光复用和解复用.doc

光复用器和光解复用器波分复用系统的核心部件是波分复用器件,即光复用器和光解复用器(有时也称合波器和分波器),实际上均为光学滤波器,其性能好坏在很大程度上决定了整个系统的性能。如图4-13所示。合波器的主要作用是将多个信号波长合在一根光纤中传输;分波器的主要作用是将在一根光纤中传输的多个波长信号分离。WDM系统性能好坏的关键是WDM器件,其要求是复用信道数量足够、插入损耗小、串音衰耗大和通带范围宽等。从原理上讲,合波器与分波器是相同的,只需要改变输入、输出的方向。WDM系统中使用的波分复用器件的性能满足ITU-。图4-13DWDM器件光波分复用器的种类有很多,大致可以分为四类:干涉滤光器型、光纤耦合器型、光栅型、阵列波导光栅(AWG)型。,是利用角色散元件来分离和合并不同波长的光信号。最流行的衍射光栅是在玻璃衬底上沉积环氧树脂,然后再在环氧树脂上制造光栅线,构成所谓反射型闪烁光栅。入射光照射到光栅上后,由于光栅的角色散作用,不同波长的光信号以不同的角度反射,然后经透镜会聚到图4-14,不同的输出光纤,从而完成波长选择功能;逆过程也成立,如所示。闪烁光栅的优点是高分辨的波长选择作用,可以将特定波长的绝大部分能量与其他波长进行分离且方向集中。闪烁光栅型滤波器具有优良的波长选择性,。另外,光栅型器件是并联工作的,插入损耗不会随复用通路波长数的增加而增加,因而可以获得较多的复用通路数,,其隔离度也较好。当波长间隔为1nm时隔离度可以高达55dB。闪烁光栅的缺点是插入损耗较大,通常有3~8dB,对极化很敏感,光通路带宽/通路间隔比尚不很理想,使光谱利用率不够高,对光源和波分复用器的波长容错性要求较高。此外,其温度漂移随所用材料的热膨胀系数和折射率变化而变化,/℃,比较大。若采用温度控制措施,/℃。因此,对于波分复用器采用温控措施是可行和必要的。图4-14闪烁光栅波分复用器原理这类光栅在制造上要求较精密,不适合于大批量生产,因此往往在实验室的科学研究中应用较多。除上述传统的光纤器件外,布拉格光纤光栅滤波器的制造技术也逐渐成熟起来,它的制造方法是利用高功率紫外光波束干涉,从而在光纤纤芯区形成周期性的折射率变化,精度可达每厘米10000线,如图4-15所示。布拉格光纤光栅的设计和制造比较快捷方便,成本较低,插入损耗很小,温度特性稳定,其滤波特性带内平坦,而带外十分陡峭(滚降斜率优于150dB/nm,带外抑制比高达50dB),整个器件可以直接与系统中光纤熔为一体,因此可以制作成信道间隔非常小的带通或带阻滤波器,目前在波分复用系统中得到图4-15光导纤维中布拉格光栅滤波器了广泛的应用。然而这类光纤光栅滤波器的波长适用范围较窄,只适用于单个波长,带来的好处是可以随着使用的波长数而增减滤波器,应用比较灵活。(DTF)构成的一类芯交互型波分复用器。DTF干涉滤波器是由几十层不同材料、不同折射率和不同厚度的介质膜,按照设计要求组合起来,每层的厚度为1/4波长,一层为高折射率,一层