所描述的可调光衰减器（ＶＯＡ）装置（２０、４０、５０、９０）包含第一光波导（２４、５２、８０、９４、１２０、１４０）和第二光波导（２６、４２、５４、８２、９６、１２２、１４２）。所述装置设有可移动反射元件（２８、８４、１０６、１２４、１４４）（比如基于微电子机械系统（ＭＥＭＳ）的元件），具有相对于一个所述第一和第二光波导中至少一个的可控取向。所述第一和第二波导形成为空芯光波导。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可变光衰减器(VOA)装置，具体涉及加入了在半导体衬底上形成的空芯光波导的VOA。越来越多的电信和数据网络在采用光学元件加以实现。为了使光束的功率能够以可控的方式减少，已经开发了各种类型的可变光衰减器(VOA)。更具体地说，在光纤网络及类似结构中，VOA被用作一种提供功率均衡的便利方法。WO01/75503描述了已知的VOA装置，在该VOA装置中，光束从输入波导经由光路被耦合至输出波导，所述光路包括光束传过自由空间的区域。遮断光束的MEMS遮光器位于自由空间间隙附近，并且遮光板进出光束路径的线性移动提供了可控的光束衰减。众所周知，在VOA装置中表面微制造的遮光器设在实芯波导之间的自由空间区域。这种装置的不利之处是需要提供相对大量的遮光器行程以提供所需的衰减。这种类型的装置因此要求相对较大的功率，并且与自由空间传播区域关联的色散效应会增加光损耗。例如，参见US4516827、US5915063和US6137941，在VOA中光束由输入光纤经反射表面的反射被耦合至输出光纤也已公知。在这样的装置中，反射表面的移动(如倾侧)提供了对从输入光纤耦合至输出光纤的光量控制。使用实芯或“脊形”输入和输出波导形成的同样装置也是公知的。尽管如在US4516827、US5915063和US6137941中描述的反射VOA装置通常比基于WO01/75503的装置的遮光器要求较低的功率，但是其光纤须相对于反射表面以较高的精度对准。为了确保对光衰减的精确控制，也必须对反射元件移动作精确控制。此外，这种装置的强度可能比较低且任何机械振动均可导致反射元件与光线的未对准从而降低装置的性能。本专利技术的目标是减少至少某些上述不利之处以提供改进的VOA装置。按照本专利技术的第一方面，可变光衰减器装置包含第一光波导、第二光波导和至少一个可移动反射元件，所述的可移动反射元件带有相对于所述第一和第二光波导中至少一个的可变取向，其中所述装置配置成使得在使用过程中第一光波导的光束输出从至少一个可移动反射元件反射且至少一个可移动反射元件的取向决定了光束耦合进第二光波导的效率，其特征在于，第一和第二光波导是空芯光波导。因此，本专利技术的装置利用可移动反射元件的取向(即，位置或角度对准)来控制光束从第一光波导耦合至第二光波导的效率。正如下面所详细描述，所述装置可因此提供对从第一光波导耦合进第二光波导的基模的光量控制，以使光衰减被改变。本专利技术的VOA装置可以是独立部分或者可以形成在PCT专利申请GB2003/000331中所描述类型的空芯平面光波导光路(PLC)的一部分。在PLC配置中，利用空芯光波导引导光束来往于耦合单元将去掉通常与现有技术的光纤或脊形波导装置关联的光纤端反射。因此，在第一和第二波导表面不需要折射率匹配的凝胶或环氧树脂或者减反射涂层，所以这种装置的造价低廉。此外，空芯光波导的使用使这种装置可处理更高的光功率。应当注意的是当空芯光波导结构生成时其空芯可能充满了空气。然而，这无论如何也不应当被看成是对本专利技术范围的限制。空芯可包含任何流体(例如液体或如氮等的惰性气体)或者是真空的。术语空芯仅仅意味着芯部缺少任何固体材料。此外，术语“光”和“光学的”在这里被用来指任何波长范围从深紫外到远红外变化的电磁辐射。事实上，本领域技术人员当会了解到本专利技术可用于几乎任意波长的辐射(如微波或x-射线辐射)。其优点在于，至少一个可移动反射元件具有相对于所述的第一和第二光波导中至少一个的可控角对准。换句话说，所提供的VOA包含第一光波导、第二光波导和用于可控制地将来自第一光波导的光束耦合至第二光波导的耦合单元，耦合单元包含可移动反射元件，所述的可移动反射元件具有相对于所述第一和第二光波导中至少一个的可控角取向，其中第一和第二波导是空芯光波导。本专利技术的装置可因此利用可移动反射元件的旋转来控制光束从第一光波导耦合至第二光波导。其优点在于，所述装置配置成使得在使用过程中可移动反射元件的角取向变化基本上不产生反射光束相对于第二空芯光波导的横向位移。换句话说，在工作期间，反射光束基本上持续集中于第二空芯光波导的芯孔上。在这样的配置中，基本上所有的光将耦合进第二空芯光波导，并且反射元件的角取向被用来控制光束相对于第二空芯光波导的入射角，从而控制光束耦合进光束的第二空芯光波导的光学模式。另外，还可便利地使所述装置配置成使得光束相对于第二空芯光波导的输入孔中心横向位移。例如通过孔径形态效应，任何这样的横向位移将控制被耦合进第二空芯光波导的总光量。至少一个可移动反射元件还可(或备选地)具有相对于所述第一和第二光波导中至少一个的可控位置。换句话说，可移动反射元件位置的变化(如元件的线性平移)可用来引导光束从不同的角度和/或不同的横向位置朝向第二光纤的入口。其优点在于，第一和第二光波导在共同的衬底上形成。在共同的衬底上形成第一和第二光波导使得光波导彼此能够精确对准。可移动反射元件也可便利地在共同衬底上形成或者对准。例如，可移动反射元件可有利地包含整体在共同衬底上形成的微电子机械系统(MEMS)元件。如此，可移动反射元件的MEMS元件可在与空芯波导相同的工序中形成，从而提供了无需额外的工序或装置组件就可生成VOA的简单方法。另外，可移动反射元件也可有利地包含混合地附在共同衬底上的MEMS元件。更具体地说，可移动反射元件可有利地在共同衬底上形成的对准槽内保持对准。如此，本专利技术减少了在US4516827、US5915063和US6137941所描述的现有技术的VOA装置类型中发现的、“必须将光纤精确对准可移动反射元件”的问题。本专利技术因此使第一和第二光波导以一种确保它们与可移动反射元件保持对准的方式而形成。其便利在于，可移动反射元件包含反射涂层。提供反射涂层的材料可以是金属层(如金、银或铜)。金属将在由金属的物理性质所规定的波长范围内表现出适当的低折射率；比如由伦敦E.D.PalikAcademic Press1998年出版的“光学常数手册”(“the handbook ofoptical constants”by E.D.Palik，Academic Press，London，1998)这样的标准教科书提供了有关各种材料的波长相关折射率的精确数据。更具体地说，在大约500nm至2.2μm的波长范围内，金的折射率小于空气的折射率；这包含了1400nm至1600nm的重要的远程通信波段范围内的波长。在560nm至2200nm的波长范围内，铜表现为折射率小于1；而在320nm至2480nm的波长范围内，银具有相似的折射率。可利用本领域技术人员已知的各种技术进行金属层的淀积。这些技术包括溅射、蒸发、化学汽相淀积(CVD)以及电镀或非电镀覆。CVD和镀覆技术使金属层在不明显与方向相关厚度变化的情形下被淀积。将试样和/或源旋转的溅射还可提供更平坦的涂层。当允许采用批(即多衬底并行)处理时，镀覆技术尤其有利。更具体地说，优选非电镀覆以达到良好的一致性。本领域技术人员将认识到可在金属层淀积之前先淀积黏附层和/或扩散阻挡层。例如，在金的淀积之前先提供铬或钛金属层作为黏附层。扩散阻挡层(如铂)还可在金淀积之前先被淀积。另外，也可使用组合的黏附与扩散层(如氮化钛、钛钨合金或绝缘层)。反射涂层本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可调光衰减器装置，包含第一光波导、第二光波导和至少一个可移动反射元件，所述可移动反射元件具有相对于所述第一和第二光波导中至少一个的可调取向，其中：所述装置配置成在使用中第一光波导的光束输出从所述至少一个可移动反射元件反射、且所述至少一个可移动反射元件的取向确定了光束耦合进第二光波导的效率，其特征在于，所述第一和第二光波导是空芯光波导。
【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：ME麦尼，RM詹金斯，
申请(专利权)人：秦内蒂克有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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