光衰減器技術(shù)條件第1部分：光纖固定衰減器

武漢郵電科學(xué)研究院、深圳市昊谷光電技術(shù)有限公司。2100433B

朱信海、郝艷輝等。

光衰減器3.1 光衰減器分類為:

光衰減器:

1. 位移型光衰減器:

橫向位移型光衰減器

縱向位移型光衰減器

2.衰減片型光衰減器

3.智能型光衰減器

系列化光衰減器中,不同類型的光衰減器原理不同。

光衰減器3.2 位移型光衰減器的工作原理

位移型光衰減器利用光纖的衰減量隨其對中精度而變化的原理,有意在對接光纖時(shí),使光纖之間發(fā)生一定位移,從而達(dá)到衰減一定光能量的目的,位移型光衰減器,制作時(shí)可采用橫向位移法和縱向位移法。

光衰減器3.3 位移型固定衰減器的種類

位移型固定衰減器可分成轉(zhuǎn)換器式和變換器式兩類。

(1)轉(zhuǎn)換器式光固定衰減器轉(zhuǎn)換器式光固定衰減器性能穩(wěn)定,兩端均為轉(zhuǎn)換器接口,衰減量分5、10、15、20、25 dB五種,使用極為方便,可直接與各類型連接器配合使用,僅需將連接器中的轉(zhuǎn)換器取下,換上同型號光衰減器,即可達(dá)到衰減光信號的目的,根據(jù)不同的端口,有如下幾種種類型:

轉(zhuǎn)換器式光:FC型、SC型、ST型

固定衰減器:FC-SC型、FC-ST型、SC-ST型

(2)變換器式光固定衰減器

變換器式光固定衰減器的一端為連接器插頭,另一端為轉(zhuǎn)換器端口。其性能穩(wěn)定,衰減量分5、10、15、20、25 dB五種。使用時(shí),僅需在連接器處插入同型號變換式光衰減器,即可在線路中達(dá)到衰減光信號的目的,根據(jù)不同的端口,有如下幾種類型:

SC→FC型、ST→FC型、SC→ST型

變換器式固定衰減器: ST→SC型、FC→SC型、FC→ST型

C型、SC型、ST型

光衰減器3.4 衰減片型光衰減器

衰減片型光衰減器直接將具有吸收特性的衰減片,固定在光路中來達(dá)到衰減光信號目的。衰減片采用吸收型玻璃片或在玻璃基片上鍍吸收膜的方法來制作。衰減片型光衰減器可分為步進(jìn)式雙輪可變光衰減器和連續(xù)可變衰減器。

光衰減器3.5 步進(jìn)式雙輪可變光衰減器

步進(jìn)式雙輪可變光衰減器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。采用準(zhǔn)直器出射的平行光路,光路中插入了兩個(gè)具有固定衰減量的衰減圓盤,每個(gè)衰減圓盤上分別裝有0、5、10、15、20, 25 dB六個(gè)衰減片,通過旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)圓盤,使兩個(gè)圓盤上的不同衰減片相互組合,即可獲得5、10、15、20、25、30、35、40、45、50 dB的十檔衰減量。當(dāng)然,如果想獲得其它衰減范圍的步進(jìn)式衰減器,只要對衰減盤上的濾光片及位置做相應(yīng)的改變,便可很容易地達(dá)到預(yù)期目的。

光衰減器3.6 連續(xù)可變光衰減器

連續(xù)可變光衰減器總體結(jié)構(gòu)和工作原理同雙輪步進(jìn)式可變光衰減器的相似(如圖2所示)。但它是由一塊步進(jìn)衰減片和一片連續(xù)變化的衰減片組合而成,步進(jìn)衰減片的衰減量為0、10、20、30、40、50 dB六檔,連續(xù)變化衰減盤的衰減量為0～15dB,因此,總的衰減量調(diào)節(jié)范圍為: 0～65dB。這樣,通過步進(jìn)衰減片的粗檔和可變衰減片的細(xì)檔的共同作用,即可達(dá)到連續(xù)衰減光能量的目的。

光衰減器3.7 智能型光衰減器

步進(jìn)式雙輪及雙輪連續(xù)式可變光衰減器的工藝很成熟,性能也很穩(wěn)定,使用極普遍,但由于采用了機(jī)械旋鈕調(diào)節(jié)衰減量、刻度盤讀數(shù)等方法,影響了精度。而智能型光衰減器則可以克服這種不足。智能型光衰減原理框圖如圖3所示,

它通過電路控制微型電機(jī),帶動齒條,使濾光片平移,再將數(shù)據(jù)編碼盤檢測到的實(shí)際衰減量信號反饋到電路中進(jìn)行修正,從而達(dá)到自動驅(qū)動、自動檢測和顯示光衰減量的目的。因此,智能型光衰減器具有精度高、衰減量連續(xù)可調(diào)、體積小、便于攜帶、使用簡單方便的特點(diǎn)。智能光衰減器的衰減單元采用圖4所示原理,與前面衰減器相比,除濾光片改用全程連續(xù)變化中性濾光片外,衰減單元中其它元件均一樣。由于所用濾光片的吸收效率隨濾光片的平移方向呈線性變化,所以,當(dāng)電機(jī)沿著垂直于光路的方向帶動濾光片移動時(shí),就達(dá)到了衰減光信號的目的。

目前,光衰減器的市場越來越大,在無源器件中,其產(chǎn)量僅次于連接器、耦合器等。由于光固定衰減器具有價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定、使用簡便的優(yōu)點(diǎn),所以,其市場比可變光衰減器大一些。而光可變衰減器由于其靈活性,市場需求仍穩(wěn)步增長。衰減器是光通信系統(tǒng)中不可缺少的重要無源器件之一,有著廣泛的應(yīng)用前景。近年來,國外一些大的光學(xué)器件公司仍在不斷開發(fā)各種新型的高性能光衰減器產(chǎn)品,以求獲得性能更高、體積更小、價(jià)格更適宜的光衰減器。

光衰減器要求重量輕、體積小、精度高、穩(wěn)定性好、使用方便等。它可以分為固定式、分級可變式、連續(xù)可調(diào)式幾種。