光纤衰减器的原理和作用

光纤衰减器也称光衰减器，是一种用来降低自由空间或光纤中光功率的装置。光纤衰减器作为一种光无源器件，用于调试光通信系统当中的光功率性能、光纤仪表的定标校正以及光纤信号衰减。

光纤衰减器的工作原理

光纤衰减器通常是通过吸收光来产生衰减，如太阳眼镜吸收额外的光能量，同样地，光纤衰减器有一个可以吸收光能的工作波长范围，在这个波长下，它不应该反射光，因为这可能会导致光纤系统中不必要的回波反射。另一种类型的光纤衰减器利用一定长度的高损耗光纤，降低其输入光信号功率，以这样的方式运行使其输出信号功率小于输入信号功率。通过光信号的吸收、反射、扩散、散射、偏转、衍射和色散等来降低光功率。

光纤衰减器的作用

各种光接收设备接收光信号的强度都是有限制的，需要在一定的范围内，光功率过弱或过强的话设备都不能正常工作。当光功率过强的时候，就会利用光衰调整光功率，使用其降低至允许范围内，否则即使设备能够使用也对其寿命不利。

光缆、连接器等光纤器件的损耗不断降低，小于设计的衰减量，这就可能导致光接收机接收到的光功率较大，超过了其承受范围，出现饱和失真的情况。因此，为了减小光接收机接收到的信号，需要使用光纤衰减器，使光功率控制在一定范围内。所以光纤衰减器的作用还是很大的。

光纤衰减器的制作

1、空气隔离技术

光在光纤中传输受到全反射定律的制约，无法散射出来，保持强度的相对稳定。而一旦其脱离光纤，在光纤与光纤之间加入空气间隔，光就会散射出去，从而引起光的衰减。

由于光从普通光纤中入射到空气中散射很强，为此要使衰减量控制一定的范围，就要确保隔离距离及保持两端光纤的对准。通过这个原理可以制作法兰式固定光纤衰减器和可调光纤衰减器。法兰式固定光纤衰减器采用隔离衰减片，根据曲线图制作一定厚度的衰减片，将衰减片植入法兰中，就可起到固定光衰减的作用。法兰式可调光纤衰减器采用机械旋转原理，通过机械旋转调节两端连接器间的距离?可使光衰减在0~30dB之间。

2、位移错位技术

此方法是将2根光纤的纤芯进行微量平移错位，从而达到功率损耗的效果。

通过使用普通尾纤，用熔接机将2根尾纤的纤芯在错位的情况下进行熔接工作，使光在传输过程中发生偏芯损耗，得到连接器式固定光纤衰减器，又称在线固定光纤衰减器。

3、衰减光纤技术

根据金属离子对光有吸收作用，研制出参杂金属离子的衰减光纤，与普通光纤每公里有衰减系数一样，这种衰减光纤也有固定的衰减系数，只不过这种衰减系数不按公里计算，而是按照毫米计算。将衰减光纤穿入陶瓷插芯，经过特殊工艺处理，可以制成阴阳式的固定光纤衰减器。

4、吸收玻璃法

经光学抛光的中性吸收玻璃片也可被应用于光纤衰减器的制作。

利用物质对光的吸收特性，制成片状或条状的中性暗色玻璃，放在光路上，可以将光强衰减。吸收玻璃以透过率T及以分贝数表示的衰减率区分。透过率T=透射光强/入射光强，衰减率η=1/T，以分贝数表示的衰减率β=10×logη=-10×logT，以分贝数表示的衰减率可方便估算多片组合时的衰减率，将叠加各片的衰减率分贝数相加即为组合衰减片组的衰减率，以分贝数表示。

片状被制成固定的衰减值，而条状根据其内部连续递增的暗色物质不同部位的衰减值也不同。单块片状光吸收玻璃可以制作固定光纤衰减器，多块片状吸收玻璃可以通过轮 盘转换制成分档可调试光纤衰减器，而条状吸收玻璃通过连续位移可以制成连续可调光纤衰减器。

5、固态光衰减技术

空气隔离和吸收玻璃形式的可调光纤衰减器都是采用机械式的方法完成衰减的可调性，现在也有少量的采用各种固态光衰减技术，比如可调衍射光栅技术、MEMS技术、液晶技术、磁光技术、平面光波导技术等。