專利名稱：一種動態(tài)光強增益均衡器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光通信網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用的新型動態(tài)光強增益均衡器的制造方法。
背景技術(shù)：
光信號在光纖傳輸過程中需要在傳輸一定的距離后對光信號進行放大，以保證信號傳輸?shù)馁|(zhì)量。目前在C波段或L波段都使用摻鉺光纖放大器(EDFA)，但EDFA的輸出光強隨波長(信道)的不同有4dB左右的波動，這種波動對光信號傳輸?shù)谋Ｕ嫘允植焕?，故在EDFA的輸出端需要使用“光強增益均衡器”而使這種光強波動控制在1dB以下。目前使用的是根據(jù)EDFA的輸出特性制作對各種波長光信號固定的衰減來拉平EDFA的輸出，稱為固定式光強增益均衡器。由于EDFA的輸出光強～波長曲線并不是固定的，可能隨溫度、輸入功率和其它因素的變化而發(fā)生了變化，固定式均衡器就無法使變化后的功率輸出平穩(wěn)。因此需要發(fā)展動態(tài)光強增益均衡器，根據(jù)EDFA輸出的光強～波長曲線進行動態(tài)實時的補償，使光強隨波長的波動控制在最小的范圍。目前世界主要光通信器件公司在研究的動態(tài)光強增益均衡器多采用在輸入或輸出端把當前的功率譜信號取出，再反饋給控制電路，對增益均衡器進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)新的拉平功能，增益均衡器及其控制系統(tǒng)制作復雜，成本昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
聚合物分散液晶材料(PDLC)是由液晶微滴分散于固態(tài)聚合物高分子基質(zhì)之中而形成的新型光學材料，具有顯著的電控開關(guān)特性。本發(fā)明的目的是提供一種采用聚合物彌散液晶(Polymer Dispersed Liquid CrystalPDLC)作為基本材料實現(xiàn)光強動態(tài)增益，用于EDFA的快速、低成本的動態(tài)增益均衡器制造方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣來實現(xiàn)的首先制備兩片有透明導電膜的玻璃基片，在玻璃基片間涂布一層由5～10μ的PDLC材料構(gòu)成的記錄層，用激光全息或計算機全息的方法設(shè)計全息光路，在記錄層上制作體全息反射光柵；設(shè)計不同的全息光路在記錄層上建立不同體全息衍射光柵，制作不同衍射特性的H-PDLC體全息光柵元件，使每個光柵具有良好的波長選擇性，即每個光柵的布拉格衍射發(fā)生在特定的波段(帶寬在5nm-10nm)；用一組參數(shù)不同的PDLC體全息光柵串聯(lián)組成一個可調(diào)濾波器，每個光柵可對特定的一個波段(5～10nm)的光產(chǎn)生衍射使零級光強衰減，各處用不同的電場控制，當光功率變化使EDFA的增益產(chǎn)生變化時，控制電場的變化，以改變相關(guān)波段的光柵的衍射效率(即改變衰減量)，達到重新把增益拉平的效果。
本發(fā)明的基本原理是設(shè)一個PDLC濾波器(片)的透過率曲線為ln T(V，λ，d)其中，透過率用對數(shù)表示，參數(shù)為控制電壓，λ為波長，d表示光柵的有關(guān)參數(shù)。
則若干個參數(shù)不同的濾波片串接后的總透過率為ln Ttotal(λ)＝ln T1(V1，λ，d1)+ln T2(V2，λ，d2)+ln T3(V3，λ，d3)+.......
這類似于付里葉展開。當環(huán)境或其他因素的變化引起放大器的輸出產(chǎn)生變化時，只要調(diào)節(jié)各個濾波片的控制電壓，就可在一定范圍內(nèi)把輸出再調(diào)節(jié)到拉平的狀態(tài)。
本發(fā)明是基于將一組不同波長選擇性的厚體全息反射H-PDLC光柵疊加，每個光柵能夠使特定波段的零級光能量衰減，每個光柵采用不同的控制電壓達到不同衰減量，實現(xiàn)使EDFA各增益波段光功率拉平的效果。
本發(fā)明的優(yōu)點是采用厚體全息反射光柵，光柵對于波長的選擇性強，對于光柵衍射能量調(diào)控精度高，器件利用折射率匹配程度來實現(xiàn)控制，與偏振無關(guān)，同時器件具有控制電壓低，控制方法簡單，響應(yīng)時間短，制作成本低等優(yōu)良品質(zhì)。


圖1為制作聚合物分散液晶樣品盒；圖2為H-PDLC光柵制作示意圖；圖3電控單元均衡器示意圖；圖4H-PDLC動態(tài)光增益均衡器示意圖。
本方法的實施步驟為1、制備液晶光柵元件，如圖1所示，它包括兩片鍍有ITO導電層2的玻璃基片1，在玻璃基片1中灌有5～10μ的PDLC溶液4構(gòu)成的記錄層，PDLC溶液兩端置有間隔器3；2、用激光全息方法設(shè)計全息光路，在記錄層上制作體全息反射光柵，如圖2所示，圖中5為相干激光1，6為相干激光2，7為所產(chǎn)生的干涉條紋；3、設(shè)計不同的全息光路，用同樣的方法在記錄層上建立不同體全息衍射光柵，制作不同衍射特性的H-PDLC體全息光柵元件，使每個光柵具有良好的波長選擇性；4、用一組參數(shù)不同的PDLC體全息光柵串聯(lián)組成可調(diào)濾波器，每個光柵可對特定的一個波段(5～10nm)的光產(chǎn)生衍射使零級光強衰減；5、在每個光柵元件上根據(jù)需要用不同的電場控制，當光功率變化使EDFA的增益產(chǎn)生變化時，控制電場的變化，以改變相關(guān)波段的光柵的衍射效率(即改變衰減量)，實現(xiàn)重新把增益拉平的效果。圖3是表示，單個光柵元件對于特定的波段產(chǎn)生布拉格衍射，控制電場調(diào)節(jié)衍射衰減程度。由圖4所示，它說明針對四個不同波段的EDFA增益功率進行適時均衡，它是由四個針對相應(yīng)波段設(shè)計制作的厚體全息反射式H-PDLC光柵串聯(lián)組成，控制各自波段光柵的電場，改變衰減光信號，達到各信道總體輸出功率平穩(wěn)的目的。
權(quán)利要求
1.一種動態(tài)光強增益均衡器的制造方法，其特征在于，方法包括下列步驟1)制備液晶光柵元件，它包括兩片鍍有導電層的玻璃基片，在玻璃基片中灌有5～10μ的PDLC材料構(gòu)成的記錄層；2)用激光全息方法設(shè)計全息光路，在記錄層上制作體全息反射光柵；3)設(shè)計不同的全息光路，用同樣的方法在記錄層上建立不同體全息衍射光柵，制作不同衍射特性的H-PDLC體全息光柵元件，使每個光柵具有良好的波長選擇性；4)用一組參數(shù)不同的PDLC體全息光柵串聯(lián)組成可調(diào)濾波器，每個光柵可對特定的一個波段(5～10nm)的光產(chǎn)生衍射使零級光強衰減；5)在串聯(lián)組成可調(diào)濾波器的每個光柵元件上根據(jù)需要用不同的電場控制，當光功率變化使EDFA的增益產(chǎn)生變化時，控制電場的變化，以改變相關(guān)波段的光柵的衍射效率(即改變衰減量)，以實現(xiàn)重新把增益拉平的效果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種動態(tài)光強增益均衡器的制造方法，其步驟為，制備有透明導電膜的玻璃基片，在玻璃基片間涂布一層由5～10μ的PDLC材料構(gòu)成的記錄層；設(shè)計全息光路，在記錄層上制作體全息反射光柵；設(shè)計不同的全息光路在記錄層上建立不同體全息衍射光柵，制作不同衍射特性的H－PDLC體全息光柵元件；用一組參數(shù)不同的PDLC體全息光柵串聯(lián)組成一個可調(diào)濾波器，并對每個光柵元件用不同的電場控制，當光功率變化使EDFA的增益產(chǎn)生變化時，控制電場的變化，以改變相關(guān)波段的光柵的衍射效率，達到重新把增益拉平的效果。本增益均衡器波長的選擇性強，調(diào)控精度高，與偏振無關(guān)，同時具有控制電壓低，控制方法簡單，響應(yīng)時間短，制作成本低等優(yōu)點。
文檔編號G02F1/13GK1492268SQ0315076
公開日2004年4月28日 申請日期2003年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
發(fā)明者莊松林, 鄭繼紅, 顧玲娟, 蘇錦文 申請人:上海理工大學