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随着多模光纤(Multi-Mode Fiber，MMF)通信技术的发展，多模光纤可调光衰减器(Variable Optical Attenuator，VOA)被广泛应用于多模光纤通信系统中，实现功率均衡和器件保护。目前主流MMFVOA设计方案是将线性渐变的中性密度滤光片(Neutral Density Filter，NDF)直接插入在光路中，并通过直线型步进电机驱动NDF在光路中移动，实现对衰减值的调节，但这会导致响应速度慢的问题。针对现有设计方案的缺点，本论文提出了一种可快速响应的MMFVOA。论文的主要内容如下：
系统研究了目前常见的VOA设计方案及实现原理，并比较单模光纤(Single-Mode Fiber)SMFVOA与MMFVOA的区别。考虑MMFVOA中的模式稳定性和调谐速度问题，提出了基于旋转型步进电机和线性渐变的NDF的MMFVOA，其中NDF被固定在光路中，步进电机驱动反射镜旋转，反射光束在NDF上线性移动，从而快速实现光束能量衰减。
利用Zemax软件对光学系统进行仿真分析，得到系统的耦合效率为81.678%，验证了该方案的可行性。考虑光学元件表面的反射损耗，分析得到光学系统的理论插入损耗(Insertion Loss，IL)为1.5dB，在NDF表面镀上增透膜后IL可降至0.9dB。根据仿真优化的光学结构，设计和加工了实验所需的装配组件。
完成了MMFVOA的装配和相关性能指标的测量，得到：系统的IL为2.07dB，在NDF表面镀上增透膜后IL可降至1.5dB；衰减值范围为2dB~25dB；最慢响应速度为7ms；重复性<0.1dB。
分析发现因柱面镜产生的IL为0.86dB，因此提出了一种不使用柱面镜的改进方案。改进后的MMFVOA使用旋转型步进电机驱动角锥棱镜旋转，让反射光束在NDF上移动。通过光学仿真得到其耦合效率接近100%，并根据仿真设计了该MMFVOA所需的装配组件。基于理论分析，得到改进方案的MMFVOA预期性能指标为：IL为0.5dB；衰减范围为0.5dB~30dB；最慢响应速度为14ms。
系统研究了目前常见的VOA设计方案及实现原理，并比较单模光纤(Single-Mode Fiber)SMFVOA与MMFVOA的区别。考虑MMFVOA中的模式稳定性和调谐速度问题，提出了基于旋转型步进电机和线性渐变的NDF的MMFVOA，其中NDF被固定在光路中，步进电机驱动反射镜旋转，反射光束在NDF上线性移动，从而快速实现光束能量衰减。
利用Zemax软件对光学系统进行仿真分析，得到系统的耦合效率为81.678%，验证了该方案的可行性。考虑光学元件表面的反射损耗，分析得到光学系统的理论插入损耗(Insertion Loss，IL)为1.5dB，在NDF表面镀上增透膜后IL可降至0.9dB。根据仿真优化的光学结构，设计和加工了实验所需的装配组件。
完成了MMFVOA的装配和相关性能指标的测量，得到：系统的IL为2.07dB，在NDF表面镀上增透膜后IL可降至1.5dB；衰减值范围为2dB~25dB；最慢响应速度为7ms；重复性<0.1dB。
分析发现因柱面镜产生的IL为0.86dB，因此提出了一种不使用柱面镜的改进方案。改进后的MMFVOA使用旋转型步进电机驱动角锥棱镜旋转，让反射光束在NDF上移动。通过光学仿真得到其耦合效率接近100%，并根据仿真设计了该MMFVOA所需的装配组件。基于理论分析，得到改进方案的MMFVOA预期性能指标为：IL为0.5dB；衰减范围为0.5dB~30dB；最慢响应速度为14ms。