长的反射光的偏移所造成的补偿项。在现实中，较短波长光点相对于光纤的位移会比较 长波长光点的位移更小，即较长波长和较短波长的光点相对偏心，以补偿MFD差异所造成 的WDL。因此，只要该透镜材料显示出色散特性以及在一个给定的衰减范围内选择反射镜 21适当的预倾斜角Θ，可以通过补偿本质WDL(第二项）的补偿项（第一项）来优化WDL。 此外，透镜材料的色散（|dn/cU|)越大，则WDL优化所需要的预倾斜角Θ越小。
[0036] 大多数透镜材料显不出较长波长的色散特性和折射率比较短波长（dn/dX〈〇) 的更小，例如，用在C-透镜的NSF11具有折射率n(1550nm) = 1. 743,dn/cU(1550nm) = -0.01801111^,以及NPH2 具有折射率n(1550nm) =1. 861，dn/dλ(1550nm) =-0.02471111^, 以及较不常见的Si具有折射率n(1550nm) = 3. 478,dn/cU(1550nm) = -0. 082311m-1。
[0037] 根据该预倾斜角的限制和MEMS反射镜的大小，透镜的合适焦距可以被确定。而使 用不同材料的透镜曲率也可以被确定。无论镜片材料和焦距，在给定衰减范围，可经由预倾 斜角Θ的调整以补偿相对于波长的MFD变化来优化WDL。
[0038] 图3~图7是与所揭露的一实施范例一致的一7K意图，说明针对不同透镜材料和 焦距，模拟在不同预倾斜角Θ的条件下，WDL随衰减值的变化。图3说明当使用NSF11做 透镜材料且焦距（Focuslength,FL)为2. 0mm时，在不同倾斜角Θ的条件下，WDL随衰减 值的变化。如图3所示，当设定衰减值范围从0至20dB，并且WDL(1575nm差损- 1525nm差 损）要求小于±〇. 2dB时，倾斜角Θ的最佳值约为3. 8°。当WDL要求小于±0. 3dB时， 倾斜角Θ的范围约为3.0°到5.4°。下面的附图显示出不同的透镜材料和焦距长度，WDL 随衰减值的变化因不同预倾斜角Θ(范围从0至到30dB)的影响。
[0039] 图4说明当使用NSF11做透镜材料且FL= 2. 4mm时，在不同Θ的条件下，WDL随 衰减值的变化。当设定衰减值范围从〇至20dB，并且WDL要求小于±0. 2dB时，Θ约为 3. 5°。
[0040] 图5说明当使用NSF11做透镜材料且FL= 1. 6mm时，在不同Θ的条件下，WDL随 衰减值的变化。当设定衰减值范围从〇至20dB，并且WDL要求小于±0. 2dB时，Θ约为 4.8° 〇
[0041] 图6说明当使用Si做透镜材料且FL= 2. 0mm时，在不同Θ的条件下，WDL随衰减 值的变化。当设定衰减值范围从〇至20dB，并且WDL要求小于±0. 2dB时，Θ约为2.4°。
[0042] 图6说明当使用NPH2做透镜材料且FL= 2. 0mm时，在不同Θ的条件下，WDL随衰 减值的变化。当设定衰减值范围从〇至20dB，并且WDL要求小于±0.2dB时，Θ约为3.0°。
[0043]如上述图中所示，对于相同的透镜材料，FL越长，则需要越小的预倾斜角Θ来优 化WDL。同样的，对于相同的FL，透镜材料的色散（|dn/cU|)越大，则需要越小的预倾斜角 Θ来优化WDL。
[0044] 因此，在实际应用中，只要透镜材料和FL是已知的，所需的WDL优化的预倾斜角Θ 可以被确定。此外，可以使用两种方法使准直器（透镜和光纤引线组成）的光发射方向与 透镜的轴线形成一预倾斜角Θ来实现。第一种方法是定位光纤在后焦点上，然后将光纤引 线在径向方向上移位以达到所需的预倾斜角Θ。第二种方法是调整透镜的长度或光纤引线 和透镜的倾斜面的倾斜角度，以达到所需的发射角Θ，并放置光纤引线和透镜于玻璃管中。
[0045] 在实际应用中，本发明可以实现在两种模式。第一模式被称为常开，或明亮的模 式；第二模式通常称为常闭，或暗黑模式。常开模式定义如下：当反射镜没有被驱动，衰减 值是最小的，并且在反射镜的法线与透镜的轴心线形成一倾斜角Θ。当需要增加衰减值 时，反射镜被驱动向形成Θ+ΔΘ倾斜角的方向倾斜。另一方面，在常闭模式定义如下：当 反射镜没有被驱动，衰减值是最大的，并且在反射镜的法线与透镜的轴心线形成一倾斜角 Θ+ΔΘ。当需要减少衰减量时，反射镜被驱动向形成Θ倾斜角的方向倾斜。无论是明亮 或暗黑模式，只要反射镜的衰减，是使得在入射平面上透镜的轴线与反射镜的法线形成较 大的角度，则上述做法可以补偿波长相关损失。但是此入射平面并不限于特定的方向，只要 反射镜的预倾斜角Θ和衰减倾斜角△Θ都是在同一入射平面倾斜。
[0046] 以上所述者皆仅为本发明实施例，不能依此限定本发明实施的范围。大凡本发明 权利要求所作的均等变化与修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围。
【主权项】
1. 一种波长相关损失补偿的可调光衰减器，其特征在于，包括：一光纤引线，一透镜和 一反射镜； 其中该光纤引线为一个柱状体，其一端为锥状并连接外部光纤，以及另一端为具倾斜 角的平面并与该透镜相对，还至少包含一第一波导用于出射光线，以及一第二波导用于接 收返回光线； 该透镜为一个柱状体并具有前后两个端面，置于该光纤引线与该反射镜之间，用于将 该光纤引线的该第一波导射出的光线聚焦并使反射后的光线回到该光纤引线的该第二波 导； 该反射镜置于该透镜的焦距上，用以反射从该第一波导射出并经过该透镜的入射光， 光线反射后再经该透镜回到该第二波导，该反射镜初始位置的法线与该透镜的轴心线形成 一个倾斜角且在两个轴定义的入射平面上，以及当衰减值大时，该反射镜沿加大该倾斜角 的方向倾斜。2. 如权利要求1所述的波长相关损失补偿的可调光衰减器，其中该透镜是一凸透镜， 具有一第一端面和一第二端面，以及该两端面的至少一个是用于聚焦的一曲线表面。3. 如权利要求1所述的波长相关损失补偿的可调光衰减器，其中该透镜是一C-透镜， 具有一第一端面和一第二端面的一柱状形状，该第一端面是一倾斜面和该第二端面是一曲 面，并且该第二端面可以聚焦光。4. 如权利要求1所述的波长相关损失补偿的可调光衰减器，其中该透镜是一Grin透 镜，具有一光轴且折射率沿径向方向变化，并且光可以经由折射率变化来聚焦。5. 如权利要求1所述的波长相关损失补偿的可调光衰减器，其中该反射镜的法线与该 透镜的轴心线形成一个倾斜角且在两个轴定义的入射平面上，并且该倾斜角使得较短波长 光点相对于光纤的位移会比较长波长光点的位移更小，即较长波长和较短波长的光点相对 偏心，以补偿MFD差异所造成的WDL。6. 如权利要求1所述的波长相关损失补偿的可调光衰减器，其中该反射镜的法线与 该透镜的轴心线形成一个倾斜角且在两个轴定义的入射平面上，并且该倾斜角的范围是从 1。到 10°。7. -种波长相关损失补偿的可调光衰减器，其特征在于，包括一光准值器和一反射镜， 其中该光准值器包含一光纤引线及一透镜；该光纤引线与该透镜由一个管状外壳固 定，并且该光纤引线至少包含一第一波导和一第二波导；该透镜用于将该光纤引线的该第 一波导射出的光线聚焦并使反射后的光线回到该光纤引线的该第二波导；该反射镜置于该 透镜的焦距上，以反射从该第一波导射出并经该透镜的入射光，光线反射后再经该透镜回 到该第二波导，该反射镜初始位置的法线与该透镜的轴心线形成一个倾斜角且在两个轴定 义的入射平面上，并且当衰减值大时，该反射镜沿加大该倾斜角的方向倾斜。8. 如权利要求7所述的波长相关损失补偿的可调光衰减器，其中该透镜是一凸透镜， 具有一第一端面和一第二端面，以及该两端面的至少一个是用于聚焦的一曲线表面。9. 如权利要求7所述的波长相关损失补偿的可调光衰减器，其中该透镜是一C-透镜， 具有一第一端面和一第二端面的一柱状形状，该第一端面是一倾斜面和该第二端面是一曲 面，并且该第二端面可以聚焦光。10. 如权利要求7所述的可调光衰减器，其中该透镜是一Grin透镜，具有一光轴且折射 率沿径向方向变化，并且光可以经由折射率变化来聚焦。11. 如权利要求7所述的波长相关损失补偿的可调光衰减器，其中该反射镜的法线与 该透镜的轴心线形成一个倾斜角且在两个轴定义的入射平面上，并且该倾斜角使得较短波 长光点相对于光纤的位移会比较长波长光点的位移更小，即较长波长和较短波长的光点相 对偏心，以补偿MFD差异所造成的WDL。12. 如权利要求7所述的波长相关损失补偿的可调光衰减器，其中该反射镜的法线与 该透镜的轴心线形成一个倾斜角且在两个轴定义的入射平面上，并且该倾斜角的范围是从 1。到 10°。
【专利摘要】本发明为一种波长相关损失补偿的可调光衰减器，包括：一光纤引线，一透镜和一反射镜，其中光纤引线为一个柱状体，其一端为锥状并连接外部光纤，以及另一端为具倾斜角的平面并与透镜相对，还至少包含一第一波导用于出射光线，以及一第二波导用于接收返回光线；透镜为一个柱状体并具有前后两个端面，置于光纤引线与反射镜之间，用于将光纤引线的第一波导射出的光线聚焦并使反射后的光线回到光纤引线的第二波导；反射镜置于透镜的焦距上，用以反射从第一波导射出并经过透镜的入射光，光线反射后再经透镜回到第二波导，此反射镜初始位置的法线与透镜的轴心线形成一个倾斜角且在两个轴定义的入射平面上，当衰减值大时，反射镜沿加大倾斜角的方向倾斜。
【IPC分类】G02B6/26, G02B6/32
【公开号】CN105403953
【申请号】CN201410492119
【发明人】周荣宗, 洪国轩, 黄裕文
【申请人】波若威科技股份有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2014年9月23日