本發明專利技術公開了一種可自動穩定擋板位置的靜電驅動可變光衰減器，包括擋板、活動梳齒、彈簧、第一錨區、固定梳齒電極、活動梳齒電極、光纖槽固定框、固定梳齒、應變電阻、應變電極、襯底和第二錨區；光纖槽固定框圍成光纖槽，擋板嵌在光纖槽中，擋板的一端固定連接在活動梳齒的一側；每個第一錨區的頂面設有一個活動梳齒電極，每個應變電阻的頂面設有一個應變電極；彈簧的兩側分別與一個應變電阻連接，且彈簧的中部與活動梳齒固定連接；第二錨區的一側設有固定梳齒，固定梳齒和活動梳齒交替布置，第二錨區的頂面設有一個固定梳齒電極。該靜電驅動可變光衰減器可動態調節活動梳齒的驅動電壓，從而穩定擋板的輸出位置。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種靜電驅動可變光衰減器，具體來說，涉及一種可自動穩定擋板位 置的靜電驅動可變光衰減器。
技術介紹
可調變光衰減器(VOA)是光網絡中的一種重要的光纖無源器件，是組成光放大器 的關鍵部件，在光纖通信系統中起到功率平衡的關鍵作用。可調變光衰減器類型包括機械 型，波導型，液晶型，和微機械(MEMS)型等。其中波導型與液晶型可調變光衰減器尚不 成熟，機械式可調變光衰減器應用最廣，但體積較大，結構復雜。MEMS型可調變光衰減器 性能可靠，結構緊湊，造價低廉，易于批量生產，具有廣泛的發展前景。目前的MEMS型 可調變光衰減器主要有擋板結構和微鏡結構。前者工藝設計較復雜，而后者則難在封裝。 通常的擋板型結構由于結構材料本身選擇及加工過程等可能帶來機械結構在恒定驅動力 下的位置漂移問題，從而造成輸出波動。因此MEMS可調變光衰減器仍是目前的研究熱點之O
技術實現思路
技術問題本專利技術所要解決的技術問題是提供一種可自動穩定擋板位置的靜電 驅動可變光衰減器，該靜電驅動可變光衰減器可動態調節活動梳齒的驅動電壓，從而穩定 擋板的輸出位置。技術方案為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是一種可自動穩定擋板位置的靜電驅動可變光衰減器，該靜電驅動可變光衰減器包 括擋板、活動梳齒、兩側沿縱向彎折的彈簧、兩個第一錨區、固定梳齒電極、兩個活動梳齒電 極、光纖槽固定框、固定梳齒、兩個應變電阻、兩個應變電極、襯底和第二錨區；光纖槽固定 框、第一錨區、第二錨區和應變電阻分別固定連接在襯底上，且應變電阻和第一錨區之間設 有絕緣層；光纖槽固定框圍成光纖槽，擋板嵌在光纖槽中，擋板的一端固定連接在活動梳齒 的一側；每個第一錨區的頂面設有一個活動梳齒電極，每個應變電阻的頂面設有一個應變 電極；彈簧的兩側分別與一個應變電阻連接，且彈簧的中部與活動梳齒固定連接；第二錨 區的一側設有固定梳齒，固定梳齒和活動梳齒交替布置，第二錨區的頂面設有一個固定梳 齒電極。進一步，所述的可自動穩定擋板位置的靜電驅動可變光衰減器，還包括反饋驅動 電路，該反饋驅動電路包括電流源、電位器、第一電阻、第二電阻、輸出電阻、應變電阻、放大 器和三極管，電流源和應變電阻構成電橋的一個邊，電位器和第一電阻構成電橋的另一邊， 該電橋兩邊的輸出端接放大器，放大器輸出控制三極管導通狀態，三極管的基極與放大器 輸出端之間連接第二電阻，三極管的發射極接地，三極管的集電極和電源之間接輸出電阻， 輸出電阻的兩端接活動梳齒電極和固定梳齒電極。有益效果與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果(I)可動態調節活動梳齒的驅動電壓，從而穩定擋板的輸出位置。本專利技術的靜電驅 動可變光衰減器中，設有應變電阻、應變電極和反饋驅動電路。反饋驅動電路可以將應變電 阻的信號和驅動電壓聯系起來，構成負反饋。如果驅動電壓發生變化時，將引起擋板位置的 變化，從而影響接受光信號強度。擋板位置發生變化，應變電阻隨之發生變化。應變電阻發 生變化，導致該電橋臂上的電壓相對另一邊發生變化，放大器根據輸入電壓的變化調節三 極管的導通狀態，改變驅動電壓，使擋板位置回復設定位置。即實現負反饋。應變電阻通過 放大器調節驅動電壓，使驅動電壓保持穩定。因此，調節驅動電壓可以調節擋板位置，進而 可調節接收光纖中的光強，達到可調節光衰減的目的，避免了溫度和電壓波動等因素對驅 動電壓的影響。(2)可隨時輸出不同的光強度。在本專利技術中，如果需要輸出不同的光強度，可調節 反饋驅動電路中的電位器來實現。調節電位器，可以改變反饋驅動電路輸出的驅動電壓。由 于驅動電壓的輸出端分別與固定梳齒電極和活動梳齒電極連接，所以可以改變加載在固定 梳齒和活動梳齒上的電壓，影響活動梳齒的移動幅度，進而改變擋板的位置，實現不同光強 度的輸出。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖。圖2是本專利技術的剖視圖。圖3是本專利技術中反饋驅動電路的原理圖。圖中有擋板1、活動梳齒2、彈簧3、第一錨區4、固定梳齒電極5、活動梳齒電極6、 光纖槽固定框7、固定梳齒8、應變電阻9、應變電極10、襯底11、第二錨區12、光纖槽13、電 流源Cl、電位器W、第一電阻R1、放大器A、第二電阻R2、三極管Q、輸出電阻Re。具體實施方式下面結合附圖，對本專利技術的技術方案進行詳細的說明。如圖1所示，本專利技術的一種可自動穩定擋板位置的靜電驅動可變光衰減器，包括 擋板1、活動梳齒2、兩側沿縱向彎折的彈簧3、兩個第一錨區4、固定梳齒電極5、兩個活動梳 齒電極6、光纖槽固定框7、固定梳齒8、兩個應變電阻9、兩個應變電極10、襯底11和第二 錨區12。光纖槽固定框7、第一錨區4、第二錨區12和應變電阻9分別固定連接在襯底11 上，且應變電阻9和第一錨區4之間設有絕緣層。光纖槽固定框7圍成光纖槽13。擋板I 嵌在光纖槽13中。擋板I的一端固定連接在活動梳齒2的一側。每個第一錨區4的頂面 設有一個活動梳齒電極6。每個應變電阻9的頂面設有一個應變電極10。彈簧3的兩側分 別與一個應變電阻9連接，且彈簧3的中部與活動梳齒2固定連接。第二錨區12的一側設 有固定梳齒8。固定梳齒8和活動梳齒2交替布置，第二錨區12的頂面設有一個固定梳齒 電極5。進一步，上述可自動穩定擋板位置的靜電驅動可變光衰減器，還包括反饋驅動電 路，該反饋驅動電路包括電流源Cl、電位器W、第一電阻R1、第二電阻R2、輸出電阻Re、應變 電阻9、放大器A和三極管Q,電流源Cl和應變電阻9構成電橋的一個邊，電位器W和第一 電阻Rl構成電橋的另一邊，該電橋兩邊的輸出端接放大器A,放大器A輸出控制三極管Q導通狀態，三極管Q的基極與放大器A輸出端之間連接第二電阻R2，三極管Q的發射極接地， 三極管Q的集電極和電源之間接輸出電阻Re，輸出電阻Re的兩端接活動梳齒電極6和固 定梳齒電極5。輸出電阻Re用于提供靜電電壓。三極管Q采用NPN型三極管。應變電阻9 可采用多晶硅材料制成。進一步，所述的擋板1、活動梳齒2、彈簧3、第一錨區4、光纖槽固定框7和第二錨 區12為同一種導電材料制成。這些部件由同一種導電材料制成，有利于簡化制作工藝，同 時保證各個部件的對準精度。進一步，所述的固定梳齒電極5、活動梳齒電極6和應變電極10為同一種金屬材料 制成。這些部件由同一種金屬材料制成有利于簡化制作工藝。進一步，所述的襯底11上設有凹槽，凹槽位于光纖槽13、擋板1、活動梳齒2和彈 簧3的下方。設置凹槽，是為了保證擋板I和活動梳齒2有移動空間，避免擋板I和活動梳 齒2直接與襯底11摩擦。上述可自動穩定擋板位置的靜電驅動可變光衰減器在工作時，先將光纖安裝在光 纖槽13中，當一根光纖發射光束時將受到放置在兩個光纖中間的擋板I的阻擋，另一根光 纖不能收到光信號。控制電路施加在靜電執行器上的驅動電壓，則執行器移動擋板1，使光 纖傳輸通道露出一定的空隙，一根光纖發出的光將有一部分照射到擋板上，另一部分穿過 擋板I移動留下的空隙傳輸到另一根光纖中。在固定梳齒電極5和活動梳齒電極6之間施 加驅動電壓，將移動擋板I位置，調節光線接受信號的強度。應變電阻9的大小與擋板I的 位置有關，通過圖3的反饋驅動電路，可以將應變電阻的信號和驅動電壓聯系起來，構成負 反饋。如果驅動電壓由于某種原因發生變化時，將引起擋板I位置的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種可自動穩定擋板位置的靜電驅動可變光衰減器，其特征在于，該靜電驅動可變光衰減器包括擋板（1）、活動梳齒（2）、兩側沿縱向彎折的彈簧（3）、兩個第一錨區（4）、固定梳齒電極（5）、兩個活動梳齒電極（6）、光纖槽固定框（7）、固定梳齒（8）、兩個應變電阻（9）、兩個應變電極（10）、襯底（11）和第二錨區（12）；?光纖槽固定框（7）、第一錨區（4）、第二錨區（12）和應變電阻（9）分別固定連接在襯底（11）上，且應變電阻（9）和第一錨區（4）之間設有絕緣層；光纖槽固定框（7）圍成光纖槽（13），擋板（1）嵌在光纖槽（13）中，擋板（1）的一端固定連接在活動梳齒（2）的一側；每個第一錨區（4）的頂面設有一個活動梳齒電極（6），每個應變電阻（9）的頂面設有一個應變電極（10）；彈簧（3）的兩側分別與一個應變電阻（9）連接，且彈簧（3）的中部與活動梳齒（2）固定連接；第二錨區（12）的一側設有固定梳齒（8），固定梳齒（8）和活動梳齒（2）交替布置，第二錨區（12）的頂面設有一個固定梳齒電極（5）。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：秦明，匡蕾，陳升齊，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：
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