專利名稱：光衰減器及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光衰減器及其制法。
通常，當(dāng)處理光傳輸網(wǎng)絡(luò)的光通信信號(hào)時(shí)，光信號(hào)具有在應(yīng)接收的光接收機(jī)模塊的光接收范圍內(nèi)的強(qiáng)度。如果該光信號(hào)的強(qiáng)度超過(guò)了光接收范圍，會(huì)在光接收機(jī)模塊中產(chǎn)生誤差，這將引起工作壽命上的嚴(yán)重問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，采用了光衰減器。光衰減器分類為插入型的和一體型的。兩者都通過(guò)使用箍或套筒中的薄膜濾光器來(lái)衰減光纖的入射光。


圖1示出通常的插入型光衰減器58。光衰減器58具有一個(gè)連接到光傳輸網(wǎng)絡(luò)的光傳輸箱的連接器58a和一個(gè)連接到光分線箱的適配器58b。將傳輸光纖52固定在其中的箍50安裝在光衰減器58的內(nèi)部。用于保護(hù)光纖52免受外部環(huán)境影響并固定箍50的套筒56安裝在箍50的一側(cè)，支持光纖52。薄膜濾光器54衰減光纖52的入射光強(qiáng)度，以8°角安裝在固定在箍50中的光纖52的切面之間。
為了通過(guò)反射或吸收光信號(hào)來(lái)衰減入射光，對(duì)薄膜濾光器54進(jìn)行涂復(fù)以形成使用不同金屬元素的多層結(jié)構(gòu)，最后將其兩個(gè)表面都涂上非反射涂層，以保持99.8％或更高的非反射率。
然而，在通常的插入型光衰減器中，因?yàn)楹茈y加工薄膜濾光器使其加上具有99.8％或更高非反射率的非反射涂層，因此在2.5Gbps或更高的極高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)中反射的光信號(hào)會(huì)反向進(jìn)入光纖內(nèi)部，因而可產(chǎn)生在光信號(hào)中的誤差。還有，因?yàn)榫哂斜∧ね繉雍头欠瓷渫繉拥谋∧V光器在溫度和濕度影響下很容易變質(zhì)，因此隨波長(zhǎng)不同，信號(hào)的特性可能改變。
此外，因?yàn)橐?°角切割光纖且將薄膜濾光器固定在箍之間以衰減光纖的入射光，因此盡管在連接光連接器時(shí)沒(méi)有接觸薄膜濾光器，但因?yàn)閼?yīng)使用連接到光分線箱的光適配器，于是須使用額外的光部件，這就增加了成本，并且很難在光分線箱中緊湊地包裝光連接器。
圖2示出另一種通常的光衰減器，該衰減器是一體型的。連接到光傳輸網(wǎng)絡(luò)的光傳輸箱的第一連接器16和連接到光分線箱的第二連接器18裝在光衰減器兩端。通過(guò)光纜100將第一和第二連接器16和18連接起來(lái)。光纜100的最外層以管34a和34b罩住，以保護(hù)光纖30a和30b免受外部環(huán)境變化的影響。
將光纜100的中部切開，安裝箍32a，以支撐和固定接到第一連接器16上的光纜管34a的部分剝開后露出的光纖30a。同樣，安裝箍32b，以支撐和固定接到第二連接器18上的光纜管34b的部分剝開后露出的光纖30b。在這種情況下，光纖30a和30b被切斷。將用于衰減光纖30a的入射光強(qiáng)度的薄膜濾光器36以8°角安裝在光纖30a和30b之間。通過(guò)上述方法來(lái)制造薄膜濾光器36。箱38保護(hù)薄膜濾光器36和將光纖30a及30b固定在其中的箍32a及32b。
然而，在通常的一體型光衰減器中，由于很難以具有99.8％或更高非反射率的非反射涂層制成薄膜濾光器，因此在2.5Gbps或更高的極高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)中反射的光信號(hào)反向進(jìn)入光纖內(nèi)部，故可在光信號(hào)中產(chǎn)生誤差。還有，具有薄膜涂層和非反射涂層的薄膜濾光器易受溫度和濕度的影響而變質(zhì)，故光信號(hào)的特性可隨濾長(zhǎng)變化。此外，因?yàn)閷⒐饫|中部切斷，且薄膜濾光器插在切割表面之間以衰減光纖的入射光，這使光纜的張力特性變壞，同時(shí)很難在光分線箱中加工和維修其他的光纜。
本發(fā)明的目的是提供一種能夠衰減光纖入射光而不須要使用附加薄膜濾光器的光衰減器及其制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種光衰減器包括一條光纖，其光特性部分至少包括一個(gè)消除光纖內(nèi)部全反射狀態(tài)的不連續(xù)性部分，以衰減通過(guò)光纖傳輸?shù)墓狻?br> 可以通過(guò)改變光纖芯層和包層的折射率來(lái)造成其不連續(xù)性部分。
該不連續(xù)性部分可包括通過(guò)加工相位掩模以500nm-600nm間隔形成的一組光柵?？稍?至10cm的距離上形成這組光柵。
另一方面，該不連續(xù)性部分也可包括通過(guò)加工振幅掩模以50μm-60μm間隔形成的一組光柵?？稍?至5cm的距離上形成這組光柵。
可將光纖安裝在管中，使之基本上不受外界環(huán)境變化的影響。
本發(fā)明還提供了一種制造光衰減器的方法，包括使其光纖的光特性部分中形成至少一個(gè)不連續(xù)性部分，它能消除光纖內(nèi)部的全反射狀態(tài)，以衰減通過(guò)光纖傳輸?shù)墓狻?br> 通過(guò)將光纖暴露在準(zhǔn)分子(eximer)激光中使光纖芯層和包層的折射率改變來(lái)形成不連續(xù)性。
該方法包括采用加工相位掩模以500nm-600nm間隔形成一組光柵。準(zhǔn)分子激光器可以50MW-400MW的能量、15KV-19KV的電壓和5Hz-15Hz的脈沖頻率發(fā)射激光。在1至10cm的距離上形成這組光柵。
另一方面，該方法也可包括采用加工振幅掩模以50μm-60μm間隔形成一組光柵。準(zhǔn)分子激光器可以50MW-400MW的能量、15KV-19KV的電壓和5Hz-15Hz的脈沖頻率發(fā)射激光?？稍?至5cm的距離上形成這組光柵。
以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)例來(lái)描述本發(fā)明，其中圖1示出通常的插入型光衰減器；圖2示出通常的一體型光衰減器；圖3示出根據(jù)本發(fā)明采用準(zhǔn)分子激光器制造的光衰減器；圖4示出通過(guò)加工相位掩模采用準(zhǔn)分子激光器制造光衰減器的方法；圖5示出通過(guò)加工振幅掩模采用準(zhǔn)分子激光器制造光衰減器的方法；
圖6示出通過(guò)加工振幅掩模采用準(zhǔn)分子激光器制造光衰減器的另一方法。
圖3示出采用準(zhǔn)分子激光器制造的光衰減器。參看圖3，光柵10包括圖4中所示的第一光柵10a、圖5中所示的第二光柵10b和圖6中所示的第三光柵10c。將連接到光傳輸網(wǎng)絡(luò)的光傳輸箱中的第一連接器16和連接到光分線箱中的第二連接器18安裝在光衰減器的兩端。通過(guò)光纜100將第一和第二連接器16和18連接起來(lái)。用管14罩住光纜100的最外層，以保護(hù)光纖12免受外部環(huán)境變化的影響。
在由芯層和包層組成的光纖12中，以規(guī)定的間隔利用準(zhǔn)分子激光器的光源形成一組光柵10，以便在光傳輸期間使通過(guò)光纖12傳輸?shù)墓馑p一個(gè)需要的量。這是通過(guò)改變光纖12芯層和包層的折射率從而消除內(nèi)部全反射條件而達(dá)到的。也就是說(shuō)，如果強(qiáng)的準(zhǔn)分子激光器光源的光射到光纖12，通過(guò)光能使光纖12芯層中的離子重新組合，可改變光纖12芯層的折射率。由于芯層與包層之間折射率的不同，不滿足內(nèi)部全反射條件，于是形成了光柵10。通過(guò)調(diào)整處于準(zhǔn)分子激光下的暴露時(shí)間和發(fā)射到光纖12的光源區(qū)域，能調(diào)整光衰減的量。
現(xiàn)在結(jié)合圖4、5和6描述圖3所示光衰減器的制造方法。圖4示出通過(guò)加工相位掩模以規(guī)定的間隔使光纖暴露在準(zhǔn)分子激光器光源下以制造光衰減器的方法。采用加工相位掩模，將準(zhǔn)分子激光器輸出的光射到光纖12上，通過(guò)改變光纖12芯層和包層的折射率來(lái)消除內(nèi)部全反射狀態(tài)。
準(zhǔn)分子激光器采用50MW-400MW的能量、15KV-19KV的電壓和每單時(shí)間5Hz-15Hz的脈沖頻率，將其光輸出射到光纖12上。然后，以規(guī)則的間隔a1、a2和a3形成第一組光柵10a，它具有在光傳輸期間使光纖12的入射光衰減一需要量的光衰減器功能，并具有反射或通過(guò)其它波長(zhǎng)光的光濾光器功能。在500nm-600nm范圍內(nèi)分別設(shè)置間隔a1、a2和a3。根據(jù)要求的光衰減量，在1cm-10cm距離內(nèi)可形成一個(gè)、兩個(gè)或更多的光柵?？蓪⑼ㄟ^(guò)上述加工相位掩模制造的衰減器用于約1550nm的波長(zhǎng)。
圖5示出采用加工振幅掩模以規(guī)則的間隔將光纖暴露在準(zhǔn)分子激光器輸出光下制造光衰減器的方法。采用加工振幅掩模，將準(zhǔn)分子激光器光源的光發(fā)射到光纖12上，通過(guò)改變光纖12芯層和包層的折射率來(lái)消除內(nèi)部全反射狀態(tài)。準(zhǔn)分子激光器采用50MW-400MW的能量、15KV-19KV的電壓和5Hz-15Hz的脈沖頻率，將其光輸出射到光纖12上。
以規(guī)則間隔b1、b2和b3形成第二組光柵10b，用于在光傳輸期間將光纖12的入射光衰減一個(gè)需要量。在50μm-60μm范圍內(nèi)分別設(shè)置間隔b1、b2和b3。根據(jù)需要的光衰減量，在1cm-5cm距離內(nèi)可形成一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)光柵?？蓪⑼ㄟ^(guò)上述加工振幅掩模制造的衰減器用于約1550nm的波長(zhǎng)。
圖6示出采用加工振幅掩模通過(guò)使光纖連續(xù)暴露在準(zhǔn)分子激光下制造光衰減器的方法。采用加工振幅掩模，使準(zhǔn)分子激光器光源的光射到光纖12上，通過(guò)改變光纖12芯層和包層的折射率來(lái)消除全反射狀態(tài)。準(zhǔn)分子激光器采用50MW-400MW的能量、15KV-19KV的電壓和5Hz-15Hz的脈沖頻率，將光發(fā)射到光纖12上。然后，在1cm-5cm長(zhǎng)度上無(wú)任何間隔地形成第三光柵10c，用于在光傳輸期間將光纖12的入射光衰減一需要量。可將通過(guò)上述加工振幅掩模制造的衰減器用于約1550nm的波長(zhǎng)。
如上所述，在光纜的光纖中直接獲得了光衰減器功能。因此，該光衰減器不受溫度和濕度的影響。而且，因?yàn)檫@種光衰減器是通過(guò)將其暴露于準(zhǔn)分子激光器光源下制造的，故這種光衰減器很容易制造，且很容易加工和維修光分線箱中的其他光纜。不使用附加的薄膜濾光器，因此降低了產(chǎn)品的成本。當(dāng)在光分線箱中包裝這種衰減器時(shí)，不用另外的光學(xué)部件，于是可減少光學(xué)部件的數(shù)量。同時(shí)可使產(chǎn)品的重量最小。
權(quán)利要求
1.一種光衰減器，包括光纖，其光特性部分至少包括一個(gè)消除光纖內(nèi)部全反射狀態(tài)的不連續(xù)性部分，以衰減通過(guò)光纖傳輸?shù)墓狻?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1的光衰減器，其中所述不連續(xù)性部分是通過(guò)改變光纖芯層和包層的折射率來(lái)形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的光衰減器，其中所述不連續(xù)性部分包括通過(guò)加工相位掩模以500nm-600nm間隔形成的一組光柵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的光衰減器，其中所述的一組光柵是在1至10cm的距離上形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的光衰減器，其中所述不連續(xù)性部分包括通過(guò)加工振幅掩模以50μm-60μm間隔形成的一組光柵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的光衰減器，其中所述的一組光柵是在1至5cm的距離上形成的。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的光衰減器，它適用于約1550nm的波長(zhǎng)。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的光衰減器，其中所述光纖安裝在一管中，使之基本上不受外部環(huán)境變化的影響。
9.一種制造光衰減器的方法，包括使其光纖的光特性部分中形成至少一個(gè)不連續(xù)性部分，它能消除光纖內(nèi)部的全反射狀態(tài)，以衰減通過(guò)光纖傳輸?shù)墓狻?br> 10.一種制造光衰減器的方法，其中通過(guò)改變光纖芯層和包層的折射率來(lái)形成不連續(xù)性部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的制造衰減器的方法，其中通過(guò)將光纖暴露在準(zhǔn)分子激光器下來(lái)產(chǎn)生所述的改變。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的制造衰減器的方法，包括采用加工相位掩模以500nm-600nm的間隔形成一組光柵。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的制造衰減器的方法，其中所述準(zhǔn)分子激光器以50MW-400MW的能量、15KV-19KV的電壓和5Hz-15Hz的脈沖頻率發(fā)射激光。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的制造衰減器的方法，其中在1至10cm的距離上形成所述一組光柵。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的制造衰減器的方法，包括采用加工振幅掩模以50μm-60μm的間隔形成一組光柵。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的制造衰減器的方法，其中所述準(zhǔn)分子激光器以50MW-400MW的能量、15KV-19KV的電壓和5Hz-15Hz的脈沖頻率發(fā)射激光。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16的制造衰減器的方法，其中在1至5cm的距離上形成所述一組光柵。
18.一種基本上如參照附圖所描述的和/或如附圖中所示的光衰減器。
19.一種基本上如參照附圖所描述的和/或如附圖中所示的制造光衰減的方法。
全文摘要
一種光衰減器及其制造方法,該衰減器包括光纖12,其光特性部分至少包括一個(gè)消除光纖內(nèi)部全反射狀態(tài)的不連續(xù)性部分10a、10b、10c,以衰減通過(guò)光纖傳輸?shù)墓?。該不連續(xù)性部分10a、10b和10c是通過(guò)改變光纖12芯層和包層的折射率而產(chǎn)生的。
文檔編號(hào)G02B6/26GK1186249SQ9712537
公開日1998年7月1日 申請(qǐng)日期1997年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月3日
發(fā)明者樸瓚植 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社