光衰减器知识
光衰减器知识-中国电子仪器行业协会
光衰减器知识一、概述（一）用途光衰减器是光纤通信设备检测中必不可少的测试仪器之一，主要用于光信号的衰减，广泛应用于光纤通信系统、设备和仪器在研制、开发和生产过程中的检测与调试，还可以应用于误码率测量、接收机灵敏度测量、EDFA特性、功率均衡、系统损耗模拟和功率校准及验证等方面。
（二）分类与特点光衰减器按衰减原理分可分为挡光式和滤光片式两种类型。
挡光式光衰减器衰减范围较窄，且线性度较差；而滤光片式光衰减器具有衰减范围大、线性度好、平坦度好，重复性好等特点，在实际使用中得到了广泛的应用。
光衰减器按功能和用途的不同，可分为机械式光衰减器、智能程控式光衰减器和功率控制型智能程控光衰减器。
●机械式光衰减器的特点机械式光衰减器的优点是简单易用，价格便宜，但衰减准确度低、重复性和稳定度较差，衰减调节速度慢，只能满足简单的测试需求。
●智能程控式光衰减器智能程控式光衰减器的优点是衰减自动调节、针对不同波长衰减数据可进行补偿、具备GPIB远程控制功能，因此其衰减准确度高、重复性好、稳定性高、衰减调节速度快，能够满足科研和生产的需求，并可配合其它光测试仪器搭建自动测试系统，提高测试效率。
●功率控制型智能程控光衰减器功率控制型智能程控光衰减器在智能程控光衰减器的基础上增加了输出光功率控制功能，因此其不仅具备了智能程控光衰减器的所有优点，而且还可以对输出光功率实时监视，并对衰减值进行实时调整，进一步提高了测试的准确度和稳定性。
（三）产品国内外现状国内生产光衰减器的厂家主要有：如中国电子科技集团41所、中国电子科技集团公司第34所等单位。
国产光衰减器的衰减准确度和重复性指标都不太高，中国电子科技集团41所的衰减准确度≤±0.4dB，衰减重复性≤±0.04dB。
国外的光衰减器主要以Agilent、EXFO和JDSU居多，衰减准确度≤±0.1dB、重复率≤±0.01dB。
（四）技术发展趋势●高准确性、高重复性是光衰减器追求的目标；●集成化、模块化是光衰减器产品主要的发展趋势；●光功率监视技术将会得到进一步的推广应用。
光纤通信 光衰减器的工作原理
光纤通信光衰减器的工作原理光纤通信是一种利用光信号传输信息的通信方式，它具有传输速度快、传输距离远、抗干扰性强等优点。
然而，在光纤通信中，由于光信号的传输距离较长，会出现光信号的衰减现象，即光信号的强度会随着传输距离的增加而减弱。
为了解决这一问题，人们开发出了光衰减器。
光衰减器是一种用于控制光信号强度的装置，它可以根据需要调整光信号的强度，以确保光纤通信的正常运行。
光衰减器的工作原理主要涉及光信号的衰减和光信号的调节两个方面。
光衰减器通过光信号的衰减来降低光信号的强度。
光信号的衰减是通过在光信号传输路径中引入一定程度的光损耗来实现的。
光衰减器通常采用吸收、散射、干涉等方式来实现光信号的衰减。
其中，吸收是指通过在光信号传输路径中加入吸收材料，使光信号被吸收而减弱；散射是指通过在光信号传输路径中加入散射材料，使光信号发生散射而减弱；干涉是指通过在光信号传输路径中加入干涉器件，利用干涉效应使光信号发生干涉而减弱。
这些衰减方式可以根据需要进行组合，以实现不同程度的光信号衰减。
光衰减器通过光信号的调节来控制光信号的强度。
光信号的调节是通过调整光衰减器中的控制装置来实现的。
光衰减器通常采用机械调节、电子调节或光学调节的方式来控制光信号的强度。
机械调节是指通过旋转或移动光衰减器中的机械部件，改变光信号传输路径中的衰减程度，从而调节光信号的强度；电子调节是指通过改变光衰减器中的电流或电压来调节光衰减器的工作状态，从而控制光信号的强度；光学调节是指通过改变光衰减器中的光学元件的位置或形状，改变光信号传输路径中的衰减程度，从而调节光信号的强度。
这些调节方式可以根据需要进行组合，以实现精确的光信号调节。
光衰减器通过光信号的衰减和调节来控制光信号的强度，以满足光纤通信中不同场景下的需求。
光衰减器的工作原理涉及光信号的衰减和调节两个方面，通过引入光损耗和调节光衰减器中的控制装置来实现光信号的衰减和调节。
光衰减器的应用可以有效解决光纤通信中光信号衰减的问题，保证光纤通信系统的正常运行。
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℃
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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。
第三章光衰减器
2π
∞
（3.4）
7
将（3－1）（3－2）（3－3）式分别代入（3－4）式 可得到经过横向位移后光能量的损耗：
Ld = −10 logη = −10 logη反e
16k 2 η反 = (1 + k ) 4
( − d ω0 )2
（3.5）
（3.6）
2
单模光纤： 0 = (0.65 + 1.619V ω
1915年诺贝尔奖授给W.H.布拉 格和W.L.布拉格父子俩，以表 彰他们在的杰出用X射线研究晶 体结构方面所作出贡献。 1912年，W.L.布拉格在德国物理学家 M.von劳厄发现X射 线通过晶体产生衍射的基础上， 进行了一系列实验， 1913年提出布拉格公式。 他们父子二人研究出晶体结构 分析的方法，从理论及实验上证明了晶体结构的周期性 和几何对称性，奠定了X射线谱学及X射线结构分析的基 础，从而为深入研究物质内部结构开辟了可靠的途径
5
模场分布 E0 可以表示为：
E 0 (r ) =
2
ω0
exp[−( r
ω0
)2 ]
（3.1）
其中 ω 0 为模场半径， r 是纤芯中任意一点到轴心的距离。 该光束经过横向错位d传输到第二根光纤的端面时，其模场变化为 E1 (r )
E1 ( r ) =
2
ω1
exp[−( r
ω1
2
)2 ]
*衰减片式衰减器的衰减量取决于金属蒸发镀膜层的透过率和均 匀性。 *机械式结构的衰减器，在结构中的读数显示方式及机械调整方 法也将影响到光衰减器中的衰减精度。
38
第三章光衰减器
由朗伯定律可知，透过率取决于吸收材料的内透射 率和它的厚度t: （3-13） TP = 10 −α t 衰减量A可表示为： A (3-14) A = −10 log T = 10α t
光衰减器分类方式
光衰减器分类方式
光衰减器的原理
光衰减器是光纤通信设备检测（如光功率计计量，光功率衰减，接收机灵敏度测量等）中必不可少的测试仪器之一。
随着光纤通信技术的不断发展，光纤通信设备和器件生产厂商对光衰减器的性能指标要求也越来越高。
在这里我们探讨一下光衰减器的原理。
光衰减器的原理如框图1所示，入射光通过光纤准直器进行准直，经过两片衰减器片进行衰减后，通过光纤准直器进入输出光纤。
在两片衰减片中，一片为固定衰减片，，其衰减量从0db到50db以10db步距变化，另一片为连续衰减片，其衰减量从0db到15db的连续变化，通过两片衰减片进行组合可以实现0db到60db范围内连续可变的光衰减器。
图1中，光衰减器片与光轴之间保持有一定角度，这样的安装方式不仅是光衰减片前后表面的反射光错开，避免了干涉现象对光测试系统的影响，也有效的阻止了反射光返回入射端，提高了以前的回波损耗指标。
光衰减器特点
光衰减器要求重量轻、体积小、精度高、稳定性好、使用方便等。
它可以分为固定式、分级可变式、连续可调式几种。
光衰减器的的衰减倍数
光衰减器的的衰减倍数
光衰减器是一种用于减弱光信号强度的器件，通常用于光纤通信系统中。
它的衰减倍数取决于其设计和制造的参数，主要包括衰减器类型、工作原理、材料等因素。
首先，衰减器的类型对衰减倍数有重要影响。
常见的光衰减器包括固定衰减器和可调衰减器。
固定衰减器的衰减倍数是固定的，通常以分贝（dB）为单位进行表示，常见的衰减值有1dB、5dB、10dB等。
而可调衰减器可以根据需要调节衰减倍数，通常在0至30dB之间可调。
其次，衰减器的工作原理也会影响衰减倍数。
常见的工作原理包括吸收型、微弯曲型和折射型等。
吸收型衰减器通过材料对光信号进行吸收来实现衰减，微弯曲型则通过光路的微小弯曲来实现衰减，而折射型则利用折射原理来实现衰减。
不同工作原理的衰减器在衰减倍数上可能会有所差异。
最后，衰减器所使用的材料也会对衰减倍数产生影响。
常见的衰减器材料包括硅、硅氧化物、金属薄膜等，它们的光学特性和损耗特性不同，会直接影响到衰减器的衰减倍数。
综上所述，光衰减器的衰减倍数是一个综合考虑器件类型、工作原理和材料等多种因素的结果。
在选择和使用光衰减器时，需要根据具体的应用需求来确定衰减倍数，以确保光信号的合适衰减和传输质量。
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降低光信号强度的光学器件。
它通常由光学材料制成，其工作原理基于光的吸收、散射和反射。
光衰减器的主要原理是利用材料对光的吸收能力，通过在光传输路径中插入一个具有不同衰减系数的材料来减弱光信号的强度。
当光信号通过光衰减器时，部分光会被衰减器吸收或散射，并转化为其他形式的能量，从而减少其强度。
在光衰减器中，光信号首先进入一个透明窗口或传输介质，然后通过一个材料层。
该材料层具有特定的光吸收特性，可以选择性地吸收光信号的一部分。
通常，光衰减器可以通过改变材料层的厚度或材料的成分来实现不同的衰减程度。
另一种常见的光衰减器类型是反射型衰减器。
它利用多层反射膜片，使光信号在薄膜之间多次反射，从而降低其强度。
反射型衰减器在光信号衰减的同时，也能够保持较低的反射损耗。
需要注意的是，光衰减器的衰减程度可以根据实际需要进行调节。
通过合理设计光学材料的吸收特性或调整反射膜片的层数，可以实现不同的衰减量。
光衰减器通常用于光纤通信、光网络系统以及光学测试和测量等领域，用于调整光信号的强度，以确保信号传输的质量和稳定性。
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光衰减器知识
一、概述
（一）用途
光衰减器是光纤通信设备检测中必不可少的测试仪器之一，主要用于光信号的衰减，广泛应用于光纤通信系统、设备和仪器在研制、开发和生产过程中的检测与调试，还可以应用于误码率测量、接收机灵敏度测量、EDFA特性、功率均衡、系统损耗模拟和功率校准及验证等方面。
（二）分类与特点
光衰减器按衰减原理分可分为挡光式和滤光片式两种类型。
挡光式光衰减器衰减范围较窄，且线性度较差；而滤光片式光衰减器具有衰减范围大、线性度好、平坦度好，重复性好等特点，在实际使用中得到了广泛的应用。
光衰减器按功能和用途的不同，可分为机械式光衰减器、智能程控式光衰减器和功率控制型智能程控光衰减器。
●机械式光衰减器的特点
机械式光衰减器的优点是简单易用，价格便宜，但衰减准确度低、重复性和稳定度较差，衰减调节速度慢，只能满足简单的测试需求。
●智能程控式光衰减器
智能程控式光衰减器的优点是衰减自动调节、针对不同波长衰减数据可进行补偿、具备GPIB远程控制功能，因此其衰减准确度高、重复性好、稳定性高、衰减调节速度快，能够满足科研和生产的需求，并可配合其它光测试仪器搭建自动测试系统，提高测试效率。
●功率控制型智能程控光衰减器
功率控制型智能程控光衰减器在智能程控光衰减器的基础上增加了输出光功率控制功能，因此其不仅具备了智能程控光衰减器的所有优点，而且还可以对输出光功率实时监视，并对衰减值进行实时调整，进一步提高了测试的准确度和稳定性。
（三）产品国内外现状
国内生产光衰减器的厂家主要有：如中国电子科技集团41所、中国电子科技集团公司第34所等单位。
国产光衰减器的衰减准确度和重复性指标都不太高，中国电子科技集团41所的衰减准确度≤±0.4dB，衰减重复性≤±0.04dB。
国外的光衰减器主要以Agilent、EXFO和JDSU居多，衰减准确度≤±0.1dB、重复率≤±0.01dB。
（四）技术发展趋势
●高准确性、高重复性是光衰减器追求的目标；
●集成化、模块化是光衰减器产品主要的发展趋势；
●光功率监视技术将会得到进一步的推广应用。
二、基本工作原理
智能程控光衰减器主要由主控CPU电路、光控CPU电路、操作/显示面板、GPIB接口和光机组件组成。
主控CPU电路，用于控制显示和按键，处理GPIB；光控CPU，用于控制光机组件的运行。
主控CPU根据操作面板或GPIB接口输入的波长和衰减值进行计算，然后将相应的数据传递给光控CPU，光控CPU处理该数据，将光衰减片调整到设定位置。
这样，即可对输入光进行需要的衰减。
原理框图如图1所示。
光输入光输出
图1 智能程控光衰减器原理图
三、主要技术指标
各种类型的光衰减器的技术指标差异不大，以下叙述智能程控光衰减器的主要技术指标：
●波长范围
指光衰减器正常工作的波长范围。
●衰减范围
指光衰减器正常工作时的衰减范围。
●显示分辨率
指光衰减器显示的最小衰减量度。
●重复率
指光衰减器在多次相同衰减值时的一致性误差。
●插入损耗
是指传输系统的某处由于元件或器件的插入而发生的负载功率的损耗。
●衰减准确度
是指衰减值测试值与衰减真实值之间的一致性误差。
●回波损耗
指入射波到反射波的损耗量。
四、选购注意事项
光衰减器在选择的时候关键考虑以下几个因素：价格、波长范围、衰减范围、衰减准确度、重复性、插入损耗、回波损耗、显示分辨率和操作复杂度。
在选购时将要考虑的因素逐一排序（如图2所示），就不难选择最适合您测量要求的光
衰减器。
图2 光衰减器选择因素排序
选购稳定光源应考虑因素：
●价格
选购光衰减器首先需要考虑产品价格范围。
光衰减器的价格取决于许多因素，如衰减片的种类等。
一般情况下，相同指标的光衰减器，国产比进口产品价格便宜很多。
●波长范围
目前光衰减器波长范围一般都在1200nm～1650nm，能满足实际测试需求。
●衰减范围
目前光衰减器衰减范围一般都在0～60dB，能满足实际测试需求。
●显示分辨率
目前光衰减器显示分辨率都在0.01dB，能满足实际测试需求。
●重复率
目前光衰减器重复性国内都在±0.04dB左右，国外都在±0.01dB左右，在实际使用中±0.04dB可以满足实际测试需求。
●插入损耗
目前光衰减器插入损耗一般都在2～3dB，能满足实际测试需求。
●衰减准确度
目前光衰减器衰减准确度国内都在±0.4dB左右，国外都在±0.1dB左右，±0.4dB可以满足一般的测试需求。
●回波损耗
目前光衰减器回波损耗都≥40dB，能满足实际测试需求。
●外观和操作复杂度
光衰减器应该外观漂亮，操作直观、方便、快捷。