专利名称：可调光衰减器及可调光衰减波分复用器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于光纤通信系统的光学器件，具体地说，是涉及一种可调光衰减器以及具有这种可调光衰减器的可调光衰减波分复用器。
背景技术：
现代的光纤通信系统的光信号传输速度越来越快，且系统的容量也越来越大，这有赖于掺铒光纤放大器(EDFA)与密集波分复用(DWDM)技术的应用。但是，由于光信号发射机发射的信号光功率不均匀性以及掺铒光纤放大器的增益谱不平坦性，使得密集波分复用系统中的若干不同波长的光信号经过掺铒光纤放大器后，对应的增益不一致，而且随着长距离通信系统中的多个掺铒光纤放大器级联使用，使得这种增益不平坦性不断积累，造成不同信道的功率极端不均匀，导致光纤通信系统的动态失衡。另外，在光纤通信系统中，当光传输的信道数增减或某信道功率改变时，也会引发其它信道功率跳变，接收机各个信道收到的光功率值和光信号的信噪比也就各不相同。这种不均衡性对整个光纤通信系统的传输性能非常有害，往往会使各路信号之间发生串扰，使某些波长信道的误码率高于指定值。如果不均衡功率值过高，会导致光信号在光纤中的传输发生非线性效应，并导致接收机所接收的光功率值超过接收机的最大动态范围。如果不均衡功率值过低，会导致接收机所接收的光功率值低于接收机的灵敏度，则导致接收机接收不到光信号。因此，人们使用对各个信道的信号光功率进行动态调节的全通道可调光衰减器对多个信道的信号进行光功率调节，最为常见的器件是平面波导型可变衰减器阵列。然而，这种器件仅能对所有信道的光功率进行调节，并不能对奇信道或偶信道的光功率分别进行调节，也无法动态地调节奇信道的光功率与偶信道的光功率，更无法实现奇信道的信号与偶信道的信号的合光。目前也存在有交错型合波器件，即对奇信道的信号与偶信道的信号进行合光的器件，如马赫-增德尔干涉仪或者公告号为CN102262303A的中国发明专利申请中所介绍的具有偏振合波功能的器件，这些器件具有三个端口，一个端口接收奇信道的信号，一个端口接收偶信道的信号，输出端口输出的信号是包含奇信道的信号与偶信道的信号的复用信号。但是，这种器件不具备对奇信道的信号与偶信道的信号的光功率进行动态调节的功能。目前也存在能够对多个信道的信号光功率进行动态调节且能够对奇信道的信号与偶信道的信号进行合波/分波功能的器件，如2X1波长选择开关。公开号为CN102226848A的中国发明专利申请公开了一种波长选择开关，其具有准直器阵列、扩束棱镜组、光栅、聚焦透镜以及MEMS微镜阵列，从准直器阵列出射的光束依次经过扩束棱镜组、光栅、聚焦透镜入射到MEMS微镜阵列，通过调节MEMS微镜阵列的角度来改变光束的反射方向，从而动态地调节不同信道的光功率。但是，由于波长选择开关的结构复杂，且因使用MEMS微镜阵列而导致制造成本高。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种具有合波/分波功能且结构简单的交错型可调光衰减器。本发明的另一目的是提供一种结构简单且制造成本较低的交错型可调光衰减波分复用器。为了实现上述的主要目的，本发明提供的可调光衰减器包括奇信道输入端口，其通过光隔离器件向第一准直器输出光束，还包括偶信道输入端口，其向第一环形器的第一端口输出光束，第一环形器的第二端口向第二准直器输出光束，可调光衰减器还包括双折射晶体，位于第一准直器的出射端及第二准直器的出射端，双折射晶体的出射端设有色散器件，色散器件的出射端设有聚焦透镜，一液晶组件设置在聚焦透镜的焦平面上，液晶组件具有设置在靠近聚焦透镜一侧的液晶阵列以及远离聚焦透镜的反射镜，液晶阵列具有二组以上的液晶单元。由上述方案可见，奇信道的信号与偶信道的信号分别通过两个准直器入射到双折射晶体、光栅后，在聚焦透镜的焦平面不同位置上成像，不同信道的光束入射到液晶阵列的不同液晶单元上，通过向各个液晶单元加载不同的电压，改变穿过液晶单元的偏振光的偏振态，使光束的偏振态发生一定角度的旋转，反射后的光束偏振态将发生改变，入射到双折射晶体的不同位置，从不同的准直器出射。只要动态地调节加载到液晶阵列中不同液晶单元的电压值，可以改变不同信道不同波长的光束的偏振态旋转角度，使从奇信道入射的部分光束或全部光束从偶信道的准直器出射，实现对奇信道、偶信道的信号光功率进行调节或者实现对奇信道的信号与偶信道的信号合光。并且，由于可调光衰减器无需设置价格昂贵且结构复杂的MEMS微镜阵列，且使用的器件结构简单、价格低廉，使可调光衰减器的结构简单，且生产成本低。一个优选的方案是，液晶阵列与反射镜之间设置有双折射晶体楔角片。这样，光束穿过液晶阵列的各个液晶单元后，不同偏振态的光束在双折射晶体楔角片中有不同的折射率，产生不同的折射角，也就有不同的传播方向，从而方便地将不同偏振态的光束分开，让不同偏振态的光束从不同的准直器中出射。进一步的方案是，光隔离器件为第二环形器，第二环形器的第一端口接收奇信道输入端口的光束，第二环形器的第二端口向第一准直器输出光束。由此可见，奇信道输入端口的出射端也设置环形器，通过第二环形器将光束传送至第一准直器，且可以利用第二环形器的第三个输出端口输出从第一准直器返回的信号，作为奇信道的输出信号。更进一步的方案是，双折射晶体的出射端与色散器件的入射端之间设有至少一块光束单向扩展器件。可见，光束经过光束单向扩展器件后从色散器件出射，光束的光斑得以扩大，有利于色散器件对入射其上的波段更密集的分割，从而提高衍射效率和分辨率，这样色散器件与聚焦透镜之间的距离可以做得更短，可调光衰减器的体积做得更小。为了实现上述的主要目的，本发明提供的可调光衰减波分复用器包括奇信道密集波分复用器和/或偶信道密集波分复用器，奇信道密集波分复用器和/或偶信道密集波分复用器的输出端设有可调光衰减器，可调光衰减器包括奇信道输入端口，其通过光隔离器件向第一准直器输出光束，还包括偶信道输入端口，其向第一环形器的第一端口输出光束，第一环形器的第二端口向第二准直器输出光束，可调光衰减器还包括双折射晶体，位于第一准直器的出射端及第二准直器的出射端，双折射晶体的出射端设有色散器件，色散器件的出射端设有聚焦透镜，一液晶组件设置在聚焦透镜的焦平面上，液晶组件具有设置在靠近聚焦透镜一侧的液晶阵列以及远离聚焦透镜的反射镜，液晶阵列具有二组以上的液晶单
J Li o由上述方案可见，从奇信道入射的多个光束经过奇信道密集波分复用器后入射到奇信道输入端口，从偶信道入射的多个光束经过偶信道密集波分复用器后入射到偶信道输入端口，可调光衰减器对奇信道的信号与偶信道的信号的光功率进行动态调节或合光，从而实现交错型的光功率可调的波分复用器件或者交错型的合波/分波器件。并且，可调光衰减波分复用器的结构简单，且无需使用诸如MEMS微镜阵列等器件,生产成本较低。
图1是本发明可调光衰减器第一实施例的光学结构示意图。图2是本发明可调光衰减器第一实施例的光栅、聚焦透镜以及液晶组件的结构放大示意图。图3是本发明可调光衰减器第一实施例的液晶组件的结构放大示意图。图4是本发明可调光衰减器第二实施例的光学结构示意图。图5是本发明可调光衰减器第二实施例的光栅、聚焦透镜以及液晶组件的结构放大示意图。图6是本发明可调光衰减器第二实施例的液晶组件的结构放大示意图。图7是本发明可调光衰减波分复用器第一实施例的光学结构示意图。图8是本发明可调光衰减波分复用器第二实施例的光学结构示意图。以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施例方式本发明的可调光衰减器用于对奇信道与偶信道的信号的光功率进行调节，或者实现奇信道与偶信道的信号合波、分波，可调光衰减波分复用器用于实现交错型的分光、合光以及对奇信道的信号与偶信道的信号的光功率动态调节。可调光衰减器第一实施例:
参见图1，本实施例具有奇信道输入端口 11、偶信道输入端口 12，分别输出奇信道的信号与偶信道的信号。在光纤中传播的信号经过密集波分解复用器解复用后，将按照光波长分成不同的光束，奇信道的信号与偶信道的信号是在光纤通信系统中所传播的不同波长的信号。例如，在50G赫兹信道间隔的系统中，相邻的两个信道的频率差为50G赫兹，该系统中的信道编号为奇数的信道即为奇信道，其信道的频率为50G赫兹的奇数倍，系统中信道编号为偶数的信道即为偶信道，其信道的频率为50G赫兹的偶数倍，因此奇信道与偶信道是交错布置的。多个奇信道的信号经过奇信道密集波分复用器后，可以从一根光纤中输出，并入射到奇信道输入端口 11，多个偶信道的信号经过偶信道密集波分复用器后，也可以从一根光纤中输出，入射到偶信道输入端口 12。奇信道输入端口 11的出射端设有环形器13，环形器13作为一个光隔离器件，其具有三个端口，分别是第一端口 14、第二端口 15以及第三端口 16，从第一端口 14入射的光只能从第二端口 15出射，从第二端口 15入射的光只能从第三端口 16出射，且不能逆向传输，确保从第二端口 15入射的光不能从第一端口 14出射，避免光经过可调光衰减器后返回至前级的奇信道密集波分复用器，也就避免对前级系统造成串扰。并且，在环形器13的第二端口 15设置有准直器17。奇信道光束Lll入射到环形器13的第一端口 14后，形成光束L12从第二端口 15出射，光束L12经过准直器17后形成光束L13，光束L13包含有偏振态相互垂直的两个分量，图1中使用箭头表示平行于纸面方向的偏振态，使用圆点表示垂直于纸面方向的偏振态。偶信道输入端口 12的出射端也设置有环形器23，环形器23也具有三个端口，分别是第一端口 24、第二端口 25、第三端口 26，光在环形器23内只能按照从第一端口 24到第二端口 25、从第二端口 25到第三端口 26的方向传输。第二端口 25的出射端也设置有准直器27。从偶信道输入端口 12出射的光束L31入射到环形器23的第一端口 24后，形成光束L32从第二端口 25出射，光束L32经过准直器27后形成光束L33，光束L33也包含有偏振态相互垂直的两个分量。在准直器17、27的出射端设置有一个双折射晶体18，其入射面正对准直器17、27的出射端口，从准直器17、27出射的光束L13、L33能够入射到双折射晶体18的入射面。光束L13入射到双折射晶体18后，将形成偏振态相互垂直的两束光束L14、L15，光束L14为寻常光，偏振方向平行于纸面，光束L15为非寻常光，偏振方向垂直于纸面。为使入射到双折射晶体18后级系统的偏振光的偏振态相同，在光束L15的光路上设置有半波片19，且半波片19设置在双折射晶体18的出射面。这样，光束L15经过半波片19后形成光束L17，光束L17的偏振方向与光束L15的偏振方向相比,发生了 90°的偏转,其偏振方向平行于纸面，也就是与光束L14穿过双折射晶体18后的光束L16的偏振方向相同。光束L33入射到双折射晶体18后也形成偏振态相互垂直的两束光束L34、L35，光束L34的偏振方向平行于纸面,从双折射晶体18出射后形成光束L36,光束L36的偏振方向与光束L34的偏振方向相同。光束L35的偏振方向垂直于纸面,在光束L35的光路上设置有半波片20，且半波片20位于双折射晶体18的出射面上。光束L35经过半波片20后形成光束L37,且偏振方向发生90°的偏转，因此光束L37的偏振方向与光束L36的偏振方向相同。在双折射晶体18的出射端设有扩束棱镜组30，其包括两块扩束棱镜31、32，光束L16、L17、L36、L37分别经过扩束棱镜31、32后光斑得以增大，并入射到光栅33中。扩束棱镜31、32作为本实施例的光束单向扩展器件，将从双折射晶体18出射的光束的光斑扩大，但不能将反方向入射的光束的光斑扩大。光栅33作为色散器件位于扩束棱镜组30的出射端，光束L16、L17、L36、L37经过光栅33后形成散射角度不同、波长也不相同的光束集L18、L19、L38、L39，并且这四个光束集由垂直于纸面且在空间分散的光束组成。图2所示的是光栅33、聚焦透镜34以及液晶组件36的俯视图，光束L16经过光栅33后，将形成多束光束，如光束L181、L182、L183等，光束L181、L182、L183为光束集L18的多束光束。又如光束L17经过光栅33后，将形成多束光束，如光束L191、L192、L193等，光束L191、L192、L193为光束集L19的多束光束。光束集L18、L19、L38、L39入射到位于光栅33出射端的聚焦透镜34后，传播方向发生改变，并分别形成光束集L20、L21、L40、L41，且光束集L20、L21、L40、L41的偏振态相同，均是平行于纸面。 聚焦透镜34的出射端设置有液晶组件36，如图2与图3所示，液晶组件36由液晶阵列37、双折射晶体楔角片38以及反射镜39组成，液晶阵列37具有多组液晶单元41、42,43等，其位于靠近聚焦透镜34的一侧，且在聚焦透镜34的焦平面上，反射镜39位于远离聚焦透镜34的一侧，双折射晶体楔角片38位于液晶阵列37与反射镜39之间。每一个液晶单元内设有大量液晶分子，向液晶单元加载一定的电压将改变液晶分子的排列方向，线性偏振光穿过不同状态下的液晶单元，偏振态将发生一定角度的旋转:在向液晶单元加载一个额定的高电压时，线性偏振光穿过液晶单元后，偏振态不会发生偏转，向液晶单元加载一个小于额定高电压的电压后，线性偏振光穿过液晶单元后，其偏振态将发生一定角度的偏转，偏转的角度与加载的电压有关，因此通过控制加载到液晶单元上的电压可以改变穿过该液晶单元的线性偏振光的偏振态。由于光束L16、L17、L36、L37经过光栅33后形成散射角度不同的光束集L18、L19、138、139，这些光束集118、119、138、139中相同波长的光束经过聚焦透镜34后入射到液晶阵列37的同一个液晶单元上，但光束集中L18、L19、L38、L39不同的波长的光束将入射到液晶阵列37的不同液晶单元中。例如，光束L181的波长与光束L191的波长相同，经过聚焦透镜34后分别形成光束L201、L211，光束L201、L211入射到液晶阵列37的同一个液晶单元中。但是，光束L181的波长与光束L182的波长不同，因此光束L181、L182经过聚焦透镜34后入射到液晶阵列37的不同的液晶单元中。由于从奇信道出射的光束的波长与从偶信道出射的光束的波长不相同，因此从奇信道出射的光束与偶信道出射的光束被聚焦在液晶阵列37的不同液晶单元上，且从奇信道出射的光束经过光栅33后分成的不同波长的光束也被聚焦在液晶阵列37的不同液晶单元上，从偶信道出射的光束经过光栅33后分成的不同波长的光束也被聚焦在液晶阵列37的不同液晶单元上。向液晶阵列37的不同液晶单元加载不同的电压值，可以改变不同光束的偏振态。例如，在液晶单元41、42加载额定的高电压时，如8伏，光束L20穿过液晶单元41、42后偏振态不发生偏转，其入射到双折射晶体楔角片38后遵循折射定律发生折射，形成光束L22并入射到反射镜39的反射面上，经过反射镜39反射的光束沿着一个反射路径反射，形成光束L23，光束L23经过双折射晶体楔角片38后形成光束L24并依次经过液晶单元42、聚焦透镜34、光栅33、扩束棱镜组30、双折射晶体18、准直器17入射到环形器13的第二端口 15，并从环形器13的第三端口 16出射。若向液晶单元41、43加载较低的电压，可以改变穿过液晶单元41、43的线性偏振光的偏振态。例如，将液晶单元41加载较低的电压，光束L20穿过液晶单元42后，偏振方向将将发生90°的偏转，因此经过液晶单元41的光束偏振态垂直于纸面。该光束入射到双折射晶体楔角片38后不遵循折射定律发生折射，形成折射光束L25并入射到反射镜39，形成反射光束L26，光束L26入射到双折射晶体楔角片38后形成光束L27并穿过液晶单元43，其偏振态再次偏转，传播路径靠近可调光衰减器的下端，因此光束L27将依此经过聚焦透镜34、光栅33、扩束棱镜组30、双折射晶体18、准直器27入射到环形器23的第二端口25，从环形器23的第三端口 26出射。可见，在液晶阵列37的不同液晶单元上加载不同的电压，从奇信道入射的光束部分从环形器13的第三端口 16出射，部分从环形器23的第三端口 26出射。若将环形器13的第三端口 16设定为奇信道信号的出射端口，将环形器23的第三端口 26设定为偶信道信号的出射端口，这样从奇信道输入端口 11入射的光束可以从奇信道出射端口出射，也可以从偶信道出射端口出射，这取决于向液晶阵列37中的不用液晶单元加载的电压值。从偶信道输入端口 12出射的光束也是入射到液晶阵列37的不同液晶单元上，通过向不同的液晶单元加载不同的电压，也可以使光束从奇信道出射端口出射或者从偶信道出射端口出射。因此，若需要使用可调光衰减器作为交错型合波器使用，则向液晶阵列37中所有奇信道的光束穿过的液晶单元不施加电压，完全改变奇信道出射的光束的偏振态，使从奇信道出射的光束完全从偶信道出射端口出射。并且，向液晶阵列37中所有偶信道的光束穿过的液晶单元加载额定高的电压，从偶信道出射的光束经过液晶单元后偏振态不发生偏转，从偶信道出射端口出射。由于从奇信道出射的光束与从偶信道出射的光束均从偶信道出射端口出射，因此实现了奇信道的信号与偶信道的信号合波。若需要使用可调光衰减器动态调节奇信道的信号与偶信道的信号光功率，就向液晶阵列37中部分奇信道的光束穿过的液晶单元加载一定的电压，部分地改变奇信道出射的光束的偏振态，使从奇信道出射的光束一部分从偶信道出射端口出射，另一部分从奇信道出射，这样即可改变奇信道的信号光功率。当然，在液晶单元数量足够多的情况下，通过改变加载电压的液晶单元的数量，可以改变奇信道的信号光功率衰减量，这样奇信道的信号与偶信道的信号光功率比率可以动态地调节。偶信道的信号光功率也可以通过相同的方法动态地调节，也能通过向不同数量的液晶单元加载不同的电压值来改变从偶信道出射端口出射的信号的光功率。实际应用时，若只需要使用偶信道出射端口出射的信号，则可以将环形器13替换成一个普通的光隔离器，从奇信道输入端口 11出射的光束可以穿过光隔离器入射到准直器17，但从准直器17返回的光束不能穿过光隔离器入射到奇信道输入端口 11。可调光衰减器第二实施例:
参见图4，本实施例具有奇信道输入端口 51、偶信道输入端口 52，奇信道输入端口 51的出射端设有环形器53，环形器53的第一端口 54接收从奇信道输入端口 51出射的光束L51，光束L51从环形器53的第二端口 55出射并形成光束L52，光束L52入射至准直器57，从准直器57出射的光束L53入射到双折射晶体58中并形成偏振态相互垂直的两束光束L54、L55，光束L54为寻常光，其偏振态平行于纸面，光束L55为非寻常光，其偏振态垂直于纸面。从偶信道输入端口 52出射的光束L61入射到环形器63的第一端口 64，光束L62从环形器63的第二端口 65出射并入射到准直器67中，从准直器67出射的光束L63入射到双折射晶体58后形成偏振态相互垂直的两束光束L64、L65，其中光束L64的偏振态平行于纸面，光束L65的偏振态垂直于纸面。在双折射晶体58的出射面上设有一块半波片59，半波片59位于光束L55以及光束L64的光路上，用于改变光束L55以及光束L64的偏振态。光束L54穿过双折射晶体58后形成光束L56，偏振态不会发生改变，而光束L55穿过双折射晶体58以及半波片59后，偏振态发生90°的偏转，并形成光束L57，因此光束L56的偏振态与光束L57的偏振方向平行。光束L64穿过双折射晶体58以及半波片59后形成光束L66，光束L66的偏振方向与光束L64的偏振方向相比，发生了 90°的偏转。光束L65穿过双折射晶体58后偏转方向不变，且形成光束L67。因此光束L66的偏振方向与光束L67的偏振方向平行。光束L56、L57入射到偏振分光合光器件(PBS) 70的反射面71后分别形成光束L58、L59并反射至透光面72上，光束L66入射到偏振分光合光器件70的透光面72后与光束L58合光形成光束L70，因此光束L70包含有偏振态相互垂直的两个分量。光束L67入射到透光面72后与光束L59合光，形成光束L71，因此光束L71也是包含有偏振态相互垂直的两个分量。光束L70、L71经过设置在偏振分光合光器件70出射端的扩束棱镜组73，扩束棱镜组73包括两块作为本实施例光束单向扩展器件的扩束棱镜74、75。当然，实际应用时，可以根据实际使用情况确定所使用的扩束棱镜的数量。光束L70、L71经过扩束棱镜组73后光斑直径得以扩大，并入射到光栅76中形成光束集L72、L73，每一光束集L72、L73均包含散射角度不同的多束光束。光束集L72、L73穿过聚焦透镜77后分别形成光束集L74、L75，并入射到液晶组件78中。图5所示的是光栅76、聚焦透镜77以及液晶组件78的俯视图，光束L70经过光栅76后形成的光束集L72包括散射角度不同且波长不相同的光束L721、L722、L723。光束L721、L722、L723经过聚焦透镜77后分别形成光束L741、L742、L743，并分别入射到液晶组件78的液晶阵列80不同的液晶单元中。当然，光束L71经过光栅76后形成的光束集L73也包含多束散射角度不同且波长不同的光束，这些光束经过聚焦透镜77后也分别入射到液晶阵列80不同的液晶单元中。并且，光束集L72与光束集L73中相同波长的光束将入射到液晶阵列80的同一个液晶单元中。参见图6，本实施例的液晶组件78由液晶阵列80以及反射镜79组成，液晶阵列80包括多组液晶单元81、82等，且位于靠近聚焦透镜77的一侧，反射镜79位于远离聚焦透镜77的一侧。由于从奇信道输入端口 51出射的光束的波长与从偶信道输入端口 52出射的光束的波长不同，经过光栅76后散射形成的光束将入射到液晶阵列80的不同液晶单元上。通过向液晶阵列80中不同的液晶单元加载不同的电压值，可以改变穿过该液晶单元的线性偏振光的偏振态。例如，向液晶单元81加载额定的高电压，光束L80穿过液晶单元81后偏振方向不会改变，形成的光束L81偏振方向平行于纸面，经反射镜79的反射面后再次穿过液晶单元81并沿着入射的光路返回，即依次经过聚焦透镜77、光栅76、扩束棱镜组73、偏振分光合光器件70、双折射晶体58以及准直器57后入射至环形器53的第二端口 55，并从第三端口 56出射。
若向液晶单元82加载一个小于额定高的电压，光束L82穿过液晶单元82后偏振态偏转45°，形成的光束L83经过反射镜79的反射面后反射回液晶单元82中，光束的偏振态再次发生45°的偏转，此时光束的偏振态垂直于纸面，该光束从液晶单元82出射后依次经过聚焦透镜77、光束76、扩束棱镜组73并入射至偏振分光合光器件70的透光面72上。由于偏振态平行于纸面的光束被反射至反射面71上，而偏振态垂直于纸面的光束将直接穿过透光面71，入射至双折射晶体58中。因此，偏振态发生改变的光束将不会按照原先的路径返回至其入射的准直器中，而是返回到另一准直器中。例如，若原先从奇信道输入端口51出射的光束L51经过准直器57，若该光束的偏振态发生改变，则在经过反射镜79反射后，将穿过偏振分光合光器件70的透光面72并入射到准直器67中，最后入射到环形器63的第二端口 65，并从环形器63的第三端口 66出射。可见，液晶组件78将入射的光束反射至聚焦透镜77，并通过向不同的液晶单元加载不同电压来实现对线性偏振光的偏振态的改变。若将环形器53的第三端口 56设定为奇信道出射端口，将环形器63的第三端口 66设定为偶信道出射端口，则从奇信道输入端口 51出射的光束可以从奇信道出射端口出射，也可以从偶信道出射端口出射，这取决于向液晶阵列80中的液晶单元加载电压的电压值。同理，从偶信道输入端口 52出射的光束也可以从奇信道出射端口出射，或者从偶信道出射端口出射。这样，若需要将可调光衰减器作为交错型合波器使用，则向液晶阵列中所有从奇信道输入端口 51出射的光束穿过的液晶单元加载小于额定高的电压，即改变所有从奇信道输入端口 51出射的光束的偏振态，这样所有从奇信道输入端口 51出射的光束将从偶信道出射端口出射。并且，向液晶阵列中所有从偶信道输入端口 52出射的光束穿过的液晶单元加载额定高的电压，也就不改变任一从偶信道输入端口 52出射的光束的偏振态，从偶信道输入端口 52出射的光束也就弯曲从偶信道出射端口出射，实现奇信道的信号与偶信道的信号的合光。并且，将可调光衰减器作为交错型合波器使用时，可以使用普通的光隔离器替换环形器53。若需要使用可调光衰减器动态地调节奇信道的信号与偶信道的信号的光功率，则调节液晶阵列中80不同液晶单元所加载不同的电压，可以使从奇信道输入端口 51出射的光束部分从奇信道出射端口出射，部分从偶信道出射端口出射，且从奇信道出射端口或从偶信道出射端口出射的光功率可以调节，这通过调节被加载电压的液晶单元的数量及加载的电压值实现。可见，可调光衰减器既可以作为交错型合波器件使用，也可以动态地调节奇信道与偶信道的信号的光功率，且不适用MEMS微镜阵列，结构简单，生产成本低。可调光衰减波分复用器第一实施例:
参见图7，本实施例具有奇信道密集波分复用器91、偶信道密集波分复用器92以及可调光衰减器97，可调光衰减器97为上述两个可调光衰减器实施例中的任意一个。奇信道密集波分复用器91具有多个输入端口 93，用于接收多个奇信道的信号，并将多个奇信道的信号合光从输出端口 94中输出，输出至可调光衰减器97中的奇信道输入端口 98中。偶信道密集波分复用器92具有多个输入端口 95，用于接收多个偶信道的信号，并将多个偶信道的信号合光后从输出端口 96中输出，输出至可调光衰减器97的偶信道输入端口 99中。可调光衰减器97对奇信道的信号与偶信道的信号进行合光或者进行光功率的调节后，从输出端口 100输出。这样，可调光衰减波分复用器可以对奇信道的信号与偶信道的信号进行合光输出，作为交错型的波分复用器使用，也可以对奇信道的信号与偶信道的信号的光功率进行动态调节。可调光衰减波分复用器第二实施例:
参见图8，本实施例具有奇信道密集波分复用器101以及可调光衰减器104，奇信道密集波分复用器101具有多个输入端口 102，用于接收多个奇信道的信号，并将多个奇信道的信号合波后从输出端口 103中输出，输出至可调光衰减器104的奇信道输入端口 105中。可调光衰减器104对输入的信号的光功率进行动态调节后，将处理后的信号从输出端口 106中输出。可调光衰减波分复用器104的偶信道输入端口 107悬空留用，可以作为后续升级扩大容量时使用。当然，可调光衰减波分复用器也可以是由偶信道密集波分复用器与可调光衰减器构成，可调光衰减器的奇信道输入端口悬空留用。当然，上述实施例仅是本发明优选的实施方案，实际应用时还可有更多的改变，例如在不考虑可调光衰减器的体积的情况下，可以不设置扩束棱镜；或者，使用色散棱镜替代光栅作为色散器件等，这样的改变并不会影响本发明的实施。最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如液晶组件构成的改变、光隔离器件的改变等变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.调光衰减器，其特征在于:包括 奇信道输入端口，所述奇信道输入端口通过光隔离器件向第一准直器输出光束；偶信道输入端口，所述偶信道输入端口向第一环形器的第一端口输出光束，所述第一环形器的第二端口向第二准直器输出光束； 双折射晶体，位于所述第一准直器的出射端及所述第二准直器的出射端，所述双折射晶体的出射端设有色散器件，所述色散器件的出射端设有聚焦透镜，一液晶组件设置在所述聚焦透镜的焦平面，所述液晶组件具有设置在靠近所述聚焦透镜一侧的液晶阵列以及远离所述聚焦透镜的反射镜，所述液晶阵列具有二组以上的液晶单元。
2.根据权利要求1所述的可调光衰减器，其特征在于: 所述液晶阵列与所述反射镜之间设置有双折射晶体楔角片。
3.根据权利要求1或2所述的可调光衰减器，其特征在于: 所述光隔离器件为第二环形器，所述第二环形器的第一端口接收所述奇信道输入端口的光束，所述第二环形器的第二端口向所述第一准直器输出光束。
4.根据权利要求1或2所述的可调光衰减器，其特征在于: 所述光隔离器件为光隔离器。
5.根据权利要求1或2所述的可调光衰减器，其特征在于: 所述双折射晶体的出射端还设有半波片。
6.根据权利要求5所述的可调光衰减器，其特征在于: 在所述半波片与所述色散器件之间的光路上设置有偏振分光合光器件。
7.根据权利要求1或2所述的可调光衰减器，其特征在于: 所述双折射晶体的出射端与所述色散器件的入射端之间设有至少一块光束单向扩展器件。
8.调光衰减波分复用器，其特征在于:包括 奇信道密集波分复用器和/或偶信道密集波分复用器，所述奇信道密集波分复用器和/或偶信道密集波分复用器的输出端设有可调光衰减器，所述可调光衰减器包括奇信道输入端口，所述奇信道输入端口通过光隔离器件向第一准直器输出光束；偶信道输入端口，所述偶信道输入端口向第一环形器的第一端口输出光束，所述第一环形器的第二端口向第二准直器输出光束； 双折射晶体，位于所述第一准直器的出射端及所述第二准直器的出射端，所述双折射晶体的出射端设有色散器件，所述色散器件的出射端设有聚焦透镜，一液晶组件设置在所述聚焦透镜的焦平面，所述液晶组件具有设置在靠近所述聚焦透镜一侧的液晶阵列以及远离所述聚焦透镜的反射镜，所述液晶阵列具有二组以上的液晶单元。
9.根据权利要求8所述的可调光衰减波分复用器，其特征在于: 所述液晶阵列与所述反射镜之间设置有双折射晶体楔角片。
10.根据权利要求8或9所述的可调光衰减波分复用器，其特征在于: 所述光隔离器件为第二环形器，所述第二环形器的第一端口接收所述奇信道输入端口的光束，所述第二环形器的第二端口向所述第一准直器输出光束。
全文摘要
本发明提供一种可调光衰减器及可调光衰减波分复用器，可调光衰减器包括奇信道输入端口，其通过光隔离器件向第一准直器输出光束，还包括偶信道输入端口，其向第一环形器的第一端口输出光束，第一环形器的第二端口向第二准直器输出光束，还包括双折射晶体，位于第一准直器及第二准直器的出射端，双折射晶体的出射端设有色散器件，色散器件的出射端设有聚焦透镜，液晶组件设置在聚焦透镜的焦平面上，液晶组件具有液晶阵列以及反射镜，液晶阵列具有二组以上的液晶单元。可调光衰减波分复用器具有密集波分复用器以及上述的可调光衰减器。本发明能实现交错型的合波、分波，并且能动态地调节奇信道与偶信道的信号光功率，结构简单，生产成本低。
文档编号H04J14/02GK103091787SQ201310017959
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者吕海峰, 胡功箭 申请人:珠海保税区光联通讯技术有限公司