专利名称：可调式光衰减器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可调式光衰减器，尤其是一种降低大衰减时 波长相关损耗的可调式光衰减器。
背景技术：
可调式光衰减器是现代光纤通信中的重要器件，主要用于调整各 信道信号的强弱。现有的一种可调式光衰减器的工作原理如图1所
示，其由第一光学组件1及第二光学组件2构成，其中第一光学组件 1包括双孔毛细管11、聚焦透镜12,第二光学组件2包括微反射镜 21以及微电子机械系统22。由图1可见，双孔毛细管11、聚焦透镜 12、微反射镜21以及微电子机械系统22在可调式光衰减器的轴向上 依次设置。
双孔毛细管11内容纳有两条光纤，分别是输入光纤13与输出光 纤14,输入光纤13导入的入射光经过聚焦透镜12射到微反射镜21 上，入射光经过^f鼓反射镜21反射后形成的反射光再经过聚焦透镜12 射回双孔毛细管11的输出光纤14中。
设置在微反射镜21后的微电子机械系统22用于控制微反射镜 21的旋转角度，当向微电子机械系统22施加不同的电压时，微反射 镜21将旋转不同的角度。如图2所示的，当微反射镜21相对初始位 置旋转e角时，反射光则相对初始反射光的旋转角度为26，相对于 初始反射光而言，反射光的光线能量将不能完全回到输出光纤14 中，即输出光纤14获得的光能被衰减。此时，这种可调式光衰减器 的耦合损耗ri为
上式中，人为入射光的波长，co0是在入射光波长入下的束腰大 、。由于不同波长人的光的束腰大小coO不相同，并且聚焦透镜12对不同波长入的光折射率不一样，导致微反射镜21在同一倾斜角度 时，不同波长人的光插入损耗不相同，这种机理产生的不同波长的光
之间的插入损一毛称为WDL1。
并且，WDL1有固定的规律，即波长较短的光插入损耗大于波长 较长光的插入损耗。参见图3,对波长为1525纳米至1570纳米区间 内的光来说，在衰减能量为20分贝时，波长为1525纳米的光与 1570纳米的光插入损耗差异可达1分贝甚至更大，在衰减能量更大 时将会出现更大的波长相关插入损耗。
发明内容
本实用新型的主要目的是提供一种降低光的波长相关损耗的可调 式光衰减器；
本实用新型的另 一 目的是提供一种结构简单的可调式光衰减器。 为实现上迷的主要目的，本实用新型提供的可调式光衰减器包括 沿轴向依次设置的双孔毛细管、聚焦透镜、微反射镜以及微电子机械 系统，其中，双孔毛细管靠近聚焦透镜的端面与垂直于光衰减器轴向 的平面之间形成第一夹角5,聚焦透镜靠近双孔毛细管的端面与垂直 于光衰减器轴向的平面之间形成第二夹角y,并且所述第一夹角5与 第二夹角y之差的绝对值大于0° ,也就是l 5-y l大于0° 。并且， I 5-y l的具体数值取决于聚焦透镜的焦距、折射率、长度等参数。
由上述方案可见，双孔毛细管靠近聚焦透镜的端面与聚焦透镜靠 近双孔毛细管的端面并非平行i殳置，两端面之间形成不为0。的夹
轴向之间的夹角，从而;文变不同波长"^线耦合效;:^i长相'关损
耗进行补偿，降低波长相关损耗。
一个优选的方案是，双孔毛细管靠近聚焦透镜的端面与聚焦透镜 靠近双孔毛细管的端面沿光衰减器轴向相对旋转一角度设置，即组装 时，双孔毛细管以可调式光衰减器轴线为中心相对于聚焦透镜做旋转 设置。这样，双孔毛细管靠近聚焦透镜的端面与聚焦透镜靠近双孔毛细 管的端面之间也会形成一定夹角，在大衰减时能对波长较短的入射光 的插入损耗进行补偿，降低波长相关损耗。并且，与现有的可调式光 衰减器相比，本实用新型的光衰减器只在双孔毛细管的端面与聚焦透 镜的端面进行改进，不需要增加器件即可降低波长相关损耗，结构简 单。
图1是现有可调式光衰减器的工作原理示意图，图中双孔毛细管
安装有输入光纤与输出光纤；
图2是现有可调式光衰减器中微反射镜调节角度后的示意图，图 中双孔毛细管安装有输入光纤与输出光纤；
图3是现有可调式光衰减器在衰减能量为20分贝时光的波长相 关损耗曲线图4是本实用新型实施例的结构示意图，图中双孔毛细管安装有 输入光纤与输出光纤；
图5是本实用新型实施例的工作原理图，图中双孔毛细管安装有 输入光纤与输出光纤；
图6是本实用新型实施例中双孔毛细管的局部放大示意图，图中 双孔毛细管贴有光程补偿片；
图7是本实用新型实施例中聚焦透镜的放大示意图8是本实用新型实施例的结构图，图中双孔毛细管安装有输入 光纤与输出光纤；
图9是本实用新型实施例在衰减能量为20分贝时光的波长相关 损耗曲线图。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
参见图4,本实施例由沿可调式光衰减器轴向依次设置的双孔毛 细管31、光程补偿片35、聚焦透镜32、微反射镜33以及微电子机械系统34组成。图4中，双孔毛细管31内安装有输入光纤41及输 出光纤42。
参见图5,输入光纤41传送的入射光射到聚焦透镜32上，并通 过聚焦透镜32后射到微反射镜33上，入射光经过微反射镜33反射 后，将反射光通过聚焦透镜32的聚焦后输出至输出光纤42。向微电 子机械系统34施加不同电压时，微反射镜33旋转不同的角度，以控 制反射光的反射角度，实现对入射光衰减能量的改变。本实施例的工 作原理与现有可调式光衰减器的工作原理基本相同处不再赘述。
参见图6与图7，本实施例中，双孔毛细管31靠近聚焦透镜32 的端面51与垂直于可调式光衰减器轴向的平面53之间形成一夹角， 该夹角为第一夹角5，第一夹角5大于或等于0。。相同地，聚焦透 镜32靠近双孔毛细管31的端面52与平面53之间形成第二夹角y , 第二夹角y大于或等于0° 。
并且，第一夹角5与第二夹角y之差的绝对值大于0° ，也就是 I 5-y l大于0° ,优选的，两夹角之差的绝对值应大于3。。这样， 双孔毛细管31靠近聚焦透镜32的端面51与聚焦透镜32靠近双孔毛 细管31的端面52并非平行设置，两端面之间形成具有一定角度的夹 角。当然，实际应用时，第一夹角5与第二夹角y之差的绝对值大小 应由多个因素确定，包括聚焦透镜32的材料折射率、长度、曲率半 径等相关参数。
本实施例中，在双孔毛细管31的端面51上还设有一光程补偿片 35，光程补偿片35贴在输出光纤42的一端。入射光经过聚焦透镜 32射到微反射镜33后形成的反射光再次射入聚焦透镜32,从自聚焦 透镜32的出来的反射光经过光程补偿片35后再射入到输出光纤42 中。当然，实际应用时，光程补偿片35也可以贴在输入光纤41的一 端，具体取决于哪一路的光程需要做补偿。光程补偿片35可对反射 光的插入损耗进行补偿。
光程补偿片35是具有两个相对的通光面的薄片，由图5可见， 本实施例中光程补偿片35的两个通光面是平行设置的。实际应用时，光程补偿片35的两个通光面可以是非平行设置，也就是两个通 光面的延伸面形成一定夹角。
入射光通过输入光纤41射入到聚焦透镜32后，波长不同的入射 光之间在经过聚焦透镜32后，相互间形成一个微小的夹角，该夹角 的大小跟第一夹角5与第二夹角y之差的绝对值l 5-y I、聚焦透镜 32的折射率、长度以及曲率半径有关。因此，可以选择其中一个波 长点做耦合时的调节波长，并且固定下来，其他波长点的光相对于耦 合时的波长点的光出射方向都是偏离一个特定的角度。这样，不同波 长的入射光之间便会存在不 一样的插入损耗，这种机理形成的光的波 长相关损耗为wdl2。
在上述机理产生光的波长相关损耗wdl2中，并非波长较短的入 射光插入损耗较大，不同波长的插入损耗取决于做耦合时的调节波 长。若选择波长较短的入射光做耦合调节，则波长较短的入射光的插 入损耗小于波长较长的入射光的插入损耗。因此，上述机理形成光的 波长相关损耗wdl2可对原有的波长相关损耗wdl1进行补偿，即可降 低可调式光衰减器的波长相关损耗。
采用本实用新型技术方案的可调式光衰减器能有效地降低波长较 短的入射光的插入损耗，如图9所示的，在衰减能量为20分贝时， 波长为1525纳米的光至1570纳米区间内的光波长相关损耗大大降 低，其波长相关损耗仅为0.17分贝。与现有的可调式光衰减器相 比，本实用新型能有效降低大衰减时可调式光衰减器的波长相关损 耗。
参见图8,本实施例的可调式光衰减器组装时，将双孔毛细管 31、聚焦透镜32以及光程补偿片35装载在玻璃管61内，并将玻璃 管61套装在金属管62内，形成第一光学组件。然后，将第一光学组 件与由微反射镜33、微电子机械系统34组成的第二光学组件装载在 壳体63内，组装形成可调式光衰减器。
组装光衰减器时，也可将双孔毛细管31以光衰减器轴线P为中 心，使其相对于聚焦透镜32旋转一定角度，让双孔毛细管31的端面51与聚焦透镜32的端面52之间形成夹角，这样能获得更好的参 数，降低波长相关损耗。
并且，本实用新型仅改变双孔毛细管靠近聚焦透镜的端面与聚焦 透镜靠近双孔毛细管的端面之间角度，即可实现降低波长相关损耗的 目的，其结构变化较小，便于生产、组装，也不增加可调式光衰减器 的生产成本。
当然，上述实施例是本实用新型较佳的实施方案，实际应用时还 可以有更多的变化，例如，在对入射光能量最低衰减时的插入损耗要 求不高时，可不在双孔毛细管的端面上设置光程补偿片；或者，通过 将双孔毛细管和聚焦透镜分别装在不同的玻璃管或者金属管中，通过 改变玻璃管或金属管端面形状使得双孔毛细管靠近聚焦透镜的端面与 聚焦透镜靠近双孔毛细管的端面之间角度得到改变的变化，也可以实 现本实用新型的目的。
最后需要强调的是，本实用新型不限于上述实施方式，诸如第一 夹角5角度的改变、第一夹角5与第二夹角Y之差绝对值的改变、光 程补偿片设置位置的改变等微小变化也应该包括在本实用新型权利要 求的保护范围内。
权利要求1、可调式光衰减器，包括沿轴向依次布置的双孔毛细管、聚焦透镜、微反射镜以及微电子机械系统；其特征在于所述双孔毛细管靠近所述聚焦透镜的端面与垂直于光衰减器轴向的平面之间形成第一夹角δ；所述聚焦透镜靠近所述双孔毛细管的端面与垂直于光衰减器轴向的平面之间形成第二夹角γ；所述第一夹角δ与所述第二夹角γ之差的绝对值大于0°。
2、 根据权利要求1所述的可调式光衰减器，其特征在于 所述第一夹角5与所述第二夹角y之差的绝对值大于3° 。
3、 根据权利要求1或2所述的可调式光衰减器，其特征在于 所述第一夹角5大于或等于0° 。
4、 根据权利要求1或2所述的可调式光衰减器，其特征在于 所述第二夹角y大于或等于0。。
5、 根据权利要求1或2所述的可调式光衰减器，其特征在于 所述双孔毛细管靠近聚焦透镜的端面与所述聚焦透镜靠近双孔毛细管的端面沿轴向相对旋转 一 角度设置。
6、 根据权利要求1或2所述的可调式光衰减器，其特征在于 所述双孔毛细管靠近聚焦透镜的端面上设有一光程补偿片，所述光程补偿片设置在输入光纤或输出光纤的端面上。
7、 根据权利要求6所述的可调式光衰减器，其特征在于 所述光程补偿片具有两个通光面，所述两个通光面平行。
8、 根据权利要求6所述的可调式光衰减器，其特征在于 所述光程补偿片具有两个通光面，所述两个通光面的延伸平面相交。
专利摘要本实用新型提供一种可调式光衰减器，包括沿轴向依次设置的双孔毛细管、聚焦透镜、微反射镜以及微电子机械系统，其中，双孔毛细管靠近聚焦透镜的端面与垂直于光衰减器轴向的平面之间形成第一夹角δ，聚焦透镜靠近双孔毛细管的端面与垂直于光衰减器轴向的平面之间形成第二夹角γ，并且所述第一夹角δ与第二夹角γ之差的绝对值大于3°。本实用新型提供的可调式光衰减器可在大衰减时对波长较短的入射光的插入损耗进行补偿，能有效降低波长相关损耗。
文档编号G02B26/08GK201359647SQ200920050880
公开日2009年12月9日 申请日期2009年1月22日 优先权日2009年1月22日
发明者权 刘, 赵泽雄, 晶 魏 申请人:珠海保税区光联通讯技术有限公司