补偿可变光衰减器制造技术

公开了一种电可变光衰减器（１００、２００、３００、４００、５００、６０２、６０４、６０６）及其相关方法。在一个方案中，衰减器（１００、２００、３００、４００、５００、６０２、６０４、６０６）包括至少一个传感器７１０，提供关于影响衰减的变量的传感器输出。描述衰减器（１００、２００、３００、４００、５００、６０２、６０４、６０６）特征的方法包括：获得一组衰减／感测可变数据，生成感测到的变量相对于衰减的关系（如查找表或数学函数）。本发明专利技术的方案还包括对由所选数学函数关联的控制输入／衰减输出的特征化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
诸如电信网络之类的光网络由许多设备构成。交换机、路由器、耦合器、多路复用器(多路分离器)、以及放大器是网络中常见的设备。这些设备必须彼此兼容以正确地发挥作用，即，这些设备必须能够接收和发送兼容的信号。对于一些网络，该兼容性要求网络设备对特定强度范围内的信号进行操作，此约束使得网络功率等级管理非常重要。系统设计者通常依靠光衰减器来正确地管理网络功率等级。这些衰减器可以是单机、或者与其它设备集成，可控地设置信号强度。能够在例如放大级(amplifier stage)之类的串联设备之间、在例如交换组(switching bank)之类的并联设备之间、以及甚至在例如与现有波分复用(WDM)设备结合以标准化信道强度之类的单个光设备内，对强度进行控制。对于许多应用，衰减器由供应商制造，而供应商向组装网络装置(交换机、路由器等)制造商的供应光设备。由于可以针对不同的信号强度等级来最优化不同的网络，所以供应商通常批量制造相同的光设备，然后处理其中的一些以满足设备制造商的需求，即，特定网络。已知衰减量可调的可变光衰减器(VOA)。通常，VOA由阻断结构形成(像可移动吸收器或部分反射结构)，阻断结构放置于输入波导和输出波导之间的自由空间中。自由空间区域内的阻断结构的位置确定了衰减量。遮光器、反射镜、棱镜甚至液晶结构已用作阻断结构。另一衰减方法是通过机械弹簧使用位移光纤(misalign fiber)，该技术导致了取决于温度的显著不稳定性。尽管该方法需要较大位移和昂贵的移动部分，但是还建议光纤端的轴向间隔。以其它形式，人们已开发了由绞合和热熔的两个波导形成的连续波衰减设备，来形成大块(bulk)的交换/衰减区域。这些设备中的一些还使用热元件用于选择性的交换和衰减控制。还有一些已开发了使用法拉第旋转器或类pockel cell结构的VOA，基于极化状态进行衰减。尽管这些技术对于一些应用是有用的，但是引入了不期望的制造成本和操作复杂度。此外，设备体积庞大，并且与空间是主要关注点的网络环境不兼容。此外，这些设备在网络中安装困难，因此会导致实质的网络故障或延迟。也许甚至更重要的，这些已知的VOA设备中的许多引入了无意识的和不期望的丢失量。例如，插入丢失和极化依据丢失(PDL)极大地限制了已知的VOA设备的操作。此外，已知的VOA还示出了如果在操作期间移动或碰撞(jostle)则出现故障的稳定性问题。此外，VOA中温度的变化会引入不期望的影响。最后，由于VOA提供了较良好的衰减控制，所以来自任何源的误差将变得愈加不期望。一些VOA设备利用信号采样和反馈来提供精确的衰减控制。然而，信号采样方法成本高，需要较大空间用于实现。此外，采样转换器还能够影响使用采样转换器的系统的衰减等级。因此，期望有这样的VOA体积不过于庞大、不使用诸如部分反射元件、采样转换器或热交换机之类的附加部件、制造成本较低、以及以较少丢失和较高稳定性进行操作。
技术实现思路
公开了一种电可变光衰减器及其相关方法。在一个方案中，衰减器包括至少一个传感器，提供关于影响衰减的变量的传感器输出。一种描述衰减器特征的方法包括，获得一组衰减/感测可变数据，以及生成所感测的变量相对于衰减的关系(如查找表或数学函数)。本专利技术的方案还包括特征化(characterzing)由所选数学函数关联的控制输入/衰减输出。附图说明图1是具有位于激光器和接收机之间的可变光衰减器的示例光衰减系统的结构图示。图2A是示出了位于底部构件上的第一波导和第二波导的示例光衰减器的一个实施例的图示。图2B是图2A示出的波导支架的结构的示例。图3A和3B分别是包括顶部构件和描述分离的衰减条件的示例光衰减器的截面图。图4A和4B分别是包括顶部构件和描述分离的衰减条件的另一示例光衰减器的截面图。图5是另一示例光衰减器的分解图。图6是沿图5的BB线所看到的(组装的)图5结构的截面图；该视图示出了波导可移动悬臂部分的示例位置。图7是沿图5的BB线所看到的(组装的)图5结构的截面图；该视图示出了波导可移动悬臂部分的其它示例位置。图8是组装的图5结构的图示。图9是类似于图6和7，但示出了光衰减器的另一示例的截面图。图10是类似于图6、7和9，但示出了光衰减器的另一示例的截面图。图11是可变光衰减器阵列的图示。图12是示出了用于操作光衰减器的示例闭环控制系统的结构框图。图13是示出了用于操作光衰减器的示例功率备份系统的结构框图。图14是特征化根据本专利技术实施例的VOA的方法的图解流程图。具体实施例方式尽管以下提供了优选示例和许多可选示例，但是本领域普通技术人员将理解，这些仅作为示例，并不意味着穷举。相反地，这里的示教可以用于许多光设备中。此外，尽管下面提供的描述通常在可变光衰减的背景下，但是如本领域普通技术人员清楚的，这里的示教可以用来移动波导用于其它目的。这里的示教还可以为了除了结构上不同于这些示出示例的衰减之外的目的，用于修正或感应波导之间的不对齐(misalignment)。此外，尽管在多数示例中描述了以静电制动器(actuator)的形式的电驱动制动器，但是其它电驱动制动器可以用于任何公开示例。电驱动制动器接收电信号来驱动波导的运动。尽管本领域普通技术人员将知道包括其它电机械制动器的其它电驱动制动器，但是示例包括静电、热电、以及电磁制动器。图1示出了示例激光系统100，通过可变光衰减器106，将在输入波导102上传输的输入光信号与在输出波导104上传输的输出光信号相耦合。输入光信号可以来自二极管激光器、气体激光器、放大器、转发器、或其它激光器或光源。输入光信号可以是承载激光信号的信息，或者可选地，可以是承载单频激光能量、脉冲的、或者连续波的信息。例如通过光纤，输入光信号可以与可变光衰减器106相耦合。控制器108控制可变光衰减器106。可变光衰减器106接收输入光信号，并在控制器108的控制下衰减该信号。可变光衰减器106能够提供可具有所需强度范围的输出光信号。普通的电信装置需要0dB至20dB的衰减。使用本示例，可以获得40dB或更多的衰减。控制器108确定由可变光衰减器106提供的衰减量。在示例中，可变光衰减器106包括两个光耦合波导，其中的至少一个可相对于另一个移动。控制器108将控制信号提供给可变光衰减器106中的电可变制动器(EVA)110，以调整、设置和/或确定可移动波导的位置。如果电可变制动器是静电制动器，则控制器108将驱动电压提供给制动器电极。可移动波导在电极产生的静电力作用下移动。EVA 110也可以是热电或电磁制动器。热电制动器从控制器108中接收电控制信号并且在衰减器106内产生热变化，例如，通过加热可移动波导上的元件，引起弯曲波导的膨胀。电磁制动器是将电信号转换为随后移动波导的磁场力的制动器。图2A示出了可以用作可变光衰减器106的、示例光衰减器200(见图3A和3B)的一部分。光衰减器200是可变光衰减器，包括支撑两波导202、203的底部构件201，其中的波导以光纤的形式出现在示出的示例中。硅是用于底部构件201的示例材料。第一波导202具有底部部分204、和具有端部206的可移动悬臂部分205。第二波导203具有底部部分207和可以移动或固定的悬臂部分208。端部209在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电可变光衰减器，包括：一对波导，每一个波导具有端部，其中，在来自电驱动制动器的驱动下，至少一个端部相对于另一端部是可移动的；以及传感器，相对于所述波导对放置，以感测影响衰减的变量，并且提供关于所述变量的传感器输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克G罗莫，小斯坦雷E诺德，查尔斯R威勒克斯，罗伯特J卡斯克里亚，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]