[发明专利]一种PLC型可调光衰减器及其改善温度相关性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及PLC型可调光衰减器。

背景技术

如图1所示，PLC型可调光衰减器主要由PLC芯片构成，该芯片采用介质或半导体工 艺，如光刻、腐蚀、显影等技术制作，在介质或半导体基板上形成光波导，PLC型可调光 衰减器通过V/I转换器对该芯片加以驱动电流来加热改变其中一波导的折射率，从而改变 该束光的光程，继而改变该束光的相位实现衰减。该类型光衰减器具有集成度高、性能稳 定且对波长不敏感等优点，因而得到越来越广泛的应用。

PLC型可调光衰减器在实际应用中需满足系统对其温度相关性的要求。一般至少要满 足其TDL(temperaturedependentloss)在一定范围内的要求，即高温与常温的衰减差 异、低温与常温的衰减差异两者的最大值在一定范围内，两者之和也在一定范围内，以本 发明所采用系统为例，其要求TDL＜±4db，即高温与常温的衰减差异、低温与常温的衰减 差异两者的最大值＜±4db，两者之和＜±8db。而有的系统还会有其他特定要求，如一定 驱动电压在不同温度下对应的衰减在一定范围之内，同样以本发明所采用系统为例，其要 求1V驱动电压对应14～24db衰减。根据用户系统使用环境及需求的不同，上述要求会有 细微差异，但都大同小异。

但PLC芯片的温度相关性较差，在同样的驱动电流下，高低温衰减差异非常大，仅通 过V/I转换器将驱动电压转换为驱动电流来控制光衰减无法达到上述要求。同样以实验系 统所采用PLC芯片为例，下表为图2所示PLC芯片衰减曲线所对应的数据，结合图2及该 表可知，采用图1所示结构的PLC型可调光衰减器在其工作温度范围内，1V驱动电压所对 应的衰减可能会超出允许的范围，而高温与常温的衰减差异、低温与常温的衰减差异两者 之和最大达到11db，远超出系统要求的8db，因此无法满足上述要求。

为了解决上述问题，在开环应用中，可以通过软件对温度进行标定来改善其温度相关 性，其硬件系统如图3所示。软件通常的做法是测试出PLC芯片在低温、常温及高温下的 三条衰减曲线，根据采集到的温度来对三条衰减曲线进行线性插值，得到某个温度下实现 同一衰减值所需要的驱动电压，再由主板给出这个驱动电压来进行驱动，这样可以实现在 不同温度下，给出不同的驱动电压来实现相同的衰减，从而使得TDL接近零，由此满足系 统对PLC型可调光衰减器TDL在一定范围内的要求。但这样做需要比较复杂的软件及相关 硬件系统的支持，经过低温、常温、高温的标定过程，占用时间长、生产效率低，同时硬 件成本也相对较高，且采用上述软件标定的方法所解决的只是PLC型可调光衰减器TDL在 一定范围内的问题，对于系统的其他特定要求仍然难以满足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以更简单、低成本改善温度相关性的PLC型 可调光衰减器。

为解决该问题，本发明提供一种PLC型可调光衰减器，该光衰减器包括PLC芯片、设 置于PLC芯片输入端向所述PLC芯片提供驱动电流的V/I转换单元、及设置于V/I转换单 元输入端的热敏电阻网络，所述热敏电阻网络在低温、常温、高温下的等效电阻与相应温 度下实现V/I转换实际所需电阻的阻值之差均在设定误差范围内，所述V/I转换为PLC芯 片实现预定衰减所对应的驱动电压与所需驱动电流的转换。

进一步地，所述预定衰减为该PLC型可调光衰减器预定衰减范围的中间值。

进一步地，所述预定衰减为该PLC型可调光衰减器在低温、常温、高温下的TDL最大 值。

进一步地，所述低温、高温分别为该PLC型可调光衰减器工作温度范围的最低、最高 值。

本发明同时提供一种改善PLC型可调光衰减器温度相关性的方法，该方法包括：

测试PLC芯片在低温、常温、高温下产生预定衰减时分别所需的驱动电流；

计算低温、常温、高温下，将实现预定衰减所对应的驱动电压转换为所述驱动电流分 别实际所需的电阻值；

调整热敏电阻网络的架构及其各电阻阻值，使热敏电阻网络在低温、常温、高温下的 等效电阻与相应温度下实现驱动电压与所需驱动电流转换实际所需的电阻值之差均在设 定误差范围内。

进一步地，所述预定衰减为该PLC型可调光衰减器预定衰减范围的中间值。