一种可调光衰减型波分复用器及衰减度调节方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光波分复用器领域，特别涉及一种光衰减型波分复用器及其衰减度调 节方法。
【背景技术】
[0002] 现代的光纤通信系统的光信号传输速度越来越快，且系统的容量也越来越大，这 有赖于掺铒光纤放大器(EDFA)与密集波分复用(DWDM)技术的应用。但是，由于光信号发射 机发射的信号光功率不均匀性以及掺铒光纤放大器的增益谱不平坦性，使得密集波分复用 系统中的若干不同波长的光信号经过掺铒光纤放大器后，对应的增益不一致，而且随着长 距离通信系统中的多个掺铒光纤放大器级联使用，使得这种增益不平坦性不断积累，造成 不同信道的功率极端不均匀，导致光纤通信系统的动态失衡。
[0003] 另外，在光纤通信系统中，当光传输的信道数增减或某信道功率改变时，也会引发 其它信道功率跳变，接收机各个信道收到的光功率值和光信号的信噪比也就各不相同。这 种不均衡性对整个光纤通信系统的传输性能非常有害，往往会使各路信号之间发生串扰， 使某些波长信道的误码率高于指定值。如果不均衡功率值过高，会导致光信号在光纤中的 传输发生非线性效应，并导致接收机所接收的光功率值超过接收机的最大动态范围。如果 不均衡功率值过低，会导致接收机所接收的光功率值低于接收机的灵敏度，则导致接收机 接收不到光信号。
[0004] 因此，人们使用对各个信道的信号光功率进行动态调节的全信道可调光衰减器对 多个信道的信号进行光功率调节，尤其是紧凑型粗波分复用器，其因为结构简单，尺寸小， 价格低廉，目前广泛应用于光通信行业，但因个信道功率存在明显不均衡性，因此急需一种 方法能够均衡紧凑型粗波分复用器各信道的功率。
【发明内容】
[0005] 本发明的一个目的本发明的一个目的是解决至少上述问题和缺陷，并提供至少后 面将说明的优点。
[0006] 本发明的一个目的是通过加入衰减盘来均衡紧凑型波分复用器的信道功率。
[0007] 本发明还有一个目的是通过改变衰减片的衰减度实现信道光功率的精准控制。
[0008] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明设计开发了一种可调光衰减 型波分复用器，包括：
[0009] 支撑体，其为圆柱形，柱面设置有多个凹槽；
[0010]反射支撑体，其为圆柱形，通过连接杆与支撑体联接；
[0011]光衰减盘，其为圆盘状结构，通过连接杆，穿接在支撑体与反射支撑体中间，不同 衰减度的衰减片绕圆周嵌入式放置；
[0012] 入射准直器，其粘结在所述支撑体凹槽内，为光线输入端口；
[0013] 输出准直器，其数量为多个，粘结在所述支撑体凹槽内，为光线输出端口；
[0014]反射滤光片，其与输出准直器数量相同，放置在输出准直器端口处，可以让特定波 长的光通过，其它波长的光反射；
[0015]全反射棱镜，其粘结在反射支撑体端面上，将入射的光线反射到下一输出端口；
[0016] 优选的是，所述连接杆穿过反射支撑体，并设置有电机，可带动光衰减盘转动。
[0017] 优选的是，所述的光衰减盘数量为一个或多个。
[0018] 优选的是，所述的光衰减盘内衰减片的衰减度为OdB~30dB。
[0019] 优选的是，所述的入射准直器和输出准直器为小型光纤准直器，外径为1mm~ 1.5mm，入射准直器的入射角度为5°~15°。
[0020] 优选的是，所述的凹槽，深度为0.3mm~0.6mm，宽度为1.2mm~1.7_。
[0021]优选的是，所述的反射滤光片为柱状圆片，直径为1.2_~1.7_。
[0022]优选的是，所述的反射滤光片反射波长范围为1260nm~1620nm〇
[0023] 优选的是，所述的反射滤光片透射波长为粗波分复用器常用波长，1310nm、 1470nm、1490nm、1510nm、1530nm、1550nm、1570nm、1590nm、1610nm 中的一种。
[0024] 本发明的目的还可以进一步由一种波分复用器的衰减度调节方法，来实现，该方 法包括以下步骤：
[0025] 步骤一:首先将包含有三个波长信息的宽带光入射到入射准直器，经入射 准直器内的自聚焦透镜，将光纤内的传输λ:、、、、的宽带光转变成准直光，再经过光衰减 盘，转动光衰减盘，准直光经过嵌入光衰减盘的衰减度为γ 1的衰减片，求得衰减后光功率 为，
[0026]
[0027]其中Pin为宽带光入射时的光功率；
[0028] 步骤二:衰减后光线入射到全反射棱镜，反射后光线经光衰减盘的衰减度为丫2的 衰减片进行衰减，再经反射滤光片进行滤光，波长为心的窄带光由输出准直器接收并输出， 此时输出光功率为，
[0029]
[0030]由此，信道η的输出光功率为，
[0031 ]作为一种优选，γ i、γ 2……γ η的取值可以相同或不同。
[0032]有益效果
[0033] 本发明通过加入衰减盘来均衡紧凑型波分复用器的信道功率，有效平衡了各信道 之间光功率的平衡性，减小了发生信道间串扰和跳变的几率;通过改变衰减片的衰减度实 现信道光功率的精准控制;采用柱状结构，封装结构可采用一端开口的圆柱状壳体，有易于 密封性能的提高，延长了波分复用器的使用寿命。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明所述的可调光衰减型波分复用器的结构示意图。
[0035] 图2为本发明所述的可调光衰减型波分复用器的光路图。
[0036] 图3为本发明所述的光衰减盘的结构示意图。
[0037] 图4为本发明所述的准直器的结构示意图。
[0038] 图5为本发明所述的反射滤光片与准直器尾纤粘结示意图。
[0039] 图6为本发明所述的可调光衰减型波分复用器的另一实施例光路图。
【具体实施方式】
[0040] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。
[0041] 如图1所示，本发明提供的可调光衰减型波分复用器包括:支撑体110、连接杆120、 反射支撑体130、光衰减盘140、入射准直器150、输出准直器160、反射滤光片170和全反射棱 镜 180。
[0042] 其中支撑体110,其为圆柱形，柱面设置有多个凹槽，用于粘结入射准直器140和输 出准直器150，凹槽的尺寸为深度为0.3mm~0.6mm，宽度为1.2mm~1.7mm，材质为膨胀系数 比较小的金属，防止温差变化产生变形，影响器件使用精度，支撑体110的直径根据输出准 直器150的数量决定，即输出端口波长来决定，输出信道较多可增加支撑体直径大小，输出 信道较少减小支撑体直径大小；
[0043] 连接杆120,其为金属杆，防止温差或氧化后产生形变，影响波分复用器的使用，一 侧连接支撑体110，一侧连接反射支撑体130，将光衰减盘140穿接在支撑体110和反射支撑 体130中间，主要起到支撑固定作用。
[0044] 如图3所示，光衰减盘140,其为圆盘状结构，其为圆盘状结构，通过连接杆120,穿 接在支撑体110与反射支撑体130中间，不同衰减度的衰减片绕圆周嵌入式放置，衰减片的 衰减度为OdB~30dB;
[0045] 在另一实施例中，光衰减盘140的数量为两个或两个以上，入射光线经过第一个光 衰减盘的衰减片进行一次衰减，即光功率变小，再经第二个光衰减盘进行一次衰减，衰减度 进行叠加，如第一光衰减盘141的衰减片衰减度为5dB，第二光衰减盘142的衰减片衰减度为 15dB，光线一次经过两个转动两个光衰减盘后光功率衰减20dB。
[0046] 反射支撑体130,其为圆柱形，材质为镀保护漆金属，通过连接杆120与支撑体110 联接，反射支撑体表面其粘结有多个全反射棱镜180,全反射棱镜180的作用相当于平面镜， 但具有比平面镜更好的反射性能，能量损失小，效率更好，稳定性高，可以将入射的光线反 射出去，无损耗的传输到波分复用器的下一输出端口，；
[0047] 入射准直器150，其为单光纤准直器，由尾纤与自聚焦透镜精确定位而成，采用毛 细玻璃管进行封装，密封性好，形变小；它可以将光纤内的传输光转变成准直光(平行光）， 或将外界平行(近似平行)光耦合至单模光纤内，粘结在所述支撑体凹槽内，为光线输入端 口，入射准直器入射角度为5°~15°，以小角度入射可以将整个波分复用器结构做的更小 巧，利于光通信设备的小型化集成化发展，光纤准直器的外径为1_~1.5mm，其为小型光纤 准直器，为现有常用到的小型准直器，结构工艺成熟，且尺寸较小，减小了加工难度，稳定性 尚；
[0048] 输出准直器160，其为单光纤准直器，由尾纤与自聚焦透镜精确定位而成，采用毛 细玻璃管进行封装，密封性好，形变小，它可以将光纤内的传输光转变成准直光(平行光）， 或将外界平行(近似平行)光耦合至单模光纤内，其数量为多个，粘结在所述支撑体凹槽内， 为光线输出端口，纤准直器的外径为1_~1.5_，其为小型光纤准直器，为现有常用到的小 型准直器，结构工艺成熟，且尺寸较小，减小了加工难度，稳定性高；
[0049] 反射滤光片170,其与输出准直器数量相同，放置在输出准直器端口处，可以让特 定波长的光通过，其它波长的光反射，在粗波分复用系统中，多腔窄带波片的使用十分广 泛，技术成熟，可以用来透射特定波长和带宽的光信号。普通波片多是用于正入射场合，随 着光信号入射角的加大，其透射曲线的峰值波长和通带都会向短波方向移动，并且其透射 峰迅速衰减，透射曲线变形，出现多个透射峰值。本发明所使用的波片通过添加不同层数和 厚度的高低折射率材料，调节了波片各间隔层的等效折射率，改进了窄带波片的膜系结构， 倾斜入射时的透射性能稳定，偏振相关损耗和插入损耗较低，使得可调谐范围较大。对于多 腔窄带波片，其多层薄膜可以等效为两个有效界面，随着入射角度的增大，波片中心波长向