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电调光衰减器将继续发展

http://ouqiao.blog.bokee.net    2009-4-30

电调光衰减器将继续发展

作者:William J.De Costa

        随着自我调节网络和集中控制成为一种规范,电调光衰减器(EVOA)正普遍应用于整个光网络中.EVOA已发展出很多种衰减机制,但最终所有的方案都是吸收一部分光功率而让其余的功率通过.
        VOA的设计可以分为两大类:一类基于开关或其它组件的机械运动,另一类基于其它机制.由于成本,插入损耗,稳定性和集成其它功能等因素的限制,EVOA的种类正在减少.基于机械运动的解决方案,从传统的步进电机到MEMS,MOEMS,依旧在市场中占据主导地位.而EVOA的性能已经有了很大改进,多数器件已经能用于大多数的一般性应用场合.现在选择这种产品时开始关注价格和附加功能了.
       实际上每一种EVOA产品都采用了传感器和反馈回路以方便控制.这种死循环控制实际消除了许多由环境因素和器件中的各种漂移带来的衰减变化.工作在死循环模式时,就重要性而言,可重复性就排在了可靠性之后.
紧凑的分接型结构
       由于所有的EVOA产品都利用了主动监控和反馈,所以对系统设计者而言,集成一个用于监控信号的光电二极管是非常有用的.与其使用一个独立的分接耦合器和光电二极管来监控信号,并用一个分立的EVOA将信号衰减到合适的水平,还不如将这三个大体积的元器件集成为一个紧凑的分接型VOA(TVOA).这些TVOA在不增加插入损耗或不牺牲性能的前提下能够节约成本.
       根据衰减单元的缺省模式以及监控光电二极管在光信道中的位置,TVOA可以分为四种基本结构.处于闲置模式时"开关"要么常关要么常开.对每一类TVOA而言,这两种形式都是利用光电二极管来监控输入信号或衰减信号.
对于EVOA的典型应用,反馈回路的带宽可以非常低.正因如此,内部监控光电二极管能在没有偏置电流的条件下实现光电转换,从而消除了高温时产生的暗电流.对于一个典型的铟镓砷(InGaAs)光电二极管,每升高7°C暗电 流增长一倍.
数字VOA
      进一步集成了电子器件和数字接口的TVOA已出现在市场上.集成了光电二极管的数控EVOA(DVOA)将使用光电二极管来监控衰减信号.光电二极管处在输出端是这些DVOA少有的几个共同特征之一.它们的结构因反馈回路工作的光功率范围而有所不同.当输出管脚上光功率的变化范围超过30dB时,应该使用对数放大器.当变化范围不足30dB时,线性放大器就能满足要求而且成本相对低得多.
        带有内部反馈的DVOA既可以作为调节器(恒定衰减)又可以作为主动控制器(恒定输出).作为调节器时,输入必须已知或假设为恒定.作为主动控制器时,不管输入是多少(只要输入在控制范围之内),系统可以要求一定的输出水平,并且不必重新访问设备,除非输入超过控制范围.为了其它的控制或验证目的,内部光电二极管的输出可以是模拟形式,也可以是数字形式.由于器件厂商将反馈回路所需的电子电路与TVOA集成在一起,所以可以在光通道上实现直接数控.
TVOA被广泛用於输出功率控制,它能防止网络中的接收光电二极管和测试设备饱和,还能在放大和发射几个复用波长之前均衡这些波长的功率.对接收而言,在输入端使用一个监控光电二极管是首选解决方案,因为接收光电二极管及其电路能为VOA的控制提供反馈信息.采用这种配套方案就能产生所需的输出信号水平,同时验证了该信号可用於保护倒换.
        VOA正变得越来越紧凑,价格也越来越低.它们从3个独立的光学器件发展而来,最初需要同样数目的接头以及很大一块用於反馈和控制且价格昂贵的电路板,现在已经发展成为体积小巧且高度集成的器件.随成本缩减以及机架空间的减少,TVOA和DVOA会有更多的应用.