動態(tài)可調(diào)光衰減器簡介與其在國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

動態(tài)可調(diào)光衰減器（DVOA）是解決DWDM光纖通信網(wǎng)中信道均衡問題的主要途徑之一，而隨著光纖通信由點到點傳輸向動態(tài)光網(wǎng)絡(luò)的升級，對DVOA的市場需求日益增長。DVOA主要集成在模塊或者子系統(tǒng)中，比如基于TFF濾波片的傳統(tǒng)DWDM模塊，被要求加入VOA實現(xiàn)信道的動態(tài)均衡；基于PLC技術(shù)的AWG，也以AWG+VOA模塊的形式出現(xiàn)；在ROADM子系統(tǒng)中，VOA更是不可或缺。

　　基于MEMS技術(shù)的VOA是DVOA的主要解決方案之一，具有體積小、功耗低的優(yōu)勢。奧埔達動態(tài)可調(diào)光衰減器系列產(chǎn)品是采用微機電芯片上一個可移動的轉(zhuǎn)鏡，轉(zhuǎn)鏡抑制輸入激光功率耦合到輸出光纖。器件外加電壓控制轉(zhuǎn)鏡傾斜角度，由此達到需要的衰減量。DVOA-A46具有超眾的功能和可靠性, 是微型可調(diào)衰減器最佳設(shè)計。如圖1所示；

圖1. DVOA原理和結(jié)構(gòu)

圖2. DVOA-A46單通道動態(tài)可調(diào)光衰減器

　　DVOA-A46設(shè)計中的關(guān)鍵問題之一是可靠性，支撐反射鏡的扭轉(zhuǎn)梁應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膹椥韵禂?shù)，以保證能在適當(dāng)?shù)尿?qū)動電壓（靜電驅(qū)動）或者驅(qū)動電流（電磁驅(qū)動）下偏轉(zhuǎn)足夠的角度，同時必須有足夠的強度以抗擊震動。而且，扭鏡結(jié)構(gòu)的共振頻率設(shè)計，應(yīng)遠(yuǎn)離日常環(huán)境中的振動頻率以避免共振損害，一般設(shè)計在千赫茲以上。

　　DVOA設(shè)計中的關(guān)鍵問題之二是波長相關(guān)性（WDL），雙光纖準(zhǔn)直器通過反射鏡的耦合，相當(dāng)于兩個準(zhǔn)直器之間在角度失配情況下的耦合，其WDL隨失配角度增大而劣化。一個未進行WDL優(yōu)化設(shè)計的DVOA，當(dāng)中心波長衰減25dB時，在40nm帶寬內(nèi)的WDL達1.8dB，如圖4所示。為了便于對WDL進行優(yōu)化設(shè)計，一般采用C-Lens制作雙光纖準(zhǔn)直器，比GRIN-Lens具有更好的設(shè)計靈活性，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的DVOA，在40dB衰減范圍內(nèi)的WDL，可以達到0.4dB以下。當(dāng)然，DVOA也有單通道應(yīng)用情況，對WDL就沒有那么高的要求了。

　　目前，國內(nèi)具有MEMS VOA芯片供貨能力的有武漢光迅科技、廣州奧埔達光電科技和廣州銀訊光電三家公司，前者的技術(shù)來自一位海歸博士，后兩者的技術(shù)來自北美華人，而投資方均為國內(nèi)企業(yè)。國內(nèi)比較完整的MEMS工藝線有兩條，分別屬于中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所和北京大學(xué)微電子中心，廣州奧埔達光電科技就是在這些國內(nèi)工藝線進行流片，推出完全國產(chǎn)化的MEMS VOA系列產(chǎn)品。

　　前述三家公司，均有MEMS VOA封裝能力，而國內(nèi)一些其他公司，在其模塊或者子系統(tǒng)中有大量的MEMS VOA需求，或者直接購買封裝好的器件，但是為了提升利潤空間，均傾向于購買MEMS芯片來自行封裝，如武漢光訊科技、福州高意科技等公司。