本文介紹了一種基于MEMS的可調(diào)色散補償儀并詳細(xì)講述其工作原理,利用它可以實現(xiàn)真正的多信道色散補償。
色散管理是高數(shù)據(jù)率DWDM系統(tǒng)中一項極為重要的技術(shù),尤其是對40Gbps系統(tǒng),其數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量對色散十分敏感,在實際工作中經(jīng)常用色散補償光纖(DCF)對固定色散值進行補償。
然而,DCF無法完全滿足40Gbps系統(tǒng)嚴(yán)格的公差要求。在這種高速傳輸中,傳輸信道中的色散會受每日溫差和季度溫差的影響而發(fā)生變化,這點必須加以考慮,因此需要采用可調(diào)色散補償儀對色散進行精確控制。
1、MEMS色散補償儀
目前已有很多文獻介紹了多種不同的色散補償儀,但還沒有能對每個信道進行獨立控制的多信道色散補償儀。我們在MEMS的基礎(chǔ)上采用衍射光柵技術(shù)構(gòu)建了一款多信道可調(diào)色散補償儀,并經(jīng)過實驗演示。
這種多信道可調(diào)色散補償儀由光陀螺、衍射光柵、透鏡和MEMS鏡組成,它的基本工作方式是,先將失真光信號分解為角頻分量,然后通過MEMS鏡對每個分量進行移相處理以恢復(fù)信號波形。
2 、工作原理
來自單模光纖的輸入光線首先經(jīng)過一塊透鏡進行校準(zhǔn),然后送入衍射光柵中。隨后WDM信號被分離到單獨的信道里,同時衍射光柵將每個信號分解成角頻分量。另外有一塊透鏡將每束光線進行聚焦再送入MEMS鏡,MEMS鏡分別對每個信號的光相位進行修整,然后得出合適的色散值。此時光線再返回到透鏡和衍射光柵并耦合到光纖中,最后再由光陀螺將輸出分離出來(圖1)。
通過MEMS鏡間隔和光回路可對信道間隔進行調(diào)整,我們設(shè)計中的信道間隔為3納米,不過可以很容易地將其調(diào)節(jié)為滿足ITU-T光傳輸標(biāo)準(zhǔn)的間隔。
在鏡陣列中,每面小鏡都裝有一個MEMS調(diào)節(jié)器,可單獨調(diào)節(jié)它的形狀。鏡面粗糙度對整個陣列的延遲特性有很大影響,我們優(yōu)化了鏡面生產(chǎn)工藝,成功地使表面粗糙度(包括鍍金層在內(nèi))在50納米以下。采用MEMS技術(shù)構(gòu)建的這種補償儀可以補償40多個信道。