[实用新型]一种基于液体光阑的可变光衰减器阵列

说明书

本实用新型公开了一种基于液体光阑的可变光衰减器阵列，包括输入准直器阵列、输出准直器阵列和液体可变光阑，多个光信号经输入准直器阵列入射液体光阑，然后将光传递给输出准直器阵列输出；利用互不相溶的绝缘透明液体和导电不透光液体作液体可变光阑；各个输入准直器和对应输出准直器具有共同的中心轴；输入准直器阵列和输出准直器阵列围绕液体可变光阑的中心轴对称或非对称排布；通过调节电压，改变液体光阑通光孔径的大小，实现阵列光束光能量同步等量或不等量的可变衰减。本实用新型无机械移动部件，避免了微机械移动部件易损坏、易受振动导致工作不稳定的问题，占用空间少，操作方便，实用性强。

技术领域

本实用新型涉及光通讯、光电子系统领域，尤其涉及一种基于液体光阑的可变光衰减器阵列，包括通过调节液体光阑的通光孔径来实现对称或非对称排列的多光束阵列的光能量等量或不等量地可变衰减。

背景技术

在光通信系统中，波分复用(DWDM)或检测等需要对光信号的功率进行预衰减，光衰减器是光通信系统中的一种不可或缺的关键器件。由于光网络的最基本的特性是可调，特别是随着DWDM传输系统和掺铒光纤放大器(EDFA)在光通信中的应用，在多个光信号传输通道上必须进行增益平坦化或信道功率均衡，在光接收器端也要进行动态饱和的控制。此外，在一些光电子系统中也需要运用可变光衰减器阵列同时对多束光信号能量进行等量或不等量地衰减。

现有的可变光衰减器类型主要包括机械式光衰减器、磁光可调光衰减器、微机电系统（MEMS）光衰减器、热光衰减器、声光衰减器等。一般光衰减器往往有环境温度敏感、体积大、机械磨损、成本高、响应时间慢、插入损耗大等缺点。现有的可变光衰减器阵列报道很少，也同样具有成本高、体积大、存在机械磨损等缺点。目前，既能同时实现多个光信号等量或不等量的可变衰减又具有体积小、成本低、插入损耗小、无机械移动装置的可变光衰减器阵列是一个难题。

介质上电润湿效应运用于微流控驱动技术中，具有功耗低，操作简单，体积小等优点，且基于电润湿的微流控器件由于没有复杂的机械移动部件，因而没有因机械磨损产生故障的缺点，加之操作方便，故有很好的应用潜力。但是，目前介质上电润湿效应主要应用于微分析芯片和液体透镜中，并没有发挥电润湿在可变光衰减器上的灵活性。

发明内容

实用新型目的：本实用新型的目的在于提供一种利用电润湿效应来控制液体光阑的通光孔径，通过特殊设计的阵列结构实现阵列光束的能量等量或不等量同步可变衰减的可变光衰减器阵列。

技术方案：本实用新型的一种基于液体光阑的可变光衰减器阵列，包括输入准直器阵列、输出准直器阵列和液体可变光阑，输入准直器阵列通过液体可变光阑将多个光信号传递给输出准直器阵列；所述输入准直器阵列和输出准直器阵列围绕液体可变光阑的中心轴对称或非对称排布；通过调节电压改变液体光阑通光孔径的大小，实现阵列光束光能量同步等量或不等量的可变衰减。

进一步的，所述输入准直器阵列和输出准直器阵列围绕液体可变光阑的中心轴对称排布时，输出准直器阵列接收的光束能量同步等量的可变衰减；所述输入准直器阵列和输出准直器阵列围绕液体可变光阑的中心轴非对称排布时，输出准直器阵列接收的光束能量同步不等量的可变衰减。

进一步的，所述液体光阑包括用于封装的腔体，所述腔体内填充有互不相溶的导电不透光水性液体和绝缘透明油性液体，所述绝缘透明油性液体位于腔体中心，导电不透光水性液体位于绝缘透明油性液体外围；所述腔体的底部覆盖有透明环状电极层，所述透明环状电极层上表面覆盖有疏水层，疏水层的两侧为环状的亲水层，疏水层的中央为用于防止导电不透光水性液体融合的超疏水层。

进一步的，所述超疏水层位于腔体的中心轴上，输入准直器阵列传输的光束信号不经过所述超疏水层。输入准直器阵列和输出准直器阵列排布时要求：初始状态，所有光束不被不透光液体遮挡，全部能通过液体光阑的通光孔（透明液体底部所占据的区域），但不经过最中心的超疏水层。