[发明专利]一种多环路高精度光纤衰减器

说明书

技术领域

本发明涉及光网络通信、传感技术领域，尤其涉及一种光纤衰减技术领域。

背景技术

光纤衰减器是随着光通信产业的发展而出现的一种非常重要的光学无源器件，它可以将收到的信号强度降低到所需要的程度，可用于光通信线路，系统的评估，研究及调整、校正等方面，市场需求量巨大。

按照光纤衰减器的工作原理，目前的光纤衰减器可分为：位移型光纤衰减器、镀膜型光纤衰减器、衰减片形光纤衰减器、液晶型光纤衰减器和光电转换型光纤衰减器等。其中位移型光纤衰减器、液晶型光纤衰减器和光电转换型光纤衰减器为可变衰减，单这些光纤衰减器的结构复杂，机械部件要求精度高，成本高；镀膜型光纤衰减器、衰减片形光纤衰减器虽然结构简单，但只是固定衰减，功能单一。

发明内容

为了解决上述技术中存在的问题，本发明设计了一种新型的多环路高精度光纤衰减器。本发明所采用的技术方案如下：

一种多环路高精度光纤衰减器，包括N×N光开关阵列，N-1个光纤衰减器、光开关数字控制模块，所述N×N光开关阵列分别有N个光输入端口和N个光输出端口，所述光输入端口用于接收信号光，所述光输出端口用于输出信号光;所述N-1个光纤衰减器分别连接到所述N×N光开关阵列的N-1个光输入端口和N-1个光输出端口，所述光开关数字控制模块控制所述N×N光开关阵列连接的N-1个光纤衰减器的断开与闭合；所述N×N光开关阵列剩下的一个光输入端口和一个光输出端口作为信号光的初始输入端口和最终输出端口；其中，N为大于等于1的自然数。

其中：所述的N-1个光纤衰减器的衰减量不同。

其中：所述N×N光开关阵列是由N×N个半导体光开关单元以及相应的波导通路构成的单片集成器件。

其中：所述的N-1个光纤衰减器的衰减量为K的倍数，K为小于等于1的正数。

其中：所述的光纤衰减器是具有衰减功能的一段光纤，或者是机械式光纤衰减器。

其中：当入射光功率为P，经过所述多环路高精度光纤衰减器的总衰减量为：

Q=n₁P+n₂K¹P+...+n_nK^N-1P

其中：所述的N×N光开关阵列控制光环路行进通过的不同的光纤衰减器。

光开关数字控制模块根据不同光衰减量的需要在不同时刻有不同的数字量控制光输出。同时，在光输入端口和光输出端口之间接N-1个光纤衰减器构成N-l个环路，每个光环路中接一个彼此光衰减量成K倍光纤衰减器，剩下的一个光输入端口和光输出端口作为信号光的初始输入端口和最终输出端口。N-l个光纤衰减器彼此的光衰减量之间形成K的倍数关系。最短的光衰减量K构成了本发明所设计的多环路高精度光纤衰减器的衰减精度，其他光衰减量以K的倍数增加,K为小于等于1的正数。

连接N×N光开关阵列的光纤衰减器可以是特定长度的光纤，也可以是固定光纤衰减器。

在光开关阵列的控制下，本发明所提出的方案能形成K进制的N-l环路可调谐光纤衰减器，通过光开关阵列控制光环路的循环次数，就可以形成大范围的可调谐多进制光纤衰减器。假设入射光功率为P,则总的衰减

Q=n₁P+n₂K¹P+...+n_nK^N-1P

其中n_i取值为0或1，光开关控制模块控制其接通时为1，断开时为0，以此构成0到P+K¹P+...+K^N-1P的大范围衰减量。

本发明由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:

1.利用了新型光开关阵列的高速响应特性使得调节速度可达纳秒级高速响应;

2.多环路光纤衰减器的设计方案可以达到很小的稳定调节间隔，即很高的调节精度且调节稳定:

3.可以通过控制光开关阵列来控制环路，可以实现很大的动态调节范围;

4.在结构和成本上，避免了传统设计需要大量的光纤衰减器和开关，该方案结构简单，只用了一个光开关模块，成本更低，可靠性更高。

附图说明

图1为本发明所述的装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施步骤。