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文章导读： VOA的优势、类型 MEMS Shutter型VOA MEMS微镜型VOA MEMS微镜型VOA中的WDL问题 MEMS微镜型VOA的WDL优化 MEMS（Micro Electro Mechanical System，微机电系统）技术被广泛应用于光纤通信系统中，MEMS技术与光学技术的结合，通常称作MOEMS技术。最为常用的MOEMS器件包括光衰减器VOA、光开关OS、可调光学滤波器TOF、动态增益均衡器DGE、波长选择开关WSS和矩阵光开关OXC。 VOA在光纤通信系统中常用于光功率均衡，在各种技术方案中，MEMS VOA具有尺寸小、成本低和易于制造的优势。最常用的MEMS VOA有两类：MEMS Shutter型和MEMS微镜型，前者通常以热效应驱动，后者通常以静电力驱动。 MEMS Shutter型VOA 基于MEMS Shutter的VOA结构如图1所示，MEMS Shutter被插入两根光纤之间的光路，衰减量取决于被阻挡的光束截面大小。在实际应用中，这种VOA也可以设计成反射型。 图1. 基于MEMS shutter的VOA结构 MEMS微镜型VOA 如图2所示为基于MEMS扭镜的VOA结构，它以双光纤准直器的两根尾纤作为输入/输出端口，准直光束被MEMS微镜反射偏转，从而联通输入/输出端口之间的光路。扭动微镜让光束发生偏转，从而产生光功率的衰减。 图2. 基于MEMS扭镜的VOA结构 10V的驱动电压，后者可将驱动电压降至5V以下。然而，仅仅一个微小的粉尘颗粒就会卡住梳齿电极，因此其生产良率较低。采用梳齿电极的MEMS微镜，通常需要在超净环境下封装。 图3. 两类MEMS扭镜：平板电极和梳齿电极 MEMS微镜型VOA中的WDL问题 基于MEMS shutter和MEMS微镜的VOA均有广泛应用，前者性能指标较好，但装配工艺相对复杂；后者易于装配但WDL（波长相关损耗）相对较大。在宽带应用中，此类VOA会对不同波长产生不同的衰减量，此现象定义为WDL。宽带应用中，要求WDL指标越小越好。 WDL问题源于单模光纤SMF中的模场色散，我们知道，光纤中的不同波长具有不同的模场直径，长波的模场直径更大一些。图4所示为光纤中模场的色散情况。 图4. 光纤中模场色散情况 如图4所示，光束被MEMS微镜反射偏转，不同波长的的光斑均偏离出射光纤的纤芯。在未经优化的VOA中，所有波长的光斑具有相同的偏移量。如式（1），衰减量A取决于偏移量X和模场半径ω。 (1) 在一个相对有限的波长范围内，如C波段(1.53~1.57μm)，单模光纤中的模场色散情况可以式（2）作线性近似处理 。 (2) 对于常用的康宁公司SMF-28型单模光纤，上式中的系数为a=5.2μm、b=3.11@λc=1.55μm。当中心波长λc处的衰减量Ac给定时，得到光斑的偏移量Xc如式（3）。 (3) 综合式（1-3）可得到波长范围λs~λl内的WDL如式（4），其中下标s, c, l分别代表波段范围内的短波、中波和长波。 (4) 根据式（4），当VOA的衰减量Ac设置越大时，光斑的偏移量Xc也越大，因此会产生更大的WDL，如图5, 图6所示。根据图6，在衰减范围0~20dB和波长范围1.53~1.57μm之内，最大WDL可达0.96dB。商用MEMS VOA可测得最大WDL为1.5dB，这是因为光学系统色散的影响，造成不同波长的光斑在输出光纤端面的偏移量不同。这种情况与图4所示情况不同，在图4中，所有光斑具有相同的偏移量。 图5. 对应不同衰减水平的WDL 图6. 对应不同衰减水平的WDL MEMS微镜型VOA的WDL优化 MEMS微镜型VOA中的WDL源于两个因素：模场色散和光学系统色散，两个因素的影响累加起来，让最大WDL达到1.5dB。那么这两个因素的影响能否相互抵消，以助于减小WDL呢？答案是可以，但需要精细的分析和设计。 根据式（1），长波具有更大的模场直径，因此其衰减量更小。如图4.16所示，如果光学系统能够对长波的光斑产生更大的偏移量，就可以增加长波的衰减量，从而对衰减谱线产生均衡作用。 图7. 光学系统的色散与模场色散相互抵消情况 然而，根据式（4），因两个因素产生的WDL，只能在某个特定的衰减水平Ac下完全相互抵消。当VOA器件的衰减量被设置为一个异于Ac的数值时，将会存在剩余WDL，如图8所示。 从图8中看到，在优化之前，最大WDL产生于衰减量为20dB时。如果通过优化，将衰减量为20dB时的WDL完全抵消，则最大WDL产生于衰减量为4dB时。 如果将衰减量为13dB时的WDL完全抵消，则在0~20dB的衰减范围内，最大WDL将<0.2dB。 图8. 两个引起WDL的因素相互抵消情况 10°（在现有器件中，这个角度通常为8°）。 图9 通过引入棱镜来优化WDL ； 图10 通过高色散的准直透镜来优化WDL 基于对光学系统色散的透彻分析，华中科技大学的万助军等人提出了第三种解决方案，准直透镜的材料为常用的N-SF11玻璃，透镜的曲率半径也是常用的R=1.419mm。为了优化WDL指标，得到准直透镜的其他参数之间的关联曲线如图4.20所示，曲线上任意一点给出准直透镜的一组参数：端面角度φ和透镜长度L。基于这些参数加工准直透镜，VOA器件的WDL指标将得到优化。注意图11中的端面角度φ均为负值，因此双光纤插针与准直透镜需要按照图12（d）中的方向进行装配，而非如图12（c）中的现有MEMS VOA装配方式。他们最终装配的MEMS微镜VOA如图13所示，据报道，在衰减范围0~20dB和波长范围1.53~1.57μm之内，测得最大WDL<0.4dB。 图11. WDL优化之后准直透镜参数之间的关系 图12. 通过调整准直透镜端面角度优化WDL指标 图13. MEMS微镜VOA样品 随着DWDM技术的快速发展，MEMS VOA的在光通信网络中的应用将越来越广泛。亿源通立足于现有业务的需求以及面向未来网络发展需求，推出了一系列自主研发的MEMS技术产品， 包括1×48通道的光开关， 与 WDM、PLC 或 PD 集成的 MEMS 光开关模块，以及MCS模块等。 亿源通，是一家专注于光通信无源基础器件研发、制造、销售与服务于一体的无源光通信器件OEM/ODM厂商，主要生产和销售光纤连接类产品（光纤连接器、适配器、跳线），WDM波分复用器，PLC光分路器，MEMS光开关等核心光无源基础器件，广泛应用于光纤到户、4G/5G移动通信、互联网数据中心、国防通信等领域。

    可变光衰减器（Variable Optical Attenuator，VOA）是光纤通信中一种重要的光无源器件，通过衰减传输光功率来实现对信号的实时控制，可与光波分复用器（WDM）、分光探测器（TAP PD）、掺铒光纤放大器（EDFA）等光器件构成ROADM、VMUX、增益平坦EDFA等模块，还可直接用于光接收机的过载保护。另外，光功率计等仪器仪表的计量、定标，也需要使用到VOA。         反射式MEMS VOA是基于MEMS芯片封装的微型光器件，设计思想来自于传统机械型VOA，不同的是驱动装置由庞大的步进电机变为静电开合桥，静电梳，翘动结构，压电驱动等，其工作原理如图1所示。 　　图1 反射式MEMS VOA原理图 　　基于MEMS技术的反射式VOA的结构主要分为两部分。一部分是由双芯插针和C透镜等构成的准直器组成，作为光的输入和反射输出通道。可对插针斜面角度、C透镜曲率半径和材料等参数进行优化设计，制作出不同指标要求的MEMS VOA。另一部分是MEMS密封件，通过贴片、金丝键合、真空封帽等精密工艺将MEMS芯片封装在稳定可靠的密封环境内。外界施加几伏或十几伏的电压到器件的正负引脚后，由于MEMS芯片的特定构造，在硅基镀金面与镀金反射镜面之间产生静电力，驱动MEMS芯片反射面发生微量角度的转动，从而带来入射到MEMS芯片镜面的反射光同步偏移，导致返回光的模场与耦合的单模光纤模场形成失配，产生了衰减。随着施加电压的变化，衰减也相应地变化，连续可调。当正负极间施加反偏电压时，器件仍能正常地工作。         高精密封装是MEMS VOA制作的关键所在，绵阳超光通信制作的MEMS VOA器件外形尺寸仅为5.5×22mm（不计焊接用引脚长度）。 　　VOA的技术指标主要包括：工作波长范围、工作温度、动态衰减范围、插入损耗（IL）、回波损耗（RL）、偏振相关损耗（PDL）、温度特性和波长相关损耗（WDL）等绵阳超光通信制造的MEMS VOA主要指标见表1，已达到行业内同种产品的较高水平。与同类公司相比，超光的器件还具有更佳的防静电能力与长期稳定性，且能灵活提供不同电压（5V18V）需求的产品。此外，其重量不到3g，功耗小于5mw，响应时间一般为2~3ms，非常有利于模块拼接，为光通信系统的小型化和集成化作出了重大的贡献。 表1绵阳超光通信 MEMS VOA主要性能指标 波长范围 工作温度 插损 回损 衰减范围 偏振相关损耗 温度相关损耗 CL -5℃-75℃ ≤0.8dB ≥55dB ≥30dB ≤0.3dB ≤1dB      　　上表中的偏振相关损耗与温度相关损耗都是在整个衰减范围内（0~30dB）测试，波长相关损耗则可以根据需求进行定制。同时，超光通信还提供具备断电保护功能的Dark型MEMS VOA，零伏复位衰减可以达到45dB以上，能满足更多光通信线路的应用。        MEMS VOA的模块级应用        1.低成本OADM模块        2. VMUX模块        3. 增益可调EDFA模块       随着DWDM技术的飞跃发展，VOA也得到了越来越广泛地应用，主要用于DWDM系统中各信道的功率均衡、实现增益平坦、动态增益平衡和功率过载保护。在各种不同制造技术的VOA中，基于MEMS的VOA具备显著的优势，也吸引了全球光通信厂商的目光。MEMS VOA常与DWDM、EDFA和TAP PD等一起组合成模块使用，在光通信系统小型化与集成化的前行之路上，已做出了巨大的贡献。 　　当MEMS技术更趋成熟时，芯片的制造成本也会急剧下降，将不再是器件的主要成本因素。由于MEMS器件的封装需要在净化的防静电环境下进行，且封装工艺精密复杂，因此设法降低MEMS VOA的封装成本将是各器件制造商应该考虑的关键问题。

最近正在做前面没有完成的题目，还有就是准备下四级考试。 前面看到一篇文章，写得很好，是写关于怎么样使用VOA来学习提高自己英语水平的。 我自己学习英语，我不想就仅仅只为了一个等级考试，我也想好好把自己英语水平提高，特别是自己的专业英语水平，平时我在不断的积累专业英语的单词，但是我发现自己的生活英语，口语，听力，写作由于好久没碰过了，实在很烂，于是又开始背单词，做四级试题和听听VOA里面的简单的文章了，正好，看到了这篇写关于怎么利用好VOA的文章，转载下来和大家分享！ 我觉得在VOA网站，找到你感兴趣的分类，然后把听力，字幕，原文翻译都下载下来，不断的积累，这样学英语真是一个不错的方法！这些好处，我相信了解VOA的童鞋们都明白吧、、 加油吧，为了最终赶超外国人，现在我们还不得不向他们学习，所以语言不能成为我的障碍！ 首先声明，这是转载的文章，目的仅仅是用来大家分享学习，我想这个是和原作者写文章的目的也是一致的吧、、 文章原地址： http://www.tingvoa.com/html/20090111/407.html 文章内容： 最佳实践一：用   VOA   Special English 练 听力 网站上提供的   VOA   Special English 节目文本是配有 MP3 声音的，声音文件由美国本土资深专业播音员录制，如果想有效提高自己的 英语 听力 ， VOA   Special English 节目资料将是非常好的 听力 练习素材。而最快最有效的提高 英语 听力 的方法就是做听写，怎么听呢？下面分几个层次介绍听写的方法。 （一）初级 英语 水平学生（相当于高中 英语 水平）做听写的方法 1 、下载一个 5 分钟的 report 到电脑里（包括下载 report 的 MP3 录音和文本），准备好一本英汉词典或电子词典 2 、认真 阅读 report 文本一至两遍，遇到不懂的 单词 请立即查词典。 3 、将文本放在一边，开始听 report 的 MP3 录音，并将听到的写下来，就是做听写练习。一直循环播放，尽可能的将自己能听写出来的，全部写出来。 4 、将自己的听写稿和原稿对照，找出没有听写出来的词句，并标上记号，这些没有听出来的词句可能很简单，但事实是你没有听写出来，这些就是你 听力 的盲点，所以要特别留意。 5 、再反复地听 report 的 MP3 录音，这次不用纸笔听写，而是在脑袋里做听写，就是指当你听到一句的时候，脑袋里把这一句给拼出来，确保听清每一个词句，并留意你在听写时没有写出来的词句的发音。 6 、第二天再听上面的 report 的 MP3 录音，并采用上面第 5 点所用的听法。第四天再听上面的 report 的 MP3 录音，等到第七天再听几篇，仍采用上面第 5 点所用的听法。为什么要反复地听？因为我们之所以听不懂，是因为听的太少了。反复听的目的在于强化，让你形成一种 听力 条件反射，就是让你拥有一听到某些词句就能立即条件反射式地在脑袋里写出来你所听到的词句。 练习 听力 有点像练习电脑打字里的盲打，花时间多做练习自然就会盲打，如果只是想着如何 学习 盲打而不加以练习，那你永远也学不会盲打。 （二）中级 英语 水平学生（相当于低年级 英语 专业，非 英语 专业大学本科，硕士水平）做听写的方法 基本方法与初级 英语 水平学生采用的方法类似，选择听写材料时先初听一遍，如果已经真真正正能完全听懂，说明这篇对你来讲太容易了，请换一遍难点的，采用上述方法的 1 、 3 、 4 、 5 、 6 条的顺序做听写练习。 最佳实践二：用   VOA   Special English 训练出纯正 英语 发音和表达 当你在听中文学得还不错的外国人讲中文时，经常觉得听上去很别扭，因为他的发音和句式让我们觉得很不习惯。同样，一个 英语 水平还不错的中国人在讲 英语 时，也存在中式 英语 发音和句式方面的问题。 如果你也存在 英语 发音不准、句式偏中文化会让 英语 母语国家人士难以理解你所说的，导致语言交流困难。那么，该如何合理地使用   VOA  Special English  学习 资料来帮助我们训练出纯正的 英语 发音和表达呢？下面是一个经过实践反馈具体最佳训练效果的方法。 1 、下载一个   VOA  Special English 节目的 mp3 录音和配套文本到电脑里或 MP3 播放器里； 2 、先不要播放 mp3 录音，而是自己当一次播音主持，对着节目文本，大声的朗读，并录制到电脑或其它可以录制声音的设备里； 3 、循环播放自己的录音，并对照节目的正式 mp3 录音，认真找出自己的在 单词 发音和句子升降调、轻重发音方面的问题； 4 、认真 阅读 节目文本， 学习 表达事物、情感等用到的各类句式。对于常用的句式，自已也可以模仿造几个句子，加深理解。 VOA  Special English 节目里的所有 short report （ 5 分钟的） 和 feature report （ 15 分钟）的一般都可以做为训练素材，特别是 Words and Their Stories 和 American Stories 最佳，这是因为 Words and Their Stories 和 American Stories 是讲故事性质的，主持人在播读这两个专题时更富有感**彩。 最佳实践三：用   VOA   Special English 练习纯正英文写作 我们绝大多数人学 英语 都比较喜欢听、说，很少有人经常主动进行写作训练。我们中国人学好 英语 最大的障碍就在于没有或者难以形成一种 英语 思维模式。而经常进行英文写作确确实实可以帮助我们增强 英语 思维能力，从而全面提升 英语 综合水平。 经常有人会有这样的疑问：我写出来的东西语法正确吗？句式表达地道吗？是啊，我们在写作时，很多句式结构都是自己杜撰出来的，一不小心就出现拼写错误，语法错误，中式 英语 。应该怎么避免呢？应该怎么训练出纯正的英文写作能力呢？ 答案就在这里， VOA  Special English 节目的文本都是由美国本土资深节目编辑撰写，所以   VOA Special English 节目的文本就是我们 学习 写作的最佳参考素材。下面就是具体的操作建议。 1 、首先精读你比较喜欢的某篇   VOA  Special English 专题节目文本。 VOA  Special English 节目下分 14 个专题，你应该能找到自己喜欢的专题。精读，就是要细细品读，认真 学习 新 词汇 ， 学习 其中的句式和表达， 学习 文章的段落结构。 2 、以这篇文章为参考，写一篇类似主题的文章。比如某天的 PEOPLE IN AMERICA 节目讲述了一个美国作家的生平，那么我们可以模仿写一个中国作家如郭沫若、朱自清、老舍等作家的生平。写作时模仿段落结构，模仿叙事的手法等，最后完成写作。