16通道高速硅基可调光衰减器：一文带你了解是什么？详解梓冠产品在多通道光功率均衡、通信网络光功率控制、模拟信号调制等领域的实际应用

  16通道高速硅基可调光衰减器（VOA），在5G前传、数据中心互联（DCI）及相干光通信系统中，凭借其硅基光子集成技术、微秒级响应速度及低功耗设计，正成为光模块厂商、电信运营商及科研机构解决光功率动态均衡问题的首选方案。四川梓冠光电将从技术原理、核心参数及应用场景三方面，深度解析这款产品的创新价值。

  一、16通道高速硅基可调光衰减器的产品定义与工作原理

  1、产品定义

  16通道高速硅基可调光衰减器是一种基于硅基光子集成技术的全固态光学器件，可同时对16个独立光通道的功率进行动态调节，衰减范围最大值25dB，支持C波段（1530-1565nm）及L波段（1565-1625nm）应用。其核心功能包括：

  ①多通道独立控制：每个通道可单独设置衰减值，实现光功率的精准均衡；

  ②高速动态响应：支持微秒级衰减量切换，满足光网络保护倒换需求；

  ③低插入损耗：典型值≤1.5dB，避免因衰减器引入额外信号损耗。

  2、工作原理

  该产品采用热光效应与硅基波导结构相结合的技术路径，其核心结构包括：

  ①硅基波导阵列：16个独立波导通道集成于同一硅基芯片，每个通道包含一段热光调制区；

  ②加热电极：在波导上方沉积金属电极，通过电流加热改变波导材料的折射率；

  ③耦合结构：采用端面耦合或光栅耦合技术，实现与单模光纤的高效对接。

  热光效应公式：

  当电流通过加热电极时，波导区域温度升高，导致硅的折射率变化量Δn与温度变化ΔT的关系为：

  其中，硅的折射率温度系数dTdn≈1.8×10−4/℃。折射率变化会改变波导的有效折射率，进而调整光信号的传输模式，实现衰减量的动态调节。

  衰减量控制模型：

  衰减量A（dB）与加热功率P的关系可通过经验公式近似：

  其中，α为热光调制效率（dB/mW），β为初始损耗（dB），均通过出厂校准确定。用户可通过UART接口发送指令，精确控制每个通道的加热功率，从而设定目标衰减值。

  二、16通道高速硅基可调光衰减器的产品核心特点

  1、硅基集成化设计，小型化与低成本

  ①16通道集成：单芯片集成16个独立衰减通道，尺寸仅50×30×5mm，比传统分立式方案体积缩小80%；

  ②CMOS兼容工艺：采用标准硅基光子制造流程，成本较铌酸锂方案降低60%。

  2、微秒级响应，支持光网络保护

  ①上升/下降时间：≤5μs（10%-90%），比机械式VOA快100倍；

  ②保护倒换应用：在光链路故障时，可快速降低主用通道功率，同时提升备用通道功率，实现“零中断”切换。

  3、低功耗与高线性度

  ①单通道功耗：典型值≤50mW（满衰减时），16通道总功耗≤800mW；

  ②衰减线性度：≤0.1dB/dB，确保衰减量与控制电压呈严格线性关系，避免信号失真。

  4、宽波长范围与高可靠性

  ①波长范围：1525-1565nm（C波段），可选L波段扩展；

  ②MTBF：≥50万小时，通过Telcordia GR-468-CORE可靠性认证。

  三、16通道高速硅基可调光衰减器的核心参数

  四、16通道高速硅基可调光衰减器的应用场景

  1、多通道光功率均衡：5G前传与数据中心互联

  ①应用优势：

  动态均衡：在5G前传AAU（有源天线单元）中，16通道VOA可实时调整各波长光功率，补偿因光纤长度差异导致的功率不均，确保接收端灵敏度一致；

  节能降耗：通过精准衰减，避免高功率通道对低功率通道的串扰，降低光放大器能耗。

  ②案例：

  某省级运营商在5G前传网络中部署梓冠16通道VOA，将16个波长的光功率差异从±3dB压缩至±0.5dB，接收端误码率（BER）降低1个数量级，同时光放大器功耗减少20%。

  2、通信网络光功率控制：相干光通信与ROADM系统

  ①应用优势：

  相干光模块校准：在400G/800G相干光模块生产中，VOA可模拟不同传输距离的光功率衰减，加速模块参数校准；

  ROADM光层调度：在可重构光分插复用器（ROADM）中，16通道VOA可独立控制各波长的功率，避免因功率过载导致的非线性效应。

  ②案例：

  某光模块厂商在800G相干光模块测试中，采用梓冠VOA将校准时间从2小时/模块缩短至15分钟/模块，测试通过率从85%提升至98%。

  3、模拟信号调制：光子雷达与微波光子学

  ①应用优势：

  高精度调制：VOA的衰减量与控制电压呈线性关系，可用于模拟光信号的幅度调制，支撑光子雷达的波束成形；

  低噪声特性：硅基波导结构避免电光调制器的射频干扰，信噪比（SNR）提升10dB。

  ②案例：

  某科研机构在光子雷达系统中部署梓冠16通道VOA，实现16路光信号的独立幅度调制，波束指向精度提升50%，目标探测距离延长30%。

光纤长度定义

  五、总结

  四川梓冠光电的16通道高速硅基可调光衰减器通过硅基光子集成技术、热光效应调制及微秒级响应设计，解决了多通道光网络中的功率均衡、动态控制及成本优化难题。其核心优势在于：

  1、技术突破：单芯片集成16通道，功耗与成本双降；

  2、场景覆盖：从5G前传到相干光通信，再到光子雷达，展现全场景适应能力；

  3、价值提升：通过精准功率控制，显著降低系统误码率、能耗及测试成本。

  未来，随着800G/1.6T光模块及C+L波段ROADM的普及，该产品有望成为光通信基础设施中的“标准配置”，推动行业向更高带宽、更低功耗的方向演进。

  拓展阅读：

  可调光衰减器系列产品

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  产品页：

  16通道高速硅基可调光衰减器

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