MEMS可調(diào)色散補(bǔ)償儀原理

色散管理是高數(shù)據(jù)率DWDM系統(tǒng)中一項(xiàng)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(shí)際工作中經(jīng)常用色散補(bǔ)償光纖(DCF)對固定色散值進(jìn)行補(bǔ)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(huì)受每日溫差和季度溫差的影響而發(fā)生變化，這點(diǎn)必須加以考慮，因此需要采用可調(diào)色散補(bǔ)償儀對色散進(jìn)行精確控制。

1 MEMS色散補(bǔ)償儀

目前已有很多文獻(xiàn)介紹了多種不同的色散補(bǔ)償儀，但還沒有能對每個(gè)信道進(jìn)行獨(dú)立控制的多信道色散補(bǔ)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(bǔ)償儀，并經(jīng)過實(shí)驗(yàn)演示。

這種多信道可調(diào)色散補(bǔ)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(gè)分量進(jìn)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(jìn)行校準(zhǔn)，然后送入衍射光柵中。隨后WDM信號被分離到單獨(dú)的信道里，同時(shí)衍射光柵將每個(gè)信號分解成角頻分量。另外有一塊透鏡將每束光線進(jìn)行聚焦再送入MEMS鏡，MEMS鏡分別對每個(gè)信號的光相位進(jìn)行修整，然后得出合適的色散值。此時(shí)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。

通過MEMS鏡間隔和光回路可對信道間隔進(jìn)行調(diào)整，我們設(shè)計(jì)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(gè)MEMS調(diào)節(jié)器，可單獨(dú)調(diào)節(jié)它的形狀。鏡面粗糙度對整個(gè)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(bǔ)償儀可以補(bǔ)償40多個(gè)信道。