光衰减器的工作原理和性能指标

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光衰减器介绍

在光通信系统中，光衰减器是一种不可缺少的纤维光学无源器件。顾名思义，光衰减器是能降低光信号能量的一种光器件，用于对输入光功率进行衰减降低，避免了由于输入光功率太强而使光接收机产生失真。在应用方面，主要用于光通信系统当中的调试光功率性能、调试光纤仪表的定标校正，光纤信号衰减等。

目前，市场上光衰减器的类型有很多，不同类型的衰减器分别采用不同的工作原理，光衰减器形式主要有四种系列，他们分别是：固定式、步进可调式、连续可调式及智能调节型光衰减器。

下面给大家简单介绍一下几种不同的光衰减器的工作原理。

1 位移型光衰减器。

众所周知，当两段光纤进行对接连接时，必须达到相当高的对中精度，才能使光信号以较小的损耗传输过去。反过来，如果将光纤的对中精度做适当的调整，就可以控制其衰减量，位移型光衰减器就是根据这个原理，有意让光纤之间在对接时，发生一定的错位。使光能量损失一些，从而达到控制衰减量的目的。

位移型光衰减器又分为两种:第一种是横向位移型光衰减器，第二种是轴向位移型光衰减器。横向位移型光衰减器是一种比较传统的方法，由于横向位移参数的数量级均在微米级，所以一般不用来制作可变衰减器，仅用于固定衰减器的制作中，它采用熔接法或粘接法，其优点在于其回波损耗高，一般都大于60dB。轴向位移型光衰减器在工艺设计上只要用机械的方法将两根光纤拉开一定距离进行对中，就可实现衰减的目的。这种原理主要用于固定光衰减器和一些小型可变光衰减器的制作。

常用的插拔式固定衰减器性能指标

Attenuation Value（衰减值） 1dB ~ 30dB
Operating Wavelength（工作波长） 1240 ~ 1620nm (Dual 1310/1550nm)
Return Loss （回波损耗）	UPC >50dB
	APC >60dB
Attenuation  Accuracy （衰减精度）	1 ~ 7 dB ±0.5dB
	8 ~ 12 dB ±0.7dB
	13 ~ 17 dB ±1.0dB
	18 ~ 30 dB ±1.3dB
Optical Input Power （输入光功率）≤500mW
Polarization Dependent Loss（偏振相关损耗） ≤0.1dB
Operating Temperature Range（工作温度） -40 to 75℃
Storage Temperature Range （存储温度）-40 to 85℃
Humidity（存储湿度）≤ 95%RH

2 薄膜型光衰减器

这种衰减器利用光在金属薄膜表面的反射光强与薄膜厚度有关的原理制成。如果玻璃衬底上镀的金属薄膜的厚度固定，就制成固定光衰减器。如果在光纤中斜向插入镀有不同厚度的一系列圆盘型金属薄腊的玻璃衬底，使光路中插入不同厚度的金属薄膜，就能改变反射光的强度，即制成可变衰减器。

3 衰减片型光衰减器

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纤的端面上或光路中，达到衰减光信号的目的，这种方法不仅可以用来制作固走光衰减器，也可用来制作可变光衰减器。

常用的可调光衰减器性能指标

Items	Parameters
Operating wavelength（工作波长）	1260 ～ 1650nm
Bandwidth（带宽）	±40nm
Attenuation Value（衰减区间）	0.8dB~60dB
Original Loss（原始插损）	0.8dB
Attenuation accuracy（衰减精度）	±0.5dB
Connector style（连接器型号）	FC/PC、SC/PC、FC/APC 、SC/APC 、LC、Customer
Reflection loss（回波损耗）	≥50dB (UPC) | ≥60dB (APC)
PDL（偏振相关损耗）	≤0.2dB
Operating temperature（工作温度）	-40℃~+70℃
Storage temperature（存储温度）	-40℃~+85℃
Dimensions（尺寸）	26x8x18mm

光衰减器的性能指标

① 衰减量和插入损耗

衰减量和插入损耗是光衰减器的重要指标，固定光衰减器的衰减量指标实际上就是其插入损耗，而可变衰减器除了衰减量外，还有单独的插入损耗指标，高质量的可变衰减器的插入损耗通常在1.0dB以下，一般情况下普通可变衰减器的该项指标小于2.5dB即可使用。在实际选用可调衰减器时，插入损耗依实际需求而定。

② 光衰减器的衰减精度

衰减精度是光衰减器的重要指标。通常机械式可调光衰减器的衰减精度为其衰减量的+0.1倍。其大小取决于机械元件的精密加工程度和耐久度。固定式光衰减器的衰减精度很高。通常衰减精度与其价格成正比。

③ 回波损耗

在光器件参数中影响系统性能的另一个重要指标是回波损耗。回返光对光网络系统的影响是众所周知的。光衰减器的回波损耗是指入射到光衰减器中的光能量和衰减器中沿入射光路反射出的光能量之比，高性能光衰减器的回波损耗在60dB以上，事实上由于工艺等方面的原因，衰减器实际回波损耗离理论值还有一定差距，为了不致于降低整个线路回波损耗，必须在相应线路中使用高回损衰减器，同时还要求光衰减器具有更宽的温度使用范围和频谱范围。同样，这取决的客户的实际使用需求。

光衰减器的应用范围

固定式光衰减器主要用于对光路中的光能量进行固定量的衰减，其温度特性极佳。在系统的调试中，常用于模拟光信号经过一段光纤后的相应衰减或用在中继站中减小富余的光功率，防止光接收机饱和;也可用于对光测试仪器的校准定标，对于不同的线路接口，可使用不同的固定衰减器;如果接口是尾纤型的，可用尾纤型的光衰减器焊接于光路的两段光纤之间;如果是在系统调试过程中有连接器接口，则用转换器式或变换器式固定衰减器比较方便，在实际应用中常常需要衰减量可随用户需要而改变的光衰减器，所以可变衰减器的应用范围更广泛。例如由于EDFA、CATV光系统的设计富余度和实际系统中光功率的富余度不完全一样，在对系统进行BER评估，防止接收机饱和时，就必须在系统中插入可变光衰减器，另外，在纤维光学(如光功率计或OTDR)的计量、定标也将使用可变衰减器。从市场需求的角度看，一方面光衰减器正向着小型化，系列化、低价格方向发展。另一方面由于普通型光衰减器已相当成熟，光衰减器正向着高性能方向发展，如智能化光衰减器，高回损光衰减器等。

以上浅谈一些衰减器知识，如有出入还请指正！随着技术的不断革新升级，市面上仍有更多新技术衰减器不断面世，欢迎大家评论探讨！

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