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一、WDM技術(shù)及系統簡(jiǎn)介
WDM(Wavelength Division Multiplexing)波分復用技術(shù),在指單一光纖內同步傳輸多個(gè)不同波長(cháng)的光波的信號復用傳輸技術(shù)。WDM系統在發(fā)送端,將不同規定波長(cháng)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(cháng)的光載波分開(kāi)。由于不同波長(cháng)的載波是相互獨立的,所以可以完美解決雙向傳輸問(wèn)題。如下圖1,是典型的WDM系統功能框架圖。
圖1 典型WDM系統功能框架圖
WDM系統,按其中通道容量分類(lèi),可分為如下兩類(lèi):
- 稀疏波分復用(CWDM):波長(cháng)間隔大,一般為20nm;
- 密集波分復用(DWDM):波長(cháng)間隔小,小于等于0.8nm;
WDM系統,按硬件產(chǎn)品的工作原理分類(lèi),可分為如下三類(lèi)
- 濾波片式(FWDM)
- 熔融拉錐式(FBW)
- 陣列波導光柵(AWG)
針對如上基于不同原理的三種常見(jiàn)波分復用器,其主要性能的規格特點(diǎn),如下表1所示:
表1 三種常見(jiàn)波分復用器主要技術(shù)特點(diǎn)比較
器件類(lèi)型 | 工作原理 | 特點(diǎn) | 通道間隔/nm | 通道數 | 串擾/dB | 插入損耗/dB | 主要特點(diǎn) |
FWDM | 干涉 | 插入損耗低 | 1~100 | 2~6 | ≤-25 | 1.5~3 | 路數少,不能調 |
FBW | 場(chǎng)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 | 0.4、0.8、5 | 4、8、16、64、128 | ≤-35 | 3 | 溫度敏感 |
二、FWDM器件簡(jiǎn)介
FWDM通常稱(chēng)為三端口波分復用器,由薄膜濾波器(TFF)構成,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(cháng)范圍呈通帶,而對另外的波長(cháng)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(lèi)介質(zhì)薄膜型波分復用器是一種結構穩定的小型化無(wú)源光器件,信號通帶平坦,插入損耗低,通路間隔度好。廣泛應用于摻鉺光纖放大器、拉曼放大器和WDM光纖網(wǎng)絡(luò )中。實(shí)用型的該類(lèi)復用器的典型結構如下圖3所示:
圖3 介質(zhì)薄膜型波分復用器典型結構
三、FWDM器件的生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)介
FWDM器件的主要生產(chǎn)過(guò)程,由下列典型步驟構成:
貼片→雙線(xiàn)調節→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(chǎng)家,在器件制作的過(guò)程中,根據具體的工藝過(guò)程和技術(shù)特點(diǎn),主要采用反射端耦合和透射端耦合兩類(lèi)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,FWDM耦合系統在產(chǎn)線(xiàn)上,具備如下主要功能:
- 人工上、下料
- 人工/自動(dòng)點(diǎn)膠
- 自動(dòng)耦合
針對不同器件生產(chǎn)廠(chǎng)商的產(chǎn)線(xiàn)特點(diǎn),卓立漢光向業(yè)內用戶(hù)提供種類(lèi)豐富、功能完整的自動(dòng)耦合及手動(dòng)耦合兩個(gè)系列的產(chǎn)線(xiàn)解決方案。
1. FWDM器件產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)耦合系統
卓立漢光提供的自動(dòng)耦合系統,根據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(gè)系列。
(1) 反射端耦合系統的典型結構,如下圖4所示。
圖4 反射端自動(dòng)耦合系統的典型架構
該系統的重要技術(shù)參數,如下表2所示。
表2 反射端自動(dòng)耦合系統的主要技術(shù)參數
關(guān)鍵參數 | 描述 |
自動(dòng)耦合時(shí)間 | <10s |
自動(dòng)直線(xiàn)滑臺微步 | 1μm |
耦合重復性 | <0.03dB |
該系統的核心部件,是如下圖5所示的精密電動(dòng)滑臺。根據不同的器件規格,系統所配用的電動(dòng)滑臺在一定產(chǎn)品系列中可選,但典型的技術(shù)規格,如下表3所示。
圖5 自動(dòng)耦合系統(反射端耦合)中的核心電動(dòng)滑臺
表3 反射端耦合系統核心電動(dòng)滑臺的主要技術(shù)規格
(2) 透射端耦合系統的典型結構,如下圖6所示。
圖6 透射端自動(dòng)耦合系統的典型架構
該系統的重要技術(shù)參數,如下表4所示。
表4 透射端自動(dòng)耦合系統的主要技術(shù)參數
關(guān)鍵參數 | 描述 |
自動(dòng)耦合時(shí)間 | <10s |
自動(dòng)直線(xiàn)滑臺微步 | 1μm |
自動(dòng)角度滑臺微步 | 0.003° |
耦合重復性 | <0.03dB |
該系統的核心部件,是如下圖7所示的精密電動(dòng)滑臺。根據不同的器件規格,系統所配用的電動(dòng)滑臺在一定產(chǎn)品系列中可選,但典型的技術(shù)規格,如下表5所示。
圖7 自動(dòng)耦合系統(透射端耦合)中的核心電動(dòng)滑臺
表5 透射端耦合系統核心電動(dòng)滑臺的主要技術(shù)規格
2. FWDM器件產(chǎn)線(xiàn)手動(dòng)耦合系統
卓立漢光在提供自動(dòng)耦合系統的同時(shí),根據部分用戶(hù)的需求,也可以提供手動(dòng)耦合系統,保證了FWDM器件產(chǎn)線(xiàn)適配耦合系統的靈活性,拓展了產(chǎn)品適用場(chǎng)景。
手動(dòng)耦合方案的典型架構,如下圖8所示。
圖8 手動(dòng)耦合系統的典型架構
該系統中的核心組件,是卓立漢光ZL系列多維手動(dòng)精密調節系統,提供6個(gè)維度的獨立調節功能,能夠充分滿(mǎn)足產(chǎn)線(xiàn)耦合精度的要求。ZL系列的調節維度描述如下圖9所示,其主要技術(shù)規格如下表6所示。
圖9 ZL系列手動(dòng)調節系統架構及可調維度說(shuō)明
表6 ZL系列手動(dòng)調節系統主要技術(shù)規格
3. 耦合系統的附件或組件
除了上述標準的自動(dòng)耦合系統和手動(dòng)耦合系統之外,卓立漢光還同時(shí)提供產(chǎn)線(xiàn)現場(chǎng)支撐該類(lèi)耦合系統的高穩定度光學(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(hù)在完善產(chǎn)線(xiàn)硬件構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 標準尺寸的高穩定度氣浮光學(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載情況下的振幅-頻率關(guān)系曲線(xiàn),如下圖12所示。
圖12 輕負載情況下的振幅-頻率關(guān)系曲線(xiàn)
另外,針對部分希望自行組建耦合系統的用戶(hù),若其產(chǎn)線(xiàn)應用中,對耦合系統的調節頻率要求不高,卓立漢光通常推薦AK系列專(zhuān)用滑臺作為其自建耦合系統的核心滑臺。該系列產(chǎn)品的外觀(guān),如下圖13所示。
圖13 用戶(hù)自建手動(dòng)耦合系統的核心組件--AK系列手動(dòng)滑臺
綜上所述,針對光通訊領(lǐng)域內重要的FWDM器件的產(chǎn)線(xiàn)制造,卓立漢光提供的標準化自動(dòng)耦合系統和手動(dòng)耦合系統,充分滿(mǎn)足了業(yè)內廣大用戶(hù)的生產(chǎn)需求;同時(shí),為優(yōu)化耦合系統的性能或適應少數用戶(hù)個(gè)性化訂單內容,卓立漢光同時(shí)提供性能優(yōu)異的穩定支撐系統和關(guān)鍵核心組件。盡心服務(wù)所有用戶(hù),是卓立漢光不變的追求。
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