简介
光衰减器是一种非常重要的纤维光学无源器件,它可按用户的要求将光信号能量进行预期地衰减,常用于吸收或反射掉光功率余量、评估系统的损耗及各种测试中。目前,系列化光衰减器已广泛应用于光通信领域,给用户带来了方便。
一种插入光路中可使光信号功率按设定要求衰减的光器件。
用它来调节光通信系统或测试系统所传输的光信号的功率,使系统达到良好的工作状态。也常用以检测光接收机的灵敏度和动态范围。
光衰减器可分为固定型衰减器、分级可调型衰减器、连续可调型衰减器、连续与分级组合型衰减器等。其主要性能参数是衰减量和精度。
通常在玻璃基片上蒸发或溅射金属膜或采用有高吸收作用的掺杂玻璃制成衰减片。通过控制镀膜厚度或控制玻璃的掺杂量及其厚度的方法来获得所需的衰减量。也有用两段光纤对接时的耦合损耗来制成衰减器的。
工作原理
光衰减器分类为
光衰减器:
1. 位移型光衰减器:
横向位移型光衰减器
纵向位移型光衰减器
2.衰减片型光衰减器
3.智能型光衰减器
系列化光衰减器中,不同类型的光衰减器原理不同。
工作原理
位移型光衰减器利用光纤的衰减量随其对中精度而变化的原理,有意在对接光纤时,使光纤之间发生一定位移,从而达到衰减一定光能量的目的,位移型光衰减器,制作时可采用横向位移法和纵向位移法。
种类
位移型固定衰减器可分成转换器式和变换器式两类。
(1)转换器式光固定衰减器转换器式光固定衰减器性能稳定,两端均为转换器接口,衰减量分5、10、15、20、25 dB五种,使用极为方便,可直接与各类型连接器配合使用,仅需将连接器中的转换器取下,换上同型号光衰减器,即可达到衰减光信号的目的,根据不同的端口,有如下几种种类型:
转换器式光:FC型、SC型、ST型
固定衰减器:FC-SC型、FC-ST型、SC-ST型
(2)变换器式光固定衰减器
变换器式光固定衰减器的一端为连接器插头,另一端为转换器端口。其性能稳定,衰减量分5、10、15、20、25 dB五种。使用时,仅需在连接器处插入同型号变换式光衰减器,即可在线路中达到衰减光信号的目的,根据不同的端口,有如下几种类型:
SC→FC型、ST→FC型、SC→ST型
变换器式固定衰减器: ST→SC型、FC→SC型、FC→ST型
C型、SC型、ST型
衰减片型
衰减片型光衰减器直接将具有吸收特性的衰减片,固定在光路中来达到衰减光信号目的。衰减片采用吸收型玻璃片或在玻璃基片上镀吸收膜的方法来制作。衰减片型光衰减器可分为步进式双轮可变光衰减器和连续可变衰减器。
步进式双轮可变型
步进式双轮可变光衰减器的结构如图1所示。采用准直器出射的平行光路,光路中插入了两个具有固定衰减量的衰减圆盘,每个衰减圆盘上分别装有0、5、10、15、20, 25 dB六个衰减片,通过旋转这两个圆盘,使两个圆盘上的不同衰减片相互组合,即可获得5、10、15、20、25、30、35、40、45、50 dB的十档衰减量。当然,如果想获得其它衰减范围的步进式衰减器,只要对衰减盘上的滤光片及位置做相应的改变,便可很容易地达到预期目的。
连续可变型
连续可变光衰减器总体结构和工作原理同双轮步进式可变光衰减器的相似(如图2所示)。但它是由一块步进衰减片和一片连续变化的衰减片组合而成,步进衰减片的衰减量为0、10、20、30、40、50 dB六档,连续变化衰减盘的衰减量为0~15dB,因此,总的衰减量调节范围为: 0~65dB。这样,通过步进衰减片的粗档和可变衰减片的细档的共同作用,即可达到连续衰减光能量的目的。
智能型
步进式双轮及双轮连续式可变光衰减器的工艺很成熟,性能也很稳定,使用极普遍,但由于采用了机械旋钮调节衰减量、刻度盘读数等方法,影响了精度。而智能型光衰减器则可以克服这种不足。智能型光衰减原理框图如图3所示。
它通过电路控制微型电机,带动齿条,使滤光片平移,再将数据编码盘检测到的实际衰减量信号反馈到电路中进行修正,从而达到自动驱动、自动检测和显示光衰减量的目的。
因此,智能型光衰减器具有精度高、衰减量连续可调、体积小、便于携带、使用简单方便的特点。智能光衰减器的衰减单元采用图4所示原理,与前面衰减器相比,除滤光片改用全程连续变化中性滤光片外,衰减单元中其它元件均一样。由于所用滤光片的吸收效率随滤光片的平移方向呈线性变化,所以,当电机沿着垂直于光路的方向带动滤光片移动时,就达到了衰减光信号的目的。
性能
目前,光衰减器的市场越来越大,在无源器件中,其产量仅次于连接器、耦合器等。由于光固定衰减器具有价格低廉、性能稳定、使用简便的优点,所以,其市场比可变光衰减器大一些。
而光可变衰减器由于其灵活性,市场需求仍稳步增长。衰减器是光通信系统中不可缺少的重要无源器件之一,有着广泛的应用前景。近年来,国外一些大的光学器件公司仍在不断开发各种新型的高性能光衰减器产品,以求获得性能更高、体积更小、价格更适宜的光衰减器。
基本介绍
光衰减器是用于对光功率进行衰减的器件,主要用在光纤系统的指标测量、短距离通信系统的信号衰减以及系统试验等场合。光衰减器要求重量轻、体积小、精度高、稳定性好、使用方便等。它可以分固定式、分级可变式、连续可调式几种。
光学测量中一般采用可调式光衰减器。在测量光接收机灵敏度时,通常把它置于光接收机的输入端,用来调整接收光功率的大小。使用光衰减器时,要保持环境清洁干燥,不用时要盖好保护帽。移动时要轻拿轻放,严禁碰撞。
基本用途
分固定衰减量的衰减器和可调衰减量的衰减器,用途:
1、平衡各波长信号增益,用于BA前端;
2、线路中,WDM系统功率控制;
3、闭环输出功率控制;
4、光探测端功率保护。
常用种类
FC法兰盘式光衰耗器(金属材质)
FC阴阳插头式光衰耗器(金属材质)
SC阴阳插头式光衰耗器(有金属材质,但大多是塑料材质)
LC阴阳插头式光衰耗器(塑料材质)
仪表式可调光衰耗器
FC法兰盘式可调光衰耗器(金属材质,带弹簧,旋转可调)
传输设备板卡式电可调光衰减器
作用
光接收设备接收的光信号强度需要在一定的范围内,光功率不能过强或过弱,否则会导致设备寿命变短或不能正常工作。光纤衰减器就是可以作用于其中,用于降低光信号能量,对输入光功率衰减的光无源器件,避免由于输入光功率超强而使光接收机产生失真。
光纤衰减器是通过光信号的吸收、反射、扩散、散射、偏转、衍射、色散等来降低光功率。比如光信号的吸收,将光纤衰减器设定一个可以吸收光能的工作波长范围,在这个范围内,其不反射光,减少不必要的回波反射,通过这种方式达到光功率的衰减效果。
一般采用空气隔离技术、位移错位技术、衰减光纤技术、吸收玻璃法等技术来制作光衰减器。光衰减器的衰减范围在 0~65dB。其中,目前市场上的固定光纤衰减器衰减功率在 1~30dB 之间。固定光纤衰减器是光纤衰减器的一种类别,是将衰减功率固定在一个衰减值。一般用于电信网络、光纤测试设备、局域网(LAN)和有线电视(CATV)系统。
射频
射频衰减器是应用于微波技术中非常重要的仪器。在许多微波系统,如雷达、多信道通信系统和其他动力传输损耗和接收信号的测量中都离不开射频衰减器,射频衰减器的灵敏度、测量精确度对于生产的顺利进行密切相关,微波设备的元器件、测试系统和测试技术的发展离不开射频衰减器,射频衰减器的测量对建立微波功率、确定噪音标准及衰减校正的准确性密切相关。
射频功率衰减器要对信号功率进行准确衰减必须阻抗匹配,不然就会形成驻波或反射,影响测量准确度。对衰减器输入而言,输入阻抗要与信号源的输岀阻抗匹配;对衰减器输出而言,输出阻抗要与负载阻抗匹配。由于射频功率衰减器一般不需要进行阻抗变换,所以,输入阻抗、输出阻抗、负载阻抗和信号源输出阻抗都相等。