南京邮电大学 光电工程学院 , 南京 210023
光衰减器在解决信道功率平衡、光纤系统指标测量和全光网络的功率匹配等问题上有着不可或缺的作用。文章基于高斯光束传播及衍射场理论分析, 研究了挡光片型可变光衰减器内部光场的分布情况。基于矩形、三角形、圆形3种挡光片, 对挡光片型光衰减器进行了实验研究。通过实验与理论结果的比较, 得到了3种挡光片的位置与衰减量关系曲线, 结果表明, 三角形挡光片光衰减器性能更佳。
光通信 可变光衰减器 挡光片 衰减量 optical fiber communication VOA shutter attenuator
1 华中科技大学下一代互联网接入系统国家工程实验室, 武汉 430074
2 华中科技大学光学与电子信息学院, 武汉 430074
基于MEMS(微机电系统)扭镜的光束偏转技术是实现VOA(可调光衰减器)的主流技术方案之一, 但其存在WDL(波长相关损耗)较大的问题。通过分析WDL的成因, 提出了一种优化设计方案。实验测得在波长范围1.53~1.57 μm与衰减范围0~20 dB内, WDL最大为0.21 dB, 验证了理论分析的正确性。
光纤通信 可调光衰减器 波长相关损耗 微机电系统 fiber-optic communication VOA WDL MEMS
中国科学院半导体研究所 集成光电子学国家重点实验室, 北京 100083
基于硅的等离子体色散效应, 构建了大尺寸SOI基光波导电光可调光衰减器(VOA)仿真模型, 系统模拟分析了结构参数对VOA衰减及偏振相关特性的影响, 优化设计出了低功耗、低偏振相关损耗的VOA器件, 仿真结果表明, 该VOA在20dB衰减下的功耗仅为24mW, 偏振相关损耗为0.41dB。
绝缘体上硅 等离子体色散 可调光衰减器 平面光波回路 SOI plasma dispersion VOA planar light-wave circuit
中国科学院半导体研究所 集成光电子国家重点实验室, 北京 100083
基于硅的等离子色散效应, 构建了SOI基光波导可调光衰减器(VOA)仿真模型, 对SOI基亚微米脊形波导结构的模式特性、VOA器件的掺杂区间距、掺杂深度及浓度对VOA特性的影响进行了系统的模拟分析, 优化设计出了小尺寸、低损耗的VOA器件, 仿真结果表明: 该器件在2.1V电压下即可获得30dB衰减量, 功耗仅为14mW。
绝缘体上硅 可调光衰减器 光波导 等离子体色散效应 SOI VOA optical waveguide plasma dispersion effect
1 中国科学院半导体研究所 集成光电子国家重点实验室, 北京 100083
2 河南仕佳光子科技有限公司, 河南 鹤壁 458030
分别设计制备了基于石英衬底和硅衬底的16通道200GHz二氧化硅可调复用器/解复用器。该器件由一个16通道200GHz的阵列波导光栅(AWG)和Mach-Zehnder干涉型热光可调光衰减器(VOA)阵列构成。在衰减量达到20dB的时候, 基于石英衬底的器件的外加偏压和功耗分别是11.7V和110mW; 而基于硅衬底的器件的外加偏压和功耗分别是22V和380mW。分析了基于不同衬底的器件性能出现差别的原因, 并设计了新的结构, 提高了器件性能。
可调复用器/解复用器 石英衬底和硅衬底 阵列波导光栅 热光可调光衰减器 VMUX/DEMUX quartz and silicon substrate AWG VOA
设计了一种结构简单、成本低的TW-EDFL(三波长掺铒光纤激光器), 其输出波长分别为1 530、1 540和1 550 nm, 实现了1.5 mW的稳定输出功率。研究了EDF(掺铒光纤)长度和泵浦功率与输出功率的关系, 得到最佳EDF长度为4.15 m、最佳泵浦功率为200 mW的结论。在结构中加入3个VOA(可变光衰减器),运用增益均衡的方法来平衡谐振腔内3路信号光的增益和损耗, 避免了EDF在室温下的模式竞争效应。
三波长掺铒光纤激光器 可变光衰减器 增益 损耗 TW-EDFL VOA gain loss
1 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 湖北 武汉430074
2 武汉光迅科技股份有限公司, 湖北 武汉430205
设计了一套自动化测试系统, 该系统能方便地测试MEMS-VOA(基于微机电系统的可变光衰减器)的所有指标, 还可以实现光谱仪与偏振控制器的测试共享。通过编程, 能实时显示数据与绘制曲线, 并将数据自动存储到数据库。与标准的测试仪表相比, 该测试系统造价低廉, 准确度较高, 具有很高的应用价值。
基于微机电系统的可变光衰减器 自动化测试系统 数据库 MEMS-VOA auto test system database
1 南京信息职业技术学院 计算机与软件学院，江苏 南京210046
2 Department of Computer Science,University of Regina， Regina S4S0A2
3 南京邮电大学 光电工程学院，江苏 南京210003
文章设计并制作了一种新颖的低成本、小体积、可手持的基于压控可变透镜的VOA(可调光衰减器)。该器件以具有圆柱状通孔的精密套管为透镜腔，套管的两端分别连接输入光纤连接器管脚和带外螺纹的输出光纤连接器管脚，形成“输入光纤+可变透镜+输出光纤”的结构。通过螺旋套管的手动螺旋进动使液体透镜发生挤压形变以实现透镜焦距的调节，从而控制从输入光纤耦合到输出光纤的光强耦合效率以实现光的衰减可控调节。实验结果表明，这种光衰减器的衰减范围达到3～60 dB。可用于实验教学等场合。
压控可变透镜 可调光衰减器 手持式 pressure controlled variable lens VOA handheld
1 上海电力学院，上海 200090
2 奥兰若科技(深圳)有限公司，广东 深圳 518038
报导了一种集成MEMS的光接收器件的10 Gb/s雪崩光电二极管，并介绍了10 Gb/s APD-TIA的结构和基本特点.对衰减器进行了性能测试，所得到的特性曲线表明其衰减随所加电压变化而变化.集成MEMS VOA接收器的动态范围至少增加了50%达到13 dB，这个结果对密集波分复用系统中的应用非常理想，同时对高速通信系统中的信号改变是一种有效的补偿方式.本文报导了传输速率10 Gb/s带衰减器的雪崩光电二极管光接收器的眼图和测试结果，能够获得-26.5 dBm的灵敏度和清晰的眼图.
雪崩光电二极管 衰减器 灵敏度 微机电系统 Avalanche Photodiode (APD) Variable Optical Attenuator (VOA) Sensitivity Micro-Electro-Mechanic System (MEMS)
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
文章利用Jones矩阵方法计算和分析了双折射率色散效应对一种液晶可调光衰减器(VOA)衰减能力的影响。结果表明，当激光谱线宽度较窄时，双折射率色散效应将导致液晶VOA的光衰减能力大幅度减弱；反之，双折射率色散效应对液晶VOA光衰减能力的影响可以忽略，但液晶VOA本身的光衰减能力很低。因此，液晶VOA适用于较窄线宽的激光光源，在设计和使用时应充分考虑液晶双折射率色散效应对其光衰减能力的影响。
液晶 可调光衰减器 双折射率色散 线宽 衰减能力 liquid crystal VOA birefringent dispersion linewidth attenuating capability
