已经具备批量生产MEMS VOA的能力，并且具有激光焊接和全胶的技术平台。
主要的产品包括单个VOA器件、4通道和8通道VOA模块，如图6所示。
2.5. 热光VOA热光VOA主要是利用一些材料在温度场中所具有的光学性质变化特性，如温度变化所导致的热光材料折射率的变化等。
按照结构的不同，主要可以分为两大类，泄漏型和开光型VOA。
泄漏型热光VOA的原理如图7(a)所示，其原理是首先将部分光纤原有的外皮包层剥除，用热光材料代以构成外皮层。
当对该热光材料外皮层施以温度变化时，由于其折射率的变化而导致原有光传输特性即模场直径(MFD)的变化，有部分的光信号能量将从该处逸出（辐射光），从而达到通过控制温度来调节光衰减量的目的。
对于开光型的热光VOA最典型的就是一种基于Mach-Zehnder干涉仪（MZI）的原理，其具体结构如图7(b)所示。
主要工作方式是在Mach-Zehnder干涉仪的其中一个干涉臂上面加上热光材料，并将热光材料置于薄膜加热器上。
利用热光效应，使材料的折射率发生变化，从而改变MZI的干涉臂的长度，使两臂产生不同的光程差，进一步使得双光束的干涉光强发生改变，实现对光衰减量的控制。
MZI型平面光波导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。
这种方法必须对光束进行分束和耦合，这就会引入较大的插损，因而这种VOA性能还较差，封装难度大。
热光VOA由于加热，冷却装置相对复杂，温度场一光导介质折射率之间的数理函数关系复杂而不易精确量化和控制，尤其是其较长的响应时间阻碍了其在现代光通信中的应用。
2.6. 声光VOA该种衰减器的基本原理是利用声光晶体在超声波的作用下产生的周期性的应变，从而导致折射率的周期性变化，等同于建立了一块位相光栅，于是即可利用该光栅对光束进行调制。
已有一些公司宣称已开发出采用声光晶体的可调式衰减器(称之为AVOA)。
据了解，声光晶体材料的取得没有问题，不过现阶段占整体成本偏高，约占其中的4-5成。
3. 结束语可变光衰减器（VOA）是光通信系统中重要的光器件之一。
长期以来，它一直停留在机械式水平，因为体积大不利于集成，它一般只适合于单通道衰减方式。
随着DWDM系统的发展，以及市场对可灵活升级的可重构光分插复用器（ROADM）的潜在的巨大需求，越来越需要通道数多而体积小的可变光衰减器阵列，特别是一些集成型的VOA产品。
传统的机械方式已不能解决这些难题。
随着光纤网络的发展，VOA的发展趋势是：低成本、高集成、响应时间快以及和其他光通信器件的混合集成。