专利名称：数字型高精度光纤衰减器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光网络通信、传感技术领域，尤其涉及一种光纤衰减技术领域。
背景技术：
光纤衰减器是随着光通信产业的发展而出现的一种非常重要的光学无源器件，它 可以将收到的信号强度降低到所需要的程度，可用于光通信线路，系统的评估，研究及调 整、校正等方面，市场需求量巨大。按照光纤衰减器的工作原理，目前的光纤衰减器可分为位移型光纤衰减器、镀膜 型光纤衰减器、衰减片形光纤衰减器、液晶型光纤衰减器和光电转换型光纤衰减器等。其中 位移型光纤衰减器、液晶型光纤衰减器和光电转换型光纤衰减器为可变衰减，单这些光纤 衰减器的结构复杂，机械部件要求精度高，成本高；镀膜型光纤衰减器、衰减片形光纤衰减 器虽然结构简单，但只是固定衰减，功能单一。
发明内容
为了解决上述技术中存在的问题，本发明设计了一种新型的数字型高精度光纤衰 减器。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下一种数字型高精度光纤衰减器，包括光开关阵列和光纤衰减器，光开关阵列上连 接多个光纤衰减器，光开关数字控制模块控制光开关阵列连接的光纤衰减器的断开与闭 合，光开关阵列分别有一个光输入端口和光输出端口。光开关数字控制模块和N-I个光纤衰减器构成的NXN光开关阵列，具有N个输入 端口及N个输出端口，所述输入端口用于接收信号光，所述输出端口用于输出信号光；N-I 个光纤衰减器，两端分别连接在所述光开关的相对应的N-I个输入端口或N-I个输出端口 之间，构成N-I个彼此光衰减量成K倍的环路(K为小于等于1的正数)；光开关数字控制 模块，通过控制所述光开关阵列中的每个光开关元的状态，从而控制信号光进入特定环路; 并通过所述光开关阵列控制光信号在所述各个环路中环行的次数以控制总的光衰减量其 中，N为大于等于1的自然数。其中，NXN光开关阵列，其结构特征在于光开关阵列是一个由NXN个半导体光开关单元以及相应的波导通路构成的单片 集成器件，共有N个输入端口和N个输出端口。光开关数字控制模块根据不同光衰减量的需要在不同时刻有不同的数字量控制 光输出。同时，在输入端口和输出端口之间接光纤衰减器构成N-I个环路，每个光环路中接 一个彼此光衰减量成K倍光纤衰减器，剩下的一个输入端口和输出端口作为信号光的初始 输入端口和最终输出端口。N-I个光纤衰减器彼此的光衰减量之间形成K的倍数关系。最 短的光衰减量K构成了本发明所设计的数字型高精度光纤衰减器的衰减精度，其他光衰减 量以K的倍数增加，K为小于等于1的正数。连接NXN光开关阵列的光纤衰减器可以是特定长度的光纤，也可以是固定光纤衰减器。在光开关阵列的控制下，本发明所提出的方案能形成K进制的N-I环路可调谐光 纤衰减器，通过光开关阵列控制光环路的循环次数，就可以形成大范围的可调谐多进制光 纤衰减器。假设入射光功率为P，则总的衰减Q = nf+r^K^+· · ·+ηηΚΝ-1Ρ其中ni取值为0或1，光开关控制模块控制其接通时为1，断开时为0，以此构成0 到P+fP+. . . +Kn-1P的大范围衰减量。本发明由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积 极效果1.利用了新型光开关阵列的高速响应特性使得调节速度可达纳秒级高速响应；2.多环路光纤衰减器的设计方案可以达到很小的稳定调节间隔，即很高的调节精 度且调节稳定3.可以通过控制光开关阵列来控制环路，可以实现很大的动态调节范围；4.在结构和成本上，避免了传统设计需要大量的光纤衰减器和开关，该方案结构 简单，只用了一个光开关模块，成本更低，可靠性更高。
图1为本发明所述的装置结构示意图；
具体实施例方式下面结合附图进一步说明本发明的具体实施步骤。实施例1 如图1所示，本实施例选取5个光纤衰减器，每个光纤衰减器精度以1/2 的倍数增加，SP N = 6，K= 1/2。本发明所述的数字型高精度光纤衰减器，包括一个由光开关数字控制模块1和5 个光纤衰减器构成的6X6光开关阵列2，具有6个输入端口及6个输出端口。所述输入端 口用于接收信号光，所述输出端口用于输出信号光；5个具有光衰减量的光纤衰减器，两端 分别连接在所述光开关的相对应的5个输入端口和5个输出端口之间，构成5个彼此光衰 减量成1/2倍的环路。光开关数字控制模块1，用于通过控制所述光开关阵列2中的每个光开关元的状 态，控制信号光进入特定环路，并通过所述光开关阵列控制光信号在各个环路中环行的次 数以控制总的光衰减量。光开关阵列2是一个由6X6个半导体光开关单元以及相应的波导通路构成的单 片集成器件，共有6个输入端口和6个输出端口。本发明选取连接NXN光开关阵列的光纤衰减器为机械式光纤衰减器，衰减基数 为1/2的倍数。如果入射光功率为P，则总的衰减Q = ηιΡ+η2 (1/2) 1P+. . . +n5 (1/2) 5P其中ni取值为0或1，光开关控制模块控制其接通时为1，断开时为0，以此构成0 到P之间的大范围衰减量。
实施例2 本实施例选取10个光纤衰减器，每个光纤衰减器精度以1/10的倍数增 加，即 N = 6，K = 1/10。本发明所述的数字型高精度光纤衰减器，包括一个由光开关数字控制模块1和9 个光纤衰减器构成的 ο X 10光开关阵列2，具有10个输入端口及10个输出端口。所述输 入端口用于接收信号光，所述输出端口用于输出信号光；9个具有光衰减量的光纤衰减器， 两端分别连接在所述光开关的相对应的9个输入端口和9个输出端口之间，构成9个彼此 光衰减量成1/10倍的环路。光开关数字控制模块1，用于通过控制所述光开关阵列2中的每个光开关元的状 态，控制信号光进入特定环路，并通过所述光开关阵列控制光信号在各个环路中环行的次 数以控制总的光衰减量。光开关阵列2是一个由IOX 10个半导体光开关单元以及相应的波导通路构成的 单片集成器件，共有10个输入端口和10个输出端口。本发明选取连接NXN光开关阵列的光纤衰减器为光纤长度一定的光纤衰减器， 衰减基数为1/10的倍数。如果入射光功率为P，则总的衰减Q = ηιΡ+η2 (1/10) 1P+. · · +n9 (1/10) 9P其中ni取值为0或1，光开关控制模块控制其接通时为1，断开时为0，以此构成0 到P之间的大范围衰减量。以上显示和描述本发明的基本原理和主要特征本发明的优点。本行业的技术人员 应该了解本发明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说本发明 的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和 改进都落入要求保护本发明范围内本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种数字型高精度光纤衰减器，包括光开关阵列和光纤衰减器，其特征在于光开 关阵列上连接多个光纤衰减器，光开关数字控制模块控制光开关阵列连接的光纤衰减器的 断开与闭合，光开关阵列分别有一个光输入端口和光输出端口。
2.根据权利要求1所述的一种数字型高精度光纤衰减器，其特征在于所述的光纤衰 减器可以根据需要设置多个，多个光纤衰减器的衰减量可以不同。
3.根据权利要求1所述的一种数字型高精度光纤衰减器，其特征在于所述的多个光 纤衰减器的衰减量为K的倍数，K为小于等于1的正数。
4.根据权利要求1所述的一种数字型高精度光纤衰减器，其特征在于所述的光纤衰 减器可以是具有衰减功能的一段光纤，也可以是固定光纤衰减器。
5.根据权利要求1所述的一种数字型高精度光纤衰减器，其特征在于所述的光开关 阵列是一个由NXN个半导体光开关单元以及相应的波导通路构成的单片集成器件，共有N 个输入端口和N个输出端口。
6.根据权利要求1所述的一种数字型高精度光纤衰减器，其特征在于所述的光开关 阵列可以控制光环路行进通过的不同的光纤衰减器，从而实现光功率高精度和大动态范围 调节。
全文摘要
本发明公开了一种数字型高精度光纤衰减器，通过在光开关阵列上连接多个光纤衰减器，利用光开关数字控制模块控制光开关阵列连接的光纤衰减器的断开与闭合来控制所要衰减的程度。解决了目前光纤衰减器分立器件多，成本昂贵、结构不紧凑，稳定性差，性能难控制等问题。利用本发明所述的数字型高精度光纤衰减器，使得多环路光纤衰减器的设计方案可以达到很小的稳定调节间隔，可以实现很大的动态调节范围；在结构和成本上，避免了传统设计需要大量的光纤衰减器和开关，该方案结构简单，只用了一个光开关模块，成本更低，可靠性更高。
文档编号G02B6/26GK102096159SQ20101061912
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者仝芳轩, 周正仙, 席刚, 杨斌, 皋魏 申请人:上海华魏光纤传感技术有限公司