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光衰減器是一種非常重要的纖維光學(xué)無(wú)源器件,它可按用戶的要求將光信號(hào)能量進(jìn)行預(yù)期地衰減,常用于吸收或反射掉光功率余量、評(píng)估系統(tǒng)的損耗及各種測(cè)試中。目前,系列化光衰減器已廣泛應(yīng)用于光通信領(lǐng)域,給用戶帶來(lái)了方便。

一種插入光路中可使光信號(hào)功率按設(shè)定要求衰減的光器件。用它來(lái)調(diào)節(jié)光通信系統(tǒng)或測(cè)試系統(tǒng)所傳輸?shù)墓庑盘?hào)的功率,使系統(tǒng)達(dá)到良好的工作狀態(tài)。也常用以檢測(cè)光接收機(jī)的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍。

光衰減器可分為固定型衰減器、分級(jí)可調(diào)型衰減器、連續(xù)可調(diào)型衰減器、連續(xù)與分級(jí)組合型衰減器等。其主要性能參數(shù)是衰減量和精度。

通常在玻璃基片上蒸發(fā)或?yàn)R射金屬膜或采用有高吸收作用的摻雜玻璃制成衰減片。通過(guò)控制鍍膜厚度或控制玻璃的摻雜量及其厚度的方法來(lái)獲得所需的衰減量。也有用兩段光纖對(duì)接時(shí)的耦合損耗來(lái)制成衰減器的。

光衰減器要求重量輕、體積小、精度高、穩(wěn)定性好、使用方便等。它可以分為固定式、分級(jí)可變式、連續(xù)可調(diào)式幾種。

3.1 光衰減器分類為：

光衰減器:

1、位移型光衰減器:

橫向位移型光衰減器

縱向位移型光衰減器

2、衰減片型光衰減器

3、智能型光衰減器

系列化光衰減器中,不同類型的光衰減器原理不同。

3.2 位移型光衰減器的工作原理

位移型光衰減器利用光纖的衰減量隨其對(duì)中精度而變化的原理,有意在對(duì)接光纖時(shí),使光纖之間發(fā)生一定位移,從而達(dá)到衰減一定光能量的目的,位移型光衰減器,制作時(shí)可采用橫向位移法和縱向位移法。

3.3 位移型固定衰減器的種類

位移型固定衰減器可分成轉(zhuǎn)換器式和變換器式兩類。

(1)轉(zhuǎn)換器式光固定衰減器轉(zhuǎn)換器式光固定衰減器性能穩(wěn)定,兩端均為轉(zhuǎn)換器接口,衰減量分5、10、15、20、25 dB五種,使用極為方便,可直接與各類型連接器配合使用,僅需將連接器中的轉(zhuǎn)換器取下,換上同型號(hào)光衰減器,即可達(dá)到衰減光信號(hào)的目的,根據(jù)不同的端口,有如下幾種種類型:

轉(zhuǎn)換器式光:FC型、SC型、ST型

固定衰減器:FC-SC型、FC-ST型、SC-ST型

(2)變換器式光固定衰減器

變換器式光固定衰減器的一端為連接器插頭,另一端為轉(zhuǎn)換器端口。其性能穩(wěn)定,衰減量分5、10、15、20、25 dB五種。使用時(shí),僅需在連接器處插入同型號(hào)變換式光衰減器,即可在線路中達(dá)到衰減光信號(hào)的目的,根據(jù)不同的端口,有如下幾種類型:

SC→FC型、ST→FC型、SC→ST型

變換器式固定衰減器: ST→SC型、FC→SC型、FC→ST型

C型、SC型、ST型

3.4 衰減片型光

衰減片型光衰減器直接將具有吸收特性的衰減片,固定在光路中來(lái)達(dá)到衰減光信號(hào)目的。衰減片采用吸收型玻璃片或在玻璃基片上鍍吸收膜的方法來(lái)制作。衰減片型光衰減器可分為步進(jìn)式雙輪可變光衰減器和連續(xù)可變衰減器。

3.5 步進(jìn)式雙輪可變光

步進(jìn)式雙輪可變光衰減器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。采用準(zhǔn)直器出射的平行光路,光路中插入了兩個(gè)具有固定衰減量的衰減圓盤,每個(gè)衰減圓盤上分別裝有0、5、10、15、20, 25 dB六個(gè)衰減片,通過(guò)旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)圓盤,使兩個(gè)圓盤上的不同衰減片相互組合,即可獲得5、10、15、20、25、30、35、40、45、50 dB的十檔衰減量。當(dāng)然,如果想獲得其它衰減范圍的步進(jìn)式衰減器,只要對(duì)衰減盤上的濾光片及位置做相應(yīng)的改變,便可很容易地達(dá)到預(yù)期目的。

3.6 連續(xù)可變光

連續(xù)可變光衰減器總體結(jié)構(gòu)和工作原理同雙輪步進(jìn)式可變光衰減器的相似(如圖2所示)。但它是由一塊步進(jìn)衰減片和一片連續(xù)變化的衰減片組合而成,步進(jìn)衰減片的衰減量為0、10、20、30、40、50 dB六檔,連續(xù)變化衰減盤的衰減量為0~15dB,因此,總的衰減量調(diào)節(jié)范圍為: 0~65dB。這樣,通過(guò)步進(jìn)衰減片的粗檔和可變衰減片的細(xì)檔的共同作用,即可達(dá)到連續(xù)衰減光能量的目的。

3.7 智能型

步進(jìn)式雙輪及雙輪連續(xù)式可變光衰減器的工藝很成熟,性能也很穩(wěn)定,使用極普遍,但由于采用了機(jī)械旋鈕調(diào)節(jié)衰減量、刻度盤讀數(shù)等方法,影響了精度。而智能型光衰減器則可以克服這種不足。智能型光衰減原理框圖如圖3所示,

它通過(guò)電路控制微型電機(jī),帶動(dòng)齒條,使濾光片平移,再將數(shù)據(jù)編碼盤檢測(cè)到的實(shí)際衰減量信號(hào)反饋到電路中進(jìn)行修正,從而達(dá)到自動(dòng)驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)檢測(cè)和顯示光衰減量的目的。因此,智能型光衰減器具有精度高、衰減量連續(xù)可調(diào)、體積小、便于攜帶、使用簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)。智能光衰減器的衰減單元采用圖4所示原理,與前面衰減器相比,除濾光片改用全程連續(xù)變化中性濾光片外,衰減單元中其它元件均一樣。由于所用濾光片的吸收效率隨濾光片的平移方向呈線性變化,所以,當(dāng)電機(jī)沿著垂直于光路的方向帶動(dòng)濾光片移動(dòng)時(shí),就達(dá)到了衰減光信號(hào)的目的。

目前,光衰減器的市場(chǎng)越來(lái)越大,在無(wú)源器件中,其產(chǎn)量?jī)H次于連接器、耦合器等。由于光固定衰減器具有價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定、使用簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn),所以,其市場(chǎng)比可變光衰減器大一些。而光可變衰減器由于其靈活性,市場(chǎng)需求仍穩(wěn)步增長(zhǎng)。衰減器是光通信系統(tǒng)中不可缺少的重要無(wú)源器件之一,有著廣泛的應(yīng)用前景。近年來(lái),國(guó)外一些大的光學(xué)器件公司仍在不斷開(kāi)發(fā)各種新型的高性能光衰減器產(chǎn)品,以求獲得性能更高、體積更小、價(jià)格更適宜的光衰減器。

可調(diào)式光衰減器一般用于光學(xué)測(cè)量中。在測(cè)量光接收機(jī)的靈敏度時(shí),通常把它置于光接收機(jī)的輸入端,用來(lái)調(diào)整接收光功率的大小。使用光衰減器時(shí),要保持環(huán)境清潔干燥,不用時(shí)要蓋好保護(hù)帽。移動(dòng)時(shí)要輕拿輕放,嚴(yán)禁碰撞。