光衰减器完整

光衰减器是按照用户的要求将光信号能量进行预期地衰减。可用于光通信线路、系统的评估、研究及调整、校正等方面。种类第三章光衰减器第三章光衰减器众所周知，当两段光纤进行连接时，必须达到相当高的对中精度，才能使光信号以较小的损耗传输过去。反过来，如果将光纤的对中精度做适当地调整，就可以控制其衰减量。位移型光衰减器就是根据这个原理，有意让光纤在对接时，发生一定错位，使光能量损失一些，从而达到控制衰减量的目的。第三章光衰减器3.1位移型光衰减器

1．横向位移型光衰减器

第三章光衰减器第三章光衰减器根据以上的原理，可设计出相应于不同损耗的横向位移参数，并通过一定的机械定位方式予以实现，得到所需要的光衰减器。通常的情况下，由于横向位移参数的数量级均在微米级。所以，一般不用来制作可变衰减器，仅用于固定衰减器的制作中，并采用熔接或粘接法。横向位移法是一种比较传统的方法，目前仍具有较大市场。它的优点在于回波损耗很高，通常大于60dB。图3.2Ld—d曲线图第三章光衰减器第三章光衰减器2．轴向位移型光衰减器

光纤端面间的间隙同样也会带来光能量的损失，即使是3dB的衰减器，对应的间隙也在0.1mm以上，工艺较易控制。所以目前许多厂家制作的固定光衰减器均采用此原理。其原理如图3.3所示。

图3.3轴向位移时光束耦合示意图第三章光衰减器第三章光衰减器

当使用轴向位移原理来制作光衰减器时，在工艺设计上，只要用机械的方式将两根光纤拉开一定距离进行对中，就可实现衰减的目的。这种原理主要用于固定光衰减器和一些小型可变光衰减器的制作中。第三章光衰减器第三章光衰减器第三章光衰减器第三章光衰减器3.1.2直接镀膜型光衰减器

这是一种直接在光纤端面或玻璃基片上镀制金属吸收膜或反射膜来衰减光能量的衰减器。常用的蒸镀金属膜包括：A1膜、Ti膜、Cr膜、W膜等。如果采用Al膜，常在上面加镀一层Si02或MgF2簿膜作为保护膜。图3.6是一种直接镀膜型光衰减器的结构示意图。第三章光衰减器第三章光衰减器3.1.3衰减片型光衰减器

衰减片型光衰减器直接将具有吸收特性的衰减片，固定在光纤的端面上或光路中，达到衰减光信号的目的。此种方法不仅可以用来制作固定光衰减器，也可用来制作可变光衰减器。制作方法是通过机械装置，将衰减片直接固定于准直光路中，当光信号经过四分之一节距自聚焦透镜准直后，通过衰减片时，光能量即被衰减，再被第二个自聚焦透镜聚焦耦合进光纤中。使用不同衰减量的衰减片，就可得到相应衰减值的光衰减器。衰减片常采用的材料有：红外有色光学玻璃、晶体、光学薄膜。第三章光衰减器第三章光衰减器下面对基于此原理制作的几种主要光衰减器进行进一步的介绍。1．双轮式可变光衰减器双轮式可变光衰减器利用一对单模光纤准直器，准直器由四分之一节距的自聚焦(GRIN)透镜和单模光纤组成。当它对光纤中传输的光束进行准直时，其耦合结构中间允许有一定的间距，光衰减器正好利用其特点，在这一光路间距中插入衰减单元，以实现对光功率的衰减。第三章光衰减器第三章光衰减器(1)步进式双轮可变光衰减器步进式双轮可变光衰减器的结构如图3.9所示。其光路采用准直器出射的平行光路，在光路中插入两个具有固定衰减量的衰减圆。盘，每个衰减圆盘上分别装有0dB、5dB、10dB、15dB、20dB、25dB六个衰减片，通过旋转这两个圆盘，使两个圆盘上的不同衰减片相互组合，即可获得5、10、15、20、25、30、35、40、45、50dB等十档衰减量。衰减片可以采用镀膜或吸收型玻璃片来制作。如果想获得其它衰减范围的步进式衰减器，只要对衰减盘上的滤光片及位置做相应的改变便可很容易地达到预期目的。（1）步进式双轮可变光衰减器第三章光衰减器第三章光衰减器(2)连续可变光衰减器连续可变光衰减器总体结构和工作原理同双轮步进式可变光衰减器相似，如图3.10所示。不过，它的衰减元件部分做了相应的变化，它由一个步进衰圆盘和一片连续变化的衰减片组合而成，步进衰减片的衰减量为0、10、20、30、40、50dB六档，连续变化衰减片的衰减量为0～15dB。因此总的衰减量调节范围为：0～65dB。这样，通过粗档和细档的共同作用，即可达到连续衰减光能量的目的。第三章光衰减器第三章光衰减器连续衰减片是采用真空镀膜方法，在圆形光学玻璃片上镀制金属吸收膜而制成的。蒸镀时，采用特殊的专用扇形装置采覆盖玻璃基片，由于这种专用覆盖装置可连续均匀地改变其张角，所以，可以使蒸镀出来的膜层厚度逐渐均匀变化，因而可以达到使衰减量连续变化的目的。除去无膜区以外，余下的扇型区域被不同厚度的膜层均匀分配，每1dB膜层区域的周长是相等的，因此，可以保证衰减量的均匀改变。显然，这种衰减器对衰减片镀膜层的均匀性要求很高。设计时应考虑两点：①衰减片半径越大的位置，衰减量的分辨率也越高。②尽量避免衰减范围过大。因为衰减范围过大，即相当于每单位长度周长的扇形区域内膜层厚度变化过大，它将影响到分辨率的提高，也增加了镀膜工艺的难度。第三章光衰减器第三章光衰减器因此，在设计时，常采用连续可调衰减片与分档步进盘相结合的方案，以使光衰减器既具有较大可调衰减范围，又具有较高的分辨率。此外，衰减量的精度还与器件零部件的加工精度和装配有关，要求重要零件必须精密加工，并且需要耐磨、防锈、防潮、防尘，其装配精度要高，密封性能要好。双轮步进式光衰减器的工艺已经很成熟，适于大批量生产，但器件体积仍较大。第三章光衰减器第三章光衰减器2．平移式光衰减器平移式结构光路如图3.11所示。平移式光衰减器除衰