光衰減器完整

光衰減器是按照用戶的要求將光信號能量進(jìn)行預(yù)期地衰減?？捎糜诠馔ㄐ啪€路、系統(tǒng)的評估、研究及調(diào)整、校正等方面。種類第三章光衰減器第三章光衰減器眾所周知，當(dāng)兩段光纖進(jìn)行連接時，必須達(dá)到相當(dāng)高的對中精度，才能使光信號以較小的損耗傳輸過去。反過來，如果將光纖的對中精度做適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，就可以控制其衰減量。位移型光衰減器就是根據(jù)這個原理，有意讓光纖在對接時，發(fā)生一定錯位，使光能量損失一些，從而達(dá)到控制衰減量的目的。第三章光衰減器3.1位移型光衰減器

1．橫向位移型光衰減器

第三章光衰減器第三章光衰減器根據(jù)以上的原理，可設(shè)計(jì)出相應(yīng)于不同損耗的橫向位移參數(shù)，并通過一定的機(jī)械定位方式予以實(shí)現(xiàn)，得到所需要的光衰減器。通常的情況下，由于橫向位移參數(shù)的數(shù)量級均在微米級。所以，一般不用來制作可變衰減器，僅用于固定衰減器的制作中，并采用熔接或粘接法。橫向位移法是一種比較傳統(tǒng)的方法，目前仍具有較大市場。它的優(yōu)點(diǎn)在于回波損耗很高，通常大于60dB。圖3.2Ld—d曲線圖第三章光衰減器第三章光衰減器2．軸向位移型光衰減器

光纖端面間的間隙同樣也會帶來光能量的損失，即使是3dB的衰減器，對應(yīng)的間隙也在0.1mm以上，工藝較易控制。所以目前許多廠家制作的固定光衰減器均采用此原理。其原理如圖3.3所示。

圖3.3軸向位移時光束耦合示意圖第三章光衰減器第三章光衰減器

當(dāng)使用軸向位移原理來制作光衰減器時，在工藝設(shè)計(jì)上，只要用機(jī)械的方式將兩根光纖拉開一定距離進(jìn)行對中，就可實(shí)現(xiàn)衰減的目的。這種原理主要用于固定光衰減器和一些小型可變光衰減器的制作中。第三章光衰減器第三章光衰減器第三章光衰減器第三章光衰減器3.1.2直接鍍膜型光衰減器

這是一種直接在光纖端面或玻璃基片上鍍制金屬吸收膜或反射膜來衰減光能量的衰減器。常用的蒸鍍金屬膜包括：A1膜、Ti膜、Cr膜、W膜等。如果采用Al膜，常在上面加鍍一層Si02或MgF2簿膜作為保護(hù)膜。圖3.6是一種直接鍍膜型光衰減器的結(jié)構(gòu)示意圖。第三章光衰減器第三章光衰減器3.1.3衰減片型光衰減器

衰減片型光衰減器直接將具有吸收特性的衰減片，固定在光纖的端面上或光路中，達(dá)到衰減光信號的目的。此種方法不僅可以用來制作固定光衰減器，也可用來制作可變光衰減器。制作方法是通過機(jī)械裝置，將衰減片直接固定于準(zhǔn)直光路中，當(dāng)光信號經(jīng)過四分之一節(jié)距自聚焦透鏡準(zhǔn)直后，通過衰減片時，光能量即被衰減，再被第二個自聚焦透鏡聚焦耦合進(jìn)光纖中。使用不同衰減量的衰減片，就可得到相應(yīng)衰減值的光衰減器。衰減片常采用的材料有：紅外有色光學(xué)玻璃、晶體、光學(xué)薄膜。第三章光衰減器第三章光衰減器下面對基于此原理制作的幾種主要光衰減器進(jìn)行進(jìn)一步的介紹。1．雙輪式可變光衰減器雙輪式可變光衰減器利用一對單模光纖準(zhǔn)直器，準(zhǔn)直器由四分之一節(jié)距的自聚焦(GRIN)透鏡和單模光纖組成。當(dāng)它對光纖中傳輸?shù)墓馐M(jìn)行準(zhǔn)直時，其耦合結(jié)構(gòu)中間允許有一定的間距，光衰減器正好利用其特點(diǎn)，在這一光路間距中插入衰減單元，以實(shí)現(xiàn)對光功率的衰減。第三章光衰減器第三章光衰減器(1)步進(jìn)式雙輪可變光衰減器步進(jìn)式雙輪可變光衰減器的結(jié)構(gòu)如圖3.9所示。其光路采用準(zhǔn)直器出射的平行光路，在光路中插入兩個具有固定衰減量的衰減圓。盤，每個衰減圓盤上分別裝有0dB、5dB、10dB、15dB、20dB、25dB六個衰減片，通過旋轉(zhuǎn)這兩個圓盤，使兩個圓盤上的不同衰減片相互組合，即可獲得5、10、15、20、25、30、35、40、45、50dB等十檔衰減量。衰減片可以采用鍍膜或吸收型玻璃片來制作。如果想獲得其它衰減范圍的步進(jìn)式衰減器，只要對衰減盤上的濾光片及位置做相應(yīng)的改變便可很容易地達(dá)到預(yù)期目的。（1）步進(jìn)式雙輪可變光衰減器第三章光衰減器第三章光衰減器(2)連續(xù)可變光衰減器連續(xù)可變光衰減器總體結(jié)構(gòu)和工作原理同雙輪步進(jìn)式可變光衰減器相似，如圖3.10所示。不過，它的衰減元件部分做了相應(yīng)的變化，它由一個步進(jìn)衰圓盤和一片連續(xù)變化的衰減片組合而成，步進(jìn)衰減片的衰減量為0、10、20、30、40、50dB六檔，連續(xù)變化衰減片的衰減量為0～15dB。因此總的衰減量調(diào)節(jié)范圍為：0～65dB。這樣，通過粗檔和細(xì)檔的共同作用，即可達(dá)到連續(xù)衰減光能量的目的。第三章光衰減器第三章光衰減器連續(xù)衰減片是采用真空鍍膜方法，在圓形光學(xué)玻璃片上鍍制金屬吸收膜而制成的。蒸鍍時，采用特殊的專用扇形裝置采覆蓋玻璃基片，由于這種專用覆蓋裝置可連續(xù)均勻地改變其張角，所以，可以使蒸鍍出來的膜層厚度逐漸均勻變化，因而可以達(dá)到使衰減量連續(xù)變化的目的。除去無膜區(qū)以外，余下的扇型區(qū)域被不同厚度的膜層均勻分配，每1dB膜層區(qū)域的周長是相等的，因此，可以保證衰減量的均勻改變。顯然，這種衰減器對衰減片鍍膜層的均勻性要求很高。設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮兩點(diǎn)：①衰減片半徑越大的位置，衰減量的分辨率也越高。②盡量避免衰減范圍過大。因?yàn)樗p范圍過大，即相當(dāng)于每單位長度周長的扇形區(qū)域內(nèi)膜層厚度變化過大，它將影響到分辨率的提高，也增加了鍍膜工藝的難度。第三章光衰減器第三章光衰減器因此，在設(shè)計(jì)時，常采用連續(xù)可調(diào)衰減片與分檔步進(jìn)盤相結(jié)合的方案，以使光衰減器既具有較大可調(diào)衰減范圍，又具有較高的分辨率。此外，衰減量的精度還與器件零部件的加工精度和裝配有關(guān)，要求重要零件必須精密加工，并且需要耐磨、防銹、防潮、防塵，其裝配精度要高，密封性能要好。雙輪步進(jìn)式光衰減器的工藝已經(jīng)很成熟，適于大批量生產(chǎn)，但器件體積仍較大。第三章光衰減器第三章光衰減器2．平移式光衰減器平移式結(jié)構(gòu)光路如圖3.11所示。平移式光衰減器除衰