在DWDM（密集波分復(fù)用）系統(tǒng)長距離高速傳輸中，通道光功率均衡是保障無誤碼傳輸?shù)暮诵男枨?，?a href="https://www.m.xiaohuo199.com/home/product/index/topid/2/id/62.html" target="_blank" title="可變光衰減器">可變光衰減器（VOA）作為動態(tài)信道均衡器（DCE）、光分插復(fù)用器（OADM）等關(guān)鍵器件的核心部件，其性能直接影響光通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。與光開關(guān)等核心光通信器件協(xié)同工作，VOA通過靈活調(diào)節(jié)各通道光功率，助力實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)高效運行，成為光通信行業(yè)不可或缺的關(guān)鍵器件。廣西科毅光通信科技有限公司（官網(wǎng)：www.m.xiaohuo199.com）深耕光通信領(lǐng)域，專注于光開關(guān)、VOA等核心產(chǎn)品的研發(fā)與銷售，為行業(yè)提供高性能光通信解決方案。

一、VOA技術(shù)發(fā)展背景與核心價值

隨著光通信網(wǎng)絡(luò)向高速率、大容量、可重構(gòu)方向發(fā)展，傳統(tǒng)機械式VOA因體積大、集成度低等問題，已難以滿足DWDM系統(tǒng)和ROADM（可重構(gòu)光分插復(fù)用器）的應(yīng)用需求。近年來，高分子可調(diào)衍射光柵、MEMS、液晶、磁光、平面光波導(dǎo)等新型VOA技術(shù)不斷涌現(xiàn)，在響應(yīng)速度、插入損耗、溫度穩(wěn)定性等核心指標(biāo)上實現(xiàn)突破，推動VOA向低成本、高集成、快響應(yīng)、混合集成的方向發(fā)展。

這些新型VOA技術(shù)與光開關(guān)等器件的協(xié)同應(yīng)用，不僅解決了多通道光功率均衡難題，更支撐了光通信網(wǎng)絡(luò)的靈活升級與擴展，成為5G、數(shù)據(jù)中心、骨干網(wǎng)等場景的核心支撐技術(shù)。

二、主流可變光衰減器（VOA）技術(shù)詳解

1.高分子可調(diào)衍射光柵VOA：快速響應(yīng)的平面光學(xué)方案

該技術(shù)基于薄膜表面調(diào)制原理，通過電信號控制聚合物表面形成正弦光柵，實現(xiàn)光強的連續(xù)調(diào)節(jié)。其結(jié)構(gòu)頂層為玻璃，下層依次為錫氧化物（ITO）、空氣-聚合物-ITO陣列及玻璃基底。

圖1：高分子可調(diào)衍射光柵

未加電時，空氣與聚合物界面呈平行平面，入射光無衍射；加電后界面形成周期變化的正弦光柵，不同電信號對應(yīng)不同相位調(diào)制度，使零級光強從100%連續(xù)衰減至0%。該技術(shù)響應(yīng)速度達(dá)微秒級，動態(tài)范圍20dB，插損小且受環(huán)境溫度影響小，無需溫度補償，還可集成光功率監(jiān)控功能，性價比突出。

2.磁光VOA:偏振無關(guān)的高速光調(diào)控技術(shù)

利用磁致旋光效應(yīng)（法拉第效應(yīng)），通過磁場控制光的偏振態(tài)變化，實現(xiàn)光能量衰減。其典型偏振無關(guān)結(jié)構(gòu)包含雙芯光纖、透鏡、雙折射晶體、法拉第旋轉(zhuǎn)器和全反射鏡。

圖2：偏振無關(guān)磁光VOA結(jié)構(gòu)和光路

光經(jīng)準(zhǔn)直后被雙折射晶體分為O光和E光，經(jīng)法拉第旋轉(zhuǎn)器反射后，通過電壓控制磁場調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)角：旋轉(zhuǎn)角0度時兩束光無法合束，衰減最大；旋轉(zhuǎn)角45度時總旋轉(zhuǎn)角達(dá)90度，兩束光平行合束，衰減最小。其核心優(yōu)勢是響應(yīng)速度極快，已實現(xiàn)小批量商用，但溫度穩(wěn)定性較差，需溫度補償，且磁疇存在影響衰減重復(fù)性。

3.液晶VOA:低成本的折射率調(diào)控方案

基于液晶折射率各向異性的雙折射效應(yīng)，外電場可改變液晶分子取向，進而調(diào)節(jié)透光特性。

圖3：液晶加電前后透光性的變化

其工作流程為：入射光經(jīng)準(zhǔn)直器準(zhǔn)直后，由雙折射晶體分為垂直偏振的O光和E光，經(jīng)液晶后偏振態(tài)互換，再通過另一塊雙折射晶體合束輸出（原資料圖4：液晶VOA工作光路，ALT標(biāo)簽：液晶VOA工作光路示意圖-廣西科毅光通信）。加載電壓時，兩束光經(jīng)第二塊雙折射晶體后分為4束，僅中間兩束被準(zhǔn)直器接收，其余光束散失實現(xiàn)衰減。該技術(shù)成本低、已批量商用，但溫度敏感性強，低溫下響應(yīng)速度慢，需溫度校準(zhǔn)。

4.MEMS VOA

分為反射式和衍射式兩類，是目前成熟度高、應(yīng)用廣泛的VOA技術(shù)。

圖4：MEMS VOA的結(jié)構(gòu)

1.      反射式VOA：硅基微反射鏡為核心部件，未加電時反射鏡水平，光反射后完全耦合至雙芯準(zhǔn)直器另一端；加電后微反射鏡靜電扭轉(zhuǎn)，入射光反射角度改變，耦合效率下降實現(xiàn)衰減。

2.      衍射式VOA：基于動態(tài)衍射光柵技術(shù)，加電時動?xùn)艞l下移形成衍射光柵，通過電壓調(diào)節(jié)一級衍射光強度，控制衰減量。

MEMS VOA已大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用，但受溫度影響較大，需溫度補償，且微機電結(jié)構(gòu)的可靠性和成品率問題導(dǎo)致價格競爭力受限。

5.平面光波導(dǎo)VOA

主要分為兩類，核心優(yōu)勢是體積小、利于集成，是未來混合集成的重要方向：

3.      MZI型：基于馬赫-曾德爾干涉儀原理，利用熱光效應(yīng)改變材料折射率，進而調(diào)整干涉臂光程差實現(xiàn)衰減。但需分束和耦合，插入損耗較大，工藝尚在完善中，封裝難度高。

圖5：基于MZI原理的平面光波導(dǎo)VOA

4.      EA型：基于電吸收調(diào)制，通過載流子注入改變吸收系數(shù)實現(xiàn)衰減，響應(yīng)速度極快，可兼作低速調(diào)制器。但其需大載流子濃度變化和長調(diào)制區(qū)域，導(dǎo)致體積和功耗增加，且與溫度相關(guān)。

6.自由空間光電材料VOA

響應(yīng)速度快、可承受大功率，采用自由空間結(jié)構(gòu)，可兼容成熟微光學(xué)器件平臺。目前已獲得部分應(yīng)用，但因材料特殊，價格較高。

三、各類VOA技術(shù)性能對比與應(yīng)用場景

四、VOA技術(shù)發(fā)展趨勢與廣西科毅布局

當(dāng)前光通信網(wǎng)絡(luò)對VOA的需求已從單一通道轉(zhuǎn)向多通道、高集成、低成本的VOA陣列，與光開關(guān)、ROADM等器件的混合集成成為核心發(fā)展方向。國外主流廠商包括Lightconnect、JDSU、Avanex等，國內(nèi)以光迅科技為代表，已成功開發(fā)4通道高分子衍射光柵VOA陣列。

廣西科毅光通信科技有限公司緊跟行業(yè)趨勢，聚焦光開關(guān)、VOA等核心光通信器件的研發(fā)與銷售，依托官網(wǎng)www.m.xiaohuo199.com為客戶提供全場景解決方案。公司密切關(guān)注高分子可調(diào)衍射光柵、平面光波導(dǎo)等前沿技術(shù)，致力于為DWDM系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心、5G承載網(wǎng)等場景提供高性能、高性價比的產(chǎn)品，助力光通信網(wǎng)絡(luò)的高效升級與穩(wěn)定運行。

擇合適的光開關(guān)及光衰減器等光學(xué)器件是一項需要綜合考量技術(shù)、性能、成本和供應(yīng)商實力的工作。希望本指南能為您提供清晰的思路。我們建議您在明確自身需求后，詳細(xì)對比關(guān)鍵參數(shù)，并優(yōu)先選擇像科毅光通信這樣技術(shù)扎實、質(zhì)量可靠、服務(wù)專業(yè)的合作伙伴。

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