光衰减器剖析

  由于技术的进步和制造工艺的提高，光缆，接头，连接器和其它光器件的损耗一般小于设计衰减量，使光接收机接收到的光功率较大，可能超过关检测的线性动态范围，出现饱和失真。因此，需要加接光衰减器,减小光接收机接收到的信号。此外，在一个规划范围较大，但需要经过几期工程建设才能完成的系统，一般都选择一个较大功率的光反射机，在服务范围较小时，先用一个衰减器，等到范围扩大时，再取消光衰减器而代之以新区的光缆。在进行有关光测量时，也需要加接管衰减器来调整进入测量仪器的光强。因此，光衰减器在光纤有线电视系统中是一个不可缺少的器件。

光衰减器有可变衰减器和固定光衰减器两类。目前实用化的可变衰减器，对1.31um和1.55um的光都可达到25db,衰减精度为1db。

光衰减器按照其原理可分为薄膜光衰减器，熔融型光衰减器和掺锆光纤型光衰减器薄膜光衰减器利用光再金属薄膜表面的发射光强与薄膜厚度有关的原理制成。如果玻璃衬底上蒸镀的金属薄膜的厚度固定，就组成固定光衰减器，如果在光纤中斜向插入蒸镀有不同厚度的一系列圆盘形金属薄膜的玻璃衬底，在光纤中传输的光一部分贝反射出光纤，形成光的损失，通过旋转圆盘，使光路中插入不同厚度的金属薄膜，就能改变发射光的强度，即可得到不同的衰减量，制成可变光衰减器。

  熔融型固定光衰减器是把中光纤熔接在一起，控制两根光纤的横向错位到某一数值后再进行熔接，即可得到不同衰减的光衰减器。根据熔接时间的长短和接头形状的不同，可以把熔融型光衰减器分成为错位式，扭曲式，扩散式和拉锥式四类。错位式的熔接时间短，在光纤接头处有明显的错位，形成额衰减量比较大，扭曲式的熔接时间稍长，光纤接头处的错位仍然存在，但已被扭曲，形成的衰减量略小；在扭曲式的基础上边加热边拉伸，纤芯向包层扩散，接头的损耗降低，形成衰减量小的扩散式光衰减器，在扩散式的基础上，继续加热和拉伸光纤，在接头处形成双锥结构，衰减量增加，形成拉锥式光衰减器。熔融型固定光衰减量和精度一般为3±0.3db ,5±0.5db等几个规格。也可根据具体需要去定制。熔融型固定光衰减器的后向反射损耗大于55db。    

   同光纤放大器配合使用的光衰减器是掺锆光纤型固定光衰减器。实验证明，在光纤中掺锆可以增大光纤的衰减量；衰减量与掺锆的面积和浓度有关；高离子对光的吸收与波长有关。如果在整个纤芯的中心部分掺锆，控制掺锆的面积使其对131.um和1.55um光的衰减量大体相同。一般各种规格的光衰减器的长度都是22.4mm,衰减量由掺锆的面积和浓度来确定。表5-9，是几种掺锆光纤固定光衰减器的规格以及他们对1.31um和1.55um光的衰减量的平均值和标准方差。从表中看出，在1.31um和1.55um两种波长下的测试结果相差不大，平均值和名义值大偏差仅为1db，而且标准方差很小，说明这种光衰减器具有很好的一致性。