[发明专利]电光可变光衰减器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信领域中的可变光衰减器，更具体地说，是涉及一种电光可变光衰减器。

背景技术

在光纤通信系统中，可变光衰减器是重要的无源器件之一，它可以动态地减低或控制光信号。阵列可变光衰减器更是密集波分复用系统中进行多通道光功率进行监控和均衡器件的核心部件。随着通讯容量的急剧增加，人们需要具有响应时间快、插入损耗低、偏振相性关小、可靠性好以及易于集成等优点的可变光衰减器，但是目前常见的机械性、微电子机械系统(MEMS)、以及光纤位移型等可变光衰减器由于涉及到机械运动，难以实现较快的响应时间，同时也缺乏长期的稳定性。其它如热光效应、光波导型等类型可变光衰减器的制造技术尚难保证可变衰减器技术指标的稳定，且它们的插入损耗、偏振相关损耗较大。而电光型可变光衰减器则是利用电光效应制作的可变光衰减器，因为一次电效应通常比二次电光效应大得多，因此通常利用具有一次电光效应的各向异性的电光晶体进行电光调制。电光调制通常分为纵向调整和横向调制，纵向调制时电光晶体所加电极方向与光传播方向一致，虽然可以消除自然双折射的影响，但是需要在通光方向上镀透明电极或环形电极，而且器件的驱动电压不可调；横向调制的电极方向与光传播方向垂直，除方便镀电极外，还可以通过改变电光晶体中通光长度与电极距离的比例而改变器件的驱动电压，但其中的电光晶体存在自然双折射的影响而引起的稳定性不好的问题。另外，利用晶体的电光效应制作的可变光衰减器虽然具有可靠性高、响应时间快的特点，并且通过镀膜增透可使其插入损耗降到很低，合理的结构设计可使其具有极低偏振相关性，但是目前常用的铌酸锂晶体的一次电光系数较小，器件的驱动电压往往需要上千伏。

发明内容

针对现有技术中存在电光可变光衰减器横向调制时存在自然双折射的影响导致稳定性不好的问题，本发明的目的是提供一种电光可变光衰减器，能够消除电光晶体、偏振分束器及复合器自然双折射的影响。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明提出一种电光可变光衰减器，包括1/2波片、1/2波片的两侧对称设有电光晶体，电光晶体的上、下表面均带有金属电极，金属电极的表面与电光晶体的c轴相垂直，其中一电光晶体的外侧设有偏振分束器、另一电光晶体的外侧设有复合器；偏振分束器以及复合器的外侧均设有相互平行的光纤准直器；金属电极均与用于调节电场方向的电信号调制器相连接，所述偏振分束器的入射光线与其光轴形成的平面和电光晶体的入射光线与电光晶体的c轴形成的平面之间构成夹角，所述夹角为(π/4+mπ)，其中m为整数；所述1/2波片的光轴和电光晶体的c轴方向相同。

所述电光晶体采用铌镁钛酸铅单晶，其分子结构式为：

(1-x)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)TiO₃-xPbTiO₃，其中x的取值范围：0.35≤x＜1。

所述x的取值范围：0.35≤x≤0.38。

所述电光晶体的c轴带有极性，且c轴的极性方向相反；所述电光晶体的电场方向相同。

所述电光晶体的c轴带有极性，且c轴的极性方向相同；所述电光晶体的电场方向相反。

所述复合器与偏振分束器相同，且复合器的光轴方向与偏振分束器的光轴方向相同。

所述与偏振分束器相邻的光纤准直器的入射光方向与偏振分束器中o光的方向在同一直线上，与复合器相邻的光纤准直器的出射光方向与偏振分束器中e光的方向在同一直线上。

所述复合器和与其相邻的电光晶体之间还设有一1/2波片。