专利名称：一种可变光衰减器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光通信领域的一种器件，具体涉及一种可变光衰减器。
背景技术：
在光通信器件中，光衰减器(optical attenuator)是一种旨在降低波导中传输的光功率的器件。其主要功能是用来减低或控制光信号，可按用户的要求将光信号进行定量的衰减，常用于吸收或反射掉光功率余量。光衰减器大致可分为固定光衰减器和可变光衰减器(variable optical attenuator，VOA)两类。固定式衰减器只能对光功率进行预定量的衰减而可变衰减器既能对光功率进行预定量的衰减也能对光功率的电平进行适时控制。可变光衰减器的结构复杂，精确要求高。
目前，可变光衰减器(VOA)技术主要采用机械式分立微光元件技术。如图1，传统的机械式VOA产品采用步进电机4拖动中性衰减片的方法来调节衰减值。其中中性衰减片5是一种衰减值从1db到60db的连续线性衰减的光器件。由于步进电机4的调节是非连续的，因此采用这种方法的VOA产品调节值也是非连续的，其最小调节精度一般为0.5db。同时由于中性衰减片5、高精度步进电机4的价格昂贵导致该种VOA的价格也非常昂贵。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种可变光衰减器，完成对光衰减的连续调节，提高可靠性和精确性，同时降低其成本。
为了解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案一种可变光衰减器，包括一准直器，输入光纤、输出光纤均连接到准直器，所述可变光衰减器还包括一个高反射镜、一个压电陶瓷、控制电路，所述准直器与高反射镜相连，高反射镜安装在压电陶瓷上，所述控制电路对输入光纤及输出光纤的输入、输出光功率进行采样，并输出一控制电压给压电陶瓷。
输入光纤、输出光纤与准直器之间分别连接有一个分光器。
控制电路包括MCU、AD转换、DA转换、对数放大器、放大电路，输入光纤、光电二极管，输入、输出光纤分别通过分光器连接到光电二极管，光电二极管的输出连接到对数放大器，再通过AD转换到MCU，MCU依次通过DA转换、放大电路连接到压电陶瓷，MCU通过对输入、输出光功率的采样进行比较，计算出经过准直器的衰减量，再与输入参数所设定要求达到的衰减量比较，从而使控制电路控制电压输出。
本实用新型，与现有技术相比，采用了压电陶瓷控制高反射镜，压电陶瓷自身，则是通过反馈电路完成了控制信号对其衰减系数的连续调节，通过不间断的采样比较，达到自动误差调节、监控的目的。大大的提高了VOA的可靠性和精确性。
采用压电陶瓷技术，衰减具有了连续性，而且控制衰减变化的响应时间也远远优于传统的步进电机。
体积上，压电陶瓷体积比步进电机体积要小得多，能够很容易的进行集成化，变成VOA阵列。
另外，压电陶瓷的工艺对光学要求简单，不需要增加中性衰减片，利用简单的发射的方法就可以完成。价格上也有很大的优势。一般每件压电陶瓷只需要5元，每件步进电机则需要几十美元。
图1为现有技术的可变光衰减器，采用步进电机的机械式VOA。
图2为本实用新型的结构示意图。
图3为本实用新型的光路部分示意图。
图4为本实用新型的电路部分示意图。
标号说明1-输入光纤，2-输出光纤，3-准直器，4-步进电机，5-中性衰减片，6-控制电路，7-高反射镜，8-压电陶瓷，9-光电二极管，10-分光器，11-对数放大器，12-AD转换，13-DA转换，14-放大电路，15-MCU，16-控制信号。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型包括一准直器3，输入光纤1、输出光纤2均连接到准直器3，还包括一个高反射镜7、一个压电陶瓷8、控制电路6，所述准直器3与高反射镜7相连，高反射镜7安装在压电陶瓷8上，所述控制电路6对输入光纤及输出光纤的输入、输出光功率进行采样，并输出一控制电压给压电陶瓷8。
输入光纤1、输出光纤2与准直器3之间分别连接有一个分光器10。控制电路6包括MCU15、AD转换12、DA转换13、对数放大器11、放大电路14，输入光纤1、光电二极管9，输出光纤2分别通过分光器10连接到光电二极管9，光电二极管9的输出连接到对数放大器11，再通过AD转换12到MCU15，MCU15依次通过DA转换13、放大电路14连接到压电陶瓷8，MCU15通过对输入、输出光功率的采样进行比较，计算出经过准直器3的衰减量，再与输入参数所设定要求达到的衰减量比较，从而使控制电路6控制电压输出。
信号光从输入光纤1进入，功率为P_in，经过分光器10后分为两路，其中5％进入光电二极管9产生电流Iin，95％的光进入准直器3。P_in95％经压电陶瓷8和高反射镜7的衰减反射后，从另一根光纤输出的光为原来P_in的95％X％。其中，输出部分的5％，即Pin95％X％5％的光进入光电二极管9，产生电流Iout。以上是本实用新型的光路部分，见图3。
图4为本实用新型的电路部分，控制电路6通过对Iin和Iout的采样在MCU15内进行比较，从而推出输入光强和输出光强的比值，推算出经过准直器3的衰减量，再与输入参数所设定要求达到的衰减量比较，从而使控制电路6通过DA转换芯片13控制电压输出，使压电陶瓷8发生形变，使准直器3的产生衰减量，达到输入设定的要求。
普通采用步进电机拖动中性衰减片的机械式VOA产品，最小调节精度一般为0.5db。本实施例的调节精度为0.02dB。
响应时间，本实施例在40dB的衰减变化3ms左右，远远优于传统的步进电机控制3dB的衰减变化需要200ms。
权利要求1.一种可变光衰减器，包括准直器(3)，输入光纤(1)、输出光纤(2)均连接到准直器(3)，其特征在于所述可变光衰减器还包括一个高反射镜(7)、一个压电陶瓷(8)、控制电路(6)，所述准直器(3)与高反射镜(7)相连，高反射镜(7)安装在压电陶瓷(8)上，所述控制电路(6)对输入光纤及输出光纤的输入、输出光功率进行采样，并输出一控制电压给压电陶瓷(8)。
2.根据权利要求1所述的可变光衰减器，其特征在于输入光纤(1)、输出光纤(2)与准直器(3)之间分别连接有一个分光器(10)。
3.根据权利要求2所述的可变光衰减器，其特征在于所述控制电路(6)包括MCU(15)、AD转换(12)、DA转换(13)、对数放大器(11)、放大电路(14)，输入光纤(1)、光电二极管(9)，输出光纤(2)分别通过分光器(10)连接到光电二极管(9)，光电二极管(9)的输出连接到对数放大器(11)，再通过AD转换(12)到MCU(15)，MCU(15)依次通过DA转换(13)、放大电路(14)连接到压电陶瓷(8)，MCU(15)通过对输入、输出光功率的采样进行比较，计算出经过准直器(3)的衰减量，再与输入参数所设定要求达到的衰减量比较，从而使控制电路(6)控制电压输出。
专利摘要本实用新型涉及光通信领域的一种可变光衰减器(VOA)，包括准直器、高反射镜，输入光纤通过准直器连接到高反射镜，再通过准直器到输出光纤，所述高反射镜安装在压电陶瓷上，压电陶瓷的控制电压由一个控制电路输出。控制电路不间断的对输入、输出光功率采样，所得的反馈衰减系数与所要求的衰减参数对比，通过反馈电路完成了控制信号对其衰减的连续调节，实现自动误差调节、监控。本实用新型与现有技术相比，衰减具有了连续性，控制衰减变化的响应时间也远远优于传统的步进电机，大大的提高了VOA的可靠性和精确性。压电陶瓷体积比步进电机体积要小得多，能够很容易的进行集成化。造价上也有很大的优势。
文档编号G02B6/26GK2862063SQ200520045028
公开日2007年1月24日 申请日期2005年9月14日 优先权日2005年9月14日
发明者刘浩锋, 曹建红, 朱增喜, 李进, 易万春 申请人:上海未来宽带技术及应用工程研究中心有限公司, 上海联能科技有限公司