一种集成切换功能的多通道MEMS光衰减器制造技术

本实用新型专利技术涉及光通信及光无源器件领域，公开了一种新型集成切换功能的多通道MEMS光可调衰减器，其特征在于包括多光纤束，以一阵列设置，所述多光纤束包括一条或多条输入光纤以及多条输出光纤，其中多条输出光纤中包含第一及第二目标输出光纤，一个MEMS反射镜，设置成将来自一输入光纤的光能够控制地反射到所述多条输出光纤中的一特定的目标输出光纤，其中，所述MEMS反射镜的位置能够控制，以从所述多条输出光纤中的第一目标输出光纤切换到第二目标输出光纤，对每个输入光纤的光能量衰减值和MEMS反射镜的位置偏移关系进行标定，从而可以实现不同切换通道上不同的衰减值的功能。本实用新型专利技术的有益效果是体积小，成本低，性能好。

A multichannel MEMS optical attenuator with integrated switching function

The utility model relates to the field of optical communication and optical passive devices, multi channel MEMS discloses a new integrated switching function adjustable light attenuator, which comprises a multi fiber bundle, with an array set, the fiber bundle includes one or more input optical fiber and a plurality of output optical fiber, wherein a plurality of the output optical fiber includes first and two output optical fiber, a MEMS mirror, arranged from an input fiber light can control the reflection to the specific target output fiber, a plurality of output optical fiber which can control the position of the MEMS mirror, with the the output optical fiber in the first target output fiber switch to the second target output for each input optical fiber, the optical energy attenuation value and position deviation relationship MEMS mirror calibration, which can not achieve The function of different attenuation values on the same switching channel. The beneficial effect of the utility model is small volume, low cost and good performance.

【技术实现步骤摘要】
一种集成切换功能的多通道MEMS光衰减器
本技术涉及光通信及光无源器件领域，尤其涉及一种新型集成切换功能的多通道MEMS光可调衰减器。
技术介绍
在光纤通信系统的应用中，通常采用光开关级联多个可调光衰减器组合来实现系统的通道功率均衡。光开关一般采用各种结构包括静电式以及压电式MEMS、通过机械切换、光电切换或光磁切换来实现切换；一般采用各种结构，通过MEMS、机械式、挡片式等来实现衰减。这种结构的可调光衰减器体积较为大，且成本较高，性能也不能满足较高的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种新型集成切换功能的多通道MEMS光衰减器，其能使一条或多条输入光纤的光信号被选择性地切换至多条输出光纤的一条输出光纤，或者在多条输入光纤与一公共输出光纤之间相互切换，与此同时，在每个通道到可以实现指定光衰减值的功能。为达到上述目的，本技术的技术方案为：一种集成切换功能的多通道MEMS光衰减器，其特征在于包括多光纤束，以一阵列设置，所述多光纤束包括一条或多条输入光纤以及多条输出光纤，其中多条输出光纤中包含第一及第二目标输出光纤，一个MEMS反射镜，设置成将来自一输入光纤的光能够控制地反射到所述多条输出光纤中的一特定的目标输出光纤，其中，所述MEMS反射镜的位置能够控制，以从所述多条输出光纤中的第一目标输出光纤切换到第二目标输出光纤，对每个输入光纤的光能量衰减值和MEMS反射镜的位置偏移关系进行标定，从而可以实现不同切换通道上不同的衰减值的功能。进一步的，所述多条光纤设置于一玻璃毛细管内。进一步的，一个透镜加玻璃棒结构，设置在所述多条光纤和所述MEMS反射镜之间。进一步的，所述MEMS反射镜采用TO封装。进一步的，还包括一控制电路，通过TO封装上的PIN脚控制所述MEMS反射镜。进一步的，所述MEMS反射镜被控制成提供从所述第一目标输入光纤到所述第二目标输入光纤的公共路径，所述公共路径上任意两个通道切换不发生串扰。进一步的，所述MEMS反射镜的位置由驱动电压调节来控制。本技术的有益效果为体积小，成本低，性能好。附图说明图1是实施例的系统应用。图2是实施例的器件结构图。图3是实施例的功能示意。图4是实施例的器件封装。图5是实施例的光纤阵列及及切换衰减算法路径。图6是实施例的MEMS切换系统。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本技术做进一步说明。如图1所示实施例的系统应用功能，要求在1×NMEMS光开关101各通道上级联VOA可调光衰减功能。一般采用每个通道级联一个VOA器件102。如图2和图3所示实施例的器件结构，包括保持于阵列的多光纤束208、一透镜202、一玻璃棒203以及一MEMS反射镜201。所述多光纤束是以一n×m阵列布置的尾纤(pigtail)。所述阵列可以是矩形或以另外合适的构造设置。所述多条光纤尾纤能分成两组。第一组光纤尾纤被用作输入光纤204，而第二组光纤尾纤对应于输出光纤205。玻璃棒202用于优化不同输入光纤的耦合效率一致性。透镜204使从输入光纤接收的光信号准直，并使从MEMS反射镜203反射的光信号准直，将反射的光信号导向至特定的输出光纤。来自输入光纤的光能选择性地被导向至形成1×(n×m)光开关的任一输出光纤。同样地，同样的结构能用于形成(n×m)×1光开关，其中来自多条输入光纤的光按规定线路被切换至输出光纤。MEMS反射镜201能响应控制信号旋转至规定位置。例如，MEMS反射镜201在规定的角度范围内独立地沿x轴和y轴二维旋转。入射在镜面上的输入光束将被穿过透镜204反射，并依据MEMS反射镜201的x角度位置和y角度位置而聚焦在一特定的输出光纤上，从而实现通道切换功能。再调节MEMS反射镜201的x角度位置或y角度位置，使得光束在一特定的输出光纤上的聚焦光斑发生微小偏移并逐步标定衰减值，从而得到进行特定的输出光纤的光能量衰减值与MEMS反射镜201的位置偏移的关系，实现多通道可调光衰减功能，示例输入光功率206经衰减为光功率207输出。如图4所示实施例的封装结构300，包括光纤束301；光纤尾纤，玻璃棒302；透镜304；以及MEMS反射镜303。器件封装300整体采用金属TO封装。如图5所示实施例的光纤阵列400，光纤阵列400是以3×3的矩形布置。多光纤束的尾纤定位在玻璃毛细管内。从1到9编号每一条光纤。所述多条光纤包括一输入光纤401以及第一输出光纤405。由此，从光纤401输入的光束被MEMS反射镜的表面反射并被导向至第一输出光纤405。控制从第一输出端口405到第二输出端口402的路径，以避免光泄漏到不希望的光纤中。控制光束的切换轨迹，使得光束的切换轨迹通过任意两条光纤之间的间隙空间，和/或完全在任意光纤的范围外部，且由此避免碰触到任何不希望的端口。例如输入端口405→409和输入端口405→407，会造成端口401回损或端口406光串扰。建立一个对于任意一个光纤端口公共的无串扰路径410，且路径上都有相应通道的对应点，任何通道间的切换衰减的方法为：先切换到对应点再沿着路径移动，并且再从路径上的对应的切换到目标端口上，最后按前述衰减标定关系，调节到要求的衰减位置上。如路径410所示，控制MEMS反射镜201的x角度旋转位置和y角度旋转位置以跟随一具有多个分立的路径段的切换轨迹，这使得避开了沿从第一输出光纤405到第二输出光纤402的切换轨迹的其余光纤。一般而言，多光纤束中的一条或多条光纤可为输入光纤，而其余光纤为输出光纤。例如，光纤1-9能选择性地作为输出光纤。另外，在一些实施例中，光纤阵列400可存在一条或多条不使用的光纤。尽管示出了矩形阵列的示例，但是也能使用其它光纤构造。在一些实施例中，可采用其它几何布置，只要输入光纤为阵列的边缘处的光纤。在一些实施例中，这个切换通过直接采用将聚焦光束转移至目标输出光纤需要移动反射镜表面的最小角度量来改变MEMS反射镜201的x角度位置和y角度位置。例如，随着MEMS反射镜201被调整，反射的聚焦光束能从第一输出光纤405以一直线横穿至第二输出光纤402。但这样应用实例中就必须接受端口光串扰的情况。如图5所示实施例的切换衰减系统500，包括输入光纤和输出光纤、集成切换功能的多通道MEMS光可调衰减器501以及控制电路502。集成切换功能的多通道MEMS光可调衰减器501能依据图2、3、5的上述内容来实施。输入光纤和输出光纤为集成切换功能的多通道MEMS光可调衰减器501的光纤尾纤分别提供输入路径和输出路径。控制电路502可包括输入，从而在输出光纤之间切换及衰减，并将控制信号发送至MEMS芯片驱动反射镜。例如，控制电路502可包括用于MEMS多通道可调光衰减器501中的光纤阵列的多个点的电压校准数据、衰减校准数据和切换轨迹数据。由此，控制电路502能提供合适的切换信号给MEMS反射镜，以用于输出端口之间的准确切换及衰减。另外，对于多通道的结构，反射镜角度调节范围比较大且衰减要求控制精度较高，静电驱动MEMS通常需要输入几十伏高压精确控制，控制电路502应包含高压输出D/A芯片。尽管本技术包含许多具体实施细节，但是这些细节不应解释为对本技术或权利要求书的范围的任何限制，而应解释为说明特定实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成切换功能的多通道MEMS光衰减器，其特征在于包括多光纤束，以一阵列设置，所述多光纤束包括一条或多条输入光纤以及多条输出光纤，其中多条输出光纤中包含第一及第二目标输出光纤，一个MEMS 反射镜，设置成将来自一输入光纤的光能够控制地反射到所述多条输出光纤中的一特定的目标输出光纤，其中，所述MEMS反射镜的位置能够控制，以从所述多条输出光纤中的第一目标输出光纤切换到第二目标输出光纤，对每个输入光纤的光能量衰减值和MEMS反射镜的位置偏移关系进行标定，从而可以实现不同切换通道上不同的衰减值的功能。

【技术特征摘要】
1.一种集成切换功能的多通道MEMS光衰减器，其特征在于包括多光纤束，以一阵列设置，所述多光纤束包括一条或多条输入光纤以及多条输出光纤，其中多条输出光纤中包含第一及第二目标输出光纤，一个MEMS反射镜，设置成将来自一输入光纤的光能够控制地反射到所述多条输出光纤中的一特定的目标输出光纤，其中，所述MEMS反射镜的位置能够控制，以从所述多条输出光纤中的第一目标输出光纤切换到第二目标输出光纤，对每个输入光纤的光能量衰减值和MEMS反射镜的位置偏移关系进行标定，从而可以实现不同切换通道上不同的衰减值的功能。2.如权利要求1所述集成切换功能的多通道MEMS光衰减器，其特征在于所述多条光纤设置于一玻璃毛细管内。3.如权利要求1所述集成切换功能的多通道ME...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立勋，蒋龙健，
申请(专利权)人：福州高意通讯有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35