[发明专利]通过调整光波导位置来补偿WDL的可调式光衰减器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于反射镜的可调光衰减器(Variable Optical Attenuator，VOA)系统，尤其涉及波长相关损耗补偿可变光衰减器，它采取改变输入光波导和输出光波导的位置，增加系统色散，由此补偿波长相关损耗(WDL)。

背景技术

图1a，1b示出了通常的反射式VOA基本结构。图1a是现有技术中IL最小时的情况，而图1b是现有技术中衰减状态时的情况。如图1a所示，通常的反射式VOA包括：透镜，反射镜，输入光波导，输出光波导。从输出光波导出来的含不同波长成分的光束通过透镜准直，再通过反射镜发生反射后形成反射光束。反射光束再通过透镜聚焦到输出光波导。当反射镜偏置某个角度时，反射光束以最小插入损耗(Insertion loss IL)耦合进输出光波导。如图1b所示，当反射镜增加或者减小偏置角度时，有部分反射光束偏出光波导，减小了光耦合效率，从而形成光能量的衰减输出。

然而，这种结构的光衰减器带有一种被称作为波长相关损耗(Wavelengthdependent loss，WDL)的缺点，会影响器件的衰减精度，甚至光信号的信噪比等。

光能量耦合进光波导的效率跟以下几个因素有关，包括：光斑中心和光波导中心的偏移量、耦合光束的入射角度、光波导端面的角度、光波导的半径以及入射光的模场直径(Mode field diameter，MFD)等。反射光光衰减器属于共结构，耦合光束的入射角度、光波导端面的角度和光波导的半径对衰减的衰减值只跟耦合光光斑中心与光波导中心的偏移距离和耦合光的模场直径有关，同时偏移距离和模场直径都跟耦合光的波长有关。在某个波长范围内，当光衰减器反射镜偏置某个角度时，不同波长损耗值的差异称之为波长相关损耗，WDL。

众所周知，插入损耗IL可以表示成波长的函数，如下列方程式(1)所示：

IL(λ)=-4.343·(x(λ)ω(λ))2---(1)]]>

其中ω(λ)为耦合光模场半径，为MFD的一半，为波长λ的函数；x(λ)为耦合光光斑中心和光波导中心偏移量，它主要由反射镜角度来确定，同时也与波长λ相关。

在小波长范围内，如光通信系统常用的C和L波段，ω(λ)可以近似线性关系，表示为方程式(2)：

ω(λ)＝a+b·λ                            (2)

其中，a，b为常系数。WDL表示为方程式(3)