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濾波片式波分復(fù)用器耦合解決方案
更新時間:2020-04-21瀏覽:3170次

一、WDM技術(shù)及系統(tǒng)簡介

WDM(Wavelength Division Multiplexing)波分復(fù)用技術(shù),在指單一光纖內(nèi)同步傳輸多個不同波長的光波的信號復(fù)用傳輸技術(shù)。WDM系統(tǒng)在發(fā)送端,將不同規(guī)定波長的光載波進(jìn)行合并,然后傳入單模光纖;在接收端,將再由分波器將不同波長的光載波分開。由于不同波長的載波是相互獨立的,所以可以完美解決雙向傳輸問題。如下圖1,是典型的WDM系統(tǒng)功能框架圖。

 
圖1 典型WDM系統(tǒng)功能框架圖

WDM系統(tǒng),按其中通道容量分類,可分為如下兩類:
    -  稀疏波分復(fù)用(CWDM):波長間隔大,一般為20nm;
    -  密集波分復(fù)用(DWDM):波長間隔小,小于等于0.8nm;
WDM系統(tǒng),按硬件產(chǎn)品的工作原理分類,可分為如下三類
- 濾波片式(FWDM)
- 熔融拉錐式(FBW)
- 陣列波導(dǎo)光柵(AWG)
針對如上基于不同原理的三種常見波分復(fù)用器,其主要性能的規(guī)格特點,如下表1所示:
表1 三種常見波分復(fù)用器主要技術(shù)特點比較

器件類型

工作原理

特點

通道間隔/nm

通道數(shù)

串?dāng)_/dB

插入損耗/dB

主要特點

FWDM

干涉

插入損耗低

1~100

2~6

≤-25

1.5~3

路數(shù)少,不能調(diào)

FBW

場互耦

分光比可變

10~100

2(單模)

≤-45~10

0.2~0.5

通常只做2×2

AWG

干涉

已集成可重復(fù)

0.4、0.8、5

4、8、16、64、128

≤-35

3

溫度敏感

 

二、FWDM器件簡介
FWDM通常稱為三端口波分復(fù)用器,由薄膜濾波器(TFF)構(gòu)成,TFF由幾十層不同材料、不同折射率和不同厚度的介質(zhì)膜組合而成。一層為高折射率,一層為低折射率,從而對一定的波長范圍呈通帶,而對另外的波長范圍呈阻帶,形成所要求的濾波特性。TFF工作原理如下圖2所示:

      
圖2 薄膜濾波器(TFF)工作原理

該類介質(zhì)薄膜型波分復(fù)用器是一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的小型化無源光器件,信號通帶平坦,插入損耗低,通路間隔度好。廣泛應(yīng)用于摻鉺光纖放大器、拉曼放大器和WDM光纖網(wǎng)絡(luò)中。實用型的該類復(fù)用器的典型結(jié)構(gòu)如下圖3所示:


圖3 介質(zhì)薄膜型波分復(fù)用器典型結(jié)構(gòu)

三、FWDM器件的生產(chǎn)過程簡介
FWDM器件的主要生產(chǎn)過程,由下列典型步驟構(gòu)成:
貼片→雙線調(diào)節(jié)→組裝與對光→半成品測試→封裝→成品測試→包裝→送檢→入庫
不同的器件廠家,在器件制作的過程中,根據(jù)具體的工藝過程和技術(shù)特點,主要采用反射端耦合和透射端耦合兩類耦合方式。

四、卓立漢光在FWDM器件生產(chǎn)流程中能提供的解決方案
整體而言,F(xiàn)WDM耦合系統(tǒng)在產(chǎn)線上,具備如下主要功能:
- 人工上、下料
- 人工/自動點膠
- 自動耦合
針對不同器件生產(chǎn)廠商的產(chǎn)線特點,卓立漢光向業(yè)內(nèi)用戶提供種類豐富、功能完整的自動耦合及手動耦合兩個系列的產(chǎn)線解決方案。

1.  FWDM器件產(chǎn)線自動耦合系統(tǒng)
卓立漢光提供的自動耦合系統(tǒng),根據(jù)器件耦合位置的不同,又分為反射端耦合和透射端耦合兩個系列。
(1) 反射端耦合系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu),如下圖4所示。


圖4 反射端自動耦合系統(tǒng)的典型架構(gòu)

該系統(tǒng)的重要技術(shù)參數(shù),如下表2所示。
表2 反射端自動耦合系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)

 

關(guān)鍵參數(shù)

描述

自動耦合時間

10s

自動直線滑臺微步

1μm

耦合重復(fù)性

0.03dB

    該系統(tǒng)的核心部件,是如下圖5所示的精密電動滑臺。根據(jù)不同的器件規(guī)格,系統(tǒng)所配用的電動滑臺在一定產(chǎn)品系列中可選,但典型的技術(shù)規(guī)格,如下表3所示。


圖5 自動耦合系統(tǒng)(反射端耦合)中的核心電動滑臺

表3 反射端耦合系統(tǒng)核心電動滑臺的主要技術(shù)規(guī)格

(2) 透射端耦合系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu),如下圖6所示。


圖6 透射端自動耦合系統(tǒng)的典型架構(gòu)

該系統(tǒng)的重要技術(shù)參數(shù),如下表4所示。
表4 透射端自動耦合系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)

 

關(guān)鍵參數(shù)

描述

自動耦合時間

10s

自動直線滑臺微步

1μm

自動角度滑臺微步

0.003°

耦合重復(fù)性

0.03dB

該系統(tǒng)的核心部件,是如下圖7所示的精密電動滑臺。根據(jù)不同的器件規(guī)格,系統(tǒng)所配用的電動滑臺在一定產(chǎn)品系列中可選,但典型的技術(shù)規(guī)格,如下表5所示。


圖7 自動耦合系統(tǒng)(透射端耦合)中的核心電動滑臺

表5 透射端耦合系統(tǒng)核心電動滑臺的主要技術(shù)規(guī)格

2. FWDM器件產(chǎn)線手動耦合系統(tǒng)
卓立漢光在提供自動耦合系統(tǒng)的同時,根據(jù)部分用戶的需求,也可以提供手動耦合系統(tǒng),保證了FWDM器件產(chǎn)線適配耦合系統(tǒng)的靈活性,拓展了產(chǎn)品適用場景。
手動耦合方案的典型架構(gòu),如下圖8所示。


圖8 手動耦合系統(tǒng)的典型架構(gòu)

    該系統(tǒng)中的核心組件,是卓立漢光ZL系列多維手動精密調(diào)節(jié)系統(tǒng),提供6個維度的獨立調(diào)節(jié)功能,能夠充分滿足產(chǎn)線耦合精度的要求。ZL系列的調(diào)節(jié)維度描述如下圖9所示,其主要技術(shù)規(guī)格如下表6所示。


圖9 ZL系列手動調(diào)節(jié)系統(tǒng)架構(gòu)及可調(diào)維度說明

表6 ZL系列手動調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要技術(shù)規(guī)格

3. 耦合系統(tǒng)的附件或組件
除了上述標(biāo)準(zhǔn)的自動耦合系統(tǒng)和手動耦合系統(tǒng)之外,卓立漢光還同時提供產(chǎn)線現(xiàn)場支撐該類耦合系統(tǒng)的高穩(wěn)定度光學(xué)平臺或高平整度不銹鋼臺面(面包板)。這些單品,可為不同用戶在完善產(chǎn)線硬件構(gòu)成方面提供周到全面的性能提升。所述各種常用附件分別如下圖10和圖11所示。


圖10 標(biāo)準(zhǔn)尺寸的高穩(wěn)定度氣浮光學(xué)平臺

圖11 不同尺寸的高平整度不銹鋼臺面(面包板)

上述雙頻阻尼隔振平臺在輕負(fù)載情況下的振幅-頻率關(guān)系曲線,如下圖12所示。


圖12 輕負(fù)載情況下的振幅-頻率關(guān)系曲線

 
另外,針對部分希望自行組建耦合系統(tǒng)的用戶,若其產(chǎn)線應(yīng)用中,對耦合系統(tǒng)的調(diào)節(jié)頻率要求不高,卓立漢光通常推薦AK系列專用滑臺作為其自建耦合系統(tǒng)的核心滑臺。該系列產(chǎn)品的外觀,如下圖13所示。


圖13 用戶自建手動耦合系統(tǒng)的核心組件--AK系列手動滑臺

綜上所述,針對光通訊領(lǐng)域內(nèi)重要的FWDM器件的產(chǎn)線制造,卓立漢光提供的標(biāo)準(zhǔn)化自動耦合系統(tǒng)和手動耦合系統(tǒng),充分滿足了業(yè)內(nèi)廣大用戶的生產(chǎn)需求;同時,為優(yōu)化耦合系統(tǒng)的性能或適應(yīng)少數(shù)用戶個性化訂單內(nèi)容,卓立漢光同時提供性能優(yōu)異的穩(wěn)定支撐系統(tǒng)和關(guān)鍵核心組件。盡心服務(wù)所有用戶,是卓立漢光不變的追求。

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