[发明专利]一种基于MEMS的可调光衰减器阵列

说明书

本发明公开一种基于MEMS的可调光衰减器阵列，依序包括光纤阵列、微透镜阵列和基于MEMS的微型反射镜阵列，组成具有若干个光衰减单元的可调光衰减器阵列。本发明采用基于MEMS的微型反射镜来改变光束的传播方向，使光束产生错位耦合损耗，从而实现光衰减的目的，具有动态衰减范围大，偏振相关损耗和波长相关损耗低，重复性好以及响应时间短（毫秒量级）等优势。由于本发明采用阵列化的器件元件作为装配单元，阵列化的元件装配有益于实现批量调试，因此可自动化程度高，生产成本低。

技术领域

本发明涉及光纤通讯领域，尤其涉及一种基于MEMS的可调光衰减器阵列。

背景技术

可调光衰减器（Variable Optical Attenuator，VOA）是光纤通信系统中一类重要的光无源器件，其主要作用是通过衰减光功率来实时调控光信号的强度。目前对VOA的应用主要集中在以下几个方面：其一，在超长距离高密度波分多路复用技术（Dense WaveLengthDivision Multiplexing，DWDM）系统中，外界环境因素会引起信道光功率的变化，VOA依靠自身的灵敏度和可靠性，可以实现即时的信号补偿，保证信息传输的准确性和真实性；其二，VOA可与掺铒光纤放大器（Erbium Doped Optical Fiber Amplifier，EDFA）等光器件通过光纤连接轻易地集成到一起，不仅可以实现增益平坦化，还可以构成功能更复杂的模块化产品，推动光电模块的高阶化。除此之外，VOA也可直接用于光接收机的过载保护以及光功率计等仪器仪表的计量、定标等。可以看到，VOA已成为光通信系统中最广泛使用的光无源器件之一，庞大的应用市场有力的推动了VOA器件的制造与发展。

目前用于实现VOA的制造技术有多种类型，包括传统机械技术、平面光波导技术、液晶技术、磁光技术以及微机电系统等。其中，基于微机电系统（Micro-electromechanicalSystems，MEMS）的可调光衰减器凭借其机械尺寸小、性能稳定性好、易于集成、适合规模化生成等优势已经获得了大量生产和规模化应用。随着DWDM系统的发展以及市场对可灵活升级得到可重构光分插复用器（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer，ROADM）的潜在的巨大需求，VOA的小型化和多通道集成化势必成为光传输系统下一步重要的发展目标与需求之一。

发明内容

为满足上述技术需求，本发明提供一种控制原理简单、响应速度快且易于实现自动化生产的基于MEMS的可调光衰减器阵列。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于MEMS的可调光衰减器阵列，其特征在于：依序包括光纤阵列、微透镜阵列和基于MEMS的微型反射镜阵列，组成具有若干个光衰减单元的可调光衰减器阵列。

优选的，所述光纤阵列成对分布，成对光纤包括对应设置的入射光纤和出射光纤；所述微透镜阵列中的透镜呈现高精度的等间距分布，且相邻透镜间距与相邻成对排布的光纤间距相同；所述基于MEMS的微型反射镜阵列中的每一个反射镜与微透镜阵列中的透镜、成对分布的光纤同轴等间距分布，均可以改变光束传播方向，使光束产生错位耦合损耗，进而实现对特定入射光的衰减调控。

优选的，所述光纤阵列为裸光纤阵列或光纤头阵列。

优选的，所述微透镜阵列所包含的微透镜为柱面透镜，为G-lens或者C-lens。

优选的，所述微透镜阵列为冲压件、硅基刻蚀件或是借助定位装置所得到的组装件。

优选的，所述可调光衰减器阵列批量调试且装配于封装结构内。

优选的，所述封装结构包括外封管和基座，所述外封管的一端与基座连接成一体，外封管的另一端具有通孔，供入射光纤与出射光纤通过；所述基座外部固定有若干组PIN脚，每一组PIN脚通过金丝与基于MEMS的微型反射镜阵列中的MEMS芯片连接，用于为MEMS芯片提供驱动电压，实现反射镜片的角度扭转。